Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии



Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии
Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии
Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии
Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии
Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии
Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии
Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии
Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии
Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии
Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии
Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии
Бесконтактное устройство передачи электрической энергии и система передачи электрической энергии

 

H02J50/12 - Схемы или системы питания электросетей и распределения электрической энергии; системы накопления электрической энергии (схемы источников питания для устройств для измерения рентгеновского излучения, гамма-излучения, корпускулярного или космического излучения G01T 1/175; схемы электропитания, специально предназначенные для использования в электронных часах без движущихся частей G04G 19/00; для цифровых вычислительных машин G06F 1/18; для разрядных приборов H01J 37/248; схемы или устройства для преобразования электрической энергии, устройства для управления или регулирования таких схем или устройств H02M; взаимосвязанное управление несколькими электродвигателями, управление первичными двигатель-генераторными агрегатами H02P; управление высокочастотной энергией H03L;

Владельцы патента RU 2635381:

ТОЙОТА ДЗИДОСЯ КАБУСИКИ КАЙСЯ (JP)

Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение КПД при бесконтактной передаче мощности. Согласно изобретению бесконтактное устройство (10) передачи электрической энергии включает в себя электронный блок (250) управления, приспособленный для выполнения: i) первого управления для доведения передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии путем корректировки режима выходного напряжения инвертора (220), ii) второго управления для управления током включения, представляющим собой выходной ток инвертора (220), путем корректировки задающей частоты, причем выходной ток представляет собой выходной ток в то время, когда выходное напряжение возрастает, и iii) корректировки режима и задающей частоты таким образом, что ток, подаваемый из инвертора (220) в блок (240) передачи электрической энергии, уменьшается в диапазоне, в котором ток включения равен предельной величине или меньше нее, в то время как осуществляется первое управление. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 14 ил.

 

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Это изобретение относится к бесконтактному устройству передачи электрической энергии и системе передачи электрической энергии, а более конкретно, к технологии управления электрической энергией в бесконтактном устройстве передачи электрической энергии, которое передает электрическую энергию на устройство приемки электрической энергии бесконтактным способом.

2. Описание предшествующего уровня техники

[0002] В публикации японской патентной заявки No. 2014-207795 (JP 2014-207795 А) раскрыта бесконтактная система подачи электрической энергии, которая подает электрическую энергию из устройства подачи электрической энергии (устройства передачи электрической энергии) на транспортное средство (устройство приемки электрической энергии) бесконтактным способом. В такой бесконтактной системе подачи электрической энергии, устройство подачи электрической энергии оснащено катушкой передачи электрической энергии, инвертором и электронным блоком управления. Катушка передачи электрической энергии передает электрическую энергию на катушку приемки электрической энергии, которая установлена в транспортном средстве, бесконтактным способом. Инвертор генерирует переменный ток, соответствующей задающей частоте, и выдает генерированный переменный ток на катушку передачи электрической энергии. Электронный блок управления получает команду на зарядку аккумулятора электрической энергией и выдает электрическую энергию на аккумулятор транспортного средства, при этом выполняет управление с обратной связью задающей частотой инвертора так, что выдача электрической энергии следует за командой на зарядку электрической энергией.

[0003] Далее, в этой бесконтактной системе подачи электрической энергии, когда начинается подача электрической энергии из устройства подачи электрической энергии на транспортное средство, начальная частота устанавливается на основе состояния аккумулятора и коэффициента связи между катушками (катушкой передачи электрической энергии и катушкой приемки электрической энергии). Вышеупомянутое управление с обратной связью начинается с использованием начальной частоты в качестве начального значения задающей частоты (см. публикацию японской патентной заявки No. 2014-207795 (JP 2014-207795 А)).

[0004] В случае, если инвертор представляет собой инвертор напряжения и подает передаваемую электрическую энергию (т.е. электрическую энергию, которая должна быть передана на устройство приемки электрической энергии), соответствующую задающей частоте, на блок передачи электрической энергии, то передаваемой электрической энергией можно управлять путем корректировки режима выходного напряжения инвертора. Кроме того, током включения, представляющим собой выходной ток инвертора в то время, когда выходное напряжение инвертора возрастает, можно управлять путем управления задающей частотой инвертора.

[0005] В инверторе напряжения известно, что когда выходной ток, имеющий такую же полярность, что и выходное напряжение (положительный ток включения), проходит через инвертор при возрастании выходного напряжения, ток восстановления проходит через рециркуляционный диод инвертора. Когда ток восстановления проходит через рециркуляционный диод, рециркуляционный диод вырабатывает тепло и является причиной увеличения потерь. Тем временем, потери, вызываемые током восстановления, могут поддерживаться небольшими с помощью управления задающей частотой инвертора с целью управления током включения на уровне или ниже 0.

[0006] Однако, когда задающая частота инвертора меняется для управления током включения, частота электрической энергии, передаваемой из блока передачи электрической энергии (катушки передачи электрической энергии) на блок приемки электрической энергии (катушку приемки электрической энергии) меняется, и КПД передачи электрической энергии между блоком передачи электрической энергии и блоком приемки электрической энергии может уменьшиться.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0007] Поэтому целью изобретения является увеличение КПД передачи электрической энергии на устройство приемки электрической энергии в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления в инверторе, в бесконтактном устройстве передачи электрической энергии, которое передает электрическую энергию на устройство приемки электрической энергии бесконтактным способом.

[0008] Кроме того, другой целью изобретения является увеличение КПД передачи электрической энергии между устройством передачи электрической энергии и устройством приемки электрической энергии в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления в инверторе, в системе передачи электрической энергии, которая передает электрическую энергию от устройства передачи электрической энергии на устройство приемки электрической энергии бесконтактным способом.

[0009] Согласно изобретению бесконтактное устройство передачи электрической энергии содержит блок передачи электрической энергии, инвертор, электронный блок управления. Инвертор выполнен с возможностью подачи электрической энергии, передаваемой на устройство приемки электрической энергии и соответствующей задающей частоте, на блок передачи электрической энергии. Инвертор представляет собой инвертор напряжения. Электронный блок управления выполнен с возможностью управления инвертором. Электронный блок управления приспособлен для выполнения: i) первого управления для доведения передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии путем корректировки режима выходного напряжения инвертора, и ii) второго управления для управления током включения, представляющим собой выходной ток инвертора, путем корректировки задающей частоты, причем выходной ток представляет собой выходной ток в то время, когда выходное напряжение возрастает, и iii) корректировки режима и задающей частоты таким образом, что ток, подаваемый из инвертора в блок передачи электрической энергии, уменьшается в диапазоне, в котором ток включения равен предельной величине или меньше нее, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии посредством первого управления.

[0010] КПД передачи электрической энергии между блоком передачи электрической энергии и устройством приемки электрической энергии обратно пропорционален квадрату тока, текущего через блок передачи электрической энергии, при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной. Таким образом, согласно изобретению, целевое значение тока включения меняется так, что ток, подаваемый из инвертора в блок передачи электрической энергии, уменьшается в таком диапазоне, в котором ток включения равен предельной величине или меньше нее, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии посредством первого управления. Как следствие, согласно изобретению, КПД передачи электрической энергии может быть увеличен в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления инвертора.

[0011] Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью такой корректировки режима и задающей частоты, что ток, подаваемый из инвертора в блок передачи электрической энергии, минимизируется в диапазоне, в котором ток включения равен предельной величине или меньше нее, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии посредством первого управления.

[0012] При принятии такой конфигурации, КПД передачи электрической энергии может быть увеличен в наибольшей степени в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления.

[0013] Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью в случае, когда имеются две задающие частоты, при которых ток включения представляет собой заданное значение, равное предельной величине или меньше нее, при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной, установки той одной из двух задающих частот, при которой сила тока, подаваемого из инвертора в блок передачи электрической энергии, является меньшей, в качестве начального скорректированного значения задающей частоты во втором управлении, при выполнении процесса активирования инвертора.

[0014] В настоящем изобретении, когда выполняется процесс активирования инвертора, задающая частота подстраивается под вышеупомянутое начальное скорректированное значение. Далее, целевое значение тока включения меняется так, что ток, текущий через блок передачи электрической энергии, уменьшается в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления. Таким образом, ток, текущий через блок передачи электрической энергии, может быть быстро снижен после активирования инвертора. Как следствие, согласно изобретению, КПД передачи электрической энергии может быть быстро увеличен в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления после активирования инвертора.

[0015] Система передачи электрической энергии, относящаяся к настоящему изобретению, содержит устройство передачи электрической энергии и устройство приемки электрической энергии. Устройство передачи электрической энергии включает в себя блок передачи электрической энергии, инвертор и электронный блок управления. Блок передачи электрической энергии выполнен с возможностью передачи электрической энергии на устройство приемки электрической энергии бесконтактным способом. Инвертор выполнен с возможностью подачи электрической энергии, передаваемой на устройство приемки электрической энергии и соответствующей задающей частоте, на блок передачи электрической энергии. Инвертор представляет собой инвертор напряжения. Электронный блок управления выполнен с возможностью выполнения: i) первого управления для доведения передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии путем корректировки режима выходного напряжения инвертора, ii) второго управления для управления током включения, представляющим собой выходной ток инвертора, путем корректировки задающей частоты, причем выходной ток представляет собой выходной ток в то время, когда выходное напряжение возрастает, и iii) корректировки режима и задающей частоты таким образом, что ток, подаваемый из инвертора в блок передачи электрической энергии, уменьшается в диапазоне, в котором ток включения равен предельной величине или меньше нее, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии посредством первого управления.

При принятии такой конфигурации, КПД передачи электрической энергии может быть увеличен в таком диапазоне, в котором в инверторе не образуется тока восстановления.

[0016] Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью такой корректировки режима и задающей частоты, что ток, подаваемый из инвертора в блок передачи электрической энергии, минимизируется в диапазоне, в котором ток включения равен предельной величине или меньше нее, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии посредством первого управления.

[0017] При принятии такой конфигурации, КПД передачи электрической энергии может быть увеличен в наибольшей степени в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления.

[0018] Электронный блок управления может быть выполнен с возможностью установки в случае, когда имеются две задающие частоты, при которых ток включения представляет собой заданное значение, равное предельной величине или меньше нее, при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной, той одной из двух задающих частот, при которой сила тока, подаваемого из инвертора в блок передачи электрической энергии, является меньшей, в качестве начального скорректированного значения задающей частоты во втором управлении, при выполнении процесса активирования инвертора.

