CN106030971B - 电力接收装置 - Google Patents

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Abstract

在一种电力接收装置中，包括电力接收单元(100)、隔离变压器(120)、滤波电路(150)和整流电路(200)的模块包括线圈和电容器。交流电源单元(520)被配置为能够在比继电器(210)更靠近所述电力接收单元(100)的一侧向所述电力接收装置提供交流电流。车辆电子控制单元(500)被配置为，当在所述继电器(210)被关断的情况下从所述交流电源单元(520)提供交流电流时，基于电流传感器(544,554)的检测值而检测在所述线圈或所述电容器中的至少一者中是否存在异常。

Description

电力接收装置
技术领域
本发明涉及电力接收装置，更具体地，涉及非接触式地接收从电力发送装置输出的电力的电力接收装置。
背景技术
非接触式地从电力发送装置向电力接收装置传输电力的电力传输系统已成为关注的焦点。公开号为2013-169132的日本专利申请(JP 2013-169132 A)描述了其上安装有这样的电力接收装置的电动车辆。该电力接收装置包括由线圈和电容器形成的电力接收单元(谐振器)。除了电力接收单元(谐振器)之外，该电力接收装置进一步包括诸如整流器和滤波器的设备单元(device unit)，以及检测所接收的电压或所接收的电流的传感器单元(参见JP 2013-169132 A)。
如上所述，电力接收装置包括诸如整流器和滤波器的设备单元，以及电力接收单元(谐振器)；然而，在JP 2013-169132 A中，没有特别地研究用于检测在包括各种设备的电力接收装置中是否存在异常的方法。电力接收装置的异常能够基于在电力接收装置正在接收来自电力发送装置的电力时所接收的电压或所接收的电流的检测值而被检测到；然而，希望能够在无论是否存在电力发送装置的情况下都能够单独通过电力接收装置(仅仅车辆)检测在电力接收装置中是否存在异常。
电力接收装置通常包括多个电容器和多个线圈，希望能够也检测任何一个线圈的诸如线圈裂缝的异常和任何一个电容器的诸如老化劣化的异常。
发明内容
本发明提供这样一种电力接收装置：该电力接收装置非接触式地接收从电力发送装置输出的电力，能够单独通过电力接收装置检测在电力接收装置中是否存在异常，并且也能够检测在电力接收装置中的电容器或线圈中的异常。
本发明的一方面提供一种电力接收装置，其包括模块、第一继电器、交流电源单元、电流传感器以及电子控制单元。所述模块包括电力接收单元和设备单元。所述电力接收单元包括线圈和电容器。所述电力接收单元被配置为非接触式地接收从电力发送装置输出的电力。所述设备单元包括线圈和电容器。所述设备单元被设置在所述电力接收单元与蓄电装置之间。所述蓄电装置被配置为存储由所述电力接收单元接收的电力。所述第一继电器被设置在所述设备单元与所述蓄电装置之间。所述交流电源单元被配置为向这样的电力线提供交流电流：该电力线被设置为比所述第一继电器更靠近所述电力接收单元。所述电流传感器被配置为检测流过所述电力线的电流。所述电子控制单元被配置为，当在所述第一继电器处于电力切断状态的情况下从所述交流电源单元向所述电力线提供交流电流时，基于所述电流传感器的检测值而检测在所述线圈或所述电容器中的至少一者中是否存在异常。
根据上面的电力接收装置，设置有交流电源单元，该交流电源单元能够向被设置为比第一继电器更靠近电力接收单元的电力线提供交流电流。该交流电源单元提供交流电流，所以即使当并非正在从电力发送装置接收电力时，电力接收装置也可以独自地检测在电力接收装置中是否存在异常。由于交流电流是由交流电源单元提供，可以基于线圈的阻抗变化而检测线圈的异常。由此，根据该电力接收装置，电力接收装置独自地能够检测在电力接收装置中是否存在异常，并且也能够检测任一线圈中的异常以及任一电容器中的异常。
在所述电力接收装置中，所述电力接收装置可以进一步包括第二继电器。所述第二继电器可以设置在所述电力接收单元与所述设备单元之间。所述线圈可以包括设置在所述设备单元中的第一线圈。所述电容器可以包括设置在所述设备单元中的第一电容器。所述交流电源单元可以被电连接在所述第一继电器与所述第二继电器之间。所述电流传感器可以被配置为检测流过被设置在所述第一继电器与所述第二继电器之间的电力线的电流。所述电子控制单元可以被配置为，当在所述第一继电器和所述第二继电器处于电力切断状态的情况下从所述交流电源单元提供交流电流时，基于所述电流传感器的所述检测值而检测在所述第一线圈或所述第一电容器中的至少一者中是否存在异常。
根据上面的电力接收装置，电力接收单元通过第二继电器而与设备单元电隔离，并且检测出在设备单元的第一线圈或第一电容器的至少一者中是否存在异常。由此，根据该电力接收装置，能够与电力接收单元区别开地检测在设备单元中是否存在异常。
在所述电力接收装置中，所述线圈可以进一步包括设置在所述电力接收单元中的第二线圈。所述电容器可以进一步包括设置在所述电力接收单元中的第二电容器。所述电子控制单元可以被配置为，在所述电子控制单元检测到在所述第一线圈或所述第一电容器中不存在异常之后，将所述第二继电器设定为处于通电状态，并且基于所述电流传感器的所述检测值而检测在所述第二线圈或所述第二电容器中的至少一者中是否存在异常。
根据上面的电力接收装置，能够进一步与设备单元区别开地检测在电力接收单元中是否存在异常。
在所述电力接收装置中，所述设备单元可以包括整流电路和滤波电路。所述整流电路可以被配置为对由所述电力接收单元接收的电力进行整流。所述滤波电路可以被设置在所述电力接收单元与所述整流电路之间。所述第一线圈和所述第一电容器可以被包括在所述滤波电路中。所述电容器可以进一步包括设置在所述整流电路中的第三电容器。所述电流传感器可以包括第一电流传感器和第二电流传感器。所述第一电流传感器可以被配置为检测流过被设置在所述第二继电器与所述整流电路之间的电力线的电流。所述第二电流传感器可以被配置为检测流过被设置在所述整流电路与所述第一继电器之间的电力线的电流。所述交流电源单元可以被电连接到被设置在所述第二继电器与所述滤波电路之间的电力线。所述电子控制单元可以被配置为基于所述第一电流传感器的检测值而检测在所述滤波电路或所述电力接收单元中是否存在异常。所述电子控制单元被配置为基于所述第二电流传感器的检测值而检测在所述整流电路中是否存在异常。
