JP7173698B2 - Contactless power receiving system for vehicles - Google Patents

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Description

本開示は、非接触受電システムに関し、特に、送電装置から磁界を通じて非接触で受電するように構成された受電部を備える非接触受電システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a contactless power receiving system, and more particularly to a contactless power receiving system including a power receiving unit configured to contactlessly receive power from a power transmitting device through a magnetic field.

特開２０１３－２５２０４０号公報（特許文献１）は、送電装置の第１コイルと、車両に搭載される第２コイルとが磁気結合することにより、送電装置から車両へ非接触で給電する非接触給電システムを開示する。このシステムでは、第２コイルの両端部に接続される一対の電気経路を流れる電流の差分を検出する零相変流器が設けられ、零相変流器の検出結果に応じて漏電（地絡）の有無が診断される（特許文献１参照）。 Japanese Patent Laying-Open No. 2013-252040 (Patent Literature 1) discloses a non-contact power feeding device from a power transmission device to a vehicle by magnetically coupling a first coil of the power transmission device and a second coil mounted on the vehicle. A power supply system is disclosed. In this system, a zero-phase current transformer is provided to detect the difference between the currents flowing through a pair of electrical paths connected to both ends of the second coil. ) is diagnosed (see Patent Document 1).

特開２０１３－２５２０４０号公報JP 2013-252040 A

送電装置から非接触で受電する受電部の両端は、共振により高電圧になるため、特許文献１のように、受電部の両端に接続される一対の電気経路に零相変流器を設けると、耐圧性を確保するために零相変流器が大型化する。また、上記のように零相変流器を設けると、零相変流器のアンバランス時に受電部の共振特性に悪影響を与えたり、零相変流器の発熱が問題となる可能性もある。 Both ends of the power receiving unit that receives power from the power transmitting device in a non-contact manner become high voltage due to resonance. , the size of the zero-phase current transformer is increased in order to ensure the withstand voltage. In addition, if a zero-phase current transformer is provided as described above, it may adversely affect the resonance characteristics of the power receiving unit when the zero-phase current transformer is unbalanced, or heat generation of the zero-phase current transformer may become a problem. .

本開示は、かかる問題を解決するためになされたものであり、本開示の目的は、送電装置から磁界を通じて非接触で受電するように構成された受電部を備える非接触受電システムにおいて、零相変流器によって共振特性に影響を与えることなく受電部の地絡を検出し、かつ零相変流器の小型化を図ることである。 The present disclosure has been made to solve such a problem, and an object of the present disclosure is to provide a contactless power receiving system including a power receiving unit configured to contactlessly receive power from a power transmitting device through a magnetic field. To detect a ground fault in a power receiving part without affecting resonance characteristics by a current transformer, and to reduce the size of a zero-phase current transformer.

本開示の非接触受電システムは、送電装置から磁界を通じて非接触で受電するように構成された受電部と、受電部によって受電された交流電力を整流するように構成された整流回路と、整流回路の直流出力側に接続される直流電力線対と、アース用部材と、直流電力線対とアース用部材との間に電気的に接続される一対のバイパスコンデンサと、電力線対を流れる電流の差分を検出するように構成された零相変流器とを備える。零相変流器は、整流回路と一対のバイパスコンデンサとの間の直流電力線対を流れる電流の差分を検出するように配置される。 A contactless power receiving system of the present disclosure includes a power receiving unit configured to contactlessly receive power from a power transmitting device through a magnetic field, a rectifier circuit configured to rectify the AC power received by the power receiving unit, and a rectifier circuit. A DC power line pair connected to the DC output side of the DC power line pair, a grounding member, a pair of bypass capacitors electrically connected between the DC power line pair and the grounding member, and a difference in current flowing through the power line pair. a zero-phase current transformer configured to A zero-phase current transformer is arranged to detect the difference in current flowing through the DC power line pair between the rectifier circuit and the pair of bypass capacitors.

この非接触受電システムでは、零相変流器は、整流回路と一対のバイパスコンデンサとの間の直流電力線対を流れる電流の差分を検出するように配置される。受電部が地絡（受電部とアース用部材との間の絶縁抵抗が低下）すると、受電部、アース用部材、バイパスコンデンサ、直流電力線対の一方、及び整流回路を通じて回路が形成される。これにより、直流電力線対を流れる電流にアンバランスが生じるため、上記のように配置された零相変流器によって受電部の地絡を検出することができる。この零相変流器は、高電圧かつ高周波の受電部の両端における電流の差分を検出するものではないので、受電部の両端に接続される電力線対に零相変流器を配置する場合に比べて耐圧性を抑えることができ、また、受電部の共振特性に影響を与えることもない。したがって、この非接触受電システムによれば、零相変流器によって共振特性に影響を与えることなく受電部の地絡を検出し、かつ零相変流器を小型化することができる。 In this contactless power receiving system, the zero-phase current transformer is arranged to detect the difference in current flowing through the DC power line pair between the rectifier circuit and the pair of bypass capacitors. When the power receiving unit is grounded (the insulation resistance between the power receiving unit and the grounding member is lowered), a circuit is formed through the power receiving unit, the grounding member, the bypass capacitor, one of the pair of DC power lines, and the rectifier circuit. As a result, an imbalance occurs in the currents flowing through the DC power line pair, so that the ground fault of the power receiving unit can be detected by the zero-phase current transformer arranged as described above. This zero-phase current transformer does not detect the difference in current between both ends of the high-voltage and high-frequency power receiving section. In comparison, the withstand voltage can be suppressed, and the resonance characteristics of the power receiving unit are not affected. Therefore, according to this non-contact power receiving system, it is possible to detect a ground fault in the power receiving unit without affecting resonance characteristics by using the zero-phase current transformer, and to reduce the size of the zero-phase current transformer.

アース用部材は、受電部、整流回路、及び直流電力線対を収容する導電性の筐体であり、一対のバイパスコンデンサ及び零相変流器は、筐体内に設けられてもよい。 The grounding member is a conductive housing that houses the power receiving unit, the rectifier circuit, and the DC power line pair, and the pair of bypass capacitors and the zero-phase current transformer may be provided within the housing.

また、非接触受電システムは、直流電力線対に接続される電気機器をさらに備えてもよい。そして、アース用部材は、電気機器を収容する導電性の第１の筐体であり、一対のバイパスコンデンサは、電気機器を直流電力線対に接続する電力線対と第１の筐体との間に電気的に接続されてもよい。受電部、整流回路、及び直流電力線対は、導電性の第２の筐体に収容され、第１の筐体は、第２の筐体と電気的に接続されてもよい。 Also, the contactless power receiving system may further include an electrical device connected to the DC power line pair. The grounding member is a conductive first housing that accommodates the electrical equipment, and the pair of bypass capacitors are provided between the power line pair connecting the electrical equipment to the DC power line pair and the first housing. It may be electrically connected. The power receiving unit, the rectifying circuit, and the DC power line pair may be accommodated in a conductive second housing, and the first housing may be electrically connected to the second housing.

受電部は、受電コイルと、受電コイルの一端及び他端にそれぞれ接続されて受電コイルとともに直列共振回路を形成する第１及び第２のキャパシタとを含んでもよい。 The power receiving unit may include a power receiving coil, and first and second capacitors connected to one end and the other end of the power receiving coil, respectively, to form a series resonance circuit together with the power receiving coil.

