CN103946057B - 车辆用受电装置及具备该装置的车辆、供电设备以及电力传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车辆用受电装置及具备该装置的车辆、供电设备以及电力传输系统。在本发明中,由充电入口(40)以及充电器(45)构成的接触充电电路经由充电电缆而从外部电源(110)接受电力。由受电部(70)、整流器(75)以及传感器单元(80)构成的非接触充电电路以非接触的方式而从外部电源(130)接受电力。第一通信部(60)将接触充电信息与供电设备(100)的第三通信装置进行通信,所述接触充电信息为,与由接触充电电路实施的受电相关的信息。第二通信部(95)将非接触充电信息与供电设备的第三通信装置(150)进行通信,所述非接触充电信息为,与由非接触充电电路实施的受电相关的信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆用受电装置及具备该装置的车辆、供电设备以及电力传输系统,尤其是涉及一种用于从车辆外部的供电设备向车辆供电的车辆用受电装置及具备该装置的车辆、供电设备以及电力传输系统。
背景技术
在日本特开2008-220130号公报(专利文献1)中,公开了一种能够从车辆外部的电源而对二次电池与双电层电容器等的蓄电部进行充电的车辆用电源系统。该车辆用电源系统具备:导通充电单元,其通过在车辆外部的电源与电源系统电连接了的状态下实施电力的授受,从而对蓄电部进行充电(接触充电);感应充电单元,其通过在车辆外部的电源与电源系统磁耦合了的状态下实施电力的授受,从而对蓄电部进行充电(非接触充电);充电控制装置,其择一性地选择导通充电单元和感应充电单元。
由于根据该车辆用电源系统,能够选择使用了导通充电单元的接触充电、和使用了感应充电单元的非接触充电来对蓄电部进行充电,因此能够扩大蓄电部的可充电的区域(参照专利文献1)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2008-220130号公报
专利文献2:国际公开第2010/131348号手册
专利文献3:国际公开第2010/131349号手册
发明内容
发明所要解决的课题
在通过车辆外部的供电设备而对被搭载于车辆中的蓄电装置进行充电的情况下,需要将设备信息、电力信息、蓄电装置的充电状态(SOC(State OfCharge:充电状态))等的各种信息在供电设备与车辆之间进行通信。因此,本发明的课题在于,尽可能有效地实施供电设备与车辆之间的通信。本发明的课题尤其在于,在如日本特开2008-220130号公报所记载的车辆用电源系统这样的、能够实施接触充电和非接触充电的系统中,尽管供电设备与车辆之间被通信的信息量较多,但也能够根据所使用的充电单元(接触充电和/或非接触充电)而有效地实施通信。
因此,本发明是为了解决所涉及的课题而被完成的发明,其目的在于,提供一种在车辆与供电设备之间实现有效的通信的车辆用受电装置及具备该装置的车辆、供电设备以及电力传输系统。
用于解决课题的方法
根据本发明,车辆用受电装置为用于从车辆外部的电源(外部电源)接受电力的车辆用受电装置,所述车辆用受电装置具备:第一受电部、第二受电部、第一通信部、第二通信部。第一受电部经由电力线而从外部电源接受电力。第二受电部以非接触的方式而从外部电源接受电力。第一通信部将第一信息与车辆外部进行通信,所述第一信息为,与由第一受电部实施的受电相关的信息。第二通信部将第二信息与车辆外部进行通信,所述第二信息为,与由第二受电部实施的受电相关的信息。
优选为,车辆用受电装置还具备控制部。控制部以如下方式对第一通信部以及第二通信部进行控制,即,在使用第一受电部以及第二受电部的双方来实施从外部电源的受电时,对于第一信息中所包含的信息与第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,仅使用第一通信部以及第二通信部中的任意一个来与车辆外部进行通信。
此外,优选为,车辆用受电装置还具备控制部。控制部以如下方式对第一通信部以及第二通信部进行控制,即,在使用第一通信部以及第二通信部的双方来实施与车辆外部的通信时,对于第一信息中所包含的信息与第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,仅使用第一通信部以及第二通信部中的任意一个来与车辆外部进行通信。
优选为,控制部以如下方式对第一通信部以及第二通信部进行控制,即,使用第一通信部以及第二通信部中的通信速度较快的一方来将共同信息与车辆外部进行通信。
优选为,车辆用受电装置还具备控制部。控制部在使用第一通信部以及第二通信部的双方来实施与车辆外部的通信的情况下,对于第一信息中所包含的信息与第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,在第一信息中所包含的共同信息的内容与第二信息中所包含的共同信息的内容有所不同时,将与车辆外部的通信状况判断为异常。
优选为,车辆用受电装置还具备控制部。控制部以如下方式对第一通信部以及第二通信部进行控制,即,在使用第一受电部以及第二受电部的双方来实施从外部电源的受电时,对于与从外部电源的受电相关的信息以外的信息,仅使用第一通信部以及第二通信部中的任意一个来与车辆外部进行通信。
而且优选为,控制部以如下方式对第一通信部以及第二通信部进行控制,即,使用第一通信部以及第二通信部中的通信速度较快的一方,来将与从外部电源的受电相关的信息以外的信息与车辆外部进行通信。
优选为,第一通信部经由电力线而与车辆外部进行通信。第二通信部通信无线而与车辆外部进行通信。
优选为,通信第一通信部而被通信的信息与通过第二通信部而被通信的信息不同。
优选为,车辆用受电装置还具备控制部。控制部以如下方式对第一通信部以及第二通信部进行控制,即,在仅使用第一受电部来实施从外部电源的受电时仅使用第一通信部来与车辆外部进行通信,在仅使用第二受电部来实施从外部电源的受电时仅使用第二通信部来与车辆外部进行通信。
优选为,外部电源包括以非接触的方式而向第二受电部进行输电的输电部。第二受电部的固有频率与输电部的固有频率之差为第二受电部的固有频率或输电部的固有频率的±10%以下。
此外,优选为,外部电源包括以非接触的方式而向第二受电部进行输电的输电部。第二受电部与输电部的耦合系数为0.1以下。
此外,优选为,外部电源包括以非接触的方式而向第二受电部进行输电的输电部。第二受电部通过被形成于第二受电部与输电部之间且以特定的频率进行振动的磁场、和被形成于第二受电部与输电部之间且以特定的频率进行振动的电场之中的至少一方而从输电部接受电力。
此外,根据本发明,车辆具备上文所述的任意一个方式的车辆用受电装置。
此外,根据本发明,供电设备为用于向车辆进行供电的供电设备,所述供电设备具备:第一输电部、第二输电部、第一通信部、第二通信部。第一输电部经由电力线而向车辆进行输电。第二输电部以非接触的方式而向车辆进行输电。第一通信部将第一信息与车辆进行通信,所述第一信息为,与由第一输电部实施的输电相关的信息。第二通信部将第二信息与车辆进行通信,所述第二信息为,由第二输电部实施的输电相关的第二信息。
优选为,供电设备还具备控制部。控制部以如下方式对第一通信部以及第二通信部进行控制,即,在使用第一输电部以及第二输电部的双方来实施向车辆的输电时,对于第一信息中所包含的信息与第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,仅使用第一通信部以及第二通信部中的任意一个来与车辆进行通信。
此外,优选为,供电设备还具备控制部。控制部以如下方式对第一通信部以及第二通信部进行控制,即,在使用第一通信部以及第二通信部的双方来实施与车辆的通信时,对于第一信息中所包含的信息与第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,仅使用第一通信部以及第二通信部中的任意一个来与车辆进行通信。
优选为,控制部以如下方式对第一通信部以及第二通信部进行控制,即,使用第一通信部以及第二通信部中的通信速度较快的一方来将共同信息与车辆进行通信。
优选为,供电设备还具备控制部。控制部在使用第一通信部以及第二通信部的双方来实施与车辆的通信的情况下,对于第一信息中所包含的信息与第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,在第一信息中所包含的共同信息的内容与第二信息中所包含的共同信息的内容有所不同时,将与车辆的通信状况判断为异常。
优选为,供电设备还具备控制部。控制部以如下方式对第一通信部以及第二通信部进行控制,即,在使用第一输电部以及第二输电部的双方来实施向车辆的输电时,对于与向车辆的输电相关的信息以外的信息,仅使用第一通信部以及第二通信部中的任意一个来与车辆进行通信。
而且优选为,控制部以如下方式对第一通信部以及第二通信部进行控制,即,使用第一通信部以及第二通信部中的通信速度较快的一方来将与向车辆的输电相关的信息以外的信息与车辆进行通信。