[0019] При принятии такой конфигурации, ток, текущий через блок передачи электрической энергии может быть быстро уменьшен после активирования инвертора. Как следствие, согласно изобретению, КПД передачи электрической энергии может быть быстро увеличен в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления, после активирования инвертора.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0020] Признаки, преимущества, а также техническая и промышленная значимость примерных вариантов осуществления изобретения будут описаны ниже со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одинаковые элементы, и на которых:

Фиг. 1 представляет собой диаграмму общей конфигурации системы передачи электрической энергии, в которой применено бесконтактное устройство передачи электрической энергии согласно первому варианту осуществления изобретения;

Фиг. 2 представляет собой вид, показывающий схему примерной конфигурации блока передачи электрической энергии и блока приемки электрической энергии, показанных на фиг. 1;

Фиг. 3 представляет собой вид, показывающий схему конфигурации инвертора, показанного на фиг. 1;

Фиг. 4 представляет собой вид, показывающий формы сигналов переключения инвертора и формы сигналов выходного напряжения и выходного тока;

Фиг. 5 представляет собой управляющую блок-схему управления передаваемой электрической энергией и управления током включения, которые выполняются ЭБУ подачи электрической энергии;

Фиг. 6 представляет собой вид, показывающий примерные контурные линии передаваемой электрической энергии и тока включения;

Фиг. 7 представляет собой эквивалентную принципиальную схему для иллюстрации КПД передачи электрической энергии от блока передачи электрической энергии на блок приемки электрической энергии;

Фиг. 8 представляет собой блок-схему для иллюстрации процесса, который выполняется ЭБУ подачи электрической энергии, показанным на фиг. 1, для поиска рабочей точки инвертора;

Фиг. 9 представляет собой вид, показывающий взаимосвязь между током включения и задающей частотой инвертора при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной;

Фиг. 10 представляет собой вид, показывающий взаимосвязь между током, текущим через блок передачи электрической энергии и задающей частотой инвертора при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной;

Фиг. 11 представляет собой вид, показывающий примерные контурные линии передаваемой электрической энергии и тока включения;

Фиг. 12 представляет собой блок-схему для иллюстрации процесса, который выполняется ЭБУ подачи электрической энергии во втором варианте осуществления изобретения для поиска рабочей точки инвертора;

Фиг. 13 представляет собой блок-схему для иллюстрации процесса, который выполняется ЭБУ подачи электрической энергии в модифицированном примере первого варианта осуществления изобретения для поиска рабочей точки инвертора; и

Фиг. 14 представляет собой блок-схему для иллюстрации процесса, который выполняется ЭБУ подачи электрической энергии в модифицированном примере второго варианта осуществления изобретения для поиска рабочей точки инвертора.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0021] Варианты осуществления изобретения будут подробно описаны далее со ссылкой на чертежи. Хотя далее будет описано множество вариантов осуществления изобретения, соответствующие сочетания конфигураций, описанных в соответствующих вариантах осуществления изобретения, были изначально предположены при подаче заявки. В этой связи, сходные или эквивалентные компоненты или детали обозначены одинаковыми ссылочными позициями на чертежах, и их описание не будет повторяться.

[0022] Первый вариант осуществления

Фиг. 1 представляет собой диаграмму общей конфигурации системы передачи энергии, в которой применено бесконтактное устройство передачи электрической энергии согласно первому варианту осуществления изобретения. Как видно из фиг. 1, эта система передачи электрической энергии оснащена устройством 10 передачи электрической энергии и устройством 20 приемки электрической энергии. Устройство 20 приемки электрической энергии может быть установлено, например, а транспортном средстве и т.п., которое может двигаться с использованием электрической энергии, которая подается из устройства 10 передачи электрической энергии и сохраняется.

[0023] Устройство 10 передачи электрической энергии включает в себя: схему 210 коррекции фактора мощности (PFC - power factor correction), инвертор 220, фильтрующую схему 230 и блок 240 передачи электрической энергии. Кроме того, устройство 10 передачи электрической энергии дополнительно включает в себя электронный блок управления (ЭБУ) 250 подачи электрической энергии, коммуникационный блок 260, датчик 270 напряжения, и датчики 272 и 274 тока.

[0024] Схема 210 КФМ выпрямляет и усиливает электрическую энергию переменного тока (АС - alternating current), принятую от источника 100 электрической энергии переменного тока (например, источника системы электрической энергии), подает эту электрическую энергию переменного тока на инвертор 220, и делает входной ток ближе к синусоидальной волне, таким образом, обеспечивая усиление фактора мощности. В качестве этой схемы 210 PFC могут быть приспособлены различные известные схемы PFC. В частности, выпрямитель, который не имеет функции усиления фактора мощности, может быть использован вместо схемы 210 PFC.

[0025] Инвертор 220 преобразует электрическую энергию постоянного тока (DC - direct current), принятую от схемы 210 PFC, в передаваемую электрическую энергию (переменного тока), имеющую заданную частоту передачи. Передаваемая электрическая энергия, генерированная инвертором 220, подается на блок 240 передачи электрической энергии через фильтрующую схему 230. Инвертор 220 представляет собой инвертор напряжения, и рециркуляционные диоды соответственно соединены встречно-параллельно с элементами переключения, образующими инвертор 220. Инвертор 220 образован, например, однофазной мостовой схемой.

[0026] Фильтрующая схема 230 расположена между инвертором 220 и блоком 240 передачи электрической энергии, и устраняет шум гармоник, генерированный инвертором 220. Фильтрующая схема 230 образована, например, индуктивно-емкостным фильтром, который включает в себя индуктивный элемент и конденсатор.

[0027] Блок 240 передачи электрической энергии принимает от инвертора 220 через фильтрующую схему 230 электрическую энергию переменного тока (передаваемую электрическую энергию), имеющую частоту передачи, и бесконтактным способом через электромагнитное поле, созданное вокруг блока 240 передачи электрической энергии, передает эту электрическую энергию переменного тока на блок 310 приемки электрической энергии устройства 20 приемки электрической энергии. Блок 240 передачи электрической энергии включает в себя, например, а резонансный контур для передачи электрической энергии на блок 310 приемки электрической энергии бесконтактным способом. Резонансный контур может быть образован из катушки и конденсатора. Однако, в случае, когда нужное резонансное состояние образуется только катушкой, нет необходимости устанавливать конденсатор.

[0028] Датчик 270 напряжения определяет выходное напряжение инвертора 220, и выдает определенное им значение на ЭБУ 250 подачи электрической энергии. Датчик 272 тока определяет выходной ток инвертора 220, и выдает определенное им значение на ЭБУ 250 подачи электрической энергии. Передаваемая электрическая энергия, которая подается из инвертора 220 на блок 240 передачи электрической энергии (т.е. электрическая энергия, которая выдается из блока 240 передачи электрической энергии на устройство 20 приемки электрической энергии), может быть определена на основе значений, определенных датчиком 270 напряжения и датчиком 272 тока. Датчик 274 тока определяет ток, текущий через блок 240 передачи электрической энергии, и выдает определенное им значение на ЭБУ 250 подачи электрической энергии.

[0029] ЭБУ 250 подачи электрической энергии включает в себя центральное процессорное устройство (ЦПУ) (не показано), накопительное устройство (не показано), входные/выходные буферы (не показаны) и т.п. ЭБУ 250 подачи электрической энергии принимает сигналы от различных датчиков и частей оборудования, и выполняет управление различными частями оборудования в устройстве 10 передачи электрической энергии. Например, ЭБУ 250 подачи электрической энергии выполняет управление переключением инвертора 220 так, что инвертор 220 генерирует передаваемую электрическую энергию (переменного тока) для выполнения передачи электрической энергии из устройства 10 передачи электрической энергии на устройство 20 приемки электрической энергии. Различные варианты управления не ограничены только процессами на основе программного обеспечения, но также могут выполняться особыми частями аппаратного обеспечения (электронными схемами).

[0030] В качестве основного управления, выполняемого ЭБУ 250 подачи электрической энергии, ЭБУ 250 подачи электрической энергии выполняет управление с обратной связью (далее именуемое также «управлением передаваемой электрической энергией») для доведения передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии, при выполнении передачи электрической энергии от устройства 10 передачи электрической энергии на устройство 20 приемки электрической энергии. Более конкретно, ЭБУ 250 подачи электрической энергии доводит передаваемую электрическую энергию до целевой электрической энергии путем корректировки режима выходного напряжения инвертора 220. В частности, режим выходного напряжения определяется как отношение времени выдачи положительного (или отрицательного) напряжения к циклу формы сигнала выходного напряжения (прямоугольной формы). Режим выходного напряжения инвертора можно корректировать, меняя синхронизацию управления элементами переключения (с режима ВКЛ/ВЫКЛ, соответствующего 0,5) инвертора 220. Целевая электрическая энергия может генерироваться на основе, например, ситуации с приемкой электрической энергии устройства 20 приемки электрической энергии. В этом первом варианте осуществления изобретения, целевая электрическая энергия передаваемой электрической энергии генерируется на основе отклонения между целевым значением принятой электрической энергии и определенным значением принятой электрической энергии в устройстве 20 приемки электрической энергии, и передается из устройства 20 приемки электрической энергии на устройство 10 передачи электрической энергии.

[0031] Кроме того, ЭБУ 250 подачи электрической энергии выполняет вышеупомянутое управление передаваемой электрической энергией, и выполняет управление с обратной связью (далее именуемое также «управлением током включения») для доведения тока включения инвертора 220 до целевого значения. Ток включения представляет собой текущее значение выходного тока инвертора 220 в то время, когда выходное напряжение инвертора 220 возрастает. Когда ток включения положительный, ток восстановления проходит через рециркуляционные диоды инвертора 220 в противоположном направлении. В результате, в рециркуляционных диодах возникает образование тепла, а именно, возникают потери. Таким образом, вышеупомянутое целевое значение управления током включения (целевое значение тока включения) устанавливается в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления в рециркуляционных диодах инвертора 220, и устанавливается на заданное значение, равное или меньшее, чем предельное значение. Как правило, предельное значение может быть 0 (хотя значение «0», ведущее к хорошему фактору мощности, является идеальным, целевое значение может быть установлено на отрицательное значение с некоторым допуском, либо может быть установлено на положительное значение, которое достаточно мало, чтобы пренебречь проблемой потерь, вызываемых током восстановления).

[0032] Кроме того, в устройстве 10 передачи электрической энергии согласно этому первому варианту осуществления изобретения, в целях увеличения КПД передачи электрической энергии между блоком 240 передачи электрической энергии и блоком 310 приемки электрической энергии устройства 20 приемки электрической энергии, целевое значение тока включения меняется так, что ток, текущий через блок 240 передачи электрической энергии, уменьшается в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления. Это управление током включения и вышеупомянутое управление передаваемой электрической энергией будет подробно описано позже.

