JP2013005526A - 非接触充電システム及び非接触充電方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】磁気共鳴式の電力供給により電源装置から二次電池への充電を行うと共に、送電装置及び受電装置の大型化及び高コスト化を抑制して、二次電池の充電状態などの情報を受電装置から送電装置へ精度よく通知することができる非接触充電システム及び非接触充電方法を提供する。
【解決手段】送電装置4及び受電装置5が磁気共鳴式の非接触給電を行うと共に、受電装置5が二次電池2のSOCに応じた切替時間で受電回路の共振周波数を変更する。送電装置4は、共振周波数の変更による電力供給効率の低下に伴う送電コイルL41の電流の減少時間を判定し、この電流減少時間に応じて二次電池2のSOCを取得する。取得したSOCを送電装置4が電源装置3へ通知し、電源装置3は通知されたSOCに適した電圧値及び電流値による電力供給を行う。
【選択図】図2
【解決手段】送電装置4及び受電装置5が磁気共鳴式の非接触給電を行うと共に、受電装置5が二次電池2のSOCに応じた切替時間で受電回路の共振周波数を変更する。送電装置4は、共振周波数の変更による電力供給効率の低下に伴う送電コイルL41の電流の減少時間を判定し、この電流減少時間に応じて二次電池2のSOCを取得する。取得したSOCを送電装置4が電源装置3へ通知し、電源装置3は通知されたSOCに適した電圧値及び電流値による電力供給を行う。
【選択図】図2
Description
本発明は、磁気共鳴式の電力送受信を行うことで、電源装置から二次電池への充電を非接触で行う非接触充電システム及び非接触充電方法に関する。
近年、電気自動車又はハイブリッド自動車等のように、リチウムイオンバッテリなどの二次電池に充電された電力でモータを駆動することにより走行する車輌が普及している。このような車輌(特に電気自動車)では、外部の電源装置からの電力供給により二次電池の充電が行われる場合がある。充電の際には電源装置に接続された充電ケーブルが車輌に設けられた充電口に接続され、充電ケーブル経由で電源装置から二次電池への充電が行われる。
一方、非接触で電力供給を行う技術として、近年では磁気共鳴式の給電が注目されている。磁気共鳴式の給電では、送電装置及び受電装置の共振周波数を一致させることによって、送電装置及び受電装置が数10cm〜数m程度の距離を隔てられている場合であっても、電磁誘導方式の非接触給電と比較して、高効率での電力送受信を行うことができるという利点がある。上記のような車輌の充電に磁気共鳴式の給電を採用することによって、外部の電源装置と車輌とを充電ケーブルにて接続する必要がなくなるため、容易且つ高効率な充電を実現することができる。
しかし、車輌及び携帯型の電子機器等に広く利用されるリチウムイオンバッテリは、過充電などによる発熱の虞があるため、安全性の確保と充電時間の短縮とを両立させるためには、充電の際にリチウムイオンバッテリに印加する電圧及び電流の制御を精度よく行わなければならない。このため、リチウムイオンバッテリへ電力を供給する電源装置は、リチウムイオンバッテリの充電状態を把握して、充電状態に応じて供給電力の電圧及び電流を精度良く調整する必要がある。
非接触で電源装置からリチウムイオンバッテリへの充電を行う場合、送電側の電源装置は受電側のリチウムイオンバッテリの充電状態を直接的に知ることはできない。このため、送電側の電源装置と受電側のリチウムイオンバッテリを搭載した車輌との間で、リチウムイオンバッテリの充電状態を通知するための手段、例えば電波による無線通信の手段などを設ける必要がある。無線通信の手段などを設けることによって、電源装置及び車輌のコスト増大及び装置の大型化等の問題が発生する。
特許文献1においては、第1の共振回路に接続した一次コイルを有する給電装置と、第2の共振回路に接続した二次コイルを有する電子機器とを備え、給電装置が一次コイルに共振周波数の交流電界を印加した場合に、磁気共鳴によって二次コイルに電力が誘導され、電子機器の二次電池が充電される共鳴充電システムが提案されている。このシステムでは、電子機器が複数の共振周波数から一つの共振周波数を任意に設定することができ、給電装置は、電子機器が設定している共振周波数を検出し、検出された共振周波数にて給電を継続することができる。これにより、給電装置及び電子機器に通信手段を設けることなく、給電装置において電子機器内の二次電池の充電状態を検知することができる。
磁気共鳴式の電力供給は、13.56MHz±7kHzのISM(Industry Science Medical)帯での実用化が検討されている。特許文献1に記載の共鳴充電システムは、給電装置及び電子機器が複数の共振周波数から一つの共振周波数を任意に設定するができる構成とし、二次電池の充電状態に応じて共振周波数を段階的に変化させることによって、電子機器から給電装置へ充電状態を通知するというものである。しかしながら、上記のように磁気共鳴式の電力供給はISM帯で行う必要があり、限られた周波数幅の中で変化させることができる共振周波数には限りがあり、二次電池の充電状態を高精度に通知することは難しいという問題がある。また共振周波数を多段階で変化させるためには、抵抗及び容量等の回路素子を多数備えて切り替えを行う必要があるため、送電装置及び受電装置の大型化及び高コスト化を招来するという問題がある。
本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、磁気共鳴式の電力供給により電源装置から二次電池への充電を行うと共に、送電装置及び受電装置の大型化及び高コスト化を抑制して、二次電池の充電状態などの情報を受電装置から送電装置へ精度よく通知することができる非接触充電システム及び非接触充電方法を提供することにある。
本発明に係る非接触充電システムは、送電コイルにより第1の共振周波数での送電を行う送電装置と、受電コイルにより前記第1の共振周波数での受電を行う受電装置とを備え、電源装置から供給される電力を前記送電装置が送電し、送電された電力を前記受電装置が受電して二次電池への充電を行う非接触充電システムにおいて、前記受電装置は、受電に係る共振周波数を前記第1の共振周波数又は該第1の共振周波数とは異なる第2の共振周波数に切り替える切替手段と、前記二次電池の充電状態を取得する充電状態取得手段と、前記第2の共振周波数での受電を、前記充電状態取得手段が取得した充電状態に対して予め定められた時間に亘って行うように、前記切替手段による切り替えを制御する制御手段とを有し、前記送電装置は、前記送電コイルを流れる電流を検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に応じて、前記送電コイルを流れる電流が減少した時間を判定する電流減少時間判定手段とを有し、該電流減少時間判定手段が判定した電流減少時間に応じて、送電する電力の電圧値及び/又は電流値を調整するようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る非接触充電システムは、前記受電装置が、前記二次電池の充電状態及び前記第2の共振周波数での受電を行う時間の対応を記憶した記憶手段を有し、前記制御手段は、前記記憶手段が記憶した前記対応に基づいて、前記切替手段による切替時間を制御するようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る非接触充電システムは、前記送電装置が、前記電流減少時間判定手段の判定結果に応じて、前記二次電池の充電状態を取得する充電状態取得手段と、該充電状態取得手段が取得した充電状態を前記電源装置へ通知する充電状態通知手段とを有し、前記電源装置は、二次電池の充電状態並びに供給する電力の電圧値及び/又は電流値の対応を記憶した記憶手段と、前記送電装置から通知された充電状態及び前記記憶手段が記憶した前記対応に基づいて、前記送電装置へ供給する電力の電圧値及び/又は電流値を調整する調整手段とを有することを特徴とする。
