(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-23
(54)【発明の名称】車両用無線充電器
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20241016BHJP
H02J 7/02 20160101ALI20241016BHJP
H02J 50/10 20160101ALI20241016BHJP
【FI】
H02J7/00 301D
H02J7/00 P
H02J7/02 B
H02J50/10
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024519503
(86)(22)【出願日】2022-09-30
(85)【翻訳文提出日】2024-05-28
(86)【国際出願番号】 US2022045345
(87)【国際公開番号】W WO2023055996
(87)【国際公開日】2023-04-06
(32)【優先日】2021-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(32)【優先日】2021-09-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
(71)【出願人】
【識別番号】518156417
【氏名又は名称】ズークス インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヴァムシ クリシュナ パシパティ
【テーマコード(参考)】
5G503
【Fターム(参考)】
5G503AA01
5G503BA01
5G503BB01
5G503CA01
5G503CA10
5G503CA11
5G503FA06
5G503GB01
5G503GB06
5G503GB08
5G503GD04
(57)【要約】
第1の電圧で電力網から受け取った電力を変換し、第2の電圧で信号を出力するための技術が本明細書で説明される。対応する一対の二次巻線により出力された電流出力の間に22.5度の位相シフトを有する変圧器を備えた電力変換器を利用して、第1のレベルの電力を第2のレベルの電力に変換することが可能である。変圧器は、30の二次巻線から電力を出力することが可能である。電力変換器は、5%の総高調波歪みおよび96%以上の効率で電力を出力することが可能である。さらに、電力は、送電コイルにより出力され、車両などのデバイスの受電コイルにより受け取られて車両を無線で充電することが可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
変圧器によって、第1の電圧で電力網から電力を受け取ることと、
前記変圧器によって、第2の電圧で交流(AC)電力を出力することと、
前記変圧器に直接結合された整流器回路によって、前記AC電力を受け取ることと、
前記整流器回路によって、直接回路(DC)電力を出力することと、
電力インバータによって、前記DC電力を受け取ることと、
前記電力インバータに関連付けられた送電コイルによって、電力を車両の受電コイルに伝達することと、
を備える方法。
【請求項2】
前記DC電力を受け取ることは、前記電力インバータの送電コイルによって、前記DC電力を受け取ることをさらに含み、
前記電力を前記受電コイルに伝達することは、前記送電コイルによって、無線で電力を前記受電コイルに伝達することをさらに含み、
前記第2の電圧で前記AC電力を出力する一対の巻線の第1の巻線によって出力される第1の電流出力と、一対の巻線の第2の巻線によって出力される第2の電流出力との間の位相シフトが、27.5度以下である、
請求項1に記載の方法。
【請求項3】
電力を伝達することは、100mmと200mmとの間の前記受電コイルからの高さギャップを有する前記送電コイルによって第3の電圧でAC電力を送ることをさらに含む、
請求項1または2に記載の方法。
【請求項4】
前記第2の電圧で前記AC電力を出力する一対の巻線の第1の巻線によって出力される第1の電流出力と、一対の巻線の第2の巻線によって出力される第2の電流出力との間の位相シフトが、22.5度以下である、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項5】
前記電力を受け取ることは、第1のAC保護回路を介して、前記変圧器によって、第1の電圧でAC電力を受け取ることをさらに含み、
前記AC電力を出力することは、第2のAC保護回路を介して、前記変圧器によって、第2の電圧で前記AC電力を前記整流器回路に出力することをさらに含み、
前記DC電力を出力することは、DC保護回路を介して、前記DC電力を前記電力インバータに出力することをさらに含む、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の方法。
【請求項6】
前記変圧器は、1つの一次巻線および少なくとも30の二次巻線対を有するデルタデルタ変圧器であり、
前記第2の電圧の前記AC電力は、前記二次巻線対の一対のデルタ巻線から出力される、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の方法。
【請求項7】
前記電力を受け取ることは、前記電力を前記第2の電圧で前記AC電力に変換することに関連付けられた力率補正(PFC)を実行することをさらに含む、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の方法。
【請求項8】
第1の電圧で電力網から電力を受け取り、第2の電圧で交流(AC)電力を出力するように構成された変圧器と、
前記変圧器に結合された整流器回路であって、前記整流器回路は、前記AC電力を受け取り、直接回路(DC)電力を出力するように構成された、整流器回路と、
前記DC電力を受け取り、無線で電力を車両の受電コイルに伝達するように構成された送電コイルを含む電力インバータと、
を備えるシステム。
【請求項9】
前記第2の電圧で前記AC電力を出力する一対の巻線の第1の巻線によって出力される第1の電流出力と、一対の巻線の第2の巻線によって出力される第2の電流出力との間の位相シフトが、22.5度以下である、
請求項8に記載のシステム。
【請求項10】
前記変圧器および前記整流器回路を含む充電回路が、前記変圧器と車両充電器との間のアクティブ力率補正段を含まない、
請求項8または9に記載のシステム。
【請求項11】
前記変圧器に並列なアクティブ電力フィルタであって、前記アクティブ電力フィルタは、少なくとも部分的に前記送電コイルによって無線で伝達された電力量に基づいて制御される、アクティブ電力フィルタ、をさらに含む、
請求項8乃至10のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項12】
前記変圧器は、複数の負荷を充電するための前記AC電力を出力するようにさらに構成され、
前記複数の負荷の数は、少なくとも30である、
請求項8乃至11のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項13】
AC電力が前記電力インバータによって出力され、
第1のモードの前記電力インバータによって出力された前記AC電力は、-500ボルト(V)または+500Vで出力されるバイポーラAC電気信号であり、
第2のモードの前記電力インバータによって出力された前記AC電力は、0Vまたは+500VでのユニポーラAC電気信号である、
請求項8乃至12のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項14】
前記変圧器および前記整流器回路を含む充電回路の入力に関連付けられた高調波歪みのレベルが、5%未満である、
請求項8乃至13のいずれか1項に記載のシステム。
【請求項15】
前記第1の電圧が、12.47キロボルト(kV)であり、前記第2の電圧が、350ボルト(V)と370Vとの間にある、
請求項8乃至14のいずれか1項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、車両用無線充電器に関する。
【背景技術】
【0002】
本特許出願は、2021年9月30日に出願された米国実用特許出願第17/491,046号明細書および2021年9月30日に出願された米国実用特許出願第17/491,066号明細書に対する優先権を主張する。出願番号第17/491,046号および第17/491,066号は、参照により本明細書に完全に組み込まれる。
【0003】
車両に電力を供給するための充電器は、非効率であり得る。例えば、充電器によって電力が供給される割合は、非効率から失われる電力のために、充電式バッテリの能力を完全に満たすには低すぎる場合があり得る。このような非効率は、充電器の電力網側の電圧と電流の位相差に起因することもあり、また、安全でない状態(例えば、高熱レベルなど)につながり得る。さらに、電気車両を充電するための電力供給に必要な時間を短縮することは、充電器のいくつかの用途によって重要であり得る。
【図面の簡単な説明】
【0004】
詳細な説明は、添付の図面を参照して説明される。図面において、参照番号の左端の数字は、その参照番号が最初に出現する図面を識別する。異なる図面における同一の参照番号の使用は、類似または同一の項目または特徴を示す。
【0005】
【
図1】
図1は、電力変換器が電力網から受け取った電力を、1つまたは複数の貯蔵デバイスを充電するための電力に変換する環境の一例である。
【
図2】
図2は、例示的な電力変換器の回路図である。
【
図3】
図3は、例示的な電力充電器の一部の回路図である。
【
図4】
図4は、例示的な充電器コントローラの回路図である。
【
図5A】
図5Aは、充電式バッテリおよび直流(DC)高速充電器に結合された無線充電アダプタを有する例示的な車両を含む例示的な環境を示す図である。
【
図5B】
図5Bは、例示的な無線充電アダプタの概略ブロック図である。
【
図6】
図6は、本明細書で説明される技術を実装するための例示的なシステムのブロック図である。
【
図7】
図7は、電力充電器を使用するための例示的なプロセスを示す図である。
【
図8】
図8は、充電器コントローラを使用するための例示的なプロセスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0006】
本開示は、車両に電力を供給するためのシステム、方法、および装置について説明する。例えば、電力を供給するためのシステムは、一次巻線および複数の二次巻線のセットを有するデルタデルタ変圧器を含むことが可能である。変圧器は、電力網から交流(AC)電力を受け取ることが可能である。AC電力は、第1のAC保護回路を介して変圧器によって受け取られ得る。変圧器は、AC電力を、第1の電圧から、第1の電圧よりも低い第2の電圧に変換することが可能である。変圧器は、第2の電圧でAC電力を出力することができ、このAC電力は、直流(DC)整流器構成要素に送られることが可能である。第2の電圧でのAC電力は、第2のAC保護回路を介してDC整流器構成要素に送られることが可能である。DC整流器構成要素は,第2の電圧でのAC電力をDC電力に変換することが可能である。DC整流器構成要素は、DC電力を出力することができ、このDC電力は、電気負荷(本明細書では「負荷」とも称される)に送られることが可能である。DC電力は、DC保護回路を介して、電気負荷に送られることが可能である。
【0007】
変圧器の属性は、変圧器を含む電力変換器が、車両に電力を出力することを可能にすることができる。電力を受け取る車両は、車両の1つまたは複数のエネルギー貯蔵デバイス(本明細書では「貯蔵デバイス」とも称される)に電力を供給することが可能である。変圧器は、電力網から12.47kVの電圧で電力を受け取ることが可能である。二次巻線の複数のセットは、各々が100kWのレベルで電力を出力する30セットを含むことが可能である。変圧器の二次巻線の対応するセットの対応する巻線対に関連する個々の電流対間の位相シフトは、22.5度とすることができる(例えば、一対の巻線の巻線から出力される電流と、一対の巻線の別の巻線から出力される別の電流との間の位相シフトは、22.5度であり得る)。全負荷時の電力変換器は、全高調波歪みが5%のレベルであり得る。もちろん、本明細書で論じられる値は一例であり、特定の実装に基づいて変化し得る。
【0008】
電力変換器は、バイポーラモードおよびユニポーラモードなどの複数のモードに基づいて制御される電力インバータを含むことが可能である。電力インバータは、複数のデューティサイクルに基づいて電力を出力するように制御することが可能である。電力インバータによって電力を出力するためのモードおよびデューティサイクルは、車両の貯蔵デバイスのうちの1つまたは複数の電力レベルに基づいて制御することが可能である。例えば、貯蔵デバイスが充電式バッテリとして実装される例では、電力インバータによって電力を出力するためのモードおよびデューティサイクルは、車両の充電式バッテリの充電状態(SOC)に基づいて制御することが可能である。
【0009】
電力インバータは、フルブリッジコントローラによって制御することが可能である。フルブリッジコントローラは、バイポーラモードまたはユニポーラモードで電力を出力するように電力インバータを制御するHブリッジコントローラであることが可能である。Hブリッジコントローラは、複数のデューティサイクルのうちの1つで電力を出力するように電力インバータを制御することが可能である。Hブリッジコントローラは、複数のトランジスタを含むことが可能である。複数のトランジスタは、変圧器を制御して、バイポーラモードまたはユニポーラモードで、および複数のデューティサイクルのうちの1つで電力を出力するために、異なる方法で切り替えることが可能である。
【0010】
本明細書において説明される技術は、さらに多くの方法で電力変換器の機能を改善することが可能である。電力変換器は、車両の艦隊が高電力充電器として動作するためにスケーラブルである充電器を含むことが可能である。例えば、電力充電器内の車両充電器のうちの1つまたは複数が高電力充電器として電力を伝達するように構成される例では、高電力充電器のうちの1つまたは複数のいずれかは、100キロワット(kW)のレートで対応する車両に電力を伝達することが可能である。
【0011】
100kWの充電レートは、本開示で論じられるように、電力変換器に関連付けられた車両充電器の任意の数(例えば、いくつかまたはすべて)によって利用され得るが、それ自体は限定されない。任意の充電レート(例えば、50kW、100kW、200kW、400kWなど)は、1つまたは複数の車両充電器によって利用され得る。
【0012】
いくつかの例では、電力変換器のための充電器のすべてを高電力充電器として提供することが可能である。充電器は、車両貯蔵デバイスを迅速かつ効率的に充電するために利用することが可能である。いくつかの例では、車両貯蔵デバイスのすべてを一晩完全に充電して、車両を翌日に操作可能にすることができる。日中の以前の使用から完全に放電されている貯蔵デバイスの一部またはすべてにもかかわらず、車両バッテリを完全に充電することが可能である。例えば、1つまたは複数の車両貯蔵デバイスが一晩完全に充電される例では、0%(10%の許容レベル内)~100%(10%の許容レベル内)の電力レベル(例えば、SOC)から、1つまたは複数の車両貯蔵デバイスのいずれかのサイズは、40キロワット時(kWh)または120kWhとすることが可能である。
【0013】
車両貯蔵デバイスのうちの1つまたは複数のいずれかのサイズは、本開示で論じられる説明されるように、40kWhまたは120kWhであり得るが、それ自体は限定されない。任意のサイズ(例えば、40kWh、60kWh、80kWh、100kWh、120kWhなど)の車両貯蔵デバイスのうちの1つまたは複数のいずれかが、対応する車両において利用され得る。充電前の電力レベルについての10%の許容レベル、および充電後の電力レベルについての10%の許容レベルは、本開示で論じられるように、車両貯蔵デバイスを充電するために利用され得るが、それ自体は限定されない。任意の許容レベル(例えば、1%、5%、15%など)は、充電前の電力レベルおよび充電後の電力レベルのうちの1つまたは複数に対して利用され得る。
【0014】
さらに、本開示による電力変換器は、従来の技術による電力変換器よりも、より簡単かつ低コストで車両貯蔵デバイスに電力を提供することが可能である。開示された電力変換器は、そうでなければ必要とされるであろういくつかの段階を省略することが可能である。いくつかの例では、中電圧変圧器および高周波整流器を利用して、力率補正(PFC)のための低電圧段なしに、電力変換器によって電力を供給することが可能である。電力変換器は、中電圧変圧器と高周波整流器との間に、低電圧変圧器、整流器およびPFC回路、高周波インバータ、および高周波変圧器などの構成要素を含む段を必要としない。PFCを達成するために、中電圧変圧器の巻線の各セット内の一対の巻線によって出力される電流は、電気的に22.5度離れていてもよい(例えば、巻線の各セット内の一対の巻線によって出力される電流間の位相シフトは22.5度であってもよい)。電力変換器は、中電圧変圧器と負荷との間にPFC回路段を必要としない。
【0015】
さらに、本開示による電力変換器は、従来の技術による電力変換器よりも安全に、効率的に、そして確実に電力を供給することが可能である。いくつかの例では、電力変換器は、5%以下の総高調波歪み(例えば、変圧器および整流器を含む充電回路の入力に関連付けられた高調波歪みのレベル)を維持しながら、電力を提供し、PFCを達成することが可能である。電力は、少なくとも93%の効率で動作する電力変換器によって供給することが可能である。いくつかの例では、電力変換器は、95%以上の効率レベル(例えば、95%、96%、96.5%など)で動作することが可能である。電力変換器の効率は、一般に91%以下の効率で動作する従来の技術による電力変換器よりも有意に高いことが可能である。電力変換器のより高いレベルの効率は、低電圧段の省略を可能にする中電圧変圧器のPFC能力により達成することが可能である。高レベルの効率を達成するために、電気的に22.5度離れた巻線のセットの各々に巻線を有する電力変換器を提供することによって、電力変換器は、車両貯蔵デバイスのための充電器のいずれかまたはすべてに高レベルの電力を伝達することが可能である。いくつかの例では、電力変換器の充電器の各々は、対応する車両貯蔵デバイスに100キロワット(kW)の電力を提供することが可能である。電力変換器は、複数の送電コイルの個々の送電コイルによって、および対応する車両の対応する受電コイルに、100kWの電力を無線で送るために利用される送電コイルを備えた少なくとも30の充電器を含むことが可能である。
【0016】
本明細書で説明される技術は、多くの手法で実装されることが可能である。例示的な実装は、下記の図面を参照して以下で提供される。自律車両などの車両に適用可能であるが、本明細書に記載される方法、装置、およびシステムは、様々なシステムに適用することができ、自律車両に限定されない。別の例では、技術は、航空または航海の文脈で、または無線で電力を伝達するように構成されるシステムで利用することが可能である。
