транспортное средство с электроприводом и устройство подачи энергии для транспортного средства

Формула изобретения

1. Устройство подачи энергии для транспортного средства, содержащее формирователь (220) высокочастотной энергии, сконфигурированный для преобразования электрической энергии, полученной от источника (210) энергии, в высокочастотную энергию, которая может достигать резонанса магнитного поля для передачи транспортному средству, первичную катушку (230) для получения высокочастотной энергии от формирователя высокочастотной энергии, первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку (240), сконфигурированную для магнитной связи с вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой (110), установленной в транспортном средстве, посредством резонанса магнитного поля, и передачи высокочастотной энергии, полученной от первичной катушки посредством электромагнитной индукции, к вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушке, устройство (250) связи, сконфигурированное для приема значения детектирования принимаемой энергии, переданного от транспортного средства, устройство (260) управления, предназначенное для регулирования частоты высокочастотной энергии посредством управления формирователем высокочастотной энергии так, что принимаемая энергия находится на максимальном уровне, на основе значения детектирования принимаемой энергии, принятого устройством связи, и отражающее средство (420), сформированное с задней стороны первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и первичной катушки относительно направления передачи энергии от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки, чтобы допускать отражение магнитного потока, выводимого из первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки в направлении передачи энергии.

2. Устройство подачи энергии для транспортного средства, содержащее формирователь (220) высокочастотной энергии, сконфигурированный для преобразования электрической энергии, полученной от источника (210) энергии, в высокочастотную энергию, которая может достигать резонанса магнитного поля для передачи транспортному средству, первичную катушку (230) для приема высокочастотной энергии от формирователя высокочастотной энергии, первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку (240), сконфигурированную для магнитной связи с вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой (110), установленной в транспортном средстве, посредством резонанса магнитного поля, и передачи высокочастотной энергии, полученной от первичной катушки посредством электромагнитной индукции, к вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушке, устройство (112, 114, 118) регулирования, сконфигурированное для регулирования резонансной частоты первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки посредством изменения, по меньшей мере, одного из емкости и индуктивности первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки, устройство (250) связи, сконфигурированное для приема значения детектирования принимаемой энергии, переданного от транспортного средства, устройство (260В) управления, предназначенное для управления устройством регулирования так, что принимаемая энергия находится на максимальном уровне, на основе значения детектирования принимаемой энергии, принятого устройством связи, отражающее средство (420), сформированное с задней стороны первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и первичной катушки относительно направления передачи энергии от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки, чтобы допускать отражение магнитного потока, выводимого из первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки в направлении передачи энергии.

3. Устройство подачи энергии для транспортного средства, содержащее формирователь высокочастотной энергии, сконфигурированный для преобразования электрической энергии, полученной от источника энергии, в высокочастотную энергию, которая может обеспечить магнитное поле для передачи транспортному средству, первичный LC-резонатор, сконфигурированный с возможностью магнитной связи с вторичным LC-резонатором, установленным на транспортном средстве, посредством магнитного поля, и передачи высокочастотной энергии, принятой от формирователя высокочастотной энергии, устройство управления, сконфигурированное с возможностью регулирования частоты высокочастотной энергии посредством управления формирователем высокочастотной энергии так, чтобы частота высокочастотной энергии приближалась к частоте первичного LC-резонатора и вторичного LC-резонатора, и отражающее средство, сформированное с задней стороны первичного LC-резонатора относительно направления передачи энергии от первичного LC-резонатора в направлении передачи энергии.

4. Устройство подачи энергии по п.3, в котором устройство управления регулирует частоту высокочастотной энергии с использованием информации, принятой от транспортного средства.

5. Устройство подачи энергии по п.3, в котором устройство управления дополнительно сконфигурировано с возможностью регулирования частоты высокочастотной энергии посредством управления формирователем высокочастотной энергии так, чтобы частота высокочастотной энергии была идентична частоте первичного LC-резонатора и частоте вторичного LC-резонатора.

6. Устройство подачи энергии по п.3, дополнительно содержащее первичную катушку для приема высокочастотной энергии от формирователя высокочастотной энергии, причем первичный LC-резонатор принимает высокочастотную энергию от первичной катушки.

7. Устройство подачи энергии по п.3, в котором первичный LC-резонатор включает в себя множество первичных LC-резонаторов.

8. Устройство подачи энергии по п.3, в котором первичный LC-резонатор находится непосредственно у земли.

9. Устройство подачи энергии для транспортного средства, содержащее формирователь высокочастотной энергии, сконфигурированный для преобразования электрической энергии, полученной от источника энергии, в высокочастотную энергию, которая может обеспечить магнитное поле для передачи транспортному средству, первичный LC-резонатор, сконфигурированный с возможностью магнитной связи с вторичным LC-резонатором, установленным на транспортном средстве, посредством магнитного поля, и передачи высокочастотной энергии, принятой от формирователя высокочастотной энергии, устройство регулирования, сконфигурированное для регулирования резонансной частоты первичного LC-резонатора посредством изменения, по меньшей мере, одного из емкости и индуктивности первичного LC-резонатора, и устройство управления, сконфигурированное для управления устройством регулирования так, что частота высокочастотной энергии приближается к резонансной частоте первичного LC-резонатора и вторичного LC-резонатора, работающих на различных частотах до приближения к измененной резонансной частоте.

10. Устройство подачи энергии по п.9, дополнительно содержащее отражающее средство, сформированное с задней стороны первичного LC-резонатора относительно направления передачи энергии от первичного LC-резонатора, чтобы допускать отражение магнитного потока, выводимого из первичного LC-резонатора, в направлении передачи энергии.

11. Устройство подачи энергии по п.9, в котором устройство управления управляет устройством регулирования с использованием информации, принятой от транспортного средства.

12. Устройство подачи энергии по п.9, в котором устройство управления дополнительно сконфигурировано с возможностью управления устройством регулирования так, чтобы частота первичного LC-резонатора была идентична частоте вторичного LC-резонатора.

13. Устройство подачи энергии по п.9, дополнительно содержащее первичную катушку для приема высокочастотной энергии от формирователя высокочастотной энергии, причем первичный LC-резонатор принимает высокочастотную энергию от первичной катушки.

14. Устройство подачи энергии по п.9, в котором первичный LC-резонатор включает в себя множество первичных LC-резонаторов.

15. Устройство подачи энергии по п.9, в котором первичный LC-резонатор находится непосредственно у земли.

16. Устройство подачи энергии по п.9, в котором в случае когда резонансная частота первичного LC-резонатора регулируется изменением емкости первичного LC-резонатора, емкость первичного LC-резонатора изменяется посредством использования по меньшей мере одного из переменного конденсатора и диода переменной емкости.

17. Устройство подачи энергии по п.9, в котором в случае когда резонансная частота первичного LC-резонатора регулируется изменением индуктивности первичного LC-резонатора, индуктивность первичного LC-резонатора изменяется посредством подключения к первичному LC-резонатору добавочного LC-резонатора.

18. Устройство подачи энергии для транспортного средства, содержащее формирователь высокочастотной энергии, сконфигурированный для преобразования электрической энергии, полученной от источника энергии, в высокочастотную энергию, которая может обеспечить магнитное поле для передачи транспортному средству, первичный LC-резонатор, сконфигурированный с возможностью магнитной связи с вторичным LC-резонатором, установленным на транспортном средстве, посредством магнитного поля, и передачи высокочастотной энергии, принятой от формирователя высокочастотной энергии, и устройство управления, сконфигурированное с возможностью регулирования высокочастотной энергии посредством управления формирователем высокочастотной энергии так, чтобы эффективность передачи энергии от устройства подачи энергии к транспортному средству могла поддерживаться при изменении расстояния между устройством подачи энергии и транспортным средством.

19. Устройство подачи энергии по п.18, в котором изменение расстояния между устройством подачи энергии и транспортным средством включает в себя по меньшей мере одно из изменения состояния загрузки транспортного средства и изменения давления воздуха в шине транспортного средства.

20. Устройство подачи энергии для транспортного средства, содержащее формирователь высокочастотной энергии, сконфигурированный для преобразования электрической энергии, полученной от источника энергии, в высокочастотную энергию, которая может обеспечить магнитное поле для передачи транспортному средству, первичный LC-резонатор, сконфигурированный с возможностью магнитной связи с вторичным LC-резонатором, установленным на транспортном средстве, посредством магнитного поля, и передачи высокочастотной энергии, принятой от формирователя высокочастотной энергии, и устройство регулирования, сконфигурированное для регулирования резонансной частоты первичного LC-резонатора посредством изменения, по меньшей мере, одного из емкости и индуктивности первичного LC-резонатора, и устройство управления, сконфигурированное с возможностью управления устройством регулирования так, чтобы частота высокочастотной энергии приближалась к резонансной частоте первичного LC-резонатора и вторичного LC-резонатора, работающих на различных частотах до приближения к измененной резонансной частоте.

21. Устройство подачи энергии для транспортного средства, содержащее:

формирователь высокочастотной энергии, сконфигурированный для преобразования электрической энергии, полученной от источника энергии, в высокочастотную энергию, которая может обеспечить магнитное поле для передачи транспортному средству, первичный LC-резонатор, сконфигурированный с возможностью магнитной связи с вторичным LC-резонатором, установленным на транспортном средстве, посредством магнитного поля, и передачи высокочастотной энергии, принятой от формирователя высокочастотной энергии, устройство связи, сконфигурированное для приема значения детектирования от транспортного средства, соответствующего энергии, принятой транспортным средством, устройство регулирования, сконфигурированное для регулирования резонансной частоты первичного LC-резонатора посредством изменения, по меньшей мере, одного из емкости и индуктивности первичного LC-резонатора, и устройство управления, сконфигурированное с возможностью управления устройством регулирования так, чтобы частота высокочастотной энергии приближалась к резонансной частоте первичного LC-резонатора и вторичного LC-резонатора, работающих на различных частотах до приближения к измененной резонансной частоте.

