CN104521101B

CN104521101B - 电力传输系统

Info

Publication number: CN104521101B
Application number: CN201380034788.1A
Authority: CN
Inventors: 山川博幸; 伊藤泰雄; 佐藤健郎; 佐藤健一郎
Original assignee: Equos Research Co Ltd
Current assignee: Equos Research Co Ltd
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2017-07-14
Anticipated expiration: 2033-08-30
Also published as: US9866068B2; EP2903134A4; JP5988211B2; EP2903134B1; US20150123485A1; CN104521101A; JP2014073016A; EP2903134A1; WO2014050430A1

Abstract

本发明提供一种电力传输系统，在通过受电侧系统进行电池(204)的充电的情况下，能够进行高效的电力传输。本发明的电力传输系统(100)至少包括：构成电感分量为L₁、电容分量为C₁的串联谐振器并被输入交流电力的送电天线(105)；构成电感分量为L₂、电容分量为C₂的串联谐振器并从所述送电天线(105)借助电磁场接收电磁能的受电天线(201)；将来自所述受电天线(201)的输出整流成直流电力并输出的整流部；以及用于输入来自所述整流部的输出的负荷，该电力传输系统的特征在于，在包括所述送电天线(105)与所述受电天线(201)之间的耦合系数为k的情况时，当在负荷电阻值R满足R_min≤R≤R_max的范围被利用时，各分量以及系数具有规定的关系。

Description

电力传输系统

技术领域

本发明涉及基于磁谐振方式并通过无线来进行电力的收发的电力传输系统。

背景技术

近年来，不使用电源线等而通过无线来传输电力(电能)的技术的开发正在盛行。在通过无线来传输电力的方式中，作为特别受到瞩目的技术，有一种被称为磁谐振方式的技术。该磁谐振方式是麻省理工大学的研究组在2007年提出的方式，与其相关的技术例如在专利文献1(日本特表2009－501510号公报)中被公开。

磁谐振方式的无线力传输系统通过使用使送电侧天线的谐振频率与受电侧天线的谐振频率相同且高Q值(100以上)的天线，来从送电侧天线对受电侧天线高效地进行能量传递，其较大的特征之一在于，能够使电力传输距离为数十cm～数m。

正在研究将上述那样的磁谐振方式的无线力传输系统应用到对电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)等车辆搭载电池的充电。这是因为，通过在上述那样的车辆中使用这样的无线的系统，无需为了向车辆供电而操作电源连接器、电源线等。

例如，在专利文献2(日本特开2010－68657号公报)中公开了将一方的天线搭载到电动汽车那样的移动体的底面部，从设于地上的另一方的天线通过无线进行电力传输，将传输的电力向电动汽车的电池充电的技术。

另外，对于上述那样的磁谐振方式的无线力传输系统所使用的天线的具体构成，此前也已经提出了几种。例如，在专利文献3(日本特开2010－73976号公报)中公开了一种具有以下特征的无线力传输装置的通信线圈构造：在通过无线从供电电路向受电电路发送电力的无线力传输装置的分别设置与所述供电电路以及受电电路的通信线圈的构造中，具备相对介电常数比1大的材质的印刷电路基板、设于所述印刷电路基板的第一层并由至少构成1圈的导电图案形成的初级线圈、和设于所述印刷电路基板的第二层并由构成螺旋形状的导电图案形成的谐振线圈。

专利文献1:日本特表2009－501510号公报

专利文献2:日本特开2010－68657号公报

专利文献3:日本特开2010－73976号公报

在将磁谐振方式的电力传输系统应用到对电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)等车辆搭载电池的充电的情况下，受电侧的负荷为电池，但由于在电池的充电的情况下，若移至恒压充电模式，则电池的电压一定，所以输入阻抗根据充电电力而变化。

如果向电池的充电电力大则输入阻抗变低，如果充电电力小则输入阻抗变高。

从效率的角度出发，优选将受电侧的天线设定为接近与电池的充电电力对应的输入阻抗的阻抗。

另一方面，从效率的角度出发，从送电侧的电源观察到的向送电侧天线的输入阻抗越高则越好。这是因为损耗基于电源的内部电阻量以电流的平方比例产生。

然而，在专利文献2所公开的以往的电力传输系统中，在送电侧天线的电路常数、受电侧天线的电路常数的设定中没有考虑上述的事项，存在不一定进行效率良好的电力传输这一问题。

另外，在将磁谐振方式的电力传输系统用于针对电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)等车辆的电力供给的情况下，设想送电用的天线被埋设于地中部，另外，受电用的天线被布局于车辆的底面部。

然而，专利文献3记载的构造的天线若设置在由金属体构成的车辆的底部，则在电力传输中从天线泄漏的磁场进入金属体，存在因在金属体内由该磁场感应出的电流加热车辆的底部这一问题。

另外，还存在由在电力传输中从天线泄漏并进入金属体的磁场抑制系统的电力传输效率这一问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明涉及的电力传输系统至少包括：构成电感分量为L₁、电容分量为C₁的串联谐振器并被输入交流电力的送电天线；构成电感分量为L₂、电容分量为C₂的串联谐振器并从所述送电天线借助电磁场接收电磁能的受电天线；将来自所述受电天线的输出整流成直流电力并输出的整流部；以及用于输入来自所述整流部的输出的负荷，该电力传输系统的特征在于，在包括所述送电天线与所述受电天线之间的耦合系数为k的情况时，当在负荷电阻值R满足R_min≤R≤R_max的范围利用该电力传输系统时，具有

[数2]

L₁C₁＝L₂C₂···(2)

以及

[数6]

以及

[数8]

的关系。

另外，本发明涉及的电力传输系统的特征在于，

[数9]

另外，本发明涉及的电力传输系统至少包括：构成电感分量为L₁、电容分量为C₁的串联谐振器并被输入交流电力的送电天线；构成电感分量为L₂、电容分量为C₂的串联谐振器并从所述送电天线借助电磁场接收电磁能的受电天线；将来自所述受电天线的输出整流成直流电力并输出的整流部；以及用于输入来自所述整流部的输出的负荷，该电力传输系统的特征在于，在包括所述送电天线与所述受电天线之间的耦合系数为k的情况时，当具有从所述送电天线对所述受电天线分别以不同的电力值进行送电的n个模式，且以第h模式(其中，h＝1，2，…，n)进行送电中的负荷电阻值为R_h、电阻值R_h中的最大的电阻值为R_hmax、最小的电阻值为R_hmin时，具有

[数2]

L₁C₁＝L₂C₂···(2)

以及

[数6]

以及

[数12]

的关系。

另外，本发明涉及的电力传输系统的特征在于，

[数11]

另外，本发明涉及的电力传输系统的特征在于，所述送电天线为无指向性。

另外，本发明涉及的电力传输系统的特征在于，所述受电天线为指向性。

另外，在本发明涉及的电力传输系统中，由于送电天线的电路常数与受电天线的电路常数满足上述的式(2)、式(6)以及式(7)，所以在通过受电侧系统进行电池204的充电的情况下，能够进行高效的电力传输。

