JP5737012B2 - Power supply system, power supply method, and power supply apparatus - Google Patents

Power supply system, power supply method, and power supply apparatus Download PDF

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Description

本発明は、電力供給システム、電力供給方法及び電力供給装置に関する。   The present invention relates to a power supply system, a power supply method, and a power supply apparatus.

近年、携帯電話等の電子機器や電気自動車のバッテリを充電する技術として、非接触電力供給システムが注目されている。   In recent years, a contactless power supply system has attracted attention as a technique for charging a battery of an electronic device such as a mobile phone or an electric vehicle.

一般的な非接触電力供給システムでは、給電装置と受電装置の両方にそれぞれコイルを設け、それらのコイルを近接させて配置する。そして、給電装置のコイルに交流電力を供給すると、電磁誘導により受電装置のコイルに電流が流れる現象を利用して、給電装置から受電装置に電力を伝送する。   In a general non-contact power supply system, coils are provided in both the power feeding device and the power receiving device, and these coils are arranged close to each other. Then, when AC power is supplied to the coil of the power feeding device, power is transmitted from the power feeding device to the power receiving device using a phenomenon in which current flows through the coil of the power receiving device by electromagnetic induction.

このような非接触電力供給システムでは、外に露出する端子がないので、短絡や漏電の発生を防ぐことができる。また、端子を接触させて給電を行うのではないため、端子の劣化や接触不良により給電できなくなることもない。   In such a non-contact power supply system, since there are no terminals exposed to the outside, it is possible to prevent occurrence of a short circuit or electric leakage. In addition, since power is not supplied by contacting the terminals, power supply cannot be prevented due to terminal deterioration or poor contact.

特開２０１０−２２６９４６号公報JP 2010-226946 A 特開２００９−２８４６９６号公報JP 2009-284696 A

受電装置のコイル形状に拘らず、電力を非接触で効率よく伝送できる電力供給システムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a power supply system capable of efficiently transmitting power without contact regardless of the coil shape of the power receiving apparatus.

開示の技術の一観点によれば、移動体に設けられた受電装置に給電装置から非接触で電力を供給する電力供給システムであって、前記給電装置は、交流電力が供給されて交流磁界を発生する複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと、前記給電コイル毎に設けられて前記給電コイルをその中心軸方向に移動可能に支持する複数のコイル支持部とを有し、前記受電装置は、前記複数の給電コイルのうちの少なくとも一部のコイルに磁気的に結合可能な受電コイルを有する電力供給システムが提供される。   According to one aspect of the disclosed technology, a power supply system that supplies power to a power receiving device provided in a moving body in a contactless manner from a power feeding device, the power feeding device supplying AC power to generate an AC magnetic field. A coil array in which a plurality of power feeding coils are generated, and a plurality of coil support portions provided for each of the power feeding coils so as to be movable in the central axis direction, Provides a power supply system having a power reception coil that can be magnetically coupled to at least some of the plurality of power supply coils.

開示の技術の他の一観点によれば、移動体に設けられた受電装置に給電装置から非接触で電力を供給する電力供給方法であって、前記給電装置の複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと前記移動体に設けられた給電コイルとを対向させて配置する工程と、給電コイル毎に給電コイルと移動体との間の距離が一定となるように前記給電コイルを移動させる工程と、前記受電コイルに磁気的に結合可能な給電コイルを抽出する工程と、抽出した前記給電コイルに交流電力を供給する工程とを有する電力供給方法が提供される。   According to another aspect of the disclosed technology, there is provided a power supply method for supplying power from a power supply device to a power receiving device provided in a moving body in a contactless manner, wherein a plurality of power supply coils of the power supply device are assembled. A step of disposing the coil array and the feeding coil provided on the moving body to face each other, and a step of moving the feeding coil so that the distance between the feeding coil and the moving body is constant for each feeding coil And a method of extracting a power supply coil that can be magnetically coupled to the power receiving coil, and a step of supplying AC power to the extracted power supply coil.

上記の一観点又は他の一観点によれば、受電装置のコイル形状に拘らず、給電装置から受電装置に電力を非接触で効率よく伝送することができる。   According to the one aspect or the other aspect, power can be efficiently transmitted from the power supply apparatus to the power reception apparatus in a non-contact manner regardless of the coil shape of the power reception apparatus.

図１は、電気自動車に非接触で電力を供給してバッテリを充電する電力供給システムの一例を表した模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a power supply system that supplies electric power to an electric vehicle in a non-contact manner to charge a battery. 図２は、第１の実施形態に係る電力供給システムの概要を表した模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an outline of the power supply system according to the first embodiment. 図３は、支持部に支持されたエアーシリンダを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing the air cylinder supported by the support portion. 図４は、給電コイルと受電コイルとの大きさを比較して示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram comparing the sizes of the power feeding coil and the power receiving coil. 図５は、第１の実施形態に係る電力供給システムの制御系を表したブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating a control system of the power supply system according to the first embodiment. 図６は、圧搾空気の供給経路を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a compressed air supply path. 図７は、第１の実施形態に係る電力供給システムの動作（充電時の動作）を説明するフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation (operation during charging) of the power supply system according to the first embodiment. 図８は、駐車スペースの路面に駐車位置を示すマークを設けた例を表した上面図である。FIG. 8 is a top view showing an example in which a mark indicating the parking position is provided on the road surface of the parking space. 図９は、車体底面とピストンロッドの先端部（給電コイルの上面）との間に発生した空気の層を模式的に表した図である。FIG. 9 is a diagram schematically illustrating a layer of air generated between the bottom surface of the vehicle body and the tip of the piston rod (the upper surface of the power feeding coil). 図１０は、車体底面の凹凸に倣って配列した給電コイルを表した模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram showing the feeding coils arranged following the unevenness of the bottom surface of the vehicle body. 図１１は、第２の実施形態に係る電力供給システムの給電装置の給電コイル移動制御機構を表した図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a feeding coil movement control mechanism of the feeding device of the power supply system according to the second embodiment. 図１２は、近接センサとして半導体レーザを使用した例を表した図である。FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which a semiconductor laser is used as a proximity sensor.

以下、実施形態について説明する前に、実施形態の理解を容易にするための予備的事項について説明する。   Hereinafter, before describing the embodiment, a preliminary matter for facilitating understanding of the embodiment will be described.

図１は、電気自動車に非接触で電力を供給してバッテリを充電する電力供給システムの一例を表した模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of a power supply system that supplies electric power to an electric vehicle in a non-contact manner to charge a battery.

給電装置２０は、駐車スペース１１に設けられた凹部内に配置されており、台車２１と、ジャッキ（昇降装置）２２と、コイル（以下、「給電コイル」ともいう）２３とを有している。台車２１は、台車駆動装置（図示せず）により駆動されて駐車スペース１１の凹部内を水平方向に移動する。ジャッキ２２は台車２１の上に固定されており、ジャッキ駆動装置（図示せず）により駆動されて垂直方向（上下方向）に伸縮する。給電コイル２３はジャッキ２２の上にその中心軸を垂直にして配置されている。この給電コイル２３には、電源（図示せず）から交流電力が供給される。   The power feeding device 20 is disposed in a recess provided in the parking space 11, and includes a carriage 21, a jack (elevating device) 22, and a coil (hereinafter also referred to as “power feeding coil”) 23. . The carriage 21 is driven by a carriage driving device (not shown) and moves in the horizontal direction in the recessed portion of the parking space 11. The jack 22 is fixed on the carriage 21 and is driven by a jack driving device (not shown) to expand and contract in the vertical direction (up and down direction). The feeding coil 23 is disposed on the jack 22 with its central axis perpendicular. AC power is supplied to the power supply coil 23 from a power source (not shown).

一方、受電装置３０は、バッテリ３１と、整流器３２と、コイル（以下、「受電コイル」ともいう）３３とを有する。受電コイル３３は、電気自動車１２の車体底部に、その中心軸を垂直にして配置されている。受電コイル３３は整流器３２の入力側端子に接続されており、整流器３２の出力側端子はバッテリ３１に接続されている。   On the other hand, the power receiving device 30 includes a battery 31, a rectifier 32, and a coil (hereinafter also referred to as “power receiving coil”) 33. The power receiving coil 33 is disposed on the bottom of the vehicle body of the electric vehicle 12 with the central axis thereof being vertical. The power receiving coil 33 is connected to the input side terminal of the rectifier 32, and the output side terminal of the rectifier 32 is connected to the battery 31.

