JP6291039B2 - 電動装置の無線電力伝送システムの制御方法及び装置 - Google Patents

電動装置の無線電力伝送システムの制御方法及び装置 Download PDF

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Description

本願は電動装置の無線電力伝送システムの制御技術に関し、特に電動装置の無線電力伝送システムの制御方法及び装置に関する。
無線充電技術の持続的な発展につれて、無線充電システムを使用して電動装置に電力を供給することは、電動装置の充電の発展傾向となっており、有線充電方式に比べて、無線充電は顕著な利点を有する。
図１は無線電力伝送システム（ＷＰＴ、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｆｅｒ）の基本構成図であり、図１に示すように、該システムは、電力送信側及びその制御回路（ＰＴ＆Ｃ、Ｐｏｗｅｒ Ｔｒａｎｓｍｉｔ ＆ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と、非接触変圧器及びその補償回路（ＣＴ＆Ｃ、Ｃｏｎｔａｃｔｌｅｓｓ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ ＆ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）と、電力受信側及びその制御回路（ＰＰ＆Ｃ、Ｐｏｗｅｒ Ｐｉｃｋｕｐ ＆ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と、を備える。ＰＴ＆Ｃは力率コントローラ及びフルブリッジインバータを備え、フルブリッジインバータはインバータブリッジのソフトスイッチを利用してＣＴ＆Ｃの後のＣＴ＆Ｃを含むシステムに対してインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性要件を有する。ＣＴ＆Ｃは送信モジュール及び受信モジュールを備え、送信モジュールはコア、コイル１及びコンデンサＣ１を直列してなり、受信モジュールはコア、コイル２及びコンデンサＣ２を並列接続してなる。ＰＰ＆Ｃは整流器及び直流−直流変換器を備える。無線電力伝送システムを利用して電動装置に対して無線充電を行う際に、通常、ＣＴ＆Ｃの送信モジュールが地面又は地下に配置され、受信モジュールが電動装置の車体の下方に取り付けられる。
無線電力伝送システムを利用して電動装置に充電する際に、システムの運転の高効率化と安定性を確保するために、送信モジュールと受信モジュールとは一定の位置関係を満たさなければならない。電動車を例として、図２は送信モジュールと受信モジュールとの位置関係図であり、図２に示すように、実際の応用過程において、ドライバーの技術の相違と電動車車体の相違のため、電動車が駐車して充電する際に、車体の下方における受信モジュール１と送信モジュール２のＸ軸ずれａ、Ｙ軸ずれｂ及びＺ軸ずれｃは無線充電時に求められるインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性の位置関係を完全に確保することができない。無線電力伝送システムの正常充電を実現するために、従来から位置検出システム及び機械的調整装置を利用し、つまり、各無線電力伝送システムにおいて１つの位置検出システムと１つの機械的調整装置が設置される必要があり、送信モジュールの高さと前後左右位置を調整することに用いられ、位置検出システムにより送信モジュールと受信モジュールとの間の位置関係を確定し、機械的調整装置により受信モジュールと送信モジュールとの位置関係が無線充電の要件を満たす。
無線充電過程において、関連技術に係る機械的調整装置を長時間にわたって使用すると、故障が発生する時にメンテナンスが難しい問題がある。機械的調整装置を車体に設置して受信モジュールの位置を調整する場合でも、メンテナンス問題が厳しく、また、車体での工業デザインには、より高いコストが必要になる。
上記説明からわかるように、無線電力伝送システムを使用して電動装置に対して無線充電を行う際に、無線電力伝送システムは機械的調整装置の長時間使用により送信モジュールの位置調整を実現し、メンテナンスが難しい問題がある。
本発明の実施例が解決しようとする技術的問題は、非機械的調整装置により無線電力伝送システムの動作安定性を確保することができ、機械的調整装置による位置合わせとピッチ調整をせずに無線充電を行なうことができる無線電力伝送システムの制御方法を提供することである。
本発明の目的を達成するために、技術的解決手段は以下のとおりである。
送信モジュール及び受信モジュールを備え、非接触変圧器及びその補償回路ＣＴ＆Ｃを更に備える無線電力伝送システムの制御方法であって、
前記送信モジュールと前記受信モジュールとの位置関係情報を取得することと、
