(57)【要約】【課題】小型化を図りつつ、電力変換と非接触受電との双方を行うことができる電源装置及びその電源装置を備えた車両用駆動装置を提供すること。【解決手段】電源装置１０は、コイル２１を有するＤＣ／ＤＣコンバータ１１を備えている。そして、電源装置１０は、動作モードとして、コイル２１を用いて電力変換を行う変換モードと、コイル２１を用いて、送電装置１１０に設けられた送電側共振回路１１４に入力される交流の送電用電力を非接触で受電する受電モードとを備えている。これにより、電源装置１０を用いて送電用電力を非接触で受電することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルを有するＤＣ／ＤＣコンバータを備え、電力変換を行う電源装置において、
前記電源装置は、動作モードとして、
前記コイルを用いて、前記電力変換を行う変換モードと、
前記コイルを用いて、送電装置に設けられた送電側コイルに入力される交流の送電用電力を非接触で受電する受電モードと、
を備えていることを特徴とする電源装置。
【請求項２】
前記電力変換に用いられる変換ラインと、
前記送電用電力を非接触で受電するのに用いられる受電ラインと、
電力が伝送される電力伝送ラインを、前記変換ライン又は前記受電ラインに切り替える切替部と、
前記切替部を制御することにより前記動作モードを制御する制御部と、
を備え、
前記変換ラインと前記受電ラインとは一部が共通する共通ラインを有し、
前記共通ライン上に前記コイルが設けられている請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記共通ライン上に設けられたコンデンサを備え、
前記コンデンサは、
前記動作モードが前記変換モードである場合には、前記コイルに対して並列に接続され、前記電力変換を行うのに用いられ、
前記動作モードが前記受電モードである場合には、前記コイルと協働して直列共振回路を構成している請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記共通ライン上に設けられ、互いに直列に接続された２つのスイッチング素子を備え、
前記両スイッチング素子の接続線に前記コイルが接続されており、前記両スイッチング素子にはそれぞれ還流ダイオードが設けられており、
前記制御部は、
前記動作モードが前記変換モードである場合には、予め定められた変換用周波数で前記両スイッチング素子を交互にＯＮ／ＯＦＦさせる一方、
前記動作モードが前記受電モードである場合には、前記両スイッチング素子をＯＦＦ状態に維持する請求項３に記載の電源装置。
【請求項５】
前記変換用周波数は、並列接続された前記コイルと前記コンデンサとによって形成されたローパスフィルタの共振周波数と異なっている請求項４に記載の電源装置。
【請求項６】
前記ＤＣ／ＤＣコンバータに対して直流電力を出力可能な蓄電装置と、
前記受電ライン上に設けられ、前記コイルによって受電された受電電力を整流する整流部と、
を備え、
前記受電モードは、前記整流部によって整流された直流電力が前記受電ラインを介して前記蓄電装置に入力されることにより前記蓄電装置の充電が行われる充電モードである請求項２〜５のうちいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項７】
前記動作モードが前記変換モードである場合には、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力又は前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力される直流電力を平滑する一方、前記動作モードが前記充電モードである場合には、前記整流部によって整流された直流電力を平滑する平滑コンデンサを備えている請求項６に記載の電源装置。
【請求項８】
蓄電装置と、
直流電力を交流電力に変換するインバータと、
を備え、
前記変換モードは、前記蓄電装置の直流電力が前記ＤＣ／ＤＣコンバータによって電圧値変換され、その電圧値変換された直流電力が前記インバータによって交流電力に変換されるモードを含む請求項１〜７のうちいずれか一項に電源装置。
【請求項９】
請求項８に記載の電源装置と、
前記交流電力が入力されることによって駆動する発電電動機と、
を備えた車両用駆動装置であって、
前記変換モードは、前記発電電動機によって発生する回生電力を、前記蓄電装置に対応した直流電力に電力変換するモードを含むことを特徴とする車両用駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源装置及びその電源装置を備えた車両用駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電力変換を行う電源装置として、コイルを有するＤＣ／ＤＣコンバータを備えているものがある（例えば特許文献１参照）。また、例えば特許文献２には、送電装置に設けられた送電側コイルに入力される交流の送電用電力を非接触で受電可能な受電側コイルを有する受電装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３０６７９５号公報