このような電力供給システムにおいて、電気自動車１２のバッテリ３１を充電するときの動作について説明する。   An operation when charging the battery 31 of the electric vehicle 12 in such a power supply system will be described.

まず、電気自動車１２を駐車スペース１１の所定位置（給電装置２０の上方）に移動して駐車する。その後、作業者が台車駆動装置を操作して台車２１を水平方向に移動させ、給電コイル２３と受電コイル３３との中心軸をほぼ一致させる。   First, the electric vehicle 12 is moved to a predetermined position in the parking space 11 (above the power feeding device 20) and parked. Thereafter, the operator operates the carriage driving device to move the carriage 21 in the horizontal direction so that the central axes of the power feeding coil 23 and the power receiving coil 33 are substantially aligned.

次に、作業者は、ジャッキ駆動部を操作してジャッキ２２を垂直方向に伸長させ、給電コイル２３を受電コイル３３に近づける。このとき、給電コイル２３を車体に接触させてしまうと、車体や給電コイル２３に疵を付けることがあるため、ジャッキの操作は慎重に行われる。また、必要であれば、作業者は再度台車駆動装置を操作して、給電コイル２３と受電コイル３３との中心軸がより正確に一致するように、台車２１の水平方向の位置を調整する。   Next, the operator operates the jack driving unit to extend the jack 22 in the vertical direction, and brings the power feeding coil 23 closer to the power receiving coil 33. At this time, if the feeding coil 23 is brought into contact with the vehicle body, the vehicle body or the feeding coil 23 may be wrinkled, so that the jack operation is carefully performed. If necessary, the operator operates the carriage driving device again to adjust the position of the carriage 21 in the horizontal direction so that the central axes of the power feeding coil 23 and the power receiving coil 33 are more accurately matched.

このようにして給電コイル２３を車体底面から若干離れた位置に配置したら、電源から給電コイル２３に交流電力を供給する。これにより、給電コイル２３の周囲に交流磁界が発生し、電磁誘導により受電コイル３３に交流電流が流れる。この交流電流は整流器３２により整流されて所定の電圧の直流電流に変換される。そして、バッテリ３１は、整流器３２から供給される直流電力により充電される。   When the power feeding coil 23 is thus arranged at a position slightly away from the bottom surface of the vehicle body, AC power is supplied from the power source to the power feeding coil 23. As a result, an alternating magnetic field is generated around the power feeding coil 23, and an alternating current flows through the power receiving coil 33 due to electromagnetic induction. This alternating current is rectified by the rectifier 32 and converted into a direct current of a predetermined voltage. The battery 31 is charged with DC power supplied from the rectifier 32.

上述の電力供給システムでは、給電コイル２３と受電コイル３３との位置関係が給電効率に大きく関係する。給電効率を高くするためには、給電コイル２３と受電コイル３３との中心軸が一致し、且つ給電コイル２３と受電コイル３３との間隔を小さくすることが重要である。   In the above-described power supply system, the positional relationship between the power feeding coil 23 and the power receiving coil 33 is greatly related to power feeding efficiency. In order to increase the power feeding efficiency, it is important that the central axes of the power feeding coil 23 and the power receiving coil 33 coincide with each other and that the interval between the power feeding coil 23 and the power receiving coil 33 is reduced.

しかし、作業者が台車やジャッキを操作して給電コイル２３を最適な位置に配置することは困難である。また、給電効率を高くするためには給電コイル２３と受電コイル３３との大きさを同じにすることが好ましいが、自動車の車種によっては給電コイル２３の大きさに合わせたコイルを搭載することが困難な場合もある。   However, it is difficult for an operator to operate the carriage or the jack to place the feeding coil 23 at an optimal position. In order to increase the power supply efficiency, it is preferable that the sizes of the power supply coil 23 and the power reception coil 33 are the same. However, depending on the type of automobile, it is possible to mount a coil that matches the size of the power supply coil 23. It can be difficult.

以下の実施形態では、受電装置のコイル形状に拘らず、電力を非接触で効率よく伝送できる電力供給システムを開示する。   In the following embodiments, a power supply system capable of efficiently transmitting power without contact regardless of the coil shape of the power receiving device is disclosed.

（第１の実施形態）
図２は、第１の実施形態に係る電力供給システムの概要を表した模式図である。なお、本実施形態に係る電力供給システムの制御系については別途説明する。 (First embodiment)
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an outline of the power supply system according to the first embodiment. The control system of the power supply system according to this embodiment will be described separately.

本実施形態に係る電力供給システムは、電気自動車１３に搭載された受電装置７０に給電装置（電力供給装置）４０から非接触で電力を供給してバッテリ７１を充電する。   The power supply system according to the present embodiment supplies power to the power receiving device 70 mounted on the electric vehicle 13 from the power supply device (power supply device) 40 in a contactless manner to charge the battery 71.

図２のように、給電装置４０は、駐車スペース１１の凹部内に配置されて垂直方向（上下方向）に伸縮するジャッキ（昇降装置）４１と、ジャッキ４１の上に取り付けられた支持部４２とを有する。支持部４２には複数のエアーシリンダ４３が支持されており、各エアーシリンダ４３の上部には給電コイル４４が配置されている。各エアーシリンダ４３に駆動用エアーが供給されていないときには、各給電コイル４４は平面上に並んでいる。以下、給電コイル４４の集合体をコイルアレイ４５と呼ぶ。   As shown in FIG. 2, the power feeding device 40 includes a jack (elevating device) 41 that is disposed in the recessed portion of the parking space 11 and expands and contracts in the vertical direction (up and down direction), and a support portion 42 that is attached on the jack 41. Have A plurality of air cylinders 43 are supported on the support portion 42, and a power supply coil 44 is disposed on the top of each air cylinder 43. When the driving air is not supplied to the air cylinders 43, the power supply coils 44 are arranged on a plane. Hereinafter, the assembly of the feeding coils 44 is referred to as a coil array 45.

また、駐車スペース１１に駐車された電気自動車１３から若干離れた位置には、路面から電気自動車１３の車体底部までの距離を検出するためのカメラ６３が配置されている。   A camera 63 for detecting the distance from the road surface to the bottom of the vehicle body of the electric vehicle 13 is disposed at a position slightly away from the electric vehicle 13 parked in the parking space 11.

図３は、支持部４２に支持されたエアーシリンダ４３を示す模式図である。この図３のように、支持部４２の上部には複数のエアーシリンダ４３がその中心軸を垂直にして支持されている。各エアーシリンダ４３にはエアー配管５３ａが接続されており、エアー配管５３ａを介して供給されるエアーによりピストンロッド５２が垂直方向に移動する。   FIG. 3 is a schematic diagram showing the air cylinder 43 supported by the support portion 42. As shown in FIG. 3, a plurality of air cylinders 43 are supported on the upper portion of the support portion 42 with the central axis thereof being vertical. An air pipe 53a is connected to each air cylinder 43, and the piston rod 52 moves in the vertical direction by the air supplied through the air pipe 53a.

給電コイル４４は、ピストンロッド５２の先端部の周囲に巻回された電線により形成されている。また、給電コイル４４の周囲は樹脂で覆われている。この給電コイル４４は、後述するコイル個別制御部４９に電気的に接続されている。なお、図３中符号５０は、給電コイル４４とコイル個別制御部４９との間を電気的に接続する電線を表している。給電コイル４４は、ピストンロッド５２とともに垂直方向に移動するので、エアーシリンダ４３は各給電コイル４４が相互に接触しない程度の間隔をあけて配列される。   The power feeding coil 44 is formed by an electric wire wound around the tip of the piston rod 52. Further, the periphery of the feeding coil 44 is covered with resin. The feeding coil 44 is electrically connected to a coil individual control unit 49 described later. In addition, the code | symbol 50 in FIG. 3 represents the electric wire which electrically connects between the feeding coil 44 and the coil separate control part 49. FIG. Since the power feeding coil 44 moves in the vertical direction together with the piston rod 52, the air cylinders 43 are arranged at intervals so that the power feeding coils 44 do not contact each other.

