Бесконтактное устройство приема энергии и транспортное средство с ним

Бесконтактное устройство приема энергии и транспортное средство с ним

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к бесконтактному устройству приема энергии и транспортному средству с ним, а именно к бесконтактному устройству приема энергии с энергоприемной катушкой индуктивности, выполненной для приема электрической энергии посредством электромагнитного резонанса, которая передается от энергопередающей катушки индуктивности, и к транспортному средству с указанным бесконтактным устройством приема энергии.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В выложенной японской патентной заявке №2006345588 (патентный документ 1) раскрыта бесконтактная система подачи энергии с использованием электромагнитной индукции, включающая средство позиционирования, предназначенное для перемещения положения первичной катушки индуктивности таким образом, чтобы максимизировать эффективность подачи энергии, обеспечиваемую с помощью средства обеспечения эффективности подачи энергии.

ДОКУМЕНТЫ-АНАЛОГИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Патентный документ 1: выложенная японская патентная заявка №2006345588

Патентный документ 2: выложенная японская патентная заявка №09182212

Патентный документ 3: описание международной публикации №2007008646

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

Бесконтактные методы передачи энергии, предназначенные для передачи электрической энергии бесконтактным способом без использования шнура электропитания и кабеля передачи энергии, включают три известных метода, в число которых входят метод передачи энергии, осуществляемый посредством использования электромагнитной индукции, метод передачи энергии, осуществляемый посредством использования микроволн, и метод передачи энергии, осуществляемый резонансным способом. Среди указанных методов резонансный способ представляет собой бесконтактный метод передачи энергии, посредством которого пара резонаторов (пара самонастраивающихся катушек индуктивности) резонирует в электромагнитном поле (ближнем поле) для передачи электроэнергии через электромагнитное поле. Кроме того, указанный метод позволяет передавать электрическую энергию большой величины в несколько киловатт на сравнительно большое расстояние (например несколько метров).

Бесконтактное устройство подачи энергии, раскрытое в упомянутой выше выложенной японской патентной заявке №2006345588, требует наличия средства позиционирования для подвижной опоры первичной катушки индуктивности, обеспечиваемой на станции энергоснабжения, что ведет к увеличению размеров устройства. Чтобы расширить применение указанного устройства для обычного транспортного средства, желательно, чтобы конструкция системы была более простой. Кроме того, что касается резонансного способа, то для него необходимо разработать упрощенный способ определения положения.

Целью настоящего изобретения является обеспечение бесконтактного устройства приема энергии, имеющего упрощенную конструкцию при обеспечении точности парковки транспортного средства на станции энергоснабжения, и транспортного средства, имеющего бесконтактное устройство приема энергии.

СРЕДСТВО РЕШЕНИЯ УКАЗАННЫХ ПРОБЛЕМ

В кратком изложении настоящее изобретение обеспечивает бесконтактное устройство приема энергии, принимающее электрическую энергию от энергопередающей катушки индуктивности, предназначенной для передачи электрической энергии, принятой от источника электропитания. Бесконтактное устройство приема энергии включает энергоприемную катушку индуктивности, выполненную для приема посредством электромагнитного резонанса электрической энергии, передаваемой от энергопередающей катушки индуктивности; выпрямитель, выполненный для выпрямления электрической энергии, принятой энергоприемной катушкой индуктивности; нагрузку, предназначенную для приема электрической энергии, выпрямленной выпрямителем; резистор и переключатель соединения, предусмотренные в паре линий электропередачи, предназначенных для передачи электрической энергии от энергоприемной катушки индуктивности через выпрямитель на нагрузку, причем резистор и переключатель соединения подключены последовательно между указанной парой линий электропередачи; и устройство управления, предназначенное для управления переключателем соединения, чтобы определить, находится ли энергоприемная катушка индуктивности в таком положении по отношению к энергопередающей катушке индуктивности, что энергоприемная катушка индуктивности может принимать электрическую энергию. Устройство управления переводит переключатель в проводящее состояние при определении, где находится энергоприемная катушка индуктивности, и переводит переключатель в непроводящее состояние, когда электрическая энергия передается от энергоприемной катушки индуктивности через выпрямитель на нагрузку.

