JP7018467B2 - Power transmission device and power receiving device - Google Patents

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Description

本発明は、非接触で送電する非接触給電システムの送電装置、及び受電装置に関する。 The present invention relates to a power transmission device and a power receiving device of a non-contact power feeding system that transmits power in a non-contact manner.

電気自動車などに搭載される蓄電池に給電を行うシステムとして、非接触で送電を行う非接触給電システムがある(例えば特許文献1)。非接触給電システムでは、送電装置側にインバータ回路を設け、そのインバータ回路から送電コイルに交流電力を供給する。そして、送電コイルから車両側の受電コイルに対して非接触で電力を送電し、受電コイルから蓄電池に対して給電を行う。 As a system for supplying power to a storage battery mounted on an electric vehicle or the like, there is a non-contact power supply system that transmits power in a non-contact manner (for example, Patent Document 1). In the non-contact power supply system, an inverter circuit is provided on the power transmission device side, and AC power is supplied from the inverter circuit to the power transmission coil. Then, electric power is transmitted from the power transmission coil to the power receiving coil on the vehicle side in a non-contact manner, and power is supplied from the power receiving coil to the storage battery.

そして、特許文献1に記載の非接触給電システムでは、1次コイル及び直接コンデンサを2分割して、1次部分コイルと直接部分コンデンサとを交互に直列接続している。これにより、1次コイル及び直列コンデンサの端子間電圧の上昇を抑制することができる。 In the non-contact power feeding system described in Patent Document 1, the primary coil and the direct capacitor are divided into two, and the primary partial coil and the direct partial capacitor are alternately connected in series. As a result, it is possible to suppress an increase in the voltage between the terminals of the primary coil and the series capacitor.

特開2011-176914号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-176914

ところで、上記構成では、端子間電圧の上昇を抑制することができる一方で、1次コイルを分割することにより、結線が複雑になるという問題があった。また、3相共振コイルを採用する場合には、端子間電圧だけではなく、相間電圧(線間電圧)の上昇を抑制する必要もある。 By the way, in the above configuration, while it is possible to suppress an increase in the voltage between terminals, there is a problem that wiring becomes complicated by dividing the primary coil. Further, when a three-phase resonance coil is adopted, it is necessary to suppress an increase in not only the terminal voltage but also the phase voltage (line voltage).

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、結線が容易にでき、かつ、相間電圧を抑制することができる送電装置及び受電装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object thereof is to provide a power transmission device and a power receiving device capable of easily connecting and suppressing interphase voltage.

課題を解決するための第1の手段は、車外に設けられる送電装置と車両に設けられる受電装置との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池を充電する非接触給電システムの送電装置において、多相交流電流が入力される送電部を備え、前記送電部には、相ごとに送電側共振部が設けられ、前記各送電側共振部は、それぞれ送電コイルと、前記送電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサと、他端に直列接続される第2コンデンサと、を有する。 The first means for solving the problem is a non-contact power supply system that transmits power in a non-contact manner between a power transmission device installed outside the vehicle and a power receiving device installed in the vehicle and charges a storage battery installed in the vehicle. The power transmission device includes a power transmission unit to which a multi-phase AC current is input, the power transmission unit is provided with a power transmission side resonance unit for each phase, and each power transmission side resonance unit has a power transmission coil and the power transmission coil, respectively. It has a first capacitor connected in series to one end of the power transmission and a second power transmission connected in series to the other end of the power transmission.

第2の手段は、車外に設けられる送電装置と車両に設けられる受電装置との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池を充電する非接触給電システムの送電装置において、3相電流のうち、U相の電流が入力されるU相の送電コイルを有するU相の送電側共振部と、3相電流のうち、V相の電流が入力されるV相の送電コイルを有するV相の送電側共振部と、3相電流のうち、W相の電流が入力されるW相の送電コイルを有するW相の送電側共振部と、を備え、前記各送電側共振部は、それぞれ前記送電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサと、他端に直列接続される第2コンデンサと、を有し、各々の前記送電側共振部の一端が中性点に接続される一方、他端から各相の電流が入力される。 The second means is a three-phase power transmission device of a non-contact power supply system that transmits power in a non-contact manner between a power transmission device installed outside the vehicle and a power receiving device installed in the vehicle and charges a storage battery installed in the vehicle. Of the currents, a U-phase power transmission side resonance portion having a U-phase power transmission coil to which the U-phase power is input, and a V-phase power transmission coil having a V-phase power transmission coil to which the V-phase power is input among the three-phase currents. Each of the power transmission side resonance parts includes a power transmission side resonance part of the phase and a W phase power transmission side resonance part having a W phase power transmission coil to which the W phase current is input among the three phase currents. It has a first capacitor connected in series to one end of the power transmission coil and a second capacitor connected in series to the other end, and one end of each of the power transmission side resonance portions is connected to a neutral point. The current of each phase is input from the other end.

第3の手段は、車外に設けられる送電装置と車両に設けられる受電装置との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池を充電する非接触給電システムの送電装置において、3相電流のうち、U相の電流が入力されるU相の送電コイルを有するU相の送電側共振部と、3相電流のうち、V相の電流が入力されるV相の送電コイルを有するV相の送電側共振部と、3相電流のうち、W相の電流が入力されるW相の送電コイルを有するW相の送電側共振部と、を備え、前記各送電側共振部は、それぞれ前記送電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサと、他端に直列接続される第2コンデンサと、を有し、前記送電側共振部は、デルタ結線されている。 The third means is a three-phase power transmission device of a non-contact power supply system that transmits power in a non-contact manner between a power transmission device provided outside the vehicle and a power receiving device installed in the vehicle and charges a storage battery provided in the vehicle. Of the currents, a U-phase power transmission side resonance portion having a U-phase power transmission coil to which the U-phase power is input, and a V-phase power transmission coil having a V-phase power transmission coil to which the V-phase power is input among the three-phase currents. Each of the power transmission side resonance parts includes a power transmission side resonance part of the phase and a W phase power transmission side resonance part having a W phase power transmission coil to which the W phase current is input among the three phase currents. It has a first capacitor connected in series to one end of the power transmission coil and a second capacitor connected in series to the other end, and the power transmission side resonance portion is delta-connected.

上記各手段によれば、各送電側共振部は、それぞれ送電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサと、他端に直列接続される第2コンデンサと、を有している。 According to each of the above means, each transmission side resonance portion has a first capacitor connected in series to one end of the transmission coil and a second capacitor connected in series to the other end.

このため、回路構成的に、送電コイルは、送電コイルを2つに分割した分割コイルが直列接続されたものとみなすことができる。そして、第1コンデンサの電圧と、第1コンデンサ側の分割コイルの電圧は、反転している。同様に、第2コンデンサの電圧と、第2コンデンサ側の分割コイルの電圧は、反転している。このため、相電圧及び相間電圧を低減することが可能となる。また、実際にコイルを分割構成するわけではないので、結線を容易に行うことができる。 Therefore, in terms of circuit configuration, the power transmission coil can be regarded as a split coil in which the power transmission coil is divided into two and connected in series. Then, the voltage of the first capacitor and the voltage of the split coil on the first capacitor side are inverted. Similarly, the voltage of the second capacitor and the voltage of the split coil on the second capacitor side are inverted. Therefore, it is possible to reduce the phase voltage and the interphase voltage. Further, since the coil is not actually divided and configured, the connection can be easily performed.

第4の手段は、車外に設けられる送電装置と車両に設けられる受電装置との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池を充電する非接触給電システムの受電装置において、多相交流電流が出力される受電部を備え、前記受電部には、相ごとに受電側共振部が設けられ、前記各受電側共振部は、それぞれ受電コイルと、前記受電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサと、他端に直列接続される第2コンデンサと、を有する。 The fourth means is a multi-phase power receiving device of a non-contact power feeding system that transmits power in a non-contact manner between a power transmitting device provided outside the vehicle and a power receiving device installed in the vehicle and charges a storage battery provided in the vehicle. A power receiving unit for outputting an alternating current is provided, and the power receiving unit is provided with a power receiving side resonance unit for each phase, and each power receiving side resonance unit is connected in series to a power receiving coil and one end of the power receiving coil. It has a first capacitor and a second capacitor connected in series to the other end.

第5の手段は、車外に設けられる送電装置と車両に設けられる受電装置との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池を充電する非接触給電システムの受電装置において、3相電流のうち、U相の電流が出力されるU相の受電コイルを有するU相の受電側共振部と、3相電流のうち、V相の電流が出力されるV相の受電コイルを有するV相の受電側共振部と、3相電流のうち、W相の電流が出力されるW相の受電コイルを有するW相の受電側共振部と、を備え、前記各受電側共振部は、それぞれ前記受電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサと、他端に直列接続される第2コンデンサと、を有し、各々の前記受電側共振部の一端が中性点に接続される一方、他端から各相の電流が出力される。 The fifth means is a three-phase power receiving device of a non-contact power feeding system that transmits power in a non-contact manner between a power transmitting device provided outside the vehicle and a power receiving device installed in the vehicle and charges a storage battery provided in the vehicle. Of the currents, a U-phase power receiving side resonance portion having a U-phase power receiving coil to which a U-phase current is output, and a V having a V-phase power receiving coil to which a V-phase current is output among the three-phase currents. A phase receiving side resonance portion and a W phase power receiving side resonance portion having a W phase power receiving coil for outputting a W phase current among the three-phase currents are provided, and each of the power receiving side resonance portions is provided. It has a first capacitor connected in series to one end of the power receiving coil and a second capacitor connected in series to the other end, and one end of each of the power receiving side resonance portions is connected to a neutral point. The current of each phase is output from the other end.

第6の手段は、車外に設けられる送電装置と車両に設けられる受電装置との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池を充電する非接触給電システムの受電装置において、3相電流のうち、U相の電流が出力されるU相の受電コイルを有するU相の受電側共振部と、3相電流のうち、V相の電流が出力されるV相の受電コイルを有するV相の受電側共振部と、3相電流のうち、W相の電流が出力されるW相の受電コイルを有するW相の受電側共振部と、を備え、前記各受電側共振部は、それぞれ前記受電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサと、他端に直列接続される第2コンデンサと、を有し、前記受電側共振部は、デルタ結線されている。 The sixth means is a three-phase power receiving device of a non-contact power supply system that transmits power in a non-contact manner between a power transmitting device provided outside the vehicle and a power receiving device installed in the vehicle and charges a storage battery provided in the vehicle. Of the current, a U-phase power receiving side resonance portion having a U-phase power receiving coil that outputs a U-phase current, and a V-phase power receiving coil that has a V-phase current that outputs a V-phase current among the three-phase currents. A phase receiving side resonance portion and a W phase power receiving side resonance portion having a W phase power receiving coil for outputting a W phase current among the three-phase currents are provided, and each of the power receiving side resonance portions is provided. It has a first capacitor connected in series to one end of the power receiving coil and a second capacitor connected in series to the other end, and the power receiving side resonance portion is delta-connected.

上記各手段によれば、各受電側共振部は、それぞれ受電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサと、他端に直列接続される第2コンデンサと、を有している。 According to each of the above means, each power receiving side resonance portion has a first capacitor connected in series to one end of the power receiving coil and a second capacitor connected in series to the other end.

このため、回路構成的に、受電コイルは、受電コイルを2つに分割した分割コイルが直列接続されたものとみなすことができる。そして、第1コンデンサの電圧と、第1コンデンサ側の分割コイルの電圧は、反転している。同様に、第2コンデンサの電圧と、第2コンデンサ側の分割コイルの電圧は、反転している。このため、相電圧及び相間電圧を低減することが可能となる。また、実際にコイルを分割構成するわけではないので、結線を容易に行うことができる。 Therefore, in terms of circuit configuration, the power receiving coil can be regarded as a split coil in which the power receiving coil is divided into two and connected in series. Then, the voltage of the first capacitor and the voltage of the split coil on the first capacitor side are inverted. Similarly, the voltage of the second capacitor and the voltage of the split coil on the second capacitor side are inverted. Therefore, it is possible to reduce the phase voltage and the interphase voltage. Further, since the coil is not actually divided and configured, the connection can be easily performed.

非接触給電システムの電気的構成を示す回路図。A circuit diagram showing the electrical configuration of a contactless power supply system. 送電コイルを示す斜視図。A perspective view showing a power transmission coil. 受電コイルを示す斜視図。The perspective view which shows the power receiving coil. (a)は、比較例における共振回路を示す回路図、(b)は、比較例における相間電圧を示す図。(A) is a circuit diagram showing a resonance circuit in a comparative example, and (b) is a diagram showing an interphase voltage in the comparative example. (a)は、共振回路を示す回路図、(b)は、相間電圧を示す図。(A) is a circuit diagram showing a resonance circuit, and (b) is a diagram showing an interphase voltage. (a)は、従来における相関電位差を示す図、(b)は、本実施形態の相間電位差を示す図、(c)は、相間電位差の抑制効果を示す図。(A) is a diagram showing a conventional correlated potential difference, (b) is a diagram showing an interphase potential difference of the present embodiment, and (c) is a diagram showing an effect of suppressing the interphase potential difference. 第2実施形態の非接触給電システムの電気的構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the electrical structure of the non-contact power supply system of 2nd Embodiment. 第2実施形態の送電コイルを示す平面図。The plan view which shows the power transmission coil of 2nd Embodiment. (a)は、比較例における共振回路を示す回路図、(b)は、比較例における相間電圧を示す図。(A) is a circuit diagram showing a resonance circuit in a comparative example, and (b) is a diagram showing an interphase voltage in the comparative example. (a)は、第2実施形態の共振回路を示す回路図、(b)は、第2実施形態の相間電圧を示す図。(A) is a circuit diagram showing a resonance circuit of the second embodiment, and (b) is a diagram showing an interphase voltage of the second embodiment. (a)は、第3実施形態における共振回路を示す回路図、(b)は、第3実施形態における相間電圧を示す図。(A) is a circuit diagram showing a resonance circuit in the third embodiment, and (b) is a diagram showing an interphase voltage in the third embodiment. (a)は、比較例における共振回路を示す回路図、(b)は、比較例における相間電圧を示す図。(A) is a circuit diagram showing a resonance circuit in a comparative example, and (b) is a diagram showing an interphase voltage in the comparative example. 第4実施形態における非接触給電システムの電気的構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the electric structure of the non-contact power supply system in 4th Embodiment. (a)は、第4実施形態における共振回路を示す回路図、(b)は、第4実施形態における相間電圧を示す図。(A) is a circuit diagram showing a resonance circuit in the fourth embodiment, and (b) is a diagram showing an interphase voltage in the fourth embodiment. (a)は、比較例における共振回路を示す回路図、(b)は、比較例における相間電圧を示す図。(A) is a circuit diagram showing a resonance circuit in a comparative example, and (b) is a diagram showing an interphase voltage in the comparative example. 別例における共振回路を示す回路図。The circuit diagram which shows the resonance circuit in another example. 別例における共振回路を示す回路図。The circuit diagram which shows the resonance circuit in another example.

