JP2013192281A - 非接触充電システム、非接触充電スタンド、および非接触充電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充電スタンドと車両との間で非接触による電力伝送を行う技術に関し、非接触充電において充電温度が上昇した場合にもブレーカのトリップによる充電中断を回避する。
【解決手段】温度センサは、電力変換部の電力経路付近の温度を測定して充電制御部に通知している。充電制御部は、車両への充電開始後、温度センサの温度を監視し、その温度が電力変換部内のブレーカが遮断する温度に達したと判定すると、充電許容電流値を補正し、その補正された充電許容電流値を無線通信部を介して車両側に通知する。車両側では、無線通信部が補正された充電許容電流値を受信すると、充電制御部が、その充電許容電流値に従ってバッテリ部への充電電流を抑制する。この結果、充電スタンド側の給電装置内の電力変換部を流れる充電電流が減少し、ブレーカがトリップして充電が中断されることを回避する。
【選択図】図４

Description

本発明は、充電スタンドと車両との間で非接触による電力伝送を行う技術に関する。

近年、プラグインハイブリット車、ＥＶ車（エレクトリックビークル：電気自動車）が急速に発展しており（以下、これらを総称して「車両」と呼ぶ）、車両の充電を行う充電スタンドの普及が見込まれる。このような環境下において、充電時に充電可能な電流の上限値を示す充電許容電流値を車両に通知したり、車両の充電接続状態や準備状態を判定したり、車両の認証、課金を行ったり、車両固有の情報（例えばバッテリの情報（ＳＯＣ））をユーザ端末に伝えるといったような、車両と充電スタンド間の通信のニーズが高まると予測される。

車両と充電スタンド間の通信媒体の候補の一つとして、充電制御情報を通信するためのＣＰＬＴ（Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｉｌｏｔ：コントロールパイロット）信号を用いたＣＰＬＴ通信方式が挙げられる。ＣＰＬＴ信号の通信回路構成は規格化されており、ＩＥＣ（国際電気標準会議）６１８５１−１（ＦＤＩＳ：Ｆｉｎａｌ Ｄｒａｆｔ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄ：最終国際規格案）、ＳＡＥ（Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ：米国自動車技術者協会）Ｊ１７７２作業部会ＤＲＡＦＴ等に記載されている。

このＣＰＬＴ通信方式は、充電スタンドと車両を充電ケーブルによって接続した場合における充電制御情報の通信方式を規定するものである。
ＣＰＬＴ通信方式によって充電制御情報を通知する従来技術としては、車両に充電ケーブルのコネクタを接続後、充電スタンドがＣＰＬＴ信号の例えばデューティー比を充電許容電流値で変調することにより充電許容電流値を車両に通知し、車両は充電許容電流値を超えない充電電流で充電を行う技術が知られている。

充電スタンドは、電力経路の電流値を検出し、充電許容電流値を超える過大な電流が流れたときに電力経路を遮断するブレーカを設け、システムの損傷を防止している。しかし、充電スタンドや車両の設置環境によっては外部の日射等により電力経路の温度が想定温度よりも上昇するおそれがあり、その場合にはブレーカのバイメタルの遮断特性が温度により変化し、定格電流未満であってもブレーカがトリップして充電が中断されることがあるという問題点を有していた。

この対策として冷却装置を自動車充電装置に組み込むことが考えられるが、コストがかかるうえ、実際に充電スタンドを設置してみないと日射や路面からの照り返しの影響を予測し難く、適切な冷却装置の選定が難しいという問題がある。また実際に充電スタンドを設置した後にそれに必要な冷却装置を後付けすることも可能であるが、設置工事が必要となり、しかも外観が見苦しくなるおそれがある。このほか、充電スタンドの内部の通気を良くして放熱性を高めることも考えられるが、充電スタンドは内部に電子基板等が設置されているために高度な防水機能が求められ、内部の通気を確保することは容易ではない。しかも、充電スタンドは通常の配電盤に比較して筺体が小さく、熱の影響を受け易いという問題がある。

ここで近年、床に埋め込まれた給電部の上に車両を移動することにより、充電ケーブルを接続することなく、非接触で車両に充電を行うことができる非接触充電システムも開発されている。このような非接触充電システムにおいても、電力経路の温度上昇によるブレーカのトリップの問題は同様に存在する。

