Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой



Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой
Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой
Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой
Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой
Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой
Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой
Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой
Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой
Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой
Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой
Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой
Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой
Бесконтактная система электроснабжения и способ управления этой системой

 


Владельцы патента RU 2498479:

ТОЙОТА ДЗИДОСЯ КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности и эффективности. Энергия бесконтактным способом подается от участка (12) передачи энергии на участок (14) приема энергии. Участок (18) детектирования эффективности передачи детектирует эффективность передачи, а определяющий участок (20) определяет, когда эффективность передачи равна или больше определенного значения. Если эффективность передачи меньше определенного значения, может присутствовать преграда, и энергия временно перестает передаваться. Затем периодически передается малая энергия и детектируется эффективность. Если эффективность равна или больше определенного значения, возобновляется передача нормальной энергии. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 13 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе электроснабжения и способу управления этой системой. Более конкретно, изобретение относится к мере противодействия нахождению преграды рядом с системой, которая передает энергию бесконтактным способом.

Описание предшествующего уровня техники

Известна бесконтактная система электроснабжения, в которой используется электромагнитная индукция. Например, публикация заявки на патент Японии 2001-258182 (JP-A-2001-258182) описывает одну такую бесконтактную систему электроснабжения. Фиг.13 изображает структуру, известную из данной области техники. Эта передающая энергию установка бесконтактно передает энергию между основной частью 1, которая имеет первую катушку 6, которая принимает энергию из общей сети, и терминал 2, который имеет вторую катушку 7, которая связана электромагнитной индукцией с первой катушкой 6. Устройство для предотвращения повышения температуры, которое автоматически прекращает подачу энергии на терминал 2, если детектируется температура, равная или большая предварительно определенной температуре, предусмотренной в основной части 1.

В этом передающем энергию устройстве подача питания прекращается при увеличении температуры. Тем не менее, если объект или человек приближаются к передающему устройству, когда питание подается бесконтактным способом, этого нельзя детектировать. То есть при использовании бесконтактной системы электроснабжения с такими объектами, как станция электроснабжения в качестве стороны, передающей энергию, и подвижного объекта, такого как транспортное средство, в качестве стороны, принимающей энергию, и при том, что энергия передается подвижной части бесконтактным способом, существует возможность того, что человек, находящийся в транспортном средстве, или ему подобные могут приблизиться к системе электроснабжения, в случае чего желательно быстро прекратить передачу энергии.

Краткое изложение существа изобретения

Задачей настоящего изобретения является предоставление системы и способа управления этой системой, которая может быстро детектировать присутствие преграды, такой как человек или объект и соответствующим образом управлять режимом подачи энергии.

Первый аспект изобретения относится к системе электроснабжения, обеспеченной средством передачи энергии и средством приема энергии для того, чтобы принимать энергию бесконтактным способом от средства передачи энергии. Эта система электроснабжения включает в себя средство детектирования эффективности для детектирования эффективности передачи между средством передачи энергии и средством приема энергии при передаче энергии от средства передачи энергии к средству приема энергии; определяющее средство для определения, когда детектированная с помощью средства детектирования эффективность передачи равна или больше определенного значения; и средство управления для того, чтобы в случае, когда эффективность передачи меньше определенного значения, временно прекратить передачу энергии от средства передачи энергии и вновь начать передачу малой энергии после того, как пройдет определенный период времени. Определяющее средство определяет, когда эффективность передачи, после того, как передача малой энергии начата вновь, равна или больше определенного значения. Если эффективность передачи, определенная определяющим средством, равна или больше определенного значения, средство управления начинает снова передавать нормальную энергию от средства передачи энергии, а если эффективность меньше определенного значения, то средство управления временно прерывает передачу энергии от средства передачи энергии и затем снова начинает передавать малую энергию после того, как пройдет определенный период времени.

Система электроснабжения, описанная выше, может также включать в себя средство детектирования резонансной частоты для детектирования резонансной частоты средства передачи энергии и резонансной частоты средства приема энергии, и средство регулирования частоты для регулирования резонансной частоты средства передачи энергии и резонансной частоты средства приема энергии, когда детектированная резонансная частота находится вне интервала определенной частоты.

В структуре, описанной выше, средство регулирования частоты может заканчивать регулирование резонансной частоты средства приема энергии до того, как энергия начинает передаваться от средства передачи энергии.

В структуре, описанной выше, нормальная энергия может являться энергией, которая равна или больше малой энергии.

