JP2016163405A - 電力伝送システム - Google Patents

電力伝送システム Download PDF

Info

Publication number
JP2016163405A
JP2016163405A JP2015038993A JP2015038993A JP2016163405A JP 2016163405 A JP2016163405 A JP 2016163405A JP 2015038993 A JP2015038993 A JP 2015038993A JP 2015038993 A JP2015038993 A JP 2015038993A JP 2016163405 A JP2016163405 A JP 2016163405A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
coil
temperature
power transmission
receiving coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015038993A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6176272B2 (ja
Inventor
浩章 湯浅
Hiroaki Yuasa
浩章 湯浅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2015038993A priority Critical patent/JP6176272B2/ja
Priority to US15/048,313 priority patent/US10065514B2/en
Priority to CN201610098443.8A priority patent/CN105932782B/zh
Priority to EP16157313.4A priority patent/EP3069921B1/en
Publication of JP2016163405A publication Critical patent/JP2016163405A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6176272B2 publication Critical patent/JP6176272B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12Inductive energy transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/35Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/38Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/36Temperature of vehicle components or parts
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Abstract

【課題】送電コイルから受電コイルに電力伝送する際に、車両の底面に沿って配置された部材の温度が耐熱温度を超えることを抑制することができると共に、充電時間の長時間化などの弊害を抑制することができる電力伝送システムを提供する。【解決手段】電力伝送システムは、車両の底面側に配置された受電コイル11と、底面に沿って配置された複数の部材と、受電コイル11の周囲に配置された複数の温度検知装置58A〜58Lと、温度検知装置58A〜58Lの検知温度が所定閾値以上となると送電コイルからの送電電力を低くする制御部とを備え、耐熱性の低い部材側に設けられた温度検知装置58A〜58Lほどの所定閾値が低く設定された。【選択図】図5