また、本発明に係る非接触充電システムは、送電コイルにより第1の共振周波数での送電を行う送電装置と、受電コイルにより前記第1の共振周波数での受電を行う受電装置とを備え、電源装置から供給される電力を前記送電装置が送電し、送電された電力を前記受電装置が受電して二次電池への充電を行う非接触充電システムにおいて、前記受電装置は、受電に係る共振周波数を前記第1の共振周波数又は該第1の共振周波数とは異なる第2の共振周波数に切り替える切替手段と、前記二次電池の充電状態を取得する充電状態取得手段と、該充電状態取得手段が取得した充電状態並びに前記二次電池へ供給すべき電力の電圧値及び/又は電流値の対応を記憶した記憶手段と、前記充電状態取得手段が取得した充電状態及び前記記憶手段が記憶した前記対応に基づいて電圧値及び/又は電流値を取得し、取得した電圧値及び/又は電流値に応じた切替パターンとなるように、前記切替手段による切り替えを制御する制御手段とを有し、前記送電装置は、前記送電コイルを流れる電流を検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に応じて、前記送電コイルを流れる電流の増減パターンを判定する電流増減パターン判定手段とを有し、該電流増減パターン判定手段が判定した増減パターンに応じて、送電する電力の電圧値及び/又は電流値を調整するようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る非接触充電システムは、前記送電装置が、前記電流増減パターン判定手段の判定結果に応じて、前記二次電池へ供給すべき電力の電圧値及び/又は電流値を取得する供給電力情報取得手段と、該供給電力情報が取得した電圧値及び/又は電流値を前記電源装置へ通知する供給電力情報通知手段とを有し、前記電源装置は、前記送電装置から通知された電圧値及び/又は電流値に基づいて、前記送電装置へ供給する電力の電圧値及び/又は電流値を調整する調整手段を有することを特徴とする。
また、本発明に係る非接触充電システムは、送電コイルにより第1の共振周波数での送電を行う送電装置と、受電コイルにより前記第1の共振周波数での受電を行う受電装置とを備え、電源装置から供給される電力を前記送電装置が送電し、送電された電力を前記受電装置が受電して二次電池への充電を行う非接触充電システムにおいて、前記受電装置は、受電に係る共振周波数を前記第1の共振周波数又は該第1の共振周波数とは異なる第2の共振周波数に切り替える切替手段と、前記送電装置へ送信する2値データに応じた切替パターンとなるように、前記切替手段による切り替えを制御する制御手段とを有し、前記送電装置は、前記送電コイルを流れる電流を検知する検知手段と、該検知手段の検知結果に応じて、前記送電コイルを流れる電流の増減パターンを判定する電流増減パターン判定手段とを有し、該電流増減パターン判定手段が判定した増減パターンに応じて、前記受電装置から送信された2値データを取得するようにしてあることを特徴とする。
また、本発明に係る非接触充電方法は、電源装置から供給される電力を送電コイルにより第1の共振周波数での送電を行い、受電コイルにより前記第1の共振周波数での受電を行って、二次電池への充電を行う非接触充電方法において、二次電池の充電状態を取得し、前記第1の共振周波数とは異なる第2の共振周波数での受電を、取得した充電状態に対して予め定められた時間に亘って行うように、受電に係る共振周波数の切り替えを行い、前記送電コイルを流れる電流を検知し、検知結果に応じて、前記送電コイルを流れる電流が減少した時間を判定し、判定した電流減少時間に応じて、送電する電力の電圧値及び/又は電流値を調整することを特徴とする。
また、本発明に係る非接触充電方法は、電源装置から供給される電力を送電コイルにより第1の共振周波数での送電を行い、受電コイルにより前記第1の共振周波数での受電を行って、二次電池への充電を行う非接触充電方法において、前記二次電池の充電状態並びに前記二次電池へ供給すべき電力の電圧値及び/又は電流値の対応を記憶しておき、二次電池の充電状態を取得し、取得した充電状態及び記憶した前記対応に基づいて電圧値及び/又は電流値を取得し、取得した電圧値及び/又は電流値に応じた切替パターンとなるように、受電に係る共振周波数を前記第1の共振周波数又は該第1の共振周波数とは異なる第2の共振周波数に切り替え、前記送電コイルを流れる電流を検知し、検知結果に応じて、前記送電コイルを流れる電流の増減パターンを判定し、判定した増減パターンに応じて、送電する電力の電圧値及び/又は電流値を調整することを特徴とする。
本発明においては、送電装置及び受電装置が磁気共鳴式の電力供給を行って、電源装置からの電力を送電装置が送電し、この電力を受電した受電装置が二次電池の充電を行う。磁気共鳴式の電力供給では、送電装置及び受電装置の共振周波数を一致させることによって、高効率での電力供給が可能となる。逆に、送電装置及び受電装置の共振周波数が一致していない場合には、電力供給の効率が極端に低下する。
そこで本発明の受電装置は、共振周波数を第1の共振周波数又は第2の共振周波数の2通りに切替可能な構成とする。なお、第1の共振周波数は送電装置の共振周波数に略一致するものであり、第2の共振周波数は送電装置の共振周波数と異なるものである。これにより、第1の共振周波数に切り替えた場合は送電装置から受電装置へ高効率での電力供給が行われ、第2の共振周波数に切り替えた場合は低効率での電力供給が行われる。即ち受電装置は、共振周波数を切り替えることによって電力供給効率の切り替えを行う構成であり、電力供給効率の切り替えを利用して二次電池の充電状態を送電装置へ通知する。受電装置は、二次電池の充電状態(SOC(State Of Charge))を取得して、充電状態に応じて定められた時間に亘って第2の共振周波数への切り替えを行うことによって、送電装置へ二次電池の充電状態を通知する。
受電装置が第2の共振周波数への切り替えを行った場合、電力供給効率が低下するため送電装置では送電コイルを流れる電流が減少する。送電装置は、送電コイルを流れる電流の検知を行うことによって、電力供給効率低下による送電コイルの電流減少時間を判定する。送電装置が判定する送電コイルの電流減少時間は、受電装置が第2の共振周波数に切り替えた時間に略一致するため、送電装置はこの時間に対応する二次電池の充電状態を取得することができる。二次電池の充電状態を取得した送電装置は、送電する電力の電圧値及び/又は電流値を充電状態に応じて調整することができる。
そこで本発明の受電装置は、共振周波数を第1の共振周波数又は第2の共振周波数の2通りに切替可能な構成とする。なお、第1の共振周波数は送電装置の共振周波数に略一致するものであり、第2の共振周波数は送電装置の共振周波数と異なるものである。これにより、第1の共振周波数に切り替えた場合は送電装置から受電装置へ高効率での電力供給が行われ、第2の共振周波数に切り替えた場合は低効率での電力供給が行われる。即ち受電装置は、共振周波数を切り替えることによって電力供給効率の切り替えを行う構成であり、電力供給効率の切り替えを利用して二次電池の充電状態を送電装置へ通知する。受電装置は、二次電池の充電状態(SOC(State Of Charge))を取得して、充電状態に応じて定められた時間に亘って第2の共振周波数への切り替えを行うことによって、送電装置へ二次電池の充電状態を通知する。
