本發(fā)明涉及在無軌路上行駛的電動(dòng)車輛以及使用了該電動(dòng)車輛的車輛供電方法。更詳細(xì)而言，本發(fā)明涉及通過在行駛中使通電臂與外部電力線接觸而能夠進(jìn)行超高速供電的電動(dòng)車輛、以及使用了該電動(dòng)車輛的車輛供電方法。

背景技術(shù)：

以往，作為電動(dòng)車輛的充電方法，公知在電動(dòng)車輛的停車中將充電口與電動(dòng)車輛連接進(jìn)行充電的接觸式充電、以非接觸狀態(tài)借助磁力進(jìn)行充電的非接觸充電。

在前者的情況下，即便采用比較快的急速充電方式，在當(dāng)前設(shè)置的充電裝置中，電動(dòng)車輛充滿電需要大約30分鐘，不得不說與汽油車相比而實(shí)用性較低。

后者的非接觸充電雖借助磁力進(jìn)行充電，但由于還不得不考慮磁力對(duì)外部造成的影響，因此存在充電電力低、因技術(shù)以及設(shè)備的復(fù)雜性而使針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投資成本較高這樣的課題。

然而，從環(huán)境問題的觀點(diǎn)出發(fā)，電動(dòng)車輛的實(shí)用化為當(dāng)務(wù)之急，謀求盡早開發(fā)出具有與汽油車同等的便利性的電動(dòng)車輛。

因此，如日本特開2006-246568號(hào)公報(bào)以及日本特開2001-128304號(hào)公報(bào)那樣，提出了為了提高電動(dòng)車輛的便利性而在行駛中進(jìn)行充電的技術(shù)。然而，該技術(shù)全部處于構(gòu)想階段，實(shí)際上一直以來都沒有深入研究并使之具體化。

另外，從行駛中進(jìn)行充電的觀點(diǎn)來看，作為比較接近且進(jìn)歩顯著的技術(shù)，存在有日本特開2008-263741號(hào)公報(bào)以及日本特開2009-171772號(hào)公報(bào)這樣的混合動(dòng)力電車的技術(shù)。這種在軌道上行駛的車輛在電化區(qū)間與非電化區(qū)間中行駛。并且，在電化區(qū)間中利用來自架線的電力來行駛并且對(duì)搭載于車輛的蓄電裝置進(jìn)行充電，在非電化區(qū)間中利用蓄電裝置的充電電力來行駛。

然而，在行駛于軌道上的車輛的情況下，由于是在大致以規(guī)定的車速從電化區(qū)間的起點(diǎn)行駛至終點(diǎn)的前提下構(gòu)建的，因此只要能夠在電化區(qū)間內(nèi)將蓄電裝置充滿電即可，因而，只要設(shè)定電化區(qū)間與非電化區(qū)間的長度、充電速度即可。

因此，在如行駛于無軌路的汽車那樣與駕駛員的意思相應(yīng)地控制電化區(qū)間內(nèi)的車速、相對(duì)于架線的接觸與脫離的環(huán)境下，充電時(shí)間得不到確切的保證。因此，從根本上考慮方式是不同的，無法簡單地沿用混合動(dòng)力電車的技術(shù)。

鑒于這樣的情況，本申請的申請人提出了日本特開2013-208008號(hào)公報(bào)(以下稱作“JP2013-208008A”。)所記載的技術(shù)。在JP2013-208008A的供電控制(圖4～圖6)中，在受電臂AM與架線接觸端子CT接觸前的“II：即將供電之前”時(shí)進(jìn)行預(yù)充電。另外，在受電臂AM與架線接觸端子CT接觸后的“II I：供電初期”，控制向高壓蓄電池24流動(dòng)的電流(蓄電池電流Ib)緩緩增加。在之后的“IV：供電”時(shí)使外部電源裝置12與高壓蓄電池24直接連結(jié)。

如上所述，在JP2013-208008A中，分成“II：即將供電之前”、“III：供電初期”以及“IV：供電”而使控制變化。在JP2013-208008A中，在充電時(shí)蓄電池電流Ib受到限制的電流增加區(qū)間(“III：供電初期”)增長(圖6)。因此，充電時(shí)間依舊較長，不得不與之相應(yīng)地增長架線區(qū)間，因此在實(shí)用化方面存在課題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述課題而作出的，其目的在于提供能夠?qū)υ跓o軌路上行駛的電動(dòng)車輛的蓄電裝置進(jìn)行超高速充電的電動(dòng)車輛以及車輛供電方法。

本發(fā)明所涉及的電動(dòng)車輛在無軌路上行駛，其特征在于，所述電動(dòng)車輛具備：行駛馬達(dá)；蓄電裝置，其向所述行駛馬達(dá)供給電力；通電部，其與供電部接觸且使所述供電部與所述蓄電裝置之間電連接；電壓轉(zhuǎn)換器，其調(diào)整經(jīng)由所述通電部從所述供電部向所述蓄電裝置供給的電力；以及控制裝置，其控制所述電壓轉(zhuǎn)換器，所述控制裝置執(zhí)行第一充電控制與第二充電控制，在所述第一充電控制中，以限制從所述供電部朝向所述蓄電裝置的輸入電流或者每單位時(shí)間的所述輸入電流的變化量的方式控制所述電壓轉(zhuǎn)換器，對(duì)所述蓄電裝置進(jìn)行充電，在所述第二充電控制中，使所述電壓轉(zhuǎn)換器的變壓動(dòng)作停止，不進(jìn)行變壓地使來自所述供電部的電力向所述蓄電裝置充電，或者根據(jù)向所述蓄電裝置供給的電力的目標(biāo)值即目標(biāo)電力而控制所述電壓轉(zhuǎn)換器，對(duì)所述蓄電裝置進(jìn)行充電，所述控制裝置一邊使所述通電部與所述供電部的接點(diǎn)移動(dòng)一邊執(zhí)行所述第一充電控制以及所述第二充電控制，當(dāng)所述通電部與所述供電部接觸時(shí)執(zhí)行所述第一充電控制，在所述第一充電控制之后，執(zhí)行所述第二充電控制，所述第二充電控制的執(zhí)行時(shí)間比所述第一充電控制的執(zhí)行時(shí)間長。

根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)通電部與供電部接觸時(shí)，進(jìn)行將朝向蓄電裝置輸入的輸入電流(包括每單位時(shí)間的變化量。)作為控制對(duì)象的第一充電控制。由此，能夠防止通電開始時(shí)的瞬間浪涌電流，防止供電部與通電部的熔敷、或者供電部側(cè)或通電部側(cè)的電路的破損。另外，在第一充電控制之后，執(zhí)行第二充電控制，在該第二充電控制中，執(zhí)行無變壓的供電或者使用了目標(biāo)電力的供電(即，不直接限制朝向蓄電裝置輸入的輸入電流以及輸入電壓的供電)，第二充電控制的執(zhí)行時(shí)間比第一充電控制的執(zhí)行時(shí)間長。因此，通過組合第一充電控制與第二充電控制，能夠在極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行充電。

此外，通過在從第一充電控制到第二充電控制的控制環(huán)境下使供電部與通電部的接點(diǎn)移動(dòng)并接觸，從而使接點(diǎn)處的發(fā)熱不會(huì)向一處集中。由此，即便在比第一充電控制更久地進(jìn)行的第二充電控制中通電高電流，也能夠防止供電部與通電部的熔敷、或者供電部側(cè)或通電部側(cè)的電路的破損。

此外，由于能夠通過第一充電控制以及第二充電控制在極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行充電，因此，對(duì)于在無軌路上行駛的情況等成為問題的、因駕駛員的意志而使朝向供電部接觸的接觸位置以及從供電部脫離的脫離位置發(fā)生變化、以及在由供電部規(guī)定的供電區(qū)間內(nèi)高速行駛等所引起的充電時(shí)間無法預(yù)測的狀況，也能夠可靠地對(duì)蓄電裝置進(jìn)行充電。

