JP2013172499A - Non-contact power transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、非接触で電力伝送を行うための非接触電力伝送システムに関するものである。 The present invention relates to a non-contact power transmission system for performing non-contact power transmission.
環境に配慮した車両として、電気自動車やハイブリッド車などの電動車両が実用化されている。電気自動車では、車両外部の電源(例えば、電源コンセント)から車載の蓄電装置(例えば、バッテリ)を充電可能になっている。例えば、自宅や共用施設などに設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより充電を行う。一方、ハイブリッド車でも、同様に、車両外部の電源から車載の蓄電装置を充電可能にしたプラグインハイブリッド車が実用化されている。 As environmentally friendly vehicles, electric vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles have been put into practical use. In an electric vehicle, an in-vehicle power storage device (for example, a battery) can be charged from a power source (for example, a power outlet) outside the vehicle. For example, charging is performed by connecting a power outlet provided at home or a common facility to a charging port provided in the vehicle with a charging cable. On the other hand, plug-in hybrid vehicles that enable charging of an in-vehicle power storage device from a power source outside the vehicle have also been put to practical use.
ところで、車両外部から車両への給電手法として、ケーブルを用いない非接触給電が近年注目されている。非接触給電手法としては、例えば、電磁結合を利用した手法(電磁誘導を用いた手法、電磁波を用いた手法、共鳴法など)が研究されている。特許文献1には、共鳴法を利用した非接触給電システムが開示されている。 Incidentally, in recent years, non-contact power feeding without using a cable has attracted attention as a power feeding method from the outside of the vehicle to the vehicle. As a non-contact power feeding method, for example, a method using electromagnetic coupling (a method using electromagnetic induction, a method using electromagnetic waves, a resonance method, etc.) has been studied. Patent Document 1 discloses a contactless power feeding system using a resonance method.
共鳴法では、送電側の共鳴器(自己共振コイル)と受電側の共鳴器(自己共振コイル)との位置ずれ(距離)が伝送効率に影響する。伝送効率を向上させるためには、送電側(インフラ側)と受電側(車両側)の間で通信を行いながら、運転者の駐車動作により、送電側の共鳴器と受電側の共鳴器との位置合わせを行う必要がある。 In the resonance method, the positional deviation (distance) between the power transmitting side resonator (self-resonant coil) and the power receiving side resonator (self-resonant coil) affects the transmission efficiency. In order to improve the transmission efficiency, communication between the power transmission side (infrastructure side) and the power reception side (vehicle side) is performed by the driver's parking operation, so that the resonator on the power transmission side and the resonator on the power reception side are connected. Need to align.
ところで、特許文献1に開示の非接触給電システムでは、車両が駐車すると直ぐに給電フローを開始する。しかしながら、電気料金は昼夜で異なるので、例えば電気料金が高い昼間の時間帯に駐車行為を行うと、充電コストが高いという問題があった。 By the way, in the non-contact power feeding system disclosed in Patent Document 1, the power feeding flow is started as soon as the vehicle is parked. However, since the electricity charges differ between day and night, for example, if parking is performed during the daytime when the electricity charges are high, there is a problem that the charging cost is high.
そこで、本発明は、充電コストを低減することが可能な非接触電力伝送システムを提供することを目的としている。 Then, this invention aims at providing the non-contact electric power transmission system which can reduce charging cost.
本発明の非接触電力伝送システムは、非接触給電装置から非接触受電装置へ非接触で電力伝送を行うものである。非接触給電装置は、非接触受電装置と無線通信を行う給電用無線通信部と、給電用無線通信部による無線通信に応じて、電磁結合を利用して非接触受電装置に電力供給を行うための給電コイルとを備え、非接触受電装置は、非接触給電装置と無線通信を行う受電用無線通信部と、受電用無線通信部による無線通信に応じて、電磁結合を利用して非接触給電装置から電力取得を行うための受電コイルと、受電コイルからの交流電力を整流して、蓄電装置を充電するための直流電圧を生成する整流器ユニットとを備え、非接触給電装置又は非接触受電装置が、蓄電装置の充電開始時刻を予め設定するタイマー入力部を更に備える。この非接触電力伝送システムでは、非接触給電装置と非接触受電装置との間でプリチャージを行うことによって、非接触給電装置から非接触受電装置への電力伝送環境を非接触給電装置又は非接触受電装置によって判断し、電力伝送環境が電力伝送可能な環境である場合に、非接触給電装置及び非接触受電装置は待機状態に移行し、充電開始時刻経過後、非接触給電装置と非接触受電装置との間で再プリチャージを行うことによって、電力伝送環境を非接触給電装置又は非接触受電装置によって再度判断し、当該電力伝送環境が電力伝送可能な環境である場合に、非接触給電装置及び非接触受電装置によって蓄電装置の充電を行う。 The contactless power transmission system of the present invention performs power transmission in a contactless manner from a contactless power feeding device to a contactless power receiving device. The non-contact power supply device supplies power to the non-contact power receiving device using electromagnetic coupling according to the wireless communication by the power supply wireless communication unit that performs wireless communication with the non-contact power receiving device and the wireless communication by the power supply wireless communication unit. The non-contact power receiving device includes a power receiving wireless communication unit that performs wireless communication with the non-contact power feeding device, and non-contact power feeding using electromagnetic coupling according to wireless communication by the power receiving wireless communication unit. A non-contact power feeding device or a non-contact power receiving device comprising: a power receiving coil for acquiring power from the device; and a rectifier unit that rectifies AC power from the power receiving coil and generates a DC voltage for charging the power storage device However, it further includes a timer input unit for presetting the charging start time of the power storage device. In this non-contact power transmission system, the pre-charging is performed between the non-contact power feeding device and the non-contact power receiving device, so that the power transmission environment from the non-contact power feeding device to the non-contact power receiving device is determined. When the power transmission environment is an environment where power transmission is possible, the contactless power feeding device and the contactless power receiving device shift to a standby state, and after the charging start time has elapsed, the contactless power feeding device and the contactless power receiving device When the power transmission environment is determined again by the non-contact power feeding device or the non-contact power receiving device by re-precharging with the device, and the power transmission environment is an environment capable of power transmission, the non-contact power feeding device In addition, the power storage device is charged by the non-contact power receiving device.
