CN103858316A

CN103858316A - 送电装置、受电装置以及电力传输***

Info

Publication number: CN103858316A
Application number: CN201180074077.8A
Authority: CN
Inventors: 市川真士
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-10-12
Filing date: 2011-10-12
Publication date: 2014-06-11
Also published as: JP5867511B2; EP2768116A4; US20140225454A1; EP2768116A1; JPWO2013054399A1; KR20140076609A; WO2013054399A1

Abstract

谐振线圈（316）以非接触方式向车辆的受电部传输电力。多个电磁感应线圈（310、312、314）分别通过电力线与电源部连接，能够以非接触方式将从电源部接受的电力向谐振线圈供给。导轨（320）是用于使谐振线圈在能够从多个电磁感应线圈中的某一个向谐振线圈供电的范围内移动的移动单元。谐振线圈根据与车辆的受电部的位置关系而在导轨上移动。

Description

送电装置、受电装置以及电力传输***

技术领域

本发明涉及送电装置、受电装置以及电力传输***，特别是涉及以非接触方式从送电装置向受电装置传输电力的非接触电力传输技术。

背景技术

作为环保型车辆，电动汽车、混合动力汽车等电动车辆受到关注。这些车辆搭载有产生行驶驱动力的电动机和储存供给到该电动机的电力的可再充电的蓄电装置。此外，混合动力汽车是除电动机之外还搭载有内燃机作为动力源的汽车、除蓄电装置之外还搭载有燃料电池作为车辆驱动用的直流电源的汽车等。

在混合动力汽车中，也与电动汽车同样地，已知有能够从车辆外部的电源对车载的蓄电装置进行充电的车辆。例如，已知有通过用充电电缆将设置在住宅的电源插座和设置在车辆的充电口连接，从而能够从车辆外部的电源对蓄电装置进行充电的所谓“插电式混合动力机动车”。

日本特开2000-92727号公报（专利文献1）公开了用于对电动汽车、插电式混合动力机动车等的电池进行充电的充电装置。在该充电装置中，当检测到车辆停止时，通过机械手（manipulator）使供电连接器移动来将供电连接器与电动汽车的充电连接器连接。在机械手上，在基座设置有能够升降的升降体，在该升降体设置有水平的第1臂，该第1臂能够绕其一端旋转。并且，在第1臂的顶端设置有水平的第2臂，该第2臂能够绕其一端旋转，在第2臂的顶端设置有供电连接器。通过这样的结构，能够顺利地进行充电连接器与供电连接器的连接（参照专利文献1）。

另一方面，作为电力传输方法，不使用电源线、电力电缆的非接触电力传输近年来受到关注。在该非接触电力传输技术中，作为非常有效的非接触电力传输技术，已知有使用电磁感应的送电、使用微波的送电以及所谓共振型的送电这3种技术。其中，共振型的送电是使用彼此具有相同固有频率的一对谐振器（例如一对谐振线圈）经由电磁场（邻近场）以非接触方式传输电力的送电，因为能够在比较长的距离（例如数m）输送数kW的大电力而受到广泛关注。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2000-92727号公报

专利文献2：日本特开2010-246348号公报

专利文献3：日本特开2009-106136号公报

专利文献4：日本特开2010-183812号公报

专利文献5：日本特开2010-183813号公报

发明内容

发明要解决的问题

为了有效实现非接触的电力传输，需要进行送电装置的送电部与受电装置的受电部的对位。特别是在将非接触送电应用于向车辆的供电的情况下，受电部的车载位置根据车辆而不同，另外，送电部与受电部的位置关系也根据与送电装置相对的停车位置而变化。在上述的专利文献1中，没有对这样的问题及其解决方法进行讨论。

因此，本发明的目的在于，提供一种以非接触方式从送电装置向受电装置传输电力的电力传输***中的、送电装置的送电部与受电装置的受电部的对位方法。

用于解决问题的手段

根据本发明，一种送电装置，以非接触方式向受电装置输出电力，该送电装置具备第1线圈、多个第2线圈以及移动装置。第1线圈以非接触方式向受电装置传输电力。多个第2线圈分别用于以非接触方式将从电源接受的电力向第1线圈供给。移动装置使第1线圈相对于多个第2线圈相对地移动。

优选，多个第2线圈由1根导线构成。

优选，送电装置还具备切换部。切换部设置在多个第2线圈与电源之间，将多个第2线圈中最接近第1线圈的线圈与电源电连接，并将剩余的线圈从电源电断开。

另外，优选，送电装置还具备切换部。切换部设置在多个第2线圈与电源之间，将多个第2线圈中向受电装置的送电效率为最佳的线圈与电源电连接，并将剩余的线圈从电源电断开。

优选，受电装置搭载于车辆。多个第2线圈沿车辆的停车空间的车辆前后方向配设。

优选，第1线圈的固有频率与受电装置的受电用线圈的固有频率之差为第1线圈的固有频率或受电用线圈的固有频率的±10％以内。

优选，第1线圈与受电用线圈的耦合系数为0.1以下。

优选，第1线圈通过在第1线圈与受电用线圈之间形成且以特定的频率进行振荡的磁场、和在第1线圈与受电用线圈之间形成且以特定的频率进行振荡的电场中的至少一方，向受电用线圈输送电力。