优选为,第一通信部经由电力线而与车辆进行通信。第二通信部通过无线而与车辆进行通信。
优选为,通过第一通信部而被通信的信息与通过第二通信部而被通信的信息不同。
优选为,供电设备还具备控制部。控制部以如下方式对第一通信部以及第二通信部进行控制,即,在仅使用第一输电部来实施向车辆的输电时仅使用第一通信部来与车辆进行通信,在仅使用第二输电部来实施向车辆的输电时仅使用第二通信部来与车辆进行通信。
优选为,车辆包括以非接触的方式而从第二输电部接受电力的受电部。第二输电部的固有频率与受电部的固有频率之差为第二输电部的固有频率或受电部的固有频率的±10%以下。
此外,优选为,车辆包括以非接触的方式而从第二输电部接受电力的受电部。第二输电部与受电部的耦合系数为0.1以下。
此外,优选为,车辆包括以非接触的方式而从第二输电部接受电力的受电部。第二输电部通过被形成于第二输电部与受电部之间且以特定的频率进行振动的磁场、和被形成于第二输电部与受电部之间且以特定的频率进行振动的电场之中的至少一方而向受电部进行输电。
此外,根据本发明,电力传输系统为从供电设备向车辆传输电力的电力传输系统。供电设备具备:第一输电部和第二输电部。第一输电部经由电力线而向车辆进行输电。第二输电部以非接触的方式而向车辆进行输电。车辆具备:第一受电部、第二受电部、第一通信部、第二通信部。第一受电部经由电力线而从第一输电部接受电力。第二受电部以非接触的方式而从第二输电部接受电力。第一通信部将第一信息与供电设备进行通信,所述第一信息为,与由第一受电部实施的受电相关的信息。第二通信部将第二信息与供电设备进行通信,所述第二信息为,与由第二受电部实施的受电相关的信息。
此外,根据本发明,电力传输系统为从供电设备向车辆传输电力的电力传输系统。车辆具备:第一受电部和第二受电部。第一受电部经由电力线而从供电设备接受电力。第二受电部以非接触的方式而从供电设备接受电力。供电设备具备:第一输电部、第二输电部、第一通信部、第二通信部。第一输电部经由电力线而向第一受电部进行输电。第二输电部以非接触的方式而向第二受电部进行输电。第一通信部将第一信息与车辆进行通信,所述第一信息为,与由第一输电部实施的输电相关的信息。第二通信部将第二信息与车辆进行通信,所述第二信息为,与由第二输电部实施的输电相关的信息。
发明的效果
根据该车辆用受电装置,由于设置有第一通信部和第二通信部,且所述第一通信部将与由第一受电部实施的受电相关的信息与车辆外部进行通信,所述第二通信部将与第二受电部实施的受电相关的信息与车辆外部进行通信,因此能够根据所使用的充电单元(第一受电部和/或第二受电部)或充电环境等,而在车辆与外部电源之间实现有效的通信。
此外,根据该供电设备,由于设置有第一通信部和第二通信部,且第一通信部将与由第一输电部实施的输电相关的信息与车辆进行通信,第二通信部将与由第二输电部实施的输电相关的信息与车辆进行通信,因此能够根据所使用的输电单元(第一输电部和/或第二输电部)或输电环境等,而在供电设备与车辆之间实现有效的通信。
附图说明
图1为由本发明的实施方式一实现的车辆充电系统的整体结构图。
图2为表示在车辆与供电设备之间被通信的信息的一个示例的图。
图3为图1所示的充电器以及EVSE的电路图。
图4为图1所示的受电部与传感器单元、以及匹配器与输电部的电路图。
图5为表示电力传输系统的模拟模型的图。
图6为表示输电部以及受电部的固有频率的偏移与电力传输效率之间的关系的图。
图7为表示距电流源(磁流源)的距离与电磁场的强度之间的关系的图。
图8为用于对由供电设备实施的车辆的充电的概要性的处理顺序进行说明的流程图。
图9为用于对实施方式二中的通信状况异常判断的处理顺序进行说明的流程图。
图10为用于对实施方式二的改变例中的通信状况异常判断的处理顺序进行说明的流程图。
图11为表示在实施方式三中于车辆与供电设备之间被通信的信息的一个示例的图。
图12为表示在改变例中于车辆与供电设备之间被通信的信息的一个示例的图。
图13为由实施方式四实现的车辆充电系统的整体结构图。
图14为图13所示的充电器的电路图。
具体实施方式
以下,参照附图来对本发明的实施方式进行详细说明。另外,对于附图中相同或者相当的部分标注相同的附图标记并且不再重复其说明。
[实施方式一]
图1为,由本发明的实施方式一实现的车辆充电系统的整体结构图。参照图1,车辆充电系统具备:车辆10和供电设备100。车辆10包括:蓄电装置12、系统主继电器(以下,称为“SMR(System Main Relay)”)15、动力控制单元(以下,称为“PCU(Power Control Unit)”)20、动力输出装置25、驱动轮30。
蓄电装置12为能够再次充电的直流电源,例如由镍氢或锂离子等的二次电池构成。在蓄电装置12中,除了蓄积有从供电设备100的外部电源110、130被供给的电力以外,还蓄积有在动力输出装置25中被发电产生的电力。另外,作为蓄电装置12还能够采用大容量的电容器。SMR15被设置于蓄电装置12与正极线PL1、负极线NL1之间。SMR15为,用于实施蓄电装置12与正极线PL1、负极线NL1之间的电连接/断开的继电器。
PCU20为,综合地表示用于从蓄电装置12接受电力并对动力输出装置25进行驱动的电力转换装置的装置。例如,PCU20包括用于对动力输出装置25中所包括的电机进行驱动的变换器、和对从蓄电装置12被输出的电力进行升压的转换器等。动力输出装置25为,综合地表示用于对驱动轮30进行驱动的装置。例如,动力输出装置25包括对驱动轮30进行驱动的电机或发动机等。此外,动力输出装置25在车辆的制动时等通过对驱动轮30进行驱动的电机而进行发电,并该被发电产生的电力向PCU20输出。
车辆10还包括:充电入口40、充电器45、第一充电继电器50、第一电子控制装置(以下,称为“第一ECU(Electronic Control Unit))55、第一通信装置60。
充电入口40被构成为,能够与从供电设备100的外部电源110向车辆10供给电力的充电电缆的连接器120相连接。在由外部电源110实施蓄电装置12的充电时,充电入口40接受经由充电电缆而从外部电源110被供给的电力。另外,在下文中,也将使用了充电电缆的、由外部电源110实施的蓄电装置12的充电称为“接触充电”。
充电器45经由第一充电继电器50而与被设置在SMR15与PCU20之间的正极线PL1、负极线NL1相连接。在执行接触充电时,充电器45根据来自第一ECU55的控制信号,而将从外部电源110被供给的电力转换为蓄电装置12的充电电力。而且,从充电器45被输出的电力被供给向蓄电装置12从而使蓄电装置12被充电。第一充电继电器50被设置于充电器45与正极线PL1、负极线NL1之间,并实施充电器45与正极线PL1、负极线NL1之间的电连接/断开。
第一ECU55通过由CPU(Central Processing Unit:中央处理器)执行被预先存储的程序而实施的软件处理及/或由专用的电子电路实施的硬件处理,而对由充电器45实施的接触充电进行控制。具体而言,在执行接触充电时,第一ECU55执行第一充电继电器50的开启/关闭操作、以及供电设备100的EVSE(Electric Vehicle Supply Equipment:电动汽车供电设备)115中所包含的断路器的开启/关闭操作。关于EVSE115的操作,第一ECU55通过对经由充电电缆的控制导频线而从EVSE115接受的导频信号CPLT的电位进行操作,从而对EVSE115进行远程操作。而且,第一ECU55生成充电器45的启动/停止指令或表示充电电力的目标值的电力指令等,并向充电器45输出。
此外,第一ECU55在接触充电的执行时,对由第一通信装置60实施的与供电设备100之间的通信进行控制。而且,第一ECU55在接触充电和后文叙述的非接触充电的双方被执行时,为了有效地实施车辆10与供电设备100之间的通信,而在协调对非接触充电进行控制的后文叙述的第二ECU90的同时,对由第一通信装置60实施的与供电设备100之间的通信进行控制。关于这一点,将在后文中重新进行说明。
第一通信装置60为,在接触充电的执行时,用于将与接触充电相关的信息与车辆外部(供电设备100)进行通信的通信接口。在该实施方式1中,第一通信装置60经由充电电缆而与供电设备100进行通信(这种经由了充电电缆的通信也被称为“电力线通信(PLC(Power Line Communication))”)。作为一个示例,第一通信装置60与充电电缆的控制导频线相连接,并经由控制导频线而与供电设备100实施通信。
车辆10还包括:受电部70、整流器75、传感器单元80、第二充电继电器85、第二ECU90、第二通信装置95。在由供电设备100的外部电源130实施蓄电装置12的充电时,受电部70以非接触的方式接受从供电设备100的输电部140被输出的高频交流电力。另外,在下文中,将使用了受电部70以及输电部140的、由外部电源130实施的蓄电装置12的充电也称为“非接触充电”。