【特許文献２】特開２０１３−２４３８８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、例えば車両等といった限られたスペースを有するものに対して電源装置と受電装置との双方を搭載することは困難又は煩雑な場合がある。特に、ＤＣ／ＤＣコンバータのコイルと送電側コイルとの双方を搭載するためのスペースを確保することができなかったり、搭載することが煩雑となったりする場合がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情を鑑みてなされたものであり、その目的は小型化を図りつつ、電力変換と非接触受電との双方を行うことができる電源装置及びその電源装置を備えた車両用駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する電源装置は、コイルを有するＤＣ／ＤＣコンバータを備え、電力変換を行うものであって、前記電源装置は、動作モードとして、前記コイルを用いて、前記電力変換を行う変換モードと、前記コイルを用いて、送電装置に設けられた送電側コイルに入力される交流の送電用電力を非接触で受電する受電モードと、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、動作モードとして、変換モードとは別に受電モードが設けられているため、電源装置を用いて送電用電力を非接触で受電することができる。また、コイルを用いて、電力変換と、非接触受電との双方が行われる。これにより、電力変換用のコイルと、非接触の受電用のコイルとを別々に設ける必要がないため、両コイルをそれぞれ設ける構成と比較して小型化を図ることができる。よって、小型化を図りつつ、電力変換と非接触受電との双方を行うことができる。
【０００８】
上記電源装置について、前記電力変換に用いられる変換ラインと、前記送電用電力を非接触で受電するのに用いられる受電ラインと、電力が伝送される電力伝送ラインを、前記変換ライン又は前記受電ラインに切り替える切替部と、前記切替部を制御することにより前記動作モードを制御する制御部と、を備え、前記変換ラインと前記受電ラインとは一部が共通する共通ラインを有し、前記共通ライン上に前記コイルが設けられているとよい。
【０００９】
かかる構成によれば、制御部によって切替部が制御されることにより、動作モードに対応した電力伝送ラインに電力が伝送され、動作モードに対応した動作、詳細には電力変換又は非接触受電が行われる。これにより、電源装置を用いて、電力変換と非接触受電との双方を行うことができる。
【００１０】
また、変換ラインと受電ラインとの共通部分である共通ライン上にコイルが設けられているため、変換モード及び受電モードの双方においてコイルが用いられる。これにより、上述した効果を実現できる。
【００１１】
上記電源装置について、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記共通ライン上に設けられたコンデンサを備え、前記コンデンサは、前記動作モードが前記変換モードである場合には、前記コイルに対して並列に接続され、前記電力変換を行うのに用いられ、前記動作モードが前記受電モードである場合には、前記コイルと協働して直列共振回路を構成しているとよい。
【００１２】
かかる構成によれば、動作モードが受電モードである場合には、電力変換に用いられるコンデンサがコイルと協働して直列共振回路を構成している。これにより、非接触の電力伝送効率の向上を図ることができる。よって、コンデンサの多機能化を図ることができる。また、電力変換に用いられるコンデンサと、非接触受電に用いられるコンデンサとを別々に設ける構成と比較して、構成の簡素化を図ることができる。
【００１３】
上記電源装置について、前記ＤＣ／ＤＣコンバータは、前記共通ライン上に設けられ、互いに直列に接続された２つのスイッチング素子を備え、前記両スイッチング素子の接続線に前記コイルが接続されており、前記両スイッチング素子にはそれぞれ還流ダイオードが設けられており、前記制御部は、前記動作モードが前記変換モードである場合には、予め定められた変換用周波数で前記両スイッチング素子を交互にＯＮ／ＯＦＦさせる一方、前記動作モードが前記受電モードである場合には、前記両スイッチング素子をＯＦＦ状態に維持するとよい。
【００１４】
かかる構成によれば、動作モードが変換モードである場合には、両スイッチング素子が交互にＯＮ／ＯＦＦすることによって、ＤＣ／ＤＣコンバータによる昇圧又は降圧が行われる。一方、動作モードが受電モードである場合には、両スイッチング素子がＯＦＦ状態となっている。この場合、コイルによって受電された受電電力は、還流ダイオードによって整流される。これにより、電源装置は、受電モードにおいて直流電力を生成することができる。
【００１５】
上記電源装置について、前記変換用周波数は、並列接続された前記コイルと前記コンデンサとによって形成されたローパスフィルタの共振周波数と異なっているとよい。
かかる構成によれば、動作モードが変換モードである場合において、ローパスフィルタから送電側コイルへの意図しない非接触の電力伝送が行われることを抑制できる。
【００１６】
上記電源装置について、前記ＤＣ／ＤＣコンバータに対して直流電力を出力可能な蓄電装置と、前記受電ライン上に設けられ、前記コイルによって受電された受電電力を整流する整流部と、を備え、前記受電モードは、前記整流部によって整流された直流電力が前記受電ラインを介して前記蓄電装置に入力されることにより前記蓄電装置の充電が行われる充電モードであるとよい。
【００１７】
かかる構成によれば、送電装置から受電した受電電力を用いて蓄電装置の充電を行うことができる。
