JP4865450B2 - 受電装置及びエネルギー供給システム並びに車両 - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロ波を用いて車両のバッテリを充電する技術に関するものである。
従来、電気自動車等の移動体の停車中に、マイクロ波を車両に向けて送出し、このマイクロ波をエネルギーに変換することにより車両のバッテリを充電する技術が知られている（非特許文献１参照。）。
上記非特許文献１には、駐車場やエネルギーステーション等に設けられたエネルギー供給設備から送信されたマイクロ波を車両に搭載されたレクテナにて受信し、このマイクロ波を電気エネルギーに変換して車載のバッテリを充電する技術が開示されている。
篠原 真毅、外１名、「マイクロ波を用いた電気自動車無線充電に関する研究」、電子情報通信学会論文誌 Ｃ Ｖｏｌ．Ｊ８７−Ｃ Ｎｏ．５ ｐ．４３３−４４３、２００４年５月
上記非特許文献１には、駐車場やエネルギーステーション等に設けられたエネルギー供給設備から送信されたマイクロ波を車両に搭載されたレクテナにて受信し、このマイクロ波を電気エネルギーに変換して車載のバッテリを充電する技術が開示されている。
篠原 真毅、外１名、「マイクロ波を用いた電気自動車無線充電に関する研究」、電子情報通信学会論文誌 Ｃ Ｖｏｌ．Ｊ８７−Ｃ Ｎｏ．５ ｐ．４３３−４４３、２００４年５月
しかしながら、上述したような従来のエネルギー供給技術では、マイクロ波のエネルギーにより熱が発生する。この結果、車両温度が上昇し、車両搭載機器の故障などを招くという問題があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、マイクロ波による温度上昇を低減することのできる受電装置及びエネルギー供給システム並びに車両を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を採用する。
本発明は、送電アンテナから送信されたマイクロ波を受電し、エネルギーに変換する受電装置であって、車両のシャーシに取り付けられ、前記車両の走行方向に対して略平行に複数のスリットまたは溝が所定の間隔で形成されている放熱手段と、前記放熱手段に取り付けられ、前記マイクロ波を受信する受電アンテナと、前記放熱手段を冷却する冷却手段とを有し、前記冷却手段は、前記シャーシに対して前記受電アンテナと反対側に配置される冷却ファンと、前記シャーシに設けられ、前記マイクロ波の充電が行われない非作動期間において前記車体側に収納可能に取り付けられた送風手段とを有し、前記送風手段は、前記マイクロ波の受電が行われる期間において、前記放熱手段に形成されたスリットまたは溝に沿うように、前記冷却ファンからの冷却風を前記放熱手段に送る受電装置を提供する。
本発明は、送電アンテナから送信されたマイクロ波を受電し、エネルギーに変換する受電装置であって、車両のシャーシに取り付けられ、前記車両の走行方向に対して略平行に複数のスリットまたは溝が所定の間隔で形成されている放熱手段と、前記放熱手段に取り付けられ、前記マイクロ波を受信する受電アンテナと、前記放熱手段を冷却する冷却手段とを有し、前記冷却手段は、前記シャーシに対して前記受電アンテナと反対側に配置される冷却ファンと、前記シャーシに設けられ、前記マイクロ波の充電が行われない非作動期間において前記車体側に収納可能に取り付けられた送風手段とを有し、前記送風手段は、前記マイクロ波の受電が行われる期間において、前記放熱手段に形成されたスリットまたは溝に沿うように、前記冷却ファンからの冷却風を前記放熱手段に送る受電装置を提供する。
このような構成によれば、受電アンテナにより発生した熱は、放熱手段に吸収され、冷却手段により冷却されることとなるので、受電アンテナ周辺の温度上昇を抑制することができる。
放熱手段には車体の走行方向に対して略平行に複数のスリットまたは溝が所定の間隔で形成されており、また、冷却手段を走行等の邪魔にならない位置に配置しているので、走行時における風の抵抗を低減させることができる。この結果、走行性の低減を回避することができる。
上記受電装置において、前記送風手段は、排気口がシャーシに対して略直交するように取り付けられていてもよい。
本発明は、上記受電装置と、前記受電装置に対してマイクロ波を送信する送電装置とを備えるエネルギー供給システムを提供する。
放熱手段には車体の走行方向に対して略平行に複数のスリットまたは溝が所定の間隔で形成されており、また、冷却手段を走行等の邪魔にならない位置に配置しているので、走行時における風の抵抗を低減させることができる。この結果、走行性の低減を回避することができる。
上記受電装置において、前記送風手段は、排気口がシャーシに対して略直交するように取り付けられていてもよい。