在此基礎(chǔ)上，由于能夠在極短時(shí)間內(nèi)充電，因此能夠?qū)⒐╇妳^(qū)間的設(shè)置距離以及數(shù)量設(shè)為最低限度，也能夠降低針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投資成本。

也可以是，在所述第二充電控制中，當(dāng)朝向所述蓄電裝置輸入的輸入電壓達(dá)到所述蓄電裝置的滿充電電壓時(shí)，所述控制裝置執(zhí)行使所述電壓轉(zhuǎn)換器動(dòng)作的第三充電控制，使得所述輸入電壓維持為所述滿充電電壓。由此，能夠更可靠地將蓄電裝置充滿電。

也可以是，在所述通電部的前端形成有與所述供電部接觸的輥形狀的端子。由此，能夠減輕通電部相對(duì)于供電部的接觸部的損傷。

也可以是，所述電動(dòng)車輛具備在行駛中使所述通電部在車身的側(cè)方突出的臂位移機(jī)構(gòu)。由此，能夠在行駛路的側(cè)方配置供電部，因此能夠以低成本進(jìn)行供電部的設(shè)置。即，與將供電部配置在車身的上方的情況相比，由于能夠?qū)⒐╇姴吭O(shè)置在更低的位置，因此能夠簡化用于支承供電部的設(shè)備。另外，在將供電部配置于車身的下方的情況下，需要向行駛路內(nèi)埋入供電部，但在將供電部配置于行駛路的側(cè)方的情況下，不需要將供電部向行駛路內(nèi)埋入。因此，能夠簡單地配置供電部。

本發(fā)明所涉及的車輛供電方法在電動(dòng)車輛的通電部與外部供電裝置的供電部接觸的狀態(tài)下利用所述外部供電裝置的電力對(duì)所述電動(dòng)車輛的蓄電裝置進(jìn)行充電，其特征在于，所述電動(dòng)車輛在無軌路上行駛，在所述電動(dòng)車輛中，執(zhí)行第一充電控制與第二充電控制，在所述第一充電控制中，以限制從所述供電部朝向所述蓄電裝置的輸入電流或者每單位時(shí)間的所述輸入電流的變化量的方式控制電壓轉(zhuǎn)換器，對(duì)所述蓄電裝置進(jìn)行充電，在所述第二充電控制中，使所述電壓轉(zhuǎn)換器的變壓動(dòng)作停止，不進(jìn)行變壓地使來自所述供電部的電力向所述蓄電裝置充電，或者根據(jù)向所述蓄電裝置供給的電力的目標(biāo)值、即目標(biāo)電力值而控制所述電壓轉(zhuǎn)換器，對(duì)所述蓄電裝置進(jìn)行充電，在所述電動(dòng)車輛中，一邊使所述通電部與所述供電部的接點(diǎn)移動(dòng)，一邊執(zhí)行所述第一充電控制以及所述第二充電控制，當(dāng)所述通電部與所述供電部接觸時(shí)執(zhí)行所述第一充電控制，在所述第一充電控制之后執(zhí)行所述第二充電控制，所述供電部能夠在任意位置與所述通電部開始接觸以及分離，在所述蓄電裝置的剩余容量為規(guī)定值、并且所述電動(dòng)車輛的車速或所述供電部的移動(dòng)速度為假定速度或者處于假定速度范圍內(nèi)的狀態(tài)下所述通電部與所述供電部接觸時(shí)，所述第一充電控制以及所述第二充電控制在比所述供電部的全長的一半短的范圍內(nèi)結(jié)束，并且所述第二充電控制的執(zhí)行時(shí)間比所述第一充電控制的執(zhí)行時(shí)間長。

附圖說明

圖1是具備本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)車輛的充電系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)圖。

圖2是強(qiáng)調(diào)示出所述實(shí)施方式中的所述充電系統(tǒng)的局部的俯視圖。

圖3是強(qiáng)調(diào)示出所述實(shí)施方式中的所述充電系統(tǒng)的局部的主視圖。

圖4是簡要示出所述實(shí)施方式中的外部供電裝置的局部的外觀圖。

圖5是所述實(shí)施方式中的通電臂控制的流程圖。

圖6是所述實(shí)施方式中的所述電動(dòng)車輛的受電控制的流程圖。

圖7是示出執(zhí)行圖6的流程圖的情況下的蓄電池的端子間電壓以及輸入輸出電流的一個(gè)例子的圖。

圖8是電流限制控制的流程圖(圖6的S13的詳細(xì)內(nèi)容)。

圖9是目標(biāo)電壓控制的流程圖(圖6的S17的詳細(xì)內(nèi)容)。

圖10是具備本發(fā)明的變形例所涉及的電動(dòng)車輛的充電系統(tǒng)的簡要結(jié)構(gòu)圖。

圖11是目標(biāo)電力控制的流程圖。

具體實(shí)施方式

I.一實(shí)施方式

1A.結(jié)構(gòu)

[1A-1.整體結(jié)構(gòu)]

圖1是具備本發(fā)明的一實(shí)施方式所涉及的電動(dòng)車輛12的充電系統(tǒng)10的簡要結(jié)構(gòu)圖。圖2是強(qiáng)調(diào)示出充電系統(tǒng)10的局部的俯視圖。圖3是強(qiáng)調(diào)示出充電系統(tǒng)10的局部的主視圖。如圖1～圖3所示，充電系統(tǒng)10在電動(dòng)車輛12(以下也稱作“車輛12”。)之外還包括外部供電裝置14(以下也稱作“供電裝置14”。)。圖2以及圖3中的方向(“前“、“后”、“左”、“右”、“上”以及“下”)均是以車輛12為基準(zhǔn)的方向(圖4也相同。)。

在本實(shí)施方式中，從供電裝置14向車輛12供給電力，進(jìn)行車輛12的行駛用蓄電池24(圖1)的充電等。相反，也可以從車輛12向外部裝置(供電裝置14等)供給電力。

[1A-2.電動(dòng)車輛12]

(1A-2-1.車輛12的整體結(jié)構(gòu))

如圖1～圖3所示，車輛12具有行駛馬達(dá)20(以下也稱作“馬達(dá)20”。)、逆變器22、行駛用蓄電池24(以下也稱作“蓄電池24”。)、通電臂26、DC/DC換流器28、電容器30、32、電壓傳感器34、36、38、40、電流傳感器42、44、SOC傳感器46、臂展開機(jī)構(gòu)48(以下也稱作“展開機(jī)構(gòu)48”。)、臂展開開關(guān)50、以及通電電控制裝置52(以下稱作“通電ECU52”或者“ECU52”。)。

車輛12在無軌路上行駛。換言之，電動(dòng)車輛12與像鐵路車輛等那樣在軌道上行駛的車輛不同，能夠自如地改變軌道。

(1A-2-2.行駛馬達(dá)20)

馬達(dá)20采用三相交流無刷式，基于經(jīng)由逆變器22從蓄電池24供給的電力而生成車輛12的驅(qū)動(dòng)力F[N](或者轉(zhuǎn)矩[N·m])。另外，馬達(dá)20通過將進(jìn)行再生來生成的電力(再生電力Preg)[W]向蓄電池24輸出而進(jìn)行蓄電池24的充電。再生電力Preg也可以向未圖示的降壓型換流器、低電壓蓄電池以及輔助設(shè)備輸出。

(1A-2-3.逆變器22)

逆變器22采用三相全橋型的結(jié)構(gòu)，將來自蓄電池24的直流轉(zhuǎn)換成三相的交流而向馬達(dá)20供給，另一方面，將與再生動(dòng)作相伴的交流/直流轉(zhuǎn)換后的直流向蓄電池24等供給。

(1A-2-4.蓄電池24)

