JP2019208301A - Power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源装置に関する。 The present invention relates to a power supply device.
従来から、車両外部の送電コイルから出力される電力を非接触で受電する受電コイルを車両に搭載し、この受電コイルにより受電された電力により車両のバッテリを充電する電源装置が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a power supply device is known in which a power receiving coil that receives power output from a power transmitting coil outside the vehicle in a non-contact manner is mounted on the vehicle, and the vehicle battery is charged with the power received by the power receiving coil.
上記電源装置において、受電コイルと送電コイルとの間の異物の有無を検知する異物検知センサやコイル近傍の温度を検出する温度センサ等の機器が受電コイルや送電コイルに近接して配設され得る。 In the power supply apparatus, devices such as a foreign matter detection sensor that detects the presence or absence of a foreign matter between the power receiving coil and the power transmission coil and a temperature sensor that detects a temperature in the vicinity of the coil can be disposed close to the power receiving coil or the power transmission coil. .
そのため、上記機器は、受電コイルおよび送電コイルの周囲に形成される磁界に曝され、誤動作する可能性がある。そのため、上記機器に対する磁界の影響を低減する必要がある。ただし、受電コイルに付着した氷雪等によって誘電率が変化した場合には上記機器に対する磁界の影響が変化するため、このような環境の変化があっても磁器に対する磁界の影響を効果的に低減することが必要である。 Therefore, the said apparatus is exposed to the magnetic field formed around a receiving coil and a power transmission coil, and may malfunction. Therefore, it is necessary to reduce the influence of the magnetic field on the device. However, if the dielectric constant changes due to ice or snow adhering to the power receiving coil, the influence of the magnetic field on the device changes, so even if there is such an environmental change, the influence of the magnetic field on the porcelain is effectively reduced. It is necessary.
そこで、特許文献1に記載の電源装置は、送電時の環境が変化しても上記機器に対する磁界の影響を効果的に低減することを目的として、送電コイルから受電コイルへの送電時に形成される第1磁界の上記機器への影響を抑制する第2磁界を生成するためのガードコイルと、受電コイルによる受電に伴ない誘起される電圧または電流の位相に基づいて、ガードコイルへ供給される電圧または電流の位相を制御する位相制御回路とを備える。 Therefore, the power supply device described in Patent Document 1 is formed at the time of power transmission from the power transmission coil to the power reception coil for the purpose of effectively reducing the influence of the magnetic field on the device even when the environment during power transmission changes. A guard coil for generating a second magnetic field that suppresses the influence of the first magnetic field on the device, and a voltage supplied to the guard coil based on a voltage or a phase of current induced by power reception by the power receiving coil Or a phase control circuit for controlling the phase of the current.
しかしながら、上記特許文献1では、受電コイルに付着した氷雪によって変化する誘電率に対応するためにガードコイルへ供給される電圧または電流の位相を制御する位相制御回路を用いているが、誘電率の変化そのものを解消できないため、充電効率が低下してしまう虞がある。 However, in Patent Document 1, a phase control circuit that controls the phase of the voltage or current supplied to the guard coil is used in order to cope with the dielectric constant that changes due to ice and snow attached to the power receiving coil. Since the change itself cannot be resolved, there is a possibility that the charging efficiency may be reduced.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、受電コイルに付着した氷雪によって誘電率の変化が起きた場合に、充電効率の低下を防止することである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to prevent a decrease in charging efficiency when a change in dielectric constant occurs due to ice and snow adhering to a power receiving coil.
本発明の一態様は、車両に搭載されたバッテリに充電するために、送電部から非接触で電力を受電する受電部と、前記送電部と前記受電部との間の異物を検知する異物検知部と、外気温を測定する外気温センサと、を備える電源装置であって、前記異物検知部で異物が検出され、且つ前記外気温が所定値以下の場合には、前記受電部を温める受電部暖機手段を備えることを特徴とする電源装置である。 In one embodiment of the present invention, in order to charge a battery mounted on a vehicle, a power receiving unit that receives power in a non-contact manner from a power transmitting unit, and a foreign object detection that detects a foreign object between the power transmitting unit and the power receiving unit And an outside air temperature sensor that measures the outside air temperature, and when the foreign object is detected by the foreign object detector and the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined value, the power receiving unit warms the power receiving unit. It is a power supply device provided with a part warming-up means.
以上説明したように、本発明によれば、受電コイルに付着した氷雪によって誘電率の変化が起きた場合に、充電効率の低下を防止することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to prevent a decrease in charging efficiency when a change in dielectric constant occurs due to ice and snow adhering to the power receiving coil.
以下、本発明の一実施形態に係る電源装置を、図面を用いて説明する。 Hereinafter, a power supply device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)は、本発明の一実施形態に係る電源装置を備えた電力伝送システムAの概略構成の一例を示す図である。本実施形態に係る電力伝送システムAは、車両Cに搭載されたバッテリを、車両Cの外部にある充電装置1の電力により非接触で充電するシステムである。車両Cは、電気自動車やハイブリッド車両である。 Fig.1 (a) is a figure which shows an example of schematic structure of the electric power transmission system A provided with the power supply device which concerns on one Embodiment of this invention. The power transmission system A according to the present embodiment is a system that charges a battery mounted on the vehicle C in a non-contact manner with the electric power of the charging device 1 outside the vehicle C. The vehicle C is an electric vehicle or a hybrid vehicle.
電力伝送システムAは、充電装置1及び電源装置2を備える。
充電装置1は、車両Cの外部に設置されている。充電装置1は、車両Cに搭載されている電源装置2と無線通信する第1の通信装置を備え、当該第1の通信装置により電源装置2と無線通信した場合には、電源装置2に電力を供給することで、電源装置2を外部充電する。
The power transmission system A includes a charging device 1 and a
The charging device 1 is installed outside the vehicle C. The charging device 1 includes a first communication device that wirelessly communicates with the
より具体的には、充電装置1は、充電器10及び送電部11を備える。
充電器10は、自宅や充電ステーションなどに設けられている。充電器10は、送電部11に接続されており、第1の通信装置で電源装置2と無線通信した場合には、送電部11に高周波の電力を供給する。
More specifically, the charging device 1 includes a
The
送電部11は、車両Cの外部に設置されている送電コイルであって、例えば、駐車場や充電ステーションなどの地面に埋設されている。
The
電源装置2は、バッテリ21、インバータ22、モータ23、受電部24、異物検知部25、外気温センサ26、PTCヒータ27、流路28、ポンプ29、バルブ30、及びBMS31を備える。なお、PTCヒータ27、流路28及びBMS31は、本発明の「受電部暖機手段」の一例である。
The
バッテリ21は、車両Cに搭載されている。バッテリ21は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ(コンデンサ)を用いることもできる。
The
インバータ22は、バッテリ21に充電されている直流電力を交流電力に変換して、モータ23に供給する。
The
モータ23は、車両Cが走行するための駆動源であって、インバータ22から供給される交流電力に基づいて回転駆動する。これにより、この回転力が車両Cの車輪に伝達され、車両Cは走行することができる。
The
受電部24は、車両Cに搭載された受電コイルであって、送電部11から非接触で電力を受電する。なお、送電部11から受電部24への非接触での給電方式は特に限定されないが、例えば、電磁誘導方式、電波受信方式や共鳴方式を用いることができる。
The
受電部24は、バッテリ21に電気的にされている。したがって、送電部11から受電部24に非接触で給電された電力は、不図示のインバータで直流に変換された後、バッテリ21に充電される。
The
異物検知部25は、送電部11と受電部24との間の異物を検知する。この異物とは、例えば、受電部24に付着した雪や氷である。例えば、異物検知部25は、異物から放出される赤外線を検知することによって異物の有無を検知する焦電素子である。ただし、異物検知部25は、焦電素子に限定されず、送電部11と受電部24との間の異物を検知できればどのような検知方法であってもよい。
異物検知部25は、送電部11と受電部24との間の異物の検知結果をBMS31に送信する。
The foreign object detection unit 25 detects a foreign object between the
The foreign object detection unit 25 transmits the detection result of the foreign object between the
外気温センサ26は、外気温Tを測定して、その測定した外気温TをBMS31に送信する。
The outside
PTCヒータ27は、バッテリ21を充電又は放電する場合に、バッテリ21の温度が所定温度よりも低い場合には、バッテリ21の暖機を行う装置である。より具体的には、PTCヒータ27は、クーラント液を所定温度以上に温め、その温めたクーラント液をバッテリ21のすぐ外側を通すことでバッテリ21の暖機を行う。
When the
流路28は、PTCヒータ27で所定温度以上に温められたクーラント液を受電部24に供給するための流路である。
The
ポンプ29は、上記クーラント液を受電部24に供給するための流路28に、PTCヒータ27で所定温度以上に温められたクーラント液を圧送する。このポンプ29は、BMS31により駆動が制御される。
The
バルブ30は、流路28に設けられており、その流路28を開放又は閉塞することで、受電部24へのクーラント液の供給を制御する。具体的には、バルブ30は、BMS31の制御により開状態に制御された場合には、流路28を開放する。これにより、PTCヒータ27で所定温度以上に温められたクーラント液が受電部24に供給され、受電部24が温められる。一方、バルブ30は、BMS31の制御により閉状態に制御された場合には、流路28を閉塞する。これにより、受電部24へのクーラント液の供給が停止される。
The
BMS(Battery Management System)31は、異物検知部25で異物が検出され、且つ外気温センサ26で測定された外気Tが所定値以上である場合には、受電部24を温める。より具体的には、BMS31は、異物検知部25で異物が検出され、且つ外気温センサ26で測定された外気Tが所定値以上である場合には、バルブ30を開状態に制御し、ポンプ29を駆動する。
A BMS (Battery Management System) 31 warms the
また、BMS31は、バッテリ21のSOC(state of charge)を算出し、その算出結果に応じて、PTCヒータ27の出力を制御する。
Further, the
以下に、本発明の一実施形態に係る電源装置2の動作を、図1(b)を用いて説明する。
Hereinafter, the operation of the
電源装置2には、第1の通信装置と無線通信する第2の通信装置が搭載されている。したがって、車両Cが充電ステーションに侵入すると、充電装置1の第2の通信装置が第1の通信装置と無線通信する。この無線通信により、充電器10は、送電部11に高周波の電力を送信する。これにより、送電部11から受電部24に非接触で電力が給電され、バッテリ21に充電が開始される(ステップS101)。
The
ここで、バッテリ21に対する充電が開始される場合には、BMS31は、バッテリ21のSOCを算出する(ステップS102)。次に、BMS31は、異物検知部25により異物が検知されたか否かを判定する(ステップS103)。BMS31は、異物検知部25により異物が検知されていない場合には、PTCヒータ27をオフ状態のままに制御して、バッテリ21への充電を継続する(ステップS104)。
Here, when charging of the
一方、BMS31は、異物検知部25により異物が検知された場合には、外気温センサ26で測定された外気温Tが所定値Tth以下か否かを判定する(ステップS105)。
On the other hand, when a foreign object is detected by the foreign object detector 25, the
BMS31は、外気温センサ26で測定された外気温Tが所定値Tth(例えば、5℃)以下でない、すなわち所定値Tthよりも高い場合には、バッテリ21への充電を停止する(ステップS106)。一方、BMS31は、外気温センサ26で測定された外気温Tが所定値Tth以下である場合には、受電部24に氷雪が付着していると判定する。すなわち、BMS31は、異物検知部25で異物が検出され、且つ外気温Tが所定値Tth以下の場合には、受電部24に氷雪が付着していると判定する。
The
そして、BMS31は、受電部24に氷雪が付着していると判定した場合には、バッテリ21のSOCを算出し、当該SOCが閾値(例えば、70%)以下であるか否かを判定する(ステップS107)。
When the
BMS31は、バッテリ21のSOCが閾値以下である場合には、PTCヒータ27の出力を通常よりも下げる制限ヒータモードで制御する(ステップS108)。また、BMS31は、ポンプ29を駆動するとともに、バルブ30を開状態に制御する。これにより、制限ヒータモードで制御されたPTCヒータ27で温められたクーラント液が流路28を介して受電部24に供給される。したがって、受電部24に付着している氷や雪を融かすことができる。
When the SOC of the
BMS31は、バッテリ21のSOCが閾値を超える場合には、PTCヒータ27の出力を通常のままに制御する通常ヒータモードで制御する(ステップS109)。また、BMS31は、ポンプ29を駆動するとともに、バルブ30を開状態に制御する。これにより、通常ヒータモードで制御されたPTCヒータ27で温められたクーラント液が流路28を介して受電部24に供給される。したがって、受電部24に付着している氷や雪を融かすことができる。
When the SOC of the
上述したように、本発明の一実施形態に係る電源装置2は、異物検知部25で異物が検出され、且つ外気温Tが所定値Tth以下の場合には、受電部24を温める。
As described above, the
このような構成によれば、受電部24に氷雪が付着することで誘電率の変化が起きた場合には、当該氷雪を溶かすことができるので、充電効率の低下を防止することができる。
According to such a configuration, when a change in the dielectric constant occurs due to the attachment of ice and snow to the
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and includes designs and the like that do not depart from the gist of the present invention.
1 充電装置
2 電源装置
10 充電器
11 送電部
21 バッテリ
24 受電部
25 異物検知部
26 外気温センサ
27 PTCヒータ
28 流路
31 BMS
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (1)
前記異物検知部で異物が検出され、且つ前記外気温が所定値以下の場合には、前記受電部を温める受電部暖機手段を備えることを特徴とする電源装置。 In order to charge a battery mounted on a vehicle, a power receiving unit that receives power in a non-contact manner from a power transmitting unit, a foreign object detecting unit that detects a foreign object between the power transmitting unit and the power receiving unit, and an outside temperature measurement An outside air temperature sensor,
A power supply apparatus comprising: a power receiving unit warming-up unit that heats the power receiving unit when a foreign object is detected by the foreign object detection unit and the outside air temperature is equal to or lower than a predetermined value.
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JP2018101578A JP2019208301A (en) | 2018-05-28 | 2018-05-28 | Power supply device |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116766980A (en) * | 2023-08-17 | 2023-09-19 | 太原科技大学 | Liquid cooling heat dissipation charging pile for liquid leakage early warning and early warning method |
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2018
- 2018-05-28 JP JP2018101578A patent/JP2019208301A/en active Pending
Cited By (2)
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CN116766980A (en) * | 2023-08-17 | 2023-09-19 | 太原科技大学 | Liquid cooling heat dissipation charging pile for liquid leakage early warning and early warning method |
CN116766980B (en) * | 2023-08-17 | 2023-10-27 | 太原科技大学 | Liquid cooling heat dissipation charging pile for liquid leakage early warning and early warning method |
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