Предпочтительно бесконтактное устройство приема энергии дополнительно включает мотор для приведения транспортного средства в движение и накопитель энергии для накопления электрической энергии, подаваемой на мотор. Нагрузка включает зарядное устройство для зарядки накопителя энергии. Резистор и переключатель расположены в той части пары линий электропередачи, где выпрямитель и накопитель энергии соединены друг с другом.

Предпочтительно бесконтактное устройство приема энергии дополнительно включает мотор для приведения транспортного средства в движение, накопитель энергии для накопления электрической энергии, подаваемой на мотор, и вторичную катушку индуктивности, способную принимать электрическую энергию от энергоприемной катушки индуктивности. Нагрузка включает зарядное устройство для зарядки накопителя энергии. Резистор и переключатель соединения расположены в той части пары линий электропередачи, где выпрямитель и вторичная катушка индуктивности соединены друг с другом.

Кроме того, предпочтительно бесконтактное устройство приема энергии дополнительно включает датчик напряжения для обнаружения пика переменного тока, предназначенный для обнаружения повышения напряжения на резисторе. Устройство управления определяет, где находится энергоприемная катушка индуктивности, на основании результата обнаружения датчиком напряжения.

Предпочтительно источник электропитания и энергопередающая катушка индуктивности предусмотрены в устройстве энергоснабжения, внешнем по отношению к транспортному средству. При приеме команды от водителя транспортного средства на подачу электрической энергии устройство управления переводит переключатель в проводящее состояние, чтобы начать пробную передачу электрической энергии устройству энергоснабжения, и на основании величины повышения напряжения на резисторе определяет, расположена ли энергоприемная катушка индуктивности относительно энергопередающей катушки индуктивности так, что энергоприемная катушка индуктивности может принимать электрическую энергию.

Также предпочтительно устройство управления определяет направление, в котором должно перемещаться транспортное средство, чтобы расположить энергоприемную катушку индуктивности по отношению к энергопередающей катушке индуктивности так, что энергоприемная катушка индуктивности может принимать электрическую энергию, и при этом периодически определяет, расположена ли энергоприемная катушка индуктивности по отношению к энергопередающей катушке индуктивности так, что энергоприемная катушка индуктивности может принимать электрическую энергию.

Предпочтительно импеданс резистора согласован с импедансом источника электропитания.

В другом аспекте настоящее изобретение обеспечивает транспортное средство, снабженное каким-либо бесконтактным устройством приема энергии, описанным выше.

ЭФФЕКТЫ, ОБЕСПЕЧИВАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

В соответствии с настоящим изобретением в случае использования резонансного метода в простой конструкции можно определить, соответствующее ли положение занимает транспортное средство.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг.1 представлена схема общей структуры системы подачи энергии на транспортное средство в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

На фиг.2 представлена схема, иллюстрирующая принцип передачи энергии резонансным способом.

На фиг.3 представлен график, показывающий зависимость между расстоянием от источника тока (магнитного источника тока) и напряженностью электромагнитного поля.

На фиг.4 представлена схема структуры, показывающая детали транспортного средства 100, показанного на фиг.1.

На фиг.5 представлена принципиальная электрическая схема, иллюстрирующая более подробно энергоприемный модуль 110, принадлежащий транспортному средству, и энергопередающий модуль 220, принадлежащий устройству подачи энергии.

На фиг.6 представлена функциональная блок-схема устройства управления 180, показанного на фиг.4.

На фиг.7 представлена последовательность действий, иллюстрирующая управление, осуществляемое на этапе, когда положение транспортного средства регулируется в процессе бесконтактной подачи энергии.

На фиг.8 представлен график, показывающий зависимость между напряжением на первичной стороне и расстоянием L.

На фиг.9 представлен график, показывающий зависимость между напряжением на вторичной стороне и расстоянием L.

На фиг.10 представлен график, показывающий зависимость между током на первичной стороне и расстоянием L.

На фиг.11 представлен график, показывающий состояние, в котором значение дифференциала расстояния L достигает нуля.

На фиг.12 представлена схема форм волн в процессе работы, иллюстрирующая процесс зарядки в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

На фиг.13 представлена схема, показывающая местоположение резистора для обнаружения пробного сигнала, во втором примере осуществления.

На фиг.14 представлена схема, показывающая пример структуры датчика напряжения 190А.

ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее будут подробно описаны примеры осуществления настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одни и те же или соответствующие компоненты обозначены одними и теми же номерами позиций, и описание их уже не будет повторяться.

[Первый пример осуществления настоящего изобретения]

На фиг.1 представлена схема общей структуры системы подачи энергии на транспортное средство в соответствии с примером осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.1, система 10 подачи энергии на транспортное средство включает транспортное средство 100 и устройство подачи энергии 200. Транспортное средство 100 включает энергоприемный модуль 110, видеокамеру 120 и модуль связи 130.

Энергоприемный модуль 110 установлен на полу кузова транспортного средства и выполнен для приема электрической энергии бесконтактным способом от энергопередающего модуля 220 устройства подачи энергии 200. А именно, энергоприемный модуль 110 включает описанную ниже самонастраивающуюся катушку индуктивности, которая резонирует с самонастраивающейся катушкой индуктивности, предусмотренной в энергопередающем модуле 220, через электромагнитное поле, чтобы получить бесконтактным способом электрическую энергию от энергопередающего модуля 220. Видеокамера 120 предназначена для распознавания взаимного положения энергоприемного модуля 110 и энергопередающего модуля 220 и прикреплена, например, к кузову транспортного средства так, чтобы видеокамера 120 захватывала изображение сцены позади транспортного средства. Модуль связи 130 служит в качестве интерфейса связи для установления связи между транспортным средством 100 и устройством подачи энергии 200.

Устройство подачи энергии 200 включает высокочастотный источник электропитания 210, энергопередающий модуль 220, светоизлучатель 230 и модуль связи 240. Например, высокочастотный источник электропитания 210 преобразует коммерческую энергию переменного тока, подаваемую от источника электропитания системы, в высокочастотную электрическую энергию и выдает ее энергопередающему модулю 220. Следует отметить, что частота высокочастотной электрической энергии, генерируемой высокочастотным источником питания 210, составляет, например, от 1 МГц до нескольких десятков мегагерц.

Энергопередающий модуль 220 закреплен на полу парковочного пространства и выполнен так, что высокочастотная электрическая энергия, подаваемая от высокочастотного источника электропитания 210, передается энергоприемному модулю 110 транспортного средства 100 бесконтактным способом. А именно, энергопередающий модуль 220 включает самонастраивающуюся катушку индуктивности, которая резонирует с самонастраивающейся катушкой индуктивности, включенной в энергоприемный модуль 110, через электромагнитное поле, чтобы передать электрическую энергию энергоприемному модулю 110 бесконтактным способом. На энергопередающем модуле 220 предусмотрено множество светоизлучателей 230, предназначенных для демонстрации положения энергопередающего модуля 220. Светоизлучатель 230 включает, например, светоизлучающий диод и т.п. Модуль связи 240 служит в качестве интерфейса связи для установления связи между устройством подачи энергии 200 и транспортным средством 100.

В описанной выше системе подачи энергии на транспортное средство 10, высокочастотная электрическая энергия подается от энергопередающего модуля 220 устройства подачи электрической энергии 200, а самонастраивающаяся катушка индуктивности, включенная в энергоприемный модуль 110 транспортного средства 100, и самонастраивающаяся катушка индуктивности, включенная в энергопередающий модуль 220, резонируют друг с другом через электромагнитное, вследствие чего устройство подачи электрической энергии 200 подает электрическую энергию транспортному средству 100.

Когда устройство подачи энергии 200 подает электрическую энергию транспортному средству 100, необходимо направить транспортное средство 100 к устройству подачи энергии 200 и отрегулировать положения энергоприемного модуля 110 транспортного средства 100 и энергопередающего модуля 220 устройства подачи энергии 200.