另外，根据本发明涉及的电力传输系统，即使在车辆底面安装了受电天线的情况下，由于至少受电天线具有指向性，所以也能够降低在电力传输中从受电天线泄漏并流入车辆底部的金属体的磁场，可消除加热车辆底部的情况，并且，能够提高系统的电力传输效率。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的电力传输系统的框图。

图2是表示电力传输系统的逆变部的图。

图3是送电天线105(受电天线201)的分解立体图。

图4是表示基于受电天线201、受电天线201进行的电力传输的样子的剖面的示意图。

图5是表示本发明的实施方式涉及的电力传输系统100的等效电路的图。

图6是表示为了对本发明的实施方式涉及的天线的线圈进行造形而利用的基材300的图。

图7是示意性地表示形成于基材300的主线圈的概要的图。

图8是示意性地表示形成于基材300的子线圈的概要的图。

图9是表示将导体线400卷绕于基材300时的图案的1个例子的图。

图10是表示本发明的实施方式涉及的天线的图。

图11是对设置主线圈造形用突片320的意义进行说明的图。

图12是表示本发明的其他实施方式涉及的天线的图。

图13是表示本发明的其他实施方式涉及的天线的图。

图14是表示本发明的其他实施方式涉及的天线的图。

图15是表示本发明的其他实施方式涉及的天线的等效电路的图。

图16是表示为了对本发明的其他实施方式涉及的天线的线圈进行造形而利用的基材300的图。

图17是对本发明的其他实施方式涉及的天线中的第二基材500的安装进行说明的图。

图18是表示将导体线400卷绕于基材300时的图案的1个例子的图。

图19是对本发明的其他实施方式涉及的天线所使用的蛛网形线圈进行说明的图。

图20是对本发明的其他实施方式涉及的天线所使用的螺线管线圈进行说明的图。

图21是本发明的其他实施方式涉及的电力传输系统的框图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是本发明的实施方式涉及的电力传输系统的框图。其中，本发明涉及的天线能够应用于构成电力传输系统的受电侧的天线和送电侧的天线的任意一个，但在以下的实施方式中对将本发明的天线应用于受电侧的天线的例子进行说明。

作为本发明的使用天线的电力传输系统，例如可设想用于向电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)等车辆充电的系统。由于电力传输系统以非接触方式对上述那样的车辆传输电力，所以被设在能够使该车辆停车的停车空间。在作为车辆充电用的空间的该停车空间中，成为送电天线105等被埋设于地中部那样的结构。车辆的用户通过使车辆停到设有该电力传输系统的停车空间，并使搭载于车辆的受电天线201与所述送电天线105对置来接收来自电力传输系统的电力。在使车辆停到停车空间时，车辆搭载的受电天线201相对于送电天线105成为传输效率最佳的位置关系。

在电力传输系统中，当从电力传输系统100侧的送电天线105向受电侧系统200侧的受电天线201高效地传输电力时，通过使送电天线105的谐振频率与受电天线201的谐振频率相同，来从送电侧天线对受电侧天线高效地进行能量传递。

电力传输系统100中的AC/DC转换部101是将被输入的工业电源转换成一定的直流的转换器。来自该AC/DC转换部101的输出在高电压产生部102中被升压为规定的电压。能够从主控制部110控制由该电压调整部102生成的电压的设定。

逆变部103根据由高电压产生部102供给的高电压生成规定的交流电压并输入给匹配器104。图2是表示电力传输系统的逆变部的图。逆变部103例如如图2所示那样，由以全桥方式连接的Q_A至Q_D所形成的4个场效应晶体管(FET)构成。

在本实施方式中，成为在串联连接的开关元件Q_A和开关元件Q_B之间的连接部T1、与串联连接的开关元件Q_C和开关元件Q_D之间的连接部T2之间连接匹配器104的结构，当开关元件Q_A与开关元件Q_D导通时，开关元件Q_B与开关元件Q_C截止，当开关元件Q_B与开关元件Q_C导通时，开关元件Q_A与开关元件Q_D截止，由此在连接部T1与连接部T2之间产生矩形波的交流电压。其中，在本实施方式中，通过各开关元件的开关而生成的矩形波的频率的范围是20kHz～数千kHz左右。

从主控制部110输入针对上述那样的构成逆变部103的开关元件Q_A至Q_D的驱动信号。另外，可以从主控制部110控制用于驱动逆变部103的频率。

匹配器104由具有规定的电路常数的无源元件构成，被输入来自逆变部103的输出。而且，来自匹配器104的输出被供给至送电天线105。构成匹配器104的无源元件的电路常数可基于来自主控制部110的指令来进行调整。主控制部110对匹配器104进行指令以使送电天线105与受电天线201谐振。此外，匹配器104不是必须的结构。

送电天线105由具有感应性电抗分量的线圈构成，通过与以对置的方式配置的车辆搭载的受电天线201谐振，能够将由送电天线105输出的电能送给受电天线201。

电力传输系统100的主控制部110是由CPU、对在CPU上动作的程序进行保持的ROM和作为CPU的工作区域的RAM等构成的通用的信息处理部。该主控制部110以与和图示的主控制部110连接的各构成协作的方式进行动作。

另外，通信部120是与车辆侧的通信部220进行无线通信，能够在车辆之间进行数据的收发的结构。由通信部120接收到的数据被转送给主控制部110，另外，主控制部110能够借助通信部120向车辆侧发送规定信息。

接下来，对设于车辆侧的结构进行说明。在车辆的受电侧的系统中，受电天线201通过与送电天线105谐振，来接收由送电天线105输出的电能。这样的受电天线201被安装在车辆的底面部。

由受电天线201接收到的交流电力在整流部202中被整流，整流后的电力经过充电控制部203被在电池204蓄电。充电控制部203基于来自主控制部210的指令来控制电池204的蓄电。更具体而言，来自整流部202的输出在充电控制部203中被升压或者降压为规定的电压值并蓄积到电池204中。另外，充电控制部203构成为也能进行电池204的余量管理等。

主控制部210是由CPU、对在CPU上动作的程序进行保持的ROM、和作为CPU的工作区域的RAM等构成的通用信息处理部。该主控制部210以与图示的主控制部210所连接的各构成配合的方式进行动作。

接口部230被设置于车辆的驾驶席部，用于对用户(驾驶员)提供规定的信息等、或者受理来自用户的操作、输入，是由显示装置、按钮类、触摸面板、扬声器等构成的部件。如果由用户执行了规定的操作，则从接口部230作为操作数据向主控制部210发送并被处理。另外，在向用户提供规定的信息时，从主控制部210对接口部230发送用于显示规定信息的显示指示数据。

另外，车辆侧的通信部220是与送电侧的通信部120进行无线通信，能够与送电侧的系统之间实现数据的收发的结构。由通信部220接收到的数据被转送给主控制部210，另外，主控制部210能够借助通信部220将规定信息发送至送电系统侧。