В структуре, описанной выше, малая энергия может составлять одну тысячную нормальной энергии.

Система электроснабжения, описанная выше, может также включать в себя средство хранения для хранения энергии, принимаемой средством приема энергии.

Система электроснабжения, описанная выше, может также включать в себя средство детектирования частотной характеристики для детектирования частотной характеристики эффективности передачи, и средство установления положения для установления положения преграды между или рядом со средством передачи энергии и средством приема энергии в соответствии с частотной характеристикой.

Кроме того, система электроснабжения может дополнительно включать в себя средство детектирования частотной характеристики для определения частотной характеристики эффективности передачи, и средство установления положения для установления положения катушки средства передачи энергии и положения катушки средства приема энергии в соответствии с частотной характеристикой.

В структуре, описанной выше, средство установления положения может устанавливать положение катушки средства передачи энергии и положение катушки средства приема энергии в соответствии с частотной характеристикой.

Система электроснабжения, описанная выше, может также включать в себя средство регулирования положения для регулирования положения, по меньшей мере, одной из катушек, если положение, по меньшей мере, одной из катушек, установленное средством установления положения, нарушено.

Второй аспект изобретении относится к системе электроснабжения, обеспеченной средством передачи энергии, средством приема энергии для бесконтактного приема энергии от средства передачи энергии и средством управления для управления передачей энергии от средства передачи энергии. Эта система электроснабжения включает в себя средство детектирования эффективности для детектирования эффективности передачи между средством передачи энергии и средством приема энергии при передаче энергии от средства передачи энергии на средство приема энергии, и определяющее средство для определения, когда эффективность передачи, детектированная средством детектирования эффективности, равна или больше определенного значения. Средство управления временно прерывает передачу энергии со средств передачи энергии, если эффективность передачи меньше определенного значения, и продолжает передавать энергию от средства передачи энергии, если эффективность передачи равна или больше определенного значения.

В структуре, описанной выше, средство управления может начать снова передавать малую энергию после того, как пройдет определенный период времени после временного прекращения передачи энергии от средства передачи энергии, и средство управления может определить, если эффективность передачи после начала повторной передачи малой энергии равна или больше определенного значения. Если эффективность передачи равна или больше определенного значения, средство управления может снова начать передавать нормальную энергию от средства передачи энергии, а если эффективность передачи меньше определенного значения, средство управления может временно прекратить передачу энергии от средства передачи энергии и затем снова начать передавать малую энергию после того, как пройдет определенный период времени.

Третий аспект настоящего изобретения относится к способу управления системой электроснабжения, снабженной средством передачи энергии, средством приема энергии для бесконтактного приема энергии от средства передачи энергии и средством управления для управления передачей энергии от средства передачи энергии. Этот способ управления включает в себя этапы, на которых детектируют эффективность передачи между средством передачи энергии и средством приема энергии при передаче энергии от средства передачи энергии на средство приема энергии; определяют, когда эффективность передачи, детектированная средством детектирования эффективности, равна или больше определенного значения; и временно прерывают передачу энергии от средства передачи энергии, если эффективность передачи меньше определенного значения, и продолжают передачу энергии от средства передачи энергии, если эффективность передачи равна или больше определенного значения.

Способ управления, описанный выше, может также включать в себя этапы, на которых вновь начинают передачу малой энергии после того, как пройдет определенный период после временного прекращения передачи энергии при эффективности передачи меньшей или равной определенному значению; определяют, когда эффективность передачи после возобновления передачи малой энергии равна или больше определенного значения; и в случае, если эффективность передачи равна или больше определенного значения, возобновляют передачу нормальной энергии от средства передачи энергии, а в случае, если эффективность передачи меньше определенного значения, временно прекращают передачу энергии от средства передачи энергии с последующим возобновлением передачи малой энергии после того, как пройдет определенный период времени.

