输电装置、受电装置、车辆以及非接触供电系统

申请号 CN201280073122.2 申请日 2012-05-11 公开(公告)号 CN104272557B 公开(公告)日 2016-11-16
申请人 丰田自动车株式会社; 发明人 牛来直树; 市川真士; 井上啓介;
摘要 本 发明 提供一种输电装置、受电装置、车辆、以及非 接触 供电系统。非接触供电系统(10)以非接触的方式从输电装置(20)向作为受电装置的车辆(100A、100B)供给电 力 。输电装置具备:输电部(220A~220C)、用于与受电装置进行无线通信的通信部(230A~230C)、用于对输电部进行控制的控制装置(240)。控制装置在输电部正在执行输电的期间内,使来自输电部的输电电力发生变化,并根据来自由无线通信作为输电对象而特定的车辆的与该电力的变化对应的信息,而对作为受电对象而被特定的车辆与受电部之间的 配对 是否适当进行判断。
权利要求

1.一种输电装置,其以非接触的形式向受电装置(100A、100B)供给电,所述输电装置具备:
输电部(220A、220B、220C),其能够以非接触的形式向受电装置供给电力;
通信部(230A、230B、230C),其用于与受电装置进行无线通信;
控制装置(30、30B、240),其用于对所述输电部进行控制,
在所述输电部正在执行输电的期间内、所述控制装置使所述输电部的输电电力发生变化时,所述控制装置根据来自在由所述通信部实施的无线通信中作为输电对象而被特定的受电装置的信息,而对所述被特定的受电装置是否是应该从所述输电部获得输电的受电装置进行判断。
2.如权利要求1所述的输电装置,其中,
所述控制装置在从所述被特定的受电装置接收到与所述输电电力的变化相对应的信息的情况下,判断为所述被特定的受电装置为应该从所述输电部获得输电的受电装置。
3.如权利要求1所述的输电装置,其中,
所述控制装置在从所述被特定的受电装置未接收到与所述输电电力的变化相对应的信息的情况下,判断为所述被特定的受电装置不是应该从所述输电部获得输电的受电装置。
4.如权利要求3所述的输电装置,其中,
所述控制装置在使来自所述输电部的输电电力发生了变化时,从在所述通信部中未作为输电对象而被特定的另外的受电装置接收到因所述输电电力的变化而获得的信息的情况下,判断为所述另外的受电装置为应该从所述输电部获得输电的受电装置。
5.如权利要求4所述的输电装置,其中,
所述输电装置还具备与所述输电部不同的另外的输电部,
所述控制装置对与输电部实施的输电相关的信息进行存储,
所述控制装置在判断为所述另外的受电装置为应该从所述输电部获得输电的受电装置的情况下、且在从所述另外的输电部向所述被特定的受电装置进行了输电时,将所存储的与所述输电部实施的输电相关的信息替换为与所述另外的输电部中的输电相关的信息。
6.如权利要求1所述的输电装置,其中,
所述控制装置通过使电流以及电圧中的至少一方发生变化,从而对所述输电电力进行变更。
7.如权利要求1所述的输电装置,其中,
受电装置包括受电部(110A、110B),所述受电部(110A、110B)以非接触的形式接受来自所述输电装置的电力,
所述输电部的固有频率与所述受电部的固有频率之差为,所述输电部的固有频率或所述受电部的固有频率的±10%以下。
8.如权利要求1所述的输电装置,其中,
受电装置包括受电部(110A、110B),所述受电部(110A、110B)以非接触的形式接受来自所述输电装置的电力,
所述输电部与所述受电部的耦合系数为0.1以下。
9.如权利要求1所述的输电装置,其中,
受电装置包括受电部(110A、110B),所述受电部(110A、110B)以非接触的形式接受来自所述输电装置的电力,
所述受电部通过被形成在所述受电部与所述输电部之间的以特定的频率进行振动的磁场、以及被形成在所述受电部与所述输电部之间的以特定的频率进行振动的电场中的至少一方,而从所述输电部接受电力。
10.一种输电装置,其以非接触的形式向受电装置(100A、100B)供给电力,所述输电装置具备:
第一输电部以及第二输电部(220A、220B、220C);
第一控制部以及第二控制部(240),所述第一控制部以及第二控制部(240)分别对所述第一输电部以及第二输电部进行控制;
控制装置(30),其对所述第一控制部以及第二控制部综合地进行控制,所述控制装置包括用于与受电装置进行通信的通信部(31),
所述控制装置在所述第一输电部正在执行输电的期间内,根据在使来自所述第一输电部的输电电力发生了变化时,来自在由所述通信部实施的无线通信中作为所述第一输电部的输电对象而被特定的受电装置的信息,而对所述被特定的受电装置是否为应该从所述第一输电部获得输电的受电装置进行判断。
11.一种受电装置,其以非接触的形式接受来自输电装置(20、20A、20B)的电力,所述受电装置具备:
受电部(110A、110B),所述受电部(110A、110B)以非接触的形式从输电装置的输电部(220A、220B、220C)接受电力;
与输电装置实施无线通信的通信部(160A、160B);
控制装置(300),
所述控制装置在所述受电装置正在接受电力的期间内,向在由所述通信部实施的无线通信中作为向所述受电装置进行输电的输电装置而被特定的输电装置提供用于使所述输电电力发生变化的要求,并根据来自所述被特定的输电装置的输电电力的变化,而对所述被特定的输电装置是否为应该对所述受电装置进行输电的输电装置进行判断。
12.如权利要求11所述的受电装置,其中,
所述控制装置在所述输电电力的变化为与所述要求相对应的变化的情况下,判断为所述被特定的输电装置为应该对所述受电装置进行输电的输电装置。
13.如权利要求11所述的受电装置,其中,
所述输电部的固有频率与所述受电部的固有频率之差为,所述输电部的固有频率或所述受电部的固有频率的±10%以下。
14.如权利要求11所述的受电装置,其中,
所述输电部与所述受电部的耦合系数在0.1以下。
15.如权利要求11所述的受电装置,其中,
所述受电部通过被形成在所述受电部与所述输电部之间的以特定的频率进行振动的磁场、以及被形成在所述受电部与所述输电部之间的以特定的频率进行振动的电场中的至少一方,而从所述输电部接受电力。
16.一种车辆,具备:
权利要求11所述的受电装置;
蓄电装置(190),其能够将通过所述受电装置而接受到的电力进行充电;
驱动装置(155),其用于利用来自所述蓄电装置的电力而产生行驶驱动力。
17.一种非接触供电系统(10、10A、10B),其以非接触的形式传递电力,所述非接触供电系统(10、10A、10B)具备:
输电装置(20、20A、20B);
车辆(100A、100B),其能够以非接触的形式接受来自所述输电装置的电力,所述输电装置与所述车辆以能够相互进行无线通信的方式而构成,
所述输电装置包括:
输电部(220A、220B、220C),其能够以非接触的形式向所述车辆供给电力;
控制装置(30、30B、240),其用于对所述输电部进行控制,
所述控制装置在所述输电部正在执行输电的期间内,根据在使来自所述输电部的输电电力发生了变化时,来自通过无线通信而作为输电对象被特定的车辆的信息,来对所述被特定的车辆是否为应该从所述输电部获得输电的车辆进行判断。

说明书全文

输电装置、受电装置、车辆以及非接触供电系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种输电装置、受电装置、车辆以及非接触供电系统,更加特定而言,涉及一种以非接触的形式从外部电源向车辆供给电的非接触供电系统中的输电装置与车辆之间的通信控制。

背景技术

[0002] 近年来,不使用电源线和输电电缆的非接触形式的无线电力传送受到关注,并提出了向能够通过车辆外部的电源(以下也称为“外部电源”)而对车载的蓄电装置进行充电的电动汽车或混合动力车辆等的应用。
[0003] 日本特开2011-250555号公报(专利文献1)中公开了如下的结构,即,在从车辆外部的供电设备以非接触的形式对车辆供给电力的供电系统中,在供电设备与车辆之间通过无线通信而传递充电效率和充电量等信息,并根据这些信息而执行适当的充电的结构。
