CN105814765A - 非接触电力传输系统以及送电装置 - Google Patents

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Abstract

受电部(100)包括用于以非接触方式接受从送电部(700A～700C)输出的电力的谐振电路。各送电部(700A～700C)构成为能够形成电路结构互不相同的多个谐振电路。通信部(510)向通信部(810)发送与受电部(100)的谐振电路的结构相关的信息。电源ECU(800)控制送电部(700A～700C)，以使得：在送电部(700A～700C)中，从多个谐振电路之中形成与受电部(100)的谐振电路具有相同电路结构的谐振电路。

Description

非接触电力传输系统以及送电装置
技术领域
本发明涉及非接触电力传输系统，尤其涉及以非接触方式从充电站向车辆传输电力的非接触电力传输系统以及在该非接触电力传输系统中使用的送电装置。
背景技术
日本特开2011-223739号公报(专利文献1)公开了以非接触方式从供电装置向受电装置传输电力的无线供电系统。在该无线供电系统中，供电装置包括：送电元件，其被供给由电力生成部生成的电力；以及第一可变匹配部，其包括送电元件的供电点的阻抗匹配功能。受电装置包括：受电元件，其接受通过磁场共振关系而发送的电力；以及第二可变匹配部，其包括与送电元件的负载连接的连接部的阻抗匹配功能。根据该无线供电系统，能够由第一以及第二可变匹配部进行送电侧和受电侧这双方的阻抗调节(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2011-223739号公报
专利文献2：日本特开2013-219899号公报
专利文献3:日本特开2013-154815号公报
专利文献4:日本特开2013-146154号公报
专利文献5:日本特开2013-146148号公报
专利文献6:日本特开2013-110822号公报
专利文献7:日本特开2013-126327号公报
发明内容
发明所要解决的问题
对将如上所述的无线供电系统应用于以非接触方式从充电站向车辆传输电力的非接触电力传输系统进行了研究。
在充电站的送电部和车辆的受电部中，为了提高电力传输效率，各自可使用谐振电路。关于谐振电路的结构，提出了多个类型，存在电容器与线圈串联连接的类型(以下称为“S”(Series，串联)结构)、电容器与线圈并联连接的类型(以下称为“P”(Parallel，并联)结构)、在P结构的电路上进一步串联连接电容器的类型(以下称为“SP”结构)、在S结构的电路上进一步并联连接电容器的类型(以下称为“PS”结构)等。
在送电部与受电部之间谐振电路的结构不同的情况下，当设置有如专利文献1中所记载的可变匹配部时，由可变匹配部进行的阻抗的调节有可能会变得复杂。当没有设置可变匹配部时，例如在设置有可作为固定型的匹配器发挥功能的LC滤波器时，有可能会因送电侧和受电侧的阻抗失配而导致电力传输效率显著降低。
本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，在以非接触方式从充电站向车辆传输电力的非接触电力传输系统中，抑制充电站和车辆之间的阻抗失配。
用于解决问题的技术方案
根据本发明，非接触电力传输系统具备充电站以及构成为能够以非接触方式从充电站接受电力的车辆。充电站包括：用于以非接触方式向车辆输送电力的送电部；以及与车辆进行通信的第一通信装置。车辆包括：用于以非接触方式接受从送电部输出的电力的受电用谐振电路；以及与充电站进行通信的第二通信装置。送电部构成为能够形成电路结构互不相同的多个送电用谐振电路。第二通信装置向第一通信装置发送与受电用谐振电路的结构相关的信息。控制装置控制送电部，以使得：在由第一通信装置接收到上述信息时，基于接收到的信息在送电部中形成谐振电路。
在该非接触电力传输系统中，基于与受电用谐振电路的结构相关的信息，能够在送电部从多个送电用谐振电路之中形成可获得更加适当的电流电压特性的谐振电路。因此，根据该非接触电力传输系统，能够抑制充电站和车辆之间的阻抗失配。
另外，根据本发明，非接触电力传输系统具备充电站以及构成为能够以非接触方式从充电站接受电力的车辆。充电站包括用于以非接触方式向车辆输送电力的送电部、与车辆进行通信的第一通信装置、以及控制装置。车辆包括用于以非接触方式接受从送电部输出的电力的受电用谐振电路、以及与充电站进行通信的第二通信装置。送电部构成为能够形成电路结构互不相同的多个送电用谐振电路。第二通信装置向第一通信装置发送与受电用谐振电路的结构相关的信息。控制装置控制送电部，以使得：在由第一通信装置接收到上述信息时，在送电部从多个送电用谐振电路之中形成与受电用谐振电路具有相同电路结构的谐振电路。
