JP2014193013A - 給電装置、受電装置および充電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】この給電装置は、車両に設けられた受電装置に、電磁力を用いて電力を給電する地上側に設けられた給電装置であって、スパイラルコイルまたはソレノイドコイルを含む給電部と、前記給電部から前記受電装置への給電効率の周波数特性を取得する周波数特性取得部と、前記給電効率の周波数特性におけるピークを判定するピーク判定部と、2つのピークが判定された場合、前記2つのピークにおける周波数のうち、低い方の周波数近傍の周波数を高い方の周波数近傍の周波数より優先的に、給電に用いる駆動周波数として決定する駆動周波数決定部と、を具備する構成を採る。
【選択図】図2
Description
<充電システムの構成>
本発明の実施の形態1に係る充電システム100の構成について、図1を用いて説明する。
受電装置150は、給電装置120から給電される電力を蓄電池170に供給する。
給電装置120は、給電部121、給電側制御部122、給電側通信部123及び記憶部124を備える。
次に、上述した給電装置120の内部構成のうち、給電部121及び給電側制御部122の詳細な構成について説明する。図2は、図1に示した給電装置120の内部構成を示すブロック図である。
次に、上述した給電コイル121aと受電コイル153aの配置について図3を用いて説明する。図3では、給電コイル121aと受電コイル153aとの位置合わせがなされた状態を示す。また、x軸は車両10の横方向(+x方向を車両10の右方向、−x方向を車両10の左方向)を示し、y軸は車両10の前後方向(+y方向を車両10の後方、−y方向を車両10の前方)を示し、z軸は地上に対して垂直方向(+z方向を車両10の上方、−z方向を車両10の下方)を示す。図3(a)はxy平面を、図3(b)はyz平面を、図3(c)はxz平面をそれぞれ示す。また、図3(d)は給電コイル121aと受電コイル153aの斜視図を示す。
次に、上述した給電装置120の動作について、図4を用いて説明する。
次に、上述した周波数特性取得方法について、図5を用いて説明する。
次に、上述したピーク判定方法について、図6を用いて説明する。
次に、上述した駆動周波数決定方法について、図8を用いて説明する。
図10は、2つのピークにおける周波数を用いた場合に給電コイル121aと受電コイル153aとの間に形成される磁場形状を示す概念図である。この図は、図3に示したyz平面またはxz平面を示す。図10(a)は2つのピークのうち高い方の周波数を用いた場合の磁場形状を示し、図10(b)は2つのピークのうち低い方の周波数を用いた場合の磁場形状を示す。
このように、実施の形態1の充電システム100では、給電コイル121aと受電コイル153aとをそれぞれ平板状のスパイラルコイルとし、これらのコイルが対向する位置において、給電効率の周波数特性から得られる、給電効率が極大となる2つのピークにおける周波数のうち、低い方の周波数またはその付近の周波数を用いて本給電を行う。これにより、給電コイル121aと受電コイル153aとの間に形成される磁束を車両10側に向けることができ、不要輻射を抑制することができる。
実施の形態1では、図5に示したように、周波数特性取得において給電効率を算出する場合について説明した。本発明の実施の形態2では、給電コイル121aの電圧一定の下、給電コイル121aの電流値を検出して、電流値の周波数特性を取得する場合について説明する。なお、本発明の実施の形態2に係る充電システムの構成は、実施の形態1の図1及び図2に示した構成と同様であるため、実施の形態1と異なる機能について図1及び図2を援用して説明する。
本発明の実施の形態2に係る周波数特性取得方法について、図11を用いて説明する。なお、図11において、図5と同一の処理には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
120 給電装置
121 給電部
121a 給電コイル
122 給電側制御部
123 給電側通信部
124 記憶部
150 受電装置
151 車両側制御部
152 車両側通信部
153 受電部
153a 受電コイル
170 蓄電池
180 位置合わせ用カメラ
