非接触供电系统的制作方法_5

文档序号:9439366阅读:来源:国知局
缩的方式向气体供排气机构207排出袋体205内的气体。这可以通过打开气体排气用的能够开闭的阀来实现。
[0200]然后,驾驶员驾驶车辆M,使车辆M移动到地上供电装置S的设置场所并停车。车辆M的受电用控制部215根据未图示的声波传感器或者光传感器等的位置传感器的输出掌握地上供电装置S的设置位置。受电用控制部215在根据如上所述声波传感器或者光传感器等的位置传感器的输出探测出移动到地上供电装置S的上方时,使充电电路213开始充电动作。但是,不会开始非接触供电,而来自受电电路212的输出为零,因此充电电路213的输出也为零,不会向电池214供给电力。
[0201]另一方面,地上供电装置S的供电用控制部208与车辆M同样地根据未图示的声波传感器或者光传感器等的位置传感器的输出掌握车辆M的位置。供电用控制部208在根据声波传感器或者光传感器等的位置传感器的输出探测出车辆M移动到地上供电装置S的上方时,向气体供排气机构207供给气体,以使袋体205膨胀。此外,关闭用于排出气体的能够开闭的阀。
[0202]在此,供电用控制部208基于从气体供排气机构207的压力计输入的检测信号,控制气体供排气机构207。S卩,供电用控制部208向气体供排气机构207供给气体,直至压力计的检测结果成为特定压力。由此,供电线圈204因膨胀的袋体205而向上方向抬起,并向受电线圈211移动。
[0203]而且,供电用控制部208在成为特定压力时,停止气体的供给。在此,特定压力是指以袋体205的材料的弹性模量决定的压力,是不会令袋体205变形而继续供给气体则超过袋体205的弹性极限,会导致破损的压力。其结果是,如图12所示,成为隔离物206的上表面206a抵接到车辆M的受电线圈211的状态,供电线圈204和受电线圈211隔着隔离物206而对置配置。S卩,供电线圈204和受电线圈211成为隔开使磁场共振方式中的传输效率成为最佳的距离而对置配置的状态。
[0204]接着,供电用控制部208使供电电路203开始供电动作。在此,由于供电线圈204和受电线圈211处于隔开使磁场共振方式中的传输效率成为最佳的距离而对置配置的状态,所以能以较高的传输效率从供电线圈204向受电线圈211供给电力。其结果是,使得电力从受电电路212输出,充电电路213开始对电池214的电力供给,从而开始电池的充电。
[0205]另一方面,车辆M的受电用控制部215 —边监视电池214的充电状态一边控制充电电路213,从而将电池214适当地充电。受电用控制部215在探测到电池214处于满充电状态时,利用未图示的显示器等来通知电池214处于满充电状态的情况。这样,地上供电装置S的供电用控制部208停止供电电路203的控制,并且控制气体供排气机构207使袋体205完全收缩。例如,停止栗,且,打开气体排气用的能够开闭的阀,从而放出袋体205内的气体,使之完全收缩。在驾驶员通过未图示的显示器等识别到成为满充电状态,且袋体205完全收缩时,驾驶车辆M从地上供电装置S的设置场所移动。
[0206]另一方面,在袋体205膨胀的状态下若驾驶员驾驶车辆M从地上供电装置S的设置场所移动,则地上供电装置S的供电用控制部208在根据控制未图示的声波传感器或者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203的控制,并且控制气体供排气机构207而使袋体205完全收缩,防止隔离物206与受电线圈211的抵接。例如,停止栗,且,打开气体排气用的能够开闭的阀,从而放出袋体205内的气体,使之完全收缩。由此,防止供电电路203、受电电路212的电损坏,并防止袋体205、供电线圈204、受电线圈211的机械损坏。
[0207]依据本实施方式,通过使袋体205膨胀,能够以隔着隔离物206使供电线圈204和受电线圈211隔开使传输效率最佳的距离而对置配置的状态进行非接触供电。而且,在车辆M具有悬架,并在充电中上下移动的情况下,袋体205内的气体也具有弹性并容许袋体205的变形,因此防止对隔离物206、供电线圈204、受电线圈211施加过大的力从而机械损坏的情形。另外,依据本实施方式,通过不设置车高调整机构能够实现车辆M的低价化及构成的简洁化,另外由于不设置高度传感器,也不会因飞溅的泥、石等的异物而高度传感器污损或者破损。