Description

本発明は、電力伝送システムに関する。
下記特許文献1〜5にも記載されているように、車両底面に設けられた受電コイルに送電装置の送電コイルから電力を送電する非接触電力送電システムが従来から提案されている。
特開2013−135572号公報に記載された電力伝送システムは、受電部の受電効率に基づいて、受電部に接続された電気機器の温度を推定する制御装置を備える。
特開2013−154815号公報 特開2013−146154号公報 特開2013−146148号公報 特開2013−110822号公報 特開2013−126327号公報 特開2013−135572号公報
このような電力伝送システムにおいては、車両の停車位置によっては、送電コイルから受電コイルを視たときに、受電コイルの中心位置が送電コイルの中心位置から位置ずれした状態で送電コイルから受電コイルに電力が送電される場合がある。送電コイルと受電コイルが位置ずれした状態で電力伝送が行われると、送電コイルから放出されて受電コイル周囲のフロアパネル等の部材に入り込む磁束量が増え、フロアパネル等の温度が上昇するおそれがある。フロアパネル等の温度が上昇すると、フロアパネル等に接するように搭載された各種部材の温度が耐熱温度を超えてしまうおそれがある。
また、受電コイル周囲の部材によっては、部材に入り込む磁束量が増えて部材の温度が上昇し、磁束が入り込んだ部材の耐熱温度を超えてしまうおそれもある。しかし、上記の従来技術においては、このような課題について何ら対策がなされていない。
そこで、受電コイル周囲の部材の温度が耐熱温度を超えることを抑制するために、送電コイルが受電コイルに対して位置ずれしたときに、位置ずれ量に応じて送電電力を低く抑えることが考えられる。
しかし、フロアパネルに取り付けられた部材の耐熱温度、部材の搭載分布、送電コイルに対する受電コイルの位置ずれ方向および位置ずれ距離などによっては、送電コイルに対して受電コイルが位置ずれしたとしても、耐熱温度を超える部材が生じない場合がある。その結果、送電コイルと受電コイルとの位置ずれ量に基づいて一律に送電電力を低減するようにしたのでは、耐熱温度を超える部材がないのに送電電力を低く設定してしまい、充電時間が長くなるなどの弊害が生じる場合がある。
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、送電コイルから受電コイルに電力伝送する際に、受電コイル周囲の部材の温度が耐熱温度を超えることを抑制することができると共に、充電時間の長時間化などの弊害を抑制することができる電力伝送システムを提供することである。
電力伝送システムは、車両の底面に設けられた受電コイルと、受電コイルに非接触で電力を送電する送電コイルと、受電コイルの周囲に車両の底面に沿って搭載された複数の部材と、部材の温度が上昇すると検知する検知温度が上昇する複数の温度検知装置と、温度検知装置により検知された検知温度が所定閾値以上の場合に送電コイルから送電される電力を低くする制御装置とを備える。
上記複数の部材には、送電コイルが放出する磁束によって加熱される部材が含まれ、上記送電コイルから受電コイルを視ると、加熱される部材は受電コイルに対して、受電コイルの中心位置が送電コイルの中心位置に対して位置ずれする位置ずれ方向に位置する。
上記複数の温度検知装置は、受電コイルに対して複数の位置ずれ方向に配置され、上記複数の部材のうち耐熱性が低い部材の位置ずれ方向に配置された温度検知装置ほど所定閾値が低く設定されている。
電力伝送システムによれば、受電コイルが送電コイルに対して、耐熱性が低い部材が設けられた方向に位置ずれすると、受電コイルに対して当該位置ずれ方向側に入射する送電コイルからの磁束量が増える。そのため、受電コイルからの磁束によって、耐熱性が低い部材の温度が上昇する。同様に、送電コイルに対して、耐熱性の低い部材側に配置された温度検知装置の検知温度も上昇する。そして、当該温度検知装置の所定閾値が低いため、耐熱性の低い部材が高温となる前に送電コイルからの送電電力が低減される。送電電力が低減されることで、耐熱性の低い部材の温度が耐熱温度を超えることを抑制することができる。
また、温度検知装置の検知温度が所定閾値を超えていない場合には、送電電力が低減されずに送電が継続されるため、充電時間が長くなるなどの弊害の発生を抑制することができる。
本明細書において、「部材の温度が上昇すると検知する検知温度が上昇する温度検知装置」とは、「部材に設けられ、部材の温度上昇を直接検知する温度検知装置」と、「部材から離れた位置に設けられ、部材の温度上昇を間接的に検知する温度検知装置」のいずれも含む。
「送電コイルが放出する磁束によって加熱される部材」とは、「送電コイルから放出される磁束が部材に入り込み、当該磁束によって直接加熱される部材」と、「部材が取付けられている被取付部材に磁束が入り込むことで被取付部材が高温となり、この被取付部材の熱が伝達されることで加熱される部材」とのいずれも含む。
「耐熱性」とは、送電コイルから受電コイルを視たときに、受電コイルの中心位置と送電コイルの中心位置とが位置ずれした状態で送電コイルから受電コイルに送電を開始して、電力伝送が完了するまでの間に、部材の耐熱温度になり難い程度を示す。具体的に、耐熱性が低い部材と、耐熱性が高い部材とについて説明する。耐熱性が低い部材は、受電コイルに対して第1位置ずれ方向に位置し、耐熱性が高い部材は、受電コイルに対して第2位置ずれ方向に位置しているとする。
耐熱性が低い部材においては、送電コイルから受電コイルを視たときに送電コイルの中心位置を基準として第1位置ずれ方向に受電コイルの中心位置が位置ずれした位置で、送電コイルから受電コイルに送電を開始したときに、受電コイルと送電コイルとの間の位置ずれ方向の距離が第1距離以上のときには、電力伝送が完了するまでの間に、当該耐熱性の低い部材の温度が当該耐熱性の低い部材の耐熱温度を超える。
耐熱性が高い部材においては、送電コイルから受電コイルを視たときに送電コイルの中心位置を基準として第2位置ずれ方向に受電コイルの中心位置が位置ずれした位置で、送電コイルから受電コイルに送電を開始したときに、受電コイルと送電コイルとの間の位置ずれ方向の距離が第2距離以上のときには、電力伝送が完了するまでの間に当該耐熱性の高い部材の温度が当該部材の耐熱温度を超える。
そして、「耐熱性が低い部材」の第1距離は、「耐熱性が高い部材」の第2距離よりも短い。したがって、受電コイルが送電コイルに対して位置ずれした状態で送電コイルから受電コイルに電力が送電されたとしても、耐熱性が高い部材は、耐熱性が低い部材よりも耐熱温度に達し難い。
たとえば、耐熱温度の低い部材であっても、受電コイルから大きく離れているときには、耐熱性は高くなる場合があり、耐熱温度が高い部材であっても受電コイルに近い部材は、耐熱性が低い部材となる場合がある。
本発明に係る電力伝送システムにおいては、送電コイルから受電コイルに電力伝送する際に、車両の底面に設けられた部材が耐熱温度を超えることを抑制することができると共に充電時間の長時間化などの弊害の発生を抑制することができる。
電力伝送システム1を模式的に示す模式図である。 電力伝送システム1を模式的に示す回路図である。 送電装置3を示す分解斜視図であり、送電装置3を上方から見たときの分解斜視図である。 受電装置8を示す分解斜視図であり、下方から上方を見上げた時の斜視図である。 図4に示す矢印の方向から受電コイル11および受電コイル11の周囲の部材を視たときの平面図である。 車両2の底面を示す底面図である。 フロアパネル70およびフロアパネル70に設けられた部材を示す斜視図である。 アンダーカバー71の固定部材81aの周囲の構成を示す断面図である。 アンダーカバー73の固定部材85aの周囲の構成を示す断面図である。 図7に示す矢印の方向から送電コイル25および受電コイル11などを視たときの平面図である。 図10に示すXI−XI線における断面図である。 送電コイル25と受電コイル11との間の距離(L)と、受電コイル11が受電する受電効率(η)との関係を示すグラフである。 送電コイルの下方から受電コイル11および送電コイル25を上方に見上げた際の底面図である。 図11のように受電コイル11および送電コイル25を配置したときにおいて、送電コイル25から電力の送電を開始してからバッテリの充電が完了するまでの間の各温度センサ53A〜53Lの検知温度の予測値を概念的に示したグラフである。 図11のように受電コイル11および送電コイル25を配置したときにおいて、送電コイル25から電力の送電を開始してからバッテリの充電が完了するまでの間における各部材の予測温度を概念的に示すグラフである。 受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に所定距離L1離した状態で送電コイル25を基準として、前方向F側に受電コイル11を距離L2だけ水平移動させた状態を示す底面図である。 図16に示すXVII−XVII線における断面図である。 送電コイルの下方から受電コイル11および送電コイル25を上方に見上げた際の底面図である。 図17のように受電コイル11および送電コイル25を配置したときにおいて、送電コイル25から電力の送電を開始してからバッテリの充電が完了するまでの間の各温度センサ53A〜53Lの検知温度の予測値を概念的に示したグラフである。 図17に示すように、受電コイル11および送電コイル25を配置した状態で、送電コイル25から受電コイル11への電力伝送を開始してバッテリの充電が完了するまでの間において、各部材の予測温度を示すグラフである。 受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に所定距離L1に離した状態で送電コイル25を基準として、後方向B側に受電コイル11を距離L3だけ水平移動させた状態を示す底面図である。 図21に示すXXII−XXII線における断面図である。 送電コイルの下方から受電コイル11および送電コイル25を上方に見上げた際の底面図である。 図21のように受電コイル11および送電コイル25を配置したときにおいて、送電コイル25から電力の送電を開始してからバッテリの充電が完了するまでの間の各温度センサ53A〜53Lの検知温度の予測値を概念的に示したグラフである。 図21のように受電コイル11および送電コイル25を配置したときにおいて、送電コイル25から電力の送電を開始してからバッテリの充電が完了するまでの間における各部材の予測温度を概念的に示すグラフである。 受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に所定距離L1離した状態で送電コイル25を基準として、右方向R側に受電コイル11を距離L4だけ水平移動させた状態を示す底面図である。 図26に示すXXVII−XXVII線における断面図である。 送電コイルの下方から受電コイル11および送電コイル25を上方に見上げた際の底面図である。 図27のように受電コイル11および送電コイル25を配置したときにおいて、送電コイル25から電力の送電を開始してからバッテリの充電が完了するまでの間の各温度センサ53A〜53Lの検知温度の予測値を概念的に示したグラフである。 図27に示すように、受電コイル11および送電コイル25を配置した状態で、送電コイル25から受電コイル11への電力伝送を開始してバッテリの充電が完了するまでの間において、各部材の温度変化を示すグラフである。 受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に所定距離L1に離した状態で送電コイル25を基準として、左方向L側に受電コイル11を距離L5だけ水平移動させた状態を示す底面図である。 図31に示すXXXII−XXXII線における断面図である。 送電コイルの下方から受電コイル11および送電コイル25を上方に見上げた際の底面図である。 図31のように受電コイル11および送電コイル25を配置したときにおいて、送電コイル25から電力の送電を開始してからバッテリの充電が完了するまでの間の各温度センサ53A〜53Lの検知温度の予測値を概念的に示したグラフである。 図31に示すように、受電コイル11および送電コイル25を配置した状態で、送電コイル25から受電コイル11への電力伝送を開始してバッテリの充電が完了するまでの間において、各部材の温度変化を示すグラフである。 受電コイル11および送電コイル25を示す底面図である。 送電コイルの下方から受電コイル11および送電コイル25を上方に見上げた際の底面図である。 送電コイルの下方から受電コイル11および送電コイル25を上方に見上げた際の底面図である。 制御部6の制御フローを示すフロー図である。 制御部28の制御フローを示すフロー図である。
図1は、電力伝送システム1を模式的に示す模式図であり、図2は、電力伝送システム1を模式的に示す回路図である。図1および図2に示すように、電力伝送システム1は、送電装置3と、受電ユニット4を含む車両2とを備える。
車両2は、送電装置3から電力を受電する受電ユニット4と、ハイブリッドシステム5と、制御部6と、通信部7と、車高センサ19と、非接触充電ボタン31とを含む。
受電ユニット4は、送電装置3から非接触で電力を受電する受電装置8と、受電装置8が受電した交流電力を直流電力に変換すると共に電圧を調整する整流器9と、整流器9から直流電力が供給されるバッテリ10とを含む。受電装置8は、整流器9に接続された受電コイル11およびコンデンサ12を含む。
ハイブリッドシステム5は、バッテリ10に接続されたコンバータ15と、コンバータ15およびバッテリ10を接続するワイヤーハーネス18と、コンバータ15に接続されたインバータ16,17と、インバータ16に接続された回転電機MG1と、インバータ17に接続された回転電機MG2と、エンジン21と、動力分割機構20とを含む。エンジン21には、排気管ユニット22および燃料パイプ23が接続されており、燃料パイプ23は燃料タンク24に接続されている。
送電装置3は、交流電源30に接続された周波数変換器27と、周波数変換器27に接続された送電コイル25およびコンデンサ26と、周波数変換器27の駆動を制御する制御部28と、通信部7と通信する通信部29とを含む。
なお、図1において、上方向Uは、鉛直方向上方であり、下方向Dは鉛直方向下方である。前方向Fは、車両2の前方向であり、後方向Bは車両2の後方向である。左方向Lは、運転手が車両2に乗った際に運転手にとっての左方向である。なお、後述する右方向Rは、運転手が車両2に乗った際に運転手にとっての左方向である。このため、車両2の右方向R側に車両2の右側面(第1側面)が位置しており、車両2の左方向L側に車両2の左側面(第2側面)が位置している。
図2において、送電装置3の送電コイル25およびコンデンサ26によって直列LC共振回路が形成されており、受電装置8の受電コイル11およびコンデンサ12によって直列LC共振回路が形成されている。送電装置3の直列LC共振回路の共振周波数と、受電装置8の直列LC共振回路の共振周波数とは一致または実質的に一致している。なお、送電装置3のQ値および受電ユニット4のQ値は、いずれも100以上である。このように、各共振回路の共振周波数を設定すると共に、送電装置3および受電ユニット4のQ値を高くすることで受電装置8および送電装置3との間で高効率に電力伝送することができる。
なお、送電装置3は、電圧センサ55と、周波数変換器27およびコンデンサ26の間に設けられた電流センサ54とを含み、電圧センサ55は、周波数変換器27およびコンデンサ26の間の配線と、送電コイル25および周波数変換器27の間の配線とに接続されている。電圧センサ55は、送電コイル25に印加された電圧の電圧値を検知し、電流センサ54は、送電コイル25を流れる電流の電流量を検知する。
また、受電ユニット4は、電圧センサ57と、受電装置8およびコンデンサ12の間に設けられた電流センサ56とを含み、電圧センサ57は、コンデンサ12と整流器9との間の配線と、受電コイル11と整流器9との間の配線とに接続されている。電圧センサ57は、受電コイル11に印加された電圧の電圧値を検知し、電流センサ56は、受電コイル11を流れる電流の電療量を検知する。
図3は、送電装置3を示す分解斜視図であり、送電装置3を上方から見たときの分解斜視図である。この図3に示すように、ケース35と、ケース35内に設けられた送電コイル25、コンデンサ26および周波数変換器27と、ケース35内に収容された制御部28と、送電コイル25が装着されたフェライト36と、通信部29とを含む。
ケース35は、地面に配置される金属製のベース板37と、ベース板37に設けられた金属製の仕切板38と、蓋39とを含む。蓋39は、樹脂蓋40と、上面に凹部42が形成された金属蓋41と、凹部42の開口部を閉塞する樹脂板43とを含む。
樹脂蓋40がベース板37に装着されることで、送電コイル25、コンデンサ26、制御部28およびフェライト36が収容される空間が形成される。金属蓋41がベース板37に装着されることで、周波数変換器27が収容される空間が形成される。仕切板38は、周波数変換器27が収容される空間と、送電コイル25などが収容される空間とを仕切る。金属蓋41に形成された凹部42は上方に向けて開口しており、この凹部42内に通信部29が収容されており、樹脂板43によって凹部42の開口部が閉塞されている。樹脂板43が樹脂によって形成されているため、通信部29は通信部7と通信することができる。
フェライト36は、複数の分割フェライトを環状に配置して形成された外周環状コア44と、外周環状コア44の内周縁部に配置された中央コア45とを含む。中央コア45も複数の分割フェライトによって形成され、外周環状コア44の開口部を閉塞するように配置されている。中央コア45とベース板37との間には空間が形成されており、この空間内に制御部28およびコンデンサ26が収容されている。
送電コイル25は、巻軸O1の周囲を取り囲むようにコイル線46を巻いて形成されており、送電コイル25は外周環状コア44の上面に配置されると共に中央コア45の周囲を取り囲むように配置されている。送電コイル25は平面コイルが採用されており、送電コイル25は巻軸O1が上下方向に延びるように配置されている。なお、中心位置C1は、送電コイル25の中心位置であり、巻軸O1は、中心位置C1を通る。
送電コイル25の一端には、周波数変換器27に接続される接続線47が接続されており、送電コイル25の他端にはコンデンサ26に接続された接続線48が接続されている。コンデンサ26にも、周波数変換器27に接続された接続線49が接続されている。なお、周波数変換器27は、複数の高電圧素子50によって形成されている。
図4は、受電装置8を示す分解斜視図であり、下方から上方を見上げた時の斜視図である。このため、図3の左方向Lと図4の左方向Lとは紙面上において反対方向になり、右方向Rにおいても図3と図4とで反対方向になる。受電装置8は、ケース60と、このケース60内に収容された受電コイル11、コンデンサ12およびフェライト61と、受電コイル11の周囲の配置された複数の温度検知装置58とを含む。温度検知装置58は、金属片52と、金属片52に取り付けられた温度センサ53とを含む。各温度検知装置58は受電装置8のケース60内に収容されているので、たとえば、車両2の走行中において、外部の異物が直接温度検知装置58に当たることが抑制されており、温度検知装置58の保護を図ることができる。