この非接触電力伝送システムによれば、タイマー入力部によって、充電開始時刻を予め設定することができるので、例えば電気料金が比較的に安い時間帯に充電を行うことができる。したがって、充電コストを低減することが可能となる。 According to this non-contact power transmission system, since the charging start time can be set in advance by the timer input unit, for example, charging can be performed in a time zone where the electricity rate is relatively low. Therefore, the charging cost can be reduced.
ここで、給電コイルと受電コイルとの間に異物が侵入したり、給電コイルと受電コイルとの相対位置がずれていたりすると、非接触給電装置から非接触受電装置へ適切な電力が伝送されず、蓄電装置を適切に充電することができない。更には、非接触給電装置の負荷が増大し、安全性に問題が生じることがある。また、給電コイルと受電コイルとの間に動物等が侵入する場合にも安全性に問題がある。 Here, if a foreign object enters between the power feeding coil and the power receiving coil, or if the relative position between the power feeding coil and the power receiving coil is shifted, appropriate power is not transmitted from the non-contact power feeding device to the non-contact power receiving device. The power storage device cannot be charged properly. Furthermore, the load of the non-contact power feeding apparatus increases, which may cause a safety problem. There is also a problem in safety when an animal or the like enters between the power supply coil and the power reception coil.
そこで、この非接触電力伝送システムでは、プリチャージを行うことによって、非接触給電装置から非接触受電装置への電力伝送環境を判断し、電力伝送環境が電力伝送可能な環境である場合に待機状態に移行する。例えば、プリチャージにおいて、非接触給電装置から非接触受電装置への伝送電力が、蓄電装置を充電するための設定電力相当の電力である場合に、給電コイルと受電コイルとの間に異物や動物等が侵入しておらず、また、給電コイルと受電コイルとの相対位置が合っており、非接触給電装置から非接触受電装置への電力伝送環境が電力伝送可能な環境であると判断する。これによって、充電開始時刻に確実に充電を行うことができる。 Therefore, in this non-contact power transmission system, the pre-charging is performed to determine the power transmission environment from the non-contact power feeding device to the non-contact power receiving device, and when the power transmission environment is an environment capable of power transmission, Migrate to For example, in the precharge, when the transmission power from the non-contact power supply device to the non-contact power reception device is the power equivalent to the set power for charging the power storage device, a foreign object or animal is interposed between the power supply coil and the power reception coil. And the relative positions of the power feeding coil and the power receiving coil are matched, and it is determined that the power transmission environment from the non-contact power feeding device to the non-contact power receiving device is an environment where power can be transmitted. Thus, charging can be performed reliably at the charging start time.
ところで、非接触給電の場合、待機状態中に、何らかの外的要因によって電力伝送環境が変化してしまうことがある。例えば、給電コイルと受電コイルとの間に異物や動物等が侵入して、電力伝送を適切に行うことができない環境に変化する可能性がある。 By the way, in the case of non-contact power feeding, the power transmission environment may change due to some external factor during the standby state. For example, a foreign object, an animal, or the like may enter between the power feeding coil and the power receiving coil, and there is a possibility of changing to an environment where power transmission cannot be performed appropriately.
しかしながら、この非接触電力伝送システムによれば、充電開始時刻が経過したときにも、再度プリチャージを行うことによって上記した電力伝送環境を再度判断し、電力伝送環境が電力伝送可能な環境である場合に蓄電装置の充電を開始するので、より確実に充電を行うことができる。 However, according to this non-contact power transmission system, even when the charging start time elapses, the above power transmission environment is determined again by performing precharging again, and the power transmission environment is an environment in which power transmission is possible. In this case, since charging of the power storage device is started, charging can be performed more reliably.
上記した非接触受電装置は、待機状態中に電力伝送環境を変更する場合には、受電用無線通信部によって非接触給電装置に充電中止を通知することが好ましい。 When the above-described non-contact power receiving apparatus changes the power transmission environment during the standby state, it is preferable to notify the non-contact power feeding apparatus of the charging stop by the power receiving wireless communication unit.
