(57)【要約】【課題】送電側で共振用のコンデンサを不要としつつ、二次側の情報がない場合でも一次側が動作できる無線電力伝送システムを提供する。【解決手段】無線電力伝送システムは、第一コイルを有する第一ユニット、第二コイルを有する第二ユニットを備えており、第二ユニットのみがコンデンサを備える。第一送電部は第二ユニットからの第二コイルおよびコンデンサに関する情報の受信の有無に関わらず電力の伝送を開始する送電開始部を備え、送電開始部からの信号に基づき電力を伝送する。【選択図】図１
2019187053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一コイルを有する第一ユニット、第二コイルを有する第二ユニットを備え、
前記第一ユニットは、前記第一コイルを介して前記第二ユニットへ電力を伝送する第一送電部を備え、
前記第二ユニットは、前記第二コイルを介して前記第一ユニットからの電力を受電する第二受電部を備え、
前記第二ユニットのみがコンデンサを備えた無線電力伝送システムであって、
前記第一送電部は前記第二ユニットからの前記第二コイルおよび前記コンデンサに関する情報の受信の有無に関わらず電力の伝送を開始する送電開始部を備え、
前記送電開始部からの信号に基づき電力を伝送することを特徴とする、無線電力伝送システム。
【請求項２】
前記第一コイルのインダクタンスをＬ１、前記第二コイルのインダクタンスをＬ２とし、Ｌ１は常にＬ２以上であることを特徴とする、請求項１に記載の無線電力伝送システム。
【請求項３】
前記第一ユニットは、固定周波数で前記第二ユニットに電力を送電することを特徴とする、
請求項１または２に記載の無線電力伝送システム。
【請求項４】
前記第二ユニットは、前記コンデンサを複数備え、あるいは、前記コンデンサが可変コンデンサであり、
前記第二ユニットの備える前記第二コイルと前記コンデンサで定まる共振周波数を選択する容量選択部を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【請求項５】
前記第一ユニットまたは前記第二ユニットは移動部を備えることを特徴とする、
請求項１ないし４のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【請求項６】
前記第二ユニットは前記第一ユニットとの空間的な距離を認識する距離認識部、および、
前記距離認識部からの信号に基づいて前記第二ユニットにおける受電を制御する受電制御部を有することを特徴とする、
請求項１ないし５のいずれかに記載の無線電力伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非接触で電力を伝送する無線電力伝送では、送電系および受信系の双方においてＬＣ共振回路などの共振構造を用いる技術が知られている。この場合、送電系および受信系の双方においてコイルとコンデンサが必要となり、特に実用化に際して、コンデンサは例えばフィルムコンデンサを使用すると大型化するうえ高価であり、またセラミックコンデンサなどを並列に用いた場合には個体のばらつきによって所望の容量を得るための調整が難しいという問題がある。
【０００３】
他方、送電系ではコイルのみを、受信系においてコイルとコンデンサによるＬＣ共振回路を用いた技術も知られている（特許文献１、非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】再公表２０１５−１７３８５０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】牛嶋昌和他「電磁誘導と磁界共振の中間的な構成による電力伝送のシミュレーションと実験」電子情報通信学会技術研究報告７−１２頁、４４５号、１１４巻、２０１５年２月１３日、一般社団法人電子情報通信学会
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