このような構成の受電部において受電コイルが地絡すると、たとえば、低周波の電圧を所定点に印加して電圧レベルの変化を検出することにより地絡を検出する公知の地絡検出器では、第１及び第２のキャパシタによってＡＣカップリングされた受電コイルの地絡を検出することはできない。上記の非接触受電システムによれば、このような構成の受電部であっても、上記の零相変流器を用いて受電コイルの地絡を検出することができる。 In a power receiving unit having such a configuration, when a power receiving coil is grounded, for example, a known ground fault detector that detects a ground fault by applying a low-frequency voltage to a predetermined point and detecting a change in voltage level, It is not possible to detect a ground fault in the receiving coil AC-coupled by the first and second capacitors. According to the above non-contact power receiving system, even the power receiving unit having such a configuration can detect a ground fault in the power receiving coil using the above zero-phase current transformer.

本開示の非接触受電システムによれば、零相変流器によって共振特性に影響を与えることなく受電部の地絡を検出し、かつ零相変流器の小型化を図ることができる。 According to the contactless power receiving system of the present disclosure, it is possible to detect a ground fault in the power receiving unit without affecting the resonance characteristics of the zero-phase current transformer, and to reduce the size of the zero-phase current transformer.

本開示の実施の形態１に従う非接触受電システムが適用される電力伝送システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a power transmission system to which a contactless power receiving system according to Embodiment 1 of the present disclosure is applied; FIG. 受電コイルが地絡した場合に生じる地絡電流の経路を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a path of ground fault current that occurs when a power receiving coil is grounded; 車両ＥＣＵにより実行される受電コイルの地絡判定処理の手順を示すフローチャートである。4 is a flowchart showing a procedure of ground fault determination processing of a power receiving coil, which is executed by a vehicle ECU; 受電コイルの地絡部を流れる地絡電流と、零相電流検出回路によって検出される零相電流値との比較結果を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a comparison result between a ground fault current flowing through a ground fault portion of a power receiving coil and a zero phase current value detected by a zero phase current detection circuit; 実施の形態２に従う非接触受電システムが適用される電力伝送システムの全体構成図である。FIG. 10 is an overall configuration diagram of a power transmission system to which a contactless power receiving system according to Embodiment 2 is applied; 図５に示した受電装置において、受電コイルが地絡した場合に生じる地絡電流の経路を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a path of a ground fault current that occurs when a power receiving coil is grounded in the power receiving device shown in FIG. 5;

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. The same or corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.

［実施の形態１］
＜非接触受電システムの構成＞
図１は、本開示の実施の形態１に従う非接触受電システムが適用され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、電力伝送システムは、受電装置１００と、送電装置２００とを備える。受電装置１００は、蓄電装置３００に蓄えられた電力を用いて走行可能な車両１０に搭載され、受電装置１００によって受電された電力は、蓄電装置３００に蓄えられる。 [Embodiment 1]
<Configuration of contactless power receiving system>
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a power transmission system to which a contactless power receiving system according to Embodiment 1 of the present disclosure is applied. Referring to FIG. 1 , the power transmission system includes power receiving device 100 and power transmitting device 200 . Power receiving device 100 is mounted on vehicle 10 that can run using power stored in power storage device 300 , and the power received by power receiving device 100 is stored in power storage device 300 .

たとえば、受電装置１００は、車体の下面に配置され、送電装置２００は、地面に配置される。そして、受電装置１００が送電装置２００に対向するように送電装置２００に対して車両１０の位置合わせが行なわれた状態で、送電装置２００から受電装置１００へ磁界を通じて非接触で電力が伝送される。 For example, power receiving device 100 is placed on the underside of the vehicle body, and power transmitting device 200 is placed on the ground. Then, in a state in which vehicle 10 is aligned with power transmission device 200 so that power reception device 100 faces power transmission device 200, power is transmitted from power transmission device 200 to power reception device 100 in a non-contact manner through the magnetic field. .

受電装置１００は、受電部１１０と、フィルタ回路１１５と、整流回路１２０と、キャパシタ１２５と、ノイズ除去回路１３０と、チョークコイル１３５と、筐体１４０とを含む。 Power receiving device 100 includes a power receiving unit 110 , a filter circuit 115 , a rectifier circuit 120 , a capacitor 125 , a noise elimination circuit 130 , a choke coil 135 , and a housing 140 .

受電部１１０は、受電コイル１１１と、キャパシタ１１２，１１３とを含む。キャパシタ１１２は、受電コイル１１１の一端に接続され、キャパシタ１１３は、受電コイル１１１の他端に接続される。受電コイル１１１及びキャパシタ１１２，１１３は、直列に接続されて直列共振回路を形成する。受電部１１０は、送電装置２００の送電部２２５から出力される電力（交流）を、磁界を通じて非接触で受電する。受電コイル１１１及びキャパシタ１１２，１１３によって形成される共振回路の共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。 Power receiving unit 110 includes a power receiving coil 111 and capacitors 112 and 113 . Capacitor 112 is connected to one end of power receiving coil 111 and capacitor 113 is connected to the other end of power receiving coil 111 . A receiving coil 111 and capacitors 112 and 113 are connected in series to form a series resonance circuit. Power reception unit 110 receives power (AC) output from power transmission unit 225 of power transmission device 200 in a contactless manner through a magnetic field. A Q value indicating the resonance strength of the resonance circuit formed by the receiving coil 111 and the capacitors 112 and 113 is preferably 100 or more.

フィルタ回路１１５は、受電部１１０と整流回路１２０との間に設けられ、受電部１１０による受電時に発生する高調波ノイズを抑制する。この例では、フィルタ回路１１５は、キャパシタ１１６とインダクタ１１７，１１８とを含む二次ＬＣフィルタによって構成されているが、フィルタ回路１１５の構成はこれに限定されるものではない。 Filter circuit 115 is provided between power reception unit 110 and rectifier circuit 120 and suppresses harmonic noise generated when power reception unit 110 receives power. In this example, filter circuit 115 is configured by a secondary LC filter including capacitor 116 and inductors 117 and 118, but the configuration of filter circuit 115 is not limited to this.

整流回路１２０は、受電部１１０によって受電された交流電力を整流して直流電力線対Ｌ１へ出力する。整流回路１２０は、たとえば４つのダイオードから成るダイオードブリッジ回路を含んで構成される。キャパシタ１２５は、整流回路１２０の出力側に設けられ、直流電力線対Ｌ１の電圧を平滑化する。 Rectifying circuit 120 rectifies the AC power received by power receiving unit 110 and outputs the rectified AC power to DC power line pair L1. The rectifier circuit 120 includes, for example, a diode bridge circuit composed of four diodes. Capacitor 125 is provided on the output side of rectifier circuit 120 and smoothes the voltage of DC power line pair L1.

ノイズ除去回路１３０は、バイパスコンデンサ１３２，１３４を含む。バイパスコンデンサ１３２は、直流電力線対Ｌ１の負極線と筐体１４０との間に接続される。バイパスコンデンサ１３４は、直流電力線対Ｌ１の正極線と筐体１４０との間に接続される。ノイズ除去回路１３０は、直流電力線対Ｌ１に重畳されているコモンモードノイズを除去するものである。 The noise elimination circuit 130 includes bypass capacitors 132 and 134 . Bypass capacitor 132 is connected between the negative line of DC power line pair L<b>1 and housing 140 . Bypass capacitor 134 is connected between the positive line of DC power line pair L<b>1 and housing 140 . The noise elimination circuit 130 eliminates common mode noise superimposed on the DC power line pair L1.