整流器75对通过受电部70而被接受的交流电力进行整流。传感器单元80对从整流器75被输出的受电电压或受电电流进行检测并向第二ECU90输出。此外,在传感器单元80中设置有调节用电阻,所述调节用电阻用于在先于非接触充电而被实施的、受电部70与供电设备100的输电部140之间的定位和阻抗匹配等的调节控制的执行时,使车辆10侧的阻抗固定。第二充电继电器85被设置于传感器单元80与正极线PL1、负极线NL1之间,并实施传感器单元80与正极线PL1、负极线NL1之间的电连接/断开。
另外,关于受电部70以及传感器单元80的结构,将在后文中与供电设备100侧的输电部140及匹配器135的结构、以及从输电部140向受电部70的非接触电力传输一起进行说明。
第二ECU90通过由CPU执行被预先存储的程序而实施的软件处理及/或由专用的电子电路实施的硬件处理,来执行非接触充电以及之前所实施的调节控制。具体而言,第二ECU90在调节控制的执行时,向传感器单元80输出指令,以将传感器单元80内的调节用电阻与电路连接。当调节控制结束时,第二ECU90向第二充电继电器85输出开启指令。
此外,第二ECU90在非接触充电的执行时,对由第二通信装置95实施的与供电设备100之间的通信进行控制。而且,第二ECU90在非接触充电和上文所述的接触充电的双方被执行时,为了有效地实施车辆10与供电设备100之间的通信,而在协调对接触充电进行控制的第一ECU55的同时,对由第二通信装置95实施的与供电设备100之间的通信进行控制。关于这一点,将在后文中详细说明。
第二通信装置95为,在非接触充电的执行时,用于将与非接触充电相关的信息与车辆外部(供电设备100)进行通信的通信接口。第二通信装置95通过无线而与供电设备100进行通信。
另一方面,供电设备100包括:外部电源110、EVSE115、连接器120、第三通信装置125。外部电源110由例如商用系统电源构成。但是,外部电源110并非被限定为商用系统电源,而是可以应用各种电源。EVSE115被构成为,能够切断用于从外部电源110向车辆10供给电力的电路。EVSE115被设置于,例如用于从外部电源110向车辆10供给电力的充电电缆上、或用于经由充电电缆向车辆10供给电力的充电站内。
此外,EVSE115生成导频信号CPLT,并经由控制导频线而向车辆10输出,所述导频信号CPLT用于在接触充电的执行时于EVSE115与车辆10之间生成交换预定的信息。另外,导频信号CPLT的电位在车辆10的第一ECU55中被操作,EVSE115根据导频信号CPLT的电位来切换充电电路的连接/断开。
连接器120与包括控制导频线的充电电缆连接,并被构成为,能够与车辆10的充电入口40嵌合。第三通信装置125为,在接触充电的执行时用于将与接触充电相关的信息与车辆10进行通信的通信接口。在该实施方式一中,第三通信装置125经由充电电缆而与车辆10进行通信。作为一个示例,第三通信装置125与充电电缆的控制导频线连接,并经由控制导频线来实施与车辆10的第一通信装置60之间的通信。
供电设备100还包括:外部电源130、匹配器135、输电部140、第三ECU145、第四通信装置150。外部电源130产生具有预定频率的交流电力。作为一个示例,外部电源130从商用系统电源接受电力并产生高频的交流电力。另外,也可以以如下方式构成,即,将外部电源110、130作为一个电源设备。
匹配器135被设置于外部电源130与输电部140之间,且被构成为,能够对内部的阻抗进行变更。作为一个示例,匹配器135由可变电容器和线圈构成,并能够通过使可变电容器的容量变化从而对阻抗进行变更。通过在该匹配器135内对阻抗进行变更,从而能够使供电设备100的阻抗与车辆10的阻抗进行匹配(阻抗匹配)。另外,在外部电源130具有阻抗的匹配功能的情况下,也可以省略该匹配器135。
输电部140从外部电源130接受高频的交流电力的供给。而且,输电部140以非接触的方式经由在输电部140的周围所产生的电磁场而向车辆10的受电部70输出电力。另外,关于输电部140以及匹配器135的结构,将在后文中与车辆10侧的受电部70及传感器单元80的结构、以及从输电部140向受电部70的非接触电力传输一起进行说明。
第四通信装置150为,在非接触充电的执行时用于将与非接触充电相关的信息与车辆10进行通信的通信接口。第四通信装置150通过无线而与车辆10进行通信。
第三ECU145通过由CPU执行被预先存储的程序而实施的软件处理及/或由专用的电子电路实施的硬件处理,而对外部电源130以及匹配器135进行控制。具体而言,第三ECU145在非接触充电的执行之前被实施的调节控制的执行时,以输出与用于对蓄电装置12进行充电的充电电力相比而较小的调节用电力的方式来对外部电源130进行控制,并且对匹配器135进行控制从而实施阻抗匹配。之后,第三ECU145以输出用于对蓄电装置12进行充电的充电电力的方式来对外部电源130进行控制。
此外,第三ECU145在接触充电的执行时,对由第三通信装置125实施的与车辆10之间的通信进行控制。而且,第三ECU145在非接触充电的执行时,对由第四通信装置150实施的与车辆10之间的通信进行控制。此外还有,第三ECU145在执行接触充电和非接触充电的双方时,为了有效地实施供电设备100与车辆10之间的通信,而对由第三通信装置125以及第四通信装置150实施的与车辆10之间的通信进行控制。
在该车辆充电系统中,能够实施使用了充电入口40以及充电器45的接触充电、和使用了输电部140以及受电部70的非接触充电。而且,在接触充电时及/或非接触充电时,在车辆10与供电设备100之间,使用车辆10的第一通信装置60以及第二通信装置95、和供电设备100的第三通信装置125以及第四通信装置150来实施通信。
车辆10的第一通信装置60以及供电设备100的第三通信装置125,经由充电电缆(控制导频线)而将与接触充电相关的信息(以下,亦称为“接触充电信息”)进行相互通信。
另一方面,车辆10的第二通信装置95以及供电设备100的第四通信装置150,通过无线而将与非接触充电相关的信息(以下,亦称为“非接触充电信息”)进行互相通信。
在此,在接触充电信息和非接触充电信息中,包含有互为共同的信息(例如,蓄电装置12的SOC等)(以下,亦称为“共同信息”)。而且,在该实施方式一中,在使用接触充电以及非接触充电的双方来实施从供电设备100向车辆10的供电时,对于共同信息,使用通信(PLC)和无线通信中的任意一个来实施通信,其中,所述通信(PLC)为,使用了第一通信装置60以及第三通信装置125的通信,所述无线通信为,使用了第二通信装置95以及第四通信装置150的通信。优选为,使用通信速度较快的一方的通信单元来实施通信。
图2为,表示在车辆10与供电设备100之间被通信的信息的一个示例的图。参照图2,在第一通信装置60与第三通信装置125之间被通信(PLC)的接触充电信息包括,例如插座的额定电流、有无接地、EVSE115中所包含的断路器的开闭信息等的与接触充电相关的信息等。
此外,在第二通信装置95与第四通信装置150之间被无线通信的非接触充电信息包括,例如电源侧的额定输出、电源状况(状态)、输出电力、反射电力、受电电力、阻抗、电力指令等的与非接触充电相关的信息等。
而且,在接触充电信息与非接触充电信息之中共同的共同信息包括,例如蓄电装置12的SOC、供电设备100的额定输出、供电设备100的状态等。在使用接触充电以及非接触充电的双方来实施从供电设备100向车辆10的供电时,该共同信息使用由第一通信装置60以及第三通信装置125实施的PLC和由第二通信装置95以及第四通信装置150实施的无线通信中的、通信速度较快的一方,而在车辆10与供电设备100之间被通信。另外,所谓使用接触充电以及非接触充电的双方,并不限定于接触充电以及非接触充电被同时执行的情况,接触充电的充电期间与非接触充电的充电期间不一定要重复。此外,也可采用如下方式,即,共同信息中的至少一部分仅使用由第一通信装置60以及第三通信装置125实施的PLC、和由第二通信装置95以及第四通信装置150实施的无线通信中的任意一个而被通信。
另外,在仅实施接触充电的情况下,共同信息与接触充电信息一起通过第一通信装置60以及第三通信装置125利用PLC而被通信。另一方面,在仅实施非接触充电的情况下,共同信息与非接触充电信息一起通过第二通信装置95以及第四通信装置150利用无线而被通信。
图3为,图1所示的充电器45以及EVSE115的电路图。参照图3,充电器45包括:AC/DC转换部210、DC/AC转换部215、绝缘变压器220、整流部225。
AC/DC转换部210根据来自第一ECU55的控制信号,而将从外部电源110被供给的交流电力转换为直流电力并向DC/AC转换部215输出。另外,AC/DC转换部210与被设置于AC/DC转换部210的输入侧的电抗器一起构成了升压斩波器电路,并能够对从充电入口40被输入的电力进行升压。DC/AC转换部215根据来自第一ECU55的控制信号,而将从AC/DC转换部210接受的直流电力转换为交流电力并向绝缘变压器220输出。DC/AC转换部215由例如单相桥式电路构成。
