JP2019513340A - 誘導電力伝送制御 - Google Patents
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Abstract
Description
(I)振幅は、一定のままであり、閾値Th1未満である、
(II)振幅は、経時的に変化するが、閾値Th1未満のままである、および
(III)振幅は、経時的に変化し、閾値Th1を超える、
が存在する。
・ 一次側電流および/または一次側電流に基づく少なくとも1つの第1の値と、
・ 一次側電流の変化率および/または一次側電流の変化率に基づく少なくとも1つの第2の値と、
・ 誘導電力伝送システムの一次側に供給される電力および/または誘導電力伝送システムの一次側に供給される電力に基づく少なくとも1つの第3の値、たとえば、一次側コイルに供給される電力(I1,hf*U1,hf)または一次側DC/ACコンバータに供給される電力(I1,dc*U1,dc)に基づく信号と、
・ 誘導電力伝送システムの一次側に供給される電力の変化率および/または誘導電力伝送システムの一次側に供給される電力の変化率に基づく少なくとも1つの第4の値と、
・ 一次側電圧と一次側電流のとの間の位相差および/または一次側電圧と一次側電流との間の位相差に基づく少なくとも1つの第5の値と、
・ 一次側電流と一次側電圧との間の位相差の変化率および/または一次側電流と一次側電圧との間の位相差の変化率に基づく少なくとも1つの第6の値と、
・ 誘導電力伝送システムの一次側における共振周波数および/または誘導電力伝送システムの一次側における共振周波数に基づく少なくとも第7の値と
を含むグループからの単一の電気的変数として、または電気的変数の組み合わせとして選択され得る。
I1low(k)<I1hf_abs(k)<I1high(k)
I1low(k)=gmU2,hf(k)-a(k)
I1high(k)=gmU2,hf(k)+b(k)
に従って、第1の下側閾値I1low(k)および第2の上側閾値I1high(k)に分割する閾値方式を使用して、一次側電流のサンプル値の絶対値I1hf_abs(k)を分析するステップとを有し、ここで、
I1low(k)<I1hf_abs(k)<I1high(k)<I1max
I1low(k)=gmU2,hf(k)-c(k)
I1high(k)=gmU2,hf(k)+d(k)
に従って、第1の下側閾値I1low(k)と、第2の上側閾値I1high(k)と、第3の最大閾値I1maxとによって設定される閾値方式を使用することによって、高周波一次側電流I1,hfのサンプル値の絶対値I1hf_abs(k)を分析するためにステップS26を実行するように適合され、ここで、
12 送電ユニット
14 一次側DC/ACコンバータ
16 一次側コントローラ
18 一次側補償キャパシタ
20 送電コイル
22 受電ユニット
24 受電コイル
26 二次側補償キャパシタ
28 二次側AC/DCコンバータ、二次側コンバータ
30 負荷
32 二次側コントローラ
34 誘導電力伝送システム
36 ワイヤレス送信リンク
38 短絡保護スイッチ
40 検出装置
42 インターフェース
44 プロセッサ
46 メモリ
48 検出モジュール
50 分析モジュール
52 閾値モジュール
54 電気的変数
56 サンプル値
58 第1の閾値
60 第2の閾値
62 第1のモデルスイッチ
64 第2のモデルスイッチ
66 第3のモデルスイッチ
68 キャパシタ、第4のモデルスイッチ
70 コントローラ装置
72 インターフェース
74 プロセッサ
76 メモリ
78 検出モジュール
80 制御モジュール
100 誘導電力伝送システム
102 DC/ACコンバータ
104 送電側コントローラ
106 送電側補償キャパシタ
108 送電コイル
110 受電コイル
112 受電側補償キャパシタ
114 AC/DCコンバータ
116 受電側コントローラ
118 短絡保護スイッチ
120 負荷
122 ワイヤレス通信リンク
Claims (20)
- 誘導電力伝送システム(10;34)の二次側の動作状態を検出する方法であって、
前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における前記動作状態に動的に結合された前記誘導電力伝送システム(10;34)の一次側における少なくとも1つの電気的変数を測定するステップ(S10)と、
前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側において測定可能な測定データを使用することなく前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における前記動作状態を検出するために、前記誘導電力伝送システムの前記一次側における経時的な前記少なくとも1つの電気的変数の第1の分析を実行するステップと
を有する方法。 - 前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記一次側における前記少なくとも1つの電気的変数の変化率を決定するステップと、
少なくとも1つの閾値を使用して、前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記一次側における前記少なくとも1つの電気的変数の前記変化率を分析することによって、前記第1の分析を実行するステップと
を有する、請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの閾値が固定閾値である、請求項2に記載の方法。
