JP6607513B2 - 送電装置、給電システムおよび受電装置 - Google Patents
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Description
本願は、2016年2月15日に、日本に出願された特願2016−025994号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本発明の第1の実施形態について図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る給電システム1の外観図である。図1に示す例では、給電システム1は、送電側に設置される電力送電部10と、受電側に設置される電力受電部20とを含んで構成される。
次に、本実施形態に係る電力送電部10の機能構成について説明する。図2は、本実施形態に係る給電システム1の概略ブロック図である。電力送電部10は、送電コイル11、送電制御部12、通信部13および優先度テーブル14を含んで構成される。
送電コイル11には、コンデンサ(図示せず)と発振器(図示せず)とが直列に接続され、発振回路が形成される。発振器は、供給された電力に応じて所定の周波数(例えば、110KHz、6.78MHz)を有する交流の電流を発生させる。発生した電流が流れる送電コイル11は、電磁波を放射する。送電コイル11から所定の範囲内において、放射される電磁波の電界強度が所定の電界強度の閾値よりも高い領域が充電エリアとして形成される。発振器には、電池などの内部電源から電力が供給されてもよいし、電力線などを介して外部電源から電力が供給されてもよい。
これらの処理により、送電制御部12は、定めた受電電力で電力受電部20に電力を受電させる。
図2に戻り、電力受電部20の機能構成について説明する。電力受電部20は、受電コイル22、受電処理部23、充電制御部24、通信部25、二次電池26および優先度保管部27を含んで構成される受電装置である。
充電制御部24は、受信した受電電力の情報に応じた抵抗値を定め、定めた抵抗値を受電処理部23の受電負荷に設定する。これにより、電力送電部10から指示された受電電力に相当する電力が受電される。なお、充電制御部24は、受信した受電電力が0である場合、受電処理部23に入力される電流を遮断するスイッチを備えてもよい。
二次電池26には、受電処理部23からの電力が充電される。二次電池26には、充電された電力を消費する負荷が電気的に接続される。
優先度保管部27は、自機(電力受電部20)の優先度情報と受電能力を対応付けて記憶した記憶部(図示せず)を含んで構成される。
次に、本実施形態に係る送電処理について説明する。図5は、本実施形態に係る送電処理を示すフローチャートである。図5に示す処理は、電力受電部20が送電対象をまだ検出していない時点で開始される。
(ステップS101)電力送電部10の送電制御部12は、充電エリア内に所在する電力受電部20を検出する。送電制御部12は、検出した電力受電部20の充電制御部24からの認証情報に基づいて、当該電力受電部20が送電対象として、正当なユーザの電力受電部20であるか否かを認証する。その後、ステップS102に進む。
(ステップS102)送電制御部12が、検出した電力受電部20が送電対象の電力受電部20であると判定したとき(ステップS102 YES)、ステップS103に進む。
検出した電力受電部20が送電対象の電力受電部20ではないと判定したとき(ステップS102 NO)、図5に示す処理を終了する。
(ステップS109)送電制御部12は、定めた受電電力の情報を各電力受電部20に送信(通知)する。各電力受電部20の充電制御部24は、電力送電部10から受電電力を受信し、受電電力に応じた抵抗値を定め、定めた抵抗値を受電処理部23の受電負荷に設定する。その後、充電制御部24は、電力変更設定完了通知を電力送電部10に送信する。その後、ステップS110に進む。
(ステップS110)送電制御部12は、各電力受電部20から電力変更設定完了通知を受信した後、発振回路から供給される電力を更新し、電力受電部20への更新後の総送電電力に相当する電力を送電コイル11から送電させる。その後、ステップS104の処理に戻る。