绝缘变压器220包括:由磁性材料构成的芯、和被卷绕在芯上的一次线圈以及二次线圈。一次线圈以及二次线圈被电绝缘、且分别与DC/AC转换部215以及整流部225连接。而且,绝缘变压器220将来自DC/AC转换部215的交流电力转换为与一次线圈以及二次线圈的匝数比相对应的电压,并向整流部225输出。整流部225将从绝缘变压器220接受的交流电力转换为直流电力,并向第一充电继电器50输出。
另外,AC/DC转换部210以及整流部225也可以通过能够向双向转换电力的单向桥式电路来构成。由此,能够从车辆10向车辆外部输出电力。
另一方面,EVSE115包括:CCID(Charging Circuit Interrupt Device:充电电路中断设备)235和CPLT控制装置240。CCID235为,被设置于从外部电源110向车辆10供电的供电路径上的断路器,且通过CPLT控制装置240而被控制。CPLT控制装置240生成导频信号CPLT,并经由控制导频线向车辆10输出,所述导频信号CPLT用于在接触充电的执行时于EVSE115与车辆10之间交换预定的信息。
导频信号CPLT的电位在车辆10的第一ECU55中被操作,CPLT控制装置240根据导频信号CPLT的电位来对CCID235进行控制。即,通过在车辆10中对导频信号CPLT的电位进行操作,从而能够从车辆10对CCID235进行远程操作。另外,该导频信号CPLT为,例如依据美利坚合众国的“SAE J1772(SAE Electric Vehicle Conductive Charge Coupler:电动汽车传导充电耦合器)”而得到的信号。
而且,车辆10的第一通信装置60在车辆10侧与交换有导频信号CPLT的控制导频线连接,而供电设备100的第三通信装置125在供电设备100侧与控制导频线连接。由此,在接触充电的执行时,经由充电电缆(控制导频线)而在第一通信装置60与第三通信装置125之间通信与接触充电相关的信息。
图4为,图1所示的受电部70及传感器单元80、以及匹配器135及输电部140的电路图。参照图4,受电部70包括:线圈340、350和电容器345。线圈340与电容器345一起形成了LC谐振电路,并以非接触的方式接受从输电部140被输出的电力。线圈350利用电磁感应而从线圈340获取通过线圈340而被受电的高频电力,并向整流器75输出。整流器75对从线圈350被输出的高频的受电电力进行整流,并向电力线L5、L6输出。
传感器单元80包括:继电器355、调节用电阻360、电压传感器365、370、电流传感器375。继电器355以及调节用电阻360被串联连接在电力线L5、L6之间。继电器355在先于非接触充电的执行而被实施的调节控制的执行时被开启(导通)。由此,调节控制时的车辆10侧的阻抗固定,从而能够有效地实施调节控制。
电压传感器365对调节用电阻360的电压进行检测并向第二ECU90输出。电压传感器370对电力线L5、L6之间的电压、即非接触充电时的蓄电装置12的充电电压进行检测,并将其检测值向第二ECU90输出。电流传感器375对在电力线L5(也可为电力线L6)中流动的电流、即非接触充电时的蓄电装置12的充电电流进行检测,并将其检测值向第二ECU90输出。
另一方面,供电设备100的匹配器135包括:可变电容器310、315和线圈320。匹配器135通过使可变电容器310、315的电容变化从而能够对阻抗进行变更。通过在该匹配器135中对阻抗进行变更,从而能够使供电设备100的阻抗与车辆10的阻抗匹配(阻抗匹配)。
输电部140包括:线圈325、330和电容器335。线圈325通过电磁感应而向线圈330供给从外部电源130被输出的高频的交流电力。线圈330与电容器335一起形成了LC谐振电路,并以非接触的方式向车辆10的受电部70输送电力。
另外,在受电部70中,线圈350是为了易于获取来自线圈340的电力而被设置的部件,也可以不设置线圈350而在线圈340上直接连接整流器75。此外,电容器345是用于对谐振电路的固有频率进行调节而被设置的部件,在能够利用线圈340的杂散电容而得到所需的固有频率的情况下,也可以采用不设置电容器345的结构。
此外,在输电部140中,线圈325也是为了使从外部电源130向线圈330的供电容易而被设置的部件,也可以不设置线圈325而在线圈330上直接连接匹配器135。此外,电容器335是为了对谐振电路的固有频率进行调节而被设置的部件,在能够利用线圈330的杂散电容而得到所需的固有频率的情况下,也可采用不设置电容器335的结构。
以下,对从输电部140向受电部70的非接触电力传输进行详细说明。在该电力传输系统中,输电部140的固有频率与受电部70的固有频率之差为输电部140的固有频率或受电部70的固有频率的±10%以下。通过在这样的范围内设定输电部140以及受电部70的固有频率,从而能够提高电力传输效率。另一方面,当上述的固有频率的差大于±10%时,电力传输效率将小于10%,从而产生电力传输时间变长等的弊端。
另外,输电部140(受电部70)的固有频率是指,构成输电部140(受电部70)的电路(谐振电路)进行自由振动的情况下的振动频率。另外,输电部140(受电部70)的谐振频率是指,在构成输电部140(受电部70)的电路(谐振电路)中,将制动力或电阻设为零时的固有频率。
使用图5以及图6,对固有频率之差与电力传输效率之间的关系进行分析的模拟结果进行说明。图5为,表示电力传输系统的模拟模型的图。此外,图6为,表示输电部以及受电部的固有频率的偏移与电力传输效率之间的关系的图。
参照图5,电力传输系统389包括输电部390和受电部391。输电部390包括第一线圈392和第二线圈393。第二线圈393包括谐振线圈394、和被设置在谐振线圈394上的电容器395。受电部391包括第三线圈396和第四线圈397。第三线圈396包括谐振线圈399、和与该谐振线圈399连接的电容器398。
将谐振线圈394的电感设为电感Lt,将电容器395的电容设为电容C1。此外,将谐振线圈399的电感设为电感Lr,将电容器398的电容设为电容C2。当以此方式而设定各个参数时,第二线圈393的固有频率f1可通过下述的式(1)来表示,第三线圈396的固有频率f2可通过下述的式(2)来表示。
f1=1/{2π(Lt×C1)1/2}…(1)
f2=1/{2π(Lr×C2)1/2}…(2)
在此,在图6中图示了在将电感Lr以及电容C1、C2固定而仅使电感Lt发生变化的情况下,第二线圈393以及第三线圈396的固有频率的偏移与电力传输效率之间的关系。另外,在该模拟中,谐振线圈394以及谐振线圈399的相对位置关系设为固定,而且被供给至第二线圈393的电流的频率为恒定。
在图6所示的曲线图中,横轴表示固有频率的偏移(%),纵轴表示恒定频率下的电力传输效率(%)。固有频率的偏移(%)通过下述的式子(3)来表示。
(固有频率的偏移)={(f1-f2)/f2}×100(%)…(3)
由图6可知,在固有频率的偏移(%)为0%的情况下,电力传输效率接近100%。在固有频率的偏移(%)为±5%的情况下,电力传输效率为40%左右。在固有频率的偏移(%)为±10%的情况下,电力传输效率为10%左右。在固有频率的偏移(%)为±15%的情况下,电力传输效率为5%左右。即,可知通过以使固有频率的偏移(%)的绝对值(固有频率的差)处于第三线圈396的固有频率的10%以下的范围内的方式来设定第二线圈393以及第三线圈396的固有频率,从而能够将电力传输效率提高至实用水平。而且,由于当以使固有频率的偏移(%)的绝对值处于第三线圈396的固有频率的5%以下的方式来设定第二线圈393以及第三线圈396的固有频率时,能够进一步提高电力传输效率,因此更为优选。另外,作为模拟软件,采用了电磁场分析软件(JMAG(注册商标):株式会社JSOL制造)。
再次参照图4,输电部140以及受电部70通过被形成于输电部140与受电部70之间且以特定的频率进行振动的磁场、和被形成于输电部140与受电部70之间且以特定的频率进行振动的电场之中的至少一方,而以非接触的方式授受电力。输电部140与受电部70之间的耦合系数κ优选为0.1以下。另外,耦合系数κ并不被限定于该范围内,能够得电力传输为良好的各种数值。而且,通过利用电磁场而使输电部140与受电部70进行谐振(共振),从而使电力从输电部140向受电部70传输。
如上所述,在该电力传输系统中,通过利用电磁场而使输电部140和受电部70进行谐振(共振),从而使电力在输电部140与受电部70之间以非接触的方式被传输。将电力传输中的这种输电部140与受电部70的耦合称为例如“磁谐振耦合”、“磁场(磁场)谐振耦合”、“电磁场(电磁场)谐振耦合”、“电场(电场)谐振耦合”等。“电磁场(电磁场)谐振耦合”是指,包括“磁谐振耦合”、“磁场(磁场)谐振耦合”、“电场(电场)谐振耦合”中的任意一个的耦合。
