JP2011115017A - 無線給電システム及び無線給電システムの設計方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】車両幅Aを有し、中心線CL8上に軸心21xが位置するように、受電用コイル横幅D2の受電用コイル21が設置された車両8を対象とし、路面枠幅Wを有する矩形状の駐車場枠9内に中心線CL9上に軸心11xが位置するように埋め込まれて設置された送電用コイル横幅D1を有する送電用コイル11を含む構成を採る。そして、この構成において、送電用コイル横幅D1及び受電用コイル横幅D2のうち小さくない方を示す最大コイル形成幅Dmaxを用いて、路面枠幅W、車両幅A、送電用コイル横幅D1、及び受電用コイル横幅D2は、式{Dmax≧W−A}を満足するように設定される。
【選択図】図2
Description
共鳴方式において、種々の検討結果から、丸形コイルの場合、送電用コイル,受電用コイル間の水平方向の位置ズレがコイル半径以下の場合、送電用コイル,受電用コイル間の給電効率を80%(所定の給電効率)以上確保可能であることが例えば非特許文献2において開示されている。
図1は車両用の無線給電装置の概略構成を示す説明図である。同図において、(a),(b) 及び(c)は、 駐車場枠上に(電動)車両が駐車された状態を示す上面図、側面図及び背面図であり、(d) は受電用コイル及び送電用コイルの詳細構成を示す図である。
図2はこの発明の実施の形態1である無線給電システムにおける駐車場枠9及び車両8の平面位置関係を模式的に示す説明図である。
なお、式(1)において、Dmaxは、送電用コイル横幅D1及び受電用コイル横幅D2のうち小さくない方を示す最大コイル形成幅(代表形成幅)を意味する。
一般に普通自動車として分類される車両を車両8とする場合は、無線給電システムの設計方法は以下のように変形できる。
一般に軽自動車として分類される車両を車両8とする場合は、無線給電システムの設計方法は以下のように変形できる。
図3はこの発明の実施の形態2である無線給電システムにおける駐車場枠9及び車両8の平面位置関係を模式的に示す説明図である。
なお、式(2)において、Dmaxは、送電用コイル横幅D1及び受電用コイル横幅D2のうち小さくない方を示す最大コイル形成幅を意味する。
図4はこの発明の実施の形態3である無線給電システムにおける駐車場枠19及び車両18の平面位置関係を模式的に示す説明図である。
なお、式(3)において、Dmaxは、送電用コイル横幅D1及び受電用コイル横幅D2のうち小さくない方を示す最大コイル形成幅を意味し、Gは、2つの差分値(Ti−Pi)及び(Po−To)のうち小さくない方を示す代表差分値Gを意味する。
図5はこの発明の実施の形態4である無線給電システムにおける駐車場枠9a,9b及び車両8の平面位置関係を模式的に示す説明図である。
なお、式(5)において、Dmaxは、送電用コイル横幅D1及び受電用コイル横幅D2のうち小さくない方を示す最大コイル形成幅を意味する。
なお、電磁誘導方式による送電においても、背景技術で述べた問題点が徐々に解消され、比較的大きな電力を数百ミリメートル先まで送電できる技術が実用化されつつある。そのような技術を用いることにより、近い将来、電磁誘導方式が、送電用コイルから電動車両の受電用コイルへの電力送電の手法として採用されることも十分考えられる。
9,9a,9b,19 駐車場枠
11,11a,11b 送電用コイル
12 高周波電力生成部
14 交流電源
21 受電用コイル
22 充電回路
23 バッテリ
Claims (16)
- 所定の路面幅を有する矩形状の路面枠内の第1の配置位置に埋め込まれて設けられた送電用コイルを有する無線給電システムであって、
前記送電用コイルは、磁力が変動する磁場を出力し、所定の車幅を有する所定の車両内の第2の配置位置に搭載された受電用コイルに対して無線により電力を供給可能であり、
前記送電用コイルは前記路面枠の幅方向において第1の形成幅を有し、
前記受電用コイルは前記車両の幅方向において第2の形成幅を有し、
前記路面枠内に前記所定の車両を駐車する際に前記送電用コイルと前記受動用コイルとの前記路面枠内における長さ方向の平面位置を一致させた場合、前記送電用コイルから前記受電用コイルへの給電効率が必ず所定の給電効率以上になるように、前記所定の路面幅、前記所定の車幅、前記第1及び第2の配置位置並びに前記第1及び第2の形成幅を設定したことを特徴とする、
無線給電システム。 - 請求項1記載の無線給電システムであって、
前記送電用コイルから前記受動用コイルへの無線による電力供給は、磁場の共鳴による前記送電用コイル,前記受電用コイル間の磁気的結合により行われ、
前記第1の形成幅をD1、前記第2の形成幅をD2、前記第1の配置位置の前記路面枠の幅方向中心線からの所定方向への第1の偏位量をm1、前記第2の配置位置の前記所定の車両の幅方向中心線からの前記所定方向への第2の偏位量をm2、前記所定の路面幅をW、前記所定の車幅をA、前記第1の形成幅D1,前記第2の形成幅D2のうち小さくない方を代表形成幅Dmaxとしたとき、以下の式(1)を満足するように、前記所定の路面幅W、前記所定の車幅A、前記第1及び第2の偏位量m1及びm2並びに前記第1及び第2の形成幅D1及びD2を設定したことを特徴とする、
Dmax≧W−A+2|m1−m2|・・・(1)
無線給電システム。 - 請求項2記載の無線給電システムであって、
前記第1の偏位量m1は“0”を含む、
無線給電システム。 - 請求項2あるいは請求項3記載の無線給電システムであって、
前記第1の偏位量m1と前記第2の偏位量m2とは互いに等しいことを特徴とする、
無線給電システム。 - 請求項2記載の無線給電システムであって、
前記第1の偏位量m1と前記第2の偏位量m2とは共に“0”を含み、
前記所定の車両は前記所定の車幅Aが1650mm以上の車両を含み、
前記代表形成幅Dmaxは1350mm以上の幅を含む、
無線給電システム。 - 請求項2記載の無線給電システムであって、
前記第1の偏位量m1と前記第2の偏位量m2とは共に“0”を含み、
前記所定の車両は前記所定の車幅Aが1450mm以上、1500mm以下の車両を含み、
前記代表形成幅Dmaxは950mm以上の幅を含む、
無線給電システム。 - 路面枠内の第1の配置位置に埋め込まれて設けられた送電用コイルを有する無線給電システムであって、
前記送電用コイルは、磁力が変動する磁場を出力し、所定の車両内の第2の配置位置に搭載された受電用コイルに対して無線により電力を供給可能であり、前記送電用コイルから前記受動用コイルへの無線による電力供給は、磁場の共鳴による前記送電用コイル,前記受電用コイル間の磁気的結合により行われ、
前記送電用コイルは前記路面枠の幅方向において第1の形成幅を有し、
前記受電用コイルは前記車両の幅方向において第2の形成幅を有し、
前記路面枠は前記所定の車両における一対の後輪に対応して、前記所定の車両の前記路面枠への駐車時に前記一対の後輪をその内部に位置決め可能な一対の位置決め部を有し、
前記第1の形成幅をD1、前記第2の形成幅をD2、前記第1の配置位置の前記路面枠の幅方向中心線からの所定方向への第1の偏位量をm1、前記第2の配置位置の前記所定の車両の幅方向中心線からの前記所定方向への第2の偏位量をm2、前記第1の形成幅D1,前記第2の形成幅D2のうち小さくない方を代表形成幅Dmaxとし、
前記一対の位置決め部の幅方向における内側寸法をPi、外側寸法をPoとし、前記一対の後輪の幅方向における内側寸法をTi、外側寸法をToとし、2つの差分値(Ti−Pi)及び(Po−To)のうち小さくない方を代表差分値Gとしたとき、以下の式(2)を満足するように、前記一対の位置決め部の幅方向における内側寸法Pi及び外側寸法Po、前記一対の後輪の幅方向における内側寸法Ti及び外側寸法To、前記第1及び第2の偏位量m1及びm2並びに前記第1及び第2の形成幅D1及びD2を設定することを特徴とする、
Dmax≧G+2|m1−m2|・・・(2)
無線給電システム。 - 請求項1記載の無線給電システムであって、
前記路面枠は幅方向において互いに隣接配置される一方及び他方の路面枠を含み、
前記送電用コイルは、各々が前記第1の形成幅を有し、前記一方及び他方の路面枠内に設けられる一方及び他方の送電用コイルを含み、前記一方及び他方の送電用コイルは幅方向において隣接するように前記一方及び他方の路面枠内の一方の配置位置及び他方の配置位置に設けられ、前記第1の配置位置は前記一方及び他方の配置位置を含み、
前記一方及び他方の送電用コイルそれぞれから前記受動用コイルへの無線による電力供給は、磁場の共鳴による前記一方及び他方の送電用コイルそれぞれと前記受電用コイルとの間の磁気的結合により行われ、
前記第1の形成幅をD1、前記第2の形成幅をD2、前記一方及び他方の配置位置の前記一方及び他方の路面枠の幅方向中心線からの所定方向への一方及び他方の偏位量のいずれかを第1の偏位量m1、前記第2の配置位置の前記所定の車両の幅方向中心線からの前記所定方向への第2の偏位量をm2、前記所定の路面幅をW、前記所定の車幅をA、前記第1の形成幅D1,前記第2の形成幅D2のうち小さくない方を代表形成幅Dmaxとしたとき、前記一方及び他方の路面枠それぞれにおいて以下の式(3)を満足するように、前記所定の路面幅W、前記所定の車幅A、前記第1及び第2の偏位量m1及びm2並びに前記第1及び第2の形成幅D1及びD2を設定したことを特徴とする、
D≧W−A+2|m1−m2|・・・(3)
無線給電システム。 - 所定の路面幅を有する矩形状の路面枠内の第1の配置位置に埋め込まれて設けられた送電用コイルを有する無線給電システムの設計方法であって、
前記送電用コイルは、磁力が変動する磁場を出力し、所定の車幅を有する所定の車両内の第2の配置位置に搭載された受電用コイルに対して無線により電力を供給可能であり、
前記送電用コイルは前記路面枠の幅方向において第1の形成幅を有し、
前記受電用コイルは前記車両の幅方向において第2の形成幅を有し、
前記無線給電システムの設計方法は、
(a) 少なくとも前記所定の車両の前記所定の車幅を事前に設定するステップと、
(b) 前記路面枠内に前記所定の車両を駐車する際に前記送電用コイルと前記受動用コイルとの前記路面枠内における長さ方向の平面位置を一致させた場合、前記送電用コイルから前記受電用コイルへの給電効率が必ず所定の給電効率以上になるように、前記所定の路面幅、前記第1及び第2の配置位置並びに前記第1及び第2の形成幅のうち少なくとも一つを設定することを特徴とする、
無線給電システムの設計方法。 - 請求項9記載の無線給電システムの設計方法であって、
前記送電用コイルから前記受動用コイルへの無線による電力供給は、磁場の共鳴による前記送電用コイル,前記受電用コイル間の磁気的結合により行われ、
前記ステップ(b) は、
前記第1の形成幅をD1、前記第2の形成幅をD2、前記第1の配置位置の前記路面枠の幅方向中心線からの第1の偏位量をm1、前記第2の配置位置の前記所定の車両の幅方向中心線からの第2の偏位量をm2、前記所定の路面幅をW、前記所定の車幅をA、前記第1の形成幅D1,前記第2の形成幅D2のうち小さくない方を代表形成幅Dmaxとしたとき、以下の式(4)を満足するように、前記所定の路面幅W、前記第1及び第2の偏位量m1及びm2並びに前記第1及び第2の形成幅D1及びD2のうち少なくとも一つを設定するステップを含む、
Dmax≧W−A+2|m1−m2|・・・(4)
無線給電システムの設計方法。 - 請求項10記載の無線給電システムの設計方法であって、
前記第1の偏位量m1は“0”を含み、
前記ステップ(a) は前記第1の偏位量m1を事前設定するステップをさらに含む、
無線給電システムの設計方法。 - 請求項10あるいは請求項11記載の無線給電システムの設計方法であって、
前記第1の偏位量m1と前記第2の偏位量m2とは互いに等しく、
前記ステップ(a) は前記第1及び第2の偏位量m1及びm2を事前設定するステップをさらに含む、
無線給電システムの設計方法。 - 請求項10記載の無線給電システムの設計方法であって、
前記第1の偏位量m1と前記第2の偏位量m2とは共に“0”を含み、
前記所定の車両は前記所定の車幅Aが1650mm以上の車両を含み、
前記代表形成幅Dmaxは1350mm以上の幅を含み、
前記ステップ(a) は前記第1及び第2の偏位量m1及びm2並びに所定の路面幅Wを事前設定するステップをさらに含む、
無線給電システムの設計方法。 - 請求項10記載の無線給電システムの設計方法であって、
前記第1の偏位量m1と前記第2の偏位量m2とは共に“0”を含み、
前記所定の車両は前記所定の車幅Aが1450mm以上、1500mm以下の車両を含み、
前記代表形成幅Dは950mm以上の幅を含み、
前記ステップ(a) は前記第1及び第2の偏位量m1及びm2並びに路面枠Wを事前設定するステップをさらに含む、
無線給電システムの設計方法。 - 路面枠内の第1の配置位置に埋め込まれて設けられた送電用コイルを有する無線給電システムの設計方法であって、
前記送電用コイルは、磁力が変動する磁場を出力し、所定の車両内の第2の配置位置に搭載された受電用コイルに対して無線により電力を供給可能であり、前記送電用コイルから前記受動用コイルへの無線による電力供給は、磁場の共鳴による前記送電用コイル,前記受電用コイル間の磁気的結合により行われ、
前記送電用コイルは前記路面枠の幅方向において第1の形成幅を有し、
前記受電用コイルは前記車両の幅方向において第2の形成幅を有し、
前記路面枠は前記所定の車両における一対の後輪に対応して、前記所定の車両の前記路面枠への駐車時に前記一対の後輪をその内部に位置決め可能な一対の位置決め部を有し、
前記第1の形成幅をD1、前記第2の形成幅をD2、前記第1の配置位置の前記路面枠の幅方向中心線からの所定方向への第1の偏位量をm1、前記第2の配置位置の前記所定の車両の幅方向中心線からの前記所定方向への第2の偏位量をm2、前記第1の形成幅D1,前記第2の形成幅D2のうち小さくない方を代表形成幅Dmaxとし、
前記一対の位置決め部の幅方向における内側寸法をPi、外側寸法をPoとし、前記一対の後輪の幅方向における内側寸法をTi、外側寸法をToとし、2つの差分値(Ti−Pi)及び(Po−To)のうち小さくない方を代表差分値Gとし、
前記無線給電システムの設計方法は、
(a) 少なくとも前記所定の車両の前記一対の後輪の幅方向における内側寸法Ti及び外側寸法Toを事前に設定するステップと、
(b) 以下の式(5)を満足するように、前記一対の位置決め部の幅方向における内側寸法Pi及び外側寸法Po、前記第1及び第2の偏位量m1及びm2並びに前記第1及び第2の形成幅D1及びD2の少なくとも一つを設定するステップとを備える、
Dmax≧G+2|m1−m2|・・・(5)
無線給電システムの設計方法。 - 請求項9記載の無線給電システムの設計方法であって、
前記路面枠は幅方向において互いに隣接配置される一方及び他方の路面枠を含み、
前記送電用コイルは、各々が前記第1の形成幅を有し、前記一方及び他方の路面枠内に設けられる一方及び他方の送電用コイルを含み、前記一方及び他方の送電用コイルは幅方向において隣接するように前記一方及び他方の路面枠内の一方の配置位置及び他方の配置位置に設けられ、前記第1の配置位置は前記一方及び他方の配置位置を含み、
前記一方及び他方の送電用コイルそれぞれから前記受動用コイルへの無線による電力供給は、磁場の共鳴による前記一方及び他方の送電用コイルそれぞれと前記受電用コイルとの間の磁気的結合により行われ、
前記無線給電システムの設計方法は、
(a) 少なくとも前記所定の車両の前記所定の車幅を事前に設定するステップと、
(b) 前記第1の形成幅をD1、前記第2の形成幅をD2、前記一方及び他方の配置位置の前記一方及び他方の路面枠の幅方向中心線からの所定方向への一方及び他方の偏位量のいずれかを第1の偏位量m1、前記第2の配置位置の前記所定の車両の幅方向中心線からの前記所定方向への第2の偏位量をm2、前記所定の路面幅をW、前記所定の車幅をA、前記第1の形成幅D1,前記第2の形成幅D2のうち小さくない方を代表形成幅Dmaxとしたとき、前記一方及び他方の路面枠それぞれにおいて以下の式(6)を満足するように、前記所定の路面幅W、前記第1及び第2の偏位量m1及びm2並びに前記第1及び第2の形成幅D1及びD2のうち少なくとも一つを設定したことを特徴とする、
Dmax≧W−A+2|m1−m2|・・・(6)
無線給電システムの設計方法。
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