(57)【要約】  電気車両ワイヤレス充電のためのシステム、方法、および装置が開示される。一態様では、ワイヤレス電力伝達システムと電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクがそれの間に確立される、少なくとも1つの初期化状態と、ワイヤレス電力伝達システムから電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される、少なくとも1つの充電状態とを含む、充電サイクルを開始するステップを含む、電気車両にワイヤレス電力を伝達する方法が提供される。本方法は、少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成するステップと、ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成するステップとをさらに含む。
2015528272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気車両にワイヤレス電力を伝達する方法であって、前記方法は、
ワイヤレス電力伝達システムの充電サイクルを開始するステップであって、前記充電サイクルが、
前記ワイヤレス電力伝達システムと前記電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクがそれの間に確立される、少なくとも1つの初期化状態と、
前記ワイヤレス電力伝達システムから前記電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される、少なくとも1つの充電状態と
を含む複数の動作状態を含む、開始するステップと、
前記少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、前記ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成するステップと、
前記ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記少なくとも1つの初期化状態は、前記ワイヤレス電力伝達システムとの前記電気車両の整合がそれの間に実行される、少なくとも1つの整合状態を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記ワイヤレス電力伝達システムが、少なくとも1つのベースシステム誘導コイルを有するベースパッドを含み、前記電気車両が、少なくとも1つの電気車両誘導コイルを有する車両パッドを含み、前記ワイヤレス電力伝達システムとの前記電気車両の整合が、前記ワイヤレス電力伝達のために前記ベースパッドと前記車両パッドとを構成するための前記ベースパッドとの前記車両パッドの整合を含む、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記少なくとも1つの整合状態中に、前記ベースパッドが第1の電流で通電され、前記少なくとも1つの充電状態中に、前記ベースパッドが前記第1の電流よりも大きい第2の電流で通電される、請求項3に記載の方法。
【請求項５】
前記第1の電流が前記第2の電流の10%よりも小さい、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
前記第1の電流が前記第2の電流の50%よりも小さい、請求項4に記載の方法。
【請求項７】
前記第1の電流が、前記第2の電流の5%から15%の間または前記第2の電流の40%から60%の間である、請求項4に記載の方法。
【請求項８】
前記第2の電流が、前記電気車両を充電するかまたはそれに電力供給するのに十分である、請求項4に記載の方法。
【請求項９】
ワイヤレス電力伝達ステーションが最大トラック電流を有し、前記第2の電流が、前記最大トラック電流の少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%である、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとに少なくとも部分的に基づいてコストを生成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項１１】
前記コストが、前記少なくとも1つの充電状態中に使用された電力についての課金を含み、前記少なくとも1つの初期化状態中に使用された電力についての課金を含まない、請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも1つの電気車両誘導コイルを有する車両パッドを含む電気車両を充電するためのワイヤレス電力装置であって、前記装置は、
少なくとも1つのベースシステム誘導コイルを有するベースパッドと、
前記装置の充電サイクルを制御することであって、前記充電サイクルが、前記ワイヤレス電力装置と前記電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクがそれの間に確立される、少なくとも1つの初期化状態と、前記ワイヤレス電力装置から前記電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される、少なくとも1つの充電状態とを含む、制御することと、
前記少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、前記ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成することと、
前記ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成することと
を行うように構成されたプロセッサと
を含む、ワイヤレス電力装置。
【請求項１３】
前記少なくとも1つの初期化状態は、前記ベースパッドとの前記車両パッドの整合がそれの間に実行される、少なくとも1つの整合状態を含む、請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
前記少なくとも1つの整合状態中に、前記ベースパッドが第1の電流で通電され、前記少なくとも1つの充電状態中に、前記ベースパッドが前記第1の電流よりも大きい第2の電流で通電される、請求項13に記載の装置。
【請求項１５】
前記第1の電流が前記第2の電流の10%よりも小さい、請求項14に記載の装置。
【請求項１６】
前記第1の電流が前記第2の電流の50%よりも小さい、請求項14に記載の装置。
【請求項１７】
前記第1の電流が、前記第2の電流の5%から15%の間または前記第2の電流の40%から60%の間である、請求項14に記載の装置。
【請求項１８】
前記第2の電流が、前記電気車両を充電するかまたはそれに電力供給するのに十分である、請求項14に記載の装置。
【請求項１９】
前記ワイヤレス電力装置が最大トラック電流を有し、前記第2の電流が、前記最大トラック電流の少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%である、請求項14に記載の装置。
【請求項２０】
前記ベースパッドとの前記車両パッドの前記整合が、前記ワイヤレス電力伝達のために前記ベースパッドと前記車両パッドとを構成することを含む、請求項13に記載の装置。
【請求項２１】
前記プロセッサが、前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとに少なくとも部分的に基づいてコストを生成するようにさらに構成された、請求項12に記載の装置。
【請求項２２】
前記コストが、前記少なくとも1つの充電状態中に使用された電力についての課金を含み、前記少なくとも1つの初期化状態中に使用された電力についての課金を含まない、請求項21に記載の装置。
【請求項２３】
少なくとも1つの電気車両誘導コイルを有する車両パッドを含む電気車両を充電するためのワイヤレス電力装置であって、前記装置は、
前記装置から前記車両パッドに電力をワイヤレス伝達するための手段と、
前記装置の充電サイクルを制御するための手段であって、前記充電サイクルが、前記ワイヤレス電力装置と前記電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクがそれの間に確立される、少なくとも1つの初期化状態と、前記ワイヤレス電力装置から前記電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される、少なくとも1つの充電状態とを含む、制御するための手段と、
前記少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、前記ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成するための手段と、
前記ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成するための手段と
を含む、ワイヤレス電力装置。
【請求項２４】
前記少なくとも1つの初期化状態は、電力をワイヤレス伝達するための前記手段との前記車両パッドの整合がそれの間に実行される、少なくとも1つの整合状態を含む、請求項23に記載の装置。
【請求項２５】
電力をワイヤレス伝達するための前記手段が、少なくとも1つのベースシステム誘導コイルを有するベースパッドを含む、請求項23に記載の装置。
【請求項２６】
前記充電サイクルを制御するための前記手段が少なくとも1つのプロセッサを含む、請求項23に記載の装置。
【請求項２７】
前記第1のタイムスタンプを生成するための前記手段が前記少なくとも1つのプロセッサを含む、請求項26に記載の装置。
【請求項２８】
前記第2のタイムスタンプを生成するための前記手段が前記少なくとも1つのプロセッサを含む、請求項26に記載の装置。
【請求項２９】
前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとに少なくとも部分的に基づいてコストを生成するための手段をさらに含む、請求項23に記載の装置。
【請求項３０】
1つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、電気車両を充電するためのワイヤレス電力伝達システムに、
前記ワイヤレス電力伝達システムと前記電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクがそれの間に確立される、少なくとも1つの初期化状態と、
前記ワイヤレス電力伝達システムから前記電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される、少なくとも1つの充電状態と
を含む複数の動作状態を含む充電サイクルを開始することと、
前記少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、前記ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成することと、
前記ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成することと
を行わせる、命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項３１】
前記少なくとも1つの初期化状態は、前記ワイヤレス電力伝達システムとの前記電気車両の整合がそれの間に実行される、少なくとも1つの整合状態を含む、請求項30に記載のコンピュータ可読媒体。
【請求項３２】
前記1つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、前記ワイヤレス電力伝達システムに、前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとに少なくとも部分的に基づいてコストを生成することを行わせる、命令をさらに含む、請求項30に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般にワイヤレス電力伝達に関し、より詳細には、バッテリーを含む車両などのリモートシステムへのワイヤレス電力伝達と、それらの間の通信とに関係するデバイス、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリーなどのエネルギー蓄積デバイスから受信された電気から導出された運動力を含む車両などのリモートシステムが導入されている。たとえば、ハイブリッド電気車両は、車両を充電するために、車両のブレーキおよび従来型モータからの電力を使用するオンボード充電器を含む。電気のみの車両は一般に、他のソースからバッテリーを充電するための電気を受信する。バッテリー式電気車両(電気車両)は、家庭用または商用交流(AC)供給源などの何らかのタイプの有線ACを通して充電されることが提案されることが多い。有線充電接続は、電源に物理的に接続されたケーブルまたは他の同様のコネクタを必要とする。ケーブルおよび同様のコネクタは、時々、不便であるか、または扱いにくく、他の欠点を有することがある。電気車両を充電するのに使用されるように(たとえば、ワイヤレスフィールドを介して)自由空間内で電力を伝達することが可能なワイヤレス充電システムは、有線充電ソリューションの欠点の一部を克服することがある。したがって、電気車両を充電するために電力を効率的に安全に伝達するワイヤレス充電システムおよび方法が必要とされる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
添付の特許請求の範囲内のシステム、方法、およびデバイスの様々な実装形態は、各々、いくつかの態様を有し、そのどの態様も単独で、本明細書で説明する望ましい属性を担うことはない。添付の特許請求の範囲を限定することなく、本明細書においていくつかの顕著な特徴について説明する。
【０００４】
本明細書で説明する主題の1つまたは複数の実装形態の詳細について、以下の添付の図面および説明において述べる。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。以下の図の相対的な寸法は一定の縮尺で描かれていないことがあることに留意されたい。
【０００５】
本開示で説明する主題の一態様は、電気車両にワイヤレス電力を伝達する方法を提供する。本方法は、ワイヤレス電力伝達システムの充電サイクルを開始するステップを含む。充電サイクルは、ワイヤレス電力伝達システムと電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクがそれの間に確立される、少なくとも1つの初期化状態と、ワイヤレス電力伝達システムから電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される、少なくとも1つの充電状態とを含む、複数の動作状態を含む。本方法は、少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成するステップをさらに含む。本方法は、ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成するステップをさらに含む。