根据上面的电力接收装置，当第二继电器处于电力切断状态时，能够基于第一电流传感器的检测值而检测在滤波电路中是否存在异常。当第二继电器处于通电状态时，能够基于第一电流传感器的检测值而检测在电力接收单元中是否存在异常。另外，能够基于第二电流传感器的检测值而检测在整流电路中是否存在异常。由此，根据该电力接收装置，在将滤波电路、电力接收单元和整流电流彼此区别开的同时，能够检测是否存在异常。
在所述电力接收装置中，所述设备单元可以包括整流电路和滤波电路。所述整流电路可以被配置为对由所述电力接收单元接收的电力进行整流。所述滤波电路可以被设置在所述电力接收单元与所述整流电路之间。所述第一线圈和所述第一电容器可以被包括在所述滤波电路中。所述电容器可以进一步包括设置在所述整流电路中的第三电容器。所述电流传感器可以包括第一电流传感器和第二电流传感器。所述第一电流传感器可以被配置为检测流过被设置在所述第二继电器与所述整流电路之间的电力线的电流。所述第二电流传感器可以被配置为检测流过被设置在所述整流电路与所述第一继电器之间的电力线的电流。所述交流电源单元可以被电连接到被设置在所述滤波电路与所述整流电路之间的电力线。所述电子控制单元可以被配置为基于所述第一电流传感器的检测值而检测在所述滤波电路或所述电力接收单元中是否存在异常。所述电子控制单元可以被配置为基于所述第二电流传感器的检测值而检测在所述整流电路中是否存在异常。
根据上面的电力接收装置，能够在将滤波电路、电力接收单元和整流电流彼此区别开的同时，进一步检测是否存在异常。
在所述电力接收装置中，所述设备单元可以包括整流电路和滤波电路。所述整流电路可以被配置为对由所述电力接收单元接收的电力进行整流。所述滤波电路可以被设置在所述电力接收单元与所述整流电路之间。所述第一线圈和所述第一电容器可以被包括在所述滤波电路中。所述电容器可以进一步包括设置在所述整流电路的整流器的输出侧的第三电容器。所述电流传感器可以包括第一电流传感器和第二电流传感器。所述第一电流传感器可以被配置为检测流过被设置在所述第二继电器与所述整流电路之间的电力线的电流。所述第二电流传感器可以被配置为检测流过被设置在所述整流电路与所述第一继电器之间的电力线的电流。所述交流电源单元可以被电连接到被设置在所述整流电路与所述第一继电器之间的电力线。所述电力接收装置可以进一步包括旁路电路和第三继电器。所述旁路电路可以被配置为绕过(bypass)所述整流电路。所述第三继电器可以被设置在所述旁路电路中。所述电子控制单元可以被配置为，当将所述第三继电器设定为处于电力切断状态时，基于所述第二电流传感器的检测值而检测在所述第三电容器中是否存在异常，并且所述电子控制单元可以被配置为，当将所述第三继电器设定为处于通电状态时，基于所述第一电流传感器的检测值而检测在所述滤波电路或所述电力接收单元中是否存在异常。
根据上面的电力接收装置，当第三继电器处于电力切断状态时，能够基于第二电流传感器的检测值而检测在整流电路的第三电容器中是否存在异常。当第三继电器处于通电状态并且第二继电器处于电力切断状态时，能够基于第一电流传感器的检测值而检测在滤波电路中是否存在异常。当第二继电器和第三继电器处于通电状态时，能够基于第一电流传感器的检测值而检测在电力接收单元中是否存在异常。由此，同样根据该电力接收装置，能够在将滤波电路、电力接收单元和整流电流彼此区别开的同时，检测是否存在异常。
在所述电力接收装置中，所述交流电源单元可以被配置为改变所述交流电流的频率。所述电子控制单元可以被配置为基于所述电流传感器的针对分别具有不同频率的交流电流的所述检测值而检测在所述线圈或所述电容器中是否存在异常。
根据上面的电力接收装置，由于在改变交流电流的频率的同时进行异常检测，能够检测这样的异常：不考虑(irrespective of)线圈和电容器两者都为异常的事实，线圈和电容器的合成阻抗指示正常值。
在所述电力接收装置中，所述设备单元可以包括整流电路、滤波电路和隔离变压器。所述整流电路可以被配置为对由所述电力接收单元接收的电力进行整流。所述滤波电路可以被设置在所述电力接收单元与所述整流电路之间。所述隔离变压器可以被设置在所述电力接收单元与所述滤波电路之间。
根据上面的电力接收装置，能够进一步地检测在隔离变压器中是否存在异常。
根据本发明，在非接触式地接收从电力发送装置输出的电力的电力接收装置中，能够单独通过电力接收装置检测在电力接收装置中是否存在异常，并且也能够检测线圈中的异常以及电容器中的异常，所述线圈和电容器被包括在电力接收装置中。
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、以及技术和工业意义，在附图中，相同的参考标号表示相同的部件，其中：
图1是根据本发明的第一实施例的电力传输系统的整体配置图；
图2是示出图1所示的电力接收单元和电力发送单元中的每一者的电路配置的实例的图；
图3是示出图1所示的滤波电路的电路配置的实例的图；
图4是示出图1所示的整流电路的电路配置的实例的图；
图5是示出图1所示的交流电源单元的第一配置实例的图；
图6是示出图1所示的交流电源单元的第二配置实例的图；
图7是示出图1所示的交流电源单元的第三配置实例的图；
图8是示例出根据第一实施例由车辆ECU执行的检测在电力接收装置中是否存在异常的第一程序(procedure)的流程图；
图9是示例出根据第一实施例由车辆ECU执行的检测在电力接收装置中是否存在异常的第二程序的流程图；
图10是根据第二实施例的电力传输系统的整体配置图；
