JP6015491B2 - 受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システム - Google Patents

Description

この発明は、受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システムに関し、特に、送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システム、ならびにそれに用いられる受電装置および送電装置に関する。

送電方法として、電源コードや送電ケーブルを用いない非接触電力伝送が注目されている。特開２０１１−１５５７３２号公報（特許文献１）は、そのような非接触送電システムを開示する。この非接触送電システムでは、伝送線路のインピーダンスを調整可能な整合回路が設けられる。整合回路は、コイルと、キャパシタとを含む。コイルのインダクタンスおよびキャパシタのキャパシタンスを調整することによって、インピーダンス整合が行なわれる（特許文献１参照）。

特開２０１１−１５５７３２号公報

受電装置においては、受電部（コイルやアンテナ等）によって受電される交流電力を整流する整流回路において伝送周波数の高調波のノイズが発生する。また、送電装置においても、送電電力を生成する電源部（スイッチング電源など）において伝送周波数の高調波のノイズが発生する。上記の特開２０１１−１５５７３２号公報では、このような高調波ノイズの対策については特に検討されていない。

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、非接触電力伝送に用いられる受電装置およびそれを備える車両において、電力伝送に伴ない受電装置において発生する高調波ノイズを効果的に抑制することである。

また、この発明の別の目的は、非接触電力伝送に用いられる送電装置において、電力伝送に伴ない受電装置において発生する高調波ノイズを効果的に抑制することである。

また、この発明の別の目的は、非接触で電力を伝送する電力伝送システムにおいて、電力伝送に伴ない発生する高調波ノイズを効果的に抑制することである。

この発明によれば、受電装置は、受電部と、複数のインピーダンス整合回路とを備える。受電部は、送電装置から出力される電力を非接触で受電する。複数のインピーダンス整合回路は、直列接続され、受電部と受電部によって受電される電力を受ける負荷回路との間に設けられる。

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路は、３段のインピーダンス整合回路によって構成される。

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路の各々は、ＬＣ型のインピーダンス整合回路を含む。

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路は、Ｔ型のインピーダンス整合回路と、ＬＣ型のインピーダンス整合回路とを含む。

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路の各々は、平衡型の回路である。
好ましくは、負荷回路は、整流回路を含む。

好ましくは、受電部の固有周波数と送電装置の送電部の固有周波数との差は、受電部の固有周波数または送電部の固有周波数の±１０％以下である。

好ましくは、受電部と送電装置の送電部との結合係数は０．３以下である。
好ましくは、受電部は、受電部と送電装置の送電部との間に形成される磁界と、受電部と送電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、送電部から受電する。磁界および電界は、受電部と送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する。

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの受電装置と、受電装置によって受電される電力を用いて駆動力を発生する走行モータとを備える。

また、この発明によれば、送電装置は、送電部と、複数のインピーダンス整合回路とを備える。送電部は、受電装置へ電力を非接触で送電する。複数のインピーダンス整合回路は、直列接続され、送電電力を生成する電源部と送電部との間に設けられる。

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路は、３段のインピーダンス整合回路によって構成される。

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路の各々は、ＬＣ型のインピーダンス整合回路を含む。

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路は、Ｔ型のインピーダンス整合回路と、ＬＣ型のインピーダンス整合回路とを含む。

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路の各々は、平衡型の回路である。
好ましくは、電源部は、送電電力を生成するためのスイッチング素子を含む。

好ましくは、送電部の固有周波数と受電装置の受電部の固有周波数との差は、送電部の固有周波数または受電部の固有周波数の±１０％以下である。

好ましくは、送電部と受電装置の受電部との結合係数は０．３以下である。
好ましくは、送電部は、送電部と受電装置の受電部との間に形成される磁界と、送電部と受電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、受電部へ送電する。磁界および電界は、送電部と受電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する。

また、この発明によれば、電力伝送システムは、送電装置と、受電装置とを備える。送電装置は、送電部と、第１の複数のインピーダンス整合回路とを含む。送電部は、受電装置へ電力を非接触で送電する。第１の複数のインピーダンス整合回路は、直列接続され、送電電力を生成する電源部と送電部との間に設けられる。受電装置は、受電部と、第２の複数のインピーダンス整合回路とを含む。受電部は、送電部から出力される電力を非接触で受電する。第２の複数のインピーダンス整合回路は、直列接続され、受電部と受電部によって受電される電力を受ける負荷回路との間に設けられる。

好ましくは、第１の複数のインピーダンス整合回路は、第１の３段インピーダンス整合回路によって構成される。第２の複数のインピーダンス整合回路は、第２の３段インピーダンス整合回路によって構成される。

好ましくは、受電装置は、車両に搭載される。

インピーダンス整合回路は、伝送周波数での伝送効率を向上させるように設計または調整されるので、伝送周波数と異なる周波数（たとえば伝送周波数の高調波）の電力は通過させにくい特性を有する。この発明においては、受電装置および／または送電装置に設けられるインピーダンス整合回路を多段化し、高調波ノイズを低減させるフィルタとしての効果を向上させる。したがって、この発明によれば、非接触電力伝送に伴ない発生する高調波ノイズを効果的に抑制することができる。

この発明の実施の形態１による電力伝送システムの全体構成図である。 電力伝送システムの他の例の全体構成図である。 送電装置から車両への電力伝送時の等価回路図である。 電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。 送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。 固有周波数を固定した状態で、エアギャップを変化させたときの電力伝送効率と、送電部に供給される電流の周波数との関係を示すグラフである。 電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示す図である。 実施の形態１における整合部の構成を示す図である。 図８に示す各整合回路の構成例を示す回路図である。 各整合回路の構成例を示す回路図である。 実施の形態２における各整合回路の構成例を示す回路図である。 実施の形態３における整合部の構成を示す図である。 整合部の他の構成例を示す図である。 整合部の他の構成例を示す図である。 各整合回路の構成例を示す回路図である。 各整合回路の構成例を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

［実施の形態１］
（電力伝送システムの構成）
図１は、この発明の実施の形態１による電力伝送システム１０の全体構成図である。図１を参照して、電力伝送システム１０は、車両１００と、送電装置２００とを備える。送電装置２００は、電源装置２１０と、送電部２２０とを含む。

