Система подачи энергии и транспортное средство с электроприводом

Система подачи энергии и транспортное средство с электроприводом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к системе подачи электроэнергии и к транспортному средству с электроприводом и, в частности, к технологии подачи электрической энергии к транспортному средству бесконтактным образом от источника энергии, внешнего по отношению к транспортному средству.

Предшествующий уровень техники

Большое внимание сфокусировано на транспортных средствах с электроприводом, таких как электрическое транспортное средство и гибридное транспортное средство, как на дружественных к окружающей среде транспортных средствах. Эти транспортные средства объединяют в себе электродвигатель для формирования движущей силы для движения и перезаряжаемое устройство накопления энергии для накопления электроэнергии, которая должна подаваться к электродвигателю. Гибридное транспортное средство ссылается на транспортное средство, объединяющее в себе двигатель внутреннего сгорания, в качестве источника энергии, в дополнение к электродвигателю, или транспортное средство, дополнительно объединяющее в себе топливный элемент в дополнение к устройству накопления энергии, в качестве источника энергии постоянного тока для приведения в движение транспортного средства (Патентный документ 1: Японская выложенная патентная заявка № 2008-174676).

Среди гибридных транспортных средств известно транспортное средство, которое позволяет заряжать установленное в транспортном средстве устройство накопления энергии от источника энергии, внешнего по отношению к транспортному средству, так же как и в случае с электрическим транспортным средством. Например, известно так называемое "подключаемое к розетке гибридное транспортное средство", которое позволяет устройству накопления энергии заряжаться от обычного бытового источника электропитания посредством установления соединения между штепсельной розеткой, расположенной в доме, и зарядным входом, предусмотренным в транспортном средстве, через зарядный кабель (Патентный документ 2: Японская выложенная патентная заявка № 9-102329).

В качестве способа передачи энергии внимание в последние годы сфокусировано на беспроводной передаче электроэнергии без использования шнуров и/или кабелей электропитания для электропередачи. Известны три многообещающих подхода этой технологии беспроводной передачи энергии, т.е. передача энергии с помощью электромагнитной индукции, передача энергии с помощью электромагнитных волн и передача энергии посредством резонансного способа (Патентный документ 3: WO 2007/008646).

Резонансный способ передачи является способом бесконтактной передачи энергии, передающим энергию через электромагнитное поле, вызывая резонанс в паре резонаторов (например, паре саморезонирующих катушек) в электромагнитном поле (ближнем поле), позволяя электроэнергии до нескольких кВт передаваться на относительно длинное расстояние (например, несколько метров) (непатентный документ 1 Андре Курс и другие, "Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances" [онлайн], 6 июля 2007 г., Наука, т. 317, сс. 83-86 [найден 12 сентября 2007 г.], Интернет <URL:http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/317/5834/-86.pdf>).

Краткое изложение существа изобретения

В случае, когда технология беспроводной передачи энергии, раскрытая в вышеупомянутом документе "Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances", применяется к системе подачи энергии для транспортного средства, управление энергией, улучшающее эффективность подачи энергии, является проблемой. Однако вышеупомянутые документы подробно не описывают конкретную технологию управления энергией, чтобы эффективно подавать энергию.

Следовательно, задачей настоящего изобретения является предоставление технологии управления энергией, реализующей эффективную подачу энергии в системе бесконтактной подачи энергии, которая подает энергию посредством резонансного способа.

Другой задачей настоящего изобретения является предоставление технологии управления энергией, реализующей эффективное получение энергии в транспортном средстве с электроприводом, получающем энергию от устройства подачи энергии, внешнего по отношению к транспортному средству, посредством резонансного способа.

Система подачи энергии согласно настоящему изобретению включает в себя резонатор для передачи энергии, резонатор для получения энергии, выпрямитель, преобразователь напряжения и устройство управления напряжением. Резонатор для передачи энергии получает электрическую энергию от источника энергии, чтобы генерировать электромагнитное поле. Резонатор для получения энергии получает электрическую энергию от резонатора для передачи энергии посредством вхождения в резонанс с резонатором для передачи энергии через электромагнитное поле. Выпрямитель выпрямляет электроэнергию, полученную резонатором для получения энергии. Преобразователь напряжения преобразует напряжение электроэнергии, выпрямленной посредством выпрямителя, для подачи на нагрузку. Устройство управления напряжением управляет напряжением между выпрямителем и преобразователем напряжения, чтобы достигать предварительно определенного целевого напряжения.

