CN103814502A - 非接触送电装置、非接触受电装置以及非接触送受电系统 - Google Patents

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Abstract

非接触送电装置具备：多个第一线圈（222A～222C），其用于从交流电源接受电力并向受电装置输送电力；和控制装置（242），其基于受电装置的位置，从多个第一线圈中选择用于向受电装置送电的线圈。多个第一线圈各自构成为能够切换为能够向受电装置输送电力的第一状态和与第一状态相比向受电装置输送电力的效率低的第二状态，控制装置将选择为用于送电的线圈设定为第一状态，将不用于送电的线圈设定为第二状态。

Description

非接触送电装置、非接触受电装置以及非接触送受电系统
技术领域
本发明涉及非接触送电装置、非接触受电装置以及非接触送受电系统。
背景技术
近年来，以非接触方式对电动汽车、混合动力汽车等电动车辆、移动电话、个人电脑等移动型设备等装置进行供电的技术受到热烈讨论。
若每当对这些装置进行充电等时使用连接器以有线方式将外部的电源装置与这些装置连接，则对于用户来说比较麻烦。在车辆的情况下，希望只要停车就自动开始充电，在移动型设备的情况下，希望只要放在送电装置的附近就自动开始充电或供电。
但是，为了自动开始充电等，需要对准受电的装置与送电装置的位置关系。日本特开平9-213378号公报（专利文献1）公开了一种电动汽车的充电系统，该充电系统用于对在车体底部设置有与动力用蓄电装置相连的次级线圈的电动汽车在其停车期间通过外部充电用电源进行充电，将与外部充电用电源相连的初级线圈设置在电动汽车的停车部位，使该初级线圈与电动汽车的车体底部的次级线圈电磁耦合而向动力用蓄电装置供给电力。
在该电动汽车用充电系统中，初级线圈和次级线圈的至少一方由能够升降驱动的线圈移动单元支撑。
现有技术文献
专利文献1：日本特开平9-213378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2010-183812号公报
专利文献4：日本特开2010-279239号公报
发明内容
发明要解决的问题
若如上述日本特开平9-213378号公报那样设置使线圈机械移动的可动部，则需要注油等维护，或者需要考虑长年使用的耐久性，是不便的。虽然可考虑在车辆搭载停车辅助装置来提高停车位置的精度，但在所有车辆搭载停车辅助装置是不现实的。
另外，电动车辆、移动型设备的受电部的配置也被认为按车型、机型而不同，因此，送电装置优选也能够应对受电部的位置不同的电动车辆、移动型设备。相反，在送电装置的送电部的位置固定的情况下，优选能够在受电装置侧进行同样的应对。
特别是，在车辆的情况下，若为了使初级侧与次级侧的送受电部的位置一致而使送电线圈或受电线圈移动，则送电设备或车辆受电部会变大，成本会升高。
本发明的目的在于提供一种能够进行送电部与受电部的位置调整且减轻了维护麻烦的非接触送电装置、非接触受电装置以及非接触送受电系统。
用于解决问题的手段
本发明概括而言是一种非接触送电装置，具备：多个第一线圈，其用于从交流电源接受电力并向受电装置输送电力；和控制装置，其基于受电装置的位置，从多个第一线圈中选择用于向受电装置送电的线圈。多个第一线圈各自构成为能够切换为能够向受电装置输送电力的第一状态和与第一状态相比向受电装置输送电力的效率低的第二状态。控制装置将选择为用于送电的线圈设定为第一状态，将不用于送电的线圈设定为第二状态。
优选，多个第一线圈各自构成为能够改变电容。控制装置针对多个第一线圈的各线圈通过改变电容来切换第一状态和第二状态。
优选，多个第一线圈各自包括能够由控制装置改变电容的电容器和能够由控制装置控制来切断电容的开关的任一方。
更优选，非接触送电装置还具备与交流电源连接的至少一个第二线圈。第二线圈由一根导电线形成，且相对于多个第一线圈共用地设置一个。
进而优选，第二线圈通过电磁感应对多个第一线圈输送电力。
更优选，多个第一线圈包括：对多个第一线圈共用地设置的电容器；多个线圈主体部；以及选择开关，其选择性地将电容器与多个线圈主体部连接。
优选，多个第一线圈各自在第一状态下被调整成固有频率与受电装置所包含的线圈的固有频率相等，在第二状态下被调整成固有频率与受电装置所包含的线圈的固有频率不同。
优选，多个第一线圈各自在第一状态下被调整成固有频率与受电装置所包含的线圈的固有频率之差在±10%以内，在第二状态下被调整成固有频率与受电装置所包含的线圈的固有频率之差超过±10%。
更优选，在第一状态下，多个第一线圈各自与受电装置所包含的线圈的耦合系数为0.1以下。
更优选，选择为用于送电的线圈通过形成在受电装置与非接触送电装置之间且以特定的频率振荡的磁场、和形成在受电装置与非接触送电装置之间且以特定的频率振荡的电场的至少一方来向受电装置输送电力。
优选，多个第一线圈以比多个第一线圈的线圈直径窄的间距沿着预定方向配置。
优选，多个第一线圈以比多个第一线圈的线圈直径的一半窄的间距沿着预定方向配置。
本发明在另一方式下是一种非接触受电装置，具备：多个第一线圈，其用于从送电装置接受电力并向电负载输送电力；和控制装置，其基于送电装置的位置，从多个第一线圈中选择用于从送电装置受电的线圈。多个第一线圈各自构成为能够切换为能够从送电装置接受电力的第一状态和与第一状态相比从送电装置接受电力的效率低的第二状态。控制装置将选择为用于受电的线圈设定为第一状态，将不用于受电的线圈设定为第二状态。
优选，多个第一线圈各自构成为能够改变电容。控制装置针对多个第一线圈的各线圈通过改变电容来切换第一状态和第二状态。
优选，多个第一线圈各自在第一状态下被调整成固有频率与送电装置所包含的线圈的固有频率之差在±10%以内，在第二状态下被调整成固有频率与送电装置所包含的线圈的固有频率之差超过±10%。
更优选，在第一状态下，多个第一线圈各自与送电装置所包含的线圈的耦合系数为0.1以下。
更优选，选择为用于受电的线圈通过形成在送电装置与非接触受电装置之间且以特定的频率振荡的磁场、和形成在送电装置与非接触受电装置之间且以特定的频率振荡的电场的至少一方来从送电装置接受电力。
优选，多个第一线圈以比多个第一线圈的线圈直径的一半窄的间距配置。
本发明在另一方式下是一种非接触送受电系统，具备：受电装置和非接触送电装置。非接触送电装置包括：多个第一线圈，其用于从交流电源接受电力并向受电装置输送电力；和控制装置，其基于受电装置的位置，从多个第一线圈中选择用于向受电装置送电的线圈。多个第一线圈各自构成为能够切换为能够向受电装置输送电力的第一状态和与第一状态相比向受电装置输送电力的效率低的第二状态。控制装置将选择为用于送电的线圈设定为第一状态，将不用于送电的线圈设定为第二状态。
本发明在另一方式下是一种非接触送受电系统，具备：送电装置和非接触受电装置。非接触受电装置包括：多个第一线圈，其用于从送电装置接受电力并向电负载输送电力；和控制装置，其基于送电装置的位置，从多个第一线圈中选择用于从送电装置受电的线圈。多个第一线圈各自构成为能够切换为能够从送电装置接受电力的第一状态和与第一状态相比从送电装置接受电力的效率低的第二状态。控制装置将选择为用于受电的线圈设定为第一状态，将不用于受电的线圈设定为第二状态。
