CN107431366B - 冷却系统以及非接触供电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供冷却系统以及非接触供电系统。冷却系统(30)具备:冷却部(31),其对从输电部(10)以非接触的方式接受电力的受电部(20)和蓄存受电部(20)接受的电力的蓄电装置(B)的至少任意一方进行冷却;冷却控制部(32),其控制冷却部(31)。冷却部(31)借助受电部(20)接受的电力而动作,冷却控制部(32)基于蓄电装置(B)的充电需要量来控制冷却部(31)。
Description
技术领域
本公开涉及冷却系统以及非接触供电系统。本申请基于2015年5月27日提出的日本专利申请第2015-107563号,并对其主张优先权的利益,其内容全部通过参照而引入本申请。
背景技术
以往,公知有在非接触供电系统中冷却受电部以及蓄电部的技术。作为这样的技术,例如在专利文献1中记载有根据受电部的受电效率,使冷却装置的冷却能力变化的非接触受电装置。在专利文献2中记载有根据输电部的动作状态控制交流电源的温控单元的非接触电力传送装置。
专利文献1:日本特开2013-135572号公报
专利文献2:日本特开2013-123307号公报
用于使冷却受电部等的冷却部动作的电力,有时是受电部以非接触的方式从输电部接受的电力的一部分。在该情况下,通过冷却部的动作,向蓄电部充电的电力减少。在上述专利文献1以及专利文献2记载的技术中,没有考虑由于冷却部的动作引起向蓄电部充电的电力减少的情况。因此一边有效地进行充电、一边进行冷却是困难的。
发明内容
本发明说明能够一边有效地进行充电、一边进行冷却的冷却系统以及非接触供电系统。
本发明的一个实施方式的冷却系统具备:冷却部,其对从输电部以非接触的方式接受电力的受电部、和蓄存受电部接受的电力的蓄电部的至少任意一方进行冷却;以及控制部,其控制冷却部,冷却部借助受电部接受的电力而动作,控制部基于蓄电部的充电需要量来控制冷却部。
根据本发明的一个实施方式,能够一边有效地进行充电、一边进行冷却。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的非接触供电系统的结构的框图。
图2是表示冷却控制的处理的流程图。
图3是表示输电量计算处理的流程图。
具体实施方式
本发明的一个实施方式的冷却系统具备冷却部和控制冷却部的控制部,上述冷却部对从输电部以非接触的方式接受电力的受电部、和蓄存受电部接受的电力的蓄电部的至少任意一方进行冷却,冷却部借助受电部接受的电力而动作,控制部基于蓄电部的充电需要量来控制冷却部。
该冷却系统具备控制部,该控制部基于蓄电部的充电需要量来控制冷却部。受电以及充电的发热(受电部以及蓄电部被加热的程度)与对蓄电部充电的电量(即充电需要量)对应。因此例如在与无需冷却程度的发热对应的充电需要量的情况下,以使冷却部不进行动作的方式控制冷却部,从而能够抑制向蓄电部充电的电力减少。因此能够一边有效地进行充电、一边进行冷却。
在一些实施方式中,控制部可以基于蓄电部的目标充电率与蓄电部的当前充电率之差,计算充电需要量。在该情况下,根据蓄电部的目标充电率与蓄电部的当前充电率之差,能够容易地计算充电需要量。
在一些实施方式中,控制部在受电部的温度为第一温度阈值以上的情况下,以冷却受电部的方式控制冷却部,在蓄电部的温度为第二温度阈值以上的情况下,以冷却蓄电部的方式控制冷却部,充电需要量越大,可以将第一温度阈值以及第二温度阈值设定得越大。在该情况下,例如将第一温度阈值设定为受电部的允许温度以下,将第二温度阈值设定为蓄电部的允许温度以下,由此能够有效地进行充电,并且能够抑制受电部的故障以及蓄电部的劣化。
在一些实施方式中,受电部可以包括从输电部的输电线圈以非接触的方式接受电力的受电线圈,控制部将输电线圈与受电线圈的位置偏移是第一状态的情况下的第一温度阈值设定为:比位置偏移是比第一状态小的第二状态的情况下的第一温度阈值小。若输电线圈与受电线圈的位置偏移(接受输送电间的位置偏移)增大,则有时受电时的受电部的发热会增加。因此将接受输送电间的位置偏移是第一状态的情况下的第一温度阈值设定为:比接受输送电间的位置偏移是比第一状态小的第二状态的情况下的第一温度阈值小,从而能够可靠地冷却受电部。
