非接触供电装置以及系统的制作方法_2

文档序号:9421600阅读:来源:国知局
供电装置10的上述外部电源11?供电控制部17中的至少供电线圈14和受光装置15。
[0044]外部电源11的输出端与整流电路12的输入端连接,向整流电路12供给向车辆20进行供电所需要的交流电力。外部电源11例如是供给200V或400V等三相交流电力、或100V的单相交流电力的系统电源。整流电路12的输入端与外部电源11连接,输出端与供电电路13连接。整流电路12对从外部电源11供给的交流电力进行整流而变换为直流电力,将变换后的直流电力输出到供电电路13。
[0045]此外,也可以利用燃料电池、太阳能电池等直流电源作为上述外部电源11。在利用这样的直流电源的情况下,可以省略上述的整流电路12。
[0046]供电电路13的输入端与整流电路12连接,输出端与供电线圈14连接。供电电路13将来自整流电路12的直流电力变换为交流电力,将变换后的交流电力输出到供电线圈14。具体地说,供电电路13具备与供电线圈14 一起构成供电侧谐振电路的谐振用电容(省略图示),在供电控制部17的控制下,将来自整流电路12的直流电力变换为频率比外部电源11的交流电力高的交流电力(高频电力)而输出到供电线圈14。例如,供电电路13是使用了 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor:绝缘棚.双极型晶体管)、功率 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor:金属氧化物半导体场效应晶体管)等半导体开关元件的逆变器。
[0047]供电线圈14由于被施加从供电电路13供给的高频电力而产生磁场,非接触地向车辆20进行供电。供电线圈14的两端与供电电路13的输出端连接,在露出的状态、或通过塑料等非磁性且非导电性的材料进行塑模的状态下设置在地上。具体地说,供电线圈14例如是将圆线或扁线等导线卷绕为螺旋状并且预先规定的形状(例如四角筒状)所得的线圈(螺线管型的线圈)、或在同一平面内将圆线或扁线等导线卷绕为螺旋状所得的线圈(环形的线圈)。
[0048]受光装置15接受来自车辆20的光信号(从设置在车辆20的LED27射出的光信号)。具体地说,受光装置15相对于停放在预定向前的停车的停车位(以下称为向前停车位)的车辆20被设置在位于前方的斜上方的位置,能够通过车辆20的前窗玻璃Gl望向车内。即,受光装置15被设置成从前方俯视停放在向前停车位中的车辆20,接受从LED27射出并透过了车辆20的前窗玻璃Gl的光信号。
[0049]受光装置15具备受光元件15a、透镜15b以及罩子15c,限制受光区(视野:接收区)使得只接受从停放在向前停车位中的车辆20发送的光信号。此外,在图1中,为了容易理解而用点划线图示出受光装置15的受光区的边界。这是因为不接受从停放在其他向前停车位中的车辆发送的光信号。
[0050]受光元件15a例如是光电二极管等受光元件。为了使来自车辆20的光信号聚光到受光元件15a而设置透镜15b。为了防止雨、尘土等侵入到受光装置15,另外为了限制受光装置15的受光区(视野)而设置罩子15c。
[0051]光解调电路16是对通过受光装置15接收到的信号(通过后述的光调制电路26调制后的信号)进行解调的电路。供电控制部17控制供电电路13使其生成应该向车辆20供给的电力。具体地说,供电控制部17在被输入了来自停放在向前停车位中的车辆20的表示供电开始的信号时,控制供电电路13使其开始向车辆20的供电。另外,供电控制部17在被输入了来自停放在向前停车位中的车辆20的表示供电结束的信号时,控制供电电路13使其停止向车辆20的供电。
[0052]另外,供电控制部17在进行向车辆20的供电的过程中,进行使得向车辆20供给与来自车辆20的表示功率请求的信号对应的电力的控制。例如,在从车辆20发送来请求l[kff]的功率的信号的情况下,控制供电电路13使得从供电线圈14向车辆20的受电线圈21供给的功率为I [kW]。此外,供电控制部17具备CPU(中央处理装置)、存储器等,根据预先准备的供电控制程序进行上述各种控制。
[0053]车辆20是由驾驶员驾驶而在道路上行驶的汽车,例如是具备行驶电动机作为动力产生源的电动汽车、混合动力汽车。该车辆20如图1所示,具备受电线圈21、受电电路22、充电电路23、蓄电池24、充电控制部25、光调制电路26以及LED (Light EmittingD1de:发光二极管)27(发送装置)。此外,虽然在图1中省略,但在车辆20中设置有方向盘、制动器、行驶电动机等行驶所需的结构。
[0054]受电线圈21是具有与上述供电线圈14相同或大致相同的线圈尺寸的线圈(螺线管型的线圈、环形的线圈),设置在车辆20的底部。受电线圈21的两端与受电电路22的输入端连接,如果供电线圈14的电磁场起作用,则由于电磁感应而产生电动势,向受电电路22输出所产生的电动势。
