(57)【要約】【課題】受電コイルに付着した氷雪によって誘電率の変化が起きた場合に、充電効率の低下を防止する。【解決手段】車両に搭載されたバッテリに充電するために、送電部から非接触で電力を受電する受電部と、前記送電部と前記受電部との間の異物を検知する異物検知部と、外気温を測定する外気温センサと、を備える電源装置であって、前記異物検知部で異物が検出され、且つ前記外気温が所定値以下の場合には、前記受電部を温める受電部暖機手段を備える。【選択図】図１
2019208301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されたバッテリに充電するために、送電部から非接触で電力を受電する受電部と、前記送電部と前記受電部との間の異物を検知する異物検知部と、外気温を測定する外気温センサと、を備える電源装置であって、
前記異物検知部で異物が検出され、且つ前記外気温が所定値以下の場合には、前記受電部を温める受電部暖機手段を備えることを特徴とする電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両外部の送電コイルから出力される電力を非接触で受電する受電コイルを車両に搭載し、この受電コイルにより受電された電力により車両のバッテリを充電する電源装置が知られている。
【０００３】
上記電源装置において、受電コイルと送電コイルとの間の異物の有無を検知する異物検知センサやコイル近傍の温度を検出する温度センサ等の機器が受電コイルや送電コイルに近接して配設され得る。
【０００４】
そのため、上記機器は、受電コイルおよび送電コイルの周囲に形成される磁界に曝され、誤動作する可能性がある。そのため、上記機器に対する磁界の影響を低減する必要がある。ただし、受電コイルに付着した氷雪等によって誘電率が変化した場合には上記機器に対する磁界の影響が変化するため、このような環境の変化があっても磁器に対する磁界の影響を効果的に低減することが必要である。
【０００５】
そこで、特許文献１に記載の電源装置は、送電時の環境が変化しても上記機器に対する磁界の影響を効果的に低減することを目的として、送電コイルから受電コイルへの送電時に形成される第１磁界の上記機器への影響を抑制する第２磁界を生成するためのガードコイルと、受電コイルによる受電に伴ない誘起される電圧または電流の位相に基づいて、ガードコイルへ供給される電圧または電流の位相を制御する位相制御回路とを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１８０１４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１では、受電コイルに付着した氷雪によって変化する誘電率に対応するためにガードコイルへ供給される電圧または電流の位相を制御する位相制御回路を用いているが、誘電率の変化そのものを解消できないため、充電効率が低下してしまう虞がある。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、受電コイルに付着した氷雪によって誘電率の変化が起きた場合に、充電効率の低下を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、車両に搭載されたバッテリに充電するために、送電部から非接触で電力を受電する受電部と、前記送電部と前記受電部との間の異物を検知する異物検知部と、外気温を測定する外気温センサと、を備える電源装置であって、前記異物検知部で異物が検出され、且つ前記外気温が所定値以下の場合には、前記受電部を温める受電部暖機手段を備えることを特徴とする電源装置である。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、受電コイルに付着した氷雪によって誘電率の変化が起きた場合に、充電効率の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】（ａ）が本発明の一実施形態に係る電源装置を備えた電力伝送システムＡの概略構成の一例を示す図であり、（ｂ）が本発明の一実施形態に係る電源装置２の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係る電源装置を、図面を用いて説明する。
【００１３】
図１（ａ）は、本発明の一実施形態に係る電源装置を備えた電力伝送システムＡの概略構成の一例を示す図である。本実施形態に係る電力伝送システムＡは、車両Ｃに搭載されたバッテリを、車両Ｃの外部にある充電装置１の電力により非接触で充電するシステムである。車両Ｃは、電気自動車やハイブリッド車両である。