前記位置関係情報に基づき前記送信モジュールのコイル巻数を調整し、それにより前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすようにすることと、を含む。
選択的に、前記送信モジュールと受信モジュールのコイルはいずれも平面分布式の巻線配置方式を利用し、巻線を２つに分けてそれぞれ巻いて順方向に直列し、２つの巻数の和が前記送信モジュール又は前記受信モジュールの総巻数である。
選択的に、前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすようにするステップは、
前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス角をゼロに下げ、且つＣＴ＆Ｃ電圧ゲインを所定ゲインに等しくすることを含む。
選択的に、前記送信モジュールと前記受信モジュールとの位置関係情報を取得する前に、該方法は、
送信モジュールと受信モジュールとの位置関係情報と、前記送信モジュールのコイル巻数とのマッピング関係を生成し、マッピング関係テーブルを生成することを更に含む。
選択的に、前記位置関係情報に基づき前記送信モジュールのコイル巻数を調整するステップは、
前記マッピング関係に前記位置関係情報が含まれるか否かを判定し、含まれていないと、送信モジュールのコイルに対して最外側からコイルを徐々に短絡させ、１巻のコイルを短絡させるごとに、前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすか否かを判定し、満たすと、調整を終了することと、
前記位置関係情報と対応する送信モジュールのコイル巻数とを前記マッピング関係テーブルに記入することと、を含む。
選択的に、前記調整後の送信モジュールのコイル巻数により、２つのコイル巻数の差が０又は１になる。
選択的に、該方法は、
前記マッピング関係に前記位置関係情報が含まれると判定し、且つ前記取得した位置関係情報に対応する送信モジュールのコイル巻数により前記無線電力伝送システムの正常充電を実現できると、マッピング関係に基づき送信モジュールのコイル巻数を該位置関係情報に対応する送信モジュールのコイル巻数に直接に調整することと、
前記取得した位置関係情報が前記データマッピング装置に含まれるが、前記取得した位置関係情報に対応する送信モジュールのコイル巻数により前記無線電力伝送システムの正常充電を実現できないと、充電を放棄することと、を更に含む。
無線電力伝送システムの制御装置であって、前記無線電力伝送システムは送信モジュール及び受信モジュールを備え、非接触変圧器及びその補償回路ＣＴ＆Ｃを更に備え、該制御装置は補助測位装置及び巻数調整装置を備え、
前記補助測位装置は、前記受信モジュールの位置を確定し、前記送信モジュールと前記受信モジュールとの位置関係情報を取得して、前記位置関係情報を前記巻数調整装置に送信するように設定され、
前記巻数調整装置は、前記位置関係情報を受信し、前記位置関係情報に基づき送信モジュールのコイル巻数を調整し、それにより前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすようにするように設定される。
選択的に、前記巻数調整装置はコイル平面の中点を始点とする半直線上に設置される。
選択的に、前記送信モジュールと受信モジュールのコイルは平面分布式の巻線配置を利用し、巻線を２つに分けてそれぞれ巻いて順方向に直列し、２つの巻数の和が送信モジュール又は受信モジュールの総巻数である。
選択的に、前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすようにするステップは、
前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス角をゼロに下げ、且つＣＴ＆Ｃ電圧ゲインを所定ゲインに等しくすることを含む。
選択的に、該装置はデータマッピング装置を更に備え、
前記データマッピング装置は、送信モジュールと受信モジュールとの位置関係情報と、送信モジュールのコイル巻数とのマッピング関係を生成し、マッピング関係テーブルを生成するように設定される。
選択的に、前記巻数調整装置は、
前記データマッピング装置に前記位置関係情報が含まれるか否かを判定し、含まれていないと、前記送信モジュールのコイルに対して最外側からコイルを徐々に短絡させ、１巻の送信モジュールを短絡させるごとに、前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすか否かを判定し、満たすと、調整を終了し、
前記位置関係情報と対応する送信モジュールのコイル巻数とを前記マッピング関係テーブルに記入することにより、前記位置関係情報に基づき前記送信モジュールのコイル巻数を調整するように設定される。
