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JP5488723B2 - Resonant contactless power supply system - Google Patents

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JP5488723B2 JP2012557103A JP2012557103A JP5488723B2 JP 5488723 B2 JP5488723 B2 JP 5488723B2 JP 2012557103 A JP2012557103 A JP 2012557103A JP 2012557103 A JP2012557103 A JP 2012557103A JP 5488723 B2 JP5488723 B2 JP 5488723B2
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Description

本発明は、共鳴型非接触給電システムに係る。詳しくは本発明は、移動体に搭載された2次電池に、非接触で充電を行うのに好適な共鳴型非接触給電システムに関する。   The present invention relates to a resonance type non-contact power feeding system. Specifically, the present invention relates to a resonance-type non-contact power feeding system suitable for charging a secondary battery mounted on a moving body in a non-contact manner.

特開2009−106136号公報(特許文献1)が提案する充電システムは、車両外部の電源から、共鳴法によってワイヤレスで充電電力を受電することで、車載の蓄電装置を充電する。前記文献の充電システムは、電動車両と給電装置とを備え、電動車両は、2次自己共振コイルつまり2次側共鳴コイルと、2次コイルと、整流器と、蓄電装置とを含む。給電装置は、高周波電力ドライバと、1次コイルと、1次自己共振コイルつまり1次側共鳴コイルとを備える。2次自己共振コイルの巻数は、蓄電装置の電圧や、1次自己共振コイルと2次自己共振コイルとの間の距離や、1次自己共振コイル及び2次自己共振コイルの共鳴周波数に基づき設定される。給電装置と車両との間の距離は、車両の状況たとえば積載状況やタイヤの空気圧等によって変化する。そして給電装置の1次自己共振コイルと、車両の2次自己共振コイルとの間の距離が変化すると、1次自己共振コイル及び2次自己共振コイルの共鳴周波数に変化が生じる。そこで前記文献の電動車両では、2次自己共振コイルの導線の端部同士の間に、可変コンデンサを接続している。前記文献の充電システムは、蓄電装置を充電する時に、蓄電装置の充電電力を、電圧センサ及び電流センサの検出値に基づき算出する。充電システムは、前記充電電力が最大となるように、2次自己共振コイルに接続されている前記可変コンデンサの容量を調整することによって、2次自己共振コイルのLC共振周波数を調整する、と前記文献に開示されている。   The charging system proposed by Japanese Patent Laying-Open No. 2009-106136 (Patent Document 1) charges an in-vehicle power storage device by receiving charging power wirelessly by a resonance method from a power source outside the vehicle. The charging system of the document includes an electric vehicle and a power feeding device, and the electric vehicle includes a secondary self-resonant coil, that is, a secondary resonance coil, a secondary coil, a rectifier, and a power storage device. The power feeding device includes a high-frequency power driver, a primary coil, and a primary self-resonant coil, that is, a primary-side resonant coil. The number of turns of the secondary self-resonant coil is set based on the voltage of the power storage device, the distance between the primary self-resonant coil and the secondary self-resonant coil, and the resonance frequency of the primary self-resonant coil and the secondary self-resonant coil. Is done. The distance between the power feeding device and the vehicle changes depending on the vehicle status, for example, the loading status and the tire air pressure. When the distance between the primary self-resonant coil of the power feeding device and the secondary self-resonant coil of the vehicle changes, the resonance frequencies of the primary self-resonant coil and the secondary self-resonant coil change. Therefore, in the electric vehicle disclosed in the above document, a variable capacitor is connected between the ends of the conductive wires of the secondary self-resonant coil. When charging the power storage device, the charging system described in the document calculates the charging power of the power storage device based on the detection values of the voltage sensor and the current sensor. The charging system adjusts the LC resonance frequency of the secondary self-resonant coil by adjusting the capacitance of the variable capacitor connected to the secondary self-resonant coil so that the charging power is maximized, and It is disclosed in the literature.

特開2009−106136号公報JP 2009-106136 A

上述したように前記文献が開示する給電方法の目的は、1次自己共振コイルと2次自己共振コイルとの間の距離が、車両の状況すなわち積載状況やタイヤの空気圧等によって変化した場合にも、給電側から受電側に電力を効率良く供給することにある。そのために前記給電方法は、蓄電装置の充電電力が最大となるように、蓄電装置の充電時に2次自己共振コイルの可変コンデンサの容量を調整する。しかし、このような給電方法は、蓄電装置の充電電力を、電圧センサ及び電流センサの検出値に基づき算出し、且つ充電電力が最大になるまで可変コンデンサの容量を調整する必要がある。   As described above, the purpose of the power feeding method disclosed in the above document is also when the distance between the primary self-resonant coil and the secondary self-resonant coil changes depending on the vehicle situation, that is, the loading situation, tire pressure, etc. The purpose is to efficiently supply power from the power feeding side to the power receiving side. For this purpose, the power feeding method adjusts the capacity of the variable capacitor of the secondary self-resonant coil when charging the power storage device so that the charging power of the power storage device is maximized. However, in such a power supply method, it is necessary to calculate the charging power of the power storage device based on the detection values of the voltage sensor and the current sensor, and to adjust the capacity of the variable capacitor until the charging power becomes maximum.

受電側(移動体側)が、給電側の共鳴コイルと受電側の共鳴コイルとの間の距離を検出することができれば、受電側が受電側の整合器を距離に応じて調整することで、給電側は、電力を効率良く受電側に供給することが可能である。しかし、移動体に一般の距離センサを設けることで、距離センサが移動体と給電設備との間の距離を検出する場合、1次共鳴コイルと2次共鳴コイルとの間の距離を正確には検出し難い。   If the power receiving side (moving body side) can detect the distance between the resonance coil on the power feeding side and the resonance coil on the power receiving side, the power receiving side adjusts the matching unit on the power receiving side according to the distance. Can efficiently supply power to the power receiving side. However, by providing a general distance sensor in the moving body, when the distance sensor detects the distance between the moving body and the power supply facility, the distance between the primary resonance coil and the secondary resonance coil is accurately determined. It is difficult to detect.

本発明の目的は、受電側に設けられた整合器を利用することで、給電側の共鳴コイルと、受電側である移動体に装備された共鳴コイルとの間の距離を移動体側で検出し、よって給電側から電力を効率良く受電側に供給することができる共鳴型非接触給電システムを提供することにある。   An object of the present invention is to detect a distance between a resonance coil on a power feeding side and a resonance coil provided on a power receiving side on a moving body side by using a matching unit provided on the power receiving side. Therefore, an object of the present invention is to provide a resonance type non-contact power feeding system that can efficiently supply power from the power feeding side to the power receiving side.

前記の目的を達成するため、本発明の一態様によれば、給電設備と移動体設備とを備える共鳴型非接触給電システムが提供される。前記給電設備は、交流電源と、前記交流電源から電力の供給を受ける1次側共鳴コイルとを備える。前記移動体設備は、前記1次側共鳴コイルからの電力を受電する2次側共鳴コイルと;前記2次側共鳴コイルが受電した電力を整流する整流器と;前記整流器によって整流された電力が供給される2次電池とを備える。前記移動体設備はさらに、前記2次側共鳴コイルと前記整流器との間に、2次整合器と距離計測高周波電源とを備える。前記1次側共鳴コイルと前記2次側共鳴コイルとの間の距離が検出されるとき、前記距離計測高周波電源の出力は、前記2次整合器を介して前記2次側共鳴コイルへ供給されるように構成される。前記給電設備が電力供給するとき、前記距離計測高周波電源が停止されるとともに、前記給電設備が供給した電力は、前記2次整合器と整流器とを介して、前記2次電池に供給されるように構成される。   In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a resonant non-contact power feeding system including a power feeding facility and a moving body facility is provided. The power supply facility includes an AC power source and a primary resonance coil that receives power from the AC power source. The mobile facility includes a secondary resonance coil that receives power from the primary resonance coil; a rectifier that rectifies the power received by the secondary resonance coil; and power that is rectified by the rectifier Secondary battery. The mobile facility further includes a secondary matching unit and a distance measuring high-frequency power source between the secondary resonance coil and the rectifier. When the distance between the primary side resonance coil and the secondary side resonance coil is detected, the output of the distance measurement high frequency power supply is supplied to the secondary side resonance coil via the secondary matching unit. Configured to be When the power supply facility supplies power, the distance measuring high-frequency power supply is stopped, and the power supplied by the power supply facility is supplied to the secondary battery via the secondary matching device and the rectifier. Configured.

この構成によれば、給電設備から移動体設備の2次電池への電力供給に先立って、1次側共鳴コイルと2次側共鳴コイルとの間の距離が、検出される。この距離検出のとき、距離計測高周波電源の出力は、2次電池側へは供給されず、2次側共鳴コイルに供給される。このため共鳴系の入力インピーダンスは、2次電池の充電状態の影響を受けない。   According to this configuration, the distance between the primary resonance coil and the secondary resonance coil is detected prior to the supply of power from the power supply facility to the secondary battery of the mobile facility. At the time of this distance detection, the output of the distance measuring high-frequency power supply is not supplied to the secondary battery side but is supplied to the secondary resonance coil. For this reason, the input impedance of the resonance system is not affected by the state of charge of the secondary battery.

