(57)【要約】【課題】交流電源において消費電力を抑えながら温調することができる非接触電力伝送装置を提供する。【解決手段】筐体ファン４０により、交流電源を収納した筐体２５の内部の雰囲気温度を調整する。冷却ファン４１，４２により筐体２５の内部を局所的に温調する。電源側コントローラ２６は、交流電源の動作状態に基づいて筐体ファン４０および冷却ファン４１，４２を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と、
前記交流電源から交流電力が供給される１次コイルと、
前記１次コイルから前記交流電力を受電可能な２次コイルと、
前記交流電源を収納する筐体と、
前記筐体の内部の雰囲気温度を調整する第１の温調手段と、
前記筐体の内部を局所的に温調する第２の温調手段と、
前記交流電源の動作状態に基づいて前記第１の温調手段および前記第２の温調手段を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする非接触電力伝送装置。
【請求項２】
前記第２の温調手段は、前記交流電源を構成する機器を個別に温調することを特徴とする請求項１に記載の非接触電力伝送装置。
【請求項３】
前記制御手段は、給電の待機中、給電中、給電の完了に応じて前記第１の温調手段および前記第２の温調手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の非接触電力伝送装置。
【請求項４】
前記交流電源を構成する機器の温度を検出する温度検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される前記交流電源を構成する機器の温度に基づいて前記第１の温調手段および前記第２の温調手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の非接触電力伝送装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記交流電源の出力電力または反射電力に基づいて前記第１の温調手段および前記第２の温調手段を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の非接触電力伝送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非接触電力伝送装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
非接触電力伝送装置において、冷却ファンにより冷却する構成が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１２５１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、非接触充電に用いる地上側の交流電源スタンドは、大電力出力のため発熱も大きく、冷却用のファンを多数設置して冷却を行っている。そして、交流電源スタンドの交流電源の使用時は、各ファンは常時オンになっているため、消費電力の増大につながっている。
【０００５】
本発明の目的は、交流電源において消費電力を抑えながら温調することができる非接触電力伝送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明では、交流電源と、前記交流電源から交流電力が供給される１次コイルと、前記１次コイルから前記交流電力を受電可能な２次コイルと、前記交流電源を収納する筐体と、前記筐体の内部の雰囲気温度を調整する第１の温調手段と、前記筐体の内部を局所的に温調する第２の温調手段と、前記交流電源の動作状態に基づいて前記第１の温調手段および前記第２の温調手段を制御する制御手段と、を備えたことを要旨とする。
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、１次コイルに交流電源から交流電力が供給され、２次コイルにおいては１次コイルから交流電力が受電可能である。第１の温調手段により、交流電源を収納する筐体の内部の雰囲気温度を調整することができる。第２の温調手段により、筐体の内部を局所的に温調することができる。制御手段により、交流電源の動作状態に基づいて第１の温調手段および第２の温調手段が制御される。
【０００８】
従って、交流電源の動作状態に基づいて交流電源において消費電力を抑えながら温調することができる。
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の非接触電力伝送装置において、前記第２の温調手段は、前記交流電源を構成する機器を個別に温調することを要旨とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、交流電源を構成する機器を個別に温調することができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の非接触電力伝送装置において、前記制御手段は、給電の待機中、給電中、給電の完了に応じて前記第１の温調手段および前記第２の温調手段を制御することを要旨とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、給電の待機中、給電中、給電の完了に応じて第１の温調手段および第２の温調手段を制御することができる。