Аспекты, описанные выше, делают возможным быстрое детектирование ситуации, когда присутствует преграда, такая как человек или объект, и управление передачей энергии соответствующим образом.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

фиг.1 изображает блок-схему конфигурации первого варианта осуществления изобретения;

фиг.2 изображает структурную схему работы в соответствии с первым вариантом осуществления;

фиг.3 изображает блок-схему конфигурации второго варианта осуществления изобретения;

фиг.4 изображает структурную схему работы в соответствии со вторым вариантом осуществления;

фиг.5 изображает блок-схему устройства для изменения длины катушки;

фиг.6 изображает схему, изображающую взаимное расположение резонансных катушек и листа стали;

фиг.7 изображает диаграмму частотной характеристики эффективности для случая, изображенного на фиг.6;

фиг.8 изображает еще одну схему взаимного расположения резонансных катушек и листа стали;

фиг.9 изображает диаграмму частотной характеристики эффективности для случая, изображенного на фиг.8;

фиг.10 изображает частично увеличенный вид фиг.9;

фиг.11 изображает схему взаимного расположения резонансных катушек;

фиг.12 изображает диаграмму частотной характеристики эффективности для случая, изображенного на фиг.11; и

фиг.13 изображает схему устройства в соответствии с предшествующим уровнем техники.

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

Фиг.1 изображает блок-схему конфигурации системы электроснабжения в соответствии с первым примерным вариантом осуществления изобретения. Энергия из участка 10 подачи питания, такого как общая сеть, подается на участок 12 передачи энергии.

Участок 12 передачи энергии сформирован катушкой передачи энергии и резонансной катушкой стороны передачи энергии.

Участок 14 приема энергии сформирован катушкой приема энергии и резонансной катушкой стороны приема энергии и связан со стороной передачи энергии резонансом электромагнитного поля. Энергия передается и принимается при отсутствии контакта между участком 12 передачи энергии и участком 14 приема энергии. Участок 14 приема энергии подает энергию, принимаемую от участка передачи энергии 12 на участок 16 хранения энергии.

Участок 16 хранения энергии выпрямляет энергию от участка 14 приема энергии и подает ее на вторичную батарею для зарядки вторичной батареи.

Участок 18 детектирования эффективности передачи детектирует эффективность передачи энергии между участком 12 передачи энергии и участком 14 приема энергии. Участок 18 детектирования эффективности передачи передает результат детектирования эффективности в определяющий участок 20.

Определяющий участок 20 сравнивает эффективность, детектированную участком 18 детектирования эффективности передачи с предварительно определенным опорным значением. Если эффективность равна или больше этого предварительно определенного опорного значения, определяющий участок 20 определяет, что нужно продолжать передавать энергию без изменений. Если, с другой стороны, эффективность меньше предварительно определенного опорного значения, определяющий участок 20 определяет, что нормальному электроснабжению препятствует преграда или ей подобное, и что нужно прекратить подачу энергии. Определяющий участок 20 подает результат определения этого сравнения на участок 22 остановки/возобновления передачи энергии.

Участок 22 остановки/возобновления передачи энергии (участок управления передачей энергии) управляет работой участка 10 передачи энергии в соответствии с результатом определения от определяющего 20 участка. То есть, если результат определения указывает на то, что следует продолжать передавать энергию без изменений, участок 22 остановки/возобновления передачи энергии (участок управления передачей энергии) оставляет работу участка 10 передачи энергии без изменений. Если, с другой стороны, результат определения указывает на то, что подачу энергии следует остановить, участок 22 остановки/возобновления передачи энергии (участок управления передачей энергии) прекращает подачу энергии на участок 12 передачи энергии путем остановки участка 10 подачи питания. Кроме того, если питание энергией прекращено, участок остановки/возобновления передачи энергии 22 дает указание участку 10 подачи питания подавать малую энергию в определенном диапазоне частот на участок 12 передачи энергии после того, как пройдет определенный период времени с момента, когда подача энергии была прекращена.

При этом участок 10 подачи питания подает малую энергию в определенном диапазоне частот на участок 12 передачи энергии в соответствии с указаниями. Участок 14 приема энергии принимает малую энергию, а участок 18 детектирования эффективности передачи детектирует в это время эффективность передачи.

Причина, по которой передается малая энергия, заключается в детектировании того, что если преграда, такая как человек или объект все еще присутствует, и в случае, когда человек или объект, все еще присутствуют, свести оказанный на этого человека или объект эффект к минимуму. Малая энергия представляет собой такую энергию, которая мала по сравнению с нормальной энергией, которая будет описана далее. Например, малая энергия может составлять одну тысячную от нормальной энергии. Значения малой энергии и нормальной энергии не ограничены в этом варианте осуществления.

Определяющий участок 20 сравнивает детектированную эффективность при передаче малой энергии с предварительно определенным опорным значением. Если эффективность равна или больше опорного значения, определяющий участок 20 определяет, что преграды больше нет. Если, с другой стороны, эффективность меньше опорного значения, определяющий участок 20 определяет, что преграда все еще присутствует, и что передача энергии должна оставаться прерванной.