22. Устройство подачи энергии по п.21, в котором значение детектирования относится к по меньшей мере одному из напряжения и тока, ассоциированных с устройством накопления энергии транспортного средства.

23. Устройство подачи энергии по п.21, в котором устройство связи дополнительно сконфигурировано с возможностью приема множества значений детектирования от множества транспортных средств, соответствующих мощности, принимаемой множеством транспортных средств, и устройство управления дополнительно сконфигурировано с возможностью регулирования частоты высокочастотной энергии посредством управления формирователем высокочастотной энергии так, чтобы мощность, принимаемая множеством транспортных средств, имела предварительно определенное значение, с использованием множества значений детектирования, принятых устройством связи.

24. Устройство подачи энергии для транспортного средства, содержащее формирователь высокочастотной энергии, сконфигурированный для преобразования электрической энергии, полученной от источника энергии, в высокочастотную энергию, которая может обеспечить магнитное поле для передачи транспортному средству, первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку, сконфигурированную для магнитной связи со вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой, установленной в транспортном средстве, посредством магнитного поля, и передачи высокочастотной энергии, полученной от формирователя высокочастотной энергии, устройство регулирования, сконфигурированное для регулирования резонансной частоты первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки посредством изменения, по меньшей мере, одного из емкости и индуктивности первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки, и устройство управления, сконфигурированное с возможностью управления устройством регулирования так, чтобы частота высокочастотной энергии приближалась к резонансной частоте первичного LC-резонатора и вторичного LC-резонатора, работающих на различных частотах до приближения к измененной резонансной частоте.

Описание изобретения к патенту

Область техники

Настоящее изобретение относится к транспортному средству с электроприводом и устройству подачи энергии для транспортного средства. В частности, настоящее изобретение относится к способу зарядки устройства накопления энергии, установленного в транспортном средстве с электроприводом, беспроводным образом от источника энергии, внешнего по отношению к транспортному средству.

Предшествующий уровень техники

Большое внимание сфокусировано на транспортных средствах с электроприводами, таких как электромобиль и гибридное транспортное средство, как дружественных к окружающей среде транспортных средствах. Эти транспортные средства объединяют в себе электродвигатель для создания движущей силы для движения и перезаряжаемое устройство накопления энергии для накопления электрической энергии, которая должна подаваться к электродвигателю. Гибридное транспортное средство представляет собой транспортное средство, объединяющее в себе двигатель внутреннего сгорания, в качестве источника энергии, в дополнение к электродвигателю, или транспортное средство, дополнительно объединяющее в себе топливный элемент в дополнение к устройству накопления энергии, в качестве источника энергии постоянного тока для приведения в движение транспортного средства. Гибридное транспортное средство, объединяющее в себе двигатель внутреннего сгорания и электродвигатель в качестве источника энергии, уже воплощено в жизнь.

Среди гибридных транспортных средств известно транспортное средство, которое позволяет заряжать установленное в транспортном средстве устройство накопления энергии от источника энергии, внешнего по отношению к транспортному средству, так же как и в случае с электрическим транспортным средством. Известно так называемое "включаемое в сеть гибридное транспортное средство", которое позволяет устройству накопления энергии заряжаться от обычного бытового источника электропитания посредством соединения штепсельной розетки, расположенной в доме, с зарядным входом, предусмотренным в транспортном средстве.

В качестве способа передачи энергии внимание в последние годы сфокусировано на беспроводной передаче электрической энергии без использования шнуров и/или кабелей электропитания для электропередачи. Известны три перспективных подхода этой технологии беспроводной передачи энергии, т.е. передача энергии с помощью электромагнитной индукции, передача энергии с помощью радиоволн и передача энергии посредством резонансного способа.

Резонансный способ передачи направлен на передачу энергии, использующую преимущество резонанса электромагнитного поля, позволяющую достаточной высокой величине электрической энергии в несколько кВт передаваться на относительно протяженное расстояние (например, несколько метров) (ссылка на непатентный документ 1).

Патентный документ 1: Японский патент № 2001-8380

Патентный документ 2: Японский патент № 8-126106

Непатентный документ 1: Андре Курс и др., "Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances" [онлайн], 6 июля 2007 г., Наука, т. 317, сс. 83-86, [найден 12 сентября 2007 г.], Интернет <URL:http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/317/5834/83.pdf>

Вышеупомянутый документ "Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances" умалчивает о конкретных мерах в случае, когда применяется подход беспроводной передачи энергии посредством резонансного способа для того, чтобы заряжать установленное в транспортном средстве устройство накопления энергии от источника энергии, внешнего по отношению к транспортному средству.

Краткое изложение существа изобретения

Следовательно, задачей настоящего изобретения является создание транспортного средства с электроприводом, получающего энергию заряда беспроводным образом от источника энергии, внешнего по отношению к транспортному средству, посредством резонансного способа, и позволяющего зарядку установленного в транспортном средстве устройства накопления энергии.

Другой задачей настоящего изобретения является создание устройства подачи энергии для транспортного средства для беспроводной передачи энергии заряда транспортному средству с электроприводом посредством резонансного способа.

Поставленная задача решена следующим образом. Транспортное средство с электроприводом настоящего изобретения включает в себя вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку, вторичную катушку, выпрямитель, устройство накопления энергии и электродвигатель.

Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка сконфигурирована так, чтобы магнитным образом связываться с первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой, расположенной вне транспортного средства, посредством резонанса магнитного поля, допуская получение электрической энергии от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки. Вторичная катушка сконфигурирована так, чтобы допускать получение электрической энергии от вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки посредством электромагнитной индукции. Выпрямитель выпрямляет электрическую энергию, полученную во вторичной катушке. Устройство накопления энергии сохраняет электрическую энергию, выпрямленную посредством выпрямителя. Электродвигатель принимает подаваемую электрическую энергию от устройства накопления энергии, чтобы формировать движущую силу для транспортного средства.

Предпочтительно, число витков вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки задается на основе напряжения устройства накопления энергии, расстояния между первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой и вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой и резонансной частоты первичной и вторичной работающих на собственной резонансной частоте катушек.

Предпочтительно, транспортное средство с электроприводом дополнительно включает в себя отражающее средство. Отражающее средство сформировано с задней стороны вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и вторичной катушки относительно направления приема энергии от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и отражает магнитный поток, выводимый из первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки по направлению во вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку.

Предпочтительно, транспортное средство с электроприводом дополнительно включает в себя устройство регулирования. Устройство регулирования сконфигурировано так, чтобы допускать регулирование резонансной частоты вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки посредством модификации, по меньшей мере, одного из емкости и индуктивности вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки.

Более предпочтительно, транспортное средство с электроприводом дополнительно включает в себя устройство детектирования электрической энергии и устройство управления. Устройство детектирования электрической энергии обнаруживает электрическую энергию, полученную посредством вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и вторичной катушки. Устройство управления управляет устройством регулирования так, что электрическая энергия, обнаруженная устройством детектирования электрической энергии, находится на максимальном уровне.

Предпочтительно, транспортное средство с электроприводом дополнительно включает в себя устройство детектирования электрической энергии и устройство связи. Устройство детектирования электрической энергии обнаруживает электрическую энергию, полученную посредством вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и вторичной катушки. Устройство связи сконфигурировано, чтобы допускать передачу значения детектирования электрической энергии, обнаруженной устройством детектирования электрической энергии, устройству подачи энергии, внешнему по отношению к транспортному средству, включающему в себя первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку.

Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка предпочтительно размещена в нижней части кузова транспортного средства.

Кроме того, вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка предпочтительно расположена в полой шине колеса.

Предпочтительно, предусмотрены множество наборов из вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и вторичной катушки. Множество вторичных катушек соединены с выпрямителем, параллельно друг другу.

Предпочтительно, транспортное средство с электроприводом дополнительно включает в себя преобразователь напряжения. Преобразователь напряжения расположен между вторичной катушкой и устройством накопления энергии, чтобы выполнять операцию повышения напряжения или операцию понижающего преобразования на основе напряжения устройства накопления энергии.

Предпочтительно, транспортное средство с электроприводом дополнительно включает в себя первое и второе реле. Первое реле размещено между устройством накопления энергии и электродвигателем. Второе реле размещено между устройством накопления энергии и вторичной катушкой. Когда первое реле включается, и электродвигатель возбуждается электрической энергией устройства накопления энергии, второе реле также включается вместе с первым реле.

Согласно настоящему изобретению устройство подачи энергии для транспортного средства включает в себя формирователь высокочастотной энергии, первичную катушку и первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку. Формирователь высокочастотной энергии сконфигурирован так, чтобы допускать преобразование электрической энергии, принятой от источника энергии, в высокочастотную энергию, которая может получать резонанс магнитного поля для передачи транспортному средству. Первичная катушка получает высокочастотную энергию от формирователя высокочастотной энергии. Первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка сконфигурирована так, чтобы быть магнитно связанной со вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой, установленной в транспортном средстве, посредством резонанса магнитного поля, и допускать передачу высокочастотной энергии, полученной от первичной катушки посредством электромагнитной индукции, вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушке. Предпочтительно, устройство подачи энергии для транспортного средства дополнительно включает в себя отражающее средство. Отражающее средство сформировано с задней стороны первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и первичной катушки относительно направления передачи энергии от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки для отражения магнитного потока, выводимого из первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки, в направлении передачи энергии.