[0033] Коммуникационный блок 260 выполнен с возможностью установления беспроводной коммуникации с коммуникационным блоком 370 устройства 20 приемки электрической энергии. В дополнение к приемке целевого значения передаваемой электрической энергии (целевой электрической энергии), передаваемого из устройства 20 приемки электрической энергии, коммуникационный блок 260 обменивается информацией о запуске/остановке передачи электрической энергии, ситуации по приемке электрической энергии устройства 20 приемки электрической энергии и т.п., с устройством 20 приемки электрической энергии.

[0034] С другой стороны, устройство 20 приемки электрической энергии включает в себя блок 310 приемки электрической энергии, фильтрующую схему 320, выпрямительный блок 330, релейную схему 340, и электрическое накопительное устройство 350. Кроме того, устройство 20 приемки электрической энергии дополнительно включает в себя заряжающий ЭБУ 360, коммуникационный блок 370, датчик 380 напряжения, а также датчик 382 тока.

[0035] Блок 310 приемки электрической энергии принимает электрическую энергию (переменного тока), выдаваемую из блока 240 передачи электрической энергии устройства 10 передачи электрической энергии, бесконтактным способом. Блок 310 приемки электрической энергии включает в себя, например, резонансный контур для приемки электрической энергии из блока 240 передачи электрической энергии бесконтактным способом. Резонансный контур может быть образован из катушки и конденсатора. Однако, в случае, когда нужное резонансное состояние образовано только катушкой, нет необходимости устанавливать конденсатор. Блок 310 приемки электрической энергии выдает принятую электрическую энергию на выпрямительный блок 330 через фильтрующую схему 320.

[0036] Фильтрующая схема 320 расположена между блоком 310 приемки электрической энергии и выпрямительным блоком 330, и устраняет шум гармоник, который генерируется при приемке электрической энергии. Фильтрующая схема 320 образована, например, индуктивно-емкостным фильтром, который включает в себя индуктивный элемент и конденсатор. Выпрямительный блок 330 выпрямляет электрическую энергию переменного тока, принятую блоком 310 приемки электрической энергии, и выдает выпрямленную электрическую энергию переменного тока на электрическое накопительное устройство 350.

[0037] Электрическое накопительное устройство 350 представляет собой перезаряжаемый источник электрической энергии постоянного тока, и образован, например, вспомогательным аккумулятором, таким как литий-ионный аккумулятор, никель-гидридный аккумулятор или подобные. Электрическое накопительное устройство 350 накапливает электрическую энергию, выдаваемую из выпрямительного блока 330. Далее, электрическое накопительное устройство 350 подает накопленную электрическую энергию на устройство управления нагрузкой (не показано) или подобное. В частности, конденсатор с большой емкостью может также быть использован в качестве электрического накопительного устройства 350.

[0038] Релейная схема 340 расположена между выпрямительным блоком 330 и электрическим накопительным устройством 350, и включается тогда, когда электрическое накопительное устройство 350 заряжается устройством 10 передачи электрической энергии. В частности, хотя это и не выделено на чертеже, преобразователь постоянного тока в постоянный, который корректирует выходное напряжение выпрямительного блока 330, может быть расположен между выпрямительным блоком 330 и электрическим накопительным устройством 350 (например, между выпрямительным блоком 330 и релейной схемой 340).

[0039] Датчик 380 напряжения определяет выходное напряжение выпрямительного блока 330 (принятое напряжение), и выдает определенное им значение на заряжающий ЭБУ 360. Датчик 382 тока определяет выходной ток из выпрямительного блока 330 (принятый ток), и выдает определенное значение на заряжающий ЭБУ 360. Электрическая энергия, принятая блоком 310 приемки электрической энергии (т.е. электрическая энергия, которой заряжается электрическое накопительное устройство 350), может быть определена на основе значений, определенных датчиком 380 напряжения и датчиком 382 тока. В частности, датчик 380 напряжения и датчик 382 тока могут быть расположены между блоком 310 приемки электрической энергии и выпрямительным блоком 330 (например, между фильтрующей схемой 320 и выпрямительным блоком 330).

[0040] Заряжающий ЭБУ 360 включает в себя ЦПУ (не показано), накопительное устройство (не показано), входные/выходные буферы (не показаны) и т.п. Заряжающий ЭБУ 360 принимает сигналы от различных датчиков и частей оборудования, и выполняет управление различными частями оборудования в устройстве 20 приемки электрической энергии. Различные варианты управления не ограничены процессами на основе программного обеспечения, и также могут выполняться особыми частями аппаратного обеспечения (электронными схемами).

[0041] В качестве основного управления, выполняемого заряжающим ЭБУ 360, заряжающий ЭБУ 360 генерирует целевое значение передаваемой электрической энергии (целевая электрической энергии) в устройстве 10 передачи электрической энергии так, что принятая электрическая энергия в устройстве 20 приемки электрической энергии становится равной нужному целевому значению при приемке электрической энергии из устройства 10 передачи электрической энергии. Более конкретно, заряжающий ЭБУ 360 генерирует целевое значение передаваемой электрической энергии в устройстве 10 передачи электрической энергии на основе отклонения между определенным значением принятой электрической энергии и целевым значением принятой электрической энергией. Далее, заряжающий ЭБУ 360 передает сгенерированное целевое значение передаваемой электрической энергии (целевой электрической энергии) на устройство 10 передачи электрической энергии посредством коммуникационного блока 370.

[0042] Коммуникационный блок 370 выполнен с возможностью установления беспроводной коммуникации с коммуникационным блоком 260 устройства 10 передачи электрической энергии. В дополнение к передаче целевого значения передаваемой электрической энергии (целевой электрической энергии), сгенерированного в заряжающем ЭБУ 360, на устройство 10 передачи электрической энергии, коммуникационный блок 370 обменивается информацией о запуске/остановке передачи электрической энергии с устройством 10 передачи электрической энергии, и передает ситуацию о приемке электрической энергии устройством 20 приемки электрической энергии (принятое напряжение, принятый ток, принятая электрическая энергия и т.п.) на устройство 10 передачи электрической энергии.

[0043] Фиг. 2 представляет собой вид, показывающий примерную схему конфигурации блока 240 передачи электрической энергии и блока 310 приемки электрической энергии, показанных на фиг. 1. Как видно из фиг. 2, блок 240 передачи электрической энергии включает в себя катушку 242 и конденсатор 244. Конденсатор 244 служит для компенсации фактора мощности передаваемой электрической энергии, и последовательно соединен с катушкой 242. Блок 310 приемки электрической энергии включает в себя катушку 312 и конденсатор 314. Конденсатор 314 служит для компенсации фактора мощности принятой электрической энергии, и последовательно соединен с катушкой 312. В частности, эта конфигурация схемы именуется также системой SS (первичная последовательная, вторичная последовательная система).

[0044] В частности, хотя это и не выделено на чертеже, блок 240 передачи электрической энергии и блок 310 приемки электрической энергии не должны в обязательном порядке иметь эту конфигурацию SS-типа. Например, система SP (первичная последовательная, вторичная параллельная система), в которой конденсатор 314 соединен параллельно с катушкой 312, может также быть использована в блоке 310 приемки электрической энергии. Кроме того, система РР (первичная параллельная, вторичная параллельная система), в которой конденсатор 244 соединен параллельно с катушкой 242, и т.п. может также быть использована в блоке 240 передачи электрической энергии.

[0045] Как видно опять же из фиг. 1, в этой системе передачи электрической энергии, передаваемая электрическая энергия (переменного тока) подается из инвертора 220 на блок 240 передачи электрической энергии через фильтрующую схему 230. Каждый из блока 240 передачи электрической энергии и блока 310 приемки электрической энергии включает в себя катушку и конденсатор, и выполнен для обеспечения резонанса при частоте передачи. Предпочтительно, чтобы Q-значение, представляющее собой силу резонанса каждого из блока 240 передачи электрической энергии и блока 310 приемки электрической энергии, было равно или больше 100.

[0046] В устройстве 10 передачи электрической энергии, когда передаваемая электрическая энергия подается из инвертора 220 на блок 240 передачи электрической энергии, энергия (электрическая энергия) движется из блока 240 передачи электрической энергии на блок 310 приемки электрической энергии через электромагнитное поле, которое образуется между катушкой блока 240 передачи электрической энергии и катушкой блока 310 приемки электрической энергии. Энергия (электрическая энергия), которая достигла блока 310 приемки электрической энергии, подается на электрическое накопительное устройство 350 через фильтрующую схему 320 и выпрямительный блок 330.

[0047] Фиг. 3 представляет собой вид, показывающий схему конфигурации инвертора 220, показанную на фиг. 1. Как видно из фиг. 3, инвертор 220 представляет собой инвертор напряжения, и включает в себя полупроводниковые элементы переключения для электрической энергии (далее также именуемые просто «элементами переключения») Q1-Q4, и рециркуляционные диоды D1-D4. Схема 210 PFC (фиг. 1) соединена с разъемами Т1 и Т2 со стороны постоянного тока, а фильтрующая схема 230 соединена с разъемами T3 и Т4 со стороны переменного тока.

[0048] Элементы Q1-Q4 переключения образованы, например, биполярными транзисторами с изолированным затвором (БТИЗ), биполярными транзисторами, полевыми транзисторами со структурой металл-оксид-проводник (МОП), тиристорными выключателями (ТВ) и т.п. Рециркуляционные диоды D1-D4 соединены встречно-параллельно с элементами Q1-Q4 переключения соответственно.

[0049] Напряжение VI постоянного тока, которое выдается из схемы 210 PFC, подается между разъемами Т1 и Т2. Далее, в соответствии с операциями переключения элементов Q1-Q4 переключения, выходное напряжение Vo и выходной ток Io генерируется между разъемами T3 и Т4 (направления, обозначенные стрелками на чертеже, считаются передним направлением). Эта фиг. 3 показывает, например, состояние, когда элементы Q1 и Q4 переключения включены, а элементы Q2 и Q3 переключения выключены. В этом случае, выходное напряжение Vo приблизительно равно напряжению VI (положительному значению).

[0050] Фиг. 4 представляет собой вид, показывающий формы сигналов переключения инвертора 220 и формы сигналов выходного напряжения Vo и выходного тока Io. Как видно из фиг. 3 вместе с фиг. 4, один цикл от момента t4 времени до момента t8 времени будет описан в качестве примера. Когда элементы Q2 и Q4 переключения установлены в положения ВЫКЛ и ВКЛ соответственно, элемент Q1 переключения меняется от ВЫКЛ на ВКЛ, и элемент Q3 переключения меняется от ВКЛ на ВЫКЛ в момент t4 времени (состояние, показанное на фиг. 3), выходное напряжение Vo инвертора 220 возрастает от 0 до VI (положительное значение).

[0051] Когда элементы Q1 и Q3 переключения установлены на ВКЛ и ВЫКЛ соответственно, элемент Q2 переключения меняется от ВЫКЛ на ВКЛ, и элемент Q4 переключения меняется от ВКЛ на ВЫКЛ в момент t5 времени, то выходное напряжение Vo становится равным 0.