蓄電池24是包括多個(gè)蓄電池單體的蓄電裝置(能量儲(chǔ)存器)，例如能夠利用鋰離子充電電池、鎳氫電池等?；蛘撸材軌蛱娲铍姵?4或者在蓄電池24的基礎(chǔ)上使用電容等蓄電裝置。需要說明的是，也可以在逆變器22與蓄電池24之間設(shè)置未圖示的DC/DC換流器，對(duì)蓄電池24的輸出電壓或者馬達(dá)20的輸出電壓進(jìn)行升壓或者降壓。

(1A-2-5.通電臂26)

通電臂26(以下也稱作“臂26”。)是在利用來自供電裝置14的電力對(duì)蓄電池24進(jìn)行充電時(shí)與供電裝置14接觸的部位(通電部)。如圖2所示，通電臂26在前輪Wf以及后輪Wr之間以其一端(固定端)能夠?qū)⑿D(zhuǎn)軸60作為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與車身62連結(jié)。因此，通電臂26能夠在與供電裝置14接觸時(shí)朝向車輛12的車寬方向或者側(cè)方(在本實(shí)施方式中為右側(cè))展開(位移)。

在通電臂26的前端設(shè)置具有受電部72(通電部)以及接觸傳感器74的通電頭70。受電部72包括正極端子76p以及負(fù)極端子76n。正極端子76p以及負(fù)極端子76n分別經(jīng)由未圖示的導(dǎo)電構(gòu)件與固定端側(cè)電連接。本實(shí)施方式的正極端子76p以及負(fù)極端子76n呈輥形狀(參照圖2以及圖3)。通過使受電部72與供電裝置14的外部電力線170(供電部或者供電線)接觸而使車輛12與供電裝置14電連接。

接觸傳感器74用于檢測通電頭70與外部供電裝置14(后述的外部電力線170)的接觸，例如由配置于通電頭70的局部的壓力傳感器構(gòu)成?；蛘撸佑|傳感器74也可以構(gòu)成為配置在受電部72與換流器28之間的電壓傳感器。

關(guān)于通電臂26的主要結(jié)構(gòu)，例如能夠使用日本特開2013-233037號(hào)公報(bào)所述的結(jié)構(gòu)。

(1A-2-6.DC/DC換流器28)

DC/DC換流器28(以下也稱作“換流器28”或者“車輛側(cè)換流器28”。)對(duì)供電裝置14的輸出電壓(以下稱作“輸出電壓Vs”或者“供電電壓Vs”。)進(jìn)行變壓而將其向逆變器22以及蓄電池24輸出。在此基礎(chǔ)上，換流器28能夠?qū)碜孕铍姵?4的輸出電壓進(jìn)行變壓，經(jīng)由受電部72向外部(例如為外部供電裝置14)供給。

本實(shí)施方式的換流器28對(duì)供電電壓Vs進(jìn)行降壓而將其向車輛12側(cè)輸出，并且對(duì)蓄電池24的輸出電壓進(jìn)行升壓而將其向外部輸出。然而，換流器28也可以僅進(jìn)行供電電壓Vs的升壓或者進(jìn)行升壓以及降壓。

如圖1所示，換流器28具有上臂80、下臂82以及扼流圈84。上臂80包括開關(guān)元件86u和與之逆向并列配置的二極管88u。下臂82包括開關(guān)元件86l和與之逆向并列配置的二極管88l。作為開關(guān)元件86u、86l，采用MOSFET(包括SiC(碳化硅)型MOSFET。)或者IGBT等電力開關(guān)元件。

開關(guān)元件86u通過從ECU52供給的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Su進(jìn)行開閉，開關(guān)元件86l通過從ECU52供給的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sl進(jìn)行開閉。驅(qū)動(dòng)信號(hào)Su、Sl是PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)。

需要說明的是，在圖1中，開關(guān)元件86u、86l分別各示出一個(gè)，但也可以由各自并列配置的多個(gè)開關(guān)元件構(gòu)成。換言之，也可以設(shè)置并列配置的多個(gè)開關(guān)元件86u與并列配置的多個(gè)開關(guān)元件86l。另外，在使用多個(gè)開關(guān)元件86u的情況下，也可以將其中的一個(gè)或者多個(gè)設(shè)為SiC型MOSFET，剩余由IGBT構(gòu)成。由此，能夠通過SiC型MOSFET提高電流的通過速度，通過IGBT使大電流通過。同樣，二極管88u、88l也可以由并列配置的多個(gè)二極管構(gòu)成。

(1A-2-7.電容器30、32)

電容器30配置在臂26的受電部72與換流器28之間。電容器32配置在換流器28與分支點(diǎn)90p、90n之間。電容器30、32例如暫時(shí)存儲(chǔ)來自供電裝置14的電力并抑制電壓變動(dòng)。

(1A-2-8.電壓傳感器34、36、38、40)

電壓傳感器34配置在受電部72與DC/DC換流器28之間，檢測DC/DC換流器28的初級(jí)側(cè)(輸入側(cè))的電壓(以下稱作“換流器輸入電壓Vc1”、“換流器初級(jí)電壓Vc1”或者“初級(jí)電壓Vc1”。)。電壓傳感器36配置在DC/D C換流器28與分支點(diǎn)90p、90n之間，檢測DC/DC換流器28的次級(jí)側(cè)(輸出側(cè))的電壓(以下稱作“換流器輸出電壓Vc2”、“換流器次級(jí)電壓Vc2”或者“次級(jí)電壓Vc2”。)。

電壓傳感器38配置在分支點(diǎn)90p、90n與蓄電池24之間，檢測蓄電池24的輸入輸出電壓(以下稱作“蓄電池輸入輸出電壓Vbio”、“輸入輸出電壓Vbio”或者“電壓Vbio”。)。電壓傳感器40檢測蓄電池24的端子間電壓(以下稱作“蓄電池電壓Vbat”或者“電壓Vbat”。)。

(1A-2-9.電流傳感器42、44)

電流傳感器42配置在DC/DC換流器28與分支點(diǎn)90p之間，檢測DC/DC換流器28的次級(jí)側(cè)的電流(以下稱作“換流器輸出電流Ic2”、“換流器次級(jí)電流Ic2”或者“次級(jí)電流Ic2”。)。電流傳感器44配置在蓄電池24與分支點(diǎn)90p之間，檢測蓄電池24的輸入輸出電流(以下稱作“蓄電池輸入輸出電流Ibi o”、“輸入輸出電流Ibio”或者“電流Ibio”。)。

(1A-2-10.SOC傳感器46)

SOC傳感器46檢測蓄電池24的剩余容量(SOC：State of Charge)并向EC U52輸出。

(1A-2-11.臂展開機(jī)構(gòu)48以及臂展開開關(guān)50)

臂展開機(jī)構(gòu)48用于使臂26展開，如圖2所示，具有滑動(dòng)件單元100與阻尼單元102?；瑒?dòng)件單元100包括滑動(dòng)件110以及滑動(dòng)件支承部112?；瑒?dòng)件110根據(jù)來自ECU52的指令而能夠相對(duì)于滑動(dòng)件支承部112進(jìn)行滑動(dòng)?；瑒?dòng)件110例如是電磁式或者空壓式的線性促動(dòng)器。

阻尼單元102的一端(第一端)以轉(zhuǎn)動(dòng)自如的方式與滑動(dòng)件110連結(jié)，另一端(第二端)以轉(zhuǎn)動(dòng)自如的方式與臂26連結(jié)。在展開臂26時(shí)，使滑動(dòng)件110向車輛12的前側(cè)位移，使阻尼單元102的第一端向前方位移。在收納臂26時(shí)，使滑動(dòng)件110向車輛12的后側(cè)位移，使阻尼單元102的第一端向后方位移。