在一些实施方式中,控制部可以计算受电部的温度上升率即第一温度上升率、和蓄电部的温度上升率即第二温度上升率,在第一温度上升率比第二温度上升率小的情况下,将第一温度阈值设定为比第二温度阈值大,在第一温度上升率比第二温度上升率大的情况下,将第一温度阈值设定为比第二温度阈值小。例如在冷却部对受电部以及蓄电部的冷却热量一定的情况下,第一温度上升率越小,则冷却部对受电部的冷却速度相对地越大,因此受电部的冷却时间缩短。同样,第二温度上升率越小,则冷却部对蓄电部的冷却速度相对地越大,因此蓄电部的冷却时间缩短。即第一温度上升率越小,则增大第一温度阈值能够推迟冷却开始。同样,第二温度上升率越小,则增大第二温度阈值能够推迟冷却开始。由此,冷却部的动作被进一步抑制,能够进一步抑制充电至蓄电部的电力减少。
在一些实施方式中,控制部计算电力效率成为最大的受电部的目标温度,在充电需要量小于规定电力的情况下,以使受电部的温度成为目标温度的方式控制冷却部。在该情况下,由于充电需要量较少,因此为了冷却受电部使用电力很充裕。因此能够积极地进行冷却以使电力效率成为最大。另外,通过使电力效率成为最大,由此能够减少发热,能够抑制冷却所使用的电力。
在一些实施方式中,控制部可以在充电需要量小于规定电力的情况下,以冷却蓄电部的方式控制冷却部。在该情况下,由于充电需要量较少,因此为了冷却蓄电部使用电力很充裕。通过积极地冷却蓄电部,从而能够抑制蓄电部的劣化。
本发明的一个实施方式的非接触供电系统,具备上述冷却系统、以非接触的方式向受电部输送电力的输电部、受电部、以及蓄电部。在该非接触供电系统中,受电以及充电的发热(受电部以及蓄电部被加热的程度)与对蓄电部充电的电量(即充电需要量)对应。因此例如在与不需要冷却的程度的发热对应的充电需要量的情况下,以使冷却部不进行动作的方式控制冷却部,从而能够抑制对蓄电部充电的电力减少。因此能够一边有效地进行充电、一边进行冷却。
以下,一边参照附图、一边对本发明的实施方式进行说明。另外,在附图的说明中,有时对同一要素标注同一符号并省略重复的说明。
如图1所示,非接触供电系统1是用于对蓄电装置(蓄电部)B充电的系统。非接触供电系统1例如搭载于电动车、水中航行体等移动体。非接触供电系统1构成为具备:输电装置2、受电装置3、以及具有冷却部31和冷却控制部(控制部)32的冷却系统30。输电装置2构成为能够以非接触的方式向受电装置3传送电力。
输电装置2构成为具备:输电部10、输电侧通信部14以及输电侧控制部15。输电部10是与电源13连接并用于将来自电源13的电力以非接触的方式传送至受电部20的设备(输电器)。输电部10包括输电侧电力转换电路11以及输电侧谐振电路12。
输电侧电力转换电路11是将从电源13供给的电力转换为高频电力的电路。输电侧电力转换电路11例如在从电源13供给交流电的情况下,具备交流直流转换电路以及直流交流转换电路。交流直流转换电路将来自电源13的交流电转换为直流电,例如包括整流器。另外交流直流转换电路包括升压型PFC[Power Factor Correction]电路,可以具有改善功率因数功能以及升压功能。直流交流转换电路将直流电转换为频率比电源13的交流电高的交流电(高频电力),例如是逆变电路。输电侧电力转换电路11将转换后的高频电力传送至输电侧谐振电路12。另外,在从电源13供给直流电的情况下,可以从输电侧电力转换电路11去掉交流直流转换电路。另外,为了将来自电源13的直流电转换为预期的直流电,输电侧电力转换电路11可以包括DC/DC转换器。
输电侧谐振电路12将从输电侧电力转换电路11供给的电力以非接触的方式供给至受电装置3。输电侧谐振电路12包括输电线圈12a。输电线圈12a是用于将从输电侧电力转换电路11供给的电力以非接触的方式向受电装置3供电的线圈。输电线圈12a例如具有预先规定的线圈形状以及尺寸。输电线圈12a可以是环型,也可以是螺线管型。输电侧谐振电路12将来自输电侧电力转换电路11的高频电力给予输电线圈12a,由此实现对受电装置3的非接触供电。输电侧谐振电路12除了具有输电线圈12a以外,至少具有一个电容器,还可以具有电感器。电容器以及电感器并联或串联地连接于输电线圈12a。由此形成各种电路拓扑。
,在输电侧谐振电路12中,作为一个例子在与包括受电线圈21a的受电侧谐振电路21之间形成磁耦合电路。更详细而言,使输电线圈12a与受电线圈21a处于接近的状态而形成磁耦合电路。该磁耦合电路是指:通过将输电线圈12a与受电线圈21a磁性耦合,从而进行从输电线圈12a向受电线圈21a的非接触的供电的电路。这里的磁耦合电路是按照“磁场共鸣方式”进行供电的电路。输电侧谐振电路12从输电线圈12a经由磁耦合电路而对受电线圈21a进行输电,由此能够进行非接触供电。另外磁耦合电路也可以是按照“电磁感应方式”进行供电的电路。
