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公開番号2024068445
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-20
出願番号2022178899
出願日2022-11-08
発明の名称電力伝送装置
出願人トヨタ自動車株式会社,株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 7/00 20060101AFI20240513BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】地上電力伝送装置の共振回路における漏電を検出する。
【解決手段】電力伝送装置は、非接触で送電を行うコイル45と、コイルに接続されてコイルに電圧を印加する電源装置と、電源装置を制御する制御装置とを有する。制御装置は、コイルに非接触で送電を行わせるときには、コイルに交流電圧を印加するように前記電源装置を制御する。制御装置は、電力伝送装置の漏電を検出するときには、電源装置の両出力端を接地電位とは異なる同じ電位に維持するように電源装置を制御すると共に、このときの電力伝送装置における電気的特性に基づいて漏電を検出する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
非接触で送電又は受電を行うコイルと、該コイルに接続されて該コイルに電圧を印加する電源装置と、該電源装置を制御する制御装置とを有する電力伝送装置であって、
前記制御装置は、当該電力伝送装置の漏電を検出するときには、前記電源装置の両出力端を接地電位とは異なる同じ電位に維持するように前記電源装置を制御すると共に、このときの当該電力伝送装置における電気的特性に基づいて漏電を検出する、電力伝送装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記電気的特性は、前記電源装置の出力端を通って流れる電流を含む、請求項１に記載の電力伝送装置。
【請求項３】
前記コイルと前記電源装置との間に設けられたフィルタ回路を更に有し、
前記電気的特性は、前記フィルタ回路と前記コイルとの間において流れる電流を含む、請求項１に記載の電力伝送装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記電源装置の両出力端を接地電位とは異なる同じ電位に維持するように前記電源装置を制御しているときに、前記電流がゼロではないことが検出された場合に、当該電力伝送装置に漏電が発生していると判定する、請求項２又は３に記載の電力伝送装置。
【請求項５】
前記コイルと前記電源装置との間に設けられたフィルタ回路を更に有し、
前記フィルタ回路は、複数のコンデンサを有し、該コンデンサの一つはその一端が前記コイルの一方の端部に接続されると共に他端がアースされ、該コンデンサの他の一つはその一端が前記コイルの他方の端部に接続されると共に他端がアースされ、
前記制御装置は、前記両出力端を接地電位とは異なる同じ電位にしたときに前記電源装置の出力端を通って流れる電流の上昇速度に基づいて漏電を検出する、請求項１又は２に記載の電力伝送装置。
【請求項６】
前記コイルに直列に接続された共振コンデンサを更に有し、
前記電気的特性は、前記共振コンデンサの両端間の電圧を含む、請求項１又は２に記載の電力伝送装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記電源装置の両出力端を接地電位とは異なる同じ電位に維持するように前記電源装置を制御しているときに、前記共振コンデンサの両端間の電圧がゼロではないことが検出された場合に、当該電力伝送装置に漏電が発生していると判定する、請求項６に記載の電力伝送装置。
【請求項８】
前記コイルに直列に接続された共振コンデンサと、該共振コンデンサに並列に接続された電気抵抗とを更に有し、
前記電気的特性は、前記電気抵抗を流れる電流を含む、請求項１又は２に記載の電力伝送装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記電源装置の両出力端を接地電位とは異なる同じ電位に維持するように前記電源装置を制御しているときに、前記電気抵抗に流れる電流がゼロではないことが検出された場合に、当該電力伝送装置に漏電が発生していると判定する、請求項８に記載の電力伝送装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、当該電力伝送装置に漏電が生じていると判定されたときには、漏電が生じている旨をユーザに通知する、請求項１又は２に記載の電力伝送装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、電力伝送装置に関する。
続きを表示（約 3,600 文字）【背景技術】
【０００２】
非接触で送電するためのコイルと、コイルに交流電力を供給する電源とを有し、交流電源からコイルに交流電力を供給することで車両に非接触で電力伝送する、地上給電装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１９－５２６２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
地上給電装置などの電力伝送装置では、コイルを含む共振回路において意図していない漏電が生じる虞があるため、漏電を検出することが必要である。
【０００５】
上記課題に鑑みて、本開示の目的は、電力伝送装置の共振回路における漏電を検出することができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の要旨は以下のとおりである。
【０００７】
（１）非接触で送電又は受電を行うコイルと、該コイルに接続されて該コイルに電圧を印加する電源装置と、該電源装置を制御する制御装置とを有する電力伝送装置であって、
前記制御装置は、当該電力伝送装置の漏電を検出するときには、前記電源装置の両出力端を接地電位とは異なる同じ電位に維持するように前記電源装置を制御すると共に、このときの当該電力伝送装置における電気的特性に基づいて漏電を検出する、電力伝送装置。
（２）前記電気的特性は、前記電源装置の出力端を通って流れる電流を含む、上記（１）に記載の電力伝送装置。