在输电部140和受电部70以上述方式通过线圈而被形成的情况下,输电部140和受电部70主要通过磁场(磁场)进行耦合,并形成“磁谐振耦合”或者“磁场(磁场)谐振耦合”。另外,在输电部140和受电部70中,也可采用例如曲折线等的天线,在该情况下,输电部140和受电部70主要通过电场(电场)进行耦合,并形成“电场(电场)谐振耦合”。
图7为,表示距电流源(磁流源)的距离与电磁场的强度之间的关系的图。参照图7,电磁场主要由三个成分构成。曲线k1为,与距波源的距离成反比的成分,并被称为“辐射电磁场”。曲线k2为,与距波源的距离的平方成反比的成分,并被称为“感应电磁场”。此外,曲线k3为,与距波源的距离的立方成反比的成分,并被称为“静电磁场”。
“静电磁场”为电磁波的强度随着距波源的距离而急剧减少的区域,并且在共振法中,利用该“静电磁场”为支配性的近场(渐逝场)来实施能量(电力)的传输。即,在“静电磁场”为支配性的近场中,通过使具有彼此接近的固有频率的一对谐振器(例如,一对谐振线圈)进行谐振,从而从一个谐振器(一次侧谐振线圈)向另一个谐振器(二次侧谐振线圈)传输能量(电力)。由于该“静电磁场”无法向远方传播能量,因此与通过传播能量至远方的“辐射电磁场”来传输能量(电力)的电磁波相比,共振法能够以更少的能量损失来进行输电。
图8为,用于对由供电设备100实施的车辆10的充电的概要的处理顺序进行说明的流程图。参照图8,在车辆10中,第一ECU55对接触充电的准备是否准备完成进行判断(步骤S10)。例如,当检测出充电入口40与充电电缆的连接器120之间的连接、且检测出导频信号CPLT的输入时,第一ECU55判断为接触充电的准备已完成。
当判断为接触充电的准备已完成时(在步骤S10中为是),第一ECU55通过对导频信号CPLT的电位进行操作,从而经由控制导频线向EVSE115通知CCID开启指令。另外,在接触充电的准备未完成时(在步骤S10中为否),处理将向步骤S30转移。
接下来,第二ECU90对非接触充电的准备是否已完成进行判断(步骤S30)。例如,当受电部70和输电部140的定位与由匹配器135实施的阻抗匹配等的调节控制结束时,第二ECU90判断为非接触充电的准备已完成。
当判断为非接触充电的准备已完成时(在步骤S30中为是),第二ECU90通过第二通信装置95而向供电设备100输出由外部电源130对蓄电装置12进行充电的非接触充电的开始指令。
另一方面,在供电设备100中,当根据导频信号CPLT的电位而判断出从车辆10接受到了CCID开启指令时(在步骤S110中为是),在EVSE115中CCID235将被开启(步骤S120)。由此,从外部电源110经由充电电缆而向车辆10供给有电力,从而执行接触充电。
接下来,第三ECU145对是否通过第四通信装置150而接受到了非接触充电的开始指令进行判断(步骤S130)。而且,当判断为接受到了非接触充电的开始指令时(在步骤S130中为是),第三ECU145将以非接触的方式开始从输电部140向受电部70进行输电的非接触输电(步骤S140)。
另外,虽然在上文中采用了将对接触充电进行控制的第一ECU55、和对非接触充电进行控制的第二ECU90区分开的结构,但也可以通过一个ECU来构成第一ECU55和第二ECU90。此外,在供电设备100中,也可以采用将第三ECU145与对接触充电进行控制的ECU和对非接触充电进行控制的ECU区分开的结构。
如上所述,在该实施方式一中,设置有第一通信装置60以及第三通信装置125、和第二通信装置95以及第四通信装置150,其中,所述第一通信装置60以及第三通信装置125用于将与接触充电相关的接触充电信息在车辆10与供电设备100之间进行通信,所述第二通信装置95以及第四通信装置150用于将与非接触充电相关的非接触充电信息在车辆10与供电设备100之间进行通信。因此,根据该实施方式一,能够根据所使用的充电单元(接触充电及/或非接触充电)或充电环境等,而在车辆10与供电设备100之间实现有效的通信。
而且,在该实施方式一中,在使用接触充电或非接触充电中的任意一个充电单元来实施充电的情况下,无需使用与另一个充电单元相对应的通信单元。因此,根据该实施方式一,能够使包括第一通信装置60以及第三通信装置125的接触充电系统、和包括第二通信装置95以及第四通信装置150的非接触充电系统单独地进行工作。即,在仅执行接触充电的情况下,无需使包括第二通信装置95以及第四通信装置150的非接触充电系统启动,在仅执行非接触充电的情况下,无需使包括第一通信装置60以及第三通信装置125的接触充电系统启动。
此外,在该实施方式1中,在使用接触充电以及非接触充电的双方来实施从供电设备100向车辆10的供电时,对于在接触充电信息和非接触充电信息之中互为共同的信息(共同信息),仅使用通信(PLC)和无线通信中的任意一方来实施通信,其中,所述通信(PLC)为使用了第一通信装置60以及第三通信装置125的通信,所述无线通信为使用了第二通信装置95以及第四通信装置150的通信。因此,根据该实施方式一,能够防止由重复的内容在车辆10以及供电设备100之间被通信而造成的通信速度的降低。
而且,在该实施方式一中,在使用接触充电以及非接触充电的双方来实施从供电设备100向车辆10的供电时,对于共同信息,使用通信(PLC)和无线通信中的通信速度较快的一方的通信单元来实施通信,其中,所述通信(PLC)为使用了第一通信装置60以及第三通信装置125的通信,所述无线通信为使用了第二通信装置95以及第四通信装置150的通信。因此,根据该实施方式一,能够使车辆10以及供电设备100之间的通信更加有效化。
[实施方式二]
在上述的实施方式一中,对于接触充电信息和非接触充电信息之中共同的信息(共同信息),使用通信(PLC)和无线通信中的通信速度较快的一方的通信单元来实施通信,其中,所述通信(PLC)为使用了第一通信装置60以及第三通信装置125的通信,所述无线通信为使用了第二通信装置95以及第四通信装置150的通信。
在该实施方式二中,关于共同信息,也被包括在各个接触充电信息以及非接触充电信息中而被通信。而且,在使用通信(PLC)和无线通信的双方而在车辆10与供电设备100之间实施通信的情况下,在接触充电信息中所包含的共同信息与非接触充电信息中所包含的共同信息不同的情况下,判断为通信状况异常,并输出该表示该含义的警报,其中,所述通信(PLC)为使用了第一通信装置60以及第三通信装置125的通信,所述无线通信为使用了第二通信装置95以及第四通信装置150的通信。
由该实施方式二实现的车辆充电系统的整体结构与由图1所示的实施方式一实现的车辆充电系统相同。
图9为,用于对实施方式二中的通信状况异常判断的处理顺序进行说明的流程图。参照图9,第一ECU55(也可以为第二ECU90或第三ECU145。以下相同)对接触充电信息中所包含的共同信息、和非接触充电信息中所包含的共同信息是否不同进行判断(步骤S210)。作为一个示例,在接触充电信息中所包含的共同信息、即表示蓄电装置12的SOC的SOC1与非接触充电信息中所包含的共同信息、即表示蓄电装置12的SOC的SOC2之差大于预定值δ时,共同信息被判断为不相同。
而且,当在步骤S210中判断为共同信息不同时(在步骤S210中为是),第一ECU55将通信状况判断为异常(步骤S220)。另外,所谓“通信状况的异常”包括车辆10的异常、供电设备100的异常、实施通信的通信环境的异常等的各种异常。之后,第一ECU55向利用者输出表示通信状况异常的含义的警报(步骤S230)。
如上所述,根据该实施方式二,能够利用共同信息对通信状况的异常进行检测。
[改变例]
图10为,用于对实施方式二的改变例中的通信状况异常判断的处理顺序进行说明的流程图。参照图10,该流程图为,在图9所示的流程图中代替步骤S220而包括步骤S225。即,当在步骤S210中判断为共同信息不同时(在步骤S210中为是),则判断为通信状况异常,并中止从供电设备100向车辆10的输电(步骤S225)。即,接触充电以及非接触充电的全部被中止。之后,处理将向步骤S230转移。
在该改变例中,在共同信息不同的情况下,从供电设备100向车辆10的输电被中止。另外,从供电设备100向车辆10的输电被中止的原因是,根据共同信息而被判断为通信状况异常,在步骤S225中的输电中止处理包含将通信状况判断为异常的情况。
如上所述,根据该改变例,也能够利用共同信息而对通信状况的异常进行检测。
[实施方式三]
在实施方式一中,对于接触充电信息和非接触充电信息之中共同的信息(共同信息),使用通信(PLC)和无线通信中的通信速度较快的一方的通信单元来实施通信,其中,所述通信(PLC)为使用了第一通信装置60以及第三通信装置125的通信,所述无线通信为使用了第二通信装置95以及第四通信装置150的通信。
在该实施方式三中,对于未包含在接触充电信息以及非接触充电信息中的任意一个之内的、充电信息以外的信息,使用通信(PLC)和无线通信中的任意一方来实施通信,其中,所述通信(PLC)为使用了第一通信装置60以及第三通信装置125的通信,所述无线通信为使用了第二通信装置95以及第四通信装置150的通信。优选为,使用通信速度较快的一方的通信单元来实施通信。