在电力传输系统中，想要接受电力的用户使车辆停放到设置有上述那样的送电侧的系统的停车空间，从接口部230进行执行充电的内容的输入。接收到该输入的主控制部210取得来自充电控制部203的电池204的余量，计算出电池204的充电所需要的电力量。计算出的电力量和委托送电的内容的信息从车辆侧的通信部220被发送至送电侧的系统的通信部120。接收到该信息的送电侧系统的主控制部110通过控制高电压产生部102、逆变部103、匹配器104，来向车辆侧传输电力。

接下来，对在如以上那样构成的电力传输系统100中使用的天线的具体构成进行说明。以下，对受电天线201采用了本发明的结构的例子进行说明，但本发明的天线也能够应用于送电天线105。

图3是本发明的实施方式涉及的送电天线105(受电天线201)的分解立体图，图4是表示由本发明的实施方式涉及的送电天线105、受电天线201进行的电力传输的样子的剖面的示意图，图4中的箭头示意性地表示了磁力线。

此外，在以下的实施方式中，以送电天线105、受电天线201中的线圈体270是矩形平板状的线圈体为例进行说明，但本发明的天线并不限定于这样的形状的线圈。例如，也可以利用圆形平板状的线圈体等作为线圈体270。这样的线圈体270作为送电天线105、受电天线201中的磁谐振天线部发挥功能。该“磁谐振天线部”不仅包含线圈体270的电感分量，还包含基于其寄生电容的电容分量、或者基于有意追加的电容器的电容分量。

其中，在本发明涉及的电力传输系统100中，通过构成为送电天线105的电路常数(电感分量、电容分量)与受电天线201的电路常数并不相同，来使传输效率提高。在构成为使送电天线105的电路常数以及受电天线201的电路常数不同的情况下，例如能够通过使用线圈体270等的大致形状相同、尺寸不同的部件来加以实现。

盒体260被用于收容受电天线201的具有感应性电抗分量的线圈体270。该盒体260例如由聚碳酸酯等树脂构成且呈具有开口的箱体的形状。从盒体260的矩形状的底板部261的各边起，以相对于所述底板部261向垂直方向延伸的方式设有侧板部262。而且，在盒体260的上方，构成有被侧板部262包围那样的上方开口部263。封装于盒体260的受电天线201在该上方开口部263侧被安装于车辆主体部。为了将盒体260安装于车辆主体部，可使用以往公知的任意方法。此外，为了提高向车辆主体部安装的安装性，也可以在上方开口部263的周围设置凸缘部件等。

线圈体270由环氧玻璃制的矩形平板状的基材271、和形成在该基材271上的螺旋状的导电部272构成。在呈螺旋状的导电部272的内周侧的第一端部273、以及外周侧的第二端部274电连接有未图示的导电线路。由此，将由受电天线201接收到的电力导向整流部202。这样的线圈体270被载置于盒体260的矩形状的底板部216上，通过适当的固定手段被固定在底板部216上。

在线圈体270上，与线圈体270分离第一距离d₁配设有铁素体基材280。作为铁素体基材280，优选是相对电阻较大、导磁率较大、磁滞现象较小的基材。铁素体基材280通过被适当的手段固定于盒体260，而空开第一距离d₁的空间被配置在线圈体270的上方。通过这样的布局，在送电天线105侧产生的磁力线透过铁素体基材280的比率变高，在从送电天线105向受电天线201的电力传输中，因构成车辆主体部的金属物对磁力线造成的影响变得轻微。

另外，在盒体260的上方开口部263中，覆盖所述上方开口部263那样的矩形平板状的铝基材290间隔第二距离d₂被配设在铁素体基材280的上方。作为这样的铝基材290所使用的金属材料，也能够使用铝以外的金属。

在本实施方式中，通过铝基材290被配设成覆盖所述上方开口部263，能够抑制车辆主体金属部对线圈体270的影响，能够确定受信天线201的作为天线的特性。根据本实施方式，由于确定了天线的特性，所以与安装受信天线201的车型无关，能够期待同样的电力传输特性，作为天线的通用性变得宽泛。

另外，在本实施方式中，受电天线201利用处于上方开口部263的车体安装部265被安装于车辆主体部。这样的车体安装部265的构造能够适当地使用以往公知的构造。此外，为了提高向车辆主体部安装的安装性，也可以在上方开口部263的周围设置凸缘部件等。

如上所述，本发明的天线具有：在具有主面的绝缘性的基材271上形成规定的导电部272而成的线圈体270、在线圈体270上与线圈体270分离第一距离d₁而配置的铁素体基材280、在铁素体基材280上与铁素体基材280分离第二距离d₂而配置的铝基材290、和配置在铝基材290上的车体安装部265。

接着，对如此构成的送电天线105、受电天线201各自的电路常数(电感分量、电容分量)进行说明。图5是表示本发明的实施方式涉及的电力传输系统100的等效电路的图。

在图5所示的等效电路中，表示了送电天线105的电感分量为L₁，电容分量为C₁，电阻分量为Rt₁，受电天线201的电感分量为L₂，电容分量为C₂，电阻分量为Rt₂，送电天线105与受电天线201之间的互感为M的情况。另外，R_L表示电池204的内部电阻。另外，送电天线105与受电天线201之间的耦合系数由k表示。

另外，在本实施方式中，考虑送电天线105构成电感分量为L₁、电容分量为C₁的串联谐振器，另外，受电天线201构成电感分量为L₂、电容分量为C₂的串联谐振器的情况。

首先，在磁谐振方式的电力传输中，当从电力传输系统100侧的送电天线105向受电侧系统200侧的受电天线201高效地传输电力时，通过使送电天线105的谐振频率与受电天线201的谐振频率相同，来从送电侧天线对受电侧天线高效地进行能量传递。用于实现该情况的条件可以由下式(1)表示。

[数1]

若将其仅由电感分量为L₁、电容分量为C₁、电感分量为L₂、电容分量为C₂的关系表示，则能够简化成下式(2)。

[数2]

L₁C₁＝L₂C₂···(2)

另外，送电天线105的阻抗可由下式(3)表示，另外，受电天线201的阻抗可由下式(4)表示。此外，在本说明书中，将由下式(3)以及下式(4)定义的值定义为各个天线的阻抗。

[数3]

[数4]

在磁谐振方式的电力传输系统100的受电侧系统中，如果电池204移至恒压充电模式，则由于电池204的电压为恒定，所以输入阻抗根据充电电力而变化。如果向电池204充电的充电电力大则输入阻抗变低，如果充电电力小则输入阻抗变高。从效率的角度出发，优选将受电侧的受电天线201设定为接近与电池204的充电电力对应的输入阻抗的阻抗。

另一方面，从效率的角度出发，从送电侧的电源观察到的向送电天线105的输入阻抗越高越好。这是因为由于电源的内部电阻量而以电流的平方比例产生损耗。

综上所述，优选在由(3)式表示的送电天线105的阻抗与由(4)式表示的受电天线201的阻抗之间满足下式(5)的关系。

[数5]

若将其仅由电感分量为L₁、电容分量为C₁、电感分量为L₂、电容分量为C₂的关系表示，则可简化成下式(6)。

[数6]

