インピーダンス変化に基づくワイヤレス充電状況推定システムの開発

基于阻抗变化的无线充电状态估计系统开发

• 批准号: 23700678
• 负责人: 佐藤 拓
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Sendai National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23700678/
• 关键词: 充電状況推定; 非接触電力伝送; 心臓ペースメーカ

本研究は非接触充電時における2次側でインピーダンスの変化(すなわち充電状況)に注目し、その変化から充電状態を推定するシステムを確立するものである。23年度前期は震災影響により破損した非接触電力伝送に関わる研究資料(コイル)の再作製および研究室の実験環境整備に注力した。これに並行して、非接触電力伝送回路をT型簡易等価回路で表現し、2次側のインピーダンス(負荷抵抗)を1次側パラメータ(インピーダンス、力率)から推定する充電状況推定式の導出を進めた。23年度中期には、上述の推定式の妥当性を確認するために、金属ケースを有しない一般的な非接触電力伝送でバッテリーを充電し、充電状況推定の評価を行った。また、2次側負荷をバッテリーではなく，抵抗とL成分をC成分を有した負荷を接続した場合にインピーダンスの推定にどのような影響を及ぼすか、その挙動を把握した。その結果、位置ずれのない場合には1次側から体内の充電状態を十分に推定可能であることが確認できた。これより基本的な非接触電力伝送システムに本充電状況推定方法が適用可能である良好な結果が得られた。23年度後期には、本研究が目標としている心臓ペースメーカへの適用に向って、2次側コイルをチタンケースに封入した実装状態において同様の非接触電力伝送を行った。その結果、実測値と推定値に大きな差異が認められ、実際よりもインピーダンスの変化が少なくなる(満充電に見えない)推定結果を示すことが初めて判明した。この差異は伝送コイル間にチタンケース(金属)が介在したことによるものと考えられる。今後は、チタンケースの影響(鉄損)を考慮した新たな推定式を検討していく予定である。また、本推定式にはコイルの結合係数(結合度合)が式中に含まれるため、コイル位置ずれにより推定結果が変化する特性を必然的に持つため、この影響を受けない、または補正可能な推定式についても検討する。

这项研究重点是在非接触式充电期间次要侧的阻抗（即充电状态）的变化，并建立了一个估计从变化中充电的系统。在2013财年的第一学期，我们专注于与非接触功率传播有关的研究材料（线圈）的繁殖，该研究材料（线圈）由于地震而损坏，并开发了实验室的实验环境。与此同时，在t型简单相等有效电路中表达非接触功率传输电路，并且充电状态估计公式的推导估计次级参数的次级阻抗（负载电阻）（阻抗） ，电力率）。在2013财年中期，为了确认上述估计公式的验证，电池被为没有金属外壳的一般非接触功率传输充电，并估计了充电状态。此外，当电阻器和L组分具有C组分而不是电池的阻抗估计时，该行为被理解为阻抗估计的行为。结果，可以证实，如果位置没有破裂，则可以从主要侧的身体充电状态。获得了一个良好的结果，可以将基本的非接触功率传输系统应用于基本的非接触电力传输系统。在2013财年的后半部分，在钛合金案例中，在二次线圈的实施状态下进行了类似的非接触功率传输，以应用本研究针对的心脏步伐制造商。结果，首次确认测量值和估计值之间的较大差异，表明阻抗变化减少（未充满电）。这种差异被认为是由于透射线圈之间的中间钛情况（金属）造成的。将来，我们计划考虑钛案件的影响（铁损失）的新估计公式。此外，由于该估计的公式中包括在公式中的公式中，因此公式包含盘绕系数（键合度），因此不可避免的是，由于线圈崩溃而导致的估计结果会​​发生变化，因此这不受影响或不受影响可以纠正。我们还将考虑估计的公式。