(第1実施形態)
本実施形態における非接触給電システム10は、商用電源11から供給された電力を、非接触で送電する送電装置20、及び、送電装置20から非接触で電力を受電する受電装置30を備える。送電装置20は、車両が走行する道路(高速道路など)、駐車される駐車スペース等の地上に埋設されている。受電装置30は、電気自動車やハイブリッド自動車などの車両に搭載され、蓄電池としての車載バッテリ12に対して電力を出力することで、車載バッテリ12を充電するものである。
(First Embodiment)
The non-contact power supply system 10 in the present embodiment includes a power transmission device 20 that non-contactly transmits power supplied from a commercial power source 11 and a power receiving device 30 that non-contactly receives power from the power transmission device 20. The power transmission device 20 is buried on the ground such as a road on which a vehicle travels (a highway or the like), a parking space for parking, or the like. The power receiving device 30 is mounted on a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, and charges the vehicle-mounted battery 12 by outputting power to the vehicle-mounted battery 12 as a storage battery.

図1に本実施形態における非接触給電システム10の電気的構成を示す。非接触給電システム10の送電装置20には、商用電源11が接続されており、商用電源11から供給される交流電力を送電装置20に入力するように構成されている。一方、非接触給電システム10の受電装置30には、車載バッテリ12が接続されており、受電装置30から電力を車載バッテリ12に出力し、充電が実施されるように構成されている。送電装置20及び受電装置30は、3相給電を実施可能とすべく、それぞれ3相(U相、V相、W相)のコイルを有する。 FIG. 1 shows the electrical configuration of the non-contact power feeding system 10 in the present embodiment. A commercial power supply 11 is connected to the power transmission device 20 of the contactless power supply system 10, and is configured to input AC power supplied from the commercial power supply 11 to the power transmission device 20. On the other hand, an in-vehicle battery 12 is connected to the power receiving device 30 of the non-contact power feeding system 10, and the power receiving device 30 outputs electric power to the in-vehicle battery 12 so that charging is performed. The power transmission device 20 and the power reception device 30 each have three-phase (U-phase, V-phase, W-phase) coils so that three-phase power feeding can be performed.

まず、送電装置20について説明する。送電装置20は、商用電源11に接続されるAC-DCコンバータ21と、AC-DCコンバータ21に接続されるインバータ回路22と、インバータ回路22に接続される送電フィルタ回路23と、送電フィルタ回路23に接続される送電共振回路24と、を備える。 First, the power transmission device 20 will be described. The power transmission device 20 includes an AC-DC converter 21 connected to a commercial power supply 11, an inverter circuit 22 connected to the AC-DC converter 21, a power transmission filter circuit 23 connected to the inverter circuit 22, and a power transmission filter circuit 23. The transmission resonance circuit 24 connected to the above is provided.

AC-DCコンバータ21は、商用電源11から供給される交流電力を直流電力に変換し、インバータ回路22に供給するものである。インバータ回路22から見た場合、AC-DCコンバータは、直流電源に相当する。 The AC-DC converter 21 converts AC power supplied from the commercial power source 11 into DC power and supplies it to the inverter circuit 22. When viewed from the inverter circuit 22, the AC-DC converter corresponds to a DC power supply.

インバータ回路22は、AC-DCコンバータ21から供給される直流電力を所定の周波数の交流電力に変換するものである。このインバータ回路22として、U相、V相、W相の3相の交流電力(3相電流)に変換する3相インバータを用いている。 The inverter circuit 22 converts the DC power supplied from the AC-DC converter 21 into AC power having a predetermined frequency. As the inverter circuit 22, a three-phase inverter that converts three-phase AC power (three-phase current) of U-phase, V-phase, and W-phase is used.

インバータ回路22は、AC-DCコンバータ21に接続されている。具体的には、AC-DCコンバータ21の正極端子にインバータ回路22の高電位側端子が接続されている。一方、AC-DCコンバータ21の負極端子にインバータ回路22の低電位側端子が接続されている。 The inverter circuit 22 is connected to the AC-DC converter 21. Specifically, the high potential side terminal of the inverter circuit 22 is connected to the positive electrode terminal of the AC-DC converter 21. On the other hand, the low potential side terminal of the inverter circuit 22 is connected to the negative electrode terminal of the AC-DC converter 21.

インバータ回路22は、それぞれ3相の相数と同数の上下アームを有するフルブリッジ回路により構成されている。各アームに設けられたスイッチング素子のオンオフにより、各相における電流が調整される。 The inverter circuit 22 is composed of a full bridge circuit having the same number of upper and lower arms as the number of phases of each of the three phases. The current in each phase is adjusted by turning on / off the switching element provided in each arm.

詳しく説明すると、インバータ回路22は、U相、V相及びW相からなる3相において、スイッチング素子としての上アームスイッチSpと下アームスイッチSnとの直列接続体をそれぞれ備えている。本実施形態では、各相における上アームスイッチSp及び下アームスイッチSnとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、具体的にはIGBTを用いている。なお、MOSFETを用いてもよい。各相における上アームスイッチSp及び下アームスイッチSnには、それぞれフリーホイールダイオード(還流ダイオード)Dp,Dnが逆並列に接続されている。 More specifically, the inverter circuit 22 includes a series connection body of the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn as switching elements in three phases including the U phase, the V phase, and the W phase. In the present embodiment, a voltage-controlled semiconductor switching element is used as the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn in each phase, and specifically, an IGBT is used. In addition, MOSFET may be used. Freewheel diodes (reflux diodes) Dp and Dn are connected in antiparallel to the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn in each phase, respectively.

各相の上アームスイッチSpの高電位側端子(コレクタ)は、AC-DCコンバータ21の正極端子に接続されている。また、各相の下アームスイッチSnの低電位側端子(エミッタ)は、AC-DCコンバータ21の負極端子(グランド)に接続されている。各相の上アームスイッチSpと下アームスイッチSnとの間の中間接続点は、それぞれ送電フィルタ回路23に接続されている。 The high potential side terminal (collector) of the upper arm switch Sp of each phase is connected to the positive electrode terminal of the AC-DC converter 21. Further, the low potential side terminal (emitter) of the lower arm switch Sn of each phase is connected to the negative electrode terminal (ground) of the AC-DC converter 21. The intermediate connection points between the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn of each phase are connected to the power transmission filter circuit 23, respectively.

すなわち、U相における上アームスイッチSpと下アームスイッチSnとの間の中間接続点は、送電フィルタ回路23等を介して、送電共振回路24のU相の送電コイル26uに接続されている。同様に、V相における上アームスイッチSpと下アームスイッチSnとの間の中間接続点は、送電フィルタ回路23等を介して、送電共振回路24のV相の送電コイル26vに接続されている。同様に、W相における上アームスイッチSpと下アームスイッチSnとの間の中間接続点は、送電フィルタ回路23等を介して、送電共振回路24のW相の送電コイル26wに接続されている。 That is, the intermediate connection point between the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn in the U phase is connected to the U phase power transmission coil 26u of the power transmission resonance circuit 24 via the power transmission filter circuit 23 and the like. Similarly, the intermediate connection point between the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn in the V phase is connected to the power transmission coil 26v of the V phase of the power transmission resonance circuit 24 via the power transmission filter circuit 23 or the like. Similarly, the intermediate connection point between the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn in the W phase is connected to the W phase transmission coil 26w of the transmission resonance circuit 24 via the transmission filter circuit 23 and the like.

送電フィルタ回路23は、インバータ回路22から入力される交流電力から所定の周波数域の交流電力以外を除去する回路である。この送電フィルタ回路23として、バンドパスフィルタを用いている。送電フィルタ回路23は、各相ごとに、2つのリアクトルが直列接続された直列接続体23a~23cを備えている。また、送電フィルタ回路23は、各直列接続体23a~23cの中間接続点に対して一端が接続されるコンデンサ23d~23fと、を備える。コンデンサ23d~23fの他端は、接続点N1で接続されている。つまり、コンデンサ23d~23fの他端同士が接続されている。 The power transmission filter circuit 23 is a circuit that removes power other than AC power in a predetermined frequency range from AC power input from the inverter circuit 22. A bandpass filter is used as the power transmission filter circuit 23. The power transmission filter circuit 23 includes series connectors 23a to 23c in which two reactors are connected in series for each phase. Further, the power transmission filter circuit 23 includes capacitors 23d to 23f to which one end is connected to the intermediate connection points of the series connectors 23a to 23c. The other ends of the capacitors 23d to 23f are connected at the connection point N1. That is, the other ends of the capacitors 23d to 23f are connected to each other.

送電共振回路24は、送電フィルタ回路23から入力した交流電力(3相交流電流)を受電装置30に対して出力する回路であり、送電部に相当する。送電共振回路24は、各相ごとに、送電側の第1コンデンサとしての送電側第1コンデンサ25u,25v,25wと、送電コイル26u,26v,26wと、送電側の第2コンデンサとしての送電側第2コンデンサ27u,27v,27wと、が直列接続された送電側共振部20a~20cを備えている。送電側共振部20a~20cは、いわゆるスター結線されている。すなわち、送電側共振部20a~20cの一端は、送電フィルタ回路23に接続されており、他端は、中性点N2に接続されている。 The power transmission resonance circuit 24 is a circuit that outputs AC power (three-phase AC current) input from the power transmission filter circuit 23 to the power receiving device 30, and corresponds to a power transmission unit. The power transmission resonance circuit 24 has, for each phase, the first power transmission side capacitors 25u, 25v, 25w as the first power transmission side capacitors, the power transmission coils 26u, 26v, 26w, and the power transmission side as the second power transmission side capacitors. The second capacitors 27u, 27v, 27w are connected in series to the power transmission side resonance portions 20a to 20c. The transmission side resonance portions 20a to 20c are so-called star-connected. That is, one end of the power transmission side resonance portions 20a to 20c is connected to the power transmission filter circuit 23, and the other end is connected to the neutral point N2.

送電側第1コンデンサ25u,25v,25wと、送電側第2コンデンサ27u,27v,27wのコンデンサ容量は同じである。そして、相互インダクタンスを考慮した場合に、力率補償するため(力率を最大にするため)に、数式(1)~(5)に示すようにそのコンデンサ容量が設定されている。 The first capacitors 25u, 25v, 25w on the power transmission side and the second capacitors 27u, 27v, 27w on the power transmission side have the same capacitor capacities. When mutual inductance is taken into consideration, the capacitor capacity is set as shown in the equations (1) to (5) in order to compensate for the power factor (to maximize the power factor).

なお、数式において、送電側第1コンデンサ25uのコンデンサ容量をCsu1とし、送電側第2コンデンサ27uのコンデンサ容量をCsu2とする。また、送電側第1コンデンサ25vのコンデンサ容量をCsv1とし、送電側第2コンデンサ27vのコンデンサ容量をCsv2とする。また、送電側第1コンデンサ25wのコンデンサ容量をCsw1とし、送電側第2コンデンサ27wのコンデンサ容量をCsw2とする。また、数式において、送電コイル26uの自己インダクタンスをLu1とし、送電コイル26vの自己インダクタンスをLv1とし、送電コイル26wの自己インダクタンスをLw1としている。 In the formula, the capacitor capacity of the first capacitor 25u on the power transmission side is Csu1, and the capacitor capacity of the second capacitor 27u on the power transmission side is Csu2. Further, the capacitor capacity of the first capacitor 25v on the power transmission side is Csv1, and the capacitor capacity of the second capacitor 27v on the power transmission side is Csv2. Further, the capacitor capacity of the first capacitor 25w on the power transmission side is Csw1, and the capacitor capacity of the second capacitor 27w on the power transmission side is Csw2. Further, in the mathematical formula, the self-inductance of the power transmission coil 26u is Lu1, the self-inductance of the power transmission coil 26v is Lv1, and the self-inductance of the power transmission coil 26w is Lw1.

また、送電コイル26uと送電コイル26vとの間における相互インダクタンスをMuv1としている。また、送電コイル26uと送電コイル26wとの間における相互インダクタンスをMuw1としている。また、送電コイル26vと送電コイル26wとの間における相互インダクタンスをMvw1としている。インバータ駆動周波数をfとし、共振電気角周波数をωとしている。

Figure 0007018467000001
Further, the mutual inductance between the power transmission coil 26u and the power transmission coil 26v is set to Muv1. Further, the mutual inductance between the power transmission coil 26u and the power transmission coil 26w is set to Muw1. Further, the mutual inductance between the power transmission coil 26v and the power transmission coil 26w is set to Mvw1. The inverter drive frequency is f, and the resonant electric angular frequency is ω.
Figure 0007018467000001

受電装置30は、送電共振回路24から電力を供給される受電共振回路31と、受電共振回路31に接続される受電フィルタ回路32と、受電フィルタ回路32に接続される整流回路33と、整流回路33に接続されるDC-DCコンバータ34と、を備える。 The power receiving device 30 includes a power receiving resonance circuit 31 to which power is supplied from the transmission resonance circuit 24, a power receiving filter circuit 32 connected to the power receiving resonance circuit 31, a rectifying circuit 33 connected to the power receiving filter circuit 32, and a rectifying circuit. A DC-DC converter 34 connected to 33 is provided.

受電共振回路31は、非接触で送電共振回路24から電力を入力し、受電フィルタ回路32に交流電力(3相交流電流)を出力する回路であり、受電部に相当する。受電共振回路31は、送電共振回路24と同一の構成となっており、送電共振回路24に対して磁場共鳴可能に構成されている。 The power receiving resonance circuit 31 is a circuit that inputs power from the transmission resonance circuit 24 in a non-contact manner and outputs AC power (three-phase AC current) to the power receiving filter circuit 32, and corresponds to a power receiving unit. The power receiving resonance circuit 31 has the same configuration as the power transmission resonance circuit 24, and is configured to be able to resonate with the power transmission resonance circuit 24 in a magnetic field.

すなわち、受電共振回路31は、各相ごとに、受電側の第1コンデンサとしての受電側第1コンデンサ35u,35v,35wと、受電コイル36u,36v,36wと、受電側の第2コンデンサとしての受電側第2コンデンサ37u,37v,37wと、が直列接続された受電側共振部30a~30cを備えている。受電側共振部30a~30cは、いわゆるスター結線されている。すなわち、受電側共振部30a~30cの一端は、中性点N3に接続され、他端は、受電フィルタ回路32に接続されている。この受電共振回路31と送電共振回路24との共振周波数は同一に設定されている。 That is, in each phase, the power receiving resonance circuit 31 has the power receiving side first capacitors 35u, 35v, 35w as the power receiving side first capacitors, the power receiving coils 36u, 36v, 36w, and the power receiving side second capacitors. The power receiving side second capacitors 37u, 37v, 37w and the power receiving side second capacitors 37u, 37v, 37w are connected in series to include the power receiving side resonance portions 30a to 30c. The power receiving side resonance portions 30a to 30c are so-called star-connected. That is, one end of the power receiving side resonance portions 30a to 30c is connected to the neutral point N3, and the other end is connected to the power receiving filter circuit 32. The resonance frequencies of the power receiving resonance circuit 31 and the power transmission resonance circuit 24 are set to be the same.

受電側第1コンデンサ35u,35v,35wと、受電側第2コンデンサ37u,37v,37wのコンデンサ容量は同じである。また、送電装置20と同様に、相互インダクタンスを考慮した場合に、力率補償するため(力率を最大にするため)に、数式(1)~(5)に示すようにそのコンデンサ容量が設定されている。なお、数式において、Csu1,Csu2,Csv1,Csv2,Csw1,Csw2,Lu1,Lv1,Lw1,Muv1,Muw1,Mvw1は、それぞれ受電装置30のものとして対応させて読み替える。 The capacitor capacities of the first capacitor 35u, 35v, 35w on the power receiving side and the second capacitor 37u, 37v, 37w on the power receiving side are the same. Further, as in the case of the power transmission device 20, when mutual inductance is taken into consideration, the capacitor capacity is set as shown in equations (1) to (5) in order to compensate for the power factor (to maximize the power factor). Has been done. In the mathematical formula, Csu1, Csu2, Csv1, Csv2, Csw1, Csw2, Lu1, Lv1, Lw1, Muv1, Muw1, and Mvw1 are read as corresponding to those of the power receiving device 30, respectively.

受電フィルタ回路32は、受電共振回路31から入力される交流電力に含まれる所定の周波数域の交流電力以外を除去するものである。この受電フィルタ回路32として、バンドパスフィルタを用いている。受電フィルタ回路32は、各相ごとに、2つのリアクトルが直列接続された直列接続体32a~32cを備えている。また、受電フィルタ回路32は、各直列接続体32a~32cの中間接続点に対して一端が接続されるコンデンサ32d~32fを備える。コンデンサ32d~32fの他端は、接続点N4で接続されている。つまり、コンデンサ32d~32fの他端同士が接続されている。 The power receiving filter circuit 32 removes power other than the AC power in a predetermined frequency range included in the AC power input from the power receiving resonance circuit 31. A bandpass filter is used as the power receiving filter circuit 32. The power receiving filter circuit 32 includes series connectors 32a to 32c in which two reactors are connected in series for each phase. Further, the power receiving filter circuit 32 includes capacitors 32d to 32f to which one end is connected to the intermediate connection points of the series connectors 32a to 32c. The other ends of the capacitors 32d to 32f are connected at the connection point N4. That is, the other ends of the capacitors 32d to 32f are connected to each other.

整流回路33は、交流電力を全波整流する回路である。本実施形態では、整流回路33として、ダイオードブリッジから構成される全波整流回路を採用したが、6つのスイッチング素子(例えばMOSFET)から構成される同期整流回路を用いてもよい。 The rectifier circuit 33 is a circuit that full-wave rectifies AC power. In the present embodiment, a full-wave rectifier circuit composed of a diode bridge is adopted as the rectifier circuit 33, but a synchronous rectifier circuit composed of six switching elements (for example, MOSFET) may be used.

DC-DCコンバータ34は、整流回路33から入力される直流電力を変圧し、車載バッテリ12に出力するものである。車載バッテリ12は、DC-DCコンバータ34から入力された直流電力を充電する。 The DC-DC converter 34 transforms the DC power input from the rectifier circuit 33 and outputs it to the vehicle-mounted battery 12. The vehicle-mounted battery 12 charges the DC power input from the DC-DC converter 34.

また、送電装置20には、送電装置20の制御を行う送電制御部60が設けられており、受電装置30には、受電装置30の制御を行う受電制御部70が設けられている。送電制御部60は、AC-DCコンバータ21やインバータ回路22等の制御を行う。受電制御部70は、DC-DCコンバータ34等の制御を行う。また、車両には、ECU50(Electronic Control Unit)が設けられており、受電制御部70に対して指示を行い、車両の走行中に非接触給電を実施させ、車載バッテリ12を充電させる。 Further, the power transmission device 20 is provided with a power transmission control unit 60 that controls the power transmission device 20, and the power reception device 30 is provided with a power reception control unit 70 that controls the power reception device 30. The power transmission control unit 60 controls the AC-DC converter 21, the inverter circuit 22, and the like. The power receiving control unit 70 controls the DC-DC converter 34 and the like. Further, the vehicle is provided with an ECU 50 (Electronic Control Unit), which gives an instruction to the power receiving control unit 70 to perform non-contact power supply while the vehicle is running to charge the in-vehicle battery 12.

上記構成によれば、送電装置20及び受電装置30の相対位置が磁場共鳴可能な位置にある状況において、交流電力が送電共振回路24に入力された場合、送電コイル26u,26v,26wと、受電コイル36u,36v,36wと、が磁場共鳴する。これにより、受電装置30は、送電装置20からエネルギーの一部を受け取る。すなわち、交流電力を受電する。なお、本実施形態では、説明の都合上、送電装置20及び受電装置30の相対位置が磁場共鳴可能な位置にあることを前提とする。 According to the above configuration, when the AC power is input to the power transmission resonance circuit 24 in a situation where the relative positions of the power transmission device 20 and the power reception device 30 are in a position where the magnetic field resonance is possible, the power transmission coils 26u, 26v, 26w and the power reception coil 26u, 26v, 26w are received. The coils 36u, 36v, 36w resonate in a magnetic field. As a result, the power receiving device 30 receives a part of energy from the power transmitting device 20. That is, it receives AC power. In this embodiment, for convenience of explanation, it is assumed that the relative positions of the power transmitting device 20 and the power receiving device 30 are at positions where magnetic field resonance is possible.

次に、送電コイル26u,26v,26w及び受電コイル36u,36v,36wの機械的構成について説明する。図2は、送電コイル26u,26v,26w及び受電コイル36u,36v,36wを上面側(車両側、受電側)から見た斜視図であり、図3は、下面側(道路側、送電側)から見た斜視図である。 Next, the mechanical configurations of the power transmission coils 26u, 26v, 26w and the power reception coils 36u, 36v, 36w will be described. FIG. 2 is a perspective view of the power transmission coil 26u, 26v, 26w and the power reception coil 36u, 36v, 36w as viewed from the upper surface side (vehicle side, power reception side), and FIG. 3 is a perspective view of the lower surface side (road side, power transmission side). It is a perspective view seen from.

図2に示すように、送電コイル26u,26v,26wは、巻線(例えばリッツ線)が平面状に巻かれることで形成されている角型の平面コイルとなっている。その際、送電コイル26u,26v,26wは、環状に形成されている。各送電コイル26u,26v,26wの形状及び巻き数は同じとされている。 As shown in FIG. 2, the power transmission coils 26u, 26v, 26w are square flat coils formed by winding windings (for example, litz wires) in a plane. At that time, the power transmission coils 26u, 26v, 26w are formed in an annular shape. The shape and number of turns of each power transmission coil 26u, 26v, 26w are the same.

これらの送電コイル26u,26v,26wは、鉄心としてのフェライトコア28上に配置され、固定されている。詳しく説明すると、フェライトコア28は、長方形の平板状に形成されており、その長手方向が道路の延伸方向に沿うように配置されている。また、フェライトコア28の短手方向が道路の幅方向となり、かつ、平面が道路の路面に対して平行となるように配置されている。そして、フェライトコア28の平面上において、送電コイル26u,26v,26wが長手方向に沿って配置されている。その際、送電コイル26u,26v,26wは、フェライトコア28よりも車両側(上側)になるように配置されている。 These power transmission coils 26u, 26v, 26w are arranged and fixed on the ferrite core 28 as an iron core. More specifically, the ferrite core 28 is formed in the shape of a rectangular flat plate, and is arranged so that its longitudinal direction is along the extending direction of the road. Further, the ferrite core 28 is arranged so that the lateral direction is the width direction of the road and the plane is parallel to the road surface of the road. Then, on the plane of the ferrite core 28, the power transmission coils 26u, 26v, 26w are arranged along the longitudinal direction. At that time, the power transmission coils 26u, 26v, 26w are arranged so as to be on the vehicle side (upper side) of the ferrite core 28.

そして、送電コイル26u,26v,26wは、フェライトコア28上で、長手方向において相互の位置がずれるように配置されている。より詳しくは、送電コイル26u,26v,26wで囲まれた領域が、他の送電コイル26u,26v,26wで囲まれた領域に対して相互に重複するように配置されている。その際、送電コイル26u,26v,26wは、長手方向において等間隔でずれるように配置されている。より詳しくは、電気角で120°ずらして配置されている。なお、本実施形態では、送電コイル26uが長手方向中央に配置されており、送電コイル26v,26wが、送電コイル26uの長手方向両側に配置されている。 The power transmission coils 26u, 26v, and 26w are arranged on the ferrite core 28 so as to be displaced from each other in the longitudinal direction. More specifically, the region surrounded by the power transmission coils 26u, 26v, 26w is arranged so as to overlap each other with respect to the region surrounded by the other power transmission coils 26u, 26v, 26w. At that time, the power transmission coils 26u, 26v, 26w are arranged so as to be displaced at equal intervals in the longitudinal direction. More specifically, they are arranged with an electrical angle offset by 120 °. In the present embodiment, the power transmission coil 26u is arranged in the center in the longitudinal direction, and the power transmission coils 26v and 26w are arranged on both sides in the longitudinal direction of the power transmission coil 26u.

次に、受電コイル36u,36v,36wについて説明する。受電コイル36u,36v,36wは、送電コイル26u,26v,26wとほぼ同様に構成されている。 Next, the power receiving coils 36u, 36v, 36w will be described. The power receiving coils 36u, 36v, 36w are configured in substantially the same manner as the power transmission coils 26u, 26v, 26w.

すなわち、図3に示すように、受電コイル36u,36v,36wは、巻線(例えばリッツ線)が平面状に巻かれることで形成されている角型の平面コイルとなっている。その際、受電コイル36u,36v,36wは、環状に形成されている。各受電コイル36u,36v,36wの形状及び巻き数は同じとされている。 That is, as shown in FIG. 3, the power receiving coils 36u, 36v, 36w are square flat coils formed by winding windings (for example, litz wires) in a plane. At that time, the power receiving coils 36u, 36v, 36w are formed in an annular shape. The shape and the number of turns of each of the power receiving coils 36u, 36v, 36w are the same.

これらの受電コイル36u,36v,36wは、鉄心としてのフェライトコア38上に配置され、固定されている。詳しく説明すると、フェライトコア38は、長方形の平板状に形成されており、その長手方向が車両の進行方向に沿うように配置されている。また、フェライトコア38の短手方向が車両の幅方向となり、かつ、平面が車両の底面に対して平行となるように配置されている。つまり、フェライトコア38の平面が、道路の路面に対向するように配置されている。そして、フェライトコア38上において、受電コイル36u,36v,36wが進行方向(長手方向)に沿って配置されている。その際、受電コイル36u,36v,36wは、フェライトコア38よりも道路側(下側)になるように配置されている。 These power receiving coils 36u, 36v, 36w are arranged and fixed on the ferrite core 38 as an iron core. More specifically, the ferrite core 38 is formed in the shape of a rectangular flat plate, and is arranged so that its longitudinal direction is along the traveling direction of the vehicle. Further, the ferrite core 38 is arranged so that the lateral direction of the ferrite core 38 is the width direction of the vehicle and the plane surface is parallel to the bottom surface of the vehicle. That is, the plane of the ferrite core 38 is arranged so as to face the road surface of the road. Then, on the ferrite core 38, the power receiving coils 36u, 36v, 36w are arranged along the traveling direction (longitudinal direction). At that time, the power receiving coils 36u, 36v, 36w are arranged so as to be on the road side (lower side) of the ferrite core 38.

そして、受電コイル36u,36v,36wは、フェライトコア38上で、長手方向において相互の位置がずれるように配置されている。より詳しくは、受電コイル36u,36v,36wで囲まれた領域が、他の受電コイル36u,36v,36wで囲まれた領域に対して相互に重複するように配置されている。その際、受電コイル36u,36v,36wは、長手方向において等間隔でずれるように配置されている。より詳しくは、電気角で120°ずらして配置されている。なお、本実施形態では、受電コイル36uが長手方向中央に配置されており、受電コイル36v,36wが、受電コイル36uの長手方向両側に配置されている。 The power receiving coils 36u, 36v, 36w are arranged on the ferrite core 38 so as to be displaced from each other in the longitudinal direction. More specifically, the region surrounded by the power receiving coils 36u, 36v, 36w is arranged so as to overlap each other with respect to the region surrounded by the other power receiving coils 36u, 36v, 36w. At that time, the power receiving coils 36u, 36v, 36w are arranged so as to be displaced at equal intervals in the longitudinal direction. More specifically, they are arranged with an electrical angle offset by 120 °. In this embodiment, the power receiving coil 36u is arranged in the center in the longitudinal direction, and the power receiving coils 36v and 36w are arranged on both sides in the longitudinal direction of the power receiving coil 36u.

ところで、送電共振回路24や受電共振回路31において、コイルやコンデンサの端子間電圧(相電圧)が高くなると、高電圧対策が必要となる。特にコイルとコンデンサを直列に接続すると、端子間電圧が上昇しやすくなるために問題となる。また、3相給電では、相間電圧が高くなると、部分放電が発生し、絶縁破壊が生じる可能性があり、絶縁層を厚くする、又は相間距離を離すなどの対策を行う必要がある。 By the way, in the power transmission resonance circuit 24 and the power reception resonance circuit 31, when the voltage (phase voltage) between the terminals of the coil or the capacitor becomes high, it is necessary to take measures against high voltage. In particular, if a coil and a capacitor are connected in series, the voltage between terminals tends to rise, which is a problem. Further, in the three-phase power supply, when the interphase voltage becomes high, partial discharge may occur and dielectric breakdown may occur, so it is necessary to take measures such as thickening the insulating layer or increasing the interphase distance.

ここで、比較例(従来例)を図4に示し、図4に示す回路構成における端子間電圧と、相間電圧について説明する。図4の回路構成では、共振回路は、コイルLu,Lv,Lwと当該コイルLu,Lv,Lwに直列に接続されたコンデンサCu,Cv,Cwとからなり、一端が中性点N0に接続されている。なお、送電側及び受電側のいずれも同様である。 Here, a comparative example (conventional example) is shown in FIG. 4, and the terminal voltage and the phase voltage in the circuit configuration shown in FIG. 4 will be described. In the circuit configuration of FIG. 4, the resonant circuit consists of coils Lu, Lv, Lw and capacitors Cu, Cv, Cw connected in series to the coils Lu, Lv, Lw, one end of which is connected to the neutral point N0. ing. The same applies to both the power transmission side and the power reception side.

この場合、コイルLu,Lv,LwとコンデンサCu,Cv,Cwとの間における接続点Na,Nb,Ncにおける相電圧(U相電圧、V相電圧、W相電圧、いずれもベクトル値)の大きさは、各相同じ値である。なお、位相は120度ずつずれる。この相電圧が、端子間電圧に相当する。そして、相間電圧(U-V相間電圧、V-W相間電圧、W-U相間電圧、いずれもベクトル値)の大きさは、相電圧及び相間電圧の電圧ベクトル図に示すように(図4(b)参照)、相電圧の大きさの√3倍となる。 In this case, the magnitude of the phase voltage (U-phase voltage, V-phase voltage, W-phase voltage, all vector values) at the connection points Na, Nb, Nc between the coil Lu, Lv, Lw and the capacitors Cu, Cv, Cw. Is the same value for each phase. The phase is shifted by 120 degrees. This phase voltage corresponds to the voltage between terminals. The magnitude of the phase-to-phase voltage (U-V phase-to-phase voltage, V-W-phase voltage, WW-U-phase voltage, all of which are vector values) is shown in the voltage vector diagram of the phase voltage and the phase-to-phase voltage (FIG. 4 (FIG. 4). b) See), √3 times the magnitude of the phase voltage.

次に、本実施形態の回路構成における端子間電圧(相電圧)と、相間電圧について図5に基づいて説明する。図5は、送電側共振部20a~20cの回路構成を示す図である。 Next, the terminal voltage (phase voltage) and the phase voltage in the circuit configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a diagram showing a circuit configuration of the power transmission side resonance portions 20a to 20c.

以下の説明では、回路構成において、送電側第1コンデンサ25u,25v,25wと送電コイル26u,26v,26wとの間における接続点を、それぞれ接続点U1,V1,W1と示す。また、送電側第2コンデンサ27u,27v,27wと送電コイル26u,26v,26wとの間における接続点を、それぞれ接続点U2,V2,W2と示す。 In the following description, in the circuit configuration, the connection points between the transmission side first capacitors 25u, 25v, 25w and the transmission coils 26u, 26v, 26w are referred to as connection points U1, V1, W1, respectively. Further, the connection points between the second capacitors 27u, 27v, 27w on the power transmission side and the power transmission coils 26u, 26v, 26w are referred to as connection points U2, V2, W2, respectively.

また、中性点N2に対する接続点U1の電圧(ベクトル値)を、Vu1と示し、中性点N2に対する接続点V1の電圧(ベクトル値)を、Vv1と示し、中性点N2に対する接続点W1の電圧(ベクトル値)を、Vw1と示す。 Further, the voltage (vector value) of the connection point U1 with respect to the neutral point N2 is indicated by Vu1, the voltage (vector value) of the connection point V1 with respect to the neutral point N2 is indicated by Vv1, and the connection point W1 with respect to the neutral point N2 is indicated. The voltage (vector value) of is shown as Vw1.

なお、送電側と受電側の回路構成は同じであるため、送電側のみについて説明し、受電側についてはその説明を省略する。受電側に読み替える場合、送電側第1コンデンサ25u,25v,25wは、受電側第1コンデンサ35u,35v,35wに対応し、送電コイル26u,26v,26wは、受電コイル36u,36v,36wに対応し、送電側第2コンデンサ27u,27v,27wは、受電側第2コンデンサ37u,37v,37wに対応する。また、中性点N2は、中性点N3に対応する。送電側共振部20a~20cは、受電側共振部30a~30cに対応する。 Since the circuit configurations of the power transmission side and the power reception side are the same, only the power transmission side will be described, and the description of the power reception side will be omitted. When read as the power receiving side, the power transmitting side first capacitors 25u, 25v, 25w correspond to the power receiving side first capacitors 35u, 35v, 35w, and the power transmission coils 26u, 26v, 26w correspond to the power receiving coils 36u, 36v, 36w. The second capacitors 27u, 27v, 27w on the power transmission side correspond to the second capacitors 37u, 37v, 37w on the power reception side. Further, the neutral point N2 corresponds to the neutral point N3. The transmission side resonance portions 20a to 20c correspond to the power reception side resonance portions 30a to 30c.

送電側共振部20a~20cでは、送電コイル26u,26v,26wを送電側第1コンデンサ25u,25v,25wと、送電側第2コンデンサ27u,27v,27wとの間に配置し、送電コイル26u,26v,26wを中心として対称に設けている。そして、送電側第1コンデンサ25u,25v,25wと、送電側第2コンデンサ27u,27v,27wのコンデンサ容量は同じである。 In the power transmission side resonance portions 20a to 20c, the power transmission coil 26u, 26v, 26w is arranged between the power transmission side first capacitor 25u, 25v, 25w and the power transmission side second capacitor 27u, 27v, 27w, and the power transmission coil 26u, It is provided symmetrically around 26v and 26w. The first capacitors 25u, 25v, 25w on the power transmission side and the second capacitors 27u, 27v, 27w on the power transmission side have the same capacitor capacities.

このため、送電側第1コンデンサ25u,25v,25wを実際には分割構成されていないものの、回路構成的には、送電コイル26u,26v,26wは、送電コイル26u,26v,26wを1/2に分割した分割コイルL1,L2を直列接続されたものとみなすことができる。 Therefore, although the first capacitors 25u, 25v, 25w on the power transmission side are not actually divided, the power transmission coils 26u, 26v, 26w are 1/2 of the power transmission coils 26u, 26v, 26w in terms of circuit configuration. It can be considered that the divided coils L1 and L2 divided into the above are connected in series.

すなわち、送電側共振部20a~20cは、送電側第1コンデンサ25u,25v,25wと、分割コイルL1と、分割コイルL2と、送電側第2コンデンサ27u,27v,27wと、をこの順番で直列接続されたものとみなすことができる。また、送電側共振部20a~20cの一端(送電側第1コンデンサ25u,25v,25w側の一端)を中性点N2に接続している。そして、中性点N2における電位は0V(基準電位)となる。 That is, in the power transmission side resonance portions 20a to 20c, the power transmission side first capacitors 25u, 25v, 25w, the split coil L1, the split coil L2, and the power transmission side second capacitors 27u, 27v, 27w are connected in series in this order. It can be considered connected. Further, one end of the power transmission side resonance portions 20a to 20c (one end on the power transmission side first capacitors 25u, 25v, 25w side) is connected to the neutral point N2. Then, the potential at the neutral point N2 becomes 0 V (reference potential).

送電側第1コンデンサ25u,25v,25wの電圧と、分割コイルL1の電圧(ベクトル値)は、反転している(180度位相がずれている)。同様に、送電側第2コンデンサ27u,27v,27wの電圧と、分割コイルL2の電圧(ベクトル値)は、反転している(180度位相がずれている)。また、共振時において、電圧の振幅も同一となる。このため、分割コイルL1,L2の中間点H0の電位も0V(基準電位)となり、分割コイルL1の電圧と、分割コイルL2の電圧も、同様に、反転している(180度位相がずれる)ことがわかる。 The voltage of the first capacitor 25u, 25v, 25w on the power transmission side and the voltage (vector value) of the split coil L1 are inverted (out of phase by 180 degrees). Similarly, the voltage of the second power transmission side capacitors 27u, 27v, 27w and the voltage (vector value) of the split coil L2 are inverted (180 degrees out of phase). Further, at the time of resonance, the amplitude of the voltage is also the same. Therefore, the potential at the intermediate point H0 of the split coils L1 and L2 is also 0 V (reference potential), and the voltage of the split coil L1 and the voltage of the split coil L2 are similarly inverted (180 degree out of phase). You can see that.

したがって、中間点H0(基準電位)に対する接続点U1,V1,W1の電圧Vu2,Vv2,Vw2と、中性点N2(基準電位)に対する接続点U1,V1,W1の電圧Vu1,Vv1,Vw1とは数式(6)~(10)のような関係にある。なお、中間点H0に対する接続点U1の電圧(ベクトル値)を、Vu2と示し、中間点H0に対する接続点V1の電圧(ベクトル値)を、Vv2と示し、中間点H0に対する接続点W1の電圧(ベクトル値)を、Vw2と示す。 Therefore, the voltages Vu2, Vv2, Vw2 of the connection points U1, V1, W1 with respect to the intermediate point H0 (reference potential) and the voltages Vu1, Vv1, Vw1 of the connection points U1, V1, W1 with respect to the neutral point N2 (reference potential). Have a relationship as shown in the equations (6) to (10). The voltage (vector value) of the connection point U1 with respect to the intermediate point H0 is indicated by Vu2, the voltage (vector value) of the connection point V1 with respect to the intermediate point H0 is indicated by Vv2, and the voltage of the connection point W1 with respect to the intermediate point H0 (the voltage of the connection point W1 with respect to the intermediate point H0). Vector value) is shown as Vw2.

-Vu1=Vu2・・・(6)
-Vv1=Vv2・・・(7)
-Vw1=Vw2・・・(8)
-Vu1-Vv1-Vw1=0・・・(9)
Vu2+Vv2+Vw2=0・・・(10)
よって、接続点U1に対する接続点U2の電圧であるU相の相電圧(ベクトル値)Pu,接続点V1に対する接続点V2の電圧であるV相の相電圧(ベクトル値)Pv,接続点W1に対する接続点W2の電圧であるW相の相電圧(ベクトル値)Pwは、数式(11)~(16)及び図5(b)に示すようになる。なお、中間点H0に対する接続点U2の電圧ベクトルを、Vu3と示し、中間点H0に対する接続点V2の電圧ベクトルを、Vv3と示し、中間点H0に対する接続点W2の電圧ベクトルを、Vw3と示す。
-Vu1 = Vu2 ... (6)
-Vv1 = Vv2 ... (7)
-Vw1 = Vw2 ... (8)
-Vu1-Vv1-Vw1 = 0 ... (9)
Vu2 + Vv2 + Vw2 = 0 ... (10)
Therefore, the phase voltage (vector value) Pu of the U phase, which is the voltage of the connection point U2 with respect to the connection point U1, the phase voltage (vector value) Pv of the V phase, which is the voltage of the connection point V2 with respect to the connection point V1, and the connection point W1. The phase voltage (vector value) Pw of the W phase, which is the voltage of the connection point W2, is as shown in Equations (11) to (16) and FIG. 5 (b). The voltage vector of the connection point U2 with respect to the intermediate point H0 is indicated by Vu3, the voltage vector of the connection point V2 with respect to the intermediate point H0 is indicated by Vv3, and the voltage vector of the connection point W2 with respect to the intermediate point H0 is indicated by Vw3.

Pu=Vu3-Vu2・・・(11)
Pv=Vv3-Vv2・・・(12)
Pw=Vw3-Vw2・・・(13)
Vu3=-Vu2・・・(14)
Vv3=-Vv2・・・(15)
Vw3=-Vw2・・・(16)
従って、数式(11)~(16)及び図5(b)に示すように、相電圧Pu,Pv,Pwの大きさは、同じとなる。そして、数式(11)~(16)及び図5(b)に示す電圧ベクトル図に基づいて、接続点U1-接続点V1間の相間電圧Puv1は、数式(17)及び図5(b)に示すようになる。接続点U2-接続点V2間の相間電圧Puv2は、数式(18)及び図5(b)に示すようになる。接続点V1-接続点W1間の相間電圧Pvw1は、数式(19)及び図5(b)に示すようになる。接続点V2-接続点W2間の相間電圧Pvw2は、数式(20)及び図5(b)に示すようになる。接続点W1-接続点U1間の相間電圧Pwu1は、数式(21)及び図5(b)に示すようになる。接続点W2-接続点U2間の相間電圧Pwu2は、数式(22)及び図5(b)に示すようになる。
Pu = Vu3-Vu2 ... (11)
Pv = Vv3-Vv2 ... (12)
Pw = Vw3-Vw2 ... (13)
Vu3 = -Vu2 ... (14)
Vv3 = -Vv2 ... (15)
Vw3 = -Vw2 ... (16)
Therefore, as shown in Equations (11) to (16) and FIG. 5 (b), the magnitudes of the phase voltages Pu, Pv, and Pw are the same. Then, based on the voltage vector diagrams shown in the equations (11) to (16) and FIG. 5 (b), the interphase voltage Puv1 between the connection point U1 and the connection point V1 is shown in the equations (17) and 5 (b). Will be shown. The interphase voltage Puv2 between the connection point U2- and the connection point V2 is as shown in the equation (18) and FIG. 5 (b). The interphase voltage Pvw1 between the connection point V1 and the connection point W1 is as shown in Equation (19) and FIG. 5 (b). The interphase voltage Pvw2 between the connection point V2- and the connection point W2 is as shown in the equation (20) and FIG. 5 (b). The interphase voltage Pwoo1 between the connection point W1 and the connection point U1 is as shown in the equation (21) and FIG. 5 (b). The interphase voltage Pwoo2 between the connection point W2- and the connection point U2 is as shown in the equation (22) and FIG. 5 (b).

Puv1=Vu2-Vv2・・・(17)
Puv2=Vu3-Vv3・・・(18)
Pvw1=Vv2-Vw2・・・(19)
Pvw2=Vv3-Vw3・・・(20)
Pwu1=Vw2-Vu2・・・(21)
Pwu2=Vw3-Vu3・・・(22)
したがって、数式(17)~(22)及び図5(b)に示すように、相間電圧Puv1,Puv2,Pvw1,Pvw2,Pwu1,Pwu2の大きさは、同じとなる。また、相間電圧Puv1,Puv2,Pvw1,Pvw2,Pwu1,Pwu2の大きさは、相電圧Pu,Pv,Pwの大きさの1/2×√3倍となる。例えば、相間電圧Puv1の大きさは、数式(23)に示すように、相電圧Puの大きさの1/2×√3倍となる。つまり、理論上、相間電圧を半減することができる。
Puv1 = Vu2-Vv2 ... (17)
Puv2 = Vu3-Vv3 ... (18)
Pvw1 = Vv2-Vw2 ... (19)
Pvw2 = Vv3-Vw3 ... (20)
Pwoo1 = Vw2-Vu2 ... (21)
Pw2 = Vw3-Vu3 ... (22)
Therefore, as shown in Equations (17) to (22) and FIG. 5 (b), the magnitudes of the interphase voltages Puv1, Puv2, Pvw1, Pvw2, Pwoo1, and Pwoo2 are the same. Further, the magnitude of the interphase voltage Puv1, Puv2, Pvw1, Pvw2, Pwoo1, Pwoo2 is 1/2 × √3 times the magnitude of the phase voltage Pu, Pv, Pw. For example, the magnitude of the phase voltage Puv1 is 1/2 × √3 times the magnitude of the phase voltage Pu, as shown in the equation (23). That is, in theory, the interphase voltage can be halved.

|Puv1|=|Pu|×1/2×√3・・・(23)
次に、本実施形態の回路構成による作用及び効果について説明する。図6(a)に、比較例の回路構成(図4参照)における相間電位差(相間電圧)を示し、図6(b)に、本実施形態の回路構成(図1参照)における相間電位差(相間電圧)を示す。また、図6(c)に、比較例の回路構成における最大相間電位差(最大相間電圧)と、本実施形態の回路構成における最大相間電位差(最大相間電圧)との比較を示す。
| Puv1 | = | Pu | × 1/2 × √3 ・ ・ ・ (23)
Next, the operation and effect of the circuit configuration of this embodiment will be described. FIG. 6A shows the phase-to-phase potential difference (phase-to-phase voltage) in the circuit configuration of the comparative example (see FIG. 4), and FIG. 6 (b) shows the phase-to-phase potential difference (phase-to-phase) in the circuit configuration of the present embodiment (see FIG. 1). Voltage) is shown. Further, FIG. 6C shows a comparison between the maximum phase-to-phase potential difference (maximum phase-to-phase voltage) in the circuit configuration of the comparative example and the maximum-phase potential difference (maximum-phase voltage) in the circuit configuration of the present embodiment.

図6に示すように、本実施形態の回路構成にすることにより、比較例の回路構成に比較して、送電側及び受電側のいずれにおいても、相間電圧を低減することができる。また、図6(c)に示すように、最大相間電圧を46パーセント低減することができる。これにより送電コイル26u,26v,26wの絶縁層の厚さを低減することができる。受電コイル36u,36v,36wの絶縁層の厚さも同様に、低減することができる。なお、相間電圧にばらつきが生じるのは距離の違いによる相互インダクタンスに起因するものである。 As shown in FIG. 6, by adopting the circuit configuration of the present embodiment, the interphase voltage can be reduced on both the power transmission side and the power reception side as compared with the circuit configuration of the comparative example. Also, as shown in FIG. 6 (c), the maximum interphase voltage can be reduced by 46 percent. As a result, the thickness of the insulating layer of the power transmission coils 26u, 26v, 26w can be reduced. Similarly, the thickness of the insulating layer of the power receiving coils 36u, 36v, 36w can be reduced. It should be noted that the variation in the interphase voltage is due to the mutual inductance due to the difference in distance.

また、送電コイル26u,26v,26w及び受電コイル36u,36v,36wを実際に分割構成しているわけではないので、結線が容易となっている。 Further, since the power transmission coils 26u, 26v, 26w and the power reception coils 36u, 36v, 36w are not actually divided and configured, the wiring is easy.

(第2実施形態)
上記第1実施形態において、次のように構成を変更してもよい。以下、第2実施形態では、主に、上記各実施形態で説明した構成に対する相違部分について説明する。また、第2実施形態では、非接触給電システム10の基本構成として、第1実施形態のものを例に説明する。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, the configuration may be changed as follows. Hereinafter, in the second embodiment, differences from the configurations described in each of the above embodiments will be mainly described. Further, in the second embodiment, the basic configuration of the non-contact power feeding system 10 will be described by taking the one of the first embodiment as an example.

図7に示すように、第2実施形態における送電装置120及び受電装置130は、2相給電を実施可能とすべく、それぞれ2相(U相、V相)のコイルを有する。 As shown in FIG. 7, the power transmission device 120 and the power reception device 130 in the second embodiment have two-phase (U-phase, V-phase) coils, respectively, so as to enable two-phase power supply.

まず、送電装置120について説明する。第2実施形態のインバータ回路22は、第1実施形態と同様に構成されており、直流電流を、U相、V相の2相の交流電力(2相交流電流)に変換する。第2実施形態の送電共振回路124は、送電フィルタ回路23から入力した交流電力を受電装置130に対して出力する回路(送電部)である。送電共振回路124は、各相ごとに、送電側の第1コンデンサとしての送電側第1コンデンサ125u,125vと、送電コイル126u,126vと、送電側の第2コンデンサとしての送電側第2コンデンサ127u,127vと、が直列接続された送電側共振部120a,120bを備えている。 First, the power transmission device 120 will be described. The inverter circuit 22 of the second embodiment is configured in the same manner as in the first embodiment, and converts a direct current into two-phase alternating current (two-phase alternating current) of U phase and V phase. The power transmission resonance circuit 124 of the second embodiment is a circuit (power transmission unit) that outputs AC power input from the power transmission filter circuit 23 to the power receiving device 130. The power transmission resonance circuit 124 includes a power transmission side first capacitor 125u, 125v as a power transmission side first capacitor, a power transmission coil 126u, 126v, and a power transmission side second capacitor 127u as a power transmission side second capacitor for each phase. , 127v and the transmission side resonance portions 120a and 120b are connected in series.

U相の送電側共振部120aの一端は、送電フィルタ回路23を介して、インバータ回路22のU相における中間接続点(上アームスイッチSpと下アームスイッチSnとの間の接続点)に接続されており、他端は、接続点N12に接続されている。V相の送電側共振部120bの一端は、送電フィルタ回路23を介して、インバータ回路22のV相における中間接続点に接続されており、他端は、接続点N12に接続されている。そして、接続点N12は、送電フィルタ回路23を介さずに、インバータ回路22において、U相及びV相以外の中間接続点に接続されている。 One end of the power transmission side resonance portion 120a of the U phase is connected to an intermediate connection point (connection point between the upper arm switch Sp and the lower arm switch Sn) in the U phase of the inverter circuit 22 via the power transmission filter circuit 23. The other end is connected to the connection point N12. One end of the V-phase power transmission side resonance portion 120b is connected to the intermediate connection point in the V phase of the inverter circuit 22 via the power transmission filter circuit 23, and the other end is connected to the connection point N12. The connection point N12 is connected to an intermediate connection point other than the U phase and the V phase in the inverter circuit 22 without going through the power transmission filter circuit 23.

送電側第1コンデンサ125u,125vと、送電側第2コンデンサ127u,127vのコンデンサ容量は同じとなるように設定されている。そして、相互インダクタンスを考慮した場合に、力率補償するため(力率を最大にするため)に、数式(31)~(33)に示すようにそのコンデンサ容量が設定されている。 The capacitor capacities of the first power transmission side capacitors 125u and 125v and the second power transmission side capacitors 127u and 127v are set to be the same. When mutual inductance is taken into consideration, the capacitor capacity is set as shown in the equations (31) to (33) in order to compensate for the power factor (to maximize the power factor).

なお、数式において、送電側第1コンデンサ125uのコンデンサ容量をCsu11とし、送電側第2コンデンサ127uのコンデンサ容量をCsu12とする。また、送電側第1コンデンサ125vのコンデンサ容量をCsv11とし、送電側第2コンデンサ127vのコンデンサ容量をCsv12とする。また、数式において、送電コイル126uの自己インダクタンスをLu11とし、送電コイル126vの自己インダクタンスをLv11としている。また、インバータ駆動周波数をfとし、共振電気角周波数をωとしている。

Figure 0007018467000002
In the formula, the capacitor capacity of the first capacitor 125u on the power transmission side is Csu11, and the capacitor capacity of the second capacitor 127u on the power transmission side is Csu12. Further, the capacitor capacity of the first capacitor 125v on the power transmission side is Csv11, and the capacitor capacity of the second capacitor 127v on the power transmission side is Csv12. Further, in the mathematical formula, the self-inductance of the power transmission coil 126u is set to Lu11, and the self-inductance of the power transmission coil 126v is set to Lv11. Further, the inverter drive frequency is set to f, and the resonant electric angular frequency is set to ω.
Figure 0007018467000002

第2実施形態の受電装置130について説明する。第2実施形態の受電共振回路131は、送電共振回路124と同一の構成となっており、送電共振回路124に対して磁場共鳴可能に構成されている。 The power receiving device 130 of the second embodiment will be described. The power receiving resonance circuit 131 of the second embodiment has the same configuration as the power transmission resonance circuit 124, and is configured to be able to resonate with the power transmission resonance circuit 124 in a magnetic field.

すなわち、受電共振回路131は、各相ごとに、受電側の第1コンデンサとしての受電側第1コンデンサ135u,135vと、受電コイル136u,136vと、受電側の第2コンデンサとしての受電側第2コンデンサ137u,137vと、が直列接続された受電側共振部130a,130bを備えている。受電側共振部130a,130bの一端は、接続点N13に接続され、他端は、受電フィルタ回路32に接続されている。また、接続点N13は、受電フィルタ回路32を介さずに、整流回路33に接続されている。この受電共振回路131と送電共振回路124との共振周波数は同一に設定されている。 That is, in each phase, the power receiving resonance circuit 131 has a power receiving side first capacitor 135u, 135v as a power receiving side first capacitor, a power receiving coil 136u, 136v, and a power receiving side second capacitor as a power receiving side second capacitor. The capacitors 137u and 137v are connected in series to the receiving side resonance portions 130a and 130b. One end of the power receiving side resonance portions 130a and 130b is connected to the connection point N13, and the other end is connected to the power receiving filter circuit 32. Further, the connection point N13 is connected to the rectifier circuit 33 without going through the power receiving filter circuit 32. The resonance frequencies of the power receiving resonance circuit 131 and the power transmission resonance circuit 124 are set to be the same.

受電側第1コンデンサ135u,135vと、受電側第2コンデンサ137u,137vのコンデンサ容量は同じとなるように設定されている。また、送電装置120と同様に、相互インダクタンスを考慮した場合に、力率補償するため(力率を最大にするため)に、数式(31)~(33)に示すようにそのコンデンサ容量が設定されている。なお、数式において、Csu11,Csu12,Csv11,Csv12,Lu11,Lv11は、それぞれ受電装置130のものとして対応させて読み替える。 The capacitor capacities of the first capacitors 135u and 135v on the power receiving side and the second capacitors 137u and 137v on the power receiving side are set to be the same. Further, as in the case of the power transmission device 120, the capacitor capacity is set as shown in equations (31) to (33) in order to compensate for the power factor (to maximize the power factor) when mutual inductance is taken into consideration. Has been done. In the mathematical formula, Csu11, Csu12, Csv11, Csv12, Lu11, and Lv11 are read as corresponding to those of the power receiving device 130, respectively.

上記構成によれば、送電装置120及び受電装置130の相対位置が磁場共鳴可能な位置にある状況において、交流電力が送電共振回路124に入力された場合、送電コイル126u,126vと、受電コイル136u,136vと、が磁場共鳴する。これにより、受電装置130は、送電装置120からエネルギーの一部を受け取る。すなわち、交流電力を受電する。なお、本実施形態では、説明の都合上、送電装置120及び受電装置130の相対位置が磁場共鳴可能な位置にあることを前提とする。 According to the above configuration, when AC power is input to the transmission resonance circuit 124 in a situation where the relative positions of the transmission device 120 and the power reception device 130 are in a position where magnetic resonance is possible, the transmission coils 126u and 126v and the power reception coil 136u , 136v and magnetically resonate. As a result, the power receiving device 130 receives a part of energy from the power transmitting device 120. That is, it receives AC power. In this embodiment, for convenience of explanation, it is assumed that the relative positions of the power transmitting device 120 and the power receiving device 130 are in positions where magnetic field resonance is possible.

次に、送電コイル126u,126v及び受電コイル136u,136vの機械的構成について説明する。図8は、送電コイル126u,126vを上面側(車両側、受電側)から見た平面図である。なお、受電コイル136u,136vの機械的構成は、送電コイル126u,126vと同様であるため、図及び詳細な説明を省略する。 Next, the mechanical configurations of the power transmission coils 126u and 126v and the power reception coils 136u and 136v will be described. FIG. 8 is a plan view of the power transmission coils 126u and 126v as viewed from the upper surface side (vehicle side, power receiving side). Since the mechanical configurations of the power receiving coils 136u and 136v are the same as those of the power transmission coils 126u and 126v, the drawings and detailed description thereof will be omitted.

図8に示すように、送電コイル126u,126vは、巻線(例えばリッツ線)が平面状に巻かれることで形成されている角型の平面コイルとなっている。その際、送電コイル126u,126vは、環状に形成されている。各送電コイル126u,126vの形状及び巻き数は同じとされている。 As shown in FIG. 8, the power transmission coils 126u and 126v are square flat coils formed by winding windings (for example, litz wires) in a plane. At that time, the power transmission coils 126u and 126v are formed in an annular shape. The shape and number of turns of each power transmission coil 126u and 126v are the same.

これらの送電コイル126u,126vは、鉄心としてのフェライトコア128上に配置され、固定されている。そして、フェライトコア128の平面上において、送電コイル126u,126vが長手方向に沿って配置されている。その際、送電コイル126u,126vは、フェライトコア128よりも車両側(上側)になるように配置されている。 These power transmission coils 126u and 126v are arranged and fixed on the ferrite core 128 as an iron core. The power transmission coils 126u and 126v are arranged along the longitudinal direction on the plane of the ferrite core 128. At that time, the power transmission coils 126u and 126v are arranged so as to be on the vehicle side (upper side) of the ferrite core 128.

そして、送電コイル126u,126vは、フェライトコア128上で、長手方向において相互の位置がずれるように配置されている。より詳しくは、送電コイル126u,126vで囲まれた領域が、他の送電コイル126u,126vで囲まれた領域に対して相互に重複するように配置されている。その際、送電コイル126u,126vは、長手方向において電気角で所定角度ずれるように配置されている。より詳しくは、電気角で90°ずらして配置されている。 The power transmission coils 126u and 126v are arranged on the ferrite core 128 so as to be displaced from each other in the longitudinal direction. More specifically, the region surrounded by the power transmission coils 126u, 126v is arranged so as to overlap each other with respect to the region surrounded by the other power transmission coils 126u, 126v. At that time, the power transmission coils 126u and 126v are arranged so as to deviate from each other by a predetermined angle in the longitudinal direction. More specifically, they are arranged with an electrical angle offset by 90 °.

ところで、送電共振回路124や受電共振回路131では、第1実施形態と同様に、端子間電圧や相間電圧を低減させることが望まれている。ここで、図9に比較例を示し、図9の回路構成における端子間電圧と、相間電圧について説明する。図9の回路構成では、共振回路は、コイルLu,Lvと当該コイルLu,Lvに直列に接続されたコンデンサCu,Cvとからなり、一端が接続点N10に接続されている。なお、送電側及び受電側のいずれも同様である。 By the way, in the power transmission resonance circuit 124 and the power reception resonance circuit 131, it is desired to reduce the terminal voltage and the phase voltage as in the first embodiment. Here, a comparative example is shown in FIG. 9, and the terminal voltage and the phase voltage in the circuit configuration of FIG. 9 will be described. In the circuit configuration of FIG. 9, the resonant circuit consists of coils Lu, Lv and capacitors Cu, Cv connected in series with the coils Lu, Lv, and one end thereof is connected to the connection point N10. The same applies to both the power transmission side and the power reception side.

この場合、コイルLu,LvとコンデンサCu,Cvとの間における接続点Na,Nbにおける相電圧(U相電圧、V相電圧、いずれもベクトル値)の大きさは、各相同じ値である。なお、2相給電の場合、位相は90度ずれる。この相電圧が、端子間電圧に相当する。そして、相間電圧(U-V相間電圧、ベクトル値)の大きさは、相電圧及び相間電圧の電圧ベクトル図に示すように(図9(b)参照)、相電圧の大きさの√2倍となる。 In this case, the magnitude of the phase voltage (U-phase voltage, V-phase voltage, both vector values) at the connection points Na and Nb between the coils Lu and Lv and the capacitors Cu and Cv is the same value for each phase. In the case of two-phase feeding, the phase is shifted by 90 degrees. This phase voltage corresponds to the voltage between terminals. The magnitude of the phase voltage (UV-phase voltage, vector value) is √2 times the magnitude of the phase voltage as shown in the voltage vector diagram of the phase voltage and the phase voltage (see FIG. 9B). Will be.

次に、第2実施形態の回路構成における端子間電圧(相電圧)と、相間電圧について図10に基づいて説明する。図10(a)は、送電側共振部120a,120bの回路構成を示す図である。 Next, the terminal voltage (phase voltage) and the phase voltage in the circuit configuration of the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10A is a diagram showing a circuit configuration of the power transmission side resonance portions 120a and 120b.

第2実施形態では、回路構成において、送電側第1コンデンサ125u,125vと送電コイル126u,126vとの間における接続点を、それぞれ接続点U1,V1と示す。また、送電側第2コンデンサ127u,127vと送電コイル126u,126vとの間における接続点を、それぞれ接続点U2,V2と示す。また、接続点N12に対する接続点U1の電圧(ベクトル値)を、Vu11と示し、接続点N12に対する接続点V1の電圧(ベクトル値)を、Vv11と示す。 In the second embodiment, in the circuit configuration, the connection points between the transmission side first capacitors 125u and 125v and the transmission coils 126u and 126v are referred to as connection points U1 and V1, respectively. Further, the connection points between the second power transmission side capacitors 127u and 127v and the power transmission coils 126u and 126v are referred to as connection points U2 and V2, respectively. Further, the voltage (vector value) of the connection point U1 with respect to the connection point N12 is indicated by Vu11, and the voltage (vector value) of the connection point V1 with respect to the connection point N12 is indicated by Vv11.

なお、送電側と受電側の回路構成は同じであるため、送電側のみについて説明し、受電側についてはその説明を省略する。受電側に読み替える場合、送電側第1コンデンサ125u,125vは、受電側第1コンデンサ135u,135vに対応し、送電コイル126u,126vは、受電コイル136u,136vに対応し、送電側第2コンデンサ127u,127vは、受電側第2コンデンサ137u,137vに対応する。また、接続点N12は、接続点N13に対応する。送電側共振部120a,120bは、受電側共振部130a,130bに対応する。 Since the circuit configurations of the power transmission side and the power reception side are the same, only the power transmission side will be described, and the description of the power reception side will be omitted. When read as the power receiving side, the power transmission side first capacitors 125u and 125v correspond to the power receiving side first capacitors 135u and 135v, and the power transmission coils 126u and 126v correspond to the power receiving coils 136u and 136v, and the power transmission side second capacitors 127u. , 127v correspond to the second capacitors 137u and 137v on the power receiving side. Further, the connection point N12 corresponds to the connection point N13. The power transmission side resonance portions 120a and 120b correspond to the power reception side resonance portions 130a and 130b.

送電側共振部120a,120bでは、送電コイル126u,126vを送電側第1コンデンサ125u,125vと、送電側第2コンデンサ127u,127vとの間に配置し、送電コイル126u,126vを中心として対称に設けている。そして、送電側第1コンデンサ125u,125vと、送電側第2コンデンサ127u,127vのコンデンサ容量は同じとなるように設定されている。 In the power transmission side resonance portions 120a and 120b, the power transmission coils 126u and 126v are arranged between the power transmission side first capacitors 125u and 125v and the power transmission side second capacitors 127u and 127v, and are symmetrical about the power transmission coils 126u and 126v. It is provided. The capacitor capacities of the first power transmission side capacitors 125u and 125v and the second power transmission side capacitors 127u and 127v are set to be the same.

このため、送電側第1コンデンサ125u,125vを実際には分割構成されていないものの、回路構成的には、送電コイル126u,126vは、送電コイル126u,126vを1/2に分割した分割コイルL11,L12を直列接続されたものとみなすことができる。 Therefore, although the first capacitors 125u and 125v on the power transmission side are not actually divided, in terms of circuit configuration, the power transmission coils 126u and 126v are divided coils L11 in which the power transmission coils 126u and 126v are divided into 1/2. , L12 can be regarded as connected in series.

すなわち、送電側共振部120a,120bは、送電側第1コンデンサ125u,125vと、分割コイルL11と、分割コイルL12と、送電側第2コンデンサ127u,127vと、をこの順番で直列接続されたものとみなすことができる。また、送電側共振部120a,120bの一端(送電側第1コンデンサ125u,125v側の一端)を接続点N12に接続している。 That is, in the power transmission side resonance portions 120a and 120b, the power transmission side first capacitors 125u and 125v, the split coil L11, the split coil L12, and the power transmission side second capacitors 127u and 127v are connected in series in this order. Can be regarded as. Further, one end of the transmission side resonance portions 120a and 120b (one end on the transmission side first capacitor 125u and 125v side) is connected to the connection point N12.

送電側第1コンデンサ125u,125vの電圧と、分割コイルL11の電圧(ベクトル値)は、反転している(180度位相がずれている)。同様に、送電側第2コンデンサ127u,127vの電圧と、分割コイルL12の電圧(ベクトル値)は、反転している(180度位相がずれている)。また、共振時において、電圧の振幅も同一となる。このため、分割コイルL11,L12の中間点H10の電位は、接続点N12と同電位となり、分割コイルL11の電圧と、分割コイルL12の電圧も、同様に、反転している(180度位相がずれる)ことがわかる。 The voltage of the first capacitors 125u and 125v on the power transmission side and the voltage (vector value) of the split coil L11 are inverted (out of phase by 180 degrees). Similarly, the voltage of the second power transmission side capacitors 127u and 127v and the voltage (vector value) of the split coil L12 are inverted (180 degrees out of phase). Further, at the time of resonance, the amplitude of the voltage is also the same. Therefore, the potential of the intermediate point H10 of the divided coils L11 and L12 becomes the same potential as the connection point N12, and the voltage of the divided coil L11 and the voltage of the divided coil L12 are also inverted (180 degree phase is inverted). It turns out that it shifts).

したがって、中間点H10(基準電位)に対する接続点U1,V1の電圧Vu12,Vv12と、接続点N12(基準電位)に対する接続点U1,V1の電圧Vu11,Vv11とは数式(34)~(35)のような関係にある。なお、中間点H10に対する接続点U1の電圧(ベクトル値)を、Vu12と示し、中間点H10に対する接続点V1の電圧(ベクトル値)を、Vv12と示す。 Therefore, the voltages Vu12 and Vv12 of the connection points U1 and V1 with respect to the intermediate point H10 (reference potential) and the voltages Vu11 and Vv11 of the connection points U1 and V1 with respect to the connection point N12 (reference potential) are mathematical formulas (34) to (35). There is a relationship like. The voltage (vector value) of the connection point U1 with respect to the intermediate point H10 is indicated by Vu12, and the voltage (vector value) of the connection point V1 with respect to the intermediate point H10 is indicated by Vv12.

-Vu11=Vu12・・・(34)
-Vv11=Vv12・・・(35)
よって、接続点U1に対する接続点U2の電圧であるU相の相電圧(ベクトル値)Pu,接続点V1に対する接続点V2の電圧であるV相の相電圧(ベクトル値)Pvは、数式(36)~(39)及び図10(b)に示すようになる。なお、中間点H10に対する接続点U2の電圧ベクトルを、Vu13と示し、中間点H10に対する接続点V2の電圧ベクトルを、Vv13と示す。
-Vu11 = Vu12 ... (34)
-Vv11 = Vv12 ... (35)
Therefore, the phase voltage (vector value) Pv of the U phase, which is the voltage of the connection point U2 with respect to the connection point U1, and the phase voltage (vector value) Pv of the V phase, which is the voltage of the connection point V2 with respect to the connection point V1, are given by the equation (36). )-(39) and FIG. 10 (b). The voltage vector of the connection point U2 with respect to the intermediate point H10 is indicated by Vu13, and the voltage vector of the connection point V2 with respect to the intermediate point H10 is indicated by Vv13.

Pu=Vu13-Vu12・・・(36)
Pv=Vv13-Vv12・・・(37)
Vu13=-Vu12・・・(38)
Vv13=-Vv12・・・(39)
従って、数式(36)~(39)及び図10(b)に示すように、相電圧Pu,Pvの大きさは、同じとなる。そして、数式(36)~(39)及び図10(b)に示す電圧ベクトル図に基づいて、接続点U1-接続点V1間の相間電圧Puv11は、数式(40)及び図10(b)に示すようになる。接続点U2-接続点V2間の相間電圧Puv12は、数式(41)及び図10(b)に示すようになる。
Pu = Vu13-Vu12 ... (36)
Pv = Vv13-Vv12 ... (37)
Vu13 = -Vu12 ... (38)
Vv13 = -Vv12 ... (39)
Therefore, as shown in Equations (36) to (39) and FIG. 10 (b), the magnitudes of the phase voltages Pu and Pv are the same. Then, based on the voltage vector diagrams shown in the equations (36) to (39) and FIG. 10 (b), the interphase voltage Puv 11 between the connection point U1 and the connection point V1 is shown in the equations (40) and 10 (b). Will be shown. The interphase voltage Puv12 between the connection point U2- and the connection point V2 is as shown in Equation (41) and FIG. 10 (b).

Puv11=Vu12-Vv12・・・(40)
Puv12=Vu13-Vv13・・・(41)
したがって、数式(36)~(41)及び図10(b)に示すように、相間電圧Puv11,Puv12の大きさは、同じとなる。また、相間電圧Puv11,Puv12の大きさは、相電圧Pu,Pvの大きさの1/2×√2倍となる。例えば、相間電圧Puv11の大きさは、数式(42)に示すように、相電圧Puの大きさの1/2×√2倍となる。つまり、理論上、相間電圧を半減することができる。
Puv11 = Vu12-Vv12 ... (40)
Puv12 = Vu13-Vv13 ... (41)
Therefore, as shown in Equations (36) to (41) and FIG. 10 (b), the magnitudes of the interphase voltages Puv11 and Puv12 are the same. Further, the magnitude of the interphase voltages Puv11 and Puv12 is 1/2 × √2 times the magnitude of the phase voltages Pu and Pv. For example, the magnitude of the phase voltage Puv11 is 1/2 × √2 times the magnitude of the phase voltage Pu, as shown in the equation (42). That is, in theory, the interphase voltage can be halved.

|Puv1|=|Pu|×1/2×√2・・・(42)
次に、第2実施形態の回路構成による作用及び効果について説明する。第2実施形態の回路構成にすることにより、図9の回路構成に比較して、送電側及び受電側のいずれにおいても、相間電圧を低減することができる。具体的には、最大相間電圧を50パーセント低減することができる。これにより送電コイル126u,126vの絶縁層の厚さを低減することができる。受電コイル136u,136vの絶縁層の厚さも同様に、低減することができる。また、送電コイル126u,126v及び受電コイル136u,136vを実際に分割構成しているわけではないので、結線が容易となっている。
| Puv1 | = | Pu | × 1/2 × √2 ・ ・ ・ (42)
Next, the operation and effect of the circuit configuration of the second embodiment will be described. By adopting the circuit configuration of the second embodiment, the interphase voltage can be reduced on both the power transmission side and the power reception side as compared with the circuit configuration of FIG. Specifically, the maximum interphase voltage can be reduced by 50 percent. As a result, the thickness of the insulating layer of the power transmission coils 126u and 126v can be reduced. Similarly, the thickness of the insulating layer of the power receiving coils 136u and 136v can be reduced. Further, since the power transmission coils 126u and 126v and the power reception coils 136u and 136v are not actually divided and configured, the wiring is easy.

(第3実施形態)
上記第1実施形態において、次のように構成を変更してもよい。以下、第3実施形態では、主に、上記各実施形態で説明した構成に対する相違部分について説明する。また、第3実施形態では、非接触給電システム10の基本構成として、第1実施形態のものを例に説明する。
(Third Embodiment)
In the first embodiment, the configuration may be changed as follows. Hereinafter, in the third embodiment, differences from the configurations described in each of the above embodiments will be mainly described. Further, in the third embodiment, the basic configuration of the non-contact power feeding system 10 will be described by taking the one of the first embodiment as an example.

第1実施形態において、送電側共振部20a~20c(及び受電側共振部30a~30c)は、いわゆるスター結線されていたが、図11(a)に示すように、デルタ結線を行ってもよい。すなわち、送電側共振部20aの一端を、送電側共振部20bの一端に接続し、他端を、送電側共振部20cの一端に接続する。そして、送電側共振部20bの他端と、送電側共振部20cの他端を接続する。また、各送電側共振部20a~20cの一端を、送電フィルタ回路23を介して、インバータ回路22に接続する。より詳しくは、各送電側共振部20a~20cの一端を、インバータ回路22の各相における中間接続点に接続する。受電装置30も同様である。 In the first embodiment, the power transmission side resonance portions 20a to 20c (and the power reception side resonance portions 30a to 30c) are so-called star-connected, but as shown in FIG. 11A, delta connection may be performed. .. That is, one end of the power transmission side resonance portion 20a is connected to one end of the power transmission side resonance portion 20b, and the other end is connected to one end of the power transmission side resonance portion 20c. Then, the other end of the power transmission side resonance portion 20b and the other end of the power transmission side resonance portion 20c are connected. Further, one end of each transmission side resonance portion 20a to 20c is connected to the inverter circuit 22 via the power transmission filter circuit 23. More specifically, one end of each transmission side resonance portion 20a to 20c is connected to an intermediate connection point in each phase of the inverter circuit 22. The same applies to the power receiving device 30.

デルタ結線が行われる場合も、送電共振回路24や受電共振回路31では、第1実施形態と同様に、相間電圧などを低減させることが望まれている。ここで、図12(a)に比較例を示し、図12(a)のデルタ結線がされた回路構成における端子間電圧と、相間電圧について説明する。図12(a)の回路構成では、共振回路は、コイルLu,Lv,Lwと当該コイルLu,Lv,Lwに直列に接続されたコンデンサCu,Cv,Cwとからなり、これらがデルタ結線されている。なお、送電側及び受電側のいずれも同様である。 Even when the delta connection is performed, it is desired that the power transmission resonance circuit 24 and the power reception resonance circuit 31 reduce the interphase voltage and the like as in the first embodiment. Here, a comparative example is shown in FIG. 12 (a), and the terminal voltage and the phase voltage in the circuit configuration with the delta connection of FIG. 12 (a) will be described. In the circuit configuration of FIG. 12A, the resonant circuit consists of coils Lu, Lv, Lw and capacitors Cu, Cv, Cw connected in series to the coils Lu, Lv, Lw, and these are delta-connected. There is. The same applies to both the power transmission side and the power reception side.

この場合、コイルLu,Lv,LwとコンデンサCu,Cv,Cwとの間における接続点Na,Nb,Ncにおける相電圧(U相電圧、V相電圧、W相電圧、いずれもベクトル値)の大きさは、各相同じ値である。なお、位相は120度ずつずれる。この相電圧が、端子間電圧に相当する。そして、相間電圧(U-V相間電圧、V-W相間電圧、W-U相間電圧、いずれもベクトル値)の大きさは、相電圧及び相間電圧の電圧ベクトル図に示すように(図12(b)参照)、相電圧の大きさの√3倍となる。 In this case, the magnitude of the phase voltage (U-phase voltage, V-phase voltage, W-phase voltage, all vector values) at the connection points Na, Nb, Nc between the coil Lu, Lv, Lw and the capacitors Cu, Cv, Cw. Is the same value for each phase. The phase is shifted by 120 degrees. This phase voltage corresponds to the voltage between terminals. The magnitude of the phase-to-phase voltage (U-V phase-to-phase voltage, V-W-phase voltage, WW-to-phase voltage, all of which are vector values) is shown in the voltage vector diagram of the phase voltage and the phase-to-phase voltage (FIG. 12 (FIG. 12). b) See), √3 times the magnitude of the phase voltage.

次に、本実施形態の回路構成における端子間電圧(相電圧)と、相間電圧について図11に基づいて説明する。 Next, the terminal voltage (phase voltage) and the phase voltage in the circuit configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG.

第3実施形態では、回路構成において、送電側第1コンデンサ25u,25v,25wと送電コイル26u,26v,26wとの間における接続点を、それぞれ接続点U1,V1,W1と示す。また、送電側第2コンデンサ27u,27v,27wと送電コイル26u,26v,26wとの間における接続点を、それぞれ接続点U2,V2,W2と示す。 In the third embodiment, in the circuit configuration, the connection points between the transmission side first capacitors 25u, 25v, 25w and the transmission coils 26u, 26v, 26w are referred to as connection points U1, V1, W1, respectively. Further, the connection points between the second capacitors 27u, 27v, 27w on the power transmission side and the power transmission coils 26u, 26v, 26w are referred to as connection points U2, V2, W2, respectively.

また、送電側共振部20bと送電側共振部20cとの接続点N21に対する接続点U1の電圧(ベクトル値)を、Vu1と示す。電側共振部20aと送電側共振部20bとの接続点N22に対する接続点V1の電圧(ベクトル値)を、Vv1と示す。電側共振部20aと送電側共振部20cとの接続点N23に対する接続点W1の電圧(ベクトル値)を、Vw1と示す。 Further, the voltage (vector value) of the connection point U1 with respect to the connection point N21 between the transmission side resonance portion 20b and the transmission side resonance portion 20c is referred to as Vu1. The voltage (vector value) of the connection point V1 with respect to the connection point N22 between the electric side resonance portion 20a and the power transmission side resonance portion 20b is referred to as Vv1. The voltage (vector value) of the connection point W1 with respect to the connection point N23 between the electric side resonance portion 20a and the power transmission side resonance portion 20c is shown as Vw1.

また、中間点H0に対する接続点U1の電圧(ベクトル値)を、Vu2と示し、中間点H0に対する接続点V1の電圧(ベクトル値)を、Vv2と示し、中間点H0に対する接続点W1の電圧(ベクトル値)を、Vw2と示す。また、中間点H0に対する接続点U2の電圧ベクトルを、Vu3と示し、中間点H0に対する接続点V2の電圧ベクトルを、Vv3と示し、中間点H0に対する接続点W2の電圧ベクトルを、Vw3と示す。 Further, the voltage (vector value) of the connection point U1 with respect to the intermediate point H0 is indicated by Vu2, the voltage (vector value) of the connection point V1 with respect to the intermediate point H0 is indicated by Vv2, and the voltage of the connection point W1 with respect to the intermediate point H0 (the voltage of the connection point W1 with respect to the intermediate point H0). Vector value) is shown as Vw2. Further, the voltage vector of the connection point U2 with respect to the intermediate point H0 is indicated by Vu3, the voltage vector of the connection point V2 with respect to the intermediate point H0 is indicated by Vv3, and the voltage vector of the connection point W2 with respect to the intermediate point H0 is indicated by Vw3.

第1実施形態と同様の理由により、接続点U1に対する接続点U2の電圧であるU相の相電圧(ベクトル値)Pu,接続点V1に対する接続点V2の電圧であるV相の相電圧(ベクトル値)Pv,接続点W1に対する接続点W2の電圧であるW相の相電圧(ベクトル値)Pwは、数式(11)~(16)及び図11(b)に示すようになる。 For the same reason as in the first embodiment, the phase voltage (vector value) Pu of the U phase, which is the voltage of the connection point U2 with respect to the connection point U1, and the phase voltage (vector) of the V phase, which is the voltage of the connection point V2 with respect to the connection point V1. (Value) Pv, the phase voltage (vector value) Pw of the W phase, which is the voltage of the connection point W2 with respect to the connection point W1, are as shown in equations (11) to (16) and FIG. 11 (b).

Pu=Vu3-Vu2・・・(11)
Pv=Vv3-Vv2・・・(12)
Pw=Vw3-Vw2・・・(13)
Vu3=-Vu2・・・(14)
Vv3=-Vv2・・・(15)
Vw3=-Vw2・・・(16)
そして、第1実施形態と同様の理由により、接続点U1-接続点V1間の相間電圧Puv1、接続点U2-接続点V2間の相間電圧Puv2、接続点V1-接続点W1間の相間電圧Pvw1、接続点V2-接続点W2間の相間電圧Pvw2、接続点W1-接続点U1間の相間電圧Pwu1、及び接続点W2-接続点U2間の相間電圧Pwu2は、それぞれ数式(17)~(22)及び図11(b)に示すようになる。
Pu = Vu3-Vu2 ... (11)
Pv = Vv3-Vv2 ... (12)
Pw = Vw3-Vw2 ... (13)
Vu3 = -Vu2 ... (14)
Vv3 = -Vv2 ... (15)
Vw3 = -Vw2 ... (16)
Then, for the same reason as in the first embodiment, the phase voltage Puv1 between the connection points U1-connection point V1, the phase voltage Puv2 between the connection points U2-connection point V2, and the phase voltage Pvw1 between the connection points V1-connection point W1. , Connection point V2-Phase voltage Pvw2 between connection points W2, Connection point W1-Phase voltage Pw1 between connection points U1, and Connection point W2-Phase voltage Pw2 between connection points U2 are mathematical formulas (17) to (22), respectively. ) And FIG. 11 (b).

Puv1=Vu2-Vv2・・・(17)
Puv2=Vu3-Vv3・・・(18)
Pvw1=Vv2-Vw2・・・(19)
Pvw2=Vv3-Vw3・・・(20)
Pwu1=Vw2-Vu2・・・(21)
Pwu2=Vw3-Vu3・・・(22)
そして、第1実施形態と同様の理由により、相間電圧Puv1,Puv2,Pvw1,Pvw2,Pwu1,Pwu2の大きさは、相電圧Pu,Pv,Pwの大きさの1/2×√3倍となる。例えば、相間電圧Puv1の大きさは、数式(23)に示すように、相電圧Puの大きさの1/2×√3倍となる。つまり、理論上、相間電圧を半減することができる。
Puv1 = Vu2-Vv2 ... (17)
Puv2 = Vu3-Vv3 ... (18)
Pvw1 = Vv2-Vw2 ... (19)
Pvw2 = Vv3-Vw3 ... (20)
Pwoo1 = Vw2-Vu2 ... (21)
Pw2 = Vw3-Vu3 ... (22)
Then, for the same reason as in the first embodiment, the magnitude of the interphase voltage Puv1, Puv2, Pvw1, Pvw2, Pwoo1, Pwoo2 is 1/2 × √3 times the magnitude of the phase voltage Pu, Pv, Pw. .. For example, the magnitude of the phase voltage Puv1 is 1/2 × √3 times the magnitude of the phase voltage Pu, as shown in the equation (23). That is, in theory, the interphase voltage can be halved.

|Puv1|=|Pu|×1/2×√3・・・(23)
なお、送電側と受電側の回路構成は同じであるため、送電側のみについて説明し、受電側についてはその説明を省略する。
| Puv1 | = | Pu | × 1/2 × √3 ・ ・ ・ (23)
Since the circuit configurations of the power transmission side and the power reception side are the same, only the power transmission side will be described, and the description of the power reception side will be omitted.

よって、第3実施形態においても第1実施形態と同様に、図12に示す比較例の回路構成に比較して、送電側及び受電側のいずれにおいても、相間電圧を低減することができる。これにより送電コイル26u,26v,26wの絶縁層の厚さを低減することができる。受電コイル36u,36v,36wの絶縁層の厚さも同様に、低減することができる。また、送電コイル26u,26v,26w及び受電コイル36u,36v,36wを実際に分割構成しているわけではないので、結線が容易となっている。 Therefore, in the third embodiment as well as in the first embodiment, the interphase voltage can be reduced on both the power transmission side and the power reception side as compared with the circuit configuration of the comparative example shown in FIG. As a result, the thickness of the insulating layer of the power transmission coils 26u, 26v, 26w can be reduced. Similarly, the thickness of the insulating layer of the power receiving coils 36u, 36v, 36w can be reduced. Further, since the power transmission coils 26u, 26v, 26w and the power reception coils 36u, 36v, 36w are not actually divided and configured, the wiring is easy.

(第4実施形態)
上記第1実施形態において、次のように構成を変更してもよい。以下、第4実施形態では、主に、上記各実施形態で説明した構成に対する相違部分について説明する。また、第4実施形態では、非接触給電システム10の基本構成として、第1実施形態のものを例に説明する。
(Fourth Embodiment)
In the first embodiment, the configuration may be changed as follows. Hereinafter, in the fourth embodiment, differences from the configurations described in each of the above embodiments will be mainly described. Further, in the fourth embodiment, the basic configuration of the non-contact power feeding system 10 will be described by taking the one of the first embodiment as an example.

第1実施形態において、送電側共振部20a~20c(及び受電側共振部30a~30c)は、いわゆるスター結線されていたが、図13,図14に示すように、V結線を行ってもよい。すなわち、送電側共振部20cの代わりに、コンデンサC100を配置すればよい。受電装置30も同様である。 In the first embodiment, the power transmission side resonance portions 20a to 20c (and the power reception side resonance portions 30a to 30c) are so-called star-connected, but as shown in FIGS. 13 and 14, V-connection may be performed. .. That is, the capacitor C100 may be arranged instead of the transmission side resonance portion 20c. The same applies to the power receiving device 30.

V結線が行われる場合も、送電共振回路24や受電共振回路31では、第1実施形態と同様に、相間電圧を低減させることが望まれている。ここで、図15に比較例を示し、図15のV結線がされた回路構成における端子間電圧と、相間電圧について説明する。 Even when the V connection is performed, it is desired that the power transmission resonance circuit 24 and the power reception resonance circuit 31 reduce the interphase voltage as in the first embodiment. Here, a comparative example is shown in FIG. 15, and the terminal voltage and the phase voltage in the V-connected circuit configuration of FIG. 15 will be described.

図15の回路構成では、共振回路は、コイルLu,Lvと当該コイルLu,Lvに直列に接続されたコンデンサCu,Cvとからなり、これらがV結線されている。なお、送電側及び受電側のいずれも同様である。 In the circuit configuration of FIG. 15, the resonant circuit includes coils Lu and Lv and capacitors Cu and Cv connected in series to the coils Lu and Lv, and these are V-connected. The same applies to both the power transmission side and the power reception side.

この場合、コイルLu,LvとコンデンサCu,Cvとの間における接続点Na,Nbにおける相電圧(U相電圧、V相電圧、いずれもベクトル値)の大きさは、各相同じ値である。なお、位相は60度ずれる。この相電圧が、端子間電圧に相当する。そして、相間電圧(Pa、Pb、いずれもベクトル値)の大きさは、相電圧及び相間電圧の電圧ベクトル図に示すように(図15(b)参照)、相電圧の大きさの√3倍となる。 In this case, the magnitude of the phase voltage (U-phase voltage, V-phase voltage, both vector values) at the connection points Na and Nb between the coils Lu and Lv and the capacitors Cu and Cv is the same value for each phase. The phase is shifted by 60 degrees. This phase voltage corresponds to the voltage between terminals. The magnitude of the phase voltage (Pa, Pb, both vector values) is √3 times the magnitude of the phase voltage as shown in the voltage vector diagram of the phase voltage and the phase voltage (see FIG. 15B). It becomes.

次に、本実施形態の回路構成における端子間電圧(相電圧)と、相間電圧について図14に基づいて説明する。第1実施形態と同様の理由により、図14(b)に示すように、相間電圧Puv1,Puv2の大きさは、相電圧Pu,Pvの大きさの1/2×√3倍となる。なお、送電側と受電側の回路構成は同じであるため、送電側のみについて説明し、受電側についてはその説明を省略する。 Next, the terminal voltage (phase voltage) and the phase voltage in the circuit configuration of the present embodiment will be described with reference to FIG. For the same reason as in the first embodiment, as shown in FIG. 14B, the magnitudes of the interphase voltages Puv1 and Puv2 are 1/2 × √3 times the magnitudes of the phase voltages Pu and Pv. Since the circuit configurations of the power transmission side and the power reception side are the same, only the power transmission side will be described, and the description of the power reception side will be omitted.

よって、第4実施形態においても第1実施形態と同様に、図14の回路構成に比較して、送電側及び受電側のいずれにおいても、相間電圧を低減することができる。これにより送電コイル26u,26vの絶縁層の厚さを低減することができる。受電コイル36u,36vの絶縁層の厚さも同様に、低減することができる。また、送電コイル26u,26v及び受電コイル36u,36vを実際に分割構成しているわけではないので、結線が容易となっている。 Therefore, in the fourth embodiment as well as in the first embodiment, the interphase voltage can be reduced on both the power transmission side and the power reception side as compared with the circuit configuration of FIG. As a result, the thickness of the insulating layer of the power transmission coils 26u and 26v can be reduced. Similarly, the thickness of the insulating layer of the power receiving coils 36u and 36v can be reduced. Further, since the power transmission coils 26u and 26v and the power reception coils 36u and 36v are not actually divided and configured, the wiring is easy.

(他の実施形態)
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。なお、以下では、各実施形態で互いに同一又は均等である部分には同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. In the following, the parts that are the same or equal to each other in each embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be referred to for the portions having the same reference numerals.

・上記実施形態では、送電側第1コンデンサ25u,25v,25wと、送電側第2コンデンサ27u,27v,27wのコンデンサ容量を同じにしたが、異ならせてもよい。この場合であっても、相間電圧を低減させることができる。受電側第1コンデンサ35u,35v,35wと、受電側第2コンデンサ37u,37v,37wのコンデンサ容量も同様に、異ならせてもよい。 -In the above embodiment, the capacitor capacities of the first power transmission side capacitors 25u, 25v, 25w and the second power transmission side capacitors 27u, 27v, 27w are the same, but may be different. Even in this case, the interphase voltage can be reduced. Similarly, the capacitor capacities of the power receiving side first capacitors 35u, 35v, 35w and the power receiving side second capacitors 37u, 37v, 37w may be different.

・上記実施形態においては、送電側第1コンデンサ25u,25v,25w、及び送電側第2コンデンサ27u,27v,27wは、図16に示すように、複数のコンデンサ(例えば、基板実装用のセラミックコンデンサ)の直列接続体を複数並列接続されたものにより構成されていてもよい。受電側第1コンデンサ35u,35v,35w、及び受電側第2コンデンサ37u,37v,37wも同様である。 -In the above embodiment, the power transmission side first capacitor 25u, 25v, 25w and the power transmission side second capacitor 27u, 27v, 27w are a plurality of capacitors (for example, a ceramic capacitor for mounting on a board) as shown in FIG. ) May be configured by connecting a plurality of series connectors in parallel. The same applies to the first capacitors 35u, 35v, 35w on the power receiving side and the second capacitors 37u, 37v, 37w on the power receiving side.

・上記実施形態においては、送電側第1コンデンサ25u,25v,25w、及び受電側第1コンデンサ35u,35v,35wを設けたが、いずれか一方(送電側又は受電側)のみ設けてもよい。 -In the above embodiment, the first capacitors 25u, 25v, 25w on the power transmission side and the first capacitors 35u, 35v, 35w on the power reception side are provided, but only one of them (the power transmission side or the power reception side) may be provided.

・上記実施形態において、送電側共振部20a~20cを、スター結線、デルタ結線、又はV結線させたが、図17に示すように、各相コイルを並列に設けてもよい。なお、図17では、3相給電の場合について図示したが、2相又は4相以上であってもよい。この場合も、同様に、相間電圧を低減させることができる。なお、受電側共振部30a~30cにおいても、各相コイルを並列に設けてもよい。 -In the above embodiment, the power transmission side resonance portions 20a to 20c are star-connected, delta-connected, or V-connected, but as shown in FIG. 17, each phase coil may be provided in parallel. Although the case of three-phase power feeding is shown in FIG. 17, it may be two-phase or four-phase or more. In this case as well, the interphase voltage can be reduced in the same manner. In addition, each phase coil may be provided in parallel also in the power receiving side resonance portions 30a to 30c.

10…非接触給電システム、12…車載バッテリ、20…送電装置、20a,20b,20c…送電側共振部、25u,25v,25w…送電側第1コンデンサ、26u,26v,26w…送電コイル、27u,27v,27w…送電側第2コンデンサ、30…受電装置、30a,30b,30c…受電側共振部、35u,35v,35w…受電側第1コンデンサ、36u,36v,36w…受電コイル、37u,37v,37w…受電側第2コンデンサ、N2…中性点、N3…中性点。 10 ... non-contact power supply system, 12 ... in-vehicle battery, 20 ... power transmission device, 20a, 20b, 20c ... power transmission side resonance part, 25u, 25v, 25w ... power transmission side first capacitor, 26u, 26v, 26w ... power transmission coil, 27u , 27v, 27w ... Power transmission side second capacitor, 30 ... Power receiving device, 30a, 30b, 30c ... Power receiving side resonance part, 35u, 35v, 35w ... Power receiving side first capacitor, 36u, 36v, 36w ... Power receiving coil, 37u, 37v, 37w ... Second capacitor on the power receiving side, N2 ... Neutral point, N3 ... Neutral point.

Claims (10)

車外に設けられる送電装置(20,120)と車両に設けられる受電装置(30,130)との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池(12)を充電する非接触給電システム(10)の送電装置において、
多相交流電流が入力される送電部(24,124)を備え、
前記送電部には、相ごとに送電側共振部(20a~20c,120a,120b)が設けられ、
前記各送電側共振部は、それぞれ送電コイル(26u,26v,26w,126u,126v)と、前記送電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサ(25u,25v,25w,125u,125v)と、他端に直列接続される第2コンデンサ(27u,27v,27w,127u,127v)と、を有する送電装置。
A non-contact power supply system that transmits power in a non-contact manner between a power transmission device (20,120) provided outside the vehicle and a power receiving device (30,130) provided in the vehicle to charge a storage battery (12) provided in the vehicle. In the power transmission device of (10)
Equipped with a power transmission unit (24,124) to which a multi-phase alternating current is input,
The power transmission unit is provided with a power transmission side resonance unit (20a to 20c, 120a, 120b) for each phase.
Each of the power transmission side resonance portions includes a power transmission coil (26u, 26v, 26w, 126u, 126v) and a first capacitor (25u, 25v, 25w, 125u, 125v) connected in series to one end of the power transmission coil. A power transmission device having a second capacitor (27u, 27v, 27w, 127u, 127v) connected in series to the other end.
車外に設けられる送電装置(20)と車両に設けられる受電装置(30)との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池(12)を充電する非接触給電システム(10)の送電装置において、
3相電流のうち、U相の電流が入力されるU相の送電コイル(26u)を有するU相の送電側共振部(20a)と、
3相電流のうち、V相の電流が入力されるV相の送電コイル(26v)を有するV相の送電側共振部(20b)と、
3相電流のうち、W相の電流が入力されるW相の送電コイル(26w)を有するW相の送電側共振部(20c)と、を備え、
前記各送電側共振部は、それぞれ前記送電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサ(25u,25v,25w)と、他端に直列接続される第2コンデンサ(27u,27v,27w)と、を有し、
各々の前記送電側共振部の一端が中性点(N2)に接続される一方、他端から各相の電流が入力される送電装置。
A non-contact power supply system (10) that transmits power in a non-contact manner between a power transmission device (20) provided outside the vehicle and a power receiving device (30) provided in the vehicle to charge a storage battery (12) provided in the vehicle. In power transmission equipment
Of the three-phase currents, the U-phase power transmission side resonant portion (20a) having the U-phase power transmission coil (26u) to which the U-phase current is input,
Of the three-phase currents, the V-phase power transmission side resonant portion (20b) having the V-phase power transmission coil (26v) to which the V-phase current is input, and
A W-phase power transmission side resonance portion (20c) having a W-phase power transmission coil (26w) to which a W-phase current is input among the three-phase currents is provided.
Each of the power transmission side resonance portions has a first capacitor (25u, 25v, 25w) connected in series to one end of the power transmission coil, and a second capacitor (27u, 27v, 27w) connected in series to the other end. Have,
A power transmission device in which one end of each of the power transmission side resonance portions is connected to the neutral point (N2), while the current of each phase is input from the other end.
車外に設けられる送電装置(20)と車両に設けられる受電装置(30)との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池(12)を充電する非接触給電システム(10)の送電装置において、
3相電流のうち、U相の電流が入力されるU相の送電コイル(26u)を有するU相の送電側共振部(20a)と、
3相電流のうち、V相の電流が入力されるV相の送電コイル(26v)を有するV相の送電側共振部(20b)と、
3相電流のうち、W相の電流が入力されるW相の送電コイル(26w)を有するW相の送電側共振部(20c)と、を備え、
前記各送電側共振部は、それぞれ前記送電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサ(25u,25v,25w)と、他端に直列接続される第2コンデンサ(27u,27v,27w)と、を有し、
前記送電側共振部は、デルタ結線されている送電装置。
A non-contact power supply system (10) that transmits power in a non-contact manner between a power transmission device (20) provided outside the vehicle and a power receiving device (30) provided in the vehicle to charge a storage battery (12) provided in the vehicle. In power transmission equipment
Of the three-phase currents, the U-phase power transmission side resonant portion (20a) having the U-phase power transmission coil (26u) to which the U-phase current is input,
Of the three-phase currents, the V-phase power transmission side resonant portion (20b) having the V-phase power transmission coil (26v) to which the V-phase current is input, and
A W-phase power transmission side resonance portion (20c) having a W-phase power transmission coil (26w) to which a W-phase current is input among the three-phase currents is provided.
Each of the power transmission side resonance portions has a first capacitor (25u, 25v, 25w) connected in series to one end of the power transmission coil, and a second capacitor (27u, 27v, 27w) connected in series to the other end. Have,
The power transmission side resonance portion is a power transmission device connected by delta connection.
前記各送電側共振部は、並列に接続されている請求項1に記載の送電装置。 The power transmission device according to claim 1, wherein each of the power transmission side resonance portions is connected in parallel. 前記各送電側共振部は、前記送電コイルを中心としてその回路構成が対称となっており、
前記各送電側共振部において、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサの容量が、同一とされるように設定されている請求項1~4のうちいずれか1項に記載の送電装置。
The circuit configuration of each power transmission side resonance portion is symmetrical with respect to the power transmission coil.
The power transmission device according to any one of claims 1 to 4, wherein the capacities of the first capacitor and the second capacitor are set to be the same in each of the power transmission side resonance portions.
車外に設けられる送電装置(20,120)と車両に設けられる受電装置(30、130)との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池(12)を充電する非接触給電システム(10)の受電装置において、
多相交流電流が出力される受電部(34,134)を備え、
前記受電部には、相ごとに受電側共振部(30a~30c,130a,130b)が設けられ、
前記各受電側共振部は、それぞれ受電コイル(36u,36v,36w,136u,136v)と、前記受電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサ(35u,35v,35w,135u,135v)と、他端に直列接続される第2コンデンサ(37u,37v,37w,137u,137v)と、を有する受電装置。
A non-contact power supply system that transmits power in a non-contact manner between a power transmission device (20,120) provided outside the vehicle and a power receiving device (30, 130) provided in the vehicle to charge a storage battery (12) provided in the vehicle. In the power receiving device of (10)
Equipped with a power receiving unit (34,134) that outputs multi-phase alternating current,
The power receiving unit is provided with a power receiving side resonance unit (30a to 30c, 130a, 130b) for each phase.
Each of the power receiving side resonance portions includes a power receiving coil (36u, 36v, 36w, 136u, 136v) and a first capacitor (35u, 35v, 35w, 135u, 135v) connected in series to one end of the power receiving coil. A power receiving device having a second capacitor (37u, 37v, 37w, 137u, 137v) connected in series to the other end.
車外に設けられる送電装置(20)と車両に設けられる受電装置(30)との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池(12)を充電する非接触給電システム(10)の受電装置において、
3相電流のうち、U相の電流が出力されるU相の受電コイル(36u)を有するU相の受電側共振部(30a)と、
3相電流のうち、V相の電流が出力されるV相の受電コイル(36v)を有するV相の受電側共振部(30b)と、
3相電流のうち、W相の電流が出力されるW相の受電コイル(36w)を有するW相の受電側共振部(30c)と、を備え、
前記各受電側共振部は、それぞれ前記受電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサ(35u,35v,35w)と、他端に直列接続される第2コンデンサ(37u,37v,37w)と、を有し、
各々の前記受電側共振部の一端が中性点(N3)に接続される一方、他端から各相の電流が出力される受電装置。
A non-contact power supply system (10) that transmits power in a non-contact manner between a power transmission device (20) provided outside the vehicle and a power receiving device (30) provided in the vehicle to charge a storage battery (12) provided in the vehicle. In the power receiving device
Of the three-phase currents, the U-phase power receiving side resonance portion (30a) having the U-phase power receiving coil (36u) from which the U-phase current is output, and
Of the three-phase currents, the V-phase power receiving side resonance portion (30b) having the V-phase power receiving coil (36v) from which the V-phase current is output, and
Of the three-phase current, the W-phase power receiving side resonance portion (30c) having the W-phase power receiving coil (36w) from which the W-phase current is output is provided.
Each of the power receiving side resonance portions includes a first capacitor (35u, 35v, 35w) connected in series to one end of the power receiving coil, and a second capacitor (37u, 37v, 37w) connected in series to the other end. Have,
A power receiving device in which one end of each of the power receiving side resonance portions is connected to the neutral point (N3), while the current of each phase is output from the other end.
車外に設けられる送電装置(20)と車両に設けられる受電装置(30)との間で、非接触で送電を行い、車両に設けられる蓄電池(12)を充電する非接触給電システム(10)の受電装置において、
3相電流のうち、U相の電流が出力されるU相の受電コイル(36u)を有するU相の受電側共振部(30a)と、
3相電流のうち、V相の電流が出力されるV相の受電コイル(36v)を有するV相の受電側共振部(30b)と、
3相電流のうち、W相の電流が出力されるW相の受電コイル(36w)を有するW相の受電側共振部(30c)と、を備え、
前記各受電側共振部は、それぞれ前記受電コイルの一端に直列接続される第1コンデンサ(35u,35v,35w)と、他端に直列接続される第2コンデンサ(37u,37v,37w)と、を有し、
前記受電側共振部は、デルタ結線されている受電装置。
A non-contact power supply system (10) that transmits power in a non-contact manner between a power transmission device (20) provided outside the vehicle and a power receiving device (30) provided in the vehicle to charge a storage battery (12) provided in the vehicle. In the power receiving device
Of the three-phase currents, the U-phase power receiving side resonance portion (30a) having the U-phase power receiving coil (36u) from which the U-phase current is output, and
Of the three-phase currents, the V-phase power receiving side resonance portion (30b) having the V-phase power receiving coil (36v) from which the V-phase current is output, and
Of the three-phase current, the W-phase power receiving side resonance portion (30c) having the W-phase power receiving coil (36w) from which the W-phase current is output is provided.
Each of the power receiving side resonance portions includes a first capacitor (35u, 35v, 35w) connected in series to one end of the power receiving coil, and a second capacitor (37u, 37v, 37w) connected in series to the other end. Have,
The power receiving side resonance portion is a power receiving device connected by delta connection.
前記各受電側共振部は、並列に接続されている請求項6に記載の受電装置。 The power receiving device according to claim 6, wherein each of the power receiving side resonance portions is connected in parallel. 前記各受電側共振部は、前記受電コイルを中心としてその回路構成が対称となっており、
前記各受電側共振部において、前記第1コンデンサと前記第2コンデンサの容量が、同一とされるように設定されている請求項6~9のうちいずれか1項に記載の受電装置。
The circuit configuration of each of the power receiving side resonance portions is symmetrical with respect to the power receiving coil.
The power receiving device according to any one of claims 6 to 9, wherein the capacities of the first capacitor and the second capacitor are set to be the same in each of the power receiving side resonance portions.
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