非接触式供电装置、非接触式受电装置及非接触式供电系统制造方法及图纸

非接触式供电装置对于具有受电侧线圈和与受电侧谐振的受电侧谐振单元的非接触式受电装置，供给电力。该非接触式供电装置具有：包括供电侧线圈、与供电侧线圈谐振的发送侧谐振单元；以及对发送侧谐振单元供给电力的逆变器的供电单元。而且，供电侧线圈的电感值和供电侧谐振单元的电容值的至少一方被设定，使得与受电侧线圈的电感值和供电侧线圈的电感值相等、并且受电侧谐振单元的电容值和供电侧谐振单元的电容值相等的情况相比，供电单元中流过的初级侧电流相对供电单元上施加的初级侧电压的相位差为0以上的频率范围扩宽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非接触式供电装置、非接触式受电装置及非接触式供电系统。
技术介绍
近年来，电动汽车(EV：Electric Vehicle)、插电式混合动力汽车(PHEV：Plug-in Hybrid Electric Vehicle)等的用电行驶的汽车(以下，仅称为“车辆”)日益普及。这样的车辆装载大容量的蓄电池，将从外部供电的电能存储在蓄电池中，使用存储的电能来行驶。作为从外部向车辆的蓄电池供电的方法，例如，在专利文献1等中公开了在设置于地上侧的供电装置的初级侧线圈和设置于车辆侧的受电装置的次级侧线圈之间，使用电磁力进行非接触式供电的方法。在专利文献1中，公开了为了降低逆变器的软切换动作造成的切换损耗，而使逆变器在频率比谐振频率fe高的区域动作的非接触式供电电路。这里，频率比谐振频率fe高的区域是初级侧电流相对初级侧电压的相位延迟的区域。这样，在非接触式供电中，一般是在初级侧电流相对初级侧电压的相位(电流-电压的相位差)延迟(以下，称为“滞后相”)时，使逆变器动作。这是因为在初级侧电流相对初级侧电压的相位超前(以下，称为“超前相”)时进行驱动，则在逆变器部位成为硬切换，有功率元件损坏的顾虑。再有，在初级侧线圈的电感值L1＝次级侧线圈的电感值L2，并且初级侧电容的电容值(电容值)C1＝次级侧电容的电容值C2的情况下，从谐振频率fm到谐振点(双峰性的谷间)是滞后相区域，从谐振点到谐振频率fe为超前相区域。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-153627号公报
技术实现思路
本专利技术提供将驱动频率选择的自由度扩大的非接触式供电装置、非接触式受电装置及非接触式供电系统。本专利技术的一方式的非接触式供电装置，对于具有受电侧线圈和与受电侧线圈谐振的受电侧谐振单元的非接触式受电装置供给电力。该非接触式供电装置具有包括供电侧线圈、与供电侧线圈谐振的发送侧谐振单元、以及对发送侧谐振单元供给电力的逆变器的供电单元。供电侧线圈的电感值和供电侧谐振单元的电容值的至少一方被设定，使得与受电侧线圈的电感值和供电侧线圈的电感值相等、并且受电侧谐振单元的电容值和供电侧谐振单元的电容值相等的情况相比，供电单元中流过的初级侧电流相对供电单元上施加的初级侧电压的相位差为0以上的频率范围扩宽。本专利技术的另一方式的非接触式供电装置，对于具有受电侧线圈和与受电侧线圈谐振的受电侧谐振单元的非接触式受电装置供给电力。该非接触式供电装置具有：包括供电侧线圈、与供电侧线圈谐振的发送侧谐振单元、以及对发送侧谐振单元供给电力的逆变器的供电单元；以及控制供电侧线圈的电感值和/或供电侧谐振单元的电容值的控制单元。控制单元控制供电侧线圈的电感值和供电侧谐振单元的电容值的至少一方，使得供电单元中流过的初级侧电流相对供电单元上施加的初级侧电压的相位差为0以上的频率范围扩宽。本专利技术的一方式的非接触式受电装置，从具有包括供电侧线圈、与供电侧线圈谐振的发送侧谐振单元、以及对发送侧谐振单元供给电力的逆变器的供电单元的非接触式供电装置受电电力。该非接触式受电装置具有受电侧线圈、以及与受电侧线圈谐振的受电侧谐振单元。