СИСТЕМА БЕСПРОВОДНОЙ ПОДАЧИ МОЩНОСТИ И УСТРОЙСТВО ПЕРЕДАЧИ МОЩНОСТИ Российский патент 2018 года по МПК H02J50/12 B60L11/18 

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к системе беспроводной подачи мощности и устройству передачи мощности для подачи электрической мощности через беспроводное соединение с транспортным средством, к примеру, с электротранспортным средством, оснащенным аккумулятором.

Уровень техники

[0002] Предложены системы беспроводной подачи мощности, которые подают электрическую мощность в электрические нагрузки, размещенные на транспортных средствах, через беспроводное соединение между устройствами передачи мощности, предусмотренными на стороне земли, и устройствами приема мощности, предусмотренными на стороне транспортного средства. Транспортное средство, использующее такую систему беспроводной подачи мощности и паркующееся в позиции подачи мощности, может перемещаться из позиции подачи мощности в ходе подачи мощности. Система должна сразу обнаруживать позиционное смещение между катушкой для передачи мощности и катушкой для приема мощности вследствие перемещения транспортного средства, с тем чтобы прекращать подачу мощности.

[0003] Например, патентный документ 1 раскрывает систему, в которой устройство передачи мощности и устройство приема мощности обмениваются данными между собой с тем, чтобы управлять надлежащей подачей напряжения. Патентный документ 1 раскрывает то, что связь между устройством передачи мощности и устройством приема мощности реализуется для второго цикла, и устройство передачи мощности управляется таким образом, чтобы надлежащим образом передавать электрическую мощность для первого цикла, короче второго цикла.

Список библиографических ссылок

Патентные документы

[0004] Патентный документ 1

Международная публикация WO 2013/046391.

Сущность изобретения

[0005] Патентный документ 1 не раскрывает то, что передача мощности регулируется, когда позиции катушки для передачи мощности и катушки для приема мощности смещаются относительно друг друга в ходе беспроводной подачи мощности.

[0006] Настоящее изобретение осуществлено с учетом традиционной проблемы, описанной выше. Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить систему беспроводной подачи мощности и устройство передачи мощности, допускающие немедленное обнаружение состояния, в котором позиции катушки для передачи мощности и катушки для приема мощности смещаются относительно друг друга.

[0007] Система беспроводной подачи мощности согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя устройство передачи мощности, имеющее катушку для передачи мощности, и устройство приема мощности, имеющее катушку для приема мощности, и катушка для передачи мощности передает электрическую мощность в катушку для приема мощности через беспроводное соединение, с тем чтобы подавать электрическую мощность в электрическую нагрузку, установленную в устройстве приема мощности. Устройство приема мощности или устройство передачи мощности включает в себя модуль вычисления первой эффективности, выполненный с возможностью вычислять первую эффективность на основе значения команды управления мощностью передачи и электрической мощности, подаваемой в электрическую нагрузку. Устройство передачи мощности включает в себя модуль вычисления второй эффективности, выполненный с возможностью вычислять вторую эффективность на основе разности фаз между напряжением и током, подаваемыми в катушку для передачи мощности, и контроллер мощности, выполненный с возможностью управлять электрической мощностью, подаваемой в катушку для передачи мощности, согласно значению команды управления мощностью передачи и регулировать электрическую мощность, подаваемую в катушку для передачи мощности, когда первая эффективность падает до первой пороговой эффективности или меньше, либо когда вторая эффективность падает до второй пороговой эффективности или меньше.

[0008] Устройство передачи мощности согласно аспекту настоящего изобретения имеет катушку для передачи мощности и подает электрическую мощность через беспроводное соединение с электрической нагрузкой, установленной в устройстве приема мощности, имеющем катушку для приема мощности. Устройство передачи мощности включает в себя модуль получения первой эффективности, выполненный с возможностью вычислять первую эффективность на основе значения команды управления мощностью передачи и электрической мощности, подаваемой в электрическую нагрузку, или получать первую эффективность, передаваемую из устройства приема мощности, и модуль вычисления второй эффективности, выполненный с возможностью вычислять вторую эффективность на основе разности фаз между напряжением и током, подаваемыми в катушку для передачи мощности. Контроллер мощности управляет электрической мощностью, подаваемой в катушку для передачи мощности, согласно значению команды управления мощностью передачи, и регулирует электрическую мощность, подаваемую в катушку для передачи мощности, когда первая эффективность падает до первой пороговой эффективности или меньше, либо когда вторая эффективность падает до второй пороговой эффективности или меньше.

Краткое описание чертежей

[0009] Фиг.1 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи мощности согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи мощности согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки контроллера передачи мощности в системе беспроводной подачи мощности согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.4 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки контроллера приема мощности в системе беспроводной подачи мощности согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 является блок-схемой, показывающей модуль вычисления величин управления в системе беспроводной подачи мощности согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи мощности согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки контроллера передачи мощности в системе беспроводной подачи мощности согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки контроллера приема мощности в системе беспроводной подачи мощности согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.9 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи мощности согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.10 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки контроллера передачи мощности в системе беспроводной подачи мощности согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.11 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки контроллера приема мощности в системе беспроводной подачи мощности согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.12 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи мощности согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.13 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки контроллера передачи мощности в системе беспроводной подачи мощности согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.14 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки контроллера приема мощности в системе беспроводной подачи мощности согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.15 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи мощности согласно модифицированному примеру четвертого варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.16 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки контроллера передачи мощности в системе беспроводной подачи мощности согласно модифицированному примеру четвертого варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.17 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки контроллера приема мощности в системе беспроводной подачи мощности согласно модифицированному примеру четвертого варианта осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание вариантов осуществления

[0010] Далее поясняются варианты осуществления настоящего изобретения со ссылкой на чертежи. Фиг.1 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи мощности согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг.1, транспортное средство 200 включает в себя устройство 40 приема мощности. Устройство 10 передачи мощности для подачи электрической мощности в транспортное средство 200 предусматривается на стороне земли в месте для парковки, в котором паркуется транспортное средство 200. Устройство 10 передачи мощности включает в себя преобразователь 11 переменного тока в постоянный ток для выпрямления переменного напряжения, подаваемого из источника 91 мощности переменного тока, инверторную схему 12, резонансную схему 13 и катушку 14 для передачи мощности. Устройство 10 передачи мощности дополнительно включает в себя контроллер 30 передачи мощности.

[0011] Катушка 40 для приема мощности включает в себя катушку 41 для приема мощности, резонансную схему 42, выпрямляюще-сглаживающую схему 43, реле 47 и аккумулятор 44. Катушка 40 для приема мощности дополнительно включает в себя контроллер 50 приема мощности, инвертор 51 для преобразования постоянного напряжения, выводимого из аккумулятора 44, в переменное напряжение, и мотор 16, приводимый в действие посредством подачи переменного напряжения, выводимого из инвертора 51.

[0012] Первый вариант осуществления

Фиг.2 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи мощности согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг.2, система 100 беспроводной подачи мощности включает в себя устройство 10 передачи мощности, предусмотренное на стороне земли, чтобы передавать электрическую мощность, и устройство 40 приема мощности, которое принимает мощность, передаваемую из устройства 10 передачи мощности, чтобы подавать мощность в аккумулятор 44 (электрическую нагрузку). Хотя настоящий вариант осуществления примерно иллюстрирует аккумулятор 44 в качестве электрической нагрузки, настоящее изобретение не ограничено этим и может использовать другие электрические нагрузки, к примеру, мотор.

[0013] Устройство 10 передачи мощности включает в себя преобразователь 11 переменного тока в постоянный ток, который преобразует переменное напряжение, подаваемое из источника 91 мощности переменного тока, в постоянное напряжение, и инверторную схему 12, которая преобразует постоянное напряжение, преобразованное посредством преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток, в переменное напряжение, имеющее предпочтительную частоту и амплитуду. Устройство 10 передачи мощности также включает в себя резонансную схему 13, которая обеспечивает резонирование электрической мощности, выводимой из инверторной схемы 12, катушку 14 для передачи мощности, которая передает мощность после резонирования, и контроллер 30 передачи мощности.

[0014] Устройство 10 передачи мощности включает в себя амперметр 21, который определяет переменный ток Iac, и вольтметр 22, который определяет переменное напряжение Vac, причем переменный ток Iac и переменное напряжение Vac подаются в преобразователь 11 переменного тока в постоянный ток. Устройство 10 передачи мощности включает в себя амперметр 23, который определяет постоянный ток Idc, и вольтметр 24, который определяет постоянное напряжение Vdc, причем постоянный ток Idc и постоянное напряжение Vdc вводятся в инверторную схему 12, и дополнительно включает в себя амперметр 25, который определяет переменный ток I1, и вольтметр 26, который определяет переменное напряжение V1, причем переменный ток I1 и переменное напряжение V1 выводятся из инверторной схемы 12. Преобразователь 11 переменного тока в постоянный ток управляет продолжительностью включения при преобразовании переменного напряжения, подаваемого из источника 91 мощности переменного тока, согласно управляющему сигналу, выводимому из PFC-контроллера 39 (контроллера коррекции коэффициента мощности), описанного ниже, с тем чтобы формировать постоянное напряжение, имеющее предпочтительную амплитуду.

[0015] Инверторная схема 12 включает в себя множество полупроводниковых переключателей (к примеру, IGBT), имеющих верхние и нижние плечи, и включает/отключает соответствующие полупроводниковые переключатели согласно управляющему сигналу, выводимому из контроллера 32 инвертора, описанного ниже, с тем чтобы формировать переменное напряжение, имеющее предпочтительную частоту и амплитуду.

[0016] Резонансная схема 13 включает в себя конденсатор и такой элемент, как сопротивление, и обеспечивает резонирование мощности переменного тока, выводимой из инверторной схемы 12, между резонансной схемой 13 и катушкой 14 для передачи мощности. А именно, резонансная частота катушки 14 для передачи мощности и конденсатора выполнена с возможностью приблизительно совпадать с выходной частотой инверторной схемы 12.

[0017] Катушка 14 для передачи мощности представляет собой, например, спиральную катушку, дискообразную катушку, круглую катушку или соленоидную катушку, предусмотренную на земле в месте для парковки. Как показано на фиг.1, катушка 14 для передачи мощности позиционируется таким образом, что она располагается напротив катушки 41 для приема мощности, когда транспортное средство 200 паркуется в предварительно определенной позиции в месте для парковки (см. фиг.1).