ピストンロッド５２の上部は中空になっており、ピストンロッド５２の途中にはエアー配管５３ｂが接続されている。このエアー配管５３ｂを介してピストンロッド５２に供給されたエアーは、ピストンロッド５２の先端から上方に向けて噴射される。   The upper part of the piston rod 52 is hollow, and an air pipe 53 b is connected to the middle of the piston rod 52. The air supplied to the piston rod 52 via the air pipe 53b is jetted upward from the tip of the piston rod 52.

また、支持部４２にはクランパー６１が設けられている。このクランパー６１は、後述する主制御部４８からの信号により駆動されて、ピストンロッド５２を挟んで固定（クランプ）する。   Further, a clamper 61 is provided on the support portion 42. The clamper 61 is driven by a signal from a main control unit 48 described later, and is fixed (clamped) with the piston rod 52 interposed therebetween.

一方、図２のように、受電装置７０は、バッテリ７１と、整流器７２と、受電コイル７３とを有する。受電コイル７３は電気自動車１３の車体底部に、その中心軸を垂直にして配置される。受電コイル７３は整流器７２の入力側端子に接続されており、この整流器７２から出力される直流電力によりバッテリ７１が充電される。   On the other hand, as shown in FIG. 2, the power receiving device 70 includes a battery 71, a rectifier 72, and a power receiving coil 73. The power receiving coil 73 is arranged at the bottom of the vehicle body of the electric vehicle 13 with its central axis vertical. The power receiving coil 73 is connected to the input side terminal of the rectifier 72, and the battery 71 is charged by the DC power output from the rectifier 72.

図４は、給電コイル４４と受電コイル７３との大きさを比較して示す模式図である。この図４のように、給電コイル４４の直径は受電コイル７３の直径よりも小さく、受電コイル７３の内側に複数の給電コイル４４が配置される。   FIG. 4 is a schematic diagram comparing the sizes of the power feeding coil 44 and the power receiving coil 73. As shown in FIG. 4, the diameter of the power feeding coil 44 is smaller than the diameter of the power receiving coil 73, and a plurality of power feeding coils 44 are arranged inside the power receiving coil 73.

また、給電コイル４４の集合体であるコイルアレイ４５は、受電コイル７３よりも十分大きく設定されている。本実施形態では、給電コイル４４の直径が３ｃｍ、受電コイル７３の直径が３０ｃｍであるとする。また、コイルアレイ４５の大きさは、長辺が１２０ｃｍ、短辺が８０ｃｍの矩形状であるとする。   Further, the coil array 45 that is an aggregate of the feeding coils 44 is set to be sufficiently larger than the power receiving coil 73. In the present embodiment, it is assumed that the feeding coil 44 has a diameter of 3 cm and the receiving coil 73 has a diameter of 30 cm. The size of the coil array 45 is assumed to be a rectangular shape having a long side of 120 cm and a short side of 80 cm.

図５は、本実施形態に係る電力供給システムの制御系を表したブロック図である。給電装置４０の制御部４７は、主制御部４８とコイル個別制御部４９とを有している。前述したように、給電コイル４４はコイル個別制御部４９に電気的に接続されている。コイル個別制御部４９の動作は後述する。   FIG. 5 is a block diagram showing a control system of the power supply system according to the present embodiment. The control unit 47 of the power supply apparatus 40 includes a main control unit 48 and a coil individual control unit 49. As described above, the feeding coil 44 is electrically connected to the coil individual control unit 49. The operation of the coil individual control unit 49 will be described later.

主制御部４８には、コイル個別制御部４９、ジャッキ駆動部４１ａ、電源１５、クランパー６１、昇降用バルブ（エアーバルブ）５８ａ、噴射用バルブ（エアーバルブ）５８ｂ、リークバルブ（エアーバルブ）５９、通信部４６及びカメラ６３が接続されている。なお、昇降用バルブ５８ａ、噴射用バルブ５８ｂ、リークバルブ５９及びクランパー６１は、１個のエアーシリンダ４３に対しそれぞれ１個ずつ設けられている。   The main control unit 48 includes an individual coil control unit 49, a jack drive unit 41a, a power source 15, a clamper 61, a lift valve (air valve) 58a, an injection valve (air valve) 58b, a leak valve (air valve) 59, A communication unit 46 and a camera 63 are connected. One lift valve 58 a, injection valve 58 b, leak valve 59, and clamper 61 are provided for each air cylinder 43.

また、後述するように、昇降用バルブ５８ａはエアータンクとエアーシリンダ４３とを連絡するエアー配管の途中に配置され、リークバルブ５９は昇降用バルブ５８ａとエアーシリンダ４３との間のエアー配管から分岐したエアー配管に接続されている。更に、噴射用バルブ５８ｂは、エアータンクとピストンロッド５２とを連絡するエアー配管の途中に配置されている。   Further, as will be described later, the lift valve 58a is disposed in the middle of the air pipe connecting the air tank and the air cylinder 43, and the leak valve 59 is branched from the air pipe between the lift valve 58a and the air cylinder 43. Connected to the air pipe. Further, the injection valve 58 b is disposed in the middle of the air pipe that connects the air tank and the piston rod 52.

主制御部４８は、所定のタイミングでジャッキ駆動部４１ａを駆動して支持部４２を垂直方向に移動させたり、昇降用バルブ５８ａ及びリークバルブ５９を制御してエアーシリンダ４３のピストンロッド５２を垂直方向に移動させたりする。また、主制御部４８は、噴射用バルブ５８ｂを制御してエアーシリンダ４３のピストンロッド５２の先端からエアーを噴射させたり、クランパー６１を駆動して各エアーシリンダ４３のピストンロッド５２をクランプ（固定）させたりする。更に、主制御部４８は、通信部４６を介して受電装置７０との間で通信を行う。更にまた、主制御部４８は、カメラ６３で撮影された画像を解析して、路面から電気自動車１３の底面までの距離を検出する。   The main control unit 48 drives the jack drive unit 41a at a predetermined timing to move the support unit 42 in the vertical direction, or controls the lift valve 58a and the leak valve 59 to vertically move the piston rod 52 of the air cylinder 43. Move it in the direction. The main control unit 48 controls the injection valve 58b to inject air from the tip of the piston rod 52 of the air cylinder 43, or drives the clamper 61 to clamp (fix) the piston rod 52 of each air cylinder 43. ) Further, the main control unit 48 communicates with the power receiving device 70 via the communication unit 46. Furthermore, the main control unit 48 analyzes the image captured by the camera 63 and detects the distance from the road surface to the bottom surface of the electric vehicle 13.

一方、受電装置７０は、操作部７５と、制御部７６と、通信部７４とを有する。バッテリ７１、整流器７２及び操作部７５は、いずれも制御部７６に接続されている。また、受電装置７０には通信部７４が設けられており、この通信部７４を介して給電装置４０の通信部４６と間で通信が行われる。なお、給電装置４０側の通信部４６と受電装置７０側の通信部７４との間の通信は電波を介して行われてもよく、光（赤外線等）を介して行われてもよい。   On the other hand, the power receiving device 70 includes an operation unit 75, a control unit 76, and a communication unit 74. The battery 71, the rectifier 72 and the operation unit 75 are all connected to the control unit 76. In addition, the power receiving device 70 is provided with a communication unit 74, and communication is performed with the communication unit 46 of the power feeding device 40 via the communication unit 74. Note that communication between the communication unit 46 on the power feeding device 40 side and the communication unit 74 on the power receiving device 70 side may be performed via radio waves, or may be performed via light (such as infrared rays).

操作部７５は電気自動車１３の運転席に設けられ、運転手（作業者）の操作に応じた信号を制御部７６に出力する。また、後述するように、バッテリ７１の充電が完了したときには、制御部７６から操作部７５に信号が出力され、操作部７５に充電が完了した旨を示す表示が行われる。   The operation unit 75 is provided in the driver's seat of the electric vehicle 13 and outputs a signal corresponding to the operation of the driver (operator) to the control unit 76. As will be described later, when the charging of the battery 71 is completed, a signal is output from the control unit 76 to the operation unit 75, and a display indicating that the charging is completed is performed on the operation unit 75.

図６は、圧搾空気の供給経路を示す模式図である。コンプレッサー５５ａで圧縮されたエアー（圧搾空気）は、エアータンク５６ａに貯留される。このエアータンク５６ａは、レギュレータ５７ａ及び昇降用バルブ５８ａを介してエアーシリンダ４３に接続されている。また、昇降用バルブ５８ａとエアーシリンダ４３とを連絡するエアー配管は途中で分岐しており、リークバルブ５９に接続されている。   FIG. 6 is a schematic diagram showing a compressed air supply path. The air (compressed air) compressed by the compressor 55a is stored in the air tank 56a. The air tank 56a is connected to the air cylinder 43 via a regulator 57a and a lift valve 58a. In addition, an air pipe that communicates the lift valve 58 a and the air cylinder 43 branches in the middle and is connected to the leak valve 59.

エアータンク５６ａには圧力スイッチ（図示せず）が設けられており、この圧力スイッチによりコンプレッサー５５ａがオン−オフして、エアータンク５６ａ内の圧力が一定に維持される。レギュレータ５７ａは、エアータンク５６ａから昇降用バルブ５８ａに供給される圧搾空気の圧力を調整する。   The air tank 56a is provided with a pressure switch (not shown). The compressor 55a is turned on and off by this pressure switch, and the pressure in the air tank 56a is maintained constant. The regulator 57a adjusts the pressure of the compressed air supplied from the air tank 56a to the lift valve 58a.

昇降用バルブ５８ａ及びリークバルブ５９は主制御部４８からの信号に応じて開閉する。例えば昇降用バルブ５８ａを開、リークバルブ５９を閉にすると、エアータンク５６ａからレギュレータ５７ａを介してエアーシリンダ４３に圧搾空気が導入され、エアーシリンダ４３のピストンロッド５２が上昇する。また、昇降用バルブ５８ａを閉、リークバルブ５９を開にすると、エアーシリンダ４３からリークバルブを介して圧搾空気が大気中に抜け、エアーシリンダ４３のピストンロッド５２が下降する。   The elevating valve 58a and the leak valve 59 are opened and closed in response to a signal from the main control unit 48. For example, when the lift valve 58a is opened and the leak valve 59 is closed, compressed air is introduced from the air tank 56a to the air cylinder 43 via the regulator 57a, and the piston rod 52 of the air cylinder 43 is raised. Further, when the elevating valve 58a is closed and the leak valve 59 is opened, the compressed air is released from the air cylinder 43 into the atmosphere via the leak valve, and the piston rod 52 of the air cylinder 43 is lowered.

一方、コンプレッサー５５ｂで圧縮されたエアー（圧搾空気）は、エアータンク５６ｂに貯留される。このエアータンク５６ｂは、レギュレータ５７ｂ及び噴射用バルブ５８ｂを介してピストンロッド５２の先端部の空間に接続されている。   On the other hand, the air (compressed air) compressed by the compressor 55b is stored in the air tank 56b. The air tank 56b is connected to the space at the tip of the piston rod 52 via a regulator 57b and an injection valve 58b.

エアータンク５６ｂには圧力スイッチ（図示せず）が設けられており、この圧力スイッチによりコンプレッサー５５ｂがオン−オフして、エアータンク５６ｂ内の圧力が一定に維持される。レギュレータ５７ｂは、エアータンク５６ｂから噴射用バルブ５８ｂに供給される圧搾空気の圧力を調整する。   The air tank 56b is provided with a pressure switch (not shown). The compressor 55b is turned on and off by this pressure switch, and the pressure in the air tank 56b is kept constant. The regulator 57b adjusts the pressure of the compressed air supplied from the air tank 56b to the injection valve 58b.

また、噴射用バルブ５８ｂは主制御部４８からの信号に応じて開閉する。例えば噴射用バルブ５８ｂを開にすると、ピストンロッド５２の先端から上方に向けて圧搾空気が噴射される。一方、噴射用バルブ５８ｂを閉にすると、ピストンロッド５２の先端部からの圧搾空気の噴射が停止する。   The injection valve 58b opens and closes in response to a signal from the main control unit 48. For example, when the injection valve 58 b is opened, the compressed air is injected upward from the tip of the piston rod 52. On the other hand, when the injection valve 58b is closed, the injection of the compressed air from the tip of the piston rod 52 stops.

なお、本実施形態ではエアーシリンダ４３を駆動するガス及びピストンロッド５２の先端から噴射するガスとしていずれも空気を使用しているが、空気に替えて窒素又はその他のガスを使用してもよい。   In this embodiment, air is used as the gas for driving the air cylinder 43 and the gas injected from the tip of the piston rod 52, but nitrogen or other gas may be used instead of air.

図７は、本実施形態に係る電力供給システムの動作（充電時の動作）を説明するフローチャートである。   FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation (operation during charging) of the power supply system according to the present embodiment.

まず、ステップＳ１１において、運転手は、電気自動車１３を駐車スペース１１の所定位置まで移動して駐車する。このとき、受電コイル７３がコイルアレイ４５の上方に配置されることが重要である。例えば、図８の上面図に示すように、駐車スペース１１の路面に駐車位置を示すマーク１１ａを設けておくと、電気自動車１３を所定位置に駐車することが容易になる。本実施形態では、受電コイル７３に比べてコイルアレイ４５のサイズが十分大きいので、受電コイル７３がコイルアレイ４５の上方に配置するように電気自動車１３を駐車スペース１１に駐車させることは容易である。   First, in step S11, the driver moves the electric vehicle 13 to a predetermined position in the parking space 11 and parks it. At this time, it is important that the power receiving coil 73 is disposed above the coil array 45. For example, as shown in the top view of FIG. 8, if the mark 11a indicating the parking position is provided on the road surface of the parking space 11, it becomes easy to park the electric vehicle 13 at a predetermined position. In the present embodiment, since the size of the coil array 45 is sufficiently larger than the power receiving coil 73, it is easy to park the electric vehicle 13 in the parking space 11 so that the power receiving coil 73 is disposed above the coil array 45. .

運転手は、電気自動車１３を駐車スペース１１の所定位置に駐車させたら、操作部７５を操作して制御部７６に充電開始を指示する。これにより、ステップＳ１２に移行する。   When the driver parks the electric vehicle 13 at a predetermined position in the parking space 11, the driver operates the operation unit 75 to instruct the control unit 76 to start charging. Thereby, the process proceeds to step S12.

ステップＳ１２では、制御部７６が通信部７４を介して給電装置４０に、給電要求信号を出力する。この給電要求信号を受電装置４０の通信部４６が受信すると、ステップＳ１３に移行する。   In step S <b> 12, the control unit 76 outputs a power supply request signal to the power supply apparatus 40 via the communication unit 74. When the communication unit 46 of the power receiving device 40 receives this power supply request signal, the process proceeds to step S13.

ステップＳ１３において、通信部４６で受信した給電要求信号は、主制御部４８に送られる。これにより、主制御部４８は、給電処理を開始する。すなわち、最初にカメラ６３を作動して電気自動車１３の車体底部を撮影し、撮影した画像データを解析して、路面から電気自動車１３の車体底面（車体底面のうち最も低い部分）までの距離を算出する。   In step S <b> 13, the power supply request signal received by the communication unit 46 is sent to the main control unit 48. As a result, the main control unit 48 starts the power supply process. That is, first, the camera 63 is operated to photograph the vehicle body bottom portion of the electric vehicle 13, and the captured image data is analyzed to determine the distance from the road surface to the vehicle body bottom surface of the electric vehicle 13 (the lowest portion of the vehicle body bottom surface). calculate.

次に、ステップＳ１４に移行し、主制御部４８は、ステップＳ１３で算出した路面から車体底面までの距離に応じてコイルアレイ４５の上昇量を決定する。その後、主制御部４８はジャッキ駆動部４１ａを駆動してジャッキ４１を伸長させ、コイルアレイ４５を決定した上昇量分だけ上昇させる。ここでは、コイルアレイ４５と車体底面との距離が３ｃｍとなるようにコイルアレイ４５を上昇させるものとする。   Next, the process proceeds to step S14, and the main control unit 48 determines the amount of rise of the coil array 45 according to the distance from the road surface calculated in step S13 to the bottom surface of the vehicle body. Thereafter, the main control unit 48 drives the jack drive unit 41a to extend the jack 41, and raises the coil array 45 by the determined rise amount. Here, the coil array 45 is raised so that the distance between the coil array 45 and the bottom surface of the vehicle body is 3 cm.