ここで、非接触給電の場合、ユーザがタイマー設定を忘れて、充電開始時刻に車両(非接触受電装置)を出車させてしまう(電力伝送環境、例えば、給電コイルと受電コイルとの相対位置を変更してしまう)可能性があり、このような場合、非接触給電装置はエラー状態となってしまう。 Here, in the case of non-contact power feeding, the user forgets to set the timer and leaves the vehicle (non-contact power receiving device) at the charging start time (power transmission environment, for example, the relative position between the power feeding coil and the power receiving coil) In such a case, the non-contact power feeding device will be in an error state.
しかしながら、この非接触電力伝送システムによれば、受電用無線通信部によって非接触給電装置に充電中止を通知することによって充電中止を指示することができるので、非接触給電装置はエラー状態となることがない。 However, according to this non-contact power transmission system, it is possible to instruct the non-contact power supply apparatus to stop charging by notifying the non-contact power supply apparatus of the non-contact power supply apparatus, so that the non-contact power supply apparatus enters an error state. There is no.
また、上記した非接触電力伝送システムは、充電開始時刻経過後、再プリチャージを行う前に、受電用無線通信部によって非接触給電装置に接続要求を行ってもよい。また、上記した非接触電力伝送システムは、充電開始時刻経過後、再プリチャージを行う前に、受電用無線通信部によって非接触給電装置の探索を行ってもよい。 In addition, the above-described non-contact power transmission system may make a connection request to the non-contact power feeding device by the power receiving wireless communication unit before re-precharging after the charging start time has elapsed. In addition, the above-described contactless power transmission system may search for a contactless power feeding device by the power receiving wireless communication unit before performing re-precharge after the charging start time has elapsed.
本発明によれば、充電コストを低減することができる。 According to the present invention, the charging cost can be reduced.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を附すこととする。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
図1は、本発明の一実施形態に係る非接触電力伝送システムの電力系統の構成を示す模式図であり、図2は、本発明の一実施形態に係る非接触電力伝送システムの電力及び制御系統を示す回路ブロック図である。図1及び図2に示す非接触電力伝送システム100は、自宅や共用施設(例えば、ガソリンスタンド)の充電用駐車スペースに設けられる非接触給電装置10と、電気自動車やハイブリット車などの電動車両(非接触受電装置)20とを備え、非接触給電装置10から車両20へ非接触で電力伝送を行うものである。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a power system of a contactless power transmission system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 illustrates power and control of the contactless power transmission system according to an embodiment of the present invention. It is a circuit block diagram which shows a system | strain. A non-contact
非接触給電装置10は、インバータユニット11と、給電コイルユニット12と、無線通信部13と、駐車検知センサ14とを備える。一方、車両20は、受電コイルユニット21と、整流器ユニット22と、駆動用バッテリ(蓄電装置)23と、整流器リレー24と、電池監視ユニット25と、電源管理ECU(Electronic Control Unit)26と、給電制御ECU(ElectronicControl Unit)27と、給電開始スイッチ28と、無線通信部29と、タイマー入力装置30を備える。
The non-contact
まず、非接触給電装置10では、インバータユニット11は、インバータを有し、電気事業者からの系統電源(商用電源)を高周波電力に変換する。インバータユニット11は、この高周波電力(高周波電流)を給電コイルユニット12に供給する。
First, in the non-contact
給電コイルユニット12は、給電コイルを有し、この給電コイルと受電コイルユニット21における受電コイルとの電磁誘導作用を利用して、インバータユニット11から供給される電力を受電コイルユニット21に非接触で供給する。例えば、給電コイルユニット12は、充電用駐車スペースの床面に設けられている。
The power
無線通信部13は、車両20における無線通信部29と無線で通信を行うものであり、非接触給電装置10と車両20との間で各種情報の送受信を行う。非接触給電装置10から車両20へ送信する情報としては、後述する接続応答、プリチャージOK/NG、給電停止要求などであり、車両20から非接触給電装置10へ送信する情報としては、後述する接続要求、プリチャージ要求、整流器ユニット22の出力電力(電流)、バッテリの充電状態、給電停止要求などである。なお、本実施形態では、無線通信部13は、インバータユニット11に搭載されている。
The