電源装置２１０は、所定の伝送周波数を有する交流電力を発生する。一例として、電源装置２１０は、商用電源等の外部電源４００から電力を受け、所定の伝送周波数を有する交流電力を発生する。電源装置２１０は、発生された交流電力を送電部２２０へ供給する。送電部２２０は、送電部２２０の周囲に発生する電磁界を介して、車両１００の受電部１１０へ非接触で電力を供給する。

電源装置２１０は、通信部２３０と、送電ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２４０と、電源部２５０と、整合部２６０とを含む。送電部２２０は、コイル２２１（以下「共振コイル」とも称し、「共鳴コイル」等と適宜称してもよい。）と、キャパシタ２２２と、コイル２２３（以下「電磁誘導コイル」とも称する。）とを含む。

電源部２５０は、送電ＥＣＵ２４０からの制御信号ＭＯＤによって制御され、外部電源４００から受ける電力を、所定の伝送周波数を有する交流電力に変換する。電源部２５０は、たとえば、スイッチング素子を含むスイッチング電源によって構成される。そして、電源部２５０は、生成された交流電力を、整合部２６０を介して送電部２２０へ供給する。電源部２５０の作動に伴ない、電源部２５０からは伝送周波数の整数倍の周波数の高調波ノイズが発生する。また、電源部２５０は、図示されない電圧センサおよび電流センサによってそれぞれ検出される送電電圧Ｖｔｒおよび送電電流Ｉｔｒの各検出値を送電ＥＣＵ２４０へ出力する。

整合部２６０は、電源部２５０と送電部２２０との間に設けられ、送電装置２００側のインピーダンスを車両１００側のインピーダンスと整合させるためのものである。具体的には、整合部２６０は、電源部２５０と送電部２２０との間のインピーダンスを変換（調整）し、送電装置２００側のインピーダンスを車両１００側のインピーダンスと整合させる。

この整合部２６０は、直列接続された複数のインピーダンス整合回路によって構成される（後述）。インピーダンス整合回路は、伝送周波数での伝送効率を向上させるように設計されるので、伝送周波数と異なる周波数成分（たとえば伝送周波数の高調波）は通過させにくい特性を有する。そこで、この実施の形態１では、整合部２６０においてインピーダンス整合回路を多段化し、整合部２６０による、高調波ノイズを低減させるフィルタとしての効果を向上させる。

整合部２６０によるインピーダンス調整は、固定的に行なわれてもよいし、可変であってもよい。整合部２６０が可変である場合には、送電ＥＣＵ２４０からの制御信号ＳＥ１０に基づいてインピーダンスが調整される。なお、電源部２５０が整合部２６０の機能を含む構成であってもよい。整合部２６０の構成については、後ほど詳しく説明する。

電磁誘導コイル２２３は、電磁誘導により共振コイル２２１と磁気的に結合可能である。電磁誘導コイル２２３は、電源部２５０から供給される交流電力を、電磁誘導によって共振コイル２２１に伝達する。

共振コイル２２１は、電磁誘導コイル２２３から伝達された電力を、車両１００の受電部１１０に含まれるコイル１１１へ非接触で送電する。なお、受電部１１０と送電部２２０との間の非接触電力伝送については、後ほど詳しく説明する。

通信部２３０は、送電装置２００と車両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り、車両１００の通信部１６０と各種情報の授受を行なう。通信部２３０は、車両１００の通信部１６０から送信される車両情報や、送電の開始および停止を指示する信号等を受信し、その受信した情報や信号等を送電ＥＣＵ２４０へ出力する。また、通信部２３０は、送電ＥＣＵ２４０から受ける送電電圧Ｖｔｒおよび送電電流Ｉｔｒ等の情報を車両１００へ送信する。

送電ＥＣＵ２４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、送電装置２００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

一方、車両１００は、受電部１１０と、整合部１７０と、整流回路１８０と、充電リレー（以下「ＣＨＲ（CHarging Relay）」とも称する。）１８５と、蓄電装置１９０とを含む。また、車両１００は、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ（System Main Relay）」とも称する。）１１５と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」とも称する。）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、通信部１６０と、電圧センサ１９５と、電流センサ１９６と、車両ＥＣＵ３００とをさらに含む。

以下では、車両１００は電気自動車（Electric Vehicle）として代表的に説明されるが、蓄電装置１９０に蓄えられた電力を用いて走行が可能な車両であれば、車両１００の構成はこれに限られない。車両１００の他の例としては、エンジンを搭載したハイブリッド車両や、燃料電池を搭載した燃料電池車等が含まれる。

受電部１１０は、コイル１１１（以下「共振コイル」とも称し、「共鳴コイル」等と適宜称してもよい。）と、キャパシタ１１２と、コイル１１３（以下「電磁誘導コイル」とも称する。）とを含む。

共振コイル１１１は、送電装置２００の共振コイル２２１から非接触で電力を受電する。電磁誘導コイル１１３は、電磁誘導により共振コイル１１１と磁気的に結合可能である。電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１により受電された電力を電磁誘導により取出し、整合部１７０を介して整流回路１８０へ出力する。

整合部１７０は、受電部１１０と整流回路１８０との間に設けられ、車両１００側のインピーダンスを送電装置２００側のインピーダンスと整合させるためのものである。具体的には、整合部１７０は、受電部１１０と整流回路１８０との間のインピーダンスを変換（調整）し、車両１００側のインピーダンスを送電装置２００側のインピーダンスと整合させる。

この整合部１７０も、直列接続された複数のインピーダンス整合回路によって構成される（後述）。車両１００においては、送電装置２００からの受電に伴ない、後述の整流回路１８０から伝送周波数の整数倍の高調波ノイズが発生する。ここで、上述のように、インピーダンス整合回路は、伝送周波数での伝送効率を向上させるように設計されるので、伝送周波数と異なる周波数成分（たとえば伝送周波数の高調波）は通過させにくい特性を有する。そこで、車両１００においても、整合部１７０においてインピーダンス整合回路を多段化し、整合部１７０による、高調波ノイズを低減させるフィルタとしての効果を向上させる。

なお、整合部１７０によるインピーダンス調整についても、固定的に行なわれてもよいし、可変であってもよい。整合部１７０が可変である場合には、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ３に基づいてインピーダンスが調整される。整合部１７０の構成についても、送電装置２００の整合部２６０とともに後ほど詳しく説明する。