[0004] 在先技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开2011-250555号公报

发明内容

[0007] 发明所要解决的课题
[0008] 由于在非接触供电系统中,以在输电装置与车辆之间不实施有线连接为前提,因此关于在输电装置与车辆之间的信息传递,基本上优选为如日本特开2011-250555号公报(专利文献1)那样实施无线通信。
[0009] 在具有多个输电装置的非接触供电系统中,在针对多个车辆而实施输电的情况下,由于根据输电装置以及/或者车辆的通信范围,存在能够与多个其它的设备(车辆、输电设备)进行通信的情况。因此,会发生如下的情况,即,在无线通信中,成为无法肯定地特定正在实施通信的设备实际上位于什么位置处的状态。这样一来,将无法适当地实施输电装置与车辆之间的配对,例如,可能会根据在相邻的泊车空间内泊车的其它车辆的信息,而实施向本来应该进行充电的车辆的输电。
[0010] 本发明是为了解决此课题而完成的发明,其目的在于,在能够使用无线通信而在输电装置与受电装置之间进行信息传递的非接触供电系统中,使输电装置与受电装置正确地进行配对。
[0011] 用于解決课题的方法
[0012] 以本发明为依据的输电装置以非接触的形式向受电装置供给电力。输电装置具备:输电部,其能够以非接触的形式向受电装置供给电力;通信部,其用于与受电装置进行无线通信;控制装置,其用于对输电部进行控制。在所述控制装置正在执行输电的期间内、所述控制装置使所述输电部的输电电力发生变化时,所述控制装置根据来自在由所述通信部实施的无线通信中作为输电对象而被特定的受电装置的信息,而对所述被特定的受电装置是否是应该从所述输电部获得输电的受电装置进行判断。
[0013] 优选为,控制装置在从被特定的受电装置接收到与输电电力的变化相对应的信息的情况下,判断为被特定的受电装置为应该从输电部获得输电的受电装置。
[0014] 优选为,控制装置在从被特定的受电装置未接收到与输电电力的变化相对应的信息的情况下,判断为被特定的受电装置不是应该从输电部获得输电的受电装置。
[0015] 优选为,控制装置在使来自输电部的输电电力发生了变化时,从在通信部中未作为输电对象而被特定的另外的受电装置接收到因输电电力的变化而获得的信息的情况下,判断为另外的受电装置为应该从输电部获得输电的受电装置。
[0016] 优选为,输电装置还具备与输电部不同的另外的输电部,所述控制装置对与输电部实施的输电相关的信息进行存储。控制装置在判断为另外的受电装置为应该从输电部获得输电的受电装置的情况下、且在从另外的输电部向所述被特定的受电装置进行了输电时,将所存储的与输电部实施的输电相关的信息替换为与另外的输电部中的输电相关的信息。
[0017] 优选为,控制装置通过使电流以及电圧中的至少一方发生变化,从而对输电电力进行变更。
[0018] 优选为,受电装置包括受电部,所述受电部以非接触的形式接受来自输电装置的电力,输电部的固有频率与受电部的固有频率之差为,输电部的固有频率或受电部的固有频率的±10%以下。
[0019] 优选为,受电装置包括受电部,所述受电部以非接触的形式接受来自输电装置的电力,输电部与所述受电部的耦合系数为0.1以下。
[0020] 优选为,受电装置包括受电部,所述受电部以非接触的形式接受来自输电装置的电力,所述受电部通过被形成在受电部与输电部之间的以特定的频率进行振动的磁场、以及被形成在受电部与输电部之间的以特定的频率进行振动的电场中的至少一方,而从输电部接受电力。
[0021] 以本发明为依据的输电装置以非接触的形式向受电装置供给电力。输电装置具备:第一输电部以及第二输电部;第一控制部以及第二控制部,第一控制部以及第二控制部分别对第一输电部以及第二输电部进行控制;控制装置,其对第一控制部以及第二控制部综合地进行控制,控制装置包括用于与受电装置进行通信的通信部。控制装置在第一输电部正在执行输电的期间内,根据在使来自第一输电部的输电电力发生了变化时,来自在由通信部实施的无线通信中作为第一输电部的输电对象而被特定的受电装置的信息,而对被特定的受电装置是否为应该从第一输电部获得输电的受电装置进行判断。
[0022] 本发明所涉及的受电装置以非接触的形式接受来自输电装置的电力。受电装置具备:与输电装置实施无线通信的通信部;控制装置。所述控制装置在所述受电装置正在接受电力的期间内,向在由通信部实施的无线通信中作为向所述受电装置进行输电的输电装置而被特定的输电装置提供用于使输电电力发生变化的要求,并根据来自被特定的输电装置的输电电力的变化,而对被特定的输电装置是否为应该对受电装置进行输电的输电装置进行判断。
[0023] 优选为,控制装置在输电电力的变化为与要求相对应的变化的情况下,判断为被特定的输电装置为应该对受电装置进行输电的输电装置。
[0024] 优选为,受电装置还具备受电部,所述受电部以非接触的形式从输电装置的输电部接受电力。输电部的固有频率与受电部的固有频率之差为,输电部的固有频率或受电部的固有频率的±10%以下。
[0025] 优选为,受电装置还具备受电部,所述受电部以非接触的形式从输电装置的输电部接受电力。所述输电部与所述受电部的耦合系数在0.1以下。
[0026] 优选为,受电装置还具备受电部,所述受电部以非接触的形式从输电装置的输电部接受电力。受电部通过被形成在受电部与所述输电部之间的以特定的频率进行振动的磁场、以及被形成在受电部与输电部之间的以特定的频率进行振动的电场中的至少一方,而从输电部接受电力。
[0027] 本发明所涉及的车辆具备:上述的受电装置;蓄电装置,其能够将通过受电装置而接受到的电力进行充电;驱动装置,其用于利用来自蓄电装置的电力而产生行驶驱动力。
[0028] 以本发明为依据的非接触供电系统以非接触的形式在输电装置与车辆之间传递电力。输电装置和车辆以相互能够进行无线通信的方式而构成。所述输电设备包括:输电部,其能够以非接触的形式向车辆供给电力;控制装置,其用于对输电部进行控制。控制装置在输电部正在执行输电的期间内,根据在使来自输电部的输电电力发生了变化时,来自通过无线通信而作为输电对象被特定的车辆的信息,来对被特定的车辆是否为应该从输电部获得输电的车辆进行判断。
[0029] 发明效果
[0030] 根据本发明,能够在使用无线通信而在输电装置与受电装置之间能够进行信息传递的非接触供电系统中,使输电装置与受电装置正确地配对。附图说明
[0031] 图1为基于本发明的实施方式1的车辆供电系统的整体结构图。
[0032] 图2为对图1所示的车辆以及输电装置的结构进行详细说明的功能框图
[0033] 图3为在从输电装置向车辆进行电力传送时的等效电路图。
[0034] 图4为表示电力传送系统的模拟模型的图。
[0035] 图5为表示输电部以及受电部的固有频率的偏差与电力传送效率之间的关系的图。
[0036] 图6为表示在固定了固有频率的状态下,使气隙发生变化时的电力传送效率与被供给至输电部的电流的频率之间的关系的曲线图。
[0037] 图7为表示距电流源(磁流源)的距离与电磁场的強度之间的关系的图。
[0038] 图8为用于对在实施方式1中输电设备与车辆的配对为正常的情况下的概要的通信顺序进行说明的图。
[0039] 图9为用于对在实施方式1中,输电设备与车辆的配对为异常的情况下的概要的通信顺序进行说明的图。
[0040] 图10为用于对在实施方式1中由车辆ECU所执行的确认控制处理进行说明的流程图
[0041] 图11为用于对在实施方式1中由输电ECU所执行的确认控制处理进行说明的流程图。
[0042] 图12为用于对关于图8中的替换控制的另外的示例的概要的通信顺序进行说明的图。
[0043] 图13为基于实施方式2的车辆供电系统的整体结构图。
[0044] 图14为基于实施方式2的车辆供电系统的另外的示例的整体结构图。
[0045] 图15为用于对在实施方式2中输电设备与车辆的配对为正常情况下的概要的通信顺序进行说明的图。
[0046] 图16为用于对在实施方式2中输电设备与车辆的配对为异常情况下的概要的通信顺序进行说明的图。
[0047] 图17为用于对在实施方式3中输电设备与车辆的配对为异常情况下的概要的通信顺序进行说明的图。

具体实施方式

