JP2010259204A

JP2010259204A - 電力供給装置

Info

Publication number: JP2010259204A
Application number: JP2009105618A
Authority: JP
Inventors: Akira Mori; 晃森; Nobuyuki Ishihara; 伸幸石原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-04-23
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】自動車に搭載されたバッテリへの充電をより効率よく行なう。
【解決手段】自動車１０に搭載されたバッテリ１２を充電する際には、発振器３０から出力されるテスト信号と、発振器３０から出力されて車両側受電部１４によって反射されて信号検出器３２により検出された反射信号と、から反射信号のテスト信号に対する振幅や位相のズレである反射率を演算し、演算した反射率を用いて設備側給電部２４のコイル２６から車両側受電部１４のコイル１６に給電する際の損失が小さくなるようコイル２６のインダクタンスやコンデンサ２８のキャパシタンスを調整し、調整した後にリレー３４をオンとしてコイル２６とコイル１６との間で電磁誘導によって給電を行なってバッテリ１２を充電する。これにより、設備側給電部２４のコイル２６と車両側受電部１４のコイル１６との位置関係に応じてバッテリ１２をより効率よく充電することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力供給装置に関する。

従来、この種の電力供給装置としては、第１のコイルと第１のコイルに交流電気エネルギを供給する供給電源と供給電源を制御する電源制御装置とを備え、第２のコイルとバッテリと第２のコイルからバッテリへの充電を制御する充電制御回路とを搭載する自動車に電力供給ケーブルを接続することなく、車両に搭載されたバッテリを充電するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、バッテリを充電するときに、第１のコイルに所定の交流電流を供給して誘導磁束を発生させることにより、車両に搭載される第２のコイルに交流の誘導起電力を発生させてその交流の誘導起電力を充電制御回路により直流に変換してバッテリに充電している。

特開平８−２３７８９０号公報

こうした電力供給装置では、第１のコイルと第２のコイルとの間の電磁誘導によってバッテリを充電する際に、第１のコイル側から第２のコイル側への給電（電磁誘導による給電）をより効率よく行なうことが望まれているが、上述の電力供給装置では、第１のコイルと車両に搭載された第２のコイルとの位置関係によっては、電磁誘導による給電を効率よく行なうことができない場合が生じる。

本発明の電力供給装置は、自動車に搭載されたバッテリへの充電をより効率よく行なうことを主目的とする。

本発明の電力供給装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電力供給装置は、
交流電源と、コイルおよびコンデンサを有する設備側給電部と、前記交流電源と前記設備側給電部との接続および接続の解除を行なうリレーと、バッテリと該バッテリに接続されコイルを有する車両側受電部とを備える自動車の前記バッテリを充電する際には前記設備側給電部のコイルと前記車両側受電部のコイルとの間の電磁誘導によって前記バッテリを充電するよう前記設備側給電部と前記リレーとを制御する制御手段と、を備える電力供給装置において、
前記設備側給電部は、前記コイルおよび前記コンデンサに加えて、所定信号を出力する発振器と、外部からの信号を検出する信号検出器と、を備え、前記コイルのインダクタンスと前記コンデンサのキャパシタンスとのうち少なくとも一方が変更可能に形成されてなり、
前記制御手段は、前記バッテリを充電する際、前記発振器から前記車両側受電部に前記所定信号が出力されるよう前記設備側給電部を制御し、前記発振器から出力されて前記車両側受電部により反射されて前記信号検出器により検出された信号である反射信号の前記所定信号に対する変化量を演算し、該演算した変化量に基づいて前記コイルのインダクタンスと前記コンデンサのキャパシタンスとのうち少なくとも一方の調整によって前記設備側給電部のコイルから前記車両側受電部のコイルに電磁誘導によって給電する際の損失が小さくなるよう前記設備側給電部を制御し、該調整後に前記リレーがオンとされるよう該リレーを制御する手段である、
ことを要旨とする。