在该非接触电力传输系统中，使得在充电站的送电部与车辆的受电部之间谐振电路的电路结构相同。因此，根据该非接触电力传输系统，能够抑制由送电部与受电部之间谐振电路的电路结构不同而引起的充电站和车辆之间的阻抗失配。
优选，送电部包括切换电路，该切换电路用于选择性地形成S结构、P结构、SP结构和PS结构中的任一结构的送电用谐振电路。
发明的效果
根据本发明，在以非接触方式从充电站向车辆传输电力的非接触电力传输系统中，能够抑制充电站和车辆之间的阻抗失配。
附图说明
图1是本发明的实施方式的非接触电力传输系统的整体构成图。
图2是用于说明车辆向充电站内的驻车位置停靠的情况的图。
图3是表示构成车辆的受电部的谐振电路的构成例的图。
图4是表示构成车辆的受电部的谐振电路的其他构成例的图。
图5是表示构成车辆的受电部的谐振电路的又一其他构成例的图。
图6是表示构成车辆的受电部的谐振电路的又一其他构成例的图。
图7是表示送电装置的送电部的构成例的图。
图8是用于说明在执行非接触电力传输时车辆与充电站所执行的处理的概略的流程图。
图9是表示在图8的处理过程中发生变化的送电电力以及受电电压的变化的时间图。
图10是对在图8所示的步骤S30、S530中所执行的能否电力传输的判定处理进行说明的流程图。
图11是对变形例1中的能否电力传输的判定处理进行说明的流程图。
图12是用于说明配对(pairing)处理的变形例的图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对图中相同或相当的部分标注相同的标号，不重复进行其说明。
(非接触电力传输系统的概要的说明)
图1是本发明的实施方式的非接触电力传输系统的整体构成图。图2是用于说明车辆向充电站内的驻车位置停靠的情况的图。首先，利用图1、图2，对关于本实施方式的概要进行说明。
参照图1、图2，本实施方式的非接触电力传输系统具备车辆10和充电站90。充电站90包括通信部810、驻车区划A～C以及设置在各驻车区划A～C内的送电部700A～700C。图2的“车辆停车区域R”表示车辆10以使车辆10的受电部100与充电站90的送电部700A～700C中的某一个对置的方式停车时车辆10所处的区域。
此外，虽然在图2中对与送电装置20C的送电部700C相关的车辆停车区域进行了表示，但理所当然的是，在送电装置20A、20B的送电部700A、700B处也分别具有车辆停车区域。
通信部810被设为能够发出信号以使其到达车辆停车区域R内以及车辆停车区域R外。具体而言，通信部810的发信区是以通信部810为中心的例如半径5m～10m的范围。
换言之，通信部810发出信号以使其不仅到达驻车区划A～C内，而且到达距离驻车区划A～C数米的位置。假设在驻车区划A～C内或者距离各驻车区划A～C数米的范围内有车辆10，则车辆10能够接收来自充电站90的信号。
车辆10具备：通信部510，其不仅能够在驻车区划内，而且能够从驻车区划A～C外(例如距离5～10m左右的位置)对充电站90发送信号，从而使充电站90接收；受电部100，其构成为能够以非接触方式从送电部700A～700C受电；显示部520，其用于将受电部100与送电部700A～700C之间的相对的位置关系通知给用户；以及控制部(车辆ECU500)，其对通信部510、受电部100和显示部520进行控制。
优选，充电站90包括设置在各驻车区划A～C内的传感器21A～21C。传感器21A～21C检测有无在驻车区划A～C内停靠着车辆。充电站90在基于来自传感器21A～21C的输出而判断为在驻车区划A～C的至少一个驻车区划中没有停靠车辆时，向周围发送传达充电站90能够进行送电的广播信号。另一方面，充电站90在基于来自传感器21A～21C的输出而判断为在全部驻车区划A～C中都停靠着车辆时，不向周围发送上述广播信号。由此，在驻车区划空闲时车辆10将会被引导至充电站90内。
车辆10在从充电站90接收到上述广播信号时，向周围发送与构成受电部100的谐振电路(关于具体的构成，将在后面进行说明)相关的信息。即，受电部100以及送电部700A～700C各自由包括线圈以及电容器的谐振电路构成。再者，送电部700A～700C各自构成为能够形成电路结构互不相同的多个谐振电路。并且，充电站90在接收到与受电部100的谐振电路相关的上述信息时，会在与没有停靠车辆的驻车区划对应的送电部从多个谐振电路之中形成与受电部100的谐振电路具有相同电路结构的谐振电路。由此，能够在车辆10被引导的驻车区划的送电部与车辆10的受电部100之间使谐振电路的结构相适合。