另外，根据本发明，一种受电装置，以非接触方式从送电装置接受电力，该受电装置具备第1线圈、多个第2线圈以及移动装置。第1线圈以非接触方式从送电装置接受电力。多个第2线圈分别用于以非接触方式从第1线圈取出电力并向电负载输出。移动装置使第1线圈相对于多个第2线圈相对地移动。

优选，多个第2线圈由1根导线构成。

优选，受电装置还具备切换部。切换部设置在多个第2线圈与电负载之间，将多个第2线圈中最接近第1线圈的线圈与电负载电连接，并将剩余的线圈从电负载电断开。

另外，优选，受电装置还具备切换部。切换部设置在多个第2线圈与电负载之间，将多个第2线圈中从送电装置接受电力的受电效率为最佳的线圈与电负载电连接，并将剩余的线圈从电负载电断开。

优选，该受电装置搭载于车辆。多个第2线圈沿车辆的前后方向配设。

优选，第1线圈的固有频率与送电用线圈的固有频率之差为第1线圈的固有频率或送电用线圈的固有频率的±10％以内。

优选，第1线圈与送电用线圈的耦合系数为0.1以下。

优选，第1线圈通过在第1线圈与送电用线圈之间形成且以特定的频率进行振荡的磁场、和在第1线圈与送电用线圈之间形成且以特定的频率进行振荡的电场中的至少一方，从送电用线圈接受电力。

另外，根据本发明，一种电力传输***，以非接触方式从送电装置向受电装置传输电力。送电装置具备第1线圈、多个第2线圈以及移动单元。第1线圈以非接触方式向受电装置传输电力。多个第2线圈分别用于以非接触方式将从电源接受的电力向第1线圈供给。移动单元基于受电装置与第1线圈的位置关系，使第1线圈在能够从多个第2线圈中的某一个向第1线圈供电的范围内移动。受电装置具备受电部和电负载。受电部以非接触方式接受从第1线圈输出的电力。电负载接受由受电部接受到的电力。

另外，根据本发明，一种电力传输***，以非接触方式从送电装置向受电装置传输电力。送电装置具备电源和送电部。送电部以非接触方式将从电源供给的电力向受电装置输出。受电装置具备第1线圈、多个第2线圈以及移动单元。第1线圈以非接触方式从送电部接受电力。多个第2线圈分别用于以非接触方式从第1线圈取出电力并向电负载输出。移动单元基于送电部与第1线圈的位置关系，使第1线圈在多个第2线圈中的某一个能够以非接触方式从第1线圈取出电力的范围内移动。

发明效果

根据本发明，由于仅使不需要与电源布线的第1线圈移动，所以不会产生伴随移动的电力电缆的劣化。

附图说明

图1是本发明的实施方式1的电力传输***的整体结构图。

图2是从送电方向观察图1所示的送电部而得到的平面图。

图3是从受电方向观察图1所示的受电部而得到的平面图。

图4是表示电力传输***的模拟模型的图。

图5是表示送电部和受电部的固有频率的偏差与电力传输效率的关系的图。

图6是从送电装置向车辆传输电力时的等效电路图。

图7是表示距电流源（磁流源）的距离与电磁场的强度的关系的图。

图8是表示在送电部使谐振线圈移动时的S11参数的变化的图。

图9是从送电方向观察实施方式2的送电部而得到的平面图。

图10是从送电方向观察实施方式3的送电部而得到的平面图。

具体实施方式

以下，对于本发明的实施方式，参照附图并进行详细说明。此外，对于图中相同或相当部分标注同一标号且不重复其说明。

［实施方式1］

图1是本发明的实施方式1的电力传输***的整体结构图。参照图1，该电力传输***具备送电装置100和作为受电装置的车辆200。

送电装置100包含：电源部110、匹配器120、送电部130、电子控制单元（以下称为“ECU（Electronic Control Unit：电子控制单元）”。）140以及通信部150。电源部110产生具有预定的频率的交流电力。作为一例，电源部110从未图示的***电源接受电力来产生高频的交流电力。并且，电源部110按照来自ECU140的指令，对电力的产生及停止、以及输出电力进行控制。

匹配器120设置在电源部110与送电部130之间，构成为能够变更内部的阻抗。作为一例，匹配器120由可变电容器和线圈构成，能够通过使可变电容器的容量发生变化来变更阻抗。通过在该匹配器120中调整阻抗，能够使送电装置100的阻抗与车辆200的阻抗相匹配（阻抗匹配）。

送电部130从电源部110接受高频的交流电力的供给。并且，送电部130经由在送电部130的周围产生的电磁场以非接触方式向车辆200的受电部210输出电力。在此，在送电部130设置有移动单元，该移动单元用于按照来自ECU140的指令进行送电部130所包含的送电用的谐振线圈与车辆200的受电部210所包含的受电用的谐振线圈的对位。对于包含移动单元的送电部130的具体的结构和从送电部130向受电部210的电力传输，之后进行详细说明。