臂展開開關(guān)50(以下也稱作“開關(guān)50”。)通過用戶的操作而對(duì)臂26的展開發(fā)出指令。開關(guān)50例如形成于方向盤(未圖示)的局部。在開關(guān)50接通時(shí)，借助展開機(jī)構(gòu)48使臂26展開，在開關(guān)50斷開時(shí)，借助展開機(jī)構(gòu)48使臂26收納。

(1A-2-12.ECU52)

ECU52經(jīng)由車輛側(cè)通信線120(圖1)接收來自車輛12的各部分的輸入或者控制各部分，包括輸入輸出部130、運(yùn)算部132以及存儲(chǔ)部134。在本實(shí)施方式中，ECU52的運(yùn)算部132具有臂控制部140以及通電控制部142。臂控制部140借助臂展開機(jī)構(gòu)48控制通電臂26。通電控制部142控制朝向蓄電池24的充電或者來自蓄電池24的供電。

[1A-3.外部供電裝置14]

圖4是簡要示出外部供電裝置14的局部的外觀圖。如圖1～圖4所示，供電裝置14具有直流電源150、接觸供電部152、DC/DC換流器154(以下也稱作“換流器154”或者“外部換流器154”。)、二極管156、電壓傳感器158、輸入裝置160以及控制裝置162。以下，也將直流電源150、換流器154、二極管156、電壓傳感器158、輸入裝置160以及控制裝置162稱作電壓施加部164。電壓施加部164是對(duì)接觸供電部152施加電壓的部位。

(1A-3-1.直流電源150)

直流電源150(以下也稱作“電源150”。)對(duì)車輛12供給電力。本實(shí)施方式的電源150例如通過將多個(gè)蓄電池串聯(lián)連接而構(gòu)成?；蛘撸娫?50也可以構(gòu)成為單一的蓄電池?；蛘?，電源150也能夠通過交流的工業(yè)電源與AC/DC換流器的組合(未圖示)而構(gòu)成。

(1A-3-2.接觸供電部152)

(1A-3-2-1.接觸供電部152的整體)

接觸供電部152(以下也稱作“供電部152”。)是與車輛12的臂26接觸并將來自電源150的電力向車輛12側(cè)供給的部位。如圖1～圖4所示，本實(shí)施方式的接觸供電部152包括外部電力線170(以下也稱作“電線170”。)、電線保持部172以及多個(gè)支柱174。

(1A-3-2-2.外部電力線170)

外部電力線170具有正極端子180p以及負(fù)極端子180n。如圖3以及圖4所示，正極端子180p以及負(fù)極端子180n形成在電線保持部172所形成的槽部182內(nèi)。因此，外部電力線170構(gòu)成為配置在行駛路190(圖2以及圖3)的上方的架線。另外，如圖2所示，正極端子180p以及負(fù)極端子180n沿著車輛12的行駛路190配置在行駛路190的側(cè)方。特別是本實(shí)施方式的正極端子180p以及負(fù)極端子180n配置成直線狀。車輛12的行進(jìn)方向上的正極端子180p以及負(fù)極端子180n的長度(全長)例如能夠設(shè)為20～300m的范圍內(nèi)的任意值。

(1A-3-2-3.電線保持部172以及支柱174)

如上所述，電線保持部172在其槽部182保持外部電力線170。支柱174在行駛路190的側(cè)方垂直地設(shè)置，支承外部電力線170以及電線保持部172。

(1A-3-3.外部換流器154)

換流器154對(duì)來自電源150的輸入電壓(電源電壓Vcc)進(jìn)行變壓而將其向外部電力線170輸出。換流器154例如是升降壓式換流器?；蛘?，取決于電源電壓Vcc，換流器154也可以采用升壓式或者降壓式的換流器。

換流器154的變壓率由控制裝置162控制。即，通過調(diào)整驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sd相對(duì)于換流器154的占空比，由此對(duì)電源電壓Vcc進(jìn)行變壓并控制供電電壓Vs。本實(shí)施方式的電源電壓Vcc是比較高的電壓，換流器154使電源電壓Vcc降壓并將其設(shè)為供電電壓Vs?；蛘撸瑩Q流器154也可以僅進(jìn)行電源電壓Vcc的升壓或者進(jìn)行升壓以及降壓。在供電電壓Vs到達(dá)目標(biāo)值之后，控制裝置162將供電電壓Vs保持為恒定。

(1A-3-4.二極管156)

二極管156配置在換流器154與正極端子180p之間，防止電流從車輛12側(cè)向供電裝置14側(cè)流動(dòng)。

(1A-3-5.電壓傳感器158)

電壓傳感器158配置在DC/DC換流器154的二次側(cè)(輸出側(cè))，檢測換流器154的輸出電壓Vs并向控制裝置162輸出。

(1A-3-6.輸入裝置160)

輸入裝置160用于將供電裝置14的管理者的指令向控制裝置162輸入。輸入裝置160例如能夠由多個(gè)操作按鈕、鍵盤等輸入機(jī)構(gòu)構(gòu)成。

(1A-3-7.控制裝置162)

控制裝置162控制供電裝置14整體，在本實(shí)施方式中，主要控制外部換流器154。

1B.各種控制

[1B-1.概要]

接下來，說明從供電裝置14向車輛12供給電力而對(duì)車輛12的蓄電池24進(jìn)行充電時(shí)的各種控制。此處的控制包括通電臂控制以及充電控制。

通電臂控制是蓄電池24的充電前、充電中以及充電后的通電臂26的控制，通過通電ECU52的臂控制部140來執(zhí)行。充電控制是用于對(duì)車輛12的蓄電池24進(jìn)行充電的控制。充電控制包括供電裝置14的控制裝置162執(zhí)行的供電控制、以及車輛12的ECU52的通電控制部142執(zhí)行的受電控制。

[1B-2.通電臂控制]

圖5是本實(shí)施方式的通電臂控制的流程圖。在步驟S1中，ECU52判斷通電臂26的展開開始條件是否成立。作為該展開開始條件，例如能夠舉出展開開關(guān)50被接通。

在該條件之外或者替代該條件，也可以將車輛12的行進(jìn)方向上的車輛12與接觸供電部152的距離(行駛方向距離)成為規(guī)定的閾值(距離閾值)以下的情況作為展開開始條件。為了判斷行駛方向距離，例如，將未圖示的當(dāng)前位置檢測裝置(例如導(dǎo)航裝置)與存儲(chǔ)有供電裝置14(接觸供電部152)的位置信息的地圖數(shù)據(jù)庫預(yù)先設(shè)置于車輛12。然后，能夠計(jì)算出行駛方向距離而作為車輛12的當(dāng)前位置與接觸供電部152的位置之間的距離。

或者，也能夠分別在車輛12以及供電裝置14預(yù)先設(shè)置近距離通信用的通信裝置，在兩通信裝置之間確立了通信時(shí)判斷為展開開始條件成立。

在展開開始條件不成立的情況下(S1：NO)，結(jié)束本次處理，在經(jīng)過規(guī)定期間后再次從步驟S1開始。在展開開始條件成立的情況下(S1：YES)，進(jìn)入步驟S2。

在步驟S2中，ECU52執(zhí)行用于展開處于收納狀態(tài)的通電臂26的展開處理。通過展開處理，通電臂26位移至從車輛12的車身62最為突出的位置。通過在該狀態(tài)下由駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)向來調(diào)整車輛12與接觸供電部152的距離Ls(圖2)，從而使臂26與外部電力線170接近。

在步驟S3中，ECU52判斷通電臂26的展開結(jié)束條件是否成立。作為該展開結(jié)束條件，例如能夠舉出展開開關(guān)50斷開。

在該條件之外或替代該條件，也可以將蓄電池24的充電結(jié)束作為展開結(jié)束條件。充電的結(jié)束能夠通過SOC達(dá)到規(guī)定的閾值(SOC閾值)或者蓄電池電壓Vbat達(dá)到規(guī)定的閾值(蓄電池電壓閾值)來判斷。

