CN106828118A - 车辆的受电装置、送电装置和非接触送受电*** - Google Patents
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Abstract
车辆的受电装置具备:受电单元(110),其构成为能够以非接触方式从送电装置(200)接受电力;通信部(160),其将与受电单元(110)的位置或大小相关的信息发送给送电装置(200);和车辆ECU(300),其控制通信部(160)。优选,车辆ECU(300)在使车辆(100)停车到送电装置(200)的受电位置之前,通过通信部(160)将预先存储的信息发送给送电装置(200)。信息包括受电单元(110)的尺寸、搭载有受电单元(110)的车辆(100)的尺寸、和车辆(100)中的受电单元(110)的搭载位置的至少任一个。
Description
本申请是基于申请号201180074672.1、申请日2011年11月8日、发明名称车辆的受电装置、送电装置和非接触送受电***的中国专利申请提出的分案申请。
技术领域
本发明涉及车辆的受电装置、送电装置和非接触送受电***。
背景技术
近年来,为了防止全球变暖而减少从汽车排出的二氧化碳,代替燃料或除了燃料之外还使用电能进行行驶的电动汽车、混合动力汽车受到注目。并且,构成为能够从车辆外部向混合动力汽车也搭载的电池充入电能的插电式混合动力汽车也已出现。
进而,为了提高利用者的便利性,作为从车辆外部向车辆提供电能的方法,以非接触方式进行供电的技术也正在研究。在以非接触方式进行供电时,送电单元与受电单元的对位成为问题。
在国际公开第2010/052785号小册子(专利文献1)中公开了一种基于受电状况进行送电线圈与受电线圈的对位的非接触充电***。
现有技术文献
专利文献1:国际公开第2010/052785号小册子
专利文献2:日本特开2010-183812号公报
专利文献3:日本特开2010-183804号公报
发明内容
发明要解决的问题
在国际公开第2010/052785号小册子(专利文献1)所公开的非接触充电***中,若不实际实施受电动作,则无法判断包括送电线圈等的送电部和包括受电线圈等的受电部的位置是否处于能够适当接受电力的状态。根据车辆不同,设想存在受电部的搭载位置各不相同的情况,根据车辆侧的受电部搭载位置,也考虑存在送电装置侧不能与该车辆对应的情况。另外,设想存在送电装置的送电部的设置位置也各不相同的情况。也考虑存在车辆侧也不能与送电装置对应的情况。
在这样的情况下,如果不实际进行送受电就无法判断送电部与受电部的位置关系是否合适,这很不方便。另外,即使实际进行送受电而进行了对位,受电电力极大的位置也有可能不是最佳位置。
本发明的目的在于提供一种能够不使用送受电而得到与送电部与受电部的位置相关的信息的车辆的受电装置、送电装置和非接触送受电***。
用于解决问题的手段
本发明概括而言是一种车辆的受电装置,能够以非接触方式从车辆外部的送电装置接受电力,该受电装置具备:受电单元,其构成为能够以非接触方式从送电装置接受电力;和通信部,其将与受电单元的位置或大小相关的信息发送给送电装置。
优选,信息包括受电单元的尺寸、搭载有受电单元的车辆的尺寸、车辆中的受电单元的搭载位置、车辆中的受电单元的搭载角度的至少任一个。
更优选,受电装置还具备控制通信部的控制装置。控制装置从送电装置接收基于信息判定出的关于能否进行非接触充电的判定结果,并报知给乘员。
更优选,受电装置还具备控制通信部的控制装置。控制装置从送电装置接收基于信息判定出的关于车辆的引导方向的判定结果,并报知给乘员。
更优选,送电装置包括多个送电单元。送电装置基于从通信部发送的信息,从多个送电单元中决定送电所使用的送电单元。
更优选,送电装置包括可动式的送电单元。送电装置基于从通信部发送的信息,决定送电单元的位置。
本方面在另一方式下是一种送电装置,能够以非接触方式输送电力,该送电装置具备:送电单元,其构成为能够以非接触方式从车辆外部向车辆输送电力;和通信部,其将与送电单元的位置或大小相关的信息发送给车辆。
优选,信息包括送电单元的尺寸、配置有送电单元的停车空间的尺寸、停车空间中的送电单元的搭载位置、停车空间中的送电单元的搭载角度的至少任一个。
更优选,送电装置还具备控制通信部的控制装置。控制装置从车辆接收基于信息判定出的关于能否进行非接触充电的判定结果。
更优选,送电装置还具备控制通信部的控制装置。控制装置从车辆接收基于信息判定出的关于车辆的引导方向的判定结果。
更优选,送电装置还具备控制通信部的控制装置。车辆包括多个受电单元。控制装置为了从多个受电单元中决定受电所使用的受电单元,使用通信部将信息发送给车辆。
优选,送电装置还具备控制通信部的控制装置。车辆包括可动式的受电单元。控制装置为了决定受电单元的位置,使用通信部将信息发送给车辆。
本发明在另一方式下是一种送电装置,能够以非接触方式对车辆输送电力。车辆包括从送电装置接受电力的受电单元,将与受电单元的位置或大小相关的信息发送给送电装置。送电装置具备:通信部,其从车辆接收与受电单元的位置或大小相关的信息;和送电单元,其构成为能够以非接触方式向受电单元输送电力。
本发明在另一方式下是一种车辆的受电装置,能够以非接触方式从送电装置接受电力。送电装置包括向车辆输送电力的送电单元,将与送电单元的位置或大小相关的信息发送给车辆的受电装置。车辆的受电装置具备:通信部,其从送电装置接收与送电单元的位置或大小相关的信息;和受电单元,其构成为能够以非接触方式从送电单元接受电力。
本发明在另一方式下是一种非接触送受电***,具备:搭载于车辆的受电装置;和车辆外部的送电装置。受电装置包括:受电单元,其构成为能够以非接触方式从送电装置接受电力;和通信部,其将与受电单元的位置或大小相关的信息发送给送电装置。
本发明在另一方式下是一种非接触送受电***,具备:搭载于车辆的受电装置;和车辆外部的送电装置。送电装置包括:送电单元,其构成为能够以非接触方式从车辆外部向车辆输送电力;和通信部,其将与送电单元的位置或大小相关的信息发送给车辆。
发明的效果
根据本发明,即使不实际实施充电也能够识别与送电单元或受电单元的位置或大小相关的信息,用户的便利性提高。
附图说明
图1是本发明的实施方式涉及的电力送受电***的整体结构图。
图2是用于对基于共振法的送电的原理进行说明的图。
图3是表示距电流源(磁流源)的距离与电磁场的强度的关系的图。
图4是表示电力传送***的仿真模型的图。
图5是表示送电单元和受电单元的固有频率的偏离与电力传送效率的关系的图。
图6是图1所示的电力送受电***的详细结构图。
图7是用于对各种车辆中的受电单元的配置进行说明的图。
图8是用于对各种送电装置中的送电单元的配置进行说明的图。
图9是用于对在实施方式1中在车辆和送电装置执行的控制进行说明的流程图。
图10是用于对按照图9的处理进行通信的第1例进行说明的图。
图11是用于对与车辆的受电单元相关联的信息进行说明的侧视图。
图12是用于对与车辆的受电单元相关联的信息进行说明的俯视图。
图13是用于对按照图9的处理进行通信的第2例进行说明的图。
图14是用于对在实施方式2中在车辆和送电装置执行的控制进行说明的流程图。
图15是用于对按照图14的处理进行通信的第1例进行说明的图。
图16是用于对按照图14的处理进行通信的第2例进行说明的图。
图17是用于对在实施方式3中在车辆和送电装置执行的控制进行说明的流程图。
图18是用于对按照图17的处理进行通信的第1例进行说明的图。
