CN103620909A - 电力接收装置、电力发送装置、车辆以及非接触式电源系统 - Google Patents

Abstract

一种电源系统（10）包括：包含电力发送单元（220）的电力发送装置（200）；以及包含电力接收单元（110）的车辆（100），并且该电源系统通过电磁谐振在所述电力发送装置（200）与所述车辆（100）之间传输电力。当存在所述车辆（100）的电力接收机构无法接收电力的异常时，车辆ECU（300）使所述电力发送装置（200）停止电力发送，断开继电器（RY20）并进一步通过放电单元（186）释放剩余的电力。

Description

电力接收装置、电力发送装置、车辆以及非接触式电源系统

技术领域

本发明涉及电力接收装置、电力发送装置、车辆以及非接触式电源系统，更具体地说，本发明涉及使用电磁谐振传输电力的非接触式电力供应技术。

背景技术

诸如电动车辆和混合动力车辆之类的车辆作为环境友好车辆成为关注的焦点。这些车辆分别包括产生行驶驱动力的电动机和存储被提供给电动机的电力的可再充电蓄电装置。需要指出，混合动力车辆包括进一步同时包括内燃机和电动机作为动力源的车辆、进一步同时包括燃料电池和蓄电装置作为用于驱动车辆的直流电源的车辆等。

近几年，不使用电线或电力传输电缆的无线电力传输作为将电力从车辆外部电源发送到此类车辆的方法而受到关注。已知有三种领先技术作为无线电力传输技术。这三种领先技术分别是使用电磁感应的电力传输、使用诸如微波之类的电磁波的电力传输和使用谐振法的电力传输。

谐振法是非接触式电力传输技术，使得一对谐振器（例如，一对谐振线圈）在电磁场（近场）中谐振，从而通过电磁场传输电力。谐振法能够在相对较长的距离（例如，数米）上传输数千瓦的大电力。

公开号2009-130940（JP2009-130940A）的日本专利申请描述了这样一种配置：在安装有可通过充电电缆从车辆外部电源充电的蓄电装置的车辆中，在接收充电电力的电力线对之间设置的电容器的剩余电荷通过用于释放连接到车载逆变器的电容器的剩余电荷的放电电阻器而释放。

在电源系统中传输电力期间，当出现电力接收装置无法接收电力的异常时，需要迅速停止从电力发送装置发送电力。但是，在使用谐振法的电力传输中，源自谐振的电磁能保留在执行电磁谐振的线圈部分上。因此，即使当电力接收装置停止接收电力，剩余的电能也可被发送到电力接收装置。

然后，电力被进一步提供给出现异常的装置，或者无处传导的电力继续在电力发送装置与电力接收装置之间谐振。这样导致装置劣化或破损，或者可能影响环境。

发明内容

本发明提供一种通过电磁谐振传输电力的非接触式电源系统，并且当电力接收装置中出现异常时，适当地保护电力发送装置。

本发明的第一方面涉及一种电力接收装置，用于通过电磁谐振非接触地接收从电力发送装置传输的电力。该电力接收装置包括：电力接收单元，其执行与在所述电力发送装置中包括的电力发送单元的电磁谐振，以从所述电力发送装置接收电力；以及放电单元，其在所述电力接收装置中存在异常时释放由所述电力接收单元接收的接收到的电力。

所述电力接收装置可以进一步包括蓄电装置，其存储所述接收到的电力，并且所述放电单元可以在所述电力接收装置中存在异常时消耗所述接收到的电力以抑制向所述蓄电装置提供所述接收到的电力。

在所述电力接收装置中，所述放电单元可以包括释放所述接收到的电力的电阻器。在所述电力接收装置中，所述电阻器可在判定所述电力发送装置与所述电力接收装置之间的相对位置时使用。

所述电力接收装置可以进一步包括控制单元，其控制所述放电单元，所述放电单元可以进一步包括与所述电阻器串联连接的第一开关单元，并且当所述接收到的电力被释放时，所述控制单元可以将所述第一开关单元置于导通状态，并且当所述接收到的电力不被释放时，所述控制单元可以将所述第一开关单元置于非导通状态。