仮に、各温度検知装置58をフロアパネル70下面などに配置した場合には、温度検知装置58を外部の障害物から保護する必要があると共に、温度検知装置58に接続された配線などについても外部の障害物から保護する必要が生じる。
ケース60は、車両のフロアパネルの下方に配置されるベース板64と、このベース板64を下方から覆うように配置される樹脂蓋65とを含み、樹脂蓋65がベース板64に装着されることで、受電コイル11などを収容する空間が形成される。
フェライト61は、複数の分割フェライトを環状に配置して形成された外周環状コア62と、外周環状コア62の内周縁部に配置された中央コア63とを含む。中央コア63は、複数の分割フェライトを配置して形成されており、外周環状コア62から下方に突出するように形成されている。中央コア63と、ベース板64との間には空間が形成されており、この空間内にコンデンサ12が配置されている。
受電コイル11は、外周環状コア62の下面に配置されてり、受電コイル11は、中央コア63の周囲を取り囲むように、コイル線69を巻回して形成されている。受電コイル11は、巻軸O2の周囲を取り囲むようにコイル線69を巻いて形成されており、受電コイル11としては、平面コイルが採用されている。なお、受電コイル11は、巻軸O2が上下方向に向くように配置されている。なお、中心位置C2は、受電コイル11の中心位置であり、巻軸O2は、中心位置C2を通る。
受電コイル11の一端には、整流器9に接続される接続線66が接続されている。受電コイル11の他端には、コンデンサ12に接続される接続線67が接続されている。コンデンサ12にも、整流器9に接続された接続線68が接続されている。
図5は、図4に示す矢印の方向から受電コイル11および受電コイル11の周囲の部材を視たときの平面図である。
この図5に示すように、受電コイル11の外形は、方形形状に形成されており、この受電コイル11の周囲には温度検知装置58A〜58Lが配置されている。各温度検知装置58A〜58Lは、金属片52A〜52Lと、各金属片52A〜52Lに設けられ、金属片52A〜52Lの温度を測定する温度センサ53A〜53Lとを含む。
受電コイル11に対して前方向F側には、温度検知装置58A,58B,58Cが配置されており、各温度検知装置58A,58B,58Cは、受電コイル11の外周に沿って間隔をあけて配置されている。
受電コイル11に対して左方向L側には、温度検知装置58D,58E,58Fが配置されており、各温度検知装置58D,58E,58Fは、受電コイル11の外周に沿って間隔をあけて配置されている。
受電コイル11に対して後方向B側には、温度検知装置58G,58H,58Iが配置されており、各温度検知装置58G,58H,58Iは、受電コイル11の外周に沿って間隔をあけて配置されている。
受電コイル11に対して右方向R側には、温度検知装置58J,58K,58Lが配置されている。各温度検知装置58J,58K,58Lは、受電コイル11の外周に沿って間隔をあけて配置されている。
図6は、車両2の底面を示す底面図であり、図7は、フロアパネル70およびフロアパネル70に設けられた部材を示す斜視図である。図6に示すように、車両2は、車両2の底面に配置されたフロアパネル70と、フロアパネル70の下面に設けられた受電装置8と、フロアパネル70の下面に設けられた複数のアンダーカバー71,72,73,74と、フロアパネル70の下面に設けられた排気管ユニット22と、排気管ユニット22を支持する支持部材75A,75Bとを備える。また、フロアパネル70の下面には、バッテリ10およびコンバータ15を接続するワイヤーハーネス18と、エンジン21および燃料タンク24を接続する燃料パイプ23とが配置されている。
図7に示すように、フロアパネル70は、車両2の前後方向に延びるセンタートンネル76と、センタートンネル76に接続された平坦部78,79とを含み、平坦部78はセンタートンネル76に対して左方向L側に配置され、平坦部79はセンタートンネル76に対して右方向R側に配置されている。なお、平坦部78および平坦部79の表面には図示されない複数の凹凸が形成されている。
受電装置8は、センタートンネル76を跨ぐように配置されている。アンダーカバー71は、受電装置8に対して左方向L側に隣り合う位置に配置されており、アンダーカバー71は平坦部78に配置されている。アンダーカバー73は、受電装置8に対して右方向R側に隣り合う位置に配置されており、平坦部79に配置されている。なお、図5に示すアンダーカバー72は、アンダーカバー71に対して後方向B側に配置され、アンダーカバー74はアンダーカバー73に対して後方向B側に配置されている。
アンダーカバー71は、樹脂材料から形成されたカバー本体80と、このカバー本体80をフロアパネル70に固定する複数の固定部材81a〜81eとを含み、アンダーカバー73は、カバー本体84と、このカバー本体84をフロアパネル70に固定する複数の固定部材85a〜85eとを含む。同様に、図6に示すように、アンダーカバー72は、樹脂材料から形成されたカバー本体82とこのカバー本体82をフロアパネル70に固定する複数の固定部材83とを含み、アンダーカバー74は、カバー本体86とこのカバー本体86をフロアパネル70に固定する複数の固定部材87とを含む。
図8は、アンダーカバー71の固定部材81aの周囲の構成を示す断面図である。この図8に示すように、フロアパネル70の平坦部78には、上方に突出する取付座97aが形成されており、取付座97aには、貫通孔が形成されている。この貫通孔にはボルトである固定部材81aの軸部が挿入され、固定部材81aの軸部の下端部にはナット96aが装着されている。同様に他の固定部材81b〜81eもフロアパネル70に固定されている。これら固定部材81a〜81eによってアンダーカバー71がフロアパネル70に固定されている。
アンダーカバー71のうち固定部材81a〜81eが取付けられた部分は、フロアパネル70に接触する接触部分となっており、アンダーカバー71のうち当該接触部分以外の分はフロアパネル70から離れている。複数の固定部材81a〜81eのうち、固定部材81aが最も受電コイル11に近接した位置に位置しており、固定部材81aは、受電コイル11に対して前方向F側に設けられている。このため、アンダーカバー71の複数の接触部分のうち、固定部材81aによってフロアパネル70と接触する接触部分が、最も、受電コイル11に近接しており、当該接触部分は、受電コイル11に対して前方向F側に位置している。
図9は、アンダーカバー73の固定部材85aの周囲の構成を示す断面図である。この図9に示すように、フロアパネル70の平坦部79には、上方に突出する取付座99aが形成されており、取付座99aには、貫通孔が形成されている。この貫通孔にはボルトである固定部材85aの軸部が挿入され、固定部材85aの軸部の下端部にはナット98aが装着されている。同様に他の固定部材85b〜85eもフロアパネル70に固定されている。これら固定部材85a〜85eによってアンダーカバー73がフロアパネル70に固定されている。
アンダーカバー73のうち固定部材85a〜85eが取付けられた部分はフロアパネル70に接触する接触部分となっており、アンダーカバー73のうち当該接触部分以外の部分はフロアパネル70から離れている。複数の固定部材85a〜85eのうち、固定部材85aが最も受電コイル11に近接した位置に設けられており、固定部材85aは、11に対して前方向F側に設けられている。このため、アンダーカバー73の複数の接触部分のうち、固定部材85aによってフロアパネル70と接触する接触部分が、最も、受電コイル11に近接しており、当該接触部分は受電コイル11に対して前方向F側に位置している。
図6において、排気管ユニット22は、エンジン21に設けられたエキゾーストマニホールドに接続された触媒装置88と、排気管を通して触媒装置88に接続された触媒装置89と、排気管を通して触媒装置89に接続されたサブマフラー90と、排気管を通してサブマフラー90に接続されたメインマフラー91とを含む。そして、図7に示すように、触媒装置89およびサブマフラー90は、センタートンネル76内に配置されている。
支持部材75A,75Bは、排気管ユニット22のサブマフラー90とフロアパネル70とを接続している。支持部材75Aは、一端がサブマフラー90に接続された支持部92Aと、支持部92Aの他端に接続されたクッション部材93Aと、クッション部材93Aに接続されると共にセンタートンネル76の内表面から突出する取付部95Aに接続された支持部94Aとを含む。支持部材75Bは、一端がサブマフラー90に接続された支持部92Bと、支持部92Bの他端に接続されたクッション部材93Bと、クッション部材93Bに接続されると共にセンタートンネル76の内表面から突出する取付部95Bに接続された支持部94Bとを含む。なお、支持部材75A,75Bは、受電装置8よりも後方向B側に配置されており、クッション部材93Aのうち支持部94Aとの接続部分は、受電コイル11に対して後方向B側に位置している。同様に、クッション部材93Bのうち支持部94Bとの接続部分は、受電コイル11に対して後方向B側に位置している。クッション部材93A,93Bは、たとえば、樹脂材料によって形成されている。
燃料パイプ23は、平坦部78に形成された溝100内に配置されており、溝100は車両の前後方向に延びるように形成されている。燃料パイプ23には、間隔をあけて複数の固定部材101が設けられており、複数の固定部材101によって燃料パイプ23は溝100内に固定されている。なお、受電装置8の左方向L側に固定部材101aが配置されており、固定部材101aの後方向B側に固定部材101bが配置されており、複数の固定部材101のうち固定部材101aが最も受電装置8に近接した位置に設けられている。固定部材101は、樹脂材料によって形成されている。固定部材101もボルトなどによってフロアパネル70の下面に固定されており、固定部材101はフロアパネル70の下面と接触する部分を有し、固定部材101aの接触部分は、受電コイル11に対して左方向L側に位置している。そして、溝100内に配置された燃料パイプ23および固定部材101上にアンダーカバー71が配置されている。
ワイヤーハーネス18は、平坦部79に形成された溝102内に配置されており、溝102は車両の前後方向に延びるように形成されている。ワイヤーハーネス18には、間隔をあけて複数の固定部材103が設けられており、複数の固定部材103によってワイヤーハーネス18は溝102内に固定されている。各固定部材103は樹脂材料によって形成されている。この固定部材103は、ボルトなどによってフロアパネル70の下面に固定されており、固定部材103にはフロアパネル70と接触する接触部分がある。なお、複数の固定部材103のうち、固定部材103aが最も受電装置8に近接した位置に設けられている。固定部材103aは、受電装置8の右方向R側に配置されており、固定部材103aとフロアパネル70との接触部分は、受電コイル11に対して右方向R側に位置している。そして、溝102内に配置されたワイヤーハーネス18および固定部材103上にアンダーカバー73が配置されている。
図1および図5において、制御部6は、電力伝送中において、各温度検知装置58A〜58Lの検知温度をモニタリングしており、制御部6は、温度検知装置58A,58B,58Cの温度センサ53A,53B,53Cからのいずれかの検知温度が閾値温度TH1以上になると、通信部7および通信部29を通して、送電装置3に送電電力を低くするように信号を送信する。同様に、温度検知装置58G,58H,58Iの温度センサ53G,53H,53Iからのいずれかの検知温度が閾値温度TH2以上となると、通信部7および通信部29を通して、送電装置3に送電電力を低くするように電力抑制信号を送信する。また、温度検知装置58J,58K,58Lの温度センサ53J,53K,53Lからのいずれかの検知温度が、閾値温度TH3以上となると、通信部7および通信部29を通して、送電装置3に送電電力を低くするように電力抑制信号を送信する。そして、温度検知装置58D,58E,58Fの温度センサ53D,53E,53Fからのいずれかの検知温度が、閾値温度TH4以上となると、送電装置3に送電電力を低くするように電力抑制信号を送信する。
送電装置3の制御部28は、上記の信号を受信すると、送電電力が低くなるように周波数変換器27を制御する。
各閾値温度TH1〜TH4は、受電コイル11と送電コイル25とが位置ずれした状態で、送電コイル25から受電コイル11に電力伝送開始して充電を完了するまでの間に、フロアパネル70に設けられたアンダーカバー71などの各種部材が耐熱温度を超えないように設定されている。
そこで、送電装置3を基準とした受電装置8の受電位置と、磁界強度分布、各金属片52A〜52Lの温度、アンダーカバー71,73の温度、クッション部材93A,93Bの温度および固定部材101a,103aの温度との相関関係について説明し、各閾値温度TH1〜TH4について説明する。
図10は、図7に示す矢印の方向から送電コイル25および受電コイル11などを視たときの平面図であり、図11は、図10に示すXI−XI線における断面図である。
図10および図11に示すように、送電コイル25の巻軸O1と、受電コイル11の巻軸O2とを一致させ、送電コイル25と受電コイル11との間の距離を所定距離L1に離した状態で、送電コイル25に交流電力を供給する。
なお、図12は、送電コイル25と受電コイル11との間の距離(L)と、受電コイル11が受電する受電効率(η)との関係を示すグラフである。具体的には、送電コイル25と受電コイル11とが鉛直方向に対向している状態において、受電コイル11と送電コイル25との間の距離を変動させたときの受電効率の変化を示す。この図12に示すように、送電コイル25と受電コイル11との間の距離が所定距離L1のときに、最も受電効率が高くなる。
図11において、送電コイル25に交流電力が供給されることで、送電コイル25の周囲に磁束MF1〜磁束MF7が形成される。受電コイル11の前方側では、磁束MF5,MF6が受電コイル11および送電コイル25を通り、受電コイル11の後方側では、磁束MF1,MF2が受電コイル11および送電コイル25を通る。その一方で、磁束MF3,MF7は、受電コイル11に鎖交せずに、フロアパネル70側に向かい、磁束MF0,MF4は、送電コイル25で閉ループを形成する。
受電コイル11と送電コイル25との間の距離は、受電コイル11の略全周に亘って略等しいため、受電コイル11の左方向L側および右方向R側においても、送電コイル25から出射された磁束の一部が受電コイル11および送電コイル25を通る。また、送電コイル25から出射された磁束の一部がフロアパネル70に向かい、送電コイル25から出射された磁束の一部は送電コイル25で閉ループを形成する。
図13は、図10に示すように受電コイル11と送電コイル25とを配置したときにおける磁界強度を模式的に示す模式図である。なお、この図13は、下方から受電コイル11および送電コイル25を上方に見上げた際の底面図である。
この図13において、領域R0から領域R3に向かうにつれて磁界強度が高くなる。図13に示すように、各金属片52A〜52Lは、いずれも領域R2内に位置している。
図14は、図11のように受電コイル11および送電コイル25を配置したときにおいて、送電コイル25から電力の送電を開始してからバッテリの充電が完了するまでの間の各温度センサ53A〜53Lの検知温度の予測値を概念的に示したグラフである。温度曲線CLA,CLB,CLC,CLD,CLE,CLF,CLG,CLH,CLI,CLJ,CLK,CLLは、各温度センサ53A,53B,53C,53D,53E,53F,53G,53H,53I,53J,53K,53Lの予測検知温度を示す。
t=0のときに送電コイル25からの送電を開始して、時間t1において、送電コイル25からの送電を停止している。なお、t=t1以降においては、各温度センサ53A〜53Lの予測検知温度は示していない。
図14に示すように、温度曲線CLA,CLB,CLC,CLD,CLE,CLF,CLG,CLH,CLI,CLJ,CLK,CLLは実質的に重なっており、各金属片52A〜52Lは、時間の経過と共に同じような態様で温度上昇することが分かる。
これは、図13に示すように、各金属片52A〜52Lは、いずれも領域R2内に位置しているため、各金属片52A〜52Lを通る磁束量は実質的に等しく、各金属片52A〜52Lは同じ金属材料で形成されているためである。
なお、各金属片52A〜52Lにおいて、渦電流によって生じる熱量によって温度が上昇する一方で、各金属片52A〜52Lの温度が上昇すると各金属片52A〜52Lが周囲の空気などに放熱する放熱量も大きくなる。そして、各金属片52A〜52Lが周囲の空気などに放熱する放熱量と、渦電流によって生じる熱量とが釣り合う温度で、各金属片52A〜52Lの温度は一定となる。ここで、金属片52A〜52Lは、フロアパネル70よりも熱伝導率の高い金属材料によって形成されている。たとえば、金属片52A〜52Lはアルミニウムによって形成されており、フロアパネル70は鉄によって形成されている。
図11に示すように、送電コイル25から出射された磁束MF0〜MF7のうち、一部の磁束MF3,MF7は、受電コイル11を通らずにフロアパネル70に向かう漏れ磁束となる。受電コイル11の左方向L側および右方向R側においても、受電コイル11の前方向F側および後方向B側と同等量の漏れ磁束がフロアパネル70に向かう。
図7において、アンダーカバー71,73は、樹脂材料によって形成されており、送電コイル25からの磁束を透過するため、漏れ磁束はフロアパネル70に達する。漏れ磁束がフロアパネル70に入射すると、フロアパネル70の表面に渦電流が流れ、フロアパネル70が発熱する。図13に示すように、受電コイル11から離れるにつれて、磁界強度が低くなっているため、フロアパネル70に入射する漏れ磁束も受電コイル11から離れるにつれて少なくなる。このため、フロアパネル70から離れるにつれて、フロアパネル70の温度は低くなる。
フロアパネル70の熱は、図8に示す取付座97aを通してアンダーカバー71に伝達される。これにより、フロアパネル70のうち、固定部材81aによって固定され、フロアパネル70と接触している接触部分の温度が上昇する。
なお、図7において、固定部材81b〜81eによって固定され、フロアパネル70と接触する接触部分においても、フロアパネル70の熱がアンダーカバー71に伝達される。アンダーカバー71の固定部材81a〜81eのうち、固定部材81aが最も受電コイル11に近いため、アンダーカバー71のうち固定部材81aによって固定された接触部分が最も温度が高くなる。
アンダーカバー73において、各固定部材85a〜85eの取付座からアンダーカバー73にフロアパネル70の熱が伝達される。アンダーカバー73の固定部材85a〜85eのうち、固定部材85aが受電コイル11に最も近いため、アンダーカバー73のうち、固定部材85aによって固定された接触部分が最も温度が高くなる。
クッション部材93Aにおいて、フロアパネル70の熱は、取付部95Aおよび支持部94Aを通り、クッション部材93Aに達する。また、サブマフラー90に磁束が入射することで、サブマフラー90に渦電流による熱が発生する。サブマフラー90の熱は、支持部92Aを通り、クッション部材93Aに達する。このため、クッション部材93Aは、クッション部材93Aのうち支持部92A,94Aとの連結部分の温度が高くなる。特に、本実施の形態においては、クッション部材93Aのうち支持部94Aとの接続部分の温度が高くなる。なお、クッション部材93Aのうち支持部94Aとの接続部分は、受電コイル11に対して後方向B側に位置している。
