JP5869497B2 - 入力寄生金属の検出 - Google Patents
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Description
予期される1次入力電流=0.5*isec+(0.052*isec*Vsec)+(0.018*icoil)−0.009
Preceived − Prectified = C7*irx−rect + C8*irx−rect 2
に曲線当てはめすることができる。
Claims (45)
- 誘導電力転送システムにおいて誘導電力転送を制御する方法であって,
前記システムは,タンク回路及びスイッチング回路を備え,電磁界を発生することができる1次ユニットと,該1次ユニットとは別の少なくとも一つの2次ユニットであって,該2次ユニットが前記1次ユニットの近傍にあるとき,前記電磁界と結合して,前記1次ユニットと前記2次ユニットとの間の直接導電性接触なしに,前記1次ユニットから電力を受電するようになっている2次ユニットとを含み,前記方法は,
前記1次ユニットにおける入力電力の特性を測定するステップと,
前記1次ユニットの前記タンク回路における電力の特性を測定するステップと,
前記1次ユニットにおいて前記少なくとも一つの2次ユニットから情報を受信するステップと,
少なくとも前記1次ユニットの前記タンク回路における電力の前記測定された特性によって,前記誘導電力転送システムにおける電力消費を推定するステップと,
前記1次ユニットの近傍に許容できない量の寄生金属があることを判定するために,前記1次ユニットにおける入力電力の前記測定された特性と,前記少なくとも一つの2次ユニットからの前記情報と,前記推定された電力消費とを評価するステップと,
前記1次ユニットの近傍に前記許容できない量の寄生金属があることが判定されたことに応答して,前記1次ユニットからの前記誘導電力転送を制限又は停止するステップと,
を有する方法。 - 前記電力消費を推定するステップは,前記誘導電力転送システムにおける電力損失を推定するステップ,前記2次ユニットの負荷が利用する電力を推定するステップ,又はそれらの組合せ,のうち少なくとも一つを含む,請求項1に記載の方法。
- 前記電力消費を推定するステップは,前記1次ユニットの前記タンク回路における電力の前記測定された特性と,前記2次ユニットからの前記情報とによって,前記誘導電力転送システムにおける電力損失を推定するステップを含む,請求項1に記載の方法。
- 前記スイッチング回路は,動作中に種々の異なる動作周波数間を変化する動作周波数で動作し,前記電力消費を推定するステップは,前記1次ユニットの前記タンク回路における電力の前記測定された特性と,前記2次ユニットからの前記情報と,前記スイッチング回路の前記動作周波数とによって,前記誘導電力転送システムにおける電力損失を推定するステップを含む,請求項1に記載の方法。
- 前記電力消費を推定するステップは,
1次ユニットヒステリシス電力損失を推定するステップと,
1次ユニット渦電流電力損失を推定するステップと,
1次ユニット抵抗電力損失を推定するステップと,
2次ユニット電力消費を推定するステップと,
を含む,請求項1に記載の方法。 - 前記2次ユニット電力消費を推定するステップは,
2次ユニット渦電流電力損失を推定するステップと,
2次ユニット抵抗電力損失を推定するステップと,
を含む,請求項5に記載の方法。 - 2次ユニット電力損失を推定するステップは,
2次ユニット渦電流電力損失を推定するステップと,
前記1次ユニットの前記タンク回路における電力の前記測定された特性によって,2次ユニットヒステリシスを推定するステップと,
を含む,請求項5に記載の方法。 - 前記少なくとも一つの2次ユニットからの前記情報は,2次ユニットID,前記2次ユニットにおける電力の特性の測定値,前記2次ユニットにおける電力損失の推定値,1又は複数の電力損失係数,又はそれらの組合せを含む,請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも一つの2次ユニットからの前記情報は,前記1次ユニットにおける入力電力の前記測定された特性と,前記少なくとも一つの2次ユニットからの前記情報と,前記推定された電力消費とを同期させる同期情報を含む,請求項1に記載の方法。
