JP2015080297A - 受電機器及び非接触電力伝送装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】2次側コイルから負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路の異常を好適に検知することができる受電機器及び非接触電力伝送装置を提供すること。【解決手段】非接触電力伝送装置10は、交流電力が入力される1次側コイル13aと、1次側コイル13aから非接触で交流電力を受電可能な2次側コイル23aと、メインバッテリ22とを備えている。ここで、非接触電力伝送装置10は、2次側コイル23aからメインバッテリ22に向けて電力が伝送される電力伝送経路EL1と、電力伝送経路EL1とは別に設けられ、当該電力伝送経路EL1の一部と協働して閉ループR1を形成する異常判定経路EL2とを備えている。【選択図】図1
Description
本発明は、受電機器及び非接触電力伝送装置に関する。
非接触で電力伝送を行う非接触電力伝送装置として、例えば、交流電力が入力される1次側コイルを有する送電機器と、1次側コイルから非接触で交流電力を受電可能な2次側コイルを有する受電機器とを備えているものが知られている(例えば特許文献1参照)。かかる非接触電力伝送装置では、例えば1次側コイルと2次側コイルとが磁場共鳴することにより、送電機器から受電機器に非接触で交流電力が伝送される。当該交流電力は、受電機器に設けられた負荷としてのバッテリの充電に用いられる。
ここで、何らかの要因により、受電機器、特に2次側コイルから負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路にて異常が発生すると、負荷への電力伝送に支障が生じ得る。このため、上記電力伝送経路の異常を好適に検知することが求められる。
本発明の目的は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、2次側コイルから負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路の異常を好適に検知することができる受電機器及び非接触電力伝送装置を提供することである。
上記目的を達成する受電機器は、交流電力が入力される1次側コイルを有する送電機器から非接触で前記交流電力を受電可能なものであって、前記1次側コイルから非接触で前記交流電力を受電可能な2次側コイルと、負荷と、前記2次側コイルから前記負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路と、前記電力伝送経路とは別に設けられ、当該電力伝送経路の少なくとも一部と協働して閉ループを形成する異常判定経路と、前記閉ループ上に設けられ、直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、前記閉ループを伝送する直流電力、又は、前記閉ループを伝送するものであって前記電力変換部によって変換された交流電力を測定する測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて、前記閉ループを構成する前記電力伝送経路に異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備えていることを特徴とする。
かかる構成によれば、電力伝送経路の少なくとも一部と異常判定経路とによって閉ループが形成される。閉ループには、直流電力及び当該直流電力が変換された交流電力が伝送され、これら直流電力又は交流電力の測定結果に基づいて、閉ループを構成している電力伝送経路に異常が発生しているか否かが判定される。例えば、閉ループを構成している電力伝送経路に断線や短絡等が生じている場合には、閉ループを伝送する直流電力及び交流電力の電力値が異常な値を示すことが想定される。よって、電力伝送経路の異常を好適に検知することができる。
特に、閉ループには、交流電力が伝送されるため、閉ループ上にキャパシタ等の直流電力の伝送を抑制する素子がある場合であっても、閉ループに電力を好適に伝送させることができる。
また、閉ループ上にコイルやキャパシタ等といった周波数依存性を有する素子が設けられている場合には、閉ループのインピーダンスは、当該閉ループを伝送する交流電力の周波数に依存する。この場合、素子の異常等によって、閉ループのインピーダンスの周波数特性が変化し得る。この点、本構成によれば、閉ループに交流電力を供給することにより、閉ループの周波数特性を把握できる。これにより、閉ループを構成している電力伝送経路の断線や短絡だけでなく、周波数特性が変化するような異常を検知することができる。以上のことから、異常判定部による判定を好適に行うことができる。
上記受電装置について、前記負荷はメインバッテリであり、前記異常判定経路上にはサブバッテリが設けられており、前記電力変換部は、前記サブバッテリからの直流電力を交流電力に変換するものであり、前記受電機器は、前記電力伝送経路上に設けられ、電力が伝送される経路を切り替える経路切替部を備え、前記電力伝送経路は、前記2次側コイルから前記経路切替部までの第1経路と、前記経路切替部から前記メインバッテリまでの第2経路と、から構成されており、前記経路切替部は、前記第1経路の接続先を、前記第2経路又は前記異常判定経路に切り替えるものであり、前記異常判定部による判定が行われる場合には、前記第1経路の接続先が前記異常判定経路となるよう切り替わるとよい。かかる構成によれば、異常判定部による判定が行われる場合には、サブバッテリが設けられた異常判定経路と電力伝送経路とが接続され、メインバッテリを介さない閉ループが形成される。そして、当該閉ループには、サブバッテリの直流電力及び当該直流電力が変換された交流電力が伝送される。これにより、閉ループにおいて、メインバッテリの電力と、サブバッテリの電力とが干渉するといった事態が生じない。よって、負荷がメインバッテリであり、メインバッテリとは別にサブバッテリが設けられている構成において、異常判定部による判定を好適に行うことができる。
上記受電機器について、前記電力変換部は、前記第1経路上に設けられており、前記第1経路と前記第2経路とが接続されている状況において前記2次側コイルによって受電された交流電力が入力された場合には、当該交流電力を直流電力に変換して前記メインバッテリに出力するものであるとよい。かかる構成によれば、第1経路と第2経路とが接続されている状況において、電力変換部は、2次側コイルによって受電された交流電力を整流するものとして機能する。これにより、2次側コイルによって受電された交流電力を整流してメインバッテリに出力する整流部を別途設ける必要がないため、構成の簡素化を図ることができる。
上記受電機器について、前記経路切替部は第1経路切替部であり、前記受電機器は、前記1次側コイルと前記2次側コイルとの間の異物を検知する異物検知部と、前記異常判定経路とは別に設けられ、前記電力伝送経路と前記異物検知部とを接続する異物検知経路と、前記電力変換部の接続先を、前記異常判定経路又は前記異物検知経路に切り替える第2経路切替部と、を備え、前記電力変換部は、前記異常判定経路に接続され、且つ、前記第1経路と前記異常判定経路とが接続されている場合には、前記サブバッテリからの直流電力を交流電力に変換するものであり、前記異物検知経路に接続され、且つ、前記2次側コイルによって受電された交流電力が入力された場合には、当該交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記異物検知部に出力するものであり、前記異物検知部は、前記電力変換部から入力される前記直流電力に基づいて、異物を検知するものであるとよい。かかる構成によれば、電力変換部によって変換された直流電力に基づいて、異物検知部による異物検知が行われる。この場合、異物検知に用いられる電力として直流電力が採用されることにより、異物検知部の構成の簡素化を図ることができる。よって、異常判定部による判定が行われる場合には閉ループに交流電力を伝送させつつ、異物検知を行う場合には異物検知経路を伝送する交流電力を直流電力に変換することを通じて、異物検知を好適に行うことができる。