【0017】
図1は、電力変換器が電力網から受け取った電力を、1つまたは複数の貯蔵デバイスを充電するための電力に変換する環境100の一例である。環境100は、1つまたは複数の車両充電器を介して、1つまたは複数の車両電力システムに電力を提供するための電力充電器104を含むことが可能である。いくつかの例では、電力充電器104は、車両充電器の車両充電器108を介して、車両システムの車両システム110に電力を提供するための電力変換器構成要素グループ106(本明細書では「充電回路」とも称される)を含むことが可能である。電力充電器104は、電力網から電力を受け取るための交流(AC)スイッチギア(本明細書では「中電圧スイッチギア」とも称される)(本明細書では「AC保護回路」とも称される)112を含むことが可能である。電力変換器構成要素グループ106は、ACスイッチギア112を介して、電力網からおよび電力充電器104によって受け取られた電力を変換することが可能である。
【0018】
ACスイッチギア112は、電力網によって提供される電力として、電圧レベル(例えば、「中電圧レベル」)(例えば、12.47キロボルト(kV))でAC信号(本明細書では「電気信号」または「電力」とも称される)を受信することが可能である。いくつかの例では、ACスイッチギア112は、電力が電力変換器構成要素グループ106に伝達される1つまたは複数の構成要素(本明細書では「装置」とも称される)を含むことが可能である。ACスイッチギア112の構成要素のいずれも、ヒューズ、回路ブレーカ、スイッチなどの保護構成要素であり得る。ACスイッチギア112は、電力充電器104の任意の構成要素(例えば、電力変換器構成要素グループ106の1つまたは複数の構成要素)を保護、制御、および/または分離するために利用することが可能である。いくつかの例では、ACスイッチギア112は、電力網と一次巻線122との間に接続された複数のワイヤの個々のワイヤのために、電力網に接続されたワイヤ(本明細書では「導体」とも称される)と一次巻線122との間に電気的に接続された1つまたは複数の保護構成要素(例えば、ヒューズ、1つまたは複数の回路ブレーカ、および/または1つまたは複数のスイッチなどのうちの1つまたは複数)を含むことができる。
【0019】
電力網からの入力電力、または電力変換器の構成要素(例えば、「中電圧コンポーネント」)のうちの1つまたは複数のいずれかに関連付けられた電圧レベル(例えば、「中電圧」)は、本開示で説明されるように、12.47kVであり得るが、それ自体は限定されない。任意の電圧レベル(例えば、1kV、4.16kV、12.47kV、13.2kV、35kVなど)は、電圧(例えば、「中電圧」)に利用され得る。
【0020】
電力変換器構成要素グループ106は、変圧器114、1つまたは複数の整流器構成要素、1つまたは複数のACスイッチギア構成要素、および1つまたは複数のDCスイッチギア構成要素を含むことが可能である。例として、電力変換器構成要素グループ106は、整流器構成要素116、ACスイッチギア構成要素(本明細書では「ACスイッチギア」または「AC保護回路」とも称される)118、およびDCスイッチギア構成要素(本明細書では「DCスイッチギア」または「DC保護回路」とも称される)120を含むことが可能である。変圧器114は、一次巻線122、および二次巻線の1つまたは複数のセットを含むことが可能である。例として、変圧器114は、二次巻線のセット(本明細書では「二次巻線セット」とも称される)124を含むことが可能である。
【0021】
電力は、電力網によって、ACスイッチギア112を介して伝達され、一次巻線122によって受け取られることが可能である。電力網は、1つまたは複数のワイヤを介してACスイッチギア112に電力を送ることができる。ACスイッチギア112は、1つまたは複数のワイヤを介して、電力網から受け取る電力を変圧器114に伝達することが可能である。変圧器114は、一次巻線122によって伝達される電力を、複数の二次巻線のセットの個々のもの(例えば、二次巻線のセット124)に変換するために利用することが可能である。変圧器の特性は、一次巻線122と二次巻線のセットとの間の電気的分離を含むことが可能である。電気分離は、一次巻線122と二次巻線のセットの個々の巻線(例えば、二次巻線124のセット)との間のコアとして実装することが可能である。
【0022】
いくつかの例では、一次巻線122は、デルタ巻線であることが可能である。しかしながら、本開示は、そのように限定されない。一次巻線122は、任意のタイプの巻線(例えば、デルタ巻線またはY巻線)であることが可能である。
【0023】
二次巻線のセットの個々の巻線(例えば、二次巻線124のセット)内の巻線によって出力される電流間の位相差は、22.5度以下であることが可能である。いくつかの例では、二次巻線セットの各々における一対の巻線によって出力される電流間の位相差は、22.5度以下であることが可能である。例として、一対の巻線(例えば、第2の電圧でAC電力を出力する二次巻線124のセット)内の第1の巻線によって出力される第1の電流と、二次巻線124のセット内の第2の巻線によって出力される第2の電流との間の位相シフトは、27.5度以下であることが可能である。これらの例では、位相シフトは27.5度以下であることが可能である。しかしながら、本開示は、そのように限定されず、二次巻線のセットの任意のセット内の任意の対応する巻線の対によって出力される電流は、任意の位相差(例えば、1、5、10、15、22.5、25、27、27.4、27.5、27.6、28、29、30など)を有することが可能である。
【0024】
いくつかの例では、二次巻線のセットの対応するセット(例えば、二次巻線124のセット)内の個々のもの(例えば、二次巻線)は、デルタ巻線であることが可能である。しかしながら、本開示は、そのように限定されない。二次巻線のセットの任意のセット(例えば、二次巻線124のセット)内の任意の個々の巻線(例えば、二次巻線)は、任意のタイプの巻線であることが可能である(例えば、二次巻線の任意のセットは、デルタ-デルタ巻線対、デルタ-Y巻線対、Y-デルタ巻線対、またはY-Y巻線対を含むことが可能である)。
【0025】
変圧器114は、第1の電力タイプ(例えば、第1の電圧レベル(例えば、12.47キロボルト(kV))におけるAC電力)の電力(例えば、「中電圧電力」)を、第2の電力タイプ(例えば、第2の電圧レベル(例えば、360ボルト(V)±10%V)におけるAC電力)の電力(例えば、「低電圧電力」)に変換することが可能である。二次巻線のセットの個々のもの(例えば、二次巻線124のセット)は、第2の電力タイプの電力を出力することが可能である。いくつかの例では、二次巻線のセットの各々は、第2の電力タイプの電力を出力することが可能である。
【0026】
電力変換器の1つまたは複数の構成要素(例えば、「低電圧構成要素」)のいずれかに関連付けられた電圧(例えば、「低電圧」)のレベルは、本開示で論じられるように、360ボルト(V)±10%Vの許容レベルであり得るが、それ自体は限定されない。任意の電圧レベル(例えば、180V±10%Vの許容レベル、720±10%Vの許容レベルなど)は、構成要素のいずれかに対して利用され得る。電圧レベル(例えば、「低電圧」のレベル)に対する10%の許容レベルは、本開示で説明されるように利用され得るが、それ自体は限定されない。任意の許容レベル(例えば、1%、5%、15%など)は、電圧レベルの任意のレベル(例えば、「低電圧レベル」)に対して利用され得る。
【0027】
いくつかの例では、複数の二次巻線のセットの中のいくつかの二次巻線のセットは、30であり得る。しかしながら、本開示は、そのように限定されず、複数の二次巻線のセットは、二次巻線のセットの任意の数(例えば、10、20、30、40など)を含むことが可能である。
【0028】
変圧器114は、二次巻線のセットから整流器構成要素に電力(例えば、「低電圧電力」)を提供することが可能である。いくつかの例では、変圧器114は、5つの車両充電器の6つのグループによって利用されるレベル(例えば、320万ボルトアンペア(MVa))の電力で電力を提供することが可能である。二次巻線のセットの個々のもの(例えば、二次巻線124のセット)によって提供される電力は、対応するACスイッチギア構成要素(例えば、ACスイッチギア118)を介して、対応する整流器構成要素(例えば、整流器構成要素(本明細書では「整流器」とも称される)116)に伝達されることが可能である。例として、整流器116は、第2の電力タイプの電力(例えば、第2の電圧レベル(例えば、360ボルト(V)±10%V)でのAC電力)を第3の電力タイプの電力(例えば、第3の電圧レベル(例えば、240V~410V)での100kWのDC電力)に変換することが可能である。整流器116は、変圧器114内の個々の二次巻線セット(例えば、二次巻線124のセット)から、整流器116によって変換され、車両充電器の対応する車両充電器(例えば、車両充電器108)に提供される電力を受け取ることが可能である。いくつかの例では、整流器の個々の整流器(例えば、整流器116)は、対応するダイオードブリッジ整流器であることが可能である。しかしながら、本開示はそのように限定されず、整流器のうちの1つまたは複数のいずれかは、AC電力を、半波整流器、全波整流器、制御されていない整流器、制御された整流器などのDC電力に変換するための任意のタイプの整流器(例えば、6パルスダイオードブリッジ整流器、12パルスダイオードブリッジ整流器、18パルスダイオードブリッジ整流器など)であることが可能である。
【0029】
整流器の個々の整流器(例えば、整流器116)は、変圧器114内の二次巻線(例えば、二次巻線124のセット)の対応するセットから電力を受け取ることが可能である。変圧器114から受け取られた電力は、整流器の個々の整流器(例えば、整流器116)によって変換されることが可能である。いくつかの例では、整流器116は、(例えば、整流器116と変圧器114との間に直列の任意の構成要素なしで)変圧器114に直接結合することが可能である。
【0030】
いくつかの例では、ACスイッチギア構成要素の個々のもの(例えば、ACスイッチギア118)は、ACスイッチギア112と同様の方法で実装することが可能である。それらの例では、個々のACスイッチ装置構成要素は、変圧器114(例えば、変圧器114とACスイッチギア118との間に接続されたワイヤ)および整流器(例えば、ACスイッチギア118と整流器116との間に接続された対応するワイヤ)に接続された1つまたは複数のワイヤの個々のワイヤのために、対応する二次巻線のセットの対応する二次巻線(例えば、二次巻線124の対応する巻線)に接続されたワイヤと、対応する整流器内の対応する整流器(例えば、整流器116)に接続されたワイヤとの間に電気的に接続された1つまたは複数の保護構成要素(例えば、ヒューズ、1つまたは複数の回路ブレーカ、および/または1つまたは複数のスイッチなどのうちの1つまたは複数)を含むことができる。
【0031】
電力変換器構成要素グループ106は、1つまたは複数の熱システム、1つまたは複数の熱システム電源、および1つまたは複数のハウスキーピング電源を含むことが可能である。例として、電力変換器構成要素グループ106は、熱システム126、第1の電源128、および第2の電源130を含むことが可能である。いくつかの例では、第1の電源128は、熱システム電源として利用することが可能である。いくつかの例では、第2の電源130は、ハウスキーピング電源として利用することが可能である。
【0032】
いくつかの例では、熱システム126は、電力変換器構成要素グループ106を含むキャビネットの温度を閾値温度以下で維持するためのファンおよび/または他の冷却装置を含むことが可能である。これらの例または他の例では、熱システム126は、電力変換器構成要素グループ106を含むキャビネットの温度を閾値温度以上で維持するための加温装置(例えば、1つまたは複数のヒーター、1つまたは複数の断熱材)を含むことが可能である(例えば、加温装置を利用して、電力変換器構成要素グループ106の任意の構成要素が凍結するのを防ぐことができる)。熱システム126は、電力変換器構成要素グループ106の1つまたは複数の構成要素のうちのいずれかの温度を維持することが可能である。
【0033】
いくつかの例では、第1の電源128は、二次巻線(例えば、Y巻線)であることが可能である。これらの例では、一次巻線122から第2の巻線124のセットに伝達される電力について上述したのと同様の方法で、一次巻線122から第1の電源128および/または第2の電源130に電力を伝達することが可能である。第1の電力タイプの電力は、一次コイルによって送られ、変圧器114(例えば、一次巻線122および第1の電源128)によってタイプの電力(例えば、480VのAC電力)に変換されることが可能である。第1の電力タイプの電力は、一次コイルによって送られ、変圧器114(例えば、一次巻線122および第2の電源130)によってタイプの電力(例えば、120VのAC電力)に変換されることが可能である。
【0034】
第1の電源(例えば、第1の電源128)は、本開示で上述したようにY巻線であり得るが、それ自体は限定されない。任意のタイプの巻線(例えば、デルタ巻線、単一の巻線など)は、第1の電源に利用され得る。
【0035】
いくつかの例では、第2の電源130は、単一の巻線を含むことが可能である。第2の電源130は、電力変換器構成要素グループ106の1つまたは複数の構成要素(例えば、電源コンセント)、または1つまたは複数の他の外部構成要素(例えば、電源コンセント)に電力を提供するために利用されることが可能である。いくつかの例では、第2の電源130は、1つまたは複数のバッテリ、1つまたは複数のコンデンサ、および/または1つまたは複数の他のエネルギー貯蔵構成要素(例えば、主電源(例えば、電力網からの電源)がオフのときに電力を維持するための1つまたは複数の貯蔵構成要素)を含むことが可能である。
【0036】
第2の電源(例えば、第2の電源130)は、本開示で上述したように単一の巻線であり得るが、それ自体は限定されない。任意のタイプの巻線(例えば、デルタ巻線、Y巻線など)は、第1の電源に利用され得る。
【0037】
個々の整流器(例えば、整流器116)は、対応するDCスイッチギア構成要素(例えば、DCスイッチギア120)を介して、電力(例えば、DC電力)を変換し、対応する車両充電器(例えば、車両充電器108)に提供することが可能である。いくつかの例では、整流器の各々は、対応するDCスイッチギア構成要素を介して、変圧器114から受け取った電力を変換し、対応する車両充電器に提供することが可能である。
【0038】
車両充電器の個々のもの(例えば、車両充電器108)は、1つまたは複数のインバータの対応するインバータ、および1つまたは複数の送電コイルの対応する送電コイルを含むことが可能である。例として、車両充電器108は、インバータ(本明細書では「電力インバータ」とも称される)132、および送電コイル134を含むことが可能である。対応するDCスイッチギア構成要素(例えば、スイッチギア構成要素120)を介して、電力変換器構成要素グループ106の整流器構成要素の個々のもの(例えば、整流器構成要素116)によって伝達される電力は、対応するインバータ(例えば、インバータ132)によって受け取られることが可能である。インバータの個々のインバータ(例えば、インバータ132)は、正のDCワイヤ(例えば、DC+導体)、負のDCワイヤ(例えば、DC導体)、保護アース(PE)ワイヤ(例えば、接地導体)、および別のDCワイヤ(例えば、「12V」導体)を介して、対応するDCスイッチギアから電力を受け取ることが可能である。インバータの個々のもの(例えば、インバータ132)は、対応するDCスイッチギア構成要素(例えば、DCスイッチギア構成要素120)から受け取った第3の電力タイプ(例えば、第3の電圧レベル(例えば、240V~410V DC)での100kWDC電力)の電力を変換することが可能である。個々のインバータ(例えば、インバータ132)は、第3の電力タイプの電力を第4の電力タイプの電力(例えば、第3の電圧レベル(例えば、240V~410V)での100kW AC電力)に変換することが可能である。いくつかの例では、インバータの各々は、第3の電力タイプの電力を第4の電力タイプの電力に変換することが可能である。
【0039】
1つまたは複数のワイヤ(例えば、制御ワイヤ)は、電力変換器構成要素グループ106と車両充電器108との間に結合されることが可能である。いくつかの例では、制御ワイヤは、DCスイッチギア構成要素の個々のもの(例えば、DCスイッチギア120)と対応するインバータ(例えば、インバータ132)との間に結合されることが可能である。例として、制御ワイヤを利用して、DCスイッチギア120とインバータ132との間で1つまたは複数の制御信号136を通信することが可能である。インバータ132によって受信された制御信号136の1つまたは複数の制御信号のいずれかは、送電コイル134への電力出力を制御するために、インバータ132によって利用されることが可能である。
【0040】
インバータ132は、1つまたは複数の制御信号(例えば、インバータ132によって出力される制御信号136の1つまたは複数の制御信号のいずれか)をDCスイッチギア120に送ることができ、これは、DCスイッチギア120によって利用されて、インバータ132に送られる電力を制御することができる。いくつかの例では、制御信号136は、インバータ132に関連付けられた1つまたは複数の障害の発生に利用されるハウスキーピングに関連付けることが可能である。制御信号136は、障害の発生において、インバータ132によって電力変換器構成要素グループ106(例えば、電力変換器構成要素グループ106を含むキャビネット)に送られる1つまたは複数の制御信号を含むことが可能である。電力変換器構成要素グループ106は、障害が発生するインバータ132内の1つまたは複数の回路に関連付けられた対応する回路ブレーカ(例えば、電力変換器構成要素グループ106内の対応する回路ブレーカ)をオフにするように制御することが可能である。
【0041】
いくつかの例では、インバータ132によってDCスイッチギア120に送られる制御信号136は、車両充電器108に含むことができる1つまたは複数の障害(例えば、1つまたは複数のソフトショート)に関連付けられる1つまたは複数の制御信号を含むことが可能である。インバータ132は、ソフトショートを感知するために、インバータ132による電力伝達に関連付けられた回路の1つまたは複数の電気的特性を測定することが可能である。電気的特性は、対応する温度センサによる温度の1つまたは複数の測定値、1つまたは複数の電流センサによる電流の1つまたは複数の測定値、および/または1つまたは複数の対応する電圧センサによる電圧の1つまたは複数の測定値を含むことが可能である。電気特性は、電力充電器104によって分析されて、電気特性のうちの1つまたは複数のいずれかに関連付けられたパターンを決定することが可能である。パターンは、ソフトフォルトを決定するために利用することが可能である。