駐車検知センサ14は、車両20が充電用駐車スペースに駐車されたか否かを検知し、駐車された場合に無線通信部13を起動する(オン状態とする)。一方、駐車検知センサ14は、車両20が充電用駐車スペースから出車した場合に無線通信部13を停止する(オフ状態とする)。駐車検知センサ14としては、荷重センサ、超音波センサ、赤外線センサなどの様々なセンサが適用可能である。
The
次に、車両20では、受電コイルユニット21は、受電コイルを有し、上述したように電磁誘導作用を利用して、給電コイルユニット12から非接触で交流電力を取得する。例えば、受電コイルユニット21は、車体底面に設けられている。
Next, in the
整流器ユニット22は、受電コイルユニット21によって取得した交流電力を整流して直流電力に変換する。また、整流器ユニット22は、DC/DCコンバータを有し、整流した直流電力をバッテリ電圧相当まで昇降圧する。また、整流器ユニット22は、電圧センサを有しており、整流器リレー24を介して駆動用バッテリ23の電圧をモニタすることによって、駆動用バッテリ23が満充電状態、又は、満充電に近い状態であるか否かをモニタすることができる。整流器ユニット22は、整流器リレー24を介して駆動用バッテリ23に接続される。
The
駆動用バッテリ23は、整流器ユニット22からの直流電圧によって再充電可能な直流電源である。例えば、駆動用バッテリ23としては、リチウムイオンやニッケル水素などの二次電池が適用可能である。
The driving
整流器リレー24は、充電を行う際に、整流器ユニット22を駆動用バッテリ23に接続するものである。充電を行わない場合には、整流器リレー24は、整流器ユニット22と駆動用バッテリ23との接続を解除する。
The
電池監視ユニット25は、駆動用バッテリ23の状態をセルごとに監視し、各セルの状態を統合した電池状態を電源管理ECU26へ送信する。例えば、電池監視ユニット25は、各セルの充電状態のバランスを監視したり、セルごとに異常検知を行ったりする(フェールセーフ)。なお、本実施形態では、電池監視ユニット25は、駆動用バッテリ23に搭載されている。
The
電源管理ECU26は、給電時及び走行時に、駆動用バッテリ23の状態を管理する。駆動用バッテリ23の状態としては、SOC(State Of Charge)、電圧、電流、温度などである。
The
給電制御ECU27は、非接触給電装置10から車両20へ給電を行う際の統括制御を行うものである。例えば、給電制御ECU27は、非接触給電装置10から車両20へ給電を行う際に、整流器リレー24をオン状態として、整流器ユニット22によって駆動用バッテリ23を充電可能とし、整流器ユニット22の出力調整を行う。一方、非接触給電装置10から車両20へ給電が行われないときには、給電制御ECU27は、整流器リレー24をオフ状態として、駆動用バッテリ23を整流器ユニット22から切り離す。また、給電制御ECU27は、車両20が駐車スペースに駐車する際に、電源管理ECU26及び無線通信部29の起動制御を行い、車両20が駐車スペースから駐車する際に、電源管理ECU26及び無線通信部29の停止制御を行う。なお、整流器ユニット22、電源管理ECU26、及び、無線通信部29と給電制御ECU27との間は、例えばCAN(Controller Area Network)によって接続されている。
The power
また、給電制御ECU27は、ユーザによる給電開始スイッチ28の操作に応じて、整流器リレー24をオン状態とし、上述した整流器ユニット22による駆動用バッテリ23の充電を可能とする。
Further, the power
また、給電制御ECU27は、ユーザによるタイマー入力装置30の操作に応じて、駆動用バッテリ23の充電開始時刻を予め設定する。給電制御ECU27は、充電開始時刻前には、車両20を低消費電力モード(待機状態)で動作させ、充電開始時刻が経過したら、バッテリの充電を開始させる。
Further, the power
無線通信部29は、非接触給電装置10における無線通信部13と無線で通信を行うものであり、車両20と非接触給電装置10との間で上述した各種情報の送受信を行う。なお、本実施形態では、無線通信部29は、整流器ユニット22に搭載されている。
The wireless communication unit 29 wirelessly communicates with the
次に、非接触給電装置10から車両(非接触受電装置)20への非接触電力伝送方法について説明する。図3は、非接触給電装置10の動作を示すフローチャートであり、図4は、車両20の動作を示すフローチャートである。
Next, a non-contact power transmission method from the non-contact
まず、図3に示すように、非接触給電装置10側では、駐車検知センサ14によって、駐車車両の有無を連続的又は断続的に検知している(S101)。このとき、動作のために電力を要する無線通信部13は停止状態である。
First, as shown in FIG. 3, on the non-contact
一方、図4に示すように、車両20側では、給電制御ECU27によって、駐車スペースに駐車したか否かを連続的又は断続的に監視している(S201)。このとき、動作のために電力を要する電源管理ECU26及び無線通信部29は停止状態である。例えば、給電制御ECU27は、ギアのパーキング操作によって、駐車完了を判断する。
On the other hand, as shown in FIG. 4, on the
駐車が完了すると、バッテリの満充電に対する充電割合をモニタし、充電割合に応じて充電を行うか否かを判断する。例えば、充電割合が所定値(例えば、満充電状態の80%:第1の所定割合)以下の場合には、充電のために給電側の探索を開始し、充電割合が所定値より大きい場合には、満充電状態、又は、満充電に近い状態であると判断して、給電側の探索を行わない。 When parking is completed, the charging ratio with respect to the full charge of the battery is monitored, and it is determined whether or not charging is performed according to the charging ratio. For example, when the charging rate is equal to or less than a predetermined value (for example, 80% of the fully charged state: the first predetermined rate), a search on the power feeding side is started for charging, and the charging rate is greater than the predetermined value. Determines that it is in a fully charged state or a state close to full charging, and does not search for the power supply side.