クッション部材93Bにおいて、フロアパネル70の熱は、取付部95Bおよび支持部94Bを通り、クッション部材93Bに達する。サブマフラー90の熱は、支持部92Bを通り、クッション部材93Bに達する。このため、クッション部材93Bは、支持部92B,94Bとの連結部分の温度が高くなり、特に、本実施の形態においては、クッション部材93Bのうち支持部94Bとの接続部分の温度が高くなる。なお、クッション部材93Bのうち支持部94Bとの接続部分は、受電コイル11に対して後方向B側に配置されている。
各固定部材101においても、フロアパネル70と接触している接触部分からフロアパネル70の熱が伝達される。複数の固定部材101のうち、固定部材101aが最も受電装置8に近いため、固定部材101aとフロアパネル70との接触部分が最も温度が高くなる。同様に、複数の固定部材103のうち、固定部材103aとフロアパネル70との接触部分が最も温度が高くなる。
図15は、図11のように受電コイル11および送電コイル25を配置したときにおいて、送電コイル25から電力の送電を開始してからバッテリの充電が完了するまでの間における各部材の予測温度を概念的に示すグラフである。図15において、温度曲線CL71は、アンダーカバー71のうち固定部材81aによって固定された接触部分における予測温度を示す。温度曲線CL73は、アンダーカバー73のうち固定部材85aによって固定された接触部分の予測温度を示す。
温度曲線CL103aは、固定部材103aのうち、フロアパネル70と接触する接触部分の予測温度を示し、温度曲線CL101aは、固定部材101aのうちフロアパネル70と接触する接触部分の予測温度を示す。
温度曲線CL93Aは、クッション部材93Aのうち支持部94Aとの連結部分の予測温度を示し、温度曲線CL93Bは、クッション部材93Bのうち支持部94Bとの連結部分の予測温度を示す。
また、耐熱温度TL1は、アンダーカバー71,73の耐熱温度を示し、耐熱温度TL2,TL3は、固定部材101a,103aの温度を示す。耐熱温度TL4は、クッション部材93Aの温度を示し、耐熱温度TL5は、クッション部材93Bの耐熱温度を示す。各耐熱温度は、荷重たわみ温度であり、JIS規格の「JIS K7191−1」で測定することができる。なお、アンダーカバー71とアンダーカバー72とは同じ樹脂材料によって形成されており、各耐熱温度は同じである。
そして、送電コイル25から電力が送電されることで、送電コイル25から出射された磁束の一部がフロアパネル70に磁束が入射し、フロアパネル70が高温化する。
これに伴い、アンダーカバー71のうち固定部材81aによって固定された接触部分の予測温度と、アンダーカバー73のうち固定部材85aによって固定された接触部分の予測温度と、固定部材103aのうち、フロアパネル70と接触する接触部分の予測温度と、固定部材101aのうちフロアパネル70と接触する接触部分の予測温度と、クッション部材93Aのうち支持部94Aとの連結部分の予測温度と、クッション部材93Bのうち支持部94Bとの連結部分の予測温度とが上昇する。
そして図15のグラフに示すように、送電開始から時間t1経過するまでの間において、アンダーカバー71,73の接触部分の温度は、耐熱温度TL2,TL3を超えないことが分かる。同様に、固定部材101a,103aの予測温度も、耐熱温度TL2,TL3を超えないことが分かる。また、クッション部材93A,93Bの各連結部分の予測温度も耐熱温度TL4,TL5を超えないことが分かる。
このように、受電コイル11と送電コイル25とを所定距離L1に離し、受電コイル11の巻軸O2と送電コイル25の巻軸O2とを水平方向に一致させた状態で、受電コイル11が受電したとしても、各部材が耐熱温度を超えないことが分かる。
図16は、受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に所定距離L1離した状態で送電コイル25を基準として、前方向F側に受電コイル11を距離L2だけ位置ずれさせた状態を示す底面図である。
この図16に示すように、受電コイル11の巻軸O2(中心位置C2)は、送電コイル25の巻軸O1(中心位置C1)を基準として、前方向F側に位置ずれしており、図17に示すように、受電コイル11の前方向F側の部分と、送電コイル25の前方向F側の部分とが近接する。その一方で、受電コイル11の後方向B側の部分と、送電コイル25の後方向B側の部分とが離れた状態となる。
受電コイル11の前方向F側の部分と、送電コイル25の前方向F側の部分の距離が短くなることで、受電コイル11の前方向F側の部分と送電コイル25の前方向F側の部分との間で多くの磁束MF16〜MF19が受電コイル11および送電コイル25を通る。そして、受電コイル11の後方向B側の部分と、送電コイル25の後方向B側の部分との間では、わずかな磁束MF13が受電コイル11および送電コイル25を通ることになる。
このため、図18に示すように、受電コイル11の前方向F側では、磁気強度が高い一方で、受電コイル11の後方向B側では磁気強度が低くなっている。なお、領域R0からR4に向かうにつれて、磁気強度が高くなる。
金属片52A、52B,52Cは、磁気強度の高い領域R4内に位置し、金属片52A、52B,52Cの温度は高くなる。その一方で、金属片52G,52H,52Iは、磁気強度が領域R4よりも低い領域R1内に位置している。金属片52D,52E,52F,52J,52K,52Lは、領域R2内に位置している。
このため、図19に示すように、温度センサ53A,53B,53Cの予測検知温度である温度曲線CLA,CLB,CLCは、温度センサ53G,53H,53Iの予測検知温度である温度曲線CLG,CLH,CLIよりも高くなる。
ここで、図13に示す磁気強度分布と、図18に示す磁気強度分布とを比較すると、図13に示す金属片52A、52B,52Cは領域R2内に位置しており、図18に示す金属片52A、52B,52Cは領域R2よりも磁気強度の高い領域R4内に位置している。このため、図14および図19において、図19に示す温度曲線CLA,CLB,CLCの温度は、図14に示す温度曲線CLA,CLB,CLCの温度よりも高い。このように、受電コイル11が送電コイル25に対して前方向Fに位置ずれすることで、受電コイル11に対して前方向F側に位置する金属片52A、52B,52Cの温度が高くなる。
なお、図13に示す金属片52G,52H,52Iは領域R2内に位置しており、図18に示す金属片52G,52H,52Iは領域R1内に位置している。このため、図19に示す温度曲線CLG,CLH,CLIの温度は、図14に示す温度曲線CLG,CLH,CLIの温度よりも低くなる。
図13に示す金属片52D,52E,52F,52J,52K,52Lは領域R2内に位置しており、図18に示す金属片52D,52E,52F,52J,52K,52Lも領域R2内に位置している。このため、図19に示す温度曲線CLD,CLE,CLF,CLJ,CLK,CLLの温度と、図14に示す温度曲線CLD,CLE,CLF,CLJ,CLK,CLLの温度とは実質的に等しくなっている。
図18に示すように受電コイル11の前方向F側の磁気強度が高くなっているため、図17に示すように受電コイル11の前方向F側において、多くの磁束MF20,MF21が送電コイル25を出射した後、フロアパネル70に向かう。
磁気強度が高くなると、フロアパネル70に向かう漏れ磁束量も増える。このため、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して前方向F側に位置する部分に入射する磁束量は、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して後方向B側に位置する部分に入射する磁束量よりも多い。同様に、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して前方向F側に位置する部分に入射する磁束量は、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して右方向R側に位置する部分に入射する磁束量よりも多い。また、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して前方向F側に位置する部分に入射する磁束量は、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して左方向L側に位置する部分に入射する磁束量よりも多い。なお、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して後方向B側に位置する部分に入射する磁束量は、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して右方向R側または左方向L側に入射する磁束量よりも少ない。このため、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して後方向B側に位置する部分の温度は、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して左方向L側または右方向R側に位置する部分の温度よりも低くなる。
これにより、フロアパネル70のうち、受電コイル11よりも前方向F側に位置する部分の温度は、受電コイル11よりも後方向B側に位置する部分、右方向R側に位置する部分および左方向L側に位置する部分のいずれの温度よりも高くなる。
このため、図7において、アンダーカバー71,73のうち固定部材81a,85aによって固定された接触部分の温度は、クッション部材93A,93Bのうち支持部94A,94Bとの連結部分の温度よりも高くなる。また、アンダーカバー71,73のうち固定部材81a,85aによって固定された接触部分の温度は、固定部材101a,103aのうちフロアパネル70との接触部分の温度よりも高くなる。
ここで、図20は、図17に示すように、受電コイル11および送電コイル25を配置した状態で、送電コイル25から受電コイル11への電力伝送を開始してバッテリの充電が完了するまでの間において、各部材の予測温度を示すグラフである。図20のグラフに示すように、温度曲線CL71,CL73の温度は、温度曲線CL101a,CL103a,CL93A,CL93Bよりも高い。温度曲線CL93A,CL93Bの温度は、温度曲線CL101a,CL103aの温度よりも低い。
ここで、図20に示すグラフと、図15に示すグラフとを比較すると、図20に示す温度曲線CL71,CL73の温度は、図15に示す温度曲線CL71,CL73の温度よりも高い。これは、送電コイル25の下方から受電コイル11および送電コイル25を視たときに、受電コイル11の中心位置C2が送電コイル25の中心位置C2に対して前方向F側に位置ずれした状態の方が、中心位置C1および中心位置C2が一致した状態よりも、受電コイル11の前方向F側でフロアパネル70に入射する磁束量が多くなるためである。
同様に、図14に示すグラフと図19に示すグラフとを比較すると、図14に示す温度曲線CLA,CLB,CLCの温度よりも図19に示す温度曲線CLA,CLB,CLCの温度の方が高くなる。すなわち、受電コイル11が送電コイル25に対して前方向F側に位置ずれしたときにおいて、受電コイル11に対して前方向F側に配置された温度検知装置58A,58B,58Cの検知温度は、受電コイル11に対して前方向F側に位置するアンダーカバー71,73の接触部分と同様に、上昇していることが分かる。
そして、図20に示す例においては、温度曲線CL71,CL73は、アンダーカバー71,73の耐熱温度TL1を超えている。なお、温度曲線CL101a,CL103a,CL93A,CL93Bは、各耐熱温度TL2、TL3,TL4,TL5を超えていない。
図21は、受電コイル11および送電コイル25の下方から受電コイル11および送電コイル25を見上げた時の平面図である。この図21に示す状態においては、受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に所定距離L1に離した状態で送電コイル25を基準として、後方向B側に受電コイル11を距離L3だけ位置ずれさせた状態を示す底面図である。この図21に示すように、受電コイル11の巻軸O2は、送電コイル25の巻軸O1を基準として、後方向B側に移動しており、図22に示すように、受電コイル11の後方向B側の部分と、送電コイル25の後方向B側の部分とが近接している。その一方で、受電コイル11の前方向F側の部分と、送電コイル25の前方向F側の部分とが離れている。このため、図23に示すように、受電コイル11の後方向B側では、磁気強度が高い一方で、受電コイル11の前方向F側では磁気強度が低くなっている。
このため、図24に示すように、温度センサ53G,53H,53Iの予測検知温度である温度曲線CLG,CLH,CLIの温度は、温度センサ53A,53B,53Cの予測検知温度である温度曲線CLA,CLB,CLCよりも高い。
図14および図24において、図24に示す温度曲線CLG,CLH,CLIの温度は、図14に示す温度曲線CLG,CLH,CLIの温度よりも高い。このように、受電コイル11が送電コイル25に対して後方向Bに位置ずれすることで、受電コイル11に対して後方向B側に位置する金属片52G,52H,52Iの温度が高くなることがわかる。
図23に示すように、受電コイル11の後方向B側の磁気強度が高くなっているため、図22に示すように、受電コイル11の後方向B側において、多くの磁束MF35,MF36がフロアパネル70に入り込む。
フロアパネル70のうち受電コイル11に対して後方向B側に位置する部分に入射する磁束量は、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して前方向F側、左方向Lおよび右方向R側に位置する部分に入射する磁束量よりも多い。
このため、図7において、クッション部材93A,93Bのうち支持部94A,94Bとの連結部分の温度は、アンダーカバー71,73のうち固定部材81a,85aによって固定された接触部分の温度よりも高くなる。また、クッション部材93A,93Bのうち支持部94A,94Bとの連結部分の温度は、固定部材101a,103aのうちフロアパネル70との接触部分の温度よりも高くなる。
図25のグラフに示すように、温度曲線CL93A,CL93Bが示す予測温度は、温度曲線CL71,CL73,CL101a,CL103aが示す予測温度よりも高くなる。
図25に示すグラフと、図15に示すグラフとを比較すると、図20に示す温度曲線CL93A,CL93Bの温度は、図15に示す温度曲線CL93A,CL93Bの温度よりも高い。図14に示すグラフと図24に示すグラフとを比較すると、図24に示す温度検知装置58G,58H,58Iの検知温度(温度曲線CLG,CLH,CLI)は、図14に示す温度検知装置58G,58H,58Iの検知温度よりも高いことが分かる。
すなわち、受電コイル11が送電コイル25に対して後方向Bに位置ずれすると、受電コイル11に対して後方向B側に位置する温度検知装置58G,58H,58Iの検知温度は、受電コイル11に対して後方向B側に位置するクッション部材93A,93Bの連結部分の温度上昇と同様に上昇していることが分かる。なお、図25に示す例においては、温度曲線CL93A,CL93Bは、クッション部材93A,93Bの耐熱温度TL4,TL5を超えている。
図26は、受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に所定距離L1離した状態で送電コイル25を基準として、右方向R側に受電コイル11を距離L4だけ位置ずれさせた状態を示す底面図である。この図26に示すように、受電コイル11の巻軸O2は、送電コイル25の巻軸O1を基準として、右方向R側に位置ずれしており、図27に示すように、受電コイル11の右方向R側の部分と、送電コイル25の右方向R側の部分とが近接する。その一方で、受電コイル11の左方向L側の部分と、送電コイル25の左方向L側の部分とが離れた状態となる。
受電コイル11の右方向R側の部分と、送電コイル25の右方向R側の部分の距離が短くなることで、受電コイル11の右方向R側の部分と送電コイル25の右方向R側の部分との間で多くの磁束MF55〜MF58が受電コイル11および送電コイル25を通る。そして、受電コイル11の左方向L側の部分と、送電コイル25の左方向L側の部分との間では、わずかな磁束MF53が受電コイル11および送電コイル25を通ることになる。
このため、図28に示すように、受電コイル11の右方向R側では、磁気強度が高い一方で、受電コイル11の左方向L側では磁気強度が低くなっている。なお、領域R0からR4に向かうにつれて、磁気強度が高くなる。
このため、図29に示すように、温度センサ53J,53K,53Lの予測検知温度である温度曲線CLJ,CLK,CLLは、温度センサ53D,53E,53Fの予測検知温度である温度曲線CLD,CLE,CLFよりも高くなる。
図14および図29において、図29に示す温度曲線CLJ,CLK,CLLが示す予測温度は、図14に示す温度曲線CLJ,CLK,CLLが示す予測温度よりも高くなる。
図28に示すように受電コイル11の右方向R側の磁気強度が高くなっているため、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して右方向R側に位置する部分に入射する磁束量は、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して左方向L側に位置する部分に入射する磁束量よりも多い。
このため、図7において、固定部材101aのうちフロアパネル70との接触部分の予測温度は、固定部材103aのうちフロアパネル70との接触部分の温度よりも高くなる。図30において、温度曲線CL103aの温度は、温度曲線CL101aの温度よりも高くなる。
ここで、図30に示すグラフと、図15に示すグラフとを比較すると、図30に示す温度曲線CL103a,CL93B,CL73が示す予測温度は、図15に示す温度曲線CL103a,CL93B,CL73が示す予測温度よりも高くなる。これは、受電コイル11と送電コイル25とを対向させた状態で受電コイル11が受電したときよりも、送電コイル25に対して受電コイル11を右方向R側に移動させた状態で受電コイル11が受電したときの方が、受電コイル11の右方向R側でフロアパネル70に入射する磁束量が多くなるためである。
図14、図15、図29および図30に示すように、受電コイル11が送電コイル25に対して右方向Rに位置ずれすると、受電コイル11に対して右方向R側に位置する固定部材103a、クッション部材93Bの連結部分およびアンダーカバー73の接触部分の温度上昇と同様に、受電コイル11に対して右方向R側に配置された温度検知装置58J,58K,58Lの検知温度が上昇することが分かる。
図31は、受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に所定距離L1に離した状態で送電コイル25を基準として、左方向L側に受電コイル11を距離L5だけ位置ずれさせた状態を示す底面図である。この図31に示すように、受電コイル11の巻軸O2は、送電コイル25の巻軸O1を基準として、左方向L側に位置ずれしており、図32に示すように、受電コイル11の左方向L側の部分と、送電コイル25の左方向L側の部分とが近接する。その一方で、受電コイル11の右方向R側の部分と、送電コイル25の右方向R側の部分とが離れた状態となる。