上記電源装置について、前記動作モードが前記変換モードである場合には、前記ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力又は前記ＤＣ／ＤＣコンバータに入力される直流電力を平滑する一方、前記動作モードが前記充電モードである場合には、前記整流部によって整流された直流電力を平滑する平滑コンデンサを備えているとよい。
【００１８】
かかる構成によれば、平滑コンデンサによって、ＤＣ／ＤＣコンバータから出力される直流電力又はＤＣ／ＤＣコンバータに入力される直流電力の平滑化と、受電電力を整流することによって得られた直流電力の平滑化との双方が行われる。これにより、構成の複雑化を抑制しつつ、両直流電力の平滑化を図ることができる。
【００１９】
上記電源装置について、蓄電装置と、直流電力を交流電力に変換するインバータと、を備え、前記変換モードは、前記蓄電装置の直流電力が前記ＤＣ／ＤＣコンバータによって電圧値変換され、その電圧値変換された直流電力が前記インバータによって交流電力に変換されるモードを含むとよい。
【００２０】
かかる構成によれば、非接触の受電を可能としつつ、蓄電装置の直流電力を用いて所望の電圧値の交流電力を生成することができる。
上記目的を達成する車両用駆動装置は、上述した電源装置と、前記交流電力が入力されることによって駆動する発電電動機と、を備え、前記変換モードは、前記発電電動機によって発生する回生電力を、前記蓄電装置に対応した直流電力に電力変換するモードを含むことを特徴とする。
【００２１】
かかる構成によれば、車両用駆動装置において、小型化を図りつつ、電力変換と非接触受電との双方を行うことができる。また、発電電動機にて回生電力が発生した場合には、当該回生電力を用いて蓄電装置を充電することができる。
【発明の効果】
【００２２】
この発明によれば、小型化を図りつつ、電力変換と非接触受電との双方を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】電源装置及び車両の電気的構成を模式的に示す回路図。
【図２】車両と送電装置とを示す模式図。
【図３】電力伝送効率の周波数特性を示すグラフ。
【図４】ローパスフィルタの利得の周波数特性を示すグラフ。
【図５】駆動変換モード時の電源装置を模式的に示す回路図。
【図６】受電モード時の電源装置を模式的に示す回路図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、電源装置及びその電源装置が搭載された車両の一実施形態について説明する。
図１に示すように、車両１００は、蓄電装置１０１を含む電源装置１０と、発電電動機としてのモータジェネレータ１０２とを有する車両用駆動装置２０を備えている。モータジェネレータ１０２は、例えば車両１００の走行に用いられるものである。詳細には、車両１００は、モータジェネレータ１０２によって発生した駆動力が動力伝達ギア（図示略）等を介して駆動輪１０３に伝達するように構成されている。
【００２５】
モータジェネレータ１０２は、例えば３つのコイルを有する三相交流回転電動機である。モータジェネレータ１０２は、電源装置１０から交流の駆動電力が入力された場合には駆動力を発生させる一方、車両１００の回生制動時には駆動輪１０３の回転によって発電して回生電力を生成する。
【００２６】
蓄電装置１０１は、直流電力を放電可能であり、且つ、直流電力が入力されることにより充電可能なものである。蓄電装置１０１としては、例えば二次電池や、電気二重層キャパシタなどが考えられる。本実施形態では、駆動電力の電圧値は、蓄電装置１０１の直流電圧値よりも高く設定されている。
【００２７】
電源装置１０は、動作モードとして電力変換を行う変換モードを備えている。変換モードは、蓄電装置１０１からの直流電力を、モータジェネレータ１０２を駆動させる交流の駆動電力に変換する駆動変換モードと、モータジェネレータ１０２にて発生した回生電力を蓄電装置１０１の直流電圧値（バッテリ電圧）と同一電圧値の直流電力に変換する回生変換モードとを含む。
【００２８】
また、電源装置１０は、変換モードとは別に、送電装置１１０に設けられた送電側コイル１１１に入力される交流の送電用電力を非接触で受電する受電モードを備えている。
送電装置１１０について説明すると、図２に示すように、送電装置１１０は、本実施形態では地上に設けられている。図１に示すように、送電装置１１０は、送電用電力を出力可能な交流電源１１２と、送電側コイル１１１に接続された送電側コンデンサ１１３とを備えている。本実施形態では、送電側コイル１１１と送電側コンデンサ１１３とは互いに並列に接続されており、送電側コイル１１１と送電側コンデンサ１１３とによって送電側共振回路１１４が構成されている。交流電源１１２から出力される送電用電力は送電側共振回路１１４に入力される。
【００２９】
電源装置１０について詳細に説明する。
図１に示すように、電源装置１０は、電圧値変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ１１と、直流電力を交流電力に変換するインバータ１２とを備えている。
【００３０】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、蓄電装置１０１に接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、所謂昇降圧型であり、動作モードが駆動変換モードである場合には、蓄電装置１０１の直流電圧値を昇圧して、駆動電力に対応する直流電力を生成する。