[0048] 以下,参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外,对图中相同或相当的部分标记相同的符号且不进行重复说明。
[0049] [实施方式1]
[0050] (非接触供电系统的结构)
[0051] 图1为基于本发明的实施方式1的车辆供电系统(非接触供电系统)10的整体结构图。参照图1,车辆供电系统10具备:包含多个输电设备200A、200B、200C的输电装置20,以及车辆100A、100B。
[0052] 另外,虽然在图1中,输电装置20作为包含三个输电设备200A、200B、200C的结构而被图示,但是输电设备的数量只要为两个以上则能够设为任意的数量。此外,车辆的数量也并不限定于图1中的两个车辆,只要对应于多个输电设备中的至少一个即可。
[0053] 多个输电设备200A、200B、200C中的每一个输电设备均具有基本相同的结构,关于车辆100A、100B也设为具有彼此相同的结构。因此,在以下的说明中,将多个输电设备200A、200B、200C代表性地表示为“输电设备200”,并将车辆100A、100B代表性地表示为“车辆
100”。另外,对于构成输电设备以及车辆的各个要素也以同样的方式来表示。
[0054] 车辆100包括:受电部110和通信部160。此外,输电设备200包括:电源装置210、输电部220、通信部230。
[0055] 受电部110例如被设置在车身底面上,并且经由电磁场而以非接触的形式接受从输电设备200的输电部220被输出的高频的交流电。另外,关于受电部110的详细结构,将与输电部220的结构、以及从输电部220向受电部110的电力传送一起在后文进行说明。通信部160为用于车辆100与输电设备200实施通信的通信接口
[0056] 输电设备200中的电源装置210生成具有预定频率的交流电。作为一个示例,电源装置210从未图示的系统电源接受电力并生成高频的交流电,且将该产生的交流电向输电部220供给。
[0057] 输电部220例如被设置在停车场的地面上,并且从电源装置210接受高频的交流电的供给。而且,输电部220经由在输电部220的周围产生的电磁场而以非接触的形式向车辆100的受电部110输出电力。另外,关于输电部220的详细结构,也与受电部110的结构以及从输电部220向受电部110的电力传送一起在后文进行说明。通信部230为用于输电设备200与车辆100实施通信的通信接口
[0058] 以此方式,在车辆供电系统10中,从输电设备200的输电部220以非接触的形式向车辆100的受电部110传送电力。
[0059] 图2为图1所示的车辆供电系统10的详细结构图。参照图2,如上文所述,输电设备200包括:电源装置210、输电部220、车辆检测部270。电源装置210除了通信部230以外,还包括作为控制装置的输电ECU240、电源部250、匹配器260。此外,输电部220包括谐振线圈221、电容器222、电磁感应线圈223。
[0060] 电源部250通过来自输电ECU240的控制信号MOD而被控制,并将从商用电源400等的交流电源接受的电力转换为高频的电力。而且,电源部250经由匹配器260而向电磁感应线圈223供给被转换后的该高频电力。
[0061] 此外,电源部250向输电ECU240输出通过未图示的电压传感器、电流传感器而分别被检测出的输电电压Vtr以及输电电流Itr。
[0062] 匹配器260为用于使输电设备200与车辆100之间的电阻进行匹配的电路。匹配器260被设置在电源部250和输电部220之间,并且能够改变电路的电阻。虽然匹配器260能够采用任意的结构,但作为一个示例,能够由可变电容器与线圈而构成(未图示),并且通过使可变电容器的容量发生变化从而改变电阻。通过在该匹配器260中对电阻进行变更从而能够使输电设备200的电阻与车辆100的电阻进行匹配(电阻匹配)。另外,虽然在图2中,匹配器260被图示为以与电源部250分离的方式被设置的结构,但是也可以采用电源部250包含匹配器260的功能的方式。
[0063] 车辆检测部270对车辆100存在于输电设备200的可输电范围内的情况进行检测。车辆检测部270能够使用例如激光、红外线、声波等的非接触型的传感器、或限位开关等的接触型传感器、或者对车重进行检测的载荷传感器等的任意的传感器。
[0064] 谐振线圈221以非接触的形式向被包含在车辆100的受电部110中的谐振线圈111传送电力。另外,使用图3,对受电部110与输电部220之间的电力传送进行叙述。
[0065] 如上文所述,通信部230为用于在输电设备200与车辆100之间实施无线通信的通信接口,并且与车辆100侧的通信部160实施信息INFO的授受。通信部230接收从通信部160发送的车辆信息、以及对输电的开始以及停止进行指示的信号等,并将所接收到的这些信息向输电ECU240输出。此外,通信部230向车辆100发送包括来自输电ECU240的输电电压Vtr以及输电电流Itr在内的信息。
[0066] 输电ECU240包括在图1中均未图示的CPU(Central processing unit:中央处理器)、存储装置以及输入输出缓存器,并且实施来自各个传感器等的信号的输入和向各个设备的控制信号的输出,并且实施电源装置210中的各个设备的控制。另外,关于这些控制,并不限定于通过软件而进行的处理,也可以通过专用的硬件(电子电路)而进行处理。
[0067] 车辆100除了受电部110以及通信部160以外,还包括充电继电器CHR170、整流器180、蓄电装置190、系统主继电器SMR115、驱动装置155、作为控制装置的车辆ECU(Electronic control unit:电子控制单元)300,电压传感器195、电流传感器196。
[0068] 驱动装置155包括:动力控制单元PCU(Power control unit:动力控制单元)120、电动发电机130、动力传递齿轮140、驱动轮150。受电部110包括:谐振线圈111、电容器112、电磁感应线圈113。
[0069] 另外,虽然在本实施方式中,作为车辆100以电动汽车为例而进行说明,但是只要是能够使用被蓄存在蓄电装置中的电力而进行行驶的车辆则并不限定于车辆100的结构。作为车辆100的另外的示例,包括搭载了发动机的混合动力车辆或搭载了燃料电池燃料电池车等。
[0070] 谐振线圈111以非接触的形式从被包含在输电设备200中的谐振线圈221接受电力。
[0071] 整流器180对从电磁感应线圈113接受的交流电进行整流,并将被整流后的该直流电经由CHR170而输出至蓄电装置190。作为整流器180,例如,能够采用包含二极管桥接以及平滑用的电容器(均未图示)在内的结构。作为整流器180,能够使用利用开关控制而实施整流的、所谓的开关调整器。当整流器180被包含在受电部110中的情况下,为了防止随着所产生的电磁场而引起的开关元件的误动作等,更优选为,设为二极管桥接这种的静止型的整流器。
[0072] CHR170被电连接在整流器180与蓄电装置190之间。CHR170通过来自车辆ECU300的控制信号SE2而被控制,并且对从整流器180向蓄电装置190的电力的供给与截断进行切换。
[0073] 蓄电装置190为以能够进行充电放电的方式而被构成的电力储存元件。蓄电装置190例如以包括锂离子电池、镍氢电池或铅蓄电池等二次电池和双电层电容器等蓄电元件的方式而被构成。
[0074] 蓄电装置190连接于整流器180。而且,蓄电装置190对由受电部110接受且由整流器180进行了整流的电力进行储存。此外,蓄电装置190也经由SMR115而与PCU120连接。蓄电装置190向PCU120供给用于产生车辆驱动力的电力。进而,蓄电装置190对通过电动发电机130而发电的电力进行储存。蓄电装置190的输出为例如200V左右。
[0075] 另外,虽然在图2中未示出,但在受电电压与蓄电装置190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之间设置如DC-DC转换器这种的电力转换装置。此外,与输电设备200同样地,也可以设置实施电阻匹配的匹配器。