【０００６】
本開示で説明する主題の別の態様は、少なくとも1つの電気車両誘導コイルを有する車両パッドを含む電気車両を充電するためのワイヤレス電力装置を提供する。本装置は、少なくとも1つのベースシステム誘導コイルを有するベースパッドを含む。本装置は、本装置の充電サイクルを制御するように構成されたプロセッサをさらに含む。充電サイクルは、ワイヤレス電力装置と電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクがそれの間に確立される、少なくとも1つの初期化状態と、ワイヤレス電力装置から電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される、少なくとも1つの充電状態とを含む。プロセッサは、少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成することと、ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成することとを行うようにさらに構成される。
【０００７】
本開示で説明する主題の別の態様は、少なくとも1つの電気車両誘導コイルを有する車両パッドを含む電気車両を充電するためのワイヤレス電力装置を提供する。本装置は、本装置から車両パッドに電力をワイヤレス伝達するための手段を含む。本装置は、本装置の充電サイクルを制御するための手段をさらに含む。充電サイクルは、ワイヤレス電力装置と電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクがそれの間に確立される、少なくとも1つの初期化状態と、ワイヤレス電力装置から電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される、少なくとも1つの充電状態とを含む。本装置は、少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成するための手段と、ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成するための手段とをさらに含む。
【０００８】
本開示で説明する主題の別の態様は、1つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、電気車両を充電するためのワイヤレス電力伝達システムに、複数の動作状態を含む充電サイクルを開始することを行わせる、命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。複数の動作状態は、ワイヤレス電力伝達システムと電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクがそれの間に確立される、少なくとも1つの初期化状態を含む。複数の動作状態は、ワイヤレス電力伝達システムから電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される、少なくとも1つの充電状態をさらに含む。本コンピュータ可読媒体は、1つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、ワイヤレス電力伝達システムに、少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成することと、ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成することとを行わせる、命令をさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の例示的な実施形態による、電気車両を充電するための例示的なワイヤレス電力伝達システムの図である。
【図２】図1のワイヤレス電力伝達システムの例示的なコア構成要素の概略図である。
【図３】図1のワイヤレス電力伝達システムの例示的なコア構成要素および補助構成要素を示す別の機能ブロック図である。
【図４】本発明の例示的な実施形態による、電気車両に配置された交換可能無接点バッテリーを示す機能ブロック図である。
【図５Ａ】本発明の例示的な実施形態による、バッテリーに対する誘導コイルおよびフェライト材料の配置に関する例示的な構成の図である。
【図５Ｂ】本発明の例示的な実施形態による、バッテリーに対する誘導コイルおよびフェライト材料の配置に関する例示的な構成の図である。
【図５Ｃ】本発明の例示的な実施形態による、バッテリーに対する誘導コイルおよびフェライト材料の配置に関する例示的な構成の図である。
【図５Ｄ】本発明の例示的な実施形態による、バッテリーに対する誘導コイルおよびフェライト材料の配置に関する例示的な構成の図である。
【図６】本発明の例示的な実施形態による、電気車両をワイヤレス充電するために利用可能であり得る例示的な周波数を示す周波数スペクトルのチャートである。
【図７】本発明の例示的な実施形態による、ワイヤレス充電電気車両において有用であり得る例示的な周波数および伝送距離を示すチャートである。
【図８】本発明の例示的な実施形態による、ワイヤレス電力伝達システムの機能ブロック図である。
【図９】ベース充電ユニットの例示的な状態図である。
【図１０】図8の様々な構成要素の間で交換される信号フローを示す例示的な信号フロー図である。
【図１１】図8の様々な構成要素の間で交換される信号フローを示す別の例示的な信号フロー図である。
【図１２】図8の様々な構成要素の間で交換される信号フローを示す別の例示的な信号フロー図である。
【図１３】図8の様々な構成要素の間で交換される信号フローを示す別の例示的な信号フロー図である。
【図１４】電気車両にワイヤレス電力を送出する例示的な方法のフローチャートである。
【図１５】電気車両に送出されるワイヤレス電力を監視する例示的な方法のフローチャートである。
【図１６】例示的なワイヤレス電力装置の機能ブロック図である。
【図１７】例示的なワイヤレス電力装置の機能ブロック図である。
【図１８】電気車両にワイヤレス電力を伝達する例示的な方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図面に示された様々な特徴は一定の縮尺で描かれていないことがある。したがって、様々な特徴の寸法は、明快のために、恣意的に拡大または縮小されていることがある。加えて、図面のいくつかは、所与のシステム、方法またはデバイスの構成要素のすべてを示していないことがある。最後に、本明細書および図の全体を通して、同様の特徴を示すために同様の参照番号が使用されることがある。
【００１１】
添付の図面に関連して以下で説明する発明を実施するための形態は、本発明の例示的な実施形態の説明として意図されており、本発明が実施され得る実施形態だけを表すことは意図されていない。本説明全体にわたって使用される「例示的」という用語は、「例、事例、または例示としての役割を果たすこと」を意味しており、必ずしも、他の例示的な実施態様よりも好ましいか、または有利なものと解釈されるべきではない。発明を実施するための形態は、本発明の例示的な実施形態の完全な理解を与えるための具体的な詳細を含む。いくつかの事例では、いくつかのデバイスは、ブロック図形式で示される。
【００１２】
電力をワイヤレス伝達することは、物理的な電気導体を使用することなく、電場、磁場、電磁場などに関連する任意の形態のエネルギーを送信機から受信機に伝達することを指すことがある(たとえば、電力は自由空間を通じて伝達され得る)。ワイヤレスフィールド(たとえば、磁場)に出力された電力は、電力伝達を実現するために、「受信コイル」によって受信、捕捉、または結合され得る。
【００１３】
本明細書において、リモートシステムについて説明するために電気車両が使用され、その一例は、運動能力の一部として、充電可能なエネルギー蓄積デバイス(たとえば、1つまたは複数の再充電可能な電気化学セルまたは他のタイプのバッテリー)から導出された電力を含む車両である。非限定的な例として、いくつかの電気車両は、電気モータ以外に、直接運動のための、または車両のバッテリーを充電するための従来型内燃機関を含むハイブリッド電気車両であり得る。他の電気車両は、電力からすべての運動能力を引き出し得る。電気車両は、自動車に限定されず、オートバイ、カート、スクーターなどを含み得る。限定ではなく例として、リモートシステムは本明細書において、電気車両(EV)の形態で説明される。さらに、充電可能なエネルギー蓄積デバイスを使用して少なくとも部分的に電力供給され得る他のリモートシステム(たとえば、パーソナルコンピューティングデバイスなどの電子デバイスなど)も企図される。
【００１４】
図1は、本発明の例示的な実施形態による、電気車両112を充電するための例示的なワイヤレス電力伝達システム100の図である。ワイヤレス電力伝達システム100は、電気車両112がベースワイヤレス充電システム102aの近くに駐車している間に、電気車両112の充電を可能にする。駐車エリアにおいて2つの電気車両を対応するベースワイヤレス充電システム102aおよび102bの上に駐車するためのスペースが示されている。いくつかの実施形態では、ローカル分配センター130が、電力バックボーン132に接続され得、電力リンク110を介してベースワイヤレス充電システム102aに交流(AC)または直流(DC)供給を与えるように構成され得る。ベースワイヤレス充電システム102aは、電力をワイヤレス伝達または受信するためのベースシステム誘導コイル104aと、アンテナ136とをも含む。電気車両112は、バッテリーユニット118と、電気車両誘導コイル116と、電気車両ワイヤレス充電システム114と、アンテナ140とを含み得る。電気車両誘導コイル116は、たとえば、ベースシステム誘導コイル104aによって生成された電磁場の領域を介して、ベースシステム誘導コイル104aと相互作用し得る。
【００１５】
いくつかの例示的な実施形態では、電気車両誘導コイル116は、電気車両誘導コイル116が、ベースシステム誘導コイル104aによって生成されたエネルギー場に位置するとき、電力を受信し得る。上記場は、ベースシステム誘導コイル104aによって出力されたエネルギーが電気車両誘導コイル116によって捕捉され得る領域に対応する。たとえば、ベースシステム誘導コイル104aによって出力されたエネルギーは、電気車両112を充電するかまたはそれに電力供給する(たとえば、バッテリーユニット118を充電する)のに十分なレベルにあり得る。場合によっては、上記場はベースシステム誘導コイル104aの「近距離場」に対応し得る。近距離場は、ベースシステム誘導コイル104aから離れて電力を放射しない、ベースシステム誘導コイル104a中の電流および電荷から生じる、強い反応場がある領域に対応し得る。場合によっては、近距離場は、以下でさらに説明するように、ベースシステム誘導コイル104aの波長の約1/2π内にある領域に対応し得る(電気車両誘導コイル116についてその逆も同様)。
【００１６】
ローカル分配センター130は、通信バックホール134を介して外部ソース(たとえば、電力網)と通信し、通信リンク108を介してベースワイヤレス充電システム102aと通信するように構成され得る。
【００１７】
ベースワイヤレス充電システム102aおよび102bは、アンテナ136および138を介して電気車両ワイヤレス充電システム114と通信するように構成され得る。たとえば、ワイヤレス充電システム102aは、アンテナ138とアンテナ140との間の通信チャネルを使用して電気車両ワイヤレス充電システム114と通信し得る。通信チャネルは、たとえば、Bluetooth（登録商標）、zigbee、セルラー、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)など、任意のタイプの通信チャネルであり得る。
【００１８】
いくつかの実施形態では、単純に運転手が電気車両112をベースシステム誘導コイル104aに対して正確に配置することによって、電気車両誘導コイル116は、ベースシステム誘導コイル104aと整合され、したがって、近距離場領域内に配置され得る。他の実施形態では、ワイヤレス電力伝達のために電気車両112が適切に配置されたときを判断するために、運転手は、視覚的フィードバック、聴覚的フィードバック、またはそれらの組合せを与えられ得る。また他の実施形態では、電気車両112は、オートパイロットシステムによって配置され、オートパイロットシステムは、整合誤差が許容値に達するまで、電気車両112を(たとえば、ジグザグ運動で)前後に移動させ得る。これは、電気車両112が、車両を調整するためのサーボステアリングホイール、超音波センサー、およびインテリジェンスを備える場合、運転手が介入することなく、または運転手が最低限の介入しか行わずに、電気車両112によって自動的、自律的に実行され得る。さらに他の実施形態では、電気車両誘導コイル116、ベースシステム誘導コイル104a、またはそれらの組合せは、誘導コイル116および104aを互いに対して変位および移動させて、それらをより正確に配向し、それらの間により効率的な結合を生じさせるための機能を有し得る。
【００１９】
ベースワイヤレス充電システム102aは、様々な場所に位置し得る。非限定的な例として、いくつかの適切な場所は、電気車両112の所有者の自宅の駐車エリア、従来のガソリンスタンドに倣った電気車両ワイヤレス充電用に確保された駐車エリア、ならびにショッピングセンターおよび職場など、他の場所の駐車場を含む。
【００２０】
電気車両をワイヤレス充電することは、多数の利益を与え得る。たとえば、充電は、自動的に、実質的に運転手の介入および操作なしに実行され、それによりユーザの利便性が改善され得る。また、露出した電気接点がなく、機械的摩耗がないことがあり、それによりワイヤレス電力伝達システム100の信頼性が改善される。ケーブルおよびコネクタを用いる操作が必要とされないことがあり、屋外環境において湿気および水分にさらされることがある、ケーブル、プラグ、またはソケットがないことがあり、それにより安全性が改善される。また、見えるまたはアクセス可能なソケット、ケーブル、およびプラグがないことがあり、それにより、電力充電デバイスへの潜在的な破壊行為が減少する。さらに、電力網を安定させるために、電気車両112が分散蓄積デバイスとして使用され得るので、ビークルツーグリッド(V2G:Vehicle-to-Grid)動作のための車両の利用可能性を高めるために、ドッキングツーグリッド(docking-to-grid)ソリューションが使用されることがある。