[0052] Когда элементы Q2 и Q4 переключения установлены в ВКЛ и ВЫКЛ соответственно, элемент Q1 переключения меняется от ВКЛ на ВЫКЛ, и элемент Q3 переключения меняется от ВЫКЛ на ВКЛ в момент t6 времени, выходное напряжение Vo становится равным - V1 (отрицательное значение).

[0053] Когда элементы Q1 и Q3 переключения установлены в ВЫКЛ и ВКЛ соответственно, а элемент Q2 переключения меняется от ВКЛ на ВЫКЛ, и элемент Q4 переключения меняется от ВЫКЛ на ВКЛ в момент t7 времени, выходное напряжение Vo становится снова равным 0.

[0054] Далее, когда элементы Q2 и Q4 переключения установлены в ВЫКЛ и ВКЛ соответственно, элемент Q1 переключения меняется от ВЫКЛ на ВКЛ, и элемент Q3 переключения меняется от ВКЛ на ВЫКЛ в момент t8 времени, то есть, после истечения одного цикла от момента t4 времени, выходное напряжение Vo возрастает от 0 до V1 (положительное значение) (то же состояние, что в момент t4 времени).

[0055] На этой фиг. 4 показан случай, когда режим выходного напряжения Vo составляет 0,25. Далее, режим выходного напряжения Vo можно изменить путем изменения синхронизации переключения элементов Q1 и Q3 переключения и синхронизации переключения элементов Q2 и Q4 переключения. Например, в случае, показанном на фиг. 4, режим выходного напряжения Vo можно сделать меньше, чем 0,25 (минимальное значение составляет 0), когда синхронизация переключения элементов Q2 и Q4 переключения выполнена с опережением, и режим выходного напряжения Vo можно сделать больше, чем 0,25 (максимальное значение составляет 0,5), когда синхронизация переключения элементов Q2 и Q4 переключения выполнена с опозданием.

[0056] Передаваемую электрическую энергию можно изменить путем корректировки режима этого выходного напряжения Vo. В качественном отношении, передаваемую электрическую энергию можно увеличить путем увеличения режима, и передаваемую электрическую энергию можно уменьшить путем уменьшения режима. Таким образом, в этом первом варианте осуществления изобретения, ЭБУ 250 подачи электрической энергии выполняет управление передаваемой электрической энергией для доведения передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии, путем корректировки режима выходного напряжения Vo.

[0057] Кроме того, текущее значение It выходного тока Io в то время, когда выходное напряжение Vo возрастает (в момент t4 времени или момент t8 времени) эквивалентно вышеупомянутому току включения. Значение этого тока It включения меняется в зависимости от напряжения V1, приложенного к инвертору 220 от схемы 210 PFC и задающей частоты (частоты переключения) инвертора 220. В случае, показанном здесь, течет положительный ток It включения.

[0058] Когда течет положительный ток It включения, ток в противоположном направлении, а именно, ток восстановления проходит через рециркуляционный диод D3 (FIG. 3), который соединен встречно-параллельно с элементом Q3 переключения. Когда ток восстановления протекает через рециркуляционный диод D3, количество теплоты, генерированное рециркуляционным диодом D3, увеличивается, и потери на инверторе 220 возрастают. Когда ток It включения равен или меньше 0, ток восстановления не течет через рециркуляционный диод D3, и потери на инверторе 220 остаются небольшими.

[0059] Когда задающая частота (частота переключения) инвертора 220 меняется, ток It включения меняется. Поэтому током It включения можно управлять путем корректировки задающей частоты (частоты переключения) инвертора 220. Таким образом, в этом первом варианте осуществления изобретения, ЭБУ 250 подачи электрической энергии выполняет управление током включения для доведения тока It включения до целевого значения, путем корректировки задающей частоты (частоты переключения) инвертора 220. Далее, целевое значение тока It включения, как правило, устанавливается на значение, равное или меньше 0, при этом не образуется тока восстановления инвертора 220.

[0060] Фиг. 5 представляет собой управляющую блок-схему управления передаваемой электрической энергией и управления током включения, которые выполняются ЭБУ 250 подачи электрической энергии. Как видно из фиг. 5, ЭБУ 250 подачи электрической энергии включает в себя блоки 410 и 430 вычитания и контроллеры 420 и 440. Контур обратной связи, который образован блоком 410 вычитания, контроллером 420 и управляемым инвертором 220, выполняет управление передаваемой электрической энергией. С другой стороны, контур обратной связи, который образован блоком 430 вычитания, контроллером 440 и инвертором 220, выполняет управление током включения.

[0061] Блок 410 вычитания вычитает измеренное значение передаваемой электрической энергии Ps из целевой электрической энергии Psr, представляющей собой целевое значение передаваемой электрической энергии, и выдает вычисленное значение на контроллер 420. В частности, измеренное значение передаваемой электрической энергии Ps может быть вычислено на основе, например, определенных значений датчика 270 напряжения и датчика 272 тока, показанных на фиг. 1.

[0062] Контроллер 420 генерирует командное значение режима выходного напряжения Vo инвертора 220, на основе отклонения между целевой электрической энергией Psr и передаваемой электрической энергией Ps. Контроллер 420 вычисляет рабочую величину путем выполнения пропорционально-интегрального регулирования (PI регулирования), в котором отклонение между целевой электрической энергией Psr и передаваемой электрической энергию Ps и т.п. является входным сигналом, и устанавливает вычисленную рабочую величину в качестве командного значения режима. Таким образом, режим выходного напряжения Vo корректируется так, что передаваемая электрическая энергия Ps приближается к целевой электрической энергии Psr, и передаваемую электрическую энергию Ps доводят до целевой электрической энергии Psr.

[0063] С другой стороны, блок 430 вычитания вычитает измеренное значение тока It включения из целевого значения Itr тока включения, и выдает вычисленное значение на контроллер 440. В частности, целевое значение Itr тока включения, как правило, устанавливается на значение, равное или меньше 0, как описано выше. Кроме того, измеренное значение тока It включения представляет собой измеренное значение (текущее значение) датчика 272 тока (фиг. 1) в то время, когда подъем выходного напряжения Vo определяется датчиком 270 напряжения (фиг. 1).

[0064] Контроллер 440 генерирует задающую частоту (частоту переключения) командного значения инвертора 220, на основе отклонения между целевым значением Itr тока включения и током It включения. Контроллер 440 вычисляет рабочую величину, например, путем выполнения PI регулирования, в котором отклонение между целевым значением It тока включения и током It включения, и т.п. является входным сигналом, и устанавливает вычисленную рабочую величину в качестве вышеупомянутого значения командной частоты. Таким образом, задающая частота инвертора 220 корректируется так, что ток It включения приближается к целевому значению Itr, и ток It включения доводится до целевого значения Itr.

[0065] Управление передаваемой электрической энергией для корректировки режима выходного напряжения Vo инвертора 220 и управление током включения для корректировки задающей частоты инвертора 220 накладываются друг на друга. В некоторых случаях, когда режим, скорректированный через управление передаваемой электрической энергией, приобретает некоторое значение, ток It включения не может доводиться до целевого значения Itr через управление током включения.

[0066] Фиг. 6 представляет собой вид, показывающий примерные контурные линии передаваемой электрической энергии Ps и тока It включения. Как видно из фиг. 6, ось абсцисс представляет собой задающую частоту (частоту переключения) инвертора 220, а ось ординат представляет собой режим выходного напряжения Vo инвертора 220.

[0067] Каждая из линий PL1 и PL2, обозначенных пунктирными линиями, представляет собой контурную линию передаваемой электрической энергии Ps. Передаваемая электрическая энергия, обозначенная линией PL1, больше, чем передаваемая электрическая энергия, обозначенная линией PL2. Как видно из чертежа, режим, реализующий определенную передаваемую электрическую энергию, зависит от частоты. Кроме того, линия IL1, обозначенная чередующимися длинными и короткими пунктирными линиями, представляет собой контурную линию тока включения. Линия IL1, показанная на чертеже, представляет собой контурную линию, на которой ток включения имеет заданное значение, равное или меньшее, чем 0 (контурная линия, на которой ток включения составляет 0, показана как пример в этом случае). Ток включения уменьшается (увеличивается в отрицательном направлении) при возрастании режима и при уменьшении частоты.

[0068] Область S, отображенная штриховыми линиями, представляет собой область, в которой ток восстановления генерируется в инверторе 220. То есть, в рабочей точке инвертора 220, входящей в область S, ток включения больше 0, а ток восстановления генерируется в инверторе 220. Эта область S также именуется далее, как «зона S запрета». В частности, в первом варианте осуществления изобретения, граница зоны S запрета не совпадает с линией, на которой ток включения составляет 0, однако, позволяет току включения принимать малое положительное значение.

[0069] Рабочая точка Р0 представляет собой начальное целевое значение рабочей точки инвертора 220 при выполнении процесса активирования инвертора 220. То есть, при допущении того, что линии PL1 и IL1 обозначают целевую электрическую энергию Psr и целевое значение Itr тока включения соответственно, инвертор 220 в процессе его активации управляется так, чтобы обеспечить работу на рабочей точке Р0, определенной как пересечение точек линий PL1 и IL1. В частности, как показано на чертеже, зона S запрета стремится к расширению, когда режим имеет небольшую величину. Таким образом, в этом первом варианте осуществления изобретения, рабочая точка смещается, как показано толстой линией, путем увеличения усиления управления передаваемой электрической энергией для корректировки режима и т.д. так, что рабочая точка быстро проходит через зону S запрета, когда инвертор 220 активируется (когда передаваемая электрическая энергия увеличивается с режимом, возрастающим с 0).

[0070] Вышеупомянутая рабочая точка Р0 представляет собой рабочую точку, которая реализует целевую электрическую энергию Psr в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления инвертора 220. Однако, с точки зрения КПД передачи электрической энергии между блоком 240 передачи электрической энергии (устройством 10 передачи электрической энергии) и блоком 310 приемки электрической энергии (устройством 20 приемки электрической энергии), рабочая точка Р0 не обязательно является надлежащей рабочей точкой. То есть, если задающая частота инвертора 220 корректируется (меняется) так, что инвертор 220 функционирует в рабочей точке Р0, то частота электрической энергии, передаваемой из блока 240 передачи электрической энергии на блок 310 приемки электрической энергии, меняется. В результате, КПД передачи электрической энергии между блоком 240 передачи электрической энергии и блоком 310 приемки электрической энергии может уменьшиться.

