WO2015128942A1 - 非接触給電システム及び送電装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図2は、本発明の第1実施形態に係る非接触給電システムの構成を示すブロック図である。図2に示すように、該非接触給電システム100は、地上側に設置されて電力を送電する送電装置10と、該送電装置10より送電された電力を受電してバッテリ44(電気負荷)に給電する受電装置40と、を備えている。なお、本実施形態では、電気負荷の一例としてバッテリ44を用いる例について説明するが、本発明はこれに限定されず例えばモータ等の他の電気負荷とすることもできる。
cosθ=(Vdc×Idc)/(V1×I1) …(1)
即ち、力率演算部31は、送電コイル14に供給される電圧と電流の位相差から第2の効率を演算する第2効率演算部としての機能を備えている。
Pbat*’=Pbat*/cosθ …(3)
η=Pbat/Pbat*=(Ibat・Vbat)/Pbat* …(2)
即ち、効率演算部55は、バッテリ44(電気負荷)に供給される給電電力から、第1の効率を演算する第1効率演算部としての機能を備えている。
cosθ=(Vdc×Idc)/(V1×I1) …(1)
Pbat*’=Pbat*/cosθ …(3)
η=Pbat/Pbat*=(Ibat・Vbat)/Pbat* …(2)
前述した第1実施形態では、力率演算部31にて力率cosθを演算し、該力率cosθが閾値力率以下となった際に、送電電力を抑制する例について説明した。変形例では、力率cosθに代えて、インバータ回路12より出力される電流I1を用いて、送電効率の低下を検出する。即ち、送電コイル14より送電される電力の送電効率が低下すると、電流I1が増加する。この際、送電コイル14と受電コイル41との間の結合係数をαとすると、電流I1と結合係数αは、相関関係を有している。具体的には、結合係数αが低下すると、電流I1が増大するように変化する。
次に、本発明の第2実施形態について説明する。図6は、第2実施形態に係る非接触給電システムの構成を示すブロック図である。図6に示すように、第2実施形態に係る非接触給電システム101は、図2に示した非接触給電システム100と対比して、送電装置10aに設けられる送電側コントローラ30aの構成が相違している。これ以外の構成は、図2と同一であるので、同一符号を付して構成説明を省略する。
Pbat*’=Pbat*/η …(4)
一次側電流演算部37、一次側電流制御部38及びPFC制御部39については、前述した第1実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
η=Pbat/Pbat*=(Ibat・Vbat)/Pbat* …(2)
Pbat*’=Pbat*/η …(4)
η=Pbat/Pbat*=(Ibat・Vbat)/Pbat* …(2)
次に、第2実施形態の変形例について説明する。前述した第2実施形態では、受電側コントローラ50にて送電効率ηを演算し、演算した送電効率ηを送電側コントローラ30に送信する例について説明した。これに対して、変形例に係る非接触給電システムでは、電流計45で検出される電流Ibat、及び電圧計46で検出される電圧Vbatのデータを送電側コントローラ30aに送信し、送電側コントローラ30aにて送電効率ηを演算する。そして、この送電効率ηを用いて、図7に示したステップS51の処理で使用する下記(4)式を演算する。
Pbat*’=Pbat*/η …(4)
そして、変形例に係る非接触給電システムにおいても、前述した第2実施形態に係る非接触給電システムと同様の効果を達成することができる。
次に、本発明の第3実施形態について説明する。図9は、第3実施形態に係る非接触給電システム101の構成を示すブロック図である。図9に示す非接触給電システム101は、図6に示した非接触給電システム101と同一の構成を備えており、効率演算部55で演算した送電効率ηを送電側コントローラ30aに送信しない点で相違する。それ以外の構成は、同一であるので、同一符号を付して構成説明を省略する。
次に、本発明の第4実施形態について説明する。図12は、第4実施形態に係る非接触給電システムの構成を示すブロック図である。図12に示す非接触給電システム102は、図2に示した非接触給電システム100と対比して、受電側コントローラ50の効率演算部55が、送電効率ηをCAN通信部53に出力し、この送電効率ηが無線通信部51より送信される点が相違する。更に、無線通信部34で受信される送電効率ηをメモリ部35に記憶する点、及び制御量演算部29が送電効率ηを用いて電圧Vdcの制御量を演算する点が相違する。それ以外の構成は、図2と同一であるので、同一符号を付して構成説明を省略する。なお、図12に示す力率演算部31は、送電コイル14に供給される電圧V1と電流I1の位相差から力率cosθ(第2の効率)を演算する第2効率演算部としての機能を備えている。また、無線通信部34は、受電装置40より送信される第1の効率(送電効率η)を取得する第1効率取得部としての機能を備えている。更に、前述した第1実施形態と同様に、無線通信部51と無線通信部34との間の通信は、第2の周期で実行される。また、力率演算部31による力率cosθの演算は、第2の周期よりも短い第1の周期で実行される。
Pbat*’=Pbat*/η …(4)
Pbat*’=Pbat*/cosθ …(3)
次に、第4実施形態の変形例について説明する。図15は、第4実施形態の変形例に係る非接触給電システムの構成を示すブロック図である。図15に示す非接触給電システム103は、前述した図12と対比して、送電装置10cの送電側コントローラ30cに効率演算部19が設けられている点で相違する。
Pbat*’=Pbat*/η …(4)
