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公開番号2024158055
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-11-08
出願番号2023072897
出願日2023-04-27
発明の名称非接触給電装置
出願人株式会社デンソー
代理人弁理士法人明成国際特許事務所
主分類H02J 50/40 20160101AFI20241031BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】複数の送電装置間の給電効率の差を低減した非接触給電システムを提供すること。
【解決手段】受電装置80に非接触給電を行う非接触給電装置10であって、直流電源装置20と、直流電源装置の出力電力を送電するDC配線51と、DC配線に接続される少なくとも1つのDC/AC変換装置30と、DC/AC変換装置の出力電力を送電するAC配線52と、AC配線に接続される少なくとも1つの送電装置40と、を備え、直流電源装置の定格電力は、DC/AC変換装置の定格電力よりも大きい、非接触給電装置。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
受電装置（８０）に非接触給電を行う非接触給電装置（１０，２１０～７１０）であって、
直流電源装置（２０）と、
前記直流電源装置の出力電力を送電するＤＣ配線（５１）と、
前記ＤＣ配線に接続される少なくとも１つのＤＣ／ＡＣ変換装置（３０，７３０）と、
前記ＤＣ／ＡＣ変換装置の出力電力を送電するＡＣ配線（５２）と、
前記ＡＣ配線に接続される少なくとも１つの送電装置（４０，８４０，９４０）と、を備え、
前記直流電源装置の定格電力は、前記ＤＣ／ＡＣ変換装置の定格電力よりも大きい、非接触給電装置。
続きを表示（約 2,500 文字）【請求項２】
請求項１に記載の非接触給電装置であって、
前記ＤＣ／ＡＣ変換装置を複数備え、
前記送電装置を複数備え、
前記直流電源装置は、前記ＤＣ配線と接続する電源出力端子（２２）を有し、
前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置のそれぞれは、前記ＤＣ配線と接続する入力端子（３１）と、前記ＡＣ配線と接続する出力端子（３２）と、を有し、
前記複数の送電装置のそれぞれは、前記ＡＣ配線と接続する送電装置端子（４１）を有し、
前記複数の送電装置のうち、前記ＤＣ／ＡＣ変換装置から最も近い送電装置の前記送電装置端子と、前記ＤＣ／ＡＣ変換装置の前記出力端子とを接続する前記ＡＣ配線の長さは、前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置のうち、前記直流電源装置から最も遠いＤＣ／ＡＣ変換装置の前記入力端子と、前記直流電源装置の前記電源出力端子とを接続する前記ＤＣ配線の長さよりも短い、非接触給電装置。
【請求項３】
請求項１に記載の非接触給電装置であって、
前記ＤＣ／ＡＣ変換装置を複数備え、
さらに、前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置を制御する送電制御装置を備え、
前記送電制御装置は、前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置のそれぞれに同期信号を送信し、
前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置のそれぞれは、前記出力電力を出力するインバータ（３３）と、前記インバータを制御するインバータ制御部（３５）とを有し、
前記インバータ制御部は、受信した前記同期信号を用いて、前記出力電力の位相を制御し、
前記送電制御装置は、前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置のうち、少なくとも２つのＤＣ／ＡＣ変換装置のそれぞれの前記出力電力の位相が、互いに異なるように前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置を制御する、非接触給電装置。
【請求項４】
請求項３に記載の非接触給電装置であって、
前記送電制御装置は、