このため、図33に示すように、受電コイル11の左方向L側の部分の磁気強度が、受電コイル11の前方向F側、右方向R側、後方向B側の部分の磁気強度よりも高くなる。
このため、図34に示すように、温度センサ53D,53E,53Fの予測検知温度である温度曲線CLD,CLE,CLFの温度は、温度センサ53A,53B,53C,53G,53H,53I,53J,53K,53Lの予測温度である温度曲線CLA,CLB,CLC,CLG,CLH,CLI,CLJ,CLK,CLLの温度よりも高くなる。
図33に示すように受電コイル11の右方向R側の磁気強度が高くなっているため、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して左方向L側に位置する部分に入射する磁束量は、フロアパネル70のうち受電コイル11に対して右方向R側に位置する部分に入射する磁束量よりも多い。
このため、図7において、固定部材101aのうちフロアパネル70との接触部分の温度は、固定部材103aのうちフロアパネル70との接触部分の温度よりも高くなる。図35において、温度曲線CL101aの温度は、温度曲線CL103aの温度よりも高くなる。
ここで、図35に示すグラフと、図15に示すグラフとを比較すると、図35に示す温度曲線CL101a,CL93A,CL71の温度は、図15に示す温度曲線CL101a,CL93A,CL71の温度よりも高い。これは、受電コイル11と送電コイル25とを対向させた状態で受電コイル11が受電したときよりも、送電コイル25に対して受電コイル11を左方向L側に移動させた状態で受電コイル11が受電したときの方が、受電コイル11の左方向L側でフロアパネル70に入射する磁束量が多くなるためである。
図14、図15、図34および図35に示すように、受電コイル11に対して左方向L側に位置する固定部材101aの接触部分、クッション部材93Aの連結部分およびアンダーカバー71の接触部分の温度上昇と同様に、受電コイル11に対して左方向L側に配置された温度検知装置58D,58E,58Fの検知温度が上昇することが分かる。なお、図35に示す例においては、温度曲線CL101aは、固定部材101aの耐熱温度TL2を超えている。
ここで、図16、図21、図26および図31に示すように、送電コイル25の下方から受電コイル11を視たときに、受電コイル11は、送電コイル25に対して複数の位置ずれ方向(たとえば、前方向F、後方向B、左方向L、右方向R)に位置ずれした状態で受電することができる。
受電コイル11に対して、前方向F側には、アンダーカバー71,73の接触部分が位置している。受電コイル11に対して後方向B側には、クッション部材93A,93Bが位置している。受電コイル11に対して左方向L側には固定部材101aが位置しており、受電コイル11に対して右方向R側には、固定部材103aが位置している。
受電コイル11に対して、前方向F側には、温度検知装置58A〜58Cが設けられ、受電コイル11に対して後方向B側には、温度検知装置58G〜58Gが設けられている。受電コイル11に対して左方向L側には、温度検知装置58D〜58Fが設けられ、受電コイル11に対して右方向R側には、58J〜58Lが設けられている。
そして、図19、図20、図24、図25、図29、図30、図34および図35に示すように、受電コイル11が送電コイル25に対して位置ずれすると、受電コイル11に対して位置ずれした方向側に設けられた部材の温度が、他の部材の温度と比較して大きく上昇する。受電コイル11が送電コイル25に対して位置ずれすると、複数の温度検知装置58のうち、受電コイル11に対して、上記位置ずれ方向側に配置された温度検知装置58の検知温度は、位置ずれした方向側に設けられた部材の温度と同様に上昇する。
すなわち、受電コイル11の周囲に設けられた複数の温度検知装置58の検知温度を検知することで、フロアパネル70に設けられた複数の部材の温度を検知することができることが分かる。そこで、本実施の形態においては、フロアパネル70に設けられた各部材の耐熱性に応じて、各温度検知装置58の閾値温度を設定することで、充電中にフロアパネル70に設けられた部材が耐熱温度を超えることを抑制している。
なお、本実施の形態においては、各温度検知装置58を受電装置8内に収容した状態で、各部材の温度を予測しているが、各温度検知装置をフロアパネル70,73の接触部分、クッション部材93A,93Bの連結部分、固定部材101a、103aに直接取り付けるようにしてもよい。
次に、各温度検知装置58に設定された閾値温度の設定方法について説明する。
図36は、受電コイル11および送電コイル25を示す底面図である。図36において、受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に所定距離L1離した状態を示す底面図である。ここで、図36に示す境界線BL1は、受電コイル11と送電コイル25との間で、充電を開始してから充電を終了するまでの間に、アンダーカバー71,73、クッション部材93A,93B、固定部材101a、103aのいずれかの部材が充電を完了するまでの間に耐熱温度を超える境界を示す境界線である。
受電コイル11の巻軸O2を境界線BL1上または境界線BL1よりも外側に位置させて、受電コイル11が送電コイル25から電力を受電すると、アンダーカバー71,73のうち固定部材81a,85aが固定された接触部分と、クッション部材93A,93Bのうち支持部94A,94Bとの連結部分と、固定部材101a,103aのうちフロアパネル70との接触部分とのうち、いずれかの部位または部材の温度が各部位または部材の耐熱温度を超える。
測定位置P1は、境界線BL1上の点であって、送電コイル25の巻軸O1に対して前方向F側に位置する。測定位置P2は、境界線BL1上の点であって、基準位置である巻軸O1に対して後方向B側に位置する点である。測定位置P3は、境界線BL1上の点であって、基準位置である巻軸O1に対して右方向R側に位置する点である。測定位置P4は、基準位置である巻軸O1に対して左方向L側に位置する点である。
測定位置P1は、巻軸O1から前方向Fに距離LP1離れており、測定位置P2は、巻軸O1から後方向Bに距離LP2離れている。測定位置P3は、巻軸O1から右方向Rに距離LP3離れており、測定位置P4は巻軸O1から左方向Lに距離LP4離れている。距離LP2は、距離LP1,LP3,LP4よりも長く、距離LP3,LP4は、距離LP1よりも長い。
測定位置P1に巻軸O2が位置するように受電コイル11を配置して、送電コイル25から受電コイル11に電力伝送を開始すると、図7に示すアンダーカバー71,73のうち固定部材81a,83aによって固定された接触部分の温度が、充電完了まで間にアンダーカバー71,73の耐熱温度を超える。
また、測定位置P1に巻軸O2が位置するように受電コイル11を配置して、送電コイル25から受電コイル11に電力伝送を開始すると、所定期間経過後に、金属片52A、52B,52Cの最高温度に達する。この時の最高温度を最高温度HT1とする。
図36において、測定位置P2に巻軸O2が位置するように受電コイル11を配置して、送電コイル25から受電コイル11に電力伝送を開始すると、図7に示すクッション部材93A,93Bのうち支持部94A,95Bに接続された連結部分が、充電完了までの間にクッション部材93A,93Bの耐熱温度を超える。
また、測定位置P2に巻軸O2が位置するように受電コイル11を配置して、送電コイル25から受電コイル11に電力伝送を開始すると、所定期間経過後に、金属片52G,52H,52Iの最高温度に達する。この時の最高温度を最高温度HT2とする。
測定位置P3に巻軸O2が位置するように受電コイル11を配置して、送電コイル25から受電コイル11に電力伝送を開始すると、図7に示す固定部材103aのうちフロアパネル70に接触する接触部分が、充電完了までの間に、固定部材103aの耐熱温度を超える。
また、測定位置P3に巻軸O2が位置するように受電コイル11を配置して、送電コイル25から受電コイル11に電力伝送を開始すると、所定期間経過後に、金属片52J,52K,52Lが最高温度に達する。この時の最高温度を最高温度HT3とする。
測定位置P4に巻軸O2が位置するように受電コイル11を配置して、送電コイル25から受電コイル11に電力伝送を開始すると、図7に示す固定部材101aのうちフロアパネル70に接触する接触部分が、充電完了までの間に固定部材101aの耐熱温度を超える。
また、測定位置P4に巻軸O2が位置するように受電コイル11を配置して、送電コイル25から受電コイル11に電力伝送を開始すると、所定時間経過後に、金属片52D,52E,52Fが最高温度に達する。この時の最高温度を最高温度HT4とする。
ここで、距離LP1は、距離LP2よりも短い。すなわち、受電コイル11が送電コイル25に対して位置ずれすることで、アンダーカバー71,73のフロアパネル70の接触部分は、クッション部材93A,93Bの連結部分よりも耐熱温度を超えやすくなっており、アンダーカバー71,73の耐熱性は、クッション部材93A,93Bの耐熱性よりも低い。
また、距離LP1は、距離LP3,LP4よりも短い。すなわち、受電コイル11が25に対して位置ずれすることで、アンダーカバー71,73の接触部分は、固定部材101aの接触部分および固定部材103aの接触部分よりも耐熱温度になり易く、アンダーカバー71,73の耐熱性は、固定部材101a,103aの耐熱性よりも低い。
なお、距離LP3,LP4は、距離LP2よりも短いため、固定部材101a,103aの耐熱性は、クッション部材93A,93Bの耐熱性よりも低い。
受電コイル11の巻軸O2が境界線BL1によって囲まれる領域内(境界線BL1線上は含まない)に位置しているときには、送電コイル25から受電コイル11に電力伝送を開始しても、フロアパネル70に設けられている各樹脂部材の温度は、充電完了するまでの間に、各樹脂部材の耐熱温度に達しない。また、各金属片は、各最高温度HT1,HT2,HT3に達しない。
図36に示す閾値領域TRは、境界線BL1内に位置するように設定されている。閾値領域TRは、前方向F側に位置する閾値線THL1と、後方向B側に位置する閾値線THL2と、右方向R側に位置する閾値線THL3と、左方向L側に位置する閾値線THL4とによって形成されている。
閾値線THL1は、送電コイル25と受電コイル11とが鉛直方向に所定距離L1離れた状態で、充電開始から充電終了までの間に、金属片52A,52B,52Cの最高温度が、閾値温度TH1となる位置を示す。この閾値温度TH1は、最高温度HT1よりも低い温度である。
閾値線THL2は、送電コイル25と受電コイル11とが鉛直方向に所定距離L1離れた状態で、充電開始から充電終了までの間に、金属片52G,52H,52Iの最高温度が、閾値温度TH2となる位置を示す。なお、閾値温度TH2は、最高温度HT2よりも低い温度である。
閾値線THL3は、送電コイル25と受電コイル11とが鉛直方向に所定距離L1離れた状態で、充電開始から充電終了までの間に、金属片52J,52K,52Lの最高温度が、閾値温度TH3となる位置を示す。閾値温度TH3は、最高温度HT3よりも低い温度である。閾値線THL4は、送電コイル25と受電コイル11とが鉛直方向に所定距離L1離れた状態で、充電開始から充電終了までの間に、金属片52D,52E,52Fの最高温度が、閾値温度TH4となる位置を示す。閾値温度TH4は、最高温度HT4よりも低い温度である。
ここで、受電コイル11と送電コイル25との間の鉛直方向の距離に応じて、バッテリ充電中のフロアパネル70の温度は変動し、フロアパネル70に設けられた各部材の温度にも影響を与える。
図37において、境界線BL2は、受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に所定距離L10離したときの境界線である。なお、所定距離L10は、所定距離L1よりも長い。ここで、境界線BL2は、境界線BL1の略相似形であり、境界線BL1よりも大きくなっている。受電コイル11と送電コイル25との間の距離が長くなったため、フロアパネル70に入り込む磁束量が減ったため、フロアパネル70に設けられた各部材の温度が高くなり難いためである。
受電コイル11と送電コイル25との間の距離が長くなると、各金属片52A〜52Lに入り込む磁束量も少なくなる。このため、各閾値温度TH1,TH2、TH3,TH4を変更しなくとも、閾値領域TRの大きさは、所定距離L1のときに比べて大きくなる。この図37に示す例においては、閾値領域TRは、境界線BL2内に位置している。
図38において、境界線BL3は、受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に所定距離L11離したときにおける境界線である。なお、所定距離L11は、所定距離L1よりも短い。ここで、境界線BL3は、境界線BL1と比較すると、略相似形であり、境界線BL1よりも小さい。受電コイル11と送電コイル25との間の距離が短くなったため、フロアパネル70に入り込む磁束量が多くなり、フロアパネル70に設けられた各部材の温度が高くなり易いためである。
受電コイル11と送電コイル25との間の距離が短くなると、金属片52A〜52Lに入り込む磁束量が大きくなる。このため、各閾値温度TH1,TH2、TH3,TH4を変更しなくとも、閾値領域TRの大きさは、所定距離L1のときに比べて小さくなる。このため、この図38に示す例においては閾値領域TRは、境界線BL3内に位置している。
なお、受電コイル11と送電コイル25との距離に応じて、各閾値温度TH1〜TH4を設定するようにしてもよい。
図36において、受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に離した状態で、送電コイル25を基準として前方向F(第1位置ずれ方向)に受電コイル11が水平方向に位置ずれした位置で、受電コイル11が送電コイル25から電力を受電したときに、受電コイル11と送電コイル25との間の水平距離が距離LP1(第1距離)となると、バッテリの充電が完了するまでの間に、アンダーカバー71,73の温度が上昇する。その一方で、上述のとおり前方向F側に受電コイル11が位置ずれすることで、受電コイル11を基準として前方向F側(第1位置ずれ方向)に配置された金属片52A,52B,52C(第1金属片)の温度は、アンダーカバー71,73が高温化する前に収束温度に達する。そこで、金属片52A,52B,52Cに設けられた温度センサ53A,53B,53Cの少なくとも1つの出力値が閾値温度TH1(第1所定閾値)以上となると、送電電力を低減する。送電電力を低減することで、フロアパネル70に入り込む漏れ磁束が少なくなり、フロアパネル70の温度が高くなることを抑制することができる。これにより、アンダーカバー71,73が高温化することを抑制することができる。
受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に離した状態で、送電コイル25を基準として後方向B(第2位置ずれ方向)に受電コイル11が水平移動した位置で、受電コイル11が送電コイル25から電力を受電したときに、受電コイル11と送電コイル25との間の水平距離が距離LP2(第2距離)となると、バッテリの充電が完了するまでの間に、支持部材75A,75Bの温度が上昇する。その一方で、受電コイル11に対して後方向B(第2位置ずれ方向)側に配置された金属片52G,52H,52I(第2金属片)の温度は、クッション部材93A,93Bが高温化する前に収束温度に達する。そこで、金属片52G,52H,52Iの少なくとも1つの出力値が閾値温度TH2(第2所定閾値)以上になると、送電電力を低減することで、クッション部材93A,93Bが高温化することを抑制することができる。
閾値温度TH2(第2所定閾値)は、閾値温度TH1(第1所定閾値)よりも高い値が設定されている。これは、クッション部材93A,93Bの耐熱性がアンダーカバー71,73の耐熱性よりも高いため、受電コイル11に対してクッション部材93A,93B側の位置ずれ許容距離が長く、図36に示す境界線BL1の形状が前方向Fよりも後方向Bに長いためである。そこで、閾値温度TH2(第2所定閾値)を閾値温度TH1(第1所定閾値)よりも高い値が設定することで、受電コイル11が送電コイル25に対して後方向B側に大きく位置ずれした状態でも送電電力を低減せずに、バッテリを充電することが許容されている。
このため、単に、受電コイル11と送電コイル25との位置ずれ量が大きくなるにつれて、送電電力量を低くした場合と比較して、高い電力で送電することができる領域を広く確保することができる。このため、短時間で充電を完了することができる領域を広く確保することができる。
図36において、受電コイル11と送電コイル25とを鉛直方向に離した状態で、送電コイル25を基準として、右方向R(第3位置ずれ方向)に受電コイル11が水平移動した位置で、受電コイル11が送電コイル25から電力を受電したときに、受電コイル11と送電コイル25との間の水平距離が距離LP3(第3距離)となると、バッテリ10の充電が完了するまでの間に、固定部材103aの温度が閾値温度TH3(第3所定閾値)になる。その一方で、右方向R側に受電コイル11が位置ずれすることで、受電コイル11を基準として右方向R(第3方向)側に配置された金属片52J,52K,52L(第3金属片)の温度は、固定部材103aの温度が高温化する前に収束温度に達する。
そこで、温度センサ53J,53K,53Lからの出力値の少なくとも1つが閾値温度TH3以上になったときに、送電電力を低くすることで、固定部材103aが高温化することを抑制することができる。
閾値温度TH3(第3所定閾値)は、閾値温度TH1(第1所定閾値)よりも高い値が設定されている。固定部材103aの耐熱性が高いため、図36に示す境界線BL1の形状が、前方向Fよりも右方向Rに長い形状であるためである。このため、閾値線THL3は、閾値線THL1よりも基準位置である巻軸O1から離れた位置に設定することができ、受電コイル11が送電コイル25に対して右方向R側に大きく位置ずれした状態でも送電電力を低減せずに、バッテリ10を充電することが許容されている。
このため、右方向Rにおいても、高い電力で送電することができる領域が広く確保されているため、単に、受電コイル11と送電コイル25との位置ずれ量が大きくなるにつれて、送電電力量を低くした場合と比較して、短時間で充電を完了することができる。
電力伝送システム1は、温度センサ53D,53E,53Fからの出力値の少なくとも1つが閾値温度TH4(第4所定閾値)以上になると、送電コイル25からの送電電力を低くする。これにより、固定部材101aが高温化する前に、送電電力を低減することができる。
閾値温度TH4の温度は、閾値温度TH1よりも高い値が設定されている。これは、固定部材101aの耐熱性が高いため、図36に示す境界線BL1の形状が前方向Fよりも左方向Lに長い形状であるためである。そして、閾値温度TH4を閾値温度TH1よりも高く設定することで、受電コイル11が送電コイル25に対して左方向Lに大きく位置ずれした状態でも送電電力を低減せずに、バッテリ10を充電することができる。