本発明は、上記受電装置と、前記受電装置に対してマイクロ波を送信する送電装置とを備えるエネルギー供給システムを提供する。
本発明は、送電アンテナから送信されたマイクロ波を受電し、エネルギーに変換する受電装置と、前記受電装置に対してマイクロ波を送信する送電装置とを備えるエネルギー供給システムであって、前記受電装置は、車両のシャーシに取り付けられ、前記車両の走行方向に対して略平行に複数のスリットまたは溝が所定の間隔で形成されている放熱手段と、前記放熱手段に取り付けられ、前記マイクロ波を受信する受電アンテナとを有し、前記送電装置は、受電アンテナに対してマイクロ波を送信する送電アンテナと、前記送電アンテナの近傍に設けられ、前記放熱手段に形成されたスリットまたは溝に沿うように、前記放熱手段に対して冷却風を送る冷却手段とを有するエネルギー供給システムを提供する。
このような構成によれば、受電アンテナにより発生した熱は、放熱手段に吸収され、送電アンテナの近傍に設けられた冷却ファンからの冷却風により冷却されるので、受電アンテナ周辺の温度上昇を抑制することができる。
本発明によれば、マイクロ波による温度上昇を低減することができるという効果を奏する。
以下に、本発明の受電装置及び送電装置を適用したエネルギー供給システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るエネルギー供給システムの概略構成を示したブロック図である。図１に示すように、エネルギー供給システム１は、外部に対してマイクロ波を送出する送電装置２と、車両３に搭載され、送電装置２からのマイクロ波を受信して電力に変換する受電装置４とを備えている。
図１は、本発明の一実施形態に係るエネルギー供給システムの概略構成を示したブロック図である。図１に示すように、エネルギー供給システム１は、外部に対してマイクロ波を送出する送電装置２と、車両３に搭載され、送電装置２からのマイクロ波を受信して電力に変換する受電装置４とを備えている。
送電装置２は、車両３が停車または駐車される空間に取り付けられている。本実施形態において、送電装置２は、車両３が駐車される駐車スペースの地面に埋設されている。送電装置２は、複数のマグネトロン６と、各マグネトロン６に対応して設けられた電源１６と、電源１６とマグネトロン６との電気的接続をオン／オフするスイッチ１５と、各マグネトロン６に対応して設けられ、該マグネトロン６から発せられたマイクロ波を外部に対して送信する複数の送電アンテナ７とを備えている。更に、送電装置２は、車両に搭載された車両側通信装置１８と相互間通信を可能とする供給側通信装置１９および送電装置２の各部を制御する制御装置１０を備えている。
上記構成において、送電アンテナ７には、例えば、スロットアンテナ、導波管スロットアンテナ等を採用することができる。供給側通信装置１９には、無線により双方向の情報伝達を可能とする公知の通信装置を採用することができる。制御装置１０は、例えば、電子制御ユニット等により構成されている。また、スイッチ１５は、通常状態において、オフ状態とされている。
車両３に搭載された受電装置４は、レクテナ１１を備えている。レクテナ１１は、送電装置２から受信したマイクロ波を電気エネルギーに変換し、車載のバッテリ１４に供給する機能を備えるものであり、例えば、送電装置２から送信されたマイクロ波を受信する複数の受電アンテナ１２と、受電アンテナ１２からの電力を整流してバッテリ１４へ供給する整流回路１３とを備えている。
受電アンテナ１２には、例えば、複数の円形パッチアンテナなどを採用することができる。受電アンテナ１２は、例えば、図２に示すように、放熱フィン（放熱手段）２０に取り付けられており、この放熱フィン２０と一体型とされて車両３のシャーシ（本体）に取り付けられている。放熱フィン２０には、車両３の走行方向に対して略平行に複数のスリットまたは溝が所定の間隔で形成されている。このようにすることで、車両の走行時における風の抵抗を少なくすることができる。
また、上述したように、車両３には、送電装置２が備える供給側通信装置１９との双方向通信を可能とする車両側通信装置１８が備えられている。
また、上述したように、車両３には、送電装置２が備える供給側通信装置１９との双方向通信を可能とする車両側通信装置１８が備えられている。
また、図３に示すように、車両３には、冷却ファン（冷却手段）３１と、冷却ファンからの冷却風を放熱手段へ導く送風部３２とが設けられている。冷却ファン３１は、シャーシ３０に対して受電アンテナ１２と反対側に取り付けられる。また、送風部３２は、冷却ファン３１からの冷却風が、放熱フィン２０の全体にあたるように取り付けられている。例えば、送風部３２は、冷却ファン３１からの冷却風が放熱フィン２０の側方、より好ましくは、斜め下方から放熱フィン２０にあたるように取り付けられている。具体的には、送風部３２は、排気口３３がシャーシ３０に対して略直交するように取り付けられている。