图11是示例出根据第二实施例由车辆ECU执行的检测在电力接收装置中是否存在异常的第一程序的流程图；
图12是根据第二实施例的替代实施例的电力传输系统的整体配置图；
图13是根据第三实施例的电力传输系统的整体配置图；以及
图14A和图14B是示例出根据第三实施例由车辆ECU执行的检测在电力接收装置中是否存在异常的程序的流程图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施例。下面将描述多个实施例；然而，在申请时预期在各实施例中描述的配置的适当的组合。图中相同的参考标号表示相同的或对应的部分，并且将不重复对其的描述。
首先，将描述第一实施例。图1是根据本发明的第一实施例的电力传输系统的整体配置图。如图1所示，该电力传输系统包括车辆10和电力发送装置20。电力发送装置20被设置在车辆10的外部，并且能够对安装在车辆10上的蓄电装置300充电(在下文中，从设置在车辆外部的电力发送装置20对车辆10的蓄电装置300的充电也被称作“外部充电”)。
车辆10包括电力接收单元100、隔离变压器120、滤波电路150、整流电路200、蓄电装置300、动力生成装置400、车辆电子控制单元(ECU)500和通信装置510。车辆10进一步包括继电器210、系统主继电器(SMR)310、交流电源单元520、继电器530、以及传感器单元540、550。
电力接收单元100、隔离变压器120、滤波电路150和整流电路200构成根据本发明的“模块”的例子。其中，隔离变压器120、滤波电路150和整流电路200构成根据本发明的“设备单元”的例子。
电力接收单元100包括谐振器(线圈和电容器)，该谐振器用于非接触式地接收从电力发送装置20的电力发送单元700输出的电力(交流)。电力接收单元100例如被设置在车体前部附近的车体下部。电力发送装置20被设置在地面上或在地下。
隔离变压器120被设置在电力接收单元100与滤波电路150之间，并且使电力接收单元100与滤波电路150下游的装置电绝缘。隔离变压器120不是在车辆10中必需的部件，在需要的情况下被设置。
滤波电路150被设置在隔离变压器120与整流电路200之间，并且抑制在电力接收单元100接收电力时发生的谐波噪声。滤波电路150由包括线圈和电容器的LC滤波器形成。稍后将描述滤波电路150的具体配置。
整流电路200对由电力接收单元100接收的交流电力进行整流，并且将整流过的电力输出到蓄电装置300。整流电路200包括平滑电容器以及整流器。稍后也将描述整流电路200的具体配置。
蓄电装置300是可再充电的直流电源，并且例如由诸如锂离子电池和镍金属氢化物电池的二次电池形成。蓄电装置300的电压例如为大约200V。蓄电装置300不仅存储从整流电路200输出的电力，而且也存储由动力生成装置400产生的电力。蓄电装置300向动力生成装置400提供存储的电力。
动力生成装置400通过使用被存储在蓄电装置300中的电力而产生用于驱动车辆10的驱动力。尽管未在图中特别示出，动力生成装置400例如包括逆变器、电动机、驱动轮等。逆变器接收来自蓄电装置300的电力。电动机由逆变器驱动。驱动轮由电动机驱动。动力生成装置400可以包括发电机和引擎。发电机用于对蓄电装置300充电。引擎能够驱动发电机。
继电器210被设置在整流电路200与蓄电装置300之间。当从电力发送装置20对蓄电装置300进行外部充电时，通过车辆ECU 500将继电器210接通。另一方面，在执行被提前进行了外部充电的电力接收装置中的异常检测处理时，继电器210被关断。SMR 310被设置在蓄电装置300与动力生成装置400之间。当要求动力生成装置400启动时，通过车辆ECU500将SMR 310接通。
传感器单元540被设置在隔离变压器120与滤波电路150之间。传感器单元540包括电压传感器542和电流传感器544。电压传感器542检测被设置在隔离变压器120与滤波电路150之间的电力线对之间的电压，并且将检测值输出到车辆ECU 500。电流传感器544检测流过在隔离变压器120与滤波电路150之间的电力线对的电流，并且将检测值输出到车辆ECU500。传感器单元540可以被设置在滤波电路150与整流电路200之间。
传感器单元550被设置在整流电路200与继电器210之间。传感器单元550包括电压传感器552和电流传感器554。电压传感器552检测整流电路200的输出电压，并且将检测值输出到车辆ECU 500。电流传感器554检测整流电路200的输出电流，并且将检测值输出到车辆ECU 500。
该电力接收装置包括交流电源单元520、隔离变压器120、滤波电路150、整流电路200和车辆ECU 500(车辆ECU也被简称为ECU)。通过继电器530将交流电源单元520连接到在隔离变压器120与滤波电路150之间的电力线对。交流电源单元520产生交流电流，并且将该交流电流传递给电力接收单元100、隔离变压器120、滤波电路150和整流电路200。ECU 500检测在这些部件中的任一者中是否存在异常，也就是，ECU 500检测在电力接收装置(与在电力接收装置中是否存在异常关联地描述的电力接收装置表示将交流电源单元520排除在外的电力接收装置，并且同样适用于以下描述)中是否存在异常。在通过关断继电器210而使电力接收装置与蓄电装置300电隔离的状态下，能够在通过交流电源单元520将交流电流传递给该电力接收装置时，基于传感器单元540、550的检测值而检测在电力接收装置中是否存在异常。也就是，在第一实施例中，在车辆10中设置有能够向电力接收装置提供交流电流的交流电源单元520，因此能够在开始从电力发送装置20向车辆10传输电力之前，单独通过车辆检测在电力接收装置中是否存在异常。
继电器530被设置在交流电源单元520与位于隔离变压器120与滤波电路150之间的电力线对之间。当执行在电力接收装置中是否存在异常的检测处理时，通过车辆ECU 500将继电器530接通，并且在电力发送装置20对蓄电装置300进行外部充电期间，继电器530被关断。