Предпочтительно, устройство управления напряжением устанавливает целевое напряжение на основе величины полученной электроэнергии.

Предпочтительно, устройство управления напряжением устанавливает целевое напряжение равным значению квадратного корня из произведения целевого значения получаемой электрической энергии на целевой импеданс.

Дополнительно предпочтительно, целевой импеданс устанавливается равным импедансу источника энергии.

Предпочтительно, система подачи энергии дополнительно включает в себя сенсорное устройство. Сенсорное устройство считывает отраженную мощность электрической энергии, подаваемой из источника энергии к резонатору для передачи энергии. Устройство управления напряжением изменяет целевое напряжение так, что отраженная мощность уменьшается.

Дополнительно предпочтительно, устройство управления напряжением вычисляет, когда отраженная мощность больше или равна определенному значению, величину изменения целевого напряжения на основе разности между целевым значением отраженной мощности, которая ниже или равна определенному значению, и отраженной мощности, считанной сенсорным устройством.

Предпочтительно, сенсорное устройство вычисляет отраженную мощность на основе напряжения и тока электрической энергии, подаваемой из источника энергии к резонатору для передачи энергии, и разности фаз между напряжением и током.

Предпочтительно, преобразователь напряжения сконфигурирован с возможностью обеспечивать регулирование входного напряжения на нем. Устройство управления напряжением управляет преобразователем напряжения так, что напряжение между выпрямителем и преобразователем напряжения достигает целевого значения.

Также предпочтительно, преобразователь напряжения сконфигурирован с возможностью обеспечивать регулирование входной электрической энергии в нем. Устройство управления напряжением управляет источником энергии так, что напряжение между выпрямителем и преобразователем напряжения достигает целевого напряжения.

Предпочтительно, резонатор для передачи энергии включает в себя первичную катушку и первичную саморезонирующую катушку. Первичная катушка получает электрическую энергию от источника энергии. Первичная саморезонирующая катушка имеет электрическую энергию, подаваемую посредством электромагнитной индукции от первичной катушки, чтобы генерировать электромагнитное поле. Резонатор для получения энергии включает в себя вторичную саморезонирующую катушку и вторичную катушку. Вторичная саморезонирующая катушка принимает электрическую энергию от первичной саморезонирующей катушки посредством вхождения в резонанс с первичной саморезонирующей катушкой через электромагнитное поле. Вторичная катушка извлекает электрическую энергию, полученную вторичной саморезонирующей катушкой, посредством электромагнитной индукции для вывода на выпрямитель.

Дополнительно предпочтительно, каждый из резонатора для передачи энергии и резонатора для получения энергии включает в себя диск с высокой диэлектрической проницаемостью.

Предпочтительно, нагрузка включает в себя перезаряжаемое устройство накопления энергии.

Также предпочтительно, нагрузка включает в себя устройство электропривода, установленное в транспортном средстве, чтобы формировать движущую энергию транспортного средства. Устройство электропривода получает электрическую энергию, выведенную из преобразователя напряжения, чтобы формировать движущую энергию транспортного средства.

Транспортное средство с электроприводом настоящего изобретения включает в себя резонатор для получения энергии, выпрямитель, преобразователь напряжения, устройство электропривода и устройство управления энергией. Резонатор для получения энергии получает электрическую энергию от резонатора для передачи энергии, включенного в устройство подачи энергии, предусмотренное внешним по отношению к транспортному средству, резонируя с резонатором для передачи энергии через электромагнитное поле. Выпрямитель выпрямляет электроэнергию, полученную резонатором для получения энергии. Преобразователь напряжения преобразует напряжение электрической энергии, выпрямленной посредством выпрямителя. Устройство электропривода формирует движущую энергию транспортного средства с помощью электроэнергии, выведенной из преобразователя напряжения. Устройство управления напряжением управляет напряжением между выпрямителем и преобразователем напряжения, чтобы достигать предварительно определенного целевого напряжения.

