JP5817500B2 - 給電システム及び非接触給電方法 - Google Patents

給電システム及び非接触給電方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5817500B2
JP5817500B2 JP2011275731A JP2011275731A JP5817500B2 JP 5817500 B2 JP5817500 B2 JP 5817500B2 JP 2011275731 A JP2011275731 A JP 2011275731A JP 2011275731 A JP2011275731 A JP 2011275731A JP 5817500 B2 JP5817500 B2 JP 5817500B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
feeding
coil
receiving
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2011275731A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2013126358A (ja
Inventor
素直 新妻
素直 新妻
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.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
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 IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2011275731A priority Critical patent/JP5817500B2/ja
Priority to CN201280061634.7A priority patent/CN103988395B/zh
Priority to PCT/JP2012/082308 priority patent/WO2013089170A1/ja
Priority to EP12857375.5A priority patent/EP2793357B1/en
Publication of JP2013126358A publication Critical patent/JP2013126358A/ja
Priority to US14/301,543 priority patent/US9748037B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5817500B2 publication Critical patent/JP5817500B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/40Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B27/00Machines, plants or systems, using particular sources of energy
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25DREFRIGERATORS; COLD ROOMS; ICE-BOXES; COOLING OR FREEZING APPARATUS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F25D11/00Self-contained movable devices, e.g. domestic refrigerators
    • F25D11/003Transport containers
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/40Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries adapted for charging from various sources, e.g. AC, DC or multivoltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Description