請求項４に記載の発明では、請求項１または２に記載の非接触電力伝送装置において、前記交流電源を構成する機器の温度を検出する温度検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記温度検出手段によって検出される前記交流電源を構成する機器の温度に基づいて前記第１の温調手段および前記第２の温調手段を制御することを要旨とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、交流電源を構成する機器の温度に基づいて第１の温調手段および第２の温調手段を制御することができる。
請求項５に記載の発明では、請求項１または２に記載の非接触電力伝送装置において、前記制御手段は、前記交流電源の出力電力または反射電力に基づいて前記第１の温調手段および前記第２の温調手段を制御することを要旨とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明によれば、交流電源の出力電力または反射電力に基づいて第１の温調手段および前記第２の温調手段を制御することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、交流電源において消費電力を抑えながら温調することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態における非接触電力伝送装置の全体構成を模式的に示す斜視図。
【図２】非接触電力伝送装置の電気的構成を模式的に示すブロック図。
【図３】非接触電力伝送装置の交流電源スタンドの構成を模式的に示す横断面図。
【図４】別例の交流電源スタンドの構成を模式的に示す横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図１，２に示すように、非接触電力伝送装置１０は、地上側設備（充電ステーション）としての交流電源スタンド２０と車両搭載機器３０を備えている。交流電源スタンド２０により後述する車両搭載機器３０の車載バッテリ３３に非接触状態で充電を行うことができるようになっている。
【００１６】
交流電源スタンド２０には交流電源２１が備えられ、交流電源２１はＡＣ／ＤＣユニット２２およびＤＣ／ＲＦユニット２３を有している。つまり、ＡＣ／ＤＣユニット２２およびＤＣ／ＲＦユニット２３は、交流電源２１を構成する機器であり、交流電源２１において、外部から交流電力を入力して当該交流電力の周波数よりも高い周波数の交流電力に変換して出力する。
【００１７】
交流電源スタンド２０は箱型の筐体２５を有している。図３に示すように、筐体２５の内部には交流電源２１（ＡＣ／ＤＣユニット２２、ＤＣ／ＲＦユニット２３）が収納されている。また、筐体２５の内部には電源側コントローラ２６が配置されている。電源側コントローラ２６により交流電源２１等が制御される。
【００１８】
ＡＣ／ＤＣユニット２２は、パワースイッチング素子等を用いて構成され、外部から入力される交流電力を直流電力に変換する。ＡＣ／ＤＣユニット２２の駆動の際、パワースイッチング素子のスイッチング動作に伴い熱が発生する。ＤＣ／ＲＦユニット２３は、パワースイッチング素子等を用いて構成され、ＡＣ／ＤＣユニット２２から直流電力を入力して交流電力に変換する。ＤＣ／ＲＦユニット２３の駆動の際、パワースイッチング素子のスイッチング動作に伴い熱が発生する。
【００１９】
図１に示すように、交流電源スタンド２０の外部には１次コイル２７が離間して配置されている。１次コイル２７は、交流電源スタンド２０の内部のＤＣ／ＲＦユニット２３と配線を介して電気的に接続されている。このようにして、１次コイル２７は交流電源２１に接続され、１次コイル２７には交流電源２１から交流電力が供給される。
【００２０】
図２に示すように、車両搭載機器３０は車両Ｃに搭載されている。車両搭載機器３０は２次コイル３１と整流器３２とバッテリ３３と車両側コントローラ３４を備えている。２次コイル３１は１次コイル２７から交流電力を受電可能である。２次コイル３１に整流器３２が接続されている。負荷としてのバッテリ３３は整流器３２に接続されている。
【００２１】
１次コイル２７および２次コイル３１は電線により形成されている。コイルを構成する電線には、例えば、絶縁ビニル被覆線が使用される。コイルの巻径や巻数は、伝送しようとする電力の大きさ等に対応して適宜設定される。
【００２２】
車両搭載機器３０において、２次コイル３１とバッテリ３３との間に設けられた整流器３２により直流電力に変換される。
図１，３に示すように、交流電源スタンド２０における箱型の筐体２５の立設面には筐体ファン４０が設置されている。筐体ファン４０は吸引または押込ファンであり、筐体ファン４０の駆動により筐体２５の内部の空気を外気と交換して筐体２５の内部雰囲気温度を下げることができるようになっている。これにより、各ユニット２２，２３の駆動に伴いユニット２２，２３のまわりの空気が高くなったときにその空気を排気することができる。また、それまでに温まった空気を冷やすことができる。
【００２３】
また、図３に示すように、交流電源スタンド２０における筐体２５の内部において、ＡＣ／ＤＣユニット２２には冷却ファン４１が設置されている。冷却ファン４１の駆動によりＡＣ／ＤＣユニット２２を直接、冷却することができるようになっている。
