BR112013031037B1

BR112013031037B1 - Veículo e sistema de transmissão/recepção de potência

Info

Publication number: BR112013031037B1
Application number: BR112013031037-5A
Authority: BR
Inventors: Shinji Ichikawa
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2024-03-12
Also published as: BR112013031037A2; WO2012164742A1; JPWO2012164742A1; EP2716489A4; EP2716489A1; JP5692372B2; US20140077760A1; US9381878B2; CN103561994B; RU2013157906A; KR101586133B1; EP2716489B1; KR20140022921A; CN103561994A; RU2566161C2

Abstract

veículo e sistema de transmissão/recepção de potência. a presente invenção refere-se a um veículo (100) que inclui uma unidade de recepção de potência (110) para receber potência elétrica para o funcionamento do veículo (100) de uma maneira sem contato com o uso de ressonância de campo eletromagnético e uma unidade de alimentação de potência de dispositivo (184) para transmitir a potência elétrica a ser suprida para um dispositivo elétrico no interior do veículo, de uma maneira sem contato com o uso de indução eletromagnética. a distância na qual a potência elétrica é transmitida de uma unidade de transmissão de potência externa (220) instalada no exterior do veículo para a unidade de recebimento de potência (110) de uma maneira sem contato é maior do que a distância na qual a potência elétrica é transmitida a partir da unidade de alimentação de potência de dispositivo (184) para o dispositivo elétrico no interior do veículo (400) de uma maneira sem contato. o veículo (100) inclui adicionalmente, uma bateria principal (150) para suprir potência elétrica para um motor-gerador (172, 174), e uma bateria auxiliar (182). a bateria auxiliar (182) tem uma tensão inferior à tensão da bateria principal (150). a unidade de alimentação de potência de dispositivo (184) recebe potência elétrica a partir da bateria auxiliar (182) e transmite a potência para o dispositivo elétrico no interior do veículo (400).

Description

CAMPO DA TÉCNICA

[001] A presente invenção refere-se a um veículo e a um sistema de transmissão/recepção de potência e, particularmente, a um veículo e um sistema de transmissão/recepção de potência que transmi- te/recebe potência de uma maneira sem contato.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

[002] Veículos configurados de modo que um dispositivo de ar mazenamento de potência montado em veículo possa ser carregado do lado externo, tal como veículos elétricos e veículos híbridos de conexão na tomada, foram comercializados. Carregamento automático e técnicas para guiar um veículo para uma posição de estacionamento para carregamento automático também foram estudados. Há também uma necessidade de alimentar potência em um veículo para um dispositivo elétrico interno do veículo, a fim de carregar uma bateria de um telefone móvel e similares.

[003] A Patente Aberta à Inspeção Pública no JP 2007-104868 (Documento de Patente 1) revela um aparelho de carregamento para carregar uma bateria de um telefone móvel em um veículo por indução eletromagnética.

LISTA DE CITAÇÃO DOCUMENTO DE PATENTE

[004] PTD 1: Patente Aberta à Inspeção Pública no JP 2007 104868

[005] PTD 2: Patente Aberta à Inspeção Pública no JP 2005 110412

[006] PTD 3: Documento WO 2010/052785

SUMÁRIO DA INVENÇÃO PROBLEMA DA TÉCNICA

[007] Há uma necessidade de carregar ou alimentar potência pa ra uma bateria de um veículo e um dispositivo elétrico interno do veículo de uma maneira sem contato, visto que é problemático estabelecer conexão com uso de cabos e fiação durante carregamento e alimentação potência. A Patente Aberta à Inspeção Pública no JP 2007104868 mencionada acima não descreve o carregamento de uma bateria do veículo do lado externo, nem estuda especificamente carregar tanto o telefone móvel e a bateria do veículo de uma maneira sem contato.

[008] Em um método de transmissão de potência para um dispo sitivo elétrico interno do veículo e um método de recebimento de potência para carregar uma bateria de um veículo, transmissão/recepção de potência eficiente pode não ser alcançado a não ser que suas características sejam consideradas. Por exemplo, em transmis- são/recepção de potência sem contato por ressonância de campo eletromagnético que foi estudado em anos recentes, alimentação de potência para ou carregamento tanto de um dispositivo elétrico interno do veículo quanto uma bateria de um veículo por ressonância de campo eletromagnético pode afetar o dispositivo elétrico interno do veículo de saída baixa, resultando em uma falha do dispositivo.

[009] Um objetivo da presente invenção é fornecer um veículo com a capacidade de receber potência elétrica para o funcionamento do veículo do lado externo de uma maneira sem contato e um sistema de transmissão/recepção de potência com a capacidade de transmissão de potência elétrica para suprir para um dispositivo elétrico interno do veículo de uma maneira sem contato.

SOLUÇÃO DO PROBLEMA

[0010] Resumidamente, na presente invenção, um veículo inclui um dispositivo de recepção de potência para receber potência elétrica para o funcionamento do veículo de uma maneira sem contato por ressonância de campo eletromagnético e um dispositivo de transmissão de potência para a transmissão de potência elétrica a ser suprida para um dispositivo elétrico interno do veículo de uma maneira sem contato por indução eletromagnética.

[0011] Preferencialmente, a potência elétrica recebida pelo dispo sitivo de recepção de potência a partir de um aparelho de transmissão de potência externo instalado fora do veículo de uma maneira sem contato é maior que a potência elétrica transmitida a partir do dispositivo de transmissão de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo de uma maneira sem contato.

[0012] Preferencialmente, uma distância na qual a potência elétri ca é transmitida a partir do aparelho de transmissão de potência externo instalado do lado externo do veículo para o dispositivo de recepção de potência de uma maneira sem contato é maior que uma distância na qual a potência elétrica é transmitida a partir do dispositivo de transmissão de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo de uma maneira sem contato.

[0013] Mais preferencialmente, o veículo inclui adicionalmente um dispositivo de acionamento para acionar o veículo, uma bateria principal para suprir potência elétrica para o dispositivo de acionamento e uma bateria auxiliar fornecida separadamente da bateria principal. A bateria auxiliar tem uma tensão mais baixa que uma tensão da bateria principal. O dispositivo de transmissão de potência recebe potência elétrica da bateria auxiliar e transmite a potência para o dispositivo elétrico interno do veículo.

[0014] Mais preferencialmente, o veículo inclui adicionalmente uma unidade de controle para ajustar um estado de operação do veículo para um estado condutível e um estado não condutível de acordo com a operação por um ocupante. No estado condutível, a unidade de controle permite o carregamento da bateria principal com a potência elétrica recebida pelo dispositivo de recepção de potência e permite o suprimento de potência do dispositivo de transmissão de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo. No estado não condutível, a unidade de controle permite o carregamento da bateria principal com a potência elétrica recebido pelo dispositivo de recepção de potência e proíbe o suprimento de potência do dispositivo de transmissão de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo.

[0015] Preferencialmente, o ajuste de posição entre o dispositivo de recepção de potência e o aparelho de transmissão de potência externo instalado no lado externo do veículo é realizado pelo movimento do veículo. Por outro lado, o ajuste de posição entre o dispositivo elétrico interno do veículo e o dispositivo de transmissão de potência é realizado pela colocação do dispositivo elétrico interno do veículo em uma posição predeterminada do dispositivo de transmissão de potência por um ocupante.

[0016] Mais preferencialmente, o dispositivo de transmissão de potência inclui uma superfície de colocação do dispositivo, que não está em contato elétrico com o dispositivo elétrico interno do veículo e na qual o dispositivo elétrico interno do veículo é colocado.

[0017] Em outro aspecto da presente invenção, um sistema de transmissão/recepção de potência inclui um veículo, um aparelho de transmissão de potência no lado externo do veículo para transmissão de potência elétrica para o veículo de uma maneira sem contato por ressonância de campo eletromagnético e um dispositivo elétrico interno do veículo utilizado no veículo. O veículo inclui um dispositivo de recepção de potência para receber potência elétrica para o funcionamento do veículo do aparelho de transmissão de potência no lado externo do veículo de uma maneira sem contato por ressonância de campo eletromagnético e um dispositivo de transmissão de potência para transmissão de potência elétrica a ser suprida para o dispositivo elétrico interno do veículo de uma maneira sem contato por indução eletromagnética.