电源13供给输电部10为了生成用于对蓄电装置B充电的电力所需要的电力。电源13供给例如电压为200[V]的三相交流电。另外,该电源13不限于三相交流电,也可以是工业交流电源那样的供给单相交流电的电源,还可以是太阳能发电系统等那样的供给直流电的电源。电源13也可以供给与200[V]不同的电压的电力。
输电侧通信部14是用于以无线通信的接口。输电侧通信部14与设置于受电装置3的受电侧通信部23通信。作为输电侧通信部14例如能够使用无线LAN或者Bluetooth(注册商标)等。
输电侧控制部15例如是包括CPU[Central Processing Unit]、ROM[Read OnlyMemory]、RAM[Random Access Memory]等的电子控制单元。输电侧控制部15控制从输电部10向受电部20的电力供给。输电侧控制部15以改变从输电部10向受电部20供给电力的大小的方式控制输电部10。输电侧控制部15例如控制输电侧电力转换电路11的变频器的开关。
受电装置3构成为具备:受电部20、受电侧通信部23以及受电侧控制部24。受电部20是用于接受从输电线圈12a以非接触的方式供给的电力的设备(受电器)。受电部20包括受电侧谐振电路21以及受电侧电力转换电路22。
受电侧谐振电路21接受从输电侧谐振电路12以非接触的方式供给的电力,并向受电侧电力转换电路22传送。受电侧谐振电路21包括受电线圈21a。受电线圈21a是用于接受从输电侧谐振电路12的输电线圈12a以非接触的方式供给来的电力(交流电)的线圈。受电线圈21a例如具有与输电线圈12a大致相同的线圈形状以及尺寸。受电线圈21a可以是环型,也可以是螺线管型。受电侧谐振电路21除了具有受电线圈21a以外,至少具有一个电容器,还可以具有电感器。电容器以及电感器以并联或者串联的方式连接于受电线圈21a。由此形成各种电路拓扑。
受电侧电力转换电路22是将从受电侧谐振电路21传送的高频电力整流并转换为直流电的电路。受电侧电力转换电路22例如包括整流器以及DC/DC转换器电路。受电侧电力转换电路22将来自受电侧谐振电路21的高频电力转换为直流电。受电侧电力转换电路22将转换后的直流电向冷却系统30的冷却部31供给。
受电部20因从输电线圈12a接受的电力而发热。对受电部20的发热进行详细地说明。在受电侧谐振电路21中,在从输电线圈12a接受电力时,受电线圈21a、电容器、电感器、铁氧体等元件以及线圈线发热。在受电侧电力转换电路22中,在将受电侧谐振电路21接受的电力整流时,整流器发热。若输电线圈12a与受电线圈21a之间的距离改变而产生接受输送电间的位置偏移,则受电侧谐振电路21的阻抗变化,受电部20的发热会增大。接受输送电间的位置偏移例如是指输电线圈12a与受电线圈21a从预期的位置关系偏离。预期的位置关系例如是实现最大电力效率的位置关系,或输电线圈12a的中心与受电线圈21a的中心相向的位置关系,或根据非接触供电系统1的规格书或者使用手册等预先规定的位置关系。另外,由于接受输送电间的位置偏移,受电侧谐振电路21的交流电的波形变形而使该交流电的高调波成分增加。因此有时在受电侧电力转换电路22中,整流器的损失增加,受电侧电力转换电路22的发热增大。在受电侧电力转换电路22中,由于发热,例如受电线圈21a的阻抗以及电抗变化,从而接受输送电性能变化。
受电部20例如包括检测受电部20的温度TA的温度传感器41。由温度传感器41检测出的温度TA被发送至冷却系统30的冷却控制部32。受电部20由冷却系统30的冷却部31冷却,以使受电部20的温度TA小于受电部20的允许温度(耐热温度)TAM。允许温度TAM例如是从基于温度的受电部20的耐久性的观点出发所允许的最高温度。
蓄电装置B蓄存受电部20接受的电力。蓄电装置B包括能够充电的电池(例如锂电池、镍氢电池等二次电池)。蓄电装置B例如包括检测蓄电装置B当前的SOC(充电率,StateOf Charge)的充电率传感器42。由充电率传感器42检测出的当前SOC,被发送至冷却系统30的冷却控制部32。
蓄电装置B因从受电侧电力转换电路22接受的电力而发热。更详细而言,蓄电装置B在利用来自受电侧电力转换电路22的电力被充电时,由于化学反应以及焦耳热等而发热。蓄电装置B例如包括检测蓄电装置B的温度TB的温度传感器43。由温度传感器43检测出的温度TB被发送至冷却系统30的冷却控制部32。蓄电装置B由冷却系统30的冷却部31冷却,以使蓄电装置B的温度TB小于的允许温度(耐热温度)TBM。允许温度TBM例如是从基于温度的蓄电装置B的劣化的观点出发所允许的最高温度。