次に、上述した本実施形態に係るエネルギー供給システム１の作用について説明する。
まず、車両３が駐車スペースに駐車され、ユーザ（例えば、運転手）によりキーが抜かれると、車両３の制御装置は、冷却ファン３１を作動させる。これにより、冷却ファン３１からの冷却風が車体に設けられた送風部３２を介して放熱フィン２０へ導かれ、放熱フィン２０並びに受電アンテナ１２を冷却する。
このようにして、冷却が開始されると、車両３の制御装置は車両側通信装置１８に対してエネルギー供給の準備が整った旨を通知する起動信号を送信する。
まず、車両３が駐車スペースに駐車され、ユーザ（例えば、運転手）によりキーが抜かれると、車両３の制御装置は、冷却ファン３１を作動させる。これにより、冷却ファン３１からの冷却風が車体に設けられた送風部３２を介して放熱フィン２０へ導かれ、放熱フィン２０並びに受電アンテナ１２を冷却する。
このようにして、冷却が開始されると、車両３の制御装置は車両側通信装置１８に対してエネルギー供給の準備が整った旨を通知する起動信号を送信する。
車両側通信装置１８は、この起動信号を受け付けると送電開始信号を供給側通信装置１９へ送信する。これにより、この送電開始信号は、供給側通信装置１９を介して制御装置１０へ入力される。制御装置１０は、この送電開始信号を受け付けると、各スイッチ１５をオン状態とする。これにより、マイクロ波電源１６から電力がマグネトロン６に供給され、マグネトロン６によりマイクロ波が生成される。各マグネトロン６から発生したマイクロ波は、各送電アンテナ７を介して車両３の底面に配置されている受電アンテナ１２へ送られる。
受電アンテナ１２にて受信されたマイクロ波は、電力に変換されて整流回路１３に出力され、整流回路１３にて整流されて直流電力に変換された後に、バッテリ１４へ供給され、バッテリ１４の充電が開始される。
このようなマイクロ波の送信が行われている作動期間においては、受電アンテナ１２において発生した熱は、放熱フィン２０に吸収され、この放熱フィン２０が冷却ファン３１からの冷却風によって冷却される。これにより、受電アンテナ１２の温度上昇が抑制される。
このようなマイクロ波の送信が行われている作動期間においては、受電アンテナ１２において発生した熱は、放熱フィン２０に吸収され、この放熱フィン２０が冷却ファン３１からの冷却風によって冷却される。これにより、受電アンテナ１２の温度上昇が抑制される。
そして、バッテリ１４が満充電の状態になると、車両側通信装置１８から送電終了信号が送信される。この送電終了信号が供給側通信装置１９により受け付けられると、制御装置１０により各スイッチ１５がオフ状態とされる。これにより、電源１６からマグネトロン６への電力供給が遮断され、エネルギー供給装置２からのエネルギー供給が終了する。
以上、説明したように、本実施形態に係る受電装置４によれば、マイクロ波の受信が行われる作動期間においては、受電アンテナ１２にて発生した熱は、放熱フィン２０により吸収され、また、この放熱フィン２０が冷却ファン３１からの冷却風により冷やされるので、作動期間における受電アンテナ１２の温度上昇を抑制し、周囲への熱による影響を回避することができる。
また、放熱フィン２０には、車両３の走行方向に平行にスリットまたは溝が所定の間隔で形成されているので、車両３の走行時における風の抵抗等を低減させることができ、放熱フィン２０が設けられていることによる走行性への影響を低減することができる。
また、放熱フィン２０には、車両３の走行方向に平行にスリットまたは溝が所定の間隔で形成されているので、車両３の走行時における風の抵抗等を低減させることができ、放熱フィン２０が設けられていることによる走行性への影響を低減することができる。
なお、本実施形態においては、マイクロ波の受電が行われない非作動期間において、上記送風部３２が車体内に収納されるような構成とされていてもよい。例えば、この送風部３２は、起伏可能にシャーシ３０に設けられており、冷却ファン３１が作動している期間には、冷却ファン３１からの冷却風を放熱フィン２０へ導くような状態とされ、冷却ファン３１が非作動状態にある場合には、車体内に収納される。このような構成とすることで、車両３の走行時における風の抵抗を更に低減することが可能となる。この結果、車両３の走行性の低下を回避することができる。
なお、上記冷却ファン３１及び送風部３２は、複数設けられていてもよい。冷却ファン３１が複数も受けられていることにより、冷却の効率を更に高めることができる。