受電装置が第2の共振周波数への切り替えを行った場合、電力供給効率が低下するため送電装置では送電コイルを流れる電流が減少する。送電装置は、送電コイルを流れる電流の検知を行うことによって、電力供給効率低下による送電コイルの電流減少時間を判定する。送電装置が判定する送電コイルの電流減少時間は、受電装置が第2の共振周波数に切り替えた時間に略一致するため、送電装置はこの時間に対応する二次電池の充電状態を取得することができる。二次電池の充電状態を取得した送電装置は、送電する電力の電圧値及び/又は電流値を充電状態に応じて調整することができる。
また、本発明においては、二次電池の充電状態と第2の共振周波数に切り替える時間との対応を受電装置がテーブルなどとしてメモリに予め記憶しておく。受電装置は、二次電池の充電状態を取得して、記憶した対応を参照することにより切替時間を決定し、決定した時間に亘って第1の共振周波数から第2の共振周波数への切り替えを行うことができる。
また、本発明においては、送電装置が送電コイルの電流減少時間に応じて二次電池の充電状態を取得し、取得した充電状態を電源装置へ通知する。電源装置は、二次電池の充電状態と供給する電力の電圧値及び/又は電流値との対応をテーブルなどとして予め記憶しており、送電装置から通知された充電状態に基づいて記憶した対応を参照することにより電圧値及び/又は電流値を決定し、決定した電圧値及び/又は電流値となるように電力の調整を行う。これにより送電装置から受電装置へ供給される電力が二次電池の充電状態に対して適切な電圧値及び/又は電流値となり、二次電池の充電を適切な状態で行うことができる。
また、本発明においては、二次電池の充電状態と、この充電状態の二次電池に対して供給する電力の電圧値及び/又は電流値との対応を、受電装置がテーブルなどとしてメモリに予め記憶しておく。受電装置は、二次電池の充電状態に基づいて記憶した対応を参照することにより電圧値及び/又は電流値を取得し、取得した電圧値及び/又は電流値に応じた切替パターンで第1の共振周波数又は第2の共振周波数の切り替えを行うことによって、供給電力の電圧値及び/又は電流値を送電装置へ通知する。
例えば、受電装置は二次電池の充電状態に対応する供給電力の電圧値及び/又は電流値を2値情報(デジタルデータ)として取得することができる。そこで、この2値情報の0/1の値を第1の共振周波数/第2の共振周波数に対応させることによって、電圧値及び/又は電流値に応じた共振周波数の切替パターンを得ることができる。
受電装置があるパターンで第1の共振周波数又は第2の共振周波数の切り替えを行った場合、この切替パターンに応じて送電装置では送電コイルを流れる電流が増減する。送電装置は、送電コイルを流れる電流の検知を行うことによって、電流の増減パターンを判定する。送電装置が判定する送電コイルの電流増減パターンは、受電装置による第1の共振周波数又は第2の共振周波数の切替パターンに略一致するため、送電装置はこのパターンに対応する電圧値及び/又は電流値を取得することができ、取得した電圧値及び/又は電流値に応じた供給電力の調整を行うことができる。
例えば、受電装置は二次電池の充電状態に対応する供給電力の電圧値及び/又は電流値を2値情報(デジタルデータ)として取得することができる。そこで、この2値情報の0/1の値を第1の共振周波数/第2の共振周波数に対応させることによって、電圧値及び/又は電流値に応じた共振周波数の切替パターンを得ることができる。
受電装置があるパターンで第1の共振周波数又は第2の共振周波数の切り替えを行った場合、この切替パターンに応じて送電装置では送電コイルを流れる電流が増減する。送電装置は、送電コイルを流れる電流の検知を行うことによって、電流の増減パターンを判定する。送電装置が判定する送電コイルの電流増減パターンは、受電装置による第1の共振周波数又は第2の共振周波数の切替パターンに略一致するため、送電装置はこのパターンに対応する電圧値及び/又は電流値を取得することができ、取得した電圧値及び/又は電流値に応じた供給電力の調整を行うことができる。
また、本発明においては、送電装置が送電コイルの電流増減パターンに応じて二次電池へ供給すべき電力の電圧値及び/又は電流値を取得し、取得した電圧値を電源装置へ通知する。電源装置は、送電装置から通知された電圧値及び/又は電流値となるように電力の調整を行う。これにより送電装置から受電装置へ供給される電力が二次電池の充電状態に対して適切な電圧値及び/又は電流値となり、二次電池の充電を適切な状態で行うことができる。
また、本発明においては、受電装置による第1の共振周波数及び第2の共振周波数の切替パターンを利用することによって、上記の電圧値及び電流値以外であっても、任意の2値情報を受電装置から送電装置へ送信することができるため、電圧値及び電流値以外の情報を通知する構成としてもよく、これにより受電装置から送電装置へ種々の情報を送信することができる。
本発明による場合は、受電装置が共振周波数を第1の共振周波数又は第2の共振周波数に切り替えて、切替時間又は切替パターンにより二次電池の充電状態又は二次電池へ供給する電力の電圧値及び/若しくは電流値の情報を送電装置へ通知し、送電装置が送電コイルを流れる電流の電流減少時間又は電流増減パターンを判定して受電装置からの情報を取得する構成とすることにより、他の無線通信手段などを備えることなく、受電装置から送電装置への情報送信を行うことができる。受電装置は共振周波数を第1の共振周波数及び第2の共振周波数の2通りに切り替えるのみでよいため、装置の大型化及び高コスト化が抑制されると共に、ISM帯などの限られた周波数帯において容易に実現できる。送電装置は共振周波数の切り替えを行う必要はない。よって、二次電池の充電を非接触で安全に行うことができるシステムを実現できる。
(実施の形態1)
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明に係る非接触充電システムの構成を示す模式図である。図において1は電気自動車であり、電気自動車1には走行用のモータ(図示は省略する)を駆動するための電力を蓄積する二次電池2が搭載されている。二次電池2は、例えばリチウムイオンバッテリなどであり、充電スタンド又は自宅駐車場等の車外に設置された電源装置3から供給される電力を蓄積する。本実施の形態に係る電気自動車1は、電源装置3との間で磁気共鳴式の非接触給電を行うことができる。このため、車外の地面又は地中等には非接触給電のための送電装置4が設けられると共に、電気自動車1の底面又は底部には受電装置5が設けられており、送電装置4及び受電装置5が略対向する位置に電気自動車を停車させることで、送電装置4から受電装置5への非接触給電を行うことができる。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明に係る非接触充電システムの構成を示す模式図である。図において1は電気自動車であり、電気自動車1には走行用のモータ(図示は省略する)を駆動するための電力を蓄積する二次電池2が搭載されている。二次電池2は、例えばリチウムイオンバッテリなどであり、充電スタンド又は自宅駐車場等の車外に設置された電源装置3から供給される電力を蓄積する。本実施の形態に係る電気自動車1は、電源装置3との間で磁気共鳴式の非接触給電を行うことができる。このため、車外の地面又は地中等には非接触給電のための送電装置4が設けられると共に、電気自動車1の底面又は底部には受電装置5が設けられており、送電装置4及び受電装置5が略対向する位置に電気自動車を停車させることで、送電装置4から受電装置5への非接触給電を行うことができる。