チョークコイル１３５は、直流電力線対Ｌ１に設けられ、このチョークコイル１３５も、直流電力線対Ｌ１に重畳されているコモンモードノイズを除去する。チョークコイル１３５は、たとえば、リング状のフェライトコアに互いに逆向きに巻回される２つのコイルを含んで構成される。 A choke coil 135 is provided in the DC power line pair L1, and this choke coil 135 also removes common mode noise superimposed on the DC power line pair L1. Choke coil 135 includes, for example, two coils wound in opposite directions around a ring-shaped ferrite core.

筐体１４０は、受電装置１００の筐体であり、金属等の導電性の部材（たとえばアルミ）によって構成される。筐体１４０は、車両１０のボディアース５００に接続されており、アース用部材として機能する。 Housing 140 is a housing of power receiving device 100 and is made of a conductive member such as metal (for example, aluminum). Housing 140 is connected to body ground 500 of vehicle 10 and functions as a grounding member.

受電装置１００は、零相変流器１５０と、零相電流検出回路１６０とをさらに含む。零相変流器１５０は、整流回路１２０とノイズ除去回路１３０との間において、直流電力線対Ｌ１の一方（正極線）を流れる電流と、直流電力線対Ｌ１の他方（負極線）を流れる電流との差分を検出するように構成される。零相変流器１５０は、たとえば、円形の鉄心にコイルを巻き付けて構成され、直流電力線対Ｌ１を取り囲むように配置される。 Power receiving device 100 further includes a zero-phase current transformer 150 and a zero-phase current detection circuit 160 . Between the rectifier circuit 120 and the noise elimination circuit 130, the zero-phase current transformer 150 transfers a current flowing through one of the DC power line pair L1 (positive line) and a current flowing through the other of the DC power line pair L1 (negative line). is configured to detect the difference between Zero-phase current transformer 150 is configured, for example, by winding a coil around a circular iron core, and is arranged to surround DC power line pair L1.

零相電流検出回路１６０は、終端抵抗１６２と、フィルタ１６４と、ピークホールド回路１６６とを含む。フィルタ１６４は、零相変流器１５０の出力に含まれる高周波ノイズを除去する。ピークホールド回路１６６は、零相変流器１５０の出力のピーク値を示す電圧信号を出力するように構成される。すなわち、零相電流検出回路１６０は、零相変流器１５０によって検出された直流電力線対Ｌ１の差分電流のピーク値（以下「零相電流値」と称する。）に相当する電圧を出力する。 Zero-phase current detection circuit 160 includes a terminating resistor 162 , a filter 164 and a peak hold circuit 166 . Filter 164 removes high frequency noise contained in the output of zero-phase current transformer 150 . Peak hold circuit 166 is configured to output a voltage signal indicating the peak value of the output of zero-phase current transformer 150 . That is, zero-phase current detection circuit 160 outputs a voltage corresponding to the peak value of the differential current of DC power line pair L1 detected by zero-phase current transformer 150 (hereinafter referred to as "zero-phase current value").

車両１０には、蓄電装置３００と、車両ＥＣＵ（Electronic Control Unit）４１０と、通信部４２０と、報知部４３０とがさらに搭載されている。蓄電装置３００は、再充電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置３００は、たとえば、リチウムイオン電池或いはニッケル水素電池等の二次電池や、電気二重層キャパシタ等の蓄電素子を含んで構成される。なお、リチウムイオン二次電池は、リチウムを電荷担体とする二次電池であり、電解質が液体の一般的なリチウムイオン二次電池のほか、固体の電解質を用いた所謂全固体電池も含み得る。蓄電装置３００は、受電装置１００によって受電された電力を蓄え、図示しない車両駆動装置（インバータ及び駆動モータ等）へ電力を供給する。 Vehicle 10 further includes power storage device 300 , vehicle ECU (Electronic Control Unit) 410 , communication unit 420 , and notification unit 430 . Power storage device 300 is a rechargeable power storage element. Power storage device 300 includes, for example, a secondary battery such as a lithium ion battery or a nickel-metal hydride battery, or a power storage element such as an electric double layer capacitor. Lithium-ion secondary batteries are secondary batteries that use lithium as a charge carrier, and may include so-called all-solid-state batteries that use a solid electrolyte in addition to general lithium-ion secondary batteries in which the electrolyte is a liquid. The power storage device 300 stores power received by the power receiving device 100 and supplies the power to a vehicle drive device (inverter, drive motor, etc.) (not shown).

車両ＥＣＵ４１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリ（ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory））と、各種信号を入出力するためのＩ／Ｆ装置とを含んで構成される（いずれも図示せず）。ＣＰＵは、ＲＯＭに格納されているプログラムをＲＡＭに展開して実行する。ＲＯＭに格納されているプログラムには、ＣＰＵによって実行される処理が記されている。 The vehicle ECU 410 includes a CPU (Central Processing Unit), memory (RAM (Random Access Memory) and ROM (Read Only Memory)), and an I/F device for inputting and outputting various signals ( (neither shown). The CPU expands the program stored in the ROM into the RAM and executes it. A program stored in the ROM describes processing to be executed by the CPU.

車両ＥＣＵ４１０は、たとえば、車両１０の走行制御や蓄電装置３００の充電制御等を実行する。また、車両ＥＣＵ４１０は、零相変流器１５０によって検出される零相電流の検出値（電圧信号）を零相電流検出回路１６０から受信し、受電コイル１１１の地絡の有無を判定する。この地絡判定については、後ほど詳しく説明する。車両ＥＣＵ４１０によって実行される各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。 Vehicle ECU 410 executes, for example, running control of vehicle 10, charging control of power storage device 300, and the like. Vehicle ECU 410 also receives the detected value (voltage signal) of the zero-phase current detected by zero-phase current transformer 150 from zero-phase current detection circuit 160 and determines whether power receiving coil 111 has a ground fault. This ground fault determination will be described later in detail. Various controls executed by vehicle ECU 410 are not limited to software processing, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

通信部４２０は、送電装置２００との間で無線通信を行なうための通信Ｉ／Ｆである。通信部４２０と送電装置２００の通信部２４０との間で無線通信が行なわれることによって、車両ＥＣＵ４１０と送電装置２００の送電ＥＣＵ２３０との間で各種情報のやり取りを行なうことが可能になる。 Communication unit 420 is a communication I/F for performing wireless communication with power transmission device 200 . By performing wireless communication between communication unit 420 and communication unit 240 of power transmission device 200 , various information can be exchanged between vehicle ECU 410 and power transmission ECU 230 of power transmission device 200 .

報知部４３０は、車両ＥＣＵ４１０からの要求に従って、ユーザへ所定の報知を行なうように構成される。報知部４３０の例としては、表示装置、スピーカー、ランプ（たとえば警告ランプ）等が挙げられる。ユーザへの報知方法は任意であり、表示装置への表示（文字や画像等）で知らせてもよいし、スピーカーにより音（音声を含む）で知らせてもよいし、所定のランプを点灯（又は点滅）させてもよい。 Notification unit 430 is configured to give a predetermined notification to the user in accordance with a request from vehicle ECU 410 . Examples of notification unit 430 include a display device, a speaker, a lamp (for example, a warning lamp), and the like. The notification method to the user is arbitrary, and may be notified by display (characters, images, etc.) on the display device, by sound (including voice) through a speaker, or by lighting a predetermined lamp (or flashing).