[0208](第7实施方式)
接着,对第7实施方式所涉及的非接触供电系统进行说明。
[0209]本第7实施方式所涉及的非接触供电系统如图13A及13B所示,在以下几点上与上述第6实施方式不同,S卩,供电电路203埋设于地面G ;袋体205改换停车位置(车辆M能停车的场所)的地面G之上而设置在设于地面G的凹部C内,即供电线圈204、袋体205及隔离物206容纳于凹部C内;以及在凹部C内重新具备移动限制部209。除此以外的构成要素与第6实施方式同样。因而,第7实施方式中对于与第6实施方式同样的构成要素省略说明。
[0210]供电电路203与第6实施方式同样地,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交流电力(高频电力)并向供电线圈204供给的一种逆变器,通过具有挠性的电缆与供电线圈204连接。另外,供电电路203与第6实施方式不同,埋设于凹部C附近的地面G。
[0211]供电线圈204与第6实施方式同样地,是因从供电电路203供给高频电力而产生磁场,从而以非接触方式对车辆M进行供电的圆型线圈或者螺线管型线圈。另外,供电线圈204与第6实施方式不同,当袋体205收缩时容纳于凹部C内。
[0212]袋体205与第6实施方式同样地,通过在上侧205a以使供电线圈204的一个端面(下表面)相接的方式配置,支撑供电线圈204。而且,若从气体供排气机构207供给气体,则袋体205膨胀而将供电线圈204向上方向抬起,从而使供电线圈204向受电线圈211移动。另外,袋体205与第6实施方式不同,改换地面G而设置在凹部C的底部。
[0213]隔离物206与第6实施方式同样地,配置在供电线圈204的另一个端面(上表面)上,以与供电线圈204和车辆M的受电线圈211的传输效率最佳的距离相同的厚度形成。另夕卜,隔离物206与第6实施方式不同,当袋体205收缩时容纳于凹部C内。
[0214]移动限制部209设置在与供电线圈204的周面对置的凹部C的内侧面,限制容纳于凹部C内的供电线圈204向水平方向的移动。供电线圈204在车辆M的车轮通过凹部C上时,因车轮与隔离物206抵接而被车辆M拖着在凹部C内移动。移动限制部209限制这样供电线圈204被车辆M拖着移动。该移动限制部209例如由橡胶、海绵等的弹性部件构成。
[0215]接着,对这样构成的本第7实施方式的动作进行说明。此外,对于与第6实施方式同样的动作省略说明。
[0216]地上供电装置S的供电用控制部208,在根据未图示的声波传感器或者光传感器等的位置传感器的输出探测出车辆M移动到地上供电装置S的上方时,以使袋体205完全膨胀的方式向气体供排气机构207供给气体。
[0217]在此,供电用控制部208基于从气体供排气机构207的压力计输入的检测信号控制气体供排气机构207。S卩,供电用控制部208向气体供排气机构207供给气体,直至压力计的检测结果成为特定压力。由此,供电线圈204因膨胀的袋体205而向上方向抬起,向受电线圈211移动。
[0218]而且,供电用控制部208在成为特定压力时,停止气体的供给。其结果是,如图13B所示,成为隔离物206的上表面206a抵接到车辆M的受电线圈211的状态,供电线圈204和受电线圈211隔着隔离物206而对置配置。S卩,供电线圈204和受电线圈211隔开使磁场共振方式中的传输效率成为最佳的距离而对置配置。
[0219]接着,供电用控制部208使供电电路203开始供电动作。在此,供电线圈204和受电线圈211隔开使磁场共振方式中的传输效率成为最佳的距离而对置配置,因此能以较高的传输效率从供电线圈204向受电线圈211供给电力。
[0220]另一方面,车辆M的受电用控制部215 —边监视电池214的充电状态一边控制充电电路213,从而将电池214适当地充电。受电用控制部215在探测到电池214处于满充电状态时,利用未图示的显示器等来通知电池214处于满充电状态的情况。而且,驾驶员在通过未图示的显示器等识别到满充电状态时,驾驶车辆M从地上供电装置S的设置场所移动。