【００２１】
図1に関して説明するワイヤレス電力伝達システム100は、美的で無害の利点をも与え得る。たとえば、車両および/または歩行者の妨害となることがある、充電カラムおよびケーブルがないことがある。
【００２２】
ビークルツーグリッド機能のさらなる説明として、ワイヤレス電力送信および受信機能は、ベースワイヤレス充電システム102aが電力を電気車両112に伝達し、たとえばエネルギー不足のときに電気車両112が電力をベースワイヤレス充電システム102aに伝達するように、相互的になるように構成され得る。この機能は、過剰な需要または再生可能エネルギー生産(たとえば、風または太陽)の不足によって引き起こされたエネルギー不足のときに電気車両が分配システム全体に電力を寄与できるようにすることによって電力分配網を安定させるのに役立ち得る。
【００２３】
図2は、図1のワイヤレス電力伝達システム100の例示的な構成要素の概略図である。図2に示されているように、ワイヤレス電力伝達システム200は、インダクタンスL1を有するベースシステム誘導コイル204を含むベースシステム送信回路206を含み得る。ワイヤレス電力伝達システム200は、インダクタンスL2を有する電気車両誘導コイル216を含む電気車両受信回路222をさらに含む。本明細書で説明する実施形態は、1次構造(送信機)と2次構造(受信機)の両方が共通の共振周波数に合わせられている場合に、磁気または電磁気近距離場を介して1次構造から2次構造にエネルギーを効率的に結合することが可能な共振構造を形成する、容量性負荷ワイヤループ(すなわち、多巻きコイル)を使用し得る。それらのコイルは、電気車両誘導コイル216およびベースシステム誘導コイル204のために使用され得る。エネルギーを結合するために共振構造を使用することは、「磁気結合共振」、「電磁結合共振」、および/または「共振誘導」と呼ばれることがある。ワイヤレス電力伝達システム200の動作は、ベースワイヤレス電力充電システム202から電気車両112への電力伝達に基づいて説明されることになるが、これに限定されない。たとえば、上記で説明したように、電気車両112は、ベースワイヤレス充電システム102aに電力を伝達し得る。
【００２４】
図2を参照すると、電源208(たとえば、ACまたはDC)は、電気車両112にエネルギーを伝達するために電力PSDCをベースワイヤレス電力充電システム202に供給する。ベースワイヤレス電力充電システム202はベース充電システム電力変換器236を含む。ベース充電システム電力変換器236は、標準的なメインAC電力から適切な電圧レベルでDC電力に電力を変換するように構成されたAC/DC変換器、およびDC電力をワイヤレス高電力伝達に適した動作周波数の電力に変換するように構成されたDC/低周波数(LF)変換器などの回路を含み得る。ベース充電システム電力変換器236は、所望の周波数で電磁場を放出するために、ベースシステム誘導コイル204と直列のキャパシタC1を含むベースシステム送信回路206に電力P1を供給する。キャパシタC1は、所望の周波数で共振するベースシステム誘導コイル204との共振回路を形成するように与えられ得る。ベースシステム誘導コイル204は電力P1を受信し、電気車両112を充電するかまたはそれに電力供給するのに十分なレベルで電力をワイヤレス送信する。たとえば、ベースシステム誘導コイル204によってワイヤレスに与えられる電力レベルはキロワット(kW)程度(たとえば、1kWから110kWまでの間、またはこれよりも高いkWまたは低いkW)であり得る。
【００２５】
ベースシステム誘導コイル204を含むベースシステム送信回路206および電気車両誘導コイル216を含む電気車両受信回路222は、実質的に同じ周波数に合わせられ得、ベースシステム誘導コイル204および電気車両誘導コイル116のうちの1つによって送信された電磁場の近距離場内に配置され得る。この場合、キャパシタC2と電気車両誘導コイル116とを含む電気車両受信回路222に電力が伝達され得るように、ベースシステム誘導コイル204と電気車両誘導コイル116は互いに結合され得る。キャパシタC2は、所望の周波数で共振する電気車両誘導コイル216との共振回路を形成するように与えられ得る。要素k(d)は、コイル間隔において得られる相互結合係数を表す。等価抵抗Req,1およびReq,2は、誘導コイル204および216と逆リアクタンスキャパシタC1およびC2とに固有であり得る損失を表す。電気車両誘導コイル216とキャパシタC2とを含む電気車両受信回路222は、電力P2を受信し、電力P2を電気車両充電システム214の電気車両電力変換器238に与える。
【００２６】
電気車両電力変換器238は、とりわけ、電気車両バッテリーユニット218の電圧レベルに整合する電圧レベルでDC電力に戻す形で動作周波数の電力を変換するように構成されたLF/DC変換器を含み得る。電気車両電力変換器238は、電気車両バッテリーユニット218を充電するために、変換された電力PLDCを与え得る。電源208、ベース充電システム電力変換器236、およびベースシステム誘導コイル204は、静止し、上記で説明したように様々な場所に位置し得る。バッテリーユニット218、電気車両電力変換器238、および電気車両誘導コイル216は、電気車両112の一部またはバッテリーパック(図示せず)の一部である電気車両充電システム214中に含まれ得る。電気車両充電システム214はまた、電力網に電力を戻すために、電気車両誘導コイル216を通してベースワイヤレス電力充電システム202にワイヤレスに電力を与えるように構成され得る。電気車両誘導コイル216およびベースシステム誘導コイル204の各々は、動作モードに基づいて送信誘導コイルまたは受信誘導コイルとしての働きをすることができる。
【００２７】
図示されていないが、ワイヤレス電力伝達システム200は、電気車両バッテリーユニット218または電源208をワイヤレス電力伝達システム200から安全に切断する負荷切断ユニット(LDU)を含み得る。たとえば、緊急事態またはシステム障害の場合、LDUは、ワイヤレス電力伝達システム200から負荷を切断するようにトリガされ得る。LDUは、バッテリーへの充電を管理するためのバッテリー管理システムに加えて与えられ得、またはバッテリー管理システムの一部であり得る。
【００２８】
さらに、電気車両充電システム214は、電気車両誘導コイル216を電気車両電力変換器238との間で選択的に接続および切断するためのスイッチング回路(図示せず)を含むことができる。電気車両誘導コイル216を切断することは、充電を中止することがあり、(送信機としての働きをする)ベースワイヤレス充電システム102aによって「見られる」ように「負荷」を調整することもあり、これは、(受信機としての働きをする)電気車両充電システム114をベースワイヤレス充電システム102aから「クローキング」するために使用され得る。送信機が負荷感知回路を含む場合、負荷変動が検出され得る。したがって、ベースワイヤレス充電システム202などの送信機は、電気車両充電システム114などの受信機がベースシステム誘導コイル204の近距離場に存在するときを判断するための機構を有し得る。
【００２９】
上記で説明したように、動作中、車両またはバッテリーへのエネルギー伝達を仮定すると、ベースシステム誘導コイル204がエネルギー伝達を与えるための場を生成するように、電源208から入力電力が与えられる。電気車両誘導コイル216は放射場に結合し、電気車両112による蓄積または消費のために出力電力を生成する。上記で説明したように、いくつかの実施形態では、電気車両誘導コイル116の共振周波数およびベースシステム誘導コイル204の共振周波数が非常に近くなるか、または実質的に同じになるように、相互共振関係に従って、ベースシステム誘導コイル204および電気車両誘導コイル116は構成される。電気車両誘導コイル216がベースシステム誘導コイル204の近距離場に位置するとき、ベースワイヤレス電力充電システム202と電気車両充電システム214との間の送電損失は最小である。
【００３０】
上述のように、効率的なエネルギー伝達は、電磁波内のエネルギーの大部分を遠距離場に伝播するのではなく、送信誘導コイルの近距離場内のエネルギーの大部分を受信誘導コイルに結合することによって、行われる。この近距離場にあるとき、送信誘導コイルと受信誘導コイルとの間に結合モードが確立され得る。この近距離場結合が発生し得る誘導コイルの周りのエリアを、本明細書では近距離場結合モード領域と呼ぶ。
【００３１】
図示されていないが、ベース充電システム電力変換器236および電気車両電力変換器238はいずれも、発振器、電力増幅器などのドライバ回路、フィルタ、およびワイヤレス電力誘導コイルと効率的に結合するための整合回路を含み得る。発振器は、調整信号に応答して調整され得る所望の周波数を生成するように構成され得る。発振器信号は、電力増幅器によって、制御信号に応答する増幅量で増幅され得る。フィルタおよび整合回路は、高調波または他の不要な周波数をフィルタ除去し、電力変換モジュールのインピーダンスをワイヤレス電力誘導コイルに整合させるために含まれ得る。電力変換器236および238はまた、バッテリーを充電するために適切な電力出力を生成するための整流器およびスイッチング回路を含み得る。
【００３２】
開示する実施形態を通じて説明する電気車両誘導コイル216およびベースシステム誘導コイル204は、「ループ」アンテナ、より具体的には、多巻きループアンテナと呼ばれるか、またはそのようなものとして構成され得る。誘導コイル204および216はまた、本明細書において「磁気」アンテナと呼ばれるか、またはそのようなものとして構成され得る。「コイル」という用語は、別の「コイル」に結合するためのエネルギーをワイヤレスに出力または受信し得る構成要素を指すことが意図される。コイルは、電力をワイヤレスに出力または受信するように構成されたタイプの「アンテナ」と呼ばれることもある。本明細書で使用する場合、コイル204および216は、電力をワイヤレスに出力、ワイヤレスに受信、および/またはワイヤレスに中継するように構成されたタイプの「電力伝達構成要素」の例である。ループ(たとえば、多巻きループ)アンテナは、空芯、またはフェライトコアなどの物理的コアを含むように構成され得る。空芯ループアンテナにより、コアエリア内に他の構成要素を配置することが可能になり得る。強磁性体または強磁性材料を含む物理的コアアンテナにより、より強い電磁場の生成および結合の改善が可能になり得る。
【００３３】
上記で説明したように、送信機と受信機との間のエネルギーの効率的な伝達は、送信機と受信機との間の整合した共振またはほぼ整合した共振の間に行われる。しかしながら、送信機と受信機との間の共振が整合しないときでも、効率を下げてエネルギーが伝達され得る。エネルギーの伝達は、送信誘導コイルからのエネルギーを自由空間に伝播するのではなく、送信誘導コイルの近距離場からのエネルギーを、この近距離場が確立された領域内(たとえば、共振周波数の所定の周波数範囲内または近距離場領域の所定の距離内)に存在する受信誘導コイルに結合することによって、行われる。
【００３４】
共振周波数は、上記で説明した誘導コイル(たとえば、ベースシステム誘導コイル204)を含む送信回路のインダクタンスおよびキャパシタンスに基づき得る。図2に示されているように、インダクタンスは概して、誘導コイルのインダクタンスであり得、一方でキャパシタンスは、所望の共振周波数で共振構造を作成するために誘導コイルに追加され得る。非限定的な例として、図2に示されているように、キャパシタが、電磁場を生成する共振回路(たとえば、ベースシステム送信回路206)を作成するために誘導コイルと直列に追加され得る。したがって、より大きい直径の誘導コイルでは、共振を誘起するために必要とされるキャパシタンスの値は、コイルの直径またはインダクタンスが増加するにつれて減少し得る。インダクタンスはまた、誘導コイルの巻数に左右され得る。さらに、誘導コイルの直径が増加するにつれて、近距離場の効率的なエネルギー伝達面積が増加し得る。他の共振回路も考えられる。別の非限定的な例として、誘導コイルの2つの端子間にキャパシタが並列に配置され得る(たとえば、並列共振回路)。さらに、誘導コイルは、誘導コイルの共振を改善するための高品質(Q)ファクタを有するように設計され得る。たとえば、Qファクタは300以上であり得る。
【００３５】
上記で説明したように、いくつかの実施形態によれば、互いの近距離場にある2つの誘導コイルの間の電力結合が開示される。上記で説明したように、近距離場は、電磁場が存在するが、誘導コイルから離れて伝播または放射しないことがある、誘導コイルの周りの領域に対応し得る。近距離場結合モード領域は、通常は波長のごく一部の中にある、誘導コイルの物理容積に近い容積に対応し得る。いくつかの実施形態によれば、単巻きまたは多巻きループアンテナなどの電磁誘導コイルは、送信と受信の両方に使用され、その理由は、実際の実施形態における磁気近距離場振幅は、電気タイプアンテナ(たとえば、小さいダイポール)の電気近距離場と比較して、磁気タイプコイルの場合に高い傾向があることにある。これにより、ペア間の潜在的により高い結合が可能になる。さらに、「電気」アンテナ(たとえば、ダイポールおよびモノポール)または磁気アンテナと電気アンテナとの組合せが使用され得る。
【００３６】
図3は、図1のワイヤレス電力伝達システム300の例示的なコア構成要素および補助構成要素を示す別の機能ブロック図である。ワイヤレス電力伝達システム300は、通信リンク376、案内リンク366、ならびにベースシステム誘導コイル304および電気車両誘導コイル316のための整合システム352、354を示している。図2に関して上記で説明したように、および電気車両112へのエネルギーフローを仮定すると、図3では、ベース充電システム電力インターフェース360が、ACまたはDC電源126などの電源からの電力を充電システム電力変換器336に与えるように構成され得る。ベース充電システム電力変換器336は、ベース充電システム電力インターフェース360からACまたはDC電力を受信して、ベースシステム誘導コイル304をその共振周波数においてまたはその共振周波数近くで励磁し得る。電気車両誘導コイル316は、近距離場結合モード領域にあるとき、近距離場結合モード領域からエネルギーを受信して、共振周波数においてまたは共振周波数近くで発振し得る。電気車両電力変換器338は、電気車両誘導コイル316からの発振信号を、電気車両電力インターフェースを介してバッテリーを充電するのに適した電力信号に変換する。
【００３７】