图19是用于对与送电装置的送电单元相关联的信息进行说明的俯视图。
图20是用于对与送电装置的送电单元相关联的信息进行说明的侧视图。
图21是用于对按照图17的处理进行通信的第2例进行说明的图。
图22是用于对在实施方式4中在车辆和送电装置执行的控制进行说明的流程图。
图23是用于对按照图22的处理进行通信的第1例进行说明的图。
图24是用于对按照图22的处理进行通信的第2例进行说明的图。
具体实施方式
以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。此外,对图中相同或相当部分标注相同标号而不反复进行说明。
[非接触送受电的概要说明]
图1是表示本发明的实施方式涉及的电力送受电***的整体结构图。
参照图1,电力送受电***10包括车辆100和送电装置200。车辆100包括受电单元110和通信部160。
受电单元110设置在车体底面,构成为以非接触方式接受从送电装置200的送电单元220送出的电力。详细而言,受电单元110包括以后说明的自谐振线圈(也称为共振线圈),通过与送电单元220所包含的自谐振线圈经由电磁场进行共振而从送电单元220以非接触方式接受电力。通信部160是用于在车辆100与送电装置200之间进行通信的通信接口。
送电装置200包括充电站210和送电单元220。充电站210包括显示部242、费用受领部246和通信部230。充电站210例如将商用交流电力变换为高频的电力并向送电单元220输出。此外,充电站210也可以是从太阳能发电装置、风力发电装置等电源装置接受电力供给的装置。
送电单元220例如设置在停车场的地面,构成为将从充电站210供给的高频电力向车辆100的受电单元110以非接触方式送出。详细而言,送电单元220包括自谐振线圈,通过该自谐振线圈与受电单元110所包含的自谐振线圈经由电磁场进行共振而向受电单元110以非接触输送电力。通信部230是用于在送电装置200与车辆100之间进行通信的通信接口。
在此,在从送电装置200向车辆100供电时,需要将车辆100向送电装置200引导来进行车辆100的受电单元110与送电装置200的送电单元220的对位。即,车辆100的对位并不简单。在移动型设备的情况下,用户用手抬起并放置在充电器等供电单元的合适位置能够简单进行。但是,在车辆的情况下,需要由用户操作车辆来使车辆停车在合适的位置,不能用手抬起来调整位置。
因此,在从送电装置200向车辆100的供电中,希望采用对于位置偏离而言容许度大的方式。电磁感应方式可以说送信距离为短距离且对于位置偏离的容许度小。若在向车辆的供电中采用电磁感应方式,则停车时要求驾驶员有高精度的驾驶技术,可能会需要在车辆搭载高精度的车辆引导装置,或者需要使线圈位置移动以使得在随便的停车位置也能够对应的可动部。
普遍认为,基于电磁场的共振方式即使送信距离为数m也能够发送比较大的电力,对于位置偏离的容许度通常也比电磁感应方式大。因此,在本实施方式的电力送受电***10中,使用共振法进行从送电装置200向车辆100的供电。
此外,在本实施方式涉及的电力送受电***中,送电单元的固有频率与受电单元的固有频率设为相同固有频率。
“送电单元的固有频率”意味着送电单元的包括线圈和电容器的电路进行自由振动时的振动频率。此外,“送电单元的谐振频率”意味着在送电单元的包括线圈和电容器的电路中使制动力或电阻为零时的固有频率。
同样,“受电单元的固有频率”意味着受电单元的包括线圈和电容器的电路进行自由振动时的振动频率。另外,“受电单元的谐振频率”意味着在受电单元的包括线圈和电容器的电路中使制动力或电阻为零时的固有频率。
在本说明书中,“相同固有频率”不仅包括完全相同的情况,也包括固有频率实质上相同的情况。“固有频率实质上相同”意味着送电单元的固有频率与受电单元的固有频率之差在送电单元的固有频率或受电单元的固有频率的10%以内的情况。
图2是用于对基于共振法的送电的原理进行说明的图。
参照图2,在该共振法中,与两个音叉进行共振同样地,具有相同固有振动频率的两个LC谐振线圈在电磁场(邻近场)中进行共振,由此经由电磁场从一个线圈向另一个线圈传送电力。
具体而言,将初级线圈320与高频电源310连接,向通过电磁感应与初级线圈320磁耦合的初级自谐振线圈330供给高频电力。初级自谐振线圈330是由线圈自身的电感和寄生电容构成的LC谐振器,与具有与初级自谐振线圈330相同的谐振频率的次级自谐振线圈340经由电磁场(邻近场)进行共振。于是,能量(电力)经由电磁场从初级自谐振线圈330向次级自谐振线圈340移动。移动至次级自谐振线圈340的能量(电力)由通过电磁感应与次级自谐振线圈340磁耦合的次级线圈350取出,并向负载360供给。此外,基于共振法的送电在表示初级自谐振线圈330与次级自谐振线圈340的共振强度的Q值例如比100大时得以实现。
另外,在本实施方式涉及的电力送受电***中,通过使送电单元与受电单元经由电磁场进行共振(谐振)来从送电单元向受电单元输送电力,送电单元与受电单元之间的耦合系数(κ)优选为0.1以下。此外,耦合系数(κ)不限于该值,可以采用电力传送良好的各种值。通常,在利用电磁感应的电力传送中,送电部与受电部之间的耦合系数(κ)接近1.0。
此外,关于与图1的对应关系,次级自谐振线圈340和次级线圈350与图1的受电单元110对应,初级线圈320和初级自谐振线圈330与图1的送电单元220对应。
图3是表示距电流源(磁流源)的距离与电磁场的强度的关系的图。
参照图3,电磁场包括三种成分。曲线k1是与距波源的距离成反比的成分,称为“辐射电磁场”。曲线k2是与距波源的距离的平方成反比的成分,称为“感应电磁场”。另外,曲线k3是与距波源的距离的立方成反比的成分,称为“静电磁场”。
其中也存在电磁波的强度随着距波源的距离的增加而急剧减少的区域,而在共振法中,利用该邻近场(瞬逝场)来进行能量(电力)的传送。即,利用邻近场,使具有相同固有振动频率的一对共振器(例如一对LC谐振线圈)进行共振,由此从一个共振器(初级自谐振线圈)向另一个共振器(次级自谐振线圈)传送能量(电力)。该邻近场不向远方传播能量(电力),因此,与通过将能量传播至远方的“辐射电磁场”来传送能量(电力)的电磁波相比,共振法能够以更少的能量损失来输送电力。
使用图4和图5,对解析固有频率之差与电力传送效率的关系而得到的仿真结果进行说明。图4是表示电力传送***的仿真模型的图。另外,图5是表示送电单元和受电单元的固有频率的偏离与电力传送效率的关系的图。
参照图4,电力传送***89包括送电单元90和受电单元91。送电单元90包括第1线圈92和第2线圈93。第2线圈93包括谐振线圈94和与谐振线圈94连接的电容器95。受电单元91包括第3线圈96和第4线圈97。第3线圈96包括谐振线圈99和与该谐振线圈99连接的电容器98。
将谐振线圈94的电感设为电感Lt,将电容器95的电容设为电容C1。另外,将谐振线圈99的电感设为电感Lr,将电容器98的电容设为电容C2。若这样设定各参数,则第2线圈93的固有频率f1由下述式(1)表示,第3线圈96的固有频率f2由下述式(2)表示。
f1=1/{2π(Lt×C1)1/2}···(1)
f2=1/{2π(Lr×C2)1/2}···(2)
在此,在固定电感Lr和电容C1、C2而仅使电感Lt变化的情况下,将第2线圈93和第3线圈96的固有频率的偏离与电力传送效率的关系示于图5。此外,在该仿真中,谐振线圈94与谐振线圈99的相对位置关系设为固定,而且,向第2线圈93供给的电流的频率一定。