综上所述，在本发明涉及的电力传输系统100中，由于送电天线105的电路常数与受电天线201的电路常数被设为满足上述的式(2)以及式(6)，所以当通过受电侧系统进行电池204的充电时，能够进行高效的电力传输。

从送电天线105的电路常数与受电天线201的电路常数中的电感分量的观点出发，为了使上述的式(2)以及式(6)那样的各关系成立，可举出进行在基材271上形成的螺旋状的导电部272的尺寸、布局、以及磁性体等辅助部件的调整。

更具体而言，若以图3所示的导电部272的图案进行说明，则可考虑使送电天线105的导电部272的长边、短边的任意一方或者双方比受电天线201的大来延长导电部272的全长；或者使送电天线105的导电部272的绕数比受电天线201的多而在送电天线105的适当位置追加铁素体等磁性体等。

接着，对本发明的其他实施方式进行说明。在先前的实施方式中，送电天线105以及受电天线201都使用了无指向性的天线。

在受电天线201被布局到车辆的底面部的情况下，存在在电力传输中从天线泄漏的磁场进入金属体，因在金属体内由该磁场感应出的电流而加热车辆的底部这一问题。鉴于此，在本实施方式中，特别对受电天线201使用具有指向性的天线。此外，当然也可以使送电天线105以及受电天线201双方都使用指向性的天线。

根据以上那样的电力传输系统100，即使在车辆底面安装了受电天线201的情况下，由于至少受电天线201具有指向性，所以也能够降低在电力传输中从受电天线201泄漏并进入车辆底部的金属体的磁场，可消除对车辆底部进行加热的情况，并且，能够提高系统的电力传输效率。

接下来，对其他实施方式涉及的电力传输系统100中使用的指向性天线的具体构成进行说明。以下，该天线是能够应用于送电天线105以及受电天线201双方的天线。

此外，在以下的实施方式中，对构成天线的线圈涉及的结构详细进行说明，以磁谐振方式进行电力传输的天线除了线圈的电感分量之外，还包括基于其寄生电容的电容分量、或者基于有意追加的电容器的电容分量。

另外，本实施方式涉及的天线是由主线圈MC和多个子线圈SC构成的天线，通过利用由多个子线圈SC形成的磁场对由主线圈MC形成的磁场进行修正，来具有作为天线的指向性。

首先，对为了造形构成天线的线圈而利用的基材300的结构进行说明。图6是表示为了造形本发明的实施方式涉及的天线的线圈而利用的基材300的图。此外，在本实施方式中，作为该基材300，以近似圆形的基材为例进行说明，但并不限定于此。

基材300是具有第一面301、和与第一面301处于表背关系的第二面302的基板状的部件，例如优选使用聚碳酸酯或聚丙烯等耗散因数较小的材料构成。

该基材300由呈近似圆形的平板部的基部310、和从该基部310以放射状延伸突出的多个突片构成。

作为这些突片，有主线圈造形用突片320和子线圈造形用突片330两种，在基部310的周围，主线圈造形用突片320与子线圈造形用突片330交替排列。此外，在本实施方式中，以一个主线圈造形用突片320与一个子线圈造形用突片330交替排列在基部310周围的结构为例进行了说明，但并不局限于这样的例子，例如如后述的图18那样连续的任意个数的主线圈造形用突片320与一个子线圈造形用突片330交替排列在基部310周围的结构；或与此相反，一个主线圈造形用突片320与连续的任意个数的子线圈造形用突片330交替排列在基部310周围的结构；进而，连续的任意个数的主线圈造形用突片320与连续的任意个数的子线圈造形用突片330交替排列在基部310周围的结构也包含在本发明的范畴中。

主线圈造形用突片320具有与从基部310以放射状延伸突出的方向近似平行的两个侧部322、和相当于基材300的外缘的边缘部325。另外，子线圈造形用突片330也具有与从基部310以放射状延伸突出的方向近似平行的两个侧部332、和相当于基材300的外缘的边缘部335。

主线圈造形用突片320被用于使导体线400通向第一面301或者第二面302的任意一方侧并卡止导体线400。由此，由导体线400维持主线圈MC的形状。子线圈造形用突片330被用于卷绕导体线400，由此由导体线400维持子线圈SC的形状。另外，通过子线圈造形用突片330卷绕了的导体线400的一部分、被子线圈造形用突片330卡止的导体线400也作为主线圈MC发挥功能。

对以上那样的利用基材300由导体线400形成的主线圈MC、和子线圈SC的概要进行说明。图7是示意性地表示形成于基材300的主线圈MC的概要的图，图8是示意性地表示形成于基材300的子线圈SC的概要的图。

在图7以及图8中，平面P是包括基材300的第一面301的面，第一轴是平面P的法线。另外，第二轴是包含在平面P内的轴。

可以将主线圈MC定义成由以第一轴为中心并围绕该第一轴的导体形成的线圈。

在图7的例子中，主线圈MC由以第一轴为中心并在平面P内呈螺旋状的导体构成，但主线圈MC只要是由以第一轴为中心并围绕该第一轴的导体形成即可。例如，主线圈MC也可以是以第一轴为中心并卷绕的螺线管状的线圈。另外，作为主线圈MC的导电部，也能够使用印刷于基材300的导体等而不使用导体线。

如上述那样构成的主线圈MC基于在某一瞬间t流过的电流I形成图7所示那样的朝向的磁场Hm。

另一方面，可以将子线圈SC定义为由以第二轴为中心并围绕该第二轴的导体形成的线圈。

在图8中，表示了子线圈SC由以第二轴为中心的螺线管状的线圈形成的例子，但子线圈SC只要由以第二轴为中心并围绕该第二轴的导体形成即可。

在本实施方式涉及的天线中，作为上述那样的子线圈SC，设置了8个，但对所设置的子线圈SC的数量没有特别限制。

对于位于附图最右的子线圈SC，图示了基于在某一瞬间t流过的电流I形成的磁场Hs。对于其他子线圈SC，也与该子线圈SC同样，形成朝向远离第一轴的方向的磁场Hs。其中，每一个子线圈SC的磁场Hs的标量都是共通的。

在本实施方式涉及的天线中，由在某一瞬间t流过的电流I形成的磁场产生通过由一个主线圈MC形成的磁场Hm、与由8个子线圈SC形成的磁场Hs的合成所形成的合成磁场。

在这样的合成磁场中，由于在平面P的上表面侧磁场Hm与磁场Hs抵消，在平面P的上表面侧磁场Hm与磁场Hs相互强化，所以由天线整体产生的磁场成为在平面P的下表面侧扩展的磁场，成为被赋予了指向性的磁场。

若将这样的本实施方式涉及的天线应用于送电天线105与受电天线201，则在被搭载于车辆的一侧，能够降低在电力传输中从天线泄漏并进入车辆底部的金属体的磁场，可以消除对车辆底部进行加热的情况，并且，能够提高系统的电力传输效率。

接下来，参照图9对利用基材300造形如以上那样定义的主线圈MC、子线圈SC时的导体线400的卷绕图案的1例进行说明。

在本实施方式中，对子线圈造形用突片330安装了由导磁率与相对电阻较高的铁素体材料等强磁性体材料构成的磁性芯体350，并且以图9所示的图案不断卷绕导体线400。作为导体线400，使用了将多条导体素线集合而成的绞合金属线。