[0076] 虽然在蓄电装置190中均未图示,但是设置了用于对蓄电装置190的电压VB以及被输入输出的电流IB进行检测的电压传感器以及电流传感器。它们的检测值向车辆ECU300被输出。车辆ECU300根据该电压VB以及电流IB而对蓄电装置190的充电状态(也称为“SOC(State of charge:充电状态)”)进行运算。
[0077] SMR115被电连接在蓄电装置190与PCU120之间。而且,SMR115通过来自车辆ECU300的控制信号SE1而被控制,并对蓄电装置190与PCU120之间的电力的供给与截断进行切换。
[0078] 虽然均未图示,但PCU120包括转换器和逆变器。转换器通过来自车辆ECU300的控制信号PWC而被控制并对来自蓄电装置190的电压进行转换。逆变器通过来自车辆ECU300的控制信号PWI而被控制并使用通过转换器而被转换的电力而对电动发电机130进行驱动。
[0079] 电动发电机130为交流旋转电机,例如为,具备埋设有永磁转子的永磁铁型同步电动机
[0080] 电动发电机130的输出扭矩经由动力传递齿轮140而被传递至驱动轮150。车辆100使用该扭矩而进行行驶。电动发电机130能够在车辆100的再生制动动作时,通过驱动轮150的旋转力而进行发电。而且,该发电电力通过PCU120而被转换为蓄电装置190的充电电力。
[0081] 此外,在除电动发电机130以外还搭载了发动机(未图示)的混合动力车中,通过使发动机以及电动发电机130协调地进行动作从而产生所需的车辆驱动力。在该情况下,能够使用通过发动机的旋转而产生的发电电力而对蓄电装置190进行充电。
[0082] 如上所述,通信部160为用于在车辆100与输电设备200之间实施无线通信的通信接口,并且与输电设备200的通信部230实施信息INFO的授受。在从通信部160向输电设备200被输出的信息INFO中,包含来自车辆ECU300的车辆信息、和对输电的开始以及停止进行指示的信号。
[0083] 虽然在图1中均未图示,但车辆ECU300包括:CPU、存储装置以及输入输出缓存器,并实施来自各个传感器等的信号的输入和向各个设备的控制信号的输出,并且实施车辆100中的各个设备的控制。另外,关于这些控制,并不限定于通过软件而进行的处理,也可以用专用的硬件(电子电路)进行处理。
[0084] 电压传感器195与电磁感应线圈113并联连接,并对由受电部110接受的受电电压Vre进行检测。电流传感器196被设置在将电磁感应线圈113与整流器180连结的电力线上,并对受电电流Ire进行检测。所检测出的受电电压Vre以及受电电流Ire被发送至车辆ECU300,并利用于传送效率的运算中。
[0085] 另外,虽然在图2中图示了,在受电部110以及输电部220中分别设置有电磁感应线圈113、223的结构,但是也可以采用在受电部110以及输电部220中不设置电磁感应线圈113、223的结构。在该情况下,虽然在图2中未图示,但在输电部220中谐振线圈221被连接在匹配器260中,在受电部110中谐振线圈111被连接在整流器180中。
[0086] (电力传送的原理)
[0087] 图3为从输电设备200向车辆100进行电力传送时的等效电路图。参照图3,输电设备200的输电部220包括:谐振线圈221、电容器222、电磁感应线圈223。
[0088] 电磁感应线圈223与谐振线圈221隔有预定的间隔,并且例如被设置在与谐振线圈221大致同轴上。电磁感应线圈223通过电磁感应而与谐振线圈221进行磁耦合,并通过电磁感应而向谐振线圈221供给从电源装置210供给的高频电力。
[0089] 谐振线圈221与电容器222一同形成LC谐振电路。另外,如后文叙述,在车辆100的受电部110中也形成LC谐振电路。通过谐振线圈221以及电容器222而形成的LC谐振电路的固有频率与受电部110的LC谐振电路的固有频率的差为,前者的固有频率或后者的固有频率的±10%以下。而且,谐振线圈221从电磁感应线圈223通过电磁感应而接受电力,并以非接触的形式向车辆100的受电部110进行输电。
[0090] 另外,电磁感应线圈223是为了使从电源装置210向谐振线圈221的供电变得容易而被设置的部件,也可以不设置电磁感应线圈223而直接将电源装置210连接在谐振线圈221上。此外,电容器222是为了对谐振电路的固有频率进行调节而被设置的部件,在利用谐振线圈221的杂散电容而得到所希望的固有频率的情况下,也可以采用不设置电容器222的结构。
[0091] 车辆100的受电部110包括:谐振线圈111、电容器112、电磁感应线圈113。谐振线圈111与电容器112一起形成了LC谐振电路。如上文所述,通过谐振线圈111以及电容器112而形成的LC谐振电路的固有频率、与输电设备200的输电部220中的通过谐振线圈221以及电容器222而形成的LC谐振电路的固有频率的差为,前者的固有频率或后者的固有频率的±
10%。而且,谐振线圈111以非接触的形式从输电设备200的输电部220接受电力。
[0092] 电磁感应线圈113与谐振线圈111隔有预定的间隔,例如被设置在与谐振线圈111大致同轴上。电磁感应线圈113通过电磁感应而与谐振线圈111进行磁结合,并且通过电磁感应而提取通过谐振线圈111而接受的电力并向电气负载装置118输出。另外,电气负载装置118为概括地表示整流器180(图2)之后的电气设备的装置。
[0093] 另外,电磁感应线圈113是为了使来自谐振线圈111的电力易于提取而设置的部件,也可以不设置电磁感应线圈113而直接将整流器180连接于谐振线圈111上。此外,电容器112是为了对谐振电路的固有频率进行调节而设置的部件,在利用谐振线圈111的杂散电容而得到所期望的固有频率的情况下,也可以设为不设置电容器112的结构。
[0094] 在输电设备200中,从电源装置210向电磁感应线圈223被供给高频的交流电,并利用电磁感应线圈223而向谐振线圈221供给电力。于是,能量(电力)通过被形成在谐振线圈221与车辆100的谐振线圈111之间的磁场而从谐振线圈221向谐振线圈111移动。向谐振线圈111移动的能量(电力)利用电磁感应线圈113而被取出,并向车辆100的电气负载装置118被传送。
[0095] 如上所述,在该电力传送系统中,输电设备200的输电部220的固有频率与车辆100的受电部110的固有频率的差为,输电部220的固有频率或受电部110的固有频率的±10%以下。通过将输电部220以及受电部110的固有频率设定在该范围中,从而能够提高电力传送效率。另一方面,当上述的固有频率的差变得大于±10%时,电力传送效率将会低于10%,从而可能会产生电力传送时间变长等的弊端。
[0096] 另外,输电部220(受电部110)的固有频率是指,构成输电部220(受电部110)的电路(谐振电路)在进行自由振动时的振动频率。另外,在构成输电部220(受电部110)的电路(谐振电路)中,将制动力或电阻实质性地设为零时的固有频率也称为输电部220(受电部110)的谐振频率。
[0097] 使用图4以及图5,对分析了固有频率的差与电力传送效率之间的关系的模拟结果进行说明。图4为表示电力传送系统的模拟模型的图。此外,图5为表示输电部以及受电部的固有频率的偏差与电力传送效率之间的关系的图。
[0098] 参照图4,电力传送系统89具备输电部90、受电部91。输电部90包括第一线圈92、第二线圈93。第二线圈93包括谐振线圈94、被设置在谐振线圈94上的电容器95。受电部91具备第三线圈96、第四线圈97。第三线圈96包括谐振线圈99和与该谐振线圈99连接的电容器98。
[0099] 将谐振线圈94的电感设为电感Lt,将电容器95的静电电容设为静电电容C1。此外,将谐振线圈99的电感设为电感Lr,将电容器98的静电电容设为静电电容C2。当以此方式设置各个参数时,第二线圈93的固有频率f1如下述的式(1)所示,第三线圈96的固有频率f2如下述的式(2)所示。
[0100] f1=1/{2π(Lt×C1)1/2}…(1)
[0101] f2=1/{2π(Lr×C2)1/2}…(2)
[0102] 在此,在图5中示出,在使电感Lr以及静电电容C1、C2为固定并仅使电感Lt发生了变化的情况下,第二线圈93以及第三线圈96的固有频率的偏差与电力传送效率之间的关系。另外,在该模拟中,谐振线圈94以及谐振线圈99的相对的位置关系设为固定,进而,被供给至第二线圈93的电流的频率为恒定。