図2は、送電装置及び受電装置の詳細構成を示すブロック図である。送電装置4は、送電コイルL41、抵抗R41及び容量C41を有する送電回路と、制御部41、記憶部42及び電流検知部43等とを備えて構成されている。送電装置4の送電回路は、送電コイルL41、容量C41及び抵抗R41が直列接続されて構成されており、これらには更に電流検知部43が直列接続されて、電源装置3に接続されている。なお、容量C41及び抵抗R41は、送電コイルL41の内部容量及び内部抵抗によるものであってもよい。
送電装置4の送電回路は、送電コイルL41、容量C41及び抵抗R41により定まる固有の共振周波数(第1の共振周波数)を有しており、電源装置3はこの共振周波数と略同じ周波数の電力を送電装置4へ供給する。ただし、電源装置3が直流電力又は異なる周波数の交流電力を供給する構成であってもよく、この場合には送電装置4内に、電源装置3から供給される電力を送電回路の共振周波数の電力に変換する回路を設ければよい。また電流検知部43は、送電コイルL41及び電源装置3の間に設けられ、送電コイルL41を流れる電流を検知し、検知結果を制御部41へ通知する。
制御部41は、電流検知部43の検知結果と、記憶部42に予め記憶された情報とに基づいて、電気自動車1に搭載された二次電池2の充電状態を取得し、電源装置3へ二次電池2の充電状態を通知する。記憶部42は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子で構成され、制御部41が二次電池2の充電状態を取得するために必要な情報が予め記憶されている。詳細は後述するが、実施の形態1に係る送電装置4の制御部41は、電流検知部43の検知結果から送電コイルL41を流れる電流が減少した場合に、電流が減少した状態が維持された時間をタイマなどで計時する。記憶部42には、送電コイルL41を流れる電流の電流減少時間と二次電池2の充電状態との対応が予めテーブルとして記憶されており、制御部41は、計時した電流減少時間に基づいて記憶部42から対応する充電状態を取得する。
電源装置3は、二次電池の充電状態と、供給すべき電力の電圧値及び電流値との対応を予め記憶した不揮発性の記憶部(図示は省略する)を有している。電源装置3は、送電装置4の制御部41から通知された充電状態に基づいて記憶部から対応する電圧値及び電流値を取得し、この電圧値及び電流値となるように送電装置4へ供給する電力を調整する。
また、受電装置5は、受電コイルL51、抵抗R51及び容量C51を有する受電回路と、抵抗R52、容量C52及びスイッチ53を有する周波数切替回路と、制御部51、記憶部52及び電力変換部54等とを備えて構成されている。受電装置5の受電回路は、受電コイルL51、抵抗R51及び容量C51が直列接続されて構成されており、電力変換部54に接続されている。なお、抵抗R51及び容量C51は、受電コイルL51の内部抵抗及び内部容量によるものであってよい。
受電装置5の受電回路は、受電コイルL51、抵抗R51及び容量C51により定まる固有の共振周波数を有しており、この共振周波数は送電装置4の送信回路の共振周波数(第1の共振周波数)と略同じに設定されている。送電装置4の送電回路に電源装置3から交流の電力が供給された場合、送電コイルL41の周囲に磁場が形成され、略等しい共振周波数を有する受電装置5の受電コイルL51がこの磁場に共鳴し、受電コイルL51に起電力が生じる。このように送電回路及び受電回路の共振周波数が略等しい場合、送電コイルL41及び受電コイルL51の間では、共鳴により強力な磁場の結合が生じ、この状態においては高効率で非接触による電力の送受信を行うことができる。
受電回路が受信した交流の電力は、電力変換部54へ与えられる。電力変換部54は、受電回路から与えられる交流の電力を整流回路などによって直流の電力に変換し、二次電池2へ与える。二次電池2は、受電装置5の電力変換部54から与えられる直流の電力を蓄積し、電気自動車1の走行時には二次電池2に蓄積された電力によりモータが駆動される。また二次電池2には、充電状態(SOC)を検知する充電状態検知部21が設けられている。充電状態検知部21は、例えば二次電池2の端子電圧又は二次電池2へ流れ込む電流の積分値等に基づいて、二次電池2に蓄積されている電力量を検知し、満充電状態を100%とした割合で示されるSOCとして受電装置5の制御部51へ通知する。なお充電状態検知部21は、受電装置5内に設けられる構成であってもよい。
また受電装置5の受電回路には、直列に接続された抵抗R51及び容量C51に対して、周波数切替回路が並列に接続されている。この周波数切替回路は、抵抗R52、容量C52及びスイッチ53が直列に接続された構成をなしており、スイッチ53を閉じることによって受電回路に抵抗R52及び容量C52が接続され、受電回路の共振周波数が切り替わる。即ち、スイッチ53が開いた状態では、受電装置5の受電回路の共振周波数は送電装置4の送電回路の共振周波数(第1の共振周波数)と略同じであるが、スイッチ53を閉じた状態では、受電装置5の受電回路の共振周波数は送電装置4の送電回路の共振周波数とは異なる周波数(第2の共振周波数)に切り替わる。送電回路及び受電回路の共振周波数が異なる場合、上記のような磁気共鳴による電力の送受信を行うことはできないため、送電装置4から受電装置5への電力供給効率は低下する。
スイッチ53の開閉は、受電装置5の制御部51により制御されている。制御部51は、充電状態検知部21による二次電池2のSOCの検知結果と、記憶部52に予め記憶された情報とに基づいて、スイッチ53の開閉を制御する。記憶部52は、EEPROM又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子で構成され、制御部51がスイッチ53の開閉を制御するために必要な情報が予め記憶されている。実施の形態1に係る受電装置5の制御部51は、二次電池2のSOCに応じた時間、スイッチ53を閉じる制御を行うことによって、所定時間に亘って共振周波数を変更し、電力供給効率を低下させる。記憶部52には、二次電池2のSOCとスイッチ53を閉じる時間との対応が予めテーブルとして記憶されており、制御部51は、二次電池2のSOCの検知結果に基づいて記憶部52から対応する時間を取得する。
図3は、受電装置5の記憶部52に記憶されたテーブルの一例を示す模式図である。上述のように受電装置5の記憶部52には、二次電池2のSOC[%]と、制御部51がスイッチ53を閉じる時間[ms](第2の共振周波数での受電を行う時間)とが対応付けられたテーブルが予め記憶されている。このテーブルにおいて、例えば二次電池2のSOCが70%未満の場合には10%毎にスイッチ53の閉時間が1つ記憶され、SOCが70%以上の場合には5%毎にスイッチ53の閉時間が記憶されている。これは、二次電池2が満充電状態に近い程、二次電池2に印加する電圧値及び電流値を細かく制御する必要があるためである。なお、図3に示したテーブル中の数値は一例であって、これに限るものではない。
図4は、送電装置4の記憶部42に記憶されたテーブルの一例を示す模式図である。送電装置4の記憶部42には、送電コイルL41を流れる電流の電流減少時間[ms]と、二次電池2のSOC[%]とが対応付けられたテーブルが予め記憶されている。送電装置4の記憶部42に記憶されたテーブルは、受電装置5の記憶部52に記憶されたテーブルと略同じ内容である。このテーブルにおいて、例えば電流減少時間の10ms毎に、二次電池のSOCの値が1つ記憶されている。なお、図4に示したテーブル中の数値は一例であって、これに限るものではない。