EFEITOS VANTAJOSOS DA INVENÇÃO

[0018] De acordo com a presente invenção, a recepção sem con tato da potência elétrica para o funcionamento do veículo do lado externo e a transmissão sem contato da potência elétrica a ser suprida para o dispositivo elétrico interno do veículo pode ser realizado sem que um afete o outro.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0019] A Fig. 1 é um diagrama de configuração geral de um siste ma de alimentação de potência de veículo de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0020] A Fig. 2 é um diagrama para a ilustração do princípio de transmissão de potência pelo método de ressonância.

[0021] A Fig. 3 é um diagrama que mostra a relação entre a dis tância de uma fonte de corrente (fonte de corrente magnética) e a intensidade de um campo eletromagnético.

[0022] A Fig. 4 é um diagrama para a ilustração da distância entre uma unidade de recepção de potência 110 e uma unidade de transmissão de potência 220.

[0023] A Fig. 5 é um diagrama que mostra uma configuração geral em relação à transmissão/recepção de potência entre um veículo e um aparelho de alimentação de potência ilustrado em uma modalidade.

[0024] A Fig. 6 é um diagrama de configuração que mostra os de talhes de um veículo 100 mostrado nas Figs. 1 e 5.

[0025] A Fig. 7 é um diagrama de circuito para ilustrar a unidade de recepção de potência 110 no lado do veículo e a unidade de transmissão de potência 220 no lado do aparelho de alimentação de potência em mais detalhes.

[0026] A Fig. 8 é um diagrama de circuito que mostra a configura- ção de uma unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 mostrado na Fig. 6 e uma unidade de recepção de potência de um dispositivo elétrico interno do veículo.

[0027] A Fig. 9 é um diagrama para a ilustração de um exemplo de disposição da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 no veículo.

[0028] A Fig. 10 é um diagrama para a ilustração da distância en tre uma bobina do dispositivo elétrico interno do veículo e uma bobina da unidade de alimentação de potência de dispositivo.

[0029] A Fig. 11 é um fluxograma para ilustrar o controle em rela ção à permissão de transmissão/recepção de potência realizada por um dispositivo de controle 180 mostrado na Fig. 6.

[0030] A Fig. 12 é um fluxograma para a ilustração de uma varia ção do controle em relação à permissão de transmissão/recepção de potência realizada pelo dispositivo de controle 180 mostrado na Fig. 6.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES

[0031] As modalidades da presente invenção serão descritas do ravante em detalhes em referência aos desenhos, em que as mesmas partes ou partes correspondentes são designadas pelos mesmos caracteres de referência, e a descrição dos mesmos não será repetida.

[0032] A Fig. 1 é um diagrama de configuração geral de um siste ma de alimentação de potência de veículo de acordo com uma modalidade da presente invenção.

[0033] Referindo-se à Fig. 1, um sistema de transmissão/recepção de potência 10 inclui um veículo 100 e um aparelho de alimentação de potência 200. O veículo 100 inclui uma unidade de recepção de potência 110 e uma unidade de comunicação 130.

[0034] A unidade de recepção de potência 110 é instalada no piso de um corpo de veículo e configurada para receber potência elétrica de uma unidade de transmissão de potência 220 do aparelho de ali- mentação de potência 200 de uma maneira sem contato. Especificamente, a unidade de recepção de potência 110 inclui uma bobina au- torressonante descrita posteriormente que ressoa com uma bobina autorressonante fornecida na unidade de transmissão de potência 220 por um campo eletromagnético para receber a potência elétrica da unidade de transmissão de potência 220 de uma maneira sem contato. A unidade de comunicação 130 serve como uma interface de comunicação para estabelecer comunicação entre o veículo 100 e o aparelho de alimentação de potência 200.

[0035] O aparelho de alimentação de potência 200 inclui um dis positivo de fonte de alimentação de alta frequência 210, a unidade de transmissão de potência 220 e uma unidade de comunicação 240. O dispositivo de fonte de alimentação de alta frequência 210 converte potência de CA comercial suprida por meio de um conector 212, por exemplo, em potência elétrica de frequência alta e emite a potência para a unidade de transmissão de potência 220. Deve-se observar que a frequência da potência elétrica de frequência alta gerada pelo dispositivo de fonte de alimentação de alta frequência 210 é, por exemplo, 1 MHz para várias dezenas de MHz.

[0036] A unidade de transmissão de potência 220 é instalada no piso do espaço de estacionamento, por exemplo, e configurada para transmitir a potência elétrica de frequência alta suprida a partir do dispositivo de fonte de alimentação de alta frequência 210 para a unidade de recepção de potência 110 do veículo 100 de uma maneira sem contato. Especificamente, a unidade de transmissão de potência 220 inclui uma bobina autorressonante que ressoa com a bobina autorressonan- te fornecida na unidade de recepção de potência 110 através do campo eletromagnético para a transmissão da potência elétrica para a unidade de recepção de potência 110 de uma maneira sem contato. A unidade de comunicação 240 serve como uma interface de comunica- ção para estabelecer comunicação entre o aparelho de alimentação de potência 200 e o veículo 100.

[0037] Durante a alimentação de potência a partir do aparelho de alimentação de potência 200 para o veículo 100, é necessário guiar o veículo 100 para o aparelho de alimentação de potência 200 e ajustar as posições da unidade de recepção de potência 110 do veículo 100 e da unidade de transmissão de potência 220 do aparelho de alimentação de potência 200. Ou seja, diferente de um dispositivo elétrico interno do veículo descrito posteriormente, não é fácil ajustar a posição do veículo 100. Um usuário pode erguer prontamente o dispositivo elétrico interno do veículo com as mãos e colocar o mesmo em uma posição apropriada de uma unidade de alimentação de potência tal como um carregador. O usuário, no entanto, precisa operar e parar o veículo em uma posição apropriada e não consegue erguer o veículo com as mãos e ajustar a posição do veículo.

[0038] Consequentemente, durante a alimentação de potência a partir do aparelho de alimentação de potência 200 para o veículo 100, é desejável empregar um método que tem tolerância alta para não compatibilidade de posição. Diz-se que um método de indução eletromagnética transmite potência elétrica em uma distância curta e tem tolerância baixa para não compatibilidade de posição. Se o método de indução eletromagnética for empregado para alimentar a potência ao veículo, habilidade de condução com precisão alta pode ser exigida de um condutor, um aparelho de orientação do veículo de precisão alta pode ser exigido para ser montado no veículo ou uma unidade móvel para mover a posição da bobina pode ser exigida de modo que uma posição de estacionamento difícil possa ser resolvida.

[0039] Diz-se que um método de ressonância através de um cam po eletromagnético pode transmitir potência elétrica relativamente grande em uma distância de transmissão de vários metros e geralmen- te tem tolerância mais alta para não compatibilidade de posição que o método de indução eletromagnética. Como tal, no sistema de trans- missão/recepção de potência 10 de acordo com essa modalidade, o método de ressonância é utilizado para alimentar a potência do aparelho de alimentação de potência 200 para veículo 100.

[0040] A Fig. 2 é um diagrama para a ilustração do princípio de transmissão de potência pelo método de ressonância.

[0041] Referindo-se à Fig. 2, de acordo com esse método de res sonância, como no caso em que dois garfos de regulação ressoam entre si, duas bobinas ressonantes LC que têm a mesma frequência natural ressoam entre si em um campo eletromagnético (campo próximo), que faz com que a potência elétrica seja transmitida de uma das bobinas para a outra pelo o campo eletromagnético.