Предпочтительно, устройство подачи энергии для транспортного средства дополнительно включает в себя устройство связи и устройство управления. Устройство связи сконфигурировано так, чтобы допускать прием значения детектирования принимаемой энергии, переданной от транспортного средства, получающего электропитание от устройства подачи энергии для транспортного средства. Устройство управления регулирует частоту высокочастотной энергии, управляя формирователем высокочастотной энергии, так что принимаемая энергия находится на максимальном уровне, на основе значения детектирования принимаемой энергии, принятого устройством связи.

Предпочтительно, устройство подачи энергии для транспортного средства дополнительно включает в себя устройство связи и устройство управления. Устройство связи сконфигурировано так, чтобы допускать прием информации, переданной от транспортного средства, которому подается энергия от устройства подачи энергии для транспортного средства. Устройство управления управляет формирователем высокочастотной энергии, так что высокочастотная энергия генерируется согласно числу транспортных средств, получающих электропитание от устройства подачи энергии для транспортного средства, на основе информации, принятой устройством связи.

Кроме того, предпочтительно, устройство управления останавливает формирователь высокочастотной энергии при определении того, что транспортное средство не получает электропитание от устройства подачи энергии для транспортного средства.

Предпочтительно, устройство подачи энергии для транспортного средства дополнительно включает в себя устройство регулирования. Устройство регулирования сконфигурировано так, чтобы допускать регулирование резонансной частоты первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки посредством модификации, по меньшей мере, одного из емкости и индуктивности первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки.

Кроме того, предпочтительно, устройство подачи энергии для транспортного средства дополнительно включает в себя устройство связи и устройство управления. Устройство связи сконфигурировано, чтобы допускать прием значения детектирования принимаемой энергии, переданного от транспортного средства, которому подается энергия от устройства подачи энергии для транспортного средства. Устройство управления управляет устройством регулирования так, что принимаемая энергия находится на максимальном уровне, на основе значения детектирования принимаемой энергии, принятого устройством связи.

Предпочтительно, устройство подачи энергии для транспортного средства дополнительно включает в себя устройство связи и устройство выбора. Устройство связи сконфигурировано, чтобы допускать прием значения детектирования принимаемой энергии, принятого от транспортного средства, которому подается энергия от устройства подачи энергии для транспортного средства. Предусмотрены множество наборов из первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и первичной катушки. Устройство выбора выбирает из множества первичных катушек первичную катушку, принимающую высокочастотную энергию от формирователя высокочастотной энергии, и соединяет выбранную первичную катушку с формирователем высокочастотной энергии, так что принимаемая энергия находится на максимальном уровне, на основе значения детектирования принимаемой энергии, принятого устройством связи.

Предпочтительно, предусмотрены множество наборов из первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и первичной катушки. Множество первичных катушек соединены параллельно друг с другом относительно формирователя высокочастотной энергии.

Преимущества изобретения

В настоящем изобретении электрическая энергия от источника энергии преобразуется в высокочастотную энергию посредством формирователя высокочастотной энергии устройства подачи энергии для транспортного средства и прикладывается к первичной работающей на собственной резонансной частоте катушке посредством первичной катушки. Соответственно, первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка и вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка транспортного средства с электроприводом магнитно связаны посредством резонанса магнитного поля, и электрическая энергия передается от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки во вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку. Затем, электрическая энергия, полученная вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой, выпрямляется выпрямителем, чтобы накапливаться в устройстве накопления энергии транспортного средства с электроприводом.

Согласно настоящему изобретению энергия заряда передается беспроводным образом к транспортному средству с электроприводом от источника энергии, внешнего по отношению к транспортному средству, допуская зарядку устройства накопления энергии, установленного в транспортном средстве.

Краткое описание чертежей

В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:

Фиг. 1 изображает полную конфигурацию системы зарядки, к которой подается транспортное средство с электроприводом, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 2 - схему для описания механизма передачи энергии посредством резонансного способа;

Фиг. 3 - функциональную блок-схему, представляющую полную конфигурацию силовой цепи транспортного средства с электроприводом на фиг. 1;

Фиг. 4 - примерную структуру отражающей стенки;

Фиг. 5 - функциональную блок-схему, представляющую полную конфигурацию силовой цепи транспортного средства с электроприводом согласно второму варианту осуществления;

Фиг. 6 - примерную конфигурацию вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки на фиг. 5;

Фиг. 7 - примерную конфигурацию вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки согласно первой модификации второго варианта осуществления;

Фиг. 8 - примерную конфигурацию вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки согласно второй модификации второго варианта осуществления;

Фиг. 9 - вертикальный поперечный разрез колеса и его окружения транспортного средства с электроприводом согласно третьему варианту осуществления;

Фиг. 10 - конфигурацию вокруг области получения энергии транспортного средства с электроприводом согласно четвертому варианту осуществления;

Фиг. 11 - конфигурацию вокруг области получения энергии транспортного средства с электроприводом согласно первой модификации четвертого варианта осуществления;

Фиг. 12 - конфигурацию вокруг области получения энергии транспортного средства с электроприводом согласно второй модификации четвертого варианта осуществления;

Фиг. 13 - полную конфигурацию системы зарядки, к которой подается транспортное средство с электроприводом, согласно пятому варианту осуществления;

Фиг. 14 - функциональную блок-схему, представляющую полную конфигурацию силовой цепи транспортного средства с электроприводом на фиг. 13;

Фиг. 15 - функциональную блок-схему, представляющую конфигурацию устройства подачи энергии на фиг. 13;

Фиг. 16 - соотношение между частотой высокочастотной энергии и энергией заряда;

Фиг. 17 - полную конфигурацию системы зарядки согласно шестому варианту осуществления;

Фиг. 18 - функциональную блок-схему, представляющую конфигурацию устройства подачи энергии на фиг. 17;

Фиг. 19 - функциональную блок-схему, представляющую конфигурацию устройства подачи энергии согласно седьмому варианту осуществления;

Фиг. 20 - конфигурацию устройства подачи энергии согласно восьмому варианту осуществления;

Фиг. 21 - конфигурацию устройства подачи энергии согласно девятому варианту осуществления;

Фиг. 22 - конфигурацию устройства подачи энергии согласно десятому варианту осуществления;

Фиг. 23 - конфигурацию устройства подачи энергии согласно одиннадцатому варианту осуществления.

Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Варианты осуществления настоящего изобретения будут описаны далее в данном документе в деталях со ссылками на чертежи.

Первый вариант осуществления

На фиг. 1 представлена полная конфигурация системы зарядки, к которой подано транспортное средство с электроприводом, согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения. Система зарядки включает в себя транспортное средство 100 с электроприводом и устройство 200 подачи энергии.

Транспортное средство 200 с электроприводом включает в себя вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 110, вторичную катушку 120, выпрямитель 130 и устройство 140 накопления энергии. Транспортное средство 100 с электроприводом дополнительно включает в себя блок 150 управления энергией (далее в данном документе также называемый "PCU") и электродвигатель 160.

Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 100 размещена в нижней части кузова транспортного средства. Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110 является LC-резонансной катушкой, имеющей оба конца свободными (несоединенными). Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110 сконфигурирована так, чтобы быть магнитно связанной с первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 240 (описанной ниже) устройства 200 подачи энергии посредством резонанса магнитного поля, чтобы допускать получение электрической энергии от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240. Конкретно, вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110 имеет число своих витков, заданное соответствующим образом так, что значение Q, представляющее интенсивность резонанса между первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 240 и вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 110, значение k, представляющее степень их связи, и т.п., становятся больше на основе напряжения устройства 140 накопления энергии, расстояния между первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 240 и вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 110, резонансной частоты первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240 и вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110 и т.п.

Вторичная катушка 120 сконфигурирована так, чтобы обеспечить получение электрической энергии от вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110 посредством электромагнитной индукции, и предпочтительно выровнена по оси с вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 110. Вторичная катушка 120 выводит электрическую энергию, принятую от вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110, к выпрямителю 130. Выпрямитель 130 выпрямляет AC-энергию (переменного тока) высокой частоты, полученную от вторичной катушки 120, для вывода в устройство 140 накопления энергии. В альтернативу выпрямителю 130 может применяться AC/DC-преобразователь, преобразующий AC-энергию высокой частоты от вторичной катушки 120 к уровню напряжения устройства 140 накопления энергии.

Устройство 140 накопления энергии является источником DC-энергии (постоянного тока), который может заряжаться и перезаряжаться, и сформирован из аккумуляторной батареи, такой как литий-ионная или никель-гидридная аккумуляторная батарея. Напряжение устройства 140 накопления энергии приблизительно равно 200 В. Устройство 140 накопления энергии накапливает электрическую энергию, поданную от выпрямителя 130, а также электрическую энергию, сгенерированную электродвигателем 160, как будет описано ниже. Устройство 140 накопления энергии подает накопленную электрическую энергию к PCU 150.

Конденсатор большой емкости может применяться в качестве устройства 140 накопления энергии. Любой буфер энергии является применимым, если он может временно накапливать электрическую энергию от выпрямителя 130 и/или электродвигателя 160 и подавать накопленную электрическую энергию в PCU 150.

PCU 150 преобразует электрическую энергию, поданную из устройства 140 накопления энергии, в AC-напряжение для вывода к электродвигателю 160, чтобы возбуждать (приводить в действие) электродвигатель 160. Дополнительно, PCU 150 выпрямляет электрическую энергию, сгенерированную электродвигателем 160, для вывода в устройство 140 накопления энергии, которое заряжается.

Электродвигатель 160 получает электрическую энергию, поданную от устройства 140 накопления энергии через PCU 150, чтобы формировать движущую силу транспортного средства, которая подается на колеса. Электродвигатель 160 получает кинетическую энергию от колеса или двигателя (не показан), чтобы генерировать электрическую энергию. Сгенерированная электрическая энергия предоставляется в PCU 150.

Устройство 200 подачи энергии включает в себя источник 210 AC-энергии, формирователь 220 высокочастотной энергии, первичную катушку 230 и первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 240.