或者，也能夠分別在車輛12以及供電裝置14上預(yù)先設(shè)置近距離通信用的通信裝置，在兩通信裝置之間確立通信之后，在通信中斷時(shí)判斷為展開結(jié)束條件成立。

在展開結(jié)束條件不成立的情況下(S3：NO)，重復(fù)步驟S3。在展開結(jié)束條件成立的情況下(S3：YES)，在步驟S4中，ECU52執(zhí)行用于收納處于展開狀態(tài)的通電臂26的收納處理。當(dāng)收納處理結(jié)束時(shí)，在經(jīng)過規(guī)定期間之后再次從步驟S1開始。

[1B-3.基于供電裝置14的供電控制]

外部供電裝置14的控制裝置162根據(jù)經(jīng)由輸入裝置160輸入的來自管理者的指令而將外部電力線170設(shè)為可供電狀態(tài)。具體來說，控制裝置162向外部換流器154的開關(guān)元件(未圖示)斷續(xù)或連續(xù)地輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sd(圖1)，將電源150與電線170連接。由此，電線170形成可供電狀態(tài)。然后，在臂26的受電部72與電線170接觸時(shí)，經(jīng)由該電線170從供電裝置14向車輛12進(jìn)行供電。

[1B-4.車輛12的受電控制]

(1B-4-1.受電控制的整體流程)

圖6是本實(shí)施方式的車輛12的受電控制的流程圖。圖7是示出執(zhí)行圖6的流程圖的情況下的蓄電池24的端子間電壓Vbat以及輸入輸出電流Ibio的一個(gè)例子的圖。圖6的控制在臂26展開時(shí)進(jìn)行。例如，ECU52以展開開關(guān)50被按壓為契機(jī)而開始受電控制。

在圖6的步驟S11中，ECU52進(jìn)行使換流器28的一次電壓Vc1升壓至閾值(一次電壓閾值THvc1)的預(yù)充電。具體來說，ECU52在斷開開關(guān)元件86u的狀態(tài)下接通開關(guān)元件86l，將來自蓄電池24的電力蓄積于扼流圈84。之后，在斷開開關(guān)元件86l的狀態(tài)下接通開關(guān)元件86u，對(duì)電容器30進(jìn)行充電，使一次電壓Vc1上升。

在步驟S12中，ECU52判斷臂26的受電部72是否與供電裝置14的供電部152接觸。該判斷基于接觸傳感器74的輸出而進(jìn)行。

在受電部72沒有與供電部152接觸的情況下(S12：NO)，重復(fù)步驟S12。在受電部72與供電部152接觸的情況下(S12：YES)，進(jìn)入步驟S13。

在步驟S13中，ECU52執(zhí)行限制朝向蓄電池24的輸入輸出電流Ibio(在此特別是輸入電流)的電流限制控制(圖7的時(shí)刻t1～t2)。關(guān)于電流限制控制，參照圖8見后述。

在步驟S14中，ECU52判斷蓄電池輸入輸出電壓Vbio(在此特別是輸入電壓(充電電壓))是否達(dá)到閾值(以下稱作“第一充電電壓閾值THvchg1”或者“第一閾值THvchg1”。)以上。閾值THvchg1例如是用于判斷來自供電裝置14的輸出電壓Vs與車輛12側(cè)的電壓(初級(jí)電壓Vc1)的電壓差對(duì)于降低從供電裝置14朝向車輛12的突入電流來說是否足夠小的閾值。閾值THvchg1被設(shè)定為比蓄電池24的滿充電電壓THvbatfull低的值。

在該判斷中，需要留意將朝向蓄電池24的輸入方向設(shè)為正并將來自蓄電池24的輸出方向設(shè)為負(fù)以及能夠相反地定義正負(fù)(其它的判斷也相同。)。在電壓Vbio不足閾值THvchg1的情況下(S14：NO)，返回步驟S13，繼續(xù)進(jìn)行電流限制控制。在電壓Vbio達(dá)到閾值THvchg1以上的情況下(S14：YES)，結(jié)束電流限制控制，進(jìn)入步驟S15。

需要說明的是，對(duì)于步驟S14的判斷，也可以替代比較蓄電池輸入輸出電壓Vbio與閾值THvchg1而比較蓄電池輸入輸出電流Ibio與其閾值(輸入電流閾值THichg1)。電流閾值THichg1是用于擔(dān)保向蓄電池24輸入的電流(電流Ibio或者電流Ic2)不會(huì)成為突入電流的閾值。

在步驟S15中，ECU52執(zhí)行停止基于換流器28的變壓并使來自供電裝置14的電力直接向蓄電池24等供給的直接耦合控制(圖7的時(shí)刻t2～t3)。在該情況下，ECU52連續(xù)地(即，占空比100％)向換流器28的開關(guān)元件86u輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Su。直接耦合控制是沒有將蓄電池輸入輸出電壓Vbio以及蓄電池輸入輸出電流Ibio的組合(或者換流器28的輸出電壓Vc2以及輸出電流Ic2的組合)作為直接的控制對(duì)象的控制(電壓、電流無限制控制)。

在直接耦合控制中，在不利用換流器28進(jìn)行變壓的情況下將供電部152的輸出電壓Vs施加于蓄電池24。與之相伴，蓄電池電壓Vbat緩緩上升，另一方面，蓄電池輸入輸出電流Ibio減少(參照圖7的時(shí)刻t2～t3)。

在步驟S16中，ECU52判斷電壓Vbio是否達(dá)到蓄電池24的滿充電電壓THvb atfull以上。在電壓Vbio不足滿充電電壓THvbatfull的情況下(S16：NO)，返回步驟S15，繼續(xù)進(jìn)行直接耦合控制。在電壓Vbio達(dá)到滿充電電壓THvbatfull以上的情況下(S16：YES)，結(jié)束直接耦合處理，進(jìn)入步驟S17。

在步驟S17中，ECU52執(zhí)行用于使蓄電池輸入輸出電壓Vbio與目標(biāo)值(以下稱作“目標(biāo)電壓Vbiotar”。)一致的目標(biāo)電壓控制(圖7的時(shí)刻t3～t4)。在目標(biāo)電壓控制中，目標(biāo)電壓Vbiotar被設(shè)定為蓄電池24的滿充電電壓THvbatful l。即，ECU52以使基于換流器28的變壓后的電壓Vbio達(dá)到滿充電電壓THvbatf ull的方式設(shè)定換流器28的能率。由此，蓄電池電壓Vbat朝向滿充電電壓THvbat full緩慢上升，另一方面，蓄電池輸入輸出電流Ibio減少(參照圖7的時(shí)刻t3～t4)。

在步驟S18中，ECU52判斷蓄電池24的SOC是否為閾值(以下稱作“滿充電閾值THsocfull”或者“閾值THsocfull”。)以上。閾值THsocfull是表示蓄電池24處于滿充電狀態(tài)的SOC的閾值。在步驟S18中，也可以替代比較SOC與閾值而比較電壓Vbio與滿充電電壓THvbatfull。在SOC并非閾值THsocfull以上的情況下(S18：NO)，返回步驟S17，繼續(xù)進(jìn)行目標(biāo)電壓控制。在SOC為閾值THsocfull以上的情況下(S18：YES)，ECU52結(jié)束目標(biāo)電壓控制，終止本次處理。

(1B-4-2.電流限制控制)

圖8是電流限制控制的流程圖(圖6的S13的詳細(xì)內(nèi)容)。本實(shí)施方式中的電流限制控制的執(zhí)行時(shí)間與直接耦合控制的執(zhí)行時(shí)間相比而大幅縮短。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛12中的超高速充電。關(guān)于電流限制控制與直接耦合控制的時(shí)間關(guān)系詳見后述。以下，對(duì)本次運(yùn)算周期中的值標(biāo)注“(本次)”，對(duì)上次運(yùn)算周期中的值標(biāo)注“(上次)”。