図5は、電源装置3に記憶されたテーブルの一例を示す模式図である。電源装置3の記憶部には、二次電池2のSOC[%]と、送電装置4へ供給する(即ち二次電池2へ印加する)電力の電圧値[V]及び電流値[A]とが対応付けられたテーブルが予め記憶されている。このテーブルにおいて、二次電池のSOCの10%又は5%毎に、1組の電圧値及び電流値が記憶されている。なお、図5においては、電圧値及び電流値の詳細な値は図示を省略してある。
電源装置3の設置された充電スタンド又は駐車場等に電気自動車1が停車し、電源装置3から電気自動車1の二次電池2への充電が開始された場合、電源装置3から供給される電力は送電装置4から受電装置5へ磁気共鳴式の非接触給電がなされ、充電装置5から二次電池2へ電力供給が行われる。受電装置5は、送電装置4からの受電を開始した後、所定周期(例えば1分に1回など)で二次電池2のSOCを充電状態検知部21から取得し、取得したSOCを送電装置4へ通知する。このときに受電装置5の制御部51は、充電状態検知部21から取得した二次電池2のSOCに基づいて、記憶部52に記憶されたテーブルを参照し、スイッチ53を閉じる時間を取得し、この時間に亘ってスイッチ53を閉じる制御を行う。これにより、受電装置5の受電回路の共振周波数が変化し、送電装置4の送信回路の共振周波数と一致しなくなるため、電力供給効率が低下する。
送電装置4及び受電装置5の電力供給効率が低下した場合、送電装置4の送電コイルL41を流れる電流が減少する。送電装置4は、電流検知部43にて送電コイルL41を流れる電流を検知しており、制御部41は、電流検知部43が検知した電流量に応じて、送電コイルL41を流れる電流が減少したか否かを判定する。このとき制御部41は、例えば電流検知部43が今回に検知した電流量と前回に検知した電流量とを比較し、閾値を超えて電流量が減少した場合に、送電コイルL41を流れる電流量の減少ありと判断する。更に、制御部41は、送電コイルL41を流れる電流の減少ありと判断した後、電流が減少した状態の継続時間をタイマなどで計時することにより、送電コイルL41を流れる電流が減少した時間を判定する。制御部41は、判定した電流減少時間に基づいて、記憶部42に記憶されたテーブルを参照して、二次電池2のSOCを取得し、取得したSOCを電源装置3へ通知する。
電源装置3は、送電装置4から二次電池2のSOCが通知された場合に、通知されたSOCに基づいて予め記憶されたテーブルを参照し、供給電力の電圧値及び電流値を取得する。電源装置3は、テーブルから取得した電圧値及び電流値となるように、送電装置4へ供給する電力を調整する。これにより電源装置3から送電装置4へ二次電池2のSOCに適した電圧値及び電流値の電力が供給され、送電装置4から受電装置5へ二次電池2のSOCに適した電圧値及び電流値の電力が非接触給電され、受電装置5から二次電池2へSOCに適した電圧値及び電流値の電力が供給されて、二次電池2が充電される。
次に、本実施の形態に係る非接触充電システムが行う処理をフローチャートにて説明する。図6は、実施の形態1に係る受電装置5が行う処理の手順を示すフローチャートである。受電装置5の制御部51は、充電状態検知部21が行う二次電池2のSOCの検知結果を周期的に取得しており、まず、二次電池2のSOCの検知結果を取得する所定のタイミングであるか否かを判定する(ステップS1)。SOCの検知結果を取得する所定タイミングでない場合(S1:NO)、制御部51は、所定タイミングに達するまで待機する。
所定のタイミングである場合(S1:YES)、制御部51は、充電状態検知部21から二次電池2のSOCを取得し(ステップS2)、取得したSOCに基づいて記憶部52に記憶されたテーブルを参照し、対応するスイッチ53の閉時間を取得する(ステップS3)。次いで制御部51は、スイッチ53を閉じる制御を行って(ステップS4)、共振周波数の切り替えを行う。その後、制御部51は、スイッチ53を閉じてから所定時間(ステップS3にて取得したスイッチ閉時間)が経過したか否かを判定し(ステップS5)、所定時間が経過していない場合には(S5:NO)、ステップS4へ処理を戻し、スイッチ53を閉じ続ける。所定時間が経過した場合(S5:YES)、制御部51は、スイッチ53を開く制御を行って(ステップS6)、処理を終了する。なお受電装置5の制御部51は、図6に示したフローチャートの処理を繰り返し行っている。
図7は、実施の形態1に係る送電装置4が行う処理の手順を示すフローチャートである。送電装置4は、送電の開始後、送電コイルL41を流れる電流を電流検知部43にて検知しており、制御部41は、電流検知部43による検知結果を取得し(ステップS21)、前回の検知結果と比較を行うことによって、送電コイルL41を流れる電流の量が減少したか否かを判定する(ステップS22)。電流量が減少していない場合(S22:NO)、制御部41は、ステップS21へ処理を戻し、電流検知部43の検知結果の取得及び電流量の減少判定を繰り返し行う。
送電コイルL41を流れる電流の量が減少したと判定した場合(S22:YES)、制御部41は、電流量が減少した状態から元の状態へ戻るまでの時間をタイマなどで計時することにより、電流減少時間の計時を行う(ステップS23)。次いで、制御部41は、電流減少時間に基づいて記憶部42に記憶されたテーブルを参照し、対応する二次電池2のSOCを取得し(ステップS24)、取得したSOCを電源装置3へ通知して(ステップS25)、処理を終了する。なお送電装置4の制御部41は、図7に示したフローチャートの処理を繰り返し行っている。
図8は、実施の形態1に係る電源装置3が行う処理の手順を示すフローチャートである。電源装置3は、送電の開始後、送電装置4から二次電池2のSOCの通知が与えられたか否かを判定し(ステップS41)、SOCの通知が与えられていない場合には(S41:NO)、SOCの通知が与えられるまで、現状での電圧値及び電流値による電力供給を継続して行う。送電装置4からSOCの通知が与えられた場合(S41:YES)、電源装置3は、与えられたSOCを基に予め記憶されたテーブルを参照して、供給する電力の電圧値及び電流値を取得し(ステップS42)、取得した電圧値及び電流値となるように供給電力の調整を行って(ステップS43)、処理を終了する。なお電源装置3は、図8に示したフローチャートの処理を繰り返し行っている。
以上の構成の実施の形態1に係る非接触給電システムは、送電装置4及び受電装置5が磁気共鳴式の非接触給電を行うと共に、受電装置5が二次電池2のSOCに応じた切替時間で受電回路の共振周波数を変更し、共振周波数の変更による電力供給効率の低下に伴う送電コイルL41の電流減少時間を送電装置4が判定し、この電流減少時間に応じて二次電池2のSOCを取得する構成とすることにより、他の無線通信手段などを備えることなく、受電装置5から送電装置4へ二次電池2のSOCを通知することができる。これにより送電装置4は、受電装置5から通知された二次電池2のSOCを電源装置3へ通知して供給電力の電圧値及び電流値をSOCに応じた適切なものに調整させることができ、二次電池2のSOCに適した電圧値及び電流値の電力を送電装置4から受電装置5へ非接触給電して二次電池2に充電することができる。この構成では、受電装置5が共振周波数を2通りに切り替えるのみでよく、送電装置4は共振周波数の切り替えを行う必要はないため、送電装置4及び受電装置5の大型化及び高コスト化を抑制することができる。
