JP5794563B2 - 非接触給電システム - Google Patents
非接触給電システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5794563B2 JP5794563B2 JP2011106745A JP2011106745A JP5794563B2 JP 5794563 B2 JP5794563 B2 JP 5794563B2 JP 2011106745 A JP2011106745 A JP 2011106745A JP 2011106745 A JP2011106745 A JP 2011106745A JP 5794563 B2 JP5794563 B2 JP 5794563B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- coil
- contact
- feeding system
- converter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
ここで、1番目と2番目のコイル間および3番目と4番目のコイル間の結合係数をともにkaとし、2番目と3番目のコイル間の結合係数をkbとすると各結合係数ka,kbに対応する相互インダクタンスMa,Mbは次式(2)、(3)で表わされる。
Mb=kb・L ・・・・(3)
ここで、図2に示すような図1の等価回路を考えると、漏れインダクタンスLa+Lbは次式(4)のように示される。
また、次式(5)
Mb<<L ・・・・(5)
が成立するとすると、式(1)は次式(6)で表わされる。
この結果、高周波電源側から見た合成インピーダンスZは次式(7)で表わされる。
ここで、例えば、ka/kb=2となるように結合係数ka,kbを決めると式(7)は結合係数kbによらず次式(8)で表わされる。
Z=2jω(La+Lb)+R ・・・・(8)
それぞれの自己インダクタンスLが等しい4個のコイルを、隣接するコイル間に所定の間隔を介して順次並設するとともに、両端部以外の各コイルと各コイルの両端に接続された各コンデンサでそれぞれ形成する閉回路が共振回路となっている3段の非接触トランスを有する非接触電力伝送部と、
直流電源が接続され、該直流電源の直流出力電圧を交流電圧に変換するとともに、変換した交流電圧が前記非接触電力伝送部の一端側のコイルに印加されるように前記一端側のコイルが接続されてインバータとして駆動される一方の電力変換装置と、
前記非接触電力伝送部の他端側のコイルに接続され、該他端側のコイルを介して印加される交流電圧を直流出力電圧に変換し、該直流出力電圧を直流負荷に印加するコンバータとして駆動される他方の電力変換装置とを有する非接触給電システムであって、
前記一端側のコイルとこれに隣接するコイル、該コイルとこれに隣接するコイル、該コイルと前記他端側のコイルの結合係数をA,B,Cとするとき、A=Cで、かつAまたはCとBとの比が一定になるように構成するとともに、この場合の当該非接触給電システムの等価回路において、1番目と2番目の前記コイル間および3番目と4番目の前記コイル間の結合係数をともにkaとし、2番目と3番目の前記コイル間の結合係数をkbとするときの前記結合係数ka,kbに対応する相互インダクタンスMa,Mbのうち、相互インダクタンスMbがMb<<Lとなる条件のもとで、前記等価回路の高周波電源側から見たインピーダンスZが、
Z≒2jω(La+Lb)+R+(ka/kb)jω(2kb−ka)Lと、表される(ただし、La,Lbは、前記等価回路における漏れインダクタンス、ω=高周波電源の周波数、Rは負荷抵抗)ことを利用して前記インピーダンスの虚部の(ka/kb)jω(2kb−ka)Lの項の値を小さくするために(2kb−ka)≒0が成立するように前記結合係数AまたはCとBとの比を構成したことを特徴とする非接触給電システムにある。
第1の態様に記載する非接触給電システムにおいて、
前記結合係数A,B,Cの比を2:1:2としたことを特徴とする非接触給電システムにある。
第1または第2の態様に記載する非接触給電システムにおいて、
前記一方および他方の電力変換装置は、インバータまたはコンバータの何れか一方として駆動されるとともに、スイッチ手段を介して直流電源および直流負荷がそれぞれ接続されており、インバータ駆動される一方または他方の電力変換装置には前記スイッチ手段を介して前記直流電源が接続され、コンバータ駆動される他方または一方の電力変換装置には前記スイッチ手段を介して直流負荷が接続されるように構成されていることを特徴とする非接触給電システムにある。
ャップ)を大きくした状態で双方向給電が可能になる。
第1〜第3の態様の何れか一つに記載する非接触給電システムにおいて、
一方および他方の前記電力変換装置と、前記直流負荷および直流電源との間に昇降圧コンバータを配設するとともに、
一方側から他方側に電力を供給する際には、一方側の昇降圧コンバータを昇圧コンバータとして動作させるとともに他方側の昇降圧コンバータを必要に応じて降圧コンバータとして動作させるように制御する一方、他方側から一方側に電力を供給する際には逆の動作になるように制御するように構成したことを特徴とする非接触給電システムにある。
コンバータとして機能する電力変換装置から出力される直流電圧を所望の電圧値に任意に
調節することができる。この結果、非接触電力伝送部におけるコイルの結合係数に基づき
変化しても一方側と他方側とでの電源電圧および負荷電圧を容易に対称とすることができ
る。
第1〜第4の態様の何れか一つに記載する非接触給電システムにおいて、
前記一端側のコイルおよび前記一方の電力変換装置は家側に設置され、
前記他端側のコイルおよび前記他方の電力変換装置は車両側に搭載されていることを特徴とする非接触給電システムにある。
2のコイルと第3のコイルとの間隔を大きくとることができるので、両者間の非接触給電
を容易に行うことができる。
3 非接触電力伝送部
3A,3B,3C,3D コイル
4,5,6 非接触トランス
7,8 昇降圧コンバータ
Claims (5)
- それぞれの自己インダクタンスLが等しい4個のコイルを、隣接するコイル間に所定の間隔を介して順次並設するとともに、両端部以外の各コイルと各コイルの両端に接続された各コンデンサでそれぞれ形成する閉回路が共振回路となっている3段の非接触トランスを有する非接触電力伝送部と、
直流電源が接続され、該直流電源の直流出力電圧を交流電圧に変換するとともに、変換した交流電圧が前記非接触電力伝送部の一端側のコイルに印加されるように前記一端側のコイルが接続されてインバータとして駆動される一方の電力変換装置と、
前記非接触電力伝送部の他端側のコイルに接続され、該他端側のコイルを介して印加される交流電圧を直流出力電圧に変換し、該直流出力電圧を直流負荷に印加するコンバータとして駆動される他方の電力変換装置とを有する非接触給電システムであって、
