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1、10申请公布号CN104137385A43申请公布日20141105CN104137385A21申请号201280070229122申请日20120222H02J17/0020060171申请人丰田自动车株式会社地址日本爱知县72发明人市川真士74专利代理机构北京金信立方知识产权代理有限公司11225代理人黄威苏萌萌54发明名称非接触输电装置、非接触受电装置以及非接触输电受电系统57摘要本发明的非接触输电装置为，能够以非接触的方式而向受电装置100进行输电的非接触输电装置，所述非接触输电装置具备输电单元220，其被构成为能够以非接触的方式而向受电装置进行输电；通信部230，其向受电装置发送与输。
2、电时的输电单元的磁通量分布相关的信息。优选为，该信息被用于进行受电装置100是否实施从非接触输电装置200接受电力的判断。更优选为，通信部230在所述输电单元220开始向受电单元100进行输电之前发送信息。85PCT国际申请进入国家阶段日2014082086PCT国际申请的申请数据PCT/JP2012/0542212012022287PCT国际申请的公布数据WO2013/124977JA2013082951INTCL权利要求书2页说明书22页附图17页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书22页附图17页10申请公布号CN104137385ACN104137385。
3、A1/2页21一种非接触输电装置，其能够以非接触的方式而向受电装置100进行输电，所述非接触输电装置具备输电单元220，其被构成为能够以非接触的方式而向所述受电装置进行输电；通信部230，其向所述受电装置发送与输电时的所述输电单元的磁通量分布相关的信息。2如权利要求1所述的非接触输电装置，其中，所述信息被用于进行所述受电装置是否实施从所述非接触输电装置接受电力的判断。3如权利要求2所述的非接触输电装置，其中，所述通信部在所述输电单元开始向所述受电装置进行输电之前发送所述信息。4如权利要求1所述的非接触输电装置，其中，所述信息包括与构成对输电时所述输电单元中产生的磁通量分布造成影响的所述输电单元。
4、的部件的结构或者所述输电单元的参数相关的信息。5一种非接触输电装置，其能够以非接触的方式而向受电装置进行输电，所述非接触输电装置具备输电单元220，其被构成为能够以非接触的方式而向所述受电装置进行输电；调节装置502506，其能够对输电时的所述输电单元的磁通量分布进行调节。6如权利要求5所述的非接触输电装置，其中，还具备控制部240，所述控制部根据与所述受电装置相关的信息来对所述调节装置进行控制，以使输电时的所述输电单元的磁通量分布成为与所述受电装置相适合的磁通量分布。7一种非接触受电装置，其能够以非接触的方式而从输电装置200接受电力，所述非接触受电装置具备受电单元110，其被构成为能够以非。
5、接触的方式而从所述输电装置接受电力；通信部160，其向所述输电装置发送与接受电力时的所述受电单元的磁通量分布相关的信息。8如权利要求7所述的非接触受电装置，其中，所述信息被用于进行所述输电装置是否向所述非接触受电装置实施输电的判断。9如权利要求8所述的非接触受电装置，其中，所述通信部在所述受电单元开始从所述输电装置接受电力之前发送所述信息。10如权利要求7所述的非接触受电装置，其中，所述信息包括与构成对接受电力时所述受电单元中应当产生的磁通量分布造成影响的所述受电单元的部件的结构或者所述受电单元的参数相关的信息。11一种非接触受电装置，其能够以非接触的方式而从输电装置接受电力，所述非接触受电装。
6、置具备受电单元，其被构成为能够以非接触的方式而从所述输电装置接受电力；调节装置，其能够对与接受电力时的所述受电单元相适合的磁通量分布进行调节。12如权利要求11所述的非接触受电装置，其中，还具备控制部，所述控制部根据与所述输电装置相关的信息来对所述调节装置进行控制，以使与接受电力时的所述受电单元相适合的磁通量分布成为与所述输电装置相适合的权利要求书CN104137385A2/2页3磁通量分布。13一种非接触输电受电系统，具备受电装置；输电装置，其能够以非接触的方式而向所述受电装置进行输电，所述输电装置包括输电单元220，其被构成为能够以非接触的方式而向所述受电装置进行输电；通信部230，其向所。