このように、本実施の形態に係る非接触充電システム1においては、受電コイル11に対して前方向F、後方向B、左方向Lおよび右方向R(複数の位置ずれ方向)に各々温度検知センサを配置している。そして、耐熱性が低い部材が配置された位置ずれ方向に配置した温度検知装置58ほど閾値温度を低く設定している。
これにより、受電コイル11が送電コイル25に対して位置ずれしたとしても、充電を完了するまでの間に、車両2のフロアパネル70に設けられた複数の部材が耐熱温度を超えることを抑制することができる。
さらに、耐熱性の高い部材側への位置ずれ距離を長くすることできるので、位置ずれ量が大きくなると送電電力を低減するシステムと比較して、高い送電電力で送電できる領域を広く確保することができる。
金属片52A〜52Lの熱伝導率がフロアパネル70よりも熱伝導率よりも高い金属で形成されているため、金属片52A〜52Lは、フロアパネル70よりも早く最高温度に達する。
このため、金属片52A〜52Lの温度が閾値温度になったときにおいても、フロアパネル70の温度は高くなっておらず、当該タイミングにおいて、送電電電力を低減することができる。このため、フロアパネル70に設けられたアンダーカバー71などの部材の温度が高温になる遥か前のタイミングで、送電電力を低減することができる。これにより、フロアパネル70に設けられた部材が劣化することを抑制することができる。
ここで、一般に、ターン数Nのコイルに電流Iを流したときに、コイル近傍に配置した金属を加熱する加熱電力Pは、下記式(1)で示すことができる。
P=k×(NI)2×√(ρμf)・・・(1)
「k」は比例定数、「ρ」は、金属の電気抵抗率、「μ」は、金属の透磁率、「f」は、コイル電流の周波数である。
鉄の電気抵抗率は、アルミニウムの電気抵抗率の約5倍であり、鉄の透磁率はアルミニウムの約5000倍以上である。このため、鉄を加熱する加熱電力は、アルミニウムを加熱する加熱電力よりも遥かに大きくなり、鉄での発熱量は、アルミニウムに生じる発熱量よりも大きくなる。これにより、鉄の最高温度は、アルミニウムの最高温度よりも高くなる。
その一方で、アルミニウムの熱伝導率は、鉄の熱伝導率よりも高い。このように、アルミニウムが達する最高温度は鉄よりも低く、アルミニウムの熱伝達率が鉄の熱伝達率よりも高いため、アルミニウムが最高温度に達する時間は、鉄が最高温度に達する時間よりも短くなる。
なお、各温度検知装置58の閾値温度は、図7などに示すように、アンダーカバー71、固定部材81、アンダーカバー73、固定部材85、支持部材75A,75B、固定部材101および固定部材103などを配置したときの境界線BLに基づいて設定されている。
当然のことながら、車両の車種などによって、各部材のレイアウトは変わり、境界線BLの形状も変化する。そこで、各部材のレイアウトに応じて、境界線BL1を導き出し、各境界線BL1の形状に応じて、各閾値温度を設定することになる。
この場合においても、巻軸O1から境界線BLまでの距離が長い方向においては、当該方向における閾値温度を高く設定することで、各部材の温度が耐熱温度を超えることを抑制しつつ、高い送電電力で送電することを許容する領域を広く確保することができる。
さらに、本実施の形態においては、送電コイル25からの磁束がフロアパネル70に入り込むことで、フロアパネル70が熱くなり、当該熱がフロアパネル70に設けられた部材に伝達される場合について説明したが、この例に限られない。たとえば、フロアパネル70の下面または上面に電気機器が配置されている場合にも適用することができる。具体的には、当該電気機器が耐熱温度の低い回路基板と、回路基板を収容する樹脂ケースとを含む場合には、送電コイル25からの磁束が直接的に回路基板に入り込むことで、回路基板の温度が上昇する。
そこで、回路基板の耐熱性が低い場合には、当該電気機器側に設けられた温度検知装置58の閾値温度を低くするように設定する。これにより、受電コイル11が送電コイル25に対して位置ずれしたとしても、回路基板を保護することができる。
また、本実施の形態においては、フロアパネル70の下面に設けられた部材について説明したが、フロアパネル70の上面に設けられた部材についても適用することができる。送電コイル25からの磁束がフロアパネル70に入り込むことで、フロアパネル70の上面に設けられた各種部材の温度も上昇するためである。なお、フロアパネル70の上面に設けられた部材としては、たとえば、バッテリ10などが挙げられる。
電力伝送システム1において、閾値領域TRおよび受電コイル11の受電効率ηに基づいて、送電電力を制御する制御を加えてもよい。具体的には、受電コイル11の受電効率ηが閾値効率η1よりも小さくなると、電力伝送を停止するようにしてもよい。閾値効率η1としては、たとえば、90%以上98%以下の値を適宜選択することができる。閾値効率η1が90%よりも小さいときには、バッテリ10の充電に長時間要することになり、98%よりも大きくなると、受電コイル11の位置ずれが許容される範囲が小さくなりすぎるためである。好ましくは、閾値効率η1は、94%以上96%以下の範囲内の値を選択する。
図36において、効率境界線EBLは、受電コイル11の受電効率ηが閾値効率η1となる位置を示す。ここで、測定位置PXのように、境界線BL1の外側であって、境界線BL1から大きく離れた位置に受電コイル11の巻軸O2が位置している場合には、充電中に、フロアパネル70に設けられた部材が耐熱温度を超えるおそれがある。その一方で、受電コイル11の前方向F側の部分と、送電コイル25の前方向F側の部分とが離れているため、金属片52Aは、閾値温度TH1よりも低い温度となる可能性がある。
その一方で、測定位置PXの位置に受電コイル11の巻軸O2が位置しているときには、受電コイル11の受電効率ηは、閾値効率η1を下回ることになり、送電を停止させることができる。これにより、受電コイル11が大きく送電コイル25に対して位置ずれした場合においても、フロアパネル70に設けられた部材が耐熱温度を超えることを抑制することができる。
また、送電コイル25からの送電を開始する前に、車高センサ19からの出力値に基づいて、受電コイル11と送電コイル25との鉛直方向の距離を算出し、当該鉛直方向の距離が図12に示す所定距離L11以上所定距離L10以下の範囲内であるか否かを判断するようにしてもよい。
受電コイル11および送電コイル25との鉛直方向の距離が所定距離L11よりも短いときおよび所定距離L10よりも長いときには、受電効率ηが閾値効率η1よりも低くなる。そこで、予め、受電コイル11と送電コイル25との間の鉛直方向の距離が、上記の範囲内と制御部6が判断すると、送電コイル25からの送電を開始しないようにしてもよい。
図39は、電力伝送システム1の制御フローを示すフロー図である。この図39に示すように、車両2の制御部6は、通信部7と通信部29とが通信確立された状態で車両が停車すると、非接触充電ボタン31がONか否かを判断する(STEP10)。制御部6は、非接触充電ボタン31がONであると判断すると(STEP10にてYES)、受電コイル11と送電コイル25との鉛直方向の距離が所定範囲内であるか否かを判断する(STEP20)。この際、制御部6は、車高センサ19からの出力値に基づいて、受電コイル11と送電コイル25との鉛直方向の距離を算出する。具体的には、送電コイル25は略地面の高さに一致している。そこで、受電コイル11と車高センサ19との鉛直方向の距離を制御部6の記憶部に予め入力しておくことで、車高センサ19の出力値から受電コイル11および送電コイル25の鉛直方向の距離を算出することができる。そして、受電コイル11と送電コイル25との間の距離が、所定距離L10以上所定距離L11以下であると判断すると(STEP20においてYES)、第1信号を通信部7から送電装置3に送信する(STEP30)。なお、制御部6は、受電コイル11と送電コイル25との間の鉛直方向の距離が所定範囲内でないと判断すると(STEP20においてNO)、充電を開始しない旨の報知を行う(STEP25)。これにより、効率が低い状態で電力伝送されることを抑制することができる。また、STEP10において、非接触充電ボタン31がONでない場合においても(STEP10においてNO)、充電しない旨の報知を行う(STEP25)。使用者に充電の意図がないものと考えられるが、使用者の意思確認のためである。
図40において、送電装置3の制御部28は、第1信号を受信するまで待機しており(STEP35においてNO)、制御部28は、第1信号を受信したと判断すると(STEP35においてYES)、送電目標電力値を初期値W0に設定する(STEP37)。
そして、送電コイル25からの送電電力が送電電力目標値になるように周波数変換器27を駆動する(STEP38)。これにより、送電コイル25から受電コイル11に送電電力目標値の電力が送電される。
ここで、送電コイル25からの送電電力は、図2に示す電流センサ56および電圧センサ57から算出することができる。そして、制御部28は、送電電力値を車両2に送信する(STEP39)。
図39において、車両2の制御部6は、第1信号を送信した後、制御部6の記憶部に格納された送電電力要求値を初期値W0に更新する(STEP40)。
制御部6は、送電電力要求値を初期値W0に設定した後、制御部6は、各温度センサ53A〜53Lからの出力値が閾値温度TH1〜TH3以上であるか否かを判断する(STEP50)。具体的には、制御部6は、温度センサ53A,53B,53Cからの検知温度のいずれかが閾値温度TH1以上、または、温度センサ53G,53H,53Iからの検知温度のいずれかが閾値温度TH2以上、または、温度センサ53J,53K,53Lからの検知温度のいずれかが閾値温度TH3以上、または、温度センサ53D,53E,53Fからの検知温度がのいずれかが閾値温度TH4以上であると判断すると(STEP50において、YES)、記憶部に格納された送電電力要求値が所定値Wh以上であるか否かを判断する(STEP60)。
制御部6は、記憶部に格納された送電電力要求値が所定値Whよりも大きいと判断すると(STEP60においてYES)、送電電力要求値が初期値W0であるか否かを判断する(STEP70)。制御部6は、送電電力要求値が初期値W0であると判断すると(STEP70においてYES)、制御部6は、第2信号を受電ユニット4に送信し(STEP80)、制御部6の記憶部に格納された送電要求電力値を更新する(STEP90)。
具体的には、現状の送電電力要求値にk(kは、0よりも大きく1よりも小さい定数)を乗じた値を新たな送電電力要求値に設定する。
上記のように、送電を開始した後において、金属片52A〜52Lのいずれかの温度が各閾値温度を超えており、受電コイル11の巻軸O2が図36に示す閾値領域TR上、または、閾値領域TRよりも外側に位置していることが予測される。
そのため、送電を継続することで、フロアパネル70に設けられた複数の部材のうち、いずれかの部材が高温となるおそれがある。特に、受電コイル11の巻軸O2が境界線BL1上または境界線BL1より外側に位置している場合には、送電を継続することで、フロアパネル70などの部材が耐熱温度を超えるおそれがある。そこで、送電コイル25からの送電電力を低くすることで、フロアパネル70に設けられた各種の部材の温度が閾値温度を超えることを抑制する。
なお、金属片52A〜52Lの熱伝導率は、フロアパネル70よりも高いため、フロアパネル70の温度は高くなっていないことが予測できる。
図40において、受電ユニット4の制御部28は、第2信号を受信すると(STEP85においてYES)、送電電力目標値を更新する(STEP86)。具体的には、現状の送電電力目標値にk(kは、0よりも大きく1よりも小さい定数)を乗じた値を新たな送電電力目標値に設定する。なお、車両2の制御部6から送信される第2信号に、新たな送電電力要求値に関する情報を包含させて、受電ユニット4の制御部28は、受信した第2信号に包含された新たな送電電力要求値に関する情報に基づいて新たな送電電力目標値を設定するようにしてもよい。そして、送電コイル25からの送電電力が送電電力目標値になるように周波数変換器27を駆動する(STEP38)。
図39において、車両2の制御部6は、STEP70において、送電電力要求値が初期値W0でないと判断すると、送電電力要求値を更新してから所定期間経過したか否かを判断し(STEP100)、所定期間経過していると判断した場合には(STEP100においてYES)、第2信号を送電装置3に送信する(STEP80)。所定期間経過していないと判断すると(STEP100においてNO)、再度、温度センサ53A〜53Lの出力値が各閾値を超えたか否か判断する(STEP50)。
送電電力要求値を更新して送電コイル25から送電される送電電力が低くなったとしても、各金属片52A〜52Lの温度が低下するまで時間を要する。そこで、一旦、送電電力要求値を更新した後は、所定期間経過するまで送電電力要求値を更新しない。
各金属片52A〜52Lは、フロアパネル70よりも熱伝導率の高い金属材料によって形成されているため、金属片52A〜52Lは、早急に温度が低下する。このため、STEP100に規定された所定期間を短くすることができる。
そして、所定期間経過後においても、温度センサ53A〜53Lの出力値が閾値温度以上の場合には、更新後の送電電力でも、フロアパネル70に設けられた各種部材のいずれがの部材において耐熱温度を超える部材が生じるおそれがあるため、再度、送電電力要求値を低くする。
車両2の制御部6は、STEP60において、現状の送電電力要求値が、所定値Wh以下であると判断すると(STEP60においてNO)、制御部6は、使用者に充電を途中で終了した旨を報知する(STEP105)。その後、制御部6は、送電装置3に第3信号を送信する(STEP110)。
図40において、送電装置3の制御部28は、第3信号を受信するまでは(STEP115においてNO)、設定されている送電電力目標値に基づいて、送電を継続する。そして、制御部28は、第3信号を受信すると(STEP115においてYES)、送電を停止する(STEP116)。
STEP60において、送電電力要求値が所定値Wh以下になる場合には、送電電力要求値が複数回、更新されており、ある程度の期間に亘って、金属片52A〜52Lのいずれかの金属片の温度が閾値温度を超えた状態が継続されることになる。
その結果、フロアパネル70の温度が上昇する可能性があるため、送電電力要求値が所定値Wh以下となったタイミングで送電を停止することで、フロアパネル70の温度が高くなり、フロアパネル70に設けられた各部材の温度が耐熱温度を超えることを抑制する。
車両2の制御部6は、各温度センサ53A〜53Lからの出力値が、閾値温度を超えていないと判断すると(STEP50においてNO)、バッテリ10のSOCが所定値よりも大きいか否かを判断する(STEP130)。
バッテリ10のSOCが所定値よりも大きいと判断すると(STEP130においてYES)、車両2の制御部6は、第3信号を送信する(STEP110)。SOCが所定値よりも大きいときには、充電が完了したものとして、送電装置3からの送電を停止して、充電を完了する。
制御部6は、SOCが所定値以下であると判断すると(STEP110においてNO)、受電コイル11の受電効率ηが閾値効率η1以上であるか否かを判断する(STEP140)。ここで、図1に示す送電装置3の制御部28は送電電力値を通信部29を通して制御部6に送信している。制御部6は、図2に示す電流センサ56が検知した電流値と、電圧センサ57が検知した電圧値とを乗じて受電電力を算出する。
そして、制御部6は、算出した受電電力値を送電電力値で除することで、上記の受電効率ηを算出する。そして、受電効率ηが閾値効率η1よりも小さいと判断すると(STEP140においてNO)、第3信号を送電装置3に送信する(STEP110)。その一方で、受電コイル11の受電効率ηが閾値効率η1以上であると判断すると、各温度センサからの出力値をモニタリングする(STEP50)。
なお、本実施の形態に係る電力伝送システム1においては、受電コイル11に対して前方向F側に複数の金属片52A〜52Cを配置しているが、1つの金属片52Aを配置するようにしてもよい。同様に、受電コイル11に対して後方向B側に、1つの金属片52Hを配置し、受電コイル11に対して右方向R側に1つの金属片52Kを配置するようにしてもよい。また、受電コイル11に対して左方向L側に1つの金属片52Eを配置するようにしてもよい。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態および変形例はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
本発明は、電力伝送システムに適用することができる。
1 電力伝送システム、2 車両、3 送電装置、4 受電ユニット、5 ハイブリッドシステム、6,28 制御部、7,29 通信部、8 受電装置、9 整流器、10 バッテリ、11 受電コイル、12,26 コンデンサ、15 コンバータ、16,17 インバータ、18 ワイヤーハーネス、19 車高センサ、20 動力分割機構、21 エンジン、22 排気管ユニット、23 燃料パイプ、24 燃料タンク、25 送電コイル、27 周波数変換器、30 交流電源、31 非接触充電ボタン、35,60 ケース、36,61 フェライト、37,64 ベース板、38 仕切板、39 蓋、40,65 樹脂蓋、41 金属蓋、42 凹部、43 樹脂板、44,62 外周環状コア、45,63 中央コア、46,69 コイル線、47,48,49,66,67,68 接続線、50 高電圧素子、52,52A,52B,52C,52D,52E,52F,52G,52H,52I,52J,52K,52L 金属片、53,53A,53B,53C,53D,53E,53F,53G,53H,53I,53J,53K,53L,H 温度センサ、54,56 電流センサ、55,57 電圧センサ、70 フロアパネル、71,72,73,74 アンダーカバー、75A,75B 支持部材、76 センタートンネル、78,79 平坦部、80,82,84,86 カバー本体、81,81a,81b,81e,83,83a,85,85a,85b,85e,87,101,101a,101b,103,103a,103b 固定部材、88,89 触媒装置、90 サブマフラー、91 メインマフラー、92A,92B,94A,94B,95B 支持部、93A,93B クッション部材、95A,95B 取付部、96a,98a ナット、97a,99a 取付座、100,102 溝、BL,BL1,BL2,BL3 境界線、CL71,CL73,CL93B,CL93A,CL101a,CL103a,CLA,CLB,CLC,CLD,CLE,CLF,CLG,CLH,CLI,CLJ,CLK,CLL 温度曲線、EBL 効率境界線、F 前方向、HT1,HT2,HT3,HT4 最高温度、L 左方向、L1,L10,L11 所定距離、L2,L3,L4,L5,LP1,LP2,LP3,LP4 距離、MG1,MG2 回転電機、O1,O2 巻軸、P1,P2,P3,P4,PX 測定位置、R 右方向、R0,R2,R3,R4 領域、TH1,TH2,TH3,TH4,TH5 閾値温度、THL1,THL2,THL3,THL4 閾値線、TL1,TL2,TL3,TL4,TL5 耐熱温度、TR 閾値領域、U 上方向、W0 初期値、Wh 所定値。

