JP2020014334A

JP2020014334A - 非接触送電装置

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Publication number: JP2020014334A
Application number: JP2018135674A
Authority: JP
Inventors: 統公木村; Munekimi Kimura; 浩章湯浅; Hiroaki Yuasa
Original assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Current assignee: Toyota Motor Corp; Soken Inc
Priority date: 2018-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2020-01-23
Anticipated expiration: 2038-07-19
Also published as: JP7053394B2

Abstract

【課題】送電コイルを備えた非接触送電装置において、非接触送電装置を大型化することなく、送電コイルの地絡の有無を判定する。【解決手段】送電装置１００は、接地部に接地された系統電源３００から供給される交流を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ１５０と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０から供給される直流を交流に変換するインバータ１３０と、インバータ１３０から供給される交流を非接触で伝送する送電コイル１０１と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０とインバータ１３０とを接続する一対の直流電力線ＰＬ３、ＰＬ４と、一対の直流電力線ＰＬ３、ＰＬ４の差分電流を検出する零相変流器１８０と、零相変流器１８０によって検出された差分電流を用いて送電コイルの地絡の有無を判定する制御装置３１０とを備える。【選択図】図１

Description

本開示は、非接触送電装置に関する。

特開２０１３−２５２０４０号公報（特許文献１）には、系統電源から供給される交流を直流に変換する第１変換装置と、コンバータから供給される直流を交流に変換する第２変換装置と、第２変換装置から供給される交流を非接触で伝送する送電コイルと、送電コイルの両端に接続される一対の電力線に配置される零相変流器と、零相変流器によって検出された差分電流を用いて送電コイルの地絡の有無を判定する制御装置とを備える非接触送電装置が開示されている。

特開２０１３−２５２０４０号公報国際公開ＷＯ２０１１／１２９２１８号公報特開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

特許文献１に開示された非接触送電装置においては、送電コイルの両端に接続される一対の電力線に零相変流器が配置されるところ、送電コイルの両端は共振によって高電圧となる箇所であるため零相変流器の耐電圧対策が必要となり、その結果、零相変流器および零相変流器を含む送電装置が大型化してしまうという問題があった。

本開示は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、送電コイルを備えた非接触送電装置において、非接触送電装置を大型化することなく、送電コイルの地絡の有無を判定することである。

本開示による非接触送電装置は、接地部に接地された系統電源から供給される交流を直流に変換する第１変換装置と、第１変換装置から供給される直流を交流に変換する第２変換装置と、第２変換装置から供給される交流を非接触で伝送する送電コイルと、第１変換装置と第２変換装置とを接続する一対の直流電力線と、一対の直流電力線に配置され一対の直流電力線の差分電流を検出する零相変流器と、零相変流器によって検出された差分電流を用いて送電コイルの地絡の有無を判定する制御装置とを備える。

上記構成によれば、非接触送電装置に備えられる零相変流器が、第１変換装置と第２変換装置とを接続する一対の直流電力線に配置される。一対の直流電力線の電圧は、高電圧となる送電コイルの両端の電圧に比べて十分に低い値である。そのため、零相変流器が送電コイルの両端に配置される場合に比べて、零相変流器の耐電圧を下げることが可能となり、零相変流器を小型化することができる。このような零相変流器によって検出された差分電流を用いて送電コイルの地絡の有無が判定される。その結果、非接触送電装置を大型化することなく、送電コイルの地絡の有無を判定することができる。

本開示によれば、送電コイルを備えた非接触送電装置において、非接触送電装置を大型化することなく、送電コイルの地絡の有無を判定することができる。

電力伝送システムの全体構成の一例を示す図である。送電ＥＣＵが送電コイルの地絡の有無を判定する際に実行する処理の概要を示すフローチャートである。送電コイルで地絡が生じた場合に生じる地絡電流の経路を模式的に示す図である。送電コイルの地絡箇所を流れる実際の地絡電流と、本実施の形態による零相電流検出回路の出力値（零相電流値）との比較結果を示す図である。送電コイルの地絡箇所を流れる実際の地絡電流と、系統電源の漏電ブレーカが設けられる所定箇所を流れる地絡電流との比較結果を示す図である。本変形例による電力伝送システムの全体構成の一例を示す図である。