7、述受电装置发送与输电时的所述输电单元的磁通量分布相关的信息。14一种非接触输电受电系统，具备输电装置；受电装置，其能够以非接触的方式而从所述输电装置200接受电力，所述受电装置具备受电单元110，其被构成为能够以非接触的方式而从所述输电装置接受电力；通信部160，其向所述输电装置发送与接受电力时的所述受电单元的磁通量分布相关的信息。权利要求书CN104137385A1/22页4非接触输电装置、非接触受电装置以及非接触输电受电系统技术领域0001本发明涉及一种非接触输电装置、非接触受电装置以及非接触输电受电系统。背景技术0002近年来，作为一种连接等的劳力和时间消耗较少的技术，以非接触的方式而向。
8、设备进行输电受电的技术备受关注。对于便携式设备或电动汽车等的充电而言非接触充电也已经被实用化。0003日本特开2010172084号公报专利文献1公开了一种在非接触供电装置中，使线圈卷绕在进行了分割的多个平板磁芯上的线圈单元。0004在先技术文献0005专利文献0006专利文献1日本特开2010172084号公报0007专利文献2国际公开第2011/016736号小册子0008专利文献3美国专利申请公开第2010/259110号说明书0009专利文献4日本特开2000269059号公报发明内容0010发明所要解决的课题0011除上述日本特开2010172084号公报中所公开的线圈单元以外，还为。
9、了将多个类型的线圈单元用于非接触供电而进行了研究。0012在非接触供电中，线圈单元中所产生的磁通量分布或适合于线圈单元接受电力的磁通量分布，根据线圈的形状、绕线方法、磁芯的形状等而有所不同。如果成对的输电部和受电部的磁通量分布不同，则无法实施高效率的输电受电。0013此外，一般情况下，用户本身对输电部与受电部的磁通量分布的一致/不一致进行判断是较为困难的，如果不实际尝试实施充电动作，则无法判断出输电部与受电部的一致性，从而较为不便。0014而且，虽说输电部与受电部的磁通量分布不一致，但无法进行输电受电也较为不便。0015本发明的目的在于，提供一种即使不在输电部与受电部之间实际实施输电受电，或者。
10、不在输电部附近对是否为所对应的线圈单元进行确认，也能够判断出输电部与受电部之间的对应适当与否的非接触输电装置、非接触受电装置、以及非接触输电受电系统。0016本发明的其他的目的在于，提供一种能够对应于多个方式的非接触输电装置、非接触受电装置、以及非接触输电受电系统。0017用于解决课题的方法0018概括而言，本发明为一种能够以非接触的方式而向受电装置进行输电的非接触输说明书CN104137385A2/22页5电装置，所述非接触的输电装置具备输电单元，其被构成为能够以非接触的方式而向受电装置进行输电；通信部，其向受电装置发送与输电时的输电单元的磁通量分布相关的信息。0019优选为，信息被用于进行。
11、受电装置是否实施从非接触输电装置接受电力的判断。0020更优选为，通信部在输电单元开始向受电装置进行输电之前发送信息。0021优选为，信息包括与构成对输电时输电单元中产生的磁通量分布造成影响的输电单元的部件的结构或者输电单元的参数相关的信息。0022在其他的局面中，本发明为一种能够以非接触的方式而向受电装置进行输电的输电装置，所述输电装置具备输电单元，其被构成为能够以非接触的方式而向受电装置进行输电；调节装置，其能够对输电时的输电单元的磁通量分布进行调节。0023优选为，输电装置还具备控制部，所述控制部根据与受电装置相关的信息来对调节装置进行控制，以使输电时的输电单元的磁通量分布成为与受电装置。
12、相适合的磁通量分布。0024在又一其他的局面中，本发明为一种能够以非接触的方式而从输电装置接受电力的非接触受电装置，所述非接触受电装置具备受电单元，其被构成为能够以非接触的方式而从输电装置接受电力；通信部，其向输电装置发送与接受电力时的受电单元的磁通量分布相关的信息。0025优选为，信息被用于进行输电装置是否向非接触受电装置实施输电的判断。0026更优选为，通信部在受电单元开始从输电装置接受电力之前发送信息。0027优选为，信息包括与构成对接受电力时受电单元中应当产生的磁通量分布造成影响的受电单元的部件的结构或者受电单元的参数相关的信息。0028在又一其他的局面中，本发明为一种能够以非接触的方。