また、上記実施形態においては、冷却ファン３１及び送風部３２が受電装置４側に設けられていたが、これに代えて、図４に示すように、冷却ファン３１及び送風部３２を送電装置２側に設けることとしてもよい。この場合においても、冷却ファン３１からの冷却風が送風部３２によって受電装置４の放熱フィン２０に導かれることとなるので、上述した実施形態と同様の効果を奏することができる。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
例えば、上記実施形態においては、車両３として自動車を例に挙げて説明したが、車両３は自動車に限定されない。例えば、電車等の車両に適用することも可能である。
例えば、上記実施形態においては、車両３として自動車を例に挙げて説明したが、車両３は自動車に限定されない。例えば、電車等の車両に適用することも可能である。
１ エネルギー供給システム
２ 送電装置
３ 車両
４ 受電装置
６ マグネトロン
７ 送電アンテナ
１０ 制御装置
１１ レクテナ
１２ 受電アンテナ
１３ 整流回路
１４ バッテリ
２０ 放熱フィン
３０ シャーシ
３１ 冷却ファン
３２ 送風部
３３ 排気口
２ 送電装置
３ 車両
４ 受電装置
６ マグネトロン
７ 送電アンテナ
１０ 制御装置
１１ レクテナ
１２ 受電アンテナ
１３ 整流回路
１４ バッテリ
２０ 放熱フィン
３０ シャーシ
３１ 冷却ファン
３２ 送風部
３３ 排気口
Claims (5)
- 送電アンテナから送信されたマイクロ波を受電し、エネルギーに変換する受電装置であって、
車両のシャーシに取り付けられ、前記車両の走行方向に対して略平行に複数のスリットまたは溝が所定の間隔で形成されている放熱手段と、
前記放熱手段に取り付けられ、前記マイクロ波を受信する受電アンテナと、
前記放熱手段を冷却する冷却手段と
を有し、
前記冷却手段は、
前記シャーシに対して前記受電アンテナと反対側に配置される冷却ファンと、
前記シャーシに設けられ、前記マイクロ波の充電が行われない非作動期間において前記車体側に収納可能に取り付けられた送風手段と
を有し、
前記送風手段は、前記マイクロ波の受電が行われる期間において、前記放熱手段に形成されたスリットまたは溝に沿うように、前記冷却ファンからの冷却風を前記放熱手段に送る受電装置。 - 前記送風手段は、排気口がシャーシに対して略直交するように取り付けられている請求項１に記載の受電装置。
- 請求項１または請求項２に記載の受電装置と、
前記受電装置に対してマイクロ波を送信する送電装置と
を備えるエネルギー供給システム。 - 送電アンテナから送信されたマイクロ波を受電し、エネルギーに変換する受電装置と、前記受電装置に対してマイクロ波を送信する送電装置とを備えるエネルギー供給システムであって、
前記受電装置は、
車両のシャーシに取り付けられ、前記車両の走行方向に対して略平行に複数のスリットまたは溝が所定の間隔で形成されている放熱手段と、
前記放熱手段に取り付けられ、前記マイクロ波を受信する受電アンテナとを有し、
前記送電装置は、
受電アンテナに対してマイクロ波を送信する送電アンテナと、
前記送電アンテナの近傍に設けられ、前記放熱手段に形成されたスリットまたは溝に沿うように、前記放熱手段に対して冷却風を送る冷却手段とを有するエネルギー供給システム。 - 請求項１または請求項２に記載の受電装置を備える車両。
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| JP2006228092A JP4865450B2 (ja) | 2006-08-24 | 2006-08-24 | 受電装置及びエネルギー供給システム並びに車両 |
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| JP2006228092A JP4865450B2 (ja) | 2006-08-24 | 2006-08-24 | 受電装置及びエネルギー供給システム並びに車両 |
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| JP2008054423A JP2008054423A (ja) | 2008-03-06 |
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|---|---|---|---|
| JP2006228092A Active JP4865450B2 (ja) | 2006-08-24 | 2006-08-24 | 受電装置及びエネルギー供給システム並びに車両 |
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