選択的に、前記調整後の送信モジュールのコイル巻数により、２つのコイル巻数の差が０又は１になる。
選択的に、前記巻数調整装置は更に、
前記マッピング関係に前記位置関係情報が含まれると判定し、且つ前記取得した位置関係情報に対応する送信モジュールのコイル巻数により前記無線電力伝送システムの正常充電を実現できると、マッピング関係に基づき送信モジュールのコイル巻数を該位置関係情報に対応する送信モジュールのコイル巻数に直接に調整し、
前記取得した位置関係情報が前記データマッピング装置に含まれるが、前記取得した位置関係情報に対応する送信モジュールのコイル巻数により前記無線電力伝送システムの正常充電を実現できないと、充電を放棄するように設定される。
また、上記技術的解決手段によれば、位置関係情報と送信モジュールのコイル巻数とのマッピング情報を生成し、位置関係情報がマッピング情報に含まれるデータである場合、充電条件を満たすと、コイル巻数を直接にロードし、充電条件を満たさないと、充電を放棄し、位置関係情報が含まれていないと、本発明の実施例の方法に従ってコイル巻数を調整し、且つマッピング情報を更新する。それにより充電過程のコイル調整時間を短縮させ、システムの動作効率を向上させる。
図面は、本願の技術的解決手段を更に理解するためのものであり、且つ明細書の一部であり、本願の実施例とともに本願の技術的解決手段を説明するが、本願の技術的解決手段を制限するものではない。
図１は関連技術に係る無線電力伝送システムＷＰＴの基本構成図である。 図２は関連技術に係る送信モジュールと受信モジュールとの位置関係図である。 図３は本発明の実施例に係る無線電力伝送システムの制御方法のフローチャートである。 図４は本発明の実施例に係る無線電力伝送システムの制御装置のブロック図である。 図５は本発明の実施例に係る無線電力伝送システムの制御装置のコイル巻線配置の模式図である。 図６は本発明の実施例に係る無線電力伝送システムの制御装置の巻数調整装置としてスイッチ系装置を用いる模式図である。
以下、図面を参照しながら本願の実施例を詳細に説明する。なお、衝突しない場合、本願の実施例及び実施例の特徴を任意に組み合わせることができる。
本発明の実施例は無線電力伝送システムの制御方法を提供し、
送信モジュールと受信モジュールとの位置関係情報を取得することと、
位置関係情報に基づき送信モジュールのコイル巻数を調整し、それによりシステムが充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と非接触変圧器及びその補償回路ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件を満たすようにすることと、を含む。
選択的に、前記送信モジュールと受信モジュールのコイルはいずれも平面分布式の巻線配置方式を利用し、巻線を２つに分けてそれぞれ巻いて順方向に直列し、２つの巻数の和が送信モジュール又は受信モジュールの総巻数である。
選択的に、該方法は前に、位置関係情報と送信モジュールのコイル巻数とのマッピング関係を生成することを更に含む。
選択的に、前記送信モジュールのコイル巻数を調整することは、
前記取得した位置関係情報が前記マッピング関係に含まれるか否かを判定し、含まれていないと、送信モジュールのコイルに対して最外側からコイルを徐々に短絡させ、１巻のコイルを短絡させるごとに、前記システムのインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性に基づき充電条件を満たすか否かを判定し、充電条件を満たすと、調整を終了することと、
前記マッピング関係を更新することと、を含む。
選択的に、前記調整後の送信モジュールのコイル巻数により、２つのコイル巻数の差が０又は１になる。
選択的に、前記取得した位置関係情報がマッピング関係に含まれると判定すると、該方法は、
マッピング関係中の調整済みの送信モジュールのコイル巻数が充電位置関係を満たすと、コイル巻数を直接にロードすることと、
マッピング関係中の調整済みの送信モジュールのコイル巻数が充電位置関係を満たさないと、充電を放棄することと、を更に含む。
別の態様によれば、本発明は電動車の無線電力伝送システムの制御装置を更に提供し、
受信モジュールの位置を確定し、送信モジュールと受信モジュールとの位置関係情報を取得して巻数調整装置に送信するための補助測位装置、
送信モジュールと受信モジュールとの位置関係情報を受信し、送信モジュールのコイル巻数を調整し、無線充電に必要なインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性要件を満たすための巻数調整装置、を備える。
選択的に、前記巻数調整装置はコイル平面の中点を始点とする半直線上に設置される。