前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置のそれぞれに前記直流電源装置から近い順に装置番号を付し、前記装置番号をＮ（Ｎは１以上の整数）、前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置の総台数をＸ（Ｘは２以上の整数）とした場合、Ｎ番目の前記ＤＣ／ＡＣ変換装置の前記出力電力の波形が、予め定められた基準波形に対して位相が、（Ｎ－１）π／Ｘ［ｒａｄ］ずれた波形となるように、前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置を制御する、非接触給電装置。
【請求項５】
請求項１に記載の非接触給電装置であって、
前記ＤＣ／ＡＣ変換装置を複数備え、
前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置は、第１の前記受電装置に非接触給電を行う第１の前記送電装置が接続される第１の前記ＤＣ／ＡＣ変換装置と、前記第１の受電装置の要求最大電力よりも前記要求最大電力が大きい第２の前記受電装置に非接触給電を行う第２の前記送電装置が接続される第２の前記ＤＣ／ＡＣ変換装置とを含み、
前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置のそれぞれは、前記出力電力を出力するインバータ（３３）と、前記インバータにＰＷＭ制御信号を入力することによって制御するインバータ制御部（３５）とを有し、
前記第１のＤＣ／ＡＣ変換装置の前記ＰＷＭ制御信号の最大デューティ比は、前記第２のＤＣ／ＡＣ変換装置の前記ＰＷＭ制御信号の最大デューティ比よりも小さい、非接触給電装置。
【請求項６】
請求項１に記載の非接触給電装置であって、
前記ＤＣ／ＡＣ変換装置を複数備え、
前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置は、第１の前記受電装置に非接触給電を行う第１の前記送電装置に接続される第１の前記ＤＣ／ＡＣ変換装置と、前記第１の受電装置の要求最大電力よりも前記要求最大電力が大きい第２の前記受電装置に非接触給電を行う第２の前記送電装置に接続される第２の前記ＤＣ／ＡＣ変換装置とを含み、
前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置のそれぞれは、前記出力電力を出力するインバータ（３３）と、前記インバータの後段に接続されたフィルタ（３４）とを有し、
前記第１のＤＣ／ＡＣ変換装置の前記フィルタのインピーダンスは、前記第１のＤＣ／ＡＣ変換装置の出力電圧の基本波成分が、前記第２のＤＣ／ＡＣ変換装置の出力電圧の基本波成分よりも小さくなるように設定されている、非接触給電装置。
【請求項７】
請求項１に記載の非接触給電装置であって、
前記ＤＣ／ＡＣ変換装置を複数備え、
前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置は、第１の前記受電装置に非接触給電を行う第１の前記送電装置に接続される第１の前記ＤＣ／ＡＣ変換装置と、前記第１の受電装置の要求最大電力よりも前記要求最大電力が大きい第２の前記受電装置に非接触給電を行う第２の前記送電装置に接続される第２の前記ＤＣ／ＡＣ変換装置とを含み、
前記複数のＤＣ／ＡＣ変換装置のそれぞれは、前記出力電力を出力するインバータ（３３）と、前記インバータの後段に接続されたトランス（３６）とを有し、
前記第１のＤＣ／ＡＣ変換装置が有する前記トランスの巻き比数は、前記第２のＤＣ／ＡＣ変換装置が有する前記トランスの巻き数比より大きい、非接触給電装置。
【請求項８】
請求項１に記載の非接触給電装置であって、
前記直流電源装置は、系統電源（ＧＰＳ）と接続し、前記系統電源から供給される交流電力を直流電力に変換して出力するＰＦＣ回路（２４）を有し、
前記ＤＣ／ＡＣ変換装置は、前記ＰＦＣ回路が出力した直流電力を交流電力に変換するインバータ（３３）を有し、
前記送電装置は、送電コイル（Ｌ１）と送電コンデンサ（Ｃ１）とを有する送電共振回路（４４）と、前記送電共振回路の状態を共振状態と非共振状態との間で切り替える切替回路（４６）と、を有し、
前記ＤＣ／ＡＣ変換装置を複数備え、