ベースワイヤレス充電システム302はベース充電システムコントローラ342を含み、電気車両充電システム314は電気車両コントローラ344を含む。ベース充電システムコントローラ342は、たとえば、コンピュータ、ワイヤレスデバイス、および電力分配センター、またはスマート電力網など、他のシステム(図示せず)へのベース充電システム通信インターフェースを含み得る。電気車両コントローラ344は、たとえば、車両上のオンボードコンピュータ、他のバッテリー充電コントローラ、車両内の他の電子システム、およびリモート電子システムなど、他のシステム(図示せず)への電気車両通信インターフェースを含み得る。
【００３８】
ベース充電システムコントローラ342および電気車両コントローラ344は、別個の通信チャネルをもつ特定の適用例のためのサブシステムまたはモジュールを含み得る。これらの通信チャネルは、別個の物理チャネルまたは別個の論理チャネルであり得る。非限定的な例として、ベース充電整合システム352は、自律的に、またはオペレータの支援により、ベースシステム誘導コイル304と電気車両誘導コイル316とをより厳密に整合させるためのフィードバック機構を与えるために通信リンク356を介して電気車両整合システム354と通信し得る。同様に、ベース充電案内システム362は、ベースシステム誘導コイル304と電気車両誘導コイル316とを整合させる際にオペレータを案内するためのフィードバック機構を与えるために案内リンク366を介して電気車両案内システム364と通信し得る。加えて、ベースワイヤレス電力充電システム302と電気車両充電システム314との間で他の情報を通信するためのベース充電通信システム372および電気車両通信システム374によってサポートされる、通信リンク376などの別個の汎用通信リンク(たとえば、チャネル)があり得る。この情報は、ベースワイヤレス電力充電システム302と電気車両充電システム314の両方の電気車両特性、バッテリー特性、充電ステータス、および電力容量に関する情報、ならびに電気車両112に関する保守および診断データを含み得る。これらの通信リンクまたはチャネルは、たとえば、Bluetooth（登録商標）、zigbee、セルラーなど、別個の物理通信チャネルであり得る。
【００３９】
電気車両コントローラ344は、電気車両主バッテリーの充電および放電を管理するバッテリー管理システム(BMS)(図示せず)、マイクロ波または超音波レーダー原理に基づく駐車支援システム、半自動式駐車動作を実行するように構成されたブレーキシステム、ならびに、駐車の正確性を高め、したがってベースワイヤレス充電システム102aおよび電気車両充電システム114のうちのいずれかにおける機械的水平誘導コイルの整合の必要性を低減し得る、概ね自動化された駐車「パークバイワイヤ(park by wire)」を支援するように構成されたステアリングホイールサーボシステム(steering wheel servo system)をも含み得る。さらに、電気車両コントローラ344は、電気車両112の電子機器と通信するように構成され得る。たとえば、電気車両コントローラ344は、視覚的出力デバイス(たとえば、ダッシュボードディスプレイ)、音響/オーディオ出力デバイス(たとえば、ブザー、スピーカー)、機械的入力デバイス(たとえば、キーボード、タッチスクリーン、およびジョイスティック、トラックボールなどのポインティングデバイス)、およびオーディオ入力デバイス(たとえば、電子音声認識によるマイクロフォン)と通信するように構成され得る。
【００４０】
さらに、ワイヤレス電力伝達システム300は、検出およびセンサーシステムを含み得る。たとえば、ワイヤレス電力伝達システム300は、運転手または車両を充電場所に適切に案内するためのシステムとともに使用するセンサー、必要な分離/結合により誘導コイルを相互に整合させるためのセンサー、結合を達成するために特定の高さおよび/または位置に電気車両誘導コイル316が移動するのを妨げ得る物体を検出するように構成されたセンサー、ならびにシステムの信頼できる無害で安全な動作を実行するためのシステムとともに使用する安全センサーを含み得る。たとえば、安全センサーは、安全範囲を越えてワイヤレス電力誘導コイル104a、116に近づいてくる動物または子供の存在の検出、加熱され得る(誘導加熱)ベースシステム誘導コイル304に近い金属物体の検出、ベースシステム誘導コイル304上の白熱物体などの危険な事象の検出、ならびにベースワイヤレス電力充電システム302および電気車両充電システム314の構成要素の温度監視のためのセンサーを含み得る。
【００４１】
ワイヤレス電力伝達システム300はまた、有線接続を介したプラグイン充電をサポートし得る。電気車両112との間で電力を伝達する前に、有線充電ポートが、2つの異なる充電器の出力を一体化し得る。スイッチング回路は、ワイヤレス充電と有線充電ポートを介した充電の両方をサポートするために必要に応じた機能を与え得る。
【００４２】
ベースワイヤレス充電システム302と電気車両充電システム314との間で通信するために、ワイヤレス電力伝達システム300は、帯域内シグナリングとRDデータモデムの両方(たとえば、許可されていない帯域での無線によるイーサネット（登録商標）)を使用し得る。帯域外通信は、車両のユーザ/所有者への付加価値サービスの割振りに十分な帯域幅を与え得る。ワイヤレス電力キャリアの低深度振幅または位相変調は、干渉を最小限に抑えた帯域内シグナリングシステムとしての働きをし得る。
【００４３】
加えて、何らかの通信が、特定の通信アンテナを使用せずにワイヤレス電力リンクを介して実行され得る。たとえば、ワイヤレス電力誘導コイル304および316はまた、ワイヤレス通信送信機としての働きをするように構成され得る。したがって、ベースワイヤレス電力充電システム302のいくつかの実施形態は、ワイヤレス電力経路におけるキーイングタイププロトコルを可能にするためのコントローラ(図示せず)を含み得る。あらかじめ定義されたプロトコルであらかじめ定義された間隔で送信電力レベルをキーイングすること(振幅シフトキーイング)によって、受信機は送信機からのシリアル通信を検出し得る。ベース充電システム電力変換器336は、ベースシステム誘導コイル304によって生成された近距離場の近傍におけるアクティブな電子車両受信機の有無を検出するための負荷感知回路(図示せず)を含み得る。例として、負荷感知回路は、ベースシステム誘導コイル104aによって生成された近距離場の近傍におけるアクティブな受信機の有無によって影響を及ぼされる電力増幅器に流れる電流を監視する。電力増幅器上の負荷の変化の検出は、エネルギーを伝送するために発振器を有効にすべきかどうか、アクティブな受信機と通信すべきかどうか、またはそれらの組合せを決定する際に使用するためにベース充電システムコントローラ342によって監視され得る。
【００４４】
ワイヤレス高電力伝達を可能にするために、いくつかの実施形態は、10〜60kHzの範囲内の周波数で電力を伝達するように構成され得る。この低周波数結合は、固体デバイスを使用して達成され得る高効率な電力変換を可能にし得る。加えて、無線システムによる共存問題が他の帯域と比べて少なくなり得る。
【００４５】
説明したワイヤレス電力伝達システム100は、再充電可能または交換可能なバッテリーを含む様々な電気車両112で使用され得る。図4は、本発明の例示的な実施形態による、電気車両412に配置された交換可能無接点バッテリーを示す機能ブロック図である。本実施形態では、ワイヤレス電力インターフェース(たとえば、充電器バッテリー間コードレスインターフェース426)を組み込み、地中に埋め込まれた充電器(図示せず)から電力を受信し得る、電気車両バッテリーユニットにとって、低バッテリー位置は有益であり得る。図4において、電気車両バッテリーユニットは、再充電可能バッテリーユニットであり得、バッテリーコンパートメント424に収容され得る。電気車両バッテリーユニットはワイヤレス電力インターフェース426をも与え、ワイヤレス電力インターフェース426は、共振誘導コイル、電力変換回路、ならびに地上ベースワイヤレス充電ユニットと電気車両バッテリーユニットとの間の効率的で安全なワイヤレスエネルギー伝達のために必要に応じた他の制御および通信機能を含む、電気車両ワイヤレス電力サブシステム全体を組み込み得る。
【００４６】
電気車両誘導コイルは、突き出た部分がないように、および、指定された地上車体間間隔が維持され得るように、電気車両バッテリーユニットまたは車体の底面と面一に組み込まれることが有益であり得る。この構成は、電気車両ワイヤレス電力サブシステム専用の電気車両バッテリーユニット内にある程度の空間を必要とし得る。電気車両バッテリーユニット422は、バッテリーEV間コードレスインターフェース428と、図1に示されているように電気車両412とベースワイヤレス充電システム102aとの間で無接点電力および通信を与える充電器バッテリー間コードレスインターフェース426とをも含み得る。
【００４７】
いくつかの実施形態では、および図1を参照すると、ベースシステム誘導コイル104aおよび電気車両誘導コイル116は固定位置にあり得、これらの誘導コイルは、ベースワイヤレス充電システム102aに対する電気車両誘導コイル116の全体的配置によって近距離場結合領域内に置かれる。しかしながら、エネルギー伝達を迅速に、効率的に、および安全に実行するために、ベースシステム誘導コイル104aと電気車両誘導コイル116との間の距離は、結合を改善するために短縮される必要があり得る。したがって、いくつかの実施形態では、ベースシステム誘導コイル104aおよび/または電気車両誘導コイル116は、それらの整合を改善するように展開可能および/または移動可能であり得る。
【００４８】
図5A、図5B、図5C、および図5Dは、本発明の例示的な実施形態による、バッテリーに対する誘導コイルおよびフェライト材料の配置に関する例示的な構成の図である。図5Aは、完全フェライト埋込み型誘導コイル536aを示している。ワイヤレス電力誘導コイルは、フェライト材料538aと、フェライト材料538aの周りに巻かれたコイル536aとを含み得る。コイル536a自体は、標準的なリッツワイヤから作られ得る。導電性シールド層532aは、車両の同乗者を過剰なEMF伝導から保護するために与えられ得る。導電性シールディングは、プラスチックまたは複合物から作られた車両では特に有益であり得る。
【００４９】
図5Bは、結合を高めるための、また導電性シールド532bにおける渦電流(熱放散)を減らすための、最適に寸法決定されたフェライトプレート(たとえば、フェライトバッキング)を示している。コイル536bは、非導電性の非磁性(たとえば、プラスチック)材料中に完全に埋め込まれ得る。たとえば、図5A〜図5Dに示されているように、コイル536bは、保護ハウジング534b中に埋め込まれ得る。磁気結合とフェライトヒステリシス損との間のトレードオフの結果として、コイル536bとフェライト材料538bとの間に分離があり得る。
【００５０】
図5Cは、コイル536c(たとえば、銅リッツワイヤ多巻きコイル)が横(「X」)方向に移動可能であり得る別の実施形態を示している。図5Dは、誘導コイルモジュールが下方向に展開された別の実施形態を示している。いくつかの実施形態では、バッテリーユニットは、ワイヤレス電力インターフェースの一部として、展開可能な電気車両誘導コイルモジュール542dおよび展開不可能な電気車両誘導コイルモジュール542dのうちの1つを含む。磁場がバッテリー空間530dに、また車両の内部に侵入するのを防ぐために、バッテリー空間530dと車両との間に導電層シールド532d(たとえば、銅板)があり得る。さらに、導電層シールド532d、コイル536d、およびフェライト材料538dを環境の影響(たとえば、機械的損傷、酸化など)から保護するために、非導電性(たとえば、プラスチック)保護層534dが使用され得る。さらに、コイル536dは、横X方向および/またはY方向に移動可能であり得る。図5Dは、電気車両誘導コイルモジュール542dがバッテリーユニット本体に対して下方Z方向に展開された一実施形態を示している。
【００５１】
この展開可能な電気車両誘導コイルモジュール542dの設計は、電気車両誘導コイルモジュール542dに導電性シールディングがないことを除いて、図5Bの設計と同様である。導電性シールド532dは、バッテリーユニット本体に付帯している。電気車両誘導コイルモジュール542dが展開された状態にないときに、保護層534d(たとえば、プラスチック層)は、導電性シールド532dと電気車両誘導コイルモジュール542dとの間に与えられる。電気車両誘導コイルモジュール542dをバッテリーユニット本体から物理的に分離することは、誘導コイルの性能に良い影響を及ぼし得る。
【００５２】
上記で説明したように、展開された電気車両誘導コイルモジュール542dは、コイル536d(たとえば、リッツワイヤ)およびフェライト材料538dのみを含んでいることがある。フェライトバッキングは、結合を高めるために、また車両の底部または導電層シールド532dにおける過剰な渦電流損から保護するために、与えられ得る。さらに、電気車両誘導コイルモジュール542dは、電力変換電子機器およびセンサー電子機器への柔軟なワイヤ接続を含み得る。このワイヤ束は、電気車両誘導コイルモジュール542dを展開するための機械ギアに組み込まれ得る。
【００５３】
図1を参照すると、上記で説明した充電システムは、電気車両112を充電するために、または電力網に電力を伝達して戻すために、様々な場所において使用され得る。たとえば、電力の伝達は駐車場環境において行われ得る。本明細書では「駐車エリア」が「駐車スペース」と呼ばれることもあることに留意されたい。車両ワイヤレス電力伝達システム100の効率を向上させるために、電気車両112は、電気車両112内の電気車両誘導コイル116が、関連する駐車エリア内のベースワイヤレス充電システム102aと適切に整合されることを可能にするために、X方向およびY方向に沿って整合され得る。
【００５４】
さらに、開示する実施形態は、1つまたは複数の駐車スペースまたは駐車エリアを有する駐車場に適用可能であり、駐車場内の少なくとも1つの駐車スペースがベースワイヤレス充電システム102aを含み得る。電気車両112内の電気車両誘導コイル116をベースワイヤレス充電システム102aと整合させるように車両オペレータが駐車エリアに電気車両112を配置するのを支援するために、案内システム(図示せず)が使用され得る。案内システムは、電気車両112内の誘導コイル116が充電ベース(たとえば、ベースワイヤレス充電システム102a)内の充電誘導コイルと適切に整合されることを可能にするように電気車両オペレータが電気車両112を配置するのを支援するための、電子ベースの手法(たとえば、無線測位、方向探知原理、ならびに/あるいは光学的、準光学的および/または超音波感知方法)または機械ベースの手法(たとえば、車両車輪ガイド、トラックまたはストップ)、またはそれらの任意の組合せを含み得る。
【００５５】
