JP2020115703A - Non-contact power transmission system - Google Patents

Non-contact power transmission system Download PDF

Info

Publication number
JP2020115703A
JP2020115703A JP2019005961A JP2019005961A JP2020115703A JP 2020115703 A JP2020115703 A JP 2020115703A JP 2019005961 A JP2019005961 A JP 2019005961A JP 2019005961 A JP2019005961 A JP 2019005961A JP 2020115703 A JP2020115703 A JP 2020115703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
power transmission
inverter
current
circuit
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.)
Pending
Application number
JP2019005961A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
鈴木 大輔
Daisuke Suzuki
大輔 鈴木
義信 杉山
Yoshinobu Sugiyama
義信 杉山
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
Soken Inc
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Soken Inc
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, Soken Inc filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2019005961A priority Critical patent/JP2020115703A/en
Publication of JP2020115703A publication Critical patent/JP2020115703A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

To suppress a turn-on current of an inverter in a non-contact power transmission device by circuit control in a non-contact power receiving device.SOLUTION: A vehicle 2 includes an LC resonance circuit R2, a rectifier circuit 206 that converts AC power received contactlessly by the LC resonance circuit R2 into DC power, a filter circuit F2 configured to change the power receiving inductance between the LC resonance circuit R2 and the rectifier circuit 206, a vehicle ECU 500 that controls a variable inductor 204 included in the filter circuit F2, and a communication device 600 that receives, from the power transmission unit 100, inverter information indicating the magnitude of the turn-on current of the inverter 120 included in the power transmission unit 100. The vehicle ECU 500 is configured such that the larger the turn-ON current indicated by the inverter information, the smaller the power receiving inductance by the variable inductor 204.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、非接触電力伝送システムに関する。 The present disclosure relates to a contactless power transmission system.

非接触送電装置の送電コイルから非接触受電装置の受電コイルへ非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムが知られている。たとえば、特開2016−111903号公報(特許文献1)に記載される非接触電力伝送システムは、送電コイル、受電コイル、及び制御手段に加えて、直流電力を交流電力に変換するインバータと、このインバータの出力電力の高周波を低減した電力を送電コイルに供給するフィルタとをさらに備える。これらインバータ及びフィルタは、非接触送電装置に搭載されている。インバータは、複数のスイッチング素子と複数のダイオードとを含み、PWM(Pulse Width Modulation)制御により駆動される。フィルタは、可変インダクタを含む。そして、制御手段は、送電コイルと受電コイルとの結合係数を推定し、結合係数が大きくなるほどフィルタのインダクタンスが大きくなるように可変インダクタを制御する。 A contactless power transfer system is known that transfers power from a power transmission coil of a contactless power transmission device to a power reception coil of a contactless power reception device in a contactless manner. For example, a contactless power transmission system described in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2016-111903 (Patent Document 1) includes, in addition to a power transmitting coil, a power receiving coil, and a control unit, an inverter that converts DC power into AC power. It further comprises a filter that supplies the power transmission coil with power in which the high frequency of the output power of the inverter is reduced. The inverter and the filter are mounted on the non-contact power transmission device. The inverter includes a plurality of switching elements and a plurality of diodes, and is driven by PWM (Pulse Width Modulation) control. The filter includes a variable inductor. Then, the control means estimates the coupling coefficient between the power transmitting coil and the power receiving coil, and controls the variable inductor so that the inductance of the filter increases as the coupling coefficient increases.

特開2016−111903号公報JP, 2016-111903, A

特許文献1に記載される非接触電力伝送システムでは、非接触送電装置が駐車場に設置され、非接触受電装置が電動車両に搭載されている。近年、環境保護などの観点から電動車両の普及が急速に進み、電動車両の車種の開発スピードが高まっている。さまざまな電動車両の車種が開発されており、上記非接触送電装置によって全ての車種に対応することは難しくなっている。非接触送電装置においてフィルタのインダクタンスを変えるだけではインバータのターンON電流を十分に抑制することができず、インバータのスイッチング損失が大きくなる可能性がある。なお、ターンON電流は、インバータの出力電圧の立上り時におけるインバータの出力電流である。 In the non-contact power transmission system described in Patent Document 1, the non-contact power transmission device is installed in a parking lot, and the non-contact power reception device is mounted in an electric vehicle. BACKGROUND ART In recent years, electric vehicles have been rapidly spread from the viewpoint of environmental protection, etc., and the speed of development of vehicle models of electric vehicles has increased. Various vehicle models of electric vehicles have been developed, and it is difficult for the non-contact power transmission device to support all vehicle models. In the non-contact power transmission device, the turn-on current of the inverter cannot be sufficiently suppressed only by changing the inductance of the filter, and switching loss of the inverter may increase. The turn-on current is the output current of the inverter when the output voltage of the inverter rises.

本開示は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、非接触電力伝送システムにおいて非接触送電装置から非接触受電装置へ非接触で電力を伝送するときに、非接触送電装置におけるインバータのターンON電流を非接触受電装置における回路制御によって抑制することである。 The present disclosure has been made to solve the above problems, and an object of the present disclosure is to provide a non-contact power transmission device when non-contact power is transmitted from the non-contact power transmission device to the non-contact power reception device in the non-contact power transmission system. It is to suppress the turn-on current of the inverter in 1 above by the circuit control in the non-contact power receiving device.

本開示の第1の観点に係る非接触電力伝送システムは、非接触送電装置の送電部から非接触受電装置の受電部へ非接触で電力を伝送するように構成される。非接触送電装置は、上記送電部を構成する送電回路と、直流電力を交流電力に変換して送電回路へ出力するインバータと、ターンON電流(すなわち、インバータの出力電圧の立上り時におけるインバータの出力電流)の大きさを示すインバータ情報を非接触受電装置へ送信する第1通信装置とを備える。非接触受電装置は、上記受電部を構成する受電回路と、受電回路により非接触で受電される交流電力を直流電力に変換する整流回路と、受電回路と整流回路との間のインダクタンス(以下、「受電インダクタンス」とも称する)を変更可能に構成されるインダクタンス調整回路と、インダクタンス調整回路を制御する制御装置と、非接触送電装置からインバータ情報を受信する第2通信装置とを備える。上記の制御装置は、インバータ情報によって示されるターンON電流が大きいほど、インダクタンス調整回路によって受電インダクタンスを小さくするように構成される。 A contactless power transmission system according to a first aspect of the present disclosure is configured to contactlessly transfer power from a power transmission unit of a contactless power transmission device to a power reception unit of a contactless power reception device. The non-contact power transmission device includes a power transmission circuit that constitutes the power transmission unit, an inverter that converts DC power into AC power and outputs the AC power to a power transmission circuit, a turn-ON current (that is, an output of the inverter when the output voltage of the inverter rises). A first communication device that transmits inverter information indicating the magnitude of the electric current) to the non-contact power receiving device. The non-contact power receiving device includes a power receiving circuit that constitutes the power receiving unit, a rectifying circuit that converts AC power received by the power receiving circuit in a non-contact manner into DC power, and an inductance between the power receiving circuit and the rectifying circuit (hereinafter, An "inductance adjusting circuit" is also configured to be changeable, a control device that controls the inductance adjusting circuit, and a second communication device that receives inverter information from the non-contact power transmitting device. The control device is configured such that the larger the turn-ON current indicated by the inverter information, the smaller the power receiving inductance by the inductance adjusting circuit.

上記非接触送電装置において、インバータの出力電圧の位相(以下、「INV電圧位相」とも称する)とインバータの出力電流の位相(以下、「INV電流位相」とも称する)との位相差(以下、「INV位相差」とも称する)がない場合には、インバータの出力力率(皮相電力に対する有効電力の比率)が1になり、ターンON電流が0になると考えられる。非接触送電装置の送電部から非接触受電装置の受電部への非接触電力伝送を行なうときに、送電部と受電部との位置合わせが不十分であり、位置ずれ(正対位置からのずれ)が生じていると、送電部と受電部との距離が長くなり、INV電圧位相に対してINV電流位相が進角側にずれる傾向がある。ターンON電流が大きくなるほど、INV電圧位相に対してINV電流位相が進角側にずれていると考えられる。一方で、上記受電インダクタンスを小さくするほどINV電圧位相に対してINV電流位相が遅角する傾向がある。このため、ターンON電流が大きくなるほど受電インダクタンスを小さくすることで、INV位相差を小さくことができる。INV位相差が小さくなることで、ターンON電流も小さくなる。このように、上記非接触受電装置は、非接触送電装置から電力を非接触で受電するときに、インダクタンス調整回路を制御して上記受電インダクタンスを調整することによって、非接触送電装置におけるインバータのターンON電流を抑制することができる。 In the non-contact power transmission device, a phase difference (hereinafter, referred to as “INV current phase”) between a phase of an inverter output voltage (hereinafter also referred to as “INV voltage phase”) and a phase of an inverter output current (hereinafter also referred to as “INV current phase”). It is considered that the output power factor (ratio of active power to apparent power) of the inverter becomes 1 and the turn-on current becomes 0 when there is no "INV phase difference"). When performing non-contact power transmission from the power transmission unit of the non-contact power transmission device to the power reception unit of the non-contact power reception device, the power transmission unit and the power reception unit are not properly aligned and the position shifts ) Occurs, the distance between the power transmission unit and the power reception unit becomes long, and the INV current phase tends to shift to the advance side with respect to the INV voltage phase. It is considered that the INV current phase deviates from the INV voltage phase toward the advance side as the turn-ON current increases. On the other hand, the smaller the power receiving inductance is, the more the INV current phase tends to be retarded with respect to the INV voltage phase. Therefore, the INV phase difference can be reduced by reducing the power receiving inductance as the turn-ON current increases. As the INV phase difference decreases, the turn-ON current also decreases. As described above, the non-contact power receiving device, when receiving power from the non-contact power transmitting device in a non-contact manner, controls the inductance adjusting circuit to adjust the power receiving inductance to turn the inverter of the non-contact power transmitting device. The ON current can be suppressed.

上記の制御装置は、ターンON電流が所定の閾値を超えるか否かを判断し、ターンON電流が上記閾値を超える場合の受電インダクタンスを、ターンON電流が上記閾値を超えない場合の受電インダクタンスよりも小さくするように構成されてもよい。また、上記の制御装置は、ターンON電流の大きさを判断するための閾値を複数用いて、ターンON電流の大きさに応じて多段的に受電インダクタンスの切替えを行なうように構成されてもよい。また、上記の制御装置は、リアルタイムでターンON電流の変化に受電インダクタンスを追従させるように受電インダクタンスを連続的に調整するように構成されてもよい。 The above control device determines whether or not the turn-on current exceeds a predetermined threshold value, and the power receiving inductance when the turn-on current exceeds the threshold value is calculated from the power receiving inductance when the turn-on current does not exceed the threshold value. May be configured to be small. Further, the above control device may be configured to use a plurality of thresholds for determining the magnitude of the turn-ON current and switch the power receiving inductance in multiple stages according to the magnitude of the turn-ON current. .. Further, the above control device may be configured to continuously adjust the power receiving inductance so that the power receiving inductance follows the change of the turn-ON current in real time.

本開示の第2の観点に係る非接触受電装置は、非接触送電装置の送電部から送電される電力を受電部により非接触で受電するように構成される。この非接触受電装置は、上記受電部を構成する受電回路と、受電回路により非接触で受電される交流電力を直流電力に変換する整流回路と、受電回路と整流回路との間のインダクタンス(受電インダクタンス)を変更可能に構成されるインダクタンス調整回路と、インダクタンス調整回路を制御する制御装置と、非接触送電装置が備えるインバータのターンON電流の大きさを示すインバータ情報を非接触送電装置から受信する通信装置とを備える。上記の制御装置は、インバータ情報によって示されるターンON電流が大きいほど、インダクタンス調整回路によって受電インダクタンスを小さくするように構成される。 A non-contact power receiving device according to a second aspect of the present disclosure is configured to receive power transmitted from a power transmitting unit of the non-contact power transmitting device in a non-contact manner by the power receiving unit. This non-contact power receiving device includes a power receiving circuit that constitutes the power receiving unit, a rectifying circuit that converts AC power received by the power receiving circuit in a non-contact manner into DC power, and an inductance (power receiving circuit) between the power receiving circuit and the rectifying circuit. (Inductance) changeable inductance control circuit, a control device for controlling the inductance adjustment circuit, and inverter information indicating the magnitude of the turn-on current of the inverter included in the non-contact power transmission device are received from the non-contact power transmission device. And a communication device. The control device is configured such that the larger the turn-ON current indicated by the inverter information, the smaller the power receiving inductance by the inductance adjusting circuit.

こうした非接触受電装置は、非接触送電装置から電力を非接触で受電するときに、インダクタンス調整回路を制御して受電インダクタンスを調整することによって、非接触送電装置におけるインバータのターンON電流を抑制することができる。 Such a non-contact power receiving device suppresses the turn-on current of the inverter in the non-contact power transmitting device by controlling the inductance adjusting circuit to adjust the power receiving inductance when the power is received from the non-contact power transmitting device in a non-contact manner. be able to.

なお、上記非接触受電装置における通信装置は、上記インバータ情報の送信を非接触送電装置に要求し、この要求に応じて非接触送電装置から送信されるインバータ情報を受信するように構成されてもよい。 The communication device in the non-contact power receiving device may be configured to request the non-contact power transmitting device to transmit the inverter information and receive the inverter information transmitted from the non-contact power transmitting device in response to the request. Good.

本開示によれば、非接触電力伝送システムにおいて非接触送電装置から非接触受電装置へ非接触で電力を伝送するときに、非接触送電装置におけるインバータのターンON電流を非接触受電装置における回路制御によって抑制することが可能になる。 According to the present disclosure, when power is transmitted from a non-contact power transmission device to a non-contact power receiving device in a non-contact power transmission system in a non-contact manner, a turn-on current of an inverter in the non-contact power transmitting device is controlled by a circuit in the non-contact power receiving device. Can be suppressed by.

本開示の実施の形態に係る非接触電力伝送システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a contactless power transmission system according to an embodiment of the present disclosure. 図1に示した非接触電力伝送システムにおいて、充電設備と車両との間で非接触電力伝送を行なうための構成を示す図である。It is a figure which shows the structure for performing non-contact electric power transmission between a charging installation and a vehicle in the non-contact electric power transmission system shown in FIG. 図2に示したインバータの回路構成の一例を示した図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a circuit configuration of the inverter shown in FIG. 2. 図2に示したインバータのスイッチング波形と、出力電圧Vinv及び出力電流Iinvの各々の波形とを示す図である。It is a figure which shows the switching waveform of the inverter shown in FIG. 2, and each waveform of output voltage V inv and output current I inv . 非接触送電装置の制御装置による受電インダクタンス制御(L21制御)を説明するための図である。It is a diagram for illustrating receiving inductance control by the control device (L 21 Control) of the non-contact power transmitting device. INV電圧位相に対してINV電流位相が進角側にずれているときのインバータの出力電圧波形及び出力電流波形を示す図である。It is a figure which shows the output voltage waveform and output current waveform of an inverter when the INV current phase has shifted|deviated to the advance side with respect to the INV voltage phase. INV位相差φが0であるときのインバータの出力電圧波形及び出力電流波形を示す図である。It is a figure which shows the output voltage waveform and output current waveform of an inverter when INV phase difference (phi) is 0. 結合係数の大きさが異なる3つの状況におけるINV位相差φと受電インダクタンスL21との関係を示す図である。Magnitude of the coupling coefficient is a diagram illustrating the relationship between the INV phase difference φ and the power receiving inductor L 21 in three different situations. 結合係数が小さいときの受電インダクタンスL21とターンON電流との関係を示す図である。It is a diagram showing the relationship between the power receiving inductor L 21 and the turn ON current when the coupling coefficient is small. 図1に示した電力伝送システムにおいて、車両の制御装置により実行される充電制御の処理手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a processing procedure of charging control executed by a vehicle control device in the power transmission system shown in FIG. 1. 図1に示した電力伝送システムにおいて、充電設備の制御装置により実行される送電制御の処理手順を示すフローチャートである。3 is a flowchart showing a processing procedure of power transmission control executed by a control device of charging equipment in the power transmission system shown in FIG. 1. 図11に示したデューティ制御の処理手順を示すフローチャートである。12 is a flowchart showing a processing procedure of duty control shown in FIG. 11. 電力伝送システムの回路構成の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the circuit structure of an electric power transmission system. インダクタンス調整回路の第1の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 1st modification of an inductance adjustment circuit. インダクタンス調整回路の第2の変形例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd modification of an inductance adjustment circuit.