次に、送電制御部12が送受電電力を定める処理の例について説明する。送電制御部12は、優先度が高い電力受電部20ほど優先して、受電能力に応じた送電電力で送電させる。送電制御部12は、優先度が等しい電力受電部20間の受電電力の総和である優先度別総受電電力に所定の伝送効率を除算して優先度別総送電電力を算出する。送電制御部12は、所定の最高の優先度から注目優先度までの優先度別総送電電力を優先度の降順に累積して得られる累積総送電電力を、注目優先度毎に算出する。送電制御部12は、送電電力を超えない注目優先度毎の累積総送電電力のうち最も累積総送電電力が大きい注目優先度を特定する。送電制御部12は、優先度が所定の最高の優先度である電力受電部20から、優先度が特定の注目優先度である電力受電部20までを送電対象として定める。そして、送電制御部12は、送電対象の電力受電部20の受電能力を、その受電電力として定め、それ以外の電力受電部20の受電電力を0と定める。それ以外の電力受電部20への電力の供給が停止される。
また、優先度が限界優先度である電力受電部20の優先度別総送電電力が所定の優先度別送電電力の閾値を下回る場合には、送電制御部12は、その優先度に係る電力受電部20への受電電力を0と定めることによって、送電を停止してもよい。
この構成により、非接触給電において送電先の機器として優先度が高い電力受電部20ほど優先的に電力を供給することができる。これにより、他の電力受電部20よりも優先的に送電される電力受電部20における電力の需要をより満足することができる。
この構成により、限られた電力送電部10の送電能力が他の電力受電部20への送電に利用可能となる。
これにより、電力送電部10の管理者が提供する商品、サービス(小売り、その他、独立して取引の対象にならない役務や便益も含む)に係る利用状況に応じた電力の供給が可能となる。例えば、利用に積極的なユーザの電力受電部20への電力の供給を優先することで、ユーザに対する管理者が提供する商品、サービスの利用の促進を図ることができる。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。上述した実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を援用する。図6は、本実施形態に係る給電システム1Aの概略ブロック図である。給電システム1Aは、電力送電部10と電力受電部20Aを含んで構成される。
充電制御部24Aは、通信部25を介して電力送電部10から自機への更新後の受電電力を受信する。充電制御部24Aは、更新後の受電電力に応じた抵抗値を定め、定めた抵抗値を受電処理部23の受電負荷に設定する。
次に、本実施形態に係る優先度変更処理について説明する。図7は、本実施形態に係る電力受電部20Aにおける優先度変更処理を示すフローチャートである。図7に示す処理は、電力受電部20Aが電力送電部10からの電力を受電しているときに行われる。
(ステップS201)優先度入力部28Aには、自機の優先度が入力され、入力された優先度を示す優先度情報を受電能力と対応付けて優先度保管部27に記憶する。その後、ステップS202に進む。
(ステップS202)充電制御部24Aは、優先度保管部27に記憶された優先度情報が更新されたとき、優先度更新通知を電力送電部10に送信する。その後、ステップS203に進む。
(ステップS204)充電制御部24Aは、更新後の受電電力に応じた抵抗値を受電処理部23の受電負荷に設定する。充電制御部24Aは、電力変更設定完了通知を電力送電部10に送信する。これにより、電力受電部20は、更新後の優先度に応じた受電電力で受電することができる。
(ステップS214)送電制御部12は、送電対象の電力受電部20Aから電力変更設定完了通知を受信した後、発振回路から供給される電力を更新することで、更新後の総送電電力に相当する電力を送電コイル11から送電させる。その後、ステップS104に進む。
この構成により、電力受電部20Aにおいて変更した優先度に応じて電力が供給される。例えば、電力受電部20Aに電力送電部10の管理者が提供する商品、サービスなどのユーザの利用状況に応じた優先度に応じて、電力受電部20Aに電力を供給することで、管理者が提供する商品、サービスなどの利用を促進することができる。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。上述した実施形態と同一の構成については、同一の符号を付してその説明を援用する。図9は、本実施形態に係る給電システム1Bの概略ブロック図である。給電システム1Bは、電力送電部10Bと電力受電部20を含んで構成される。
