6870512 非接触給電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6870512

(24)【登録日】2021年4月19日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】非接触給電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/70 20160101AFI20210426BHJP

   H02J 50/90 20160101ALI20210426BHJP

   H02J 50/40 20160101ALI20210426BHJP

   H02J 50/10 20160101ALI20210426BHJP

   B60M 7/00 20060101ALN20210426BHJP

   B60L 53/00 20190101ALN20210426BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/70

   H02J50/90

   H02J50/40

   H02J50/10

   !B60M7/00 X

   !B60L53/00

【請求項の数】6

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-137120(P2017-137120)

(22)【出願日】2017年7月13日

(65)【公開番号】特開2019-22279(P2019-22279A)

(43)【公開日】2019年2月7日

【審査請求日】2020年5月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003609

【氏名又は名称】株式会社豊田中央研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100087723

【弁理士】

【氏名又は名称】藤谷 修

(74)【代理人】

【識別番号】100165962

【弁理士】

【氏名又は名称】一色 昭則

(74)【代理人】

【識別番号】100206357

【弁理士】

【氏名又は名称】角谷 智広

(72)【発明者】

【氏名】伯田 祐輔

(72)【発明者】

【氏名】渡辺 俊明

【審査官】 高野 誠治

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１６−００５３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１７７６１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０３５８９６０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 中国特許出願公開第１０５８９６７４３（ＣＮ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１６／１３５９４８（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ５０／００ −５０／９０

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｂ６０Ｌ ５３／００

Ｂ６０Ｍ ７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

送電コイルと、前記送電コイルからの電力を受電する受電コイルと、を有した電力伝送装置を複数備えた非接触給電システムにおいて、
各前記電力伝送装置ごとに、前記送電コイルの中心に対する前記受電コイルの中心の位置ずれを求める位置検出部と、
隣接する各前記電力伝送装置における２つの前記位置ずれに応じて、隣接する各前記電力伝送装置の前記送電コイルに供給する交流電流の位相差を制御する位相差制御部と、
を有することを特徴とする非接触給電システム。

【請求項2】

前記位相差制御部は、前記位置ずれの大きさおよび方向と、位相差との対応を示すデータを保持し、そのデータに基づき、隣接する各前記電力伝送装置の前記送電コイルに供給する電流の位相差を決定して、位相差を制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触給電システム。

【請求項3】

隣接する各前記電力伝送装置のうち少なくとも一方に前記位置ずれが生じていない場合には、隣接する各前記電力伝送装置の前記送電コイルに供給する電流の位相差を１８０°とし、
隣接する各前記電力伝送装置の双方に前記位置ずれが生じている場合には、２つの前記位置ずれの方向の成す角が、０°以上９０°未満であれば、隣接する各前記電力伝送装置の前記送電コイルに供給する電流の位相差を０°とし、９０°以上１８０°以下であれば、隣接する各前記電力伝送装置の前記送電コイルに供給する電流の位相差を１８０°とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の非接触給電システム。

【請求項4】

前記位置検出部は、
前記受電コイルの中心に設けられ、衛星測位システムにより前記受電コイルの中心の位置情報を取得して、その位置情報を送信する送信部と、
前記送電コイルの近傍に設けられ、前記送信部からの位置情報を受信する受信部と、
を有する、ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の非接触給電システム。

【請求項5】

前記位置ずれは、前記送電コイルの軸に垂直な面方向の位置ずれである、ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の非接触給電システム。

【請求項6】

前記送電コイルと前記受電コイルとの間での電力伝送方式は、磁界結合方式である、ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の非接触給電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送電コイルから受電コイルへと電力を非接触で供給する電力伝送装置を複数備えた非接触給電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、電源ケーブルを接続することなく非接触で電力伝送を行う技術がさかんに研究、開発されている。特に、送電コイルと受電コイル間の磁界結合（磁界共鳴、磁界共振、磁気結合などとも呼ばれている）を利用して電力を伝送する方式が注目されている。この方式は、送電コイルと受電コイルが比較的離れていても電力を伝送でき、送電コイルと受電コイルの位置ずれに対しても強く、配置の自由度が高いという利点がある。

【0003】

非接触給電の技術を電気自動車やプラグインハイブリッド車に搭載された二次電池の充電に活用することが検討されている。その場合、複数の車両に同時に給電することが想定される。給電の際、送電コイルから発生した磁界の一部は電力伝送に寄与せず漏洩磁界となるが、複数に同時に給電する場合は漏洩磁界も増大してしまう。そのため、漏洩磁界を低減する技術が望まれている。