整流回路１８０は、整合部１７０を介して受電部１１０から受ける交流電力を整流し、その整流された直流電力を蓄電装置１９０へ出力する。整流回路１８０としては、たとえば、ダイオードブリッジおよび平滑用のキャパシタ（いずれも図示せず）を含む静止型の回路構成とすることができる。整流回路１８０として、スイッチング制御を用いて整流を行なう、いわゆるスイッチングレギュレータを用いることも可能である。整流回路１８０からは、受電部１１０から受ける交流電力を整流する際に、伝送周波数の整数倍の周波数の高調波ノイズが発生する。

ＣＨＲ１８５は、整流回路１８０と蓄電装置１９０との間に電気的に接続される。ＣＨＲ１８５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２により制御され、整流回路１８０から蓄電装置１９０への電力の供給と遮断とを切換える。

蓄電装置１９０は、再充電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１９０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子によって構成される。

蓄電装置１９０は、受電部１１０により受電されて整流回路１８０により整流された電力を蓄電する。また、蓄電装置１９０は、ＳＭＲ１１５を介してＰＣＵ１２０とも接続される。そして、蓄電装置１９０は、車両駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０へ供給する。さらに、蓄電装置１９０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力をＰＣＵ１２０から受けて蓄電する。

また、蓄電装置１９０には、蓄電装置１９０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢをそれぞれ検出するための電圧センサおよび電流センサが設けられる（いずれも図示せず）。これらの各センサの検出値は、車両ＥＣＵ３００へ出力される。車両ＥＣＵ３００は、この電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各検出値に基づいて、蓄電装置１９０の充電状態（「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称され、満充電状態を１００％として０〜１００％で表わされる。）を演算する。

ＳＭＲ１１５は、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間に電気的に接続される。ＳＭＲ１１５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によって制御され、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。

ＰＣＵ１２０は、コンバータやインバータを含む（いずれも図示せず）。コンバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣにより制御され、蓄電装置１９０とインバータとの間で電圧変換を行なう。インバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩにより制御され、コンバータにより電圧変換された電力を用いてモータジェネレータ１３０を駆動する。

モータジェネレータ１３０は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機によって構成される。モータジェネレータ１３０の出力トルクは、動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達される。車両１００は、このトルクを用いて走行する。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、モータジェネレータ１３０によって発電された電力は、ＰＣＵ１２０によって電圧変換されて蓄電装置１９０に蓄えられる。

なお、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド車両では、エンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの動力を用いて発電することにより蓄電装置１９０を充電することも可能である。

通信部１６０は、車両１００と送電装置２００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り、送電装置２００の通信部２３０と各種情報の授受を行なう。通信部１６０から送電装置２００へ出力される情報には、車両ＥＣＵ３００からの車両情報や、送電の開始および停止を指示する信号などが含まれる。

車両ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。

電圧センサ１９５は、受電部１１０の受電電圧Ｖｒｅを検出する。電流センサ１９６は、受電部１１０の受電電流Ｉｒｅを検出する。受電電圧Ｖｒｅおよび受電電流Ｉｒｅの各検出値は、車両ＥＣＵ３００に送信され、電力伝送効率の演算等に用いられる。

なお、図１においては、受電部１１０および送電部２２０がそれぞれ電磁誘導コイル１１３，２２３を有する構成を示したが、図２に示される電力伝送システム１０Ａのように、受電部１１０Ａおよび送電部２２０Ａが電磁誘導コイルを備えない構成とすることも可能である。この場合には、送電部２２０Ａにおいては、共振コイル２２１が整合部２６０に接続され、受電部１１０Ａにおいては、共振コイル１１１が整合部１７０に接続される。

なお、送電部２２０Ａにおいて、キャパシタ２２４は、共振コイル２２１に直列に接続されて共振コイル２２１とＬＣ共振回路を形成するが、キャパシタ２２４は、共振コイル２２１に並列に接続してもよい。また、受電部１１０Ａにおいても、キャパシタ１１４は、共振コイル１１１に直列に接続されて共振コイル１１１とＬＣ共振回路を形成するが、キャパシタ１１４は、共振コイル１１１に並列に接続してもよい。

（電力伝送の原理）
図３は、送電装置２００から車両１００への電力伝送時の等価回路図である。図３を参照して、送電装置２００において、送電部２２０の電磁誘導コイル２２３は、共振コイル２２１と所定の間隔をおいて、たとえば共振コイル２２１と略同軸上に設けられる。電磁誘導コイル２２３は、電磁誘導により共振コイル２２１と磁気的に結合し、電源装置２１０から供給される高周波電力を電磁誘導により共振コイル２２１へ供給する。

共振コイル２２１は、キャパシタ２２２とともにＬＣ共振回路を形成する。なお、後述するように、車両１００の受電部１１０においてもＬＣ共振回路が形成される。共振コイル２２１およびキャパシタ２２２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、受電部１１０のＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％以下である。そして、共振コイル２２１は、電磁誘導コイル２２３から電磁誘導により電力を受け、車両１００の受電部１１０へ非接触で送電する。

なお、電磁誘導コイル２２３は、電源装置２１０から共振コイル２２１への給電を容易にするために設けられるものであり、図２に示したように、電磁誘導コイル２２３を設けずに共振コイル２２１に電源装置２１０を直接接続してもよい。また、キャパシタ２２２は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル２２１の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ２２２を設けない構成としてもよい。

一方、車両１００において、受電部１１０の共振コイル１１１は、キャパシタ１１２とともにＬＣ共振回路を形成する。上述のように、共振コイル１１１およびキャパシタ１１２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、送電装置２００の送電部２２０における、共振コイル２２１およびキャパシタ２２２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％である。そして、共振コイル１１１は、送電装置２００の送電部２２０から非接触で受電する。

電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１と所定の間隔をおいて、たとえば共振コイル１１１と略同軸上に設けられる。電磁誘導コイル１１３は、電磁誘導により共振コイル１１１と磁気的に結合し、共振コイル１１１によって受電された電力を電磁誘導により取出して電気負荷１１８へ出力する。なお、電気負荷１１８は、受電部１１０（１１０Ａ）によって受電された電力を受ける電気機器であり、具体的には、整合部１７０（図１）以降の電気機器を包括的に表わしたものである。

なお、電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１からの電力の取出しを容易にするために設けられるものであり、図２に示したように、電磁誘導コイル１１３を設けずに共振コイル１１１を電気負荷１１８に直接接続してもよい。また、キャパシタ１１２は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル１１１の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ１１２を設けない構成としてもよい。