「共鳴系」とは、1次側共鳴コイルと2次側共鳴コイルとを有し、移動体設備における距離検出時には、距離検出用高周波電源と2次側共鳴コイルとの間に存在する回路部品たとえば2次整合器や2次コイルと、給電設備の1次側共鳴コイルと交流電源との間に存在する回路部品たとえば1次コイルや1次整合器とを含む。一方、2次側共鳴コイルが1次側共鳴コイルから電力を受電する時には「共鳴系」は、交流電源と1次側共鳴コイルとの間に存在する回路部品たとえば1次整合器や1次コイルと、2次側共鳴コイルから電力が供給される整流器及び2次電池を含み、さらに2次側共鳴コイルと整流器との間に存在する回路部品たとえば2次整合器や2次コイルを「共鳴系」は含む。   "Resonance system" is a circuit component that has a primary side resonance coil and a secondary side resonance coil, and is present between the high frequency power source for distance detection and the secondary side resonance coil at the time of distance detection in mobile equipment. For example, it includes a secondary matching unit and a secondary coil, and circuit parts such as a primary coil and a primary matching unit that exist between the primary resonance coil of the power supply facility and the AC power source. On the other hand, when the secondary side resonance coil receives power from the primary side resonance coil, the “resonance system” is a circuit component that exists between the AC power source and the primary side resonance coil, such as a primary matching device and a primary coil. And a rectifier and a secondary battery to which power is supplied from the secondary resonance coil, and further, circuit components such as a secondary matching device and a secondary coil existing between the secondary resonance coil and the rectifier are referred to as “resonance system”. Is included.

また「共鳴系の入力インピーダンス」は、1次側共鳴コイルと2次側共鳴コイルとの間の距離検出時に、交流が入力される入力側のコイルの両端同士の間で測定した共鳴系全体のインピーダンスを指す。たとえば移動体設備の距離検出用高周波電源から交流が入力される時で、2次コイル装置が2次コイルと2次側共鳴コイルとによって構成される時には「共鳴系の入力インピーダンス」は、2次コイルの両端同士の間で測定した共鳴系全体のインピーダンスを指す。もしくは2次コイル装置が2次側共鳴コイルのみの時には「共鳴系の入力インピーダンス」は、2次側共鳴コイルの両端同士の間で測定した共鳴系全体のインピーダンスを指す。一方、2次側共鳴コイルが1次側共鳴コイルから電力受電する時には「共鳴系の入力インピーダンス」は、1次コイル装置が1次コイルと1次側共鳴コイルとによって構成される時には1次コイルの両端同士の間で測定した共鳴系全体のインピーダンスを指す。あるいは1次コイル装置が1次側共鳴コイルのみによって構成される時には「共鳴系の入力インピーダンス」は、1次側共鳴コイルの両端同士の間で測定した共鳴系全体のインピーダンスを指す。   The “resonance system input impedance” is the total resonance system measured between both ends of the input side coil to which alternating current is input when detecting the distance between the primary side resonance coil and the secondary side resonance coil. Refers to impedance. For example, when alternating current is input from a high-frequency power source for distance detection of a mobile equipment, and the secondary coil device is composed of a secondary coil and a secondary resonance coil, the “resonance system input impedance” is the secondary The impedance of the entire resonance system measured between both ends of the coil. Alternatively, when the secondary coil device is only the secondary side resonance coil, the “resonance system input impedance” indicates the impedance of the entire resonance system measured between both ends of the secondary side resonance coil. On the other hand, when the secondary resonance coil receives power from the primary resonance coil, the “resonance system input impedance” is the primary coil when the primary coil device is composed of the primary coil and the primary resonance coil. The impedance of the entire resonance system measured between both ends of the. Alternatively, when the primary coil device is configured by only the primary side resonance coil, the “resonance system input impedance” indicates the impedance of the entire resonance system measured between both ends of the primary side resonance coil.

そのため、共鳴型非接触給電システムは、共鳴系の入力インピーダンスを測定することによって、1次側共鳴コイルと2次側共鳴コイルとの間の距離を検出することができる。そして、当該検出した距離が給電設備から移動体設備への給電に適した値の位置に移動体が停止した状態で、給電設備から移動体設備への給電が行われる。給電設備から移動体設備の2次電池への電力供給時には、2次整合器のインピーダンスは、検出された距離において給電設備から移動体設備へ効率良く電力が供給される値に調整される。そして距離計測高周波電源の出力が停止された状態で、給電設備の1次側共鳴コイルから電力は、非接触共鳴で2次側共鳴コイルへ供給される。2次側共鳴コイルが受電した電力は、2次整合器及び整流器を介して2次電池に供給され、よって2次電池が充電される。したがって共
鳴型非接触給電システムは、受電側に設けられた2次整合器を利用することで、給電側の1次側共鳴コイルと、受電側である移動体に装備された2次側共鳴コイルとの間の距離を移動体側で検出し且つ給電側から電力を効率良く受電側に供給することができる。
Therefore, the resonance type non-contact power feeding system can detect the distance between the primary side resonance coil and the secondary side resonance coil by measuring the input impedance of the resonance system. Then, power supply from the power supply facility to the mobile facility is performed in a state where the detected distance is a value suitable for power supply from the power supply facility to the mobile facility. When power is supplied from the power supply facility to the secondary battery of the mobile facility, the impedance of the secondary matching unit is adjusted to a value at which power is efficiently supplied from the power supply facility to the mobile facility at the detected distance. Then, with the output of the distance measurement high-frequency power supply stopped, power is supplied from the primary resonance coil of the power supply facility to the secondary resonance coil by non-contact resonance. The electric power received by the secondary resonance coil is supplied to the secondary battery via the secondary matching device and the rectifier, so that the secondary battery is charged. Therefore, the resonance-type non-contact power feeding system uses the secondary matching unit provided on the power receiving side, so that the primary side resonance coil on the power feeding side and the secondary side resonance coil equipped on the mobile body on the power receiving side. Can be detected on the mobile body side and power can be efficiently supplied from the power supply side to the power reception side.

好ましくは前記2次整合器はπ型であり、前記距離計測高周波電源は、前記2次整合器に電力を供給する。この場合には2次整合器は、給電設備から移動体設備の2次電池への電力供給時と、1次側共鳴コイルと2次側共鳴コイルとの間の距離検出時とで、双方向に支障なく機能する。   Preferably, the secondary matching unit is a π-type, and the distance measuring high-frequency power supply supplies power to the secondary matching unit. In this case, the secondary matching unit is bidirectional when supplying power from the power supply facility to the secondary battery of the mobile facility and when detecting the distance between the primary resonance coil and the secondary resonance coil. It works without trouble.

好ましくは前記移動体設備はさらに、前記整流器と前記2次電池との間に設けられた充電器を備えてもよい。前記整流器によって整流された電力は、前記充電器に供給され、前記2次電池は、前記充電器に接続されてもよい。 Preferably, the mobile facility may further include a charger provided between the rectifier and the secondary battery . The electric power rectified by the rectifier may be supplied to the charger, and the secondary battery may be connected to the charger.

この構成によっても、給電設備から移動体設備の充電器への電力供給に先立って、1次側共鳴コイルと2次側共鳴コイルとの間の距離が、検出される。この距離検出のとき、距離計測高周波電源の出力は、充電器側へは供給されず、2次側共鳴コイルに供給される。このため共鳴系の入力インピーダンスは、充電器の影響や2次電池の充電状態の影響を受けない。   Also with this configuration, the distance between the primary resonance coil and the secondary resonance coil is detected prior to the supply of power from the power supply facility to the charger of the mobile facility. At the time of this distance detection, the output of the distance measurement high frequency power supply is not supplied to the charger side but is supplied to the secondary resonance coil. For this reason, the input impedance of the resonance system is not affected by the influence of the charger or the state of charge of the secondary battery.

本発明の他の特徴と利点は、以下の詳細な説明と、本発明の特徴を説明するために付随する図面とによって明らかであろう。
本発明の新規であると思われる特徴は、特に、添付した請求の範囲において明らかである。目的と利益を伴う本発明は、以下に示す現時点における好ましい実施形態の説明を添付した図面とともに参照することによって、理解されるであろう。
Other features and advantages of the present invention will be apparent from the following detailed description and the accompanying drawings that illustrate the features of the invention.
The features believed to be novel of the invention are particularly apparent in the appended claims. The present invention with objects and advantages will be understood by reference to the following description of the presently preferred embodiment, taken in conjunction with the accompanying drawings, in which:

第1実施形態の共鳴型非接触給電システムの構成図。The block diagram of the resonance-type non-contact electric power feeding system of 1st Embodiment. 図1の共鳴型非接触給電システムの一部省略した回路図。The circuit diagram which a part of resonance type non-contact electric power feeding system of Drawing 1 was omitted. 第2実施形態における移動体設備の構成図。The block diagram of the mobile body installation in 2nd Embodiment. 図3の2次整合器の構成を示す回路図。FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration of a secondary matching device in FIG. 3. 図4Aの2次整合器の作用を示す回路図。The circuit diagram which shows the effect | action of the secondary matching device of FIG. 4A. 第3実施形態の2次整合器の構成を示す回路図。The circuit diagram which shows the structure of the secondary matching device of 3rd Embodiment. 第4実施形態の給電設備の回路図。The circuit diagram of the electric power feeding installation of 4th Embodiment.

図1と図2は、本発明を、車載バッテリを充電するための共鳴型非接触給電システムに具体化した第1実施形態を説明する。
図1に示すように、共鳴型非接触給電システムは給電設備10と移動体設備20とで構成され、給電設備10は、地上側に設けられる送電側設備である。移動体設備20は、移動体としての車両に搭載される受電側設備である。
1 and 2 illustrate a first embodiment in which the present invention is embodied in a resonance type non-contact power feeding system for charging an in-vehicle battery.
As shown in FIG. 1, the resonance-type non-contact power feeding system includes a power feeding facility 10 and a moving body facility 20, and the power feeding facility 10 is a power transmission side facility provided on the ground side. The moving body facility 20 is a power receiving side facility mounted on a vehicle as a moving body.