【0042】
インバータ132は、1つまたは複数の入力制御信号のいずれか(例えば、DCスイッチギア120によって送られる制御信号136のいずれか、および/または車両システム110から入力される制御信号のいずれか)に基づいて、電力出力を制御することが可能である。いくつかの例では、DCスイッチギア120によって出力される電力に関連付けられたパラメータは、DCスイッチギア120の1つまたは複数のセンサ(例えば、1つまたは複数の電流センサおよび/または1つまたは複数の電圧センサ)を利用して測定された電気特性に基づいて決定されることが可能である。制御信号136は、DCスイッチギア120によって送られ、パラメータを含む1つまたは複数の制御信号を含むことが可能である。
【0043】
いくつかの例では、DCスイッチギア構成要素の個々のもの(例えば、DCスイッチギア120)は、ACスイッチギア112と同様の方法で実装されることが可能である。それらの例では、個々のDCスイッチギア構成要素は、対応する整流器(例えば、整流器116とDCスイッチギア120との間に接続されたワイヤ)および車両充電器(例えば、DCスイッチギア120とインバータ132との間に接続された対応するワイヤ)に接続された1つまたは複数のワイヤの個々のために、対応する整流器構成要素(例えば、整流器116)に接続されたワイヤと、対応する車両充電器(例えば、車両充電器108)に接続されたワイヤとの間に電気的に接続された1つまたは複数の保護構成要素(例えば、ヒューズ、1つまたは複数の回路ブレーカ、および/または1つまたは複数のスイッチなどのうちの1つまたは複数)を含むことが可能である。
【0044】
いくつかの例では、ACスイッチギア構成要素の数および/またはDCスイッチギア構成要素の数は、二次巻線のセットの数と同じであることが可能である。しかしながら、本開示はそのように限定されず、ACスイッチギア構成要素は、任意の数(例えば、10、20、30、40など)のACスイッチギア構成要素を含むことが可能である。DCスイッチギア構成要素は、任意の数(例えば、10、20、30、40など)のDCスイッチギア構成要素を含むことが可能である。いくつかの例では、任意の数のACスイッチギア構成要素は、一緒に統合することができ、および/または対応する統合されたACスイッチギア構成要素として組み合わせることが可能である。本開示を通して論じられる任意の技術は、ACスイッチギア構成要素118と同様の方法で、統合されたACスイッチング構成要素を利用して実行することが可能である。DCスイッチギア構成要素内の任意の数のDCスイッチギア構成要素は、一緒に統合することができ、および/または対応する統合されたDCスイッチギア構成要素として組み合わせることが可能である。本開示を通して論じられる任意の技術は、DCスイッチギア構成要素120と同様の方法で、統合されたDCスイッチング構成要素を利用して実行することが可能である。
【0045】
いくつかの例では、アクティブ電力フィルタ138を変圧器114に並列に結合することが可能である。アクティブ電力フィルタ138は、受電コイル140に無線で伝達される電力に基づいて制御することが可能である。アクティブ電力フィルタ138を制御することによって、送電コイル134によって出力される電力を制御することが可能である。アクティブ電力フィルタ138は、変圧器114によって出力される電力を制御することによって、送電コイル134によって出力される電力を制御することが可能である。
【0046】
いくつかの例では、アクティブ電力フィルタ138は、いくつかの車両充電器(例えば、車両充電器108を含むいくつかの車両充電器)に基づいて、第1の制御レベルで電力を制御するように制御されることが可能である。アクティブ電力フィルタ138は、第1の数の車両充電器(例えば、車両充電器108を含む第1の数の車両充電器)に基づいて、第1の制御レベルで変圧器114によって出力される電力を制御するように制御されることが可能である。アクティブ電力フィルタ138は、第2の数の車両充電器(例えば、車両充電器108を含む第2の数の車両充電器)に基づいて、第2の制御レベルで変圧器114によって出力される電力を制御するように制御されることが可能である。第1の制御レベルは、第2の数の車両充電器が第1の数の車両充電器以上であることに基づいて、第2の制御レベル以上であり得る。アクティブ電力フィルタ138を介して、第1の制御レベルで変圧器114によって出力される電力を制御することによって、二次巻線の対応するセット内の対応する二次巻線によって出力される対応する電流間の個々の位相シフトを制御することが可能である(例えば、位相シフトを22.5度、27.5度などに制御することが可能である)。
【0047】
例として、アクティブ電力フィルタ138は、二次巻線124のセット内の対応する二次巻線によって出力される電流間の位相シフトを制御するように制御されることが可能である(例えば、位相シフトは、任意の数の車両充電器に出力される電力にかかわらず、アクティブ電力フィルタ138によって任意のレベルになるように制御されることが可能である)。二次巻線対の電流の位相シフトは、車両充電器の数がリアルタイムで変化するにつれて一貫性があるように制御されることが可能である。アクティブ電力フィルタ138は、任意の数の二次巻線対における対応する二次巻線によって出力される対応する電流について、以前に電力を受け取らない1つまたは複数の巻線対が電力を受け取り始める時(例えば、第1の時)、または以前に電力を受け取る1つまたは複数の二次巻線対が電力を受け取るのをやめる時(例えば、第2の時)に、電力レベルを(例えば、実質的に一定になるように)調整するように制御されることが可能である(例えば、動的に制御され得る)。
【0048】
インバータの個々のもの(例えば、インバータ132)は、電力(例えば、第4の電力タイプの電力)を対応する送電コイル(例えば、送電コイル134)に伝達することが可能である。送電コイルの個々のもの(例えば、送電コイル134)は、対応するインバータ(例えば、インバータ132)から受け取った電力を対応する車両システム(例えば、車両システム110)に無線で送ることが可能である。
【0049】
車両システムの個々のもの(例えば、車両システム110)は、1つまたは複数の対応する受電コイル、1つまたは複数の対応する整流器(例えば、「高周波(HF)整流器」)、1つまたは複数の対応する貯蔵デバイス(例えば、「HFバッテリパック」)、および1つまたは複数の対応する推進システムを含むことが可能である。いくつかの例では、周波数(例えば、高周波)のレベル(例えば、第1のレベル)は、20ヘルツ(Hz)~200kHzであってもよく、これは、1つまたは複数の他の構成要素(例えば、変圧器114)に関連付けられた別のレベル(例えば、第2のレベル)の周波数よりも高くてもよい。例として、車両システム110は、受電コイル140、整流器(例えば、「HF整流器」)142、1つまたは複数の貯蔵デバイス(例えば、バッテリパック)(例えば、「HFバッテリパック」)144、および推進システム146を含むことが可能である。
【0050】
電力充電器104内の周波数の第1のレベル(例えば、「高周波レベル」)は、本開示で上述したように、20Hz~200kHzであり得るが、それ自体は限定されない。任意のレベルの周波数(例えば、20Hz、100Hz、1kHz、10kHz、100kHz、200kHzなど)が、第1のレベルの周波数として利用され得る。
【0051】
受電コイルの個々のもの(例えば、受電コイル140)は、対応する送電コイル(例えば、送電コイル134)によって送られる無線電力を受け取ることが可能である。いくつかの例では、受電コイルの各々によって受け取られた電力は、第4の電力タイプの電力(例えば、第3の電圧レベル(例えば、240V~410V)での100kWのAC電力)を受け取ることが可能である。例のそれらでは、変圧器114の二次巻線(例えば、30セットの二次巻線)のセットのすべては、それぞれ、受電コイル(例えば、30個の受電コイル)のすべてに第4の電力タイプ(例えば、第3の電圧レベル(例えば、240V~410V)での100kWのAC電力)の電力を提供することが可能である。変圧器114は、少なくとも95%の効率で、および5%のレベルでの総高調波歪みで、それぞれ、第4の電力タイプの電力を受電コイルのすべてに提供するように動作することが可能である。いくつかの受電コイルの数は、二次巻線のセットの数と同じであることが可能である。しかしながら、本開示は、そのように限定されず、受電コイルは、任意の数(例えば、10、20、30、40など)の受電コイルを含むことが可能である。
【0052】
受電コイルの個々のもの(例えば、受電コイル140)は、受け取った電力(例えば、対応するインバータから受け取った第4の電力タイプの電力)を対応する整流器(例えば、整流器142)に伝達することが可能である。いくつかの例では、電力は、1つまたは複数の対応するワイヤおよび1つまたは複数の対応するコンデンサを介して、受電コイルの個々のものから対応する整流器に伝達されることが可能である。例として、電力は、1つまたは複数のワイヤおよび1つまたは複数のコンデンサを介して、受電コイル140から整流器142に伝達されることが可能である。
【0053】
整流器の個々のもの(例えば、整流器142)は、受け取った電力(例えば、対応する受電コイルから受け取った第4の電力タイプの電力)を第5の電力タイプの電力(例えば、第5の電圧レベル(例えば、240V~410V DC)での100kWのDC電力)に変換することが可能である。いくつかの例では、第5の電力タイプの電力は、第3の電力タイプの電力(例えば、第3の電圧レベルでの100kWのDC電力(例えば、240V~410V DC))と実質的に同様であり得る。これらの例では、第5の電力タイプの電力レベルと第3の電力タイプの電力レベルとの間の差は、閾値差よりも小さいことが可能である。整流器の個々のもの(例えば、整流器142)は、変換された電力(例えば、第5の電力タイプの電力)を対応する貯蔵デバイス(例えば、貯蔵デバイス144の1つまたは複数の貯蔵デバイス)および/または対応する推進システム(例えば、推進システム146)に伝達することが可能である。
【0054】
いくつかの例では、
図5を参照して以下で説明するように、車両システムの個々のもの(例えば、車両システム110)は、対応する車両に関連付けられ得る(例えば、含まれ得る)。いくつかの例では、推進システムの個々のもの(例えば、推進システム146)は、2つの電気推進ユニット、モータ/インバータなどを含むことが可能である。
【0055】
いくつかの例では、車両充電器の数は、二次巻線のセットの数と同じであることが可能である。しかしながら、本開示は、そのように限定されず、車両充電器は、任意の数(例えば、10、20、30、40など)の車両充電器を含むことが可能である。
【0056】
本開示で上述したように、電力変換器構成要素グループ106には1つの変圧器のみが含まれるが、それ自体は限定されない。任意の数の変圧器を電力変換器構成要素グループ106に含めることができ、変圧器114と同様の方法で実装することが可能である。
【0057】
本開示で上述したように、1つの熱システム、1つの熱システム電源、および1つのハウスキーピング電源のみが電力変換器構成要素グループ106に含まれるが、それ自体は限定されない。任意の数の熱システム、熱システム電源、およびハウスキーピング電源は、それぞれ、電力変換器構成要素グループ106に含まれ、熱システム126、第1の電源128、および第2の電源130と同様の方法で実装されることが可能である。
【0058】
「提供する(providing)」、「送る(transmitting)」、または「伝達する(transferring)」などの電力管理に関連する様々な用語が、本開示を通して利用されるが、それ自体は限定されない。したがって、そのような用語は、説明の明確さおよび単純さのために提供され、交換可能であると解釈され得る。「スイッチギア」、「変圧器」、「整流器」、「インバータ」などを含む構成要素など、電力充電器および/または車両システムの一部に関連付けられた様々な用語が、本開示を通じて利用されるが、それ自体は限定されない。したがって、そのような用語は、説明を明確さおよび単純さのために提供され、電力充電器および/または車両システム、ならびに電力充電器および/または車両システムの任意の部分は、対応する充電器、システム、および構成要素の任意の機能を実行するように構成された回路(例えば、電気回路)であると解釈され得る。
【0059】
図2は、例示的な電力充電器200の回路図である。電力充電器200は、
図1を参照して上述したように、電力充電器104を実装するために利用され得る。いくつかの例では、電力充電器200は、
図1を参照して上述したように、ACスイッチギア112、変圧器114、一次巻線122、および二次巻線124のセットなどの電力充電器104内の構成要素を含むことが可能である。これらの例では、電力充電器200は、配電装置およびスイッチギア204、ならびに1つまたは複数の充電電源キャビネット206(1)~206(5)(本明細書では充電電源キャビネット206と総称される)を含むことが可能である。5つの充電電源キャビネット206が示されているが、本開示はそのように限定されず、任意の数の充電電源キャビネットを含むことが可能である。
【0060】
いくつかの例では、配電装置およびスイッチギア(例えば、「低電圧(LV)配電装置およびスイッチギア」)204は、ACスイッチギア118およびDCスイッチギア120の組み合わせを含むように実装されることが可能である。配電装置およびスイッチギア204は、簡略化のために、スイッチとして表される1つまたは複数の保護構成要素208を含むことが可能である。しかしながら、本開示はそのように限定されず、構成要素208のうちの1つまたは複数は、ヒューズ、回路ブレーカ、スイッチなどであることが可能である。保護構成要素208のいずれも、ACスイッチギア118および/またはDCスイッチギア120の保護構成要素のいずれかを実装するために利用することが可能である。
【0061】
変圧器114は、1つまたは複数のグループ210(1)~210(4)(本明細書では、二次巻線セット210のグループと総称される)を含むことが可能である。グループの個々のものは、二次巻線のセットのうちの1つまたは複数を含むことが可能である。いくつかの例では、二次巻線セット210のグループの個々のもの(例えば、二次巻線セット210(1)のグループ)における二次巻線のセットの数は、対応する充電キャビネット(例えば、充電電源キャビネット206(1))の1つまたは複数の電力出力の数と同じものに関連付けることが可能である。例として、二次巻線セット210(1)のグループは、6セットの二次巻線を含むことができ、充電電源キャビネット206(1)は、6つの対応する電力出力DC1-DC6を含むことが可能である。充電電源キャビネット206の個々のもの(例えば、充電電源キャビネット206(1))は、6100kWの電力出力の組み合わせとして、600kWの電力を出力することが可能である。
【0062】
いくつかの例では、充電電源キャビネット206の個々のもの(例えば、充電電源キャビネット206(1))の電力出力の個々のもの(例えば、電源出力DC1~DC6)は、複数の車両充電器の対応する車両充電器(例えば、車両充電器108)に接続されることが可能である。例として、充電電源キャビネット206(1)の電力出力DC1は、車両充電器108に含まれることが可能である(例えば、電力出力DC1は、車両充電器108内のインバータ132に接続されることが可能である)。
【0063】
単一のワイヤおよび単一のスイッチは、二次巻線セットのグループ(例えば、二次巻線セット210(a)のグループ)と充電電源キャビネット(例えば、充電電源キャビネット206(1))との間に接続されるように示されているが、本開示は、そのように限定されない。任意の数のワイヤおよび任意の数のスイッチは、二次巻線セット210のグループの個々のグループと対応する充電電源キャビネット(例えば、充電電源キャビネット206(1))との間に接続されることが可能である。
【0064】
いくつかの例では、変圧器114は、二次巻線セット210のグループと並列に結合されたアクティブ電力フィルタ(例えば、
図1を参照して上述したように、アクティブ電力フィルタ138)を含むことが可能である。アクティブ電力フィルタ138は、保護構成要素208のうちの1つまたは複数を介して、変圧器114のY巻線(例えば、Y二次巻線)に結合されることが可能である。アクティブ電力フィルタ138は、一次巻線122によって送られ、Y巻線(例えば、アクティブ電力フィルタ138に結合されたY巻線)によって受け取られる電力を受け取ることが可能である。アクティブ電力フィルタ138は、本開示で上述したようにY巻線に結合することができるが、それ自体に限定されない。任意のタイプの巻線(例えば、デルタ巻線、単一の巻線など)は、アクティブ電力フィルタ138が電力を受け取る巻線のために利用され得る。
【0065】
図3は、電力充電器の例示的な一部300の回路図である。
図1を参照して上述したように、電力充電器の例示的な一部300は、電力充電器104の一部を実装するために利用され得る。いくつかの例では、電力充電器の例示的な一部300は、変圧器114、整流器116、一次巻線122、および二次巻線124のセットなど、
図1を参照して上述したように、電力充電器104内の構成要素(例えば、電力充電器104内の電力変換器構成要素グループ106)を含むことが可能である。これらの例では、電力充電器の例示的な一部300は、
図1を参照して上述したように、配電装置およびスイッチギア204などの電力充電器104内の構成要素を含むことが可能である。単一の一次巻線および単一の二次巻線のセットが示されているが、本開示は、そのように限定されず、任意の数の一次巻線および任意の数の二次巻線のセットを含み得、一次巻線の個々のものは、一次巻線122と同様の方法で実装され、二次巻線のセットの個々のものは、二次巻線のセット124と同様の方法で実装される。
【0066】
いくつかの例では、整流器116は、二次巻線124のセットの巻線(例えば、第1の巻線)306に接続された整流器回路(例えば、第1の整流器回路)304と、二次巻線124のセットの巻線(例えば、二次巻線)310に接続された整流器回路(例えば、第2の整流器回路)308とを含むことが可能である。これらの例では、出力302のセットは、整流器回路304および整流器回路308に並列に接続されることが可能である。ACスイッチギア118の保護構成要素のうちの1つまたは複数のいずれかは、整流器回路304と巻線306との間で(例えば、整流器回路304と巻線306との間の任意の対応するワイヤを介して、整流器回路304と巻線306と直列に接続される)、および/または整流器回路308と巻線310との間で(例えば、整流器回路308と巻線310との間の任意の対応するワイヤを介して、整流器回路308と巻線310と直列に接続される)接続されることが可能である。DCスイッチギア120の保護構成要素のうちの1つまたは複数のいずれかは、整流器回路304と出力302との間(例えば、整流器回路304と出力302との間の任意の対応するワイヤを介して、整流器回路304および出力302と直列に接続される)、および/または整流器回路308と出力302との間(例えば、整流器回路308と出力302との間の任意の対応するワイヤを介して、整流器回路308および出力302と直列に接続される)に接続されることが可能である。