Pbat*’=Pbat*/cosθ …(3)
その後、ステップ165に処理を進める。ステップS165~S169の処理は、図3に示したステップS19~S23の処理と同一であるので説明を省略する。
11 AC/DC変換器
12 インバータ回路
13 共振回路
14 送電コイル
15 インバータ
18 減算器
19 効率演算部
21 電流計
22 電圧計
23 電流計
24 電圧計
25 電流計
26 電圧計
29 制御量演算部
30、30a、30b、30c 送電側コントローラ
31 力率演算部
32 インバータ制御部
33 通信監視部
34 無線通信部
35 メモリ部
36 充電電力制御部
37 一次側電流演算部
38 一次側電流制御部
39 PFC制御部
40 受電装置
41 受電コイル
42 共振回路
43 整流平滑回路
44 バッテリ
45 電流計
46 電圧計
47 リレー
50 受電側コントローラ
51 無線通信部
52 通信監視部
53 CAN通信部
54 リレー制御部
55 効率演算部
56 バッテリ制御部
57 車両制御部
58 BUSライン
71 過電流検出部
91 交流電源
100,101,102,103 非接触給電システム
200 車両
Claims (9)
- 地上側に設けられ送電コイルを有する送電装置、及び車両に設けられ受電コイルを有する受電装置を有し、前記送電コイルから前記受電コイルへ非接触で電力を送電し、受電装置に搭載された電気負荷に給電する非接触給電システムにおいて、
前記受電装置または送電装置は、送電電力指令値と、前記電気負荷に供給される給電電力から、第1の効率を演算する第1効率演算部、を有し、
前記送電装置は、
前記送電コイルに供給される電圧と電流の位相差から第2の効率を演算する第2効率演算部と、
前記送電電力指令値に基づいて、前記送電コイルに供給する電力を制御し、且つ、前記第1の効率が予め設定した第1の閾値効率以下となった場合、或いは、前記第2の効率が予め設定した第2の閾値効率以下となった場合に、前記送電コイルに供給する電力を抑制する電力制御部と、
を有することを特徴とする非接触給電システム。 - 前記電力制御部は、前記第1の効率を取得したとき、この第1の効率に基づいて、前記送電電力指令値を補正し、
前記第2効率演算部にて、第2の効率が演算されたとき、この第2の効率に基づいて、前記送電電力指令値を補正することを特徴とする請求項1に記載の非接触給電システム。 - 前記送電装置は、前記受電装置と通信する送電側通信部を有し、前記受電装置は、前記送電装置と通信する受電側通信部を有し、
前記第1効率演算部は受電装置に設けられ、前記電気負荷に供給される電圧及び電流に基づいて第1の効率を演算し、
前記受電側通信部は、前記第1の効率を第2の周期で送電側通信部に送信し、
前記第2効率演算部は、前記第2の周期よりも短い第1の周期で前記第2の効率を演算すること
を特徴とする請求項2に記載の非接触給電システム。 - 前記送電装置は、前記受電装置と通信する送電側通信部を有し、前記受電装置は、前記送電装置と通信する受電側通信部を有し、
前記受電側通信部は、前記電気負荷に供給される電圧及び電流を第2の周期で送電側通信部に送信し、
前記第1効率演算部は送電装置に設けられ、前記電圧及び電流に基づいて第1の効率を演算し、
前記第2効率演算部は、前記第2の周期よりも短い第1の周期で前記第2の効率を演算すること
を特徴とする請求項2に記載の非接触給電システム。 - 前記受電装置は、前記受電コイルで受電した電力の、前記電気負荷への供給、停止を切り替える切替部と、
前記第1の効率が前記第1の閾値効率以下となった場合に、前記切替部を遮断して電気負荷への電力供給を停止する切替制御部と、
を更に備えたことを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の非接触給電システム。 - 送電コイルを有し、受電コイルを有する受電装置に非接触で電力を供給し、前記受電装置に搭載された電気負荷に給電する送電装置において、
送電電力指令値と、前記電気負荷に供給される給電電力から、第1の効率を演算する、或いは、前記受電装置より送信される第1の効率を取得する第1効率取得部と、
前記送電コイルに供給される電圧と電流の位相差から第2の効率を演算する第2効率演算部と、
前記送電電力指令値に基づいて、前記送電コイルに供給する電力を制御し、且つ、前記第1の効率が予め設定した第1の閾値効率以下となった場合、或いは、前記第2の効率が予め設定した第2の閾値効率以下となった場合に、前記送電コイルに供給する電力を抑制する電力制御部と、
を有することを特徴とする送電装置。 - 前記電力制御部は、前記第1の効率を取得したとき、該第1の効率に基づいて前記送電電力指令値を補正し、
前記第2効率演算部にて、第2の効率が演算されたとき、該第2の効率に基づいて前記送電電力指令値を補正することを特徴とする請求項6に記載の送電装置。 - 前記受電装置と通信する送電側通信部を更に有し、
前記送電側通信部は、第2の周期で前記受電装置より送信される第1の効率を受信し、
前記第2効率演算部は、前記第2の周期よりも短い第1の周期で前記第2の効率を演算すること
を特徴とする請求項6または7に記載の送電装置。 - 前記受電装置と通信する送電側通信部と、
前記電気負荷への供給電圧、及び供給電流を、前記受電装置より第2の周期で受信し、この供給電圧及び供給電流から第1の効率を演算する送電側効率演算部と、を更に備え、
前記第2効率演算部は、前記第2の周期よりも短い第1の周期で前記第2の効率を演算すること
を特徴とする請求項6または7に記載の送電装置。
Priority Applications (9)
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