Источник 210 AC-энергии является источником энергии, внешним по отношению к транспортному средству, например источником системы электроснабжения. Формирователь 220 высокочастотной энергии преобразует электрическую энергию, принятую от источника 210 AC-энергии, в высокочастотную энергию, которая может достигать резонанса магнитного поля для передачи от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240 во вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 110 со стороны транспортного средства, и подает преобразованную высокочастотную энергию к первичной катушке 230.

Первичная катушка 230 сконфигурирована так, чтобы обеспечить передачу энергии первичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 240 посредством электромагнитной индукции, и предпочтительно выровнена по оси с первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 240. Первичная катушка 230 выводит электрическую энергию, полученную от формирователя 220 высокочастотной энергии, к первичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 240.

Первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 240 размещена поблизости от земли. Эта первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 240 является LC-резонансной катушкой, имеющей оба конца свободными, и сконфигурирована так, чтобы быть магнитно связанной со вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 110 транспортного средства 100 с электроприводом посредством резонанса магнитного поля и допускать передачу энергии во вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 110. Конкретно, витки первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240 задаются соответствующим образом так, что значение Q, степень K связи и т.п. становятся больше на основе напряжения устройства 140 накопления энергии, заряжаемого электрической энергией, подаваемой от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240, расстояния между первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 240 и вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 110, резонансной частоты между первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 240 и вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 110 и т.п.

На фиг. 2 показана схема для описания механизма передачи энергии посредством резонансного способа. На фиг. 2 этот резонансный способ похож на резонанс двух камертонов. Посредством резонанса двух LC-резонансных катушек, имеющих одинаковую собственную частоту, через магнитное поле электрическая энергия передается беспроводным образом от одной катушки к другой катушке.

В ответ на поток высокочастотной энергии к первичной катушке 320 посредством источника 310 высокочастотной энергии в первичной катушке 320 создается магнитное поле, чтобы генерировать высокочастотную энергию в первичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 330 посредством электромагнитной индукции. Первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 330 функционирует как LC-резонатор на основе индуктивности катушки и плавающего емкостного сопротивления между токопроводящими линиями. Первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 330 магнитным образом связывается посредством резонанса магнитного поля с вторичной резонирующей катушкой 340, похожим образом функционирующей как LC-резонатор, и имеющей резонансную частоту, идентичную частоте первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 330, чтобы передавать электрическую энергию во вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 340.

Магнитное поле, созданное во вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 340 электрической энергией, полученной от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 330, вызывает генерирование высокочастотной энергии посредством электромагнитной индукции во вторичной катушке 350, которая подается к нагрузке 360.

Соответствующая взаимосвязь между элементами на фиг. 1 будет описана позже в данном документе. Источник 210 AC-энергии и формирователь 220 высокочастотной энергии на фиг. 1 соответствуют источнику 310 высокочастотной энергии на фиг. 2. Первичная катушка 230 и первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 240 на фиг. 1 соответствуют первичной катушке 320 и первичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 330, соответственно, на фиг. 2. Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110 и вторичная катушка 120 на фиг. 1 соответствуют вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 340 и вторичной катушке 350, соответственно, на фиг. 2. Выпрямитель 130 и устройство 140 накопления энергии на фиг. 1 соответствуют нагрузке 360 на фиг. 2.

На фиг. 3 показана функциональная блок-схема, представляющая полную конфигурацию силовой цепи транспортного средства 100 с электроприводом на фиг. 1. На фиг. 3 транспортное средство 100 с электроприводом включает в себя устройство 140 накопления энергии, главное реле SMR1 системы, повышающий преобразователь 152, инверторы 154 и 156, сглаживающие конденсаторы C1, C2, мотор-генераторы 162 и 164, двигатель 170, устройство 172 деления мощности, ведущее колесо 174 и ЭБУ (электронный блок управления) 180 транспортного средства. Транспортное средство 100 с электроприводом также включает в себя вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 110, вторичную катушку 120, выпрямитель 130 и главное реле SMR2 системы.

Это транспортное средство 100 с электроприводом является гибридным транспортным средством, объединяющим двигатель 170 и мотор-генератор 164 в качестве источника движения. Двигатель 170 и мотор-генераторы 162 и 164 связаны с устройством 172 деления мощности. Транспортное средство 100 с электроприводом двигается посредством движущей силы, созданной, по меньшей мере, одним из двигателя 170 и мотор-генератора 164. Движущая энергия, генерируемая двигателем 170, делится на два маршрута устройством 172 деления мощности. Один маршрут направлен к ведущему колесу 174, а другой маршрут направлен к мотор-генератору 162.

Мотор-генератор 162 является вращающейся электрической AC-машиной, сформированной, например, из 3-фазного AC-синхронного электродвигателя, имеющего постоянный магнит, встроенный в ротор. Мотор-генератор 162 генерирует электрическую энергию с помощью кинетической энергии двигателя 170, которая делится устройством 172 деления мощности. Например, когда состояние заряда (далее в данном документе также упоминаемое как SOC) устройства 140 накопления энергии становится ниже, чем предварительно определенное значение, двигатель 170 запускается, чтобы вызывать генерирование энергии мотор-генератором 162 для зарядки устройства 140 накопления энергии.

Мотор-генератор 164 также является вращающейся электрической AC-машиной, сформированной, например, из 3-фазного AC-синхронного электродвигателя, имеющего постоянный магнит, встроенный в ротор, подобно мотор-генератору 162. Мотор-генератор 164 создает движущую силу с помощью, по меньшей мере, одной из электрической энергии, накопленной в устройстве 140 накопления энергии, и электрической энергии, сгенерированной мотор-генератором 162. Движущая сила мотор-генератора 164 передается ведущему колесу 174.

В режиме торможения транспортного средства или в режиме снижения ускорения при спуске механическая энергия, накопленная в транспортном средстве в качестве кинетической энергии или энергии местоположения, используется для вращательного привода мотор-генератора 164 через ведущее колесо 174, посредством чего мотор-генератор 164 работает как генератор энергии. Соответственно, мотор-генератор 164 работает как рекуперативный тормоз, преобразующий энергию движения в электрическую энергию, чтобы формировать усилие торможения. Электрическая энергия, сгенерированная мотор-генератором 164, накапливается в устройстве 140 накопления энергии.

Мотор-генераторы 162 и 164 соответствуют электродвигателю 160, показанному на фиг. 1.

Устройство 172 деления мощности формируется из планетарной зубчатой передачи, включающей в себя солнечную шестерню, ведущую шестерню, водило и коронную шестерню. Ведущая шестерня зацепляется с солнечной шестерней и коронной шестерней. Водило поддерживает ведущую шестерню, чтобы допускать вращение по ее оси, и связано с коленчатым валом двигателя 170. Солнечная шестерня связана с вращающимся валом мотор-генератора 162. Коронная шестерня связана с вращающимся валом мотор-генератора 164 и ведущим колесом 174.

Главное реле SMR1 системы расположено между устройством 140 накопления энергии и повышающим преобразователем 152. Главное реле SMR1 системы электрически соединяет устройство 140 накопления энергии с повышающим преобразователем 152, когда сигнал SE1 от ЭБУ 180 транспортного средства становится активным, и разъединяет цепь между устройством 140 накопления энергии и повышающим преобразователем 152, когда сигнал SE1 становится неактивным.

Повышающий преобразователь 152 реагирует на сигнал PWC от ЭБУ 180 электродвигателя, чтобы повышать напряжение, выводимое из устройства 140 накопления энергии, для вывода на положительную линию PL2. Например, схема прерывателя постоянного тока содержит этот повышающий преобразователь 152.

Инверторы 154 и 156 предоставляются согласно мотор-генераторам 162 и 164, соответственно. Инвертор 154 возбуждает мотор-генератор 162 на основе сигнала PWI1 от ЭБУ 180 транспортного средства. Инвертор 156 возбуждает мотор-генератор 164 на основе сигнала PWI2 от ЭБУ 180 транспортного средства. Трехфазная мостовая схема, например, составляет инверторы 154 и 156.

Повышающий преобразователь 152 и инверторы 154 и 156 соответствуют PCU 150 на фиг. 1.

Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110, вторичная катушка 120 и выпрямитель 130 являются такими, как описано со ссылкой на фиг. 1. Главное реле SMR2 системы расположено между выпрямителем 130 и устройством 140 накопления энергии. Главное реле SMR2 системы электрически соединяет устройство 140 накопления энергии с выпрямителем 130, когда сигнал SE2 от ЭБУ 180 транспортного средства становится активным, и разъединяет цепь между устройством 140 накопления энергии и выпрямителем 130, когда сигнал SE2 становится неактивным.

ЭБУ 180 транспортного средства формирует сигналы PWC, PWI1 и PWI2, чтобы возбуждать повышающий преобразователь 152, мотор-генератор 162 и мотор-генератор 164 соответственно на основе положения педали акселератора, скорости транспортного средства и сигналов от различных датчиков. Сформированные сигналы PWC, PWI1 и PWI2 выводятся к повышающему преобразователю 152, инвертору 154 и инвертору 156 соответственно.

В режиме движения транспортного средства, ЭБУ 180 транспортного средства выводит сигнал SE1 активным, чтобы включать главное реле SMR1 системы, и выводит сигнал SE2 неактивным, чтобы выключать главное реле SMR2 системы.

В режиме зарядки устройства 140 накопления энергии от источника 210 AC-энергии, внешнего по отношению к транспортному средству (фиг. 1), посредством вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110, вторичной катушки 120 и выпрямителя 130 ЭБУ 180 транспортного средства выводит сигнал SE1 неактивным, чтобы выключать главное реле SMR1 системы, и выводит сигнал SE2 активным, чтобы включать главное реле SMR2 системы.