- 前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記一次側におけるサンプリングされた電気的変数の第1の閾値(58)の立ち上がりエッジ交差が、前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における開回路状態の検出のために用いられる、請求項3に記載の方法。
- 前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記一次側におけるサンプリングされた電気的変数の第2の閾値(60)の立ち下がりエッジ交差が、前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における短絡状態の検出のために用いられる、請求項3または4に記載の方法。
- 前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記一次側における前記少なくとも1つの電気的変数の前記変化率が、
一次側電流の変化率および/または前記一次側電流の前記変化率に基づく少なくとも1つの値と、
前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記一次側に供給される電力の変化率および/または前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記一次側に供給される前記電力の前記変化率に基づく少なくとも1つの値と、
前記一次側電流と一次側電圧との間の位相差の変化率および/または前記一次側電流と前記一次側電圧との間の前記位相差の前記変化率に基づく少なくとも1つの値と
のうちの単一の値またはこれらの組み合わせとして選択される、請求項2から5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における前記動作状態に関する測定データの生成のために、前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における少なくとも1つの電気的変数を測定するステップ(S14)と、
生成された前記測定データを、前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側から前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記一次側に通信するステップ(S16)と、
前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における前記動作状態の検出のための前記第1の分析と組み合わせて、前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記一次側における経時的な通信された前記測定データの第2の分析を実行するステップ(S18)と
を有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における前記動作状態が、通常動作状態から非通常動作状態への変化に関連する、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記非通常動作状態が、前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における開回路状態または短絡状態である、請求項8に記載の方法。
- 前記誘導電力伝送システム(10;34)の一次側における経時的な少なくとも1つの電気的変数を測定する前記ステップが、
前記少なくとも1つの電気的変数および/または前記少なくとも1つの電気的変数に基づく値のサンプル値を決定するステップと、
前記サンプル値と所定の閾値方式とを使用して、前記少なくとも1つの電気的変数および/または前記少なくとも1つの電気的変数に基づく前記値を分析するステップと
を含み、
前記閾値方式が、適応閾値、または固定閾値と適応閾値の組み合わせである、少なくとも1つの閾値を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1つの電気的変数に基づく前記値が、前記少なくとも1つの電気的変数の変化率である、請求項10に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの電気的変数が一次側電流(I1,hf)であり、経時的な少なくとも1つの電気的変数を測定する前記ステップが、
前記一次側電流(I1,hf)をサンプリングするステップと、
I1low(k)<I1hf_abs(k)<I1high(k)
I1low(k)=gmU2,hf(k)-a(k)
I1high(k)=gmU2,hf(k)+b(k)
に従って、第1の下側閾値I1low(k)および第2の上側閾値I1high(k)に分割する閾値方式を使用して、前記一次側電流(I1,hf)のサンプル値の絶対値I1hf_abs(k)を分析するステップと
を含み、ここで、
U2,hf(k)が前記誘導電力伝送システム(10;34)の二次側高周波電圧であり、
a(k)がgmU2,hf(k)に関連する前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における通常動作を観測するための下限であり、