前記送電装置を複数備える、非接触給電装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、非接触給電装置に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、高周波電源装置と、高周波電源装置からスイッチを介して接続された複数の送電ユニットとを備える非接触給電システムが開示されている。この複数の送電ユニットの各送電ユニットは、高周波電源装置に対して並列に接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－５１０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の非接触給電装置では、送電ユニットの配置数が多くなると、高周波電源装置に近い送電ユニットと、高周波電源装置から遠い送電ユニットとの間で、高周波電源装置と送電ユニットとを接続する配線の長さの差が大きくなる。配線の長さの差が大きくなるほど、配線の寄生インダクタンスなどの寄生成分の差が大きくなる。このため、高周波電源装置に近い送電ユニットと、高周波電源装置から遠い送電ユニットとの間で、給電効率に差が生じるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示は、以下の形態として実現することが可能である。
【０００６】
本開示の一形態によれば、受電装置（８０）に非接触給電を行う非接触給電装置（１０，２１０～７１０）が提供される。この非接触給電装置は、直流電源装置（２０）と、前記直流電源装置の出力電力を送電するＤＣ配線（５１）と、前記ＤＣ配線に接続される少なくとも１つのＤＣ／ＡＣ変換装置（３０，７３０）と、前記ＤＣ／ＡＣ変換装置の出力電力を送電するＡＣ配線（５２）と、前記ＡＣ配線に接続される少なくとも１つの送電装置（４０，８４０，９４０）と、を備え、前記直流電源装置の定格電力は、前記ＤＣ／ＡＣ変換装置の定格電力よりも大きい。
【０００７】
この形態によれば、直流電源装置の定格電力は、ＤＣ／ＡＣ変換装置の定格電力よりも大きいため、送電装置を増設する場合には、新たなＤＣ／ＡＣ変換装置を追加して直流電源装置に接続し、追加したＤＣ／ＡＣ変換装置に送電装置を接続することができる。そして、直流電源装置に対して複数の送電装置を接続する場合、直流電源装置から送電装置までの電力配線を敷設する範囲を、ＤＣ配線を敷設する範囲とＡＣ配線を敷設する範囲とで分担することにより、１つのＤＣ／ＡＣ変換装置からすべての送電装置にＡＣ配線を敷設する場合と比較して、ＡＣ配線の長さを短くすることができる。よって、複数の送電装置を配置する場合であっても、ＤＣ／ＡＣ変換装置と各送電装置との距離の差は小さくできるため、ＡＣ配線の長さの差が長くなることによる給電効率の差を生じにくくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
第１実施形態に係る非接触給電装置の概略構成図。
第１実施形態に係る非接触給電装置の回路図。
第２実施形態に係る非接触給電装置の概略構成図。
第３実施形態に係る非接触給電装置の回路図。
第３実施形態に係るインバータの出力波形を示す図。
第４実施形態に係る非接触給電装置の概略構成図。
第５実施形態に係る非接触給電装置の概略構成図。
第７実施形態に係る非接触給電装置の回路図。
第８実施形態に係る非接触給電装置の回路図。
第９実施形態に係る非接触給電装置の回路図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．非接触給電システムの構成：
図１に示すように、非接触給電装置１０は、直流電源装置２０と、複数のＤＣ／ＡＣ変換装置３０と、複数の送電装置４０と、ＤＣ配線５１，５１と、ＡＣ配線５２，５２とを備える。本実施形態では、複数の送電装置４０は、道路の下に埋設されている。送電装置４０は、道路を走行する移動体としての車両に搭載されている受電装置８０（図９）に、車両の走行中に非接触給電する。ここで、走行中とは、車両が移動している場合と、信号待ち等で車両が停止している場合とを含む。車両は、例えば、電気自動車やハイブリッド車として構成される。
【００１０】
なお、受電装置８０が搭載される移動体は、道路を走行する車両に限られず、例えば、ＡＧＶ(無人搬送車)や、走行ロボットなどでもよい。また、送電装置４０は、道路の下ではなく、道路に隣接する歩道や駐車場、ＡＧＶが走行する経路に設置されてもよい。さらに、送電装置４０は、地面に略平行な道路や経路だけではなく、地面に略垂直な側面に設けられても良い。さらに、受電装置８０が搭載される装置は、移動体ではなく、固定の装置でもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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