特開平１０−７０８３８号公報

本発明は、非接触充電において充電温度が上昇した場合にもブレーカのトリップによる充電中断を回避することを目的とする。

態様の一例は、充電スタンドと車両との間で非接触による電力伝送を行う非接触充電システムであって、充電スタンドに、給電装置の内部の温度を検出する温度センサと、温度センサが検出する温度に応じて充電許容電流値を補正する充電許容電流値補正部と、補正された充電許容電流値を車両に通知する補正充電許容電流値通知部とを備え、車両に、受信した補正された充電許容電流値を超えないように充電電流を制御する充電制御部を備える。

本発明によれば、非接触充電システムにおいて、充電温度が上昇した場合に、充電許容電流値を補正して充電温度を下げることにより、ブレーカのトリップによる充電中断を回避することが可能となる。

本発明の実施形態による充電ステーションの構成例を示す図である。 本発明の実施形態による非接触充電方式における充電スタンド側の給電装置と車両側の充電装置の関係を説明する図である。 本発明の実施形態による複数の給電装置のネットワーク構成例を示す図である。 給電装置および充電装置の第１の実施形態のシステム構成を示す図である。 給電装置の第１の実施形態の充電制御動作を示すフローチャートである。 給電装置の第２の実施形態のシステム構成を示す図である。 充電装置の第２の実施形態のシステム構成を示す図である。 パイロット信号の説明図である。 充電制御状態とパイロット信号の関係を説明する表である。 充電制御状態とパイロット信号の関係を説明する図である。 パイロット信号によって充電許容電流値を制御する動作の説明図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態による充電ステーション１の構成例を示す図である。充電ステーション１は、車両５を複数台同時に充電できる例えば＃１〜＃４（この数は任意である）の複数の充電スタンド２を備える。各充電スタンド２は、地面下に非接触充電を実施する給電部４を備え、さらにその給電部４を制御するための給電制御部３を備える。このような構成の組合せが、例えば＃１〜＃４の充電スタンド２ごとに備えられる。

図２は、本発明の実施形態による非接触充電方式における充電スタンド２側の給電装置８と車両５側の充電装置７の関係を説明する図である。充電スタンド２内の給電制御部３と給電部４は給電装置８を構成する。車両５は、図１の例えば＃１〜＃４のいずれかの充電スタンド２に進入して給電部４の上に停車する。この結果、給電制御部３が車両の進入を検知することによって、非接触充電を開始する。給電装置８内の地面下に設置さている給電部４を構成するコイルと、車両５内の充電装置７に備えられるコイルは、それぞれが十数センチから二十数センチ程度に近接することにより、共鳴方式または電磁誘導の原理に基づいて電力信号を伝送し、車両５内のバッテリに充電を行う。このとき、ＷｉＦｉ無線方式により、または電力信号に重畳させられて、給電装置８から充電装置７に、本発明の実施形態の方式に基づいて、充電許容電流値が通知される。

図３は、本発明の実施形態による複数の給電装置のネットワーク構成例を示す図である。図１の例えば＃１〜＃４の各充電スタンド２に対応する例えば＃１〜＃４の各給電装置８は、充電ステーション１内の通信ネットワーク１０によってサーバコンピュータ９と接続される。サーバコンピュータ９は、各給電装置８間の電力分配管理や車両５の利用者の課金情報の管理等を行う。通信ネットワーク１０は、通信ネットワーク１０は、例えば、電力線通信（ＰＬＣ：Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）方式またはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）方式による通信ネットワークである。各給電装置８は、サーバコンピュータ９から指定された充電許容電流値を、ＷｉＦｉ無線方式によって、または電力信号への重畳通信によって、車両５に通知する。車両５は、通知された充電許容電流値を超えないように充電動作を実施する。

図４は、本発明の実施形態による各充電スタンド２ごとに設置される給電装置８と車両５側の充電装置７（図２）の第１の実施形態のシステム構成を示す図である。
給電装置８は、給電部４と、４０１〜４０６の各部分を備える給電制御部３とから構成される（図１または図２参照）。