本発明は、給電システム及び非接触給電方法に関する。
下記特許文献1には、冷凍設備を有するリーファーコンテナ(以下コンテナと称す。)に短時間かつ簡易に給電することができる給電装置が開示されている。この給電装置は、上下左右に積み重ねられた複数のコンテナの各々について個別に設けられた給電設備を用いて受電設備である各コンテナに非接触給電する。すなわち、この給電装置は、給電設備が電力を給電する1次コイルと該1次コイルを移動する移動機構とから構成されており、上記1次コイルをコンテナに設けられた2次コイル(受電コイル)に対向位置させることによりコンテナに非接触給電を行う。
特開2011−205780号公報
ところで、上記従来技術では、給電設備を各コンテナに対して個別に設けるので、つまり各コンテナ毎に当該各コンテナに給電設備を設ける必要があるので、比較的広い給電設備の設置スペースを占有する。この結果として、一度に収容できるコンテナの数が減ってしまい、スペースの利用効率が低下してしまうという問題があった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、スペース効率良く複数の電力受容体に給電することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明では、第1の解決手段として、外部から電力を受電する1あるいは複数の受電手段と、該受電手段が受電した電力の一部あるいは全部を外部に給電する1あるいは複数の給電手段とを備える可搬自在な複数の電力受容体と、何れかの電力受容体の受電手段に電力を給電する地上給電装置とを具備する、という手段を採用する。
本発明では、第2の解決手段として、上記第1の解決手段において、電力受容体は発電手段を備え、給電手段を介して発電手段が発生した電力を外部に給電する、という手段を採用する。
本発明では、第3の解決手段として、上記第1または第2の解決手段において、電力受容体は、受電手段または発電手段からの電力が内部消費よりも高い場合には、受電手段または発電手段からの電力を内部消費に供する、という手段を採用する。
本発明では、第4の解決手段として、上記第1〜第3のいずれか1つの解決手段において、受電手段、給電手段及び地上給電装置は非接触で電力を受電あるいは給電する、という手段を採用する。
本発明では、第5の解決手段として、上記第4の解決手段において、受電手段は受電コイルを、また給電手段及び地上給電装置は給電コイルをそれぞれ備え、受電手段、給電手段及び地上給電装置は受電コイルと給電コイルとの電磁気的結合によって電力を非接触で受給電する、という手段を採用する。
本発明では、第6の解決手段として、上記第1〜第5のいずれか1つの解決手段において、電力受容体の断面は矩形状であり、平行に対向する一方の面に受電手段が設けられ、かつ、他方の面に給電手段が設けられる、という手段を採用する。
本発明では、第7の解決手段として、上記第1〜第5のいずれか1つの解決手段において、電力受容体の断面は矩形状であり、平行に対向する両方の面に受電手段及び給電手段が設けられる、という手段を採用する。
本発明では、第8の解決手段として、上記第1〜第7のいずれか1つの解決手段において、受電手段及び給電手段に代えて、電力の受電と給電とを切換えて行う受給電手段を複数備える、という手段を採用する。
また、本発明では、非接触給電方法に係る解決手段として、外部から電力を非接触で受電する1あるいは複数の受電手段と、該受電手段が受電した電力の一部あるいは全部を外部に非接触で給電する1あるいは複数の給電手段とを可搬自在な複数の電力受容体に設け、ある電力受容体の受電手段と他の電力受容体の給電手段とが対向するように各電力受容体を配置した状態で何れかの電力受容体の前記受電手段に地上給電装置から電力を非接触で給電する、という手段を採用する。
本発明によれば、可搬自在な複数の電力受容体が外部から電力を受電する受電手段と該受電手段が受電した電力の一部あるいは全部を外部に給電する給電手段とを1あるいは複数備えるので、例えばある電力受容体の受電手段と他の電力受容体の給電手段とが対向するように各電力受容体を配置することにより、1つの地上給電装置から複数の電力受容体に電力を並行して供給することが可能である。したがって、本発明によれば、電力受容体に電力を供給する際の付帯設備である地上給電装置の規模を小さくすることが可能であり、スペース効率良く複数の電力受容体に給電することが可能である。
本発明の第1実施形態に係る給電システムAの構成を示す上面図である。 本発明の第1実施形態におけるコンテナa1〜anの展開図である。 本発明の第2実施形態に係る給電システムBの構成を示す正面図である。 本発明の第2実施形態に係るコンテナb1〜bnの構成を示す正面図である。 本発明の第2実施形態におけるコンテナb1〜bnの展開図である。 本発明の第3実施形態に係る給電システムCの構成を示す上面図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
〔第1実施形態〕
初めに第1実施形態について説明する。本第1実施形態に係る給電システムAは、図1に示すように、複数のコンテナa1〜an(電力受容体)及び地上給電装置s1を備えている。このような給電システムAは、非接触給電方式の1つである磁界共鳴方式に基づいてコンテナa1〜anに電力を供給(給電)することを可能にするシステムであり、また地上給電装置s1からコンテナa1への給電のみならず、コンテナa1〜anが互いに隣接して配置されているので当該コンテナa1〜an間での給電が可能である。
各コンテナa1〜anは、可搬自在な箱型形状(断面が矩形状)の金属製収納容器であり、内部空間(収納スペース)に各種貨物を収納すると共にトラックやコンテナ船等の輸送手段によって移送される。このような各コンテナa1〜anは、図1に示すように、上方から見た場合の形状が長方形であり、長辺を含む左側面と右側面とが互いに隣接するようにコンテナヤードやコンテナ船上に載置される。このような各コンテナa1〜anは、全く同じ構成を有するので、以下では代表としてコンテナa1の構成を説明する。
コンテナa1は、上記収納スペースに加えて、受電コイル1a、受電回路1b、給電コイル1c、給電回路1d、直流バス1e及び負荷1fを備える。なお、上記構成要素のうち受電コイル1a及び受電回路1bは、本実施形態における受電手段を構成する。また、給電コイル1c及び給電回路1dは、本実施形態における給電手段を構成する。
受電コイル1aは、コンテナa1の左側面に設けられたヘリカルコイルであり、両端が受電回路1bの入力端に接続されている。コンテナa1の左側面において受電コイル1aが設けられる部位は、金属ではなく外部磁界が受電コイル1aに電磁誘導を発生させ得る材料(磁界透過性材料)によって形成されている。この受電コイル1aは、コンテナa1に外部磁界が作用すると電磁誘導によって起電力を発生し、当該起電力を受電回路1bに出力する。なお、上記磁界透過性材料は、プラスチックやFRP(Fiber Reinforced Plastics:繊維強化プラスチック)等である。
受電回路1bは、上記受電コイル1aと受電側共振回路を構成する共振用コンデンサを備え、受電コイル1aから供給された交流電力を直流電力に変換する一種の整流回路である。この受電回路1bは、直流バス1eを介して上記直流電力を給電回路1d及び負荷1fに供給する。
給電コイル1cは、コンテナa1の右側面に設けられたヘリカルコイルであり、両端が給電回路1dの出力端に接続されている。コンテナa1の右側面において給電コイル1cが設けられる部位は、金属ではなく給電コイル1cが発生する磁界を外部に漏らし得る材料(磁界透過性材料)によって形成されている。なお、上記磁界透過性材料は、プラスチックやFRP:繊維強化プラスチック)等である。
給電回路1dは、上記給電コイル1cと給電側共振回路を構成する共振用コンデンサを備え、直流バス1eを介して上記受電回路1bから供給された直流電力を交流電力に変換して給電コイル1cに供給する。このような給電回路1dは一種のインバータである。なお、上記受電側共振回路の共振周波数と給電側共振回路の共振周波数とは同一周波数に設定されている。
ここで、受電コイル1aと給電コイル1cは、図2に示すように左側面あるいは右側面において、上面から見て線対称(図1において左右対称)な位置に設けられている。また、コンテナa1の底面(上面)からの受電コイル1aの高さは、コンテナa1の底面(上面)からの給電コイル1cの高さと同一である。
直流バス1eは、受電回路1bから出力された直流電力を給電回路1d及び負荷1fに伝送する一対の電力線である。負荷1fは、コンテナa1の種類(補助機能)にも依るが、例えば冷凍装置、通風装置、保温装置または冷房装置であり、受電回路1bから供給される直流電力によって駆動する。すなわち、コンテナa1は、冷凍装置によって生鮮食品及び冷凍食品等を冷凍した状態で収納するリーファーコンテナ(冷凍コンテナ)、通風装置(ベンチレーター)によって内部空気が常に換気されるベンチレーターコンテナ(通風コンテナ)等である。なお、負荷1fとしては、余剰電力を充電する蓄電池であってもよい。