图5所示的图表中,横轴表示固有频率的偏离(%),纵轴表示一定频率下的电力传送效率(%)。固有频率的偏离(%)由下述式(3)表示。
(固有频率的偏离)={(f1-f2)/f2}×100(%)···(3)
从图5可知,在固有频率的偏离(%)为0%的情况下,电力传送效率接近100%。在固有频率的偏离(%)为±5%的情况下,电力传送效率为40%左右。在固有频率的偏离(%)为±10%的情况下,电力传送效率为10%左右。在固有频率的偏离(%)为±15%的情况下,电力传送效率为5%左右。即,可知,通过将第2线圈93和第3线圈96的固有频率设定成固有频率的偏离(%)的绝对值(固有频率之差)为第3线圈96的固有频率的10%以下的范围,能够将电力传送效率提高至实用性的水平。进而,在将第2线圈93和第3线圈96的固有频率设定成固有频率的偏离(%)的绝对值为第3线圈96的固有频率的5%以下时,能够进一步提高电力传送效率,因而更为优选。此外,作为仿真软件,采用了电磁场解析软件JMAG(注册商标):株式会社JSOL制)。
[非接触送受电的结构的详细说明]
图6是图1所示的电力送受电***10的详细结构图。参照图6,车辆100除了包括受电单元110和通信部160之外,还包括整流器180、充电继电器(CHR)170、蓄电装置190、***主继电器(SMR)115、功率控制单元PCU(Power Control Unit)120、电动发电机130、动力传递装置140、驱动轮150、作为控制装置的车辆ECU(Electronic Control Unit:电子控制单元)300、电流传感器171和电压传感器172。受电单元110包括次级自谐振线圈111、电容器112和次级线圈113。
此外,在本实施方式中,作为车辆100,以电动汽车为例进行说明,但只要是能够使用蓄积于蓄电装置的电力进行行驶的车辆,则车辆100的结构不限于此。作为车辆100的其他例子,包括搭载有发动机的混合动力车辆、搭载有燃料电池的燃料电池车等。
次级自谐振线圈111使用电磁场,通过电磁共振从送电装置200所包含的初级自谐振线圈221接受电力。
关于该次级自谐振线圈111,基于与送电装置200的初级自谐振线圈221的距离、初级自谐振线圈221与次级自谐振线圈111的共振频率等,适当设定其匝数、线圈间距离,以使得表示初级自谐振线圈221与次级自谐振线圈111的共振强度的Q值变大(例如,Q>100),且表示其耦合度的耦合系数(κ)等变小(例如0.1以下)。
电容器112连接在次级自谐振线圈111的两端,与次级自谐振线圈111一起形成LC谐振电路。电容器112的容量根据次级自谐振线圈111所具有的电感而适当设定,以使得成为预定的共振频率。此外,在能够通过次级自谐振线圈111自身所具有的寄生电容得到所希望的谐振频率的情况下,有时省略电容器112。
次级线圈113与次级自谐振线圈111设置在同轴上,能够通过电磁感应与次级自谐振线圈111磁耦合。该次级线圈113通过电磁感应取出由次级自谐振线圈111接受到的电力,并向整流器180输出。
整流器180对从次级线圈113接受的交流电力进行整流,并将该整流后的直流电力经由CHR170向蓄电装置190输出。作为整流器180,例如可以设为包括二极管桥和平滑用的电容器(均未图示)的结构。作为整流器180,也可以采用使用开关控制进行整流的所谓开关调节器,但有时整流器180包含于受电单元110,为了防止与所产生的电磁场相伴的开关元件的误动作等,设为如二极管桥那样的静止型的整流器是更优选的。
此外,在本实施方式中,设为由整流器180整流后的直流电力向蓄电装置190直接输出的结构,但在整流后的直流电压与蓄电装置190能够容许的充电电压不同的情况下,也可以在整流器180与蓄电装置190之间设置用于进行电压变换的DC/DC转换器(未图示)。
整流器180的输出部分连接有串联连接的位置检测用的负载电阻173和继电器174。在开始正式充电之前,从送电装置200向车辆发送微弱的电力作为测试用信号。此时,继电器174通过来自车辆ECU300的控制信号SE3而被控制,成为导通状态。
电压传感器172设置在将整流器180与蓄电装置190相连的电力线对之间。电压传感器172检测整流器180的次级侧的直流电压、即从送电装置200接受到的受电电压,并将该检测值VC向车辆ECU300输出。车辆ECU300通过电压VC来判断受电效率,经由通信部160向送电装置发送与受电效率相关的信息。
电流传感器171设置在将整流器180与蓄电装置190相连的电力线。电流传感器171检测向蓄电装置190的充电电流,并将该检测值IC向车辆ECU300输出。
CHR170与整流器180和蓄电装置190电连接。CHR170通过来自车辆ECU300的控制信号SE2而受控制,对从整流器180向蓄电装置190的电力的供给和切断进行切换。
蓄电装置190是构成为能够充放电的电力储存元件。蓄电装置190构成为例如包括锂离子电池、镍氢电池或铅蓄电池等二次电池、双电层电容器等蓄电元件。
蓄电装置190经由CHR170与整流器180连接。蓄电装置190蓄积由受电单元110接受并由整流器180整流后的电力。另外,蓄电装置190也经由SMR115与PCU120连接。蓄电装置190将用于产生车辆驱动力的电力向PCU120供给。进而,蓄电装置190蓄积由电动发电机130发电产生的电力。蓄电装置190的输出例如为200V左右。
在蓄电装置190设置有均未图示的用于检测蓄电装置190的电压VB和输入输出的电流IB的电压传感器和电流传感器。它们的检测值向车辆ECU300输出。车辆ECU300基于该电压VB和电流IB,运算蓄电装置190的充电状态(也称为“SOC(State Of Charge)”)。
SMR115插置在将蓄电装置190与PCU120相连的电力线。并且,SMR115通过来自车辆ECU300的控制信号SE1而受控制,对蓄电装置190与PCU120之间的电力的供给和切断进行切换。
PCU120包括均未图示的转换器、变换器。转换器通过来自车辆ECU300的控制信号PWC而受控制,对来自蓄电装置190的电压进行变换。变换器通过来自车辆ECU300的控制信号PWI而受控制,使用由转换器变换后的电力来驱动电动发电机130。
电动发电机130是交流旋转电机,例如是具备埋设有永磁体的转子的永磁体型同步电动机。
电动发电机130的输出转矩经由动力传递装置140向驱动轮150传递,从而使车辆100行驶。在车辆100的再生制动动作时,电动发电机130能够通过驱动轮150的旋转力进行发电。并且,该发电电力由PCU120变换为蓄电装置190的充电电力。
另外,在除了电动发电机130之外还搭载有发动机(未图示)的混合动力汽车中,通过使该发动机和电动发电机130协调动作来产生所需的车辆驱动力。在该情况下,也能够使用基于发动机的旋转的发电电力来对蓄电装置190进行充电。
如上所述,通信部160是用于在车辆100与送电装置200之间进行无线通信的通信接口。通信部160将来自车辆ECU300的包括关于蓄电装置190的SOC的电池信息INFO向送电装置200输出。另外,通信部160将指示来自送电装置200的送电的开始和停止的信号STRT、STP向送电装置200输出。
车辆ECU300包括均未图示的CPU(Central Processing Unit)、存储装置和输入输出缓冲器,进行来自各传感器等的信号的输入、向各设备的控制信号的输出,并且进行车辆100和各设备的控制。此外,这些控制不限于通过软件实现的处理,也可以通过专用的硬件(电子电路)进行处理。