一方、送電装置２００は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１０と、インバータ２１５と、フィルタ回路２２０と、送電部２２５と、送電ＥＣＵ２３０と、通信部２４０とを含む。 On the other hand, power transmission device 200 includes AC/DC converter 210 , inverter 215 , filter circuit 220 , power transmission section 225 , power transmission ECU 230 , and communication section 240 .

ＡＣ／ＤＣコンバータ２１０は、商用系統電源等の交流電源６００から受ける交流電力を直流電力に変換してインバータ２１５へ供給する。ＡＣ／ＤＣコンバータ２１０は、たとえば力率改善（ＰＦＣ（Power Factor Correction））回路であるが、力率改善機能を有しない整流器を採用してもよい。 AC/DC converter 210 converts AC power received from AC power supply 600 such as a commercial system power supply into DC power and supplies the DC power to inverter 215 . AC/DC converter 210 is, for example, a power factor correction (PFC) circuit, but may employ a rectifier that does not have a power factor correction function.

インバータ２１５は、ＡＣ／ＤＣコンバータ２１０から受ける直流電力を、所定の周波数（たとえば数十ｋＨｚ）の送電電力に変換する。インバータ２１５によって生成された送電電力は、フィルタ回路２２０を通じて送電部２２５へ供給される。インバータ２１５は、たとえば単相フルブリッジ回路を含んで構成される。 Inverter 215 converts the DC power received from AC/DC converter 210 into transmission power of a predetermined frequency (for example, several tens of kHz). The transmitted power generated by inverter 215 is supplied to power transmission section 225 through filter circuit 220 . Inverter 215 includes, for example, a single-phase full bridge circuit.

フィルタ回路２２０は、インバータ２１５と送電部２２５との間に設けられ、インバータ２１５から発生する高調波ノイズを抑制する。この例では、フィルタ回路２２０は、インダクタ２２１，２２２とキャパシタ２２３とを含む二次ＬＣフィルタによって構成されているが、フィルタ回路２２０の構成はこれに限定されるものではない。 Filter circuit 220 is provided between inverter 215 and power transmission section 225 and suppresses harmonic noise generated from inverter 215 . In this example, filter circuit 220 is configured by a secondary LC filter including inductors 221 and 222 and capacitor 223, but the configuration of filter circuit 220 is not limited to this.

送電部２２５は、送電コイル２２６と、キャパシタ２２７，２２８とを含む。キャパシタ２２７は、送電コイル２２６の一端に接続され、キャパシタ２２８は、送電コイル２２６の他端に接続される。送電コイル２２６及びキャパシタ２２７，２２８は、直列に接続されて直列共振回路を形成する。送電部２２５は、インバータ２１５により生成される送電電力（交流電力）をフィルタ回路２２０を通じて受け、送電部２２５の周囲に生成される磁界を通じて、受電装置１００の受電部１１０へ非接触で送電する。送電コイル２２６及びキャパシタ２２７，２２８によって形成される共振回路のＱ値も、１００以上であることが好ましい。 Power transmission unit 225 includes a power transmission coil 226 and capacitors 227 and 228 . Capacitor 227 is connected to one end of power transmission coil 226 and capacitor 228 is connected to the other end of power transmission coil 226 . A power transmission coil 226 and capacitors 227 and 228 are connected in series to form a series resonance circuit. Power transmission unit 225 receives transmission power (AC power) generated by inverter 215 through filter circuit 220 and wirelessly transmits power to power reception unit 110 of power reception device 100 through a magnetic field generated around power transmission unit 225 . The Q value of the resonance circuit formed by the power transmission coil 226 and the capacitors 227 and 228 is also preferably 100 or more.

送電ＥＣＵ２３０は、ＣＰＵと、メモリ（ＲＡＭ及びＲＯＭ）と、各種信号を入出力するためのＩ／Ｆ装置とを含んで構成される（いずれも図示せず）。送電ＥＣＵ２３０は、送電装置２００における各種機器の制御を行なう。たとえば、送電ＥＣＵ２３０は、送電装置２００から受電装置１００への電力伝送の実行時に、所定の周波数を有する送電電力をインバータ２１５が生成するようにインバータ２１５のスイッチング制御を行なう。各種制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。 Power transmission ECU 230 includes a CPU, a memory (RAM and ROM), and an I/F device for inputting/outputting various signals (none of which is shown). Power transmission ECU 230 controls various devices in power transmission device 200 . For example, when power transmission from power transmission device 200 to power reception device 100 is executed, power transmission ECU 230 performs switching control of inverter 215 so that inverter 215 generates transmission power having a predetermined frequency. Various controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuits).

通信部２４０は、車両１０との間で無線通信を行なうための通信Ｉ／Ｆである。通信部２４０と車両１０の通信部４２０との間で無線通信が行なわれることによって、送電ＥＣＵ２３０と車両１０の車両ＥＣＵ４１０との間で各種情報のやり取りを行なうことが可能になる。 Communication unit 240 is a communication I/F for wireless communication with vehicle 10 . Wireless communication between communication unit 240 and communication unit 420 of vehicle 10 enables exchange of various information between power transmission ECU 230 and vehicle ECU 410 of vehicle 10 .

この電力伝送システムにおいては、送電装置２００において、インバータ２１５からフィルタ回路２２０を通じて送電部２２５へ、所定の周波数を有する交流電力が供給される。送電部２２５へ交流電力が供給されると、送電コイル２２６と受電コイル１１１との間に形成される磁界を通じて、送電コイル２２６から受電コイル１１１へエネルギー（電力）が移動する。受電部１１０へ移動したエネルギー（電力）は、フィルタ回路１１５及び整流回路１２０を通じて蓄電装置３００へ供給される。 In this power transmission system, AC power having a predetermined frequency is supplied from inverter 215 to power transmission section 225 through filter circuit 220 in power transmission device 200 . When AC power is supplied to power transmission section 225 , energy (power) moves from power transmission coil 226 to power reception coil 111 through a magnetic field formed between power transmission coil 226 and power reception coil 111 . The energy (power) transferred to power receiving unit 110 is supplied to power storage device 300 through filter circuit 115 and rectifier circuit 120 .

＜受電コイル１１１の地絡検出＞
上記のような非接触受電システムにおいて、零相変流器を用いて受電コイル１１１の地絡（受電コイル１１１と筐体１４０との間の絶縁抵抗の低下）を検出する場合に、仮に受電コイル１１１の両端に接続される電力線対に零相変流器を設けるものとすると、以下のような問題が生じる。 <Detection of Ground Fault in Power Receiving Coil 111>
In the contactless power receiving system as described above, when detecting a ground fault in the power receiving coil 111 (decrease in insulation resistance between the power receiving coil 111 and the housing 140) using a zero-phase current transformer, if the power receiving coil If a power line pair connected to both ends of 111 is provided with a zero-phase current transformer, the following problems arise.

受電コイル１１１の両端は、キャパシタ１１２，１１３とともに構成される共振回路が高周波で共振することによって高電圧（たとえば数ｋＶ）になる。このため、受電コイル１１１の両端に接続される電力線対に零相変流器を設けると、耐圧性を確保するために零相変流器が大型化する。また、上記箇所に零相変流器を設けると、零相変流器のアンバランス時に共振特性に悪影響を与えたり、零相変流器の発熱が問題となり得る。 Both ends of power receiving coil 111 become a high voltage (for example, several kV) due to high-frequency resonance of a resonance circuit configured with capacitors 112 and 113 . Therefore, if a zero-phase current transformer is provided in the power line pair connected to both ends of the receiving coil 111, the size of the zero-phase current transformer is increased in order to ensure withstand voltage. Further, if a zero-phase current transformer is provided at the above location, the resonance characteristics may be adversely affected when the zero-phase current transformer is unbalanced, and heat generation of the zero-phase current transformer may become a problem.

