JP2014090603A - 非接触給電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】給電部と受電部との間への異物の侵入に起因する給電不良を回避することができる非接触給電装置の提供を図る。
【解決手段】給電スタンド３の送電コイル１２と車両１の受電コイル２２とを、縦置き配置として相互に正対可能としてあるので、これら両コイル１２，２２間に異物が侵入して給電不良を誘発するのを回避することができる。一方、車両１の駐車スペース２への移動に際しては、受電コイル２２に付設したカメラ４で送電コイル１２を撮像して、両者が正対するように車両１を誘導できるので、車両１の誘導操作を容易に行うことができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電気自動車等の車両への電力供給を非接触で行う非接触給電装置に関する。

特許文献１には、駐車スペースの路面上に給電部として一次コイルを設け、車両のフロア下面に受電部として二次コイルを設けて、一次コイルから電磁誘導作用により二次コイルに電力供給を受け、該二次コイルによる受電電力で車両に搭載したバッテリを充電するようにした技術が開示されている。

特開２０１０−２２６９４５号公報

特許文献１の開示技術では、給電中に一次コイルと二次コイルの間に異物が侵入して給電不良を誘発する可能性がある。

そこで、本発明は給電部と受電部との間への異物の侵入に起因する給電不良を回避することができる非接触給電装置を提供するものである。

本発明の非接触給電装置は、地上側に設けた給電部と、車両に搭載した受電部との磁気的結合によって、車両に対して非接触で電力供給を行う構成を基本としている。

そして、この非接触給電装置は、上述の給電部と受電部を、前記車両を所定の駐車スペースに駐車した際に対向可能なようにそれぞれ縦置きに配置してある一方、この受電部は、前記車両を前記駐車スペースに移動した際に、前記給電部を撮像可能な車両周囲確認用のカメラを備えたことを主要な特徴としている。

本発明によれば、地上側の給電部と車両側の受電部とが縦置き状態で正対するため、給電中にこれら給電部と受電部との間に異物が侵入して給電不良を誘発するのを回避することができる。

しかも、車両を給電のため所定の駐車スペースに移動する際には、車両側の受電部に設けたカメラにより地上側の給電部を撮像して、給電部に対して受電部が正対する適正な給電ポジションに車両を誘導して駐車させることができる。

本発明に係る非接触給電装置を概略的に示す説明図。 本発明の一実施形態の要部を示す略示的説明図。

以下、本発明の一実施形態を図面と共に詳述する。

図１に示す本実施形態の非接触給電装置は、地上側ユニットである給電装置１００と、
車両側ユニットである受電装置２００と、を備え、後述する給電スタンド３に設置される給電装置１００から、電気自動車やハイブリッド車に代表される車両１に搭載された受電装置２００に非接触で電力を供給し、車載バッテリ２７を充電するものである。

給電装置１００は給電部１２を備えている一方、受電装置２００は受電部２２を備え、これら給電部１２と受電部２２は車両１を給電スタンド３を配置した駐車スペース２の所定位置に駐車した際に対向可能なように、それぞれ同一の地上高で縦置きに配置してある（図２参照）。

具体的には、給電スタンド３は駐車スペース２の後方に配置してあって、給電部１２は給電装置１００の収納ボックス１００ａを設けたこの給電スタンド３の前面に配置してある。一方、受電部２２は駐車スペース２に駐車した車両１の進入側端部、例えば、本実施形態では車両１を後退移動して駐車スペース２に駐車するものとして、当該車両１の後端部に配置してある。

上述の給電部１２として導電線からなる一次コイルを主体とした送電コイルが用いられ、また、受電部２２として同じく導電線からなる二次コイルを主体とした受電コイルが用いられ、両コイル間における電磁誘導作用により、送電コイル１２から受電コイル２２へ非接触に電力を供給可能としている。

従って、上述の「給電部１２と受電部２２とを同一の地上高で縦置きに配置」とは、「送電コイル１２と受電コイル２２とをコイル中心を同一地上高にして縦置きに配置」を意味するものである。

そして、上述の受電コイル２２は、車両１を駐車スペース２に後退移動した際に、送電コイル１２を撮像可能な車両周囲確認用のカメラ４を備えている。

このカメラ４は、例えば非金属製のファイバースコープを用いることができ、本実施形態ではこのカメラ４を受電コイル２２の中心位置に配設してあって、バックビューシステム等の汎用の画像表示システムを利用して画像表示可能としている。

地上側の給電装置１００は、電力制御部１１と、送電コイル１２と、無線通信部１３と、制御部１４と、を備えている。

電力制御部１１は、交流電源３００から送電される交流電力を、高周波の交流電力に変換し、送電コイル１２に送電するための回路で、整流部１１１と、ＰＦＣ回路１１２とインバータ１１３と、センサ１１４と、を備えている。整流部１１１は、交流電源３００に電気的に接続され、交流電源３００からの出力交流電力を整流する回路である。ＰＦＣ回路１１２は、整流部１１１からの出力波形を整形することで力率を改善するための回路（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）であり、整流部１１１とインバータ１１３との間に接続されている。

無線通信部１３は、車両１側に設けられた無線通信部２３と双方向に通信を行う。

制御部１４は、給電装置１００全体を制御する部分であり、無線通信部１３，２３間の通信により給電装置１００からの電力供給を開始する旨の信号を車両１側に送信したり、車両１側から給電装置１００からの電力を受給したい旨の信号を受信したりする。