В транспортном средстве 100 с электроприводом главные реле SMR1 и SMR2 системы выключаются и включаются соответственно в режиме зарядки устройства 140 накопления энергии от внешнего источника 210 AC-энергии (фиг. 1). Энергия заряда высокой частоты, полученная вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 110, магнитно связанной с первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 240 (фиг. 1) устройства 200 подачи энергии посредством резонанса магнитного поля, передается вторичной катушке 120 посредством электромагнитной индукции, выпрямляется выпрямителем 130 и затем подается в устройство 140 накопления энергии.

Для того чтобы улучшать эффективность передачи энергии посредством резонанса магнитного поля, по меньшей мере, одно из устройства 200 подачи энергии и транспортного средства 100 с электроприводом может иметь отражающую стенку, предусмотренную, чтобы отражать магнитный поток.

На фиг. 4 представлена примерная структура такой отражающей стенки. На фиг. 4 показаны вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110 и вторичная катушка 120 транспортного средства 100 с электроприводом и первичная катушка 230 и первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 240 устройства 200 подачи энергии.

Транспортное средство 100 с электроприводом имеет отражающую стенку 410 низкой магнитной проницаемости, предусмотренную с задней стороны вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110 и вторичной катушки 120 относительно направления получения электрической энергии от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240, так, чтобы она окружала вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 110 и вторичную катушку 120, позволяя магнитному потоку, выводимому из первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240, отражаться по направлению ко вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 110.

Устройство 200 подачи энергии имеет отражающую стенку 420 низкой магнитной проницаемости, предусмотренную с задней стороны первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240 и первичной катушки 230 относительно направления передачи энергии от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240, так, чтобы она окружала первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 240 и первичную катушку 230, позволяя магнитному потоку, выводимому из первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240, отражаться в направлении передачи энергии.

Отражающая стенка 410 со стороны транспортного средства также служит для того, чтобы блокировать магнитное рассеяние в салон и по направлению к установленному в транспортном средстве электронному оборудованию.

В первом варианте осуществления электрическая энергия от источника 210 AC-энергии преобразуется в высокочастотную энергию формирователем 220 высокочастотной энергии устройства 200 подачи энергии и прикладывается к первичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 240 посредством первичной катушки 230. Соответственно, первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 240 магнитным образом связывается со вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 110 транспортного средства 100 с электроприводом посредством резонанса магнитного поля, таким образом, электрическая энергия передается от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240 во вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 110. Электрическая энергия, полученная вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 110, выпрямляется выпрямителем 130, чтобы подаваться устройству 140 накопления энергии транспортного средства 100 с электроприводом. Согласно настоящему первому варианту осуществления энергия заряда от источника 210 AC-энергии, внешнего по отношению к транспортному средству, передается беспроводным образом транспортному средству 100 с электроприводом, чтобы допускать зарядку устройства 140 накопления энергии, установленного в нем.

За счет предоставления отражающих стенок 410 и 420, сформированных из элементов с низкой магнитной проницаемостью, эффективность передачи энергии посредством резонанса магнитного поля может быть улучшена в первом варианте осуществления. Более того, магнитное рассеяние в салон и по направлению к установленному в транспортном средстве оборудованию может быть заблокировано отражающей стенкой 410.

Второй вариант осуществления

Следует отметить, что расстояние между устройством подачи энергии и транспортным средством может изменяться в зависимости от состояния транспортного средства (состояние загрузки, давление воздуха в шинах и т.п.). Изменение в расстоянии между первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой устройства подачи энергии и вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой транспортного средства вызывает изменение в резонансной частоте первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки. В этом контексте, второй вариант осуществления имеет переменную резонансную частоту вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки со стороны транспортного средства.

На фиг. 5 показана функциональная блок-схема, представляющая полную конфигурацию силовой цепи транспортного средства 100A с электроприводом второго варианта осуществления. На фиг. 5 транспортное средство 100A с электроприводом основано на конфигурации транспортного средства 100 с электроприводом, показанного на фиг. 3, дополнительно включая в себя датчик 182 напряжения и датчик 184 тока, а также включая в себя вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 110A и ЭБУ 180A транспортного средства вместо вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110 и ЭБУ 180 транспортного средства, соответственно.

Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110A сконфигурирована так, чтобы допускать изменения емкости катушки на основе управляющего сигнала от ЭБУ 180A транспортного средства. Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110A может изменять LC-резонансную частоту за счет изменения емкости.

Фиг. 6 представляет примерную конфигурацию вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110A на фиг. 5. На фиг. 6 вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110A включает в себя конденсатор переменной емкости, подключенный между токопроводящими линиями. Конденсатор 112 переменной емкости имеет переменную емкость на основе управляющего сигнала от ЭБУ 180A транспортного средства (фиг. 5). Изменяя его емкость, емкость вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110A становится переменной. По сравнению со случаем, где конденсатор 112 переменной емкости не предусмотрен, так что емкость вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки будет определяться посредством плавающей емкости между токопроводящими линиями, емкость вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110A может быть изменена посредством изменения емкости конденсатора 112 переменной емкости, подключенного между токопроводящими линиями. Следовательно, LC-резонансная частота вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110A может быть изменена посредством изменения емкости конденсатора 112 переменной емкости.

На фиг. 5 датчик 182 напряжения детектирует напряжение Vs устройства 140 накопления энергии, чтобы предоставлять значение детектирования в ЭБУ 180A транспортного средства. Датчик 184 тока детектирует ток Is, текущий от выпрямителя 130 к устройству 140 накопления энергии, чтобы выводить значение детектирования в ЭБУ 180A транспортного средства.

В режиме зарядки устройства 140 накопления энергии от устройства 200 подачи энергии (фиг. 1), внешнего по отношению к транспортному средству, ЭБУ 180A транспортного средства вычисляет энергию заряда устройства 140 накопления энергии на основе каждого значения от датчиков 182 напряжения и датчика 184 тока. ЭБУ 180A транспортного средства регулирует LC-резонансную частоту вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110A, регулируя емкость конденсатора 112 переменной емкости (фиг. 6) вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110A так, что энергия заряда находится на максимальном уровне.

Таким образом, в настоящем втором варианте осуществления LC-резонансная частота вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110A может регулироваться конденсатором 112 переменной емкости. LC-резонансная частота вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110A регулируется посредством ЭБУ 180A транспортного средства так, что энергия заряда устройства 140 накопления энергии находится на максимальном уровне. Согласно настоящему второму варианту осуществления эффективность передачи энергии от устройства 200 подачи энергии к транспортному средству 100A с электроприводом может сохраняться, даже если состояние транспортного средства (состояние загрузки, давление воздуха в шинах и т.п.) меняется.

Первая модификация второго варианта осуществления

Переменный емкостной диод может применяться вместо конденсатора 112 переменной емкости, чтобы регулировать LC-резонансную частоту вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки.

На фиг. 7 представлен пример конфигурации вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки согласно первой модификации второго варианта осуществления. Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110B включает в себя диод 114 переменной емкости, подключенный между токопроводящими линиями. Переменный емкостной диод 114 имеет емкость, которая является переменной на основе управляющего сигнала от ЭБУ 180A транспортного средства (фиг. 5), чтобы обеспечивать переменную емкость вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110B посредством модификации ее емкости, также как и с конденсатором 112 переменной емкости.

ЭБУ 180A транспортного средства регулирует емкость диода 114 переменной емкости вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110B, чтобы регулировать LC-резонансную частоту вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110B так, что энергия заряда, подаваемая от устройства 200 подачи энергии, внешнего по отношению к устройству (фиг. 1), к устройству 140 накопления энергии, находится на максимальном уровне.

Преимущества, аналогичные преимуществам второго варианта осуществления, описанного выше, могут быть получены посредством настоящей первой модификации.

Вторая модификация второго варианта осуществления

Второй вариант осуществления и его первая модификация были описаны на основе вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки, имеющий переменную емкость, чтобы допускать регулирование резонансной частоты вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки. Альтернативно, индуктивность вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки может быть сделана переменной.

На фиг. 8 представлен пример конфигурации вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки согласно второй модификации второго варианта осуществления. Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110C включает в себя работающие на собственной резонансной частоте катушки 116-1 и 116-2 и переключатель 118, подключенный между работающим на собственной резонансной частоте катушками 116-1 и 116-2. Переключатель 118 включается/выключается на основе управляющего сигнала от ЭБУ 180A транспортного средства (фиг. 5).

Когда переключатель 118 включен, работающие на собственной резонансной частоте катушки 116-1 и 116-2 соединяются, так что индуктивность всей вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110C становится больше. Следовательно, LC-резонансная частота вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110C может быть изменена посредством включения/выключения переключателя 118.

ЭБУ 180A транспортного средства включает или выключает переключатель 118 вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110C, чтобы регулировать LC-резонансную частоту вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110C на основе энергии заряда, подаваемой от устройства 200 подачи энергии (фиг. 1), внешнего по отношению к транспортному средству, к устройству 140 накопления энергии.

Хотя приведенное выше описание основано на вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 110C, включающей в себя две работающие на собственной резонансной частоте катушки 116-1 и 116-2 и один переключатель 118, LC-резонансная частота вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110C может регулироваться более точно посредством предоставления большего числа работающих на собственной резонансной частоте катушек и соответствующего переключателя для их соединения/разъединения.

Преимущество, аналогичное преимуществу второго варианта осуществления, изложенного выше, может быть получено посредством второй модификации.

Третий вариант осуществления

Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110 имеет оба конца свободными (неподключенными), и влияние помех на резонанс магнитного поля является низким. В этом контексте, вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка предусмотрена внутри полой шины колеса.

Полная конфигурация силовой цепи транспортного средства с электроприводом согласно третьему варианту осуществления аналогична конфигурации транспортного средства 100 с электроприводом, показанной на фиг. 3.