【００１４】
電力伝送システムＡは、充電装置１及び電源装置２を備える。
充電装置１は、車両Ｃの外部に設置されている。充電装置１は、車両Ｃに搭載されている電源装置２と無線通信する第１の通信装置を備え、当該第１の通信装置により電源装置２と無線通信した場合には、電源装置２に電力を供給することで、電源装置２を外部充電する。
【００１５】
より具体的には、充電装置１は、充電器１０及び送電部１１を備える。
充電器１０は、自宅や充電ステーションなどに設けられている。充電器１０は、送電部１１に接続されており、第１の通信装置で電源装置２と無線通信した場合には、送電部１１に高周波の電力を供給する。
【００１６】
送電部１１は、車両Ｃの外部に設置されている送電コイルであって、例えば、駐車場や充電ステーションなどの地面に埋設されている。
【００１７】
電源装置２は、バッテリ２１、インバータ２２、モータ２３、受電部２４、異物検知部２５、外気温センサ２６、ＰＴＣヒータ２７、流路２８、ポンプ２９、バルブ３０、及びＢＭＳ３１を備える。なお、ＰＴＣヒータ２７、流路２８及びＢＭＳ３１は、本発明の「受電部暖機手段」の一例である。
【００１８】
バッテリ２１は、車両Ｃに搭載されている。バッテリ２１は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池といった二次電池を用いることができる。また、二次電池の代わりに、電気二重層キャパシタ（コンデンサ）を用いることもできる。
【００１９】
インバータ２２は、バッテリ２１に充電されている直流電力を交流電力に変換して、モータ２３に供給する。
【００２０】
モータ２３は、車両Ｃが走行するための駆動源であって、インバータ２２から供給される交流電力に基づいて回転駆動する。これにより、この回転力が車両Ｃの車輪に伝達され、車両Ｃは走行することができる。
【００２１】
受電部２４は、車両Ｃに搭載された受電コイルであって、送電部１１から非接触で電力を受電する。なお、送電部１１から受電部２４への非接触での給電方式は特に限定されないが、例えば、電磁誘導方式、電波受信方式や共鳴方式を用いることができる。
【００２２】
受電部２４は、バッテリ２１に電気的にされている。したがって、送電部１１から受電部２４に非接触で給電された電力は、不図示のインバータで直流に変換された後、バッテリ２１に充電される。
【００２３】
異物検知部２５は、送電部１１と受電部２４との間の異物を検知する。この異物とは、例えば、受電部２４に付着した雪や氷である。例えば、異物検知部２５は、異物から放出される赤外線を検知することによって異物の有無を検知する焦電素子である。ただし、異物検知部２５は、焦電素子に限定されず、送電部１１と受電部２４との間の異物を検知できればどのような検知方法であってもよい。
異物検知部２５は、送電部１１と受電部２４との間の異物の検知結果をＢＭＳ３１に送信する。
【００２４】
外気温センサ２６は、外気温Ｔを測定して、その測定した外気温ＴをＢＭＳ３１に送信する。
【００２５】
ＰＴＣヒータ２７は、バッテリ２１を充電又は放電する場合に、バッテリ２１の温度が所定温度よりも低い場合には、バッテリ２１の暖機を行う装置である。より具体的には、ＰＴＣヒータ２７は、クーラント液を所定温度以上に温め、その温めたクーラント液をバッテリ２１のすぐ外側を通すことでバッテリ２１の暖機を行う。
【００２６】
流路２８は、ＰＴＣヒータ２７で所定温度以上に温められたクーラント液を受電部２４に供給するための流路である。
【００２７】
ポンプ２９は、上記クーラント液を受電部２４に供給するための流路２８に、ＰＴＣヒータ２７で所定温度以上に温められたクーラント液を圧送する。このポンプ２９は、ＢＭＳ３１により駆動が制御される。
【００２８】
バルブ３０は、流路２８に設けられており、その流路２８を開放又は閉塞することで、受電部２４へのクーラント液の供給を制御する。具体的には、バルブ３０は、ＢＭＳ３１の制御により開状態に制御された場合には、流路２８を開放する。これにより、ＰＴＣヒータ２７で所定温度以上に温められたクーラント液が受電部２４に供給され、受電部２４が温められる。一方、バルブ３０は、ＢＭＳ３１の制御により閉状態に制御された場合には、流路２８を閉塞する。これにより、受電部２４へのクーラント液の供給が停止される。
【００２９】