ECU140通过用CPU（Central Processing Unit：中央处理单元）执行预先存储的程序而实现的软件处理和/或由专用的电子电路实现的硬件处理来控制电源部110、匹配器120以及送电部130。具体而言，ECU140生成电源部110的动作开始指令和停止指令、以及表示电源部110的输出电力的目标值的电力指令值并向电源部110输出。另外，ECU140通过控制匹配器120，使送电装置100的阻抗与车辆200的阻抗匹配。另外，ECU140生成用于控制在送电部130设置的上述移动单元（后面叙述）的指令并向送电部130输出。通信部150是用于送电装置100与车辆200进行通信的通信接口。

另一方面，车辆200包含：受电部210、整流器220、蓄电装置230、动力输出装置240、ECU250以及通信部260。受电部210经由电磁场以非接触方式接受从送电部130输出的高频的交流电力。此外，对于受电部210的具体的结构，也之后进行说明。整流器220对由受电部210接受到的交流电力进行整流并向蓄电装置230输出。

蓄电装置230是能够再充电的直流电源，例如由锂离子、镍氢等二次电池构成。蓄电装置230除了储存从整流器220接受的电力，还存储由动力输出装置240发电产生的再生电力。并且，蓄电装置230将该储存的电力向动力输出装置240供给。此外，作为蓄电装置230也可以采用大容量的电容器。

动力输出装置240使用储存于蓄电装置230的电力来产生车辆200的行驶驱动力。虽然没有特别图示，但是动力输出装置240例如包含从蓄电装置230接受电力的变换器、通过变换器来驱动的马达以及通过马达来驱动的驱动轮等。此外，动力输出装置240也可以包含用于对蓄电装置230进行充电的发电机和能够驱动发电机的发动机。

ECU250通过用CPU执行预先存储的程序而实现的软件处理和/或由专用的电子电路实现的硬件处理，来执行车辆200的各种控制。通信部260是用于车辆200与送电装置100进行通信的通信接口。

图2是从送电方向观察图1所示的送电部130而得到的平面图。参照图2，送电部130包含电磁感应线圈310、312、314、谐振线圈316、电容器318、导轨320、继电器322、324、326以及屏蔽箱328。

电磁感应线圈310、312、314在屏蔽箱328内固定设置。作为一例，电磁感应线圈310、312、314沿车辆200的停车空间的车辆前后方向排列。对于相邻的电磁感应线圈的重叠状况（也包含不重叠的情况），基于配置空间和根据重叠状况的程度而变化的送电效率来适当设计。

电磁感应线圈310、312、314分别经由继电器322、324、326与电源部110（未图示）连接。继电器322、324、326被ECU140（图1）控制，根据可动的谐振线圈316的位置，接通与电磁感应线圈310、312、314中向车辆200的送电效率为最佳的电磁感应线圈对应的继电器，断开剩余的继电器。作为一例，接通与电磁感应线圈310、312、314中最接近谐振线圈316的电磁感应线圈对应的继电器，断开剩余的继电器。此外，接通的继电器未必是1个，也可以根据谐振线圈316的位置使多个继电器接通。与继电器322、324、326连接的3对电力线在屏蔽箱328内彼此连接，汇总成1根电力线而向屏蔽箱328外取出。

谐振线圈316与电磁感应线圈310、312、314隔开预定的间隔而设置，并构成为：能够在能够从电磁感应线圈310、312、314中的某一个接受电力的范围内在屏蔽箱328内移动。作为一例，沿电磁感应线圈310、312、314的排列方向配设导轨320，谐振线圈316在导轨320上移动，从而能够根据车辆200的受电部210与谐振线圈316的位置关系使谐振线圈316移动。

此外，在图2中，对于谐振线圈316配置在与电磁感应线圈310相对的位置的状态进行了例示，但在图示的关系上，将谐振线圈316的位置相对于电磁感应线圈310稍微错开而进行记载。

谐振线圈316与电容器318一起形成LC谐振电路。此外，如后面所述，在车辆200的受电部210也形成LC谐振电路。并且，由谐振线圈316和电容器318形成的LC谐振电路的固有频率与受电部210的LC谐振电路的固有频率之差为前者的固有频率或后者的固有频率的±10％以内。电容器318是为了调整谐振电路的固有频率而设置的电容器，在利用谐振线圈316的寄生电容可得到期望的固有频率的情况下，也可以不设置电容器318。

导轨320是用于为了实现从谐振线圈316向车辆200的受电部210（未图示）的良好的送电效率、而根据车辆200的受电部210与谐振线圈316的位置关系来使谐振线圈316移动的移动单元。导轨320配设为使得谐振线圈316能够在能够从电磁感应线圈310、312、314中的某一个向谐振线圈316供电的范围内移动。作为一例，导轨320沿电磁感应线圈310、312、314的排列方向配设，以谐振线圈316在导轨320上可动的方式在导轨320安装谐振线圈316。