充電制御部４０１は、図３に示されるサーバコンピュータ９と通信をしながら、給電装置８の全体の制御を行う、例えばマイクロコンピュータである。
商用電源４０２は、例えば電圧が１００または２００ボルト、周波数が５０または６０ヘルツの電源である。電源変換部４０３は、商用電源４０２を、電圧を例えば千〜数千ボルト、周波数を１４５キロヘルツ程度の高周波電源に変換する。また、電源変換部４０３は、特には図示しないが、負荷側の過電流または漏電電流を検出したときに電力経路を遮断する漏電遮断器（ＥＬＢ）としてのブレーカを備えるととともに、充電制御部４０１からの制御により、通電をオンオフするためのリレー（電磁接触器）が設けられている。電源変換部４０３にて得られた高周波電源は、整合部４０４にて力率が改善された後、給電部４（図１または図２参照）のコイルに供給される。電源変換部４０３での変換動作や整合部４０４での力率改善動作は、充電制御部４０１によって制御される。

充電制御部４０１は、サーバコンピュータ９（図３）から受信した充電制御情報を無線通信部４０５に通知する。逆に、充電制御部４０１は、無線通信部４０５から充電制御情報を受け取って、サーバコンピュータ９に送信する。無線通信部４０５は、車両５との間で無線通信される各種充電制御情報の送受信を制御する、例えばマイクロコンピュータである。無線通信部４０５は、充電制御部４０１から例えば充電許容電流値などの充電制御情報を受け取ると、それを無線通信により、車両５に伝送する機能を有する。この無線通信の方式は例えば、米国に本拠を置く業界団体Ｗｉ−Ｆｉアライアンスによって認定されるＩＥＥＥ８０２．１１シリーズ通信規格を利用したＷｉＦｉ無線通信方式である。

一方、車両５側から無線通信により通知された充電制御情報は、無線通信部４０５にて受信された後、充電制御部４０１に通知される。充電制御部４０１は、無線通信部４０５から通知された充電制御情報を、図２のサーバコンピュータ９に通知する。

次に、充電装置７は、４０７〜４１３の各部分を備える。
充電制御部４０７は、車両５全体の制御を行う特には図示しない制御部と通信を行いながら、充電装置７の全体の制御を行う、例えばマイクロコンピュータによって構成されるエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ：Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）である。

コイル４０８は、それを搭載する車両５が充電スタンド２の給電部４上に停車したときに（図２参照）、給電部４から電力信号を受信し、整合部４０９に出力する。整合部４０９は、コイル４０８から入力した電力信号のインピーダンスを整合させて、整流部４１０に出力する。整流部４１０は、整合部４０９から入力した電力信号を整流した後に、検出部４１１に出力する。検出部４１１は、電力信号を検出し、バッテリ４１２に出力する。バッテリ４１２は、整流された電力信号に従って充電される。

整合部４０９でのインピーダンス整合や検出部４１１での電力信号の検出動作、またはバッテリ４１２での充電制御状態の検出等は、充電制御部４０７によって制御される。
給電装置８側から通知される充電許容電流値などの充電制御情報は、例えばマイクロコンピュータである無線通信部４１３にて受信される。無線通信部４１３は、充電スタンド２内の給電装置８との間で通信される各種充電制御情報の送受信を制御する。無線通信部４１３は、受信した例えば充電許容電流値などの充電制御情報を、充電制御部４０７に通知する。充電制御部４０７は、無線通信部４１３から通知された充電制御情報に基づいて、バッテリ４１２への電力信号の充電動作を制御する。

一方、充電制御部４０７は、バッテリ４１２に対する充電制御状態などを、充電制御情報として無線通信部４１３に通知する。無線通信部４１３は、充電制御部７０１から例えば充電制御状態を示す充電制御情報を受け取ると、それを給電装置８側に、例えばＷｉＦｉ無線通信方式によって送信する。

上述の構成において、充電スタンド２側の給電装置８内の電力変換部４０３には、温度センサ４０６が設置されている。温度センサ４０６は、電力変換部４０３の電力経路付近の温度を測定して充電制御部４０１に通知している。充電制御部４０１は、車両５への充電開始後、温度センサ４０６が測定する温度を監視する。充電制御部４０１は、その温度が電力変換部１０１内のブレーカが遮断する温度に達したと判定すると、充電許容電流値を補正し、その補正された充電許容電流値を無線通信部４０５を介して車両５側に通知する。車両５側では、無線通信部４１３が上記補正された充電許容電流値を受信すると、充電制御部４０７が、その充電許容電流値に従ってバッテリ部４１２への充電電流を抑制する。この結果、充電スタンド２側の給電装置８内の電力変換部４０３を流れる充電電流が減少し、ブレーカがトリップして充電が中断されることを回避する。