そこで、本実施の形態１に従う非接触受電システムでは、上述のように、零相変流器１５０は、整流回路１２０とノイズ除去回路１３０との間の直流電力線対Ｌ１に配置され、直流電力線対Ｌ１の一方（正極線）を流れる電流と、直流電力線対Ｌ１の他方（負極線）を流れる電流との差分を検出する。直流電力線対Ｌ１間の電圧は、蓄電装置３００の電圧と同等であり、数百Ｖレベルである。したがって、受電コイル１１１の両端に接続される電力線対に零相変流器を設ける場合に比べて、零相変流器１５０の耐電圧を下げることができ、零相変流器１５０を小型化することができる。また、零相変流器１５０は、直流電力線対Ｌ１に配置されるので、受電部１１０の共振特性に悪影響を与えることはなく、また、零相変流器１５０の発熱も抑制することができる。 Therefore, in the contactless power receiving system according to the first embodiment, as described above, zero-phase current transformer 150 is arranged in DC power line pair L1 between rectifier circuit 120 and noise elimination circuit 130, and DC power line pair The difference between the current flowing through one of L1 (positive line) and the current flowing through the other of DC power line pair L1 (negative line) is detected. The voltage across DC power line pair L1 is equivalent to the voltage of power storage device 300 and is at the level of several hundreds of volts. Therefore, the withstand voltage of the zero-phase current transformer 150 can be lowered and the size of the zero-phase current transformer 150 can be reduced compared to the case where the zero-phase current transformer is provided in the power line pair connected to both ends of the receiving coil 111. can do. In addition, since zero-phase current transformer 150 is arranged in DC power line pair L1, it does not adversely affect the resonance characteristics of power receiving unit 110, and heat generation of zero-phase current transformer 150 can be suppressed. .

図２は、受電コイル１１１が地絡した場合に生じる地絡電流の経路を示した図である。図２を参照して、受電コイル１１１のキャパシタ１１３側の端部（以下「地絡部１７０」とする）において地絡（受電コイル１１１と筐体１４０との間の絶縁抵抗の低下）が生じたものとする。 FIG. 2 is a diagram showing a path of a ground fault current that occurs when power receiving coil 111 is grounded. Referring to FIG. 2, a ground fault (reduction in insulation resistance between power receiving coil 111 and housing 140) occurs at the end of power receiving coil 111 on the capacitor 113 side (hereinafter referred to as "ground fault portion 170"). shall be assumed.

地絡部１７０において地絡が生じると、地絡部１７０と筐体１４０との間に地絡抵抗１７２が生じる。そうすると、地絡部１７０から、地絡抵抗１７２、筐体１４０、バイパスコンデンサ１３２、直流電力線対Ｌ１の負極線、整流回路１２０、フィルタ回路１１５、及び受電部１１０のキャパシタ１１３を通じた回路が形成され、図中の太線で示される地絡電流が流れる。これにより、直流電力線対Ｌ１の負極線を流れる電流の大きさと、直流電力線対Ｌ１の正極線を流れる電流の大きさとに差が生じ、その差分を零相変流器１５０により検出することによって、受電コイル１１１の地絡を検出することができる。 When a ground fault occurs in ground fault section 170 , ground fault resistance 172 is generated between ground fault section 170 and housing 140 . Then, a circuit is formed from the ground fault unit 170 through the ground fault resistor 172, the housing 140, the bypass capacitor 132, the negative line of the DC power line pair L1, the rectifier circuit 120, the filter circuit 115, and the capacitor 113 of the power receiving unit 110. , the ground fault current indicated by the thick line in the figure flows. As a result, a difference occurs between the magnitude of the current flowing through the negative line of the DC power line pair L1 and the magnitude of the current flowing through the positive line of the DC power line pair L1. A ground fault in the receiving coil 111 can be detected.

なお、上記のような蓄電装置や受電装置等の電気システムを備える車両においては、電気システムの所定点（たとえば蓄電装置の負極等）にカップリングコンデンサを介して低周波の電圧を印加し、当該電圧のレベルの変化を検出することによって電気システムの地絡（絶縁抵抗の低下）を検出する地絡検出器が設けられることも多い。しかしながら、このような地絡検出器では、上記のように受電部１１０のキャパシタ１１２，１１３によってＡＣカップリングされた受電コイル１１１の地絡を検出することはできない。本実施の形態１に従う非接触受電システムは、上記のような地絡検出器では検出することができない受電コイル１１１の地絡を、零相変流器１５０を用いて検出することができる。 In a vehicle equipped with an electric system such as the power storage device and the power receiving device as described above, a low-frequency voltage is applied to a predetermined point of the electric system (for example, the negative electrode of the power storage device) via a coupling capacitor. Ground fault detectors are often provided that detect ground faults (lowered insulation resistance) in electrical systems by detecting changes in voltage levels. However, such a ground fault detector cannot detect a ground fault in power receiving coil 111 AC-coupled by capacitors 112 and 113 of power receiving unit 110 as described above. The non-contact power receiving system according to the first embodiment can use zero-phase current transformer 150 to detect a ground fault in power receiving coil 111 that cannot be detected by the above-described ground fault detector.

図３は、車両ＥＣＵ４１０により実行される受電コイル１１１の地絡判定処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、受電装置１００による送電装置２００からの受電に伴なって開始され、所定周期毎に繰り返し実行される。 FIG. 3 is a flow chart showing the procedure of ground fault determination processing for power receiving coil 111 executed by vehicle ECU 410 . The processing shown in this flowchart is started when the power receiving device 100 receives power from the power transmitting device 200, and is repeatedly executed at predetermined intervals.

図３を参照して、車両ＥＣＵ４１０は、零相電流検出回路１６０から零相電流値（零相電流の検出値）を取得する（ステップＳ１０）。次いで、車両ＥＣＵ４１０は、零相電流値が所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。この所定値は、受電コイル１１１が地絡していると判定するためのしきい値であり、たとえば、地絡保護に関する規格値等に基づいて決定される。零相電流値が所定値よりも小さいときは（ステップＳ２０においてＮＯ）、以降の一連の処理は実行されずにリターンへと処理が移行される。 Referring to FIG. 3, vehicle ECU 410 acquires a zero-phase current value (detected value of zero-phase current) from zero-phase current detection circuit 160 (step S10). Next, vehicle ECU 410 determines whether or not the zero-phase current value is equal to or greater than a predetermined value (step S20). This predetermined value is a threshold value for determining that power receiving coil 111 has a ground fault, and is determined, for example, based on standard values relating to ground fault protection. When the zero-phase current value is smaller than the predetermined value (NO in step S20), the process proceeds to RETURN without executing the subsequent series of processes.

