(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された光を電力に変換して出力する光電変換部と、前記光電変換部から出力された電力で充電されることにより、移動体を駆動するための電気を蓄電する蓄電部と、を有する前記移動体の前記光電変換部に光を照射して前記蓄電部を充電させるためのシステムであって、
前記光電変換部に光を照射する光照射部と、
前記光電変換部の温度を計測する温度計測部と、
前記温度計測部により計測された温度があらかじめ定めた第１温度以上となったときに、前記光照射部により前記光電変換部に照射させる光を停止し、または照射される光を弱めることにより前記光電変換部の温度を低下させる制御を行った後、前記温度計測部により計測された温度が、前記第１温度より低いあらかじめ定めた第２温度未満になったときに、前記光照射部による前記光電変換部への光の照射を再開させ、または前記光電変換部へ照射する光の強度を、弱める前の光の強度に戻す制御を行う制御部と、を有し、
前記第１温度は、前記光電変換部に用いられている材料の耐熱温度であり、前記第２温度は、前記蓄電部が満充電になるまでの時間が最も短くなる温度である、移動体給電システム。
【請求項２】
前記温度計測部は、前記光電変換部に接触した状態で前記光電変換部の温度を計測する、請求項１に記載の移動体給電システム。
【請求項３】
前記温度計測部は、前記光電変換部から離隔された状態で前記移動体の外から前記光電変換部の温度を計測する非接触式温度計である、請求項１に記載の移動体給電システム。
【請求項４】
前記温度計測部は、外気温度を計測する外気温度計測部と、前記光電変換部により出力される出力電力を計測する電力計測部とを有し、前記外気温度計測部により計測された外気温度と、前記電力計測部により計測された前記出力電力の変化率とに基づいて前記光電変換部の温度を算出することにより前記光電変換部の温度を計測する、請求項１に記載の移動体給電システム。
【請求項５】
前記光電変換部の温度を低下させる温度低下機構をさらに有し、
前記制御部は、前記温度計測部により計測された温度が前記第１温度以上となったときに、前記光電変換部の温度を前記温度低下機構により低下させる制御を行う、請求項１〜４のいずれかに記載の移動体給電システム。
【請求項６】
前記温度低下機構は、前記光電変換部に水をかけることにより前記光電変換部の温度を低下させる散水器、または前記光電変換部に風を当てることにより前記光電変換部の温度を低下させる送風器の少なくともいずれかを有する、請求項５に記載の移動体給電システム。
【請求項７】
照射された光を電力に変換して出力する光電変換部と、前記光電変換部から出力された電力で充電されることにより、移動体を駆動するための電気を蓄電する蓄電部と、を有する前記移動体の前記光電変換部に光を照射して前記蓄電部を充電させるための方法であって、
前記光電変換部に光を照射する段階（ａ）と、
前記光電変換部の温度を計測する段階（ｂ）と、
前記段階（ｂ）において計測された温度があらかじめ定めた第１温度以上となったときに、前記段階（ａ）において前記光電変換部に照射させる光を停止し、または照射される光を弱めることにより前記光電変換部の温度を低下させる制御を行った後、前記段階（ｂ）において計測された温度が、前記第１温度より低いあらかじめ定めた第２温度未満になったときに、前記光電変換部への光の照射を再開させ、または前記光電変換部へ照射する光の強度を、弱める前の光の強度に戻す制御を行う段階（ｃ）と、を有し、
前記第１温度は、前記光電変換部に用いられている材料の耐熱温度であり、前記第２温度は、前記蓄電部が満充電になるまでの時間が最も短くなる温度である、移動体給電方法。
【請求項８】
前記段階（ｂ）は、前記光電変換部に接触させた温度計測部により前記光電変換部の温度を計測する、請求項７に記載の移動体給電方法。
【請求項９】
前記段階（ｂ）は、非接触式温度計である温度計測部により、前記温度計測部を前記光電変換部から離隔された状態で前記移動体の外から前記光電変換部の温度を計測する、請求項７に記載の移動体給電方法。
【請求項１０】
前記段階（ｂ）は、外気温度と、前記光電変換部により出力される出力電力の変化率とを計測し、計測した前記外気温度と前記出力電力の変化率とに基づいて前記光電変換部の温度を算出することにより前記光電変換部の温度を計測する、請求項７に記載の移動体給電方法。
【請求項１１】
前記段階（ｃ）は、前記段階（ｂ）において計測された温度が前記第１温度以上となったときに、前記光電変換部の温度を温度低下機構により低下させる制御を行う、請求項７〜１０のいずれかに記載の移動体給電方法。
【請求項１２】