13、式而从输电装置接受电力的非接触受电装置，所述非接触受电装置具备受电单元，其被构成为能够以非接触的方式而从输电装置接受电力；调节装置，其能够对与接受电力时的受电单元相适合的磁通量分布进行调节。0029优选为，非接触受电装置还具备控制部，所述控制部根据与输电装置相关的信息来对调节装置进行控制，以使与接受电力时的受电单元相适合的磁通量分布成为与输电装置相适合的磁通量分布。0030在又一其他的局面中，本发明为一种非接触输电受电系统，所述非接触输电受电系统具备受电装置；输电装置，其能够以非接触的方式而向受电装置进行输电。输电装置包括输电单元，其被构成为能够以非接触的方式而向受电装置进行输电；通信部，其向。
14、受电装置发送与输电时的输电单元的磁通量分布相关的信息。0031在又一其他的局面中，本发明为一种非接触送充电系统，所述非接触送充电系统具备输电装置；受电装置，其能够以非接触的方式而从输电装置接受电力。受电装置具备受电单元，其被构成为能够以非接触的方式而从输电装置接受电力；通信部，其向输电装置发送与接受电力时的受电单元的磁通量分布相关的信息。0032发明的效果0033根据本发明，即使不在输电部与受电部之间实际实施输电受电，或者不在输电部附近对是否为所对应的线圈单元进行确认，也能够通过通信来判断出输电部与受电部之间的对应适当与否。说明书CN104137385A3/22页60034本发明的其他的效果为。
15、，通过采用能够对应于多个方式的结构，从而使可实施输电受电的可能性提高。附图说明0035图1为表示非接触输电受电系统的一个示例的整体框图。0036图2为用于对由共振法实施输电的原理进行说明的模式化的图。0037图3为表示电力传输系统的模拟模型的模式图。0038图4为表示图3的输电部93以及受电部96的固有频率的偏移与电力传输效率之间的关系的图。0039图5为表示在固定了固有频率F0的状态下，使空气间隙AG变化时的电力传输效率与向输电单元中的共振线圈被供给的电流的频率F3之间的关系的曲线图。0040图6为表示距电流源或磁流源的距离与电磁场的强度之间的关系的图。0041图7为表示图1所示的电力输电受。
16、电系统10的详细的结构的电路图。0042图8为表示输电单元以及受电单元的改变例的图。0043图9为用于对中心型的线圈单元进行说明的图。0044图10为用于对中心型的线圈单元的磁通量的通过路径进行说明的图。0045图11为用于对两端型的线圈单元进行说明的图。0046图12为用于对两端型的线圈单元的磁通量的通过路径进行说明的图。0047图13为用于对两端前后型的线圈单元进行说明的图。0048图14为用于对两端左右型的线圈单元进行说明的图。0049图15为用于对实施方式一的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。0050图16为用于对实施方式一中在车辆与输电装置中被执行的控制进行说明的流程图。0051。
17、图17为用于对实施方式一的改变例的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。0052图18为用于对实施方式一的改变例中在车辆与输电装置中被执行的控制进行说明的流程图。0053图19为用于对实施方式二的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。0054图20为用于对图19的改变例的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。0055图21为表示图20的输电单元220AB的结构例的图。0056图22为在动作模式C下进行动作时的图21的XXXX的剖视图。0057图23为在动作模式P下进行动作时的图21的XXXX的剖视图。0058图24为表示对线圈2211与线圈2212的连接进行切换的第一结构例的电路图。0059图。
18、25为表示对线圈2211与线圈2212的连接进行切换的第二结构例的电路图。0060图26为表示对线圈2211与线圈2212的连接进行切换的第三结构例的电路图。0061图27为用于对实施方式二中在车辆与输电装置中被执行的控制进行说明的流程图。0062图28为表示图21所示的线圈的更进一步的改变例的图。0063图29用于对实施方式二的改变例的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。说明书CN104137385A4/22页70064图30为用于对图29的非接触输电受电系统的改变例的动作进行说明的图。0065图31为用于对实施方式二的改变例中在车辆与输电装置中被执行的控制进行说明的流程图。具体实施方式0。
