JP4868077B2 - 給電システムおよび電動車両 - Google Patents
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Description
好ましくは、電圧制御装置は、受電電力の目標値に目標インピーダンスを乗算した値の平方根から成る値に目標電圧を設定する。
好ましくは、給電システムは、検知装置をさらに備える。検知装置は、電源から送電用共鳴器へ供給される電力の反射電力を検知する。電圧制御装置は、反射電力が減少するように目標電圧を変更する。
また、好ましくは、負荷は、車両に搭載されて車両駆動力を発生する電気駆動装置を含む。電気駆動装置は、電圧変換器から出力される電力を受けて車両駆動力を発生する。
好ましくは、電圧制御装置は、受電電力の目標値に目標インピーダンスを乗算した値の平方根から成る値に目標電圧を設定する。
好ましくは、電動車両は、給電装置と通信するための通信装置をさらに備える。給電装置において電源から送電用共鳴器へ供給される電力の反射電力が検知される。電圧制御装置は、給電装置において検知された反射電力を通信装置によって受信し、反射電力が減少するように目標電圧を変更する。
図1は、この発明の実施の形態1による給電システムの全体構成図である。図1を参照して、この給電システムは、電動車両100と、給電装置200とを備える。電動車両100は、二次自己共振コイル110と、二次コイル120と、整流器130と、DC/DCコンバータ140と、蓄電装置150とを含む。また、電動車両100は、パワーコントロールユニット(以下「PCU(Power Control Unit)」とも称する。)160と、モータ170と、車両ECU(Electronic Control Unit)180と、通信装置190とをさらに含む。
ここで、Pは、給電装置200から受電する電力の目標値であり、Rは、目標インピーダンスである。整流器130とDC/DCコンバータ140との間の電圧を上記の目標電圧VHrefに制御することにより、受電電力に依存することなくインピーダンスを目標インピーダンスRに設定することができる。そして、たとえば目標インピーダンスRを給電装置200のインピーダンス値に基づいて設定することにより、給電側の給電装置200と受電側の電動車両100とのインピーダンスマッチングをとることができる。
上記の実施の形態1では、給電装置200において電力制御が行なわれ、電動車両100において電圧VHの電圧制御が行なわれるものとしたが、電動車両100において電力制御を行ない、給電装置200において電圧制御を行なってもよい。
給電装置や共鳴ユニット(一次自己共振コイル240および二次自己共振コイル110)の温度変化等によりシステムのパラメータが変動すると、最適な給電効率を実現する動作点が変化する。
この実施の形態3では、電動車両が給電装置から受電しているときに受電中であることを示す表示手段が設けられる。
図16は、実施の形態3の変形例による給電システムの全体構成図である。図16を参照して、この変形例における電動車両100Bも、表示灯196を含む。表示灯196は、二次コイル120と整流器130との間の電力線に接続され、二次コイル120から出力される電力を用いて発光する。すなわち、この変形例においても、表示灯196は、給電装置200からの受電電力を用いて発光する。したがって、表示灯196は、給電装置200からの受電に応じて自動的に発光し、非受電時は自動的に消灯する。
なお、上記の各実施の形態においては、一対の自己共振コイルを共鳴させて送電するものとしたが、共鳴体として自己共振コイルに代えて高誘電体ディスクを用いてもよい。
Claims (23)
- 電源から電力を受けて電磁場を発生する送電用共鳴器から前記電磁場を介して共鳴することにより電力を受電する受電用共鳴器と、
前記受電用共鳴器によって受電された電力を整流する整流器と、
前記整流器によって整流された電力を電圧変換して負荷へ供給する電圧変換器と、
前記整流器と前記電圧変換器との間の電圧を所定の目標電圧に制御するための電圧制御装置とを備え、
前記電圧制御装置は、受電電力の大きさに基づいて前記目標電圧を設定する、給電システム。 - 前記電圧制御装置は、受電電力の目標値に目標インピーダンスを乗算した値の平方根から成る値に前記目標電圧を設定する、請求項1に記載の給電システム。
- 前記目標インピーダンスは、前記電源のインピーダンスに設定される、請求項2に記載の給電システム。
- 電源から電力を受けて電磁場を発生する送電用共鳴器から前記電磁場を介して共鳴することにより電力を受電する受電用共鳴器と、
前記受電用共鳴器によって受電された電力を整流する整流器と、
前記整流器によって整流された電力を電圧変換して負荷へ供給する電圧変換器と、
前記整流器と前記電圧変換器との間の電圧を所定の目標電圧に制御するための電圧制御装置と、
前記電源から前記送電用共鳴器へ供給される電力の反射電力を検知する検知装置とを備え、
前記電圧制御装置は、前記反射電力が減少するように前記目標電圧を変更する、給電システム。 - 前記電圧制御装置は、前記反射電力が規定値以上のとき、前記規定値以下の反射電力目標値と前記検知装置によって検知された反射電力との差に基づいて前記目標電圧の変更量を算出する、請求項4に記載の給電システム。