送電装置２００において、電源装置２１０から電磁誘導コイル２２３へ高周波の交流電力が供給され、電磁誘導コイル２２３を用いて共振コイル２２１へ電力が供給される。そうすると、共振コイル２２１と車両１００の共振コイル１１１との間に形成される磁界を通じて共振コイル２２１から共振コイル１１１へエネルギ（電力）が移動する。共振コイル１１１へ移動したエネルギ（電力）は、電磁誘導コイル１１３を用いて取出され、車両１００の電気負荷１１８へ伝送される。

上述のように、この電力伝送システムにおいては、送電装置２００の送電部２２０の固有周波数と、車両１００の受電部１１０の固有周波数との差は、送電部２２０の固有周波数または受電部１１０の固有周波数の±１０％以下である。このような範囲に送電部２２０および受電部１１０の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる可能性がある。

なお、送電部２２０（受電部１１０）の固有周波数とは、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）において、制動力または電気抵抗を実質的に零としたときの固有周波数は、送電部２２０（受電部１１０）の共振周波数とも呼ばれる。

図４および図５を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図４は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。また、図５は、送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。

図４を参照して、電力伝送システム８９は、送電部９０と、受電部９１とを備える。送電部９０は、第１コイル９２と、第２コイル９３とを含む。第２コイル９３は、共振コイル９４と、共振コイル９４に設けられたキャパシタ９５とを含む。受電部９１は、第３コイル９６と、第４コイル９７とを備える。第３コイル９６は、共振コイル９９とこの共振コイル９９に接続されたキャパシタ９８とを含む。

共振コイル９４のインダクタンスをインダクタンスＬｔとし、キャパシタ９５のキャパシタンスをキャパシタンスＣ１とする。また、共振コイル９９のインダクタンスをインダクタンスＬｒとし、キャパシタ９８のキャパシタンスをキャパシタンスＣ２とする。このように各パラメータを設定すると、第２コイル９３の固有周波数ｆ１は、下記の式（１）によって示され、第３コイル９６の固有周波数ｆ２は下記の式（２）によって示される。

ｆ１＝１／｛２π（Ｌｔ×Ｃ１）^1/2｝ … （１）
ｆ２＝１／｛２π（Ｌｒ×Ｃ２）^1/2｝ … （２）
ここで、インダクタンスＬｒおよびキャパシタンスＣ１，Ｃ２を固定して、インダクタンスＬｔのみを変化させた場合において、第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図５に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル９４および共振コイル９９の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第２コイル９３に供給される電流の周波数は一定である。

図５に示すグラフのうち、横軸は固有周波数のズレ（％）を示し、縦軸は一定周波数の電流における電力伝送効率（％）を示す。固有周波数のズレ（％）は、下記の式（３）によって示される。

（固有周波数のズレ）＝｛（ｆ１−ｆ２）／ｆ２｝×１００（％） … （３）
図５から明らかなように、固有周波数のズレ（％）が０％の場合には、電力伝送効率は１００％近くとなる。固有周波数のズレ（％）が±５％の場合には、電力伝送効率は４０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１０％の場合には、電力伝送効率は１０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１５％の場合には、電力伝送効率は５％程度となる。すなわち、固有周波数のズレ（％）の絶対値（固有周波数の差）が、第３コイル９６の固有周波数の１０％以下の範囲となるように第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ（％）の絶対値が第３コイル９６の固有周波数の５％以下となるように第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア（ＪＭＡＧ（登録商標）：株式会社ＪＳＯＬ製）を採用している。

再び図３を参照して、送電部２２０および受電部１１０は、送電部２２０と受電部１１０との間に形成される磁界および電界の少なくとも一方を通じて、非接触で電力を授受する。送電部２２０と受電部１１０との間に形成される磁界および／または電界は、特定の周波数で振動する。そして、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０から受電部１１０へ電力が伝送される。

ここで、送電部２２０の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と送電部２２０に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数との関係について説明する。送電部２２０から受電部１１０に電力を伝送するときの電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電部２２０および受電部１１０の固有周波数（共振周波数）をｆ０とし、送電部２２０に供給される電流の周波数をｆ３とし、送電部２２０および受電部１１０の間のエアギャップをエアギャップＡＧとする。

図６は、固有周波数ｆ０を固定した状態で、エアギャップＡＧを変化させたときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を示すグラフである。図６を参照して、横軸は、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３を示し、縦軸は、電力伝送効率（％）を示す。効率曲線Ｌ１は、エアギャップＡＧが小さいときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を模式的に示す。この効率曲線Ｌ１に示すように、エアギャップＡＧが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数ｆ４，ｆ５（ｆ４＜ｆ５）において生じる。エアギャップＡＧを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの２つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線Ｌ２に示すように、エアギャップＡＧを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは１つとなり、送電部２２０に供給される電流の周波数が周波数ｆ６のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップＡＧを効率曲線Ｌ２の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線Ｌ３に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。

たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような手法が考えられる。第１の手法としては、エアギャップＡＧにあわせて、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定として、キャパシタ２２２やキャパシタ１１２のキャパシタンスを変化させることで、送電部２２０と受電部１１０との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタ２２２およびキャパシタ１１２のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップＡＧの大きさに関係なく、送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数は一定である。

また、第２の手法としては、エアギャップＡＧの大きさに基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する手法である。たとえば、電力伝送特性が効率曲線Ｌ１となる場合には、周波数ｆ４またはｆ５の電流を送電部２２０に供給する。周波数特性が効率曲線Ｌ２，Ｌ３となる場合には、周波数ｆ６の電流を送電部２２０に供給する。この場合においては、エアギャップＡＧの大きさに合わせて送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数を変化させることになる。

第１の手法では、送電部２２０を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第２の手法では、送電部２２０を流れる周波数は、エアギャップＡＧによって適宜変化する周波数となる。第１の手法や第２の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が送電部２２０に供給される。送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、送電部２２０の周囲には、特定の周波数で振動する磁界（電磁界）が形成される。受電部１１０は、受電部１１０と送電部２２０との間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電部２２０から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップＡＧに着目して、送電部２２０に供給される電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０の水平方向のズレ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する場合がある。