ステップＳ２０において零相電流値が所定値以上であると判定されると（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、車両ＥＣＵ４１０は、受電コイル１１１において地絡が生じているものと判定する（ステップＳ３０）。そして、車両ＥＣＵ４１０は、送電装置２００からの送電の停止を指示する送電停止指令を、通信部４２０を通じて送電装置２００へ送信する（ステップＳ４０）。その後、車両ＥＣＵ４１０は、受電コイル１１１の地絡が生じたことを示すアラームを出力するように報知部４３０を制御する（ステップＳ５０）。 When it is determined in step S20 that the zero-phase current value is equal to or greater than the predetermined value (YES in step S20), vehicle ECU 410 determines that a ground fault has occurred in power receiving coil 111 (step S30). Then, vehicle ECU 410 transmits a power transmission stop command instructing power transmission from power transmission device 200 to stop to power transmission device 200 through communication unit 420 (step S40). Thereafter, vehicle ECU 410 controls reporting unit 430 to output an alarm indicating that a ground fault has occurred in power receiving coil 111 (step S50).

図４は、受電コイル１１１の地絡部１７０を流れる地絡電流と、零相電流検出回路１６０によって検出される零相電流値との比較結果を示した図である。図４を参照して、横軸は地絡抵抗を示し、縦軸は電流を示す。そして、線ｋ１は、地絡部１７０を流れる地絡電流値を示し、線ｋ２は、零相電流検出回路１６０によって検出される零相電流値を示す。なお、しきい値Ａｔｈは、図３のステップＳ２０における所定値に相当する。 FIG. 4 is a graph showing a result of comparison between the ground fault current flowing through ground fault portion 170 of power receiving coil 111 and the zero-phase current value detected by zero-phase current detection circuit 160. As shown in FIG. Referring to FIG. 4, the horizontal axis indicates ground fault resistance, and the vertical axis indicates current. A line k1 indicates a ground fault current value flowing through the ground fault portion 170, and a line k2 indicates a zero phase current value detected by the zero phase current detection circuit 160. FIG. Note that the threshold Ath corresponds to the predetermined value in step S20 of FIG.

図示されるように、地絡電流値と零相電流値とは略同等であり、零相電流検出回路１６０によって受電コイル１１１の地絡を精度よく検出できていることが理解できる。 As shown, the ground fault current value and the zero-phase current value are substantially the same, and it can be understood that the zero-phase current detection circuit 160 can accurately detect the ground fault of the power receiving coil 111 .

以上のように、この実施の形態１においては、零相変流器１５０は、整流回路１２０とノイズ除去回路１３０との間の直流電力線対Ｌ１を流れる電流の差分を検出するように配置される。受電コイル１１１が地絡すると、受電コイル１１１、筐体１４０、バイパスコンデンサ１３２、直流電力線対Ｌ１の負極線、及び整流回路１２０を通じて回路が形成される。これにより、直流電力線対Ｌ１を流れる電流にアンバランスが生じるため、上記のように配置された零相変流器１５０によって受電コイル１１１の地絡を検出することができる。 As described above, in the first embodiment, zero-phase current transformer 150 is arranged to detect the difference in current flowing through DC power line pair L1 between rectifier circuit 120 and noise elimination circuit 130. . When power receiving coil 111 is grounded, a circuit is formed through power receiving coil 111 , housing 140 , bypass capacitor 132 , the negative line of DC power line pair L<b>1 , and rectifier circuit 120 . As a result, an imbalance occurs in the current flowing through the DC power line pair L1, so that the ground fault of the receiving coil 111 can be detected by the zero-phase current transformer 150 arranged as described above.

そして、この零相変流器１５０は、高電圧かつ高周波の受電コイル１１１の両端における電流の差分を検出するものではないので、受電コイル１１１の両端に接続される電力線対に零相変流器を配置する場合に比べて耐圧性を抑えることができ、また、受電部１１０の共振特性に影響を与えることもない。したがって、この実施の形態１によれば、零相変流器１５０によって共振特性に影響を与えることなく受電コイル１１１の地絡を検出し、かつ零相変流器１５０を小型化することができる。 Since the zero-phase current transformer 150 does not detect the difference in current between both ends of the high-voltage and high-frequency power receiving coil 111 , the power line pair connected to both ends of the power receiving coil 111 is connected to the zero-phase current transformer 150 . , and the resonance characteristics of power receiving unit 110 are not affected. Therefore, according to the first embodiment, zero-phase current transformer 150 can detect a ground fault in power receiving coil 111 without affecting resonance characteristics, and can reduce the size of zero-phase current transformer 150. .

また、この実施の形態１では、受電部１１０において、受電コイル１１１及びキャパシタ１１２，１１３は、直列に接続されて直列共振回路を形成する。このような構成の受電部１１０において受電コイル１１１が地絡した場合、たとえば、低周波の電圧を所定点に印加して電圧レベルの変化を検出することにより地絡を検出する公知の地絡検出器では、キャパシタ１１２，１１３によってＡＣカップリングされた受電コイル１１１の地絡を検出することはできない。この実施の形態１によれば、このような構成の受電部１１０であっても、零相変流器１５０を用いて受電コイル１１１の地絡を検出することができる。 In the first embodiment, in power receiving unit 110, power receiving coil 111 and capacitors 112 and 113 are connected in series to form a series resonance circuit. In the power receiving unit 110 configured as described above, when a ground fault occurs in the power receiving coil 111, for example, a known ground fault detection is performed by applying a low-frequency voltage to a predetermined point and detecting a change in the voltage level to detect the ground fault. cannot detect a ground fault in the receiving coil 111 AC-coupled by the capacitors 112 and 113. According to the first embodiment, even with power receiving unit 110 having such a configuration, a ground fault in power receiving coil 111 can be detected using zero-phase current transformer 150 .

［実施の形態２］
図５は、実施の形態２に従う非接触受電システムが適用される電力伝送システムの全体構成図である。図５を参照して、この電力伝送システムは、図１に示した実施の形態１における電力伝送システムにおいて、受電装置１００に代えて受電装置１００Ａを含む。そして、車両１０には、電力変換装置７００と、補機負荷８００とがさらに搭載される。 [Embodiment 2]
FIG. 5 is an overall configuration diagram of a power transmission system to which the contactless power receiving system according to the second embodiment is applied. Referring to FIG. 5, this power transmission system includes a power receiving device 100A instead of power receiving device 100 in the power transmission system according to the first embodiment shown in FIG. Vehicle 10 is further equipped with electric power conversion device 700 and accessory load 800 .

受電装置１００Ａは、図１に示した受電装置１００において、ノイズ除去回路１３０と、チョークコイル１３５とを含まないものである。 Power receiving device 100A does not include noise elimination circuit 130 and choke coil 135 in power receiving device 100 shown in FIG.

電力変換装置７００は、電力線対Ｌ２を通じて直流電力線対Ｌ１に接続される。電力変換装置７００は、ＤＣ／ＤＣコンバータ７１０と、ノイズ除去回路７２０，７４０と、チョークコイル７３０とを含む。 Power converter 700 is connected to DC power line pair L1 through power line pair L2. Power converter 700 includes DC/DC converter 710 , noise elimination circuits 720 and 740 , and choke coil 730 .

ＤＣ／ＤＣコンバータ７１０は、蓄電装置３００又は受電装置１００Ａから電力線対Ｌ２を通じて直流電力の電圧を受け、低圧の補機電圧に変換して補機負荷８００へ出力する。ＤＣ／ＤＣコンバータ７１０は、たとえば、インバータと、絶縁トランスと、整流器とを含んで構成される。補機負荷８００は、車両１０に搭載される各種補機及び補機バッテリを総括して示したものである。 DC/DC converter 710 receives the voltage of DC power from power storage device 300 or power receiving device 100A through power line pair L2, converts it to a low-voltage accessory voltage, and outputs the voltage to accessory load 800 . DC/DC converter 710 includes, for example, an inverter, an isolation transformer, and a rectifier. Auxiliary machine load 800 collectively indicates various auxiliary machines and auxiliary machine batteries mounted on vehicle 10 .