[0103] 在图5所示的曲线图中,横轴表示固有频率的偏差(%),纵轴表示恒定频率的电流时的电力传送效率(%)。固有频率的偏差(%)如下述的式(3)所示。
[0104] (固有频率的偏差)={(f1-f2)/f2}×100(%)…(3)
[0105] 从图5中可明确看出,在固有频率的偏差(%)为0%时,电力传送效率接近于100%。在固有频率的偏差(%)为±5%时,电力传送效率成为40%左右。在固有频率的偏差(%)为±10%时,电力传送效率成为10%左右。在固有频率的偏差(%)为±15%时,电力传送效率成为5%左右。即可以看出,通过以使固有频率的偏差(%)的绝对值(固有频率的差)成为第三线圈96的固有频率的10%以下的范围的方式对第二线圈93以及第三线圈96的固有频率进行设定,从而能够将电力传送效率提高到实用的级别。由于当以使固有频率的偏差(%)的绝对值成为第三线圈96的固有频率的5%以下的方式对第二线圈93以及第三线圈
96的固有频率进行设定时,能够进一步提高电力传送效率,因此更为优选。另外,作为模拟软件,采用了电磁场分析软件(JMAG(注册商标):株式会社JSOL制)。
[0106] 再次参照图2,输电设备200的输电部220以及车辆100的受电部110,通过被形成在输电部220与受电部110之间且以特定的频率进行振动的磁场、以及被形成在输电部220与受电部110之间且以特定的频率进行振动的电场中的至少一方,而以非接触的形式授受电力。优选为,输电部220与受电部110的耦合系数k在0.1以下,并且通过利用电磁场而使输电部220与受电部110进行谐振(共振),从而从输电部220向受电部110传送电力。
[0107] 在此,对被形成在输电部220的周围的特定的频率的磁场进行说明。“特定的频率的磁场”典型而言,与电力传送效率和被供给至输电部220的电流的频率具有关联性。在此,首先,对与电力传送效率和被供给至输电部220的电流的频率之间的关系进行说明。从输电部220向受电部110传送电力时的电力传送效率根据输电部220以及受电部110之间的距离等各种因素而发生变化。例如,将输电部220以及受电部110的固有频率(谐振频率)设为f0,将被供给至输电部220的电流的频率设为f3,将输电部220以及受电部110之间的气隙设为气隙AG。
[0108] 图6为表示在将固有频率f0固定了的状态下使气隙AG发生变化时的电力传送效率与被供给至输电部22的电流的频率f3之前的关系的曲线图。参照图6,横轴表示被供给至输电部220的电流的频率f3,纵轴表示电力传送效率(%)。效率曲线L1模式化地表示在气隙AG较小时的电力传送效率、与被供给至输电部220的电流的频率f3之间的关系。如该效率曲线L1所示,在气隙AG较小的情况下,电力传送效率的峰值在频率f4、f5(f4<f5)中产生。当使气隙AG设为较大时,电力传送效率变高时的两个峰值以相互靠近的方式发生变化。而且,如效率曲线L2所示,当使气隙AG设为大于预定距离时,电力传送效率的峰值变为一个,在被供给至输电部220的电流的频率为频率f6时电力传送效率成为峰值。当使气隙AG设为与效率曲线L2的状态相比更大时,如效率曲线L3所示,电力传送效率的峰值变小。
[0109] 例如,作为用于实现提高电力传送效率的方法而考虑到如下的方法。作为第一方法而考虑到如下的方法,即,通过以与气隙AG配合的方式将被供给至输电部220的电流的频率设为恒定,并使电容器222和电容器112的静电电容发生变化,从而使输电部220与受电部110之间的电力传送效率的特性发生变化。具体而言,在将被供给至输电部220的电流的频率设为恒定的状态下,以使电力传送效率成为峰值的方式对电容器222以及电容器112的静电电容进行调节。在该方法中,与气隙AG的大小无关地,流入到输电部220以及受电部110的电流的频率为恒定。另外,作为使电力传送效率的特性发生变化的方法,可以采用利用输电设备200的匹配器260的方法、和利用在车辆100中被设置在整流器180与蓄电装置190之间的转换器(未图示)的方法等。
[0110] 此外,第二方法为,根据气隙AG的大小而对被供给至输电部220的电流的频率进行调节的方法。例如,在电力传送特性成为效率曲线L1的情况下,将频率f4或f5的电流供给至输电部220。在频率特性成为效率曲线L2、L3的情况下,将频率f6的电流供给至输电部220。该情况下,以与气隙AG的大小配合的方式使流向输电部220以及受电部110的电流的频率发生变化。
[0111] 在第一方法中,流经输电部220的电流的频率为被固定的恒定的频率,在第二方法中,流经输电部220的频率为根据气隙AG而被适当地变化的频率。通过第一方法和第二方法等,从而以电力传送效率变高的方式被设定的特定的频率的电流被供给至输电部220。通过向输电部220流入特定的频率的电流,从而在输电部220的周围形成以特定的频率进行振动的磁场(电磁场)。受电部110通过被形成在受电部110与输电部220之间且以特定的频率进行振动的磁场而从输电部220接受电力。因此,“以特定的频率进行振动的磁场”并非必须限定为被固定的频率的磁场。另外,虽然在上述的示例中,着眼于气隙AG而对被供给至输电部220的电流的频率进行设定,但是电力传送效率也因如输电部220以及受电部110的于平方向上的偏差等其它的因素也发生变化,因此有时也会根据该其它的因素而对被供给至输电部220的电流的频率进行调节。
[0112] 另外,虽然在上述的说明中,对作为谐振线圈而采用了螺旋状线圈的示例进行了说明,但是作为谐振线圈,在采用了弯折线等天线等的情况下,通过向输电部220流入特定的频率的电流,从而在输电部220的周围形成特定的频率的电场。而且,通过该电场而在输电部220与受电部110之间实施电力传送。
[0113] 在该电力传送系统中,通过利用电磁场中“静电磁场”为支配性的近场(瞬逝场),从而实现输电以及受电效率的提高。
[0114] 图7为表示距电流源(磁流源)的距离与电磁场的強度之间的关系的图。参照图7,电磁场由三个成分组成。曲线k1为与距波源的距离成反比例的成分,并被称为“辐射电磁场”。曲线k2为与距波源的距离的平方成反比例的成分,被称为“感应电磁场”。此外,曲线k3为与距波源的距离的3次方成反比例的成分,被称为“静电磁场”。另外,当将电磁场的波长设为“λ”时,“辐射电磁场”与“感应电磁场”与“静电磁场”的強度成为大致相等的距离,能够以λ/2π来表示。
[0115] “静电磁场”为电磁波的強度与距波源的距离一起急剧减少的区域,在该实施方式所涉及的电力传送系统中,利用该“静电磁场”为支配性的近场(瞬逝场)而实施能量(电力)的传送。即,在“静电磁场”为支配性的近场中,通过使接近的具有固有频率的输电部220以及受电部110(例如一对LC谐振线圈)进行共振,从而从输电部220向另一方的受电部110传送能量(电力)。由于该“静电磁场”不向远方传播能量,因此与通过将能量传播至远方的“辐射电磁场”而传送能量(电力)的电磁波相比,共振法能够以更少的能量损失进行输电。
[0116] 以此方式,在该电力传送系统中,通过利用电磁场而使输电部220与受电部110进行谐振(共振),从而在输电部220与受电部110之间以非接触的形式进行电力传送。而且,输电部220与受电部110之间的耦合系数(k)为例如0.3以下左右,优选为在0.1以下。当然,也能够将耦合系数(k)采用在0.1~0.3左右的范围中。耦合系数(k)并不限定于这样的数值,能够采用使电力传送良好的各种值。
[0117] 另外,将电力传送中的、如上述这种的输电部220与受电部110的耦合称为例如,“磁共振耦合”、“磁场(磁场)共振耦合”、“磁场谐振(共振)耦合”、“近场谐振(共振)耦合”、“电磁场(电磁场)谐振耦合”、“电场(电场)谐振耦合”等。“电磁场(电磁场)谐振耦合”是指,包括“磁共振耦合”、“磁场(磁场)共振耦合”、“电场(电场)谐振耦合”中的任意一种的耦合。