在图9中，对导体线400表示的箭头表示了卷绕时的顺序。例如，若从图中(a)开始卷绕导体线400，则首先从(a)到(b)，在主线圈造形用突片320的第一面301侧卡止导体线400。

接着，在从(b)到(c)的区间中，导体线400如子线圈造形用突片330的第二面→子线圈造形用突片330的第一面→子线圈造形用突片330的第二面那样在子线圈造形用突片330的周围卷绕大约1周半。

在子线圈造形用突片330中如上述那样卷绕的线圈整体形成作为子线圈SC的磁场，并且，卷绕在子线圈造形用突片330的第二面侧的导体线400也形成作为主线圈MC的磁场。

基于以上那样的卷绕图案，按(c)→(d)→(e)→……依次卷绕。针对基材300的全部的突片如上述那样进行基材300的周围1周量的卷绕图案的卷绕，当再次返回至(a)时，向突片从基部310延伸突出的方向错移并不断进行卷绕。

如上述那样，在基材300的周围进行了大约5周量的卷绕的图是图10。图10是表示本发明的实施方式涉及的天线的图。此外，在基材300的周围卷绕的卷绕数并不限定于此。

以上那样的具有指向性的天线是具有主线圈MC和多个子线圈SC的天线，通过由多个子线圈SC产生的磁场来修正由主线圈MC产生的磁场。根据这样的本实施方式涉及的天线，即使在车辆底面安装了天线的情况下，由于由天线整体产生的磁场具有指向性，所以也能够降低在电力传输中从天线泄漏并进入车辆底部的金属体的磁场，可消除对车辆底部进行加热的情况，并且，能够提高系统的电力传输效率。

这里，在本实施方式涉及的天线中，优选通过主线圈MC的贡献形成的电感Lm与通过多个子线圈SC(在图例中为8个子线圈SC)的全部贡献形成的电感Ls之间，具有Ls≤Lm≤2.5Ls的关系。

这是在将本实施方式涉及的天线搭载到车辆的底部，并使送电天线105与受电天线201在实用范围相向时，能获得规定以上的电力传输效率的电感Lm与电感Ls的关系。

为了使上述那样的关系成立，作为第一方法，可举出对构成主线圈MC的进行围绕的导体线400的配置加以调整。若以图10所示的卷绕图案进行说明，则通过对基材300的近似中心O与导体线400之间的距离(图10中的r)进行各种调整来变更电感Lm，以满足上述关系。

另外，作为第二方法，可举出对构成子线圈SC的进行卷绕的导体线400的配置加以调整。更具体而言，通过对子线圈造形用突片330的形状、大小进行各种调整，来改变子线圈造形用突片330中的导体线400的卷绕形状而变更电感Ls，以满足上述关系。

另外，作为第三方法，可举出通过调整主线圈MC的围绕数以及子线圈SC的围绕数来满足上述关系。

并且，作为第四方法，可举出通过调整主线圈MC或者子线圈SC任意一个的围绕数来满足上述关系。

对以图9所示的卷绕图案来调整子线圈SC的围绕数的方法进行说明。例如，在图9所示的卷绕图案中，当在从(b)到(c)的区间中将导体线400卷绕于子线圈造形用突片330时，卷绕了大约1周半的导体线400，但例如在想要增加子线圈SC的电感Ls的情况下，通过将卷绕于子线圈造形用突片330的导体线400设为约2周半，能够调整子线圈SC的电感Ls。

另外，作为第五方法，可举出在构成子线圈SC的导体的内周侧设置磁性芯体350、或者省略该磁性芯体350来变更电感Ls，以满足上述关系。

并且，作为第六方法，可举出在构成子线圈SC的导体的内周侧设置磁性芯体350，并且通过调节该磁性芯体350的导磁率、或调整磁性芯体350的大小以及形状来变更电感Ls，以满足上述关系。

接下来，对设置主线圈造形用突片320的优点进行说明。图11是对设置主线圈造形用突片320的意义进行说明的图。图11(A)是对设有主线圈造形用突片320的本实施方式涉及的天线的卷绕图案进行说明的图，图11(B)是对未设置主线圈造形用突片320的比较例涉及的天线的卷绕图案进行说明的图。

另外，图11(C)是对基材300中的各部的定义进行说明的图。将相对于通过基材300的近似中心O与主线圈造形用突片320(或者子线圈造形用突片330)的边缘部335的中间点的线的垂线横穿主线圈造形用突片320(或者子线圈造形用突片330)的长度定义为突片的“宽度”。

另外，将通过基材300的近似中心O与主线圈造形用突片320(或者子线圈造形用突片330)的边缘部335的中间点的线从基部310的端部到边缘部335通过的距离定义为突片的“长度”。

若将图11(A)与图11(B)进行比较则可知，在设有主线圈造形用突片320的本实施方式涉及的天线中，导体线400成为以基材300的近似中心O为中心的更接近于圆的形状。由此，在设有主线圈造形用突片320的情况下，能够使通过主线圈MC的贡献而产生的电感Lm更加增大。

另外，在本实施方式中，优选如图11(C)所示，构成为越接近于基材300的外周边缘主线圈造形用突片320以及子线圈造形用突片330的宽度越宽。通过这样地构成，能够进一步降低向与基材300的主面垂直的方向以外放射的磁场的分量，并且由于导体线400向基材300的近似中心O的方向产生作用力，所以能够使天线的振动强度增大。

接下来，对本发明的其他实施方式进行说明。图12是表示本发明的其他实施方式涉及的天线的图。

在以上说明了的实施方式中，磁性芯体350为子线圈造形用突片330的长度以下，但在本实施方式中，特征在于将磁性芯体350的长度设定得比子线圈造形用突片330的长度长，并且磁性芯体350以向基材300的基部310侧延伸的方式被安装于子线圈造形用突片330。向基材300的基部310侧延伸了的磁性芯体350的部分是在图12中被表示为P的部分。

根据这样的磁性芯体350的长度、配置，通过降低接近于基材300的中央的部分处的磁场的泄漏，能够进一步提高天线的指向性。

另外，图13是表示本发明的其他实施方式涉及的天线的图。在图13所示的实施方式中，特征在于将磁性芯体350的长度设定得比子线圈造形用突片330的长度长，并且磁性芯体350以从子线圈造形用突片330的边缘部335延伸的方式被安装于子线圈造形用突片330。从子线圈造形用突片330的边缘部335延伸了的磁性芯体350的部分是在图13中被表示为Q的部分。

根据这样的磁性芯体350的长度、配置，通过降低接近于基材300的外周边缘的部分处的磁场的泄漏，能够进一步提高天线的指向性。

此外，通过将图12所示的实施方式与图13所示的实施方式组合而成的实施方式，也能够进一步期待上述那样的提高天线的指向性的效果。

另外，在本实施方式涉及的天线中，可以准备多个磁性芯体350作为分别独立的单独的磁性芯体，并将单独的磁性芯体350安装于各个子线圈造形用突片330，不优选，使用通过基材300的中心部进行连结那样的一体侧的磁性芯体。