給電設備10は、高周波電源11と、1次整合器12と、1次コイル装置13と、及び電源コントローラ14とを備えている給電側設備である。交流電源としての高周波電源11には、電源側コントローラとしての電源コントローラ14から電源オン/オフ信号が送られ、この信号によって高周波電源11がオン/オフされる。高周波電源11は、共鳴系の予め設定された共鳴周波数に等しい周波数の交流電力、たとえば数MHz程度の高周波電力を出力する。   The power supply facility 10 is a power supply side facility including a high-frequency power source 11, a primary matching device 12, a primary coil device 13, and a power supply controller 14. A power on / off signal is sent to the high frequency power supply 11 as an AC power supply from a power supply controller 14 as a power supply side controller, and the high frequency power supply 11 is turned on / off by this signal. The high frequency power supply 11 outputs AC power having a frequency equal to a preset resonance frequency of the resonance system, for example, high frequency power of about several MHz.

図2に示すように、1次コイル装置13は、1次コイル13aと1次側共鳴コイル13bとで構成されている1次側コイルである。1次コイル13aは、1次整合器12を介し
て高周波電源11に接続されている。1次コイル13aと1次側共鳴コイル13bとは同軸上に位置するように配設され、1次側共鳴コイル13bにはコンデンサCが並列に接続されている。1次コイル13aは、1次側共鳴コイル13bに電磁誘導で結合され、高周波電源11から1次コイル13aに供給された交流電力は、電磁誘導で1次側共鳴コイル13bに供給される。
As shown in FIG. 2, the primary coil device 13 is a primary coil that includes a primary coil 13 a and a primary resonance coil 13 b. The primary coil 13 a is connected to the high frequency power supply 11 through the primary matching unit 12. The primary coil 13a and the primary side resonance coil 13b are disposed so as to be coaxially arranged, and a capacitor C is connected in parallel to the primary side resonance coil 13b. The primary coil 13a is coupled to the primary resonance coil 13b by electromagnetic induction, and the AC power supplied from the high frequency power supply 11 to the primary coil 13a is supplied to the primary resonance coil 13b by electromagnetic induction.

図2に示すように、1次整合器12は、π型整合器で構成されている1次側整合器である。詳述すると、1次整合器12は、可変リアクタンスとしての2つの1次可変コンデンサ15,16と、1次インダクタ17とから構成されている。一方の1次可変コンデンサ15は高周波電源11に接続され、他方の1次可変コンデンサ16は、1次コイル13aに並列に接続されている。1次インダクタ17は、両1次可変コンデンサ15,16間に接続されている。1次可変コンデンサ15,16の容量が変更されることで、1次整合器12のインピーダンスが変更される。1次可変コンデンサ15,16は、たとえば図示しないモータによって駆動される回転シャフトを有する公知の構成であり、モータが電源コントローラ14からの駆動信号によって駆動されると、1次可変コンデンサ15,16それぞれの容量が変更される。   As shown in FIG. 2, the primary matching unit 12 is a primary side matching unit composed of a π-type matching unit. More specifically, the primary matching unit 12 includes two primary variable capacitors 15 and 16 serving as variable reactances and a primary inductor 17. One primary variable capacitor 15 is connected to the high frequency power supply 11, and the other primary variable capacitor 16 is connected in parallel to the primary coil 13a. The primary inductor 17 is connected between both primary variable capacitors 15 and 16. The impedance of the primary matching unit 12 is changed by changing the capacitances of the primary variable capacitors 15 and 16. The primary variable capacitors 15 and 16 have a known configuration having, for example, a rotating shaft driven by a motor (not shown). When the motor is driven by a drive signal from the power supply controller 14, the primary variable capacitors 15 and 16 are respectively provided. The capacity of is changed.

図1に示すように、移動体設備20は、2次コイル装置21、2次整合器22、距離計測高周波電源23、整流器24、充電器25、2次電池26、及び車両コントローラ27を備えている移動体側設備である。2次電池26は、充電器25に接続されたバッテリである。2次整合器22は、スイッチSW1を介して距離計測高周波電源23に接続される状態と、スイッチSW1を介して整流器24に接続される状態とに切換可能になっている。距離計測高周波電源23は、高周波電源11が電力伝送時に出力する交流電流よりも、二桁程度小さな交流電力を出力するように構成されている距離計測高周波電源である。   As shown in FIG. 1, the mobile equipment 20 includes a secondary coil device 21, a secondary matching device 22, a distance measurement high-frequency power source 23, a rectifier 24, a charger 25, a secondary battery 26, and a vehicle controller 27. It is the moving body side equipment. The secondary battery 26 is a battery connected to the charger 25. The secondary matching unit 22 can be switched between a state connected to the distance measuring high-frequency power source 23 via the switch SW1 and a state connected to the rectifier 24 via the switch SW1. The distance measurement high-frequency power supply 23 is a distance measurement high-frequency power supply configured to output AC power that is about two orders of magnitude smaller than the AC current output by the high-frequency power supply 11 during power transmission.

図2に示すように、詳述すると2次コイル装置21は、2次コイル21aと2次側共鳴コイル21bとで構成されている2次側コイルである。2次コイル21aと2次側共鳴コイル21bとは同軸上に位置するように配設され、2次側共鳴コイル21bには、1次側共鳴コイル13bとは異なるコンデンサCが接続されている。2次コイル21aは、2次側共鳴コイル21bに電磁誘導で結合される。つまり共鳴によって1次側共鳴コイル13bから2次側共鳴コイル21bに供給された交流電力は、電磁誘導で2次コイル21aに供給される。2次コイル21aは、2次整合器22に接続されている。   As shown in FIG. 2, in detail, the secondary coil device 21 is a secondary coil composed of a secondary coil 21a and a secondary resonance coil 21b. The secondary coil 21a and the secondary side resonance coil 21b are disposed so as to be coaxially arranged, and a capacitor C different from the primary side resonance coil 13b is connected to the secondary side resonance coil 21b. The secondary coil 21a is coupled to the secondary resonance coil 21b by electromagnetic induction. That is, AC power supplied from the primary side resonance coil 13b to the secondary side resonance coil 21b by resonance is supplied to the secondary coil 21a by electromagnetic induction. The secondary coil 21 a is connected to the secondary matching unit 22.

図2に示すように、2次整合器22は、π型整合器で構成されている2次整合器である。詳述すると2次整合器22は、可変リアクタンスとしての2つの2次可変コンデンサ28,29と、2次インダクタ30とから構成されている。一方の2次可変コンデンサ28は2次コイル21aに並列に接続される。他方の2次可変コンデンサ29は、スイッチSW1を介して、距離計測高周波電源23と整流器24とのうちのいずれか一方に選択的に接続されるようになっている。2次可変コンデンサ28,29それぞれの容量が変更されると、2次整合器22のインピーダンスが変更される。2次可変コンデンサ28,29それぞれは、たとえば図示しないモータによって駆動される回転シャフトを有する公知の構成であり、モータが車両コントローラ27からの駆動信号によって駆動されると、2次可変コンデンサ28,29それぞれの容量は変更される。   As shown in FIG. 2, the secondary matching unit 22 is a secondary matching unit configured by a π-type matching unit. More specifically, the secondary matching unit 22 is composed of two secondary variable capacitors 28 and 29 as variable reactances and a secondary inductor 30. One secondary variable capacitor 28 is connected in parallel to the secondary coil 21a. The other secondary variable capacitor 29 is selectively connected to one of the distance measurement high-frequency power supply 23 and the rectifier 24 via the switch SW1. When the capacitances of the secondary variable capacitors 28 and 29 are changed, the impedance of the secondary matching unit 22 is changed. Each of the secondary variable capacitors 28 and 29 has a known configuration having, for example, a rotating shaft driven by a motor (not shown), and when the motor is driven by a drive signal from the vehicle controller 27, the secondary variable capacitors 28 and 29 are provided. Each capacity is changed.

図2に示すように、入力インピーダンス測定部としての電圧センサ31は、2次コイル21aに並列に接続されている。
図1に示す充電器25は、整流器24で整流された直流を、2次電池26に充電するのに適した電圧に変換するDC/DCコンバータ(図示せず)を備えている。車両コントローラ27は、2次電池26の充電時に、充電器25のDC/DCコンバータのスイッチング素子を制御する。
As shown in FIG. 2, the voltage sensor 31 as an input impedance measuring unit is connected in parallel to the secondary coil 21a.
The charger 25 shown in FIG. 1 includes a DC / DC converter (not shown) that converts the direct current rectified by the rectifier 24 into a voltage suitable for charging the secondary battery 26. The vehicle controller 27 controls the switching element of the DC / DC converter of the charger 25 when the secondary battery 26 is charged.

なお1次コイル13a、1次側共鳴コイル13b、2次側共鳴コイル21b、及び2次コイル21aそれぞれの巻数や巻径は、給電設備10から移動体設備20へ給電(伝送)しようとする電力の大きさ等に対応して適宜設定される。スイッチSW1は、リレーのc接点を示す。図1と図2には、リレーのc接点が有接点式で図示されているが、これに限らず、たとえば半導体素子を用いた無接点リレーによってスイッチSW1のc接点を構成してもよい。   Note that the number of turns and the diameter of each of the primary coil 13a, the primary side resonance coil 13b, the secondary side resonance coil 21b, and the secondary coil 21a are the power to be supplied (transmitted) from the power supply facility 10 to the mobile facility 20. It is set as appropriate according to the size of. The switch SW1 indicates the c contact of the relay. In FIG. 1 and FIG. 2, the c contact of the relay is illustrated as a contact type. However, the contact is not limited thereto, and the c contact of the switch SW <b> 1 may be configured by a non-contact relay using a semiconductor element, for example.

