CN106233561A - 非接触送电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种非接触送电装置(送电装置(90))，其具备：多个送电线圈单元(700‑1～700‑5)；多个检测部(701‑1～701‑5)，其检测各送电线圈单元上及各送电线圈单元周围的异物；通信部(810)，其与车辆(10)进行通信；以及控制部(800)，其基于由通信部(810)获得的来自车辆(10)的受电装置(受电线圈单元(100))的搭载位置信息，选择多个送电线圈单元(700‑1～700‑5)中的一个，若检测部对所选择的送电线圈单元检测到异物，则在车辆(10)停车之前，将车辆朝向与所选择的送电线圈单元不同的送电线圈单元进行引导。由此，在具备多个送电线圈的送电装置(非接触送电装置)中，能够防止因异物等而造成的电力传输效率降低。

Description

非接触送电装置
技术领域
本发明涉及非接触送电装置。
背景技术
近年来，关于非接触充电系统提出了各种方案，其中，也有应用于车辆的充电的提案。
车辆的充电例如可考虑以非接触方式从送电装置的送电线圈向车辆的受电装置(例如受电线圈)传输电力来进行(例如日本特开2013-126326号公报)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-126326号公报
专利文献2：日本特开2013-009591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
受电线圈被搭载在车辆的哪个位置因车辆不同而不同的情况也不少。日本特开2013-126326号公报提出了下述方案：送电装置构成为具备多个送电线圈，根据搭载了受电线圈的车辆，从多个送电线圈中选择适当的送电线圈，使用所选择的送电线圈实施电力传输。
然而，当在所选择的送电线圈上等存在异物(例如金属片)时，则会出现如电力传输效率降低、或变得无法实施电力传输这样的问题。
本发明的目的在于，在具备多个送电线圈的送电装置(非接触送电装置)中，防止因异物等而造成的电力传输效率降低。
用于解决问题的技术方案
总的来说，本发明是一种非接触送电装置，其具备：多个送电线圈单元；检测部，其检测各送电线圈单元上及各送电线圈单元周围的异物；通信部，其与车辆进行通信；以及控制部，其基于由所述通信部获得的来自所述车辆的受电装置的搭载位置信息，选择所述多个送电线圈单元中的一个，当所述检测部对所选择的送电线圈单元检测到异物时，在所述车辆停车之前，将所述车辆朝向与所选择的送电线圈单元不同的送电线圈单元进行引导。
在上述构成的非接触送电装置中，基于车辆的受电装置的搭载位置信息，选择多个送电线圈单元(送电线圈单元包括送电线圈)中的一个送电线圈单元。在此，若检测部对所选择的送电线圈单元检测到异物，则将车辆朝向与所选择的送电线圈单元不同的送电线圈单元进行引导。因此，即使在对送电线圈单元检测到异物的情况下也能够使用不同的送电线圈单元进行非接触电力传输。
发明效果
根据本发明，在具备多个送电线圈单元的送电装置中，能够防止因异物等而造成的电力传输效率降低。
附图说明
图1是用于对实施方式涉及的非接触送电装置所适用的非接触电力传输系统进行说明的图。
图2是用于对非接触电力传输系统的块结构进行说明的图。
图3是用于对将车辆向送电线圈单元引导时所执行的处理进行说明的流程图。
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。
图1是用于对实施方式涉及的非接触送电装置(以下，也有简单地称为“送电装置”的情况)所适用的非接触电力传输系统进行说明的图。在非接触电力传输系统1中，送电装置90被用于车辆10的充电。
为便于说明，在图1中，以箭头表示车辆的前后方向。“F”表示车辆前进方向F，“B”表示车辆后退方向B。
参照图1，车辆10包括受电线圈单元100以及通信部510。车辆10也包括其他要素，对此将在后面参照图2进行说明。
受电线圈单元100构成用于以非接触方式从送电装置90接受电力的受电装置。
通信部510用于与送电装置90进行通信。