受电侧通信部23是用于通过无线通信的接口。受电侧通信部23与输电侧通信部14通信。作为受电侧通信部23例如可以使用无线LAN或者Bluetooth(注册商标)等。
受电侧控制部24例如是包括CPU、ROM以及RAM等的电子控制单元。受电侧控制部24控制从受电部20向蓄电装置B的电力供给。受电侧控制部24例如控制受电部20,以便改变向蓄电装置B供给电力的大小。受电侧控制部24例如基于预先准备的控制程序来控制受电部20。
受电侧控制部24取得蓄电装置B的目标SOC(目标充电率)。目标SOC例如是在该充电中借助从受电部20供给的电力被充电的蓄电装置B的SOC的目标值。目标SOC可以是预先存储于受电侧控制部24的默认值,也可以是由非接触供电系统1的操作者输入到受电侧控制部24的输入值。目标SOC能够任意地设定,但例如考虑蓄电装置B的劣化,则能够设为大约90%。取得的目标SOC被发送至冷却系统30的冷却控制部32。
受电侧控制部24取得蓄电装置B的充电预定时间。充电预定时间例如是从该充电的开始时刻到结束预定时刻的时间。充电预定时间可以是预先存储于受电侧控制部24的默认值,也可以是由非接触供电系统1的操作者输入到受电侧控制部24的输入值。作为一个例子,充电预定时间可以是在商业施设等中能够预约充电的时间(例如2小时)。取得的充电预定时间被发送至输电侧控制部15,在根据该充电预定时间计算对蓄电装置B充电有充电需要量P所需的输电量时使用。输电侧控制部15从开始时刻到充电预定时间期间,控制输电部10以便将计算出的输电量输送至受电部20。
例如若从开始时刻起经过充电预定时间前结束充电,则从充电结束时到结束预定时刻之间,有时由于自放电而使充电至蓄电装置B的电力损失。这点通过利用输电侧控制部15在从开始时刻到充电预定时间之间,以将计算出的输电量输送至受电部20的方式控制输电部10,由此能够避免在从开始时刻起经过充电预定时间前结束充电。因此能够抑制由于自放电而使充电至蓄电装置B的电力损失的浪费。另外,例如若从开始时刻起经过充电预定时间前结束充电,并从结束充电时起维持满充电的状态,则会引起蓄电装置B的劣化。即使在该情况下,也能够避免从开始时刻起经过充电预定时间前结束充电而维持满充电的状态,因此能够抑制蓄电装置B的劣化。
冷却系统30如上述那样构成为:具有冷却部31以及冷却控制部32,能够基于蓄电装置B的充电需要量P改变冷却性能。冷却部31是通过该动作对从输电部10以非接触的方式接受电力的受电部20、以及借助受电部20接受的电力而被充电的蓄电装置B的至少任意一方进行冷却的冷却器。冷却部31例如借助从受电侧电力转换电路22接受的电力而动作。具体而言,冷却部31借助从受电侧电力转换电路22供给的直流电而动作。冷却部31可以是例如具备冷却风扇并通过空气冷却来进行冷却的冷却器,也可以是例如具备冷却水路、冷却水泵以及冷却风扇而通过水冷来进行冷却的冷却器。
冷却控制部32例如是包括CPU、ROM以及RAM等的电子控制单元(控制器)。冷却控制部32控制冷却部31。冷却控制部32例如控制从受电侧电力转换电路22向冷却部31的冷却风扇供给的直流电的大小。冷却控制部32例如基于预先准备的控制程序控制冷却部31。作为一个例子,这里的冷却控制部32控制冷却部31的动作,以使冷却部31动作时的冷却部31的每单位时间的冷却热量(以下称为冷却速度)恒定。在本实施方式中“基于冷却部31的冷却速度恒定”是指:冷却部31冷却受电部20以及蓄电装置B的每单位时间的冷却热量恒定而不受受电部20以及蓄电装置B的温度上升率的影响。
冷却控制部32执行基于蓄电装置B的充电需要量P来控制冷却部31的冷却控制的处理。具体而言,冷却控制部32基于蓄电装置B的目标SOC与由充电率传感器42检测出的蓄电装置B的当前SOC之差(以下称为SOC偏差),计算充电需要量P。在此,冷却控制部32将SOC偏差作为充电需要量P使用。计算充电需要量P的方法不限定于该例。例如也可以将SOC偏差再乘以系数等,也可以利用蓄电装置B的目标SOC与蓄电装置B的当前SOC的比例等其它计算方法计算。
冷却控制部32判定充电需要量P是否为规定电力PC以上。在规定电力PC为在冷却部31为了在充电预定时间期间继续冷却蓄电装置B而将由受电部20获取的电力的一部分供给至冷却部31的情况下,向蓄电装置B供给的电量。冷却控制部32判定充电需要量P是否为规定电力PC以上,由此为了在充电预定时间内将充电需要量P充电至蓄电装置B,可以使充电优先于冷却,或者即使继续冷却也能够判定充电是否结束。冷却部31为了继续冷却蓄电装置B而消耗的电量(消耗电量),能够通过将预先决定的每单位时间的消耗电力乘以充电预定时间来求出。另外,也可以基于当前的蓄电装置B的温度TB通过模拟而求出在以使冷却速度为规定值且恒定的方式冷却部31冷却蓄电装置B的情况下的消耗电量。规定电力PC通过将在充电预定时间受电部20获取的最大电量减去上述消耗电量而求出。