Предпочтительно, устройство управления напряжением устанавливает целевое напряжение на основе величины полученной электроэнергии.

Предпочтительно, устройство управления напряжением устанавливает целевое напряжение равным значению квадратного корня из произведения целевого значения получаемой электрической энергии на целевой импеданс.

Дополнительно предпочтительно, целевой импеданс устанавливается равным импедансу устройства подачи энергии.

Предпочтительно, транспортное средство с электроприводом дополнительно включает в себя устройство связи для связи с устройством подачи энергии. В устройстве подачи энергии считывается отраженная мощность электрической энергии, подаваемой из источника энергии к резонатору для передачи энергии. Устройство управления напряжением принимает отраженную мощность, считанную в устройстве подачи энергии, посредством устройства связи, чтобы изменять целевое напряжение так, что отраженная мощность уменьшается.

Дополнительно предпочтительно, устройство управления напряжением вычисляет, когда отраженная мощность больше или равна определенному значению, величину изменения целевого напряжения на основе разности между целевым значением отраженной мощности, которая меньше или равна определенному значению, и отраженной мощностью, полученной посредством устройства связи.

Предпочтительно, отраженная мощность вычисляется на основе напряжения и тока электрической энергии, подаваемой от источника энергии к резонатору для передачи энергии, и разности фаз между напряжением и током.

Предпочтительно, преобразователь напряжения сконфигурирован с возможностью обеспечивать регулирование входного напряжения на нем. Устройство управления напряжением управляет преобразователем напряжения так, что напряжение между выпрямителем и преобразователем напряжения достигает целевого значения.

Дополнительно предпочтительно, транспортное средство с электроприводом дополнительно включает в себя устройство связи для связи с устройством подачи энергии. Преобразователь напряжения сконфигурирован с возможностью обеспечивать регулирование входной электрической мощности на нем. Устройство управления напряжением управляет источником энергии через устройство связи так, что напряжение между выпрямителем и преобразователем напряжения достигает целевого напряжения.

Предпочтительно, резонатор для передачи энергии включает в себя первичную катушку и первичную саморезонирующую катушку. Первичная катушка получает электрическую энергию от источника энергии. Первичная саморезонирующая катушка имеет электрическую энергию, подаваемую посредством электромагнитной индукции от первичной катушки, чтобы генерировать электромагнитное поле. Резонатор для получения энергии включает в себя вторичную саморезонирующую катушку и вторичную катушку. Вторичная саморезонирующая катушка принимает электрическую энергию от первичной саморезонирующей катушки посредством вхождения в резонанс с первичной саморезонирующей катушкой через электромагнитное поле. Вторичная катушка извлекает электрическую энергию, полученную вторичной саморезонирующей катушкой, посредством электромагнитной индукции для вывода на выпрямитель.

Дополнительно предпочтительно, каждый из резонатора для передачи энергии и резонатора для получения энергии включает в себя диск с высокой диэлектрической проницаемостью.

Предпочтительно, транспортное средство с электроприводом дополнительно включает в себя устройство накопления энергии, накапливающее электрическую энергию, выведенную из преобразователя напряжения.

В настоящем изобретении, посредством резонатора для передачи энергии и резонатора для получения энергии, резонирующих в электромагнитном поле, энергия передается бесконтактным образом от резонатора для передачи энергии к резонатору для получения энергии через электромагнитное поле. Электрическая энергия, полученная резонатором для получения энергии, выпрямляется посредством выпрямителя и преобразуется по напряжению посредством преобразователя напряжения, чтобы подаваться на нагрузку. Поскольку напряжение между выпрямителем и преобразователем напряжения может управляться, чтобы достигать предварительно определенного целевого напряжения в настоящем изобретении, соответствие импеданса может быть установлено между стороной, передающей энергию, и стороной, получающей энергию, согласно получаемой электрической энергии.

Следовательно, согласно настоящему изобретению бесконтактная подача энергии с высокой эффективностью может быть реализована посредством резонансного способа.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает полную конфигурацию системы подачи энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 изображает схему для описания механизма передачи энергии посредством резонансного способа;

Фиг. 3 изображает соотношение между расстоянием от источника тока (магнитного источника тока) и напряженностью электромагнитного поля;

Фиг. 4 изображает функциональную блок-схему полной конфигурации транспортного средства с электроприводом, показанного на фиг. 1;

Фиг. 5 изображает принципиальную схему преобразователя постоянного тока в постоянный ток, показанного на фиг. 4;

Фиг. 6 изображает функциональную блок-схему, относящуюся к управлению преобразователем постоянного тока в постоянный ток посредством ЭБУ транспортного средства, показанного на фиг. 4;

Фиг. 7 изображает другую конфигурацию саморезонирующей катушки;

Фиг. 8 изображает дополнительную конфигурацию саморезонирующей катушки;

Фиг. 9 изображает дополнительную конфигурацию саморезонирующей катушки;

Фиг. 10 изображает функциональную блок-схему, относящуюся к управлению преобразователем постоянного тока в постоянный ток посредством ЭБУ транспортного средства согласно изменению;

Фиг. 11 изображает изменение в эффективности и отраженной мощности относительно изменения параметров системы;

Фиг. 12 изображает функциональную блок-схему системы подачи энергии согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 13 изображает функциональную блок-схему, относящуюся к управлению преобразователем постоянного тока в постоянный ток посредством ЭБУ транспортного средства согласно второму варианту осуществления;

Фиг. 14 изображает блок-схему последовательности операций для описания работы блока управления корректировкой, показанного на фиг. 13;

Фиг. 15 изображает полную конфигурацию системы подачи энергии согласно третьему варианту осуществления;

Фиг. 16 изображает полную конфигурацию системы подачи энергии согласно модификации третьего варианта осуществления;

Фиг. 17 изображает полную блок-схему системы подачи энергии, применяющую диск с высокой диэлектрической проницаемостью в качестве резонатора.

Описание предпочтительных вариантов воплощения изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны далее в данном документе в деталях со ссылками на чертежи. Одинаковые или соответствующие элементы на чертежах имеют одинаковые назначенные ссылочные номера, и их описание не будет повторяться.

Первый вариант осуществления

Фиг. 1 представляет полную конфигурацию системы подачи энергии согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Обращаясь к фиг. 1, система подачи энергии включает в себя транспортное средство 100 с электроприводом и систему 200 подачи энергии.

Транспортное средство (100) с электроприводом включает в себя вторичную саморезонирующую катушку (110), вторичную катушку (120), выпрямитель (130), преобразователь 140 постоянного тока в постоянный ток и устройство 150 накопления энергии. Транспортное средство 100 с электроприводом дополнительно включает в себя блок управления энергией (далее в данном документе также называемый PCU) 160, электродвигатель 170, ЭБУ (электронный блок управления) 180 транспортного средства и устройство 190 связи.

Хотя вторичная саморезонирующая катушка 110 размещена в нижней части кузова транспортного средства, она может быть размещена в верхней части кузова транспортного средства, если устройство 200 подачи энергии расположено над транспортным средством. Вторичная саморезонирующая катушка 110 является LC-резонирующей катушкой, имеющей оба конца открытыми (несоединенными), и получает электрическую энергию от устройства 200 подачи энергии, резонируя с первичной саморезонирующей катушкой 240 устройства 200 подачи энергии (описанной позже) через электромагнитное поле. Хотя емкостной компонент вторичной саморезонирующей катушки 110 соответствует плавающей емкости катушки здесь, конденсатор может быть предусмотрен на концах катушки.

Вторичная саморезонирующая катушка 110 имеет число своих витков, установленное соответственно так, что значение Q, представляющее интенсивность резонанса между первичной саморезонирующей катушкой 240 и вторичной саморезонирующей катушкой 110 (например, Q>100), значение K, представляющее степень их связи, и т.п., становятся больше в зависимости от расстояния от первичной саморезонирующей катушки 240 устройства 200 подачи энергии, резонансной частоты первичной саморезонирующей катушки 240 и вторичной саморезонирующей катушки 110 и т.п.

Вторичная катушка 120 размещается соосно с вторичной саморезонирующей катушкой 110 и может быть связана магнитным образом с вторичной саморезонирующей катушкой 110 посредством электромагнитной индукции. Вторичная катушка 120 извлекает электрическую энергию, полученную вторичной саморезонирующей катушкой 110, посредством электромагнитной индукции для вывода на выпрямитель 130. Выпрямитель 130 выпрямляет энергию переменного тока, извлеченную посредством вторичной катушки 120.

Преобразователь 140 постоянного тока в постоянный ток реагирует на сигнал управления от ЭБУ 180 транспортного средства, чтобы преобразовывать электрическую энергию, выпрямленную посредством выпрямителя 130, до уровня напряжения устройства 150 накопления энергии для вывода в него. В случае, когда энергия получается от устройства 200 подачи энергии во время операции движения транспортного средства (в этом случае устройство 200 подачи энергии может быть размещено, например, в верхней части или в боковой части транспортного средства), преобразователь 140 постоянного тока в постоянный ток может преобразовывать электрическую энергию, выпрямленную посредством выпрямителя 130, в напряжение системы для непосредственной подачи в PCU 160.

Устройство 150 накопления энергии является перезаряжаемым источником энергии постоянного тока, сформированным из аккумуляторной батареи, такой как литий-ионная или никель-металгидридная батарея. Устройство 150 накопления энергии накапливает электрическую энергию, подаваемую от преобразователя 140 постоянного тока в постоянный ток, а также рекуперативную электроэнергию, генерируемую электродвигателем 170. Устройство 150 накопления энергии подает накопленную электрическую энергию к PCU 160. Конденсатор большой емкости может применяться в качестве устройства 140 накопления энергии. Любой буфер энергии является применимым, пока он может временно накапливать электрическую энергию, подаваемую от устройства 200 подачи энергии, и/или рекуперативную электрическую энергию от электродвигателя 170 и подавать накопленную электрическую энергию к PCU 160.

PCU 160 приводит в действие электродвигатель 170 посредством электрической энергии, выводимой из устройства 150 накопления энергии, или электрической энергии, непосредственно подаваемой от преобразователя 140 постоянного тока в постоянный ток. PCU 160 выпрямляет рекуперативную электрическую энергию, сгенерированную электродвигателем 170, для вывода в устройство 150 накопления энергии, таким образом, устройство 150 накопления энергии заряжается. Электродвигатель 170 приводится в действие посредством PCU 160, чтобы формировать движущую энергию транспортного средства, которая предоставляется ведущим колесам. Электродвигатель 170 генерирует электрическую энергию с помощью кинетической энергии, получаемой от ведущих колес и двигателя, не показаны, и выводит сгенерированную рекуперативную электрическую энергию в PCU 160.

В режиме подачи энергии от устройства 200 подачи энергии к транспортному средству 100 с электроприводом ЭБУ 180 транспортного средства управляет преобразователем постоянного тока в постоянный ток 140 так, что напряжение между выпрямителем 130 и преобразователем 140 постоянного тока в постоянный ток достигает предварительно определенного целевого напряжения. Когда используется в данном документе, ЭБУ 180 транспортного средства устанавливает целевое напряжение согласно уравнению, изложенному ниже, на основе величины электрической энергии, полученной от устройства 200 подачи энергии:

(1)

где P - это целевое значение электрической энергии, получаемой от устройства 200 подачи энергии, а R - это целевой импеданс. Управляя напряжением между выпрямителем 130 и преобразователем 140 постоянного тока в постоянный ток, чтобы достигать вышеописанного целевого напряжения VHref, импеданс может быть установлен в целевой импеданс R независимо от получаемой электрической энергии. Посредством установки, например, целевого импеданса R на основе значения импеданса устройства 200 подачи энергии соответствие импеданса между устройством 200 подачи энергии со стороны подачи энергии и транспортным средством 100 с электроприводом со стороны получения энергии может быть установлено.