На фиг. 9 показан вертикальный разрез колеса транспортного средства с электроприводом и его окружения согласно третьему варианту осуществления. Колесо сформировано из полой шины 510. Внутри полой шины 510 предусмотрена вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110, соосная с колесом. Вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110 прочно прикреплена к колесу. Поблизости от колеса в кузове 520 транспортного средства расположена вторичная катушка 120, допускающая получение энергии посредством электромагнитной индукции от вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110, предусмотренной в полой шине 510.

Когда транспортное средство подъезжает к месту остановки так, что колесо, имеющее вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 110, встроенную в полую шину 510, находится над первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 240 устройства подачи энергии, вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 110 в полой шине 510 магнитно связывается с первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 240 посредством резонанса магнитного поля. Электрическая энергия передается от первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240 во вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 110 в полой шине 510. Электрическая энергия, полученная вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 110, передается посредством электромагнитной индукции вторичной катушке 120, расположенной поблизости от колеса, и затем подается устройству 140 накопления энергии (не показано).

В третьем варианте осуществления оси вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110 и первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240 не совпадают и не являются параллельными друг другу. Однако оси вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110 и первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240 необязательно должны совпадать или быть параллельными при передаче энергии посредством резонанса магнитного поля.

Третий вариант осуществления полезен тем, что внутренность полой шины может быть использована эффективно в качестве пространства для размещения вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110.

Четвертый вариант осуществления

В четвертом варианте осуществления множество наборов из вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и вторичной катушки предусмотрены со стороны транспортного средства. Соответственно, электрическая энергия, переданная от устройства подачи энергии, может быть получена надежно и в достаточном количестве, даже если положение остановки транспортного средства отклоняется от определенного положения.

На фиг. 10 показана конфигурация вблизи области получения энергии транспортного средства с электроприводом в четвертом варианте осуществления. Фиг. 10 базируется на примере, в котором существуют, но не только, три набора вторичных работающих на собственной резонансной частоте катушек и вторичных катушек.

На фиг.10 транспортное средство с электроприводом включает в себя вторичные работающие на собственной резонансной частоте катушки 110-1, 110-2 и 110-3, вторичные катушки 120-1, 120-2 и 120-3 и выпрямитель 130. Вторичные работающие на собственной резонансной частоте катушки 110-1, 110-2 и 110-3 расположены параллельно нижней поверхности транспортного средства в нижней части кузова транспортного средства. Вторичные катушки 120-1, 120-2 и 120-3 предусмотрены согласно вторичным работающим на собственной резонансной частоте катушкам 110-1, 110-2 и 110-3 соответственно и соединены параллельно друг другу относительно выпрямителя 130.

Остальная конфигурация транспортного средства с электроприводом в четвертом варианте осуществления идентична конфигурации первого или второго варианта осуществления.

Так как множество наборов вторичных работающих на собственной резонансной частоте катушек и вторичных катушек предусмотрены в четвертом варианте осуществления, электрическая энергия, переданная от устройства подачи энергии, может получаться надежно и в достаточном количестве, даже если позиция остановки транспортного средства отклоняется от определенной позиции.

Согласно четвертому варианту осуществления любая утекающая энергия, не принятая во вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 110-2, идентифицированной как главная получающая энергию катушка, может быть получена другой вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой в случае, где транспортное средство подъезжает к месту остановки в определенном положении относительно вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110-2. Следовательно, эффективность передачи энергии может быть улучшена.

Первая модификация четвертого варианта осуществления

Вышеприведенное описание основано на случае, где содержится множество наборов из вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и вторичной катушки. Утечка при передаче энергии может быть уменьшена как раз предоставлением множества вторичных работающих на собственной резонансной частоте катушек.

На фиг. 11 показана конфигурация вблизи от области получения энергии транспортного средства с электроприводом согласно первой модификации четвертого варианта осуществления. Фиг. 11 базируется на примере, в котором существуют, но не только, три вторичных работающих на собственной резонансной частоте катушки.

На фиг. 11, транспортное средство с электроприводом включает в себя вторичные работающие на собственной резонансной частоте катушки 110-1, 110-2 и 110-3, вторичную катушку 120 и выпрямитель 130. Вторичные работающие на собственной резонансной частоте катушки 110-1, 110-2 и 110-3 размещены параллельно нижней поверхности транспортного средства в нижней части кузова транспортного средства. Вторичная катушка 120 предусмотрена согласно вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 110-2 и соединяется с выпрямителем 130.

Оставшаяся конфигурация транспортного средства с электроприводом согласно первой модификации четвертого варианта осуществления похожа на конфигурацию первого или второго варианта осуществления.

В первой модификации четвертого варианта осуществления эффективность передачи энергии может быть улучшена, так как любая утекающая энергия, не полученная во вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 110-2, может быть получена в другой вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушке.

Вторая модификация четвертого варианта осуществления

Хотя только множество вторичных работающих на собственной резонансной частоте катушек предусмотрено в вышеописанной первой модификации, утечка переданной энергии может также быть уменьшена посредством предоставления множества вторичных катушек взамен.

На фиг. 12 представлена конфигурация вблизи от области получения энергии транспортного средства с электроприводом согласно второй модификации четвертого варианта осуществления. Фиг. 12 базируется на примере, в котором существуют, но не только, три вторичных катушки.

На фиг. 12, транспортное средство с электроприводом включает в себя вторичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 110, вторичные катушки 120-1, 120-2 и 120-3 и выпрямитель 130. Вторичная катушка 120-2 предусмотрена согласно вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 110. Вторичные катушки 120-1, 120-2 и 120-3 размещены параллельно нижней поверхности транспортного средства в нижней части кузова транспортного средства и параллельно друг другу относительно выпрямителя 130.

Остальная конфигурация транспортного средства с электроприводом согласно второй модификации четвертого варианта осуществления похожа на конфигурацию первого или второго вариантов осуществления.

Во второй модификации четвертого варианта осуществления эффективность передачи энергии может быть улучшена, так как любая утекающая энергия, не полученная во вторичной катушке 120-2, может быть получена в другой вторичной катушке.

Пятый вариант осуществления

Как упомянуто выше, изменение в расстоянии между первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой устройства подачи энергии и вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой транспортного средства вызовет изменение в резонансной частоте первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки. В пятом варианте осуществления состояние получения энергии транспортного средства с электроприводом передается устройству подачи энергии, и частота высокочастотной энергии, т.е., резонансная частота, регулируется в устройстве подачи энергии, так что получаемая электрическая энергия транспортного средства с электроприводом является максимальной

На фиг. 13 представлена полная конфигурация системы зарядки, к которой подано транспортное средство с электроприводом, пятого варианта осуществления. На фиг. 13 система зарядки включает в себя транспортное средство 100B с электроприводом и устройство 200A подачи энергии.

Транспортное средство 100B с электроприводом базируется на конфигурации транспортного средства 100 с электроприводом на фиг. 1 и дополнительно включает в себя устройство 190 связи. Устройство 190 связи является интерфейсом связи для беспроводной связи с устройством 250 связи, предусмотренным в устройстве 200 подачи энергии.

Устройство 200A подачи энергии базируется на конфигурации устройства 200 подачи энергии, показанной на фиг. 1, и дополнительно включает в себя устройство 250 связи и ЭБУ 260, также как и формирователь 220A высокочастотной энергии вместо формирователя 220 высокочастотной энергии. Устройство 250 связи является интерфейсом связи для беспроводной связи с устройством 190 связи, предусмотренным в транспортном средстве 100B с электроприводом. ЭБУ 260 управляет формирователем 220A высокочастотной энергии на основе информации от транспортного средства 100B с электроприводом, полученной устройством 250 связи.

На фиг. 14 показана функциональная блок-схема, представляющая полную конфигурацию силовой цепи транспортного средства 100B с электроприводом, показанного на фиг. 13. На Фиг. 14 транспортное средство 100B с электроприводом основано на конфигурации транспортного средства 100 с электроприводом, показанного на фиг. 3, и дополнительно включает в себя датчик 182 напряжения, датчик 184 тока и устройство 190 связи, а также ЭБУ 180B транспортного средства вместо ЭБУ 180 транспортного средства.

В режиме зарядки устройства 140 накопления энергии от устройства 200A подачи энергии (фиг. 13), внешнего по отношению к транспортному средству, ЭБУ 180B транспортного средства вычисляет энергию PWR заряда устройства 140 накопления энергии на основе соответствующих значений определения от датчика 182 напряжения и датчика 184 тока и предоставляет вычисленную энергию PWR заряда устройству 190 связи. Устройство 190 связи передает энергию PWR заряда, полученную от ЭБУ 180B транспортного средства, посредством радиосвязи устройству 200A подачи энергии, внешнему по отношению к транспортному средству.

Остальная конфигурация транспортного средства 100B с электроприводом похожа на конфигурацию транспортного средства 100 с электроприводом, показанного на фиг. 3.

На фиг. 15 показана функциональная блок-схема, представляющая конфигурацию устройства 200A подачи энергии, показанного на фиг. 13. На фиг. 15 в режиме подачи энергии от устройства 200A подачи энергии к транспортному средству 100B с электроприводом (фиг. 13), устройство 250 связи получает энергию PWR заряда транспортного средства 100B с электроприводом, переданную от устройства 190 связи (фиг. 13) транспортного средства 100B с электроприводом, и предоставляет полученную энергию PWR заряда в ЭБУ 260.

ЭБУ 260 может устанавливать частоту f1 высокочастотной энергии, сгенерированной формирователем 220A высокочастотной энергии, и предоставляет установленную частоту f1 формирователю 220A высокочастотной энергии, чтобы регулировать частоту высокочастотной энергии, т.е., резонансную частоту. ЭБУ 260 регулирует частоту высокочастотной энергии, сгенерированной формирователем 220A высокочастотной энергии, до уровня fs, так что энергия PWR заряда является максимальной, как показано на фиг. 16, на основе энергии PWR заряда транспортного средства 100B с электроприводом, полученной от устройства 250 связи.