冷却控制部32在充电需要量P为规定电力PC以上的情况下,判定由温度传感器41检测出的受电部20的温度TA是否为第一温度阈值TAth以上。冷却控制部32基于判定结果来控制冷却部31的动作。具体而言,冷却控制部32在充电需要量P为规定电力PC以上的情况下,且受电部20的温度TA为第一温度阈值TAth以上的情况下,以冷却受电部20的方式控制冷却部31。第一温度阈值TAth是受电部20的允许温度TAM以下的温度阈值。充电需要量P越大,冷却控制部32在允许温度TAM以下的范围将第一温度阈值TAth设定得越大。作为一个例子,第一温度阈值TAth可以按照预先存储于冷却控制部32的图表,根据充电需要量P来设定。第一温度阈值TAth的图表值在充电需要量P与规定电力PC相等的情况下设定为比允许温度TAM低规定温度的值,也可以设定为充电需要量P越大,则在允许温度TAM以下的范围单调增加。
另外,冷却控制部32在充电需要量P为规定电力PC以上的情况下,且由温度传感器43检测出的蓄电装置B的温度TB是第二温度阈值TBth以上的情况下,以冷却蓄电装置B的方式控制冷却部31。第二温度阈值TBth是蓄电装置B的允许温度TBM以下的温度阈值。充电需要量P越大,冷却控制部32在允许温度TBM以下的范围将第二温度阈值TBth设定得越大。作为一个例子,第二温度阈值TBth可以根据预先存储于冷却控制部32的图表,并根据充电需要量P来设定。第二温度阈值TBth的图表值在充电需要量P与规定电力PC相等的情况下,设定为比允许温度TBM低规定温度的值,也可以被设定为充电需要量P越大,则在允许温度TBM以下的范围单调增加。
冷却控制部32在充电需要量P为规定电力PC以上的情况下,且由温度传感器41检测出的受电部20的温度TA小于第一温度阈值TAth、且由温度传感器43检测出的蓄电装置B的温度TB小于第二温度阈值TBth的情况下,以使冷却部31停止的方式进行控制,不冷却受电部20以及蓄电装置B。
另一方面,冷却控制部32在充电需要量P小于规定电力PC的情况下,控制冷却部31冷却蓄电装置B。在该情况下,使用为了冷却蓄电装置B而使冷却部31动作的电力很充裕。因此在充电需要量P小于规定电力PC的情况下,积极地冷却蓄电装置B。
冷却控制部32在充电需要量P小于规定电力PC的情况下,计算目标温度TAX,控制冷却部31以使由温度传感器41检测出的受电部20的温度TA成为目标温度TAX。目标温度TAX是电力效率成为最大的受电部20的温度TA。接受输送电间的电力效率表示包括受电线圈21a的受电装置3所在位置的电力相对于包括输电线圈12a的输电装置2所在位置的电力的比例,例如是受电装置3的整流器的输出的电力相对于输电装置2的变频器的输入的电力的比例。在充电需要量P小于规定电力PC的情况下,使用为了冷却受电部20而使冷却部31动作的电力很充裕。因此在充电需要量P小于规定电力PC的情况下,积极地冷却受电部20。
冷却控制部32执行温度阈值的设定处理,即基于接受输送电间的位置偏移以及受电部20及蓄电装置B的温度上升率,设定第一温度阈值TAth以及第二温度阈值TBth。
具体而言,冷却控制部32将接受输送电间的位置偏移是第一状态的情况下的第一温度阈值TAth设定为:比接受输送电间的位置偏移小于第一状态的第二状态的情况下的第一温度阈值TAth小。第一状态例如是接受输送电间的位置偏移量d(分离距离)为d1的状态。第二状态例如是位置偏移量d(分离距离)为比d1小的d2的状态。作为一个例子,第一温度阈值TAth可以根据预先存储于冷却控制部32的图表,并根据位置偏移量d设定的修正项ΔTAd来修正。修正项ΔTAd是对第一温度阈值TAth进行减法修正的修正幅度。修正项ΔTAd的图表值在没有接受输送电间的位置偏移的情况下(位置偏移量d=0的情况)被设定为0,可以被设定为位置偏移量d越大,越单调增加。
冷却控制部32基于由温度传感器41检测出的受电部20的温度TA,计算受电部20的温度上升率即第一温度上升率RA。冷却控制部32基于由温度传感器43检测出的蓄电装置B的温度TB,计算蓄电装置B的温度上升率即第二温度上升率RB。温度上升率是每单位时间的温度上升(即温度上升速度)。冷却控制部32在第一温度上升率RA比第二温度上升率RB小的情况下,将第一温度阈值TAth设定为比第二温度阈值TBth大。在该情况下,冷却控制部32例如可以将对第二温度阈值TBth加上规定的加法值(正的数值)所得到的值,作为第一温度阈值TAth使用。另一方面,冷却控制部32在第一温度上升率RA比第二温度上升率RB大的情况下,将第一温度阈值TAth设定为比第二温度阈值TBth小。在该情况下,冷却控制部32例如可以将对第二温度阈值TBth减去规定的减去值(正的数值)所得到的值作为第一温度阈值TAth使用。