所述电力接收装置可以进一步包括整流器，其对所述接收到的电力进行整流，并且所述放电单元可被连接在连接所述整流器与所述蓄电装置的电力线对之间。

所述电力接收装置可以进一步包括：控制单元，其控制所述放电单元；以及第二开关单元，其被设置在连接所述放电单元与所述蓄电装置的所述电力线之一中，并且当使用所述接收到的电力给所述蓄电装置充电时，所述控制单元可以将所述第二开关单元置于导通状态，并且当所述接收到的电力被释放时，所述控制单元可以将所述第二开关单元置于非导通状态。

所述电力接收装置可以进一步包括整流器，其对所述接收到的电力进行整流，并且所述放电单元可被连接在连接所述电力接收单元与所述整流器的电力线对之间。

所述电力接收装置可以进一步包括：控制单元，其控制所述放电单元；以及第二开关单元，其被设置在连接所述放电单元与所述整流器的所述电力线之一中，并且当使用所述接收到的电力给所述蓄电装置充电时，所述控制单元可以将所述第二开关单元置于导通状态，并且当所述接收到的电力被释放时，所述控制单元可以将所述第二开关单元置于非导通状态。

在所述电力接收装置中，当从所述第一开关单元被置于所述导通状态开始已经经过预定时间段时，所述控制单元可以将所述第一开关单元置于所述非导通状态，在所述预定时间段期间，所述接收到的电力被所述放电单元释放到低于预定阈值的水平。

本发明的第二方面涉及一种车辆。所述车辆包括：上述任一电力接收装置；以及驱动装置，其使用由所述电力接收装置接收的电力产生行驶驱动力。

本发明的第三方面涉及一种电力发送装置，用于通过电磁谐振非接触地将电力传输到电力接收装置。该电力发送装置包括：电力发送单元，其执行与在所述电力接收装置中包括的电力接收单元的电磁谐振以传输电力；电源装置，其向所述电力发送单元提供电力；以及控制单元，其控制所述电源装置中的电力发送。所述电力接收装置包括放电单元，该放电单元在所述电力接收装置中存在异常时释放由所述电力接收单元接收的接收到的电力，并且当所述接收到的电力被所述放电单元释放时，所述控制单元响应于从所述电力接收装置接收到的指示用于停止所述电力发送的指令的信号而停止所述电力发送。

本发明的第四方面涉及一种非接触式电源系统，用于通过电磁谐振非接触地传输电力。该非接触式电源系统包括：电力发送装置，其包括电力发送单元；电力接收装置，其包括执行与所述电力发送单元的电磁谐振的电力接收单元；以及控制单元，其控制从所述电力发送装置到所述电力接收装置的电力传输。所述电力接收装置包括放电单元，该放电单元在所述电力接收装置中存在异常时释放由所述电力接收单元接收的接收到的电力。

根据本发明的各方面，在通过电磁谐振传输电力的所述非接触式电源系统中，当所述电力接收装置中存在异常时，可以适当地保护所述电力接收装置。

附图说明

下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点和技术与工业意义，在所述附图中，相同的部件以相同的附图标记表示，其中：

图1是根据本发明的第一实施例的车辆用电源系统的整体示意图；

图2是图1所示的电源系统的详细配置图；

图3是示出高频电源单元的内部配置实例的图；

图4是示出匹配变换器的内部配置实例的图；

图5是示出使用谐振法的电力传输原理的图；

图6是示出离电流源（磁流源）的距离与电磁场强度之间关联的图；

图7是示出本发明的第一实施例中的电力发送ECU和车辆ECU所执行的异常时间放电控制处理的流程图；以及

图8是根据本发明的第二实施例的电源系统的详细配置图。

具体实施方式

下面将参考附图详细地描述本发明的实施例。需要指出，相同的附图标记表示附图中的相同或相应的部件，并且有关它们的描述不再重复。

第一实施例

图1是根据本发明的第一实施例的车辆用电源系统10的整体示意图。如图1所示，电源系统10包括车辆100和电力发送装置200。车辆100包括电力接收单元110和通信单元160。电力发送装置200包括电源装置210和电力发送单元220。此外，电源装置210包括通信单元230。

电力接收单元110例如设置在车辆底面上，并且被配置为非接触地接收从电力发送装置200的电力发送单元220发送的电力。更具体地说，如图2所述，电力接收单元110包括谐振线圈，并且使用电磁场与在电力发送单元220中包括的谐振线圈谐振，从而非接触地从电力发送单元220接收电力。通信单元160是通信接口，用于执行车辆100与电力发送装置200之间的无线通信。