本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下では電子制御装置を「ＥＣＵ（Electronic Control Unit）」と記載する。

＜全体構成＞
図１は、本開示の実施の形態による電力伝送システムの全体構成の一例を示す図である。この電力伝送システムは、送電装置１００と、受電装置２００と、系統電源３００とを含む。送電装置１００は、たとえば、住宅、公共施設、商業施設、宿泊施設、駐車場などに設置され得る。受電装置２００は、たとえば車両１０に搭載される。

車両１０は、バッテリ４００と、車両ＥＣＵ４１０と、通信部４２０と、報知部４３０とをさらに備える。車両１０は、バッテリ４００に蓄えられた電力のみを用いて走行可能な電気自動車であってもよいし、バッテリ４００に蓄えられた電力とエンジン（図示せず）の出力との両方を用いて走行可能なハイブリッド車であってもよい。

系統電源３００は、電力系統（電力会社等によって提供される電力網）から電力の供給を受ける交流電源である。系統電源３００の例としては、家庭用電源（たとえば２００Ｖ、５０Ｈｚ程度の交流電源）が挙げられる。系統電源３００は、接地部Ｇに接地されている。

たとえば、送電装置１００は地面（駐車場の床面など）に設置され、受電装置２００は車両１０の下面に設置される。送電装置１００は、車両１０の受電装置２００が送電装置１００に対向するように車両１０の位置合わせが行なわれた状態において、受電装置２００へ磁界を通じて非接触で送電するように構成される。受電装置２００は、送電装置１００からの電力を非接触で受電する。

送電装置１００は、ＬＣ共振部Ｒ１と、ノイズフィルタ１２０，１４０，１６０と、インバータ１３０と、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０と、端子Ｔ１〜Ｔ３と、零相変流器１７０と、零相電流検出回路１８０と、送電ＥＣＵ３１０と、通信部３２０とを備える。

送電装置１００の端子Ｔ１，Ｔ２は、系統電源３００の２つの出力端子にそれぞれ接続される電源端子である。送電装置１００の端子Ｔ３は、接地部Ｇと電気的に接続される接地端子である。送電装置１００の端子Ｔ１〜Ｔ３は、たとえばアース端子付き電源プラグによって具現化される。送電装置１００の電源プラグを系統電源３００のコンセントに接続することによって、送電装置１００は系統電源３００から電力の供給を受けることが可能になる。

送電装置１００の入力部（より特定的には、端子Ｔ１〜Ｔ３とＡＣ／ＤＣコンバータ１５０との間）には、ノイズフィルタ１６０が設けられている。ノイズフィルタ１６０は、端子Ｔ１，Ｔ２に入力される電力に含まれるノイズを除去して、ノイズが除去された電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１５０へ出力する。以下、送電装置１００の端子Ｔ１とＡＣ／ＤＣコンバータ１５０の第１入力端子とを接続する電線を「電力線ＰＬ１」、送電装置１００の端子Ｔ２とＡＣ／ＤＣコンバータ１５０の第２入力端子とを接続する電線を「電力線ＰＬ２」、送電装置１００の端子Ｔ３と接続されて接地部Ｇと同じ電位になっている電線を「接地線ＧＬ」とも記載する。

ノイズフィルタ１６０は、電力線ＰＬ１，ＰＬ２に設けられたコイル１６４，１６５と、電力線ＰＬ１と接地線ＧＬとの間に設けられたコンデンサ１６１ａ，１６２ａと、電力線ＰＬ２と接地線ＧＬとの間に設けられたコンデンサ１６１ｂ，１６２ｂと、電力線ＰＬ１と電力線ＰＬ２との間に設けられたコンデンサ１６３とを含む。コイル１６４，１６５は、コモンモードノイズを除去するコモンモードチョークコイル（ラインフィルタ）である。コンデンサ１６３は、ディファレンシャルモードノイズ（ノーマルモードノイズ）を除去する。コンデンサ１６１ａ，１６１ｂ，１６２ａ，１６２ｂは、コモンモードノイズを除去する。

ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０は、ノイズフィルタ１６０から入力される交流電力を整流及び変圧してインバータ１３０へ出力する。ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０は、整流回路１５２と、整流回路１５２の出力側に設けられたＤＣ／ＤＣコンバータ１５１とを含む。整流回路１５２は、たとえば、ダイオードブリッジ回路と平滑用コンデンサとを含んで構成され、交流電力を整流して直流電力を出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１５１は、たとえば、チョークコイル、ダイオード、平滑用コンデンサ、及びスイッチング素子Ｑ５を含んで構成される。スイッチング素子Ｑ５は、送電ＥＣＵ３１０からの駆動信号に従って制御される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０は、系統電源３００から入力される２００Ｖ程度の交流を所定電圧（たとえば４００Ｖ程度）に昇圧して、所定電圧の直流電力をインバータ１３０へ出力する。

ノイズフィルタ１４０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０とインバータ１３０との間に設けられる。ノイズフィルタ１４０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０の出力電力に含まれるノイズを除去して、ノイズが除去された電力をインバータ１３０へ出力する。

以下、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０の第１出力端子とインバータ１３０の第１入力端子とを接続する電線を「直流電力線ＰＬ３」、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０の第２出力端子とインバータ１３０の第２入力端子とを接続する電線を「直流電力線ＰＬ４」とも記載する。この直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４が、本開示における「一対の直流電力線」の一例に相当する。

ノイズフィルタ１４０は、電力線ＰＬ３と接地線ＧＬとの間に設けられたコンデンサ１４１ａと、電力線ＰＬ４と接地線ＧＬとの間に設けられたコンデンサ１４１ｂとを含む。

インバータ１３０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０からの直流電力を所定周波数（たとえば８５ｋＨｚ程度）の交流電力に変換してＬＣ共振部Ｒ１へ出力するように構成される。インバータ１３０は、フィルタコンデンサ１４２と、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を含む単相フルブリッジ回路とを含む。各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、送電ＥＣＵ３１０によってＰＷＭ（Pulse Width Modulation)制御される。

ノイズフィルタ１２０は、インバータ１３０とＬＣ共振部Ｒ１との間に設けられる。ノイズフィルタ１２０は、インバータ１３０の出力電力に含まれるノイズを除去して、ノイズが除去された電力をＬＣ共振部Ｒ１へ出力する。

ＬＣ共振部Ｒ１は、送電コイル１０１及び共振用コンデンサ１０２ａ，１０２ｂが直列に接続されて構成される、直列共振回路である。送電コイル１０１の第１端子には共振用コンデンサ１０２ａが直列に接続され、送電コイル１０１の第２端子には共振用コンデンサ１０２ｂが直列に接続されている。ＬＣ共振部Ｒ１のＱ値は１００以上であることが好ましい。

以下、インバータ１３０の第１出力端子と送電コイル１０１の共振用コンデンサ１０２ａ側の第１端部とを接続する電線を「電力線ＰＬ５」、インバータ１３０の第２出力端子と送電コイル１０１の共振用コンデンサ１０２ｂ側の第２端部とを接続する電線を「電力線ＰＬ６」とも記載する。

ノイズフィルタ１２０は、電力線ＰＬ５，ＰＬ６に設けられたコイル１０４ａ，１０４ｂと、電力線ＰＬ５と電力線ＰＬ６との間に設けられたコンデンサ１０３とを含む。コイル１０４ａ，１０４ｂは、ディファレンシャルモードノイズ（ノーマルモードノイズ）を除去する。

ＬＣ共振部Ｒ１は、送電コイル１０１の周囲に生成される磁界を通じて、受電装置２００のＬＣ共振部Ｒ２へ非接触で送電する。

零相変流器１７０は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０とインバータ１３０とを接続する一対の直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４に配置され、一対の直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４の差分電流（同相電流）を検出する。なお、零相変流器１７０の構成については公知のものを採用することができる。零相変流器１７０の出力は、零相電流検出回路１８０によって電圧に変換され、送電ＥＣＵ３１０へ出力される。