上記で説明したように、電気車両充電システム114は、ベースワイヤレス充電システム102aから電力を送信および受信するために電気車両112の下面に配置され得る。たとえば、電気車両誘導コイル116は、好ましくは中心位置の近くで車両底部に組み込まれ、EM曝露に関して最大安全距離が与えられ、電気車両の前方および後方駐車が可能になり得る。
【００５６】
図6は、本発明の例示的な実施形態による、電気車両をワイヤレス充電するために使用され得る例示的な周波数を示す周波数スペクトルのチャートである。図6に示されているように、電気車両へのワイヤレス高電力伝達のための潜在的周波数範囲は、3kHz〜30kHz帯域におけるVLFと、いくつかの除外がある(ISM様の適用例のための)30kHz〜150kHz帯域におけるより低いLFと、HF 6.78MHz(ITU-R ISM帯域6.765〜6.795MHz)と、HF 13.56MHz(ITU-R ISM帯域13.553〜13.567)と、HF 27.12MHz(ITU-R ISM帯域26.957〜27.283)とを含み得る。
【００５７】
図7は、本発明の例示的な実施形態による、ワイヤレス充電電気車両において有用であり得る例示的な周波数および伝送距離を示すチャートである。電気車両ワイヤレス充電のために有用であり得るいくつかの例示的な伝送距離は、約30mm、約75mm、および約150mmである。いくつかの例示的な周波数は、VLF帯域では約27kHz、およびLF帯域では約135kHzであり得る。
【００５８】
電気車両の充電サイクル中に、ワイヤレス電力伝達システムのベース充電ユニット(BCU:Base Charging Unit)が様々な動作状態を経ることがある。ワイヤレス電力伝達システムは「充電システム」と呼ばれることがある。BCUは、図1のベースワイヤレス充電システム102aおよび/または102bを含み得る。BCUは、コントローラおよび/または図2に示されているような電力変換器236などの電力変換ユニットをも含み得る。さらに、BCUは、図1に示されているような誘導コイル104aおよび104bなど、誘導コイルを含む1つまたは複数のベース充電パッドを含み得る。BCUが充電サイクルの様々な動作状態を経るとき、BCUは充電ステーションと対話する。充電ステーションは、図1に示されているようなローカル分配センター130を含み得、コントローラと、グラフィカルユーザインターフェースと、通信モジュールと、リモートサーバまたはサーバのグループへのネットワーク接続とをさらに含み得る。
【００５９】
図8に、充電システム800など、ワイヤレス電力伝達システムの例示的なブロック図を示す。充電システム800は電源ユニット802を含む。電源ユニット802は、充電ステーション804とベース充電ユニット(BCU)810とを含む。充電ステーション804は、主電源から電力を受信し、電力機器834にフィードする、入力を含み得る。いくつかの態様では、電力機器834は、1つまたは複数のヒューズおよび/または回路遮断器、残留電流デバイス、ならびに/あるいは接触器を含む。たとえば、ヒューズおよび/または回路遮断器の出力が、電気ショックからの追加保護のために残留電流デバイスにフィードされ得、接触器は、充電システム800の様々な構成要素に電力を分配するために使用され得る。充電ステーション804は、充電ステーション804の動作を制御するためのコントローラ806をも含み得る。いくつかの態様では、コントローラ806はグラフィカルユーザインターフェース(GUI)/通信モジュールを含み得る。たとえば、GUI/通信モジュールは、ユーザが、タッチスクリーン、キーパッドなどのユーザ入力デバイス、または他の好適なユーザ入力デバイスを介してシステムと通信することを可能にし得る。コントローラ806は、たとえば、GUI/通信モジュールを使用して、充電ステーション804がネットワーク818を介して1つまたは複数のサーバ816および/またはリモートユーザデバイス820と通信することをも可能にし得る。ネットワーク818は、たとえば、インターネット、ワイドエリアネットワーク(WAN)、ワイヤレスローカルエリアネットワーク(WLAN)など、任意のタイプの通信ネットワークであり得る。電源ユニット802はBCU810をさらに含む。BCU810は、コントローラ812とベース電力変換ユニット814とを含む。ベース電力変換ユニット814は、電力機器834から電力を受信し、たとえば、電力送信機を使用して、ベースパッド822に電力を出力し得る。いくつかの態様では、BCU810は、電源ユニット802から分離され、スタンドアロンユニットとして操作され得る。いくつかの態様では、ベースパッド822はBCU810中に含まれ得る。いくつかの態様では、ベースパッド822は、図1に示されたベースシステム誘導コイル104など、ベースシステム誘導コイルを含む。BCU810は、アンテナ832を介して電気車両824の車両充電ユニット(VCU:Vehicle Charging Unit)と通信するために使用され得るアンテナ830を含む。VCUは、コントローラ826と車両パッド828とを含み得る。いくつかの態様では、VCUはコントローラ826のみを含み得る。アンテナ830とアンテナ832との間の通信チャネルは、たとえば、Bluetooth（登録商標）、zigbee、セルラー、WLANなど、任意のタイプの通信チャネルであり得る。BCU810とVCUとの間の通信に応答して、BCU810は、以下で説明するように、充電ステーション804と通信し得る。
【００６０】
図9に、図8に示されたBCU810など、BCUが、電気車両にワイヤレス電力を伝達するためにワイヤレス電力伝達システムの充電サイクル中に経る、様々な動作状態の一例を示す。充電サイクルは、ワイヤレス電力伝達システムと電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクがそれの間に確立される、少なくとも1つの初期化状態を含む複数の動作状態を含むことができる。少なくとも1つの初期化状態は、以下でより十分に説明するように、ワイヤレス電力伝達システムとの電気車両の整合がそれの間に実行される、少なくとも1つの整合状態を含むことができる。充電サイクルが開始すると、BCUはセットアップ状態902にある。図10に、セットアップ状態902および待機中(接続なし)状態904の一例と、セットアップ状態および待機中(接続なし)状態においてBCUと充電ステーションとの間で交換されるメッセージの一例とを示す。BCUは、電源投入されると(たとえば、充電サイクルが開始すると)、セットアップ状態902に入る。セットアップ状態902中に、電源は、1つまたは複数の電気車両と通信するために通信モジュール(たとえば、Bluetooth（登録商標）モジュール)を初期化することを含む、セットアップタスクを実行し得る。この動作状態中に、BCUは、いかなる入力をも受け付けないことがある。セットアップ状態902は、5秒まで持続し得、セットアップが完了すると、自動的に終了し得る。セットアップ状態の終了時に、BCUは、充電ステーションにBCU IDと、BCUステータスと、充電ステータスとを示す、充電システムステータスメッセージ1002を充電ステーションに送り得る。充電システムステータスメッセージ1002を受信すると、充電ステーションは、それ自体の一意的IDおよびステータスとともに、充電ステーションステータスメッセージ1004をBCUに返送し得る。充電ステーションステータスメッセージ1004は、セットアップ状態902中にまたは待機中(接続なし)状態904中に送信され得る。
【００６１】
待機中(接続なし)状態904では、BCUはネットワーク接続(たとえば、Bluetooth（登録商標）接続)を待ち得る。この動作状態では、BCUは、図8に示されたコントローラ812、ベース電力変換814、ベースパッド822など、様々なサブシステムの健康状態を周期的に検査し得、充電システムの動作ステータス(たとえば、BCUステータスおよび充電ステータス)を示す充電システムステータスメッセージ1006を充電ステーションに送り得る。BCUは、X秒ごとに(たとえば、5秒ごとに)様々なサブシステムの健康状態を検査し得、BCUは、サブシステムの健康状態が検査されるたびに、充電システムの動作ステータスを示す充電システムステータスメッセージを充電ステーションに送信し得る。その特定の動作ステータス(たとえば、エラーまたは特定の障害なし)は、メッセージの一部として適切な診断コードとともに搬送され得る。充電システムステータスメッセージを受信すると、充電ステーションは、コントローラ806、GUI/通信モジュールなど、充電ステーションサブシステムの動作ステータスを示す充電ステーションステータスメッセージ1008をBCUに返信し得る。充電ステーションは、充電ステーションがBCUから充電システムステータスメッセージを受信するまで、BCUのステータスを「利用不可能」として維持し得る。いくつかの態様では、充電ステーションが、特定の数の連続する報告期間(たとえば、少なくとも2つの連続する報告期間)の間、BCUから充電システムステータスメッセージを受信しない場合、充電ステーションは、BCUのステータスを「利用不可能」としてマークし得る。いくつかの態様では、BCUのステータスは、充電ステーションによって、ネットワーク818を介してサーバ816またはリモートユーザデバイス820など、外部ソースに報告され得る。同様に、BCUが充電ステーションから充電ステーションステータスメッセージを受信するまで、BCUは、充電ステーションのステータスを「利用不可能」として維持し得る。いくつかの態様では、BCUが、特定の数の連続する報告期間の間、充電ステーションから充電ステーションステータスメッセージを受信しない場合、BCUは、充電ステーションのステータスを「利用不可能」としてマークするだろう。いくつかの態様では、充電システム
ステータスメッセージまたは充電ステーションステータスメッセージの受信は、ステータスを更新し、報告期間をリセットし得る。
【００６２】
図11に、待機中(接続確立)状態906と、待機中(接続確立)状態906においてBCUと充電ステーションとの間で交換されるメッセージとの一例を示す。BCUは、電気車両が充電ステーションに接近し、図8に示された車両充電ユニット(VCU)など、VCUが、たとえば、上記で説明したようにアンテナ830および832を使用して、BCUとのネットワーク接続を確立するとき、この動作状態に遷移し得る。ネットワーク接続が確立されると、VCUは、VCUステータスメッセージ(図示せず)を使用してそれの一意的IDとステータスとをBCUに送り得る。VCUステータスメッセージを受信すると、BCUは、充電システムステータスを更新し(たとえば、「車両接続」)、VCU IDを記憶し得、VCUステータスをも更新し得る。BCUはまた、VCUにBCUのステータスと充電システムの最後のステータスとを送信し得る。待機中(接続確立)状態906では、BCUはまた、充電ステータス(たとえば、「車両接続」または「待機中接続」)を示す充電システムステータスメッセージ1102を充電ステーションに送信し、充電ステーションの更新されたステータスを示す充電ステーションステータスメッセージ1104を充電ステーションから受信し得る。BCUと充電ステーションとの間のステータスメッセージの交換の完了時に、障害またはエラーがないと判断された場合、BCUは、充電ステーションに「電力供給開始」メッセージ1106を送り得る。「電力供給開始」メッセージを受信すると、充電ステーションは、充電ステーション電力状態が「電力送出中」に変更されたことと、メッセージが受信に成功したこととを示す充電ステーションステータスメッセージ1108をBCUに返送し得る。充電ステーションは、次いで、BCUに主電力を送出することを開始し得る。いくつかの態様では、充電ステーションは、電源ユニット(PSU:power supply unit)に電力を送出し得、PSUは、その電力をBCUにまたは直接ベースパッドに与える。いくつかの態様では、BCUが、一定量の時間(たとえば、10ミリ秒)内に充電ステーションからステータスメッセージを受信しない場合、BCUは、充電ステーションを「利用不可能」として充電システムステータスを更新する前に、特定の量の回数(たとえば、2回)再試行し、VCUに充電ステーションの更新されたステータスを報告し得る。
【００６３】
いくつかの態様では、待機中(接続確立)状態906中に、VCUがBCUから切断し、充電ステーションがBCUに主電力を現在送出している場合、BCUは、充電ステーションに「電力供給停止」メッセージを送り得る。「電力供給停止」メッセージを受信すると、充電ステーションは、BCU、またはPSUに主電力を送出することを停止し、充電ステーションステータスを「待機中」として充電ステーションステータスメッセージをBCUに送り得る。いくつかの態様では、BCUは、「車両切断」で充電システムステータスを更新し得、VCU IDをクリアし得る。いくつかの態様では、BCUは待機中(接続なし)状態904に遷移して戻り得る。
【００６４】
図12に、電流感知状態908と、電流感知状態908においてBCUと充電ステーションとの間で交換されるメッセージとの一例を示す。電流感知状態908は整合状態と呼ばれることもあり、充電サイクルの少なくとも1つの初期化状態は(たとえば、ワイヤレス電力伝達システムとの電気車両の整合がそれの間に実行される)少なくとも1つの整合状態を含むことができる。BCUは、「電力供給開始」メッセージ1202(または「電力供給開始」メッセージ1106)に応答して充電ステーションステータスメッセージ1204(またはステータスメッセージ1108)が充電ステーションから受信されるとき、電流感知状態908に遷移し得る。電流感知状態908では、BCUは、ベースシステム誘導コイルを含むベースパッドを電気車両誘導コイルを含む車両パッドと整合させるのに十分な第1の電力レベルで受信電力を送信する。ベースパッドを車両パッドと整合させるのに十分な電力を与えるのに十分である任意の電流レベルが使用され得る。たとえば、BCUは、最大トラック電流の名目上10%である電流で、ベースシステム誘導コイルを含むベースパッドに通電し得る。いくつかの態様では、BCUは、最大しきい値レベル(たとえば、最大トラック電流、指定された安全レベルなど)の10%よりも小さい、50%よりも小さい、5%から15%の間である、または40%から60%の間である電流でベースパッドに通電し得る。別の例では、BCUは、最大トラック電流の名目上50%である電流でベースパッドに通電し得る。いくつかの態様では、BCUは、VCUが、電力がシャットダウンされることを要求し、その場合、動作状態が、待機中(接続確立)状態906または待機中(接続なし)状態904に遷移して戻ることになるまで、電流感知状態908にとどまり得る。いくつかの態様では、電流感知状態908は、VCUが、電力伝達(たとえば、電気車両の充電)が開始することを要求し、その場合、状態が実行状態910に遷移することになるまで、持続し得る。電流感知状態908では、BCUは、図12に示されているように充電ステーションとの間でステータスを周期的に送信および受信し続け、メッセージに基づいて充電ステーションのステータスを更新し得る。充電ステーションも、受信されたステータスメッセージに基づいてBCUとVCUとのステータスを更新し得る。たとえば、BCUは、充電システムの充電ステータスが「整合中」であることを示す充電システムステータスメッセージ1206を充電ステーションに送信し得る。充電ステーションは、充電ステーションが「電力送出」し続けていることを示す、または、VCUが、電力がシャットダウンされることを要求した場合、充電ステーションが「待機中」であることを示す、充電ステーションステータスメッセージ1208で応答し得る。BCUは、充電システムステータスおよび充電ステーションステータスを更新するためにX秒ごとに(たとえば、2秒ごとに)ステータスメッセージ1210を送り、ステータスメッセージ1212を受信し得る。