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。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。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are designated by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

以下で用いられる図中の矢印F,B,U,Dは、車両を基準とする方向を示しており、矢印Fは「前方」、矢印Bは「後方」、矢印Uは「上」、矢印Dは「下」を示している。また、以下では電子制御ユニットを「ECU(Electronic Control Unit)」と称する。 Arrows F, B, U, and D in the drawings used below indicate directions with respect to the vehicle. Arrow F is "forward", arrow B is "rear", arrow U is "up", arrow D indicates "bottom". In the following, the electronic control unit will be referred to as "ECU (Electronic Control Unit)".

図1は、本開示の実施の形態に係る非接触電力伝送システムの全体構成図である。図1を参照して、非接触電力伝送システム(以下、単に「電力伝送システム」とも称する)10は、充電設備1(地上器)及び車両2を含む。 FIG. 1 is an overall configuration diagram of a contactless power transmission system according to an embodiment of the present disclosure. Referring to FIG. 1, a contactless power transmission system (hereinafter, also simply referred to as “power transmission system”) 10 includes a charging facility 1 (ground equipment) and a vehicle 2.

充電設備1は、送電ユニット100と、送電ユニット100へ電力を供給する交流電源700とを備える。送電ユニット100は地面F10(たとえば、駐車場の床面)に設置されている。交流電源700の例としては、家庭用電源(たとえば、電圧200V、周波数50Hzの交流電源)が挙げられる。この実施の形態では、送電ユニット100が、本開示に係る「非接触送電装置」の一例に相当する。 The charging facility 1 includes a power transmission unit 100 and an AC power supply 700 that supplies power to the power transmission unit 100. Power transmission unit 100 is installed on ground F10 (for example, the floor surface of a parking lot). An example of the AC power supply 700 is a household power supply (for example, an AC power supply having a voltage of 200 V and a frequency of 50 Hz). In this embodiment, the power transmission unit 100 corresponds to an example of a “contactless power transmission device” according to the present disclosure.

車両2は、受電ユニット200と、受電ユニット200が受電した電力によって充電される蓄電装置300と、受電ユニット200が受電する電力を制御する車両ECU500とを備える。受電ユニット200は、車両2の下面F20(床下)に設置された蓄電装置300の下面(路面側)に設けられている。この実施の形態では、車両2が、本開示に係る「非接触受電装置」の一例を構成する。 Vehicle 2 includes power reception unit 200, power storage device 300 charged by the power received by power reception unit 200, and vehicle ECU 500 controlling the power received by power reception unit 200. Power reception unit 200 is provided on the lower surface (road surface side) of power storage device 300 installed on lower surface F20 (underfloor) of vehicle 2. In this embodiment, the vehicle 2 constitutes an example of the “non-contact power receiving device” according to the present disclosure.

車両2は、蓄電装置300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、蓄電装置300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。 The vehicle 2 may be an electric vehicle that can travel using only the electric power stored in the power storage device 300, or may use both the electric power stored in the power storage device 300 and the output of the engine (not shown). It may be a hybrid vehicle that can travel.

送電ユニット100は、車両2の受電ユニット200が送電ユニット100に対向するように車両2の位置合わせが行なわれた状態において、受電ユニット200へ磁界を通じて非接触で送電するように構成される。受電ユニット200は、送電ユニット100からの電力を非接触で受電する。 The power transmission unit 100 is configured to transmit power to the power reception unit 200 through a magnetic field in a contactless manner in a state in which the vehicle 2 is aligned such that the power reception unit 200 of the vehicle 2 faces the power transmission unit 100. The power reception unit 200 receives the power from the power transmission unit 100 in a contactless manner.

以下、車両2の車輪設置面(すなわち、地面F10)から受電ユニット200の受電コイルまでの高さを、「受電コイル高さΔH」と称する。この実施の形態では、車両2の受電コイル高さΔHが、車両2の最低地上高と一致する。送電ユニット100の表面に設けられた送電コイルと受電ユニット200の表面に設けられた受電コイルとの距離は、受電コイル高さΔHに応じて変わる。 Hereinafter, the height from the wheel installation surface of the vehicle 2 (that is, the ground F10) to the power receiving coil of the power receiving unit 200 is referred to as “power receiving coil height ΔH”. In this embodiment, the power receiving coil height ΔH of the vehicle 2 matches the minimum ground clearance of the vehicle 2. The distance between the power transmission coil provided on the surface of power transmission unit 100 and the power reception coil provided on the surface of power reception unit 200 varies depending on the height ΔH of the power reception coil.

上記送電コイル、受電コイルは、それぞれ図2に示す1次コイル101、2次コイル201である。図2は、充電設備1と車両2との間で非接触電力伝送を行なうための構成を示す図である。図1に示した送電ユニット100及び受電ユニット200は、図2に示すような構成を有する。 The power transmitting coil and the power receiving coil are the primary coil 101 and the secondary coil 201 shown in FIG. 2, respectively. FIG. 2 is a diagram showing a configuration for performing non-contact power transmission between charging facility 1 and vehicle 2. The power transmission unit 100 and the power reception unit 200 shown in FIG. 1 have a configuration as shown in FIG.

図2を参照して、送電ユニット100は、交流電源700から受ける電力に所定の電力変換処理を行なうことにより送電用電力を得て、その送電用電力を受電ユニット200へ非接触で送電するように構成される。そして、受電ユニット200が送電ユニット100から受電した電力によって蓄電装置300(車載バッテリ)が充電される。 Referring to FIG. 2, power transmission unit 100 obtains power for transmission by performing a predetermined power conversion process on the power received from AC power supply 700, and transmits the power for transmission to power reception unit 200 in a contactless manner. Is composed of. Then, the power storage device 300 (vehicle-mounted battery) is charged by the electric power received by the power receiving unit 200 from the power transmitting unit 100.

送電ユニット100は、上記電力変換処理を行なう電力変換部と、上記非接触送電を行なうLC共振回路R1と、電力変換部等を制御する送電ECU150とを備える。電力変換部は、AC/DCコンバータ130、インバータ120、及びフィルタ回路F1を含む。LC共振回路R1は、インバータ120の出力側に設けられ、1次コイル101及びキャパシタ102が直列に接続されて構成される。この実施の形態に係るLC共振回路R1は、本開示に係る「送電回路」の一例に相当する。 Power transmission unit 100 includes a power conversion unit that performs the power conversion process, an LC resonance circuit R1 that performs the non-contact power transmission, and a power transmission ECU 150 that controls the power conversion unit and the like. The power conversion unit includes an AC/DC converter 130, an inverter 120, and a filter circuit F1. The LC resonance circuit R1 is provided on the output side of the inverter 120, and is configured by connecting the primary coil 101 and the capacitor 102 in series. The LC resonance circuit R1 according to this embodiment corresponds to an example of a “power transmission circuit” according to the present disclosure.

AC/DCコンバータ130は、交流電源700から受ける電力を整流及び変圧してインバータ120へ出力する。AC/DCコンバータ130は、たとえば、ダイオードを含む整流回路と、送電ECU150によってチョッパ制御されるスイッチング素子(たとえば、電力用半導体スイッチング素子)を含むブースト型DC/DCコンバータとを含んで構成される。AC/DCコンバータ130は、たとえば交流電源700から受ける電力を400Vに昇圧して、電圧400Vの直流電力をインバータ120へ出力する。 AC/DC converter 130 rectifies and transforms the electric power received from AC power supply 700 and outputs it to inverter 120. AC/DC converter 130 is configured to include, for example, a rectifier circuit including a diode, and a boost DC/DC converter including a switching element chopper-controlled by power transmission ECU 150 (for example, a power semiconductor switching element). AC/DC converter 130 boosts the electric power received from AC power supply 700 to 400 V, and outputs DC power of voltage 400 V to inverter 120, for example.

インバータ120は、AC/DCコンバータ130からの入力電力(より特定的には、直流電力)を所定の大きさ及び周波数の交流電力に変換してLC共振回路R1へ出力するように構成される。インバータ120の出力電力は、フィルタ回路F1を通じてLC共振回路R1へ供給される。この実施の形態では、インバータ120が電圧形インバータ(たとえば、後述する図3に示す単相フルブリッジ回路)である。インバータ120は、所定の周波数範囲において出力電力の周波数(以下、単に「出力周波数」とも称する)を変更可能に構成される。インバータ120を構成する各スイッチング素子は、送電ECU150からの駆動信号に従って制御される。 The inverter 120 is configured to convert input power (more specifically, DC power) from the AC/DC converter 130 into AC power having a predetermined magnitude and frequency and output the AC power to the LC resonance circuit R1. The output power of the inverter 120 is supplied to the LC resonance circuit R1 through the filter circuit F1. In this embodiment, the inverter 120 is a voltage source inverter (for example, a single-phase full bridge circuit shown in FIG. 3 described later). The inverter 120 is configured to be able to change the frequency of output power (hereinafter, also simply referred to as “output frequency”) within a predetermined frequency range. Each switching element forming the inverter 120 is controlled according to a drive signal from the power transmission ECU 150.

インバータ120の出力周波数は、上記の駆動信号が示すスイッチング周波数(以下、「駆動周波数」とも称する)に応じて変化する。この実施の形態では、インバータ120の駆動周波数が、インバータ120の出力周波数、ひいては送電周波数(送電電力の周波数)と一致する。 The output frequency of the inverter 120 changes according to the switching frequency indicated by the drive signal (hereinafter, also referred to as “drive frequency”). In this embodiment, the drive frequency of the inverter 120 matches the output frequency of the inverter 120, and thus the power transmission frequency (frequency of transmitted power).

また、詳細は後述するが、インバータ120の出力電圧のデューティも、送電ECU150からの駆動信号に従って制御される。そして、インバータ120の出力電圧のデューティに応じてインバータ120の出力電力の大きさが変化する。なお、インバータ120の出力電圧のデューティは、出力電圧波形(矩形波)の周期に対する正(又は負)の電圧出力時間の比として定義される(後述する図4参照)。 Further, as will be described in detail later, the duty of the output voltage of the inverter 120 is also controlled according to the drive signal from the power transmission ECU 150. Then, the magnitude of the output power of the inverter 120 changes according to the duty of the output voltage of the inverter 120. The duty of the output voltage of the inverter 120 is defined as the ratio of the positive (or negative) voltage output time to the cycle of the output voltage waveform (rectangular wave) (see FIG. 4 described later).

フィルタ回路F1は、キャパシタ103及びコイル104を含む。キャパシタ103はLC共振回路R1に並列に接続され、コイル104はLC共振回路R1に直列に接続されている。キャパシタ103及びコイル104によって、ローパスフィルタとして機能するLCフィルタが形成される。このLCフィルタによって電磁ノイズが低減される。 The filter circuit F1 includes a capacitor 103 and a coil 104. The capacitor 103 is connected in parallel with the LC resonance circuit R1, and the coil 104 is connected in series with the LC resonance circuit R1. The capacitor 103 and the coil 104 form an LC filter that functions as a low-pass filter. Electromagnetic noise is reduced by this LC filter.

LC共振回路R1は、1次コイル101の周囲に生成される磁界を通じて、受電ユニット200のLC共振回路R2へ非接触で送電する。LC共振回路R1は直列共振回路である。LC共振回路R1のQ値は100以上であることが好ましい。 The LC resonance circuit R1 transmits power to the LC resonance circuit R2 of the power receiving unit 200 in a non-contact manner through the magnetic field generated around the primary coil 101. The LC resonance circuit R1 is a series resonance circuit. The Q value of the LC resonance circuit R1 is preferably 100 or more.

送電ECU150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、たとえば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。記憶装置に記憶されているプログラムを演算装置が実行することで、各種制御が実行される。たとえば、送電ECU150は、インバータ120及びAC/DCコンバータ130に含まれるスイッチング素子を制御して、送電電力を調整する。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。 The power transmission ECU 150 includes an arithmetic device, a storage device, an input/output port, a communication port (all not shown), and the like. The arithmetic unit is composed of, for example, a microprocessor including a CPU (Central Processing Unit). The storage device includes a RAM (Random Access Memory) that temporarily stores data, and a storage (ROM (Read Only Memory), a rewritable nonvolatile memory, or the like) that stores programs and the like. Various controls are executed by the arithmetic unit executing the program stored in the storage device. For example, power transmission ECU 150 controls switching elements included in inverter 120 and AC/DC converter 130 to adjust power transmission. The various controls are not limited to the processing by software, but may be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

送電ユニット100は、電圧センサ181及び電流センサ182〜184をさらに備える。電圧センサ181は、インバータ120の入力電圧を検出し、その検出値を送電ECU150へ出力する。電流センサ182は、インバータ120の入力電流を検出し、その検出値を送電ECU150へ出力する。電流センサ183は、インバータ120の出力電流を検出し、その検出値を送電ECU150へ出力する。電流センサ184は、フィルタ回路F1の出力電流(すなわち、フィルタ回路F1によって処理された電流)を検出し、その検出値を送電ECU150へ出力する。また、送電ユニット100は、異常検出のための温度センサ(図示せず)をさらに備えてもよい。 The power transmission unit 100 further includes a voltage sensor 181 and current sensors 182 to 184. Voltage sensor 181 detects the input voltage of inverter 120 and outputs the detected value to power transmission ECU 150. Current sensor 182 detects the input current of inverter 120 and outputs the detected value to power transmission ECU 150. Current sensor 183 detects the output current of inverter 120 and outputs the detected value to power transmission ECU 150. Current sensor 184 detects the output current of filter circuit F1 (that is, the current processed by filter circuit F1) and outputs the detected value to power transmission ECU 150. The power transmission unit 100 may further include a temperature sensor (not shown) for detecting an abnormality.

なお、この実施の形態では、インバータ120の入力電圧とAC/DCコンバータ130の出力電圧とが一致する。また、インバータ120の入力電流とAC/DCコンバータ130の出力電流とも一致する。また、フィルタ回路F1の出力電流は、LC共振回路R1(1次コイル101等)を流れる電流に一致する。 In this embodiment, the input voltage of inverter 120 and the output voltage of AC/DC converter 130 match. Further, the input current of the inverter 120 and the output current of the AC/DC converter 130 also match. The output current of the filter circuit F1 matches the current flowing through the LC resonance circuit R1 (primary coil 101 etc.).

送電ユニット100は通信装置160をさらに備える。通信装置160は、車両2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。通信装置160は、送電ECU150からの情報を車両2へ送ったり、車両2からの情報を受け取って送電ECU150へ出力したりする。この実施の形態に係る送電ECU150及び通信装置160は、本開示に係る「第1通信装置」の一例を構成する。送電ECU150は、通信装置160を通じて、インバータ120のターンON電流の大きさを示すインバータ情報を車両2へ送信するように構成される。 The power transmission unit 100 further includes a communication device 160. The communication device 160 is a communication interface for performing wireless communication with the vehicle 2. Communication device 160 sends information from power transmission ECU 150 to vehicle 2 or receives information from vehicle 2 and outputs it to power transmission ECU 150. The power transmission ECU 150 and the communication device 160 according to this embodiment constitute an example of a “first communication device” according to the present disclosure. The power transmission ECU 150 is configured to transmit the inverter information indicating the magnitude of the turn-on current of the inverter 120 to the vehicle 2 via the communication device 160.

受電ユニット200は、LC共振回路R2と、フィルタ回路F2と、整流回路206と、平滑用のキャパシタ207とを含む。この実施の形態に係るLC共振回路R2は、本開示に係る「受電回路」の一例に相当する。 The power receiving unit 200 includes an LC resonance circuit R2, a filter circuit F2, a rectifying circuit 206, and a smoothing capacitor 207. The LC resonance circuit R2 according to this embodiment corresponds to an example of the “power receiving circuit” according to the present disclosure.