選択的に、前記送信モジュールと受信モジュールのコイルは平面分布式の巻線配置を利用し、巻線を２つに分けてそれぞれ巻いて順方向に直列し、２つの巻数の和が送信モジュール又は受信モジュールの総巻数である。
選択的に、該装置は、位置関係情報と送信モジュールのコイル巻数とのマッピング関係を生成するためのデータマッピング装置を更に備える。
選択的に、前記送信モジュールのコイル巻数を調整することは、
前記取得した位置関係情報が前記データマッピング装置に含まれるか否かを判定し、含まれていないと、送信モジュールのコイルに対して最外側からコイルを徐々に短絡させ、１巻の送信モジュールを短絡させるごとに、そのインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性がシステム充電条件を満たすか否かを判定し、充電条件を満たすと、調整を終了することと、
前記マッピング関係を更新することと、を含む。
選択的に、前記調整後の送信モジュールのコイル巻数により、２つのコイル巻数の差が０又は１になる。
選択的に、前記取得した位置関係情報がデータマッピング装置に含まれると判定すると、該装置は更に、
データマッピング装置中の調整済みの送信モジュールのコイル巻数が充電位置関係を満たすと、コイル巻数を直接にロードし、
マッピング関係中の調整済みの送信モジュールのコイル巻数が充電位置関係を満たさないと、充電を放棄することに用いられる。
上記技術的解決手段の電動車の無線電力伝送システムの制御方法は、送信モジュールと受信モジュールとの位置関係情報を取得することと、位置関係情報に基づき送信モジュールのコイル巻数を調整し、それによりシステムが充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性条件を満たすようにすることと、を含む。本発明の実施例の方法によれば、コイル巻数を徐々に調整することにより、充電条件を満たす制御出力を取得することができ、機械的調整装置による位置合わせとピッチ調整をせずに無線充電が可能である。
無線電力伝送システムによる無線充電過程において、関連技術として、システムの送信モジュールの送信コイルがコンデンサに直列され、受信モジュールの受信コイルがコンデンサに並列接続され、システムの他の条件が変化しない場合、送信モジュールのコイル巻数を短絡させると、電圧ゲインが大きくなり、フルブリッジインバータ後の入力インピーダンス角が周波数の変化率につれて大きくなるので、無線充電のために、コイル巻数を調整することによりシステムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性要件を満たす必要がある。
図３は本発明の実施例に係る無線電力伝送システムの制御方法のフローチャートであり、図３に示すように、電動装置の無線電力伝送システムの制御方法は、以下のステップ１００〜ステップ１０１を含む。
ステップ１００、送信モジュールと受信モジュールとの位置関係情報を取得する。
位置関係情報は送信モジュールと受信モジュールのＸ軸ずれ量ａ、Ｙ軸ずれ量ｂ及びＺ軸ずれ量ｃにより決められ、ずれ量の取得方法として、無線測距、レーザー測距、ビデオ測距等の方式が挙げられる。
該ステップの前に、本発明の実施例の方法は、送信モジュールと受信モジュールとの位置関係情報と、送信モジュールのコイル巻数とのマッピング関係を生成することを更に含む。
なお、送信モジュールと受信モジュールとの位置関係情報と、送信モジュールのコイル巻数とのマッピング関係を生成する方法は、電動装置に充電する必要があると、無線電力伝送システムが電動装置に負荷電池に必要な直流−直流変換器出力を提供し、無線電力伝送システムの動作のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性が異なることである。送信モジュールと受信モジュールとの位置関係を取得すると、コイル巻数を調整してインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性要件を満たす必要があり、異なる位置関係情報に応じて、コイル巻数を徐々に短絡させる過程で、前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たし、即ちインバータブリッジ後の入力インピーダンス角がゼロに下がり、且つＣＴ＆Ｃ電圧ゲインが所定ゲインに等しくなり、無線電力伝送システムが正常充電を行なうことができるまで、そのインピーダンス角とＣＴ＆Ｔ電圧ゲインがいずれも持続的に変化し、この時の位置関係情報とコイル巻数との間にマッピング関係を形成する。
ステップ１０１、位置関係情報に基づき送信モジュールのコイル巻数を調整し、それにより前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たす。