受电侧线圈的电感值和受电侧谐振单元的电容值的至少一方被设定，使得与受电侧线圈的电感值和供电侧线圈的电感值相等、并且受电侧谐振单元的电容值和供电侧谐振单元的电容值相等的情况相比，供电单元中流过的初级侧电流相对供电单元上施加的初级侧电压的相位差为0以上的频率范围扩宽。本专利技术的另一方式的非接触式受电装置，从具有包括供电侧线圈、与供电侧线圈谐振的发送侧谐振单元、以及对发送侧谐振单元供给电力的逆变器的供电单元的非接触式供电装置受电电力。该非接触式受电装置具有：受电侧线圈；与受电侧线圈谐振的受电侧谐振单元；以及控制受电侧线圈的电感值和/或受电侧谐振单元的电容值的控制单元。控制单元控制受电侧线圈的电感值和受电侧谐振单元的电容值的至少一方，使得供电单元中流过的初级侧电流相对供电单元上施加的初级侧电压的相位差为0以上的频率范围扩宽。根据本专利技术，能够扩大驱动频率选择的自由度。附图说明图1表示本专利技术的实施方式1的充电系统的结构的框图。图2表示图1所示的供电单元及受电单元的内部结构的框图。图3A表示图2所示的供电单元及受电单元的等效电路的图。图3B表示图2所示的供电单元及受电单元的另一等效电路的图。图3C表示图2所示的供电单元及受电单元的又一个等效电路的图。图3D表示图2所示的供电单元及受电单元的再一个等效电路的图。图4A表示图1所示的供电单元和受电单元的线圈的xy平面中的配置的图。图4B表示图1所示的供电单元和受电单元的线圈的yz平面中的配置的图。图4C表示图1所示的供电单元和受电单元的线圈的xz平面中的配置的图。图4D表示图1所示的供电单元和受电单元的线圈的配置的立体图。图5表示初级侧电流及初级侧电压的相位差和驱动频率之间的关系的图。图6表示本专利技术的实施方式2的供电单元及受电单元的内部结构的框图。图7表示供电单元及受电单元的另一内部结构的框图。图8表示供电单元及受电单元的另一内部结构的框图。图9A表示在供电单元和受电单元中使用了螺线管线圈的情况下的线圈的xy平面中的配置的图。图9B表示在供电单元和受电单元中使用了螺线管线圈的情况下的线圈的xz平面中的配置的图。图9C表示在供电单元和受电单元中使用了螺线管线圈的情况下的线圈的yz平面中的配置的图。图9D表示在供电单元和受电单元中使用了螺线管线圈的情况下的线圈的配置的立体图。具体实施方式在说明本专利技术的实施方式之前，简单地说明以往的非接触式供电中的问题。在以往的非接触式供电中，间隙、轴偏差、SOC(State of Charge；充电状态)等容易使供电条件变化，伴随该变化，初级侧电流和初级侧电压的相位差也变化。因此，在理想状态(无位置偏差)下，即使是在设为滞后相区域的驱动频率，也有可能成为超前相区域。为了避免超前相模式(超前相区域中的动作)而被加以严格的限制，不能自由地选择驱动频率。以下，参照附图详细地说明本专利技术的实施方式。(实施方式1)使用图1说明本专利技术的实施方式1的充电系统10的结构。充电系统10具有供电装置100、车辆150、以及供电侧操作单元160。再有，图1表示供电线圈103a和受电线圈154a相对置的可供电的状态。供电装置100被设置或被埋设在地面上，以使供电单元103被配置为从地表面g露出。供电装置100例如设置在泊车位中，在车辆150的泊车中，通过与受电单元154相对置而对受电单元154供电。这里，供电是指从供电线圈103a对受电线圈154a供给电力。有关供电装置100的结构，将后述。车辆150例如是称为EV(Electric Vehicle；电动车)或PEV(Plug-in Electric Vehicle；插电式电动车)的以蓄电池152的电力行驶的汽车。再有，有关车辆150的结构，将后述。供电侧操作单元160根据来自车辆150外部的操作，将表示供电开始的供电开始信号或表示供电停止的供电停止信号输出到供电装置100。<车辆的结构>车辆150主要由受电侧操作单元151、蓄电池152、受电侧控制单元153、受电单元154、以及受电侧通信单元155构成。受电侧操作单元151接受用户的各种操作，将与接本文档来自技高网...