接下来，对本发明的其他实施方式进行说明。图14是表示本发明的其他实施方式涉及的天线的图，图14(A)表示了其他实施方式天线的构成主线圈MC的部分，另外，图14(B)表示了其他实施方式的天线的构成子线圈SC的部分。本实施方式涉及的天线是将图14(A)与图14(B)重叠而成的天线。

另外，图15是表示本发明的其他实施方式涉及的天线的等效电路的图。在图15中，Lm是由主线圈MC形成的电感，Ls是由各个单独的子线圈SC形成的电感。

在以上说明了的实施方式中，使用一个基材300，根据图9所示的卷绕图案同时形成了天线的主线圈MC与子线圈SC。

与此相对，在图14以及图15所示的实施方式中，使用两个基材300，在各个基材300独立地形成了主线圈MC与子线圈SC。

在图14(A)中，通过导体线400在被卡止于主线圈造形用突片320以及子线圈造形用突片330的同时，卷绕成螺旋状而确实地形成图7的示意图所示的主线圈MC。

另一方面，子线圈SC的形成仅利用了子线圈造形用突片330。在本实施方式中，如图14(B)所示，将导体线400卷绕于安装有磁性芯体350的子线圈造形用突片330，在各子线圈造形用突片330分别形成独立的子线圈SC。这些子线圈SC与图8中示意性表示的子线圈等同。另外，这些子线圈SC如图15所示那样串联连接。

而且，如图15所示，子线圈SC的串联连接还与主线圈MC串联连接。其中，在如图15所示那样将各线圈连接时，以产生图7以及图8中说明那样的磁场的方式来进行该连接。并且，通过使图14(A)的主线圈MC与图14(B)的子线圈SC分别重叠并接近，来构成其他实施方式涉及的天线。通过这样的其他实施方式涉及的天线，也能够获得与此前说明了的实施方式同样的效果。

接下来，对本发明的其他实施方式进行说明。图16是表示为了造形本发明的其他实施方式涉及的天线的线圈而利用的基材300的图。在图16中，对于被赋予与先前的实施方式同样的参照编号的结构而言，由于是同样的结构，所以省略说明。

其他实施方式涉及的天线与最初说明了的实施方式涉及的天线不同的第一点在于：在最初说明了的实施方式涉及的天线中，在基材300的周围主线圈造形用突片320与子线圈造形用突片330交替排列，与此相对，在其他实施方式涉及的天线中，在基材300的周围连续的多个主线圈造形用突片320与一个子线圈造形用突片330交替排列。

尤其在其他实施方式涉及的天线中，希望在基材300的周围连续排列的主线圈造形用突片320的数量是奇数个。在图16所示的实施方式中，连续排列的主线圈造形用突片320的数量是三个。

如上述那样，如果将在基材300的周围连续排列的主线圈造形用突片320的数量设为奇数个，则在如图18所示那样卷绕导体线400时，由于导体线400从第一面301向第二面302过渡的图案、以及从第二面302向第一面301过渡的图案在基材300的周围整周是一样的，所以天线的制造效率提高。

另外，其他实施方式涉及的天线与最初说明的实施方式涉及的天线不同的第二点在于，使用第二基材500。图17是对本发明的其他实施方式涉及的天线中的第二基材500的安装进行说明的图。

与基材300同样，优选第二基材500是具有第一面501和与该第一面501处于表背关系的第二面502的基板状的部件，例如使用聚碳酸酯或聚丙烯等耗散因数较小的材料构成。

该第二基材500由近似中央的构成平板部的基部510、和从该基部510以放射状延伸突出的多个子线圈造形用突片530构成。第二基材500的子线圈造形用突片530被用于与基材300的子线圈造形用突片330夹持磁性芯体350、以及卷绕导体线400。

如图17所示，在对基材300的子线圈造形用突片330安装了由导磁率和相对电阻较高的铁素体材料等强磁性体材料构成的磁性芯体350的基础上，进而将第二基材500安装到磁性芯体350之上，并利用基材300的子线圈造形用突片330和第二基材500的子线圈造形用突片530夹持磁性芯体350。

并且，在其他实施方式涉及的天线中，通过在基材300的子线圈造形用突片330与第二基材500的子线圈造形用突片530的外周围卷绕导体线400，来维持子线圈SC的形状。由此，构成被造形的子线圈SC的导体线400与第二轴之间的距离与仅使用基材300的情况相比增加，结果，电感分量也增加。

接下来，参照图18对在其他实施方式涉及的天线中通过基材300以及第二基材500对主线圈MC、子线圈SC进行造形时的导体线400的卷绕图案的1例进行说明。

在图18中，对导体线400表示的箭头表示了进行卷绕时的顺序。例如，若从图中(a)开始卷绕导体线400，则首先从(a)到(b)，在主线圈造形用突片320的第一面301侧卡止导体线400。

接着，在从(b)到(c)的区间中，导体线400如基材300的子线圈造形用突片330的第二面→第二基材500的子线圈造形用突片530的第一面→基材300的子线圈造形用突片330的第二面那样在基材300的子线圈造形用突片330以及第二基材500的子线圈造形用突片530的周围卷绕大约1周半。

在子线圈造形用突片330如上述那样卷绕的线圈整体形成作为子线圈SC的磁场，并且卷绕于子线圈造形用突片330的第二面侧的导体线400也形成作为主线圈MC的磁场。

接着，从(c)到(d)，在主线圈造形用突片320的第一面301侧卡止导体线400。

在接下来的从(d)到(e)，在主线圈造形用突片320的第二面302侧卡止导体线400。

在接下来的从(e)到(f)，在主线圈造形用突片320的第一面301侧卡止导体线400。

基于以上那样的卷绕图案，进而按(g)→(h)→(i)→……依次卷绕。针对基材300、第二基材500的全部的突片如上述那样进行基材300的周围1周量的按照卷绕图案的卷绕，当再次返回到(a)时，向突片从基部310延伸突出的方向错移并不断进行卷绕。

在如以上那样构成的其他实施方式涉及的天线中，也能够起到与此前说明了的天线同样的效果，并且由于磁性芯体350被两个突片夹持，所以制造性良好，进而，与仅利用基材300的情况相比，还能够使电感分量增加。

综上所述，本实施方式涉及的天线是具有主线圈MC和多个子线圈SC，并通过由多个子线圈SC产生的磁场对由主线圈MC产生的磁场进行修正的天线，根据这样的本实施方式涉及的天线，即使在车辆底面安装了天线的情况下，由于由天线整体产生的磁场具有指向性，所以也能够降低在电力传输中从天线泄漏并进入车辆底部的金属体的磁场，可消除对车辆底部进行加热的情况，并且，能够提高系统的电力传输效率。

以上，对采用不具有指向性的天线、以及具有指向性的天线这两种类型的天线的例子进行了说明，但只要在电感分量为L₁、电容分量为C₁的送电天线与电感分量为L₂、电容分量为C₂的受电天线之间，具有