Значение импеданса устройства 200 подачи энергии может быть получено от него через устройство 190 связи. ЭБУ 180 транспортного средства обнаруживает получение электрической энергии в транспортном средстве 100 с электроприводом и передает обнаруженное значение устройству 200 подачи энергии через устройство 190 связи.

В режиме движения транспортного средства ЭБУ 180 транспортного средства управляет PCU 160 на основе состояния движения транспортного средства и состояния заряда (далее в данном документе также называемого SOC) устройства 150 накопления энергии. Устройство 190 связи функционирует как интерфейс связи, чтобы осуществлять беспроводную связь с устройством 200 подачи энергии, внешним по отношению к транспортному средству.

Устройство 200 подачи энергии включает в себя источник 210 энергии переменного тока, высокочастотный формирователь 220 высокочастотной энергии, первичную катушку 230, первичную саморезонирующую катушку 240, устройство 250 связи и ЭБУ 260.

Источник 210 энергии переменного тока является внешним по отношению к транспортному средству и источником питания системы, например. Формирователь 220 высокочастотной энергии преобразует электрическую энергию, полученную от источника 210 энергии переменного тока, в электрическую энергию высокой частоты. Преобразованная высокочастотная электрическая энергия подается на первичную катушку 230. Частота высокочастотной электрической энергии, сгенерированной формирователем 220 высокочастотной энергии, составляет от 1 МГц до десятка и нескольких МГц, например.

Первичная катушка 230 размещается соосно с первичной саморезонирующей катушкой 240 и может быть связана магнитным образом с первичной саморезонирующей катушкой 240 посредством электромагнитной индукции. Первичная катушка 230 подает электрическую энергию высокой частоты, поданную из формирователя 220 высокочастотной энергии, на первичную саморезонирующую катушку 240 посредством электромагнитной индукции.

Хотя первичная саморезонирующая катушка 240 размещается близко к земле, она может быть размещена над транспортным средством в случае, когда энергия подается транспортному средству 100 с электроприводом сверху транспортного средства. Первичная саморезонирующая катушка 240 аналогична LC-резонирующей катушке, имеющей оба конца открытыми (без контакта), и передает электрическую энергию транспортному средству 100 с электроприводом, резонируя с вторичной саморезонирующей катушкой 110 транспортного средства 100 с электроприводом через электромагнитное поле. Хотя емкостной компонент первичной саморезонирующей катушки 240 похожим образом соответствует плавающей емкости катушки, конденсатор может быть подключен на концах катушки.

Первичная саморезонирующая катушка 240 имеет число своих витков, заданное соответственно так, что значение Q (например, Q>100), степень K связи и т.п. становятся больше на основе расстояния от вторичной саморезонирующей катушки 110 транспортного средства 100 с электроприводом, резонансной частоты первичной саморезонирующей катушки 240 и вторичной саморезонирующей катушки 110 и т.п.

Устройство 250 связи функционирует как интерфейс связи, чтобы осуществлять беспроводную связь с транспортным средством 100 с электроприводом, которое является получателем подаваемой энергии. ЭБУ 260 управляет формирователем 220 высокочастотной энергии так, что получаемая электрическая энергия в транспортном средстве 100 с электроприводом достигает целевого значения. В частности, ЭБУ 260 получает от транспортного средства 100 с электроприводом получаемую электрическую энергию и ее целевое значение для транспортного средства 100 с электроприводом через устройство 250 связи и управляет выходным сигналом формирователя 220 высокочастотной энергии так, что получаемая электрическая энергия в транспортном средстве 100 с электроприводом совпадает с целевым значением. ЭБУ 260 может передавать значение импеданса устройства 200 подачи энергии транспортному средству 100 с электроприводом.

Фиг. 2 изображает схему для описания механизма передачи энергии посредством резонансного способа. Обращаясь к фиг. 2, резонансный способ похож на резонанс двух камертонов. Посредством резонанса двух LC-резонирующих катушек, имеющих одинаковую нейтральную частоту в электромагнитном поле (ближнем поле), электрическая энергия передается от одной катушки к другой катушке через электромагнитное поле.