Claims (6)

  1. 車両の底面に設けられた受電コイルと、
    前記受電コイルに非接触で電力を送電する送電コイルと、
    前記受電コイルの周囲に前記車両の底面に沿って搭載された複数の部材と、
    前記部材の温度が上昇すると検知温度が上昇する温度検知装置と、
    前記温度検知装置により検知された前記検知温度が所定閾値以上の場合に前記送電コイルから送電される電力を低くする制御装置と、
    を備え、
    前記複数の部材には、前記送電コイルが放出する磁束によって加熱される部材が含まれ、
    前記送電コイルから前記受電コイルを視ると、前記加熱される部材は前記受電コイルに対して、前記受電コイルの中心位置が前記送電コイルの中心位置に対して位置ずれする位置ずれ方向に位置し、
    前記温度検知装置は、前記受電コイルに対して複数の前記位置ずれ方向に複数配置され、
    前記複数の部材のうち耐熱性が低い部材の前記位置ずれ方向に配置された前記温度検知装置ほど前記所定閾値が低く設定されている、電力伝送システム。
  2. 前記送電コイルを流れる電流の電流量を検知する第1電流センサと、
    前記送電コイルに印加された電圧の電圧値を検知する第1電圧センサと、
    前記受電コイルを流れる電流の電流量を検知する第2電流センサと、
    前記受電コイルに印加された電圧の電圧値を検知する第2電圧センサと、
    をさらに備え、
    前記制御装置は、前記第1電流センサが検知する第1電流値と、前記第1電圧センサが検知する第1電圧値とから送電電力値を算出し、
    前記制御装置は、前記第2電流センサが検知する第2電流値と、前記第2電圧センサが検知する第2電圧値とから受電電力値を算出し、
    前記制御装置は、前記送電電力値で前記受電電力値を除して受電効率を算出し、
    前記制御装置は、前記受電効率が所定値以下となると前記送電コイルからの送電を停止させ、前記所定値は、90%以上98%以下の値である、請求項1に記載の電力伝送システム。
  3. 前記車両の前記底面に配置されたフロアパネルと、
    前記受電コイルを収容するケースと、
    をさらに備え、
    前記複数の部材は、前記フロアパネルに取り付けられると共に前記ケースの外側に配置され、
    前記温度検知装置は、前記ケース内に収容された、請求項1または請求項2に記載の電力伝送システム。
  4. 前記車両の底面に配置されたフロアパネルをさらに備え、
    前記複数の部材は、前記フロアパネルに取り付けられ、
    前記温度検知装置は、金属片と、前記金属片の温度を測定する温度センサとを含み、
    前記金属片の熱伝導率は、前記フロアパネルの熱伝導率よりも高い、請求項1から請求項3のいずれかに記載の電力伝送システム。
  5. 前記車両の底面に配置されたフロアパネルと、
    前記フロアパネルに設けられた樹脂製のアンダーカバーと、
    前記アンダーカバーを前記フロアパネルに固定する複数の固定部材と、
    前記車両に設けられたエンジンと、
    前記エンジンに接続された排気ユニットと、
    前記フロアパネルに接続されると共に前記排気ユニットを支持する支持部材と
    をさらに備え、
    前記アンダーカバーは、前記複数の固定部材によって前記フロアパネルと接触する複数の接触部分を含み、
    前記接触部分のうち最も前記受電コイルに近い接触部分は、前記受電コイルに対して前記車両の前方側に位置し、
    前記支持部材は、樹脂製のクッション材を含み、
    前記クッション材は、前記受電コイルに対して前記車両の後側に位置し、
    前記受電コイルに対して前記車両の前側に配置された前記温度検知装置の前記所定閾値は、前記受電コイルに対して前記車両の後側に配置された前記温度検知装置の前記所定閾値よりも低い、請求項1から請求項4のいずれかに記載の電力伝送システム。
  6. 車両の底面に設けられたフロアパネルと、
    受電コイルを含み、前記フロアパネルの下面に設けられた受電装置と、
    前記受電コイルに非接触で電力を送電する送電コイルを含む送電装置と、
    前記受電装置が受電した電力で充電されるバッテリと、
    前記フロアパネルに設けられた複数の部材と、
    前記部材の温度が上昇すると検知温度が上昇する複数の温度検知装置と、
    前記温度検知装置により検知された温度が所定閾値以上の場合に前記送電コイルから送電される電力を低くする制御装置と、
    を備え、
    前記送電コイルから前記受電コイルを視たときに、前記送電コイルの中心位置を基準として第1方向に前記受電コイルの中心位置が位置ずれした状態で、前記送電コイルから前記受電コイルに電力を送電すると、前記受電コイルと前記送電コイルとの間の水平距離が第1距離以上のときには、前記バッテリの充電が完了するまでの間に、前記複数の部材から耐熱温度を超える部材が生じ、
    前記送電コイルから前記受電コイルを視たときに、前記送電コイルの中心位置を基準として第2方向に前記受電コイルの中心位置が位置ずれした状態で、前記送電コイルから前記受電コイルに電力を送電すると、前記受電コイルと前記送電コイルとの間の水平距離が前記第1距離よりも長い第2距離以上のときには、前記バッテリの充電が完了するまでの間に、前記複数の部材から耐熱温度を超える部材が生じ、
    前記複数の温度検知装置は、前記受電コイルを基準として前記第1方向側に配置された第1温度検知装置と、前記受電コイルを基準として前記第2方向側に配置された第2温度検知装置とを含み、
    前記制御装置は、前記第1温度検知装置の検知温度が第1温度以上となると前記送電コイルからの送電電力を低くし、前記第2温度検知装置の検知温度が第2温度以上となると前記送電電力を低くし、
    前記第1温度は、前記第2温度よりも低い、電力伝送システム。
JP2015038993A 2015-02-27 2015-02-27 電力伝送システム Active JP6176272B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015038993A JP6176272B2 (ja) 2015-02-27 2015-02-27 電力伝送システム
US15/048,313 US10065514B2 (en) 2015-02-27 2016-02-19 Power transfer system
CN201610098443.8A CN105932782B (zh) 2015-02-27 2016-02-23 电力传输系统
EP16157313.4A EP3069921B1 (en) 2015-02-27 2016-02-25 Electric power transfer system for electric vehicles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015038993A JP6176272B2 (ja) 2015-02-27 2015-02-27 電力伝送システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016163405A true JP2016163405A (ja) 2016-09-05
JP6176272B2 JP6176272B2 (ja) 2017-08-09

