非接触供电系统的制作方法_4

文档序号:9439366阅读:来源:国知局
> 接着,对第4实施方式所涉及的非接触供电系统进行说明。
[0154]本第4实施方式所涉及的非接触供电系统具备第3袋体121(图8A及SB中示出),在从气体供排气机构108向第3袋体121供给气体这一点上,与上述第3实施方式不同。除此以外的构成要素与第3实施方式同样。因而,对于第2实施方式中与第3实施方式同样的构成要素省略说明。
[0155]如图8B所示,第3袋体121在第I袋体105的周围的地面例如设置3个。另外,第3袋体121被密闭,当从气体供排气机构108供给气体(例如空气)时,以成为使前端抵接到中继线圈106的周面的形状的方式形成。此外,关于第3袋体121的数量,优选为3个以上。
[0156]气体供排气机构108除了第I袋体105及第2袋体107以外,还向第3袋体121内供给气体并且从第3袋体121排出气体。S卩,气体供排气机构108具有除了第I袋体105及第2袋体107以外还与第3袋体121分别连接的3根供排气管。
[0157]接着,对这样构成的本第4实施方式的动作进行说明。此外,对于与第3实施方式同样的动作省略说明。
[0158]地上供电装置S的供电用控制部110,在完成用于膨胀或者收缩第I袋体105的气体供排气机构108的控制时,开始气体供排气机构108对各第3袋体121进行的气体的供给。
[0159]在此,供电用控制部110基于无线通信部109所接收的电力量通知,控制气体供排气机构108,以使各第3袋体121膨胀或者收缩。即,供电用控制部110以使各第3袋体121膨胀或者收缩的方式控制气体供排气机构108,直至由电力量通知表示的电力量的上升停止。
[0160]若膨胀状态的第3袋体121的前端抵接到中继线圈106的周面,则中继线圈106根据各第3袋体121的抵接的程度沿水平方向(与连结供电线圈104与受电线圈111的方向正交的方向)移动。即,中继线圈106按照气体供排气机构108对各第3袋体121的气体的供给量沿水平方向移动,通过第3袋体121的膨胀或者收缩的停止,停止在传输效率最佳的位置。
[0161]接着,供电用控制部110使供电电路103开始供电动作。在此,中继线圈106处于供电线圈104与受电线圈111之间的传输效率最佳的位置,因此能以较高的传输效率从供电线圈104向受电线圈111供给电力。
[0162]另一方面,车辆M的受电用运算控制部118,一边监视电池114的充电状态一边控制充电电路113,从而将电池114适当地充电。受电用运算控制部118在探测到电池114处于满充电状态时,通过未图示的显示器等通知电池114处于满充电状态的情况。而且,驾驶员若通过未图示的显示器等识别到处于满充电状态的情况,则驾驶车辆M,从地上供电装置S的设置场所移动。
[0163]另一方面,地上供电装置S的供电用控制部110,若从无线通信部109与车辆M的无线通信部117进行的通信结果(或者未图示的声波传感器、光传感器等的位置传感器的输出)探测到车辆M移动,则停止供电电路103的控制,并且控制气体供排气机构108而不仅第I袋体105及第2袋体107,而且使第3袋体121完全收缩。
[0164]依据本实施方式,通过供给气体使第3袋体121膨胀或者收缩,从而使中继线圈106沿水平方向移动,由此能够比以往更加有效率地进行非接触供电。
[0165](第5实施方式)
接着,对第5实施方式所涉及的非接触供电系统进行说明。
[0166]本第5实施方式所涉及的非接触供电系统,取代第I袋体105而具备从连结供电线圈104与受电线圈111的方向来看内部被分割的第I袋体122 (参照图9A及9B),从气体供排气机构108对于第I袋体122的各分割区域122a、122b、122c供给气体,在这一点上与上述第3实施方式不同。除此以外的构成要素与第3实施方式同样。因而,在第5实施方式中对于与第3实施方式同样的构成要素省略说明。
[0167]第I袋体122从连结供电线圈104与受电线圈111的方向来看内部例如被分割为3个(分割区域122a、122b、122c)。另外,第I袋体122的各分割区域122a、122b、122c被密闭,当从气体供排气机构108供给气体(例如空气)时,膨胀而向上方向抬起中继线圈106,并且根据膨胀的差异改变中继线圈106的斜率。