接下来，车辆10向周围发送请求输出用于对驻车区划进行车辆10的位置对准的位置确认用电力的信号。此外，位置确认用电力是指在对驻车区划进行车辆10的位置对准时从充电站90输出的电力，基于由车辆10接受了该位置确认用电力时的受电电压，可进行车辆10的位置对准。此外，上述的请求信号以送达至以车辆10为中心的5m～10m左右的范围的方式进行发送。由此，即使车辆10位于驻车区划A～C的外侧，充电站90也能够接收请求信号。
并且，当充电站90接收到上述请求信号时，充电站90至少对空闲的驻车区划A～C内所设置的送电部700A～700C供给位置确认用电力。而且，车辆ECU500基于通过由受电部100所接受的电力而产生的受电电压VR，使受电部100与送电部700A～700C中的某一个之间的位置关系显示于显示部520。通过设为这种结构，能够实际地在送电部与受电部之间进行电力传输，并根据其结果进行位置对准，因此，能够切实地进行车辆10的充电。
优选，车辆10包括由使用者操作的非接触充电开关530，若在非接触充电开关530接通时接收到上述广播信号，则向周围发送请求输出位置确认用电力的上述请求信号。根据这种构成，例如，在使用者想要充电时，通过将非接触充电开关530接通，能够基于受电电压来实施受电部与送电部的位置对准。
优选，车辆ECU500在充电站90的送电部700A～700C中的某一个与受电部100的位置对准完成时，在与充电站90之间执行配对处理，所述配对处理用于让充电站90确定与受电部100进行了位置对准的是送电部700A～700C中的哪一个。通过该配对处理，在充电站是具有多个送电部700A～700C的充电站90的情况下，也能够确定进行了位置对准的送电部。
优选，上述的配对处理包括如下处理：从送电部700A～700C分别进行互不相同的多个模式送电，受电部100将与接受到的模式送电相对应的信号从通信部510发送至通信部810。
更加优选，多个模式送电是在预定期间内以互不相同的送电时间进行电力传送的送电(图9)。或者，多个模式送电也可以是在预定期间内以互不相同的模式反复进行接通断开来进行电力输送的送电(图12)。
接下来，进一步对非接触电力传输系统的各构成的详细情况进行说明。
(非接触电力传输系统的详细构成)
参照图1，本实施方式的非接触电力传输系统由车辆10以及充电站90构成，所述车辆10搭载有构成为能够以非接触方式接受电力的受电装置140，所述充电站90具备从车外向受电部100输送电力的送电装置20A、20B、20C。
车辆10具备受电装置140、蓄电装置300、动力生成装置400、车辆ECU500、通信部510、显示部520以及非接触充电开关530。受电装置140包括受电部100、滤波电路150以及整流部200。
充电站90包括：外部电源900；送电装置20A、20B、20C；电源ECU800；以及通信部810。送电装置20A、20B、20C分别包括：电源部600A、600B、600C；滤波电路610A、610B、610C；以及送电部700A、700B、700C。
例如，如图2所示，送电装置20A、20B、20C分别设置在驻车位置A、B、C的地表或者地下，受电装置140配置在车体下部。此外，受电装置140的配置位置并不限定于此。例如，假设在送电装置20A、20B、20C设置于车辆10上方的情况下，也可以将受电装置140设置在车体上部。
受电部100包括用于以非接触方式接受从送电装置20A、20B、20C的送电部700A、700B、700C中的某一个输出的电力(交流)的谐振电路。谐振电路由线圈和电容器构成。关于谐振电路的构成，稍后进行说明。受电部100将接受到的电力向整流部200输出。整流器200对由受电部100接受的交流电力进行整流并向蓄电装置300输出。滤波电路150设置在受电部100与整流部200之间，抑制在受电时产生的谐波噪声。滤波电路150例如由包括电感器以及电容器的LC滤波器构成。
蓄电装置300是能够再充电的直流电源，例如由锂离子电池、镍氢电池等二次电池构成。蓄电装置300的电压例如为200V左右。蓄电装置300除了对从整流部200输出的电力进行蓄积，还蓄积由动力生成装置400进行发电所得的电力。而且，蓄电装置300向动力生成装置400供给其所蓄积的电力。此外，作为蓄电装置300，也能够采用大容量的电容器。虽未特别图示，但也可以在整流部200与蓄电装置300之间设置对整流部200的输出电压进行调整的DC-DC转换器。
动力生成装置400使用蓄积在蓄电装置300中的电力来产生车辆10的行驶驱动力。虽未特别图示，但是，动力生成装置400例如包括从蓄电装置300接受电力的变换器(inverter)、由变换器驱动的马达、由马达驱动的驱动轮等。此外，动力生成装置400也可以包括用于对蓄电装置300进行充电的发电机以及能够驱动该发电机的发动机。