在圖8的步驟S21中，ECU52取得蓄電池輸入輸出電流Ibio(本次)。

在步驟S22中，ECU52計(jì)算電流差ΔIbio。電流差ΔIbio是蓄電池輸入輸出電流Ibio(本次)與蓄電池輸入輸出電流Ibio(上次)之差。

在步驟S23中，ECU52判斷電流差ΔIbio是否低于閾值(以下也稱作“電流差閾值THΔibio”或者“閾值THΔibio”。)。閾值THΔibio是用于擔(dān)保向蓄電池24輸入的電流(電流Ibio或者電流Ic2)不會(huì)成為突入電流的閾值。

在本實(shí)施方式中，閾值THΔibio被設(shè)定為與作為蓄電池24的規(guī)格的放電容量Wb[Ah]的10～100倍(例如為60倍或者以上)對(duì)應(yīng)的值。例如，在蓄電池24的放電容量Wb為2[Ah]的情況下，閾值THΔibio設(shè)定為實(shí)現(xiàn)20～200[Ah]的值。閾值THΔibio也設(shè)定為取決于進(jìn)行圖8的流程圖的運(yùn)算周期。

在電流差ΔIbio低于閾值THΔibio的情況下(S23：YES)，在成為與閾值T HΔibio相等之前，存在提高電流Ibio的增加率的余地。因此，在步驟S24中，E CU52使上臂80的能率DUTu的加算值ΔDUTu增加。即，向能率DUTu的加算值ΔDUTu(上次)加上正的固定值α而得到加算值ΔDUTu(本次)。在接下來的步驟S28中，ECU52向能率DUTu(上次)加上加算值ΔDUTu(本次)而計(jì)算出能率DUTu(本次)。

在步驟S23中，在電流差ΔIbio不低于閾值THΔibio的情況下(S23：N O)，在步驟S25中，ECU52判斷電流差ΔIbio是否超過閾值THΔibio。需要說明的是，步驟S25中的閾值也可以設(shè)為比步驟S23中的閾值大的其它值。在電流差ΔIbio超過閾值THΔibio的情況下(S25：YES)，電流Ibio過度地急劇增加。對(duì)此，在步驟S26中，ECU52使上臂80的能率DUTu的加算值ΔDUTu減少。即，從能率DUTu的加算值ΔDUTu(上次)減去正的固定值β而設(shè)為加算值ΔDUTu(本次)。

另一方面，在電流差ΔIbio不超過閾值THΔibio的情況下(S25：NO)，電流差ΔIbio與閾值THΔibio相等，電流Ibio的增加率適當(dāng)。對(duì)此，在步驟S27中，ECU52維持加算值ΔDUTu。即，將加算值ΔDUTu(上次)直接作為加算值ΔD UTu(本次)。在步驟S26、S27之后的步驟S28中，ECU52也向能率DUTu(上次)加上加算值ΔDUTu(本次)而計(jì)算出能率DUTu(本次)。

在接下來的步驟S29中，ECU52基于能率DUTu(本次)控制上臂80以及下臂82。具體來說，向上臂80的開關(guān)元件86u輸出成為能率DUTu的驅(qū)動(dòng)信號(hào)S u。另外，對(duì)于下臂82的開關(guān)元件86l，將100％-DUTu作為開關(guān)元件861的能率DUTl進(jìn)行運(yùn)算(DUTl＝100-DUTu)，將成為能率DUTl的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Sl輸出。其中，在朝向兩個(gè)開關(guān)元件86u、86l的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Su、Sl之間包括中斷時(shí)間。

(1B-4-3.目標(biāo)電壓控制)

圖9是目標(biāo)電壓控制的流程圖(圖6的S17的詳細(xì)內(nèi)容)。在步驟S31中，E CU52從電壓傳感器38取得本次的運(yùn)算周期(控制周期)中的蓄電池輸入輸出電壓Vbio。在步驟S32中，ECU52判斷電壓Vbio是否與蓄電池24的滿充電電壓THvbatfull相等。在電壓Vbio與滿充電電壓THvbatfull相等的情況下(S32：YE S)，在步驟S33中，ECU52維持換流器28的變壓率Rcon。在電壓Vbio與滿充電電壓THvbatfull不相等的情況下(S32：NO)，進(jìn)入步驟S34。

在步驟S34中，ECU52判斷電壓Vbio是否低于滿充電電壓THvbatfull。在電壓Vbio低于滿充電電壓THvbatfull的情況下(S34：YES)，在步驟S35中，EC U52以使輸入輸出電壓Vbio增加的方式改變換流器28的變壓率Rcon。例如，在降壓的情況下，若增大上臂80的開關(guān)元件86u的能率DUTu，則降壓率減小，若減小能率DUTu，則降壓率增大。

在電壓Vbio不低于滿充電電壓THvbatfull的情況下(S34：NO)，電壓Vbi o超過滿充電電壓THvbatfull(Vbio＞THvbatfull)。在該情況下，在步驟S36中，ECU52以使輸入輸出電壓Vbio減少的方式改變換流器28的變壓率Rcon。

(1B-4-4.電流限制控制與直接耦合控制的時(shí)間關(guān)系)

以下，說明電流限制控制與直接耦合控制的時(shí)間關(guān)系。如上所述，本實(shí)施方式中的電流限制控制的執(zhí)行時(shí)間與直接耦合控制的執(zhí)行時(shí)間相比而大幅縮短，能夠?qū)崿F(xiàn)車輛12中的超高速充電。

(1B-4-4-1.基本思路)

本實(shí)施方式所涉及的車輛12在無軌路上行駛。因此，與像鐵路車輛那樣在軌道上行駛的車輛相比，與外部電力線170的接觸開始位置以及接觸后的分離位置的自由度高。只要是在軌道上行駛的車輛，則與外部電力線170的接觸開始位置以及接觸后的分離位置基本相同。與之相對(duì)，車輛12這樣的在無軌路上行駛的電動(dòng)車輛優(yōu)選使接觸開始位置以及分離位置基于駕駛員的意愿。行駛路190由多條車道構(gòu)成，在多輛電動(dòng)車輛行駛于同一行駛路190的情況下，該趨勢增強(qiáng)。特別是，在舉辦汽車比賽的情況下，該趨勢更為顯著。

因此，在本實(shí)施方式中，通過在沿著行駛路190連續(xù)的槽部182內(nèi)形成外部電力線170，通電頭70能夠與外部電力線170的任意位置接觸以及分離。

在此基礎(chǔ)上，在本實(shí)施方式中，盡量縮短電流限制控制(第一充電控制)的執(zhí)行時(shí)間，盡量增長直接耦合控制(第二充電控制)的執(zhí)行時(shí)間。從其它觀點(diǎn)來看，通過縮短電流限制控制的執(zhí)行時(shí)間(絕對(duì)值)，其與直接耦合控制的執(zhí)行時(shí)間的相對(duì)時(shí)間的比例也降低。

(1B-4-4-2.外部供電裝置14側(cè)的對(duì)應(yīng))

由于盡量縮短電流限制控制的執(zhí)行時(shí)間，盡量增長直接耦合控制的執(zhí)行時(shí)間，因此在供電裝置14側(cè)，首先使直流電源150的放電容量比較高。在此基礎(chǔ)上，由于在直接耦合控制中避免了換流器28處的電力損失(開關(guān)損失等)并以高效率進(jìn)行充電，因此將供電電壓Vs設(shè)定為與蓄電池24的滿充電電壓THvbatfu ll相等的值或者具有余量的值(考慮到電壓下降等的值)。