19、066以下，参照附图来对本发明的实施方式进行详细说明。另外，对于附图中相同或者相当部分标记相同的附图标记并且不再重复进行其说明。0067非接触输电受电系统的整体结构0068图1为表示非接触输电受电系统的一个示例的整体框图。虽然车辆100为举例表示作为驱动源而使用旋转电机的电动汽车，但只要为以非接触的方式接受电力的汽车，则可以为其他的汽车，而且受电对象也可以不为车辆。0069参照图1，该非接触电力传输系统具备输电装置200和车辆100。输电装置200包括电源部250、输电单元220和通信部230。车辆100包括受电单元110、整流器180、蓄电装置190和动力生成装置118。0070电源部250。
20、从电源12接受电力并生成高频的交流电力。电源12可以为商用电源，也可为独立电源装置。输电单元220从电源部250接受高频的交流电力的供给，并以非接触的方式而向受电单元110传输电力。作为一个示例，输电单元220由包括线圈以及电容器的谐振电路而构成。0071另一方面，在车辆100中，受电单元110以非接触的方式而接受从输电装置200侧的输电单元220被传送出的电力并向整流器180输出。作为一个示例，受电单元110也由包括线圈以及电容器的共振电路而构成。0072整流器180将从受电单元110接受的交流电力转换为直流电力，并通过向蓄电装置190输出该被转换后的直流电力，从而对蓄电装置190进行充电。。
21、蓄电装置190除了蓄积从整流器180被输出的电力外，也蓄积通过动力生成装置118而发出的电力。而且，蓄电装置190将其蓄积的电力向动力生成装置118进行供给。另外，作为蓄电装置190也可采用大容量的电容器。0073动力生成装置118使用蓄电装置190中蓄积的电力而产生车辆100的行驶驱动力。虽然在图1中未特别图示，但动力生成装置118例如包括从蓄电装置190接受电力的变换器、通过变换器而被驱动的电动机和通过电动机而被驱动的驱动轮等。另外，动力生成装置118也可以包括用于对蓄电装置190进行充电的发电机、和能够对该发电机进行驱动的发动机。0074在该非接触电力传输系统中，输电装置200的输电单元。
22、220的固有频率与车辆100的受电单元110的固有频率相同。在此，输电单元220受电单元110的固有频率是指，构成输电单元220受电单元110的电路谐振电路进行自由振动的情况下的振动频率。另外，在构成输电单元220受电单元110的电路谐振电路中，将制动力或电阻设为零时的固有频率亦被称为输电单元220受电单元110的谐振频率。0075此外，固有频率为“相同”不仅包括完全相同的情况，而且还包括固有频率实质相同的情况。固有频率为“实质相同”的含义为，例如，输电单元220的固有频率与受电单元110的固有频率之差为输电单元220或受电单元110的固有频率的10以内的情况。说明书CN104137385A5。
23、/22页80076而且，输电单元220通过被形成于输电单元220与受电单元110之间且以特定的频率进行振动的磁场、和被形成于输电单元220与受电单元110之间且以特定的频率进行振动的电场之中的至少一方，而以非接触的方式而向车辆100的受电单元110进行输电。输电单元220与受电单元110之间的耦合系数优选为01以下，输电单元220、受电单元110被设计为，使耦合系数与表示共振强度的Q值的乘积成为预定值例如10以上。0077以此方式，通过利用电磁场而使输电单元220与受电单元110进行谐振共振，从而以非接触的方式使电力从输电装置200的输电单元220向车辆100的受电单元110被传输。0078另。
24、外，如上所述，在该非接触电力传输系统中，通过利用电磁场而使输电单元220和受电单元110进行谐振共振，从而以非接触的方式使电力从输电单元220向受电单元110传输。将电力传输中的、这种输电单元220与受电单元110的耦合，称为例如“磁共振耦合”、“磁场磁场共振耦合”、“电磁场电磁场谐振耦合”、或“电场电场谐振耦合”等。“电磁场电磁场谐振耦合”是指，包括“磁共振耦合”、“磁场磁场共振耦合”、“电场电场谐振耦合”中的任意一种耦合。0079在输电单元220和受电单元110以上述方式通过线圈而被形成的情况下，输电单元220和受电单元110主要通过磁场磁场进行耦合，并形成“磁共振耦合”或者“磁场磁场共振。
25、耦合”。另外，在输电单元220和受电单元110中，也可分别采用例如曲折线等的天线。在该情况下，输电单元220和受电单元110主要通过电场电场进行耦合，并形成“电场电场共振耦合”。0080图2为用于对由共振法实施输电的原理进行说明的模式化的图。0081参照图2，在该共振法中，与两个音叉进行共振的情况相同，通过具有相同的固有振动数的两个LC共振线圈在电磁场近场中进行共振，从而经由电磁场而从一个线圈向另一个线圈传输电力。0082具体而言，将一次线圈320与高频电源310连接，并向通过电磁感应而与一次线圈320磁耦合的一次自谐振线圈330供给高频电力。一次自谐振线圈330为，由线圈本身的电感和杂散电容。