コンデンサを用いた場合、大型になり重量が増大するため、送電側、受電側ともにL、Cの共振回路を使用した場合、装置が大型化し重量が増大してしまう。
【０００７】
実用化を考えると、部品点数は少ない方が、価格が下がり、かつ信頼性があがる。特に動作周波数が数十ｋＨｚの場合、コンデンサの容量が大きくなり、その配置場所や価格は無視することができない。
【０００８】
特許文献１や非特許文献１に記載の技術では位置ずれ特性が改善しているが、受電側の情報をもとに一次側の駆動周波数を決めており、これによって動作周波数を変えて送受電コイル間の位置関係や距離が変化しても効率が落ちないようになっている。このため、必ず二次側の情報がないと一次側は動作しない、つまり、伝送できない。
【０００９】
また、一次側の動作周波数を変えることができるようになっているため、一次側の回路が複雑で大型になる。
【００１０】
そこで、本発明は、無線電力伝送において、送電側で共振用のコンデンサを不要とし、装置を小型化、軽量化しつつ、二次側の情報がない場合でも一次側が動作できる無線電力伝送システムを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の請求項１に係る無線電力伝送システムは、第一コイルを有する第一ユニット、第二コイルを有する第二ユニットを備え、前記第一ユニットは、前記第一コイルを介して前記第二ユニットへ電力を伝送する第一送電部を備え、  前記第二ユニットは、前記第二コイルを介して前記第一ユニットからの電力を受電する第二受電部を備え、  前記第二ユニットのみがコンデンサを備えた無線電力伝送システムであって、前記第一送電部は前記第二ユニットからの前記第二コイルおよび前記コンデンサに関する情報の受信の有無に関わらず電力の伝送を開始する送電開始部を備え、前記送電開始部からの信号に基づき電力を伝送することを特徴とする、無線電力伝送システムである。
【００１２】
ここで、第二ユニットのみがコンデンサを備えるとは、電力伝送に本質的に寄与するコンデンサを第二ユニットのみが備えることを意味しており、第一ユニットにおいて、安定化のためのコンデンサなど、電力伝送に本質的に寄与しないコンデンサを用いることは排除しない。
【００１３】
また、第二コイルおよびコンデンサに関する情報についても同様であり、送電開始部は第二コイルおよび電力伝送に本質的に寄与するコンデンサに関する情報の受信の有無に関わらず電力の伝送を開始することを意味する。
【００１４】
当該技術では受電側からの情報が必須ではなく、例えば、一次側はコイルに流れる電流や電圧値から二次側の状態を事前に測定しておき、その情報を用いて推定することもできる。また、二次側に例えばバッテリ側との状態を通信・制御する機能を持っていれば、必ずしも一次側にそれらの情報を送る必要はない。
【００１５】
通常は二次側の状態を一次側に無線などで送る場合でも、無線などによる伝送の遅延などがあっても問題にならない。
【００１６】
これにより、送電側の信頼性向上、および小型化による装置設置の制約を緩和することができる。例えば、送電側を地中、あるいは床下埋め込むような場合でもコンデンサがない分だけ、装置を薄くできるので地中を掘り起こす範囲を小さくできたり、床下のスペースが小さい場合でも設置が可能である。また、壁に埋め込む場合でも壁を削るなどの加工も少なくて済み設置費用が軽減できる。このように地中や床下、壁などに送電側を埋め込む場合、容易に送電側を交換することができないため、送電側の信頼性をあげる必要がある。
【００１７】
本発明の請求項２に係る無線電力伝送システムは、前記第一コイルのインダクタンスをＬ１、前記第二コイルのインダクタンスをＬ２とし、Ｌ１は常にＬ２以上であることを特徴とする、請求項１に記載の無線電力伝送システムである。
【００１８】
当該技術ではＬ１が常にＬ２以上になるように選定する。送電側は共振コンデンサがないため、大型化する傾向がある送電側を小型化することができる。そのため、小型化した分、Ｌ１をＬ２以上とすることで受電側の小型化を可能とする。
【００１９】
