Устройство приема электрической мощности для транспортного средства, устройство передачи электрической мощности и система бесконтактной передачи/приема электрической мощности

Устройство приема электрической мощности для транспортного средства, устройство передачи электрической мощности и система бесконтактной передачи/приема электрической мощности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Данное изобретение относится к устройству приема электрической мощности для транспортного средства, к устройству передачи электрической мощности и к системе бесконтактной передачи/приема электрической мощности.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В последние годы привлекают внимание электромобили и гибридные транспортные средства, которые движутся за счет использования электрической мощности вместо топлива или в дополнение к топливу с целью уменьшения количества углекислого газа, выделяемого из транспортных средств, для предотвращения глобального потепления. Кроме того, также предусмотрены гибридные транспортные средства со штепсельным соединением для заряда от внешнего источника, которые имеют такую конфигурацию, в которой их аккумуляторы, которые также монтируются в гибридных транспортных средствах, может заряжаться электрической мощностью, подаваемой в транспортные средства извне.

[0003] Кроме того, с целью достижения повышения удобства для пользователя, технологии подачи электрической мощности бесконтактным способом анализируются в качестве способа подачи электрической мощности в транспортное средство извне транспортного средства. При подаче электрической мощности бесконтактным способом, выравнивание модуля передачи электрической мощности с модулем приема электрической мощности приводит к проблеме.

[0004] В брошюре WO 2010/052785 (патентный документ 1), раскрывается бесконтактная зарядная система, которая выравнивает катушку передачи электрической мощности и катушку приема электрической мощности между собой на основе ситуации приема электрической мощности.

ДОКУМЕНТЫ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

[0005] Патентный документ 1. Брошюра WO 2010/052785

Патентный документ 2. Публикация заявки на патент (Япония) номер 2010-183812 (JP -2010-183812 A)

Патентный документ 3. Публикация заявки на патент (Япония) номер 2010-183804 (JP -2010-183804 A)

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ПРОБЛЕМЫ, РАЗРЕШАЕМЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЕМ

[0006] В бесконтактной зарядной системе, раскрытой в брошюре WO 2010/052785 (патентный документ 1), невозможно определять то, обеспечивают или нет позиции узла передачи электрической мощности, включающего в себя катушку передачи электрической мощности и т.п., и узла приема электрической мощности, включающего в себя катушку приема электрической мощности и т.п., надлежащий прием электрической мощности, если операция приема электрической мощности фактически не выполняется. В определенных транспортных средствах можно предполагать случай, в котором монтажная позиция узла приема электрической мощности отличается в некоторой степени. В определенной монтажной позиции узла приема электрической мощности на стороне транспортного средства также предполагается случай, в котором сторона устройства передачи электрической мощности не может выполнять взаимодействие с транспортным средством. Кроме того, возможен случай, в котором позиция установки узла передачи электрической мощности из устройства передачи электрической мощности также отличается в некоторой степени. Также возможен случай, в котором сторона транспортного средства тоже не может выполнять взаимодействие с устройством передачи электрической мощности.

[0007] В таких случаях, неудобно, что не может выполняться определение относительно целесообразности позиционной взаимосвязи между узлом передачи электрической мощности и узлом приема электрической мощности, если электрическая мощность фактически не передается/принимается. Кроме того, даже если электрическая мощность фактически передается/принимается, чтобы выполнять позиционное выравнивание, позиция, в которой принимаемая электрическая мощность имеет локальный максимум, может не быть оптимальной позицией.

[0008] Цель этого изобретения состоит в том, чтобы предоставлять устройство приема электрической мощности, устройство передачи электрической мощности и систему бесконтактной передачи/приема электрической мощности для транспортного средства, которые позволяют получать информацию относительно позиций узла передачи электрической мощности и узла приема электрической мощности без обращения к передаче/приему электрической мощности.