[0042] Especificamente, uma bobina primária 320 é conectada a uma fonte de alimentação de frequência alta 310 para alimentar potência elétrica que tem uma frequência alta na faixa de 1 M a várias dezenas de MHz para uma bobina primária autorressonante 330 acoplada de modo magnético à bobina primária 320 por indução eletromagnética. A bobina primária autorressonante 330 é um ressonador LC que consiste em uma indução da própria bobina e uma capacitân- cia parasita e ressoa por um campo eletromagnético (campo próximo) com uma bobina autorressonante secundária 340 que tem a mesma frequência de ressonância que aquela da bobina primária autorresso- nante 330. Isso faz com que a energia (potência elétrica) seja transferida da bobina primária autorressonante 330 pelo campo eletromagnético para bobina autorressonante secundária 340. A energia (potência elétrica) transferida para a bobina autorressonante secundária 340 é extraída por uma bobina secundária 350 acoplada de modo magnético à bobina autorressonante secundária 340 por indução eletromagnética e suprida para uma carga 360. Deve-se observar que a transmissão de potência pelo método de ressonância é implantada quando um valor Q que mostra a intensidade de ressonância entre a bobina primária autorressonante 330 e a bobina autorressonante secundária 340 é maior que, por exemplo, 100.

[0043] Conforme comparado à Fig. 1, a bobina autorressonante secundária 340 e a bobina secundária 350 corresponde à unidade de recepção de potência 110 na Fig. 1, e a bobina primária 320 e a bobina primária autorressonante 330 corresponde à unidade de transmissão de potência 220 na Fig. 1.

[0044] A Fig. 3 é um diagrama que mostra a relação entre a dis tância de uma fonte de corrente (fonte de corrente magnética) e a intensidade de um campo eletromagnético.

[0045] Referindo-se à Fig. 3, o campo eletromagnético inclui três componentes. Uma curva k1 representa um componente inversamente proporcional à distância da fonte da onda e é referida como um "campo eletromagnético de radiação”. Uma curva k2 representa um componente inversamente proporcional ao quadrado da distância da fonte da onda e é referida como um "campo eletromagnético de indução". Uma curva k3 representa um componente inversamente proporcional ao cubo da distância da fonte da onda e é referida como "campo magnético eletrostático”.

[0046] Entre outras, há uma região onde a intensidade de onda eletromagnética diminui bruscamente de acordo com a distância da fonte da onda. No método de ressonância, esse campo próximo (campo evanescente) é utilizado para transmitir energia (potência elétrica). Em outras palavras, o campo próximo é utilizado causar ressonância entre um par de ressonadores (por exemplo, um par de bobinas ressonantes LC) que têm a mesma frequência natural para transmitir, dessa forma, a energia (potência elétrica) de um dos ressonadores (bobina primária autorressonante) para o outro ressonador (bobina au- torressonante secundária). Esse campo próximo não permite a propagação da energia (potência elétrica) em uma distância longa. Consequentemente, em comparação com a onda eletromagnética que carrega a energia (potência elétrica) pelo "campo eletromagnético de radiação" que permite a propagação da energia em uma distância longa, o método de ressonância permite a transmissão de potência com perda de energia reduzida.

[0047] A Fig. 4 é um diagrama para a ilustração da distância entre unidade de recepção de potência 110 e da unidade de transmissão de potência 220.

[0048] Referindo-se à Fig. 4, uma distância D1 entre a unidade de recepção de potência 110 e a unidade de transmissão de potência 220 é uma distância maior que distância de transmissão pelo método de indução eletromagnética. A distância D1 também é uma distância na qual a potência elétrica pode ser transmitida pelo método de ressonância. Deve-se observar que a distância D1 pode ser variada mediante a variação dos formatos e tamanhos das bobinas autorressonantes da unidade de transmissão de potência 220 e da unidade de recepção de potência 110.

[0049] A Fig. 5 é um diagrama que mostra uma configuração geral em relação à transmissão/recepção de potência entre o veículo e o aparelho de alimentação de potência descrita nessa modalidade.

[0050] Referindo-se à Fig. 5, o aparelho de alimentação de potên cia 200 inclui a unidade de transmissão de potência 220, o dispositivo de fonte de alimentação de alta frequência 210 e a unidade de comunicação 240. O veículo 100 inclui a unidade de comunicação 130, a unidade de recepção de potência 110, um retificador 140, um relé 146, uma resistência 144, uma unidade de medição de tensão de recepção de potência (sensor de tensão) 190 e um dispositivo de conversão (conversor de CC/CC 142) para carregar um dispositivo de armaze- namento de potência que não é mostrado.

[0051] A unidade de comunicação 240 e a unidade de comunica ção 130 se comunicam entre si de modo sem fio para trocar informações para fazer o ajuste de posição entre a unidade de recepção de potência 110 e a unidade de transmissão de potência 220. Ao conectar temporariamente a resistência 144 por meio de relé 146 à saída da unidade de transmissão de potência, informações de tensão que indica se uma condição de recepção de potência é satisfeita podem ser obtidas da saída do sensor de tensão 190. Uma solicitação de transmissão de potência para potência elétrica fraca para obter essas informações de tensão é transmitida do veículo 100 para o aparelho de alimentação de potência 200 pelas unidades de comunicação 130 e 240.

[0052] A Fig. 6 é um diagrama de configuração que mostra os de talhes do veículo 100 mostrado nas Figs. 1 e 5.

[0053] Referindo-se à Fig. 6, o veículo 100 inclui uma bateria prin cipal 150, um relé principal de sistema SMR1, um conversor de reforço 162, inversores 164 e 166, motores-geradores 172 e 174, um mecanismo motor 176, um dispositivo de divisão de potência 177 e uma roda motriz 178.

[0054] O veículo 100 inclui adicionalmente uma bobina autorres- sonante secundária 112, uma bobina secundária 114, o retificador 140, o conversor de CC/CC 142, um relé principal de sistema SMR2 e o sensor de tensão 190.

[0055] O veículo 100 inclui adicionalmente um dispositivo de con trole 180, um botão de ativação de veículo 120, a unidade de comunicação 130 e um botão de alimentação de potência 122.

[0056] O veículo 100 é equipado com o mecanismo motor 176 e o motor-gerador 174 como uma fonte de alimentação. O mecanismo motor 176 e os motores-geradores 172 e 174 são acoplados ao dispositivo de divisão de potência 177. O veículo 100 funciona com uma força de acionamento gerada pelo menos um dentre o mecanismo motor 176 e o motor-gerador 174. A potência gerada pelo mecanismo motor 176 é dividida pelo dispositivo de divisão de potência 177 em dois trajetos que incluem um trajeto pelo qual a potência é transmitida para a roda motriz 178 e um trajeto pelo qual a potência é transmitida para o motor-gerador 172.

[0057] O motor-gerador 172 é um máquina elétrica com rotação de CA que inclui, por exemplo, um motor elétrico síncrono de CA de três fases dotado de um rotor no qual ímã permanente é incorporado. O motor-gerador 172 gera potência elétrica com uso de energia cinética de mecanismo motor 176 dividida pelo dispositivo de divisão de potência 177. Por exemplo, quando o estado de carga (também referido como um "SOC") da bateria principal 150 é reduzido para baixo de um valor predeterminado, o mecanismo motor 176 é iniciado e o motor- gerador 172 gera potência elétrica para carregar bateria principal 150.

[0058] O motor-gerador 174 também é uma máquina elétrica com rotação de CA que inclui, por exemplo, um motor elétrico síncrono de CA de três fases dotado de um rotor no qual um ímã permanente é incorporado como com motor-gerador 172. O motor-gerador 174 gera uma força de acionamento com uso de pelo menos uma dentre a potência elétrica armazenada na bateria principal 150 e a potência elétrica gerada pelo motor-gerador 172. A força de acionamento do motor- gerador 174 é transmitida, então, para a roda motriz 178.

[0059] Adicionalmente, durante a frenagem do veículo e durante a redução na aceleração em uma superfície inclinada para baixo, a energia dinâmica armazenada no veículo como energia cinética e energia potencial é utilizada para o acionamento rotatório do motor- gerador 174 através da roda motriz 178 para fazer com que o motor- gerador 174 opere como um gerador de potência. Consequentemente, o motor-gerador 174 opera como uma frenagem regenerativa para converter a energia de funcionamento em potência elétrica para gerar uma força de frenagem. A potência elétrica gerada pelo motor-gerador 174 é armazenada, então, na bateria principal 150.