- 前記入力電力の特性は,前記スイッチング回路及び前記タンク回路の前の,前記1次ユニットにおける電流又は電圧を含む,請求項1に記載の方法。
- 前記タンク回路における電力の前記特性は,前記タンク回路における電流又は電圧を含む,請求項1に記載の方法。
- 前記1次ユニットの近傍に許容できない量の寄生金属があることを判定するために,前記1次ユニットにおける入力電力の前記測定された特性と,前記少なくとも一つの2次ユニットからの前記情報と,前記推定された電力消費とを評価する前記ステップは,
前記1次ユニットにおける入力電力の前記特性と,前記少なくとも一つの2次ユニットからの前記情報とに基づいて合計電力消費を計算するステップと,
前記計算された合計電力消費と,前記推定された電力消費との差を検出することによって,前記1次ユニットの近傍に異物があると判定するステップと,
を含む,請求項1に記載の方法。 - 前記計算された合計電力消費と,前記推定された電力消費との差がしきい値を超えたとき,前記1次ユニットの近傍に許容できない量の寄生金属があると判定するステップを含む請求項12に記載の方法。
- 前記1次ユニットに対して複数の異なる位置に前記2次ユニットを配置するステップと,
位置ごとに,前記2次ユニットの等価直列抵抗値を測定するステップと,
前記2次ユニットの前記等価直列抵抗値に基づいて,2次ユニット渦電流電力損失を推定するための渦電流電力損失係数を決定するステップと,
を含む請求項1に記載の方法。 - 前記1次ユニットに対して複数の異なる位置に前記2次ユニットを配置し,複数の異なる動作周波数で前記1次ユニットを運転するステップと,
位置と動作周波数との組合せごとに,前記2次ユニットの等価直列抵抗値を測定するステップと,
前記2次ユニットの前記等価直列抵抗値に基づいて,2次ユニット渦電流電力損失を推定するための渦電流電力損失係数を決定するステップと,
を含む請求項1に記載の方法。 - 前記2次ユニットの前記等価直列抵抗値を測定する前記ステップは,
前記1次ユニットだけの等価直列抵抗値を測定するステップと,
前記誘導電力転送システムの等価直列抵抗値を測定するステップと,
前記2次ユニットの前記等価直列抵抗値を測定するために,前記誘導電力転送システムの前記等価直列抵抗値から,前記1次ユニットの前記等価直列抵抗値を減算するステップと,
を含む,請求項15に記載の方法。 - 前記1次ユニットは1次ユニットシールドを含み,前記1次ユニットの前記タンク回路は1次ユニットコイルを含み,前記2次ユニットは2次コイルと,2次シールドと,2次友好的寄生金属とを含む,請求項15に記載の方法。
- 前記1次ユニットに対して複数の異なる位置に前記2次ユニットを配置するステップと,
複数の異なる動作周波数で前記1次ユニットを運転するステップと,
複数の異なる負荷を前記2次ユニットに接続するステップと,
位置と,動作周波数と,負荷との組合せごとに,前記2次ユニットの等価直列抵抗値を測定するステップと,
前記2次ユニットの前記等価直列抵抗値に基づいて,2次ユニット渦電流電力損失を推定するための渦電流電力損失係数を決定するステップと,
を含む請求項1に記載の方法。 - 誘導電力転送システムを設計する方法であって,
1次側に非接触でエネルギを転送するためのタンク回路を用意するステップと,
前記非接触のエネルギを受電するための2次コイルと,電気通信における負荷とを含む2次側に負荷を用意するステップと,
前記1次側と前記2次側との距離を変化させるステップと,
前記2次側の前記負荷を変化させるステップと,
前記1次側と前記2次側との複数の距離ごと,及び複数の負荷ごとに,前記非接触でのエネルギの転送中に前記タンク回路における前記1次側の少なくとも一つの回路パラメータを測定するステップと,