[0071] Таким образом, при использовании устройства 10 передачи электрической энергии согласно этому первому варианту осуществления изобретения, рабочую точку, при которой КПД передачи электрической энергии между блоком 240 передачи электрической энергии и блоком 310 приемки электрической энергии может быть увеличена, ищут в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления в инверторе 220, в то время как передаваемая электрическая энергия Ps доводится до целевой электрической энергии Psr через управление передаваемой электрической энергией. Поиск рабочей точки будет описан далее.

[0072] Фиг. 7 представляет собой эквивалентную принципиальную схему для иллюстрации КПД передачи электрической энергии от блока 240 передачи электрической энергии на блок 310 приемки электрической энергии. Как видно из фиг. 7, в блоке 240 передачи электрической энергии предполагается, что катушка 242 имеет индуктивность L1, и что конденсатор 244 имеет емкость С1. Предполагается, что составляющая 246 сопротивления представляет собой сопротивление обмотки катушки 242, и имеет значение r1 сопротивления. В частности, в этой эквивалентной принципиальной схеме, фильтрующая схема 230 (фиг. 1) устройства 10 передачи электрической энергии опущена.

[0073] С другой стороны, в блоке 310 приемки электрической энергии предполагается, что катушка 312 имеет индуктивность L2, и что конденсатор 314 имеет емкость С2. Предполагается, что составляющая 316 сопротивления представляет собой сопротивление обмотки катушки 312, и имеет значение r2 сопротивления. Нагрузка 390 в целом представляет собой цепь, начинающуюся от фильтрующей схемы 320 (FIG. 1) в устройстве 20 приемки электрической энергии, и имеет значение R сопротивления.

[0074] КПД η передачи электрической энергии между катушками 242 и 312 может быть выражен как уравнение, показанное ниже, с использованием некоторых постоянных цепи.

[0075]

Здесь следует заметить, что I1 представляет собой ток, текущий через блок 240 передачи электрической энергии, и что I2 представляет собой ток, текущий через блок 310 приемки электрической энергии. Если принятая электрическая энергия является постоянной, ток 12 является, по существу, постоянным. Поэтому из уравнения (1) видно, что КПД η передачи электрической энергии обратно пропорционален квадрату тока I1.

[0076] Таким образом, в устройстве 10 передачи электрической энергии согласно этому первому варианту осуществления изобретения, ищут такую рабочую точку инвертора 220, что ток I1, текущий через блок 240 передачи электрической энергии, уменьшается в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления в инверторе 220, в то время как передаваемая электрическая энергия Ps доводится до целевой электрической энергии Psr через управление передаваемой электрической энергией. Более конкретно, целевое значение Itr (отрицательное значение) тока включения меняется (т.е. корректируется задающая частота инвертора 220) так, что ток I1 уменьшается в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления, в то время как возрастает управляемость целевой электрической энергии Psr с помощью передаваемой электрической энергии Ps путем увеличения усиления управления передаваемой электрической энергией и т.д. Таким образом, КПД η передачи электрической энергии между блоком 240 передачи электрической энергии и блоком 310 приемки электрической энергии может быть увеличен в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления в инверторе 220, и при этом передаваемая электрическая энергия Ps доводится до целевой электрической энергии Psr.

[0077] Предпочтительно, что рабочая точка инвертора 220 была найдена так, чтобы I1 был минимизирован в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления, и при этом передаваемая электрическая энергия Ps была доведена до целевой электрической энергии Psr. Более конкретно, целевое значение Itr (отрицательное значение) тока включения меняется так, что ток II минимизируется в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления. Таким образом, КПД η передачи электрической энергии может быть увеличен в наибольшей степени в диапазоне, в котором не образуется тока восстановления, в то время как передаваемая электрическая энергия Ps доводится до целевой электрической энергии Psr. В этой связи, упомянутое здесь слово «минимизированный» означает, что ток I1 минимизируется в диапазоне, не расширяющемся до зоны S запрета (FIG. 6).

[0078] Фиг. 8 представляет собой блок-схему для иллюстрации процесса, который выполняется ЭБУ 250 подачи электрической энергии, показанным на фиг. 1, для поиска рабочей точки инвертора 220. В этой связи, процесс, показанный на этой блок-схеме, выделен из основной программы, выполняемой на интервалах заданного времени или при выполнении заданного условия.

[0079] Как видно из фиг. 8, ЭБУ 250 подачи электрической энергии определяет, имеется или нет команда на запуск передачи электрической энергии от устройства 10 передачи электрической энергии на устройство 20 приемки электрической энергии (этап S10). Эта команда на запуск передачи электрической энергии может выполняться на основе команды пользователя от устройства 10 передачи электрической энергии или устройства 20 приемки электрической энергии, либо может выдаваться при наступлении момента времени начала зарядки при использовании таймера и т.п. Если нет команды на запуск передачи электрической энергии (НЕТ на этапе S10), ЭБУ 250 подачи электрической энергии переключает процесс на этап S100 без выполнения ряда последовательных этапов обработки.

[0080] Если на этапе S10 определяют, что имеется команда на запуск передачи электрической энергии (ДА на этапе S10), ЭБУ 250 подачи электрической энергии устанавливает целевую электрическую энергию Psr передаваемой электрической энергии Ps и целевое значение Itr (начальное значение) тока It включения (этап S20). В частности, притом, что целевая электрическая энергия Psr определяется на основе ситуации приемки электрической энергии устройством 20 приемки электрической энергии, как описано выше, целевая электрическая энергия Psr устанавливается на начальное значение, определенное заранее в тот момент времени, когда передача электрической энергии не началась. Например, 0 устанавливается в качестве начального значения целевого значения Itr тока включения.

[0081] Когда целевая электрическая энергия Psr и целевое значение Itr тока включения (начальное значение) установлены, ЭБУ 250 подачи электрической энергии выполняет управление передаваемой электрической энергией и управление током включения (этап S30). В этой связи, когда передача электрической энергии от устройства 10 передачи электрической энергии на устройство 20 приемки электрической энергии начинается при выполнении управления передаваемой электрической энергией, целевая электрическая энергия Psr корректируется в соответствии с ситуацией приемки электрической энергии устройством 20 приемки электрической энергии. Когда принятая электрическая энергия приближается к целевому значению в устройстве 20 приемки электрической энергии, целевая электрическая энергия Psr также стабилизируется. Целевая электрическая энергия Psr и целевое значение Itr тока включения (начальное значение) в это время эквивалентны рабочей точке Р0, показанной на фиг. 6.

[0082] Когда управление передаваемой электрической энергией и управление током включения начинаются, ЭБУ 250 подачи электрической энергии определяет, достигла или нет рабочая точка инвертора 220 начальной рабочей точки (рабочей точки Р0 на фиг. 6) (этап S40). Далее, если определено, что рабочая точка инвертора 220 достигла начальной рабочей точки (ДА на этапе S40), ЭБУ 250 подачи электрической энергии делает усиление управления передаваемой электрической энергией (режим коррекции) больше, чем значение по умолчанию (обычное значение), которое было действительным до этого времени (этап S50). Таким образом, повышается управляемость целевого значения с помощью управления передаваемой электрической энергией, и может быть произведен поиск рабочей точки, в то время как передаваемая электрическая энергия Ps доводится до целевой электрической энергии Psr в процессе поиска рабочей точки, который выполняется на последующих этапах S60-S80.

[0083] После этого ЭБУ 250 подачи электрической энергии получает измеренное значение тока II, текущего через блок 240 передачи электрической энергии, от датчика 274 тока (фиг. 1) (этап S60). Далее ЭБУ 250 подачи электрической энергии меняет рабочую точку инвертора 220 в таком направлении, что сила тока II, текущего через блок 240 передачи электрической энергии, уменьшается в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления в инверторе 220, и при этом передаваемая электрическая энергия Ps доводится до целевой электрической энергии Psr (этап S70). Более конкретно, после усиления управляемости целевого значения с помощью передаваемой электрической энергии путем возрастания усиления управления передаваемой электрической энергией на этапе S50, ЭБУ 250 подачи электрической энергии меняет целевое значение Itr управления током включения так, что сила тока II, текущего через блок 240 передачи электрической энергии, уменьшается в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления инвертора 220.

[0084] Далее, ЭБУ 250 подачи электрической энергии определяет, завершен или нет поиск рабочей точки инвертора 220 (этап S80). Определение факта завершения этого поиска может выполнено с различных точек зрения. Например, может быть определено, что поиск рабочей точки завершен, когда найдено минимальное значение тока I1, когда скорость уменьшения тока I1 становится меньше, чем заданное значение, или когда целевое значение Itr тока включения достигает заданного нижнего предела, и т.д.

[0085] Если на этапе S80 определено, что поиск рабочей точки еще не завершен (НЕТ на этапе S80), ЭБУ 250 подачи электрической энергии возвращает процесс на этап S60. Далее, если определено на этапе S80, что поиск рабочей точки завершен (ДА на этапе S80), ЭБУ 250 подачи электрической энергии снова восстанавливает усиление управления передаваемой электрической энергией, измененное на этапе S50, на значение по умолчанию (обычное значение) (этап S90).

[0086] Как описано выше, в этом первом варианте осуществления изобретения, целевое значение Itr управления током включения меняется так, что ток I1, текущий через блок 240 передачи электрической энергии, уменьшается в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления в инверторе 220, в то время как передаваемая электрическая энергия Ps доводится до целевой электрической энергии Psr через управление передаваемой электрической энергией. Таким образом, КПД передачи электрической энергии между блоком 240 передачи электрической энергии и блоком 310 приемки электрической энергии может быть увеличен в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления.

[0087] Кроме того, как указано выше, КПД передачи электрической энергии между блоком 240 передачи электрической энергии и блоком 310 приемки электрической энергии может быть увеличен в наибольшей степени в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления, путем такого изменения целевого значения Itr управления током включения, при котором ток I1, текущий через блок 240 передачи электрической энергии, минимизируется.

[0088] Второй вариант осуществления

Как описано выше, ток включения инвертора 220 управляется в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления в инверторе 220, и он, как правило, доводится до заданного значения, равного или меньшего, чем 0. Здесь нужно отметить, что имеются фактически две рабочие точки (задающие частоты) инвертора 220, при которых ток включения имеет вышеупомянутое заданное значение (напр., 0), при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной (что будет подробно описано ниже). В этом втором варианте осуществления изобретения, одна из двух рабочих точек, при которых ток I1, текущий через блок 240 передачи электрической энергии, является меньшим, устанавливается в качестве начальной рабочей точки (начальная скорректированная точка задающей частоты) при выполнении процесса активирования инвертора 220.

