JP2014197932A - Power transmission system - Google Patents

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山川 博幸
Hiroyuki Yamakawa
博幸 山川
佐藤 健一郎
Kenichiro Sato
健一郎 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power transmission system which suppresses generation of noise and reduces leakage of noise.SOLUTION: A power transmission system transmits electric energy to a secondary resonator 250 including a secondary resonator coil 260 through an electromagnetic field having a predetermined frequency generated by a primary resonator 150 including a primary resonator coil 160, where the primary resonator coil 160 is arranged on the ground and the secondary resonator coil 260 is arranged on the bottom surface of a vehicle. The power transmission system comprises a noise cancel resonator 300 which includes a noise cancel resonator coil 310 and has a resonant frequency higher than the predetermined frequency by a shift frequency determined depending on the degree of coupling between the primary resonator coil 160 and the noise cancel resonator coil 310. The noise cancel resonator coil 310 is arranged at a position where the distance between the secondary resonator coil 260 and circumference of the vehicle is short.

Description

本発明は、磁気共鳴方式によってワイヤレスで電力の送受を行う電力伝送システムに関する。   The present invention relates to a power transmission system that transmits and receives power wirelessly by a magnetic resonance method.

近年、電源コードなどを用いることなく、ワイヤレスで電力(電気エネルギー)を伝送する技術の開発が盛んとなっている。ワイヤレスで電力を伝送する方式の中でも、特に注目されている技術として、磁気共鳴方式と呼ばれるものがある。この磁気共鳴方式は2007年にマサチューセッツ工科大学の研究グループが提案したものであり、これに関連する技術は、例えば、特許文献1(特表2009−501510号公報)に開示されている。   In recent years, development of technology for transmitting electric power (electric energy) wirelessly without using a power cord or the like has become active. Among wireless transmission methods, there is a technique called magnetic resonance as a technology that has attracted particular attention. This magnetic resonance method was proposed by a research group of Massachusetts Institute of Technology in 2007, and a technology related to this is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-501510.

磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムは、送電側アンテナの共振周波数と、受電側アンテナの共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うものであり、電力伝送距離を数十cm〜数mとすることが可能であることが大きな特徴の一つである。   A magnetic resonance wireless power transmission system efficiently transmits energy from a power transmission side antenna to a power reception side antenna by making the resonance frequency of the power transmission side antenna and the resonance frequency of the power reception side antenna the same. One of the major features is that the power transmission distance can be several tens of centimeters to several meters.

上記のような磁気共鳴方式のワイヤレス電力伝送システムを、電気自動車などの車両の給電ステーションで用いるような場合には、受電側アンテナを車両の底部に搭載しておき、この受電側アンテナに対して、地上に埋設された送電側アンテナから給電を行う方法が考えられる。このような電力伝送形態においては、送電側アンテナと受電側アンテナとの間が完全には電磁気的に結合することは難しく、少なからず、アンテナから放射されるノイズが発生し、車体底部の金属などがそれにより温度上昇を起こすことなどが考えられる。   When such a magnetic resonance wireless power transmission system is used in a power supply station of a vehicle such as an electric vehicle, a power receiving antenna is mounted on the bottom of the vehicle, and the power receiving antenna is connected to the power receiving antenna. A method of feeding power from a power transmission antenna embedded on the ground can be considered. In such a power transmission mode, it is difficult to completely electromagnetically couple between the power transmission side antenna and the power reception side antenna, and noise emitted from the antenna is generated. This may cause a temperature rise.

そこで、ワイヤレス電力伝送システムにおいては、アンテナから発生するノイズを低減させるための方策を検討する必要がある。   Therefore, in the wireless power transmission system, it is necessary to consider a measure for reducing noise generated from the antenna.

なお、高周波ノイズを低減する技術としては、例えば、特許文献2(特開2010−87024号公報)には、ノイズの発生源の近傍に、ループ状の閉経路を有する導体と、閉経路と電気的に接続されるコンデンサとからなる共振回路を設けることが開示されている。
特表2009−501510号公報 特開2010−87024号公報
As a technique for reducing high-frequency noise, for example, Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2010-87024) discloses a conductor having a loop-shaped closed path, a closed path, and an electric circuit in the vicinity of a noise generation source. It is disclosed to provide a resonant circuit composed of a capacitor that is connected electrically.
Special table 2009-501510 JP 2010-87024 A

特許文献2記載の従来技術においては、ノイズキャンセル用のLC共振器の共振周波数としては、除去したいノイズ源の周波数と、合わせることで、ノイズ低減効果を増大するようにしている。   In the prior art described in Patent Document 2, the noise reduction effect is increased by combining the resonance frequency of the LC resonator for noise cancellation with the frequency of the noise source to be removed.

しかしながら、特に磁気共鳴方式の磁気共鳴アンテナが用いられるワイヤレス電力伝送システムにおけるノイズ対策として、ノイズキャンセル共振器の共振周波数を、ノイズ源の周波数と合わせたとしても、必ずしも、ノイズ低減効果が大きいものではない、という問題があった。   However, even if the resonance frequency of the noise canceling resonator is combined with the frequency of the noise source as a noise countermeasure particularly in a wireless power transmission system using a magnetic resonance type magnetic resonance antenna, the noise reduction effect is not necessarily large. There was no problem.

また、特許文献2記載の従来技術は、ノイズキャンセル共振器の最適な配置についての
開示がなく、問題であった。
Further, the prior art described in Patent Document 2 has been a problem because there is no disclosure about the optimal arrangement of the noise canceling resonator.

上記問題を解決するために、本発明に係る電力伝送システムは、1次共振器コイルを有する1次共振器で発生させる所定周波数の電磁界を介して、2次共振器コイルを有する2次共振器に電気エネルギーを伝送すると共に、前記1次共振器コイルは地上に配置し、前記2次共振器コイルは車両の底面に配する電力伝送システムであって、ノイズキャンセル共振器コイルを有し、前記所定周波数より、前記1次共振器コイルと前記ノイズキャンセル共振器コイルの結合度に応じて決まるシフト周波数分高い共振周波数を有するノイズキャンセル共振器を備え、前記ノイズキャンセル共振器コイルは、前記2次共振器コイルと前記車両の周縁との間の距離が短い箇所に配されることを特徴とする。   In order to solve the above problem, a power transmission system according to the present invention has a secondary resonance coil having a secondary resonator coil via an electromagnetic field having a predetermined frequency generated by the primary resonator having the primary resonator coil. An electrical energy is transmitted to the device, the primary resonator coil is disposed on the ground, and the secondary resonator coil is a power transmission system disposed on a bottom surface of the vehicle, and includes a noise canceling resonator coil, A noise canceling resonator having a resonance frequency higher than the predetermined frequency by a shift frequency determined in accordance with a degree of coupling between the primary resonator coil and the noise canceling resonator coil; It is characterized in that the distance between the next resonator coil and the periphery of the vehicle is short.

また、本発明に係る電力伝送システムは、1次共振器コイルを有する1次共振器で発生させる所定周波数の電磁界を介して、2次共振器コイルを有する2次共振器に電気エネルギーを伝送する電力伝送システムであって、ノイズキャンセル共振器コイルを有し、前記所定周波数より、前記2次共振器コイルと前記ノイズキャンセル共振器コイルの結合度に応じて決まるシフト周波数分高い共振周波数を有するノイズキャンセル共振器を備え、前記ノイズキャンセル共振器コイルは、前記2次共振器コイルと前記車両の周縁との間の距離が短い箇所に配されることを特徴とする。   The power transmission system according to the present invention transmits electrical energy to a secondary resonator having a secondary resonator coil via an electromagnetic field having a predetermined frequency generated by the primary resonator having the primary resonator coil. The power transmission system includes a noise canceling resonator coil, and has a resonance frequency higher than the predetermined frequency by a shift frequency determined according to a degree of coupling between the secondary resonator coil and the noise canceling resonator coil. A noise canceling resonator is provided, and the noise canceling resonator coil is disposed at a location where the distance between the secondary resonator coil and the periphery of the vehicle is short.

また、本発明に係る電力伝送システムは、前記所定周波数が、前記1次共振器が発生する電磁界の基本波の周波数であることを特徴とする。   In the power transmission system according to the present invention, the predetermined frequency is a frequency of a fundamental wave of an electromagnetic field generated by the primary resonator.

また、本発明に係る電力伝送システムは、前記所定周波数が、前記1次共振器が発生する電磁界の高調波の周波数であることを特徴とする。   In the power transmission system according to the present invention, the predetermined frequency is a harmonic frequency of an electromagnetic field generated by the primary resonator.

また、本発明に係る電力伝送システムは、前記高調波が奇数倍波であることを特徴とする。   The power transmission system according to the present invention is characterized in that the harmonics are odd harmonics.

また、本発明に係る電力伝送システムは、前記高調波が偶数倍波であることを特徴とする。   The power transmission system according to the present invention is characterized in that the harmonics are even harmonics.

また、本発明に係る電力伝送システムは、前記1次共振器コイルと前記ノイズキャンセル共振器コイルの間の相互インダクタンス成分がLmであるとき、
前記シフト周波数が、
In the power transmission system according to the present invention, when a mutual inductance component between the primary resonator coil and the noise canceling resonator coil is L m ,
The shift frequency is

Figure 2014197932
であることを特徴とする。
Figure 2014197932
It is characterized by being.

また、本発明に係る電力伝送システムは、前記ノイズキャンセル共振器コイルのQ値が50以上であることを特徴とする。   The power transmission system according to the present invention is characterized in that a Q value of the noise canceling resonator coil is 50 or more.