车辆ECU500包括CPU(CentralProcessingUnit：中央处理器)、存储装置、输入输出缓冲器等(均未图示)，进行来自各种传感器的信号的输入、向各设备的控制信号的输出，并且，进行车辆10中的各设备的控制。作为一例，车辆ECU500执行车辆10的行驶控制、蓄电装置300的充电控制。另外，车辆ECU500通过通信部510向充电站90发送与受电部100的谐振电路相关的信息。关于这些控制，并不限于由软件进行的处理，也能够通过专用的硬件(电子电路)进行处理。
此外，在整流部200与蓄电装置300之间设置有继电器210。继电器210在由送电装置20A、20B、20C进行蓄电装置300的充电时通过车辆ECU500接通。另外，在蓄电装置300与动力生成装置400之间设置有系统主继电器(SMR)310。SMR310在被请求动力生成装置400的启动时，通过车辆ECU500接通。再者，在整流部200与继电器210之间的电力线对间设置有电阻201，电阻201与继电器202串联连接。电阻201的两端的电压VR由电压传感器203检测，并被发送至车辆ECU500。
此外，车辆ECU500利用通信部510与充电站90的通信部810进行通信，除了向充电站90发送与构成受电部100的谐振电路相关的信息，还与电源ECU800交换电力传输的开始、停止和/或车辆10的受电状况等的信息。
参照图1、图2，根据未图示的车载照相机和/或从送电部700A输出的位置确认用电力的车辆10中的受电强度等，车辆10或者充电站90判断车辆10的受电部100的位置是否对准了送电装置20A的送电部700A，并由显示部520通知给用户。用户基于从显示部520获得的信息，使车辆10移动，以使得受电装置140与送电装置20A之间的位置关系变成有益于送受电的位置关系。此外，也可以不必由用户进行方向盘操作和/或加速器操作，也可以是车辆10自动地移动从而使位置对准，使得用户通过显示部520对其进行监视。此外，也可以代替在视觉上将信息通知给用户的显示部520，而通过声音将信息通知给用户。
再次参照图1，在充电站90，电源部600A、600B、600C从商用系统电源等外部电源900接收电力，产生具有预定的传输频率的交流电力。
送电部700A、700B、700C各自构成为能够形成电路结构互不相同的多个谐振电路。各送电部包括线圈和电容器、以及用于通过切换线圈与电容器的连接结构来切换谐振电路的电路结构的切换单元。关于各送电部的构成，稍后进行说明。并且，送电部700A、700B、700C分别从电源部600A、600B、600C接受具有传输频率的交流电力，经由在送电部700A、700B、700C的周围生成的电磁场，以非接触方式向车辆10的受电部100送电。
滤波电路610A、610B、610C设置在电源部600A、600B、600C与送电部700A、700B、700C之间，抑制从电源部600A、600B、600C产生的谐波噪声。滤波电路610A、610B、610C由包括电感器以及电容器的LC滤波器构成。
电源ECU800包括CPU、存储装置、输入输出缓冲器等(均未图示)，进行来自各种传感器的信号的输入、向各设备的控制信号的输出，并且，进行充电站90中的各设备的控制。作为一例，电源ECU800进行电源部600A、600B、600C的开关控制，以使电源部600A、600B、600C生成具有传输频率的交流电力。
再者，作为由电源ECU800执行的主要控制，电源ECU800控制送电部700A～700C，以使得：在由通信部810从车辆10接收到与构成车辆10的受电部100的谐振电路相关的信息时，在与没有停靠车辆的驻车区划对应的送电部，从多个谐振电路之中形成与受电部100的谐振电路具有相同电路结构的谐振电路。此外，关于这些控制，并不限于由软件进行的处理，也能够通过专用的硬件(电子电路)进行处理。
此外，电源ECU800利用通信部810与车辆10的通信部510进行通信，除了从车辆10接受与构成受电部100的谐振电路相关的信息，还与车辆10交换送电的开始、停止和/或车辆10的受电状况等信息。
从电源部600A、600B、600C经由滤波电路610A、610B、610C向送电部700A、700B、700C供给具有预定的传输频率的交流电力。送电部700A、700B、700C以及车辆10的受电部100各自包括线圈和电容器，设计成在传输频率下进行谐振。表示送电部700A、700B、700C和受电部100的谐振强度的Q值优选为100以上。
当从电源部600A、600B、600C向送电部700A、700B、700C供给交流电力时，通过在送电部700A、700B、700C中的某一个所包含的线圈与受电部100的线圈之间所形成的电磁场，能量(电力)从送电部700A、700B、700C中的某一个向受电部100移动。并且，移动到受电部100的能量(电力)经由滤波电路150以及整流部200被供给至蓄电装置300。