【0004】

複数に給電する場合の漏洩磁界を低減する方法として、特許文献１に記載の方法がある。特許文献１では、一方の送電コイルに供給する電流と、他方の送電コイルに供給する電流の周波数を同一とし、位相差を１８０°とすることが記載されている。これにより、送電コイル間の領域において、一方の送電コイルから生じる漏洩磁界と、他方の送電コイルから生じる漏洩磁界とが、キャンセルするようにして漏洩磁界を低減している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６−５３９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

非接触給電システムの実際上の運用では、送電コイルと受電コイルとの間の位置ずれが想定される。たとえば、車両の充電に適用する場合、車両の駐車位置が変わることで送電コイルと受電コイルとの間に位置ずれが想定される。しかし、特許文献１の非接触給電システムでは、コイルの位置ずれが全く考慮されていない。発明者らの検討では、送電コイルと受電コイルとの間に位置ずれがあると、その位置ずれの方向によっては、特許文献１のように各給電装置に供給する電流の位相差を１８０°としても漏洩磁界を低減できない場合があることがわかった。

【0007】

そこで本発明は、複数の電力伝送装置を備えた非接触給電システムにおいて、送電コイルと受電コイルとの間に位置ずれが生じていても、漏洩磁界を低減することができるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、送電コイルと、送電コイルからの電力を受電する受電コイルと、を有した電力伝送装置を複数備えた非接触給電システムにおいて、各電力伝送装置ごとに、送電コイルの中心に対する受電コイルの中心の位置ずれを求める位置検出部と、隣接する各電力伝送装置における２つの位置ずれに応じて、隣接する各電力伝送装置の送電コイルに供給する交流電流の位相差を制御する位相差制御部と、を有することを特徴とする非接触給電システムである。

【0009】

位相差制御部による位相差の決定方法は、漏洩磁界の強度が低減するように決定されていれば任意の方法でよく、たとえば以下の方法である。

【0010】

１つは、位置ずれの大きさおよび方向と、位相差との対応を示すデータを保持し、そのデータに基づき、隣接する各電力伝送装置の送電コイルに供給する電流の位相差を決定して、位相差を制御する。

【0011】

１つは、隣接する各電力伝送装置のうち少なくとも一方に位置ずれが生じていない場合には、隣接する各電力伝送装置の送電コイルに供給する電流の位相差を１８０°とし、隣接する各電力伝送装置の双方に位置ずれが生じている場合には、２つの位置ずれの方向の成す角が、０°以上９０°未満であれば、隣接する各電力伝送装置の送電コイルに供給する電流の位相差を０°とし、９０°以上１８０°以下であれば、隣接する各電力伝送装置の送電コイルに供給する電流の位相差を１８０°とする。

【0012】

位置検出部は、送電コイルの中心に対する受電コイルの中心の位置ずれを求めることができる任意の方法を採用することができる。たとえば位置検出部は、受電コイルの中心に設けられ、衛星測位システムにより受電コイルの中心の位置情報を取得して、その位置情報を送信する送信部と、送電コイルの近傍に設けられ、送信部からの位置情報を受信する受信部と、を有する構成とすることができる。このような構成によれば、容易に位置ずれを測定することができる。

【0013】

位置ずれは、送電コイルの軸方向のずれを考慮したり、送電コイルと受電コイルの軸が角度を成すようなずれを考慮してもよいが、送電コイルの軸に垂直な面方向の位置ずれのみを考慮してもよい。より簡易に送電コイルに供給する電流の位相差を決定することができる。

【0014】

送電コイルと受電コイルとの間での電力伝送方式は任意の方式でよい。たとえば、磁界結合方式を用いることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、送電コイルと受電コイルとの間に位置ずれが生じている場合であっても、一方の送電コイルから生じる漏洩磁界と他方の送電コイルから生じる漏洩磁界とをキャンセルさせて漏洩磁界の強度を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施例１の非接触給電システムの構成を示した図。