第一温度上升率RA越小,越容易抑制受电部20的温度上升。具体而言,第一温度上升率RA越小,一定时间的受电部20产生的热量越小,因此能够减少用于该一定时间的受电部20冷却的冷却热量(冷却速度与该一定时间的乘积)。同样,第二温度上升率RB越小,越容易抑制蓄电装置B的温度上升。具体而言,第二温度上升率RB越小,一定时间的蓄电装置B产生的热量越小,因此能够减小用于该一定时间的蓄电装置B冷却的冷却热量。在本实施方式中,冷却控制部32控制冷却部31的动作,以使冷却部31动作时的冷却部31的冷却速度恒定。即第一温度上升率RA越小,冷却部31对受电部20的冷却速度越相对增大,因此受电部20的冷却时间缩短。同样,第二温度上升率RB越小,冷却部31对蓄电装置B的冷却速度越相对增大,因此蓄电装置B的冷却时间缩短。
接下来,参照图2对由冷却控制部32进行的冷却控制的处理以及温度阈值的设定处理进行说明。如图2所示,首先,由冷却控制部32取得充电需要量P(步骤S1)。由冷却控制部32取得接受输送电间的位置偏移量d(步骤S2)。由冷却控制部32取得第一温度上升率RA和第二温度上升率RB(步骤S3)。然后,由冷却控制部32设定第一温度阈值TAth以及第二温度阈值TBth(步骤S4)。
在该步骤S4中,在充电需要量P为规定电力PC以上的情况下,由冷却控制部32从图表取得与充电需要量P对应的第一温度阈值TAth以及第二温度阈值TBth,设定第一温度阈值TAth以及第二温度阈值TBth。即由冷却控制部32设定第一温度阈值TAth,以使充电需要量P越大则在允许温度TAM以下的范围第一温度阈值TAth越大。另外,在充电需要量P为规定电力PC以上的情况下,由冷却控制部32设定第二温度阈值TBth,以使充电需要量P越大则在允许温度TBM以下的范围第二温度阈值TBth越大。
另外,在步骤S4中,由冷却控制部32从图表取得与接受输送电间的位置偏移量d对应的修正项ΔTAd,修正第一温度阈值TAth。即由冷却控制部32设定第一温度阈值TAth,以使接受输送电间的位置偏移为第一状态的情况下的第一温度阈值TAth,比接受输送电间的位置偏移为比第一状态小的第二状态的情况下的第一温度阈值TAth小。
另外,在步骤S4中,在第一温度上升率RA比第二温度上升率RB小的情况下,利用冷却控制部32将第一温度阈值TAth设定为比第二温度阈值TBth大。另一方面,在第一温度上升率RA比第二温度上升率RB大的情况下,利用冷却控制部32将第一温度阈值TAth设定为比第二温度阈值TBth小。
接着,由冷却控制部32判定充电需要量P是否为规定电力PC以上(步骤S5)。在判定充电需要量P为规定电力PC以上的情况下,由冷却控制部32判定受电部20的温度TA是否为第一温度阈值TAth以上(步骤S6)。在判定受电部20的温度TA是第一温度阈值TAth以上的情况下,由冷却控制部32控制冷却部31,利用冷却部31冷却受电部20,以使受电部20的温度TA小于第一温度阈值TAth(步骤S7)。
另一方面,在上述步骤S6中,在判定受电部20的温度TA小于第一温度阈值TAth的情况下,由冷却控制部32判定蓄电装置B的温度TB是否为第二温度阈值TBth以上(步骤S8)。在判定蓄电装置B的温度TB为第二温度阈值TBth以上的情况下,由冷却控制部32控制冷却部31,利用冷却部31冷却蓄电装置B,以使蓄电装置B的温度TB小于第二温度阈值TBth(步骤S9)。
在上述步骤S8中,在判定为蓄电装置B的温度TB小于第二温度阈值TBth的情况下,由冷却控制部32控制冷却部31,使冷却部31停止(步骤S10)。即,不冷却受电部20以及蓄电装置B。
另一方面,在上述步骤S5中,在判定为充电需要量P小于规定电力PC的情况下,由冷却控制部32控制冷却部31,冷却蓄电装置B(步骤S11)。然后,由冷却控制部32计算目标温度TAX,控制冷却部31以使受电部20的温度TA成为目标温度TAX(步骤S12)。
接下来,参照图3对输电量计算处理进行说明。如图3所示,首先,由冷却控制部32取得充电需要量P(步骤S21)。接着,由受电侧控制部24取得蓄电装置B的充电预定时间(步骤S22)。然后,由输电侧控制部15计算在该充电预定时间将充电需要量P充电至蓄电装置B所需要的输电量(步骤S23)。接着,由输电侧控制部15控制输电部10,以便在从开始时刻到充电预定时间的期间,将计算出的输电量传送至受电部20(步骤S24)。