屏蔽箱328是用于防止电磁波向外部泄漏的箱，例如可以由铜构成，也可以由廉价的构件构成并在其内表面或外表面粘贴具有电磁波屏蔽效果的布、海绵等。

在该送电部130中，能够使谐振线圈316在谐振线圈316能够从电磁感应线圈310、312、314中的某一个接受电力的范围内移动。以下，当对在与电磁感应线圈310对应的位置存在谐振线圈316的情况进行代表性说明时，接通与电磁感应线圈310对应的继电器322，断开剩余的继电器324、326。并且，当从电源部110向电磁感应线圈310供给高频的交流电力时，电磁感应线圈310与谐振线圈316磁耦合，通过电磁感应将从电源部110接受到的高频电力向谐振线圈316供给。谐振线圈316在从电磁感应线圈310接受高频电力时在周围形成电磁场（邻近场），以非接触方式向车辆200的受电部210的谐振线圈（未图示）输出电力。

谐振线圈316配置在与按预定的指标从电磁感应线圈310、312、314中选择的线圈对应的位置。作为一例，选择当谐振线圈316处于相对（对置）位置时S11参数为最小的电磁感应线圈，谐振线圈316配置在与该选择出的电磁感应线圈相对（对置）的位置。此外，S11参数是由送电部130和车辆200的受电部210形成的电路网的输入端口（送电部130的输入）的反射系数，能够通过市面上出售的网络分析器容易地检测。此外，也可以取代S11参数，而使用表示上述电路网的通过特性的S21参数、向电源部110的反射电力、车辆200的受电状况（受电电力、受电电压）等，来选择电磁感应线圈310、312、314中的某一个。

此外，在图2中，电磁感应线圈310、312、314和谐振线圈316的线圈形状为方形，但是线圈形状并不限定于图示的形状，例如也可以为圆形。另外，在图2中，虽然各线圈为1圈，但是也可以由多个圈构成。

图3是从受电方向观察图1所示的受电部210而得到的平面图。参照图3，受电部210包含谐振线圈350、电容器352、电磁感应线圈354以及屏蔽箱356。

谐振线圈350在屏蔽箱356内固定设置。谐振线圈350与电容器352一起形成LC谐振电路。此外，如上所述，在送电装置100的送电部130也形成LC谐振电路。并且，由谐振线圈350和电容器352形成的LC谐振电路的固有频率与送电部130的LC谐振电路的固有频率之差为前者的固有频率或后者的固有频率的±10％以内。此外，电容器352是为了调整谐振电路的固有频率而设置的电容器，在利用谐振线圈350的寄生电容可得到期望的固有频率的情况下，也可以不设置电容器352。

电磁感应线圈354在屏蔽箱356内固定设置在与谐振线圈350相对的位置。此外，在该图3中，也因图示的关系，将电磁感应线圈354的位置相对于谐振线圈350稍微错开而进行记载。

在该受电部210中，谐振线圈350经由电磁场（邻近场）以非接触方式从送电装置100的送电部130的谐振线圈316接受电力。电磁感应线圈354通过电磁感应与谐振线圈350磁耦合，通过电磁感应将由谐振线圈350接受到的交流电力从谐振线圈350取出并向整流器220（图1）输出。

此外，在图3中，谐振线圈350和电磁感应线圈354的线圈形状也为方形，但是线圈形状并不限定于图示的形状，例如也可以为圆形。另外，在图3中，各线圈为1圈，但是也可以由多个圈构成。

接着，对从送电装置100向车辆200的电力传输进行说明。在该电力传输***中，送电部130的固有频率与受电部210的固有频率之差为送电部130的固有频率或受电部210的固有频率的±10％以内。通过将送电部130和受电部210的固有频率设定在这样的范围内，能够提高电力传输效率。另一方面，当上述的固有频率之差变为±10％以外时，电力传输效率变为比10％小，从而产生电力传输时间变长等不利影响。

此外，所谓送电部130（受电部210）的固有频率，意指构成送电部130（受电部210）的电路（谐振电路）进行自由振荡的情况下的振荡频率。此外，所谓送电部130（受电部210）的谐振频率，意指在构成送电部130（受电部210）的电路（谐振电路）中将制动力或电阻设为零时的固有频率。

使用图4和图5，对分析固有频率之差与电力传输效率的关系而得到的模拟结果进行说明。图4是表示电力传输***的模拟模型的图。另外，图5是表示送电部和受电部的固有频率的偏差与电力传输效率的关系的图。

参照图4，电力传输***89具备送电部90和受电部91。送电部90包含第1线圈92和第2线圈93。第2线圈93具备谐振线圈94和设置于谐振线圈94的电容器95。受电部91具备第3线圈96和第4线圈97。第3线圈96包含谐振线圈99和与该谐振线圈99连接的电容器98。

将谐振线圈94的电感设为电感Lt，将电容器95的电容设为电容C1。另外，将谐振线圈99的电感设为电感Lr，将电容器98的电容设为电容C2。当这样地设定各参数时，第2线圈93的固有频率f1通过下述式（1）来表示，第3线圈96的固有频率f2通过下述式（2）来表示。

f1=1/｛2π（Lt×C1）^1/2｝…（1）

f2=1/｛2π（Lr×C2）^1/2｝…（2）

在此，在图6中示出使电感Lr和电容C1、C2固定而仅使电感Lt变化了的情况下的第2线圈93和第3线圈96的固有频率的偏差与电力传输效率的关系。此外，在该模拟中，谐振线圈94和谐振线圈99的相对位置关系设为固定，进而供给到第2线圈93的电流的频率一定。

