JP2010183812A - 共鳴型非接触充電システム - Google Patents

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和良 高田
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健一 中田
Yukihiro Yamamoto
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Shinji Ichikawa
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Tetsuhiro Ishikawa
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Abstract

【課題】移動体の停止位置の精度を緩和した状態で効率よく充電することができる共鳴型非接触充電システムを提供する。
【解決手段】共鳴型非接触充電システムは、交流電源１１と、交流電源１１に選択的に接続される１次コイル１２ａ等と、１次側共鳴コイル１３ａ等と、２次側共鳴コイル２１と、２次コイル２２と、２次コイル２２に接続されて電力の供給を受ける充電器２３と、充電器２３に接続された２次電池２４とを備えている。２次側共鳴コイル２１、２次コイル２２、充電器２３及び２次電池２４は車両に搭載されている。車両が充電のために停止した状態において、複数の１次側共鳴コイル１３ａ等と、２次側共鳴コイル２１とのうち、電力伝送効率の高い組み合わせとなるものが選択されて、交流電源１１から共鳴系１６を介して非接触で電力伝送が行われ、充電器２３を介して２次電池２４が充電される。
【選択図】図１

Description

本発明は、共鳴型非接触充電システムに係り、詳しくは移動体に搭載された２次電池に非接触で充電を行う共鳴型非接触充電システムに関する。
非接触で電力伝送を行う技術として共鳴方式が提案されている（例えば特許文献１）。この共鳴方式による電力伝送システムでは、図１０に示すように、二つの銅線コイル５１，５２を離れた状態で配置し、一方の銅線コイル（１次側共鳴コイル）５１から他方の銅線コイル（２次側共鳴コイル）５２に電磁場の共鳴によって電力を伝送する。具体的には、交流電源５３に接続された１次コイル５４で発生した磁場を銅線コイル５１，５２による磁場共鳴により増強し、増強された銅線コイル５２付近の磁場から２次コイル５５により電磁誘導を利用して電力を取り出し、負荷５６に供給する。そして、半径３０ｃｍの銅線コイル５１，５２を２ｍ離して配置した場合に、負荷５６としての６０Ｗの電灯を点灯できることが確認されている。
また、運転者が人の手を借りないで簡便に電気自動車のバッテリを充電する充電システムとして、指向性電磁波を用いる充電システムが提案されている（例えば特許文献２）。この充電システムでは、給電器は電気自動車に向けて指向性電磁波エネルギーを送出する送出用アンテナを備え、自動車に搭載された受電器は指向性電磁波エネルギーを受入する受入用アンテナを備える。
国際公開特許ＷＯ／２００７／００８６４６ Ａ２ 特開平７−２３６２０４号公報
ところが、特許文献１には共鳴型非接触電力伝送方式を車両等の移動体の充電に用いる場合の具体的な構成については開示されていない。また、特許文献２の充電システムでは、送出用アンテナと受入用アンテナとの軸ずれにより受電効率が大きく影響するため、充電時における電気自動車の駐車位置の精度を高めるか、送出用アンテナと受入用アンテナとの軸ずれを解消するために少なくとも一方のアンテナを精度良く移動させる移動手段が必要になり、構成が複雑になる。
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、移動体の停止位置の精度を緩和した状態で効率良く充電することができる共鳴型非接触充電システムを提供することにある。
前記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、交流電源と、前記交流電源から電力の供給を受ける１次側共鳴コイルと、前記１次側共鳴コイルからの電力を磁場共鳴して受電する２次側共鳴コイルと、前記２次側共鳴コイルから電力の供給を受ける充電器と、前記充電器に接続された２次電池と、前記１次側共鳴コイルと前記２次側共鳴コイルの間の電力伝送効率を算出する制御部とを備え、前記２次側共鳴コイル、前記充電器及び前記２次電池は移動体に設けられている。そして、前記１次側共鳴コイル及び前記２次側共鳴コイルの少なくとも一方が複数設けられ、前記移動体が充電のために停止した状態において、前記複数の１次側共鳴コイル及び前記２次側共鳴コイルのうち、電力伝送効率の高い組み合わせとなるものを選択して電力伝送を行う。ここで、「交流電源」とは、交流電圧を出力する電源を意味し、直流電源から入力された直流を交流に変換して出力するものも含む。また、「移動体」とは、車両やロボットのように自身で移動できるものを意味する。
この発明では、充電器に接続された２次電池に充電する場合、移動体が充電位置に停止する。そして、その状態で複数の１次側共鳴コイル及び２次側共鳴コイルのうち電力伝送効率の高い組み合わせとなるものが選択されて、その組み合わせで電力伝送が行われる。共鳴型非接触電力伝送方式では、指向性電磁波を用いる充電システムと異なり、１次側共鳴コイルと２次側共鳴コイルとの軸ずれに対する制限が厳しくないため、移動体の充電時における停止位置の精度が悪くても効率良く充電することができる。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記１次側共鳴コイルが複数設けられている。一般に移動体は小型、軽量が望まれるが、この発明では、移動体に２次側共鳴コイルを複数設ける必要がないため、そのような要求をみたすことができる。
本発明によれば、移動体の停止位置の精度を緩和した状態で効率良く充電することができる。
第１の実施形態における共鳴型非接触充電システムの構成図。 車両の充電位置における１次側共鳴コイルと２次側共鳴コイルとの関係を示す模式平面図。 図２のＡ−Ａ線における模式断面図。 第２の実施形態における共鳴型非接触充電システムの構成図。 作用を説明するフローチャート。 第２の実施形態における車両の充電位置での１次側共鳴コイルと２次側共鳴コイルとの関係を示す模式平面図。 別の実施形態における車両の充電位置での１次側共鳴コイルと２次側共鳴コイルとの関係を示す模式平面図。 別の実施形態における車両の充電位置での１次側共鳴コイルと２次側共鳴コイルとの関係を示す模式側面図。 別の実施形態における車両の充電位置での１次側共鳴コイルと２次側共鳴コイルとの関係を示す模式平面図。 従来技術の非接触電力伝送装置の構成図。
（第１の実施形態）
以下、本発明を車両に搭載された２次電池に充電する共鳴型非接触充電システムに具体化した第１の実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１は共鳴型非接触充電システムの構成を模式的に示す。図１に示すように、共鳴型非接触充電システムは、地上側に設けられる給電側設備（送電側設備）１０と、移動体としての車両に搭載される車載側設備２０とで構成されている。給電側設備１０は、交流電源１１と、交流電源１１に接続される複数の１次コイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、１次コイルと同数の１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、電源側コントローラ１４と、インピーダンス測定手段１５とを備えている。なお、図１にはそれぞれ２個の１次コイル１２ａ，１２ｂ及び１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂが図示され、２個の１次コイル１２ｃ，１２ｄは図３にのみ図示され、２個の１次側共鳴コイル１３ｃ，１３ｄは図２及び図３に図示されている。対応する１次コイル１２ａ等と１次側共鳴コイル１３ａ等とは同軸上に位置するように配設されている。１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄにはコンデンサＣが接続されている。１次コイル１２ａ，１２ｂ及び１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂと、後記する２次側共鳴コイル２１及び２次コイル２２とは、交流電源１１から供給される電力を非接触で伝送する共鳴系１６を構成する。１次コイル１２ａ等、１次側共鳴コイル１３ａ等、２次側共鳴コイル２１及び２次コイル２２の巻数、巻径は伝送しようとする電力の大きさ等に対応して適宜設定される。
各１次コイル１２ａ，１２ｂは、切換スイッチＳＷを介して交流電源１１に一つずつ選択的に接続可能に構成されている。図１において切換スイッチＳＷは、リレーの接点を示す。図１には、リレーの接点が有接点式で図示されているが、半導体素子を用いた無接点リレーでもよい。交流電源１１は交流電圧を出力する電源である。交流電源１１は電源側コントローラ１４による制御によって所定周波数の交流を出力するように構成されている。インピーダンス測定手段１５は、共鳴系１６の入力インピーダンスを測定する。共鳴系１６の入力インピーダンスとは、１次コイル１２ａ，１２ｂの両端で測定した共鳴系１６全体のインピーダンスを意味する。
電源側コントローラ１４は、ＣＰＵ及びメモリを備え、メモリにはインピーダンス測定手段１５の測定結果に基づいて、電力伝送効率の高い組み合わせとなる１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂと２次側共鳴コイル２１との組を選択し、切換スイッチＳＷを対応する１次コイル１２ａ，１２ｂに接続するための制御プログラムが記憶されている。メモリには共鳴系１６の入力インピーダンスの大きさと、電力伝送効率との関係を示すデータがマップ又は関係式として記憶されている。このデータは、予め試験により求められる。電源側コントローラ１４は、１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄと２次側共鳴コイル２１の間の電力伝送効率を算出する制御部として機能する。
車載側設備２０は、２次側共鳴コイル２１と、２次コイル２２と、２次コイル２２に接続されて電力の供給を受ける充電器２３と、充電器２３に接続された２次電池２４と、充電コントローラ２５とを備えている。２次側共鳴コイル２１及び２次コイル２２は同軸上に位置するように配設されている。充電器２３は、２次コイル２２から入力される交流を整流する整流回路（図示せず）と、整流された直流を２次電池２４に充電するのに適した電圧に昇圧する昇圧回路（図示せず）とを備えている。充電コントローラ２５は、充電時に充電器２３の昇圧回路のスイッチング素子を制御する。充電コントローラ２５は２次電池２４の電圧を検出する電圧センサ２６の検出信号を入力して充電完了を判断する。
電源側コントローラ１４と、充電コントローラ２５とは図示しない無線通信装置を介して通信可能になっている。
図２は充電位置に設けられた４個の１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、充電位置に停止した移動体としての車両３０に搭載された２次側共鳴コイル２１との関係を模式的に示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ線における模式断面図。図２及び図３に示すように、２次側共鳴コイル２１は、車両３０の底部の略中央に、コイルの中心軸が車両３０の上下方向に延びるように設けられている。１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄは、地上に形成された穴の中に、充電時の停止位置に停止した車両３０の下方に位置し、コイルの中心軸が地上面に対して直交する方向に延び、車両３０の幅方向に沿って一列に並んだ状態で設けられている。１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄは、車両３０が充電位置に停止する際に車幅方向に大きくずれても、複数の１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄのうちのいずれか一つと、２次側共鳴コイル２１との組み合わせにより効率良く電力伝送が可能、即ち効率良く充電が可能な間隔で設けられている。各１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄの下方に各１次コイル１２ａ〜１２ｄが同軸で設けられている。車両３０の２次側共鳴コイル２１及び１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄは、電線が螺旋状に巻回されて、同じに形成されている。なお、穴の開口は車両３０の移動に支障がないように図示しないカバーで覆われている。
次に前記のように構成された共鳴型非接触充電システムの作用を説明する。
車両３０に搭載された２次電池２４の充電が必要な状態になると、車両３０は２次電池２４の充電を行うために、給電側設備１０の１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄが設けられた充電位置で停止する。そして、車両３０側から電源側コントローラ１４に給電要求信号（送電要求信号）が無線で送られる。電源側コントローラ１４は、給電要求信号を受信すると、先ず、各１次コイル１２ａ〜１２ｄを順次交流電源１１と接続する状態に切換スイッチＳＷを切り換えて共鳴系１６の入力インピーダンスをインピーダンス測定手段１５により測定する。インピーダンス測定手段１５は、交流電源１１から共鳴系１６の共鳴周波数で交流が出力された状態において、インピーダンスを測定する。そして、電源側コントローラ１４は、インピーダンス測定手段１５の測定結果に基づき、電力伝送効率の最も高い１次側共鳴コイル、例えば、１次側共鳴コイル１３ｂを使用すべき１次側共鳴コイルに決定し、切換スイッチＳＷを交流電源１１から１次コイル１２ｂに交流が供給される状態に切り換えた後、電力伝送を開始する。即ち、電源側コントローラ１４は、車両３０が充電のために充電位置に停止した状態において、複数の１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄのうち、電力伝送効率の高い組み合わせとなるものを選択して電力伝送を行う。
交流電源１１から１次コイル１２ｂに共鳴系１６の共鳴周波数で交流電圧が印加されることにより１次コイル１２ｂに磁場が発生する。この磁場が１次側共鳴コイル１３ｂと２次側共鳴コイル２１とによる磁場共鳴により増強され、増強された２次側共鳴コイル２１付近の磁場から２次コイル２２により電磁誘導を利用して電力が取り出されて充電器２３に供給される。即ち、１次側共鳴コイル１３ｂは交流電源１１から電力の供給を受け、２次側共鳴コイルは１次側共鳴コイル１３ｂからの電力を磁場共鳴して受電する。充電器は２次側共鳴コイル２１から電力の供給を受ける。充電器２３に供給された交流は整流回路で整流された後、昇圧回路で２次電池２４に充電するのに適した電圧に昇圧されて２次電池２４に充電される。充電コントローラ２５は、例えば、２次電池２４の電圧が所定電圧になった時点からの経過時間により充電完了を判断し、充電が完了すると、電源側コントローラ１４に充電完了信号を送信する。電源側コントローラ１４は、充電完了信号を受信すると電力伝送を終了する。
共鳴型非接触電力伝送においては、指向性電磁波を用いる充電システムと異なり、１次側共鳴コイルと２次側共鳴コイルとの軸ずれに対する制限が厳しくないため、車両３０が充電位置に停止する際の精度はそれほど要求されない。しかし、１次側共鳴コイルの数が１個の場合は、車両３０が停止した状態において、１次側共鳴コイルと２次側共鳴コイル
との位置関係が、電力伝送が効率良く行われない状態となる場合がある。しかし、この実施形態では複数の１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄが設けられているため、車両３０が充電位置に停止した状態において、１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄのいずれかと２次側共鳴コイル２１との関係が電力伝送を効率良く行うのに適した状態となる。したがって、車両３０の充電位置に対する停止の精度が悪くても効率良く充電することができ、運転者が充電位置に停止する際の操作が楽になる。
この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）共鳴型非接触充電システムの給電側設備１０は、交流電源１１と、交流電源１１に選択的に接続される複数の１次コイル１２ａ〜１２ｄと、複数の１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄとを備えている。移動体（車両３０）に設けられる車載側設備２０は、２次側共鳴コイル２１と、２次コイル２２と、２次コイル２２に接続されて電力の供給を受ける充電器２３と、充電器２３に接続された２次電池２４とを備えている。そして、移動体が充電のために停止した状態において、複数の１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄのうち、電力伝送効率の高い組み合わせとなるものを選択して電力伝送を行う。したがって、移動体の充電位置に対する停止の精度が悪くても効率良く充電することができる。また、一般に移動体は小型、軽量が望まれるが、移動体に２次側共鳴コイルを複数設ける必要がないため、そのような要求をみたすことができる。
（２）電源側コントローラ１４は、給電側設備１０に設けられたインピーダンス測定手段１５により測定した共鳴系１６の入力インピーダンスに基づいて、複数の１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄのうち、電力伝送効率の高い組み合わせとなるものを選択する。したがって、車載側設備２０には電力伝送効率の高い組み合わせを判断するための構成を特別に設ける必要がなく構成が簡単になる。
（３）車両３０の底部に２次側共鳴コイル２１を設け、給電側設備１０の１次コイル１２ａ〜１２ｄ及び１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄは地上に形成された穴の中に設けられているため、複数の１次コイル１２ａ〜１２ｄ及び１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄの配置スペースの確保が容易になる。また、図２に二点鎖線で示すように、車両３０が充電位置に前進、後進のどちらからでも進入することができる。
（４）１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄは、充電位置に停止した車両３０の幅方向に沿って一列に並んだ状態で設けられている。したがって、車両３０を充電位置に駐車させる際に横方向（車幅方向）へのずれを配慮せずに停止操作を行うことができる。前後方向の位置決めは、例えば、車輪止めをおおよその位置に配置することで簡単に行うことができる。
（５）２次コイル２２から出力される交流電流を整流回路で整流しただけで２次電池２４に充電するのではなく、２次電池２４で充電するのに適した電圧に昇圧回路で昇圧して充電するため、２次電池２４をより効率良く充電することができる。
（６）１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄ及び２次側共鳴コイル２１にコンデンサＣが接続されている。したがって、１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄ及び２次側共鳴コイル２１のコイルの巻数を増やすことなく共鳴周波数を下げることができる。また、共鳴周波数が同じであれば、１次側共鳴コイル１３ａ〜１３ｄ及び２次側共鳴コイル２１を、コンデンサＣを接続しない場合に比べて小型化することができる。
（第２の実施形態）
次に第２の実施形態を図４〜図６にしたがって説明する。この実施形態では、１次側共鳴コイル及び２次側共鳴コイルがともに複数（この実施形態ではいずれも２個）設けられている点が前記実施形態と異なっている。また、車両３０が充電のために停止した状態において、複数の１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ａ，２１ｂのうち、電力伝送効率の高い組み合わせとなるものを選択して電力伝送を行う他に、給電要求電力が予め設定された値より大きな場合は、両１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂで同時に電力伝送を行う点も異なっている。第１の実施形態と基本的に同一部分は同一符号を付して詳しい説明を省略する。
図４に示すように、２個の１次コイル１２ａ，１２ｂは切換スイッチＳＷではなく、それぞれ独立して開閉可能なスイッチ１７ａ，１７ｂを介して交流電源１１と接続されている。各２次側共鳴コイル２１ａ，２１ｂに対応して２次コイル２２ａ，２２ｂが設けられ、各２次コイル２２ａ，２２ｂは切換スイッチではなく、それぞれ独立して開閉可能なスイッチ２７ａ，２７ｂを介して充電器２３と接続されている。
図６に示すように、２次側共鳴コイル２１ａは車幅方向の略中央、かつ車両３０の前後方向の前側に、２次側共鳴コイル２１ｂは車幅方向の略中央、かつ車両３０の前後方向の後側にそれぞれ設けられている。１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂは、車両３０が充電時の停止位置に停止した状態において２次側共鳴コイル２１ａ，２１ｂの下方に位置するように、地上に形成された穴の中に設けられている。１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂの中心は、車両３０が正確に充電位置に停止した状態における２次側共鳴コイル２１ａ，２１ｂの中心を通る直線に対して、一方は右側にずれ、他方は左側にずれるように配置されている。そのため、車両３０が充電時の停止位置に停止した状態では、どちらかの１次側共鳴コイルと２次側共鳴コイルとの組み合わせの方が中心軸のずれが小さな状態、即ち電力伝送効率が高い状態になるようになっている。
次に共鳴型非接触充電システムの作用を図５のフローチャートにしたがって説明する。２次電池２４の充電を行うために、車両３０が充電位置で停止した状態で、充電コントローラ２５は電源側コントローラ１４に充電要求信号を送信する（ステップＳ１）。電源側コントローラ１４は充電要求信号を受信すると、１次側共鳴コイル１３ａと２次側共鳴コイル２１ａとの組み合わせ（コイルＡと称す）と、１次側共鳴コイル１３ｂと２次側共鳴コイル２１ｂとの組み合わせ（コイルＢと称す）とについて電力伝送効率を求める（ステップＳ２）。即ち、１次側共鳴コイル１３ａと２次側共鳴コイル２１ａとの組み合わせで電力伝送を行う状態と、１次側共鳴コイル１３ｂと２次側共鳴コイル２１ｂとの組み合わせで電力伝送を行う状態とにスイッチ１７ａ，１７ｂ，２７ａ，２７ｂのオン、オフを制御し、共鳴系１６の入力インピーダンスの測定結果に基づいて電力伝送効率を演算する。なお、スイッチ２７ａ，２７ｂのオン、オフは、電源側コントローラ１４からの指令信号により充電コントローラ２５が行う。