【0067】
整流器304および整流器308は、対応するインダクタを介して、それぞれ巻線306および310から電力を受け取ることが可能である。整流器304および整流器308は、第2の電力タイプの電力(例えば、第2の電圧レベル(例えば、360ボルト(V)±10%V)でのAC電力)を変換することが可能である。整流器304および整流器308は、第3の電力タイプ(例えば、第3の電圧レベル(例えば、240V~410V)での100kWのDC電力)のDC信号(本明細書では「DC電力」とも称される)を出力302のセットに出力することが可能である。
【0068】
図4は、例示的な電力充電器コントローラ400の回路図である。電力充電器コントローラ400は、電力充電器104の任意の部分(例えば、個々の部分(例えば、電力変換器構成要素グループの電力変換器構成要素グループ106、車両充電器の個々の部分(例えば、車両充電器108)、電力変換器構成要素グループ106の任意の部分(例えば、変圧器114)、車両充電器108の任意の部分(例えば、インバータ132)など)のうちの1つまたは複数を制御するために、および/またはそれらと統合するために利用されることが可能である。例として、電力充電器コントローラ400は、
図1を参照して上述したように、電力変換器構成要素グループ106から車両充電器108の送電コイル134に電力を伝達するインバータ132を制御するために、および/またはインバータ132と統合するために利用されることが可能である。いくつかの例では、電力変換器構成要素グループ106から電力を受け取る車両充電器の任意の数の個々の充電器は、電力充電器コントローラ400によって制御されるか、または電力充電器コントローラ400と統合されるインバータ132と同様の方法で、電力充電器コントローラによって制御されるか、または電力充電器コントローラと統合されるインバータを含むことが可能である。
【0069】
例示的な電力充電器コントローラ(本明細書では「制御回路」とも称される)400は、1つまたは複数の電力パラメータ(例えば、(本明細書では「電力レベル」または「電力量」とも称される)電力レベルに関連付けられた1つまたは複数のパラメータ)(
図1を参照して上述したように、車両(例えば、車両システム110を含む車両)の貯蔵デバイス(例えば、貯蔵デバイス144)の充電レベル(本明細書では「充電レベル」または「充電量」とも称される)に関連付けられた1つまたは複数のパラメータ)に基づいて、インバータ132を制御するために利用され得る。いくつかの例では、パラメータに関連付けられた情報(例えば、車両システム110から受信した情報)に基づいて、インバータ132を制御するために利用されるパラメータは、任意のタイプのパラメータ(例えば、充電ターゲット電圧パラメータ、充電ターゲット電流パラメータ、充電ターゲット電力パラメータなど)を含むことが可能である。例示的な電力充電器コントローラ400は、制御入力(例えば、第1の制御入力)402、制御入力(例えば、第2の制御入力)404、制御入力(例えば、第3の制御入力)406、および制御入力(例えば、第4の制御入力)408を含むことが可能である。インバータ132は、複数のトランジスタを含むことができ、複数のトランジスタは、スイッチ(例えば、トランジスタ)(例えば、第1のトランジスタ)410、スイッチ(例えば、トランジスタ)(例えば、第2のトランジスタ)412、スイッチ(例えば、トランジスタ)(例えば、第3のトランジスタ)414、およびスイッチ(例えば、トランジスタ)(例えば、第4のトランジスタ)416を含む。
【0070】
例示的な電力充電器コントローラ400は、貯蔵デバイス144の電力レベルが電力閾値未満であることに基づいて、さらに、車両システム110の受電コイル140が送電コイル134との無線電力伝達に従事するように配置されていることに基づいて、車両システム110から要求(「メッセージ」とも称される)(例えば、第1の電流要求)を受信することが可能である。例示的な電力充電器コントローラ400は、第1の電流要求に基づいて、バイポーラモードに関連付けられた例示的な電力充電器コントローラ400内の複数のトランジスタを制御することが可能である。例として、例示的な電力充電器コントローラ400は、複数のトランジスタ内の対応するトランジスタの個々の第1の状態に基づいて、インバータ132を制御して、第1の方形波信号418および第1のデューティ信号を出力することが可能である。いくつかの例では、第1の方形波信号418は、-500Vと+500Vとの間で振動することが可能である。例示的な電力充電器コントローラ400は、車両システム110から第2の電流要求を受信することが可能である。第2の電流要求は、貯蔵デバイス144の1つまたは複数の対応する電力パラメータ(例えば、1つまたは複数の電力レベルなど)の個々のレベルが、電力閾値を満たすか、または超える貯蔵デバイス144(例えば、1つまたは複数の車両バッテリ、車両バッテリパックなど)に格納される電力レベルを示すと決定する車両システム110に基づいて、車両システム110から受信されることが可能である。
【0071】
例示的な電力充電器コントローラ400は、第2の電流要求に基づいて、ユニポーラモードに関連付けられた例示的な電力充電器コントローラ400内の複数のトランジスタを制御することが可能である。例として、例示的な電力充電器コントローラ400は、複数のトランジスタ内の対応するトランジスタの個々の第2の状態に基づいて、インバータ132を制御して、第2の方形波信号420および第2のデューティ信号を出力することが可能である。いくつかの例では、第2の方形波信号420は、0Vと+500Vとの間で振動することが可能である。
【0072】
第1のメッセージは、バイポーラモードでインバータ(例えば、インバータ132)を制御するために利用することができ、第2のメッセージは、本開示で上述したように、ユニポーラモードでインバータを制御するために利用することができるが、それ自体は限定されない。任意の数のメッセージを利用して、バイポーラモードでインバータを制御することができ、任意の数のメッセージを利用して、ユニポーラモードでインバータを制御することができ、任意の数のメッセージを利用して、バイポーラモードまたはユニポーラモードでインバータのデューティサイクルを制御することが可能である。インバータは、本開示で上述したように、バイポーラモードで制御することができ、続いてユニポーラモードで制御することができるが、それ自体は限定されない。インバータは、車両貯蔵デバイス(例えば、貯蔵デバイス144)を充電する任意の順序で、1つまたは複数のモード(例えば、1つまたは複数のバイポーラモードおよび/または1つまたは複数のユニポーラモード)の任意の組み合わせで制御することが可能である。インバータの個々のものは、対応する車両貯蔵デバイスを、貯蔵デバイスの1つまたは複数の残りのものから独立して、または一緒に、同じ方法で充電するように制御することが可能である。
【0073】
インバータ(例えば、インバータ132)は、本開示で上述したように、それぞれバイポーラモードおよびユニポーラモードで制御されるが、それ自体は限定されない。インバータの個々のインバータは、1つまたは複数の残りのインバータのいずれかから独立して、または一緒に、同じ方法で制御することが可能である。
【0074】
1つまたは複数の方形波信号(例えば、第1の方形波信号418および/または第2の方形波信号420)は、本開示で上述したように、インバータ(例えば、インバータ132)によって提供され得るが、それ自体は限定されない。いくつかの例では、バイポーラモードでインバータ132によって出力される第1の方形波信号418を利用して、第1のレベルの電力で電力充電器104(本明細書では「電力変換器」とも称される)から電力を出力することが可能である。これらの例では、ユニポーラモードのインバータ132によって出力される第2の方形波信号420を利用して、第2のレベルの電力で電力充電器104から電力を出力することが可能である。これらの例では、第1のレベルの電力は、第2のレベルの電力よりも高くてもよい。正弦波、三角波、正弦波の正方形近似などを含む、様々なタイプの1つまたは複数の波のうちのいずれかをインバータによって提供することが可能である。波の個々のものは、電力充電器コントローラ(例えば、電力充電器コントローラ400)によって、および車両システム(例えば、車両システム110)から受信されたメッセージに基づいて提供されることが可能である。
【0075】
構成要素(例えば、例示的な電力充電器コントローラ400)は、1つまたは複数の要求を受信することができるが、本開示の例示的な電力充電器コントローラ400として説明されている要求のいずれかを受信する構成要素は、説明を簡潔かつ明確にするためであり、そのように限定されない。本開示を通して説明される技術のいずれも、電力充電器(例えば、電力充電器104)および/または電力充電器104の任意の構成要素(例えば、例示的な電力充電器コントローラ400、車両充電器108、および/またはアダプタ(例えば、
図5Bを参照して以下で説明するように、アダプタ508)によって受信されると、説明および/または解釈される任意の要求に対して同様の方法で実装することが可能である。構成要素のいずれか(例えば、例示的な電力充電器コントローラ400、車両充電器108、および/またはアダプタ508)は、他の1つまたは複数のうちのいずれかとは別個に、またはそれらと組み合わせて実装することが可能である。
【0076】
1つまたは複数のメッセージ(例えば、第1のメッセージおよび/または第2のメッセージ)は、本開示で上述したように、電力変換モード(例えば、それぞれ、バイポーラモードおよび/またはユニポーラモード)でインバータ(例えば、インバータ132)を制御するために利用され得るが、それ自体は限定されない。電力充電器コントローラ(例えば、電力充電器コントローラ400)によって受信された1つまたは複数のメッセージのいずれかは、電力の要求、電流のレベル(例えば、1つまたは複数の特性(例えば、電力伝達モード特性(例えば、電力伝達モードの特性は、バイポーラモードまたはユニポーラモードである)、電流のレベルでの電力が貯蔵デバイス144で受け取られるように、インバータのデューティサイクル特性(例えば、デューティサイクルの特性)などを制御するために電力充電器コントローラ400によって利用される電流レベル)を示す要求、貯蔵デバイス144によって現在電力が受け取られている電流のレベルを示すメッセージ、貯蔵デバイス144の温度(例えば、現在の貯蔵デバイス144の温度)を示すメッセージ、インバータが電力を提供するデューティサイクルを示す要求、車両によって駆動されるマイル数を示すメッセージ、車両がサービスに戻らなければならない前に充電し続けることができる時間(本明細書では「動作」とも称される)、貯蔵デバイス144によって以前に受けた充電サイクルの数および/または放電サイクルの数を示すメッセージなど、を含むことが可能である。メッセージは、貯蔵デバイス144に関連付けられた情報(例えば、充電状態(SoC)、モデル番号、電圧レベル、条件(経過時間、使用履歴など))を要求するための1つまたは複数のメッセージを含むことが可能である。いくつかの例では、メッセージのいずれかは、上述したように、インバータ132を制御するために利用されるパラメータのうちの1つまたは複数のいずれかを含むことが可能である。
【0077】
いくつかの例では、例示的な電力充電器コントローラ400は、車両の貯蔵デバイス144の電力レベルに基づいてインバータ132を制御するために利用されることが可能である。例示的な電力充電器コントローラ400は、電力閾値(例えば、第1の電力閾値)未満である貯蔵デバイス144の電力レベルに関連付けられた要求(例えば、第1の要求)に基づいて、バイポーラモードのフルブリッジインバータ(例えば、フルHブリッジインバータ)としてインバータ132を制御するために利用されることが可能である。例示的な電力充電器コントローラ400は、電力閾値(例えば、第2の電力閾値)を満たすか、または超える貯蔵デバイス144の電力レベルに関連付けられた要求(例えば、第2の要求)に基づいて、ユニポーラモードのハーフブリッジインバータとしてインバータ132を制御するために利用されることが可能である。
【0078】
いくつかの例では、第1の電力閾値は、第2の電力閾値と同じである単一の電力閾値として実装することが可能である。これらの例では、バイポーラモードのインバータ132によって出力される電力に関連付けられたデューティサイクル(例えば、第1のデューティサイクル)は、別のデューティサイクル(例えば、第2のデューティサイクル)よりも高くてもよく、第1のデューティサイクルは、第2のデューティサイクルへの充電プロファイルに基づいて経時的に徐々に低減されてもよい。いくつかの例では、第1のデューティサイクルは、100%デューティサイクル(オン/オフ間の相対時間を表す)であることが可能である。しかしながら、本開示は、そのように限定されず、第1のデューティサイクルは、時間「オフ」に対して「オン」の時間の任意の量(例えば、70%、80%、90%など)に関連付けられたデューティサイクルであることが可能である。第1のデューティサイクルは、単一の電力閾値未満である貯蔵デバイス144の電力レベルに関連付けられた要求に基づいて、第2のデューティサイクルへの充電プロファイルに基づいて経時的に徐々に低減される。いくつかの例では、第4のデューティサイクルは、0%デューティサイクル(例えば、電力伝達なし)であり得る。しかしながら、本開示は、そのように限定されず、第1のデューティサイクルは、任意の量(例えば、10%、20%、30%など)に関連付けられたデューティサイクルであることが可能である。
【0079】
インバータ132は、第1のデューティサイクルが充電プロファイルに基づいて第4のデューティサイクルに徐々に低減されている間に、さらに、単一の電力閾値を満たすか、または超える貯蔵デバイス144の電力レベルに関連付けられた要求に基づいて、一度にバイポーラモードからユニポーラモードに切り替え得る。これらの例では、ユニポーラモードのインバータ132によって出力される電力に関連付けられた第3のデューティサイクルは、第4のデューティサイクルよりも高くてもよく、第3のデューティサイクルは、第4のデューティサイクルへの充電プロファイルに基づいて経時的に徐々に低減されてもよい。いくつかの例では、第3のデューティサイクルは、100%の電力伝達に関連付けられたデューティサイクルであることが可能である。しかしながら、本開示は、そのように限定されず、第3のデューティサイクルは、電力の任意の量(例えば、70%、80%、90%など)の伝達に関連付けられたデューティサイクルであることが可能である。第3のデューティサイクルは、単一の電力閾値を満たすか、または超える貯蔵デバイス144の電力レベルに関連付けられた要求(例えば、第3の要求)に基づいて、第4のデューティサイクルへの充電プロファイルに基づいて、経時的に徐々に低減される。いくつかの例では、第4のデューティサイクルは、電力の0%伝達のデューティサイクルであり得る。しかしながら、本開示は、そのように限定されず、第4のデューティサイクルは、電力の任意の量(例えば、10%、20%、30%など)の伝達に関連付けられたデューティサイクルであることが可能である。
【0080】
例示的な電力充電器コントローラ400は、複数のトランジスタを制御することによって、本明細書で論じられる技術のいずれかに従って、バイポーラモードでインバータ132を制御することが可能である。第1の方形波信号418を出力するようにインバータ132を制御する例示的な電力充電器コントローラ400は、AC出力電圧の正の部分(例えば、インバータ132から出力されるバイポーラAC電圧)について、および第1の時間において、トランジスタ410をオンにするための信号(例えば、高い論理値、例えば、+5Vの値(本明細書では「レベル」とも称される)を有する信号)を出力するように制御入力402を制御すること、トランジスタ412をオンにするための信号(例えば、高い論理値、例えば、+5Vの値を有する信号)を出力するように制御入力404を制御すること、トランジスタ414をオフにするための信号(例えば、第1の論理値(例えば、「低い論理値」)(例えば、-5Vの値)を有する信号)を出力するように制御入力406を制御すること、トランジスタ416をオフにするための信号(例えば、第1の論理値(例えば、「低い論理値」(例えば、-5Vの値))を有する信号)を出力するように制御入力408を制御することを含むことが可能である。インバータ132を制御して第1の方形波信号418を出力する例示的な電力充電器コントローラ400は、AC出力電圧の負の部分(例えば、インバータ132から出力されるバイポーラAC電圧)について、第2の時間において、トランジスタ414をオンにするための信号(例えば、第2の論理値(例えば、「高い論理値」)(例えば、+5Vの値)を有する信号)を出力するように制御入力406を制御すること、トランジスタ416をオンにするための信号(例えば、高い論理値、例えば、+5Vの値を有する信号)を出力するように制御入力408を制御すること、トランジスタ410をオフにするための信号(例えば、第1の論理値(例えば、「低い論理値」)(例えば、-5Vの値)を有する信号)を出力するように制御入力402を制御すること、およびトランジスタ412をオフにするための信号(例えば、第1の論理値(例えば、「低い論理値」)(例えば、-5Vの値)を有する信号)を出力するように制御入力404を制御することを含むことが可能である。第1の時間および第2の時間における複数のトランジスタを制御することは、反復的に継続して、第1の方形波信号418を出力することが可能である。
【0081】
第1の方形波信号418を出力するための複数のトランジスタの制御は、デューティサイクルを制御する時間(例えば、第1の時間および第2の時間)を決定することを含むことが可能である。AC出力電圧の期間のパーセンテージ量であるAC出力電圧の正の部分(例えば、インバータ132から出力されるバイポーラAC電圧)は、時間(例えば、第1の時間および第2の時間)に基づいて制御されることが可能である。パーセンテージ量は、デューティサイクル(例えば、第1のデューティサイクルまたは第2のデューティサイクル)であることが可能である。バイポーラモードのインバータ132によって出力される電力に関連付けられたデューティサイクル(例えば、第1のデューティサイクル)のパーセンテージ量は、バイポーラモードのインバータ132によって出力される電力に関連付けられたデューティサイクル(例えば、第1のデューティサイクル)が他のデューティサイクル(例えば、第2のデューティサイクル)よりも高いことに基づいて、別のデューティサイクル(例えば、第2のデューティサイクル)のパーセンテージ量よりも高くてもよい。第1のデューティサイクルについての第1の時間と第2の時間との間の時間の量は、第2のデューティサイクルについての第1の時間と第2の時間との間の時間の量よりも大きくてもよい。
