非接触充电系统的制作方法

1.本发明涉及一种以非接触方式对车载的电池进行充电的非接触充电系统。


背景技术：

2.在非接触供电系统中，提出了一种技术方法：当探测到生物体时，限制供电电力，若限制供电电力的时间(根据当前的充电状态(state of charge，soc)与结束充电的soc之差而算出)长于设定时间，则向外部进行告知(例如参照专利文献1)。
3.在无线(wireless)电力传输系统中，提出了一种技术方法：当探测到有人靠近车辆时，抑制从送电部向受电部的送电电力(例如参照专利文献2)。
4.[现有技术文献]
[0005]
[专利文献]
[0006]
[专利文献1]日本专利第5218576号公报
[0007]
[专利文献2]日本专利特开2012
‑
005226号公报


技术实现要素：

[0008]
[发明所要解决的问题]
[0009]
但是，若每当在车辆周边探测到异物或生物体时便无条件地停止充电，则搭载于所述车辆的电池的充电完成时期有可能不必要地推迟。而且，若每当充电停止时便催促用户去除异物或生物体，则有可能让所述用户感到麻烦。
[0010]
因此，本发明的目的在于提供一种系统，在以非接触方式来对搭载于车辆的电池进行充电时，即使在探测到异物存在的情况下，也能够实现所述电池的充电所需期间的缩短。
[0011]
[解决问题的技术手段]
[0012]
本发明的非接触充电系统包括：送电单元，为了对搭载于车辆的电池进行充电，以非接触方式对搭载于所述车辆的受电单元送电；充电控制装置，对所述送电单元的送电量进行控制；以及异物探测部，用于探测存在于所述送电单元周围的异物的存在及种类，所述非接触充电系统，其中，
[0013]
在通过所述送电单元来对所述受电单元送电时，以由所述异物探测部探测到异物的存在及种类作为要件，所述充电控制装置降低所述送电单元的送电量，且根据所述异物的种类的不同来使所述送电单元的送电量的降低量发生变化。
[0014]
根据所述结构的非接触充电系统，在对搭载于车辆的电池进行非接触充电时，根据在送电单元的周围探测到成为送电障碍的异物的存在及种类的情况，降低所述送电单元的送电量，且根据异物种类的不同来控制所述降低量。因此，即使在送电单元的周围存在成为送电障碍的异物，也能鉴于异物的种类而以能够容许的范围来降低送电量，从而能够不使所述送电单元的送电停止而继续。因此，实现搭载于车辆的电池的充电所需期间的缩短。
[0015]
在所述非接触充电系统中，优选的是，
[0016]
所述充电控制装置包括：
[0017]
电池剩余容量识别部，识别所述电池的剩余容量；
[0018]
送电量探测部，探测所述送电单元的送电量；
[0019]
充电完成时刻预测部，基于由所述电池容量识别部所识别出的所述电池的剩余容量、及由所述送电量探测部所探测出的所述送电单元的送电量，来算出所述电池的充电完成预测时刻；以及
[0020]
通知部，将由所述充电完成时刻预测部所算出的所述充电完成预测时刻通知给外部终端的用户。
[0021]
根据所述结构的非接触充电系统，鉴于如所述那样根据异物种类的不同而调节了降低量的送电单元的送电量，即，鉴于搭载于车辆的电池的充电能力，将准确度高的充电完成预测时刻通知给用户，因此，对于用户而言，实现所述通知的有用性的提高，甚而实现非接触充电系统的便利性。
[0022]
在所述非接触充电系统中，优选的是，
[0023]
所述充电控制装置还包括：
[0024]
使用开始预定时刻识别部，识别用户对所述车辆的使用开始预定时刻，
[0025]
所述通知部基于与由所述异物探测部所探测到的异物相关的信息、由所述充电完成时刻预测部所算出的所述充电完成预测时刻、及由所述使用开始预定时刻识别部所识别出的所述车辆的使用预定时刻，来控制所述通知部对所述外部终端的用户的所述充电完成预测时刻的通知形态。
[0026]
根据所述结构的非接触充电系统，基于用户开始车辆使用的预定时刻、搭载于车辆的电池的剩余容量、送电单元的送电量及与异物相关的信息，来控制通知形态。因此，对于用户而言，降低通知的麻烦，实现非接触充电系统的便利性的提高。
[0027]
在所述非接触充电系统中，优选的是，
[0028]
所述通知部通过所述外部终端通知给用户的信息包含：
[0029]
敦促去除由所述异物探测部探测到存在及种类的异物的信息；
[0030]
所述充电时间算出部所算出的所述电池的充电完成预测时刻；以及
[0031]
由所述预定时刻识别部所识别出的所述车辆的使用开始预定时刻，
[0032]
所述充电控制装置在所述充电完成预测时刻早于所述车辆的使用开始预定时刻的情况下、或者所述充电完成预测时刻是从所述车辆的使用开始预定时刻经过规定期间之前的情况下，省略所述通知部所通知的敦促去除所述异物的信息的通知。