制御装置としての車両コントローラ27は、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出するときには、スイッチSW1によって2次整合器22と距離計測高周波電源23とを互いに接続させる車両側コントローラである。さらに車両コントローラ27は、給電設備10から移動体設備20へ電力が供給されるときには、スイッチSW1によって2次整合器22と整流器24とを互いに接続させるようにスイッチSW1を切換制御する。また車両コントローラ27は、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出するときは、距離計測高周波電源23によって所定周波数の交流を出力させる。さらに車両コントローラ27は、給電設備10から移動体設備20に電力が供給されるときは、距離計測高周波電源23の出力を停止するように距離計測高周波電源23を制御する。   When the vehicle controller 27 as a control device detects the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b, the secondary matching unit 22 and the distance measurement high-frequency power source 23 are connected to each other by the switch SW1. This is a vehicle-side controller. Further, when power is supplied from the power supply facility 10 to the mobile facility 20, the vehicle controller 27 controls the switch SW1 so that the secondary matching device 22 and the rectifier 24 are connected to each other by the switch SW1. Further, when detecting the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b, the vehicle controller 27 causes the distance measurement high-frequency power source 23 to output an alternating current of a predetermined frequency. Furthermore, the vehicle controller 27 controls the distance measurement high-frequency power source 23 to stop the output of the distance measurement high-frequency power source 23 when power is supplied from the power supply facility 10 to the moving body facility 20.

車両コントローラ27は車載CPU及び車載メモリを備える。車載メモリは、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離と、距離計測高周波電源23から所定周波数の交流を出力したときの共鳴系の入力インピーダンスとの関係を示すデータを、マップ又は関係式として記憶している。このデータは、予め試験によって求められる。車両コントローラ27は、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出する時に、電圧センサ31によって2次コイル21aの両端の電圧を検出することで、共鳴系の入力インピーダンスを測定する。そして車両コントローラ27は、検出された共鳴系の入力インピーダンスと、前記マップ又は関係式とに基づき、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を算出する。このように車両コントローラ27は、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を算出する距離算出部として機能する。また車両コントローラ27及び電圧センサ31は、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出する距離検出部を構成する。   The vehicle controller 27 includes an in-vehicle CPU and an in-vehicle memory. The in-vehicle memory is data indicating the relationship between the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b and the input impedance of the resonance system when alternating current of a predetermined frequency is output from the distance measurement high frequency power supply 23. Are stored as a map or a relational expression. This data is obtained in advance by testing. When the vehicle controller 27 detects the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b, the voltage sensor 31 detects the voltage at both ends of the secondary coil 21a, thereby inputting the resonance system. Measure impedance. The vehicle controller 27 calculates the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b based on the detected input impedance of the resonance system and the map or the relational expression. Thus, the vehicle controller 27 functions as a distance calculation unit that calculates the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b. The vehicle controller 27 and the voltage sensor 31 constitute a distance detection unit that detects the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b.

電源コントローラ14と車両コントローラ27とは、図示しない無線通信装置を介して互いに通信可能になっている。電源コントローラ14は、車両コントローラ27から送信された給電要求信号を受信すると、給電作業を実行する。   The power supply controller 14 and the vehicle controller 27 can communicate with each other via a wireless communication device (not shown). When the power supply controller 14 receives the power supply request signal transmitted from the vehicle controller 27, the power supply controller 14 performs a power supply operation.

(作用)
次に、前記のように構成された共鳴型非接触給電システムの作用を説明する。
車両に搭載された2次電池26が充電される場合、車両は、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離が所定距離になる充電位置に駐車(停止)する必要がある。そのため、給電設備10から移動体設備20の充電器25への電力供給に先立って、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離検出が実行される必要がある。1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離検出のとき、車両コントローラ27は、スイッチSW1を、2次整合器22と距離計測高周波電源23とを互いに接続する状態に切換える。そしてその状態で、距離計測高周波電源23が所定周波数の交流電力を出力すると、電力が、2次コイル装置21から1次コイル装置13へ非接触で伝送される。このとき、距離計測高周波電源23の出力は、充電器25側へは供給されずに、2次側共鳴コイル21bにのみ供給される。このため共鳴系の入力インピーダンスは、充電器25や2次電池26による充電状態の影響を受けない。その状態で車両コントローラ27は、電圧センサ31の検出信号に基づき、2次コイル21aの入力イン
ピーダンスを算出し、この入力インピーダンスの値と、前記マップ又は関係式とに基づき、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出(算出。演算)する。
(Function)
Next, the operation of the resonance type non-contact power feeding system configured as described above will be described.
When the secondary battery 26 mounted on the vehicle is charged, the vehicle needs to park (stop) at a charging position where the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b is a predetermined distance. There is. Therefore, prior to supplying power from the power supply facility 10 to the charger 25 of the mobile facility 20, it is necessary to detect the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b. When detecting the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b, the vehicle controller 27 switches the switch SW1 to a state in which the secondary matching unit 22 and the distance measurement high-frequency power source 23 are connected to each other. . In this state, when the distance measurement high-frequency power source 23 outputs AC power having a predetermined frequency, the power is transmitted from the secondary coil device 21 to the primary coil device 13 in a non-contact manner. At this time, the output of the distance measurement high-frequency power source 23 is not supplied to the charger 25 side but is supplied only to the secondary resonance coil 21b. For this reason, the input impedance of the resonance system is not affected by the state of charge by the charger 25 or the secondary battery 26. In this state, the vehicle controller 27 calculates the input impedance of the secondary coil 21a based on the detection signal of the voltage sensor 31, and based on the value of this input impedance and the map or relational expression, the primary resonance coil 13b. Is detected (calculated or calculated) between the first resonance coil 21b and the secondary resonance coil 21b.

上記のように検出された1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離が、充電に適した距離であれば車両コントローラ27は、スイッチSW1を、2次整合器22と整流器24とを互いに接続する状態に切換える。そして車両コントローラ27は、2次整合器22のインピーダンスが、検出された距離において給電設備10から移動体設備20へ効率良く電力が供給される値になるように、2次可変コンデンサ28,29を調整する。その後に車両コントローラ27は、電源コントローラ14に、無線通信装置を介して給電要求信号を送信する。電源コントローラ14は、車両コントローラ27からの給電要求信号を受信すると、給電を開始する。   If the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b detected as described above is a distance suitable for charging, the vehicle controller 27 switches the switch SW1 to the secondary matcher 22. The rectifier 24 is switched to a state of being connected to each other. Then, the vehicle controller 27 sets the secondary variable capacitors 28 and 29 so that the impedance of the secondary matching unit 22 becomes a value at which electric power is efficiently supplied from the power supply equipment 10 to the mobile equipment 20 at the detected distance. adjust. Thereafter, the vehicle controller 27 transmits a power supply request signal to the power supply controller 14 via the wireless communication device. When the power supply controller 14 receives the power supply request signal from the vehicle controller 27, the power supply controller 14 starts power supply.

また検出された距離が、充電に適した距離でなければ、車両が移動され後に車両コントローラ27は、前記と同様に1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離検出を実行する。そして車両コントローラ27は、検出された距離が充電に適した距離であれば、前記と同様にスイッチSW1の切換や2次整合器22のインピーダンス調整を実行した後、電源コントローラ14に給電要求信号を送信する。   If the detected distance is not a suitable distance for charging, the vehicle controller 27 detects the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b after the vehicle is moved as described above. Run. If the detected distance is suitable for charging, the vehicle controller 27 switches the switch SW1 and adjusts the impedance of the secondary matching unit 22 in the same manner as described above, and then sends a power supply request signal to the power supply controller 14. Send.

給電要求信号を受信した電源コントローラ14は、給電設備10の高周波電源11によって、1次コイル13aに共鳴周波数の交流電圧を印加する。すると電力が、1次側共鳴コイル13bから非接触共鳴で2次側共鳴コイル21bへ供給される。2次側共鳴コイル21bが受電した電力は、2次整合器22及び整流器24を介して充電器25に供給され、よって充電器25に接続された2次電池26が充電される。車両コントローラ27は、たとえば2次電池26の電圧が所定電圧になった時点からの経過時間によって充電完了を判断し、2次電池26の充電が完了すると、電源コントローラ14に充電完了信号を送信する。電源コントローラ14は、充電完了信号を受信すると、電力伝送を終了する。   The power supply controller 14 that has received the power supply request signal applies an AC voltage having a resonance frequency to the primary coil 13 a by the high frequency power supply 11 of the power supply facility 10. Then, electric power is supplied from the primary side resonance coil 13b to the secondary side resonance coil 21b by non-contact resonance. The electric power received by the secondary resonance coil 21b is supplied to the charger 25 via the secondary matching device 22 and the rectifier 24, so that the secondary battery 26 connected to the charger 25 is charged. For example, the vehicle controller 27 determines the completion of charging based on the elapsed time from when the voltage of the secondary battery 26 becomes a predetermined voltage, and transmits a charging completion signal to the power supply controller 14 when the charging of the secondary battery 26 is completed. . When receiving the charge completion signal, the power supply controller 14 ends the power transmission.