[0060] O dispositivo de divisão de potência 177 pode utilizar uma engrenagem planetária que inclui uma engrenagem sol, pinhões diferenciais, um carregador e uma engrenagem de coroa. Os pinhões diferenciais engatam com a engrenagem sol e a engrenagem de coroa. O carregador é acoplado à manivela do mecanismo motor 176 enquanto sustenta de modo giratório os pinhões diferenciais. A engrenagem sol é acoplada ao eixo de rotação do motor-gerador 172. A engrenagem de coroa é acoplada ao eixo de rotação do motor-gerador 174 e roda motriz 178.

[0061] A bateria principal 150 serve como uma fonte de alimenta ção de CC recarregável que inclui, por exemplo, uma bateria secundária tal como bateria secundária de níquel-hidreto metálico ou de íons de lítio. A bateria principal 150 armazena a potência elétrica suprida a partir do conversor de CC/CC 142, e também armazena a potência elétrica gerada por motores-geradores 172 e 174. A bateria principal 150 supre, então, a potência elétrica para o conversor de reforço 162. Deve-se observar que um capacitor de capacidade grande pode ser empregado também como bateria principal 150 e qualquer armazenamento temporário de potência pode ser utilizado para armazenar a potência elétrica suprida a partir do aparelho de alimentação de potência 200 (Fig. 1) e a potência elétrica regenerativa dos motores-geradores 172 e 174 para suprir a potência elétrica armazenada para o conversor de reforço 162.

[0062] O relé principal de sistema SMR1 é disposto entre a bateria principal 150 e o conversor de reforço 162. O relé principal de sistema SMR1 conecta eletricamente a bateria principal 150 ao conversor de reforço 162 quando um sinal SE1 do dispositivo de controle 180 é ati- vado e interrompe o trajeto elétrico entre a bateria principal 150 e o conversor de reforço 162 quando o sinal SE1 é desativado. Com base em um sinal PWC do dispositivo de controle 180, o conversor de reforço 162 reforça a tensão em uma linha de eletrodo positiva PL2 para uma tensão maior que ou igual à saída da tensão da bateria principal 150. Deve-se observar que o conversor de reforço 162 inclui, por exemplo, um circuito talhado de CC.

[0063] Os inversores 164 e 166 são fornecidos em correspondên cia com os motores-geradores 172 e 174, respectivamente. O inversor 164 aciona o motor-gerador 172 com base em um sinal PWI1 do dispositivo de controle 180, e o inversor 166 aciona o motor-gerador 174 com base em um sinal PWI2 do dispositivo de controle 180. Deve-se observar que os inversores 164 e 166 incluem, por exemplo, um circuito de ponte de três fases.

[0064] A bobina autorressonante secundária 112 tem ambas as extremidades conectadas a um capacitor 111 através de um comutador (relé 113) e ressoa com a bobina ressonante primária do aparelho de alimentação de potência 200 através do campo eletromagnético quando o comutador (relé 113) se torna condutivo. Essa ressonância faz com que o aparelho de alimentação de potência 200 nas Figs. 1 e 5 supram a potência elétrica. Apesar de a Fig. 6 mostrar um exemplo em que o capacitor 111 é fornecido, o ajusto em relação à bobina primária autorressonante pode ser executada de modo a alcançar a ressonância por capacitância parasita da bobina, no lugar do capacitor.

[0065] Em relação à bobina autorressonante secundária 112, o número de suas voltas é apropriadamente estabelecido de modo a aumentar a distância para a bobina primária autorressonante do aparelho de alimentação de potência 200 e um valor Q (por exemplo, Q > 100) que mostra a intensidade de ressonância entre a bobina primária autorressonante e a bobina autorressonante secundária 112 e reduzir K que mostra o grau de acoplamento entre as mesmas.

[0066] A bobina secundária 114 é fornecida de modo coaxial com a bobina autorressonante secundária 112 e pode ser acoplada de modo magnético à bobina autorressonante secundária 112 por indução eletromagnética. A bobina secundária 114 extrai, por indução eletromagnética, a potência elétrica suprida da bobina autorressonante secundária 112 e emite a potência elétrica para o retificador 140. Deve- se observar que a bobina autorressonante secundária 112 e a bobina secundária 114 formam a unidade de recepção de potência 110 mostrada na Fig. 1.

[0067] O retificador 140 retifica a potência de CA extraída pela bo bina secundária 114. Com base em um sinal PWD do dispositivo de controle 180, o conversor de CC/CC 142 converte a potência elétrica retificada pelo retificador 140 no nível de tensão da bateria principal 150 e emite o resultado para a bateria principal 150.

[0068] O relé principal de sistema SMR2 é disposto entre o con versor de CC/CC 142 e a bateria principal 150. Quando um sinal SE2 do dispositivo de controle 180 é ativado, o relé principal de sistema SMR2 conecta eletricamente a bateria principal 150 ao conversor de CC/CC 142. Quando sinal SE2 é desativado, o relé principal de sistema SMR2 interrompe o trajeto elétrico entre a bateria principal 150 e o conversor de CC/CC 142. O sensor de tensão 190 detecta uma tensão VR entre o retificador 140 e o conversor de CC/CC 142 e emite o valor detectado para o dispositivo de controle 180.

[0069] A resistência 144 e o relé 146 que são conectados em série são fornecidos entre o retificador 140 e o conversor de CC/CC 142. O relé 146 é controlado pelo dispositivo de controle 180 de modo que o mesmo se torna condutivo quando a posição do veículo 100 é ajustada durante a alimentação de potência sem contato.

[0070] Com base na posição do pedal acelerador, na velocidade do veículo e nos sinais de vários sensores, o dispositivo de controle 180 gera sinais PWC, PWI1 e PWI2 para acionar o conversor de reforço 162 e os motores-geradores 172 e 174, respectivamente. O dispositivo de controle 180 emite os sinais gerados PWC, PWI1 e PWI2 para o conversor de reforço 162 e os inversores 164 e 166, respectivamente. Durante o funcionamento do veículo, o dispositivo de controle 180 ativa o sinal SE1 para fazer com que o relé principal de sistema SMR1 seja ligado e desativa o sinal SE2 para fazer com que o relé principal de sistema SMR2 seja desligado.

[0071] Uma potência elétrica fraca pode ser transmitida para de terminar um estado de recepção de potência com base na tensão VR. Consequentemente, o condutor ou um sistema de orientação de veículo ajusta a posição do veículo com base na tensão VR.

[0072] Quando o ajuste de posição do veículo é completado, o dispositivo de controle 180 transmite um comando de alimentação de potência para o aparelho de alimentação de potência 200 através da unidade de comunicação 130 e ativa o sinal SE2 para fazer com que o relé principal de sistema SMR2 seja ligado. Então, o dispositivo de controle 180 gera sinal PWD para acionar o conversor de CC/CC 142 e emite o sinal PWD gerado para o conversor de CC/CC 142.

[0073] O veículo 100 inclui adicionalmente uma bateria auxiliar 182, um conversor de CC/CC 181 fornecido entre as linhas de potência PL1, NL e a bateria auxiliar 182 para submeter à conversão descendente a tensão de bateria principal 150 e suprir o resultado para cargas auxiliares e a bateria auxiliar 182, e uma unidade de alimentação de potência de dispositivo 184.

[0074] A unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 é uma das cargas auxiliares e alimenta potência para o dispositivo elétrico interno do veículo de uma maneira sem contato. Nessa modalidade, o método de indução eletromagnética é empregado como um método de alimentar a potência de uma maneira sem contato por unidade de alimentação de potência de dispositivo 184. Tipicamente, o dispositivo elétrico interno do veículo é um telefone móvel, e a unidade de alimentação de potência de dispositivo é uma unidade para carregar uma bateria do telefone móvel. No entanto, o dispositivo elétrico interno do veículo não é necessariamente exigido ser equipado com uma bateria e é somente exigido que a alimentação de potência seja realizada de uma maneira sem contato. Outros exemplos do dispositivo elétrico interno do veículo incluem um computador pessoal, equipamento de música, uma câmera digital, um câmera de vídeo, um máquina de jogo e equipamento de comunicação sem fio. Apesar de não ser limitados como tais, os mesmos são frequentemente moveis e compactos.