车辆ECU 500包括中央处理单元(CPU)、存储装置、输入/输出缓存器等(所有这些都未示出)。车辆ECU 500接收从各种传感器输入的信号或向各种装置输出控制信号，并且控制车辆10中的装置。作为一实例，车辆ECU 500执行对车辆10的行驶控制、对蓄电装置300的充电控制等。作为根据本发明的车辆ECU 500的主要的控制，车辆ECU 500执行异常检测处理。在异常检测处理中，检测在用于非接触式地接收来自电力发送装置20的电力的电力接收装置中是否存在异常。
当从电力发送装置20对蓄电装置300充电时，车辆ECU 500通过使用通信装置510而与电力发送装置20通信，并且与电力发送装置20交换关于充电的开始/停止、车辆10的电力接收状况等的信息。
另一方面，电力发送装置20包括电源单元600、滤波电路610、电力发送单元700、电源ECU 800和通信装置810。电源单元600接收来自诸如商业系统电源的外部电源900的电力，并且产生具有预定传送频率的交流电力。
电力发送单元700包括谐振器(线圈和电容器)，该谐振器用于非接触式地向车辆10的电力接收单元100发送电力。电力发送单元700接收来自电源单元600的具有传送频率的交流电力，并且通过在电力发送单元700周围产生的电磁场向车辆10的电力接收单元100非接触式地发送电力。稍后将与电力接收单元100一起描述电力发送单元700的具体配置。
滤波电路610被设置在电源单元600与电力发送单元700之间，并且抑制从电源单元600发生的谐波噪声。滤波电路610由包括线圈和电容器的LC滤波器形成。
电源ECU 800包括CPU、存储装置、输入/输出缓存器等(所有这些都未示出)。电源ECU 800接收从各种传感器输入的信号或向各种装置输出控制信号，并且控制电力发送装置20中的装置。作为一实例，电源ECU800执行对电源单元600的开关控制，以使得电源单元600产生具有传送频率的交流电力。
当作为从电力发送装置20向蓄电装置300传输电力的结果而使蓄电装置300被充电时，电源ECU 800通过使用通信装置810而与车辆10通信，并且与车辆10交换关于充电的开始/停止、车辆10的电力接收状况等的信息。
在该电力传输系统中，在电力发送装置20中通过滤波电路610从电源单元600向电力发送单元700提供具有预定传送频率的交流电力。电力发送单元700和车辆10的电力接收单元100中的每一者包括谐振器(线圈和电容器)，并且被设计为以传送频率彼此谐振。指示电力发送单元700和电力接收单元100的谐振强度的Q值期望为高于或等于100。
当从电源单元600向电力发送单元700提供交流电力时，通过电磁场从电力发送单元700向电力接收单元100传输能量(电力)，该电磁场在电力发送单元700的线圈与电力接收单元100的线圈之间形成。通过隔离变压器120、滤波电路150和整流电路200将传输到电力接收单元100的能量(电力)提供给蓄电装置300。
图2是示出图1所示的电力接收单元100和电力发送单元700中的每一者的电路配置的实例的图。如图2所示，电力接收单元100包括线圈102和电容器104。电容器104与线圈102串联连接，并且与线圈102形成谐振电路。电容器104是为了调整电力接收单元100的谐振频率而设置的。电容器104可以与线圈102并联连接。或者，同与线圈102串联连接的电容器104一起，可以进一步设置与线圈102并联连接的电容器。如果通过利用线圈102的杂散电容(stray capacitance)获得了想要的谐振频率，则可应用不具有电容器的配置。
电力发送单元700包括线圈702和电容器704。电容器704与线圈702串联连接，并且与线圈702形成谐振电路。电容器704是为了调整电力发送单元700的谐振频率而设置的。电容器704也可以与线圈702并联连接。或者，同与线圈702串联连接的电容器704一起，可以进一步设置与线圈702并联连接的电容器。当通过利用线圈702的杂散电容获得了想要的谐振频率时，可应用不具有电容器的配置。
图3是示出图1所示的滤波电路150的电路配置的实例的图。如图3所示，滤波电路150包括线圈152、156、160和电容器154、158。线圈152、156、160被设置在位于隔离变压器120(图1)与整流电路200之间电力线对的一条电力线中。在第一实施例中，线圈152、156、160在端子T5、T7之间串联连接。电容器154被连接在线圈152、156之间的电力线对之间。电容器158被连接在线圈156、160之间的电力线对之间。
尽管在图中未示出，可以将线圈152、156、160的部分分开地设置在端子T6、T8之间的电力线中。构成滤波电路150的线圈和电容器的排列和数量并不限定于图3所示的那些，并且可以根据滤波电路150所需要的性能按需要更改。例如，滤波电路150可以由包括线圈152、156和电容器154、158或包括线圈156、160和电容器154、158的四阶LC滤波器形成，或可以由包括线圈152、156和电容器154的三阶LC滤波器形成。
图4是示出图1所示的整流电路200的电路配置的实例的图。如图4所示，整流电路200包括整流器、电容器202、以及扼流线圈204、206。电容器202被设置在整流器的输出侧。扼流线圈204、206插入在整流器与电容器202之间。整流器由例如包括四个二极管的二极管电桥电路形成。不需要设置扼流线圈204、206。通过滤波电路150(图1)的交流电力被整流器整流成直流电力，该直流电力被电容器202平滑，并且该平滑过的直流电力被输出到蓄电装置300(图1)。
图5是示出图1所示的交流电源单元520’的配置实例的图。如图5所示，交流电源单元520包括辅助蓄电装置522和逆变器524。辅助蓄电装置522为直流电源，该直流电源用作用于车辆ECU 500和安装在车辆10上的各种辅助装置的电源。辅助蓄电装置522例如由诸如铅酸电池和镍金属氢化物电池的二次电池形成。辅助蓄电装置522的电压例如为12V或36V。