【００６５】
図13に、実行状態910と、実行状態910においてBCUと充電ステーションとの間で交換されるメッセージとの一例を示す。実行状態910は充電状態と呼ばれることもあり、充電サイクルは(たとえば、ワイヤレス電力伝達システムから電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される)少なくとも1つの充電状態を含むことができる。いくつかの態様では、BCUは、VCUによって指令されると、実行状態910に遷移し得る。いくつかの態様では、BCUは、充電ステーションによって指令されると、実行状態910に遷移し得る。実行状態910に入ると、BCUは、充電ステータスを「充電開始」として示す充電システムステータスメッセージ1302を充電ステーションに送信し得る。いくつかの態様では、VCUまたは充電ステーションから充電を開始するようにとのコマンドを受信したことに応答して、BCUは、電気車両を充電するかまたはそれに電力供給するのに十分な第2の電力レベルで車両充電ユニットに電力を送信し得る。たとえば、BCUは、電気車両を充電するかまたはそれに電力供給するのに十分である電流で、ベースシステム誘導コイルを含むベースパッドに通電し得、その電流は、最大トラック電流の名目上100%まで(たとえば、最大トラック電流の少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%など)であり得る。たとえば、少なくとも1つの初期化状態の少なくとも1つの整合状態中に、ベースパッドは第1の電流で通電され得、少なくとも1つの充電状態中に、ベースパッドは第1の電流よりも大きい第2の電流で通電され得る。
【００６６】
いくつかの態様では、充電が電気車両のために実際に開始された時間を示すために、実行状態910への遷移に関連する第1のタイムスタンプが、BCUまたは充電ステーションによって生成され得、BCUまたは充電ステーションによってネットワーク818を介してサーバ816またはリモートユーザデバイス820など、外部ソースに報告され得る。このタイムスタンプは「充電開始タイムスタンプ」と呼ばれることがある。たとえば、この第1のタイムスタンプは、(たとえば、充電サイクルの少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して)ワイヤレス電力伝達の開始時間を示すことができる。
【００６７】
実行状態910では、BCUは、図13に示されているように充電ステーションとの間でステータスメッセージを周期的に送信および受信し続け得る。たとえば、VCUまたは充電ステーションから充電を開始するようにとのコマンドを受信した後に、BCUは、充電システムの充電ステータスが「充電中」であることを示す充電システムステータスメッセージ1302を充電ステーションに送信し得る。充電ステーションが電力を送出していない場合、充電ステーションは、BCUまたはPSUに電力を送出することを開始し得る。ステータスメッセージ1302を受信すると、充電ステーションは、第1のタイムスタンプを生成し得、充電ステーションステータスを「電力送出」として示す充電ステーションステータスメッセージ1304で応答し得る。ステータスメッセージ1304を受信すると、BCUは、充電ステーションのステータスを更新し得る。BCUは、充電ステーションとの間で、周期的に、ステータスメッセージ1306などのステータスメッセージを送り、ステータスメッセージ1308などのステータスメッセージを受信し続け、それらのメッセージに基づいて充電ステーションのステータスを更新し得る。充電ステーションも、受信されたステータスメッセージに基づいてBCUとVCUとのステータスを更新し得る。BCUは、電力がシャットダウンされるという要求をVCUから受信し得、充電システムステータスおよびBCU状態が「待機中(接続確立)」であることを示す充電システムステータスメッセージ1310を充電ステーションに送信し得る。充電ステーションは、充電ステーションステータスが「待機中」であることを示す充電ステーションステータスメッセージ1312で応答し得る。電気車両の充電の完了時に、あるいはシャットダウンコマンドまたはエラーを受信すると、BCUは、充電ステーションに「電力供給停止」ステータスメッセージ1314を送信し得、そのとき、充電ステーションは、充電ステーションステータスが「待機中」であることを示す充電ステーションステータスメッセージ1316で応答し得る。BCUは、充電システムステータスおよび充電ステーションステータスを更新するためにX秒ごとに(たとえば、2秒ごとに)ステータスメッセージ1210を送り、ステータスメッセージ1212を受信し得る。メッセージ1310、13
12、1314、および1316は、シャットダウン状態912あるいはエラー状態914および/または916など、後続の状態中に発生し得る。
【００６８】
いくつかの態様では、BCUは、VCUによって指令されると、シャットダウン状態912に移り得る。シャットダウン状態912に入ると、BCUは、トラック電流を0に設定し得、VCUからの命令を待ち得る。いくつかの態様では、BCUは、トラック電流を0に設定するように充電ステーションに指令し得る。BCUは、「充電停止」ステータスを示す、ステータスメッセージ1310または1314などのステータスメッセージを充電ステーションに送信し得る。
【００６９】
シャットダウン状態912に入ると、充電が電気車両のために実際に停止された時間を示すために、このイベントに関連する第2のタイムスタンプが、BCUまたは充電ステーションによって生成され得、BCUまたは充電ステーションによってネットワーク818を介してサーバ816またはリモートユーザデバイス820など、外部ソースに報告され得る。この第2のタイムスタンプは「充電終了タイムスタンプ」と呼ばれることがある。たとえば、この第2のタイムスタンプは、ワイヤレス電力伝達の終了時間を示すことができる。
【００７０】
充電開始タイムスタンプ(たとえば、第1のタイムスタンプ)および充電終了タイムスタンプ(たとえば、第2のタイムスタンプ)は、充電ステーション、BCU、および/またはサーバ816などの外部ソースが、第1および第2のタイムスタンプに少なくとも部分的に基づいて(たとえば、第1のタイムスタンプによって示される時間と第2のタイムスタンプによって示される時間との間の時間の長さに基づいて、ピーク電力使用期間または非ピーク電力使用期間中の時間を示す第1のタイムスタンプと第2のタイムスタンプの一方または両方に基づいて)電気車両の充電についてユーザに対するコストを生成することを可能にし得る。車両の実際の充電の開始および終了におけるタイムスタンプの使用は、(ベースパッドの何らかの通電の開始および終了とは対照的に)少なくとも1つの充電動作状態の持続時間の、または電気車両ユーザよって消費された充電電力の、より正確な指示を可能にし得る。たとえば、ユーザは、ベースパッドと車両パッドとの整合中に使用された電力について課金されないことがあり、したがって、上記コストは、少なくとも1つの充電状態中に使用された電力についての課金を含み、少なくとも1つの初期化状態中に使用された電力についての課金を含まないであろう。シャットダウン状態912では、BCUは、充電ステーションとの間でステータスメッセージを周期的に送信および受信し続け、それらのメッセージに基づいて充電ステーションのステータスを更新し得る。充電ステーションも、受信されたステータスメッセージに基づいてBCUとVCUとのステータスを更新し得る。
【００７１】
BCUは、他の動作状態のいずれかからエラー状態914に遷移し得る。いくつかの態様では、BCUは、エラー条件がクリアされたと考えられた後、エラー状態914を出得る。エラー条件がクリアされた後、BCUは、待機中状態904または906に遷移して戻り得る。たとえば、熱的エラー(たとえば、過熱)の場合、BCUは、その機器または電源が冷えるまで、エラー状態914のままであることになる。いくつかの態様では、様々なタイプのエラー(たとえば、シュートスルー、不飽和化、コンピュータ障害、機器機能不全など)について、BCUは、5秒、1時間など、固定時間期間の間、エラー状態914のままであり得る。たとえば、BCUは、シュートスルーまたは不飽和化状態からの何らかの熱的遅れを等化するための供給時間を与えるために、15秒の期間の間、エラー状態914のままであり得る。いくつかの態様では、BCUは、充電システムステータスにおいて適切なエラー状態を捕捉し得、充電ステーションとの間でステータスメッセージを周期的に送信および受信し続け、それらのメッセージに基づいて充電ステーションのステータスを更新し得る。充電ステーションも、受信されたステータスメッセージに基づいてBCUとVCUとのステータスを更新し得る。
【００７２】
いくつかの態様では、BCUは、回復不可能な「深刻な」エラーなど、特定のイベントが発生する場合、致命的エラー状態916に遷移し得る。いくつかの態様では、通常回復可能なエラーが短い時間期間において数回繰り返す場合、致命的エラー状態916に遷移し得る。致命的エラー状態916では、BCUは、どのVCUおよび/または充電ステーションからのコマンドにもまったく反応しないことがある。いくつかの態様では、トラック電流は、0に戻るかまたは0にとどまることになる。いくつかの態様では、BCUは、電源への主電力を除去することと、次いで主電力を再開することとによって、致命的エラー状態916から遷移され得る。
【００７３】
いくつかの態様では、BCUと充電ステーションとの間のメッセージプロトコルは、RS-485リンク上でのModbus ASCIIであり得る。メッセージ構造は一連のASCII文字バイトを含み得る。たとえば、充電ステーションからBCUに送られるメッセージはASCII「C」文字で開始し得る。BCUから充電ステーションに送られるメッセージはASCII「P」文字で開始し得る。メッセージの第2の文字はコマンド文字を含み得る。メッセージの第3の文字は、前の文字+10進法32に等しいことがある。第4および後続のバイトは、随意であり得、コマンド文字に依存する長さとフォーマットとを用いたデータを保持し得る。いくつかの態様では、メッセージが複数のデータセットまたはパラメータを含んでいる場合、データセットまたはパラメータとそれらの値とを分離するためにASCII「,」が使用され得る。メッセージはASCII文字<LF>または<CR>で終了され得る。いくつかの態様では、コマンド文字のすべてが大文字ASCII文字であるものとして定義され得、メッセージの第3および第4の文字の影響は、メッセージの第3の文字が第2の文字の小文字バージョンとなることであり得る。いくつかの態様では、BCUと充電ステーションとの間のコマンドは明示的に肯定応答されない。たとえば、BCUは、マスタと見なされ得、すべてのコマンドを開始し得る。それに応答して、充電ステーションは、BCUからのあらゆるメッセージに応答してステータスメッセージを返送することを予想され得、そのステータスメッセージが肯定応答として働く。
【００７４】
いくつかの態様では、車両制御ユニット(VCU:Vehicle Control Unit)は、ベース充電ユニット(BCU)を検出し得、通信プロトコル(たとえば、Bluetooth（登録商標）、WiFiなど)を使用してそれらの間でデータを転送するためにBCUとの通信リンクを確立し得る。いくつかの態様では、VCUおよびBCUによって、それらの間の通信リンクの発見と確立とのために一般アクセスプロファイル(GAP:Generic Access Profile)が使用され得る。通信リンクを確立することに関与するVCUおよびBCUは一般表記法をとることができる。いくつかの態様では、BCUは、スレーブユニットであり得、ビーコンを送信し得、VCUは、マスタであり得、ビーコンを受信したことに応答してBCUに接続することを試み得る。この場合、VCUは、ビーコンを受信した後に、物理通信リンクの確立を開始し得る。イニシエータ(VCU)およびアクセプタ(BCU)は、GAPプロファイルに従って一般プロシージャを動作させ得る。
【００７５】
図14に、電気車両にワイヤレス電力を送出する例示的な方法のフローチャート1400を示す。ステップ1402において、本方法は、充電ステーションに電力についての要求を送信するステップ(たとえば、ワイヤレス電力伝達システムの充電サイクルを開始するステップ)によって開始する。たとえば、BCUが、VCUとの通信リンクを確立し得る。VCUから電力についての要求を受信したことに応答して、BCUは、主電力を要求する要求を充電ステーションに送信し得る。ステップ1404において、本方法は、充電ステーションから、要求された電力を受信するステップによって続く。ステップ1406において、本方法は、(たとえば、ワイヤレス電力伝達システムとの電気車両の整合がそれの間に実行される、少なくとも1つの整合状態において)ベースシステム誘導コイルを電気車両誘導コイルと整合させるのに十分な第1の電力レベルで受信電力を送信するステップによって続く。たとえば、BCUは、最大トラック電流の名目上10%である電流で、ベースシステム誘導コイルを含むベースパッドに通電し得る。この電流は、ベースパッドと電気車両パッドとを整合させるのに十分であり得る。ベースパッドとの車両パッドの整合は、ワイヤレス電力伝達のためにベースパッドと車両パッドとを構成することを含むことができる。いくつかの態様では、BCUは、ベースパッドを車両パッドと整合させるために、ベースパッドが移動することを引き起こし得る。いくつかの態様では、BCUは、車両パッドをベースパッドと整合させるために、車両パッドが移動することを引き起こし得る。いくつかの態様では、BCUは、車両パッドとベースパッドの両方が同時にまたは1つずつ移動することを引き起こし得る。
【００７６】
