WO2019229805A1

WO2019229805A1 - 送電装置の解凍方法、非接触給電システム、及び送電装置

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Publication number: WO2019229805A1
Application number: PCT/JP2018/020363
Authority: WO
Inventors: 世航莫
Original assignee: 日産自動車株式会社
Priority date: 2018-05-28
Filing date: 2018-05-28
Publication date: 2019-12-05

Abstract

送電装置（３００）は、地上に固定される固定部（１５）と、固定部（１５）に対して上昇及び下降する可動部（１２）と、可動部（１２）を上昇及び下降させる昇降機構（１７）と、を備える。送電装置の解凍方法は、送電装置（３００）の温度を計測し、計測した温度と、送電装置（３００）の凍結を判断するために予め設定された閾値とを比較して、送電装置（３００）が凍結しているか否かを判断する。送電装置の解凍方法は、送電装置（３００）が凍結していると判断したとき、送電コイル（４１）を励磁する。

Description

送電装置の解凍方法、非接触給電システム、及び送電装置

　本発明は、送電装置の解凍方法、非接触給電システム、及び送電装置に関する。

　従来より、地上に設けられた送電コイルから、車両に設けられた受電コイルに非接触で電力を供給する技術が知られている（特許文献１）。特許文献１に記載された発明において、可動部（送電コイル）は、上下方向へ移動可能である。

国際公開第２０１５／１２８４５０号公報

　特許文献１に記載された発明は、充電終了時には可動部を降下させ、静止部に可動部が収まるように構成している。このため、冬場などの気温が低い時期には、静止部と可動部との間の水分が凍りつき、可動部は移動できないおそれがあり、ひいては充電が開始できないおそれがある。

　本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、冬場などの気温が低い時期でも可動部を移動させることが可能な送電装置の解凍方法、非接触給電システム、及び送電装置を提供することである。

　本発明の一態様に係る送電装置の解凍方法は、送電装置の温度を計測し、計測した温度と、送電装置の凍結を判断するために予め設定された閾値とを比較して、送電装置が凍結しているか否かを判断する。送電装置の解凍方法は、送電装置が凍結していると判断したとき、送電コイルを励磁する。

　本発明によれば、冬場などの気温が低い時期でも可動部を移動させることが可能となる。

図１は、本発明の実施形態に係る非接触給電システムの概略構成図である。図２は、本発明の実施形態に係る非接触給電の概略回路図である。図３Ａは、本発明の実施形態に係る可動部を説明する図である。図３Ｂは、本発明の実施形態に係る可動部を説明する図である。図４Ａは、本発明の実施形態に係る送電装置の上面図である。図４Ｂは、図４ＡのＡ－Ａ方向から見た断面図である。図４Ｃは、図４ＡのＡ－Ａ方向から見た断面図である。図５は、温度と磁束密度の関係を示すグラフである。図６Ａは、本発明の実施形態に係る磁性部材の配置の一例を説明する図である。図６Ｂは、本発明の実施形態に係る磁性部材の配置の他の例を説明する図である。図６Ｃは、本発明の実施形態に係る磁性部材の配置の他の例を説明する図である。図６Ｄは、本発明の実施形態に係る磁性部材の配置の他の例を説明する図である。図７は、本発明の実施形態に係る磁性部材の配置の他の例を説明する図である。図８は、本発明の実施形態に係る磁性部材の配置の他の例を説明する図である。図９Ａは、本発明の実施形態に係る磁性部材の配置の一例を説明する図である。図９Ｂは、本発明の実施形態に係る磁性部材の配置の他の例を説明する図である。図９Ｃは、図９ＢのＢ－Ｂ方向から見た断面図である。図１０は、本発明の実施形態に係る固定部１５について説明する図である。図１１は、本発明の実施形態に係る非接触給電システムの一動作例を説明するフローチャートである。図１２は、本発明の実施形態に係る非接触給電システムの一動作例を説明するフローチャートである。図１３は、本発明の実施形態に係る非接触給電システムの一動作例を説明するフローチャートである。図１４は、本発明の実施形態に係る非接触給電システムの一動作例を説明するフローチャートである。図１５は、本発明の実施形態に係る非接触給電システムの一動作例を説明するフローチャートである。

　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

（非接触給電システムの構成）
　図１及び図２を参照して、非接触給電システムの構成を説明する。図１に示すように、非接触給電システムは、地上側ユニットである給電装置１００と、車両側ユニットである受電装置２００を備えている。非接触給電システムは、給電スタンド等に配置された給電装置１００から電気自動車、ハイブリッド車等の車両１０に搭載された受電装置２００に非接触で電力を供給し、車両１０に搭載されたバッテリ２７を充電する。

