JP5678921B2 - 送電ユニット、送電装置、受電装置、車両、および非接触給電システム - Google Patents
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Description
好ましくは、受電部は、受電部と送電部との間に形成される特定の周波数で振動する磁界、および、受電部と送電部との間に形成される特定の周波数で振動する電界の少なくとも一方を通じて、送電部から受電する。
(非接触給電システムの構成)
図1は、本発明の実施の形態1に従う車両給電システム(非接触給電システム)10の全体構成図である。図1を参照して、車両給電システム10は、複数の送電ユニット200A,200B,200Cを含む送電装置20と、車両100A,100Bとを備える。
図3は、送電ユニット200から車両100への電力伝送時の等価回路図である。図3を参照して、送電ユニット200の送電部220は、共振コイル221と、キャパシタ222と、電磁誘導コイル223とを含む。
f2=1/{2π(Lr×C2)1/2} … (2)
ここで、インダクタンスLrおよびキャパシタンスC1,C2を固定して、インダクタンスLtのみを変化させた場合において、第2コイル93および第3コイル96の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図5に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル94および共振コイル99の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第2コイル93に供給される電流の周波数は一定である。
図5から明らかなように、固有周波数のズレ(%)が0%の場合には、電力伝送効率は100%近くとなる。固有周波数のズレ(%)が±5%の場合には、電力伝送効率は40%程度となる。固有周波数のズレ(%)が±10%の場合には、電力伝送効率は10%程度となる。固有周波数のズレ(%)が±15%の場合には、電力伝送効率は5%程度となる。すなわち、固有周波数のズレ(%)の絶対値(固有周波数の差)が、第3コイル96の固有周波数の10%以下の範囲となるように第2コイル93および第3コイル96の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ(%)の絶対値が第3コイル96の固有周波数の5%以下となるように第2コイル93および第3コイル96の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア(JMAG(登録商標):株式会社JSOL製)を採用している。
上述のような非接触で電力を伝達する車両給電システムにおいては、送電ユニットと車両との間の電力伝達のための有線接続を行なわない。そのため、多くの場合、送電ユニットと車両との間の情報伝達についても無線通信を用いて行なわれ、送電ユニットおよび車両において、無線通信によって得た情報に基づいて互いに認証が行なわれる。
受電がされた場合(S150にてYES)は、処理がS160に進められて、車両ECU300は、受電成功通知をすべての送電ユニットに対して送信する。このとき、上述のように、送電ユニットにおいては、単独でテスト送電を行なっているので、送電すべき車両を特定することができる。そのため、車両が特定できた送電ユニットからスタンドIDが通知される。これに応答して、車両ECU300は、当該車両100への送電が行なわれる送電ユニットを特定する(S170)。
実施の形態1においては、複数の送電ユニットの各々が通信部を有し、各車両と通信を行なう構成について説明した。
再び図13を参照して、管理サーバ30は、S320で作成した候補リストに列挙されている送電ユニットに対して、送電要求信号を一斉送信する。候補リストに列挙されている送電ユニットは、この送電要求信号に応答して一斉にテスト送電を試行する。
実施の形態1,2においては、テスト送電の再実行を送電装置において判断し、送電すべき相手側の車両を特定する場合について説明した。
Claims (19)
- 受電装置に非接触で電力を供給する送電ユニットを複数備えた送電装置であって、
前記送電ユニットは、
受電装置に非接触で電力を供給する送電部と、