いくつかの態様では、本方法は、VCUからデータの第1のセットを受信するステップと、データの第1のセットに応答して、(たとえば、ワイヤレス電力伝達システムから電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される、少なくとも1つの充電状態において)電気車両を充電するかまたはそれに電力供給するのに十分な第2の電力レベルでVCUに受信電力を送信するステップとをも含み得る。たとえば、BCUは、VCUによってまたは充電ステーションによって指令されると、実行状態910に遷移し得る。VCUまたは充電ステーションから充電を開始するようにとのコマンドを受信したことに応答して、BCUは、VCUに電力を与えるために、最大トラック電流の名目上100%までである電流で、ベースシステム誘導コイルを含むベースパッドに通電し得る。いくつかの態様では、本方法は、充電ステーションに充電ステータス更新を周期的に送信するステップと、充電ステーションから充電ステーションステータス更新を周期的に受信するステップと、充電ステーションステータス更新を受信するステップに応答して充電ステーションのステータスを更新するステップとをさらに含み得る。いくつかの態様では、本方法は、シャットダウンするようにとの要求が受信されるか、あるいはエラーまたは致命的エラーが発生するまで、第1の電力レベルまたは第2の電力レベルで受信電力を送信するステップをさらに含み得る。
【００７７】
図15に、電気車両に送出されるワイヤレス電力を監視する例示的な方法のフローチャート1500を示す。ステップ1502において、本方法は、電気車両の充電が開始したことを示すデータの第1のセットをベース充電ユニットから受信するステップによって開始する。たとえば、充電ステーションは、ステータスが「充電中」であることを示す充電システムステータスメッセージをBCUから受信し得る。ステップ1504において、本方法は、電気車両の充電のためのワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成するステップによって続く。いくつかの態様では、このタイムスタンプは「充電開始タイムスタンプ」と呼ばれることがある。たとえば、充電が電気車両のために実際に開始された時間を示すために、実行状態910への遷移に関連する充電開始タイムスタンプが、BCUまたは充電ステーションによって生成され得、BCUまたは充電ステーションによってネットワーク818を介してサーバ816またはリモートユーザデバイス820など、外部ソースに報告され得る。
【００７８】
ステップ1506において、本方法は、電気車両の充電が停止したことを示すデータの第2のセットをベース充電ユニットから受信するステップによって続く。たとえば、充電ステーションは、充電システムのステータスが「電力供給停止」であることを示すステータスメッセージをBCUから受信し得る。BCUは、エラーに応答して、または(たとえば電気車両が完全に充電された場合)電力を送出することを停止するようにとのVCUからのコマンドに応答して、電力供給停止ステータスメッセージを送信し得る。ステップ1508において、本方法は、電気車両の充電のためのワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成するステップによって続く。いくつかの態様では、このタイムスタンプは「充電終了タイムスタンプ」と呼ばれることがある。たとえば、シャットダウン状態912に入ると、充電が電気車両のために実際に停止された時間を示すために、充電終了タイムスタンプが、BCUまたは充電ステーションによって生成され得、BCUまたは充電ステーションによってネットワーク818を介してサーバ816またはリモートユーザデバイス820など、外部ソースに報告され得る。
【００７９】
第1の「充電開始」タイムスタンプおよび第2の「充電終了」タイムスタンプは、充電ステーションまたはBCUが、第1および第2のタイムスタンプに少なくとも部分的に基づいて(たとえば、第1のタイムスタンプによって示される時間と第2のタイムスタンプによって示される時間との間の時間の長さに基づいて、ピーク電力使用期間または非ピーク電力使用期間中の時間を示す第1のタイムスタンプと第2のタイムスタンプの一方または両方に基づいて)電気車両の充電についてユーザに対するコストを生成することを可能にし得る。いくつかの態様では、本方法は、BCUに充電ステーションステータス更新を周期的に送信するステップと、BCUから充電ステータス更新を周期的に受信するステップとをさらに含み得る。いくつかの態様では、本方法は、充電ステータス更新を受信するステップに応答してベース充電ユニットのステータスを更新するステップおよび/または電気車両のVCUのステータスを更新するステップをさらに含む。いくつかの態様では、本方法は、ベースシステム誘導コイルが電気車両の電気車両誘導コイルと整合していることを示すデータの第3のセットをベース充電ユニットから受信するステップをさらに含み得る。たとえば、BCUからデータの第1のセットを受信する前に、本方法は、充電システムが「整合中」充電状態にあることを示すデータをベース充電ユニットから受信し得る。
【００８０】
図16は、本発明の例示的な実施形態による、ワイヤレス電力装置1600の機能ブロック図である。ワイヤレス電力装置が、図16に示された簡略化されたワイヤレス通信デバイス1600よりも多くの構成要素を有し得ることを、当業者は諒解されよう。図示されたワイヤレス電力装置1600は、特許請求の範囲内の実装形態のいくつかの顕著な特徴について説明するのに有用な構成要素のみを含む。ワイヤレス電力装置1600は、図1〜図15に関して説明した様々なアクションのための、要求を送信するための手段1602と、受信するための手段1604と、受信電力を送信するための手段1606とを含む。
【００８１】
要求を送信するための手段1602は、図14に示されたブロック1402に関して上記で説明した機能のうちの1つまたは複数を実行するように構成され得る。要求を送信するための手段1602は、図8に関して上記で説明したアンテナ830およびコントローラ812のうちの1つまたは複数、ならびに/または図3に関して上記で説明したベース充電通信システム372、ベース充電案内システム362、およびベース充電整合システム352のうちの1つまたは複数に対応し得る。受信するための手段1604は、図14に示されたブロック1404に関して上記で説明した機能のうちの1つまたは複数を実行するように構成され得る。受信するための手段1604は、図8に関して上記で説明したアンテナ830およびコントローラ812のうちの1つまたは複数、ならびに/または図3に関して上記で説明したベース充電通信システム372、ベース充電案内システム362、およびベース充電整合システム352のうちの1つまたは複数に対応し得る。受信電力を送信するための手段1606は、図14に示されたブロック1406に関して上記で説明した機能のうちの1つまたは複数を実行するように構成され得る。受信電力を送信するための手段1606は、図8に関して上記で説明したコントローラ812、ベース電力変換814、およびベースパッド822のうちの1つまたは複数、ならびに/または図3に関して上記で説明したベース充電システムコントローラ342、ベース充電システム電力変換器、およびベースシステム誘導コイル304のうちの1つまたは複数に対応し得る。
【００８２】
図17は、本発明の例示的な実施形態による、ワイヤレス電力装置1700の機能ブロック図である。ワイヤレス電力装置が、図17に示された簡略化されたワイヤレス通信デバイス1700よりも多くの構成要素を有し得ることを、当業者は諒解されよう。図示されたワイヤレス電力装置1700は、特許請求の範囲内の実装形態のいくつかの顕著な特徴について説明するのに有用な構成要素のみを含む。ワイヤレス電力装置1700は、図1〜図15に関して説明した様々なアクションのための、データを受信するための手段1702と、生成するための手段1704とを含む。
【００８３】
データを受信するための手段1702は、図15に示されたブロック1502および1506に関して上記で説明した機能のうちの1つまたは複数を実行するように構成され得る。データを受信するための手段1702は、図8に関して上記で説明したコントローラ806のアンテナおよびGUI/通信モジュールのうちの1つまたは複数に対応し得る。生成するための手段1704は、図15に示されたブロック1504および1508に関して上記で説明した機能のうちの1つまたは複数を実行するように構成され得る。生成するための手段1704は、図8に関して上記で説明したコントローラ806およびGUI/通信モジュールのうちの1つまたは複数に対応し得る。
【００８４】
少なくとも1つの電気車両誘導コイルを有する車両パッドを含む電気車両を充電するためのワイヤレス電力装置は、本装置から車両パッドに電力をワイヤレス伝達するための手段(たとえば、少なくとも1つのベースシステム誘導コイルを有するベースパッド)を含むことができる。本装置は、本装置の充電サイクルを制御するための手段(たとえば、少なくとも1つのプロセッサ)をさらに含むことができる。充電サイクルは、ワイヤレス電力装置と電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクがそれの間に確立される、少なくとも1つの初期化状態を含むことができる。少なくとも1つの初期化状態は、電力をワイヤレス伝達するための手段との車両パッドの整合がそれの間に実行される、少なくとも1つの整合状態と、ワイヤレス電力装置から電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される、少なくとも1つの充電状態とを含むことができる。本装置は、少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成するための手段(たとえば、少なくとも1つのプロセッサ)と、ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成するための手段(たとえば、少なくとも1つのプロセッサ)とをさらに含むことができる。本装置は、第1のタイムスタンプと第2のタイムスタンプとに少なくとも部分的に基づいてコストを生成するための手段(たとえば、少なくとも1つのプロセッサ)をさらに含むことができる。
【００８５】
図18に、電気車両にワイヤレス電力を伝達する例示的な方法1800のフローチャートを示す。動作ブロック1802において、方法1800は、ワイヤレス電力伝達システムの充電サイクルを開始するステップを含む。充電サイクルは、充電に十分なワイヤレス電力リンクがそれの間に確立される、初期化状態と、ワイヤレス電力伝達システムから電気車両へのワイヤレス電力伝達がそれの間に実行される、少なくとも1つの充電状態とを含む、複数の動作状態を含む。動作ブロック1804において、方法1800は、少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成するステップをさらに含む。動作ブロック1806において、方法1800は、ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成するステップをさらに含む。
【００８６】
上記で説明した方法の様々な動作は、様々なハードウェアおよび/またはソフトウェア構成要素、回路、および/またはモジュールなど、それらの動作を実行することが可能な任意の好適な手段によって実行され得る。一般に、図に示されるいずれの動作も、それらの動作を実行することが可能な対応する機能的手段によって実行され得る。
【００８７】
情報および信号は、様々な異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して表され得る。たとえば、上記の説明全体にわたって言及され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光場または光学粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表され得る。
【００８８】
本明細書で開示した実施形態に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得る。ハードウェアとソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップについて、概してそれらの機能に関して上記で説明した。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。説明した機能は特定の適用例ごとに様々な方法で実装され得るが、そのような実装の決定は、本発明の実施形態の範囲からの逸脱を生じさせるものと解釈されるべきではない。
【００８９】
本明細書で開示した実施形態に関して説明した様々な例示的なブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)または他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートまたはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、あるいは、本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せで、実装または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。また、プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実装され得る。
【００９０】