前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすことは、システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス角がゼロに下がり、且つＣＴ＆Ｃ電圧ゲインが所定ゲインに等しくなることを指す。
なお、送信モジュールのコイル巻数の調整は、主に前記送信モジュールのコイル巻数の変化とインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性及びＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性との対応関係に基づき行なわれ、送信モジュールのコイル巻数を調整することにより、入力インピーダンス角がフルブリッジインバータのインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性を満たし、ＣＴ＆Ｃ電圧ゲインがシステムの直流−直流変換器の入力電圧範囲のゲイン特性要件を満たす。
本ステップにおいて、送信モジュールと受信モジュールのコイルは平面分布式の巻線配置方式を利用し、巻線を２つに分けてそれぞれ巻いて順方向に直列し、２つの巻数の和が送信モジュール又は受信モジュールの総巻数である。調整後の送信モジュールのコイル巻数により、２つのコイル巻数の差が０又は１になる。
送信モジュールのコイル巻数の調整は、取得した位置関係情報が前記マッピング関係に含まれるか否かを判定し、含まれていないと、送信モジュールのコイル巻数を調整し、それによりシステムが充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性を満たし、即ち、送信モジュールのコイルに対して最外側からコイルを徐々に短絡させ、１巻のコイルを短絡させるごとに、システムのインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性が充電条件を満たすか否かを判定し、充電条件を満たすと、調整を終了することを含む。コイル巻数の調整を終了した後、前記マッピング関係を更新する。
本発明の実施例の方法は、前記取得した位置関係情報が前記データマッピング装置に含まれ、且つ前記取得した位置関係情報に対応する送信モジュールのコイル巻数によりシステムの正常充電を実現できると、マッピング関係に基づき送信モジュールのコイル巻数を該位置関係情報に対応する送信モジュールのコイル巻数に直接に調整することと、前記取得した位置関係情報が前記データマッピング装置に含まれるが、前記取得した位置関係情報に対応する送信モジュールのコイル巻数によりシステムの正常充電を実現できないと、充電を放棄することと、を含む。
選択的に、前記電動装置は電動車である。
図４は本発明の実施例に係る無線電力伝送システムの制御装置のブロック図であり、図４に示すように、補助測位装置４０１及び巻数調整装置４０２を備える。
補助測位装置４０１は、受信モジュールの位置を確定し、送信モジュールと受信モジュールとの位置関係情報を取得して巻数調整装置に送信するように設定され、
位置関係は、Ｘ軸ずれ量ａ、Ｙ軸ずれ量ｂ及びＺ軸ずれ量ｃを含む。
巻数調整装置４０２は、送信モジュールと受信モジュールとの位置関係を受信し、送信モジュールのコイル巻数を調整し、それにより送信モジュールと受信モジュールとの位置関係が充電条件を満たすように設定される。
図５は本発明の実施例に係る無線電力伝送システムの制御装置のコイル巻線配置の模式図であり、図５に示すように、送信モジュールと受信モジュールのコイルは平面分布式の巻線配置方式を利用し、巻線を２つに分けてそれぞれ巻いて順方向に直列し、２つの巻数の和が送信モジュール又は受信モジュールの総巻数である。
巻数調整装置はコイル平面の中点を始点とする半直線上に設置される。
送信モジュールのコイル巻数の調整方法は、送信モジュールのコイル巻数を調整することにより、電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性を満たすことである。また、２つのコイル巻数の差が０又は１になるように、送信モジュールのコイル巻数を調整する。
図６は本発明の実施例に係る無線電力伝送システムの制御装置の巻数調整装置としてスイッチ系装置を用いる模式図であり、図において、スイッチ系装置により実現される。スイッチ１、２、３、４により外側からコイルを徐々に短絡させる。
本発明の実施例の装置は、位置関係情報とコイル巻数とのマッピング情報を生成するように設定されるデータマッピング装置４０３を更に備える。