[0075] Preferencialmente, a potência elétrica recebida pela unida de de recepção de potência 110 a partir do aparelho de transmissão de potência externo instalado do lado externo do veículo de uma maneira sem contato é maior que a potência elétrica transmitida a partir da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 para o dispositivo elétrico interno do veículo de uma maneira sem contato. Além disso, a bateria principal 150 do veículo tem uma capacidade muito maior que a capacidade de uma bateria incluída no dispositivo elétrico interno do veículo tal como um telefone móvel.

[0076] Ao empregar o método de ressonância durante o carrega mento da bateria principal 150 do veículo e ao empregar a indução eletromagnética durante a alimentação de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo, os dois tipos de transmissão/recepção de potência sem contato podem ser realizados sem afetar um ao outro. Se a potência é alimentada para ambos o dispositivo elétrico interno do veículo e a bateria do veículo pelo método de ressonância com a mesma frequência ressonante, o dispositivo elétrico interno do veículo de saída baixa pode ser afetado. Portanto, ao empregar os diferentes métodos de carregamento, a saber, o método de ressonância durante o carregamento da bateria principal 150 do veículo e a indução eletromagnética durante o carregamento o dispositivo elétrico interno do veículo, os dois tipos de carregamento podem ser impedidos de se afetarem. Em outas palavras, ao empregar os diferentes métodos de carregamento, uma frequência ressonante para uso no método de ressonância pode ser selecionada livremente e o grau de liberdade para o projeto de sistema no método de ressonância pode ser aumentado também.

[0077] A frequência de ressonância de uma unidade de ressonân cia (bobina autoressonante secundária 112 da unidade de recepção de potência 110) é determinada por um componente LC, que é definido por uma indutância L da unidade de recepção de potência associada com um diâmetro de bobina e uma capacidade C do capacitor conectado à bobina. Visto que o dispositivo elétrico interno do veículo móvel não é tão grande em tamanho quanto o veículo, a indutância L é muito grande para ser incorporada em um dispositivo elétrico interno do veículo geral pode ser incorporada no lado do veículo.

[0078] A Fig. 7 é um diagrama de circuito para ilustrar a unidade de recepção de potência 110 no lado do veículo e a unidade de transmissão de potência 220 no lado do aparelho de alimentação de potência em maiores detalhes.

[0079] Em referência à Fig. 7, o aparelho de fonte de alimentação de alta frequência 210 é representado por uma fonte de alimentação CA de alta frequência 213 e uma resistência 211 que mostra uma im- pedância da fonte de alimentação.

[0080] A unidade de transmissão de potência 220 inclui uma bobi na primária 232 conectada ao aparelho de fonte de alimentação de alta frequência 210, uma bobina autoressonante primária 234 acoplada de modo magnético à bobina primária 232 por indução eletromag- nética, e um capacitor 242 conectado a ambas as extremidades da bobina autoressonante primária 234.

[0081] A unidade de recepção de potência 110 inclui a bobina au- toressonante secundária 112 que ressoa com a bobina autoressonante primária 234 através do campo eletromagnético, e o capacitor 111 e o relé 113 conectados em série a ambas as extremidades da bobina au- toressonante secundária 112. Quando recebe a potência elétrica, o relé 113 é controlado de modo que o mesmo seja tornado condutivo.

[0082] A unidade de recepção de potência 110 inclui adicional mente a bobina secundária 114 acoplada de modo magnético à bobina autoressonante secundária 112. O retificador 140 retifica a potência CA recebida pela bobina secundária 114. Um capacitor C1 é conectado à saída do retificador 140. O relé 146 e a resistência 144 usados para o ajuste de posição entre o veículo e a instalação de alimentação de potência são conectados entre os eletrodos do capacitor C1. O carregador (conversor CC/CC 142) é conectado adicionalmente à saída do retificador 140 para converter a tensão para uma tensão de carregamento adequada. A tensão de carregamento convertida é suprida à bateria (bateria principal 150).

[0083] A resistência 144 é estabelecida para uma impedância de, por exemplo, 50 Q. Esse valor é ajustado de modo a ser compatível com a impedância representada pela resistência 211 do aparelho de fonte de alimentação de alta frequência 210.

[0084] Quando a posição de estacionamento do veículo é ajustada durante a alimentação de potência sem contato para o veículo, o sensor de tensão 190 detecta a tensão através da resistência 144 e emite um valor detectado VR para o dispositivo de controle 180.

[0085] Quando o ajuste da posição do veículo é concluído e o veí culo é carregado pela fonte de alimentação externa através da alimentação de potência sem contato, o sensor de tensão 190 detecta a en- trada de tensão para o conversor CC/CC 142 como o valor detectado VR.

[0086] A Fig. 8 é um diagrama de circuito que mostra a configura ção da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 mostrada na Fig. 6 e a unidade de recepção de potência do dispositivo elétrico interno do veículo.

[0087] Em referência à Fig. 8, o sistema de recepção/transmissão de potência do veículo é configurado para incluir a unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 incorporada no veículo para carregar o dispositivo elétrico, e uma unidade de recepção de potência 186 incluída em um dispositivo elétrico interno do veículo 400 para receber a potência da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184.

[0088] O dispositivo elétrico do interior do veículo 400 é, por exemplo, um telefone móvel, um computador pessoal, uma câmera digital, um PDA, um tocador de música móvel, ou outros tipos de dispositivos elétricos móveis.

[0089] A unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 inclui uma unidade de conversão CA/CC 192 para receber a potência CC da bateria auxiliar 182 e converter a potência CC para a potência CA, e uma bobina de lado de alimentação de potência 194 para receber a potência CA da unidade de conversão CA/CC 192.

[0090] A potência de carregamento é suprida para a bateria auxili ar 182 da bateria principal 150 através do conversor CC/CC 181.

[0091] A unidade de recepção de potência 186 inclui uma bobina de lado de recebimento de potência 404, um diodo 406, um capacitor 408, um diodo zener 410, um conversor CC/CC 412, um diodo 414 e uma bateria 416.

[0092] A bobina de lado de recebimento de potência 404 tem uma extremidade conectada ao ânodo do diodo 406. O diodo 406 tem um cátodo conectado a uma extremidade do capacitor 408, ao cátodo do diodo zener 410 e ao conversor CC/CC 412. A bobina de lado de recebimento de potência 404 tem a outra extremidade conectada à outra extremidade do capacitor 408, ao ânodo do diodo zener 410 e ao conversor CC/CC 412.

[0093] O conversor CC/CC 412 é conectado através do diodo 414 a um terminal positivo da bateria 416 do dispositivo elétrico interno do veículo 400, assim como a um terminal negativo da bateria 416.

[0094] Quando a potência elétrica é suprida ao conversor CC/CC 412 da bobina de lado de recebimento de potência 404 por indução eletromagnética entre a bobina de lado de alimentação de potência 194 e a bobina de lado de recebimento de potência 404, o conversor CC/CC 412 converte a potência suprida para a potência CC que tem uma tensão predeterminada para carregar a bateria 416 e supre a potência para a bateria 416 através do diodo 414, para carregar a bateria 416.

[0095] Preferencialmente, além do conversor CC/CC 412, um cir cuito de comunicação para solicitar alimentação de potência da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 pode ser fornecido. Nesse caso, quando uma solicitação por alimentação de potência é feita, a unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 transmite a potência elétrica por indução eletromagnética.

[0096] Embora essa modalidade mostre um exemplo em que a bateria 416 está incluída no dispositivo elétrico interno do veículo 400, a bateria 416 não é necessariamente exigida no dispositivo elétrico interno do veículo 400. A bateira 416 pode não estar incluída no dispositivo elétrico interno do veículo 400 desde que a alimentação de potência sem contato seja realizada para o dispositivo elétrico interno do veículo 400.

[0097] A Fig. 9 é um diagrama para ilustrar um exemplo de dispo- sição da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 na Fig. 8 no veículo.