СРЕДСТВО РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

[0009] В общих словах, это изобретение представляет собой устройство приема электрической мощности для транспортного средства, которое может принимать электрическую мощность из устройства передачи электрической мощности за пределами транспортного средства бесконтактным способом. Устройство приема электрической мощности оснащается модулем приема электрической мощности, который сконфигурирован иметь возможность принимать электрическую мощность из устройства передачи электрической мощности бесконтактным способом, и узлом связи, который передает в устройство передачи электрической мощности информацию относительно позиции или размеров модуля приема электрической мощности.

[0010] Предпочтительно, информация включает в себя, по меньшей мере, одно из размера модуля приема электрической мощности, размера транспортного средства, в котором монтируется модуль приема электрической мощности, монтажной позиции модуля приема электрической мощности в транспортном средстве и монтажного угла модуля приема электрической мощности в транспортном средстве.

[0011] Более предпочтительно, устройство приема электрической мощности дополнительно оснащается устройством управления, которое управляет узлом связи. Устройство управления принимает из устройства передачи электрической мощности результат определения в отношении желательности бесконтактного заряда, определение по которой выполнено на основе информации, и уведомляет пассажира относительно результата определения.

[0012] Более предпочтительно, устройство приема электрической мощности дополнительно оснащается устройством управления, которое управляет узлом связи. Устройство управления принимает из устройства передачи электрической мощности результат определения в отношении ориентационного направления транспортного средства, определение по которому выполнено на основе информации, и уведомляет пассажира относительно результата определения.

[0013] Более предпочтительно, устройство передачи электрической мощности включает в себя множество модулей передачи электрической мощности. Устройство передачи электрической мощности определяет модуль передачи электрической мощности, используемый для того, чтобы передавать электрическую мощность, из множества модулей передачи электрической мощности, на основе информации, передаваемой из узла связи.

[0014] Более предпочтительно, устройство передачи электрической мощности включает в себя подвижный модуль передачи электрической мощности. Устройство передачи электрической мощности определяет позицию модуля передачи электрической мощности на основе информации, передаваемой из узла связи.

[0015] В другом аспекте, это изобретение представляет собой устройство передачи электрической мощности, которое может передавать электрическую мощность бесконтактным способом. Устройство передачи электрической мощности оснащается модулем передачи электрической мощности, который сконфигурирован иметь возможность передавать электрическую мощность в транспортное средство из-за пределов транспортного средства бесконтактным способом, и узлом связи, который передает информацию относительно позиции или размеров модуля передачи электрической мощности в транспортное средство.

[0016] Предпочтительно, информация включает в себя, по меньшей мере, одно из размера модуля передачи электрической мощности, размера места для парковки, в котором размещается модуль передачи электрической мощности, монтажной позиции модуля передачи электрической мощности в месте для парковки и монтажного угла модуля передачи электрической мощности в месте для парковки.

[0017] Более предпочтительно, устройство передачи электрической мощности дополнительно оснащается устройством управления, которое управляет узлом связи. Устройство управления принимает из транспортного средства результат определения в отношении желательности бесконтактного заряда, определение по которой выполнено на основе информации.

[0018] Более предпочтительно, устройство передачи электрической мощности дополнительно оснащается устройством управления, которое управляет узлом связи. Устройство управления принимает из транспортного средства результат определения в отношении ориентационного направления транспортного средства, определение по которому выполнено на основе информации.

[0019] Более предпочтительно, устройство передачи электрической мощности дополнительно оснащается устройством управления, которое управляет узлом связи. Транспортное средство включает в себя множество модулей приема электрической мощности. Устройство управления передает информацию в транспортное средство посредством использования узла связи для того, чтобы определять модуль приема электрической мощности, используемый для того, чтобы принимать электрическую мощность, из множества модулей приема электрической мощности.

[0020] Более предпочтительно, устройство передачи электрической мощности дополнительно оснащается устройством управления, которое управляет узлом связи. Транспортное средство включает в себя подвижный модуль приема электрической мощности. Устройство управления передает информацию в транспортное средство посредством использования узла связи для того, чтобы определять позицию модуля приема электрической мощности.

