JP2018029456A - 車両用の非接触電力伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動車両用の非接触電力伝送装置において、送電用コイル及び受電用コイルの破損等を防止して簡便に車両を充電可能な停車位置に合わせることを可能とする。【解決手段】非接触電力伝送装置は、電力を供給するための送電装置１と、送電装置１から電力が供給される送電用コイル２と、車両３の前方側に送電用コイル２と対向して設けられ、送電用コイル２から電力が供給される受電用コイル４と、送電装置１と送電用コイル２との間に衝撃吸収装置５を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、非接触電力伝送装置で人が運転する車両に電力の供給をする場合に、接触及び衝突による装置の破損等を防止して簡便に電力の供給が可能な停車位置に合わせることができるようにするための技術に関する。

人が運転する車両に電力の供給をする方法の一つとして、駐車場に備えられた送電用コイルから車両に備えられた受電用コイルに対して無線により送電を行う非接触電力伝送装置が知られている。この電力の供給の方法においては、効率的に電力の供給を行うためには、送電用コイルと受電用コイルの電力の供給位置を適切に合わせることが必要とされている。そのためには車両を駐車場内の適切に電力の供給が可能な位置に停車することが特に重要となる。

ここで、一般的には、車両を駐車場内の適切に電力の供給が可能となる位置に停車するためには、運転者が車両の適切な停車位置を確認できるようにするための目印や車両を車両の適切な停車位置に誘導するための装置を設置するのがよいとされている。

従来、駐車場の地面には送電用コイルを、車両の底には受電用コイルを備えて、運転者が目視により車両を適切な電力の供給が可能な位置に停車させるための車止めとサイドラインを駐車場の地面に設けた車両用の非接触電力伝送装置の技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。運転者は、この車止めとサイドラインを目視で確認し、車両を適切に電力の供給が可能となる位置まで移動させて停車させる。即ち、送電用コイルと受電用コイルを適切に電力を供給可能な位置に配置することができ、効率的に車両を充電することが可能となる。

特開２０１１−１０６２１６号公報（段落［００３６］〜［００３８］、［００４９］〜［００５５］、［図１］［図４］［図５］等） 特開２０１２−２１８６５４号公報（段落［００３６］〜［００３８］、［図１０］等） 特開２０１４−７２９０１号公報（段落［０００９］〜［００１０］、［００３０］〜［００３３］、［図１］［図３］［図４］［図５］等）

ここで、効率的に車両を充電するため、送電用コイルから受電用コイルに効率的に電力を供給するためには、送電用コイルと受電用コイルの間隔を短くすることが重要になる。このとき、車両の前方側に、送電用コイルと対向するように受電用コイルを配置した非接触電力伝送装置の場合、効率的に充電を行うため送電用コイルと受電用コイルの間隔を短くするように運転手が車両を送電用コイルに近づける。しかし、例えば特許文献１に記載された非接触電力伝送装置は、駐車場の地面に設置された誘導灯付きの車止めや複数の誘導灯を運転者が目視で確認しながら車両を移動させるため、受電用コイルと送電用コイルの距離を目視で確認することが困難である。また、特許文献２に記載された駐車場の地面に設置された、車両の左右両方の車輪の幅の長さに合わせた車両の誘導するための突起物でも、車両の進行方向に備えられた送電用コイルと受電用コイルの間の距離を確認することは困難である。また、特許文献３に記載された駐車場の地面に設置された車止めの装置でも、受電用コイルと送電用コイルの距離を運転者が目視で確認しながら車両を移動することは困難である。そのため、運転者が車両に備えられた受電用コイルを送電用コイルに近づけるとき、送電用コイルと受電用コイルの距離を確認できず、誤って車止め付近で車両を走行させてしまい、車両が車止めを乗り越えて、送電用コイルと受電用コイルが接触及び衝突して、送電用コイル及び受電用コイルが破損等するという問題がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、運転手が車両を移動させて車両に備えられた受電用コイルを送電用コイルに近づけるとき、送電用コイルと受電用コイルが接触及び衝突して破損等することを防止する車両用の非接触電力伝送装置を提供することを課題としている。