図５は、図４の給電装置８の第１の実施形態が実行する充電制御処理を示すフローチャートである。この制御処理は、充電制御部４０１内の特には図示しないプロセッサが特には図示しないメモリに記憶された制御プログラムを実行する動作として実現される。

まず、無線通信部４０５を介して、充電スタンド２に充電しに来た車両５から非接触充電の開始要求を受信するまで待機される（ステップＳ５０１の判定の繰返し）。
非接触充電の開始要求を受信すると、充電スタンド２ごとに割り当てられている充電許容電流値が、無線通信部４０５を介して車両５側に通知される（ステップＳ５０２）。車両５側では、充電開始時に無線通信部４１３を介して上記充電許容電流値を受信すると、充電制御部４０７が、その充電許容電流値を超えない範囲で充電電流を設定し充電を開始する。無線通信部４０５を介して充電準備完了の情報が受信されると、充電制御部４０１は、電力変換部４０３の開閉器をオンして通電を開始し、非接触充電を開始する（ステップＳ５０３）。

充電開始後、充電制御部４０１は、無線通信部４０５を介して、適宜車両５から、バッテリ残量または予想充電完了時間の情報を受信し監視する（ステップＳ５０４）。
充電中、充電制御部４０１は、温度センサ４０６を使って電力経路上の温度を測定し（ステップＳ５０５）、電力変換部４０３にて観測される充電電流が現在の充電許容電流値以下になっているか否か（ステップＳ５０６）、ステップＳ５０５で測定された現在の温度によって電力変換部４０３内の特には図示しないブレーカが遮断する可能性があるか否か（ステップＳ５０７）、および無線通信部４０５が受信する車両５側の充電制御情報に基づいて充電が終了したか否か（ステップＳ５１０）をそれぞれ判定する処理を繰り返し実行する。

この結果、ステップＳ５０５で測定された現在の温度が電力変換部４０３内の特には図示しないブレーカが遮断する可能性がある温度に達したことが判定され、ステップＳ５０７の判定がＹＥＳになると、充電許容電流値がブレーカが遮断しない温度になるような電流値に補正される（ステップＳ５０８）。この処理は、充電許容電流値補正部の機能を実現する。

そして、その補正された充電許容電流値が、無線通信部４０５を介して車両５側に通知される。この処理は、補正充電許容電流値通知部の機能を実現する。
車両５側では、前述したように、無線通信部４１３が上記補正された充電許容電流値を受信すると、充電制御部４０７が、その充電許容電流値に従ってバッテリ部４１２への充電電流を抑制する。この処理は、充電制御部の機能を実現する。

この結果、充電スタンド２側の給電装置８内の電力変換部４０３を流れる充電電流が減少し、ブレーカがトリップして充電が中断されることを回避する。
また、上述の制御を行ってもなお充電電流が新たに設定された充電許容電流値以下に減少せず、ステップＳ５０６の判定がＮＯのままならば、無線通信部４０５を介して車両５側に充電停止が通知され、または電力変換部４０３内の特には図示しない開閉器が制御されて充電が強制的に停止される（ステップＳ５１１）。

ステップＳ５１０で充電終了が判定された場合またはステップＳ５１１の処理の後、ステップＳ５０１の待機処理に戻る。
以上説明した給電装置８および充電装置７の第１の実施形態によれば、非接触充電システムと無線通信との組合せ構成において、充電スタンド２の給電装置８内の電力変換部４０３における電力経路上の充電温度が上昇した場合に、充電許容電流値を補正して充電電流を減少させ充電温度を下げることにより、ブレーカのトリップによる充電中断を回避することが可能となる。

図６は、各充電スタンド２ごとに設置される給電装置８（図２）の第２の実施形態のシステム構成を示す図である。給電装置８は、給電部４と、６０１〜６１２の各部分を備える給電制御部３とから構成される（図１または図２参照）。図６において、商用電源６０２、電力変換部６０３、整合部６０４、給電部４のコイル、および温度センサ６１３の構成および動作はそれぞれ、図４の商用電源４０２、電力変換部４０３、整合部４０４、給電部４のコイル、および温度センサ４１３の場合と同じである。