[0033]
根据所述结构的非接触充电系统，即使送电单元的送电量降低，但若预测为在车辆的使用开始时刻之前、或者从车辆的使用开始时刻经过规定期间之前，搭载于车辆的电池的充电便结束，则省略敦促去除异物的通知。因此，从所述通知的麻烦中解放用户，实现非接触充电系统的便利性的提高。
[0034]
在所述非接触充电系统中，优选的是，所述异物探测部具有：
[0035]
金属探测器，包含线圈阵列，所述线圈阵列对存在于所述送电单元上方的作为异物的包含金属的物体的存在进行探测；以及
[0036]
生物体探测器，对存在于所述送电单元周围的作为异物的生物体的存在进行探测，
[0037]
所述充电控制装置根据所述金属探测器及所述生物体探测器各自的输出信号来控制所述送电量的降低量。
[0038]
根据所述结构的非接触充电系统，在探测到作为异物的包含金属的物体时，通过送电单元的送电时的降低，可防止因构成金属探测器的线圈阵列的发热引起的冒烟及起火。而且，在探测到作为异物的生物体，尤其是用户的身体部分时，可避免所述用户的身体部分曝露在因送电量的降低而从送电单元泄漏的电磁波中的事态。可高精度地判别包含作为异物种类的金属的物体及生物体，因此可适当地控制与此相应的送电量的下降量。
附图说明
[0039]
图1是与作为本发明的一实施方式的非接触充电系统的结构相关的说明图。
[0040]
图2是与异物探测部的结构相关的说明图。
[0041]
图3是与作为本发明的一实施方式的非接触充电系统的功能相关的说明图。
[0042]
[符号的说明]
[0043]
1：非接触充电系统
[0044]
2：车辆
[0045]
4：客户端
[0046]
10：送电单元
[0047]
11：异物探测部
[0048]
12：充电控制装置
[0049]
20：受电单元
[0050]
21：传感器群
[0051]
22：车载控制装置
[0052]
111：金属探测器
[0053]
112：生物体探测器
[0054]
120：电池剩余容量识别部
[0055]
121：送电量探测部
[0056]
122：充电完成时刻预测部
[0057]
123：使用开始预定时刻识别部
[0058]
124：通知部
[0059]
200：电池
具体实施方式
[0060]
(结构)
[0061]
(非接触充电系统的结构)
[0062]
图1所示的作为本发明的一实施方式的非接触充电系统1包括送电单元10、异物探测部11及充电控制装置12。非接触系统1具有与车辆2及客户端(client)4各自的相互通信功能。非接触系统1与车辆2的通信方式和非接触系统1与客户端4的通信方式既可相同，也可不同。
[0063]
送电单元10为了对搭载于车辆2的电池200进行充电，而以非接触方式对搭载于所
述车辆2的受电单元20送电。送电单元10例如被设置在车辆2的停车位。
[0064]
异物探测部11包括配置在送电单元10的周围或附近的金属探测器111与生物体探测器112。
[0065]
金属探测器111包含线圈阵列，所述线圈阵列例如图2所示那样，沿着大致平面而分散配置有多个线圈1110，且一部分或全部被埋设于构成送电单元10的树脂制焊垫。金属探测器111基于从振荡器对多个线圈1110分别供给的振动波形信号的变化形态，来探测送电单元10上方的金属的有无及位置。
[0066]
生物体探测器112例如包含多个超声波传感器1120。如图2所示，多个超声波传感器1120分别配置在构成送电单元10的树脂制焊垫的周缘部的不同部位。图2所示的生物体探测器112的可探测范围s具有使扇形绕通过所述生物体探测器112的轴线旋转的三维形状。生物体探测器112基于多个超声波传感器1120各自的输出信号，来探测送电单元10周围的生物体的有无及位置。
[0067]
充电控制装置12基于由异物探测部11所探测的异物的存在及种类，来控制送电单元10的送电动作。充电控制装置12包括电池剩余容量识别部120、送电量探测部121、充电完成时刻预测部122、使用开始预定时刻识别部123以及通知部124。
[0068]
电池剩余容量识别部120基于与车辆2的通信，对与构成搭载于所述车辆2的传感器群21的电压传感器等的输出信号相应的电池200的剩余容量或soc进行识别。送电量探测部121探测送电单元10的送电量。充电完成时刻预测部122基于电池200的剩余容量及送电单元10的送电量，来算出所述电池200的充电完成预测时刻。使用开始预定时刻识别部123基于与车辆2、客户端4和/或服务器(省略图示)的通信，来识别用户对车辆2的使用开始预定时刻(例如乘车预定时刻)。通知部124将充电完成预测时刻通过客户端4而通知给用户。