上記目的を達成する非接触電力伝送装置は、交流電力が入力される1次側コイルと、前記1次側コイルから非接触で前記交流電力を受電可能な2次側コイルと、負荷と、前記2次側コイルから前記負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路と、前記電力伝送経路とは別に設けられ、当該電力伝送経路の少なくとも一部と協働して閉ループを形成する異常判定経路と、前記閉ループ上に設けられ、直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、前記閉ループを伝送する直流電力、又は、前記閉ループを伝送するものであって前記電力変換部によって変換された交流電力を測定する測定部と、前記測定部の測定結果に基づいて、前記閉ループを構成する前記電力伝送経路に異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、を備えていることを特徴とする。
かかる構成によれば、電力伝送経路の少なくとも一部と異常判定経路とによって閉ループが形成される。閉ループには、直流電力及び当該直流電力が変換された交流電力が伝送され、これら直流電力又は交流電力の測定結果に基づいて、閉ループを構成している電力伝送経路に異常が発生しているか否かが判定される。例えば、閉ループを構成している電力伝送経路に断線や短絡等が生じている場合には、閉ループを伝送する直流電力及び交流電力の電力値が異常な値を示すことが想定される。よって、電力伝送経路の異常を好適に検知することができる。
特に、閉ループには、交流電力が伝送されるため、閉ループ上にキャパシタ等の直流電力の伝送を抑制する素子がある場合であっても、閉ループに電力を好適に伝送させることができる。
また、閉ループ上にコイルやキャパシタ等といった周波数依存性を有する素子が設けられている場合には、閉ループのインピーダンスは、当該閉ループを伝送する交流電力の周波数に依存する。この場合、素子の異常等によって、閉ループのインピーダンスの周波数特性が変化し得る。この点、本構成によれば、閉ループに交流電力を供給することにより、閉ループの周波数特性を把握できる。これにより、閉ループを構成している電力伝送経路の断線や短絡だけでなく、周波数特性が変化するような異常を検知することができる。以上のことから、異常判定部による判定を好適に行うことができる。
この発明によれば、2次側コイルから負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路の異常を好適に検知することができる。
以下、受電機器(受電装置)及び非接触電力伝送装置(非接触電力伝送システム)を車両に適用した一実施形態について説明する。
図1に示すように、非接触電力伝送装置10は、非接触で電力伝送が可能な送電機器11(地上側機器、1次側機器)及び受電機器21(車両側機器、2次側機器)を備えている。送電機器11は地上に設けられており、受電機器21は車両に搭載されている。
図1に示すように、非接触電力伝送装置10は、非接触で電力伝送が可能な送電機器11(地上側機器、1次側機器)及び受電機器21(車両側機器、2次側機器)を備えている。送電機器11は地上に設けられており、受電機器21は車両に搭載されている。
送電機器11は、予め定められた周波数の交流電力を出力可能な交流電源12を備えている。交流電源12は、インフラとしての系統電源から系統電力が入力された場合に、当該系統電力を交流電力に変換し、その変換された交流電力を出力可能に構成されている。なお、本実施形態において、交流電源12は、例えば電圧源である。
交流電源12から出力された交流電力は、非接触で受電機器21に伝送され、受電機器21に設けられた負荷としてのメインバッテリ22の充電に用いられる。具体的には、非接触電力伝送装置10は、送電機器11及び受電機器21間の電力伝送を行うものとして、送電機器11に設けられた送電器13と、受電機器21に設けられた受電器23とを備えている。
送電器13及び受電器23は同一の構成となっており、両者は磁場共鳴可能に構成されている。詳細には、送電器13は、並列に接続された1次側コイル13a及び1次側コンデンサ13bからなる共振回路を有している。受電器23は、並列に接続された2次側コイル23a及び2次側コンデンサ23bからなる共振回路を有している。両共振回路の共振周波数は同一に設定されている。
かかる構成によれば、送電器13及び受電器23の相対位置が磁場共鳴可能な位置にある状況において、交流電力が送電器13(1次側コイル13a)に入力された場合、送電器13と受電器23(2次側コイル23a)とが磁場共鳴する。これにより、受電器23は送電器13のエネルギの一部を受け取る。すなわち、受電器23は、送電器13から交流電力を受電する。
ちなみに、交流電源12から出力される交流電力の周波数は、送電器13及び受電器23間にて電力伝送が可能となるよう、送電器13及び受電器23の共振周波数に対応させて設定されている。例えば、交流電力の周波数は、送電器13及び受電器23の共振周波数と同一に設定されている。なお、これに限られず、電力伝送が可能な範囲内で、交流電力の周波数と、送電器13及び受電器23の共振周波数とがずれていてもよい。
受電機器21は、受電器23からメインバッテリ22に向けて電力が伝送される電力伝送経路EL1を備えている。電力伝送経路EL1は、2本の電力線24a,24bで構成されている。第1電力線24aは、2次側コイル23aの一端が接続された受電器23の一方の出力端と、メインバッテリ22の一端とを接続しており、第2電力線24bは、2次側コイル23aの他端が接続された受電器23の他方の出力端と、メインバッテリ22の他端とを接続している。
受電機器21は、電力伝送経路EL1上に設けられ、受電器23によって受電された交流電力を直流電力に変換する電力変換部25を備えている。電力変換部25によって変換された直流電力がメインバッテリ22に入力されることにより、メインバッテリ22が充電される。
ここで、電力変換部25は、交流電力から直流電力への変換と、直流電力から交流電力への変換の双方を行うことが可能に構成されている。詳細には、図2に示すように、電力変換部25は、4つのスイッチング素子Q1〜Q4を有する所謂Hブリッジ回路で構成されている。
各スイッチング素子Q1〜Q4は例えばIGBTで構成されている。第1スイッチング素子Q1のコレクタは、電力変換部25のメインバッテリ22側の第1端子25aに接続され、第2スイッチング素子Q2のエミッタは、電力変換部25のメインバッテリ22側の第2端子25bに接続されている。第1スイッチング素子Q1のエミッタと第2スイッチング素子Q2のコレクタとが接続されており、その接続線は、電力変換部25の受電器23側の第3端子25cに接続されている。同様に、第3スイッチング素子Q3のコレクタは第1端子25aに接続され、第4スイッチング素子Q4のエミッタは第2端子25bに接続されている。第3スイッチング素子Q3のエミッタと第4スイッチング素子Q4のコレクタとが接続されており、その接続線は、電力変換部25の受電器23側の第4端子25dに接続されている。また、電力変換部25は、スイッチング素子Q1〜Q4のコレクタ−エミッタ間に対して並列に接続されるダイオードD1〜D4を備えている。
かかる構成によれば、各スイッチング素子Q1〜Q4がオフ状態である場合、受電器23によって受電された交流電力は、各ダイオードD1〜D4によって整流されて、メインバッテリ22側に出力される。
一方、メインバッテリ22から直流電力が入力された場合、各スイッチング素子Q1〜Q4が周期的にオンオフすることにより、直流電力が交流電力に変換され、当該交流電力が受電器23側に出力される。
図1に示すように、送電機器11は、交流電源12等の制御を行う電源側コントローラ14を備えている。電源側コントローラ14は、交流電源12のオンオフ制御を行うとともに、交流電源12から出力される交流電力の電力値を制御する。
また、受電機器21は、電源側コントローラ14と無線通信可能な車両側コントローラ26を備えている。各コントローラ14,26は、互いに情報のやり取りを通じて、電力伝送の開始又は終了等を行う。また、車両側コントローラ26は、電力変換部25の各スイッチング素子Q1〜Q4のオンオフ制御を行うことにより、電力変換部25の制御を行う。
非接触電力伝送装置10(詳細には受電機器21)は、電力伝送経路EL1の異常を検知するための構成を備えている。当該構成について以下に詳細に説明する。
図1に示すように、受電機器21は、電力伝送経路EL1とは別に設けられ、電力伝送経路EL1の少なくとも一部と協働して閉ループR1を形成する異常判定経路EL2を備えている。異常判定経路EL2上には、直流電力を供給するサブバッテリ31が設けられている。サブバッテリ31は、直流電力の充放電を行うものである。本実施形態では、メインバッテリ22の方がサブバッテリ31よりも、充電容量が高い。