LC共振回路R2は、2次コイル201及びキャパシタ202が直列に接続されて構成される。送電開始に先立ち、1次コイル101と2次コイル201とは鎖交磁束を生じるように位置合わせされる。そして、磁気共鳴により1次コイル101から2次コイル201へ電力が送られる。2次コイル201は、送電ユニット100の1次コイル101から非接触で受電する。LC共振回路R2のQ値は100以上であることが好ましい。この実施の形態では、LC共振回路R1及びR2として、SS方式(一次側:直列、二次側:直列)の共振回路を採用しているが、これに限られず、SP方式(一次側:直列、二次側:並列)や、PP方式(一次側:並列、二次側:並列)等を採用してもよい。 The LC resonance circuit R2 is configured by connecting a secondary coil 201 and a capacitor 202 in series. Prior to the start of power transmission, the primary coil 101 and the secondary coil 201 are aligned so as to generate an interlinking magnetic flux. Then, electric power is sent from the primary coil 101 to the secondary coil 201 by magnetic resonance. The secondary coil 201 receives power from the primary coil 101 of the power transmission unit 100 in a non-contact manner. The Q value of the LC resonance circuit R2 is preferably 100 or more. In this embodiment, as the LC resonance circuits R1 and R2, SS type (primary side: series, secondary side: series) resonance circuits are adopted, but the present invention is not limited to this, and SP type (primary side: series). , Secondary side: parallel), PP method (primary side: parallel, secondary side: parallel), etc. may be adopted.

上記のように、この実施の形態では、LC共振回路R2が直列共振回路である。以下、LC共振回路R2の2次コイル201側の端子を「L端子」、LC共振回路R2のキャパシタ202側の端子を「C端子」と称する。また、LC共振回路R2のL端子と整流回路206の端子T5とをつなぐ電線を「電力線PL1」、LC共振回路R2のC端子と整流回路206の端子T6とをつなぐ電線を「電力線PL2」と称する。 As described above, in this embodiment, the LC resonance circuit R2 is a series resonance circuit. Hereinafter, the terminal of the LC resonance circuit R2 on the side of the secondary coil 201 is referred to as "L terminal", and the terminal of the LC resonance circuit R2 on the side of capacitor 202 is referred to as "C terminal". Further, an electric wire connecting the L terminal of the LC resonance circuit R2 and the terminal T5 of the rectification circuit 206 is called "power line PL1", and an electric wire connecting the C terminal of the LC resonance circuit R2 and the terminal T6 of the rectification circuit 206 is called "power line PL2". To call.

フィルタ回路F2は、キャパシタ203,205及び可変インダクタ204を含む。キャパシタ203,205及び可変インダクタ204によって、ローパスフィルタとして機能するLCフィルタ(より特定的には、π型のLCフィルタ)が形成される。このLCフィルタによって上記受電時に発生する電磁ノイズが低減される。この実施の形態に係るフィルタ回路F2は、本開示に係る「インダクタンス調整回路」の一例に相当する。 The filter circuit F2 includes capacitors 203 and 205 and a variable inductor 204. An LC filter that functions as a low-pass filter (more specifically, a π-type LC filter) is formed by the capacitors 203 and 205 and the variable inductor 204. The LC filter reduces the electromagnetic noise generated when the power is received. The filter circuit F2 according to this embodiment corresponds to an example of an “inductance adjusting circuit” according to the present disclosure.

可変インダクタ204は、電力線PL2に設けられている。すなわち、可変インダクタ204は、LC共振回路R2に直列に接続されている。可変インダクタ204は、たとえば磁性体(コア)と励磁巻線とを含み、送電ECU150からの制御信号(より特定的には、励磁巻線の電流)に応じてインダクタンスが連続的に変わるように構成される。励磁巻線に直流重畳電流を流して透磁率を変化させることによって、可変インダクタ204のインダクタンス(以下、「受電インダクタンスL21」、又は単に「L21」とも称する)を任意の値に調整できる。なお、この可変インダクタに限定されず、種々の公知の可変インダクタから任意の可変インダクタを選んで採用できる。 The variable inductor 204 is provided on the power line PL2. That is, the variable inductor 204 is connected in series with the LC resonance circuit R2. The variable inductor 204 includes, for example, a magnetic body (core) and an excitation winding, and is configured such that the inductance continuously changes according to a control signal from the power transmission ECU 150 (more specifically, the current of the excitation winding). To be done. The inductance of the variable inductor 204 (hereinafter, also referred to as “power receiving inductance L 21 ”, or simply “L 21 ”) can be adjusted to an arbitrary value by causing a DC superimposed current to flow in the excitation winding to change the magnetic permeability. The variable inductor is not limited to this variable inductor, and an arbitrary variable inductor can be selected and used from various known variable inductors.

キャパシタ203は、可変インダクタ204よりもLC共振回路R2側でLC共振回路R2に並列に接続されている。キャパシタ203の一端は電力線PL1に接続され、キャパシタ203の他端は電力線PL2に接続されている。 The capacitor 203 is connected in parallel to the LC resonance circuit R2 on the LC resonance circuit R2 side of the variable inductor 204. One end of the capacitor 203 is connected to the power line PL1 and the other end of the capacitor 203 is connected to the power line PL2.

キャパシタ205は、可変インダクタ204よりも整流回路206側でLC共振回路R2に並列に接続されている。キャパシタ205の一端は電力線PL1に接続され、キャパシタ205の他端は電力線PL2に接続されている。 The capacitor 205 is connected in parallel to the LC resonance circuit R2 on the rectifier circuit 206 side of the variable inductor 204. One end of the capacitor 205 is connected to the power line PL1, and the other end of the capacitor 205 is connected to the power line PL2.

整流回路206は、2次コイル201によって受電された交流電力を整流して蓄電装置300側へ出力する。整流回路206としては、公知の整流回路を採用できる。この実施の形態では、整流回路206として倍電圧整流回路を採用する。整流回路206(倍電圧整流回路)は、4つのダイオードからなるブリッジ回路D10の出力側に2つのコンデンサCb1,Cb2が接続されて構成される。ブリッジ回路D10を構成する各ダイオードは整流に寄与し、ダイオードに並列に接続されるコンデンサCb1,Cb2は昇圧に寄与する。また、整流回路206の出力側には平滑用のキャパシタ207が設けられている。キャパシタ207は、整流回路206によって整流された直流電力を平滑化する。上記整流回路206及びキャパシタ207により、蓄電装置300の電圧が変動しても、安定した電力を蓄電装置300に供給することが可能となる。 Rectifier circuit 206 rectifies the AC power received by secondary coil 201 and outputs it to power storage device 300. A known rectifier circuit can be used as the rectifier circuit 206. In this embodiment, a voltage doubler rectifier circuit is used as the rectifier circuit 206. The rectifier circuit 206 (double voltage rectifier circuit) is configured by connecting two capacitors Cb1 and Cb2 to the output side of a bridge circuit D10 composed of four diodes. Each diode that constitutes the bridge circuit D10 contributes to rectification, and the capacitors Cb1 and Cb2 connected in parallel to the diode contribute to boosting. A smoothing capacitor 207 is provided on the output side of the rectifier circuit 206. The capacitor 207 smoothes the DC power rectified by the rectifier circuit 206. With the rectifier circuit 206 and the capacitor 207, stable power can be supplied to the power storage device 300 even if the voltage of the power storage device 300 changes.

受電ユニット200は、電流センサ283,284をさらに備える。電流センサ284は、LC共振回路R2(2次コイル201等)を流れる電流を検出し、その検出値を送電ECU150へ出力する。電流センサ283は、フィルタ回路F2の電流(より特定的には、電力線PL1におけるキャパシタ203とキャパシタ205との間を流れる電流)を検出し、その検出値を送電ECU150へ出力する。また、受電ユニット200は、異常検出のための温度センサ(図示せず)をさらに備えてもよい。 The power receiving unit 200 further includes current sensors 283 and 284. Current sensor 284 detects a current flowing through LC resonance circuit R2 (secondary coil 201 and the like) and outputs the detected value to power transmission ECU 150. Current sensor 283 detects a current of filter circuit F2 (more specifically, a current flowing between capacitors 203 and 205 in power line PL1) and outputs the detected value to power transmission ECU 150. The power receiving unit 200 may further include a temperature sensor (not shown) for detecting an abnormality.

受電ユニット200の出力電力(すなわち、キャパシタ207によって平滑化された直流電力)は、充電リレー400を介して蓄電装置300に供給される。充電リレー400は、車両ECU500によってON/OFF制御され、受電ユニット200による蓄電装置300の充電時にON(導通状態)にされる。 Output power of power receiving unit 200 (that is, DC power smoothed by capacitor 207) is supplied to power storage device 300 via charging relay 400. The charging relay 400 is ON/OFF controlled by the vehicle ECU 500, and is turned ON (conduction state) when the power storage unit 200 charges the power storage device 300.

蓄電装置300は、再充電可能な直流電源である。蓄電装置300は、たとえば二次電池(リチウムイオン電池やニッケル水素電池等)を含んで構成される。蓄電装置300は、受電ユニット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(たとえば、走行用モータ及びその駆動回路)へ電力を供給する。 Power storage device 300 is a rechargeable DC power supply. Power storage device 300 is configured to include, for example, a secondary battery (lithium ion battery, nickel hydrogen battery, or the like). Power storage device 300 stores the electric power supplied from power receiving unit 200 and supplies the electric power to a vehicle drive device (not shown) (for example, a traveling motor and its drive circuit).

蓄電装置300に対しては、蓄電装置300の状態を監視する監視ユニット310が設けられている。監視ユニット310は、蓄電装置300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ECU500へ出力する。車両ECU500は、監視ユニット310の出力に基づいて蓄電装置300の状態(SOC(State Of Charge)等)を取得するように構成される。SOCは、蓄電残量を示し、たとえば、満充電状態の蓄電量に対する現在の蓄電量の割合を0〜100%で表わしたものである。 For power storage device 300, a monitoring unit 310 that monitors the state of power storage device 300 is provided. Monitoring unit 310 includes various sensors that detect the state (temperature, current, voltage, etc.) of power storage device 300, and outputs the detection result to vehicle ECU 500. Vehicle ECU 500 is configured to acquire the state (SOC (State Of Charge) or the like) of power storage device 300 based on the output of monitoring unit 310. The SOC indicates the remaining charge amount, and represents, for example, the ratio of the current charge amount to the charge amount in the fully charged state, which is represented by 0 to 100%.

車両ECU500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2における各種機器の制御を行なう。演算装置は、たとえば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と、プログラム等を保存するストレージ(ROMや、書き換え可能な不揮発性メモリ等)とを含む。記憶装置には、プログラムのほか、各種情報(たとえば、後述する図10の処理で使用されるエラー情報等)が記憶されている。記憶装置に記憶されているプログラムを演算装置が実行することで、各種制御が実行される。車両ECU500は、たとえば車両2の走行制御及び蓄電装置300の充電制御を実行する。車両ECU500から充電リレー400へのON/OFF信号等は、出力ポートから出力される。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。この実施の形態に係る車両ECU500は、本開示に係る「制御装置」の一例に相当する。車両ECU500は、フィルタ回路F2(特に、可変インダクタ204)を制御するように構成される。 Vehicle ECU 500 includes an arithmetic device, a storage device, an input/output port, a communication port (all not shown), and the like, and controls various devices in vehicle 2. The arithmetic unit is constituted by a microprocessor including a CPU, for example. The storage device includes a RAM and a storage (ROM, rewritable nonvolatile memory, or the like) that stores programs and the like. In addition to the program, the storage device stores various kinds of information (for example, error information used in the process of FIG. 10 described later). Various controls are executed by the arithmetic unit executing the program stored in the storage device. Vehicle ECU 500 executes, for example, traveling control of vehicle 2 and charging control of power storage device 300. An ON/OFF signal or the like from vehicle ECU 500 to charging relay 400 is output from the output port. The various controls are not limited to the processing by software, but may be processed by dedicated hardware (electronic circuit). The vehicle ECU 500 according to this embodiment corresponds to an example of a “control device” according to the present disclosure. The vehicle ECU 500 is configured to control the filter circuit F2 (particularly, the variable inductor 204).

車両2は通信装置600をさらに備える。通信装置600は、送電ユニット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。充電設備1の通信装置160と車両2の通信装置600との間で無線通信が行なわれることによって、送電ECU150と車両ECU500との間で情報のやり取りを行なうことが可能になる。この実施の形態に係る通信装置600は、本開示に係る「第2通信装置」の一例に相当する。通信装置600は、送電ユニット100からインバータ情報を受信するように構成される。 The vehicle 2 further includes a communication device 600. The communication device 600 is a communication interface for performing wireless communication with the power transmission unit 100. By performing wireless communication between the communication device 160 of the charging facility 1 and the communication device 600 of the vehicle 2, information can be exchanged between the power transmission ECU 150 and the vehicle ECU 500. The communication device 600 according to this embodiment corresponds to an example of a “second communication device” according to the present disclosure. The communication device 600 is configured to receive the inverter information from the power transmission unit 100.

図3は、図2に示したインバータ120の回路構成の一例を示した図である。図3を参照して、インバータ120は、複数のスイッチング素子Q1〜Q4と、複数の還流ダイオードD1〜D4とを含む。スイッチング素子Q1〜Q4は、たとえば、電力用半導体スイッチング素子(IGBT、バイポーラトランジスタ、MOSFET、又はGTO等)によって構成される。還流ダイオードD1〜D4は、それぞれスイッチング素子Q1〜Q4に並列(より特定的には、逆並列)に接続されている。直流側の入力端子T1,T2には、AC/DCコンバータ130(図1)が接続され、交流側の出力端子T3,T4には、フィルタ回路F1(図1)が接続される。 FIG. 3 is a diagram showing an example of a circuit configuration of inverter 120 shown in FIG. Referring to FIG. 3, inverter 120 includes a plurality of switching elements Q1 to Q4 and a plurality of free wheeling diodes D1 to D4. The switching elements Q1 to Q4 are composed of, for example, power semiconductor switching elements (IGBT, bipolar transistor, MOSFET, GTO, or the like). The free wheeling diodes D1 to D4 are connected in parallel (more specifically, antiparallel) to the switching elements Q1 to Q4, respectively. The AC/DC converter 130 (FIG. 1) is connected to the DC side input terminals T1 and T2, and the filter circuit F1 (FIG. 1) is connected to the AC side output terminals T3 and T4.

入力端子T1,T2間には、AC/DCコンバータ130から出力される直流電圧が印加される。図3において、V1は、この直流電圧の大きさを示す。スイッチング素子Q1〜Q4は、送電ECU150からの駆動信号によって駆動される。そして、スイッチング素子Q1〜Q4のスイッチング動作によって、出力端子T3,T4間に出力電圧Vinvが印加され、出力電流Iinvが流れる(図3中に矢印で示される方向を正とする)。この図3では、一例として、スイッチング素子Q1,Q4がONであり、スイッチング素子Q2,Q3がOFFである状態が示されており、この場合の出力電圧VinvはほぼV1(正の値)となる。 The DC voltage output from the AC/DC converter 130 is applied between the input terminals T1 and T2. In FIG. 3, V1 indicates the magnitude of this DC voltage. Switching elements Q1 to Q4 are driven by a drive signal from power transmission ECU 150. Then, due to the switching operation of the switching elements Q1 to Q4, the output voltage V inv is applied between the output terminals T3 and T4, and the output current I inv flows (the direction indicated by the arrow in FIG. 3 is positive). In FIG. 3, as an example, a state in which the switching elements Q1 and Q4 are ON and the switching elements Q2 and Q3 are OFF is shown, and the output voltage V inv in this case is approximately V1 (a positive value). Become.

図4は、インバータ120のスイッチング波形と、出力電圧Vinv及び出力電流Iinvの各々の波形とを示す図である。以下、図3とともに図4を参照して、時刻t4〜t8の1周期を例に、インバータ120の動作について説明する。 FIG. 4 is a diagram showing a switching waveform of the inverter 120 and respective waveforms of the output voltage V inv and the output current I inv . Hereinafter, with reference to FIG. 4 together with FIG. 3, the operation of the inverter 120 will be described by taking one cycle from time t4 to t8 as an example.

時刻t4において、スイッチング素子Q2、Q4がそれぞれOFF、ONの状態で、スイッチング素子Q1がOFFからONへ、スイッチング素子Q3がONからOFFへ切り替わると、各スイッチング素子は図3に示される状態になり、インバータ120の出力電圧Vinvが0からV1(正の値)に立ち上がる。 At time t4, when the switching elements Q2 and Q4 are OFF and ON, respectively, and the switching element Q1 is switched from OFF to ON and the switching element Q3 is switched from ON to OFF, the respective switching elements are in the states shown in FIG. , The output voltage V inv of the inverter 120 rises from 0 to V1 (a positive value).