При регулировке положений, на первом этапе, взаимное положение энергоприемного модуля 110 транспортного средства 100 и энергопередающего модуля 220 устройства подачи энергии 200 опознается на основе изображения, захватываемого видеокамерой 120. На основе полученного результата опознавания транспортное средство управляется таким образом, что оно направляется к энергопередающему модулю 220. Более конкретно, видеокамера 120 захватывает изображения светоизлучателей 230, предусмотренных на энергопередающем модуле 220, после чего происходит распознавание положения и направления каждого из светоизлучателей 230. На основании результатов распознавания изображения распознается положение и направление энергопередающего модуля 22 и транспортного средства. Затем, на основании результатов указанного распознавания, транспортное средство направляется к энергопередающему модулю 220.

Поскольку площадь энергопередающего модуля 220, обращенная к энергоприемному модулю 110, меньше площади пола кузова транспортного средства, видеокамера 120 не может захватить изображение энергопередающего модуля 220, когда энергопередающий модуль 220 перемещают в положении ниже кузова транспортного средства. В этом случае первый этап переключают на второй. На втором этапе энергопередающий модуль 220 подает электрическую энергию на энергоприемный модуль 110, и на основании условий подачи энергии определяется расстояние между энергопередающим модулем 220 и энергоприемным модулем 110. Затем на основании информации о расстоянии транспортное средство управляется так, что регулируются положения энергопередающего модуля 220 и энергоприемного модуля 110.

Электрическая энергия, передаваемая в виде пробного сигнала от энергопередающего модуля 220 на вышеупомянутом втором этапе, устанавливается по величине меньше, чем величина электрической энергии для зарядки, подаваемой от энергопередающего модуля 220 энергоприемному модулю 110 после завершения регулировки взаимного положения энергопередающего модуля 220 и энергоприемного модуля 110. Причина, по которой электрическая энергия передается от энергопередающего модуля 220 на вышеупомянутом втором этапе, заключается в определении расстояния между энергопередающим модулем 220 и энергоприемным модулем 110, и в том, что не требуется электрической энергии большой величины, которая необходима для практической подачи энергии.

Далее будет описан бесконтактный способ подачи энергии, используемый в системе подачи энергии 10 транспортному средству в соответствии с настоящим примером осуществления. В системе подачи энергии 10 транспортному средству в соответствии с настоящим примером осуществления для подачи электрической энергии от устройства подачи энергии 200 транспортному средству 100 используется резонансный способ.

На фиг.2 представлена схема, иллюстрирующая принцип передачи энергии резонансным способом.

Как показано на фиг.2, в соответствии с резонансным способом, как и в случае, когда два камертона резонируют друг с другом, две резонансные LC-катушки индуктивности, имеющие одинаковую собственную частоту, резонируют друг с другом в электромагнитном поле (ближнем поле), что вызывает передачу электрической энергии от одной из указанных катушек к другой из указанных катушек через электромагнитное поле.

А именно, первичная катушка индуктивности 320 подключена к высокочастотному источнику электропитания 310 для подачи электрической энергии с высокой частотой от 1 МГц до нескольких десятков мегагерц на первичную самонастраивающуюся катушку индуктивности 330, имеющую магнитную связь с первичной катушкой индуктивности 320 посредством электромагнитной индукции. Первичная самонастраивающаяся катушка индуктивности 330 представляет собой LC-резонатор, состоящий из индуктивности самой катушки индуктивности и паразитной емкости, и резонирует через электромагнитное поле (ближнее поле) с вторичной самонастраивающейся катушкой индуктивности 340, имеющей такую же резонансную частоту, что и первичная самонастраивающаяся катушка индуктивности 330. Это приводит к тому, что энергия (электрическая энергия) передается от первичной самонастраивающейся катушки индуктивности 330 через электромагнитное поле на вторичную самонастраивающуюся катушку индуктивности 340. Мощность (электрическая энергия), передаваемая на вторичную самонастраивающуюся катушку индуктивности 340, отбирается вторичной катушкой индуктивности 350, имеющей магнитную связь с вторичной самонастраивающейся катушкой индуктивности 340 посредством электромагнитной индукции индуктивности, и подается на нагрузку 360. Следует отметить, что передача энергии резонансным способом осуществляется, когда значение Q, отражающее интенсивность резонанса между первичной самонастраивающейся катушкой индуктивности 330 и вторичной самонастраивающейся катушкой индуктивности 340, выше, например, 100.

Если сравнивать с фиг.1, то вторичная самонастраивающаяся катушка индуктивности 340 и вторичная катушка индуктивности 350 соответствуют энергоприемному модулю 110 на фиг.1, а первичная катушка индуктивности 320 и первичная самонастраивающаяся катушка индуктивности 330 соответствуют энергопередающему модулю 220 на фиг.1.

На фиг.3 представлен график, показывающий зависимость между расстоянием от источника тока (магнитного источника тока) и напряженностью электромагнитного поля.

Как показано на фиг.3, электромагнитное поле включает три компонента. Кривая k1 представляет компонент, обратно пропорциональный расстоянию от источника волн и называемый "радиационным электромагнитным полем". Кривая k2 представляет компонент, обратно пропорциональный квадрату расстояния от источника волн и называемый "индукционным электромагнитным полем". Кривая k3 представляет компонент, обратно пропорциональный кубу расстояния от источника волн и называемый "электростатическим магнитным полем".

Среди прочих имеется область, где интенсивность электромагнитных волн резко снижается в соответствии с расстоянием от источника волн. В резонансном способе это ближнее поле (затухающее поле) используется для передачи энергии (электрической энергии). Другими словами, ближнее поле используется, чтобы вызвать резонанс между парой резонаторов (например, парой резонансных LC-катушек), имеющих одну и ту же собственную частоту, чтобы тем самым передать энергию (электрическую энергию) от одного из указанных резонаторов (первичной самонастраивающейся катушки индуктивности) другому из указанных резонаторов (вторичной самонастраивающейся катушке индуктивности). Это ближнее поле не позволяет энергии (электрической энергии) распространяться на большое расстояние. Соответственно, при сравнении с электромагнитными волнами, переносящими энергию (электрическую энергию) посредством "радиационного электромагнитного поля", обеспечивающего распространение энергии на большое расстояние, резонансный способ обеспечивает передачу энергии с меньшими ее потерями.

На фиг.4 представлена схема структуры, показывающей детали транспортного средства 100, показанного на фиг.1.

Как показано на фиг.4, транспортное средство 100 включает накопитель энергии 150, главное реле системы ГРС1, повышающий преобразователь 162, инверторы 164, 166, моторы-генераторы 172, 174, двигатель 176, делитель мощности 177 и ведущее колесо 178.

Транспортное средство 100 дополнительно включает вторичную самонастраивающуюся катушку индуктивности 112, вторичную катушку индуктивности 114, выпрямитель 140, преобразователь 142 постоянного тока в постоянный ток, главное реле системы ГРС2 и датчик напряжения 190.

Транспортное средство 100 дополнительно включает зарядное устройство 191 и вход 192 для зарядки через штепсельное соединение с целью получения электрической энергии от источника электропитания 194, внешнего по отношению к транспортному средству. Транспортное средство 100 дополнительно включает устройство управления 180, видеокамеру 120, модуль связи 130 и кнопку подачи энергии 122.

Транспортное средство 100 оснащено двигателем 176 и мотором-генератором 174 в качестве источника мощности. Двигатель 176 и моторы-генераторы 172 и 174 подключены к делителю мощности 177. Транспортное средство 100 приводится в действие приводной мощностью, создаваемой по меньшей мере двигателем 176 или мотором-генератором 174. Мощность, создаваемая двигателем 176, разделяется делителем мощности 177 по двум цепям, включая цепь, через которую мощность передается ведущему колесу 178, и цепь, через которую мощность передается мотору-генератору 172.

Мотор-генератор 172 является вращающейся электрической машиной переменного тока, включающей, например, трехфазный синхронный электродвигатель переменного тока, снабженный ротором, в который встроен постоянный магнит. Мотор-генератор 172, используя кинетическую энергию двигателя 176, генерирует электрическую энергию, разделяемую делителем мощности 177. Например, когда уровень заряда, также обозначаемый как УЗ, накопителя энергии 150 опускается ниже заданного значения, двигатель 176 запускается, и мотор-генератор 172 генерирует электрическую энергию для зарядки накопителя электрической энергии 150.