本明細書で開示する実施形態に関して説明した方法またはアルゴリズムのステップおよび機能は、直接ハードウェアで実施されるか、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで実施されるか、またはその2つの組合せで実施され得る。ソフトウェアで実装される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとして、有形な非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶されるか、または有形な非一時的コンピュータ可読媒体を介して送信され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ(ROM)、電気的プログラマブルROM(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルROM(EEPROM)、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、CD ROM、または、当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体中に常駐し得る。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサと一体であり得る。本明細書で使用する場合、ディスク(disk)およびディスク(disc)は、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザーディスク（登録商標）(disc)、光ディスク、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピー（登録商標）ディスク(disk)、およびブルーレイディスク(disc)を含み、ディスク(disk)は、通常、磁気的にデータを再生し、ディスク(disc)は、レーザーで光学的にデータを再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。プロセッサおよび記憶媒体はASIC中に常駐し得る。ASICはユーザ端末中に常駐し得る。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末中に個別構成要素として常駐し得る。
【００９１】
本開示を要約する目的で、本発明のいくつかの態様、利点および新規の特徴について本明細書で説明した。必ずしもすべてのそのような利点が本発明の特定の実施形態に従って実現されるとは限らないことを理解されたい。したがって、本発明は、本明細書で教示または示唆され得るように他の利点を必ずしも実現することなく、本明細書で教示されたように1つの利点または利点のグループを実現または最適化する形で実施または実行され得る。
【００９２】
上記で説明した実施形態の様々な修正は容易に明らかになり、本明細書で定義された一般原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は、本明細書で示された実施形態に限定されるものではなく、本明細書で開示された原理および新規の特徴に矛盾しない最も広い範囲を与えられるべきである。
【符号の説明】
【００９３】
100  ワイヤレス電力伝達システム
102a  ベースワイヤレス充電システム
102a  ワイヤレス充電システム
102b  ベースワイヤレス充電システム
104a  ベースシステム誘導コイル
104a  誘導コイル
104a  ワイヤレス電力誘導コイル
104b  誘導コイル
108  通信リンク
110  電力リンク
112  電気車両
114  電気車両ワイヤレス充電システム
114  電気車両充電システム
116  電気車両誘導コイル
116  誘導コイル
116  ワイヤレス電力誘導コイル
118  バッテリーユニット
126  ACまたはDC電源
130  ローカル分配センター
132  電力バックボーン
134  通信バックホール
136  アンテナ
138  アンテナ
140  アンテナ
【図１】
2015528272.tif 000003
【図２】
2015528272.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2015528272.tif 000010
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2015528272.tif 000016
【図１２】
2015528272.tif 000017
【図１３】
2015528272.tif 000018
【図１４】
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【図１５】
2015528272.tif 000020
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年4月22日(2014.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気車両にワイヤレス電力を伝達する方法であって、前記方法は、
ワイヤレス電力伝達システムの充電サイクルを開始するステップであって、前記ワイヤレス電力伝達システムが、少なくとも1つのベースシステム誘導コイルを有するベースパッドを含み、前記電気車両が、少なくとも1つの電気車両誘導コイルを有する車両パッドを含み、前記充電サイクルが、
前記ワイヤレス電力伝達システムと前記電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクが確立される、少なくとも1つの初期化状態であって、前記少なくとも1つの初期化状態が、前記ワイヤレス電力伝達システムとの前記電気車両の整合が実行される、少なくとも1つの整合状態を含み、前記ワイヤレス電力伝達システムとの前記電気車両の整合が、前記ワイヤレス電力伝達のために前記ベースパッドと前記車両パッドとを構成するための前記ベースパッドとの前記車両パッドの整合を含み、前記少なくとも1つの整合状態中に、前記ベースパッドが、前記ベースパッドを前記車両パッドと整合させるのに十分な電力レベルで前記車両パッドに電力を送信する、少なくとも1つの初期化状態と、
前記ワイヤレス電力伝達システムから前記電気車両へのワイヤレス電力伝達が実行される、少なくとも1つの充電状態と
を含む複数の動作状態を含む、開始するステップと、
前記少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、前記ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成するステップと、
前記ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成するステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記少なくとも1つの整合状態中に、前記ベースパッドが第1の電流で通電され、前記少なくとも1つの充電状態中に、前記ベースパッドが前記第1の電流よりも大きい第2の電流で通電される、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記第1の電流が前記第2の電流の10%よりも小さい、請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記第1の電流が前記第2の電流の50%よりも小さい、請求項2に記載の方法。
【請求項５】
前記第1の電流が、前記第2の電流の5%から15%の間または前記第2の電流の40%から60%の間である、請求項2に記載の方法。
【請求項６】
前記第2の電流が、前記電気車両を充電するかまたはそれに電力供給するのに十分である、請求項2に記載の方法。
【請求項７】
ワイヤレス電力伝達ステーションが最大トラック電流を有し、前記第2の電流が、前記最大トラック電流の少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%である、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとに少なくとも部分的に基づいてコストを生成するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
【請求項９】
前記コストが、前記少なくとも1つの充電状態中に使用された電力についての課金を含み、前記少なくとも1つの初期化状態中に使用された電力についての課金を含まない、請求項8に記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも1つの電気車両誘導コイルを有する車両パッドを含む電気車両を充電するためのワイヤレス電力装置であって、前記装置は、
少なくとも1つのベースシステム誘導コイルを有するベースパッドと、
前記装置の充電サイクルを制御することであって、前記充電サイクルが、前記ワイヤレス電力装置と前記電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクが確立される、少なくとも1つの初期化状態と、前記ワイヤレス電力装置から前記電気車両へのワイヤレス電力伝達が実行される、少なくとも1つの充電状態とを含み、前記少なくとも1つの初期化状態が、前記ベースパッドとの前記車両パッドの整合が実行される、少なくとも1つの整合状態を含み、前記少なくとも1つの整合状態中に、前記ベースパッドが、前記ベースパッドを前記車両パッドと整合させるのに十分な電力レベルで前記車両パッドに電力を送信する、制御することと、
前記少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、前記ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成することと、
前記ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成することと
を行うように構成されたプロセッサと
を含む、ワイヤレス電力装置。
【請求項１１】
前記少なくとも1つの整合状態中に、前記ベースパッドが第1の電流で通電され、前記少なくとも1つの充電状態中に、前記ベースパッドが前記第1の電流よりも大きい第2の電流で通電される、請求項10に記載の装置。
【請求項１２】
前記第1の電流が前記第2の電流の10%よりも小さい、請求項11に記載の装置。
【請求項１３】
前記第1の電流が前記第2の電流の50%よりも小さい、請求項11に記載の装置。
【請求項１４】
前記第1の電流が、前記第2の電流の5%から15%の間または前記第2の電流の40%から60%の間である、請求項11に記載の装置。
【請求項１５】
前記第2の電流が、前記電気車両を充電するかまたはそれに電力供給するのに十分である、請求項11に記載の装置。
【請求項１６】
前記ワイヤレス電力装置が最大トラック電流を有し、前記第2の電流が、前記最大トラック電流の少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、または少なくとも90%である、請求項11に記載の装置。
【請求項１７】
前記ベースパッドとの前記車両パッドの前記整合が、前記ワイヤレス電力伝達のために前記ベースパッドと前記車両パッドとを構成することを含む、請求項10に記載の装置。
【請求項１８】
前記プロセッサが、前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとに少なくとも部分的に基づいてコストを生成するようにさらに構成された、請求項10に記載の装置。
【請求項１９】
前記コストが、前記少なくとも1つの充電状態中に使用された電力についての課金を含み、前記少なくとも1つの初期化状態中に使用された電力についての課金を含まない、請求項18に記載の装置。
【請求項２０】
少なくとも1つの電気車両誘導コイルを有する車両パッドを含む電気車両を充電するためのワイヤレス電力装置であって、前記装置は、
前記装置から前記車両パッドに電力をワイヤレス伝達するための手段と、
前記装置の充電サイクルを制御するための手段であって、前記充電サイクルが、前記ワイヤレス電力装置と前記電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクが確立される、少なくとも1つの初期化状態と、前記ワイヤレス電力装置から前記電気車両へのワイヤレス電力伝達が実行される、少なくとも1つの充電状態とを含み、前記少なくとも1つの初期化状態が、電力をワイヤレス伝達するための前記手段との前記車両パッドの整合が実行される、少なくとも1つの整合状態を含み、前記少なくとも1つの整合状態中に、電力をワイヤレス伝達するための前記手段が、電力をワイヤレス伝達するための前記手段を前記車両パッドと整合させるのに十分な電力レベルで前記車両パッドに電力を送信する、制御するための手段と、
前記少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、前記ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成するための手段と、
前記ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成するための手段と
を含む、ワイヤレス電力装置。
【請求項２１】
電力をワイヤレス伝達するための前記手段が、少なくとも1つのベースシステム誘導コイルを有するベースパッドを含む、請求項20に記載の装置。
【請求項２２】
前記充電サイクルを制御するための前記手段が少なくとも1つのプロセッサを含む、請求項20に記載の装置。
【請求項２３】
前記第1のタイムスタンプを生成するための前記手段が前記少なくとも1つのプロセッサを含む、請求項22に記載の装置。
【請求項２４】
前記第2のタイムスタンプを生成するための前記手段が前記少なくとも1つのプロセッサを含む、請求項22に記載の装置。
【請求項２５】
前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとに少なくとも部分的に基づいてコストを生成するための手段をさらに含む、請求項20に記載の装置。
【請求項２６】
1つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、電気車両を充電するためのワイヤレス電力伝達システムに、
前記ワイヤレス電力伝達システムと前記電気車両との間に、充電に十分なワイヤレス電力リンクが確立される、少なくとも1つの初期化状態であって、前記少なくとも1つの初期化状態が、前記ワイヤレス電力伝達システムとの前記電気車両の整合が実行される、少なくとも1つの整合状態を含み、前記少なくとも1つの整合状態中に、前記ワイヤレス電力伝達システムが、前記ワイヤレス電力伝達システムを前記電気車両と整合させるのに十分な電力レベルで前記電気車両に電力を送信する、少なくとも1つの初期化状態と、
前記ワイヤレス電力伝達システムから前記電気車両へのワイヤレス電力伝達が実行される、少なくとも1つの充電状態と
を含む複数の動作状態を含む充電サイクルを開始することと、
前記少なくとも1つの充電状態に入ったことに応答して、前記ワイヤレス電力伝達の開始時間を示す第1のタイムスタンプを生成することと、
前記ワイヤレス電力伝達の終了時間を示す第2のタイムスタンプを生成することと
を行わせる、命令を含む非一時的コンピュータ可読記憶媒体。
【請求項２７】
前記1つまたは複数のプロセッサによって実行されたとき、前記ワイヤレス電力伝達システムに、前記第1のタイムスタンプと前記第2のタイムスタンプとに少なくとも部分的に基づいてコストを生成することを行わせる、命令をさらに含む、請求項26に記載のコンピュータ可読記憶媒体。
【国際調査報告】
2015528272.tif 000024
2015528272.tif 000025