车辆ECU300在接收到基于用户操作等的充电开始信号TRG时,基于预定的条件成立,将指示送电开始的信号STRT经由通信部160向送电装置200输出。另外,车辆ECU300基于蓄电装置190成为满充电或用户的操作等,将指示送电停止的信号STP经由通信部160向送电装置200输出。
送电装置200包括充电站210和送电单元220。充电站210除了通信部230之外,还包括作为控制装置的送电ECU240、电源部250、显示部242和费用受领部246。另外,送电单元220包括初级自谐振线圈221、电容器222和初级线圈223。
电源部250通过来自送电ECU240的控制信号MOD而受控制,将从商用电源等交流电源接受的电力变换为高频的电力。然后,电源部250将该变换后的高频电力向初级线圈223供给。
此外,在图6中没有记载进行阻抗变换的匹配器,但也可以设为在电源部250与送电单元220之间或受电单元110与整流器180之间设置有匹配器的结构。
初级自谐振线圈221通过电磁共振向车辆100的受电单元110所包含的次级自谐振线圈111传送电力。
关于初级自谐振线圈221,根据与车辆100的次级自谐振线圈111的距离、初级自谐振线圈221与次级自谐振线圈111的共振频率等,适当设定其匝数、线圈间距离,以使得表示初级自谐振线圈221与次级自谐振线圈111的共振强度的Q值变大(例如,Q>100),且表示其耦合度的κ等变小(例如0.1以下)。
电容器222连接在初级自谐振线圈221的两端,与初级自谐振线圈221一起形成LC谐振电路。电容器222的容量根据初级自谐振线圈221所具有的电感而适当设定,以使得成为预定的共振频率。此外,在能够通过初级自谐振线圈221自身所具有的寄生电容来得到所希望的谐振频率的情况下,有时省略电容器222。
初级线圈223与初级自谐振线圈221设置在同轴上,能够通过电磁感应与初级自谐振线圈221磁耦合。初级线圈223将经由匹配器260供给的高频电力通过电磁感应向初级自谐振线圈221传递。
如上所述,通信部230是用于在送电装置200与车辆100之间进行无线通信的通信接口。通信部230接收从车辆100侧的通信部160发送的电池信息INFO和指示送电的开始和停止的信号STRT、STP,并将这些信息向送电ECU240输出。
在充电之前,向费用受领部246***现金、预付卡、***等。送电ECU240向电源部250发送由微弱电力形成的测试信号。在此,“微弱电力”是指比在认证后对电池进行充电的充电电力小的电力、或者在对位时输送的电力,也可以包括间歇性输送的电力。
车辆ECU300为了接收测试信号而发送控制信号SE2、SE3,以使继电器174为接通状态且使CHR170为断开状态。然后,基于电压VC算出受电效率和充电效率。车辆ECU300通过通信部160将算出的充电效率或受电效率向送电装置200发送。
送电装置200的显示部242向用户显示充电效率、与其对应的充电电力单价。显示部242例如如触摸面板那样也具有作为输入部的功能,能够受理用户是否同意充电电力单价的输入。
在同意充电电力单价的情况下,送电ECU240使电源部250开始正时充电。当充电完成时,在费用受领部246清算费用。
送电ECU240包括均未在图1图示的CPU、存储装置和输入输出缓冲器,进行来自各传感器等的信号的输入、向各设备的控制信号的输出,并且进行充电站210的各设备的控制。此外,这些控制不限于通过软件进行的处理,也可以通过专用的硬件(电子电路)进行处理。
此外,关于从送电装置200向车辆100的电力传送,图4、5中说明的送电单元90和受电单元91的关系成立。在图6的电力传送***中,送电单元220的固有频率与受电单元110的固有频率之差为送电单元220的固有频率或受电单元110的固有频率的±10%以下。通过在这样的范围内设定送电单元220和受电单元110的固有频率,能够提高电力传送效率。另一方面,当上述固有频率之差比±10%大时,会产生电力传送效率比10%小、电力传送时间变长等弊病。
此外,送电单元220(受电单元110)的固有频率意味着构成送电单元220(受电单元110)的电路(谐振回路)进行自由振动时的振动频率。此外,在构成送电单元220(受电单元110)的电路(谐振回路)中,使制动力或电阻为零时的固有频率也称为送电单元220(受电单元110)的谐振频率。
送电单元220和受电单元110通过形成在送电单元220与受电单元110之间且以特定的频率进行振动的磁场、和形成在送电单元220与受电单元110之间且以特定的频率进行振动的电场的至少一方,以非接触方式授受电力。送电单元220与受电单元110的耦合系数κ为0.1以下,通过使送电单元220与受电单元110经由电磁场进行谐振(共振),从而从送电单元220向受电单元110传送电力。
[送受电单元的配置的研究]
图7是用于对各种车辆中的受电单元的配置进行说明的图。图7表示四辆车辆的例子。
车辆100A是四辆之中尺寸最大的车辆。车辆100A的全长为5000mm,全宽为1900mm,受电单元110A设置在车辆的中央板面下部。受电单元110A的下表面地上高度为150mm。
车辆100B是四辆之中尺寸第二大的车辆。车辆100B的全长为4500mm,全宽为1800mm。车辆100B搭载有三个受电单元110B1~110B3。受电单元110B1设置在车辆的前部板面下部。受电单元110B2设置在车辆的中央板面下部。受电单元110B3设置在车辆的后部板面下部。受电单元110B1~110B3的下表面地上高度为150mm。此外,车辆100B也可以是搭载有受电单元110B1~110B3中的任一个的车辆。
车辆100C是四辆之中尺寸第三大的车辆。车辆100C的全长为4000mm,全宽为1700mm,受电单元110C设置在车辆的中央板面下部。受电单元110C的下表面地上高度为120mm。
车辆100D是四台之中尺寸最小的车辆。车辆100D的全长为3000mm,全宽为1600mm,受电单元110D设置在车辆的中央板面下部。受电单元110D的下表面地上高度为130mm。
这样,假设车辆中的受电单元的配置也按车辆而不同的情况。
为了对车辆中的受电单元的位置进行定义,例如需要以下1)~6)的数据。
1)从后轮轴到受电单元重心(或中心)的距离[mm]
2)从前轮轴到受电单元重心(或中心)的距离[mm]
3)受电单元重心(或中心)与车辆中心的偏离的距离[mm]
4)受电单元尺寸(纵、横)[mm]
5)车辆尺寸(纵、横)[mm]
6)受电单元下表面的地上高度[mm]
此外,受电单元的重心意味着投影到平面的单元的外形图形的重心。另外,在本说明书中,当单元为圆形时,单元的中心意味着圆的中心,当单元为多边形时,单元的中心意味着该多边形的内接圆或外接圆的中心。另外,不限于重心、中心,例如也可以是单元端部位置等,只要是能够确定单元位置的信息,则也可以取代该信息。
图8是用于对各种送电装置中的送电单元的配置进行说明的图。图8表示四个送电装置的例子。
对于送电装置200A,在车挡(止轮器)附近配置有送电单元220A。对于送电装置200B,在离开车挡(止轮器)而向停车空间中央的位置配置有送电单元220A。
对于送电装置200C,从车挡(止轮器)附近依次错开位置而配置有送电单元220C1~220C4。对于送电装置200D,配置有能够沿着车辆的移动方向移动的送电单元220D。
这样,假设送电装置中的送电单元的配置也按送电装置而不同的情况。
为了对送电装置中的送电单元的位置进行定义,例如需要以下11)~16)的数据。
11)从止轮器前端到送电单元重心(或中心)的距离[mm]
12)送电单元重心(或中心)与停车空间中心的偏离的距离[mm]
13)送电单元尺寸(纵、横)[mm]
14)停车空间尺寸(纵、横)[mm]
15)从停车空间重心(或中心)到止轮器前端的距离[mm]
16)送电单元上表面的地上高度[mm]
此外,送电单元的重心意味着投影到平面的单元的外形图形的重心。另外,在本说明书中,当单元为圆形时,单元的中心意味着圆的中心,当单元为多边形时,单元的中心意味着该多边形的内接圆或外接圆的中心。另外,不限于重心、中心,例如也可以是单元端部位置等,只要是能够确定单元位置的信息,则也可以取代该信息。
[实施方式1]
图9是用于对在实施方式1中在车辆和送电装置执行的控制进行说明的流程图。
参照图6、图9,在车辆100中,在步骤S10中,通过车辆ECU300监视有无充电要求。当检测到通过用户的操作等输入了充电开始信号TRG时,车辆ECU300经由通信部160向送电装置200发送存在充电要求之意。然后,处理从步骤S10进入步骤S20。
另一方面,在送电装置200中,在步骤S110中通过送电ECU240监视有无充电要求。当从车辆100的通信部160发送了存在充电要求之意、且送电ECU240经由通信部230检测到充电要求时,处理从步骤S110进入步骤S120。
在车辆100中,在步骤S20中通过通信部160向送电装置200发送与受电单元110相关的信息,在送电装置200中,在步骤S120中通过通信部230接收与受电单元110相关的信息。
在步骤S130中,在送电装置200中送电ECU240执行可否送电和车辆引导方向的判定。然后,在步骤S140中,送电ECU240将判定结果经由通信部230向车辆100发送。
在车辆100中,在步骤S30中通过通信部160接收判定结果,车辆ECU300使未图示的液晶显示器等显示部显示判定结果。此外,也可以取代向显示部的显示而通过声音向驾驶员报知判定结果。
当以上处理结束时,在步骤S50、步骤S150中,处理返回到车辆和送电装置的主例程。
图10是用于对按照图9的处理进行通信的第1例进行说明的图。参照图9、图10,在步骤S20、步骤S120中,从车辆向送电装置发送信息M1。信息M1包括与车辆的受电单元110相关的信息。
图11是用于对与车辆的受电单元相关联的信息进行说明的侧视图。图12是用于对与车辆的受电单元相关联的信息进行说明的俯视图。
信息M1所包含的与车辆的受电单元的位置或大小相关连的信息包括以下1)~6)的数据。此外,以下是例示,只要是表示车辆的受电单元的位置或大小的信息、或为了求出它们而间接利用的信息即可。
1)从后轮轴到受电单元重心(或中心)的距离L1[mm]
2)从前轮轴到受电单元重心(或中心)的距离L2[mm]
3)受电单元重心(或中心)与车辆中心的偏离的距离L3、D3[mm]
4)受电单元尺寸(纵、横)L4、W4[mm]
5)车辆尺寸(纵、横)L5、W5[mm]
6)受电单元下表面的地上高度H6[mm]
此外,受电单元的重心意味着投影到平面的单元的外形图形的重心。另外,在本说明书中,当单元为圆形时,单元的中心意味着圆的中心,当单元为多边形时,单元的中心意味着该多边形的内接圆或外接圆的中心。另外,不限于重心、中心,例如也可以是单元端部位置等,只要是能够确定单元位置的信息,则也可以取代该信息。另外,在单元具有指向性的情况等下,也可以将搭载角度包含于上述信息。在此,搭载角度意味着例如以车辆前后方向为基准时的单元的旋转角。
“与单元的位置或大小相关的信息”也可以包括车辆尺寸等。例如,在作出了“在车辆的中央设置单元”这样的布置的情况下,有时能够通过车辆尺寸来确定单元位置。
除了如上所述的与位置相关的信息,也可以一并发送关于送受电方式(共振方式、电磁感应方式、微波方式等)的信息。
再次参照图9、图10,送电装置200基于送电单元220在停车空间中的配置和接收到的与车辆的受电单元110A~110D相关联的信息,判断车辆100的受电单元位置是否能够与送电单元220对位。然后,若能够对位,则送电装置200将包含可送电这样的可否送电信息的信息M2返回给车辆,若不能对位,则送电装置200将包含不可送电这样的可否送电信息的信息M2返回给车辆。
此外,也可以在针对位置信息判断对位的可/不可之前,首先基于关于送受电方式的信息来判断可否送电。
该结果显示在车辆的显示部,或音通过声音来报知,由此,驾驶员判断是否停车到该送电装置200的停车空间,并且判断是否从送电装置200接受电力。
图13是用于对按照图9的处理进行通信的第2例进行说明的图。参照图9、图13,在步骤S20、步骤S120中,从车辆向送电装置发送信息M1。信息M1包括与车辆的受电单元110相关联的信息。在图12中对信息M1进行了说明,因此不反复进行说明。
然后,送电装置200基于送电单元220在停车空间中的配置和接收到的与车辆的受电单元110A~110D相关联的信息,判断车辆100的受电单元位置能够与送电单元220对位的情况是车辆朝前停车的情况还是朝后停车的情况。此外,在本说明书中,“朝前停车”意味着朝向止轮器前进而停车的停车方向,“朝后停车”意味着朝向止轮器后退而停车的停车方向。由于也可考虑没有止轮器的情况,所以朝前/朝后也可以说成与预先确定的方向一致的方向/反向。
然后,送电装置200将包含朝前或朝后这样的车辆的引导方向的信息M3返回给车辆。该结果显示在车辆的显示部,或音通过声音来报知,由此,驾驶员能够得知在停车到该送电装置200的停车空间的情况下以朝前/朝后的哪一个来停车为宜。此外,也可以如“请前进停车”、“请后退停车”这样显示,以使驾驶员容易理解。
此外,以上,对前后方向的位置引导进行了叙述,但也可以进行左右方向的引导。例如,也可以如“请靠停车框的左侧(或右侧)停车”这样进行显示。
以上,根据实施方式1,通过预先向初级侧单元通知次级侧单元的信息,即使不实际在初级侧单元与次级侧单元之间进行充电动作也能够使初级侧单元的状态成为适于充电的状态。
另外,通过预先通知次级侧单元的信息,除了可否非接触充电之外,还能够事先决定合适的车辆引导方向,因此,用户的便利性提高。
[实施方式2]
在实施方式2中,对在送电装置设置有多个送电单元的情况、在送电装置设置有可动式的送电单元的情况的例子进行说明。在实施方式2中,除了在实施方式1的图9中说明的处理之外,还如步骤S132、S134所示那样执行进行送电线圈的选择或移动的处理。
图14是用于对在实施方式2中在车辆和送电装置执行的控制进行说明的流程图。
参照图6、图14,在车辆100中,在步骤S10中通过车辆ECU300监视有无充电要求。当检测到通过用户的操作等输入了充电开始信号TRG时,车辆ECU300经由通信部160向送电装置200发送存在充电要求之意。然后,处理从步骤S10进入步骤S20。
另一方面,在送电装置200中,在步骤S110中通过送电ECU240监视有无充电要求。当从车辆100的通信部160发送了存在充电要求之意、且送电ECU240经由通信部230检测到充电要求时,处理从步骤S110进入步骤S120。
在车辆100中,在步骤S20中通过通信部160将与受电单元110相关的信息向送电装置200发送,在送电装置200中,在步骤S120中通过通信部230接收与受电单元110相关的信息。
在步骤S130中,在送电装置200中送电ECU240执行可否送电和车辆引导方向的判定。然后,在步骤S132中,送电ECU240算出能够与车辆的受电单元110的位置对应而输送电力的送电单元(送电线圈)的位置。