[0118] 当输电部220与受电部110以如上所述的方式通过线圈而被形成的情况下,输电部220与受电部110主要通过磁场(磁场)而耦合,并形成“磁共振耦合”或“磁场(磁场)共振耦合”。另外,在输电部220与受电部110中也能够采用例如弯折线等的天线,在该情况下,输电部220与受电部110主要通过电场(电场)而耦合,并形成“电场(电场)共振耦合”。
[0119] (输电设备与车辆之间的配对确认控制的说明)
[0120] 以如上所述这种的非接触的形式传递电力的车辆供电系统中,不实施用于输电设备与车辆之间的电力传递的有线连接。因此,在多数情况下,关于输电设备与车辆之间的信息传递也利用无线通信而实施,在输电设备以及车辆中,根据通过无线通信而得到的信息而实施相互认证。
[0121] 在无线通信中,当在其通信范围内存在可通信的多个设备(车辆、输电设备)时,能够独立地与各个设备进行通信。因此,在如商业设施的停车场那样相邻的多个泊车空间内设置有上述的非接触供电系统的如图1所示的情况下,可能成为输电设备与多个车辆进行通信,而且车辆与多个输电设备进行通信的状态。
[0122] 于是,在各个设备中,可能成为输电或者受电的对象的对方的设备存在多个。因此,为了适当地实施从输电设备向车辆的电力供给,从而需要准确地对应该输电或者受电的对方的设备进行特定并配对。
[0123] 当在输电设备与车辆未被正确地配对的状态下执行输电动作时,在输电设备中无法正确地掌握被搭载于车辆上的蓄电装置的状态,而会实施基于另外的车辆的蓄电装置的状态的输电。于是,可能会发生蓄电装置的充电不足或者相反地由于无法适当地停止充电而将会过度充电。由此,可能会无法进行用户所希望的充电或招致设备的故障或恶化。
[0124] 此外,在利用公共的输电装置而实施蓄电装置的充电的情况下,存在根据充电量而被收取费用的情况。因此,在输电设备与车辆未被正确地配对的状态下,可能该车辆的费用信息与另外的车辆所被收取的费用信息相混淆。
[0125] 因此,在本实施方式1中,实施如下的确认控制,即,通过在从输电设备向车辆输电的动作的执行过程中,有意地使输电电力发生变化,并在车辆中能否适当地掌握该变化,从而对车辆与输电设备的配对进行确认。通过实施此种控制,从而例如即使在输电设备与车辆未被正确地配对的状态下输电动作被开始进行的情况下,也能够对输电过程中的不适当的配对进行检测。
[0126] 而且,在检测出了配对不正确的情况下,通过在修改为正确的配对的同时,将收费信息等的与输电有关的信息应用于修改后的正确的配对中,从而能够适当地对此前的输电经历进行继承。
[0127] 图8为用于对在实施方式1中,输电设备200与车辆100的配对正常的情况下的概要的通信顺序进行说明的图。
[0128] 参照图8,在从输电设备200向车辆100进行正常的供电时,例如考虑到以3kW的电力从输电设备200向车辆100进行输电的情况。而且,例如,从输电开始起经过了预先设定的时间以后、或以预定的时间间隔,而开始进行确认控制。
[0129] 当确认控制开始进行时,首先,从输电设备200向通过当前的无线通信而作为输电对象而被特定的车辆100发出表示开始进行该确认控制中的检查的含义的预告通知。由此,在车辆10中,将识别到执行了来自输电设备200的电力变更的情况。
[0130] 车辆100响应该通知,而对输电设备200输出电力变更指令。而且,输电设备200将输电电力从例如当前的3kW向1kW进行降低。该电力变更通过使输电电流以及输电电压中的至少一方发生变化来实施。
[0131] 此时,虽然在车辆100中检测出输电电力的变化,但是由于预先被告知开始进行确认控制的通知,因此车辆100判断为,该电力变化为由确认控制实施的变化,且与输电设备200的配对是正确的。
[0132] 而且,车辆100相对于输电设备200发送表示配对正确的信号。输电设备200对此进行响应,而向车辆100通知确认控制的结束,并且使输电电力从1kW回复至3kW并开始进行正常供电。
[0133] 另外,在图8中,针对来自输电设备200的确认控制的预告而发出车辆100的电力变更指令并非是必需的,也可以采用如下的方式,即,根据在输出预告通知后预定的条件的成立(例如,经过预定时间)的情况,而使输电设备200自行变更电力。
[0134] 接下来,使用图9,对输电设备与车辆的配对为异常的情况下的概要的通信顺序进行说明。图9中,在无线通信中,设为识别出图1中的输电设备200A(输电设备1)与车辆100A(车辆A)成为一组并且输电设备200B(输电设备2)与车辆100B(车辆B)成为一组。但是,实际上,车辆A泊车于输电设备2的泊车空间中,从输电设备2向车辆A供给有电力。另一方面,车辆B泊车于输电设备1的泊车空间中,从输电设备1向车辆B供给有电力。
[0135] 在此种状态下,在输电设备1中,当开始进行确认控制时,从输电设备1向作为当前输电对象而被特定的车辆A发出控制开始的预告通知。而且,使来自输电设备1的输电电力例如从3kW向1kW降低。
[0136] 但是,实际上,被输电至车辆B的电力降低,而在车辆A中所接受的电力没有发生变化。车辆A根据从接收到来自输电设备1的预告通知起预定期间内输电电力未发生变化的情况,而判断为配对为异常。而且,车辆A对输电设备1实施表示配对的异常的通知。
[0137] 当输电设备1根据来自车辆A的异常通知而识别到发生了关于配对的误认时,对另外的输电设备实施表示发生了误认的通知,并且停止输电。
[0138] 在车辆B中,根据无预告而输电被突然停止的情况,而向输电设备2发送异常停止通知。输电设备2无论是否正在执行输电,均根据所接收到的来自车辆B的异常停止通知与来自输电设备1的误认通知,而判断为输电设备1中的配对的识别与输电设备2中的配对的识别颠倒。而且,输电设备2停止输电电力。
[0139] 另外,虽然图9中未显示,但是也可以采用如下的方式,即,在车辆B中,在无预告而输电电力下降了的情况下向输电设备2发出异常通知。
[0140] 此后,输电设备1根据输电设备2中的判断结果,而对车辆A、B以及输电设备2而实施对当前所识别出的ID的变更进行指示的通知。此外,在输电设备1中也对所识别出的车辆的ID进行变更。由此,在各设备中的配对变为正常。另外,来自车辆B的异常停止通知或者与其相应对的输电设备2的判断结果对应于本发明中的“因输电电力的变化而获得的信息”。
[0141] 此后,在输电设备1与输电设备2之间,对车辆A、B的目前为止的输电信息进行替换。由此,适当地识别出被搭载在输电对象的车辆中的蓄电装置的SOC的状态或收费信息。
[0142] 而且,输电设备1将表示确认控制的结束的通知向车辆A、B以及输电设备2发送,并且向输电设备2发送输电再次开始的指令。
[0143] 此后,从输电设备1以及输电设备2开始进行电力的供给。由此,能够使通信上的对方设备的识别与实际的设备的对应相一致。即,在输电设备中,适当地特定从输电设备应该进行输电的输电对象的车辆,在车辆中,适当地特定应该对该车辆实施输电的输电设备。
[0144] 接下来,使用图10以及图11,对实施方式1中的确认控制处理进行详细的说明。图10为表示由车辆100的车辆ECU300所执行的处理的流程图。图11为表示由输电设备200的输电ECU240所执行的处理的流程图。关于图10以及图11所示的流程图中的各个步骤,通过使分别被预先储存在车辆ECU300以及输电ECU240中的程序从主流程中被读取,并响应预定周期或者预定的条件的成立而被执行,从而被实现。或者,关于一部分步骤,也可以通过构筑专用的硬件(电子电路)来实现处理。
[0145] 参照图10,首先对车辆100中的处理进行说明。车辆ECU300在步骤(以下,将步骤省略为S)100中,对当前是否处于受电中进行判断。
[0146] 在未处于受电中的情况下(S100中为否),由于不需要进行配对的确认,因此车辆ECU300跳过此后的处理并结束处理。
[0147] 在处于受电中的情况下(S100中为是),处理进入S110,车辆ECU300对是否从输电设备接收到了检查开始通知(预告通知)进行判断。
[0148] 在接收到了检查开始通知的情况下(S110中为是),处理进入S120,车辆ECU300进一步对从输电设备被输电的电力是否降低进行判断。