发明的效果
根据本发明，能够实现能够进行用于送电的线圈与用于受电的线圈的位置调整且减轻了维护麻烦的非接触送电装置、非接触受电装置以及非接触送受电系统。
附图说明
图1是本发明的实施方式的非接触送受电系统的整体结构图。
图2是用于对基于共振法的送电的原理进行说明的图。
图3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4是表示电力传送系统的仿真模型的图。
图5是表示送电装置与受电装置之间的固有频率的偏离与效率的关系的图。
图6是表示图1所示的车辆100的详细结构的结构图。
图7是表示图1的送电装置200的结构的框图。
图8是用于对线圈单元221A～221C的配置进行说明的图。
图9是表示送电单元220的结构的图。
图10是用于对自谐振线圈与可共振范围的关系进行说明的图。
图11是表示配置间距远离的情况下的自谐振线圈的配置例。
图12是表示配置间距比图11的例更近的情况下的自谐振线圈的配置例。
图13是用于对多个自谐振线圈的优选配置间距进行说明的图。
图14是表示送电单元220A的结构的图。
图15是表示送电单元220B的结构的图。
图16是表示送电单元220C的结构的图。
图17是表示受电单元110D的结构的图。
图18是表示受电单元110E的结构的图。
图19是表示受电单元110F的结构的图。
图20是表示受电单元110G的结构的图。
图21是线圈形状的第一变形例。
图22是线圈形状的第二变形例。
图23是线圈形状的第三变形例。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的实施方式进行详细说明。此外，对图中相同或相当部分标注相同标号而不反复进行说明。
[实施方式1]
图1是本发明的实施方式的非接触送受电系统的整体结构图。
参照图1，非接触送受电系统10包括车辆100和送电装置200。车辆100包括受电单元110、摄像机（拍摄机构）120和通信单元130。
受电单元110例如设置在车体底面，构成为以非接触方式接受从送电装置200的送电单元220送出的电力。详细而言，受电单元110包括以后说明的自谐振线圈，通过经由电磁场与送电单元220所包含的自谐振线圈进行共振来以非接触方式从送电单元220接受电力。摄像机120设置成用于检测受电单元110与送电单元220的位置关系，例如以能够拍摄车辆后方的方式安装在车体。通信单元130是用于在车辆100与送电装置200之间进行通信的通信接口。
送电装置200包括高频电源装置210、送电单元220和通信单元240。高频电源装置210例如将从系统电源供给的商用交流电力变换为高频的电力并向送电单元220输出。
送电单元220固定在停车场的地面，构成为将从高频电源装置210供给的高频电力以非接触方式向车辆100的受电单元110送出。详细而言，送电单元220包括自谐振线圈，通过经由电磁场与受电单元110所包含的自谐振线圈进行共振来以非接触方式向受电单元110输送电力。通信单元240是用于在送电装置200与车辆100之间进行通信的通信接口。
在该非接触送受电系统10中，从送电装置200的送电单元220送出高频的电力，车辆100的受电单元110所包含的自谐振线圈与送电单元220所包含的自谐振线圈经由电磁场进行共振，由此从送电装置200向车辆100供电。
在此，在从送电装置200向车辆100供电时，需要进行车辆100的受电单元110内部的自谐振线圈与送电装置200的送电单元220内部的自谐振线圈的对位。
基于电磁场共振的送电方式具有如下特征：与基于电磁感应的送电方式相比，能够增大送电距离，另外对于对位的容许幅度也大。但是，若超过该容许幅度则无法进行效率高的送受电。
因此，之后在图7以后进行详细说明，在本实施方式中，将多个自谐振线圈设置在送电单元220或受电单元110，选择送电侧自谐振线圈与受电侧自谐振线圈的位置偏离在容许幅度之内的自谐振线圈来进行送受电。
对于对位而言，首先，驾驶者基于由摄像机120拍摄的图像，将车辆停到停车位置。此外，停车时也可以不必使用摄像机120。并且，在此之后，选择位置关系良好的自谐振线圈来进行送受电。
接着，对本实施方式的非接触送受电系统10所使用的非接触供电方法进行说明。在本实施方式的非接触送受电系统10中，使用共振法进行从送电装置200向车辆100的供电。
图2是用于对基于共振法的送电的原理进行说明的图。
参照图2，在该共振法中，与两个音叉进行共振同样地，通过具有相同固有振荡频率的两个LC共振线圈在电磁场（邻近场）中进行共振，由此从一个线圈向另一个线圈经由电磁场传送电力。
具体而言，将初级线圈320与高频电源310连接，通过电磁感应向与初级线圈320磁耦合的初级自谐振线圈330供给高频电力。初级自谐振线圈330是通过线圈自身的电感和寄生电容而实现的LC谐振器，经由电磁场（邻近场）与具有与初级自谐振线圈330相同的共振频率的次级自谐振线圈340进行共振。于是，能量（电力）经由电磁场从初级自谐振线圈330向次级自谐振线圈340移动。移动至次级自谐振线圈340的能量（电力）通过电磁感应而由与次级自谐振线圈340磁耦合的次级线圈350取出，并向负载360供给。此外，基于共振法的送电在表示初级自谐振线圈330与次级自谐振线圈340的共振强度的Q值例如比100大时得以实现。
另外，在本实施方式涉及的电力传送系统中，使送电单元的初级自谐振线圈330与受电单元的次级自谐振线圈340通过电磁场进行共振（谐振），从而从送电单元向受电单元输送电力，送电单元与受电单元之间的耦合系数（κ）为0.1以下。此外，通常，在利用电磁感应的电力传送中，送电单元与受电单元之间的耦合系数（κ）接近1.0。
此外，关于与图1的对应关系，次级自谐振线圈340和次级线圈350与图1的受电单元110对应，初级线圈320和初级自谐振线圈330与图1的送电单元220对应。
图3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3，电磁场包括三种成分。曲线k1是与距波源的距离成反比的成分，称为“辐射电磁场”。曲线k2是与距波源的距离的二次方成反比的成分，称为“感应电磁场”。另外，曲线k3是与距波源的距离的三次方成反比的成分，称为“静电磁场”。
其中也存在电磁波的强度随着距波源的距离的增大而急剧减少的区域，而在共振法中，利用该邻近场（瞬逝场）来进行能量（电力）的传送。即，利用邻近场，使具有相同固有振荡频率的一对共振器（例如一对LC共振线圈）进行共振，由此从一个共振器（初级自谐振线圈）向另一个共振器（次级自谐振线圈）传送能量（电力）。该邻近场不向远方传播能量（电力），因此，与通过将能量传播至远方的“辐射电磁场”来传送能量（电力）的电磁波相比，共振法能够以更少的能量损失来输送电力。
图4是表示电力传送系统的仿真模型的图。
图5是表示送电装置与受电装置之间的固有频率的偏离与效率的关系的图。
使用图4和图5，对解析固有频率之差与电力传送效率的关系而得到的仿真结果进行说明。电力传送系统89具备送电装置90和受电装置91。送电装置90包括电磁感应线圈92和送电部93。送电部93包括共振线圈94和设置在共振线圈94的电容器95。
