非接觸供電系統以及在該系統中使用的送電裝置和車輛的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及非接觸供電系統以及在該系統中使用的送電裝置和車輛，更具體地說，涉及在非接觸供電系統中用于改善電力傳輸效率的技術。
【背景技術】
[0002]不使用電源線、送電電纜的非接觸無線電力傳輸近年來受到注目，已提出了向能夠利用來自車輛外部的電源(以下也稱為“外部電源”)的電力對車載的蓄電裝置進行充電的電動汽車、混合動力車輛等的適用。
[0003]在這樣的非接觸供電系統中，為了提高電力傳輸效率，適當地進行送電側和受電側的位置對準變得重要。
[0004]日本特開2011- 193671號公報(專利文獻I)公開了如下結構:在以非接觸方式從送電裝置向車輛供給電力的系統中，當進行車輛的受電線圈和送電裝置的送電線圈的位置對準時，使用基于來自搭載于車輛的照相機的信息的車輛的感應控制和基于從送電裝置向車輛的電力傳輸狀態(tài)的車輛的感應控制，由此以簡易的結構確保向送電裝置的停車精度。
[0005]現有技術文獻
[0006]專利文獻1:日本特開2011 - 193671號公報

【發(fā)明內容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
[0008]在以非接觸方式從送電裝置向車輛輸送電力的非接觸供電系統中，電力傳輸效率能夠因送電裝置的送電部與車輛的受電部的位置關系而發(fā)生變化。作為該位置關系的變化，存在表示送電部與受電部的垂直方向的距離的車高和作為送電部與受電部的水平方向的距離的位置偏移。
[0009]就該車高而言，因乘坐車輛的乘員的數量、裝載于行李間(trunk room)的行李的重量而變化。這樣一來，由于送電部的輸入阻抗發(fā)生變動，即使送電部與受電部的位置關系成為設計時所假設的最佳的位置關系，與設計上的最佳狀態(tài)相比，傳輸效率也有可能降低。因此，為了提高傳輸效率，需要考慮實際的車高，進行車輛與送電裝置的位置對準和阻抗的調整。
[0010]本發(fā)明是為了解決這樣的問題而提出的，其目的在于，在以非接觸方式從送電裝置向車輛傳遞電力的非接觸供電系統中，抑制伴隨車高的變化的電力傳輸效率的降低。
[0011]用于解決問題的手段
[0012]本發(fā)明的非接觸供電系統，以以非接觸方式從送電裝置向車輛供給電力。車輛包括受電部，所述受電部以非接觸方式接受來自送電裝置的電力。送電裝置包括:電源部；送電部，以非接觸方式將來自電源部的電力性受電部供給；以及阻抗調整部，電連接在電源部與送電部之間并用于調整電源部與送電部之間的阻抗。非接觸供電系統具備:檢測部，檢測送電部與受電部之間的鉛垂方向的距離；和控制裝置，用于控制阻抗調整部?？刂蒲b置基于送電部與受電部之間的電力傳輸效率，在車輛向送電裝置的停車動作中對送電部與受電部的位置對準進行支援?？刂蒲b置在進行停車動作中的位置對準時，基于由檢測部檢測出的鉛垂方向的距離來控制阻抗調整部。
[0013]優(yōu)選，控制裝置控制阻抗調整部，以獲得在鉛垂方向的距離下的電力傳輸效率隨著從預先在送電部與受電部之間確定的位置發(fā)生的水平方向的位置偏移量的增大而降低的受電特性。
[0014]優(yōu)選，控制裝置在位置對準完成后，基于該停車位置的電力傳輸效率判定位置偏移量的大小，基于所判定的位置偏移的大小來進一步調整阻抗調整部。
[0015]優(yōu)選，檢測部搭載于車輛。
[0016]優(yōu)選，檢測部包含在送電裝置中。
[0017]優(yōu)選，阻抗調整部包括被設定為彼此具有不同的阻抗的多個匹配器?？刂蒲b置根據鉛垂方向的距離，選擇多個匹配器中的I個。
[0018]優(yōu)選，阻抗調整部包括具有電抗器和電容器的匹配器，所述電抗器和所述電容器的至少一方為可變元件。控制裝置通過根據鉛垂方向的距離，使匹配器的可變元件變化來調整阻抗。
[0019]優(yōu)選，車輛還包括蓄電裝置(190)，所述蓄電裝置蓄積由受電部接受的電力。在進行停車動作中的位置對準時，控制裝置使送電裝置向車輛輸送比對蓄電裝置進行充電時所用的送電電力低的電力，當使用低電力進行的電力傳輸效率超過了預先確定的預定值時，控制裝置對此進行響應、通知用戶停止車輛。
[0020]優(yōu)選，送電部的固有頻率與受電部的固有頻率之差為送電部的固有頻率或受電部的固有頻率的±10%以下。
[0021]優(yōu)選，送電部與受電部的耦合系數為0.1以下。
[0022]優(yōu)選，受電部通過在受電部與送電部之間形成的以特定的頻率振動的磁場和在受電部與送電部之間形成的以特定的頻率振動的電場的至少一方，從送電部接受電力。
[0023]本發(fā)明的車輛，以非接觸方式接受來自能夠通過阻抗調整部進行阻抗的調整的送電裝置的電力。車輛具備:受電部，以非接觸方式接受來自送電裝置的送電部的電力；和控制裝置，基于送電部與受電部之間的電力傳輸效率，在向送電裝置的停車動作中控制送電部與受電部的位置對準?？刂蒲b置在進行停車動作中的位置對準時，基于送電部與受電部之間的鉛垂方向的距離，控制送電裝置的阻抗調整部。
[0024]本發(fā)明的送電裝置，以非接觸方式向車輛輸送電力。送電裝置具備:電源部；送電部，以非接觸方式將來自電源部的電力向車輛的受電部供給；阻抗調整部，電連接在電源部與送電部之間，并用于調整電源部與送電部之間的阻抗；以及控制裝置，用于控制阻抗調整部。車輛基于送電部與受電部之間的電力傳輸效率，在向送電裝置的停車動作中進行送電部與受電部的位置對準?？刂蒲b置在進行停車動作中的位置對準時，基于送電部與受電部之間的鉛垂方向的距離，控制阻抗調整部。
[0025]發(fā)明的效果
[0026]根據本發(fā)明，通過進行考慮了車高的阻抗調整，在非接觸供電系統中能夠抑制由于車高的變化而可能產生的電力傳輸效率的降低。
【附圖說明】
[0027]圖1是本發(fā)明的實施方式的車輛的非接觸供電系統的整體結構圖。
[0028]圖2是表示圖1的匹配器的結構的一例的圖。
[0029]圖3是表示圖1的匹配器的結構的其他例的圖。
[0030]圖4是本發(fā)明的實施方式的車輛的非接觸供電系統的其他例的整體結構圖。
[0031]圖5是從送電裝置向車輛的電力傳輸時的等價電路圖。
[0032]圖6是表示電力傳輸系統的模擬模型的圖。
[0033]圖7是表不送電部和受電部的固有頻率的偏移與電力傳輸效率的關系的圖。
[0034]圖8是表示在將固有頻率固定了的狀態(tài)下、使空氣間隙變化時的電力傳輸效率與向送電部供給的電流的頻率的關系的圖。
[0035]圖9是表示距電流源(磁流源)的距離與電磁場的強度的關系的圖。
[0036]圖10是用于說明送電部與受電部的位置關系對電力傳輸效率的影響的圖。
[0037]圖11是用于說明在本實施方式中，在停車動作期間所執(zhí)行的阻抗調整控制處理的流程圖。
[0038]圖12是表示在送電裝置側設置車高傳感器的結構的一例的圖。
[0039]圖13是表示使用了 RFID的車高的檢測方法的一例的圖。
【具體實施方式】
[0040]以下，針對本發(fā)明的實施方式，參照附圖并詳細進行說明。此外，對圖中相同或相當部分標注同一標號且不重復其說明。
[0041](非接觸供電系統的結構)
[0042]圖1是本實施方式的非接觸供電系統10的整體結構圖。參照圖1，非接觸供電系統10具備車輛100和送電裝置200。
[0043]送電裝置200包括電源裝置210和送電部220。電源裝置210產生具有預定的頻率的交流電力。作為一例，電源裝置210從商用電源400接受電力并產生高頻的交流電力，將該產生的交流電力向送電部220供給。并且，送電部220經由在送電部220的周圍產生的電磁場，以非接觸方式向車輛100的受電部110輸出電力。
[0044]電源裝置210還包括通信部230、作為控制裝置的送電E⑶240、電源部250以及阻抗調整部260。另外，送電部220包括諧振線圈221、電容器222以及電磁感應線圈223。
[0045]電源部250受來自送電E⑶240的控制信號MOD控制，將從商用電源400等交流電源接受的電力轉換為高頻的電力。并且，電源部250將該轉換后的高頻電力經由阻抗調整部260向電磁感應線圈223供給。
[0046]另外，電源部250將由未圖示的電壓傳感器、電流傳感器分別檢測的送電電壓Vtr和送電電流Itr向送電E⑶240輸出。
[0047]阻抗調整部260用于調整送電部220的輸入阻抗，典型地說，包含電抗器和電容器而構成。阻抗調整部260的具體的結構的例在圖2和圖3中示出。
[0048]例如，圖2所示的阻抗調整部260包括被設定為彼此具有不同的輸入輸出阻抗的多個匹配器261，262，263。匹配器261包含電容器ClO和電抗器LlO而構成，經由繼電器RYll與電源部250連接并且經由繼電器RY12與送電部220連接。匹配器262包含電容器C20和電抗器L20而構成，經由繼電器RY21與電源部250連接并且經由繼電器RY22與送電部220連接。匹配器263包含電容器C30和電抗器L30而構成，經由繼電器RY31與電源部250連接并且經由繼電器RY32與送電部220連接。通過來自送電E⑶240的控制信號SE10，選擇多個匹配器261，262，263中的I個，使與所選擇的匹配器對應的繼電器接通。
[0049]圖3的阻抗調整部包括能夠進行阻抗的調節(jié)的匹配器260A。匹配器260A包括電容器C40和電抗器L40，電容器C40和電抗器L40的至少一方構成為可變。匹配器260A基于控制信號SE10，使電容器C40的電容和/或電抗器L40的電抗變化，由此調整為所希望的阻抗。此外，通過使用這樣的可變元件，與圖2的結構相比能夠設為電路數少的簡單的結構，但是在需要寬的可變范圍的情況下元件的大小有可能變大或變得高價。因此，