此外，虽未特别图示，但在送电装置20A、20B、20C中，也可以在送电部700A、700B、700C与电源部600A、600B、600C之间(例如送电部700A、700B、700C与滤波电路610A、610B、610C之间)设置绝缘变压器。另外，在车辆10中，同样也可以在受电部100与整流部200之间(例如受电部100与滤波电路150之间)设置绝缘变压器。
(受电部的构成)
图3至图6是表示构成车辆10的受电部100的谐振电路的构成例的图。受电部100由图3～图6中任一方所示的谐振电路构成。
参照图3，受电部100包括线圈110以及电容器120。电容器120与线圈110串联连接。即，该受电部100由S(Series)结构的谐振电路构成。
参照图4，其他例的受电部100包括线圈110以及电容器130。电容器130与线圈110并联连接。即，该受电部100由P(Parallel)结构的谐振电路构成。
参照图5，又一其他例的受电部100包括线圈110以及电容器120、130。电容器120与线圈110串联连接。电容器130在比电容器120更靠线圈110一侧与线圈110并联连接。即，该受电部100由SP结构的谐振电路构成。
参照图6，又一其他例的受电部100包括线圈110以及电容器120、130。电容器130与线圈110并联连接。电容器120在比电容器130更靠线圈110一侧与线圈110串联连接。即，该受电部100由PS结构的谐振电路构成。
(送电部的构成)
图7是表示送电装置20A的送电部700A的构成例的图。此外，在该实施方式中，充电站90具备送电部700B、700C，而送电部700B、700C的构成也与送电部700A的构成相同。
参照图7，送电部700A包括：线圈710；电容器720、730、740；以及继电器750、760、770。电容器720连接在线圈710的一端与节点N1之间。电容器730与线圈710并联设置，电容器730的一端连接于节点N1。电容器740连接在节点N1与连接于滤波电路610A(图1)的端子T3之间。即，电容器720、740与线圈710串联设置，电容器730与线圈710并联设置。
继电器750、770分别与电容器720、740并联连接。继电器760与电容器730串联连接。此外，继电器760也可以设置在节点N1与电容器730之间。继电器750、760、770由电源ECU800(图1)控制为接通或者断开。
通过设为这种结构，送电部700A能够形成S结构、P结构、SP结构和PS结构中的任一结构的谐振电路。即，通过将继电器750、760、770分别设为断开、断开、接通，可形成S结构的谐振电路。另外，通过将继电器750、760、770全部设为接通，可形成P结构的谐振电路。另外，通过将继电器750、760、770分别设为接通、接通、断开，可形成SP结构的谐振电路。另外，通过将继电器750、760、770分别设为断开、接通、接通，可形成PS结构的谐振电路。
在该实施方式中，与受电部100的谐振电路相关的信息(具体而言是谐振电路的构成类型)会从车辆10向充电站90发送。而且，在没有停靠车辆的送电部700A～700C中，通过对继电器750～770进行适当操作，可形成与受电部100的谐振电路具有相同构成的谐振电路。
此外，在该实施方式中，设为在各送电部700A～700C中，通过利用继电器750～770切换电路结构来形成不同类型的谐振电路，但是，也可以设为各送电部700A～700C包括S结构、P结构、SP结构和PS结构的各谐振电路并能够对谐振电路本身进行切换。
(非接触电力传输的顺序)
图8是用于说明在执行非接触电力传输时车辆10与充电站90所执行的处理的概略的流程图。图9是表示在图8的处理过程中发生变化的送电电力以及受电电压的变化的时间图。
参照图1、图8、图9，在充电站90中，电源ECU800在基于来自传感器21A～21C的输出而判断为驻车区划A～C中的至少一个驻车区划空闲时，向周围发送通知充电站90处于能够进行送电的状况这一情况的广播信号(步骤S510)。
在车辆10中，车辆ECU500判定非接触充电开关530是否“接通”(步骤S10)。对于非接触充电开关530，如果没有被使用者操作就为“接通”的状态，通过由使用者进行操作而变为“断开”。若判定为非接触充电开关530“断开”(步骤S10：否)，则车辆ECU500并不执行后面的一系列处理而结束处理。
若在步骤S10中判定为非接触充电开关530“接通”(步骤S10：是)，则车辆ECU500判定是否从充电站90接收到广播信号(步骤S20)。当没有接收到广播信号时(步骤S20：否)，使处理返回至步骤S10。
在车辆10中，若接收到广播信号(步骤S20：是)，则与受电部100的谐振电路相关的信息从车辆10向充电站90发送，在车辆10的车辆ECU500以及充电站90的电源ECU800中，执行判定是否能够进行从充电站90向车辆10的电力传输的判定处理(步骤S30、S530)。关于该判定处理，稍后详细进行说明。