その後、時刻t5〜t8において、各スイッチング素子の状態が次に示すように変化することに伴い、出力電圧Vinvも変化する。時刻t5において、スイッチング素子Q2がOFFからONへ、スイッチング素子Q4がONからOFFへ切り替わると、出力電圧Vinvは0となる。時刻t6において、スイッチング素子Q1がONからOFFへ、スイッチング素子Q3がOFFからONへ切り替わると、出力電圧Vinvは−V1(負の値)となる。時刻t7において、スイッチング素子Q2がONからOFFへ、スイッチング素子Q4がOFFからONへ切り替わると、出力電圧Vinvは再び0となる。 After that, at times t5 to t8, the output voltage V inv also changes as the state of each switching element changes as shown below. At time t5, when the switching element Q2 switches from OFF to ON and the switching element Q4 switches from ON to OFF, the output voltage V inv becomes 0. At time t6, when the switching element Q1 switches from ON to OFF and the switching element Q3 switches from OFF to ON, the output voltage V inv becomes −V1 (negative value). At time t7, when the switching element Q2 switches from ON to OFF and the switching element Q4 switches from OFF to ON, the output voltage V inv becomes 0 again.

時刻t4から1周期後の時刻t8においては、スイッチング素子Q1がOFFからONへ、スイッチング素子Q3がONからOFFへ切り替わる。これにより、各スイッチング素子は時刻t4と同じ状態になり、出力電圧Vinvが0からV1(正の値)に立ち上がる。 At time t8, which is one cycle after time t4, switching element Q1 switches from OFF to ON and switching element Q3 switches from ON to OFF. As a result, each switching element is in the same state as at time t4, and the output voltage Vinv rises from 0 to V1 (a positive value).

図4には、出力電圧Vinvのデューティが0.25である場合が示されている。1周期(t4〜t8)のうち正の電圧出力時間(t4〜t5)の割合は1/4(=0.25)である。また、1周期(t4〜t8)のうち負の電圧出力時間(t6〜t7)の割合も1/4(=0.25)である。出力電圧Vinvのデューティが大きくなるほど、1周期において出力電圧Vinvが正の電圧(V1)又は負の電圧(−V1)になっている時間が長くなる。このため、出力電圧Vinvのデューティが大きくなるほど、インバータ120の出力電力が大きくなる。 FIG. 4 shows a case where the duty of the output voltage V inv is 0.25. The ratio of the positive voltage output time (t4 to t5) in one cycle (t4 to t8) is ¼ (=0.25). The ratio of the negative voltage output time (t6 to t7) in one cycle (t4 to t8) is also ¼ (=0.25). As the duty of the output voltage Vinv increases, the time during which the output voltage Vinv is the positive voltage (V1) or the negative voltage (-V1) in one cycle becomes longer. Therefore, the larger the duty of the output voltage V inv , the larger the output power of the inverter 120.

スイッチング素子Q1,Q3のスイッチングタイミングと、スイッチング素子Q2,Q4のスイッチングタイミングとを変化させることによって、出力電圧Vinvのデューティを変化させることができる。たとえば、図4に示される状態に対して、スイッチング素子Q2,Q4のスイッチングタイミングを早めると、出力電圧Vinvのデューティを0.25よりも小さくすることができ(最小値は0)、スイッチング素子Q2,Q4のスイッチングタイミングを遅くすると、出力電圧Vinvのデューティを0.25よりも大きくすることができる(最大値は0.5)。 The duty of the output voltage V inv can be changed by changing the switching timing of the switching elements Q1 and Q3 and the switching timing of the switching elements Q2 and Q4. For example, by advancing the switching timing of the switching elements Q2 and Q4 with respect to the state shown in FIG. 4, the duty of the output voltage V inv can be made smaller than 0.25 (the minimum value is 0), and the switching elements By delaying the switching timing of Q2 and Q4, the duty of the output voltage V inv can be made larger than 0.25 (the maximum value is 0.5).

出力電圧Vinvのデューティを調整することによって、インバータ120の出力電力の大きさ、ひいては送電電力(LC共振回路R1に供給される電力)の大きさを変化させることができる。定性的には、デューティを大きくすることによってインバータ120の出力電力を増加させることができ、デューティを小さくすることによってインバータ120の出力電力を減少させることができる。そのため、送電ECU150は、出力電圧Vinvのデューティを調整することによって、インバータ120の出力電力の大きさを目標電力(たとえば、後述する充電電力指令値Ps)に近づけることができる。 By adjusting the duty of the output voltage V inv , the magnitude of the output power of the inverter 120, and thus the magnitude of the transmitted power (power supplied to the LC resonance circuit R1) can be changed. Qualitatively, the output power of the inverter 120 can be increased by increasing the duty, and the output power of the inverter 120 can be decreased by decreasing the duty. Therefore, power transmission ECU 150 can bring the magnitude of the output power of inverter 120 close to the target power (for example, charging power command value Ps described later) by adjusting the duty of output voltage V inv .

LC共振回路R1及びR2の各々の共振周波数がインバータ120の駆動周波数と一致する場合には、インバータ120の出力インピーダンスZinvを、以下に示す式(1)〜(5)で表すことができる。また、インバータ120の出力電流Iinvは、以下に示す式(6)で表すことができる。また、インバータ120のINV位相差φは、以下に示す式(7)で表すことができる。INV位相差φは、INV電圧位相(インバータ120の出力電圧の位相)とINV電流位相(インバータ120の出力電流の位相)との位相差である。 When the resonance frequency of each of the LC resonance circuits R1 and R2 matches the drive frequency of the inverter 120, the output impedance Z inv of the inverter 120 can be expressed by the following equations (1) to (5). Further, the output current I inv of the inverter 120 can be expressed by the following equation (6). Further, the INV phase difference φ of the inverter 120 can be expressed by the following equation (7). The INV phase difference φ is a phase difference between the INV voltage phase (the phase of the output voltage of the inverter 120) and the INV current phase (the phase of the output current of the inverter 120).

Figure 2020115703
Figure 2020115703

Figure 2020115703
Figure 2020115703

Figure 2020115703
Figure 2020115703

Figure 2020115703
Figure 2020115703

Figure 2020115703
Figure 2020115703

Figure 2020115703
Figure 2020115703

Figure 2020115703
Figure 2020115703

式(1)において、jは虚数単位である。式(2)、(3)、及び(7)において、xは、LC共振回路R1とLC共振回路R2との間の相互インダクタンスに対するインピーダンスであり、Rは、整流回路206への入力インピーダンスである(図2参照)。式(6)において、Vinvはインバータ120の出力電圧である。式(2)〜(5)及び(7)において、xC11、xL11、xC21、xL21はそれぞれキャパシタ103、コイル104、キャパシタ203、可変インダクタ204の回路定数に対するインピーダンスである。 In Expression (1), j is an imaginary unit. In Expressions (2), (3), and (7), x m is the impedance with respect to the mutual inductance between the LC resonance circuit R1 and the LC resonance circuit R2, and R L is the input impedance to the rectification circuit 206 (See FIG. 2). In Expression (6), V inv is the output voltage of the inverter 120. In Expressions (2) to (5) and (7), x C11 , x L11 , x C21 , and x L21 are impedances with respect to the circuit constants of the capacitor 103, the coil 104, the capacitor 203, and the variable inductor 204, respectively.

送電ユニット100において、インバータ120の出力力率λとインバータ120のINV位相差φとは、「λ=|cosφ|」のような関係式を満たす。INV位相差φは、電圧位相を基準として表される。INV電圧位相に対してINV電流位相が遅角側にずれている場合にはINV位相差φが負の値になり、INV電圧位相に対してINV電流位相が進角側にずれている場合にはINV位相差φが正の値になる。たとえば、INV位相差φが0°(位相差なし)であればインバータ120の出力力率λは1(有効電力のみ)になり、INV位相差φが90°又は−90°であればインバータ120の出力力率λは0(無効電力のみ)になる。INV位相差φが大きくなることはINV電圧位相に対してINV電流位相が進角することを意味し、INV位相差φが小さくなることはINV電圧位相に対してINV電流位相が遅角することを意味する。 In the power transmission unit 100, the output power factor λ of the inverter 120 and the INV phase difference φ of the inverter 120 satisfy the relational expression such as “λ=|cos φ|”. The INV phase difference φ is expressed with reference to the voltage phase. When the INV current phase deviates to the retard side with respect to the INV voltage phase, the INV phase difference φ has a negative value, and when the INV current phase deviates to the advance side with respect to the INV voltage phase. Indicates that the INV phase difference φ has a positive value. For example, if the INV phase difference φ is 0° (no phase difference), the output power factor λ of the inverter 120 is 1 (active power only), and if the INV phase difference φ is 90° or −90°, the inverter 120 is. Output power factor λ of 0 becomes 0 (only reactive power). A larger INV phase difference φ means that the INV current phase advances with respect to the INV voltage phase, and a smaller INV phase difference φ means that the INV current phase retards with respect to the INV voltage phase. Means

ところで、送電ユニット100のLC共振回路R1から受電ユニット200のLC共振回路R2への非接触電力伝送を行なうときに、1次コイル101と2次コイル201との位置合わせが不十分であり、位置ずれ(正対位置からのずれ)が生じていると、1次コイル101と2次コイル201との距離(より特定的には、1次コイル101の中心と2次コイル201の中心とを結ぶ線の長さに相当する3次元距離)が長くなり、INV電圧位相に対してINV電流位相が進角側にずれる傾向がある(詳細については、後述する図8参照)。INV電圧位相に対してINV電流位相が進角側にずれると、インバータ120のターンON電流が大きくなり、インバータ120のスイッチング損失が大きくなる傾向がある。 By the way, when non-contact power transmission is performed from the LC resonance circuit R1 of the power transmission unit 100 to the LC resonance circuit R2 of the power reception unit 200, the alignment between the primary coil 101 and the secondary coil 201 is insufficient, and the position If there is a deviation (a deviation from the facing position), the distance between the primary coil 101 and the secondary coil 201 (more specifically, the center of the primary coil 101 and the center of the secondary coil 201 are connected to each other). The three-dimensional distance corresponding to the length of the line) becomes longer, and the INV current phase tends to shift toward the advance side with respect to the INV voltage phase (for details, see FIG. 8 described later). When the INV current phase shifts to the advance side with respect to the INV voltage phase, the turn-on current of the inverter 120 increases and the switching loss of the inverter 120 tends to increase.

そこで、この実施の形態に係る車両2は、インバータ120のターンON電流の大きさを示すインバータ情報を送電ユニット100から受信し、ターンON電流が大きくなるほど受電インダクタンスL21(可変インダクタ204のインダクタンス)を小さくするように構成される。インバータ情報は通信装置600によって受信され、受電インダクタンスL21は車両ECU500によって制御される。 Therefore, the vehicle 2 according to the present embodiment receives the inverter information indicating the magnitude of the turn-on current of the inverter 120 from the power transmission unit 100, and the larger the turn-on current, the power receiving inductance L 21 (the inductance of the variable inductor 204). Is configured to be small. The inverter information is received by the communication device 600, and the power receiving inductance L 21 is controlled by the vehicle ECU 500.

図5は、車両ECU500による受電インダクタンス制御(L21制御)を説明するための図である。図5を参照して、車両ECU500は、ターンON電流が所定の閾値X(以下、単に「X」とも表記する)を超えるか否かを判断し、ターンON電流がXを超える場合には、可変インダクタ204を制御して受電インダクタンスL21を第1の値(以下、「L」とも表記する)にする一方、ターンON電流がXを超えない場合には、可変インダクタ204を制御して受電インダクタンスL21を、Lよりも大きい第2の値(以下、「L」とも表記する)にする。この実施の形態では、Xを0Aとする。ただしこれに限られず、Xは0Aよりも大きい値(たとえば、10A又は20A)に設定されてもよい。この実施の形態ではL及びLの各々が固定値であるが、L及びLの少なくとも一方が所定のパラメータに応じて可変設定されるようにしてもよい。 FIG. 5 is a diagram for explaining power receiving inductance control (L 21 control) by vehicle ECU 500. Referring to FIG. 5, vehicle ECU 500 determines whether or not the turn-ON current exceeds a predetermined threshold value X T (hereinafter, also simply referred to as “X T ”), and when the turn-ON current exceeds X T. the variable inductor 204 is controlled to the power receiving inductor L 21 first value (hereinafter, "L L" also hereinafter) while, in the case where the turn oN current does not exceed X T is variable inductor 204 To set the power receiving inductance L 21 to a second value larger than L L (hereinafter, also referred to as “L H ”). In this embodiment, X T is 0A. However, the present invention is not limited to this, and X T may be set to a value larger than 0 A (for example, 10 A or 20 A). In this embodiment, each of L H and L L has a fixed value, but at least one of L H and L L may be variably set according to a predetermined parameter.

この実施の形態に係る車両2は、送電ユニット100から電力を非接触で受電するときに、上記受電インダクタンス制御を行なうことで、送電ユニット100におけるインバータ120のターンON電流を抑制することができる。以下、図6〜図9を用いて、車両2によって奏される作用及び効果について説明する。 Vehicle 2 according to the present embodiment can suppress the turn-on current of inverter 120 in power transmission unit 100 by performing the power receiving inductance control when power is received from power transmission unit 100 in a contactless manner. Hereinafter, the operation and effect produced by the vehicle 2 will be described with reference to FIGS. 6 to 9.

インバータ120のターンON電流が大きくなるほど、INV電圧位相に対してINV電流位相が進角側にずれていると考えられる。図6は、INV電圧位相に対してINV電流位相が進角側にずれているときのインバータ120の出力電圧波形及び出力電流波形を示す図である。図6において、線L21はインバータ120の出力電圧波形を、線L22はインバータ120の出力電流波形を示している。図6を参照して、線L21及びL22で示されるように、INV電圧位相に対してINV電流位相が進角側にずれていることで、インバータ120のターンON電流が大きくなっている。 It is considered that the INV current phase shifts to the advance side with respect to the INV voltage phase as the turn-ON current of the inverter 120 increases. FIG. 6 is a diagram showing an output voltage waveform and an output current waveform of the inverter 120 when the INV current phase is shifted to the advance side with respect to the INV voltage phase. In FIG. 6, the line L21 shows the output voltage waveform of the inverter 120, and the line L22 shows the output current waveform of the inverter 120. Referring to FIG. 6, as indicated by lines L21 and L22, the INV current phase is shifted toward the advance side with respect to the INV voltage phase, so that the turn-ON current of inverter 120 is increased.

図7は、INV位相差φが0である(すなわち、INV電圧位相とINV電流位相とが一致している)ときのインバータ120の出力電圧波形及び出力電流波形を示す図である。図7において、線L31はインバータ120の出力電圧波形を、線L32はインバータ120の出力電流波形を示している。図7を参照して、線L31及びL32で示されるように、INV位相差φが0であるときにはインバータ120のターンON電流が0になる。 FIG. 7 is a diagram showing an output voltage waveform and an output current waveform of the inverter 120 when the INV phase difference φ is 0 (that is, the INV voltage phase and the INV current phase match). In FIG. 7, a line L31 shows an output voltage waveform of the inverter 120, and a line L32 shows an output current waveform of the inverter 120. Referring to FIG. 7, as shown by lines L31 and L32, when the INV phase difference φ is 0, the turn-on current of the inverter 120 becomes 0.

上記のように、INV電圧位相に対してINV電流位相が進角側にずれるほどインバータ120のターンON電流は大きくなる。なお、インバータ120のターンON電流は、インバータ120のスイッチがOFFからONに切り替わった瞬間の電流に相当する。インバータ120のターンON電流の大きさは、インバータ120の出力電圧の立上り方向(High方向)の電流を正(+)とし、インバータ120の出力電圧の立下り方向(Low方向)の電流を負(−)とする。インバータ120において出力電圧の立上り時にHigh方向の出力電流の量が多いほどターンON電流が大きいと判断される。また、インバータ120において出力電圧の立上り時にLow方向の出力電流の量が多いほどターンON電流が小さいと判断される。INV電圧位相に対してINV電流位相が遅角側にずれると、ターンON電流は負の値になる。すなわち、INV電圧位相に対してINV電流位相が遅角側にずれると、ターンON電流は小さくなる。ターンON電流が正の値(>0A)であるときには、インバータ120がハードスイッチングになっており、スイッチング損失が大きくなる。一方、負のターンON電流(Low方向のターンON電流)は、インバータ120のスイッチング損失にほとんど影響しないと考えられる。 As described above, the turn-on current of the inverter 120 increases as the INV current phase shifts toward the advance side with respect to the INV voltage phase. The turn-ON current of the inverter 120 corresponds to the current at the moment when the switch of the inverter 120 switches from OFF to ON. Regarding the magnitude of the turn-on current of the inverter 120, the current in the rising direction (High direction) of the output voltage of the inverter 120 is positive (+), and the current in the falling direction (Low direction) of the output voltage of the inverter 120 is negative ( −). In the inverter 120, it is determined that the turn-on current is larger as the amount of output current in the High direction is larger when the output voltage rises. Further, in the inverter 120, it is determined that the turn-ON current is smaller as the output current amount in the Low direction is larger when the output voltage rises. When the INV current phase shifts to the retard side with respect to the INV voltage phase, the turn-on current has a negative value. That is, when the INV current phase shifts to the retard side with respect to the INV voltage phase, the turn-ON current becomes smaller. When the turn-on current has a positive value (>0 A), the inverter 120 is in hard switching, and switching loss increases. On the other hand, the negative turn-on current (turn-on current in the low direction) is considered to have almost no effect on the switching loss of the inverter 120.