[0098] Em referência à Fig. 9, a unidade de alimentação de potên cia de dispositivo 184 é disposta preferencialmente em uma posição no interior do veículo que pode ser usada a partir de um assento do condutor 502 assim como a partir de um assento do passageiro 504. Preferencialmente, a unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 pode ser fornecida em uma bandeja de um console central 506, em um bolso de um painel ou similares.

[0099] Se a unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 for disposta em tal posição distante da unidade de recepção de potência 110 mostrada na Fig. 1, a possibilidade de alimentação de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo e a recepção de potência pela unidade de recepção de potência 110 que afeta uma a outra é reduzida. Somente para propósitos de ilustração, sem limitação, a Fig. 9 mostra um exemplo em que a unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 é fornecida no console central 506, com uma superfície de fundo de uma bandeja em que o dispositivo elétrico interno do veículo 400 é colocado sendo indicada como uma superfície de colocação de dispositivo 191.

[00100] A Fig. 10 é um diagrama para ilustrar a distância entre uma bobina do dispositivo elétrico interno do veículo e uma bobina da unidade de alimentação de potência de dispositivo.

[00101] Em referência à Fig. 10, os alojamentos do dispositivo elétrico interno do veículo 400 e da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 são projetados para terem uma distância D2 entre a bobina de lado de recebimento de potência 404 incluída no ou montada no dispositivo elétrico interno do veículo 400 e a bobina de lado de alimentação de potência 194 na unidade de alimentação de potência de dispositivo 184. A distância D2 é uma distância na qual a potência elétrica pode ser transmitida por indução eletromagnética, e é mais curta do que a distância D1 mostrada na Fig. 4.

[00102] A unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 inclui a superfície de colocação de dispositivo 191, que não está em contato elétrico com o dispositivo elétrico interno do veículo 400 e na qual o dispositivo elétrico interno do veículo 400 é colocado.

[00103] Embora o dispositivo elétrico interno do veículo 400 não esteja em contato elétrico com a unidade de alimentação de potência de dispositivo 184, os alojamentos dos mesmos geralmente entram em contato fisicamente uns com os outros. Os alojamentos são dotados de saliências e recuos, ímãs e similares, para o propósito de ajuste de posição. O usuário pode erguer o dispositivo elétrico interno do veículo 400 à mão, colocar o mesmo na superfície de colocação de dispositivo 191 da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 e fazer o ajuste de posição, para obter prontamente um estado sem incompatibilidade de posição. Esse ponto é significativamente diferente do ajuste de posição entre a unidade de transmissão de potência 220 e a unidade de recepção de potência 110 mostrado na Fig. 1.

[00104] Consequentemente, quando alimenta potência para uma bateria montada no veículo e um dispositivo elétrico interno do veículo com o método de ressonância e o método de indução eletromagnética, é preferencial carregar a bateria montada no veículo com o método de ressonância e alimentar a potência para o dispositivo elétrico interno do veículo com o método de indução eletromagnética.

[00105] Mesmo no método de indução eletromagnética que exige alta precisão para o ajuste de posição entre as unidades de recepção e transmissão de potência, o(a) próprio(a) usuário(a) pode fazer o ajuste de posição diretamente em um veículo, obtendo, desse modo, a alimentação de potência sem contato para um dispositivo elétrico interno do veículo com eficiência alta. Quando carrega uma bateria mon- tada no veículo, por outro lado, é difícil para o(a) próprio(a) usuário(a) fazer um ajuste de posição preciso entre uma transmissão de potência fornecida no lado do solo e uma unidade de recepção de potência fornecida no lado do veículo. Quando carrega a bateria montada no veículo de uma maneira sem contato, portanto, o método de ressonância que exige uma precisão menor para o ajuste de posição do que o método de indução eletromagnética pode ser empregado para carregar a bateria com a eficiência alta enquanto o problema com o ajuste de posição para o usuário é reduzido.

[00106] Além disso, empregando-se o método de indução eletromagnética para carregar o dispositivo elétrico interno do veículo, o projeto de sistema pode ser facilitado e o próprio dispositivo de carregamento pode ser tornado compacto e menos dispendioso. O grau de liberdade para a disposição do dispositivo de carregamento também é aumentado.

[00107] Além disso, empregando-se os métodos diferentes para o carregamento sem contato da bateria montada no veículo e para alimentação sem contato de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo, as frequências ressonantes diferentes não precisam ser usadas em comparação ao caso em que o método de ressonância é empregado tanto para o carregamento quanto para a alimentação de potência. Consequentemente, uma frequência ressonante do dispositivo de recepção de potência sem contato da bateria montada no veículo pode ser selecionada livremente.

[00108] A Fig. 11 é um fluxograma para ilustrar o controle em relação à permissão de transmissão de potência/recepção realizada pelo dispositivo de controle 180 mostrado na Fig. 6. Um processo nesse fluxograma é chamado de uma rotina principal para controlar o veículo e é executado em intervalos de tempo regulares ou sempre que uma condição predeterminada for satisfeita.

[00109] Em referência às Figs. 6 e 11, quando o processo é iniciado, na etapa S1, o dispositivo de controle 180 determina se o veículo está ou não em um estado não acionável de veículo.

[00110] Quando o veículo está no estado não acionável de veículo (estado Pronto-DESLIGADO), por exemplo, o veículo entra em estado acionável (estado Pronto-LIGADO) pressionando o botão de ativação de veículo 120 uma vez, e o veículo está pronto para ser iniciado pelo estabelecimento de uma faixa de mudança para uma faixa de marchas e pressionando um pedal do acelerador.

[00111] Quando o veículo está no estado acionável (estado Pronto- LIGADO), o veículo entra no estado não acionável de veículo (estado Pronto-DESLIGADO) pressionando o botão de ativação de veículo 120 novamente, e o veículo não é iniciado mesmo pressionando-se o pedal do acelerador.

[00112] No estado acionável, o relé principal de sistema SMR1 na Fig. 6 está conduzindo, uma corrente elétrica pode ser suprida para os motores-geradores 172 e 174, e o mecanismo motor 176 pode ser operado.

[00113] No estado não acionável, por outro lado, o relé principal de sistema SMR1 na Fig. 6 não está conduzindo, o suprimento de uma corrente elétrica para os motores-geradores 172 e 174 é proibido, e a operação do mecanismo motor 176 também é proibida.

[00114] Se o veículo está no estado não acionável (estado Pronto- DESLIGADO) na etapa S1, o processo procede para a etapa S2. Se o veículo está no estado acionável (estado Pronto-LIGADO) na etapa S1, o processo procede para a etapa S7.

[00115] Na etapa S2, o dispositivo de controle 180 determina se há ou não uma solicitação para carregar a bateria principal 150. A solicitação para carregar a bateria principal 150 pode ser fornecida através de um dispositivo de entrada (tal como o botão de alimentação de po- tência 122 na Fig. 6) operado pelo condutor, por exemplo, ou pode ser gerada pelo próprio dispositivo de controle 180 com base em um sinal que indica a conclusão do ajuste de posição entre a unidade de transmissão de potência 220 e a unidade de recepção de potência 110 na Fig. 1 e o SOC (Estado de Carregamento) da bateria principal 150.

[00116] Se houver uma solicitação para carregar a bateria principal 150 na etapa S2, o processo procede da etapa S2 para a etapa S3. Se não houver a solicitação de carga na etapa S2, o processo procede da etapa S2 para a etapa S5.

[00117] Na etapa S3, o relé principal de sistema SMR2 é controlado de modo que o mesmo seja ligado enquanto o relé principal de sistema SMR1 é controlado de modo que o mesmo seja desligado. Em seguida, na etapa S4, o carregamento da bateria principal 150 é permitido enquanto a alimentação de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo é proibida. Supõe-se que esse estado inclui um estado em que o condutor está distante do veículo enquanto a bateria principal 150 está sendo carregada.

[00118] Na etapa S5, ambos dos relés principais de sistema SMR1 e SMR2 são controlados de modo que os mesmos estejam desligados. Em seguida, na etapa S6, tanto o carregamento da bateria principal 150 quanto a alimentação de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo são proibidos.