电力发送装置200的电源装置210例如将从商业电源提供的交流电力转换为高频电力，然后将该高频电力输出到电力发送单元220。需要指出，电源装置210产生的高频电力的频率例如为1MHz到数十MHz。

电力发送单元220设置在停车场的地板表面（floor surface）上等，并被配置为非接触地将从电源装置210提供的高频电力发送到车辆100的电力接收单元110。更具体地说，电力发送单元220包括谐振线圈，并且使用电磁场与在电力接收单元110中包括的谐振线圈谐振，从而非接触地将电力发送到电力接收单元110。通信单元230是通信接口，用于执行电力发送装置200与车辆100之间的无线通信。

图2是图1所示的电源系统10的详细配置图。如图2所示，车辆100包括整流单元180、电容器C1、蓄电装置190、系统主继电器（SMR）115、电力控制单元（PCU）120、电动发电机130、动力传送机构140、驱动轮150和充当控制单元的车辆电子控制单元（ECU）300，此外还包括电力接收单元110和通信单元160。电力接收单元110包括二次谐振线圈111、电容器112和二次线圈113。整流单元180包括整流器185、放电单元186和继电器RY20。

需要指出，在该实施例中，电动车辆例如被描述为车辆100；但是，车辆100的配置不限于电动车辆，只要车辆能够使用蓄电装置中存储的电力行驶均可。车辆100的另一实例包括配备引擎的混合动力车辆、配备燃料电池的燃料电池车辆等。

二次谐振线圈111使用电磁场，通过电磁谐振从在电力发送装置200中包括的一次谐振线圈221接收电力。

二次谐振线圈111的匝数可基于离电力发送装置200的一次谐振线圈221的距离、一次谐振线圈221与二次谐振线圈111之间的谐振频率等适当地设定，从而增加指示一次谐振线圈221与二次谐振线圈111之间谐振强度的Q值（例如，Q>100）、指示它们之间耦合度的κ等。

电容器112连接到二次谐振线圈111的两端，并与二次谐振线圈111一起形成LC谐振电路。电容器112的电容适当地被设定，以便基于二次谐振线圈111的电感获取预定的谐振频率。需要指出，当期望的谐振频率通过二次谐振线圈111本身的杂散电容（stray capacitance）获取时，电容器112可以被省略。

二次线圈113与二次谐振线圈111同轴地设置，并且能够通过电磁感应磁耦合到二次谐振线圈111。二次线圈113通过电磁感应提取二次谐振线圈111接收的电力，并将该电力输出到整流器185。

整流器185通常被配置为二极管电桥。整流器185对从二次线圈113接收的交流电力进行整流，并将经过整流的直流电力输出到蓄电装置190。整流器185可以是所谓的开关调节器，它使用开关控制对交流进行整流。

需要指出，在该实施例中，整流器185所整流的直流电力被直接输出到蓄电装置190，但是，当经过整流的直流电压不同于蓄电装置190允许的充电电压时，用于电压转换的DC/DC转换器（未示出）可以设置在整流器185与蓄电装置190之间。

放电单元186例如具有这样的配置：该配置使得继电器RY10和电阻器R10相互串联连接并且被连接在连接整流器185与蓄电装置190的电力线对之间。例如下面将描述的那样，当蓄电装置190中存在异常并且蓄电装置190不能被充电时，放电单元186在停止电力传输之后使用电阻器R10消耗剩余的电力，以便不会将电力提供给蓄电装置190。

放电单元186的继电器RY10由来自车辆ECU300的控制信号SE10控制。如上所述，当存在车辆100的电力接收机构无法接收电力的异常时，继电器RY10被闭合。当继电器RY10被闭合时，电阻器R10消耗剩余的电力。需要指出，可以采用另一能够消耗电力的元件或机构替代电阻器R10。此外，取决于车辆，为了判定电力发送装置200的电力发送单元220与车辆100的电力接收单元110之间的距离，可为车辆设置用于监测接收到的电压的电阻器作为与放电单元186类似的配置。在此类车辆中，上述用于判定距离的电阻器还被用作放电单元186的电阻器R10，从而可以抑制组件数量增加，最终抑制成本增加。

继电器RY20被插入到连接放电单元186与蓄电装置190的电力线之一中。继电器RY20由来自车辆ECU300的控制信号SE20控制。继电器RY20在将接收到的电力提供给蓄电装置190与中断将接收到的电力提供给蓄电装置190之间切换。

