BR112016019697B1

BR112016019697B1 - Sistema de alimentação de energia sem fio

Info

Publication number: BR112016019697B1
Application number: BR112016019697-0A
Authority: BR
Inventors: Tomofumi OKAMOTO
Original assignee: Nissan Motor Co. Ltd
Priority date: 2014-02-25
Filing date: 2014-02-25
Publication date: 2022-03-29
Also published as: BR112016019697A2; US20160355095A1; RU2016137963A; CN106030981B; RU2016137963A3; RU2649905C2; EP3113329A4; KR20160106707A; KR101747064B1; JP6150004B2; CN106030981A; US9845019B2; EP3113329A1; WO2015128942A1; JPWO2015128942A1; MX2016010815A; EP3113329B1; MX349021B

Abstract

sistema de alimentação de energia sem fio e dispositivo de transmissão de energia um sistema de alimentação de energia sem fio inclui um dispositivo de transmissão de energia (10c), tendo uma bobina de transmissão de energia (14), e um dispositivo receptor de energia (40), tendo uma bobina receptora de energia (41). a bobina de transmissão de energia (14) transmite energia elétrica à bobina receptora de energia (41) por meio de uma conexão sem fio, de modo a alimentar a energia elétrica a uma bateria (44), instalada no dispositivo receptor de energia (40). o dispositivo receptor de energia (40) inclui um calculador de primeira eficiência, configurado para calcular uma primeira eficiência, com base em um valor de comando de energia de transmissão e na energia elétrica alimentada à bateria (44). o dispositivo de transmissão de energia (10c) inclui um calculador de segunda eficiência (31), configurado para calcular uma segunda eficiência, com base em uma diferença de fase entre uma voltagem e uma corrente, alimentadas à bobina de transmissão de energia (14). o dispositivo de transmissão de energia (10c) inclui ainda um calculador de grau de controle (29), configurado para controlar a energia elétrica alimentada à bobina de transmissão de energia (14), de acordo com o valor de comando de energia de transmissão, e regular a energia elétrica alimentada à bobina de transmissão de energia (14), quando a primeira eficiência cai a uma primeira eficiência de limiar predeterminada, ou abaixo dela, ou quando a segunda eficiência cai a uma segunda eficiência de limiar, ou abaixo dela.

Description

CAMPO TÉCNICO

[001]A presente invenção se refere a um sistema de alimentação de energia sem fio e a um dispositivo de transmissão de energia, para alimentar energia elétrica por meio de uma conexão sem fio a um veículo, tal como um veículo elétrico equipado com uma bateria.

ANTECEDENTES

[002]Foram propostos sistemas de alimentação de energia sem fio, que alimentam energia elétrica a cargas elétricas, montadas em veículos, por meio de uma conexão sem fio entre dispositivos de transmissão de energia, proporcionados no lado do solo, e dispositivos receptores de energia, proporcionados no lado do veículo. Um veículo, usando um sistema de alimentação de energia sem fio e estacionado em uma posição de alimentação de energia, pode ser movimentado da posição de alimentação de energia, durante alimentação de energia. O sistema é necessário para detectar imediatamente uma mudança de posição entre uma bobina de transmissão de energia e uma bobina receptora de energia, durante o movimento do veículo, de modo a interromper a alimentação de energia.

[003]Por exemplo, a literatura de patente 1 descreve um sistema, no qual um dispositivo de transmissão de energia e um dispositivo receptor de energia se comunicam entre si, de modo a controlar uma alimentação de energia adequada. A literatura de patente 1 descreve que a comunicação, entre o dispositivo de transmissão de energia e o dispositivo receptor de energia, é implementada para um segundo ciclo, e o dispositivo de transmissão de energia é controlado de modo a transmitir, adequadamente, energia elétrica para um primeiro ciclo, mas curto do que o segundo ciclo.

LISTA DE CITAÇÕES LITERATURA DE PATENTES Literatura de Patente 1: publicação do pedido de patente internacional WO 2013/046391 RESUMO DA INVENÇÃO

[004]A literatura de patente 1 falha em descrever que a transmissão de energia é regulada quando as posições da bobina de transmissão de energia e da bobina receptora de energia são mudadas entre elas, durante a alimentação de energia sem fio.

[005]A presente invenção foi produzida considerando o problema convencional descrito acima. Um objeto da presente invenção é proporcionar um sistema de alimentação de energia sem fio e um dispositivo de transmissão de energia, capazes de detectar, imediatamente, um estado no qual as posições de uma bobina de transmissão de energia e de uma bobina receptora de energia são mudadas entre elas.

[006]Um sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com um aspecto da presente invenção, inclui um dispositivo de transmissão de energia, tendo uma bobina de transmissão de energia, e um dispositivo receptor de energia, tendo uma bobina receptora de energia, e a bobina de transmissão de energia transmite energia elétrica à bobina receptora de energia por meio de uma conexão sem fio, de modo a alimentar a energia elétrica a uma carga elétrica, instalada no dispositivo receptor de energia. O dispositivo receptor de energia ou o dispositivo de transmissão de energia inclui um calculador de primeira eficiência, configurado para calcular uma primeira eficiência, com base em um valor de comando de energia de transmissão e na energia elétrica alimentada à carga elétrica. O dispositivo de transmissão de energia inclui um calculador de segunda eficiência, configurado para calcular uma segunda eficiência, com base em uma diferença de fase entre uma tensão e uma corrente, alimentadas à bobina de transmissão de energia, e um controlador de energia, configurado para controlar a energia elétrica alimentada à bobina de trans- missão de energia, de acordo com o valor de comando de energia de transmissão, e regular a energia elétrica alimentada à bobina de transmissão de energia, quando a primeira eficiência cai a uma primeira eficiência limite predeterminada, ou menor, ou quando a segunda eficiência cai a uma segunda eficiência limite, ou menor.

[007]Um dispositivo de transmissão de energia, de acordo com um aspecto da presente invenção, tem uma bobina de transmissão de energia e alimenta energia elétrica, por meio de uma conexão sem fio, a uma carga elétrica, instalada em um dispositivo receptor de energia, tendo uma bobina receptora de energia. O dispositivo de transmissão de energia inclui uma unidade de obtenção de primeira eficiência, configurada para calcular uma primeira eficiência, com base em um valor de comando de energia de transmissão e na energia elétrica alimentada à carga elétrica, ou obter uma primeira eficiência transmitida do dispositivo receptor de energia, e um calculador de segunda eficiência, configurado para calcular uma segunda eficiência, com base em uma diferença de fase entre uma tensão e uma corrente, alimentadas à bobina de transmissão de energia. Um controlador de energia controla a energia elétrica alimentada à bobina de transmissão de energia, de acordo com o valor de comando de energia de transmissão, e regula a energia elétrica, alimentada à bobina de transmissão de energia, quando a primeira eficiência cai a uma primeira eficiência limite predeterminada, ou menor, ou quando a segunda eficiência cai a uma segunda eficiência limite, ou menor.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[008]A Figura 1 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de um sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com uma concretização da presente invenção.

[009]A Figura 2 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de um sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com uma primeira concretização da presente invenção.

[010]A Figura 3 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento de um controlador de transmissão de energia no sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a primeira concretização da presente invenção.

[011]A Figura 4 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento de um controlador de recepção de energia no sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a primeira concretização da presente invenção.

[012]A Figura 5 é um diagrama de blocos mostrando um calcular de grau de controle no sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a primeira concretização da presente invenção.

[013]A Figura 6 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de um sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com uma segunda concretização da presente invenção.

[014]A Figura 7 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento de um controlador de transmissão de energia no sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a segunda concretização da presente invenção.

[015]A Figura 8 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento de um controlador de recepção de energia no sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a segunda concretização da presente invenção.

[016]A Figura 9 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de um sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com uma terceira concretização da presente invenção.

[017]A Figura 10 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento de um controlador de transmissão de energia no sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a terceira concretização da presente invenção.

[018]A Figura 11 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento de um controlador de recepção de energia no sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a terceira concretização da presente invenção.

[019]A Figura 12 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de um sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com uma quarta concretização da presente invenção.

[020]A Figura 13 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento de um controlador de transmissão de energia no sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a quarta concretização da presente invenção.

[021]A Figura 14 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento de um controlador de recepção de energia no sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a quarta concretização da presente invenção.

[022]A Figura 15 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de um sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com um exemplo modificado da quarta concretização da presente invenção.

[023]A Figura 16 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento de um controlador de transmissão de energia no sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com o exemplo modificado da quarta concretização da presente invenção.

[024]A Figura 17 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento de um controlador de recepção de energia no sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com o exemplo modificado da quarta concretização da presente invenção.

DESCRIÇÃO DAS CONCRETIZAÇÕES

[025]A seguir, as concretizações da presente invenção vão ser explicadas com referência aos desenhos. A Figura 1 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de um sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a presente invenção. Como mostrado na Figura 1, um veículo 200 inclui um dispositivo receptor de energia 40. Um dispositivo de transmissão de energia 10, para alimentar energia elétrica ao veículo 200, é proporcionado no lado do solo, em um espaço de estacionamento no qual o veículo 200 está estacionado. O dispositivo de transmissão de energia 10 inclui um conversor de corrente alternada em corrente contínua (CA/CC) 11, para retificar a tensão CA, alimentada de uma fonte de energia CA 91, um circuito de inversor 12, um circuito de ressonância 13 e uma bobina de transmissão de energia 14. O dispositivo de transmissão de energia 10 inclui ainda um controlador de transmissão de energia 30.

[026]A bobina receptora de energia 40 inclui uma bobina receptora de energia 41, um circuito de ressonância 42, um circuito nivelador e retificador 43, um relé 47 e uma bateria 44. A bobina receptora de energia 40 inclui ainda um controlador de recepção de energia 50, um inversor 51, para converter a saída de tensão CC da bateria 44 em tensão CA, e um motor 16, acionado pela alimentação da saída de tensão CA do inversor 51. [Primeira concretização]

[027]A Figura 2 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de um sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com uma primeira concretização da presente invenção. Como mostrado na Figura 2, o sistema de alimentação de energia sem fio 100 inclui o dispositivo de transmissão de energia 10, proporcionado no lado do solo, para transmitir energia elétrica, e o dispositivo receptor de energia 40, que recebe a energia transmitida do dispositivo de transmissão de energia 10, para alimentar a energia à bateria 44 (carga elétrica). Embora a presente concretização exemplifique a bateria 44 como uma carga elétrica, a presente invenção não é limitada a ela e pode usar outras cargas elétricas, tal como um motor.

[028]O dispositivo de transmissão de energia 10 inclui o conversor CA/CC 11, que converte tensão CA da fonte de energia CA 91 em tensão CC, e o circuito de inversor 12, que converte a tensão CC, convertida pela condição, sob a qual os pontos característicos são detectados, é, em tensão CA tendo frequência e amplitude preferidas. O dispositivo de transmissão de energia 10 também inclui o circuito de ressonância 13, que ressoa a saída de energia elétrica do circuito de inversor 12, a bobina de transmissão de energia 14, que transmite a energia ressoada, e o controlador de transmissão de energia 30.