逆变器524将从辅助蓄电装置522输出的直流电流转变为交流电流，并且向电力接收装置提供该交流电流。逆变器524由例如单相电桥电路形成。
如图6所示，与图5所示的交流电源单元520”对应的交流电源单元520”可以由蓄电装置300(图1)和逆变器524形成。如图7所示，交流电源单元520”’可以由太阳能发电电路526和逆变器524形成。太阳能发电电路526通过使用设置在车辆10的月亮天窗(moon roof)(太阳天窗(sun roof))上的太阳能面板而产生电力，并且输出直流电流。
尽管在图中未示出，当将逆变器安装在车辆10上、并且逆变器将从蓄电装置300输出的直流电力转变为商业交流电力(例如，AC 100V)、然后将该商业交流电力提供给车内插座时，也可以将逆变器用在交流电源单元520、520’、520”的任一者中。
接下来，将描述检测在电力接收装置中是否存在异常的处理。图8是示例出由车辆ECU 500执行的检测在电力接收装置中是否存在异常的第一程序的流程图。例如在从电力发送装置20向车辆10的电力传送开始之前执行此流程图所示的处理，并且该处理检测在滤波电路150、隔离变压器120或电力接收单元100中是否存在异常。图9所示的处理(稍后描述)检测在整流电路200中是否存在异常。通过执行预存在车辆ECU 500中的程序实现图8所示的流程图。或者，对于部分步骤，可以通过构造专用的硬件(电子电路)实现该处理。
如图1以及图8所示，车辆ECU 500关断继电器210(步骤S10)。当继电器210被关断并且包括电力接收单元100、隔离变压器120、滤波电路150和整流电路200的电力接收装置与蓄电装置300电隔离时，车辆ECU 500使继电器530接通，并且驱动交流电源单元520(步骤S20)。由此，从交流电源单元520向电力接收装置提供用于检测异常的交流电流(频率：f1)。
当从交流电源单元520向电力接收装置提供交流电流时，车辆ECU 500获取传感器单元540的检测值(步骤S30)。获取由电压传感器542检测到的交流电压的均方根值和由电流传感器544检测到的交流电流的均方根值。所获取的交流电压和交流电流的均方根值被暂时存储在车辆ECU500中。
接着，车辆ECU 500通过将交流电源单元520的频率从f1改变为f2而进一步获取传感器单元540的检测值(步骤S40)。再次获取由电压传感器542检测到的交流电压的均方根值和由电流传感器544检测到的交流电流的均方根值。
车辆ECU 500基于在步骤S30中获取的传感器单元540的检测值和在步骤S40中获取的传感器单元540的检测值，判定在电力接收装置的滤波电路150、隔离变压器120和电力接收单元100中的任一者中是否存在异常(步骤S60)。以下列方式进行关于是否存在异常的此判定。
也就是，从交流电源单元520施加预定交流电压，并且当由电流传感器544检测到的交流电流的均方根值与假定值(设计值)不同时，可以判定被包括在电力接收装置的滤波电路150、隔离变压器120或电力接收单元100中的线圈和电容器当中的至少一者中存在异常。也就是，当在任一线圈中发生异常时，该线圈的电感改变，结果该线圈的阻抗改变。同样地，当在任一电容器中发生异常时，该电容器的电容改变，结果该电容器的阻抗改变。由此，当被包括在滤波电路150、隔离变压器120或电力接收单元100中的线圈和电容器当中的至少一者中发生异常时，异常的线圈和/或电容器的阻抗改变，结果由电流传感器544检测到的交流电流从假定值(设计值)改变。因此，可以基于由电流传感器544检测到的交流电流，判定被包括在滤波电路150、隔离变压器120或电力接收单元100中的线圈和电容器当中的至少一者中是否存在异常。在线圈包括芯部(core)的情况下，当在芯部中发生诸如裂缝的异常时，线圈的电感可能改变。电容器的电容通常随着老化劣化而降低。
以此方式，根据第一实施例，能够检测被包括在滤波电路150、隔离变压器120或电力接收单元100中的任一线圈的异常(电感的改变)，以及被包括在电力接收装置中的滤波电路150、隔离变压器120或电力接收单元100中的任一电容器的异常(电容的改变)。
通过在步骤S40中改变交流电源单元520的频率而进一步获取电流传感器544的检测值是为了提高异常检测的可靠性。也就是，由于电流传感器544的检测值为基于被包括在电力接收装置中的线圈和电容器的合成阻抗的值，因此，不考虑在至少一个线圈和至少一个电容器双方中都存在异常的情况，合成阻抗可能在某个频率下指示正常值。因此，从交流电源单元520向电力接收装置施加分别具有不同频率的交流电流，并且在不同频率下基于电流传感器544的检测值进行异常检测。由此，可以提高异常检测的可靠性。
在两个不同频率下获取传感器单元540的检测值；然而，可以在三个或更多个不同频率下获取传感器单元540的检测值。另一方面，通过在这样的不同频率下获取传感器单元540的检测值而进行异常检测不是必须事项。也就是，尽管在图中未示出，可以省略步骤S40所示的处理。发生这样的异常被认为是罕见的情况：尽管在至少一个线圈和至少一个电容器双方中都存在异常，但合成阻抗指示正常值。
由于整流电路200包括诸如二极管电桥电路的整流器，因此不可能通过使用设置在整流电路200的交流侧的传感器单元540来检测在整流电路200中的异常(具体地，设置在整流器的输出侧的电容器202中的异常)。稍后将描述基于设置在整流电路200的输出侧的传感器单元550的检测值而检测在整流电路200中是否存在异常。
当基于传感器单元540的检测值在步骤S60中判定存在异常(步骤S60中的是)时，车辆ECU 500判定在滤波电路150、隔离变压器120或电力接收单元100中存在异常(步骤S70)。车辆ECU 500判定不允许从电力发送装置20对蓄电装置300的充电(外部充电)(步骤S80)。