在图5所示的图中，横轴表示固有频率的偏差（％），纵轴表示一定频率下的电力传输效率（％）。固有频率的偏差（％）通过下述式（3）来表示。

（固有频率的偏差）=｛（f1-f2）/f2｝×100（％）…（3）

根据图5也可知，在固有频率的偏差（％）为0％的情况下，电力传输效率接近100％。在固有频率的偏差（％）为±5％的情况下，电力传输效率为40％左右。在固有频率的偏差（％）为±10％的情况下，电力传输效率为10％左右。在固有频率的偏差（％）为±15％的情况下，电力传输效率为5％左右。即，可知：通过以固有频率的偏差（％）的绝对值（固有频率之差）处于第3线圈96的固有频率的10％以下的范围内的方式设定第2线圈93和第3线圈96的固有频率，能够将电力传输效率提高至可实用的等级。进而，当以固有频率的偏差（％）的绝对值为第3线圈96的固有频率的5％以下的方式设定第2线圈93和第3线圈96的固有频率时，能够进一步提高电力传输效率，因此更优选。此外，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）。

再次参照图1，送电部130和受电部210通过在送电部130和受电部210之间形成且以特定的频率进行振荡的磁场、和在送电部130和受电部210之间形成且以特定的频率进行振荡的电场中的至少一方，以非接触方式授受电力。送电部130与受电部210的耦合系数κ为0.1以下，通过使送电部130与受电部210通过电磁场进行谐振（共振），能够从送电部130向受电部210传输电力。

如上所述，在该电力传输***中，通过使送电部130和受电部210通过电磁场进行谐振（共振），能够以非接触方式在送电部130和受电部210之间传输电力。将电力传输中的这样的送电部130与受电部210的耦合例如称为“磁共振耦合”、“磁场共振耦合”、“电磁场谐振耦合”、“电场谐振耦合”等。“电磁场谐振耦合”意味着包含“磁共振耦合”、“磁场共振耦合”、“电场谐振耦合”的全部。

在送电部130和受电部210如上述那样由线圈形成的情况下，送电部130与受电部210主要通过磁场进行耦合，形成“磁共振耦合”或“磁场共振耦合”。此外，在送电部130和受电部210例如也可以采用蜿蜒线等天线，在该情况下，送电部130与受电部210主要通过电场进行耦合，形成“电场共振耦合”。

图6是从送电装置100向车辆200传输电力时的等效电路图。参照图6，在送电装置100中，谐振线圈316与电容器318一起形成LC谐振电路。在车辆200中，谐振线圈350也与电容器352一起形成LC谐振电路。并且，由谐振线圈316和电容器318形成的LC谐振电路的固有频率与由谐振线圈350和电容器352形成的LC谐振电路的固有频率之差为前者的固有频率或后者的固有频率的±10％以内。

在送电装置100中，从电源部110向选择出的电磁感应线圈310（或312、314）供给高频的交流电力，使用电磁感应线圈310（或312、314）来向谐振线圈316供给电力。这样一来，能量（电力）通过在谐振线圈316和车辆200的谐振线圈350之间形成的磁场而从谐振线圈316向谐振线圈350移动。使用电磁感应线圈354来取出向谐振线圈350移动的能量（电力）并向整流器220以后的电负载380传输。

图7是表示距电流源（磁流源）的距离与电磁场的强度的关系的图。参照图7，电磁场主要由3种成分构成。曲线k1是与距波源的距离成反比的成分，被称为“辐射电磁场”。曲线k2是与距波源的距离的平方成反比的成分，被称为“感应电磁场”。另外，曲线k3是与距波源的距离的立方成反比的成分，被称为“静电磁场”。

“静电磁场”是电磁波的强度随着距波源的距离增大而急剧减小的区域，在共振法中，利用该“静电磁场”为支配性的邻近场（瞬逝场）来进行能量（电力）的传输。即，在“静电磁场”为支配性的邻近场中，通过使彼此具有接近的固有频率的一对谐振器（例如一对谐振线圈）进行谐振，从而从一方的谐振器（初级侧谐振线圈）向另一方的谐振器（次级侧谐振线圈）传输能量（电力）。由于该“静电磁场”不会将能量传播到远处，所以与通过将能量传播到远处的“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传输电力。

图8是表示在送电部130中使谐振线圈316移动时的S11参数的变化的图。参照图8，横轴表示传输电力的频率，纵轴表示S11参数。作为一例，曲线k11表示谐振线圈316移动至与电磁感应线圈310相对的位置时的S11参数，曲线k12、13分别表示谐振线圈316移动至与电磁感应线圈312、314相对的位置时的S11参数。此外，频率ft是由电源部110生成的交流电力的频率。在该例中，选择S11参数最小的电磁感应线圈312。