【００３１】
インバータ１２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１とモータジェネレータ１０２とに接続されている。インバータ１２は、所謂三相インバータであり、動作モードが駆動変換モードである場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１にて電圧値変換された直流電力を駆動電力に変換し、その変換された駆動電力をモータジェネレータ１０２に出力する。一方、インバータ１２は、動作モードが回生変換モードである場合には、モータジェネレータ１０２にて発生した交流の回生電力を整流し、その整流された回生電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１１に出力する。
【００３２】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、動作モードが回生変換モードである場合には、インバータ１２によって整流された回生電力の電圧値を降圧して、蓄電装置１０１の直流電圧値と同一電圧値の直流電力を生成する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、動作モードが受電モードである場合には、送電側共振回路１１４（詳細には送電側コイル１１１）から非接触で送電用電力を受電し、その受電された受電電力を整流する。
【００３３】
ＤＣ／ＤＣコンバータ１１の具体的な回路構成について詳細に説明する。
図１に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１は、コイル２１と、コンデンサ２２と、互いに直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２とを備えている。両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は例えばＩＧＢＴで構成されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２には、並列に接続された還流ダイオードＤ１，Ｄ２が設けられている。なお、還流ダイオードＤ１，Ｄ２は、ＩＧＢＴの寄生ダイオードであってもよいし、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２とは別に設けられていてもよい。
【００３４】
電源装置１０は、インバータ１２に接続された２つの電力線Ｌ１，Ｌ２と、両電力線Ｌ１，Ｌ２に接続され、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が設けられたスイッチラインＬ３と、を備えている。両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２は互いに直列に接続されており、詳細には第１スイッチング素子Ｑ１のエミッタと、第２スイッチング素子Ｑ２のコレクタとが接続されている。
【００３５】
第１電力線Ｌ１は、インバータ１２と第１スイッチング素子Ｑ１のコレクタとを接続する配線である。第２電力線Ｌ２は、インバータ１２と蓄電装置１０１の−端子（負端子）を接続する配線である。第２スイッチング素子Ｑ２のエミッタは、第２電力線Ｌ２に接続されている。
【００３６】
電源装置１０は、スイッチラインＬ３における両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続部分に接続され、コイル２１が設けられたコイルラインＬ４と、コイルラインＬ４から二股に分岐した２つのラインＬ５，Ｌ６とを備えている。詳細には、電源装置１０は、コイルラインＬ４と蓄電装置１０１の＋端子（正端子）とを接続するものであって第１変換スイッチング素子Ｑｘ１が設けられた第１変換スイッチラインＬ５と、コイルラインＬ４に接続され、コンデンサ２２が設けられたコンデンサラインＬ６とを備えている。更に電源装置１０は、コンデンサラインＬ６と第２電力線Ｌ２とを接続するものであって第２変換スイッチング素子Ｑｘ２が設けられた第２変換スイッチラインＬ７を備えている。
【００３７】
図１に示すように、電源装置１０は、第１電力線Ｌ１及びスイッチラインＬ３と蓄電装置１０１の＋端子（正端子）とを接続するものであって第１受電スイッチング素子Ｑｙ１が設けられた第１受電スイッチラインＬ８を備えている。また、電源装置１０は、第２変換スイッチラインＬ７とは別に設けられ、コンデンサラインＬ６に接続された第２受電スイッチラインＬ９を備えている。第２受電スイッチラインＬ９は、第１電力線Ｌ１と第２電力線Ｌ２とを接続している整流ラインＬ１０に接続されており、当該第２受電スイッチラインＬ９上には、第２受電スイッチング素子Ｑｙ２が設けられている。
【００３８】
ここで、両変換スイッチング素子Ｑｘ１，Ｑｘ２がＯＦＦ状態であり、両受電スイッチング素子Ｑｙ１，Ｑｙ２がＯＮ状態である場合、コイル２１及びコンデンサ２２によって直列の受電側共振回路（直列共振回路）２３が構成される。
【００３９】
受電側共振回路２３は、磁場共鳴によって、送電側共振回路１１４から非接触で送電用電力を受電可能に構成されている。詳細には、受電側共振回路２３の共振周波数ｆａと送電側共振回路１１４の共振周波数ｆｂとは同一に設定されている。
【００４０】