これにより、送電側よりも受電側の小型化が求められる場合、受電側の設置の制約を緩和できる。例えば、自動搬送車やロボットといったバッテリーで駆動する装置であれば、装置の質量を軽量化できるので動作時間を長くすることができる。
【００２０】
本発明の請求項３に係る無線電力伝送システムは、前記第一ユニットは、固定周波数で前記第二ユニットに電力を送電することを特徴とする、請求項１または２に記載の無線電力伝送システムである。
【００２１】
送電側の周波数は固定のため周波数を可変する場合に比べて部品が削減でき、また制御も容易になり、かつ送電側は共振コンデンサがないため、大型化する傾向がある送電側を小型化することができる。
【００２２】
これにより、送電側の信頼性向上、および小型化による装置設置の制約を緩和することができる。
【００２３】
本発明の請求項４に係る無線電力伝送システムは、前記第二ユニットは、前記コンデンサを複数備え、あるいは、前記コンデンサが可変コンデンサであり、前記第二ユニットの備える前記第二コイルと前記コンデンサで定まる共振周波数を選択する容量選択部を有することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の無線電力伝送システムである。
【００２４】
第二ユニットの第二コイルとコンデンサで定まる共振周波数は、第一ユニットの動作周波数必ずしも一致する必要はなく、少しずらしても伝送可能であり、第二ユニットの第二コイルとコンデンサで定まる共振周波数を第一ユニットの動作周波数とずらすことによって、電力の伝送効率は落ちるが位置ずれ特性が改善することから、複数選択可能とすることにより、位置ずれ特性を改善することができる。
【００２５】
本発明の請求項５に係る無線電力伝送システムは、前記第一ユニットまたは前記第二ユニットは移動部を備えることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の無線電力伝送システムである。
【００２６】
第一ユニットが移動部を備える場合、送電側のコンデンサを不要としているので送電側の装置を小型化、軽量化できる。例えば、送電側、受電側双方に移動部を備えており、受電側が複数台ある場合、同時に複数台の受電側と送電側も同時に電力伝送する分の台数が必要になるが、送電側が移動できるのであれば、受電側を一列に並べて送電側が移動し、順番に送電することで、送電側の台数が減らせるので設備の価格を抑えることができる。
【００２７】
本発明の請求項６に係る無線電力伝送システムは、前記第二ユニットは前記第一ユニットとの空間的な距離を認識する距離認識部、および、前記距離認識部からの信号に基づいて前記第二ユニットにおける受電を制御する受電制御部を有することを特徴とする、請求項１ないし５のいずれかに記載の無線電力伝送システムである。
【００２８】
送電側、受電側の距離に応じて受電側へ供給できる電力がほぼ線形に変化する構成にすることができるため、送電側、受電側の距離を制御することで受電側への電力を変えることができ、消費する電力が異なる受電側装置を1台の送電側装置で対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】無線電力伝送システムの構成例を示す。
【図２】無線電力伝送システムの構成例を示す。
【図３】無線電力伝送システムの構成例を示す。
【図４】無線電力伝送システムの回路の例を示す。
【図５】各αに対して電力伝送の効率が高い組み合わせを示す。
【図６】α＝１の場合の、各周波数における、実効電力、無効電力、皮相電力を示す。
【図７】α＝２の場合の、各周波数における、実効電力、無効電力、皮相電力を示す。
【図８】第二ユニットの構成例を示す。
【図９】第二ユニットの構成例を示す。
【図１０】無線電力伝送システムの回路の例を示す。
【図１１】無線電力伝送システムの回路の例を示す。
【図１２】無線電力伝送システムの別の構成例を示す。
【図１３】無線電力伝送システムの別の構成例を示す。
【図１４】第一送電サブシステムＳ１Ｓの構成例を示す。