　給電装置１００は、給電スタンド近傍の駐車スペースに配置された送電装置３００を備えている。送電装置３００は、可動部１２と、固定部１５と、磁性部材１６と、昇降機構１７と、駆動モータ１８と、温度センサ１９と、距離センサ２０と、を備えている。さらに、可動部１２は、送電コイル４１（図２参照）を含む。一方、受電装置２００は、車両１０の底面に設けられた受電コイル２２を備えている。受電コイル２２は、車両１０が駐車スペースの所定位置（給電可能位置）に停車したときに送電コイル４１に対向するように配置されている。また、受電コイル２２は、車両１０の床下の揺動構造を介して揺動可能に設けられてもよい。なお、可動部１２及び受電装置２００は、共振コンデンサを含んでもよい。

　送電コイル４１（図２参照）は、リッツ線からなる一次コイルによって構成され、受電コイル２２に電力を送電する。また、受電コイル２２は、同じくリッツ線からなる二次コイルによって構成され、送電コイル４１から電力を受電する。両コイル間における電磁誘導作用により、送電コイル４１から受電コイル２２へ非接触で電力を供給することが可能となる。なお、非接触給電の方式は、電磁誘導式に限定されず、磁界共振式などでもよい。

　固定部１５は、地上に固定される装置である。固定部１５には、可動部１２が挿入可能な空間が形成される。可動部１２は、固定部１５に対して上昇及び下降する。

　磁性部材１６は、固定部１５の内部に配置される。また、磁性部材１６は、可動部１２の近くに配置される。磁性部材１６は、特に限定されないが、例えば、鉄である。

　昇降機構１７は、駆動モータ１８から動力を受けて、可動部１２を垂直方向に上昇させたり、下降させたり、停止させたりする。駆動モータ１８は、制御部１４から受信した信号に基づいて動作する。

　温度センサ１９は、送電装置３００の温度を計測する。なお、温度センサ１９は、可動部１２と固定部１５との間の温度を計測してもよい。温度センサ１９は、計測した温度を制御部１４に送信する。

　距離センサ２０は、可動部１２と受電コイル２２との間の距離を計測する。また、距離センサ２０は、計測した距離を制御部１４に送信する。制御部１４は、温度センサ１９から取得した温度または距離センサ２０から取得した距離に基づいて、駆動モータ１８を制御する。制御部１４は、温度センサ１９から取得した温度、及び距離センサ２０から取得した距離に基づいて、駆動モータ１８を制御してもよい。なお、図示は省略するが、可動部１２は、異物検知コイルを含んでもよい。異物検知コイルとは、送電装置３００の表面のインダクタンスの変化を検知し金属異物を検知するためのコイルである。なお、受電コイル２２が、可動部１２と同様に、垂直方向に移動してもよい。

　給電装置１００は、電力制御部１１と、無線通信部１３と、制御部１４と、を備えている。

　電力制御部１１は、交流電源１１０から送電される交流電力を高周波の交流電力に変換して送電コイル４１に送電するための回路である。電力制御部１１は、整流部１１１と、ＰＦＣ回路１１２と、ＤＣ電源１１４と、インバータ１１３とを備えている。

　整流部１１１は、交流電源１１０に電気的に接続され、交流電源１１０から出力される交流電力を整流する回路である。ＰＦＣ回路１１２は、整流部１１１から出力される波形を整形することで力率を改善するための回路（Ｐｏｗｅｒ　Ｆａｃｔｏｒ　Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）であり、整流部１１１とインバータ１１３との間に接続されている。

　インバータ１１３は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子で構成されたＰＷＭ制御回路を備え、スイッチング制御信号に基づいて直流電力を交流電力に変換して送電コイル４１に電力を供給する。ＤＣ電源１１４は、送電コイル４１を微弱励磁する際の直流電圧を出力する。