受電装置と無線通信を行なう通信部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、受電装置からの送電要求に応答して、前記送電部から送電すべき受電装置を特定するためのテスト送電を実行し、
前記制御部は、前記テスト送電により供給される電力が受電された場合であって、受電が成功したことを示す受電成功信号を受電装置から1つだけ受信したときは当該受電装置が前記送電すべき受電装置であると特定し、複数の受電装置から前記受電成功信号を受信したときは前記テスト送電を再度実行し、
前記送電要求は、各送電ユニットに対して受電装置から一斉に送信される、送電装置。 - 各前記送電ユニットは、前記送電要求に対して、他の送電ユニットと協調して一斉に前記テスト送電を実行する、請求項1に記載の送電装置。
- 前記制御部は、前記テスト送電を再度実行する際には、他の送電ユニットとは異なるタイミングで前記テスト送電を実行する、請求項1に記載の送電装置。
- 受電装置に非接触で電力を供給する送電ユニットであって、
受電装置に非接触で電力を供給する送電部と、
受電装置と無線通信を行なう通信部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、受電装置からの送電要求に応答して、前記送電部から送電すべき受電装置を特定するためのテスト送電を実行し、
前記制御部は、前記テスト送電により供給される電力が受電された場合であって、受電が成功したことを示す受電成功信号を受電装置から1つだけ受信したときは当該受電装置が前記送電すべき受電装置であると特定し、複数の受電装置から前記受電成功信号を受信したときは前記テスト送電を再度実行し、
前記制御部は、前記送電要求を送信した受電装置以外の他の受電装置に送電を行なっている場合には、前記送電要求を受信したときであっても前記テスト送電を実行しない、送電ユニット。 - 受電装置に非接触で電力を供給する送電ユニットであって、
受電装置に非接触で電力を供給する送電部と、
受電装置と無線通信を行なう通信部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、受電装置からの送電要求に応答して、前記送電部から送電すべき受電装置を特定するためのテスト送電を実行し、
前記制御部は、前記テスト送電により供給される電力が受電された場合であって、受電が成功したことを示す受電成功信号を受電装置から1つだけ受信したときは当該受電装置が前記送電すべき受電装置であると特定し、複数の受電装置から前記受電成功信号を受信したときは前記テスト送電を再度実行し、
前記制御部は、前記送電要求を送信した受電装置以外の他の受電装置への送電が完了し、かつ前記他の受電装置が前記送電部の送電可能範囲に存在する場合は、前記送電要求を受信したときであっても前記テスト送電を実行しない、送電ユニット。 - 受電装置に非接触で電力を供給する送電ユニットであって、
受電装置に非接触で電力を供給する送電部と、
受電装置と無線通信を行なう通信部と、
前記送電部の送電可能範囲における受電装置の有無を検出する検出部と、
制御部とを備え、
前記制御部は、受電装置からの送電要求に応答して、前記送電部から送電すべき受電装置を特定するためのテスト送電を実行し、
前記制御部は、前記テスト送電により供給される電力が受電された場合であって、受電が成功したことを示す受電成功信号を受電装置から1つだけ受信したときは当該受電装置が前記送電すべき受電装置であると特定し、複数の受電装置から前記受電成功信号を受信したときは前記テスト送電を再度実行し、
前記制御部は、前記検出部により、前記送電可能範囲内に受電装置が存在していないことが示されている場合は、前記送電要求を受信したときであっても前記テスト送電を実行しない、送電ユニット。 - 前記制御部は、前記送電すべき受電装置を特定した場合は、特定された受電装置に対して、当該送電ユニットを識別するための信号を出力する、請求項4〜6のいずれか1項に記載の送電ユニット。
- 前記受電装置は、前記送電ユニットから非接触で電力を受電する受電部を含み、
前記送電部の固有周波数と前記受電部の固有周波数との差は、前記送電部の固有周波数または前記受電部の固有周波数の±10%以下である、請求項4〜6のいずれか1項に記載の送電ユニット。 - 前記受電装置は、前記送電ユニットから非接触で電力を受電する受電部を含み、
前記送電部と前記受電部との結合係数は0.1以下である、請求項4〜6のいずれか1項に記載の送電ユニット。 - 前記受電装置は、前記送電ユニットから非接触で電力を受電する受電部を含み、