また、送電側共振回路１１４と受電側共振回路２３とは磁場共鳴な位置に配置されている。詳細には、図２に示すように、送電側共振回路１１４（詳細には送電側コイル１１１）は地面に設置されており、受電側共振回路２３（詳細にはコイル２１）は、送電側共振回路１１４と対向可能な位置、すなわち車両１００の底部に設けられている。
【００４１】
ここで、図３に示すように、交流電源１１２から出力される送電用電力の電力値に対する受電側共振回路２３によって受電された受電電力の電力値との比率である電力伝送効率ηは、送電用電力の周波数ｆ１に依存する。詳細には、電力伝送効率ηは、送電用電力の周波数ｆ１と、共振回路２３，１１４の共振周波数ｆａ，ｆｂとが一致している場合に最大となり、上記共振周波数ｆａ，ｆｂから離れるに従って低下する。そして、電力伝送効率ηは、送電用電力の周波数ｆ１が、上記共振周波数ｆａ，ｆｂよりも所定量δｆ以上だけ低い範囲では、ほぼ「０」となる。この特性に対応させて、送電用電力の周波数ｆ１は、両共振回路２３，１１４の共振周波数ｆａ，ｆｂと同一に設定されている。
【００４２】
かかる構成によれば、送電側共振回路１１４と受電側共振回路２３との相対位置が磁場共鳴可能な位置である状況、例えば両共振回路２３，１１４が上下方向に対向する位置に車両１００が配置されている状況において、送電用電力が送電側共振回路１１４に入力されると、両共振回路２３，１１４が磁場共鳴する。これにより、受電側共振回路２３は、送電側共振回路１１４からエネルギの一部を受け取る。すなわち、受電側共振回路２３は、送電用電力を受電する。
【００４３】
図１に示すように、電源装置１０は、受電側共振回路２３（詳細にはコイル２１）によって受電された受電電力を整流する整流部３１を備えている。整流部３１は、整流ラインＬ１０上に設けられた２つの整流ダイオードＤ３，Ｄ４を備えている。両整流ダイオードＤ３，Ｄ４は順方向に接続されている。詳細には、第１整流ダイオードＤ３のアノードと第２整流ダイオードＤ４のカソードとが接続されている。そして、第１整流ダイオードＤ３のカソードが第１電力線Ｌ１に接続され、第２整流ダイオードＤ４のアノードが第２電力線Ｌ２に接続されている。両整流ダイオードＤ３，Ｄ４の接続部分に第２受電スイッチラインＬ９が接続されている。また、整流ラインＬ１０上には、第３受電スイッチング素子Ｑｙ３が設けられている。
【００４４】
ちなみに、整流ラインＬ１０は、スイッチラインＬ３よりもインバータ１２寄りに設けられている。還流ダイオードＤ１，Ｄ２と整流ダイオードＤ３，Ｄ４とによってダイオードブリッジが形成されている。
【００４５】
また、電源装置１０は、平滑コンデンサ３２を備えている。平滑コンデンサ３２は、例えばスイッチラインＬ３と整流ラインＬ１０との間に設けられている。平滑コンデンサ３２は、動作モードが変換モードである場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１から出力される直流電力又はＤＣ／ＤＣコンバータ１１に入力される直流電力を平滑する。詳細には、平滑コンデンサ３２は、駆動変換モード時には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１から出力される直流電力を平滑し、回生変換モード時には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に入力される直流電力を平滑する。一方、平滑コンデンサ３２は、動作モードが受電モードである場合には整流部３１によって整流された直流電力を平滑する。
【００４６】
図１に示すように、電源装置１０は、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、各変換スイッチング素子Ｑｘ１，Ｑｘ２及び各受電スイッチング素子Ｑｙ１〜Ｑｙ３を制御する制御部３３を備えている。制御部３３は、これら各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑｘ１，Ｑｘ２，Ｑｙ１〜Ｑｙ３を制御することにより、電源装置１０の動作モードを制御する。
【００４７】
詳細には、制御部３３は、動作モードを変換モードに設定する場合には、両変換スイッチング素子Ｑｘ１，Ｑｘ２をＯＮ状態（接続状態又は導通状態）にする一方、各受電スイッチング素子Ｑｙ１〜Ｑｙ３をＯＦＦ状態（遮断状態又は非導通状態）にする。そして、制御部３３は、予め定められた変換用周波数ｆ２で両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にＯＮ／ＯＦＦする。
【００４８】
ここで、両変換スイッチング素子Ｑｘ１，Ｑｘ２がＯＮ状態であり、各受電スイッチング素子Ｑｙ１〜Ｑｙ３がＯＦＦ状態である場合、並列接続されたコイル２１とコンデンサ２２とによってローパスフィルタ４０が形成される。図４に示すように、ローパスフィルタ４０のゲイン（利得）Ｇは、当該ローパスフィルタ４０の共振周波数ｆａ以下では略一定であり、ローパスフィルタ４０の共振周波数ｆａよりも高くなると減衰する。
【００４９】
これに対応させて、変換用周波数ｆ２はローパスフィルタ４０の共振周波数ｆａよりも低く設定されている。詳細には、変換用周波数ｆ２は、電力伝送効率ηがほぼ「０」となる値（ｆ２≦ｆａ−δｆ）に設定されている。この場合、図３に示すように、ローパスフィルタ４０による減衰は生じにくい。
【００５０】