　無線通信部１３は、車両１０に設けられた無線通信部２３とｗｉｆｉ通信を行う。

　制御部１４は、給電装置１００全体を制御するコントローラであり、インバータ制御部１４１と、ＰＦＣ制御部１４２と、シーケンス制御部１４３とを備えている。制御部１４は、車両１０が駐車スペースに駐車するときに、駐車位置の判定処理を実行する。この際、ＰＦＣ制御部１４２は励磁電力指令を生成し、インバータ制御部１４１は励磁電力の周波数指令、デューティーなどを生成してインバータ１１３を制御する。これにより、制御部１４は、駐車位置を判定するための電力を送電コイル４１から受電コイル２２へ送電する。制御部１４は、駐車位置の判定処理を実施する際、送電コイル４１を微弱励磁、または弱励磁することにより駐車位置判定用の電力を送電する。また、シーケンス制御部１４３は、無線通信部１３を介して受電装置２００とシーケンス情報をやり取りする。なお、微弱励磁、または弱励磁は、いずれも、通常の充電時よりも弱い励磁であり、周囲に影響を及ぼさない程度に弱い励磁である。また、制御部１４は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、及び入出力部を備える汎用のマイクロコンピュータである。なお、制御部１４は、インバータ１１３を含んでもよい。

　受電装置２００は、受電コイル２２と、無線通信部２３と、充電制御部２４と、整流部２５と、リレースイッチ２６と、バッテリ２７と、インバータ２８と、モータ２９と、通知部３０とを備えている。

　無線通信部２３は、給電装置１００に設けられた無線通信部１３と双方向の通信を行う。

　充電制御部２４は、バッテリ２７の充電を制御するためのコントローラである。充電制御部２４は、車両１０が駐車スペースに駐車するときに、駐車位置の判定処理を実行する。この際、充電制御部２４は、受電コイル２２で受電される電力を監視する。そして、充電制御部２４は、送電コイル４１が励磁されたときに受電コイル２２が受電した電圧に基づいて受電コイル２２の位置を検出する。また、充電制御部２４は、無線通信部２３、通知部３０、リレースイッチ２６等を制御しており、充電を開始する旨の信号を、無線通信部２３を介して給電装置１００の制御部１４に送信する。

　整流部２５は、受電コイル２２に接続され、受電コイル２２が受電した交流電力を直流に整流して、バッテリ２７、またはインバータ２８に電力を出力する（図２を参照）。

　リレースイッチ２６は、充電制御部２４の制御によってオンオフが切り換えられる。また、リレースイッチ２６がオフの場合、バッテリ２７と整流部２５とが電気的に切り離される（図２を参照）。バッテリ２７は、複数の二次電池を接続して構成され、車両１０の電力源となる。

　インバータ２８は、ＩＧＢＴ等のスイッチング素子で構成されたＰＷＭ制御回路を備え、スイッチング制御信号に基づいてバッテリ２７から出力される直流電力を交流電力に変換してモータ２９に供給する。

　モータ２９は、例えば三相の交流電動機によって構成され、車両１０を駆動するための駆動源となる。

　通知部３０は、警告ランプ、ナビゲーション装置のディスプレイまたはスピーカ等によって構成され、充電制御部２４の制御に基づいて、ユーザに対して光、画像または音声等を出力する。

　次に、図３Ａ及び図３Ｂを参照して、可動部１２の上昇及び下降について説明する。

　図３Ａ及び図３Ｂに示すように、可動部１２は、昇降機構１７によって、垂直方向（上下方向）に移動が可能となっている。このように、可動部１２が垂直方向に移動することにより、送電コイル４１と受電コイル２２との距離（いわゆるギャップ）は、調整される。これにより、送電コイル４１と受電コイル２２との結合係数が向上し、効率的な充電が実現しうる。なお、図３Ａの示すように、充電が行われていないとき、可動部１２は、固定部１５に収容されている。換言すれば、充電が行われていないとき、可動部１２は、地上に近づいた状態となる。なお、図３Ａにおいて、可動部１２の上面と固定部１５の上面は、水平方向において同じ高さであるが、これに限定されない。

　次に、図４Ａ～図４Ｃを参照して、送電装置３００の詳細、及び送電装置３００の凍結について説明する。

　図４Ａ及び図４Ｂに示すように、可動部１２の筐体の内部には、非磁性体の金属板４２が配置されている。金属板４２は、特に限定されないが、例えばアルミニウムで形成される。金属板４２の上には、フェライトコア４０が配置される。フェライトコア４０の上には、送電コイル４１が配置される。

　図４Ａ及び図４Ｂに示すように、磁性部材１６は、可動部１２に隣接して配置される。換言すれば、磁性部材１６は、可動部１２の周囲を囲むように配置される。

　冬場などの気温が低い時期には、可動部１２と固定部１５との間の水分が凍りつき、可動部１２は移動できないおそれがある。本実施形態において、可動部１２と固定部１５との間とは、水平方向における可動部１２と固定部１５との隙間を意味し、図４Ａ及び図４Ｂに示す領域５０である。なお、以下では、可動部１２と固定部１５との間の水分が凍りつき、可動部１２は移動できない状態を、送電装置３００が凍結していると表現する場合がある。