前記受電部は、前記受電部と前記送電部との間に形成される特定の周波数で振動する磁界、および、前記受電部と前記送電部との間に形成される特定の周波数で振動する電界の少なくとも一方を通じて、前記送電部から受電する、請求項4〜6のいずれか1項に記載の送電ユニット。 - 受電装置に非接触で電力を供給する送電装置であって、
複数の送電部と、
受電装置と無線通信を行なうとともに、前記複数の送電部を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、受電装置からの送電要求に応答して、前記複数の送電部に対して、各前記複数の送電部が送電すべき受電装置を特定するためのテスト送電を一斉に実行させ、
前記制御装置は、前記複数の送電部のうち前記テスト送電により供給される電力が受電された送電部が1つであり、かつ、受電が成功したことを示す受電成功信号を受電装置から1つだけ受信した場合は、当該受電装置が当該送電部から送電すべき受電装置であると特定し、
前記制御装置は、複数の受電装置から前記受電成功信号を受信した場合は、前記テスト送電により供給される電力が受電された送電部について個別に前記テスト送電を再度実行させる、送電装置。 - 前記送電装置は、前記複数の送電部に対応する複数の制御部をさらに備え、
前記制御装置は、前記複数の制御部を管理する管理サーバである、請求項11に記載の送電装置。 - 複数の送電部を含む送電装置からの電力を非接触で受電する受電装置であって、
前記複数の送電部のうちの1つから非接触で電力を受電する受電部と、
前記送電装置と無線通信を行なう通信部と、
制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記受電部へ送電を行なう送電部を特定するためのテスト送電を実行させるための第1の送電要求を送電装置に送信し、前記送電装置から送信される前記テスト送電により供給される電力が受電されたことを示す送電成功信号に基づいて、前記受電部へ送電を行なう送電部の候補を判定し、前記候補に含まれる送電部に対して個別に前記テスト送電を再実行させるための第2の送電要求を送信し、前記第2の送電要求に対する前記テスト送電によって供給される電力の受電状態に応じて、前記受電部へ送電を行なう送電部を特定する、受電装置。 - 前記第1の送電要求は、前記複数の送電部に対して一斉に前記テスト送電を実行させる信号である、請求項13に記載の受電装置。
- 前記送電部の固有周波数と前記受電部の固有周波数との差は、前記送電部の固有周波数または前記受電部の固有周波数の±10%以下である、請求項13に記載の受電装置。
- 前記送電部と前記受電部との結合係数は0.1以下である、請求項13に記載の受電装置。
- 前記受電部は、前記受電部と前記送電部との間に形成される特定の周波数で振動する磁界、および、前記受電部と前記送電部との間に形成される特定の周波数で振動する電界の少なくとも一方を通じて、前記送電部から受電する、請求項13に記載の受電装置。
- 請求項13〜17のいずれか1項に記載の受電装置と、
前記受電装置で受電した電力を充電可能な蓄電装置と、
前記蓄電装置からの電力を用いて走行駆動力を発生するための駆動装置とを備える、車両。 - 送電装置と車両との間で非接触で電力を伝達する非接触給電システムであって、
前記送電装置は、複数の送電ユニットを含み、
前記送電装置と前記車両とは、互いに無線通信を行なうことが可能であり、
前記送電装置は、前記車両からの送電要求に応答して、前記複数の送電ユニットによって、前記車両へ送電を行なう送電ユニットを特定するためのテスト送電を一斉に実行し、
前記車両は、前記テスト送電により供給される電力が受電されたことに応答して、受電が成功したことを示す受電成功信号を前記送電装置に送信し、
前記送電装置は、前記複数の送電ユニットのうち前記テスト送電により供給される電力が受電された送電ユニットが1つであり、かつ、受信した前記受電成功信号が1つだけの場合は、当該送電ユニットが前記受電成功信号を送信した車両へ送電を行なう送電ユニットであると特定し、複数の車両から前記受電成功信号を受信した場合は、前記テスト送電により供給される電力が受電された送電ユニットについて個別に前記テスト送電を再度実行する、非接触給電システム。
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