В частности, первичная катушка 320 соединяется с источником 310 высокочастотной энергии, и электрическая энергия с частотой от 1 МГц до десятка и нескольких МГц подается на первичную саморезонирующую катушку 330, которая магнитным образом связана с первичной катушкой 320 посредством электромагнитной индукции. Первичная саморезонирующая катушка 330 является LC-резонатором на основе индуктивности и плавающей емкости катушки, резонирующим со вторичной саморезонирующей катушкой 340, имеющей ту же резонансную частоту, что и первичная саморезонирующая катушка 330, через электромагнитное поле (ближнее поле). Соответственно, энергия (электрическая энергия) передается от первичной саморезонирующей катушки 330 к вторичной саморезонирующей катушке 340 через электромагнитное поле. Энергия (электрическая энергия), переданная вторичной саморезонирующей катушке 340, извлекается вторичной катушкой 350, магнитным образом связанной с вторичной саморезонирующей катушкой 340, посредством электромагнитной индукции, чтобы представляться нагрузке 360. Передача энергии посредством резонансного способа реализуется, когда значение Q, представляющее интенсивность резонанса между первичной саморезонирующей катушкой 330 и вторичной саморезонирующей катушкой 340, выше чем 100, например.

Соответствующая взаимосвязь между элементами на фиг. 1 будет описана позже в данном документе. Источник 210 энергии переменного тока и формирователь 220 высокочастотной энергии на фиг. 1 соответствуют источнику 310 высокочастотной энергии на фиг. 2. Первичная катушка 230 и первичная саморезонирующая катушка 240 на фиг. 1 соответствуют первичной катушке 320 и первичной саморезонирующей катушке 330, соответственно, на фиг. 2. Вторичная саморезонирующая катушка 110 и вторичная катушка 120 на фиг. 1 соответствуют вторичной саморезонирующей катушке 340 и вторичной катушке 350, соответственно, на фиг. 2. Элементы выпрямителя 130 и т.д. на фиг. 1, в целом, представлены как нагрузка 360.

Фиг. 3 представляет соотношение между расстоянием от источника тока (магнитного источника тока) и интенсивностью электромагнитного поля. Обращаясь к фиг. 3, электромагнитное поле состоит из трех компонентов. Кривая k1 представляет компонент, обратно пропорциональный расстоянию от источника волн, и называется "полем излучения". Кривая k2 представляет компонент, обратно пропорциональный квадрату расстояния от источника волн, и называется "полем индукции". Кривая k3 представляет компонент, обратно пропорциональный кубу расстояния от источника волн, и называется "электростатическим полем".

"Электростатическое поле" - это область, где интенсивность электромагнитной волны резко уменьшается в соответствии с расстоянием от источника волн. В резонансном способе энергия (электрическая энергия) передается, пользуясь преимуществом ближнего поля (рассеянного поля), где это "электростатическое поле" является доминирующим. В частности, в ближнем поле, где "электростатическое поле" является доминирующим, вызывается резонанс пары резонаторов, имеющих одинаковую нейтральную частоту (например, пара LC-резонирующих катушек), посредством чего энергия (электрическая энергия) передается от одного резонатора (первичной саморезонирующей катушки) к другому резонатору (вторичной саморезонирующей катушке). Поскольку "электростатическое поле" не передает энергию далеко, резонансный способ допускает передачу энергии с меньшей потерей энергии по сравнению с электромагнитной волной, которая передает энергию (электрическую энергию) посредством "поля излучения", которое передает энергию на большое расстояние.

Фиг. 4 изображает блок-схему, представляющую конфигурацию силовой схемы транспортного средства 100 с электроприводом на фиг. 1. Обращаясь к фиг. 4, транспортное средство 100 с электроприводом включает в себя устройство 150 накопления энергии, главное реле SMR1 системы, повышающий преобразователь 162, инверторы 164, 166, мотор-генераторы 172, 174, двигатель 176, устройство 177 деления энергии и ведущее колесо 178. Дополнительно, транспортное средство 100 с электроприводом дополнительно включает в себя вторичную саморезонирующую катушку 110, вторичную катушку 120, выпрямитель 130, преобразователь 140 постоянного тока в постоянный ток, главное реле SMR2 системы, ЭБУ 180 транспортного средства, устройство 190 связи, датчик 192 напряжения и датчик 194 тока.