此外，外部電力線170的全長Llp(長度)設(shè)定為，對(duì)于在蓄電池24的SOC為規(guī)定值(例如為由0～30％的任一值構(gòu)成的固定值)且車輛12為假定速度(例如為20～150km/h的任一值)的狀態(tài)下(或者處于假定速度范圍內(nèi)的狀態(tài)下)從外部電力線170的近前的端部接觸至里側(cè)的端部的情況，電流限制控制在比電線170的一半長度短的范圍內(nèi)進(jìn)行。

例如，對(duì)于在蓄電池24的SOC為0％附近的值且車輛12為假定速度的狀態(tài)下與外部電力線170接觸的情況，例如在1～10m的接觸長度下使電流限制控制結(jié)束，另一方面，使直接耦合控制在19～150m的接觸長度下結(jié)束直接耦合控制。其結(jié)果是，電流限制控制的執(zhí)行時(shí)間(絕對(duì)值)非常短，其與直接耦合控制的執(zhí)行時(shí)間的相對(duì)時(shí)間的比例也大幅降低。

在此基礎(chǔ)上，即便沒有在外部電力線170的全長Llp范圍內(nèi)與電線170接觸也結(jié)束電流限制控制以及直接耦合控制。例如，能夠通過與全長Llp的一半或者一半以下的部分接觸，由此結(jié)束電流限制控制以及直接耦合控制。

(1B-4-4-3.電動(dòng)車輛12側(cè)的對(duì)應(yīng))

由于盡量縮短電流限制控制的執(zhí)行時(shí)間，盡量增長直接耦合控制的執(zhí)行時(shí)間，因此在車輛12側(cè)，將電流限制控制(圖6的S13、圖8)中的電流差ΔIbio的閾值THΔibio(電流Ibio的增加率)(圖8的S23、S25)設(shè)定為與蓄電池24的放電容量Wb的10～100倍(例如為60倍或者以上)對(duì)應(yīng)的值。此時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)閾值THΔibio，對(duì)于開關(guān)元件86u、86l(至少是開關(guān)元件86u)，優(yōu)選使用電流的通過速度快的開關(guān)元件(例如為SiC型MOSFET)。

在此基礎(chǔ)上，作為電流限制控制之后的控制，使用直接耦合控制(其中，如后述那樣也能夠使用其它控制。)。由此，能夠避免換流器28處的電力損失，縮短蓄電池24的充電時(shí)間。

1C.本實(shí)施方式的效果

以上，根據(jù)本實(shí)施方式，當(dāng)通電臂26(通電部)與外部電力線170(供電部或者供電線)接觸時(shí)，進(jìn)行以朝向蓄電池24(蓄電裝置)的輸入電流(輸入輸出電流Ibio)作為控制對(duì)象的電流限制控制(第一充電控制)(圖6的S13、圖8)。由此，能夠防止通電開始時(shí)的瞬間浪涌電流，防止外部電力線170與通電臂26的熔敷、或者外部電力線170側(cè)或通電臂26側(cè)的電路的破損。另外，在進(jìn)行電流限制控制之后，在比電流限制控制長的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行無變壓地執(zhí)行供電的直接耦合控制(第二充電控制)(圖6的S15、圖7)。因此，通過組合電流限制控制與直接耦合控制，能夠在極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行充電。

此外，在從電流限制控制到直接耦合控制的控制環(huán)境下，通過使外部電力線170與通電臂26的接點(diǎn)移動(dòng)并接觸，從而不會(huì)使接點(diǎn)處的發(fā)熱在一處集中。由此，即便在比電流限制控制進(jìn)行得更長的直接耦合控制中通電高電流，也能夠防止外部電力線170與通電臂26的熔敷、或者外部電力線170側(cè)或通電臂26側(cè)的電路的破損。

進(jìn)一步，由于能夠利用電流限制控制以及直接耦合控制在極短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行充電，因此，對(duì)于在無軌路上行駛的情況等成為問題的、因駕駛員的意志而使朝向外部電力線170接觸的接觸位置以及從外部電力線170脫離的脫離位置發(fā)生變化、以及在由外部電力線170規(guī)定的供電區(qū)間內(nèi)高速行駛等所引起的充電時(shí)間無法預(yù)測的狀況，也能夠可靠地對(duì)蓄電池24(蓄電裝置)進(jìn)行充電。

在此基礎(chǔ)上，由于能夠以極短時(shí)間進(jìn)行充電，因此能夠?qū)⒐╇妳^(qū)間的設(shè)置距離(外部電力線170的全長)以及數(shù)量設(shè)為最低限度，也能夠降低針對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的投資成本。

在本實(shí)施方式中，ECU52(控制裝置)執(zhí)行目標(biāo)電壓控制(第三充電控制)，即，在直接耦合控制(第二充電控制)中，當(dāng)蓄電池輸入輸出電壓Vbio(或者換流器28(電壓轉(zhuǎn)換器)的輸出電壓Vc2)達(dá)到蓄電池24的滿充電電壓THvbatfull時(shí)(圖6的S16：YES)，以將電壓Vbio維持為滿充電電壓THvbatfull的方式使換流器28動(dòng)作(圖6的S17、圖9)。由此，能夠更可靠地將蓄電池24充滿電。

在本實(shí)施方式中，在通電臂26的前端，形成有與外部電力線170(供電部或者供電線)接觸的輥形狀的正極端子76p以及負(fù)極端子76n(圖2以及圖3)。由此，能夠減輕作為通電臂26與外部電力線170接觸的接觸部的受電部72的損傷。

在本實(shí)施方式中，電動(dòng)車輛12具備在行駛中使通電臂26在車身62的側(cè)方突出的臂展開機(jī)構(gòu)48(臂位移機(jī)構(gòu))(圖2)。由此，能夠在行駛路190的側(cè)方配置外部電力線170，因此能夠以低成本進(jìn)行外部電力線170的設(shè)置。即，由于與將外部電力線170配置于車身62的上方的情況相比，能夠?qū)⑼獠侩娏€170設(shè)置在較低的位置，因此能夠簡化用于支承外部電力線170的設(shè)備。另外，在將外部電力線170配置于車身62的下方的情況下，需要向行駛路190內(nèi)埋入外部電力線170，但在將外部電力線170配置于行駛路190的側(cè)方的情況下，不需要將外部電力線170埋入行駛路190內(nèi)。因此，能夠簡單地配置外部電力線170。

II.變形例

需要說明的是，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，當(dāng)然能夠根據(jù)本說明書的記載內(nèi)容而采取各種結(jié)構(gòu)。例如，能夠采用以下結(jié)構(gòu)。

2A.車輛12

[2A-1.車輛12的種類]

在上述實(shí)施方式中，說明了機(jī)動(dòng)四輪車的車輛12(圖2)。然而，例如若著眼于車輛12中的受電控制(圖6)，則也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于機(jī)動(dòng)四輪車以外的車輛。例如，車輛12也能夠是機(jī)動(dòng)兩輪車、機(jī)動(dòng)三輪車以及機(jī)動(dòng)六輪車中的任一者?；蛘?，也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于車輛12以外的移動(dòng)物體(例如船舶)。

在上述實(shí)施方式中，車輛12假定為作為驅(qū)動(dòng)源僅具有行駛馬達(dá)20的所謂的電動(dòng)汽車(battery vehicle)(圖1)。然而，例如，若著眼于車輛12中的受電控制(圖6)，則車輛12也可以是電動(dòng)汽車以外的電動(dòng)車輛。例如，車輛12也可以是混合動(dòng)力車輛或者燃料電池車輛。

[2A-2.電路結(jié)構(gòu)]

在上述實(shí)施方式中，將車輛12的電路結(jié)構(gòu)設(shè)為圖1所示的結(jié)構(gòu)。然而，例如，若著眼于車輛12中的受電控制(圖6)，則不限于此。例如，也能夠變更車輛側(cè)換流器28的位置。