201 電源部
202 切替部
203 電圧検知部
204 給電側インバータ
205 電流検知部
211 周波数特性取得部
212 ピーク判定部
213 駆動周波数決定部
214 電力供給制御部
Claims (14)
- 車両に設けられた受電装置に、電磁力を用いて電力を給電する地上側に設けられた給電装置であって、
スパイラルコイルまたはソレノイドコイルを含む給電部と、
前記給電部から前記受電装置への給電効率の周波数特性を取得する周波数特性取得部と、
前記給電効率の周波数特性におけるピークを判定するピーク判定部と、
2つのピークが判定された場合、前記2つのピークにおける周波数のうち、低い方の周波数近傍の周波数を高い方の周波数近傍の周波数より優先的に、給電に用いる駆動周波数として決定する駆動周波数決定部と、
を具備する給電装置。 - 前記受電装置が受電した受電電力を、当該受電装置から取得する取得部を具備し、
前記周波数特性取得部は、前記給電における給電電力と、前記受電電力とにより、前記給電効率の周波数特性を取得する、
請求項1に記載の給電装置。 - 前記給電部は、電圧一定で前記給電を行い、
前記周波数特性取得部は、前記給電部の電流値の周波数特性を前記給電効率の周波数特性として取得する、
請求項1に記載の給電装置。 - 前記給電部は、電流一定で前記給電を行い、
前記周波数特性取得部は、前記給電部の電圧値の周波数特性を前記給電効率の周波数特性として取得する、
請求項1に記載の給電装置。 - 前記給電部は、
前記周波数特性取得部にて前記給電効率の周波数特性を取得するために、前記受電装置に対して周波数を順次変更しながら給電する試験給電を行う、
請求項1から請求項4のいずれかに記載の給電装置。 - 前記給電部は、前記2つのピーク間にある極小値を表す所定の周波数以下の範囲で前記試験給電を行う、
請求項5に記載の給電装置。 - 前記スパイラルコイルは、当該スパイラルコイルが有する巻き線の中心軸が地面に対して垂直に配置される、
請求項1から請求項6のいずれかに記載の給電装置。 - 前記ソレノイドコイルは、当該ソレノイドコイルが有する巻き線の中心軸が地面に対して平行に配置される、
請求項1から請求項6のいずれかに記載の給電装置。 - 前記駆動周波数決定部は、前記2つのピークにおける周波数のうち、低い方の周波数から所定の値ずらした周波数を前記駆動周波数として決定する、
請求項1から請求項8のいずれかに記載の給電装置。 - 前記駆動周波数決定部は、前記受電コイルに流れる電流と、前記給電部のコイルに流れる電流との位相差が同相となる周波数を逆相となる周波数より優先的に駆動周波数として決定する、
請求項1に記載の給電装置。 - 地上側に設けられた給電装置から電磁力を用いて給電された電力を受電する、車両に設けられた受電装置であって、
前記給電装置から給電された電力を受電するスパイラルコイルまたはソレノイドコイルを含む受電部と、
前記受電部によって受電された電力を蓄える蓄電池と、
を具備する受電装置。 - 前記スパイラルコイルは、当該スパイラルコイルが有する巻き線の中心軸が地面に対して垂直に配置される、
請求項11に記載の受電装置。 - 前記ソレノイドコイルは、当該ソレノイドコイルが有する巻き線の中心軸が地面に対して平行に配置される、
請求項11に記載の受電装置。 - 地上側に設けられた給電装置と、前記給電装置から電磁力を用いて給電された電力を受電する、車両に設けられた受電装置とを有する充電システムであって、
前記受電装置は、
前記給電装置から給電された電力を受電するスパイラルコイルまたはソレノイドコイルを含む受電部と、
前記受電部によって受電された電力を蓄える蓄電池と、
を有し、
前記給電装置は、
スパイラルコイルまたはソレノイドコイルを含む給電部と、
前記給電部から前記受電部への給電効率の周波数特性を取得する周波数特性取得部と、
前記給電効率の周波数特性におけるピークを判定するピーク判定部と、
2つのピークが判定された場合、前記2つのピークにおける周波数のうち、低い方の周波数近傍の周波数を高い方の周波数近傍の周波数より優先的に、給電に用いる駆動周波数として決定する駆動周波数決定部と、
を有する、
充電システム。
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