なお、本実施形態ではカメラ６３を用いて路面から車体底面までの距離を検出してコイルアレイ４５の上昇量を決定している。しかし、カメラ６３を省略し、コイルアレイ４５を常に一定量だけ上昇させるようにしてもよい。また、レーザ測長器等の装置を使用して路面から車体底面までの距離を検出し、コイルアレイ４５の上昇量を決定してもよい。   In the present embodiment, the distance from the road surface to the bottom surface of the vehicle body is detected using the camera 63 to determine the rising amount of the coil array 45. However, the camera 63 may be omitted and the coil array 45 may always be raised by a certain amount. In addition, the distance from the road surface to the bottom of the vehicle body may be detected using a device such as a laser length measuring device to determine the amount of ascent of the coil array 45.

次に、ステップＳ１５に移行し、主制御部４８は、噴射用バルブ５８ｂを開にする。これにより、ピストンロッド５２に圧搾空気が供給され、ピストンロッド５２の先端から上方に向けて圧搾空気が噴射される。圧搾空気の噴出量はレギュレータ５７ｂにより調整することができる。ここでは、圧搾空気の噴出量が毎分２０リットルとなるようにレギュレータ５７ｂが調整されているものとする。   Next, the process proceeds to step S15, and the main control unit 48 opens the injection valve 58b. Thereby, the compressed air is supplied to the piston rod 52, and the compressed air is jetted upward from the tip of the piston rod 52. The amount of compressed air ejected can be adjusted by the regulator 57b. Here, it is assumed that the regulator 57b is adjusted so that the amount of compressed air ejected is 20 liters per minute.

また、主制御部４８は、噴射用バルブ５８ｂを開にするのとほぼ同時に、昇降用バルブ５８ａを開にする。これにより、圧搾空気がエアーシリンダ４３内に送りこまれ、ピストンロッド５２とともに給電コイル４４が上方に移動する。なお、ピストンロッド５２の上昇速度はレギュレータ５７ａにより調整することができる。ここでは、ピストンロッド５２の上昇速度が毎秒１ｃｍとなるようにレギュレータ５７ａが調整されているものとする。   The main controller 48 opens the lift valve 58a almost simultaneously with opening the injection valve 58b. As a result, the compressed air is sent into the air cylinder 43 and the power supply coil 44 moves upward together with the piston rod 52. The rising speed of the piston rod 52 can be adjusted by the regulator 57a. Here, it is assumed that the regulator 57a is adjusted so that the rising speed of the piston rod 52 is 1 cm per second.

ピストンロッド５２の先端部から圧搾空気を噴射すると、図９に模式的に示すように、車体底面１３ａとピストンロッド５２の先端部（給電コイル４４の上面）との間に圧力が高い空気の層６２が発生する。そして、この空気の層６２がクッションとなって、ピストンロッド５２の上昇が阻害される。その結果、ピストンロッド５２は、昇降用バルブ５８ａからエアーシリンダ４３に供給される圧搾空気の圧力とピストンロッド５２の先端から噴射されるエアーの圧力及び流量とにより決まる位置に停止する。   When compressed air is injected from the tip of the piston rod 52, a layer of air having a high pressure between the bottom surface 13a of the vehicle body and the tip of the piston rod 52 (the top surface of the power feeding coil 44), as schematically shown in FIG. 62 occurs. The air layer 62 serves as a cushion, and the piston rod 52 is prevented from rising. As a result, the piston rod 52 stops at a position determined by the pressure of the compressed air supplied from the lift valve 58a to the air cylinder 43 and the pressure and flow rate of the air injected from the tip of the piston rod 52.

ここでは、受電コイル４４と車体底面１３ａとの距離が約３ｍｍになったところでピストンロッド５２の上昇が停止するものとする。また、ピストンロッド５２の上昇の停止は、噴射用バルブ５８ｂ及び昇降用バルブ５８ａを開にしてから５秒以内に行われるものとする。   Here, it is assumed that the piston rod 52 stops rising when the distance between the power receiving coil 44 and the bottom surface 13a of the vehicle body is about 3 mm. Further, the lifting of the piston rod 52 is stopped within 5 seconds after the injection valve 58b and the lift valve 58a are opened.

なお、本実施形態では、各エアーシリンダ４３に個別に圧搾空気を供給するので、例えば図１０のように車体底面に凹凸がある場合も、車体底面の凹凸に倣って給電コイル４４が配列する。これにより、給電コイル４４と受電コイル７３との間の距離を小さくできるとともに、給電コイル４４が車体に接触して疵を付けることが防止される。   In the present embodiment, since compressed air is supplied to each air cylinder 43 individually, even when the bottom surface of the vehicle body is uneven as shown in FIG. 10, for example, the feeding coil 44 is arranged following the unevenness of the bottom surface of the vehicle body. Thereby, the distance between the power feeding coil 44 and the power receiving coil 73 can be reduced, and the power feeding coil 44 is prevented from coming into contact with the vehicle body and being wrinkled.

次に、ステップＳ１６に移行し、主制御部４８はクランパー６１を稼動させて、各エアーシリンダ４３のピストンロッド５２を固定する。その後、ステップＳ１７に移行し、制御部４８は噴射用バルブ５８ｂ及び昇降用バルブ５８ａを閉にする。噴射用バルブ５８ｂ及び昇降用バルブ５８ａを閉にしても、クランパー６１によりピストンロッド５２が固定されているため、各給電コイル４４の位置は変化しない。   Next, the process proceeds to step S <b> 16, and the main control unit 48 operates the clamper 61 to fix the piston rod 52 of each air cylinder 43. Thereafter, the process proceeds to step S17, where the control unit 48 closes the injection valve 58b and the elevation valve 58a. Even if the injection valve 58b and the lift valve 58a are closed, the position of each power supply coil 44 does not change because the piston rod 52 is fixed by the clamper 61.

次に、ステップＳ１８に移行し、主制御部４８は、コイル個別制御部４９に各給電コイル４４の端子間電圧の監視を指示する。また、主制御部４８は、通信部４６を介して受電装置７０に受電コイル７３への交流電力の供給を要求する信号を出力する。給電装置７０の制御部７６は、受電コイル７３への交流電力の供給を要求する信号を受信すると、一定の時間（例えば数秒間）だけ交流信号又はパルス信号を生成して受電コイル７３に供給する。   Next, the process proceeds to step S <b> 18, and the main control unit 48 instructs the coil individual control unit 49 to monitor the voltage between the terminals of each power supply coil 44. Further, the main control unit 48 outputs a signal requesting the power receiving device 70 to supply AC power to the power receiving coil 73 via the communication unit 46. When the control unit 76 of the power supply device 70 receives a signal requesting the supply of AC power to the power receiving coil 73, the control unit 76 generates an AC signal or a pulse signal for a certain time (for example, several seconds) and supplies the AC signal or pulse signal to the power receiving coil 73. .

これにより、受電コイル７３の周囲に磁界が発生し、給電コイル４４のうち受電コイル７３に対向している給電コイル４４に電流が流れる。   Thereby, a magnetic field is generated around the power receiving coil 73, and a current flows through the power feeding coil 44 facing the power receiving coil 73 in the power feeding coil 44.

コイル個別制御部４９は、ステップＳ１９において、端子間電圧が予め設定された値以上変化した給電コイル４４を抽出する。そして、それらの給電コイル４４を受電コイル７３に磁気的結合可能なコイルとして主制御部４８に通知する。   In step S <b> 19, the coil individual control unit 49 extracts the feeding coil 44 whose inter-terminal voltage has changed by a predetermined value or more. Then, the power feeding coil 44 is notified to the main control unit 48 as a coil that can be magnetically coupled to the power receiving coil 73.