Family

ID=55696844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015038993A Active JP6176272B2 (ja) 2015-02-27 2015-02-27 電力伝送システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10065514B2 (ja)
EP (1) EP3069921B1 (ja)
JP (1) JP6176272B2 (ja)
CN (1) CN105932782B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019118206A (ja) * 2017-12-27 2019-07-18 トヨタ自動車株式会社 車両
WO2020070945A1 (ja) * 2018-10-05 2020-04-09 株式会社Ihi 位置ずれ検出装置およびコイル装置
JP2021027770A (ja) * 2019-08-08 2021-02-22 株式会社Soken 受電機器及び送電機器

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014050778A1 (ja) * 2012-09-27 2014-04-03 Tdk株式会社 車両および移動体システム
JP6394665B2 (ja) * 2016-09-14 2018-09-26 トヨタ自動車株式会社 充電装置及び充電装置の制御方法
JP6593311B2 (ja) * 2016-11-28 2019-10-23 トヨタ自動車株式会社 車両下部構造
RU2717610C1 (ru) * 2017-01-30 2020-03-24 Ниссан Мотор Ко., Лтд. Монтажная конструкция транспортного средства для устройства бесконтактного приема мощности
JP6527554B2 (ja) * 2017-06-22 2019-06-05 本田技研工業株式会社 非接触電力伝送システム
JP7069836B2 (ja) 2018-03-02 2022-05-18 トヨタ自動車株式会社 コイルユニット
JP2021083146A (ja) * 2019-11-14 2021-05-27 Tdk株式会社 送電装置及び電力伝送システム
DE102019220463A1 (de) * 2019-12-20 2021-06-24 Mahle International Gmbh Induktionsladevorrichtung für ein Fahrzeugladesystem
CN117261641B (zh) * 2023-11-22 2024-01-23 山西禹盾科技股份有限公司 一种新能源汽车无线充电设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011125632A1 (ja) * 2010-03-31 2011-10-13 本田技研工業株式会社 非接触充電システム
US20130114640A1 (en) * 2010-07-09 2013-05-09 Audi Ag Measuring a temperature during contactless transmission of energy

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5573090A (en) * 1994-05-05 1996-11-12 H. R. Ross Industries, Inc. Raodway-powered electric vehicle system having onboard power metering and communication channel features
CN101258658B (zh) 2005-07-12 2012-11-14 麻省理工学院 无线非辐射能量传递
US7825543B2 (en) 2005-07-12 2010-11-02 Massachusetts Institute Of Technology Wireless energy transfer
CN103384095B (zh) 2007-03-27 2016-05-18 麻省理工学院 用于无线能量传输的设备
US8466654B2 (en) * 2008-07-08 2013-06-18 Qualcomm Incorporated Wireless high power transfer under regulatory constraints
KR101386432B1 (ko) * 2009-07-15 2014-04-18 컨덕틱스-웜프러 게엠베하 전자식 위치결정 보조 장치를 포함하는 차량 유도 충전 시스템
JP2011204836A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Toyota Motor Corp コイルユニット、非接触電力受電装置、非接触電力送電装置、および車両
JP5843446B2 (ja) * 2011-01-14 2016-01-13 三菱重工業株式会社 電動車両の充電装置
US9496732B2 (en) * 2011-01-18 2016-11-15 Mojo Mobility, Inc. Systems and methods for wireless power transfer
WO2013003527A1 (en) 2011-06-28 2013-01-03 Wireless Ev Charge, Llc Alignment, verification, and optimization of high power wireless charging systems
US9631950B2 (en) * 2011-08-05 2017-04-25 Evatran Group, Inc. Method and apparatus for aligning a vehicle with an inductive charging system
JP5772535B2 (ja) 2011-11-18 2015-09-02 トヨタ自動車株式会社 電力伝送システム及び車両
JP5668676B2 (ja) 2011-12-15 2015-02-12 トヨタ自動車株式会社 受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システム
JP5664544B2 (ja) 2011-12-27 2015-02-04 トヨタ自動車株式会社 非接触受電装置および非接触充電システム
JP5825108B2 (ja) 2012-01-16 2015-12-02 トヨタ自動車株式会社 受電装置および送電装置
JP5718830B2 (ja) 2012-01-16 2015-05-13 トヨタ自動車株式会社 車両
JP5810944B2 (ja) 2012-01-31 2015-11-11 トヨタ自動車株式会社 車両および電力伝送システム
WO2013132874A1 (ja) * 2012-03-08 2013-09-12 パナソニック株式会社 充電ケーブル
DE102012211151B4 (de) * 2012-06-28 2021-01-28 Siemens Aktiengesellschaft Ladeanordnung und Verfahren zum induktiven Laden eines elektrischen Energiespeichers
US9467002B2 (en) * 2012-07-19 2016-10-11 Ford Global Technologies, Llc Vehicle charging system
WO2014125596A1 (ja) * 2013-02-14 2014-08-21 トヨタ自動車株式会社 受電装置および送電装置
US8823551B1 (en) 2013-03-07 2014-09-02 Delphi Technologies, Inc. System to align a vehicle within a parking location using thermal targets
MY157292A (en) * 2013-04-12 2016-05-20 Nissan Motor Contactless power supply device
WO2014174663A1 (ja) * 2013-04-26 2014-10-30 トヨタ自動車株式会社 受電装置、送電装置、電力伝送システム、および駐車支援装置
JP2014230301A (ja) * 2013-05-17 2014-12-08 株式会社エネルギー応用技術研究所 急速充電用電力供給システム
JP6145934B2 (ja) * 2013-07-11 2017-06-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 非接触給電装置及び非接触受電装置
DE102013021797A1 (de) * 2013-12-23 2015-06-25 Hella Kgaa Hueck & Co. Verfahren zur Abgabe eines Warnhinweises auf einen gefährlichen Fahrbahnzustand und Vorrichtung
US9780597B2 (en) * 2014-02-27 2017-10-03 GM Global Technology Operations LLC Vehicular electrical architecture of both wireless power and communication peripherals using MRC

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011125632A1 (ja) * 2010-03-31 2011-10-13 本田技研工業株式会社 非接触充電システム
US20130114640A1 (en) * 2010-07-09 2013-05-09 Audi Ag Measuring a temperature during contactless transmission of energy

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019118206A (ja) * 2017-12-27 2019-07-18 トヨタ自動車株式会社 車両
US11070084B2 (en) 2017-12-27 2021-07-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle
JP7003651B2 (ja) 2017-12-27 2022-01-20 トヨタ自動車株式会社 車両
WO2020070945A1 (ja) * 2018-10-05 2020-04-09 株式会社Ihi 位置ずれ検出装置およびコイル装置
JPWO2020070945A1 (ja) * 2018-10-05 2021-09-02 株式会社Ihi 位置ずれ検出装置およびコイル装置
JP7036222B2 (ja) 2018-10-05 2022-03-15 株式会社Ihi 位置ずれ検出装置およびコイル装置
US11912149B2 (en) 2018-10-05 2024-02-27 Ihi Corporation Misalignment detection device and coil device
JP2021027770A (ja) * 2019-08-08 2021-02-22 株式会社Soken 受電機器及び送電機器
JP7324083B2 (ja) 2019-08-08 2023-08-09 株式会社Soken 受電機器及び送電機器

Also Published As

Publication number Publication date
EP3069921A2 (en) 2016-09-21
US20160250935A1 (en) 2016-09-01
EP3069921B1 (en) 2022-04-06
CN105932782B (zh) 2018-12-18
EP3069921A3 (en) 2016-12-07
US10065514B2 (en) 2018-09-04
JP6176272B2 (ja) 2017-08-09
CN105932782A (zh) 2016-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6176272B2 (ja) 電力伝送システム
US11355967B2 (en) Method and system of wireless power transfer foreign object detection
WO2013001810A1 (ja) 非接触電力伝送に用いられる給電装置及び受電装置
WO2012165244A1 (ja) 非接触給電装置
US20200021125A1 (en) Charging apparatus for wirelessly charging a rechargeable electrical energy store of a mobile terminal
KR101711800B1 (ko) 비접촉 수전 장치의 차량 탑재 구조
JP2015164394A (ja) 電気自動車を用いる運送システムの給集電装置設計方法及び装置
KR20150015491A (ko) 차량
WO2013061615A1 (ja) 非接触電力伝送装置、並びにこれに用いる給電装置及び受電装置
US9623758B2 (en) Power reception device, power transmission device and vehicle
RU2693775C1 (ru) Транспортное средство
JP6300107B2 (ja) 非接触電力伝送装置
JP2016171612A (ja) 受電装置および送電装置
JP2015185643A (ja) 受電装置、車両、および送電装置
JP2010160932A (ja) 蓄電池の加熱装置
KR102021150B1 (ko) 차량용 전지셀 모듈 어셈블리
JP2013229988A (ja) アンテナ
EP3021457A1 (en) Contactless power supply device and contactless power receiving device
EP3631944A1 (en) Contactless charger system for charging an electric vehicle
JP6241761B2 (ja) 非接触充電装置
JP2015204707A (ja) 非接触送電装置
JP6872715B2 (ja) 非接触給電システム
JP2017135838A (ja) 非接触給電システム
JP2019140870A (ja) 放熱装置、及び地上側給電システム
JP2013229987A (ja) アンテナ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160613

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170315

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170321

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170613

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170626

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6176272

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151