进而,在步骤S134中,在送电装置具有多个送电单元的情况下,送电ECU240进行送电单元的选择,在送电装置具有可动式的送电单元的情况下,送电ECU240使送电单元移动到能够送电的位置。送电单元的选择或移动以使送电单元与受电单元的位置关系成为受电效率最好的位置关系的方式进行。
进而,在步骤S140中,送电ECU240将可否送电和车辆引导方向的判定结果经由通信部230向车辆100发送。
在车辆100中,在步骤S30中通过通信部160接收判定结果,车辆ECU300使未图示的液晶显示器等显示部显示判定结果。此外,也可以代替向显示部的显示而通过声音等向驾驶员报知判定结果。
当以上处理结束时,在步骤S50、步骤S150中,处理返回到车辆和送电装置的主例程。
图15是用于对按照图14的处理进行通信的第1例进行说明的图。图15中示出具有多个送电单元220C1~220C4的送电装置200C。
参照图14、图15,在步骤S20、步骤S120中,从车辆向送电装置发送信息M4。信息M4包括与车辆的受电单元110相关联的信息。信息M4所包含的与车辆的受电单元相关联的信息与在图10~图12中说明的信息M1是同样的,因而不反复进行说明。
送电装置200基于与车辆的受电单元相关的信息,选择送电所使用的送电单元。另外,送电装置200基于受电单元的车辆搭载位置和送电单元设置位置,判定车辆引导方向是朝前停车方向合适还是朝后停车方向合适。
例如,在如车辆100A那样在车辆的大致中央部分设置有受电单元的情况下,送电装置200C选择送电单元220C2或220C3。例如,在如车辆110B那样在车辆的后轮附近设置有受电单元的情况下,送电装置200C进行引导以使车辆朝后停车,并且选择送电单元220C1。此外,也可以进行引导以使车辆朝前停车,并且选择送电单元220C3或220C4。
图16是用于对按照图14的处理进行通信的第2例进行说明的图。图16中示出具有可动式的送电单元220D的送电装置200D。
参照图14、图16,在步骤S20、步骤S120中,从车辆向送电装置发送信息M5。信息M5包括与车辆的受电单元110相关联的信息。信息M5所包含的与车辆的受电单元相关联的信息与在图10~图12中说明的信息M1是同样的,因而不反复进行说明。
此外,图15、图16表示在车辆前后方向上错开设置有多个送电单元或者使其在车辆前后方向上可动的例子,但也可以在车辆左右方向上设置多个送电单元或者使其可动。
另外,以上,对前后方向的位置引导进行了叙述,但也可以进行左右方向的引导。例如,也可以如“请靠停车框的左侧(或右侧)停车”那样进行显示。
送电装置200基于与车辆的受电单元相关的信息,决定使送电所使用的送电单元移动的位置。该位置是对于车辆以最短的充电时间(效率最高)进行充电的送电单元位置。该位置例如可以设为受电单元与送电单元的中心轴的水平方向的偏离最小的位置。
以上,根据实施方式2,通过预先向初级侧单元通知次级侧单元的信息,即使不实际在初级侧单元与次级侧单元之间进行充电动作也能够使初级侧单元的状态成为适于充电的状态。
另外,通过预先通知次级侧单元的信息,除了可否非接触充电之外,还能够事先决定合适的车辆引导方向,因此,用户的便利性提高。
进而,由于能够事先进行合适的初级单元的选择、初级单元的移动,所以能够缩短距充电开始的时间。
[实施方式3]
图17是用于对在实施方式3中在车辆和送电装置执行的控制进行说明的流程图。
参照图6、图17,在车辆100中,在步骤S210中通过车辆ECU300监视有无充电要求。当检测到通过用户的操作等输入了充电开始信号TRG时,车辆ECU300经由通信部160向送电装置200发送存在充电要求之意。然后,处理从步骤S210进入步骤S220。
另一方面,在送电装置200中,在步骤S310中通过送电ECU240监视有无充电要求。当从车辆100的通信部160发送了存在充电要求之意、且送电ECU240经由通信部230检测到充电要求时,处理从步骤S310进入步骤S320。
在送电装置200中,在步骤S320中通过通信部230将与送电单元220相关的信息向车辆100发送,在车辆100中,在步骤S220中通过通信部160接收与送电单元220相关的信息。
在步骤S230中,在车辆100中车辆ECU300执行可否送电和车辆停车方向的判定。然后,在步骤S240中,车辆ECU300将判定结果经由通信部160向送电装置200发送。
在送电装置200中,在步骤S330中通过通信部230接收判定结果。在送电装置200中,根据接收结果进行送电的准备。
另一方面,在车辆100中,在步骤S250中,车辆ECU300使未图示的液晶显示器等显示部显示判定结果。此外,也可以代替向显示部的显示而通过声音向驾驶员报知判定结果。
当以上处理结束时,在步骤S260、步骤S240中,处理返回到车辆和送电装置的主例程。
图18是用于对按照图17的处理进行通信的第1例进行说明的图。参照图17、图18,在步骤S220、步骤S320中,从送电装置200A或200B向车辆100B发送信息M6。信息M6包括与送电装置的送电单元220A或220B相关联的信息。
图19是用于对与送电装置的送电单元相关联的信息进行说明的俯视图。图20是用于对与送电装置的送电单元相关联的信息进行说明的侧视图。
信息M6所包含的与送电装置的送电单元相关联的信息包括以下11)~16)的数据。
11)从止轮器前端到送电单元重心(或中心)的距离K1[mm]
12)送电单元重心(或中心)与停车空间中心的偏离的距离K2L、K2W[mm]
13)送电单元尺寸(纵、横)KL3、KW3[mm]
14)停车空间尺寸(纵、横)KL4、KW4[mm]
15)从停车空间重心(或中心)到止轮器前端的距离K5[mm]
16)送电单元上表面的地上高度KH6[mm]
此外,送电单元的重心意味着投影到平面的单元的外形图形的重心。另外,在本说明书中,当单元为圆形时,单元的中心意味着圆的中心,当单元为多边形时,单元的中心意味着该多边形的内接圆或外接圆的中心。另外,不限于重心、中心,例如也可以是单元端部位置等,只要是能够确定单元位置的信息,则也可以取代该信息。另外,在单元具有指向性的情况等下,也可以将搭载角度包含于上述信息。在此,搭载角度意味着以停车空间的前后方向(或长度方向)为基准时的旋转角。
“与单元的位置或大小相关的信息”也可以包括车辆尺寸等。例如,在作出了“在车辆的中央设置单元”这样的布置的情况下,有时能够通过车辆尺寸来确定单元位置。
除了如上所述的与位置相关的信息之外,也可以一并发送关于送受电方式(共振方式、电磁感应方式、微波方式等)的信息。
再次参照图17、图18,车辆100B基于接收到的与送电单元220A或220B相关联的信息(表示停车空间中的配置等的信息)、和车辆的受电单元110B的搭载位置信息,判断车辆100B的受电单元位置是否能够与送电单元220A或220B对位。然后,对于车辆100,若能够对位,则将包含可送电这样的可否送电信息的信息M7返回到车辆,若不能对位,则将包含不可送电这样的可否送电信息的信息M7返回到车辆。
此外,也可以在针对位置信息判断对位的可/不可之前,首先基于关于送受电方式的信息判断可否送电。
该结果显示在车辆的显示部,或音通过声音来报知,因此,驾驶员能够判断是否停车到该送电装置200A、200B的任一个的停车空间,并且判断是否从送电装置200A、200B接受电力。
图21是用于对按照图17的处理进行通信的第2例进行说明的图。参照图17、图21,在步骤S220、步骤S320中,从送电装置向车辆发送信息M6。信息M6包括与送电装置的送电单元220A或220B相关联的信息。关于信息M6,包括图18~20中说明的信息,在此不反复进行说明。