[0168]气体供排气机构108向第I袋体122的各分割区域122a、122b、122c及第2袋体107内供给气体并且从第I袋体122的各分割区域122a、122b、122c及第2袋体107排出气体。S卩,气体供排气机构108具有与第I袋体122的各分割区域122a、122b、122c及第2袋体107分别连接的4根供排气管。
[0169]接着,对这样构成的本第5实施方式的动作进行说明。此外,对于与第3实施方式同样的动作省略说明。
[0170]供电用控制部110在第2袋体107完全膨胀时,开始气体供排气机构108对第I袋体122的各分割区域122a、122b、122c的气体的供给,并且使供电电路103开始微小电力的供电动作。
[0171]而且,供电用控制部110基于无线通信部109所接收的电力量通知控制气体供排气机构108,以使第I袋体122的各分割区域122a、122b、122c膨胀或者收缩。S卩,供电用控制部110以使各第3袋体121膨胀或者收缩的方式控制气体供排气机构108,直至由电力量通知表示的电力量的上升停止。
[0172]由此,中继线圈106通过分割区域122a、122b、122c在供电线圈104与车辆M的受电线圈111之间移动,并且因各分割区域122a、122b、122c的膨胀的差异而中继线圈106的斜率发生变化,通过第3袋体121的膨胀或者收缩的停止,停止在传输效率最佳的位置。
[0173]接着,供电用控制部110使供电电路103开始供电动作。在此,由于中继线圈106处于供电线圈104与受电线圈111之间的传输效率最佳的位置,所以能以较高的传输效率从供电线圈104向受电线圈111供给电力。
[0174]另一方面,车辆M的受电用运算控制部118 —边监视电池114的充电状态一边控制充电电路113,从而将电池114适当地充电。受电用运算控制部118在探测到电池114处于满充电状态时,利用未图示的显示器等通知电池114处于满充电状态的情况。而且,驾驶员若通过未图示的显示器等识别到处于满充电状态,则驾驶车辆M,从地上供电装置S的设置场所移动。
[0175]另一方面,地上供电装置S的供电用控制部110在从无线通信部109与车辆M的无线通信部117进行的通信结果(或者未图示的声波传感器、光传感器等的位置传感器的输出)探测到车辆M移动时,停止供电电路103的控制,并且控制气体供排气机构108使第I袋体122的各分割区域122a、122b、122c及第2袋体107完全收缩。
[0176]依据本实施方式,通过供给气体使第I袋体122的各分割区域122a、122b、122c膨胀或者收缩,从而使中继线圈106的斜率发生变化,由此能够比以往更加有效率地进行非接触供电。
[0177]此外,本发明不局限于上述实施方式,可以考虑例如如下的变形。
[0178](I)上述第3?第5实施方式中,第I袋体105、中继线圈106、第2袋体107、气体供排气机构108、第3袋体121及第I袋体122,附属于地上供电装置S,但是也可以附属于车辆M。
[0179](2)上述第3?第5实施方式中,中继线圈106为I个,但本发明不限于此。例如,在供电线圈104与受电线圈111之间较远、用I个中继线圈106不能充分地进行非接触供电的距离的情况下,也可以将多个中继线圈106在连结供电线圈104与受电线圈111的方向上连成一排地配置。在此情况下,对于各中继线圈106设置第I袋体105、第3袋体121或者第I袋体122。
[0180](3)上述第3?第5实施方式中,将本发明适用于以使线圈轴为上下方向的姿态设置供电线圈104、中继线圈106及受电线圈111的非接触供电系统,但本发明不限于此。例如,也可以将本发明适用于以使线圈轴为水平方向的姿态(水平姿态)或者倾斜的姿态设置供电线圈104、中继线圈106及受电线圈111的非接触供电系统。