26、形成的LC谐振器，并通过电磁场近场而与具有和一次自谐振线圈330相同的谐振频率的二次自谐振线圈340进行共振。如此，能量电力通过电磁场而从一次自谐振线圈330向二次自谐振线圈340移动。向二次自谐振线圈340移动了的能量电力通过利用电磁感应而与二次自谐振线圈340磁耦合的二次线圈350而被获取，并被供给向负载360。另外，由共振法实施的输电在表示一次自谐振线圈330与二次自谐振线圈340的共振强度的Q值例如为大于100之时被实现。0083此外，在本实施方式所涉及的电力输电受电系统中，通过利用电磁场而使输电单元与受电单元进行共振谐振，从而从输电单元向受电单元输送电力，并且输电单元与受电单元之间的。
27、耦合系数优选为01以下。另外，耦合系数并不被限定于该值，而是可采用使电力传输良好的各种值。一般情况下，在利用了电磁感应的电力传输中，输电部与受电部之间的耦合系数成为接近于10的值。0084另外，关于与图1的对应关系，二次自谐振线圈340以及二次线圈350对应于图1的受电单元110，一次线圈320以及一次自谐振线圈330对应于图1的输电单元220。0085接下来，使用图3以及图4，对分析了固有频率之差与电力传输效率之间的关系的说明书CN104137385A6/22页9模拟结果进行说明。图3为表示电力传输系统的模拟模型。电力传输系统89包括输电单元90和受电单元91，输电单元90包括电磁感应线圈9。
28、2和输电部93。输电部93包括共振线圈94和被设置于共振线圈94上的电容器95。0086受电单元91具备受电部96和电磁感应线圈97。受电部96包括共振线圈99和与该共振线圈99连接的电容器98。0087将共振线圈94的电感设为电感LT，将电容器95的电容设为电容C1。将共振线圈99的电感设为电感LR，将电容器98的电容设为电容C2。当如此设定各个参数时，输电部93的固有频率F1可通过下式1来表示，受电部96的固有频率F2可通过下式2来表示。0088F11/2LTC11/210089F21/2LRC21/220090图4为表示输电部93以及受电部96的固有频率的偏移与电力传输效率之间的关系的图。
29、。在图4中，图示了将电感LR以及电容C1、C2固定而仅使电感LT发生变化时的情况。0091另外，在该模拟中，共振线圈94以及共振线圈99的相对位置关系为固定的状态，而且向输电部93被供给的电流的频率为固定。0092在图4所示的曲线图中，横轴表示固有频率的偏移，纵轴表示固定频率下的传输效率。固有频率的偏移通过下式3来表示。0093固有频率的偏移F1F2/F210030094由图4还可知，在固有频率的偏移为0的情况下，电力传输效率接近于100。在固有频率的偏移为5的情况下，电力传输效率为40。在固有频率的偏移为10的情况下，电力传输效率为10。在固有频率的偏移为15的情况下，电力传输效率为5。即，。
30、可以看出，通过以使固有频率的偏移的绝对值固有频率之差处于受电部96的固有频率的10以下的范围内的方式来设定各个输电部以及受电部的固有频率，从而能够提高电力传输效率。而且，可以看出，通过以使固有频率的偏移的绝对值处于受电部96的固有频率的5以下的方式来设定各个输电部以及受电部的固有频率，从而能够进一步提高电力传输效率。另外，作为模拟软件，采用了电磁场分析软件JMAG注册商标株式会社JSOL制作。0095在此，对在图1的输电单元220中的共振线圈的周围所形成的特定的频率的磁场进行说明。“特定的频率的磁场”典型而言，与电力传输效率和向输电单元220中的共振线圈被供给的电流的频率具有关联性。在此，首先。
31、对电力传输效率与向输电单元220中的共振线圈被供给的电流的频率之间的关系进行说明。从输电单元220中的共振线圈向受电单元110中的共振线圈传输电力时的电力传输效率，根据输电单元220中的共振线圈以及受电单元110中的共振线圈之间的距离等的各种因素而变化。例如，将输电单元220以及受电单元110的固有频率谐振频率设为固有频率F0，将向输电单元220中的共振线圈被供给的电流的频率设为频率F3，将受电单元110中的共振线圈以及输电单元220中的共振线圈之间的空气间隙设为空气间隙AG。0096图5为，表示在固定了固有频率F0的状态下，使空气间隙AG变化时的电力传输效率与向图1的输电单元220中的共振线。