[数2]

L₁C₁＝L₂C₂···(2)

以及

[数6]

的关系，则也可以使用任意的天线。

例如，在本发明涉及的电力传输系统100中，也能够良好地利用使用了蛛网形线圈的天线、或使用在线轴的周围卷绕的螺线管线圈的天线。以下，对这些天线的具体构成进行说明。这些天线能够用于送电天线105以及受电天线201双方。此外，以磁谐振方式进行电力传输的天线除了线圈的电感分量之外，还包括基于其寄生电容的电容分量、或者基于有意追加的电容器的电容分量。

图19是对本发明的其他实施方式涉及的天线所使用的蛛网形线圈进行说明的图，图19(A)是表示为了对蛛网形线圈进行造形而利用的基材600的图，图19(B)是表示对基材600卷绕导体线400时的图案的1例的图，图19(C)是表示蛛网形线圈的图。

在图19(A)所示的图中，作为基材600，以近似圆形的基材为例进行说明，但并不限定于此。

优选基材600是具有第一面601和与该第一面601处于表背关系的第二面602的基板状的部件，例如使用聚碳酸酯或聚丙烯等耗散因数较小的材料构成。

该基材600由近似圆形的构成平板部的基部610、和从该基部610以放射状延伸突出的多个线圈造形用突片620构成。

线圈造形用突片620被用于使导体线400通向第一面601或者第二面602的任意一方侧来卡止导体线400。由此，通过导体线400来维持蛛网形线圈的形状。

接下来，参照图19(B)对利用以上那样的基材600进行造形时的导体线400的卷绕图案的1例加以说明。作为导体线400，优选使用使多条导体素线集合而成的绞合金属线。

在图19(B)中，箭头表示了卷绕线圈时的顺序。例如，若通过将导体线400卡止到图中(a)所示的线圈造形用突片620而开始卷绕导体线400，则首先在(a)所示的两个线圈造形用突片620上，使导体线400在线圈造形用突片620的第一面601侧卡止。

接着，在(b)所示的两个线圈造形用突片620上，使导体线400在线圈造形用突片620的第二面602侧卡止。

相反，在(c)所示的两个线圈造形用突片620上，使导体线400在线圈造形用突片620的第一面601侧卡止。

综上所述，对每两个线圈造形用突片620，通过将使导体线400卡止的面交替改变为第一面601侧、第二面602侧的卷绕图案，按(c)→(d)→(e)→……依次进行卷绕。通过成为这样的卷绕图案，能够形成电感分量L较大的天线。

相反，在形成电感分量L较大的天线的情况下，优选是对每一个线圈造形用突片620将使导体线400卡止的面交替改变为第一面601侧、第二面602侧的卷绕图案。

图19(C)是表示本发明的其他实施方式涉及的天线所使用的蛛网形线圈的图，通过将这样的天线作为送电天线105、受电天线201而使用，也能够实现本发明。

另外，图20是对本发明的其他实施方式涉及的天线所使用的螺线管线圈进行说明的图，图20(A)是螺线管线圈的立体图，图20(B)是对将使用了螺线管线圈的天线利用为送电天线105、受电天线201来实现本发明的样子进行说明的图。

线轴700是在周围被卷绕导体线400时将导体线400造形为螺线管螺旋状的部件，例如可使用聚碳酸酯或聚丙烯、ABS树脂等耗散因数较小且具有刚性的材料构成。

在本实施方式中，可以如图20(B)所示那样使由卷绕在线轴700的周围的螺线管线圈构成的天线对置配置来进行利用，通过将这样的天线作为送电天线105、受电天线201而使用，也能够实现本发明。

接下来，对本发明的其他实施方式进行说明。在此前说明了的实施方式中，对于送电天线105的阻抗与受电天线201的阻抗之间的关系进行了说明，但在以下的实施方式中，还进一步言及与电池204的内部阻抗的关系。

在受电侧系统中，作为能够对电池204高效进行充电的条件，可举出受电天线201的阻抗与电池204的阻抗匹配的情况。

即，在本实施方式中，通过除了式(2)以及式(6)的条件之外，在式(4)的受电天线201的阻抗与电池204的阻抗R之间还具有

[数7]

的关系，在通过受电侧系统进行电池204的充电的情况下，系统整体能够进行高效的电力传输。

其中，在技术方案中，电池204被表现为负荷，电池204的阻抗R被表现为负荷电阻值。

接下来，对本发明的其他实施方式进行说明。如上述那样，在电池204的阻抗R没有实际的变化而可视为常数的情况下，若如上述的实施方式那样满足(2)以及式(6)以及式(7)的条件，则能够进行高效的电力传输，但在电池204的阻抗发生变动的情况下，可以如以下那样考虑。

即，在本实施方式中，当在电池204的阻抗R满足R_min≤R≤R_max的范围被利用时，通过除了式(2)以及式(6)的条件之外，在式(4)的受电天线201的阻抗与电池204的阻抗R之间还具有

[数8]

接下来，对本发明的其他实施方式进行说明。与先前的实施方式同样，在电池204的阻抗发生变动的情况下，若如以下那样决定受电天线201的阻抗，则能够使系统的鲁棒性提高。

[数9]

的关系，在通过受电侧系统进行电池204的充电的情况下，系统整体能够进行高效的电力传输。并且，在本实施方式中，通过采用电池204的阻抗R的平均值作为式(4)的受电天线201的阻抗，提高了针对送电天线105与受电天线201之间的位置偏移等要素变化的鲁棒性。

接下来，对本发明的其他实施方式进行说明。对适合于具有从送电侧系统针对受电侧系统以不同的电力值进行电力传输的模式那样的情况的实施方式进行说明。

在具有从送电天线105对受电天线201发送第一电力值的第一模式、和从送电天线105对受电天线201发送第二电力值的第二模式那样的情况下，当以所述第一模式进行送电中的电池204的阻抗为R₁，以所述第二模式进行送电中的电池204的阻抗为R₂时，在本实施方式中，通过除了式(2)以及式(6)的条件之外，在式(4)的受电天线201的阻抗与电池204的阻抗R之间还具有

[数10]

在本实施方式中，通过采用以第一模式进行送电中的电池204的阻抗R₁与以第二模式进行送电中的电池204的阻抗R₂的平均值作为式(4)的受电天线201的阻抗，提高了针对模式间的变化的鲁棒性。

接下来，对本发明的其他实施方式进行说明。在先前的实施方式中，说明了从送电天线105对受电天线201进行电力传输的模式为两个的情况，但在本实施方式中，对这样的电力传输的模式有n个的情况进行说明。

在电力传输的模式有n个的情况下能够如以下那样一般化。即，当具有从送电天线105对受电天线201分别以不同的电力值进行送电的n个模式，且以第h模式(其中，h＝1，2，…，n)进行送电中的电池204的阻抗为R_h时，在本实施方式中，通过除了式(2)以及式(6)的条件之外，在式(4)的受电天线201的阻抗与电池204的阻抗R之间还具有

[数11]