送信モジュールのコイル巻数の調整は、前記取得した位置関係情報が前記データマッピング装置に含まれるか否かを判定し、含まれていないと、送信モジュールのコイル巻数を調整し、それによりシステムが充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性条件を満たすことを含む。送信モジュールのコイルに対して図６の機能を有するスイッチ又は電子部品を用いて最外側からコイルの巻数を徐々に減少させ、１巻のコイルを減少させるごとに、インバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性がシステムの充電条件を満たすか否かを判定し、充電条件を満たすと、調整を終了する。
送信モジュールのコイル巻数を調整することにより、充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性とＣＴ＆Ｃ電圧ゲイン特性を満たすと、データマッピング装置のマッピング関係情報を更新する。
該装置は更に、前記取得した位置関係情報が前記データマッピング装置に含まれ、且つ前記取得した位置関係情報に対応する送信モジュールのコイル巻数によりシステムの正常充電を実現できると、マッピング関係に基づき送信モジュールのコイル巻数を該位置関係情報に対応する送信モジュールのコイル巻数に直接に調整し、前記取得した位置関係情報が前記データマッピング装置に含まれるが、前記取得した位置関係情報に対応する送信モジュールのコイル巻数によりシステムの正常充電を実現できないと、充電を放棄することに用いられる。
表１は本発明の実施例に係る無線電力伝送システムの制御装置の記憶マッチング装置の記録データの模式図である。表１に示すように、受信モジュールの位置が記憶マッチングユニットにおける記録データであると、コイル巻数を直接に設定して充電を行ない、更に受信モジュールの位置で、コイル巻数の調整による充電ができない時、受信モジュールの位置を記録し、受信モジュールの位置が記憶マッチングユニットのデータであると取得すると、充電しない。
Figure 0006291039
なお、無線充電過程において、送信モジュールのコイル数とスイッチ数は無線充電過程の適応要求に応じて設計でき、また、コイル巻数を制御するスイッチは、図６に示すスイッチでなくてもよく、図６に示すスイッチを備えた電子素子、チップなどは、本発明の保護範囲に属する。
本願の上記の実施形態を説明したが、前記内容は本願を理解するための実施形態だけであり、本願を限定するものではない。当業者は、本願の趣旨や範囲を逸脱せずに、実施の形態及び細部に対して何らかの変更や変化を行なうことができるが、本願の特許保護範囲は添付される請求の範囲により定義される範囲に準じる。
本発明の実施例の方法はコイル巻数を徐々に調整するだけで、充電条件を満たす制御出力を実現することができ、機械的調整装置による位置合わせとピッチ調整をせずに無線充電を行なうことができる。また、上記技術的解決手段によれば、位置関係情報と送信モジュールのコイル巻数とのマッピング情報を生成し、位置関係情報がマッピング情報に含まれるデータである場合、充電条件を満たすと、コイル巻数を直接にロードし、充電条件を満たさないと、充電を放棄し、位置関係情報が含まれていないと、本発明の実施例の方法に従ってコイル巻数を調整し、且つマッピング情報を更新する。それにより充電過程のコイル調整時間を短縮させ、システムの動作効率を向上させる。従って、本発明は産業上の利用可能性が高い。

Claims (9)

  1. 送信モジュール及び受信モジュールを備え、非接触変圧器及びその補償回路（以下「ＣＴ＆Ｃ」と言う）を更に備える無線電力伝送システムの制御方法であって、
    前記送信モジュールと前記受信モジュールとの位置関係情報と、前記送信モジュールのコイル巻数とのマッピング関係を生成し、マッピング関係テーブルを生成することと、
    前記送信モジュールと前記受信モジュールとの位置関係情報を取得することと、
    前記位置関係情報に基づき前記送信モジュールのコイル巻数を調整し、それにより前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすことと、を含み、
    前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすようにするステップは、
    前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス角をゼロに下げ、且つ前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲインを所定ゲインに等しくすることを含み、
    前記位置関係情報に基づき前記送信モジュールのコイル巻数を調整するステップは、
    前記マッピング関係に前記位置関係情報が含まれるか否かを判定することと、
    含まれていないと、前記送信モジュールのコイルに対して最外側からコイルを徐々に短絡させ、１巻のコイルを短絡させるごとに、前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすか否かを判定し、満たすと、調整を終了することと、