前述のように、1次コイル101と2次コイル201との位置合わせが不十分であると、1次コイル101と2次コイル201との距離(以下、単に「コイル間距離」とも称する)が長くなる。そして、コイル間距離が長くなるほど1次コイル101と2次コイル201との結合係数(以下、単に「結合係数」とも称する)が小さくなる傾向がある。また、結合係数が小さくなるほどINV電圧位相に対してINV電流位相が進角する傾向がある。その一方で、受電インダクタンスL21(可変インダクタ204のインダクタンス)を小さくするほどINV位相差φが小さくなる(すなわち、INV電圧位相に対してINV電流位相が遅角する)傾向がある。 As described above, when the alignment between the primary coil 101 and the secondary coil 201 is insufficient, the distance between the primary coil 101 and the secondary coil 201 (hereinafter, also simply referred to as “inter-coil distance”) become longer. The coupling coefficient between the primary coil 101 and the secondary coil 201 (hereinafter, also simply referred to as "coupling coefficient") tends to decrease as the inter-coil distance increases. Further, as the coupling coefficient becomes smaller, the INV current phase tends to advance with respect to the INV voltage phase. On the other hand, the smaller the power receiving inductance L 21 (the inductance of the variable inductor 204), the smaller the INV phase difference φ (that is, the INV current phase retards with respect to the INV voltage phase).

図8は、コイル間距離(ひいては、結合係数の大きさ)が異なる3つの状況におけるINV位相差φと受電インダクタンスL21との関係を示す図である。図8において、線L11、L12、L13はそれぞれ、結合係数が大、中、小の状況におけるグラフを示している。 FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the INV phase difference φ and the power receiving inductance L 21 in three situations in which the inter-coil distance (and thus the magnitude of the coupling coefficient) is different. In FIG. 8, lines L11, L12, and L13 show graphs in situations where the coupling coefficient is large, medium, and small, respectively.

図8を参照して、線L11、L12、L13で示されるように、結合係数が小さくなるほどINV位相差φが大きくなる(すなわち、INV電圧位相に対してINV電流位相が進角する)傾向がある。線L11、L12では、L21が所定の値(以下、「ピーク値」と称する)であるときにINV位相差φが最も0に近づき、L21がピーク値からずれるほどINV位相差φが0から遠ざかる。この実施の形態では、前述したL(図5)を線L11、L12のピーク値付近(たとえば、ピーク値よりも少し大きい値)に設定する。こうすることで、結合係数が上記「中」及び「大」である場合(たとえば、結合係数が所定値以上である場合)に、INV位相差φを0に近づけることができる。 Referring to FIG. 8, as indicated by lines L11, L12, and L13, the INV phase difference φ tends to increase as the coupling coefficient decreases (that is, the INV current phase advances with respect to the INV voltage phase). is there. In the lines L11 and L12, the INV phase difference φ is closest to 0 when L 21 is a predetermined value (hereinafter, referred to as “peak value”), and the INV phase difference φ becomes 0 as the L 21 deviates from the peak value. Stay away from. In this embodiment, L H (FIG. 5) described above is set near the peak values of lines L11 and L12 (for example, a value slightly larger than the peak values). By doing so, the INV phase difference φ can be brought close to 0 when the coupling coefficient is “medium” and “large” (for example, when the coupling coefficient is a predetermined value or more).

一方、L21が上記Lであり、かつ、結合係数が上記「小」である場合(たとえば、結合係数が所定値未満である場合)には、線L13で示されるように、INV電圧位相に対してINV電流位相が進角側に大きくずれる。このため、インバータ120のターンON電流が大きくなり(図6参照)、X(たとえば、0A)を超える。ターンON電流がXを超えると、車両ECU500が可変インダクタ204を制御して受電インダクタンスL21をLに切り替える。受電インダクタンスL21を小さくすることで、INV位相差φが小さくなる。この実施の形態では、結合係数が上記「小」である場合にL21がLになることで、INV位相差φが0に近い値になるようにする。INV位相差φが小さくなることで、ターンON電流も小さくなる(図7参照)。 On the other hand, when L 21 is L H and the coupling coefficient is “small” (for example, when the coupling coefficient is less than the predetermined value), the INV voltage phase is On the other hand, the INV current phase is largely deviated to the advance side. Therefore, the turn-ON current of the inverter 120 becomes large (see FIG. 6) and exceeds X T (for example, 0 A). If the turn ON current exceeds X T, it switches the power receiving inductor L 21 in L L vehicle ECU500 controls the variable inductor 204. The INV phase difference φ is reduced by reducing the power receiving inductance L 21 . In this embodiment, L 21 becomes L L when the coupling coefficient is “small”, so that the INV phase difference φ becomes a value close to 0. As the INV phase difference φ decreases, the turn-ON current also decreases (see FIG. 7).

図9は、結合係数が上記「小」であるときの受電インダクタンスL21とターンON電流との関係を示す図である。図9を参照して、受電インダクタンスL21が小さくなるほどターンON電流も小さくなる傾向がある。図9の例では、L21がLであるときのターンON電流が約17Aであり、L21がLであるときのターンON電流が約0Aである。L21をLからLに切り替えることで、ターンON電流を低減することができる。 FIG. 9 is a diagram showing a relationship between the power receiving inductance L 21 and the turn-ON current when the coupling coefficient is “small”. Referring to FIG. 9, the turn-ON current tends to decrease as the power receiving inductance L 21 decreases. In the example of FIG. 9, the turn-ON current when L 21 is L H is about 17 A, and the turn-ON current when L 21 is L L is about 0 A. The turn-ON current can be reduced by switching L 21 from L H to L L.

次に、上記のようなインダクタンス制御を非接触充電制御に組み込み、充電設備1によって車両2の蓄電装置300を充電する場合の処理手順の一例について説明する。 Next, an example of a processing procedure for charging the power storage device 300 of the vehicle 2 by the charging facility 1 by incorporating the above-described inductance control into the non-contact charging control will be described.

まず、運転者が車両2を充電設備1の充電スペースに停車させる。そして、車両2の停車位置において、車両ECU500と送電ECU150との間での通信の接続(たとえば、無線LANへの接続)を確立させた後、車両ECU500から送電ECU150へ送電要求が送られる。送電要求は、運転者の指示により送信されてもよいし、所定条件の成立により自動的に送信されてもよい。 First, the driver stops the vehicle 2 in the charging space of the charging facility 1. Then, at the stop position of vehicle 2, after establishing a communication connection (for example, connection to a wireless LAN) between vehicle ECU 500 and power transmission ECU 150, power transmission request is sent from vehicle ECU 500 to power transmission ECU 150. The power transmission request may be transmitted according to a driver's instruction, or may be automatically transmitted when a predetermined condition is satisfied.

この送電要求を送電ECU150が受信すると、送電ECU150と車両ECU500との間で充電情報(たとえば、充電設備1のスペックを示す情報)及び車両情報(たとえば、車両2のスペックを示す情報)の照合が行なわれる。この照合の結果に基づいて充電設備1で車両2を充電できるか否かが判断される。車両情報には、車両2の車種(又は、識別番号)、及び蓄電装置300の定格電圧等が含まれる。また、充電情報には、充電設備1の供給電力や最大出力電圧等が含まれる。車両2のスペックが充電設備1のスペックに対応している場合には、送電ECU150及び車両ECU500は、充電設備1で車両2を充電できる(充電可能)と判断して、以下に示す送電準備に進む。他方、車両2のスペックが充電設備1のスペックに対応していない場合(たとえば、蓄電装置300の定格電圧に対して充電設備1の最大出力電圧が高すぎる又は低すぎる場合)には、送電ECU150及び車両ECU500は、充電設備1で車両2を充電できない(充電不可)と判断して、充電処理を中止する。 When power transmission ECU 150 receives this power transmission request, verification of charging information (for example, information indicating the specifications of charging facility 1) and vehicle information (for example, information indicating the specifications of vehicle 2) is performed between power transmission ECU 150 and vehicle ECU 500. Done. Based on the result of this comparison, it is determined whether or not the charging facility 1 can charge the vehicle 2. The vehicle information includes the vehicle type (or identification number) of the vehicle 2, the rated voltage of the power storage device 300, and the like. In addition, the charging information includes the supply power of the charging facility 1, the maximum output voltage, and the like. If the specifications of the vehicle 2 correspond to the specifications of the charging facility 1, the power transmission ECU 150 and the vehicle ECU 500 determine that the vehicle 2 can be charged (chargeable) by the charging facility 1, and prepare for the power transmission described below. move on. On the other hand, when the specifications of vehicle 2 do not correspond to the specifications of charging facility 1 (for example, when the maximum output voltage of charging facility 1 is too high or too low with respect to the rated voltage of power storage device 300), power transmission ECU 150 The vehicle ECU 500 determines that the vehicle 2 cannot be charged by the charging facility 1 (cannot be charged), and stops the charging process.

上記照合により充電可能と判断されると、送電ECU150が送電準備を開始する。送電準備は、電力伝送システム10を送電可能な状態にするための処理である。たとえば、送電ユニット100と受電ユニット200との位置合わせが上記送電準備として行なわれる。また、充電設備1が複数の送電ユニットを含む場合には、いずれの送電ユニットに対して位置合わせが行なわれたかを特定するための処理(いわゆるペアリング)が上記送電準備として行なわれてもよい。位置合わせ及びペアリングの方法としては、種々の方法が公知であり、任意の方法を採用できる。 When it is determined by the above collation that the battery can be charged, the power transmission ECU 150 starts the power transmission preparation. The power transmission preparation is a process for making the power transmission system 10 ready for power transmission. For example, the power transmission unit 100 and the power reception unit 200 are aligned with each other as the power transmission preparation. In addition, when charging facility 1 includes a plurality of power transmission units, a process for specifying which power transmission unit has been aligned (so-called pairing) may be performed as the power transmission preparation. .. Various methods are known as a method for alignment and pairing, and any method can be adopted.

上記送電準備が完了すると、充電設備1の送電ECU150と車両2の車両ECU500との間で非接触の電力伝送が行なわれて、充電設備1から供給される電力によって車両2の蓄電装置300が充電される。 When the power transmission preparation is completed, non-contact power transmission is performed between power transmission ECU 150 of charging facility 1 and vehicle ECU 500 of vehicle 2, and power storage device 300 of vehicle 2 is charged by the power supplied from charging facility 1. To be done.

図10は、上記の照合及び送電準備が完了した後に車両ECU500により実行される充電制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、ステップS11〜S17、S21〜S23、S31〜S32(以下、単に「S11」〜「S17」、「S21」〜「S23」、「S31」〜「S32」と称する)を含む。 FIG. 10 is a flowchart showing a processing procedure of charging control executed by vehicle ECU 500 after the above-mentioned collation and power transmission preparation are completed. The processes shown in this flowchart are steps S11 to S17, S21 to S23, S31 to S32 (hereinafter, simply referred to as "S11" to "S17", "S21" to "S23", "S31" to "S32"). including.

図10を参照して、車両ECU500がイニシャライズを行なう(S11)。より具体的には、車両ECU500が、可変インダクタ204を制御して、受電インダクタンスL21をL(初期値)にする。また、車両ECU500は、記憶装置に記憶されているエラー情報を初期化する。初期においては、エラー情報は異常が生じていない旨を示している。 Referring to FIG. 10, vehicle ECU 500 performs initialization (S11). More specifically, vehicle ECU 500 controls variable inductor 204 to set power receiving inductance L 21 to L H (initial value). Further, vehicle ECU 500 initializes the error information stored in the storage device. Initially, the error information indicates that no abnormality has occurred.

次に、車両ECU500は、充電リレー400をON(閉)する(S12)。以下に示すS13、S21、S14、S15、S22、及びS16(以下、「ループ処理S13〜S16」と称する場合がある)は、充電開始前及び充電中(ただし、異常が生じた場合を除く)に繰り返し実行される。 Next, vehicle ECU 500 turns on (closes) charging relay 400 (S12). The following S13, S21, S14, S15, S22, and S16 (hereinafter, may be referred to as “loop processing S13 to S16”) are before charging and during charging (except when an abnormality occurs). Is repeatedly executed.

S13では、車両ECU500が、受電側において異常が生じているか否かを判断する。車両ECU500は、たとえば、受電ユニット200の各部の電圧及び電流(監視ユニット310により検出される受電ユニット200の出力電圧や、電流センサ283,284により検出される電流等)が所定の許容範囲内であるか否かを判断する。受電ユニット200の各部の電圧及び電流の少なくとも1つが許容範囲内ではない場合(たとえば、過電圧及び/又は過電流が生じている場合)には、受電側において異常が生じていると判断される。 In S13, vehicle ECU 500 determines whether or not an abnormality has occurred on the power receiving side. Vehicle ECU 500 determines, for example, that the voltage and current of each part of power reception unit 200 (the output voltage of power reception unit 200 detected by monitoring unit 310, the current detected by current sensors 283, 284, etc.) are within a predetermined allowable range. Determine if there is. When at least one of the voltage and the current of each part of the power receiving unit 200 is not within the allowable range (for example, when the overvoltage and/or the overcurrent is generated), it is determined that the abnormality occurs on the power receiving side.

なお、異常の有無の判断方法は任意である。たとえば、車両ECU500は、受電ユニット200の所定部位の温度、又は蓄電装置300の温度が過剰に高い場合に、受電側において異常が生じていると判断してもよい。 The method of determining whether there is an abnormality is arbitrary. For example, vehicle ECU 500 may determine that an abnormality occurs on the power receiving side when the temperature of a predetermined portion of power receiving unit 200 or the temperature of power storage device 300 is excessively high.

受電側において異常が生じていない場合(S13にてNO)には、処理がS21に進む。S21では、車両ECU500が、送電ユニット100からL21変更要求(後述する図12のステップS83参照)を受信したか否かを判断する。 If no abnormality has occurred on the power receiving side (NO in S13), the process proceeds to S21. In S21, vehicle ECU 500 determines whether or not an L 21 change request (see step S83 in FIG. 12 described later) is received from power transmission unit 100.

21変更要求は、インバータ120のターンON電流が大きいことを示す信号である。L21変更要求は、ターンON電流が大きい場合に送電ユニット100から車両2へ送信される。詳細は後述するが、L21変更要求は、送電ユニット100において所定の閾値Xを超えるターンON電流が検出された場合に、車両2に向けて送信される。車両2においては、通信装置600がL21変更要求を受信する。車両ECU500は、通信装置600からL21変更要求を受け取る。 The L 21 change request is a signal indicating that the turn-ON current of the inverter 120 is large. The L 21 change request is transmitted from the power transmission unit 100 to the vehicle 2 when the turn-ON current is large. Although details will be described later, the L 21 change request is transmitted toward the vehicle 2 when the power transmission unit 100 detects a turn-ON current exceeding a predetermined threshold value X T. In the vehicle 2, the communication device 600 receives the L 21 change request. The vehicle ECU 500 receives the L 21 change request from the communication device 600.

21変更要求を受信したと判断された場合(S21にてYES)には、車両ECU500が、S32においてL21をLからL(Lよりも小さい値)に変更し、L21の変更が完了した旨を示す信号(以下、「L21変更完了通知」と称する)を送電ユニット100へ送信する。その後、処理がS14に進む。他方、L21変更要求を受信していないと判断された場合(S21にてNO)には、S32の処理が行なわれることなく、処理がS14に進む。 When it is determined that it has received the L 21 change request (YES in S21), the vehicle ECU500 is, changes the L 21 from L H in S32 in L L (L less than H), the L 21 A signal indicating that the change is completed (hereinafter, referred to as “L 21 change completion notification”) is transmitted to the power transmission unit 100. Then, the process proceeds to S14. On the other hand, if it is determined that the L 21 change request has not been received (NO in S21), the process proceeds to S14 without performing the process of S32.

