供电装置及频率特性获取方法_3

文档序号:9601845阅读:来源:国知局
k。
[0098] 接着,电力供给控制单元213将驱动频率F相加步进值Fs(步骤ST605)。根据该 驱动频率F的设定变更,逆变器203的实际的驱动频率改变。
[0099] 接着,电力供给控制单元213判定驱动频率F是否在结束值Fb以上(步骤ST606)。
[0100] 在驱动频率F低于结束值Fb的情况下(步骤ST606 :"否"),电力供给控制单元 213返回到步骤ST604的处理。
[0101] 另一方面,在驱动频率F为结束值Fb以上的情况下(步骤ST606 :"是"),电力供 给控制单元213使电源201及逆变器203停止(步骤ST607)。
[0102] 通过步骤ST604~ST606的循环处理,频率特性获取单元105能够以较小的步进 间隔Fs获取驱动频率Fa~Fb中的多个电流值Ik的数据。这些数据为接近主供电的状态 中的电流值Ik的频率特性数据。
[0103] 再有,在图4中,通过将结束值Fb比开始值Fa设定在高频率侧,在步骤ST605中 将驱动频率F相加了步进值Fs,但也可以通过将结束值Fb比开始值Fa设定在低频率侧,在 步骤ST605中从驱动频率F减去步进值Fs。此外,也可以提高或降低驱动频率F。
[0104] 〈传输效率的频率特性和供电线圈的电流值的频率特性之间的关系〉
[0105] 传输效率的频率特性和电流值或电压值的频率特性显示出同一特性。以下说明其 理由。
[0106] 在充电系统10中,耦合系数因供电线圈104a和受电线圈154a之间的距离及轴向 错位的影响而改变。将传输效率设为η及将供电线圈104a的电流值设为^时,各自作为 由驱动频率F及耦合系数k构成的函数而能够如式(1)那样表示。
[0108] 其中,V:电源电压
[0109] α:常数
[0110] 在电源电压V恒定,并且供电线圈l〇4a和受电线圈154a之间的距离及轴向错位 不变动的情况下,耦合系数k为恒定(k=常数),传输效率τι及供电线圈104a的电流值 1:,分别对于驱动频率f唯一地确定。可知在耦合系数为较高的状态下的传输效率η的特 性中存在两个谐振频率fi、f2(极大点)(参照下述式(2))。供电线圈104a的电流值^也 同样地显示具有两个谐振频率f3、f4(极大点)的特性(参照下述式(2))。即,电流值^和 传输效率η有相关关系。
[0112] 在图5中,表示对频率的传输效率和供电侧线圈电流(流过供电线圈104a的电 流)之间的关系。
[0113] 如图5所示,如果使用等效电路模块进行电路模拟,则能够确认f1=f3、f2=f4, 可知使用传输效率n和使用流过供电线圈l〇4a的电流值^都可进行两个谐振频率的检测 的事实。再有,供电线圈l〇4a中流过的电流值L与将来自外部电源的交流的电能转换为 直流的电能并向逆变器203供给的AC/DC转换装置202的输入电流值、或所述AC/DC转换 装置202的输出电流值相关。即,从AC/DC转换装置202的输入电流值、或AC/DC转换装置 202的输出电流值,能够估计流过供电线圈104a的电流值L。由此,使用在切换单元201和 AC/DC转换装置202之间、或AC/DC转换装置202和逆变器203之间测量出的电流值,也可 以得到传输效率的频率特性。
[0114] 此外,式(1)、式⑵及图5所示的上述特性,同样的相关关系在传输效率η和对 供电线圈l〇4a施加的电压值之间也成立。上述特性也适合于对供电线圈104a施加的电压 值、或在将来自外部交流电源的交流的电能转换为直流的电能并向逆变器203供给的AC/ DC转换装置202的输出电压值。
[0115] 在以往的供电装置的结构中,为了得到传输效率的频率特性,需要从车辆150侧 将受电线圈154a中流过的电力值通过无线发送到供电装置140,在供电装置140中计算传 输效率。
[0116] 相对于此,在本实施方式中,频率特性获取单元105从电流值Ik的频率特性,使用 上述的关系,计算传输效率的频率特性。
[0117] 在本实施方式中,以供电线圈104a中流过的电流值得到与传输效率同样的频率 特性,所以不需要与车辆150之间进行无线通信,仅通过供电装置140中的处理得到供电线 圈104a中流过的电流值的频率特性。因此,与使用传输效率的频率特性的情况相比,使用 供电线圈l〇4a中流过的电流值或施加的电压值的频率特性的方式,能够简化运算处理。
[0118]〈本实施方式的效果〉
[0119] 根据本实施方式,在预供电或主供电中,获取流过供电线圈104a的电流值Ik的频 率特性。然后,基于该获取的频率特性,在供电装置140中,计算供电线圈104a和受电线圈 154a之间的传输效率的频率特性。此外,供电装置140仅通过供电侧的处理来获取该传输 效率的频率特性。由此,与以往不同,省略与受电侧之间交换受电线圈154a中的受电电力 的数据的处理。由于省略该受电电力的数据通信的处理,所以可以比较高速地进行改变逆 变器203的驱动频率的处理,能够高速地进行传输效率的频率特性获取处理。