充電制御部６０１は、図４の充電制御部４０１と同様に、図３に示されるサーバコンピュータ９と通信をしながら、給電装置８の全体の制御を行う、例えばマイクロコンピュータである。

充電制御部６０１は、サーバコンピュータ９（図３）から受信した例えば充電許容電流値等の充電制御情報を通信制御部６０６に通知する。逆に、充電制御部６０１は、通信制御部６０６から充電制御情報を受け取って、サーバコンピュータ９に送信する。通信制御部６０６は、車両５との間で通信される各種充電制御情報の送受信を制御する、例えばマイクロコンピュータである。通信制御部６０６は、充電制御部６０１から例えば充電許容電流値などの充電制御情報を受け取ると、それを符号器６０７に出力すると共に、発振器６１０に対して発振信号の出力を指示する。符号器６０７は、例えば充電許容電流値などの充電制御情報を符号化して、信号生成部６０８に出力する。信号生成部６０８は、発振器６１０が発振する発振信号を符号器６０７が出力する符号化された充電制御情報に基づいて変調し、パイロット信号（後述するＰｉｌｏｔＢ）を出力する。このパイロット信号Ｂは、駆動部６０９にて所定の電圧まで昇圧された後に、例えばトランスで構成される結合部６０５を介して、電源変換部６０３が出力する電力信号に重畳され、整合部６０４から給電部４を介して車両５側に伝送される。

一方、車両５側から給電部４および整合部６０４を介して電力信号に重畳されて伝送されてきたパイロット信号（後述するＰｉｌｏｔＡ）は、結合部６０５を介して受信された後に、フィルタ部６１１にて抽出される。復号器６１２は、この抽出されたパイロット信号Ａから、充電制御情報を復号して受信し、通信制御部６０６に出力する。通信制御部６０６は、復号器６１２から通知された充電制御情報を、充電制御部６０１に通知する。充電制御部６０１は、通信制御部６０６から通知された充電制御情報を、図２のサーバコンピュータ９に通知する。

図７は、各車両５ごとに設置される充電装置７（図２参照）の第２の実施形態のシステム構成を示す図である。図７において、コイル７０２、整合部７０３、整流部７０４、検出部７０５、およびバッテリ部７０６の構成および動作はそれぞれ、図４のコイル４０８、整合部４０９、整流部４１０、検出部４１１、およびバッテリ部４１２の場合と同様である。

充電制御部７０１は、図４の充電制御部４０７と同様に、車両５全体の制御を行う特には図示しない充電制御部と通信を行いながら、充電装置７の全体の制御を行う、例えばマイクロコンピュータによって構成されるエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）である。

給電装置８側からコイル７０２および整合部７０３を介して電力信号に重畳されて伝送されてきたパイロット信号（後述するＰｉｌｏｔＢ）は、結合部７０７を介して受信された後に、フィルタ部７１３にて抽出される。復号器７１４は、この抽出されたパイロット信号Ｂから、例えば充電許容電流値などの充電制御情報を復号して受信し、通信制御部７１２に出力する。通信制御部７１２は、充電スタンド２内の給電装置８との間で通信される各種充電制御情報の送受信を制御する、例えばマイクロコンピュータである。通信制御部７１２は、復号器７１４から通知された充電制御情報を、充電制御部７０１に通知する。充電制御部７０１は、通信制御部７１２から通知された充電制御情報に基づいて、バッテリ７０６への電力信号の充電動作を制御する。

一方、充電制御部７０１は、バッテリ７０６に対する充電制御状態などを、充電制御情報として通信制御部７１２に通知する。通信制御部７１２は、充電制御部７０１から例えば充電制御状態を示す充電制御情報を受け取ると、それを符号器７１０に出力すると共に、発振器７１１に対して発振信号の出力を指示する。符号器７１０は、例えば充電制御状態などの充電制御情報を符号化して、信号生成部７０９に出力する。信号生成部７０９は、発振器７１１が発振する発振信号を符号器７１０が出力する符号化された充電制御情報に基づいて変調し、パイロット信号（後述するＰｉｌｏｔＡ）を出力する。このパイロット信号Ａは、駆動部７０８にて所定の電圧まで昇圧された後に、例えばトランスで構成される結合部７０７を介して、電力信号に重畳され、整合部７０３からコイル７０２を介して充電スタンド２内の給電装置８側に伝送される。