受电装置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。
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。若如此设定各参数，则送电部93的固有频率f1通过下述式（1）来表示，受电部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，在将电感Lr和电容C1、C2固定而仅使电感Lt变化的情况下，将送电部93与受电部96的固有频率的偏离与电力传送效率的关系示于图3。此外，在该仿真中，共振线圈94和共振线圈99的相对位置关系处于固定状态，而且向送电部93供给的电流的频率一定。
图5所示的图表中，横轴表示固有频率的偏离（%），纵轴表示一定频率下的传送效率（%）。固有频率的偏离（%）通过下述式（3）来表示。
（固有频率的偏离）={（f1-f2）/f2}×100（%）···  （3）
从图5可知，在固有频率的偏离（%）为±0%的情况下，电力传送效率接近100%。在固有频率的偏离（%）为±5%的情况下，电力传送效率成为40%。固有频率的偏离（%）为±10%的情况下，电力传送效率成为10%。在固有频率的偏离（%）为±15%的情况下，电力传送效率成为5%。即，可知：通过设定各送电部和受电部的固有频率以使得固有频率的偏离（%）的绝对值（固有频率之差）为受电部96的固有频率的10%以下的范围，能够将电力传送效率提高至实用性的水平。进而，若设定各送电部和受电部的固有频率以使得固有频率的偏离（%）的绝对值为受电部96的固有频率的5%以下，则能够进一步提高电力传送效率，因而更为优选。此外，作为仿真软件，采用了电磁场解析软件（JMAG（注册商标）：株式会社JSOL制）。
图6是表示图1所示的车辆100的详细结构的结构图。
参照图6，车辆100包括蓄电装置150、系统主继电器SMR1、升压转换器162、变换器164、166、电动发电机172、174、发动机176、动力分配装置177以及驱动轮178。
车辆100还包括次级自谐振线圈112、次级线圈114、整流器140、DC/DC转换器142、系统主继电器SMR2以及电压传感器190。
车辆100还包括控制装置180、摄像机120、通信单元130和供电按钮122。
该车辆100搭载有发动机176和电动发电机174作为动力源。发动机176和电动发电机172、174与动力分配装置177连结。并且，车辆100通过发动机176和电动发电机174的至少一方所产生的驱动力来行驶。发动机176产生的动力由动力分配装置177分配为两条路径。即，一条是向驱动轮178传递的路径，另一条是向电动发电机172传递的路径。
电动发电机172是交流旋转电机，例如包括在转子埋设有永磁体的三相交流同步电动机。电动发电机172使用由动力分配装置177分配的发动机176的动能来进行发电。例如，在蓄电装置150的充电状态（也称为“SOC（State Of Charge）”）比预先确定的值低时，发动机176启动而通过电动发电机172进行发电，对蓄电装置150进行充电。
电动发电机174也是交流旋转电机，与电动发电机172同样，例如包括在转子埋设有永磁体的三相交流同步电动机。电动发电机174使用蓄积于蓄电装置150的电力和由电动发电机172发电产生的电力的至少一方来产生驱动力。并且，电动发电机174的驱动力被传递到驱动轮178。
另外，在车辆的制动时、下坡斜面上的加速度减小时，作为动能、势能而蓄积于车辆的机械能经由驱动轮178用于电动发电机174的旋转驱动，电动发电机174作为发电机工作。由此，电动发电机174作为将行驶能变换为电力而产生制动力的再生制动器工作。并且，由电动发电机174发电产生的电力蓄积于蓄电装置150。
动力分配装置177可以使用包括太阳轮、小齿轮、齿轮架和齿圈的行星齿轮组。小齿轮与太阳轮和齿圈卡合。齿轮架将小齿轮支承为能够自转，并且齿轮架与发动机176的曲轴连结。太阳轮与电动发电机172的旋转轴连结。齿圈与电动发电机174的旋转轴和驱动轮178连结。
蓄电装置150是能够再充电的直流电源，例如包括锂离子电池、镍氢电池等二次电池。蓄电装置150除了蓄积从DC/DC转换器142供给的电力之外，还蓄积由电动发电机172、174发电产生的再生电力。并且，蓄电装置150将所蓄积的电力向升压转换器162供给。
此外，作为蓄电装置150，也可以采用大容量的电容器，只要是能够暂时蓄积从送电装置200（图1）供给的电力、来自电动发电机172、174的再生电力并将所蓄积的电力向升压转换器162供给的电力缓冲器，则可以是任意装置。
系统主继电器SMR1设置在蓄电装置150与升压转换器162之间。当来自控制装置180的信号SE1被激活时，系统主继电器SMR1将蓄电装置150与升压转换器162电连接，当信号SE1非激活时，系统主继电器SMR1将蓄电装置150与升压转换器162之间的电路切断。升压转换器162基于来自控制装置180的信号PWC，将正极线PL2的电压升压至从蓄电装置150输出的电压以上的电压。此外，该升压转换器162例如包括直流斩波电路。
变换器164、166分别与电动发电机172、174对应设置。变换器164基于来自控制装置180的信号PWI1来驱动电动发电机172，变换器166基于来自控制装置180的信号PWI2来驱动电动发电机174。此外，变换器164、166例如包括三相桥式电路。
次级自谐振线圈112的两端经由开关（继电器113）与电容器111连接，在开关（继电器113）成为了导通状态时经由电磁场与送电装置200的初级谐振线圈进行共振。通过该共振来从送电装置200接受电力。此外，在图6中，示出了设置有电容器111的例子，但也可以进行与初级自谐振线圈的调整，以取代电容器而通过线圈的寄生电容进行谐振。
此外，对于次级自谐振线圈112，适当设定其匝数，以使得与送电装置200的初级自谐振线圈的距离、表示初级自谐振线圈与次级自谐振线圈112的共振强度的Q值变大（例如Q>100）且表示其耦合度的κ变小（例如κ<0.1）。
次级线圈114设置在能够通过电磁感应与次级自谐振线圈112磁耦合的位置。该次级线圈114通过电磁感应取出由次级自谐振线圈112接受到的电力并向整流器140输出。此外，次级自谐振线圈112和次级线圈114形成图1所示的受电单元110。
整流器140对由次级线圈114取出的交流电力进行整流。DC/DC转换器142基于来自控制装置180的信号PWD，将由整流器140整流后的电力变换为蓄电装置150的电压电平并向蓄电装置150输出。
系统主继电器SMR2设置在DC/DC转换器142与蓄电装置150之间。当来自控制装置180的信号SE2激活时，系统主继电器SMR2将蓄电装置150与DC/DC转换器142电连接，当信号SE2非激活时，系统主继电器SMR2将蓄电装置150与DC/DC转换器142之间的电路切断。电压传感器190检测整流器140与DC/DC转换器142之间的电压VR，并将其检测值向控制装置180输出。
在整流器140与DC/DC转换器142之间设置有串联连接的电阻144和继电器146。在车辆100进行非接触供电的情况下，在调整车辆位置或者选择所使用的自谐振线圈时，继电器146由控制装置180控制为导通状态。