【００２４】
交流電源スタンド２０における筐体２５の内部において、ＤＣ／ＲＦユニット２３には冷却ファン４２が設置されている。冷却ファン４２の駆動によりＤＣ／ＲＦユニット２３を直接、冷却することができるようになっている。
【００２５】
電源側コントローラ２６は筐体ファン４０および各冷却ファン４１，４２を駆動制御することができるようになっている。
また、図２に示すように、電源側コントローラ２６と車両側コントローラ３４は、無線通信にてデータのやり取りを行うことができるようになっている。詳しくは、電源側アンテナＡｎ１と車両側アンテナＡｎ２を用いて所定距離よりも接近すると無線通信することができる。
【００２６】
交流電源スタンド２０における電源側コントローラ２６は電源側アンテナＡｎ１を用いて車両側アンテナＡｎ２と通信できるか否か検知しており、無線通信できないと待機中（車両Ｃがいない状態）と判定する。
【００２７】
さらに、車両Ｃが交流電源スタンド２０に近づいて無線通信できるようになると、電源側コントローラ２６は通信が確立したと判定して充電の準備を行う。即ち、電源側コントローラ２６は、充電準備中（車両Ｃが近くに有り、車両Ｃとの無線通信が可能な状態となった）と判定する。
【００２８】
車両Ｃが近くに有り、車両Ｃとの無線通信が可能な状態から、非接触電力伝送装置１０は、図１に示すように１次コイル２７の上に２次コイル３１が位置する状態に車両Ｃを位置決めさせる。詳しくは、電源側コントローラ２６は、バッテリ充電時の電力よりも低い電力の交流電力を交流電源２１から出力させる。一方、車両側コントローラ３４は、１次コイル２７を介して車両側の２次コイル３１で閾値以上の交流電力を受電したか否か判定する。車両側コントローラ３４は、２次コイル３１で閾値以上の交流電力を受電できたならば正規の位置に２次コイル３１が位置している旨を運転者に知らせる。これにより、車両駐車位置決めを行うことができる。電源側コントローラ２６は車両側コントローラ３４との無線通信により車両駐車位置決めを行っている状況であることを検知する。この車両駐車位置決めを行う際には低電力出力であるため交流電源２１の各ユニット２２，２３はあまり高い温度にはならない。
【００２９】
車両駐車位置決め後において電源側コントローラ２６は、交流電源２１から高電力の交流を出力させてバッテリ３３への充電が行われる。車両側コントローラ３４はバッテリ３３の充電状態をモニタしており、充電が完了すると車両側コントローラ３４から電源側コントローラ２６に無線通信により充電完了信号が送られる。この信号により電源側コントローラ２６は充電完了を検知して交流電源２１からの交流電力の出力を停止させる。
【００３０】
また、非接触電力伝送装置１０はエラーを検知している。具体的には、交流電源２１（各ユニット２２，２３）において素子の温度を検知しており、素子温度が閾値を越えて高温になった場合エラーとなる。また、交流電源２１（各ユニット２２，２３）において通電電流が閾値を越えるような大きな電流が流れた場合エラーとなる。このようなエラーが発生すると充電が中止される。電源側コントローラ２６はこのエラーに伴う充電停止を検知している。
【００３１】
次に、このように構成した非接触電力伝送装置１０の作用を説明する。
バッテリ３３への電力伝送時には、車両Ｃが給電（充電）のために交流電源スタンド２０の近くの所定位置に停止した状態（図１に示す１次コイル２７と２次コイル３１が対向する状態）でバッテリ３３への給電が行われる。
【００３２】
交流電源２１から１次コイル２７に交流電力が出力されて１次コイル２７は交流電源２１から電力の供給を受けて２次コイル３１に対し電力を送る。さらに、２次コイル３１において１次コイル２７からの交流電力を受電する。そして、２次コイル３１により受電された電力が整流器３２において整流された後にバッテリ３３に直流電力が供給される。
【００３３】
また、電源側コントローラ２６は、交流電源２１の状態を検知しており、交流電源２１の動作状態に応じて筐体ファン４０および各冷却ファン４１，４２を制御する。
具体的には、待機中（車両Ｃがいない状態）においては、電源側コントローラ２６は、筐体ファン４０および各冷却ファン４１，４２を全て駆動停止させる（オフする）。
【００３４】
その後の充電準備中（車両Ｃが有り、車両Ｃとの通信が確立した状態）では、電源側コントローラ２６は、筐体ファン４０を駆動させ、各冷却ファン４１，４２の駆動を停止させる（筐体ファン４０のみオンする）。
【００３５】
その後の車両駐車位置決めでは、さほど温度が上昇しないので、電源側コントローラ２６は、筐体ファン４０を駆動させ、各冷却ファン４１，４２の駆動を停止させる（筐体ファン４０のみオンする）。
【００３６】
その後の充電中では、電源側コントローラ２６は、筐体ファン４０および各冷却ファン４１，４２を全て駆動させる（全てのファン４０〜４２をオンする）。
充電が完了すると、電源側コントローラ２６は、一定時間後に、筐体ファン４０および各冷却ファン４１，４２の駆動を停止させる（一定時間後に全ファン４０〜４２をオフする）。なお、充電が完了すると、電源側コントローラ２６は、直ちに筐体ファン４０および各冷却ファン４１，４２の駆動を停止させるようにしてもよい。
【００３７】