本発明に係る電力伝送システムでは、ノイズキャンセル共振器コイルを有し、前記所定周波数より、前記1次共振器コイルと前記ノイズキャンセル共振器コイルの結合度に応じて決まるシフト周波数分高い共振周波数を有するノイズキャンセル共振器を備えると共に
、ノイズキャンセル共振器のノイズキャンセル共振器コイルが最適な位置に配されているので、本発明によれば、特に磁気共鳴方式の磁気共鳴アンテナが用いられるワイヤレス電力伝送システムでノイズの発生を抑制し、ノイズの漏洩を低減することが可能となる。
The power transmission system according to the present invention includes a noise canceling resonator coil, and has a resonance frequency that is higher than the predetermined frequency by a shift frequency determined according to the degree of coupling between the primary resonator coil and the noise canceling resonator coil. In addition, the noise canceling resonator coil of the noise canceling resonator is disposed at an optimal position. Therefore, according to the present invention, wireless power transmission using a magnetic resonance type magnetic resonance antenna in particular is used. It is possible to suppress noise generation in the system and reduce noise leakage.

本発明の実施形態に係る電力伝送システムのブロック図である。1 is a block diagram of a power transmission system according to an embodiment of the present invention. 電力伝送システムのインバーター部を示す図である。It is a figure which shows the inverter part of an electric power transmission system. 本発明の実施形態に係る電力伝送システム100の等価回路を示す図である。It is a figure which shows the equivalent circuit of the electric power transmission system 100 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電力伝送システムにおける1次共振器及び2次共振器の設置形態を説明する図である。It is a figure explaining the installation form of the primary resonator and the secondary resonator in the electric power transmission system which concerns on embodiment of this invention. 1次共振器コイル及び2次共振器コイルのレイアウトを説明する図である。It is a figure explaining the layout of a primary resonator coil and a secondary resonator coil. 本発明の実施形態に係るノイズキャンセル共振器とノイズ源である1次共振器との間の結合を説明する図である。It is a figure explaining the coupling between the noise cancellation resonator which concerns on embodiment of this invention, and the primary resonator which is a noise source. 伝送効率の周波数依存性と、ノイズ放射率の周波数依存性の図を重ね合わせて示す図である。It is a figure which superimposes and shows the figure of the frequency dependence of transmission efficiency, and the frequency dependence of noise emissivity. 第1極値周波数(磁気壁条件結合時周波数)における電流と電界の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of the electric current and electric field in a 1st extreme value frequency (frequency at the time of a magnetic wall condition coupling | bonding). 第2極値周波数(電気壁条件結合時周波数)における電流と電界の様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the mode of the electric current and electric field in a 2nd extreme value frequency (frequency at the time of an electric wall condition coupling | bonding). ノイズキャンセル共振器によってノイズ低減効率が向上することを説明する概念図である。It is a conceptual diagram explaining that noise reduction efficiency improves with a noise cancellation resonator. ノイズキャンセル共振器コイルのレイアウト例を説明する図である。It is a figure explaining the example of a layout of a noise cancellation resonator coil.

以下、本発明の実施形態を図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の実施形態に係る電力伝送システムのブロック図である。なお、本実施形態においては、電力伝送システムを構成する送電側のアンテナとして1次共振器150を、また、受電側のアンテナとして2次共振器250を用いる例につき説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of a power transmission system according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, an example will be described in which the primary resonator 150 is used as a power transmission-side antenna and a secondary resonator 250 is used as a power-receiving antenna.

本発明のアンテナが用いられる電力伝送システムとしては、例えば、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)などの車両への充電のためのシステムが想定されている。電力伝送システムは、上記のような車両に対して電力を非接触で伝送するため、当該車両を停車させることが可能な停車スペースに設けられる。車両のユーザーはこの電力伝送システムが設けられている停車スペースに車両を停車させて、車両に搭載されている2次共振器250と、前記1次共振器150とを対向させることによって電力伝送システムからの電力を受電する。   As a power transmission system using the antenna of the present invention, for example, a system for charging a vehicle such as an electric vehicle (EV) or a hybrid electric vehicle (HEV) is assumed. Since the electric power transmission system transmits electric power to the vehicle as described above in a non-contact manner, the electric power transmission system is provided in a stop space where the vehicle can be stopped. The user of the vehicle stops the vehicle in a stop space where the power transmission system is provided, and makes the secondary resonator 250 mounted on the vehicle and the primary resonator 150 face each other, thereby causing the power transmission system. Receives power from.

電力伝送システムでは、電力伝送システム100側の1次共振器150から、受電側システム200側の2次共振器250へ効率的に電力を伝送する際、1次共振器150の共振周波数と、2次共振器250の共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナから受電側アンテナに対し、効率的にエネルギー伝達を行うようにする。   In the power transmission system, when power is efficiently transmitted from the primary resonator 150 on the power transmission system 100 side to the secondary resonator 250 on the power receiving system 200 side, the resonance frequency of the primary resonator 150, 2 By making the resonance frequency of the next resonator 250 the same, energy is efficiently transferred from the power transmission side antenna to the power reception side antenna.

電力伝送システム100におけるAC/DC変換部101は、入力される商用電源を一定の直流に変換するコンバータである。このAC/DC変換部101からの出力は電圧制御部102において、所定の電圧に昇圧されたりする。この電圧制御部102で生成される電圧の設定は主制御部110から制御可能となっている。   The AC / DC conversion unit 101 in the power transmission system 100 is a converter that converts an input commercial power source into a constant direct current. The output from the AC / DC converter 101 is boosted to a predetermined voltage by the voltage controller 102. Setting of the voltage generated by the voltage control unit 102 can be controlled from the main control unit 110.

インバーター部103は、電圧制御部102から供給される電圧から所定の交流電圧を生成して、整合器104に入力する。図2は電力伝送システムのインバーター部を示す図
である。インバーター部103は、例えば図2に示すように、フルブリッジ方式で接続されたQA乃至QDからなる4つの電界効果トランジスタ(FET)によって構成されている。
The inverter unit 103 generates a predetermined AC voltage from the voltage supplied from the voltage control unit 102 and inputs it to the matching unit 104. FIG. 2 is a diagram illustrating an inverter unit of the power transmission system. For example, as shown in FIG. 2, the inverter unit 103 includes four field effect transistors (FETs) composed of Q A to Q D connected in a full bridge system.

本実施形態においては、直列接続されたスイッチング素子QAとスイッチング素子QBの間の接続部T1と、直列接続されたスイッチング素子QCとスイッチング素子QDとの間の接続部T2との間に整合器104が接続される構成となっており、スイッチング素子QA
とスイッチング素子QDがオンのとき、スイッチング素子QBとスイッチング素子QCがオ
フとされ、スイッチング素子QBとスイッチング素子QCがオンのとき、スイッチング素子QAとスイッチング素子QDがオフとされることで、接続部T1と接続部T2との間に矩形波の交流電圧を発生させる。なお、本実施形態においては、各スイッチング素子のスイッチングによって生成される矩形波の周波数の範囲は20kHz〜数1000kHz程度である。
In the present embodiment, between the connection portion T1 between the switching elements Q A and Q B connected in series and the connection portion T2 between the switching elements Q C and Q D connected in series. The matching device 104 is connected to the switching element Q A.
When the switching element Q D is on, the switching element Q B and the switching element Q C are off. When the switching element Q B and the switching element Q C are on, the switching element Q A and the switching element Q D are off. As a result, a rectangular wave AC voltage is generated between the connection portion T1 and the connection portion T2. In the present embodiment, the range of the frequency of the rectangular wave generated by the switching of each switching element is about 20 kHz to several 1000 kHz.

上記のようなインバーター部103を構成するスイッチング素子QA乃至QDに対する駆動信号は主制御部110から入力されるようになっている。また、インバーター部103を駆動させるための周波数は主制御部110から制御することができるようになっている。 Drive signals for the switching elements Q A to Q D constituting the inverter unit 103 as described above are input from the main control unit 110. The frequency for driving the inverter unit 103 can be controlled from the main control unit 110.

整合器104は、所定の回路定数を有する受動素子から構成され、インバーター部103からの出力が入力される。そして、整合器104からの出力は1次共振器150に供給される。整合器104を構成する受動素子の回路定数は、主制御部110からの指令に基づいて調整することができるようになっている。主制御部110は、1次共振器150と2次共振器250とが共振するように整合器104に対する指令を行う。なお、整合器104は必須の構成ではない。   The matching unit 104 is composed of a passive element having a predetermined circuit constant, and receives an output from the inverter unit 103. The output from the matching unit 104 is supplied to the primary resonator 150. The circuit constants of the passive elements constituting the matching unit 104 can be adjusted based on a command from the main control unit 110. The main control unit 110 instructs the matching unit 104 so that the primary resonator 150 and the secondary resonator 250 resonate. The matching unit 104 is not an essential configuration.

1次共振器150は、誘導性リアクタンス成分を有する1次共振器コイル160と、容量性リアクタンス成分を有する1次共振器キャパシタ170とから構成されており、対向するようにして配置される車両搭載の2次共振器250と共鳴することで、1次共振器150から出力される電気エネルギーを2次共振器250に送ることができるようになっている。1次共振器150・2次共振器250は、電力伝送システム100における磁気共鳴アンテナ部として機能する。   The primary resonator 150 includes a primary resonator coil 160 having an inductive reactance component and a primary resonator capacitor 170 having a capacitive reactance component, and is mounted on the vehicle so as to face each other. By resonating with the secondary resonator 250, the electrical energy output from the primary resonator 150 can be sent to the secondary resonator 250. The primary resonator 150 and the secondary resonator 250 function as a magnetic resonance antenna unit in the power transmission system 100.