[0089] Фиг. 9 представляет собой вид, показывающий взаимосвязь между током включения и задающей частотой инвертора 220 при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной. Как видно из фиг. 9, ось абсцисс представляет собой задающую частоту инвертора 220, а ось ординат представляет собой ток включения. Линия k1 показывает ток включения в то время, когда задающая частота инвертора 220 меняется, в случае, когда передаваемая электрическая энергия является постоянной. Например, когда ток включения доводится до 0 (при таком значении не образуется тока восстановления), имеются две точки fa и fb в качестве задающих частот инвертора 220, при которых ток включения составляет 0.

[0090] Фиг. 10 представляет собой вид, показывающий взаимосвязь между током II, текущим через блок 240 передачи электрической энергии и задающей частотой инвертора 220 при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной. Как видно из фиг. 10, ось абсцисс представляет собой задающую частоту инвертора 220, а ось ординат представляет силу тока II, текущего через блок 240 передачи электрической энергии. Линия k2 обозначает силу тока I1 (например, действительное значение тока I1) в то время, когда задающая частота инвертора 220 меняется при том же условии, что и на фиг. 9. Как описано со ссылкой на фиг. 9, ток включения составляет 0 при частотах fa и fb, при условии, что передаваемая электрическая энергия принимает определенное постоянное значение. Однако, сила тока I1 в то время, когда частота составляет fa, отличается от силы тока I1 в то время, когда частота составляет fb. В примере, показанном на фиг. 10, сила (Ia) тока I1 в момент времени, когда задающая частота инвертора 220 составляет fa, меньше, чем сила (Ib) тока I1 в момент времени, когда задающая частота составляет fb.

[0091] Таким образом, в устройстве 10 передачи электрической энергии согласно этому второму варианту осуществления изобретения, в случае, если имеются две точки, в качестве частот, при которых ток включения представляет собой заданное значение (например, 0), равное или меньшее, чем предельное значение (граница зоны S запрета), то одна из вышеупомянутых двух частот, при которой сила тока I1 является меньшей (частота fa в вышеупомянутом примере) устанавливается в качестве начального скорректированного значения задающей частоты при управлении током включения, при выполнении процесса активирования инвертора 220.

[0092] В частности, как описано со ссылкой на фиг. 5, управление током включения служит для генерирования командного значения задающей частоты инвертора 220 на основе отклонения между целевым значением Itr тока включения и током It включения. Таким образом, например, задающая частота инвертора 220 может быть скорректирована на начальное скорректированное значение fa путем установки командного значения задающей частоты согласно управлению током включения на вышеупомянутой частоте fa при выполнении процесса активирования инвертора 220.

[0093] Фиг. 11 представляет собой вид, показывающий примерные контурные линии передаваемой электрической энергии Ps и тока It включения. Как видно из фиг. 11, эта фиг. 11 соответствует фиг. 6, описанной в первом варианте осуществления изобретения. Линия IL1, описанная на фиг. 6, также представляет собой контурную линию, на которой ток включения составляет 0. Однако, фактически имеется другая контурная линия, на которой ток включения принимает такое же значение в области, обозначенной на другой стороне поперек зоны S запрета, что указано линией IL2 (не показано или описано на фиг. 6).

[0094] Далее, рабочая точка Ра, которая задана как точка пересечения линии PL1, обозначающей линию передаваемой электрической энергии Ps, и линии IL1, эквивалентна рабочей точке при частоте fa, описанной со ссылкой на фиг. 9 и 10. Рабочая точка Pb, которая задана как точка пересечения линии PL1 и линии IL2, эквивалентна рабочей точке при частоте fb, описанной со ссылкой на фиг. 9 и 10.

[0095] Если ток включения доводится до заданного целевого значения (например, 0) при реализации передаваемой электрической энергии Ps, то обе рабочие точки Ра и Pb могут быть выбраны в качестве начального целевого значения рабочей точки инвертора 220. В этом втором варианте осуществления изобретения, рабочая точка Ра (задающая частота fa), а именно, одна из рабочих точек Ра и Pb, при которых сила тока I1, текущего через блок 240 передачи электрической энергии, является меньшей, выбирается в качестве начального целевого значения рабочей точки инвертора 220. То есть, в этом втором варианте осуществления изобретения, частота fa, а именно, одна из задающих частот fa и fb инвертора 220, при которых сила тока I1 является меньшей, устанавливается в качестве начального скорректированного значения задающей частоты инвертора 220, при выполнении процесса активирования инвертора 220. Далее, целевое значение Itr управления током включения меняется так, что сила тока I1, текущего через блок 240 передачи электрической энергии, уменьшается, причем рабочая точка Ра (частота fa) служит в качестве начальной точки.

[0096] Фиг. 12 представляет собой блок-схему для иллюстрации процесса, который выполняется ЭБУ 250 подачи электрической энергии во втором варианте осуществления изобретения для поиска рабочей точки инвертора 220. В этой связи, процесс, показанный на этой блок-схеме, также выделен из основной программы, выполняемой на интервалах заданного времени или при выполнении заданного условия.

[0097] Как видно из фиг. 12, эта блок-схема дополнительно включает в себя этап S22 относительно блок-схемы в первом варианте осуществления изобретения, показанной на фиг. 8. То есть, когда целевая электрическая энергия Psr и целевое значение Itr тока включения (начальное значение) устанавливаются на этапе S20, ЭБУ 250 подачи электрической энергии выбирает одну из двух задающих частот (например, частоты fa и fb на фиг. 9 и 10), реализующих целевое значение Itr тока включения (начальное значение), при которой сила тока I1, текущего через блок 240 передачи электрической энергии, является меньшей (например, частота fa на фиг. 9 и 10). Далее, ЭБУ 250 подачи электрической энергии устанавливает выбранную частоту в качестве начального скорректированного значения частоты согласно управлению током включения (этап S22).

[0098] После этого, на этапе S30 выполняются управление передаваемой электрической энергией и управление током включения, и осуществляется поиск начальной рабочей точки. Более конкретно, управление передаваемой электрической энергией и управление током включения выполняются по направлению к рабочей точке, при которой передаваемая электрическая энергия Ps равна целевой электрической энергии Psr (рабочая точка Ра на фиг. 11), в которой одна из двух задающих частот (fa и fb) реализует целевую электрическую энергию Psr и целевое значение Itr тока включения (начальное значение), при котором сила тока I1 является меньшей, а именно, частота (fa).

[0099] В этой связи, соответствующие этапы обработки, начинающиеся с этапа S30, выполняются, как описано со ссылкой на фиг. 8. Как описано выше, в этом втором варианте осуществления изобретения, при выполнении процесса активирования инвертора 220 задающая частота инвертора 220 корректируется на одну из двух задающих частот, реализующих целевую электрическую энергию Psr и целевое значение Itr тока включения (начальное значение), при которой сила тока I1, текущего через блок 240 передачи электрической энергии, является меньшей. Далее, целевое значение Itr тока включения меняется так, что сила тока I1 уменьшается в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления инвертора 220. Таким образом, ток I1, текущий через блок 240 передачи электрической энергии, может быть быстро уменьшен после активации инвертора 220. Как следствие, согласно этому второму варианту осуществления изобретения, КПД передачи электрической энергии может быть быстро увеличен в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления после активации инвертора 220.

[0100] Примеры модификаций

В каждом из вышеупомянутых первого и второго вариантов осуществления изобретения, рабочая точка меняется (целевое значение тока включения меняется) так, что сила тока II, текущего через блок 240 передачи электрической энергии, уменьшается в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления в инверторе 220, в то время как передаваемая электрическая энергия доводится до целевой электрической энергии. Однако вместо тока II может быть использован выходной ток Io инвертора 220. То есть, рабочая точка может измениться (целевое значение тока включения может быть изменено) так, что сила выходного тока Io инвертора 220 уменьшается в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления, в то время как передаваемая электрическая энергия доводится до целевой электрической энергии.

[0101] Фиг. 13 представляет собой блок-схему для иллюстрации процесса, который выполняется ЭБУ 250 подачи электрической энергии в примере модификации первого варианта осуществления изобретения для поиска рабочей точки инвертора 220. В этой связи, процесс, показанный на этой блок-схеме, также выделен из основной программы, выполняемой на интервалах заданного времени или при выполнении заданного условия.

[0102] Как видно из фиг. 13, эта блок-схема включает в себя этапы S65 и S75 вместо этапов S60 и S70 в блок-схеме, показанной на фиг. 8. То есть, когда усиление управления передаваемой электрической энергией (режим корректировки) увеличивается на этапе S50, ЭБУ 250 подачи электрической энергии получает определенное значение выходного тока Io инвертора 220 от датчика 272 тока (FIG. 1) (этап S65).

[0103] Далее, ЭБУ 250 подачи электрической энергии меняет рабочую точку инвертора 220 в таком направлении, что сила выходного тока Io уменьшается в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления инвертора 220, в то время как передаваемая электрическая энергия Ps доводится до целевой электрической энергии Psr (этап S75). Более конкретно, после увеличения управляемости целевого значения с помощью передаваемой электрической энергии путем увеличения усиления управления передаваемой электрической энергией на этапе S50, ЭБУ 250 подачи электрической энергии меняет целевое значение Itr управления током включения так, что сила выходного тока Io инвертора 220 уменьшается в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления инвертора 220.

[0104] После этого, процесс переключается на этап S80, и определяется, завершен или нет поиск рабочей точки инвертора 220. В этой связи, соответствующие этапы обработки, начиная с этапа S80, выполняются, как описано со ссылкой на фиг. 8.

[0105] Фиг. 14 представляет собой блок-схему для иллюстрации процесса, который выполняется ЭБУ 250 подачи электрической энергии в примере модификации второго варианта осуществления изобретения для поиска рабочей точки инвертора 220. В этой связи, процесс, показанный на этой блок-схеме, также выделен из основной программы, выполняемой на интервалах заданного времени или при выполнении заданного условия.

[0106] Как видно из фиг. 14, эта блок-схема включает в себя этапы S24, S65 и S75 вместо этапов S22, S60 и S70 на блок-схеме, показанной на фиг. 12. То есть, когда целевая электрическая энергия Psr и целевое значение Itr тока включения (начальное значение) устанавливаются на этапе S20, ЭБУ 250 подачи электрической энергии выбирает одну из двух задающих частот, реализующих целевое значение Itr тока включения (начальное значение), при которых сила выходного тока Io инвертора 220 является меньшей. Далее, ЭБУ 250 подачи электрической энергии устанавливает выбранную частоту в качестве начального скорректированного значения частоты согласно управлению током включения (этап S24).

[0107] После этого, управление передаваемой электрической энергией и управление током включения выполняются на этапе S30, и производится поиск начальной рабочей точки.

[0108] Кроме того, когда усиление управления передаваемой электрической энергией (режим корректировки) увеличивается на этапе S50, выходной ток Io инвертора 220 определяется на этапе S65. Затем на этапе S75, рабочая точка инвертора 220 меняется в таком направлении, что сила выходного тока Io уменьшается в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления инвертора 220, в то время как передаваемая электрическая энергия Ps доводится до целевой электрической энергии Psr. В этой связи, начиная с этапа S30, выполняются соответствующие этапы обработки, как описано со ссылкой на фиг. 13.