若判定为不能进行从充电站90向车辆10的电力传输，则在车辆10以及充电站90中结束处理。另一方面，若判定为能够进行从充电站90向车辆10的电力传输，则车辆10的车辆ECU500向充电站90发送请求输出位置确认用电力的信号(步骤S40)。
在充电站90中，若接收到上述的请求信号，则电源ECU800控制电源部600A～600C，以使得从没有停靠车辆的驻车区划的送电部输出位置确认用电力(步骤S550)。此外，在没有设置传感器21A～21C的情况下，电源ECU800并不知道车辆想要停靠在哪个驻车区划。由此，在该情况下，电源ECU800控制电源部600A～600C，以使得：从未实施用于对蓄电装置300进行充电的正式送电的驻车区划的所有送电部输出位置确认用电力。
在车辆10中，若接受到位置确认用电力，则车辆ECU500基于受电电压，通过以自动或者手动的方式使车辆10移动来执行位置对准(步骤S50)(参照图9的时刻t1)。在进行位置对准时，车辆ECU500使继电器202接通，取得由电压传感器203检测出的在电阻201的两端产生的受电电压VR。该位置对准时的受电电压VR小于对蓄电装置300进行充电的正式送电时的受电电压(充电电压)，因此，在电压检测时，断开继电器210以使得不受蓄电装置300的影响。
并且，当受电电压VR超过阈值TH时，在显示部520显示位置对准完成之意。之后，在通过用户按下车辆10内的驻停开关(parkingswitch)而判定为驻车位置合格(OK)时(步骤S60：是)，车辆ECU500向充电站90发送请求位置确认用送电的停止的信号(步骤S70)(参照图9的时刻t2)。
在充电站90中，若接收到上述的停止请求信号，则电源ECU800使由送电装置20A、20B、20C进行的位置确认用送电停止(步骤S560)(参照图9的时刻t3)。
此外，相对于恒定的送电电压(来自送电装置20A、20B、20C的输出电压)，车辆10中的受电电压VR根据送电装置20A、20B、20C的线圈与受电装置140的线圈之间的距离而变化。由此，预先对送电侧线圈的磁芯重心O1和受电侧线圈的磁芯重心O2的水平方向上的位置之差与受电电压VR之间的关系进行测量，将与磁芯重心O1和磁芯重心O2的水平方向上的位置之差的容许值对应的受电电压VR设定为阈值TH。
接下来，车辆ECU500以及电源ECU800执行配对处理，该配对处理确定是与送电装置20A、20B、20C中的哪一个进行了位置对准(步骤S80、S580)。电源ECU800按照每个送电装置使送电电力供给(ON)的持续时间不同。即，送电装置20A使送电电力供给(ON)TA时间，送电装置20B使送电电力供给(ON)TB时间，送电装置20C使送电电力供给(ON)TC时间(参照图9的时刻t4)。
然后，车辆ECU500将受电电力供给的持续时间通知给电源ECU800。在图2的例子中，受电装置140接受来自送电装置20A的送电电力。车辆ECU500将受电电力供给的持续时间为TA之意通知给电源ECU800。由此，电源ECU800识别出是与送电装置20A进行了位置对准。
在步骤S590中，充电站90通过进行了位置对准并且基于配对的确定已完成的送电装置，进行用于对蓄电装置300进行充电的正式的送电处理(参照图9的时刻t6)。在图2的例子中，送电装置20A进行送电处理。另一方面，在车辆10中，通过受电装置140，进行用于对蓄电装置300进行充电的正式的受电处理，用接受到的电力可对蓄电装置300进行充电。并且，当蓄电装置300的充电完成时，车辆10以及充电站90中的处理结束。
(能否电力传输的判定)
图10是对在图8所示的步骤S30、S530中所执行的能否电力传输的判定处理进行说明的流程图。参照图10，车辆ECU500向充电站90发送与受电部100的谐振电路相关的信息(步骤S100)。该与谐振电路相关的信息中至少包含关于谐振电路由S结构、P结构、SP结构、PS结构中的哪一个构成的信息，还可以包含电容器120(130)的容量和/或线圈110的尺寸等信息。
在充电站90中，若接收到与受电部100的谐振电路相关的信息(步骤S102)，则电源ECU800基于该接收到的信息，判定能否进行从充电站90向车辆10的电力传输(步骤S104)。具体而言，可基于是否能够在送电部700A～700C中形成与受电部100的谐振电路具有相同电路结构的谐振电路、如果能够形成那么受电部100的线圈110是否为适当的尺寸等，判定能否进行从充电站90向车辆10的电力传输。
若在步骤S104中判定为能够进行从充电站90向车辆10的电力传输(步骤S104：是)，则电源ECU800控制继电器750～770，以使得：在没有停靠车辆的驻车区划的送电部中，形成与受电部100的谐振电路具有相同电路结构的谐振电路(步骤S105)。然后，电源ECU800向车辆10发送与从充电站90向车辆10的电力传输相关的信息(步骤S106)。此外，该信息中例如包含与能够从充电站90输出的电力的范围相关的信息等。