[0149] 在来自输电设备的输电电力降低了的情况下(S120中为是),处理进入S130,车辆ECU300在该确认控制中,判断为车辆100与输电设备之间的配对为正常,并向输电设备发送表示正常的情况的通知。此后,在S160中,当从输电设备接收到检查结束通知时,车辆ECU300对来自输电设备的有无输电进行确认(S170),在正在获得输电的情况下(S170中为是),再次开始接受电力(S180)。
[0150] 在S120中,来自输电设备的输电电力没有降低的情况下(S120中为否),处理进入S125,车辆ECU300对从接收到检查开始通知以后是否经过了预定的预定时间进行判断。
[0151] 在尚未经过预定时间的情况下(S125中为否),处理返回至S120。另一方面,在经过了预定时间的情况下(S125中为是),处理进入S135,车辆ECU300判断为车辆100与输电设备之间的配对为异常,并向输电设备发送该表示此含义的通知。
[0152] 此后,响应于通过输电设备而使输电被停止的情况,车辆ECU300停止接受电力(S140)。而且,在S150中,车辆ECU300从输电设备取得正确配对的输电设备的ID,并对配对的识别进行变更。
[0153] 而且,车辆ECU300当从输电设备接收检查结束通知(S160),并再次开始进行来自输电设备的输电时(S170中为是),再次开始接受电力(S180)。
[0154] 在S110中未接收到检查开始通知的情况下(S110中为否),处理进入S115,车辆ECU300对来自输电设备的输电电力是否已停止进行判断。
[0155] 在从输电设备的输电电力尚未停止的情况下(S115中为否),由于不是确认控制的对象车辆且输电在继续进行中,因此车辆ECU300判断为至少执行确认控制的车辆与输电装置的配对没有替换而处于正常的可能性较高(S116)。然后,车辆ECU300结束处理。
[0156] 另一方面,当从输电设备停止了输电电力的情况下(S115中为是),由于在没有确认控制的开始通知的情况下输电电力突然停止,因此车辆ECU300判断为在S136中发生了异常停止,并向输电设备发送表示该含义的信号。
[0157] 此后,车辆ECU300停止受电动作(S140)并且取得来自输电设备的ID变更通知并变更为正确的配对(S150)。
[0158] 而且,车辆ECU300当从输电设备接收检查结束通知(S160),并且来自输电设备的输电再次开始时(S170中为是),再次开始接受电力(S180)。
[0159] 接下来,参照图11,对在输电设备200的输电ECU240中所执行的处理进行说明。
[0160] 输电ECU240在S200中,对确认控制的开始时刻是否到来进行判断。作为确认控制的开始时刻,例如能够采用从输电开始起经过了预先设定的期间之后每隔固定期间、或者根据输电电力与受电电力之间的电力差而推断出配对的异常的情况等。另外,确认控制的时刻优选为,尽可能不与接近的输电设备设为同一时刻。例如,将上述的预定的期间针对每个输电设备而设定为不同的值,或利用图13等在后文叙述的具有管理服务器的结构中由管理服务器来对时刻进行调节。由此,由于抑制了在多个输电设备中确认控制以平行的方式被执行的情况,因此能够提高通过一次的确认控制而切实地对异常进行检测的可能性。
[0161] 在开始时刻到来的情况下(S200中为是),输电ECU240在S210中,对被识别为目前正在进行配对的对应车辆发送检查开始通知。而且,输电ECU240在S220中,将输电电力降低至预先设定的电力。另外,在S220中的电力变更并不限定于使电力降低,也可以采用电力的停止或者在容许的范围内増加电力的方式。
[0162] 此后,输电ECU240在S230中,对相对于正在配对的车辆中的电力变更的检查结果是否为正常进行判断。在检查结果为正常的情况下(S230中为是),处理进入S280,输电ECU240向车辆发出确认控制的结束通知,并且恢复至正常供电时的电力(S290),从而结束处理。
[0163] 另一方面,在检查结果为异常的情况下(S230中为否),处理进入S240,输电ECU240停止输电。而且,输电ECU240向另外的输电设备发送表示发生了配对的误认的信号(S250)。
[0164] 输电ECU240根据来自由于异常停止而进行配对的识别被替换的输电设备的信息而选择适当的ID信息,并向车辆以及其它的输电设备发送ID变更通知(S260)。此后,在S270中,输电ECU240在配对的识别被替换的输电装置之间实施输电信息的替换。
[0165] 然后,输电ECU240向车辆通知确认控制的结束,并且以通常供电时的电力使输电再次开始(S290)。
[0166] 在S200中,在确认控制的开始时刻未到来的情况下(S200中为否),处理进入S215,输电ECU240对正在进行配对的车辆中是否发生了输电电力的异常停止进行判断。
[0167] 在输电电力的异常停止未发生的情况下(S215中为否),由于在正常地继续进行输电,因此输电ECU240结束处理。
[0168] 在发生了输电电力的异常停止的情况下(S215中为是),输电ECU240判断为当前正在实施输电的车辆与正在实施通信的车辆不同,处理进入S216并停止输电电力。
[0169] 而且,输电ECU240根据从其它的输电设备被发送过来的误认通知,从而对正确的配对的输电装置进行判断,并对自身的ID信息进行变更并且将其ID信息向他的输电装置发送
[0170] 此后,当接收到来自其它的输电设备的检查结束通知时(S218中为是),处理进入S290,输电ECU240再次开始输电。
[0171] 通过根据如上所述的处理而实施控制,从而能够在输电动作的执行过程中,对当前识别出的输电设备与车辆的配对是否正常进行判断。而且,在被判断为配对异常时,修改为适当的配对,并且与此相对应地将至此为止的与输电相关的信息对应于适当的配对而在输电设备之间进行替换。由此,能够防止由于不适当的配对而可能产生的蓄电装置的充电不足以及充电过度,并能够纠正随着输电而产生的费用。
[0172] 另外,关于被判断为配对处于异常后的ID以及信息的替换控制,虽然在图9中,图示了对车辆以及输电设备进行特定并对它们的ID以及信息进行替换的方法,但是关于该替换控制也能够采用其它的方法。
[0173] 具体而言,例如如图12所示,关于被判断为配对异常的车辆A、B,也可以采用再次搜寻所对应的输电设备的方式。
[0174] 参照图12,当在执行了确认控制的输电设备1中检测出配对的异常时,输电设备1对关于自身以及输电设备2的定时器值T1、T2(T1<T2)进行设定,并将所设定出的定时器值T2发送至输电设备2。而且,对车辆A、B发送再次开始的要求信号,并实施输电设备的搜寻。
[0175] 接收到再次开始要求信号的车辆A、B不对对方的输电设备进行特定,而向所有的输电设备一齐发送充电要求信号。
[0176] 输电设备1大致同时接收来自车辆A、B的多个充电要求信号,并且响应此情况,在从接收到两个充电要求信号时起经过了预先设定的定时器值T1的时刻,执行使用了小于在通常的充电动作中所使用的电力的微小电力的输电(以下,也称为“测试输电”)。此时的测试输电仅通过输电设备1而被执行。
[0177] 通过输电设备1的测试输电而被供给的电力通过车辆B而被接受。由于在该阶段中,在车辆B中无法判断出是从哪个输电设备所供给的电力,因此车辆B响应电力的接受,不对对方的输电设备进行特定而对所有的输电设备统一发送附带ID的受电成功通知。
[0178] 输电设备1通过接收来自车辆B的受电成功通知从而识别出测试输电的电力由车辆B接受并且配对的对方为车辆B。而且,输电设备1对车辆B通知ID,由此,在车辆B中也识别出配对的对方为输电设备1。
[0179] 在输电设备2中也同样地,大致同时接收到来自车辆A、B的多个充电要求信号。响应于此,输电设备2在经过了之前由输电设备1而被设定的定时器值T2后执行测试输电。由输电设备2的测试输电而被供给的电力被车辆A接受。由于在该阶段中,在车辆A无法判断出是从哪个输电设备所供给的电力,因此车辆A响应电力的接受,不对对方的输电设备进行特定而对所有的输电设备统一发送附带ID的受电成功通知。
[0180] 输电设备2通过接收来自车辆A的受电成功通知,从而识别出测试输电的电力被车辆A接受并且配对的对方为车辆A。而且,输电设备2相对于车辆A通知ID,由此在车辆A中也识别出配对的对方为输电设备2。