此外，在上述内容中，送电部130具有3个电磁感应线圈310、312、314，但是送电部130具有的电磁感应线圈的数量并不限定于3个，可以为2个，也可以比3个多。另外，电磁感应线圈的形状与谐振线圈的形状不需要必须如上所述那样相同。电磁感应线圈的大小与谐振线圈的大小也不需要一定相同。

如以上所述，在该实施方式1中，在送电装置100的送电部130中设置有多个电磁感应线圈310、312、314。并且，设置有移动单元（导轨320），其用于基于车辆200与送电部130的谐振线圈316的位置关系，使谐振线圈316在能够从电磁感应线圈310、312、314中的某一个向谐振线圈316供电的范围内移动。因此，根据该实施方式1，由于仅使不需要与电源部110布线的谐振线圈316移动，所以不会产生伴随移动的电力线（电力电缆等）的劣化。另外，由于能够使谐振线圈316移动，所以能够不设置多个谐振线圈316而实现大范围的电力传输。

［实施方式2］

在实施方式1中，电磁感应线圈310、312、314分别由分开的导线构成，但是也可以由1根导线构成多个电磁感应线圈。

实施方式2的电力传输***的整体结构与图1所示的实施方式1的电力传输***相同。

图9是从送电方向观察实施方式2的送电部130A而得到的平面图。参照图9，送电部130A包含电磁感应线圈310A、312A、314A、谐振线圈316、电容器318、导轨320以及屏蔽箱328。

电磁感应线圈310A、312A、314A基本上与实施方式1的电磁感应线圈310、312、314配设在相同位置，并由1根导线构成。由此，能够减少用于构成电磁感应线圈310A、312A、314A的布线，并且不需设置继电器322、324、326（图2）。

此外，送电部130A的其他结构与实施方式1的送电部130相同。此外，在上述内容中，送电部130A也具有3个电磁感应线圈310A、312A、314A，但是送电部130A具有的电磁感应线圈的数量不限定于3个，也可以为2个，也可以比3个多。另外，电磁感应线圈的形状与谐振线圈的形状不需要一定相同，电磁感应线圈的大小与谐振线圈的大小也不需要一定相同。

如以上那样，根据该实施方式2，能得到与实施方式1同样的效果，并且电磁感应线圈310A、312A、314A由1根导线构成，因此，与实施方式1相比能够减少用于构成电磁感应线圈的布线，还能够不需设置继电器322、324、326（图2）。

［实施方式3］

在上述的实施方式1、2中，送电部130、130A的多个电磁感应线圈沿直线配设，谐振线圈316也沿直线可动，但在该实施方式3中，示出多个电磁感应线圈呈二维配设、谐振线圈也在二维可动的结构。

实施方式3的电力传输***的整体结构与图1所示的实施方式1的电力传输***相同。

图10是从送电方向观察实施方式3的送电部130B而得到的平面图。参照图10，送电部130B包含电磁感应线圈370、372、374、376、谐振线圈316、电容器318、导轨320、378以及屏蔽箱328。

电磁感应线圈370、372、374、376在屏蔽箱328内固定设置。电磁感应线圈370、372、374、376呈二维配设，作为一例配设为行列状。电磁感应线圈370、372、374、376由1根导线构成。此外，也可以由分开的导线构成电磁感应线圈370、372、374、376，在电磁感应线圈370、372、374、376的每一个与电源部110（图1）之间设置继电器。

导轨320、378是用于为了实现从谐振线圈316向车辆200的受电部210（未图示）的良好的送电效率、而根据车辆200的受电部210与谐振线圈316的位置关系来使谐振线圈316移动的移动单元。导轨320、378配设为使得谐振线圈316能够在能够从电磁感应线圈370、372、374、376中的某一个向谐振线圈316供电的范围内移动。作为一例，导轨320沿x方向（例如停车空间的车辆前后方向）配设，以谐振线圈316在导轨320上可动的方式在导轨320安装谐振线圈316。导轨378沿y方向（例如停车空间的车辆左右方向）配设，以导轨320在导轨378上可动的方式在导轨378安装导轨320。

此外，在上述内容中，送电部130B具有4个电磁感应线圈370、372、374、376，但是送电部130B具有的电磁感应线圈的数量并不限定于4个，也可以比4个多。另外，电磁感应线圈的形状与谐振线圈的形状不需要一定相同，电磁感应线圈的大小与谐振线圈的大小也不需要一定相同。

如上所述，根据该实施方式3，能得到与实施方式1、2同样的效果，并且能够在二维进行谐振线圈间的对位。

［实施方式4］

在上述的实施方式1中，在送电装置100的送电部130中使谐振线圈可动，但是在该实施方式4中，在车辆200的受电部中使谐振线圈可动。

该实施方式4的电力传输***的整体结构与图1所示的电力传输***的结构相同。并且，车辆200的受电部210A与图2所示的送电部130的结构相同。另一方面，送电装置100的送电部130C与图3所示的受电部210的结构相同。即，在该实施方式4中，在车辆200侧，谐振线圈构成为可动，在送电装置100侧，谐振线圈被固定设置。