かかる課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、車両用の非接触電力伝送装置において、電力を供給するための送電装置と、該送電装置から電力が供給される送電用コイルと、車両の前方側に、前記送電用コイルと対向して設けられ、前記送電用コイルから無線により電力が供給される受電用コイルと、を備えた車両用の非接触電力伝送装置であって、前記送電装置と前記送電用コイルとの間、及び又は、前記車両と前記受電用コイルとの間に衝撃吸収装置とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記送電装置側に、前記送電用コイル及び前記受電用コイルの左右方向に対しての位置を合わせられるように、停車位置誘導標識を備えたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の構成に加え、前記送電装置の前方であり、且つ、前記送電用コイルから電力を前記受電用コイルを介して前記車両に供給できる位置に、前記車両を停車させるための車止めと、該車止めより前方に離間した位置に、前記車両の車輪の乗り上げを可能とする突起物を備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載の構成に加え、前記送電用コイル及び前記衝撃吸収装置の上部を覆うように、前記送電用コイル及び前記衝撃吸収装置に異物の落下を防止するための異物落下防止装置を備えたことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載の構成に加え、前記送電用コイルから電力の供給が可能な位置に前記車両が移動したことを検知する位置検知装置と、該位置検知装置により前記車両の位置を検知した後、信号を送信する制御装置と、該制御装置からの信号を受信し、前記送電装置から前記車両の充電に必要な電力量を送電させて、前記送電用コイルから前記車両に備えられた前記受電用コイルに対して電力の供給を開始する送電側電源装置とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、運転者が車両を適切な電力の供給位置に移動させるときに、送電用コイルと車両に配置された受電用コイルとの接触及び衝突が起こっても、送電用コイル及び受電用コイルに対する衝撃吸収装置により衝撃を緩和して、送電用コイル及び受電用コイルの破損等を防ぐことが可能となる。

本発明の実施の形態に係る非接触電力伝送装置を示す側面図である。 当実施の形態に係る非接触電力伝送装置を示す送電装置側からの正面図である。

［発明の実施の形態］
図１には、この発明の実施の形態を示す。
この実施の形態に係る非接触電力伝送装置１００は、図１で示すように、地面に設けられた電力を供給するための送電装置１の前方側に、送電装置１から電力が供給される送電用コイル２が設けられている。また、送電用コイル２に対向するように車両３の前方に送電用コイル２から無線により電力が供給される受電用コイル４が設けられている。さらに、送電装置１と送電用コイル２との間に車両３との接触及び衝突による衝撃を吸収する衝撃吸収装置５が設けられている。

この非接触電力伝送装置１００において、車両３に電力を供給するため送電用コイル２から受電用コイル４に無線で電力を供給するとき、図１に示すように、送電用コイル２と受電用コイル４は対向して位置する。送電用コイル２及び受電用コイル４は、コアに電線が巻回されて構成されている。

この非接触電力伝送装置１００は、図１に示すように、送電装置１と送電用コイル２の間に衝撃吸収装置５が設けられている。送電用コイル２の前方から車両３に設けられた受電用コイル４が衝突して衝撃を受けたとき、送電用コイル２及び受電用コイル４にかかる衝撃を衝撃吸収装置５に伝達させ、衝撃吸収装置５が弾性変形等することにより衝撃を吸収する構成をとる。また、この衝撃吸収装置５は車両３と受電用コイル４の間に設けられてもよい。

また、この実施の形態には、図１及び図２に示すように、送電装置１の上部に送電用コイル２及び受電用コイル４の左右方向に対しての位置を合わせるための棒状の停車位置誘導標識６が立設されている。なお、図１及び図２では停車位置誘導標識６は、運転手が目視できる高さに設けられた板状部材、突起物、ライト等の発光部材等、運転手が目視できる高さに示されたライン等の目印等で構成されていてもよい。

さらに、この発明の実施の形態には、図１に示すように、送電装置１の前方であり、且つ、送電用コイル２から受電用コイル４に電力を供給できる位置に、車両３を停車させるための車止め７が設けられている。また、車止め７より前方に離間した位置に、車両３の車輪の乗り上げを可能とする突起物８が設けられている。

また、この発明の実施の形態には、送電用コイル２及び衝撃吸収装置５の上部を覆うように、送電用コイル２及び衝撃吸収装置５に異物の落下を防止するための異物落下防止装置９を設けられている。異物落下防止装置９は、図１に示すとおり、送電装置１の上部から下方斜めに送電用コイル２及び衝撃吸収装置５の上部を覆うように延出して立設されている。

この実施の形態に係る車両用の非接触電力伝送装置１００は、図１に示すように、位置検知装置１０と、制御装置１４と、送電装置１側に設けられた送電側電源装置１５とを備えている。この実施の形態に係る車両用の非接触電力伝送装置１００において、位置検知装置１０は、車両３が送電装置１及び送電用コイル２に近づき、電力供給可能エリアに入ったことを検知して制御装置１４に信号を送信する。そして、位置検知装置１０からの信号を受信した制御装置１４は送電側電源装置１５を制御して、送電装置１から車両３の充電が可能な電力を送電用コイル２を介して受電用コイル４に供給する。