なお、本実施形態では受電コイル７３に電流を流して受電コイル７３に磁気的に結合可能な給電コイル４４を抽出している。しかし、例えば各給電コイル４４に順番に交流電流を流しながら受電コイル７３に流れる電流を監視して、受電コイル７３に磁気的に結合可能な給電コイル４４を抽出してもよい。   In the present embodiment, a current is passed through the power receiving coil 73 to extract the power feeding coil 44 that can be magnetically coupled to the power receiving coil 73. However, for example, the current flowing in the power receiving coil 73 may be monitored while an alternating current is passed through each power feeding coil 44 in order, and the power feeding coil 44 that can be magnetically coupled to the power receiving coil 73 may be extracted.

次に、ステップＳ２０に移行し、主制御部４８は、電源１５から供給される交流電力を、コイル個別制御部４９を介して磁気的結合可能な給電コイル４４のみに供給する。これにより、交流電力が供給された給電コイル４４から交流電界が発生し、電磁誘導により受電コイル７３に交流電流が流れる。   Next, the process proceeds to step S <b> 20, and the main control unit 48 supplies the AC power supplied from the power supply 15 only to the feeding coil 44 that can be magnetically coupled via the coil individual control unit 49. Thereby, an AC electric field is generated from the feeding coil 44 supplied with AC power, and an AC current flows through the power receiving coil 73 by electromagnetic induction.

受電装置７０の制御部７６は、ステップＳ２１において、受電コイル７３から出力される交流電流を整流器７２に伝達する。整流器７２は受電コイル７３で発生した交流電流を整流して所定の電圧の直流電流とし、バッテリ７１に供給する。バッテリ７１は、整流器７２から供給される直流電力により充電される。   The control unit 76 of the power receiving device 70 transmits the alternating current output from the power receiving coil 73 to the rectifier 72 in step S21. The rectifier 72 rectifies the alternating current generated by the power receiving coil 73 to obtain a direct current having a predetermined voltage and supplies it to the battery 71. The battery 71 is charged with DC power supplied from the rectifier 72.

その後、ステップＳ２２に移行し、受電装置７０の制御部７６は、バッテリ７１の電圧を監視する。そして、バッテリ７１の電圧が所定の電圧になると、バッテリ７１の充電が完了したと判定し、操作部７５に充電完了を示す信号を出力してその旨を示す表示を行うとともに、通信部７４を介して給電装置７０に充電完了信号を送信する。これにより、ステップＳ２３に移行する。   Thereafter, the process proceeds to step S <b> 22, and the control unit 76 of the power receiving device 70 monitors the voltage of the battery 71. Then, when the voltage of the battery 71 reaches a predetermined voltage, it is determined that the charging of the battery 71 is completed, a signal indicating the completion of charging is output to the operation unit 75 to display the fact, and the communication unit 74 is displayed. Then, a charging completion signal is transmitted to the power feeding device 70. Thereby, the process proceeds to step S23.

ステップＳ２３では、通信部４６で受信した充電完了信号が主制御部４８に送られる。主制御部４８は、この信号を受信すると、コイル個別制御部４８に給電コイル４４への交流電力の供給停止を指示する。これにより、コイル個別制御部４８は、給電コイル４４への交流電力の供給を停止する。   In step S <b> 23, the charge completion signal received by the communication unit 46 is sent to the main control unit 48. When receiving this signal, the main control unit 48 instructs the coil individual control unit 48 to stop supplying AC power to the power supply coil 44. As a result, the coil individual control unit 48 stops the supply of AC power to the power supply coil 44.

また、主制御部４８は、クランパー６１によるピストンロッド５２の固定を解除する。このとき、リークバルブ５９は開であるので、クランパー６１による固定を解除すると、ピストンロッド５２が下降して各給電コイル４４が同一平面上に並ぶ。更に、ジャッキ駆動部４１ａを稼動してジャッキ４１を収縮させ、コイルアレイ４５を下降させる。このようにして、充電処理が完了する。   Further, the main control unit 48 releases the fixation of the piston rod 52 by the clamper 61. At this time, since the leak valve 59 is open, when the fixing by the clamper 61 is released, the piston rod 52 is lowered and the power supply coils 44 are arranged on the same plane. Furthermore, the jack drive unit 41a is operated to contract the jack 41, and the coil array 45 is lowered. In this way, the charging process is completed.

本実施形態では、給電装置４０側のコイルアレイ４５のサイズが受電コイル７３のサイズよりも十分に大きく設定されており、且つ受電コイル７３がコイルアレイ４５に重なる位置に電気自動車を配置すればよいので、高精度の位置合わせが不要である。   In the present embodiment, the size of the coil array 45 on the power feeding device 40 side is set to be sufficiently larger than the size of the power receiving coil 73, and the electric vehicle may be disposed at a position where the power receiving coil 73 overlaps the coil array 45. Therefore, highly accurate alignment is unnecessary.

また、本実施形態では、多数の給電コイル４４のうち受電コイル７３と磁気的に結合可能な給電コイル４４を抽出し、それらの給電コイル４４のみに交流電力を給電して非接触電力供給を行う。このため、受電コイル７３の形状に拘らず、効率的な電力供給が可能である。   Further, in the present embodiment, the power supply coil 44 that can be magnetically coupled to the power receiving coil 73 is extracted from the large number of power supply coils 44, and AC power is supplied only to those power supply coils 44 to perform non-contact power supply. . Therefore, efficient power supply is possible regardless of the shape of the power receiving coil 73.

更に、本実施形態では、多数の受電コイル４４を個別に上下動させるので、車体底面に凹凸があっても各給電コイル４４が車体底面の凹凸に倣って配列する。これにより、給電コイル４４と受電コイル７３との間隔を小さくでき、給電効率がより一層向上するという効果を奏する。   Further, in the present embodiment, since a large number of power receiving coils 44 are individually moved up and down, even if there are irregularities on the bottom surface of the vehicle body, the feeding coils 44 are arranged following the irregularities on the bottom surface of the vehicle body. Thereby, the space | interval of the electric power feeding coil 44 and the receiving coil 73 can be made small, and there exists an effect that electric power feeding efficiency improves further.

更にまた、本実施形態では、ピストンロッド５２の先端から圧搾空気を噴射しながらピストンロッド５２を上昇させるので、給電コイル４４と車体底面との間にエアーのクッションが形成され、給電コイル４４と車体との接触を回避することができる。これにより、電気自動車１３や給電コイル４４に疵を付けることが防止できる。   Furthermore, in this embodiment, the piston rod 52 is raised while jetting compressed air from the tip of the piston rod 52, so that an air cushion is formed between the power supply coil 44 and the bottom of the vehicle body, and the power supply coil 44 and the vehicle body Can be avoided. Thereby, it is possible to prevent the electric vehicle 13 and the feeding coil 44 from being wrinkled.

（第２の実施形態）
図１１は、第２の実施形態に係る電力供給システムの給電装置の給電コイル移動制御機構を表した図である。本実施形態が第１の実施形態と異なる点は、エアーシリンダに替えてリニアアクチュエータを使用すること、及び近接センサを用いて給電コイルと車両底面との間隔を監視することにあり、その他の構成は基本的に第１の実施形態と同様である。そのため、ここでは重複する部分の説明を省略する。また、本実施形態においても、図２，図５を随時参照して説明する。 (Second Embodiment)
FIG. 11 is a diagram illustrating a feeding coil movement control mechanism of the feeding device of the power supply system according to the second embodiment. This embodiment is different from the first embodiment in that a linear actuator is used instead of the air cylinder, and that the distance between the power feeding coil and the vehicle bottom surface is monitored using a proximity sensor. Is basically the same as in the first embodiment. Therefore, the description of the overlapping part is omitted here. Also in the present embodiment, description will be made with reference to FIGS.

本実施形態では、図１１のように、給電装置４０の支持部４２の上部に、リニアアクチュエータ７７が配置されている。リニアアクチュエータ７７は、主制御部４８からの信号に応じてスライダ７８を上下方向に移動させるものであり、例えばＤＣモータ（図示せず）と、ＤＣモータの回転をスライダ７８の往復運動に変えるボールねじ（図示せず）とを有している。   In the present embodiment, as shown in FIG. 11, a linear actuator 77 is disposed on the upper portion of the support portion 42 of the power feeding device 40. The linear actuator 77 moves the slider 78 in the vertical direction in response to a signal from the main control unit 48, for example, a DC motor (not shown) and a ball that changes the rotation of the DC motor into the reciprocating motion of the slider 78. And a screw (not shown).

