JP5949773B2 - 受電装置およびそれを備える車両、ならびに電力伝送システム - Google Patents
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Description
好ましくは、受電部は、受電部と送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、受電部と送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、送電部から受電する。
また、この発明によれば、電力伝送システムは、送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムである。送電装置は、電源部と、送電部とを備える。電源部は、交流電力を生成する。送電部は、電源部から供給される交流電力を受電装置へ非接触で出力するように構成される。受電装置は、受電部と、電力線と、電気機器とを備える。受電部は、送電部から出力される交流電力を非接触で受電するように構成される。電力線には、受電部によって整流された電力が出力される。電気機器は、受電部に近接して配設され、上記電力線から電力を受けて作動する。
図1は、この発明の実施の形態1による電力伝送システムの全体構成図である。図1を参照して、この電力伝送システムは、送電装置100と、受電装置としての車両200とを備える。
受電電力が出力される電力線230の電圧をDC/DCコンバータ260によって上記の目標電圧VHrefに制御することにより、送電装置100から車両200へ伝送される電力の大きさに依存することなく、車両200の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、送電装置100において、整合器120(図1)を用いて送電装置100のインピーダンスを上記のインピーダンスRに調整することによって、送電装置100と車両200とのインピーダンスを整合させることができる。
f2=1/{2π(Lr×C2)1/2}・・・(2)
ここで、インダクタンスLrおよびキャパシタンスC1,C2を固定して、インダクタンスLtのみを変化させた場合において、第2コイル93および第3コイル96の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図6に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル94および共振コイル99の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第2コイル93に供給される電流の周波数は一定である。
図6からも明らかなように、固有周波数のズレ(%)が0%の場合には、電力伝送効率は100%近くとなる。固有周波数のズレ(%)が±5%の場合には、電力伝送効率は40%程度となる。固有周波数のズレ(%)が±10%の場合には、電力伝送効率は10%程度となる。固有周波数のズレ(%)が±15%の場合には、電力伝送効率は5%程度となる。すなわち、固有周波数のズレ(%)の絶対値(固有周波数の差)が、第3コイル96の固有周波数の10%以下の範囲となるように第2コイル93および第3コイル96の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ(%)の絶対値が第3コイル96の固有周波数の5%以下となるように第2コイル93および第3コイル96の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア(JMAG(登録商標):株式会社JSOL製)を採用している。
実施の形態2では、電力線230と蓄電装置270との間にDC/DCコンバータが設けられない構成が示される。
上記の実施の形態1,2では、冷却ファン240は、整流器220によって整流された受電電力が出力される電力線230に電気的に接続されるものとしたが、受電部210と整流器220との間の電力線に接続してもよい。
上記の実施の形態1,2および変形例では、この発明における「電気機器」が冷却ファン240である場合について説明したが、「電気機器」は冷却ファン240に限定されるものではない。
この実施の形態4では、受電部に近接して配設される「電気機器」が、受電部の固有周波数を調整する可変キャパシタの調整装置である場合が示される。
Claims (10)
- 送電装置から非接触で電力を受ける受電装置であって、
前記送電装置の送電部から出力される交流電力を非接触で受電するように構成された受電部と、
前記受電部によって受電された電力が出力される電力線と、
前記電力線に出力された電力を蓄える蓄電装置とを備え、
前記蓄電装置に蓄えられる電力は、車両の走行駆動力を発生するために用いられ、
前記電力線から電力を受けて作動する電気機器と、
前記受電部および前記電気機器を格納するシールドボックスとをさらに備える受電装置。 - 前記電気機器は、前記シールドボックス内において前記電力線に電気的に接続される、請求項1に記載の受電装置。
- 前記受電部によって受電された電力を整流する整流部と、
前記整流部によって整流された電力を電圧変換して負荷へ出力する電圧変換部とをさらに備え、
前記電気機器は、前記整流部と前記電圧変換部との間に電気的に接続される、請求項1に記載の受電装置。 - 前記電気機器は、前記受電部を冷却するための冷却器を含み、
前記受電装置は、前記受電部により受電される電力が大きいほど高く設定される目標電圧に前記整流部と前記電圧変換部との間の電圧が一致するように、前記電圧変換部を制御する電圧制御部をさらに備える、請求項3に記載の受電装置。 - 前記受電部によって受電された電力を整流する整流部をさらに備え、
前記電気機器は、前記受電部と前記整流部との間に電気的に接続される、請求項1に記載の受電装置。 - 前記受電部の固有周波数と、前記送電部の固有周波数との差は、前記受電部の固有周波数または前記送電部の固有周波数の±10%以下である、請求項1に記載の受電装置。
- 前記受電部と前記送電部との結合係数は0.1以下である、請求項1に記載の受電装置。
- 前記受電部は、前記受電部と前記送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、前記受電部と前記送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、前記送電部から受電する、請求項1に記載の受電装置。
- 請求項1から8のいずれかに記載の受電装置を備える車両。
- 送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムであって、
前記送電装置は、
交流電力を生成する電源部と、
前記電源部から供給される交流電力を前記受電装置へ非接触で出力するように構成された送電部とを備え、
前記受電装置は、
前記送電部から出力される交流電力を非接触で受電するように構成された受電部と、
前記受電部によって受電された電力が出力される電力線と、
前記電力線に出力された電力を蓄える蓄電装置とを備え、
前記蓄電装置に蓄えられた電力は、車両の走行駆動力を発生するために用いられ、
前記受電装置は、
前記電力線から電力を受けて作動する電気機器と、
前記受電部および前記電気機器を格納するシールドボックスとをさらに備える、電力伝送システム。
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