参照图1，送电装置90包括送电线圈单元700、检测部701、控制部800(如在后面参照图2进行的说明那样，也有称为“电源ECU800”的情况)以及通信部810。送电装置90也包括其他要素，对此将在后面参照图2进行说明。
送电线圈单元700具有多个送电线圈单元。虽然在图1中示例性地表示了送电线圈单元700-1～700-5这共计5个送电线圈单元，但并非限定送电线圈单元700所具有的送电线圈单元的数量。
检测部701检测各送电线圈单元700-1～700-5上及各送电线圈单元周围的异物。异物的检测例如可通过利用照相机(未图示)图像和/或利用雷达进行。
检测部701也可以由多个检测部构成，例如如图1所示，可以设为具有检测部701-1～701-5的构成。检测部701-1～701-5对存在于送电线圈单元700-1～700-5的异物进行检测。例如，检测部701-1对存在于送电线圈单元700-1的异物进行检测，检测部701-2对存在于送电线圈单元700-2的异物进行检测。关于检测部701-3至701-5也是同样的。
电源ECU800对送电装置90的各要素进行控制。另外，电源ECU800通过利用通信部510，也能够控制车辆10。
通信部810用于与车辆10(的通信部510)进行通信。
在非接触电力传输系统1中，根据使电力传输效率提高等理由，车辆10的充电要在送电装置90的送电线圈单元700与车辆10的受电线圈单元100以相对置的方式对准了位置的状态下进行。具体而言，受电线圈单元100要与送电线圈单元700-1～700-5中的某个送电线圈单元位置对准。并且，利用与受电线圈单元100对准了位置的送电线圈单元，进行车辆10的充电。
送电线圈单元700-1～700-5之中的哪个送电线圈单元会被用于车辆10的充电，依赖于车辆10。具体而言，基于受电线圈单元100被搭载在车辆10的哪个位置、也就是说车辆10中的受电线圈单元100的搭载位置信息，决定被用于车辆10的充电的送电线圈单元。搭载位置信息由车辆10发送到送电装置90。具体而言，基于由通信部810获得的来自车辆10的受电线圈单元100的搭载位置信息，选择送电线圈单元700-1～700-5之中适于车辆10的充电的送电线圈单元。此外，搭载位置信息也可以包含后述的受电线圈单元100的线圈类型、受电线圈单元100的线圈位置、线圈尺寸等信息。
受电线圈单元100以能够与送电线圈单元700对置的方式配置在车辆10的下部。例如，在受电线圈单元100搭载于车辆10的偏后方(图1所示的B方向一侧)的情况下，从送电线圈单元700-5、700-4和700-3等选择出的送电线圈单元适合用于车辆10的充电。另外，在受电线圈单元100搭载于车辆10的偏前方(图1所示的F方向)的情况下，从送电线圈单元700-1、700-2和700-3等选择出的送电线圈单元适合用于车辆10的充电。
然而，即使如上所述那样选择了适于车辆10的充电的送电线圈单元，当在该送电线圈单元存在异物，也会出现使用了该送电线圈的车辆10的充电无法开始，或即使开始充电，充电效率也会降低的问题。
因此，在实施方式中，若在被选择作为用于送电(输送电力)的候选的送电线圈单元上或者送电线圈单元周围检测出异物时，则可选择与最初所选择的送电线圈单元不同的送电线圈单元，并朝该送电线圈单元引导车辆10。该引导将会在为了位置对准而移动着的车辆10停车(stop)之前进行。并且，使用该与最初所选择的送电线圈单元不同的送电线圈单元对车辆进行充电。如果在该另一送电线圈单元不存在异物，车辆10就能以良好的电力传输效率进行充电。
根据实施方式，在具备多个送电线圈的送电装置中，能够防止因异物等而造成的电力传输效率降低。
图2是用于对图1所示的非接触电力传输系统1的块结构进行说明的图。
参照图2，非接触电力传输系统1大致分为车辆10以及送电装置90。在非接触电力传输系统1中，从送电装置90向车辆10进行非接触电力传输。非接触电力传输经由送电装置90所包含的送电线圈单元700、以及搭载于车辆10的受电线圈单元100来进行。
首先，对非接触电力传输系统1之中的车辆10进行说明。
车辆10包括作为控制部的车辆ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)500。车辆ECU500包括CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、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和/或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的行驶控制和/或蓄电池300的充电控制。此外，关于这些控制，并不限于由软件进行的处理，也可以通过专用的硬件(电子电路)进行处理。
车辆10还包括受电装置120、电阻201、继电器202、电压传感器203、继电器210、蓄电池300、系统主继电器(SMR)310、动力生成装置400、车辆ECU500以及引导输出部520。
受电装置120包括受电线圈单元100、滤波电路150以及整流器200。受电线圈单元100包括二次线圈(次级线圈)，该二次线圈用于以非接触方式接受从送电线圈单元700输出的交流电力。受电线圈单元100所接受的电力被输出到滤波电路150。滤波电路150抑制谐波噪声。滤波电路150例如由包括电感以及电容器的LC滤波器构成。
受电线圈单元100中除了二次线圈之外也包括电容器。二次线圈与电容器构成谐振电路。表示谐振强度的Q值优选为100以上。
由滤波电路150抑制了谐波噪声的交流电力被向整流器200输出。整流器200对交流电力进行整流。由整流器200整流后的电力作为蓄电池300的充电电力而输出。
在整流器200与蓄电池300之间设置有继电器210。继电器210在由来自送电装置90的电力对蓄电池300进行充电时被设为导通状态(ON：接通)。
在整流器200与继电器210之间设置有继电器202。另外，电阻201与继电器202串联连接。再者，电压传感器203设置为能够检测电阻201的两端的电压(受电电压)VR。
蓄电池300例如由锂离子电池和/或镍氢电池等二次电池构成。蓄电池300的电压例如为200V左右。蓄电池300也能由来自后述的动力生成装置400的电力进行充电。相反，也可进行从蓄电池300向动力生成装置400的放电。虽未特别图示，但在整流部200与蓄电池300之间，也可以设置对整流部200的输出电压进行调整的DC-DC转换器。
动力生成装置400使用蓄积在蓄电池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例如包括从蓄电池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池300进行充电的发电机以及能够驱动该发电机的引擎。
另外，车辆10除了包括之前参照图1进行了说明的通信部510之外，还包括引导输出部520。引导输出部520是用户界面，例如用于将车辆10(的受电线圈单元100)向后述的送电线圈单元700进行引导。车辆10的驾驶员能够将引导输出部520输出的图像和/或影像作为参考来驾驶车辆10，将车辆10向送电线圈单元700进行引导。在引导输出部520，代替图像和/或影像，也可以输出声音和/或语音。此外，车辆10的向送电线圈单元700的引导也可以通过车辆ECU500控制车辆10而自动地进行。
接下来，对非接触电力传输系统1之中的送电装置90进行说明。
参照图2，送电装置90包括外部电源900、通信部810、电源部600、滤波电路610以及送电线圈单元700。
送电线圈单元700构成送电装置。送电线圈单元700例如设置在车辆10想要驻车的驻车(parking)空间的地表和/或地下。虽未在图2中表示，但送电线圈单元700具有多个送电线圈单元(例如图1所示的送电线圈单元700-1～700-5)。
在由送电装置90进行的蓄电池300的充电期间，车辆ECU500利用通信部510与送电装置90的通信部810进行通信，与后述的电源ECU800交换受电的开始/停止、和/或车辆10的受电状况等信息。
电源部600从商用系统电源等外部电源900接受电力，产生具有预定的传输频率的交流电力。所产生的交流电力被输出到滤波电路610。
滤波电路610抑制从电源部600产生的谐波噪声。滤波电路610例如由包括电感以及电容器的LC滤波器构成。
由滤波电路610抑制了谐波噪声的交流电力被向送电线圈单元700输出。送电线圈单元700包括一次线圈(初级线圈)，该一次线圈用于以非接触方式向受电线圈单元100送电。送电线圈单元700将具有传输频率的交流电力经由在送电线圈单元700的周围生成的电磁场，以非接触方式向车辆10的受电线圈单元100进行输送。
送电线圈单元700中除了一次线圈之外也包括电容器。一次线圈与电容器构成谐振电路。表示谐振强度的Q值优选为100以上。
作为控制部的电源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，进行送电装置90中的各设备的控制。作为一例，电源ECU800进行电源部600的开关控制，以使电源部600生成具有传输频率的交流电力。此外，关于这些控制，并不限于由软件进行的处理，也可以通过专用的硬件(电子电路)进行处理。
此外，在向车辆10的送电期间，电源ECU800利用通信部810与车辆10的通信部510进行通信，与车辆10交换充电的开始/停止、和/或车辆10的受电状况等信息。
此外，虽未特别图示，但在送电装置90中，也可以在送电线圈单元700与电源部600之间(例如送电线圈单元700与滤波电路610之间)设置隔离变压器。另外，在车辆10中，同样也可以在受电线圈单元100与整流部200之间(例如受电线圈单元100与滤波电路150之间)设置隔离变压器。
根据以上的构成，送电装置(非接触送电装置)90能够与车辆10进行通信，将车辆10(的受电线圈单元100)向送电线圈单元700、具体而言是图1所示的送电线圈单元700-1～700-5中的某个送电线圈单元进行引导。由此，能进行车辆10(的受电线圈单元100)与送电线圈单元700之间的位置对准。
位置对准时，微弱电力(小功率)被从送电装置90输送至车辆10。此时，继电器202为导通状态，可取得由电压传感器203检测出的在电阻201的两端产生的受电电压VR的大小。位置对准时的受电电压VR比正式送电时小，因此，检测时设继电器210为非导通状态，以使得不受蓄电池300的影响。通过以受电电压VR的值作为参考，将车辆10与送电装置700进行位置对准，以使得从送电装置90向车辆10高效地传输电力。
另外，送电装置90能够通过检测部701检测送电线圈单元700上及送电线圈单元周围的异物。
图3是用于对将车辆向送电线圈单元引导时所执行的处理进行说明的流程图。该流程图的处理由图1等所示的控制部(电源ECU)800执行。
参照图1以及图3，首先，在步骤S1中，车辆10的驻车开始。例如，当在送电装置90(的送电线圈单元700的上方)没有停放车辆、且判断为能够使车辆10停放于送电装置90进行充电时，从送电装置90向周围发送告知送电装置90处于能对车辆进行充电的状况的信号。并且，通过车辆10接收到该信号，开始车辆10的驻车。对于车辆10是否能够停方放在送电装置90的判断，例如基于对车辆进行检测的传感器(未图示)的输出来判断。如前所述，车辆10的驻车既可以由驾驶员手动进行，也可以自动进行。
在步骤S2中，在车辆10与送电装置90之间开始通信。在车辆10与送电装置90之间开始通信之后，从车辆10向送电装置90发送车辆10的信息。这里的车辆10的信息是车辆10中的受电线圈单元100的搭载位置信息。
在步骤S3中，根据车辆信息，选择要引导车辆10的送电线圈单元。具体而言，选择送电线圈单元700-1～700-5中的某个送电线圈单元。之后，将所选择的送电线圈单元作为“引导线圈单元”，开始车辆10的向引导线圈单元的引导。
在步骤S4中，判断在引导线圈单元是否存在异物。当在引导线圈单元存在异物的情况下(步骤S4：是)，处理前进至步骤S5。另一方面，当在引导线圈单元不存在异物的情况下(步骤S4：否)，处理前进至步骤S8。
在步骤S5中，将引导线圈单元切换成与在步骤S3中被设为引导线圈单元的送电线圈单元不同的其他送电线圈单元。作为其他送电线圈单元，优选是与切换前的线圈单元相邻(位于前后)的线圈单元。例如，在选择了图1所示的送电线圈单元700-3作为引导线圈单元的情况下，可将引导线圈单元切换成位于送电线圈单元700-3的前后的送电线圈单元700-2或者送电线圈单元700-4。
在步骤S6中，向在步骤S5中被切换成引导线圈单元的送电线圈单元引导车辆10，进行位置对准。位置对准例如，如前面所述那样参考图2所示的受电电压VR进行。此时，在要引导车辆的送电线圈单元中进行小功率的送电。当位置对准完成时，车辆10停车。
在步骤S7中，车辆10的充电开始，流程图的处理结束。
另一方面，在步骤S8中，继续进行向在步骤S3中被设为引导线圈单元的送电线圈单元的车辆10的引导。
在步骤S9中，向在步骤S3中被设为引导线圈单元的送电线圈单元的车辆10的位置对准完成，车辆10停车。
在步骤S10中，车辆10的充电开始，流程图的处理结束。
根据图3的流程图，可基于车辆信息、即车辆10中的受电线圈单元的搭载信息选择出适当的送电线圈单元。另外，当在所选择的送电线圈单元存在异物的情况下，可切换到其他送电线圈单元。由此，能消除充电时的异物的影响，实现良好的充电效率。
最后，对本发明的实施方式进行总结。参照图1，非接触送电装置(送电装置90)具备：多个送电线圈单元700-1～700-5；检测部701-1～701-5，其检测各送电线圈单元上及各送电线圈单元周围的异物；通信部810，其与车辆10进行通信；以及电源ECU800，其基于由通信部810获得的来自车辆10的受电装置(受电线圈单元100)的搭载位置信息，选择多个送电线圈单元700-1～700-5之中的一个，若检测部对所选择的送电线圈单元检测到异物，则在车辆10停车之前，将车辆朝向与所选择的送电线圈单元不同的送电线圈单元进行引导。
根据送电装置90，能基于车辆10的受电线圈单元100的搭载位置信息，选择多个送电线圈单元700-1～700-5之中的一个送电线圈单元。在此，若检测部(检测部701-1等)对所选择的送电线圈单元检测到异物，则将车辆10朝向与所选择的送电线圈单元不同的送电线圈单元进行引导。因此，能够使用与被检测到异物的送电线圈在车辆前后方向上不同的送电线圈单元进行非接触电力传输。其结果，能够防止因异物的存在而造成的非接触电力传输的效率降低。
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来表示，而是由权利要求书来表示，包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。
标号说明
1：非接触电力传输系统；90：送电装置；100：受电线圈单元；120：受电装置；150、610：滤波电路；200：整流器；201：电阻；202、210：继电器；203：电压传感器；300：蓄电池；400：动力生成装置；500：车辆ECU；510、810：通信部；520：引导输出部；600：电源部；700：送电线圈单元；701：检测部；800：电源ECU；900：外部电源。

Claims (4)

1.一种非接触送电装置，具备：
多个送电线圈单元；
检测部，其检测各送电线圈单元上及各送电线圈单元周围的异物；
通信部，其与车辆进行通信；以及
控制部，其基于由所述通信部获得的来自所述车辆的受电装置的搭载位置信息，选择所述多个送电线圈单元中的一个，当所述检测部对所选择的送电线圈单元检测到异物时，在所述车辆停车之前，将所述车辆朝向与所选择的送电线圈单元不同的送电线圈单元进行引导。
2.根据权利要求1所述的非接触送电装置，
所述多个送电线圈单元沿车辆的驻车位置的前后方向排列配置，
所述控制部在所述检测部对所述所选择的送电线圈单元检测到异物的情况下，将所述车辆向与所述所选择的送电线圈单元相邻的送电线圈单元进行引导。
3.根据权利要求2所述的非接触送电装置，
所述检测部配置在所述所选择的送电线圈单元与所述相邻的送电线圈单元之间。
4.根据权利要求1所述的非接触送电装置，
所述控制部对所述车辆被引导而朝向的送电线圈单元进行送电，
所述车辆基于所述车辆所搭载的受电线圈单元的受电电压，进行所述车辆被引导而朝向的送电线圈单元与所述受电线圈单元之间的位置对准。
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