【0082】
例示的な電力充電器コントローラ400は、複数のトランジスタを制御することによって、本明細書で論じられる技術のいずれかに従って、ユニポーラモードでインバータ132を制御することが可能である。第2の方形波信号420を出力するようにインバータ132を制御する例示的な電力充電器コントローラ400は、AC出力電圧(例えば、インバータ132から出力されるユニポーラAC電圧)の正の部分について、および第3の時間において、トランジスタ410をオンにするための信号(例えば、高い論理値、例えば、+5Vの値を有する信号)を出力するように制御入力402を制御すること、トランジスタ412をオンにするための信号(例えば、高い論理値、例えば、+5Vの値を有する信号)を出力するように制御入力404を制御すること、トランジスタ416をオンにするための信号(例えば、高い論理値、例えば、+5Vの値を有する信号)を出力するように制御入力408を制御すること、およびトランジスタ414をオフにするために信号(例えば、第1の論理値(例えば、「低い論理値」を有する信号)(例えば、-5Vの値)を出力するように制御入力406を制御することを含むことが可能である。第2の方形波信号420を出力するようにインバータ132を制御する例示的な電力充電器コントローラ400は、ユニポーラAC出力電圧(例えば、インバータ132から出力されるAC電圧)のゼロ部分について、および第4の時間において、トランジスタ412をオンにするための信号(例えば、第2の論理値(例えば、「高い論理値」)(例えば、+5Vの値)を有する信号)を出力するように制御入力404を制御すること、トランジスタ416をオンにするための信号(例えば、第2の論理値(例えば、「高い論理値」)(例えば、+5Vの値)を有する信号)を出力するように制御入力408を制御すること、トランジスタ410をオフにするための信号(例えば、第1の論理値(例えば、「低い論理値」)(例えば、-5Vの値)を有する信号)を出力するように制御入力402を制御すること、およびトランジスタ414をオフにするための信号(例えば、第1の論理値(例えば、「低い論理値」)(例えば、-5Vの値)を有する信号)を出力するように制御入力406を制御することを含むことが可能である。第3の時間および第4の時間における複数のトランジスタを制御することは、反復的に継続して、第2の方形波信号420を出力することが可能である。
【0083】
第2の方形波信号420を出力するための複数のトランジスタの制御は、第1の方形波信号418と同様の方法で、デューティサイクルを制御する時間(例えば、第3の時間および第4の時間)を決定することを含むことが可能である。ユニポーラモードのインバータ132によって出力される電力に関連付けられたデューティサイクルのパーセンテージ量は、バイポーラモードのインバータ132によって出力される電力に関連付けられたデューティサイクルが、他のデューティサイクルよりも高いことに基づいて、別のデューティサイクルのパーセンテージ量よりも高くてもよい。いくつかの例では、複数のトランジスタの個々のトランジスタは、対応するnmosトランジスタ(例えば、n型金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ(MOSFET))であることが可能である。
【0084】
図5Aは、充電式バッテリおよび直流(DC)高速充電器に結合された無線充電アダプタを有する例示的な車両502を含む例示的な環境500を示す図である。例示的な車両502は、例示的な再充電イベントの間に所定の位置に機動し得る。例示的な車両502は、例えば、バン、スポーツユーティリティ車両、クロスオーバー車両、トラック、バス、農業用車両、および建設車両のような車両の任意の構成であり得る。車両502は、1つまたは複数の電気モータ、1つまたは複数の内燃機関、それらの任意の組み合わせ(例えば、ハイブリッドパワートレイン)、および/または任意の他の適切な電源によって動力を供給され得る。例示の目的のために、例示的な車両502は、本明細書で説明されるように、再充電されるように構成された1つまたは複数の貯蔵デバイスに電気的に結合されたモータ/インバータをそれぞれが含む、車両502に操縦する能力を提供するように構成された2つの電気推進ユニットを有する、少なくとも部分的に電動の車両である。例えば、車両502は、前端に配置された第1の駆動モジュールと、後端に配置された第2の駆動モジュールとを有する双方向車両であり得る。本明細書で使用される場合、双方向車両は、車両の第1の方向に走行することと、車両の第2の反対方向に走行することとの間で切り替えるように構成される車両である。言い換えれば、車両502の固定された「前部」または「後部」は存在しない。他の例では、本明細書で説明される技術は、双方向車両以外の車両に適用され得る。
【0085】
車両502はまた、センサ534a~534cを含み得、これは、車両502の周りの環境のデータを捕捉するセンサ(例えば、ライダー、カメラ、飛行時間、ソナー、レーダーなど)を含む知覚センサを含み得る。さらに、車両502はまた、1つまたは複数のプロトコルを介して車両502と1つまたは複数の他のローカルまたはリモートコンピューティングデバイスとの間の通信を可能にする1つまたは複数の通信ユニット536を含むことが可能である。例えば、車両502は、環境500内の他のデバイス(例えば、DC高速充電器504またはアダプタ508)および/またはリモートデバイス(例えば、リモート遠隔操作コンピューティングデバイス)と通信を交換し得る。通信は、物理的および/または論理的インターフェースを介して交換され得る。例えば、通信ユニット536は、IEEE802.11規格によって定義された周波数を介するようなWi-Fiベースの通信、短距離無線周波数(例えば、Bluetooth、Zigbeeなど)、セルラー通信(例えば、2G、3G、4G、4G LTE、5Gなど)、衛星通信、専用狭域通信(DSRC)(dedicated short range communications)またはそれぞれのコンピューティングデバイスが他のコンピューティングデバイスとインターフェースすることを可能にする任意の適切な有線または無線通信プロトコルを可能にすることができ得る。
【0086】
環境500はまた、直流(DC)高速充電器プラグ506を含む、接触ベースのDC高速充電器504(例えば、充電ステーション)を含むことが可能である。DC高速充電器プラグ506は、SAE J1772、IEC 61851-3、ChAdeMO、中国GB/Tなどを含む様々なコネクタタイプのうちの1つを含み得る。本開示の例によれば、無線充電アダプタ508は、無線充電を容易にするために、DC高速充電器に結合され得る(例えば、接触ベースの結合を介してプラグ506と嵌合され得る)。アダプタ508は、DC高速充電器に差し込まれ得、充電セッション間で接続されたままであり得る。他の例では、アダプタ508は、充電セッションの間に差し込まれてもよく、差し込まれなくてもよい。例えば、いくつかの例では、アダプタ508は、充電セッションの間に車両502と共にプラグを抜かれ、輸送されてもよい。高レベルでは、アダプタ508は、プラグ506と嵌合するための電気コネクタ510と、アダプタ508の動作を管理および容易にするためのハードウェアおよびソフトウェアを含む電流調整器512と、通信ユニット513と、第1の誘導コイル514とを含む。
【0087】
無線充電アダプタ(例えば、無線充電アダプタ508)は、本開示で上述したように、プラグ(例えば、プラグ506)を介してDC高速充電器(例えば、DC高速充電器504)に結合され得るが、それ自体は限定されない。いくつかの例では、無線充電アダプタは、DC高速充電器と統合され得る。これらの例では、プラグは省略され得る。いくつかの例では、DC高速充電器504は、
図1を参照して上述したように、電力変換器構成要素グループ106の一部を実装するために利用され得る。しかしながら、本開示は、そのように限定されるものではなく、任意の数の電力変換器構成要素グループ(例えば、電力変換器構成要素グループ106に類似する構成要素グループ)のうちの任意の数の構成要素を利用して、任意の数のアダプタ(例えば、アダプタ508に類似するアダプタ)に電力を提供することが可能である。
【0088】
いくつかの例では、
図1を参照して上述したように、第1の誘導コイルは、送電コイルの個々のものを実装するために利用され得る。本開示の例では、例示的な車両502は、車両502に結合された1つまたは複数の貯蔵デバイスに電力を供給する(例えば、車両内の1つまたは複数のバッテリを充電する)ためにアダプタ508を使用するように構成され得る。例えば、車両502は、第1の誘導コイル514から電荷を無線で受け取るための第2の誘導コイル516(例えば、車両の下に取り付けられている)、第1の誘導コイルからのACをDCに変換するための変換器518(例えば、電力充電器)、および変換器518からのDCを貯蔵するための電力貯蔵ユニット520を含み得る。いくつかの例では、電力を伝達することは、AC信号を介して、第1の誘導コイル514によって、100mmから200mmの間の第2の誘導コイル516からの高さギャップで電力を送ることをさらに含む。しかしながら、本開示はそのように限定されず、電力を伝達することに十分な第1の誘導コイル514と第2の誘導コイル516との間の任意の高さギャップ(例えば、50mm、150mm、250mmなど)を利用することが可能である。
【0089】
いくつかの例では、第2の誘導コイル516および電力貯蔵ユニット520は、
図1を参照して上述したように、それぞれ、受電コイルの個々のもの(例えば、受電コイル140)、および個々のもの(例えば、貯蔵デバイス144の貯蔵デバイス)を実装するために利用され得る。変換器518は、インバータ、整流器、および/または双方向ACからDCへの変換器などの様々な構成要素を含み得る。いくつかの例では、第2の誘導コイル516、変換器518、および電力貯蔵ユニット520は、車両502の本体中央の一部であり得る。他の例では、第2の誘導コイル516、変換器518、および電力貯蔵ユニット520は、1つまたは複数の取り外し可能な駆動アセンブリの一部であり得る。代替の例では、各駆動アセンブリは、第2の誘導コイル516および変換器518が車両本体に取り付けられ、電力貯蔵ユニット520に接続可能である間、電力貯蔵ユニットを有し得る。他の例では、第2の誘導コイル516、変換器518、および電力貯蔵ユニット520は、改造および/またはモジュール化などのために、他の車両構成要素(例えば、駆動アセンブリ)に接続および切断することができるモジュールを含み得る。
【0090】
図5Bは、例示的な無線充電アダプタの概略ブロック図である。概略ブロック図は、(コネクタ510を介して)DC高速充電プラグ506に結合されたアダプタ508を示し、アダプタ508の追加の構成要素が描かれている。本開示の例によれば、アダプタ508は、アダプタ508の動作を制御および実行するための様々なハードウェアおよびソフトウェアを備えた電流調整器512を含む。いくつかの例では、アダプタ508は、必要に応じてDC高速充電器504からアダプタ508への電力を確立し、中断し得るコネクタなどの切断デバイス(
図5Bには示されていない)を含み得る。
【0091】
追加の例では、電流調整器512は、DC高速充電器504によって提供されるDCを第1の誘導コイル514に提供されるACに変更するための変換器522(例えば、全ブリッジDCからAC高周波インバータ、双方向変換器、電力変換器など)を含むことが可能である。いくつかの例では、
図1を参照して上述したように、変換器522は、インバータの個々のもの(例えば、インバータ132)を実装するために利用され得る。さらに、電流調整器512は、変換器522内のスイッチを制御するためのゲートドライバ524と、マイクロコントローラおよび/または制御ボードなどのコントローラ526とを含むことが可能である。とりわけ、コントローラ526は、電流調整器512の動作(例えば、ゲートドライバ動作、スイッチ位置、切断デバイスなど)を制御し得、無線充電を容易にするために1つまたは複数の他の構成要素と通信し得る。
【0092】
さらに、コントローラ526は、1つまたは複数のプロセッサおよび1つまたは複数のプロセッサによって実行可能な命令を格納する1つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体を含んでよく、命令は、実行されると、コントローラ526に動作を実行させる。限定ではなく例として、プロセッサは、1つまたは複数の中央処理装置(CPU)、グラフィックス処理装置(GPU)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)、複合プログラマブル論理デバイス(CPLD)、集積回路など、または電子データを処理してその電子データをレジスタおよび/またはメモリに格納することが可能な他の電子データに変換する任意の他のデバイスもしくはデバイスの一部を含み得る。さらに、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、および/または他のデータタイプなどの情報を記憶するための任意の方法または技術で実装された揮発性および不揮発性媒体、ならびに/またはリムーバブルおよび非リムーバブル媒体の両方を含み得る。例えば、メモリは、コンピュータ可読命令を格納し得る。コンピュータ記憶媒体は、限定されないが、RAM、ROM、EEPROM、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術などの非一時的な媒体、または所望の情報を記憶するために使用され、コントローラ526によってアクセスされ得る任意の他の媒体を含み得る。
【0093】
いくつかの例では、コントローラ526の一部は、例示的な電力充電器コントローラ400および/または電力充電器104を制御するために利用される1つまたは複数のコントローラのうちの任意の他のものを実装するために利用され得る。しかしながら、本開示は、そのような1つまたは複数の他のコントローラが、コントローラ526と同様の方法で、代替的にまたはコントローラ526に加えて、電力充電器コントローラ400、および/または電力充電器104の1つまたは複数の他のコントローラを実装するために利用され得るように限定されない。いくつかの例では、1つまたは複数のコントローラ(例えば、コントローラ526、電力充電器コントローラ400、および/または他のコントローラ)は、電力充電器104の任意のタイプの制御のために利用され得る。これらの例では、コントローラのいずれかを、個別にまたは組み合わせて、任意の構成要素(例えば、アクティブ電力フィルタ138、インバータ132など)および/または電力充電器104の機能を制御するために利用することが可能である。
【0094】
さらに、電流調整器512は、ゲートドライバ524およびコントローラ526などの電流調整器512の構成要素に電力を供給するための電源528(例えば、電源ユニット)を含むことが可能である。電源528は、様々なタイプの電源ユニット(例えば、絶縁電源ユニット)を含み得、いくつかの例では、電源528は、DC高速充電器504から受け取った電力を、1つまたは複数の貯蔵デバイスによって利用される電力(例えば、「低電圧DC電力」)(例えば、120VのDC電力)に変換し得る。電源528はまた(または代替的に)、貯蔵デバイス(バッテリ、太陽電池電源など)等の1つまたは複数の他のDCの電源を含み得る。本開示のいくつかの例では、電源528は、ハウスキーピング電源を含み得る。すなわち、いくつかの例では、アダプタ508は、第2の誘導コイルが存在しない場合など、電力状態(例えば、「低電力状態」)(例えば、非通電)にあり得、したがって、ハウスキーピング電源は、基本的な機能または起動機能を維持するための電力レベル(例えば、「低電力レベル」)を提供または受け取り得る。電流調整器512は、他の構成要素を含み得る。例えば、電流調整器512は、(例えば、DC高速充電器によって提供されるDCからの)高周波電圧リップルをフィルタリングするための入力フィルタキャップを含み得る。さらに、電流調整器512は、補償コンデンサまたは一次コンデンサ(例えば、直列-直列補償を容易にするために)を含み得、これは、構成要素共振を整列させるのに役立ち得る。
【0095】
いくつかの例では、電源528は、
図1を参照して上述したように、整流器の個々のもの(例えば、整流器116)を実装するために利用され得る。しかしながら、本開示はそのように限定されず、整流器の個々の整流器(例えば、整流器116)は、代替的または追加的に、他の構成要素(例えば、電力変換器構成要素グループの他の対応する整流器)の他の対応する整流器によって実装されることが可能である。
【0096】
追加の例では、無線充電アダプタ508は、1つまたは複数のプロトコルを介して、アダプタ508と1つまたは複数の他のローカルまたはリモートコンピューティングデバイスとの間の通信を無線通信リンクまたはチャネルを介して可能にする1つまたは複数の通信ユニット513を含み得る。いくつかの例では、通信ユニット513は、
図1を参照して上述したように、例示的な電力充電器コントローラ400と車両システム110との間で任意のメッセージ(例えば、要求、現在の要求など)を送信および/または受信するために利用され得る。例えば、アダプタ508は、環境500内の他のデバイス(例えば、
図1を参照して上述したように、DC高速充電器504または車両502、または車両システム110)および/またはリモートデバイス(例えば、リモート遠隔操作コンピューティングデバイス)と通信を交換し得る。通信は、物理的および/または論理的インターフェースを介して交換され得る。例えば、通信ユニット513は、IEEE802.11規格によって定義された周波数を介するようなWi-Fiベースの通信、短距離無線周波数(例えば、Bluetooth、Zigbeeなど)、セルラー通信(例えば、2G、3G、4G、4G LTE、5Gなど)、ミリ波通信、衛星通信、専用狭域通信(DSRC)(dedicated short range communications)、またはそれぞれのコンピューティングデバイスが他のコンピューティングデバイスとインターフェースすることを可能にする任意の適切な有線または無線通信プロトコルを可能にすることができる。したがって、いくつかの例では、アダプタ508(例えば、通信ユニット513を使用して)は、車両と直接通信してもよく(例えば、通信ユニット536を使用して)、またはバックエンドサーバを介して車両と間接的に通信してもよい(例えば、アダプタ508と車両502の両方が、メッセージ交換を容易にするバックエンドサーバとのセルラー通信を介して通信してもよい)。