Транспортное средство 100 с электроприводом объединяет двигатель 176 и мотор-генератор 174 в качестве источника движения. Двигатель 176 и мотор-генераторы 172 и 174 связаны с устройством 177 разделения энергии. Транспортное средство 100 с электроприводом двигается посредством движущей энергии, сформированной, по меньшей мере, одним из двигателя 176 и мотор-генератора 174. Движущая энергия, сформированная двигателем 176, делится на два пути устройством 172 разделения энергии. Один путь направлен к ведущему колесу 178, а другой путь направлен к мотор-генератору 162.

Мотор-генератор 172 является вращающей электрической машиной переменного тока, сформированной, например, из 3-фазного синхронного электродвигателя переменного тока, имеющего постоянный магнит, встроенный в ротор. Мотор-генератор 172 генерирует электрическую энергию с помощью кинетической энергии двигателя 176, которая делится устройством 177 разделения энергии. Например, когда SOC устройства 150 накопления энергии становится ниже предварительно определенного значения, двигатель 176 запускается, и электрическая энергия генерируется мотор-генератором 172, посредством чего устройство 150 накопления энергии заряжается.

Мотор-генератор 174 также является вращающей электрической машиной переменного тока, сформированной, например, из 3-фазного синхронного электродвигателя переменного тока, имеющего постоянный магнит, встроенный в ротор, аналогично мотор-генератору 172. Мотор-генератор 174 формирует движущую энергию с помощью, по меньшей мере, одной из электрической энергии, накопленной в устройстве 150 накопления энергии, и электрической энергии, сгенерированной мотор-генератором 172. Движущая энергия мотор-генератора 174 передается ведущему колесу 178.

В режиме торможения транспортного средства или в режиме снижения ускорения при спуске механическая энергия, накопленная в транспортном средстве в качестве кинетической энергии или потенциальной энергии, используется для приведения во вращательное движение мотор-генератора 174 через ведущее колесо 178, посредством чего мотор-генератор 174 работает как генератор энергии. Соответственно, мотор-генератор 174 работает как рекуперативный тормоз, преобразующий энергию движения в электрическую энергию, чтобы формировать усилие торможения. Электрическая энергия, сгенерированная мотор-генератором 174, накапливается в устройстве 150 накопления энергии. Мотор-генератор 174 соответствует электродвигателю 170, показанному на фиг. 1.

Устройство 177 разделения энергии формируется из планетарной зубчатой передачи, включающей в себя солнечную шестерню, ведущую шестерню, водило и коронную шестерню. Ведущая шестерня зацепляется с солнечной шестерней и коронной шестерней. Водило поддерживает ведущую шестерню, чтобы допускать вращение по ее оси, и связано с коленчатым валом двигателя 176. Солнечная шестерня связана с вращающимся валом мотор-генератора 172. Коронная шестерня связана с вращающимся валом мотор-генератора 174 и ведущим колесом 178.

Главное реле SMR1 системы расположено между устройством 150 накопления энергии и повышающим преобразователем 162. Главное реле SMR1 системы электрически соединяет устройство 150 накопления энергии с повышающим преобразователем 162, когда сигнал SE1 от ЭБУ 180 транспортного средства становится активным, и разъединяет электрическую схему между устройством 150 накопления энергии и повышающим преобразователем 162, когда сигнал SE1 становится неактивным.

Повышающий преобразователь 162 реагирует на сигнал PWC от ЭБУ 180 электродвигателя, чтобы повышать напряжение, выводимое из устройства 150 накопления энергии, для вывода на положительную линию PL2. Например, схема прерывателя постоянного тока содержит этот повышающий преобразователь 162.

Инверторы 164 и 166 предоставляются согласно мотор-генераторам 172 и 174, соответственно. Инвертор 164 возбуждает мотор-генератор 172 на основе сигнала PWI1 от ЭБУ 180 транспортного средства. Инвер