另一方面，当在步骤S60中判定不存在异常(步骤S60中的否)时，车辆ECU 500判定允许从电力发送装置20对蓄电装置300的充电(外部充电)(步骤S90)。即使当在步骤S90中判定允许外部充电，但是当在检测在整流电路200中是否存在异常的处理(稍后描述)(图9)中判定在整流电路200中存在异常时，不进行外部充电。
图9是示例出由车辆ECU 500执行的检测在电力接收装置中是否存在异常的第二程序的流程图。该流程图所示的处理基本上与图8的流程图所示的处理并行地执行。该流程图所示的处理检测在整流电路200中是否存在异常。图9所示的流程图也是通过执行预存在车辆ECU 500中的程序实现。或者，对于部分步骤，可以通过构造专用的硬件(电子电路)实现该处理。
如图1以及图9所示，车辆ECU 500关断继电器210(步骤S110)。另外，车辆ECU 500接通继电器530，并且驱动交流电源单元520(步骤S120)。步骤S110和步骤S120的处理分别与图8所示的步骤S10和步骤S20的处理相同。
接着，车辆ECU 500获取传感器单元550的检测值(步骤130)。具体地，获取由电压传感器552检测到的直流电压和由电流传感器554检测到的直流电流。
车辆ECU 500基于在步骤S130中获取的传感器单元550的检测值而判定在电力接收装置的整流电路200中是否存在异常(步骤S160)。具体地，依赖于直到由电流传感器554检测到的直流电流的累积值达到预定阈值所需要的时间是否与假定值(设计值)不同，可以判定被包括在整流电路200中的电容器202的电容是否已改变。
当基于传感器单元550的检测值在步骤S160中判定存在异常(步骤S160中的是)时，车辆ECU 500判定在整流电路200中存在异常(步骤S170)。车辆ECU 500判定不允许从电力发送装置20对蓄电装置300的充电(外部充电)(步骤S180)。
另一方面，当在步骤S160中判定不存在异常(步骤S160中的否)时，车辆ECU 500判定允许从电力发送装置20对蓄电装置300的充电(外部充电)(步骤S190)。即使当在步骤S190中判定允许外部充电，但是当在图8所示的步骤S80中判定不允许外部充电时，不进行外部充电。
尽管在图中未示出，可以在一个例程(routine)中执行图8所示的处理和图9所示的处理，并且图8所示的步骤S10、步骤S20、步骤S80、步骤S90的处理可以分别与图9所示的步骤S110、步骤S120、步骤S180、步骤S190的处理共通化(commonalize)。
如上所述，在第一实施例中，交流电源单元520被电连接到这样的电力线：该电力线被设置为比继电器210更靠近电力接收单元100，并且即使不在从电力发送装置20接收电力的期间，也可以单独通过车辆检测在电力接收装置中是否存在异常。由于从交流电源单元520提供交流电流，可以基于任一个线圈的阻抗的变化检测该任一个线圈的异常。由此，根据第一实施例，能够单独通过车辆检测在电力接收装置中是否存在异常，并且也能够检测在任一个线圈中是否存在异常以及在任一个电容器中是否存在异常。
接下来，将描述第二实施例。在第二实施例中，将描述这样的电力接收装置的配置：该电力接收装置能够检测在该电力接收装置的电力接收单元100中是否存在异常。
图10是根据第二实施例的电力传输系统的整体配置图。如图10所示，车辆10A除了图1所示的车辆10的配置之外，进一步包括继电器110。继电器110被设置在电力接收单元100与隔离变压器120之间。当从电力发送装置20向车辆10A传输电力时(在外部充电期间)，通过车辆ECU 500将继电器110接通。另一方面，当执行检测在已被提前执行外部充电的电力接收装置中的异常的处理时，通过车辆ECU 500在接通状态与关断状态之间切换继电器110。
车辆10A的其他配置与图1所示的车辆10的配置相同。同样地在车辆10A中，隔离变压器120不是必需的部件，在需要的情况下被设置。
图11是示例出根据第二实施例由车辆ECU 500执行的检测在电力接收装置中是否存在异常的第一程序的流程图。该流程图与图8所示的用于根据第一实施例检测在电力接收装置中是否存在异常的流程图对应。图9所示的处理检测在整流电路200中是否存在异常。
如图10以及图11所示，车辆ECU 500关断继电器110以及继电器210(步骤S12)。由此，电力接收装置与蓄电装置300电隔离，并且电力接收单元100进一步与隔离变压器120电隔离。之后，处理前进到步骤S20，车辆ECU 500接通继电器530，并且驱动交流电源单元520。步骤S20至步骤S60是参考图8描述过的，所以不重复对其的描述。
当基于传感器单元540的检测值在步骤S60中判定存在异常(步骤S60中的是)时，车辆ECU 500判定在滤波电路150或隔离变压器120中存在异常(步骤S72)。由于继电器110被关断，未检测在电力接收单元100中是否存在异常。在步骤S72的处理之后，处理前进到步骤S80，并且判定不允许外部充电。
另一方面，当在步骤S60中判定不存在异常(步骤S60中的否)时，车辆ECU 500将继电器110接通(步骤S62)。由此，将电力接收单元100电连接到隔离变压器120，并且从交流电源单元520向电力接收单元100提供用于检测异常的交流电流。车辆ECU 500再次获取传感器单元540的检测值(步骤S64)，并且基于所获取的传感器单元540的检测值而判定在电力接收装置的电力接收单元100中是否存在异常(步骤S66)。
当基于传感器单元540的检测值在步骤S66中判定存在异常(步骤S66中的是)时，车辆ECU 500判定在电力接收单元100中存在异常(步骤S74)。之后，处理前进到步骤S80，判定不允许外部充电。另一方面，当在步骤S66中判定不存在异常(步骤S66中的否)时，处理前进到步骤S90，判定允许外部充电。