此外，在该实施方式4中，受电部210A具有的电磁感应线圈的数量也并不限定于3个，可以是2个，也可以比3个多。另外，电磁感应线圈的形状与谐振线圈的形状如上述那样不需要一定相同，电磁感应线圈的大小与谐振线圈的大小也不需要一定相同。

根据该实施方式4，能得到与实施方式1同样的效果。

［实施方式5］

在该实施方式5中，也在车辆的受电部中使谐振线圈可动，进而，多个电磁感应线圈由1根导线构成。

该实施方式5的电力传输***的整体结构与图1所示的电力传输***的结构相同。并且，车辆200的受电部210B与图9所示的送电部130A的结构相同。另一方面，送电装置100的送电部130C与图3所示的受电部210的结构相同。即，在该实施方式5中，在车辆200侧，谐振线圈构成为可动，并且电磁感应线圈由1根导线构成。在送电装置100侧，谐振线圈被固定设置。

此外，在该实施方式5中，受电部210B具有的电磁感应线圈的数量也并不限定于3个，可以为2个，也可以为3个。另外，电磁感应线圈的形状与谐振线圈的形状如上述那样不需要一定相同，电磁感应线圈的大小与谐振线圈的大小也不需要一定相同。

根据该实施方式5，能得到与实施方式2同样的效果。

［实施方式6］

在该实施方式6中，在车辆的受电部，多个电磁感应线圈呈二维配设，谐振线圈在二维可动。

该实施方式6的电力传输***的整体结构与图1所示的电力传输***的结构相同。并且，车辆200的受电部210C与图10所示的送电部130B的结构相同。另一方面，送电装置100的送电部130C与图3所示的受电部210的结构相同。即，在该实施方式6中，在车辆200侧，多个电磁感应线圈呈二维配设，谐振线圈也构成为在二维可动。在送电装置100侧，谐振线圈被固定设置。

此外，在该实施方式6中，如在实施方式3中附记的那样，也可以由分开的导线构成各电磁感应线圈，在各电磁感应线圈与整流器220（图1）之间设置继电器。另外，受电部210C具有4个电磁感应线圈，但是受电部210C具有的电磁感应线圈的数量并不限定于4个，也可以比4个多。另外，电磁感应线圈的形状与谐振线圈的形状没有必要一定相同，电磁感应线圈的大小与谐振线圈的大小也没有必要一定相同。

根据该实施方式6，能得到与实施方式3同样的效果。

［实施方式7］

在实施方式1～3中，在送电装置侧，谐振线圈构成为可动，在车辆侧，谐振线圈被固定设置。另一方面，在实施方式4～6中，在车辆侧，谐振线圈构成为可动，在送电装置侧，谐振线圈被固定设置。在该实施方式7中，在送电装置和车辆的双方，谐振线圈可动。

该实施方式7的电力传输***的整体结构与图1所示的电力传输***的结构相同。并且，送电装置100包含图2所示的送电部130，车辆200的受电部210A与送电部130的结构相同。即，在该实施方式7中，在送电装置100和车辆200的双方，谐振线圈可动。

此外，也可以取代送电部130而采用图9所示的送电部130A、图10所示的送电部130B的结构。另外，也可以取代受电部210A而采用图9所示的受电部210B、图10所示的受电部210C的结构。

根据该实施方式7，能够更加灵活地进行谐振线圈间的对位。

此外，在上述的各实施方式中，使谐振线圈相对于多个电磁感应线圈相对地移动，但是也可以与多个电磁感应线圈对应而设置多个谐振线圈。由此，能够实现大范围的电力传输。

另外，在上述的各实施方式中，通过使送电装置100（初级侧）的送电部130（130A～130C）与车辆200（次级侧）的受电部210（210A～210C）通过电磁场进行谐振（共振），从而以非接触方式从送电部向受电部传输电力，但是本发明也能够应用于通过电磁感应以非接触方式从送电部向受电部传输电力的***。此外，在通过电磁感应在送电部与受电部之间进行电力传输的情况下，送电部和受电部的耦合系数κ为接近1.0的值。

另外，在上述的各实施方式中，设为了从送电装置100向车辆200传输电力，但是本发明也能够应用于受电装置为车辆以外的电力传输***。

此外，上述内容中，谐振线圈316与本发明的“第1线圈”的一实施例对应，电磁感应线圈310、312、314、电磁感应线圈310A、312A、314A、以及电磁感应线圈370、372、374、376与本发明的“多个第2线圈”的一实施例对应。另外，导轨320和导轨378与本发明的“移动单元”的一实施例对应，继电器322、324、326与本发明的“切换部”的一实施例对应。

应该认为，本次所公开的实施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的内容。本发明的范围不是由上述的实施方式的说明而是由权利要求书示出的，包含与权利要求书等同的意思以及范围内的所有变更。

标号说明

100送电装置，110电源部，120匹配器，130、130A～130C送电部，140、250ECU，150、260通信部，200车辆，210、210A～210C受电部，220整流器，230蓄电装置，240动力输出装置，310、312、314、310A、312A、314A、354、370、372、374、376电磁感应线圈，316、350谐振线圈，318、352电容器，320、378导轨，322、324、326继电器，328、356屏蔽箱，380电负载。