【0097】
本開示の1つまたは複数の例では、アダプタ508は、電気コネクタ510をプラグ506に嵌合させることによってDC高速充電器504に接続される。DC高速充電器504によって提供されるDCは、アダプタ508によって受け取られる。いくつかの例では、DC高速充電器からのDCは、約200V~約1000Vの範囲の高電圧DCであり得る。変換器522は、ゲートドライバ524からの入力(例えば、制御信号)に基づいて、DCをACに変換し、ACは、第1の誘導コイル514に(および場合によっては電源528にも)提供される。第1の誘導コイル514は、変換器522からのACフローの結果として、(例えば、直列共振誘導電力伝達(SS-RIPT)リンクを介して)無線充電(例えば、非接触電力)を第2の誘導コイルに提供し得る。追加の例では、アダプタ508は、第2の誘導コイルへの電力の供給を監視し、様々なイベントに基づいて、DC高速充電器504からのDC信号を終了し得る。例えば、アダプタ508は、(例えば、第2の誘導コイルを有する車両502がアダプタ508から離れるとき)インピーダンスの変化を検出し、その変化に基づいて、DCを(例えば、切断デバイスを介して、またはシグナリングを介して)終了し得る。他の例では、アダプタ508は、車両502から非接触電力を減少させる(例えば、電力貯蔵ユニットが閾値を十分に超えて充電されている場合などの追加電力を減少させる)信号を受信し得る。
【0098】
上記のように、車両がアダプタ508に近接している前に、アダプタ508は、電力状態(例えば、「低電力状態」)(例えば、「低電力」または電力なし)を含み得る。すなわち、車両が無線充電する位置にある前に、アダプタ508が(プラグ506とコネクタ510との間の接続を介して)DC高速充電器504に接続され得るとしても、DC高速充電器504は、第1の誘導コイル514が(例えば、電流調整器512から)いかなるACも受け取らないように、DCをアダプタ508に提供し得ない。したがって、本開示の態様は、車両がDC高速充電器504に近接していることおよび/またはアダプタ508に近接していることを決定するための、および/または第2の誘導コイル516が第1の誘導コイルに近接していることを決定するための主題を説明する。さらに、いくつかの態様は、決定に基づいて、DC高速充電器504にDCを要求するか、さもなければ、DC高速充電器からアダプタ508へのDCの転送をトリガし得る。
【0099】
図6は、本明細書で説明される技術を実装するための例示的なシステム600のブロック図を示す。少なくとも1つの例では、システム600は、車両602を含むことが可能である。図示された例示的なシステム600において、車両602は、自律車両であるが、車両602は、任意の他のタイプの車両であることが可能である。車両602は、
図1に示される車両システム110を含む車両であり得、無線充電アダプタ(例えば、
図5を参照して上述したように、アダプタ508)を使用してバッテリ(例えば、電力貯蔵ユニット660)を再充電するように構成され得る。
【0100】
車両602は、米国国家高速道路交通安全局によって発行されたレベル5分類に従って動作するように構成される自律走行車などの無人運転車両とすることができ、これは、運転者(または乗員)が車両を常時制御することを期待することなく、全行程に対するすべての安全上重要な機能を実行することが可能な車両を説明している。このような例示において、車両602は、すべての駐車機能を含む、行程の開始から完了までのすべての機能を制御するよう構成されることが可能であるため、運転者ならびに/またはステアリングホイール、アクセルペダル、および/もしくはブレーキペダルのような車両602を駆動するための制御を含まなくてよい。これは単なる例であり、本明細書で説明されるシステムおよび方法は、運転者によって常時手動で制御される必要がある車両から部分的または完全に自律的に制御される車両までの範囲を含む、任意の陸路車両、空路車両、または水上車両へ組み込まれてもよい。
【0101】
車両602は、1つまたは複数のコンピューティングデバイス604、1つまたは複数のセンサシステム606、1つまたは複数のエミッタ608、1つまたは複数の通信接続610(通信デバイスおよび/またはモデムとも称される)、少なくとも1つの直接接続612(例えば、データを交換および/または電力を提供するために車両602と物理的に結合するための)、および1つまたは複数の駆動システム614を含むことができる。1つまたは複数のセンサシステム606は、環境に関連付けられたセンサデータを捕捉するように構成されることが可能である。
【0102】
1つまたは複数のセンサシステム606は、飛行時間センサ、位置センサ(例えば、GPS、コンパスなど)、慣性センサ(例えば、慣性測定ユニット(IMU)、加速度計、磁力計、ジャイロスコープなど)、ライダーセンサ、レーダーセンサ、ソナーセンサ、赤外線センサ、カメラ(例えば、RGB、IR、明暗度、深度など)、マイクセンサ、環境センサ(例えば、温度センサ、湿度センサ、光センサ、圧力センサなど)、超音波トランスデューサー、ホイールエンコーダ、ボールジョイントセンサ、シャシー位置センサなどを含むことが可能である。1つまたは複数のセンサシステム606は、これらまたは他のタイプのセンサのそれぞれの複数のインスタンスを含むことが可能である。例えば、飛行時間センサは、車両602の角部、前部、後部、側面、および/または上部に位置される個々の飛行時間センサを含むことが可能である。別の例として、カメラセンサは、車両602の外側および/または内側についてのさまざまな位置に配置される複数のカメラを含みことが可能である。1つまたは複数のセンサシステム606は、コンピューティングデバイス604に入力を提供することが可能である。
【0103】
車両602はまた、光および/または音を発する1つまたは複数のエミッタ608を含むことが可能である。この例における1つまたは複数のエミッタ608は、内部オーディオおよび視覚エミッタを含み、車両602の乗員と通信する。例示の目的で、限定ではなく、内部エミッタは、スピーカー、照明、標識、ディスプレイスクリーン、タッチスクリーン、触覚エミッタ(例えば、振動および/またはフォースフィードバック)、機械的アクチュエータ(例えば、シートベルトテンショナー、座席ポジショナー、ヘッドレストポジショナーなど)などを含むことが可能である。この例における1つまたは複数のエミッタ608はまた、外部エミッタを含む。限定ではない例として、この例における外部エミッタは、走行の方向または車両動作の他のインジケータ(例えば、インジケータ照明、標識、照明アレイなど)を信号で送るための光、およびそのうちの1つまたは複数が音響ビームステアリング技術を備え得る、歩行者または他の近くの車両と音声で通信するための1つまたは複数のオーディオエミッタ(例えば、スピーカー、スピーカーアレイ、ホーンなど)を含む。
【0104】
車両602はまた、車両602と1つまたは複数の他のローカルまたはリモートコンピューティングデバイス(例えば、無線充電アダプタ、DC高速充電器、リモート遠隔操作コンピューティングデバイスなど)またはリモートサービスとの間の通信を可能にする1つまたは複数の通信接続610を含むことが可能である。例えば、1つまたは複数の通信接続610は、車両602上の他のローカルコンピューティングデバイスおよび/または1つまたは複数の駆動システム614との通信を容易にすることが可能である。また、1つまたは複数の通信接続610は、車両602が他の近隣のコンピューティングデバイス(例えば、他の近隣の車両、交通信号など)と通信することを可能にすることができる。
【0105】
1つまたは複数の通信接続610は、コンピューティングデバイス604を別のコンピューティングデバイスまたは1つまたは複数の外部ネットワーク642(例えば、インターネット)に接続するための物理および/または論理インターフェースを含むことが可能である。例えば、1つまたは複数の通信接続610は、IEEE802.11規格によって定義された周波数を介するようなWi-Fiベースの通信、Bluetoothなどの短距離無線周波数、セルラー通信(例えば、2G、3G、4G、4G LTE、5Gなど)、衛星通信、専用狭域通信(DSRC)、またはそれぞれのコンピューティングデバイスが他のコンピューティングデバイスとインターフェースすることを可能にする任意の適切な有線または無線通信プロトコルを可能にすることができる。
【0106】
少なくとも1つの例では、車両602は、1つまたは複数の駆動システム614を含むことが可能である。いくつかの例では、車両602は、単一の駆動システム614を有することが可能である。少なくとも1つの例では、車両602が複数の駆動システム614を有する場合、個々の駆動システム614は、車両602の反対側の端部(例えば、前部および後部など)に配置されることが可能である。少なくとも1つの例では、駆動システム614は、駆動システム614および/または車両602の周囲の状態を検出するための1つまたは複数のセンサシステム606を含むことが可能である。例示の目的であり、限定ではなく、センサシステム606は、駆動システムのホイールの回転を感知するための1つまたは複数のホイールエンコーダ(例えば、ロータリーエンコーダ)、駆動システムの向きおよび加速度を測定するための慣性センサ(例えば、慣性測定ユニット、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計など)、カメラまたは他の画像センサ、駆動システムの周辺におけるオブジェクトを音響的に検出するための超音波センサ、ライダーセンサ、レーダーセンサなど、を含むことが可能である。ホイールエンコーダなどのいくつかのセンサは、駆動システム614に固有とし得る。ある場合において、駆動システム614上のセンサシステム606は、車両602の対応するシステム(例えば、センサシステム606)と重複または補完することが可能である。
【0107】
駆動システム614は、高電圧バッテリ(例えば、電力貯蔵ユニット660)、高電圧バッテリを無線充電するための第2の誘導コイル662、車両を推進するモータ、直流と交流の間で双方向に変換する変換器664、ステアリングモータおよびステアリングラック(電気式でもよい)を含むステアリングシステム、油圧または電動アクチュエータを含むブレーキシステム、油圧および/または空気圧構成要素を含むサスペンションシステム、トラクションの損失を軽減し制御を維持するためにブレーキ力を分配する安定性制御システム、HVACシステム、照明(例えば、車両の外部周囲を照らすためのヘッド/テールライトなどの照明)、および1つまたは複数のその他のシステム(例:冷却システム、安全システム、オンボード充電システム、DC/DC変換器、高電圧ジャンクション、高電圧ケーブル、充電システム、充電ポートなどの他の電気構成要素)を含む、多くの車両システムを含むことが可能である。さらに、駆動システム614は、センサシステム606からデータを受け取り、前処理することができ、様々な車両システムの動作を制御するための駆動システムコントローラを含むことが可能である。いくつかの例では、駆動システムコントローラは、1つまたは複数のプロセッサと、1つまたは複数のプロセッサと通信可能に結合されたメモリとを含むことが可能である。メモリは、駆動システム614の様々な機能を実行するための1つまたは複数の構成要素を格納することが可能である。さらに、駆動システム614はまた、それぞれの駆動システムによる、1つまたは複数の他のローカルまたはリモートコンピューティングデバイスとの通信を可能にする1つまたは複数の通信接続を含む。
【0108】
コンピューティングデバイス604は、1つまたは複数のプロセッサ616と、1つまたは複数のプロセッサ616と通信可能に結合されたメモリ618とを含むことが可能である。図示の例では、コンピューティングデバイス604のメモリ618は、知覚構成要素620、位置特定構成要素624、予測構成要素634、プランニング構成要素636、マップ構成要素638、および1つまたは複数のシステムコントローラ640を格納する。例示の目的のためにメモリ618に存在するように描写されるが、知覚構成要素620、位置特定構成要素624、予測構成要素634、プランニング構成要素636、マップ構成要素638、および1つまたは複数のシステムコントローラ640は、追加的に、または代替的に、コンピューティングデバイス604にアクセス可能(例えば、車両602の異なる構成要素に格納される)および/または車両602にアクセス可能(例えば、リモートに格納される)であり得ることが企図される。
【0109】
知覚構成要素620は、オブジェクト検出、セグメンテーション、および/または分類を実行するための機能を含むことが可能である。いくつかの例では、知覚構成要素620および/またはオブジェクト検出器622は、車両602に近接するエンティティの存在および/またはエンティティタイプ(例えば、自動車、歩行者、サイクリスト、建物、樹木、路面、縁石、歩道、未知のものなど)としてのエンティティの分類を示す処理されたセンサデータを提供することが可能である。追加および/または代替の例では、知覚構成要素620は、検出されたエンティティおよび/またはエンティティが位置する環境に関連付けられた1つまたは複数の特性を示す処理されたセンサデータを提供することが可能である。いくつかの例では、エンティティに関連付けられた特性は、x位置(グローバル位置)、y位置(グローバル位置)、z位置(グローバル位置)、方向、エンティティタイプ(例えば、分類など)、エンティティの速度、エンティティの範囲(サイズ)などを含むことができるが、これらに限定されない。環境に関連付けられた特性は、限定しないが、環境内の別のエンティティの存在、環境内の別のエンティティの状態、時刻、曜日、季節、気象条件、暗闇/光のインジケーションなどを含むことが可能である。
【0110】
さらに、知覚構成要素620は、知覚構成要素620によって生成された知覚データを格納する機能を含むことが可能である。いくつかの例では、知覚構成要素620は、オブジェクトタイプとして分類されたオブジェクトに対応するトラックを決定することが可能である。例示のみを目的として、知覚構成要素620は、センサシステム606を使用して、環境に関する情報を決定するために使用され得る環境の1つまたは複数の画像を捕捉することが可能である。
【0111】
格納された知覚データは、いくつかの例では、車両によって捕捉された融合知覚データを含むことが可能である。融合した知覚データは、画像センサ、ライダーセンサ、レーダーセンサ、飛行時間センサ、ソナーセンサ、グローバルポジショニングシステムセンサ、内部センサ、および/またはこれらの任意の組み合わせなどのセンサシステム606からのセンサデータの融合または他の組み合わせを含むことが可能である。格納された知覚データは、追加的または代替的に、センサデータに表されるオブジェクト(例えば、歩行者、車両、建物、路面など)のセマンティック分類を含む分類データを含むことが可能である。格納された知覚データは、追加的または代替的に、環境を通して動的オブジェクトとして分類されるオブジェクトの動きに対応するトラックデータ(位置、方向、センサ特徴など)を含むことができる。トラックデータは、経時的に複数の異なるオブジェクトの複数のトラックを含むことが可能である。このトラックデータは、オブジェクトが止まっている(例えば、静止している)または移動している(例えば、歩行、走行など)時に、特定のタイプのオブジェクト(例えば、歩行者、動物など)の画像を識別するためにマイニングされることが可能である。この例では、コンピューティングデバイスは、歩行者に対応するトラックを決定する。
【0112】
一般に、オブジェクト検出器622は、センサデータによって表される(とりわけ)セマンティックオブジェクト(例えば、DC高速充電器504を含む充電システム内の充電システム(例えば、無線充電アダプタ(例えば、
図5Aおよび
図5Bに関して上述したような無線充電アダプタ508))を検出することが可能である。いくつかの例では、オブジェクト検出器622は、そのようなセマンティックオブジェクトのような充電システムを識別することができ、充電システムに関連付けられた2次元または3次元のバウンディングボックスを決定することができる。オブジェクト検出器622は、充電システムに関連付けられた位置、向き、姿勢、および/またはサイズ(例えば、長さ、幅、高さなど)などの追加情報を決定することが可能である。オブジェクト検出器622は、本明細書で説明されるように、位置特定および/または較正情報の決定をするために、システム600の他の構成要素にデータを送信することが可能である。位置特定および/または較正情報は、車両602によって利用されて、最適な充電のために充電システムに関して車両602を位置することができる。
【0113】
位置特定構成要素624は、車両602の位置を決定するためにセンサシステム606および/または他の構成要素からデータを受信する機能を含むことが可能である。例えば、位置特定構成要素624は、環境の3次元マップを含み、および/または要求/受信でき、マップ内の自律車両の位置を継続的に決定することが可能である。いくつかの例では、位置特定構成要素624は、SLAM(simultaneous localization and mapping)またはCLAMS(calibration, localization and mapping, simultaneously)を使用し、飛行時間データ、画像データ、ライダーデータ、レーダーデータ、ソナーデータ、IMUデータ、GPSデータ、ホイールエンコーダデータ、またはそれらの任意の組み合わせなどを受信して、自律車両の位置を正確に決定することが可能である。いくつかの例では、位置特定構成要素624は、車両602の様々な構成要素にデータを提供し、軌道を生成するためまたは初期較正のために自律車両の初期位置を決定することが可能である。
【0114】
予測構成要素634は、環境内の1つまたは複数のオブジェクトの可能な位置の予測確率を表す1つまたは複数の確率マップを生成することが可能である。例えば、予測構成要素634は、車両602からの閾値距離内の車両、歩行者、動物などに関する1つまたは複数の確率マップを生成することが可能である。いくつかの例では、予測構成要素634は、オブジェクトのトラックを測定し、観測されたおよび予測された挙動に基づいて、オブジェクトについての、離散化された予測確率マップ、ヒートマップ、確率分布、離散化された確率分布、および/または軌道を生成することが可能である。いくつかの例では、1つまたは複数の確率マップは、環境内の1つまたは複数のオブジェクトの意図を表すことが可能である。
【0115】
