JP2016025719A

JP2016025719A - 非接触電力伝送システム

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Publication number: JP2016025719A
Application number: JP2014147697A
Authority: JP
Inventors: 上地　健介; Kensuke Uechi; 健介上地
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2014-07-18
Publication date: 2016-02-08
Anticipated expiration: 2034-07-18
Also published as: JP6229608B2

Abstract

【課題】送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムにおいて、結合係数が大きい状況においても、送電装置から受電装置へ所望の電力を送電する。
【解決手段】充電ＥＣＵ９００は、受電装置２０側のインピーダンスＺ２が最適設定となるようにコンバータ６００を制御する第１の制御を実行し、送電部３００の電圧Ｖ１が制限値を超えると、インピーダンスＺ２を調整することによって電圧Ｖ１を低下させるようにコンバータ６００を制御する第２の制御を実行する。電源ＥＣＵ８００は、第２の制御の実行によっても電圧Ｖ１が制限値を超える場合に、第２の制御の実行時よりも電圧Ｖ１の制限値を大きくするように電圧可変電源部２００を制御する。
【選択図】図１

Description

この発明は、送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムに関する。

特開２０１４−７５８８４号公報（特許文献１）は、送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムを開示する。この非接触電力伝送システムの受電装置には、送電装置の１次側コイルから交流電力を受電可能な２次側コイルと負荷との間に、受電装置側のインピーダンスを調整する調整装置（インピーダンス変換部）が設けられる。この非接触電力伝送システムによれば、上記の調整装置を制御することによって、伝送効率の低下を好適に抑制することができる（特許文献１参照）。

特開２０１４−７５８８４号公報特開２０１４−７５８８３号公報特開２０１３−１５４８１５号公報特開２０１３−１４６１５４号公報特開２０１３−１４６１４８号公報特開２０１３−１１０８２２号公報特開２０１３−１２６３２７号公報

送電装置において、耐電圧や耐熱の観点から電圧制限及び電流制限が設定される。送電装置から受電装置へ所定量の電力を送電する場合には、上記の制限を考慮して送電部（１次側コイル）の電圧Ｖ１及び電流Ｉ１を設定する必要がある。

ここで、送電装置側のインピーダンスＺ１（＝Ｖ１／Ｉ１）は、受電装置側のインピーダンスＺ２、及び送電部（１次側コイル）と受電部（２次側コイル）との結合係数ｋとは、以下のような関係がある。

Ｚ１＝ω²Ｍ²／Ｚ２＝ｋ²ω²Ｌ₁Ｌ₂／Ｚ２ …（１）
ここで、ωは伝送周波数、Ｍは相互インダクタンス、Ｌ₁，Ｌ₂はそれぞれ１次側コイル及び２次側コイルのインダクタンスである。式（１）から、受電装置側のインピーダンスＺ２が小さいほど、また結合係数ｋが大きいほど、送電装置側のインピーダンスＺ１が大きくなり、送電電力が一定の下では送電部の電圧Ｖ１が高くなることが分かる。すなわち、結合係数ｋが大きい状況、たとえば、受電装置が車両に搭載される場合に、送電部に対する受電部の位置ずれが小さく、かつ、車高が低い状況等においては、送電部の電圧Ｖ１が高くなるので、電圧制限によって電圧Ｖ１が制限されると、送電部から所望の送電電力を出力できなくなる。

それゆえに、この発明の目的は、送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する非接触電力伝送システムにおいて、結合係数が大きい状況においても、送電装置から受電装置へ所望の電力を送電することである。

この発明によれば、非接触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、受電装置へ非接触で送電するための送電部と、送電部へ電圧を調整しつつ交流電力を供給する電圧可変電源部と、電圧可変電源部を制御する第１制御部とを含む。受電装置は、送電部から非接触で受電するための受電部と、受電装置のインピーダンスを調整するための調整装置と、調整装置を制御する第２制御部とを含む。第２制御部は、インピーダンスが所望の値となるように調整装置を制御する第１の制御を実行し、第１の制御の実行により送電部の電圧が制限電圧を超えると、上記インピーダンスを調整することによって送電部の電圧を低下させるように調整装置を制御する第２の制御を実行する。第１制御部は、第２の制御の実行によっても送電部の電圧が制限電圧を超える場合に、第２の制御の実行時よりも制限電圧を高めるように電圧可変電源部を制御する。

上記のような構成とすることにより、受電装置の調整装置を制御しても送電部の電圧が高くなる場合に、電圧制限によって送電部の電圧が制限されるのを回避することができる。したがって、この非接触電力伝送システムによれば、結合係数が大きい状況においても、送電装置から受電装置へ所望の電力を送電することができる。

この発明の実施の形態による非接触電力伝送システムの全体構成図である。送電装置のインピーダンス特性を示した図である。結合係数が相対的に小さい場合の制御方法を説明するための図である。図３に示すケースよりも結合係数が大きい場合の制御方法を説明するための図である。図４に示すケースよりも結合係数がさらに大きい場合の制御方法を説明するための図である。図１に示す非接触電力伝送システムにおいて実行されるインピーダンス制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。

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、図中同一又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。

（非接触電力伝送システムの構成）
図１は、この発明の実施の形態による非接触電力伝送システムの全体構成図である。図１を参照して、この非接触電力伝送システムは、送電装置１０と、受電装置２０とを備える。この非接触電力伝送システムは、たとえば、ハイブリッド車両（Hybrid Vehicle）や電気自動車（Electric vehicle）等の電動車両に搭載される蓄電装置７００を、車両外部に設けられる送電装置１０により充電する場合等に適用可能であり、受電装置２０は、そのような電動車両に搭載され得る。

送電装置１０は、電圧可変電源部２００と、送電部３００と、電源ＥＣＵ８００とを含む。電圧可変電源部２００は、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０と、インバータ２２０とを含む。ＡＣ／ＤＣ変換器２１０は、商用系統電源等の外部電源１００から受ける交流電力を直流電力に変換してインバータ２２０へ出力する。また、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０は、電源ＥＣＵ８００から受ける制御信号に基づいて、インバータ２２０へ出力する電圧を調整する。ＡＣ／ＤＣ変換器２１０は、たとえば、整流器と、昇圧チョッパ回路等のＤＣ／ＤＣコンバータとによって構成され得る。

インバータ２２０は、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０と送電部３００との間に接続され、ＡＣ／ＤＣ変換器２１０から受ける直流電力を、伝送周波数ωを有する交流電力に変換して送電部３００へ出力する。インバータ２２０は、たとえば単相フルブリッジ回路によって構成され得る。

送電部３００は、コイル３１０と、キャパシタ３２０とを含む。キャパシタ３２０は、コイル３１０に直列に接続されてコイル３１０と共振回路を形成する。送電部３００は、伝送周波数を有する交流電力をインバータ２２０から受けると、コイル３１０の周囲に電磁界を生成する。送電部３００は、その生成された電磁界を介して、受電装置２０の受電部４００へ非接触で送電する。

電源ＥＣＵ８００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）、送電装置１０における各種制御を行なう。この発明に関する電源ＥＣＵ８００の主要な制御として、電源ＥＣＵ８００は、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送時に、電圧可変電源部２００を制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号を電圧可変電源部２００へ出力する。また、電源ＥＣＵ８００は、受電装置２０の充電ＥＣＵ９００と無線通信を行ない、充電ＥＣＵ９００と種々の情報をやり取りする。電源ＥＣＵ８００による電圧可変電源部２００の具体的な制御については、後ほど詳しく説明する。

なお、以下では、電圧可変電源部２００から送電部３００へ供給される電圧及び電流をそれぞれＶ１，Ｉ１と表記し、送電装置１０側のインピーダンスをＺ１（＝Ｖ１／Ｉ１）と表記する。一方、受電装置２０の受電部４００から整流部５００へ出力される電圧及び電流をそれぞれＶ２，Ｉ２と表記し、受電装置２０側のインピーダンスをＺ２（＝Ｖ２／Ｉ２）と表記する。

受電装置２０は、受電部４００と、整流部５００と、コンバータ６００と、蓄電装置７００と、充電ＥＣＵ９００とを含む。受電部４００は、コイル４１０と、キャパシタ４２０とを含む。キャパシタ４２０は、コイル４１０に直列に接続されてコイル４１０と共振回路を形成する。受電部４００は、送電部３００の周囲に生成される電磁界を介して送電部３００から非接触で受電し、その受電した電力を整流部５００へ出力する。

この受電部４００及び送電装置１０の送電部３００は、送電部３００から受電部４００へ伝送される電力の伝送周波数ωにおいて互いに共振するように設計される。送電部３００及び受電部４００の共振強度を示すＱ値は、１００以上であることが好ましい。

整流部５００は、受電部４００によって受電された交流電力を整流してコンバータ６００へ出力する。コンバータ６００は、整流部５００と蓄電装置７００との間に設けられ、充電ＥＣＵ９００から受ける制御信号に基づいて、受電装置２０側のインピーダンスＺ２を調整する。具体的には、コンバータ６００は、昇圧比γを調整することによってインピーダンスＺ２を調整する。

より詳しくは、コンバータ６００の出力電圧は、蓄電装置７００の電圧に拘束されるので、コンバータ６００は、その昇圧比γを調整することによってコンバータ６００の入力電圧を調整することができる。また、コンバータ６００の入力電圧と受電部４００の出力電圧を示す電圧Ｖ２との間には一定の関係がある。したがって、コンバータ６００の昇圧比γを調整することによって電圧Ｖ２を調整し、インピーダンスＺ２を調整することができる。具体的には、コンバータ６００の昇圧比γを高くすることによって、電圧Ｖ２は低くなり、インピーダンスＺ２を小さくすることができる。一方、コンバータ６００の昇圧比γを低くすることによって、電圧Ｖ２は高くなり、インピーダンスＺ２を大きくすることができる。なお、コンバータ６００は、たとえば、昇圧チョッパ回路等によって構成され得る。

蓄電装置７００は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等の二次電池によって構成される。蓄電装置７００は、受電部４００によって受電された電力を受けて充電される。蓄電装置７００に蓄えられた電力は、図示されない車両駆動装置や補機等に供給される。なお、二次電池に代えて電気二重層キャパシタなどの蓄電要素によって蓄電装置７００を構成してもよい。

充電ＥＣＵ９００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）、受電装置２０における各種制御を行なう。この発明に関する充電ＥＣＵ９００の主要な制御として、充電ＥＣＵ９００は、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送時に、コンバータ６００を制御するための制御信号を生成し、生成した制御信号をコンバータ６００へ出力する。また、充電ＥＣＵ９００は、送電装置１０の電源ＥＣＵ８００と無線通信を行ない、電源ＥＣＵ８００と種々の情報をやり取りする。充電ＥＣＵ９００によるコンバータ６００の具体的な制御については、後ほど詳しく説明する。

（送電装置１０のインピーダンス特性の説明）
図２は、送電装置１０のインピーダンス特性を示した図である。図２を参照して、縦軸及び横軸は、それぞれ電圧Ｖ１及び電流Ｉ１（図１）を示し、直線ｋ１〜ｋ６の傾きがインピーダンスＺ１（図１）を示す。

実線で示される直線ｋ１〜ｋ３は、送電部３００と受電部４００との結合係数ｋが相対的に小さいときのインピーダンスＺ１の特性を示す。上述の式（１）で示したように、送電装置１０側のインピーダンスＺ１は、受電装置２０側のインピーダンスＺ２によって変化し、インピーダンスＺ２が小さいほどインピーダンスＺ１は大きくなる。すなわち、直線ｋ１が、送電部３００から受電部４００への電力伝送効率を最適にするようにインピーダンスＺ２が調整されているときのインピーダンスＺ１の特性を示す場合に、直線ｋ２は、インピーダンスＺ２が最大値に調整されたときのインピーダンスＺ１の特性を示し、直線ｋ３は、インピーダンスＺ２が最小値に調整されたときのインピーダンスＺ１の特性を示す。なお、送電部３００から受電部４００への電力伝送効率を最適にするインピーダンスＺ２は、コイル３１０とコイル４１０とのインダクタンスが等しい場合に、Ｚ２＝ｋ・ω・Ｌ（Ｌはコイル４１０のインダクタンス）であることが知られている。

点線で示される直線ｋ４〜ｋ６は、送電部３００と受電部４００との結合係数ｋが相対的に大きいときのインピーダンスＺ１の特性を示す。上述の式（１）で示したように、インピーダンスＺ１は、インピーダンスＺ２によって変化するとともに結合係数ｋによっても変化し、結合係数ｋが大きいほどインピーダンスＺ１は大きくなる。そして、結合係数ｋが相対的に大きい場合においても、インピーダンスＺ２が小さいほどインピーダンスＺ１は大きくなる。すなわち、直線ｋ４が、電力伝送効率を最適にするようにインピーダンスＺ２が調整されているときのインピーダンスＺ１の特性を示す場合に、直線ｋ５は、インピーダンスＺ２が最大値に調整されたときのインピーダンスＺ１の特性を示し、直線ｋ６は、インピーダンスＺ２が最小値に調整されたときのインピーダンスＺ１の特性を示す。

曲線ｋ７は、送電装置１０の送電電力Ｐ１を示す等パワー線である。受電装置２０における受電電力の要求値Ｐｒｅｑとし、送電装置１０から受電装置２０への電力伝送効率をηとすると、送電電力Ｐ１は、Ｉ１×Ｖ１＝Ｐｒｅｑ／ηで示される。そして、上述のように、結合係数ｋと受電装置２０側のインピーダンスＺ２とによってインピーダンスＺ１（直線の傾き）は変化するところ、結合係数ｋとインピーダンスＺ２とによって定まる直線と曲線ｋ７との交点で示される電圧Ｖ１及び電流Ｉ１を電圧可変電源部２００から送電部３００へ供給することによって、受電装置２０において電力Ｐｒｅｑを受電することができる。

（インピーダンス制御の説明）
受電装置２０において電力Ｐｒｅｑの受電を実現するためのインピーダンス制御の基本的な考え方は、送電部３００と受電部４００との結合係数ｋの変化により生じるインピーダンスＺ１の変化をインピーダンスＺ２の調整によって補償するものである。しかしながら、コンバータ６００によるインピーダンスＺ２の調整範囲（コンバータ６００の昇圧比γ）には制約があり、インピーダンスＺ２の調整範囲を超えると、送電装置１０において電圧Ｖ１の制限を拡大する処理が実行される。以下にこの点ついて詳しく説明する。

図３は、結合係数ｋが相対的に小さい場合の制御方法を説明するための図である。図３を参照して、Ｖ１ｍａｘ０は、電圧Ｖ１の制限値を示す第１制限電圧を示し、Ｉ１ｍａｘは、電流Ｉ１の制限値を示す。

この図３に示されるケースでは、結合係数ｋが相対的に小さいので、インピーダンスＺ１を示す直線の傾きは全体的に小さい。したがって、受電装置２０側のインピーダンスＺ２が最適値（Ｚ２＝ｋ・ω・Ｌ）に調整された場合の直線と、受電電力Ｐｒｅｑを実現する送電電力Ｐ１を示す等パワー曲線（Ｉ１×Ｖ１＝Ｐｒｅｑ／η）との交点Ｎ１により示される動作点（Ｖ１，Ｉ１）は、第１制限電圧Ｖ１ｍａｘ０を超えない。したがって、受電装置２０において所望の電力Ｐｒｅｑを受電し、かつ、最適効率での電力伝送を実現することができる。

図４は、図３に示すケースよりも結合係数ｋが大きい場合の制御方法を説明するための図である。図４を参照して、このケースでは、図３に示したケースよりも、インピーダンスＺ１を示す直線の傾きは全体的に大きい。したがって、受電装置２０側のインピーダンスＺ２を最適値（Ｚ２＝ｋ・ω・Ｌ）に調整すると、電圧Ｖ１が第１制限電圧Ｖ１ｍａｘ０にかかり、受電電力Ｐｒｅｑを実現する送電電力Ｐ１を出力することができなくなる。

そこで、この図４に示されるケースでは、受電装置２０のコンバータ６００の昇圧比γを小さくすることによって、インピーダンスＺ２がその最大値を超えない範囲で増大側に調整される。これにより、受電装置２０において所望の電力Ｐｒｅｑの受電を実現しつつ、送電装置１０において電圧Ｖ１を第１制限電圧Ｖ１ｍａｘ０以下に抑えることができる。なお、インピーダンスＺ２の調整値は、電圧Ｖ１が第１制限電圧Ｖ１ｍａｘ０を超えない範囲でできるだけ最適値（Ｚ２＝ｋ・ω・Ｌ）に近いことが好ましい。

図５は、図４に示すケースよりも結合係数ｋがさらに大きい場合の制御方法を説明するための図である。図５を参照して、結合係数ｋがさらに大きくなると、インピーダンスＺ１を示す直線の傾きはさらに大きくなる。そうすると、受電装置２０側のインピーダンスＺ２をその最大値に調整（コンバータ６００の昇圧比γ＝１）しても、受電電力Ｐｒｅｑを実現する送電電力Ｐ１を出力するには、電圧Ｖ１が第１上限電圧Ｖ１ｍａｘ０を超えてしまう（交点Ｎ３）。

そこで、この実施の形態に従う非接触電力伝送システムでは、このような状況に至った場合には、電圧Ｖ１の制限値が第１制限電圧Ｖ１ｍａｘ０から第２制限電圧Ｖ１ｍａｘ１（Ｖ１ｍａｘ１＞Ｖ１ｍａｘ０）に拡大される。これにより、受電装置２０において所望の電力Ｐｒｅｑを受電することができる。なお、インピーダンスＺ２をその最大値に調整しても電圧Ｖ１が第１制限電圧Ｖ１ｍａｘ０を超えてしまう場合に限り、電圧Ｖ１の制限値を第１制限電圧Ｖ１ｍａｘ０から第２制限電圧Ｖ１ｍａｘ１に拡大するので、電圧可変電源部２００の負担を最小限に抑えることができる。

なお、電圧Ｖ１の制限値が第２制限電圧Ｖ１ｍａｘ１に拡大された以上、インピーダンスＺ２は、電圧Ｖ１が第２制限電圧Ｖ１ｍａｘ１を超えない範囲でできるだけ最適値（Ｚ２＝ｋ・ω・Ｌ）に近くなるように調整してもよい。

図６は、図１に示した非接触電力伝送システムにおいて実行されるインピーダンス制御の処理手順を説明するためのフローチャートである。図６を参照して、まず、送電装置１０において、電源ＥＣＵ８００は、電圧Ｖ１の制限値Ｖ１ｍａｘとして第１制限電圧Ｖ１ｍａｘ０を設定する（ステップＳ１０）。

次いで、受電装置２０において、充電ＥＣＵ９００は、受電装置２０側のインピーダンスＺ２が最適設定（Ｚ２＝ｋ・ω・Ｌ）となるようにコンバータ６００の昇圧比γを設定する（ステップＳ２０）。具体的には、コンバータ６００の入力電圧≒Ｖ２として、Ｐｒｅｑ＝Ｖ２²／Ｚ２からコンバータ６００の入力電圧は√（Ｐｒｅｑ×Ｚ２）と表すことができ、コンバータ６００の出力電圧は蓄電装置７００の電圧であるから、インピーダンスＺ２が上記の最適設定となる昇圧比γを算出することができる。ステップＳ２０において昇圧比γが設定されると、充電ＥＣＵ９００から電源ＥＣＵ８００へその旨が通知される。

次いで、電源ＥＣＵ８００は、電圧Ｖ１が制限値Ｖ１ｍａｘ（＝Ｖ１ｍａｘ０）以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０）。なお、マージンをとって、電圧Ｖ１が制限値Ｖ１ｍａｘ−α（αは正の適当な定数）以下であるか否かを判定してもよい。ステップＳ３０において電圧Ｖ１が制限値Ｖ１ｍａｘ以下であると判定されると（ステップＳ３０においてＹＥＳ）、以降の処理は実行されることなくステップＳ７０へ処理が移行される。

ステップＳ３０において電圧Ｖ１が制限値Ｖ１ｍａｘ（＝Ｖ１ｍａｘ０）よりも高いと判定されると（ステップＳ３０においてＮＯ）、電源ＥＣＵ８００から充電ＥＣＵ９００へその旨が通知される。そうすると、充電ＥＣＵ９００は、コンバータ６００の昇圧比γを下げるようにコンバータ６００を制御する（ステップＳ４０）。コンバータ６００の昇圧比γを下げることで、受電装置２０側のインピーダンスＺ２は大きくなる。その結果、送電装置１０側のインピーダンスＺ１は小さくなり、電圧Ｖ１は低下することとなる（図４参照）。

次いで、充電ＥＣＵ９００は、コンバータ６００の昇圧比γが１よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ５０）。昇圧比γが１よりも大きいと判定されると（ステップＳ５０においてＹＥＳ）、ステップＳ３０へ処理が戻される。

一方、ステップＳ５０において昇圧比γが１に達したと判定されると（ステップＳ５０においてＮＯ）、充電ＥＣＵ９００から電源ＥＣＵ８００へその旨が通知される。そして、電源ＥＣＵ８００は、電圧Ｖ１の制限値Ｖ１ｍａｘとして、第１制限電圧Ｖ１ｍａｘ０よりも高い第２制限電圧Ｖ１ｍａｘ１を設定する（ステップＳ６０）。すなわち、送電部３００と受電部４００との結合係数ｋが大きいために、受電装置２０においてコンバータ６００の昇圧比γを１にすることによってインピーダンスＺ２を最大値に調整してもなお送電装置１０において電圧Ｖ１が制限値Ｖ１ｍａｘ（＝Ｖ１ｍａｘ０）よりも高くなる場合には、電圧Ｖ１の制限値Ｖ１ｍａｘが第１制限電圧Ｖ１ｍａｘ０から第２制限電圧Ｖ１ｍａｘ１に拡大される。これにより、受電装置２０において所望の電力Ｐｒｅｑを受電することが可能となる。

以上のように、この実施の形態においては、まず、効率最適を目指して、受電装置２０側のインピーダンスＺ２が最適設定（Ｚ２＝ｋ・ω・Ｌ）となるように、コンバータ６００を制御して昇圧比γを調整することによってインピーダンスＺ２が調整される。送電部３００と受電部４００との結合係数ｋが大きいために電圧Ｖ１が制限値Ｖ１ｍａｘ（＝Ｖ１ｍａｘ０）を超えると、インピーダンスＺ１を下げて電圧Ｖ１を低下させるために、インピーダンスＺ２を大きくするようにコンバータ６００が制御される。そして、それでもなお結合係数ｋが大きいために電圧Ｖ１が高くなるときは、電圧Ｖ１の制限値Ｖ１ｍａｘが第１制限電圧Ｖ１ｍａｘ０から第２制限電圧Ｖ１ｍａｘ１に拡大される。したがって、この実施の形態によれば、結合係数ｋが大きい状況においても、送電装置１０から受電装置２０へ所望の電力を送電することができる。

なお、上記の実施の形態においては、受電装置２０のコンバータ６００は、昇圧機能を有するものとし、その昇圧比γを調整することによって受電装置２０側のインピーダンスＺ２を調整するものとしたが、コンバータ６００は、降圧機能を有するものであってもよい。この場合も、コンバータ６００は、降圧比を調整することによってコンバータ６００の入力電圧を調整し、インピーダンスＺ２を調整することができる。

また、上記の実施の形態では、コンバータ６００によって受電装置２０側のインピーダンスＺ２を調整するものとしたが、コンバータ６００に代えて、コイルとキャパシタとによって構成されるインピーダンス整合器を用いてもよい。コイル及びキャパシタの少なくとも一方に可変のものを採用することによって、インピーダンスＺ２を調整することができる。

また、上記の実施の形態では、送電部３００と受電部４００とを含む電力伝送部の構成について、送電部３００及び受電部４００の各々においてキャパシタがコイルに直列に接続される、いわゆるＳＳ方式（一次直列二次直列方式）の場合について説明したが、電力伝送部の構成はＳＳ方式に限られるものではない。たとえば、電力伝送部には、送電部においてはキャパシタがコイルに直列に接続され、受電部においてはキャパシタがコイルに並列に接続される、いわゆるＳＰ方式（一次直列二次並列方式）や、送電部及び受電部の各々においてキャパシタがコイルに並列に接続される、いわゆるＰＰ方式（一次並列二次並列方式）等も採用し得る。

なお、上記において、電源ＥＣＵ８００は、この発明における「第１制御部」の一実施例に対応し、充電ＥＣＵ９００は、この発明における「第２制御部」の一実施例に対応する。また、コンバータ６００は、この発明における「調整装置」の一実施例に対応する。

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及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。

１０送電装置、２０受電装置、１００外部電源、２００電圧可変高周波電源、２１０ＡＣ／ＤＣコンバータ、２２０インバータ、３００送電部、３１０，４１０コイル、３２０，４２０キャパシタ、４００受電部、５００整流部、６００コンバータ、７００蓄電装置、８００電源ＥＣＵ、９００充電ＥＣＵ。

Claims

送電装置と、
受電装置とを備え、
前記送電装置は、
前記受電装置へ非接触で送電するための送電部と、
前記送電部へ電圧を調整しつつ交流電力を供給する電圧可変電源部と、
前記電圧可変電源部を制御する第１制御部とを含み、
前記受電装置は、
前記送電部から非接触で受電するための受電部と、
前記受電装置のインピーダンスを調整するための調整装置と、
前記調整装置を制御する第２制御部とを含み、
前記第２制御部は、前記インピーダンスが所望の値となるように前記調整装置を制御する第１の制御を実行し、前記第１の制御の実行により前記送電部の電圧が制限電圧を超えると、前記インピーダンスを調整することによって前記送電部の電圧を低下させるように前記調整装置を制御する第２の制御を実行し、
前記第１制御部は、前記第２の制御の実行によっても前記送電部の電圧が前記制限電圧を超える場合に、前記第２の制御の実行時よりも前記制限電圧を高めるように前記電圧可変電源部を制御する、非接触電力伝送システム。