由该实施方式三实现的车辆充电系统的整体结构与由图1所示的实施方式一实现的车辆充电系统相同。
图11为,表示在实施方式三中在车辆10与供电设备100之间被通信的信息的一个示例的图。参照图11,在接触充电信息中除了包括图2所示的实施方式一中的接触充电信息以外,还包括例如蓄电装置12的SOC与供电设备100侧的信息(额定输出和状态等)。此外,在非接触充电信息中除了包括图2所示的实施方式一中的非接触充电信息以外,还包括例如蓄电装置12的SOC与供电设备100侧的信息(额定输出和状态等)。
未包含在接触充电信息以及非接触充电信息中的任意一个之内的、充电信息以外的信息(以下,亦称为“其他信息”)包括,例如音乐信息、地图信息、车辆维护信息、收费信息、车辆识别信息(ID信息)、互联网信息等。另外,所谓“其他信息”,换言之,就是除了与由车辆10实施的从供电设备100的受电相关的信息以外的信息,或者,除了与从供电设备100向车辆10的输电相关的信息以外的信息。
而且,在使用接触充电以及非接触充电的双方来实施从供电设备100向车辆10的供电时,“其他信息”使用由第一通信装置60以及第三通信装置125实施的PLC、和由第二通信装置95以及第四通信装置150实施的无线通信中的、通信速度较快的一方而在车辆10与供电设备100之间被通信。另外,也可采用如下方式,即,“其他信息”中的至少一部分,仅使用由第一通信装置60以及第三通信装置125实施的PLC、和由第二通信装置95以及第四通信装置150实施的无线通信中的任意一种而被通信。
另外,在仅实施接触充电的情况下,“其他信息”与接触充电信息一起通过第一通信装置60以及第三通信装置125而利用PLC被通信。此外,在仅实施非接触充电的情况下,“其他信息”与非接触充电信息一起通过第二通信装置95以及第四通信装置150而利用无线被通信。
在该实施方式三中,在使用接触充电以及非接触充电的双方来实施从供电设备100向车辆10的供电时,对于未被包含在接触充电信息以及非接触充电信息中的任意一个之内的“其他信息”,仅使用通信(PLC)和无线通信中的任意一个来实施通信,其中,所述通信(PLC)为使用了第一通信装置60以及第三通信装置125的通信,所述无线通信为使用了第二通信装置95以及第四通信装置150的通信。因此,根据该实施方式三,能够防止由重复的内容在车辆10和供电设备100之间被通信而造成的通信速度的降低。
而且,在该实施方式三中,在使用接触充电以及非接触充电的双方来实施从供电设备100向车辆10的供电时,对于“其他信息”,使用通信(PLC)和无线通信中的通信速度较快的一方的通信单元来实施通信,其中,所述通信(PLC)为使用了第一通信装置60以及第三通信装置125的通信,所述无线通信为使用了第二通信装置95以及第四通信装置150的通信。因此,根据该实施方式三,能够使车辆10与供电设备100之间的通信更加有效化。
[改变例]
上述的“其他信息”可以通过与在接触充电中所使用的第一通信装置60和第三通信装置125、以及在非接触充电中所使用的第二通信装置95以及第四通信装置150不同的通信单元,而在车辆10与车辆外部之间进行通信。
图12为,表示在该改变例中在车辆10与车辆外部之间被通信的信息的一个示例的图。参照图12,未被包含在接触充电信息以及非接触充电信息中的任意一个之内的“其他信息”,通过与由第一通信装置60以及第三通信装置125实施的PLC、和由第二通信装置95以及第四通信装置150实施的无线通信不同的单元,例如GSM(注册商标)(Global System for Mobilecommunications:全球移动通信系统)和LAN(Local Area Network:局部区域网络)等,而在车辆10与车辆外部之间被通信。另外,对于各个接触充电信息、非接触充电信息、以及“其他信息”而言,其与图11所示的实施方式三中的各个信息是相同的。
在该改变例中,对于未被包含在接触充电信息以及非接触充电信息中的任意一个中的“其他信息”而言,能够在不经由供电设备100的条件下在车辆10与车辆外部(外部服务器等)之间交换数据。因此,根据该改变例,能够维持车辆10与供电设备100之间的通信速度。
[实施方式四]
虽然在上述的各个实施方式中设定为,在车辆10中,实现非接触充电的电路(由受电部70、整流器75、传感器单元80构成,以下亦称为“非接触充电电路”)与实现接触充电的电路(由充电入口40、充电器45构成,以下亦称为“接触充电电路”)被并联连接,但也可以将非接触充电电路与接触充电电路的充电器连接。
图13为,由实施方式四实现的车辆充电系统的整体结构图。参照图13,该车辆充电系统中的车辆10A为,在图1所示的车辆10的结构中代替充电器45而包括充电器45A。而且,在该实施方式四中,第二充电继电器85被设置于传感器单元80与充电器45A之间,并实施传感器单元80与充电器45A之间的电连接/断开。另外,车辆10A的其他的结构与图1所示的车辆10相同。
图14为,图13所示的充电器45A的电路图。参照图14,充电器45A的电路结构与图3所示的充电器45基本相同,且来自第二充电继电器85的电力线与AC/DC转换部210和DC/AC转换部215之间的正极线PL2以及负极线NL2连接。
正极线PL2以及负极线NL2为,从AC/DC转换部210向DC/AC转换部215供给直流电力的直流连接线,并且非接触充电电路的输出(直流)与该直流连接线连接。而且,非接触充电电路的输出电力经由充电器45A的DC/AC转换部215、绝缘变压器220以及整流部225而向蓄电装置12输出。
在该实施方式四中,也能够得到与上述的各个实施方式相同的效果。而且,根据该实施方式四,由于非接触充电电路的输出与充电器45A的绝缘变压器220的一次侧连接,因此能够使非接触充电电路与蓄电装置12和PCU20等的主电路绝缘。
另外,虽然在上述的各个实施方式中,通过利用电磁场而使供电设备100(一次侧)的输电部140和车辆10(二次侧)的受电部70进行谐振(共振),从而以非接触的方式从输电部140向受电部70传输电力,但也可以利用电磁感应而以非接触的方式从输电部140向受电部70传输电力。另外,在输电部140与受电部70之间通过电磁感应来实施电力传输的情况下,输电部140与受电部70的耦合系数κ为接近1.0的值。
另外,在上文中,充电入口40以及充电器45(45A)形成了本发明中的“第一受电部”的一个实施例,并且受电部70与本发明中的“第二受电部”的一个实施例相对应。此外,第一通信装置60与车辆用受电装置的发明中的“第一通信部”的一个实施例相对应,并且第二通信装置95与车辆用受电装置的发明中的“第二通信部”的一个实施例相对应。而且,第一ECU55以及第二ECU90与车辆用受电装置的发明中的“控制部”的一个实施例相对应。
此外还有,EVSE115以及连接器120形成了本发明中的“第一输电部”的一个实施例,并且输电部140与本发明中的“第二输电部”的一个实施例相对应。此外还有,第三通信装置125与供电设备的发明中的“第一通信部”的一个实施例相对应,并且第四通信装置150与供电设备的发明中的“第二通信部”的一个实施例相对应。此外还有,第三ECU145与供电设备的发明中的“控制部”的一个实施例相对应。
应该理解为,本次所公开的实施方式在所有方面均为例示而并非为限制性的内容。本发明的意图在于,本发明的范围并非上述的实施方式的说明而是通过权利要求来表示,并包括与权利要求均等的含义以及范围内的所有变更。
符号说明
10、车辆;12、蓄电装置;15、SMR;20、PCU;25、动力输出装置;30、驱动轮;40、充电入口;45、45A、充电器;50、第一充电继电器;55、第一ECU;60、第一通信装置;70、受电部;75、整流器;80、传感器单元;85、第二充电继电器;90、第二ECU;95、第二通信装置;100、100A、供电设备;110、130、外部电源;115、EVSE;120、连接器;125、第三通信装置;135、匹配器;140、输电部;145、第三ECU;150、第四通信装置;210、AC/DC转换部;215、DC/AC转换部;220、绝缘变压器;225、整流部;235、CCID;240、CPLT控制装置;310、315、可变电容器;320、325、330、340、350、线圈;335、345、电容器;355、继电器;360、调节用电阻;365、370、电压传感器;375、电流传感器;PL1、PL2、正极线;NL1、NL2、负极线;L1~L6、电力线。
Claims (33)
1.一种车辆用受电装置,其用于从车辆外部的电源接受电力,所述车辆用受电装置具备:
第一受电部,其经由电力线而从所述电源接受电力;
第二受电部,其以非接触的方式而从所述电源接受电力;
第一通信部,其用于将第一信息与车辆外部进行通信,所述第一信息为,与由所述第一受电部实施的受电相关的信息;
第二通信部,其用于将第二信息与车辆外部进行通信,所述第二信息为,与由所述第二受电部实施的受电相关的信息;