[0109] Как описано выше, функционирование и результат, сходные с таковыми первого варианта осуществления изобретения получают также с помощью примера модификации по первому варианту осуществления изобретения. Кроме того, функционирование и результат, сходные с таковыми второго варианта осуществления изобретения получают также с помощью примера модификации по второму варианту осуществления изобретения.

[0110] В этой связи, как указано выше, ЭБУ 250 подачи электрической энергии соответствует примеру «электронного блока управления» согласно изобретению. Кроме того, управление передаваемой электрической энергией соответствует «первому управлению» согласно изобретению, и управление током включения соответствует «второму управлению» согласно изобретению.

[0111] Также заранее предполагаются соответствующие сочетания описанных здесь надлежащих вариантов осуществления изобретения. Кроме того, описанные здесь варианты осуществления изобретения, должны рассматриваться как примерные и не ограничительные во всех отношениях. Объем изобретения не ограничен описанием его вышеупомянутых вариантов осуществления, а только формулой изобретения. Изобретение призвано охватить все модификации, которые эквивалентны по значимости и объему формуле изобретения.

[0112] Согласно изобретению бесконтактное устройство передачи электрической энергии снабжено блоком передачи электрической энергии, инвертором напряжения и электронным блоком управления, который управляет инвертором. Блок передачи электрической энергии выполнен с возможностью передачи электрической энергии на устройство приемки электрической энергии бесконтактным способом. Инвертор подает передаваемую электрическую энергию (т.е. энергию, которая должна быть передана на устройство приемки электрической энергии), соответствующую задающей частоте, на блок передачи электрической энергии. Электронный блок управления выполняет первое управление и второе управление. Первое управление предназначено для доведения передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии путем корректировки режима выходного напряжения инвертора (управление передаваемой электрической энергией). Второе управление предназначено для доведения тока включения, представляющего собой выходной ток инвертора то время, когда выходное напряжение возрастает, до целевого значения путем корректировки задающей частоты инвертора (управление током включения). Целевое значение установлено в таком диапазоне, в котором не возникает тока восстановления в рециркуляционном диоде инвертора. Более того, электронный блок управления изменяет целевое значение тока включения так, что ток, текущий через блок передачи электрической энергии, уменьшается в диапазоне, в котором не возникает тока восстановления, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергией до целевой электрической энергии посредством первого управления.

[0113] КПД передачи электрической энергии между блоком передачи электрической энергии и устройством приемки электрической энергии обратно пропорционален квадрату тока, текущего через блок передачи электрической энергии, при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной. Таким образом, в этом изобретении, целевое значение тока включения меняется так, что ток, текущий через блок передачи электрической энергии, уменьшается в таком диапазоне, в котором не возникает тока восстановления, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергией до целевой электрической энергии посредством первого управления. Как следствие, согласно изобретению, КПД передачи электрической энергии может быть увеличен в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления в инверторе.

[0114] Предпочтительно, если электронный блок управления изменяет целевое значение тока включения так, что ток, текущий через блок передачи электрической энергии, минимизируется в таком диапазоне, в котором не возникает тока восстановления, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергией до целевой электрической энергии посредством первого управления.

[0115] При принятии такой конфигурации, КПД передачи электрической энергии может быть увеличен в наибольшей степени в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления.

[0116] Предпочтительно, если электронный блок управления устанавливает в случае, когда имеются две задающие частоты, при которых ток включения представляет собой заданное значение, равное пороговой величине или меньше нее, при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной, ту одну из двух задающих частот, при которой сила тока, текущего через блок передачи электрической энергии, является меньшей, в качестве начального скорректированного значения задающей частоты во втором управлении, при выполнении процесса активирования инвертора.

[0117] В настоящем изобретении, когда выполняется процесс активирования инвертора, задающая частота подстраивается под вышеупомянутое начальное скорректированное значение. Далее, целевое значение тока включения меняется так, что ток, текущий через блок передачи электрической энергии, уменьшается в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления. Таким образом, ток, текущий через блок передачи электрической энергии, может быть быстро снижен после активирования инвертора. Как следствие, согласно изобретению, КПД передачи электрической энергии может быть быстро увеличен в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления после активирования инвертора.

Кроме того, согласно изобретению бесконтактное устройство передачи электрической энергии снабжено блоком передачи электрической энергии, инвертором напряжения и электронным блоком управления, который управляет инвертором. Блок передачи электрической энергии выполнен с возможностью передачи электрической энергии на устройство приемки электрической энергии бесконтактным способом. Инвертор подает передаваемую электрическую энергию, соответствующую задающей частоте, на блок передачи электрической энергии. Электронный блок управления выполняет первое управление и второе управление. Первое управление предназначено для доведения передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии путем корректировки режима выходного напряжения инвертора (управление передаваемой электрической энергией). Второе управление предназначено для доведения тока включения, представляющего собой выходной ток инвертора то время, когда выходное напряжение возрастает, до целевого значения путем корректировки задающей частоты инвертора (управление током включения). Целевое значение установлено в таком диапазоне, в котором не возникает тока восстановления в рециркуляционном диоде инвертора. Более того, электронный блок управления изменяет целевое значение тока включения так, что выходной ток инвертора уменьшается в диапазоне, в котором не возникает тока восстановления, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергией до целевой электрической энергии посредством первого управления.

[0118] Как описано выше, КПД передачи электрической энергии между блоком передачи электрической энергии и устройством приемки электрической энергии обратно пропорционален квадрату тока, текущего через блок передачи электрической энергии, при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной. Таким образом, в этом изобретении, целевое значение тока включения меняется так, что выходной ток инвертора, который тесно коррелирован с током, текущим через блок передачи электрической энергии, уменьшается в таком диапазоне, в котором не возникает тока восстановления, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергией до целевой электрической энергии посредством первого управления. Как следствие, согласно изобретению, КПД передачи электрической энергии может быть увеличен в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления в инверторе.

[0119] Предпочтительно, если электронный блок управления изменяет целевое значение тока включения так, что выходной ток инвертора минимизируется в таком диапазоне, в котором не возникает тока восстановления, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергией до целевой электрической энергии посредством первого управления.

[0120] При принятии такой конфигурации, КПД передачи электрической энергии может быть увеличен в наибольшей степени в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления.

[0121] Предпочтительно, если электронный блок управления устанавливает в случае, когда имеются две задающие частоты, при которых ток включения представляет собой заданное значение, равное пороговой величине или меньше нее, при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной, ту одну из двух задающих частот, при которой сила выходного тока инвертора является меньшей, в качестве начального скорректированного значения задающей частоты во втором управлении, при выполнении процесса активирования инвертора.

[0122] В настоящем изобретении, когда выполняется процесс активирования инвертора, задающая частота подстраивается под вышеупомянутое начальное скорректированное значение. Далее, целевое значение тока включения меняется так, что выходной ток инвертора уменьшается в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления. Таким образом, выходной ток инвертора может быть быстро снижен после активирования инвертора. Как следствие, согласно изобретению, КПД передачи электрической энергии может быть быстро увеличен в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления после активирования инвертора.

[0123] Кроме того, согласно настоящему изобретению система передачи электрической энергии снабжена устройством передачи электрической энергии и устройством приемки электрической энергии. Устройство передачи электрической энергии снабжено блоком передачи электрической энергии, инвертором напряжения и электронным блоком управления, который управляет инвертором. Блок передачи электрической энергии выполнен с возможностью передачи электрической энергии на устройство приемки электрической энергии бесконтактным способом. Инвертор подает передаваемую электрическую энергию, соответствующую задающей частоте, на блок передачи электрической энергии. Электронный блок управления выполняет первое и второе управление. Первое управление предназначено для доведения передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии путем корректировки режима выходного напряжения инвертора (управление передаваемой электрической энергией). Второе управление предназначено для доведения тока включения, представляющего собой выходной ток инвертора то время, когда выходное напряжение возрастает, до целевого значения путем корректировки задающей частоты инвертора (управление током включения). Целевое значение установлено в таком диапазоне, в котором не возникает тока восстановления в рециркуляционном диоде инвертора. Более того, электронный блок управления изменяет целевое значение тока включения так, что ток, текущий через блок передачи электрической энергии, уменьшается в диапазоне, в котором не возникает тока восстановления, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергией до целевой электрической энергии посредством первого управления.

При принятии такой конфигурации, КПД передачи электрической энергии может быть увеличен в таком диапазоне, в котором в инверторе не образуется тока восстановления.

[0124] Предпочтительно, если электронный блок управления изменяет целевое значение тока включения так, что ток, текущий через блок передачи электрической энергии, минимизируется в таком диапазоне, в котором не возникает тока восстановления, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергией до целевой электрической энергии посредством первого управления.

[0125] При принятии такой конфигурации, КПД передачи электрической энергии может быть увеличен в наибольшей степени в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления.

[0126] Предпочтительно, если электронный блок управления устанавливает в случае, когда имеются две задающие частоты, при которых ток включения представляет собой заданное значение, равное пороговой величине или меньше нее, при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной, ту одну из двух задающих частот, при которой сила тока, текущего через блок передачи электрической энергии, является меньшей, в качестве начального скорректированного значения задающей частоты во втором управлении, при выполнении процесса активирования инвертора.

[0127] При принятии такой конфигурации, ток, текущий через блок передачи электрической энергии, может быть быстро уменьшен после активирования инвертора. Как следствие, согласно изобретению, КПД передачи электрической энергии может быть быстро увеличен в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления, после активирования инвертора.

[0128] Кроме того, согласно настоящему изобретению система передачи электрической энергии снабжена устройством передачи электрической энергии и устройством приемки электрической энергии. Устройство передачи электрической энергии снабжено блоком передачи электрической энергии, инвертором напряжения и электронным блоком управления, который управляет инвертором. Блок передачи электрической энергии выполнен с возможностью передачи электрической энергии на устройство приемки электрической энергии бесконтактным способом. Инвертор подает передаваемую электрическую энергию, соответствующую задающей частоте, на блок передачи электрической энергии. Электронный блок управления выполняет первое и второе управление. Первое управление предназначено для доведения передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии путем корректировки режима выходного напряжения инвертора (управление передаваемой электрической энергией). Второе управление предназначено для доведения тока включения, представляющего собой выходной ток инвертора то время, когда выходное напряжение возрастает, до целевого значения путем корректировки задающей частоты инвертора (управление током включения). Целевое значение установлено в таком диапазоне, в котором не возникает тока восстановления в рециркуляционном диоде инвертора. Более того, электронный блок управления изменяет целевое значение тока включения так, что выходной ток инвертора уменьшается в диапазоне, в котором не возникает тока восстановления, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергией до целевой электрической энергии посредством первого управления.