[029]O dispositivo de transmissão de energia 10 inclui um amperômetro 21, que detecta a corrente CA Iac, e um voltímetro 22, que detecta a tensão CA Vac, a corrente CA Iac e tensão CA Vac alimentadas ao conversor CA/CC 11. O dispositivo de transmissão de energia 10 inclui um amperômetro 23, que detecta a corrente CC Idc, e um voltímetro 24, que detecta a tensão CC Vdc, a corrente CC Idc e a tensão CC Vdc, que são introduzidas no circuito de inversor 12, e inclui ainda um amperô- metro 25, que detecta a corrente CA 11, e um voltímetro 26, que detecta a tensão CA V1, a corrente CA 11 e a tensão AC V1, que são transmitidas do circuito de in- versor 12. O conversor CA/CC 11 controla um coeficiente de trabalho, quando da conversão da tensão CA, alimentada da fonte de energia CA 91, de acordo com um sinal de controle transmitido de um controlador PFC 39 descrito abaixo, de modo a gerar a tensão CC, tendo uma amplitude preferida.

[030]O circuito de inversor 12 inclui várias chaves semicondutoras (tal como IGBT) tendo braços superiores e inferiores, e liga / desliga as respectivas chaves semicondutores, de acordo com um sinal de controle transmitido de um controlador de inversor 32, descrito abaixo, de modo a gerar a tensão CA tendo frequência e amplitude preferidas.

[031]O circuito de ressonância 13 inclui um capacitor, e um elemento, tal como uma resistência, e ressoa a saída de energia CA do circuito de inversor 12, entre o circuito de ressonância 13 e a bobina de transmissão de energia 14. Isto é, as frequências de ressonância da bobina de transmissão de energia 14 e do capacitor são configuradas para aproximadamente coincidir com a frequência de saída do circuito de inversor 12.

[032]A bobina de transmissão de energia 14 é, por exemplo, uma bobina es piral, uma bobina em forma de disco, uma bobina circular ou uma bobina de solenoide, proporcionada no solo no espaço de estacionamento. Como mostrado na Figura 1, a bobina de transmissão de energia 14 é posicionada para ficar oposta à bobina receptora de energia 41, quando o veículo 200 é estacionado em uma posição predeterminada no espaço de estacionamento (referir-se à Figura 1).

[033]O controlador de transmissão de energia 30 inclui um calculador de fator de potência 31, um controlador de inversor 32 e um calculador de grau de controle 29 (controlador de energia). O controlador de transmissão de energia 30 inclui ainda uma unidade de comunicação sem fio 34 (unidade de comunicação no lado de transmissão de energia), que se comunica com o controlador de recepção de energia 50, um monitor de comunicação 33, que monitora as condições de comunicação da unidade de comunicação sem fio 34, e uma memória 35, que armazena o valor de comando de energia Pbat*, recebido por meio de comunicação sem fio. O " valor de comando de energia Pbat*, como usado no presente relatório descritivo, é um valor de comando de energia elétrica, alimentado da bobina de transmissão de energia 14, e é transmitido do dispositivo receptor de energia 40.

[034]O calculador de fator de potência 31 obtém, para um ciclo de cálculo predeterminado (primeiro ciclo), a tensão CC Vdc e a corrente CC Idc, alimentadas do circuito de inversor 12, e a tensão CA V1 e a corrente CA I1, transmitidas do circuito de inversor 12. O calculador de fator de potência 31 calcula um cosθ de fator de potência (segunda eficiência) da saída de energia elétrica do inversor 12, com base nessas Vdc, Idc, V1 e I1. Mais particularmente, o calculador de fator de potência 31 calcula o cosθ de fator de potência de acordo com a seguinte fórmula (1). cosθ = (Vdc x Idc) / (V1 x I1) (1)

[035] Isto é, o calculador de fator de potência 31 serve como um calculador de segunda eficiência, para calcular a segunda eficiência com base em uma diferença de fase entre a tensão e a corrente alimentadas à bobina de transmissão de energia 14.

[036]O cosθ de fator de potência, usado no ciclo de cálculo atual, pode ser obtido por uso de Vdc, Idc, V1 e I1, obtidas no ciclo de cálculo prévio. O processo de cálculo do cosθ de fator de potência não é limitado à fórmula (1), e pode ser qualquer processo, tal como um processo de medida de uma diferença de fase θ entre a tensão V1 e a corrente I1, para obter o cosθ de fator de potência, com base na diferença de fase θ medida.

[037]O controlador de inversor 32 controla o circuito de inversor 12, para transmitir a energia elétrica correspondente ao valor de comando de energia Pbat*, com base no cosθ de fator de potência calculado pelo calculador de fator de potência 31.

[038]A unidade de comunicação sem fio 34 implementa vários tipos de comunicação de dados com o controlador de recepção de energia 50 por meio de, por exemplo, uma rede de área local (LAN). A unidade de comunicação sem fio 34 recebe o valor de comando de energia Pbat*, transmitido do controlador de recepção de energia 50. A unidade de comunicação sem fio 34 também recebe um sinal de comando de regulagem de energia elétrica, transmitido do controlador de recepção de energia 50. A unidade de comunicação sem fio 34 implementa a comunicação de dados para um segundo ciclo, mais longo do que o primeiro ciclo, que é o ciclo de cálculo do cosθ de fator de potência, calculado pelo calculador de fator de potência 31, como descrito acima. A unidade de comunicação sem fio 34 recebe, desse modo, o valor de comando de energia Pbat*, transmitido do controlador de recepção de energia 50 para o segundo ciclo, quando a comunicação é operada adequadamente.

[039]O monitor de comunicação 33 monitora as condições de comunicação da unidade de comunicação sem fio 34. A memória 35 armazena o valor de comando de energia Pbat*, recebido pela unidade de comunicação sem fio 34, e transmite o valor de comando de energia Pbat* armazenado para o calculador de grau de con- trole 29.

[040]O calculador de grau de controle 29 inclui um controlador de energia de carga 36, um calculador de corrente no lado primário 37, um controlador de corrente no lado primário 38 e um controlador PFC 39. O controlador de energia de carga 36 obtém o valor de comando de energia Pbat*, armazenado na memória 35, e o cosθ de fator de potência, calculado pelo calculador de fator de potência 31, de modo a corrigir o valor de comando de energia Pbat* por uso do cosθ de fator de potência. O controlador de energia de carga 36 transmite o valor de comando de energia corrigido Pbat*'. Em particular, o controlador de energia de carga 36 calcula o valor de comando de energia corrigido Pbat*', de acordo com a seguinte fórmula (3). Pbat*' = Pbat*/cosθ (3)

[041]O calculador de corrente no lado primário 37 calcula o valor de comando de corrente de saída Idc* do conversor CA/CC 11, de acordo com o valor de comando de energia corrigido Pbat*', e a tensão CC Vdc, transmitida do conversor CA/CC 11 no ciclo de cálculo prévio.

[042]O controlador de corrente no lado primário 38 calcula o valor de comando de tensão de saída Vdc* do conversor CA/CC 11, de acordo com o valor de comando de corrente de saída Idc*, calculado pelo calculador de corrente no lado primário 37, e a corrente CC Idc, transmitida do conversor CA/CC 11 no ciclo de cálculo prévio.

[043]O controlador PFC 39 determina um coeficiente de trabalho de conversão na tensão CA, convertida e controlada pelo conversor CA/CC 11, de acordo com a tensão CC Vdc, detectada pelo voltímetro 24 no ciclo de cálculo prévio, o valor de comando de tensão de saída Vdc*, transmitido do controlador de corrente no lado primário 38. O controlador PFC 39 obtém a corrente Iac, detectada pelo amperôme- tro (corrente transmitida da fonte de energia 91 atual) no ciclo prévio, e a tensão Vac, detectada pelo voltímetro 22 (tensão transmitida da fonte de energia 91 atual), e muda adequadamente um valor de comando do coeficiente de trabalho, de modo que a corrente Iac e a tensão Vac tenham a mesma fase. O valor de comando do coeficiente de trabalho é transmitido para o conversor CA/CC 11. O conversor CA/CC 11 controla, desse modo, a tensão de saída Vdc, de modo que a energia, correspondente ao valor de comando de energia Pbat*, seja transmitida da bobina de transmissão de energia 14.

[044]O dispositivo receptor de energia 40 inclui a bobina receptora de energia 41, que recebe a energia transmitida da bobina de transmissão de energia 14 por meio de uma conexão sem fio, o circuito de ressonância 42, que ressoa a energia recebida pela bobina receptora de energia 41, e o circuito nivelador e retificador 43, que converte a tensão CA, transmitida do circuito de ressonância 42, na tensão CC, e nivela a tensão CC convertida. O dispositivo receptor de energia 40 também inclui a bateria 44, que armazena a energia elétrica transmitida do dispositivo de transmissão de energia 10, o relé 47 (unidade de comutação), que comuta as conexão e desconexão entre o circuito nivelador e retificador 43 e a bateria 44, e o controlador de recepção de energia 50. O dispositivo receptor de energia 40 inclui ainda um am- perômetro 45, que detecta a corrente Ibat, e um voltímetro 46, que detecta a tensão Vbat, a corrente Ibat e a Vbat sendo transmitidas do circuito nivelador e retificador 43.

[045]A bobina receptora de energia 41 é, por exemplo, uma bobina espiral, uma bobina em forma de disco, uma bobina circular ou uma bobina de solenoide, montada no fundo do veículo. A bobina receptora de energia 41 é posicionada para ficar oposta à bobina de transmissão de energia 14, proporcionada no solo em uma posição de carga predeterminada no espaço de estacionamento, quando o veículo é estacionado na posição de carga.

[046]O circuito de ressonância 42 inclui um capacitor, e um elemento, tal como uma resistência, e ressoa a energia CA recebida pela bobina receptora de energia 41. Isto é, a frequência de ressonância do circuito, incluindo a bobina receptora de energia 41 e o capacitor, é configurada para coincidir aproximadamente com a frequência da energia CA, transmitida da bobina de transmissão de energia 14.

[047]O circuito nivelador e retificador 43 inclui um circuito retificador, tal como um circuito em ponte de diodo, e um circuito nivelador, incluindo um capacitor. O circuito nivelador e retificador 43 retifica a tensão CA transmitida do circuito de ressonância 42, e ainda nivela e alimenta a tensão CA à bateria 44.

[048]O relé 47 alimenta a energia, recebida pela bobina receptora de energia 41, à bateria 44 (carga elétrica), uma vez conectada, e interrompe a alimentação da energia à bateria 44, uma vez desconectada. O relé 47 serve, desse modo, como uma unidade de comutação para comutar entre a operação de alimentação da energia, recebida pela bobina receptora de energia 41, à carga elétrica (a bateria 44) e a operação de interrupção da alimentação à carga elétrica.