[0181](4)上述第3?第5实施方式中,供电装置是埋设于地面的地上供电装置S,受电装置是行驶在地上的车辆M。然而,本发明不限于此。例如,供电装置为设置在水中的水中供电装置,受电装置为水中移动的水中航行体也可。另外,上述水中航行体在调查水中的水质等的情况下,必须向外部提取出水质数据。在该情况下,对设在水中航行体及水中供电装置的第I袋体105、第2袋体107、第3袋体121及第I袋体122任一个的内部设置通信天线,经由通信天线向外部提取出水质数据也可。
[0182]S卩,经由通信电缆将水中供电装置有线连接到地上的水质数据管理装置等,当水中航行体电力传输时(电池114充电时)经由通信天线将水质数据无线发送到水中供电装置,水中供电装置将经由通信天线从水中航行体接收的水质数据有线发送到水质数据管理装置等也可。另外,向第I袋体105、第2袋体107、第3袋体121或者第I袋体122内供给的流体,除了气体以外也可为液体。特别是在磁场共振方式的情况下,该液体只要具有不损伤线圈或各袋体的性质,则既可为具有离子性的液体(例如盐水),也可为蒸馏水、酒精等。特别是因为气体和液体的比重不同,通过同时使用气体和液体,能够调节供电装置、受电装置的重量的平衡。
[0183](第6实施方式) 如图10所示,本第6实施方式所涉及的非接触供电系统,具备埋设于地面G的地上供电装置S (供电装置)及从地上供电装置S接受供电的车辆M (受电装置)。该非接触供电系统基于非接触供电方式之一的磁场共振方式从地上供电装置S向车辆M进行非接触供电。
[0184]地上供电装置S埋设于例如十字路口或道口中的停车位置、或者停车场的停车位置等,对停在这些停车位置的车辆M进行非接触供电。如图10所示,该地上供电装置S具备电源201、整流电路202、供电电路203、供电线圈204、袋体(第I袋体)205、隔离物206、气体供排气机构207及供电用控制部208。此外,气体供排气机构207是本实施方式中的气体供给单元。
[0185]电源201是将对车辆M的供电所需要的交流电力向整流电路202供给的交流电源,电源201的输出端与整流电路202的输入端连接。该电源201是例如供给200V或400V等的三相交流电力、或者100V的单相交流电力的系统电源或发电装置。
[0186]整流电路202的输入端与电源201连接,输出端与供电电路203连接。该整流电路202对从电源201供给的交流电力进行整流并转换为直流电力,将直流电力向供电电路203输出。此外,作为电源201也可以使用太阳能电池等的直流电源,从而省略整流电路202(即从直流电源向供电电路203供给直流电力)。此外,也可以使电源201及整流电路202从供电电路203分离,不埋设于地面G地设置。
[0187]供电电路203的输入端与整流电路202连接,输出端与供电线圈204的两端连接。该供电电路203具备与供电线圈204构成供电侧谐振电路的谐振用电容器,是基于从供电用控制部208输入的控制指令将从整流电路202供给的直流电力转换为频率比电源201的交流电力高的交流电力(高频电力)并向供电线圈204供给的一种逆变器。另外,供电电路203设置在停车位置的地面G之上,通过具有挠性的电缆与供电线圈204连接。此外,供电电路203也可以不设在地面G之上,而埋设于地面G,并且也可以延长具有挠性的电缆而使供电电路203从地面G分离地设置。
[0188]供电线圈204是圆型线圈或者螺线管型线圈,通过袋体205在圆型线圈的情况下以使线圈轴为上下方向(垂直方向)的姿态、在螺线管型线圈的情况下以使线圈轴为水平方向的姿态、且露出的状态或者用塑料、纤维强化塑料、陶瓷或它们的复合材料等的非磁性且非导电性材料来模制的状态支撑(参照图11A、图1lB及图12)。该供电线圈204的两端与供电电路203的输出端连接,供电线圈204通过从供电电路203供给高频电力产生磁场,从而以非接触方式对车辆M进行供电。
[0189]袋体205是将橡胶等的自由伸缩的弹性材料成形为膜状的一种气球,设置在地面G之上。另外,袋体205设置成为在上侧205a使供电线圈204的一个端面(下表面)相接,从而支撑供电线圈204(参照图11A、图1lB及图12)。该袋体205被密闭,当从气体供排气机构207供给气体(例如空气)时,膨胀而向上方向抬起供电线圈204,从而使供电线圈204向着后述的车辆M的受电线圈211而移动。