図８は、図６および図７に示される第２の実施形態によるパイロット信号の説明図である。図６の給電部４を構成するコイルと図７の充電装置７内のコイル７０２との間で伝送される電力信号は、図８のＰｏｗｅｒとして示されるように、例えば１４５キロヘルツ程度の周波数ｆ_pwr と千〜数千ボルト程度の電圧値を有する。これに対して、電力信号に重畳されて充電装置７から給電装置８に伝送されるパイロット信号は、図８のＰｉｌｏｔＡとして示されるように、電力信号の周波数ｆ_pwr に対して数十キロヘルツ程度低い（高くてもよい）周波数ｆ_pltAと、数十ボルト程度の電圧値を有する。逆に、電力信号に重畳されて給電装置８から充電装置７に伝送されるパイロット信号は、図８のＰｉｌｏｔＢとして示されるように、電力信号の周波数に対して数十キロヘルツ程度高い（低くてもよい）周波数ｆ_pltBと、数十ボルト程度の電圧値を有する。図７の発振器７１１は、パイロット信号ＰｉｌｏｔＡ（以下単に「ＰｉｌｏｔＡ」と呼ぶ）を生成するために周波数ｆ_pltAを有する信号を発振する。これに対して、図６のフィルタ部６１１は、結合部６０５を介して入力される信号から、周波数ｆ_pltAを有するＰｉｌｏｔＡの成分のみを抽出する。逆に、図６の発振器６１０は、パイロット信号ＰｉｌｏｔＢ（以下単に「ＰｉｌｏｔＢ」と呼ぶ）を生成するために周波数ｆ_pltBを有する信号を発振する。これに対して、図７のフィルタ部７１３は、結合部７０７を介して入力される信号から、周波数ｆ_pltBを有するＰｉｌｏｔＢの成分のみを抽出する。なお、ＰｉｌｏｔＡおよびＰｉｌｏｔＢの各周波数は、電力信号の周波数ｆ_pwr に対して、共に低くまたは高くてもよい。

図９および図１０は、上記第２の実施形態による充電制御状態とパイロット信号の関係を説明する表ならびに図である。第２の実施形態では、図９の表に示されるように、充電制御状態は、ＳｔａｔｅＡ、ＳｔａｔｅＢ−１、ＳｔａｔｅＢ−２、ＳｔａｔｅＣ、ＳｔａｔｅＥ、およびＳｔａｔｅＦの６状態を規定することができる。ただし、充電制御状態は、これらの６状態に限定されるものではなく、適宜追加しまたは削減することができる。ＳｔａｔｅＡは、車両５が充電スタンド２の所定位置（図１の給電部４の位置）に駐車し、車両５が充電準備を完了していない状態である。ＳｔａｔｅＢ−１は、車両５が充電スタンド２の所定位置に駐車し、車両５が充電準備を完了しているが、充電スタンド２が給電準備を完了していない状態である。ＳｔａｔｅＢ−２は、車両５が充電スタンド２の所定位置に駐車し、車両５が充電準備を完了し、充電スタンド２が給電準備を完了している状態である。ＳｔａｔｅＣは、充電スタンド２が車両２に充電中の状態である。ＳｔａｔｅＥは、充電スタンド２に接続されている電源系統が異常の状態である。ＳｔａｔｅＦは、充電スタンド２が利用不可の状態である。

第２の実施形態では、図９の表および図１０に示されるように、上述の６状態を、ＰｉｌｏｔＡとＰｉｌｏｔＢの振幅値の組合せによって表現することができる。ＰｉｌｏｔＡおよびＰｉｌｏｔＢが振幅値として取り得る値は、それらの最大振幅値に対して、１００％（パーセント）、５０％、および０％の各値である。ＳｔａｔｅＡは、ＰｉｌｏｔＡの振幅値が０％、ＰｉｌｏｔＢの振幅値が１００％にレベル調整されることにより表現される。ＳｔａｔｅＢ−１は、ＰｉｌｏｔＡおよびＰｉｌｏｔＢの各振幅値がともに１００％にレベル調整されることにより表現される。ＳａｔｅＢ−２は、ＰｉｌｏｔＡの振幅値が１００％、ＰｉｌｏｔＢの振幅値が５０％にレベル調整されることにより表現される。ＳｔａｔｅＣは、ＰｉｌｏｔＡおよびＰｉｌｏｔＢの各振幅値がともに５０％にレベル調整されることにより表現される。ＳｔａｔｅＥは、ＰｉｌｏｔＡの振幅値が５０％、ＰｉｌｏｔＢの振幅値が０％にレベル調整されることにより表現される。ＳｔａｔｅＦは、ＰｉｌｏｔＡの振幅値が５０％、ＰｉｌｏｔＢの振幅値が１５０％にレベル調整されることにより表現される。