また、二次電池のSOCとスイッチ53を閉じて第2の共振周波数に切り替える時間との対応をテーブルとして受電装置5の記憶部52に予め記憶しておく構成とすることにより、受電装置5の制御部51は、充電状態検知部21から二次電池2のSOCの検知結果を取得し、取得したSOCに基づいて記憶部52のテーブルを参照して切替時間を取得することができ、取得した時間に亘ってスイッチ53を閉じ、SOCに応じた共振周波数の切り替えを行うことができる。
また、送電装置4の制御部41が送電コイルL41を流れる電流の電流減少時間に応じて二次電池2のSOCを取得して電源装置3へ通知すると共に、電源装置3が二次電池2のSOCと供給電力の電圧値及び電流値との対応を予めテーブルとして記憶しておき、送電装置4から通知されたSOCに基づいてテーブルを参照して電圧値及び電流値を取得し、取得した電圧値及び電流値となるように供給電力の調整を行う構成とすることにより、二次電池2のSOCに適した電圧値及び電流値の電力を電源装置3から送電装置4、受電装置5を介して二次電池2へ供給することができ、二次電池2の充電を適切な状態で安全に行うことができる。
なお、本実施の形態においては、電気自動車1に搭載された二次電池2を非接触で充電するシステムを例に説明を行ったが、本発明の適用は電気自動車1の充電に限らず、例えば携帯電話器、携帯型音楽再生器又はノートパソコン等のような二次電池2を搭載した機器の充電に適用することができる。また、受電装置5は、スイッチ53を閉じることによって送電装置4と同じ共振周波数(第1の共振周波数)から異なる共振周波数(第2の共振周波数)へ切り替える回路構成としたが、これに限るものではなく、スイッチを開くことによって第1の共振周波数から第2の共振周波数へ切り替える回路構成としてもよい。
また、送電装置4が送電コイルL41の電流減少時間から二次電池2のSOCを判定して電源装置3へ通知し、この通知に応じて電源装置3が供給電力の電圧値及び電流値を決定する構成としたが、これに限るものではなく、送電装置4が電流減少時間から供給電力の電圧値及び電流値を決定して電源装置3へ通知し、この通知に応じて電源装置3が電力調整を行う構成としてもよい。また、電源装置3及び送電装置4は1つの装置であってもよい。
また充電状態検知部21による二次電池2のSOCの検知結果を受電装置5が周期的に取得して送電装置4への通知を行う構成としたが、これに限るものではなく、送電装置4は二次電池2のSOCの検知結果を周期的に取得し、供給電力の電圧値及び電流値の変更が必要な場合にのみ送電装置5への通知を行う構成としてもよい。またスイッチ53を閉じた状態において、受電装置5の電力変換部54は、二次電池2への電力供給を停止してもよい。
(実施の形態2)
上述の実施の形態1に係る非接触充電システムは、受電装置5が共振周波数を切り替えることによって二次電池2のSOCを送電装置4へ通知する構成である。これに対して実施の形態2に係る非接触充電システムは、受電装置5が二次電池2のSOCに適した電圧値及び電流値を判定し、共振周波数の切り替えによって電圧値及び電流値を通知する構成である。
上述の実施の形態1に係る非接触充電システムは、受電装置5が共振周波数を切り替えることによって二次電池2のSOCを送電装置4へ通知する構成である。これに対して実施の形態2に係る非接触充電システムは、受電装置5が二次電池2のSOCに適した電圧値及び電流値を判定し、共振周波数の切り替えによって電圧値及び電流値を通知する構成である。
図9は、実施の形態2に係る受電装置5の記憶部52に記憶されたテーブルの一例を示す模式図である。実施の形態2に係る受電装置5の記憶部52には、二次電池2のSOC[%]と、このSOCに対して二次電池2へ供給すべき電力の電圧値[V]及び電流値[A]とが対応付けられたテーブルが予め記憶されている。このテーブルにおいて、例えば二次電池2のSOCが70%未満の場合には10%毎に電圧値及び電流値が1組記憶され、SOCが70%以上の場合には5%毎に電圧値及び電流値が1組記憶されている。これは、二次電池2が満充電状態に近い程、二次電池2に印加する電圧値及び電流値を細かく制御する必要があるためである。なお、図9においては、電圧値及び電流値の詳細な値は図示を省略してある。
実施の形態2に係る受電装置5の制御部51は、送電装置4からの受電を開始した後、所定周期で二次電池2のSOCを充電状態検知部21から取得し、取得したSOCに基づいて記憶部52に記憶されたテーブルを参照し、二次電池2へ供給する電力の電圧値及び電流値を取得する。受電装置5の制御部51は、取得した電圧値及び電流値に応じたパターンでスイッチ53の開閉を行い、共振周波数の切り替えを行うことにより、電圧値及び電流値を送電装置4へ通知する。受電装置5が所定のパターンで共振周波数を切り替えることによって、送電装置4から受電装置5への電力供給効率が所定のパターンで変化し、送電装置4の送電コイルL41を流れる電流は所定のパターンで増減する。
実施の形態2に係る送電装置4は電流検知部43にて送電コイルL41を流れる電流を検知しており、制御部41は、電流検知部43が検知した電流量の増減を調べることによって、電流量の増減パターンを判定する。送電コイルL41を流れる電流の増減パターンは、送電装置4及び受電装置5の電力供給効率の変化パターンと略同じであり、受電装置5による共振周波数の切替パターン、即ちスイッチ53の開閉の切替パターンと略同じである。よって送電装置4は、送電コイルL41を流れる電流の増減パターンの判定結果から、受電装置5から通知された情報、即ち二次電池2の電圧値及び電流値を取得することができる。送電装置4は取得した電圧値及び電流値を電源装置3へ通知し、電源装置3は、送電装置4から通知された電圧値及び電流値となるように、供給電力の調整を行う。
図10は、受電装置5から送電装置4への情報の通知方法を説明するための模式図である。例えば受電装置5が供給電力の電圧値として10.75Vの値を送電装置3へ通知する場合、受電装置5の制御部51は、各桁の数値”1”、”0”、”7”、”5”をそれぞれ4ビットの2値データに変換することによって”0001000001110101”のデータを得る。受電装置5の制御部51は、得られたデータの各ビットの値”0”、”1”をスイッチ53の”閉”、”開”に割り当てると共に、各ビットを例えば2ms期間のスイッチ53の開閉としてデータの通知を行う。また受電装置5の制御部51は、データ通知の開始を送電装置4へ知らせるために、例えば10ms期間のスイッチ53の閉制御を行った後、データに応じたスイッチ53の開閉を行う。
送電装置4の制御部41は、電流検知部43の検知結果から、送電コイルL41の電流が10msに亘って減少した場合、受電装置5からのデータ通知が開始されることを認識する。その後、送電装置4の制御部41は、2ms毎の電流の増減パターンを判定し、このパターンを2値データに変換することによって、受電装置5から通知される情報(供給電力の電圧値及び電流値)を取得することができる。図示の例では、電流量が減少した状態をデータ”0”とし、電流量が増加した状態をデータ”1”として、電流の増減パターンを2値データに変換すればよい。
図11は、実施の形態2に係る受電装置5が行う処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態2に係る受電装置5の制御部51は、充電状態検知部21が行う二次電池2のSOCの検知結果を周期的に取得しており、まず、二次電池2のSOCの検知結果を取得する所定のタイミングであるか否かを判定する(ステップS61)。SOCの検知結果を取得する所定タイミングでない場合(S61:NO)、制御部51は、所定タイミングに達するまで待機する。