[0181] 此后,在输电设备1与输电设备2之间,到此的与输电有关的信息被替换,从而确认控制结束。
[0182] 另外,关于上述的测试输电,并不限定于使用微小的电力的情况。例如,虽然电力的大小与通常的充电动作时相同,但是也可以采用以非常短的时间内以脉冲状地将电力进行输电。
[0183] [实施方式2]
[0184] 在实施方式1中,多个输电设备中的每一个输电设备以独立的方式进行输电动作的控制以及实施与车辆和另外的输电设备之间的通信的情况为示例而进行了说明。
[0185] 另一方面,有时在具有多个输电设备的输电装置中,设置有对整体进行综合管理用的控制装置(以下,也称为“管理服务器”)。通过设置此种管理服务器,从而具有如下的优点,即,如上述的测试输电的时刻等那样,输电设备间的调节变得容易,或者输电设备间的信息的授受变得容易等。特别是,由于在输电设备的数量非常多的大规模的停车场等中,当在输电设备彼此间独立地进行调节时有时控制会变得复杂,因此优选为使用管理服务器而综合地进行控制。
[0186] 另外,作为具有管理服务器的结构,能够采用主要在图13以及图14中所示的结构。
[0187] 在图13中所示的车辆供电系统10A的输电装置20A除了图1中所示的输电设备200A、200B、200C之外,还设置有管理服务器30。管理服务器30通过有线通信而与各个输电设备连接,并与各个输电设备的输电ECU通信(图2)。在该结构中,各个输电设备的控制在被包含于各个输电设备的输电ECU中被执行。另一方面,管理服务器30执行各输电设备中的通用控制以及综合控制。
[0188] 与各个车辆的通信在被包含于管理服务器30中的通信部31中被实施。管理服务器30接收从各车辆向输电设备传递的信息,并将该信息向对象的输电设备发送。此外,管理服务器30接收从各输电设备向车辆传递的信息,并将该信息向对象的车辆发送。
[0189] 此外,在图14的车辆供电系统10B中被图示的输电装置20B中设置有控制装置30B,所述控制装置30B具备了在图13中的管理服务器30以及各输电设备的电源装置210A~210C的功能。控制装置30B与各个车辆进行无线通信并且对多个输电部220A~220C中的输电动作进行控制。
[0190] 图14中的这种结构对于比较小规模的系统比较有效,通过使控制功能与电源部一体化从而能够削减设备的设置空间和设置費用。
[0191] 相反,当在大规模的系统中应用如图14中的这种结构时,则存在到各个输电部为止的高频电力传递用的电缆增长、或者控制用的软件的量变得庞大且复杂的可能性。因此,在大规模的系统中,优选为,如图13所示,在管理服务器中仅实施综合的控制、并使各个输电部的控制在被包含在输电设备中的输电ECU中实施的分散控制。另外,作为上述的图13以及图14的中间结构,也可以将电源部以及匹配器配置于各输电设备内,并且它们的控制通过被包括在管理服务器中的控制装置来实施。
[0192] 接下来,使图15以及图16,对具有管理服务器的如图13中的这种结构的情况下的、配对的确认控制的概要的通信顺序进行说明。图15为对应于实施方式1的图8的、配对为正常的情况下的通信顺序。图16为对应于实施方式1的图9的、配对为异常的情况下的通信顺序。
[0193] 在图15中,如与图8进行比较,则车辆100与输电设备200之间的信息传递是经由管理服务器30而被实施的这一点上有所不同。
[0194] 即,当在输电执行中执行确认控制的时刻到来时,管理服务器30向执行确认控制的对象的车辆100实施开始进行检查的预告通知,并且向被识别为当前正在配对的输电设备200发送电力变更通知。
[0195] 响应该电力变更通知,输电设备200将输电电力例如从3kW变更至1kW。在图15的情况中,由于配对正常,因此在车辆100中检测出输电电力的变化,车辆100向管理服务器30发送表示配对正确的信息。
[0196] 管理服务器30根据来自车辆100的信息而判断为配对正常,并对车辆100以及输电设备200通知确认控制的结束。此后,来自输电设备200的电力例如从1kW恢复至3kW,并再次开始进行通常的供电。
[0197] 在图16中,若与实施方式1中的图9进行比较,则车辆与输电设备之间的信息传递经由管理服务器30而被实施的这一点上有所不同。因此,在图16中不重复进行对各通信顺序的详细的说明,向各车辆以及各输电设备的指令与图15同样地从管理服务器30中被发出。
[0198] 此外,配对的异常的判断、ID变更的通知以及输电信息的替换也由管理服务器30来执行。
[0199] 以此方式,即使在设置对多个输电设备进行综合控制的管理服务器的结构中,也与实施方式1同样地,能够在输电动作的执行过程中,对当前进行识别出的输电设备与车辆的配对是否正常进行判断,并且在配对为异常的情况下修改为适当的配对。
[0200] 另外,在图16中,关于ID以及信息的替换控制,也能够应用如图12中的结构。
[0201] [实施方式3]
[0202] 在实施方式1、2中,对于输电装置对配对的异常进行判断的结构进行了说明。
[0203] 在实施方式3中,主要以车辆为主体而对配对的异常进行判断的结构进行说明。
[0204] 图17为在实施方式3中对输电设备与车辆的配对为异常的情况下的概要通信顺序进行说明的图。在图17中,也与实施方式1、2相同地,在通信中识别出车辆A与输电设备1配对,车辆B与输电设备2配对,而实际上从输电设备1向车辆B输电,从输电设备2向车辆A输电。
[0205] 参照图17,在执行输电动作的期间内,响应预定的确认时刻到来的情况,车辆A向输电设备1通知确认控制的开始。响应该通知,输电设备1将输电电力例如从3kW向1kW降低。
[0206] 但是,由于从输电设备1相对于车辆B实施有输电,因此在车辆A中,检测不到输电电力的下降,由此车辆A识别出配对的异常。而且,车辆A对输电设备1通知表示配对的异常的信息,并且对另外的车辆以及输电设备通知发生了配对的误认。而且,输电设备1响应来自车辆A的异常通知而停止输电。
[0207] 在此时,在车辆B中,由于输电电力突然停止,因此对车辆A以及输电设备2发送表示异常停止的通知。响应于此,输电设备2停止输电。
[0208] 由此,车辆A识别出输电设备2为对应车辆A的输电设备。而且,从车辆A相对于车辆B以及输电设备1、2发送ID变更通知。在各个设备中,根据来自车辆A的ID变更通知而对对方设备的识别进行变更。由此,成为正确的配对。
[0209] 此后,在输电设备1与输电设备2之间与输电相关的信息被替换。而且,从车辆A相对于各个设备通知确认控制的结束以及输电再次开始指令,从而以正确的配对再次开始输电。
[0210] 通过设定这样的结构,从而在车辆中,在输电动作的执行过程中,能够对当前识别出的输电设备与车辆的配对是否正常进行判断,并且在配对为异常的情况下修改为适当的配对。
[0211] 另外,在如实施方式2这样输电装置具有综合的管理服务器的情况下,也可以如实施方式3这样主要在车辆中对配对的异常进行检测。
[0212] 应该认为此次所公开的实施方式中的所有的点均为示例而并不是限制性的内容。本发明的范围并不通过上述所进行的说明来表示而是通过权利要求书来表示,且意在包含与权利要求书等同的含义以及范围内的全部的变更。
[0213] 符号说明
[0214] 10、10A、10B 车辆供电系统,20、20A、20B 输电装置,30、30B 管理服务器,31、160、230、230A~230C 通信部,89 电力传送系统,90、220 输电部,91、110 受电部,92、93、96、97 线圈,94、99、111、221 谐振线圈,95、98、112、222 电容器,100、100A、100B 车辆,113、223 电磁感应线圈,115 SMR,118 电气负载装置,120 PCU,130 电动发电机,140 动力传递齿轮,150 驱动轮,155 驱动装置,170 CHR,180 整流器,190 蓄电装置,195 电压传感器,196 电流传感器,200,200A~200C 输电设备,210,210A~210C 电源装置,250 电源部,260 匹配器,270 车辆检测部,300 车辆ECU,400 商用电源。
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