プランニング構成要素636は、環境を横断するために車両602が進む経路を決定することが可能である。例えば、プランニング構成要素636は、様々なルート並びに経路および様々なレベルの詳細を決定することが可能である。いくつかの例では、プランニング構成要素636は、第1の位置(例えば、現在の位置)から第2の位置(例えば、ターゲット位置)へ走行するルートを決定することが可能である。この説明のために、ルートは、2つの位置の間を走行するための一連のウェイポイントであることが可能である。非限定的な例として、ウェイポイントは、道路、交差点、全地球測位システム(GPS)座標などを含む。さらに、プランニング構成要素636は、第1の位置から第2の位置へのルートの少なくとも一部に沿って自律車両をガイドするための命令を生成することが可能である。少なくとも1つの例では、プランニング構成要素636は、自律車両を、一連のウェイポイントの第1のウェイポイントから一連のウェイポイントの第2のウェイポイントまでどのようにガイドするかを決定することが可能である。いくつかの例では、複数の経路は、後退地平線技術(receding horizon technique)に従って、実質的に同時に(例えば、技術的な許容範囲内で)生成されることが可能である。最も高い信頼レベルを有する後退データ地平線における複数の経路のうちの単一の経路を、車両を操作するために選択し得る。
【0116】
他の例では、プランニング構成要素636は、代替的に、または追加的に、知覚構成要素620および/または予測構成要素634からのデータを使用して、車両602が環境を横断するために進む経路を決定することが可能である。例えば、プランニング構成要素636は、環境に関連付けられたオブジェクトに関する知覚構成要素620および/または予測構成要素634からのデータを受信することが可能である。このデータを使用して、プランニング構成要素636は、環境内のオブジェクトを回避するために、第1の位置(例えば、現在の位置)から第2の位置(例えば、ターゲット位置)まで移動する経路を決定することが可能である。少なくともいくつかの例では、そのようなプランニング構成要素636は、そのような衝突のない経路がないと判定し、次に車両602を全ての衝突を回避するおよび/またはそうでなければ損傷を軽減する安全な停止へ導く経路を提供し得る。
【0117】
メモリ618は、環境内でナビゲートするために車両602によって使用されることが可能な、1つまたは複数のマップ638をさらに含むことが可能である。この説明の目的で、マップは、トポロジ(交差点などの)、通り、山脈、道路、地形、および環境一般などであるが、これらには限定されない環境についての情報を提供することが可能である、2次元、3次元、またはN次元にモデル化された任意の数のデータ構造であり得る。マップは、オブジェクト識別子、オブジェクト分類、3次元位置、共分散データ(例えば、画像データまたは多解像度ボクセル空間で表される)などをさらに含むことが可能である。いくつかの例では、マップは、限定されるわけではないが、テクスチャ情報(例えば、色情報(例えば、RGB色情報、Lab色情報、HSV/HSL色情報)など)、強度情報(例えば、ライダー情報、レーダー情報など)、空間情報(例えば、メッシュ上に投影された画像データ、個々の「サーフェル」(例えば、個々の色および/または強度に関連付けられるポリゴン))、反射性情報(例えば、鏡面性情報、再帰反射性情報、BRDF情報、BSSRDF情報など)を含むことが可能である。1つの例では、マップは、環境の3次元メッシュを含むことが可能である。いくつかの例では、マップの個々のタイルが環境の個別の部分を表すように、マップをタイル形式で格納でき、本明細書にて説明するように、必要に応じて作業メモリにロードすることが可能である。少なくとも1つの例では、マップ構成要素638の1つまたは複数のマップは、少なくとも1つのマップ(例えば、画像および/またはメッシュ)を含むことが可能である。いくつかの例では、車両602は、マップ構成要素638に少なくとも部分的に基づいて制御されることが可能である。すなわち、マップ構成要素638は、知覚構成要素620(およびサブ構成要素)、位置特定構成要素624(およびサブ構成要素)、予測構成要素634、および/またはプランニング構成要素636に関連して使用されて、車両602の位置を決定し、環境内のオブジェクトを識別し、オブジェクトおよび/または車両602に関連付けられた予測確率を生成し、および/または環境内をナビゲートするためのルートおよび/または軌道を生成することが可能である。
【0118】
少なくとも1つの例では、コンピューティングデバイス604は、1つまたは複数のシステムコントローラ640を含むことができ、これは、車両602のステアリング、推進、ブレーキ、安全、エミッタ、通信、および他のシステムを制御するように構成され得る。これらのシステムコントローラ640は、駆動システム614の対応するシステムおよび/または車両602の他の構成要素と通信し、および/または制御することができ、これらは、プランニング構成要素636から提供される経路に従って動作するように構成され得る。
【0119】
車両602は、ネットワーク642を介してコンピューティングデバイス644に接続することができ、1つまたは複数のプロセッサ646および1つまたは複数のプロセッサ646と通信可能に結合されたメモリ648を含むことが可能である。少なくとも1つの例では、1つまたは複数のプロセッサ646は、プロセッサ616と類似していてよく、メモリ648はメモリ618と類似していてよい。少なくとも1つの例では、コンピューティングデバイス644は、無線充電アダプタを含み得る。図示の例では、コンピューティングデバイス644のメモリ648は、電流ルーティング構成要素650、メッセージング構成要素652、および/または充電構成要素654を格納する。図示の例では、充電構成要素654は、第1の誘導コイル656を含むことが可能である。少なくとも1つの例では、
図1を参照して上述したように、電流ルーティング構成要素650は、対応する車両充電器の個々のもの(例えば、車両充電器108)と電力充電器104との間の電力伝達を制御するために利用され得る。いくつかの例では、電流ルーティング構成要素650は、例示的な電力充電器コントローラ400と共に、駆動システム614および/または通信接続610について上述したのと同様の方法で、電力を伝達するための電力貯蔵ユニット660、第2の誘導コイル662、および変換器664の機能を制御するために利用され得る。電流ルーティング構成要素650および例示的な電力充電器コントローラ400は、電力の伝達を制御するために通信を交換し得る。いくつかの例では、電力貯蔵ユニット660、変換器664、および第2の誘導コイル662は、
図1に関して上述したように、それぞれ、貯蔵デバイス144、整流器142、および受電コイル140を実装するために利用され得る。
【0120】
少なくともいくつかの他の例では、メッセージング構成要素652は、内部アダプタ構成要素(例えば、コイル、コントローラなど)および/または外部構成要素(例えば、DC高速充電器、車両、電気使用量課金システムなど)にメッセージを送信する、および/またはそれらからメッセージを受信する動作を実行し得る。例えば、メッセージング構成要素652は、アダプタ構成要素間でメッセージを交換するための動作(例えば、DC高速充電器プラグへの接続の確認、車両および/または車両バッテリを充電するための車載コイルへの無線接続の確認など)を実行し得る。他の例では、メッセージング構成要素652は、DC高速充電器とのメッセージ、車両とのメッセージ(例えば、車両の近接性を決定する、バッテリ充電レベルを決定するなど)、および/または車両の車載誘導コイルとのメッセージ(例えば、近接性、アライメントなどを決定する)を交換し得る。
【0121】
少なくとも1つの例では、充電構成要素654は、
図1を参照して上述したように、対応する車両システムの個々のもの(例えば、車両システム110)の充電を制御するために利用され得る。充電構成要素654は、送電コイル134を実装するために利用され得る第1の誘導コイル656を制御し得る。いくつかの例では、充電構成要素654は、アダプタ508を実装するために利用され得る。他の例では、充電構成要素654は、対応する車両システムの個々のもの(例えば、車両システム110)を充電するために、代替的にまたはそれに加えて、アダプタ508を利用し得る。
【0122】
コンピューティングデバイス604のプロセッサ616およびコンピューティングデバイス644のプロセッサ646は、本明細書で説明されるように、データを処理して動作を行うための命令を実行することが可能である任意の適切なプロセッサであり得る。限定ではなく例として、プロセッサ616および646は、1つまたは複数の中央処理装置(CPU)、グラフィック処理装置(GPU)、または電子データを処理して、当該電子データをレジスタまたはメモリに格納できる他の電子データに変換する任意の他のデバイスもしくはデバイスの一部を含むことが可能である。いくつかの例では、集積回路(例えば、ASICなど)、ゲートアレイ(例えば、FPGAなど)、および他のハードウェアデバイスはまた、それらがエンコードされた命令を実装するよう構成される限り、プロセッサとみなすことが可能である。
【0123】
コンピューティングデバイス604のメモリ618およびコンピューティングデバイス644のメモリ648は、非一時的コンピュータ可読媒体の例である。メモリ618および648は、本明細書に記載の方法および様々なシステムに起因する機能を実装する、オペレーティングシステムおよび1つまたは複数のソフトウェアアプリケーション、命令、プログラム、および/またはデータを格納することが可能である。様々な実装において、メモリは、任意の適切なメモリ技術、例えば、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、シンクロナスダイナミックRAM(SDRAM)、不揮発性/フラッシュタイプメモリ、または、情報を格納することが可能な任意の他のタイプのメモリなどを使用して、実装されることが可能である。本明細書で説明されるアーキテクチャ、システム、および個々の要素は、多くの他の論理的、プログラム的、および物理的な構成要素を含むことができ、添付図面に示されるそれらは、本明細書での説明に関連する単なる例にすぎない。
【0124】
いくつかの例では、本明細書で論じられる構成要素のいくつかまたは全ての態様は、任意のモデル、アルゴリズム、および/または機械学習アルゴリズムを含むことが可能である。例えば、いくつかの例では、メモリ618および648内の構成要素を、ニューラルネットワークとして実装することが可能である。いくつかの例では、機械学習(ML)モデルは、オブジェクト検出(例えば、車両、DC高速充電器、または無線充電アダプタを検出するために使用される画像データ)、またはコイルを整列させるために所定の位置に駐車するための軌道計画のために訓練され得る。いくつかの例では、MLモデルを利用して、
図1で上述したように、バイポーラモードまたはユニポーラモードでインバータ132を動作させるかどうか、および最適な制御(例えば、送電コイル134による無線電力伝達の制御)/貯蔵デバイスの寿命(例えば、貯蔵デバイス144の寿命)などのためのインバータ132によって出力される電力のデューティサイクルのデューティサイクル制御を決定することが可能である。
【0125】
本明細書で説明されるように、例示的なニューラルネットワークは、入力データが連続して接続されたレイヤーを通して出力を生じさせる生物学に着想を得たアルゴリズムである。ニューラルネットワークにおけるそれぞれのレイヤーが、別のニューラルネットワークを含むことも可能であり、または任意の数のレイヤー(畳み込み層であるか否か)を含むことが可能である。本開示の脈絡で理解されることが可能であるとおり、ニューラルネットワークは、機械学習を利用することができ、機械学習は、学習されたパラメータに基づいて出力が生成されるそのような幅広いクラスのアルゴリズムを指すことが可能である。
【0126】
ニューラルネットワークの脈絡で説明されるが、任意のタイプの機械学習が、本開示と整合するように使用され得る。例えば、機械学習または機械学習アルゴリズムは、回帰アルゴリズム(例えば、通常最小二乗回帰(OLSR)、線形回帰、ロジスティック回帰、段階的回帰、多変量適応回帰スプライン(MARS)、局所的に推定される散布図の平滑化(LOESS)、インスタンスベースのアルゴリズム(例えば、リッジ回帰、最小絶対値縮小選択演算子(LASSO)、弾性ネット、最小角回帰(LARS)、決定木アルゴリズム(例えば、分類回帰木(CART)、反復二分法3(ID3)、カイ二乗自動相互作用検出(CHAID)、決定切り株、条件付き決定木)、ベイジアンアルゴリズム(例えば、ナイーブベイズ、ガウスナイーブベイズ、多項式ナイーブベイズ、平均1依存性推定器(AODE)、ベイジアン信頼度ネットワーク(BNN)、ベイジアンネットワーク)、クラスタリングアルゴリズム(例えば、k平均法、kメジアン法、期待値最大化(EM)、階層的クラスタリング)、関連規則学習アルゴリズム(例えば、パーセプトロン、誤差逆伝播法、ホップフィールドネットワーク、動径基底関数ネットワーク(RBFN))、深層学習アルゴリズム(例えば、深層ボルツマンマシン(DBM)、深層信頼ネットワーク(DBN)、畳み込みニューラルネットワーク(CNN)、積層型オートエンコーダ)、次元削減アルゴリズム(例えば、主成分分析(PCA)、主成分回帰(PCR)、部分最小二乗回帰(PLSR)、サモンマッピング、多次元スケーリング(MDS)、射影追跡法、線形判別分析(LDA)、混合判別分析(MDA)、二次判別分析(QDA)、柔軟判別分析(FDA))、アンサンブルアルゴリズム(例えば、ブースティング、ブートストラップ集約(バギング)、エイダブースト、階層型一般化(ブレンディング)、勾配ブースティングマシン(GBM)、勾配ブースト回帰木(GBRT)、ランダムフォレスト)、SVM(サポートベクトルマシン)、教師付き学習、教師なし学習、半教師付き学習などを含んでよいが、これらに限定されない。
【0127】
アーキテクチャのさらなる例は、ResNet50、ResNet101、VGG、DenseNet、PointNetなどのニューラルネットワークを含む。
【0128】
図7は、電力充電器を使用するための例示的なプロセス700を示す。例えば、プロセス700の一部またはすべては、本明細書に記載されるように、システム600によって実行することが可能である。
【0129】
動作702において、例示的なプロセス700は、変圧器(例えば、変圧器114)によって、電力網から電力を受け取ることを含むことが可能である。変圧器114は、一次巻線122および二次巻線のセット124を介して、電力網から受け取った電力を変換することが可能である。
【0130】
動作704において、例示的なプロセス700は、変圧器114によって、第2の電圧で交流(AC)電力を出力することを含むことが可能である。変圧器114は、第2の電圧でAC電力をACスイッチギア118に出力することが可能である。
【0131】
動作706において、例示的なプロセス700は、変圧器114に結合された整流器回路(例えば、整流器回路116)によって、第2の電圧でAC電力を受け取ることを含むことが可能である。整流器回路116は、ACスイッチギア118を介して変圧器114に結合されることが可能である。整流器回路116は、ACスイッチギア118を介して、変圧器114から第2の電圧でAC電力を受け取ることが可能である。
【0132】
動作708において、例示的なプロセス700は、整流器回路116を介して、直接回路(DC)電力を出力することを含むことが可能である。整流器回路116は、DC電力をDCスイッチギア120に出力することが可能である。
【0133】
動作710において、例示的なプロセス700は、DC電力が送電コイル(例えば、送電コイル134)を含む電力インバータ(例えば、電力インバータ132)によって受け取られるかどうかを決定することを含むことが可能である。例示的なプロセス700は、DC電力が電力インバータ132によって受け取られていないと決定することに基づいて、動作702に進むことが可能である。例示的なプロセス700は、DC電力が電力インバータ132によって受け取られると決定することに基づいて、動作712に進むことが可能である。
【0134】
動作712において、例示的なプロセス700は、電力インバータ132によって、車両内の受電コイル(例えば、受電コイル140)に電力を無線で伝達することを含むことが可能である。電力インバータ132は、DCスイッチギア120を介して、電力インバータ132によって受け取られた電力に基づいて、受電コイル140に電力を無線で伝達することが可能である。
【0135】
図8は、電力充電器コントローラを使用するための例示的なプロセス800を示す。例えば、プロセス800の一部またはすべては、本明細書に記載されるように、システム600によって実行することが可能である。
【0136】
動作802において、例示的なプロセス800は、無線充電コイル(例えば、送電コイル134)に対して車両が所定の位置にあるという信号を受信することを含むことが可能である。いくつかの例では、信号(例えば、制御入力(例えば、制御信号))は、
図5を参照して上述したように、例示的な電力充電器コントローラ400によって、車両システム110からのメッセージとして受信されることが可能である。
【0137】
動作804において、例示的なプロセス800は、第1の電流要求を受信することを含むことができる。第1の電流要求は、電力充電器104(例えば、例示的な電力充電器コントローラ400)によって、および車両システム110から受信されることが可能である。
【0138】
動作806において、例示的なプロセス800は、車両が所定の位置にあるという信号、および第1の電流要求、が受信されたかどうかを決定することを含むことが可能である。例示的なプロセス800は、車両が所定の位置にあるという信号および/または第1の電流要求、が受信されていないと決定することに基づいて、動作802に進むことが可能である。例示的なプロセス800は、車両が所定の位置にあるという信号および第1の電流要求、が受信されたと決定することに基づいて、動作808に進むことが可能である。
【0139】
動作808において、例示的なプロセス800は、第1の電流要求に基づいて、バイポーラモードに関連付けられた第1の方形波信号(例えば、第1の方形波信号418)を出力するようにインバータ132を制御することを含むことが可能である。出力される第1の方形波信号418は、デューティ信号と関連付けることが可能である。デューティサイクルは、充電プロファイルに基づいて時間の経過とともに徐々に低減される。
【0140】
動作810において、例示的なプロセス800は、第2の電流要求を受信することを含むことが可能である。第2の電流要求は、電力充電器104(例えば、例示的な電力充電器コントローラ400)によって、および車両システム110から受信されることが可能である。
【0141】