控制装置180基于加速器开度、车辆速度以及其他的来自各种传感器的信号，生成分别用于驱动升压转换器162和电动发电机172、174的信号PWC、PWI1、PWI2。控制装置180将所生成的信号PWC、PWI1、PWI2分别向升压转换器162和变换器164、166输出。并且，在车辆行驶时，控制装置180使信号SE1激活来使系统主继电器SMR1接通，并且使信号SE2非激活来使系统主继电器SMR2断开。
在充电之前进行的停车位置的决定、所使用的自谐振线圈的选择时，控制装置180经由通信单元130从送电装置200接收从送电装置200送出的电力的信息（电压和电流），并从电压传感器190接收由电压传感器190检测的电压VR的检测值。然后，控制装置180基于这些数据执行车辆的停车控制，以进行将该车辆向送电装置200的送电单元220（图1）引导的显示，或者在决定停车位置之后选择所使用的自谐振线圈。
当向送电单元220的停车控制完成时，控制装置180经由通信单元130向送电装置200发送供电指令，并且使信号SE2激活来使系统主继电器SMR2接通。然后，控制装置180生成用于驱动DC/DC转换器142的信号PWD，并将所生成的信号PWD向DC/DC转换器142输出。这样，正式从送电装置向受电装置开始供电。
图7是表示图1的送电装置200的结构的框图。
参照图7，送电装置200包括高频电源装置210和送电单元220。高频电源装置210包括通信单元240、作为控制装置的送电ECU242、高频电源部250以及匹配器212。另外，送电单元220包括错开位置而配置的线圈单元221A～221C和用于选择性地将线圈单元与匹配器212连接的继电器226A～226C。此外，虽然示出了错开位置而配置的线圈单元221A～221C为三个的例子，但线圈单元的数量既可以是两个又可以是四个以上。
高频电源部250通过来自送电ECU242的控制信号而受控制，将从商用电源接受的电力变换为高频的电力。
然后，高频电源部250将该变换后的高频电力经由匹配器212向送电单元220的初级线圈供给。
匹配器212是用于使送电装置200与车辆的受电装置之间的阻抗匹配的电路。匹配器212构成为包括可变电容器和可变电感器。匹配器212通过从送电ECU242施加的控制信号而受控制，调整可变电容器和可变电感器以使送电装置200的阻抗与车辆的受电装置侧的阻抗一致。另外，匹配器212将表示阻抗调整已完成的信号向送电ECU242输出。
送电ECU242选择继电器226A～226C的任一个使其导通，从而选择所使用的线圈单元。
线圈单元221A～221C中被选择的线圈单元通过电磁共振向车辆的受电单元110所包含的次级自谐振线圈112传送电力。
在本实施方式涉及的电力传送系统中，送电单元220中被选择的初级自谐振线圈的固有频率与受电单元110中用于受电的次级自谐振线圈的固有频率为相同固有频率。
所谓“自谐振线圈的固有频率”，意味着自谐振线圈的包括线圈和电容器的电路进行自由振荡的情况下的振荡频率。此外，所谓“自谐振线圈的共振频率”，意味着在送电单元的包括线圈和电容器的电路中使制动力或电阻为零时的固有频率。
在本说明书中，所谓“相同固有频率”，不仅包括完全相同的情况，还包括固有频率实质上相同的情况。所谓“固有频率实质上相同”，意味着初级自谐振线圈的固有频率与次级自谐振线圈的固有频率之差为初级自谐振线圈的固有频率或次级自谐振线圈的固有频率的10%以内的情况。
通信单元240是用于在送电装置200与车辆之间进行无线通信的通信接口。通信单元240接收从车辆侧的通信单元130发送的电池信息、送电的开始和停止的指示，并将这些信息向送电ECU242输出。另外，通信单元240从送电ECU242接受来自匹配器212的表示阻抗调整已完成的信号，并将其向车辆侧输出。
送电ECU242包括均未在图7图示的CPU、存储装置和输入输出缓冲器，进行来自各传感器等的信号的输入、向各设备的控制信号的输出，并且进行高频电源装置210的各设备的控制。此外，这些控制不限于基于软件的处理，也可以通过专用硬件（电子电路）进行处理。
图8是用于对线圈单元221A～221C的配置进行说明的图。参照图8，在送电单元220的内部错开位置而配置有线圈单元221A～221C。送电效率变高的送电侧线圈单元的位置根据车辆100的停车位置、在车辆100中设置受电单元110的位置而不同。
因此，在送电装置200中，为了用于输送电力，从线圈单元221A～221C中选择配置在最合适的位置的线圈单元。
此外，在图8中例示了在送电单元侧包括多个线圈单元而在车辆侧仅有一个线圈单元的情况，但也可以为在车辆侧包括多个线圈单元而在送电单元侧仅有一个线圈单元的情况、在车辆侧、送电单元侧双方设置有多个线圈单元的情况。
以下，针对多个线圈单元的详细内容，对配置、结构的几个变型进行说明。
[实施方式1的送电单元的结构]
图9是表示送电单元220的结构的图。此外，为了容易理解，在图9中也示出了受电单元110。
送电单元与受电单元的相对位置关系根据车辆的停车位置而不同，但难以在每次停车时要求高精度的停车位置。另外，为了使基于共振法的非接触充电标准化，需要使各送电装置与车辆的各种各样的受电线圈搭载位置对应。因此，在本实施方式中，设置多个送电单元侧的自谐振线圈。
车辆侧的受电单元110包括次级自谐振线圈112、电容器111和次级线圈114。
与此相对，送电单元220包括错开位置而配置的线圈单元221A～221C和用于选择性地将线圈单元与匹配器212连接的继电器226A～226C。
线圈单元221A包括初级线圈225A、初级自谐振线圈222A、电容器223A以及用于将电容器223A与初级自谐振线圈222A连接的继电器224A。
线圈单元221B包括初级线圈225B、初级自谐振线圈222B、电容器223B以及用于将电容器223B与初级自谐振线圈222B连接的继电器224B。
线圈单元221C包括初级线圈225C、初级自谐振线圈222C、电容器223C以及用于将电容器223C与初级自谐振线圈222C连接的继电器224C。
为了选择将初级线圈225A～225C的某一个与匹配器212连接而使用继电器226A～226C。使与所选择的初级线圈对应的继电器导通，使其他继电器非导通。
与继电器226A～226C的控制对应，也对继电器224A～224C进行控制。当继电器224A～224C被设定为非导通时，自谐振线圈222A～222C的共振频率与受电单元110的自谐振线圈112的共振频率偏离。因此，将与使用的自谐振线圈对应的继电器设定为导通，将其他继电器设定为非导通。以上的继电器的控制由图7的送电ECU242进行。
接着，对在送电侧设置的多个自谐振线圈222A～222C的配置间距进行说明。此外，在受电侧设置有多个自谐振线圈的情况下也可以说是同样的。
图10是用于对自谐振线圈与可共振范围的关系进行说明的图。参照图10，对于送电侧的自谐振线圈400，存在可共振区域402。即，在受电侧的自谐振线圈配置成处于可共振区域402的内部的情况下，送电侧的自谐振线圈400与受电侧的自谐振线圈能够进行共振。
若将自谐振线圈400的直径（或外径）设为D，则位置偏离容许范围根据各种条件而不同，但例如为D/2。