此外，若在步骤S104中判定为不能进行从充电站90向车辆10的电力传输(步骤S104：否)，则电源ECU800向车辆10发送表示不能进行电力传输这一情况的信息(步骤S108)。
在车辆10中，若从充电站90接收到信息(与电力传输相关的信息或者表示不能进行电力传输这一情况的信息)(步骤S110)，则基于该接收到的信息，车辆ECU500判定是否能够从充电站90受电(步骤S112)。然后，若判定为能够进行受电(步骤S112：是)，则车辆ECU500确定从充电站90进行受电的受电电力的大小(步骤S114)。此外，若在步骤S112中判定为不能进行受电(步骤S112：否)，则输出不能进行受电之意的警告(步骤S116)。
如上所述，在该实施方式中，与受电部100的谐振电路相关的信息从车辆10向充电站90发送。充电站90的送电部700A～700C各自能够形成为多个类型的谐振电路(S结构、P结构、SP结构、PS结构)，基于与受电部100的谐振电路相关的信息，在没有停靠车辆的驻车区划的送电部中，形成与受电部100的谐振电路具有相同电路结构的谐振电路。即，使得在充电站90的送电部与车辆10的受电部100之间谐振电路的电路结构相同。因此，根据该实施方式，能够抑制由送电部700A～700C与受电部100之间谐振电路的电路结构不同而引起的充电站90与车辆10的阻抗失配。
[变形例1]
在上述中，如图10所示，设为了能否电力传输的判定在充电站90中进行，但是也可以在车辆10中进行。
图11是对该变形例1中的能否电力传输的判定处理进行说明的流程图。此外，该流程图与图10对应，关于电力传输的整体处理，与图8所示的实施方式1中的处理相同。
参照图11，在充电站90中，电源ECU800向车辆10发送与送电部700A～700C的谐振电路相关的信息(步骤S200)。此外，该信息中至少包含关于能够在送电部700A～700C中形成的谐振电路的结构的信息，也可以包含电容器720～740的容量和/或线圈710的尺寸等信息。
在车辆10中，若接收到与送电部700A～700C的谐振电路相关的信息(步骤S202)，则车辆ECU500基于该接收到的信息，判定能否进行从充电站90向车辆10的电力传输(步骤S204)。具体而言，基于是否能够在送电部700A～700C中形成与受电部100的谐振电路具有相同电路结构的谐振电路、如果能够形成那么送电部700A～700C的线圈710是否为适当的尺寸等，判定能否进行从充电站90向车辆10的电力传输。
若在步骤S204中判定为能够进行从充电站90向车辆10的电力传输(步骤S204：是)，则车辆ECU500向充电站90发送与电力传输相关的信息、以及与受电部100的谐振电路相关的信息(步骤S206)。与电力传输相关的信息中例如包含与车辆10能够受电的电力的范围相关的信息等。另外，与受电部100的谐振电路相关的信息中至少包含关于谐振电路由S结构、P结构、SP结构、PS结构中的哪一个构成的信息，还可以包含电容器120(130)的容量和/或线圈110的尺寸等信息。
此外，若在步骤S204中判定为不能进行从充电站90向车辆10的电力传输(步骤S204：否)，则车辆ECU500向充电站90发送表示不能进行电力传输这一情况的信息(步骤S208)。
在充电站90中，若从车辆10接收到信息(与电力传输以及谐振电路相关的信息或者表示不能进行电力传输这一情况的信息)(步骤S212)，则基于该接收到的信息，电源ECU800判定是否能够向车辆10进行送电(步骤S214)。然后，若判定为能够进行送电(步骤S214：是)，则电源ECU800控制继电器750～770，以使得：在没有停靠车辆的驻车区划的送电部中，形成与受电部100的谐振电路具有相同电路结构的谐振电路(步骤S216)。此外，若在步骤S214中判定为不能进行送电，则不执行步骤S216的处理而结束处理。
[变形例2]
在该变形例2中，示出配对处理的变形例。
图12是用于说明配对处理的变形例的图。参照图12，电源ECU800按照每个送电装置来使送电电力的供给(ON)/停止(OFF)的切换周期不同。即，送电装置20A每隔周期ΔTA切换送电电力的供给和停止，送电装置20B每隔周期ΔTB切换送电电力的供给和停止，送电装置20C每隔周期ΔTC切换送电电力的供给和停止(参照图12的时刻t4～t5)。
车辆ECU500将受电电力的供给和停止的切换周期通知给电源ECU800。在图12的例子中，受电装置140接受来自送电装置20A的送电电力。车辆ECU500将受电电力的供给和停止的切换周期为ΔTA之意通知给电源ECU800。由此，电源ECU800得知与送电装置20A进行了位置对准(参照图12的时刻t5)。