図1に示すように、受電機器21は、電力伝送経路EL1とは別に設けられ、電力伝送経路EL1の少なくとも一部と協働して閉ループR1を形成する異常判定経路EL2を備えている。異常判定経路EL2上には、直流電力を供給するサブバッテリ31が設けられている。サブバッテリ31は、直流電力の充放電を行うものである。本実施形態では、メインバッテリ22の方がサブバッテリ31よりも、充電容量が高い。
また、受電機器21は、電力伝送経路EL1上に設けられ、電力が伝送される経路を切り替える経路切替部としての経路切替リレー32を備えている。経路切替リレー32は、各電力線24a,24bにおける電力変換部25とメインバッテリ22との間の箇所にそれぞれ設けられている。異常判定経路EL2は両経路切替リレー32によって電力伝送経路EL1の一部と接続される。
この場合、電力伝送経路EL1は、経路切替リレー32によって2つに分割されている。詳細には、電力伝送経路EL1は、受電器23から経路切替リレー32までの第1経路EL11と、経路切替リレー32からメインバッテリ22までの第2経路EL12とから構成されている。換言すれば、第1経路EL11は、受電器23(詳細には2次側コイル23a)を介する経路であり、第2経路EL12は、メインバッテリ22を介する経路である。本実施形態では、電力変換部25は第1経路EL11上に設けられている。経路切替リレー32は、第1経路EL11の接続先を、第2経路EL12又は異常判定経路EL2に切り替える。
かかる構成によれば、経路切替リレー32によって第1経路EL11と異常判定経路EL2とが接続されている場合、サブバッテリ31、電力変換部25及び受電器23(2次側コイル23a)を介し、且つ、メインバッテリ22を介さない閉ループR1が形成される。当該閉ループR1上には、受電器23(詳細には2次側コイル23a)が設けられている。
一方、経路切替リレー32によって第1経路EL11と第2経路EL12とが接続されている場合、第1経路EL11と異常判定経路EL2とが遮断される。この場合、閉ループR1は形成されず、異常判定経路EL2に電力は伝送されない。そして、受電器23によって受電された交流電力は、電力変換部25によって整流されて、メインバッテリ22に入力される。
受電機器21は、閉ループR1を伝送する電力を測定する測定部33を備えている。測定部33は、閉ループR1(第1経路EL11)上に設けられており、詳細には受電器23と電力変換部25との間に設けられている。測定部33は、車両側コントローラ26からの要求に基づいて、第1経路EL11を伝送する電力、詳細には電力変換部25から出力される交流電力の電圧波形及び電流波形を測定し、その測定結果を車両側コントローラ26に送信する。
車両側コントローラ26は、送電器13と受電器23とが磁場共鳴可能な位置に配置され、メインバッテリ22の充電を開始する前段階において、測定部33の測定結果に基づいて、電力伝送経路EL1に異常の有無を確認する異常確認処理を実行する。異常確認処理について以下に詳細に説明する。
図3に示すように、まずステップS101では、車両側コントローラ26は、第1経路EL11と異常判定経路EL2とが接続されるよう経路切替リレー32を制御する。これにより、閉ループR1が形成される。
その後、車両側コントローラ26は、ステップS102にてサブバッテリ31の直流電力が交流電力に変換されるよう各スイッチング素子Q1〜Q4のオンオフ制御を行う。これにより、閉ループR1において電力変換部25よりも受電器23側にはサブバッテリ31の直流電力から得られた交流電力が伝送される。
続くステップS103では、車両側コントローラ26は、測定部33に対して測定結果を要求し、当該測定部33から測定結果を受信することにより、閉ループR1を伝送する交流電力の電流値を把握する。そして、ステップS104では、車両側コントローラ26は、上記電流値が予め定められた正常値であるか否かを判定する。ステップS103及びステップS104の処理が異常判定部に対応する。
電流値が正常値である場合、車両側コントローラ26は、ステップS105にて正常対応処理を実行する。正常対応処理では、車両側コントローラ26は、電力伝送経路EL1に異常がない旨の通知を電源側コントローラ14に送信する。
一方、電流値が正常値でない場合、つまり電流値が異常値である場合、第1経路EL11、又は第1経路EL11上に設けられている各種素子に何らかの異常が発生していることが想定される。この場合、車両側コントローラ26は、ステップS104を否定判定し、ステップS106にて異常対応処理を実行する。異常対応処理では、車両側コントローラ26は、電力伝送経路EL1に異常がある旨の通知を電源側コントローラ14に送信する。電源側コントローラ14は、上記通知を受信した場合には、充電に係る一連の処理を停止する。
ここで、異常値とは、正常値に対して予め定められた許容範囲を外れた値等が考えられる。例えば電流値が「0」である場合、第1経路EL11にて断線が発生している蓋然性が高い。また、例えば電流値が正常値よりも過度に高い場合、第1経路EL11にて短絡が発生している蓋然性が高い。
車両側コントローラ26は、ステップS105又はステップS106の処理を実行した後は、ステップS107にて、各スイッチング素子Q1〜Q4をオフ状態にして、各スイッチング素子Q1〜Q4のオンオフ制御を終了する。そして、車両側コントローラ26は、ステップS108にて、第1経路EL11と第2経路EL12とが接続されるよう経路切替リレー32を制御して、本処理を終了する。
異常確認処理が終了した後は、電源側コントローラ14は、電力伝送経路EL1に異常がない旨の通知を受信したことを条件として、メインバッテリ22の充電を行う。詳細には、電源側コントローラ14は、交流電源12から交流電力が出力されるよう交流電源12を制御する。そして、車両側コントローラ26は、経路切替リレー32によって第1経路EL11と第2経路EL12とが接続されている状況において各スイッチング素子Q1〜Q4をオフ状態にする。これにより、受電器23によって受電された交流電力は、電力変換部25によって整流されて、メインバッテリ22に入力される。
ちなみに、受電機器21は、メインバッテリ22及びサブバッテリ31の充電状態(SOC)を検出し、当該検出結果を車両側コントローラ26に送信するSOCセンサを備えている。これにより、車両側コントローラ26は、メインバッテリ22及びサブバッテリ31のSOCを把握できる。そして、車両側コントローラ26は、メインバッテリ22のSOCが予め定められた閾値となったことに基づいて、充電終了通知を電源側コントローラ14に送信する。電源側コントローラ14は、充電終了通知を受信したことに基づいて、交流電源12からの交流電力の出力を停止させる。
また、車両側コントローラ26は、メインバッテリ22の充電の前後にて、サブバッテリ31のSOCを把握し、当該SOCが予め定められた閾値よりも低い場合には、サブバッテリ31の充電を行う。詳細には、車両側コントローラ26は、第1経路EL11と異常判定経路EL2とが接続されるよう経路切替リレー32を制御し、且つ、各スイッチング素子Q1〜Q4をオフ状態とする。そして、車両側コントローラ26は、電源側コントローラ14に交流電力を要求する。電源側コントローラ14は、その要求に応じて、交流電力が出力されるよう交流電源12を制御する。これにより、受電器23によって受電された交流電力は、電力変換部25によって直流電力に変換されてサブバッテリ31に入力される。つまり、電力変換部25は、第1経路EL11と第2経路EL12とが接続されている状況において受電器23によって受電された交流電力が入力された場合には、当該交流電力を整流してメインバッテリ22に出力するものである。
次に本実施形態の作用について説明する。
第1経路EL11の接続先が異常判定経路EL2となることにより閉ループR1が形成される。閉ループR1上に設けられているサブバッテリ31からの直流電力は、電力変換部25によって交流電力に変換されて、閉ループR1を伝送する。つまり、閉ループR1上には、サブバッテリ31の直流電力、及び、当該直流電力が変換された交流電力が伝送される。そして、閉ループR1を伝送する交流電力の電流値に基づいて、電力伝送経路EL1(詳細には第1経路EL11)に異常が発生しているか否かの異常判定が行われる。