零相電流検出回路１８０は、終端抵抗１８１と、高周波ノイズを除去するフィルタ１８２と、ピーク値を保持するピークホールド回路１８３とを含んで構成される。零相変流器１７０の出力は、フィルタ１８２によってノイズが除去された後、ピークホールド回路１８３に入力される。ピークホールド回路１８３は、零相変流器１７０の出力（差分電流）のピーク値を示す電圧信号を送電ＥＣＵ３１０に出力する。すなわち、零相電流検出回路１８０の出力値は、零相変流器１７０によって検出された一対の直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４の差分電流のピーク値（以下「零相電流値」ともいう）を示す。

送電ＥＣＵ３１０は、演算装置、記憶装置、入出力ポート、及び通信ポート（いずれも図示せず）等を含む。演算装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含むマイクロプロセッサによって構成される。記憶装置は、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、プログラム等を保存するストレージ（ＲＯＭ（Read Only Memory）や、書き換え可能な不揮発性メモリ等）とを含む。送電ＥＣＵ３１０は、送電装置１００における各種機器の制御を行なう。詳細は後述するが、送電ＥＣＵ３１０は、たとえばピークホールド回路１８３の出力信号（一対の直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４の差分電流のピーク値を示す電圧信号）を用いて、送電コイル１０１の地絡の有無を判定するように構成される。各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

通信部３２０は、受電装置２００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースである。通信部３２０は、受電装置２００へ情報を送ったり、受電装置２００からの情報を受け取ったりする。

なお、送電ＥＣＵ３１０、通信部３２０、及び零相電流検出回路１８０等は、系統電源３００の電力を用いて生成される駆動電力により動作してもよいし、他の電源（図示せず）から電力の供給を受けて動作してもよい。

受電装置２００は、ＬＣ共振部Ｒ２と、コンデンサ２０３と、コイル２０４ａ，２０４ｂと、整流器２０５とを含む。ＬＣ共振部Ｒ２は、受電コイル２０１及びキャパシタ２０２ａ，２０２ｂが直列に接続されて構成される。受電コイル２０１の両端にキャパシタ２０２ａ，２０２ｂが接続されている。受電コイル２０１は、送電装置１００の送電コイル１０１から磁界を通じて非接触で受電する。ＬＣ共振部Ｒ２のＱ値は１００以上であることが好ましい。

コンデンサ２０３及びコイル２０４ａ，２０４ｂによってノイズフィルタが形成される。このノイズフィルタによって上記受電時に発生する高調波ノイズが抑制される。整流器２０５は、たとえば４つのダイオードからなるダイオードブリッジ回路によって構成される。整流器２０５は、受電コイル２０１によって受電された交流電力を整流して、整流された電力（直流電力）をバッテリ４００側へ出力する。

バッテリ４００は、再充電可能な直流電源である。バッテリ４００は、たとえば二次電池（リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等）を含んで構成される。バッテリ４００は、受電装置２００から供給される電力を蓄えて、図示しない車両駆動装置（インバータ及び駆動モータ等）へ電力を供給する。

バッテリ４００に対しては、バッテリ４００の状態を監視する監視ユニットが設けられている。監視ユニットは、バッテリ４００の状態（温度、電流、電圧等）を検出する各種センサを含み、検出結果を車両ＥＣＵ４１０へ出力する。

車両ＥＣＵ４１０は、演算装置、記憶装置、入出力ポート、及び通信ポート（いずれも図示せず）等を含み、車両１０における各種機器の制御を行なう。演算装置は、ＣＰＵを含むマイクロプロセッサによって構成される。記憶装置はＲＡＭ及びＲＯＭを含む。ＲＯＭは、プログラム等を保存する。車両ＥＣＵ４１０は、たとえば車両１０の走行制御やバッテリ４００の充電制御等を実行する。各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