图11是配置间距远离的情况下的自谐振线圈的配置例。
参照图11，送电装置侧的自谐振线圈400A和400B分别具有可共振区域402A和402B。在该配置例中，可共振区域402A与可共振区域402B不重叠。
在受电侧的自谐振线圈配置在位置410A的情况下，能够与送电装置侧的自谐振线圈400A进行共振。因此，选择自谐振线圈400A用于送电。
同样，在受电侧的自谐振线圈配置在位置410B的情况下，能够与送电装置侧的自谐振线圈400B进行共振。因此，选择自谐振线圈400B用于送电。
但是，在受电侧的自谐振线圈配置在位置410X的情况下，与送电侧的自谐振线圈400A和400B均不能进行共振。因此，在受电侧的自谐振线圈在轴Y-Y上移动了的情况下，会出现不能共振的位置。
图12是配置间距比图11的例子更近的情况下的自谐振线圈的配置例。
参照图12，送电装置侧的自谐振线圈400A和400B分别具有可共振区域402A和402B。在该配置例中，可共振区域402A与可共振区域402B重叠。
因此，即使在受电侧的自谐振线圈在Y-Y轴上正好配置在送电侧的自谐振线圈400A与400B的中间位置410X的情况下，也能够与送电装置侧的自谐振线圈400A进行共振。
但是，在图12所示的情况下，存在正好能够与双方的送电侧自谐振线圈进行共振的位置，因此，例如，从送电侧的自谐振线圈400A向配置在位置410X的受电侧的自谐振线圈输送的电力也可能会返回到送电侧的自谐振线圈400B。
在这样的情况下，共振无法顺利进行而送电效率会下降。因此，在本实施方式中，进行控制以使得：仅使为了送电而选择的自谐振线圈的共振频率（固有振荡频率）与受电侧的自谐振线圈的共振频率一致，将非选择的自谐振线圈的共振频率错开。
图13是用于对多个自谐振线圈的优选配置间距进行说明的图。
如图13所示，根据本申请发明人，在配置间距P相对于线圈直径D成为D/2<P<D的关系的情况下能够实用，P=D/2或P<D/2对于实用是更优选的。
因此，相对于各个自谐振线圈的线圈直径D，将多个自谐振线圈的配置间距（中心与中心或重心与重心的距离）P设为P<D，更加优选设为P≤D/2。当缩小配置间距时，自谐振线圈中有时多个进行谐振，因此，除了使用的自谐振线圈以外，通过切断电容器或改变电容器容量等来错开共振频率而使得不进行谐振。由此，不使用的自谐振线圈与使用的自谐振线圈相比送电效率大幅降低，在不使用的自谐振线圈中不流动电流，或者即使流动也是不会对使用的自谐振线圈产生干涉的程度的弱电流。
即，将多个初级侧自谐振线圈配置在线圈之间产生干涉的范围，为了避免初级侧线圈的干涉，通过继电器将共振用电容器分离，仅选择合适的线圈来使其共振。
在实施方式1的非接触送受电系统中，在各种各样的车辆的不同的受电线圈搭载位置也能够以非接触方式实现充电。
另外，即使在用多个线圈制作密集分布的可供电区域的情况下，也能够不彼此干涉而实现供电。
[实施方式1的变形例1]
图14是表示送电单元220A的结构的图。此外，为了容易理解，在图14中也示出了受电单元110。
车辆侧的受电单元110包括次级自谐振线圈112、电容器111和次级线圈114。
与此相对，送电单元220A在图9所示的送电单元220的结构中取代初级线圈225A～225C而包括单匝的初级线圈225D。所谓单匝，意味着能够用一根线圈用的绕组一气呵成地无缝实现。初级线圈仅有一个，所以在实施方式1的变形例1中不需要图9的继电器226A～226C。
自谐振线圈222A～222C、电容器223A～223C和继电器224A～224C与图9是同样的，所以在此不反复进行说明。
在图14所示的例子中，也能够得到与图9所示的结构同样的效果，并且能够进一步削减初级线圈（电磁感应线圈）的布线和/或继电器。
[实施方式1的变形例2]
图15是表示送电单元220B的结构的图。此外，为了容易理解，在图15中也示出了受电单元110。
车辆侧的受电单元110包括次级自谐振线圈112、电容器111和次级线圈114。
与此相对，送电单元220B在图9所示的送电单元220的结构中取代初级线圈225A～225C而包括单匝的初级线圈225D。所谓单匝，意味着能够用一根线圈用的绕组一气呵成地无缝实现。初级线圈225D与图14所示的初级线圈相同。在实施方式1的变形例2中也仅有一个初级线圈，所以不需要图9的继电器226A～226C。
进而，在图15所示的结构中，由三个自谐振线圈222A～222C共用电容器223。电容器223的一个电极与自谐振线圈222A～222C的各一端直接连结。并且，电容器223的另一个电极分别经由继电器224A～224C与自谐振线圈222A～222C的各另一端连接。为了设为这样的电路结构，电容器223的配置优选配置在配置于中央的自谐振线圈222B的内侧。
在图15所示的例子中，也能够得到与图9和图14所示的结构同样的效果，并且还能够通过共用电容器来减少电容器的数量，还能够通过研究电容器的配置也削减布线的长度，能够实现进一步的成本降低。
[实施方式1的变形例3]
图16是表示送电单元220C的结构的图。此外，为了容易理解，在图16中也示出了受电单元110。
车辆侧的受电单元110包括次级自谐振线圈112、电容器111和次级线圈114。
与此相对，送电单元220C在图9所示的送电单元220的结构中取代初级线圈225A～225C而包括单匝的初级线圈225D。所谓单匝，意味着能够用一根线圈用的绕组一气呵成地无缝实现。初级线圈225D与图14和图15所示的线圈相同。在实施方式1的变形例3中也仅有一个初级线圈，所以不需要图9的继电器226A～226C。
进而，在图16所示的结构中，包括分别与三个自谐振线圈222A～222C连接的可变容量电容器228A～228C。不是如图9、图14、图15那样的继电器，而是使电容器的容量可变，将不使用的自谐振线圈的电容器容量值设定为共振的容量值范围之外，由此进行自谐振线圈的选择。
在图16所示的例子中，能够得到与图9、图14和图15所示的结构同样的效果，并且，通过采用可变容量电容器，还能够对使用的自谐振线圈的容量值进行微调整，通过对容量值进行微调整也能够确保次级侧线圈错开了位置时的效率。
[实施方式2]
在实施方式1中，示出了在送电装置侧设置多个自谐振线圈的例子。也可以代替此而在受电装置侧设置多个自谐振线圈。在实施方式2中，对这样的例子进行说明。
图17是表示受电单元110D的结构的图。此外，为了容易理解，在图9中也示出了送电单元220D。
送电单元与受电单元的相对位置关系根据车辆的停车位置而不同，难以在每次停车时要求高精度的停车位置。另外，为了使基于共振法的非接触充电标准化，也认为：需要使受电装置与送电装置的各种各样的送电线圈搭载位置对应。因此，在实施方式2中，设置多个受电单元侧的自谐振线圈。
送电装置侧的送电单元220D包括初级自谐振线圈222、电容器223和初级线圈225。
与此相对，受电单元110D包括错开位置而配置的线圈单元121A～121C和用于选择性地将线圈单元与整流器140连接的继电器115A～115C。
线圈单元121A包括次级线圈114A、次级自谐振线圈112A、电容器111A以及将电容器111A与次级自谐振线圈112A连接的继电器113A。