S14では、車両ECU500が、たとえば監視ユニット310により検出される蓄電装置300の状態に基づいて充電電力指令値Ps(以下、単に「Ps」と称する場合がある)を算出し、得られた算出値を記憶装置に保存する。より具体的には、車両ECU500は、蓄電装置300のSOCが満充電(100%)に近づくにつれて充電電力指令値Psを小さくする。なお、SOCの測定方法は任意であり、電流値積算(クーロンカウント)による手法や、開放電圧(OCV:Open Circuit Voltage)の推定による手法等を採用できる。 In S14, vehicle ECU 500 calculates charging power command value Ps (hereinafter sometimes simply referred to as "Ps") based on the state of power storage device 300 detected by monitoring unit 310, and the obtained calculated value is obtained. To the storage device. More specifically, vehicle ECU 500 decreases charging power command value Ps as SOC of power storage device 300 approaches full charge (100%). Note that the SOC measurement method is arbitrary, and a method using current value integration (Coulomb count), a method using open circuit voltage (OCV) estimation, or the like can be adopted.

S15では、車両ECU500が、たとえば監視ユニット310により検出される蓄電装置300の電流及び電圧に基づいて、受電ユニット200から蓄電装置300に供給される電力(以下、「実充電電力Pout」、又は単に「Pout」と称する)を検出し、得られた検出値を記憶装置に保存する。 In S15, vehicle ECU 500 causes power supplied from power reception unit 200 to power storage device 300 based on the current and voltage of power storage device 300 detected by monitoring unit 310 (hereinafter, “actual charging power P out ”, or (Hereinafter, simply referred to as “P out ”) is detected, and the obtained detection value is stored in the storage device.

S22では、車両ECU500が、通信装置600を制御して、送電ユニット100に向けて情報発信を行なう。通信装置600から所定の情報(たとえば、Ps及びPout)が送電ユニット100に向けて送信される。通信装置600から送信された情報は、送電ユニット100において通信装置160が受信する。 In S22, vehicle ECU 500 controls communication device 600 to transmit information to power transmission unit 100. Predetermined information (for example, Ps and P out ) is transmitted from the communication device 600 to the power transmission unit 100. The information transmitted from the communication device 600 is received by the communication device 160 in the power transmission unit 100.

S16では、車両ECU500が充電が完了したか否かを判断する。車両ECU500は、たとえば所定の完了条件が成立した場合に充電が完了したと判断する。完了条件は、たとえば、充電中に蓄電装置300のSOCが所定のSOC値以上になった場合に成立する。所定のSOC値は、車両ECU500等によって自動的に設定されてもよいし、ユーザによって設定されてもよい。 In S16, vehicle ECU 500 determines whether charging is completed. Vehicle ECU 500 determines that charging is completed, for example, when a predetermined completion condition is satisfied. The completion condition is satisfied, for example, when the SOC of power storage device 300 becomes equal to or higher than a predetermined SOC value during charging. The predetermined SOC value may be automatically set by vehicle ECU 500 or the like, or may be set by the user.

この実施の形態では、充電中に蓄電装置300のSOCが満充電(100%)になった場合に上記の完了条件が成立することとする。ただしこれに限られず、上記の完了条件は任意に設定することができる。たとえば、充電時間(充電を開始した時からの経過時間)が所定値よりも長くなった場合に完了条件が成立するようにしてもよい。また、充電中にユーザから充電停止の指示があった場合に完了条件が成立するようにしてもよい。 In this embodiment, the above completion condition is satisfied when the SOC of power storage device 300 is fully charged (100%) during charging. However, the present invention is not limited to this, and the above completion condition can be set arbitrarily. For example, the completion condition may be satisfied when the charging time (elapsed time from the start of charging) becomes longer than a predetermined value. Further, the completion condition may be established when the user gives an instruction to stop charging during charging.

充電が完了していない場合(S16にてNO)には、処理がS13へと戻る。S16で充電が完了した(S16にてYES)と判断されるか、又はS13で異常が生じている(S13にてYES)と判断されるまで、ループ処理S13〜S16が繰り返し実行される。 If charging is not completed (NO in S16), the process returns to S13. The loop processes S13 to S16 are repeatedly executed until it is determined in S16 that the charging is completed (YES in S16) or the abnormality is determined in S13 (YES in S13).

S13及びS16のいずれかでYESと判断された場合には、以下に説明する充電停止処理(S23及びS17)が行なわれる。ただし、S13でYESと判断された場合には、S31の処理後、充電の完了を待たずに強制的に充電停止処理(S23及びS17)が行なわれる。S31では、車両ECU500が、記憶装置に記憶されているエラー情報を更新する。これにより、エラー情報に、異常が生じた旨、及び異常の内容が書き込まれる。充電停止後にエラー情報を参照することで、その充電が正常に完了して停止したか、あるいは充電中に異常が生じて強制的に充電停止処理が行なわれたかを、知ることができる。 When YES is determined in any of S13 and S16, the charging stop process (S23 and S17) described below is performed. However, if YES is determined in S13, after the processing in S31, the charge stop processing (S23 and S17) is forcibly performed without waiting for the completion of charging. In S31, vehicle ECU 500 updates the error information stored in the storage device. As a result, the fact that an abnormality has occurred and the content of the abnormality are written in the error information. By referring to the error information after the charging is stopped, it is possible to know whether the charging is normally completed and stopped, or whether an abnormality occurs during charging and the charging is forcibly stopped.

S23では、車両ECU500が、通信装置600を制御して、送電ユニット100に向けて情報発信を行なう。通信装置600から所定の情報(たとえば、送電停止要求及びエラー情報)が送電ユニット100に向けて送信される。通信装置600から送信された情報は、送電ユニット100において通信装置160が受信する。 In S23, vehicle ECU 500 controls communication device 600 to transmit information to power transmission unit 100. Predetermined information (for example, power transmission stop request and error information) is transmitted from communication device 600 to power transmission unit 100. The information transmitted from the communication device 600 is received by the communication device 160 in the power transmission unit 100.

続けて、車両ECU500が、充電リレー400をOFF(開)する(S17)。これにより、蓄電装置300への電力供給路が遮断され、蓄電装置300への電力の供給(ひいては、蓄電装置300の充電)は行なわれなくなる。このS17をもって、図10の処理は終了する。 Subsequently, the vehicle ECU 500 turns off (opens) the charging relay 400 (S17). As a result, the power supply path to power storage device 300 is cut off, and power is not supplied to power storage device 300 (and thus power storage device 300 is not charged). With this S17, the processing of FIG. 10 ends.

図11は、前述の照合及び送電準備が完了した後に送電ECU150により実行される送電制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、ステップS51〜S58、S61、S62(以下、単に「S51」〜「S58」、「S61」、「S62」と称する)を含む。 FIG. 11 is a flowchart showing a processing procedure of power transmission control executed by the power transmission ECU 150 after the above-described collation and power transmission preparation are completed. The process shown in this flowchart includes steps S51 to S58, S61, and S62 (hereinafter, simply referred to as "S51" to "S58", "S61", and "S62").

図11を参照して、送電ECU150は、後述するS55,S56及び図12のS76で用いられるΔPsに0(初期値)を設定する(S51)。続けて、送電ECU150は、インバータ120の駆動信号における駆動周波数fとして所定の最小値を設定する(S52)。この実施の形態では、駆動周波数fの最小値を81.4kHzとする。 Referring to FIG. 11, power transmission ECU 150 sets 0 (initial value) to ΔPs used in S55 and S56 described later and S76 of FIG. 12 (S51). Subsequently, the power transmission ECU 150 sets a predetermined minimum value as the drive frequency f in the drive signal of the inverter 120 (S52). In this embodiment, the minimum value of the drive frequency f is 81.4 kHz.

次に、インバータ120の出力電圧のデューティを制御することによって、送電電力を調整する(S61)。図12は、このデューティ制御の処理手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、ステップS71〜S78、S80〜S84、S91、S92(以下、単に「S71」〜「S78」、「S80」〜「S84」、「S91」、「S92」と称する)を含む。 Next, the transmission power is adjusted by controlling the duty of the output voltage of the inverter 120 (S61). FIG. 12 is a flowchart showing the processing procedure of this duty control. The processes shown in this flowchart are steps S71 to S78, S80 to S84, S91, and S92 (hereinafter, simply referred to as "S71" to "S78", "S80" to "S84", "S91", and "S92"). including.

図12を参照して、送電ECU150が、インバータ120の駆動信号における出力電圧のデューティD(以下、単に「デューティD」とも称する)として所定の最小値を設定する(S71)。この実施の形態では、デューティDの最小値を0とする。 Referring to FIG. 12, power transmission ECU 150 sets a predetermined minimum value as duty D (hereinafter, also simply referred to as “duty D”) of the output voltage in the drive signal of inverter 120 (S71). In this embodiment, the minimum value of the duty D is 0.

次に、送電ECU150が、車両2から送電停止要求(図10のS23)を受信したか否かを判断する(S72)。そして、送電停止要求を受信していないと判断された場合(S72にてNO)には、送電ECU150が、送電側において異常が生じているか否かを判断する(S73)。S73における異常の有無の判断方法は任意である。たとえば、送電ECU150は、送電ユニット100の所定部位の温度が過剰に高い場合に、送電側において異常が生じていると判断してもよい。 Next, the power transmission ECU 150 determines whether or not a power transmission stop request (S23 in FIG. 10) has been received from the vehicle 2 (S72). When it is determined that the power transmission stop request has not been received (NO in S72), power transmission ECU 150 determines whether or not an abnormality has occurred on the power transmission side (S73). The method of determining whether there is an abnormality in S73 is arbitrary. For example, power transmission ECU 150 may determine that an abnormality has occurred on the power transmission side when the temperature of a predetermined portion of power transmission unit 100 is excessively high.

送電側において異常が生じていない場合(S73にてNO)には、送電ECU150は、インバータ120及びAC/DCコンバータ130を駆動して、1次コイル101から2次コイル201への送電を実行する(S74)。AC/DCコンバータ130は、たとえばインバータ120の入力電圧(直流電圧)の大きさが一定になるように制御される。インバータ120の駆動信号に関しては、駆動周波数f及び出力電圧のデューティDを、図11のS52又はS53及び図12のS71又はS77で設定された値とする。駆動周波数fとしては、最初は図11のS52で設定された最小値を使用するが、後述する図11のS53の処理が行なわれた場合には、S53で設定された値を使用する。また、出力電圧のデューティDは、最初はS71で設定された最小値になるが、後述するS77の処理が実行されるたびに所定量ずつ増加する。 When there is no abnormality on the power transmission side (NO in S73), power transmission ECU 150 drives inverter 120 and AC/DC converter 130 to execute power transmission from primary coil 101 to secondary coil 201. (S74). AC/DC converter 130 is controlled such that the input voltage (DC voltage) of inverter 120 is constant, for example. Regarding the drive signal of the inverter 120, the drive frequency f and the duty D of the output voltage are set to the values set in S52 or S53 of FIG. 11 and S71 or S77 of FIG. As the drive frequency f, the minimum value set in S52 of FIG. 11 is used initially, but the value set in S53 is used when the process of S53 of FIG. 11 described later is performed. Further, the duty D of the output voltage initially has the minimum value set in S71, but increases by a predetermined amount each time the process of S77 described below is executed.

S75では、送電ECU150が、送電ユニット100の各部の電流(たとえば、電流センサ182〜184により検出される電流)が所定の許容範囲内であるか否かを判断する。送電ユニット100の各部の電流の少なくとも1つが許容範囲内ではない場合(たとえば、過電流が生じている場合)には、S75においてNOと判断され、送電ユニット100の各部の電流の全てが許容範囲内である場合には、S75においてYESと判断される。 In S75, power transmission ECU 150 determines whether or not the current of each part of power transmission unit 100 (for example, the current detected by current sensors 182 to 184) is within a predetermined allowable range. When at least one of the currents of each part of the power transmission unit 100 is not within the allowable range (for example, when an overcurrent occurs), NO is determined in S75, and all the currents of each part of the power transmission unit 100 are within the allowable range. If it is within the range, YES is determined in S75.

S75においてNOと判断された場合には、駆動周波数fが整合していない可能性が高いため、処理がメインルーチン(図11の処理)へと戻され、現在の駆動周波数fでのデューティ制御は終了する。処理は図11のS53に進む。 If NO is determined in S75, it is highly likely that the drive frequency f does not match, so the process is returned to the main routine (process in FIG. 11), and the duty control at the current drive frequency f is performed. finish. The process proceeds to S53 in FIG.

S75においてYESと判断された場合には、送電ECU150が、S80において、インバータ120の出力電圧の立上りタイミングであるか否かを判断する。そして、インバータ120の出力電圧の立上りタイミングである場合(S80にてYES)には、送電ECU150は、S81において、電流センサ183により検出されるインバータ120の出力電流(すなわち、ターンON電流)が所定の閾値X(たとえば、0A)を超えるか否かを判断する。S81でYESと判断されることは、ターンON電流が大きいことを意味する。この実施の形態では、結合係数が所定値未満である場合にのみターンON電流がXを超える(前述した図6〜図8参照)。 If YES is determined in S75, power transmission ECU 150 determines in S80 whether it is the rising timing of the output voltage of inverter 120. Then, if it is the rising timing of the output voltage of inverter 120 (YES in S80), power transmission ECU 150 determines in S81 that the output current of inverter 120 detected by current sensor 183 (that is, the turn-ON current) is predetermined. Threshold value X T (for example, 0 A) is determined. The determination of YES in S81 means that the turn-ON current is large. In this embodiment, the coupling coefficient is turned ON current only if it is less than the predetermined value is greater than X T (see FIGS. 6 to 8 described above).

ターンON電流が大きい場合(S81にてYES)には、S82において、送電ECU150が、インバータ120及びAC/DCコンバータ130を停止状態(非駆動状態)にして送電を停止させる。続けて、S83において、送電ECU150が、L21の変更を要求する信号(L21変更要求)を車両2へ送信する。ターンON電流が大きい場合(S81にてYES)にのみ車両2へL21変更要求が送信される。このため、車両ECU500にとって、L21変更要求は、L21の変更を要求する信号であるとともに、ターンON電流が大きいことを示す信号でもある。この実施の形態に係るL21変更要求は、本開示に係る「インバータ情報」の一例に相当する。 When the turn-ON current is large (YES in S81), power transmission ECU 150 sets inverter 120 and AC/DC converter 130 in a stopped state (non-driven state) to stop power transmission in S82. Subsequently, in S83, the power transmission ECU150 sends a signal requesting a change of L 21 a (L 21 change request) to the vehicle 2. Only when the turn-ON current is large (YES in S81), the L 21 change request is transmitted to vehicle 2. Therefore, for the vehicle ECU 500, the L 21 change request is a signal requesting the change of L 21 and also a signal indicating that the turn-ON current is large. The L 21 change request according to this embodiment corresponds to an example of “inverter information” according to the present disclosure.

車両ECU500は、L21変更要求を受信すると、受電インダクタンスL21をLからLに変更し、L21変更完了通知を送電ユニット100へ送信する(図10のS32参照)。受電ユニット200においてL21がLに変更されることで、ターンON電流が小さくなる(前述した図9参照)。 When the vehicle ECU 500 receives the L 21 change request, the vehicle ECU 500 changes the power receiving inductance L 21 from L H to L L and transmits an L 21 change completion notification to the power transmission unit 100 (see S32 in FIG. 10 ). By changing L 21 to L L in the power receiving unit 200, the turn-ON current becomes small (see FIG. 9 described above).

21変更要求の送信後、送電ECU150は、車両2からのL21変更完了通知を待ち、L21変更完了通知を受信すると、S84において、インバータ120及びAC/DCコンバータ130を駆動して、1次コイル101から2次コイル201への送電を再開する。その後、処理はS72へと戻される。 After transmission of the L 21 change request transmission ECU150 waits for L 21 change completion notification from the vehicle 2 receives the L 21 change completion notification, in S84, by driving the inverter 120 and AC / DC converter 130, 1 Power transmission from the secondary coil 101 to the secondary coil 201 is restarted. Then, the process is returned to S72.