なお、上記では、送電部２２０および受電部１１０にコイル（たとえばヘリカルコイル）を採用したが、コイルに代えて、メアンダラインなどのアンテナなどを採用してもよい。メアンダラインなどのアンテナなどを採用した場合には、送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、特定の周波数の電界が送電部２２０の周囲に形成される。そして、この電界を通して、送電部２２０と受電部１１０との間で電力伝送が行なわれる。

この電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。

図７は、電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図７を参照して、電磁界は３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ／２πと表わすことができる。

「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、この実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギ（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電部２２０および受電部１１０（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、送電部２２０から他方の受電部１１０へエネルギ（電力）を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギを伝播しないので、遠方までエネルギを伝播する「輻射電磁界」によってエネルギ（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギ損失で送電することができる。

このように、この電力伝送システムにおいては、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０と受電部１１０との間で非接触によって電力が伝送される。送電部２２０と受電部１１０との間に形成されるこのような電磁場は、たとえば、近接場共振（共鳴）結合場という場合がある。送電部２２０と受電部１１０との間の結合係数（κ）は、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数（κ）を０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数（κ）は、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。

なお、結合係数（κ）は、送電部２２０と受電部１１０との間の距離によって変動する。電力伝送時における送電部２２０と受電部１１０との間のエアギャップが小さいときには、結合係数（κ）は、たとえば、０．８〜０．６程度である。なお、当然のことながら、送電部２２０と受電部１１０との間の距離によっては、結合係数（κ）は、０．６以下となる。そして、送電部２２０と受電部１１０とが離れた状態で電力伝送が実施されると、結合係数（κ）は、０．３以下となる。

なお、電力伝送における、上記のような送電部２２０と受電部１１０との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「磁場共振（共鳴）結合」、「近接場共振（共鳴）結合」、「電磁界（電磁場）共振結合」、「電界（電場）共振結合」等という。「電磁界（電磁場）共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電界（電場）共振結合」のいずれも含む結合を意味する。

送電部２２０と受電部１１０とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に磁界（磁場）によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」が形成される。なお、送電部２２０と受電部１１０とに、たとえば、メアンダライン等のアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に電界（電場）によって結合し、「電界（電場）共鳴結合」が形成される。

（整合部の構成）
図８は、この実施の形態１における整合部１７０，２６０の構成を示す図である。図８を参照して、車両１００の整合部１７０は、インピーダンス整合回路（以下、単に「整合回路」と称する。）３０２，３０４，３０６を含む。整合回路３０２は、受電部１１０（１１０Ａ）に接続され、整合回路３０２に整合回路３０４がさらに接続される。そして、整合回路３０４と整流回路１８０（図示せず）との間に整合回路３０６が接続される。すなわち、整合部１７０は、３段の整合回路によって構成される。

整合回路３０２，３０４，３０６の各々は、インピーダンスを変換する。各整合回路３０２，３０４，３０６におけるインピーダンス変換は、固定的に行なわれてもよいし、可変であってもよい。そして、送電装置２００から車両１００へ伝送される電力の伝送周波数において、整流回路１８０以降の負荷回路の入力インピーダンスに対して受電部１１０（１１０Ａ）の出力インピーダンスが所定値となるように、各整合回路３０２，３０４，３０６が設計（または調整）される。各整合回路３０２，３０４，３０６が変換するインピーダンスは、互いに異なっていてもよい。

送電装置２００の整合部２６０は、整合回路４０２，４０４，４０６を含む。整合回路４０２は、電源部２５０に接続され、整合回路４０２に整合回路４０４がさらに接続される。そして、整合回路４０４と送電部２２０（２２０Ａ）との間に整合回路４０６が接続される。すなわち、整合部２６０も、３段の整合回路によって構成される。

整合回路４０２，４０４，４０６の各々も、インピーダンスを変換する。各整合回路４０２，４０４，４０６におけるインピーダンス変換は、固定的に行なわれてもよいし、可変であってもよい。そして、伝送周波数において、電源部２５０の出力インピーダンスに対して送電部２２０（２２０Ａ）の入力インピーダンスが上記所定値となるように、各整合回路４０２，４０４，４０６が設計（または調整）される。各整合回路４０２，４０４，４０６が変換するインピーダンスは、互いに異なっていてもよい。

車両１００においては、送電装置２００からの受電時に整流回路１８０から伝送周波数の高調波のノイズが発生する。ここで、各整合回路３０２，３０４，３０６は、伝送周波数に合わせて設計（調整）され、伝送周波数と異なる周波数成分（上記の高調波ノイズ等）は通過させにくい特性を有する。そこで、整合回路３０２，３０４，３０６を多段構成（３段）とすることによって、整合回路が１つの場合に比べて、伝送周波数と異なる周波数成分の抑制効果を高めることができ、その結果、整流回路１８０から発生する高調波ノイズが効果的に抑制される。

送電装置２００においては、電源部２５０から伝送周波数の高調波のノイズが発生する。各整合回路４０２，４０４，４０６についても、伝送周波数に合わせて設計（調整）され、伝送周波数と異なる周波数成分（高調波ノイズ等）は通過させにくい特性を有する。そこで、整合回路４０２，４０４，４０６を多段構成（３段）とすることによって、整合回路が１つの場合に比べて、伝送周波数と異なる周波数成分の抑制効果を高めることができ、その結果、電源部２５０から発生する高調波ノイズが効果的に抑制される。

図９は、図８に示した各整合回路の構成例を示す回路図である。図９を参照して、整合回路３０２は、コイルＬ１，Ｌ４と、キャパシタＣ１とによって構成される。コイルＬ１は、受電部１１０（１１０Ａ）とノードＮ１との間に接続され、コイルＬ４は、受電部１１０（１１０Ａ）とノードＮ３との間に接続される。キャパシタＣ１は、ノードＮ１，Ｎ３間に接続される。すなわち、整合回路３０２は、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路である。

整合回路３０４は、コイルＬ２，Ｌ５と、キャパシタＣ１とによって構成される。すなわち、キャパシタＣ１は、整合回路３０２，３０４において共通化される。コイルＬ２は、ノードＮ１，Ｎ２間に接続され、コイルＬ５は、ノードＮ３，Ｎ４間に接続される。整合回路３０６は、コイルＬ３，Ｌ６と、キャパシタＣ２とによって構成される。コイルＬ３は、ノードＮ２と整流回路１８０との間に接続され、コイルＬ６は、ノードＮ４と整流回路１８０との間に接続される。キャパシタＣ２は、ノードＮ２，Ｎ４間に接続される。整合回路３０４，３０６の各々も、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路である。