一方、制御部３３は、動作モードを受電モードに設定する場合には、両変換スイッチング素子Ｑｘ１，Ｑｘ２をＯＦＦ状態にする一方、各受電スイッチング素子Ｑｙ１〜Ｑｙ３をＯＮ状態にする。そして、制御部３３は、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をＯＦＦ状態に設定する。
【００５１】
ちなみに、送電装置１１０は、制御部３３と無線通信可能な送電側コントローラ１１５を備えている。制御部３３は、動作モードが受電モードに設定されたことに基づいて、送電側コントローラ１１５に対して送電要求を行う。送電側コントローラ１１５は、上記送電要求を受信したことに基づいて、送電用電力が出力されるように交流電源１１２を制御する。
【００５２】
次に本実施形態の作用について図５及び図６を用いて説明する。図５は、動作モードが変換モード（詳細には駆動変換モード）である場合を示し、図６は動作モードが受電モードである場合を示す。図５及び図６においては、二点鎖線にて、電力が伝送される様子を模式的に示す。
【００５３】
図５に示すように、動作モードが変換モードである場合には、両変換スイッチング素子Ｑｘ１，Ｑｘ２がＯＮ状態となり、各受電スイッチング素子Ｑｙ１〜Ｑｙ３がＯＦＦ状態となる。この場合、図５の二点鎖線に示すように、各電力線Ｌ１，Ｌ２、スイッチラインＬ３、コイルラインＬ４、コンデンサラインＬ６及び両変換スイッチラインＬ５，Ｌ７を電力が伝送する。すなわち、各電力線Ｌ１，Ｌ２、スイッチラインＬ３、コイルラインＬ４、コンデンサラインＬ６及び両変換スイッチラインＬ５，Ｌ７が、コイル２１を用いた電力変換に用いられる変換ラインＬｘである。変換ラインＬｘは、変換モード時に電力が伝送される電力伝送ラインである。なお、コンデンサ２２は、動作モードが変換モードである場合には、コイル２１に対して並列に接続されてローパスフィルタ４０を構成しており、電力変換を行うのに用いられている。
【００５４】
図６に示すように、動作モードが受電モードである場合には、両変換スイッチング素子Ｑｘ１，Ｑｘ２がＯＦＦ状態となり、各受電スイッチング素子Ｑｙ１〜Ｑｙ３がＯＮ状態となる。この場合、コイル２１とコンデンサ２２とによって直列の受電側共振回路２３が形成され、当該受電側共振回路２３によって送電用電力が受電される。そして、受電された受電電力は、コイルラインＬ４及び第２受電スイッチラインＬ９を通って、スイッチラインＬ３及び整流ラインＬ１０に伝送され、還流ダイオードＤ１，Ｄ２及び整流ダイオードＤ３，Ｄ４で構成されたダイオードブリッジによって整流される。すなわち、還流ダイオードＤ１，Ｄ２は、整流部３１の一部を構成していると言える。整流された直流電力は、第１受電スイッチラインＬ８及び第２電力線Ｌ２を介して蓄電装置１０１に入力される。これにより、蓄電装置１０１が充電される。すなわち、受電モードとは、受電電力を用いて蓄電装置１０１の充電を行う充電モードと言える。
【００５５】
以上の通り、動作モードが受電モードである場合には、各電力線Ｌ１，Ｌ２、スイッチラインＬ３、コイルラインＬ４、コンデンサラインＬ６、整流ラインＬ１０及び両受電スイッチラインＬ８，Ｌ９を電力が伝送する。すなわち、各電力線Ｌ１，Ｌ２、スイッチラインＬ３、コイルラインＬ４、コンデンサラインＬ６、整流ラインＬ１０及び両受電スイッチラインＬ８，Ｌ９が、コイル２１を用いた非接触受電に用いられる受電ラインＬｙである。受電ラインＬｙが、受電モード時に電力が伝送される電力伝送ラインである。
【００５６】
ここで、各電力線Ｌ１，Ｌ２、スイッチラインＬ３、コイルラインＬ４及びコンデンサラインＬ６には、変換モード時及び受電モード時の双方において電力が伝送される。すなわち、各電力線Ｌ１，Ｌ２、スイッチラインＬ３、コイルラインＬ４及びコンデンサラインＬ６が、変換ラインＬｘと受電ラインＬｙとの共通部分となる共通ラインである。
【００５７】
また、各変換スイッチング素子Ｑｘ１，Ｑｘ２及び各受電スイッチング素子Ｑｙ１〜Ｑｙ３のＯＮ／ＯＦＦによって、電力伝送ラインが切り替わっていることに着目すれば、各変換スイッチング素子Ｑｘ１，Ｑｘ２及び各受電スイッチング素子Ｑｙ１〜Ｑｙ３は、電力伝送ラインを、変換ラインＬｘ又は受電ラインＬｙに切り替える切替部と言える。
【００５８】
以上詳述した本実施形態によれば以下の効果を奏する。
（１）電源装置１０は、コイル２１を有するＤＣ／ＤＣコンバータ１１を備えている。そして、電源装置１０は、動作モードとして、コイル２１を用いて電力変換を行う変換モードと、コイル２１を用いて、送電装置１１０に設けられた送電側共振回路１１４（詳細には送電側コイル１１１）に入力される交流の送電用電力を非接触で受電する受電モードとを備えている。これにより、電源装置１０を用いて送電用電力を非接触で受電することができる。
【００５９】
また、コイル２１を用いて電力変換と非接触受電との双方が行われる。これにより、電力変換用のコイルと非接触受電用のコイルとを別々に設ける必要がないため、両コイルをそれぞれ設ける構成と比較して小型化を図ることができる。よって、小型化を図りつつ、電力変換と非接触受電との双方を行うことができる。
【００６０】