S80においてインバータ120の出力電圧の立上りタイミングでない(NO)と判断された場合、及びS81においてターンON電流がX以下である(NO)と判断された場合には、処理がS76に進む。S76では、送電ECU150が、充電電力指令値Psと実充電電力Poutとの偏差が十分小さいか否かを判断する。 If it is determined not to be the rising timing of the output voltage of the inverter 120 (NO) at S80, and when the turn ON current is determined to be less than X T (NO) at S81, the process proceeds to S76. In S76, power transmission ECU 150 determines whether or not the deviation between charging power command value Ps and actual charging power P out is sufficiently small.

充電電力指令値Psは、車両ECU500において生成され(図10のS14参照)、車両2から送電ユニット100へ送信される(図10のS22参照)。ΔPsが0(初期値)である場合(図11のS51参照)には、送電ECU150は、S76において、車両2から受信した値をそのまま充電電力指令値Psとして使用する。一方、後述する図11のS55の処理が行なわれた場合には、ΔPsが0よりも大きい値になり、ΔPsによって充電電力指令値Psが補正される。この場合、送電ECU150は、車両2から受信した値からΔPsを減算した値を、S76において充電電力指令値Psとして使用する。 Charging power command value Ps is generated in vehicle ECU 500 (see S14 in FIG. 10) and transmitted from vehicle 2 to power transmission unit 100 (see S22 in FIG. 10). When ΔPs is 0 (initial value) (see S51 in FIG. 11 ), power transmission ECU 150 directly uses the value received from vehicle 2 as charging power command value Ps in S76. On the other hand, when the process of S55 of FIG. 11 described later is performed, ΔPs becomes a value larger than 0, and ΔPs corrects the charging power command value Ps. In this case, power transmission ECU 150 uses a value obtained by subtracting ΔPs from the value received from vehicle 2 as charging power command value Ps in S76.

実充電電力Poutは、車両ECU500において生成され(図10のS15参照)、車両2から送電ユニット100へ送信される(図10のS22参照)。送電ECU150は、S76において、車両2から受信した値をそのまま実充電電力Poutとして使用する。 Actual charging power P out is generated in vehicle ECU 500 (see S15 in FIG. 10) and transmitted from vehicle 2 to power transmission unit 100 (see S22 in FIG. 10). In S76, power transmission ECU 150 uses the value received from vehicle 2 as it is as actual charging power P out .

S76では、上記Ps及びPoutを用いて、PsとPoutとの偏差が算出され、その偏差が十分小さいか否かが判断される。偏差は、2つの値のずれ(相違の度合い)を示すパラメータである。偏差としては、差又は比率等を採用できる。差(絶対値)が大きいほど偏差が大きいことになる。また、比率が1に近いほど偏差が小さいことになる。この実施の形態では、S76において、PsとPoutとの差(|Ps−Pout|)が所定の閾値Th1(以下、単に「Th1」とも称する)以下であるか否かを、送電ECU150が判断する。 In S76, by using the Ps and P out, the calculated deviation between Ps and P out, whether the deviation is sufficiently small or not. The deviation is a parameter indicating a deviation (degree of difference) between two values. As the deviation, a difference or a ratio can be adopted. The larger the difference (absolute value), the larger the deviation. Further, the closer the ratio is to 1, the smaller the deviation. In this embodiment, in S76, the power transmission ECU 150 determines whether or not the difference between Ps and P out (|Ps−P out |) is less than or equal to a predetermined threshold Th1 (hereinafter, also simply referred to as “Th1”). to decide.

S76でNOと判断された場合(|Ps−Pout|がTh1よりも大きい場合)には、送電ECU150が、インバータ120の駆動信号における出力電圧のデューティDを現在値よりも単位操作量ΔDだけ増加させる(S77)。続けて、送電ECU150は、デューティDが所定の閾値Th2(以下、単に「Th2」とも称する)以下であるか否かを判断する(S78)。Th2は、デューティDの最大値に相当する。この実施の形態では、Th2(デューティDの最大値)を0.5とする。S77の処理によってもデューティDがTh2よりも大きくならない場合(S78にてYES)には、処理はS72へと戻される。 If it is determined NO in S76 in (| | Ps-P out is larger than Th1), the transmission ECU150 is a unit operation amount than the current value of the duty D of the output voltage in the drive signal of the inverter 120 [Delta] D only Increase (S77). Subsequently, the power transmission ECU 150 determines whether the duty D is equal to or less than a predetermined threshold Th2 (hereinafter, also simply referred to as “Th2”) (S78). Th2 corresponds to the maximum value of the duty D. In this embodiment, Th2 (maximum value of duty D) is set to 0.5. If duty D does not become larger than Th2 even after the process of S77 (YES at S78), the process returns to S72.

また、上記S76においてYESと判断された場合にも、処理はS72へと戻される。S76でYESと判断されることは、デューティDの最小値から最大値までの範囲(0.0〜0.5)に、|Ps−Pout|がTh1以下になるデューティDが存在することを意味する。送電中にPsとPoutとの偏差が十分小さくなるようにデューティDが調整されると、安定して送電が行なわれるようになる。デューティDの調整後に同じ条件で送電を継続していれば、基本的には、PsとPoutとの偏差は小さいまま維持され、過電流も生じない。このため、S76でYESと判断された場合には、車両2から送電停止要求を受信する(S72にてYES)か、又はS73で異常が生じていると判断される(S73にてYES)まで、S72〜S76が繰り返し実行され、安定した送電が継続される。 Also, when YES is determined in S76, the process is returned to S72. The determination of YES in S76 means that the duty D at which |Ps−P out | is Th1 or less exists in the range (0.0 to 0.5) from the minimum value to the maximum value of the duty D. means. If the duty D so that the deviation between the Ps and P out during the transmission is sufficiently small is adjusted, so that stable transmission is performed. If continued transmission under the same conditions after the adjustment of the duty D, and basically, the deviation between the Ps and P out is kept small, it does not occur overcurrent. Therefore, if YES is determined in S76, the power transmission stop request is received from vehicle 2 (YES in S72) or until it is determined that an abnormality has occurred in S73 (YES in S73). , S72 to S76 are repeatedly executed, and stable power transmission is continued.

また、上記S78においてNOと判断されること(デューティDがTh2よりも大きくなること)は、デューティDの最小値から最大値までの範囲(0.0〜0.5)に、|Ps−Pout|がTh1以下になるデューティDが存在しないことを意味する。S78でNOと判断された場合には、処理がメインルーチン(図11の処理)へと戻され、現在の駆動周波数fでのデューティ制御は終了する。処理は図11のS53に進む。 Further, if NO is determined in S78 (the duty D is larger than Th2), it means that |Ps−P is in the range (0.0 to 0.5) from the minimum value to the maximum value of the duty D. It means that there is no duty D in which out | becomes Th1 or less. If NO is determined in S78, the process is returned to the main routine (the process of FIG. 11), and the duty control at the current drive frequency f ends. The process proceeds to S53 in FIG.

S72及びS73のいずれかでYESと判断された場合には、以下に説明する送電停止処理(S91及びS92)が行なわれる。 When YES is determined in any of S72 and S73, power transmission stop processing (S91 and S92) described below is performed.

S91では、送電ECU150が、インバータ120及びAC/DCコンバータ130を停止状態(非駆動状態)にして送電を停止させる。S92では、送電ECU150が、通信装置160を制御して、車両2に向けて情報発信を行なう。通信装置160から所定の情報(たとえば、送電停止が完了したことを示す送電停止通知等)が車両2に向けて送信される。異常発生(S73にてYES)により送電が停止した場合には、異常が生じたことを示す異常発生通知を、通信装置160から車両2へ送信してもよい。通信装置160から送信された情報は、車両2において通信装置600が受信する。このS92をもって、図12の処理だけでなく図11の処理(送電ECU150による送電制御)が終了する。 In S91, the power transmission ECU 150 sets the inverter 120 and the AC/DC converter 130 to a stopped state (non-driving state) to stop power transmission. In S92, power transmission ECU 150 controls communication device 160 to transmit information to vehicle 2. Predetermined information (for example, a power transmission stop notification indicating completion of power transmission stop) is transmitted from communication device 160 to vehicle 2. When the power transmission is stopped due to the occurrence of an abnormality (YES in S73), an abnormality occurrence notification indicating that an abnormality has occurred may be transmitted from communication device 160 to vehicle 2. The information transmitted from the communication device 160 is received by the communication device 600 in the vehicle 2. With this S92, not only the processing of FIG. 12 but also the processing of FIG. 11 (power transmission control by the power transmission ECU 150) ends.

再び図11を参照して、図12のS75及びS78のいずれかでNOと判断された場合には、処理がS53に進む。S53では、送電ECU150が、インバータ120の駆動信号における駆動周波数fを現在値よりも単位操作量Δfだけ増加させる。続けて、送電ECU150は、駆動周波数fが所定の閾値Th3(以下、単に「Th3」とも称する)未満であるか否かを判断する(S54)。この実施の形態では、Th3(駆動周波数fの上限値)を90.0kHzとする。S53の処理によっても駆動周波数fがTh3以上にならない場合(S54にてYES)には、その駆動周波数fで前述のデューティ制御(図12の処理)が実行される(S62)。 Referring to FIG. 11 again, if NO in either S75 or S78 of FIG. 12, the process proceeds to S53. In S53, power transmission ECU 150 increases drive frequency f in the drive signal of inverter 120 by the unit operation amount Δf from the current value. Subsequently, the power transmission ECU 150 determines whether the drive frequency f is less than a predetermined threshold Th3 (hereinafter, also simply referred to as “Th3”) (S54). In this embodiment, Th3 (upper limit value of drive frequency f) is set to 90.0 kHz. If the drive frequency f does not exceed Th3 or higher even after the process of S53 (YES in S54), the above-described duty control (process of FIG. 12) is executed at the drive frequency f (S62).

S54でNOと判断されること(駆動周波数fがTh3以上になること)は、駆動周波数fを変更しながらデューティ制御(デューティの調整範囲:0.0〜0.5)を行なったときに、駆動周波数fの調整範囲(81.4kHz〜90.0kHz)に、|Ps−Pout|がTh1以下になる駆動周波数fが存在しないことを意味する(図12のS76参照)。S54でNOと判断された場合には、処理がS55に進む。 The determination of NO in S54 (the drive frequency f becomes Th3 or more) means that the duty control (duty adjustment range: 0.0 to 0.5) is performed while changing the drive frequency f. This means that there is no drive frequency f at which |Ps−P out | becomes Th1 or less within the adjustment range (81.4 kHz to 90.0 kHz) of the drive frequency f (see S76 in FIG. 12). If NO is determined in S54, the process proceeds to S55.

S55では、送電ECU150が、充電電力指令値Psの補正量(より特定的には、減少量)を示すΔPsを現在値よりも単位操作量だけ増加させることによって、充電電力指令値Psを減少させる。ΔPsは、図12の処理において使用される。図12のS76において、車両2から受信した充電電力指令値PsがΔPsによって減算補正(Ps−ΔPs)される。ΔPsが大きいほど、補正後のPsは小さくなる。S55の処理が実行されるたびにΔPsは単位操作量ずつ大きくなる。単位操作量は任意に設定できる。 In S55, the power transmission ECU 150 decreases the charging power command value Ps by increasing ΔPs indicating the correction amount (more specifically, the decrease amount) of the charging power command value Ps by a unit operation amount from the current value. .. ΔPs is used in the process of FIG. In S76 of FIG. 12, the charging power command value Ps received from the vehicle 2 is subtracted and corrected (Ps−ΔPs) by ΔPs. The larger ΔPs is, the smaller Ps after correction becomes. Each time the process of S55 is executed, ΔPs increases by the unit operation amount. The unit operation amount can be set arbitrarily.

続けて、送電ECU150は、ΔPsが所定の閾値Th4(以下、単に「Th4」とも称する)以上であるか否かを判断する(S56)。S55の処理によってもΔPsがTh4以上にならない場合(S56にてNO)には、処理はS52へと戻される。そして、S55の処理により減少する充電電力指令値Psについて、駆動周波数f及びデューティDの調整を再度行なう。 Subsequently, power transmission ECU 150 determines whether or not ΔPs is equal to or greater than a predetermined threshold value Th4 (hereinafter also simply referred to as “Th4”) (S56). If ΔPs does not become Th4 or more even after the process of S55 (NO in S56), the process returns to S52. Then, the drive frequency f and the duty D are adjusted again for the charging power command value Ps that is decreased by the process of S55.

S56でYESと判断されること(ΔPsがTh4以上になること)は、ΔPsの調整範囲(0〜Th4)で充電電力指令値Psを減少しても、|Ps−Pout|がTh1以下にならなかったことを意味する(図12のS76参照)。S56でYESと判断された場合には、送電停止処理(S57及びS58)が行なわれる。S57及びS58は、前述した図12のS91及びS92に準ずる処理である。すなわち、S57では、送電ECU150が、インバータ120及びAC/DCコンバータ130を停止状態(非駆動状態)にして送電を停止させる。S58では、送電ECU150が、通信装置160を制御して、車両2に向けて情報発信を行なう。このS58をもって、図11の処理(送電ECU150による送電制御)は終了する。 If YES is determined in S56 (ΔPs becomes Th4 or more), |Ps−P out | becomes Th1 or less even if the charging power command value Ps is decreased in the adjustment range (0 to Th4) of ΔPs. It means that it did not happen (see S76 in FIG. 12). If YES is determined in S56, power transmission stop processing (S57 and S58) is performed. S57 and S58 are processes according to S91 and S92 of FIG. 12 described above. That is, in S57, the power transmission ECU 150 sets the inverter 120 and the AC/DC converter 130 in a stopped state (non-driving state) to stop power transmission. In S58, power transmission ECU 150 controls communication device 160 to transmit information to vehicle 2. With this S58, the processing of FIG. 11 (power transmission control by the power transmission ECU 150) ends.

以上説明したように、この実施の形態に係る電力伝送システム10は、送電ユニット100のLC共振回路R1から車両2のLC共振回路R2へ非接触で電力を伝送するように構成される。 As described above, the power transmission system 10 according to this embodiment is configured to transmit power from the LC resonance circuit R1 of the power transmission unit 100 to the LC resonance circuit R2 of the vehicle 2 in a contactless manner.

送電ユニット100は、LC共振回路R1と、直流電力を交流電力に変換してLC共振回路R1へ出力するインバータ120と、インバータ120のターンON電流の大きさを示すインバータ情報(たとえば、図12のS83で送信されるL21変更要求)を車両2へ送信する第1通信装置(たとえば、通信装置160及び送電ECU150)とを備える。送電ECU150は、通信装置160を通じてインバータ情報を車両2へ送信する。 The power transmission unit 100 includes an LC resonance circuit R1, an inverter 120 that converts DC power into AC power and outputs the AC power to the LC resonance circuit R1, and inverter information that indicates the magnitude of the turn-ON current of the inverter 120 (for example, in FIG. A first communication device (for example, communication device 160 and power transmission ECU 150) that transmits the L 21 change request transmitted in S83 to vehicle 2. The power transmission ECU 150 transmits the inverter information to the vehicle 2 via the communication device 160.

車両2は、LC共振回路R2と、LC共振回路R2により非接触で受電される交流電力を直流電力に変換する整流回路206と、LC共振回路R2と整流回路206との間のインダクタンス(受電インダクタンスL21)を変更可能に構成されるフィルタ回路F2と、フィルタ回路F2を制御する車両ECU500と、送電ユニット100からインバータ情報を受信する通信装置600とを備える。フィルタ回路F2は可変インダクタ204を含み、車両ECU500は可変インダクタ204を制御するように構成される。通信装置600がL21変更要求を受信したか否かは、図10のS21で判断される。 The vehicle 2 includes an LC resonance circuit R2, a rectification circuit 206 that converts AC power received by the LC resonance circuit R2 in a contactless manner into DC power, and an inductance (power reception inductance) between the LC resonance circuit R2 and the rectification circuit 206. comprising L 21) and configured to be able to change the filter circuit F2 and the vehicle ECU500 to control the filter circuit F2, and a communication device 600 that receives inverter information from the power transmitting unit 100. The filter circuit F2 includes the variable inductor 204, and the vehicle ECU 500 is configured to control the variable inductor 204. Whether the communication device 600 receives the L 21 change request is determined in S21 of FIG.