При принятии такой конфигурации, КПД передачи электрической энергии может быть увеличен в таком диапазоне, в котором в инверторе не образуется тока восстановления.

[0129] Предпочтительно, если электронный блок управления изменяет целевое значение тока включения так, что выходной ток инвертора минимизируется в таком диапазоне, в котором не возникает тока восстановления, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергией до целевой электрической энергии посредством первого управления.

[0130] При принятии такой конфигурации, КПД передачи электрической энергии может быть увеличен в наибольшей степени в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления.

[0131] Предпочтительно, если электронный блок управления устанавливает в случае, когда имеются две задающие частоты, при которых ток включения представляет собой заданное значение, равное пороговой величине или меньше нее, при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной, ту одну из двух задающих частот, при которой сила выходного тока инвертора является меньшей, в качестве начального скорректированного значения задающей частоты во втором управлении, при выполнении процесса активирования инвертора.

[0132] При принятии такой конфигурации, выходной ток инвертора может быть быстро уменьшен после активирования инвертора. Как следствие, согласно изобретению, КПД передачи электрической энергии может быть быстро увеличен в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления, после активирования инвертора.

[0133] В частном случае каждого из вышеупомянутых изобретений, в качестве диапазона, в котором не возникает тока восстановления в рециркуляционном диоде инвертора, целевое значение тока включения устанавливается, например, на заданное значение, равное или меньше нуля.

[0134] Согласно изобретению в бесконтактном устройстве передачи электрической энергии, которое передает электрическую энергию на устройство получения электрической энергии бесконтактным способом, КПД передачи электрической энергии на устройство получения электрической энергии может быть увеличен в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления в инверторе.

[0135] Кроме того, согласно изобретению в системе передачи электрической энергии, которая передает электрическую энергию от устройства передачи электрической энергии на устройство получения электрической энергии, КПД передачи электрической энергии между устройством передачи электрической энергии и устройством получения электрической энергии может быть увеличен в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления в инверторе.

[0136] Далее следует краткое изложение варианта осуществления. ЭБУ 250 подачи электрической энергии выполняет управление передаваемой электрической энергией для доведения передаваемой электрической энергией до целевой электрической энергии путем корректировки режима выходного напряжения инвертора 220, и управление током включения для доведения тока включения до целевого значения путем корректировки задающей частоты инвертора 220. Целевое значение тока включения устанавливается в таком диапазоне, что не образуется тока восстановления в рециркуляционном диоде инвертора 220. ЭБУ 250 подачи электрической энергии меняет целевое значение тока включения так, что сила тока, текущего через блок 240 передачи электрической энергии, уменьшается в таком диапазоне, в котором не образуется тока восстановления, и при этом передаваемая электрическая энергия доводится до целевой электрической энергии через управление передаваемой электрической энергией.

1. Бесконтактное устройство (10) передачи электрической энергии, выполненное для передачи электрической энергии на устройство (20) приемки электрической энергии бесконтактным способом, при этом бесконтактное устройство (10) передачи электрической энергии содержит:

блок (240) передачи электрической энергии;

инвертор (220), выполненный с возможностью подачи электрической энергии, передаваемой на устройство (20) приемки электрической энергии и соответствующей задающей частоте, на блок (240) передачи электрической энергии, причем инвертор представляет собой инвертор напряжения, и

электронный блок (250) управления, выполненный с возможностью управления инвертором (220), при этом электронный блок (250) управления приспособлен для выполнения:

i) первого управления для доведения передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии путем корректировки режима выходного напряжения инвертора (220), и

ii) второго управления для управления током включения, представляющим собой выходной ток инвертора (220), путем корректировки задающей частоты, причем выходной ток представляет собой выходной ток в то время, когда выходное напряжение возрастает, и

iii) корректировки режима и задающей частоты таким образом, что ток, подаваемый из инвертора (220) в блок (240) передачи электрической энергии, уменьшается в диапазоне, в котором ток включения равен предельной величине или меньше нее, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии посредством первого управления.

2. Бесконтактное устройство (10) передачи электрической энергии по п. 1, в котором

электронный блок (250) управления выполнен с возможностью такой корректировки режима и задающей частоты, что ток, подаваемый из инвертора (220) в блок (240) передачи электрической энергии, минимизируется в диапазоне, в котором ток включения равен предельной величине или меньше нее, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии посредством первого управления.

3. Бесконтактное устройство передачи электрической энергии по п. 1 или 2, в котором

электронный блок (250) управления выполнен с возможностью в случае, когда имеются две задающие частоты, при которых ток включения представляет собой заданное значение, равное предельной величине или меньше нее, при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной, установки той одной из двух задающих частот, при которой сила тока, подаваемого из инвертора (220) в блок (240) передачи электрической энергии, является меньшей, в качестве начального скорректированного значения задающей частоты во втором управлении, при выполнении процесса активирования инвертора (220).

4. Система передачи электрической энергии, содержащая:

устройство (10) передачи электрической энергии; и

устройство (20) приемки электрической энергии,

в которой устройство (10) передачи электрической энергии включает в себя;

блок (240) передачи электрической энергии, выполненный с возможностью передачи электрической энергии на устройство (20) приемки электрической энергии бесконтактным способом,

инвертор (220), выполненный с возможностью подачи электрической энергии, передаваемой на устройство (20) приемки электрической энергии и соответствующей задающей частоте, на блок (240) передачи электрической энергии, причем инвертор представляет собой инвертор напряжения, и

электронный блок (250) управления, выполненный с возможностью управления инвертором (220), причем электронный блок (250) управления приспособлен для выполнения;

i) первого управления для доведения передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии путем корректировки режима выходного напряжения инвертора (220), и

ii) второго управления для управления током включения, представляющим собой выходной ток инвертора (220), путем корректировки задающей частоты, причем выходной ток представляет собой выходной ток в то время, когда выходное напряжение возрастает, и

iii) корректировки режима и задающей частоты таким образом, что ток, подаваемый из инвертора (220) в блок (240) передачи электрической энергии, уменьшается в диапазоне, в котором ток включения равен предельной величине или меньше нее, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии посредством первого управления.

5. Система передачи электрической энергии по п. 4, в которой

электронный блок (250) управления выполнен с возможностью такой корректировки режима и задающей частоты, что ток, подаваемый из инвертора (220) в блок (240) передачи электрической энергии, минимизируется в диапазоне, в котором ток включения равен предельной величине или меньше нее, в то время как осуществляется доведение передаваемой электрической энергии до целевой электрической энергии посредством первого управления.

6. Система передачи электрической энергии по п. 4 или 5, в которой

электронный блок (250) управления выполнен с возможностью установки в случае, когда имеются две задающие частоты, при которых ток включения представляет собой заданное значение, равное предельной величине или меньше нее, при условии, что передаваемая электрическая энергия является постоянной, той одной из двух задающих частот, при которой сила тока, подаваемого из инвертора (220) в блок (240) передачи электрической энергии, является меньшей, в качестве начального скорректированного значения задающей частоты во втором управлении, при выполнении процесса активирования инвертора (220).



 

Похожие патенты:

Использование – в области электротехники. Технический результат – обеспечение эффективного регулирования электрической сети.

Использование – в области электротехники. Технический результат - упрощение процесса монтажа устройства на провод ВЛ, а также обеспечение возможности передвижения вдоль него.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение возможности зарядки нескольких мобильных устройств с ограничением доступа к ним.

Изобретение относится к зарядке аккумуляторов электротранспортного средства. Система для обмена энергией с электротранспортным средством содержит станцию обмена энергией, порты для обмена энергией и данными с транспортным средством, порты для обмена данными с устройством обработки данных.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности позиционирования мобильного устройства на базовой станции.

Использование – в области электротехники. Технический результат – повышение эффективности индуктивной передачи мощности.

Изобретение относится к области источников питания, в частности к батарее, способу и системе защиты батареи для мобильных телефонов. Предложена батарея для электронного устройства, которая содержит: перезаряжаемый источник питания и микросхему батареи, причем перезаряжаемый источник питания выполнен с возможностью подачи питания на электронное оборудование, и микросхема батареи выполнена с возможностью обнаруживать, начал ли перезаряжаемый источник питания подавать питание на электронное оборудование, и если результатом обнаружения является то, что перезаряжаемый источник питания начал подавать питание на электронное оборудование, то посылать индивидуально настроенный сигнал в электронное оборудование через предварительно определенный передающий контакт.

Изобретение относится к устройству (1) для отслеживания и/или балансирования ультраконденсатора (3) и/или блока (4), содержащего соединенные последовательно ультраконденсаторы (3).

Изобретение относится к области электротехники. Устройство для зарядки аккумуляторной батареи размещено в трех конструктивных блоках.

Изобретение относится к устройствам беспроводного заряда аккумуляторов мобильных устройств. Технический результат - обеспечение определения положения мобильного устройства на зарядной поверхности.

Использование: в области электротехники. Технический результат: обеспечение надежной передачи энергии при возникновении ситуационных изменений.

Группа изобретений относится к беспроводной зарядке аккумулятора транспортных средств. Система беспроводной подачи энергии содержит устройство приема энергии, установленное в транспортном средстве, и устройство передачи энергии, установленное на земле.

Использование: в области электротехники. Технический результат – обеспечение быстрой зарядки электронной сигареты без использования проводов и без необходимости отсоединения картриджа.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение эффективности передачи в системе беспроводной передачи энергии WPT за счет повышения гибкости позиционирования приемного (заряжаемого) устройства относительно зарядного устройства.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение производительности и улучшение обратной совместимости при беспроводной передаче мощности.

Представлен способ регулировки небезопасных термических условий в индуктивной беспроводной зарядной системе в транспортном средстве. Способ относится к процессу индуктивной зарядки заряжаемого устройства с использованием индуктивного зарядного устройства.

Изобретение относится к электротехнике, к трансформации и передаче электрической энергии. Технический результат состоит в уменьшении расхода материалов и повышении стабильности, безопасности и кпд за счет использования бессердечниковых трансформаторов с фазовой автоподстройкой частоты и контролем напряжения посредством обработки сигналов с трансформатора тока или антенны, размещенных в пучности тока на вторичной обмотке передающего трансформатора при осуществлении контроля температуры посредством датчиков температуры.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение эффективности передачи энергии.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности аутентификации заряжаемого транспортного средства.

Использование: в области электротехники. Технический результат – предотвращение протекания восстанавливающего тока и, как следствие, уменьшение вероятности возникновения нештатного нагревания или неисправности в устройстве передачи электрической энергии.
Наверх