尽管在图中未示出，同样地在步骤S64或步骤S66中检测在电力接收单元100中是否存在异常的处理中，可以通过改变交流电源单元520的频率而获取传感器单元540的检测值，并且通过基于具有不同频率的传感器单元540的检测值而检测异常，可以提高异常检测的可靠性。
如上所述，在第二实施例中，通过继电器110将电力接收单元100与隔离变压器120下游的设备单元电隔离，并且检测在设备单元中是否存在异常。由此，根据第二实施例，能够与电力接收单元100区别开地检测在隔离变压器120下游的设备单元中是否存在异常。根据第二实施例，能够进一步与隔离变压器120下游的设备单元区别开地检测在电力接收单元100中是否存在异常。
接下来，将描述第二实施例的替代实施例。图12是根据第二实施例的该替代实施例的电力传输系统的整体配置图。如图12所示，车辆10B与车辆10A的不同之处在于，交流电源单元520被电连接到在滤波电路150与整流电路200之间的电力线对。车辆10B的其他配置与车辆10A的配置相同。也可以将传感器单元540设置在位于滤波电路150与整流电路200之间的电力线对中。
尽管在图中未示出，同样地在图1所示第一实施例的配置中，可以通过继电器530将交流电源单元520电连接到位于滤波电路150与整流电路200之间的电力线对。
接下来，将描述第三实施例。在上述第一实施例、第二实施例和第二实施例的替代实施例中，交流电源单元520、520’、520”中的每一者都被电连接到整流电路200的输入侧(交流侧)。替代地，在第三实施例中，交流电源单元520被电连接到整流电路200的输出侧(直流侧)。
图13是根据第三实施例的电力传输系统的整体配置图。如图13所示，车辆10C与车辆10A的不同之处在于，交流电源单元520被电连接到位于整流电路200与继电器210之间的电力线对。车辆10C进一步包括旁路电路和继电器560。旁路电路绕过整流电路200。车辆10C的其他配置与车辆10A的配置相同。
继电器560被设置在这样的电力线中并且通过车辆ECU 500而在接通状态与关断状态之间被切换：所述电力线在整流电路200的输出侧(直流侧)与输入侧之间绕过。通过在继电器560被关断的状态下从交流电源单元520提供交流电流，能够检测在整流电路200中是否存在异常(具体地，在被设置于整流器的输出侧的电容器202中是否存在异常)。
通过接通继电器560，能够检测在被设置于整流电路200的输入侧(交流侧)的滤波电路150、隔离变压器120或电力接收单元100中是否存在异常。另外，通过使继电器110在接通状态与关断状态之间切换，能够将关于电力接收单元100的异常检测与关于隔离变压器120或滤波电路150的异常检测区别开。
图14A和图14B是示例出根据第三实施例由车辆ECU 500执行的检测在电力接收装置中是否存在异常的程序的流程图。也可以例如在从电力发送装置20向车辆10C的电力传送开始之前执行该流程图所示的处理。图14A和图14B所示的流程图也是通过执行预存在车辆ECU 500中的程序实现的。或者，对于部分步骤，可以通过构造专用的硬件(电子电路)实现该处理。
如图13以及图14A和图14B所示，车辆ECU 500关断继电器110、210、560(步骤S310)。也就是，切换用于绕过整流电路200的旁路电路，并且将电力接收单元100与隔离变压器120电隔离。车辆ECU 500接通继电器530，并且驱动交流电源单元520(步骤S320)。由此，从交流电源单元520向电力接收装置提供用于检测异常的交流电流。
接着，车辆ECU 500获取传感器单元550的检测值(步骤330)。具体地，获取由电压传感器552检测到的直流电压和由电流传感器554检测到的直流电流。
车辆ECU 500基于在步骤S330中获取的传感器单元550的检测值而判定在电力接收装置的整流电路200中是否存在异常(步骤S360)。在步骤S360中执行的处理与在图9所示的步骤S160中执行的处理相同。具体地，在步骤S360中，判定被包括在整流电路200中的电容器202中是否存在异常(电容的变化)。
当基于传感器单元550的检测值在步骤S360中判定存在异常(步骤S360中的是)时，车辆ECU 500判定在整流电路200中存在异常(步骤S370)。车辆ECU 500判定不允许从电力发送装置20对蓄电装置300的充电(外部充电)(步骤S380)。
另一方面，当在步骤S360中判定不存在异常(步骤S360中的否)时，车辆ECU 500将继电器560接通(步骤S390)。由此，整流电路200被绕过，并且从交流电源单元520向滤波电路150和隔离变压器120提供交流电流。
从步骤S400开始执行的处理与从图11所示的根据第二实施例的步骤S30开始执行的处理相同，所以将不重复对其的描述。
在上面的描述中，在根据第二实施例的车辆10A的配置中，交流电源单元520被连接到整流电路200的输出侧(直流侧)。替代地，在根据第一实施例的车辆10的配置中，交流电源单元520可以被连接到整流电路200的输出侧(直流侧)。也就是，第三实施例也适用于其中未设置继电器110的配置。
如上所述，同样地根据第三实施例，获得了与第一实施例或第二实施例类似的有益效果。
在上面的描述中，电力接收单元100、隔离变压器120、滤波电路150和整流电路200构成根据本发明的“模块”的实例。其中，滤波电路150和整流电路200构成根据本发明的“设备单元”的实例。继电器210与根据本发明的“第一继电器”的一个实施例对应。继电器110与根据本发明的“第二继电器”的一个实施例对应。另外，电流传感器544与根据本发明的“第一电流传感器”的一个实施例对应，并且电流传感器554与根据本发明的“第二电流传感器”的一个实施例对应。此外，车辆ECU 500与根据本发明的“电子控制单元”的一个实施例对应，并且继电器560与根据本发明的“第三继电器”的一个实施例对应。

Claims (8)

1.一种电力接收装置，其特征在于包括：