- 前記検知装置は、前記電源から前記送電用共鳴器へ供給される電力の電圧、電流、および前記電圧と前記電流との位相差に基づいて前記反射電力を算出する、請求項4に記載の給電システム。
- 前記電圧変換器は、その入力電圧を調整可能に構成され、
前記電圧制御装置は、前記電圧変換器を制御することによって、前記整流器と前記電圧変換器との間の電圧を前記目標電圧に制御する、請求項1に記載の給電システム。 - 前記電圧変換器は、その入力電力を調整可能に構成され、
前記電圧制御装置は、前記電源を制御することによって、前記整流器と前記電圧変換器との間の電圧を前記目標電圧に制御する、請求項1に記載の給電システム。 - 前記送電用共鳴器は、
前記電源から電力を受ける一次コイルと、
前記一次コイルから電磁誘導により給電され、前記電磁場を発生する一次自己共振コイルとを含み、
前記受電用共鳴器は、
前記電磁場を介して前記一次自己共振コイルと共鳴することにより前記一次自己共振コイルから受電する二次自己共振コイルと、
前記二次自己共振コイルによって受電された電力を電磁誘導により取出し、前記整流器へ出力する二次コイルとを含む、請求項1に記載の給電システム。 - 前記送電用共鳴器および前記受電用共鳴器の各々は、高誘電体ディスクを含む、請求項1に記載の給電システム。
- 前記負荷は、再充電可能な蓄電装置を含む、請求項1に記載の給電システム。
- 前記負荷は、車両に搭載されて車両駆動力を発生する電気駆動装置を含み、
前記電気駆動装置は、前記電圧変換器から出力される電力を受けて前記車両駆動力を発生する、請求項1に記載の給電システム。 - 車両外部に設けられる給電装置に含まれる送電用共鳴器と電磁場を介して共鳴することにより前記送電用共鳴器から受電する受電用共鳴器と、
前記受電用共鳴器によって受電された電力を整流する整流器と、
前記整流器によって整流された電力を電圧変換する電圧変換器と、
前記電圧変換器から出力される電力を用いて車両駆動力を発生する電気駆動装置と、
前記整流器と前記電圧変換器との間の電圧を所定の目標電圧に制御する電圧制御装置とを備え、
前記電圧制御装置は、受電電力の大きさに基づいて前記目標電圧を設定する、電動車両。 - 前記電圧制御装置は、受電電力の目標値に目標インピーダンスを乗算した値の平方根から成る値に前記目標電圧を設定する、請求項13に記載の電動車両。
- 前記目標インピーダンスは、前記給電装置のインピーダンスに設定される、請求項14に記載の電動車両。
- 車両外部に設けられる給電装置に含まれる送電用共鳴器と電磁場を介して共鳴することにより前記送電用共鳴器から受電する受電用共鳴器と、
前記受電用共鳴器によって受電された電力を整流する整流器と、
前記整流器によって整流された電力を電圧変換する電圧変換器と、
前記電圧変換器から出力される電力を用いて車両駆動力を発生する電気駆動装置と、
前記整流器と前記電圧変換器との間の電圧を所定の目標電圧に制御する電圧制御装置と、
前記給電装置と通信するための通信装置とを備え、
前記給電装置において電源から前記送電用共鳴器へ供給される電力の反射電力が検知され、
前記電圧制御装置は、前記給電装置において検知された前記反射電力を前記通信装置によって受信し、前記反射電力が減少するように前記目標電圧を変更する、電動車両。 - 前記電圧制御装置は、前記反射電力が規定値以上のとき、前記規定値以下の反射電力目標値と前記通信装置によって受信された前記反射電力との差に基づいて前記目標電圧の変更量を算出する、請求項16に記載の電動車両。
- 前記反射電力は、前記電源から前記送電用共鳴器へ供給される電力の電圧、電流、および前記電圧と前記電流との位相差に基づいて算出される、請求項16に記載の電動車両。
- 前記電圧変換器は、その入力電圧を調整可能に構成され、
前記電圧制御装置は、前記電圧変換器を制御することによって、前記整流器と前記電圧変換器との間の電圧を前記目標電圧に制御する、請求項13に記載の電動車両。 - 前記給電装置と通信するための通信装置をさらに備え、
前記電圧変換器は、その入力電力を調整可能に構成され、
前記電圧制御装置は、前記通信装置を介して電源を制御することによって、前記整流器と前記電圧変換器との間の電圧を前記目標電圧に制御する、請求項13に記載の電動車両。 - 前記送電用共鳴器は、
電源から電力を受ける一次コイルと、
前記一次コイルから電磁誘導により給電され、前記電磁場を発生する一次自己共振コイルとを含み、
前記受電用共鳴器は、
前記電磁場を介して前記一次自己共振コイルと共鳴することにより前記一次自己共振コイルから受電する二次自己共振コイルと、
前記二次自己共振コイルによって受電された電力を電磁誘導により取出し、前記整流器へ出力する二次コイルとを含む、請求項13に記載の電動車両。 - 前記送電用共鳴器および前記受電用共鳴器の各々は、高誘電体ディスクを含む、請求項13に記載の電動車両。
- 前記電圧変換器から出力される電力を蓄える蓄電装置をさらに備える、請求項13に記載の電動車両。
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