この本発明の電力供給装置では、バッテリを充電する際には、発振器から車両側受電部に所定信号（振幅や周波数などが所定値の信号）が出力されるよう設備側給電部を制御し、発振器から出力されて車両側受電部により反射されて信号検出器により検出された信号である反射信号の所定信号に対する変化量を演算し、演算した変化量に基づいてコイルのインダクタンスとコンデンサのキャパシタンスとのうち少なくとも一方の調整によって設備側給電部のコイルから車両側受電部のコイルに電磁誘導によって給電する際の損失が小さくなるよう設備側給電部を制御し、調整後にリレーがオンとされるようリレーを制御する。これにより、設備側給電部のコイルと車両側受電部のコイルとの位置関係に応じてバッテリをより効率よく充電することができる。

本発明の一実施例としての電力供給装置２０の構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例として、図示しないモータからの動力により走行する自動車１０に搭載されたバッテリ１２の充電に用いられる電力供給装置２０の構成の概略を示す構成図である。実施例の電力供給装置２０は、図示しないモータやバッテリ１２などと共にコイル１６やバッテリ１２とコイル１６とに接続された整流回路１８などを有する車両側受電部１４が搭載された自動車１０のバッテリ１２の充電に用いられるものであり、交流電源２２と、地面に配置または埋設されて車両側受電部１４への給電に用いられる設備側給電部２４と、交流電源２２と設備側給電部２４との接続やその解除を行なうリレー３４と、装置全体を制御する制御ユニット４０と、を備える。この電力供給装置２０は、地面に配置または埋設された設備側給電部２４の上方に自動車１０が停車してバッテリ１２の充電が指示されると、自動車１０に電力ケーブルなどを接続せずに、設備側給電部２４の後述のコイル２６と車両側受電部１４のコイル１６との間の電磁誘導によってバッテリ１２の充電を行なう。

設備側給電部２４は、リレー３４を介して交流電源２２に直列に接続されたコイル２６やコンデンサ２８と、車両側受電部１４に所定信号（振幅や周波数などが所定値の信号、以下、テスト信号という）を出力する発振器３０と、電力供給装置２０の外部からの信号を検出する信号検出器３２と、を備える。設備側給電部２４では、コイル２６やコンデンサ２８は、それぞれインダクタンス，キャパシタンスを調整可能（図１ではキャパシタンスのみ調整可能）に構成されている。

制御ユニット４０は、リレー３４をオンオフするオンオフ信号や、コイル２６のインダクタンスやコンデンサ２８のキャパシタンスを調整するための調整信号，発振器３０にテスト信号を出力させるための出力指示信号などを図示しない出力ポートを介して出力すると共に、信号検出器３２により検出された信号を図示しない入力ポートを介して入力する。

実施例の電力供給装置２０では、設備側給電部２４の上方に自動車１０が停車した状態でバッテリ１２への充電が指示されると、制御ユニット４０は、発振器３０に出力指示信号を出力してこれを受けた発振器３０にテスト信号を出力させ、発振器３０から出力されて車両側受電部１４により反射されて信号検出器３２により検出された信号（以下、反射信号という）を信号検出器３２から入力して反射信号のテスト信号に対する振幅や位相のズレ（以下、反射率という）を計算する。そして、反射率と、設備側給電部２４のコイル２６から車両側受電部１４のコイル１６に電磁誘導によって給電する際の損失が比較的小さくなる（給電の効率が比較的高くなる）コイル２６のインダクタンスやコンデンサ２８のキャパシタンスと、の関係を予め実験などにより定めたマップに対して前述の計算によって得られた反射率を適用して給電用のインダクタンスやキャパシタンスを設定し、設備側給電部２４のコイル２６のインダクタンスやコンデンサ２８のキャパシタンスを給電用のインダクタンスやキャパシタンスに調整する。即ち、設備側給電部２４のコイル２６と車両側受電部１４のコイル１６との間で電磁誘導によって給電する際の損失が小さくなるよう（給電の効率が高くなるよう）設備側給電部２４のコイル２６のインダクタンスやコンデンサ２８のキャパシタンスを調整するのである。そして、その調整後にリレー３４をオンとして設備側給電部２４のコイル２６と車両側受電部１４のコイル１６との間で電磁誘導によって給電を行なってバッテリ１２を充電する。車両の停車位置（設備側給電部２４のコイル２６と車両側受電部１４のコイル１６との位置関係）によって設備側給電部２４のコイル２６から車両側受電部１４のコイル１６への電磁誘導による給電の効率が異なるが、反射率に応じて設備側給電部２４のコイル２６のインダクタンスやコンデンサ２８のキャパシタンスを調整してからリレー３４をオンとすることにより、設備側給電部２４のコイル２６と車両側受電部１４のコイル１６との位置関係に応じてバッテリ１２をより効率よく充電することができる。