[0021] В еще одном другом аспекте, это изобретение представляет собой устройство передачи электрической мощности, которое может передавать электрическую мощность в транспортное средство бесконтактным способом. Транспортное средство включает в себя модуль приема электрической мощности, который принимает электрическую мощность из устройства передачи электрической мощности и передает информацию относительно позиции или размеров модуля приема электрической мощности в устройство передачи электрической мощности. Устройство передачи электрической мощности оснащается узлом связи, который принимает информацию относительно позиции или размеров модуля приема электрической мощности из транспортного средства, и модулем передачи электрической мощности, который сконфигурирован иметь возможность передавать электрическую мощность в модуль приема электрической мощности бесконтактным способом.

[0022] В еще одном другом аспекте, это изобретение представляет собой устройство приема электрической мощности для транспортного средства, которое может принимать электрическую мощность из устройства передачи электрической мощности бесконтактным способом. Устройство передачи электрической мощности включает в себя модуль передачи электрической мощности, который передает электрическую мощность в транспортное средство и передает информацию относительно позиции или размеров модуля передачи электрической мощности в устройство приема электрической мощности для транспортного средства. Устройство приема электрической мощности для транспортного средства оснащается узлом связи, который принимает информацию относительно позиции или размеров модуля передачи электрической мощности из устройства передачи электрической мощности, и модулем приема электрической мощности, который сконфигурирован иметь возможность принимать электрическую мощность из модуля передачи электрической мощности бесконтактным способом.

[0023] В еще одном другом аспекте, это изобретение представляет собой систему бесконтактной передачи/приема электрической мощности, которая оснащается устройством приема электрической мощности, которое монтируется в транспортном средстве, и устройством передачи электрической мощности, которое расположено за пределами транспортного средства. Устройство приема электрической мощности включает в себя модуль приема электрической мощности, который сконфигурирован иметь возможность принимать электрическую мощность из устройства передачи электрической мощности бесконтактным способом, и узел связи, который передает информацию относительно позиции или размеров модуля приема электрической мощности в устройство передачи электрической мощности.

[0024] В еще одном другом аспекте, это изобретение представляет собой систему бесконтактной передачи/приема электрической мощности, которая оснащается устройством приема электрической мощности, которое монтируется в транспортном средстве, и устройством передачи электрической мощности, которое расположено за пределами транспортного средства. Устройство передачи электрической мощности включает в себя модуль передачи электрической мощности, который сконфигурирован иметь возможность передавать электрическую мощность в транспортное средство из-за пределов транспортного средства бесконтактным способом, и узел связи, который передает информацию относительно позиции или размеров модуля передачи электрической мощности в транспортное средство.

ПРЕИМУЩЕСТВО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0025] Согласно изобретению, информация относительно позиции или размеров модуля передачи электрической мощности или модуля приема электрической мощности может быть распознана, даже если заряд фактически не выполняется, и достигается повышение удобства для пользователя.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0026] Фиг. 1 является общим конфигурационным видом системы передачи/приема электрической мощности согласно каждому варианту осуществления этого изобретения.

Фиг. 2 является видом для иллюстрации принципа передачи электрической мощности согласно резонансной технологии.

Фиг. 3 является видом, показывающим взаимосвязь между расстоянием от источника электрического тока (источника магнитного тока) и напряженностью электромагнитного поля.

Фиг. 4 является видом, показывающим модель для проведения моделирования системы переноса электрической мощности.

Фиг. 5 является видом, показывающим взаимосвязь между отклонением между собственными частотами модуля передачи электрической мощности и модуля приема электрической мощности и эффективностью переноса электрической мощности.

Фиг. 6 является подробным конфигурационным видом системы передачи/приема электрической мощности, показанной на фиг. 1.

Фиг. 7 является видом для иллюстрации компоновки модуля приема электрической мощности в различных транспортных средствах.