ノイズ除去回路７２０は、バイパスコンデンサ７２２，７２４を含む。バイパスコンデンサ７２２は、電力線対Ｌ２の正極線と筐体７５０との間に接続される。バイパスコンデンサ７２４は、電力線対Ｌ２の負極線と筐体７５０との間に接続される。ノイズ除去回路７２０は、電力線対Ｌ２から受ける直流電力に重畳されているコモンモードノイズを除去するものである。 The noise elimination circuit 720 includes bypass capacitors 722 and 724 . Bypass capacitor 722 is connected between the positive line of power line pair L2 and housing 750 . Bypass capacitor 724 is connected between the negative line of power line pair L2 and housing 750 . The noise elimination circuit 720 eliminates common mode noise superimposed on the DC power received from the power line pair L2.

チョークコイル７３０は、電力線対Ｌ２においてノイズ除去回路７２０とノイズ除去回路７４０との間に設けられる。このチョークコイル７３０も、電力線対Ｌ２に重畳されているコモンモードノイズを除去する。ノイズ除去回路７４０は、電力線対Ｌ２においてチョークコイル７３０とＤＣ／ＤＣコンバータ７１０との間に設けられる。ノイズ除去回路７４０は、ノイズ除去回路７２０と同様に一対のバイパスコンデンサを含み、ＤＣ／ＤＣコンバータ７１０から発生するコモンモードノイズを除去する。 Choke coil 730 is provided between noise elimination circuit 720 and noise elimination circuit 740 in power line pair L2. This choke coil 730 also removes common mode noise superimposed on the power line pair L2. Noise elimination circuit 740 is provided between choke coil 730 and DC/DC converter 710 in power line pair L2. Noise elimination circuit 740 includes a pair of bypass capacitors similar to noise elimination circuit 720 and eliminates common mode noise generated from DC/DC converter 710 .

筐体７５０は、電力変換装置７００の筐体であり、金属等の導電性の部材（たとえばアルミ）によって構成される。筐体７５０は、車両１０のボディアース５００に接続されており、アース用部材として機能する。受電装置１００Ａの筐体１４０もボディアース５００に接続されていることから、筐体７５０は、受電装置１００Ａの筐体１４０と電気的に接続されている。 The housing 750 is a housing of the power conversion device 700 and is made of a conductive member such as metal (for example, aluminum). Housing 750 is connected to body ground 500 of vehicle 10 and functions as a grounding member. Since the housing 140 of the power receiving device 100A is also connected to the body ground 500, the housing 750 is electrically connected to the housing 140 of the power receiving device 100A.

この実施の形態２に従う非接触受電システムにおいても、受電装置１００Ａに設けられる零相変流器１５０を用いて受電コイル１１１の地絡を検出することができる。 Also in the non-contact power receiving system according to the second embodiment, a ground fault in power receiving coil 111 can be detected using zero-phase current transformer 150 provided in power receiving device 100A.

図６は、図５に示した受電装置１００Ａにおいて、受電コイル１１１が地絡した場合に生じる地絡電流の経路を示した図である。図６を参照して、図２のケースと同様に、受電コイル１１１のキャパシタ１１３側の端部（地絡部１７０）において地絡が生じたものとする。 FIG. 6 is a diagram showing a path of a ground fault current that occurs when power receiving coil 111 is grounded in power receiving device 100A shown in FIG. 6, as in the case of FIG. 2, it is assumed that a ground fault occurs at the end (ground fault portion 170) of power receiving coil 111 on the capacitor 113 side.

地絡部１７０において地絡が生じると、地絡部１７０と筐体１４０との間に地絡抵抗１７２が生じる。そうすると、地絡部１７０から、地絡抵抗１７２、筐体１４０、ボディアース５００、筐体７５０、ノイズ除去回路７２０のバイパスコンデンサ７２４、電力線対Ｌ２の負極線、直流電力線対Ｌ１の負極線、整流回路１２０、フィルタ回路１１５、及び受電部１１０のキャパシタ１１３を通じた回路が形成され、図中の太線で示される地絡電流が流れる。 When a ground fault occurs in ground fault section 170 , ground fault resistance 172 is generated between ground fault section 170 and housing 140 . Then, from the ground fault unit 170, the ground fault resistor 172, the housing 140, the body ground 500, the housing 750, the bypass capacitor 724 of the noise elimination circuit 720, the negative line of the power line pair L2, the negative line of the DC power line pair L1, the rectifier A circuit is formed through the circuit 120, the filter circuit 115, and the capacitor 113 of the power receiving unit 110, and the ground fault current indicated by the thick line in the figure flows.

これにより、直流電力線対Ｌ１の負極線を流れる電流の大きさと、直流電力線対Ｌ１の正極線を流れる電流の大きさとに差が生じ、その差分を零相変流器１５０により検出することによって、受電コイル１１１の地絡を検出することができる。 As a result, a difference occurs between the magnitude of the current flowing through the negative line of the DC power line pair L1 and the magnitude of the current flowing through the positive line of the DC power line pair L1. A ground fault in the receiving coil 111 can be detected.

そして、この実施の形態２に従う非接触受電システムにおいても、零相変流器１５０は、直流電力線対Ｌ１に配置されている。したがって、零相変流器１５０の耐電圧を下げることができ、零相変流器１５０を小型化することができる。また、零相変流器１５０は、直流電力線対Ｌ１に配置されるので、受電部１１０の共振特性に悪影響を与えることはなく、また、零相変流器１５０の発熱も抑制することができる。 Also in the non-contact power receiving system according to the second embodiment, zero-phase current transformer 150 is arranged on DC power line pair L1. Therefore, the withstand voltage of the zero-phase current transformer 150 can be lowered, and the size of the zero-phase current transformer 150 can be reduced. In addition, since zero-phase current transformer 150 is arranged in DC power line pair L1, it does not adversely affect the resonance characteristics of power receiving unit 110, and heat generation of zero-phase current transformer 150 can be suppressed. .

なお、特に図示しないが、この実施の形態２においても、図３に示したフローチャートに従って、車両ＥＣＵ４１０により受電コイル１１１の地絡判定処理が実行される。 Although not shown, in the second embodiment as well, vehicle ECU 410 executes ground fault determination processing for power receiving coil 111 according to the flowchart shown in FIG.

以上のように、この実施の形態２によっても、実施の形態１と同様に、零相変流器１５０によって共振特性に影響を与えることなく受電コイル１１１の地絡を検出し、かつ零相変流器１５０を小型化することができる。また、キャパシタ１１２，１１３によってＡＣカップリングされた受電コイル１１１の地絡を、零相変流器１５０を用いて検出することができる。 As described above, according to the second embodiment, as in the first embodiment, the zero-phase current transformer 150 detects a ground fault in the receiving coil 111 without affecting the resonance characteristics, and The flow device 150 can be made smaller. Also, a ground fault in the receiving coil 111 AC-coupled by the capacitors 112 and 113 can be detected using the zero-phase current transformer 150 .