模块，其包括电力接收单元和设备单元，所述电力接收单元包括线圈和电容器，所述电力接收单元被配置为非接触式地接收从电力发送装置输出的电力，所述设备单元包括线圈和电容器，所述设备单元被设置在所述电力接收单元与蓄电装置之间，所述蓄电装置被配置为存储由所述电力接收单元接收的电力；
第一继电器，其被设置在所述设备单元与所述蓄电装置之间；
交流电源单元，其被配置为向这样的电力线提供交流电流：该电力线被设置为比所述第一继电器更靠近所述电力接收单元；
电流传感器，其被配置为检测流过所述电力线的电流；以及
电子控制单元，其被配置为，当在所述第一继电器处于电力切断状态的情况下从所述交流电源单元向所述电力线提供交流电流时，基于所述电流传感器的检测值而检测在所述线圈或所述电容器中的至少一者中是否存在异常。
2.根据权利要求1所述的电力接收装置，其特征在于进一步包括：
第二继电器，其被设置在所述电力接收单元与所述设备单元之间，其中
所述线圈包括设置在所述设备单元中的第一线圈，
所述电容器包括设置在所述设备单元中的第一电容器，
所述交流电源单元被电连接在所述第一继电器与所述第二继电器之间，
所述电流传感器被配置为检测流过被设置在所述第一继电器与所述第二继电器之间的电力线的电流，并且
所述电子控制单元被配置为，当在所述第一继电器和所述第二继电器处于电力切断状态的情况下从所述交流电源单元提供交流电流时，基于所述电流传感器的所述检测值而检测在所述第一线圈或所述第一电容器中的至少一者中是否存在异常。
3.根据权利要求2所述的电力接收装置，其特征在于
所述线圈进一步包括设置在所述电力接收单元中的第二线圈，
所述电容器进一步包括设置在所述电力接收单元中的第二电容器，并且
所述电子控制单元被配置为，在所述电子控制单元检测到在所述第一线圈或所述第一电容器中不存在异常之后，将所述第二继电器设定为处于通电状态，并且基于所述电流传感器的所述检测值而检测在所述第二线圈或所述第二电容器中的至少一者中是否存在异常。
4.根据权利要求2或3所述的电力接收装置，其特征在于
所述设备单元包括整流电路和滤波电路，所述整流电路被配置为对由所述电力接收单元接收的电力进行整流，所述滤波电路被设置在所述电力接收单元与所述整流电路之间，
所述第一线圈和所述第一电容器被包括在所述滤波电路中，
所述电容器进一步包括设置在所述整流电路中的第三电容器，
所述电流传感器包括第一电流传感器和第二电流传感器，所述第一电流传感器被配置为检测流过被设置在所述第二继电器与所述整流电路之间的电力线的电流，所述第二电流传感器被配置为检测流过被设置在所述整流电路与所述第一继电器之间的电力线的电流，
所述交流电源单元被电连接到被设置在所述第二继电器与所述滤波电路之间的电力线，并且
所述电子控制单元被配置为基于所述第一电流传感器的检测值而检测在所述滤波电路或所述电力接收单元中是否存在异常，并且所述电子控制单元被配置为基于所述第二电流传感器的检测值而检测在所述整流电路中是否存在异常。
5.根据权利要求2或3所述的电力接收装置，其特征在于
所述设备单元包括整流电路和滤波电路，所述整流电路被配置为对由所述电力接收单元接收的电力进行整流，所述滤波电路被设置在所述电力接收单元与所述整流电路之间，
所述第一线圈和所述第一电容器被包括在所述滤波电路中，
所述电容器进一步包括设置在所述整流电路中的第三电容器，
所述电流传感器包括第一电流传感器和第二电流传感器，所述第一电流传感器被配置为检测流过被设置在所述第二继电器与所述整流电路之间的电力线的电流，所述第二电流传感器被配置为检测流过被设置在所述整流电路与所述第一继电器之间的电力线的电流，
所述交流电源单元被电连接到被设置在所述滤波电路与所述整流电路之间的电力线，并且
所述电子控制单元被配置为基于所述第一电流传感器的检测值而检测在所述滤波电路或所述电力接收单元中是否存在异常，并且所述电子控制单元被配置为基于所述第二电流传感器的检测值而检测在所述整流电路中是否存在异常。
6.根据权利要求2或3所述的电力接收装置，其特征在于
所述设备单元包括整流电路和滤波电路，所述整流电路被配置为对由所述电力接收单元接收的电力进行整流，所述滤波电路被设置在所述电力接收单元与所述整流电路之间，
所述第一线圈和所述第一电容器被包括在所述滤波电路中，
所述电容器进一步包括设置在所述整流电路的整流器的输出侧的第三电容器，
所述电流传感器包括第一电流传感器和第二电流传感器，所述第一电流传感器被配置为检测流过被设置在所述第二继电器与所述整流电路之间的电力线的电流，所述第二电流传感器被配置为检测流过被设置在所述整流电路与所述第一继电器之间的电力线的电流，
所述交流电源单元被电连接到被设置在所述整流电路与所述第一继电器之间的电力线，
所述电力接收装置包括旁路电路和第三继电器，所述旁路电路被配置为绕过所述整流电路，所述第三继电器被设置在所述旁路电路中，
所述电子控制单元被配置为，当将所述第三继电器设定为处于电力切断状态时，基于所述第二电流传感器的检测值而检测在所述第三电容器中是否存在异常，并且所述电子控制单元被配置为，当将所述第三继电器设定为处于通电状态时，基于所述第一电流传感器的检测值而检测在所述滤波电路或所述电力接收单元中是否存在异常。
7.根据权利要求1所述的电力接收装置，其特征在于
所述交流电源单元被配置为改变所述交流电流的频率，并且
所述电子控制单元被配置为基于所述电流传感器的针对分别具有不同频率的交流电流的所述检测值而检测在所述线圈或所述电容器中是否存在异常。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的电力接收装置，其特征在于
所述设备单元包括整流电路、滤波电路和隔离变压器，所述整流电路被配置为对由所述电力接收单元接收的电力进行整流，所述滤波电路被设置在所述电力接收单元与所述整流电路之间，并且所述隔离变压器被设置在所述电力接收单元与所述滤波电路之间。
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