[0018] Контроллер 30 передачи мощности включает в себя модуль 31 вычисления коэффициентов мощности, контроллер 32 инвертора и модуль 29 вычисления величин управления (контроллер мощности). Контроллер 30 передачи мощности дополнительно включает в себя модуль 34 беспроводной связи (модуль связи на стороне передачи мощности), который обменивается данными с контроллером 50 приема мощности, устройство 33 контроля связи, который отслеживает условия связи модуля 34 беспроводной связи, и запоминающее устройство 35, которое сохраняет значение Pbat* команды управления мощностью, принимаемое через беспроводную связь. "Значение Pbat* команды управления мощностью" при использовании в данном документе является значением команды управления электрической мощностью, подаваемой из катушки 14 для передачи мощности, и передается из устройства 40 приема мощности.

[0019] Модуль 31 вычисления коэффициентов мощности получает, для предварительно определенного цикла вычисления (первого цикла), постоянное напряжение Vdc и постоянный ток Idc, подаваемые в инверторную схему 12, и переменное напряжение V1 и переменный ток I1, выводимые из инверторной схемы 12. Модуль 31 вычисления коэффициентов мощности вычисляет коэффициент cosθ мощности (вторую эффективность) электрической мощности, выводимой из инвертора 12, на основе этих Vdc, Idc, V1 и I1. Более конкретно, модуль 31 вычисления коэффициентов мощности вычисляет коэффициент cosθ мощности согласно следующей формуле (1).

cosθ=(Vdc x Idc)/(V1 x I1) (1)

А именно, модуль 31 вычисления коэффициентов мощности служит в качестве модуля вычисления второй эффективности для вычисления второй эффективности на основе разности фаз между напряжением и током, подаваемыми в катушку 14 для передачи мощности.

[0020] Коэффициент cosθ мощности, используемый в текущем цикле вычисления, может получаться посредством использования Vdc, Idc, V1 и I1, полученных в предыдущем цикле вычисления. Способ вычисления коэффициента cosθ мощности не ограничен формулой (1) и может представлять собой любой способ, к примеру, способ измерения разности θ фаз между напряжением V1 и током I1, чтобы получать коэффициент cosθ мощности на основе измеренной разности θ фаз.

[0021] Контроллер 32 инвертора управляет инверторной схемой 12 таким образом, чтобы передавать электрическую мощность, соответствующую значению Pbat* команды управления мощностью на основе коэффициента cosθ мощности, вычисленного посредством модуля 31 вычисления коэффициентов мощности.

[0022] Модуль 34 беспроводной связи реализует, например, различные виды обмена данных с контроллером 50 приема мощности через локальную вычислительную сеть (LAN). Модуль 34 беспроводной связи принимает значение Pbat* команды управления мощностью, передаваемое из контроллера 50 приема мощности. Модуль 34 беспроводной связи также принимает сигнал команды регулирования мощности заряда, передаваемой из контроллера 50 приема мощности. Модуль 34 беспроводной связи реализует обмен данными данных для второго цикла, большего первого цикла, который представляет собой цикл вычисления коэффициента cosθ мощности, вычисленного посредством модуля 31 вычисления коэффициентов мощности, как описано выше. Модуль 34 беспроводной связи за счет этого принимает значение Pbat* команды управления мощностью, передаваемое из контроллера 50 приема мощности для второго цикла, когда связь работает надлежащим образом.

[0023] Устройство 33 контроля связи отслеживает условия связи модуля 34 беспроводной связи. Запоминающее устройство 35 сохраняет значение Pbat* команды управления мощностью, принимаемое посредством модуля 34 беспроводной связи, и выводит сохраненное значение Pbat* команды управления мощностью в модуль 29 вычисления величин управления.

[0024] Модуль 29 вычисления величин управления включает в себя контроллер 36 мощности заряда, модуль 37 вычисления тока на первичной стороне, контроллер 38 тока на первичной стороне и PFC-контроллер 39. Контроллер 36 мощности заряда получает значение Pbat* команды управления мощностью, сохраненное в запоминающем устройстве 35, и коэффициент cosθ мощности, вычисленный посредством модуля 31 вычисления коэффициентов мощности, с тем чтобы корректировать значение Pbat* команды управления мощностью посредством использования коэффициента cosθ мощности. Контроллер 36 мощности заряда выводит скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью. В частности, контроллер 36 мощности заряда вычисляет скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью согласно следующей формуле (3).

Pbat*'=Pbat*/cosθ (3)

[0025] Модуль 37 вычисления тока на первичной стороне вычисляет значение Idc* команды управления выходным током преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток согласно скорректированному значению Pbat*' команды управления мощностью и постоянному напряжению Vdc, выводимым из преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток в предыдущем цикле вычисления.

[0026] Контроллер 38 тока на первичной стороне вычисляет значение Vdc* команды управления выходным напряжением преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток согласно значению Idc* команды управления выходным током, вычисленному посредством модуля 37 вычисления тока на первичной стороне, и постоянному току Idc, выводимому из преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток в предыдущем цикле вычисления.

[0027] PFC-контроллер 39 определяет продолжительность преобразования в переменном напряжении, преобразованном и управляемом посредством преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток, согласно постоянному напряжению Vdc, определенному посредством вольтметра 24 в предыдущем цикле вычисления, и значению Vdc* команды управления выходным напряжением, выводимому из контроллера 38 тока на первичной стороне. PFC-контроллер 39 получает ток Iac, определенный посредством амперметра 21 (ток, выводимый из источника 91 подачи мощности) в предыдущем цикле, и напряжение Vac, определенное посредством вольтметра 22 (напряжение, выводимое из источника 91 подачи мощности), и изменяет значение команды управления продолжительностью включения надлежащим образом, так что ток Iac и напряжение Vac имеют идентичную фазу. Значение команды управления продолжительностью включения выводится в преобразователь 11 переменного тока в постоянный ток. Преобразователь 11 переменного тока в постоянный ток за счет этого управляет выходным напряжением Vdc таким образом, что мощность, соответствующая значению Pbat* команды управления мощностью, передается из катушки 14 для передачи мощности.

[0028] Устройство 40 приема мощности включает в себя катушку 41 для приема мощности, которая принимает мощность, передаваемую из катушки 14 для передачи мощности через беспроводное соединение, резонансную схему 42, которая обеспечивает резонирование мощности, принимаемой посредством катушки 41 для приема мощности, и выпрямляюще-сглаживающую схему 43, которая преобразует переменное напряжение, выводимое из резонансной схемы 42, в постоянное напряжение и сглаживает преобразованное постоянное напряжение. Устройство 40 приема мощности также включает в себя аккумулятор 44, который накапливает электрическую мощность, передаваемую из устройства 10 передачи мощности, реле 47 (модуль переключения), которое переключает соединение и разъединение между выпрямляюще-сглаживающей схемой 43 и аккумулятором 44, и контроллер 50 приема мощности. Устройство 40 приема мощности дополнительно включает в себя амперметр 45, который определяет ток Ibat, и вольтметр 46, который определяет напряжение Vbat, причем ток Ibat и напряжение Vbat выводятся из выпрямляюще-сглаживающей схемы 43.

[0029] Катушка 41 для приема мощности представляет собой, например, спиральную катушку, дискообразную катушку, круглую катушку или соленоидную катушку, размещенную на днище транспортного средства. Катушка 41 для приема мощности позиционируется таким образом, что она располагается напротив катушки 14 для передачи мощности, предусмотренной на земле в предварительно определенной позиции заряда в месте для парковки, когда транспортное средство паркуется в позиции заряда.

[0030] Резонансная схема 42 включает в себя конденсатор и такой элемент, как сопротивление, и обеспечивает резонирование мощности переменного тока, принимаемой посредством катушки 41 для приема мощности. А именно, резонансная частота схемы, включающей в себя катушку 41 для приема мощности и конденсатор, выполнена с возможностью приблизительно совпадать с частотой мощности переменного тока, передаваемой из катушки 14 для передачи мощности.

[0031] Выпрямляюще-сглаживающая схема 43 включает в себя выпрямительную схему, такую как диодная мостовая схема, и сглаживающую схему, включающую в себя конденсатор. Выпрямляюще-сглаживающая схема 43 выпрямляет переменное напряжение, выводимое из резонансной схемы 42, и дополнительно сглаживает и подает переменное напряжение в аккумулятор 44.

[0032] Реле 47 подает мощность, принимаемую посредством катушки 41 для приема мощности, в аккумулятор 44 (электрическую нагрузку) после соединения и прекращает подачу мощности в аккумулятор 44 после разъединения. Реле 47 в силу этого служит в качестве модуля переключения для переключения между операцией подачи мощности, принимаемой посредством катушки 41 для приема мощности, в электрическую нагрузку (аккумулятор 44), и операцией прекращения подачи в электрическую нагрузку.

[0033] Контроллер 50 приема мощности включает в себя модуль 51 беспроводной связи (модуль связи на стороне приема мощности), который обменивается данными с модулем 34 беспроводной связи, предусмотренным в контроллере 30 передачи мощности, беспроводным способом, таким как LAN-связь, устройство 52 контроля связи, который отслеживает условия связи модуля 51 беспроводной связи, модуль 53 CAN-связи, модуль 55 вычисления эффективности и контроллер 54 реле (переключающий контроллер).

[0034] Модуль 53 CAN-связи соединяется с различными типами контроллеров, такими как контроллер 56 аккумулятора и контроллер 57 транспортного средства, через линию 58 шины, чтобы реализовывать обмен данными между ними через контроллерную сеть (CAN). Контроллер 56 аккумулятора формирует значение Pbat* команды управления мощностью и выводит его в модуль 53 CAN-связи через линию 58 шины.

[0035] Модуль 55 вычисления эффективности получает значение Pbat* команды управления мощностью, передаваемое через модуль 53 CAN-связи, и дополнительно получает ток Ibat, определенный посредством амперметра 45, и напряжение Vbat, определенное посредством вольтметра 46, с тем чтобы вычислять эффективность η передачи мощности (первую эффективность) электрической мощности, передаваемой между устройством 10 передачи мощности и устройством 40 приема мощности, согласно полученным данным. В частности, модуль 55 вычисления эффективности вычисляет передаваемую мощность Pbat посредством умножения тока Ibat и напряжения Vbat между собой, с тем чтобы получать эффективность η передачи мощности согласно следующей формуле (2).