(ステップS302)送電制御部12Bは、優先度が更新された電力受電部20へ優先度更新通知を送信する。そして、送電制御部12Bは、総送電能力が電力送電部10Bの送電能力よりも大きい場合、更新後の優先度テーブル14を参照して、現在の送電対象の各電力受電部20への送電電力を、それぞれの優先度に基づいて定める。送電制御部12Bは、定めた受電電力を更新後の受電電力として受電電力を更新した電力受電部20に通知する。その後、ステップS303に進む。
YES)、ステップS304に進む。受信していないとき(ステップS303 NO)、ステップS303の処理を繰り返す。
(ステップS304)送電制御部12Bは、発振回路から供給される電力を更新することで、更新後の総送電電力に相当する電力を送電コイル11から送電させる。これにより、電力受電部20には更新後の優先度に応じた受電電力で電力を受電する。その後、図10の処理を終了する。
(ステップS311)充電制御部24は、電力送電部10Bから優先度更新通知を受信したか否かを判定する。受信したとき(ステップS311 YES)、ステップS312に進む。受信していないとき(ステップS311 NO)、ステップS311の処理を繰り返す。
(ステップS312)充電制御部24は、優先度保管部27に記憶した優先度情報を優先度更新通知が示す優先度情報に変更する。その後、ステップS313に進む。
(ステップS313)充電制御部24には、電力送電部10Bから更新後の受電電力が通知される。充電制御部24は、更新後の受電電力に応じた抵抗値を受電処理部23の受電負荷に設定し、通知された更新後の受電電力で受電することができる。その後、ステップS314に進む。
(ステップS314)充電制御部24は、電力変更設定完了通知を電力送電部10Bに送信する。その後、図11に示す処理を終了する。
この構成により、電力送電部10Bにおいて指示された変更対象の電力受電部20に変更した優先度に応じて電力が供給される。例えば、電力送電部10Bの管理者が提供する商品、サービスなどのユーザの利用状況に基づいて当該ユーザの電力受電部20の優先度を定める手段を備えることで、より利用状況を反映した電力の供給が可能になる。
上述では、送電制御部12、12Bが受電処理部23の受電負荷を変更させることによって電力受電部20、20Aの受電電力を制御する場合を例にしたが、これには限られない。送電制御部12、12Bは、電力受電部20、20Aの受電電力を送電時間比に基づいて時分割で制御してもよい。送電時間比は、所定の単位時間(例えば、0.1s)に対する特定の電力受電部20、20Aへの送電時間の比である。送電対象である電力受電部20が複数個である場合には、送電制御部12、12Bは、単位時間(フレーム)毎の複送電時間を電力受電部20、20A毎に定める(時分割)。送電制御部12、12Bは、優先度が高い電力受電部20、20Aほど送電時間比を大きくしてもよいし、優先度が高い電力受電部20、20Aが充電を完了するまで、より優先度が低い電力受電部20、20Aへの充電を行わなくてもよい。送電制御部12、12Bは、充電の完了を、満充電を示す充電状態情報を受信したことをもって検出してもよい。送電制御部12、12Bは、優先度が同じ電力受電部20、20A同士では、送電時間比を等しくしてもよい。
また、上述した実施形態における電力送電部10、10Bおよび電力受電部20、20Aの一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。電力送電部10、10Bおよび電力受電部20、20Aの各機能ブロックは個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。
(1)電力を送電する送電部と、前記電力を受電する電力受電部を1または複数個検出し、より優先度が高い電力受電部に対してより多くの電力を送電するよう前記送電部を制御する送電制御部と、を備える送電装置。
Claims (17)
- 電力を送電する1つの電力送電部と、
第1の優先度、および、前記第1の優先度よりも高い第2の優先度に基づいて、第1の電力、および、前記第1の電力よりも大きい第2の電力を定め、
前記1つの電力送電部が送電する前記電力を受電し、前記第1の優先度を有する第1の電力受電部、または、前記1つの電力送電部が送電する前記電力を受電し、前記第2の優先度を有する第2の電力受電部を検出し、