【図2】位置ずれがない場合の漏洩磁界の方向を示した図。

【図3】位置ずれがある場合の漏洩磁界の方向を示した図。

【図4】位置ずれのパターン１を示した図。

【図5】位置ずれのパターン２を示した図。

【図6】位置ずれのパターン３を示した図。

【図7】位置ずれのパターン１におけるｘｙ平面での漏洩磁界の強度分布を示した図。

【図8】位置ずれのパターン１におけるｚｘ平面での漏洩磁界の強度分布を示した図。

【図9】位置ずれのパターン１におけるｚｘ平面での漏洩磁界の強度分布を示した図。

【図10】位置ずれのパターン２におけるｚｘ平面での漏洩磁界の強度分布を示した図。

【図11】位置ずれのパターン２におけるｚｘ平面での漏洩磁界の強度分布を示した図。

【図12】位置ずれのパターン３におけるｚｘ平面での漏洩磁界の強度分布を示した図。

【図13】位置ずれのパターン３におけるｚｘ平面での漏洩磁界の強度分布を示した図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

【実施例1】

【0018】

図１は、実施例１の非接触給電システムの構成を示した図である。実施例１の非接触給電システムは、図１のように、２つの電力伝送装置１Ａ、Ｂと、位置検出部２Ａ、Ｂと、位相差制御部３と、電源装置４と、によって構成されている。この実施例１の電力供給システムは、車両Ａ、Ｂの二次電池を非接触で同時に充電するためのシステムである。

【0019】

（電力伝送装置１Ａ、Ｂについて）
電力伝送装置１Ａは、送電コイル１０Ａと、受電コイル１１Ａを有している。送電コイル１０Ａは電源装置４に接続されており、電源装置４から交流電流が供給される。そして、送電コイル１０Ａに磁界を発生させ、送電コイル１０Ａから受電コイル１１Ａへと磁界結合方式によって非接触で電力を伝送する。また、電力伝送装置１Ｂは、送電コイル１０Ｂと受電コイル１１Ｂを有しており、送電コイル１０Ｂは電源装置４に接続されている。そして、同様にして送電コイル１０Ｂから受電コイル１１Ｂへと非接触で電力を伝送する。電力伝送装置１Ａ、Ｂは隣接して設けられており、たとえば、送電コイル１０Ａ、Ｂは、駐車場の各区画の路面に埋め込むようにして設置され、受電コイル１１Ａ、Ｂは、各車両Ａ、Ｂの底面にそれぞれ設置される。

【0020】

送電コイル１０Ａ、Ｂおよび受電コイル１１Ａ、Ｂは、図１のように、円形コイルである。送電コイル１０Ａ、Ｂは、駐車場の隣接する区画にそれぞれ設けられており、車両Ａ、Ｂの駐車位置に対応するように間隔を空けて配置されている。また、その軸方向が路面に垂直となるように配置されていて、送電コイル１０Ａ、Ｂは同一の高さに配置されている。受電コイル１１Ａ、Ｂも同様に、その軸方向が路面に垂直となるように車両Ａ、Ｂの底面に取り付けられている。また、送電コイル１０Ａ、Ｂ、および受電コイル１１Ａ、Ｂの巻き方向が同一である。

【0021】

なお、実施例１では、電力伝送装置１Ａ、Ｂの電力伝送方式として、磁界結合方式を用いているが、他の方式でもよく、電界結合方式や電磁誘導方式でもよい。ただし、送電距離が長いことや位置ずれに対して比較的寛容であることから、実施例１のように磁界結合方式が望ましい。

【0022】

また、実施例では、送電コイル１０Ａ、Ｂおよび受電コイル１１Ａ、Ｂの形状を円形としているが、矩形など従来知られている任意の形状でよい。

【0023】

（位置検出部２について）
位置検出部２Ａ、Ｂは、各車両Ａ、Ｂの受電コイル１１Ａ、Ｂの中心に設けられた送信部２０Ａ、Ｂと、路面側の送電コイル１０Ａ、Ｂ近傍に設けられ、送信部２０からの電波を受信する受信部２１Ａ、Ｂとを有している。送信部２０Ａ、Ｂは、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して受電コイル１１Ａ、Ｂの中心の位置情報をそれぞれ取得し、その位置情報を受信部２１Ａ、Ｂにそれぞれ送信する。受信部２１Ａ、Ｂは、送信部２０Ａ、Ｂからの位置情報を受信し、位相差制御部３に送信する。