综上,本实施方式的冷却系统30具备冷却控制部32,该冷却控制部32基于蓄电装置B的充电需要量P来控制冷却部31。受电以及充电的发热(受电部20以及蓄电装置B被加热的程度)与向蓄电装置B充电的电量(即充电需要量P)对应。因此例如在与不需要冷却的发热对应的充电需要量P的情况下,控制冷却部31以使冷却部31不动作,从而能够抑制向蓄电装置B充电的电力减少。因此能够一边有效地进行充电、一边进行冷却。
冷却控制部32根据蓄电装置B的目标SOC与蓄电装置B的当前SOC的差计算充电需要量P。由此能够根据蓄电装置B的目标SOC与蓄电装置B的当前SOC之差,容易地计算充电需要量P。
冷却控制部32在受电部20的温度TA为第一温度阈值TAth以上的情况下,以冷却受电部20的方式控制冷却部31。冷却控制部32在蓄电装置B的温度TB为第二温度阈值TBth以上的情况下,以冷却蓄电装置B的方式控制冷却部31。充电需要量P越大,冷却控制部32将第一温度阈值TAth以及第二温度阈值TBth设定得越大。这样,例如将第一温度阈值TAth设定为受电部20的允许温度TAM以下,由此受电部20被冷却部31冷却而使受电部20的温度TA小于允许温度TAM,因此抑制受电部20的故障。将第二温度阈值TBth设定为蓄电装置B的允许温度TBM以下,由此蓄电装置B被冷却部31冷却而使蓄电装置B的温度TB小于允许温度TBM,因此抑制蓄电装置B的劣化。另外,在受电部20的温度TA小于第一温度阈值TAth,且蓄电装置B的温度TB小于第二温度阈值TBth的情况下,不冷却受电部20以及蓄电装置B,因此不需要用于使冷却部31动作的电力。因此能够有效地进行充电,并且抑制受电部20的故障以及蓄电装置B的劣化。
受电部20包括受电线圈21a,该受电线圈21a从输电部10的输电线圈12a以非接触的方式接受电力。冷却控制部32将接受输送电间的位置偏移为第一状态的情况下的第一温度阈值TAth设定为:比接受输送电间的位置偏移为比第一状态小的第二状态的情况下的第一温度阈值TAth小。若接受输送电间的位置偏移变大,则受电时受电部20的发热增加。因此将接受输送电间的位置偏移为第一状态的情况下的第一温度阈值TAth设定为:比接受输送电间的位置偏移为比第一状态小的第二状态的情况下的第一温度阈值TAth小,从而能够可靠地冷却受电部20。
冷却控制部32计算受电部20的温度上升率即第一温度上升率RA、和蓄电装置B的温度上升率即第二温度上升率RB。冷却控制部32在第一温度上升率RA比第二温度上升率RB小的情况下,将第一温度阈值TAth设定为比第二温度阈值TBth大。冷却控制部32在第一温度上升率RA比第二温度上升率RB大的情况下,将第一温度阈值TAth设定为比第二温度阈值TBth小。
在本实施方式中,冷却控制部32控制冷却部31的动作,以使冷却部31动作时冷却部31的冷却速度恒定。即第一温度上升率RA越小,冷却部31对受电部20的冷却速度相对地增大,因此受电部20的冷却时间缩短。同样,第二温度上升率RB越小,冷却部31对蓄电装置B的冷却速度相对地变大,因此蓄电装置B的冷却时间缩短。即,第一温度上升率RA越小,则越增大第一温度阈值TAth,能够推迟冷却部31的冷却开始。同样,第二温度上升率RB越小,则越增大第二温度阈值TBth,能够推迟冷却部31的冷却开始。由此冷却部31的动作被进一步抑制,能够进一步抑制向蓄电装置B充电的电力减少。
冷却控制部32计算电力效率成为最大的受电部20的目标温度TAX。冷却控制部32在充电需要量P小于规定电力PC的情况下,控制冷却部31,以使受电部20的温度TA成为目标温度TAX。在该情况下,由于充电需要量P较少,因此为了冷却受电部20而使用电力很充裕。因此能够积极地由冷却部31进行冷却,以使电力效率成为最大。另外,电力效率成为最大,由此能够减少受电部20发热,能够抑制冷却所使用的电力。
冷却控制部32在充电需要量P小于规定电力PC的情况下,以冷却蓄电装置B的方式控制冷却部。在该情况下,充电需要量P较少,因此为了冷却蓄电装置B而使用电力很充裕。由冷却部31积极地冷却蓄电装置B,从而能够抑制蓄电装置B的劣化。
本实施方式的非接触供电系统1具备:上述冷却系统30、向受电部20以非接触的方式输送电力的输电部10、受电部20、蓄电装置B。在该非接触供电系统1中,受电以及充电的发热(受电部20以及蓄电装置B被加热的程度)与向蓄电装置B充电的电量(即充电需要量P)对应。因此例如在与不需要冷却的发热对应的充电需要量P的情况下,控制冷却部31以使冷却部31不动作,从而能够抑向制蓄电装置B充电的电力减少。因此能够一边有效地进行充电、一边进行冷却。