この実施の形態における位置検知装置１０としては、図１に示すように車両３に設けられた車両側無線通信装置１１及び受電装置１３と、送電装置１に設けられた送電装置側無線通信装置１２で構成されている。（なお、位置検知装置１０の各々の装置の作用については後述する。）。また、制御装置１４及び送電側電源装置１５は送電装置１側に設けられている。

この実施の形態において、送電用コイル２から車両３に設けられた受電用コイル４への電力供給が終了して車両３の充電が終了したことを検知して送電装置１の電源を切る充電制御装置１６が設けられている。（装置の作用については後述する。）また、この充電制御装置１６は、受電用コイル４及び車両３の充電装置等の機能の負荷を分散するように構成されている。

次に、かかる非接触電力伝送装置１００の使用方法について説明する。
まず、運転者が車両３の充電を行うために、車両３を送電装置１及び送電用コイル２に移動させる。図２に示すように、運転者は停車位置誘導標識６を目視で確認しながら、送電用コイル２の左右方向の中心線と車両３に設けられた受電用コイル４の左右方向の中心線を合わせるようにして、位置ずれすることを避けながら車両３を移動させる。運転者は、送電用コイル２と受電用コイル４との間の距離が短くなるように車両３を送電用コイル２に近づけるように移動させる。そして、車止め７より前方に離間した位置に設けられた突起物８を車両３の車輪が乗り上げたことを運転者が感知することにより、車両３を車止め７の付近まで移動させたことを判断して車両３の速度を緩めながら移動させて、車両３の車輪が車止め７に接触することを運転者が感知して車両３を停車させる。これにより、運転者が車両３に車止め７を乗り上げさせて、送電用コイル２と車両３に設けられた受電用コイル４が接触及び衝突して送電用コイル２及び受電用コイル４の破損等を防止できる。このとき、突起物８を車両３の車輪が乗り上げたことを運転者が感知できずに車両３を走行させてしまい、車両３に設けられた受電用コイル４と送電用コイル２を接触及び衝突させてしまう場合がある。このとき、送電装置１と送電用コイル２の間に衝撃吸収装置５が設けられているため、送電用コイル２と受電用コイル４の接触及び衝突による送電用コイル２及び受電用コイル４への衝撃を衝撃吸収装置５が吸収して送電用コイル２及び受電用コイル４の破損等を防止できる。

その後、車両３が送電装置１に近づくことで、車両側無線通信装置１１と送電装置側無線通信装置１２が互いに通信可能となり、車両３が近傍に存在することを制御装置１４は認知できる。制御装置１４は車両３が給電のため近くにいることを認知すると、今度は車両３が給電可能エリアに入ったか否かを検知するために、送電側電源装置１５が送電装置１を運転させて、所定の電力で送電を開始させる。そして、車両３に設けられた受電装置１３が送電装置１からの所定の電力を受電する。このとき、受電装置１３は、送電出力と負荷出力をモニタし、負荷状態を確認することで、車両３が給電可能エリアに入ったことを確認する。また、同時に伝送効率を検知することで想定外の損失が無く安全であることを確認する。その後、受電装置１３は、制御装置１４に信号を送信する。

受電装置１３からの信号を受信した制御装置１４は、送電装置１側に設けられた送電側電源装置１５を制御して、送電装置１から送電用コイル２を介して受電用コイル４に車両３の充電に必要な電力の供給を開始させる。

なお、この実施の形態では、受電装置１３の信号を受信した制御装置１４が送電側電源装置１５を制御して自動で送電装置１から車両３に充電を開始している。しかし、この限りではなく、受電装置１３は車両３が電力供給可能エリアに入ったことを検知し、また、車両３が安全に充電できることを検知した後、車両３に設けられた表示部（図示せず）は車両３が充電可能であることを運転者に報知する。そして、運転者が手動で送電装置１のスイッチを操作して車両３の充電を開始するものであってもよい。

送電用コイル２から車両３に設けられた受電用コイル４に電力を供給して車両３に電力を供給して充電する際、送電装置１の上部から下方斜めに送電用コイル２及び衝撃吸収装置５の上部を覆うように延出して異物落下防止装置９が立設されている。そのため、送電用コイル２及び衝撃吸収装置５の上部に異物が載ることを防止して、送電用コイル２と受電用コイル４の間で発生する電力供給に関与する電磁界の遮蔽を防止する。従って、送電用コイル２から受電用コイル４への電力の供給効率の低下を防止して車両３を充電できる。