このようなコンテナa1では、受電回路1bから出力される直流電力のうち、負荷1fが消費する電力を差し引いたものが給電回路1dに供給される。したがって、負荷1fが機能停止している状態では電力を消費しないので、受電回路1bから出力される直流電力の全てが給電回路1dに供給される。すなわち、コンテナa1では、負荷1fの状態に応じて、受電回路1bから出力される直流電力の一部あるいは全部が給電回路1dに供給される。
このように構成された各コンテナa1〜anは、図1に示すように、長辺を含む左側面と右側面とが互いに隣接するように載置されており、よって互いに隣り合うコンテナ同士の受電コイル1aと給電コイル1cとが互いに対向する状態となる。すなわち、互いに隣り合うコンテナ同士の受電コイル1aと給電コイル1cとは電磁誘導によって互いに電力を受給電する。
一方、地上給電装置s1は、図1に示すように、整流回路2a、給電回路2b及び給電コイル2cを備える。給電コイル2cは、上記コンテナa1の受電コイル1aに対向する位置に設けられている。地上給電装置s1は、このように位置設定された給電コイル2cを用いることにより、コンテナa1の受電コイル1aに対して非接触で電力を供給する。
整流回路2aは、外部電源(商用電源または発電機)から供給される交流電力(3相交流電力)を整流して直流電力に変換して給電回路2bに出力する。給電回路2bは、給電コイル2cと給電側共振回路を構成する共振用コンデンサを備え、整流回路2aから入力された直流電力を交流電力に変換して給電コイル1cに供給する。このような給電回路2bは一種のインバータである。
なお、外部電源として燃料電池や太陽電池や二次電池などの直流電源を使用する場合には、整流回路を省略することが可能である。
このような地上給電装置s1における給電側共振回路の共振周波数は、コンテナa1における上記受電側共振回路及び給電側共振回路の共振周波数と同一周波数に設定されている。また、地上給電装置s1における給電コイル2c並びにコンテナa1における受電コイル1a及び給電コイル1cの各コイル径は同一に設定されている。
次に、このように構成された本給電システムAの動作について詳しく説明する。
本給電システムAでは、図1に示すような各コンテナa1〜anの配置状態において、地上給電装置s1から当該地上給電装置s1に隣接するコンテナa1へ給電が開始される。すなわち、地上給電装置s1は、整流回路2aが外部電源から得た交流電力を直流電力に変換して給電回路2bに出力し、当該給電回路2bが直流電力を交流電力に変換して給電コイル2cに供給する。この結果、地上給電装置s1における給電コイル2cと、コンテナa1の受電コイル1aとが電磁気的に結合して電力の非接触伝送が行われる。
これに対して、コンテナa1は、受電コイル1aが地上給電装置s1から受電した交流電力を受電回路1bに出力して直流電力に変換し、直流バス1eを介して給電回路1d及び負荷1fに出力する。また、給電回路1dは、直流バス1eを介して入力された直流電力を交流電力に変換して給電コイル1cに供給する。この結果、コンテナa1の給電コイル1cは、コンテナa2の受電コイル1aと電磁気的に結合してコンテナa2の受電コイル1aに交流電力を非接触給電する。
そして、他のコンテナa2〜an−1も上記コンテナa1と同様に作動して自らの右側に位置するコンテナa3〜anに交流電力を非接触給電する。すなわち、図1に示すように、地上給電装置s1から複数のコンテナa1〜anに電力が一方向(左から右方向)に順次供給される。
このような本第1実施形態によれば、複数のコンテナa1〜anが受電コイル1aと給電コイル1cとにより相互に電磁気的に結合されているので、地上給電装置s1により末端のコンテナa1の受電コイル1aに交流電力を供給することによって複数のコンテナa1〜an全てに交流電力を供給することが可能である。したがって、本第1実施形態によれば、複数のコンテナa1〜anの各々に個別に地上給電装置s1を設置する必要がなく、よって地上給電装置を設置するスペースを従来よりも省スペース化しつつ各コンテナa1〜anに給電することが可能である。
〔第2実施形態〕
次に、第2実施形態について図3、図4及び図5を参照して説明する。
第2実施形態に係る給電システムBは、コンテナb1〜bn各々の構成及び地上給電装置s2の形態が、上記第1実施形態と相違する。このような給電システムBは、図3に示すように、複数のコンテナb1〜bn(電力受容体)及び地上給電装置s2を備えている。
コンテナb1〜bnは、上記第1実施形態と同様に、可搬自在な箱型形状の金属製収納容器であり、内部空間(収納スペース)に各種貨物を収納する。このような各コンテナb1〜b1は、図3に示すように、正面から見た場合の形状が長方形であり、短辺を含む上面と底面とが互いに隣接するようにコンテナヤードやコンテナ船上に積み重ねられて載置される。このような各コンテナb1〜b1は、全く同じ構成を有するので、以下では代表としてコンテナb1の構成を説明する。
コンテナb1は、上記収納スペースに加えて、図4に示すように、第1の受電コイル3a、第1の受電回路3b、第1の給電コイル3c、第1の給電回路3d、太陽電池パネル3e(発電手段)、第1の直流バス3f、第2の受電コイル3g、第2の受電回路3h、第2の給電コイル3i、第2の給電回路3j、第2の直流バス3k、第1の電圧センサ3l、第2の電圧センサ3m、切替器3n及び負荷3oを備える。
なお、上記構成要素のうち第1の受電コイル3a及び第1の受電回路3bと、第2の受電コイル3g及び第2の受電回路3hとは、それぞれ本実施形態における受電手段を構成する。また、第1の給電コイル3c及び第1の給電回路3dと、第2の給電コイル3i及び第2の給電回路3jとは、それぞれ本実施形態における給電手段を構成する。
第1の受電コイル3aは、コンテナb1の上面に設けられたヘリカルコイルであり、両端が第1の受電回路3bの入力端に接続されている。コンテナb1の上面において第1の受電コイル3aが設けられる部位は、金属ではなく外部磁界が第1の受電コイル3aに電磁誘導を発生させ得る磁界透過性材料によって形成されている。この第1の受電コイル3aは、コンテナb1外部磁界が作用すると電磁誘導によって起電力を発生し、当該起電力を第1の受電回路3bに出力する。
第1の受電回路3bは、上記第1の受電コイル3aと受電側共振回路を構成する共振用コンデンサを備え、第1の受電コイル3aから供給された交流電力を直流電力に変換する一種の整流回路である。この第1の受電回路3bは、第1の直流バス3fを介して上記直流電力を第1の給電回路3d及び切替器3nに供給する。
第1の給電コイル3cは、コンテナb1の底面に設けられたヘリカルコイルであり、両端が第1の給電回路3dの出力端に接続されている。コンテナb1の底面において第1の給電コイル3cが設けられる部位は、金属ではなく第1の給電コイル3cが発生する磁界を外部に漏らし得る磁界透過性材料によって形成されている。
第1の給電回路3dは、上記第1の給電コイル3cと給電側共振回路を構成する共振用コンデンサを備え、第1の直流バス3fを介して上記第1の受電回路3bから供給された直流電力を交流電力に変換して第1の給電コイル3cに供給する。このような第1の給電回路3dは一種のインバータである。なお、第1の受電コイル3aと第1の受電回路3bとからなる受電側共振回路の共振周波数と、第1の給電コイル3cと第1の給電回路3dからなる給電側共振回路の共振周波数とは同一周波数に設定されている。
ここで、第1の受電コイル3aと第1の給電コイル3cは、図5に示すように上面あるいは底面において、左側面から見て上下対称な位置に設けられている。また、コンテナb1の正面からの第1の受電コイル3aの距離は、コンテナb1の正面からの第1の給電コイル3cの距離と同一である。
太陽電池パネル3eは、コンテナb1の上面において第1の受電コイル3a及び後述する第2の給電コイル3iが正面側に設けられるのに対して背面(正面の対向面)側に設けられ、例えば単結晶シリコン型の太陽電池(セル)を複数枚直並列接続してなるパネルを備え、光起電力効果によって太陽光エネルギーを電力に変換することで発電する。このような太陽電池パネル3eは、第1の直流バス3fを介して直流電力を第1の給電回路3d及び切替器3nに出力する。
第1の直流バス3fは、第1の受電回路3b及び太陽電池パネル3eから出力された直流電力を第1の給電回路3d及び切替器3nに伝送する一対の電力線である。
第2の受電コイル3gは、コンテナb1の底面に設けられたヘリカルコイルであり、両端が第2の受電回路3hの入力端に接続されている。コンテナb1の底面において第2の受電コイル3gが設けられる部位は、金属ではなく外部磁界が第2の受電コイル3gに電磁誘導を発生させ得る磁界透過性材料によって形成されている。この第2の受電コイル3gは、コンテナb1に外部磁界が作用すると電磁誘導によって起電力を発生し、当該起電力を第2の受電回路3hに出力する。