[0221]在此,供电电路203埋设于地面G,且供电线圈204、袋体205及隔离物206容纳于凹部C内,因此能够避免车辆M的车轮等与供电电路203、供电线圈204、袋体205及隔离物206冲突。另外,在车辆M的车轮通过凹部C上的情况下,通过移动限制部209限制供电线圈204沿水平方向的移动,因此也能避免供电线圈204被车辆M拖行。
[0222]依据本实施方式,通过使袋体205膨胀,能够隔着隔离物206将供电线圈204和受电线圈211隔开使传输效率成为最佳的距离而对置配置。另外,依据本实施方式,由于不设置车高调整机构,能够实现车辆的低价化及构成的简洁化,另外由于不设置高度传感器,所以也不会因飞溅的泥、石等的异物而出现高度传感器污损或者破损。
[0223]另外,依据本实施方式,供电电路203埋设于地面G,且供电线圈204、袋体205及隔离物206容纳于凹部C内,从而能够避免车辆M的车轮等与供电电路203、供电线圈204、袋体205及隔离物206冲突,因此不会妨碍车辆M的行驶。另外,依据本实施方式,在车辆M的车轮通过凹部C上的情况下,通过移动限制部209限制供电线圈204沿水平方向的移动,因此也能避免供电线圈204被车辆M拖行。
[0224]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。
[0225](I)上述第6、第7实施方式中,也可以使隔离物206为可拆卸的。例如,磁场共振方式的非接触供电中,在供电线圈204和受电线圈211的传输效率高的距离存在不同的多个标准的情况下(例如,受电线圈211的大小、形状因标准不同而异的情况下),也可以按照标准替换为不同厚度的隔离物206。
[0226](2)上述第6、第7实施方式,将本发明适用于具备在供电线圈204为圆型线圈的情况下以使线圈轴为上下方向的姿态、在螺线管型线圈的情况下以使线圈轴为水平方向的姿态设置的地上供电装置S的非接触供电系统,但是本发明不限于此。例如,在供电线圈204为圆型线圈的情况下,将本发明适用于具备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的地上供电装置S的非接触供电系统。即,在水平姿态或者倾斜的姿态的供电线圈204的一个端面设置隔离物206,并在用于安装供电线圈204的壁与供电线圈204的另一个端面之间设置袋体205也可。
[0227](3)上述第6、第7实施方式中,隔离物206为板状部件,但是本发明并不限定于此。例如,隔离物206也可以为与供电线圈204和车辆M的受电线圈211的传输效率最佳的距离相同的高度的棒状部件。另外,上述第6、第7实施方式中,当袋体205膨胀时,隔离物206抵接到受电线圈211,使隔离物206抵接到车辆M的底面也可。例如,在供电线圈204的周面以垂直姿态设置棒状的隔离物206,当隔离物206抵接到车辆M的底面时,供电线圈204和受电线圈211成为隔开使传输效率最佳的距离而对置配置的状态也可。
[0228](4)上述第6、第7实施方式中,供电装置为埋设于地面的地上供电装置S,受电装置为在地上行驶的车辆M。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,受电装置为在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,对设在水中供电装置的袋体205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。
[0229]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,水中航行体在电力传输时(电池214充电时)经由通信天线向水中供电装置无线发送水质数据,水中供电装置经由通信天线向水质数据管理装置等有线发送从水中航行体接收的水质数据也可。另外,向袋体205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袋体205的性质就可为具有离子性的液体(例如盐水),也可为蒸馏水、酒精等。特别是由于气体和液体的比重不同,所以通过一并使用气体和液体,能够调节供电装置的重量的平衡。