以上説明した実施例の電力供給装置２０によれば、自動車１０に搭載されたバッテリ１２を充電する際には、発振器３０から出力されるテスト信号と、発振器３０から出力されて車両側受電部１４によって反射されて信号検出器３２により検出された反射信号と、から反射信号のテスト信号に対する振幅や位相のズレである反射率を演算し、演算した反射率を用いて設備側給電部２４のコイル２６から車両側受電部１４のコイル１６に給電する際の損失が小さくなるようコイル２６のインダクタンスやコンデンサ２８のキャパシタンスを調整し、調整した後にリレー３４をオンとして設備側給電部２４のコイル２６と車両側受電部１４のコイル１６との間で電磁誘導によって給電を行なってバッテリ１２を充電するから、設備側給電部２４のコイル２６と車両側受電部１４のコイル１６との位置関係に応じてバッテリ１２をより効率よく充電することができる。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、交流電源２２が「交流電源」に相当し、設備側給電部２４が「設備側給電部」に相当し、リレー３４が「リレー」に相当し、発振器３０に出力指示信号を出力してこれを受けた発振器３０にテスト信号を出力させ、発振器３０から出力されて車両側受電部１４により反射されて信号検出器３２により検出された反射信号を信号検出器３２から入力して反射信号のテスト信号に対する振幅や位相のズレである反射率を計算し、計算した反射率に基づいて設備側給電部２４のコイル２６と車両側受電部１４のコイル１６との間で電磁誘導によって給電する際の損失が小さくなるよう（給電の効率が高くなるよう）設備側給電部２４のコイル２６のインダクタンスやコンデンサ２８のキャパシタンスを調整し、その調整後にリレー３４をオンとする制御ユニット４０が「制御手段」に相当する。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電力供給装置の製造産業などに利用可能である。

１０自動車、１２バッテリ、１４車両側受電部、１６コイル、１８整流回路、２０電力供給装置、２２交流電源、２４設備側給電部、２６コイル、２８コンデンサ、３０発振器、３２信号検出器、３４リレー、４０制御ユニット。

Claims

交流電源と、コイルおよびコンデンサを有する設備側給電部と、前記交流電源と前記設備側給電部との接続および接続の解除を行なうリレーと、バッテリと該バッテリに接続されコイルを有する車両側受電部とを備える自動車の前記バッテリを充電する際には前記設備側給電部のコイルと前記車両側受電部のコイルとの間の電磁誘導によって前記バッテリを充電するよう前記設備側給電部と前記リレーとを制御する制御手段と、を備える電力供給装置において、
前記設備側給電部は、前記コイルおよび前記コンデンサに加えて、所定信号を出力する発振器と、外部からの信号を検出する信号検出器と、を備え、前記コイルのインダクタンスと前記コンデンサのキャパシタンスとのうち少なくとも一方が変更可能に形成されてなり、
前記制御手段は、前記バッテリを充電する際、前記発振器から前記車両側受電部に前記所定信号が出力されるよう前記設備側給電部を制御し、前記発振器から出力されて前記車両側受電部により反射されて前記信号検出器により検出された信号である反射信号の前記所定信号に対する変化量を演算し、該演算した変化量に基づいて前記コイルのインダクタンスと前記コンデンサのキャパシタンスとのうち少なくとも一方の調整によって前記設備側給電部のコイルから前記車両側受電部のコイルに電磁誘導によって給電する際の損失が小さくなるよう前記設備側給電部を制御し、該調整後に前記リレーがオンとされるよう該リレーを制御する手段である、
電力供給装置。