また、整合回路４０２は、コイルＬ７，Ｌ１０と、キャパシタＣ３とによって構成される。コイルＬ７は、電源部２５０とノードＮ５との間に接続され、コイルＬ１０は、電源部２５０とノードＮ７との間に接続される。キャパシタＣ３は、ノードＮ５，Ｎ７間に接続される。すなわち、整合回路４０２は、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路である。

整合回路４０４は、コイルＬ８，Ｌ１１と、キャパシタＣ３とによって構成される。すなわち、キャパシタＣ３は、整合回路４０２，４０４において共通化される。コイルＬ８は、ノードＮ５，Ｎ６間に接続され、コイルＬ１１は、ノードＮ７，Ｎ８間に接続される。整合回路４０６は、コイルＬ９，Ｌ１２と、キャパシタＣ４とによって構成される。コイルＬ９は、ノードＮ６と送電部２２０（２２０Ａ）との間に接続され、コイルＬ１２は、ノードＮ８と送電部２２０（２２０Ａ）との間に接続される。キャパシタＣ４は、ノードＮ６，Ｎ８間に接続される。整合回路４０４，４０６の各々も、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路である。

整合部１７０におけるコイルＬ１〜Ｌ６のインダクタンスおよびキャパシタＣ１，Ｃ２のキャパシタンス、ならびに整合部２６０におけるコイルＬ７〜Ｌ１２のインダクタンスおよびキャパシタＣ３，Ｃ４のキャパシタンスは、固定であってもよいし、可変であってもよい。固定の場合には、送電部２２０（２２０Ａ）と受電部１１０（１１０Ａ）との相対位置関係が基準位置（たとえば、位置ずれがなく、かつ、ギャップが基準値）であるものとして、コイルＬ１〜Ｌ１２のインダクタンス値およびキャパシタＣ１〜Ｃ４のキャパシタンス値が予め設計される。可変の場合には、電力伝送時の伝送効率あるいは上記相対位置関係に基づいて、コイルＬ１〜Ｌ１２のインダクタンス値およびキャパシタＣ１〜Ｃ４のキャパシタンス値が適宜調整される。

なお、図１０に示すように、整合部１７０は、整合回路３０２，３０４−２，３０６によって構成され、整合回路３０４−２は、コイルＬ２，Ｌ５と、キャパシタＣ２とによって構成されるものと見ることもできる。同様に、整合部２６０は、整合回路４０２，４０４−２，４０６によって構成され、整合回路４０４−２は、コイルＬ８，Ｌ１１と、キャパシタＣ４とによって構成されるものと見ることもできる。

この実施の形態１においては、車両１００の整合部１７０において、整合回路が多段化（３段）される。これにより、整合部１７０による、高調波ノイズを低減させるフィルタとしての効果が向上する。したがって、この実施の形態１によれば、車両１００において、送電装置２００からの受電時に整流回路１８０から発生する高調波ノイズを効果的に抑制することができる。

また、この実施の形態１においては、送電装置２００の整合部２６０においても、整合回路が多段化（３段）される。これにより、整合部２６０による、高調波ノイズを低減させるフィルタとしての効果が向上する。したがって、この実施の形態１によれば、送電装置２００において、電源部２５０から発生する高調波ノイズを効果的に抑制することができる。

［実施の形態２］
実施の形態２による電力伝送システムの全体構成は、図１（図２）に示される電力伝送システム１０（１０Ａ）と同じである。実施の形態２では、各整合回路の構成が実施の形態１と異なる。

再び図８を参照して、実施の形態２における整合部１７０Ａは、整合回路３０２Ａ，３０４Ａ，３０６Ａを含む。また、整合部２６０Ａは、整合回路４０２Ａ，４０４Ａ，４０６Ａを含む。このように、整合部１７０Ａも、３段の整合回路３０２Ａ，３０４Ａ，３０６Ａによって構成され、整合部２６０Ａも、３段の整合回路４０２Ａ，４０４Ａ，４０６Ａによって構成される。

図１１は、実施の形態２における各整合回路の構成例を示す回路図である。図１１を参照して、整合回路３０２Ａは、図９に示した整合回路３０２の構成においてコイルＬ４を含まない構成から成る。整合回路３０４Ａは、図９に示した整合回路３０４の構成においてコイルＬ５を含まない構成から成る。整合回路３０６Ａは、図９に示した整合回路３０６の構成においてコイルＬ６を含まない構成から成る。

また、整合回路４０２Ａは、図９に示した整合回路４０２の構成においてコイルＬ１０を含まない構成から成る。整合回路４０４Ａは、図９に示した整合回路４０４の構成においてコイルＬ１１を含まない構成から成る。整合回路４０６Ａは、図９に示した整合回路４０６の構成においてコイルＬ１２を含まない構成から成る。

この実施の形態２では、整合部１７０Ａは、直列接続される３段の整合回路３０２Ａ，３０４Ａ，３０６Ａによって構成され、整合回路３０２Ａ，３０４Ａ，３０６Ａの各々は、ＬＣ型かつ不平衡型の整合回路から成る。また、整合部２６０Ａも、直列接続される３段の整合回路４０２Ａ，４０４Ａ，４０６Ａによって構成され、整合回路４０２Ａ，４０４Ａ，４０６Ａの各々は、ＬＣ型かつ不平衡型の整合回路である。

この実施の形態２においては、整合部１７０Ａ，２６０Ａに不平衡型の整合回路を用いることによって、実施の形態１と比べて、高調波ノイズの抑制効果はやや劣るけれども、整合部１７０Ａ，２６０Ａを小型化することができる。これにより、整合部１７０Ａの車両１００への搭載性が向上し、また、送電装置２００も小型化することができる。また、この実施の形態２によれば、実施の形態１と比べて、部品点数削減による回路信頼性向上やコスト低減等の効果も得られる。

なお、特に図示しないが、整合部１７０Ａにおいて、整合回路３０４ＡがコイルＬ２とキャパシタＣ２とによって構成されるものと見てもよい。また、整合部２６０Ａにおいて、整合回路４０４ＡがコイルＬ８とキャパシタＣ４とによって構成されるものと見てもよい。