なお、上記の実施の形態２では、ＤＣ／ＤＣコンバータ７１０とノイズ除去回路７２０とを含む電力変換装置７００が車両１０に搭載され、電力変換装置７００の筐体７５０とノイズ除去回路７２０とが地絡電流の経路の一部を構成するものとしたが、地絡電流の経路の一部を構成する装置は、このような電力変換装置７００に限定されるものではない。上記のような地絡電流の経路の一部を構成できる装置であればよく、たとえば、ノイズ除去用のバイパスコンデンサを有するモータ駆動用のインバータ等を含む装置も、本開示の実施の形態例となり得る。 In the second embodiment described above, power conversion device 700 including DC/DC converter 710 and noise elimination circuit 720 is mounted on vehicle 10, and housing 750 of power conversion device 700 and noise elimination circuit 720 are grounded. Although a part of the path of the fault current is configured, the device that configures a part of the path of the ground fault current is not limited to the power conversion device 700 as described above. Any device can be used as long as it can constitute a part of the path of the ground fault current as described above. obtain.

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiments disclosed this time should be considered to be illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the description of the above-described embodiments, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of the claims.

１０ 車両、１００，１００Ａ 受電装置、１１０ 受電部、１１１ 受電コイル、１１２，１１３，１１６，１２５，２２３，２２７，２２８ キャパシタ、１１５，２２０ フィルタ回路、１１７，１１８，２２１，２２２ インダクタ、１２０ 整流回路、１３０，７２０，７４０ ノイズ除去回路、１３２，１３４，７２２，７２４ バイパスコンデンサ、１３５，７３０ チョークコイル、１４０，７５０ 筐体、１５０ 零相変流器、１６０ 零相電流検出回路、１６２ 終端抵抗、１６４ フィルタ、１６６ ピークホールド回路、１７０ 地絡部、１７２ 地絡抵抗、２００ 送電装置、２１０ ＡＣ／ＤＣコンバータ、２１５ インバータ、２２５ 送電部、２２６ 送電コイル、２３０ 送電ＥＣＵ、２４０，４２０ 通信部、３００ 蓄電装置、４１０ 車両ＥＣＵ、４３０ 報知部、５００ ボディアース、６００ 交流電源、７００ 電力変換装置、７１０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、８００ 補機負荷、Ｌ１ 直流電力線対、Ｌ２ 電力線対。 10 Vehicle 100, 100A Power Receiving Device 110 Power Receiving Unit 111 Power Receiving Coil 112, 113, 116, 125, 223, 227, 228 Capacitor 115, 220 Filter Circuit 117, 118, 221, 222 Inductor 120 Rectifier Circuit , 130,720,740 noise elimination circuit, 132,134,722,724 bypass capacitor, 135,730 choke coil, 140,750 housing, 150 zero-phase current transformer, 160 zero-phase current detection circuit, 162 terminating resistor, 164 filter, 166 peak hold circuit, 170 ground fault unit, 172 ground fault resistor, 200 power transmission device, 210 AC/DC converter, 215 inverter, 225 power transmission unit, 226 power transmission coil, 230 power transmission ECU, 240, 420 communication unit, 300 Power storage device 410 Vehicle ECU 430 Informing unit 500 Body ground 600 AC power supply 700 Power conversion device 710 DC/DC converter 800 Auxiliary load L1 DC power line pair L2 Power line pair.

Claims (3)

送電装置から磁界を通じて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交流電力を整流するように構成された整流回路と、
前記整流回路の直流出力側に接続される直流電力線対と、
アース用部材と、
前記直流電力線対と前記アース用部材との間に電気的に接続される一対のバイパスコンデンサと、
電力線対を流れる電流の差分を検出するように構成された零相変流器とを備え、
前記受電部は、
受電コイルと、
前記受電コイルの一端及び他端にそれぞれ接続され、前記受電コイルとともに直列共振回路を形成する第１及び第２のキャパシタとを含み、
前記零相変流器は、前記整流回路と前記一対のバイパスコンデンサとの間の前記直流電力線対を流れる電流の差分を検出するように配置される、車両用非接触受電システム。 a power receiving unit configured to contactlessly receive power from a power transmission device through a magnetic field;
a rectifier circuit configured to rectify AC power received by the power receiving unit;
a DC power line pair connected to the DC output side of the rectifier circuit;
a grounding member;
a pair of bypass capacitors electrically connected between the DC power line pair and the grounding member;
a zero-phase current transformer configured to detect a difference in current flowing through the power line pair;
The power receiving unit
a receiving coil;
first and second capacitors connected to one end and the other end of the power receiving coil, respectively, and forming a series resonance circuit together with the power receiving coil;
The non-contact power receiving system for a vehicle, wherein the zero-phase current transformer is arranged to detect a difference in current flowing through the DC power line pair between the rectifier circuit and the pair of bypass capacitors. 前記アース用部材は、前記受電部、前記整流回路、及び前記直流電力線対を収容する導電性の筐体であり、
前記一対のバイパスコンデンサ及び前記零相変流器は、前記筐体内に設けられる、請求項１に記載の車両用非接触受電システム。 The grounding member is a conductive housing that houses the power receiving unit, the rectifier circuit, and the DC power line pair,
2. The contactless power receiving system for a vehicle according to claim 1, wherein said pair of bypass capacitors and said zero-phase current transformer are provided within said housing. 前記直流電力線対に接続される電気機器をさらに備え、
前記アース用部材は、前記電気機器を収容する導電性の第１の筐体であり、
前記一対のバイパスコンデンサは、前記電気機器を前記直流電力線対に接続する電力線対と前記第１の筐体との間に電気的に接続され、
前記受電部、前記整流回路、及び前記直流電力線対は、導電性の第２の筐体に収容されており、
前記第１の筐体は、前記第２の筐体と電気的に接続されている、請求項１に記載の車両用非接触受電システム。 Further comprising an electrical device connected to the DC power line pair,
The grounding member is a conductive first housing that houses the electrical device,
The pair of bypass capacitors are electrically connected between a power line pair connecting the electrical device to the DC power line pair and the first housing,
The power receiving unit, the rectifier circuit, and the DC power line pair are housed in a conductive second housing,
The contactless power receiving system for a vehicle according to claim 1, wherein said first housing is electrically connected to said second housing.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2024068445A (en) * 2022-11-08 2024-05-20 トヨタ自動車株式会社 Power Transmission Device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008113546A (en) 2006-10-02 2008-05-15 Tohoku Electric Power Co Inc Discrimination system of dc ground fault line and discrimination method therefor
JP2009022126A (en) 2007-07-13 2009-01-29 Seiko Epson Corp Power transmitter and electronic equipment
JP2011196810A (en) 2010-03-19 2011-10-06 Kansai Electric Power Co Inc:The Leak detection system and method for dc circuit
JP2015012716A (en) 2013-06-28 2015-01-19 株式会社東芝 Wireless power transmission system, power transmission apparatus, and power reception apparatus
JP2017184363A (en) 2016-03-29 2017-10-05 株式会社Ｓｏｋｅｎ Non-contact power reception device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008113546A (en) 2006-10-02 2008-05-15 Tohoku Electric Power Co Inc Discrimination system of dc ground fault line and discrimination method therefor
JP2009022126A (en) 2007-07-13 2009-01-29 Seiko Epson Corp Power transmitter and electronic equipment
JP2011196810A (en) 2010-03-19 2011-10-06 Kansai Electric Power Co Inc:The Leak detection system and method for dc circuit
JP2015012716A (en) 2013-06-28 2015-01-19 株式会社東芝 Wireless power transmission system, power transmission apparatus, and power reception apparatus
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