Формирователь 220A высокочастотной энергии реагирует на команду от ЭБУ 260, чтобы преобразовывать энергию, полученную от источника 210 AC-энергии, в высокочастотную энергию с частотой fs, и предоставляет высокочастотную энергию, имеющую частоту fs, первичной катушке 230.

В пятом варианте осуществления состояние получения энергии транспортного средства 100B с электроприводом передается устройству 200A подачи энергии устройством 190 связи и принимается в устройстве 250 связи устройства 200A подачи энергии. Частота высокочастотной энергии, сгенерированной формирователем 220A высокочастотной энергии, регулируется посредством ЭБУ 260, так что энергия PWR заряда транспортного средства с электроприводом является максимальной. Согласно пятому варианту осуществления энергия может передаваться с высокой эффективностью от устройства 200A подачи энергии к транспортному средству 100B с электроприводом, даже когда состояние транспортного средства (состояние загрузки, давление воздуха в шинах и т.п.) меняется.

Шестой вариант осуществления

Шестой вариант осуществления основан на конфигурации, в которой электрическая энергия, подаваемая от устройства подачи энергии, может регулироваться согласно числу транспортных средств с электроприводом, получающих электропитание от устройства подачи энергии.

На фиг. 17 представлена полная конфигурация системы зарядки согласно шестому варианту осуществления. Фиг. 17 соответствует случаю, где два транспортных средства с электроприводом получают электрическую энергию от устройства подачи энергии. Однако число транспортных средств с электроприводом не ограничено таким образом.

На фиг. 17 система зарядки включает в себя транспортные средства 100B-1 и 100B-2 с электроприводом и устройство 200B подачи энергии. Каждое из транспортных средств 100B-1 и 100B-2 с электроприводом базируется на конфигурации, похожей на конфигурацию транспортного средства 100B с электроприводом, показанного на фиг. 14, и сконфигурировано, чтобы допускать связь с устройством 200B подачи энергии посредством устройства 190 связи (фиг. 14). Каждое из устройств 100B-1 и 100B-2 с электроприводом передает устройству 200B подачи энергии уведомление о запросе подачи энергии от устройства 200B подачи энергии.

При приеме запроса подачи энергии от транспортных средств 100B-1 и 100B-2 с электроприводом устройство 200B подачи энергии подает энергию заряда одновременно к транспортным средствам 100B-1 и 100B-2 с электроприводом.

На фиг. 18 показана функциональная блок-схема, представляющая конфигурацию устройства 200B подачи энергии на фиг. 17. На фиг. 18 устройство 200B подачи энергии включает в себя источник 210 AC-энергии, формирователь 220B высокочастотной энергии, первичную катушку 230, первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 240, устройство 250 связи и ЭБУ 260A.

Устройство 250 связи принимает запрос подачи энергии от транспортных средств 100B-1 и 100B-2 с электроприводом. ЭБУ 260A идентифицирует транспортное средство с электроприводом, которое должно получать электропитание от устройства 200B подачи энергии, на основе информации, принятой устройством 250 связи. ЭБУ 260A выводит команду PR электропитания формирователю 220B высокочастотной энергии, так что высокочастотная энергия генерируется согласно числу транспортных средств с электроприводом, получающих электропитание от устройства 200B подачи энергии.

Когда ЭБУ 260A определяет, что нет транспортных средств с электроприводом, получающих электропитание от устройства 200B подачи энергии, на основе информации, полученной устройством 250 связи, формируется команда SDWN выключения, чтобы остановить формирователь 220B высокочастотной энергии, и передается формирователю 220B высокочастотной энергии.

Формирователь 220B высокочастотной энергии реагирует на команду PR электропитания от ЭБУ 260A, чтобы генерировать высокочастотную энергию согласно числу транспортных средств с электроприводом, получающих электропитание от устройства 200B подачи энергии, и предоставляет сгенерированную высокочастотную энергию первичной катушке 230.

Формирователь 220B высокочастотной энергии останавливает свою работу при приеме команды SDWN выключения от ЭБУ 260A.

Согласно шестому варианту осуществления транспортное средство с электроприводом, получающее электропитание от устройства 200B подачи энергии, идентифицируется посредством связи между устройством подачи энергии и транспортным средством с электроприводом, и высокочастотная энергия согласно числу транспортных средств с электроприводом, получающих электропитание, генерируется из формирователя 220B высокочастотной энергии. Следовательно, возможность подачи энергии не ухудшается, даже если существует множество транспортных средств с электроприводом, получающих электропитание.

Поскольку формирователь 220B высокочастотной энергии останавливается, когда выполняется определение того, что нет транспортного средства с электроприводом, получающего электропитание от устройства 200B подачи энергии, на основе информации, принятой в устройстве 250 связи, может быть предотвращен ненужный вывод энергии из устройства подачи энергии.

Седьмой вариант осуществления

Резонансная частота вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки со стороны транспортного средства является переменной во втором варианте осуществления, тогда как частота высокочастотной энергии, сгенерированной формирователем высокочастотной энергии устройства подачи энергии, является переменной в пятом варианте осуществления. В седьмом варианте осуществления резонансная частота первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки со стороны устройства подачи энергии является переменной.

На Фиг. 19 показана функциональная блок-схема, представляющая конфигурацию устройства подачи энергии согласно седьмому варианту осуществления. На фиг. 19 устройство 200C подачи энергии включает в себя источник 210 AC-энергии, формирователь 220 высокочастотной энергии, первичную катушку 230, первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 240A, устройство 250 связи и ЭБУ 260B.

Первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 240A сконфигурирована так, чтобы допускать изменение своей емкости на основе управляющего сигнала от ЭБУ 260B. Первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 240A позволяет модифицировать LC-резонансную частоту посредством изменения емкости. Конфигурация этой первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240A похожа на конфигурацию вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110A, показанной на фиг. 6.

В режиме подачи энергии от устройства 200C подачи энергии к транспортному средству 100B с электроприводом (фиг. 14), устройство 250 связи получает энергию PWR заряда транспортного средства 100B с электроприводом, переданную от устройства 190 связи (фиг. 14) транспортного средства 100B с электроприводом, и выводит полученную энергию PWR заряда в ЭБУ 260B.

ЭБУ 260B регулирует LC-резонансную частоту первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240A, регулируя емкость конденсатора 112 переменной емкости (фиг. 6) первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240A так, что энергия PWR заряда транспортного средства 100B с электроприводом является максимальной.

Также как и с первой и второй модификациями второго варианта осуществления, первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 240B, имеющая конфигурацию, аналогичную конфигурации вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110B, показанной на фиг. 7, или первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка 240C, имеющая конфигурацию, аналогичную конфигурации вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 110C, показанной на фиг. 8, могут быть применены вместо первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240A.

Согласно седьмому варианту осуществления LC-резонансная частота первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240A (240B, 240C) может регулироваться. LC-резонансная частота первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки 240A (240B, 240C) регулируется посредством ЭБУ 260B, так что энергия заряда транспортного средства с электроприводом, получающего электропитание от устройства 200C подачи энергии, является максимальной. Следовательно, согласно седьмому варианту осуществления эффективность передачи энергии от устройства 200C подачи энергии к транспортному средству 100A с электроприводом может сохраняться, даже если состояние транспортного средства (состояние загрузки, давление воздуха в шинах и т.п.) изменяется.

Восьмой вариант осуществления

В восьмом варианте осуществления множество наборов первичных работающих на собственной резонансной частоте катушек и первичных катушек предусмотрены со стороны устройства подачи энергии.

На фиг. 20 представлена конфигурация устройства подачи энергии согласно восьмому варианту осуществления. Фиг. 20 базируется на примере, в котором существуют, но не только, три набора первичных работающих на собственной резонансной частоте катушек и первичных катушек.

На фиг. 20 устройство 200D подачи энергии включает в себя источник 210 AC-энергии, формирователь 220 высокочастотной энергии, первичные катушки 230-1, 230-2 и 230-3 и первичные работающие на собственной резонансной частоте катушки 240-1, 240-2 и 240-3.

Первичные работающие на собственной резонансной частоте катушки 240-1, 240-2 и 240-3 расположены параллельно земле. Первичные катушки 230-1, 230-2 и 230-3 предусмотрены согласно первичным катушкам 240-1, 240-2 и 240-3, работающим на резонансной частоте, соответственно, и соединены параллельно друг с другом относительно формирователя 220 высокочастотной энергии.

В восьмом варианте осуществления ток от формирователя 220 высокочастотной энергии течет сконцентрированным образом к первичной катушке, соответствующей первичной работающей на собственной резонансной частоте катушке, имеющей самое низкое магнитное сопротивление со вторичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой транспортного средства с электроприводом, получающего электропитание от устройства 200D подачи энергии. Следовательно, электрическая энергия может подаваться от устройства электропитания к транспортному средству с электроприводом надежно и в достаточном количестве, даже если положение остановки транспортного средства отклоняется от определенного положения.

Девятый вариант осуществления

Также как и с восьмым вариантом осуществления, девятый вариант осуществления имеет множество наборов первичных работающих на собственной резонансной частоте катушек и первичных катушек, предусмотренных в устройстве подачи энергии. В противоположность восьмому варианту осуществления, имеющему первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку и первичную катушку, выбираемые пассивным образом, девятый вариант осуществления имеет первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку и первичную катушку, выбираемые явным образом, так что энергия заряда является максимальной в транспортном средстве с электроприводом, получающем электропитание от устройства подачи энергии.