[0055]受电电路22的输入端与受电线圈21的两端连接,输出端与充电电路23的输入端连接。受电电路22将从受电线圈21供给的交流电力变换为直流电力,将变换后的直流电力输出到充电电路23。受电电路22具备与受电线圈21—起构成受电侧谐振电路的谐振用电容(省略图示)。此外,设定受电电路22的谐振用电容的静电电容,使得受电侧共振电路的共振频率为与上述供电侧共振电路的共振频率相同或大致相同的频率,提高非接触供电的效率。
[0056]充电电路23的输入端与受电电路22的输出端连接,输出端与蓄电池24的输入端连接。充电电路23在充电控制部25的控制下,对蓄电池24充电来自受电电路22的电力(直流电力)。蓄电池24是安装在车辆20中的可再充电的电池(例如锂离子电池、镍氢电池等二次电池),向未图示的行驶电动机等供给电力。
[0057]充电控制部25求出从受电电路22向充电电路23供给的功率量、以及蓄电池24的充电状态(SoC:State of Charge),根据这些值控制充电电路23。例如,充电控制部25监视充电电路23的输入电压(受电电路22的输出电压)和充电电路23的输入电流(受电电路22的输出电流),使用该监视结果,即将充电电路23的输入电压和输入电流相乘,从而计算从受电电路22向充电电路23供给的功率量。此外,充电控制部25具备CPU、存储器等,根据预先准备的充电控制程序控制充电电路23。
[0058]光调制电路26是对从充电控制部25输出的指令信号进行调制的电路。LED27被设置在车辆20的车内前方,射出与通过光调制电路26调制后的指令信号对应的光信号。具体地说,LED27被安装在仪表盘上、或前窗玻璃Gl的车内侧上部,被设置在能够从车辆20的斜上方识别的位置。在此,认为经常清扫前窗玻璃Gl使得驾驶员能够从车内看到车外,不会遮挡从LED27射出的光信号。因此,将LED27设置在车辆20的车内前方,透过前窗玻璃Gl发送光信号。
[0059]图2是表示本发明的第一实施方式的非接触供电装置的设置例子的平面图。
[0060]此外,在图2中,为了简化图示,只图示出非接触供电装置10所具备的供电线圈14 (供电线圈14-1?14-6)以及受光装置15 (受光装置15-1?15-6)。如图2所示,在设置在停车场中的多个向前停车位Al?A6内,分别设置有供电线圈14-1?14-6。
[0061]在此,如图1所示,车辆20的受电线圈21被设置在车辆20的中央部的后方。因此,供电线圈14-1?14-6与受电线圈21配合地,如图2所示,分别设置在向前停车位Al?A6的中央部的一端侧(在停车时车辆20侵入的一侧)。S卩,在车辆20向前停放在向前停车位Al?A6中的情况下,供电线圈14-1?14-6被设置于在俯视图中能够与设置在车辆20中的受电线圈21重叠的位置。
[0062]另外,如图2所示,受光装置15-1?15-6与供电线圈14_1?14_6对应地分别设置在每个向前停车位Al?A6中。具体地说,受光装置15-1?15-6在向前停车位Al?A6的另一端侧(与上述一端侧相反的一侧)被设置在从向前停车位Al?A6离开预先规定的距离的位置。即,在车辆20向前停放在向前停车位Al?A6中的情况下,受光装置15-1?15-6被设置成通过车辆20的前窗玻璃Gl能够望向车内。此外,如图2所示,使得受光装置15-1?15-6的受光区(视野)相互不重叠。
[0063]图3A和图3B是表示本发明的第一实施方式的非接触供电装置的控制系统的结构例子的图。在图3A所示例的控制系统中,对每个向前停车位Al?A6设置供电控制部17(17-1?17-6),对每个向前停车位Al?A6个别地进行向前停车位Al?A6中的供电控制。与此相对,在图3B示例的控制系统中,对全部的向前停车位Al?A6只设置一个公共的供电控制部17,通过供电控制部17统一地进行向前停车位Al?A6中的供电控制。
[0064]但是,图3A和图3B所示例的控制系统的任意一个,都根据通过对应的受光装置15-1?15-6受光的信号,进行从供电线圈14-1?14-6供给的电力的控制(供电控制)。例如,图3A和图3B所示例的控制系统的任意一个,都根据通过受光装置15-1受光的信号,进行从供电线圈14-1供给的电力的控制,根据通过受光装置15-2受光的信号,进行从供电线圈14-2供给的电力的控制。
[0065]S卩,在图3A所示例的控制系统中,与每个向前停车位Al?A6对应地分别设置有供电线圈14、受光装置15以及供电控制部17,供电控制部17根据通过对应的受光装置15受光的信号,控制来自对应的供电线圈14的电力供给。与此相对,在图3B所示的控制系统中,与每个向前停车位Al?A6对应地分别设置有供电线圈14和受光
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