スライダ７８の上部には給電コイル４４が設けられている。この給電コイル４４は、スライダ７８の周囲に電線を巻回して形成されている。また、給電コイル４４の周囲は樹脂により被覆されている。なお、本実施形態においても、給電装置４０は多数の給電コイル４４を有し、１つの給電コイル４４に対し１つのリニアアクチュエータ７７が設けられている。   A feeding coil 44 is provided on the slider 78. The power supply coil 44 is formed by winding an electric wire around the slider 78. Further, the periphery of the feeding coil 44 is covered with resin. Also in this embodiment, the power feeding device 40 has a large number of power feeding coils 44, and one linear actuator 77 is provided for one power feeding coil 44.

スライダ７８の上部には、近接センサ７９が配置されている。この近接センサ７９は、図１２のようにレーザ光を出力する半導体レーザ８０と、車体底面１３ａで反射されたレーザ光を検出する光検出器８１とを有する。半導体レーザ８０の光出射側には投光レンズ８０ａが配置されており、光検出器８１の受光面側には受光レンズ８１ａが配置されている。   A proximity sensor 79 is disposed on the slider 78. As shown in FIG. 12, the proximity sensor 79 includes a semiconductor laser 80 that outputs a laser beam and a photodetector 81 that detects the laser beam reflected by the bottom surface 13a of the vehicle body. A light projecting lens 80 a is disposed on the light emitting side of the semiconductor laser 80, and a light receiving lens 81 a is disposed on the light receiving surface side of the photodetector 81.

半導体レーザ８０からは垂直上方にレーザ光が出射される。光検出器８１の光軸は斜めに設定されており、スライダ７８の上部と車両底面１３ａとの距離が所定距離となったときに光検出器８１の出力が設定値を超えることを利用して、スライダ７８の上部と車両底面１３ａとの距離が所定距離か否かを検出する。   Laser light is emitted vertically upward from the semiconductor laser 80. The optical axis of the photodetector 81 is set obliquely, and the fact that the output of the photodetector 81 exceeds the set value when the distance between the upper portion of the slider 78 and the vehicle bottom surface 13a becomes a predetermined distance is utilized. Then, it is detected whether or not the distance between the upper portion of the slider 78 and the vehicle bottom surface 13a is a predetermined distance.

光検出器８１の出力はコイル個別制御部４９（図５参照）を介して主制御部４８に伝達され、主制御部４８によりリニアアクチュエータ７７が制御される。   The output of the light detector 81 is transmitted to the main control unit 48 via the coil individual control unit 49 (see FIG. 5), and the main control unit 48 controls the linear actuator 77.

すなわち、本実施形態では、給電コイル４４を上昇させる際に、主制御部４８は近接センサ７９からの信号を入力し、給電コイル４４毎にスライダ７８の上部と車両底面１３ａとの間隔を監視する。そして、主制御部４８は、スライダ７８の上部と車両底面１３ａとの間隔が所定距離（例えば、約３ｍｍ）になったときに、リニアアクチュエータ７７の稼動を停止する。これにより、各給電コイル４４は、車体底面１３ａの凹凸に倣って配列する。   That is, in this embodiment, when raising the power supply coil 44, the main control unit 48 inputs a signal from the proximity sensor 79 and monitors the distance between the upper portion of the slider 78 and the vehicle bottom surface 13 a for each power supply coil 44. . The main controller 48 stops the operation of the linear actuator 77 when the distance between the upper portion of the slider 78 and the vehicle bottom surface 13a reaches a predetermined distance (for example, about 3 mm). Thereby, each feeding coil 44 is arranged following the unevenness of the bottom surface 13a of the vehicle body.

その後、第１の実施形態と同様に、受電コイル７３と磁気的結合可能な給電コイル４４が抽出され、それらの給電コイル４４を介して給電装置４０から受電装置７０に電力が供給される。   Thereafter, similarly to the first embodiment, the power feeding coil 44 that can be magnetically coupled to the power receiving coil 73 is extracted, and power is supplied from the power feeding device 40 to the power receiving device 70 via the power feeding coil 44.

本実施形態では、近接センサ７９を使用することにより、給電コイル４４から車両底面までの距離を第１の実施形態に比べてより正確に制御することができる。また、本実施形態ではコンプレッサー等の装置やエアー配管が不要であり、第１の実施形態に比べて装置構成が簡単になるという利点もある。   In the present embodiment, by using the proximity sensor 79, the distance from the feeding coil 44 to the vehicle bottom surface can be controlled more accurately than in the first embodiment. Further, in the present embodiment, an apparatus such as a compressor and an air pipe are not necessary, and there is an advantage that the apparatus configuration is simplified as compared with the first embodiment.

なお、本実施形態では近接センサ７９として半導体レーザ８０及び光検出器８１を使用しているが、近接センサ７９として各スライダ７８の上部に超音波センサを配置してもよい。超音波センサから出力された超音波が車体底面１３ａに反射して戻るまでの時間により、スライダ７８の上部から車両底面までの距離を検出することができる。   In the present embodiment, the semiconductor laser 80 and the light detector 81 are used as the proximity sensor 79, but an ultrasonic sensor may be disposed above each slider 78 as the proximity sensor 79. The distance from the top of the slider 78 to the bottom of the vehicle can be detected by the time until the ultrasonic wave output from the ultrasonic sensor is reflected back to the bottom surface 13a of the vehicle body.

上述した第１及び第２の実施形態ではいずれも移動体が電気自動車の場合について説明したが、これにより移動体が電気自動車に限定されるものではなく、開示の技術は移動体が電気自動車以外のものであっても適用することができる。   In each of the first and second embodiments described above, the case where the moving body is an electric vehicle has been described. However, the moving body is not limited to an electric vehicle, and the disclosed technology is that the moving body is not an electric vehicle. Even if it is a thing, it is applicable.

以上の諸実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。   The following additional notes are disclosed with respect to the above embodiments.

（付記１）移動体に設けられた受電装置に給電装置から非接触で電力を供給する電力供給システムであって、
前記給電装置は、交流電力が供給されて交流磁界を発生する複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと、前記給電コイル毎に設けられて前記給電コイルをその中心軸方向に移動可能に支持する複数のコイル支持部とを有し、
前記受電装置は、前記複数の給電コイルのうちの少なくとも一部のコイルに磁気的に結合可能な受電コイルを有する
ことを特徴とする電力供給システム。 (Supplementary note 1) A power supply system that supplies power to a power receiving device provided on a moving body in a non-contact manner from a power feeding device,
The power supply device includes a coil array in which a plurality of power supply coils that generate AC magnetic fields by being supplied with AC power, and a power supply coil that is provided for each of the power supply coils so as to be movable in the central axis direction. A plurality of coil support portions to
The power receiving system includes a power receiving coil that can be magnetically coupled to at least some of the plurality of power feeding coils.

（付記２）前記給電装置は、前記コイル支持部を介して前記給電コイルと前記移動体との間隔を前記給電コイル毎に制御する制御機構を有することを特徴とする付記１に記載の電力供給システム。   (Additional remark 2) The said electric power feeder has a control mechanism which controls the space | interval of the said electric power supply coil and the said moving body for every said electric power feeding coil via the said coil support part, The electric power supply of Additional remark 1 characterized by the above-mentioned. system.

（付記３）前記給電コイルのサイズが前記受電コイルのサイズよりも小さく、前記コイルアレイのサイズが前記受電コイルのサイズよりも大きいことを特徴とする付記１又は２に記載の電力供給システム。   (Supplementary note 3) The power supply system according to supplementary note 1 or 2, wherein a size of the power feeding coil is smaller than a size of the power receiving coil, and a size of the coil array is larger than a size of the power receiving coil.

（付記４）前記給電装置は、更に前記コイル支持部の前記受電コイル側先端部から前記移動体に向けて気体を噴射する噴射機構を有し、該噴射機構から噴射された気体がクッションとなって前記給電コイルと前記移動体との間に隙間が保持されることを特徴とする付記２又は３に記載の電力供給システム。   (Additional remark 4) The said electric power feeder further has an injection mechanism which injects gas toward the said mobile body from the said receiving coil side front-end | tip part of the said coil support part, and the gas injected from this injection mechanism becomes a cushion. The power supply system according to appendix 2 or 3, wherein a gap is maintained between the feeding coil and the moving body.