线圈单元121B包括次级线圈114B、次级自谐振线圈112B、电容器111B以及将电容器111B与次级自谐振线圈112B连接的继电器113B。
线圈单元121C包括次级线圈114C、次级自谐振线圈112C、电容器111C以及将电容器111C与次级自谐振线圈112C连接的继电器113C。
为了选择将次级线圈114A～114C的某一个与整流器140连接而使用继电器115A～115C。使与所选择的初级线圈对应的继电器导通，使其他继电器非导通。
与继电器115A～115C的控制对应，也对继电器113A～113C进行控制。当继电器113A～113C被设定为非导通时，次级自谐振线圈112A～112C的共振频率与送电单元220D的初级自谐振线圈223的共振频率错开。因此，将与使用的自谐振线圈对应的继电器设定为导通，将其他继电器设定为非导通。以上的继电器的控制由图6的控制装置180进行。
关于在受电侧设置的多个自谐振线圈112A～112C的配置间距，与图10～图13中说明的在送电侧设置多个自谐振线圈的情况相同。即，相对于各个自谐振线圈的线圈直径D，将多个自谐振线圈的配置间距（中心与中心或重心与重心的距离）P设为P<D，更优选设为P≤D/2。当缩小配置间距时，自谐振线圈中有时多个进行谐振，因此，除了使用的自谐振线圈之外，切断电容器或者改变电容器容量来错开共振频率而使得不进行谐振。
即，将多个次级侧自谐振线圈配置在线圈之间产生干涉的范围，为了避免次级侧线圈的干涉，通过继电器将共振用电容器分离，仅选择合适的线圈使其共振。
在实施方式2的非接触送受电系统中，在各种各样的送电装置的不同的送电线圈位置也能够以非接触方式实现充电。
[实施方式2的变形例1]
图18是表示受电单元110E的结构的图。此外，为了容易理解，在图18中也示出了送电单元220D。
送电装置侧的送电单元220D包括初级自谐振线圈222、电容器223和初级线圈225。
与此相对，受电单元110E在图17所示的受电单元110D的结构中取代次级线圈114A～114C而包括单匝的次级线圈114D。所谓单匝，是指能够用一根线圈用的绕组一气呵成地无缝实现。次级线圈仅有一个，所以不需要图17的继电器115A～115C。
次级自谐振线圈112A～112C、电容器111A～111C以及继电器113A～113C与图17是同样的，因而在此不反复进行说明。
在图18所示的例子中，也能够得到与图17所示的结构同样的效果，并且还能够削减次级线圈（电磁感应线圈）的布线和/或继电器。
[实施方式2的变形例2]
图19是表示受电单元110F的结构的图。此外，为了容易理解，在图19也示出了送电单元220D。
送电装置侧的送电单元220D包括初级自谐振线圈222、电容器223和初级线圈225。
与此相对，受电单元110F在图17所示的受电单元110D的结构中取代次级线圈114A～114C而包括单匝的次级线圈114D。所谓单匝，意味着能够用一根线圈用的绕组一气呵成地无缝实现。次级线圈仅有一个，所以不需要图17的继电器115A～115C。
进而，在图19所示的结构中，由三个自谐振线圈112A～112C共用一个电容器111。电容器111的一个电极与自谐振线圈112A～112C的各一端直接连结。并且，电容器111的另一个电极分别经由继电器113A～113C与自谐振线圈112A～112C的各另一端连接。为了设为这样的电路结构，电容器111的配置优选配置在配置于中央的自谐振线圈112B的内侧。
在图19所示的例子中，能够得到与图17和图18所示的结构同样的效果，并且还能够通过共用电容器来减少电容器的数量，还能够通过研究电容器的配置也削减布线的长度，因此能够实现进一步的成本降低。
[实施方式2的变形例3]
图20是表示受电单元110G的结构的图。此外，为了容易理解，在图20中也示出了送电单元220D。
送电装置侧的送电单元220D包括初级自谐振线圈222、电容器223和初级线圈225。
与此相对，受电单元110G在图17所示的受电单元110D的结构中取代次级线圈114A～114C而包括单匝的次级线圈114D。所谓单匝，是指能够用一根线圈用的绕组一气呵成地无缝实现。次级线圈仅有一个，所以不需要图17的继电器115A～115C。
进而，在图20所示的结构中，包括分别与三个自谐振线圈112A～112C连接的可变容量电容器118A～118C。不是如图17～图19那样的继电器，而是使电容器的容量可变，将不使用的自谐振线圈的电容器容量值设定在共振的容量值范围之外，由此进行自谐振线圈的选择。
在图20所示的例子中，能够得到与图17和图18所示的结构同样的效果，并且，通过采用可变容量电容器，还能够对使用的自谐振线圈的容量值进行微调整，通过对容量值进行微调整也能够确保在次级侧线圈错开了位置时的效率。
[在各实施方式中能够应用的线圈形状]
在上述各实施方式中，示出了线圈形状为圆形、四边形的情况，但线圈形状可以变形为各种形状来应用本发明。
图21是线圈形状的第一变形例。图21表示正方形的线圈的例子。线圈直径可以设为内接圆的直径，但在如图21所示那样将多个线圈配置在平行移动了间距P的位置的情况下，也可以将平行移动方向的外径宽度作为线圈直径D。
图22是线圈形状的第二变形例。图22表示三角形的线圈的例子。线圈直径可以设为内接圆的直径，但在如图22所示那样将多个线圈配置在平行移动了间距P的位置的情况下，也可以将平行移动方向的外径宽度作为线圈直径D。
图23是线圈形状的第三变形例。图23表示所谓的三叶草形状的线圈的例子。线圈直径可以设为内接圆的直径，但在如图23所示那样将多个线圈配置在平行移动了间距P的位置的情况下，也可以将平行移动方向的外径宽度作为线圈直径D。
此外，虽然将各图形的配置间距P记为平行移动的距离，但也可以将图形的中心与中心或重心与重心的距离作为间距P。在这些情况下，将多个自谐振线圈的配置间距（中心与中心或重心与重心的距离）P设为P<D，更优选设为P≤D/2。由此，能够极力减少不能共振的位置。
最后，再次参照附图，对实施方式1、2进行概括。
如图9等所示，非接触送电装置包括：至少一个第二线圈（初级线圈225A～225C；225D），其与交流电源连接；多个第一线圈（初级自谐振线圈222A～222C），其从第二线圈接受电力，并向受电装置输送电力；和控制装置（送电ECU242），其基于受电装置的位置，从多个第一线圈中选择用于向受电装置送电的线圈。多个第一线圈各自构成为能够切换为能够向受电装置输送电力的第一状态和与第一状态相比向受电装置输送电力的效率低的第二状态。控制装置将选择为用于送电的线圈设定为第一状态，将不用于送电的线圈设定为第二状态。此外，所谓基于受电装置的位置选择所使用的线圈，除了基于车辆位置选择所使用的线圈以外，还包括基于受电单元、受电线圈的位置来选择线圈。即，在车辆位置与受电单元、受电线圈位置不一定连动的情况下也能够应用本发明。另外，所谓效率低，意味着也包括效率降低至零（不能输送电力）的情况。
优选，多个第一线圈（初级自谐振线圈222A～222C）各自构成为能够改变电容。控制装置针对多个第一线圈各自通过改变电容来切换第一状态和第二状态。
更加优选，多个第一线圈（初级自谐振线圈222A～222C）各自包括如图16所示那样能够由控制装置改变电容的电容器（电容器228A～228C）和如图9、图14、图15所示那样能够由控制装置切断电容的开关（继电器224A～224C）的任一方。
