JP7005109B2 - 電力伝送システム及び異物検出装置 - Google Patents
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Description
実施形態に係る電力伝送システム100及び異物検出装置103について説明する。電力伝送システム100は、非接触で電力を伝送し且つ信号を無線通信するシステムである。異物検出装置103は、電力伝送システム100に組み込まれ、金属異物を検出する装置である。電力伝送システム100は、例えば、車両(図示省略)に設けられた電源2から負荷部3に電力を供給する。なお、電力伝送システム100は、車両に限定されず、車両以外に搭載してもよい。電力伝送システム100は、例えば、図1に示すように、1次側装置101と、2次側装置102とを備える。1次側装置101は、例えば12Vの電源2(バッテリ)に接続され、電源2から供給される直流電力を交流電力に変換し、当該交流電力を非接触で2次側装置102に供給する。また、1次側装置101は、2次側装置102と通信を行い、例えば、当該2次側装置102の金属異物の検出信号等を監視する。1次側装置101は、例えば、DC/ACコンバータ101aと、送電側電力伝送ユニットとしての電力伝送ユニット1Aとを含んで構成される。電力伝送ユニット1Aは、図1及び図2に示すように、基板10と、送電側電力伝送コイルとしての電力伝送コイル20Aと、フェライト部材30と、シールド部材40と、アンテナ50Aと、アウターケース60と、センサ素子部70Aと、送電側制御部としての制御部80Aとを備える。
次に、実施形態の変形例に係る電力伝送ユニット1Cについて説明する。電力伝送ユニット1A、1Bにおいて、各配線72は、奥行き方向に沿って延在し、幅方向に沿って分岐する例について説明したが、これに限定されない。各配線72Cは、例えば、図9に示すように、送電側のコイル導線(送電コイル導線)21Aの接線Lと直交するように配索してもよい。この場合、送電側の各センサ素子71C(71i、71j、71k、71m)は、例えば、電力伝送コイル20Aの周方向に沿って当該電力伝送コイル20上に配置される。そして、各配線72Cは、対向方向から視て軸線Xを中心として放射状に各センサ素子71Cから外側に向けて延在し、且つ、コイル導線21Aの接線Lと直交する。そして、放射状に延在した各配線72Cは、フェライト部材30とシールド部材40との間で軸線方向に沿って基板10側に折り曲げられ、各センサ素子71Cとは反対側の端部が基板10に接続される。同様に、受電側の各センサ素子71Dは、受電側のコイル導線(受電コイル導線)21Bの接線Lと直交するように配索してもよい。この場合、各センサ素子71Dは、例えば、電力伝送コイル20Bの周方向に沿って当該電力伝送コイル20B上に配置される。そして、各配線72Dは、対向方向から視て軸線Xを中心として放射状に各センサ素子71Dから外側に向けて延在し、且つ、コイル導線21Bの接線Lと直交する。そして、放射状に延在した各配線72Dは、フェライト部材30とシールド部材40との間で軸線方向に沿って折り曲げられ各センサ素子71Dとは反対側の端部がそれぞれ基板10に接続される。
1B、1D、1F 電力伝送ユニット(受電側電力伝送ユニット)
20A 電力伝送コイル(送電側電力伝送コイル)
20B 電力伝送コイル(受電側電力伝送コイル)
21A コイル導線(送電コイル導線)
21B コイル導線(受電コイル導線)
61g、61h 対向面
71A、71C 各センサ素子(送電側検出素子)
71B、71D 各センサ素子(受電側検出素子)
72、72A、72B、72C、72D、72E、72F 配線
80A 制御部(送電側制御部)
80B 制御部(受電側制御部)
100 電力伝送システム
103 異物検出装置
P 検出範囲
L 接線
Claims (4)
- 非接触で電力を送電する送電側電力伝送ユニットと、
前記送電側電力伝送ユニットに対向方向に沿って対向し、前記送電側電力伝送ユニットから送電された電力を受電する受電側電力伝送ユニットと、を備え、
前記送電側電力伝送ユニットは、非接触で電力を送電する送電側電力伝送コイルと、前記送電側電力伝送コイルの前記受電側電力伝送ユニット側に設けられ金属異物を検出可能な複数の送電側検出素子と、を有し、
前記受電側電力伝送ユニットは、前記送電側電力伝送コイルから送電された電力を受電する受電側電力伝送コイルと、前記受電側電力伝送コイルの前記送電側電力伝送ユニット側に設けられ金属異物を検出可能な複数の受電側検出素子と、を有し、