第1経路EL11の接続先が異常判定経路EL2となることにより閉ループR1が形成される。閉ループR1上に設けられているサブバッテリ31からの直流電力は、電力変換部25によって交流電力に変換されて、閉ループR1を伝送する。つまり、閉ループR1上には、サブバッテリ31の直流電力、及び、当該直流電力が変換された交流電力が伝送される。そして、閉ループR1を伝送する交流電力の電流値に基づいて、電力伝送経路EL1(詳細には第1経路EL11)に異常が発生しているか否かの異常判定が行われる。
以上詳述した本実施形態によれば以下の優れた効果を奏する。
(1)受電機器21は、受電器23(2次側コイル23a)からメインバッテリ22に向けて電力が伝送される電力伝送経路EL1と、当該電力伝送経路EL1とは別に、電力伝送経路EL1の少なくとも一部(詳細には第1経路EL11)と協働して閉ループR1を形成する異常判定経路EL2とを備えている。さらに受電機器21は、閉ループR1上に設けられ、直流電力を交流電力に変換する電力変換部25と、閉ループR1を伝送する電力を測定する測定部33とを備えている。そして、受電機器21の車両側コントローラ26は、測定部33の測定結果に基づいて、第1経路EL11に異常が発生しているか否かの異常判定を行う。これにより、第1経路EL11にて断線や短絡が生じていた場合には、当該断線や短絡を検知できる。
(1)受電機器21は、受電器23(2次側コイル23a)からメインバッテリ22に向けて電力が伝送される電力伝送経路EL1と、当該電力伝送経路EL1とは別に、電力伝送経路EL1の少なくとも一部(詳細には第1経路EL11)と協働して閉ループR1を形成する異常判定経路EL2とを備えている。さらに受電機器21は、閉ループR1上に設けられ、直流電力を交流電力に変換する電力変換部25と、閉ループR1を伝送する電力を測定する測定部33とを備えている。そして、受電機器21の車両側コントローラ26は、測定部33の測定結果に基づいて、第1経路EL11に異常が発生しているか否かの異常判定を行う。これにより、第1経路EL11にて断線や短絡が生じていた場合には、当該断線や短絡を検知できる。
特に、閉ループR1上には2次側コイル23aが設けられている。2次側コイル23aは、伝送される交流電力の周波数に応じてインピーダンスが変動する素子である。このため、閉ループR1のインピーダンス(電流値)は周波数に依存する。かかる構成において、交流電力を閉ループR1に供給することにより、閉ループR1の周波数特性を把握することができる。これにより、断線や短絡だけでなく、周波数特性が変化するような異常を検知することができる。なお、「周波数特性の変化による異常」とは、例えば2次側コイル23aの変形等が考えられる。
(2)受電器23は、2次側コイル23aと協働して共振回路を構成する2次側コンデンサ23bを備えている。当該2次側コンデンサ23bは、直流電力の伝送を規制する一方、交流電力の伝送を許容する素子である。この点、本実施形態では、閉ループR1に交流電力が伝送されることにより、2次側コンデンサ23bにも交流電力が伝送される。これにより、2次側コンデンサ23bを含めた受電器23全体の異常の有無を判定できる。
(3)異常判定経路EL2上にはサブバッテリ31が設けられており、電力伝送経路EL1上には、電力が伝送される経路を切り替える経路切替リレー32が設けられている。この場合、電力伝送経路EL1は、受電器23から経路切替リレー32までの第1経路EL11と、経路切替リレー32からメインバッテリ22までの第2経路EL12とに分割される。そして、経路切替リレー32は、第1経路EL11の接続先を、第2経路EL12又は異常判定経路EL2に切り替えるものであり、異常判定が行われる場合には、第1経路EL11が異常判定経路EL2に接続されるよう切り替わる。これにより、メインバッテリ22を介さない閉ループR1が形成されるため、メインバッテリ22の電力とサブバッテリ31の電力との干渉を回避できる。よって、負荷がメインバッテリ22であり、メインバッテリ22とは別にサブバッテリ31が設けられている構成において、異常判定を好適に行うことができる。
(4)電力変換部25は、第1経路EL11と異常判定経路EL2とが接続されている状況において、受電器23によって受電された交流電力が入力された場合には、当該交流電力を直流電力に変換してサブバッテリ31に出力する。これによりサブバッテリ31の充電を行うことができる。
(5)電力変換部25は、第1経路EL11上に設けられており、第1経路EL11と第2経路EL12とが接続されている状況において受電器23によって受電された交流電力が入力された場合には、当該交流電力を整流してメインバッテリ22に出力する。これにより、電力変換部25はサブバッテリ31の直流電力を交流電力に変換するものとして機能するとともに、受電器23によって受電された交流電力を整流してメインバッテリ22に出力するものとして機能する。よって、メインバッテリ22を充電するべく、受電器23によって受電された交流電力を整流してメインバッテリ22に出力する整流器を別途設ける必要がないため、構成の簡素化を図ることができる。
(第2実施形態)
図4に示すように、本実施形態では、受電機器21は、電力伝送経路EL1上に設けられ、受電器23によって受電された交流電力を整流する整流器41を備えている。整流器41によって整流された直流電力がメインバッテリ22に入力される。
図4に示すように、本実施形態では、受電機器21は、電力伝送経路EL1上に設けられ、受電器23によって受電された交流電力を整流する整流器41を備えている。整流器41によって整流された直流電力がメインバッテリ22に入力される。
経路切替リレー32は、受電器23と整流器41との間に設けられており、電力伝送経路EL1は、第1経路EL11と第2経路EL12とに分割されている。整流器41は、第2経路EL12上に配置されている。
第1実施形態と同様に、受電機器21は、電力伝送経路EL1とは別に設けられ、第1経路EL11と協働して閉ループR2を形成する異常判定経路EL2を備えている。異常判定経路EL2は、経路切替リレー32によって第1経路EL11に接続され得るものであり、異常判定経路EL2と第1経路EL11とが接続された場合に閉ループR2が形成される。また、異常判定経路EL2上には、サブバッテリ31、測定部33及び電力変換部25が設けられている。
ここで、車両側コントローラ26は、電力伝送経路EL1(詳細には第1経路EL11)の異常判定を行う場合、第1経路EL11と異常判定経路EL2とが接続されるよう経路切替リレー32を制御する。これにより、第1経路EL11及び異常判定経路EL2によって、サブバッテリ31、電力変換部25、測定部33及び受電器23を介し、且つ、メインバッテリ22を介さない閉ループR2が形成される。
そして、車両側コントローラ26は、サブバッテリ31からの直流電力が交流電力に変換されるよう電力変換部25(詳細には各スイッチング素子Q1〜Q4)を制御する。これにより、閉ループR2における少なくとも第1経路EL11には交流電力が伝送される。かかる状態において、車両側コントローラ26は、測定部33を用いて電流値を把握し、その把握された電流値が正常値か異常値かを判定することにより、第1経路EL11に異常が発生しているか否かを判定する。
以上詳述した本構成によれば以下の作用効果を奏する。
(6)異常判定経路EL2上に電力変換部25が設けられ、且つ、電力伝送経路EL1(詳細には第2経路EL12)上に、電力変換部25とは別に整流器41が設けられている。そして、受電機器21は、電力伝送経路EL1を、第1経路EL11と第2経路EL12とに分割し、且つ、第1経路EL11の接続先を第2経路EL12又は異常判定経路EL2に切り替える経路切替リレー32を備えている。これにより、第1経路EL11と異常判定経路EL2とが接続されることによって閉ループR2が形成され、電力変換部25によって変換された交流電力が第1経路EL11を伝送する。よって、上記(1)〜(4)の効果を奏する。
(6)異常判定経路EL2上に電力変換部25が設けられ、且つ、電力伝送経路EL1(詳細には第2経路EL12)上に、電力変換部25とは別に整流器41が設けられている。そして、受電機器21は、電力伝送経路EL1を、第1経路EL11と第2経路EL12とに分割し、且つ、第1経路EL11の接続先を第2経路EL12又は異常判定経路EL2に切り替える経路切替リレー32を備えている。これにより、第1経路EL11と異常判定経路EL2とが接続されることによって閉ループR2が形成され、電力変換部25によって変換された交流電力が第1経路EL11を伝送する。よって、上記(1)〜(4)の効果を奏する。
(第3実施形態)