Если результат определения от определяющего участка 20 указывает на то, что нужно возобновить подачу энергии, участок 22 остановки/возобновления передачи энергии дает указание участку 10 подачи питания начинать передавать нормальное значение энергии. Если, с другой стороны, результат определения от определяющего участка 20 указывает на то, что передача энергии должна оставаться прерванной, участок 22 остановки/возобновления передачи энергии дает указание участку 10 подачи питания прекратить передачу малой энергии.

На фиг.1 участок 10 подачи питания, участок 12 передачи энергии и участок 22 остановки/возобновления передачи энергии расположены на стороне оборудования, такого как станция электроснабжения, в то время как участок 14 приема энергии, участок 16 хранения энергии, участок 18 детектирования эффективности передачи и определяющий участок 20 расположены в подвижном объекте, таком как транспортное средство. Конечно, участок 18 детектирования эффективности передачи и определяющий участок 20 могут вместо этого быть расположены на стороне оборудования.

Участок 18 детектирования эффективности передачи, определяющий участок 20 и участок 22 остановки/возобновления передачи энергии сформированы микрокомпьютерами. Вторичная батарея участка 16 хранения энергии может являться встроенной вторичной батареей, такой как никель-металл-гидридной батареей или литий-ионной батареей.

Кроме того, участок детектирования, который детектирует степень заряда (СЗ) вторичной батареи, может быть предусмотрен в участке 16 хранения энергии, и этот участок детектирования может давать указание участку 20 остановки/возобновления передачи энергии прекратить передачу энергии, когда он детектирует, что вторичная батарея полностью заряжена.

Дополнительно, участок 22 остановки/возобновления передачи энергии может принимать указание на возобновление или остановку передачи энергии в соответствии с ручным управлением на стороне подвижного объекта, например, в транспортном средстве.

Фиг.2 изображает блок-схему работы в соответствии с этим примерным вариантом осуществления. Когда транспортное средство останавливается в предварительно определенном месте на станции электроснабжения и катушка приема энергии или резонансная катушка стороны приема энергии участка 14 приема энергии в транспортном средстве помещается в положение практически напротив катушки передачи энергии или резонансной катушки передачи энергии участка 12 передачи энергии, человек, находящийся внутри транспортного средства, нажимает кнопку в транспортном средстве или на станции электроснабжения, чтобы начать зарядку (S101). В ответ на эту команду к началу зарядки участок 22 остановки/возобновления передачи энергии дает указание участку 10 подачи питания подавать малую энергию.

При этом участок 10 подачи питания подает малую энергию на участок 12 передачи энергии (S102). Малая энергия подается с участка 12 передачи энергии на участок 14 приема энергии путем резонанса электромагнитного поля.

Далее участок 18 детектирования эффективности передачи вычисляет эффективность передачи энергии, исходя из энергии, передаваемой с участка 12 передачи энергии, и энергии, принимаемой участком 14 приема энергии (S103).

Далее определяющий участок 20 определяет, эффективность большая или маленькая, сравнивая эффективность, вычисленную участком детектирования эффективности передачи с предварительно определенным опорным значением (S104). Если эффективность равна или больше опорного значения, то определяющий участок 20 определяет, что эффективность высокая (т.е. ДА на этапе S104) и передает этот результат определения на участок 22 остановки/возобновления передачи энергии, который затем увеличивает значение энергии, передаваемой от участка 10 подачи питания до значения нормальной энергии (S106). Если, с другой стороны, эффективность меньше опорного значения, определяющий участок 20 определяет, что эффективность низкая (т.е. НЕТ на этапе S104), и передает этот результат определения на участок 22 остановки/возобновления передачи энергии, который затем дает указание участку 10 подачи питания прекратить подачу энергии на определенный период времени (S105). Участок 10 подачи питания затем прекращает подавать энергию от участка 12 передачи энергии на определенный период времени в соответствии с полученным указанием. Затем, после того, как прошел определенный период времени, участок 10 подачи питания начинает снова подавать малую энергию в ответ на команду от участка 22 остановки/возобновления передачи энергии (S102).

После того, как энергия от участка 10 подачи питания увеличивается до нормального значения на этапе S106, участок 18 детектирования эффективности передачи вычисляет эффективность (S107).

Затем определяющий участок 20 сравнивает вычисленную эффективность с предварительно определенным опорным значением и определяет, нужно ли остановить передачу энергии (S108). То есть, если вычисленная эффективность меньше опорного значения, определяющий участок 20 определяет, что подача энергии должна быть прекращена, и участок 22 остановки/возобновления передачи энергии прекращает подачу энергии на определенный период времени (S105). Если, с другой стороны, эффективность равна или больше опорного значения, участок 22 остановки/возобновления передачи энергии продолжает передавать энергию без изменений (в случае чего процесс переходит на этап S109 и далее).

Участок 16 хранения энергии выпрямляет энергию от участка 14 приема энергии и использует ее для зарядки встроенной вторичной батареи. Участок хранения энергии также определяет степень зарядки (СЗ) встроенной вторичной батареи (S109). Если встроенная вторичная батарея еще не полностью заряжена (т.е. НЕТ на этапе S109), то участок 16 хранения энергии продолжает заряжать встроенную вторичную батарею и вычисляет эффективность (S107 и S108). Если встроенная вторичная батарея полностью заряжена, то участок 16 хранения энергии дает указание участку 22 остановки/возобновления передачи энергии прекратить передачу энергии (S110).

Таким образом, в соответствии с примерным вариантом осуществления, сначала передается малая энергия и детектируется эффективность. Если эффективность высока, то есть определено, что нет преграды, значение энергии увеличивается до значения нормальной энергии, и энергия передается таким образом, что встроенная вторичная батарея эффективно заряжается. Если, с другой стороны, эффективность мала при передаче малой энергии, определяется присутствие преграды и прекращается передача энергии. Затем через определенный период времени снова начинается передача очень малой энергии, чтобы определить, есть ли еще преграда. В результате, если преграда определена, передача энергии может быть быстро прекращена, а если преграды уже нет, энергия может снова быстро начать передаваться таким образом, чтобы встроенная вторичная батарея могла эффективно заряжаться.

Фиг.3 изображает блок-схему конфигурации второго примерного варианта осуществления изобретения. Кроме того, что изображено на фиг.1, система электроснабжения также имеет участок 24 регулирования частоты катушки передачи энергии, участок 26 регулирования частоты катушки приема энергии, участок 28 детектирования резонансной частоты и участок 30 детектирования резонансной частоты.

Участок 24 регулирования частоты катушки передачи энергии регулирует частоту катушки передачи энергии участка 12 передачи энергии, а участок 26 регулирования частоты катушки приема энергии регулирует частоту катушки приема энергии участка 14 приема энергии.

Участок 28 детектирования резонансной частоты детектирует резонансную частоту участка 12 передачи энергии, а участок 30 детектирования резонансной частоты детектирует резонансную частоту участка 14 приема энергии. Детектированные резонансные частоты затем передаются в определяющий участок 20.

Определяющий участок 20 использует последовательность определения, описанную в первом примерном варианте осуществления, описанном выше, и дает указание участку 24 регулирования частоты катушки передачи энергии регулировать резонансную частоту катушки передачи энергии участка 12 передачи энергии в соответствии с детектированной резонансной частотой, также как и дает указание участку 26 регулирования частоты катушки приема энергии регулировать резонансную частоту катушки приема энергии участка 14 приема энергии в соответствии с детектированной резонансной частотой.

Фиг.4 является структурной схемой работы в соответствии с этим примерным вариантом осуществления. Сначала резонансная частота первичной катушки (либо катушка передачи энергии, либо резонансная катушка стороны передачи напряжения) проверяется на первичной стороне, т.е. на стороне передачи энергии станции электроснабжения (S201). Эта проверка осуществляется для того, чтобы определить, если резонансная частота первичной катушки равна опорному значению путем подачи малой энергии от участка 10 подачи питания и детектирования частотной характеристики напряжения и тока первичной катушки или значения отражения за это время, используя участок 28 детектирования резонансной частоты.

Если резонансная частота первичной катушки не равна опорному значению, участок 24 регулирования частоты катушки передачи энергии изменяет длину первичной катушки или изменяет регулируемые индуктивность L и емкость C, которые добавляются к первичной катушке таким образом, что резонансная частота приводится к определенному значению опорного значения (S202).

Этапы S201 и S202 повторяются периодически, когда не осуществляется зарядка или в течение «времени работы», когда транспортное средство не стоит в предварительно определенном месте на станции электроснабжения.