所定のタイミングである場合(S61:YES)、制御部51は、充電状態検知部21から二次電池2のSOCを取得し(ステップS62)、取得したSOCに基づいて記憶部52に記憶されたテーブルを参照し、対応する電圧値及び電流値を取得する(ステップS63)。次いで制御部51は、10ms期間に亘ってスイッチ53を閉じる制御を行って(ステップS64)、共振周波数の切り替えを行うことにより、情報の通知開始を送電装置4へ知らせる。その後、制御部51は、ステップS63にて取得した電圧値の2値データの各ビット値に応じた切替パターンでスイッチ53の開閉制御を行い(ステップS65)、同様にステップS63にて取得した電流値の2値データの各ビット値に応じた切替パターンでスイッチ53の開閉制御を行う(ステップS66)。これにより供給電力の電圧値及び電流値が受電装置5から送電装置4へ通知され、受電装置5の制御部51は、スイッチ53を開く制御を行って(ステップS67)、処理を終了する。なお受電装置5の制御部51は、図11に示したフローチャートの処理を繰り返し行っている。
図12は、実施の形態2に係る送電装置4が行う処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態2に係る送電装置4は、送電の開始後、送電コイルL41を流れる電流を電流検知部43にて検知しており、制御部41は、電流検知部43による検知結果を取得して、10ms期間に亘る電流の減少が検知されたか否かを判定する(ステップS81)。10ms期間に亘る電流減少がない場合(S81:NO)、制御部41は、電流検知部43の検知結果の取得及び電流量の減少判定を繰り返し行う。
送電コイルL41を流れる電流が10ms期間に亘って減少した場合(S81:YES)、制御部41は、その後の2ms期間毎の電流の増減を判定し(ステップS82)、送電コイルL41の電流の増減パターンを取得する。次いで制御部41は、電流の増減パターンを電圧値及び電流値の2値データに変換し(ステップS83)、変換した電圧値及び電流値を電源装置3へ通知して(ステップS84)、処理を終了する。なお送電装置4の制御部41は、図12に示したフローチャートの処理を繰り返し行っている。
以上の構成の実施の形態2に係る非接触給電システムは、受電装置5が、二次電池2のSOCに応じた供給電力の電圧値及び電流値をテーブルから取得し、取得した電圧値及び電流値の2値データの各ビット値をスイッチ53の開閉に割り当てた切替パターンでスイッチ53の切り替え制御を行い、送電装置4が、送電コイルL41を流れる電流の増減パターンを判定し、判定した増減パターンを2値データの電圧値及び電流値に変換する構成とすることにより、他の無線通信手段などを備えることなく、二次電池2のSOCに適した供給電力の電圧値及び電流値の情報を受電装置5から送電装置4へ通知することができる。この構成では、受電装置5が共振周波数を2通りに切り替えるのみでよく、送電装置4は共振周波数の切り替えを行う必要はないため、送電装置4及び受電装置5の大型化及び高コスト化を抑制することができる。また、受電装置5から送電装置4へ電圧値及び電流値が通知される構成であるため、例えば二次電池2の種類などに応じてSOCと電圧値及び電流値との対応関係が異なる場合であっても、送電装置4は二次電池2の種類などに関係なく通知された電圧値及び電流値での電力供給を電源装置3に行わせればよく、送電装置4が二次電池2のSOCと電圧値及び電流値との対応を記憶しておく必要がないという利点がある。
また、受電装置5から通知された電圧値及び電流値を送電装置4が電源装置3へ通知し、電源装置3がこの電圧値及び電流値となるように供給電力の調整を行う構成とすることにより、二次電池2のSOCに適した電圧値及び電流値の電力を電源装置3から送電装置4、受電装置5を介して二次電池2へ供給することができ、二次電池2の充電を適切な状態で安全に行うことができる。またこの構成により、電源装置3は二次電池2のSOCと電圧値及び電流値との対応を記憶しておく必要がない。
なお、本実施の形態においては、受電装置5がスイッチ53の切替パターン(即ち共振周波数の切替パターン)により供給電力の電圧値及び電流値を送電装置4に通知する構成としたが、これに限るものではなく、二次電池2のSOCの2値データを切替パターンによって通知する構成としてもよく、更にはその他の2値データを通知する構成としてもよい。また、スイッチ53の切り替えを2msの周期で行う構成としたが、この周期は一例であって、これに限るものではない。また、通信開始を通知するためにスイッチ53を10msの期間に亘って閉じる構成としたが、この期間は一例であって、これに限るものではない。更には、通信開始の通知を行わずに、2値データに応じたスイッチ53の切り替えを開始してもよい。
また、実施の形態2に係る非接触給電システムのその他の構成は、実施の形態1に係る非接触給電システムの構成と同様であるため、同様の箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
1 電気自動車
2 二次電池
3 電源装置(記憶手段、調整手段)
4 送電装置
5 受電装置
21 充電状態検知部
41 制御部(電流減少時間判定手段、充電状態取得手段、充電状態通知手段、電流増減パターン判定手段、供給電力情報取得手段、供給電力情報通知手段)
42 記憶部
43 電流検知部(検知手段)
51 制御部(充電状態取得手段、制御手段)
52 記憶部(記憶手段)
53 スイッチ(切替手段)
54 電力変換部
L41 送電コイル
L51 受電コイル
C41、C51、C52 容量
R41、R51、R52 抵抗
2 二次電池
3 電源装置(記憶手段、調整手段)
4 送電装置
5 受電装置
21 充電状態検知部
41 制御部(電流減少時間判定手段、充電状態取得手段、充電状態通知手段、電流増減パターン判定手段、供給電力情報取得手段、供給電力情報通知手段)
42 記憶部
43 電流検知部(検知手段)
51 制御部(充電状態取得手段、制御手段)
52 記憶部(記憶手段)
53 スイッチ(切替手段)
54 電力変換部
L41 送電コイル
L51 受電コイル
C41、C51、C52 容量
R41、R51、R52 抵抗
Claims (8)
- 送電コイルにより第1の共振周波数での送電を行う送電装置と、受電コイルにより前記第1の共振周波数での受電を行う受電装置とを備え、電源装置から供給される電力を前記送電装置が送電し、送電された電力を前記受電装置が受電して二次電池への充電を行う非接触充電システムにおいて、
前記受電装置は、
受電に係る共振周波数を前記第1の共振周波数又は該第1の共振周波数とは異なる第2の共振周波数に切り替える切替手段と、
前記二次電池の充電状態を取得する充電状態取得手段と、
前記第2の共振周波数での受電を、前記充電状態取得手段が取得した充電状態に対して予め定められた時間に亘って行うように、前記切替手段による切り替えを制御する制御手段と
を有し、
前記送電装置は、
前記送電コイルを流れる電流を検知する検知手段と、
該検知手段の検知結果に応じて、前記送電コイルを流れる電流が減少した時間を判定する電流減少時間判定手段と
を有し、
該電流減少時間判定手段が判定した電流減少時間に応じて、送電する電力の電圧値及び/又は電流値を調整するようにしてあること
を特徴とする非接触充電システム。 - 前記受電装置は、前記二次電池の充電状態及び前記第2の共振周波数での受電を行う時間の対応を記憶した記憶手段を有し、