第2の受電回路3hは、上記第2の受電コイル3gと受電側共振回路を構成する共振用コンデンサを備え、第2の受電コイル3gから供給された交流電力を直流電力に変換する一種の整流回路である。この第2の受電回路3hは、第2の直流バス3kを介して上記直流電力を第2の給電回路3j及び切替器3nに供給する。
第2の給電コイル3iは、コンテナb1の上面に設けられたヘリカルコイルであり、両端が第2の給電回路3jの出力端に接続されている。コンテナb1の上面において第2の給電コイル3iが設けられる部位は、金属ではなく第2の給電コイル3iが発生する磁界を外部に漏らし得る磁界透過性材料によって形成されている。
第2の給電回路3jは、上記第2の給電コイル3iと給電側共振回路を構成する共振用コンデンサを備え、第2の直流バス3kを介して上記第2の受電回路3hから供給された直流電力を交流電力に変換して第2の給電コイル3iに供給する。このような第2の給電回路3jは一種のインバータである。なお、第2の受電コイル3gと第2の受電回路3hとからなる受電側共振回路の共振周波数と、第2の給電コイル3iと第2の給電回路3jからなる給電側共振回路の共振周波数とは同一周波数に設定されている。
なお、同一周波数に設定されている、第1の受電コイル3aと第1の受電回路3bとからなる受電側共振回路の共振周波数および第1の給電コイル3cと第1の給電回路3dからなる給電側共振回路の共振周波数を第1共振周波数と呼び、同一周波数に設定されている第2の受電コイル3gと第2の受電回路3hとからなる受電側共振回路の共振周波数および第2の給電コイル3iと第2の給電回路3jからなる給電側共振回路の共振周波数を第2共振周波数と呼ぶことにすれば、第1共振周波数と第2共振周波数とは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
ここで、第2の受電コイル3gと第2の給電コイル3iは、図5に示すように上面あるいは底面において、右側面から見て上下対称な位置に設けられている。また、コンテナb1の正面からの第2の受電コイル3gの距離は、コンテナb1の正面からの第2の給電コイル3iの距離と同一である。
第2の直流バス3kは、第2の受電回路3hから出力された直流電力を第2の給電回路3j及び切替器3nに伝送する一対の電力線である。
第1の電圧センサ3lは、第1の直流バス3fの電圧を検出するセンサであり、電圧を示す電圧信号を切替器3nに出力する。
第2の電圧センサ3mは、第2の直流バス3kの電圧を検出するセンサであり、電圧を示す電圧信号を切替器3nに出力する。
切替器3nは、第1の電圧センサ3l及び第2の電圧センサ3mから入力される電圧信号に基づいて負荷3oに対する電力の供給路を切り替える。つまり、切替器3nは、負荷3oに対する電力の供給路として第1の直流バス3f及び第2の直流バス3kのいずれかに選択的に切り替えて負荷3oに電力を供給するようにする。切替器3nは、たとえば、電力の供給路を切り替える手段としてコンタクタないしFET(Field Effect Transistor)を利用した電子スイッチを使用し、電圧信号に基づいた判断を行うためにコンパレータを含むアナログ回路ないしA/Dコンバータとマイクロプロセッサと処理プログラムの組み合わせで実現することができる。
負荷3oは、コンテナb1の種類(補助機能)にも依るが、例えば冷凍装置、通風装置、保温装置または冷房装置であり、切替器3nを介して第1の直流バス3fあるいは第2の直流バス3kから供給される直流電力によって駆動する。すなわち、コンテナb1は、冷凍装置によって生鮮食品及び冷凍食品等を冷凍した状態で収納するリーファーコンテナ(冷凍コンテナ)、通風装置(ベンチレーター)によって内部空気が常に換気されるベンチレーターコンテナ(通風コンテナ)等である。なお、負荷3oとしては、余剰電力を充電する蓄電池であってもよい。
このようなコンテナb1では、切替器3nによる切替処理によって第1の直流バス3fから負荷3oに電力が供給される場合には、第1の受電回路3bあるいは太陽電池パネル3eから出力される直流電力のうち、負荷3oが消費する電力を差し引いたものが第1の給電回路3dに供給され、切替器3nによる切替処理によって第1の直流バス3fから負荷3oに電力が供給されない場合には、第1の受電回路3bあるいは太陽電池パネル3eから出力される直流電力のうち全部が第1の給電回路3dに供給される。すなわち、コンテナb1では、第1の受電回路3bあるいは太陽電池パネル3eから出力される直流電力の一部あるいは全部が第1の給電回路3dに供給される。
また、コンテナb1では、切替器3nによる切替処理によって第2の直流バス3kから負荷3oに電力が供給される場合には、第2の受電回路3hから出力される直流電力のうち、負荷3oが消費する電力を差し引いたものが第2の給電回路3jに供給され、切替器3nによる切替処理によって第2の直流バス3kから負荷3oに電力が供給されない場合には、第2の受電回路3hから出力される直流電力のうち全部が第2の給電回路3jに供給される。すなわち、コンテナb1では、第2の受電回路3hから出力される直流電力の一部あるいは全部が第2の給電回路3jに供給される。
このように構成された各コンテナb1〜bnは、図3に示すように、正面の短辺を含む上面と底面とが互いに隣接するように積み重ねられて載置されており、よって互いに隣り合うコンテナ同士の第1の受電コイル3aと第1の給電コイル3cとが対向すると共に、第2の受電コイル3gと第2の給電コイル3iとが対向する状態となる。すなわち、互いに隣り合うコンテナ同士の第1の受電コイル3aと第1の給電コイル3c、第2の受電コイル3gと第2の給電コイル3iは電磁誘導によって互いに電力を受給電する。
一方、地上給電装置s2は、図3に示すように、整流回路4a、給電回路4b及び給電コイル4cを備える。給電コイル4cは、コンテナbnの第2の受電コイル3gに対向する位置に設けられている。つまり、地上給電装置s2は、コンテナbnの下側に位置している。地上給電装置s2は、このように位置設定された給電コイル4cを用いることにより、コンテナbnの第2の受電コイル3gに対して非接触で電力を供給する。なお、整流回路4a、給電回路4b及び給電コイル4cの詳細については、第1実施形態における地上給電装置s1の整流回路2a、給電回路2b及び給電コイル2cと同様の機能を有するので、説明を省略する。
次に、このように構成された本給電システムBの動作について詳しく説明する。
本給電システムBでは、図3に示すような各コンテナb1〜bnの配置状態において、地上給電装置s2から当該地上給電装置s2に隣接するコンテナbnへ給電が開始される。すなわち、地上給電装置s2は、整流回路4aが外部電源から得た交流電力を直流電力に変換して給電回路4bに出力し、当該給電回路4bが直流電力を交流電力に変換して給電コイル4cに供給する。この結果、地上給電装置s2における給電コイル4cと、コンテナbnの第2の受電コイル3gとが電磁気的に結合して電力の非接触伝送が行われる。
これに対して、コンテナbnは、第2の受電コイル3gが地上給電装置s2から受電した交流電力を第2の受電回路3hに出力して直流電力に変換し、第2の直流バス3kを介して第2の給電回路3j及び切替器3nに出力する。また、第2の給電回路3jは、第2の直流バス3kを介して入力された直流電力を交流電力に変換して第2の給電コイル3iに供給する。この結果、コンテナbnの第2の給電コイル3iは、コンテナbn−1の第2の受電コイル3gと電磁気的に結合してコンテナbn−1の第2の受電コイル3gに交流電力を非接触給電する。
そして、他のコンテナb2〜bn−1も上記コンテナbnと同様に作動して自らの上側に位置するコンテナb1〜bn−2に交流電力を非接触給電する。すなわち、図3に示すように、地上給電装置s2から複数のコンテナb1〜bnに電力が一方向(下から上方向)に順次供給される。
さらに、コンテナb1〜bnの頂点に位置するコンテナb1においては、その上面に設けられた太陽電池パネル3eが太陽光エネルギーを利用して発電すると共に発電された直流電力を第1の直流バス3fを介して第1の給電回路3d及び切替器3nに出力する。また、第1の給電回路3dは、第1の直流バス3fを介して入力された直流電力を交流電力に変換して第1の給電コイル3cに供給する。この結果、コンテナb1の第1の給電コイル3cは、コンテナb2の第1の受電コイル3aと電磁気的に結合してコンテナb2の第1の受電コイル3aに交流電力を非接触給電する。
そして、コンテナb2は、第1の受電コイル3aがコンテナb1から受電した交流電力を第1の受電回路3bに出力して直流電力に変換し、第1の直流バス3fを介して第1の給電回路3d及び切替器3nに出力する。また、第1の給電回路3dは、第1の直流バス3fを介して入力された直流電力を交流電力に変換して第1の給電コイル3cに供給する。この結果、コンテナb2の第1の給電コイル3cは、コンテナb3の第1の受電コイル3aと電磁気的に結合してコンテナb3の第1の受電コイル3aに交流電力を非接触給電する。