（２）電源装置１０は、電力変換に用いられる変換ラインＬｘと、送電用電力を非接触で受電するのに用いられる受電ラインＬｙと、電力が伝送される電力伝送ラインを、変換ラインＬｘ又は受電ラインＬｙに切り替える各変換スイッチング素子Ｑｘ１，Ｑｘ２及び各受電スイッチング素子Ｑｙ１〜Ｑｙ３とを備えている。そして、電源装置１０は、各変換スイッチング素子Ｑｘ１，Ｑｘ２及び各受電スイッチング素子Ｑｙ１〜Ｑｙ３を制御する制御部３３を備えている。これにより、制御部３３によって、各変換スイッチング素子Ｑｘ１，Ｑｘ２及び各受電スイッチング素子Ｑｙ１〜Ｑｙ３が制御されることにより、動作モードに対応した電力伝送ラインに電力が伝送され、動作モードに対応した動作が行われる。詳細には、変換モードである場合にはコイル２１を用いた電力変換が行われ、受電モードである場合にはコイル２１を用いた非接触受電が行われる。これにより、電源装置１０を用いて、電力変換と非接触受電との双方を行うことができる。
【００６１】
そして、変換ラインＬｘと受電ラインＬｙとに共通するコイルラインＬ４上にコイル２１が設けられている。これにより、変換モード及び受電モードの双方においてコイル２１が用いられるため、（１）の効果を奏する。
【００６２】
（３）共通ラインを構成するコンデンサラインＬ６上にはコンデンサ２２が設けられている。コンデンサ２２は、動作モードが変換モードである場合には、コイル２１に対して並列に接続され、電力変換を行うのに用いられる。一方、コンデンサ２２は、動作モードが受電モードである場合には、コイル２１と協働して直列共振回路である受電側共振回路２３を構成している。これにより、受電モード時における電力伝送効率ηの向上を図ることができる。よって、コンデンサ２２の多機能化を図ることができる。また、電力変換に用いられるコンデンサと、非接触受電に用いられるコンデンサとを別々に設ける構成と比較して、構成の簡素化を図ることができる。
【００６３】
（４）共通ラインを構成するスイッチラインＬ３上には、互いに直列に接続された２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２が設けられており、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の接続線にコイル２１が接続されている。また、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２には還流ダイオードＤ１，Ｄ２が設けられている。制御部３３は、動作モードが変換モードである場合には、変換用周波数ｆ２で両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を交互にＯＮ／ＯＦＦさせる一方、動作モードが受電モードである場合には、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をＯＦＦ状態に維持する。これにより、動作モードが変換モードである場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１による昇圧又は降圧が行われる。一方、動作モードが受電モードである場合には、両スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２がＯＦＦ状態に維持される。この場合、受電側共振回路２３によって受電された受電電力は、還流ダイオードＤ１，Ｄ２によって整流される。これにより、電源装置１０は、受電モードにおいて直流電力を生成することができる。
【００６４】
（５）変換用周波数ｆ２は、並列接続されたコイル２１とコンデンサ２２とによって形成されたローパスフィルタ４０の共振周波数ｆａと異なっている。詳細には、変換用周波数ｆ２は、電力伝送効率ηが「０」に近づくように、ローパスフィルタ４０の共振周波数ｆａよりも低く設定されている。これにより、動作モードが変換モードである場合において、ローパスフィルタ４０から送電側共振回路１１４に向けて意図しない非接触の電力伝送が行われることを抑制できる。
【００６５】
（６）電源装置１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に対して直流電力を出力可能な蓄電装置１０１と、受電ラインＬｙを構成する整流ラインＬ１０上に設けられ、コイル２１を含む受電側共振回路２３によって受電された受電電力を整流する整流部３１とを備えている。そして、受電モードは、整流部３１によって整流された直流電力が受電ラインＬｙを介して蓄電装置１０１に入力されることにより蓄電装置１０１の充電が行われる充電モードである。これにより、送電装置１１０から非接触で受電した受電電力を用いて蓄電装置１０１の充電を行うことができる。
【００６６】
（７）電源装置１０は、動作モードが変換モードである場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１から出力される直流電力又はＤＣ／ＤＣコンバータ１１に入力される直流電力を平滑する一方、動作モードが充電モードである場合には、整流部３１によって整流された直流電力を平滑する平滑コンデンサ３２を備えている。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１から出力される直流電力又はＤＣ／ＤＣコンバータ１１に入力される直流電力を平滑する平滑コンデンサと、受電電力を整流することによって得られた直流電力を平滑する平滑コンデンサとを別々に設ける必要がない。よって、構成の複雑化を抑制しつつ、両直流電力の平滑化を図ることができる。
【００６７】
（８）車両用駆動装置２０は、電源装置１０と、交流の駆動電力が入力されることによって駆動する発電電動機としてのモータジェネレータ１０２とを備えている。そして、電源装置１０は、直流電力を交流電力に変換するインバータ１２を備えている。
【００６８】