η=Pbat/Pbat*=(Ibat x Vbat)/Pbat* (2)

А именно, модуль 55 вычисления коэффициентов мощности служит в качестве модуля вычисления первой эффективности для вычисления первой эффективности на основе электрической мощности, подаваемой в аккумулятор 44 (электрическую нагрузку).

[0036] Когда эффективность η передачи мощности, вычисленная согласно формуле (2), падает до предварительно определенной пороговой эффективности ηth (первой пороговой эффективности) или меньше, модуль 55 вычисления эффективности выводит сигнал команды выключения в контроллер 54 реле. Модуль 55 вычисления эффективности дополнительно выводит сигнал команды регулирования мощности заряда. Сигнал команды регулирования передается в устройство 10 передачи мощности через модуль 51 беспроводной связи.

[0037] Когда контроллер 54 реле принимает сигнал команды выключения, подаваемый из модуля 55 вычисления эффективности, контроллер 54 реле выключает реле 47 и прекращает подачу мощности в аккумулятор 44. Более конкретно, когда эффективность η передачи мощности, вычисленная посредством модуля 55 вычисления эффективности, падает до пороговой эффективности ηth или меньше, контроллер 54 реле определяет то, что вызывается проблема между катушкой 14 для передачи мощности и катушкой 41 для приема мощности по какой-либо причине, и прекращает подачу мощности в аккумулятор 44.

[0038] В системе 100 беспроводной подачи мощности согласно первому варианту осуществления, когда коэффициент cosθ мощности, вычисленный посредством модуля 31 вычисления коэффициентов мощности, опускается ниже предварительно определенного порогового коэффициента мощности (второй пороговой эффективности), регулируется скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью, вычисленное посредством контроллера 36 мощности заряда, так что регулируется мощность, передаваемая из устройства 10 передачи мощности в устройство 40 приема мощности. При использовании в данном документе, термин "регулировать" включает в себя смысловые значения "уменьшать" и "уменьшать до нуля".

[0039] Поскольку реле 47 выключается, когда эффективность η передачи мощности, вычисленная посредством модуля 55 вычисления эффективности, падает до пороговой эффективности ηth или меньше, схема на стороне устройства 40 приема мощности, включающая в себя катушку 41 для приема мощности и аккумулятор 44, является разомкнутой при просмотре со стороны катушки 14 для передачи мощности. Как результат, увеличивается импеданс всей схемы, включающей в себя катушку 14 для передачи мощности, катушку 41 для приема мощности и аккумулятор 44, и увеличивается разность фаз между током I1 и напряжением V1, выводимыми из инверторной схемы 12. Соответственно, передаваемая мощность регулируется, поскольку коэффициент cosθ мощности уменьшается. Дополнительно, сигнал команды регулирования мощности заряда передается в контроллер 30 передачи мощности через модуль 51 беспроводной связи, когда эффективность η передачи мощности падает до пороговой эффективности ηth или меньше, и выходная мощность регулируется соответствующим образом.

[0040] Далее описывается работа системы 100 беспроводной подачи мощности согласно первому варианту осуществления со ссылкой на блок-схемы последовательности операций способа, показанные на фиг.3 и фиг.4. Фиг.3 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки, реализованную посредством контроллера 30 передачи мощности. На фиг.3, обработка от этапа S11 до этапа S15 выполняется в цикле вычисления в первом процессе после того, как начинается вычисление, и следующая обработка от этапа S16 выполняется в цикле вычисления во втором процессе и повторяется в последующих циклах.

[0041] Во-первых, на этапе S11, модуль 34 беспроводной связи обменивается данными с модулем 51 беспроводной связи контроллера 50 приема мощности беспроводным способом, таким как LAN-связь. Беспроводная связь выполняется для второго цикла, как описано выше. На этапе S12, модуль 34 беспроводной связи принимает значение Pbat* команды управления мощностью, передаваемое из контроллера 50 приема мощности. В частности, значение Pbat* команды управления мощностью, выводимое из контроллера 56 аккумулятора, показанного на фиг.2, передается из модуля 51 беспроводной связи и принимается посредством модуля 34 беспроводной связи.

[0042] На этапе S13, модуль 29 вычисления величин управления реализует начальную настройку, чтобы задавать значение Vdc* команды управления выходным напряжением таким образом, что выходное напряжение Vdc, выводимое из преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток, имеет минимальное значение.

[0043] На этапе S14, контроллер 32 инвертора задает частоту возбуждения и продолжительность включения инверторной схемы 12 равными предварительно определенному постоянному значению для того, чтобы возбуждать инверторную схему 12. На этапе S15 катушка 14 для передачи мощности начинает возбуждение. А именно, переменный ток прикладывается к катушке 14 для передачи мощности, с тем чтобы формировать магнитный поток.

[0044] На этапе S16, вольтметр 22, амперметр 21, вольтметр 24, амперметр 23, вольтметр 26 и амперметр 25 определяют напряжение Vac, ток Iac, напряжение Vdc, ток Idc, напряжение V1 и ток I1, соответственно. Напряжение Vac и ток Iac подаются в модуль 29 вычисления величин управления, напряжение Vdc и ток Idc подаются в модуль 29 вычисления величин управления и модуль 31 вычисления коэффициентов мощности, и напряжение V1 и ток I1 подаются в модуль 31 вычисления коэффициентов мощности.

[0045] На этапе S17, модуль 31 вычисления коэффициентов мощности вычисляет коэффициент cosθ мощности для мощности, выводимой из инверторной схемы 12, согласно следующей формуле (1).

cosθ=(Vdc x Idc)/(V1 x I1) (1)

[0046] На этапе S18, модуль 29 вычисления величин управления корректирует значение Pbat* команды управления мощностью. Модуль 29 вычисления величин управления получает скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью согласно следующей формуле (3).

Pbat*'=Pbat*/cosθ (3)

[0047] На этапе S19, модуль 29 вычисления величин управления вычисляет величину управления по напряжению Vdc* согласно блок-схеме, показанной на фиг.5. Как показано на фиг.5, контроллер 36 мощности заряда корректирует значение Pbat* команды управления мощностью на основе коэффициента cosθ мощности, чтобы формировать скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью. Модуль 37 вычисления тока на первичной стороне, показанный на фиг.5, вычисляет значение Idc* команды управления током посредством деления скорректированного значения Pbat*' команды управления мощностью на напряжение Vdc, определенное в предыдущем цикле вычисления.

[0048] Модуль 18 вычитания вычитает ток Idc, определенный в предыдущем цикле вычисления, из значения Idc* команды управления током. Контроллер 38 тока на первичной стороне затем получает значение Vdc* команды управления напряжением посредством PI-управления на основе результата вычитания. Контроллер 38 тока на первичной стороне выводит полученное значение Vdc* команды управления напряжением в PFC-контроллер 39. PFC-контроллер 39 управляет продолжительностью включения таким образом, что выходное напряжение преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток соответствует значению Vdc* команды управления напряжением. Соответственно, мощность, соответствующая скорректированному значению Pbat*' команды управления мощностью, передается из катушки 14 для передачи мощности в катушку 41 для приема мощности. На этапе S20, показанном на фиг.3, значение Vdc* команды управления напряжением вычисляется, как описано выше. Мощность, управляемая согласно коэффициенту cosθ мощности, в силу этого передается из устройства 10 передачи мощности в устройство 40 приема мощности.

[0049] На этапе S21, модуль 29 вычисления величин управления определяет то, превышает или нет коэффициент cosθ мощности, вычисленный посредством модуля 31 вычисления коэффициентов мощности, пороговый коэффициент мощности. Когда коэффициент cosθ мощности превышает пороговый коэффициент мощности ("Да" на этапе S21), процесс переходит к этапу S22. Когда коэффициент cosθ мощности меньше или равен пороговому коэффициенту мощности ("Нет" на этапе S21), процесс переходит к этапу S23.

[0050] На этапе S22, модуль 29 вычисления величин управления определяет то, передается или нет команда регулирования передачи мощности из контроллера 50 приема мощности. Процесс переходит к этапу S23, когда команда регулирования передачи мощности передается ("Да" на этапе S22), и процесс возвращается к этапу S16, когда команда регулирования передачи мощности еще не передана ("Нет" на этапе S22).

[0051] На этапе S23, модуль 29 вычисления величин управления регулирует мощность, обеспечиваемую в аккумулятор 44. В частности, модуль 29 вычисления величин управления регулирует напряжение Vdc, выводимое из преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток. Когда коэффициент cosθ мощности падает до порогового коэффициента мощности или меньше, либо когда команда регулирования передачи мощности принимается, регулируется мощность, передаваемая из катушки 14 для передачи мощности. Процесс на этапе S21 переходит к этапу S23, когда коэффициент cosθ мощности составляет пороговый коэффициент мощности или меньше, как описано выше. Тем не менее, передача мощности иногда не стабилизируется, когда коэффициент cosθ мощности ближе к максимальному значению 1. Коэффициенту cosθ мощности в силу этого может назначаться верхний предел, так что процесс на этапе S21 переходит к этапу S23 также тогда, когда коэффициент cosθ мощности превышает верхний предел.

[0052] Далее описывается процедура обработки, реализованная посредством контроллера 50 приема мощности, со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг.4. Обработка на этапе S31 и этапе S32 выполняется в цикле вычисления в первом процессе после того, как начинается вычисление, и следующая обработка от этапа S33 выполняется в цикле вычисления во втором процессе и повторяется в последующих циклах.

[0053] Во-первых, на этапе S31, модуль 51 беспроводной связи обменивается данными с модулем 34 беспроводной связи контроллера 30 передачи мощности беспроводным способом, таким как LAN-связь. Беспроводная связь выполняется для второго цикла, как описано выше. На этапе S32, модуль 51 беспроводной связи передает значение Pbat* команды управления мощностью, выводимое из контроллера 56 аккумулятора, в контроллер 30 передачи мощности через беспроводную связь.

[0054] На этапе S33, модуль 55 вычисления эффективности получает напряжение Vbat, определенное посредством вольтметра 46, и ток Ibat, определенный посредством амперметра 45. На этапе S34, модуль 55 вычисления эффективности вычисляет мощность Pbat, подаваемую в аккумулятор 44, посредством умножения напряжения Vbat и тока Ibat между собой. Модуль 55 вычисления эффективности дополнительно вычисляет эффективность η передачи мощности для мощности согласно следующей формуле (2), на основе мощности Pbat и значения Pbat* команды управления мощностью.