具体的には、給電制御ECU27によって、整流器リレーをオン状態とし(S202)、整流器ユニット22によって、満充電に対する充電割合と相関するバッテリ電圧をモニタする(S203)。バッテリ電圧が所定値(例えば、満充電状態のときの電圧の80%の電圧値:第1の所定割合に相関する第1の所定値)以下の場合には、給電制御ECU27によって無線通信部29を起動し、無線通信部29によって、非接触給電装置10側の通信機器の探索を開始する(S204)。また、給電制御ECU27は、電源管理ECU26も起動する。なお、バッテリ電圧が所定値より大きい場合には、満充電状態、又は、満充電に近い状態であると判断し、後述するステップS220へ移行する。
Specifically, the power
一方、図3に示すように、非接触給電装置10側では、駐車検知センサ14によって、充電用駐車スペースに駐車した車両20を検知し、無線通信部13を起動し、無線機能を有効にする(S102)。
On the other hand, as shown in FIG. 3, on the non-contact
すると、図4に示すように、車両20側では、無線通信部29によって、非接触給電装置10の無線通信部13を認識し(S205)、接続要求を送信する(S206)。なお、無線機器が見つからない場合には、後述するステップS220へ移行する。
Then, as shown in FIG. 4, on the
車両20側から接続要求が送信されると、図3に示すように、非接触給電装置10側では、無線通信部13によって、接続要求を認識し(S103)、接続応答を送信する(S104)。なお、接続要求がない場合、駐車車両の検知から所定時間経過するまで接続要求を待ち、所定時間経過したら、駐車車両は充電の意思を有さないと判断して、後述するステップS119へ移行する(S105)。
When the connection request is transmitted from the
非接触給電装置10側から接続応答が送信されると、図4に示すように、車両20側では、無線通信部29によって、接続応答を認識し(S207)、プリチャージ要求を送信する(S208)。なお、接続応答がない場合には、後述するステップS220へ移行する。
When a connection response is transmitted from the non-contact
車両20側からプリチャージ要求が送信されると、図3に示すように、非接触給電装置10側では、無線通信部13によってプリチャージ要求を認識し(S106)、インバータユニット11及び給電コイルユニット12によってプリチャージ出力を開始する(S107)。なお、プリチャージ要求がない場合、接続要求の検知から所定時間経過するまでプリチャージ要求を待ち、接続要求の検知から所定時間経過したら、駐車車両は充電の意思を有さないと判断して、後述するステップS119へ移行する(S108)。
When the precharge request is transmitted from the
ここで、プリチャージとは、本格的な給電に先立ち、電力伝送環境のテストを行うものであり、本格的な給電よりも小さい電力で行う。給電コイルと受電コイルとの間に異物が侵入したり、給電コイルと受電コイルとの相対位置がずれていたりすると、非接触給電装置10から車両20へ適切な電力が伝送されず、バッテリを適切に充電することができない。更には、非接触給電装置10の負荷が増大し、安全性に問題が生じることがある。また、給電コイルと受電コイルとの間に動物等が侵入する場合にも安全性に問題がある。そこで、プリチャージにおいて、非接触給電装置10から車両20への伝送電力が、バッテリを充電するための設定電力相当の電力である場合に、給電コイルと受電コイルとの間に異物や動物等が侵入しておらず、また、給電コイルと受電コイルとの相対位置が合っており、非接触給電装置10から車両20への電力伝送環境が電力伝送可能な環境であると判断する。
Here, precharging is a test of the power transmission environment prior to full-scale power supply, and is performed with smaller power than full-scale power supply. If foreign matter enters between the power feeding coil and the power receiving coil, or if the relative position between the power feeding coil and the power receiving coil is shifted, appropriate power is not transmitted from the non-contact
具体的には、プリチャージ中、非接触給電装置10側では、無線通信部13によって、車両20側から整流器ユニット22の出力電力(電流)情報を取得し、整流器ユニット22の出力電力(電流)が所定値以上であるか否かの判断を行う(S109)。整流器ユニット22の出力電力(電流)が所定値以上である場合、電力伝送環境が電力伝送可能な環境であると判断して、無線通信部13によって、車両20側へプリチャージOKの通知を行う(S110)。一方、整流器ユニット22の出力電力(電流)が所定値未満である場合には、電力伝送環境に何らかの問題がある判断して、無線通信部13によって、車両20側へプリチャージNGの通知を行い(S111)、後述するステップS118へ移行する。
Specifically, during the precharge, on the non-contact
なお、プリチャージNGの場合、ユーザへ駐車位置調整を通知し、非接触給電装置10側の給電コイルに対する車両20側の受電コイルの位置を調整し、再度、上記動作を行う。
In the case of precharge NG, the parking position adjustment is notified to the user, the position of the power receiving coil on the
非接触給電装置10側からプリチャージOKが通知されると、図4に示すように、車両20側では、無線通信部29によってプリチャージOKを認識し(S209)、本充電を待つ。一方、無線通信部29によってプリチャージNGを認識した場合には、後述するステップS219へ移行する。
When the precharge OK is notified from the non-contact
プリチャージOKを認識すると、給電開始フラグがオン状態であるか否かを確認する。給電開始フラグは、タイマー入力装置30及び給電制御ECU27によって充電開始時刻が設定されたときにオフ状態となる(S210)。充電開始時刻設定があり、給電開始フラグがオフ状態である場合には、無線通信部29によって、給電中断要求を送信し(S211)、低消費電力モード(待機状態)に移行する(S212)。例えば、低消費電力モードでは、整流器ユニット22、電源管理ECU26、給電制御ECU27、及び、無線通信部29を低消費電力で動作させる。また、整流器リレー24をオフ状態とする。
When the precharge OK is recognized, it is confirmed whether or not the power supply start flag is on. The power supply start flag is turned off when the charging start time is set by the
一方、図3に示すように、非接触給電装置10側では、無線通信部13によって、給電中断要求を認識し(S112)、低消費電力モード(待機状態)に移行する(S113)。例えば、低消費電力モードでは、インバータユニット11及び無線通信装置13を低消費電力で動作させる。
On the other hand, as shown in FIG. 3, the
