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非接觸送電裝置及電力傳輸系統(tǒng)的制作方法

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非接觸送電裝置及電力傳輸系統(tǒng)的制作方法

本發(fā)明涉及非接觸送電裝置及電力傳輸系統(tǒng),尤其涉及以非接觸方式向受電裝置輸送電力的送電裝置及具備該送電裝置的電力傳輸系統(tǒng)。



背景技術(shù):

已知有從送電裝置向受電裝置以非接觸方式傳輸電力的電力傳輸系統(tǒng)(例如日本特開(kāi)2013-154815、日本特開(kāi)2013-146154、日本特開(kāi)2013-146148、日本特開(kāi)2013-110822、日本特開(kāi)2013-126327、日本特開(kāi)2013-135572)。例如日本特開(kāi)2013-154815公開(kāi)了一種電力傳輸系統(tǒng),其中,從設(shè)于車輛外部的送電裝置的送電部向設(shè)于車輛的受電部以非接觸方式傳輸電力,對(duì)車載電池進(jìn)行充電(參照日本特開(kāi)2013-154815)。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

如下的電源一體型的送電單元正在被研究,該送電單元構(gòu)成為包括接受由逆變器(inverter)生成的交流電力并以非接觸方式向受電裝置輸送的諧振電路和上述逆變器。送電單元從防水、防塵等觀點(diǎn)出發(fā)而成為密閉構(gòu)造,內(nèi)部容易充滿熱。并且,在如上所述的電源一體型的送電單元中,與諧振電路一起,逆變器的發(fā)熱也較大,因此,逆變器的溫度也需要與諧振電路的溫度一并進(jìn)行適當(dāng)?shù)墓芾怼?/p>

在逆變器與諧振電路之間設(shè)有濾波器電路的情況下,有時(shí)在逆變器中流動(dòng)的電流的大小(逆變器的輸出電流的大小)與在諧振電路中流動(dòng)的電流的大小之間會(huì)產(chǎn)生差異,發(fā)熱會(huì)偏于逆變器和諧振電路中的一方。當(dāng)發(fā)熱偏于逆變器和諧振電路中的一方時(shí),例如會(huì)產(chǎn)生如下等各種問(wèn)題:在發(fā)熱大的一方的溫度上升而受到溫度制約的情況下,送電功率會(huì)受到限制而無(wú)法從送電裝置向受電裝置輸送所希望的電功率。

本發(fā)明提供一種具備構(gòu)成為包括以非接觸方式向受電裝置輸出電力的諧振電路以及逆變器的送電單元的非接觸送電裝置及電力傳輸系統(tǒng),能夠抑制發(fā)熱偏于諧振電路和逆變器中的一方。

本發(fā)明的第一方式的非接觸送電裝置包括送電單元、第1溫度傳感器、第2溫度傳感器以及電子控制單元。所述送電單元收納逆變器、濾波器電路以及諧振電路。所述逆變器構(gòu)成為產(chǎn)生任意頻率的交流電力。所述諧振電路從所述逆變器通過(guò)所述濾波器電路而接受所述交流電力。所述諧振電路構(gòu)成為以非接觸方式向受電裝置輸送電力。所述第1溫度傳感器檢測(cè)所述逆變器的溫度。第2溫度傳感器檢測(cè)所述諧振電路的溫度。所述電子控制單元構(gòu)成為通過(guò)控制所述逆變器來(lái)調(diào)整所述交流電力的頻率。所述電子控制單元構(gòu)成為:在所述逆變器的溫度高于所述諧振電路的溫度的情況下執(zhí)行第1控制,在所述諧振電路的溫度高于所述逆變器的溫度的情況下執(zhí)行第2控制。所述第1控制包括調(diào)整所述頻率以使得所述逆變器的輸出電流下降的控制。所述第2控制包括調(diào)整所述頻率以使得在所述諧振電路中流動(dòng)的電流下降的控制。

根據(jù)該方式涉及的非接觸送電裝置,通過(guò)在逆變器的溫度高于諧振電路的溫度的情況下調(diào)整頻率以使得逆變器的輸出電流下降的第1控制,能夠使逆變器的溫度下降。另一方面,通過(guò)在諧振電路的溫度高于逆變器的溫度的情況下調(diào)整頻率以使得在諧振電路中流動(dòng)的電流下降的第2控制,能夠使諧振電路的溫度下降。因此,能夠抑制發(fā)熱偏于諧振電路和逆變器中的一方。

在上述方式涉及的非接觸送電裝置中,所述電子控制單元也可以構(gòu)成為:在所述逆變器的溫度高于所述諧振電路的溫度、且所述逆變器的溫度超過(guò)第1閾值溫度的情況下,執(zhí)行所述第1控制。所述電子控制單元也可以構(gòu)成為:在所述諧振電路的溫度高于所述逆變器的溫度、且所述諧振電路的溫度超過(guò)第2閾值溫度的情況下,執(zhí)行所述第2控制。

根據(jù)該方式涉及的非接觸送電裝置,當(dāng)在逆變器的溫度高于諧振電路的溫度的情況下逆變器的溫度超過(guò)了第1閾值溫度時(shí)、或者在諧振電路的溫度高于逆變器的溫度的情況下諧振電路的溫度超過(guò)了第2閾值溫度時(shí),頻率被進(jìn)行調(diào)整。因此,能夠避免在不需要使逆變器或者諧振電路的溫度降低時(shí)也會(huì)調(diào)整頻率。

在上述方式涉及的非接觸送電裝置中,所述電子控制單元也可以構(gòu)成為:在所述逆變器的溫度高于所述諧振電路的溫度、且所述逆變器的溫度與所述諧振電路的溫度之差大于第1閾值的情況下,執(zhí)行所述第1控制。所述電子控制單元也可以構(gòu)成為:在所述諧振電路的溫度高于所述逆變器的溫度、且所述諧振電路的溫度與所述逆變器的溫度之差大于第2閾值的情況下,執(zhí)行所述第2控制。

根據(jù)該方式涉及的非接觸送電裝置,當(dāng)在逆變器的溫度高于諧振電路的溫度的情況下逆變器的溫度與諧振電路的溫度之差大于第1閾值時(shí)、或者在諧振電路的溫度高于逆變器的溫度的情況下諧振電路的溫度與逆變器的溫度之差大于第2閾值時(shí),頻率被進(jìn)行調(diào)整。因此,能夠避免在逆變器與諧振電路的溫度差小時(shí)也會(huì)調(diào)整頻率。

在上述方式涉及的非接觸送電裝置中,所述第1控制也可以包括如下控制:在頻率的可調(diào)整范圍中對(duì)頻率進(jìn)行掃描,在可調(diào)整范圍中將頻率調(diào)整為使得逆變器的輸出電流變?yōu)樽钚〉念l率。所述第2控制也可以包括如下控制:在可調(diào)整范圍中對(duì)頻率進(jìn)行掃描,在可調(diào)整范圍中將頻率調(diào)整為使得在諧振電路中流動(dòng)的電流變?yōu)樽钚〉念l率。

根據(jù)該方式涉及的非接觸送電裝置,能迅速抑制諧振電路和逆變器中的溫度高的一方的發(fā)熱,能夠迅速抑制諧振電路與逆變器的發(fā)熱的偏差。

本發(fā)明的第二方式的電力傳輸系統(tǒng)具備送電裝置和從送電裝置以非接觸方式接受電力的受電裝置。送電裝置包括送電單元、第1溫度傳感器、第2溫度傳感器以及電子控制單元。所述送電單元收納逆變器、濾波器電路以及諧振電路。所述逆變器構(gòu)成為產(chǎn)生任意頻率的交流電力。所述諧振電路從所述逆變器通過(guò)所述濾波器電路而接受所述交流電力,并以非接觸方式向受電裝置輸送電力。所述第1溫度傳感器檢測(cè)所述逆變器的溫度。第2溫度傳感器檢測(cè)所述諧振電路的溫度。所述電子控制單元構(gòu)成為通過(guò)控制所述逆變器來(lái)調(diào)整所述交流電力的頻率。所述電子控制單元構(gòu)成為:在所述逆變器的溫度高于所述諧振電路的溫度的情況下執(zhí)行第1控制,在所述諧振電路的溫度高于所述逆變器的溫度的情況下執(zhí)行第2控制。所述第1控制包括調(diào)整所述頻率以使得所述逆變器的輸出電流下降的控制。所述第2控制包括調(diào)整所述頻率以使得在所述諧振電路中流動(dòng)的電流下降的控制。