ＢＭＳ（Battery Management System）３１は、異物検知部２５で異物が検出され、且つ外気温センサ２６で測定された外気Ｔが所定値以上である場合には、受電部２４を温める。より具体的には、ＢＭＳ３１は、異物検知部２５で異物が検出され、且つ外気温センサ２６で測定された外気Ｔが所定値以上である場合には、バルブ３０を開状態に制御し、ポンプ２９を駆動する。
【００３０】
また、ＢＭＳ３１は、バッテリ２１のＳＯＣ（state of charge）を算出し、その算出結果に応じて、ＰＴＣヒータ２７の出力を制御する。
【００３１】
以下に、本発明の一実施形態に係る電源装置２の動作を、図１（ｂ）を用いて説明する。
【００３２】
電源装置２には、第１の通信装置と無線通信する第２の通信装置が搭載されている。したがって、車両Ｃが充電ステーションに侵入すると、充電装置１の第２の通信装置が第１の通信装置と無線通信する。この無線通信により、充電器１０は、送電部１１に高周波の電力を送信する。これにより、送電部１１から受電部２４に非接触で電力が給電され、バッテリ２１に充電が開始される（ステップＳ１０１）。
【００３３】
ここで、バッテリ２１に対する充電が開始される場合には、ＢＭＳ３１は、バッテリ２１のＳＯＣを算出する（ステップＳ１０２）。次に、ＢＭＳ３１は、異物検知部２５により異物が検知されたか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ＢＭＳ３１は、異物検知部２5により異物が検知されていない場合には、ＰＴＣヒータ２７をオフ状態のままに制御して、バッテリ２１への充電を継続する（ステップＳ１０４）。
【００３４】
一方、ＢＭＳ３１は、異物検知部２5により異物が検知された場合には、外気温センサ２６で測定された外気温Ｔが所定値Ｔｔｈ以下か否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００３５】
ＢＭＳ３１は、外気温センサ２６で測定された外気温Ｔが所定値Ｔｔｈ（例えば、５℃）以下でない、すなわち所定値Ｔｔｈよりも高い場合には、バッテリ２１への充電を停止する（ステップＳ１０６）。一方、ＢＭＳ３１は、外気温センサ２６で測定された外気温Ｔが所定値Ｔｔｈ以下である場合には、受電部２４に氷雪が付着していると判定する。すなわち、ＢＭＳ３１は、異物検知部２5で異物が検出され、且つ外気温Ｔが所定値Ｔｔｈ以下の場合には、受電部２４に氷雪が付着していると判定する。
【００３６】
そして、ＢＭＳ３１は、受電部２４に氷雪が付着していると判定した場合には、バッテリ２１のＳＯＣを算出し、当該ＳＯＣが閾値（例えば、７０％）以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０７）。
【００３７】
ＢＭＳ３１は、バッテリ２１のＳＯＣが閾値以下である場合には、ＰＴＣヒータ２７の出力を通常よりも下げる制限ヒータモードで制御する（ステップＳ１０８）。また、ＢＭＳ３１は、ポンプ２９を駆動するとともに、バルブ３０を開状態に制御する。これにより、制限ヒータモードで制御されたＰＴＣヒータ２７で温められたクーラント液が流路２８を介して受電部２４に供給される。したがって、受電部２４に付着している氷や雪を融かすことができる。
【００３８】
ＢＭＳ３１は、バッテリ２１のＳＯＣが閾値を超える場合には、ＰＴＣヒータ２７の出力を通常のままに制御する通常ヒータモードで制御する（ステップＳ１０９）。また、ＢＭＳ３１は、ポンプ２９を駆動するとともに、バルブ３０を開状態に制御する。これにより、通常ヒータモードで制御されたＰＴＣヒータ２７で温められたクーラント液が流路２８を介して受電部２４に供給される。したがって、受電部２４に付着している氷や雪を融かすことができる。
【００３９】
上述したように、本発明の一実施形態に係る電源装置２は、異物検知部２5で異物が検出され、且つ外気温Ｔが所定値Ｔｔｈ以下の場合には、受電部２４を温める。
【００４０】
このような構成によれば、受電部２４に氷雪が付着することで誘電率の変化が起きた場合には、当該氷雪を溶かすことができるので、充電効率の低下を防止することができる。
【００４１】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１  充電装置
２  電源装置
１０  充電器
１１  送電部
２１  バッテリ
２４  受電部
２５  異物検知部
２６  外気温センサ
２７  ＰＴＣヒータ
２８  流路
３１  ＢＭＳ
【図１】
2019208301.tif 000003