η=Pbat/Pbat*=(Ibat x Vbat)/Pbat* (2)

[0055] На этапе S35, модуль 55 вычисления эффективности определяет то, превышает или нет эффективность η, вычисленная согласно формуле (2), предварительно определенную пороговую эффективность ηth. Когда эффективность η превышает предварительно определенную пороговую эффективность ηth, т.е. η>ηth ("Да" на этапе S35), процесс возвращается к этапу S33. Когда эффективность η меньше или равна предварительно определенной пороговой эффективности ηth, т.е. η≤ηth ("Нет" на этапе S35), модуль 55 вычисления эффективности выводит сигнал команды выключения в контроллер 54 реле на этапе S36. Контроллер 54 реле затем выключает реле 47. Передаваемая мощность в силу этого регулируется, как только реле 47 выключается, поскольку разность фаз между напряжением V1 и током I1, выводимыми из инверторной схемы 12 увеличивается, и коэффициент cosθ мощности уменьшается.

[0056] Модуль 51 беспроводной связи обменивается данными с модулем 34 беспроводной связи контроллера 30 передачи мощности на этапе S37 и передает команду регулирования передачи мощности на этапе S38. Передаваемая команда регулирования передачи мощности обнаруживается на этапе S22 на фиг.3, и мощность заряда регулируется на этапе S23. Мощность, передаваемая из катушки 14 для передачи мощности, в силу этого может регулироваться, когда эффективность η передачи мощности для мощности, передаваемой из катушки 14 для передачи мощности в катушку 41 для приема мощности, снижается.

[0057] В системе 100 беспроводной подачи мощности согласно первому варианту осуществления, модуль 31 вычисления коэффициентов мощности вычисляет коэффициент cosθ мощности для мощности, выводимой из инверторной схемы 12, и напряжение Vdc, выводимое из преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток, регулируется, когда коэффициент cosθ мощности падает до предварительно определенного порогового коэффициента мощности или меньше. Передаваемая мощность в силу этого может регулироваться для первого цикла, короче второго цикла, который представляет собой цикл связи модуля 34 беспроводной связи, когда коэффициент cosθ мощности снижается. Соответственно, необязательная передача мощности может сразу подавляться, так что может предотвращаться такое нарушение функционирования в системе, как теплообразование, когда позиции катушки 14 для передачи мощности и катушки 41 для приема мощности смещаются относительно друг друга по какой-либо причине, такой как столкновение транспортного средства с другим или намеренное перемещение транспортного средства. Дополнительно, передача мощности может надежно регулироваться, когда беспроводная связь между модулем 34 беспроводной связи и модулем 51 беспроводной связи прерывается, поскольку уменьшение коэффициента cosθ мощности обнаруживается только посредством вычисления посредством устройства 10 передачи мощности для того, чтобы регулировать передаваемую мощность, без необходимости данных, передаваемых из контроллера 50 приема мощности.

[0058] Дополнительно, снижение эффективности η передачи мощности может анализироваться посредством использования коэффициента cosθ мощности с высокой точностью, по сравнению со случаем, в котором уровень тока I1, выводимого из инверторной схемы 12 (тока, подаваемого в катушку 14 для передачи мощности), определяется для анализа эффективности передачи мощности. Поскольку ток I1 включает в себя и активный компонент и реактивный компонент, уровень активного компонента и уровень реактивного компонента не может анализироваться независимо. Эффективность передачи мощности посредством использования коэффициента cosθ мощности может анализироваться более точно, поскольку отражается изменение активного компонента.

[0059] Поскольку реле 47 выключается, когда эффективность η передачи мощности, вычисленная посредством модуля 55 вычисления эффективности, падает до пороговой эффективности ηth или меньше, схема на стороне устройства 40 приема мощности, включающая в себя катушку 41 для приема мощности и аккумулятор 44, является разомкнутой при просмотре со стороны катушки 14 для передачи мощности. Как результат, увеличивается импеданс всей схемы, включающей в себя катушку 14 для передачи мощности, катушку 41 для приема мощности и аккумулятор 44, и увеличивается разность фаз между током I1 и напряжением V1, выводимыми из инверторной схемы 12. Соответственно, передаваемая мощность регулируется, поскольку коэффициент cosθ мощности уменьшается. А именно, передаваемая мощность может регулироваться, когда беспроводная связь между модулем 34 беспроводной связи и модулем 51 беспроводной связи прерывается, и когда проблема с эффективностью η передачи мощности обнаруживается посредством контроллера 50 приема мощности.

[0060] Когда снижение эффективности η обнаруживается посредством устройства 40 приема мощности, команда регулирования передачи мощности передается в контроллер 30 передачи мощности через беспроводную связь, так что передаваемая мощность регулируется. Мощность, передаваемая из устройства 10 передачи мощности, в силу этого может регулироваться более точно вследствие команды регулирования передачи мощности, даже когда коэффициент cosθ мощности не уменьшается несмотря на то, что возникает проблема.

[0061] Модифицированный пример первого варианта осуществления

Первый вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором модуль 31 вычисления коэффициентов мощности вычисляет коэффициент cosθ мощности для того, чтобы регулировать передаваемую мощность, когда коэффициент cosθ мощности падает до порогового коэффициента мощности или меньше. В модифицированном примере, снижение эффективности передачи мощности обнаруживается посредством использования тока I1, выводимого из инверторной схемы 12, вместо коэффициента cosθ мощности. Ток I1 увеличивается по мере того, как уменьшается эффективность передачи электрической мощности, передаваемой из катушки 14 для передачи мощности. Когда коэффициент связи между катушкой 14 для передачи мощности и катушкой 41 для приема мощности задается как "α", ток I1 и коэффициент α связи коррелируются между собой. В частности, по мере того, как коэффициент α связи уменьшается, ток I1 увеличивается.

[0062] В модифицированном примере, карта, указывающая корреляцию между током I1 и коэффициентом α связи, предварительно сохраняется, и коэффициент α связи вычисляется согласно карте, когда ток I1 определяется, так что передаваемая мощность регулируется, когда коэффициент α связи падает до предварительно определенного порогового уровня. Соответственно, необязательная передача мощности может сразу подавляться, так что может предотвращаться такое нарушение функционирования в системе, как теплообразование, когда позиции катушки 14 для передачи мощности и катушки 41 для приема мощности смещаются относительно друг друга, как и в случае первого варианта осуществления.

[0063] Второй вариант осуществления

Ниже описывается второй вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг.6 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи мощности согласно второму варианту осуществления. Как показано на фиг.6, система 101 беспроводной подачи мощности согласно второму варианту осуществления отличается от системы 100 беспроводной подачи мощности, показанной на фиг.2, конфигурацией контроллера 30a передачи мощности, предусмотренного в устройстве 10a передачи мощности. Другие элементы являются идентичными элементам, показанным на фиг.2, и в силу этого обозначаются посредством идентичных ссылок с номерами, и их подробное описание не повторяется ниже.

[0064] Контроллер 30a передачи мощности включает в себя модуль 34 беспроводной связи, устройство 33 контроля связи, запоминающее устройство 35, модуль 29 вычисления величин управления и контроллер 32 инвертора для управления инверторной схемой 12, как и в случае, показанном на фиг.2. Контроллер 30a передачи мощности дополнительно включает в себя детектор 71 перегрузки по току, который определяет перегрузку по току на основе тока I1, определенного посредством амперметра 25. Контроллер 30a передачи мощности не включает в себя модуль 31 вычисления коэффициентов мощности, показанный на фиг.2.

[0065] Модуль 34 беспроводной связи обменивается данными с модулем 51 беспроводной связи, принимает значение Pbat* команды управления мощностью и принимает эффективность η передачи мощности, передаваемую из модуля 51 беспроводной связи. Запоминающее устройство 35 сохраняет значение Pbat* команды управления мощностью и эффективность η передачи мощности, принимаемые посредством модуля 34 беспроводной связи.

[0066] Модуль 29 вычисления величин управления включает в себя контроллер 36 мощности заряда, модуль 37 вычисления тока на первичной стороне, контроллер 38 тока на первичной стороне и PFC-контроллер 39, как и в случае, показанном на фиг.2.

[0067] Контроллер 36 мощности заряда получает значение Pbat* команды управления мощностью и эффективность η передачи мощности, выводимые из запоминающего устройства 35, и корректирует значение Pbat* команды управления мощностью согласно эффективности η передачи мощности. Контроллер 36 мощности заряда выводит скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью. В частности, контроллер 36 мощности заряда выводит скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью, вычисленное согласно следующей формуле (4).

Pbat*'=Pbat*/η (4)

Конфигурации модуля 37 вычисления тока на первичной стороне, контроллера 38 тока на первичной стороне и PFC-контроллера 39 являются идентичными конфигурациям, описанным в первом варианте осуществления, и их подробное описание не повторяется ниже.

[0068] Детектор 71 перегрузки по току получает ток I1, выводимый из инвертора 12, для первого цикла и определяет перегрузку по току, как только ток I1 превышает предварительно определенный пороговый ток. Детектор 71 перегрузки по току выводит сигнал определения перегрузки по току в PFC-контроллер 39. PFC-контроллер 39 регулирует выходное напряжение преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток, когда перегрузка по току определяется посредством детектора 71 перегрузки по току.

[0069] Контроллер 50 приема мощности выводит эффективность η передачи мощности, вычисленную посредством модуля 55 вычисления эффективности, в модуль 51 беспроводной связи через модуль 53 CAN-связи. Модуль 51 беспроводной связи передает эффективность η передачи мощности в контроллер 30a передачи мощности. Эффективность η передачи мощности может вычисляться согласно следующей формуле (2), как описано в первом варианте осуществления.

η=Pbat/Pbat*=(Ibat x Vbat)/Pbat* (2)

[0070] Далее описывается работа системы 101 беспроводной подачи мощности согласно второму варианту осуществления, сконфигурированной так, как описано выше, со ссылкой на блок-схемы последовательности операций способа, показанные на фиг.7 и фиг.8. Фиг.7 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки, реализованную посредством контроллера 30a передачи мощности. На фиг.7, обработка от этапа S41 до этапа S45 выполняется в цикле вычисления в первом процессе после того, как начинается вычисление, и следующая обработка от этапа S46 выполняется в цикле вычисления во втором процессе и повторяется в последующих циклах. Обработка от этапа S41 до этапа S45 является идентичной обработке от этапа S11 до этапа S15, показанной на фиг.3, и ее подробное описание не повторяется ниже.