［実施の形態３］
実施の形態３による電力伝送システムの全体構成も、図１（図２）に示される電力伝送システム１０（１０Ａ）と同じである。実施の形態３では、整合部の構成が実施の形態１と異なる。

図１２は、実施の形態３における整合部１７０Ｂ，２６０Ｂの構成を示す図である。図１２を参照して、車両１００の整合部１７０Ｂは、整合回路３０２，３０４を含む。すなわち、整合部１７０Ｂは、２段の整合回路によって構成される。また、送電装置２００の整合部２６０Ｂは、整合回路４０２，４０４を含む。すなわち、整合部２６０Ｂも、２段の整合回路によって構成される。上述のように、整合回路３０２，３０４，４０２，４０４の各々は、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路である。

この実施の形態３においても、整合部１７０Ｂ，２６０Ｂの各々において整合回路が多段化（２段）されるので、高調波ノイズを効果的に抑制することができる。また、整合回路が３段構成の実施の形態１に比べて、高調波ノイズの抑制効果はやや劣るけれども、整合回路の段数削減により整合部１７０Ｂ，２６０Ｂを小型化することができる。これにより、整合部１７０Ｂの車両１００への搭載性が向上し、また、送電装置２００も小型化することができる。また、実施の形態１と比べて、部品点数削減による回路信頼性向上やコスト低減等の効果も得られる。

なお、整合部１７０Ｂに代えて、不平衡型の整合回路３０２Ａ，３０４Ａ（図１１）を含む整合部１７０Ｃを採用してもよい。また、整合部２６０Ｂに代えて、不平衡型の整合回路４０２Ａ，４０４Ａ（図１１）を含む整合部２６０Ｃを採用してもよい。これにより、整合部１７０Ｃ，２６０Ｃをさらに小型化することができ、また、部品点数削減による回路信頼性向上やコスト低減等の効果もさらに高まる。

なお、その他の実施の形態として、図１３に示すように、車両１００においては、整合回路を３段構成とし、送電装置２００においては、整合回路を２段構成としてもよい。あるいは、図１４に示すように、車両１００においては、整合回路を２段構成とし、送電装置２００においては、整合回路を３段構成としてもよい。

また、上記の実施の形態１において、整合部１７０は、３段の整合回路３０２，３０４，３０６（図９）あるいは３段の整合回路３０２，３０４−２，３０６（図１０）によって構成されるものとしたが、図１５に示すように、整合部１７０は、Ｔ型かつ平衡型の整合回路３２２と、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路３０６とによって構成されるものと見ることもできる。同様に、整合部２６０は、Ｔ型かつ平衡型の整合回路４２２と、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路４０６とによって構成されるものと見ることもできる。

また、上記の実施の形態２において、整合部１７０Ａは、３段の整合回路３０２Ａ，３０４Ａ，３０６Ａ（図１１）によって構成されるものとしたが、図１６に示すように、整合部１７０Ａは、Ｔ型かつ不平衡型の整合回路３３２と、ＬＣ型かつ不平衡型の整合回路３０６Ａとによって構成されるものと見ることもできる。同様に、整合部２６０Ａは、Ｔ型かつ不平衡型の整合回路４３２と、ＬＣ型かつ不平衡型の整合回路４０６Ａとによって構成されるものと見ることもできる。

なお、特に図示しないが、各整合回路は、π型の整合回路によって構成されてもよい。さらに、π型の整合回路は、平衡型であってもよいし、不平衡型であってもよい。

なお、上記の各実施の形態においては、整合部は、３段または２段の整合回路によって構成されるものとしたが、４段以上の整合回路によって整合部を構成してもよい。

また、上記の各実施の形態においては、車両１００（１００Ａ）および送電装置２００（２００Ａ）の双方において整合回路を多段化するものとしたが、車両１００（１００Ａ）の整合回路を多段化するだけでも、車両１００（１００Ａ）において高調波ノイズを効果的に抑制することができる。また、送電装置２００（２００Ａ）の整合回路を多段化するだけでも、送電装置２００（２００Ａ）において高調波ノイズを効果的に抑制することができる。

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と考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて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。

１０，１０Ａ 電力伝送システム、１００，１００Ａ 車両、１１０，１１０Ａ 受電部、１１１，１１３，２２１，２２３ コイル、１１２，１１４，２２２，２２４ キャパシタ、１１５ ＳＭＲ、１１８ 電気負荷、１２０ ＰＣＵ、１３０ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギヤ、１５０ 駆動輪、１６０，２３０ 通信部、１７０，１７０Ａ〜１７０Ｃ，２６０，２６０Ａ〜２６０Ｃ 整合部、１８０ 整流回路、１８５ ＣＨＲ、１９０ 蓄電装置、１９５ 電圧センサ、１９６ 電流センサ、２００，２００Ａ 送電装置、２１０ 電源装置、２２０，２２０Ａ 送電部、２４０ 送電ＥＣＵ、２５０ 電源部、３００ 車両ＥＣＵ、３０２，３０４，３０４−２，３０６，３０２Ａ，３０４Ａ，３０６Ａ，３２２，３３２，４０２，４０４，４０４−２，４０６，４０２Ａ，４０４Ａ，４０６Ａ，４２２，４３２ 整合回路、４００ 外部電源、Ｌ１〜Ｌ１２ コイル、Ｃ１〜Ｃ４ キャパシタ、Ｎ１〜Ｎ８ ノード。

Claims (14)