[00119] Se o veículo estiver no estado acionável (estado Pronto- LIGADO) na etapa S1 e o processo proceder para a S7, o relé principal de sistema SMR1 é controlado de modo que o mesmo seja ligado e uma corrente elétrica possa ser suprida para os motores-geradores 172 e 174 no veículo. Nesse estado, supõe-se que o condutor permaneça no veículo, e uma maquinaria auxiliar tal como um equipamento de áudio e ar-condicionado que não são mostrados podem ser usados. Em seguida, na etapa S8, é determinado se há ou não uma solicitação para carregar a bateria principal 150.

[00120] Se houver uma solicitação para carregar a bateria principal 150 na etapa S8, o processo procede para a etapa S9. Se não houver uma solicitação de carga na etapa S8, o processo procede para a etapa S11.

[00121] Na etapa S9, ambos os relés principais de sistema SMR1 e SMR2 são controlados de modo que os mesmos estejam ligados. Em seguida, na etapa S10, tanto o carregamento da bateria principal 150 quanto da alimentação de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo são permitidos.

[00122] Na etapa S11, o relé principal de sistema SMR2 é controlado de modo que o mesmo esteja desligado quanto o relé principal de sistema SMR1 é controlado de modo que o mesmo esteja ligado. Em seguida, na etapa S12, o carregamento da bateria principal 150 é proibido enquanto a alimentação de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo é permitida.

[00123] Quando o processamento em qualquer uma das etapas S4, S6, S10 e S12 é concluído, na etapa S13, o controle é retornado para a rotina principal.

[00124] A Fig. 12 é um fluxograma para ilustrar uma variação do controle em relação à permissão de transmissão de potência/recepção realizada pelo dispositivo de controle 180 mostrado na Fig. 6. Um processo nesse fluxograma é chamado de rotina principal para controlar o veículo e é executado em intervalos de tempo regulares ou sempre que uma condição predeterminada é satisfeita.

[00125] Em referência às Figs. 6 e 12, quando o processo é iniciado, na etapa S21, o dispositivo de controle 180 determina se a bateria principal 150 está sendo carregada ou não. Se a bateria principal 150 não estiver sendo carregada na etapa S21, o processo procede para a etapa S24. Se a bateria principal 150 estiver sendo carregada na eta- pa S21, o processo procede para a etapa S22.

[00126] Na etapa S22, é determinado se o veículo está ou não atualmente no estado não acionável (estado Pronto-DESLIGADO). Se o veículo estiver no estado não acionável na etapa S22, o processo procede para a etapa S23. Se o veículo não estiver no estado não acio- nável na etapa S22, nomeadamente, estiver no estado acionável (estado Pronto-LIGADO), o processo procede para a etapa S24.

[00127] Na etapa S23, o dispositivo de controle 180 controla os re- lés principais de sistema SMR1 e SMR2, o conversor CC/CC 142 e a unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 de modo que bateria principal 150 possa ser carregada e a alimentação de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo seja proibida.

[00128] Na etapa S24, por outro lado, o dispositivo de controle 180 controla os relés principais de sistema SMR1 e SMR2, o conversor CC/CC 142 e a unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 de modo que uma solicitação para carregar a bateria principal 150 possa ser aceita e uma solicitação para alimentar a potência para o dispositivo elétrico interno do veículo possa ser aceita.

[00129] Geralmente, quando o condutor deixa o veículo durante o carregamento da bateria principal 150, o condutor estabelece o veículo no estado não acionável. Em tal caso, a alimentação de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo pode ser proibida, evitando, desse modo, a ocorrência de uma situação inesperada devido à alimentação de potência para o dispositivo elétrico interno do veículo durante a ausência de um ocupante tal como o condutor.

[00130] Supõe-se também que, durante a carga da bateria principal 150, o condutor ou similar aguarda no veículo e ativa as funções de ar- condicionado ou um dispositivo de áudio. Se for suposto que o ocupante está no interior do veículo, dessa maneira, a alimentação de potência sem contato para o dispositivo elétrico interno do veículo pode ser permitida também para aprimorar a conveniência.

[00131] Finalmente, essa modalidade será resumida novamente com referência aos desenhos. Em referência à Fig. 6, o veículo 100 inclui a unidade de recepção de potência 110 para receber a potência elétrica para o funcionamento do veículo 100 de uma maneira sem contato por ressonância de campo eletromagnético, e a unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 para transmitir a potência elétrica a ser suprida para o dispositivo elétrico interno do veículo de uma maneira sem contato por indução eletromagnética.

[00132] Preferencialmente, a potência elétrica recebida pela unidade de recepção de potência 110 a partir do aparelho de transmissão de potência externo instalado no exterior do veículo de uma maneira sem contato é maior do que a potência elétrica transmitida a partir da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 para o dispositivo elétrico interno do veículo de uma maneira sem contato. Além disso, a bateria principal 150 do veículo tem uma capacidade muito maior do que a capacidade de uma bateria incluída no dispositivo elétrico interno do veículo tal como um telefone móvel.

[00133] Preferencialmente, a distância D1 (1 cm a vários metros) mostrada na Fig. 4 sobre a qual a potência elétrica é transmitida a partir da unidade de transmissão de potência externa 220 instalada no exterior do veículo para a unidade de recepção de potência 110 de uma maneira sem contato é mais longa do que a distância D2 (< 1 cm) mostrada na Fig. 10 sobre a qual a potência elétrica é transmitida a partir da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 para o dispositivo elétrico interno do veículo 400 de uma maneira sem contato.

[00134] Mais preferencialmente, o veículo 100 inclui adicionalmente os motores-geradores 172 e 174 para acionar o veículo, a bateria principal 150 para suprir a potência elétrica aos motores-geradores 172 e 174, e a bateria auxiliar 182 fornecida separadamente da bateria principal 150. A bateria auxiliar 182 tem uma tensão de, por exemplo, 12 a 14 V, que é inferior a uma tensão de, por exemplo, 200 V, da bateria principal 150. A unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 recebe a potência elétrica da bateria auxiliar 182 e transmite a potência para o dispositivo elétrico interno do veículo 400.

[00135] Ainda mais preferencialmente, o veículo inclui adicionalmente o dispositivo de controle 180 para estabelecer um estado de operação do veículo para o estado acionável (estado Pronto-LIGADO) e o estado não acionável (estado Pronto-DESLIGADO), em conformidade com a operação no botão de ativação 120 e similares pelo ocupante. Conforme mostrado na Fig. 12, no estado acionável (NÃO na etapa S22), o dispositivo de controle 180 permite o carregamento da bateria principal 150 com a potência elétrica recebida pela unidade de recepção de potência 110, e permite o suprimento de potência a partir da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 para o dis-positivo elétrico interno do veículo 400. No estado não acionável (SIM na etapa S22), o dispositivo de controle 180 permite o carregamento da bateria principal 150 com a potência elétrica recebida pela unidade de recepção de potência 110, e proíbe o suprimento de potência a partir da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 para o dispositivo elétrico interno do veículo 400.

[00136] Preferencialmente, o ajuste de posição entre a unidade de recepção de potência 110 e a unidade de transmissão de potência 220 instaladas no exterior do veículo mostrado na Fig. 1 é realizado através do movimento do veículo 100. Por outro lado, o ajuste de posição entre o dispositivo elétrico interno do veículo 400 e a unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 mostrado na Fig. 10 é realizado através da colocação do dispositivo elétrico interno do veículo 400 em uma posição predeterminada (superfície de colocação de dis- positivo 191) da unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 pelo ocupante.

[00137] Mais preferencialmente, conforme mostrado nas Figs. 9 e 10, a unidade de alimentação de potência de dispositivo 184 inclui a superfície de colocação de dispositivo 191, que não está em contato elétrico com o dispositivo elétrico interno do veículo 400 e na qual o dispositivo elétrico interno do veículo 400 é colocado.