电容器C1连接在蓄电装置190的正极端子与负极端子之间。电容器C1对整流单元180整流的直流电压进行平滑化。

蓄电装置190是被配置为可充电和放电的蓄电元件。蓄电装置190例如由诸如锂离子电池、镍金属氢化物电池和铅酸电池之类的二次电池、或者诸如双电层电容器之类的蓄电元件构成。

蓄电装置190连接到整流单元180。蓄电装置190存储由电力接收单元110接收并进一步被整流单元180整流的电力。此外，蓄电装置190还通过SMR115连接到PCU120。蓄电装置190将用于产生车辆驱动力的电力提供给PCU120。而且，蓄电装置190存储电动发电机130产生的电力。蓄电装置190的输出例如约为200V。

电压传感器和电流传感器（均未示出）针对蓄电装置190设置。电压传感器用于检测蓄电装置190的电压VB。电流传感器用于检测被输入蓄电装置190或从蓄电装置190输出的电流IB。这些检测值被输出到车辆ECU300。车辆ECU300基于电压VB和电流IB计算蓄电装置190的充电状态（也称为“SOC”）。

SMR115被插入到连接蓄电装置190与PCU120的电力线中。然后，SMR115由来自车辆ECU300的控制信号SE1控制，并且在蓄电装置190与PCU120之间的电力提供与电力中断之间切换。

PCU120包括转换器和逆变器（均未示出）。转换器由来自车辆ECU300的控制信号PWC控制，并转换来自蓄电装置190的电压。逆变器由来自车辆ECU300的控制信号PWI控制，并使用由转换器转换的电力驱动电动发电机130。

电动发电机130是交流旋转电机，并且例如是包括嵌有永磁体的转子的永磁同步电动机。

电动发电机130的输出转矩通过动力传送机构140被传输到驱动轮150以驱动车辆100。电动发电机130能够在车辆100的再生制动操作期间使用驱动轮150的旋转力产生电力。然后，所产生的电力被PCU120转换为充电电力以给蓄电装置190充电。

此外，在除了电动发电机130之外还配备引擎（未示出）的混合动力车辆中，引擎与电动发电机130协作地操作以产生所需的车辆驱动力。此时，蓄电装置190可使用通过引擎旋转产生的电力被充电。

如上所述，通信单元160是通信接口，用于执行车辆100与电力发送装置200之间的无线通信。通信单元160将有关蓄电装置190的电池信息INFO（包括SOC）从车辆ECU300输出到电力发送装置200。此外，通信单元160将指示电力发送装置200开始或停止电力发送的信号STRT或STP输出到电力发送装置200。

车辆ECU300包括中央处理单元（CPU）、存储单元和输入/输出缓冲器，这些在图1中未示出。车辆ECU300输入来自传感器的信号等，将控制信号输出到各个装置，并且控制车辆100中的各个装置。需要指出，对车辆100与各个装置的控制不仅限于软件处理，而且还可以通过专用硬件（电子电路）处理。

当车辆ECU300通过用户操作等接收充电开始信号TRG时，车辆ECU300基于满足预定条件的事实，通过通信单元160将指示开始电力发送的信号STRT输出到电力发送装置200。此外，车辆ECU300基于蓄电装置190充满电的事实或用户操作等，通过通信单元160将指示停止电力发送的信号STP输出到电力发送装置200。

需要指出，除了形成“驱动装置”的SMR115、PCU120、电动发电机130、动力传送机构140和驱动轮150之外，根据本发明的一方面，车辆100的配置可被视为“电力接收装置”。

如上所述，电力发送装置200包括电源装置210和电力发送单元220。除了通信单元230之外，电源装置210进一步包括充当控制单元的电力发送ECU240、高频电源单元250和匹配变换器260。此外，电力发送单元220包括一次谐振线圈221、电容器222和一次线圈223。

高频电源单元250由来自电力发送ECU240的控制信号MOD控制，并将从交流电源215（例如商业电源）接收的电力转换为高频电力。然后，高频电源单元250通过匹配变换器260将转换的高频电力提供给一次线圈223。需要指出，高频电源单元250所产生的高频电力的频率例如为1MHz到数十MHz。

图3是示出高频电源单元250的内部配置实例的图。高频电源单元250包括AC/DC转换器251、DC/AC转换器252和电容器C2。AC/DC转换器251将来自外部交流电源215（例如商业电源）的交流电力转换为直流电力。DC/AC转换器252将AC/DC转换器251转换的直流电力转换为高频交流电力。电容器C2对从AC/DC转换器251输出的直流电压进行平滑化。