ＰｉｌｏｔＢのレベル調整は、充電スタンド２の給電制御部３内の通信制御部６０６、符号器６０７、信号生成部６０８、駆動部６０９、および発振器６１０からなる部分が行う。この部分は、充電スタンド２の充電制御状態に応じてレベル調整したＰｉｌｏｔＢを、充電スタンド２の給電装置８内の給電部４に供給される電力信号に重畳させる。このＰｉｌｏｔＢの振幅レベルは、車両５の充電装置７内の結合部７０７、フィルタ部７１３、復号器７１４、および通信制御部７１２からなる部分にて検出され、その振幅値と車両５自身の現在の充電制御状態とからその充電制御状態が遷移させられる。

逆に、ＰｉｌｏｔＡのレベル調整は、車両５の充電装置７内の通信制御部７１２、符号器７１０、信号生成部７０９、駆動部７０８、および発振器７１１からなる部分が行う。この部分は、車両５の充電制御状態に応じてレベル調整したＰｉｌｏｔＡを、車両５の充電装置７内のコイル７０２で受信されている電力信号に重畳させる。このＰｉｌｏｔＡの振幅レベルは、充電スタンド２の給電装置８の給電制御部３内の結合部６０５、フィルタ部６１１、復号器６１２、および通信制御部６０６からなる部分にて検出され、その振幅値と充電スタンド２自身の現在の充電制御状態とからその充電制御状態が遷移させられる。

図１１は、上記第２の実施形態において、パイロット信号によって充電許容電流値を制御する動作の説明図である。例えば充電スタンド２側の図６に示される給電装置８において、符号器６０７が充電許容電流値を車両５側に通知する場合、本実施形態では、充電許容電流値に応じて、ＰｉｌｏｔＢを第１のパルス電圧Ｖ１で発振する第１の期間Ｔ１と第２のパルス電圧Ｖ２で発振する第２の期間Ｔ２の比であるデューティー比Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）を決定する。この場合、デューティー比と充電許容電流値との関係は、電流値の各値（Ａ：アンペア）ごとにデューティー比が決定されてもよいし、デューティー比に基づいて所定の計算式によって電流値が算出されるようにデューティー比が決定されてもよい。

以上の給電装置８および充電装置７の第２の実施形態の構成のもとで、図６の充電制御部６０１が、前述した図５のフローチャートと同様の充電制御処理を実行する。この場合に、充電制御情報の送受信は、図４の無線通信部４０５および４１３の代わりに、図６の６０５〜６１０および図７の７０７〜７１２からなる充電制御情報の通信手段が実行する。そして、充電開始時および充電中に給電装置８側から車両５側に充電許容電流値または補正された充電許容電流値が通知される場合には、通信制御部６０６から符号器６０７および信号生成部６０８を介して出力されるパイロット信号：ＰｉｌｏｔＢにおいて、その発振パルスのデューティー比（図１１参照）が、送信される充電許容電流値に応じて可変させられる。これに対して、車両５側では、結合部７０７、フィルタ部７１３、復号器７１４、および通信制御部７１２を介して、パイロット信号：ＰｉｌｏｔＢが受信され、そのデューティー比が抽出されることにより、充電許容電流値が復号される。

以上説明した給電装置８および充電装置７の第２の実施形態によれば、非接触充電システムと重畳通信との組合せ構成において、充電スタンド２の給電装置８内の電力変換部４０３における電力経路上の充電温度が上昇した場合に、充電許容電流値を補正して充電電流を減少させ充電温度を下げることにより、ブレーカのトリップによる充電中断を回避することが可能となる。

以上説明した各実施形態では、冷却装置を充電スタンド２の給電装置８内の電力変換部４０３または６０３等に組み込む必要がなく、しかも電力経路部分の温度が上昇した場合には充電電流を制限するので、ブレーカがトリップして充電停止となることがない利点がある。