前記複数の送電側検出素子は、前記送電側電力伝送ユニットと前記受電側電力伝送ユニットとの間の範囲である検出範囲において、前記対向方向から視て前記検出範囲の半分を検出可能に配置され、
前記複数の受電側検出素子は、前記対向方向から視て前記検出範囲の残り半分を検出可能に配置され、
前記複数の送電側検出素子及び前記複数の受電側検出素子は、前記対向方向から視てそれぞれの検出個別範囲がずれており、且つ、それぞれの前記検出個別範囲において、前記送電側電力伝送ユニットと前記受電側電力伝送ユニットとの間の前記金属異物を検出可能であり、
前記それぞれの検出個別範囲は、前記対向方向に対して、前記送電側電力伝送ユニットの対向面と前記受電側電力伝送ユニットの対向面との間の範囲であり、かつ、前記対向方向に直交する方向に対して、少なくとも当該検出個別範囲の一部が他の検出個別範囲と重複していないことを特徴とする電力伝送システム。 - 前記送電側電力伝送コイルは、送電コイル導線が渦巻状に形成され、
前記複数の送電側検出素子は、前記対向方向から視て当該複数の送電側検出素子から延在する配線が前記送電側電力伝送コイルの軸線を中心として放射状に延在して前記送電コイル導線の接線と直交し、又は、
前記受電側電力伝送コイルは、受電コイル導線が渦巻状に形成され、
前記複数の受電側検出素子は、前記対向方向から視て当該複数の受電側検出素子から延在する配線が前記受電側電力伝送コイルの軸線を中心として放射状に延在して前記受電コイル導線の接線と直交する請求項1に記載の電力伝送システム。 - 前記複数の送電側検出素子は、当該複数の送電側検出素子からそれぞれ延在する複数の配線が集約され、又は、
前記複数の受電側検出素子は、当該複数の受電側検出素子からそれぞれ延在する複数の配線が集約されている請求項1又は2に記載の電力伝送システム。 - 非接触で電力を送電する送電側電力伝送コイルを有する送電側電力伝送ユニットの前記送電側電力伝送コイルの受電側電力伝送ユニット側に設けられ金属異物を検出可能な複数の送電側検出素子と、
前記複数の送電側検出素子に接続される送電側制御部と、
前記送電側電力伝送ユニットに対向方向に沿って対向し前記送電側電力伝送コイルから送電された電力を受電する受電側電力伝送コイルを有する前記受電側電力伝送ユニットの前記受電側電力伝送コイルの前記送電側電力伝送ユニット側に設けられ金属異物を検出可能な複数の受電側検出素子と、
前記複数の受電側検出素子に接続される受電側制御部と、を備え、
前記複数の送電側検出素子は、前記送電側電力伝送ユニットと前記受電側電力伝送ユニットとの間の範囲である検出範囲において、前記対向方向から視て前記検出範囲の半分を検出可能に配置され、
前記複数の受電側検出素子は、前記対向方向から視て前記検出範囲の残り半分を検出可能に配置され、
前記複数の送電側検出素子及び前記複数の受電側検出素子は、前記対向方向から視てそれぞれの検出個別範囲がずれており、且つ、それぞれの前記検出個別範囲において、前記送電側電力伝送ユニットと前記受電側電力伝送ユニットとの間の前記金属異物を検出可能であり、
前記それぞれの検出個別範囲は、前記対向方向に対して、前記送電側電力伝送ユニットの対向面と前記受電側電力伝送ユニットの対向面との間の範囲であり、かつ、前記対向方向に直交する方向に対して、少なくとも当該検出個別範囲の一部が他の検出個別範囲と重複していないことを特徴とする異物検出装置。
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US20130163635A1 (en) | 2010-07-07 | 2013-06-27 | Avinash Karanth | Foreign object detection in inductive coupled wireless power transfer environment using thermal sensors |
JP2015164368A (ja) | 2014-02-28 | 2015-09-10 | 株式会社東芝 | 異物検出装置、送電装置、受電装置、および無線電力伝送システム |
JP2015195633A (ja) | 2012-08-23 | 2015-11-05 | パナソニック株式会社 | 非接触給電装置 |
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2017
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