本実施形態では、受電機器21が異物検知に係る構成を備えている点が第2実施形態と異なっている。その異なる点について図5を用いて説明する。なお、図示の都合上、図5において、各経路切替リレー32,61,62を制御する信号線等については省略する。図6についても同様である。
本実施形態では、受電機器21が異物検知に係る構成を備えている点が第2実施形態と異なっている。その異なる点について図5を用いて説明する。なお、図示の都合上、図5において、各経路切替リレー32,61,62を制御する信号線等については省略する。図6についても同様である。
図5に示すように、受電機器21は、送電器13及び受電器23間に存在する異物を検知する異物検知部50を備えている。異物検知部50は、例えばコンパレータ51を備えており、コンパレータ51の出力端子は車両側コントローラ26に接続されている。
受電機器21は、電力伝送経路EL1と異物検知部50とを接続する異物検知経路EL3を備えている。異物検知経路EL3は、電力伝送経路EL1及び異常判定経路EL2とは別に設けられており、その一端は電力伝送経路EL1(詳細には受電器23と経路切替リレー32との間)に接続されており、他端はコンパレータ51の各入力端子に接続されている。
コンパレータ51の反転入力端子(−端子)には、予め定められた直流電圧である基準電圧が入力されるよう構成されており、コンパレータ51の非反転入力端子(+端子)には、電力変換部25から出力された直流電力が入力されるよう構成されている。
ここで、受電機器21は、異常判定経路EL2と異物検知経路EL3とが共用する共用経路ELcを備えている。そして、共用経路ELc上に、測定部33と電力変換部25とが設けられている。
また、受電機器21は、共用経路ELcの接続先を、異常判定経路EL2又は異物検知経路EL3に切り替える第2経路切替部としての経路切替リレー61,62を備えている。経路切替リレー61,62は、電力変換部25の接続先を切り替えるものである。各経路切替リレー61,62のうち一方の経路切替リレー61は、測定部33に接続されており、他方の経路切替リレー62は、電力変換部25に接続されている。なお、説明の便宜上、以降の説明において、第1経路EL11の接続先を切り替える経路切替リレー32を第1経路切替リレー32とし、共用経路ELcの接続先を切り替える経路切替リレー61,62を第2経路切替リレー61,62とする。
ここで、本実施形態の異常判定経路EL2は、第1経路EL11側の経路とサブバッテリ31側の経路とを有する。同様に、異物検知経路EL3は、受電器23側の経路と、異物検知部50側の経路とを有する。
かかる構成において、一方の第2経路切替リレー61は、共用経路ELcの接続先を、異常判定経路EL2の第1経路EL11側の経路、又は、異物検知経路EL3の受電器23側の経路に切り替える。他方の第2経路切替リレー62は、共用経路ELcの接続先を、異常判定経路EL2のサブバッテリ31側の経路、又は、異物検知経路EL3の異物検知部50側の経路に切り替える。
例えば、一方の第2経路切替リレー61によって、共用経路ELcと異常判定経路EL2の第1経路EL11側の経路とが接続され、且つ、他方の第2経路切替リレー62によって、共用経路ELcと異常判定経路EL2のサブバッテリ31側の経路とが接続されると、異常判定経路EL2の各経路は、共用経路ELcを介して接続される。つまり、異常判定経路EL2は、共用経路ELcと協働して第1経路EL11とサブバッテリ31とを接続する。
また、一方の第2経路切替リレー61によって、共用経路ELcと異物検知経路EL3の受電器23側の経路とが接続され、且つ、他方の第2経路切替リレー62によって、共用経路ELcと異物検知経路EL3の異物検知部50側の経路とが接続されると、異物検知経路EL3の各経路は、共用経路ELcを介して接続される。つまり、異物検知経路EL3は、共用経路ELcと協働して、受電器23と異物検知部50とを接続する。
次に、異物検知部50による異物検知を行うための各種制御について説明する。
車両側コントローラ26は、異物検知を行う場合、共用経路ELcと異物検知経路EL3とが接続されるよう各第2経路切替リレー61,62を制御する。そして、車両側コントローラ26は、電源側コントローラ14に対して交流電力の出力を要求する。電源側コントローラ14は、その要求に応じて、交流電力が出力されるよう交流電源12を制御する。これにより、受電器23によって交流電力が受電され、当該交流電力が異物検知経路EL3及び共用経路ELcを伝送する。そして、上記交流電力は電力変換部25に入力される。
車両側コントローラ26は、異物検知を行う場合、共用経路ELcと異物検知経路EL3とが接続されるよう各第2経路切替リレー61,62を制御する。そして、車両側コントローラ26は、電源側コントローラ14に対して交流電力の出力を要求する。電源側コントローラ14は、その要求に応じて、交流電力が出力されるよう交流電源12を制御する。これにより、受電器23によって交流電力が受電され、当該交流電力が異物検知経路EL3及び共用経路ELcを伝送する。そして、上記交流電力は電力変換部25に入力される。
かかる状態において、車両側コントローラ26は、入力される交流電力を直流電力に変換するよう電力変換部25を制御する。これにより、電力変換部25から直流電力が出力される。この場合、コンパレータ51の非反転入力端子には、受電器23によって受電された交流電力に対応した直流電圧が入力される。車両側コントローラ26は、コンパレータ51からの出力信号に基づいて、送電器13と受電器23との間に異物が存在するか否かを判断する。
ここで、受電器23によって受電される交流電力の電圧値は異物の有無に応じて変動する。このため、電力変換部25から出力され、非反転入力端子に入力される直流電力の電圧値は、異物の有無に応じて変動する。また、コンパレータ51の反転入力端子に入力される基準電圧は、異物の有無に応じて、非反転入力端子に入力される直流電力の電圧値に対する大小関係が逆転するよう、非反転入力端子に入力される直流電力の電圧値の変動に対応させて設定されている。
かかる構成によれば、送電器13と受電器23との間の異物の有無に応じて、異物検知部50(コンパレータ51)からの出力信号が反転する。これにより、車両側コントローラ26は、異物検知部50からの出力信号に基づいて、送電器13と受電器23との間に異物が存在するか否かを判断できる。
なお、異物検知が行われる場合、第1経路EL11の接続先は、第2経路EL12又は異常判定経路EL2のいずれであってもよいし、いずれにも接続されていないフローティング状態であってもよい。
次に本実施形態における電力伝送経路EL1の異常判定について説明する。
車両側コントローラ26は、電力伝送経路EL1の異常判定を行う場合、第1経路EL11と異常判定経路EL2とが接続されるよう第1経路切替リレー32を制御し、且つ、共用経路ELcと異常判定経路EL2とが接続されるよう各第2経路切替リレー61,62を制御する。これによりサブバッテリ31、電力変換部25、測定部33及び受電器23を介し、且つ、メインバッテリ22を介さない閉ループR3が形成される。かかる状態において、車両側コントローラ26は、サブバッテリ31からの直流電力が交流電力に変換されるよう電力変換部25を制御する。そして、車両側コントローラ26は、測定部33の測定結果(詳細には電流値)を把握し、その測定結果に基づいて第1経路EL11に異常が発生しているか否かを判定する。
車両側コントローラ26は、電力伝送経路EL1の異常判定を行う場合、第1経路EL11と異常判定経路EL2とが接続されるよう第1経路切替リレー32を制御し、且つ、共用経路ELcと異常判定経路EL2とが接続されるよう各第2経路切替リレー61,62を制御する。これによりサブバッテリ31、電力変換部25、測定部33及び受電器23を介し、且つ、メインバッテリ22を介さない閉ループR3が形成される。かかる状態において、車両側コントローラ26は、サブバッテリ31からの直流電力が交流電力に変換されるよう電力変換部25を制御する。そして、車両側コントローラ26は、測定部33の測定結果(詳細には電流値)を把握し、その測定結果に基づいて第1経路EL11に異常が発生しているか否かを判定する。
以上詳述した本実施形態によれば、(6)の作用効果に加えて、以下の作用効果を奏する。