前記温度低下機構は、前記光電変換部に水をかけることにより前記光電変換部の温度を低下させる散水器、または前記光電変換部に風を当てることにより前記光電変換部の温度を低下させる送風器の少なくともいずれかを有する、請求項１１に記載の移動体給電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動体給電システムおよび移動体給電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護を目的とした二酸化炭素排出量の削減のため、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の導入に注目が集まっている。これらの車両の普及のためには、車両に搭載される二次電池の性能向上とともに車両の給電インフラの整備が重要である。
【０００３】
太陽電池がルーフ等に搭載され、太陽電池から出力される電力を二次電池に充電して駆動電力として利用する車両において、二次電池への充電を車両の走行を中断させることなく実現する従来技術としては次のものがある。
【０００４】
すなわち、車両が通行する道路の上空において、車両の位置情報を受信し、当該位置情報に基づいてレーザー光の照射方向を調整して車両に搭載された太陽電池にレーザー光を照射するレーザー光給電システムを設ける。これにより、車両走行中において車両に搭載された二次電池への充電を可能にするというものがある（特許文献１）。
【０００５】
また、車両が通行する道路の交差点上空において、交差点で停止した車両に設けられたコード板から車両の識別情報を読み取り、特定の識別情報であると判断した場合に、車両に搭載された太陽電池にレーザー光を照射する充電装置を設ける。これにより、交差点における車両の停止時間を利用して車両に搭載された二次電池への充電を可能にするというものがある（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１６６６７５号公報
【特許文献２】特開平４−２８５４０６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、車両の充電時間を短縮するために太陽電池に照射させる光の光源強度を上げて太陽電池の発電量を増大させた状態を続けると、太陽電池の発熱による温度上昇により太陽電池に用いられた樹脂等が焼け、太陽電池を劣化または故障させる可能性がある。上記従来技術は、太陽電池の発熱に対する対策がなされていないため、このような不具合を回避することができない。
【０００８】
本願発明は、上述の問題を解決するためになされたものである。すなわち、車両に搭載された太陽電池等の光電変換部への光照射が継続されることによる温度上昇により光電変換部が劣化または故障することを防止することが可能な移動体給電システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題は、以下の手段により解決される。
【００１０】
照射された光を電力に変換して出力する光電変換部と、光電変換部から出力された電力で充電されることにより、移動体を駆動するための電気を蓄電する蓄電部と、を備える移動体に用いられる移動体給電システムであって、光照射部と、温度計測部と、制御部とを有する。光照射部は光電変換部に光を照射し、温度計測部は光電変換部の温度を計測する。制御部は温度計測部により計測された温度があらかじめ定めた第１温度以上となったときに、光照射部により光電変換部に照射させる光を停止し、または照射される光を弱めることにより光電変換部の温度を低下させる制御を行った後、温度計測部により計測された温度が、第１温度より低いあらかじめ定めた第２温度未満になったときに、光照射部による光電変換部への光の照射を再開させ、または前記光電変換部へ照射する光の強度を、弱める前の光の強度に戻す。第１温度は、光電変換部に用いられている材料の耐熱温度であり、第２温度は、蓄電部が満充電になるまでの時間が最も短くなる温度である。
【発明の効果】
【００１１】
車両に搭載され光が照射されている光電変換部の温度を計測し、計測した光電変換部の温度に基づいて光電変換部の温度を低下させる制御を行う。これにより、光電変換部への光照射が継続されることによる温度上昇により光電変換部が劣化または故障することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る移動体給電システムの構成を示すブロック図である。
【図２】波長整合を行ったレーザー光発電において実施される光照射部の光強度、光電変換部の発電効率、発電量、および熱損失の例を、太陽光発電の場合と比較して示す図である。
【図３】光電変換部を結晶系シリコン太陽電池とＣＩＳ系太陽電池とでそれぞれ構成した場合の発電効率の温度依存性を示す図である。
【図４】移動体給電システムの動作を示すフローチャートを示す図である。
【図５】図４のステップＳ４０４のサブルーチンフローチャートの一つの例を示す図である。