控制部,其以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,在使用所述第一受电部以及所述第二受电部的双方来实施从所述电源的受电时,对于所述第一信息中所包含的信息与所述第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,仅使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的任意一个来与车辆外部进行通信。
2.一种车辆用受电装置,其用于从车辆外部的电源接受电力,所述车辆用受电装置具备:
第一受电部,其经由电力线而从所述电源接受电力;
第二受电部,其以非接触的方式而从所述电源接受电力;
第一通信部,其用于将第一信息与车辆外部进行通信,所述第一信息为,与由所述第一受电部实施的受电相关的信息;
第二通信部,其用于将第二信息与车辆外部进行通信,所述第二信息为,与由所述第二受电部实施的受电相关的信息;控制部,其以如下方式对所述第一通信部以及第二通信部进行控制,即,在使用所述第一通信部以及所述第二通信部的双方来实施与车辆外部的通信时,对于所述第一信息中所包含的信息与所述第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,仅使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的任意一个来与车辆外部进行通信。
3.如权利要求1或2所述的车辆用受电装置,其中,
所述控制部以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的通信速度较快的一方来将所述共同信息与车辆外部进行通信。
4.一种车辆用受电装置,其用于从车辆外部的电源接受电力,所述车辆用受电装置具备:
第一受电部,其经由电力线而从所述电源接受电力;
第二受电部,其以非接触的方式而从所述电源接受电力;
第一通信部,其用于将第一信息与车辆外部进行通信,所述第一信息为,与由所述第一受电部实施的受电相关的信息;
第二通信部,其用于将第二信息与车辆外部进行通信,所述第二信息为,与由所述第二受电部实施的受电相关的信息;
控制部,其在使用所述第一通信部以及所述第二通信部的双方来实施与车辆外部的通信的情况下,对于所述第一信息中所包含的信息与所述第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,在所述第一信息中所包含的所述共同信息的内容与所述第二信息中所包含的所述共同信息的内容有所不同时,将与车辆外部的通信状况判断为异常。
5.如权利要求1或2所述的车辆用受电装置,其中,
所述控制部以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,在使用所述第一受电部以及所述第二受电部的双方来实施从所述电源的受电时,对于与从所述电源的受电相关的信息以外的信息,仅使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的任意一个来与车辆外部进行通信。
6.如权利要求5所述的车辆用受电装置,其中,
所述控制部以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的通信速度较快的一方,来将与从所述电源的受电相关的信息以外的信息与车辆外部进行通信。
7.如权利要求1、2、4中的任意一项所述的车辆用受电装置,其中,
所述第一通信部经由所述电力线而与车辆外部进行通信,
所述第二通信部通过无线而与车辆外部进行通信。
8.如权利要求1或2所述的车辆用受电装置,其中,
通过所述第一通信部而被通信的信息与通过所述第二通信部而被通信的信息不同。
9.如权利要求1、2、4中的任意一项所述的车辆用受电装置,其中,
所述控制部以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,在仅使用所述第一受电部来实施从所述电源的受电时仅使用所述第一通信部来与车辆外部进行通信,在仅使用所述第二受电部来实施从所述电源的受电时仅使用所述第二通信部来与车辆外部进行通信。
10.如权利要求1、2、4中的任意一项所述的车辆用受电装置,其中,
所述电源包括以非接触的方式而向所述第二受电部进行输电的输电部,
所述第二受电部的固有频率与所述输电部的固有频率之差为所述第二受电部的固有频率或所述输电部的固有频率的±10%以下。
11.如权利要求1、2、4中的任意一项所述的车辆用受电装置,其中,
所述电源包括以非接触的方式而向所述第二受电部进行输电的输电部,
所述第二受电部与所述输电部的耦合系数为0.1以下。
12.如权利要求1、2、4中的任意一项所述的车辆用受电装置,其中,
所述电源包括以非接触的方式而向所述第二受电部进行输电的输电部,
所述第二受电部通过被形成于所述第二受电部与所述输电部之间且以特定的频率进行振动的磁场、和被形成于所述第二受电部与所述输电部之间且以特定的频率进行振动的电场之中的至少一方而从所述输电部接受电力。
13.一种具备权利要求1、2、4中的任意一项所述的车辆用受电装置的车辆。
14.一种供电设备,其用于向车辆进行供电,所述供电设备具备:
第一输电部,其经由电力线而向所述车辆进行输电;
第二输电部,其以非接触的方式而向所述车辆进行输电;
第一通信部,其用于将第一信息与所述车辆进行通信,所述第一信息为,与由所述第一输电部实施的输电相关的信息;
第二通信部,其用于将第二信息与所述车辆进行通信,所述第二信息为,与由所述第二输电部实施的输电相关的信息;
控制部,其以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,在使用所述第一输电部以及所述第二输电部的双方来实施向所述车辆的输电时,对于所述第一信息中所包含的信息与所述第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,仅使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的任意一个来与所述车辆进行通信。
15.一种供电设备,其用于向车辆进行供电,所述供电设备具备:
第一输电部,其经由电力线而向所述车辆进行输电;
第二输电部,其以非接触的方式而向所述车辆进行输电;
第一通信部,其用于将第一信息与所述车辆进行通信,所述第一信息为,与由所述第一输电部实施的输电相关的信息;
第二通信部,其用于将第二信息与所述车辆进行通信,所述第二信息为,与由所述第二输电部实施的输电相关的信息;
控制部,其以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,在使用所述第一通信部以及所述第二通信部的双方来实施与所述车辆的通信时,对于所述第一信息中所包含的信息与所述第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,仅使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的任意一个来与所述车辆进行通信。
16.如权利要求14或15所述的供电设备,其中,
所述控制部以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的通信速度较快的一方来将所述共同信息与所述车辆进行通信。
17.一种供电设备,其用于向车辆进行供电,所述供电设备具备:
第一输电部,其经由电力线而向所述车辆进行输电;
第二输电部,其以非接触的方式而向所述车辆进行输电;
第一通信部,其用于将第一信息与所述车辆进行通信,所述第一信息为,与由所述第一输电部实施的输电相关的信息;
第二通信部,其用于将第二信息与所述车辆进行通信,所述第二信息为,与由所述第二输电部实施的输电相关的信息;
控制部,其在使用所述第一通信部以及所述第二通信部的双方来实施与所述车辆的通信的情况下,对于所述第一信息中所包含的信息与所述第二信息中所包含的信息之中的互为共同的共同信息,在所述第一信息中所包含的所述共同信息的内容与所述第二信息中所包含的所述共同信息的内容有所不同时,将与所述车辆的通信状况判断为异常。
18.如权利要求14或15所述的供电设备,其中,
所述控制部以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,在使用所述第一输电部以及所述第二输电部的双方来实施向所述车辆的输电时,对于与向所述车辆的输电相关的信息以外的信息,仅使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的任意一个来与所述车辆进行通信。
19.如权利要求18所述的供电设备,其中,
所述控制部以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的通信速度较快的一方来将与向所述车辆的输电相关的信息以外的信息与所述车辆进行通信。
