WO2021199303A1

WO2021199303A1 - 無線給電システム

Info

Publication number: WO2021199303A1
Application number: PCT/JP2020/014869
Authority: WO
Inventors: 井戸　寛; 淳史田中
Original assignee: マクセルホールディングス株式会社
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2021-10-07
Also published as: JP7077476B2; JPWO2021199303A1

Abstract

本開示は、非接触により受電装置へ電力を伝送する無線給電システムを提供する。　無線給電システムは、第１の共振回路の構成要素となる第１の送電コイル１１と、第２の共振回路の構成要素となる第２の送電コイル２１と、第１及び第２の送電コイル１１，２１のうち受電装置３０の共振回路の構成要素となる受電コイル３１に対する無線給電に用いる稼働コイルを設定する制御装置１７，２７とを備える。第１及び第２の送電コイル１１，２１は、受電コイル３１を配置可能な空間を第１及び第２の送電コイル１１，２１間に形成するように対向配置されている。

Description

無線給電システム

　本発明は、非接触、すなわちワイヤレスで受電装置に対して電力を伝送する無線給電システムに関し、特に、水中における非接触電力伝送に有利な無線給電システムに関する。

　近年、電気自動車や産業用機器、携帯用電子機器等への非接触電力伝送技術が注目を浴びている。特に、電動歯ブラシや電気シェーバー等の水まわりで使う電化製品やコードレス電話機、携帯電話機等の分野においてこの技術が重宝され、一部の製品において実用化されている。

　現在実用化されている無線給電システムとして、送電装置に設けられた送電コイルと、受電装置に設けられた受電コイルとの間での電磁誘導を利用した電磁誘導型無線給電システムが知られている。このシステムは、簡易的な設計で高効率の無線給電が可能であるが、電力伝送距離が短いという課題がある。

　そこで、数ｍ離れた機器にワイヤレスで電力を供給する技術も開発されている。それは送電コイルと受電コイルとの磁界共振結合（磁界共鳴とも言う。）を利用して電力伝送を行う磁界共振結合式ワイヤレス電力伝送技術である。

　磁界共振結合は非放射型かつ結合型の電力伝送原理であり、送電共振回路及び受電共振回路がそれぞれ共振した状態において送電共振回路の送電コイルと受電共振回路の受電コイルとが磁界によって結合（共鳴）して、電力伝送を行なう。磁界共振結合方式は、電磁誘導方式に比して高効率であり、大きなエアギャップや位置ずれが生じた場合でも高効率の電力伝送が可能である。磁界共振結合方式は、送電共振回路及び受電共振回路の共振周波数を一致させ、インピーダンスを最適化した状態で動作させることにより、結合係数が非常に小さくても高効率の電力伝送が可能となる。

　磁界共振結合式のワイヤレス電力伝送装置は、送電コイル及びコンデンサにより構成された送電共振回路を有する送電装置と、受電コイル及びコンデンサにより構成された受電共振回路を有する受電装置とを備えており、送電コイルと受電コイルとが磁界的に共振することを利用して送電装置から受電装置に非接触で電力を伝送する。すなわち、送電共振回路と受電共振回路とが、磁界共振結合状態における共振周波数で共振するとき、高い電力伝送効率が得られる。

　磁界共振結合式のワイヤレス電力伝送技術を利用して、海水中において水中搬走体との間で非接触電力伝送を行う技術も近年開発されており、例えば下記の特許文献１に開示されている。

　特許文献１に開示された送電装置は、海水中において、受電コイル（ＣＬＢ）を有する受電装置（２００）に電力を伝送する。送電装置（１００）は、磁界を介して受電コイル（ＣＬＢ）に電力を伝送する送電コイル（ＣＬＡ）及び１つ以上の中継コイル（ＣＬＣ）を含む送電コイル（ＣＬ）と、送電コイル（ＣＬ）の内方の空間に配置されて送電コイル（ＣＬ）を内方から支持するボビン（ｂｎ）と、交流電力を送電コイル（ＣＬＡ）へ送電する送電回路（１５０）と、送電コイル（ＣＬ）と共に共振回路（１５２）を形成するコンデンサ（ＣＡ）と、を備えている。

特開２０１８－１９１４７４号公報

　特許文献１に開示された送電装置は、中継コイルによって電力伝送距離を確保するとともに、複数のコイルからなる送電コイル内の広い範囲において効率の良い電力伝送を行うことを目指している。

　しかし、磁界共振結合方式では、送電コイルと受電コイルとの距離が最適距離からずれるにつれて相互インダクタンスが変化して結合係数が変化し、共振周波数も微妙にずれていく。また、送電コイルと受電コイルとの間に導電体からなる異物が挿入された場合にも結合係数が変化し、共振周波数が変化してしまう。また、受電装置の電力負荷の変動によっても共振回路のＱ値が変化し、共振周波数の変動の一因となる。このように、中継コイルが存在せず、送電コイルから受電コイルに直接電力伝送する場合でも、高効率で電力伝送するための制御は単純なものではない。特許文献１に開示されているような中継コイルを用いて高効率で電力伝送することは容易ではない。さらに、中継コイルを経由する毎に原理的に送電電力が低下していくとともに、海水中では空気中よりも損失が増大することによっても送電電力が低下する。

　また、受電装置となる水中搬走体は、水中では水流や水圧によって揺動し、受電装置の受電コイルを送電コイルに対して完全に固定することは困難である。空気中での電力伝送、例えば飛行中のドローンに対してワイヤレス電力伝送を行おうとする場合も同様に受電コイルを送電コイルに対して完全に固定することは困難である。

　本発明は、送電コイルと受電コイルとの距離が定まらない場合でも、受電装置に対して高効率若しくは大電力の無線給電が可能な新たな無線給電システムを提供することを目的とする。

　本発明に係る無線給電システムは、第１の共振回路の構成要素となる第１の送電コイルと、第２の共振回路の構成要素となる第２の送電コイルと、前記第１及び第２の送電コイルのうち受電装置の共振回路の構成要素となる受電コイルに対する無線給電に用いる稼働コイルを設定する制御装置とを備える。第１及び第２の送電コイルは、受電コイルを配置可能な空間を第１及び第２の送電コイル間に形成するように対向配置されている。

　本発明によれば、送電コイルと受電コイルとの距離が定まらない場合でも、受電装置に対して高効率若しくは大電力の無線給電が可能な新たな無線給電システムを提供できる。

本発明による無線給電システムの動作説明をするための簡略斜視図である。本発明による無線給電システムの動作説明をするための簡略斜視図である。本発明による無線給電システムの動作説明をするための簡略斜視図である。本発明による無線給電システムの２つの送電コイルの配置例を示す簡略斜視図である。本発明による無線給電システムの２つの送電コイルの配置例を示す簡略斜視図である。磁界共振結合方式の無線給電特性の解析に用いた送電コイル及び受電コイルのシミュレーションモデルの斜視図である。空気中及び海水中のそれぞれにおける伝送効率の距離依存性を示す周波数特性グラフである。空気中及び海水中のそれぞれにおける送電電力の距離依存性を示す周波数特性グラフである。空気中及び海水中のそれぞれにおける受電電力の距離依存性を示す周波数特性グラフである。空気中及び海水中のそれぞれにおける送受電コイル間距離と伝送効率のピーク値との関係を示すグラフである。空気中及び海水中のそれぞれにおける共振電位の距離依存性を示す周波数特性グラフである。本発明の一実施形態に係る無線給電システムを示す簡略斜視図である。無線給電システムの回路構成の一実施例を示す簡略回路図である。無線給電システムの制御フローチャートである。無線給電システムの回路構成の別の実施例を示す簡略回路図である。

　以下、本発明に係る無線給電システムの実施形態について説明する。

　一実施形態において、無線給電システムは、第１の共振回路の構成要素となる第１の送電コイルと、第２の共振回路の構成要素となる第２の送電コイルと、第１及び第２の送電コイルの少なくとも一方から受電装置の共振回路の構成要素となる受電コイルに対する無線給電に用いる稼働コイルを設定する制御装置とを備えることができる。

　第１の共振回路と第２の共振回路とは、それぞれが送電コイル及びキャパシタから個別に回路構成されていてもよいし、一部の回路部品を共用するよう回路構成されていてもよい。例えば、共通のキャパシタを第１及び第２の送電コイルのいずれかに選択的に接続することにより、第１及び第２の共振回路のいずれか一方のキャパシタとして機能させることができる。

　第１及び第２の共振回路に高周波電力を供給する駆動回路は、制御装置に組み込まれていてもよいし、外付け装置であってもよい。また、第１の共振回路に高周波電力を供給する駆動回路と、第２の共振回路に高周波電力を供給する駆動回路とを、それぞれ個別に設けてもよいし、共通の駆動回路から第１及び第２の共振回路のいずれか一方に選択的に、又は、両方に同時に、高周波電力を供給するよう構成することもできる。

　第１及び第２の送電コイルは、受電コイルを配置可能な空間を第１及び第２の送電コイル間に形成するように対向配置されていてよい。この空間は、第１及び第２の送電コイルと受電コイルとの距離の変動を許容するが、受電コイルの移動可能範囲を第１及び第２の送電コイルの間に規制することで、受電コイルが第１及び第２の送電コイルから大きく離れすぎないようにするのに役立つ。これにより、送電コイルと受電コイルとの距離が定まらない場合でも、対向配置された第１及び第２の送電コイルのうち、無線給電の目的や状況等に合った送電コイルを用いて受電装置に対して無線給電するよう構成することができる。また、対向配置された第１及び第２の送電コイル間の空間に受電コイルが配置されるため、受電コイルと第１及び第２の送電コイルのそれぞれとの距離を所定値未満に制限でき、磁界共振結合の結合モード理論に基づく回路設計を単純化することができる。

　上記空間に対して受電コイルを所定方向から挿入及び離脱が可能となるように、空間は開口部を有することができる。例えば、開口部は、第１及び第２の送電コイルの軸心方向に対して直交する方向に開口していてもよいし、また、第１又は第２の送電コイルの中心部に設けられ且つ軸心方向に開口していてもよい。また、第１及び第２の送電コイルを一時的に離反させることによって（互いに連結されている場合は連結を解除した上で）、受電コイルを空間に挿入可能となるよう構成してもよい。空間は、受電装置全体を配置可能である必要はなく、受電コイルのみを受け入れるよう構成されていてよい。

　好ましくは、無線給電システムは、磁界共振結合方式の無線給電によって第１及び第２の送電コイルのいずれか一方又は両方から受電コイルに電力伝送する。磁界共振結合方式の無線給電においては、送電コイルと受電コイルとの距離が近いほど伝送効率は向上するが、送電電力及び受電電力はピーク値よりも小さくなる性質がある。また、伝送効率が最も良くなる距離よりも送電コイルと受電コイルとが離れていくと、伝送効率は低下していくが送電電力及び受電電力は上昇していく傾向がある。すなわち、伝送効率がピークとなる送受電コイル間距離と、送電電力がピークとなる送受電コイル間距離との間にはずれがあり、伝送効率がピークとなる送受電コイル間距離の方が、送電電力がピークとなる送受電コイル間距離よりも小さい。

　送電側のバッテリー容量の利用効率の観点からは伝送効率を優先した無線給電を行うことが好ましい。無線給電システムは、第１及び第２の送電コイルが対向配置され、その間に形成される空間に受電コイルが配置される。したがって、第１の送電コイルと受電コイルとの距離と、第２の送電コイルと受電コイルとの距離とが、受電コイルの位置によってそれぞれ変動する。伝送効率を優先した無線給電を行うことが求められる場合には、図１Ａに示すように、受電コイル３に対して伝送効率の悪い位置関係にある送電コイル１を待機状態とし、比較的伝送効率の良い送電コイル２のみを稼働して、伝送効率の良い共振周波数による無線給電を行わせることができる。送電コイル２，３に対する受電コイル１の位置が変動することにより、送電コイル１の伝送効率が送電コイル２の伝送効率よりも良くなった場合には、図１Ｂに示すように、送電コイル２を待機状態とし、送電コイル１のみを稼働して無線給電することができる。また、第１及び第２の送電コイル１，２の両方が伝送効率の良い位置関係にある場合、その他必要性や目的に応じて、図１Ｃに示すように両方の送電コイル１，２から無線給電を行わせることもできる。２つの送電コイル１，２の配置は、図２Ａに示すように上下に対向するように配置してもよいし、図２Ｂに示すように左右に対向するように配置してもよい。

　なお、図１Ａ～図１Ｃに示すように、送電コイル１を含む送電部、並びに、送電コイル２を含む送電部は、受電部としても動作可能に構成することができ、この場合、コイル１，２は受電コイルとして機能する。また、受電コイル３を含む受電部は、送電部としても動作可能に構成することができ、この場合、コイル３は送電コイルとして機能する。このように双方向に送受電可能に構成しておくことにより、送電部が所定の場所、例えば陸上からの電源ケーブルを敷設することが困難な海底に設置されている海底ステーションであるような場合に、大型のバッテリーを搭載する電力補給用潜水艇などから海底ステーションの内蔵バッテリーを充電するための海底ステーションへの無線給電を行ったり、海底探査機などの受電部に対して海底ステーションから無線給電を行うことが可能となる。

　一方、例えば潜水艇や水中ドローンなどの水中搬走体に対して海水中で無線給電を行う場合には、損失が大きくなることや、海水という誘電体が介在することなどから、空気中に比して伝送効率も送電電力も低下してしまい、伝送効率を優先した無線給電では受電装置の充電に長時間を要する場合がある。したがって、伝送効率を犠牲にしても、送電電力を大きくすることを優先した無線給電を行うことが求められる場合がある。かかる場合には、受電コイルに対する送電電力が小さい位置関係にある送電コイルを待機状態とし、比較的大きな送電電力を維持できる送電コイルのみを用いて、送電電力が大きくなる共振周波数による無線給電を行わせることができる。勿論、送電電力が比較的小さい送電コイルも同時に駆動して、システム全体としての送電電力をより大きくすることもできる。

　ここで、磁界共振結合方式の無線給電における伝送効率、送電電力及び受電電力のそれぞれについての距離依存性について説明する。図３は本願発明者が解析に用いた解析モデルを示しており、送電部４及び受電部５はいずれも、外径５７ｃｍ、内径４０ｃｍのスパイラルコイルの背面に、ソフトフェライト及びアルミシールドを設けたものである。送電部４及び受電部５のいずれも、共振回路を構成するキャパシタがコイルに接続されており、共振回路の共振周波数は約８６ｋＨｚとした。また、送電部４には実効電圧４８Ｖの高周波電力を送電共振回路に供給する交流電源を設け、受電部５には、受電共振回路の出力電力を消費する定抵抗負荷を設けた。そして、周囲環境が空気中と海水中のそれぞれの状況において、送電部４と受電部５とのコイル間距離が２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍ及び５００ｍｍのそれぞれについて、高周波電力の周波数を６０ｋＨｚ～１１０ｋＨｚまで２ｋＨｚ刻みで増加させ、各駆動周波数毎に伝送効率、送電電力及び受電電力をシミュレーション上で計算した。その結果を図４～図６に示す。図４は空気中及び海水中における伝送効率の距離依存性を対比して示し、図５は空気中及び海水中における送電電力の距離依存性を対比して示し、図６は空気中及び海水中における受電電力の距離依存性を対比して示している。また、図７は、空気中及び海水中のそれぞれについて、各コイル間距離における伝送効率の最大値をプロットしたものである。また、図８には、海水中でコイル間距離が４００ｍｍ、空気中でコイル間距離が４００ｍｍ、海水中でコイル間距離が３００ｍｍ、空気中でコイル間距離が３００ｍｍ、海水中でコイル間距離が２００ｍｍ、及び、空気中でコイル間距離が２００ｍｍのそれぞれの場合における駆動周波数と共振電位（ここでは送電共振回路を構成するキャパシタの両端電位）との関係を示している。

　図４に示されるように、空気中及び海水中のいずれであっても、共振回路の共振周波数である８５ｋＨｚ付近で伝送効率はピークとなる。空気中ではコイル間距離が変動してもピーク値として７０％以上を確保できている。一方、海水中では、コイル間距離が離れるにしたがって効率が大きく低下していき、４００ｍｍで約５０％まで低下し、５００ｍｍでは約２５％まで低下している。図７に示されるように、空気中ではコイル間距離が大きくなってもある程度効率を確保できるが、海水中ではコイル間距離によって効率が大きく変動する。

　図５及び図６に示されるように、空気中及び海水中のいずれでも、コイル間距離が２００ｍｍのときはコイル間距離が５００ｍｍのときと比べて送電電力及び受電電力のピーク値は非常に小さく、本解析では約１／４程度となった。また、コイル間距離が近くなると双峰特性が表れ、電力のピークが２つ現れる。また、電力がピークとなる周波数は、距離が変動するにつれて徐々にずれていく特性が確認された。

　本発明による無線給電システムは、効率重視か電力重視かによって、２つの送電コイルから無線給電に用いる送電コイルを選択することにより、用途や状況に応じて適切な無線給電を実施することができる。

　なお、図７に示すように、送電共振回路の共振電位は、電力のピークとなる周波数付近で特に大きくなり、また、空気中と比較して海水中の方が共振電位の最大値は少し小さくなる。共振回路を構成するキャパシタとしては、最大の共振電位、図示例では空気中のコイル間距離４００ｍｍにおけるピーク電圧である２０５０Ｖ、よりも大きな定格電圧のものを使用することが好ましい。しかし、共振電位が定格電圧未満であっても、大きな共振電位で連続稼働すると発熱により破損するおそれがある。また、効率が悪くなると、共振回路を構成するコイルや、高周波電力を供給するインバータにおいても、損失が大きくなることに伴って発熱量が大きくなり、熱破損するおそれがある。したがって、放熱特性が比較的悪い空気中では効率重視で無線給電を行うことが好ましい。一方、海水中では、海水を冷却媒体として積極的に利用することで発熱を抑えることができるため、送電電力及び受電電力がピークとなる周波数で送電コイルを駆動しても、発熱による破損の懸念が少ない。

　例えば、送電電力優先の無線給電を行うと、送電コイルとともに共振回路を構成するキャパシタに印加される共振電位の振幅が一気に増大し、キャパシタの内部抵抗のために発熱も大きくなって、キャパシタが熱破損する可能性がある。同様に、共振回路を構成するコイルや、共振回路に高周波電力を供給するインバータも、熱破損する可能性がある。したがって、空気中においては通常、伝送効率を優先した無線給電を行うことが好ましい。一方、水中であれば、放熱特性が空気中に比して格段に向上するため、発熱の大きな送電電力優先の無線給電を行っても、キャパシタ等の回路部品を破損することなく連続稼働できる。

　放熱特性を一層向上するため、共振回路を構成するキャパシタ等の発熱部品は、放熱板等の放熱部材上に設けることができる。放熱部材は銅などの導電体によって形成されていてもよいし、絶縁体によって形成されていてもよい。導電体によって形成された放熱部材は、周囲環境の電気伝導率を測定するための導電率センサとして機能させることができ、その他適宜の機能のための電極やアンテナ等として利用することができる。

　本発明の無線給電システムでは、対向配置された第１及び第２の送電コイル間に受電コイルが配置されるため、第１の送電コイルと受電コイルとの間の距離、並びに、第２の送電コイルと受電コイルとの間の距離は、最大でも第１及び第２の送電コイル間距離未満に制限される。したがって、受電装置のオペレータが、送電電力を最大化しようとして受電コイルをいずれか一方の送電コイルから大きく離そうとしても、第１及び第２の送電コイル間距離以上に離すことはできず、送電コイルと受電コイルとの距離が離れ過ぎることで共振回路を構成するキャパシタなどの回路構成部品の耐圧を超える共振電位が生じることを防止でき、共振回路構成部品の破損を防止できるという利点もある。

　無線給電システムは、第１及び第２の送電コイル間の距離が拡大することを制限する連結部材をさらに有していてよい。例えば、連結部材として機能する単一のハウジング内に第１及び第２の送電コイルを設置することによって第１及び第２の送電コイルとを連結することができる。また、第１の送電コイルが設けられた第１のハウジングと、第２の送電コイルが設けられた第２のハウジングとを、連結シャフト、連結リンク、連結ワイヤーその他の適宜の連結部材を用いて連結することによって、第１及び第２の送電コイル間の距離が拡大することを制限するよう第１及び第２の送電コイルが構造的に連結されていてもよい。

　前記第１及び第２の共振回路は同じ共振周波数を有することが好ましいが、異なる共振周波数を有していてもよい。ここで、共振回路の共振周波数ｆは、共振回路を構成するコイルのインダクタンスＬと、共振回路を構成するキャパシタのキャパシタンスＣにより定まる共振回路固有のものであり、次式で求められるものである。
　f = 1　/　2π√LC

　第１及び第２の共振回路が同じ共振周波数を有するとは、上記の式で求められる回路定数としての共振周波数ｆが実質的に同じであることを意味する。無線給電中は、相互インダクタンス等の影響によって回路定数が変化し、無線給電動作中の共振系としての共振周波数が変動するが、本明細書において、「無線給電動作中の共振系としての共振周波数」と「共振回路としての共振周波数」とは異なるものとする。また、「実質的に同じ」とは、回路設計上の誤差範囲のものも含むことを意味し、製品出荷時の回路定数から算出される回路の共振周波数ｆが実質的に同じであればよい。

　受電装置の共振回路の共振周波数も、第１及び第２の共振回路と同じ共振周波数としてもよいし、異なる共振周波数としてもよい。

　一実施形態において、無線給電システムは、第１の送電装置と第２の送電装置とを備えることができる。第１の送電装置は、第１の送電コイル及び第１のキャパシタにより構成される第１の共振回路と、第１の共振回路に高周波電力を供給する第１のインバータと、第１のインバータを駆動する第１の駆動制御部とを備えていてよい。第２の送電装置は、第２の送電コイル及び第２のキャパシタにより構成される第２の共振回路と、第２の共振回路に高周波電力を供給する第２のインバータと、第２のインバータを駆動する第２の駆動制御部とを備えていてよい。制御装置は、第１及び第２の駆動制御部を有して構成することができる。さらに、各送電装置は、対応するインバータに直流電力を供給する電源、典型的にはバッテリーを有することができるが、外部から各送電装置に電力が供給されてもよい。

　好ましくは、第１の送電装置のハウジングと、第２の送電装置のハウジングとが、第１及び第２の送電コイル間の距離を固定するか若しくは所定の最大距離以内に制限するように連結されていてよい。各ハウジングは、十分な耐水・耐圧性能を有するように密閉された回路収容空間を有し、この回路収容空間内に、共振回路、インバータ、駆動制御部、制御装置及び電源を収容できる。

　各駆動制御部は、無線給電動作時、適切な駆動周波数で対応するインバータをスイッチングさせるように、対応するインバータに駆動指令信号を出力する。その結果、インバータは、高周波電力を対応する共振回路に出力する。第１及び第２の駆動制御部は、互いに通信可能に接続されて、相手方から受信した情報に基づいて無線給電動作を行うか否か、並びに、無線給電中のインバータのスイッチング周波数等の調整等の制御を行うよう構成できる。また、さらに上位のコントローラを設けて、上位コントローラからの指令に基づいて各駆動制御部がローカル制御を行うよう構成し、これら上位コントローラと第１及び第２の駆動制御部とによって制御装置を構成することもできる。

　インバータは、フルブリッジインバータであることが好ましいが、ハーフブリッジインバータであってもよい。駆動制御部は、マイクロプロセッサ等によって構成されるコントローラと、コントローラからの指令に従ってインバータを構成するブリッジの各アームに設けられたＦＥＴ等のスイッチング素子に駆動信号を出力するドライバとを備えることができる。第１及び第２の駆動制御部のコントローラは、互いに通信することによって対等な関係で協調動作するよう構成してもよいし、いずれか一方のコントローラがマスターコントローラとして機能し、他方がスレーブコントローラとして機能し、マスターコントローラが第１及び第２の送電装置を統括管理するよう構成することもできる。制御装置は、受電装置の制御を行うコントローラをも含む制御システムであってよい。

　制御装置は、無線給電に必要なすべての制御を担うこともできるし、無線給電に必要な制御のうちの一部のみを担うものであってもよい。例えば、制御装置は、上記空間内に配置された受電コイルに対する無線給電にどの送電コイルを用いるかの判定のみを行うよう構成し、判定結果に基づく第１及び／又は第２の共振回路への高周波電力の供給制御は他のユニットに委ねることもできる。また、制御装置は、第１及び／又は第２の共振回路へ供給する高周波電力の周波数の調整制御を行うことができる。

　一実施形態において、制御装置は、上記空間内に受電コイルが配置された状態で受電コイルに対して第１及び第２の送電コイルの各々からテスト送電を行い、テスト送電の結果に基づいて第１及び第２の送電コイルのいずれか一方を稼働コイルとして設定し、稼働コイルとして設定された一方の送電コイルから受電コイルに対して無線給電するよう構成することができる。これによれば、無線給電開始前に制御装置が実行するテスト送電により、各送電コイルから受電コイルに対する送電特性を確認して、テスト送電の結果に基づいて第１及び第２の送電コイルのうちいずれを無線給電に用いる稼働コイルとして設定するかを判定できる。したがって、受電コイルの位置が定まっていなくとも、その時々の状況によって最適な送電コイルを稼働コイルとして設定して無線給電を行うことができる。

　なお、各送電コイルを稼働コイルとして設定するための判断基準はどのようなものでもよく、必要に応じて適宜設計できる。例えば、受電コイルに対する伝送効率に有利な一の送電コイルを稼働コイルとして設定してもよいし、送電電力に有利な一の送電コイルを稼働コイルとして設定してもよい。また、制御装置は、マニュアル操作によって伝送効率優先モード及び送電電力優先モードのいずれかにモード設定可能に構成することができ、伝送効率優先モード時には受電コイルに対する伝送効率に有利な一の送電コイルを稼働コイルとして設定し、送電電力優先モード時には送電電力に有利な一の送電コイルを稼働コイルとして設定するよう構成することもできる。

　制御装置は、稼働コイルとして設定しなかった他方の送電コイルを含む共振回路には無線給電時に高周波電力を供給せずに待機させるよう構成できる。各共振回路には、回路の開放と短絡とを切り換えるリレー等の切替器を設けることができる。制御装置は、他方の送電コイルを含む共振回路の切替器を開放して、他方の送電コイルを開放状態で待機させるよう構成することができる。また、制御装置は、無線給電時に、他方の送電コイルを含む共振回路の切替器を短絡して、他方の送電コイルを上記特許文献１の中継コイルのように機能させることもできる。

　別の一実施形態において、制御装置は、上記空間内に受電コイルが配置された状態で受電コイルに対して第１及び第２の送電コイルの各々からテスト送電を行うことにより第１及び第２の送電コイルの各々から受電コイルに対して無線給電する際の伝送効率の周波数特性をそれぞれ確認し、確認された周波数特性の比較結果に基づいて第１及び第２の送電コイルのいずれか一方を稼働コイルとして設定し、稼働コイルとして設定された一方の送電コイルから受電コイルに対して無線給電するよう構成することができる。これによれば、第１及び第２の送電コイルのうち、上記空間内に配置された受電コイルに対する伝送効率の良い一の送電コイルから受電コイルに対して無線給電することができる。

　なお、伝送効率は、例えば、送電側の共振回路に入力される高周波電力に対する、受電側の共振回路が出力する高周波電力の比として求めることができる。受電側の共振回路の出力電力は、受電装置が検出して、送電装置の制御装置に通信により送信することができる。

　伝送効率は、必ずしも厳密に測定する必要はなく、送電側の送電電力や、無線給電動作中の共振系としての共振周波数と、伝送効率との相関関係を予め測定しておき、この相関関係に基づいて送電側で検出し得る情報のみに基づいて伝送効率を推定することもできる。

　さらに別の一実施形態において、制御装置は、上記空間内に受電コイルが配置された状態で受電コイルに対して第１及び第２の送電コイルの各々からテスト送電を行うことにより第１及び第２の送電コイルの各々から受電コイルに対して無線給電する際の送電電力の周波数特性をそれぞれ確認し、確認された前記周波数特性の比較結果に基づいて第１及び第２の送電コイルのいずれか一方を稼働コイルとして設定し、稼働コイルとして設定された一方の送電コイルから受電コイルに対して無線給電するよう構成することができる。これによれば、第１及び第２の送電コイルのうち、上記空間内に配置された受電コイルに対する送電電力がより大きい一の送電コイルから受電コイルに対して無線給電することができる。

　好ましくは、制御装置は、上記空間内に受電コイルが配置された状態で受電コイルに対して第１及び第２の送電コイルの各々からテスト送電を行うことにより第１及び第２の送電コイルの各々から受電コイルに対して無線給電する際の伝送効率の周波数特性並びに送電電力の周波数特性をそれぞれ確認し、確認された伝送効率の周波数特性の比較結果、並びに、確認された送電電力の周波数特性の比較結果のいずれか一方又は両方に基づいて第１及び第２の送電コイルのいずれか一方を稼働コイルとして設定し、稼働コイルとして設定された一方の送電コイルから受電コイルに対して無線給電するよう構成することができる。例えば、マニュアル操作によって伝送効率優先モード及び送電電力優先モードのいずれかに設定可能に構成されているか、或いは、周囲環境の所定の物性値の検出結果に基づいて自動的に伝送効率優先モード及び送電電力優先モードのいずれかに設定されるよう構成されている場合、伝送効率優先モードに設定されているときは確認された伝送効率の周波数特性の比較結果に基づいて稼働コイルを選択し、送電電力優先モードに設定されているときは確認された送電電力の周波数特性の比較結果に基づいて稼働コイルを選択するよう構成できる。さらに、伝送効率の周波数特性の比較結果に基づいて稼働コイルを選択する際に、送電電力が許容最大値未満となる周波数において伝送効率の周波数特性を比較するよう構成できる。また、送電電力の周波数特性の比較結果に基づいて稼働コイルを選択する際は、伝送効率が許容最小値を超える周波数において送電電力の周波数特性を比較するよう構成できる。なお、周波数特性の比較に基づく稼働コイルの選択基準はどのようなものでもよく、例えば、各送電コイルの伝送効率又は送電電力の最大値同士を比較して、より大きな最大値を有する送電コイルを稼働コイルとして選択してもよいし、また、最大値付近の所定周波数範囲における伝送効率又は送電電力の二乗平均同士を比較してもよいし、その他求められる性能や目的等に応じて適宜の選択基準を採用できる。

　なお、周波数特性の確認方法、並びに、確認により取得する情報も適宜のものであってよい。例えば、共振回路の共振周波数を含む所定の周波数範囲において共振回路に供給する高周波電力の周波数を変動させつつ、複数の周波数ポイントにおいて伝送効率及び／又は送電電力を測定することによって、高周波電力の周波数と伝送効率又は送電電力との相関関係としての周波数特性を確認できる。

　制御装置は、稼働コイルとして設定された送電コイルを含む共振回路に無線給電時に供給する高周波電力の周波数を、テスト送電により確認された伝送効率の周波数特性に基づいて設定するよう構成することができる。これにより、伝送効率が高くなる周波数で共振回路を共振させることができる。

　制御装置は、稼働コイルとして設定された送電コイルを含む共振回路に無線給電時に供給する高周波電力の周波数を、テスト送電により確認された送電電力の周波数特性に基づいて設定するよう構成してもよい。これにより、送電電力が大きくなる周波数で共振回路を共振させることができる。

　好ましくは、制御装置は、伝送効率優先モード及び送電電力優先モードのいずれか一方にモード設定可能に構成されているとともに、稼働コイルとして設定された前記送電コイルを含む前記共振回路に無線給電時に供給する高周波電力の周波数を、前記伝送効率優先モードに設定されているときは前記テスト送電により確認された伝送効率の周波数特性に基づいて設定し、前記送電電力優先モードに設定されているときは前記テスト送電により確認された送電電力の周波数特性に基づいて設定するよう構成することができる。これにより、伝送効率優先モードに設定されているときは伝送効率が高くなる周波数で共振回路を共振させることができ、一方、送電電力優先モードに設定されているときは送電電力が大きくなる周波数で共振回路を共振させることができる。

　制御装置は、周囲環境の所定の物性値を検出する周囲環境センサをさらに備えることができる。周囲環境センサは一つのみ設けてもよいし、複数設けることもできる。無線給電システムが第１及び第２の送電装置を備えている場合、各送電装置に周囲環境センサを設けてもよいし、いずれか一方の送電装置のみに周囲環境センサを設けることもできる。一方の送電装置に周囲環境センサを設けた場合、送電装置間の通信によって周囲環境センサの検出情報を他方の送電装置に送信することにより、他方の送電装置においても周囲環境センサの検出情報に基づく各種制御を行うことができる。

　制御装置は、検出された物性値に基づいて前記伝送効率優先モード及び前記送電電力優先モードのいずれかにモード設定するよう構成されていてよい。物性値は、例えば、電気伝導率、温度、誘電率など、システムに要求される性能や目的に応じて適宜の物性値であってよい。電気伝導率を検出する場合は、周囲環境センサは、周囲環境（例えば空気や海水など）に晒される一対の電極により構成される導電率センサである。このような導電率センサを構成する電極として、上述した放熱部材を利用することができる。

　周囲環境センサは、送電装置側に設けられていてもよいし、受電装置側に設けられていてもよい。送電装置が水陸両用の無線給電ステーションとして構成される場合は送電装置側に周囲環境センサを設けることが好ましい。受電装置が海上に浮上可能な潜水艦や潜水艇などの水中搬走体として構成される場合は受電装置側に周囲環境センサを設けることが好ましい。受電装置に周囲環境センサを設けた場合、受電装置と送電装置との間の通信によって周囲環境センサの検出情報を送電装置に送信することにより、送電装置において周囲環境センサの検出情報に基づく各種制御を行うことができる。

　制御装置は、周囲環境センサが検出する物性値に基づいて海水中であるか否かを判定するよう構成できる。必要であれば、周囲環境センサが検出する物性値に基づいて、海水中、淡水中及び空気中のいずれであるかを判定するよう構成できる。また、ダム湖などの淡水中で使用されるシステムの場合は、淡水中及び空気中のいずれであるかを判定するよう構成することもできる。

　制御装置は、海水中ではないと判定したときは伝送効率優先モードにモード設定し、海水中であると判定したときは送電電力優先モードにモード設定するよう構成されていてよい。また、制御装置は、淡水中ではないと判定したときは伝送効率優先モードにモード設定し、淡水中であると判定したときは送電電力優先モードにモード設定するよう構成されていてよい。

　制御装置は、周囲環境センサが検出する物性値に基づき共振電位許容値を設定するよう構成できる。制御装置は、第１及び第２の共振回路のうち無線給電時に高周波電力が供給される共振回路の所定部位の電位が共振電位許容値を超えると無線給電を中断又は終了するよう構成されていてよい。

　上記の所定部位の電位は、第１及び第２の共振回路のうち無線給電時に高周波電力が供給される共振回路を構成するキャパシタの両端電位であってよい。所定部位の電位は適宜の方法で測定することができる。所定部位のインピーダンスはほぼ一定であって、共振電流と共振電位は比例関係であるとみなすことができるため、共振電流の測定値に基づいて共振電位を判定してもよい。

　以下、本発明による無線給電システムの実施例について説明する。

　図９は本発明の一実施例に係る無線給電システムの構成を示す。このシステムは、２つの送電装置１０，２０と受電装置３０とにより構成され、磁界共振結合方式で非接触により送電装置１０，２０のいずれか一方から受電装置３０へ電力を伝送する。

　送電装置１０は、図１０にも示すように、送電コイル１１及びキャパシタ１２から構成される直列共振回路と、この共振回路に高周波電力を供給するインバータ１３と、インバータ１３に直流電力を供給する電源１４とを備えている。

　インバータ１３はフルブリッジインバータとして図示されているが、ハーフブリッジインバータにより構成することもできる。図示例のインバータ１３は、

　電源１４としては、充電可能な二次電池を用いることもできるし、商用交流電力を直流電力に変換するコンバータによって構成することもできる。なお、電源１４とインバータ１３との間には、充放電保護回路１５及び昇降圧回路１６を設けることができる。

　送電装置１０は、インバータ１３を駆動する駆動制御部を備えている。駆動制御部は、マイクロプロセッサ等によって構成されるコントローラ１７と、コントローラ１７からの指令にしたがってインバータ１３を構成するスイッチング素子に駆動指令信号を出力するゲートドライバ１８とにより構成されている。そして、送電装置１０から受電装置３０へ無線給電する際は、電源１４から供給される直流電圧が、昇降圧回路１６によって昇圧されてインバータ１３に入力され、コントローラ１７がインバータ１３をスイッチング制御することによって、送電コイル１１及びキャパシタ１２から構成される共振回路に高周波電力を出力する。一方、本実施形態の送電装置１０は受電装置としても機能するよう構成されている。即ち、水中搬走体などの他の装置から送電装置１０に無線給電して、送電装置１０の電源１４を充電する際は、インバータ１３のスイッチング素子をすべてオフ動作させ、インバータ１３のスイッチングを停止することでインバータ１３を全波整流回路として動作させ、コイル１１が受電する高周波電力を昇降圧回路１６によって降圧して、充放電保護回路１５を介して電源１４に供給することによって、電源１４を充電することができるようになっている。

　また、送電装置１０は、他の送電装置２０と無線通信若しくは有線通信するための通信回路１９を備えており、各送電装置１０，２０のコントローラ１７，２７同士が、通信回路１９，２９を介して通信可能に構成されている。

　送電装置２０は、送電装置１０と同様、送電コイル２１、キャパシタ２２、インバータ２３、電源２４、充放電保護回路２５、昇降圧回路２６、コントローラ２７、ゲートドライバ２８及び通信回路２９を備えている。

　また、受電装置３０も、送電装置１０と同様の回路構成を有している。即ち、受電装置３０も、受電コイル３１、キャパシタ３２、インバータ３３、電源３４、充放電保護回路（図示せず）、昇降圧回路（図示せず）、コントローラ（図示せず）、ゲートドライバ（図示せず）及び通信回路（図示せず）を備えることができる。なお、各送電装置１０，２０と受電装置３０との間の通信は、送電コイル１１，２１及び受電コイル３１を介して行われるように回路構成することもできる。また、受電装置３０は、送電装置１０，２０に対して無線給電する送電装置としても機能するよう構成されている。

　図９に示すように、各送電装置１０，２０はハウジング１０Ａ，２０Ａを備えており、これらハウジング１０Ａ，２０Ａ内に上記回路構成部品が収容されている。図示例では、共振回路の共振容量の大容量化のため、各送電装置１０，２０にはそれぞれ、並列に接続された２つのキャパシタ１２，２２が設けられている。また、各キャパシタ１２，２２は、ハウジング１０Ａ，２０Ａの外表面に設けられた放熱板１０Ｂ，２０Ｂ上に配置されており、キャパシタ１２，２２において生じる熱が外部に積極的に放熱されるようになっている。なお、受電装置３０も、ハウジング３０Ａを備え、このハウジング３０Ａ内に上記回路構成部品が収容されているとともに、ハウジング３０Ａの周囲に放熱部材３０Ｂが設けられている。放熱部材３０は、それ自体がループコイルを形成しないように周方向少なくとも一部で切断されている。

　各送電装置１０，２０は、導電率センサを備えている。放熱板１０Ｂ，２０Ｂは導電体からなり、導電率センサの電極として機能する。なお、放熱板１０Ｂ，２０Ｂとは別に、導電率センサの電極を設けることもできる。導電率センサは、離間して配置され且つ周囲環境に露呈する少なくとも一対の電極を有し、一対の電極間に所定の電圧を印加したときに電極間に流れる電流を検出することによって、周囲環境の導電率（電気伝導度）を測定する。測定された導電率に関する情報は、コントローラ１７，２７に入力され、各種制御に利用し得るように構成されている。

　各送電装置のハウジング１０Ａ，２０Ａは、連結部材４０によって連結されており、これにより送電コイル１１，２１間の距離が固定されているとともに、送電コイル１１，２１間に受電装置３０を配置可能な空間が形成されている。なお、海底等に送電装置を設置する場合には、海底上に所定の距離を空けて送電装置１０，２０を設置すればよく、必ずしも連結部材によって送電装置１０，２０同士を連結する必要はない。

　各送電装置１０，２０のコントローラ１７，２７は、一実施例において対等な関係で相互に通信しつつ協調動作するよう構成されていてもよいし、いずれか一方がマスターコントローラとして機能し、他方がスレーブコントローラとして機能するものであってもよい。これらコントローラ１７，２７全体によって、無線給電システムによる無線給電を制御する制御装置が構成される。

　図１１は、無線給電システムの制御装置としての無線給電動作の制御フローチャートの一例を示す。制御装置は、無線給電の開始操作がなされると、まず、導電率センサを用いて周囲環境の電気伝導度を確認する（ステップＳ１）。電気伝導度が所定の閾値以上であれば海水中モードに設定し（ステップＳ２）、電気伝導度が所定の閾値未満であれば空気中モードに設定する（ステップＳ３）。これら海水中モード及び空気中モードの設定内容は適宜のものであってよいが、例えば、無線給電中の共振電位の許容値を、海水中モードでは比較的大きく、空気中モードでは比較的小さくなるよう設定できる。

　次に、制御装置は、各送電装置１０，２０から受電装置３０へのテスト送電を順次行い、図４～図８に示す解析例と同様に、それぞれの送電効率の周波数特性、送電電力の周波数特性、並びに、共振電位の周波数特性を確認する（ステップＳ４）。なお、テスト送電時の送電電力は、無線給電時（本送電時）の送電電力よりも十分に小さくしておくことができ、これにより、テスト送電時に共振電位が異常に大きくなるなどにより回路が破壊されることを防止できる。この場合、小電力でのテスト送電時の周波数特性と、無線給電時（本送電時）の周波数特性とが変化してしまうおそれがあるが、テスト送電時の周波数特性と無線給電時の周波数特性との相関関係を装置設計時に確認してデータベース化しておき、このデータベースを参照することによってテスト送電時に確認された周波数特性に基づいて無線給電時の周波数特性を推定できる。

　次に、テスト送電により確認された伝送効率、送電電力及び共振電位が正常範囲内であるか否かを確認し（ステップＳ５）、異常を検出した場合にはエラー出力して（ステップＳ６）、異常終了するよう構成できる。

　一方、正常範囲内であれば、制御装置は、モード設定スイッチの状態やオペレータからの操作等に基づき、効率優先モード及び電力優先モードのいずれかに設定するとともに（ステップＳ７）、２つの送電コイル１１，２１のいずれか一方を稼働コイルとして設定し、他方を待機コイルとして設定する（ステップＳ８）。

　以上のように無線給電の準備が完了すると本送電を開始し（ステップＳ９）、稼働コイルとして設定された送電コイルから受電装置３０の受電コイル３１に無線給電するよう、対応する送電装置を動作させ、待機コイルとして設定された送電コイルからの無線給電は行われないよう対応する送電装置は待機状態とする。

　本送電時に稼働コイルを含む共振回路に供給される高周波電力の周波数は、テスト送電により確認された周波数特性を参照して、効率優先モードに設定されていれば効率が高くなる周波数に設定され、電力優先モードに設定されていれば送電電力が大きくなる周波数に設定される。

　また、本送電中、共振回路に生じる共振電位を随時確認し、共振電位が許容値を超えた場合には本送電を中断して、再度テスト送電から再開するよう構成できる。共振電位が許容値を超えた場合にはエラー出力して本送電を終了するよう構成することもできる。なお、ノイズの影響等を考慮し、共振電位が許容値を超えたことを複数回連続して検出した場合、若しくは、所定時間以上継続して共振電位が許容値を超えた場合に、本送電を中断又は終了するよう制御構成することもできる。

　本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更できる。例えば、図１２に示すように、一つの送電装置１０に２つの送電コイル１１，２１を設け、これら送電コイル１１，２１を離間して対向配置することもできる。この場合、無線給電時に稼働する送電コイルを切り換え可能とするために、リレー等の切替器５０を設け、コントローラ１７からの指令に基づいて２つの送電コイル１１，２１のいずれか一方をキャパシタ１２に接続させることができる。また、上記実施形態では対向配置した２つの送電コイル１１，２１のいずれか一方から受電コイル３１に無線給電する構成及び制御例について説明したが、２つの送電コイル１１，２１の両方から受電コイル３１に無線給電するよう各送電装置１０，２０を同時に稼働させることもできる。

　１，１１，２，２１　送電コイル
　３，３１　受電コイル
　１２，２２　キャパシタ
　１３，２３　インバータ
　１４，２４　電源
　１７，２７　制御装置（駆動制御部）

Claims

　第１の共振回路の構成要素となる第１の送電コイルと、第２の共振回路の構成要素となる第２の送電コイルと、前記第１及び第２の送電コイルのうち受電装置の共振回路の構成要素となる受電コイルに対する無線給電に用いる稼働コイルを設定する制御装置とを備え、
　前記第１及び第２の送電コイルは、前記受電コイルを配置可能な空間を前記第１及び第２の送電コイル間に形成するように対向配置されている、
　無線給電システム。
　請求項１に記載の無線給電システムにおいて、
　前記第１及び第２の送電コイル間の距離が拡大することを制限する連結部材をさらに有する、無線給電システム。
　請求項１又は２に記載の無線給電システムにおいて、
　前記第１及び第２の共振回路は同じ共振周波数を有する、無線給電システム。
　請求項１，２又は３に記載の無線給電システムにおいて、
　第１の送電装置と第２の送電装置とを備え、
　前記第１の送電装置は、前記第１の送電コイル及び第１のキャパシタにより構成される前記第１の共振回路と、前記第１の共振回路に高周波電力を供給する第１のインバータと、前記第１のインバータを駆動する第１の駆動制御部とを備え、
　前記第２の送電装置は、前記第２の送電コイル及び第２のキャパシタにより構成される前記第２の共振回路と、前記第２の共振回路に高周波電力を供給する第２のインバータと、前記第２のインバータを駆動する第２の駆動制御部とを備え、
　前記制御装置は、前記第１及び第２の駆動制御部を有する、
　無線給電システム。
　請求項１～４のいずれかに記載の無線給電システムにおいて、
　前記制御装置は、前記空間内に前記受電コイルが配置された状態で前記受電コイルに対して第１及び第２の送電コイルの各々からテスト送電を行い、前記テスト送電の結果に基づいて第１及び第２の送電コイルのいずれか一方を稼働コイルとして設定し、前記稼働コイルとして設定された一方の前記送電コイルから前記受電コイルに対して無線給電するよう構成されている、
　無線給電システム。
　請求項１～４のいずれかに記載の無線給電システムにおいて、
　前記制御装置は、前記空間内に前記受電コイルが配置された状態で前記受電コイルに対して第１及び第２の送電コイルの各々からテスト送電を行うことにより第１及び第２の送電コイルの各々から前記受電コイルに対して無線給電する際の伝送効率の周波数特性をそれぞれ確認し、確認された前記周波数特性の比較結果に基づいて第１及び第２の送電コイルのいずれか一方を稼働コイルとして設定し、前記稼働コイルとして設定された一方の前記送電コイルから前記受電コイルに対して無線給電するよう構成されている、
　無線給電システム。
　請求項１～４のいずれかに記載の無線給電システムにおいて、
　前記制御装置は、前記空間内に前記受電コイルが配置された状態で前記受電コイルに対して第１及び第２の送電コイルの各々からテスト送電を行うことにより第１及び第２の送電コイルの各々から前記受電コイルに対して無線給電する際の送電電力の周波数特性をそれぞれ確認し、確認された前記周波数特性の比較結果に基づいて第１及び第２の送電コイルのいずれか一方を稼働コイルとして設定し、前記稼働コイルとして設定された一方の前記送電コイルから前記受電コイルに対して無線給電するよう構成されている、
　無線給電システム。
　請求項１～４のいずれかに記載の無線給電システムにおいて、
　前記制御装置は、前記空間内に前記受電コイルが配置された状態で前記受電コイルに対して第１及び第２の送電コイルの各々からテスト送電を行うことにより第１及び第２の送電コイルの各々から前記受電コイルに対して無線給電する際の伝送効率の周波数特性並びに送電電力の周波数特性をそれぞれ確認し、確認された伝送効率の周波数特性の比較結果、並びに、確認された送電電力の周波数特性の比較結果のいずれか一方又は両方に基づいて第１及び第２の送電コイルのいずれか一方を稼働コイルとして設定し、前記稼働コイルとして設定された一方の前記送電コイルから前記受電コイルに対して無線給電するよう構成されている、
　無線給電システム。
　請求項６又は８に記載の無線給電システムにおいて、
　前記制御装置は、稼働コイルとして設定された前記送電コイルを含む前記共振回路に無線給電時に供給する高周波電力の周波数を、前記テスト送電により確認された伝送効率の周波数特性に基づいて設定するよう構成されている、無線給電システム。
　請求項７又は８に記載の無線給電システムにおいて、
　前記制御装置は、稼働コイルとして設定された前記送電コイルを含む前記共振回路に無線給電時に供給する高周波電力の周波数を、前記テスト送電により確認された送電電力の周波数特性に基づいて設定するよう構成されている、無線給電システム。
　請求項８に記載の無線給電システムにおいて、
　前記制御装置は、
　　伝送効率優先モード及び送電電力優先モードのいずれか一方にモード設定可能に構成されているとともに、
　　稼働コイルとして設定された前記送電コイルを含む前記共振回路に無線給電時に供給する高周波電力の周波数を、前記伝送効率優先モードに設定されているときは前記テスト送電により確認された伝送効率の周波数特性に基づいて設定し、前記送電電力優先モードに設定されているときは前記テスト送電により確認された送電電力の周波数特性に基づいて設定する
　よう構成されている、無線給電システム。
　請求項１１に記載の無線給電システムにおいて、
　前記制御装置は、周囲環境の所定の物性値を検出する周囲環境センサをさらに備え、検出された物性値に基づいて前記伝送効率優先モード及び前記送電電力優先モードのいずれかにモード設定するよう構成されている、無線給電システム。
　請求項１２に記載の無線給電システムにおいて、
　前記物性値は電気伝導率である、無線給電システム。
　請求項１２又は１３に記載の無線給電システムにおいて、
　前記制御装置は、前記周囲環境センサが検出する前記物性値に基づいて海水中であるか否かを判定するよう構成されている、無線給電システム。
　請求項１４に記載の無線給電システムにおいて、
　前記制御装置は、海水中ではないと判定したときは前記伝送効率優先モードにモード設定し、海水中であると判定したときは前記送電電力優先モードにモード設定するよう構成されている、無線給電システム。
　請求項１２～１５のいずれかに記載の無線給電システムにおいて、
　前記制御装置は、前記周囲環境センサが検出する前記物性値に基づき共振電位許容値を設定するとともに、第１及び第２の共振回路のうち前記無線給電時に高周波電力が供給される共振回路の所定部位の電位が前記共振電位許容値を超えると無線給電を中断又は終了するよう構成されている、無線給電システム。
　請求項１～１１のいずれかに記載の無線給電システムにおいて、
　前記制御装置は、周囲環境の所定の物性値を検出する周囲環境センサをさらに備え、前記周囲環境センサが検出する前記物性値に基づき共振電位許容値を設定するとともに、第１及び第２の共振回路のうち前記無線給電時に高周波電力が供給される共振回路の所定部位の電位が前記共振電位許容値を超えると無線給電を中断又は終了するよう構成されている、無線給電システム。
　請求項１６又は１７に記載の無線給電システムにおいて、
　前記所定部位の電位は、第１及び第２の共振回路のうち前記無線給電時に高周波電力が供給される共振回路を構成するキャパシタの両端電位である、無線給電システム。