然后,车辆100B基于接收到的与送电单元220A或220B相关联的信息(送电单元220在停车空间中的配置等)和车辆的受电单元110B的搭载位置信息,判断车辆100B的受电单元位置能够与送电单元220A或220B对位的情况是车辆朝前停车的情况还是朝后停车的情况。然后,车辆100将包括朝前或朝后这样的车辆停车方向的信息M8返回到车辆。
该结果被发送到送电装置,并且在步骤S250中显示在车辆的显示部,或者通过声音来报知,由此,驾驶员能够得知在停车到该送电装置200A或200B的停车空间的情况下以朝前/朝后的哪一个来停车为宜。
以上,根据实施方式3,通过预先向次级侧单元通知初级侧单元的信息,即使不实际在初级侧单元与次级侧单元之间进行充电动作也能够使次级侧单元的状态成为适于充电的状态。
另外,通过预先通知初级侧单元的信息,除了可否非接触充电之外,还能够事先决定合适的车辆停车方向,因此,用户的便利性提高。
[实施方式4]
在实施方式4中,对在车辆设置有多个受电单元的情况、在车辆设置有可动式的受电单元的情况的例子进行说明。在实施方式4中,除了在实施方式3的图17中说明的处理之外,还如步骤S232、S234那样执行进行受电线圈的选择或移动的处理。
图22是用于对在实施方式4中在车辆和送电装置执行的控制进行说明的流程图。
参照图6、图22,在车辆100中,在步骤S210中通过车辆ECU300监视有无充电要求。当检测到通过用户的操作等输入了充电开始信号TRG时,车辆ECU300经由通信部160向送电装置200发送存在充电要求之意。然后,处理从步骤S210进入步骤S220。
另一方面,在送电装置200中,在步骤S310中通过送电ECU240监视有无充电要求。当从车辆100的通信部160发送了存在充电要求之意、且送电ECU240经由通信部230检测到充电要求时,处理从步骤S310进入步骤S320。
在送电装置200中,在步骤S320中通过通信部230将与送电单元220相关的信息向车辆100发送,在车辆100中,在步骤S220中通过通信部160接收与送电单元220相关的信息。
在步骤S230中,在车辆100中车辆ECU300执行可否送电和车辆停车方向的判定。然后,在步骤S232中,车辆ECU300算出能够与送电单元220的位置对应而接受电力的受电单元(受电线圈)的位置。
进而,在步骤S234中,在车辆具有多个受电单元的情况下,车辆ECU300进行受电单元的选择,在车辆具有可动式的受电单元的情况下,车辆ECU300使受电单元移动到能够受电的位置。受电单元的选择或移动以使送电单元与受电单元的位置关系成为受电效率最高的位置关系的方式进行。这样的位置关系例如可以设为受电单元与送电单元的中心轴的水平方向偏离最小的位置。
进而,在步骤S240中,车辆ECU300将判定结果经由通信部160向送电装置200发送。
在送电装置200中,在步骤S330中通过通信部230接收判定结果。在送电装置200中,根据接收结果进行送电的准备。
另一方面,在车辆100中,在步骤S250中,车辆ECU300使未图示的液晶显示器等显示部显示判定结果。此外,也可以取代向显示部的显示而通过声音向驾驶员报知判定结果。
当以上的处理结束时,在步骤S260、步骤S240中,处理返回到车辆和送电装置的主例程。
图23是用于对按照图22的处理进行通信的第1例进行说明的图。图23中示出具有多个受电单元110B1~110B3的车辆100B。
参照图22、图23,在步骤S220、步骤S320中,从送电装置向车辆发送信息M9。信息M9包括与送电装置的送电单元220A或220B相关联的信息。信息M9所包含的与送电装置的送电单元相关联的信息与在图18~图20中说明的信息M6是同样的,因此不反复进行说明。
车辆100B基于与送电装置的送电单元相关的信息,从受电单元110B1~110B3中选择受电所使用的受电单元。另外,车辆110B基于受电单元的车辆搭载位置和送电单元设置位置,判定车辆停车方向是朝前合适还是朝后合适。
例如,在如送电装置200A那样在止轮器附近设置有送电单元220A的情况下,车辆100B选择朝前停车与受电单元110B1的组合、或朝后停车与受电单元110B3的组合的任一个。例如,在如送电装置200B那样在远离止轮器的位置设置有送电单元220B的情况下,车辆100B选择朝后停车与受电单元110B2的组合。此外,也可以选择朝前停车与受电单元110B2的组合。选择以使送电单元与受电单元的位置关系成为受电效率最高的位置关系的方式进行。
图24是用于对按照图22的处理进行通信的第2例进行说明的图。图24中示出具有可动式的受电单元110BX的车辆100BX。
参照图22、图24,在步骤S220、步骤S320中,从车辆向送电装置发送信息M5。信息M5包括与车辆的受电单元110相关联的信息。信息M5所包含的与车辆的受电单元相关联的信息与在图10~图12中说明的信息M1是同样的,因而不反复进行说明。
车辆100BX基于与送电装置的送电单元相关的信息,决定使受电所使用的受电单元移动的位置。该位置是对于车辆能够以最短的充电时间(效率最高)进行充电的线圈位置。
此外,图23、图24表示在车辆前后方向上错开设置有多个受电单元、或者使其在车辆前后方向上可动的例子,但也可以在车辆左右方向上设置多个受电单元或者使其可动。
另外,以上,对前后方向的位置引导进行了叙述,但也可以进行左右方向的引导。例如,也可以如“请靠停车框的左侧(或右侧)停车”等那样进行显示。
以上,根据实施方式4,通过预先向次级侧单元通知初级侧单元的信息,即使不实际在初级侧单元与次级侧单元之间进行充电动作也能够使次级侧单元的状态成为适于充电的状态。
另外,通过预先通知初级侧单元的信息,除了可否非接触充电之外,还能够事先决定合适的车辆停车方向,因此,用户的便利性提高。
进而,由于能够事先进行合适的次级单元的选择、次级单元的移动,所以能够缩短距充电开始的时间。
最后,再次参照附图,对实施方式1~4进行概括。
如图6、图9~16所示,实施方式1和2的发明涉及能够从车辆外部的送电装置200以非接触方式接受电力的车辆的受电装置。车辆100的受电装置具备:受电单元110,其构成为能够从送电装置200以非接触方式接受电力;和通信部160,其将与受电单元110相关的信息(与位置或大小等相关的信息)向送电装置200发送。
优选,受电装置具备控制通信部160的控制装置(车辆ECU300)。
优选,控制装置(车辆ECU300)在使车辆100停车在送电装置200的受电位置之前,将预先存储的与受电单元110相关的信息通过通信部160发送给送电装置200。
优选,如图11、图12中说明的那样,与受电单元110相关的信息包括表示受电单元110的尺寸、搭载有受电单元110的车辆100的尺寸、车辆100中的受电单元110的搭载位置、车辆100中的受电单元110的搭载角度的至少任一个的信息。由此,对于受电单元搭载位置、受电单元的尺寸各不相同的多个车辆,能够在充电开始之前在送电装置侧判断可否充电。另外,能够与充电开始的前后无关而确认本来适合充电的车辆位置位于何处。
更加优选,控制装置(车辆ECU300)从送电装置200接收基于与受电单元110相关的信息判定出的关于可否非接触充电的判定结果,并报知给乘员。由于即使不实际停车进行受电也能够事先得知可否进行非接触充电,所以用户的便利性提高。