ここで、非接触給電の場合、ユーザがタイマー設定を忘れて、充電開始時刻に車両(非接触受電装置)20を出車させてしまう(電力伝送環境、例えば、給電コイルと受電コイルとの相対位置を変更してしまう)可能性があり、このような場合、非接触給電装置10はエラー状態となってしまう。
Here, in the case of non-contact power feeding, the user forgets to set the timer and leaves the vehicle (non-contact power receiving device) 20 at the charging start time (power transmission environment, for example, the relative relationship between the power feeding coil and the power receiving coil). In such a case, the non-contact
そこで、図4に示すように、低消費電力モード中に、車両を出車させる場合にはユーザに充電キャンセルを促し、ユーザによって充電キャンセルがなされた場合に(S213)、無線通信部29によってキャンセル要求(充電中止通知)を送信し(S214)、後述するステップS219へ移行する。 Therefore, as shown in FIG. 4, when leaving the vehicle during the low power consumption mode, the user is prompted to cancel the charge, and when the user cancels the charge (S213), the wireless communication unit 29 cancels the charge. A request (charge stop notification) is transmitted (S214), and the process proceeds to step S219 described later.
一方、非接触給電装置10側では、図3に示すように、無線通信部13によって、車両20側からのキャンセル要求を認識すると、後述するステップS119へ移行する(S114)。その後、無線通信部13によって、車両20側からの接続要求を連続的又は断続的に監視しつつ待機する(S115)。
On the other hand, as shown in FIG. 3, when the
次に、図4に示すように、車両20側では、充電開始時刻になると、充電開始フラグをオン状態とし(S216)、上記したステップS201からステップS210までの処理を再度行う。すなわち、充電開始時刻経過後、非接触給電装置10側の通信機器探索、非接触給電装置10側への接続要求、及び、プリチャージを順次に再度行い、電力伝送環境を再度判断する。そして、電力伝送環境が変化している場合には、再度電力伝送環境の調整を行う。
Next, as shown in FIG. 4, on the
すると、図3に示すように、非接触給電装置10側では、無線通信部13によって、車両20側からの接続要求を認識し(S115)、上記したステップS104、及び、ステップS106からS112までの処理を再度行う。
Then, as shown in FIG. 3, the
一方、図4に示すように、車両20側では、ステップS210において、充電開始時刻の設定がなく、給電開始フラグがオン状態である場合には、無線通信部29によって、給電開始要求を送信する(S217)。
On the other hand, as shown in FIG. 4, on the
すると、図3に示すように、非接触給電装置10側では、無線通信部13によって、給電開始要求を認識し(S112)、本格的な給電を開始する(S116)。給電中、非接触給電装置10側では、無線通信部13によって、車両20側からバッテリ充電状態の情報を取得し、バッテリ充電状態を連続的に又は断続的に監視する。また、非接触給電装置10側では、無線通信部13によって、車両20側からの給電停止の要求を連続的に又は断続的に監視する(S117)。そして、バッテリが満充電状態に達した場合には、充電完了と判断して、給電出力を停止し(S118)、接続を解除する(S119)。また、給電停止の要求を受信した場合には、何らかの問題により車両20側が充電の意思を有さなくなったと判断して、給電出力を停止し(S118)、接続を解除する(S119)。
Then, as shown in FIG. 3, the
一方、図4を参照し、給電中、車両20側では、無線通信部13によって、非接触給電装置10側からの給電停止の要求を連続的に又は断続的に監視する(S218)。そして、給電停止の要求を受信した場合には、何らかの問題により非接触給電装置10側が給電できなくなったと判断して、接続を解除する(S219)。
On the other hand, referring to FIG. 4, during power feeding, on the
その後、車両20側では、給電制御ECU27によって、整流器リレー24をオフ状態とする(S220)。その後、車両20側では、ユーザによる給電開始スイッチ28の操作、すなわち、ユーザの給電要求の有無を連続的に又は断続的に監視し、給電要求がある場合には、ステップS201へ戻って上記動作を再度行う。また、車両20側では、駐車解除を連続的に又は断続的に監視し、車両が駐車スペースから出車した場合に、ステップS201へ戻る(S221)。
Thereafter, on the
一方、図3に戻り、非接触給電装置10側では、給電終了後、再度接続要求がある場合にはステップS104へ戻り(S120)、接続要求がない場合には、駐車検知センサ14によって、駐車車両の出車を連続的又は断続的に監視する(S121)。そして、駐車車両が出車した場合には、無線通信部13を停止して、無線機能を無効にし(S122)、ステップS101へ戻る。
On the other hand, referring back to FIG. 3, the contactless
本実施形態の非接触電力伝送システム100によれば、タイマー入力装置30によって、充電開始時刻を予め設定することができるので、例えば電気料金が比較的に安い夜の時間帯に充電を行うことができる。したがって、充電コストを低減することが可能となる。
According to the non-contact
また、本実施形態の非接触電力伝送システム100によれば、車両20駐車後、プリチャージを行うことによって非接触給電装置10から車両20への電力伝送環境を判断し、電力伝送環境が電力伝送可能な環境である場合に低消費電力モード(待機状態)に移行するので、充電開始時刻に確実に充電を行うことができる。
Further, according to the contactless
ここで、非接触給電の場合、待機状態中に、何らかの外的要因によって電力伝送環境が変化してしまうことがある。例えば、給電コイルと受電コイルとの間に異物や動物等が侵入して、電力伝送を適切に行うことができない環境に変化する可能性がある。 Here, in the case of non-contact power supply, the power transmission environment may change due to some external factor during the standby state. For example, a foreign object, an animal, or the like may enter between the power feeding coil and the power receiving coil, and there is a possibility of changing to an environment where power transmission cannot be performed appropriately.