【0024】

なお、実施例１では、受電コイル１１Ａ、Ｂの中心の位置を測定する手段としてＧＰＳを利用しているが、他の衛星測位システムによる位置測定でもよいし、それ以外の任意の位置測定手段を用いてもよい。また、位置を測定できるのであれば車両Ａ、Ｂ側、路面側のどちらに位置測定手段を設けてもかまわない。たとえば、ステレオ画像により距離を算出する方法や、レーダーにより距離を算出する方法、光を用いた三角測距、など任意の方法を用いることができる。

【0025】

（位相差制御部３について）
位相差制御部３は、記憶部を有し、送電コイル１０Ａ、Ｂの位置情報を保持している。位相差制御部３は、位置検出部２からの受電コイル１１Ａ、１１Ｂの中心の位置情報を元に、送電コイル１０Ａと受電コイル１１Ａの中心の位置ずれ、および送電コイル１０Ｂと受電コイル１１Ｂの位置ずれを算出する。位置ずれは、送電コイル１０Ａ、Ｂの中心に対する受電コイル１１Ａ、Ｂの中心の相対的な位置であり、大きさと方向を有するベクトル量である。

【0026】

ここで、位置ずれは、水平方向（送電コイル１０Ａ、Ｂの軸に垂直な面内の方向）のみを考慮する。駐車場など路面上に停車した車両Ａ、Ｂへの給電を考えると、送電コイル１０Ａ、Ｂから受電コイル１１Ａ、Ｂまでの高さはさほど変化せず、漏洩磁界の強度への影響は小さいためである。もちろん、高さ方向の位置ずれを考慮してもよい。

【0027】

また、送電コイル１０Ａ、Ｂの中心軸と受電コイル１１Ａ、Ｂの中心軸が平行とならずに、角度を成すように位置ずれが生じる場合も考えられる。たとえば路面が傾斜しているときにこのような位置ずれが生じる場合がある。しかし、このような角度のずれも実際上非常に小さくなると考えられ、漏洩磁界の強度への影響は小さい。そのため、実施例１ではこのような角度のずれは考慮しないものとする。もちろん、考慮してもかまわない。

【0028】

以下、送電コイル１０Ａに対する受電コイル１１Ａの位置ずれを位置ずれＡとし、ｘ軸方向の位置ずれをΔｘ_A 、ｙ軸方向の位置ずれをΔｙ_A とする。同様に、送電コイル１０Ｂに対する受電コイル１１Ｂの位置ずれを位置ずれＢとし、ｘ軸方向の位置ずれをΔｘ_B 、ｙ軸方向の位置ずれをΔｙ_B とする。ここで、座標は図１のように設定し、ｘ軸方向は、車両Ａ、Ｂの左右方向で左方向を正の方向とし、ｙ軸方向は、車両Ａ、Ｂの前後方向で前方向を正の方向とし、ｚ軸方向は、車両Ａ、Ｂの高さ方向とし、鉛直上方を正の方向とする。

【0029】

また、位相差制御部３は、算出された位置ずれＡ、Ｂから、送電コイル１０Ａに供給する交流電流と、送電コイル１０Ｂに供給する交流電流の位相差を決定する。その位相差の決定方法は、次の通りである。

【0030】

まず、位置ずれＡ、Ｂの少なくとも一方が０である場合についてである。つまり少なくとも一方が位置ずれしていない場合であり、具体的には、Δｘ_A ＝Δｙ_A ＝０、またはΔｘ_B ＝Δｙ_B ＝０の場合である。この場合には、交流電流の位相差は１８０°とする。

【0031】

次に、位置ずれＡ、Ｂの双方が０でない場合である。つまり、どちらにも位置ずれが生じている場合であり、具体的には、Δｘ_A 、Δｙ_A の少なくとも一方は０でなく、かつΔｘ_B 、Δｙ_B の少なくとも一方は０でない場合である。この場合、送電コイル１０Ａに対する受電コイル１１Ａの位置ずれＡの方向と、送電コイル１０Ｂに対する受電コイル１１Ｂの位置ずれＢの方向との成す角が、０°以上９０°未満であれば、交流電流の位相差を０°とし、９０°以上１８０°以下であれば、交流電流の位相差を１８０°とする。

【0032】

位相差制御部３は、以上のようにして決定された位相差に基づき、電源装置４を制御し、送電コイル１０Ａに供給する電流と、送電コイル１０Ｂに供給される電流の位相差を制御する。このように位相差を制御することで、送電コイル１０Ａから発生する漏洩磁界と、送電コイル１０Ｂから発生する漏洩磁界とが弱め合い、送電コイル１０Ａと送電コイル１０Ｂとの間の領域の漏洩磁界の強度を低減することができる。

【0033】

なお、位相差の決定方法は上記の方法に限るものではなく、位置ずれの大きさや方向に応じて漏洩磁界が軽減されるように決定されていれば任意の方法でよい。たとえば、位置ずれＡ、Ｂと位相差とを対応付けたデータを保持しておき、そのデータに基づき位相差を決定する。この場合、事前にシミュレーションや実測などによって、位置ずれＡ、Ｂを変数として、種々の位置ずれＡ、Ｂに対して漏洩磁界が低減されるときの位相差を算出しておき、位置ずれＡ、Ｂと位相差とを対応づけたデータを作成する。対応づけは機械学習によって行ってもよいし、最小二乗法などの周知の方法による直線、曲線などへの近似であってもよい。また、対応づけは、０〜１８０°の間で漏洩磁界を低減できるように位相差を選択して決定されていればよく、最も漏洩磁界を低減できる位相差を選択してもよいし、０°と１８０°のうち、より漏洩磁界を低減できる方を選択するようにしてもよい。０°と１８０°との選択であれば、より簡便に位置ずれと位相差の対応を決定することができる。

【0034】

また、実施例１では、位相差制御部３において位置情報から位置ずれＡ、Ｂを算出するようにしているが、位置検出部２の方で位置ずれＡ、Ｂを算出し、その位置ずれＡ、Ｂの情報を位相差制御部３に送信するようにしてもよい。また、位置検出部２や位相差制御部３とは独立して位置ずれＡ、Ｂの算出部を設けてもよい。

【0035】

（電源装置４について）
電源装置４は、送電コイル１０Ａ、Ｂに交流電流を供給する。送電コイル１０Ａに供給される電流と送電コイル１０Ｂに供給される交流電流は、周波数、振幅が等しくなるようにし、位相差は位相差制御部３による制御によって所定の位相差となるようにする。

【0036】

次に、実施例１の電力供給システムの動作について説明する。

【0037】

実施例１の電力供給システムでは、駐車場に並んで駐車した２台の車両Ａ、Ｂに対して、その車両Ａ、Ｂが搭載する二次電池を充電するために非接触で電力を供給する。電力の供給は、路面に設けられた送電コイル１０Ａ、Ｂと車両Ａ、Ｂに設けられた受電コイル１１Ａ、Ｂ間での磁界結合により行う。

【0038】

電源装置４は、送電コイル１０Ａ、Ｂに周波数、振幅の等しい交流電流を供給する。そして、磁界結合により送電コイル１０Ａから受電コイル１１Ａ、送電コイル１０Ｂから受電コイル１１Ｂへそれぞれ電力が伝送する。

【0039】

ここで、送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流に位相差がなく、かつ送電コイル１０Ａと受電コイル１１Ａとの間、および送電コイル１０Ｂと受電コイル１１Ｂとの間に位置ずれがない場合には、送電コイル１０Ａと送電コイル１０Ｂとの間の領域において送電コイル１０Ａ、Ｂから発生する漏洩磁界の方向は等しくなる。そのため、送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流に１８０°の位相差を設ければ、漏洩磁界の向きが互いに逆方向となり、キャンセルして漏洩磁界の強度を低減できる（図２参照）。

【0040】

しかし、送電コイル１０Ａと受電コイル１１Ａとの間、あるいは、送電コイル１０Ｂと受電コイル１１Ｂとの間に位置ずれがあると、漏洩磁界の向きが変化する（図３参照）。そのため、位置ずれの大きさや方向によっては、送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流の位相差を１８０°にしても、漏洩磁界の強度を低減できない場合がある。

【0041】

そこで実施例１では、送電コイル１０Ａと受電コイル１１Ａとの間、および送電コイル１０Ｂと受電コイル１１Ｂとの間の位置ずれの大きさや方向に応じて、送電コイル１０Ａに供給する交流電流と、送電コイル１０Ｂに供給する交流電流との位相差を決定し、電源装置４の出力する交流電流がそのような位相差となるように位相差制御部３によって制御している。

【0042】

このようにして送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流に、所定の位相差を設けることで、送電コイル１０Ａ、Ｂと受電コイル１１Ａ、Ｂの間に位置ずれがある場合であっても、送電コイル１０Ａ、Ｂ間の領域における漏洩磁界の強度を低減することができる。