Такой же процесс также осуществляется на стороне транспортного средства. То есть определяется, если резонансная часта вторичной катушки (либо катушки приема энергии, либо катушки передачи энергии) равна опорному значению путем передачи малой энергии ко вторичной катушке, когда зарядки не осуществляется, и детектирования частотной характеристики напряжения и тока вторичной катушки или значения отражения за это время, используя участок 30 детектирования резонансной частоты. Если резонансная частота отличается от опорного значения больше чем на определенное значение, участок 26 регулирования частоты катушки передачи энергии изменяет длину первичной катушки или изменяет регулируемые индуктивность L и емкость C, которые добавляются к первичной катушке таким образом, что резонансная частота приводится к определенному значению опорного значения (S203 и S204). В связи с этим энергия от участка 10 подачи питания не может быть использована в это время, так что используется энергия от встроенной вторичной батареи или ей подобного. То есть участок 16 хранения энергии преобразует энергию постоянного тока (ПТ) со встроенной вторичной батареи в энергию переменного тока и подает ее на вторичную катушку.

После того, как резонансные частоты первичной катушки и вторичной катушки отрегулированы в соответствии с тем, как описано выше, используется та же последовательность подачи энергии, что и изображенная на фиг.2 (c S205 по S214).

В соответствии с этим примерным вариантом осуществления энергия подается после регулирования резонансных частот, так что даже если эффективность уменьшается, ясно, что это уменьшение эффективности вызвано не внутренним фактором, таким как отклонение резонансной частоты, а внешним фактором преграды, такой как человек или объект. Соответственно, подача энергии может быть быстро остановлена и возобновлена в соответствии с тем, присутствует ли преграда.

Фиг.5 является блок-схемой примерной структуры катушки для регулирования резонансной частоты первичной катушки. Такая же структура катушки может быть использована для вторичной катушки. В дальнейшем описании резонансная частота регулируется путем изменения длины катушки. Как изображено на чертеже, первичная катушка 300 расположена в опоре 32. Длина катушки изменяется путем перемещения этой опоры 32 в продольном направлении катушки с использованием шарикового винта 34 и двигателя 36. Конечно же, другая структура может быть использована в качестве структуры катушки.

В этом примерном варианте осуществления наличие преграды детектируется на основании того факта, что эффективность передачи уменьшается, когда присутствует преграда между участком 12 передачи энергии и участком 14 приема энергии. Это основано на том факте, что амплитудно-частотная характеристика эффективности передачи меняется, когда объект находится между или рядом с участком 12 передачи энергии и участком 14 приема энергии.

Фиг.6 изображает случай, при котором лист 42 стали был помещен между резонансной катушкой 38 стороны передачи напряжения участка 12 передачи энергии и резонансной катушкой 44 стороны приема энергии участка 14 приема энергии. Фиг.7 изображает частотную характеристику эффективности для этого случая. Кроме того, фиг.8 изображает случай, при котором лист 42 стали находится рядом с резонансными катушками 38 и 40, а фиг.9 и 10 изображают частотные характеристики эффективности для этого случая. Фиг.10 является увеличенным видом участка А с фиг.9.

На фиг.7 и 10 изображены несколько диаграмм, т.е. диаграмма а, диаграмма b, диаграмма c, диаграмма d, диаграмма е и диаграмма f. Это случаи, при которых лист 42 стали перемещался относительно исходного положения на расстояние dd на фиг.6, и лист 42 стали перемещался относительно исходного положения на расстояние dv на фиг.8. Расстояние dd является расстоянием, на которое 42 лист стали был перемещен из исходного положения между резонансными катушками 38 и 40, а расстояние dv является расстоянием, на которое лист 42 стали был перемещен от резонансных катушек 38 и 40 в направлении, перпендикулярном направлению, в котором лежат оси катушек. Диаграмма a изображает характеристику эффективности в случае, когда листа 42 стали нет. Диаграмма b изображает случай, при котором расстояние dd равно 0 см, диаграмма c изображает случай, при котором расстояние dd равно 5 см, диаграмма d изображает случай, при котором расстояние dd равно 10 см, диаграмма e изображает случай, при котором расстояние dv равно 5 см, и диаграмма f изображает случай, при котором расстояние dv равно 10 см.

Ссылаясь на фиг.7, очевидно, что при частоте, при которой частотная характеристика эффективности сильно изменяется, когда присутствует преграда, такая как лист стали, и практически 100% эффективность может быть достигнута при отсутствии такой преграды, эффективность снижается практически до 0% при присутствии преграды.