【図６】図４のステップＳ４０４のサブルーチンフローチャートの他の例を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る移動体給電システムの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３実施形態に係る移動体給電システムの構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係る移動体給電システムの構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る移動体給電システムの構成を示すブロック図である。
【００１５】
移動体給電システム１００は、光源システム１１０と、移動体である車両１２０とを有する。移動体給電システム１００は、光源システム１１０と車両１２０の一部とを有して構成されてもよい。
【００１６】
光源システム１１０は、光源制御部１１１、光照射部１１２、および通信部１１３を有する。光源制御部１１１は制御部を構成する。
【００１７】
車両１２０は、光電変換部１２１、温度計測部１２２、通信部１２３、充電制御部１２４、および蓄電部１２５を有する。
【００１８】
光照射部１１２は、例えば、ＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ)またはＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）およびＬＤ／ＬＥＤドライバーにより構成することができる。光照射部１１２は、車両１２０に搭載された光電変換部１２１にレーザー光を照射する。光照射部１１２が照射するレーザー光の波長は、光照射部１１２を構成するＬＤまたはＬＥＤのバンドギャップにより決定され、レーザー光の光強度は、ＬＤまたはＬＥＤに印加される電力により決定される。ＬＤ／ＬＥＤドライバーは、光電制御部１１１による制御に従い、ＬＤまたはＬＥＤに電力を印加する。
【００１９】
光照射部１１２は、光電変換部１２１のバンドギャップにより決定される吸収端に近い波長のレーザー光を光電変換部１２１に照射することができる。これにより、光照射部１１２が光電変換部１２１に照射するレーザー光の波長と、光電変換部１２１の吸収端の波長とが整合（以下、「波長整合」と称する）し、光電変換部１２１の発電効率を向上させることができる。従って、例えば、光電変換部１２１が結晶系シリコン太陽電池により構成される場合は、結晶系シリコン太陽電池のバンドギャップが１．１ｅＶであり、１１００ｎｍ付近が吸収端となるため、光照射部１１２は１１００ｎｍの波長の赤外線のレーザー光を照射することが望ましい。
【００２０】
以下の説明においては、説明を簡単にするため、波長整合を行ったレーザー光発電を実施する場合を例として説明する。
【００２１】
通信部１１３は、光源システム１１０と車両１２０との間で通信するためのインターフェースであり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信インターフェースを利用することができる。通信部１１３は、車両１２０から温度計測部１２２により計測された光電変換部１２１の温度の情報を受信する。さらに、通信部１１３は、車両１２０から蓄電部１２５の電池容量（ＳＯＣ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ）の情報を受信する。
【００２２】
光源制御部１１１は、コンピュータの構成要素である制御装置、演算装置、記憶装置、および入出力装置を有するプロセッサーにより構成することができ、光源システム１１０の各構成要素の制御および各種の演算処理を行う。
【００２３】
光源制御部１１１は、車両１２０から通信部１１３により受信された光電変換部１２１の温度に基づいて、光照射部１１２から光電変換部１２１に照射させるレーザー光の光強度を制御する。具体的には、光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度があらかじめ定めた温度以上となったときに、光照射部１１２に照射させるレーザー光を停止し、または照射させるレーザー光の光強度を弱めることで光電変換部１２１の温度を低下させる制御を行う。例えば、光電変換部１２１に用いられている材料の耐熱温度をあらかじめ定めた温度として設定することができる。
【００２４】
図２は、波長整合を行ったレーザー光発電において実施される光照射部の光強度、光電変換部の発電効率、発電量、および熱損失の例を、太陽光発電の場合と比較して示す図である。図３は、光電変換部を結晶系シリコン太陽電池とＣＩＳ系太陽電池とでそれぞれ構成した場合の発電効率の温度依存性を示す図である。
【００２５】
図２を参照すれば、波長整合を行ったレーザー光発電においては、太陽光発電の場合の発電効率である２０％と比較して８０％という高い発電効率が得られる。しかし、車両１２０の充電時間を短縮するために、１０ｋＷ／ｍ２という比較的高い光強度のレーザー光を光電変換部１２１に照射して、８０００Ｗ／ｍ２という比較的大きい発電量の発電を行うため、光損失は２０００Ｗ／ｍ２となる。このため、光電変換部１２１に用いられる樹脂の耐熱温度が１５０℃とすると、車両１２０周辺の外気温度等によっては、光電変換部１２１の温度が、光電変換部１２１に用いられる樹脂の耐熱温度を超えて２００℃以上になる可能性がある。