[0071] На этапе S46, устройство 33 контроля связи определяет то, представляет собой или нет цикл связи между модулем 34 беспроводной связи и модулем 51 беспроводной связи контроллера 50 приема мощности второй цикл. Процесс переходит к этапу S47, когда цикл связи представляет собой второй цикл ("Да" на этапе S46), и процесс переходит к этапу S50, когда цикл связи не представляет собой второй цикл ("Нет" на этапе S46).

[0072] На этапе S47, модуль 34 беспроводной связи обменивается данными с модулем 51 беспроводной связи беспроводным способом. На этапе S48, модуль 34 беспроводной связи принимает эффективность η передачи мощности, передаваемую из устройства 50 приема мощности. На этапе S49, эффективность η передачи мощности, сохраненная в запоминающем устройстве 35, обновляется.

[0073] На этапе S50, вольтметр 22, амперметр 21, вольтметр 24, амперметр 23, вольтметр 26 и амперметр 25 определяют напряжение Vac, ток Iac, напряжение Vdc, ток Idc, напряжение V1 и ток I1, соответственно. Напряжение Vac, ток Iac, напряжение Vdc и ток Idc подаются в модуль 29 вычисления величин управления, а ток I1 подается в детектор 71 перегрузки по току.

[0074] На этапе S51, модуль 29 вычисления величин управления корректирует значение Pbat* команды управления мощностью посредством использования эффективности η передачи мощности. Модуль 29 вычисления величин управления получает скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью согласно следующей формуле (4).

Pbat*'=Pbat*/η (4)

[0075] На этапе S52, модуль 29 вычисления величин управления вычисляет величину управления по напряжению Vdc* согласно блок-схеме, показанной на фиг.5, как описано выше. На этапе S53, модуль 29 вычисления величин управления определяет величину управления напряжением Vdc. Этот способ вычисления является идентичным способу, описанному в первом варианте осуществления, и его подробное описание опускается здесь. Согласно этому управлению, электрическая мощность, соответствующая эффективности η передачи мощности, передается из устройства 10a передачи мощности в устройство 40 приема мощности.

[0076] На этапе S54, модуль 29 вычисления величин управления определяет то, определяется или нет перегрузка по току посредством детектора 71 перегрузки по току. Как описано ниже, ток I1, выводимый из инверторной схемы 12, распознается в качестве перегрузки по току, когда снижение эффективности η передачи мощности обнаруживается посредством контроллера 50 приема мощности, и реле 47 в силу этого выключается. Другими словами, состояние выключения реле 47 может подтверждаться в зависимости от того, является или нет выходной ток I1 перегрузкой по току. Процесс переходит к этапу S55, когда перегрузка по току не определяется ("Нет" на этапе S54), и процесс переходит к этапу S56, когда перегрузка по току определяется ("Да" на этапе S54).

[0077] На этапе S55, модуль 29 вычисления величин управления определяет то, передается или нет команда регулирования передачи мощности из контроллера 50 приема мощности. Процесс переходит к этапу S56, когда команда регулирования передачи мощности передается ("Да" на этапе S55), и процесс возвращается к этапу S46, когда команда регулирования передачи мощности еще не передана ("Нет" на этапе S55).

[0078] На этапе S56, модуль 29 вычисления величин управления регулирует электрическую мощность, подаваемую в аккумулятор 44. В частности, модуль 29 вычисления величин управления регулирует выходное напряжение преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток, с тем чтобы регулировать мощность, передаваемую из катушки 14 для передачи мощности в катушку 41 для приема мощности. А именно, перегрузка по току определяется посредством детектора 71 перегрузки по току, когда реле 47 выключается, и передаваемая мощность регулируется соответствующим образом.

[0079] Далее описывается процедура обработки, реализованная посредством контроллера 50 приема мощности, со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг.8. Обработка на этапе S61 и этапе S62 выполняется в цикле вычисления в первом процессе после того, как начинается вычисление, и следующая обработка от этапа S63 выполняется в цикле вычисления во втором процессе и повторяется в последующих циклах. Обработка на этапе S61 и этапе S62 является идентичной обработке на этапе S31 и этапе S32, показанной на фиг.4, и ее подробное описание не повторяется ниже.

[0080] На этапе S63, модуль 55 вычисления эффективности получает напряжение Vbat, определенное посредством вольтметра 46, и ток Ibat, определенный посредством амперметра 45. На этапе S64, модуль 55 вычисления эффективности вычисляет мощность Pbat, подаваемую в аккумулятор 44, посредством умножения напряжения Vbat и тока Ibat между собой. Модуль 55 вычисления эффективности дополнительно вычисляет эффективность η передачи мощности согласно следующей формуле (2), на основе мощности Pbat и значения Pbat* команды управления мощностью.

η=Pbat/Pbat*=(Ibat x Vbat)/Pbat* (2)

[0081] На этапе S65, устройство 52 контроля связи определяет то, представляет собой или нет цикл связи между модулем 51 беспроводной связи и модулем 34 беспроводной связи контроллера 30a передачи мощности второй цикл. Процесс переходит к этапу S66, когда цикл связи представляет собой второй цикл ("Да" на этапе S65), и процесс переходит к этапу S68, когда цикл связи не представляет собой второй цикл ("Нет" на этапе S65).

[0082] На этапе S66, модуль 51 беспроводной связи обменивается данными с модулем 34 беспроводной связи контроллера 30a передачи мощности беспроводным способом. На этапе S67, модуль 51 беспроводной связи передает эффективность η передачи мощности в контроллер 30a передачи мощности. Эффективность η передачи мощности принимается посредством модуля 34 беспроводной связи на этапе S48 на фиг.7 и сохраняется в запоминающем устройстве 35 на этапе S49. Соответственно, эффективность η передачи мощности, сохраненная в запоминающем устройстве 35, обновляется каждый раз, когда проходит второй цикл.

[0083] На этапе S68, модуль 55 вычисления эффективности определяет то, превышает или нет эффективность η передачи мощности предварительно определенную пороговую эффективность ηth. Когда эффективность η передачи мощности превышает предварительно определенную пороговую эффективность ηth, т.е. η>ηth ("Да" на этапе S68), процесс возвращается к этапу S63. Когда эффективность η меньше или равна предварительно определенной пороговой эффективности ηth, т.е. η≤ηth ("Нет" на этапе S68), модуль 55 вычисления эффективности выводит сигнал команды выключения в контроллер 54 реле на этапе S69. Контроллер 54 реле затем выключает реле 47. Соответственно, передаваемая мощность регулируется, поскольку ток I1, выводимый из инверторной схемы 12, приводит к перегрузке по току, когда реле 47 выключается.

[0084] Модуль 51 беспроводной связи дополнительно обменивается данными с модулем 34 беспроводной связи контроллера 30a передачи мощности на этапе S70 и передает команду регулирования передачи мощности на этапе S71. Передаваемая команда регулирования передачи мощности обнаруживается на этапе S55 на фиг.7, и мощность заряда регулируется на этапе S56. Мощность, передаваемая из катушки 14 для передачи мощности, в силу этого может регулироваться, когда эффективность η передачи мощности для мощности из катушки 14 для передачи мощности в катушку 41 для приема мощности снижается.

[0085] В системе 101 беспроводной подачи мощности согласно второму варианту осуществления, когда эффективность η передачи мощности, вычисленная посредством модуля 55 вычисления коэффициентов мощности, падает до предварительно определенной пороговой эффективности ηth или меньше, реле 47 выключается, так что схема на стороне устройства 40 приема мощности, включающая в себя катушку 41 для приема мощности и аккумулятор 44, является разомкнутой при просмотре со стороны катушки 14 для передачи мощности. Как результат, увеличивается импеданс всей схемы, включающей в себя катушку 14 для передачи мощности, катушку 41 для приема мощности и аккумулятор 44, и увеличивается ток I1, выводимый из инверторной схемы 12, что приводит к перегрузке по току. Когда детектор 71 перегрузки по току определяет перегрузку по току, регулируется напряжение Vdc, выводимое из преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток. Соответственно, регулируется мощность, передаваемая из катушки 14 для передачи мощности в катушку 41 для приема мощности. Поскольку определение перегрузки по току выполняется для первого цикла, передаваемая мощность может сразу регулироваться.

[0086] Соответственно, необязательная передача мощности может сразу подавляться, так что может предотвращаться такое нарушение функционирования в системе, как теплообразование, когда позиции катушки 14 для передачи мощности и катушки 41 для приема мощности смещаются относительно друг друга по какой-либо причине, такой как столкновение транспортного средства с другим или намеренное перемещение транспортного средства. Дополнительно, передаваемая мощность может регулироваться также тогда, когда беспроводная связь между модулем 51 беспроводной связи и модулем 34 беспроводной связи прерывается.

[0087] Когда снижение эффективности η передачи мощности обнаруживается посредством контроллера 50 приема мощности, команда регулирования передачи мощности передается в контроллер 30a передачи мощности через беспроводную связь для второго цикла, так что передаваемая мощность регулируется. Даже когда реле 47 не выключается несмотря на снижение эффективности η передачи мощности, мощность, передаваемая из катушки 14 для передачи мощности, может регулироваться вследствие команды регулирования передачи мощности, так что может более надежно подавляться необязательная передача мощности.

[0088] Контроллер 30a передачи мощности корректирует значение Pbat* команды управления мощностью таким образом, чтобы получать скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью, согласно эффективности η передачи мощности, передаваемой из контроллера 50 приема мощности, и дополнительно вычисляет значение Vdc* команды управления напряжением посредством использования скорректированного значения Pbat*' команды управления мощностью, так что передаваемая мощность может управляться в зависимости от эффективности η передачи мощности. Когда ток I1, выводимый из инверторной схемы 12, увеличивается таким образом, что в результате получается перегрузка по току, и она определяется посредством детектора 71 перегрузки по току, сигнал определения перегрузки по току может выводиться в контроллер 32 инвертора вместо PFC-контроллера 39, с тем чтобы непосредственно и принудительно останавливать инверторную схему 12.