そして、他のコンテナb3〜bn−1も上記コンテナb2と同様に作動して自らの下側に位置するコンテナb4〜bnに交流電力を非接触給電する。すなわち、図3に示すように、コンテナb1の太陽電池パネル3eから複数のコンテナb2〜bnに電力が一方向(上から下方向)に順次供給される。
一方、各コンテナb1〜bnにおける切替器3nは、第1の電圧センサ3l及び第2の電圧センサ3mから入力される電圧信号に基づいて負荷3oに対する交流電力の供給路を切り替える。つまり、切替器3nは、第1の受電コイル3aまたは太陽電池パネル3eから第1の直流バス3fを介して供給される直流電力の電圧が、負荷3oの駆動または充電に必要な電圧より高い場合には、第1の直流バス3fから負荷3oに直流電力が流れるように切り替える。
また、切替器3nは、第2の受電コイル3gから第2の直流バス3kを介して供給された直流電力の電圧が、負荷3oの駆動または充電に必要な電圧より高い場合には、第2の直流バス3kから負荷3oに直流電力が流れるように切り替える。この際、切替器3nは、第1の直流バス3f及び第2の直流バス3kいずれの直流電力の電圧も負荷3oの駆動または充電に必要な電圧より高い場合には、第1の直流バス3fを選択して負荷3o(内部消費)に供給するようにする。また、切替器3nは、いずれの直流電力の電圧も負荷3oの駆動または充電に必要な電圧より低い場合には、第1の直流バス3f及び第2の直流バス3kのいずれからも負荷3oに対して直流電力を供給しないようにする。
このような本第2実施形態によれば、複数のコンテナb1〜bnが第2の受電コイル3gと第2の給電コイル3iとにより相互に電磁気的に結合されているので、地上給電装置s2により末端のコンテナbnの第2の受電コイル3gに交流電力を供給することによって複数のコンテナb1〜bn全てに交流電力を供給することが可能である。したがって、本第2実施形態によれば、複数のコンテナb1〜bnの各々に個別に地上給電装置s2を設置する必要がなく、よって地上給電装置を設置するスペースを従来よりも省スペース化しつつ各コンテナb1〜bnに給電することが可能である。
さらに、本第2実施形態によれば、第1の受電コイル3aと第1の給電コイル3cとにより相互に電磁気的に結合される複数のコンテナb1〜bnにおいて、コンテナb1における太陽電池パネル3eにより発電された電力を複数のコンテナb1〜bn全てに供給することが可能である。
〔第3実施形態〕
次に、第3実施形態について図6を参照して説明する。
第3実施形態に係る給電システムCは、コンテナc1〜cn各々の構成が上記第1実施形態と相違する。したがって、第3実施形態において第1実施形態と同一の機能構成要素を有する地上給電装置s1については同一符号を付し、説明を省略する。給電システムCは、図6に示すように、複数のコンテナc1〜cn(電力受容体)及び地上給電装置s1を備えている。
コンテナc1〜cnは、上記第1実施形態と同様に、可搬自在な箱型形状の金属製収納容器であり、内部空間(収納スペース)に各種貨物を収納する。このような各コンテナc1〜cnは、図6に示すように、上方から見た場合の形状が長方形であり、長辺を含む左側面と右側面とが互いに隣接するようにコンテナヤードやコンテナ船上に載置される。このような各コンテナc1〜cnは、全く同じ構成を有するので、以下では代表としてコンテナc1の構成を説明する。
コンテナc1は、上記収納スペースに加えて、第1の受電給電コイル5a、第1の受電給電回路5b、第2の受電給電コイル5c、第2の受電給電回路5d、直流バス5e及び負荷5fを備える。なお、上記構成要素のうち第1の受電給電コイル5a及び第1の受電給電回路5bと、第2の受電給電コイル5c及び第2の受電給電回路5dとは、それぞれ本実施形態における受給電手段を構成する。
第1の受電給電コイル5aは、コンテナc1の左側面に設けられたヘリカルコイルであり、両端が第1の受電給電回路5bの入出力端に接続されている。コンテナc1の左側面において第1の受電給電コイル5aが設けられる部位は、金属ではなく外部磁界が第1の受電給電コイル5aに電磁誘導を発生させ得ると共に第1の受電給電コイル5aが発生する磁界を外部に漏らし得る磁界透過性材料によって形成されている。この第1の受電給電コイル5aは、コンテナc1に外部磁界が作用すると電磁誘導によって起電力を発生し、当該起電力を第1の受電給電回路5bに出力し、また第1の受電給電回路5bから供給された交流電力に基づいて図6において左方向に隣接するコンテナの第2の受電給電コイル5cに非接触給電を行う。
第1の受電給電回路5bは、上記第1の受電給電コイル5aと受電側及び給電側共振回路を構成する共振用コンデンサを備え、第1の受電給電コイル5aから供給された交流電力を直流電力に変換する一種の整流回路であると共に、直流バス5eを介して後述する第2の受電給電回路5dから供給された直流電力を交流電力に変換して第1の受電給電コイル5aに供給する一種のインバータである。つまり、上記第1の受電給電コイル5a及び第1の受電給電回路5bは、受電と給電とを切換えて行うことができる。この第1の受電給電回路5bは、受電回路として動作しているときには、直流バス5eを介して上記直流電力を第2の受電給電回路5d及び負荷5fに供給し、給電回路として動作しているときには、直流バス5eを介して後述する第2の受電給電回路5dから供給された直流電力を交流電力に変換して第1の受電給電コイル5aに供給する。
なお、受電と給電とを切換えて行うことのできる非接触給電の受電給電回路として、たとえば、特開平8−19985、図4に例示されている方式がある。
第2の受電給電コイル5cは、コンテナc1の右側面に設けられたヘリカルコイルであり、両端が第2の受電給電回路5dの入出力端に接続されている。コンテナc1の右側面において第2の受電給電コイル5cが設けられる部位は、金属ではなく外部磁界が第2の受電給電コイル5cに電磁誘導を発生させ得ると共に第2の受電給電コイル5cが発生する磁界を外部に漏らし得る磁界透過性材料によって形成されている。この第2の受電給電コイル5cは、コンテナc1に外部磁界が作用すると電磁誘導によって起電力を発生し、当該起電力を第2の受電給電回路5dに出力し、また第2の受電給電回路5dから供給された交流電力に基づいて図6において右方向に隣接するコンテナの第1の受電給電コイル5aに非接触給電を行う。
第2の受電給電回路5dは、上記第2の受電給電コイル5cと受電側及び給電側共振回路を構成する共振用コンデンサを備え、第2の受電給電コイル5cから供給された交流電力を直流電力に変換する一種の整流回路であると共に、直流バス5eを介して第1の受電給電回路5bから供給された直流電力を交流電力に変換して第2の受電給電コイル5cに供給する一種のインバータである。つまり、上記第2の受電給電コイル5c及び第2の受電給電回路5dは、受電と給電とを切換えて行うことができる。この第2の受電給電回路5dは、受電回路として動作しているときには、直流バス5eを介して上記直流電力を第1の受電給電回路5b及び負荷5fに供給し、給電回路として動作しているときには、直流バス5eを介して第1の受電給電回路5bから供給された直流電力を交流電力に変換して第2の受電給電コイル5cに供給する。なお、第1の受電給電コイル5aと第1の受電給電回路5bとからなる共振回路と、第2の受電給電コイル5cと第2の受電給電回路5dとからなる共振回路とは同一周波数に設定されている。
ここで、第1の受電給電コイル5aと第2の受電給電コイル5cは、第1実施形態における受電コイル1a及び給電コイル1cと同様、左側面あるいは右側面において、上面から見て線対称(図1において左右対称)な位置に設けられている。また、コンテナc1の底面(上面)からの第1の受電給電コイル5aの高さは、コンテナc1の底面(上面)からの第2の受電給電コイル5cの高さと同一である。
直流バス5eは、第1の受電給電回路5bから出力された直流電力を第2の受電給電回路5d及び負荷5fに伝送すると共に、第2の受電給電回路5dから出力された直流電力を第1の受電給電回路5b及び負荷5fに伝送する一対の電力線である。
負荷5fは、コンテナc1の種類(補助機能)にも依るが、例えば冷凍装置、通風装置、保温装置または冷房装置であり、第1の受電給電回路5b及び第2の受電給電回路5dから供給される直流電力によって駆動する。すなわち、コンテナc1は、冷凍装置によって生鮮食品及び冷凍食品等を冷凍した状態で収納するリーファーコンテナ(冷凍コンテナ)、通風装置(ベンチレーター)によって内部空気が常に換気されるベンチレーターコンテナ(通風コンテナ)等である。なお、負荷5fとしては、余剰電力を充電する蓄電池であってもよい。
このようなコンテナc1では、第1の受電給電回路5b及び第2の受電給電回路5dから出力される直流電力のうち、負荷5fが消費する電力を差し引いたものが第1の受電給電回路5bあるいは第2の受電給電回路5dに供給される。したがって、負荷5fが機能停止している状態では電力を消費しないので、第1の受電給電回路5b及び第2の受電給電回路5dから出力される直流電力の全てが第1の受電給電回路5bあるいは第2の受電給電回路5dに供給される。すなわち、コンテナc1では、負荷5fの状態に応じて、第1の受電給電回路5bあるいは第2の受電給電回路5dから出力される直流電力の一部あるいは全部が第1の受電給電回路5bあるいは第2の受電給電回路5dに供給される。