Claims

1.一种送电装置，以非接触方式向受电装置（200）输出电力，所述送电装置具备：

第1线圈（316），其用于以非接触方式向所述受电装置传输电力；

多个第2线圈（310，312，314；310A，312A，314A；370，372，374，376），其分别用于以非接触方式将从电源接受的电力向所述第1线圈供给；以及

移动装置（320，378），其用于使所述第1线圈相对于所述多个第2线圈相对地移动。

2.根据权利要求1所述的送电装置，其中，

所述多个第2线圈由1根导线构成。

3.根据权利要求1所述的送电装置，其中，

还具备切换部（322，324，326），所述切换部（322，324，326）设置在所述多个第2线圈与所述电源之间，将所述多个第2线圈中最接近所述第1线圈的线圈与所述电源电连接，并将剩余的线圈从所述电源电断开。

4.根据权利要求1所述的送电装置，其中，

还具备切换部（322，324，326），所述切换部（322，324，326）设置在所述多个第2线圈与所述电源之间，将所述多个第2线圈中使向所述受电装置的送电效率为最佳的线圈与所述电源电连接，并将剩余的线圈从所述电源电断开。

5.根据权利要求1所述的送电装置，其中，

所述受电装置搭载于车辆，

所述多个第2线圈沿所述车辆的停车空间的车辆前后方向配设。

6.根据权利要求1所述的送电装置，其中，

所述第1线圈的固有频率与所述受电装置的受电用线圈的固有频率之差为所述第1线圈的固有频率或所述受电用线圈的固有频率的±10％以内。

7.根据权利要求1所述的送电装置，其中，

所述第1线圈与所述受电装置的受电用线圈的耦合系数为0.1以下。

8.根据权利要求1所述的送电装置，其中，

所述第1线圈通过在所述第1线圈与所述受电装置的受电用线圈之间形成且以特定的频率进行振荡的磁场、和在所述第1线圈与所述受电用线圈之间形成且以特定的频率进行振荡的电场中的至少一方，向所述受电用线圈输送电力。

9.一种受电装置，以非接触方式从送电装置（100）接受电力，所述受电装置具备：

第1线圈（316），其用于以非接触方式从所述送电装置接受电力；

多个第2线圈（310，312，314；310A，312A，314A；370，372，374，376），其分别用于以非接触方式从所述第1线圈取出电力并向电负载输出；以及

10.根据权利要求9所述的受电装置，其中，

所述多个第2线圈由1根导线构成。

11.根据权利要求9所述的受电装置，其中，

还具备切换部（322，324，326），所述切换部（322，324，326）设置在所述多个第2线圈与所述电负载之间，将所述多个第2线圈中最接近所述第1线圈的线圈与所述电负载电连接，并将剩余的线圈从所述电负载电断开。

12.根据权利要求9所述的受电装置，其中，

还具备切换部（322，324，326），所述切换部（322，324，326）设置在所述多个第2线圈与所述电负载之间，将所述多个第2线圈中使从所述送电装置接受电力的受电效率为最佳的线圈与所述电负载电连接，并将剩余的线圈从所述电负载电断开。

13.根据权利要求9所述的受电装置，其中，

该受电装置搭载于车辆，

所述多个第2线圈沿所述车辆的前后方向配设。

14.根据权利要求9所述的受电装置，其中，

所述第1线圈的固有频率与所述送电装置的送电用线圈的固有频率之差为所述第1线圈的固有频率或所述送电用线圈的固有频率的±10％以内。

15.根据权利要求9所述的受电装置，其中，

所述第1线圈与所述送电装置的送电用线圈的耦合系数为0.1以下。

16.根据权利要求9所述的受电装置，其中，

所述第1线圈通过在所述第1线圈与所述送电装置的送电用线圈之间形成且以特定的频率进行振荡的磁场、和在所述第1线圈与所述送电用线圈之间形成且以特定的频率进行振荡的电场中的至少一方，从所述送电用线圈接受电力。

17.一种电力传输***，以非接触方式从送电装置（100）向受电装置（200）传输电力，

所述送电装置具备：

移动单元（320，378），其用于基于所述受电装置与所述第1线圈的位置关系，使所述第1线圈在能够从所述多个第2线圈中的某一个向所述第1线圈供电的范围内移动，

所述受电装置具备：

受电部（210，210A～210C），其以非接触方式接受从所述第1线圈输出的电力；和

电负载，其接受由所述受电部接受到的电力。

18.一种电力传输***，以非接触方式从送电装置（100）向受电装置（200）传输电力，

所述送电装置具备：

电源（110）；和

送电部（130，130A～130C），其以非接触方式将从所述电源供给的电力向所述受电装置输出，

所述受电装置具备：

第1线圈（316），其用于以非接触方式从所述送电部接受电力；

移动单元（320，378），其用于基于所述送电部与所述第1线圈的位置关系，使所述第1线圈在所述多个第2线圈中的某一个能够以非接触方式从所述第1线圈取出电力的范围内移动。