（付記５）前記給電装置は、前記コイル支持部の前記移動体側先端部に配置されて前記給電コイルと前記移動体との間の距離を検出する近接センサを有することを特徴とする付記２又は３に記載の電力供給システム。   (Additional remark 5) The said electric power feeder has a proximity sensor which is arrange | positioned at the said mobile body side front-end | tip part of the said coil support part, and detects the distance between the said electric power feeding coil and the said mobile body. 4. The power supply system according to 3.

（付記６）移動体に設けられた受電装置に給電装置から非接触で電力を供給する電力供給方法であって、
前記給電装置の複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと前記移動体に設けられた給電コイルとを対向させて配置する工程と、
給電コイル毎に給電コイルと移動体との間の距離が一定となるように前記給電コイルを移動させる工程と、
前記受電コイルに磁気的に結合可能な給電コイルを抽出する工程と、
抽出した前記給電コイルに交流電力を供給する工程と
を有することを特徴とする電力供給方法。 (Additional remark 6) It is the electric power supply method which supplies electric power to a power receiving apparatus provided in the mobile body non-contactedly from the electric power feeder,
A step of disposing a coil array in which a plurality of power supply coils of the power supply apparatus are assembled and a power supply coil provided on the movable body,
Moving the power supply coil so that the distance between the power supply coil and the moving body is constant for each power supply coil;
Extracting a feeding coil that can be magnetically coupled to the receiving coil;
Supplying AC power to the extracted feeding coil.

（付記７）前記給電コイルのサイズが前記受電コイルのサイズよりも小さく、前記コイルアレイのサイズが前記受電コイルのサイズよりも大きいことを特徴とする付記６に記載の電力供給方法。   (Supplementary note 7) The power supply method according to supplementary note 6, wherein the size of the power feeding coil is smaller than the size of the power receiving coil, and the size of the coil array is larger than the size of the power receiving coil.

（付記８）前記給電コイル毎に給電コイルと移動体との間の距離が一定となるように前記給電コイルを移動させる工程では、前記給電コイルの先端部から前記移動体に向けて気体を噴射し、該噴射された気体がクッションとなって前記給電コイルと前記移動体との間に隙間が保持されることを特徴とする付記６又は７に記載の電力供給方法。   (Supplementary Note 8) In the step of moving the power supply coil so that the distance between the power supply coil and the moving body is constant for each power supply coil, gas is injected from the tip of the power supply coil toward the mobile body. The power supply method according to appendix 6 or 7, wherein the injected gas serves as a cushion to maintain a gap between the power feeding coil and the moving body.

（付記９）前記給電コイル毎に給電コイルと移動体との間の距離が一定となるように前記給電コイルを移動させる工程では、近接センサにより前記給電コイルと前記移動体との間の距離を検出することを特徴とする付記６又は７に記載の電力供給方法。   (Supplementary Note 9) In the step of moving the power supply coil so that the distance between the power supply coil and the moving body is constant for each power supply coil, the distance between the power supply coil and the mobile body is determined by a proximity sensor. The power supply method according to appendix 6 or 7, wherein the power supply method is detected.

（付記１０）交流電力が供給されて交流磁界を発生する複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと、
前記給電コイル毎に設けられて前記給電コイルをその中心軸方向に移動可能に支持する複数のコイル支持部と
を有することを特徴とする電力供給装置。 (Appendix 10) A coil array in which a plurality of feeding coils that are supplied with AC power and generate an AC magnetic field are assembled;
A plurality of coil support portions provided for each of the power supply coils and movably supporting the power supply coil in the central axis direction.

１１…駐車スペース、１２，１３…電気自動車、１５…電源、２０，４０…給電装置、２１…台車、２２，４１…ジャッキ、２３，４４…給電コイル、３０，７０…受電装置、３１，７１…バッテリ、３２，７２…整流器、３３，７３…受電コイル、４２…支持部、４３…エアーシリンダ、４５…コイルアレイ、４６，７４…通信部、４７…制御部、４８…主制御部、４９…コイル個別制御部、５２…ピストンロッド、５８ａ…昇降用バルブ、５８ｂ…噴射用バルブ、５９…リークバルブ、６１…クランパー、６２…空気の層、６３…カメラ、７５…操作部、７６…制御部、７７…リニアアクチュエータ、７８…スライダ、７９…近接センサ、８０…半導体レーザ、８１…光検出器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Parking space, 12, 13 ... Electric vehicle, 15 ... Power supply, 20, 40 ... Feeding device, 21 ... Dolly, 22, 41 ... Jack, 23, 44 ... Feeding coil, 30, 70 ... Power receiving device, 31, 71 ... battery, 32, 72 ... rectifier, 33, 73 ... power receiving coil, 42 ... support part, 43 ... air cylinder, 45 ... coil array, 46, 74 ... communication part, 47 ... control part, 48 ... main control part, 49 ... coil individual control unit, 52 ... piston rod, 58a ... lift valve, 58b ... injection valve, 59 ... leak valve, 61 ... clamper, 62 ... air layer, 63 ... camera, 75 ... operation part, 76 ... control , 77 ... linear actuator, 78 ... slider, 79 ... proximity sensor, 80 ... semiconductor laser, 81 ... photodetector.

Claims (5)

移動体に設けられた受電装置に給電装置から非接触で電力を供給する電力供給システムであって、
前記給電装置は、交流電力が供給されて交流磁界を発生する複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと、前記給電コイル毎に設けられて前記給電コイルをその中心軸方向に移動可能に支持する複数のコイル支持部とを有し、
前記受電装置は、前記複数の給電コイルのうちの少なくとも一部のコイルに磁気的に結合可能な受電コイルを有する
ことを特徴とする電力供給システム。 A power supply system that supplies power to a power receiving device provided in a moving body from a power feeding device in a contactless manner,
The power supply device includes a coil array in which a plurality of power supply coils that generate AC magnetic fields by being supplied with AC power, and a power supply coil that is provided for each of the power supply coils so as to be movable in the central axis direction. A plurality of coil support portions to
The power receiving system includes a power receiving coil that can be magnetically coupled to at least some of the plurality of power feeding coils. 前記給電装置は、前記コイル支持部を介して前記給電コイルと前記移動体との間隔を前記給電コイル毎に制御する制御機構を有することを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。   The power supply system according to claim 1, wherein the power supply device includes a control mechanism that controls a distance between the power supply coil and the moving body for each of the power supply coils via the coil support portion. 前記給電コイルのサイズが前記受電コイルのサイズよりも小さく、前記コイルアレイのサイズが前記受電コイルのサイズよりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の電力供給システム。   The power supply system according to claim 1 or 2, wherein a size of the power feeding coil is smaller than a size of the power receiving coil, and a size of the coil array is larger than a size of the power receiving coil. 移動体に設けられた受電装置に給電装置から非接触で電力を供給する電力供給方法であって、
前記給電装置の複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと前記移動体に設けられた受電コイルとを対向させて配置する工程と、
給電コイル毎に給電コイルと移動体との間の距離が一定となるように前記給電コイルを移動させる工程と、
前記受電コイルに磁気的に結合可能な給電コイルを抽出する工程と、
抽出した前記給電コイルに交流電力を供給する工程と
を有することを特徴とする電力供給方法。 A power supply method for supplying power in a contactless manner from a power feeding device to a power receiving device provided in a moving body,
Arranging a coil array formed by collecting a plurality of power feeding coils of the power feeding device and a power receiving coil provided on the movable body,
Moving the power supply coil so that the distance between the power supply coil and the moving body is constant for each power supply coil;
Extracting a feeding coil that can be magnetically coupled to the receiving coil;
Supplying AC power to the extracted feeding coil. 交流電力が供給されて交流磁界を発生する複数の給電コイルが集合してなるコイルアレイと、
前記給電コイル毎に設けられて前記給電コイルをその中心軸方向に移動可能に支持する複数のコイル支持部と
を有することを特徴とする電力供給装置。 A coil array in which a plurality of feeding coils that are supplied with AC power and generate an AC magnetic field are assembled;
A plurality of coil support portions provided for each of the power supply coils and movably supporting the power supply coil in the direction of the central axis thereof.
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