圖10是具備本發(fā)明的變形例的電動(dòng)車輛12a(以下也稱作“車輛12a”。)的充電系統(tǒng)10A的簡要結(jié)構(gòu)圖。上述實(shí)施方式的車輛12的換流器28配置在受電部72與分支點(diǎn)90p、90n之間(圖1)。與之相對(duì)，變形例的車輛12a的換流器28a配置在蓄電池24與分支點(diǎn)90p、90n之間(圖10)。

[2A-3.通電臂26(通電部)]

在上述實(shí)施方式中，在車身62的右側(cè)方將臂26配置為能夠展開(圖2以及圖3)。然而，例如，若著眼于車輛12中的受電控制(圖6)，則不限于此，也可以在車身62的左側(cè)方、上側(cè)或下側(cè)配置臂26。需要說明的是，在變更臂26的配置的情況下，也需要變更供電裝置14的外部電力線170的配置。

在上述實(shí)施方式中，在使通電臂26與接觸供電部152接近以及接觸時(shí)，以旋轉(zhuǎn)軸60為中心使臂26旋轉(zhuǎn)(圖2)。然而，例如，若著眼于車輛12中的受電控制(圖6)，則不限于此。例如，也能夠設(shè)置使臂26直線位移的機(jī)構(gòu)，使臂26呈直線與接觸供電部152接近以及接觸?；蛘撸部梢詷?gòu)成為即便沒有相對(duì)于車身62的位移也能夠與供電裝置14側(cè)的供電部(外部電力線170等)接觸的通電部。

2B.外部供電裝置14

[2B-1.外部電力線170]

在上述實(shí)施方式中，將外部電力線170配置成直線狀(參照圖2)。然而，例如，若著眼于車輛12中的受電控制(圖6)，也可以沿著彎道配置。

[2B-2.其他]

在上述實(shí)施方式中，通過利用控制裝置162控制外部換流器154而控制外部電力線170的供電電壓Vs。然而，例如在作為多個(gè)直流電源(例如蓄電池)串聯(lián)連接而成的集合體而構(gòu)成電源150的情況下，也能夠省略換流器154以及控制裝置162。

2C.受電控制

[2C-1.總體]

上述實(shí)施方式中的受電控制包括電流限制控制、直接耦合控制(電壓、電流無限制控制)以及目標(biāo)電壓控制(圖6)。然而，例如，若著眼于電流限制控制以及直接耦合控制，也能夠省略目標(biāo)電壓控制。

在上述實(shí)施方式的受電控制中，在將蓄電池輸入輸出電壓Vbio用作控制對(duì)象的處理中(例如為圖6的S14)，也能夠使用換流器輸出電壓Vc2。同樣，在將蓄電池輸入輸出電流Ibio用作控制對(duì)象的處理中(例如為圖8的S22、S23、S25)，也能夠使用換流器輸出電流Ic2。

[2C-2.電流限制控制(第一充電控制)]

在上述實(shí)施方式的電流限制控制中，使用將蓄電池輸入輸出電流Ibio的增加率抑制在規(guī)定值(閾值THΔibio)以下的控制(圖8)。然而，例如，若從抑制電流Ibio或者其變化的觀點(diǎn)來看，則不限于此。例如，也能夠進(jìn)行恒流控制。即，ECU52也可以設(shè)定電流Ibio的目標(biāo)值(目標(biāo)電流Ibiotar)，以使電流Ib io與目標(biāo)電流Ibiotar一致的方式控制換流器28的變壓率Rcon。

[2C-3.電壓、電流無限制控制(第二充電控制)]

在上述實(shí)施方式中，作為電流限制控制之后的控制(第二充電控制)，使用直接耦合控制(圖6的S15)。然而，例如，若從作為不直接限制電壓Vbio以及電流Ibio的控制(電壓、電流無限制控制)的觀點(diǎn)出發(fā)，則不限于此。例如，也可以設(shè)定向蓄電池24供給的電力(以下稱作“供給電力Pbio”、“蓄電池輸入輸出電力Pbi”或者“電力Pbio”。)的目標(biāo)值(目標(biāo)電力Pbiotar)，進(jìn)行將供給電力Pbio控制為與目標(biāo)電力Pbiotar一致的目標(biāo)電力控制。

圖11是目標(biāo)電力控制的流程圖。目標(biāo)電力控制用于替代直接耦合控制(圖6的S15)。在步驟S41中，ECU52取得蓄電池輸入輸出電壓Vbio以及蓄電池輸入輸出電流Ibio。在步驟S42中，ECU52使電壓Vbio以及電流Ibio相乘而計(jì)算出蓄電池輸入輸出電力Pbio。

在步驟S43中，ECU52判斷電力Pbio是否與閾值(以下稱作“閾值THpbi o”。)相等。閾值THpbio例如能夠設(shè)定為使換流器28比較高效率地進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換的值。在電力Pbio與閾值THpbio相等的情況下(S43：YES)，在步驟S44中，ECU52維持換流器28的變壓率Rcon。在電力Pbio與閾值THpbio不相等的情況下(S43：NO)，進(jìn)入步驟S45。需要說明的是，對(duì)于步驟S43的判斷，也能夠替代使用閾值THpbio(單一值)而使用包括閾值THpbio在內(nèi)的恒定范圍。

在步驟S45中，ECU52判斷電力Pbio是否低于閾值THpbio。在電力Pbio低于閾值THpbio的情況下(S45：YES)，在步驟S46中，ECU52以使輸入輸出電力Pbio(以及輸入輸出電壓Vbio)增加的方式改變換流器28的變壓率Rcon。

在電力Pbio不低于閾值THpbio的情況下(S45：NO)，電力Pbio超過閾值THpbio(Pbio＞THpbio)。在該情況下，在步驟S47中，ECU52以使輸入輸出電力Pbio(以及輸入輸出電壓Vbio)減少的方式改變換流器28的變壓率Rcon。

2D.其他

在上述實(shí)施方式(圖1)以及上述變形例(圖10)中，說明了僅從供電裝置14向車輛12進(jìn)行供電的結(jié)構(gòu)。然而，與之相反，也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于從車輛12向供電裝置14進(jìn)行供電的結(jié)構(gòu)。在該情況下，只要在車輛12中能夠利用汽油等由發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，也可以不設(shè)置用于向行駛馬達(dá)20供給電力的蓄電池24或者蓄電裝置。

在上述實(shí)施方式中，將本發(fā)明應(yīng)用于以直流從供電裝置14向車輛12供給電力的情況。然而，例如，若著眼于車輛12中的受電控制(圖6)，也能夠?qū)⒈景l(fā)明應(yīng)用于以交流從供電裝置14向車輛12供給電力的情況。

在上述實(shí)施方式中，通過使車輛12的通電臂26(通電部)相對(duì)于供電裝置14的外部電力線170(供電部或者供電線)位移，由此一邊使兩者的接點(diǎn)移動(dòng)一邊進(jìn)行充電。換言之，在外部電力線170處于靜止?fàn)顟B(tài)且臂26處于移動(dòng)狀態(tài)的過程中進(jìn)行充電。

然而，例如，若著眼于一邊使供電裝置14側(cè)的接點(diǎn)移動(dòng)一邊進(jìn)行充電的點(diǎn)，則不限于此。例如，也能夠采用供電裝置14的供電部相對(duì)于車輛12的通電部位移的結(jié)構(gòu)(換言之，在車輛12處于停止?fàn)顟B(tài)的過程中一邊使供電部位移一邊進(jìn)行充電的結(jié)構(gòu))。在這樣的結(jié)構(gòu)的情況下，設(shè)置使供電裝置14的通電部(例如為外部電力線170)相對(duì)于靜止中的通電部位移的通電部位移機(jī)構(gòu)。這里的通電部的位移例如設(shè)為直線單方向的運(yùn)動(dòng)或者往復(fù)運(yùn)動(dòng)?；蛘撸谕姴啃纬蔀閳A弧狀或者圓環(huán)狀的情況下，也能夠使通電部進(jìn)行旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。