该变形例2是使用送电电力进行配对的变形例，而配对处理的方法并不限定于此。配对能够用各种技术进行，例如，配对也可以使用RFID(RadioFrequencyIDentification：无线射频识别)技术，将RFID标签和RFID阅读器分别设置于车辆和送电部来进行。
此外，虽未特别图示，但作为其他的变形例，虽然在上述的实施方式1以及其变形例1、2中，设为车辆10的受电部100具有某种结构的谐振电路，能够在充电站的各送电部700A～700C中选择并形成多个谐振电路中的任一个，但是，也可以设为充电站的送电部具有某种结构的谐振电路，能够在车辆的受电部中选择并形成多个谐振电路中的任一个。
另外，在上述的实施方式以及各变形例中，设为在充电站90的送电部中形成有与受电部100的谐振电路具有相同电路结构的谐振电路，但只要能获得适当的电流电压特性，送电部的电路结构也可以与受电部100的电路结构不同。例如，也可以使得：在受电部100由P结构的谐振电路构成的情况下，在送电部中形成S结构的谐振电路，或者，在受电部100由PS结构的谐振电路构成的情况下，在送电部中形成SP结构的谐振电路。
本次公开的各实施方式也预定为适当组合来实施。并且，应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示性而非限制性的内容。本发明的范围并非由上述的实施方式的说明而是由权利要求来表示，包含与权利要求等同的意思以及范围内的所有变更。
标号说明
10：车辆；20A、20B、20C：送电装置；21A、21B、21C：传感器；90：充电站；100：受电部；110、710：线圈；120、130、720、730、740：电容器；140：受电装置；150、610A、610B、610C：滤波电路；200：整流部；201：电阻；202、210、310、750、760、770：继电器；203：电压传感器；300：蓄电装置；400：动力生成装置；500：车辆ECU；510、810：通信部；520：显示部；530：非接触充电开关；600A、600B、600C：电源部；700、700B、700C：送电部；800：电源ECU；900：外部电源。

Claims (6)

1.一种非接触电力传输系统，具备：
充电站；以及
构成为能够以非接触方式从所述充电站接受电力的车辆，
所述充电站包括：
用于以非接触方式向所述车辆输送电力的送电部；以及
与所述车辆进行通信的第一通信装置，
所述车辆包括：
用于以非接触方式接受从所述送电部输出的电力的受电用谐振电路；以及
与所述充电站进行通信的第二通信装置，
所述送电部构成为能够形成电路结构互不相同的多个送电用谐振电路，
所述第二通信装置向所述第一通信装置发送与所述受电用谐振电路相关的信息，
所述充电站还包括控制装置，所述控制装置控制所述送电部，以使得：在由所述第一通信装置接收到所述信息时，基于接收到的所述信息在所述送电部中形成谐振电路。
2.根据权利要求1所述的非接触电力传输系统，其中，
所述控制装置控制所述送电部，以使得：在由所述第一通信装置接收到所述信息时，在所述送电部中，从所述多个送电用谐振电路之中形成与所述受电用谐振电路具有相同电路结构的谐振电路。
3.根据权利要求1或2所述的非接触电力传输系统，其中，
所述送电部包括切换电路，该切换电路用于选择性地形成S结构、P结构、SP结构和PS结构中的任一结构的送电用谐振电路。
4.一种送电装置，具备：
用于以非接触方式向车辆输送电力的送电部；以及
与所述车辆进行通信的通信装置，
所述车辆包括用于以非接触方式接受从所述送电部输出的电力的受电用谐振电路，
所述送电部构成为能够形成电路结构互不相同的多个送电用谐振电路，
所述通信装置从所述车辆接收与所述受电用谐振电路相关的信息，
所述送电装置还包括控制装置，所述控制装置控制所述送电部，以使得：基于由所述通信装置从所述车辆接收到的所述信息，在所述送电部中形成谐振电路。
5.根据权利要求4所述的送电装置，其中，
所述控制装置控制所述送电部，以使得：基于由所述通信装置从所述车辆接收到的所述信息，在所述送电部中，从所述多个送电用谐振电路之中形成与所述受电用谐振电路具有相同电路结构的谐振电路。
6.根据权利要求4或5所述的送电装置，其中，
所述送电部包括切换电路，该切换电路用于选择性地形成S结构、P结构、SP结构和PS结构中的任一结构的送电用谐振电路。
CN201480066148.3A 2013-12-05 2014-11-25 非接触电力传输系统以及送电装置 Active CN105814765B (zh)

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