　送電装置３００が凍結している場合、可動部１２が移動できないため、凍結した送電装置３００を解凍する必要がある。そこで、送電装置３００の凍結が検知されたとき、または凍結が想定されるときは、インバータ１１３は、送電コイル４１を励磁する。凍結が検知されたとき、または凍結が想定されるときとは、例えば、温度センサ１９によって計測された温度が、所定温度（閾値）より小さい場合である。所定温度とは、凍結を判断するための温度であり、実験、シミュレーションを通じて予め設定される。制御部１４は、温度センサ１９によって計測された温度と、所定温度とを比較し、送電装置３００が凍結しているか否かを判断する。すなわち、制御部１４は、判断部としての機能を有する。

　制御部１４は、送電装置３００が凍結していると判断した場合、インバータ１１３に信号を送る。この信号に基づいて、インバータ１１３は、送電コイル４１を励磁する。このときの励磁は、受電コイル２２の位置検知の際に用いる弱励磁より強い励磁である。このような励磁を用いる理由は、後述するように磁性部材１６を加熱するためである。

　インバータ１１３が、送電コイル４１を励磁することによって、図４Ｂに示すように、送電コイル４１に磁界が発生する。ここで、磁性部材１６は、可動部１２に隣接して配置されているため、送電コイル４１から発生した磁力線は、磁性部材１６を通過する。換言すれば、磁性部材１６は、送電コイル４１から発生した磁力線の経路に沿って配置されるため、磁力線は、磁性部材１６を通過する。

　磁力線が磁性部材１６を通過することにより、磁性部材１６に渦電流が発生する。これにより、磁性部材１６は発熱する。磁性部材１６の熱により、凍結した送電装置３００は、解凍される。すなわち、磁性部材１６の熱により、磁性部材１６に隣接する可動部１２と固定部１５との間の凍結は、解凍される。これにより、図４Ｃに示すように、可動部１２は、移動可能となる。

　なお、磁性部材１６と送電コイル４１との距離が近いほど、磁束密度が大きくなり、磁性部材１６の温度は上昇しやすくなる（図５参照）。磁性部材１６の温度は、凍結した送電装置３００を解凍するのに必要なだけ上昇すれば足りる。したがって、図５に示すように、凍結した送電装置３００を解凍するのに必要な温度をＴとした場合、磁性部材１６は、温度Ｔを得るために必要な最小の磁束密度Ｂとなる位置に配置されることが好ましい。このような位置は、例えば、送電コイル４１の送電電力量、送電コイル４１の巻線数、送電コイル４１の巻線幅などに応じて設定される。

　また、充電時には可動部１２が上昇しているため、図４Ｃに示すように、磁性部材１６には、磁力線がほとんど通過しない。このため、磁性部材１６の温度はほとんど上昇しない。したがって、充電時における磁性部材１６の過熱は防止されうる。

　また、上記したように磁性部材１６が鉄である場合、鉄は他の磁性部材と比較して安い材料であるため、コスト低減に寄与する。また、凍結した送電装置３００を解凍する方法として、例えば送電装置３００の近くにヒーターを設置することも考えられるが、本実施形態のように、磁性部材１６を配置した場合と比較して、コストは増加する。換言すれば、本実施形態の構成は、ヒーターを設置する場合と比較して、コスト低減に寄与する。

　また、図６Ａに示すように、磁性部材１６は、磁力線が通過する方向に延設され、配置されてもよい。これにより、磁性部材１６を通過する磁力線は長くなる。なお、磁力線が通過する方向とは水平方向である。磁性部材１６を通過する磁力線が長くなるほど、渦電流が発生しやすくなり、磁性部材１６は、より発熱しやすくなる。また、図６Ａに示すように、磁性部材１６は、複数配置されてもよい。

　また、図６Ｂ～６Ｄに示すように、磁性部材１６は、磁力線が通過する方向に延設されて配置される部分と、垂直方向に配置される部分の両方から構成されてもよい。垂直方向に配置される部分は、可動部１２の側面に対して広い面積で向き合う。すなわち、垂直方向に配置される部分は、放熱範囲が広いため、送電装置３００の凍結を効果的に解凍しうる。

　また、図７に示すように、磁性部材１６は、可動部１２だけでなく、さらに昇降機構１７に隣接して配置されてもよい。これにより、昇降機構１７が凍結した場合でも、磁性部材１６の熱により、凍結した昇降機構１７は解凍される。