[0069]
充电控制装置12以及构成所述充电控制装置12的电池剩余容量识别部120、送电量探测部121、充电完成时刻预测部122、使用开始预定时刻识别部123及通知部124包含：存储装置(例如硬盘驱动器(hard disk drive，hdd)、存储器或者包含存储器的固态硬盘(solid state driver，ssd)等)；以及运算处理装置(例如中央处理器(central processing unit，cpu)、单核处理器(single core processor)、多核处理器(multi core processor)等)，从所述存储装置读出所需的数据及程序(软件)，将所述数据作为对象而按照所述程序来执行运算处理。
[0070]
(车辆的结构)
[0071]
图1所示的车辆2包括受电单元20、传感器群21、车载控制装置22以及电池200。
[0072]
受电单元20为了对电池200进行充电，从设置在指定部位的送电单元10以非接触方式受电。电池200例如包含锂离子二次电池。车载控制装置22根据构成传感器群21的各种传感器的输出信号，来适当控制车辆2的各构成部件的动作。
[0073]
车载控制装置22与充电控制装置12同样地，包含：存储装置(例如hdd、存储器或者包含存储器的ssd等)；以及运算处理装置(例如cpu、单核处理器、多核处理器等)，从所述存储装置读出所需的数据及程序(软件)，将所述数据作为对象而按照所述程序来执行运算处理。
[0074]
(客户端的结构)
[0075]
客户端4是智能电话、平板终端或个人计算机等终端装置，包括输入接口41、输出
接口42及客户端控制装置44。输入接口41包含触控面板方式的按钮及开关等。输出接口42包括图像输出装置及无线通信设备。客户端控制装置44包含运算处理装置(单核处理器、多核处理器或者构成多核处理器的处理器核心)，从存储器等存储装置读取所需的数据及软件，并将所述数据作为对象而执行依据所述软件的运算处理。
[0076]
(功能)
[0077]
使用图3的流程图来说明所述结构的非接触充电系统1的功能的一实施方式。所述功能是在车辆2在停车位上驻停在能进行从送电单元10对受电单元20的送电的位置处，且建立了非接触充电系统1与车辆2的通信后发挥。
[0078]
首先，由异物探测部11判定是否通过金属探测器111而在送电单元10的上方或附近探测到金属或含有金属的物体(第一异物)的存在(图3/步骤102)。若所述判定结果为肯定(图3/步骤102
…
是)，则通过充电控制装置12将送电单元10的送电量p控制为从通常送电量p0降低了δp1的第一送电量p1(图3/步骤111)。此时，通过送电量探测部121探测送电单元10的送电量p为第一送电量p1。第一送电量p1被设定为低至可防止因构成金属探测器111的线圈阵列的发热引起的冒烟及起火的程度。
[0079]
另一方面，若所述判定结果为否定(图3/步骤102
…
否)，则由异物探测部11判定是否通过生物体探测器112而在送电单元10的周围探测到人的手脚等生物体(第二异物)的存在(图3/步骤104)。此时，也可判定构成生物体探测器112的超声波传感器与生物体的距离为规定距离以下、和/或生物体相对于超声波传感器的靠近速度为规定速度以上。
[0080]
若所述判定结果为肯定(图3/步骤104
…
是)，则通过充电控制装置12将送电单元10的送电量p控制为从通常送电量p0降低了δp2(例如δp2＜δp1)的第二送电量p2(图3/步骤112)。此时，通过送电量探测部121探测送电单元10的送电量p为第二送电量p2。第二送电量p2被设定为低至避免所述生物体曝露在从送电单元10泄漏的电磁波中的事态的程度。
[0081]
另一方面，若所述判定结果为否定(图3/步骤104
…
否)，则通过充电控制装置12将送电单元10的送电量p控制为通常送电量p0(图3/步骤113)。此时，通过送电量探测部121探测送电单元10的送电量p为通常送电量p0。
[0082]
进而，通过电池剩余容量识别部120来识别车辆2的电池200的电池剩余容量(图3/步骤114)。例如，也可基于构成车辆2的传感器群21的电压传感器等的输出信号，由车载控制装置22测定电池剩余容量，电池剩余容量识别部120基于与所述车辆2的通信来获取所述测量结果。
[0083]