[0230]除了上述各实施方式中说明的技术以外,还适用以下的第8及第9实施方式中说明的技术,能够在短期间输送较多的电力,从而能够进一步提高非接触供电系统中的、供电线圈与受电线圈间的传输效率。
[0231](第8实施方式)
图14是示出依据本发明的第8实施方式的非接触供电系统301的主要部分结构的框图。如图14所示的那样,非接触供电系统301具备:设置在地面侧的供电装置310 ;相当于上述第I?第5实施方式中的第2袋体的气球320 ;供电用气体供排气装置330及磁性体单元340 ;以及搭载于车辆M (移动体)侧的受电装置350,从供电装置310以非接触方式对受电装置350进行供电。
[0232]供电装置310具备电源311、整流电路312、供电电路313、供电用控制部314及供电线圈315,生成适合于对受电装置350进行非接触供电的电力,并且对受电装置350进行非接触供电的基础上进行必要的各种控制。此外,在本实施方式中,说明供电装置310设置在地上,但是供电装置310既可以设置在地下,也可以设置在车辆M的上方(例如,顶棚)。
[0233]电源311的输出端与整流电路312的输入端连接,电源311向整流电路312供给对受电装置350的供电所需要的交流电力。该电源311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。
[0234]整流电路312的输入端与电源311连接并且输出端与供电电路13连接,整流电路312对从电源311供给的交流电力进行整流而转换为直流电力,将转换后的直流电力向供电电路313输出。
[0235]供电电路313的输入端与整流电路312连接并且输出端与供电线圈315的两端连接,供电电路313将来自整流电路312的直流电力转换为交流电力,并将转换后的交流电力向供电线圈315输出。具体而言,供电电路313具备与供电线圈315 —起构成供电侧谐振电路的谐振用电容器,在供电用控制部314的控制下,将来自整流电路312的直流电力转换为频率比电源311的交流电力高的交流电力(高频电力)并向供电线圈315输出。
[0236]供电用控制部314控制供电电路313而生成应该向受电装置350供给的电力。该供电用控制部314具备CPU(中央处理装置)、存储器等,基于预先准备的控制程序进行上述各种控制。另外,供电用控制部314控制供电用气体供排气装置330而使气球320膨胀或者收缩。进而供电用控制部314还进行磁性体单元340的控制。
[0237]供电线圈315由具有预先规定的线圈形状尺寸的螺旋形线圈构成。此外,供电线圈315也可以与通过将该供电线圈315模制的塑料等的非磁性材料形成的盖整体地设置。该供电线圈315通过产生与从供电电路313供给的高频电力对应的磁场来以非接触方式对受电装置350进行供电。此外,在本实施方式中供电线圈315设为卷轴方向朝着水平方向的、所谓的螺线管类型的线圈。
[0238]气球320以覆盖供电线圈315的方式固定在地面侧,通过从供电用气体供排气装置330向内部供给气体而膨胀(鼓起),所供给的气体同样地被供电用气体供排气装置330吸引而收缩(瘪)。
[0239]该气球320例如用具有伸缩性的橡胶材料等形成。此外,气球320如果避开连接供电线圈315和受电线圈351的磁路,则用合成铝粉、铜粉的橡胶来形成也可。由此,能够减少泄漏电磁场。
[0240]供电用气体供排气装置330在供电用控制部314的控制下,进行气体对气球320的供排气。该供电用气体供排气装置330如图14所示的那样,经由供排气管与气球320连接,并经由供排气管进行气体对气球320的供排气。
[0241]图15A及15B是包含磁性体单元340的放大示意图,图15A为立体图,图15B为侧面图。磁性体单元340设置在地面侧,如图15A及15B所示,具有磁性体容纳部341 (磁性体容纳用袋体)、磁性体供给装置342和回收阀343 (回收单元)。
[0242]磁性体容纳部341从磁性体供给装置342进行供排气,从而与气球320同样,是膨胀或者收缩的部件,与磁性体供给装置342连接。该磁性体容纳部341以在膨胀时配置在形成在供电线圈315与受电线圈351之间的磁路的
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