通信部４２０は、送電装置１００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースである。送電装置１００の通信部３２０と車両１０の通信部４２０との間で無線通信が行なわれることによって、送電ＥＣＵ３１０と車両ＥＣＵ４１０との間で情報のやり取りを行なうことが可能になる。

報知部４３０は、車両ＥＣＵ４１０から要求があったときに、ユーザ（たとえば、車両１０の運転者）へ所定の報知処理を行なうように構成される。報知部４３０の例としては、表示装置、スピーカー、ランプ（たとえば、警告ランプ）が挙げられる。ユーザへの報知処理は任意であり、表示装置への表示（文字や画像等）で知らせてもよいし、スピーカーにより音（音声を含む）で知らせてもよいし、所定のランプを点灯（点滅を含む）させてもよい。

＜零相変流器を用いた地絡検出＞
上記のような送電装置１００において、送電コイル１０１の地絡の有無を判定する方法として、零相変流器を用いる手法がある。しかしながら、仮に送電コイル１０１の両端に零相変流器を配置すると、以下のような問題が生じ得る。

ＬＣ共振部Ｒ１は直列共振回路であるため、共振による電圧拡大作用によって送電コイル１０１の両端は非常に高い電圧（数ｋＶを超える電圧）になり得る。そのため、仮に送電コイル１０１の両端にそれぞれ接続される一対の電力線に零相変流器を配置すると、零相変流器の耐電圧対策が必要となり、その結果、零相変流器を含めた送電装置１００全体が大型化してしまう。さらに、送電コイル１０１の両端には高周波（８５ｋＨｚ程度）の交流が流れる。したがって、仮に送電コイル１０１の両端にそれぞれ接続される一対の電力線に零相変流器を配置すると、ノイズおよび熱の問題も生じ得る。

そこで、本実施の形態による送電装置１００においては、上述の図１に示すように、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０とインバータ１３０とを接続する一対の直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４に零相変流器１７０を配置している。直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４は、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０によって変換された４００Ｖ程度の電力が流れる箇所である。そのため、零相変流器１７０が数ｋＶを超える高電圧となる送電コイル１０１の両端に配置される場合に比べて、零相変流器１７０の耐電圧を下げることが可能となり、零相変流器１７０を小型化することができる。さらに、直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４は、高周波の交流が流れるのではなく、直流が流れる箇所である。そのため、高周波によるノイズおよび熱の問題も抑制される。

図２は、送電装置１００の送電ＥＣＵ３１０が送電コイル１０１の地絡（漏電）の有無を判定する際に実行する処理の概要を示すフローチャートである。このフローチャートは、たとえば送電装置１００から受電装置２００への送電開始前に開始される。

まず、送電ＥＣＵ３１０は、零相電流値（零相電流検出回路１８０の出力値）を取得する（ステップＳ１０）。

次いで、送電ＥＣＵ３１０は、零相電流値が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。

零相電流値が所定値以上でない場合（ステップＳ１２においてＮＯ）、送電ＥＣＵ３１０は、送電コイル１０１の地絡は生じていないと判定する（ステップＳ１４）。その後、送電ＥＣＵ３１０は、処理をステップＳ１０に戻す。

零相電流値が所定値以上である場合（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、送電ＥＣＵ３１０は、送電コイル１０１の地絡が生じていると判定する（ステップＳ１６）。その後、送電ＥＣＵ３１０は、インバータ１３０ヘスイッチング停止指令を出力してインバータ１３０を停止し（ステップＳ１７）、送電コイル１０１の地絡が生じている旨を示す警告通知を車両ＥＣＵ４１０へ出力する（ステップＳ１８）。警報通知は、送電装置１００の通信部３２０から送信され、車両１０の通信部４２０で受信される。なお、車両ＥＣＵ４１０は、送電ＥＣＵ３１０からの警報通知を受信すると、報知部４３０に所定の報知処理を行なわせる。車両ＥＣＵ４１０は、たとえば車両１０内の運転者が視認可能な位置に設置された警告ランプ（報知部４３０）を点灯させて、送電装置１００において異常（地絡）が生じたことを車両１０の運転者に知らせる。