匹配变换器260是用于使电力发送装置200与车辆100之间的阻抗匹配的电路。例如，如图4所示，匹配变换器260被配置为包括可变电容器C10和C11以及电感器L10。电感器L10连接在高频电源单元250与电力发送单元220的一次线圈223之间。可变电容器C10连接到电感器L10的端部，该端部连接到高频电源单元250。此外，可变电容器C11连接到电感器L10的端部，该端部连接到电力发送单元220。

现在返回参考图2，匹配变换器260由电力发送ECU240基于从车辆100发送的电池信息INFO而给出的控制信号ADJ控制，并且可变电容器C10和C11被调节为使得电力发送装置200的阻抗与车辆100侧的阻抗匹配。

一次谐振线圈221通过电磁谐振将电力传输到在车辆100的电力接收单元110中包括的二次谐振线圈111。

一次谐振线圈221的匝数基于离车辆100的二次谐振线圈111的距离、一次谐振线圈221与二次谐振线圈111之间的谐振频率等适当地设定，从而增加指示一次谐振线圈221与二次谐振线圈111之间谐振强度的Q值（例如，Q>100）、指示它们之间耦合度的κ等。

电容器222连接到一次谐振线圈221的两端，并与一次谐振线圈221一起形成LC谐振电路。电容器222的电容适当地被设定，以便基于一次谐振线圈221的电感获取预定的谐振频率。需要指出，当期望的谐振频率通过一次谐振线圈221本身的杂散电容获取时，电容器222可以被省略。

一次线圈223与一次谐振线圈221同轴地设置，并且能够通过电磁感应磁耦合到一次谐振线圈221。一次线圈223通过电磁感应将经由匹配变换器260提供的高频电力发送到一次谐振线圈221。

如上所述，通信单元230是通信接口，用于执行电力发送装置200与车辆100之间的无线通信。通信单元230接收从车辆100的通信单元160发送的电池信息INFO和用于开始或停止电力发送的信号STRT或STP，并将这些信息输出到电力发送ECU240。此外，通信单元230从电力发送ECU240接收指示通过匹配变换器260的阻抗调节完成的信号COMP，并将信号COMP输出到车辆100。

电力发送ECU240包括CPU、存储装置和输入/输出缓冲器（图1中未示出）。电力发送ECU240输入来自传感器的信号等，并将控制信号输出到各个装置，从而控制电源装置210中的各个装置。需要指出，对各个装置的控制不仅限于软件处理，而且还可以通过专用硬件（电子电路）处理。

接下来，将参考图5和6描述通过电磁谐振实现的非接触式电力提供（下文也称为谐振法）。

图5是示出使用谐振法的电力传输原理的图。如图5所示，在此谐振法中，如两个音叉相互谐振的情况那样，具有相同固有频率的两个LC谐振线圈在电磁场（近场）中相互谐振，从而通过电磁场将电力从谐振线圈之一传输到另一谐振线圈。

具体而言，作为电磁感应线圈的一次线圈223连接到电源装置210，并且频率为1MHz到数十MHz的高频电力通过电磁感应被提供给磁耦合到一次线圈223的一次谐振线圈221。一次谐振线圈221是由线圈本身的电感和杂散电容或连接到线圈两端的电容器（未示出）形成的LC谐振器，并使用电磁场（近场）与具有与一次谐振线圈221相同固有频率的二次谐振线圈111谐振。然后，能量（电力）通过电磁场被从一次谐振线圈221传输到二次谐振线圈111。被传输到二次谐振线圈111的能量（电力）由二次线圈113（该二次线圈113是磁耦合到二次谐振线圈111的电磁感应线圈）通过电磁感应提取，并且被提供给负荷600。使用谐振法的电力传输在指示一次谐振线圈221与二次谐振线圈111之间谐振强度的Q值例如大于100时执行。需要指出，图5中的负荷600对应于位于图1中的整流器180下游的装置。

图6是示出离电流源（磁流源）的距离与电磁场强度之间关联的图。如图6所示，电磁场包括三个分量。曲线k1是与离波源的距离成反比例的分量，被称为“辐射场”。曲线k2是与离波源的距离的平方成反比例的分量，被称为“感应场”。此外，曲线k3是与离波源的距离的立方成反比例的分量，被称为“静态场”。