(7)受電機器21は、送電器13と受電器23との間の異物を検知する異物検知部50と、異常判定経路EL2とは別に設けられ、電力伝送経路EL1と異物検知部50とを接続する異物検知経路EL3と、電力変換部25の接続先を、異常判定経路EL2又は異物検知経路EL3に切り替える第2経路切替リレー61,62とを備えている。そして、電力変換部25は、異常判定経路EL2に接続され、且つ、第1経路EL11と異常判定経路EL2とが接続されている場合(閉ループR3が形成された場合)には、サブバッテリ31からの直流電力を交流電力に変換する。また、電力変換部25は、異物検知経路EL3に接続され、且つ、受電器23によって受電された交流電力が入力された場合には、当該交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を異物検知部50に出力する。異物検知部50は、電力変換部25から入力される直流電力に基づいて異物を検知する。
(7)受電機器21は、送電器13と受電器23との間の異物を検知する異物検知部50と、異常判定経路EL2とは別に設けられ、電力伝送経路EL1と異物検知部50とを接続する異物検知経路EL3と、電力変換部25の接続先を、異常判定経路EL2又は異物検知経路EL3に切り替える第2経路切替リレー61,62とを備えている。そして、電力変換部25は、異常判定経路EL2に接続され、且つ、第1経路EL11と異常判定経路EL2とが接続されている場合(閉ループR3が形成された場合)には、サブバッテリ31からの直流電力を交流電力に変換する。また、電力変換部25は、異物検知経路EL3に接続され、且つ、受電器23によって受電された交流電力が入力された場合には、当該交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を異物検知部50に出力する。異物検知部50は、電力変換部25から入力される直流電力に基づいて異物を検知する。
かかる構成によれば、電力変換部25によって変換された直流電力に基づいて、異物検知部50による異物検知が行われる。この場合、異物検知に用いられる電力として直流電力が採用されることにより、異物検知部50としては、コンパレータ51という比較的簡素な構成で、異物検知を行うことができる。これにより、異物検知部50の構成の簡素化を図ることができる。
ここで、異物の有無に応じて、受電器23によって受電される交流電力の電圧値が変動することに着目した場合、例えば、車両側コントローラ26が測定部33の測定結果に基づいて異物検知を行う構成も考えられる。しかしながら、この場合、車両側コントローラ26の処理負荷の増大化が懸念される。これに対して、異物検知部50を別途設けることにより、車両側コントローラ26における異常判定に係る処理の軽減を図ることができる。この場合、異物検知部50を設けることに起因してハード構成の複雑化が懸念される。これに対して、本実施形態では、第1経路EL11の異常判定で用いられる電力変換部25を用いて、受電器23によって受電される交流電力を直流電力に変換し、その直流電力に基づいて異物検知を行うことにした。これにより、コンパレータ51という比較的簡素な構成で異物検知部50を実現できる。よって、異常判定で用いられる構成を用いて、異物検知を好適に行うことができる。
(第4実施形態)
図6に示すように、本実施形態では、受電機器21は、第1経路切替リレー32を備えており、電力伝送経路EL1は、第1経路切替リレー32によって、第1経路EL11と第2経路EL12とに分割されている。また、本実施形態の異常判定経路EL2は、第1経路切替リレー32と、電力伝送経路EL1における受電器23と整流器41との間の箇所とを接続している。当該異常判定経路EL2上には、測定部33及び電力変換部25が設けられている。第1経路切替リレー32は、第2経路EL12の接続先を、第1経路EL11又は異常判定経路EL2に切り替える。
図6に示すように、本実施形態では、受電機器21は、第1経路切替リレー32を備えており、電力伝送経路EL1は、第1経路切替リレー32によって、第1経路EL11と第2経路EL12とに分割されている。また、本実施形態の異常判定経路EL2は、第1経路切替リレー32と、電力伝送経路EL1における受電器23と整流器41との間の箇所とを接続している。当該異常判定経路EL2上には、測定部33及び電力変換部25が設けられている。第1経路切替リレー32は、第2経路EL12の接続先を、第1経路EL11又は異常判定経路EL2に切り替える。
ここで、本実施形態では、第1経路EL11上には、固定負荷71とスイッチング素子72との直列接続体が設けられている。直列接続体は、整流器41の後段に配置されており、各電力線24a,24bに接続されている。車両側コントローラ26は、通常時にはスイッチング素子72をオフ状態とする一方、異常判定を行う場合には、スイッチング素子72をオン状態とする。
車両側コントローラ26は、メインバッテリ22の充電を行う場合、第1経路EL11と第2経路EL12とが接続されるよう第1経路切替リレー32を制御する。これにより、受電器23からメインバッテリ22に向けて電力が伝送される電力伝送経路EL1が形成される。よって、受電器23によって受電された交流電力は、整流器41によって整流され、その整流された直流電力がメインバッテリ22に入力される。なお、メインバッテリ22の充電を行う場合には、スイッチング素子72はオフ状態である。
車両側コントローラ26は、異常判定を行う場合、第2経路EL12と異常判定経路EL2とが接続されるよう第1経路切替リレー32を制御する。そして、車両側コントローラ26は、スイッチング素子72をオン状態にする。これにより、メインバッテリ22、電力変換部25、測定部33、整流器41及び固定負荷71を介する閉ループR4が形成される。
かかる状態において、電力変換部25は、メインバッテリ22からの直流電力を交流電力に変換する。これにより、閉ループR4には、メインバッテリ22の直流電力、及び、電力変換部25によって変換された交流電力が伝送される。そして、車両側コントローラ26は、閉ループR4を伝送する交流電力の電流値に基づいて異常判定を行う。
なお、閉ループR4が形成されている場合、メインバッテリ22、電力変換部25、測定部33及び受電器23を介する閉ループも形成され、当該閉ループにも電力が伝送される。そして、受電器23を介する閉ループを伝送する電力の電流値も測定部33によって測定される。このため、車両側コントローラ26は、受電器23を介する閉ループの異常判定も行うこととなる。
以上詳述した本実施形態によれば以下の作用効果を奏する。
(8)閉ループR4は、メインバッテリ22を介するよう構成されている。詳細には、受電機器21は、電力伝送経路EL1を、第1経路EL11と第2経路EL12とに分割するものであって、第2経路EL12の接続先を、第1経路EL11又は異常判定経路EL2に切り替える第1経路切替リレー32を備えている。第1経路切替リレー32は、車両側コントローラ26による異常判定を行う場合には、第1経路EL11が異常判定経路EL2と接続されるよう切り替わる。これにより、メインバッテリ22を介する閉ループR4が形成される。そして、閉ループR4上に設けられた電力変換部25は、メインバッテリ22の直流電力を交流電力に変換する。よって、閉ループR4に、直流電力及びその直流電力が変換された交流電力が伝送される。これにより、(1)等の効果に加えて、異常判定に用いる電力を供給するサブバッテリ31を省略できることを通じて構成の簡素化を図ることができる。
(8)閉ループR4は、メインバッテリ22を介するよう構成されている。詳細には、受電機器21は、電力伝送経路EL1を、第1経路EL11と第2経路EL12とに分割するものであって、第2経路EL12の接続先を、第1経路EL11又は異常判定経路EL2に切り替える第1経路切替リレー32を備えている。第1経路切替リレー32は、車両側コントローラ26による異常判定を行う場合には、第1経路EL11が異常判定経路EL2と接続されるよう切り替わる。これにより、メインバッテリ22を介する閉ループR4が形成される。そして、閉ループR4上に設けられた電力変換部25は、メインバッテリ22の直流電力を交流電力に変換する。よって、閉ループR4に、直流電力及びその直流電力が変換された交流電力が伝送される。これにより、(1)等の効果に加えて、異常判定に用いる電力を供給するサブバッテリ31を省略できることを通じて構成の簡素化を図ることができる。
(9)異常判定経路EL2は、第1経路切替リレー32と、第1経路EL11における受電器23と整流器41との間の箇所とを接続している。そして、第1経路EL11上の整流器41の後段、すなわち整流器41に対して第1経路切替リレー32側には、固定負荷71とスイッチング素子72との直列接続体が各電力線24a,24bに接続された状態で設けられている。これにより、スイッチング素子72がオン状態となることにより、少なくとも整流器41及び直列接続体を介する閉ループR4が形成される。よって、整流器41の異常も検知できる。
なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 車両側コントローラ26は、交流電力の電流値に基づいて異常判定を行ったが、これに限られず、交流電力の電圧値に基づいて異常判定を行ってもよいし、電圧値及び電流値の双方に基づいて異常判定を行ってもよい。また、車両側コントローラ26は、交流電力の電圧波形と電流波形との位相差に基づいて異常判定を行ってもよい。この場合、第1経路EL11の断線や短絡だけでなく、2次側コイル23aが変形しているか否か等の異常判定を行うことができる。
○ 車両側コントローラ26は、交流電力の電流値に基づいて異常判定を行ったが、これに限られず、交流電力の電圧値に基づいて異常判定を行ってもよいし、電圧値及び電流値の双方に基づいて異常判定を行ってもよい。また、車両側コントローラ26は、交流電力の電圧波形と電流波形との位相差に基づいて異常判定を行ってもよい。この場合、第1経路EL11の断線や短絡だけでなく、2次側コイル23aが変形しているか否か等の異常判定を行うことができる。
○ メインバッテリ22に代えて、電気二重層キャパシタを用いてもよい。要は、負荷は、電力の充放電が可能な蓄電部であってもよい。また、負荷として蓄電部以外を用いてもよい。
○ 第1実施形態において、経路切替リレー32を省略してもよい。この場合、電力伝送経路EL1と異常判定経路EL2とを接続し、且つ、異常判定経路EL2上に、サブバッテリ31と電力伝送経路EL1とを接続する接続スイッチが設けられているとよい。そして、車両側コントローラ26は、異常判定を行う場合には、接続スイッチをオン状態にするとよい。これにより、電力伝送経路EL1の全部が閉ループを構成するものとして機能する。但し、メインバッテリ22との干渉等を考慮すると、経路切替リレー32が設けられている方が好ましい。なお、負荷がメインバッテリ22のような蓄電部ではない場合には、上記干渉等を考慮する必要がない。
○ メインバッテリ22の前段にDC/DCコンバータが設けられていてもよい。この場合、DC/DCコンバータは、第1経路EL11上にあってもよいし、第2経路EL12上にあってもよい。なお、第1経路EL11上にDC/DCコンバータが設けられており、且つ、第1経路EL11上にDC/DCコンバータのスイッチング素子が設けられている場合には、車両側コントローラ26は、異常判定を行う場合に、スイッチング素子をオン状態とする。これにより、上記スイッチング素子によって閉ループR1〜R4が形成されないことを回避できる。
○ 測定部33はサブバッテリ31又はメインバッテリ22からの直流電力の電流値を測定し、車両側コントローラ26はその電流値に基づいて異常判定を行ってもよい。測定部33は、少なくとも異常判定に用いられるパラメータを測定するものであるとよい。
○ 異常確認処理、及び、各経路切替リレー32,61,62の切替制御の制御主体は任意である。例えば、電源側コントローラ14が、異常確認処理を実行してもよい。この場合、電源側コントローラ14は、各経路切替リレー32,61,62を制御する制御信号を送信し、車両側コントローラ26は、上記制御信号に基づいて各経路切替リレー32,61,62の切替を行うものであってもよい。また、車両側コントローラ26は、異常確認処理に必要な情報、例えば測定部33の測定結果を適宜送信するとよい。
○ 電力変換部25はHブリッジ回路であったが、直流電力と交流電力との双方向の変換が可能であれば、その具体的な回路構成は任意である。
○ 電力変換部25とは別に整流器41が設けられている場合(例えば第2実施形態等)、電力変換部25は直流電力から交流電力への片方向のみの変換を行う構成であってもよい。この場合、電力変換部25の構成の簡素化を図ることができる。
○ 電力変換部25とは別に整流器41が設けられている場合(例えば第2実施形態等)、電力変換部25は直流電力から交流電力への片方向のみの変換を行う構成であってもよい。この場合、電力変換部25の構成の簡素化を図ることができる。
○ 第1経路EL11上における受電器23と電力変換部25(又は整流器41)との間に、LC回路で構成されたインピーダンス変換器を設けてもよい。この場合、各電力線24a,24b上にインピーダンス変換器のキャパシタが設けられると、直流電力が伝送されない事態が生じ得る。かといって、各電力線24a,24b上にキャパシタを設けないとすると、インピーダンス変換器の回路構成の自由度が低下し、インピーダンス変換を好適に行うことができない場合が生じ得る。これに対して、第1経路EL11に交流電力を伝送させることにより、上記事態を回避できる。よって、インピーダンス変換器の回路構成の自由度を確保しつつ、異常判定を行うことができる。
○ 第4実施形態において、固定負荷71の印加電圧を測定し、その測定結果から電流値を推定し、その電流値に基づいて異常判定が行われてもよい。また、固定負荷71を省略してもよい。
○ 第3実施形態において、整流器41の位置に、整流器41に代えて、電力変換部25を設け、第1経路切替リレー32を電力変換部25の後段に配置してもよい。この場合、第1経路EL11上に電力変換部25が配置されることとなる。そして、異物検知経路EL3を電力変換部25と第1経路切替リレー32との間に接続するとよい。これにより、(5)の効果を得ることができる。
○ 第3実施形態において、共用経路ELcを省略し、直接電力変換部25の接続先を異常判定経路EL2又は異物検知経路EL3に切り替える構成であってもよい。この場合、異常判定経路EL2及び異物検知経路EL3は、各々1つの経路で形成されている。要は、受電機器21は、電力変換部25を介して異常判定経路EL2に電力が伝送される状態、又は、電力変換部25を介して異物検知経路EL3に電力が伝送される状態に切り替わるよう構成されていればよい。
○ 送電器13の共振周波数と受電器23の共振周波数とは同一に設定されていたが、これに限られず、電力伝送が可能な範囲内で両者を異ならせてもよい。
○ 送電器13と受電器23とは同一の構成であったが、これに限られず、異なる構成であってもよい。
○ 送電器13と受電器23とは同一の構成であったが、これに限られず、異なる構成であってもよい。
○ 各コンデンサ13b,23bを設けたが、これらを省略してもよい。この場合、各コイル13a,23aの寄生容量を用いて磁場共鳴させる。
○ 1次側コイル13aと1次側コンデンサ13bとは並列に接続されていたが、これに限られず、両者は直列に接続されていてもよい。同様に、2次側コイル23aと2次側コンデンサ23bとは、直列に接続されていてもよい。この場合、閉ループR1〜R3を構成する第1経路EL11上に2次側コンデンサ23bが配置されることになり、直流電力の伝送が規制される。この点、第1経路EL11に交流電力が伝送されることにより、上記のように2次側コンデンサ23bが2次側コイル23aに対して直列に接続されている場合であっても、異常判定を好適に行うことができる。
○ 1次側コイル13aと1次側コンデンサ13bとは並列に接続されていたが、これに限られず、両者は直列に接続されていてもよい。同様に、2次側コイル23aと2次側コンデンサ23bとは、直列に接続されていてもよい。この場合、閉ループR1〜R3を構成する第1経路EL11上に2次側コンデンサ23bが配置されることになり、直流電力の伝送が規制される。この点、第1経路EL11に交流電力が伝送されることにより、上記のように2次側コンデンサ23bが2次側コイル23aに対して直列に接続されている場合であっても、異常判定を好適に行うことができる。
○ 各実施形態では、非接触の電力伝送を実現させるために磁場共鳴を用いたが、これに限られず、電磁誘導を用いてもよい。
○ 受電機器21の搭載対象は任意である。例えば携帯電話、ロボット、又は電動車いす等に搭載されてもよい。
○ 受電機器21の搭載対象は任意である。例えば携帯電話、ロボット、又は電動車いす等に搭載されてもよい。
○ 各実施形態にて示した構成を適宜組み合わせてもよい。例えば、第2実施形態及び第3実施形態において、測定部33は異常判定経路EL2に設けられていたが、これに限られず、第1実施形態のように第1経路EL11に設けられていてもよい。
○ 送電器13は、1次側コイル13a及び1次側コンデンサ13bからなる共振回路と、その共振回路と電磁誘導で結合する1次側結合コイルとを有してもよい。同様に、受電器23は、2次側コイル23a及び2次側コンデンサ23bからなる共振回路と、その共振回路と電磁誘導で結合する2次側結合コイルとを有してもよい。