　また、図８に示すように、磁性部材１６は、強磁性材料１６ａと低抵抗材料１６ｂとから形成されてもよい。強磁性材料１６ａは、例えば、フェライトである。低抵抗材料１６ｂは、例えば、鉄である。強磁性材料１６ａは磁性抵抗が低く、磁力線が通りやすいため、より多くの磁力線を集めることができる。また、強磁性材料１６ａは、磁力線が通過する方向に延設され、配置されてもよい。これにより、強磁性材料１６ａを通過する磁力線は長くなり、強磁性材料１６ａは、より発熱しやすくなる。また、図８に示すように、低抵抗材料１６ｂは、垂直方向に配置されてもよい。垂直方向に配置される低抵抗材料１６ｂは、放熱範囲が広いため、送電装置３００の凍結を効果的に解凍しうる。

　また、図９Ｂ及び図９Ｃに示すように、強磁性材料１６ａ及び低抵抗材料１６ｂは、垂直方向に沿って分割されてもよい。図９Ａに示すように、磁性部材１６が繋がっている構成において、大きな渦電流が発生し、大きな逆磁界が発生する場合がある。この場合、磁力線の多くは、固定部１５の表面のみ通ることになり、効果的な発熱が抑制されうる。これに対し、強磁性材料１６ａ及び低抵抗材料１６ｂが、分割されて配置されることにより、大きな渦電流の発生が抑制され、大きな逆磁界の発生が抑制される。これにより、磁力線は固定部１５の内部を通ることができ、磁性部材１６は、効率よく発熱しうる。なお、強磁性材料１６ａ及び低抵抗材料１６ｂは、絶縁部材によって分割される。

　また、図１０に示すように、固定部１５の上面に凹凸が形成されてもよい。固定部１５の上面に凹凸が形成される場合、磁性部材１６は、凹部に配置される。空気は、表面張力によって凹凸に流れ込む。これにより、可動部１２と固定部１５との間の水分が少なくなり、凍結が発生しにくくなる。また、凹凸が形成されることで、可動部１２と固定部１５とが接触する面積が減少する。これにより、凍結が発生しにくくなる。また、凍結が発生しやすい凹凸の近くに磁性部材１６が配置されるため、効率のよい解凍が実現しうる。

　次に、図１１のフローチャートを参照して、非接触給電システムの一動作例を説明する。

　ステップＳ１０１において、充電制御部２４は、ユーザが充電開始操作を行ったか否かを判断する。充電開始操作とは、例えば、車両１０の車室内に設けられた充電開始スイッチをユーザが操作することである。ユーザが充電開始操作を行った場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進み、ユーザは、駐車を開始する。一方、ユーザが充電開始操作を行っていない場合（ステップＳ１０１でＮｏ）、処理は待機する。

　処理はステップＳ１０５に進み、充電制御部２４は、無線通信部２３を介して制御部１４とｗｉｆｉ通信を開始する。充電制御部２４は、車両１０が駐車スペースに接近した際に、弱励磁要求信号を制御部１４に送信する。なお、通信方式は、ｗｉｆｉに限定されず、他の方式でもよい。

　処理はステップＳ１０７に進み、制御部１４は、受電コイル２２の位置を検知する。制御部１４は、ステップＳ１０５で受信した弱励磁要求信号に基づいて、送電コイル４１に弱励磁の電力を供給して、送電コイル４１を弱励磁する。充電制御部２４は、受電コイル２２が受電した電力を検出し、受電電力が所定値以上の場合に、受電コイル２２は充電可能範囲内に存在すると判断する。

　受電コイル２２が充電可能範囲内に存在する場合（ステップＳ１０９でＹｅｓ）、処理は、ステップＳ１１１に進み、制御部１４は、送電コイル４１と、受電コイル２２とのペアリングを行う。ペアリングとは、受電コイル２２と、受電コイル２２に対して非接触で電力を供給する送電コイル４１との組み合わせを認証することである。なお、受電コイル２２が充電可能範囲内に存在しない場合（ステップＳ１０９でＮｏ）、処理は、ステップＳ１０３に戻る。制御部１４が、送電コイル４１と受電コイル２２とのペアリングを行うことができた場合（ステップＳ１１１でＹｅｓ）、処理はステップＳ１１５に進み、制御部１４は、異物を検出するためのコイルを用いて、送電コイル４１を覆うカバーの上面に異物があるか否かを検出する。なお、ペアリングが不可の場合（ステップＳ１１１でＮｏ）、処理はステップＳ１１３に進み、ユーザは再度駐車を行う。