【００２６】
一方、図３を参照すれば、光電変換部１２１の温度が上昇するに従い、光電変換部１２１の発電効率が低下することが判る。
【００２７】
光電変換部１２１の温度は、照射されたレーザー光のエネルギーのうち発電に寄与しない熱損失に相当するエネルギーにより上昇し、温度の上昇により光電変換部１２１の発電効率が低下するため、さらに温度の上昇が加速する。光電変換部１２１の温度に基づいて、光照射部１１２から光電変換部１２１に照射させるレーザー光の光強度を弱める等の制御をすることにより、光電変換部１２１の発熱に起因する樹脂の焼け等による劣化または故障を防止できるとともに、光電変換部１２１の発電効率の低下を抑止することができる。
【００２８】
車両１２０の光電変換部１２１は、光照射部１１２により照射されたレーザー光を電力に変換することにより発電し、発電した電力を出力する。光電変換部１２１は、結晶系シリコン太陽電池により構成することができる。光電変換部１２１は、ＣＩＳ系太陽電池により構成してもよい。
【００２９】
温度計測部１２２は、光電変換部１２１の温度を継続的に計測する。温度計測部１２２は、光電変換部１２１に接触した状態で光電変換部１２１の温度を計測する。これにより、単純な構成で、光電変換部１２１の温度を直接かつ正確に計測することができる。温度計測部１２２は、例えば、熱電対を有して構成することができる。
【００３０】
通信部１２３は、車両１２０と光源システム１１０との間で通信するためのインターフェースであり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の無線通信インターフェースを利用することができる。通信部１２３は、温度計測部１２２により計測された光電変換部１２１の温度の情報を光源システム１１０に送信する。さらに、通信部１２３は、蓄電部１２５の電池容量（ＳＯＣ）を光源システム１１０に送信する。
【００３１】
蓄電部１２５は、光電変換部１２１により出力され充電制御部１２４により昇圧された電力により充電されることにより、光電変換部１２１により出力された電力を、車両１２０を駆動するための電力として蓄電する。蓄電池１２５は、例えば、リチウムイオン二次電池により構成することができる。
【００３２】
充電制御部１２４は、コンピュータの構成要素である制御装置、演算装置、記憶装置、および入出力装置を有するプロセッサーにより構成することができ、車両１２０の各構成要素の制御や各種の演算処理を行う。さらに、充電制御部１２４は昇圧器を有し、光電変換部１２１により出力された電力を昇圧器により昇圧して蓄電池１２５を充電するための電力として出力する。
【００３３】
充電制御部１２３は、温度計測部１２２により計測された光電変換部１２１の温度を通信部１２３により光源システム１１０へ送信させる。
【００３４】
充電制御部１２３は、蓄電部１２５の電池容量（ＳＯＣ）を算出し、通信部１２３により光源システム１１０へ送信させる。
【００３５】
移動体給電システム１００の動作について説明する。
【００３６】
図４は、移動体給電システムの動作を示すフローチャートを示す図である。
【００３７】
温度計測部１２２は、光電変換部１２１の温度の計測を開始し（Ｓ４０１）、光源制御部１１１は、光照射部１１２に、車両１２０に搭載された光電変換部１２１へのレーザー光の照射による給電を開始させる（Ｓ４０２）。
【００３８】
光源制御部１１１は、車両１２０から通信部１１３により受信させた光電変換部１２１の温度があらかじめ定められた温度である１５０℃未満かどうか判断する（Ｓ４０３）。あらかじめ定められた温度は、例えば、光電変換部１２１に用いられる樹脂の一般的な耐熱温度とすることができる。
【００３９】
光源制御部１１１は、継続して検出されている光電変換部１２１の温度があらかじめ定められた温度である１５０℃未満であると判断した場合は（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、光照射部１１２によるレーザー光の照射を継続する。レーザー光が照射されることにより、照射されたレーザー光のエネルギーのうち発電に寄与しない熱損失に相当するエネルギーにより光電変換部１２１の温度が上昇する。
【００４０】
光源制御部１１１は、車両１２０から受信した蓄電部１２５の電池容量（ＳＯＣ）に基づいて、蓄電部１２５が満充電かどうか判断する（Ｓ４０５）。光源制御部１１１は、蓄電部１２５が満充電でないと判断した場合は（Ｓ４０５：ＮＯ）、光電変換部１２１の温度が１５０℃未満であることを条件として（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、光照射部１１２によるレーザー光の照射をさらに継続する。
【００４１】
光源制御部１１１は、蓄電部１２５が満充電であると判断した場合は（Ｓ４０５：ＹＥＳ）、光照射部１１２にレーザー光の照射を停止させ、車両１２０への給電を終了する（Ｓ４０６）。