前記1次側と前記2次側との複数の距離ごと,及び前記2次側の複数の負荷ごとに,前記非接触でのエネルギの転送中に前記2次側の少なくとも一つの回路パラメータを測定するステップと,
複数の係数と,前記タンク回路における前記1次側の少なくとも一つの回路パラメータと,前記2次側の少なくとも一つの回路パラメータと,に基づいて,前記非接触でのエネルギの転送中の前記システムにおける電力消費を説明するための公式を選択するステップと,
前記2次側の前記測定された回路パラメータと,前記1次側の前記測定された回路パラメータとを用いて,前記係数を決定するステップと,
動作中に説明できない損失が存在するか否かを予測する際に用いるために,前記誘導電力転送システム内に前記係数を記憶させるステップと,
を含む方法。 - 前記公式の前記係数を決定する前記ステップは,前記システムにおける部品を物理的に観察することによって,電力損失の種別に基づいて前記係数を決定するステップを含む,請求項19に記載の方法。
- 前記公式の前記係数を決定する前記ステップは,曲線当てはめによって前記係数を決定するステップを含む,請求項19に記載の方法。
- 前記曲線当てはめは多変量多項回帰を用いて行われる請求項21に記載の方法。
- 1次ユニット内に1又は複数の係数を記憶するステップと,2次ユニット内に1又は複数の係数を記憶するステップとを含む請求項19に記載の方法。
- 前記公式は,前記1次側における電力損失の推定値と,前記2次側における電力損失の推定値と,前記負荷が用いる電力の推定値とを含む,請求項19に記載の方法。
- 前記公式は,前記1次側の回路パラメータと,前記2次側の回路パラメータとによる,前記誘導電力転送システムにおける電力損失の推定値を含む,請求項19に記載の方法。
- 前記1次側の複数の動作周波数ごとに,前記非接触でのエネルギの転送中に前記2次側の少なくとも一つの回路パラメータを測定するステップと,前記非接触でのエネルギの転送中に前記タンク回路における前記1次側の少なくとも一つの回路パラメータを測定するステップと,を含む,請求項19に記載の方法。
- 前記公式は,
1次側ヒステリシス電力損失と,
1次側渦電流電力損失と,
1次側抵抗電力損失と,
2次側電力消費と,
の推定値を含む,請求項19に記載の方法。 - 前記2次側電力消費は,
2次側渦電流電力損失と,
2次側抵抗電力損失と,
を含む,請求項27に記載の方法。 - 前記公式は,前記タンク回路における前記回路パラメータによる,2次側渦電流電力損失及び2次側ヒステリシス電力損失の推定値を含む,請求項27に記載の方法。
- 前記タンク回路における前記回路パラメータは,前記タンク回路における電流及び電圧のうち少なくとも一つを含む,請求項19に記載の方法。
- 前記1次側と前記2次側との間の距離ごとに,前記2次側の等価直列抵抗値を測定するステップと,
前記等価直列抵抗値に基づいて,渦電流電力損失係数を決定するステップと,
を含む請求項19に記載の方法。 - 前記1次側と前記2次側との間の距離及び動作周波数ごとに,前記2次側の等価直列抵抗値を測定するステップと,
前記等価直列抵抗値に基づいて,渦電流電力損失係数を決定するステップと,
を含む請求項26に記載の方法。 - タンク回路及びスイッチング回路を備える1次ユニットであって,該1次ユニットとは別の少なくとも一つの2次ユニットに電力を転送するための電磁界を発生することができ,該2次ユニットが前記1次ユニットの近傍にあるとき,前記電磁界と結合して,前記1次ユニットと前記2次ユニットとの間の直接導電性接触なしに,前記2次ユニットが前記1次ユニットから電力を受電するようになっており,
前記1次ユニットにおける入力電力の特性を測定する感知器と,
前記1次ユニットの前記タンク回路における電力の特性を測定する感知器と,
前記少なくとも一つの2次ユニットから情報を受信する受信器と,
コントローラであって,
少なくとも前記1次ユニットの前記タンク回路における電力の前記測定された特性によって,誘導電力転送システムにおける電力消費を推定するステップと,
前記1次ユニットの近傍に許容できない量の寄生金属があることを判定するために,前記1次ユニットにおける入力電力の前記測定された特性と,前記少なくとも一つの2次ユニットからの前記情報と,前記推定された電力消費とを評価するステップと,