На фиг.10 также эффективность, когда присутствует преграда рядом с резонансными катушками, меньше, чем когда преграды нет. Также очевидно, что частотная характеристика эффективности изменяется в зависимости от положения преграды. Таким образом, путем детектирования частотной характеристики эффективности вместо простого детектирования уменьшения эффективности можно не только определить, присутствует ли преграда, но также определить в определенной степени точно положение преграды, когда она присутствует. Соответственно, положение преграды может быть установлено, и человек, находящийся в транспортном средстве, или ему подобный может быть извещен об этом.

Фиг.11 изображает случай, при котором положения центра резонансных катушек 38 и 40 смещены относительно друг друга, а фиг.12 изображает частотную характеристику эффективности для этого случая. На фиг.12 диаграмма g изображает случай, при котором смещение dR от положения центра с фиг.11 составляет 10 см, диаграмма h изображает случай, при котором смещение dR от положения центра с фиг.11 составляет 30 см, и диаграмма i изображает случай, при котором смещение dR от положения центра с фиг.11 составляет 60 см. Диаграмма a изображает случай, при котором нет смещения. Как ясно видно из чертежа, эффективность также уменьшается, когда положения центра катушек смещены друг относительно друга, но частотная характеристика эффективности отличается как от той, что изображена на фиг.7, так и от той, что изображена на фиг.9. Это означает, что можно различать случаи, при которых присутствует преграда, и случаи, при которых положения центра катушек смещены друг относительно друга путем детектирования амплитудно-частотной характеристики. Таким образом, участок детектирования частотной характеристики и участок регулирования положения могут быть дополнительно предусмотрены в структуре, изображенной на фиг.3, например. Частотная характеристика эффективности может быть детектирована путем передачи малой энергии при изменении частоты, а определяющий участок 20 может определять причину снижения эффективности на основании результата детектирования. Если определяющий участок 20 определяет, что положение центра катушки смещено, участок регулирования положения катушки может отрегулировать положение катушки.

При том, что изобретение было описано со ссылкой на его примерные варианты осуществления, следует понимать, что изобретение не ограничено описанными вариантами осуществления и конструкциями. Напротив, подразумевается, что изобретение включает в себя различные модификации и эквивалентные структуры. Кроме того, при том, что различные элементы раскрытого изобретения изображены в различных примерных комбинациях и конфигурациях, другие комбинации и конфигурации, включающие больше, меньше или всего один элемент, также входят в объем приложенной формулы изобретения.

1. Система электроснабжения, снабженная средством передачи энергии и средством приема энергии для бесконтактного приема энергии от средства передачи энергии и средством управления для управления передачей энергии от средства передачи энергии, отличающаяся тем, что содержит: средство детектирования эффективности для детектирования эффективности передачи между средством передачи энергии и средством приема энергии при передаче энергии от средства передачи энергии к средству приема энергии; и определяющее средство для определения, когда эффективность передачи, детектированная средством детектирования эффективности, равна или больше определенного значения; причем средство управления временно прекращает передачу энергии от средства передачи энергии, если эффективность передачи меньше определенного значения, и продолжает передачу энергии от средства передачи энергии, если эффективность передачи равна или больше определенного значения, и средство управления возобновляет передачу малой энергии, после того, как пройдет определенный период времени после временного прекращения передачи энергии от средства передачи энергии; и определяющее средство определяет, является ли эффективность передачи после возобновления передачи малой энергии равной или большей определенного значения; и если эффективность передачи равна или больше определенного значения, средство управления снова начинает передавать нормальную энергию от средства передачи энергии, а если эффективность передачи меньше определенного значения, средство управления временно прекращает передачу энергию со средства передачи энергии и затем возобновляет передачу малой энергии после того, как пройдет определенный период времени.

2. Система электроснабжения по п.1, дополнительно содержащая: средство детектирования резонансной частоты для детектирования резонансной частоты средства передачи энергии и резонансной частоты средства приема энергии; и средство регулирования частоты для регулирования резонансной частоты средства передачи энергии и резонансной частоты средства приема энергии, когда детектированная резонансная частота отличается от определенной частоты.

3. Система электроснабжения по п.2, в которой средство регулирования частоты заканчивает регулирование резонансной частоты средства приема энергии до начала подачи энергии от средства передачи энергии.

4. Система электроснабжения по п.1, в которой нормальная энергия является энергией, которая равна или больше малой энергии.

5. Система электроснабжения по п.4, в которой малая энергия составляет одну тысячную от нормальной энергии.