図３は、図１に示した電力伝送システムにおいて、送電コイル１０１の共振用コンデンサ１０２ｂ側の第２端部（以下「地絡箇所１９０」ともいう）で地絡が生じた場合に生じる地絡電流の経路を模式的に示す図である。図３において太矢印で示す経路が地絡電流の経路である。

地絡箇所１９０で地絡が生じた場合には、地絡箇所１９０と接地線ＧＬとの間に地絡抵抗１９１が生じる。そして、太矢印に示すように、地絡電流は、地絡箇所１９０、地絡抵抗１９１、接地線ＧＬ、コンデンサ１４１ｂ、直流電力線ＰＬ４、インバータ１３０を順に流れる。あるいは、地絡電流は、地絡箇所１９０、地絡抵抗１９１、接地線ＧＬ、コンデンサ１６１ｂ、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０、直流電力線ＰＬ４、インバータ１３０を順に流れる。この地絡電流の影響によって一対の直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４の差分電流が所定値を超えると、送電ＥＣＵ３１０によって、送電コイル１０１の地絡が生じていると判定されることになる。

図４は、送電コイル１０１の地絡箇所１９０を流れる実際の地絡電流と、本実施の形態による零相電流検出回路１８０の出力（零相電流）との比較結果を示す図である。図４において、横軸は地絡抵抗を示し、縦軸は電流を示す。図４において、線Ｌ１が実際の地絡電流を示し、線Ｌ２が零相電流検出回路１８０の出力（零相電流）を示す。図４に示されるように、実際の地絡電流と零相電流値とはほぼ同等であり、零相電流検出回路１８０によって実際の地絡電流を精度よく検出できることが理解できる。

なお、通常、系統電源３００の所定箇所３０１には漏電ブレーカが備えられており、送電装置１００の地絡時には漏電ブレーカが作動して系統電源３００から送電装置１００への電力供給を遮断することができる。しかしながら、本実施の形態による送電装置１００においては、ＬＣ共振部Ｒ１は直列共振回路であり、送電コイル１０１に直列に共振用コンデンサ１０２ａ，１０２ｂが接続される。そのため、送電コイル１０１が地絡しても、共振用コンデンサ１０２ａ，１０２ｂによりＡＣカップリングされる影響で、系統電源３００側から見た対地インピーダンスはほとんど変化しない。その結果、送電コイル１０１の地絡は系統電源３００に備えられる既存の漏電ブレーカでは検出できない。そのため、本実施の形態のように、送電装置１００側に零相変流器１７０および零相電流検出回路１８０を設けて送電コイル１０１の地絡を検出するのが有効である。

図５は、送電コイル１０１の地絡箇所１９０を流れる実際の地絡電流と、系統電源３００の漏電ブレーカが設けられる所定箇所３０１を流れる電流との比較結果を示す図である。図５において、横軸は地絡抵抗を示し、縦軸は電流を示す。図５において、線Ｌ１が地絡箇所１９０を流れる実際の地絡電流を示し、線Ｌ３が系統電源３００の漏電ブレーカが設けられる所定箇所３０１を流れる電流を示す。図５に示されるように、系統電源３００の漏電ブレーカが設けられる所定箇所３０１を流れる電流は、地絡箇所１９０を流れる実際の地絡電流との乖離が大きく、系統電源３００の漏電ブレーカでは送電装置１００の送電コイル１０１の地絡電流を検出できないことが理解できる。

以上のように、本実施の形態による送電装置１００においては、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０とインバータ１３０とを接続する一対の直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４に零相変流器１７０が配置される。一対の直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４の電圧（４００Ｖ程度）は、数ｋＶを超える高電圧となる送電コイル１０１の両端の電圧に比べて、十分に低い値である。そのため、零相変流器１７０が送電コイル１０１の両端に配置される場合に比べて、零相変流器１７０の耐電圧を下げることが可能となり、零相変流器１７０を小型化することができる。このような零相変流器１７０による検出結果で送電コイル１０１の地絡の有無が判定される。その結果、零相変流器１７０および零相変流器１７０を含めた送電装置１００を大型化することなく、送電コイル１０１の地絡の有無を判定することができる。さらに、一対の直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４は、高周波の交流が流れるのではなく、直流が流れる箇所である。そのため、高周波によるノイズおよび熱の問題も抑制される。