在这些分量中，存在一个区域，其中电磁场强度随着离波源的距离而陡然下降，在谐振法中，该近场（瞬逝场）被用于传输能量（电力）。即，通过利用近场使具有相同固有频率的一对谐振器（例如，一对LC谐振线圈）谐振，能量（电力）被从一个谐振器（一次谐振线圈）传输到另一谐振器（二次谐振线圈）。该近场不会将能量（电力）传播到远处，因此，与通过将能量传播到远处的“辐射场”传输能量（电力）的电磁波相比，谐振法能够以较低的能量损失传输电力。

在上述电源系统中，在电力被从电力发送装置200发送到车辆100期间，当例如在车辆100的蓄电装置190中发生异常，从而导致蓄电装置190无法被充电时，车辆ECU300立即通过通信单元160将用于停止电力发送操作的指令STP输出到电力发送装置200。

响应于接收到的电力发送停止信号STP，电力发送ECU240停止从高频电源单元250提供电力。但是，车辆100与电力发送装置200之间可能存在通信延迟，因此在通信延迟期间，可能在极短的时间段内继续提供电力。

此外，在使用谐振法的电力传输中，电磁能量存储在电力发送单元220与电力接收单元110之间发生电磁谐振的部分上，这样，即使停止从电源装置210提供电力，电磁能也保留在电力发送单元220与电力接收单元110之间。而且，如图3和图4所示，同样在电源装置210内，高频电源单元250和匹配变换器260包括电容器和电抗器，从而电能存储在这些元件中。

因此，即使停止电力发送装置200中的电力发送操作，电力发送装置200与车辆100之间仍保留一定量的电力。然后，在车辆100中，即使在停止电力发送装置200的电力发送操作之后，剩余的电力也被提供给蓄电装置190或电容器C1。这样可导致装置劣化或破损。而且，当这些能量继续在电力发送单元220与电力接收单元110之间谐振时，可能影响环境。

然后，在第一实施例中，当车辆100的电力接收机构出现禁用电力接收的异常时，车辆ECU300使用整流单元180的放电单元186和继电器RY20执行控制，以便通过阻止将电力提供给具有异常的电力接收机构来适当地保护该电力接收机构。

更具体地说，当电力接收机构中出现异常时，电力发送停止信号STP被发送到电力发送装置200，然后继电器RY20断开，中断将电力提供给相对于电容器C1的邻近蓄电装置190的装置。之后，放电单元186的继电器RY10闭合，并且由电阻器R10消耗剩余的电力。

图7是示出第一实施例中的电力发送ECU240和车辆ECU300所执行的异常时间放电控制处理的流程图。图7所示的流程图通过以预定的间隔执行在电力发送ECU240和车辆ECU300中预存的程序来实现。备选地，对于部分步骤，此处理可通过构建专用硬件（电子电路）来实现。

首先将描述车辆100的车辆ECU300执行的处理。现在参考图2和图7，在车辆100停在位于电力发送单元220上方的预定停车位置之后，车辆ECU300在步骤（下文将步骤缩写为“S”）300判定是否已接收到由基于用户操作等的充电开始信号TRG指示的充电开始指令。

当未接收到充电开始指令时（S300的结果为否），车辆ECU300跳过下面的处理并结束处理。

当接收到充电开始指令时（S300的结果为是），处理继续到S310，然后车辆ECU300通过通信单元160将电力发送开始信号STRT输出到电力发送装置200。在电力发送装置200中，电力发送操作响应于电力发送开始信号STRT而开始。

然后，在S320，车辆ECU300关断继电器RY10，并且接通继电器RY20。通过执行此操作，由电力接收单元110接收的接收到的电力被提供给蓄电装置190以开始给蓄电装置190充电。在蓄电装置190被充电时，车辆ECU300判定车辆100的充电机构中是否存在异常（S330）。

当车辆100的充电机构中不存在异常时（S330的结果为否），处理返回到S320，并且继续蓄电装置190的充电。尽管图7中未示出，但是在充电结构中未出现任何异常的情况下蓄电装置190的充电正常完成时，车辆ECU300将电力发送停止信号STP输出到电力发送装置200以停止电力发送操作。

另一方面，当判定车辆100的充电机构中存在异常时（S330的结果为是），处理继续到S340，并且车辆ECU300将电力发送停止信号STP输出到电力发送装置200。