其中，作为上述的前提，优选在阻抗R_h中的最大阻抗为R_hmax、最小阻抗为R_hmin时，满足

[数12]

的关系。

在本实施方式中，通过采用以各个模式进行送电中的电池204的阻抗的平均值作为式(4)的受电天线201的阻抗，提高了针对模式间的变化的鲁棒性。

如以上说明那样，说明了若在式(3)的送电天线105与式(4)的受电天线201的阻抗之间具有

[数5]

的关系则适合电力传输效率的情况，但即使提高式(3)的送电天线105的阻抗的值，其上限值也取决于电力传输系统的结构来决定。

更具体而言，可以基于构成逆变部103的开关元件的耐压值与从送电天线105传输的电力值，来决定

[数3]

的上限值。

作为上述那样的逆变部103的开关元件的耐压值，可以使用被开关元件允许的电压的90％作为一个基准。不过，在通过电力传输系统进行富有充裕的电力传输的情况下，可以将被开关元件允许的电压的70％设为耐压值。

接下来，对本发明的其他实施方式进行说明。图21是本发明的其他实施方式涉及的电力传输系统的框图。

本实施方式与图1涉及的方式的不同点在于，在本实施方式涉及的系统中，没有设置匹配器。即，在本实施方式中，其特征在于，来自逆变部103的输出被直接输入至送电天线105，并且来自受电天线201的输出被直接输入至整流部202。

根据图21所示那样的其他实施方式涉及的结构，由于仅通过送电天线105与受电天线201的电感分量、电容分量的调整，能够无需匹配器等电路部地进行高效的电力传输，所以可抑制系统的成本。

以上，在本发明涉及的电力传输系统中，由于送电天线的电路常数与受电天线的电路常数满足上述的式(2)、式(6)以及式(7)，所以在通过受电侧系统进行电池204的充电的情况下，能够进行高效的电力传输。

另外，根据本发明涉及的电力传输系统，即使在车辆底面安装了受电天线的情况下，由于至少受电天线具有指向性，所以也能够降低在电力传输中从受电天线泄漏并进入车辆底部的金属体的磁场，可消除对车辆底部进行加热的情况，并且，能够提高系统的电力传输效率。

工业上的可利用性

本发明的电力传输系统适合使用于对近年来迅速普及的电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)等车辆充电用的磁谐振方式的无线力传输系统。在将磁谐振方式的电力传输系统应用于对电动汽车(EV)、混合动力电动汽车(HEV)等的车辆搭载电池充电的情况下，受电侧的负荷为电池，但以往没有考虑到进行假想受电侧的负荷为电池的情况的高效的电力传输。与此相对，在本发明涉及的电力传输系统中，由于送电天线的电路常数与受电天线的电路常数满足特定的关系式，所以在通过受电侧系统进行电池的充电的情况下，能够进行高效的电力传输，工业上的利用性非常大。

附图标记说明：100…电力传输系统；101…AC/DC转换部；102…电压调整部；103…逆变部；104…匹配器；105…送电天线；110…主控制部；120…通信部；201…受电天线；202…整流部；203…充电控制部；204…电池；210…主控制部；220…通信部；230…接口部；260…盒体；216…底板部；262…侧板部；263…(上方)开口部；265…车体安装部；270…线圈体；271…基材；272…导电部；273…第一端部；274…第二端部；280…铁素体基材；290…铝基材；300…基材；301…第一面；302…第二面；310…基部；320…主线圈造形用突片；322…侧部；325…边缘部；330…子线圈造形用突片；332…侧部；335…边缘部；350…磁性芯体；400…导体线；500…第二基材；501…第一面；502…第二面；510…基部；530…子线圈造形用突片；600…基材；601…第一面；602…第二面；610…基部；620…线圈造形用突片；700…线轴。

Claims

1.一种电力传输系统，至少包括：构成电感分量为L₁、电容分量为C₁的串联谐振器并被输入交流电力的送电天线；由开关元件构成，并将直流电压转换为规定的频率的交流电压而输出至所述送电天线的逆变部；构成电感分量为L₂、电容分量为C₂的串联谐振器并从所述送电天线借助电磁场接收电磁能的受电天线；将来自所述受电天线的输出整流成直流电力并输出的整流部；以及用于输入来自所述整流部的输出的负荷，该电力传输系统的特征在于，

将来自所述逆变部的输出直接输入至所述送电天线，并且将来自所述受电天线的输出直接输入至所述整流部，

在包括所述送电天线与所述受电天线之间的耦合系数为k的情况时，当负荷电阻值R中的最大的电阻值为R_max、最小的电阻值为R_min，且在负荷电阻值R满足R_min≤R≤R_max的范围利用该电力传输系统时，具有

L₁C₁＝L₂C₂

以及

\frac{L_{1}}{C_{1}} > \frac{L_{2}}{C_{2}}

以及

R_{\min} \leq k \sqrt{\frac{L_{2}}{C_{2}}} \leq R_{m a x}

的关系。

2.根据权利要求1所述的电力传输系统，其特征在于，

k \sqrt{\frac{L_{2}}{C_{2}}} = \frac{R_{\min} + R_{\max}}{2} .

3.根据权利要求1所述的电力传输系统，其特征在于，

所述送电天线为无指向性。

4.根据权利要求2所述的电力传输系统，其特征在于，

所述送电天线为无指向性。

5.根据权利要求1至权利要求4中任意一项所述的电力传输系统，其特征在于，

所述受电天线为指向性。

6.一种电力传输系统，至少包括：构成电感分量为L₁、电容分量为C₁的串联谐振器并被输入交流电力的送电天线；由开关元件构成，并将直流电压转换为规定的频率的交流电压而输出至所述送电天线的逆变部；构成电感分量为L₂、电容分量为C₂的串联谐振器并从所述送电天线借助电磁场接收电磁能的受电天线；将来自所述受电天线的输出整流成直流电力并输出的整流部；以及用于输入来自所述整流部的输出的负荷，该电力传输系统的特征在于，

在包括所述送电天线与所述受电天线之间的耦合系数为k的情况时，当具有从所述送电天线对所述受电天线分别以不同的电力值进行送电的n个模式，且以第h模式进行送电中的负荷电阻值为R_h，电阻值R_h中的最大的电阻值为R_hmax、最小的电阻值为R_hmin时，具有

L₁C₁＝L₂C₂

以及

\frac{L_{1}}{C_{1}} > \frac{L_{2}}{C_{2}}

以及

R_{h \min} \leq k \sqrt{\frac{L_{2}}{C_{2}}} \leq R_{h m a x}

的关系，其中，h＝1，2，…，n。

7.根据权利要求6所述的电力传输系统，其特征在于，

k \sqrt{\frac{L_{2}}{C_{2}}} = \frac{Σ_{h = 1}^{n} R_{h}}{n} .

8.根据权利要求6所述的电力传输系统，其特征在于，

所述送电天线为无指向性。

9.根据权利要求7所述的电力传输系统，其特征在于，

所述送电天线为无指向性。

10.根据权利要求6至权利要求9中任意一项所述的电力传输系统，其特征在于，

所述受电天线为指向性。