b(k)がgmU2,hf(k)に関連する前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における通常動作を観測するための上限である、請求項10に記載の方法。 - 前記一次側電流(I1,hf)の前記サンプル値の絶対値I1hf_abs(k)が、第1の所定の時間期間にわたって前記第1の下側閾値I1low(k)よりも低いとき、前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における短絡状態を検出するステップと、
前記一次側電流(I1,hf)の前記サンプル値の前記絶対値I1hf_abs(k)が、第2の所定の時間期間にわたって前記第2の上側閾値I1high(k)よりも高いとき、前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における開回路状態を検出するステップと
を有する、請求項12に記載の方法。 - 誘導電力伝送システム(10;34)を制御する方法であって、
請求項1から13のいずれか一項に記載の方法により、誘導電力伝送システム(10;34)の二次側における動作状態を検出するステップ(S24、S26)と、
前記誘導電力伝送システム(10;34)の検出された動作状態に応答して前記誘導電力伝送システム(10;34)の動作を制御するステップ(S28〜S40)と
を有する方法。 - 前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記一次側が、直流電流入力信号(I1,dc、U1,dc)を高周波一次側電流(I1,hf)と高周波一次側電圧(U1,hf)とに変換するためのインバータ(14)を備え、前記二次側における前記動作状態を検出するための前記少なくとも1つの電気的変数が前記高周波一次側電流(I1,hf)であり、
前記高周波一次側電圧(U1,hf)に対して位相シフトして前記高周波一次側電流(I1,hf)をサンプリングするステップを有する、請求項14に記載の方法。 - I1low(k)<I1hf_abs(k)<I1high(k)<I1max
I1low(k)=gmU2,hf(k)-c(k)
I1high(k)=gmU2,hf(k)+d(k)
に従って、第1の下側閾値I1low(k)と、第2の上側閾値I1high(k)と、第3の最大閾値I1maxとによって設定される閾値方式を使用することによって、前記高周波一次側電流(I1,hf)のサンプル値の絶対値I1hf_abs(k)を分析するステップを有し、ここで、
c(k)がgmU2,hf(k)に関連する前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における通常動作を観測するための下限であり、
d(k)がgmU2,hf(k)に関連する前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における通常動作を観測するための上限であり、
前記方法が、
前記高周波一次側電流(I1,hf)の前記サンプル値の絶対値I1hf_abs(k)が第1の所定の時間期間にわたって前記第1の下側閾値I1low(k)よりも低いとき、前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における短絡状態を検出するステップ(S28)と、
前記誘導電力伝送システム(10;34)におけるハードウェア回路の保護のために、前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記一次側における電力供給を制限または低減するステップ(S30)と
をさらに有する、請求項15に記載の方法。 - 前記高周波一次側電流(I1,hf)の前記サンプル値の絶対値I1hf_abs(k)が第2の所定の時間期間にわたって前記第2の上側閾値I1high(k)よりも高いとき、前記誘導電力伝送システム(10;34)の前記二次側における開回路状態を検出するステップ(S32)と、
前記誘導電力伝送システム(10;34)におけるハードウェア回路の保護のために、前記一次側電流のピーク値を制限または低減するステップ(S34)と
をさらに有する、請求項16に記載の方法。 - 前記誘導電力伝送システム(10;34)におけるハードウェア回路の保護のために、前記高周波一次側電流(I1,hf)の前記サンプル値の前記絶対値I1hf_abs(k)が第3の所定の時間期間にわたって前記第3の最大閾値I1maxを超えるとき、前記誘導電力伝送システム(10;34)の動作を中断するステップ(S38)を有する、請求項16または17に記載の方法。
- 前記誘導電力伝送システム(10;34)の時変トランスコンダクタンスに従って前記第1の下側閾値I1low(k)と前記第2の上側閾値I1high(k)とを適応的に制御するステップ(S40)を有する、請求項16から18のいずれか一項に記載の方法。
- 誘導電力伝送システム(10;34)を制御するためのコントローラ装置(70)であって、入力出力機能を確立するための少なくとも1つのインターフェース(72)と、少なくとも1つのプロセッサ(74)と、前記少なくとも1つのプロセッサ(74)によって実行されるべき命令を記憶するメモリ(76)とを備え、それによって、前記コントローラ装置(70)が、
請求項1から13のいずれか一項に記載の方法により、前記誘導電力伝送システム(10;34)において動作状態を検出し、
請求項14から19のいずれか一項に記載の方法により、前記誘導電力伝送システム(10;34)において検出された動作状態に応答して前記誘導電力伝送システム(10;34)の動作を制御するように適合される、コントローラ装置(70)。
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