更加优选，如图14～图16所示，第二线圈（初级线圈225D）由一根导电线形成，且相对于多个第一线圈（初级自谐振线圈222A～222C）共用地设置一个。
更加优选，如图15所示，多个第一线圈（初级自谐振线圈222A～222C）包括对多个第一线圈共用地设置的电容器（电容器223）、多个线圈主体部（222A～222C）、以及选择性地电容器与多个线圈主体部连接的选择开关（继电器224A～224C）。
优选，多个第一线圈（初级自谐振线圈222A～222C）各自在第一状态下被调整成固有频率与受电装置所包含的线圈的固有频率相等，在第二状态下被调整成固有频率与受电装置所包含的线圈的固有频率不同。即，在图9、图14、图15所示的情况下，在第一状态下使对应的继电器为接通状态，在第二状态下使对应的继电器为断开状态。另外，在图16所示的情况下，在第一状态下控制对应的可变容量电容器以使得共振频率与自谐振线圈112相等，在第二状态下控制可变容量电容器以使得共振频率与自谐振线圈112不同。此外，只要能够错开共振频率，则也可以是其他结构。在该情况下，第二状态既包括不能输送电力的状态，又包括送电效率变差但并非是不能输送电力的状态的状态。
优选，多个第一线圈（初级自谐振线圈222A～222C）各自在第一状态下被调整成固有频率与受电装置所包含的线圈（次级自谐振线圈112）的固有频率之差在±10%以内，在第二状态下被调整成固有频率与受电装置所包含的线圈（次级自谐振线圈112）的固有频率之差超过±10%。
更加优选，在第一状态下，多个第一线圈（初级自谐振线圈222A～222C）各自与受电装置所包含的线圈（次级自谐振线圈112）的耦合系数为0.1以下。
更加优选，多个第一线圈（初级自谐振线圈222A～222C）各自是构成为能够改变共振频率的初级共振线圈。受电装置包括从初级共振线圈接受通过磁场共振所输送的电力的次级共振线圈（次级自谐振线圈112）。
更加优选，选择为用于送电的线圈（初级自谐振线圈222A～222C的任一个）通过形成在受电装置与非接触送电装置之间且以特定的频率振荡的磁场、和形成在受电装置与非接触送电装置之间且以特定的频率振荡的电场的至少一方来向受电装置输送电力。
进而优选，如图2中代表性说明的那样，第二线圈（初级线圈320）通过电磁感应对多个第一线圈（初级自谐振线圈330）输送电力。
优选，如图13中说明的那样，多个第一线圈以比多个第一线圈的线圈直径窄的间距沿着预定方向配置。
优选，如图13的下半部分说明的那样，多个第一线圈以比多个第一线圈的线圈直径的一半（D/2）窄的间距（P）沿着预定方向配置。
本发明在另一方式下是一种非接触受电装置，如图17～图20所示，包括：至少一个第二线圈（次级线圈114A～114C；114D），其与电负载连接；多个第一线圈（次级自谐振线圈112A～112C），其从送电装置接受电力，并向第二线圈输送电力；和控制装置（车辆100的控制装置180），其基于送电装置的位置，从多个第一线圈中选择用于从送电装置受电的线圈。多个第一线圈各自构成为能够切换为能够从送电装置接受电力的第一状态和与第一状态相比从送电装置接受电力的效率低的第二状态，控制装置将选择为用于受电的线圈设定为第一状态，将不用于受电的线圈设定为第二状态。此外，所谓效率低，意味着也包括效率降低至零（不能接受电力）的情况。
优选，多个第一线圈（次级自谐振线圈112A～112C）各自构成为能够改变电容。控制装置180针对多个第一线圈各自通过改变电容来切换第一状态和第二状态。
优选，多个第一线圈（次级自谐振线圈112A～112C）各自在第一状态下被调整成固有频率与送电装置所包含的线圈（初级自谐振线圈222）的固有频率之差在±10%以内，在第二状态下被调整成固有频率与送电装置所包含的线圈（初级自谐振线圈222）的固有频率之差超过±10%。
更加优选，在第一状态下，多个第一线圈（次级自谐振线圈112A～112C）各自与送电装置所包含的线圈（初级自谐振线圈222）的耦合系数为0.1以下。
更加优选，选择为用于受电的线圈（次级自谐振线圈112A～112C的任一个）通过形成在送电装置与非接触受电装置之间且以特定的频率振荡的磁场、和形成在送电装置与非接触受电装置之间且以特定的频率振荡的电场的至少一方来从送电装置接受电力。
优选，如图13的下半部分说明的那样，多个第一线圈（次级自谐振线圈112A～112C）以比多个第一线圈的线圈直径的一半（D/2）窄的间距（P）配置。
本发明在另一方式下是一种非接触送受电系统，具备受电装置（110）和非接触送电装置。如图9等所示，非接触送电装置包括：至少一个第二线圈（初级线圈225A～225C；225D），其与交流电源连接；多个第一线圈（初级自谐振线圈222A～222C），其从第二线圈接受电力，并向受电装置输送电力；和控制装置（送电ECU242），其基于受电装置的位置，从多个第一线圈中选择用于向受电装置送电的线圈。多个第一线圈各自构成为能够切换为能够向受电装置输送电力的第一状态和与第一状态相比向受电装置输送电力的效率低的第二状态。控制装置将选择为用于送电的线圈设定为第一状态，将不用于送电的线圈设定为第二状态。此外，所谓效率低，意味着也包括效率降低至零（不能输送电力）的情况。
本发明在另一方式下是一种非接触送受电系统，具备送电装置（220D）和非接触受电装置。如图17～图20所示，非接触受电装置包括：至少一个第二线圈（次级线圈114A～114C；114D），其与电负载连接；多个第一线圈（次级自谐振线圈112A～112C），其从送电装置接受电力，并向第二线圈输送电力；和控制装置（车辆100的控制装置180），其基于送电装置的位置，从多个第一线圈中选择用于从送电装置受电的线圈。多个第一线圈各自构成为能够切换为能够从送电装置接受电力的第一状态和与第一状态相比从送电装置接受电力的效率低的第二状态。控制装置将选择为用于受电的线圈设定为第一状态，将不用于受电的线圈设定为第二状态。
如上所述，在本实施方式涉及的电力传送系统中，使送电单元与受电单元通过电磁场进行共振，从而从送电单元向受电单元输送电力。将这样的电力传送中的送电单元与受电单元的耦合例如称为“磁共振耦合”、“磁场共振耦合”、“电磁场共振耦合”或“电场共振耦合”。
“电磁场共振耦合”意味着包括“磁共振耦合”、“磁场共振耦合”、“电场共振耦合”的全部的耦合。
在本说明书中说明的送电单元和受电单元采用了线圈形状的天线，因此，送电单元和受电单元主要通过磁场进行耦合，送电单元和受电单元进行“磁共振耦合”或“磁场共振耦合”。
此外，作为送电单元和受电单元，例如也可以采用曲折线等的天线，在该情况下，送电单元和受电单元主要通过电场进行耦合。此时，送电单元和受电单元进行“电场共振耦合”。
另外，在本实施方式中，例示了包括电磁感应线圈的送电单元、受电单元，但本发明也能够应用于不包括电磁感应线圈的共振型非接触送受电装置。
应该认为，本次公开的实施方式在所有方面都是例示而不是制限性的内容。本发明的范围不是通过上述说明来表示，而是通过权利要求书来表示，意在包含与权利要求书等同的含义以及范围内的所有变更。
标号的说明