之后，车辆ECU300在步骤S350断开继电器RY20以中断将电力提供给充电机构，并且进一步在S360闭合放电单元186的继电器RY10以使用电阻器R10消耗剩余的电力。

接下来，在S370，车辆ECU300判定从继电器RY10被闭合时开始是否已经过预定的时间段。所述预定的时间段例如可以是基于使用电阻器R10将可能的最大剩余电力释放到预定水平或该水平以下的时间段而预先设定的时间段。备选地，也可以监测被施加到电阻器R10的电压和流过电阻器R10的电流，并基于这些值降低到预定阈值以下的水平的事实判定已经过该预定的时间段。

当未经过预定的时间段时（S370的结果为否），处理返回到S370，并且车辆ECU300等待直至经过预定的时间段。

当经过了预定的时间段时（S370的结果为是），处理继续到S380，并且车辆ECU300断开继电器RY10以结束处理。

接下来，将描述电力发送ECU240执行的处理。现在返回图2和图7，在S100，电力发送ECU240根据来自车辆100的电力发送开始信号STRT判定是否从车辆100发出电力发送开始请求。

当未发出电力发送开始请求时（S100的结果为否），电力发送ECU240跳过下面的处理并结束处理。

当发出电力发送开始请求时（S100的结果为是），处理继续到S110，并且电力发送ECU240驱动高频电源单元250并使用匹配变换器260执行阻抗匹配，从而执行电力发送操作。

然后，在S120，电力发送ECU240根据来自车辆100的电力发送停止信号STP判定是否从车辆100发出电力发送停止请求。

当未发出电力发送停止请求时（S120的结果为否），处理返回到S110，并且电力发送ECU240继续电力发送操作，直到电力发送停止信号STP被发送。

当发出电力发送停止请求时（S120的结果为是），电力发送ECU240在S130停止高频电源单元250，从而停止电力发送操作。

通过根据上述处理执行控制，当车辆的充电机构中存在异常时，中断将电力提供给充电机构，并且适当地释放保留在电力发送装置和车辆中的电力。通过执行此操作，可以适当地保护车辆的充电机构，并且可以减小剩余电力可能对环境造成的影响。

第二实施例

在第一实施例中，描述了放电单元186被设置在整流器185与蓄电装置190之间的直流电路中的配置。

在第二实施例中，将描述放电单元186被设置在电力接收单元110与整流器185之间的交流电路中的配置。

图8是根据第二实施例的电源系统10A的详细配置图。图8中的电源系统10A与图2所示的第一实施例的电源系统10的不同之处在于车辆100A包括整流单元180A而非整流单元180。在图8中，不再重复描述与图2重叠的元件。

如图8所示，整流单元180A连接在电力接收单元110与蓄电装置190之间。整流单元180A以及图2中的整流单元180包括整流器185、放电单元186和继电器RY20。

整流器185对电力接收单元110接收的交流电力进行整流，并将经过整流的直流电力输出到蓄电装置190。

放电单元186被连接在连接电力接收单元110与整流器185的电力线对之间。继电器RY20被插入在连接放电单元186与整流器185的电力线之一中。

当车辆的充电机构中发生禁止电力接收的异常并且电力传输停止时，由于剩余的电力，过量的电压可能被施加到在整流器185中包括的二极管。因此，如在第二实施例中那样，当放电单元186被设置在整流器185与电力接收单元110之间的交流电路中时，在充电机构中发生异常的情况下，可以保护装置（包括整流器）不受剩余电力的影响。

在本实施例中，放电单元针对电力接收装置而设置；相反，放电单元也可针对电力发送装置（电力发送侧）设置。此外，在上述描述中，电力被从电力发送装置提供给车辆；但是，即使当来自车辆蓄电装置的电力被提供给系统电源侧时（如在智能电网中那样），也可应用本发明的此方面以在发生异常时采取措施。

此外，在上述描述中，描述了其中电力发送单元和电力接收单元包括谐振线圈和电磁感应线圈（一次线圈和二次线圈）的实例；相反，本发明的此方面也适用于被配置为电力发送单元和电力接收单元不包含任何电磁感应线圈的谐振系统。此时，例如在图2中，在电力发送装置200侧，一次谐振线圈221在不需要一次线圈223介入的情况下耦合到匹配变换器260，并且在车辆100侧，二次谐振线圈111在不需要二次线圈113介入的情况下耦合到整流器180。