次に電源側コントローラ１４は、コイルＡの電力伝送効率（効率Ａ）がコイルＢの電力伝送効率（効率Ｂ）以上か否かを判断する（ステップＳ３）。ステップＳ３で電力伝送効率Ａが電力伝送効率Ｂ以上であればステップＳ４に進み、優先コイルをコイルＡとする。また、電力伝送効率Ａが電力伝送効率Ｂ以上でなければステップＳ５に進み、優先コイルをコイルＢとする。次に電源側コントローラ１４は、ステップＳ６で給電要求電力が所定以上、即ち予め設定された閾値以上か否かを判断する。この判断は、まず充電コントローラ２５が、例えば２次電池２４の定格容量及び２次電池２４の電圧等に基づいて行い、その判断結果を電源側コントローラ１４が充電コントローラ２５から受信することで行われる。そして、給電要求電力が所定以上であればステップＳ７に進み、コイルＡ及びコイルＢの両方で電力伝送（給電）を行う。即ち、各スイッチ１７ａ，１７ｂ，２７ａ，２７ｂがオン状態に保持され、交流電源１１から１次コイル１２ａ，１２ｂに交流が供給される。給電要求電力が所定未満であればステップＳ８に進み、優先コイルにて電力伝送（給電）を行う。
次にステップＳ９で充電コントローラ２５は、充電完了か否かを判断する。充電完了でなければステップＳ６に戻る。ステップＳ９で充電完了と判断すると充電コントローラ２５は電源側コントローラ１４に充電完了信号を送信し、電源側コントローラ１４は、充電完了信号を受信すると電力伝送を終了する（ステップＳ１０）。
この第２の実施形態によれば、第１の実施形態の（２），（３），（５），（６）と同様な効果に加えて以下の効果を得ることができる。
（７）１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ａ，２１ｂはともに複数設けられ、給電要求電力が予め設定された値以上の場合、複数組の１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂ及び２次側共鳴コイル２１ａ，２１ｂを用いて同時に電力伝送を行う。したがって、給電要求電力が大きな場合、例えば、２次電池２４の定格容量が大きな場合も短時間で充電を行うことが可能になる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
○ 第１の実施形態において、１次コイル１２ａ等及び１次側共鳴コイル１３ａ等を複数設け、２次側共鳴コイル２１及び２次コイル２２を１個設ける代わりに、図７に示すように、１次コイル１２及び１次側共鳴コイル１３を１個設け、車両３０に２個の２次側共鳴コイル２１ａ，２１ｂ及び２次コイル２２ａ，２２ｂを設けるようにしてもよい。
○ 第２の実施形態において、１次コイル１２ａ，１２ｂ及び１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂを１個ずつではなく、複数個（例えば、２個）ずつ、充電時の停止位置に停止した車両３０の車幅方向に沿って設けてもよい。この場合、車両３０の停止位置の横方向（車幅方向）へのずれの許容量が大きくなり、充電位置へ移動停止する際のハンドル操作がより容易になる。
○ １次コイル１２等及び１次側共鳴コイル１３等のコイルの軸心が地上面に対して直交する方向に延び、２次側共鳴コイル２１等及び２次コイル２２等をコイルの軸心が車両３０の上下方向に延びるように設ける構成に代えて、１次コイル１２等及び１次側共鳴コイル１３等のコイルの軸心が地上面に対して水平方向に延び、２次側共鳴コイル２１等及び２次コイル２２等をコイルの軸心が車両３０の上下方向と直交する方向に延びるように設ける構成にしてもよい。例えば、図８に示すように、地上に突出するように設けた給電側設備１０の収容ボックス内に１次側共鳴コイル１３ａ等を軸心が地上面に対して水平方向に延びるように設け、車両３０の前側に２次側共鳴コイル２１を軸心が車両３０の前後方向に延びるように設ける。また、２次側共鳴コイル２１を車両３０の後側に設けてもよい。
○ ２次側共鳴コイル２１を車両３０の前側又は後側に設ける代わりに、図９に示すように、車両３０の側部に設けてもよい。１次側共鳴コイル１３ａ，１３ｂは、軸心が地上面に対して水平方向に延びるように設けられるとともに車両３０が充電時の停止位置に停止した状態において、車両３０の側方に車両３０の前後方向に沿って並ぶように設けられる。また、２次側共鳴コイル２１及び２次コイル（図示せず）は、軸心が車両の幅方向に延びるように設けられる。この場合も、車両３０は充電位置に前進、後進のどちらからでも進入することができる。
○ 移動体は運転者を必要とする車両３０に限らず無人搬送車でもよい。また、車両３０や無人搬送車に限らず、２次電池２４を備えた自走式のロボットであってもよい。
○ ２次電池２４への充電位置が屋内の場合、給電側設備１０の１次コイル１２等及び１次側共鳴コイル１３等を充電時における移動体の停止位置の上方、例えば天井に設けてもよい。
○ 複数の１次側共鳴コイル及び２次側共鳴コイルのうち、電力伝送効率の高い組み合わせとなるものを選択する際に、共鳴系１６の入力インピーダンスの測定結果に基づいて各組み合わせの電力伝送効率を演算する代わりに、各組み合わせにおいて電力伝送を行った際の２次コイルの出力電圧または２次側共鳴コイルの出力電圧に基づいて電力伝送効率の高い組み合わせとなるものを選択してもよい。
○ 充電器２３に昇圧回路を設けずに、２次コイル２２から出力される交流電流を整流回路で整流しただけで２次電池２４に充電するようにしてもよい。
○ １次コイル１２等及び２次コイル２２等の径は、１次側共鳴コイル１３等及び２次側共鳴コイル２１等の径と同じに形成されている構成に限らず、小さくても大きくてもよい。
○ １次側共鳴コイル１３ａ等及び２次側共鳴コイル２１等は、それぞれ電線が螺旋状に巻回された形状に限らず、一平面上で渦巻き状に巻回された形状としてもよい。この場合、共鳴コイルの軸方向の長さが小さくなり、地上に形成する穴の深さを浅くすることができる。
○ １次コイル１２ａ等、１次側共鳴コイル１３ａ等、２次側共鳴コイル２１等及び２次コイル２２等の外形は、円形に限らず、例えば、四角形や六角形や三角形等の多角形にしたり、あるいは楕円形にしたりしてもよい。
○ 交流電源１１は、出力交流電圧の周波数が変更可能でも変更不能でもよい。
○ １次側共鳴コイル１３ａ等及び２次側共鳴コイル２１等に接続されたコンデンサＣを省略してもよい。しかし、コンデンサＣを接続した構成の方が、コンデンサＣを省略した場合に比べて、共鳴周波数を下げることができる。また、共鳴周波数が同じであれば、コンデンサＣを省略した場合に比べて、１次側共鳴コイル１３ａ等及び２次側共鳴コイル２１等の小型化が可能になる。
以下の技術的思想（発明）は前記実施形態から把握できる。
（１）請求項１又は請求項２に記載の発明において、共鳴系の入力インピーダンスを測定するインピーダンス測定手段が設けられ、前記インピーダンス測定手段の測定結果に基づいて電力伝送効率の高い組み合わせとなる１次側共鳴コイル及び２次側共鳴コイルの組が選択される。
（２）請求項１に記載の発明において、前記１次側共鳴コイル及び２次側共鳴コイルはともに複数設けられ、給電要求電力が予め設定された値以上の場合、複数組の１次側共鳴コイル及び２次側共鳴コイルを用いて同時に電力伝送を行う。
（３）請求項１、請求項２及び前記技術的思想（１），（２）に記載の発明において、前記移動体は車両でかつ、前記２次側共鳴コイルは車両の底部に設けられ、前記１次コイル及び１次側共鳴コイルは充電時停止位置に停止した車両の下方に位置するように設けられている。
１１…交流電源、１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…１次コイル、１３，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…１次側共鳴コイル、２１，２１ａ，２１ｂ…２次側共鳴コイル、２２，２２ａ，２２ｂ…２次コイル、２３…充電器、２４…２次電池、３０…移動体としての車両。

Claims (2)

  1. 交流電源と、
    前記交流電源から電力の供給を受ける１次側共鳴コイルと、
    前記１次側共鳴コイルからの電力を磁場共鳴して受電する２次側共鳴コイルと、
    前記２次側共鳴コイルから電力の供給を受ける充電器と、
    前記充電器に接続された２次電池と、
    前記１次側共鳴コイルと前記２次側共鳴コイルの間の電力伝送効率を算出する制御部とを備え、
    前記２次側共鳴コイル、前記充電器及び前記２次電池は移動体に設けられている共鳴型非接触充電システムであって、
    前記１次側共鳴コイル及び前記２次側共鳴コイルの少なくとも一方が複数設けられ、前記移動体が充電のために停止した状態において、前記複数の１次側共鳴コイル及び前記２次側共鳴コイルのうち、電力伝送効率の高い組み合わせとなるものを選択して電力伝送を行うことを特徴とする共鳴型非接触充電システム。
  2. 前記１次側共鳴コイルが複数設けられている請求項１に記載の共鳴型非接触充電システム。
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