32、圈被供给的电流的频率F3之间的关系的曲线图。0097在图5所示的曲线图中，横轴表示向输电单元220中的共振线圈供给的电流的频说明书CN104137385A7/22页10率F3，纵轴表示电力传输效率。效率曲线L1为模式化地表示空气间隙AG较小时的电力传输效率与向输电单元220中的共振线圈供给的电流的频率F3之间的关系。如该效率曲线L1所示，在空气间隙AG较小的情况下，电力传输效率的峰值产生在频率F4、F5F4F5处产生。当空气间隙AG增大时，电力传输效率变高时的两个峰值以相互接近的方式变化。而且，如效率曲线L2所示，当使空气间隙AG大于预定距离时，电力传输效率的峰值将变为一个，并且向输电单元22。
33、0中的共振线圈供给的电流的频率，在频率F6时电力传输效率成为峰值。当使空气间隙AG与效率曲线L2的状态相比而进一步增大时，如效率曲线L3所示，电力传输效率的峰值将变小。0098例如，作为用于实现电力传输效率的提高的方法而考虑使用以下这样的第一方法。作为第一方法而考虑到如下的方法，即，以与空气间隙AG相一致的方式将向图1所示的输电单元220中的共振线圈供给的电流的频率设为固定，并通过使电容器的电容发生变化，从而使在输电单元220与受电单元110之间的电力传输效率的特性发生变化的方法。具体而言，在将向输电单元220中的共振线圈被供给的电流的频率设为固定的状态下，对电容器的电容进行调节，以使电力传输。
34、效率成为峰值。在该方法中，输电单元220中的共振线圈以及受电单元110中的共振线圈之中所流动的电流的频率是固定的，与空气间隙AG的大小无关。另外，作为使电力传输效率的特性变化的方法，也可采用利用被设置于输电单元220与电源部250之间的匹配器的方法，或者利用受电侧的转换器的方法等。0099此外，作为第二方法，其为根据空气间隙AG的大小而对向输电单元220中的共振线圈供给的电流的频率进行调节的方法。例如，在图5中，在电力传输特性成为效率曲线L1的情况下，对于输电单元220中的共振线圈而言，将向输电单元220中的共振线圈供给频率为频率F4或频率F5的电流。而且，在频率特性成为效率曲线L2、L3的情。
35、况下，将向输电单元220中的共振线圈供给频率为频率F6的电流。在该情况下，将以与空气间隙AG的大小相一致的方式使在输电单元220中的共振线圈以及受电单元110中的共振线圈之中所流动的电流的频率变化。0100在第一方法中，流过输电单元220中的共振线圈的电流的频率为被固定的固定频率，在第二方法中，流过输电单元220中的共振线圈的频率为根据空气间隙AG而适当变化的频率。通过第一方法或第二方法等，而使以提高电力传输效率的方式被设定的特定的频率的电流，向输电单元220中的共振线圈被供给。通过使输电单元220中的共振线圈中流动有特定的频率的电流，从而在输电单元220中的共振线圈的周围形成有以特定的频率进。
36、行振动的磁场电磁场。受电单元110通过被形成于受电单元110与输电单元220之间且以特定的频率进行振动的磁场，而从输电单元220接受电力。因此，“以特定的频率进行振动的磁场”不一定是被固定了频率的磁场。另外，虽然在上述的示例中，着眼于空气间隙AG而对向输电单元220中的共振线圈供给的电流的频率进行设定，但电力传输效率也会根据输电单元220中的共振线圈以及受电单元110中的共振线圈的水平方向上的偏移等的其他的因素而变化，从而也存在根据该其他的因素来对向输电单元220中的共振线圈供给的电流的频率进行调节的情况。0101在本实施方式所涉及的电力传输系统中，通过利用电磁场的“静电磁场”为支配性的近场渐。
37、逝场，从而实现了输电以及受电效率的提高。图6为表示距电流源或磁流源的距离与电磁场的强度之间的关系的图。参照图6，电磁场由三个成分构成。曲线K1为，与距说明书CN104137385A108/22页11波源的距离成反比的成分，并被称为“辐射电磁场”。曲线K2为，与距波源的距离的平方成反比例的成分，并被称为“感应电磁场”。此外，曲线K3为，与距波源的距离的立方成反比的成分，并被称为“静电磁场”。另外，当电磁场的波长设为“”时，“辐射电磁场”、“感应电磁场”、“静电磁场”的强度将成为大致相等的距离，可以表示为/2。0102“静电磁场”为电磁波的强度随着距波源的距离而急剧减少的区域，并且在本实施方式所涉。