＜変形例＞
上述の実施の形態においては、ＡＣ／ＤＣコンバータ１５０とインバータ１３０とを接続する一対の直流電力線ＰＬ３，ＰＬ４に零相変流器１７０を配置する例を示した。

これに対し、本変形例においては、インバータ１３０とＬＣ共振部Ｒ１とを接続する一対の電力線ＰＬ５，電力線ＰＬ６に零相変流器を配置する。

図６は、本変形例による電力伝送システムの全体構成の一例を示す図である。図６に示す電力伝送システムは、上述の図１に示す電力伝送システムに対して、零相変流器１７０に代えて零相変流器１７０Ａを備える点が異なる。その他の構造は、上述の図１に示す構成と同じであるため、ここでの詳細な説明は繰返さない。

零相変流器１７０Ａは、インバータ１３０とＬＣ共振部Ｒ１の共振用コンデンサ１０２ａ，１０２ｂとをそれぞれ接続する一対の電力線ＰＬ５，ＰＬ６に配置され、一対の電力線ＰＬ５，ＰＬ６の差分電流を検出する。なお、零相変流器１７０Ａの出力は、零相電流検出回路１８０によって電圧に変換され、送電ＥＣＵ３１０へ出力される。

電力線ＰＬ５，ＰＬ６には、インバータ１３０が出力する高周波の交流が流れるが、その電圧は４００Ｖ程度であり送電コイル１０１の両端の電圧（数ｋＶ）よりも十分に低い値である。そのため、零相変流器１７０が送電コイル１０１の両端に配置される場合に比べて、零相変流器１７０の耐電圧を下げることが可能となり、零相変流器１７０を小型化することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は上記した説明ではなくて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ことが意図される。

１０車両、１００送電装置、１０１送電コイル、１０２ａ，１０２ｂ共振用コンデンサ、１０３，１４１ａ，１４１ｂ，１６１ａ，１６１ｂ，１６２ａ，１６２ｂ，１６３，２０３コンデンサ、１０４ａ，１０４ｂ，１６４，１６５，２０４ａ，２０４ｂコイル、１２０，１４０，１６０ノイズフィルタ、１３０インバータ、１４２フィルタコンデンサ、１５０ＡＣ／ＤＣコンバータ、１５１ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５２整流回路、１７０，１７０Ａ零相変流器、１８０零相電流検出回路、１８１終端抵抗、１８２フィルタ、１８３ピークホールド回路、１９０地絡箇所、１９１地絡抵抗、２００受電装置、２０１受電コイル、２０２ａ，２０２ｂキャパシタ、２０５整流器、３００系統電源、３１０送電ＥＣＵ、３２０，４２０通信部、４００バッテリ、４１０車両ＥＣＵ、４３０報知部、Ｇ接地部、ＧＬ接地線、ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６電力線、ＰＬ３，ＰＬ４直流電力線、Ｑ１，Ｑ２，Ｑ３，Ｑ４，Ｑ５スイッチング素子、Ｒ１，Ｒ２ＬＣ共振部、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３端子。

Claims

接地部に接地された系統電源から供給される交流を直流に変換する第１変換装置と、
前記第１変換装置から供給される直流を交流に変換する第２変換装置と、
前記第２変換装置から供給される交流を非接触で伝送する送電コイルと、
前記第１変換装置と前記第２変換装置とを接続する一対の直流電力線と、
前記一対の直流電力線の差分電流を検出する零相変流器と、
前記零相変流器によって検出された前記差分電流を用いて前記送電コイルの地絡の有無を判定する制御装置とを備える、非接触送電装置。