20.如权利要求14、15、17中的任意一项所述的供电设备,其中,
所述第一通信部经由所述电力线而与所述车辆进行通信,
所述第二通信部通过无线而与所述车辆进行通信。
21.如权利要求14或15所述的供电设备,其中,
通过所述第一通信部而被通信的信息与通过所述第二通信部而被通信的信息不同。
22.如权利要求14、15、17中的任意一项所述的供电设备,其中,
所述控制部以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,在仅使用所述第一输电部来实施向所述车辆的输电时仅使用所述第一通信部来与所述车辆进行通信,在仅使用所述第二输电部来实施向所述车辆的输电时仅使用所述第二通信部来与所述车辆进行通信。
23.如权利要求14、15、17中的任意一项所述的供电设备,其中,
所述车辆包括以非接触的方式而从所述第二输电部接受电力的受电部,
所述第二输电部的固有频率与所述受电部的固有频率之差为所述第二输电部的固有频率或所述受电部的固有频率的±10%以下。
24.如权利要求14、15、17中的任意一项所述的供电设备,其中,
所述车辆包括以非接触的方式而从所述第二输电部接受电力的受电部,
所述第二输电部与所述受电部的耦合系数为0.1以下。
25.如权利要求14、15、17中的任意一项所述的供电设备,其中,
所述车辆包括以非接触的方式而从所述第二输电部接受电力的受电部,
所述第二输电部通过被形成于所述第二输电部与所述受电部之间且以特定的频率进行振动的磁场、和被形成于所述第二输电部与所述受电部之间且以特定的频率进行振动的电场之中的至少一方而向所述受电部进行输电。
26.一种电力传输系统,其从供电设备向车辆传输电力,其中,
所述供电设备具备:
第一输电部,其经由电力线而向所述车辆进行输电;
第二输电部,其以非接触的方式而向所述车辆进行输电,
所述车辆具备:
第一受电部,其经由所述电力线而从所述第一输电部接受电力;
第二受电部,其以非接触的方式而从所述第二输电部接受电力;
第一通信部,其用于将第一信息与所述供电设备进行通信,所述第一信息为,与由所述第一受电部实施的受电相关的信息;
第二通信部,其用于将第二信息与所述供电设备进行通信,所述第二信息为,与由所述第二受电部实施的受电相关的信息;
控制部,其以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,在使用所述第一受电部以及所述第二受电部的双方来实施受电时,对于所述第一信息中所包含的信息与所述第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,仅使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的任意一个来与所述供电设备进行通信。
27.一种电力传输系统,其从供电设备向车辆传输电力,其中,
所述供电设备具备:
第一输电部,其经由电力线而向所述车辆进行输电;
第二输电部,其以非接触的方式而向所述车辆进行输电,
所述车辆具备:
第一受电部,其经由所述电力线而从所述第一输电部接受电力;
第二受电部,其以非接触的方式而从所述第二输电部接受电力;
第一通信部,其用于将第一信息与所述供电设备进行通信,所述第一信息为,与由所述第一受电部实施的受电相关的信息;
第二通信部,其用于将第二信息与所述供电设备进行通信,所述第二信息为,与由所述第二受电部实施的受电相关的信息;
控制部,其以如下方式对所述第一以及第二通信部进行控制,即,在使用所述第一通信部以及所述第二通信部的双方来实施与所述供电设备的通信时,对于所述第一信息中所包含的信息与所述第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,仅使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的任意一个来与所述供电设备进行通信。
28.如权利要求26或27所述的电力传输系统,其中,
所述控制部以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的通信速度较快的一方来将所述共同信息与所述供电设备进行通信。
29.一种电力传输系统,其从供电设备向车辆传输电力,其中,
所述供电设备具备:
第一输电部,其经由电力线而向所述车辆进行输电;
第二输电部,其以非接触的方式而向所述车辆进行输电,
所述车辆具备:
第一受电部,其经由所述电力线而从所述第一输电部接受电力;
第二受电部,其以非接触的方式而从所述第二输电部接受电力;
第一通信部,其用于将第一信息与所述供电设备进行通信,所述第一信息为,与由所述第一受电部实施的受电相关的信息;
第二通信部,其用于将第二信息与所述供电设备进行通信,所述第二信息为,与由所述第二受电部实施的受电相关的信息;
控制部,其在使用所述第一通信部以及所述第二通信部的双方来实施与所述供电设备的通信的情况下,对于所述第一信息中所包含的信息与所述第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,在所述第一信息中所包含的所述共同信息的内容与所述第二信息中所包含的所述共同信息的内容有所不同时,将与所述供电设备的通信状况判断为异常。
30.一种电力传输系统,其从供电设备向车辆传输电力,其中,
所述车辆具备:
第一受电部,其经由电力线而从所述供电设备接受电力;
第二受电部,其以非接触的方式而从所述供电设备接受电力,
所述供电设备具备:
第一输电部,其经由所述电力线而向所述第一受电部进行输电;
第二输电部,其以非接触的方式而向所述第二受电部进行输电;
第一通信部,其用于将第一信息与所述车辆进行通信,所述第一信息为,与由所述第一输电部实施的输电相关的信息;
第二通信部,其用于将第二信息与所述车辆进行通信,所述第二信息为,与由所述第二输电部实施的输电相关的信息;
控制部,其以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,在使用所述第一输电部以及所述第二输电部的双方来实施输电时,对于所述第一信息中所包含的信息与所述第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,仅使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的任意一个来与所述车辆进行通信。
31.一种电力传输系统,其从供电设备向车辆传输电力,其中,
所述车辆具备:
第一受电部,其经由电力线而从所述供电设备接受电力;
第二受电部,其以非接触的方式而从所述供电设备接受电力,
所述供电设备具备:
第一输电部,其经由所述电力线而向所述第一受电部进行输电;
第二输电部,其以非接触的方式而向所述第二受电部进行输电;
第一通信部,其用于将第一信息与所述车辆进行通信,所述第一信息为,与由所述第一输电部实施的输电相关的信息;
第二通信部,其用于将第二信息与所述车辆进行通信,所述第二信息为,与由所述第二输电部实施的输电相关的信息;
控制部,其以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,在使用所述第一通信部以及所述第二通信部的双方来实施与所述车辆的通信时,对于所述第一信息中所包含的信息与所述第二信息中所包含的信息之中互为共同的共同信息,仅使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的任意一个来与所述车辆进行通信。
32.如权利要求30或31所述的电力传输系统,其中,
所述控制部以如下方式对所述第一通信部以及所述第二通信部进行控制,即,使用所述第一通信部以及所述第二通信部中的通信速度较快的一方来将所述共同信息与所述车辆进行通信。
33.一种电力传输系统,其从供电设备向车辆传输电力,其中,
所述车辆具备:
第一受电部,其经由电力线而从所述供电设备接受电力;
第二受电部,其以非接触的方式而从所述供电设备接受电力,
所述供电设备具备:
第一输电部,其经由所述电力线而向所述第一受电部进行输电;
第二输电部,其以非接触的方式而向所述第二受电部进行输电;
第一通信部,其用于将第一信息与所述车辆进行通信,所述第一信息为,与由所述第一输电部实施的输电相关的信息;
第二通信部,其用于将第二信息与所述车辆进行通信,所述第二信息为,与由所述第二输电部实施的输电相关的信息;
控制部,其在使用所述第一通信部以及所述第二通信部的双方来实施与所述车辆的通信的情况下,对于所述第一信息中所包含的信息与所述第二信息中所包含的信息之中的互为共同的共同信息,在所述第一信息中所包含的所述共同信息的内容与所述第二信息中所包含的所述共同信息的内容有所不同时,将与所述车辆的通信状况判断为异常。
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