38、及的电力传输系统中，利用该“静电磁场”为支配性的近场渐逝场来实施能量电力的传输。即，在“静电磁场”为支配性的近场中，通过使具有接近的固有频率的输电单元220以及受电单元110例如一对LC谐振线圈进行谐振，从而从输电单元220向另一个受电单元110传输能量电力。由于该“静电磁场”无法向远方传播能量，因此与通过传播能量至远方的“辐射电磁场”来传输能量电力的电磁波相比，共振法能够以更少的能量损失来进行输电。0103以此方式，在该电力传输系统中，通过利用电磁场而使输电部与受电部进行谐振共振，从而在输电部与受电部之间以非接触的方式输送电力。而且，输电部与受电部之间的耦合系数例如为03以下的程度，优选为0。
39、1以下。当然，耦合系数也可采用0103程度的范围。耦合系数并未被限定于如上的值，可以取使电力传输良好的各种值。0104非接触输电受电的结构的详细说明0105图7为表示图1所示的电力输电受电系统10的详细的结构的电路图。参照图7，车辆100除受电单元110以及通信部160以外，还包括整流器180、充电继电器CHR170、蓄电装置190、系统主继电器SMR115、动力控制单元单元PCUPOWERCONTROLUNIT120、电动发电机130、动力传递齿轮140、驱动轮150、作为控制装置的车辆ECUELECTRONICCONTROLUNIT300、电流传感器171、电压传感器172。受电单元110。
40、包括线圈111以下，称为二次自谐振线圈111，亦可称为“共振线圈”等适当的称谓、电容器112和二次线圈113。0106另外，虽然在本实施方式中，作为车辆100而以电动汽车为例进行了说明，但只要是能够使用被蓄积在蓄电装置中的电力而行驶的车辆即可，车辆100的结构并未被限定于此。作为车辆100的其他的示例，还包括搭载了发动机的混合动力车和搭载了燃料电池的燃料电池车等。0107二次自谐振线圈111利用电磁场并通过电磁共振而从输电装置200中所包括的一次自谐振线圈221接受电力。0108对于该二次自谐振线圈111，根据距输电装置200的一次自谐振线圈221的距离或一次自谐振线圈221以及二次自谐振线圈。
41、111的谐振频率等，以使表示一次自谐振线圈221与二次自谐振线圈111的共振强度的Q值变大例如，Q100、表示它们的耦合度的耦合系数等变小例如01以下的方式，来适当地设定所述二次自谐振线圈111的匝数与线圈间距离。0109电容器112被连接于二次自谐振线圈111的两端，并与二次自谐振线圈111一起形成了LC谐振电路。电容器112的容量根据二次自谐振线圈111所具有的电感，而以成为预定的谐振频率的方式被适当地设定。另外，在能够通过二次自谐振线圈111本身所具有的杂散电容而获得所需要的谐振频率的情况下，有时会省略电容器112。说明书CN104137385A119/22页120110二次线圈113与。
42、二次自谐振线圈111被设置在同轴上，并能够通过电磁感应而与二次自谐振线圈111磁耦合。该二次线圈113通过电磁感应而获取由二次自谐振线圈111接受的电力，并向整流器180输出。0111整流器180对从二次线圈113接受的交流电力进行整流，并将该整流后的直流电力经由CHR170而向蓄电装置190输出。作为整流器180，例如可以采用包括二极管电桥以及平滑用的电容器均未图示的结构。虽然作为整流器180也可以使用利用开关控制来实施整流的所谓的开关调节器，但整流器180有时也会被包含在受电单元110中，为了防止伴随于所产生的电磁场而引起的开关元件的误动作等，更优选为采用二极管电桥这种静止型的整流器。01。
43、12另外，虽然在本实施方式中，采用了由整流器180整流后的直流电力被直接向蓄电装置190输出的结构，但也可以采用如下结构，即，在整流后的直流电压与蓄电装置190所能够容许的充电电压不同的情况下，在整流器180与蓄电装置190之间设置用于进行电压转换的DC/DC转换器未图示。0113在整流器180的输出部分上连接有，被串联连接的位置检测用的负载抵抗173和继电器174。在开始进行正式充电之前，从输电装置200向车辆输送作为测试用信号的微弱的电力。此时，继电器174根据来自车辆ECU300的控制信号SE3而被控制，并被设为导通状态。0114电压传感器172被设置于连结整流器180与蓄电装置190的。