この実施形態は、以下の利点を有する。
(1)共鳴型非接触給電システムは給電設備10と移動体設備20とを備え、給電設備10は、交流電源としての高周波電源11と、交流電源から電力の供給を受ける1次側共鳴コイル13bとを備える。移動体設備20は、給電設備10から非接触で電力が供給される。つまり移動体設備20は、1次側共鳴コイル13bからの電力を受電する2次側共鳴コイル21bと、2次側共鳴コイル21bが受電した電力を整流する整流器24と、整流器24によって整流された電力が供給される充電器25と、充電器25に接続された2次電池26とを備えている。移動体設備20は、2次側共鳴コイル21bと整流器24との間に、2次整合器22と距離計測高周波電源23とを備えている。1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出するために、距離計測高周波電源23の出力は、2次整合器22を介して2次側共鳴コイル21bへ供給される。給電設備10が電力供給するとき、距離計測高周波電源23は停止させられ、且つ給電設備10が出力した電力は、2次整合器22及び整流器24を介して、充電器25に供給される。したがって本実施形態の給電システムは、受電側つまり移動体設備20に設けられた2次整合器22を利用することで、給電側の共鳴コイルつまり1次側共鳴コイル13bと、受電側である移動体に装備された共鳴コイルつまり2次側共鳴コイル21bとの間の距離を、移動体側で検出することができる。このように検出した距離を用いることで給電システムは、給電側から電力を効率良く受電側に供給することができる。
This embodiment has the following advantages.
(1) The resonance-type non-contact power feeding system includes a power feeding facility 10 and a moving body facility 20. The power feeding facility 10 includes a high frequency power source 11 as an AC power source, and a primary resonance coil 13b that receives power from the AC power source. With. The mobile facility 20 is supplied with electric power from the power supply facility 10 in a non-contact manner. That is, the mobile facility 20 is rectified by the secondary resonance coil 21b that receives power from the primary resonance coil 13b, the rectifier 24 that rectifies the power received by the secondary resonance coil 21b, and the rectifier 24. A charger 25 to which electric power is supplied and a secondary battery 26 connected to the charger 25 are provided. The mobile facility 20 includes a secondary matching unit 22 and a distance measuring high-frequency power source 23 between the secondary resonance coil 21 b and the rectifier 24. In order to detect the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b, the output of the distance measurement high frequency power supply 23 is supplied to the secondary side resonance coil 21b via the secondary matching unit 22. The When the power supply facility 10 supplies power, the distance measurement high-frequency power supply 23 is stopped, and the power output from the power supply facility 10 is supplied to the charger 25 via the secondary matching device 22 and the rectifier 24. Therefore, the power feeding system according to the present embodiment uses the secondary matching unit 22 provided on the power receiving side, that is, the mobile facility 20, so that the resonance coil on the power feeding side, that is, the primary resonance coil 13b, and the movement on the power receiving side. The distance between the resonance coil mounted on the body, that is, the secondary resonance coil 21b can be detected on the moving body side. By using the distance thus detected, the power feeding system can efficiently supply power from the power feeding side to the power receiving side.

(2)移動体設備20は、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出できる。よって運転者は移動体を、給電設備10から効率良く電力の給電を受けることができる充電位置に容易に移動させることができる。したがって移動体に搭載さ
れた2次電池26を、効率良く充電することができる。
(2) The mobile facility 20 can detect the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b. Therefore, the driver can easily move the moving body to the charging position where power can be efficiently supplied from the power supply facility 10. Therefore, the secondary battery 26 mounted on the moving body can be charged efficiently.

(3)2次整合器22として、二つの2次可変コンデンサ28,29と一つの2次インダクタ30とで構成されたπ型の整合器が使用されている。したがって、一方の可変コンデンサたとえば2次可変コンデンサ28が調整されることで共鳴系のインピーダンスが大きく調整され、他方の可変コンデンサたとえば2次可変コンデンサ29が調整されることで共鳴系のインピーダンスが微調整されることで、共鳴系のインピーダンス調整を簡単に行うことが可能になる。   (3) As the secondary matching unit 22, a π-type matching unit composed of two secondary variable capacitors 28 and 29 and one secondary inductor 30 is used. Accordingly, the impedance of the resonance system is greatly adjusted by adjusting one variable capacitor, for example, the secondary variable capacitor 28, and the impedance of the resonance system is finely adjusted by adjusting the other variable capacitor, for example, the secondary variable capacitor 29. This makes it possible to easily adjust the impedance of the resonance system.

(4)移動体設備20は、距離計測高周波電源23から交流電力が出力される状態における共鳴系の入力インピーダンスを測定する入力インピーダンス測定部(電圧センサ31)と、距離算出部(車両コントローラ27)とを備えている。距離算出部は、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離と、共鳴系の入力インピーダンスとの関係に基づき、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を算出する。したがって移動体設備20は、給電設備10とは通信せずに、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離検出を行うことができる。   (4) The mobile facility 20 includes an input impedance measurement unit (voltage sensor 31) that measures the input impedance of the resonance system in a state where AC power is output from the distance measurement high-frequency power source 23, and a distance calculation unit (vehicle controller 27). And. Based on the relationship between the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b and the input impedance of the resonance system, the distance calculation unit includes the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b. The distance between is calculated. Accordingly, the mobile facility 20 can detect the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b without communicating with the power supply facility 10.

図3と図4は、第2実施形態を説明する。この実施形態では、給電設備10の構成は第1実施形態と同じであるが、2次整合器22の構成と、距離計測高周波電源23の接続状態とが、第1実施形態とは異なっている。第1実施形態と基本的に同一部分には、同一符号を付して詳しい説明を省略する。   3 and 4 illustrate a second embodiment. In this embodiment, the configuration of the power supply facility 10 is the same as that of the first embodiment, but the configuration of the secondary matching unit 22 and the connection state of the distance measurement high-frequency power source 23 are different from those of the first embodiment. . The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図3に示すように、移動体設備20は、2次コイル装置21、2次整合器22A、距離計測高周波電源23、整流器24、充電器25、2次電池26、及び車両コントローラ27を備えている。距離計測高周波電源23は、2次整合器22に接続されている。2次電池26は、充電器25に接続されたバッテリである。   As shown in FIG. 3, the mobile equipment 20 includes a secondary coil device 21, a secondary matching device 22 </ b> A, a distance measurement high-frequency power source 23, a rectifier 24, a charger 25, a secondary battery 26, and a vehicle controller 27. Yes. The distance measuring high-frequency power source 23 is connected to the secondary matching unit 22. The secondary battery 26 is a battery connected to the charger 25.

図4Aと図4Bに示すように、2次整合器22Aは、π型の整合器で構成されている。詳述すると、2次整合器22Aは、2つの2次可変コンデンサ28,29と、2次インダクタ30と、スイッチSW2とから構成されている。一方の2次可変コンデンサ28は2次コイル21aに接続され、他方の2次可変コンデンサ29は整流器24に接続されている。2次インダクタ30の一端は、2次コイル21aと2次可変コンデンサ28とに接続され、2次インダクタ30の他端は、スイッチSW2を介して整流器24と2次可変コンデンサ29とに接続されている。距離計測高周波電源23の出力端子は、2次インダクタ30の他端と、スイッチSW2との間に接続されている。スイッチSW2は、リレーの接点を示す。図4Aと図4Bには、スイッチSW2のリレーの接点が有接点式で図示されているが、これに限らず、半導体素子を用いた無接点リレーでスイッチSW2を構成してもよい。なお図4Aと図4Bでは、電圧センサ31の図示を省略している。   As shown in FIGS. 4A and 4B, the secondary matching unit 22A is configured by a π-type matching unit. More specifically, the secondary matching unit 22A includes two secondary variable capacitors 28 and 29, a secondary inductor 30, and a switch SW2. One secondary variable capacitor 28 is connected to the secondary coil 21 a, and the other secondary variable capacitor 29 is connected to the rectifier 24. One end of the secondary inductor 30 is connected to the secondary coil 21a and the secondary variable capacitor 28, and the other end of the secondary inductor 30 is connected to the rectifier 24 and the secondary variable capacitor 29 via the switch SW2. Yes. The output terminal of the distance measurement high-frequency power supply 23 is connected between the other end of the secondary inductor 30 and the switch SW2. The switch SW2 indicates a relay contact. 4A and 4B, the contact of the relay of the switch SW2 is shown as a contact type, but the present invention is not limited to this, and the switch SW2 may be configured by a non-contact relay using a semiconductor element. 4A and 4B, the voltage sensor 31 is not shown.

この実施形態では車両コントローラ27は、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出するとき、図4Aに示すようにスイッチSW2を開かれた状態に保持するとともに、距離計測高周波電源23が交流電力を出力するように指令する。距離計測高周波電源23から出力された交流電力は、整流器24側へは供給されずに、2次コイル21a側へ供給される。この状態で第1実施形態と同様に、車両コントローラ27は、電圧センサ31の検出信号から、共鳴系の入力インピーダンスを算出し、その算出結果から、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出する。   In this embodiment, when the vehicle controller 27 detects the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b, the vehicle controller 27 holds the switch SW2 in an opened state as shown in FIG. 4A. The distance measurement high frequency power supply 23 is instructed to output AC power. The AC power output from the distance measurement high-frequency power supply 23 is supplied to the secondary coil 21a side without being supplied to the rectifier 24 side. In this state, similarly to the first embodiment, the vehicle controller 27 calculates the input impedance of the resonance system from the detection signal of the voltage sensor 31, and from the calculation result, the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil. The distance to 21b is detected.

また距離検出以外のときには車両コントローラ27は、図4Bに示すように、スイッチSW2を閉じた状態に保持するとともに、距離計測高周波電源23からの交流電力の出力を停止させるように指令する。給電設備10が非接触給電を実行すると、2次側共鳴コイ
ル21bが受電した電力は、2次整合器22A及び整流器24を介して充電器25に供給され、そして充電器25に接続された2次電池26が充電される。
In addition to the distance detection, as shown in FIG. 4B, the vehicle controller 27 holds the switch SW2 in a closed state and commands to stop the output of the AC power from the distance measurement high-frequency power source 23. When the power supply facility 10 performs non-contact power supply, the power received by the secondary resonance coil 21b is supplied to the charger 25 via the secondary matching device 22A and the rectifier 24, and 2 connected to the charger 25. The secondary battery 26 is charged.

この第2実施形態は、第1実施形態の(2)〜(4)と同様な効果に加えて以下の効果を有する。
(5)2次整合器22Aはπ型である。そして2次インダクタ30と2次可変コンデンサ29との間には、スイッチSW2が設けられる。距離計測高周波電源23は、スイッチSW2と2次インダクタ30との間に接続され、2次整合器22Aに電力を供給する。したがって2次整合器22Aは、高周波電源11によって給電設備10から移動体設備20の充電器25へ電力供給する時と、距離計測高周波電源23によって1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出する時とで、双方向に支障なく機能する。また本実施形態では、給電設備10から移動体設備20への給電時に、たとえば距離計測高周波電源23をスイッチによって2次整合器22Aから切り離す必要がない。
The second embodiment has the following effects in addition to the same effects as (2) to (4) of the first embodiment.
(5) The secondary matching unit 22A is a π type. A switch SW2 is provided between the secondary inductor 30 and the secondary variable capacitor 29. The distance measurement high-frequency power source 23 is connected between the switch SW2 and the secondary inductor 30 and supplies power to the secondary matching unit 22A. Accordingly, the secondary matching unit 22A supplies power from the power supply facility 10 to the charger 25 of the mobile facility 20 by the high frequency power source 11, and the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b by the distance measurement high frequency power source 23. Functions in both directions when detecting the distance between the two. In the present embodiment, it is not necessary to disconnect the distance measurement high-frequency power source 23 from the secondary matching unit 22A with a switch, for example, when power is supplied from the power supply facility 10 to the mobile facility 20.

図5は、第3実施形態を説明する。この実施形態の2次整合器22Bの構成は、前記両実施形態の2次整合器22Aとは異なっている。2次整合器22B以外の共鳴型非接触給電システムの構成は、第2実施形態と同様に構成されている。図5に示すように、2次整合器22Bは、2つの2次可変コンデンサ28,29と、互いに直列に接続された二つの2次インダクタ32とから構成されている。一方の2次可変コンデンサ28は2次コイル21aに接続され、他方の2次可変コンデンサ29は整流器24に接続されている。一方の2次インダクタ32の一端は、2次コイル21aと2次可変コンデンサ28とに接続されている。他方の2次インダクタ32は、整流器24と2次可変コンデンサ29とに接続されている。距離計測高周波電源23の出力端子は、二つの2次インダクタ32同士の接合点に接続されている。なお図5は、電圧センサ31の図示を省略している。   FIG. 5 illustrates a third embodiment. The configuration of the secondary matching unit 22B of this embodiment is different from the secondary matching unit 22A of both the embodiments. The configuration of the resonance type non-contact power feeding system other than the secondary matching unit 22B is configured in the same manner as in the second embodiment. As shown in FIG. 5, the secondary matching unit 22B is composed of two secondary variable capacitors 28 and 29 and two secondary inductors 32 connected in series. One secondary variable capacitor 28 is connected to the secondary coil 21 a, and the other secondary variable capacitor 29 is connected to the rectifier 24. One end of the secondary inductor 32 is connected to the secondary coil 21 a and the secondary variable capacitor 28. The other secondary inductor 32 is connected to the rectifier 24 and the secondary variable capacitor 29. The output terminal of the distance measurement high-frequency power source 23 is connected to the junction point between the two secondary inductors 32. In FIG. 5, the voltage sensor 31 is not shown.

車両コントローラ27は、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出するときは、充電器25をハイインピーダンスにした状態で、距離計測高周波電源23から交流電力を出力する。具体的には車両コントローラ27は、たとえば充電器25が装備しているDC/DCコンバータのスイッチング素子をオフ状態に保持するように充電器25に指令信号を出力するとともに、距離計測高周波電源23をオン状態にする。充電器25がハイインピーダンスの状態で、距離計測高周波電源23が交流電力を出力すると、距離計測高周波電源23からの交流電力は、充電器25へは供給されずに、2次側共鳴コイル21bへ供給される。車両コントローラ27には、その状態で電圧センサ31の検出信号が入力される。そして車両コントローラ27は、電圧センサ31の検出信号から、共鳴系の入力インピーダンスを算出し、算出結果から1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出する。   When the vehicle controller 27 detects the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b, the vehicle controller 27 outputs AC power from the distance measurement high-frequency power source 23 with the charger 25 in a high impedance state. To do. Specifically, for example, the vehicle controller 27 outputs a command signal to the charger 25 so as to keep the switching element of the DC / DC converter provided in the charger 25 in an off state, and sets the distance measuring high-frequency power source 23. Turn on. When the distance measuring high-frequency power source 23 outputs AC power while the charger 25 is in a high impedance state, AC power from the distance measuring high-frequency power source 23 is not supplied to the charger 25 but to the secondary resonance coil 21b. Supplied. The detection signal of the voltage sensor 31 is input to the vehicle controller 27 in that state. And the vehicle controller 27 calculates the input impedance of a resonance system from the detection signal of the voltage sensor 31, and detects the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b from the calculation result.

また距離検出以外のとき車両コントローラ27は、距離計測高周波電源23からの交流電力の出力を停止させた状態で、2次整合器22Bを調整したり、充電器25のDC/DCコンバータのスイッチング素子を制御したりする。   When the vehicle controller 27 does not detect the distance, the vehicle controller 27 adjusts the secondary matching unit 22B or stops the switching element of the DC / DC converter of the charger 25 while the output of the AC power from the distance measurement high-frequency power supply 23 is stopped. To control.

この第3実施形態によれば、第1実施形態の(2)〜(4)と同様な利点に加えて、以下の利点を有する。
(6)2次整合器22Bはπ型である。車両コントローラ27は、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出するときには、充電器25をハイインピーダンス状態に保持するように充電器25に指令する。したがって、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離が検出される時に、距離計測高周波電源23から2次整合器22Bに供給される電力は、充電器25へは供給されずに、2次側共鳴コイル21bへ供給される状態になる。このように本実施形態は、リレー等のスイッチを新たに設けずに、充電器25(充電器25側)をハイインピーダンスにすることで、距離
計測高周波電源23の出力電力が充電器25には供給されずに、2次側共鳴コイル21bに供給される状態へと対応することができる。
According to the third embodiment, in addition to the same advantages as (2) to (4) of the first embodiment, the following advantages are obtained.
(6) The secondary matching unit 22B is a π type. When the vehicle controller 27 detects the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b, the vehicle controller 27 instructs the charger 25 to keep the charger 25 in a high impedance state. Therefore, when the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b is detected, the power supplied from the distance measurement high frequency power supply 23 to the secondary matching unit 22B is supplied to the charger 25. Without being supplied to the secondary resonance coil 21b. As described above, in this embodiment, the charger 25 (charger 25 side) is set to high impedance without newly providing a switch such as a relay, so that the output power of the distance measurement high-frequency power source 23 is supplied to the charger 25. A state in which the secondary resonance coil 21b is supplied without being supplied can be handled.

図6は、第4実施形態を説明する。この実施形態の給電設備10の構成は、前記第1実施形態とは異なっている。一方、移動体設備20は、第1実施形態と同様に構成されている。第1実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。   FIG. 6 illustrates a fourth embodiment. The configuration of the power supply facility 10 of this embodiment is different from that of the first embodiment. On the other hand, the mobile facility 20 is configured in the same manner as in the first embodiment. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.

図6に示すように、給電設備10には、終端抵抗18が設けられている。終端抵抗18は、スイッチSW3を介して共鳴系に接続可能に設けられている。スイッチSW3は、電源コントローラ14からの指令によって1次整合器12を、高周波電源11と終端抵抗18とのうちのいずれか一方に選択的に接続するように構成されている。スイッチSW3は、移動体設備20が1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出する時には、1次整合器12を終端抵抗18に接続する状態に切換えられる。一方、高周波電源11が移動体設備20に電力を供給する時には、スイッチSW3は、1次整合器12を高周波電源11に接続する状態に切換えられる。即ち共鳴系は、移動体設備20が1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出する時には、高周波電源11から切離されて終端抵抗18に接続される。スイッチSW3は、たとえばリレーのc接点によって構成される。図6は、リレーのc接点を有接点式で図示しているが、これに限らず、半導体素子を用いた無接点リレーでスイッチSW3を構成しもよい。   As shown in FIG. 6, the power supply facility 10 is provided with a termination resistor 18. The termination resistor 18 is provided so as to be connectable to the resonance system via the switch SW3. The switch SW3 is configured to selectively connect the primary matching unit 12 to either the high-frequency power source 11 or the termination resistor 18 according to a command from the power supply controller 14. The switch SW3 is switched to a state in which the primary matching unit 12 is connected to the termination resistor 18 when the mobile facility 20 detects the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b. On the other hand, when the high frequency power supply 11 supplies power to the mobile equipment 20, the switch SW3 is switched to a state in which the primary matching unit 12 is connected to the high frequency power supply 11. That is, the resonance system is disconnected from the high-frequency power supply 11 and connected to the termination resistor 18 when the mobile equipment 20 detects the distance between the primary-side resonance coil 13b and the secondary-side resonance coil 21b. The switch SW3 is configured by a relay contact c, for example. Although FIG. 6 illustrates the contact c of the relay as a contact type, the present invention is not limited to this, and the switch SW3 may be configured by a non-contact relay using a semiconductor element.

電源コントローラ14は、車両コントローラ27から送信された給電要求信号を受信すると、1次整合器12が高周波電源11に接続する状態になるようにスイッチSW3を切換えた後、給電を行う。   When the power supply controller 14 receives the power supply request signal transmitted from the vehicle controller 27, the power supply controller 14 performs power supply after switching the switch SW3 so that the primary matching unit 12 is connected to the high frequency power supply 11.

この第4実施形態は、第1実施形態の(1)〜(4)と同様な効果に加えて、以下の効果を有する。
(7)給電設備10には、スイッチSW3を介して共鳴系に接続可能な終端抵抗18が設けられる。移動体設備20による距離検出時には共鳴系は、スイッチSW3によって交流電源(高周波電源11)から切離され、終端抵抗18に接続される。ここで仮に、距離検出時に共鳴系が高周波電源11に接続された状態であっても、高周波電源11から共鳴系に電力が供給されない状態であれば、移動体設備20は1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出することが可能である。しかしこの場合、共鳴系のインピーダンスに対する高周波電源11の影響が多少あるため、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離の検出精度が低くなる。そこで本実施形態では、距離検出時に共鳴系は、スイッチSW3によって高周波電源11から切離され、終端抵抗18に接続される。このため本実施形態では、距離検出時には共鳴系のインピーダンスに対する高周波電源11の影響が無くなるため、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離検出精度が高くなる。
The fourth embodiment has the following effects in addition to the same effects as (1) to (4) of the first embodiment.
(7) The power supply facility 10 is provided with a termination resistor 18 that can be connected to the resonance system via the switch SW3. When the distance is detected by the mobile facility 20, the resonance system is disconnected from the AC power supply (high-frequency power supply 11) by the switch SW3 and connected to the termination resistor 18. Here, even if the resonance system is connected to the high-frequency power source 11 at the time of detecting the distance, the mobile facility 20 may be connected to the primary-side resonance coil 13b if power is not supplied from the high-frequency power source 11 to the resonance system. It is possible to detect the distance between the secondary resonance coil 21b and the secondary resonance coil 21b. However, in this case, since the high frequency power supply 11 has some influence on the impedance of the resonance system, the detection accuracy of the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b is lowered. Therefore, in this embodiment, the resonance system is disconnected from the high-frequency power supply 11 by the switch SW3 and is connected to the termination resistor 18 when detecting the distance. For this reason, in this embodiment, since the influence of the high frequency power supply 11 on the impedance of the resonance system is eliminated during distance detection, the distance detection accuracy between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b is increased.

実施形態は、前記に限定されるものではなく、たとえば次のように具体化してもよい。
共鳴型非接触給電システムは、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離と、共鳴系の入力インピーダンスとの関係を示すデータに基づき距離検出を行うことに限らない。たとえば共鳴型非接触給電システムは、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離と、1次コイル13aの出力電圧との関係を示すデータに基づき、距離検出を行うようにしてもよい。この場合、1次コイル13aの出力電圧を検出する電圧センサを、給電設備10に設ける。車両コントローラ27は、給電設備10の電圧センサの検出結果を、電源コントローラ14から無線通信によって受信することで、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出(算出)する。
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
The resonance-type non-contact power feeding system is not limited to performing distance detection based on data indicating the relationship between the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b and the input impedance of the resonance system. For example, the resonance-type non-contact power feeding system performs distance detection based on data indicating the relationship between the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b and the output voltage of the primary coil 13a. It may be. In this case, a voltage sensor that detects the output voltage of the primary coil 13 a is provided in the power supply facility 10. The vehicle controller 27 detects (calculates) the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b by receiving the detection result of the voltage sensor of the power supply facility 10 from the power supply controller 14 by wireless communication. )

共鳴型非接触給電システムが給電設備10と移動体設備20との間で非接触給電を行う
ためには、共鳴系は、1次コイル13a、1次側共鳴コイル13b、2次コイル21a、及び2次側共鳴コイル21bの全てを必須とすることに限らない。つまり共鳴系は、少なくとも1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとを備えていればよい。たとえば1次コイル装置13を、1次コイル13aと1次側共鳴コイル13bとで構成する代わりに、たとえば1次コイル13aを削除する。この場合、1次側共鳴コイル13bを、1次整合器12を介して高周波電源11に接続する。あるいは2次コイル装置21を2次コイル21aと2次側共鳴コイル21bとで構成する代わりに、たとえば2次コイル21aを削除する。この場合、2次側共鳴コイル21bを、2次整合器22等を介して整流器24に接続する。しかし、1次コイル13a、1次側共鳴コイル13b、2次コイル21a、及び2次側共鳴コイル21bの全てを備えた構成の共鳴系の方が、共鳴状態に調整するのが容易である。さらに1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの距離が大きくなった場合でも、1次コイル13a、1次側共鳴コイル13b、2次コイル21a、及び2次側共鳴コイル21bの全てを備えた構成の共鳴系の方が、共鳴状態を維持し易い。
In order for the resonance-type non-contact power supply system to perform non-contact power supply between the power supply facility 10 and the mobile facility 20, the resonance system includes a primary coil 13a, a primary-side resonance coil 13b, a secondary coil 21a, and Not all of the secondary side resonance coil 21b is essential. That is, the resonance system only needs to include at least the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b. For example, instead of configuring the primary coil device 13 with the primary coil 13a and the primary resonance coil 13b, for example, the primary coil 13a is deleted. In this case, the primary side resonance coil 13 b is connected to the high frequency power supply 11 through the primary matching unit 12. Alternatively, instead of configuring the secondary coil device 21 with the secondary coil 21a and the secondary resonance coil 21b, for example, the secondary coil 21a is deleted. In this case, the secondary resonance coil 21b is connected to the rectifier 24 via the secondary matching device 22 or the like. However, the resonance system including all of the primary coil 13a, the primary side resonance coil 13b, the secondary coil 21a, and the secondary side resonance coil 21b is easier to adjust to the resonance state. Further, even when the distance between the primary side resonance coil 13b and the secondary side resonance coil 21b is increased, all of the primary coil 13a, the primary side resonance coil 13b, the secondary coil 21a, and the secondary side resonance coil 21b are used. The resonance system having the configuration is more easily maintained in the resonance state.

2次コイル21aを無くした場合、距離推定部を構成する電圧センサ31は、2次側共鳴コイル21bの両端同士の間の電圧を測定する。たとえば給電設備10は、検出した電圧値に基づき1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を推定する場合、2次コイル21aの出力電圧を検出することに代えて、2次側共鳴コイル21bの電圧を検出する。車両コントローラ27は、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離と、それらの電圧値との関係を示すマップ又は関係式から、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出する。   When the secondary coil 21a is eliminated, the voltage sensor 31 constituting the distance estimating unit measures the voltage between both ends of the secondary resonance coil 21b. For example, when the power supply facility 10 estimates the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b based on the detected voltage value, instead of detecting the output voltage of the secondary coil 21a, The voltage of the secondary resonance coil 21b is detected. The vehicle controller 27 calculates the relationship between the primary resonance coil 13b and the secondary side from the map or the relational expression indicating the relationship between the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b and the voltage values thereof. The distance to the resonance coil 21b is detected.

第1実施形態のように距離計測高周波電源23がスイッチSW1を介して、2次整合器22に接続される状態と、整流器24に接続される状態とに切換可能な構成の場合、2次整合器22は、π型に限らずT型やL型の整合器であってもよい。   In the case where the distance measurement high-frequency power source 23 can be switched between the state connected to the secondary matching unit 22 and the state connected to the rectifier 24 via the switch SW1 as in the first embodiment, the secondary matching The device 22 is not limited to the π-type, and may be a T-type or L-type matching device.

給電設備10に設けられた1次整合器12は、π型に限らず、T型やL型の整合器であってもよい。
1次整合器12と2次整合器22,22A,22Bはそれぞれ、二つの可変コンデンサとインダクタとを備えた構成に限らない。インダクタとして可変インダクタを備えた構成や、可変インダクタと二つの非可変コンデンサとからなる構成で、1次整合器12と2次整合器22,22A,22Bそれぞれを構成してもよい。
The primary matching unit 12 provided in the power supply facility 10 is not limited to the π type, and may be a T type or L type matching unit.
The primary matching device 12 and the secondary matching devices 22, 22A, 22B are not limited to the configuration provided with two variable capacitors and an inductor, respectively. The primary matching device 12 and the secondary matching devices 22, 22 </ b> A, and 22 </ b> B may be configured by a configuration including a variable inductor as an inductor or a configuration including a variable inductor and two non-variable capacitors.

給電設備10から、1次整合器12を省略してもよい。ただし、1次整合器12を省略した場合、給電側から電力を効率良く受電側に供給するためには、高周波電源11から出力される交流電力の周波数の調整に手間がかかる。   The primary matching unit 12 may be omitted from the power supply facility 10. However, when the primary matching unit 12 is omitted, in order to efficiently supply power from the power supply side to the power receiving side, it takes time to adjust the frequency of the AC power output from the high frequency power supply 11.

第4実施形態の終端抵抗18は、第1実施形態の給電設備10に設けることに限らず、第2実施形態や第3実施形態あるいは他の実施形態でも給電設備10に設けてよい。終端抵抗18は、スイッチSW3を介して1次整合器12を、高周波電源11と終端抵抗18とうちのいずれか一方に選択的に接続可能に構成される。移動体設備20が1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bとの間の距離を検出する時には、スイッチSW3は共鳴系を、高周波電源11から切離し、終端抵抗18に接続する。   The termination resistor 18 of the fourth embodiment is not limited to being provided in the power supply facility 10 of the first embodiment, and may be provided in the power supply facility 10 in the second embodiment, the third embodiment, or other embodiments. The termination resistor 18 is configured to be able to selectively connect the primary matching unit 12 to either the high-frequency power source 11 or the termination resistor 18 via the switch SW3. When the mobile equipment 20 detects the distance between the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b, the switch SW3 disconnects the resonance system from the high frequency power supply 11 and connects it to the termination resistor 18.

1次コイル13a、1次側共鳴コイル13b、2次側共鳴コイル21b、及び2次コイル21aの軸心は、水平方向あるいは鉛直方向に延びるように設けられる構成に限らず、水平方向に対して斜めに延びるように設けられる構成であってもよい。   The axial center of the primary coil 13a, the primary side resonance coil 13b, the secondary side resonance coil 21b, and the secondary coil 21a is not limited to the configuration provided to extend in the horizontal direction or the vertical direction. The structure provided so that it may extend diagonally may be sufficient.

移動体としての車両は、運転者を必要とする車両に限らず、無人搬送車でもよい。
移動体は、車両に限らず、ロボットであってもよい。
充電器25に昇圧回路を設けなくてもよい。たとえば充電器25は、2次コイル装置21から出力される交流電流が整流器24によって整流されただけで、2次電池26に充電するようにしてもよい。
The vehicle as the moving body is not limited to a vehicle that requires a driver, and may be an automatic guided vehicle.
The moving body is not limited to a vehicle but may be a robot.
The charger 25 may not be provided with a booster circuit. For example, the charger 25 may charge the secondary battery 26 only when the alternating current output from the secondary coil device 21 is rectified by the rectifier 24.

移動体設備20から、充電器25を省略してもよい。この場合、前記整流器24によって整流された電力は、そのまま2次電池26に供給される。また充電器25の有無に限らず、給電設備10は、高周波電源11の出力電力を調整するように構成されてもよい。   The charger 25 may be omitted from the mobile facility 20. In this case, the electric power rectified by the rectifier 24 is supplied to the secondary battery 26 as it is. In addition, the power supply facility 10 is not limited to the presence or absence of the charger 25, and may be configured to adjust the output power of the high-frequency power source 11.

1次コイル13aと2次コイル21aそれぞれの径は、1次側共鳴コイル13b及び2次側共鳴コイル21bの径と同じに形成されている構成に限らず、より小さくても大きくてもよい。   The diameters of the primary coil 13a and the secondary coil 21a are not limited to the configuration formed to be the same as the diameters of the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b, and may be smaller or larger.

1次側共鳴コイル13b及び2次側共鳴コイル21bは、それぞれ電線が螺旋状に巻回された形状に限らず、一平面上で渦巻き状に巻回された形状としてもよい。
1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bにそれぞれ接続されたコンデンサCを、省略してもよい。しかし、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bにそれぞれコンデンサCを接続した構成の方が、コンデンサCを省略した場合に比べて、共鳴周波数を下げることができる。また共鳴周波数が同じであれば、コンデンサCを省略した場合に比べて、1次側共鳴コイル13bと2次側共鳴コイル21bにそれぞれコンデンサCを接続した構成の方が、1次側共鳴コイル13b及び2次側共鳴コイル21bの小型化が可能になる。
The primary-side resonance coil 13b and the secondary-side resonance coil 21b are not limited to the shape in which the electric wire is wound spirally, but may have a shape wound spirally on a single plane.
The capacitors C connected to the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b may be omitted. However, the configuration in which the capacitor C is connected to the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b can lower the resonance frequency compared to the case where the capacitor C is omitted. If the resonance frequency is the same, the configuration in which the capacitor C is connected to the primary resonance coil 13b and the secondary resonance coil 21b, respectively, compared to the case where the capacitor C is omitted, is the primary resonance coil 13b. And the secondary resonance coil 21b can be downsized.

Claims (7)

給電設備と移動体設備とを備える共鳴型非接触給電システムであって、
前記給電設備は、交流電源と、前記交流電源から電力の供給を受ける1次側共鳴コイルとを備え、
前記移動体設備は、前記1次側共鳴コイルからの電力を受電する2次側共鳴コイルと、前記2次側共鳴コイルが受電した電力を整流する整流器と、前記整流器によって整流された電力が供給される2次電池とを備え、
前記共鳴型非接触給電システムは以下を特徴とし、
前記移動体設備はさらに、前記2次側共鳴コイルと前記整流器との間に、2次整合器と距離計測高周波電源とを備え、
前記1次側共鳴コイルと前記2次側共鳴コイルとの間の距離が検出されるとき、前記距離計測高周波電源の出力は、前記2次整合器を介して前記2次側共鳴コイルへ供給されるように構成され、
前記給電設備が電力供給するとき、前記距離計測高周波電源が停止されるとともに、前記給電設備が供給した電力は、前記2次整合器と整流器とを介して、前記2次電池に供給されるように構成されている、
共鳴型非接触給電システム。
A resonance-type non-contact power feeding system including a power feeding facility and a moving body facility,
The power supply facility includes an AC power source and a primary resonance coil that receives power from the AC power source,
The mobile facility is supplied with a secondary resonance coil that receives power from the primary resonance coil, a rectifier that rectifies the power received by the secondary resonance coil, and power rectified by the rectifier A rechargeable battery,
The resonance-type non-contact power feeding system is characterized by the following:
The mobile equipment further includes a secondary matching unit and a distance measuring high-frequency power source between the secondary side resonance coil and the rectifier,
When the distance between the primary side resonance coil and the secondary side resonance coil is detected, the output of the distance measurement high frequency power supply is supplied to the secondary side resonance coil via the secondary matching unit. Configured to
When the power supply facility supplies power, the distance measuring high-frequency power supply is stopped, and the power supplied by the power supply facility is supplied to the secondary battery via the secondary matching device and the rectifier. Configured to,
Resonant contactless power supply system.
前記2次整合器はπ型であり、
前記距離計測高周波電源は、前記2次整合器に電力を供給する、
請求項記載の共鳴型非接触給電システム。
The secondary matching unit is π-type,
The distance measuring high-frequency power supply supplies power to the secondary matching unit.
The resonance-type non-contact power feeding system according to claim 1 .
前記共鳴型非接触給電システムはさらに、
前記1次側共鳴コイルと前記2次側共鳴コイルとの間の距離が検出されるときに、前記整流器の入力端のインピーダンスをハイインピーダンスにする制御装置を備えている、
請求項記載の共鳴型非接触給電システム。
The resonant non-contact power feeding system further includes:
A control device for setting the impedance of the input terminal of the rectifier to a high impedance when a distance between the primary resonance coil and the secondary resonance coil is detected;
The resonance-type non-contact power feeding system according to claim 2 .
前記共鳴型非接触給電システムは、共鳴系を有し、
前記移動体設備は、
前記距離計測高周波電源から交流電力が出力される状態における前記共鳴系の入力インピーダンスを測定する入力インピーダンス測定部と;
前記1次側共鳴コイルと前記2次側共鳴コイルとの間の距離と、共鳴系の入力インピーダンスとの関係に基づき、1次側共鳴コイルと2次側共鳴コイルとの間の距離を算出する距離算出部と
を備えている、
請求項1〜3何れか一項記載の共鳴型非接触給電システム。
The resonance-type non-contact power feeding system has a resonance system,
The mobile equipment is
An input impedance measuring unit for measuring an input impedance of the resonance system in a state where AC power is output from the distance measuring high-frequency power source;
Based on the relationship between the distance between the primary resonance coil and the secondary resonance coil and the input impedance of the resonance system, the distance between the primary resonance coil and the secondary resonance coil is calculated. A distance calculation unit,
The resonance-type non-contact electric power feeding system according to any one of claims 1 to 3 .
前記2次整合器は、二つの可変コンデンサと、これら両可変コンデンサの間に設けられたインダクタとを備えたπ型の整合器である、
請求項1〜4何れか一項記載の共鳴型非接触給電システム。
The secondary matching device is a π-type matching device including two variable capacitors and an inductor provided between the two variable capacitors.
The resonance-type non-contact electric power feeding system according to any one of claims 1 to 4 .
前記移動体は、車両である、
請求項1〜4何れか一項記載の共鳴型非接触給電システム。
The moving body is a vehicle.
The resonance-type non-contact electric power feeding system according to any one of claims 1 to 4 .
前記移動体設備はさらに、前記整流器と前記2次電池との間に設けられた充電器を備え、
前記整流器によって整流された電力は、前記充電器に供給され、
前記2次電池は、前記充電器に接続される、
請求項1〜6何れか一項記載の共鳴型非接触給電システム。
The mobile facility further includes a charger provided between the rectifier and the secondary battery,
The power rectified by the rectifier is supplied to the charger,
The secondary battery is connected to the charger.
The resonance type non-contact electric power feeding system according to any one of claims 1 to 6 .
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JP2006288034A (en) * 2005-03-31 2006-10-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Transmitter-receiver
JP4453741B2 (en) * 2007-10-25 2010-04-21 トヨタ自動車株式会社 Electric vehicle and vehicle power supply device
JP5114372B2 (en) * 2008-12-09 2013-01-09 株式会社豊田自動織機 Power transmission method and non-contact power transmission apparatus in non-contact power transmission apparatus
JP2010183813A (en) * 2009-02-09 2010-08-19 Toyota Industries Corp Resonance type non-contact charging system
JP5262785B2 (en) * 2009-02-09 2013-08-14 株式会社豊田自動織機 Non-contact power transmission device

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