次に、上記各実施形態及び別例から把握できる好適な一例について以下に記載する。
(イ)前記負荷はバッテリであり、前記受電機器は、前記電力伝送経路上に設けられ、電力が伝送される経路を切り替える経路切替部を備え、前記電力伝送経路は、前記2次側コイルから前記経路切替部までの第1経路と、前記経路切替部から前記バッテリまでの第2経路と、から構成されており、前記経路切替部は、前記第2経路の接続先を、前記第1経路又は前記異常判定経路に切り替えるものであり、前記異常判定部による判定が行われる場合には、前記第2経路の接続先が前記異常判定経路となるよう切り替わるものであり、前記電力変換部は、前記バッテリからの直流電力を交流電力に変換するものである請求項1に記載の受電機器。なお、各実施形態におけるメインバッテリ22が上記構成の「バッテリ」に対応する。
(イ)前記負荷はバッテリであり、前記受電機器は、前記電力伝送経路上に設けられ、電力が伝送される経路を切り替える経路切替部を備え、前記電力伝送経路は、前記2次側コイルから前記経路切替部までの第1経路と、前記経路切替部から前記バッテリまでの第2経路と、から構成されており、前記経路切替部は、前記第2経路の接続先を、前記第1経路又は前記異常判定経路に切り替えるものであり、前記異常判定部による判定が行われる場合には、前記第2経路の接続先が前記異常判定経路となるよう切り替わるものであり、前記電力変換部は、前記バッテリからの直流電力を交流電力に変換するものである請求項1に記載の受電機器。なお、各実施形態におけるメインバッテリ22が上記構成の「バッテリ」に対応する。
(ロ)前記閉ループ上には、前記2次側コイルが設けられている請求項1〜4及び(イ)のうちいずれか一項に記載の受電機器。
10…非接触電力伝送装置、11…送電機器、12…交流電源、13a…1次側コイル、21…受電機器、22…メインバッテリ、23a…2次側コイル、25…電力変換部、26…車両側コントローラ、31…サブバッテリ、32…経路切替リレー(第1経路切替リレー)、33…測定部、50…異常検知部、61,62…第2経路切替リレー、EL1…電力伝送経路、EL2…異常判定経路、EL3…異物検知経路、EL11…第1経路、EL12…第2経路、R1〜R4…閉ループ。
Claims (5)
- 交流電力が入力される1次側コイルを有する送電機器から非接触で前記交流電力を受電可能な受電機器において、
前記1次側コイルから非接触で前記交流電力を受電可能な2次側コイルと、
負荷と、
前記2次側コイルから前記負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路と、
前記電力伝送経路とは別に設けられ、当該電力伝送経路の少なくとも一部と協働して閉ループを形成する異常判定経路と、
前記閉ループ上に設けられ、直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、
前記閉ループを伝送する直流電力、又は、前記閉ループを伝送するものであって前記電力変換部によって変換された交流電力を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記閉ループを構成する前記電力伝送経路に異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、
を備えていることを特徴とする受電機器。 - 前記負荷はメインバッテリであり、
前記異常判定経路上にはサブバッテリが設けられており、
前記電力変換部は、前記サブバッテリからの直流電力を交流電力に変換するものであり、
前記受電機器は、前記電力伝送経路上に設けられ、電力が伝送される経路を切り替える経路切替部を備え、
前記電力伝送経路は、前記2次側コイルから前記経路切替部までの第1経路と、前記経路切替部から前記メインバッテリまでの第2経路と、から構成されており、
前記経路切替部は、前記第1経路の接続先を、前記第2経路又は前記異常判定経路に切り替えるものであり、前記異常判定部による判定が行われる場合には、前記第1経路の接続先が前記異常判定経路となるよう切り替わる請求項1に記載の受電機器。 - 前記電力変換部は、前記第1経路上に設けられており、前記第1経路と前記第2経路とが接続されている状況において前記2次側コイルによって受電された交流電力が入力された場合には、当該交流電力を直流電力に変換して前記メインバッテリに出力するものである請求項2に記載の受電機器。
- 前記経路切替部は第1経路切替部であり、
前記受電機器は、
前記1次側コイルと前記2次側コイルとの間の異物を検知する異物検知部と、
前記異常判定経路とは別に設けられ、前記電力伝送経路と前記異物検知部とを接続する異物検知経路と、
前記電力変換部の接続先を、前記異常判定経路又は前記異物検知経路に切り替える第2経路切替部と、
を備え、
前記電力変換部は、
前記異常判定経路に接続され、且つ、前記第1経路と前記異常判定経路とが接続されている場合には、前記サブバッテリからの直流電力を交流電力に変換するものであり、
前記異物検知経路に接続され、且つ、前記2次側コイルによって受電された交流電力が入力された場合には、当該交流電力を直流電力に変換し、当該直流電力を前記異物検知部に出力するものであり、
前記異物検知部は、前記電力変換部から入力される前記直流電力に基づいて、異物を検知するものである請求項2又は請求項3に記載の受電機器。 - 交流電力が入力される1次側コイルと、
前記1次側コイルから非接触で前記交流電力を受電可能な2次側コイルと、
負荷と、
前記2次側コイルから前記負荷に向けて電力が伝送される電力伝送経路と、
前記電力伝送経路とは別に設けられ、当該電力伝送経路の少なくとも一部と協働して閉ループを形成する異常判定経路と、
前記閉ループ上に設けられ、直流電力を交流電力に変換する電力変換部と、
前記閉ループを伝送する直流電力、又は、前記閉ループを伝送するものであって前記電力変換部によって変換された交流電力を測定する測定部と、
前記測定部の測定結果に基づいて、前記閉ループを構成する前記電力伝送経路に異常が発生しているか否かを判定する異常判定部と、
を備えていることを特徴とする非接触電力伝送装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013214862A JP2015080297A (ja) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | 受電機器及び非接触電力伝送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2013214862A JP2015080297A (ja) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | 受電機器及び非接触電力伝送装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2015080297A true JP2015080297A (ja) | 2015-04-23 |
Family
ID=53011288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2013214862A Pending JP2015080297A (ja) | 2013-10-15 | 2013-10-15 | 受電機器及び非接触電力伝送装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2015080297A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019146439A (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 京セラ株式会社 | 無線送電システム、受電機、送電機、及び無線送電方法 |
-
2013
- 2013-10-15 JP JP2013214862A patent/JP2015080297A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019146439A (ja) * | 2018-02-23 | 2019-08-29 | 京セラ株式会社 | 無線送電システム、受電機、送電機、及び無線送電方法 |
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