以上説明した各実施形態では、電力経路上の温度の検出と充電許容電流値の補正を充電スタンド２の側にて行い、補正された充電許容電流値を無線通信または重畳通信により車両５側に通知し、充電電流の制御を車両５側にて行うように構成されている。これに対して、電力経路上の温度の検出と充電許容電流値の補正と補正された充電許容電流値に基づく充電電流の制御を全て車両５側にて行うように構成されてもよい。

１ 充電ステーション
２ 充電スタンド
３ 給電制御部
４ 給電部
５ 車両
７ 充電装置
８ 給電装置
９ サーバコンピュータ
１０ 通信ネットワーク
４０１、４０７、６０１、７０１ 充電制御部
４０２、６０２ 商用電源
４０３、６０３ 電源変換部
４０４、６０４ 整合部
４０５、４１３ 無線通信部
４０６、６１３ 温度センサ
６０５、７０７ 結合部
６０６、７１２ 通信制御部
６０７、７１０ 符号器
６０８、７０９ 信号生成部
６０９、７０８ 駆動部
６１０、７１１ 発信部
６１１、７１３ フィルタ部
６１２，７１４ 復号器

Claims (10)

1. 充電スタンドと車両との間で非接触による電力伝送を行う非接触充電システムであって、
   前記充電スタンドに、
   給電装置の内部の温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサが検出する温度に応じて充電許容電流値を補正する充電許容電流値補正部と、
   前記補正された充電許容電流値を前記車両に通知する補正充電許容電流値通知部と、
   を備え、
   前記車両に、
   受信した前記補正された充電許容電流値を超えないように充電電流を制御する充電制御部
   を備える、
   ことを特徴とする非接触充電システム。
2. 前記補正充電許容電流値通知部は、前記補正された充電許容電流値を無線通信により前記車両に通知する、
   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。
3. 前記補正充電許容電流値通知部は、前記充電スタンドと前記車両との間で伝送される電力信号の周波数とは異なる周波数で発振するパイロット信号を前記補正された充電許容電流値で変調して前記電力信号に重畳することにより、前記補正された充電許容電流値を前記車両に通知する、
   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。
4. 前記補正充電許容電流値通知部は、前記補正された充電許容電流値に基づいて前記パイロット信号のデューティー比を変更して前記電力信号に重畳することにより、前記補正された充電許容電流値を前記車両に通知する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の非接触充電システム。
5. 車両との間で非接触による電力伝送を行う非接触充電スタンドであって、
   前記電力伝送を行う部分の温度を検出する温度センサと、
   前記温度センサが検出する温度に応じて充電許容電流値を補正する充電許容電流値補正部と、
   前記補正された充電許容電流値を前記車両に通知する補正充電許容電流値通知部と、
   を備えることを特徴とする非接触充電スタンド。
6. 充電スタンドと車両との間で非接触による電力伝送を行う非接触充電方法であって、
   給電装置の内部の温度を検出し、
   前記検出された温度に応じて充電許容電流値を補正し、
   前記補正された充電許容電流値を超えないように前記充電スタンドから前記車両への充電電流を制御する、
   ことを特徴とする非接触充電方法。
7. 前記温度の検出と前記充電許容電流値の補正を前記充電スタンドにて行い、
   前記補正された充電許容電流値を無線通信により前記充電スタンドから前記車両に通知し、
   前記充電電流の制御を前記車両にて行う、
   ことを特徴とする請求項６に記載の非接触充電方法。
8. 前記温度の検出と前記充電許容電流値の補正を前記充電スタンドにて行い、
   前記充電スタンドにおいて、前記充電スタンドと前記車両との間で伝送される電力信号の周波数とは異なる周波数で発振するパイロット信号を前記補正充電許容電流値によって変調して前記電力信号に重畳することにより、前記補正された充電許容電流値を前記車両に通知し、
   前記充電電流の制御を前記車両にて行う、
   ことを特徴とする請求項６に記載の非接触充電方法。
9. 前記充電スタンドにおいて、前記補正された充電許容電流値に基づいて前記パイロット信号のデューティー比を変更して前記電力信号に重畳することにより、前記補正された充電許容電流値を前記車両に通知する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の非接触充電方法。
10. 前記温度の検出と前記充電許容電流値の補正と前記補正された充電許容電流値に基づく前記充電電流の制御を前記車両にて行う、
    ことを特徴とする請求項６に記載の非接触充電方法。

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