通过充电完成时刻预测部122，基于由电池剩余容量识别部120所识别出的电池200的剩余容量、及由送电量探测部121所探测出的送电单元10的送电量p，来算出充电完成预测时刻(图3/步骤116)。例如根据不同的送电量p分别读出表示电池200的充电量的变化形态的数据。在所述数据中，反映出送电单元10与受电单元20的耦合系数或充电效率。并且，鉴于由所述数据所表示的与送电单元10的送电量p相应的电池200的充电量的时间变化形态，预测与剩余容量相应的对电池200进行充电所需的时间，甚而，算出从当前时刻起经过所述时间后的时刻作为充电完成预测时刻。例如，与送电单元10的送电量p为通常送电量p0的情况相比较，在送电单元10的送电量p为第一送电量p1或第二送电量p2的情况下，电池200的充电完成预测时刻在时间序列上推后。
[0084]
通过使用开始预定时刻识别部123，判定是否已识别出车辆2的使用开始预定时刻
(图3/步骤118)。例如，使用开始预定时刻识别部123基于与所述客户端4的通信来识别由车辆2的用户通过客户端4的输入接口41而输入的行动计划或预定表，由此来识别所述行动计划等中所含的车辆2的使用开始预定时刻。
[0085]
若所述判定结果为否定(图3/步骤118
…
否)，则通过通知部124，基于与车辆2的用户的客户端4的通信，将通过所述客户端4的对用户的通知形态控制为第三通知形态(图3/步骤123)。由此，通过客户端控制装置44而在输出接口42输出电池200的充电完成预测时刻，例如“充电将在
●●
：
●●
完成。”等。而且，在由异物探测部11探测到异物的情况下，也可在输出接口42输出用于敦促去除或避开所述异物的通知，例如“由于探测到异物，将限制充电输出。若想要更快完成充电，请确认车辆并移除异物。”等。进而，也可在输出接口42输出异物为金属或异物为生物体等表示所述异物的种类的通知。
[0086]
另一方面，若所述判定结果为肯定(图3/步骤118
…
是)，则进一步判定电池200的充电完成预测时刻是否在使用开始预定时刻之前、或者电池200的充电完成预测时刻是否在从使用开始预定时刻经过规定期间之前(图3/步骤120)。
[0087]
若所述判定结果为肯定(图3/步骤120
…
是)，则通过通知部124，基于与车辆2的用户的客户端4的通信，将通过所述客户端4的对用户的通知形态控制为第一通知形态(图3/步骤121)。由此，例如与前述的第三通知形态不同，不在输出接口42输出用于敦促去除或避开异物的通知。此时，也可在输出接口42输出车辆2的使用开始预定时刻之前的(或者从车辆2的使用开始预定时刻经过规定期间之前的)电池200的充电完成预测时刻的通知，例如“充电将在车辆的使用开始预定时刻
○○
：
○○
之前的
●●
：
●●
完成。”等，但也可省略所述输出。
[0088]
另一方面，若所述判定结果为否定(图3/步骤120
…
否)，则通过通知部124，基于与车辆2的用户的客户端4的通信，将通过所述客户端4的对用户的通知形态控制为第二通知形态(图3/步骤122)。由此，例如与前述的第三通知形态同样地，在输出接口42输出用于敦促去除或避开异物的通知。此时，也可在输出接口42输出车辆2的使用开始预定时刻之后的(或者从车辆2的使用开始预定时刻经过了规定期间之后的)电池200的充电完成预测时刻的通知，例如“充电将在车辆的使用开始预定时刻
○○
：
○○
之后的
●●
：
●●
完成。”等。
[0089]
(作用效果)
[0090]
根据所述结构的非接触充电系统，在对搭载于车辆2的电池200进行非接触充电时，根据在送电单元10的周围探测到成为送电障碍的异物的存在及种类的情况，降低所述送电单元10的送电量p，且根据异物种类的不同来控制所述降低量(参照图3/步骤102
…
是
→
步骤111及步骤104
…
是
→
步骤112)。因此，即使在送电单元10的周围存在成为送电障碍的异物，也能鉴于异物的种类而以能够容许的范围来降低送电量，从而能够不使所述送电单元10的送电停止而继续。因此，实现搭载于车辆2的电池200的充电所需期间的缩短。
[0091]
而且，鉴于根据异物种类的不同而调节了降低量的送电单元10的送电量p，即，鉴于搭载于车辆2的电池200的充电能力，将准确度高的充电完成预测时刻通知给用户，因此对于用户而言，实现所述通知的有用性的提高，甚而实现非接触充电系统1的便利性(参照图3/步骤111、步骤112、步骤123
→
步骤114
→
步骤116
→…→
步骤121、步骤122、步骤123)。
[0092]
进而，即使送电单元10的送电量p降低，但若预测为在车辆2的使用开始时刻之前、或者从车辆2的使用开始时刻经过规定期间之前，搭载于车辆2的电池200的充电便结束，则
省略敦促去除异物的通知(参照图3/步骤120
…
是
→
步骤121)。因此，从所述通知的麻烦中解放用户，实现非接触充电系统1的便利性的提高。