【図１５】第二送電サブシステムＳ２Ｓの構成例を示す。
【図１６】第一受電サブシステムＳ１Ｒの構成例を示す。
【図１７】第二受電サブシステムＳ２Ｒの構成例を示す。
【図１８】無線電力伝送システムの別の構成例を示す。
【図１９】コイル間距離Ｚと送電電力Ｐとの関係を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、本発明における無線電力伝送システムの構成例を示す。
【００３１】
第一ユニットＵ１は、第一送電部Ｕ１Ｓ、および、第一コイルＬ１を備える。第二ユニットＵ２は、第二受電部Ｕ２Ｒ、第二コイルＬ２、および、第二コンデンサＣ２を備える。第二ユニットＵ２は、バッテリを有し、あるいは、バッテリ側との接続部を含んでおり本接続部を介してバッテリを充電する。
第一送電部Ｕ１Ｓは、第一コイルを介して第二ユニットＵ２へ電力を伝送する。そして、第二受電部Ｕ２Ｒは、第二コイルを介して第一ユニットＵ１からの電力を受電する。
【００３２】
本実施例では受電側、つまり、第二ユニットＵ２からの情報が必須ではなく、通常は第二ユニットＵ２の状態を第一ユニットＵ１に無線などで送る場合でも、無線などによる伝送の遅延などがあっても問題にならない。
【００３３】
図２は、本発明における無線電力伝送システムの別の構成例を示す。
【００３４】
第一ユニットＵ１は、第一送電部Ｕ１Ｓ、第一コイルＬ１、および、第一コイルＬ１に流れる電流から第二ユニットＵ２の状態を推定する状態推定部Ｕ１Ａを備える。第二ユニットＵ２は、第二受電部Ｕ２Ｒ、第二コイルＬ２、および、第二コンデンサＣ２を備える。ここで、第二ユニットＵ２の状態とは、第二コイルＬ２および第二コンデンサＣ２に関する情報を含む。
【００３５】
本実施例では受電側、つまり第二ユニットＵ２からの情報が必須ではなく、第一ユニットＵ１は、状態推定部Ｕ１Ａにより、コイルに流れる電流値や電圧値から第二ユニットＵ２の状態を推定する。例えば事前に測定したデータを使用することで、状態の推定の確度を上げることができる。
【００３６】
通常は二次側の状態を一次側に無線などで送る場合でも、無線などによる伝送の遅延などがあっても問題にならない。また、一時的に二次側からの情報が届かなく場合でも送電を停止する必要がない。このため無線としては無線LANやBluetooth（登録商標）といった免許不要で、容易に使用できる規格のものを使用することもできるので、無線部は安価に構成できる。
【００３７】
図３は、本発明における無線電力伝送システムの別の構成例を示す。
【００３８】
第一ユニットＵ１は、第一送電部Ｕ１Ｓ、および、第一コイルＬ１を備える。第二ユニットＵ２は、第二受電部Ｕ２Ｒ、第二コイルＬ２、第二コンデンサＣ２、および、バッテリ側との状態を通信・制御するバッテリ通信制御部Ｕ２Ｂを備える。
【００３９】
本実施例では受電側からの情報が必須ではなく、第二ユニットＵ２にバッテリ側との状態を通信・制御する機能を持っているため、必ずしも第一ユニットＵ１にそれらの情報を送る必要はない。
【００４０】
通常は二次側の状態を一次側に無線などで送る場合でも、無線などによる伝送の遅延などがあっても問題にならない。
【００４１】
図４は、無線電力伝送システムの回路の例を示す。
【００４２】
第一ユニットＵ１は、抵抗成分Ｒ１、第一コイルＬ１、および、第一コンデンサＣ１を備える。
【００４３】
第二ユニットＵ２は、抵抗成分Ｒ２、および、第一コイルＬ１を備える。
【００４４】
第一コイルＬ１および第二コイルＬ２は結合係数ｋで結合する。この結合係数は、第一ユニットＵ１および第二ユニットＵ２との相対位置に応じて変化する。Ｌｍは第一コイルＬ１および第二コイルＬ２の相互インダクタンスであり、Ｌｍ＝ｋ×ｓｑｒｔ（Ｌ１×Ｌ２）となる。ここでｓｑｒｔは平方根を示す。
【００４５】
一実施例において、Ｌ１は常にＬ２以上である。Ｌ１が常に２以上になるように選定することで、送電側は共振コンデンサがないため、大型化する傾向がある送電側を小型化することができ、小型化した分、受電側の小型化を可能とする。
【００４６】
α＝Ｌ１／Ｌ２とし、現実的なコイルのサイズにおいて、各αに対して電力伝送の効率が高い組み合わせを計算した結果を図５に示す。本図においては、各項目は、α＝１の場合の値で規格化している。
【００４７】
図５から、αを大きくすると無効電力が大きくなり力率が悪くなり、効率が悪くなるが、その分、Ｌ２を小さくすることができ、受電側の小型化が可能である。
【００４８】
図６は、α＝１の場合の、各周波数における、実効電力、無効電力、皮相電力を示す。
【００４９】
図６に示されるとおり、８８ｋHz〜８９ｋHz前後で無効電力が最小になる周波数が存在し、８５ｋＨｚから９０ｋＨｚ前後で力率のよい周波数が存在することが分かる。
【００５０】
また、共振コンデンサの容量Ｃ２は、共振周波数との関係式ｆｓ＝１／（２π×ｓｑｒｔ（（１−ｋ＾２）×Ｌ２×Ｃ２））から求めることができる。ここでｓｑｒｔは平方根を示す。
【００５１】
図７は、α＝２の場合の、各周波数における、実効電力、無効電力、皮相電力を示す。
【００５２】
図７に示されるとおり、８５ｋHz〜８８ｋHz前後で無効電力が最小になる周波数が存在することが分かる。
【００５３】
図８は、第二ユニットＵ２が容量選択部ＳＷを備える一実施例における構成を示す。
【００５４】
第二ユニットが複数の第二コンデンサＣ２１、Ｃ２２を備え、容量選択部ＳＷにより、複数のコンデンサを選択することにより、第二ユニットの備える第二コイルと第二コンデンサで定まる共振周波数を選択する。
【００５５】
図９は、第二ユニットＵ２が可変コンデンサを備える一実施例における構成を示す。
【００５６】
図に示される一実施例においては、第二ユニットの備える第二コンデンサＣ２が可変コンデンサ、つまり容量が可変のコンデンサである。可変コンデンサは、容量選択部ＳＷを備えているため、図９では容量選択部ＳＷの記載を省略している。
【００５７】
第二ユニットの第二コイルとコンデンサで定まる共振周波数は、第一ユニットの動作周波数必ずしも一致する必要はなく、少しずらしても伝送可能であり、第二ユニットの第二コイルとコンデンサで定まる共振周波数を第一ユニットの動作周波数とずらすことによって、電力の伝送効率は落ちるが位置ずれ特性が改善することから、複数選択可能とすることにより、位置ずれ特性を改善することができる。
【００５８】
図１０は、無線電力伝送システムの回路の例を示す。
【００５９】
第一ユニットＵ１は、第一送電部Ｕ１Ｓ、第一コイルＬ１、および、第一移動部Ｍ１を備える。第二ユニットＵ２は、第二受電部Ｕ２Ｒ、第二コイルＬ２、および、第二コンデンサＣ２を備える。
【００６０】
第一送電部Ｕ１Ｓは、第一コイルを介して第二ユニットＵ２へ電力を伝送する。そして、第二受電部Ｕ２Ｒは、第二コイルを介して第一ユニットＵ１からの電力を受電する。
【００６１】
第一移動部Ｍ１は、第一ユニットＵ１と第二ユニットＵ２とを相対移動させる。
【００６２】
送電側、つまり第一ユニットのコンデンサを不要としているので送電側の装置を小型化、軽量化できる。
【００６３】
送電側で共振用のコンデンサを不要とし、装置を小型化、軽量化しつつ、二次側の情報がない場合でも一次側から無線電力伝送を行える。
【００６４】
一実施例において、受電側、つまり第二ユニットＵ２は生産ラインに固定されているロボットであり、送電側、つまり泰一ユニットが移動して各ロボットを定期的に充電する。
【００６５】
一実施例において、第一ユニットＵ１は電動バイク、第二ユニットＵ２は家庭用電力システムである。災害などの非常時に電動バイクの電力を無線で家庭の電力システムに伝送することができる。
【００６６】
図１１は、無線電力伝送システムの別の回路の例を示す。
【００６７】
第一ユニットＵ１は、第一送電部Ｕ１Ｓ、および、第一コイルＬ１を備える。第二ユニットＵ２は、第二受電部Ｕ２Ｒ、第二コイルＬ２、第二コンデンサＣ２、および、第二移動部Ｍ２を備える。
【００６８】
第一送電部Ｕ１Ｓは、第一コイルを介して第二ユニットＵ２へ電力を伝送する。そして、第二受電部Ｕ２Ｒは、第二コイルを介して第一ユニットＵ１からの電力を受電する。
第二移動部Ｍ２は、第一ユニットＵ１と第二ユニットＵ２とを相対移動させる。
【００６９】
一実施例において、第一ユニットＵ１はロボット本体、第二ユニットＵ２はロボットアームであり、相対移動は、回転移動である。
【００７０】
本実施例においては、ロボットアームの駆動のための電力を無線電力伝送できるため、配線を不要とすることができる。また、ロボット本体においてコンデンサが不要となるため、ロボット本体を小型化、軽量化することができる。
【００７１】
一実施例において、第一ユニットＵ１は電動バイクの充電ステーション、第二ユニットＵ２は電動バイクである。
【００７２】
電動バイクの充電ステーションにおいてコンデンサが不要となるため、電動バイクの充電ステーションを小型化、軽量化することができ、設置面積を小さくし、あるいは、設置場所の自由度を向上することができる。
【００７３】
一実施例において、第一ユニットＵ１は移動式ロボットの充電ステーション、第二ユニットＵ２は移動式ロボットである。
【００７４】
移動式ロボットの充電ステーションにおいてコンデンサが不要となるため、移動式ロボットの充電ステーションを小型化、軽量化することができ、設置面積を小さくし、あるいは、設置場所の自由度を向上することができる。
【００７５】
図１２は、無線電力伝送システムの別の構成例を示す。
【００７６】
第一ユニットＵ１は、第一送電部Ｕ１Ｓ、第一コイルＬ１、および、第一移動部Ｍ１を備える。第二ユニットＵ２は、第二受電部Ｕ２Ｒ、第二コイルＬ２、第二コンデンサＣ２、および、第二移動部Ｍ２を備える。
【００７７】
第一送電部Ｕ１Ｓは、第一コイルを介して第二ユニットＵ２へ電力を伝送する。そして、第二受電部Ｕ２Ｒは、第二コイルを介して第一ユニットＵ１からの電力を受電する。
【００７８】
第一移動部Ｍ１、第二移動部Ｍ２は、第一ユニットＵ１と第二ユニットＵ２とを相対移動させる。
【００７９】
一実施例において、第二ユニットＵ２は無人搬送車であり、例えば倉庫などで無人搬送車の受電部に充電する場合、深夜など稼働しない時間帯に1台ずつ充電していくことができる。その際、送電側、つまり、第一ユニットＵ１が移動できるため、受電側、つまり第二ユニットを一列に並べて送電側が移動し、順番に送電することで、送電側の台数が減らせるので設備の価格を抑えることができる。
【００８０】
一実施例において、第一ユニットＵ１、第二ユニットＵ２はいずれもロボットアームである。
【００８１】
本実施例においては、ロボットアームの駆動のための電力を無線電力伝送できるため、配線を不要とすることができる。また、一方のロボットアームにおいてコンデンサが不要となるため、ロボットアームを小型化、軽量化することができる。
【００８２】
図１３は、無線電力伝送システムの別の構成例を示す。
【００８３】
第一ユニットＵ１は第一送電サブシステムＳ１Ｓ、第一受電サブシステムＳ１Ｒ、および、第一移動部Ｍ１を備え、第二ユニットＵ２は第二送電サブシステムＳ２Ｓ、第二受電サブシステムＳ２Ｒ、および、第二移動部Ｍ２を備える。
【００８４】
図１４は第一送電サブシステムＳ１Ｓの構成例を、図１５は第二送電サブシステムＳ２Ｓの構成例を、図１６は第一受電サブシステムＳ１Ｒの構成例を、図１７は第二受電サブシステムＳ２Ｒの構成例を、それぞれ示す。
【００８５】
第一送電サブシステムＳ１Ｓは、第一送電部Ｕ１Ｓ、および、第一コイルＬ１を備える。第一受電サブシステムＳ１Ｒは、第一受電部Ｕ１Ｒ、第一コイルＬ１、および、第一コンデンサＣ１を備える。
【００８６】
また、第二送電サブシステムＳ２Ｓは、第二送電部Ｕ２Ｓ、および、第二コイルＬ２を備える。第二受電サブシステムＳ２Ｒは、第二受電部Ｕ２Ｒ、第二コイルＬ２、および、第二コンデンサＣ２を備える。
【００８７】
第二送電部は、第二コイルを介して第一ユニットＵ１へ電力を伝送し、第一受電部は、第一コイルを介して第二ユニットＵ２からの電力を受電する。
【００８８】
一実施例において、第一ユニットＵ１、第二ユニットＵ２は移動式ロボットである。
【００８９】
第一ユニットＵ１および第二ユニットＵ２の間で双方向充電が可能であり、移動式ロボット間で相互に充電を行うことができる。
【００９０】
一実施例において、第一ユニットＵ１は電動バイクであり、第二ユニットＵ２は家庭用電力システムである。
【００９１】
電力の余剰が多い夜間などに、家庭用電力システムから電動バイクへ電力を電送し、電力の余剰の少ない日中などに必要に応じて電動バイクから家庭用電力システムに電力を電送することで、効率的な電力の使用が可能となる。
【００９２】
図１８は、無線電力伝送システムの一構成例を示す。
【００９３】
第一ユニットＵ１は、第一送電部Ｕ１Ｓ、および、第一コイルＬ１を備える。第二ユニットＵ２は、第二受電部Ｕ２Ｒ、第二コイルＬ２、第二コンデンサＣ２、第一ユニットＵ１との空間的な距離を認識する距離認識部Ｕ２Ｄ、および、距離認識部からの信号に基づいて第二ユニットＵ２における受電を制御する受電制御部Ｕ２Ｃを備える。
【００９４】
図１９は、コイル間距離Ｚと送電電力Ｐとの関係を示す。
【００９５】
図１９に示されるように、送電側、受電側の距離に応じて受電側へ供給できる電力がほぼ線形に変化するため、本実施例では、送電側、受電側の距離を制御することで受電側への電力を変えることができ、消費する電力が異なる受電側装置を1台の送電側装置で対応することができる。
【００９６】
無人搬送車などで最初に500Wの受電側装置を開発し、その後、より長時間動作するもの、あるいは重量物を運ぶため動作時に電力が必要なものなど、1000Wの受電側装置をリリースした場合でも、送電側は新規に設置や交換する必要がなくなるので設置費などを抑えることができる。また、無人搬送車において、使用するモータの効率が良くなり、それほど電力が必要なくなったりした場合に電力が小さくても済む受電側装置に変更することも考えられるがこのような場合でも送電側の交換の必要がない。
【００９７】
本発明は以上の実施例に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で様々な実施例を含むことは言うまでもない。
【００９８】
例えば、先に述べた実施例では、第二コイルＬ２とコンデンサが直列の場合であるが、第二コイルＬ２に対してコンデンサが並列に接続されている場合にも適用できる。このとき、コンデンサの容量Ｃ２は、用いる共振周波数ｆｐに対して、ｆｐ＝１／（２π×ｓｑｒｔ（Ｌ２×Ｃ２））から求めることができる。
【符号の説明】
【００９９】
Ｃ２    第二コンデンサ
Ｃ２１  第二コンデンサ
Ｃ２２  第二コンデンサ
Ｌ１    第一コイル
Ｌ２    第二コイルＬ２
ＳＷ    容量選択部
Ｕ１    第一ユニット
Ｕ１Ｓ  第一送電部
Ｕ１Ｒ  第一受電部
Ｕ１Ａ  状態推定部
Ｕ２    第二ユニット
Ｕ２Ｓ  第二送電部
Ｕ２Ｒ  第二受電部
Ｕ２Ｂ  バッテリ通信制御部
Ｕ２Ｃ  受電制御部
Ｕ２Ｄ  距離認識部
Ｍ１    第一移動部
Ｍ２    第二移動部
Ｓ１Ｓ  第一送電サブシステム
Ｓ１Ｒ  第一受電サブシステム
Ｓ２Ｓ  第二送電サブシステム
Ｓ２Ｒ  第二受電サブシステム
【図１】
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【図２】
2019187053.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2019187053.tif 000008
【図７】
2019187053.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019187053.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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