一方、エラーにより充電が停止した場合、即ち、各ユニット２２，２３の駆動が停止し充電動作が行われない場合には、電源側コントローラ２６は、筐体ファン４０および各冷却ファン４１，４２の駆動を停止させる（全てのファン４０〜４２をオフする）。
【００３８】
以上のごとく、本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）非接触電力伝送装置１０の地上側設備においては、交流電源２１、１次コイル２７に加えて、筐体２５、第１の温調手段としての筐体ファン４０、第２の温調手段としての冷却ファン４１，４２、制御手段としての電源側コントローラ２６を備えている。筐体２５には交流電源２１（各ユニット２２，２３）が収納されている。筐体ファン４０により、筐体２５の内部の雰囲気温度を調整することができる。冷却ファン４１，４２により、筐体２５の内部を局所的に温調することができる。電源側コントローラ２６は、交流電源２１の動作状態に基づいて筐体ファン４０および冷却ファン４１，４２を制御する。これにより、交流電源２１の動作状態に基づいて交流電源２１において消費電力を抑えながら温調することができる。
【００３９】
詳しくは、交流電源スタンド２０の電源側コントローラ２６によって、交流電源２１の状態に応じて、即ち、低電力出力時、高電力出力時といった出力状態に応じて筐体ファン４０および冷却ファン４１，４２をオンオフ制御して、消費電力、騒音を低減することができる。
【００４０】
（２）第２の温調手段は、交流電源２１を構成する機器としての各ユニット２２，２３を個別に温調する冷却ファン４１，４２であるので、各ユニット２２，２３を個別に温調することができる。
【００４１】
（３）制御手段としての電源側コントローラ２６は、給電の待機中、給電中、給電の完了に応じて筐体ファン４０および冷却ファン４１，４２を制御するので、給電の待機中、給電中、給電の完了に応じて筐体ファン４０および冷却ファン４１，４２を制御することができる。
【００４２】
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
・図３に代わり図４に示すように、高電力系で冷却が必要なＡＣ／ＤＣユニット２２、ＤＣ／ＲＦユニット２３の温度を、各々温度センサ５０，５１によりモニタする。そして、電源側コントローラ２６により、温度センサ５０，５１による各ユニット２２，２３の温度状態に応じて各ユニット２２，２３毎に冷却ファン４１，４２のオン・オフを制御する。また、充電中であっても温度センサ５０，５１により検出したユニット温度が低ければファン４１，４２をオフにする。これにより、低消費電力化、低騒音化することができる。
【００４３】
このようにして、交流電源２１を構成する機器としてのユニット２２，２３の温度を検出する温度検出手段としての温度センサ５０，５１を更に備える。そして、制御手段としての電源側コントローラ２６は、温度センサ５０，５１によって検出される交流電源２１を構成する機器（ユニット２２，２３）の温度に基づいて筐体ファン４０および冷却ファン４１，４２を制御する。これにより、温度センサ５０，５１による交流電源２１を構成する機器（ユニット２２，２３）の温度に基づいて筐体ファン４０および冷却ファン４１，４２を制御することができる。
【００４４】
・交流電源２１における出力電力や反射電力を検知して、出力電力や反射電力に応じてファン４０，４１，４２のオン・オフを制御してもよい。詳しくは、交流電源スタンド２０側において交流電源２１の出力段に検波器を設けて交流電源２１からの出力電力や反射してくる電力（反射電力）を検出し、この検出結果に基づいてファン４０，４１，４２のオン・オフを制御する。
【００４５】
このようにして、電源側コントローラ２６は、交流電源２１の出力電力または反射電力に基づいて筐体ファン４０および冷却ファン４１，４２を制御する。これにより、交流電源２１の出力電力または反射電力に基づいて筐体ファン４０および冷却ファン４１，４２を制御することができる。
【００４６】
・ファン４０，４１，４２をオンオフすることに限らない。例えば、ファン４０，４１，４２の回転数を制御して冷却能力を変えるようにしてもよい。
・筐体ファン４０を用いて交流電源２１を収納した筐体２５の内部の雰囲気温度を調整したが、これに限定されるものではなく、空冷方式以外にも、例えば水冷の冷却器を用いて筐体２５の内部の雰囲気温度を調整するようにしてもよい。
【００４７】
・冷却ファン４１，４２を用いて筐体２５の内部を局所的に温調したが、これに限定されるものではなく、空冷方式以外にも、例えば水冷の冷却器やペルチェ素子を用いて筐体２５の内部を局所的に温調するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０…非接触電力伝送装置、２１…交流電源、２２…ＡＣ／ＤＣユニット、２３…ＤＣ／ＲＦユニット、２５…筐体、２６…電源側コントローラ、２７…１次コイル、３１…２次コイル、４０…筐体ファン、４１…冷却ファン、４２…冷却ファン、５０…温度センサ、５１…温度センサ。
【図１】
2013123307.tif 000003
【図２】
2013123307.tif 000004
【図３】
2013123307.tif 000005
【図４】
2013123307.tif 000006