上面描述的实施例仅作为示例，并非用于限制所有方面。本发明的范围由所附权利要求而非上面的描述限定。本发明的范围旨在包含处于所附权利要求及其等同物的范围内的所有修改。

Claims (13)

1.一种电力接收装置，用于通过电磁谐振非接触地接收从电力发送装置传输的电力，该电力接收装置包括：

电力接收单元，其执行与在所述电力发送装置中包括的电力发送单元的电磁谐振，以从所述电力发送装置接收电力；以及

放电单元，其在所述电力接收装置中存在异常时释放由所述电力接收单元接收的接收到的电力。

2.根据权利要求1的电力接收装置，进一步包括：

蓄电装置，其存储所述接收到的电力，其中

所述放电单元在所述电力接收装置中存在异常时消耗所述接收到的电力以抑制向所述蓄电装置提供所述接收到的电力。

3.根据权利要求2的电力接收装置，其中

所述放电单元包括释放所述接收到的电力的电阻器。

4.根据权利要求3的电力接收装置，其中

所述电阻器在判定所述电力发送装置与所述电力接收装置之间的相对位置时使用。

5.根据权利要求3或4的电力接收装置，进一步包括：

控制单元，其控制所述放电单元，其中

所述放电单元进一步包括与所述电阻器串联连接的第一开关单元，并且

当所述接收到的电力被释放时，所述控制单元将所述第一开关单元置于导通状态，并且当所述接收到的电力不被释放时，所述控制单元将所述第一开关单元置于非导通状态。

6.根据权利要求2的电力接收装置，进一步包括：

整流器，其对所述接收到的电力进行整流，其中

所述放电单元被连接在连接所述整流器与所述蓄电装置的电力线对之间。

7.根据权利要求6的电力接收装置，进一步包括：

控制单元，其控制所述放电单元；以及

第二开关单元，其被设置在连接所述放电单元与所述蓄电装置的所述电力线之一中，其中

当使用所述接收到的电力给所述蓄电装置充电时，所述控制单元将所述第二开关单元置于导通状态，并且当所述接收到的电力被释放时，所述控制单元将所述第二开关单元置于非导通状态。

8.根据权利要求2的电力接收装置，进一步包括：

整流器，其对所述接收到的电力进行整流，其中

所述放电单元被连接在连接所述电力接收单元与所述整流器的电力线对之间。

9.根据权利要求8的电力接收装置，进一步包括：

控制单元，其控制所述放电单元；以及

第二开关单元，其被设置在连接所述放电单元与所述整流器的所述电力线之一中，其中

当使用所述接收到的电力给所述蓄电装置充电时，所述控制单元将所述第二开关单元置于导通状态，并且当所述接收到的电力被释放时，所述控制单元将所述第二开关单元置于非导通状态。

10.根据权利要求5的电力接收装置，其中

当从所述第一开关单元被置于所述导通状态开始已经经过预定时间段时，所述控制单元将所述第一开关单元置于所述非导通状态，在所述预定时间段期间，所述接收到的电力被所述放电单元释放到低于预定阈值的水平。

11.一种车辆，包括：

根据权利要求1至10中任一项的电力接收装置；以及

驱动装置，其使用由所述电力接收装置接收的电力产生行驶驱动力。

12.一种电力发送装置，用于通过电磁谐振非接触地将电力传输到电力接收装置，该电力发送装置包括：

电力发送单元，其执行与在所述电力接收装置中包括的电力接收单元的电磁谐振以传输电力；

电源装置，其向所述电力发送单元提供电力；以及

控制单元，其控制所述电源装置中的电力发送，其中

所述电力接收装置包括放电单元，该放电单元在所述电力接收装置中存在异常时释放由所述电力接收单元接收的接收到的电力，并且

当所述接收到的电力被所述放电单元释放时，所述控制单元响应于从所述电力接收装置接收到的指示用于停止所述电力发送的指令的信号而停止所述电力发送。

13.一种非接触式电源系统，用于通过电磁谐振非接触地传输电力，该非接触式电源系统包括：

电力发送装置，其包括电力发送单元；

电力接收装置，其包括执行与所述电力发送单元的电磁谐振的电力接收单元；以及

控制单元，其控制从所述电力发送装置到所述电力接收装置的电力传输，其中

所述电力接收装置包括放电单元，该放电单元在所述电力接收装置中存在异常时释放由所述电力接收单元接收的接收到的电力。

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