【技术保护点】
非接触式供电装置，是对于具有受电侧线圈和与所述受电侧线圈谐振的受电侧谐振单元的非接触式受电装置供给电力的非接触式供电装置，具备：包括供电侧线圈、与所述供电侧线圈谐振的发送侧谐振单元、以及对所述发送侧谐振单元供给电力的逆变器的供电单元，所述供电侧线圈的电感值和所述供电侧谐振单元的电容值的至少一方被设定，使得与所述受电侧线圈的电感值和所述供电侧线圈的电感值相等、并且所述受电侧谐振单元的电容值和所述供电侧谐振单元的电容值相等的情况相比，所述供电单元中流过的初级侧电流相对所述供电单元上施加的初级侧电压的相位差为0以上的频率范围扩宽。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.23 JP 2014-0891101.非接触式供电装置，是对于具有受电侧线圈和与所述受电侧线圈谐振的受电侧谐振单元的非接触式受电装置供给电力的非接触式供电装置，具备：包括供电侧线圈、与所述供电侧线圈谐振的发送侧谐振单元、以及对所述发送侧谐振单元供给电力的逆变器的供电单元，所述供电侧线圈的电感值和所述供电侧谐振单元的电容值的至少一方被设定，使得与所述受电侧线圈的电感值和所述供电侧线圈的电感值相等、并且所述受电侧谐振单元的电容值和所述供电侧谐振单元的电容值相等的情况相比，所述供电单元中流过的初级侧电流相对所述供电单元上施加的初级侧电压的相位差为0以上的频率范围扩宽。2.如权利要求1所述的非接触式供电装置，所述供电侧线圈的电感值和所述供电侧谐振单元的电容值的至少一方被设定，使得所述相位差和驱动频率的函数中的极小值为0以上。3.如权利要求1所述的非接触式供电装置，所述供电侧线圈的电感值和所述供电侧谐振单元的电容值的至少一方被设定，使得驱动频率中的所述相位差为0以上。4.非接触式供电装置，是对于具有受电侧线圈和与所述受电侧线圈谐振的受电侧谐振单元的非接触式受电装置供给电力的非接触式供电装置，具备：供电单元，包括供电侧线圈、与所述供电侧线圈谐振的发送侧谐振单元、以及对所述发送侧谐振单元供给电力的逆变器；以及控制单元，控制所述供电侧线圈的电感值和所述供电侧谐振单元的电容值的至少一方，所述控制单元控制所述供电侧线圈的电感值和所述供电侧谐振单元的电容值的至少一方，使得所述供电单元中流过的初级侧电流相对所述供电单元上施加的初级侧电压的相位差为0以上的频率范围扩宽。5.如权利要求4所述的非接触式供电装置，所述控制单元控制所述供电侧线圈的电感值和所述供电侧谐振单元的电容值的至少一方，使得所述相位差和驱动频率的函数中的极小值为0以上。6.如权利要求4所述的非接触式供电装置，所述控制单元控制所述供电侧线圈的电感值和所述供电侧谐振单元的电容值的至少一方，使得驱动频率中的所述相位差为0以上。7.如权利要求4所述的非接触式供电装置，所述控制单元顺序变更所述供电侧线圈的电感值和所述供电侧谐振单元的电容值的至少一方，并且对每个频率求所述相位差，控制所述供电侧线圈的电感值和所述供电侧谐振单元的电容值的至少一方，使得其成为在求得的所述每个频率的相位差之中、所述相位差为0以上的频率范围宽时的电感值和电容值的至少一方。8.如权利要求4所述的非接触式供电装置，所述供电侧谐振单元是可变电容器，所述控制单元控制所述供电侧谐振单元的电容值，使得所述相位差为0以上的频率范围扩宽。9.非接触式受电装置，是从具有包括供电侧线圈、与所述供电侧线圈谐振的发送侧谐振单元、以及对所述发送侧谐振单元供给电力的逆变器的供电单元的非接触式供电装置受电电力的非接触式受电装置，包括：受电侧线圈；以及受电侧谐振单元，与所述受电侧线圈谐振，所述受电侧线圈的电感值和所述受电侧谐振单元的电容值的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：小泉正刚，大桥修，太田智浩，山本竹志，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP