(57)【要約】【課題】電力送電効率の低下を抑制することが可能な構成を備える電力伝送システムを提供する。【解決手段】受電部２１０は、受電コアユニット２６０と、車両の前後方向に延びる巻回中心Ｏ２の周囲を取り囲むように受電コアユニット２６０に巻回された受電コイル２５０とを含み、送電部４１０は、送電コアユニット４６０と、車両の前後方向に延びる巻回中心Ｏ２の周囲を取り囲むように送電コアユニット４６０に巻回された送電コイル４５０とを含み、送電コアユニット４６０の車両の幅方向の長さＷ１は、受電コアユニット２６０の車両の幅方向の長さＷ２よりも長く設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される受電部、および、前記受電部に対向した状態で前記受電部に非接触で電力を送電する送電部を備える、電力伝送システムであって、
前記受電部は、受電コアユニットと、前記車両の前後方向に延びる巻回中心の周囲を取り囲むように前記受電コアユニットに巻回された受電コイルとを含み、
前記送電部は、送電コアユニットと、前記車両の前後方向に延びる巻回中心の周囲を取り囲むように前記送電コアユニットに巻回された送電コイルとを含み、
前記送電コアユニットの前記車両の幅方向の長さは、前記受電コアユニットの前記車両の幅方向の長さよりも長い、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、非接触で電力を送電装置から受電する受電装置を備える電力伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜６に開示されているように、非接触で電力を送受電する送電装置および受電装置を用いる電力伝送システムが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５４８１５号公報
【特許文献２】特開２０１３−１４６１５４号公報
【特許文献３】特開２０１３−１４６１４８号公報
【特許文献４】特開２０１３−１１０８２２号公報
【特許文献５】特開２０１３−１２６３２７号公報
【特許文献６】特開２０１３−２５８８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
送電装置が配置された駐車場には、通常車止めが設けられており、車両の前後方向における位置ずれは小さい。一方、車両の幅方向の位置ずれは、前後方向の位置ずれよりも大きい傾向にある。しかし、上記特許文献に開示される送電装置および受電装置のコアの幅方向の大きさは同じであるため、車両が幅方向に位置ずれを起こした場合には、伝送効率が低下する。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電力送電効率の低下を抑制することが可能な構成を備える電力伝送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この電力伝送システムにおいては、車両に搭載される受電部、および、上記受電部に対向した状態で上記受電部に非接触で電力を送電する送電部を備える、電力伝送システムであって、上記受電部は、受電コアユニットと、上記車両の前後方向に延びる巻回中心の周囲を取り囲むように上記受電コアユニットに巻回された受電コイルとを含み、上記送電部は、送電コアユニットと、上記車両の前後方向に延びる巻回中心の周囲を取り囲むように上記送電コアユニットに巻回された送電コイルとを含み、上記送電コアユニットの上記車両の幅方向の長さは、上記受電コアユニットの上記車両の幅方向の長さよりも長い。
【発明の効果】
【０００７】
この電力伝送システムによれば、電力送電効率の低下を抑制することが可能な構成を備える電力伝送システムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態の電力伝送システムを模式的に示す図である。
【図２】実施の形態の受電部の構造を示す斜視図である。
【図３】実施の形態の送電部の構造を示す斜視図である。
【図４】実施の形態の電力伝送システムにおける送電部と受電部との位置関係を示す模式図である。
【図５】一次コイル幅と結合係数との関係を示す図である。
【図６】背景技術の電力伝送システムにおける送電部と受電部との位置ずれを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に基づいた実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態の説明において、個数および量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数およびその量などに限定されない。実施の形態の説明において、同一の部品および相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１０】
なお、以下の説明において車両の前進および後進方向を前後方向と称し、図中では矢印Ｙで示す。また、車両の左右方向を幅方向と称し、図中では矢印Ｘで示す。
【００１１】
図１を参照して、実施の形態１における電力伝送システム１０００について説明する。図１は、電力伝送システム１０００の全体構成を模式的に示す図である。電力伝送システム１０００は、電動車両１００（車両）および外部給電装置３００を備える。
【００１２】
（電動車両１００）
図１を参照して、電動車両１００は、車両本体１１０および受電装置２００を備える。車両本体１１０には、車両ＥＣＵ１２０（制御部）、整流器１３０、ＤＣ／ＤＣコンバータ（以下、単に「コンバータ」と称する。）１４０、バッテリ１５０、パワーコントロールユニット（以下、単に「ＰＣＵ」と称する。）１６０、モータユニット１７０、および通信部１８０などが設けられる。受電装置２００は、受電コイル２５０を有し、車両本体１１０の底面に配置される。
【００１３】
外部給電装置３００は送電装置４００を含み、送電装置４００は送電コイル４５０を有している。受電装置２００の受電コイル２５０が送電装置４００の送電コイル４５０に対向した状態で、受電装置２００は送電装置４００から電力を非接触で受電する。受電装置２００は、受電部２１０と、受電部２１０に接続されたコンデンサ２２０と、後述のシールドとを有する。受電部２１０は、ソレノイド型のコアユニット２６０と受電コイル２５０とを有する。
【００１４】
受電コイル２５０は、浮遊容量を有し、整流器１３０に接続されている。受電コイル２５０の誘導係数と、受電コイル２５０の浮遊容量およびコンデンサ２２０の電気容量とによって、電気回路が形成される。コンデンサ２２０および受電コイル２５０は、直列に接続されるが、これらは並列に接続されていてもよい。
【００１５】
電力伝送システム１０００において、車両本体１１０が停止しているときに給電ボタンがオン状態に設定されたことを車両ＥＣＵ１２０が検出した場合、車両の動作モードは充電モードに切り替えられる。車両ＥＣＵ１２０は、通信部１８０を介して、外部給電装置３００によるバッテリ１５０の充電制御の実行を指示する。
【００１６】
（外部給電装置３００）
外部給電装置３００は、送電装置４００、高周波電力装置３１０、送電ＥＣＵ３２０、および通信部３２２を含む。高周波電力装置３１０は、交流電源３３０に接続される。交流電源３３０は、商用電源または独立電源装置等である。送電装置４００は、駐車スペース内に設けられ、高周波電力装置３１０に接続される。送電ＥＣＵ３２０は、高周波電力装置３１０などの駆動を制御する。
【００１７】
通信部３２２は、外部給電装置３００と電動車両１００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースである。通信部３２２は、電動車両１００の通信部１８０から送信されるバッテリ情報、送電の開始、継続、および停止を指示する信号、ならびに、送電電力の増加若しくは減少を指示する信号などを受信し、これらの情報を送電ＥＣＵ３２０へ出力する。
【００１８】
送電装置４００は、送電部４１０と、送電部４１０に接続されたコンデンサ４２０と、後述のシールドとを有する。送電部４１０は、ソレノイド型のコアユニット４４０と送電コイル４５０とを有する。送電コイル４５０は、浮遊容量を有し、高周波電力装置３１０に接続されている。送電コイル４５０の誘導係数と、送電コイル４５０の浮遊容量およびコンデンサ４２０の電気容量とによって、電気回路が形成される。コンデンサ４２０および送電コイル４５０は、直列に接続されるが、これらは並列に接続されていてもよい。
【００１９】
高周波電力装置３１０は、交流電源３３０から受ける電力を高周波の電力に変換し、変換した高周波電力を送電コイル４５０へ供給する。送電コイル４５０は、受電部２１０の受電コイル２５０へ、電磁誘導により非接触で電力を送電する。
【００２０】
このように送電装置４００において、高周波電力装置３１０は、交流電源３３０から受ける電力を高周波の電力に変換し、変換した高周波電力を送電コイル４５０へ供給する。送電部４１０および受電部２１０の各々は、コイル（４５０，２５０）とコンデンサ（４２０，２２０）とを含み、伝送周波数において共振するように設計されている。送電部４１０および受電部２１０の共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。
【００２１】
（受電部２１０の構造）
図２を参照して、受電部２１０の構造について説明する。図２は、受電部２１０の構造を示す斜視図である。受電部２１０は、受電コイル２５０、およびコアユニット２６０を含む。コアユニット２６０には、車両の前後方向（図中Ｙ方向）に沿って延びるコイル巻回軸Ｏ２を中心として、コアユニット２６０の上面および下面を含む周囲において螺旋状に受電コイル２５０が巻回されている。コアユニット２６０の車両の幅方向（図中Ｘ方向）の長さは、Ｗ２である。
【００２２】
コアユニット２６０は、上面２６０Ａ、下面２６０Ｂ、側面２６０Ｃ〜２６０Ｆを有する全体として板状の形状を有する。コアユニット２６０は、複数の分割コアが組み合わされ、この分割コアが絶縁紙により包囲されている。分割コアにはいずれもフェライトが用いられる。なお、分割コアに限定されず１枚構成のフェライトであってもよい。
【００２３】
（送電部４１０の構造）
図３を参照して、送電部４１０の構造について説明する。図３は、送電部４１０の構造を示す斜視図である。送電部４１０は、送電コイル４５０、およびコアユニット４６０を含む。コアユニット４６０には、車両の前後方向（図中Ｙ方向）に沿って延びるコイル巻回軸Ｏ２を中心として、コアユニット４６０の上面および下面を含む周囲において螺旋状に送電コイル４５０が巻回されている。コアユニット４６０の車両の幅方向（図中Ｘ方向）の長さは、Ｗ１である。
【００２４】
コアユニット４６０は、上面４６０Ａ、下面４６０Ｂ、側面４６０Ｃ〜４６０Ｆを有する全体として板状の形状を有する。コアユニット４６０は、複数の分割コアが組み合わされ、この分割コアが絶縁紙により包囲されている。分割コアにはいずれもフェライトが用いられる。なお、分割コアに限定されず１枚構成のフェライトであってもよい。
【００２５】
図４を参照して、本実施の形態における送電部４１０と受電部２１０と関係について説明する。図４は、実施の形態の電力伝送システムにおける送電部４１０と受電部２１０との位置関係を示す模式図である。
【００２６】
図４に示すように、本実施の形態においては、送電コアユニット４６０の車両の幅方向の長さＷ１は、受電コアユニット２６０の車両の幅方向の長さＷ２よりも長くなるように設けられている。送電コアユニット４６０の幅方向の中心位置（Ｃ１）と受電コアユニット２６０の幅方向の中心位置（Ｃ１)とが重なった場合には、受電コアユニット２６０の両側において、幅Ｂ１の長さ分だけ、送電コアユニット４６０が外方向に突出することとなる。したがって、この幅Ｂ１の長さ分、位置ずれが生じても、結合径数の低下を抑制することができる。
【００２７】
図５に、一次コイル幅と結合係数との関係を示す。たとえば、ズレの幅Ｂ１を５０ｍｍとした場合には、一次コイルである送電コアユニット４６０の幅Ｗ１の長さを、「受電コアユニット（二次コイル）２６０の幅Ｗ２＋５０ｍｍ×２」としておくことで、送電コアユニット４６０に対する受電コアユニット２６０のズレ幅が±５０ｍｍの範囲においては、結合径数の低下を抑制することを可能とする。なお、ズレの幅Ｂ１については、送電コアユニット４６０および受電コアユニット２６０の幅の幅に応じて適時選択することができる。
【００２８】
一方、図６に示すように、送電コアユニット（一次コイル）４６０と受電コアユニット（二次コイル）２６０の幅Ｗが同じ場合には、車両の横方向において容易にズレが発生し、容易に結合径数の低下を招くことになる。その結果、充電効率を低下させることにもなる。
【００２９】
以上、各実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３０】
１００  電動車両、１１０  車両本体、１２０  車両ＥＣＵ、１３０  整流器、１４０  ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５０  バッテリ、１６０  パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、１７０  モータユニット、１８０，３２２  通信部、２００  受電装置、２１０  受電部、２２０，４２０  コンデンサ、２６０，４６０  コアユニット、２６０Ａ  上面、２６０Ｂ  下面、２６０Ｃ，２６０Ｄ，２６０Ｅ，２６０Ｆ  側面、２５０  受電コイル、３００  外部給電装置、３１０  高周波電力装置、３２０  送電ＥＣＵ、３３０  交流電源、４００  送電装置、４５０  送電コイル、１０００  電力伝送システム、Ｏ２  コイル巻回軸、Ｐ１  中心位置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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