Фиг. 8 является видом для иллюстрации компоновки модуля передачи электрической мощности в различных устройствах передачи электрической мощности.

Фиг. 9 является блок-схемой последовательности операций способа для иллюстрации управления, выполняемого в транспортном средстве и в устройстве передачи электрической мощности в первом варианте осуществления изобретения.

Фиг. 10 является видом для иллюстрации первого примера, в котором связь устанавливается согласно обработке по фиг. 9.

Фиг. 11 является видом сбоку для иллюстрации информации, ассоциированной с модулем приема электрической мощности транспортного средства.

Фиг. 12 является видом сверху для иллюстрации информации, ассоциированной с модулем приема электрической мощности транспортного средства.

Фиг. 13 является видом для иллюстрации второго примера, в котором связь устанавливается согласно обработке по фиг. 9.

Фиг. 14 является блок-схемой последовательности операций способа для иллюстрации управления, выполняемого в транспортном средстве и в устройстве передачи электрической мощности во втором варианте осуществления изобретения.

Фиг. 15 является видом для иллюстрации первого примера, в котором связь устанавливается согласно обработке по фиг. 14.

Фиг. 16 является видом для иллюстрации второго примера, в котором связь устанавливается согласно обработке по фиг. 14.

Фиг. 17 является блок-схемой последовательности операций способа для иллюстрации управления, выполняемого в транспортном средстве и в устройстве передачи электрической мощности в третьем варианте осуществления изобретения.

Фиг. 18 является видом для иллюстрации первого примера, в котором связь устанавливается согласно обработке по фиг. 17.

Фиг. 19 является видом сверху для иллюстрации информации, ассоциированной с модулем передачи электрической мощности из устройства передачи электрической мощности.

Фиг. 20 является видом сбоку для иллюстрации информации, ассоциированной с модулем передачи электрической мощности из устройства передачи электрической мощности.

Фиг. 21 является видом для иллюстрации второго примера, в котором связь устанавливается согласно обработке по фиг. 17.

Фиг. 22 является блок-схемой последовательности операций способа для иллюстрации управления, выполняемого в транспортном средстве и в устройстве передачи электрической мощности в четвертом варианте осуществления изобретения.

Фиг. 23 является видом для иллюстрации первого примера, в котором связь устанавливается согласно обработке по фиг. 22.

Фиг. 24 является видом для иллюстрации второго примера, в котором связь устанавливается согласно обработке по фиг. 22.

ОПТИМАЛЬНЫЕ РЕЖИМЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0027] Ниже подробно описываются варианты осуществления изобретения со ссылками на чертежи. В этой связи, аналогичные или эквивалентные компоненты на чертежах обозначаются посредством аналогичных ссылок с номерами, соответственно, и их описание не повторяется.

[0028] ОПИСАНИЕ СТРУКТУРЫ БЕСКОНТАКТНОЙ ПЕРЕДАЧИ/ПРИЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ

Фиг. 1 является общим конфигурационным видом системы передачи/приема электрической мощности согласно каждому из вариантов осуществления из этого изобретения.

[0029] Ссылаясь на фиг. 1, система 10 передачи/приема электрической мощности включает в себя транспортное средство 100 и устройство 200 передачи электрической мощности. Транспортное средство 100 включает в себя модуль 110 приема электрической мощности и узел 160 связи.

[0030] Модуль 110 приема электрической мощности устанавливается на нижней поверхности кузова транспортного средства и сконфигурирован с возможностью принимать электрическую мощность, доставленную из модуля 220 передачи электрической мощности из устройства 200 передачи электрической мощности, бесконтактным способом. Более конкретно, модуль 110 приема электрической мощности включает в себя нижеописанную авторезонансную катушку (называемую также "резонансной катушкой") и принимает электрическую мощность из модуля 220 передачи электрической мощности бесконтактным способом посредством резонирования с авторезонансной катушкой, включенной в модуль 220 передачи электрической мощности, через электромагнитное поле. Узел 160 связи является интерфейсом связи для установления связи между транспортным средством 100 и устройством 200 передачи электрической мощности.