かかる構成において、変換モードは、蓄電装置１０１の直流電力がＤＣ／ＤＣコンバータ１１によって電圧値変換され、その電圧値変換された直流電力がインバータ１２によって駆動電力に変換される駆動変換モードを含む。これにより、蓄電装置１０１の直流電力を用いて、モータジェネレータ１０２を駆動させることができる。
【００６９】
また、変換モードは、モータジェネレータ１０２によって発生する回生電力を、蓄電装置１０１に対応した直流電力、詳細には蓄電装置１０１の直流電圧値と同一電圧値の直流電力に変換する回生変換モードを含む。これにより、回生電力を用いて蓄電装置１０１を充電することができる。
【００７０】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○  送電装置１１０は、走行経路に沿って複数配列されており、走行中の車両１００に対して非接触の送電を行う構成であってもよい。
【００７１】
○  共通ラインは、少なくともコイルラインＬ４を含めばよい。
○  変換モード時に用いられるコンデンサと、受電モード時に用いられるコンデンサとを別々に設けてもよい。この場合、動作モードに対応するコンデンサを電力が伝送するように電力伝送ラインを切り替えるとよい。
【００７２】
○  変換用周波数ｆ２とローパスフィルタ４０の共振周波数ｆａとは同一であってもよい。この場合、送電装置１１０は、送電側共振回路１１４の共振周波数ｆｂを、ローパスフィルタ４０の共振周波数ｆａと同一周波数から変更可能な周波数変更部を備えているとよい。
【００７３】
○  還流ダイオードＤ１，Ｄ２が整流部３１の一部を構成していたが、これに限られず、還流ダイオードＤ１，Ｄ２とは別に整流ダイオードを設けてもよい。
○  受電側共振回路２３によって受電された受電電力は、蓄電装置１０１の充電に用いられたが、これに限られず、他の用途に用いられてもよい。例えば、交流駆動の負荷に供給される構成であってもよい。この場合、整流部３１を省略してもよい。要は、受電モードは、充電モードに限られない。
【００７４】
○  平滑コンデンサ３２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１１に入出力される直流電力の平滑化と、受電電力を整流することによって得られた直流電力の平滑化との双方に用いられていたが、これに限られず、いずれか一方の平滑化に用いられる構成であってもよい。また、それぞれ専用の平滑コンデンサを設けてもよい。つまり、平滑コンデンサ３２の数は１つに限られず任意である。
【００７５】
○  回生変換モードを省略してもよい。
○  送電装置１１０は、車両１００に搭載されていてもよい。この場合、送電装置１１０は、送電側共振回路１１４と受電側共振回路２３とが非接触の電力伝送が可能な位置に配置されているとよい。
【００７６】
○  電源装置１０の搭載対象は車両１００に限られず任意である。要は、電源装置１０と送電装置１１０とを備えた非接触電力伝送システムであればよい。
○  送電用電力の周波数ｆ１は、電力伝送が可能な範囲内で両共振回路２３，１１４の共振周波数ｆａ，ｆｂからずれていてもよい。また、両共振回路２３，１１４の共振周波数ｆａ，ｆｂは、電力伝送が可能な範囲内でずれていてもよい。
【００７７】
○  送電側共振回路１１４及び受電側共振回路２３の具体的な構成は任意であり、例えばπ型やＴ型等といったように、コイル２１，１１１に対して直列又は並列に接続された複数のキャパシタを有する構成であってもよいし、複数のコイルを有する構成でもよい。
【００７８】
○  送電側コンデンサ１１３を省略してもよい。また、受電ラインＬｙからコンデンサラインＬ６を除外してもよい。この場合、両コイル２１，１１１の寄生容量を用いて磁場共鳴を行ってもよいし、電磁誘導によって非接触の電力伝送を行ってもよい。
【００７９】
○  車両１００としては、例えば電気自動車であってもよいし、モータジェネレータ１０２とは別にエンジンを有するハイブリッド車両であってもよいし、燃料電池が搭載された燃料電池車両であってもよい。
【００８０】
○  電源装置１０は車両１００以外に搭載されてもよい。また、電源装置１０の駆動対象はモータジェネレータ１０２に限られず任意である。
○  インバータ１２を省略してもよい。
【００８１】
○  各実施形態及び上記別例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１０…電源装置、１１…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１２…インバータ、２０…車両用駆動装置、２１…コイル、２２…コンデンサ、２３…受電側共振回路、３１…整流部、３２…平滑コンデンサ、３３…制御部、４０…ローパスフィルタ、１００…車両、１０１…蓄電装置、１０２…モータジェネレータ（発電電動機）、１１０…送電装置、１１１…送電側コイル、１１４…送電側共振回路、Ｑ１，Ｑ２…スイッチング素子、Ｑｘ１，Ｑｘ２…変換スイッチング素子（切替部）、Ｑｙ１〜Ｑｙ３…受電スイッチング素子（切替部）、Ｄ１，Ｄ２…還流ダイオード、Ｌｘ…変換ライン、Ｌｙ…受電ライン、ｆａ…受電側共振回路の共振周波数、ｆｂ…送電側共振回路の共振周波数、ｆ１…送電用電力の周波数、ｆ２…変換用周波数。
【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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