10非接触送受电系统，100车辆，110、110D、110E、110F、110G受电单元，111、111A～111C、223、223A～223C、228A～228C电容器，112次级自谐振线圈，113、113A～113C、115A～115C、146、224A～224C、226A～226C继电器，114、114A～114D、350次级线圈，118A～118C、228A～228C可变容量电容器，120摄像机，121A～121C、221A～221C线圈单元，122供电按钮，130、240通信单元，140整流器，142转换器，144电阻，150蓄电装置，162升压转换器，164、166变换器，172、174电动发电机，176发动机，177动力分配装置，178驱动轮，180控制装置，190电压传感器，200送电装置，210高频电源装置，212匹配器，220、220A～220D送电单元，222、222A～222C、223、330初级自谐振线圈，225、225A～225D、320初级线圈，230发光部，242送电ECU，250高频电源部，310高频电源，360负载，D线圈直径，P配置间距，PL2正极线，SMR1、SMR2系统主继电器。

Claims (20)

1.一种非接触送电装置，具备：
多个第一线圈（222A～222C），其用于从交流电源接受电力并向受电装置输送电力；和
控制装置（242），其基于所述受电装置的位置，从所述多个第一线圈中选择用于向所述受电装置送电的线圈，
所述多个第一线圈各自构成为能够切换为能够向所述受电装置输送电力的第一状态和与所述第一状态相比向所述受电装置输送电力的效率低的第二状态，
所述控制装置将选择为用于送电的线圈设定为所述第一状态，将不用于送电的线圈设定为所述第二状态。
2.根据权利要求1所述的非接触送电装置，其中，
所述多个第一线圈各自构成为能够改变电容，
所述控制装置针对所述多个第一线圈的各线圈通过改变电容来切换所述第一状态和所述第二状态。
3.根据权利要求2所述的非接触送电装置，其中，
所述多个第一线圈各自包括能够由所述控制装置改变电容的电容器（228A～228C）和能够由所述控制装置控制来切断电容的开关（224A～224C）的任一方。
4.根据权利要求2所述的非接触送电装置，其中，
还具备与所述交流电源连接的至少一个第二线圈（225A～225C；225D），
所述第二线圈（225D）由一根导电线形成，且相对于所述多个第一线圈共用地设置一个。
5.根据权利要求4所述的非接触送电装置，其中，
所述第二线圈通过电磁感应对所述多个第一线圈输送电力。
6.根据权利要求2所述的非接触送电装置，其中，
所述多个第一线圈包括：
对所述多个第一线圈共用地设置的电容器（223）；
多个线圈主体部（222A～222C）；以及
选择开关（224A～224C），其选择性地将所述电容器与所述多个线圈主体部连接。
7.根据权利要求1所述的非接触送电装置，其中，
所述多个第一线圈各自在所述第一状态下被调整成固有频率与所述受电装置所包含的线圈的固有频率相等，在所述第二状态下被调整成固有频率与所述受电装置所包含的线圈的固有频率不同。
8.根据权利要求1所述的非接触送电装置，其中，
所述多个第一线圈各自在所述第一状态下被调整成固有频率与所述受电装置所包含的线圈的固有频率之差在±10%以内，在所述第二状态下被调整成固有频率与所述受电装置所包含的线圈的固有频率之差超过±10%。
9.根据权利要求8所述的非接触送电装置，其中，
在所述第一状态下，所述多个第一线圈各自与所述受电装置所包含的线圈的耦合系数为0.1以下。
10.根据权利要求8所述的非接触送电装置，其中，
所述选择为用于送电的线圈通过形成在所述受电装置与所述非接触送电装置之间且以特定的频率振荡的磁场、和形成在所述受电装置与所述非接触送电装置之间且以特定的频率振荡的电场的至少一方来向所述受电装置输送电力。
11.根据权利要求1～5中任一项所述的非接触送电装置，其中，
所述多个第一线圈以比所述多个第一线圈的线圈直径窄的间距沿着预定方向配置。
12.根据权利要求1～5中任一项所述的非接触送电装置，其中，
所述多个第一线圈以比所述多个第一线圈的线圈直径的一半窄的间距沿着预定方向配置。
13.一种非接触受电装置，具备：
多个第一线圈（112A～112C），其用于从送电装置接受电力并向电负载输送电力；和
控制装置（180），其基于所述送电装置的位置，从所述多个第一线圈中选择用于从所述送电装置受电的线圈，
所述多个第一线圈各自构成为能够切换为能够从所述送电装置接受电力的第一状态和与所述第一状态相比从所述送电装置接受电力的效率低的第二状态，
所述控制装置将选择为用于受电的线圈设定为所述第一状态，将不用于受电的线圈设定为所述第二状态。
14.根据权利要求13所述的非接触受电装置，其中，
所述多个第一线圈各自构成为能够改变电容，
所述控制装置针对所述多个第一线圈的各线圈通过改变电容来切换所述第一状态和所述第二状态。
15.根据权利要求13所述的非接触受电装置，其中，
所述多个第一线圈各自在所述第一状态下被调整成固有频率与所述送电装置所包含的线圈的固有频率之差在±10%以内，在所述第二状态下被调整成固有频率与所述送电装置所包含的线圈的固有频率之差超过±10%。
16.根据权利要求15所述的非接触受电装置，其中，
在所述第一状态下，所述多个第一线圈各自与所述送电装置所包含的线圈的耦合系数为0.1以下。
17.根据权利要求15所述的非接触受电装置，其中，
所述选择为用于受电的线圈通过形成在所述送电装置与所述非接触受电装置之间且以特定的频率振荡的磁场、和形成在所述送电装置与所述非接触受电装置之间且以特定的频率振荡的电场的至少一方来从所述送电装置接受电力。
18.根据权利要求13或14所述的非接触受电装置，其中，
所述多个第一线圈以比所述多个第一线圈的线圈直径的一半窄的间距配置。
19.一种非接触送受电系统，具备：
受电装置（110）；和
非接触送电装置，
所述非接触送电装置包括：
多个第一线圈（222A～222C），其用于从交流电源接受电力并向所述受电装置输送电力；和
控制装置（242），其基于所述受电装置的位置，从所述多个第一线圈中选择用于向所述受电装置送电的线圈，
所述多个第一线圈各自构成为能够切换为能够向所述受电装置输送电力的第一状态和与所述第一状态相比向所述受电装置输送电力的效率低的第二状态，
所述控制装置将选择为用于送电的线圈设定为所述第一状态，将不用于送电的线圈设定为所述第二状态。
20.一种非接触送受电系统，具备：
送电装置（220D）；和
非接触受电装置，
所述非接触受电装置包括：
多个第一线圈（112A～112C），其用于从所述送电装置接受电力并向电负载输送电力；和
控制装置（180），其基于所述送电装置的位置，从所述多个第一线圈中选择用于从所述送电装置受电的线圈，
所述多个第一线圈各自构成为能够切换为能够从所述送电装置接受电力的第一状态和与所述第一状态相比从所述送电装置接受电力的效率低的第二状态，
所述控制装置将选择为用于受电的线圈设定为所述第一状态，将不用于受电的线圈设定为所述第二状态。
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