[0120] 此外,在本实施方式中,供电装置140通过获取供电线圈104a中流过的电流值的 频率特性,判断谐振点,能够基于供电线圈l〇4a的电流值的峰值的数,判定在与供电线圈 l〇4a对置的位置是否存在受电线圈154a。
[0121] 此外,根据本实施方式,在供电侧,获取传输效率的频率特性,并能够进行控制,以 使按传输效率的频率特性的极大值的频率进行主供电,所以能够高效率并且在短时间内进 行主供电。
[0122] 再有,在本实施方式中,频率特性获取单元105获取由规定的电压值(恒定电压 值)控制的流过供电线圈l〇4a的电流值的频率特性,但也可以获取与供电线圈104a中直 接流过的电流相关的各部分的电流值的频率特性。
[0123]例如,频率特性获取单元105也可以为获取AC/DC转换装置202的输入电流值、 或AC/DC转换装置202的输出电流值的频率特性的结构。此外,此时,控制为规定值的电压 也可以设为对供电线圈l〇4a直接施加的电压值(例如将电压有效值控制为恒定)、或设为 AC/DC转换装置202的输出电压值。此外,在AC/DC的输入电压和输出电压进行相关的动作 的情况下,控制为规定值的电压也能够采用AC/DC转换装置202的输入电压值。
[0124] 此外,频率特性获取单元105也可以获取供电线圈104a以规定的电流(例如电流 有效值恒定)驱动时的、与供电线圈l〇4a上施加的电压相关联的电压值的频率特性。
[0125]例如,电力供给控制单元213将直接流过供电线圈104a的电流的有效值、AC/DC转 换装置202的输入电流的有效值、或AC/DC转换装置202的输出电流值的其中一个控制为 规定电流。然后,在该驱动控制中,频率特性获取单元105也可以获取AC/DC转换装置202 的输出电压值、或逆变器203的输出电压值的频率特性。
[0126] 以下,使用【附图说明】几个它们的变形例。
[0127]〈实施方式的变形例〉
[0128] 使用图6~图11说明本实施方式的变形例。本实施方式的变形例中的充电系统, 除了在供电装置140的供电单元104中,电流检测单元204和电压检测单元205的配置位 置、输入到频率特性获取单元105中的电流值的情况或电压值的情况以外,与图2为相同的 结构,所以省略其全部的说明。此外,本实施方式中的供电侧控制单元103的结构与上述实 施方式的供电侧控制单元103相同,所以省略其说明。
[0129] 〈变形例1>
[0130] 图6是表示本实施方式的供电装置的变形例1中的供电单元及供电侧控制单元的 结构的框图。
[0131] 图6所示的供电单元104A将电压检测单元205设置在逆变器203和供电线圈104a 之间,取代设置在AC/DC转换装置202和逆变器203之间。
[0132] 频率特性获取单元105使用由电流检测单元204及电压检测单元205检测的电流 值、电压值,获取以规定的电压(例如电压有效值恒定)控制的直接流过供电线圈l〇4a的 电流值的频率特性。
[0133] 〈变形例2>
[0134] 图7是表示本实施方式的供电装置的变形例2中的供电单元及供电侧控制单元的 结构的框图。
[0135] 图7所示的供电单元104B,与实施方式的供电装置140的供电单元104不同,在切 换单元201和AC/DC转换装置202之间,设置电流检测单元204和电压检测单元205。
[0136] 电流检测单元204检测AC/DC转换装置202的输入电流值。
[0137] 电压检测单元205检测AC/DC转换装置202的输入电压值。
[0138] 这种情况下,电力供给控制单元213控制供电单元104,以使AC/DC转换装置202 的输入电压为规定电压,并且使逆变器203的驱动频率改变。然后,频率特性获取单元105 获取AC/DC转换装置202的输入电流的频率特性。从该频率特性,也能够得到供电单元104 和受电单元154之间的传输效率的频率特性。
[0139]〈变形例3>
[0140] 图8是表示本实施方式的供电装置的变形例3中的供电单元及供电侧控制单元的 结构的框图。
[0141] 图8所示的电压供电单元104C与实施方式的供电装置140的供电单元104不同, 在AC/DC转换装置202和逆变器203之间,设置电流检测单元204和电压检测单元205。
[0142] 电流检测单元204检测AC/DC转换装置202的输出电流值。
[0143] 电压检测单元205检测AC/DC转换
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