6. Система электроснабжения по любому из пп.1-5, дополнительно содержащая: средство хранения для хранения энергии, принятой средством приема энергии.

7. Система электроснабжения по любому из пп.1-5, дополнительно содержащая: средство детектирования частотной характеристики для детектирования частотной характеристики эффективности передачи; и средство установления положения для установления положения преграды между или рядом со средством передачи энергии и средством приема энергии в соответствии с частотной характеристикой.

8. Система электроснабжения по п.1, дополнительно содержащая: средство детектирования частотной характеристики для определения частотной характеристики эффективности передачи; и средство установления положения для установления положения катушки средства передачи энергии и положения катушки средства приема энергии в соответствии с частотой характеристикой.

9. Система электроснабжения по п.8, в которой средство установления положения устанавливает положение катушки средства передачи энергии и положение катушки средства приема энергии в соответствии с частотной характеристикой.

10. Система электроснабжения по п.8 или 9, дополнительно содержащая: средство регулирования положения для регулирования положения, по меньшей мере, одной из катушек, если положение, по меньшей мере, одной из катушек, установленное средством установления положения, нарушено.

11. Способ управления системой электроснабжения, снабженной средством передачи энергии, средством приема энергии для бесконтактного приема энергии от средства передачи энергии и средством управления для управления передачей энергии от средства передачи энергии, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых: детектируют эффективность передачи между средством передачи энергии и средством приема энергии при передаче энергии от средства передачи энергии к средству приема энергии; определяют, является ли детектированная эффективность передачи равной или большей определенного значения; и временно прекращают передачу энергии от средства передачи энергии, если эффективность передачи меньше определенного значения, и продолжают передачу энергии от средства передачи энергии, если эффективность передачи равна или больше определенного значения, и возобновляют передачу малой энергии после того, как пройдет определенный период времени после временного прекращения передачи энергии, если эффективность передачи меньше определенного значения; определяют, является ли эффективность передачи после возобновления передачи малой энергии равной или большей определенного значения; и если эффективность передачи равна или больше определенного значения, возобновляют передачу нормальной энергии от средства передачи энергии, а если эффективность передачи меньше определенного значения, временно прекращают передачу от средства передачи энергии и затем возобновляют передачу малой энергии после того, как пройдет определенный период времени.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам и способам беспроводного электроснабжения. .

Изобретение относится к устройству, понижающему напряжение, содержащему по меньшей мере пару однофазных выпрямителей с принудительной коммутацией, работающих на вторичные обмотки главного трансформатора тяги, причем мощность из постоянной цепи проходит через указанный главный трансформатор тяги, а указанная энергия рекуперируется на вторичной обмотке посредством однофазного выпрямителя с принудительной коммутацией, работающего как контролируемый выпрямитель, повышающий напряжение, причем однофазные выпрямители с принудительной коммутацией работают синхронно как инвертор напряжения.

Изобретение относится к системам беспроводной передачи энергии. .

Изобретение относится к системам передачи электроэнергии. .

Изобретение относится к области электрорадиотехники, а более конкретно - к системам и компонентам, предназначенным для беспроводной передачи энергии. .

Изобретение относится к электроснабжению и может использоваться в народном хозяйстве для передачи электрической энергии на расстояние без проводов. .

Изобретение относится к электротехнике, к передаче электрической энергии. .

Изобретение относится к электротехнике, к передаче электрической энергии. .

Группа изобретений относится к устройствам подачи энергии для транспортного средства. Каждое из устройств содержит формирователь высокочастотной энергии. Устройство по первому и второму вариантам содержит первичную катушку, первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку, устройство связи для приема значения детектирования принимаемой энергии, устройство управления, отражающее средство. Устройство по второму варианту также содержит устройство регулирования. Устройства по третьему, четвертому, пятому, шестому и седьмому вариантам содержат первичный LC-резонатор, устройство управления. Устройство по восьмому варианту содержит формирователь высокочастотной энергии, первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку, устройство регулирования резонансной частоты первичной катушки и устройство управления устройством регулирования. Устройство управления осуществляет управление так, чтобы частота высокочастотной энергии приближалась к резонансной частоте первичного LC-резонатора и вторичного LC-резонатора. Первичный LC-резонатор и вторичный LC-резонатор работают на различных частотах до приближения к измененной резонансной частоте. Технический результат заключается в обеспечении электроэнергией транспортного средства беспроводным способом. 8 н. и 16 з.п. ф-лы, 23 ил.
Наверх