（３）前記コイルと前記電源装置との間に設けられたフィルタ回路を更に有し、
前記電気的特性は、前記フィルタ回路と前記コイルとの間において流れる電流を含む、上記（１）に記載の電力伝送装置。
（４）前記制御装置は、前記電源装置の両出力端を接地電位とは異なる同じ電位に維持するように前記電源装置を制御しているときに、前記電流がゼロではないことが検出された場合に、当該電力伝送装置に漏電が発生していると判定する、上記（２）又は（３）に記載の電力伝送装置。
（５）前記コイルと前記電源装置との間に設けられたフィルタ回路を更に有し、
前記フィルタ回路は、複数のコンデンサを有し、該コンデンサの一つはその一端が前記コイルの一方の端部に接続されると共に他端がアースされ、該コンデンサの他の一つはその一端が前記コイルの他方の端部に接続されると共に他端がアースされ、
前記制御装置は、前記両出力端を接地電位とは異なる同じ電位にしたときに前記電源装置の出力端を通って流れる電流の上昇速度に基づいて漏電を検出する、上記（１）～（４）のいずれか１つに記載の電力伝送装置。
（６）前記コイルに直列に接続された共振コンデンサを更に有し、
前記電気的特性は、前記共振コンデンサの両端間の電圧を含む、上記（１）～（５）のいずれか１つに記載の電力伝送装置。
（７）前記制御装置は、前記電源装置の両出力端を接地電位とは異なる同じ電位に維持するように前記電源装置を制御しているときに、前記共振コンデンサの両端間の電圧がゼロではないことが検出された場合に、当該電力伝送装置に漏電が発生していると判定する、上記（６）に記載の電力伝送装置。
（８）前記コイルに直列に接続された共振コンデンサと、該共振コンデンサに並列に接続された電気抵抗とを更に有し、
前記電気的特性は、前記電気抵抗を流れる電流を含む、上記（１）～（７）のいずれか１つに記載の電力伝送装置。
（９）前記制御装置は、前記電源装置の両出力端を接地電位とは異なる同じ電位に維持するように前記電源装置を制御しているときに、前記電気抵抗に流れる電流がゼロではないことが検出された場合に、当該電力伝送装置に漏電が発生していると判定する、上記（８）に記載の電力伝送装置。
（１０）前記制御装置は、当該電力伝送装置に漏電が生じていると判定されたときには、漏電が生じている旨をユーザに通知する、上記（１）～（９）のいずれか１つに記載の電力伝送装置。
（１１）前記コイルは非接触で送電を行う送電コイルであり、
前記制御装置は、前記送電コイルに非接触で送電を行わせるときには、前記送電コイルに交流電力を供給するように前記電源装置を制御する、上記（１）～（１０）のいずれか１つに記載の電力伝送装置。
（１２）前記制御装置は、当該電力伝送装置を構成する送電コイルに関連して漏電が生じていると判定されたときには、該送電コイルへの電力の供給を禁止する、上記（１１）に記載の電力伝送装置。
（１３）当該電力伝送装置は複数の送電コイルを有し、複数の前記送電コイルがそれぞれ切替スイッチを介して一つの電源装置に接続されており、
前記制御装置は、当該電力伝送装置の漏電を検出するときには、一つの切替スイッチをオンにし且つ残りの切替スイッチをオフにした状態で前記電源装置の両出力端を接地電位とは異なる同じ電位に維持するように前記電源装置を制御すると共に、このときの当該電力伝送装置における電気的特性に基づいて漏電を検出する、上記（１１）又は（１２）に記載の電力伝送装置。
（１４）前記制御装置は、一つの切替スイッチをオンにして且つ残りの切替スイッチをオフにした状態においてのみ漏電が発生していると判定され、他の切替スイッチをそれぞれオンにして残りの切替スイッチをオフにした状態では漏電が発生していると判定されなかったときには、前記一つの切替スイッチに接続された前記送電コイルを含む共振回路に漏電が発生していると判定する、上記（１１）～（１３）のいずれか１つに記載の電力伝送装置。
（１５）前記コイルは非接触で受電を行う受電コイルであり、前記電源装置は前記受電コイルで受電した電力によって充電されるように構成され、
前記制御装置は、前記受電コイルに非接触で受電を行わせるときには、受電した交流電力を直流電力に整流したうえで電力の充電を行うように前記電源装置を制御する、上記（１）～（１０）のいずれか１つに記載の電力伝送装置。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、地上電力伝送装置の共振回路における漏電を検出することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第一実施形態に係る地上給電装置を含む非接触給電システムの構成を概略的に示す図である。
図２は、電源ユニット及び送電ユニットにおける電子回路の構成を概略的に示す図である。
図３は、電源ユニット及び送電ユニットにおける電子回路の構成を概略的に示す、図２と同様な図である。
図４は、電源ユニット及び送電ユニットにおける電子回路の構成を概略的に示す、図２と同様な図である。
図５は、送電時における電源ユニット及び送電ユニットの動作を説明するための図である。
図６は、送電側共振回路において漏電が生じていない場合における電子回路の状態を概略的に示す図である。
図７は、送電側共振回路において漏電が生じている場合における電子回路の状態を概略的に示す図である。
図８は、電流計によって検出される電流の推移を示す図である。
図９は、一つのインバータ回路に複数の送電側共振回路が接続されている場合における、電源ユニット及び送電ユニットの電子回路の構成を概略的に示す、図２と同様な図である。
図１０は、第二実施形態に係る電源ユニット及び送電ユニットにおける電子回路の構成を概略的に示す、図２と同様な図である。
図１１は、第三実施形態に係る電源ユニット及び送電ユニットにおける電子回路の構成を概略的に示す、図２と同様な図である。
図１２は、受電ユニットにおける電子回路の構成を概略的に示す図である。
図１３は、受電時における受電ユニットの動作を説明するための図である。
図１４は、受電側整流回路への入力電流、スイッチングトランジスタの状態、及び受電側整流回路からの出力電流のタイムチャートである。
図１５は、受電側共振回路における漏電を検出するときの受電ユニットの動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。
（【００１１】以降は省略されています）

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