電力伝送システム100の主制御部110はCPUとCPU上で動作するプログラムを保持するROMとCPUのワークエリアであるRAMなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部110は、図示されている主制御部110と接続される各構成と協働するように動作する。   The main control unit 110 of the power transmission system 100 is a general-purpose information processing unit that includes a CPU, a ROM that holds a program that runs on the CPU, and a RAM that is a work area of the CPU. The main control unit 110 operates in cooperation with the components connected to the main control unit 110 shown in the figure.

また、通信部120は車両側の通信部220と無線通信を行い、車両との間でデータの送受を可能にする構成である。通信部120によって受信したデータは主制御部110に転送され、また、主制御部110は所定情報を通信部120を介して車両側に送信することができるようになっている。   The communication unit 120 is configured to perform wireless communication with the vehicle-side communication unit 220 so that data can be transmitted to and received from the vehicle. Data received by the communication unit 120 is transferred to the main control unit 110, and the main control unit 110 can transmit predetermined information to the vehicle side via the communication unit 120.

次に、車両側に設けられている構成について説明する。車両の受電側のシステムにおいて、2次共振器250は、1次共振器150と共鳴することによって、1次共振器150から出力される電気エネルギーを受電するものである。このような2次共振器250は、車両の底面部に取り付けられるようになっている。   Next, a configuration provided on the vehicle side will be described. In the system on the power receiving side of the vehicle, the secondary resonator 250 receives electric energy output from the primary resonator 150 by resonating with the primary resonator 150. Such a secondary resonator 250 is attached to the bottom surface of the vehicle.

2次共振器250は、誘導性リアクタンス成分を有する2次共振器コイル260と、容量性リアクタンス成分を有する2次共振器キャパシタ270とから構成されている。   The secondary resonator 250 includes a secondary resonator coil 260 having an inductive reactance component and a secondary resonator capacitor 270 having a capacitive reactance component.

2次共振器250で受電された交流電力は、整流部202において整流され、整流された電力は充電制御部203を通して電池204に蓄電されるようになっている。充電制御部203は主制御部210からの指令に基づいて電池204の蓄電を制御する。より具体的には、整流部202からの出力は充電制御部203において、所定の電圧値に昇圧又は降圧されて、電池204に蓄電されるようになっている。また、充電制御部203は電池204の残量管理なども行い得るように構成される。   The AC power received by the secondary resonator 250 is rectified by the rectification unit 202, and the rectified power is stored in the battery 204 through the charge control unit 203. The charging control unit 203 controls the storage of the battery 204 based on a command from the main control unit 210. More specifically, the output from the rectifying unit 202 is stepped up or down to a predetermined voltage value in the charge control unit 203 and stored in the battery 204. In addition, the charging control unit 203 is configured to be able to perform remaining amount management of the battery 204 and the like.

主制御部210はCPUとCPU上で動作するプログラムを保持するROMとCPUのワークエリアであるRAMなどからなる汎用の情報処理部である。この主制御部210は、図示されている主制御部210と接続される各構成と協働するように動作する。   The main control unit 210 is a general-purpose information processing unit that includes a CPU, a ROM that holds programs that run on the CPU, and a RAM that is a work area of the CPU. The main controller 210 operates in cooperation with the components connected to the main controller 210 shown in the figure.

インターフェイス部215は、車両の運転席部に設けられ、ユーザー(運転者)に対し所定の情報などを提供したり、或いは、ユーザーからの操作・入力を受け付けたりするものであり、表示装置、ボタン類、タッチパネル、スピーカーなどで構成されるものである。ユーザーによる所定の操作が実行されると、インターフェイス部215から操作データとして主制御部210に送られ処理される。また、ユーザーに所定の情報を提供する際には、主制御部210からインターフェイス部215に対して、所定情報を表示するための表示指示データが送信される。   The interface unit 215 is provided in the driver's seat of the vehicle and provides predetermined information to the user (driver) or accepts an operation / input from the user. A touch panel, a speaker, and the like. When a predetermined operation by the user is executed, the interface unit 215 sends the operation data to the main control unit 210 for processing. Further, when providing predetermined information to the user, display instruction data for displaying the predetermined information is transmitted from the main control unit 210 to the interface unit 215.

また、車両側の通信部220は送電側の通信部120と無線通信を行い、送電側のシステムとの間でデータの送受を可能にする構成である。通信部220によって受信したデータは主制御部210に転送され、また、主制御部210は所定情報を通信部220を介して送電システム側に送信することができるようになっている。   Further, the vehicle-side communication unit 220 is configured to perform wireless communication with the power transmission-side communication unit 120 and to transmit and receive data to and from the power transmission-side system. Data received by the communication unit 220 is transferred to the main control unit 210, and the main control unit 210 can transmit predetermined information to the power transmission system side via the communication unit 220.

電力伝送システムで、電力を受電しようとするユーザーは、上記のような送電側のシステムが設けられている停車スペースに車両を停車させ、インターフェイス部215から充電を実行する旨の入力を行う。これを受けた主制御部210は、充電制御部203からの電池204の残量を取得し、電池204の充電に必要な電力量を算出する。算出された電力量と送電を依頼する旨の情報は、車両側の通信部220から送電側のシステムの通信部120に送信される。これを受信した送電側システムの主制御部110は電圧制御部102、インバーター部103、整合器104を制御することで、車両側に電力を伝送するようになっている。   In the power transmission system, a user who wants to receive power inputs the information indicating that charging is performed from the interface unit 215 by stopping the vehicle in the stop space where the power transmission side system as described above is provided. Receiving this, the main control unit 210 obtains the remaining amount of the battery 204 from the charge control unit 203 and calculates the amount of power necessary for charging the battery 204. The calculated amount of power and information to request power transmission are transmitted from the vehicle side communication unit 220 to the communication unit 120 of the power transmission side system. The main control unit 110 of the power transmission side system that has received the information controls the voltage control unit 102, the inverter unit 103, and the matching unit 104 to transmit power to the vehicle side.

次ぎに、以上のように構成される1次共振器150・2次共振器250それぞれの回路定数(インダクタンス成分、キャパシタンス成分)について説明する。図3は本発明の実施形態に係る電力伝送システム100の等価回路を示す図である。   Next, circuit constants (inductance component and capacitance component) of the primary resonator 150 and the secondary resonator 250 configured as described above will be described. FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit of the power transmission system 100 according to the embodiment of the present invention.

本発明に係る電力伝送システム100においては、1次共振器150の回路定数(インダクタンス成分、キャパシタンス成分)と、2次共振器250の回路定数とは、あえて異なるように構成することで、伝送効率を向上させるようにしている。   In the power transmission system 100 according to the present invention, the circuit constants (inductance component, capacitance component) of the primary resonator 150 and the circuit constants of the secondary resonator 250 are intentionally different from each other, so that the transmission efficiency can be improved. To improve.

図3に示す等価回路において、1次共振器150のインダクタンス成分がL1、キャパ
シタンス成分がC1、抵抗成分がRt1であり、2次共振器250のインダクタンス成分が
2、キャパシタンス成分がC2、抵抗成分がRt2であり、1次共振器150と2次共振器250との間の相互インダクタンスがMであることを示している。なお、抵抗成分Rt1及び抵抗成分Rt2は導線などの内部抵抗であり、意図的に設けられているものではない。また、Rは電池204の内部抵抗を示している。また、1次共振器150と2次共振器250との間の結合係数はKによって示される。
In the equivalent circuit shown in FIG. 3, the inductance component of the primary resonator 150 is L 1 , the capacitance component is C 1 , the resistance component is Rt 1 , the inductance component of the secondary resonator 250 is L 2 , and the capacitance component is C 2 , the resistance component is Rt 2 , and the mutual inductance between the primary resonator 150 and the secondary resonator 250 is M. The resistance component Rt 1 and the resistance component Rt 2 are internal resistances such as conductive wires, and are not intentionally provided. R represents the internal resistance of the battery 204. The coupling coefficient between the primary resonator 150 and the secondary resonator 250 is indicated by K.

また、本実施形態においては、1次共振器150は、インダクタンス成分L1、キャパ
シタンス成分C1である直列共振器を、また、2次共振器250は、インダクタンス成分
2、キャパシタンス成分C2である直列共振器を構成するものと考える。
In the present embodiment, the primary resonator 150 is a series resonator having an inductance component L 1 and a capacitance component C 1 , and the secondary resonator 250 is an inductance component L 2 and a capacitance component C 2 . Consider a series resonator.

まず、磁気共鳴方式の電力伝送では、電力伝送システム100側の1次共振器150から、受電側システム200側の2次共振器250へ効率的に電力を伝送する際、1次共振器150の共振周波数と、2次共振器250の共振周波数とを同一とすることで、送電側アンテナ(1次共振器150)から受電側アンテナ(2次共振器250)に対し、効率的にエネルギー伝達を行うようにしている。このための条件は、下式(1)によって表すことができる。   First, in the magnetic resonance type power transmission, when power is efficiently transmitted from the primary resonator 150 on the power transmission system 100 side to the secondary resonator 250 on the power receiving side system 200 side, By making the resonance frequency and the resonance frequency of the secondary resonator 250 the same, energy is efficiently transferred from the power transmission side antenna (primary resonator 150) to the power reception side antenna (secondary resonator 250). Like to do. The condition for this can be expressed by the following formula (1).

Figure 2014197932
これを、インダクタンス成分がL1、キャパシタンス成分がC1、インダクタンス成分がL2、キャパシタンス成分がC2のみの関係で示すと、下式(2)に要約することができる。
Figure 2014197932
This can be summarized by the following equation (2) when the inductance component is L 1 , the capacitance component is C 1 , the inductance component is L 2 , and the capacitance component is C 2 only.

Figure 2014197932
また、1次共振器150のインピーダンスは下式(3)により、また、2次共振器250のインピーダンスは下式(4)により、表すことができる。なお、本明細書においては、下式(3)及び下式(4)によって定義される値をそれぞれの共振器のインピーダンスとして定義する。
Figure 2014197932
Further, the impedance of the primary resonator 150 can be expressed by the following equation (3), and the impedance of the secondary resonator 250 can be expressed by the following equation (4). In the present specification, values defined by the following expressions (3) and (4) are defined as impedances of the respective resonators.

Figure 2014197932
Figure 2014197932

Figure 2014197932
磁気共鳴方式の電力伝送システム100の受電側システムにおいて、電池204が定電圧充電モードに移行すると、電池204の電圧が一定なので、充電電力によって入力インピーダンスが変化する。電池204への充電電力が大きければ入力インピーダンスは低く、充電電力が小さければ入力インピーダンスは高くなる。受電側における2次共振器250は、効率の面から、電池204の充電電力に応じた入力インピーダンスに近いインピーダンスに設定することが望ましい。
Figure 2014197932
In the power receiving side system of the magnetic resonance type power transmission system 100, when the battery 204 shifts to the constant voltage charging mode, the voltage of the battery 204 is constant, so the input impedance changes depending on the charging power. If the charging power to the battery 204 is large, the input impedance is low, and if the charging power is small, the input impedance is high. The secondary resonator 250 on the power receiving side is desirably set to an impedance close to the input impedance corresponding to the charging power of the battery 204 in terms of efficiency.

一方、送電側における電源から見た1次共振器150への入力インピーダンスは、効率の面から高ければ高いほどよい。これは電源の内部抵抗分により電流の2乗比例でロスが発生するためである。   On the other hand, the input impedance to the primary resonator 150 viewed from the power source on the power transmission side is better as it is higher in terms of efficiency. This is because a loss occurs in proportion to the square of the current due to the internal resistance of the power supply.

以上のことから、(3)式で示される1次共振器150のインピーダンスと、(4)式で示される2次共振器250のインピーダンスとの間には、下式(5)の関係が満たされることが望ましい。   From the above, the relationship of the following equation (5) is satisfied between the impedance of the primary resonator 150 expressed by the equation (3) and the impedance of the secondary resonator 250 expressed by the equation (4). It is desirable that

Figure 2014197932
これを、インダクタンス成分がL1、キャパシタンス成分がC1、インダクタンス成分がL2、キャパシタンス成分がC2のみの関係で示すと、下式(6)に要約することができる。
Figure 2014197932
This can be summarized by the following equation (6) when the inductance component is L 1 , the capacitance component is C 1 , the inductance component is L 2 , and the capacitance component is C 2 only.

Figure 2014197932
本発明に係る電力伝送システム100においては、1次共振器150の回路定数と、2次共振器250の回路定数とが上記の式(2)及び式(6)を満たすようにされているために、受電側システムで電池204の充電を行う場合に、効率的な電力伝送を行うことが可能となる。
Figure 2014197932
In the power transmission system 100 according to the present invention, the circuit constant of the primary resonator 150 and the circuit constant of the secondary resonator 250 satisfy the above formulas (2) and (6). In addition, when the battery 204 is charged by the power receiving side system, efficient power transmission can be performed.

さらに電池204の内部インピーダンスとの関係についても言及する。受電側システムにおいて、電池204に対して効率的に充電が行える条件として、2次共振器250のインピーダンスと、電池204のインピーダンスとが整合していることを挙げることができる。   Further, the relationship with the internal impedance of the battery 204 will also be mentioned. In the power receiving side system, as a condition for efficiently charging the battery 204, the impedance of the secondary resonator 250 and the impedance of the battery 204 can be matched.

すなわち、本実施形態では、式(2)及び式(6)の条件に加えて、さらに、式(4)の2次共振器250のインピーダンスと電池204のインピーダンスRとの間に、   That is, in the present embodiment, in addition to the conditions of the expressions (2) and (6), the impedance between the secondary resonator 250 of the expression (4) and the impedance R of the battery 204 is

Figure 2014197932
の関係を持たせることで、受電側システムで電池204の充電を行う場合、システム全体として、効率的な電力伝送を行うことを可能としている。
Figure 2014197932
Thus, when the battery 204 is charged in the power receiving side system, efficient power transmission can be performed as the entire system.

次に、以上のように構成される電力伝送システム100におけるノイズ漏洩対策について説明する。   Next, countermeasures against noise leakage in the power transmission system 100 configured as described above will be described.

これまで説明したように、本実施形態に係る電力伝送システム100では、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)などの車両搭載電池への充電を行うために用いられる。図4は本発明の実施形態に係る電力伝送システムにおける1次共振器150及び2次共振器250の設置形態を説明する図である。   As described so far, the power transmission system 100 according to the present embodiment is used to charge a vehicle-mounted battery such as an electric vehicle (EV) or a hybrid electric vehicle (HEV). FIG. 4 is a diagram illustrating an installation form of the primary resonator 150 and the secondary resonator 250 in the power transmission system according to the embodiment of the present invention.

図4に示すように、1次共振器150を構成する1次共振器コイル160及び1次共振器キャパシタ170は1次共振器ケース140に収納され、地面上に配される。一方、2次共振器250を構成する2次共振器コイル260及び2次共振器キャパシタ270は2次共振器ケース240に収納され、車両の底面部に取り付けられている。   As shown in FIG. 4, the primary resonator coil 160 and the primary resonator capacitor 170 constituting the primary resonator 150 are housed in the primary resonator case 140 and are disposed on the ground. On the other hand, the secondary resonator coil 260 and the secondary resonator capacitor 270 constituting the secondary resonator 250 are housed in the secondary resonator case 240 and attached to the bottom surface of the vehicle.

上記のような状況で、電力伝送システム100で電力伝送を実施すると、1次共振器150と2次共振器250とが対向していない周辺部で、電磁界強度が高いが領域が発生することで、ノイズが漏洩することとなる。   When power transmission is performed in the power transmission system 100 in the above situation, a region is generated in the peripheral portion where the primary resonator 150 and the secondary resonator 250 are not opposed to each other but the electromagnetic field strength is high. As a result, noise leaks.

このような、電力伝送中に共振器から漏洩した電磁界は、車両の金属部に入射しこれを加熱したり、車両の底面と地面との間から漏洩し、環境や人体へ影響を与える可能性があったりするので、好ましくない。   Such an electromagnetic field leaked from the resonator during power transmission can enter the metal part of the vehicle and heat it, or can leak from between the bottom of the vehicle and the ground, affecting the environment and the human body. It is not preferable because of its properties.

そこで、本発明に係る電力伝送システム100では、ノイズキャンセル共振器300を、送電側のアンテナである1次共振器150の近傍に配置することにより、上記のような漏洩を低減させることが可能となり、電磁界の漏洩による環境や人体への影響を抑制することが可能となる。   Therefore, in the power transmission system 100 according to the present invention, it is possible to reduce the leakage as described above by disposing the noise canceling resonator 300 in the vicinity of the primary resonator 150 that is an antenna on the power transmission side. It is possible to suppress the influence on the environment and the human body due to leakage of the electromagnetic field.

図5は1次共振器コイル160及び2次共振器コイル260のレイアウトを説明する図である。   FIG. 5 is a diagram for explaining the layout of the primary resonator coil 160 and the secondary resonator coil 260.

図5(A)は1次共振器150が収納される1次共振器ケース140、及び、2次共振器250が収納される2次共振器ケース240を抜き出して示す図である。なお、本図においては、1次共振器150の1次共振器コイル160のみを示し、1次共振器キャパシタ170は図示省略している。同様に、2次共振器250の2次共振器コイル260のみを示し、2次共振器キャパシタ270は図示省略している。   FIG. 5A is a diagram illustrating a primary resonator case 140 in which the primary resonator 150 is accommodated and a secondary resonator case 240 in which the secondary resonator 250 is accommodated. In this figure, only the primary resonator coil 160 of the primary resonator 150 is shown, and the primary resonator capacitor 170 is not shown. Similarly, only the secondary resonator coil 260 of the secondary resonator 250 is shown, and the secondary resonator capacitor 270 is not shown.

また、本発明で用いるノイズキャンセル共振器300は、インダクタンス成分Lnを有
するノイズキャンセル共振器コイル310と、キャパシタンス成分Cnを有するノイズキ
ャンセル共振器キャパシタ320の直列接続から構成されているが、図5(A)ではノイズキャンセル共振器コイル310のみ図示し、ノイズキャンセル共振器キャパシタ320については図示省略している。
Further, the noise canceling resonator 300 used in the present invention is configured by a series connection of a noise canceling resonator coil 310 having an inductance component L n and a noise canceling resonator capacitor 320 having a capacitance component C n . In FIG. 5A, only the noise canceling resonator coil 310 is shown, and the noise canceling resonator capacitor 320 is not shown.

図5(B)は、図5(A)に示される1次共振器コイル160、2次共振器コイル260、ノイズキャンセル共振器コイル310を模式化して図解したものである。1次共振器コイル160は仮想平面P1内に、また、2次共振器コイル260は仮想平面P2内に含まれるように配されている。また、ノイズキャンセル共振器コイル310については、1次共振器コイル160の近傍であり、仮想平面P1内に含まれるように、配されている。   FIG. 5B schematically illustrates the primary resonator coil 160, the secondary resonator coil 260, and the noise canceling resonator coil 310 shown in FIG. 5A. The primary resonator coil 160 is disposed in the virtual plane P1, and the secondary resonator coil 260 is disposed in the virtual plane P2. Further, the noise canceling resonator coil 310 is arranged in the vicinity of the primary resonator coil 160 and included in the virtual plane P1.

また、1次共振器コイル160とノイズキャンセル共振器コイル310とは、同じ仮想平面P1内にあり、1次共振器コイル160が発生する磁界の方向と、ノイズキャンセル共振器コイル310が発生する磁界の方向とが平行となるように、ノイズキャンセル共振器コイル310が配されるようになっている。   The primary resonator coil 160 and the noise canceling resonator coil 310 are in the same virtual plane P1, and the direction of the magnetic field generated by the primary resonator coil 160 and the magnetic field generated by the noise canceling resonator coil 310 are the same. The noise canceling resonator coil 310 is arranged so as to be parallel to this direction.

さらに、本実施形態においては、ノイズキャンセル共振器コイル310は、1次共振器コイル160内から1次共振器コイル160外へと磁界が発生する面(仮想平面P1)内に含まれると共に、1次共振器コイル160外に配されることを特徴としている。   Furthermore, in the present embodiment, the noise canceling resonator coil 310 is included in a plane (virtual plane P1) where a magnetic field is generated from the primary resonator coil 160 to the outside of the primary resonator coil 160, and 1 It is characterized by being arranged outside the next resonator coil 160.

ここで、ノイズキャンセル共振器300についてより詳細に説明する。なお、本発明で用いるノイズキャンセル共振器300は、特に磁気共鳴方式の磁気共鳴アンテナが用いら
れるワイヤレス電力伝送システムにおけるノイズ対策に好適であるが、上記電力伝送システムのようなノイズ源に限らず、種々のノイズ源に対して、ノイズ低減効率を向上させることが可能である。
Here, the noise cancellation resonator 300 will be described in more detail. The noise canceling resonator 300 used in the present invention is particularly suitable for noise countermeasures in a wireless power transmission system using a magnetic resonance type magnetic resonance antenna, but is not limited to a noise source such as the above power transmission system, It is possible to improve noise reduction efficiency for various noise sources.

図6は本発明の実施形態に係るノイズキャンセル共振器300とノイズ源である1次共振器150との間の結合を説明する図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating coupling between the noise canceling resonator 300 according to the embodiment of the present invention and the primary resonator 150 that is a noise source.

図6において、1次共振器150は、電力伝送システムの送電用のアンテナとして用いられており、1次共振器150は所定の基本周波数の電磁界を発生し、2次共振器250に対して磁気共鳴方式で電力の伝送を行っている。また、1次共振器150と2次共振器250との間の相互インダクタンスはMである。   In FIG. 6, the primary resonator 150 is used as an antenna for power transmission in the power transmission system, and the primary resonator 150 generates an electromagnetic field having a predetermined fundamental frequency. Electric power is transmitted by the magnetic resonance method. The mutual inductance between the primary resonator 150 and the secondary resonator 250 is M.

1次共振器150は、インダクタンス成分L1を有する1次共振器コイル160と、キ
ャパシタンス成分C1を有する1次共振器キャパシタ170の直列接続から構成されてい
る。
The primary resonator 150 is composed of a series connection of a primary resonator coil 160 having an inductance component L 1 and a primary resonator capacitor 170 having a capacitance component C 1 .

一方、ノイズキャンセル共振器300は、インダクタンス成分Lnを有するノイズキャ
ンセル共振器コイル310と、キャパシタンス成分Cnを有するノイズキャンセル共振器
キャパシタ320の直列接続から構成されており、2次共振器250に対する電力伝送に寄与せず、1次共振器150から漏洩する電磁界(ノイズ)を除去することが想定されるものである。
On the other hand, the noise canceling resonator 300 is composed of a series connection of a noise canceling resonator coil 310 having an inductance component L n and a noise canceling resonator capacitor 320 having a capacitance component C n . It is assumed that the electromagnetic field (noise) leaking from the primary resonator 150 without contributing to power transmission is removed.

mは1次共振器コイル160とノイズキャンセル共振器コイル310と間の相互イン
ダクタンスである。
L m is a mutual inductance between the primary resonator coil 160 and the noise canceling resonator coil 310.

ノイズキャンセル共振器300は、実際は端子部(2)において閉じた構造を有するものであるが、図6においては、1次共振器150からノイズキャンセル共振器300への電力伝送回路として認識することで、ノイズキャンセル共振器300の特性について説明を行うものである。   The noise canceling resonator 300 actually has a closed structure at the terminal portion (2), but in FIG. 6, it is recognized as a power transmission circuit from the primary resonator 150 to the noise canceling resonator 300. The characteristics of the noise canceling resonator 300 will be described.

図7は、上記のような図6の電力伝送回路における伝送効率の周波数依存性と、ノイズ放射率と周波数依存性の図を重ね合わせて示す図である。図7において、横軸には周波数、また、縦軸のS21は端子(1)から信号を入力したときに、端子(2)に通過する電力を示している。   FIG. 7 is a diagram showing the frequency dependence of the transmission efficiency, the noise emissivity, and the frequency dependence in the power transmission circuit of FIG. 6 as described above. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the frequency, and S21 on the vertical axis indicates the power passing through the terminal (2) when a signal is input from the terminal (1).

図7に示すように、図6の電力伝送回路における電力伝送効率の周波数特性では、2つの極値を与える周波数が2つある。周波数が低い方の極値周波数を第1極値周波数、周波数が高い方の極値周波数を第2極値周波数として定義する。また、図中、foはノイズキ
ャンセル共振器300の共振周波数を示している。
As shown in FIG. 7, in the frequency characteristic of the power transmission efficiency in the power transmission circuit of FIG. 6, there are two frequencies that give two extreme values. The extreme frequency with the lower frequency is defined as the first extreme frequency, and the extreme frequency with the higher frequency is defined as the second extreme frequency. In the figure, f o indicates the resonance frequency of the noise canceling resonator 300.

低い方の極値周波数である第1極値周波数で1次共振器150を駆動し、電力伝送を行っている場合には、1次共振器150の1次共振器コイル160と、ノイズキャンセル共振器300のノイズキャンセル共振器コイル310とが、磁気壁条件で結合している。   When the primary resonator 150 is driven at the first extreme frequency which is the lower extreme frequency and power is transmitted, the primary resonator coil 160 of the primary resonator 150 and the noise cancel resonance The noise canceling resonator coil 310 of the resonator 300 is coupled under a magnetic wall condition.

一方、高い方の極値周波数である第2極値周波数で1次共振器150を駆動し、電力伝送を行っている場合には、1次共振器150の1次共振器コイル160と、ノイズキャンセル共振器300のノイズキャンセル共振器コイル310とが、電気壁条件で結合している。   On the other hand, when the primary resonator 150 is driven at the second extreme frequency, which is the higher extreme frequency, and power is transmitted, the primary resonator coil 160 of the primary resonator 150 and noise The noise canceling resonator coil 310 of the canceling resonator 300 is coupled with an electric wall condition.

以下、1次共振器150の1次共振器コイル160と、ノイズキャンセル共振器300
のノイズキャンセル共振器コイル310との間の対称面に生じる電気壁、及び磁気壁の概念について説明する。
Hereinafter, the primary resonator coil 160 of the primary resonator 150 and the noise canceling resonator 300 will be described.
The concept of the electric wall and magnetic wall generated on the plane of symmetry between the noise canceling resonator coil 310 will be described.

図8は第1極値周波数(磁気壁条件結合時周波数)における電流と電界の様子を模式的に示す図である。第1極値周波数においては、1次共振器コイル160に流れる電流と、ノイズキャンセル共振器コイル310に流れる電流とで位相が略等しくなり、磁界ベクトルが揃う位置が1次共振器コイル160やノイズキャンセル共振器コイル310の中央部付近となる。この状態を、1次共振器コイル160とノイズキャンセル共振器コイル310との間の対称面に対して磁界の向きが垂直となる磁気壁が生じているものとして考える。   FIG. 8 is a diagram schematically showing the state of current and electric field at the first extreme frequency (frequency at the time of magnetic wall condition coupling). At the first extreme frequency, the current flowing through the primary resonator coil 160 and the current flowing through the noise canceling resonator coil 310 have substantially the same phase, and the positions where the magnetic field vectors are aligned are the primary resonator coil 160 and the noise. Near the center of the cancel resonator coil 310. This state is considered as a magnetic wall in which the direction of the magnetic field is perpendicular to the plane of symmetry between the primary resonator coil 160 and the noise canceling resonator coil 310.

図8に示すように、1次共振器150とノイズキャンセル共振器300とが磁気壁条件で結合している時は、1次共振器コイル160からの磁界がノイズキャンセル共振器コイル310に進入するような状態となる。   As shown in FIG. 8, when the primary resonator 150 and the noise cancellation resonator 300 are coupled under a magnetic wall condition, the magnetic field from the primary resonator coil 160 enters the noise cancellation resonator coil 310. It will be in such a state.

また、図9は第2極値周波数(電気壁条件結合時周波数)における電流と電界の様子を模式的に示す図である。第2極値周波数においては、1次共振器コイル160に流れる電流と、ノイズキャンセル共振器コイル310に流れる電流とで位相がほぼ逆となり、磁界ベクトルが揃う位置が1次共振器コイル160やノイズキャンセル共振器コイル310の対称面付近となる。この状態を、1次共振器コイル160とノイズキャンセル共振器コイル310との間の対称面に対して磁界の向きが水平となる電気壁が生じているものとして考える。   Moreover, FIG. 9 is a figure which shows typically the mode of the electric current and electric field in a 2nd extreme value frequency (frequency at the time of an electric wall condition coupling | bonding). At the second extreme frequency, the current flowing through the primary resonator coil 160 and the current flowing through the noise canceling resonator coil 310 are almost opposite in phase, and the position where the magnetic field vectors are aligned is the primary resonator coil 160 or noise. Near the symmetry plane of the cancel resonator coil 310. This state is considered as an electrical wall in which the direction of the magnetic field is horizontal with respect to the plane of symmetry between the primary resonator coil 160 and the noise canceling resonator coil 310.

図9に示すように、1次共振器150とノイズキャンセル共振器300とが電気壁条件で結合している時は、1次共振器コイル160からの磁界と、ノイズキャンセル共振器300からの磁界が、対称面で排斥し合うような状態となる。   As shown in FIG. 9, when the primary resonator 150 and the noise canceling resonator 300 are coupled under an electric wall condition, the magnetic field from the primary resonator coil 160 and the magnetic field from the noise canceling resonator 300 are used. However, it will be in a state where they are rejected on the symmetry plane.

なお、以上のような電気壁や磁気壁などの概念に関しては、居村岳広、堀洋一「電磁界共振結合による伝送技術」IEEJ Journal,Vol.129,No.7,2009、或いは、居村岳広、岡部浩之、内田利之、堀洋一「等価回路から見た非接触電力伝送の磁界結合と電界結合に関する研究」IEEJ Trans.IA,Vol.130,No.1,2010などに記載されているものを本明細書においては援用している。   Regarding the concepts of the electric wall and the magnetic wall as described above, Takehiro Imura and Yoichi Hori “Transmission Technology by Electromagnetic Resonance Coupling”, IEEE Journal, Vol. 129, no. 7, 2009, or Takehiro Imura, Hiroyuki Okabe, Toshiyuki Uchida, Yoichi Hori “Studies on magnetic field coupling and electric field coupling of non-contact power transmission as seen from the equivalent circuit” IEEE Trans. IA, Vol. 130, no. What is described in 1,2010 etc. is used in this specification.

ここで、図7の一点鎖線で示される、1次共振器150からのノイズ放射の周波数特性は、第1極値周波数(磁気壁条件結合時周波数)で極小値をとり、第2極値周波数(電気壁条件結合時周波数)で極大値をとることがわかる。   Here, the frequency characteristic of the noise radiation from the primary resonator 150 indicated by the one-dot chain line in FIG. 7 takes a minimum value at the first extreme value frequency (frequency at the time of magnetic wall condition coupling), and the second extreme value frequency. It can be seen that the maximum value is obtained at (frequency at the time of electrical wall condition coupling).

上記のような特性があることから、本発明においては、1次共振器150が発する電磁界(ノイズ)の周波数が、ちょうど、第1極値周波数fm(磁気壁条件結合時周波数)と
なるような関係で、ノイズキャンセル共振器300の共振周波数fcを設定する。
Because of the above characteristics, in the present invention, the frequency of the electromagnetic field (noise) generated by the primary resonator 150 is exactly the first extreme value frequency f m (frequency at the time of magnetic wall condition coupling). in relationship as to set the resonant frequency f c of the noise canceling resonator 300.

より具体的には、ノイズキャンセル共振器300の共振周波数fcは、1次共振器15
0が発生する電磁界の所定周波数(本実施形態の場合fmとする)より、1次共振器コイ
ル160とノイズキャンセル共振器コイル310の結合度k(小文字)に応じて決まるシフト周波数fs分高い共振周波数に設定する。
More specifically, the resonance frequency f c of the noise cancellation resonator 300 is equal to the primary resonator 15.
A shift frequency f s determined according to the degree of coupling k (lower case) between the primary resonator coil 160 and the noise canceling resonator coil 310 from a predetermined frequency of the electromagnetic field where 0 is generated (referred to as f m in this embodiment). Set the resonance frequency higher.

シフト周波数fsは、1次共振器コイル160とノイズキャンセル共振器コイル310
の結合度kに応じて決定されるものであり、すなわち、シフト周波数fsは、1次共振器
コイル160とノイズキャンセル共振器コイル310との間の相互インダクタンスLm
よっても決まるものであり、上記のシフト周波数fsは、下式(8)によって求めること
ができる。
The shift frequency f s depends on the primary resonator coil 160 and the noise canceling resonator coil 310.
In other words, the shift frequency f s is also determined by the mutual inductance L m between the primary resonator coil 160 and the noise canceling resonator coil 310, The shift frequency f s can be obtained by the following equation (8).

Figure 2014197932
以上より、ノイズキャンセル共振器300の共振周波数fcは、下式(9)により求め
るようにする。
Figure 2014197932
From the above, the resonance frequency f c of the noise canceling resonator 300 as determined by the following equation (9).

Figure 2014197932
ノイズキャンセル共振器300の共振周波数fcを上記のように設定することで、ノイ
ズ源である1次共振器150の1次共振器コイル160とノイズキャンセル共振器コイル310とは磁気壁条件で結合することとなり、これにより、図7のノイズ放射の周波数特性でも示されるように、ノイズキャンセル共振器300が効率的に、1次共振器150から放射されるノイズを除去することができるようになる。
Figure 2014197932
The resonance frequency f c of the noise canceling resonator 300 by setting as described above, coupled with the magnetic wall conditions the primary resonator coil 160 and the noise canceling resonator coil 310 of the primary resonator 150 is a noise source As a result, the noise canceling resonator 300 can efficiently remove the noise radiated from the primary resonator 150, as shown in the frequency characteristics of noise radiation in FIG. .

本発明で用いるノイズキャンセル共振器300によれば、特に磁気共鳴方式の磁気共鳴アンテナが用いられるワイヤレス電力伝送システムにおけるノイズ対策において、ノイズ低減効果が大きい。   According to the noise canceling resonator 300 used in the present invention, the noise reduction effect is great particularly in a noise countermeasure in a wireless power transmission system in which a magnetic resonance type magnetic resonance antenna is used.

なお、本発明で用いるノイズキャンセル共振器300は、ノイズに対してパッシブな構成であるために、ノイズキャンセル共振器300の特性がノイズの逆位相波のレベルと等倍程度であることが望ましい。また、ノイズキャンセル共振器300でのロスを極力低減することが望ましく、実験的にノイズキャンセル共振器300のQ値は50以上であるとノイズ低減効果が大きいことを確認している。   Since the noise canceling resonator 300 used in the present invention has a passive configuration with respect to noise, it is desirable that the characteristics of the noise canceling resonator 300 be approximately equal to the level of the antiphase wave of noise. Further, it is desirable to reduce the loss in the noise canceling resonator 300 as much as possible, and it has been experimentally confirmed that the noise reduction effect is large when the Q value of the noise canceling resonator 300 is 50 or more.

ところで、ノイズ源である1次共振器150から発生する電磁界の周波数は、基本波に加えて、この基本波の高調波のノイズ成分が含まれるので、このノイズ成分についても、ノイズキャンセル共振器300によって除去を行いたい、というニーズが存在する。   By the way, the frequency of the electromagnetic field generated from the primary resonator 150 which is a noise source includes a noise component of a harmonic of the fundamental wave in addition to the fundamental wave. There is a need to remove by 300.

上記のような高調波として、1次共振器150を駆動する周波数の奇数倍の高調波が放射されすい系では、1次共振器150から下式(10)により求められる高調波が発生するので、ノイズキャンセル共振器300の共振周波数は、下式(11)により定められるものとするとよい。   As harmonics as described above, harmonics obtained by the following equation (10) are generated from the primary resonator 150 in a system that emits odd harmonics of the frequency that drives the primary resonator 150. The resonance frequency of the noise cancellation resonator 300 is preferably determined by the following equation (11).

Figure 2014197932
(ただし、nは自然数)
Figure 2014197932
(Where n is a natural number)

Figure 2014197932
(ただし、nは自然数)
また、高調波として、1次共振器150を駆動する周波数の偶数倍の高調波が放射されすい系では、1次共振器150から下式(12)により求められる高調波が発生するので、ノイズキャンセル共振器300の共振周波数は、下式(13)により定められるものとするとよい。
Figure 2014197932
(Where n is a natural number)
Further, in the system in which even-numbered harmonics that drive the primary resonator 150 are radiated as harmonics, the harmonics obtained from the primary resonator 150 according to the following equation (12) are generated. The resonance frequency of the cancel resonator 300 may be determined by the following equation (13).

Figure 2014197932
(ただし、nは自然数)
Figure 2014197932
(Where n is a natural number)

Figure 2014197932
(ただし、nは自然数)
これまで説明したように、本発明で用いるノイズキャンセル共振器300のノイズキャンセル共振器コイル310においては、1次共振器150の1次共振器コイル160と磁気壁条件で結合するようにすることで、ノイズ低減効果を狙うようにしているが、この原理を模式的に説明する。
Figure 2014197932
(Where n is a natural number)
As described above, in the noise canceling resonator coil 310 of the noise canceling resonator 300 used in the present invention, it is coupled with the primary resonator coil 160 of the primary resonator 150 under a magnetic wall condition. The noise reduction effect is aimed at, but this principle will be schematically explained.

図10は本発明の実施形態に係るノイズキャンセル共振器300によってノイズ低減効率が向上することを説明する概念図である。これまで、説明したように、1次共振器コイル160とノイズキャンセル共振器コイル310とは、互いに磁気壁条件で結合している。さらに、1次共振器コイル160とノイズキャンセル共振器コイル310とは、同じ仮想平面P1内にあり、1次共振器コイル160が発生する磁界の方向と、ノイズキャンセル共振器コイル310が発生する磁界の方向とが平行となるように、ノイズキャンセル共振器コイル310が配されるようになっている。   FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating that noise reduction efficiency is improved by the noise canceling resonator 300 according to the embodiment of the present invention. As described above, the primary resonator coil 160 and the noise canceling resonator coil 310 are coupled to each other under a magnetic wall condition. Further, the primary resonator coil 160 and the noise canceling resonator coil 310 are in the same virtual plane P1, and the direction of the magnetic field generated by the primary resonator coil 160 and the magnetic field generated by the noise canceling resonator coil 310 are the same. The noise canceling resonator coil 310 is arranged so as to be parallel to this direction.

さらに、本実施形態においては、ノイズキャンセル共振器コイル310は、1次共振器コイル160内から1次共振器コイル160外へと磁界が発生する面(仮想平面P1)内に含まれると共に、1次共振器コイル160外に配されることを特徴としている。   Furthermore, in the present embodiment, the noise canceling resonator coil 310 is included in a plane (virtual plane P1) where a magnetic field is generated from the primary resonator coil 160 to the outside of the primary resonator coil 160, and 1 It is characterized by being arranged outside the next resonator coil 160.

図10(A)は、1次共振器150の1次共振器コイル160とノイズキャンセル共振器300のノイズキャンセル共振器コイル310とが磁気壁条件で結合している場合を示しており、この場合、1次共振器コイル160からの磁界がノイズキャンセル共振器コイル310に進入するような状態となるが、これに基づけば、ポイントXに発生している磁界もノイズキャンセル共振器コイル310に進入することとなる。したがって、点線で囲まれているように、1次共振器コイル160から磁界と、ノイズキャンセル共振器コイル310に進入する磁界と、が相殺するようになり、ノイズのキャンセル効果が発生する。   FIG. 10A shows a case where the primary resonator coil 160 of the primary resonator 150 and the noise cancel resonator coil 310 of the noise cancel resonator 300 are coupled under a magnetic wall condition. The magnetic field from the primary resonator coil 160 enters the noise canceling resonator coil 310. Based on this, the magnetic field generated at the point X also enters the noise canceling resonator coil 310. It will be. Therefore, as surrounded by a dotted line, the magnetic field from the primary resonator coil 160 and the magnetic field entering the noise canceling resonator coil 310 cancel each other, and a noise canceling effect occurs.

一方、図10(B)は、1次共振器150器の1次共振器コイル160とノイズキャンセル共振器300のノイズキャンセル共振器コイル310とが電気壁条件で結合している場合を示しており、この場合、1次共振器コイル160からの磁界と、ノイズキャンセル共振器300からの磁界が、その間で排斥し合うような状態となるが、これに基づけば、ポイントXに進入する磁界が発生することとなる。したがって、点線で囲まれているように、1次共振器コイル160からの磁界と、ノイズキャンセル共振器コイル310からの磁界とは、お互いに強め合うように働き、ノイズを増幅してしまうこととなる。   On the other hand, FIG. 10B shows a case where the primary resonator coil 160 of the 150 primary resonators and the noise canceling resonator coil 310 of the noise canceling resonator 300 are coupled under an electric wall condition. In this case, the magnetic field from the primary resonator coil 160 and the magnetic field from the noise canceling resonator 300 are in a state of mutual exclusion, but based on this, a magnetic field entering the point X is generated. Will be. Therefore, as surrounded by a dotted line, the magnetic field from the primary resonator coil 160 and the magnetic field from the noise canceling resonator coil 310 work to strengthen each other and amplify the noise. Become.

以上、本発明に係る電力伝送システム100では、ノイズキャンセル共振器コイル310を有し、前記所定周波数より、前記1次共振器コイル160と前記ノイズキャンセル共振器コイル310の結合度に応じて決まるシフト周波数分高い共振周波数を有するノイズキャンセル共振器300を備えると共に、ノイズキャンセル共振器300のノイズキャンセル共振器コイル310が最適な位置に配されているので、本発明によれば、特に磁気共鳴方式の磁気共鳴アンテナが用いられるワイヤレス電力伝送システムでノイズの発生を抑制し、ノイズの漏洩を低減することが可能となる。   As described above, the power transmission system 100 according to the present invention includes the noise canceling resonator coil 310, and a shift determined according to the degree of coupling between the primary resonator coil 160 and the noise canceling resonator coil 310 from the predetermined frequency. Since the noise canceling resonator 300 having a resonance frequency higher by the frequency is provided, and the noise canceling resonator coil 310 of the noise canceling resonator 300 is arranged at an optimal position, according to the present invention, the magnetic resonance method of the present invention is particularly effective. Noise generation can be suppressed and noise leakage can be reduced in a wireless power transmission system using a magnetic resonance antenna.

なお、以上に示した実施形態においては、ノイズキャンセル共振器300は、1次共振器コイル160側に配置する例に基づいて説明を行ったが、ノイズキャンセル共振器300は、2次共振器250の2次共振器コイル260近傍に配するようにしてもよい。   In the embodiment described above, the noise canceling resonator 300 has been described based on the example of being disposed on the primary resonator coil 160 side. However, the noise canceling resonator 300 is not limited to the secondary resonator 250. The secondary resonator coil 260 may be arranged in the vicinity.

より具体的には、このような実施形態では、1次共振器コイル160を有する1次共振器150で発生させる所定周波数の電磁界を介して、2次共振器コイル260を有する2次共振器250に電気エネルギーを伝送する電力伝送システムであって、ノイズキャンセル共振器コイル310を有し、前記所定周波数より、前記2次共振器コイル260と前記ノイズキャンセル共振器コイル310の結合度に応じて決まるシフト周波数分高い共振周波数を有するノイズキャンセル共振器300を備え、前記2次共振器コイル260が発生する磁界の方向と、前記ノイズキャンセル共振器コイル310が発生する磁界の方向とが平行となるように、前記ノイズキャンセル共振器コイル310が配されるようにする。   More specifically, in such an embodiment, a secondary resonator having a secondary resonator coil 260 via an electromagnetic field having a predetermined frequency generated by the primary resonator 150 having the primary resonator coil 160. 250 is a power transmission system that transmits electric energy to 250, and includes a noise canceling resonator coil 310, and depending on the degree of coupling between the secondary resonator coil 260 and the noise canceling resonator coil 310 from the predetermined frequency. A noise canceling resonator 300 having a resonance frequency higher by a determined shift frequency is provided, and the direction of the magnetic field generated by the secondary resonator coil 260 is parallel to the direction of the magnetic field generated by the noise canceling resonator coil 310. As described above, the noise canceling resonator coil 310 is disposed.

さらに、前記ノイズキャンセル共振器コイル310は、前記2次共振器コイル260内から前記2次共振器コイル260外へと磁界が発生する面(仮想平面P2)内に含まれると共に、前記2次共振器コイル260外に配されるようにする。   Further, the noise canceling resonator coil 310 is included in a plane (virtual plane P2) where a magnetic field is generated from the secondary resonator coil 260 to the outside of the secondary resonator coil 260, and the secondary resonance Arranged outside the coil 260.

以上のような、ノイズキャンセル共振器300を、2次共振器250の2次共振器コイル260近傍に配するようにした実施形態によっても、先の実施形態と同様の効果を享受することができる。   Even in the embodiment in which the noise canceling resonator 300 as described above is arranged in the vicinity of the secondary resonator coil 260 of the secondary resonator 250, the same effect as that of the previous embodiment can be obtained. .

さらに、本発明においては、ノイズキャンセル共振器300は、1次共振器150の1次共振器コイル160近傍、及び、2次共振器250の2次共振器コイル260近傍の双方に配するようにしてもよい。   Further, in the present invention, the noise canceling resonator 300 is arranged both near the primary resonator coil 160 of the primary resonator 150 and near the secondary resonator coil 260 of the secondary resonator 250. May be.

このような本発明によれば、特に磁気共鳴方式の磁気共鳴アンテナが用いられるワイヤレス電力伝送システムでノイズの発生を抑制し、ノイズの漏洩を低減することが可能となる。   According to the present invention as described above, it is possible to suppress noise generation and reduce noise leakage particularly in a wireless power transmission system using a magnetic resonance type magnetic resonance antenna.

次に、本発明に係る電力伝送システム100おいて、鉛直方向から見たときにおけるノイズキャンセル共振器コイル310のより好ましい配置について説明する。   Next, in the power transmission system 100 according to the present invention, a more preferable arrangement of the noise canceling resonator coil 310 when viewed from the vertical direction will be described.

図11はノイズキャンセル共振器コイル310のレイアウト例を説明する図である。図11は、車両を1次共振器150が設置されている停車スペースに停車させて、車両搭載の2次共振器250と、1次共振器150とを対向させることによって電力伝送システム100で電力伝送を行う際の各コイルのレイアウトを示す図であり、車両などの他の構成を透過的に鉛直上方からみたものを示している。   FIG. 11 is a diagram for explaining a layout example of the noise canceling resonator coil 310. FIG. 11 shows that the vehicle is stopped in a stop space where the primary resonator 150 is installed, and the secondary resonator 250 mounted on the vehicle and the primary resonator 150 are opposed to each other so that the electric power is transmitted in the power transmission system 100. It is a figure which shows the layout of each coil at the time of performing transmission, and has shown what looked at other structures, such as a vehicle, transparently from the perpendicular | vertical upper direction.

図11(A)の例では、車両の略中央部に、2次共振器250が搭載されている例であり、2次共振器250と車両の周縁の距離は、前方と2次共振器250との間でd1であ
り、右方と2次共振器250との間でd2であり、後方と2次共振器250との間でd3であり、左方と2次共振器250との間でd4であり、距離d2や距離d4に比べて、距離d1
や距離d3が十分長く設定できる状況を示している。
In the example of FIG. 11A, the secondary resonator 250 is mounted in a substantially central portion of the vehicle, and the distance between the secondary resonator 250 and the periphery of the vehicle is the distance between the front and the secondary resonator 250. a d 1 between a d 2 between the right and the second resonator 250, a d 3 between the rear and the secondary resonator 250, the left and the secondary resonator 250 And d 4 , and distance d 1 compared to distance d 2 and distance d 4
And the distance d 3 can be set sufficiently long.

このような場合、2次共振器250と前記車両の周縁との間の距離が短い箇所である右方と2次共振器250との間、左方と2次共振器250との間にノイズキャンセル共振器コイル310を配置する。   In such a case, noise is generated between the right side and the secondary resonator 250 where the distance between the secondary resonator 250 and the periphery of the vehicle is short, and between the left side and the secondary resonator 250. A cancel resonator coil 310 is arranged.

1次共振器150と2次共振器250の対向部と車両周縁部との間の距離が長い場合には、電磁界強度が高い領域が車両本体部でカバーされており、車両周縁からのノイズ漏洩は少ないのに対して、当該対向部と車両周縁部との間の距離が短い場合には、電磁界強度が高い領域が車両本体部でカバーされる距離も短くなるため、車両周縁からのノイズ漏洩が多くなる。そこで、本実施形態においては、1次共振器150と2次共振器250の対向部と車両周縁部との間の距離が短い箇所にノイズキャンセル共振器コイル310を配置することで、電力伝送システム100全体として効率的なノイズ漏洩を防止するようにしている。   When the distance between the facing portion of the primary resonator 150 and the secondary resonator 250 and the vehicle peripheral portion is long, a region where the electromagnetic field intensity is high is covered by the vehicle main body, and noise from the vehicle peripheral portion is detected. Leakage is small, but when the distance between the facing portion and the vehicle peripheral edge is short, the area where the electromagnetic field strength is high is covered with the vehicle main body. Noise leakage increases. Therefore, in the present embodiment, the power transmission system is configured by disposing the noise canceling resonator coil 310 at a location where the distance between the facing portion of the primary resonator 150 and the secondary resonator 250 and the vehicle peripheral portion is short. As a whole, efficient noise leakage is prevented.

図11(B)の例では、車両の前方部に、2次共振器250が搭載されている例であり、2次共振器250と車両の周縁の距離は、前方と2次共振器250との間でd1であり
、右方と2次共振器250との間でd2であり、後方と2次共振器250との間でd3であり、左方と2次共振器250との間でd4であり、距離d1や距離d2や距離d4に比べて、距離d3が十分長く設定できる状況を示している。
In the example of FIG. 11B, the secondary resonator 250 is mounted on the front portion of the vehicle. The distance between the secondary resonator 250 and the periphery of the vehicle is the distance between the front and the secondary resonator 250. a d 1 between a d 2 between the right and the second resonator 250, a d 3 between the rear and the secondary resonator 250, the left and the secondary resonator 250 an d 4 between, than the distance d 1 and distance d 2 and a distance d 4, the distance d 3 indicates a situation that can be set sufficiently long.

このような場合については、例えば、2次共振器250と前記車両の周縁との間の距離が短い箇所である前方と2次共振器250との間、右方と2次共振器250との間、左方と2次共振器250との間の3箇所にノイズキャンセル共振器コイル310を配置する。   In such a case, for example, between the front and the secondary resonator 250 where the distance between the secondary resonator 250 and the periphery of the vehicle is short, and the right side and the secondary resonator 250. In the meantime, noise canceling resonator coils 310 are arranged at three positions between the left side and the secondary resonator 250.

これにより、図11(A)の場合と同様、1次共振器150と2次共振器250の対向部と車両周縁部との間の距離が短く、電磁界強度が高い領域が車両本体部でカバーされる距離も短い箇所にノイズキャンセル共振器コイル310が配置されることとなり、電力伝送システム100全体として効率的なノイズ漏洩を防止することが可能となる。   Thus, as in the case of FIG. 11 (A), the distance between the opposing portion of the primary resonator 150 and the secondary resonator 250 and the vehicle peripheral portion is short, and the region where the electromagnetic field strength is high is the vehicle main body portion. The noise canceling resonator coil 310 is arranged at a place where the covered distance is also short, so that efficient noise leakage can be prevented as the entire power transmission system 100.

100・・・電力伝送システム
101・・・AC/DC変換部
102・・・電圧制御部
103・・・インバーター部
104・・・整合器
110・・・主制御部
120・・・通信部
140・・・1次共振器ケース
150・・・1次共振器
160・・・1次共振器コイル
170・・・1次共振器キャパシタ
201・・・2次共振器
202・・・整流部
203・・・充電制御部
204・・・電池
210・・・主制御部
215・・・インターフェイス部
220・・・通信部
240・・・2次共振器ケース
250・・・2次共振器
260・・・2次共振器コイル
270・・・2次共振器キャパシタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Power transmission system 101 ... AC / DC conversion part 102 ... Voltage control part 103 ... Inverter part 104 ... Matching device 110 ... Main control part 120 ... Communication part 140- Primary resonator case 150 ... Primary resonator 160 ... Primary resonator coil 170 ... Primary resonator capacitor 201 ... Secondary resonator 202 ... Rectifier 203 ... Charging control unit 204 ... battery 210 ... main control unit 215 ... interface unit 220 ... communication unit 240 ... secondary resonator case 250 ... secondary resonator 260 ... 2 Secondary resonator coil 270... Secondary resonator capacitor

Claims (8)

1次共振器コイルを有する1次共振器で発生させる所定周波数の電磁界を介して、2次共振器コイルを有する2次共振器に電気エネルギーを伝送すると共に、前記1次共振器コイルは地上に配置し、前記2次共振器コイルは車両の底面に配する電力伝送システムであって、
ノイズキャンセル共振器コイルを有し、前記所定周波数より、前記1次共振器コイルと前記ノイズキャンセル共振器コイルの結合度に応じて決まるシフト周波数分高い共振周波数を有するノイズキャンセル共振器を備え、
前記ノイズキャンセル共振器コイルは、前記2次共振器コイルと前記車両の周縁との間の距離が短い箇所に配されることを特徴とする電力伝送システム。
Electric energy is transmitted to a secondary resonator having a secondary resonator coil via an electromagnetic field having a predetermined frequency generated by the primary resonator having the primary resonator coil, and the primary resonator coil is grounded. The secondary resonator coil is a power transmission system disposed on the bottom surface of the vehicle,
A noise canceling resonator coil, comprising a noise canceling resonator having a resonance frequency higher than the predetermined frequency by a shift frequency determined according to a degree of coupling between the primary resonator coil and the noise canceling resonator coil;
The power transmission system according to claim 1, wherein the noise canceling resonator coil is disposed at a location where a distance between the secondary resonator coil and a periphery of the vehicle is short.
1次共振器コイルを有する1次共振器で発生させる所定周波数の電磁界を介して、2次共振器コイルを有する2次共振器に電気エネルギーを伝送する電力伝送システムであって、ノイズキャンセル共振器コイルを有し、前記所定周波数より、前記2次共振器コイルと前記ノイズキャンセル共振器コイルの結合度に応じて決まるシフト周波数分高い共振周波数を有するノイズキャンセル共振器を備え、
前記ノイズキャンセル共振器コイルは、前記2次共振器コイルと前記車両の周縁との間の距離が短い箇所に配されることを特徴とする電力伝送システム。
A power transmission system for transmitting electrical energy to a secondary resonator having a secondary resonator coil via an electromagnetic field having a predetermined frequency generated by the primary resonator having the primary resonator coil, wherein the energy transfer resonance system A noise canceling resonator having a resonance frequency higher than the predetermined frequency by a shift frequency determined according to a degree of coupling between the secondary resonator coil and the noise canceling resonator coil,
The power transmission system according to claim 1, wherein the noise canceling resonator coil is disposed at a location where a distance between the secondary resonator coil and a periphery of the vehicle is short.
前記所定周波数が、前記1次共振器が発生する電磁界の基本波の周波数であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力伝送システム。 The power transmission system according to claim 1, wherein the predetermined frequency is a frequency of a fundamental wave of an electromagnetic field generated by the primary resonator. 前記所定周波数が、前記1次共振器が発生する電磁界の高調波の周波数であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力伝送システム。 The power transmission system according to claim 1, wherein the predetermined frequency is a harmonic frequency of an electromagnetic field generated by the primary resonator. 前記高調波が奇数倍波であることを特徴とする請求項4に記載の電力伝送システム。 The power transmission system according to claim 4, wherein the harmonic is an odd harmonic. 前記高調波が偶数倍波であることを特徴とする請求項4に記載の電力伝送システム。 The power transmission system according to claim 4, wherein the harmonic is an even harmonic. 前記1次共振器コイルと前記ノイズキャンセル共振器コイルの間の相互インダクタンス成分がLmであるとき、
前記シフト周波数が、
Figure 2014197932
であることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の電力伝送システム。
When the mutual inductance component between the primary resonator coil and the noise canceling resonator coil is L m ,
The shift frequency is
Figure 2014197932
The power transmission system according to claim 1, wherein the power transmission system is a power transmission system.
前記ノイズキャンセル共振器コイルのQ値が50以上であることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電力伝送システム。 The power transmission system according to claim 1, wherein a Q value of the noise canceling resonator coil is 50 or more.
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