しかしながら、本実施形態の非接触電力伝送システム100によれば、充電開始時刻が経過したときにも、再度プリチャージを行うことによって電力伝送環境を再度判断し、電力伝送環境が電力伝送可能な環境である場合に蓄電装置の充電を開始するので、より確実に充電を行うことができる。
However, according to the non-contact
なお、本発明は上記した本実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば、本実施形態では、充電開始時刻経過後(S215)、ステップS201へ戻り、駐車車両の存在確認(S201)、バッテリ電圧のモニタ(S202、S203)、給電側の通信機器探索(S204、S205)、接続要求(S206、S207)、及び、プリチャージ(S208、S209)を順次に再度行ったが、これに限定されない。例えば、充電開始時刻経過後、ステップS202へ戻ってバッテリ電圧のモニタから再度行ってもよいし、ステップS204へ戻って給電側の通信機器探索から再度行ってもよいし、ステップS206へ戻って接続要求から再度行ってもよいし、ステップS208へ戻ってプリチャージから再度行ってもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, in the present embodiment, after the charging start time has elapsed (S215), the process returns to step S201, the presence of a parked vehicle is confirmed (S201), the battery voltage is monitored (S202, S203), and the communication device search on the power feeding side (S204, S205). ), The connection request (S206, S207), and the precharge (S208, S209) are sequentially performed again, but the present invention is not limited to this. For example, after the charging start time elapses, the process may return to step S202 and start again from the battery voltage monitor, or may return to step S204 and start again from the communication device search on the power feeding side, or return to step S206 and connect. It may be performed again from the request, or may be performed again from the precharge by returning to step S208.
また、本実施形態では、タイマー入力装置30が車両20側に備えられる形態を例示したが、タイマー入力装置30は非接触給電装置10側に備えられてもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、プリチャージ中、車両20側から非接触給電装置10側へ、整流器ユニット22の出力電力(電流)情報を送信し、非接触給電装置10側にて、プリチャージOK又はNGの判断、及び、電力伝送環境の判断を行ったが、車両20側にて、プリチャージOK又はNGの判断、及び、電力伝送環境の判断を行ってもよい。この場合、非接触給電装置10側から車両20側へ、プリチャージ出力電力(電流)情報を送信する。
Further, in the present embodiment, during the precharge, the output power (current) information of the
また、本実施形態では、車両20側から非接触給電装置10側へ、バッテリ充電状態の情報を送信し、非接触給電装置10側にて、バッテリの満充電状態を判断したが、車両20側にて、バッテリの満充電状態を判断してもよい。
In the present embodiment, the battery charge state information is transmitted from the
また、本実施形態では、車両20側の整流器ユニット22において、バッテリ電圧相当まで昇降圧する形態を例示したが、これに限定されない。例えば、非接触給電装置10側のインバータユニット11において昇降圧してもよい。
Moreover, in this embodiment, although the form which carries out pressure | voltage rise / fall to battery voltage equivalent was illustrated in the
また、本実施形態では、バッテリの満充電に対する充電割合に相関するパラメータとしてバッテリ電圧を例示したが、バッテリ電圧に代えて、バッテリの満充電に対する充電割合と相関する他のパラメータを用いることが可能である。この場合、整流器ユニット22は、電圧センサに代えて、バッテリの満充電に対する充電割合と相関する他のパラメータをモニタするセンサを有することとなる。
In the present embodiment, the battery voltage is exemplified as a parameter that correlates with the charge ratio with respect to the full charge of the battery. However, instead of the battery voltage, another parameter that correlates with the charge ratio with respect to the full charge of the battery can be used. It is. In this case, instead of the voltage sensor, the
また、本実施形態では、満充電に対する充電割合と相関するパラメータをそのまま用いて満充電状態、又は、満充電に近い状態を判断したが、このパラメータから充電割合を算出し、算出した充電割合を用いて満充電状態、又は、満充電に近い状態を判断してもよい。 Further, in the present embodiment, the fully correlated state or the state close to the fully charged state is determined by using the parameter correlated with the charging rate with respect to the fully charged state as it is, but the charging rate is calculated from this parameter, and the calculated charging rate is calculated. It may be used to determine a full charge state or a state close to full charge.