このように構成された各コンテナc1〜cnは、図6に示すように、長辺を含む左側面と右側面とが互いに隣接するように載置されており、よって互いに隣り合うコンテナ同士の第1の受電給電コイル5aと第2の受電給電コイル5cとが互いに対向する状態となる。すなわち、互いに隣り合うコンテナ同士の第1の受電給電コイル5aと第2の受電給電コイル5cとは電磁誘導によって互いに電力を受給電する。
次に、このように構成された本給電システムCの動作について詳しく説明する。
本給電システムCでは、図6(a)に示すような各コンテナc1〜cnの配置状態において、地上給電装置s1から当該地上給電装置s1に隣接するコンテナc1へ給電が開始される。すなわち、地上給電装置s1は、整流回路2aが外部電源から得た交流電力を直流電力に変換して給電回路2bに出力し、当該給電回路2bが直流電力を交流電力に変換して給電コイル2cに供給する。この結果、地上給電装置s1における給電コイル2cと、コンテナc1の第1の受電給電コイル5aとが電磁気的に結合して電力の非接触伝送が行われる。
これに対して、コンテナc1は、第1の受電給電コイル5aが地上給電装置s1から受電した交流電力を第1の受電給電回路5bに出力して直流電力に変換し、直流バス5eを介して第2の受電給電回路5d及び負荷5fに出力する。また、第2の受電給電回路5dは、直流バス5eを介して入力された直流電力を交流電力に変換して第2の受電給電コイル5cに供給する。この結果、コンテナc1の第2の受電給電コイル5cは、コンテナc2の第1の受電給電コイル5aと電磁気的に結合してコンテナc2の第1の受電給電コイル5aに交流電力を非接触給電する。
そして、他のコンテナc2〜cn−1も上記コンテナc1と同様に作動して自らの右側に位置するコンテナc3〜cnに交流電力を非接触給電する。すなわち、図6(a)に示すように、地上給電装置s1から複数のコンテナc1〜cnに電力が一方向(左から右方向)に順次供給される。
一方、本給電システムCでは、図6(b)に示すような各コンテナc1〜cnの配置状態において、地上給電装置s1から当該地上給電装置s1に隣接するコンテナcnへ給電が開始される。すなわち、地上給電装置s1では、給電コイル2cが、コンテナcnの第2の受電給電コイル5cに電磁気的に結合して電力の非接触伝送が行われる。
これに対して、コンテナcnは、第2の受電給電コイル5cが地上給電装置s1から受電した交流電力を第2の受電給電回路5dに出力して直流電力に変換し、直流バス5eを介して第1の受電給電回路5b及び負荷5fに出力する。また、第1の受電給電回路5bは、直流バス5eを介して入力された直流電力を交流電力に変換して第1の受電給電コイル5aに供給する。この結果、コンテナcnの第1の受電給電コイル5aは、コンテナcn−1の第2の受電給電コイル5cと電磁気的に結合してコンテナcn−1の第2の受電給電コイル5cに交流電力を非接触給電する。
そして、他のコンテナc2〜cn−1も上記コンテナcnと同様に作動して自らの左側に位置するコンテナc1〜cn−2に交流電力を非接触給電する。すなわち、図6(b)に示すように、地上給電装置s1から複数のコンテナc1〜cnに電力が一方向(右から左方向)に順次供給される。
このような本第3実施形態によれば、複数のコンテナc1〜cnが第1の受電給電コイル5aと第2の受電給電コイル5cとにより相互かつ双方向に電磁気的に結合されているので、地上給電装置s1により末端のコンテナc1の第1の受電給電コイル5aまたはコンテナcnの第2の受電給電コイル5cに交流電力を供給することによって複数のコンテナc1〜cn全てに交流電力を供給することが可能である。したがって、本第3実施形態によれば、複数のコンテナc1〜cnの各々に個別に地上給電装置s1を設置する必要がなく、よって地上給電装置を設置するスペースを従来よりも省スペース化しつつ各コンテナc1〜cnに給電することが可能である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、例えば以下のような変形が考えられる。
(1)上記実施形態には、地上給電装置からコンテナへ、またはコンテナからコンテナへ非接触給電したが、本発明はこれに限定されない。例えば、非接触給電ではなく、物理的に直接接触した状態で、地上給電装置からコンテナへ、またはコンテナからコンテナへ給電するようにしてもよい。また、上記実施形態では、非接触給電する方法として磁界共鳴方式を採用したが、電磁誘導方式を採用するようにしてもよい。
(2)上記実施形態において、受電コイル、給電コイル及び受電給電コイルはヘリカルコイルとしたが、非接触給電が可能であればコイルの方式は問わない。また、非接触給電が可能であればコイルの形状も円形に限らない。
(3)上記第2実施形態において、太陽電池パネル3eをコンテナb1〜bnの上面に設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、上面以外にも正面、両側面及び背面に太陽電池パネル3eを設けるようにしてもよい。これにより、頂点のコンテナb1だけでなく、それ以外のコンテナb2〜bnにおいても、発電が可能になる。
(4)第1実施形態及び第3実施形態では、コンテナa1〜an(c1〜cn)が左右水平方向に並べられた状態で、また第2実施形態では、コンテナb1〜bnが上下方向に積み重ねられた状態で、電力を供給したが本発明はこれに限定されない。例えば、コンテナにおける受電コイル及び給電コイルの配置やその数を変えることによって、コンテナが左右水平方向及び上下方向に積み重ねられた状態において、末端のコンテナに給電することで複数のコンテナ全てに給電できるようしてもよい。また、左右及び上下方向だけでなく、前後水平方向にコンテナを並べて、電力を供給できるように、受電コイル及び給電コイルの配置やその数を変えてもよい。
(5)上記実施形態では、電力受容体である複数のコンテナ全てに電力を供給しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、受電手段や給電手段を備えた複数のバッテリを電磁気的に結合させ、末端のバッテリに給電することにより複数のバッテリ全てに給電するようにしてもよい。つまり、本発明では、電力受容体がコンテナに限定されない。また、電力受容体の形状は、上記コンテナのような箱形形状に限定されず、例えば、円筒形状のようなものであってもよい。
(6)上記第3実施形態では、第1の受電給電コイル5a及び第2の受電給電コイル5cが左側面あるいは右側面に設けられているが、第2実施形態における第1の受電コイル3a、第1の給電コイル3c、第2の受電コイル3g及び第2の給電コイル3iの代わりに、コンテナb1〜bnに設けられてもよい。つまり、本発明において、受電給電コイルは左側面あるいは右側面に限定されるものではない。
(7)上記実施形態では、コンテナa1〜an、コンテナb1〜bn、コンテナc1〜cnは金属製であり、受電コイル、給電コイルないし受電給電コイルを設ける部位のみ磁界透過性材料で形成するものとしたが、コンテナの用途に適した強度・耐久性を有する磁界透過性材料をコンテナ全体の材料として使用してもよい。もしくは、受電コイル、給電コイルないし受電給電コイルを設ける部位を含む、より広い部位の材料として磁界透過性材料を使用してもよい。
(8)上記実施形態において、コンテナa1〜an、コンテナb1〜bnないしコンテナc1〜cnはそれぞれ隣接するものとしたが、非接触給電を使用する場合、隙間なく隣接させる必要はない。非接触給電を行う、対向した受電コイルと給電コイルのペア(第3実施形態では、対向した受電給電コイルと受電給電コイルのペア)間の距離が非接触給電可能な距離(非接触給電の方式によるが、たとえば数cmないし数十cm)以内であれば、コンテナ間に隙間があってもよい。
A、B、C…給電システム、a1〜an、b1〜bn、c1〜cn…コンテナ(電力受容体)、s1、s2…地上給電装置、1a…受電コイル、1b…受電回路、1c…給電コイル、1d…給電回路、1e…直流バス、1f…負荷、2a…整流回路、2b…給電回路、2c…給電コイル、3a…第1の受電コイル、3b…第1の受電回路、3c…第1の給電コイル、3d…第1の給電回路、3e…太陽電池パネル(発電手段)、3f…第1の直流バス、3g…第2の受電コイル、3h…第2の受電回路、3i…第2の給電コイル、3j…第2の給電回路、3k…第2の直流バス、3l…第1の電圧センサ、3m…第2の電圧センサ、3n…切替器、3o…負荷、4a…整流回路、4b…給電回路、4c…給電コイル、5a…第1の受電給電コイル、5b…第1の受電給電回路、5c…第2の受電給電コイル、5d…第2の受電給電回路、5e…直流バス、5f…負荷