[00138] Embora essa modalidade mostre um exemplo em que a bobina autoressonante primária, a bobina primária, a bobina autores- sonante secundária e a bobina secundária estão incluídas nas Figs. 6, 7 e similares, a presente invenção não está limitada a tal disposição, mas é aplicável a uma disposição em que a transmissão de potência entre a bobina autoressonante secundária 112 e a bobina secundária 114 e a transmissão de potência entre a bobina primária 232 e a bobina autoressonante primária 234 não são realizadas por indução eletromagnética. Ou seja, a presente invenção é aplicável ao caso em que o método de ressonância é usado para a recepção de potência pelo veículo e a transmissão de potência para o veículo, e também ao caso em que uma bobina através da qual a transmissão de potên- cia/recepção é realizada por indução eletromagnética não é fornecida em um caminho para a transmissão de potência/recepção pelo método de ressonância.

[00139] Deve-se entender que as modalidades reveladas no presente documento são ilustrativas e não restritivas em todos os aspectos. O escopo da presente invenção é definido pelos termos das reivindicações, ao invés da descrição acima, e pretende incluir quaisquer modificações dentro do escopo e significado equivalentes aos termos das reivindicações. LISTA DE REFERÊNCIAS NUMÉRICAS 10 sistema de recepção/transmissão de potência; 100 veí- culo; 110 unidade de recepção de potência; 111, 242, 408, C1 capacitor; 112, 340 bobina autoressonante secundária; 113, 146 relé; 114, 350 bobina secundária; 120 botão de ativação de veículo; 122 botão de alimentação de potência; 130, 240 unidade de comunicação; 140 retificador; 142, 181, 412 conversor CC/CC; 144, 211 resistência; 150 bateria principal; 162 conversor elevador; 164, 166 inversor; 172, 174 motor-gerador; 176 mecanismo motor; 177 dispositivo de distribuição de potência; 178 roda de acionamento; 180 dispositivo de controle; 182 bateria auxiliar; 184 unidade de alimentação de potência de dispositivo; 186 unidade de recepção de potência; 190 sensor de tensão; 191 superfície de colocação de dispositivo; 192 unidade de conversão CA/CC; 194 bobina de lado de alimentação de potência; 200 aparelho de alimentação de potência; 210 dispositivo de fonte de alimentação de alta frequência; 212 conector; 213 fonte de alimentação CA de alta frequência; 220 unidade de transmissão de potência; 232, 320 bobina primária; 234, 330 bobina autoressonante primária; 310 fonte de alimentação de alta frequência; 316, 416 bateria; 360 carga; 400 dispositivo elétrico interno do veículo; 404 bobina de lado de recebimento de potência; 406, 414 diodo; 410 diodo zener; SMR1, SMR2 relé principal de sistema.

Claims

1. Veículo que compreende: um dispositivo de recepção de potência (110) para receber a potência elétrica para funcionamento do veículo (100) de uma maneira sem contato por ressonância de campo eletromagnético; um dispositivo de transmissão de potência (184) para transmitir a potência elétrica a ser suprida para um dispositivo elétrico interno do veículo (400) de uma maneira sem contato por indução eletromagnética; uma bateria (150); um conversor de reforço (162) ligado à referida bateria (150); um inversor (166) ligado ao dito conversor de reforço (162) e um motor-gerador (174); um retificador (140) configurado para receber e retificar a potência elétrica de saída pelo dito dispositivo de recepção de potência (110); um primeiro relé principal do sistema (SMR1) disposto entre esta bateria (150) e este conversor de reforço (162); um segundo relé principal do sistema (SMR2) fornecido entre a referida bateria (150) e o referido retificador (140); e uma unidade de controle (180) comutando entre os estados ON/OFF do primeiro relé principal do sistema (SMR1) e os estados ON/OFF do segundo relé principal do sistema (SMR2); caracterizado pelo fato de que um conversor CC/CC (142) é fornecido entre o dito segundo relé principal do sistema (SMR2) e o referido retificador (140) configurado para converter a energia elétrica retificada pelo referido retificador (140) em um nível de tensão da referida bateria (150) e emitir a resultante para a referida bateria (150); o referido dispositivo de transmissão de potência (184) sendo capaz de receber energia elétrica da referida bateria (150) através do referido primeiro relé principal do sistema (SMR1); a dita unidade de controle (180) configurada para - determinar se a referida bateria (150) está ou não sendo carregada, - determinar se o referido veículo se encontra atualmente em estado não conduzível ou em estado conduzível, se a referida unidade de controle (180) determinou que a referida bateria (150) está sendo carregada, em que no referido estado não conduzível, o referido veículo não arranca nem mesmo se pressionando um pedal do acelerador e, no referido estado conduzível, o referido veículo está pronto a arrancar através da definição de um intervalo de mudança para um alcance de condução e pressionando o referido pedal do acelerador, - controlar o dito primeiro relé principal do sistema (SMR1), o dito segundo relé principal do sistema (SMR2), o dito conversor CC/CC (142) e o dito dispositivo de transmissão de energia (184) de tal forma que a bateria (150) possa ser carregada e alimentação de energia para o dito dispositivo elétrico interno do veículo (400) ser proibida, se a unidade de controle (180) determinar que a bateria (150) está sendo carregada e determinar que o veículo está no estado não-conduzível, - controlar o dito primeiro relé principal do sistema (SMR1), o dito segundo relé principal do sistema (SMR2), o dito conversor CC/CC (142) e o dispositivo de transmissão de energia (184) de tal forma que uma solicitação para carregar a bateria (150) pode ser aceita e uma solicitação para alimentar o dispositivo elétrico interno do veículo (400) possa ser aceita, se a unidade de controle (180) determinar que o veículo não está sendo carregado ou determinar que o veículo está atualmente no estado dirigível.

2. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a potência elétrica recebida pelo dito dispositivo de recepção de potência (110) a partir de um aparelho de transmissão de potência externo (200) instalado no exterior do veículo (100) de uma maneira sem contato é maior do que a potência elétrica transmitida a partir do dispositivo de transmissão de potência (184) para o dito dispositivo elétrico interno do veículo (400) de uma maneira sem contato.

3. Veículo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que uma distância na qual a potência elétrica é transmitida a partir do aparelho de transmissão de potência externo (200) instalado no exterior do veículo (100) para o dispositivo de recepção de potência (110) de uma maneira sem contato é mais longa do que uma distância na qual a potência elétrica é transmitida a partir do dito dispositivo de transmissão de potência (184) para o dito dispositivo elétrico interno do veículo (400) de uma maneira sem contato.

4. Veículo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma bateria auxiliar (182) fornecida separadamente da dita bateria (150) e conectada para ser capaz de receber energia elétrica da dita bateria (150) através do dito primeiro relé principal do sistema (SMR1), em que a dita bateria auxiliar (182) tem uma tensão inferior a uma tensão da dita bateria (150), e o dito dispositivo de transmissão de potência (184) recebe a potência elétrica a partir da dita bateria auxiliar (182) e transmite a potência para o dito dispositivo elétrico interno do veículo (400).

5. Veículo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o ajuste de posição entre o dito dispositivo de recepção de potência (110) e o dito aparelho de transmissão de potência externo (200) instalado no exterior do veículo (100) é realizado através do movimento do dito veículo (100), e o ajuste de posição entre o dito dispositivo elétrico interno do veículo (400) e o dito dispositivo de transmissão de potência (184) é realizado através da colocação do dito dispositivo elétrico interno do veículo (400) em uma posição predeterminada do dito dispositivo de transmissão de potência (184) por um ocupante.

6. Veículo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dito dispositivo de transmissão de potência (184) inclui uma superfície de colocação de dispositivo, que não está em contato elétrico com o dito dispositivo elétrico interno do veículo (400) e na qual o dito dispositivo elétrico interno do veículo (400) é colocado.

7. Sistema de recepção/transmissão de potência que compreende: o veículo (100) como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que; um aparelho de transmissão de potência (200) instalado no exterior do veículo para transmitir a potência elétrica para o dito veículo (100) de uma maneira sem contato por ressonância de campo eletromagnético; e um dispositivo elétrico interno do veículo (400) utilizado no dito veículo.