    前記位置関係情報と対応する前記送信モジュールのコイル巻数とを前記マッピング関係テーブルに記入することと、を含む無線電力伝送システムの制御方法。
  2. 前記送信モジュールと前記受信モジュールのコイルはいずれも平面分布式の巻線配置方式を利用し、巻線を２つに分けてそれぞれ巻いて順方向に直列し、２つの巻数の和が前記送信モジュール又は前記受信モジュールの総巻数である請求項１に記載の制御方法。
  3. 前記調整後の前記送信モジュールのコイル巻数により、２つのコイル巻数の差が０又は１になる請求項１に記載の制御方法。
  4. 前記マッピング関係に前記位置関係情報が含まれると判定し、且つ前記取得した前記位置関係情報に対応する前記送信モジュールのコイル巻数により前記無線電力伝送システムの正常充電が実現できると、前記マッピング関係に基づき前記送信モジュールのコイル巻数を該位置関係情報に対応する前記送信モジュールのコイル巻数に直接に調整することと、
    前記取得した位置関係情報が前記マッピング関係テーブルに含まれるが、前記取得した前記位置関係情報に対応する前記送信モジュールのコイル巻数により前記無線電力伝送システムの正常充電が実現できないと、充電を放棄することと、を更に含む請求項１に記載の制御方法。
  5. 送信モジュール及び受信モジュールを備え、非接触変圧器及びその補償回路（以下「ＣＴ＆Ｃ」と言う）を更に備える無線電力伝送システムの制御装置であって、該制御装置はデータマッピング装置、補助測位装置及び巻数調整装置を備え、
    前記データマッピング装置は、前記送信モジュールと前記受信モジュールとの位置関係情報と、前記送信モジュールのコイル巻数とのマッピング関係を生成し、マッピング関係テーブルを生成するように設定され、
    前記補助測位装置は、前記受信モジュールの位置を確定し、前記送信モジュールと前記受信モジュールとの位置関係情報を取得して、前記位置関係情報を前記巻数調整装置に送信するように設定され、
    前記巻数調整装置は、前記位置関係情報を受信し、前記位置関係情報に基づき送信モジュールのコイル巻数を調整し、それにより前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすように設定され、
    前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすようにするステップは、
    前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス角をゼロに下げ、且つ前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲインを所定ゲインに等しくすることを含み、
    前記巻数調整装置は、
    前記データマッピング装置に前記位置関係情報が含まれるか否かを判定し、含まれていないと、前記送信モジュールのコイルに対して最外側からコイルを徐々に短絡させ、１巻の前記送信モジュールを短絡させるごとに、前記無線電力伝送システムの充電のインバータブリッジ後の入力インピーダンス特性と前記ＣＴ＆Ｃの電圧ゲイン特性条件が充電条件を満たすか否かを判定し、満たすと、調整を終了すること、
    前記位置関係情報と対応する前記送信モジュールのコイル巻数とを前記マッピング関係テーブルに記入することにより、前記位置関係情報に基づき前記送信モジュールのコイル巻数を調整するように設定される無線電力伝送システムの制御装置。
  6. 前記巻数調整装置はコイル平面の中点を始点とする半直線上に設置される請求項５に記載の制御装置。
  7. 前記送信モジュールと前記受信モジュールのコイルは平面分布式の巻線配置を利用し、巻線を２つに分けてそれぞれ巻いて順方向に直列し、２つの巻数の和が前記送信モジュール又は前記受信モジュールの総巻数である請求項５に記載の制御装置。
  8. 前記調整後の前記送信モジュールのコイル巻数により、２つのコイル巻数の差が０又は１になる請求項５に記載の制御装置。
  9. 前記巻数調整装置は更に、
    前記マッピング関係に前記位置関係情報が含まれると判定し、且つ前記取得した前記位置関係情報に対応する前記送信モジュールのコイル巻数により前記無線電力伝送システムの正常充電が実現できると、マッピング関係に基づき前記送信モジュールのコイル巻数を該位置関係情報に対応する前記送信モジュールのコイル巻数に直接に調整し、
    前記取得した前記位置関係情報が前記データマッピング装置に含まれるが、前記取得した前記位置関係情報に対応する前記送信モジュールのコイル巻数により前記無線電力伝送システムの正常充電が実現できないと、充電を放棄するように設定される請求項５に記載の制御装置。
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