前記第1の電力の情報を、前記第1の電力受電部を備える第1の受電装置に通知することにより、前記第1の電力受電部に、前記第1の電力を、前記1つの電力送電部から受電させると同時に、前記第2の電力の情報を、前記第2の電力受電部を備える第2の受電装置に通知することにより、前記第2の電力受電部に、前記第2の電力を、前記1つの電力送電部から受電させる送電制御部と、
を備える送電装置。 - (削除)
- 前記第1又は第2の優先度は、前記第1又は第2の電力受電部のユーザの利用状況に基づいて定められる請求項1に記載の送電装置。
- 前記第1又は第2の優先度を記憶する優先度記憶部を備え、
前記送電制御部は、
前記第1又は第2の電力受電部から通知される新たな優先度を取得し、前記優先度記憶部に記憶される前記第1又は第2の電力受電部の優先度を、前記新たな優先度に更新する請求項1または請求項3に記載の送電装置。 - 前記第1又は第2の優先度を記憶する優先度記憶部と、
新たな優先度と変更対象の前記第1又は第2の電力受電部の情報を入力する優先度入力部を備え、
前記送電制御部は、
前記優先度記憶部に記憶される前記変更対象の前記第1又は第2の電力受電部の優先度を、前記優先度入力部が入力した優先度に更新する請求項1または請求項3に記載の送電装置。 - 前記第1及び第2の電力受電部と
請求項1、請求項3から請求項5のいずれか一項に記載の送電装置と、
を備える給電システム。 - 前記第1又は第2の電力受電部が受電した電力を消費する電子機器
をさらに備える請求項6に記載の給電システム。 - 第1の優先度を有する受電裝置であって、
前記第1の優先度に基づいて送電装置により定められた第1の電力の情報を、前記送電装置から受信する通信部と、
前記第1の優先度とは異なる第2の優先度に基づいて前記送電装置により定められた第2の電力であって、前記第1の電力とは異なる前記第2の電力を、他の受電装置が、前記送電装置が備える1つの電力送電部から受電すると同時に、前記1つの電力送電部から送電される電力のうち、前記情報で示される前記第1の電力を受電する電力受電部と、
を備える受電装置。 - (削除)
- 前記送電制御部は、
二次電池の充電状態が満充電となった前記第1又は第2の電力受電部の電力を、前記第1又は第2の電力から0とすることを、前記第1又は第2の電力受電部に通知することにより、前記第1又は第2の電力受電部への送電を停止する
請求項1に記載の送電装置。 - 前記送電制御部は、
前記第1の電力受電部と前記第2の電力受電部を含む複数の電力受電部に対して、前記1つの電力送電部が送電する送信電力の合計値が、前記1つの電力送電部の送電能力以下となるように、前記第1の電力および前記第2の電力を定める
請求項1に記載の送電装置。 - 前記1つの電力送電部が備える送電コイルの数は、1つである
請求項1に記載の送電装置。 - 前記送電制御部は、
優先度が割り当てられた複数の電力受電部のうち、最高の優先度を有する電力受電部から、前記最高の優先度よりも低い優先度を有する電力受電部までを、送電対象として定め、それ以外の電力受電部の受信電力を0と定める
請求項1に記載の送電装置。 - 前記送電制御部は、
前記電力送電部が送電する電力に余力がある場合には、
電力受電部が有する優先度の代わりに、その優先度よりも高い優先度を割り当て、前記余力を用いて、その電力受電部に、前記高い優先度が割り当てられる前よりも、大きい電力を受電させる
請求項1に記載の送電装置。 - 前記送電制御部は、
前記優先度よりも高い優先度を割り当て可能な電力受電部が複数存在する場合には、前記送電制御部から電力を受電している電力受電部に対して、優先して前記余力を割り当てることにより、前記高い優先度が割り当てられる前よりも、大きい電力を受電させる
請求項14に記載の送電装置。 - 前記送電制御部は、
前記優先度よりも高い優先度を割り当て可能な電力受電部が複数存在する場合には、早期に検出された電力受電部に対して、優先して前記余力を割り当てることにより、前記高い優先度が割り当てられる前よりも大きい電力を受電させる
請求項14に記載の送電装置。 - 前記送電制御部は、
前記優先度よりも高い優先度を割り当て可能な電力受電部が複数存在する場合には、それらの電力受電部に対して、前記余力を按分して割り当てることにより、前記高い優先度が割り当てられる前よりも大きい電力を受電させる
請求項14に記載の送電装置。
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