1. 送電装置から出力される電力を非接触で受電するための受電部と、
   前記受電部と前記受電部によって受電される電力を受ける負荷回路との間に接続されたインピーダンス整合回路とを備え、
   前記インピーダンス整合回路は、
   前記受電部と前記負荷回路との間を接続する第１配線および第２配線と、
   前記第１配線に設けられた第１ノードと、前記第２配線に設けられた第２ノードとの間に接続された第１キャパシタと、
   前記受電部と前記第１ノードとの間に接続された第１コイルと、
   前記第１ノードよりも前記負荷回路側に設けられた第３ノードと、前記第２ノードよりも前記負荷回路側に設けられた第４ノードとの間に接続された第２キャパシタと、
   前記第１ノードと前記第３ノードとの間に接続された第２コイルと、
   前記第３ノードと前記負荷回路との間に接続された第３コイルとのみによって構成された受電装置。
2. 送電装置から出力される電力を非接触で受電するための受電部と、
   前記受電部と前記受電部によって受電される電力を受ける負荷回路との間に接続されたインピーダンス整合回路とを備え、
   前記インピーダンス整合回路は、
   前記受電部と前記負荷回路との間を接続する第１配線および第２配線と、
   前記第１配線に設けられた第１ノードと、前記第２配線に設けられた第２ノードとの間に接続された第１キャパシタと、
   前記受電部と前記第１ノードとの間に接続された第１コイルと、
   前記受電部と前記第２ノードとの間に接続された第２コイルと、
   前記第１ノードよりも前記負荷回路側に設けられた第３ノードと、前記第２ノードよりも前記負荷回路側に設けられた第４ノードとの間に接続された第２キャパシタと、
   前記第１ノードと前記第３ノードとの間に接続された第３コイルと、
   前記第２ノードと前記第４ノードとの間に接続された第４コイルと、
   前記第３ノードと前記負荷回路との間に接続された第５コイルと、
   前記第４ノードと前記負荷回路との間に接続された第６コイルとのみによって構成された受電装置。
3. 前記負荷回路は、整流回路を含む、請求項１または請求項２に記載の受電装置。
4. 前記受電部の固有周波数と前記送電装置の送電部の固有周波数との差は、前記受電部の固有周波数または前記送電部の固有周波数の±１０％以下である、請求項１または請求項２に記載の受電装置。
5. 前記受電部と前記送電装置の送電部との結合係数は０．３以下である、請求項１または請求項２に記載の受電装置。
6. 前記受電部は、前記受電部と前記送電装置の送電部との間に形成される磁界と、前記受電部と前記送電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、前記送電部から受電し、
   前記磁界および前記電界は、前記受電部と前記送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する、請求項１または請求項２に記載の受電装置。
7. 請求項１または請求項２に記載の受電装置と、
   前記受電装置によって受電される電力を用いて駆動力を発生する走行モータとを備える車両。
8. 受電装置へ電力を非接触で送電するための送電部と、
   送電電力を生成する電源部と前記送電部との間に接続されたインピーダンス整合回路とを備え
   前記インピーダンス整合回路は、前記電源部および前記送電部を接続する第１配線および第２配線と、
   前記第１配線に設けられた第１ノードと、前記第２配線に設けられた第２ノードとの間に接続された第１キャパシタと、
   前記電源部と前記第１ノードとの間に接続された第１コイルと、
   前記第１ノードよりも前記送電部側に設けられた第３ノードと、前記第２ノードよりも前記送電部側に設けられた第４ノードとの間に接続された第２キャパシタと、
   前記第１ノードと前記第３ノードとの間に接続された第２コイルと、
   前記第３ノードと前記送電部との間に接続された第３コイルとのみによって構成された、送電装置。
9. 受電装置へ電力を非接触で送電するための送電部と、
   送電電力を生成する電源部と前記送電部との間に接続されたインピーダンス整合回路とを備え
   前記インピーダンス整合回路は、前記電源部および前記送電部を接続する第１配線および第２配線と、
   前記第１配線に設けられた第１ノードと、前記第２配線に設けられた第２ノードとの間に接続された第１キャパシタと、
   前記電源部と前記第１ノードとの間に接続された第１コイルと、
   前記電源部と前記第２ノードとの間に接続された第２コイルと、
   前記第１ノードよりも前記送電部側に設けられた第３ノードと、前記第２ノードよりも前記送電部側に設けられた第４ノードとの間に接続された第２キャパシタと、
   前記第１ノードと前記第３ノードとの間に接続された第３コイルと、
   前記第２ノードと前記第４ノードとの間に接続された第４コイルと、
   前記第３ノードと前記送電部との間に接続された第５コイルと、
   前記第４ノードと前記送電部との間に接続された第６コイルとのみによって構成された、送電装置。
10. 前記電源部は、前記送電電力を生成するためのスイッチング素子を含む、請求項８または請求項９に記載の送電装置。
11. 前記送電部の固有周波数と前記受電装置の受電部の固有周波数との差は、前記送電部の固有周波数または前記受電部の固有周波数の±１０％以下である、請求項８または請求項９に記載の送電装置。
12. 前記送電部と前記受電装置の受電部との結合係数は０．３以下である、請求項８または請求項９に記載の送電装置。
13. 前記送電部は、前記送電部と前記受電装置の受電部との間に形成される磁界と、前記送電部と前記受電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、前記受電部へ送電し、
    前記磁界および前記電界は、前記送電部と前記受電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する、請求項８または請求項９に記載の送電装置。
14. 送電装置と、
    受電装置とを備え、
    前記送電装置は、
    前記受電装置へ電力を非接触で送電するための送電部と、
    送電電力を生成する電源部と前記送電部との間に接続された第１のインピーダンス整合回路とを含み、
    前記受電装置は、
    前記送電部から出力される電力を非接触で受電するための受電部と、
    前記受電部と前記受電部によって受電される電力を受ける負荷回路との間に接続された第２のインピーダンス整合回路とを含み、
    前記第１のインピーダンス整合回路は、
    前記電源部および前記送電部を接続する第１配線および第２配線と、
    前記第１配線に設けられた第１ノードと、前記第２配線に設けられた第２ノードとの間に接続された第１キャパシタと、
    前記電源部と前記第１ノードとの間に接続された第１コイルと、
    前記第１ノードよりも前記送電部側に設けられた第３ノードと、前記第２ノードよりも前記送電部側に設けられた第４ノードとの間に接続された第２キャパシタと、
    前記第１ノードと前記第３ノードとの間に接続された第２コイルと、
    前記第３ノードと前記送電部との間に接続された第３コイルとのみによって構成され、
    前記第２のインピーダンス整合回路は、
    前記受電部と前記負荷回路との間を接続する第３配線および第４配線と、
    前記第３配線に設けられた第５ノードと、前記第４配線に設けられた第６ノードとの間に接続された第３キャパシタと、
    前記受電部と前記第５ノードとの間に接続された第４コイルと、
    前記第５ノードよりも前記負荷回路側に設けられた第７ノードと、前記第６ノードよりも前記負荷回路側に設けられた第８ノードとの間に接続された第４キャパシタと、
    前記第５ノードと前記第７ノードとの間に接続された第５コイルと、
    前記第７ノードと前記負荷回路との間に接続された第６コイルとのみによって構成された、電力伝送システム。

Images