【００４２】
光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度が１５０℃以上であると判断したときは（Ｓ４０３：ＮＯ）、光電変換部１２１の温度の上昇を防止する（Ｓ４０４）。
【００４３】
図５は、図４のステップＳ４０４のサブルーチンフローチャートの一つの例を示す図である。
【００４４】
光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度の上昇を防止するために、光照射部１１２に照射させているレーザー光の光強度を弱める（Ｓ５０１）。光電変換部１２１に照射されるレーザー光の光強度が弱められることにより、光電変換部１２１において発電に寄与しない熱損失に相当するエネルギーの量も減少するため、光電変換部１２１の温度を低下させることができる。光源制御部１１１は、ステップＳ５０１において、光照射部１１２に照射させているレーザー光の光強度を、例えば５０％の光強度に弱めることができる。
【００４５】
その後、温度計測部１２２は光電変換部１２１の温度を計測し（Ｓ５０２）、光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度が１００℃未満になったかどうかを判断する（Ｓ５０３）。ステップＳ５０３において判断の閾値とする温度は、例えば、蓄電部１２５が満充電になるまでの時間が最も短くなる温度を実験的に求めておき、あらかじめ設定することができる。
【００４６】
光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度が１００℃未満になっていると判断したときは（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、本サブルーチンフローチャートを終了し、ステップＳ５０１で光強度を弱める前の光強度のレーザー光による照射を再開させる（Ｓ４０２）。
【００４７】
光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度が１００℃以上であると判断したときは（Ｓ５０３：ＮＯ）、光照射部１１２に照射させているレーザー光の光強度をさらに弱め（Ｓ５０１）、温度計測部１２２は、光電変換部１２１の温度を計測する（Ｓ５０２）。そして、光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度が１００℃未満になっているかどうかを判断する（Ｓ５０３）。ステップＳ５０１〜Ｓ５０３のループは、光電変換部１２１の温度が１００℃未満になったと判断されるまで（Ｓ５０３：ＹＥＳ）、繰り返される。
【００４８】
図６は、ステップＳ４０４のサブルーチンフローチャートの他の例を示す図である。
【００４９】
光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度の上昇を防止するために、光照射部１１２によるレーザー光の照射を停止する（Ｓ６０１）。光電変換部１２１へのレーザー光の照射が停止されることにより、光電変換部１２１へのエネルギーの供給が無くなるため、光電変換部１２１の温度を低下させることができる。
【００５０】
その後、温度計測部１２２は光電変換部１２１の温度を計測し（Ｓ６０２）、光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度が１００℃未満になっているかどうかを判断する（Ｓ６０３）。ステップＳ６０３において判断の閾値とする温度は、例えば、蓄電部１２５が満充電になるまでの時間が最も短くなるような温度を経験的に求めておき、あらかじめ設定することができる。
【００５１】
光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度が１００℃未満になっていると判断したときは（Ｓ６０３：ＹＥＳ）、本サブルーチンフローチャートを終了し、レーザー光による照射を再開させる（Ｓ４０２）。
【００５２】
光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度が１００℃以上であると判断したときは（Ｓ６０３：ＮＯ）、レーザー光の照射の停止を継続し、温度計測部１２２は、光電変換部１２１の温度を計測する（Ｓ６０２）。そして、光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度が１００℃未満になっているかどうかを判断する（Ｓ６０３）。ステップＳ６０２〜Ｓ６０３のループは、光電変換部１２１の温度が１００℃未満になったと判断されるまで（Ｓ６０３：ＹＥＳ）、繰り返される。
【００５３】
本実施形態は以下の効果を奏する。
【００５４】
車両に搭載され光が照射されている光電変換部の温度を計測し、計測した光電変換部の温度に基づいて光電変換部の温度を低下させる制御を行う。これにより、光電変換部への光照射が継続されることによる温度上昇により光電変換部が劣化または故障することを防止することができる。