根據(jù)該方式涉及的電力傳輸系統(tǒng),通過(guò)在逆變器的溫度高于諧振電路的溫度的情況下調(diào)整頻率以使得逆變器的輸出電流下降的第1控制,能夠使逆變器的溫度下降。另一方面,通過(guò)在諧振電路的溫度高于逆變器的溫度的情況下調(diào)整頻率以使得在諧振電路中流動(dòng)的電流下降的第2控制,能夠使諧振電路的溫度下降。因此,能夠抑制發(fā)熱偏于諧振電路和逆變器中的一方。

根據(jù)本發(fā)明,在具備包括以非接觸方式向受電裝置輸送電力的諧振電路和逆變器而構(gòu)成的送電單元的非接觸送電裝置及電力傳輸系統(tǒng)中,能夠抑制發(fā)熱偏于諧振電路和逆變器中的一方。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)性、產(chǎn)業(yè)性的含義將在下面參考附圖來(lái)描述,附圖中相同的標(biāo)號(hào)表示同樣的要素,其中:

圖1是應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式1的非接觸送電裝置的電力傳輸系統(tǒng)的整體構(gòu)成圖。

圖2是表示圖1所示的送電部及受電部的電路構(gòu)成的一例的圖。

圖3是在送電裝置中以非接觸方式向受電裝置輸送電力的送電單元的俯視圖。

圖4是表示濾波器電路的構(gòu)成例的圖。

圖5是例示了濾波器電路由圖4所示的3次lc濾波器形成的情況下的、送電功率恒定下的逆變器的電流及送電部的電流的頻率依賴性的圖。

圖6是表示濾波器電路的其他的構(gòu)成例的圖。

圖7是例示了濾波器電路由圖6所示的4次lc濾波器形成的情況下的、送電功率恒定下的逆變器的電流及送電部的電流的頻率依賴性的圖。

圖8是在送電電力的頻率的可調(diào)整范圍中示出逆變器的電流與逆變器的損失之間的關(guān)系的圖。

圖9是圖1所示的電源ecu所執(zhí)行的控制的控制框圖。

圖10是說(shuō)明由電源ecu執(zhí)行的送電處理的流程圖。

圖11是說(shuō)明在圖10的步驟s30中執(zhí)行的溫度差降低控制的處理程序的流程圖。

圖12是說(shuō)明在圖11的步驟s132中執(zhí)行的頻率調(diào)整處理的程序的流程圖。

圖13是說(shuō)明在圖11的步驟s142中執(zhí)行的頻率調(diào)整處理的程序的流程圖。

圖14是說(shuō)明在實(shí)施方式2中在圖11的步驟s132中執(zhí)行的頻率調(diào)整處理的程序的流程圖。

圖15是說(shuō)明在實(shí)施方式2中在圖11的步驟s142中執(zhí)行的頻率調(diào)整處理的程序的流程圖。

圖16是說(shuō)明在實(shí)施方式3中在圖10的步驟s30中執(zhí)行的溫度差降低控制的處理程序的流程圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

10送電裝置;20受電裝置;100交流電源;210pfc電路;220逆變器;230、320濾波器電路;240送電部;242、312線圈;244、314電容器;246鐵氧體磁心(ferritecore);250電源ecu;260、370通信部;270、380電壓傳感器;272、274、382電流傳感器;276、278溫度傳感器;280殼體;310受電部;330整流部;340繼電器電路;350蓄電裝置;360充電ecu;410、420控制器。

具體實(shí)施方式

以下參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。此外,對(duì)圖中相同或相當(dāng)?shù)牟糠謽?biāo)記同一標(biāo)號(hào)而不重復(fù)其說(shuō)明。

圖1是應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式1的非接觸送電裝置的電力傳輸系統(tǒng)的整體構(gòu)成圖。參照?qǐng)D1,該電力傳輸系統(tǒng)具備送電裝置10、受電裝置20。受電裝置20例如可以搭載于能夠使用從送電裝置10供給并蓄積的電力來(lái)進(jìn)行行駛的車輛等。

送電裝置10包括功率因數(shù)改善(pfc(powerfactorcorrection))電路210、逆變器(inv)220、濾波器電路230、送電部240。另外,送電裝置10還包括電源電子控制單元250(以下稱為“電源ecu”)、通信部260、電壓傳感器270、電流傳感器272、274、溫度傳感器276、278。

pfc電路210對(duì)從商用系統(tǒng)電源等交流電源100接受的電力進(jìn)行整流及升壓,并將其提供給逆變器220,并且,使輸入電流接近正弦波,由此能夠改善功率因數(shù)。該pfc電路210可以采用公知的各種pfc電路。此外,也可以代替pfc電路210而采用沒(méi)有功率因數(shù)改善功能的整流器。

逆變器220根據(jù)來(lái)自電源ecu250的控制信號(hào),將從pfc電路210接受的直流電力變換為具有任意頻率(例如數(shù)十khz)的送電電力(交流)。逆變器220通過(guò)按照來(lái)自電源ecu250的控制信號(hào)來(lái)改變開(kāi)關(guān)頻率,從而能夠任意地改變送電電力的頻率。由逆變器220生成的送電電力通過(guò)濾波器電路230被提供給送電部240。逆變器220例如由單相全橋電路構(gòu)成。

濾波器電路230設(shè)置在逆變器220與送電部240之間,抑制從逆變器220產(chǎn)生的高頻噪聲。濾波器電路230例如由包括電感器及電容器的lc濾波器構(gòu)成。

送電部240從逆變器220通過(guò)濾波器電路230接受由逆變器220生成的交流電力(送電電力),通過(guò)在送電部240的周圍生成的磁場(chǎng),以非接觸方式向受電裝置20的受電部310輸送電力。送電部240包括用于以非接觸方式向受電部310輸送電力的諧振電路(未圖示)。諧振電路可以由線圈和電容器構(gòu)成,但在能僅由線圈形成所希望的諧振狀態(tài)的情況下,也可以不設(shè)置電容器。

電壓傳感器270檢測(cè)逆變器220的輸出電壓v,將其檢測(cè)值輸出給電源ecu250。電流傳感器272檢測(cè)在逆變器220流動(dòng)的電流、即逆變器220的輸出電流iinv,將其檢測(cè)值輸出給電源ecu250。此外,可以基于電壓傳感器270及電流傳感器272的檢測(cè)值,檢測(cè)從逆變器220向送電部240供給的送電功率。

電流傳感器274檢測(cè)在送電部240的諧振電路流動(dòng)的電流is,將其檢測(cè)值輸出給電源ecu250。溫度傳感器276檢測(cè)逆變器220的溫度tinv,將其檢測(cè)值輸出給電源ecu250。溫度傳感器278檢測(cè)送電部240的諧振電路的溫度ts,將其檢測(cè)值輸出給電源ecu250。

電源ecu250包括cpu(centralprocessingunit:中央處理單元)、存儲(chǔ)裝置、輸入輸出緩沖器等(均未圖示),接受來(lái)自上述的各傳感器等的信號(hào),并且,進(jìn)行送電裝置10中的各種設(shè)備的控制。例如,電源ecu250在執(zhí)行從送電裝置10向受電裝置20的電力傳輸時(shí),進(jìn)行逆變器220的開(kāi)關(guān)控制以使得逆變器220生成具備任意頻率的送電電力。對(duì)于各種控制,不限于由軟件進(jìn)行的處理,也可以通過(guò)專用的硬件(電子電路)進(jìn)行處理。

在按照本實(shí)施方式1的送電裝置10中,作為由電源ecu250執(zhí)行的主要的控制,電源ecu250在執(zhí)行從送電裝置10向受電裝置20的電力傳輸時(shí),執(zhí)行用于使送電功率為目標(biāo)功率的控制(以下也稱為“送電功率控制”)。具體而言,電源ecu250通過(guò)調(diào)整逆變器220的輸出電壓的占空比(duty),從而將送電功率控制為目標(biāo)功率。

進(jìn)一步,電源ecu250執(zhí)行上述的送電功率控制,并且,執(zhí)行用于減小逆變器220與送電部240的諧振電路之間的溫度差的控制(以下也稱為“溫度差降低控制”)。具體而言,電源ecu250通過(guò)改變逆變器220的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)調(diào)整送電電力(交流)的頻率,以使得在逆變器220和送電部240的諧振電路中溫度高的一方中流動(dòng)的電流降低。對(duì)于該送電功率控制及溫度差降低控制,將在后面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

通信部260構(gòu)成為與受電裝置20的通信部370進(jìn)行無(wú)線通信。通信部260除了接收從受電裝置20發(fā)送的送電功率的目標(biāo)值(目標(biāo)功率)之外,還與受電裝置20交換與電力傳輸?shù)拈_(kāi)始/停止有關(guān)的信息,和/或從受電裝置20接收受電裝置20的受電狀況(受電電壓和/或受電電流、受電功率等)。

另一方面,受電裝置20包括受電部310、濾波器電路320、整流部330、繼電器電路340、蓄電裝置350。另外,受電裝置20還包括充電ecu360、通信部370、電壓傳感器380、電流傳感器382。

受電部310通過(guò)磁場(chǎng)以非接觸方式接受從送電裝置10的送電部240輸出的電力(交流)。受電部310例如包括用于從送電部240以非接觸方式接受電力的諧振電路(未圖示)。諧振電路可以由線圈和電容器構(gòu)成,但在能僅由線圈形成所希望的諧振狀態(tài)的情況下,也可以不設(shè)置電容器。

濾波器電路320設(shè)置在受電部310與整流部330之間,抑制受電部310在接受電力電時(shí)產(chǎn)生的高頻噪聲。濾波器電路320例如由包括電感器及電容器的lc濾波器構(gòu)成。整流部330對(duì)由受電部310接受到的交流電力進(jìn)行整流,并向蓄電裝置350進(jìn)行輸出。整流部330構(gòu)成為包括整流器和平滑用的電容器。

蓄電裝置350是能夠再充電的直流電源,例如包括鋰離子電池和/或鎳氫電池等二次電池而構(gòu)成。蓄電裝置350儲(chǔ)存從整流部330輸出的電力。并且,蓄電裝置350將其儲(chǔ)存的電力向未圖示的負(fù)載驅(qū)動(dòng)裝置等供給。此外,作為蓄電裝置350也可以采用雙電層電容器等。

繼電器電路340設(shè)置在整流部330與蓄電裝置350之間。繼電器電路340在通過(guò)送電裝置10進(jìn)行的蓄電裝置350的充電時(shí)成為接通(導(dǎo)通態(tài))。此外,雖未特別圖示,但在整流部330與蓄電裝置350之間(例如整流部330與繼電器電路340之間)也可以設(shè)置對(duì)整流部330的輸出電壓進(jìn)行調(diào)整的dc/dc轉(zhuǎn)換器。

電壓傳感器380檢測(cè)整流部330的輸出電壓(受電電壓),將其檢測(cè)值向充電ecu360進(jìn)行輸出。電流傳感器382檢測(cè)來(lái)自整流部330的輸出電流(受電電流),將其檢測(cè)值向充電ecu360進(jìn)行輸出。能夠基于電壓傳感器380及電流傳感器382的檢測(cè)值,檢測(cè)受電部310的受電功率(相當(dāng)于蓄電裝置350的充電功率)。此外,電壓傳感器380及電流傳感器382也可以設(shè)置在受電部310與整流部330之間(例如,濾波器電路320與整流部330之間)。

充電ecu360包括cpu、存儲(chǔ)裝置、輸入輸出緩沖器等(均未圖示),接受來(lái)自上述的各傳感器等的信號(hào),并且,進(jìn)行受電裝置20中的各種設(shè)備的控制。關(guān)于各種控制,不限于由軟件進(jìn)行的處理,也可以通過(guò)專用的硬件(電子電路)進(jìn)行處理。

作為由充電ecu360執(zhí)行的主要的控制,充電ecu360在從送電裝置10接受電力期間,生成送電裝置10中的送電功率的目標(biāo)值(目標(biāo)功率),以使得受電裝置20中的受電功率成為所希望的目標(biāo)值。具體而言,充電ecu360基于受電功率的檢測(cè)值與目標(biāo)值的偏差,生成送電裝置10中的送電功率的目標(biāo)值。并且,充電ecu360通過(guò)通信部370向送電裝置10發(fā)送所生成的送電功率的目標(biāo)值(目標(biāo)功率)。

通信部370構(gòu)成為與送電裝置10的通信部260進(jìn)行無(wú)線通信。通信部370除了將在充電ecu360中生成的送電功率的目標(biāo)值(目標(biāo)功率)發(fā)送給送電裝置10之外,還與送電裝置10交換與電力傳輸?shù)拈_(kāi)始/停止有關(guān)的信息,和/或?qū)⑹茈娧b置20的受電狀況(受電電壓和/或受電電流、受電功率等)發(fā)送給送電裝置10。

在該電力傳輸系統(tǒng)中,在送電裝置10中,從逆變器220通過(guò)濾波器電路230向送電部240供給具有預(yù)定頻率的交流電力。送電部240及受電部310各自包括諧振電路,分別設(shè)計(jì)為在交流電力的頻率下進(jìn)行諧振。

當(dāng)從逆變器220通過(guò)濾波器電路230向送電部240供給交流電力時(shí),通過(guò)在構(gòu)成送電部240的諧振電路的線圈與構(gòu)成受電部310的諧振電路的線圈之間形成的磁場(chǎng),能量(電力)從送電部240向受電部310移動(dòng)。向受電部310移動(dòng)的能量(電力)通過(guò)濾波器電路320及整流部330被提供給蓄電裝置350。

圖2是表示圖1所示的送電部240及受電部310的電路構(gòu)成的一例的圖。參照?qǐng)D2,送電部240包括線圈242和電容器244。電容器244與線圈242串聯(lián)連接而與線圈242形成諧振電路。電容器244是為了調(diào)整送電部240的諧振頻率而設(shè)置的。由線圈242及電容器244構(gòu)成的諧振電路的q值優(yōu)選為100以上。

受電部310包括線圈312和電容器314。電容器314與線圈312串聯(lián)連接而與線圈312形成諧振電路。電容器314是為了調(diào)整受電部310的諧振頻率而設(shè)置的。表示由線圈312及電容器314構(gòu)成的諧振電路的諧振強(qiáng)度的q值也優(yōu)選為100以上。

此外,在送電部240及受電部310各自中,電容器也可以與線圈并聯(lián)連接。另外,在能夠不具備電容器而實(shí)現(xiàn)所希望的諧振頻率的情況下,也可以為不具備電容器的結(jié)構(gòu)。

此外,雖未特別圖示,但線圈242、312的構(gòu)造沒(méi)有特別限定。例如,可以在線圈242、312分別采用如下線圈,即在送電部240與受電部310正對(duì)的情況下,卷繞于沿著送電部240和受電部310排列的方向的軸的渦旋形狀、螺旋形狀的線圈?;蛘?,也可以在線圈242、312分別采用如下線圈,即在送電部240與受電部310正對(duì)的情況下,在以送電部240與受電部310排列的方向?yàn)榉ň€方向的鐵素體板卷繞電線而成的線圈。

圖3是在送電裝置10中以非接觸方式向受電裝置20輸送電力的送電單元的俯視圖。參照?qǐng)D3,送電單元包括殼體280,在殼體280內(nèi)收納有送電部240。此外,雖在說(shuō)明的關(guān)系上未進(jìn)行圖示,但實(shí)際上從防水和/或防塵的觀點(diǎn)出發(fā),在殼體280設(shè)置有罩蓋,送電單元由殼體280及罩蓋進(jìn)行密閉。

如上所述,送電部240的線圈242的構(gòu)造并沒(méi)有特別限定,但在該圖3中,線圈242配置在包括多個(gè)鐵氧體磁心246的鐵素體板的上面,作為線圈242,可以采用渦旋線圈。送電部240的電容器244例如隔著電磁遮蔽板(未圖示)等而配置在鐵氧體磁心246的下方。

在該實(shí)施方式1涉及的送電裝置10中,逆變器220也被收納在殼體280內(nèi)。即,該送電單元是在收納有送電部240的諧振電路(線圈242及電容器244)的殼體280內(nèi)收納有逆變器220的電源一體型的送電單元。與送電部240的諧振電路一起,逆變器220的發(fā)熱也較大,因此,在這樣的電源一體型的送電單元中,要求與諧振電路一起,也適當(dāng)?shù)毓芾砟孀兤?20的溫度。于是,在該送電裝置10中,設(shè)置有用于分別測(cè)定逆變器220及諧振電路的溫度的溫度傳感器276、278。

溫度傳感器276、278優(yōu)選分別在逆變器220及諧振電路中配置在發(fā)熱最大的部位。例如,溫度傳感器276可以配置在逆變器220的開(kāi)關(guān)元件(未圖示)的附近,溫度傳感器278可以配置在線圈242的上面。

此外,在該送電裝置10中,pfc電路210及濾波器電路230也被收納在殼體280內(nèi)。這些電路也在送電單元內(nèi)發(fā)熱,但其發(fā)熱與進(jìn)行高頻開(kāi)關(guān)的逆變器220的發(fā)熱、及卷繞長(zhǎng)度長(zhǎng)的諧振電路的發(fā)熱相比較小。因此,在該送電裝置10中,監(jiān)視送電單元內(nèi)發(fā)熱大的逆變器220及諧振電路的溫度。

再次參照?qǐng)D1,在該實(shí)施方式1涉及的送電裝置10中,在送電部240與逆變器220之間設(shè)置有濾波器電路230。因此,即使在濾波器電路230的損失小、從逆變器220輸出的電力與供給到送電部240的電力之差小的情況下,在逆變器220流動(dòng)的電流(逆變器220的輸出電流)的大小與在送電部240的諧振電路流動(dòng)的電流的大小之間也可能產(chǎn)生差異。其結(jié)果,由于上述的電流差而逆變器220與諧振電路的發(fā)熱會(huì)產(chǎn)生偏差(偏倚),在送電單元內(nèi)逆變器220與諧振電路之間的溫度差可能會(huì)變大。以下,對(duì)這一點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖4是表示濾波器電路230的構(gòu)成例的圖。雖未特別圖示,但受電裝置20的濾波器電路320的構(gòu)成也是同樣的。參照?qǐng)D4,濾波器電路230包括線圈232、236和電容器234。線圈232、236在逆變器220與送電部240之間的電力線對(duì)的一方上串聯(lián)連接,在線圈232、236的連接節(jié)點(diǎn)與上述電力線對(duì)的另一方之間連接有電容器234。即,該濾波器電路230是l-c-l型的3次lc濾波器。

圖5是例示出濾波器電路230由圖4所示的3次lc濾波器構(gòu)成的情況下的、送電功率恒定下的逆變器220的電流iinv和送電部240的電流is的頻率依賴性的圖。參照?qǐng)D5,橫軸表示通過(guò)改變逆變器220的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)調(diào)整的送電電力(交流)的頻率f。頻率f1表示頻率f的可調(diào)整范圍的下限,頻率f2表示頻率f的可調(diào)整范圍的上限。此外,對(duì)于該頻率f的可調(diào)整范圍,考慮送電部240與受電部310之間的電力傳輸效率等而預(yù)先確定。

在送電功率恒定的情況下,線k1表示電流iinv的大小的頻率依賴性,所述電流iinv表示在逆變器220流動(dòng)的電流,線k2表示電流is的大小的頻率依賴性,所述電流is是在送電部240的諧振電路(線圈242及電容器244)中流動(dòng)的電流。如圖所示,在該例子中,在頻率f的可調(diào)整范圍中,電流iinv為相對(duì)于頻率變化而向上凸的曲線,電流is為相對(duì)于頻率變化而向下凸的曲線。此外,頻率f3是在頻率f的可調(diào)整范圍中電流is的大小成為最小的頻率,頻率f4是在頻率f的可調(diào)整范圍中電流iinv的大小成為最大的頻率。

根據(jù)這樣的電流iinv、is的大小的頻率依賴性可以理解:即使是在送電功率恒定的情況下,也能夠通過(guò)送電電力的頻率f,減小電流iinv的大小,以及減小電流is的大小。例如,在頻率f被調(diào)整為頻率f2的情況下,當(dāng)送電部240的諧振電路的溫度ts高于逆變器220的溫度tinv時(shí),通過(guò)將頻率f例如調(diào)整為頻率f3,能夠不降低送電功率,而使在送電部240的諧振電路中流動(dòng)的電流is的大小下降。其結(jié)果,能降低送電部240的諧振電路的溫度ts。

在濾波器電路230由其他結(jié)構(gòu)構(gòu)成的情況下也是同樣地,可在電流iinv、is的大小上發(fā)現(xiàn)頻率依賴性。

圖6是表示濾波器電路230的其他構(gòu)成例的圖。參照?qǐng)D6,該濾波器電路230在圖4所示的電路構(gòu)成中還包括電容器238。電容器238與線圈236相比在更靠送電部240(未圖示)一側(cè)連接在電力線對(duì)之間。即,該濾波器電路230是l-c-l-c型的4次lc濾波器。

圖7是例示了濾波器電路230由圖6所示的4次lc濾波器構(gòu)成的情況下的送電功率恒定下的逆變器220的電流iinv及送電部240的電流is的頻率依賴性的圖。參照?qǐng)D7,在送電功率恒定的情況下,線k3表示逆變器220的電流iinv的大小的頻率依賴性,線k4表示在送電部240的諧振電路流動(dòng)的電流is的大小的頻率依賴性。如圖所示,在該例子中,在頻率f的可調(diào)整范圍中,電流iinv為相對(duì)于頻率變化而向下凸的曲線,電流is相對(duì)于頻率f的上升而單調(diào)增加。此外,頻率f5是在頻率f的可調(diào)整范圍中電流iinv的大小成為最小的頻率。

可以認(rèn)為:通過(guò)也根據(jù)這樣的電流iinv、is的大小的頻率依賴性來(lái)調(diào)整送電電力的頻率f,能夠減小電流iinv的大小,以及能夠減小電流is的大小。例如,在頻率f被調(diào)整為頻率f2的情況下,當(dāng)逆變器220的溫度tinv高于送電部240的諧振電路的溫度ts時(shí),通過(guò)將頻率f例如調(diào)整為頻率f5,能夠不使送電功率下降而使逆變器220的電流iinv的大小下降。其結(jié)果,能夠使逆變器220的溫度tinv下降。

此外,對(duì)逆變器220的電流iinv與溫度tinv的關(guān)系進(jìn)行說(shuō)明。逆變器220的溫度tinv能夠通過(guò)降低逆變器220的損失來(lái)降低。逆變器220的損失不僅依賴于逆變器220的電流iinv的大小,還依賴于送電電力的頻率f(逆變器220的開(kāi)關(guān)頻率)。

逆變器220的損失包括開(kāi)關(guān)元件的導(dǎo)通損失和開(kāi)關(guān)(切換)損失。導(dǎo)通損失由逆變器220的電流iinv的大小決定。另一方面,開(kāi)關(guān)損失包括開(kāi)關(guān)元件的接通(on)損失和截止(off)損失,這依賴于逆變器220的開(kāi)關(guān)頻率。因此,需要考慮逆變器220的損失的頻率依存,來(lái)觀察逆變器220的電流iinv與逆變器220的損失(導(dǎo)通損失+開(kāi)關(guān)損失)之間的關(guān)系。

圖8是在送電電力的頻率f的可調(diào)整范圍中示出逆變器220的電流iinv和逆變器220的損失之間的關(guān)系的圖。此外,該圖8關(guān)于上述關(guān)系而代表性地示出濾波器電路230由3次lc濾波器構(gòu)成的情況(圖4、圖5)。

參照?qǐng)D5和圖8,橫軸表示逆變器220的電流iinv的大小,縱軸表示逆變器220的損失。點(diǎn)p1表示送電電力的頻率f為f1(可調(diào)整范圍的下限)時(shí)的電流iinv及逆變器損失。點(diǎn)p3表示頻率f為f4(在可調(diào)整范圍中電流iinv成為最大時(shí)的頻率)時(shí)的電流iinv及逆變器損失。點(diǎn)p2表示頻率f為f2(可調(diào)整范圍的上限)時(shí)的電流iinv及逆變器損失。

如從圖可以理解的那樣,在頻率f的可調(diào)整范圍中,通過(guò)降低逆變器220的電流iinv,能夠降低逆變器220的損失。因此,通過(guò)不論頻率f的增減如何而使逆變器220的電流iinv下降,能夠使逆變器220的溫度tinv下降。

因此,在該實(shí)施方式1的送電裝置10中,在逆變器220與送電部240的諧振電路的發(fā)熱上產(chǎn)生偏差、在送電單元內(nèi)產(chǎn)生了逆變器220與諧振電路的溫度差的情況下,電源ecu250執(zhí)行如下的頻率調(diào)整控制:調(diào)整送電電力的頻率f(逆變器220的開(kāi)關(guān)頻率),以使得在逆變器220與諧振電路中溫度高的一方的設(shè)備中流動(dòng)的電流下降。

具體而言,上述頻率調(diào)整控制包括:第1控制,在逆變器220的溫度tinv高于諧振電路的溫度ts的情況下,調(diào)整頻率f以使得逆變器220的電流iinv降低;和第2控制,在溫度ts高于溫度tinv的情況下,調(diào)整頻率f以使得在諧振電路中流動(dòng)的電流is降低。在溫度tinv高于溫度ts的情況下,通過(guò)第1控制,電流iinv降低,溫度tinv下降。另一方面,在溫度ts高于溫度tinv的情況下,通過(guò)第2控制,電流is降低,溫度ts下降。由此,能夠抑制發(fā)熱偏于諧振電路及逆變器220中的一方。其結(jié)果,能夠避免因諧振電路及逆變器220的一方的溫度上升而受到溫度制約所導(dǎo)致的送電功率受到限制。

此外,對(duì)于逆變器220的電流iinv及在諧振電路中流動(dòng)的電流is,在送電功率恒定的情況下如圖5、圖7所示那樣呈現(xiàn)頻率依賴性時(shí),電流iinv、is的頻率特性會(huì)根據(jù)各電路的溫度和/或設(shè)備安裝時(shí)的寄生電容等而變化。因此,難以預(yù)先把握如圖5、圖7所示的電流的頻率特性(作為設(shè)計(jì)值來(lái)準(zhǔn)備)而進(jìn)行頻率調(diào)整。即,難以預(yù)先準(zhǔn)備用于使電流iinv、電流is降低的頻率f(例如圖5的頻率f3、f2)來(lái)進(jìn)行頻率調(diào)整。因此,在本實(shí)施方式1的送電裝置10中,如后所述,試著使頻率f在頻率f的可調(diào)整范圍中變動(dòng),調(diào)整頻率f以使得電流iinv或電流is降低。

圖9是由圖1所示的電源ecu250執(zhí)行的控制的控制框圖。參照?qǐng)D9,電源ecu250包括實(shí)現(xiàn)送電功率控制的控制器410和用于執(zhí)行溫度差降低控制的控制器420。

控制器410接受表示送電功率ps的目標(biāo)值的目標(biāo)功率psr和送電功率ps的檢測(cè)值。目標(biāo)電力psr例如可以基于受電裝置20的受電狀況來(lái)生成。在本實(shí)施方式1中,在受電裝置20中,基于受電功率的目標(biāo)值與檢測(cè)值的偏差,生成送電功率ps的目標(biāo)功率psr,并從受電裝置20發(fā)送給送電裝置10。送電功率ps例如可以基于電壓傳感器270及電流傳感器272(圖1)的檢測(cè)值來(lái)算出。

并且,控制器410基于目標(biāo)功率psr與送電功率ps的偏差,生成逆變器220的輸出電壓的占空比(duty)指令值。逆變器220的輸出電壓的占空比,被定義為正(或負(fù))的電壓輸出時(shí)間與輸出電壓波形(矩形波)的周期之比。通過(guò)使逆變器220的開(kāi)關(guān)元件(接通/截止期間比0.5)的動(dòng)作定時(shí)變化,能夠調(diào)整逆變器輸出電壓的占空比。例如,控制器410通過(guò)執(zhí)行將目標(biāo)功率psr與送電功率ps的偏差作為輸入的pi控制(比例積分控制)等來(lái)算出操作量,將其算出的操作量作為占空比指令值。由此,調(diào)整輸出電壓的占空比,以使得送電功率ps接近目標(biāo)功率psr,將送電功率ps控制為目標(biāo)功率psr。

控制器420從溫度傳感器276(圖1、圖3)接受逆變器220的溫度tinv的檢測(cè)值,從溫度傳感器278(圖1、圖3)接受送電部240的諧振電路的溫度ts的檢測(cè)值。并且,控制器420在溫度tinv高于溫度ts的情況下,調(diào)整送電電力的頻率f以使得逆變器220的電流iinv降低。另一方面,在送電部240的諧振電路的溫度ts高于逆變器220的溫度tinv的情況下,控制器420調(diào)整頻率f以使得在諧振電路中流動(dòng)的電流is降低。由此,抑制逆變器220和諧振電路的發(fā)熱的偏差,逆變器220與諧振電路的溫度差變小。此外,關(guān)于頻率f的具體的調(diào)整方法,將在后面進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

圖10是說(shuō)明由電源ecu250執(zhí)行的送電處理的流程圖。該流程圖所示的一系列處理在存在了從送電裝置10向受電裝置20的送電的開(kāi)始指示的情況下開(kāi)始。即,參照?qǐng)D10,在存在了從送電裝置10向受電裝置20的送電的開(kāi)始指示的情況下(步驟s10中:是),電源ecu250設(shè)定送電電力的頻率f的初始值(步驟s20)。

從送電裝置10向受電裝置20的送電開(kāi)始指示既可以基于送電裝置10或者受電裝置20中的利用者的指示,也可以伴隨著由定時(shí)器等得到的充電開(kāi)始時(shí)刻的到來(lái)而產(chǎn)生。

對(duì)送電電力的頻率f的初始值例如設(shè)定使得送電部240與受電部310之間的電力傳輸效率成為最高的頻率(設(shè)計(jì)值)。此外,也可以對(duì)頻率f的初始值設(shè)定作為頻率f的可調(diào)整范圍的下限的頻率f1、作為可調(diào)整范圍的上限的頻率f2。

當(dāng)設(shè)定頻率f的初始值后,電源ecu250通過(guò)控制逆變器220來(lái)執(zhí)行從送電裝置10向受電裝置20的送電(步驟s30)。具體而言,電源ecu250調(diào)整逆變器220的輸出電壓的占空比,執(zhí)行用于使送電功率為目標(biāo)功率的送電功率控制。另外,電源ecu250通過(guò)操作逆變器220的開(kāi)關(guān)頻率以調(diào)整送電電力的頻率f,從而執(zhí)行用于減小逆變器220與送電部240的諧振電路的溫度差的溫度差降低控制。其中,關(guān)于溫度差降低控制,在后面對(duì)其處理程序進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

然后,當(dāng)有從送電裝置10向受電裝置20的送電的停止指示時(shí)(步驟s40中:是),電源ecu250使逆變器220停止,使從送電裝置10向受電裝置20的送電停止(步驟s50)。從送電裝置10向受電裝置20的送電停止指示既可以基于根據(jù)蓄電裝置350(圖1)變?yōu)榱藵M充電狀態(tài)的來(lái)自受電裝置20的通知,也可以基于送電裝置10或者受電裝置20中由利用者進(jìn)行的指示。

圖11是說(shuō)明在圖10的步驟s30中執(zhí)行的溫度差降低控制的處理程序的流程圖。該流程圖所示的一系列處理在圖10的步驟s30的執(zhí)行期間中每預(yù)定時(shí)間而反復(fù)執(zhí)行。

參照?qǐng)D11,電源ecu250通過(guò)溫度傳感器276檢測(cè)逆變器220的溫度tinv,通過(guò)溫度傳感器278檢測(cè)送電部240的諧振電路的溫度ts(步驟s110)。接著,電源ecu250判定逆變器220的溫度tinv是否高于諧振電路的溫度ts(步驟s120)。

當(dāng)判定為溫度tinv高于溫度ts時(shí)(步驟s120中:是),電源ecu250判定溫度tinv是否高于閾值溫度tth1(步驟s130)。該閾值溫度tth1例如被設(shè)定為相對(duì)于逆變器220的溫度上限具有適度的余量(容限)的溫度。當(dāng)溫度tinv為閾值溫度tth1以下時(shí)(步驟s130中:否),不執(zhí)行以后的一系列處理而使處理移至返回。

當(dāng)在步驟s130中判定為溫度tinv高于閾值溫度tth1時(shí)(步驟s130中:是),電源ecu250為了使溫度tinv下降,執(zhí)行用于使逆變器220的電流iinv降低的頻率調(diào)整處理(步驟s132)。即,電源ecu250通過(guò)操作逆變器220的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)調(diào)整送電電力的頻率f,以使得電流iinv降低。

圖12是說(shuō)明在圖11的步驟s132中執(zhí)行的頻率調(diào)整處理的程序的流程圖。參照?qǐng)D12,電源ecu250通過(guò)電流傳感器272檢測(cè)逆變器220的電流iinv(步驟s210)。接著,電源ecu250操作逆變器220的開(kāi)關(guān)頻率,使送電電力的頻率f向提高方向和下降方向的各方向變化微小量(步驟s220)。

接著,電源ecu250判定在步驟s220中使頻率f提高的情況下電流iinv是否降低(步驟s230)。當(dāng)判定為在提高了頻率f的情況下電流iinv降低時(shí)(步驟s230中:是),頻率f的調(diào)整方向被決定為使頻率f提高的方向,電源ecu250使頻率f提高預(yù)定量δf(步驟s240)。

接著,電源ecu250判定通過(guò)在步驟s240中使頻率f提高了預(yù)定量δf而電流iinv是否下降(步驟s250)。在電流iinv下降了情況下(步驟s250中:是),電源ecu250判定頻率f是否達(dá)到可調(diào)整范圍上限的頻率f2(步驟s260)。若頻率f未達(dá)到頻率f2(步驟s260中:否),處理返回步驟s240,頻率f再次被提高預(yù)定量δf。

在步驟s250中,在電流iinv未降低的情況下(步驟s250中:否),判斷為在此時(shí)的頻率f下電流iinv最小,結(jié)束處理。另外,在步驟s260中判定為頻率f達(dá)到了可調(diào)整范圍上限的頻率f2的情況下(步驟s260中:是),也結(jié)束處理。此外,在該情況下,電流iinv不一定最小,例如有可能在頻率f1下電流iinv成為最小。

另一方面,在步驟s230中判定為通過(guò)步驟s220而使頻率f提高了的情況下電流iinv不降低、即在步驟s220中使頻率f下降了的情況下電流iinv降低了時(shí)(步驟s230中:否),頻率f的調(diào)整方向被決定為使頻率f下降的方向,電源ecu250使頻率f下降預(yù)定量δf(步驟s270)。

接著,電源ecu250判定通過(guò)在步驟s270使頻率f下降了預(yù)定量δf而電流iinv是否下降(步驟s280)。在電流iinv下降了情況下(步驟s280中:是),電源ecu250判定頻率f是否達(dá)到可調(diào)整范圍下限的頻率f1(步驟s290)。若頻率f未達(dá)到頻率f1(步驟s290中:否),處理返回步驟s270,頻率f再次被降低預(yù)定量δf。

在步驟s280中電流iinv未下降的情況下(步驟s280中:否),判定為在此時(shí)的頻率f下電流iinv為最小,結(jié)束處理。另外,在步驟s290中判定為頻率f達(dá)到了可調(diào)整范圍下限的頻率f1的情況下(步驟s290中:是),也結(jié)束處理。此外,在該情況下,也是電流iinv不一定為最小,例如有可能在頻率f2下電流iinv成為最小。

再次參照?qǐng)D11,當(dāng)在步驟s132中執(zhí)行用于使逆變器220的電流iinv降低的頻率調(diào)整處理后,電源ecu250待機(jī)預(yù)定時(shí)間(步驟s150)。該預(yù)定時(shí)間是到頻率調(diào)整處理的影響反映到逆變器220、送電部240的溫度為止的時(shí)間,根據(jù)逆變器220、送電部240的構(gòu)成來(lái)適當(dāng)?shù)貨Q定。

另一方面,當(dāng)在步驟s120中判定為送電部240的諧振電路的溫度ts為逆變器220的溫度tinv以上時(shí)(步驟s120中:否),電源ecu250判定溫度ts是否高于閾值溫度tth2(步驟s140)。該閾值溫度tth2例如被設(shè)定為相對(duì)于送電部240的諧振電路的溫度上限而具有適度的余量的溫度。當(dāng)溫度ts為閾值溫度tth2以下時(shí)(步驟s140中:否),不執(zhí)行以后的一系列處理而使處理移至返回。

當(dāng)在步驟s140中判定為溫度ts高于閾值溫度tth2時(shí)(步驟s140中:是),電源ecu250執(zhí)行用于為了使溫度ts降低而使在送電部240的諧振電路中流動(dòng)的電流is降低的頻率調(diào)整處理(步驟s142)。即,電源ecu250通過(guò)操作逆變器220的開(kāi)關(guān)頻率來(lái)調(diào)整送電電力的頻率f,以使得電流is下降。

圖13是說(shuō)明在圖11的步驟s142中執(zhí)行的頻率調(diào)整處理的程序的流程圖。參照?qǐng)D13,電源ecu250通過(guò)電流傳感器274檢測(cè)在送電部240的諧振電路中流動(dòng)的電流is(步驟s310)。接著,電源ecu250操作逆變器220的開(kāi)關(guān)頻率,使送電電力的頻率f在提高的方向和下降的方向的各方向上變化微小量(步驟s320)。

接著,電源ecu250判定在提高了頻率f的情況下電流is是否下降(步驟s330)。當(dāng)判定為提高了頻率f的情況下電流is下降了時(shí)(步驟s330中:是),頻率f的調(diào)整方向被決定為提高頻率f的方向,電源ecu250使頻率f提高預(yù)定量δf(步驟s340)。

接著,電源ecu250判定通過(guò)在步驟s340中使頻率f提高了預(yù)定量δf而電流is是否下降(步驟s350)。在電流is下降了的情況下(步驟s350中:是),電源ecu250判定頻率f是否達(dá)到可調(diào)整范圍上限的頻率f2(步驟s360)。若頻率f未達(dá)到頻率f2(步驟s360中:否),處理返回步驟s340,頻率f再次被提高預(yù)定量δf。

在步驟s350中電流is未下降的情況下(步驟s350中:否),判定為在此時(shí)的頻率f下電流is為最小,結(jié)束處理。另外,在步驟s360判定為頻率f達(dá)到了可調(diào)整范圍上限的頻率f2的情況下(步驟s360中:是),也結(jié)束處理。此外,在該情況下,電流is不一定為最小,例如有可能在頻率f1下電流is成為最小。

另一方面,在步驟s330中判定為在使頻率f提高了的情況下電流is未下降、即在使頻率f下降了的情況下電流is下降了時(shí)(步驟s330中:否),頻率f的調(diào)整方向被決定為使頻率f下降的方向,電源ecu250使頻率f下降預(yù)定量δf(步驟s370)。

接著,電源ecu250判定通過(guò)在步驟s370中使頻率f下降了預(yù)定量δf而電流is是否下降(步驟s380)。在電流is下降了的情況下(步驟s380中:是),電源ecu250判定頻率f是否達(dá)到可調(diào)整范圍下限的頻率f1(步驟s390)。若頻率f未達(dá)到頻率f1(步驟s390中:否),則處理返回步驟s370,頻率f再次被降低預(yù)定量δf。

在步驟s380中電流is未下降的情況下(步驟s380中:否),判斷為在此時(shí)的頻率f下電流is為最小,結(jié)束處理。另外,在步驟s390判定為頻率f達(dá)到了可調(diào)整范圍下限的頻率f1的情況下(步驟s390中:是),也結(jié)束處理。此外,在該情況下,也是電流is不一定為最小,例如有可能在頻率f2下電流is成為最小。

再次參照?qǐng)D11,當(dāng)在步驟s142中執(zhí)行用于使在送電部240的諧振電路中流動(dòng)的電流is降低的頻率調(diào)整處理后,處理移至步驟s150,待機(jī)預(yù)定時(shí)間。

在步驟s150中的預(yù)定時(shí)間的待機(jī)后,電源ecu250判定逆變器220的溫度tinv是否高于閾值溫度tth1、或者諧振電路的溫度ts是否高于閾值溫度tth2(步驟s160)。在溫度tinv高于閾值溫度tth1的情況下、或者溫度ts高于閾值溫度tth2的情況下(步驟s160中:是),即使通過(guò)步驟s132或者步驟s142中的頻率調(diào)整處理,也不會(huì)使逆變器220或者送電部240的諧振電路的溫度落到閾值溫度以下,因此,電源ecu250限制送電功率(步驟s170)。例如,電源ecu250能夠通過(guò)使此時(shí)的送電功率的目標(biāo)功率psr強(qiáng)制地降低,來(lái)限制送電功率。

然后,電源ecu250在待機(jī)了預(yù)定時(shí)間之后(步驟s180),使處理移至返回。該預(yù)定時(shí)間是到限制了送電功率的影響反映到逆變器220、送電部240的溫度為止的時(shí)間,根據(jù)逆變器220和/或送電部240的構(gòu)成來(lái)適當(dāng)?shù)貨Q定。

如以上所述,在本實(shí)施方式1中,在逆變器220的溫度tinv高于諧振電路的溫度ts的情況下,通過(guò)調(diào)整送電電力的頻率f以使得逆變器220的電流iinv下降,從而使溫度tinv下降。另一方面,在溫度ts高于溫度tinv的情況下,通過(guò)調(diào)整頻率f以使得在諧振電路中流動(dòng)的電流is降低,從而使溫度ts下降。因此,根據(jù)本實(shí)施方式1,能夠抑制發(fā)熱偏于送電部240的諧振電路及逆變器220的一方。其結(jié)果,能夠避免因諧振電路及逆變器220中的一方的溫度上升而受到溫度制約所導(dǎo)致的送電功率受到制限。

實(shí)施方式2的用于降低逆變器220的電流iinv或者在送電部240的諧振電路中流動(dòng)的電流is的頻率調(diào)整處理與實(shí)施方式1不同。在上述實(shí)施方式1中,在圖11的步驟s132的頻率調(diào)整處理中,頻率f有可能不一定被調(diào)整為使得電流iinv成為最小的頻率。同樣地,在圖11的步驟s142的頻率調(diào)整處理中,頻率f也有可能不一定被調(diào)整為使得電流is成為最小的頻率。

在該實(shí)施方式2中,在頻率f的可調(diào)整范圍中,調(diào)整頻率f以使得在溫度高的一方的設(shè)備中流動(dòng)的電流成為最小。由此,能迅速抑制諧振電路和逆變器220中溫度高的一方的發(fā)熱,能迅速抑制諧振電路和逆變器220的發(fā)熱的偏差。

該實(shí)施方式2中的電力傳輸系統(tǒng)的整體構(gòu)成與圖1所示的實(shí)施方式1的構(gòu)成相同。另外,實(shí)施方式2中的送電單元的構(gòu)成也圖3所示的實(shí)施方式1的構(gòu)成相同。該實(shí)施方式2中,在圖11所示的表示溫度差降低控制的處理程序的流程圖中,在步驟s132、s142中執(zhí)行的頻率調(diào)整處理的程序與實(shí)施方式1不同。

圖14是說(shuō)明實(shí)施方式2中的在圖11的步驟s132中執(zhí)行的頻率調(diào)整處理的程序的流程圖。參照?qǐng)D14,電源ecu250首先將送電電力的頻率f設(shè)定為可調(diào)整范圍下限的頻率f1(步驟s410)。

接著,電源ecu250通過(guò)電流傳感器272檢測(cè)逆變器220的電流iinv,與此時(shí)的頻率f相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)(步驟s420)。接著,電源ecu250使頻率f提高預(yù)定量δf(步驟s430)。并且,電源ecu250判定頻率f是否達(dá)到了可調(diào)整范圍上限的頻率f2(步驟s440)。若頻率f未達(dá)到頻率f2(步驟s440中:否),處理返回步驟s420,再次通過(guò)電流傳感器272檢測(cè)逆變器220的電流iinv,并與此時(shí)的頻率f相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)。

當(dāng)在步驟s440中判定為頻率f達(dá)到了上限的頻率f2時(shí)(步驟s440中:是),電源ecu250通過(guò)電流傳感器272檢測(cè)逆變器220的電流iinv,并與頻率f2進(jìn)行關(guān)聯(lián)(步驟s450)。由此,取得在頻率f的可調(diào)整范圍(f1≦f≦f2)中掃描了頻率f時(shí)的每個(gè)頻率的電流iinv。并且,電源ecu250將頻率f變更為在頻率f的可調(diào)整范圍中使得逆變器220的電流iinv變?yōu)樽钚〉念l率(步驟s460)。

根據(jù)該圖14所示的頻率調(diào)整處理,頻率f被調(diào)整為使得電流iinv成為最小的頻率,因此,能迅速抑制逆變器220的發(fā)熱,能迅速抑制諧振電路與逆變器220的發(fā)熱的偏差。

另外,圖15是說(shuō)明實(shí)施方式2中的在圖11的步驟s142中執(zhí)行的頻率調(diào)整處理的程序的流程圖。參照?qǐng)D15,電源ecu250首先將送電電力的頻率f設(shè)定為可調(diào)整范圍下限的頻率f1(步驟s510)。

接著,電源ecu250通過(guò)電流傳感器274檢測(cè)送電部240的諧振電路的電流is,并與此時(shí)的頻率f相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)(步驟s520)。接著,電源ecu250使頻率f提高預(yù)定量δf(步驟s530)。并且,電源ecu250判定頻率f是否達(dá)到了可調(diào)整范圍上限的頻率f2(步驟s540)。若頻率f未達(dá)到頻率f2(步驟s540中:否),則處理返回步驟s520,再次通過(guò)電流傳感器274檢測(cè)電流is,并與此時(shí)的頻率f相關(guān)聯(lián)地進(jìn)行存儲(chǔ)。

當(dāng)在步驟s540中判定為頻率f達(dá)到了上限的頻率f2時(shí)(步驟s540中:是),電源ecu250通過(guò)電流傳感器274檢測(cè)電流is,并與頻率f2進(jìn)行關(guān)聯(lián)(步驟s550)。由此,能取得在頻率f的可調(diào)整范圍(f1≦f≦f2)中對(duì)頻率f進(jìn)行了掃描時(shí)的每個(gè)頻率的電流is。并且,電源ecu250將頻率f變更為在頻率f的可調(diào)整范圍中使得電流is成為最小的頻率(步驟s560)。

根據(jù)該圖15所示的頻率調(diào)整處理,頻率f被調(diào)整為使得電流is成為最小的頻率,因此,能迅速抑制送電部240的諧振電路的發(fā)熱,能迅速提高諧振電路與逆變器220的發(fā)熱的偏差。

此外,在上述中,設(shè)為在頻率f的可調(diào)整范圍中對(duì)頻率f進(jìn)行掃描時(shí),從可調(diào)整范圍的下限的f1向上限的f2對(duì)頻率f進(jìn)行掃描,但也可以從可調(diào)整范圍的上限的f2向下限的f1對(duì)頻率f進(jìn)行掃描。

如以上所述,根據(jù)該實(shí)施方式2,能迅速抑制送電部240的諧振電路與逆變器220中的溫度高的一方的發(fā)熱,能迅速抑制諧振電路與逆變器220的發(fā)熱的偏差。

在實(shí)施方式1、2中,在逆變器220的溫度tinv高于送電部240的諧振電路的溫度ts、且溫度tinv高于閾值溫度tth1的情況下,調(diào)整送電電力的頻率f以使得逆變器220的電流iinv降低。另外,在溫度ts高于溫度tinv、且溫度ts高于閾值溫度tth2的情況下,調(diào)整送電電力的頻率f以使得在送電部240的諧振電路中流動(dòng)的電流is降低。

在該實(shí)施方式3中,在溫度tinv高于溫度ts、且溫度tinv與溫度ts之差大于閾值的情況下,調(diào)整頻率f使得電流iinv降低。另外,在溫度ts高于溫度tinv、且溫度ts與溫度tinv之差大于閾值的情況下,調(diào)整頻率f以使得電流is下降。由此,能夠避免在逆變器220與送電部240的諧振電路的溫度達(dá)到閾值之前調(diào)整頻率f。

該實(shí)施方式3的電力傳輸系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)與圖1所示的實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)相同。另外,實(shí)施方式3的送電單元的構(gòu)成也與圖3所示的實(shí)施方式1的構(gòu)成相同。該實(shí)施方式3的圖11所示的溫度差降低控制的處理程序與實(shí)施方式1、2不同。

圖16是說(shuō)明實(shí)施方式3中的在圖10的步驟s30中執(zhí)行的溫度差降低控制的處理程序的流程圖。該流程圖所示的一系列處理也在圖10的步驟s30的執(zhí)行期間中每預(yù)定時(shí)間而反復(fù)被執(zhí)行。

參照?qǐng)D16,電源ecu250通過(guò)溫度傳感器276檢測(cè)逆變器220的溫度tinv,通過(guò)溫度傳感器278檢測(cè)送電部240的諧振電路的溫度ts(步驟s610)。接著,電源ecu250判定溫度tinv與溫度ts之差的絕對(duì)值是否大于閾值δtth(步驟s620)。該閾值δtth被設(shè)定為如下的溫度差,即在該溫度差的情況下,由于逆變器220與送電部240的諧振電路之間的溫度差大,因此,估計(jì)今后溫度高的一方的設(shè)備受到溫度制約的可能性較高。

當(dāng)在步驟s620在判定為溫度tinv與溫度ts之差的絕對(duì)值為閾值δtth以下時(shí)(步驟s620中:否),處理轉(zhuǎn)移至步驟s670(后述)。當(dāng)在步驟s620中判定為溫度tinv與溫度ts之差的絕對(duì)值大于閾值δtth時(shí)(步驟s620中:是),電源ecu250判定溫度tinv是否高于溫度ts(步驟s630)。

當(dāng)判定為溫度tinv高于溫度ts時(shí)(步驟s630中:是),電源ecu250執(zhí)行用于使逆變器220的電流iinv降低的頻率調(diào)整處理(步驟s640)。該頻率調(diào)整處理可以采用圖12、圖14所示的處理。并且,當(dāng)執(zhí)行用于使電流iinv降低的頻率調(diào)整處理后,電源ecu250待機(jī)預(yù)定時(shí)間(步驟s660)。

另一方面,當(dāng)在步驟s630中判定為溫度ts為溫度tinv以上時(shí)(步驟s630中:否),電源ecu250執(zhí)行用于使在送電部240的諧振電路中流動(dòng)的電流is降低的頻率調(diào)整處理(步驟s650)。該頻率調(diào)整處理可以采用圖13、圖15所示的處理。并且,當(dāng)執(zhí)行用于使電流is降低的頻率調(diào)整處理后,處理轉(zhuǎn)移至步驟s660,待機(jī)預(yù)定時(shí)間。

在步驟s660中的預(yù)定時(shí)間的待機(jī)后,電源ecu250判定逆變器220的溫度tinv是否高于閾值溫度tth1、或者送電部240的諧振電路的溫度ts是否高于閾值溫度tth2(步驟s670)。在溫度tinv高于閾值溫度tth1的情況下、或者在溫度ts高于閾值溫度tth2的情況下(步驟s670中:是),由于即使通過(guò)步驟s640或者步驟s650中的頻率調(diào)整處理,也無(wú)法使逆變器220或者送電部240的諧振電路的溫度下降到閾值溫度以下,因此,電源ecu250限制送電功率(步驟s680)。然后,電源ecu250在待機(jī)了預(yù)定時(shí)間之后(步驟s690),使處理轉(zhuǎn)移至返回。

此外,在上述中,執(zhí)行步驟s640的頻率調(diào)整處理的情況下的逆變器220與諧振電路的溫度差的閾值、和執(zhí)行步驟s650的頻率調(diào)整處理的情況下的諧振電路與逆變器220的溫度差的閾值設(shè)為了相同的值(閾值δtth),但也可以使兩者不同。即,也可以為:在逆變器220的溫度tinv高于諧振電路的溫度ts的情況下,當(dāng)溫度tinv與溫度ts的溫度差超過(guò)第1閾值時(shí),執(zhí)行步驟s640的頻率調(diào)整處理,在溫度ts高于溫度tinv的情況下,當(dāng)溫度ts與溫度tinv的溫度差超過(guò)第2閾值時(shí),執(zhí)行步驟s650的頻率調(diào)整處理。

如以上所述,在該實(shí)施方式3中,僅限于逆變器220與送電部240的諧振電路的溫度差大于閾值的情況下,調(diào)整送電電力的頻率f。因此,根據(jù)該實(shí)施方式3,能夠避免在逆變器220與送電部240的諧振電路的溫度差達(dá)到閾值之前調(diào)整頻率f。

此外,在上述中,電源ecu250對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“控制部”的一實(shí)施例。另外,溫度傳感器276對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“第1溫度傳感器”的一實(shí)施例,溫度傳感器278對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的“第2溫度傳感器”的一實(shí)施例。

應(yīng)該認(rèn)為本次公開(kāi)的實(shí)施方式在全部方面是例示的內(nèi)容,而并非限制性內(nèi)容。本發(fā)明的范圍不是由上述的實(shí)施方式的說(shuō)明來(lái)表示,而是由權(quán)利要求書(shū)表示,意在包含與權(quán)利要求書(shū)等同的含義及范圍內(nèi)的全部變更。

申請(qǐng)日為2015年12月24日的日本專利申請(qǐng)2015-251780所包括的說(shuō)明書(shū)、說(shuō)明書(shū)附圖以及摘要所公開(kāi)的的內(nèi)容整體通過(guò)引用也包含于此。

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