前記制御手段は、前記記憶手段が記憶した前記対応に基づいて、前記切替手段による切替時間を制御するようにしてあること
を特徴とする請求項1に記載の非接触充電システム。 - 前記送電装置は、
前記電流減少時間判定手段の判定結果に応じて、前記二次電池の充電状態を取得する充電状態取得手段と、
該充電状態取得手段が取得した充電状態を前記電源装置へ通知する充電状態通知手段と
を有し、
前記電源装置は、
二次電池の充電状態並びに供給する電力の電圧値及び/又は電流値の対応を記憶した記憶手段と、
前記送電装置から通知された充電状態及び前記記憶手段が記憶した前記対応に基づいて、前記送電装置へ供給する電力の電圧値及び/又は電流値を調整する調整手段と
を有すること
を特徴とする請求項1に記載の非接触充電システム。 - 送電コイルにより第1の共振周波数での送電を行う送電装置と、受電コイルにより前記第1の共振周波数での受電を行う受電装置とを備え、電源装置から供給される電力を前記送電装置が送電し、送電された電力を前記受電装置が受電して二次電池への充電を行う非接触充電システムにおいて、
前記受電装置は、
受電に係る共振周波数を前記第1の共振周波数又は該第1の共振周波数とは異なる第2の共振周波数に切り替える切替手段と、
前記二次電池の充電状態を取得する充電状態取得手段と、
該充電状態取得手段が取得した充電状態並びに前記二次電池へ供給すべき電力の電圧値及び/又は電流値の対応を記憶した記憶手段と、
前記充電状態取得手段が取得した充電状態及び前記記憶手段が記憶した前記対応に基づいて電圧値及び/又は電流値を取得し、取得した電圧値及び/又は電流値に応じた切替パターンとなるように、前記切替手段による切り替えを制御する制御手段と
を有し、
前記送電装置は、
前記送電コイルを流れる電流を検知する検知手段と、
該検知手段の検知結果に応じて、前記送電コイルを流れる電流の増減パターンを判定する電流増減パターン判定手段と
を有し、
該電流増減パターン判定手段が判定した増減パターンに応じて、送電する電力の電圧値及び/又は電流値を調整するようにしてあること
を特徴とする非接触充電システム。 - 前記送電装置は、
前記電流増減パターン判定手段の判定結果に応じて、前記二次電池へ供給すべき電力の電圧値及び/又は電流値を取得する供給電力情報取得手段と、
該供給電力情報が取得した電圧値及び/又は電流値を前記電源装置へ通知する供給電力情報通知手段と
を有し、
前記電源装置は、前記送電装置から通知された電圧値及び/又は電流値に基づいて、前記送電装置へ供給する電力の電圧値及び/又は電流値を調整する調整手段を有すること
を特徴とする請求項4に記載の非接触充電システム。 - 送電コイルにより第1の共振周波数での送電を行う送電装置と、受電コイルにより前記第1の共振周波数での受電を行う受電装置とを備え、電源装置から供給される電力を前記送電装置が送電し、送電された電力を前記受電装置が受電して二次電池への充電を行う非接触充電システムにおいて、
前記受電装置は、
受電に係る共振周波数を前記第1の共振周波数又は該第1の共振周波数とは異なる第2の共振周波数に切り替える切替手段と、
前記送電装置へ送信する2値データに応じた切替パターンとなるように、前記切替手段による切り替えを制御する制御手段と
を有し、
前記送電装置は、
前記送電コイルを流れる電流を検知する検知手段と、
該検知手段の検知結果に応じて、前記送電コイルを流れる電流の増減パターンを判定する電流増減パターン判定手段と
を有し、
該電流増減パターン判定手段が判定した増減パターンに応じて、前記受電装置から送信された2値データを取得するようにしてあること
を特徴とする非接触充電システム。 - 電源装置から供給される電力を送電コイルにより第1の共振周波数での送電を行い、受電コイルにより前記第1の共振周波数での受電を行って、二次電池への充電を行う非接触充電方法において、
二次電池の充電状態を取得し、
前記第1の共振周波数とは異なる第2の共振周波数での受電を、取得した充電状態に対して予め定められた時間に亘って行うように、受電に係る共振周波数の切り替えを行い、
前記送電コイルを流れる電流を検知し、
検知結果に応じて、前記送電コイルを流れる電流が減少した時間を判定し、
判定した電流減少時間に応じて、送電する電力の電圧値及び/又は電流値を調整すること
を特徴とする非接触充電方法。 - 電源装置から供給される電力を送電コイルにより第1の共振周波数での送電を行い、受電コイルにより前記第1の共振周波数での受電を行って、二次電池への充電を行う非接触充電方法において、
前記二次電池の充電状態並びに前記二次電池へ供給すべき電力の電圧値及び/又は電流値の対応を記憶しておき、
二次電池の充電状態を取得し、
取得した充電状態及び記憶した前記対応に基づいて電圧値及び/又は電流値を取得し、
取得した電圧値及び/又は電流値に応じた切替パターンとなるように、受電に係る共振周波数を前記第1の共振周波数又は該第1の共振周波数とは異なる第2の共振周波数に切り替え、
前記送電コイルを流れる電流を検知し、
検知結果に応じて、前記送電コイルを流れる電流の増減パターンを判定し、
判定した増減パターンに応じて、送電する電力の電圧値及び/又は電流値を調整すること
を特徴とする非接触充電方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011132445A JP2013005526A (ja) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | 非接触充電システム及び非接触充電方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2011132445A JP2013005526A (ja) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | 非接触充電システム及び非接触充電方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013005526A true JP2013005526A (ja) | 2013-01-07 |
Family
ID=47673518
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2011132445A Withdrawn JP2013005526A (ja) | 2011-06-14 | 2011-06-14 | 非接触充電システム及び非接触充電方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2013005526A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016039749A (ja) * | 2014-08-11 | 2016-03-22 | ユニパルス株式会社 | 非接触電力伝送装置 |
-
2011
- 2011-06-14 JP JP2011132445A patent/JP2013005526A/ja not_active Withdrawn
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JP2016039749A (ja) * | 2014-08-11 | 2016-03-22 | ユニパルス株式会社 | 非接触電力伝送装置 |
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