前記一端側のコイルとこれに隣接するコイル、該コイルとこれに隣接するコイル、該コイルと前記他端側のコイルの結合係数をA,B,Cとするとき、A=Cで、かつAまたはCとBとの比が一定になるように構成するとともに、この場合の当該非接触給電システムの等価回路において、1番目と2番目の前記コイル間および3番目と4番目の前記コイル間の結合係数をともにkaとし、2番目と3番目の前記コイル間の結合係数をkbとするときの前記結合係数ka,kbに対応する相互インダクタンスMa,Mbのうち、相互インダクタンスMbがMb<<Lとなる条件のもとで、前記等価回路の高周波電源側から見たインピーダンスZが、
Z≒2jω(La+Lb)+R+(ka/kb)jω(2kb−ka)Lと、表される(ただし、La,Lbは、前記等価回路における漏れインダクタンス、ω=高周波電源の周波数、Rは負荷抵抗)ことを利用して前記インピーダンスの虚部の(ka/kb)jω(2kb−ka)Lの項の値を小さくするために(2kb−ka)≒0が成立するように前記結合係数AまたはCとBとの比を構成したことを特徴とする非接触給電システム。 - 請求項1に記載する非接触給電システムにおいて、
前記結合係数A,B,Cの比を2:1:2としたことを特徴とする非接触給電システム。 - 請求項1または請求項2に記載する非接触給電システムにおいて、
前記一方および他方の電力変換装置は、インバータまたはコンバータの何れか一方として駆動されるとともに、スイッチ手段を介して直流電源および直流負荷がそれぞれ接続されており、インバータ駆動される一方または他方の電力変換装置には前記スイッチ手段を介して前記直流電源が接続され、コンバータ駆動される他方または一方の電力変換装置には前記スイッチ手段を介して直流負荷が接続されるように構成されていることを特徴とする非接触給電システム。 - 請求項1〜請求項3の何れか一つに記載する非接触給電システムにおいて、
一方および他方の前記電力変換装置と、前記直流負荷および直流電源との間に昇降圧コンバータを配設するとともに、
一方側から他方側に電力を供給する際には、一方側の昇降圧コンバータを昇圧コンバータとして動作させるとともに他方側の昇降圧コンバータを必要に応じて降圧コンバータとして動作させるように制御する一方、他方側から一方側に電力を供給する際には逆の動作になるように制御するように構成したことを特徴とする非接触給電システム。 - 請求項1〜請求項4の何れか一つに記載する非接触給電システムにおいて、
前記一端側のコイルおよび前記一方の電力変換装置は家側に設置され、
前記他端側のコイルおよび前記他方の電力変換装置は車両側に搭載されていることを特
徴とする非接触給電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011106745A JP5794563B2 (ja) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | 非接触給電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011106745A JP5794563B2 (ja) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | 非接触給電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012239308A JP2012239308A (ja) | 2012-12-06 |
| JP5794563B2 true JP5794563B2 (ja) | 2015-10-14 |
Family
ID=47461712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011106745A Expired - Fee Related JP5794563B2 (ja) | 2011-05-11 | 2011-05-11 | 非接触給電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5794563B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2765701B1 (de) | 2013-02-08 | 2020-01-01 | Markus Rehm | Drahtlose resonanzgekoppelte elektrische energieübertragung |
| JP2014217117A (ja) * | 2013-04-23 | 2014-11-17 | 一般財団法人電力中央研究所 | 非接触給電システム |
| JP6252051B2 (ja) * | 2013-09-06 | 2017-12-27 | 株式会社村田製作所 | 電力変換器 |
| JP6379889B2 (ja) * | 2014-05-07 | 2018-08-29 | 株式会社Ihi | 非接触給電システム及び受電装置 |
| JP6595319B2 (ja) * | 2015-11-26 | 2019-10-23 | 株式会社Soken | 無線給電システム及び受電装置 |
| JP6693556B2 (ja) | 2016-03-18 | 2020-05-13 | 株式会社村田製作所 | ワイヤレス給電システムおよびその送電装置 |
| CN106329737A (zh) * | 2016-09-13 | 2017-01-11 | 成都创慧科达科技有限公司 | 一种具有电量分享功能的手机 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4403648B2 (ja) * | 2000-09-07 | 2010-01-27 | 日産自動車株式会社 | 電力マネジメントシステム |
| US8278784B2 (en) * | 2008-07-28 | 2012-10-02 | Qualcomm Incorporated | Wireless power transmission for electronic devices |
| US8947041B2 (en) * | 2008-09-02 | 2015-02-03 | Qualcomm Incorporated | Bidirectional wireless power transmission |
| WO2010062201A1 (en) * | 2008-11-26 | 2010-06-03 | Auckland Uniservices Limited | Primary-side power control for inductive power transfer |
| JP4865001B2 (ja) * | 2009-04-13 | 2012-02-01 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 非接触給電設備、非接触受電装置および非接触給電システム |