44、电力线对之间。电压传感器172对整流器180的二次侧的直流电压、即从输电装置200接受到的受电电压进行检测，并将该检测值VC向车辆ECU300输出。车辆ECU300通过电压VC来对受电效率进行判断，且经由通信部160而向输电装置发送与受电效率相关的信息。0115电流传感器171被设置于连结整流器180与蓄电装置190的电力线上。电流传感器171对流向蓄电装置190的充电电流进行检测，并将该检测值IC向车辆ECU300输出。0116CHR170与整流器180和蓄电装置190电连接。CHR170根据来本车辆ECU300的控制信号SE2而被控制，并对从整流器180向蓄电装置190的电力的供给和切断进。
45、行切换。0117蓄电装置190为，被构成为能够进行充放电的电力存储元件。蓄电装置190被构成为，包括例如锂离子电池、镍氢电池或铅蓄电池等二次电池、双电层电容器等的蓄电元件。0118蓄电装置190经由CHR170而与整流器180相连接。蓄电装置190蓄积由受电部110接收并由整流器180整流后的电力。另外，蓄电装置190还经由SMR115而与PCU120连接。蓄电装置190向PCU120供给用于产生车辆驱动力的电力。而且，蓄电装置190蓄积由电动发电机130产生的电力。蓄电装置190的输出例如为200V左右。0119虽然均未图示，但在蓄电装置190中设置有用于对蓄电装置190的电压VB以及输入输。
46、出的电流IB进行检测的电压传感器以及电流传感器。这些检测值被输出至车辆ECU300。车辆ECU300根据该电压VB以及电流IB，而对蓄电装置190的蓄电状态被称作“SOCSTATEOFCHARGE”进行运算。0120SMR115介于连结蓄电装置190和PCU120的电力线之间。而且，SMR115通过来自车辆ECU300的控制信号SE1而被控制，并对在蓄电装置190与PCU120之间的电力的供给和切断进行切换。0121虽然均未图示，但PCU120包括转换器、逆变器。转换器通过来自车辆ECU300的控说明书CN104137385A1210/22页13制信号PWC而被控制，并对来自蓄电装置190的电。
47、压进行转换。逆变器通过来自车辆ECU300的控制信号PWI而被控制，并使用通过转换器而被转换后的电力来对电动发电机130进行驱动。0122电动发电机130为交流旋转电机，例如为，具备埋设有永久磁铁的转子的永久磁铁型同步电动机。0123电动发电机130的输出转矩经由动力传递齿轮140而被传递至驱动轮150上，从而使车辆100行驶。电动发电机130能够在车辆100的再生制动动作时通过驱动轮150的旋转力而进行发电。而且，该发电电力通过PCU120而被转换成蓄电装置190的充电电力。0124此外，在除电动发电机130之外还搭载有发动机未图示的混合动力汽车中，通过使该发动机以及电动发电机130协同工作。
48、，从而能够产生所需的车辆驱动力。在这种情况下，也能够使用由发动机的旋转所产生的发电电力，而对蓄电装置190进行充电。0125如上所述，通信部160为，用于在车辆100与输电装置200之间实施无线通信的通信接口。通信部160将来自车辆ECU300的、关于蓄电装置190的包括SOC在内的蓄电池信息INFO向输电装置200输出。此外，通信部160将指示从输电装置200的输电的开始以及停止的信号STRT、STP向输电装置200输出。0126虽然在图7中均未图示，但车辆ECU300包括CPUCENTRALPROCESSINGUNIT中央处理器、存储装置以及输入输出缓冲器，且实施来自各个传感器等的信号的输。
49、入与向各个设备的控制信号的输出，并且实施对车辆100以及各个设备的控制。另外，关于这些控制，并未被限定于由软件实施的处理，也能够为通过专用的硬件电路来进行处理。0127当车辆ECU300接收到由用户的操作等而产生的充电开始信号TRG时，根据预定的条件已成立的情况，而将指示输电的开始的信号STRT经由通信部160而向输电装置200输出。此外，车辆ECU300根据蓄电装置190成为了充满电的情况、或由用户实施的操作等，而将指示输电的停止的信号STP经由通信部160而向输电装置200输出。0128输电装置200包括充电站210和输电部220。充电站210除通信部230以外，还包括作为控制装置的输电ECU240、电源部250、显示部242、费用收取部246。此外，输电单元220包括线圈221以下，称为一次自谐振线圈221，亦可称为“共振线圈”等适当的称谓、电容器222、一次线圈223。0129电源部250通过来自输电ECU240的控制信号MOD而被控制，并将从工业电源等的交流电源接收到的电力转换为高频的电力。而且，电源部250将该转换后的高频电力向一次线圈223供给。0130另外，虽然在图7中未记载有实施阻抗转换的匹配器，但也可采用在电源部250与输电单元220之间或者在受电单。