制御部１４は、この他に、センサ１１４の検出電流にもとづいてインバータ１１３のスイッチング制御を行い、送電コイル１２から送電される電力を制御する。

車両１側の受電装置２００は、受電コイル２２と、無線通信部２３と、充電制御部２４と、整流部２５と、リレー部２６と、バッテリ２７と、インバータ２８と、モータ３０と、通知部３２と、を備えている。

整流部２５は、受電コイル２２に接続され、受電コイル２２で受電された交流電力を直流に整流する整流回路により構成されている。

リレー部２６は、充電制御部２４の制御によりオンおよびオフが切り換わるリレースイッチを備えている。また、リレー部２６は、リレースイッチをオフにすることで、バッテリ２７を含む強電系と、充電の回路部となる受電コイル２２および整流部２５の弱電系とを切り離す。

バッテリ２７は、複数の二次電池を接続することで構成され、車両１の電力源となる。インバータ２８は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子を有したＰＷＭ制御回路等の制御回路であって、スイッチング制御信号にもとづいて、バッテリ２７から出力される直流電力を交流電力にし、モータ２９に供給する。モータ２９は、例えば三相の交流電動機により構成され、車両１を駆動させるための駆動源となる。

通知部３０は、警告ランプ、ナビゲーションシステムのディスプレイまたはスピーカ等により構成され、充電制御部２４による制御にもとづいて、ユーザに対して光、画像または音声等を出力するもので、上述のカメラ４で撮像した送電コイル１２の画像は当該通知部３０に表示される。

充電制御部２４は、バッテリ２７の充電を制御するためのコントローラであり、無線通信部２３、通知部３０、リレー部２６等を制御する。充電制御部２４は、充電を開始する旨の信号を、無線通信部２３，１３の通信により制御部１４に送信する。また、充電制御部２４は、車両１の全体を制御する図外のコントローラとＣＡＮ通信網で接続されている。このコントローラは、インバータ２８のスイッチング制御や、バッテリ２７の充電状態（ＳＯＣ）を管理する。そして、充電制御部２４は、このコントローラにより、バッテリ２７の充電状態にもとづいて満充電に達した場合に、充電を終了する旨の信号を制御部１４に送信する。

従って、本実施形態の非接触給電装置では、送電コイル１２と受電コイル２２との間で、電磁誘導作用により非接触状態で高周波電力の送電および受電を行う。言い換えると、送電コイル１２に電圧が加わると、送電コイル１２と受電コイル２２との間には磁気的な結合が生じ、送電コイル１２から受電コイル２２へ電力が供給される。

以上の構成からなる本実施形態の非接触給電装置によれば、給電スタンド３側の送電コイル１２と車両１側の受電コイル２２とが縦置き状態で正対するため、給電中にこれら送電コイル１２と受電コイル２２との間に異物が侵入して給電不良を誘発するのを回避することができる。

また、送電コイル２２は従来の路面上に横置きに配置するものとは異なり踏まれることはないので、保護筐体の強化が不要となってコスト的に有利に得ることができる。

しかも、送電コイル１２は給電スタンド３に給電装置１００の収納ボックス１００ａと併設が可能であるため、両者間の結線ケーブル長を可及的に短くすることができて、電設設計が容易でコスト的にも有利となる。

一方、給電のため車両１を駐車スペース２へ移動させる際には、車両１側の受電コイル２２に設けたカメラ４により給電スタンド３側の送電コイル１２を撮像して、該送電コイル１２に対して受電コイル２２が正対する適正な給電ポジションへと車両１を誘導することができる。

即ち、カメラ４により正対目標である送電コイル１２の正面を捉えて受電コイル２２が正対する位置へ車両１を誘導できるため、これら両者の正確な位置決めを容易に行えて、給電効率を高めることができる。

特に、本実施形態ではカメラ４を受電コイル２２の中心位置に配設してあるため、送電コイル１２に対する正対位置への車両１の誘導操作をより一層容易に行うことができる。

また、本実施形態では受電コイル２２は、駐車スペース２に後方の給電スタンド３に向けて後退移動して進入する車両１の後端部に配設して、送電コイル１２と受電コイル２２とが車両１の移動方向線上で縦置きに正対するようにしている。

このような縦置き配置では、送電コイル１２と受電コイル２２とは配設地上高を両者で揃えて設定しておけば、上下方向の位置ずれは考慮する必要がなく、しかも、車両１を車止めによる後退規制で両コイル１２，２２間の前後間隔を一定にできるので、あとは車両１の車幅方向の誘導操作だけで両コイル１２，２２の正対調整を容易に行える利点がある。

しかも、カメラ４を車両１の後端部の受電コイル２２に付設することで、車両１に既設のバックビューシステムを利用できるので、従来のようにマーカーとカメラとを用いた専用の誘導装置を不要としてコスト的にも有利に得ることができる。

１…車両
２…駐車スペース
３…給電スタンド
４…カメラ
１２…送電コイル（給電部）
２２…受電コイル（受電部）

Claims (3)

1. 地上側に設けた給電部と、車両に搭載した受電部との磁気的結合によって、車両に対して非接触で電力供給を行う非接触給電装置において、
   前記給電部と受電部は、前記車両を所定の駐車スペースに駐車した際に対向可能なようにそれぞれ縦置きに配置してある一方、
   前記受電部は、前記車両を前記駐車スペースに移動した際に、前記給電部を撮像可能な車両周囲確認用のカメラを備えたことを特徴とする非接触給電装置。
2. 前記カメラを、前記受電部の中心位置に配設したことを特徴とする請求項１に記載の非接触給電装置。
3. 前記給電部を前記駐車スペースの後方に配置する一方、前記受電部を前記駐車スペースに移動する車両の進入側の端部に配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の非接触給電装置。

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