　送電コイル４１を覆うカバーの上面に異物がある場合（ステップＳ１１５でＹｅｓ）、処理はステップＳ１１７に進み、通知部３０は、送電コイル４１の上に異物があることをユーザに通知し、一連の処理が終了する。なお、ステップＳ１１７において、通知部３０は、ユーザに異物を取り除くよう指示してもよい。ユーザが異物を取り除いた場合、処理はステップＳ１１９に進んでもよい。

　送電コイル４１を覆うカバーの上面に異物がない場合（ステップＳ１１５でＮｏ）、処理はステップＳ１１９に進み、通知部３０は、充電が可能であることをユーザに通知する。ユーザが、イグニッションをオフした場合（ステップＳ１２１でＹｅｓ）、処理はステップＳ１２３に進み、制御部１４は、充電の準備を開始する。充電の準備の詳細は後述する。ユーザが、イグニッションをオフしていない場合（ステップＳ１２１でＮｏ）、処理は待機する。なお、本実施形態におけるイグニッションのオフとは、車両１０の停止、車両１０の電源システムの停止を含む。イグニッションのオフは、車両１０の車室内に設けられたイグニッションスイッチをオフすることによって実現されてもよく、車両１０の車室内に設けられた電源システムスイッチをオフすることによって実現されてもよい。処理は、ステップＳ１２５に進み、制御部１４は、充電を開始する。

　次に、図１２のフローチャートを参照して、充電の準備について説明する。

　ステップＳ２０１において、制御部１４は、駆動モータ１８を動作させる。処理は、ステップＳ２０３に進み、制御部１４は、駆動モータ１８の回転数が増加したか否かを判断する。駆動モータ１８の回転数が増加した場合（ステップＳ２０３でＹｅｓ）、昇降機構１７は、正常に動作しているため、処理はステップＳ２２３に進む。

　一方、駆動モータ１８の回転数が増加していない場合（ステップＳ２０３でＮｏ）、昇降機構１７は、正常に動作していないと考えられるため、処理はステップＳ２０５に進む。ステップＳ２０５において、制御部１４は、可動部１２と固定部１５との接触面の温度ｔと、凍結閾値温度ｔ１とを比較する。なお、凍結閾値温度ｔ１とは、凍結を判断するための温度である。温度ｔが凍結閾値温度ｔ１より小さい場合（ステップＳ２０５でＹｅｓ）、送電装置３００が凍結している、または凍結が想定されるため、処理はステップＳ２１１に進む。一方、温度ｔが凍結閾値温度ｔ１以上の場合（ステップＳ２０５でＮｏ）、凍結は想定されない。したがって、ステップＳ２０７において、制御部１４は、昇降機構１７に異常があると判断し、ユーザにその旨を通知する（ステップＳ２０９）。その後、一連の処理は終了する。

　ステップＳ２１１において、インバータ１１３は、送電コイル４１を強励磁する。強励磁とは、受電コイル２２の位置検知の際に用いた弱励磁より強い励磁である。インバータ１１３が、送電コイル４１を強励磁する理由は、磁性部材１６を加熱するためである。

　処理はステップＳ２１３に進み、制御部１４は、再度、駆動モータ１８の回転数が増加したか否かを判断する。駆動モータ１８の回転数が増加した場合（ステップＳ２１３でＹｅｓ）、磁性部材１６の熱により送電装置３００は、解凍されたため、インバータ１１３は、強励磁を停止する（ステップＳ２２１）。一方、駆動モータ１８の回転数が増加していない場合（ステップＳ２１３でＮｏ）、処理はステップＳ２１５に進み、制御部１４は、再度、温度ｔと、凍結閾値温度ｔ１とを比較する。温度ｔが凍結閾値温度ｔ１以上の場合（ステップＳ２１５でＮｏ）、凍結は想定されないものの、駆動モータ１８の回転数は増加していない。したがって、インバータ１１３は、強励磁を停止する（ステップＳ２１７）。制御部１４は、昇降機構１７に異常があると判断し、ユーザにその旨を通知する（ステップＳ２１９）。その後、一連の処理は終了する。一方、温度ｔが凍結閾値温度ｔ１より小さい場合（ステップＳ２１５でＮｏ）、処理はステップＳ２１１に戻る。ステップＳ２２３において、可動部１２が目標位置に到達した場合（ステップＳ２２３でＹｅｓ）、制御部１４は、駆動モータ１８を停止させる。

　図１２に示すフローチャートでは、制御部１４は、駆動モータ１８の回転数を用いたが、これに限定されない。制御部１４は、受電コイル２２の弱励磁電圧を用いて、充電の準備を開始してもよい。この点について、図１３に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図１３におけるステップＳ３０１、Ｓ３０５～Ｓ３１１、Ｓ３１５～Ｓ３２３は、図１２におけるステップＳ２０１、Ｓ２０５～Ｓ２１１、Ｓ２１５～Ｓ２２３と同様であるため、説明を省略する。

　図１３に示すステップＳ３０３において、制御部１４は、受電コイル２２の弱励磁電圧が変化したか否かを判断する。充電の準備において、送電コイル４１は、インバータ１１３によって弱励磁されている。したがって、可動部１２が上昇すると、送電コイル４１と受電コイル２２との距離が小さくなるため、受電コイルの弱励磁電圧は変化する。受電コイルの弱励磁電圧が変化していない場合（ステップＳ３０３でＮｏ）、昇降機構１７は、正常に動作していないと考えられるため、処理はステップＳ３０５に進む。

　図１３に示すステップＳ３１３において、制御部１４は、再度、受電コイル２２の弱励磁電圧が変化したか否かを判断する。受電コイル２２の弱励磁電圧が変化した場合（ステップＳ３１３でＹｅｓ）、磁性部材１６の熱により送電装置３００は、解凍されたため、インバータ１１３は、強励磁を停止する（ステップＳ３２１）。一方、受電コイル２２の弱励磁電圧が変化していない場合（ステップＳ３１３でＮｏ）、処理はステップＳ３１５に進む。

　なお、制御部１４は、距離センサ２０の値を用いて、充電の準備を開始してもよい。この点について、図１４に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図１４におけるステップＳ４０１、Ｓ４０５～Ｓ４１１、Ｓ４１５～Ｓ４２３は、図１２におけるステップＳ２０１、Ｓ２０５～Ｓ２１１、Ｓ２１５～Ｓ２２３と同様であるため、説明を省略する。

　図１４に示すステップＳ４０３において、制御部１４は、距離センサ２０の値が変化したか否かを判断する。可動部１２が上昇すると、送電コイル４１と受電コイル２２との距離が小さくなるため、距離センサ２０の値は変化する。距離センサ２０の値が変化していない場合（ステップＳ４０３でＮｏ）、昇降機構１７は、正常に動作していないと考えられるため、処理はステップＳ４０５に進む。

　図１４に示すステップＳ４１３において、制御部１４は、再度、距離センサ２０の値が変化したか否かを判断する。距離センサ２０の値が変化した場合（ステップＳ４１３でＹｅｓ）、磁性部材１６の熱により送電装置３００は、解凍されたため、インバータ１１３は、強励磁を停止する（ステップＳ４２１）。一方、距離センサ２０の値が変化していない場合（ステップＳ４１３でＮｏ）、処理はステップＳ４１５に進む。

　以上説明したように、本実施形態に係る非接触給電システムによれば、以下の作用効果が得られる。

　送電装置３００の凍結が検知されたとき、または凍結が想定されるときは、インバータ１１３は、送電コイル４１を励磁する。これにより磁性部材１６に渦電流が発生し、磁性部材１６は発熱する。磁性部材１６の熱により、磁性部材１６に隣接する可動部１２と、固定部１５との間の凍結は、解凍される。これにより、冬場などの気温が低い時期でも、固定部１５に対して可動部１２は、上昇及び下降することができる。

　また、磁性部材１６は、送電コイル４１が励磁されたときに発生する磁力線が通過する位置に配置されてもよい。送電コイル４１から発生した磁力線は、磁性部材１６を通過する。これにより磁性部材１６に渦電流が発生し、磁性部材１６は発熱する。これにより、磁性部材１６に隣接する可動部１２と、固定部１５との間の凍結は、解凍される。

　また、磁性部材１６は、磁力線が通過する方向に延設され、配置されてもよい。これにより、磁性部材１６を通過する磁力線は長くなる。磁性部材１６を通過する磁力線が長くなるほど、渦電流が発生しやすくなり、磁性部材１６は、より発熱しやすくなる。これにより、磁性部材１６に隣接する可動部１２と、固定部１５との間の凍結は、効率よく解凍される。

　また、磁性部材１６は、強磁性材料１６ａと低抵抗材料１６ｂとから形成されてもよい。強磁性材料１６ａは磁性抵抗が低く、磁力線が通りやすいため、より多くの磁力線を集めることができる。これにより、強磁性材料１６ａは、より発熱しやすくなる。これにより、磁性部材１６に隣接する可動部１２と、固定部１５との間の凍結は、効率よく解凍される。

　また、強磁性材料１６ａ及び低抵抗材料１６ｂは、絶縁部材によって分割されてもよい。これにより、大きな渦電流の発生が抑制され、大きな逆磁界の発生が抑制される。磁力線は固定部１５の内部を通ることができ、磁性部材１６は、効率よく発熱しうる。これにより、磁性部材１６に隣接する可動部１２と、固定部１５との間の凍結は、効率よく解凍される。

　上述の実施形態に記載される各機能は、１または複数の処理回路により実装され得る。処理回路は、電気回路を含む処理装置等のプログラムされた処理装置を含む。処理回路は、また、記載された機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、回路部品等の装置を含む。

　上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

　例えば、図１１に示すフローチャートでは、ユーザが充電開始操作を行った場合に、一連の制御が開始するが、これに限定されない。図１５に示すように、イグニッションがオフされた後に、ユーザが充電開始操作を行ったか否か判断されてもよい。ユーザは、充電するために駐車する場合がある。また、ユーザは、充電する予定はなかったが、駐車した後に、充電が少ないことに気が付き、充電を行う場合もある。図１１または図１５に示す処理は、様々なシーンにおいてユーザの利便性に寄与しうる。

１２　可動部
１４　制御部
１５　固定部
１６　磁性部材
１６ａ　強磁性材料
１６ｂ　低抵抗材料
１７　昇降機構
１８　駆動モータ
１９　温度センサ
２０　距離センサ
２２　受電コイル
４０　フェライトコア
４１　送電コイル
４２　金属板
１００　給電装置
１１３　インバータ
２００　受電装置
３００　送電装置

Claims

　地上側に設けられた送電装置の解凍方法であって、
　前記送電装置は、
　地上に固定される固定部と、
　前記固定部に対して上昇及び下降する可動部と、
　前記可動部を上昇及び下降させる昇降機構と、を備え、
　前記可動部は、車両に設けられた受電コイルへ非接触で電力を供給する送電コイルを有し、
　前記固定部は、前記可動部に隣接して配置された磁性部材を有し、
　前記送電装置の温度を計測し、
　計測した前記温度と、前記送電装置の凍結を判断するために予め設定された閾値とを比較して、前記送電装置が凍結しているか否かを判断し、
　前記送電装置が凍結していると判断したとき、前記送電コイルを励磁する
ことを特徴とする送電装置の解凍方法。
　地上側に設けられた送電装置と、前記送電装置を制御するコントローラと、を備える非接触給電システムであって、
　前記送電装置は、
　地上に固定される固定部と、
　前記固定部に対して上昇及び下降する可動部と、
　前記可動部を上昇及び下降させる昇降機構と、
　前記送電装置の温度を計測するセンサと、を備え、
　前記可動部は、車両に設けられた受電コイルへ非接触で電力を供給する送電コイルを有し、
　前記固定部は、前記可動部に隣接して配置された磁性部材を有し、
　前記コントローラは、
　前記送電コイルを励磁するインバータと、
　前記送電装置の凍結を判断する判断部と、を備え、
　前記判断部は、前記センサによって計測された前記温度と、前記送電装置の凍結を判断するために予め設定された閾値とを比較し、前記送電装置が凍結しているか否かを判断し、
　前記判断部によって前記送電装置が凍結していると判断されたとき、前記インバータは、前記送電コイルを励磁することを特徴とする非接触給電システム。
　地上側に設けられた送電装置であって、
　地上に固定される固定部と、
　前記固定部に対して上昇及び下降する可動部と、
　前記可動部を上昇及び下降させる昇降機構と、
　前記送電装置の温度を計測するセンサと、を備え、
　前記可動部は、車両に設けられた受電コイルへ非接触で電力を供給する送電コイルを有し、
　前記固定部は、前記可動部に隣接して配置された磁性部材を有し、
　前記センサによって計測された前記温度に基づいて前記送電装置が凍結していると判断されたとき、前記送電コイルが励磁されることを特徴とする送電装置。
　前記磁性部材は、前記送電コイルが励磁されたときに発生する磁力線が通過する位置に配置されることを特徴とする請求項３に記載の送電装置。
　前記磁性部材は、磁力線が通過する方向に延設されて配置されることを特徴とする請求項３または４に記載の送電装置。
　前記磁性部材は、強磁性材料と低抵抗材料とから成ることを特徴とする請求項３～５のいずれか１項に記載の送電装置。
　前記強磁性材料及び前記低抵抗材料は、絶縁部材によって分割されることを特徴とする請求項６に記載の送電装置。