【００５５】
さらに、温度計測部を光電変換部接触させた状態で光電変換部の温度を計測する。これにより、単純な構成で、光電変換部の温度を直接かつ正確に計測することができる。
【００５６】
さらに、計測された光電変換部の温度があらかじめ定めた温度以上となったときに、光電変換部の温度に基づいて光電変換部に照射する光を停止し、または照射する光を弱めることにより光電変換部の温度を低下させる制御を行う。これにより、追加の装置を要することなく、より簡単に光電変換部の温度を低下させて、温度上昇による光電変換部の劣化および故障を防止できるとともに、効率的に蓄電部への充電を行うことができる。
【００５７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る移動体給電システムについて説明する。
【００５８】
本実施形態と第１実施形態とで異なる点は次の点である。すなわち、第１実施形態においては温度計測部を車両に搭載された光電変換部に接触させた状態で光電変換部の温度を計測するのに対し、本実施形態においては、温度計測部を光電変換部から離隔させた状態で計測する非接触式温度計により構成する点である。それ以外の点については、本実施形態は第１実施形態と同様であるため、重複となる説明は省略または簡略化する。
【００５９】
図７は、本実施形態に係る移動体給電システムの構成を示すブロック図である。
【００６０】
本実施形態においては、温度計測部１１４を光源システム１１０の構成要素として光源システム１１０に含ませることができる。従って、本実施形態においては、移動体給電システム１００は、光源システム１１０のみで構成されてもよい。
【００６１】
温度計測部１１４は、光電変換部１２１から離隔された状態で車両１２０の外から光電変換部の温度を計測する非接触式温度計である。温度計測部１１４は、例えば放射温度計により構成することができる。
【００６２】
温度計測部１１４を放射温度計により構成することにより、光電変換部１２１から放射される赤外線または可視光線の強度を測定して、光電変換部１２１の温度を非接触で計測することができる。
【００６３】
本実施形態は以下の効果を奏する。
【００６４】
非接触式温度計により車両の外から光電変換部の温度を計測し、計測した光電変換部の温度に基づいて光電変換部の温度を低下させる制御を行う。これにより、車両に光電変換部の温度を測定する機能がない場合であっても、より簡単に、温度上昇による光電変換部の劣化および故障を防止することができる。
【００６５】
さらに、光電変換部に接触させずに光電変換部の温度の計測が可能となるため、移動体給電システムが光電変換部の発熱により故障することを防止できる。
【００６６】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る移動体給電システムについて説明する。
【００６７】
本実施形態と第１実施形態とで異なる点は次の点である。すなわち、第１実施形態においては温度計測部を車両に搭載された光電変換部に接触させた状態で光電変換部の温度を計測する。これに対し、本実施形態においては、外気温度と光電変換部からの出力電力とを計測し、計測した外気温度と、出力電力の変化とに基づいて光電変換部の温度を算出することにより光電変換部の温度を計測する点である。それ以外の点については、本実施形態は第１実施形態と同様であるため、重複となる説明は省略または簡略化する。
【００６８】
図８は、本実施形態に係る移動体給電システムの構成を示すブロック図である。
【００６９】
温度計測部１２２は、外気温度計測部１２２２と電力計測部１２２１とを有する。
【００７０】
外気温度計測部１２２は、車両１２０に搭載され、車両１２０の周辺の環境温度である外気温度を計測する。外気温度計測部１２２２は、車両１２０に標準装備されているサーミスタ等の温度センサーを利用することができる。
【００７１】
電力計測部１２２１は、レーザー光が照射されている光電変換部１２１から出力される出力電力を計測する。電力計測部１２２１は、電流計および電流計を有して構成され、光電変換部１２１から出力される出力電流と出力電圧とをそれぞれ電流計と電圧計とにより測定し、出力電流と出力電圧の積を演算することにより出力電力を計測してもよい。電力計測部１２２１は、車両１２０に標準装備されている電流計および電流計を利用することができる。
【００７２】
温度計測部１２２は、外気温度計測部１２２２が計測した外気温度と、電力計測部１２２１が計測した出力電力の変化率とに基づいて光電変換部１２１の温度を算出することにより光電変換部の温度を計測する。すなわち、温度計測部１２２は、温度の上昇により光電変換部１２１の発電効率が低下することを利用し、外気温度と、発電効率の低下に対応する光電変換部１２１の出力電力の変化率と、に基づいて下記式により光電変換部の温度Ｔを計測する。
【００７３】
【数１】
0006421468.tif 000002
【００７４】
ここで、Ｔ０はレーザー光の照射開始当初の外気温度[Ｋ]、Ｐは光電変換部の温度Ｔの計測時の光電変換部の出力電力[Ｗ]、Ｐ０はレーザー光の照射開始当初の光電変換部の出力電力[Ｗ]、αは光電変換部の温度係数[％／Ｋ]である。Ｐ／Ｐ０−１は光電変換部の出力電力の変化率に相当する。
【００７５】
なお、結晶系シリコン太陽電池の温度係数αは約−０．４[％／Ｋ]、ＣＩＳ系太陽電池の温度係数αは約−０．３[％／Ｋ]である。
【００７６】
本実施形態は以下の効果を奏する。
【００７７】
外気温度と光電変換部の出力電力の変化率とに基づいて算出することにより光電変換部の温度を計測し、計測した光電変換部の温度に基づいて光電変換部の温度を低下させる制御を行う。これにより、車両に標準装備されている温度センサーと電力計測器とを利用してそれぞれ計測された外気温度と、光電変換部の出力電力の変化率とに基づいて光電変換部の温度を計測できる。このため、新たに温度計を設けることを必要とせず、より簡単に、温度上昇による光電変換部の劣化および故障を防止することができる。
【００７８】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態に係る移動体給電システムについて説明する。
【００７９】
本実施形態と第１実施形態とで異なる点は次の点である。すなわち、第１実施形態においては、光電変換部の温度があらかじめ定めた温度以上となったときに、光電変換部の温度に基づいて光電変換部に照射する光を停止し、または照射する光を弱めることにより光電変換部の温度を低下させる制御を行う。これに対し、本実施形態においては、冷却器を設け、光電変換部の温度があらかじめ定めた温度以上となったときに、光電変換部の温度に基づいて冷却器により光電変換部の温度を低下させる制御を行う点である。それ以外の点については、本実施形態は第１実施形態と同様であるため、重複となる説明は省略または簡略化する。
【００８０】
図９は、本実施形態に係る移動体給電システムの構成を示すブロック図である。
【００８１】
本実施形態においては、光源システム１１０の構成要素として冷却器１１５を設ける。冷却器１１５は、温度低下機構を構成する。
【００８２】
冷却器１１５は、例えば、光電変換部１２１に水をかけることにより光電変換部１２１の温度を低下させる散水器、および光電変換部１２１に風を当てることにより光電変換部１２１の温度を低下させる送風器の少なくともいずれかにより構成することができる。ただし、冷却器１１５には、光電変換部１２１に作用して光電変換部１２１の温度を低下させるあらゆる機器を用いることができる。
【００８３】
光源制御部１１１は、車両１２０から通信部１１３により受信された光電変換部１２１の温度に基づいて、冷却器１１５による光電変換部１２１の冷却を制御する。具体的には、例えば、光源制御部１１１は、光電変換部１２１の温度があらかじめ定めた温度以上となったときに、冷却器１１５による光電変換部１２１への送風を開始し、光電変換部１２１の温度に基づいて、送風する風の量または温度を制御する。これにより、光源制御部１１１は、光電変換部１２１へのレーザー光の照射による車両１２０への給電をレーザー光の光強度を変えずに継続するとともに、光電変換部１２１の温度をあらかじめ定めた温度以下に保つことができる。
【００８４】
本実施形態は以下の効果を奏する。
【００８５】
光電変換部の温度があらかじめ定めた温度以上となったときに、光電変換部の温度に基づいて冷却器により光電変換部の温度を低下させる制御を行う。これにより、光電変換部に照射するレーザー光の光強度を弱めず、発電効率を低下させずに車両への給電を行うことができるとともに、光電変換部への光照射が継続されることによる温度上昇により光電変換部が劣化または故障することを防止することができる。
【００８６】
さらに、光電変換部に水をかけることにより光電変換部の温度を低下させる散水器、または光電変換部に風を当てることにより光電変換部の温度を低下させる送風器の少なくともいずれかにより冷却器を構成する。これにより、発電効率を低下させずに車両への給電を行うことができるとともに、温度上昇による光電変換部の劣化または故障をより簡単かつ確実に防止することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１００    移動体給電システム、
１１０    光源システム、
１１１    光源制御部、
１１２    光照射部、
１１５    冷却器、
１２０    車両、
１２１    光電変換部、
１２２、１１４    温度計測部、
１２４    蓄電制御部、
１２５    蓄電部、
１２２１    電力計測部、
１２２２    外気温度計測部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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