動作812において、例示的なプロセス800は、車両が所定の位置にあるという信号、および第2の電流要求、が受信されたかどうかを決定することを含むことが可能である。例示的なプロセス800は、車両が所定の位置にあるという信号、および/または第2の電流要求、が受信されていないと決定することに基づいて、動作802に進むことが可能である。例示的なプロセス800は、車両が所定の位置にあるという信号、および第2の電流要求、が受信されたと決定することに基づいて、動作808に進むことが可能である。
【0142】
動作810において、例示的なプロセス800は、第2の電流要求に基づいて、ユニポーラモードに関連付けられた第2の方形波信号(例えば、第2の方形波信号420)を出力するようにインバータを制御することを含むことが可能である。出力される第2の方形波信号420は、デューティ信号と関連付けることが可能である。デューティサイクルは、充電プロファイルに基づいて時間の経過とともに徐々に低減される。第2の方形波信号420のデューティサイクルを制御するために利用される充電プロファイルは、任意の他の信号(例えば、第2の方形波信号420)のデューティサイクルを制御するために利用される充電プロファイルと同一または異なることが可能である。
【0143】
例示的な条項
A。第1の電圧で電力網から電力を受け取り、第2の電圧で交流(AC)電力を出力するように構成された変圧器と、前記変圧器に直接結合された整流器回路であって、前記整流器回路は、前記AC電力を受け取り、直接回路(DC)電力を出力するように構成された、整流器回路と、前記DC電力を受け取り、無線で電力を車両の受電コイルに伝達するように構成された送電コイルを含む電力インバータと、を備えるシステムであって、第2の電圧で前記AC電力を出力する一対の巻線の第1の巻線によって出力される第1の電流出力と、一対の巻線の第2の巻線によって出力される第2の電流出力との間の位相シフトが、27.5度以下である、システム。
【0144】
B。前記変圧器に並列なアクティブ電力フィルタであって、前記アクティブ電力フィルタは、少なくとも部分的に前記送電コイルによって無線で伝達された電力量に基づいて制御される、アクティブ電力フィルタ、をさらに含む、段落A-Aのいずれかに記載のシステム。
【0145】
C。前記位相シフトは、22.5度である、段落Aに記載のシステム。
【0146】
D。前記変圧器および前記整流器回路を含む充電回路の入力に関連付けられた高調波歪みのレベルが、5%未満である、段落A-Cのいずれかに記載のシステム。
【0147】
E。AC電力は、第1のAC保護回路を介して、前記変圧器によって第1の電圧での電力として受け取られ、前記変圧器は、第2のAC保護回路を介して前記整流器回路に第2の電圧で前記AC電力を出力するように構成され、前記DC電力は、DC保護回路を介して前記電力インバータに出力される、段落A-Dのいずれかに記載のシステム。
【0148】
F。変圧器によって、第1の電圧で電力網から電力を受け取ることと、前記変圧器によって、第2の電圧で交流(AC)電力を出力することと、前記変圧器に直接結合された整流器回路によって、前記AC電力を受け取ることと、前記整流器回路によって、直接回路(DC)電力を出力することと、電力インバータによって、前記DC電力を受け取ることと、前記電力インバータに関連付けられた送電コイルによって、電力を車両の受電コイルに伝達することと、を備える方法。
【0149】
G。電力を伝達することは、100mmと200mmとの間の前記受電コイルからの高さギャップを有する前記送電コイルによって第3の電圧でAC電力を送ることをさらに含む、段落Fに記載の方法。
【0150】
H。前記第2の電圧で前記AC電力を出力する一対の巻線の第1の巻線によって出力される第1の電流出力と、一対の巻線の第2の巻線によって出力される第2の電流出力との間の位相シフトが、22.5度以下である、段落FまたはGに記載の方法。
【0151】
I。前記変圧器および前記整流器回路を含む充電回路の入力に関連付けられた高調波歪みのレベルが、5%未満である、段落F-Hのいずれかに記載の方法。
【0152】
J。前記電力を受け取ることは、第1のAC保護回路を介して、前記変圧器によって、第1の電圧でAC電力を受け取ることをさらに含み、前記AC電力を出力することは、第2のAC保護回路を介して、前記変圧器によって、第2の電圧で前記AC電力を前記整流器回路に出力することをさらに含み、前記DC電力を出力することは、DC保護回路を介して、前記DC電力を前記電力インバータに出力することをさらに含む、段落F-Iのいずれかに記載の方法。
【0153】
K。前記変圧器および前記整流器回路を含む充電回路に関連付けられた高調波歪みのレベルが、5%未満である、段落F-Jのいずれかに記載の方法。
【0154】
L。前記第1の電圧が、12.47キロボルト(kV)であり、前記第2の電圧が、350ボルト(V)と370Vとの間にある、段落F-Kのいずれかに記載の方法。
【0155】
M。前記変圧器は、1つの一次巻線および少なくとも30の二次巻線対を有するデルタデルタ変圧器である、段落F-Lのいずれかに記載の方法。
【0156】
N。前記第2の電圧の前記AC電力は、前記変圧器の一対のデルタ巻線から出力される、段落F-Mのいずれかに記載の方法。
【0157】
O。前記電力を受け取ることは、前記電力を前記第2の電圧で前記AC電力に変換することに関連付けられた力率補正(PFC)を実行することをさらに含む、段落F-Nのいずれかに記載の方法。
【0158】
P。第1の電圧で電力網から電力を受け取り、第2の電圧で交流(AC)電力を出力するように構成された変圧器と、前記変圧器に結合された整流器回路であって、前記整流器回路は、前記AC電力を受け取り、直接回路(DC)電力を出力するように構成された、整流器回路と、前記DC電力を受け取り、無線で電力を車両の受電コイルに伝達するように構成された送電コイルを含む電力インバータと、を備えるシステム。
【0159】
Q。前記第2の電圧で前記AC電力を出力する一対の巻線の第1の巻線によって出力される第1の電流出力と、一対の巻線の第2の巻線によって出力される第2の電流出力との間の位相シフトが、22.5度以下である、段落Pに記載のシステム。
【0160】
R。前記変圧器および前記整流器回路を含む充電回路が、前記変圧器と車両充電器との間のアクティブ力率補正段を含まない、段落PまたはQに記載のシステム。
【0161】
S。前記変圧器は、複数の負荷を充電するための前記AC電力を出力するようにさらに構成され、前記複数の負荷の数は、少なくとも30である、段落P-Rのいずれかに記載のシステム。
【0162】
T。AC電力が前記電力インバータによって出力され、第1のモードの前記電力インバータによって出力された前記AC電力は、-500ボルト(V)または+500Vで出力されるバイポーラAC電気信号であり、第2のモードの前記電力インバータによって出力された前記AC電力は、0Vまたは+500VでのユニポーラAC電気信号である、段落P-Sのいずれかに記載のシステム。
【0163】
U。1つまたは複数のプロセッサと、前記1つまたは複数のプロセッサによって実行可能な命令を格納する1つまたは複数のコンピュータ可読媒体とを備えるシステムであって、前記命令は、実行されたときに、前記システムに、無線充電コイルに対して車両が所定の位置にあるという信号を受信することと、第1の電流要求を受信することと、前記第1の電流要求に基づいて、バイポーラモードに関連付けられた制御回路の複数のトランジスタを制御することと、前記複数のトランジスタの対応するトランジスタの個々の第1の状態に基づいて、インバータを制御して、第1の方形波信号および第1のデューティ信号を出力することと、前記第1の方形波が電力変換器から第1の電力レベルで電力を送ることに利用されることと、第2の電流要求を受信することと、前記第2の電流要求に基づいて、ユニポーラモードに関連付けられた前記制御回路の複数のトランジスタを制御することと、前記複数のトランジスタの対応するトランジスタの個々の第2の状態に基づいて、前記インバータを制御して、第2の方形波信号および第2のデューティ信号を出力することと、を含む動作を実行させる、システム。
【0164】
V。バイポーラモードで前記インバータを制御することは、前記車両を充電するために利用される送電コイルに、-500ボルト(V)と+500Vとの間の第1の方形波信号を出力するように前記インバータを制御することを含み、ユニポーラモードで前記インバータを制御することは、前記送電コイルに、0と+500Vとの間の第2の方形波信号を出力するように前記インバータを制御することを含む、段落Uに記載のシステム。
【0165】
W。第2の方形波信号は、前記電力変換器から第2の電力レベルで電力を送ることに利用され、前記第1の電力のレベルは前記第2の電力のレベルより高い、段落UまたはVに記載のシステム。
【0166】
X。前記複数のトランジスタは、第1のトランジスタ、第2のトランジスタ、第3のトランジスタおよび第4のトランジスタを含み、前記第1の方形波信号を出力するように前記インバータを制御することは、第1の時間において、第1のトランジスタをオンに、第2のトランジスタをオンに、第3のトランジスタをオフに、および第4のトランジスタをオフにするように制御することと、第2の時間において、第3のトランジスタをオンに、第4のトランジスタをオンに、第1のトランジスタをオフに、および第2のトランジスタをオフにするように制御することとをさらに含み、前記第2の方形波信号を出力するように前記インバータを制御することは、第3の時間において、第1のトランジスタをオンに、第2のトランジスタをオンに、第3のトランジスタをオフに、および第4のトランジスタをオンにするように制御することと、第4の時間において、第1のトランジスタをオフに、第2のトランジスタをオンに、第3のトランジスタをオフに、および第4のトランジスタをオンにするように制御することとをさらに含む、段落U-Wのいずれかに記載のシステム。
【0167】
Y。前記変圧器を含む前記電力変換器は、少なくとも93%の効率で制御される、段落U-Xのいずれかに記載のシステム。
【0168】
Z。無線充電コイルに対して車両が所定の位置にあるという信号を受信することと、第1の電流要求を受信することと、前記第1の電流要求に基づいて、バイポーラモードに関連付けられた第1の方形波信号および第1のデューティ信号を出力するようにインバータを制御することと、第2の電流要求を受信することと、前記第2の電流要求に基づいて、ユニポーラモードに関連付けられた第2の方形波信号および第2のデューティ信号を出力するように前記インバータを制御することと、を備える方法。
【0169】
AA。バイポーラモードで前記インバータを制御することは、前記車両を充電するために利用される送電コイルに、-500ボルト(V)と+500Vとの間の第1の方形波信号を出力するように前記インバータを制御することを含み、ユニポーラモードで前記インバータを制御することは、前記送電コイルに、0と+500Vとの間の第2の方形波信号を出力するように前記インバータを制御することを含む、段落Zに記載の方法。
【0170】
AB。バイポーラモードの前記インバータによって出力される前記第1の方形波信号は、第1の電力のレベルで電力変換器から電力を出力するために利用され、ユニポーラモードの前記インバータによって出力される前記第2の方形波信号は、第2の電力のレベルで電力変換器から電力を出力するために利用され、前記第1の電力のレベルは前記第2の電力出力のレベルより高い、段落ZまたはAAに記載の方法。
【0171】
AC。前記インバータを制御する制御回路、第1のトランジスタを含む前記制御回路、第2のトランジスタ、第3のトランジスタおよび第4のトランジスタを利用することをさらに含み、前記バイポーラモードの前記インバータを制御することは、第1の時間において、第1のトランジスタをオンに、第2のトランジスタをオンに、第3のトランジスタをオフに、および第4のトランジスタをオフにするように制御することと、第2の時間において、第3のトランジスタをオンに、第4のトランジスタをオンに、第1のトランジスタをオフに、および第2のトランジスタをオフにするように制御することとをさらに含み、ユニポーラモードの前記インバータを制御することは、第3の時間において、第1のトランジスタをオンに、第2のトランジスタをオンに、第3のトランジスタをオフに、および第4のトランジスタをオンにするように制御することと、第4の時間において、第1のトランジスタをオフに、第2のトランジスタをオンに、第3のトランジスタをオフに、および第4のトランジスタをオンにするように制御することとをさらに含む、段落Z-ABのいずれかに記載の方法。
【0172】
AD。前記変圧器を含む前記電力変換器は、少なくとも93%の効率で制御される、段落Z-ACのいずれかに記載の方法。
【0173】
AE。車両が所定の位置にあるという信号は、自律車両から受信される、段落Z-ADのいずれかに記載の方法。
【0174】
AF。第2の電流要求は、電力閾値を超えるまたは満たす車両に格納された電力のレベルを示す1つまたは複数の対応する電力パラメータの個々のレベルと関連付けられる、段落Z-AEのいずれかに記載の方法。
【0175】
AG。前記ユニポーラモードの前記インバータによって出力される電力に関連付けられた第1のデューティサイクルは、第2のデューティサイクルより高く、前記第2のデューティサイクルは、第1のデューティサイクルへの充電プロファイルに基づいて、経時的に徐々に低減される、段落Z-AFのいずれかに記載の方法。
【0176】
AH。前記バイポーラモードの前記インバータによって出力される電力に関連付けられた第1のデューティサイクルは、第2のデューティサイクルより高く、前記第1のデューティサイクルは、前記第2のデューティサイクルへの充電プロファイルに基づいて、経時的に徐々に低減される、段落Z-AGのいずれかに記載の方法。
【0177】
AI。前記インバータに関連付けられた高調波歪みのレベルは、5%未満である、段落Z-AHのいずれかに記載の方法。
【0178】
AJ。実行されたときに、1つまたは複数のプロセッサに、無線充電コイルに対して自律車両が所定の位置にあるという信号を受信することと、第1の電流要求を受信することと、前記第1の電流要求に基づいて、バイポーラモードに関連付けられた制御回路の複数のトランジスタを制御することと、前記複数のトランジスタの対応するトランジスタの個々の第1の状態に基づいて、インバータを制御して、第1の方形波信号および第1のデューティ信号を出力することと、第2の電流要求を受信することと、前記第2の電流要求に基づいて、ユニポーラモードに関連付けられた前記制御回路の複数のトランジスタを制御することと、前記複数のトランジスタの対応するトランジスタの個々の第2の状態に基づいて、前記インバータを制御して、第2の方形波信号および第2のデューティ信号を出力することと、を含む動作を実行させる、1つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。
【0179】
AK。バイポーラモードで前記インバータを制御することは、前記自律車両を充電するために利用される送電コイルに、-500ボルト(V)と+500Vとの間の第1の方形波信号を出力するように前記インバータを制御することを含み、ユニポーラモードで前記インバータを制御することは、前記送電コイルに、0と+500Vとの間の第2の方形波信号を出力するように前記インバータを制御することを含む、段落AJに記載の1つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。
【0180】
AL。バイポーラモードの前記インバータによって出力される前記第1の方形波信号は、第1の電力のレベルで電力変換器から電力を出力するために利用され、ユニポーラモードの前記インバータによって出力される前記第2の方形波信号は、第2の電力のレベルで前記電力変換器から電力を出力するために利用され、前記第1の電力のレベルは前記第2の電力のレベルより高い、段落AJまたはAKに記載の1つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。
【0181】
AM。前記複数のトランジスタは、第1のトランジスタ、第2のトランジスタ、第3のトランジスタおよび第4のトランジスタを含み、前記第1の方形波信号を出力するように前記インバータを制御することは、第1の時間において、第1のトランジスタをオンに、第2のトランジスタをオンに、第3のトランジスタをオフに、および第4のトランジスタをオフにするように制御することと、第2の時間において、第3のトランジスタをオンに、第4のトランジスタをオンに、第1のトランジスタをオフに、および第2のトランジスタをオフにするように制御することとをさらに含み、前記第2の方形波信号を出力するように前記インバータを制御することは、第3の時間において、第1のトランジスタをオンに、第2のトランジスタをオンに、第3のトランジスタをオフに、および第4のトランジスタをオンにするように制御することと、第4の時間において、第1のトランジスタをオフに、第2のトランジスタをオンに、第3のトランジスタをオフに、および第4のトランジスタをオンにするように制御することとをさらに含む、段落AJ-ALのいずれかに記載の1つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。
【0182】
AN。前記変圧器を含む前記電力変換器は、少なくとも93%の効率で制御される、段落AJ-AMのいずれかに記載の1つまたは複数の非一時的コンピュータ可読媒体。
【0183】
上記で説明される例示的な項は、1つの特定の実装形態に関して説明されが、本明細書の文脈において、例示的な項の内容は、方法、デバイス、システム、コンピュータ可読媒体、および/または別の実装形態を介して実施されることも可能であることを理解されたい。さらに、例A乃至ANのいずれかは、単独で、もしくは例A乃至ANの任意の他の1つまたは複数と組み合わせて実装されることが可能である。
【0184】
結論
本明細書で説明される技術の1つまたは複数の例を説明したが、それらの様々な変形、追加、置換、および均等物は、本明細書で記載される技術の範囲内に含まれる。
【0185】
例の説明において、本明細書の一部を形成する添付の図面を参照するが、それは、例示として請求される主題の具体的な例を示す。他の例を使用することができ、構造的変更などの変更または代替を行うことができることを理解されたい。そのような例示、変更または代替は、意図される請求された主題に対する範囲から必ずしも逸脱するものではない。本明細書におけるステップは、特定の順序で提示され得るが、いくつかのケースでは、説明されるシステム、および方法の機能を変更することなく、特定の入力を、異なる時間または異なる順序で提供するように順序を変更することが可能である。また、開示された手順は、異なる順序で実行することができる。さらに、本明細書における様々な計算は、開示される順序で実行される必要はなく、計算の代替の順序を用いる他の例が容易に実装されることが可能である。並び替えに加えて、計算はまた、同じ結果となるサブ計算に分解することもできる。
【国際調査報告】