前記1次ユニットの近傍に前記許容できない量の寄生金属があることが判定されたことに応答して,前記1次ユニットからの誘導電力転送を制限又は停止するステップと,
を実行するようにプログラムされたコントローラと,
を備える1次ユニット。 - 前記電力消費を推定するステップは,前記誘導電力転送システムにおける電力損失を推定するステップ,前記2次ユニットの負荷が利用する電力を推定するステップ,又はそれらの組合せ,のうち少なくとも一つを含む,請求項33に記載の1次ユニット。
- 前記電力消費を推定するステップは,前記1次ユニットの前記タンク回路における電力の前記測定された特性と,前記2次ユニットからの前記情報とによって,前記誘導電力転送システムにおける電力損失を推定するステップを含む,請求項33に記載の1次ユニット。
- 前記スイッチング回路は,動作中に種々の異なる動作周波数間を変化する動作周波数で動作し,前記電力消費を推定するステップは,前記1次ユニットの前記タンク回路における電力の前記測定された特性と,前記2次ユニットからの前記情報と,前記スイッチング回路の前記動作周波数とによって,前記誘導電力転送システムにおける電力損失を推定するステップを含む,請求項33に記載の1次ユニット。
- 前記電力消費を推定するステップは,
1次ユニットヒステリシス電力損失を推定するステップと,
1次ユニット渦電流電力損失を推定するステップと,
1次ユニット抵抗電力損失を推定するステップと,
2次ユニット電力消費を推定するステップと,
を含む,請求項33に記載の1次ユニット。 - 前記2次ユニット電力消費を推定するステップは,
2次ユニット渦電流電力損失を推定するステップと,
2次ユニット抵抗電力損失を推定するステップと,
を含む,請求項37に記載の1次ユニット。 - 2次ユニット電力損失を推定するステップは,
2次ユニット渦電流電力損失を推定するステップと,
前記1次ユニットの前記タンク回路における電力の前記測定された特性によって,2次ユニットヒステリシスを推定するステップと,
を含む,請求項37に記載の1次ユニット。 - 前記少なくとも一つの2次ユニットからの前記情報は,2次ユニットID,前記2次ユニットにおける電力の特性の測定値,前記2次ユニットにおける電力損失の推定値,1又は複数の電力損失係数,又はそれらの組合せを含む,請求項33に記載の1次ユニット。
- 前記少なくとも一つの2次ユニットからの前記情報は,前記1次ユニットにおける入力電力の前記測定された特性と,前記少なくとも一つの2次ユニットからの前記情報と,前記推定された電力消費とを評価する前記ステップを同期させる同期情報を含む,請求項33に記載の1次ユニット。
- 前記入力電力の特性は,前記スイッチング回路及び前記タンク回路の前の,前記1次ユニットにおける電流又は電圧を含む,請求項33に記載の1次ユニット。
- 前記タンク回路における電力の前記特性は,前記タンク回路における電流又は電圧を含む,請求項33に記載の1次ユニット。
- 前記1次ユニットの近傍に許容できない量の寄生金属があることを判定するために,前記1次ユニットにおける入力電力の前記測定された特性と,前記少なくとも一つの2次ユニットからの前記情報と,前記推定された電力消費とを評価する前記ステップは,
前記1次ユニットにおける入力電力の前記特性と,前記少なくとも一つの2次ユニットからの前記情報とに基づいて合計電力消費を計算するステップと,
前記計算された合計電力消費と,前記推定された電力消費との差を検出することによって,前記1次ユニットの近傍に異物があると判定するステップと,
を含む,請求項33に記載の1次ユニット。 - 前記計算された合計電力消費と,前記推定された電力消費との差がしきい値を超えたとき,前記1次ユニットの近傍に許容できない量の寄生金属があると判定するステップを含む請求項44に記載の1次ユニット。
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