На Фиг. 21 представлена конфигурация устройства подачи энергии согласно девятому варианту осуществления. На фиг. 21 устройство 200E подачи энергии основано на конфигурации устройства 200D подачи энергии восьмого варианта осуществления, показанного на фиг. 20, и дополнительно включает в себя устройство 250 связи и устройство 270 выбора.

В режиме подачи энергии от устройства 200E подачи энергии к транспортному средству 100B с электроприводом (фиг. 14), устройство 250 связи получает энергию PWR заряда транспортного средства 100B с электроприводом, передаваемую от устройства 190 связи (фиг. 14) транспортного средства 100B с электроприводом.

Устройство 270 выбора подключено между первичными катушками 230-1, 230-2 и 230-3 и формирователем 220 высокочастотной энергии, чтобы выбирать и электрически соединять с формирователем 220 высокочастотной энергии любую из первичных катушек 230-1, 230-2 и 230-3. Устройство 270 выбора выбирает набор из первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и первичной катушки, который обеспечивает максимальную энергию PWR заряда, на основе энергии PWR заряда транспортного средства 100B с электроприводом, полученной от устройства 250 связи, и соединяет выбранную первичную катушку с формирователем 220 высокочастотной энергии.

В девятом варианте осуществления энергия может передаваться надежно и в достаточном количестве от устройства подачи энергии к транспортному средству с электроприводом, даже если положение остановки транспортного средства отклоняется от определенного положения, также как и в восьмом варианте осуществления.

Десятый вариант осуществления

Восьмой вариант осуществления, изложенный выше, основан на случае, где предусмотрено множество наборов из первичной работающей на собственной резонансной частоте катушки и первичной катушки. Может быть предусмотрено множество только первичных работающих на собственной резонансной частоте катушек.

На Фиг. 22 представлена конфигурация устройства подачи энергии согласно десятому варианту осуществления. Фиг. 22 базируется на примере, в котором присутствуют, но не только, три вторичные работающие на собственной резонансной частоте катушки.

На фиг. 22 устройство 200F подачи энергии включает в себя источник 210 AC-энергии, формирователь 220 высокочастотной энергии, первичную катушку 230 и первичные работающие на собственной резонансной частоте катушки 240-1, 240-2 и 240-3.

Первичные работающие на собственной резонансной частоте катушки 230-1, 230-2 и 230-3 расположены параллельно земле. Первичная катушка 230 предусмотрена согласно первичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 240-2 и соединяется с формирователем 220 высокочастотной энергии.

Так как утечка электрической энергии, не переданной первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 240-2, может быть передана другой первичной работающей на собственной резонансной частоте катушке в десятом варианте осуществления, эффективность передачи может быть улучшена.

Одиннадцатый вариант осуществления

В одиннадцатом варианте осуществления предусмотрено множество только первичных катушек.

На Фиг. 23 представлена конфигурация устройства подачи энергии одиннадцатого варианта осуществления. Фиг. 23 базируется на примере, в котором существуют, но не только, три набора первичных катушек и формирователей высокочастотной энергии.

На фиг. 23 устройство 200G подачи энергии включает в себя источник 210 AC-энергии, формирователи 220-1, 220-2 и 220-3 высокочастотной энергии, первичные катушки 230-1, 230-2 и 230-3 и первичную работающую на собственной резонансной частоте катушку 240.

Первичные катушки 230-1, 230-2 и 230-3 размещены на одной оси с первичной работающей на собственной резонансной частоте катушкой 240 и соединены с формирователями 220-1, 220-2 и 220-3 высокочастотной энергии соответственно. Формирователи 220-1, 220-2 и 220-3 высокочастотной энергии соединены параллельно с источником 210 AC-энергии и выводят высокочастотную энергию к первичным катушкам 230-1, 230-2 и 230-3 соответственно.

В одиннадцатом варианте осуществления высокочастотная энергия предоставляется первичной работающей на собственной резонансной частоте катушке 240 множеством формирователей 220-1, 220-2 и 220-3 высокочастотной энергии и первичными катушками 230-1, 230-2 и 230-3. Следовательно, высокочастотная энергия может передаваться от устройства 200G подачи энергии транспортному средству с электроприводом в одиннадцатом варианте осуществления.

В каждом из вариантов осуществления, изложенных выше, преобразователь для повышения или понижения напряжения на основе напряжения устройства 140 накопления энергии может быть предоставлен между выпрямителем 130 и устройством 140 накопления энергии. Альтернативно, трансформатор для преобразования напряжения на основе напряжения устройства 140 накопления энергии может быть предоставлен между вторичной катушкой 120 и выпрямителем 130. Альтернативно, AC/DC-преобразователь для преобразования переменного тока в постоянный ток на основе напряжения устройства 140 накопления энергии может быть предоставлен вместо выпрямителя 130.

В режиме движения транспортного средства в каждом из вариантов осуществления, изложенных выше, главное реле SMR1 системы включается, а главное реле SMR2 системы выключается посредством предоставления активного сигнала SE1 и предоставления неактивного сигнала SE2, соответственно. В режиме зарядки устройства 140 накопления энергии от источника 210 AC-энергии, внешнего по отношению к транспортному средству, главное реле SMR1 системы выключается посредством предоставления неактивного сигнала SE1, а главное реле SMR2 системы включается посредством предоставления активного сигнала SE2. Однако, сигналы SE1 и SE2 могут предоставляться активными в одно и то же время, чтобы одновременно включать главные реле SMR1 и SMR2 системы. Соответственно, возможно заряжать устройство 140 накопления энергии от источника 210 AC-энергии, внешнего по отношению к транспортному средству, даже во время движения.

Каждый из вариантов осуществления, изложенных выше, основан на гибридном транспортном средстве последовательного/параллельного типа, в котором энергия двигателя 170 разделяется устройством 172 деления мощности для передачи ведущему колесу 174 и мотор-генератору 162. Настоящее изобретение также применимо к другим типам гибридных транспортных средств. Например, настоящее изобретение также применимо к так называемому гибридному транспортному средству последовательного типа, использующему двигатель 170, только для того, чтобы возбуждать мотор-генератор 162, и генерирующему движущую силу транспортного средства посредством только мотор-генератора 164, к гибридному транспортному средству, имеющему только рекуперативную энергию в качестве кинетической энергии, сформированной двигателем 170, которая должна накапливаться в качестве электрической энергии, а также к гибридному транспортному средству со вспомогательным электродвигателем и с двигателем в качестве основного источника движения, которому электродвигатель помогает при необходимости.

Дополнительно, настоящее изобретение также применимо к гибридному транспортному средству с отсутствующим повышающим преобразователем 152.

Более того, настоящее изобретение применимо к электромобилю, который движется только за счет электрической энергии, без двигателя 170, а также к транспортному средству с топливным элементом, дополнительно включающему в себя топливный элемент в дополнение к устройству накопления энергии в качестве источника DC-энергии.

В вышеприведенном описании мотор-генератор 164 соответствует примеру "электродвигателя" настоящего изобретения. Отражающие стенки 410 и 420 соответствуют примеру "отражающего средства" настоящего изобретения. Конденсатор 112 переменной емкости, диод 114 переменной емкости и переключатель 118 соответствуют примеру "устройства регулирования" настоящего изобретения. Датчик 182 напряжения, датчик 184 тока и ЭБУ 180A транспортного средства соответствуют примеру "устройства детектирования электрической энергии" настоящего изобретения.

Дополнительно, ЭБУ 180A транспортного средства соответствует примеру "устройства управления для управления устройством регулирования" настоящего изобретения. Главные реле SMR1 и SMR2 системы соответствуют примеру "первого реле" и "второго реле" соответственно настоящего изобретения. ЭБУ 260A соответствует примеру "устройства управления для управления формирователем высокочастотной энергии" настоящего изобретения. ЭБУ 260B соответствует примеру "устройства управления для управления устройством регулирования" настоящего изобретения.

Варианты осуществления, раскрытые в данном варианте осуществления, могут быть реализованы на основе их подходящей комбинации. Должно быть понятно, что каждый из вариантов осуществления, раскрытых в данном документе, является иллюстративным и неограничивающим в любом отношении. Рамки настоящего изобретения определены скорее прилагаемой формулой изобретения, чем описанием, изложенным выше, и все изменения, которые попадают в пределы и границы формулы изобретения или их эквивалентность, подразумеваются как охваченные формулой изобретения.

Описание ссылочных позиций

100, 100A, 100B, 100B-1, 100B-2 транспортное средство с электроприводом, 110, 110A-110C, 110-1, 110-2, 110-3, 340 вторичная работающая на собственной резонансной частоте катушка, 112 конденсатор переменной емкости, 114 диод переменной емкости, 116-1, 116-2 работающая на собственной резонансной частоте катушка, 118 переключатель, 120, 120-1, 120-2, 120-3, 350 вторичная катушка, 130 выпрямитель, 140 устройство накопления энергии, 150 PCU, 152 повышающий преобразователь, 154, 156 инвертор, 160 электродвигатель, 162, 164 мотор-генератор, 170 двигатель, 172 устройство деления мощности, 174 ведущее колесо, 180, 180A, 180B ЭБУ транспортного средства, 182 датчик напряжения, 184 датчик тока, 190, 250 устройство связи, 200, 200A-200G устройство подачи энергии, 210 источник энергии переменного тока, 220, 220A, 220B, 220-1, 220-2, 220-3 формирователь высокочастотной энергии, 230, 230-1, 230-2, 230-3, 320 первичная катушка, 240, 240A-240C, 240-1, 240-2, 240-3 первичная работающая на собственной резонансной частоте катушка; 260, 260A, 260B ЭБУ, 270 устройство выбора, 310 источник высокочастотной энергии, 360 нагрузка, 410, 420 отражающая стенка, 510 полая шина, 520 кузов транспортного средства, SMR1, SMR2 главное реле системы, C1, C2 сглаживающий конденсатор, PL1, PL2 положительная линия, NL отрицательная линия.