更加优选,控制装置(车辆ECU300)从送电装置200接收基于与受电单元110相关的信息判定出的关于车辆的引导方向的判定结果,并报知给乘员。由于即使不实际停车进行受电也能够事先得知车辆应该停车的方向,所以用户的便利性提高。
更加优选,如图15所示,送电装置200C包括多个送电单元220C1~220C4。控制装置(车辆ECU300)为了从多个送电单元220C1~220C4中决定送电所使用的送电单元,使用通信部230将信息发送给送电装置200C。
更加优选,如图16所示,送电装置200D包括可动式的送电单元220D。控制装置(车辆ECU300)为了决定送电单元200D的位置,使用通信部230将信息发送给送电装置200D。这样,能够事先调整到合适的送电单元位置,因此能够缩短充电时间。
优选,送电装置200包括送电单元220。受电单元110构成为固有频率与送电单元220的固有频率之差为±10%以内。
更加优选,受电单元110与送电单元220的耦合系数为0.1以下。
更加优选,受电单元110通过形成在受电单元110与送电单元220之间且以特定的频率进行振动的磁场、和形成在受电单元110与送电单元220之间且以特定的频率进行振动的电场的至少一方,从送电单元220接受电力。
如图6、图7~24所示,实施方式3和4的发明涉及能够以非接触方式输送电力的送电装置200。送电装置200具备:送电单元220,其构成为能够以非接触方式从车辆外部向车辆100输送电力;和通信部230,其将与送电单元220相关的信息(与位置或大小相关的信息)向车辆100发送。
优选,送电装置200还具备控制通信部230的控制装置(送电ECU240)。
优选,控制装置(送电ECU240)在车辆100停车在送电装置200的受电位置之前,通过通信部230将预先存储的与送电单元220相关的信息发送给车辆。
优选,如图19、图20中说明的那样,与送电单元220相关的信息包括表示送电单元220的尺寸、配置有送电单元220的停车空间的尺寸、停车空间中的送电单元220的搭载位置、停车空间中的所述送电单元220的搭载角度的至少任一个的信息。由此,对于送电单元搭载位置、送电单元的尺寸各不相同的多个送电装置,能够在充电开始前在车辆侧判断可否充电。另外,能够与充电开始的前后无关而确认本来适合充电的车辆位置位于何处。
更加优选,控制装置(送电ECU240)从车辆100接收基于与送电单元220相关的信息判定出的关于可否非接触充电的判定结果。由于即使不实际停车进行受电也能够事先得知可否非接触充电,所以用户的便利性提高。
更加优选,控制装置(送电ECU240)从车辆100接收基于与送电单元220相关的信息判定出的车辆100的关于车辆引导方向的判定结果。由于即使不实际停车进行受电也能够事先得知车辆应该停车的方向,所以用户的便利性提高。
更加优选,如图23所示,车辆100B包括多个受电单元100B1~100B3。控制装置(送电ECU240)为了从多个受电单元100B1~100B3中决定受电所使用的受电单元,使用通信部230将信息发送给车辆。
更加优选,如图24所示,车辆100BX包括可动式的受电单元110BX。控制装置(送电ECU240)为了决定受电单元110BX的位置,使用通信部230将与送电单元220相关的信息发送给车辆。这样,能够事先调整到合适的受电单元位置,因此能够缩短充电时间。
此外,在本实施方式中,例示了包括电磁感应线圈的送电单元、受电单元,但本发明也能够应用于不包括电磁感应线圈的共振型非接触送受电装置(仅使用自谐振线圈的共振型非接触送受电装置)。另外,不限于共振型,也能够应用于通过其他方式(电磁感应、微波、光等)进行送受电的非接触送受电装置。
应该认为,本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是通过上述说明来表示,而是通过权力要求书来表示,意在包含与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。
标号的说明
10电力送受电***,89电力传送***,90、200A、220、220A、220B、220C2、220C1、220C3、220C1~220C4、220D送电单元,91、110、110A~110D、110B1~110B3、110BX受电单元,92第1线圈,93第2线圈,94、99谐振线圈,95、98电容器,96第3线圈,97第4线圈,100、100A~100D、100BX车辆,111、340次级自谐振线圈,112、222电容器,113、350次级线圈,130电动发电机,140动力传递装置,150驱动轮,160、230通信部,171电流传感器,172电压传感器,173负载电阻,174继电器,180整流器,190蓄电装置,200、200A~200D送电装置,210充电站,221、330初级自谐振线圈,223、320初级线圈,240送电ECU,242显示部,246费用受领部,250电源部,260匹配器,300车辆ECU,310高频电源,360负载,PCU功率控制单元。
Claims (9)
1.一种车辆的受电装置,能够以非接触方式从车辆外部的送电装置接受电力,该受电装置的特征在于,具备:
受电单元,其构成为能够以非接触方式从所述送电装置接受电力;
通信部,其从所述送电装置接收与送电单元的大小相关的信息;和
报知部,
所述报知部将基于所述信息判定出的关于能否进行非接触充电的判定结果报知给乘员。
2.根据权利要求1所述的车辆的受电装置,其特征在于,
所述信息除了包括所述送电单元的尺寸之外,还包括搭载有所述送电单元的停车空间的尺寸、所述停车空间中的所述送电单元的搭载位置、和所述停车空间中的所述送电单元的搭载角度的至少任一个。
3.根据权利要求2所述的车辆的受电装置,其特征在于,
所述报知部从所述送电装置接收基于所述信息判定出的关于车辆的引导方向的判定结果,并报知给乘员。
4.一种送电装置,能够以非接触方式输送电力,该送电装置的特征在于,具备:
送电单元,其构成为能够以非接触方式从车辆外部向车辆输送电力;
通信部,其将与所述送电单元的大小相关的信息发送给所述车辆;和
控制装置,其对所述通信部进行控制,
所述控制装置从所述车辆接收基于所述信息判定出的关于能否进行非接触充电的判定结果。
5.根据权利要求4所述的送电装置,其特征在于,
所述信息除了包括所述送电单元的尺寸之外,还包括配置有所述送电单元的停车空间的尺寸、所述停车空间中的所述送电单元的搭载位置、所述停车空间中的所述送电单元的搭载角度的至少任一个。
6.根据权利要求5所述的送电装置,其特征在于,
所述控制装置从所述车辆接收基于所述信息判定出的关于车辆的引导方向的判定结果。
7.根据权利要求5所述的送电装置,其特征在于,
所述车辆包括多个受电单元,
所述控制装置为了从所述多个受电单元中决定受电所使用的受电单元,使用所述通信部将所述信息发送给所述车辆。
8.根据权利要求5所述的送电装置,其特征在于,
所述车辆包括可动式的受电单元,
所述控制装置为了决定所述受电单元的位置,使用所述通信部将所述信息发送给所述车辆。
9.一种非接触送受电***,其特征在于,具备:
搭载于车辆的受电装置;和
车辆外部的送电装置,
所述送电装置包括:
送电单元,其构成为能够以非接触方式从车辆外部向车辆输送电力;和
通信部,其将与所述送电单元的大小相关的信息发送给所述车辆,
所述受电装置包括:
报知部,其将基于所述信息判定出的关于能否进行非接触充电的判定结果报知给乘员。
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