[0089] Модифицированный пример второго варианта осуществления

Ниже описывается модифицированный пример второго варианта осуществления. Второй вариант осуществления примерно иллюстрирует случай, в котором контроллер 50 приема мощности вычисляет эффективность η передачи мощности и передает вычисленную эффективность η передачи мощности в контроллер 30a передачи мощности. В системе беспроводной подачи мощности согласно модифицированному примеру, контроллер 50 приема мощности передает данные тока Ibat, определенного посредством амперметра 45, и напряжения Vbat, определенного посредством вольтметра 46, в контроллер 30a передачи мощности, и контроллер 30a передачи мощности затем вычисляет эффективность η передачи мощности. Вычисление в силу этого выполняется согласно следующей формуле (4), используемой на этапе S51, показанном на фиг.7.

Pbat*'=Pbat*/η (4)

Система беспроводной подачи мощности согласно модифицированному примеру может достигать преимуществ, идентичных преимуществам системы беспроводной подачи мощности согласно второму варианту осуществления, описанной выше.

[0090] Третий вариант осуществления

Ниже описывается третий вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг.9 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы 101 беспроводной подачи мощности согласно третьему варианту осуществления. Система 101 беспроводной подачи мощности, показанная на фиг.9, имеет конфигурацию, идентичную конфигурации, показанной на фиг.6, но отличается тем, что эффективность η передачи мощности, вычисленная посредством модуля 55 вычисления эффективности, не передается в контроллер 30a передачи мощности. Идентичные элементы обозначаются посредством идентичных ссылок с номерами, и их подробное описание не повторяется ниже.

[0091] Ниже описывается работа системы 101 беспроводной подачи мощности согласно третьему варианту осуществления со ссылкой на блок-схемы последовательности операций способа, показанные на фиг.10 и фиг.11. Фиг.10 является блок-схемой последовательности операций способа, показывающей процедуру обработки, реализованную посредством контроллера 30a передачи мощности. На фиг.10, обработка от этапа S81 до этапа S85 выполняется в цикле вычисления в первом процессе после того, как начинается вычисление, и следующая обработка от этапа S86 выполняется в цикле вычисления во втором процессе и повторяется в последующих циклах. Обработка от этапа S81 до этапа S85 является идентичной обработке от этапа S41 до этапа S45, показанной на фиг.7, и ее подробное описание не повторяется ниже.

[0092] На этапе S86, вольтметр 22, амперметр 21, вольтметр 24, амперметр 23, вольтметр 26 и амперметр 25 определяют напряжение Vac, ток Iac, напряжение Vdc, ток Idc, напряжение V1 и ток I1, соответственно. Напряжение Vac, ток Iac, напряжение Vdc и ток Idc подаются в модуль 29 вычисления величин управления, а ток I1 подается в детектор 71 перегрузки по току.

[0093] На этапе S87, модуль 29 вычисления величин управления вычисляет напряжение Vdc, выводимое из преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток, на основе значения Pbat* команды управления мощностью, так что ток Idc на первичной стороне инверторной схемы 12 является постоянным. На этапе S88, модуль 29 вычисления величин управления определяет величину управления напряжением Vdc.

[0094] Обработка от этапа S89 до этапа S91 является идентичной обработке от этапа S54 до этапа S56, показанной на фиг.7, и ее подробное описание не повторяется ниже. Посредством обработки, показанной на фиг.10, перегрузка по току определяется посредством детектора 71 перегрузки по току, когда реле 47 выключается, и передаваемая мощность регулируется соответствующим образом.

[0095] Далее описывается процедура обработки, реализованная посредством контроллера 50 приема мощности, со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг.11. Обработка на этапе S101 и этапе S102 выполняется в цикле вычисления в первом процессе после того, как начинается вычисление, и следующая обработка от этапа S103 выполняется в цикле вычисления во втором процессе и повторяется в последующих циклах. Обработка от этапа S101 до этапа S104 является идентичной обработке от этапа S61 до этапа S64, показанной на фиг.8, и ее подробное описание не повторяется ниже.

[0096] Когда эффективность η передачи мощности вычисляется на этапе S104, модуль 55 вычисления эффективности на этапе S105 определяет то, превышает или нет эффективность η передачи мощности предварительно определенную пороговую эффективность ηth. Когда эффективность η передачи мощности превышает предварительно определенную пороговую эффективность ηth, т.е. η>ηth ("Да" на этапе S105), процесс возвращается к этапу S103. Когда эффективность η передачи мощности меньше или равна предварительно определенной пороговой эффективности ηth, т.е. η≤ηth ("Нет" на этапе S105), модуль 55 вычисления эффективности выводит сигнал команды выключения в контроллер 54 реле на этапе S106. Контроллер 54 реле затем выключает реле 47. Соответственно, передаваемая мощность регулируется, поскольку ток I1, выводимый из инверторной схемы 12, приводит к перегрузке по току, когда реле 47 выключается.

[0097] Модуль 51 беспроводной связи обменивается данными с модулем 34 беспроводной связи контроллера 30a передачи мощности на этапе S107 и передает команду регулирования передачи мощности на этапе S108. Передаваемая команда регулирования передачи мощности обнаруживается на этапе S90 на фиг.10, и мощность заряда регулируется на этапе S91. Более конкретно, когда эффективность η передачи мощности для мощности, передаваемой из катушки 14 для передачи мощности в катушку 41 для приема мощности, снижается, команда регулирования передачи мощности передается для второго цикла, так что регулируется мощность, передаваемая из катушки 14 для передачи мощности.

[0098] В системе 101 беспроводной подачи мощности согласно третьему варианту осуществления, когда эффективность η передачи мощности, вычисленная посредством модуля 55 вычисления коэффициентов мощности, падает до предварительно определенной пороговой эффективности ηth или меньше, реле 47 выключается. Схема на стороне устройства 40 приема мощности, включающая в себя катушку 41 для приема мощности и аккумулятор 44, в силу этого является разомкнутой при просмотре со стороны катушки 14 для передачи мощности. Как результат, увеличивается импеданс всей схемы, включающей в себя катушку 14 для передачи мощности, катушку 41 для приема мощности и аккумулятор 44, и увеличивается ток I1, выводимый из инверторной схемы 12, что приводит к перегрузке по току. Когда детектор 71 перегрузки по току определяет перегрузку по току, регулируется напряжение Vdc, выводимое из преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток. Соответственно, регулируется передаваемая мощность из катушки 14 для передачи мощности в катушку 41 для приема мощности. Поскольку определение перегрузки по току выполняется для первого цикла, передаваемая мощность может сразу регулироваться.

[0099] Соответственно, необязательная передача мощности может сразу подавляться, так что может предотвращаться такое нарушение функционирования в системе, как теплообразование, когда позиции катушки 14 для передачи мощности и катушки 41 для приема мощности смещаются относительно друг друга по какой-либо причине, такой как столкновение транспортного средства с другим или намеренное перемещение транспортного средства. Дополнительно, передаваемая мощность может регулироваться также тогда, когда беспроводная связь между модулем 51 беспроводной связи и модулем 34 беспроводной связи прерывается.

[0100] Когда снижение эффективности η передачи мощности обнаруживается посредством контроллера 50 приема мощности, команда регулирования передачи мощности передается в контроллер 30a передачи мощности через беспроводную связь для второго цикла, так что передаваемая мощность регулируется. Даже когда реле 47 не выключается несмотря на снижение эффективности η передачи мощности, мощность, передаваемая из катушки 14 для передачи мощности, регулируется вследствие команды регулирования передачи мощности, так что может более надежно подавляться необязательная передача мощности.

[0101] Поскольку контроллер 30a передачи мощности не корректирует, а поддерживает постоянным значение команды управления Pbat* независимо от изменения эффективности η передачи мощности, вычислительная нагрузка может уменьшаться по сравнению со случаем, описанным во втором варианте осуществления.

[0102] Четвертый вариант осуществления

Ниже описывается четвертый вариант осуществления настоящего изобретения. Фиг.12 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи мощности согласно четвертому варианту осуществления. Система 102 беспроводной подачи мощности, показанная на фиг.12, отличается от системы 100 беспроводной подачи мощности, показанной на фиг.2, тем, что модуль 55 вычисления эффективности контроллера 50 приема мощности выводит эффективность η передачи мощности в модуль 53 CAN-связи, и эффективность η передачи мощности затем передается из модуля 51 беспроводной связи и дополнительно, в котором эффективность η передачи мощности, принимаемая посредством модуля 34 беспроводной связи, сохраняется в запоминающем устройстве 35, и модуль 29 вычисления величин управления вычисляет величину управления напряжением Vdc посредством использования эффективности η передачи мощности. Другие элементы являются идентичными элементам, показанным на фиг.2, и в силу этого обозначаются посредством идентичных ссылок с номерами, и их подробное описание не повторяется ниже. Модуль 31 вычисления коэффициентов мощности, показанный на фиг.12, служит в качестве модуля вычисления второй эффективности для вычисления коэффициента cosθ мощности (второй эффективности) на основе разности фаз между напряжением V1 и током I1, подаваемыми в катушку 14 для передачи мощности. Модуль 34 беспроводной связи служит в качестве модуля получения первой эффективности для получения первой эффективности (эффективности η передачи), передаваемой из устройства 40 приема мощности. Связь между соответствующими модулями 51 беспроводной связи и 34 выполняется для второго цикла, как и в случае первого варианта осуществления. Коэффициент cosθ мощности вычисляется посредством модуля 31 вычисления коэффициентов мощности для первого цикла, короче второго цикла.

[0103] Ниже описывается работа системы 102 беспроводной подачи мощности согласно четвертому варианту осуществления со ссылкой на блок-схемы последовательности операций способа, показанные на фиг.13 и фиг.14. На фиг.13, обработка от этапа S111 до этапа S115 выполняется в цикле вычисления в первом процессе после того, как начинается вычисление, и следующая обработка от этапа S116 выполняется в цикле вычисления во втором процессе и повторяется в последующих циклах. Обработка от этапа S111 до этапа S117 является идентичной обработке от этапа S11 до этапа S17, показанной на фиг.3, и ее подробное описание не повторяется ниже.