以上,对本发明的一个实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述实施方式。例如在上述实施方式中,冷却控制部32构成为包含于冷却系统30,但例如也可以包含于受电装置3而作为受电侧控制部24的一个功能。
在上述实施方式中,以冷却受电部20的方式构成冷却部31,但也可以以单独地冷却构成受电部20的部件(例如受电线圈21a)的方式构成冷却部31。
在上述实施方式中,冷却控制部32控制冷却部31,以使在冷却部31动作时的冷却部31的冷却速度恒定,但也可以控制冷却部31,以使冷却速度变化。在该情况下,例如也可以是第一温度上升率RA或者第二温度上升率RB越小,则越减小冷却部31的冷却速度,容易抑制冷却部31的动作,抑制向蓄电装置B充电的电力减少。
在上述实施方式中,冷却控制部32基于接受输送电间的位置偏移、受电部20的温度上升率以及蓄电装置B的温度上升率,来设定第一温度阈值TAth以及第二温度阈值TBth,但也可以基于上述的一部分,设定第一温度阈值TAth以及第二温度阈值TBth。例如冷却控制部32可以仅基于接受输送电间的位置偏移,设定第一温度阈值TAth以及第二温度阈值TBth,也可以仅基于受电部20的温度上升率以及蓄电装置B的温度上升率,设定第一温度阈值TAth以及第二温度阈值TBth。
在上述实施方式中,冷却控制部32在充电需要量P小于规定电力PC的情况下,以冷却蓄电装置B的方式控制冷却部31,并且计算目标温度TAX,以使受电部20的温度TA成为目标温度TAX的方式控制冷却部31。然而,冷却控制部32在充电需要量P小于规定电力PC的情况下,也可以控制冷却部31不冷却蓄电装置B,还可以控制冷却部31以便不冷却受电部20。冷却控制部32在充电需要量P小于规定电力PC的情况下,可以控制冷却部31不冷却蓄电装置B以及受电部20。
附图标记说明:1…非接触供电系统;10…输电部;20…受电部;30…冷却系统;31…冷却部;32…冷却控制部(控制部);B…蓄电装置。
Claims (7)
1.一种冷却系统,其中,具备:
冷却部,其对从输电部以非接触的方式接受电力的受电部、和蓄存所述受电部接受的所述电力的蓄电部的至少任意一方进行冷却;以及
控制部,其控制所述冷却部,
所述冷却部借助所述受电部接受的所述电力而动作,
所述控制部基于所述蓄电部的充电需要量来控制所述冷却部,
所述控制部在所述受电部的温度为第一温度阈值以上的情况下,以冷却所述受电部的方式控制所述冷却部,在所述蓄电部的温度为第二温度阈值以上的情况下,以冷却所述蓄电部的方式控制所述冷却部,
所述充电需要量越大,所述第一温度阈值以及所述第二温度阈值设定得越大。
2.根据权利要求1所述的冷却系统,其中,
所述控制部基于所述蓄电部的目标充电率与所述蓄电部的当前充电率之差,计算所述充电需要量。
3.根据权利要求1所述的冷却系统,其中,
所述受电部包括受电线圈,该受电线圈从所述输电部的输电线圈以非接触的方式接受所述电力,
所述控制部将所述输电线圈与所述受电线圈的位置偏移是第一状态的情况下的所述第一温度阈值设定为:比所述位置偏移是比所述第一状态的位置偏移小的第二状态的情况下的所述第一温度阈值小。
4.根据权利要求1或3所述的冷却系统,其中,
所述控制部计算所述受电部的温度上升率即第一温度上升率、和所述蓄电部的温度上升率即第二温度上升率,
在所述第一温度上升率比所述第二温度上升率小的情况下,将所述第一温度阈值设定为比所述第二温度阈值大,
在所述第一温度上升率比所述第二温度上升率大的情况下,将所述第一温度阈值设定为比所述第二温度阈值小。
5.根据权利要求1~3中的任一项所述的冷却系统,其中,
所述控制部计算电力效率成为最大的所述受电部的目标温度,
在所述充电需要量小于规定电力的情况下,以使所述受电部的温度成为所述目标温度的方式控制所述冷却部。
6.根据权利要求5所述的冷却系统,其中,
所述控制部在所述充电需要量小于所述规定电力的情况下,以冷却所述蓄电部的方式控制所述冷却部。
7.一种非接触供电系统,其中,
具备:权利要求1~6中的任一项所述的所述冷却系统、以非接触的方式向所述受电部输送所述电力的所述输电部、所述受电部、以及所述蓄电部。
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