ここで、送電用コイル２から車両３に設けられた受電用コイル４に電力を供給して車両３を充電している際、車両３が送電用コイル２から大きく離れたときに、送電装置１側に設けられている緊急時給電停止装置（図示せず）が、送電装置１及び送電用コイル２の負荷状態や故障等を判定して送電装置１の電力の供給を停止させて、送電装置１、送電用コイル２、車両３及び受電用コイル４等の破損等を防止する。

また、車両３を充電している際、車両３に設けられた充電制御装置１６は、車両３の電池に過剰な電圧や電流を供給しないように電池に入る電力を監視し、また、充電によって発熱する電池の温度監視など適正な充電状態を制御する。そして、受電用コイル４及び車両３の充電装置等の機能の負荷を分散して、安全に充電が行われるようにする。充電制御装置１６は、過剰な電圧や電流が電池に入ったこと、及び、電池の温度が所定より高いことを判定した場合、送電装置１の制御装置１４に送電側電源装置１５を制御させて、送電装置１の電力の供給を停止させる。

送電用コイル２から車両３に設けられた受電用コイル４に設定した電力量を供給し終えたとき、及び、車両３に電力を満充電するまで供給したとき、車両３に設けられた充電制御装置１６がこれを検知して信号を制御装置１４に発信する。信号を受信した制御装置１４は送電側電源装置１５に送電装置１の電力の供給を停止させて、運転者の操作を必要としないで自動で送電用コイル２から車両３に設けられた受電用コイル４への電力の供給を停止して車両３への電力の供給を停止して充電を終了させる。

この実施の形態に係る非接触電力伝送装置１００は、送電装置１の前方側に送電用コイル２が設けられ、送電用コイル２に対向するように車両３の前方に送電用コイル２が設けられている。また、送電装置１と送電用コイル２との間に車両３との接触及び衝突による衝撃を吸収する衝撃吸収装置５が設けられている。そのため、運転者が車両３を誤って走行させて、車両３の車輪が車止め７を乗り上げて、送電用コイル２と受電用コイル４が接触及び衝突した場合でも、その衝撃を衝撃吸収装置５が吸収できる。従って、送電用コイル２及び受電用コイル４が破損等することを防ぐことができる。

なお、上記実施の形態は本発明の例示であり、本発明が上記実施の形態のみに限定されることを意味するものではないことは、いうまでもない。

１・・・送電装置
２・・・送電用コイル
３・・・車両
４・・・受電用コイル
５・・・衝撃吸収装置
６・・・停車位置誘導装置
７・・・車止め
８・・・突起物
９・・・異物落下防止装置
１０・・・車両位置検知装置
１１・・・車両側無線通信装置
１２・・・送電装置側無線通信装置
１３・・・受電装置
１４・・・制御装置
１５・・・送電側電源装置
１６・・・充電制御装置
１００・・・非接触電力伝送装置

Claims (5)

1. 電力を供給するための送電装置と、
   該送電装置から電力が供給される送電用コイルと、
   車両の前方側に、前記送電用コイルと対向して設けられ、前記送電用コイルから無線により電力が供給される受電用コイルと
   を備えた車両用の非接触電力伝送装置であって、
   前記送電装置と前記送電用コイルとの間に衝撃吸収装置とを備えたことを特徴とする車両用の非接触電力伝送装置。
2. 前記送電装置側に、前記送電用コイル及び前記受電用コイルの左右方向に対しての位置を合わせられるように、停車位置誘導標識を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用の非接触電力伝送装置。
3. 前記送電装置の前方であり、且つ前記車両に前記送電装置及び前記送電用コイルにより電力を前記受電用コイルに供給できる位置に、前記車両を停車させるための車止めと、該車止めより前方に離間した位置に、前記車両の車輪の乗り上げを可能とする突起物を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用の非接触電力伝送装置。
4. 前記送電用コイル及び前記衝撃吸収装置の上部を覆うように、前記送電用コイル及び前記衝撃吸収装置に異物の落下を防止するための異物落下防止装置を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載の車両用の非接触電力伝送装置。
5. 前記車両が前記送電装置及び前記送電用コイルにより電力の供給が可能な位置に移動したことを検知する位置検知装置と、
   該位置検知装置により前記車両の位置を検知した後、信号を送信する制御装置と、
   該制御装置からの信号を受信し、前記送電装置から前記車両の充電に必要な電力を供給させて、前記送電用コイルから前記車両に備えられた前記受電用コイルに対して電力の供給を開始する送電側電源装置と
   を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の車両用の非接触電力伝送装置。

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