[0104] Когда коэффициент cosθ мощности вычисляется на этапе S117, устройство 33 контроля связи на этапе S118 определяет то, представляет собой или нет цикл связи между модулем 34 беспроводной связи и модулем 51 беспроводной связи контроллера 50 приема мощности второй цикл. Процесс переходит к этапу S119, когда цикл связи представляет собой второй цикл ("Да" на этапе S118), и процесс переходит к этапу S123, когда цикл связи не представляет собой второй цикл ("Нет" на этапе S118).

[0105] На этапе S119, модуль 34 беспроводной связи обменивается данными с модулем 51 беспроводной связи. На этапе S120, модуль 34 беспроводной связи принимает эффективность η передачи мощности. На этапе S121, запоминающее устройство 35 обновляет эффективность η передачи мощности с новыми принимаемыми данными. Поскольку связь посредством модуля 34 беспроводной связи выполняется в каждом втором цикле, эффективность η передачи мощности обновляется посредством запоминающего устройства 35 каждый раз, когда проходит второй цикл.

[0106] На этапе S122, модуль 29 вычисления величин управления корректирует значение Pbat* команды управления мощностью посредством использования эффективности η передачи мощности. Модуль 29 вычисления величин управления получает скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью согласно следующей формуле (4).

Pbat*'=Pbat*/η (4)

[0107] На этапе S123, модуль 29 вычисления величин управления корректирует значение Pbat* команды управления мощностью посредством использования коэффициента cosθ мощности. Модуль 29 вычисления величин управления получает скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью согласно следующей формуле (3).

Pbat*'=Pbat*/cosθ (3)

[0108] Когда цикл связи между модулем 34 беспроводной связи и модулем 51 беспроводной связи контроллера 50 приема мощности представляет собой второй цикл, модуль 29 вычисления величин управления вычисляет скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью посредством использования эффективности η передачи мощности (первой эффективности), передаваемой из контроллера 50 приема мощности. Когда цикл связи не представляет собой второй цикл, модуль 29 вычисления величин управления вычисляет скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью посредством использования коэффициента cosθ мощности (второй эффективности), вычисленного посредством контроллера 30b передачи мощности. После этого процесс переходит к этапу S124. Обработка от этапа S124 до этапа S128 является идентичной обработке от этапа S19 до этапа S23, показанной на фиг.3, и ее подробное описание не повторяется ниже.

[0109] Далее описывается процедура обработки, реализованная посредством контроллера 50 приема мощности, со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг.14. Обработка на этапе S131 и этапе S132 выполняется в цикле вычисления в первом процессе после того, как начинается вычисление, и следующая обработка от этапа S133 выполняется в цикле вычисления во втором процессе и повторяется в последующих циклах. Обработка от этапа S131 до этапа S134 является идентичной обработке от этапа S31 до этапа S34, показанной на фиг.4, и ее подробное описание не повторяется ниже.

[0110] Когда эффективность η передачи мощности вычисляется посредством модуля 55 вычисления эффективности на этапе S134, устройство 52 контроля связи на этапе S135 определяет то, представляет собой или нет цикл связи между модулем 51 беспроводной связи и модулем 34 беспроводной связи контроллера 30b передачи мощности второй цикл. Процесс переходит к этапу S136, когда цикл связи представляет собой второй цикл ("Да" на этапе S135), и процесс переходит к этапу S138, когда цикл связи не представляет собой второй цикл ("Нет" на этапе S135).

[0111] На этапе S136, модуль 51 беспроводной связи обменивается данными с модулем 34 беспроводной связи контроллера 30b передачи мощности. На этапе S137, модуль 51 беспроводной связи передает эффективность η передачи мощности. После этого процесс переходит к этапу S138. Обработка от этапа S138 до этапа S141 является идентичной обработке от этапа S35 до этапа S38, показанной на фиг.4, и ее подробное описание не повторяется ниже.

[0112] Обработка в силу этого реализуется таким образом, что мощность Pbat заряда аккумулятора 44 вычисляется посредством использования напряжения Vbat и тока Ibat, и эффективность η передачи мощности получается посредством отношения мощности Pbat заряда к значению Pbat* команды управления мощностью. Эффективность η передачи мощности, полученная таким способом, передается в контроллер 30b передачи мощности в каждом втором цикле. Когда эффективность η передачи мощности падает до пороговой эффективности ηth по мощности или меньше, реле 47 выключается.

[0113] В системе 102 беспроводной подачи мощности согласно четвертому варианту осуществления коэффициент cosθ мощности для мощности, выводимой из инверторной схемы 12, вычисляется посредством модуля 31 вычисления коэффициентов мощности, и значение Pbat* команды управления мощностью передачи корректируется на основе коэффициента cosθ мощности. Напряжение, выводимое из преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток, регулируется, когда коэффициент cosθ мощности падает до предварительно определенного порогового коэффициента мощности или меньше. Передаваемая мощность в силу этого может регулироваться для первого цикла, короче второго цикла, который представляет собой цикл связи модуля 34 беспроводной связи, когда коэффициент cosθ мощности снижается. Поскольку значение Pbat* команды управления мощностью передачи корректируется на основе коэффициента cosθ мощности, может определяться передаваемая мощность, соответствующая коэффициенту cosθ мощности.

[0114] Эффективность η передачи мощности, вычисленная посредством модуля 55 вычисления эффективности, передается в контроллер 30b передачи мощности для второго цикла, и значение Pbat* команды управления мощностью корректируется на основе эффективности η передачи мощности. А именно, поскольку значение Pbat* команды управления мощностью передачи корректируется на основе эффективности η передачи мощности, вычисленной посредством модуля 55 вычисления эффективности, каждый раз, когда проходит второй цикл, может определяться передаваемая мощность, соответствующая эффективности передачи мощности. Когда эффективность η передачи мощности падает до пороговой эффективности ηth по мощности или меньше, регулируется напряжение Vdc, выводимое из преобразователя 11 переменного тока в постоянный ток, и, следовательно, передаваемая мощность регулируется.

[0115] Как результат, необязательная передача мощности может сразу подавляться, так что может предотвращаться такое нарушение функционирования в системе, как теплообразование, когда позиции катушки 14 для передачи мощности и катушки 41 для приема мощности смещаются относительно друг друга по какой-либо причине, такой как столкновение транспортного средства с другим или намеренное перемещение транспортного средства. Дополнительно, снижение эффективности передачи мощности обнаруживается посредством использования как коэффициента cosθ мощности (второй эффективности), вычисленного для первого цикла, так и эффективности η передачи мощности (первой эффективности), полученной для второго цикла, и передаваемая мощность регулируется, когда одна из эффективностей снижается. Как результат, может обеспечиваться допустимый запас для контроля передаваемой мощности, с тем чтобы с большей точностью управлять передачей мощности.

[0116] Когда эффективность η передачи мощности, вычисленная посредством модуля 55 вычисления коэффициентов мощности, падает до предварительно определенной пороговой эффективности ηth или меньше, реле 47 выключается, так что схема на стороне устройства 40 приема мощности, включающая в себя катушку 41 для приема мощности и аккумулятор 44, является разомкнутой при просмотре со стороны катушки 14 для передачи мощности. Как результат, увеличивается импеданс всей схемы, включающей в себя катушку 14 для передачи мощности, катушку 41 для приема мощности и аккумулятор 44, и увеличивается разность фаз между током I1 и напряжением V1, выводимыми из инверторной схемы 12. Соответственно, передаваемая мощность регулируется, поскольку коэффициент cosθ мощности уменьшается. А именно, передаваемая мощность из устройства 10b передачи мощности может регулироваться, когда беспроводная связь между модулем 34 беспроводной связи и модулем 51 беспроводной связи прерывается, и когда проблема с эффективностью η передачи мощности обнаруживается посредством устройства 40 приема мощности.

[0117] Модифицированный пример четвертого варианта осуществления

Ниже описывается модифицированный пример четвертого варианта осуществления. Фиг.15 является блок-схемой, показывающей конфигурацию системы беспроводной подачи мощности согласно модифицированному примеру четвертого варианта осуществления. Система 103 беспроводной подачи мощности, показанная на фиг.15, отличается от системы беспроводной подачи мощности, показанной на фиг.12, тем, что контроллер 30c передачи мощности устройства 10c передачи мощности включает в себя модуль 19 вычисления эффективности.

[0118] Контроллер 50 приема мощности передает напряжение Vbat (напряжение, подаваемое в электрическую нагрузку), определенное посредством вольтметра 46, и ток Ibat (ток, подаваемый в электрическую нагрузку), определенный посредством амперметра 45, из модуля 51 беспроводной связи. Модуль 34 беспроводной связи контроллера 30c передачи мощности принимает напряжение Vbat и ток Ibat, которые сохраняются в запоминающем устройстве 35.

[0119] Модуль 19 вычисления эффективности вычисляет мощность Pbat, подаваемую в аккумулятор 44, согласно напряжению Vbat, определенному посредством вольтметра 46 и сохраненному в запоминающем устройстве 35, и току Ibat, определенному посредством амперметра 45 и сохраненному в запоминающем устройстве 35. Модуль 19 вычисления эффективности дополнительно вычисляет эффективность η передачи мощности посредством деления мощности Pbat на значение Pbat* команды управления мощностью. А именно, модуль 19 вычисления эффективности служит в качестве модуля получения первой эффективности для вычисления первой эффективности на основе значения команды управления мощностью передачи и электрической мощности, подаваемой в электрическую нагрузку. Модуль 19 вычисления эффективности дополнительно служит в качестве модуля вычисления эффективности на стороне передачи мощности для приема напряжения и тока, подаваемых в электрическую нагрузку, и вычисления первой эффективности на основе напряжения и тока. Модуль 19 вычисления эффективности передает вычисленную эффективность η передачи мощности в контроллер 36 мощности заряда и контроллер 32 инвертора. Контроллер 36 мощности заряда получает скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью на основе эффективности η передачи мощности, вычисленной посредством модуля 19 вычисления эффективности. Другие элементы являются идентичными элементам, показанным на фиг.12, и в силу этого обозначаются посредством идентичных ссылок с номерами, и их подробное описание не повторяется ниже.

[0120] Ниже описывается работа в модифицированном примере согласно четвертому варианту осуществления со ссылкой на блок-схемы последовательности операций способа, показанные на фиг.16 и фиг.17. На фиг.16, обработка от этапа S151 до этапа S155 выполняется в цикле вычисления в первом процессе после того, как начинается вычисление, и следующая обработка от этапа S156 выполняется в цикле вычисления во втором процессе и повторяется в последующих циклах. Обработка от этапа S151 до этапа S157 является идентичной обработке от этапа S111 до этапа S117, показанной на фиг.13, и в силу этого ниже описывается обработка от этапа S158.

