JP2013017274A - 電力供給システム、電力供給方法及び電力供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】受電装置のコイル形状に拘らず、電力を非接触で効率よく伝送できる電力供給システム、電力供給方法及び電力供給装置を提供する。
【解決手段】電力供給システムは、移動体１３に設けられた受電装置７０と、給電装置４０とを有する。給電装置４０は、交流電力が供給されて交流磁界を発生する複数の給電コイル４４が集合してなるコイルアレイ４５と、給電コイル４４毎に設けられて給電コイル４４をその中心軸方向に移動可能に支持する複数のコイル支持部４３とを有する。また、受電装置７０は、前記複数の給電コイル４４のうちの少なくとも一部のコイル４４に磁気的に結合可能な受電コイル７３を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電力供給システム、電力供給方法及び電力供給装置に関する。

近年、携帯電話等の電子機器や電気自動車のバッテリを充電する技術として、非接触電力供給システムが注目されている。

一般的な非接触電力供給システムでは、給電装置と受電装置の両方にそれぞれコイルを設け、それらのコイルを近接させて配置する。そして、給電装置のコイルに交流電力を供給すると、電磁誘導により受電装置のコイルに電流が流れる現象を利用して、給電装置から受電装置に電力を伝送する。

このような非接触電力供給システムでは、外に露出する端子がないので、短絡や漏電の発生を防ぐことができる。また、端子を接触させて給電を行うのではないため、端子の劣化や接触不良により給電できなくなることもない。

特開２０１０−２２６９４６号公報 特開２００９−２８４６９６号公報

受電装置のコイル形状に拘らず、電力を非接触で効率よく伝送できる電力供給システムを提供することを目的とする。

開示の技術の一観点によれば、移動体に設けられた受電装置に給電装置から非接触で電力を供給する電力供給システムであって、前記給電装置は、交流電力が供給されて交流磁界を発生する複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと、前記給電コイル毎に設けられて前記給電コイルをその中心軸方向に移動可能に支持する複数のコイル支持部とを有し、前記受電装置は、前記複数の給電コイルのうちの少なくとも一部のコイルに磁気的に結合可能な受電コイルを有する電力供給システムが提供される。

開示の技術の他の一観点によれば、移動体に設けられた受電装置に給電装置から非接触で電力を供給する電力供給方法であって、前記給電装置の複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと前記移動体に設けられた給電コイルとを対向させて配置する工程と、給電コイル毎に給電コイルと移動体との間の距離が一定となるように前記給電コイルを移動させる工程と、前記受電コイルに磁気的に結合可能な給電コイルを抽出する工程と、抽出した前記給電コイルに交流電力を供給する工程とを有する電力供給方法が提供される。

上記の一観点又は他の一観点によれば、受電装置のコイル形状に拘らず、給電装置から受電装置に電力を非接触で効率よく伝送することができる。

図１は、電気自動車に非接触で電力を供給してバッテリを充電する電力供給システムの一例を表した模式図である。 図２は、第１の実施形態に係る電力供給システムの概要を表した模式図である。 図３は、支持部に支持されたエアーシリンダを示す模式図である。 図４は、給電コイルと受電コイルとの大きさを比較して示す模式図である。 図５は、第１の実施形態に係る電力供給システムの制御系を表したブロック図である。 図６は、圧搾空気の供給経路を示す模式図である。 図７は、第１の実施形態に係る電力供給システムの動作（充電時の動作）を説明するフローチャートである。 図８は、駐車スペースの路面に駐車位置を示すマークを設けた例を表した上面図である。 図９は、車体底面とピストンロッドの先端部（給電コイルの上面）との間に発生した空気の層を模式的に表した図である。 図１０は、車体底面の凹凸に倣って配列した給電コイルを表した模式図である。 図１１は、第２の実施形態に係る電力供給システムの給電装置の給電コイル移動制御機構を表した図である。 図１２は、近接センサとして半導体レーザを使用した例を表した図である。