Claims (9)

  1. 外部から電力を受電する1あるいは複数の受電手段と、該受電手段が受電した電力の一部あるいは全部を外部に給電する1あるいは複数の給電手段とを備える可搬自在な複数の電力受容体と、
    何れかの前記電力受容体の前記受電手段に電力を給電する地上給電装置と
    を具備し、
    前記電力受容体は発電手段を備え、
    前記電力受容体は、前記受電手段または前記発電手段からの電力が内部消費よりも低い場合には、前記受電手段または前記発電手段からの電力を、内部消費に供さずに前記給電手段を介して外部に給電する
    ことを特徴とする給電システム。
  2. 前記電力受容体は、前記受電手段または前記発電手段からの電力が内部消費よりも高い場合には、前記受電手段または前記発電手段からの電力を内部消費に供することを特徴とする請求項1に記載の給電システム。
  3. 前記電力受容体は、前記受電手段および前記発電手段のいずれからの電力も内部消費よりも高い場合には、前記発電手段からの電力を内部消費に供することを特徴とする請求項1または2に記載の給電システム。
  4. 前記受電手段、前記給電手段及び前記地上給電装置は、非接触で電力を受電あるいは給電することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の給電システム。
  5. 前記受電手段は受電コイルを、また前記給電手段及び前記地上給電装置は給電コイルをそれぞれ備え、
    前記受電手段、前記給電手段及び前記地上給電装置は、前記受電コイルと前記給電コイルとの電磁気的結合によって電力を非接触で受給電することを特徴とする請求項4に記載の給電システム。
  6. 前記電力受容体の断面は矩形状であり、平行に対向する一方の面に前記受電手段が設けられ、かつ、他方の面に前記給電手段が設けられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の給電システム。
  7. 前記電力受容体の断面は矩形状であり、平行に対向する両方の面に前記受電手段及び前記給電手段が設けられることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の給電システム。
  8. 前記受電手段及び前記給電手段に代えて、電力の受電と給電とを切換えて行う受給電手段を複数備えることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の給電システム。
  9. 外部から電力を非接触で受電する1あるいは複数の受電手段と、該受電手段が受電した電力の一部あるいは全部を外部に非接触で給電する1あるいは複数の給電手段と、発電手段とを可搬自在な複数の電力受容体に設け、
    ある電力受容体の受電手段と他の電力受容体の給電手段とが対向するように各電力受容体を配置した状態で何れかの電力受容体の前記受電手段に地上給電装置から電力給電し、
    ある電力受容体の前記受電手段または前記発電手段からの電力が内部消費よりも低い場合には、前記受電手段または前記発電手段からの電力を、内部消費に供さずに前記給電手段を介して外部に給電する
    ことを特徴とする非接触給電方法。
JP2011275731A 2011-12-16 2011-12-16 給電システム及び非接触給電方法 Expired - Fee Related JP5817500B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011275731A JP5817500B2 (ja) 2011-12-16 2011-12-16 給電システム及び非接触給電方法
CN201280061634.7A CN103988395B (zh) 2011-12-16 2012-12-13 供电系统及非接触供电方法
PCT/JP2012/082308 WO2013089170A1 (ja) 2011-12-16 2012-12-13 給電システム及び非接触給電方法
EP12857375.5A EP2793357B1 (en) 2011-12-16 2012-12-13 Power supply system and method for contactless power supply
US14/301,543 US9748037B2 (en) 2011-12-16 2014-06-11 Power supply system and wireless power supply method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011275731A JP5817500B2 (ja) 2011-12-16 2011-12-16 給電システム及び非接触給電方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013126358A JP2013126358A (ja) 2013-06-24
JP5817500B2 true JP5817500B2 (ja) 2015-11-18

Family

ID=48612612

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011275731A Expired - Fee Related JP5817500B2 (ja) 2011-12-16 2011-12-16 給電システム及び非接触給電方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9748037B2 (ja)
EP (1) EP2793357B1 (ja)
JP (1) JP5817500B2 (ja)
CN (1) CN103988395B (ja)
WO (1) WO2013089170A1 (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6105912B2 (ja) * 2012-09-18 2017-03-29 積水化学工業株式会社 電力伝送システム及び電力伝送装置
US10264650B2 (en) * 2015-08-31 2019-04-16 The Boeing Company System and method for contactless energy transfer to a moving platform
JP6583824B2 (ja) * 2015-10-02 2019-10-02 パナソニックIpマネジメント株式会社 無線電力伝送システム
KR102037876B1 (ko) * 2017-10-27 2019-10-30 한국철도기술연구원 냉동컨테이너용 무선전력전송 구조
CN108092142B (zh) * 2017-11-28 2020-07-17 国网河南省电力公司修武县供电公司 一种针对高压开关柜的结构
CN111153057A (zh) * 2018-11-08 2020-05-15 苏州迪芬德物联网科技有限公司 一种轮船集装箱式冷藏货运柜
JP7383890B2 (ja) * 2019-03-20 2023-11-21 オムロン株式会社 非接触給電装置
JP7120144B2 (ja) * 2019-04-23 2022-08-17 株式会社ダイフク 保管設備
JP6790190B1 (ja) * 2019-07-22 2020-11-25 京セラ株式会社 光ファイバー給電システム
KR102491249B1 (ko) * 2020-11-18 2023-01-26 한국전자기술연구원 컨테이너의 무선 전력 전송 시스템
CN113772279B (zh) * 2021-07-20 2023-02-24 任博 一种实现箱内病毒消杀的无线充电温调集装箱设备

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3054024A (en) * 1959-03-11 1962-09-11 Polytron Ind Inc Compatible module structure
JPS5866542A (ja) * 1981-10-14 1983-04-20 三菱電機株式会社 太陽発電電力輸送方式
US4680674A (en) * 1984-07-16 1987-07-14 Moore Fergus E Modular computer system with integral electronic bus
JPH0819985A (ja) 1994-07-04 1996-01-23 Mitsubishi Electric Corp ロボット装置
JP2002374700A (ja) * 2001-06-15 2002-12-26 Hitachi Ltd 永久磁石同期モータ駆動装置及びそれを用いた洗濯機
MX2010003273A (es) * 2007-09-25 2010-05-13 Powermat Ltd Plataforma de transmision de potencia inductiva de control central.
US8283812B2 (en) * 2007-10-09 2012-10-09 Powermat Technologies, Ltd. Inductive power providing system having moving outlets
JP2009240098A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Dainippon Printing Co Ltd 給電システム及び給電装置
DE102008019964B4 (de) * 2008-04-21 2013-02-28 Deutsche Post Ag Mobiler Frachtbehälter mit induktiver Energieversorgung; Umschlag- und/oder Transporteinrichtung für Frachtbehälter; Behälterlogistiksystem und Verfahren zur Energieversorgung eines Frachtbehälters
JP2010158114A (ja) * 2008-12-27 2010-07-15 Kyokko Denki Kk 電力供給システム
US20100201201A1 (en) * 2009-02-10 2010-08-12 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer in public places
JP2010263690A (ja) * 2009-05-01 2010-11-18 Panasonic Electric Works Co Ltd 伝送システム
JP2010262838A (ja) * 2009-05-07 2010-11-18 Nec Lighting Ltd 照明装置及び照明システム
JP2011205780A (ja) 2010-03-25 2011-10-13 Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd リーファコンテナの給電装置の制御方法、及びその装置
CN102270872B (zh) * 2010-06-03 2013-05-01 富达通科技股份有限公司 光线感应式充电器识别方法
US10176920B2 (en) * 2011-03-31 2019-01-08 Sekisui Chemical Co., Ltd. Building and construction method for the same
JP5655700B2 (ja) 2011-05-12 2015-01-21 株式会社Ihi 搬送システム
JP2012239334A (ja) 2011-05-12 2012-12-06 Ihi Corp 車両及び非接触給電システム
WO2013013235A2 (en) * 2011-07-21 2013-01-24 Witricity Corporation Wireless power component selection
JP5922662B2 (ja) * 2011-08-22 2016-05-24 積水化学工業株式会社 リーファーコンテナ及びリーファーコンテナへの給電システム
EP2760109B1 (en) 2011-11-25 2019-08-14 IHI Corporation Mobile power supply device for a vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
EP2793357B1 (en) 2017-03-22
EP2793357A4 (en) 2015-09-30
EP2793357A1 (en) 2014-10-22
US20140292079A1 (en) 2014-10-02
WO2013089170A1 (ja) 2013-06-20
JP2013126358A (ja) 2013-06-24
CN103988395A (zh) 2014-08-13
CN103988395B (zh) 2018-04-17
US9748037B2 (en) 2017-08-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5817500B2 (ja) 給電システム及び非接触給電方法
US20230027633A1 (en) Fluid Exchanger
US20190337406A1 (en) Charging station for vehicle or energy-storage unit
CN103502546A (zh) 停车设备
CN103828190A (zh) 无线电力馈送系统和无线电力馈送方法
CN106786993B (zh) 充放电设备和包括该充放电设备的移动充电车
JP2013005593A (ja) 給電装置及び給電システム
KR20110092195A (ko) 전력 공급 장치 및 이를 구비한 고무 타이어 갠트리 크레인
CN102318967B (zh) 用于无线供电的座椅
CN109274163A (zh) 用于给电动汽车充电的设备
CN101563787A (zh) 用于转换和存储能量的装置
CN102170159A (zh) 基于太阳能的移动式无线充电系统
JP5546122B2 (ja) 蓄電池パッケージ
CN211280679U (zh) 多功能汽车换电站系统
JP2012210118A (ja) アンテナ
CN209404079U (zh) 空间可调节的快递柜
WO2013151133A1 (ja) 配電装置および電力供給システム
KR101590835B1 (ko) 유무선 이중화 통신을 이용한 상호 전력 공급 네트워크 서비스를 제공하는 태양광발전시스템
CN208216509U (zh) 电池存储架及新能源汽车换电站
CN213243651U (zh) 铁路冷藏集装箱及其供电装置、供电系统
CN212148970U (zh) 一种制冷剂储罐转运推车
CN112803466A (zh) 风储一体变流器、变流器和多能互补能源系统
KR20130043763A (ko) 컨테이너 및 컨테이너 선박
CN202268826U (zh) 太阳能机动供电系统
JP6599820B2 (ja) キャパシタユニット、受電システムおよび無人搬送車

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20141029

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150616

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150810

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20150811

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150901

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150914

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5817500

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees