JP2014166063A - Power receiving device, vehicle provided therewith, power transmitting device, and power transmission system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively suppress harmonics noise generated along with power transmission in a power transmission system for transmitting power contactlessly.SOLUTION: A vehicle has a power receiving unit 110 and a matching unit 170. A power transmitting device has a power transmitting unit 220 and a matching unit 260. The matching unit 170 includes a plurality of multi-staged matching circuits 302, 304, 306. The matching circuits 302, 304, 306 are connected in series and provided between the power receiving unit 110 and a matching circuit 180. The matching unit 260 includes a plurality of multi-staged matching circuits 402, 404, 406. The matching circuits 402, 404, 406 are connected in series and provided between a power supply unit 250 and the power transmitting unit 220.

Description

この発明は、受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システムに関し、特に、送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システム、ならびにそれに用いられる受電装置および送電装置に関する。   The present invention relates to a power receiving device, a vehicle including the power receiving device, a power transmitting device, and a power transmission system, and more particularly to a power transmission system that transmits power from the power transmitting device to the power receiving device in a contactless manner, and a power receiving device and a power transmitting device used therefor .

送電方法として、電源コードや送電ケーブルを用いない非接触電力伝送が注目されている。特開２０１１−１５５７３２号公報（特許文献１）は、そのような非接触送電システムを開示する。この非接触送電システムでは、伝送線路のインピーダンスを調整可能な整合回路が設けられる。整合回路は、コイルと、キャパシタとを含む。コイルのインダクタンスおよびキャパシタのキャパシタンスを調整することによって、インピーダンス整合が行なわれる（特許文献１参照）。   As a power transmission method, contactless power transmission that does not use a power cord or a power transmission cable has attracted attention. Japanese Patent Laying-Open No. 2011-155732 (Patent Document 1) discloses such a non-contact power transmission system. In this non-contact power transmission system, a matching circuit capable of adjusting the impedance of the transmission line is provided. The matching circuit includes a coil and a capacitor. Impedance matching is performed by adjusting the inductance of the coil and the capacitance of the capacitor (see Patent Document 1).

特開２０１１−１５５７３２号公報JP 2011-155732 A

受電装置においては、受電部（コイルやアンテナ等）によって受電される交流電力を整流する整流回路において伝送周波数の高調波のノイズが発生する。また、送電装置においても、送電電力を生成する電源部（スイッチング電源など）において伝送周波数の高調波のノイズが発生する。上記の特開２０１１−１５５７３２号公報では、このような高調波ノイズの対策については特に検討されていない。   In a power receiving device, harmonic noise of a transmission frequency is generated in a rectifier circuit that rectifies AC power received by a power receiving unit (such as a coil or an antenna). Also in a power transmission device, noise of harmonics of a transmission frequency is generated in a power supply unit (such as a switching power supply) that generates transmission power. In the above Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-155732, countermeasures against such harmonic noise are not particularly studied.

この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、非接触電力伝送に用いられる受電装置およびそれを備える車両において、電力伝送に伴ない受電装置において発生する高調波ノイズを効果的に抑制することである。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide harmonic noise generated in a power receiving device accompanying power transmission in a power receiving device used for non-contact power transmission and a vehicle including the power receiving device. Is to effectively suppress.

また、この発明の別の目的は、非接触電力伝送に用いられる送電装置において、電力伝送に伴ない受電装置において発生する高調波ノイズを効果的に抑制することである。   Another object of the present invention is to effectively suppress harmonic noise generated in a power receiving device accompanying power transmission in a power transmitting device used for non-contact power transmission.

また、この発明の別の目的は、非接触で電力を伝送する電力伝送システムにおいて、電力伝送に伴ない発生する高調波ノイズを効果的に抑制することである。   Another object of the present invention is to effectively suppress harmonic noise that occurs due to power transmission in a power transmission system that transmits power without contact.

この発明によれば、受電装置は、受電部と、複数のインピーダンス整合回路とを備える。受電部は、送電装置から出力される電力を非接触で受電する。複数のインピーダンス整合回路は、直列接続され、受電部と受電部によって受電される電力を受ける負荷回路との間に設けられる。   According to the present invention, the power reception device includes a power reception unit and a plurality of impedance matching circuits. The power receiving unit receives the power output from the power transmission device in a contactless manner. The plurality of impedance matching circuits are connected in series and provided between the power receiving unit and a load circuit that receives power received by the power receiving unit.

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路は、３段のインピーダンス整合回路によって構成される。   Preferably, the plurality of impedance matching circuits are constituted by a three-stage impedance matching circuit.

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路の各々は、ＬＣ型のインピーダンス整合回路を含む。   Preferably, each of the plurality of impedance matching circuits includes an LC type impedance matching circuit.

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路は、Ｔ型のインピーダンス整合回路と、ＬＣ型のインピーダンス整合回路とを含む。   Preferably, the plurality of impedance matching circuits include a T-type impedance matching circuit and an LC-type impedance matching circuit.

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路の各々は、平衡型の回路である。
好ましくは、負荷回路は、整流回路を含む。 Preferably, each of the plurality of impedance matching circuits is a balanced circuit.
Preferably, the load circuit includes a rectifier circuit.

好ましくは、受電部の固有周波数と送電装置の送電部の固有周波数との差は、受電部の固有周波数または送電部の固有周波数の±１０％以下である。   Preferably, the difference between the natural frequency of the power reception unit and the natural frequency of the power transmission unit of the power transmission apparatus is ± 10% or less of the natural frequency of the power reception unit or the natural frequency of the power transmission unit.

好ましくは、受電部と送電装置の送電部との結合係数は０．３以下である。
好ましくは、受電部は、受電部と送電装置の送電部との間に形成される磁界と、受電部と送電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、送電部から受電する。磁界および電界は、受電部と送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する。 Preferably, the coupling coefficient between the power reception unit and the power transmission unit of the power transmission device is 0.3 or less.
Preferably, the power reception unit receives power from the power transmission unit through at least one of a magnetic field formed between the power reception unit and the power transmission unit of the power transmission device and an electric field formed between the power reception unit and the power transmission unit. The magnetic field and the electric field are formed between the power reception unit and the power transmission unit, and vibrate at a specific frequency.

また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかの受電装置と、受電装置によって受電される電力を用いて駆動力を発生する走行モータとを備える。   According to the invention, the vehicle includes any one of the power receiving devices described above and a travel motor that generates driving force using the power received by the power receiving device.

また、この発明によれば、送電装置は、送電部と、複数のインピーダンス整合回路とを備える。送電部は、受電装置へ電力を非接触で送電する。複数のインピーダンス整合回路は、直列接続され、送電電力を生成する電源部と送電部との間に設けられる。   Moreover, according to this invention, a power transmission apparatus is provided with a power transmission part and a some impedance matching circuit. The power transmission unit transmits power to the power receiving device in a contactless manner. The plurality of impedance matching circuits are connected in series and provided between a power supply unit that generates transmission power and a power transmission unit.

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路は、３段のインピーダンス整合回路によって構成される。   Preferably, the plurality of impedance matching circuits are constituted by a three-stage impedance matching circuit.

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路の各々は、ＬＣ型のインピーダンス整合回路を含む。   Preferably, each of the plurality of impedance matching circuits includes an LC type impedance matching circuit.

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路は、Ｔ型のインピーダンス整合回路と、ＬＣ型のインピーダンス整合回路とを含む。   Preferably, the plurality of impedance matching circuits include a T-type impedance matching circuit and an LC-type impedance matching circuit.

好ましくは、複数のインピーダンス整合回路の各々は、平衡型の回路である。
好ましくは、電源部は、送電電力を生成するためのスイッチング素子を含む。 Preferably, each of the plurality of impedance matching circuits is a balanced circuit.
Preferably, the power supply unit includes a switching element for generating transmission power.

好ましくは、送電部の固有周波数と受電装置の受電部の固有周波数との差は、送電部の固有周波数または受電部の固有周波数の±１０％以下である。   Preferably, the difference between the natural frequency of the power transmission unit and the natural frequency of the power reception unit of the power receiving apparatus is ± 10% or less of the natural frequency of the power transmission unit or the natural frequency of the power reception unit.

好ましくは、送電部と受電装置の受電部との結合係数は０．３以下である。
好ましくは、送電部は、送電部と受電装置の受電部との間に形成される磁界と、送電部と受電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、受電部へ送電する。磁界および電界は、送電部と受電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する。 Preferably, the coupling coefficient between the power transmission unit and the power reception unit of the power receiving apparatus is 0.3 or less.
Preferably, the power transmission unit transmits power to the power reception unit through at least one of a magnetic field formed between the power transmission unit and the power reception unit of the power reception device and an electric field formed between the power transmission unit and the power reception unit. A magnetic field and an electric field are formed between the power transmission unit and the power reception unit, and vibrate at a specific frequency.

また、この発明によれば、電力伝送システムは、送電装置と、受電装置とを備える。送電装置は、送電部と、第１の複数のインピーダンス整合回路とを含む。送電部は、受電装置へ電力を非接触で送電する。第１の複数のインピーダンス整合回路は、直列接続され、送電電力を生成する電源部と送電部との間に設けられる。受電装置は、受電部と、第２の複数のインピーダンス整合回路とを含む。受電部は、送電部から出力される電力を非接触で受電する。第２の複数のインピーダンス整合回路は、直列接続され、受電部と受電部によって受電される電力を受ける負荷回路との間に設けられる。   Moreover, according to this invention, an electric power transmission system is provided with a power transmission apparatus and a power receiving apparatus. The power transmission device includes a power transmission unit and a first plurality of impedance matching circuits. The power transmission unit transmits power to the power receiving device in a contactless manner. The first plurality of impedance matching circuits are connected in series and provided between a power supply unit that generates transmission power and the power transmission unit. The power receiving device includes a power receiving unit and a second plurality of impedance matching circuits. The power reception unit receives the power output from the power transmission unit in a contactless manner. The second plurality of impedance matching circuits are connected in series and provided between the power reception unit and a load circuit that receives power received by the power reception unit.

好ましくは、第１の複数のインピーダンス整合回路は、第１の３段インピーダンス整合回路によって構成される。第２の複数のインピーダンス整合回路は、第２の３段インピーダンス整合回路によって構成される。   Preferably, the first plurality of impedance matching circuits are configured by a first three-stage impedance matching circuit. The second plurality of impedance matching circuits is configured by a second three-stage impedance matching circuit.

好ましくは、受電装置は、車両に搭載される。   Preferably, the power receiving device is mounted on a vehicle.

インピーダンス整合回路は、伝送周波数での伝送効率を向上させるように設計または調整されるので、伝送周波数と異なる周波数（たとえば伝送周波数の高調波）の電力は通過させにくい特性を有する。この発明においては、受電装置および／または送電装置に設けられるインピーダンス整合回路を多段化し、高調波ノイズを低減させるフィルタとしての効果を向上させる。したがって、この発明によれば、非接触電力伝送に伴ない発生する高調波ノイズを効果的に抑制することができる。   Since the impedance matching circuit is designed or adjusted to improve the transmission efficiency at the transmission frequency, the impedance matching circuit has a characteristic that it is difficult for power of a frequency different from the transmission frequency (for example, harmonics of the transmission frequency) to pass therethrough. In the present invention, the impedance matching circuit provided in the power receiving device and / or the power transmitting device is multistaged, and the effect as a filter for reducing harmonic noise is improved. Therefore, according to the present invention, harmonic noise generated due to non-contact power transmission can be effectively suppressed.

この発明の実施の形態１による電力伝送システムの全体構成図である。1 is an overall configuration diagram of a power transmission system according to Embodiment 1 of the present invention. 電力伝送システムの他の例の全体構成図である。It is a whole block diagram of the other example of an electric power transmission system. 送電装置から車両への電力伝送時の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram at the time of power transmission from the power transmission device to the vehicle. 電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。It is a figure which shows the simulation model of an electric power transmission system. 送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the shift | offset | difference of the natural frequency of a power transmission part and a power receiving part, and electric power transmission efficiency. 固有周波数を固定した状態で、エアギャップを変化させたときの電力伝送効率と、送電部に供給される電流の周波数との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the electric power transmission efficiency when changing an air gap in the state which fixed the natural frequency, and the frequency of the electric current supplied to a power transmission part. 電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the distance from an electric current source or a magnetic current source, and the intensity | strength of an electromagnetic field. 実施の形態１における整合部の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of a matching unit in the first embodiment. 図８に示す各整合回路の構成例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram illustrating a configuration example of each matching circuit illustrated in FIG. 8. 各整合回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of each matching circuit. 実施の形態２における各整合回路の構成例を示す回路図である。FIG. 10 is a circuit diagram illustrating a configuration example of each matching circuit in the second embodiment. 実施の形態３における整合部の構成を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a matching unit in the third embodiment. 整合部の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a matching part. 整合部の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of a matching part. 各整合回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of each matching circuit. 各整合回路の構成例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the structural example of each matching circuit.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.

［実施の形態１］
（電力伝送システムの構成）
図１は、この発明の実施の形態１による電力伝送システム１０の全体構成図である。図１を参照して、電力伝送システム１０は、車両１００と、送電装置２００とを備える。送電装置２００は、電源装置２１０と、送電部２２０とを含む。 [Embodiment 1]
(Configuration of power transmission system)
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a power transmission system 10 according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, power transmission system 10 includes a vehicle 100 and a power transmission device 200. The power transmission device 200 includes a power supply device 210 and a power transmission unit 220.

電源装置２１０は、所定の伝送周波数を有する交流電力を発生する。一例として、電源装置２１０は、商用電源等の外部電源４００から電力を受け、所定の伝送周波数を有する交流電力を発生する。電源装置２１０は、発生された交流電力を送電部２２０へ供給する。送電部２２０は、送電部２２０の周囲に発生する電磁界を介して、車両１００の受電部１１０へ非接触で電力を供給する。   The power supply device 210 generates AC power having a predetermined transmission frequency. As an example, the power supply device 210 receives power from an external power source 400 such as a commercial power source and generates AC power having a predetermined transmission frequency. The power supply device 210 supplies the generated AC power to the power transmission unit 220. The power transmission unit 220 supplies power to the power reception unit 110 of the vehicle 100 in a non-contact manner via an electromagnetic field generated around the power transmission unit 220.

電源装置２１０は、通信部２３０と、送電ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２４０と、電源部２５０と、整合部２６０とを含む。送電部２２０は、コイル２２１（以下「共振コイル」とも称し、「共鳴コイル」等と適宜称してもよい。）と、キャパシタ２２２と、コイル２２３（以下「電磁誘導コイル」とも称する。）とを含む。   Power supply device 210 includes a communication unit 230, a power transmission ECU (Electronic Control Unit) 240, a power supply unit 250, and a matching unit 260. The power transmission unit 220 includes a coil 221 (hereinafter also referred to as “resonance coil” and may be appropriately referred to as “resonance coil”), a capacitor 222, and a coil 223 (hereinafter also referred to as “electromagnetic induction coil”). Including.

電源部２５０は、送電ＥＣＵ２４０からの制御信号ＭＯＤによって制御され、外部電源４００から受ける電力を、所定の伝送周波数を有する交流電力に変換する。電源部２５０は、たとえば、スイッチング素子を含むスイッチング電源によって構成される。そして、電源部２５０は、生成された交流電力を、整合部２６０を介して送電部２２０へ供給する。電源部２５０の作動に伴ない、電源部２５０からは伝送周波数の整数倍の周波数の高調波ノイズが発生する。また、電源部２５０は、図示されない電圧センサおよび電流センサによってそれぞれ検出される送電電圧Ｖｔｒおよび送電電流Ｉｔｒの各検出値を送電ＥＣＵ２４０へ出力する。   Power supply unit 250 is controlled by control signal MOD from power transmission ECU 240 and converts the power received from external power supply 400 into AC power having a predetermined transmission frequency. The power supply unit 250 is configured by a switching power supply including a switching element, for example. Then, the power supply unit 250 supplies the generated AC power to the power transmission unit 220 via the matching unit 260. Along with the operation of the power supply unit 250, harmonic noise having a frequency that is an integral multiple of the transmission frequency is generated from the power supply unit 250. In addition, power supply unit 250 outputs detected values of transmission voltage Vtr and transmission current Itr detected by a voltage sensor and a current sensor (not shown) to power transmission ECU 240, respectively.

整合部２６０は、電源部２５０と送電部２２０との間に設けられ、送電装置２００側のインピーダンスを車両１００側のインピーダンスと整合させるためのものである。具体的には、整合部２６０は、電源部２５０と送電部２２０との間のインピーダンスを変換（調整）し、送電装置２００側のインピーダンスを車両１００側のインピーダンスと整合させる。   The matching unit 260 is provided between the power source unit 250 and the power transmission unit 220, and is for matching the impedance on the power transmission device 200 side with the impedance on the vehicle 100 side. Specifically, matching unit 260 converts (adjusts) the impedance between power supply unit 250 and power transmission unit 220 to match the impedance on power transmission device 200 side with the impedance on vehicle 100 side.

この整合部２６０は、直列接続された複数のインピーダンス整合回路によって構成される（後述）。インピーダンス整合回路は、伝送周波数での伝送効率を向上させるように設計されるので、伝送周波数と異なる周波数成分（たとえば伝送周波数の高調波）は通過させにくい特性を有する。そこで、この実施の形態１では、整合部２６０においてインピーダンス整合回路を多段化し、整合部２６０による、高調波ノイズを低減させるフィルタとしての効果を向上させる。   The matching unit 260 includes a plurality of impedance matching circuits connected in series (described later). Since the impedance matching circuit is designed to improve the transmission efficiency at the transmission frequency, it has a characteristic that it is difficult for a frequency component different from the transmission frequency (for example, a harmonic of the transmission frequency) to pass therethrough. Therefore, in the first embodiment, the matching unit 260 has a multi-stage impedance matching circuit, and the effect of the matching unit 260 as a filter for reducing harmonic noise is improved.

整合部２６０によるインピーダンス調整は、固定的に行なわれてもよいし、可変であってもよい。整合部２６０が可変である場合には、送電ＥＣＵ２４０からの制御信号ＳＥ１０に基づいてインピーダンスが調整される。なお、電源部２５０が整合部２６０の機能を含む構成であってもよい。整合部２６０の構成については、後ほど詳しく説明する。   The impedance adjustment by the matching unit 260 may be performed in a fixed manner or may be variable. When matching unit 260 is variable, the impedance is adjusted based on control signal SE10 from power transmission ECU 240. The power supply unit 250 may include the function of the matching unit 260. The configuration of the matching unit 260 will be described in detail later.

電磁誘導コイル２２３は、電磁誘導により共振コイル２２１と磁気的に結合可能である。電磁誘導コイル２２３は、電源部２５０から供給される交流電力を、電磁誘導によって共振コイル２２１に伝達する。   The electromagnetic induction coil 223 can be magnetically coupled to the resonance coil 221 by electromagnetic induction. The electromagnetic induction coil 223 transmits AC power supplied from the power supply unit 250 to the resonance coil 221 by electromagnetic induction.

共振コイル２２１は、電磁誘導コイル２２３から伝達された電力を、車両１００の受電部１１０に含まれるコイル１１１へ非接触で送電する。なお、受電部１１０と送電部２２０との間の非接触電力伝送については、後ほど詳しく説明する。   The resonance coil 221 transmits the electric power transmitted from the electromagnetic induction coil 223 to the coil 111 included in the power receiving unit 110 of the vehicle 100 in a non-contact manner. Note that non-contact power transmission between the power reception unit 110 and the power transmission unit 220 will be described in detail later.

通信部２３０は、送電装置２００と車両１００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースであり、車両１００の通信部１６０と各種情報の授受を行なう。通信部２３０は、車両１００の通信部１６０から送信される車両情報や、送電の開始および停止を指示する信号等を受信し、その受信した情報や信号等を送電ＥＣＵ２４０へ出力する。また、通信部２３０は、送電ＥＣＵ２４０から受ける送電電圧Ｖｔｒおよび送電電流Ｉｔｒ等の情報を車両１００へ送信する。   Communication unit 230 is a communication interface for performing wireless communication between power transmission device 200 and vehicle 100, and exchanges various information with communication unit 160 of vehicle 100. Communication unit 230 receives vehicle information transmitted from communication unit 160 of vehicle 100, a signal for instructing start and stop of power transmission, and the like, and outputs the received information, signal, and the like to power transmission ECU 240. Communication unit 230 transmits information such as power transmission voltage Vtr and power transmission current Itr received from power transmission ECU 240 to vehicle 100.

送電ＥＣＵ２４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、送電装置２００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。   The power transmission ECU 240 includes a CPU (Central Processing Unit), a storage device, an input / output buffer, and the like (none of which are shown), and inputs signals from sensors and outputs control signals to devices. Each device in the apparatus 200 is controlled. Note that these controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

一方、車両１００は、受電部１１０と、整合部１７０と、整流回路１８０と、充電リレー（以下「ＣＨＲ（CHarging Relay）」とも称する。）１８５と、蓄電装置１９０とを含む。また、車両１００は、システムメインリレー（以下「ＳＭＲ（System Main Relay）」とも称する。）１１５と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power Control Unit）」とも称する。）１２０と、モータジェネレータ１３０と、動力伝達ギヤ１４０と、駆動輪１５０と、通信部１６０と、電圧センサ１９５と、電流センサ１９６と、車両ＥＣＵ３００とをさらに含む。   On the other hand, vehicle 100 includes a power receiving unit 110, a matching unit 170, a rectifier circuit 180, a charging relay (hereinafter also referred to as “CHR (CHarging Relay)”) 185, and a power storage device 190. In addition, vehicle 100 includes a system main relay (hereinafter also referred to as “SMR (System Main Relay)”) 115, a power control unit (hereinafter also referred to as “PCU (Power Control Unit)”) 120, and a motor generator 130. Power transmission gear 140, drive wheel 150, communication unit 160, voltage sensor 195, current sensor 196, and vehicle ECU 300 are further included.

以下では、車両１００は電気自動車（Electric Vehicle）として代表的に説明されるが、蓄電装置１９０に蓄えられた電力を用いて走行が可能な車両であれば、車両１００の構成はこれに限られない。車両１００の他の例としては、エンジンを搭載したハイブリッド車両や、燃料電池を搭載した燃料電池車等が含まれる。   Hereinafter, the vehicle 100 is typically described as an electric vehicle (Electric Vehicle), but the configuration of the vehicle 100 is limited to this as long as the vehicle 100 can travel using electric power stored in the power storage device 190. Absent. Other examples of the vehicle 100 include a hybrid vehicle equipped with an engine, a fuel cell vehicle equipped with a fuel cell, and the like.

受電部１１０は、コイル１１１（以下「共振コイル」とも称し、「共鳴コイル」等と適宜称してもよい。）と、キャパシタ１１２と、コイル１１３（以下「電磁誘導コイル」とも称する。）とを含む。   The power receiving unit 110 includes a coil 111 (hereinafter also referred to as “resonance coil” and may be appropriately referred to as “resonance coil”), a capacitor 112, and a coil 113 (hereinafter also referred to as “electromagnetic induction coil”). Including.

共振コイル１１１は、送電装置２００の共振コイル２２１から非接触で電力を受電する。電磁誘導コイル１１３は、電磁誘導により共振コイル１１１と磁気的に結合可能である。電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１により受電された電力を電磁誘導により取出し、整合部１７０を介して整流回路１８０へ出力する。   The resonance coil 111 receives electric power from the resonance coil 221 of the power transmission device 200 in a contactless manner. The electromagnetic induction coil 113 can be magnetically coupled to the resonance coil 111 by electromagnetic induction. The electromagnetic induction coil 113 takes out the electric power received by the resonance coil 111 by electromagnetic induction and outputs it to the rectifier circuit 180 through the matching unit 170.

整合部１７０は、受電部１１０と整流回路１８０との間に設けられ、車両１００側のインピーダンスを送電装置２００側のインピーダンスと整合させるためのものである。具体的には、整合部１７０は、受電部１１０と整流回路１８０との間のインピーダンスを変換（調整）し、車両１００側のインピーダンスを送電装置２００側のインピーダンスと整合させる。   The matching unit 170 is provided between the power receiving unit 110 and the rectifier circuit 180, and matches the impedance on the vehicle 100 side with the impedance on the power transmission device 200 side. Specifically, matching unit 170 converts (adjusts) the impedance between power reception unit 110 and rectifier circuit 180 to match the impedance on vehicle 100 side with the impedance on power transmission device 200 side.

この整合部１７０も、直列接続された複数のインピーダンス整合回路によって構成される（後述）。車両１００においては、送電装置２００からの受電に伴ない、後述の整流回路１８０から伝送周波数の整数倍の高調波ノイズが発生する。ここで、上述のように、インピーダンス整合回路は、伝送周波数での伝送効率を向上させるように設計されるので、伝送周波数と異なる周波数成分（たとえば伝送周波数の高調波）は通過させにくい特性を有する。そこで、車両１００においても、整合部１７０においてインピーダンス整合回路を多段化し、整合部１７０による、高調波ノイズを低減させるフィルタとしての効果を向上させる。   The matching unit 170 is also configured by a plurality of impedance matching circuits connected in series (described later). In the vehicle 100, harmonic power that is an integral multiple of the transmission frequency is generated from a rectifier circuit 180, which will be described later, with power reception from the power transmission device 200. Here, as described above, since the impedance matching circuit is designed to improve the transmission efficiency at the transmission frequency, it has a characteristic that it is difficult for a frequency component different from the transmission frequency (for example, a harmonic of the transmission frequency) to pass therethrough. . Therefore, in the vehicle 100 as well, the impedance matching circuit is multi-staged in the matching unit 170, and the effect of the matching unit 170 as a filter for reducing harmonic noise is improved.

なお、整合部１７０によるインピーダンス調整についても、固定的に行なわれてもよいし、可変であってもよい。整合部１７０が可変である場合には、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ３に基づいてインピーダンスが調整される。整合部１７０の構成についても、送電装置２００の整合部２６０とともに後ほど詳しく説明する。   Note that the impedance adjustment by the matching unit 170 may also be performed in a fixed manner or may be variable. When matching unit 170 is variable, the impedance is adjusted based on control signal SE3 from vehicle ECU 300. The configuration of matching unit 170 will also be described in detail later along with matching unit 260 of power transmission device 200.

整流回路１８０は、整合部１７０を介して受電部１１０から受ける交流電力を整流し、その整流された直流電力を蓄電装置１９０へ出力する。整流回路１８０としては、たとえば、ダイオードブリッジおよび平滑用のキャパシタ（いずれも図示せず）を含む静止型の回路構成とすることができる。整流回路１８０として、スイッチング制御を用いて整流を行なう、いわゆるスイッチングレギュレータを用いることも可能である。整流回路１８０からは、受電部１１０から受ける交流電力を整流する際に、伝送周波数の整数倍の周波数の高調波ノイズが発生する。   Rectifier circuit 180 rectifies AC power received from power receiving unit 110 via matching unit 170, and outputs the rectified DC power to power storage device 190. For example, the rectifier circuit 180 may have a static circuit configuration including a diode bridge and a smoothing capacitor (both not shown). As the rectifier circuit 180, a so-called switching regulator that performs rectification using switching control may be used. When the AC power received from the power receiving unit 110 is rectified from the rectifier circuit 180, harmonic noise having a frequency that is an integral multiple of the transmission frequency is generated.

ＣＨＲ１８５は、整流回路１８０と蓄電装置１９０との間に電気的に接続される。ＣＨＲ１８５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ２により制御され、整流回路１８０から蓄電装置１９０への電力の供給と遮断とを切換える。   CHR 185 is electrically connected between rectifier circuit 180 and power storage device 190. CHR185 is controlled by a control signal SE2 from vehicle ECU 300, and switches between supply and interruption of power from rectifier circuit 180 to power storage device 190.

蓄電装置１９０は、再充電可能に構成された電力貯蔵要素である。蓄電装置１９０は、たとえば、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池あるいは鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタなどの蓄電素子によって構成される。   The power storage device 190 is a power storage element configured to be rechargeable. The power storage device 190 is configured by a secondary battery such as a lithium ion battery, a nickel hydride battery or a lead storage battery, or a power storage element such as an electric double layer capacitor.

蓄電装置１９０は、受電部１１０により受電されて整流回路１８０により整流された電力を蓄電する。また、蓄電装置１９０は、ＳＭＲ１１５を介してＰＣＵ１２０とも接続される。そして、蓄電装置１９０は、車両駆動力を発生させるための電力をＰＣＵ１２０へ供給する。さらに、蓄電装置１９０は、モータジェネレータ１３０で発電された電力をＰＣＵ１２０から受けて蓄電する。   The power storage device 190 stores the power received by the power receiving unit 110 and rectified by the rectifier circuit 180. The power storage device 190 is also connected to the PCU 120 via the SMR 115. Power storage device 190 supplies power for generating vehicle driving force to PCU 120. Further, power storage device 190 receives the electric power generated by motor generator 130 from PCU 120 and stores the electric power.

また、蓄電装置１９０には、蓄電装置１９０の電圧ＶＢおよび電流ＩＢをそれぞれ検出するための電圧センサおよび電流センサが設けられる（いずれも図示せず）。これらの各センサの検出値は、車両ＥＣＵ３００へ出力される。車両ＥＣＵ３００は、この電圧ＶＢおよび電流ＩＢの各検出値に基づいて、蓄電装置１９０の充電状態（「ＳＯＣ（State Of Charge）」とも称され、満充電状態を１００％として０〜１００％で表わされる。）を演算する。   Power storage device 190 is provided with a voltage sensor and a current sensor for detecting voltage VB and current IB of power storage device 190, respectively (both not shown). Detection values of these sensors are output to the vehicle ECU 300. Based on the detected values of voltage VB and current IB, vehicle ECU 300 is also referred to as the state of charge of power storage device 190 (“SOC (State Of Charge)”), and is expressed as 0 to 100% with the fully charged state being 100%. Is calculated.

ＳＭＲ１１５は、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間に電気的に接続される。ＳＭＲ１１５は、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＳＥ１によって制御され、蓄電装置１９０とＰＣＵ１２０との間での電力の供給と遮断とを切換える。   SMR 115 is electrically connected between power storage device 190 and PCU 120. SMR 115 is controlled by control signal SE <b> 1 from vehicle ECU 300, and switches between supply and interruption of power between power storage device 190 and PCU 120.

ＰＣＵ１２０は、コンバータやインバータを含む（いずれも図示せず）。コンバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＣにより制御され、蓄電装置１９０とインバータとの間で電圧変換を行なう。インバータは、車両ＥＣＵ３００からの制御信号ＰＷＩにより制御され、コンバータにより電圧変換された電力を用いてモータジェネレータ１３０を駆動する。   The PCU 120 includes a converter and an inverter (both not shown). The converter is controlled by a control signal PWC from vehicle ECU 300 and performs voltage conversion between power storage device 190 and the inverter. The inverter is controlled by a control signal PWI from vehicle ECU 300 and drives motor generator 130 using electric power that has been voltage-converted by a converter.

モータジェネレータ１３０は、交流回転電機であり、たとえば、永久磁石が埋設されたロータを備える永久磁石型同期電動機によって構成される。モータジェネレータ１３０の出力トルクは、動力伝達ギヤ１４０を介して駆動輪１５０に伝達される。車両１００は、このトルクを用いて走行する。モータジェネレータ１３０は、車両１００の回生制動時には、駆動輪１５０の回転力によって発電することができる。そして、モータジェネレータ１３０によって発電された電力は、ＰＣＵ１２０によって電圧変換されて蓄電装置１９０に蓄えられる。   Motor generator 130 is an AC rotating electric machine, and is constituted by, for example, a permanent magnet type synchronous motor including a rotor in which permanent magnets are embedded. The output torque of motor generator 130 is transmitted to drive wheel 150 via power transmission gear 140. The vehicle 100 travels using this torque. The motor generator 130 can generate power by the rotational force of the drive wheels 150 during regenerative braking of the vehicle 100. The electric power generated by motor generator 130 is voltage-converted by PCU 120 and stored in power storage device 190.

なお、モータジェネレータ１３０の他にエンジン（図示せず）が搭載されたハイブリッド車両では、エンジンおよびモータジェネレータ１３０を協調的に動作させることによって、必要な車両駆動力が発生される。この場合、エンジンの動力を用いて発電することにより蓄電装置１９０を充電することも可能である。   In a hybrid vehicle in which an engine (not shown) is mounted in addition to motor generator 130, necessary vehicle driving force is generated by operating engine and motor generator 130 in a coordinated manner. In this case, the power storage device 190 can be charged by generating electric power using the power of the engine.

通信部１６０は、車両１００と送電装置２００との間で無線通信を行なうための通信インターフェースであり、送電装置２００の通信部２３０と各種情報の授受を行なう。通信部１６０から送電装置２００へ出力される情報には、車両ＥＣＵ３００からの車両情報や、送電の開始および停止を指示する信号などが含まれる。   Communication unit 160 is a communication interface for performing wireless communication between vehicle 100 and power transmission device 200, and exchanges various information with communication unit 230 of power transmission device 200. Information output from the communication unit 160 to the power transmission device 200 includes vehicle information from the vehicle ECU 300, signals for instructing start and stop of power transmission, and the like.

車両ＥＣＵ３００は、ＣＰＵ、記憶装置、入出力バッファ等を含み（いずれも図示せず）、各センサ等からの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両１００における各機器の制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア（電子回路）で処理することも可能である。   Vehicle ECU 300 includes a CPU, a storage device, an input / output buffer, and the like (all not shown), inputs signals from each sensor and the like and outputs control signals to each device. Take control. Note that these controls are not limited to processing by software, and can be processed by dedicated hardware (electronic circuit).

電圧センサ１９５は、受電部１１０の受電電圧Ｖｒｅを検出する。電流センサ１９６は、受電部１１０の受電電流Ｉｒｅを検出する。受電電圧Ｖｒｅおよび受電電流Ｉｒｅの各検出値は、車両ＥＣＵ３００に送信され、電力伝送効率の演算等に用いられる。   The voltage sensor 195 detects the power reception voltage Vre of the power reception unit 110. The current sensor 196 detects the power reception current Ire of the power reception unit 110. The detected values of the received voltage Vre and the received current Ire are transmitted to the vehicle ECU 300 and used for calculation of power transmission efficiency and the like.

なお、図１においては、受電部１１０および送電部２２０がそれぞれ電磁誘導コイル１１３，２２３を有する構成を示したが、図２に示される電力伝送システム１０Ａのように、受電部１１０Ａおよび送電部２２０Ａが電磁誘導コイルを備えない構成とすることも可能である。この場合には、送電部２２０Ａにおいては、共振コイル２２１が整合部２６０に接続され、受電部１１０Ａにおいては、共振コイル１１１が整合部１７０に接続される。   1 shows a configuration in which the power reception unit 110 and the power transmission unit 220 have the electromagnetic induction coils 113 and 223, respectively, but like the power transmission system 10A shown in FIG. 2, the power reception unit 110A and the power transmission unit 220A. It is also possible to adopt a configuration in which no electromagnetic induction coil is provided. In this case, in power transmission unit 220A, resonance coil 221 is connected to matching unit 260, and in power reception unit 110A, resonance coil 111 is connected to matching unit 170.

なお、送電部２２０Ａにおいて、キャパシタ２２４は、共振コイル２２１に直列に接続されて共振コイル２２１とＬＣ共振回路を形成するが、キャパシタ２２４は、共振コイル２２１に並列に接続してもよい。また、受電部１１０Ａにおいても、キャパシタ１１４は、共振コイル１１１に直列に接続されて共振コイル１１１とＬＣ共振回路を形成するが、キャパシタ１１４は、共振コイル１１１に並列に接続してもよい。   In the power transmission unit 220A, the capacitor 224 is connected in series to the resonance coil 221 to form the LC resonance circuit with the resonance coil 221, but the capacitor 224 may be connected to the resonance coil 221 in parallel. Also in the power receiving unit 110 </ b> A, the capacitor 114 is connected in series to the resonance coil 111 to form the LC resonance circuit with the resonance coil 111, but the capacitor 114 may be connected in parallel to the resonance coil 111.

（電力伝送の原理）
図３は、送電装置２００から車両１００への電力伝送時の等価回路図である。図３を参照して、送電装置２００において、送電部２２０の電磁誘導コイル２２３は、共振コイル２２１と所定の間隔をおいて、たとえば共振コイル２２１と略同軸上に設けられる。電磁誘導コイル２２３は、電磁誘導により共振コイル２２１と磁気的に結合し、電源装置２１０から供給される高周波電力を電磁誘導により共振コイル２２１へ供給する。 (Principle of power transmission)
FIG. 3 is an equivalent circuit diagram when power is transmitted from the power transmission device 200 to the vehicle 100. Referring to FIG. 3, in power transmission device 200, electromagnetic induction coil 223 of power transmission unit 220 is provided substantially coaxially with resonance coil 221, for example, at a predetermined interval from resonance coil 221. The electromagnetic induction coil 223 is magnetically coupled to the resonance coil 221 by electromagnetic induction, and supplies high frequency power supplied from the power supply device 210 to the resonance coil 221 by electromagnetic induction.

共振コイル２２１は、キャパシタ２２２とともにＬＣ共振回路を形成する。なお、後述するように、車両１００の受電部１１０においてもＬＣ共振回路が形成される。共振コイル２２１およびキャパシタ２２２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、受電部１１０のＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％以下である。そして、共振コイル２２１は、電磁誘導コイル２２３から電磁誘導により電力を受け、車両１００の受電部１１０へ非接触で送電する。   The resonance coil 221 forms an LC resonance circuit together with the capacitor 222. As will be described later, an LC resonance circuit is also formed in the power receiving unit 110 of the vehicle 100. The difference between the natural frequency of the LC resonant circuit formed by the resonant coil 221 and the capacitor 222 and the natural frequency of the LC resonant circuit of the power receiving unit 110 is ± 10% or less of the natural frequency of the former or the latter. The resonance coil 221 receives electric power from the electromagnetic induction coil 223 by electromagnetic induction, and transmits the electric power to the power receiving unit 110 of the vehicle 100 in a non-contact manner.

なお、電磁誘導コイル２２３は、電源装置２１０から共振コイル２２１への給電を容易にするために設けられるものであり、図２に示したように、電磁誘導コイル２２３を設けずに共振コイル２２１に電源装置２１０を直接接続してもよい。また、キャパシタ２２２は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル２２１の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ２２２を設けない構成としてもよい。   The electromagnetic induction coil 223 is provided to facilitate power feeding from the power supply device 210 to the resonance coil 221. As shown in FIG. 2, the electromagnetic induction coil 223 is not provided in the resonance coil 221. The power supply device 210 may be directly connected. The capacitor 222 is provided to adjust the natural frequency of the resonance circuit. When a desired natural frequency is obtained using the stray capacitance of the resonance coil 221, the capacitor 222 is not provided. Also good.

一方、車両１００において、受電部１１０の共振コイル１１１は、キャパシタ１１２とともにＬＣ共振回路を形成する。上述のように、共振コイル１１１およびキャパシタ１１２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数と、送電装置２００の送電部２２０における、共振コイル２２１およびキャパシタ２２２によって形成されるＬＣ共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±１０％である。そして、共振コイル１１１は、送電装置２００の送電部２２０から非接触で受電する。   On the other hand, in vehicle 100, resonance coil 111 of power reception unit 110 forms an LC resonance circuit together with capacitor 112. As described above, the natural frequency of the LC resonance circuit formed by the resonance coil 111 and the capacitor 112 and the natural frequency of the LC resonance circuit formed by the resonance coil 221 and the capacitor 222 in the power transmission unit 220 of the power transmission device 200. The difference is ± 10% of the former natural frequency or the latter natural frequency. Then, the resonance coil 111 receives power from the power transmission unit 220 of the power transmission device 200 in a non-contact manner.

電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１と所定の間隔をおいて、たとえば共振コイル１１１と略同軸上に設けられる。電磁誘導コイル１１３は、電磁誘導により共振コイル１１１と磁気的に結合し、共振コイル１１１によって受電された電力を電磁誘導により取出して電気負荷１１８へ出力する。なお、電気負荷１１８は、受電部１１０（１１０Ａ）によって受電された電力を受ける電気機器であり、具体的には、整合部１７０（図１）以降の電気機器を包括的に表わしたものである。   The electromagnetic induction coil 113 is provided, for example, substantially coaxially with the resonance coil 111 at a predetermined interval from the resonance coil 111. The electromagnetic induction coil 113 is magnetically coupled to the resonance coil 111 by electromagnetic induction, takes out the electric power received by the resonance coil 111 by electromagnetic induction, and outputs it to the electric load 118. The electrical load 118 is an electrical device that receives the power received by the power receiving unit 110 (110A). Specifically, the electrical load 118 comprehensively represents the electrical devices after the matching unit 170 (FIG. 1). .

なお、電磁誘導コイル１１３は、共振コイル１１１からの電力の取出しを容易にするために設けられるものであり、図２に示したように、電磁誘導コイル１１３を設けずに共振コイル１１１を電気負荷１１８に直接接続してもよい。また、キャパシタ１１２は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル１１１の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ１１２を設けない構成としてもよい。   The electromagnetic induction coil 113 is provided to facilitate the extraction of electric power from the resonance coil 111. As illustrated in FIG. 2, the electromagnetic induction coil 113 is not provided and the resonance coil 111 is electrically loaded. You may connect directly to 118. The capacitor 112 is provided to adjust the natural frequency of the resonance circuit. When a desired natural frequency is obtained using the stray capacitance of the resonance coil 111, the capacitor 112 is not provided. Also good.

送電装置２００において、電源装置２１０から電磁誘導コイル２２３へ高周波の交流電力が供給され、電磁誘導コイル２２３を用いて共振コイル２２１へ電力が供給される。そうすると、共振コイル２２１と車両１００の共振コイル１１１との間に形成される磁界を通じて共振コイル２２１から共振コイル１１１へエネルギ（電力）が移動する。共振コイル１１１へ移動したエネルギ（電力）は、電磁誘導コイル１１３を用いて取出され、車両１００の電気負荷１１８へ伝送される。   In the power transmission device 200, high-frequency AC power is supplied from the power supply device 210 to the electromagnetic induction coil 223, and power is supplied to the resonance coil 221 using the electromagnetic induction coil 223. Then, energy (electric power) moves from the resonance coil 221 to the resonance coil 111 through a magnetic field formed between the resonance coil 221 and the resonance coil 111 of the vehicle 100. The energy (electric power) moved to the resonance coil 111 is taken out using the electromagnetic induction coil 113 and transmitted to the electric load 118 of the vehicle 100.

上述のように、この電力伝送システムにおいては、送電装置２００の送電部２２０の固有周波数と、車両１００の受電部１１０の固有周波数との差は、送電部２２０の固有周波数または受電部１１０の固有周波数の±１０％以下である。このような範囲に送電部２２０および受電部１１０の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±１０％よりも大きくなると、電力伝送効率が１０％よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる可能性がある。   As described above, in this power transmission system, the difference between the natural frequency of power transmission unit 220 of power transmission device 200 and the natural frequency of power reception unit 110 of vehicle 100 is the natural frequency of power transmission unit 220 or the specific frequency of power reception unit 110. It is ± 10% or less of the frequency. By setting the natural frequencies of the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 in such a range, the power transmission efficiency can be increased. On the other hand, if the difference between the natural frequencies is larger than ± 10%, there is a possibility that the power transmission efficiency becomes smaller than 10% and the power transmission time becomes longer.

なお、送電部２２０（受電部１１０）の固有周波数とは、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電部２２０（受電部１１０）を構成する電気回路（共振回路）において、制動力または電気抵抗を実質的に零としたときの固有周波数は、送電部２２０（受電部１１０）の共振周波数とも呼ばれる。   In addition, the natural frequency of the power transmission unit 220 (power reception unit 110) means a vibration frequency when the electric circuit (resonance circuit) constituting the power transmission unit 220 (power reception unit 110) freely vibrates. In the electric circuit (resonance circuit) constituting the power transmission unit 220 (power reception unit 110), the natural frequency when the braking force or the electrical resistance is substantially zero is the resonance frequency of the power transmission unit 220 (power reception unit 110). Also called.

図４および図５を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図４は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。また、図５は、送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。   A simulation result obtained by analyzing the relationship between the natural frequency difference and the power transmission efficiency will be described with reference to FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a diagram illustrating a simulation model of the power transmission system. FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the deviation of the natural frequency of the power transmission unit and the power reception unit and the power transmission efficiency.

図４を参照して、電力伝送システム８９は、送電部９０と、受電部９１とを備える。送電部９０は、第１コイル９２と、第２コイル９３とを含む。第２コイル９３は、共振コイル９４と、共振コイル９４に設けられたキャパシタ９５とを含む。受電部９１は、第３コイル９６と、第４コイル９７とを備える。第３コイル９６は、共振コイル９９とこの共振コイル９９に接続されたキャパシタ９８とを含む。   Referring to FIG. 4, power transmission system 89 includes a power transmission unit 90 and a power reception unit 91. The power transmission unit 90 includes a first coil 92 and a second coil 93. The second coil 93 includes a resonance coil 94 and a capacitor 95 provided in the resonance coil 94. The power receiving unit 91 includes a third coil 96 and a fourth coil 97. The third coil 96 includes a resonance coil 99 and a capacitor 98 connected to the resonance coil 99.

共振コイル９４のインダクタンスをインダクタンスＬｔとし、キャパシタ９５のキャパシタンスをキャパシタンスＣ１とする。また、共振コイル９９のインダクタンスをインダクタンスＬｒとし、キャパシタ９８のキャパシタンスをキャパシタンスＣ２とする。このように各パラメータを設定すると、第２コイル９３の固有周波数ｆ１は、下記の式（１）によって示され、第３コイル９６の固有周波数ｆ２は下記の式（２）によって示される。   The inductance of the resonance coil 94 is defined as an inductance Lt, and the capacitance of the capacitor 95 is defined as a capacitance C1. Further, the inductance of the resonance coil 99 is an inductance Lr, and the capacitance of the capacitor 98 is a capacitance C2. When each parameter is set in this way, the natural frequency f1 of the second coil 93 is represented by the following equation (1), and the natural frequency f2 of the third coil 96 is represented by the following equation (2).

ｆ１＝１／｛２π（Ｌｔ×Ｃ１）1/2｝ … （１）
ｆ２＝１／｛２π（Ｌｒ×Ｃ２）1/2｝ … （２）
ここで、インダクタンスＬｒおよびキャパシタンスＣ１，Ｃ２を固定して、インダクタンスＬｔのみを変化させた場合において、第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図５に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル９４および共振コイル９９の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第２コイル９３に供給される電流の周波数は一定である。 f1 = 1 / {2π (Lt × C1) 1/2 } (1)
f2 = 1 / {2π (Lr × C2) 1/2 } (2)
Here, when the inductance Lr and the capacitances C1 and C2 are fixed and only the inductance Lt is changed, the relationship between the deviation of the natural frequency of the second coil 93 and the third coil 96 and the power transmission efficiency is shown in FIG. Show. In this simulation, the relative positional relationship between the resonance coil 94 and the resonance coil 99 is fixed, and the frequency of the current supplied to the second coil 93 is constant.

図５に示すグラフのうち、横軸は固有周波数のズレ（％）を示し、縦軸は一定周波数の電流における電力伝送効率（％）を示す。固有周波数のズレ（％）は、下記の式（３）によって示される。   In the graph shown in FIG. 5, the horizontal axis indicates the deviation (%) of the natural frequency, and the vertical axis indicates the power transmission efficiency (%) at a constant frequency current. The deviation (%) in natural frequency is expressed by the following equation (3).

（固有周波数のズレ）＝｛（ｆ１−ｆ２）／ｆ２｝×１００（％） … （３）
図５から明らかなように、固有周波数のズレ（％）が０％の場合には、電力伝送効率は１００％近くとなる。固有周波数のズレ（％）が±５％の場合には、電力伝送効率は４０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１０％の場合には、電力伝送効率は１０％程度となる。固有周波数のズレ（％）が±１５％の場合には、電力伝送効率は５％程度となる。すなわち、固有周波数のズレ（％）の絶対値（固有周波数の差）が、第３コイル９６の固有周波数の１０％以下の範囲となるように第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ（％）の絶対値が第３コイル９６の固有周波数の５％以下となるように第２コイル９３および第３コイル９６の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア（ＪＭＡＧ（登録商標）：株式会社ＪＳＯＬ製）を採用している。 (Deviation of natural frequency) = {(f1−f2) / f2} × 100 (%) (3)
As is clear from FIG. 5, when the deviation (%) of the natural frequency is 0%, the power transmission efficiency is close to 100%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 5%, the power transmission efficiency is about 40%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 10%, the power transmission efficiency is about 10%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 15%, the power transmission efficiency is about 5%. That is, the natural frequencies of the second coil 93 and the third coil 96 are set so that the absolute value (natural frequency difference) of the deviation (%) of the natural frequency falls within the range of 10% or less of the natural frequency of the third coil 96. It can be seen that the power transmission efficiency can be increased to a practical level by setting. Furthermore, when the natural frequency of the second coil 93 and the third coil 96 is set so that the absolute value of the deviation (%) of the natural frequency is 5% or less of the natural frequency of the third coil 96, the power transmission efficiency is further increased. This is more preferable. The simulation software employs electromagnetic field analysis software (JMAG (registered trademark): manufactured by JSOL Corporation).

再び図３を参照して、送電部２２０および受電部１１０は、送電部２２０と受電部１１０との間に形成される磁界および電界の少なくとも一方を通じて、非接触で電力を授受する。送電部２２０と受電部１１０との間に形成される磁界および／または電界は、特定の周波数で振動する。そして、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０から受電部１１０へ電力が伝送される。   Referring to FIG. 3 again, power transmission unit 220 and power reception unit 110 exchange power in a non-contact manner through at least one of a magnetic field and an electric field formed between power transmission unit 220 and power reception unit 110. A magnetic field and / or electric field formed between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 vibrates at a specific frequency. Then, power is transmitted from the power transmission unit 220 to the power reception unit 110 by causing the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 to resonate with each other by an electromagnetic field.

ここで、送電部２２０の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と送電部２２０に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数との関係について説明する。送電部２２０から受電部１１０に電力を伝送するときの電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電部２２０および受電部１１０の固有周波数（共振周波数）をｆ０とし、送電部２２０に供給される電流の周波数をｆ３とし、送電部２２０および受電部１１０の間のエアギャップをエアギャップＡＧとする。   Here, a magnetic field having a specific frequency formed around the power transmission unit 220 will be described. The “magnetic field of a specific frequency” typically has a relationship with the power transmission efficiency and the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220. First, the relationship between the power transmission efficiency and the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 will be described. The power transmission efficiency when power is transmitted from the power transmission unit 220 to the power reception unit 110 varies depending on various factors such as the distance between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110. For example, the natural frequency (resonance frequency) of the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 is f0, the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 is f3, and the air gap between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 is the air gap AG. And

図６は、固有周波数ｆ０を固定した状態で、エアギャップＡＧを変化させたときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を示すグラフである。図６を参照して、横軸は、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３を示し、縦軸は、電力伝送効率（％）を示す。効率曲線Ｌ１は、エアギャップＡＧが小さいときの電力伝送効率と、送電部２２０に供給される電流の周波数ｆ３との関係を模式的に示す。この効率曲線Ｌ１に示すように、エアギャップＡＧが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数ｆ４，ｆ５（ｆ４＜ｆ５）において生じる。エアギャップＡＧを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの２つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線Ｌ２に示すように、エアギャップＡＧを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは１つとなり、送電部２２０に供給される電流の周波数が周波数ｆ６のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップＡＧを効率曲線Ｌ２の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線Ｌ３に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。   FIG. 6 is a graph showing the relationship between the power transmission efficiency when the air gap AG is changed and the frequency f3 of the current supplied to the power transmission unit 220 while the natural frequency f0 is fixed. With reference to FIG. 6, the horizontal axis indicates the frequency f3 of the current supplied to the power transmission unit 220, and the vertical axis indicates the power transmission efficiency (%). The efficiency curve L1 schematically shows the relationship between the power transmission efficiency when the air gap AG is small and the frequency f3 of the current supplied to the power transmission unit 220. As shown in the efficiency curve L1, when the air gap AG is small, the peak of power transmission efficiency occurs at frequencies f4 and f5 (f4 <f5). When the air gap AG is increased, the two peaks when the power transmission efficiency is increased change so as to approach each other. As shown in the efficiency curve L2, when the air gap AG is larger than the predetermined distance, the power transmission efficiency has one peak, and the power transmission efficiency is obtained when the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 is the frequency f6. Becomes a peak. When the air gap AG is further increased from the state of the efficiency curve L2, the peak of power transmission efficiency is reduced as shown by the efficiency curve L3.

たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような手法が考えられる。第１の手法としては、エアギャップＡＧにあわせて、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定として、キャパシタ２２２やキャパシタ１１２のキャパシタンスを変化させることで、送電部２２０と受電部１１０との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、送電部２２０に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタ２２２およびキャパシタ１１２のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップＡＧの大きさに関係なく、送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数は一定である。   For example, the following method can be considered as a method for improving the power transmission efficiency. As a first technique, the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 is made constant in accordance with the air gap AG, and the capacitance of the capacitor 222 or the capacitor 112 is changed, so that the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 can be changed. It is conceivable to change the power transmission efficiency characteristics between the two. Specifically, the capacitances of the capacitor 222 and the capacitor 112 are adjusted so that the power transmission efficiency reaches a peak in a state where the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 is constant. In this method, the frequency of the current flowing through the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 is constant regardless of the size of the air gap AG.

また、第２の手法としては、エアギャップＡＧの大きさに基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する手法である。たとえば、電力伝送特性が効率曲線Ｌ１となる場合には、周波数ｆ４またはｆ５の電流を送電部２２０に供給する。周波数特性が効率曲線Ｌ２，Ｌ３となる場合には、周波数ｆ６の電流を送電部２２０に供給する。この場合においては、エアギャップＡＧの大きさに合わせて送電部２２０および受電部１１０に流れる電流の周波数を変化させることになる。   The second method is a method of adjusting the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 based on the size of the air gap AG. For example, when the power transmission characteristic is the efficiency curve L1, a current having a frequency f4 or f5 is supplied to the power transmission unit 220. When the frequency characteristic is the efficiency curves L2 and L3, the current having the frequency f6 is supplied to the power transmission unit 220. In this case, the frequency of the current flowing through power transmission unit 220 and power reception unit 110 is changed in accordance with the size of air gap AG.

第１の手法では、送電部２２０を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第２の手法では、送電部２２０を流れる周波数は、エアギャップＡＧによって適宜変化する周波数となる。第１の手法や第２の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が送電部２２０に供給される。送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、送電部２２０の周囲には、特定の周波数で振動する磁界（電磁界）が形成される。受電部１１０は、受電部１１０と送電部２２０との間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電部２２０から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップＡＧに着目して、送電部２２０に供給される電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、送電部２２０および受電部１１０の水平方向のズレ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、送電部２２０に供給される電流の周波数を調整する場合がある。   In the first method, the frequency of the current flowing through the power transmission unit 220 is a fixed constant frequency, and in the second method, the frequency flowing through the power transmission unit 220 is a frequency that changes as appropriate depending on the air gap AG. A current having a specific frequency set so as to increase the power transmission efficiency is supplied to the power transmission unit 220 by the first method, the second method, or the like. When a current having a specific frequency flows through the power transmission unit 220, a magnetic field (electromagnetic field) that vibrates at a specific frequency is formed around the power transmission unit 220. The power receiving unit 110 receives power from the power transmitting unit 220 through a magnetic field that is formed between the power receiving unit 110 and the power transmitting unit 220 and vibrates at a specific frequency. Therefore, the “magnetic field oscillating at a specific frequency” is not necessarily a magnetic field having a fixed frequency. In the above example, focusing on the air gap AG, the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 is set, but the power transmission efficiency is the horizontal direction of the power transmission unit 220 and the power reception unit 110. The frequency changes due to other factors such as a deviation, and the frequency of the current supplied to the power transmission unit 220 may be adjusted based on the other factors.

なお、上記では、送電部２２０および受電部１１０にコイル（たとえばヘリカルコイル）を採用したが、コイルに代えて、メアンダラインなどのアンテナなどを採用してもよい。メアンダラインなどのアンテナなどを採用した場合には、送電部２２０に特定の周波数の電流が流れることで、特定の周波数の電界が送電部２２０の周囲に形成される。そして、この電界を通して、送電部２２０と受電部１１０との間で電力伝送が行なわれる。   In the above description, coils (for example, helical coils) are employed for the power transmission unit 220 and the power reception unit 110. However, antennas such as meander lines may be employed instead of the coils. When an antenna such as a meander line is employed, a current with a specific frequency flows through the power transmission unit 220, so that an electric field with a specific frequency is formed around the power transmission unit 220. And electric power transmission is performed between the power transmission part 220 and the power receiving part 110 through this electric field.

この電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。   In this power transmission system, power transmission and power reception efficiency are improved by using a near field (evanescent field) in which the “electrostatic magnetic field” of the electromagnetic field is dominant.

図７は、電流源または磁流源からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図７を参照して、電磁界は３つの成分から成る。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ／２πと表わすことができる。   FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the distance from the current source or the magnetic current source and the strength of the electromagnetic field. Referring to FIG. 7, the electromagnetic field is composed of three components. The curve k1 is a component that is inversely proportional to the distance from the wave source, and is referred to as a “radiated electromagnetic field”. A curve k2 is a component inversely proportional to the square of the distance from the wave source, and is referred to as an “induction electromagnetic field”. The curve k3 is a component inversely proportional to the cube of the distance from the wave source, and is referred to as an “electrostatic magnetic field”. When the wavelength of the electromagnetic field is “λ”, the distance at which the strengths of “radiation electromagnetic field”, “induction electromagnetic field”, and “electrostatic magnetic field” are substantially equal can be expressed as λ / 2π.

「静電磁界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、この実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」が支配的な近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギ（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、「静電磁界」が支配的な近接場において、近接する固有周波数を有する送電部２２０および受電部１１０（たとえば一対のＬＣ共振コイル）を共鳴させることにより、送電部２２０から他方の受電部１１０へエネルギ（電力）を伝送する。この「静電磁界」は遠方にエネルギを伝播しないので、遠方までエネルギを伝播する「輻射電磁界」によってエネルギ（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギ損失で送電することができる。   The “electrostatic magnetic field” is a region where the intensity of the electromagnetic wave suddenly decreases with the distance from the wave source. In the power transmission system according to this embodiment, the near field (evanescent field) in which the “electrostatic magnetic field” is dominant. ) Is used to transmit energy (electric power). That is, in the near field where the “electrostatic magnetic field” is dominant, by resonating the power transmitting unit 220 and the power receiving unit 110 (for example, a pair of LC resonance coils) having adjacent natural frequencies, the power receiving unit 220 and the other power receiving unit are resonated. Energy (electric power) is transmitted to 110. Since this “electrostatic magnetic field” does not propagate energy far away, the resonance method transmits power with less energy loss than electromagnetic waves that transmit energy (electric power) by “radiant electromagnetic field” that propagates energy far away. be able to.

このように、この電力伝送システムにおいては、送電部２２０と受電部１１０とを電磁界によって共振（共鳴）させることで、送電部２２０と受電部１１０との間で非接触によって電力が伝送される。送電部２２０と受電部１１０との間に形成されるこのような電磁場は、たとえば、近接場共振（共鳴）結合場という場合がある。送電部２２０と受電部１１０との間の結合係数（κ）は、たとえば、０．３以下程度であり、好ましくは、０．１以下である。当然のことながら、結合係数（κ）を０．１〜０．３程度の範囲も採用することができる。結合係数（κ）は、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。   As described above, in this power transmission system, power is transmitted in a non-contact manner between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 by causing the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 to resonate with each other by an electromagnetic field. . Such an electromagnetic field formed between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 may be referred to as a near-field resonance (resonance) coupling field, for example. The coupling coefficient (κ) between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 is, for example, about 0.3 or less, and preferably 0.1 or less. As a matter of course, a coupling coefficient (κ) in the range of about 0.1 to 0.3 can also be adopted. The coupling coefficient (κ) is not limited to such a value, and may take various values that improve power transmission.

なお、結合係数（κ）は、送電部２２０と受電部１１０との間の距離によって変動する。電力伝送時における送電部２２０と受電部１１０との間のエアギャップが小さいときには、結合係数（κ）は、たとえば、０．８〜０．６程度である。なお、当然のことながら、送電部２２０と受電部１１０との間の距離によっては、結合係数（κ）は、０．６以下となる。そして、送電部２２０と受電部１１０とが離れた状態で電力伝送が実施されると、結合係数（κ）は、０．３以下となる。   Note that the coupling coefficient (κ) varies depending on the distance between the power transmitting unit 220 and the power receiving unit 110. When the air gap between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 during power transmission is small, the coupling coefficient (κ) is, for example, about 0.8 to 0.6. As a matter of course, the coupling coefficient (κ) is 0.6 or less depending on the distance between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110. And if electric power transmission is implemented in the state which the power transmission part 220 and the power receiving part 110 left | separated, a coupling coefficient ((kappa)) will be 0.3 or less.

なお、電力伝送における、上記のような送電部２２０と受電部１１０との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「磁場共振（共鳴）結合」、「近接場共振（共鳴）結合」、「電磁界（電磁場）共振結合」、「電界（電場）共振結合」等という。「電磁界（電磁場）共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界（磁場）共鳴結合」、「電界（電場）共振結合」のいずれも含む結合を意味する。   Note that the coupling between the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 in the power transmission is, for example, “magnetic resonance coupling”, “magnetic field (magnetic field) resonance coupling”, “magnetic field resonance (resonance) coupling”, “proximity” The field resonance (resonance) coupling, the electromagnetic field (electromagnetic field) resonance coupling, the electric field (electric field) resonance coupling, and the like. The “electromagnetic field (electromagnetic field) resonance coupling” means a coupling including any of “magnetic resonance coupling”, “magnetic field (magnetic field) resonance coupling”, and “electric field (electric field) resonance coupling”.

送電部２２０と受電部１１０とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に磁界（磁場）によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界（磁場）共鳴結合」が形成される。なお、送電部２２０と受電部１１０とに、たとえば、メアンダライン等のアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部２２０と受電部１１０とは、主に電界（電場）によって結合し、「電界（電場）共鳴結合」が形成される。   When the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 are formed by coils as described above, the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 are mainly coupled by a magnetic field (magnetic field), and are referred to as “magnetic resonance coupling” or “magnetic field”. (Magnetic field) resonance coupling "is formed. For example, an antenna such as a meander line may be employed for the power transmission unit 220 and the power reception unit 110. In this case, the power transmission unit 220 and the power reception unit 110 are mainly based on an electric field (electric field). The “electric field (electric field) resonance coupling” is formed.

（整合部の構成）
図８は、この実施の形態１における整合部１７０，２６０の構成を示す図である。図８を参照して、車両１００の整合部１７０は、インピーダンス整合回路（以下、単に「整合回路」と称する。）３０２，３０４，３０６を含む。整合回路３０２は、受電部１１０（１１０Ａ）に接続され、整合回路３０２に整合回路３０４がさらに接続される。そして、整合回路３０４と整流回路１８０（図示せず）との間に整合回路３０６が接続される。すなわち、整合部１７０は、３段の整合回路によって構成される。 (Configuration of matching section)
FIG. 8 is a diagram showing a configuration of matching units 170 and 260 in the first embodiment. Referring to FIG. 8, matching unit 170 of vehicle 100 includes an impedance matching circuit (hereinafter simply referred to as “matching circuit”) 302, 304, and 306. The matching circuit 302 is connected to the power receiving unit 110 (110A), and the matching circuit 304 is further connected to the matching circuit 302. A matching circuit 306 is connected between the matching circuit 304 and the rectifier circuit 180 (not shown). That is, the matching unit 170 is configured by a three-stage matching circuit.

整合回路３０２，３０４，３０６の各々は、インピーダンスを変換する。各整合回路３０２，３０４，３０６におけるインピーダンス変換は、固定的に行なわれてもよいし、可変であってもよい。そして、送電装置２００から車両１００へ伝送される電力の伝送周波数において、整流回路１８０以降の負荷回路の入力インピーダンスに対して受電部１１０（１１０Ａ）の出力インピーダンスが所定値となるように、各整合回路３０２，３０４，３０６が設計（または調整）される。各整合回路３０２，３０４，３０６が変換するインピーダンスは、互いに異なっていてもよい。   Each of the matching circuits 302, 304, and 306 converts impedance. Impedance conversion in each of the matching circuits 302, 304, and 306 may be performed in a fixed manner or may be variable. Each matching is performed so that the output impedance of the power receiving unit 110 (110A) becomes a predetermined value with respect to the input impedance of the load circuit after the rectifier circuit 180 at the transmission frequency of the power transmitted from the power transmission device 200 to the vehicle 100. The circuits 302, 304, and 306 are designed (or adjusted). The impedances converted by the matching circuits 302, 304, and 306 may be different from each other.

送電装置２００の整合部２６０は、整合回路４０２，４０４，４０６を含む。整合回路４０２は、電源部２５０に接続され、整合回路４０２に整合回路４０４がさらに接続される。そして、整合回路４０４と送電部２２０（２２０Ａ）との間に整合回路４０６が接続される。すなわち、整合部２６０も、３段の整合回路によって構成される。   The matching unit 260 of the power transmission device 200 includes matching circuits 402, 404, and 406. Matching circuit 402 is connected to power supply unit 250, and matching circuit 404 is further connected to matching circuit 402. A matching circuit 406 is connected between the matching circuit 404 and the power transmission unit 220 (220A). That is, the matching unit 260 is also configured by a three-stage matching circuit.

整合回路４０２，４０４，４０６の各々も、インピーダンスを変換する。各整合回路４０２，４０４，４０６におけるインピーダンス変換は、固定的に行なわれてもよいし、可変であってもよい。そして、伝送周波数において、電源部２５０の出力インピーダンスに対して送電部２２０（２２０Ａ）の入力インピーダンスが上記所定値となるように、各整合回路４０２，４０４，４０６が設計（または調整）される。各整合回路４０２，４０４，４０６が変換するインピーダンスは、互いに異なっていてもよい。   Each of matching circuits 402, 404, and 406 also converts impedance. Impedance conversion in each of the matching circuits 402, 404, and 406 may be performed in a fixed manner or may be variable. Then, each matching circuit 402, 404, 406 is designed (or adjusted) so that the input impedance of power transmission unit 220 (220A) becomes the predetermined value with respect to the output impedance of power supply unit 250 at the transmission frequency. The impedances converted by the matching circuits 402, 404, and 406 may be different from each other.

車両１００においては、送電装置２００からの受電時に整流回路１８０から伝送周波数の高調波のノイズが発生する。ここで、各整合回路３０２，３０４，３０６は、伝送周波数に合わせて設計（調整）され、伝送周波数と異なる周波数成分（上記の高調波ノイズ等）は通過させにくい特性を有する。そこで、整合回路３０２，３０４，３０６を多段構成（３段）とすることによって、整合回路が１つの場合に比べて、伝送周波数と異なる周波数成分の抑制効果を高めることができ、その結果、整流回路１８０から発生する高調波ノイズが効果的に抑制される。   In vehicle 100, harmonic noise of the transmission frequency is generated from rectifier circuit 180 when receiving power from power transmission device 200. Here, each matching circuit 302, 304, 306 is designed (adjusted) according to the transmission frequency, and has a characteristic that it is difficult for a frequency component (such as the above harmonic noise) different from the transmission frequency to pass therethrough. Therefore, by making the matching circuits 302, 304, and 306 into a multi-stage configuration (three stages), the effect of suppressing frequency components different from the transmission frequency can be enhanced as compared with the case where there is one matching circuit. Harmonic noise generated from the circuit 180 is effectively suppressed.

送電装置２００においては、電源部２５０から伝送周波数の高調波のノイズが発生する。各整合回路４０２，４０４，４０６についても、伝送周波数に合わせて設計（調整）され、伝送周波数と異なる周波数成分（高調波ノイズ等）は通過させにくい特性を有する。そこで、整合回路４０２，４０４，４０６を多段構成（３段）とすることによって、整合回路が１つの場合に比べて、伝送周波数と異なる周波数成分の抑制効果を高めることができ、その結果、電源部２５０から発生する高調波ノイズが効果的に抑制される。   In the power transmission device 200, harmonic noise of the transmission frequency is generated from the power supply unit 250. Each of the matching circuits 402, 404, and 406 is also designed (adjusted) according to the transmission frequency, and has a characteristic that it is difficult for a frequency component (such as harmonic noise) different from the transmission frequency to pass therethrough. Therefore, by making the matching circuits 402, 404, and 406 have a multi-stage configuration (three stages), the effect of suppressing frequency components different from the transmission frequency can be enhanced as compared with the case where there is one matching circuit. Harmonic noise generated from the portion 250 is effectively suppressed.

図９は、図８に示した各整合回路の構成例を示す回路図である。図９を参照して、整合回路３０２は、コイルＬ１，Ｌ４と、キャパシタＣ１とによって構成される。コイルＬ１は、受電部１１０（１１０Ａ）とノードＮ１との間に接続され、コイルＬ４は、受電部１１０（１１０Ａ）とノードＮ３との間に接続される。キャパシタＣ１は、ノードＮ１，Ｎ３間に接続される。すなわち、整合回路３０２は、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路である。   FIG. 9 is a circuit diagram showing a configuration example of each matching circuit shown in FIG. Referring to FIG. 9, matching circuit 302 includes coils L1 and L4 and a capacitor C1. Coil L1 is connected between power reception unit 110 (110A) and node N1, and coil L4 is connected between power reception unit 110 (110A) and node N3. Capacitor C1 is connected between nodes N1 and N3. That is, the matching circuit 302 is an LC type and balanced type matching circuit.

整合回路３０４は、コイルＬ２，Ｌ５と、キャパシタＣ１とによって構成される。すなわち、キャパシタＣ１は、整合回路３０２，３０４において共通化される。コイルＬ２は、ノードＮ１，Ｎ２間に接続され、コイルＬ５は、ノードＮ３，Ｎ４間に接続される。整合回路３０６は、コイルＬ３，Ｌ６と、キャパシタＣ２とによって構成される。コイルＬ３は、ノードＮ２と整流回路１８０との間に接続され、コイルＬ６は、ノードＮ４と整流回路１８０との間に接続される。キャパシタＣ２は、ノードＮ２，Ｎ４間に接続される。整合回路３０４，３０６の各々も、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路である。   The matching circuit 304 includes coils L2 and L5 and a capacitor C1. That is, the capacitor C1 is shared by the matching circuits 302 and 304. Coil L2 is connected between nodes N1 and N2, and coil L5 is connected between nodes N3 and N4. The matching circuit 306 includes coils L3 and L6 and a capacitor C2. Coil L3 is connected between node N2 and rectifier circuit 180, and coil L6 is connected between node N4 and rectifier circuit 180. Capacitor C2 is connected between nodes N2 and N4. Each of the matching circuits 304 and 306 is an LC type and balanced type matching circuit.

また、整合回路４０２は、コイルＬ７，Ｌ１０と、キャパシタＣ３とによって構成される。コイルＬ７は、電源部２５０とノードＮ５との間に接続され、コイルＬ１０は、電源部２５０とノードＮ７との間に接続される。キャパシタＣ３は、ノードＮ５，Ｎ７間に接続される。すなわち、整合回路４０２は、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路である。   The matching circuit 402 includes coils L7 and L10 and a capacitor C3. Coil L7 is connected between power supply unit 250 and node N5, and coil L10 is connected between power supply unit 250 and node N7. Capacitor C3 is connected between nodes N5 and N7. That is, the matching circuit 402 is an LC type and balanced type matching circuit.

整合回路４０４は、コイルＬ８，Ｌ１１と、キャパシタＣ３とによって構成される。すなわち、キャパシタＣ３は、整合回路４０２，４０４において共通化される。コイルＬ８は、ノードＮ５，Ｎ６間に接続され、コイルＬ１１は、ノードＮ７，Ｎ８間に接続される。整合回路４０６は、コイルＬ９，Ｌ１２と、キャパシタＣ４とによって構成される。コイルＬ９は、ノードＮ６と送電部２２０（２２０Ａ）との間に接続され、コイルＬ１２は、ノードＮ８と送電部２２０（２２０Ａ）との間に接続される。キャパシタＣ４は、ノードＮ６，Ｎ８間に接続される。整合回路４０４，４０６の各々も、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路である。   The matching circuit 404 includes coils L8 and L11 and a capacitor C3. That is, the capacitor C3 is shared by the matching circuits 402 and 404. Coil L8 is connected between nodes N5 and N6, and coil L11 is connected between nodes N7 and N8. The matching circuit 406 includes coils L9 and L12 and a capacitor C4. Coil L9 is connected between node N6 and power transmission unit 220 (220A), and coil L12 is connected between node N8 and power transmission unit 220 (220A). Capacitor C4 is connected between nodes N6 and N8. Each of matching circuits 404 and 406 is also an LC type and balanced type matching circuit.

整合部１７０におけるコイルＬ１〜Ｌ６のインダクタンスおよびキャパシタＣ１，Ｃ２のキャパシタンス、ならびに整合部２６０におけるコイルＬ７〜Ｌ１２のインダクタンスおよびキャパシタＣ３，Ｃ４のキャパシタンスは、固定であってもよいし、可変であってもよい。固定の場合には、送電部２２０（２２０Ａ）と受電部１１０（１１０Ａ）との相対位置関係が基準位置（たとえば、位置ずれがなく、かつ、ギャップが基準値）であるものとして、コイルＬ１〜Ｌ１２のインダクタンス値およびキャパシタＣ１〜Ｃ４のキャパシタンス値が予め設計される。可変の場合には、電力伝送時の伝送効率あるいは上記相対位置関係に基づいて、コイルＬ１〜Ｌ１２のインダクタンス値およびキャパシタＣ１〜Ｃ４のキャパシタンス値が適宜調整される。   The inductances of the coils L1 to L6 and the capacitances of the capacitors C1 and C2 in the matching unit 170 and the inductances of the coils L7 to L12 and the capacitors C3 and C4 in the matching unit 260 may be fixed or variable. Also good. In the case of fixing, it is assumed that the relative positional relationship between the power transmitting unit 220 (220A) and the power receiving unit 110 (110A) is a reference position (for example, there is no positional deviation and the gap is a reference value). The inductance value of L12 and the capacitance values of the capacitors C1 to C4 are designed in advance. If variable, the inductance values of the coils L1 to L12 and the capacitance values of the capacitors C1 to C4 are appropriately adjusted based on the transmission efficiency during power transmission or the relative positional relationship.

なお、図１０に示すように、整合部１７０は、整合回路３０２，３０４−２，３０６によって構成され、整合回路３０４−２は、コイルＬ２，Ｌ５と、キャパシタＣ２とによって構成されるものと見ることもできる。同様に、整合部２６０は、整合回路４０２，４０４−２，４０６によって構成され、整合回路４０４−２は、コイルＬ８，Ｌ１１と、キャパシタＣ４とによって構成されるものと見ることもできる。   As shown in FIG. 10, the matching unit 170 is constituted by matching circuits 302, 304-2, and 306, and the matching circuit 304-2 is assumed to be constituted by coils L2 and L5 and a capacitor C2. You can also. Similarly, the matching unit 260 is configured by the matching circuits 402, 404-2, and 406, and the matching circuit 404-2 can be regarded as configured by the coils L8 and L11 and the capacitor C4.

この実施の形態１においては、車両１００の整合部１７０において、整合回路が多段化（３段）される。これにより、整合部１７０による、高調波ノイズを低減させるフィルタとしての効果が向上する。したがって、この実施の形態１によれば、車両１００において、送電装置２００からの受電時に整流回路１８０から発生する高調波ノイズを効果的に抑制することができる。   In the first embodiment, matching circuits are multi-staged (three stages) in matching section 170 of vehicle 100. Thereby, the effect as the filter which reduces the harmonic noise by the matching part 170 improves. Therefore, according to the first embodiment, harmonic noise generated from rectifier circuit 180 when receiving power from power transmission device 200 can be effectively suppressed in vehicle 100.

また、この実施の形態１においては、送電装置２００の整合部２６０においても、整合回路が多段化（３段）される。これにより、整合部２６０による、高調波ノイズを低減させるフィルタとしての効果が向上する。したがって、この実施の形態１によれば、送電装置２００において、電源部２５０から発生する高調波ノイズを効果的に抑制することができる。   In the first embodiment, the matching circuit is also multistaged (three stages) in the matching unit 260 of the power transmission device 200. Thereby, the effect as a filter which reduces the harmonic noise by the matching part 260 improves. Therefore, according to the first embodiment, in power transmission device 200, harmonic noise generated from power supply unit 250 can be effectively suppressed.

［実施の形態２］
実施の形態２による電力伝送システムの全体構成は、図１（図２）に示される電力伝送システム１０（１０Ａ）と同じである。実施の形態２では、各整合回路の構成が実施の形態１と異なる。 [Embodiment 2]
The overall configuration of the power transmission system according to the second embodiment is the same as that of power transmission system 10 (10A) shown in FIG. 1 (FIG. 2). In the second embodiment, the configuration of each matching circuit is different from that of the first embodiment.

再び図８を参照して、実施の形態２における整合部１７０Ａは、整合回路３０２Ａ，３０４Ａ，３０６Ａを含む。また、整合部２６０Ａは、整合回路４０２Ａ，４０４Ａ，４０６Ａを含む。このように、整合部１７０Ａも、３段の整合回路３０２Ａ，３０４Ａ，３０６Ａによって構成され、整合部２６０Ａも、３段の整合回路４０２Ａ，４０４Ａ，４０６Ａによって構成される。   Referring to FIG. 8 again, matching unit 170A in the second embodiment includes matching circuits 302A, 304A, and 306A. The matching unit 260A includes matching circuits 402A, 404A, and 406A. As described above, the matching unit 170A is also configured by the three-stage matching circuits 302A, 304A, and 306A, and the matching unit 260A is also configured by the three-stage matching circuits 402A, 404A, and 406A.

図１１は、実施の形態２における各整合回路の構成例を示す回路図である。図１１を参照して、整合回路３０２Ａは、図９に示した整合回路３０２の構成においてコイルＬ４を含まない構成から成る。整合回路３０４Ａは、図９に示した整合回路３０４の構成においてコイルＬ５を含まない構成から成る。整合回路３０６Ａは、図９に示した整合回路３０６の構成においてコイルＬ６を含まない構成から成る。   FIG. 11 is a circuit diagram showing a configuration example of each matching circuit in the second embodiment. Referring to FIG. 11, matching circuit 302A has a configuration that does not include coil L4 in the configuration of matching circuit 302 shown in FIG. Matching circuit 304A has a configuration that does not include coil L5 in the configuration of matching circuit 304 shown in FIG. Matching circuit 306A has a configuration that does not include coil L6 in the configuration of matching circuit 306 shown in FIG.

また、整合回路４０２Ａは、図９に示した整合回路４０２の構成においてコイルＬ１０を含まない構成から成る。整合回路４０４Ａは、図９に示した整合回路４０４の構成においてコイルＬ１１を含まない構成から成る。整合回路４０６Ａは、図９に示した整合回路４０６の構成においてコイルＬ１２を含まない構成から成る。   Matching circuit 402A has a configuration that does not include coil L10 in the configuration of matching circuit 402 shown in FIG. Matching circuit 404A has a configuration that does not include coil L11 in the configuration of matching circuit 404 shown in FIG. Matching circuit 406A has a configuration that does not include coil L12 in the configuration of matching circuit 406 shown in FIG.

この実施の形態２では、整合部１７０Ａは、直列接続される３段の整合回路３０２Ａ，３０４Ａ，３０６Ａによって構成され、整合回路３０２Ａ，３０４Ａ，３０６Ａの各々は、ＬＣ型かつ不平衡型の整合回路から成る。また、整合部２６０Ａも、直列接続される３段の整合回路４０２Ａ，４０４Ａ，４０６Ａによって構成され、整合回路４０２Ａ，４０４Ａ，４０６Ａの各々は、ＬＣ型かつ不平衡型の整合回路である。   In the second embodiment, the matching unit 170A is configured by three stages of matching circuits 302A, 304A, and 306A connected in series, and each of the matching circuits 302A, 304A, and 306A is an LC type and unbalanced type matching circuit. Consists of. The matching unit 260A is also configured by three stages of matching circuits 402A, 404A, and 406A connected in series, and each of the matching circuits 402A, 404A, and 406A is an LC type and unbalanced type matching circuit.

この実施の形態２においては、整合部１７０Ａ，２６０Ａに不平衡型の整合回路を用いることによって、実施の形態１と比べて、高調波ノイズの抑制効果はやや劣るけれども、整合部１７０Ａ，２６０Ａを小型化することができる。これにより、整合部１７０Ａの車両１００への搭載性が向上し、また、送電装置２００も小型化することができる。また、この実施の形態２によれば、実施の形態１と比べて、部品点数削減による回路信頼性向上やコスト低減等の効果も得られる。   In the second embodiment, by using an unbalanced matching circuit for the matching portions 170A and 260A, the harmonic noise suppression effect is slightly inferior to that in the first embodiment, but the matching portions 170A and 260A are not provided. It can be downsized. Thereby, the mounting property of the matching unit 170A on the vehicle 100 is improved, and the power transmission device 200 can be downsized. Further, according to the second embodiment, compared to the first embodiment, effects such as improvement in circuit reliability and cost reduction by reducing the number of parts can be obtained.

なお、特に図示しないが、整合部１７０Ａにおいて、整合回路３０４ＡがコイルＬ２とキャパシタＣ２とによって構成されるものと見てもよい。また、整合部２６０Ａにおいて、整合回路４０４ＡがコイルＬ８とキャパシタＣ４とによって構成されるものと見てもよい。   Although not particularly illustrated, in the matching unit 170A, it may be considered that the matching circuit 304A includes the coil L2 and the capacitor C2. Further, in matching unit 260A, it may be considered that matching circuit 404A is constituted by coil L8 and capacitor C4.

［実施の形態３］
実施の形態３による電力伝送システムの全体構成も、図１（図２）に示される電力伝送システム１０（１０Ａ）と同じである。実施の形態３では、整合部の構成が実施の形態１と異なる。 [Embodiment 3]
The overall configuration of the power transmission system according to Embodiment 3 is also the same as that of power transmission system 10 (10A) shown in FIG. 1 (FIG. 2). In the third embodiment, the configuration of the matching unit is different from that in the first embodiment.

図１２は、実施の形態３における整合部１７０Ｂ，２６０Ｂの構成を示す図である。図１２を参照して、車両１００の整合部１７０Ｂは、整合回路３０２，３０４を含む。すなわち、整合部１７０Ｂは、２段の整合回路によって構成される。また、送電装置２００の整合部２６０Ｂは、整合回路４０２，４０４を含む。すなわち、整合部２６０Ｂも、２段の整合回路によって構成される。上述のように、整合回路３０２，３０４，４０２，４０４の各々は、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路である。   FIG. 12 is a diagram showing a configuration of matching units 170B and 260B in the third embodiment. Referring to FIG. 12, matching unit 170 </ b> B of vehicle 100 includes matching circuits 302 and 304. That is, the matching unit 170B is configured by a two-stage matching circuit. In addition, matching unit 260 </ b> B of power transmission device 200 includes matching circuits 402 and 404. That is, the matching unit 260B is also configured by a two-stage matching circuit. As described above, each of the matching circuits 302, 304, 402, and 404 is an LC type and balanced type matching circuit.

この実施の形態３においても、整合部１７０Ｂ，２６０Ｂの各々において整合回路が多段化（２段）されるので、高調波ノイズを効果的に抑制することができる。また、整合回路が３段構成の実施の形態１に比べて、高調波ノイズの抑制効果はやや劣るけれども、整合回路の段数削減により整合部１７０Ｂ，２６０Ｂを小型化することができる。これにより、整合部１７０Ｂの車両１００への搭載性が向上し、また、送電装置２００も小型化することができる。また、実施の形態１と比べて、部品点数削減による回路信頼性向上やコスト低減等の効果も得られる。   Also in the third embodiment, since the matching circuit is multistaged (two stages) in each of matching sections 170B and 260B, harmonic noise can be effectively suppressed. Further, although the effect of suppressing harmonic noise is slightly inferior to that of the first embodiment in which the matching circuit has a three-stage configuration, the matching units 170B and 260B can be downsized by reducing the number of matching circuit stages. Thereby, the mounting property to the vehicle 100 of the matching part 170B improves, and the power transmission apparatus 200 can also be reduced in size. In addition, compared with the first embodiment, effects such as circuit reliability improvement and cost reduction by reducing the number of parts can be obtained.

なお、整合部１７０Ｂに代えて、不平衡型の整合回路３０２Ａ，３０４Ａ（図１１）を含む整合部１７０Ｃを採用してもよい。また、整合部２６０Ｂに代えて、不平衡型の整合回路４０２Ａ，４０４Ａ（図１１）を含む整合部２６０Ｃを採用してもよい。これにより、整合部１７０Ｃ，２６０Ｃをさらに小型化することができ、また、部品点数削減による回路信頼性向上やコスト低減等の効果もさらに高まる。   Instead of the matching unit 170B, a matching unit 170C including unbalanced matching circuits 302A and 304A (FIG. 11) may be employed. Further, instead of the matching unit 260B, a matching unit 260C including unbalanced matching circuits 402A and 404A (FIG. 11) may be employed. As a result, the matching portions 170C and 260C can be further reduced in size, and the effects such as improvement in circuit reliability and cost reduction due to the reduction in the number of parts are further enhanced.

なお、その他の実施の形態として、図１３に示すように、車両１００においては、整合回路を３段構成とし、送電装置２００においては、整合回路を２段構成としてもよい。あるいは、図１４に示すように、車両１００においては、整合回路を２段構成とし、送電装置２００においては、整合回路を３段構成としてもよい。   As another embodiment, as shown in FIG. 13, vehicle 100 may have a three-stage matching circuit, and power transmission device 200 may have a two-stage matching circuit. Alternatively, as shown in FIG. 14, vehicle 100 may have a two-stage matching circuit, and power transmission device 200 may have a three-stage matching circuit.

また、上記の実施の形態１において、整合部１７０は、３段の整合回路３０２，３０４，３０６（図９）あるいは３段の整合回路３０２，３０４−２，３０６（図１０）によって構成されるものとしたが、図１５に示すように、整合部１７０は、Ｔ型かつ平衡型の整合回路３２２と、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路３０６とによって構成されるものと見ることもできる。同様に、整合部２６０は、Ｔ型かつ平衡型の整合回路４２２と、ＬＣ型かつ平衡型の整合回路４０６とによって構成されるものと見ることもできる。   In the first embodiment, the matching unit 170 is configured by three-stage matching circuits 302, 304, and 306 (FIG. 9) or three-stage matching circuits 302, 304-2, and 306 (FIG. 10). However, as shown in FIG. 15, the matching unit 170 can be regarded as being configured by a T-type and balanced type matching circuit 322 and an LC-type and balanced type matching circuit 306. Similarly, the matching unit 260 can be considered to be configured by a T-type and balanced type matching circuit 422 and an LC-type and balanced type matching circuit 406.

また、上記の実施の形態２において、整合部１７０Ａは、３段の整合回路３０２Ａ，３０４Ａ，３０６Ａ（図１１）によって構成されるものとしたが、図１６に示すように、整合部１７０Ａは、Ｔ型かつ不平衡型の整合回路３３２と、ＬＣ型かつ不平衡型の整合回路３０６Ａとによって構成されるものと見ることもできる。同様に、整合部２６０Ａは、Ｔ型かつ不平衡型の整合回路４３２と、ＬＣ型かつ不平衡型の整合回路４０６Ａとによって構成されるものと見ることもできる。   In the second embodiment, the matching unit 170A is configured by the three-stage matching circuits 302A, 304A, and 306A (FIG. 11). However, as shown in FIG. It can also be considered that the circuit is constituted by a T-type and unbalanced matching circuit 332 and an LC-type and unbalanced matching circuit 306A. Similarly, the matching unit 260A can be considered to be configured by a T-type and unbalanced matching circuit 432 and an LC-type and unbalanced matching circuit 406A.

なお、特に図示しないが、各整合回路は、π型の整合回路によって構成されてもよい。さらに、π型の整合回路は、平衡型であってもよいし、不平衡型であってもよい。   Although not particularly illustrated, each matching circuit may be configured by a π-type matching circuit. Further, the π-type matching circuit may be a balanced type or an unbalanced type.

なお、上記の各実施の形態においては、整合部は、３段または２段の整合回路によって構成されるものとしたが、４段以上の整合回路によって整合部を構成してもよい。   In each of the above embodiments, the matching unit is configured by a three-stage or two-stage matching circuit. However, the matching unit may be configured by four or more stages of matching circuits.

また、上記の各実施の形態においては、車両１００（１００Ａ）および送電装置２００（２００Ａ）の双方において整合回路を多段化するものとしたが、車両１００（１００Ａ）の整合回路を多段化するだけでも、車両１００（１００Ａ）において高調波ノイズを効果的に抑制することができる。また、送電装置２００（２００Ａ）の整合回路を多段化するだけでも、送電装置２００（２００Ａ）において高調波ノイズを効果的に抑制することができる。   Further, in each of the above embodiments, the matching circuit is multistaged in both vehicle 100 (100A) and power transmission device 200 (200A), but only the matching circuit of vehicle 100 (100A) is multistaged. However, harmonic noise can be effectively suppressed in the vehicle 100 (100A). Moreover, harmonic noise can be effectively suppressed in the power transmission device 200 (200A) simply by providing multiple matching circuits in the power transmission device 200 (200A).

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

１０，１０Ａ 電力伝送システム、１００，１００Ａ 車両、１１０，１１０Ａ 受電部、１１１，１１３，２２１，２２３ コイル、１１２，１１４，２２２，２２４ キャパシタ、１１５ ＳＭＲ、１１８ 電気負荷、１２０ ＰＣＵ、１３０ モータジェネレータ、１４０ 動力伝達ギヤ、１５０ 駆動輪、１６０，２３０ 通信部、１７０，１７０Ａ〜１７０Ｃ，２６０，２６０Ａ〜２６０Ｃ 整合部、１８０ 整流回路、１８５ ＣＨＲ、１９０ 蓄電装置、１９５ 電圧センサ、１９６ 電流センサ、２００，２００Ａ 送電装置、２１０ 電源装置、２２０，２２０Ａ 送電部、２４０ 送電ＥＣＵ、２５０ 電源部、３００ 車両ＥＣＵ、３０２，３０４，３０４−２，３０６，３０２Ａ，３０４Ａ，３０６Ａ，３２２，３３２，４０２，４０４，４０４−２，４０６，４０２Ａ，４０４Ａ，４０６Ａ，４２２，４３２ 整合回路、４００ 外部電源、Ｌ１〜Ｌ１２ コイル、Ｃ１〜Ｃ４ キャパシタ、Ｎ１〜Ｎ８ ノード。   10, 10A power transmission system, 100, 100A vehicle, 110, 110A power receiving unit, 111, 113, 221, 223 coil, 112, 114, 222, 224 capacitor, 115 SMR, 118 electric load, 120 PCU, 130 motor generator, 140 power transmission gear, 150 driving wheel, 160, 230 communication unit, 170, 170A to 170C, 260, 260A to 260C matching unit, 180 rectifier circuit, 185 CHR, 190 power storage device, 195 voltage sensor, 196 current sensor, 200, 200A power transmission device, 210 power supply device, 220, 220A power transmission unit, 240 power transmission ECU, 250 power supply unit, 300 vehicle ECU, 302, 304, 304-2, 306, 302A, 304A, 306A, 322, 332, 402, 4 4,404-2,406,402A, 404A, 406A, 422,432 matching circuit, 400 external power supply, L1 to L12 coil, C1 -C4 capacitor, N1 to N8 node.

Claims (22)

送電装置から出力される電力を非接触で受電するための受電部と、
前記受電部と前記受電部によって受電される電力を受ける負荷回路との間に設けられ、直列接続された複数のインピーダンス整合回路とを備える受電装置。 A power receiving unit for receiving power output from the power transmission device in a contactless manner;
A power receiving apparatus comprising: a plurality of impedance matching circuits connected in series, provided between the power receiving unit and a load circuit that receives power received by the power receiving unit. 前記複数のインピーダンス整合回路は、３段のインピーダンス整合回路によって構成される、請求項１に記載の受電装置。   The power receiving device according to claim 1, wherein the plurality of impedance matching circuits includes a three-stage impedance matching circuit. 前記複数のインピーダンス整合回路の各々は、ＬＣ型のインピーダンス整合回路を含む、請求項１または２に記載の受電装置。   The power receiving device according to claim 1, wherein each of the plurality of impedance matching circuits includes an LC type impedance matching circuit. 前記複数のインピーダンス整合回路は、
Ｔ型のインピーダンス整合回路と、
ＬＣ型のインピーダンス整合回路とを含む、請求項１に記載の受電装置。 The plurality of impedance matching circuits are:
A T-type impedance matching circuit;
The power receiving device according to claim 1, further comprising an LC type impedance matching circuit. 前記複数のインピーダンス整合回路の各々は、平衡型の回路である、請求項１から４のいずれか１項に記載の受電装置。   5. The power receiving device according to claim 1, wherein each of the plurality of impedance matching circuits is a balanced circuit. 前記負荷回路は、整流回路を含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の受電装置。   The power receiving device according to claim 1, wherein the load circuit includes a rectifier circuit. 前記受電部の固有周波数と前記送電装置の送電部の固有周波数との差は、前記受電部の固有周波数または前記送電部の固有周波数の±１０％以下である、請求項１に記載の受電装置。   The power receiving device according to claim 1, wherein a difference between the natural frequency of the power receiving unit and the natural frequency of the power transmitting unit of the power transmitting device is ± 10% or less of the natural frequency of the power receiving unit or the natural frequency of the power transmitting unit. . 前記受電部と前記送電装置の送電部との結合係数は０．３以下である、請求項１に記載の受電装置。   The power receiving device according to claim 1, wherein a coupling coefficient between the power receiving unit and the power transmitting unit of the power transmitting device is 0.3 or less. 前記受電部は、前記受電部と前記送電装置の送電部との間に形成される磁界と、前記受電部と前記送電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、前記送電部から受電し、
前記磁界および前記電界は、前記受電部と前記送電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する、請求項１に記載の受電装置。 The power reception unit is connected to the power transmission unit through at least one of a magnetic field formed between the power reception unit and the power transmission unit of the power transmission device and an electric field formed between the power reception unit and the power transmission unit. Receiving power,
The power receiving device according to claim 1, wherein the magnetic field and the electric field are formed between the power receiving unit and the power transmitting unit and vibrate at a specific frequency. 請求項１に記載の受電装置と、
前記受電装置によって受電される電力を用いて駆動力を発生する走行モータとを備える車両。 A power receiving device according to claim 1;
A vehicle comprising: a traveling motor that generates driving force using electric power received by the power receiving device. 受電装置へ電力を非接触で送電するための送電部と、
送電電力を生成する電源部と前記送電部との間に設けられ、直列接続された複数のインピーダンス整合回路とを備える送電装置。 A power transmission unit for transmitting power to the power receiving device in a contactless manner;
A power transmission device provided with a plurality of impedance matching circuits provided in series between a power supply unit that generates transmission power and the power transmission unit. 前記複数のインピーダンス整合回路は、３段のインピーダンス整合回路によって構成される、請求項１１に記載の送電装置。   The power transmission device according to claim 11, wherein the plurality of impedance matching circuits includes a three-stage impedance matching circuit. 前記複数のインピーダンス整合回路の各々は、ＬＣ型のインピーダンス整合回路を含む、請求項１１または１２に記載の送電装置。   The power transmission device according to claim 11 or 12, wherein each of the plurality of impedance matching circuits includes an LC type impedance matching circuit. 前記複数のインピーダンス整合回路は、
Ｔ型のインピーダンス整合回路と、
ＬＣ型のインピーダンス整合回路とを含む、請求項１１に記載の送電装置。 The plurality of impedance matching circuits are:
A T-type impedance matching circuit;
The power transmission device according to claim 11, comprising an LC type impedance matching circuit. 前記複数のインピーダンス整合回路の各々は、平衡型の回路である、請求項１１から１４のいずれか１項に記載の送電装置。   The power transmission device according to claim 11, wherein each of the plurality of impedance matching circuits is a balanced circuit. 前記電源部は、前記送電電力を生成するためのスイッチング素子を含む、請求項１１から１５のいずれか１項に記載の送電装置。   The power transmission device according to claim 11, wherein the power supply unit includes a switching element for generating the transmitted power. 前記送電部の固有周波数と前記受電装置の受電部の固有周波数との差は、前記送電部の固有周波数または前記受電部の固有周波数の±１０％以下である、請求項１１に記載の送電装置。   The power transmission device according to claim 11, wherein a difference between a natural frequency of the power transmission unit and a natural frequency of the power reception unit of the power reception device is ± 10% or less of the natural frequency of the power transmission unit or the natural frequency of the power reception unit. . 前記送電部と前記受電装置の受電部との結合係数は０．３以下である、請求項１１に記載の送電装置。   The power transmission device according to claim 11, wherein a coupling coefficient between the power transmission unit and the power reception unit of the power reception device is 0.3 or less. 前記送電部は、前記送電部と前記受電装置の受電部との間に形成される磁界と、前記送電部と前記受電部との間に形成される電界との少なくとも一方を通じて、前記受電部へ送電し、
前記磁界および前記電界は、前記送電部と前記受電部との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する、請求項１１に記載の送電装置。 The power transmission unit passes through at least one of a magnetic field formed between the power transmission unit and a power reception unit of the power reception device and an electric field formed between the power transmission unit and the power reception unit to the power reception unit. Power transmission,
The power transmission device according to claim 11, wherein the magnetic field and the electric field are formed between the power transmission unit and the power reception unit and vibrate at a specific frequency. 送電装置と、
受電装置とを備え、
前記送電装置は、
前記受電装置へ電力を非接触で送電するための送電部と、
送電電力を生成する電源部と前記送電部との間に設けられ、直列接続された第１の複数のインピーダンス整合回路とを含み、
前記受電装置は、
前記送電部から出力される電力を非接触で受電するための受電部と、
前記受電部と前記受電部によって受電される電力を受ける負荷回路との間に設けられ、直列接続された第２の複数のインピーダンス整合回路とを含む、電力伝送システム。 A power transmission device;
A power receiving device,
The power transmission device is:
A power transmission unit for transmitting power to the power receiving device in a contactless manner;
A first plurality of impedance matching circuits provided in series between a power supply unit that generates transmission power and the power transmission unit,
The power receiving device is:
A power receiving unit for receiving power output from the power transmitting unit in a contactless manner;
A power transmission system, comprising: a second plurality of impedance matching circuits connected in series, provided between the power reception unit and a load circuit that receives power received by the power reception unit. 前記第１の複数のインピーダンス整合回路は、第１の３段インピーダンス整合回路によって構成され、
前記第２の複数のインピーダンス整合回路は、第２の３段インピーダンス整合回路によって構成される、請求項２０に記載の電力伝送システム。 The first plurality of impedance matching circuits includes a first three-stage impedance matching circuit,
21. The power transmission system according to claim 20, wherein the second plurality of impedance matching circuits includes a second three-stage impedance matching circuit. 前記受電装置は、車両に搭載される、請求項２０に記載の電力伝送システム。   The power transmission system according to claim 20, wherein the power receiving device is mounted on a vehicle.
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