[049]O controlador de recepção de energia 50 inclui uma unidade de comunicação sem fio 51 (unidade de comunicação no lado receptor de energia), que se comunica com a unidade de comunicação sem fio 34 no controlador de transmissão de energia 30 em uma maneira sem fio, tal como uma comunicação LAN, um monitor de comunicação 52, que monitora as condições de comunicação da unidade de comunicação sem fio 51, uma unidade de comunicação CAN 53, um calculador de eficiência 55 e um controlador de relé 54 (controlador de comutação).

[050]A unidade de comunicação CAN 53 é conectada a vários tipos de controladores, tal como um controlador de bateria 56 e um controlador de veículo 57, por meio de uma linha BUS 58, para implementar a comunicação de dados entre eles por meio de uma rede de área de controlador (CAN). O controlador de bateria 56 gera um valor de comando de energia Pbat* e o transmite para a unidade de comunicação CAN 53 pela linha BUS 58.

[051]O calculador de eficiência 55 obtém o valor de comando de energia Pbat*, transmitido pela unidade de comunicação CAN 53, e ainda obtém a corrente Ibat, detectada pelo amperômetro 45, e a tensão Vbat, detectada pelo voltímetro 46, de modo a calcular a eficiência de transmissão de energia H (primeira eficiência) da energia elétrica, transmitida entre o dispositivo de transmissão de energia 10 e o dispositivo receptor de energia 40, de acordo com os dados obtidos. Em particular, o calculador de eficiência 55 calcula a energia transmitida Pbat por multiplicação da corrente Ibat e da tensão Vbat conjuntamente, de modo a obter a eficiência de transmissão de energia H de acordo com a seguinte fórmula (2). H = Pbat/Pbat* = (Ibat x Vbat)/Pbat* (2)

[052]Isto é, o calculador do fator de potência 55 serve como um calculador de primeira eficiência, para calcular a primeira eficiência com base na energia elétrica alimentada à bateria 44 (carga elétrica).

[053]Quando a eficiência de transmissão de energia H, calculada de acordo com a fórmula (2), cai à Ha eficiência limite predeterminada (primeira eficiência limite), ou menor, o calculador de eficiência 55 transmite um sinal de comando de corte ao controlador de relé 54. O calculador de eficiência 55 transmite ainda um sinal de comando de regulagem de energia de carga. O sinal de comando de regulagem é transmitido para o dispositivo de transmissão de energia 10 por meio da unidade de comunicação sem fio 51.

[054]Quando o controlador de relé 54 recebe o sinal de comando de corte, alimentado do calculador de eficiência 55, o controlador de relé 54 desliga o relé 47 e interrompe a alimentação de energia à bateria 44. Mais particularmente, quando a eficiência de transmissão de energia H, calculada pelo calculador de eficiência 55, cai Ha eficiência limite, ou menor, o controlador de relé 54 determina que um problema é provocado entre a bobina de transmissão de energia 14 e a bobina receptora de energia 41, por alguma razão, e interrompe a alimentação de energia à bateria 44.

[055]No sistema de alimentação de energia sem fio 100, de acordo com a primeira concretização, quando o cosθ de fator de potência, calculado pelo calculador de fator de potência 31, cai abaixo do fator de potência limite predeterminado (segunda eficiência limite), o valor de comando de energia corrigido Pbat*', calculado pelo controlador de energia de carga 36, é regulado, de modo que a energia, transmitida do dispositivo de transmissão de energia 10 para o dispositivo receptor de energia 40, seja regulada. Como usado no presente relatório descritivo, o termo "regular" inclui os significados de "reduzir" e "reduzir a zero".

[056]Uma vez que o relé 47 é desligado, quando a eficiência de transmissão de energia q, calculada pelo calculador de eficiência 55, cai à qa eficiência limite, ou menor, o circuito no lado do dispositivo receptor de energia 40, incluindo a bobina receptora de energia 41 e a bateria 44, é aberto, como visto do lado da bobina de transmissão de energia 14. Por conseguinte, a impedância de todo o circuito, incluindo a bobina de transmissão de energia 14, a bobina receptora de energia 41 e a bateria 44, aumenta, e a diferença de fase entre a corrente I1 e a tensão V1, transmitida do circuito de inversor 12, aumenta. Consequentemente, a energia transmitida é regulada, uma vez que o cosθ de fator de potência diminui. Ainda mais, o sinal de comando de regulagem da energia de carga é transmitido para o controlador de transmissão de energia 30 pela unidade de comunicação sem fio 51, quando a eficiência de transmissão de energia q cai à qa eficiência limite, ou menor, e a energia transmitida é, consequentemente, regulada.

[057]A seguir, a operação do sistema de alimentação de energia sem fio 100, de acordo com a primeira concretização, é descrita abaixo com referência aos fluxogramas mostrados nas Figuras 3 e 4. A Figura 3 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento, implementado pelo controlador de transmissão de energia 30. Na Figura 3, o processamento da etapa S11 à etapa S15 é executado no ciclo de cálculo no primeiro processo, após início do cálculo, e o processamento seguinte da etapa S16 é executado no ciclo de cálculo no segundo processo e repetido nos ciclos subsequentes.

[058]Primeiro, na etapa S11, a unidade de comunicação sem fio 34 se comunica com a unidade de comunicação sem fio 51 do controlador de recepção de energia 50 em uma maneira sem fio, tal como comunicação LAN. A comunicação sem fio é conduzida para o segundo ciclo, como descrito acima. Na etapa S12, a unidade de comunicação sem fio 34 recebe o valor de comando de energia Pbat*, transmitido do controlador de recepção de energia 50. Em particular, o valor de comando de energia Pbat*, transmitido do controlador de bateria 56, mostrado na Figura 2, é transmitido da unidade de comunicação sem fio 51 e recebido pela unidade de comunicação sem fio 34.

[059]Na etapa S13, o calculador de grau de controle 29 implementa um ajuste inicial para ajustar o valor de comando de tensão de saída Vdc*, de modo que a tensão de saída Vdc, transmitida do conversor CA/CC 11, tenha o valor mínimo.

[060]Na etapa S14, o controlador de inversor 32 ajusta uma frequência de excitação e um coeficiente de trabalho de excitação do circuito de inversor 12, ambos a um valor constante predeterminado, para excitar o circuito de inversor 12. Na etapa S15, a bobina de transmissão de energia 14 inicia a excitação. Isto é, a corrente CA é aplicada à bobina de transmissão de energia 14, de modo a gerar um fluxo magnético.

[061]Na etapa S16, o voltímetro 22, o amperômetro 21, o voltímetro 24, o amperômetro 23, o voltímetro 26 e o amperômetro 25 detectam a tensão Vac, a corrente Iac, a tensão Vdc, a corrente Idc, a tensão V1 e a corrente I1, respectivamente. A tensão Vac e a corrente Iac são alimentadas ao calculador de grau de controle 29, a tensão Vdc e a corrente Idc são alimentadas ao calculador de grau de controle 29 e ao calculador de fator de potência 31, e a tensão V1 e a corrente I1 é alimentada ao calculador de fator de potência 31.

[062]Na etapa S17, o calculador de fator de potência 31 calcula o cosθ de fator de potência da energia transmitida do circuito de inversor 12, de acordo com a seguinte fórmula (1). cosθ = (Vdc x Idc)/V1 x I1) (1)

[063]Na etapa S18, o calculador de grau de controle 29 corrige o valor de comando de energia Pbat*. O calculador de grau de controle 29 obtém o valor de comando de energia corrigido Pbat*', de acordo com a seguinte fórmula (3). Pbat*' = Pbat*/cosθ (3)

[064]Na etapa S19, o calculador de grau de controle 29 calcula o grau de controle de tensão Vdc*, de acordo com o diagrama de blocos mostrado na Figura 5. Como mostrado na Figura 5, o controlador de energia de carga 36 corrige o valor de comando de energia Pbat*, com base no cosθ de fator de potência, para gerar o valor de comando de energia corrigido Pbat*'. O calculador de corrente no lado primário 37, mostrado na Figura 5, calcula o valor de comando de corrente Idc* por divisão do valor de comando de energia corrigido Pbat*' pela tensão Vdc, detectada no ciclo de cálculo prévio.

[065]Um subtraidor 18 subtrai a corrente Idc, detectada no ciclo de cálculo prévio, do valor de comando de corrente Idc*. O controlador de corrente no lado primário 38 então obtém o valor de comando de tensão Vdc* pelo controle PI, com base no resultado de subtração. O controlador de corrente no lado primário 38 transmite o valor de comando de tensão Vdc* obtido ao controlador PFC 39. O controlador PFC 39 controla o coeficiente de trabalho, de modo que a tensão de saída do conversor CA/CC 11 corresponda ao valor de comando de tensão Vdc*. Consequentemente, a energia, correspondente ao valor de comando de energia corrigido Pbat*', é transmitida da bobina de transmissão de energia 14 à bobina receptora de energia 41. Na etapa S20 mostrada na Figura 3, o valor de comando de tensão Vdc* é calculado, como descrito acima. A energia controlada, de acordo com o cosθ de fator de potência, é, desse modo, transmitida do dispositivo de transmissão de energia 10 para o dispositivo receptor de energia 40.

[066]Na etapa S21, o calculador de grau de controle 29 determina se o cosθ de fator de potência, calculado pelo calculador de fator de potência 31, excede um fator de potência limite. Quando o cosθ de fator de potência excede o fator de potência limite (SIM na etapa S21), o processo segue para a etapa S22. Quando o cosθ de fator de potência é inferior ou igual ao fator de potência limite (NÃO na etapa S21), o processo segue para a etapa S23.

[067]Na etapa S22, o calculador de grau de controle 29 determina se o comando de regulagem de transmissão de energia é transmitido do controlador de recepção de energia 50. O processo segue para a etapa S23, quando o comando de regulagem de transmissão de energia é transmitido (SIM na etapa S22), e o processo retorna à etapa S16, quando o comando de regulagem de transmissão de energia não é ainda transmitido (NÃO na etapa S22).

[068]Na etapa S23, o calculador de grau de controle 29 regula a energia alimentada à bateria 44. Em particular, o calculador de grau de controle 29 regula a tensão Vdc transmitida do conversor CA/CC 11. Quando o cosθ de fator de potência cai ao fator de potência limite, ou menos, ou quando o comando de regulagem de transmissão de energia é recebido, a energia transmitida da bobina de transmissão de energia 14 é regulada. O processo na etapa S21 segue para a etapa S23, quando o cosθ de fator de potência é igual ou inferior ao fator de potência limite, como descrito acima. No entanto, a transmissão de energia fica ocasionalmente desestabi- lizada quando o cosθ de fator de potência fica mais próximo do valor máximo "1". O cosθ de fator de potência pode, portanto, receber um limite superior, de modo que o processo na etapa S21 segue para a etapa S23 também quando o cosθ de fator de potência excede o limite superior.

[069]A seguir, um procedimento de processamento implementado pelo con- trolador de recepção de energia 50 é descrito abaixo, com referência ao fluxograma mostrado na Figura 4. O processamento na etapa S31 e na etapa S32 é executado no ciclo de cálculo no primeiro processo, após início de cálculo, e o processamento seguinte da etapa S33 é executado no ciclo de cálculo no segundo processo, e repetido nos ciclos subsequentes.

[070]Primeiro, na etapa S31, a unidade de comunicação sem fio 51 se comunica com a alimentação de energia do controlador de transmissão de energia 30 em uma maneira sem fio, tal como uma comunicação LAN. A comunicação sem fio é conduzida para o segundo ciclo, como descrito acima. Na etapa S32, a unidade de comunicação sem fio 51 transmite o valor de comando de energia Pbat* do controlador de bateria 56 para o controlador de transmissão de energia 30 por meio de comunicação sem fio.

[071]Na etapa S33, o calculador de eficiência 55 obtém a tensão Vbat, detectada pelo voltímetro 46, e a corrente Ibat, detectada pelo amperômetro 45. Na etapa S34, o calculador de eficiência 55 calcula a energia Pbat, alimentada à bateria 44, por multiplicação da tensão Vbat e da corrente Ibat conjuntamente. O calculador de eficiência 55 calcula ainda a eficiência de transmissão de energia H da energia, de acordo com a seguinte fórmula (2), com base na energia Pbat e no valor de comando de energia Pbat*. H = Pbat/Pbat* = (Ibat x Vbat)/Pbat* (2)

[072]Na etapa S35, o calculador de eficiência 55 determina se a eficiência H, calculada de acordo com a fórmula (2), excede a Ha eficiência limite predeterminada. Quando a eficiência H excede a H eficiência limite predeterminada, isto é, H > na (SIM na etapa S35), o processo retorna à etapa S33. Quando a eficiência H é inferior ou igual à Ha eficiência predeterminada, isto é, H ^ Ha (NÃO na etapa 35), o calculador de eficiência 55 transmite o sinal de comando de corte ao controlador de relé 54 na etapa S36. O controlador de relé 54 então desliga o relé 47. A energia transmitida é, desse modo, regulada assim que o relé 47 é desligado, desde que a diferença de fase, entre a tensão V1 e a corrente I1, transmitida do circuito de inversor 12 aumente e o cosθ de fator de potência diminua.

[074]A unidade de comunicação sem fio 51 se comunica com a unidade de comunicação sem fio 34 do controlador de transmissão de energia 30, na etapa S37, e transmite o comando de regulagem de transmissão de energia na etapa S38. O comando de regulagem de transmissão de energia transmitido é detectado na etapa S22 na Figura 3, e a energia de carga é regulada na etapa S23. A energia transmitida da bobina de transmissão de energia 14 pode ser, portanto, regulada quando a eficiência de transmissão de energia n da energia, transmitida da bobina de transmissão de energia 14 para a bobina receptora de energia 41, é diminuída.

[075]No sistema de alimentação de energia sem fio 100, de acordo com a primeira concretização, o calculador de fator de potência 31 calcula o cosθ de fator de potência da energia transmitida do circuito de inversor 12, e a tensão Vdc, transmitida do conversor CA/CC 11, é regulada quando o cosθ de fator de potência cai ao fator de potência limite predeterminado, ou abaixo dele. A energia transmitida pode ser, portanto, regulada para o primeiro ciclo mais curto do que o segundo ciclo, que é o ciclo de comunicação da unidade de comunicação sem fio 34, quando o cosθ de fator de potência é diminuído. Consequentemente, a transmissão de energia desnecessária pode ser eliminada imediatamente, de modo que um problema com o sistema, tal como geração de calor, pode ser impedido, quando as posições da bobina de transmissão de energia 14 e da bobina receptora de energia 41 são deslocadas entre si por alguma razão, tal como uma colisão do veículo com outro, ou um movimento idealizado do veículo. Ainda mais, a transmissão de energia pode ser, certamente, regulada quando a comunicação sem fio, entre a unidade de comunicação sem fio 34 e a unidade de comunicação sem fio 51 é interrompida, desde que uma redução do cosθ de fator de potência seja detectada apenas por cálculo pelo dispo- sitivo de transmissão de energia 10, para regular a energia transmitida, sem a necessidade de dados transmitidos do controlador de recepção de energia 50.

[076]Ainda mais, uma redução da eficiência de transmissão de energia q pode ser analisada por uso do cosθ de fator de potência com alta precisão, em comparação com um caso no qual um nível da corrente I1, transmitida do circuito de in- versor 12 (corrente alimentada à bobina de transmissão de energia 14), é detectado por análise da eficiência de transmissão de energia. Uma vez que a corrente I1 inclui ambos um componente ativo e um componente reativo, o nível do componente ativo e o nível do componente reativo não podem ser analisados independentemente. A eficiência de transmissão de energia, por uso do cosθ de fator de potência, pode ser analisada mais precisamente por que uma mudança do componente ativo é refletida.

[077]Uma vez que o relé 47 é desligado quando a eficiência de transmissão de energia q, calculada pelo calculador de eficiência 55, cai à qa eficiência limite, ou menor, o circuito no lado do dispositivo receptor de energia 40, incluindo a bobina receptora de energia 41 e a bateria 44, é aberto, como visto do lado da bobina de transmissão de energia 14. Por conseguinte, a impedância de todo o circuito, incluindo a bobina de transmissão de energia 14, a bobina receptora de energia 41 e a bateria 44, aumenta, e a diferença de fase, entre a corrente I1 e a tensão V1, transmitida do circuito de inversor 12, aumenta. Consequentemente, a energia transmitida é regulada, desde que o cosθ de fator de potência diminua. Isto é, a energia transmitida pode ser regulada, quando a comunicação sem fio, entre a unidade de comunicação sem fio 34 e a unidade de comunicação sem fio 51, é interrompida, e quando um problema com a eficiência de transmissão de energia q é detectado pelo controlador de recebimento de energia 50.

[078]Quando uma redução da eficiência q é detectada pelo dispositivo receptor de energia 40, o comando de regulagem de transmissão de energia é transmitido para o controlador de transmissão de energia 30 por meio de comunicação sem fio, de modo que a energia transmitida é regulada. A energia transmitida do dispositivo de transmissão de energia 10 pode ser, portanto, regulada mais precisamente, devido ao comando de regulagem de transmissão de energia, mesmo quando o cosθ de fator de potência não é reduzido, embora um problema seja provocado. [Exemplo modificado da primeira concretização]

[079]A primeira concretização, exemplificou o caso no qual o calculador de fator de potência 31 calcula o cosθ de fator de potência, para regular a energia transmitida, quando o cosθ de fator de potência cai ao fator de potência limite, ou abaixo dele. No exemplo modificado, uma redução da eficiência de transmissão de energia é detectada por uso da corrente I1, transmitida do circuito de inversor 12, em vez do cosθ de fator de potência. A corrente I1 aumenta na medida em que a eficiência de transmissão da energia elétrica, transmitida da bobina de transmissão de energia 14, diminui. Quando um coeficiente de acoplamento, entre a bobina de transmissão de energia 14 e a bobina receptora de energia 41, é definido "α", a corrente I1 e o coeficiente de acoplamento α são correlacionados entre si. Em particular, na medida em que o coeficiente de acoplamento α diminui, a corrente I1 aumenta.

[080]No exemplo modificado, um mapa, indicando a correlação entre a corrente I1 e o coeficiente de acoplamento α, é armazenado preliminarmente, e o coeficiente de acoplamento α é computado de acordo com o mapa, quando a corrente I1 é detectada, de modo que a energia transmitida é regulada quando o coeficiente de acoplamento α cai a um nível limite predeterminado. Consequentemente, uma transmissão de energia desnecessária pode ser imediatamente eliminada, de modo que um problema com o sistema, tal como geração de calor, pode ser impedido, quando as posições da bobina de transmissão de energia 14 e da bobina receptora de energia 41 são deslocadas entre si, como no caso da primeira concretização. [Segunda concretização]

[081]Uma segunda concretização da presente invenção é descrita abaixo. A Figura 6 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de um sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a segunda concretização. Como mostrado na Figura 6, o sistema de alimentação de energia sem fio 101, de acordo com a segunda concretização, difere do sistema de alimentação de energia sem fio 100, mostrado na Figura 2, na configuração de um controlador de transmissão de energia 301, proporcionado em um dispositivo de transmissão de energia 10a. Os outros elementos são os mesmos que aqueles mostrados na Figura 2, e, portanto, indicados pelos mesmos números de referência, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[082]O controlador de transmissão de energia 30a inclui a unidade de comunicação sem fio 34, o monitor de comunicação 33, a memória 35, o calculador de grau de controle 29, e o controlador de inversor 32, para controlar o circuito de inver- sor 12, como no caso mostrado na Figura 2. O controlador de transmissão de energia 30a inclui ainda um detector de corrente de sobrecarga 71, que detecta uma corrente de sobrecarga com base na corrente I1, detectada pelo amperômetro 25. O controlador de transmissão de energia 30a não inclui o calculador de fator de potência 31 mostrado na Figura 2.

[083]A unidade de comunicação sem fio 34 se comunica com a unidade de comunicação sem fio 51, recebe o valor de comando de energia Pbat*, e recebe a eficiência de transmissão de energia n transmitida da unidade de comunicação sem fio 51. A memória 35 armazena o valor de comando de energia Pbat* e a eficiência de transmissão de energia n recebida pela unidade de comunicação sem fio 34.

[084]O calculador de grau de controle 29 inclui o controlador de energia de carga 36, o calculador de carga no lado primário 37, o controlador de corrente no lado primário 38 e o controlador PFC 39, como no caso mostrado na Figura 2.

[085]O controlador de energia de carga 36 obtém o valor de comando de energia Pbat* e a eficiência de transmissão de energia q transmitidos da memória 35, e corrige o valor de comando de energia Pbat* de acordo com a eficiência de transmissão de energia q. O controlador de energia de carga 36 transmite o valor de comando de energia corrigido Pbat*'. Em particular, o controlador de energia de carga 36 transmite o valor de comando de energia corrigido Pbat*', calculado de acordo com a seguinte fórmula (4). Pbat*' = Pbat*/'q (4)

[086]As configurações do calculador de corrente no lado primário 37, do controlador de corrente no lado primário 38 e do controlador PFC 39 são iguais àquelas descritas na primeira concretização, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[087]O detector de corrente de sobrecarga 71 obtém a corrente I1, transmitida do inversor 12 para o primeiro ciclo, e detecta uma corrente de sobrecarga, desde que a corrente I1 exceda uma corrente limite predeterminada. O detector de corrente de sobrecarga 71 transmite um sinal de detecção de corrente de sobrecarga para o controlador PFC 39. O controlador PFC 39 regula a tensão de saída do conversor CA/CC 11, quando a corrente de sobrecarga é detectada pelo detector de corrente de sobrecarga 71.

[088]O controlador de recepção de energia 50 transmite a eficiência de transmissão de energia q, calculada pelo calculador de eficiência 55, à unidade de comunicação sem fio 51 pela unidade de comunicação CAN 53. A unidade de comunicação sem fio 51 transmite a eficiência de transmissão de energia q ao controlador de transmissão de energia 30a. A eficiência de transmissão de energia q pode ser calculada de acordo com a seguinte fórmula (2), como descrito na primeira concretização. q = Pbat/Pbat* = (Ibat x Vbat)/Pbat* (2)

[089]A seguir, a operação do sistema de alimentação de energia sem fio 101, de acordo com a segunda concretização, configurada como descrito acima, é descrita abaixo com referência aos fluxogramas mostrados nas Figuras 7 e 8. A Figura 7 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento implementado pelo controlador de transmissão de energia 30a. Na Figura 7, o processamento da etapa S41 à etapa S45 é executado no ciclo de cálculo no primeiro processo, após início do cálculo, e o processamento seguinte da etapa S46 é executado no ciclo de cálculo no segundo processo e repetido nos ciclos subsequentes. O processamento da etapa S41 à etapa S45 é igual àquele da etapa S11 à etapa S15 mostrado na Figura 3, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[090]Na etapa S46, o monitor de comunicação 33 determina se o ciclo de comunicação, entre a unidade de comunicação sem fio 34 e a unidade de comunicação sem fio 51 do controlador de recepção de energia 50, é o segundo ciclo. O processo segue para a etapa S47, quando o ciclo de comunicação é o segundo ciclo (SIM na etapa S46), e o processo segue para a etapa S50, quando o ciclo de comunicação não é o segundo ciclo (NÃO na etapa S46).

[091]Na etapa S47, a unidade de comunicação sem fio 34 se comunica com a unidade de comunicação sem fio 51 em uma maneira sem fio. Na etapa S48, a unidade de comunicação sem fio 34 recebe a eficiência de transmissão de energia q, transmitida do dispositivo de transmissão de energia 50. Na etapa S49, a eficiência de transmissão de energia q, armazenada na memória 35, é atualizada.

[092]Na etapa S50, o voltímetro 22, o amperômetro 21, o voltímetro 24, o amperômetro 23, o voltímetro 26 e o amperômetro 25 detectam a tensão Vac, a corrente Iac, a tensão Vdc, a corrente Idc, a tensão V1 e a corrente I1, respectivamente. A tensão Vac, a corrente Iac, a tensão Vdc e a corrente Idc são alimentadas ao calculador de grau de controle 29, e a corrente I1 é alimentada ao detector de corrente de sobrecarga 71.

[093]Na etapa S51, o calculador de grau de controle 29 corrige o valor de comando de energia Pbat* por uso da eficiência de transmissão de energia ^. O cal-culador de grau de controle 29 obtém o valor de comando de energia corrigido Pbat*' de acordo com a seguinte fórmula (4). Pbat*' = Pbat*/n (4)

[094]Na etapa S52, o calculador de grau de controle 29 calcula o grau de controle de tensão Vdc*, de acordo com o diagrama de blocos mostrado na Figura 5, como descrito acima. Na etapa S53, o calculador de grau de controle 29 determina o grau de controle da tensão Vdc. Esse processo de cálculo é igual àquele descrito na primeira concretização, e suas descrições detalhadas são omitidas no presente relatório descritivo. De acordo com esse controle, a energia elétrica correspondente à eficiência de transmissão de energia n é transmitida do dispositivo de transmissão de energia 10a para o dispositivo receptor de energia 40.

[095]Na etapa S54, o calculador de grau de controle 29 determina se uma corrente de sobrecarga é detectada pelo detector de corrente de sobrecarga 71. Como descrito abaixo, a corrente I1 transmitida do circuito de inversor 12 é reconhecida como uma corrente de sobrecarga, quando uma redução da eficiência de transmissão de energia n é detectada pelo controlador de recepção de energia 50, e o relé 47 é, desse modo, desligado. Em outras palavras, o estado desligado do relé 47 pode ser confirmado, dependendo de se a corrente de saída I1 é a corrente de sobrecarga. O processo segue para a etapa S55, quando a corrente de sobrecarga não é detectada (NÃO na etapa S54), e o processo segue para a etapa S56, quando a corrente de sobrecarga é detectada (SIM na etapa S54).

[096]Na etapa S55, o calculador de grau de controle 29 determina se o comando de regulagem de transmissão de energia é transmitido do controlador de recepção de energia 50. O processo segue para a etapa S56, quando o comando de regulagem de transmissão de energia é transmitido (SIM na etapa S55), e o processo retorna à etapa S46, quando o comando de regulagem de transmissão de energia não é transmitido (NÃO na etapa S55).

[097]Na etapa S56, o calculador de grau de controle 29 regula a energia elétrica alimentada à bateria 44. Em particular, o calculador de grau de controle 29 regula a tensão de saída do conversor CA/CC 11, de modo a regular a energia transmitida da bobina de transmissão de energia 14 para a bobina receptora de energia 41. Isto é, a corrente de sobrecarga é detectada pelo detector de corrente de sobrecarga 71, quando o relé 47 é desligado, e a energia transmitida é, consequentemente, regulada.

[098]A seguir, um procedimento de processamento, implementado pelo controlador de recepção de energia 50, é descrito abaixo com referência ao fluxograma mostrado na Figura 8. O processamento nas etapas S61 e S62 é executado no ciclo de cálculo no primeiro processo, após início do cálculo, e o processamento seguinte da etapa S63 é executado no ciclo de cálculo no segundo processo e repetido nos ciclos subsequentes. O processamento nas etapas S61 e S62 é igual àquele nas etapas S31 e S32 mostrado na Figura 4, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[099]Na etapa S63, o calculador de eficiência 55 obtém a tensão Vbat, detectada pelo voltímetro 46, e a corrente Ibat, detectada pelo amperômetro 45. Na etapa S64, o calculador de eficiência 55 calcula a energia Pbat, alimentada à bateria 44, por multiplicação da tensão Vbat e da corrente Ibat conjuntamente. O calculador de eficiência 55 calcula a eficiência de transmissão de energia H de acordo com a seguinte fórmula (2), com base na energia Pbat e no valor de comando de energia Pbat*. H = Pbat/Pbat* = (Ibat x Vbat)/Pbat* (2)

[0100]Na etapa S65, o monitor de comunicação 52 determina se o ciclo de comunicação, entre a unidade de comunicação sem fio 51 e a unidade de comunicação sem fio 34 do controlador de transmissão de energia 30a, é o segundo ciclo. O processo segue para a etapa S66, quando o ciclo de comunicação é o segundo ciclo (SIM na etapa S65), e o processo segue para a etapa S68, quando o ciclo de comunicação não é o segundo ciclo (NÃO na etapa S65).

[0101]Na etapa S66, a unidade de comunicação sem fio 51 se comunica com a alimentação de energia 34 do controlador de transmissão de energia 30a em uma maneira sem fio. Na etapa S67, a unidade de comunicação sem fio 51 transmite a eficiência de transmissão de energia q para o controlador de transmissão de energia 30a. A eficiência de transmissão de energia q é recebida pela alimentação de energia na etapa S48, na Figura 7, e armazenada na memória 35 na etapa S29. Consequentemente, a eficiência de transmissão de energia q, armazenada na memória 35, é atualizada cada vez que o segundo ciclo passa.

[0102]Na etapa S68, o calculador de eficiência 55 determina se a eficiência de transmissão de energia q excede a qa eficiência limite predeterminada. Quando a eficiência de transmissão de energia □ excede a qa eficiência limite predeterminada, isto é, q > qa (SIM na etapa S68), o processo retorna à etapa S63. Quando a eficiência q é inferior ou igual à qa eficiência limite predeterminada, isto é, q < qa (NÃO na etapa S68), o calculador de eficiência 55 transmite o sinal de comando de corte para o controlador de relé 54 na etapa S69. O controlador de relé 54 então desliga o relé 47. Consequentemente, a energia transmitida é regulada, desde que a corrente I1 transmitida do circuito de inversor 12 resulte na corrente de sobrecarga, quando o relé 47 é desligado.

[0103]A unidade de comunicação sem fio 51 se comunica ainda com a unidade de comunicação sem fio 34 do controlador de transmissão de energia 30a na etapa S70, e transmite o comando de regulagem de transmissão de energia na etapa S71. O comando de regulagem de transmissão de energia transmitido é detectado na etapa S55 na Figura 7, e a energia de carga é regulada na etapa S56. A energia transmitida da bobina de transmissão de energia 14 pode, portanto, ser regulada quando a eficiência de transmissão de energia n da energia, da bobina de transmissão de energia 14 para a bobina receptora de energia 41, é diminuída.

[0104]No sistema de alimentação de energia sem fio 101, de acordo com a segunda concretização, quando a eficiência de transmissão de energia □ , calculada pelo calculador de fator de potência 55, cai à ^a eficiência limite predeterminada, ou menor, o relé 47 é desligado, de modo que a corrente no lado do dispositivo receptor de energia 40, incluindo a bobina receptora de energia 41 e a bateria 44, seja aberto, como visto do lado da bobina de transmissão de energia 14. Por conseguinte, a impedância de todo o circuito, incluindo a bobina de transmissão de energia 14, a bobina receptora de energia 41 e a bateria 44, aumenta, e a corrente I1, transmitida do circuito de inversor 12, aumenta para resultar na corrente de sobrecarga. Quando o detector de corrente de sobrecarga 71 detecta a corrente de sobrecarga, a tensão Vdc, transmitida do conversor CA/CC 11, é regulada. Consequentemente, a energia transmitida da bobina de transmissão de energia 14 para a bobina receptora de energia 41 é regulada. Uma vez que a detecção da corrente de sobrecarga é conduzida para o primeiro ciclo, a energia transmitida pode ser imediatamente regulada.

[0105]Consequentemente, a transmissão de energia desnecessária pode ser imediatamente eliminada, de modo que um problema com o sistema, tal como geração de calor, pode ser impedido, quando as posições da bobina de transmissão de energia 14 e da bobina receptora de energia 41 são deslocadas entre si por alguma razão, tal como uma colisão do veículo com outro, ou um movimento idealizado do veículo. Ainda mais, a energia transmitida pode ser regulada, quando a comunicação sem fio entre a unidade de comunicação sem fio 51 e a unidade de comunicação sem fio 34 é interrompida.

[0106]Quando uma redução da eficiência de transmissão de energia □ é detectada pelo controlador de recepção de energia 50, o comando de regulagem de transmissão de energia é transmitido ao controlador de transmissão de energia 30a por meio de comunicação sem fio para o segundo ciclo, de modo que a energia transmitida seja regulada. Mesmo quando o relé 47 não é desligado, a despeito da redução da eficiência de transmissão de energia □ , a energia transmitida da bobina de transmissão de energia 14 pode ser regulada devido ao comando de regulagem de transmissão de energia, de modo que a transmissão de energia desnecessária pode ser certamente eliminada.

[0107]O controlador de transmissão de energia 30a corrige o valor de comando de energia Pbat*, para obter o valor de comando de energia corrigido Pbat*', de acordo com a eficiência de transmissão de energia n transmitida do controlador de recepção de energia 50, e calcula ainda o valor de comando de tensão Vdc* por uso do valor de comando de energia corrigido Pbat*', de modo que a energia transmitida pode ser controlada, dependendo da eficiência de transmissão de energia ^. Quando a corrente I1, transmitida do circuito de inversor 12, aumenta para resultar na corrente de sobrecarga, e é detectada pelo detector de corrente de corrente de sobrecarga 71, o sinal de detecção de corrente de sobrecarga pode ser transmitido para o controlador de inversor 32 em vez do controlador PFC 39, de modo a, direta e forçosamente, interromper o circuito de inversor 12. [Exemplo modificado da segunda concretização]

[0108]Um exemplo modificado da segunda concretização é descrito abaixo. A segunda concretização exemplificada o caso no qual o controlador de recepção de energia 50 calcula a eficiência de transmissão de energia n e transmite a eficiência de transmissão de energia □ calculada para o controlador de transmissão de energia 30a. No sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com o exemplo modificado, o controlador de recepção de energia 50 transmite dados da corrente Ibat, detectada pelo amperômetro 45, e a tensão Vbat, detectada pelo voltímetro 46, para o controlador de transmissão de energia 30a, e o controlador de transmissão de energia 30a calcula a eficiência de transmissão de energia □. O cálculo é, desse modo, executado de acordo com a seguinte fórmula (4), usada na etapa S51 mostrada na Figura 7. Pbat*' = Pbat*/q (4)

[0109]O sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com o exemplo modificado, pode atingir os mesmos efeitos do sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a segunda concretização descrita acima. [Terceira concretização]

[0110]Uma terceira concretização da presente invenção é descrita abaixo. A Figura 9 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de um sistema de alimentação de energia sem fio 101, de acordo com a terceira concretização. O sistema de alimentação de energia sem fio 101, mostrado na Figura 9, tem a mesma configuração daquela mostrada na Figura 6, mas difere pelo fato de que a eficiência de transmissão de energia q, calculada pelo calculador de eficiência 55, não é transmitida para o controlador de transmissão de energia 30a. Os mesmos elementos são indicados pelos mesmos números de referência, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[0111]A operação do sistema de alimentação de energia sem fio 101, de acordo com a terceira concretização, é descrita abaixo com referência aos fluxogra- mas mostrados nas Figuras 10 e 11. A Figura 10 é um fluxograma mostrando um procedimento de processamento, implementado pelo controlador de transmissão de energia 30a. Na Figura 10, o processamento da etapa S91 à etapa S85 é executado no ciclo de cálculo, no primeiro processo após início do cálculo, e o processamento seguinte da etapa S86 é executado no ciclo de cálculo no segundo processo e repetido nos ciclos subsequentes. O processamento da etapa S81 à etapa S85 é igual àquele da etapa S41 à etapa S45 mostrada na Figura 7, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[0112]Na etapa S86, o voltímetro 22, o amperômetro 21, o voltímetro 24, o amperômetro 23, o voltímetro 26 e o amperômetro 25 detectam a tensão Vac, a cor-rente Iac, a tensão Vdc, a corrente Idc, a tensão V1 e a corrente I1, respectivamente. A tensão Vac, a corrente Iac, a tensão Vdc e a corrente Idc são alimentadas ao cal-culador de grau de controle 29, e a corrente I1 é alimentada ao detector de corrente de sobrecarga 71.

[0113]Na etapa S87, o calculador de grau de controle 29 calcula a tensão Vdc, transmitida do conversor CA/CC 11, com base no valor de comando de energia Pbat*, de modo que a corrente Idc, no lado primário do circuito de inversor 12, fique constante. Na etapa S88, o calculador de grau de controle 29 determina o grau de controle da tensão Vdc.

[0114]O processamento da etapa S89 à etapa S91 é igual àquele da etapa S54 à etapa S56 mostrado na Figura circuito de inversor 7, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo. Por meio de processamento mostrado na Figura 10, a corrente de sobrecarga é detectada pelo detector de corrente de corrente de sobrecarga 71, quando o relé 47 é desligado, e a energia transmitida é, consequentemente, regulada.

[0115]A seguir, um procedimento de processamento implementado pelo conversor CA/CC 11 50 é descrito abaixo, com referência ao fluxograma apresentado na Figura 11. O processamento nas etapas S101 e S102 é executado no ciclo de cálculo no primeiro processo, após início do cálculo, e o processamento seguinte da etapa S103 é executado no ciclo de cálculo no segundo processo e repetido nos ciclos subsequentes. O processamento da etapa S101 à etapa S104 é igual àquele da etapa S61 à etapa S64 mostrado na Figura 8, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[0116]Quando a eficiência de transmissão de energia π é calculada na etapa S104, o calculador de eficiência 55 determina na etapa S105 se a eficiência de transmissão de energia n excede a ^a eficiência limite predeterminada. Quando a eficiência de transmissão de energia q excede a qa eficiência limite predeterminada, isto é, q > qa (SIM na etapa S105), o processo retorna à etapa S63. Quando a eficiência q é inferior ou igual à qa eficiência limite predeterminada, isto é, q < qa (NÃO na etapa S105), o calculador de eficiência 55 transmite o sinal de comando de corte para o controlador de relé 54 na etapa S69. O controlador de relé 54 então desliga o relé 47. Consequentemente, a energia transmitida é regulada, desde que a corrente I1 transmitida do circuito de inversor 12 resulte na corrente de sobrecarga, quando o relé 47 é desligado.

[0117]A unidade de comunicação sem fio 51 se comunica ainda com a unidade de comunicação sem fio 34 do controlador de transmissão de energia 30a na etapa S107, e transmite o comando de regulagem de transmissão de energia na etapa S108. O comando de regulagem de transmissão de energia transmitido é detectado na etapa S90 na Figura 10, e a energia de carga é regulada na etapa S91. Mais particularmente, quando a eficiência de transmissão de energia □ da energia transmitida, da bobina de transmissão de energia 14 para a bobina receptora de energia 41, é diminuída, o comando de regulagem de transmissão de energia é transmitido para o segundo ciclo, de modo que a energia, transmitida da bobina de transmissão de energia 14, é regulada.

[0118]No sistema de alimentação de energia sem fio 101, de acordo com a terceira concretização, quando a eficiência de transmissão de energia q, calculada pelo calculador de fator de potência 55, cai à qa eficiência limite predeterminada, ou menor, o relé 47 é desligado. O circuito no lado do dispositivo receptor de energia 40, incluindo a bobina receptora de energia 41 e a bateria 44, é, desse modo, aberto, como visto do lado da bobina de transmissão de energia 14. Por conseguinte, a impedância de todo o circuito, incluindo a bobina de transmissão de energia 14, a bobina receptora de energia 41 e a bateria 44, aumenta, e a corrente I1, transmitida do circuito de inversor 12, aumenta para resultar na corrente de sobrecarga. Quando o detector de corrente de sobrecarga 71 detecta a corrente de sobrecarga, a tensão Vdc, transmitida do conversor CA/CC 11, é regulada. Consequentemente, a energia transmitida da bobina de transmissão de energia 14 para a bobina receptora de energia 41 é regulada. Uma vez que a detecção da corrente de sobrecarga é conduzida para o primeiro ciclo, a energia transmitida pode ser imediatamente regulada.

[0119]Consequentemente, a transmissão de energia desnecessária pode ser imediatamente eliminada, de modo que um problema com o sistema, tal como geração de calor, pode ser impedido, quando as posições da bobina de transmissão de energia 14 e da bobina receptora de energia 41 são deslocadas entre si por alguma razão, tal como uma colisão do veículo com outro, ou um movimento idealizado do veículo. Ainda mais, a energia transmitida pode ser regulada, quando a comunicação sem fio entre a unidade de comunicação sem fio 51 e a unidade de comunicação sem fio 34 é interrompida.

[0120]Quando uma redução da eficiência de transmissão de energia q é detectada pelo controlador de recepção de energia 50, o comando de regulagem de transmissão de energia é transmitido ao controlador de transmissão de energia 30a por meio de comunicação sem fio para o segundo ciclo, de modo que a energia transmitida seja regulada. Mesmo quando o relé 47 não é desligado, a despeito da redução da eficiência de transmissão de energia q, a energia transmitida da bobina de transmissão de energia 14 é regulada devido ao comando de regulagem de transmissão de energia, de modo que a transmissão de energia desnecessária pode ser certamente eliminada.

[0121]Uma vez que o controlador de transmissão de energia 30a não corrige, mas mantém o valor de comando Pbat* constante, independentemente da variação da eficiência de transmissão de energia q, a carga de cálculo pode ser reduzida, em comparação com o caso descrito na segunda concretização. [Quarta concretização]

[0122]Uma quarta concretização da presente invenção é descrita abaixo. A Figura 12 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de um sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a quarta concretização. O sistema de alimentação de energia sem fio 102, mostrado na Figura 12, difere do sistema de alimentação de energia sem fio 100, mostrado na Figura 2, pelo fato de que o calculador de eficiência 55 do controlador de recepção de energia 50 transmite a eficiência de transmissão de energia q à unidade de comunicação CAN 53, e a eficiência de transmissão de energia q é depois transmitida da unidade de comunicação sem fio 51, e ainda pelo fato de que a eficiência de transmissão de energia q, recebida pela unidade de comunicação sem fio 34, é armazenada na memória 35, e o calculador de grau de controle 29 calcula o grau de controle da tensão Vdc por uso da eficiência de transmissão de energia q. Os outros elementos são os mesmos que aqueles mostrados na Figura 2, e, portanto, indicados pelos mesmos números de referência, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo. O calculador de fator de potência 31, mostrado na Figura 12, serve como o calculador de segunda eficiência, para calcular o cosθ de fator de potência (segunda eficiência), com base na diferença de fase entre a tensão V1 e a corrente I1, alimentadas à bobina de transmissão de energia 14. A unidade de comunicação sem fio 34 serve como uma unidade de obtenção de primeira eficiência, para obter a primeira eficiência (eficiência de transmissão q), transmitida do dispositivo receptor de energia 40. A comunicação entre as respectivas unidade de comunicação sem fio 51 e unidade de comunicação sem fio 34 é conduzida para o segundo ciclo, como no caso da primeira concretização. O cosθ de fator de potência é calculado pelo calculador de fator de potência 31 para o primeiro ciclo, que é mais curto do que o segundo ciclo.

[0123]A operação do sistema de alimentação de energia sem fio 102, de acordo com a quarta concretização, é descrita abaixo com referência aos fluxogra- mas mostrados nas Figuras 13 e 14. Na Figura 13, o processamento da etapa S111 à etapa S115 é executado no ciclo de cálculo no primeiro processo, após início do cálculo, e o processamento seguinte da etapa S116 é executado no ciclo de cálculo no segundo processo e repetido nos ciclos subsequentes. O processamento da etapa S111 à etapa S117 é igual àquele da etapa S11 à etapa S17, mostrado na Figura 3, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[0124]Quando o cosθ de fator de potência é calculado na etapa S117, o monitor de comunicação 33 determina, na etapa S118, se o ciclo de comunicação, entre a unidade de comunicação sem fio 34 e a unidade de comunicação sem fio 51 do controlador de recepção de energia 50, é o segundo ciclo. O processo segue para a etapa S199, quando o ciclo de comunicação é o segundo ciclo (SIM na etapa S118), e o processo segue para a etapa S123, quando o ciclo de comunicação não é o segundo ciclo (NÃO na etapa S118).

[0125]Na etapa S119, a unidade de comunicação sem fio 34 se comunica com a unidade de comunicação sem fio 51. Na etapa S120, a unidade de comunicação sem fio 34 recebe a eficiência de transmissão de energia ^. Na etapa S121, a memória 35 atualiza a eficiência de transmissão de energia n com dados recém- recebidos. Uma vez que a comunicação pela unidade de comunicação sem fio 34 é conduzida a cada segundo ciclo, a eficiência de transmissão de energia n é atualizada pela memória 35 cada vez que o segundo ciclo passa.

[0126]Na etapa S122, o calculador de grau de controle 29 corrige o valor de comando de energia Pbat* por uso da eficiência de transmissão de energia ^. O calculador de grau de controle 29 obtém o valor de comando de energia Pbat*, de acordo com a seguinte fórmula (4). Pbat*' = Pbat*/n (4)

[0127]Na etapa S123, o calculador de grau de controle 29 corrige o valor de comando de energia Pbat* por uso do cosθ de fator de potência. O calculador de grau de controle 29 obtém o valor de comando de energia corrigido Pbat*', de acordo com a seguinte fórmula (3). Pbat*' = Pbat*/cosθ (3)

[0128]Quando o ciclo de comunicação, entre a unidade de comunicação sem fio 34 e a unidade de comunicação sem fio 51 do controlador de recepção de energia 50, é o segundo ciclo, o calculador de grau de controle 29 calcula o valor de comando de energia corrigido Pbat*' por uso da eficiência de transmissão de energia π (primeira eficiência) transmitida do controlador de recepção de energia 50. Quando o ciclo de comunicação é o segundo ciclo, o calculador de grau de controle 29 calcula o valor de comando de energia corrigido Pbat*' por uso do cosθ de fator de potência (segunda eficiência), calculado pelo controlador de transmissão de energia 30b. O processo segue depois para a etapa S124. O processamento da etapa S124 à etapa S128 é igual àquele da etapa S19 à etapa S23, mostrado na Figura 3, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[0129]A seguir, um procedimento de processamento, implementado pelo controlador de recepção de energia 50, é descrito abaixo com referência ao fluxo- grama mostrado na Figura 14. O processamento nas etapas S131 e S132 é executado no ciclo de cálculo no primeiro processo, após início do cálculo, e o processamento seguinte da etapa S133 é executado no ciclo de cálculo no segundo processo e repetido nos ciclos subsequentes. O processamento nas etapas S131 e S132 é igual àquele da etapa S31 à etapa S34 mostrado na Figura 4, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[0130]Quando a eficiência de transmissão de energia n é calculada pelo calculador de eficiência na etapa S134, o monitor de comunicação 52 determina, na etapa S135, se o ciclo de comunicação, entre a unidade de comunicação sem fio 51e a unidade de comunicação sem fio 34 do controlador de transmissão de energia 30b, é o segundo ciclo. O processo segue para a etapa S136, quando o ciclo de comunicação é o segundo ciclo (SIM na etapa S135), e o processo segue para a etapa S138, quando o ciclo de comunicação não é o segundo ciclo (NÃO na etapa S135).

[0131]Na etapa S136, a unidade de comunicação sem fio 51 se comunica com a unidade de comunicação sem fio 34 do controlador de recepção de energia 30b. Na etapa S137, a unidade de comunicação sem fio 51 transmite a eficiência de transmissão de energia □ . O processo segue depois à etapa S138. O processamento da etapa S138 à etapa S141 é igual àquele da etapa S35 à etapa S38, mostrado na Figura 4, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[0132]O processamento é, desse modo, implementado de modo que a energia de carga Pbat da bateria 44 seja calculada por uso da tensão Vbat e da corrente Ibat, e a eficiência de transmissão de energia q é obtida pela relação da energia de carga Pbat para o valor de comando de energia Pbat*. A eficiência de transmissão de energia q assim obtida é transmitida para o controlador de transmissão de energia 30b a cada segundo ciclo. Quando a eficiência de transmissão de energia q cai à qa eficiência limite predeterminada, ou menor, o relé 47 é desligado.

[0133]No sistema de alimentação de energia sem fio 102, de acordo com a quarta concretização, o cosθ de fator de potência, da energia transmitida do circuito de inversor 12, é calculado pelo calculador de fator de potência 31, e o valor de comando de energia de transmissão Pbat* é corrigido com base no cosθ de fator de potência. A tensão transmitida do conversor CA/CC 11 é regulada, quando o cosθ de fator de potência cai a um fator de potência limite predeterminado, ou abaixo dele. A energia transmitida pode ser, portanto, regulada para o primeiro ciclo, que é mais curto do que o segundo ciclo, que é o ciclo de comunicação da unidade de comunicação sem fio 34, quando o cosθ de fator de potência é diminuído. Uma vez que o valor de comando de energia de transmissão Pbat* é corrigido com base no cosθ de fator de potência, a energia transmitida, correspondente ao cosθ de fator de potência pode ser determinada.

[0134]A eficiência de transmissão de energia q, calculada pelo calculador de eficiência 55, é transmitida para o controlador de transmissão de energia 30b para o segundo ciclo, e o valor de comando de energia Pbat* é corrigido com base na efici-ência de transmissão de energia q. Isto é, uma vez que o valor de comando de energia Pbat* é corrigido, com base na eficiência de transmissão de energia q, calculada pelo calculador de eficiência 55 a cada vez que o segundo ciclo passa, a energia transmitida correspondente à eficiência de transmissão de energia pode ser determinada. Quando a eficiência de transmissão de energia q cai à qa eficiência limite predeterminada, ou menor, a tensão Vdc, transmitida do conversor CA/CC 11, é regulada, e, portanto, a energia transmitida é regulada.

[0135]Por conseguinte, a transmissão de energia desnecessária pode ser imediatamente eliminada, de modo que um problema com o sistema, tal como geração de calor, pode ser impedido, quando as posições da bobina de transmissão de energia 14 e da bobina receptora de energia 41 são deslocadas entre si por alguma razão, tal como uma colisão do veículo com outro, ou um movimento idealizado do veículo. Ainda mais, uma redução da eficiência de transmissão de energia é detectada por uso de ambos o cosθ de fator de potência (segunda eficiência), calculado para o primeiro ciclo, e a eficiência de transmissão de energia q (primeira eficiência), obtida para o segundo ciclo, e a energia transmitida é regulada quando uma das efi-ciências é diminuída. Por conseguinte, uma margem para monitorar a energia transmitida pode ser proporcionada, de modo a controlar a transmissão de energia com uma maior precisão.

[0136]Quando a eficiência de transmissão de energia q, calculada pelo calculador de fator de potência 55, cai à qa eficiência limite predeterminada, ou menor, o relé 47 é desligado, de modo que o circuito no lado do dispositivo receptor de energia 40, incluindo a bobina receptora de energia 41 e a bateria 44, é, desse modo, aberto, como visto do lado da bobina de transmissão de energia 14. Por conseguinte, a impedância de todo o circuito, incluindo a bobina de transmissão de ener- gia 14, a bobina receptora de energia 41 e a bateria 44, aumenta, e a diferença de fase, entre a corrente I1 e a tensão V1, transmitida do circuito de inversor 12, aumenta. Consequentemente, a energia transmitida é regulada, desde que o cosθ de fator de potência diminua. Isto é, a energia transmitida do dispositivo de transmissão de energia 10b pode ser regulada, quando a comunicação sem fio, entre a unidade de comunicação sem fio 34 e a unidade de comunicação sem fio 51, é interrompida, e quando um problema com a eficiência de transmissão de energia n é detectado pelo controlador de recebimento de energia 40. [Exemplo modificado da quarta concretização]

[0137]Um exemplo modificado da quarta concretização é descrito abaixo. A Figura 15 é um diagrama de blocos mostrando uma configuração de um sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com o exemplo modificado da quarta concretização. O sistema de alimentação de energia sem fio 103, mostrado na Figura 15, difere do sistema de alimentação de energia sem fio, mostrado na Figura 12, pelo fato de que o controlador de transmissão de energia 30c, do dispositivo de transmissão de energia 10c, inclui um calculador de eficiência 19.

[0138]O controlador de recepção de energia 50 transmite a tensão Vbat (tensão alimentada à carga elétrica), detectada pelo voltímetro 46, e a corrente Ibat (corrente alimentada à carga elétrica), detectada pelo amperômetro 45, da unidade de comunicação sem fio 51. A unidade de comunicação sem fio 34 do controlador de transmissão de energia 30c recebe a tensão Vbat e a corrente Ibat, que são armazenadas na memória 35.

[0139]O calculador de eficiência 19 calcula a energia Pbat, alimentada à bateria 44, de acordo com a tensão Vbat, detectada pelo voltímetro 46 e armazenada na memória 35, e a corrente Ibat, detectada pelo amperômetro 45 e armazenada na memória 35. O calculador de eficiência 19 calcula ainda a eficiência de transmissão de energia n por divisão da energia Pbat pelo valor de comando de energia Pbat*. Isto é, o calculador de eficiência 19 serve como a primeira unidade de obtenção de eficiência, para calcular a primeira eficiência, com base no valor de comando de energia de transmissão e na energia elétrica alimentada à carga elétrica. O calculador de eficiência 19 serve ainda como o calculador de eficiência no lado de transmissão de energia, para receber a tensão e a corrente, alimentadas à carga elétrica, e calcular a primeira eficiência com base nas tensão e corrente. O calculador de eficiência 19 transmite a eficiência de transmissão de energia q calculada para o controlador de energia de carga 36 e o controlador de inversor 32. O controlador de energia de carga 36 obtém o valor de comando de energia corrigido Pbat*', com base na eficiência de transmissão de energia q, calculada pelo calculador de eficiência 19. Os outros elementos são iguais àqueles mostrados na Figura 12, e, portanto, indicados pelos mesmos números de referência, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[0140]A operação do exemplo modificado, de acordo com a quarta concretização, é descrita abaixo com referência aos fluxogramas mostrados nas Figuras 16 e 17. Na Figura 16, o processamento da etapa S151 à etapa S155 é executado no ciclo de cálculo no primeiro processo, após início do cálculo, e o processamento seguinte da etapa S156 é executado no ciclo de cálculo no segundo processo, e repetido nos ciclos subsequentes. O processamento da etapa S151 à etapa S157 é igual àquela da etapa S111 à etapa S117, mostrado na Figura 13, e, portanto, o processamento da etapa S158 é descrito abaixo.

[0141]Na etapa S158, o monitor de comunicação 33 determina se o ciclo de comunicação, entre a unidade de comunicação sem fio 34 e a unidade de comunicação sem fio 51, do controlador de recepção de energia 50 é o segundo ciclo. O processo segue para a etapa S159, quando o ciclo de comunicação é o segundo ciclo (SIM na etapa S158), e o processo segue para a etapa S164, quando o ciclo de comunicação não é o segundo ciclo (NÃO na etapa S158).

[0142]Na etapa S159, a unidade de comunicação sem fio 34 se comunica com a unidade de comunicação sem fio 51 do controlador de recepção de energia 50. Na etapa S160, a unidade de comunicação sem fio 34 recebe a tensão Vbat e a corrente Ibat alimentadas à bateria 44. Na etapa S161, a memória 35 atualiza a tensão Vbat e a corrente Ibat com dados recém-recebidos. Uma vez que a comunicação pela unidade de comunicação sem fio 34 é conduzida a cada segundo ciclo, a tensão Vbat e a corrente Ibat são atualizadas pela memória 35 cada vez que o segundo ciclo passa.

[0143]Na etapa S162, o calculador de eficiência 19 calcula a energia Pbat, alimentada à bateria 44, por multiplicação das tensão Vbat e corrente Ibat conjuntamente, e calcula ainda a eficiência de transmissão de energia n por divisão da energia Pbat pelo valor de comando de energia Pbat*.

[0144]Na etapa S163, o calculador de grau de controle 29 conecta o valor de comando de energia Pbat* por uso da eficiência de transmissão de energia ^. O calculador de grau de controle 29 obtém o valor de comando de energia corrigido Pbat*', de acordo com a seguinte fórmula (4). Pbat*' = Pbat*/n (4)

[0145]Na etapa S164, o calculador de grau de controle 29 corrige o valor de comando de energia Pbat* por uso do cosθ de fator de potência. O calculador de grau de controle 29 obtém o valor de comando de energia corrigido Pbat*', de acordo com a seguinte fórmula (3). Pbat*' = Pbat*/cosθ (3)

[0146]O processo então segue para a etapa S165. O processamento da etapa S165 à etapa S169 é igual àquele da etapa S19 à etapa S23, mostrado na Figura 3, e suas descrições detalhadas não são repetidas abaixo.

[0147]A seguir, um procedimento de processamento, implementado pelo controlador de recepção de energia 50, é descrito abaixo com referência ao fluxo- grama mostrado na Figura 17. O processamento nas etapas S171 e S172 é executado no ciclo de cálculo no segundo processo, após início do cálculo, e o processamento seguinte da etapa S173 é executado no ciclo de cálculo no segundo processo e repetido nos ciclos subsequentes.

[0148]O processamento da etapa S171 à etapa S176 é igual àquele da etapa S131 à etapa S136, mostrado na Figura 14, e o processamento da etapa S178 à etapa S181 é igual àquele da etapa S138 à etapa S141, mostrado na Figura 14. O procedimento mostrado na Figura 17 difere daquele mostrado na Figura 14 no processo na etapa S177.

[0149]Na etapa S177, a unidade de comunicação sem fio 51 transmite a tensão Vbat e a corrente Ibat, que são as informações da bateria 14. O processo segue então para a etapa S178. A tensão Vbat e a corrente Ibat, transmitidas da unidade de comunicação sem fio 51, são recebidas pela unidade de comunicação sem fio 34, na etapa S160, mostrada na Figura 16, e depois armazenadas na memória 35 na etapa S161.

[0150]Na quarta concretização descrita acima, o controlador de recepção de energia 50 calcula a eficiência de transmissão de energia q, e transmite a eficiência de transmissão de energia q calculada para o controlador de transmissão de energia 30b. No exemplo modificado da quarta concretização, a tensão Vbat e a corrente Ibat são transmitidas para o controlador de transmissão de energia 30c, e o controlador de transmissão de energia 30c então calcula a eficiência de transmissão de energia q.

[0151]O sistema de alimentação de energia sem fio 103, de acordo com o exemplo modificado, pode obter os mesmos efeitos que o sistema de alimentação de energia sem fio, de acordo com a quarta concretização descrita acima. No exemplo modificado, uma vez que o controlador de transmissão de energia 30c calcule a eficiência de transmissão de energia q, a carga de cálculo no controlador de recepção de energia 50 pode ser reduzida.

[0152]Embora o sistema de alimentação de energia sem fio e o dispositivo de transmissão de energia, de acordo com a presente invenção, tenham sido descritos acima por meio das concretizações apresentadas nos desenhos, a presente invenção não é limitada às suas descrições, e as respectivas configurações podem ser substituídas por umas opcionais tendo funções similares. LISTA DOS SINAIS DE REFERÊNCIA 10 , 10a, 10b, 10c - DISPOSITIVO DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA 11 - CONVERSOR CA/CC 11 12 - CIRCUITO DE INVERSOR 13 - CIRCUITO DE RESSONÂNCIA 14 - BOBINA DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA 15 - INVERSOR 18 - SUBTRAIDOR 19 - CALCULADOR DE EFICIÊNCIA 21 - AMPERÔMETRO 22 - VOLTÍMETRO 23 - AMPERÔMETRO 24 - VOLTÍMETRO 25 - AMPERÔMETRO 26 - VOLTÍMETRO 29 - CALCULADOR DE GRAU DE CONTROLE 30 , 30a, 30b, 30c - CONTROLADOR DE TRANSMISSÃO DE ENERGIA 31 - CALCULADOR DE FATOR DE POTÊNCIA 32 - CONTROLADOR DE INVERSOR 33 - MONITOR DE COMUNICAÇÃO 34 - UNIDADE DE COMUNICAÇÃO SEM FIO 35 - MEMÓRIA 36 - CONTROLADOR DE ENERGIA DE CARGA 37 - CALCULADOR DE CORRENTE NO LADO PRIMÁRIO 38 - CONTROLADOR DE CORRENTE NO LADO PRIMÁRIO 39 - CONTROLADOR PFC 40 - DISPOSITIVO RECEPTOR DE ENERGIA 41 - BOBINA RECEPTORA DE ENERGIA 42 - CIRCUITO DE RESSONÂNCIA 43 - CIRCUITO NIVELADOR E RETIFICADOR 44 - BATERIA 45 - AMPERÔMETRO 46 - VOLTÍMETRO 47 - RELÉ 50 - CONTROLADOR DE RECEPÇÃO DE ENERGIA 51 - UNIDADE DE COMUNICAÇÃO SEM FIO 52 - MONITOR DE COMUNICAÇÃO 53 - UNIDADE DE COMUNICAÇÃO CAN 54 - CONTROLADOR DE RELÉ 55 - CALCULADOR DE EFICIÊNCIA 56 - CONTROLADOR DE BATERIA 57 - CONTROLADOR DE VEÍCULO 58 - LINHA BUS 71 - DETECTOR DE CORRENTE DE CORRENTE DE SOBRECARGA 91 - FONTE DE ENERGIA CA 100, 101, 102, 103 SISTEMA DE ALIMENTAÇÃO DE ENERGIA SEM FIO 200 - VEÍCULO

Claims

1. Sistema de alimentação de energia sem fio (100, 101, 102, 103), CARACTERIZADO pelo fato de que compreende um dispositivo de transmissão de energia (10c) e tendo uma bobina de transmissão de energia (14) e um dispositivo receptor de energia (40) tendo uma bobina receptora de energia (41), em que a bobina de transmissão de energia (14) é configurada para transmitir energia elétrica para a bobina receptora de energia (41) por meio de uma conexão sem fio, de modo a alimentar a energia elétrica a uma carga elétrica (44) instalada no dispositivo receptor de energia (40), em que o dispositivo receptor de energia (40) inclui: um calculador de primeira eficiência (55), configurado para calcular uma primeira eficiência (q) com base em um valor de comando de energia de transmissão (Pbat*) e a energia elétrica alimentada à carga elétrica (44); e um controlador de comutação (54), configurado para interromper a alimentação da energia elétrica recebida pela bobina receptora de energia (41) à carga elétrica (44), quando a primeira eficiência (q) cai a uma primeira eficiência limite predeterminada ou menor, e em que o dispositivo de transmissão de energia (10c) inclui: um calculador de segunda eficiência (31) configurado para calcular uma segunda eficiência (cosθ) com base em uma diferença de fase entre uma tensão e uma corrente alimentadas à bobina de transmissão de energia (14); e um controlador de energia (29) configurado para controlar a energia elétrica alimentada à bobina de transmissão de energia (14) de acordo com o valor de comando de energia de transmissão (Pbat*), e para reduzir a energia elétrica alimentada à bobina de transmissão de energia (14) se a segunda eficiência (cosθ) cai a uma segunda eficiência limite predeterminada ou menor ou se a energia elétrica alimentada à carga elétrica (44) seja interrompida pelo controlador de comutação (54).

2. Sistema de alimentação de energia sem fio (100, 101, 102, 103), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o controlador de energia (29) é configurado: para corrigir o valor de comando de energia de transmissão (Pbat*), com base na primeira eficiência (q), quando o controlador de energia (29) obtém a primeira eficiência (q), e para corrigir o valor de comando de energia de transmissão (Pbat*), com base na segunda eficiência (cosθ), quando o calculador de segunda eficiência (31) calcula a segunda eficiência (cosθ).

3. Sistema de alimentação de energia sem fio (100, 101, 102, 103), de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADO pelo fato de que: o dispositivo de transmissão de energia (10c) inclui uma unidade de comunicação no lado de transmissão de energia (34) que é configurado para se comunicar com o dispositivo receptor de energia (40), e o dispositivo receptor de energia (40) inclui uma unidade de comunicação no lado de recepção de energia (51) que é configurado para se comunicar com o dispositivo de transmissão de energia (10c); o calculador de primeira eficiência (55) é proporcionado no dispositivo receptor de energia (40) e é configurado para calcular a primeira eficiência (q), com base em uma tensão e uma corrente alimentadas à carga elétrica (44); a unidade de comunicação no lado de recepção de energia (51) é configurada para transmitir a primeira eficiência (q) à unidade de comunicação no lado de transmissão de energia (34) em um segundo ciclo; e o calculador de segunda eficiência (31) é configurado para calcular a segunda eficiência (cosθ) em um primeiro ciclo mais curto do que o segundo ciclo.