車両ECU500は、上記のインバータ情報によって示されるターンON電流が大きいほど、可変インダクタ204によって受電インダクタンスL21を小さくするように構成される。より具体的には、車両ECU500は、図10のS21においてL21変更要求を受信した(すなわち、ターンON電流が大きい)と判断された場合(S21にてYES)には、S32においてL21をLからL(Lよりも小さい値)に切り替える。 The vehicle ECU 500 is configured such that the larger the turn-ON current indicated by the above inverter information, the smaller the power receiving inductance L 21 by the variable inductor 204. More specifically, the vehicle ECU500 has received the L 21 change request in S21 in FIG. 10 (i.e., turn ON current is large) if it is determined that (YES in S21), the the L 21 in S32 Switch from L H to L L (value smaller than L H ).

上記のように、ターンON電流が大きくなるほど受電インダクタンスL21を小さくすることで、INV位相差を小さくことができる。INV位相差が小さくなることで、ターンON電流も小さくなる。受電ユニット200が送電ユニット100から電力を非接触で受電するときに、車両ECU500が可変インダクタ204を制御して受電インダクタンスL21を調整することによって、送電ユニット100におけるインバータ120のターンON電流を抑制することができる。 As described above, by reducing the extent receiving inductance L 21 turns ON current increases, it is possible reduce the INV phase difference. As the INV phase difference decreases, the turn-ON current also decreases. When the power receiving unit 200 receives power from the power transmitting unit 100 in a contactless manner, the vehicle ECU 500 controls the variable inductor 204 to adjust the power receiving inductance L 21 to suppress the turn-on current of the inverter 120 in the power transmitting unit 100. can do.

この実施の形態に係る電力伝送システム10では、充電設備1の構成ではなく車両2の構成(より特定的には、可変インダクタ204)において回路定数を調整している。一般に、充電設備よりも車両のほうが構成の変更(ハードウェア構成の変更)が容易であるため、充電設備におけるインバータのターンON電流を抑制する手法として上記実施の形態に係る手法を提供することは有益である。 In the power transmission system 10 according to this embodiment, the circuit constant is adjusted not in the configuration of the charging facility 1 but in the configuration of the vehicle 2 (more specifically, the variable inductor 204). In general, a vehicle is easier to change its configuration (change of hardware configuration) than a charging facility. Therefore, it is possible to provide the method according to the above-described embodiment as a method of suppressing the turn-on current of the inverter in the charging facility. Be beneficial.

車両ECU500は、インバータ120のターンON電流の大きさを判断するための閾値を複数用いて、ターンON電流の大きさに応じて多段的に受電インダクタンスL21の切替えを行なうように構成されてもよい。また、車両ECU500は、リアルタイムでインバータ120のターンON電流の変化に受電インダクタンスL21を追従させるように受電インダクタンスL21を連続的に調整するように構成されてもよい。 The vehicle ECU 500 may be configured to switch the power receiving inductance L 21 in multiple stages according to the magnitude of the turn-on current, using a plurality of thresholds for determining the magnitude of the turn-on current of the inverter 120. Good. The vehicle ECU500 may be configured to adjust the power receiving inductance L 21 continuously so as to follow the turn ON power receiving inductance L 21 with a change in the current of the inverter 120 in real time.

電力伝送システム10の回路構成は、図2に示した構成に限られない。たとえば、LC共振回路R1及びR2は、図2に示した直列共振回路に限られない。LC共振回路R1及びR2の少なくとも一方は、コイル及びキャパシタが並列に接続されて構成されてもよい。また、受電ユニット200のLCフィルタは、図2に示したπ型のLCフィルタに限られず、他のタイプのLCフィルタ(たとえば、図2に示すキャパシタ205を割愛したL型のLCフィルタ)であってもよい。さらに、受電ユニット200のLCフィルタを構成する可変インダクタ204の位置を変更してもよい。図13は、電力伝送システム10の回路構成の変形例を示す図である。図13を参照して、この例では、可変インダクタ204が、電力線PL2ではなく電力線PL1に設けられている。 The circuit configuration of the power transmission system 10 is not limited to the configuration shown in FIG. For example, the LC resonance circuits R1 and R2 are not limited to the series resonance circuit shown in FIG. At least one of the LC resonance circuits R1 and R2 may be configured by connecting a coil and a capacitor in parallel. The LC filter of the power receiving unit 200 is not limited to the π-type LC filter shown in FIG. 2, but may be another type of LC filter (for example, an L-type LC filter in which the capacitor 205 shown in FIG. 2 is omitted). May be. Furthermore, the position of the variable inductor 204 that constitutes the LC filter of the power receiving unit 200 may be changed. FIG. 13 is a diagram showing a modified example of the circuit configuration of the power transmission system 10. Referring to FIG. 13, in this example, variable inductor 204 is provided not on power line PL2 but on power line PL1.

受電インダクタンスL21を変更可能に構成されるインダクタンス調整回路は、フィルタ回路F2に限られない。可変インダクタ204の代わりに、図14及び図15に示されるインダクタンス可変回路204A及び204Bを採用してもよい。図14は、インダクタンス調整回路の第1の変形例を示す図である。図15は、インダクタンス調整回路の第2の変形例を示す図である。 Changeable configured inductance adjusting circuit receiving the inductance L 21 is not limited to the filter circuit F2. Instead of the variable inductor 204, the variable inductance circuits 204A and 204B shown in FIGS. 14 and 15 may be adopted. FIG. 14 is a diagram showing a first modification of the inductance adjusting circuit. FIG. 15 is a diagram showing a second modification of the inductance adjusting circuit.

図14を参照して、インダクタンス可変回路204Aは、2次コイル201(図2参照)に直列に接続される素子として、コイル211と、コイル211に並列に接続されるコイル212及びスイッチ213とを含んで構成される。コイル212及びスイッチ213は、互いに直列に接続されている。スイッチ213の状態(ON/OFF)によってインダクタンス可変回路204Aのインダクタンスは変わる。より具体的には、コイル211、212のインダクタンスをそれぞれL211、L212と表すと、スイッチ213がOFFであるときのインダクタンス可変回路204Aのインダクタンスは「L211」となり、スイッチ213がONであるときのインダクタンス可変回路204Aのインダクタンスは「L211×L212/(L211+L212)」となる。 Referring to FIG. 14, the variable inductance circuit 204A includes a coil 211, a coil 212 and a switch 213 connected in parallel to the coil 211, as elements connected in series to the secondary coil 201 (see FIG. 2). It is configured to include. The coil 212 and the switch 213 are connected in series with each other. The inductance of the variable inductance circuit 204A changes depending on the state (ON/OFF) of the switch 213. More specifically, when the inductances of the coils 211 and 212 are expressed as L 211 and L 212 , respectively, the inductance of the inductance variable circuit 204A when the switch 213 is OFF is “L 211 ”and the switch 213 is ON. At this time, the inductance of the inductance variable circuit 204A is “L 211 ×L 212 /(L 211 +L 212 )”.

図15を参照して、インダクタンス可変回路204Bは、2次コイル201(図2参照)に直列に接続される素子として、コイル221,222と、コイル222に並列に接続されるスイッチ223とを含んで構成される。コイル221及び222は、互いに直列に接続されている。スイッチ223の状態(ON/OFF)によってインダクタンス可変回路204Bのインダクタンスは変わる。より具体的には、コイル221、222のインダクタンスをそれぞれL221、L222と表すと、スイッチ223がOFFであるときのインダクタンス可変回路204Bのインダクタンスは「L221+L222」となり、スイッチ223がONであるときのインダクタンス可変回路204Bのインダクタンスは「L221」となる。 Referring to FIG. 15, the variable inductance circuit 204B includes coils 221, 222 and a switch 223 connected in parallel with the coil 222 as elements connected in series to the secondary coil 201 (see FIG. 2). Composed of. The coils 221 and 222 are connected to each other in series. The inductance of the variable inductance circuit 204B changes depending on the state (ON/OFF) of the switch 223. More specifically, when the inductances of the coils 221 and 222 are expressed as L 221 and L 222 , respectively, the inductance of the inductance variable circuit 204B when the switch 223 is OFF is “L 221 +L 222 ”and the switch 223 is ON. The inductance of the variable inductance circuit 204B is “L 221 ”.

図10〜図12の処理では、送電を停止させてから受電インダクタンスL21を変更し、変更後に送電を再開するため、上記スイッチ213,223(図14及び図15)として、応答速度の速い半導体リレーを必要とせず、半導体リレーに比べて低コストで入手しやすいメカニカルリレーを使用できる。ただし、各スイッチの種類はメカニカルリレーに限定されない。メカニカルリレーに代えて半導体リレーを採用してもよい。 In the processes of FIGS. 10 to 12, the power reception inductance L 21 is changed after the power transmission is stopped, and the power transmission is restarted after the change. A mechanical relay that does not require a relay and is easily available at a lower cost than a semiconductor relay can be used. However, the type of each switch is not limited to the mechanical relay. A semiconductor relay may be adopted instead of the mechanical relay.

図10〜図12の処理は、送受電制御の一例であり、これに限られない。たとえば、インバータ120の駆動周波数の極値探索(電力損失が最小になる周波数の探索)を行なってから、探索された周波数(極値)においてインバータ120の出力電圧のデューティを最適値に調整してもよい。 The processing of FIGS. 10 to 12 is an example of power transmission/reception control and is not limited to this. For example, an extreme value search of the drive frequency of the inverter 120 (search for a frequency at which the power loss is minimized) is performed, and then the duty of the output voltage of the inverter 120 is adjusted to an optimum value at the searched frequency (extreme value). Good.

非接触受電装置が適用される対象は、車両に限られず任意である。非接触受電装置の適用対象は、たとえば、他の乗り物(船、飛行機等)であってもよいし、無人の移動体(無人搬送車(AGV)、農業機械、ドローン等)であってもよいし、携帯機器(スマートフォン、ウェアラブルデバイス等)であってもよいし、建物(住宅、工場等)であってもよい。 The target to which the non-contact power receiving device is applied is not limited to the vehicle and is arbitrary. The application target of the non-contact power receiving device may be, for example, another vehicle (ship, airplane, etc.) or an unmanned moving body (automatic guided vehicle (AGV), agricultural machine, drone, etc.). However, it may be a mobile device (smartphone, wearable device, etc.) or a building (house, factory, etc.).

非接触受電装置から電力が供給される対象装置は、蓄電装置に限られず、任意の電気負荷(車載機器、家庭用電気機器等)であってもよい。 The target device to which the power is supplied from the non-contact power receiving device is not limited to the power storage device, and may be any electric load (vehicle-mounted device, household electric device, etc.).

上記の各変形例は、その全部又は一部を組み合わせて実施してもよい。
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。本発明の範囲は、上記した実施の形態の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及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。
Each of the above modifications may be implemented in whole or in combination.
It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplifications in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

1 充電設備、2 車両、10 電力伝送システム、100 送電ユニット、101 1次コイル、102,103,202,203,205,207 キャパシタ、104,211,212,221,222 コイル、120 インバータ、130 AC/DCコンバータ、150 送電ECU、160,600 通信装置、181 電圧センサ、182,183,184,283,284 電流センサ、200 受電ユニット、201 2次コイル、204 可変インダクタ、204A,204B インダクタンス可変回路、206 整流回路、213,223 スイッチ、300 蓄電装置、310 監視ユニット、400 充電リレー、500 車両ECU、700 交流電源、Cb1,Cb2 コンデンサ、D10 ブリッジ回路、F1,F2 フィルタ回路、R1,R2 LC共振回路。 1 Charging Equipment, 2 Vehicles, 10 Power Transmission System, 100 Power Transmission Unit, 101 Primary Coil, 102, 103, 202, 203, 205, 207 Capacitor, 104, 211, 212, 221, 222 Coil, 120 Inverter, 130 AC /DC converter, 150 power transmission ECU, 160,600 communication device, 181 voltage sensor, 182, 183, 184, 283,284 current sensor, 200 power receiving unit, 201 secondary coil, 204 variable inductor, 204A, 204B inductance variable circuit, 206 rectifier circuit, 213, 223 switch, 300 power storage device, 310 monitoring unit, 400 charging relay, 500 vehicle ECU, 700 AC power supply, Cb1, Cb2 capacitor, D10 bridge circuit, F1, F2 filter circuit, R1, R2 LC resonant circuit ..

Claims (1)

非接触送電装置の送電部から非接触受電装置の受電部へ非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムであって、
前記非接触送電装置は、前記送電部を構成する送電回路と、直流電力を交流電力に変換して前記送電回路へ出力するインバータと、前記インバータの出力電圧の立上り時における前記インバータの出力電流であるターンON電流の大きさを示すインバータ情報を前記非接触受電装置へ送信する第1通信装置とを備え、
前記非接触受電装置は、前記受電部を構成する受電回路と、前記受電回路により非接触で受電される交流電力を直流電力に変換する整流回路と、前記受電回路と前記整流回路との間のインダクタンスを変更可能に構成されるインダクタンス調整回路と、前記インダクタンス調整回路を制御する制御装置と、前記非接触送電装置から前記インバータ情報を受信する第2通信装置とを備え、
前記制御装置は、前記インバータ情報によって示される前記ターンON電流が大きいほど、前記インダクタンス調整回路によって前記インダクタンスを小さくする、非接触電力伝送システム。
A non-contact power transmission system for wirelessly transmitting power from a power transmission unit of a non-contact power transmission device to a power reception unit of a non-contact power receiving device,
The non-contact power transmission device includes a power transmission circuit that configures the power transmission unit, an inverter that converts DC power into AC power and outputs the AC power to the power transmission circuit, and an output current of the inverter when the output voltage of the inverter rises. A first communication device for transmitting inverter information indicating the magnitude of a certain turn-on current to the non-contact power receiving device,
The non-contact power receiving device includes a power receiving circuit that constitutes the power receiving unit, a rectifying circuit that converts AC power received by the power receiving circuit in a non-contact manner into DC power, and between the power receiving circuit and the rectifying circuit. An inductance adjusting circuit configured to change the inductance; a control device that controls the inductance adjusting circuit; and a second communication device that receives the inverter information from the contactless power transmitting device,
The non-contact power transmission system, wherein the control device decreases the inductance by the inductance adjusting circuit as the turn-ON current indicated by the inverter information increases.
JP2019005961A 2019-01-17 2019-01-17 Non-contact power transmission system Pending JP2020115703A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019005961A JP2020115703A (en) 2019-01-17 2019-01-17 Non-contact power transmission system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019005961A JP2020115703A (en) 2019-01-17 2019-01-17 Non-contact power transmission system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020115703A true JP2020115703A (en) 2020-07-30

Family

ID=71778789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019005961A Pending JP2020115703A (en) 2019-01-17 2019-01-17 Non-contact power transmission system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020115703A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7457836B2 (en) 2020-08-27 2024-03-28 エスケイシー・カンパニー・リミテッド Wireless power receiving device and wireless power transmitting device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7457836B2 (en) 2020-08-27 2024-03-28 エスケイシー・カンパニー・リミテッド Wireless power receiving device and wireless power transmitting device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101775234B1 (en) Wireless Power Transfer System and Operating method thereof
US10076966B2 (en) Contactless power transmission device, contactless power reception device, and contactless power transmission system
US9466987B2 (en) Power transmission device and wireless power transmission system using the power transmission device
US10886786B2 (en) Multi-mode wireless power receiver control
KR101764974B1 (en) Wireless Power Transfer System and Operating method thereof
WO2016099685A1 (en) Systems, apparatus and method for adaptive wireless power transfer
US10298063B2 (en) Power-supplying device and wireless power supply system
JP2013074685A (en) Power transmission system
JP6176547B2 (en) Non-contact power feeding device and starting method of non-contact power feeding device
JP6547554B2 (en) Power transmission device and noncontact power feeding system
JP7021007B2 (en) Non-contact power receiving device
KR101996966B1 (en) Wireless Power Transfer System and Operating method thereof
JP2020115703A (en) Non-contact power transmission system
JP2019213267A (en) Non-contact transmission apparatus
JP6269570B2 (en) Contactless power transmission equipment
JP2013212034A (en) Power transmission system
JP2020115702A (en) Non-contact power transmission system
JP6354678B2 (en) Contactless power transmission equipment
JP7238423B2 (en) Contactless power supply device and power transmission device
JP6974244B2 (en) Contactless power transmission device
Hata et al. Efficiency maximization of wireless power transfer based on simultaneous estimation of generalized two parameters
JP6974243B2 (en) Contactless power transmission device
JP2020174453A (en) Non-contact power supply system
JP6959168B2 (en) Power transmission device
JP7444612B2 (en) Non-contact charging equipment and how to adapt the non-contact charging equipment