以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。

図１は、電気自動車に非接触で電力を供給してバッテリを充電する電力供給システムの一例を表した模式図である。

給電装置２０は、駐車スペース１１に設けられた凹部内に配置されており、台車２１と、ジャッキ（昇降装置）２２と、コイル（以下、「給電コイル」ともいう）２３とを有している。台車２１は、台車駆動装置（図示せず）により駆動されて駐車スペース１１の凹部内を水平方向に移動する。ジャッキ２２は台車２１の上に固定されており、ジャッキ駆動装置（図示せず）により駆動されて垂直方向（上下方向）に伸縮する。給電コイル２３はジャッキ２２の上にその中心軸を垂直にして配置されている。この給電コイル２３には、電源（図示せず）から交流電力が供給される。

一方、受電装置３０は、バッテリ３１と、整流器３２と、コイル（以下、「受電コイル」ともいう）３３とを有する。受電コイル３３は、電気自動車１２の車体底部に、その中心軸を垂直にして配置されている。受電コイル３３は整流器３２の入力側端子に接続されており、整流器３２の出力側端子はバッテリ３１に接続されている。

このような電力供給システムにおいて、電気自動車１２のバッテリ３１を充電するときの動作について説明する。

まず、電気自動車１２を駐車スペース１１の所定位置（給電装置２０の上方）に移動して駐車する。その後、作業者が台車駆動装置を操作して台車２１を水平方向に移動させ、給電コイル２３と受電コイル３３との中心軸をほぼ一致させる。

次に、作業者は、ジャッキ駆動部を操作してジャッキ２２を垂直方向に伸長させ、給電コイル２３を受電コイル３３に近づける。このとき、給電コイル２３を車体に接触させてしまうと、車体や給電コイル２３に疵を付けることがあるため、ジャッキの操作は慎重に行われる。また、必要であれば、作業者は再度台車駆動装置を操作して、給電コイル２３と受電コイル３３との中心軸がより正確に一致するように、台車２１の水平方向の位置を調整する。

このようにして給電コイル２３を車体底面から若干離れた位置に配置したら、電源から給電コイル２３に交流電力を供給する。これにより、給電コイル２３の周囲に交流磁界が発生し、電磁誘導により受電コイル３３に交流電流が流れる。この交流電流は整流器３２により整流されて所定の電圧の直流電流に変換される。そして、バッテリ３１は、整流器３２から供給される直流電力により充電される。

上述の電力供給システムでは、給電コイル２３と受電コイル３３との位置関係が給電効率に大きく関係する。給電効率を高くするためには、給電コイル２３と受電コイル３３との中心軸が一致し、且つ給電コイル２３と受電コイル３３との間隔を小さくすることが重要である。

しかし、作業者が台車やジャッキを操作して給電コイル２３を最適な位置に配置することは困難である。また、給電効率を高くするためには給電コイル２３と受電コイル３３との大きさを同じにすることが好ましいが、自動車の車種によっては給電コイル２３の大きさに合わせたコイルを搭載することが困難な場合もある。

以下の実施形態では、受電装置のコイル形状に拘らず、電力を非接触で効率よく伝送できる電力供給システムを開示する。

（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態に係る電力供給システムの概要を表した模式図である。なお、本実施形態に係る電力供給システムの制御系については別途説明する。

本実施形態に係る電力供給システムは、電気自動車１３に搭載された受電装置７０に給電装置（電力供給装置）４０から非接触で電力を供給してバッテリ７１を充電する。

図２のように、給電装置４０は、駐車スペース１１の凹部内に配置されて垂直方向（上下方向）に伸縮するジャッキ（昇降装置）４１と、ジャッキ４１の上に取り付けられた支持部４２とを有する。支持部４２には複数のエアーシリンダ４３が支持されており、各エアーシリンダ４３の上部には給電コイル４４が配置されている。各エアーシリンダ４３に駆動用エアーが供給されていないときには、各給電コイル４４は平面上に並んでいる。以下、給電コイル４４の集合体をコイルアレイ４５と呼ぶ。

また、駐車スペース１１に駐車された電気自動車１３から若干離れた位置には、路面から電気自動車１３の車体底部までの距離を検出するためのカメラ６３が配置されている。

図３は、支持部４２に支持されたエアーシリンダ４３を示す模式図である。この図３のように、支持部４２の上部には複数のエアーシリンダ４３がその中心軸を垂直にして支持されている。各エアーシリンダ４３にはエアー配管５３ａが接続されており、エアー配管５３ａを介して供給されるエアーによりピストンロッド５２が垂直方向に移動する。

給電コイル４４は、ピストンロッド５２の先端部の周囲に巻回された電線により形成されている。また、給電コイル４４の周囲は樹脂で覆われている。この給電コイル４４は、後述するコイル個別制御部４９に電気的に接続されている。なお、図３中符号５０は、給電コイル４４とコイル個別制御部４９との間を電気的に接続する電線を表している。給電コイル４４は、ピストンロッド５２とともに垂直方向に移動するので、エアーシリンダ４３は各給電コイル４４が相互に接触しない程度の間隔をあけて配列される。

ピストンロッド５２の上部は中空になっており、ピストンロッド５２の途中にはエアー配管５３ｂが接続されている。このエアー配管５３ｂを介してピストンロッド５２に供給されたエアーは、ピストンロッド５２の先端から上方に向けて噴射される。

また、支持部４２にはクランパー６１が設けられている。このクランパー６１は、後述する主制御部４８からの信号により駆動されて、ピストンロッド５２を挟んで固定（クランプ）する。

一方、図２のように、受電装置７０は、バッテリ７１と、整流器７２と、受電コイル７３とを有する。受電コイル７３は電気自動車１３の車体底部に、その中心軸を垂直にして配置される。受電コイル７３は整流器７２の入力側端子に接続されており、この整流器７２から出力される直流電力によりバッテリ７１が充電される。

図４は、給電コイル４４と受電コイル７３との大きさを比較して示す模式図である。この図４のように、給電コイル４４の直径は受電コイル７３の直径よりも小さく、受電コイル７３の内側に複数の給電コイル４４が配置される。

また、給電コイル４４の集合体であるコイルアレイ４５は、受電コイル７３よりも十分大きく設定されている。本実施形態では、給電コイル４４の直径が３ｃｍ、受電コイル７３の直径が３０ｃｍであるとする。また、コイルアレイ４５の大きさは、長辺が１２０ｃｍ、短辺が８０ｃｍの矩形状であるとする。

図５は、本実施形態に係る電力供給システムの制御系を表したブロック図である。給電装置４０の制御部４７は、主制御部４８とコイル個別制御部４９とを有している。前述したように、給電コイル４４はコイル個別制御部４９に電気的に接続されている。コイル個別制御部４９の動作は後述する。

主制御部４８には、コイル個別制御部４９、ジャッキ駆動部４１ａ、電源１５、クランパー６１、昇降用バルブ（エアーバルブ）５８ａ、噴射用バルブ（エアーバルブ）５８ｂ、リークバルブ（エアーバルブ）５９、通信部４６及びカメラ６３が接続されている。なお、昇降用バルブ５８ａ、噴射用バルブ５８ｂ、リークバルブ５９及びクランパー６１は、１個のエアーシリンダ４３に対しそれぞれ１個ずつ設けられている。

また、後述するように、昇降用バルブ５８ａはエアータンクとエアーシリンダ４３とを連絡するエアー配管の途中に配置され、リークバルブ５９は昇降用バルブ５８ａとエアーシリンダ４３との間のエアー配管から分岐したエアー配管に接続されている。更に、噴射用バルブ５８ｂは、エアータンクとピストンロッド５２とを連絡するエアー配管の途中に配置されている。

主制御部４８は、所定のタイミングでジャッキ駆動部４１ａを駆動して支持部４２を垂直方向に移動させたり、昇降用バルブ５８ａ及びリークバルブ５９を制御してエアーシリンダ４３のピストンロッド５２を垂直方向に移動させたりする。また、主制御部４８は、噴射用バルブ５８ｂを制御してエアーシリンダ４３のピストンロッド５２の先端からエアーを噴射させたり、クランパー６１を駆動して各エアーシリンダ４３のピストンロッド５２をクランプ（固定）させたりする。更に、主制御部４８は、通信部４６を介して受電装置７０との間で通信を行う。更にまた、主制御部４８は、カメラ６３で撮影された画像を解析して、路面から電気自動車１３の底面までの距離を検出する。

一方、受電装置７０は、操作部７５と、制御部７６と、通信部７４とを有する。バッテリ７１、整流器７２及び操作部７５は、いずれも制御部７６に接続されている。また、受電装置７０には通信部７４が設けられており、この通信部７４を介して給電装置４０の通信部４６と間で通信が行われる。なお、給電装置４０側の通信部４６と受電装置７０側の通信部７４との間の通信は電波を介して行われてもよく、光（赤外線等）を介して行われてもよい。

操作部７５は電気自動車１３の運転席に設けられ、運転手（作業者）の操作に応じた信号を制御部７６に出力する。また、後述するように、バッテリ７１の充電が完了したときには、制御部７６から操作部７５に信号が出力され、操作部７５に充電が完了した旨を示す表示が行われる。

図６は、圧搾空気の供給経路を示す模式図である。コンプレッサー５５ａで圧縮されたエアー（圧搾空気）は、エアータンク５６ａに貯留される。このエアータンク５６ａは、レギュレータ５７ａ及び昇降用バルブ５８ａを介してエアーシリンダ４３に接続されている。また、昇降用バルブ５８ａとエアーシリンダ４３とを連絡するエアー配管は途中で分岐しており、リークバルブ５９に接続されている。

エアータンク５６ａには圧力スイッチ（図示せず）が設けられており、この圧力スイッチによりコンプレッサー５５ａがオン−オフして、エアータンク５６ａ内の圧力が一定に維持される。レギュレータ５７ａは、エアータンク５６ａから昇降用バルブ５８ａに供給される圧搾空気の圧力を調整する。

昇降用バルブ５８ａ及びリークバルブ５９は主制御部４８からの信号に応じて開閉する。例えば昇降用バルブ５８ａを開、リークバルブ５９を閉にすると、エアータンク５６ａからレギュレータ５７ａを介してエアーシリンダ４３に圧搾空気が導入され、エアーシリンダ４３のピストンロッド５２が上昇する。また、昇降用バルブ５８ａを閉、リークバルブ５９を開にすると、エアーシリンダ４３からリークバルブを介して圧搾空気が大気中に抜け、エアーシリンダ４３のピストンロッド５２が下降する。

一方、コンプレッサー５５ｂで圧縮されたエアー（圧搾空気）は、エアータンク５６ｂに貯留される。このエアータンク５６ｂは、レギュレータ５７ｂ及び噴射用バルブ５８ｂを介してピストンロッド５２の先端部の空間に接続されている。

エアータンク５６ｂには圧力スイッチ（図示せず）が設けられており、この圧力スイッチによりコンプレッサー５５ｂがオン−オフして、エアータンク５６ｂ内の圧力が一定に維持される。レギュレータ５７ｂは、エアータンク５６ｂから噴射用バルブ５８ｂに供給される圧搾空気の圧力を調整する。

また、噴射用バルブ５８ｂは主制御部４８からの信号に応じて開閉する。例えば噴射用バルブ５８ｂを開にすると、ピストンロッド５２の先端から上方に向けて圧搾空気が噴射される。一方、噴射用バルブ５８ｂを閉にすると、ピストンロッド５２の先端部からの圧搾空気の噴射が停止する。

なお、本実施形態ではエアーシリンダ４３を駆動するガス及びピストンロッド５２の先端から噴射するガスとしていずれも空気を使用しているが、空気に替えて窒素又はその他のガスを使用してもよい。

図７は、本実施形態に係る電力供給システムの動作（充電時の動作）を説明するフローチャートである。

まず、ステップＳ１１において、運転手は、電気自動車１３を駐車スペース１１の所定位置まで移動して駐車する。このとき、受電コイル７３がコイルアレイ４５の上方に配置されることが重要である。例えば、図８の上面図に示すように、駐車スペース１１の路面に駐車位置を示すマーク１１ａを設けておくと、電気自動車１３を所定位置に駐車することが容易になる。本実施形態では、受電コイル７３に比べてコイルアレイ４５のサイズが十分大きいので、受電コイル７３がコイルアレイ４５の上方に配置するように電気自動車１３を駐車スペース１１に駐車させることは容易である。

運転手は、電気自動車１３を駐車スペース１１の所定位置に駐車させたら、操作部７５を操作して制御部７６に充電開始を指示する。これにより、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では、制御部７６が通信部７４を介して給電装置４０に、給電要求信号を出力する。この給電要求信号を受電装置４０の通信部４６が受信すると、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３において、通信部４６で受信した給電要求信号は、主制御部４８に送られる。これにより、主制御部４８は、給電処理を開始する。すなわち、最初にカメラ６３を作動して電気自動車１３の車体底部を撮影し、撮影した画像データを解析して、路面から電気自動車１３の車体底面（車体底面のうち最も低い部分）までの距離を算出する。

次に、ステップＳ１４に移行し、主制御部４８は、ステップＳ１３で算出した路面から車体底面までの距離に応じてコイルアレイ４５の上昇量を決定する。その後、主制御部４８はジャッキ駆動部４１ａを駆動してジャッキ４１を伸長させ、コイルアレイ４５を決定した上昇量分だけ上昇させる。ここでは、コイルアレイ４５と車体底面との距離が３ｃｍとなるようにコイルアレイ４５を上昇させるものとする。

なお、本実施形態ではカメラ６３を用いて路面から車体底面までの距離を検出してコイルアレイ４５の上昇量を決定している。しかし、カメラ６３を省略し、コイルアレイ４５を常に一定量だけ上昇させるようにしてもよい。また、レーザ測長器等の装置を使用して路面から車体底面までの距離を検出し、コイルアレイ４５の上昇量を決定してもよい。

次に、ステップＳ１５に移行し、主制御部４８は、噴射用バルブ５８ｂを開にする。これにより、ピストンロッド５２に圧搾空気が供給され、ピストンロッド５２の先端から上方に向けて圧搾空気が噴射される。圧搾空気の噴出量はレギュレータ５７ｂにより調整することができる。ここでは、圧搾空気の噴出量が毎分２０リットルとなるようにレギュレータ５７ｂが調整されているものとする。

また、主制御部４８は、噴射用バルブ５８ｂを開にするのとほぼ同時に、昇降用バルブ５８ａを開にする。これにより、圧搾空気がエアーシリンダ４３内に送りこまれ、ピストンロッド５２とともに給電コイル４４が上方に移動する。なお、ピストンロッド５２の上昇速度はレギュレータ５７ａにより調整することができる。ここでは、ピストンロッド５２の上昇速度が毎秒１ｃｍとなるようにレギュレータ５７ａが調整されているものとする。

ピストンロッド５２の先端部から圧搾空気を噴射すると、図９に模式的に示すように、車体底面１３ａとピストンロッド５２の先端部（給電コイル４４の上面）との間に圧力が高い空気の層６２が発生する。そして、この空気の層６２がクッションとなって、ピストンロッド５２の上昇が阻害される。その結果、ピストンロッド５２は、昇降用バルブ５８ａからエアーシリンダ４３に供給される圧搾空気の圧力とピストンロッド５２の先端から噴射されるエアーの圧力及び流量とにより決まる位置に停止する。

ここでは、受電コイル４４と車体底面１３ａとの距離が約３ｍｍになったところでピストンロッド５２の上昇が停止するものとする。また、ピストンロッド５２の上昇の停止は、噴射用バルブ５８ｂ及び昇降用バルブ５８ａを開にしてから５秒以内に行われるものとする。

なお、本実施形態では、各エアーシリンダ４３に個別に圧搾空気を供給するので、例えば図１０のように車体底面に凹凸がある場合も、車体底面の凹凸に倣って給電コイル４４が配列する。これにより、給電コイル４４と受電コイル７３との間の距離を小さくできるとともに、給電コイル４４が車体に接触して疵を付けることが防止される。

次に、ステップＳ１６に移行し、主制御部４８はクランパー６１を稼動させて、各エアーシリンダ４３のピストンロッド５２を固定する。その後、ステップＳ１７に移行し、制御部４８は噴射用バルブ５８ｂ及び昇降用バルブ５８ａを閉にする。噴射用バルブ５８ｂ及び昇降用バルブ５８ａを閉にしても、クランパー６１によりピストンロッド５２が固定されているため、各給電コイル４４の位置は変化しない。

次に、ステップＳ１８に移行し、主制御部４８は、コイル個別制御部４９に各給電コイル４４の端子間電圧の監視を指示する。また、主制御部４８は、通信部４６を介して受電装置７０に受電コイル７３への交流電力の供給を要求する信号を出力する。給電装置７０の制御部７６は、受電コイル７３への交流電力の供給を要求する信号を受信すると、一定の時間（例えば数秒間）だけ交流信号又はパルス信号を生成して受電コイル７３に供給する。

これにより、受電コイル７３の周囲に磁界が発生し、給電コイル４４のうち受電コイル７３に対向している給電コイル４４に電流が流れる。

コイル個別制御部４９は、ステップＳ１９において、端子間電圧が予め設定された値以上変化した給電コイル４４を抽出する。そして、それらの給電コイル４４を受電コイル７３に磁気的結合可能なコイルとして主制御部４８に通知する。

なお、本実施形態では受電コイル７３に電流を流して受電コイル７３に磁気的に結合可能な給電コイル４４を抽出している。しかし、例えば各給電コイル４４に順番に交流電流を流しながら受電コイル７３に流れる電流を監視して、受電コイル７３に磁気的に結合可能な給電コイル４４を抽出してもよい。

次に、ステップＳ２０に移行し、主制御部４８は、電源１５から供給される交流電力を、コイル個別制御部４９を介して磁気的結合可能な給電コイル４４のみに供給する。これにより、交流電力が供給された給電コイル４４から交流電界が発生し、電磁誘導により受電コイル７３に交流電流が流れる。

受電装置７０の制御部７６は、ステップＳ２１において、受電コイル７３から出力される交流電流を整流器７２に伝達する。整流器７２は受電コイル７３で発生した交流電流を整流して所定の電圧の直流電流とし、バッテリ７１に供給する。バッテリ７１は、整流器７２から供給される直流電力により充電される。

その後、ステップＳ２２に移行し、受電装置７０の制御部７６は、バッテリ７１の電圧を監視する。そして、バッテリ７１の電圧が所定の電圧になると、バッテリ７１の充電が完了したと判定し、操作部７５に充電完了を示す信号を出力してその旨を示す表示を行うとともに、通信部７４を介して給電装置７０に充電完了信号を送信する。これにより、ステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３では、通信部４６で受信した充電完了信号が主制御部４８に送られる。主制御部４８は、この信号を受信すると、コイル個別制御部４８に給電コイル４４への交流電力の供給停止を指示する。これにより、コイル個別制御部４８は、給電コイル４４への交流電力の供給を停止する。

また、主制御部４８は、クランパー６１によるピストンロッド５２の固定を解除する。このとき、リークバルブ５９は開であるので、クランパー６１による固定を解除すると、ピストンロッド５２が下降して各給電コイル４４が同一平面上に並ぶ。更に、ジャッキ駆動部４１ａを稼動してジャッキ４１を収縮させ、コイルアレイ４５を下降させる。このようにして、充電処理が完了する。

本実施形態では、給電装置４０側のコイルアレイ４５のサイズが受電コイル７３のサイズよりも十分に大きく設定されており、且つ受電コイル７３がコイルアレイ４５に重なる位置に電気自動車を配置すればよいので、高精度の位置合わせが不要である。

また、本実施形態では、多数の給電コイル４４のうち受電コイル７３と磁気的に結合可能な給電コイル４４を抽出し、それらの給電コイル４４のみに交流電力を給電して非接触電力供給を行う。このため、受電コイル７３の形状に拘らず、効率的な電力供給が可能である。

更に、本実施形態では、多数の受電コイル４４を個別に上下動させるので、車体底面に凹凸があっても各給電コイル４４が車体底面の凹凸に倣って配列する。これにより、給電コイル４４と受電コイル７３との間隔を小さくでき、給電効率がより一層向上するという効果を奏する。

更にまた、本実施形態では、ピストンロッド５２の先端から圧搾空気を噴射しながらピストンロッド５２を上昇させるので、給電コイル４４と車体底面との間にエアーのクッションが形成され、給電コイル４４と車体との接触を回避することができる。これにより、電気自動車１３や給電コイル４４に疵を付けることが防止できる。

（第２の実施形態）
図１１は、第２の実施形態に係る電力供給システムの給電装置の給電コイル移動制御機構を表した図である。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、エアーシリンダに替えてリニアアクチュエータを使用すること、及び近接センサを用いて給電コイルと車両底面との間隔を監視することにあり、その他の構成は基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、ここでは重複する部分の説明を省略する。また、本実施形態においても、図２，図５を随時参照して説明する。

本実施形態では、図１１のように、給電装置４０の支持部４２の上部に、リニアアクチュエータ７７が配置されている。リニアアクチュエータ７７は、主制御部４８からの信号に応じてスライダ７８を上下方向に移動させるものであり、例えばＤＣモータ（図示せず）と、ＤＣモータの回転をスライダ７８の往復運動に変えるボールねじ（図示せず）とを有している。

スライダ７８の上部には給電コイル４４が設けられている。この給電コイル４４は、スライダ７８の周囲に電線を巻回して形成されている。また、給電コイル４４の周囲は樹脂により被覆されている。なお、本実施形態においても、給電装置４０は多数の給電コイル４４を有し、１つの給電コイル４４に対し１つのリニアアクチュエータ７７が設けられている。

スライダ７８の上部には、近接センサ７９が配置されている。この近接センサ７９は、図１２のようにレーザ光を出力する半導体レーザ８０と、車体底面１３ａで反射されたレーザ光を検出する光検出器８１とを有する。半導体レーザ８０の光出射側には投光レンズ８０ａが配置されており、光検出器８１の受光面側には受光レンズ８１ａが配置されている。

半導体レーザ８０からは垂直上方にレーザ光が出射される。光検出器８１の光軸は斜めに設定されており、スライダ７８の上部と車両底面１３ａとの距離が所定距離となったときに光検出器８１の出力が設定値を超えることを利用して、スライダ７８の上部と車両底面１３ａとの距離が所定距離か否かを検出する。

光検出器８１の出力はコイル個別制御部４９（図５参照）を介して主制御部４８に伝達され、主制御部４８によりリニアアクチュエータ７７が制御される。

すなわち、本実施形態では、給電コイル４４を上昇させる際に、主制御部４８は近接センサ７９からの信号を入力し、給電コイル４４毎にスライダ７８の上部と車両底面１３ａとの間隔を監視する。そして、主制御部４８は、スライダ７８の上部と車両底面１３ａとの間隔が所定距離（例えば、約３ｍｍ）になったときに、リニアアクチュエータ７７の稼動を停止する。これにより、各給電コイル４４は、車体底面１３ａの凹凸に倣って配列する。

その後、第１の実施形態と同様に、受電コイル７３と磁気的結合可能な給電コイル４４が抽出され、それらの給電コイル４４を介して給電装置４０から受電装置７０に電力が供給される。

本実施形態では、近接センサ７９を使用することにより、給電コイル４４から車両底面までの距離を第１の実施形態に比べてより正確に制御することができる。また、本実施形態ではコンプレッサー等の装置やエアー配管が不要であり、第１の実施形態に比べて装置構成が簡単になるという利点もある。

なお、本実施形態では近接センサ７９として半導体レーザ８０及び光検出器８１を使用しているが、近接センサ７９として各スライダ７８の上部に超音波センサを配置してもよい。超音波センサから出力された超音波が車体底面１３ａに反射して戻るまでの時間により、スライダ７８の上部から車両底面までの距離を検出することができる。

上述した第１及び第２の実施形態ではいずれも移動体が電気自動車の場合について説明したが、これにより移動体が電気自動車に限定されるものではなく、開示の技術は移動体が電気自動車以外のものであっても適用することができる。

以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）移動体に設けられた受電装置に給電装置から非接触で電力を供給する電力供給システムであって、
前記給電装置は、交流電力が供給されて交流磁界を発生する複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと、前記給電コイル毎に設けられて前記給電コイルをその中心軸方向に移動可能に支持する複数のコイル支持部とを有し、
前記受電装置は、前記複数の給電コイルのうちの少なくとも一部のコイルに磁気的に結合可能な受電コイルを有する
ことを特徴とする電力供給システム。

（付記２）前記給電装置は、前記コイル支持部を介して前記給電コイルと前記移動体との間隔を前記給電コイル毎に制御する制御機構を有することを特徴とする付記１に記載の電力供給システム。

（付記３）前記給電コイルのサイズが前記受電コイルのサイズよりも小さく、前記コイルアレイのサイズが前記受電コイルのサイズよりも大きいことを特徴とする付記１又は２に記載の電力供給システム。

（付記４）前記給電装置は、更に前記コイル支持部の前記受電コイル側先端部から前記移動体に向けて気体を噴射する噴射機構を有し、該噴射機構から噴射された気体がクッションとなって前記給電コイルと前記移動体との間に隙間が保持されることを特徴とする付記２又は３に記載の電力供給システム。

（付記５）前記給電装置は、前記コイル支持部の前記移動体側先端部に配置されて前記給電コイルと前記移動体との間の距離を検出する近接センサを有することを特徴とする付記２又は３に記載の電力供給システム。

（付記６）移動体に設けられた受電装置に給電装置から非接触で電力を供給する電力供給方法であって、
前記給電装置の複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと前記移動体に設けられた給電コイルとを対向させて配置する工程と、
給電コイル毎に給電コイルと移動体との間の距離が一定となるように前記給電コイルを移動させる工程と、
前記受電コイルに磁気的に結合可能な給電コイルを抽出する工程と、
抽出した前記給電コイルに交流電力を供給する工程と
を有することを特徴とする電力供給方法。

（付記７）前記給電コイルのサイズが前記受電コイルのサイズよりも小さく、前記コイルアレイのサイズが前記受電コイルのサイズよりも大きいことを特徴とする付記６に記載の電力供給方法。

（付記８）前記給電コイル毎に給電コイルと移動体との間の距離が一定となるように前記給電コイルを移動させる工程では、前記給電コイルの先端部から前記移動体に向けて気体を噴射し、該噴射された気体がクッションとなって前記給電コイルと前記移動体との間に隙間が保持されることを特徴とする付記６又は７に記載の電力供給方法。

（付記９）前記給電コイル毎に給電コイルと移動体との間の距離が一定となるように前記給電コイルを移動させる工程では、近接センサにより前記給電コイルと前記移動体との間の距離を検出することを特徴とする付記６又は７に記載の電力供給方法。

（付記１０）交流電力が供給されて交流磁界を発生する複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと、
前記給電コイル毎に設けられて前記給電コイルをその中心軸方向に移動可能に支持する複数のコイル支持部と
を有することを特徴とする電力供給装置。

１１…駐車スペース、１２，１３…電気自動車、１５…電源、２０，４０…給電装置、２１…台車、２２，４１…ジャッキ、２３，４４…給電コイル、３０，７０…受電装置、３１，７１…バッテリ、３２，７２…整流器、３３，７３…受電コイル、４２…支持部、４３…エアーシリンダ、４５…コイルアレイ、４６，７４…通信部、４７…制御部、４８…主制御部、４９…コイル個別制御部、５２…ピストンロッド、５８ａ…昇降用バルブ、５８ｂ…噴射用バルブ、５９…リークバルブ、６１…クランパー、６２…空気の層、６３…カメラ、７５…操作部、７６…制御部、７７…リニアアクチュエータ、７８…スライダ、７９…近接センサ、８０…半導体レーザ、８１…光検出器。

Claims (5)

1. 移動体に設けられた受電装置に給電装置から非接触で電力を供給する電力供給システムであって、
   前記給電装置は、交流電力が供給されて交流磁界を発生する複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと、前記給電コイル毎に設けられて前記給電コイルをその中心軸方向に移動可能に支持する複数のコイル支持部とを有し、
   前記受電装置は、前記複数の給電コイルのうちの少なくとも一部のコイルに磁気的に結合可能な受電コイルを有する
   ことを特徴とする電力供給システム。
2. 前記給電装置は、前記コイル支持部を介して前記給電コイルと前記移動体との間隔を前記給電コイル毎に制御する制御機構を有することを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
3. 前記給電コイルのサイズが前記受電コイルのサイズよりも小さく、前記コイルアレイのサイズが前記受電コイルのサイズよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力供給システム。
4. 移動体に設けられた受電装置に給電装置から非接触で電力を供給する電力供給方法であって、
   前記給電装置の複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと前記移動体に設けられた給電コイルとを対向させて配置する工程と、
   給電コイル毎に給電コイルと移動体との間の距離が一定となるように前記給電コイルを移動させる工程と、
   前記受電コイルに磁気的に結合可能な給電コイルを抽出する工程と、
   抽出した前記給電コイルに交流電力を供給する工程と
   を有することを特徴とする電力供給方法。
5. 交流電力が供給されて交流磁界を発生する複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと、
   前記給電コイル毎に設けられて前記給電コイルをその中心軸方向に移動可能に支持する複数のコイル支持部と
   を有することを特徴とする電力供給装置。

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