Мотор-генератор 174 также является вращающейся электрической машиной переменного тока, включающей, например, трехфазный синхронный электродвигатель переменного тока, снабженный ротором, в который встроен постоянный магнит, как и мотор-генератор 172. Мотор-генератор 174 генерирует движущую силу, используя по меньшей мере электрическую энергию, накопленную в накопителе энергии 150, и электрическую энергию, генерируемую мотором-генератором 172. Затем движущая сила передается от мотора-генератора 174 ведущему колесу 178.

Кроме того, в процессе торможения транспортного средства и в процессе уменьшения ускорения на направленной вниз наклонной поверхности динамическая энергия, накопленная в транспортном средстве в виде кинетической энергии и потенциальной энергии, используется для привода во вращение мотора-генератора 174 через ведущее колесо 178, заставляя мотор-генератор 174 работать в качестве генератора мощности. Следовательно, мотор-генератор 174 работает как рекуперативный тормоз для преобразования приводной мощности в электрическую энергию для создания силы торможения. Затем электрическая энергия, генерируемая мотором-генератором 174, накапливается в накопителе энергии 150.

В делителе мощности 177 может использоваться планетарная передача, содержащая солнечную шестерню, сателлит, водило и кольцевую шестерню. Сателлит находится в зацеплении с солнечной шестерней и кольцевой шестерней. Водило соединено с коленчатым валом двигателя 176 и в то же время служит вращающейся опорой для сателлита. Солнечная шестерня соединена с вращающимся валом мотора-генератора 172. Кольцевая шестерня соединена с вращающимся валом мотора-генератора 174 и ведущим колесом 178.

Накопитель энергии 150 служит в качестве перезаряжаемого источника питания постоянного тока, включающего, например, вторичную батарею, такую как литий-ионную или никелевую металлогидридную вторичную батарею. Накопитель энергии 150 накапливает электрическую энергию, подаваемую от преобразователя 142 постоянного тока в постоянный ток, а также накапливает регенеративную электрическую энергию, генерируемую моторами-генераторами 172 и 174. Затем накопитель энергии 150 подает накопленную электрическую энергию на повышающий преобразователь 162. Следует отметить, что конденсатор большой емкости также может использоваться в качестве накопителя электрической энергии 150 и может использоваться любой вспомогательный накопитель энергии, который способен временно сохранять электрическую энергию, полученную от устройства подачи энергии 200 (фиг.1), и регенеративную электрическую энергию от моторов-генераторов 172 и 174 с целью подачи сохраненной электрической энергии на повышающий преобразователь 162.

Главное реле системы ГРС1 расположено между накопителем энергии 150 и повышающим преобразователем 162. Главное реле системы ГРС1 электрически соединяет накопитель энергии 150 с повышающим преобразователем 162, когда активируется сигнал SE1 от устройства управления 180, и разрывает электрическую цепь между накопителем энергии 150 и повышающим преобразователем 162, когда сигнал SE1 дезактивируется. На основании сигнала PWC от устройства управления 180 повышающий преобразователь 162 повышает напряжение в цепи положительного электрода ЦПЭ2 до напряжения выше или равного напряжению на выходе накопителя энергии 150. Следует отметить, что повышающий преобразователь 162 включает, например, схему прерывателя постоянного тока.

Инверторы 164 и 166 предусмотрены соответственно для моторов-генераторов 172 и 174. Инвертор 164 запускает мотор-генератор 172 на основании сигнала PWI1 от устройства управления 180, а инвертор 166 запускает мотор-генератор 174 на основании сигнала PWI2 от устройства управления 180. Следует отметить, что инверторы 164 и 166 включают, например, трехфазную мостиковую схему.

Вторичная самонастраивающаяся катушка индуктивности 112 имеет оба вывода, подключенные к конденсатору 111 через переключатель (реле 113) и резонирует с первичной резонансной катушкой индуктивности устройства подачи энергии 200 через электромагнитное поле, когда переключатель (реле 113) переводится в проводящее состояние. Этот резонанс вынуждает устройство подачи энергии 200 подавать электрическую энергию. Хотя на фиг.4 показан пример, в котором предусмотрен конденсатор 111, регулировку в отношении первичной самонастраивающейся катушки индуктивности можно осуществить так, чтобы достичь резонанса, используя ее паразитную емкость вместо конденсатора.

Что касается вторичной самонастраивающейся катушки индуктивности 112, то число ее витков целесообразно устанавливается таким, чтобы увеличить расстояние до первичной самонастраивающейся катушки индуктивности устройства подачи энергии 200, значение Q (например, Q>100), характеризующее интенсивность резонанса между первичной самонастраивающейся катушкой индуктивности и вторичной самонастраивающейся катушкой индуктивности 112, и коэффициент «к», характеризующий степень связи между ними.

Вторичная катушка индуктивности 114 расположена соосно на вторичной самонастраивающейся катушке индуктивности 112 и может иметь магнитную связь с вторичной самонастраивающейся катушкой индуктивности 112 посредством электромагнитной индукции. Эта вторичная катушка индуктивности 114 посредством электромагнитной индукции отбирает электрическую энергию, полученную от вторичной самонастраивающейся катушки индуктивности 112, и выдает электрическую энергию на выпрямитель 140. Следует отметить, что вторичная самонастраивающаяся катушка индуктивности 112 и вторичная катушка индуктивности 114 образуют энергоприемный модуль 110, показанный на фиг.1.

Выпрямитель 140 выпрямляет переменный ток мощности, отобранной вторичной катушкой индуктивности 114. На основании сигнала PWD от устройства управления 180 преобразователь 142 постоянного тока в постоянный ток преобразует напряжение электрического тока, выпрямленного выпрямителем 140, в уровень напряжения накопителя энергии 150 и выдает результирующее напряжение в накопитель энергии 150.

Главное реле системы ГРС2 расположено между преобразователем 142 постоянного тока в постоянный ток и накопителем энергии 150. Главное реле системы ГРС2 электрически соединяет накопитель энергии 150 с преобразователем 142 постоянного тока в постоянный ток, когда активируется сигнал SE2 от устройства управления 180. Когда сигнал SE2 дезактивируется, главное реле системы ГРС2 разрывает электрическую цепь между накопителем энергии 150 и преобразователем 142 постоянного тока в постоянный ток. Датчик напряжения 190 обнаруживает напряжение VR между выпрямителем 140 и преобразователем 142 постоянного тока в постоянный ток и выдает обнаруженное значение устройству управления 180.

Между выпрямителем 140 и преобразователем 142 постоянного тока в постоянный ток предусмотрены резистор 144 и реле 146, подключенные последовательно. Реле 146 управляется устройством управления 180 так, что оно переводится в проводящее состояние, когда положение транспортного средства 100 отрегулировано для процесса бесконтактной подачи электроэнергии, как описывается ниже.

На основании положения педали акселератора, скорости транспортного средства и сигналов от различных датчиков устройство управления 180 генерирует сигналы PWC, PWI1 и PWI2 для запуска соответственно повышающего преобразователя 162, моторов-генераторов 172 и 174. Устройство управления 180 выдает сгенерированные сигналы PWC, PWI1 и PWI2 соответственно на повышающий преобразователь 162, инверторы 164 и 166. Во время движения транспортного средства устройство управления 180 активирует сигнал SE1, чтобы включить главное реле системы ГРС1, и деактивирует сигнал SE2, чтобы выключить главное реле системы ГРС2.

Кроме того, когда устройство подачи энергии 200 (фиг.1) подает электрическую энергию на транспортное средство 100, устройство управления 180 принимает изображение, захваченное и переданное видеокамерой 120. К тому же устройство управления 180 принимает от устройства подачи энергии 200 через модуль связи 130 информацию об электрической энергии (напряжение и ток), которые передаются от устройства подачи энергии 200, а также принимает от датчика напряжения 190 обнаруженное значение напряжения VR, которое обнаруживается датчиком напряжения 190. На основе этих данных устройство управления 180 управляет транспортным средством, паркующимся способом, описанным ниже, так, что транспортное средство направляется к энергопередающему модулю 220 устройства подачи энергии 200 (фиг.1).

Когда управление парковкой к энергопередающему модулю 220 завершено, устройство управления 180 передает устройству подачи энергии 200 команду на подачу энергии через модуль связи 130 и также активирует сигнал SE2, чтобы включить главное реле системы ГРС2. Затем устройство управления 180 генерирует сигнал PWD для запуска преобразователя 142 постоянного тока в постоянный ток и выдает сгенерированный сигнал PWD на преобразователь 142 постоянного тока в постоянный ток.

На фиг.5 представлена принципиальная электрическая схема, иллюстрирующая более подробно энергоприемный модуль 110 на стороне транспортного средства и энергопередающий модуль 220 на стороне устройства подачи энергии.

Как показано на фиг.5, высокочастотный источник электропитания 210 представлен в виде высокочастотного источника электропитания 213 переменного тока и резистора 211, который характеризует импеданс источника электропитания.

Энергопередающий модуль 220 включает первичную катушку индуктивности 232, подключенную к высокочастотному источнику электропитания 210, первичную самонастраивающуюся катушку индуктивности 234, имеющую магнитную связь с первичной катушкой индуктивности 232 посредством электромагнитной индукции, и конденсатор 242, подключенный к обоим выводам первичной самонастраивающейся катушки индуктивности 234.

Энергоприемный модуль 110 включает вторичную самонастраивающуюся катушку индуктивности 112, резонирующей с первичной самонастраивающейся катушкой индуктивности 234 через электромагнитное поле, конденсатор 111 и реле 113, подключенные последовательно к обоим выводам вторичной самонастраивающейся катушки индуктивности 112. При приеме электрической энергии реле 113 управляется таким образом, что оно переводится в проводящее состояние.

Энергоприемный модуль 110 дополнительно включает вторичную катушку индуктивности 114, имеющую магнитную связь со вторичной самонастраивающейся катушкой индуктивности 112. Выпрямитель 140 выпрямляет переменный ток мощности, полученной вторичной катушкой индуктивности 114. Конденсатор С1 подключен к выходу выпрямителя 140. Реле 146 и резистор 144, используемые для регулировки положения транспортного средства относительно станции энергоснабжения, подключены между обкладками конденсатора С1. Зарядное устройство 142 (преобразователь постоянного тока в постоянный ток) дополнительно подключен к выходу выпрямителя 140 для преобразования напряжения в соответствующее напряжение зарядки. Преобразованное напряжение зарядки подается на аккумуляторную батарею (накопитель энергии 150).

Для резистора 144 устанавливается импеданс, например 50 Ом. Это значение регулируется так, чтобы оно было согласовано с импедансом, представленным резистором 211 высокочастотного источника электропитания 210.

Когда парковочное положение транспортного средства регулируется для процесса бесконтактной подачи энергии на транспортное средство, датчик напряжения 190 выявляет напряжение на резисторе 144 и выдает выявленное значение VR устройству управления 180.

Когда регулировка положения транспортного средства завершена и транспортное средство заряжается от внешнего источника электропитания посредством бесконтактной подачи электроэнергии, датчик напряжения 190 выявляет напряжение на входе зарядного устройства 142 как выявленное значение VR.

На фиг.6 представлена функциональная блок-схема устройства управления 180, показанного на фиг.4.

Как показано на фиг.6, устройство управления 180 включает электронный блок управления интеллектуальной системой помощи при парковке (ЭБУИСПП) 410, электроусилитель руля (ЭУР) 420, электронный блок управления моторами-генераторами (ЭБУМГ) 430, тормозное устройство с электронным управлением (ТУЭП) 440, электрический стояночный тормоз (ЭСТ) 450, электронный блок управления резонансом (ЭБУР) 460 и электронный блок управления гибридным транспортным средством (ЭБУГТС) 470.

Когда транспортное работает в режиме зарядки, система электронный блок управления интеллектуальной системой помощи при парковке (ЭБУИСПП) 410 осуществляет управление направлением перемещения с целью направления транспортного средства к энергопередающему модулю 220 устройства подачи энергии 200 (фиг.1) на основании данных изображения, полученных от видеокамеры 120 (первое управление направлением перемещения).

А именно, электронный блок управления интеллектуальной системой помощи при парковке (ЭБУИСПП) 410 распознает энергопередающий модуль 2