[0190]隔离物206是例如塑料等的非磁性且非导电性的不降低非接触供电的效率的具有特定硬度的板状部件,配置在供电线圈204的另一个端面(上表面)之上,被供电线圈204支撑(参照图11A、图1lB及图12)。在此,特定硬度是指袋体205膨胀而将隔离物206按压到受电线圈211时,几乎不变形的程度的硬度。隔离物206形成为与在供电线圈204与车辆M的受电线圈211之间的非接触供电的传输效率最佳的距离相等的厚度。
[0191]另外,以在抵接到受电线圈211时姿态稳定,且车辆M通过上表面206a上时不会妨碍的方式,平坦地形成隔离物206的上表面206a。
[0192]气体供排气机构207是基于从供电用控制部208输入的控制指令向袋体205内供给气体并且从袋体205排出气体的一种栗。该气体供排气机构207中,在向袋体205供给气体的栗的供给口设有压力计,将压力计的检测结果(检测信号)向供电用控制部208输出。另外,气体供排气机构207为了排出气体具有根据来自供电用控制部208的指令能够开闭的阀,例如通过电信号能够开闭的阀。
[0193]供电用控制部208具备微处理器、存储器等,是基于供电用控制程序发挥功能的软件型控制装置,控制供电电路203及气体供排气机构207。关于该供电用控制部208的处理的细节后述。
[0194]车辆M是被驾驶员驾驶而行驶在道路上的汽车,例如以电池为动力源行驶的电动汽车或混合动力汽车。如图10所示,该车辆M具备受电线圈211、受电电路212、充电电路213、电池214及受电用控制部215。此外,虽然在图10中进行了省略,但是车辆M当然具备行驶马达、操作方向盘及刹车等,另外混合动力汽车的情况下具备引擎这一行驶所需要的构成要素。
[0195]受电线圈211是圆型线圈或者螺线管型线圈,与供电线圈204对置,且以在与供电线圈204之间能够进行高效率的非接触供电的方式,以在圆型线圈的情况下使线圈轴成为上下方向(垂直方向)的姿态、在螺线管型线圈的情况下使线圈轴成为水平且与供电线圈204的线圈轴平行的姿态设置在车辆M的底部。该受电线圈211的两端与受电电路212的输入端连接,在供电线圈204的磁场作用下因电磁感应而产生电动势,将该电动势向受电电路212输出。供电线圈204和受电线圈211均为同一形式,S卩,均为圆型线圈或均为螺线管型线圈的任一种,供电线圈204和受电线圈211的大小、形状,只要能够进行高效率的非接触供电,则既可以相同也可以不同。
[0196]受电电路212的输入端与受电线圈211的两端连接,输出端与充电电路213的输入端连接。该受电电路212具备与受电线圈211构成受电侧谐振电路的谐振用电容器,是将从受电线圈211供给的交流电力转换为直流电力并向充电电路213供给的一种整流电路。此外,以能够进行高效率的非接触供电的方式,受电电路212的谐振用电容器的静电容被设定为使上述供电侧谐振电路的谐振频率和受电侧谐振电路的谐振频率成为相同或大致相同频率。
[0197]充电电路213是将从受电电路212供给的电力(直流电力)转换为适合于电池214的充电的电压并对电池214进行充电的一种DC - DC转换器,其输入端与受电电路212的输出端连接,输出端与电池214的输入端连接。电池214为搭载于车辆M的能够再充电的电池(例如,锂离子电池、镍氢电池等的二次电池),向未图示的行驶马达等供给驱动电力。受电用控制部215具备微处理器、存储器等,是基于受电用控制程序发挥功能的软件型控制装置,控制充电电路213。
[0198]接着,对这样构成的本非接触供电系统的动作进行说明。
[0199]首先,对非供电时的车辆M及地上供电装置S的动作进行说明。车辆M的受电用控制部215在非供电时(例如驾驶员进行车辆M的通常驾驶时)使充电电路213停止。另一方面,地上供电装置S的供电用控制部208,在非供电时,即作为供电对象的车辆M未停在停车位置时,停止供电电路203,并且以使袋体205完全收
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