また、本実施形態では、第1の所定値をユーザによって設定可能にしてもよい。ユーザによっては、駐車の度に自動的に充電が行われることを煩わしく感じることがあるが、このような煩わしさを軽減することができる。 In the present embodiment, the first predetermined value may be set by the user. Some users feel annoying that charging is performed automatically every time they park, but this annoyance can be alleviated.
また、本実施形態では、給電コイルユニット12及び受電コイルユニット21がそれぞれコイルを有し、電磁誘導作用を利用して非接触で電力伝送を行う形態を例示したが、本発明の特徴は、給電コイルユニット12及び受電コイルユニット21がそれぞれコイルとコンデンサとからなる共振回路を有し、共鳴法を利用して非接触で電力伝送を行う形態にも適用可能である。
In the present embodiment, the power
10…非接触給電装置、11…インバータユニット、12…給電コイルユニット(給電コイル)、13…無線通信部(給電用無線通信装置)、14…駐車検知センサ、20…車両、21…受電コイルユニット(受電コイル)、22…整流器ユニット、23…駆動用バッテリ(蓄電装置)、24…整流器リレー、25…電池監視ユニット、26…電源管理ECU、27…給電制御ECU、28…給電開始スイッチ、29…無線通信部(受電用無線通信装置)、30…タイマー入力装置、100…非接触電力伝送システム。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記非接触給電装置は、
前記非接触受電装置と無線通信を行う給電用無線通信部と、
前記給電用無線通信部による無線通信に応じて、電磁結合を利用して前記非接触受電装置に電力供給を行うための給電コイルと、
を備え、
前記非接触受電装置は、
前記非接触給電装置と無線通信を行う受電用無線通信部と、
前記受電用無線通信部による無線通信に応じて、電磁結合を利用して前記非接触給電装置から電力取得を行うための受電コイルと、
前記受電コイルからの交流電力を整流して、蓄電装置を充電するための直流電圧を生成する整流器ユニットと、
を備え、
前記非接触給電装置又は前記非接触受電装置が、前記蓄電装置の充電開始時刻を予め設定するタイマー入力部を更に備え、
前記非接触給電装置と前記非接触受電装置との間でプリチャージを行うことによって、前記非接触給電装置から前記非接触受電装置への電力伝送環境を前記非接触給電装置又は前記非接触受電装置によって判断し、当該電力伝送環境が電力伝送可能な環境である場合に、前記非接触給電装置及び前記非接触受電装置は待機状態に移行し、
前記充電開始時刻経過後、前記非接触給電装置と前記非接触受電装置との間で再プリチャージを行うことによって、前記電力伝送環境を前記非接触給電装置又は前記非接触受電装置によって再度判断し、当該電力伝送環境が電力伝送可能な環境である場合に、前記非接触給電装置及び前記非接触受電装置によって前記蓄電装置の充電を行う、
非接触電力伝送システム。 A non-contact power transmission system that performs non-contact power transmission from a non-contact power feeding device to a non-contact power receiving device,
The non-contact power feeding device is:
A wireless communication unit for feeding that performs wireless communication with the non-contact power receiving device;
In accordance with wireless communication by the wireless communication unit for power supply, a power supply coil for supplying power to the non-contact power receiving device using electromagnetic coupling,
With
The non-contact power receiving device is:
A power receiving wireless communication unit for performing wireless communication with the non-contact power supply device;
In response to wireless communication by the power receiving wireless communication unit, a power receiving coil for performing power acquisition from the non-contact power feeding device using electromagnetic coupling,
A rectifier unit that rectifies AC power from the power receiving coil and generates a DC voltage for charging the power storage device;
With
The non-contact power feeding device or the non-contact power receiving device further includes a timer input unit that presets a charging start time of the power storage device,
By performing precharge between the non-contact power feeding device and the non-contact power receiving device, the power transmission environment from the non-contact power feeding device to the non-contact power receiving device can be changed to the non-contact power feeding device or the non-contact power receiving device. When the power transmission environment is an environment capable of power transmission, the contactless power feeding device and the contactless power receiving device shift to a standby state,
After the charging start time elapses, the power transmission environment is determined again by the contactless power feeding device or the contactless power receiving device by performing re-precharge between the contactless power feeding device and the contactless power receiving device. When the power transmission environment is an environment capable of power transmission, the power storage device is charged by the contactless power feeding device and the contactless power receiving device.
Non-contact power transmission system.
請求項1に記載の非接触電力伝送システム。 When the non-contact power receiving device changes the power transmission environment during the standby state, the non-contact power feeding device notifies the non-contact power feeding device to stop charging.
The contactless power transmission system according to claim 1.
請求項1に記載の非接触電力伝送システム。 After the charging start time has elapsed and before performing the re-precharge, a connection request is made to the non-contact power feeding device by the power receiving wireless communication unit.
The contactless power transmission system according to claim 1.
請求項1に記載の非接触電力伝送システム。 After the charging start time has elapsed and before performing the re-precharge, the wireless communication unit for power reception searches for the non-contact power feeding device.
The contactless power transmission system according to claim 1.
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