[0031] Устройство 200 передачи электрической мощности включает в себя зарядную стойку 210 и модуль 220 передачи электрической мощности. Зарядная стойка 210 включает в себя узел 242 отображения, узел 246 приема оплаты и узел 230 связи. Зарядная стойка 210 преобразует, например, промышленную электрическую мощность переменного тока в высокочастотную электрическую мощность и выводит высокочастотную электрическую мощность в модуль 220 передачи электрической мощности. В этой связи, зарядная стойка 210 может снабжаться электрической мощностью из устройства подачи электрической мощности, такого как солнечное фотогальваническое устройство, устройство ветрового генератора и т.п.

[0032] Модуль 220 передачи электрической мощности устанавливается, например, на поверхности пола автомобильной парковки и сконфигурирован с возможностью доставлять высокочастотную электрическую мощность, поданную из зарядной стойки 210, в модуль 110 приема электрической мощности транспортного средства 100 бесконтактным способом. Более конкретно, модуль 220 передачи электрической мощности включает в себя авторезонансную катушку и передает электрическую мощность в модуль 110 приема электрической мощности бесконтактным способом через резонанс этой авторезонансной катушки с авторезонансной катушкой, включенной в модуль 110 приема электрической мощности, через электромагнитное поле. Узел 230 связи является интерфейсом связи для установления связи между устройством 200 передачи электрической мощности и транспортным средством 100.

[0033] В данном документе следует отметить, что при подаче электрической мощности из устройства 200 передачи электрической мощности в транспортное средство 100, существует потребность направлять транспортное средство 100 к устройству 200 передачи электрической мощности и выравнивать модуль 110 приема электрической мощности транспортного средства 100 и модуль 220 передачи электрической мощности из устройства 200 передачи электрической мощности между собой. Иными словами, непросто выравнивать транспортное средство 100. Переносной прибор может быть поднят с помощью руки пользователя и легко размещен в надлежащей позиции модуля подачи электрической мощности, такого как зарядное устройство и т.п. Тем не менее, транспортное средство должно управляться пользователем для остановки в надлежащей позиции. Транспортное средство не быть поднято с помощью руки для регулирования по позиции.

[0034] По этой причине, приспособление способа с высоким допуском в отношении позиционного смещения требуется при подаче электрической мощности из устройства 200 передачи электрической мощности в транспортное средство 100. Считается, что способ электромагнитной индукции имеет короткое расстояние передачи, а также низкий допуск в отношении позиционного смещения. Если предпринимается попытка приспосабливать способ электромагнитной индукции при подаче электрической мощности в транспортное средство, может требоваться техника высокоточного вождения от водителя во время парковки, может становиться необходимым монтаж высокоточного устройства направления транспортного средства в транспортном средстве, либо может требоваться подвижный узел, который перемещает позицию катушки таким образом, что также может допускаться приблизительная позиция для парковки.

[0035] Считается, что способ резонанса электромагнитного поля обеспечивает возможность передачи относительно большой электрической мощности, даже если расстояние передачи составляет несколько метров, и, в общем, имеет более высокий допуск в отношении позиционного смещения, чем способ электромагнитной индукции. Таким образом, в системе 10 передачи/приема электрической мощности согласно этому варианту осуществления изобретения, электрическая мощность подается из устройства 200 передачи электрической мощности в транспортное средство 100 с помощью резонансной технологии.

[0036] В этой связи, в системе передачи/приема электрической мощности согласно этому варианту осуществления изобретения, собственная частота модуля передачи электрической мощности и собственная частота модуля приема электрической мощности задаются равными друг другу.

[0037] "Собственная частота модуля передачи электрической мощности" означает частоту колебаний в случае, если электрическая схема, включающая в себя конденсатор и катушку модуля передачи электрической мощности, свободно колеблется. В этой связи, "резонансная частота модуля передачи электрической мощности" означает собственную частоту в момент, когда тормозная сила или электрическое сопротивление задается равной нулю в электрической схеме, включающей в себя конденсатор и катушку модуля передачи электрической мощности.

[0038] Справедливо и то, что "собственная частота модуля приема электрической мощности" означает частоту колебаний в случае, если электрическая схема, включающая в себя конденсатор и катушку модуля приема электрической мощности, свободно колеблется. Кроме того, "резонансная частота модуля приема электрической мощности" означает собственную частоту в момент, когда тормозная сила или электрическое сопротивление задается равной нулю в электрической схеме, включающей в себя конденсатор и катушку модуля приема электрической мощности.

[0039] В настоящем описании изобретения, "идентичная собственная частота" включает в себя не только случай, в котором собственные частоты абсолютно равны друг другу, но также и случай, в котором собственные частоты практически равны друг другу. Предложение "собственные частоты практически равны друг другу" означает случай, в котором разность между собственной частотой модуля передачи электрической мощности и собственной частотой модуля приема электрической мощности попадает в пределы 10% от собственной частоты модуля передачи электрической мощности или собственной частоты модуля приема электрической мощности.

[0040] Фиг. 2 является видом для иллюстрации принципа передачи электрической мощности согласно резонансной технологии.

Ссылаясь на фиг. 2, в этой резонансной технологии, две резонансных LC-катушки, имеющие идентичную собственную частоту, резонируют друг с другом в электромагнитном поле (поле в ближней зоне), как в случае, когда два камертона резонируют друг с другом, так что электрическая мощность переносится из одной из катушек в другую катушку, через электромагнитное поле.

[0041] Более конкретно, первичная катушка 320 подключается к источнику 310 высокочастотной электрической мощности, чтобы подавать высокочастотную электрическую мощность в первичную авторезонансную катушку 330, которая магнитным образом соединяется с первичной катушкой 320 через электромагнитную индукцию. Первичная авторезонансная катушка 330 является LC-резонатором с паразитной емкостью и индуктивностью самой катушки и резонирует со вторичной авторезонансной катушкой 340, которая имеет резонансную частоту, идентичную резонансной частоте первичной авторезонансной катушки 330, через электромагнитное поле (поле в ближней зоне). Затем, энергия (электрическая мощность) перемещается из первичной авторезонансной катушки 330 во вторичную авторезонансную катушку 340 через электромагнитное поле. Энергия (электрическая мощность), которая перемещена во вторичную авторезонансную катушку 340, извлекается посредством вторичной катушки 350, которая магнитным образом соединяется со вторичной авторезонансной катушкой 340, через электромагнитную индукцию и подается в нагрузку 360. В этой связи, передача электрической мощности согласно резонансной технологии реализуется, когда добротность, указывающая интенсивность резонанса первичной авторезонансной катушки 330 и вторичной авторезонансной катушки 340, превышает, например, 100.

[0042] Кроме того, в системе передачи/приема электрической мощности согласно этому варианту осуществления изобретения, модуль передачи электрической мощности и модуль приема электрической мощности принудительно резонируют (вибрируют в ответ) друг с другом через электромагнитное поле так, что электрическая мощность передается из модуля передачи электрической мощности в модуль приема электрической мощности. Предпочтительно, чтобы коэффициент (κ) связи между модулем передачи электрической мощности и модулем приема электрической мощности был равным или меньшим 0,1. В этой связи, коэффициент (κ) связи не ограничивается этим значением и может допускать различные значения, которые обеспечивают хороший перенос электрической мощности. В общем, при переносе электрической мощности с помощью электромагнитной индукции, коэффициент (κ) связи между узлом передачи электрической мощности и узлом приема электрической мощности составляет близко к 1,0.

[0043] В этой связи, что касается соответствующей взаимосвязи с фиг. 1, вторичная авторезонансная катушка 340 и вторичная катушка 350 соответствуют модулю 110 приема электрической мощности по фиг. 1, а первичная катушка 320 и первичная авторезонансная катушка 330 соответствуют модулю 220 передачи электрической мощности по фиг. 1.

[0044] Фиг. 3 является видом, показывающим взаимосвязь между расстоянием от источника электрического тока (источника магнитного тока) и напряженностью электромагнитного поля.

Ссылаясь на фиг. 3, электромагнитное поле включает в себя три компонента. Кривая k1 представляет компонент, который является обратно пропорциональным расстоянию от источника волн, и упоминается в качестве "электромагнитного поля излучения". Кривая k2 представляет компонент, является обратно пропорциональным квадрату расстояния от источника волн, и упоминается в качестве "индукционного электромагнитного поля". Кроме того, кривая k3 представляет компонент, который является обратно пропорциональным кубу расстояния от источника волн, и упоминается в качестве "электростатического электромагнитного поля".

[0045] В числе этих электромагнитных полей существует область, в которой интенсивность электромагнитных волн внезапно снижается по мере того, как увеличивается расстояние от источника волн. Тем не менее, в резонансной технологии энергия (электрическая мощность) переносится с помощью этого поля в ближней зоне (исчезающего поля). Иными словами, пара резонаторов (например, пара резонансных LC-катушек), имеющих идентичную собственную частоту, принудительно резонируют друг с другом с помощью поля в ближней зоне, так что энергия (электрическая мощность) переносится из одного из резонаторов (первичной авторезонансной катушки) в другой резонатор (вторичную авторезонансную катушку). Это поле в ближней зоне не распространяет энергию (электрическую мощность) на большое расстояние. Следовательно, резонансная технология позволяет передавать электрическую мощность с меньшими потерями энергии, чем электромагнитные волны, которые переносят энергию (электрическую мощность) через "электромагнитное поле излучения", которое распространяет энергию на большое расстояние.

[0046] Результат моделирования для анализа взаимосвязи между разностью между собственными частотами и эффективностью передачи электрической мощности описывается с использованием фиг. 4 и фиг. 5. Фиг. 4 является видом, показывающим модель для проведения моделирования системы переноса электрической мощности. Кроме того, фиг. 5 является видом, показывающим взаимосвязь между отклонением между собственными частотами модуля передачи электрической мощности и модуля приема электрической мощности и эффективностью переноса электрической мощности.

[0047] Ссылаясь на фиг. 4, система 89 переноса электрической мощности включает в себя модуль 90 передачи электрической мощности и модуль 91 приема электрической мощности. Модуль 90 передачи электрической мощности включает в себя первую катушку 92 и вторую катушку 93. Вторая катушка 93 включает в себя резонансную катушку 94 и конденсатор 95, который подключается к резонансной катушке 94. Модуль 91 приема электрической мощности включает в себя третью катушку 96 и четвертую катушку 97. Третья катушка 96 включает в себя резонансную катушку 99 и конденсатор 98, который подключается к этой резонансной катушке 99.

[0048] Предполагается, что индуктивность резонансной катушки 94 представляет собой индуктивность Lt, и что емкость конденсатора 95 представляет собой емкость C1. Кроме того, предполагается, что индуктивность резонансной катушки 99 представляет собой индуктивность Lr, и что емкость конденсатора 98 представляет собой емкость C2. Если соответствующие параметры задаются таким способом, собственная частота f1 второй катушки 93 указывается посредством выражения (1), показанного ниже, и собственная частота f2 третьей катушки 96 указывается посредством выражения (2), показанного ниже.

[0049] f1=1/{2π(Lt*C1)1/2} (1)

f2=1/{2π(Lr*C2)1/2} (2)

В данном документе следует отметить, что фиг. 5 показывает взаимосвязь между отклонением между собственными частотами второй катушки 93 и третьей катушки 96 и эффективностью переноса электрической мощности в случае, если изменяется только индуктивность Lt, при том, что индуктивность Lr и емкости C1 и C2 являются фиксированными. В этой связи, при этом моделировании, взаимная позиционная взаимосвязь между резонансной катушкой 94 и резонансной катушкой 99 является фиксированной, и кроме того, частота тока, поданного во вторую катушку 93, является постоянной.

[0050] На графике, показанном на фиг. 5, ось абсциссы представляет отклонение между собственными частотами (%), и ось ординаты представляет эффективность (%) переноса электрической мощности. Отклонение (%) между собственными частотами указывается посредством выражения (3), показанного ниже.

[0051] (Отклонение между собственными частотами)={(f1-f2)/f2}*100(%) (3)

Как также очевидно из фиг. 5, эффективность переноса электрической мощности составляет близко к 100% в случае, если отклонение (%) между собственными частотами составляет 0%. Эффективность переноса электрической мощности составляет приблизительно 40% в случае, если отклонение (%) между собственными частотами составляет ±5%. Эффективность переноса электрической мощности составляет приблизительно 10% в случае, если отклонение (%) между собственными частотами составляет ±10%. Эффективность переноса электрической мощности составляет приблизительно 5% в случае, если отклонение (%) между собственными частотами составляет ±15%. Иными словами, очевидно, что эффективность переноса электрической мощности может повышаться до практического уровня посредством задания собственных частот второй катушки 93 и третьей катушки 96 таким образом, что абсолютное значение отклонения (%) между собственными частотами (разность между собственными частотами) попадает в диапазон, равный или меньший 10% от собственной частоты третьей катушки 96. Кроме того, более предпочтительно задавать собственные частоты второй катушки 93 и третьей катушки 96 так, что абсолютное значение отклонения (%) между собственными частотами становится равным или меньшим 5% от собственной частоты третьей катушки 96, поскольку эффективность переноса электрической мощности может дополнительно повышаться. В этой связи, программное обеспечение для электромагнитного анализа (JMAG (зарегистрированная торговая марка): разработано компанией JSOL Inc.) приспосабливается в качестве программного обеспечения моделирования.

[0052] ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ КОНФИГУРАЦИИ БЕСКОНТАКТНОЙ ПЕРЕДАЧИ/ПРИЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ

Фиг. 6 является подробным конфигурационным видом системы 10 передачи/приема электрической мощности, показанной на фиг. 1. Ссылаясь на фиг. 6, транспортное средство 100 включает в себя выпрямитель 180, зарядное реле 170 (CHR), устройство 190 накопления электричества, главное системное реле 115 (SMR), модуль 120 управления мощностью (PCU), электромотор-генератор 130, промежуточный механизм 140 передачи мощности, расходуемой на движение, ведущие колеса 150, электронный модуль 300 управления транспортного средства (ECU транспортного средства) в качестве устройства управления, датчик 171 тока и датчик 172 напряжения, в дополнение к модулю 110 приема электрической мощности и узлу 160 связи. Модуль 110 приема электрической мощности включает в себя вторичную авторезонансную катушку 111, конденсатор 112 и вторичную катушку 113.

[0053] В этой связи, в этом варианте осуществления изобретения электромобиль описывается в качестве примера транспортного средства 100. Тем не менее, конфигурация транспортного средства 100 не ограничивается этим электромобилем при условии, что транспортное средство 100 может двигаться с помощью электрической мощности, накапливаемой в устройстве накопления электричества. Другие примеры транспортного средства 100 включают в себя гибридное транспортное средство, на котором монтируется двигатель, транспортное средство на топливных элементах, на котором монтируется топливный элемент, и т.п.

[0054] Вторичная авторезонансная катушка 111 принимает электрическую мощность из первичной авторезонансной катушки 221, включенной в устройство 200 передачи электрической мощности, через электромагнитный резонанс посредством использования электромагнитного поля.

[0055] Что касается этой вторичной авторезонансной катушки 111, число обмоток вторичной авторезонансной катушки 111 и расстояние между катушками первичной авторезонансной резонансной катушки 221 и вторичной авторезонансной катушки 111 надлежащим образом опр