[0121] На этапе S158, устройство 33 контроля связи определяет то, представляет собой или нет цикл связи между модулем 34 беспроводной связи и модулем 51 беспроводной связи контроллера 50 приема мощности второй цикл. Процесс переходит к этапу S159, когда цикл связи представляет собой второй цикл ("Да" на этапе S158), и процесс переходит к этапу S164, когда цикл связи не представляет собой второй цикл ("Нет" на этапе S158).

[0122] На этапе S159, модуль 34 беспроводной связи обменивается данными с модулем 51 беспроводной связи контроллера 50 приема мощности. На этапе S160, модуль 34 беспроводной связи принимает напряжение Vbat и ток Ibat, подаваемые в аккумулятор 44. На этапе S161, запоминающее устройство 35 обновляет напряжение Vbat и ток Ibat с новыми принимаемыми данными. Поскольку связь посредством модуля 34 беспроводной связи выполняется в каждом втором цикле, напряжение Vbat и ток Ibat обновляются посредством запоминающего устройства 35 каждый раз, когда проходит второй цикл.

[0123] На этапе S162, модуль 19 вычисления эффективности вычисляет мощность Pbat, подаваемую в аккумулятор 44, посредством умножения напряжения Vbat и тока Ibat между собой, и дополнительно вычисляет эффективность η передачи мощности посредством деления мощности Pbat на значение Pbat* команды управления мощностью.

[0124] На этапе S163, модуль 29 вычисления величин управления корректирует значение Pbat* команды управления мощностью посредством использования эффективности η передачи мощности. Модуль 29 вычисления величин управления получает скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью согласно следующей формуле (4).

Pbat*'=Pbat*/η (4)

[0125] На этапе S164, модуль 29 вычисления величин управления корректирует значение Pbat* команды управления мощностью посредством использования коэффициента cosθ мощности. Модуль 29 вычисления величин управления получает скорректированное значение Pbat*' команды управления мощностью согласно следующей формуле (3).

Pbat*'=Pbat*/cosθ (3)

После этого процесс переходит к этапу S165. Обработка от этапа S165 до этапа S169 является идентичной обработке от этапа S19 до этапа S23, показанной на фиг.3, и ее подробное описание не повторяется ниже.

[0126] Далее описывается процедура обработки, реализованная посредством контроллера 50 приема мощности, со ссылкой на блок-схему последовательности операций способа, показанную на фиг.17. Обработка на этапе S171 и этапе S172 выполняется в цикле вычисления во втором процессе после того, как начинается вычисление, и следующая обработка от этапа S173 выполняется в цикле вычисления во втором процессе и повторяется в последующих циклах.

[0127] Обработка от этапа S171 до этапа S176 является идентичной обработке от этапа S131 до этапа S136, показанной на фиг.14, и обработка от этапа S178 до этапа S181 является идентичной обработке от этапа S138 до этапа S141, показанной на фиг.14. Процедура, показанная на фиг.17, отличается от процедуры, показанной на фиг.14, процессом на этапе S177.

[0128] На этапе S177, модуль 51 беспроводной связи передает напряжение Vbat и ток Ibat, которые являются информацией аккумулятора 44. После этого процесс переходит к этапу S178. Напряжение Vbat и ток Ibat, передаваемый из модуля 51 беспроводной связи, принимаются посредством модуля 34 беспроводной связи на этапе S160, показанном на фиг.16, и затем сохраняются в запоминающем устройстве 35 на этапе S161.

[0129] В четвертом варианте осуществления, описанном выше, контроллер 50 приема мощности вычисляет эффективность η передачи мощности и передает вычисленную эффективность η передачи мощности в контроллер 30b передачи мощности. В модифицированном примере четвертого варианта осуществления, напряжение Vbat и ток Ibat передаются в контроллер 30c передачи мощности, и контроллер 30c передачи мощности затем вычисляет эффективность η передачи мощности.

[0130] Система 103 беспроводной подачи мощности согласно модифицированному примеру может достигать преимуществ, идентичных преимуществам системы беспроводной подачи мощности согласно четвертому варианту осуществления, описанной выше. В модифицированном примере, поскольку контроллер 30c передачи мощности вычисляет эффективность η передачи мощности, вычислительная нагрузка в контроллере 50 приема мощности может уменьшаться.

[0131] Хотя выше описаны система беспроводной подачи мощности и устройство передачи мощности согласно настоящему изобретению посредством вариантов осуществления, показанных на чертежах, настоящее изобретение не ограничено означенными описаниями, и соответствующие конфигурации могут быть заменены необязательными конфигурациями, имеющими аналогичные функции.

Список позиционных обозначений

[0132] 10, 10a, 10b, 10c - устройство передачи мощности

11 - преобразователь переменного тока в постоянный ток

12 - инверторная схема

13 - резонансная схема

14 - катушка для передачи мощности

15 - инвертор

18 - модуль вычитания

19 - модуль вычисления эффективности

21 - амперметр

22 - вольтметр

23 - амперметр

24 - вольтметр

25 - амперметр

26 - вольтметр

29 - модуль вычисления величин управления

30, 30a, 30b, 30c - контроллер передачи мощности

31 - модуль вычисления коэффициентов мощности

32 - контроллер инвертора

33 - устройство контроля связи

34 - модуль беспроводной связи

35 - запоминающее устройство

36 - контроллер мощности заряда

37 - модуль вычисления тока на первичной стороне

38 - контроллер тока на первичной стороне

39 - PFC-контроллер

40 - устройство приема мощности

41 - катушка для приема мощности

42 - резонансная схема

43 - выпрямляюще-сглаживающая схема

44 - аккумулятор

45 - амперметр

46 - вольтметр

47 - реле

50 - контроллер приема мощности

51 - модуль беспроводной связи

52 - устройство контроля связи

53 - модуль CAN-связи

54 - контроллер реле

55 - модуль вычисления эффективности

56 - контроллер аккумулятора

57 - контроллер транспортного средства

58 - линия шины

71 - детектор перегрузки по току

91 - источник мощности переменного тока

100, 101, 102, 103 - система беспроводной подачи мощности

200 - транспортное средство.

Использование – в области электротехники. Технический результат – возможность регулирования передачи мощности при смещении катушек приема и передачи мощности относительно друг друга. Cистема беспроводной подачи мощности включает в себя устройство (10c) передачи мощности, имеющее катушку (14) для передачи мощности, и устройство (40) приема мощности, имеющее катушку (41) для приема мощности. Устройство (40) приема мощности включает в себя модуль (55) вычисления первой эффективности, выполненный с возможностью вычислять первую эффективность на основе значения команды управления мощностью передачи и электрической мощности, подаваемой в аккумулятор (44). Устройство (10c) передачи мощности включает в себя модуль (31) вычисления второй эффективности, выполненный с возможностью вычислять вторую эффективность на основе разности фаз между напряжением и током, подаваемыми в катушку (14) для передачи мощности. Устройство (10c) передачи мощности дополнительно включает в себя модуль (29) вычисления величин управления, выполненный с возможностью управлять электрической мощностью, подаваемой в катушку (14) для передачи мощности, согласно значению команды управления мощностью передачи и регулировать электрическую мощность, подаваемую в катушку (14) для передачи мощности, когда первая эффективность падает до предварительно определенной первой пороговой эффективности или меньше, либо когда вторая эффективность падает до предварительно определенной второй пороговой эффективности или меньше. 1 з.п. ф-лы, 17 ил.

1. Система беспроводной подачи мощности, содержащая устройство (10c) передачи мощности, предусмотренное на стороне земли и имеющее катушку (14) для передачи мощности, и устройство (40) приема мощности, предусмотренное в транспортном средстве и имеющее катушку (41) для приема мощности, причем катушка (14) для передачи мощности передает электрическую мощность в катушку (41) для приема мощности через беспроводное соединение, с тем чтобы подавать электрическую мощность в электрическую нагрузку, установленную в устройстве (40) приема мощности,

причем устройство (40) приема мощности включает в себя:

модуль (55) вычисления первой эффективности, выполненный с возможностью вычислять первую эффективность (η) на основе значения (Pbat*) команды управления мощностью передачи и электрической мощности, подаваемой в электрическую нагрузку; и

переключающий контроллер (54), выполненный с возможностью прекращать подачу электрической мощности, принимаемой посредством катушки (41) для приема мощности, в электрическую нагрузку, когда первая эффективность (η) падает до предварительно определенной первой пороговой эффективности или меньше,

причем устройство (10с) передачи мощности включает в себя:

модуль (31) вычисления второй эффективности, выполненный с возможностью вычислять вторую эффективность (cosθ) на основе разности фаз между напряжением и током, подаваемыми в катушку (14) для передачи мощности; и

контроллер (29) мощности, выполненный с возможностью корректировать значение (Pbat*) команды управления мощностью передачи на основании первой эффективности (η) и второй эффективности (cosθ), управлять электрической мощностью, подаваемой в катушку (14) для передачи мощности, согласно скорректированному значению (Pbat*’) команды управления мощностью передачи и регулировать электрическую мощность, подаваемую в катушку (14) для передачи мощности, когда первая эффективность (η) падает до предварительно определенной первой пороговой эффективности или меньше или когда вторая эффективность (cosθ) падает до предварительно определенной второй пороговой эффективности или меньше, поскольку подача электрической мощности в электрическую нагрузку прекращается.

2. Система беспроводной подачи мощности по п.1, в которой:

устройство (10c) передачи мощности включает в себя модуль (34) связи на стороне передачи мощности, который обменивается данными с устройством (40) приема мощности, и устройство (40) приема мощности включает в себя модуль (51) связи на стороне приема мощности, который обменивается данными с устройством (10c) передачи мощности;

модуль (55) вычисления первой эффективности предусматривается в устройстве (40) приема мощности и вычисляет первую эффективность (η) на основе напряжения и тока, подаваемых в электрическую нагрузку;

модуль (51) связи на стороне приема мощности передает первую эффективность (η) в модуль (34) связи на стороне передачи мощности во втором цикле; и

модуль (31) вычисления второй эффективности вычисляет вторую эффективность (cosθ) в первом цикле, короче второго цикла.