| JP5447509B2 (ja) * | 2009-04-27 | 2014-03-19 | 株式会社村田製作所 | ワイヤレス電力伝送端末 |
| US9186995B2 (en) * | 2009-05-14 | 2015-11-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Non-contact power receiving apparatus and vehicle having the same |
-
2011
- 2011-05-11 JP JP2011106745A patent/JP5794563B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012239308A (ja) | 2012-12-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5641540B2 (ja) | 双方向非接触給電システム | |
| JP5794563B2 (ja) | 非接触給電システム | |
| US20240116375A1 (en) | Wireless power system | |
| Liu et al. | Wireless power and drive transfer for piping network | |
| Villa et al. | High-misalignment tolerant compensation topology for ICPT systems | |
| Kamineni et al. | Analysis of coplanar intermediate coil structures in inductive power transfer systems | |
| JP6483053B2 (ja) | 無線エネルギー伝達変換装置 | |
| US10144301B2 (en) | Optimized compensation coils for wireless power transfer system | |
| JP6333475B2 (ja) | 電気エネルギー蓄積器のための充電回路、電気駆動システム、および充電回路を作動する方法 | |
| US12395145B2 (en) | Matching networks, inductors, and coupled-inductor capacitive wireless power transfer circuit and related techniques | |
| US20180166915A1 (en) | Wireless power transfer | |
| CN102835002A (zh) | 供电装置 | |
| US9815381B2 (en) | Systems, methods, and apparatus for partial electronics integration in vehicle pads for wireless power transfer applications | |
| CN103733471A (zh) | 充放电装置 | |
| JP5525148B2 (ja) | 自動車用電力変換システム | |
| US20150194256A1 (en) | Magnetic coupling inductor and multi-port converter | |
| Bendib et al. | Solar Panel and Wireless Power Transmission System as a Smart Grid for Electric Vehicles | |
| JP2014217117A (ja) | 非接触給電システム | |
| US10576831B2 (en) | Primary unit comprising a plurality of coil sections for inductive charging | |
| US9789778B2 (en) | Circuit arrangement for providing a DC voltage in a vehicle and method of operating a circuit arrangement | |
| Hasanzadeh et al. | Resonance based contactless energy transfer | |
| Debbou et al. | Interleaved DC/DC charger for wireless power tranfer | |
| US12136888B2 (en) | Composite DC-DC converter | |
| Dolara et al. | Analysis of control strategies for compensated inductive power transfer system for electric vehicles charging | |
| Kavitha et al. | Electrical vehicles (EVs)—An application of wireless power transfer (WPT) system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140228 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141126 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141203 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150130 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150325 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20150422 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150608 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20150617 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150805 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150805 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5794563 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |