JP2016086592A

JP2016086592A - 電力伝送システム、送電装置、および、受電装置

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Publication number: JP2016086592A
Application number: JP2014219425A
Authority: JP
Inventors: 浩章湯浅; Hiroaki Yuasa
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-10-28
Filing date: 2014-10-28
Publication date: 2016-05-19
Anticipated expiration: 2034-10-28
Also published as: JP6550718B2; WO2016067500A1; CN107078563A; EP3213330B1; CN107078563B; US20170326993A1; EP3213330A1; US10399460B2

Abstract

【課題】送電コイルと受電コイルとが正対状態の場合、および、位置ずれ状態の場合のいずれであっても、結合係数（κ）の変動を小さく抑えることのできる構成を備える電力伝送システム、送電装置、および、受電装置を提供する。
【解決手段】この電力伝送システムは、平面視において、送電巻回軸ＣＬ１と受電巻回軸ＣＬ２とがずれた位置において第１送電巻線部４５０ａと第１受電巻線部２５０ａとが重なる場合に、第１送電巻線部４５０ａと第２受電巻線部２５０ｂとは重ならないように、受電コイル２５０および送電コイル４５０が巻回されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、非接触で電力を送電装置から受電する受電装置を備える電力伝送システム、およびその送電装置、および、受電装置に関する。

特許文献１〜７に開示されているように、非接触で電力を送受電する送電装置および受電装置を用いる電力伝送システムが知られている。これら文献に開示される電力伝送システムによれば、送電装置側の送電コイルの形状と受電装置側の受電コイルの状とは略一致している。

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号公報特開２０１４−０１１８５２号公報特開２０１４−０３９４６２号公報

電力伝送の際に、送電コイルと受電コイルとの位置ずれ性能を向上させるため、送電コイルの大きさを受電コイルよりも大きくすることが提案されている。送電コイルおよび受電コイルの外形形状に環状形状のコイルを採用した場合には、送電コイルと受電コイルとの中心位置が一致した場合には（正対状態）結合係数（κ）が大きくなる。一方、送電コイルと受電コイルとの中心位置がずれた場合には（位置ずれ状態）結合係数（κ）は小さくなる。

これは、送電コイルと受電コイルとが正対状態の場合には、磁気経路が良好に形成され、高い結合係数（κ）が得られる。一方、位置ずれ状態の場合には、たとえば、送電コイルの一つの箇所から受電コイルに対して２つの磁気経路が形成されるためである。このように、位置ずれした場合には、著しく結合係数（κ）が低下し、電力の伝送効率を低下させることとなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電力伝送システムにおいて、送電コイルと受電コイルとが正対状態の場合、および、位置ずれ状態の場合のいずれであっても、結合係数（κ）の変動を小さく抑えることのできる構成を備える電力伝送システム、送電装置、および、受電装置を提供することを目的とする。

この電力伝送システム、送電装置、および、受電装置においては、平面視において、送電巻回軸と受電巻回軸とがずれた位置において上記第１送電巻線部と上記第１受電巻線部とが重なる場合に、上記第１送電巻線部と上記第２受電巻線部とは重ならないように、上記受電コイルおよび上記送電コイルが巻回されている。

この構成によれば、送電巻回軸と受電巻回軸とがずれた場合において、第１送電巻線部と第１受電巻線部との間に磁気回路が形成される場合に、第１送電巻線部と第２受電巻線部との間に磁気回路が形成されることはない。その結果、結合係数が低下し、電力の伝送効率を低下させることを少なくすることができる。

このこの電力伝送システム、送電装置、および、受電装置においては、送電コイルと受電コイルとが正対状態の場合、および、位置ずれ状態の場合のいずれであっても、結合係数（κ）の変動を小さくすることのできる構成を備える電力伝送システムを提供することを可能とする。

実施の形態における電力伝送システムを示す図である。実施の形態における受電装置の構成を示す斜視図である。実施の形態における送電装置の構成を示す斜視図である。実施の形態における送電コイルと受電コイルとが正対した状態を示す平面図である。図４中Ｖ−Ｖ線矢視断面図である。実施の形態における送電コイルと受電コイルとが車両幅方向にずれた状態を示す第１平面図である。図６中ＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図である。実施の形態における送電コイルと受電コイルとが車両幅方向にずれた状態を示す第２平面図である。図８中ＩＸ−ＩＸ線矢視断面図である。比較例において送電コイルと受電コイルとが正対した状態の断面図である。比較例において送電コイルと受電コイルとがずれた状態を示す断面図である。他の実施の形態における送電コイルと受電コイルとが正対した状態を示す平面図である。他の実施の形態における送電コイルと受電コイルとが正対した状態を示す平面図である。

本発明に基づいた一例における実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。実施の形態における構成を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されていることである。図においては、実際の寸法比率では記載しておらず、構造の理解を容易にするために、一部比率を異ならせて記載している。

以下に用いる各図において、図中の矢印Ｆの示す方向は、車両の前進方向および後進方向である車両前後方向を示し、図中の矢印Ｗの示す方向は、車両前後方向に対して直交する車両の左右方向である車両幅方向を示す。

（電力伝送システム１０００）
図１を参照して、非接触で電力を伝送する電力伝送システム１０００について説明する。電力伝送システム１０００は、電動車両１００に搭載される受電装置１０と、駐車場等の設備側に設置される送電装置５０とを備える。電動車両１００は、受電装置１０および車両本体１０５を含む。

（受電装置１０）
受電装置１０は、受電コイルユニット２００、および、受電コイルユニット２００により受電された電力を蓄える蓄電装置としてのバッテリ１５０との間に設けられる電気機器１１０を含む。受電コイルユニット２００は、受電コイル２５０および平板状のフェライト板２６０を有する。本実施の形態では、受電コイル２５０としては、外観において略矩形の環状の形態を有する渦巻き型コイルを採用している。電気機器１１０は、コンデンサ１２０、整流器１３０、および、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０等を有する。図示では、受電コイル２５０およびコンデンサ２２０は、直列接続されるが、これらは並列接続されてもよい。

車両本体１０５は、電気機器１１０のＤＣ／ＤＣコンバータ１４０に接続されるバッテリ１５０、パワーコントロールユニット１６０、モータユニット１７０、および通信部１８０などを含む。

受電コイル２５０の巻数は、受電コイル２５０と後述の送電コイル４５０との間の距離、ならびに受電コイル２５０と送電コイル４５０との共鳴強度を示すＱ値（たとえばＱ≧１００）およびその結合度を示す結合係数（κ）などが大きくなるように適宜設定される。受電コイル２５０は、コンデンサ２２０を介して整流器１３０に接続される。整流器１３０は、受電コイルユニット２００から供給される交流電流を直流電流に変換し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０に供給する。

（送電装置５０）
送電装置５０は、送電コイルユニット４００と電気機器３００とを含む。送電コイルユニット４００は、送電コイル４５０および平板状のフェライト板４６０を有する。本実施の形態では、送電コイル４５０としては、外観において略矩形の環状の形態を有する渦巻き型コイルを採用している。電気機器３００は、コンデンサ４２０、高周波電力装置３１０、送電ＥＣＵ３２０、および通信部３２２を含む。外部の交流電源３３０とは、コンセントプラグ３４０等を用いて着脱可能に接続される。図示では、送電コイル４５０およびコンデンサ４２０は、直列接続されるが、これらは並列接続されてもよい。

高周波電力装置３１０は、交流電源３３０から受ける電力を高周波の電力に変換し、変換した高周波電力を送電コイル４５０へ供給する。送電コイル４５０は、受電コイルユニット２００の受電コイル２５０へ、電磁誘導により非接触で電力を送電する。

（受電装置１０の詳細構成）
図２を参照して、本実施の形態における受電装置１０の詳細構成について説明する。図２は、受電装置１０の構成を示す斜視図である。なお、受電装置１０は、通常車両の底面に搭載され、受電コイル２５０が送電コイル４５０に対向するように配置される（図１参照）が、図２においては、説明の便宜上天地を逆にして記載している。

この受電装置１０は、上記したように送電装置５０から非接触で電力を受電する受電コイルユニット２００と、受電コイルユニット２００に接続される電気機器１１０とを有し、これらの受電コイルユニット２００および電気機器１１０は、筐体６００の中に収容されている。したがって、本実施の形態における受電装置１０においては、受電コイルユニット２００および電気機器１１０が一体化された構成を有している。筐体６００は、設置壁６１０、蓋部材６２０、および、側壁６３０を含む。

渦巻き型コイルが採用された受電コイル２５０は、車両の上下方向に延びる受電巻回軸ＣＬ２の周囲を取り囲むようにコイル線Ｃ２が巻回された矩形環状の外形形状を有する。受電コイル２５０は、車両の前後方向の巻回長さ（ｆ２）よりも車両の幅方向の巻回長さ（ｗ２）の方が長くなるように巻回されている。受電巻回軸ＣＬ２の位置は、矩形環状の受電コイル２５０の二つの対角線が交わる交点に位置している。ここで、受電コイル２５０の巻回長さとは、最も外側に位置するコイル線Ｃ２の外面を基準として測定した場合の長さを意味する。

さらに、筐体６００内において、電気機器１１０は、受電コイルユニット２００に対して、車両前後方向に配置されている。なお、図２においては、電気機器１１０を、前後方向に２分割して配置しているが、電気機器１１０を、受電コイルユニット２００の車両前後方向の前側又は後側、あるいは、車両幅方向に配置してもよい。

（送電装置５０の詳細構成）
図３を参照して、本実施の形態における送電装置５０の詳細構成について説明する。図３は、送電装置５０の構成を示す斜視図である。この送電装置５０は、上記したように受電装置１０に非接触で電力を送電する送電コイルユニット４００と、送電コイルユニット４００に接続される電気機器３００とを有し、これらの送電コイルユニット４００および電気機器３００は、筐体６００の中に収容されている。したがって、本実施の形態における送電装置５０においては、送電コイルユニット４００および電気機器３００が一体化された構成を有している。筐体６００は、設置壁６１０、蓋部材６２０、および、側壁６３０を含む。

渦巻き型コイルが採用された送電コイル４５０は、車両の上下方向に延びる送電巻回軸ＣＬ１の周囲を取り囲むようにコイル線Ｃ１が巻回された矩形環状の外形形状を有する。送電コイル４５０は、車両の前後方向の巻回長さ（ｆ１）よりも車両の幅方向の巻回長さ（ｗ１）の方が長くなるように巻回されている。送電巻回軸ＣＬ１の位置は、矩形環状の受電コイル２５０の二つの対角線が交わる交点に位置している。ここで、送電コイル４５０の巻回長さとは、最も外側に位置するコイル線Ｃ１の外面を基準として測定した場合の長さを意味する。

さらに、筐体６００内において、電気機器３００は、送電コイルユニット４００に対して、車両の前後方向に配置されている。図３においては、電気機器３００を、前後方向に２分割して配置しているが、電気機器３００を、送電コイルユニット４００の車両の前側または後ろ側、あるいは、幅方向に配置してもよい。

（送電コイル４５０と受電コイル２５０との関係）
次に、図４から図９を参照して、送電コイル４５０と受電コイル２５０との関係について説明する。図４は、送電コイル４５０と受電コイル２５０とが正対した状態を示す平面図、図５は、図４中Ｖ−Ｖ線矢視断面図、図６は、送電コイル４５０と受電コイル２５０とが車両幅方向にずれた状態を示す第１平面図、図７は、図６中ＶＩＩ−ＶＩＩ線矢視断面図、図８は、送電コイル４５０と受電コイル２５０とが車両幅方向にずれた状態を示す第２平面図、図９は、図８中ＩＸ−ＩＸ線矢視断面図である。

まず、図４および図５を参照して（特に図５）、送電コイル４５０は外観視において矩形環状の形態を有することから、送電コイル４５０を送電巻回軸ＣＬ１を含む車両幅方向Ｗの平面で断面視した場合には、送電コイル４５０は、車両幅方向Ｗ（水平方向）において、送電巻回軸ＣＬ１を挟んで一方側（図５において左側）に位置する第１送電巻線部４５０ａおよび他方側（図５において右側）に位置する第２送電巻線部４５０ｂを有することとなる。

受電コイル２５０も外観視において矩形環状の形態を有することから、受電コイル２５０を受電巻回軸ＣＬ２を含む平面で断面視した場合には、受電コイル２５０は、車両幅方向Ｗ（水平方向）において、受電巻回軸ＣＬ２を挟んで一方側（図５において左側）に位置する第１受電巻線部２５０ａおよび他方側（図５において右側）に位置する第２受電巻線部２５０ｂを有することとなる。

送電コイル４５０および受電コイル２５０は、第１送電巻線部４５０ａの車両幅方向Ｗ（水平方向）の巻線幅Ｔ１と、第１受電巻線部２５０ａの車両幅方向Ｗ（水平方向）の巻線幅Ｔ２とは実質的に一致する形態を有し、第２送電巻線部４５０ｂの車両幅方向Ｗ（水平方向）の巻線幅Ｔ１と、第２受電巻線部２５０ｂの車両幅方向Ｗ（水平方向）の巻線幅Ｔ２とは実質的に一致している形態を有している。つまり、送電コイル４５０の巻線幅は全周において略同一の巻線幅を有し、受電コイル２５０の巻線幅も全周において略同一の巻線幅を有し、さらに、送電コイル４５０の巻線幅と受電コイル２５０の巻線幅とは、実質的に一致している。

図４を参照して、本実施の形態においては、車両幅方向Ｗにおける第１送電巻線部４５０ａと第２送電巻線部４５０ｂとの間隔Ｗ１は、車両前後方向Ｆにおける第１送電巻線部４５０ａと第２送電巻線部４５０ｂとの間隔Ｆ１よりも大きく設けられ、車両幅方向Ｗにおける第１受電巻線部２５０ａと第２受電巻線部２５０ｂとの間隔Ｗ２は、車両前後方向Ｆにおける第１受電巻線部２５０ａと第２受電巻線部２５０ｂとの間隔Ｆ２よりも大きく設けられている。つまり、送電コイル４５０および受電コイル２５０は、車両前後方向Ｆの長さよりも車両幅方向Ｗの長さの方が長い横長の形態を有する。

（正対した状態）
図４および図５に示すように、送電コイル４５０と受電コイル２５０とが正対した状態においては、平面視において、送電巻回軸ＣＬ１と受電巻回軸ＣＬ２とが一致し、各辺が平行な状態となる。この状態において、第１受電巻線部２５０ａおよび第２受電巻線部２５０ｂは、第１送電巻線部４５０ａおよび第２送電巻線部４５０ｂの送電巻回軸ＣＬ１側（内側）に位置するとともに、第１受電巻線部２５０ａおよび第２受電巻線部２５０ｂは、第１送電巻線部４５０ａおよび第２送電巻線部４５０ｂには重ならないように配線されている。つまり、送電コイル４５０の内側に受電コイル２５０が位置し、受電コイル２５０は、送電コイルよりも外形が小さい。

ここで、図５に示す状態から受電コイル２００が距離Ｄ１だけ位置ずれしたとすると、第１受電巻線部２５０ａと第１送電巻線部４５０ａとが近接し、その一方で、第２受電巻線部２５０ｂと第２送電巻線部４５０ｂとが離れる。

第２受電巻線部２５０ｂと第２送電巻線部４５０ｂとの間で形成される磁路の結合が小さくなる一方で、第１受電巻線部２５０ａと第１送電巻線部４５０ａとの間の磁路の結合が大きくなる。

この結果、送電コイル４００と受電コイル２００との結合を高い状態で維持することができる。

このように、図４および図５において、送電コイル４００および受電コイル２００を正対させた状態において、第１受電巻線部２５０ａおよび第２受電巻線部２５０ｂは、第１送電巻線部４５０ａおよび第２送電巻線部４５０ｂより内側（巻回軸ＣＬ１、ＣＬ２側）に間隔をあけて配置されているので、位置ずれ性能の向上を図ることができる。

これにより、第１受電巻線部２５０ａと第１送電巻線部４５０ａとは少し離れた状態となり、第２受電巻線部２５０ｂと第２送電巻線部４５０ｂとは少し離れた状態となるが、第１受電巻線部２５０ａと第１送電巻線部４５０ａとの間、および、第２受電巻線部２５０ｂと第２送電巻線部４５０ｂとの間においてそれぞれ磁気回路が形成され、高い結合係数（κ）が維持される。ここで、第１受電巻線部２５０ａと第１送電巻線部４５０ａとの間隔（Ｄ１）は、良好な磁気回路が形成可能な距離に設定されている。第２受電巻線部２５０ｂと第２送電巻線部４５０ｂとの間隔も同様である。

（ずれた状態）
一方、図６から図９を参照して、送電巻回軸ＣＬ１と受電巻回軸ＣＬ２とがずれた状態の場合について説明する。送電コイル４５０と受電コイル２５０との最大ずれ量Ｓｍａｘは、送電巻回軸ＣＬ１に対して受電巻回軸ＣＬ２が車両幅方向Ｗにずれた位置において、送電装置５０から受電装置１０に非接触で所定以上の電力の送電が可能であると定められた距離となる。

つまり、図７の中に示す送電巻回軸ＣＬ１と受電巻回軸ＣＬ２との最大ずれ量Ｓｍａｘ（車両幅方向Ｗ、図７中左方向）は、送電コイルユニット４００から受電コイルユニット２００に非接触で所定の電力の送電を可能とする範囲内でのずれ量を意味している。

図６を参照して、送電巻回軸ＣＬ１と受電巻回軸ＣＬ２とがずれた状態においては、平面視においては、第１受電巻線部２５０ａは第１送電巻線部４５０ａに重なり、第２受電巻線部２５０ｂは、第１送電巻線部４５０ａには重ならないように送電コイル４５０および受電コイル２５０が巻回されている。ここで、第１受電巻線部２５０ａと第１送電巻線部４５０ａとは巻線幅が一致するように重なっているが、所望の結合係数（κ）が得られる範囲内においてずれは許容される。

一方、図８および図９を参照して、受電巻回軸ＣＬ２が送電巻回軸ＣＬ１に対して反対側（車両幅方向Ｗ、図９中右方向）にずれた状態においては、第２受電巻線部２５０ｂが第２送電巻線部４５０ｂに重なり、第１受電巻線部２５０ａは第２受電巻線部２５０ｂには重ならないように送電コイル４５０および受電コイル２５０が巻回されている。最大ずれ量Ｓｍａｘについては、上記と同じである。

以上により、送電巻回軸ＣＬ１に対して受電巻回軸ＣＬ２がずれた状態においては、たとえば、図６に示す状態の場合、第１送電巻線部４５０ａと第１受電巻線部２５０ａとは重なっていることから、第１送電巻線部４５０ａと第１受電巻線部２５０ａとの間に良好な磁気回路が形成される。一方、第１送電巻線部４５０ａと第２受電巻線部２５０ｂとは重ならないため、第１送電巻線部４５０ａと第２受電巻線部２５０ｂの間に第１送電巻線部４５０ａと第１受電巻線部２５０ａとの間に形成される磁気回路とは逆の磁気回路が形成されることはない。よって、第１送電巻線部４５０ａと第１受電巻線部２５０ａとの間の磁気回路において、高い結合係数（κ）が維持されることとなる。

さらに、図７に示すように、第１受電巻線部２５０ａと第１送電巻線部４５０ａとが対向する程度まで受電コイル４００が位置ずれしたときにおいて、第１受電巻線部２５０ａと第１送電巻線部４５０ａとの幅が実質的に一致しているため、第１受電巻線部２５０ａおよび第１送電巻線部４５０ａとの間に形成される磁気回路ＭＣ３の経路長を短くすることができる。これにより、磁気回路ＭＣ３の磁気抵抗を低減することができ、第２受電巻線部２５０ｂと第２送電巻線部４５０ｂとの間で結合しなくても、送電コイル４００と受電コイル２００との間の結合係数κが小さくなることを抑制することができる。

なお、送電コイル２００および受電コイル４００が正対した状態において、送電巻回軸ＣＬ１を通る平面での断面視において、図５における第１受電巻線部２５０ａと第１送電巻線部４５０ａとの距離Ｄ１は、磁気結合が生じる距離となるように送電コイル４５０および受電コイル２５０が配線されている。同様に、図７における第２受電巻線部２５０ｂと第１送電巻線部４５０ａとの距離Ｄ２、および、図９における第１受電巻線部２５０ａと第２送電巻線部４５０ｂとの距離Ｄ２は、磁気結合が生じない距離に設定されている。

（比較例）
ここで、図１０および図１１に比較例としての構造を示す。図１０は、比較例において送電コイル４５０と受電コイル２５０とが正対した状態の断面図、図１１は、比較例において送電コイル４５０と受電コイル２５０とがずれた状態を示す断面図である。

図１０を参照して、この比較例における構造においては、送電コイル４５０と受電コイル２５０とが正対した状態で、送電コイル４５０と受電コイル２５０とが重なり合う領域が形成されている（領域ＬＰ１）。これにより、第１受電巻線部２５０ａと第１送電巻線部４５０ａとの間、および、第２受電巻線部２５０ｂと第２送電巻線部４５０ｂとの間においてそれぞれ磁気回路が形成される。

一方、図１１に示すように、送電巻回軸ＣＬ１と受電巻回軸ＣＬ２とが距離（Ｓｍａｘ）ずれた状態（車両幅方向Ｗ、図１１中左方向）においては、第１受電巻線部２５０ａおよび第２受電巻線部２５０ｂが第１送電巻線部４５０ａに重なる状態（領域ＬＰ２，領域ＬＰ３）となっている。その結果、第１受電巻線部２５０ａと第１送電巻線部４５０ａとの間に形成される磁気回路ＭＣ１と、第２受電巻線部２５０ｂと第１送電巻線部４５０ａとの間に形成される磁気回路ＭＣ２とは方向が逆となるため、磁気回路ＭＣ１によって、第１受電巻線部２５０ａ内で生じる誘導電流の方向と、第２受電巻部２５０ｂ内で生じる誘導電流の方向が逆方向になり、結合係数（κ）を低下させる要因となっていた。

また、この場合に送電電力が一定になるように、結合係数（κ）が大きい場合には、送電電圧を高くし、結合係数が小さいときには、送電電流が大きくなるように制御する必要が生じ、電力伝送システムにおいて、耐電圧および耐電流を大きく確保する必要があった。

しかし、本実施の形態における構成においては、図７に示したように、第２受電巻線部２５０ｂと第１送電巻線部４５０ａとの間、および、図９に示したように、第１受電巻線部２５０ａと第２送電巻線部４５０ｂとの間には磁気回路が形成されないことから、送電コイル４５０と受電コイル２５０との間に形成される磁気回路に影響を与えることなく、高い結合係数（κ）を維持させることを可能としている。その結果、電力伝送システムにおいて、耐電圧および耐電流の拡大を小さくすることも可能となる。

上記実施の形態においては、送電コイル４５０と受電コイル２５０とを正対させた状態において、車両前後方向Ｆにおける送電コイル４５０および受電コイル２５０との間の隙間（Ｄ２）と、車両幅方向Ｗにおける送電コイル４５０および受電コイル２５０との間の隙間（Ｄ１）とが同じとなるように設けているが、以下に示すように、隙間の大きさに差を設けてもよい。

再び、図４を参照して、本実施の形態においては、送電コイル４５０と受電コイル２５０とを正対させた状態において、車両前後方向Ｆにおける送電コイル４５０および受電コイル２５０との間の隙間（Ｄ２）を、車両幅方向Ｗにおける送電コイル４５０および受電コイル２５０との間の隙間（Ｄ１）よりも小さく設けられた場合（Ｄ１＞Ｄ２）には、以下の作用効果が得られる。

車両前後方向Ｆにおいて、送電コイル４５０と受電コイル２５０との間の隙間が小さいので、送電コイル４５０および受電コイル２５０が近接して結合する。その結果、受電コイル２５０が車両幅方向Ｗにずれたとしても、結合状態が維持されており、車両幅方向Ｗの許容範囲を広くとることができる。

さらに、一般的な駐車場においては輪止めが設けられているため、車両前後方向Ｆの位置ずれよりも車両幅方向Ｗのずれの方が大きくなりやすい。このような場合においても、多少の幅方向のずれを許容することができるので、駐車し直しなどの手間を省くことができる。

一方、送電コイル４００と受電コイル２００とを正対させた状態において、車両幅方向Ｗにおける送電コイル４００および受電コイル２００との間の隙間（Ｄ１）は、車両前後方向Ｆにおける送電コイル４００および受電コイル２００との間の隙間（Ｄ２）よりも小さく設けられた場合（Ｄ２＞Ｄ１）には、以下の作用効果が得られる。

車両幅方向Ｗにおいて、送電コイル４００および受電コイル２００との間の隙間が小さいので、送電コイル４５０および受電コイル２５０が近接して結合する。その結果、車両前後方向Ｆに位置ずれしたとしても、結合係数（κ）を維持することができる。

なお、図１２を参照して、上記実施の形態おいては、送電コイル４５０および受電コイル２５０は、車両前後方向Ｆの長さよりも車両幅方向Ｗの長さの方が長い横長の形態を有しているが、車両前後方向Ｆの長さよりも車両幅方向Ｗの長さの方が短い縦長の形態を有していてもよい。

また、図１３に示すように、第１送電巻線部４５０ａと第２送電巻線部４５０ｂとの間隔（Ｆ３）と、第１送電巻線部４５０ａと第２送電巻線部４５０ｂとの間隔（Ｗ３）とが同じ間隔に設けられ、また、第１受電巻線部２５０ａと第２受電巻線部２５０ｂとの間隔（Ｆ４）と、第１受電巻線部２５０ａと第２受電巻線部２５０ｂとの間隔（Ｗ４）とが同じ間隔に設けられた、つまり、送電コイル４５０および受電コイル２５０にそれぞれ正方形形状のコイル形状を採用することも可能である。また、送電コイル４５０および受電コイル２５０にそれぞれ円形形状のコイル形状を採用することも可能である。

また、図１２および図１３の形態を採用した場合であっても、車両幅方向Ｗにおける送電コイル４００および受電コイル２００との間の隙間（Ｄ１）と、車両前後方向Ｆにおける送電コイル４００および受電コイル２００との間の隙間（Ｄ２）との関係（Ｄ１＝Ｄ２，Ｄ１＞Ｄ２，Ｄ１＜Ｄ２）は、図４を用いて説明した場合と同様である。

また、上記実施の形態においては、車両前後方向の位置ずれについて説明したが、車両前後方向の位置ずれであっても同様の構成を備えることで、同様の作用効果を得ることが可能である。

以上、実施の形態について説明したが、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。本発明の技術的範囲は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。

１０受電装置、５０送電装置、１００電動車両、１０５車両本体、１１０，３００電気機器、１２０，２２０，４２０コンデンサ、１３０整流器、１４０コンバータ、１５０バッテリ、１６０パワーコントロールユニット、１７０モータユニット、１８０，３２２通信部、２００受電コイルユニット、２５０受電コイル、２６０，４６０フェライト板、３１０高周波電力装置、３３０交流電源、４００送電コイルユニット、４５０送電コイル、６００筐体、６１０設置壁、６２０蓋部材、６３０側壁、１０００電力伝送システム。

Claims

車両に搭載される受電装置、および、前記受電装置に対向した状態で前記受電装置に非接触で電力を送電する送電装置を備える、電力伝送システムであって、
前記送電装置は、前記車両の上下方向に延びる送電巻回軸の周囲を取り囲むように巻回された環状の渦巻き型の送電コイルを含み、
前記受電装置は、前記車両の上下方向に延びる受電巻回軸の周囲を取り囲むように巻回され、前記送電コイルよりも外形が小さい環状の渦巻き型の受電コイルを含み、
前記送電コイルを前記送電巻回軸を含む平面で断面視した場合、前記送電コイルは、前記送電巻回軸を挟んで一方側に位置する第１送電巻線部および他方側に位置する第２送電巻線部を有し、
前記受電コイルを前記受電巻回軸を含む平面で断面視した場合、前記受電コイルは、前記受電巻回軸を挟んで一方側に位置する第１受電巻線部および他方側に位置する第２受電巻線部を有し、
平面視において、前記送電巻回軸と前記受電巻回軸とがずれた位置において前記第１送電巻線部と前記第１受電巻線部とが重なる場合に、前記第１送電巻線部と前記第２受電巻線部とは重ならないように、前記受電コイルおよび前記送電コイルが巻回されている、電力伝送システム。
前記送電巻回軸と前記受電巻回軸とが一致する位置においては、平面視において、前記第１受電巻線部および前記第２受電巻線部は、前記第１送電巻線部および前記第２送電巻線部の前記送電巻回軸側となる内側に位置するとともに、前記第１受電巻線部および前記第２受電巻線部は、前記第１送電巻線部および前記第２送電巻線部には重ならないように、前記受電コイルおよび前記送電コイルが巻回されている、請求項１に記載の電力伝送システム。
前記第１送電巻線部の巻線幅と、前記第１受電巻線部の巻線幅とは、実質的に一致し、
前記第２送電巻線部の巻線幅と、前記第２受電巻線部の巻線幅とは、実質的に一致している、請求項１に記載の電力伝送システム。
前記送電コイルと前記受電コイルとを正対させた状態において、前記車両の前後方向における前記送電コイルおよび前記受電コイルとの間の隙間は、前記車両の幅方向における前記送電コイルおよび前記受電コイルとの間の隙間よりも小さい、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力伝送システム。
前記送電コイルと前記受電コイルとを正対させた状態において、前記車両の幅方向における前記送電コイルおよび前記受電コイルとの間の隙間は、前記車両の前後方向における前記送電コイルおよび前記受電コイルとの間の隙間よりも小さい、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電力伝送システム。
車両外部に設けられた送電装置から非接触で電力を受電する受電装置であって、
前記送電装置は、前記車両の上下方向に延びる送電巻回軸の周囲を取り囲むように巻回された環状の渦巻き型の送電コイルを含み、
前記受電装置は、前記車両の上下方向に延びる受電巻回軸の周囲を取り囲むように巻回され、前記送電コイルよりも外形が小さい環状の渦巻き型の受電コイルを含み、
前記送電コイルを前記送電巻回軸を含む平面で断面視した場合、前記送電コイルは、前記送電巻回軸を挟んで一方側に位置する第１送電巻線部および他方側に位置する第２送電巻線部を有し、
前記受電コイルを前記受電巻回軸を含む平面で断面視した場合、前記受電コイルは、前記受電巻回軸を挟んで一方側に位置する第１受電巻線部および他方側に位置する第２受電巻線部を有し、
平面視において、前記送電巻回軸と前記受電巻回軸とがずれた位置において前記第１送電巻線部と前記第１受電巻線部とが重なる場合に、前記第１送電巻線部と前記第２受電巻線部とは重ならないように、前記受電コイルが形成されている、受電装置。
車両に搭載された受電装置に非接触で電力を送電する送電装置であって、
前記送電装置は、前記車両の上下方向に延びる送電巻回軸の周囲を取り囲むように巻回された環状の渦巻き型の送電コイルを含み、
前記受電装置は、前記車両の上下方向に延びる受電巻回軸の周囲を取り囲むように巻回され、前記送電コイルよりも外形が小さい環状の渦巻き型の受電コイルを含み、
前記送電コイルを前記送電巻回軸を含む平面で断面視した場合、前記送電コイルは、前記送電巻回軸を挟んで一方側に位置する第１送電巻線部および他方側に位置する第２送電巻線部を有し、
前記受電コイルを前記受電巻回軸を含む平面で断面視した場合、前記受電コイルは、前記受電巻回軸を挟んで一方側に位置する第１受電巻線部および他方側に位置する第２受電巻線部を有し、
平面視において、前記送電巻回軸と前記受電巻回軸とがずれた位置において前記第１送電巻線部と前記第１受電巻線部とが重なる場合に、前記第１送電巻線部と前記第２受電巻線部とは重ならないように、前記送電コイルが巻回されている、送電装置。