【0043】

特に実施例１のように、送電コイル１０Ａと受電コイル１１Ａとの間、送電コイル１０Ｂと受電コイル１１Ｂとの間の、少なくとも一方が位置ずれしていない場合には、交流電流の位相差を１８０°とし、両方が位置ずれしている場合であって、その位置ずれが同一方向であれば０°、異なる方向であれば１８０°とすることで、簡便かつ効果的に漏洩磁界の強度を低減することができる。

【0044】

（シミュレーションの結果）
次に、位置ずれと漏洩磁界の強度の関係について、シミュレーションにより考察した結果を示す。シミュレーションにおいて、送電コイル１０Ａの中心と送電コイル１０Ｂの中心の距離は２５００ｍｍとした。また、伝送電力は３．７ｋＷ、伝送周波数は８５ｋＨｚとした。位置ずれは水平面内（ｘｙ平面内）でのずれとし、高さ方向（ｚ軸方向）にはずれがないとした。また、送電コイル１０Ａ、Ｂの中心軸と受電コイル１１Ａ、Ｂの中心軸が角度を成すようなずれもないとし、いずれも中心軸はｚ軸方向に平行な方向であるとした。

【0045】

位置ずれは、図４〜６の３パターンとした。パターン１は、図４のように、送電コイル１０Ａに対する受電コイル１１Ａの位置ずれＡは、Δｘ_A ＝１００ｍｍ、Δｙ_A ＝−７５ｍｍとし、送電コイル１０Ｂに対する受電コイル１１Ｂの位置ずれＢは、Δｘ_B ＝１００ｍｍ、Δｙ_B ＝−７５ｍｍとした場合である。つまり、位置ずれＡ、Ｂの大きさ、方向が同じ場合である。パターン２は、図５のように、位置ずれＡは、Δｘ_A ＝１００ｍｍ、Δｙ_A ＝−７５ｍｍとし、位置ずれＢは、Δｘ_B ＝−１００ｍｍ、Δｙ_B ＝−７５ｍｍとした場合である。つまり、位置ずれＡ、Ｂが互いに遠ざかる方向の場合である。パターン３は、図６のように、位置ずれＡは、Δｘ_A ＝−１００ｍｍ、Δｙ_A ＝−７５ｍｍとし、位置ずれＢは、Δｘ_B ＝１００ｍｍ、Δｙ_B ＝−７５ｍｍとした場合である。つまり、位置ずれＡ、Ｂが互いに近づく方向の場合である。

【0046】

まず、図４のパターン１の位置ずれの場合であって、送電コイル１０Ａ、Ｂおよび受電コイル１１Ａ、Ｂの内径を３５０ｍｍ、外径を４５０ｍｍとした場合を考察した。

【0047】

図７（ａ）は、送電コイル１０Ａ、Ｂの面から１２０ｍｍの高さにおける、ｘｙ平面での漏洩磁界の強度分布を示した図である。送電コイル１０Ａに供給する交流電流と送電コイル１０Ｂに供給する交流電流に位相差は０°とした。

【0048】

図７（ａ）のように、送電コイル１０Ａ、Ｂ間に、漏洩磁界の強度が大きい領域が現れることがわかった。図７（ｂ）は、車両Ａ側面から２００ｍｍ離れた区間ＣＤでの磁界強度（Ａ／ｍ）を示したグラフである。図７（ｂ）のように、車両Ａの前面から２０４０ｍｍの位置で磁界強度が最大となっていた。そこで、この位置でのｚｘ平面での漏洩磁界の強度分布について、送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流の位相差を替えて比較することとした。

【0049】

図８は、ｚｘ平面での漏洩磁界の強度分布を示した図であり、図８（ａ）は送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流の位相差を０°とし、図８（ｂ）は位相差を１８０°とした場合である。

【0050】

図８（ａ）のように、位相差を０°とした場合は、車両Ａ、Ｂの間の領域において、車両Ａ側の送電コイル１０Ａから発生する漏洩磁界の方向と、車両Ｂ側の送電コイル１０Ｂから発生する漏洩磁界の方向とが逆方向となっていた。そのため、漏洩磁界が弱め合って強度が低下していることがわかった。

【0051】

一方、図８（ｂ）のように、位相差を１８０°とした場合は、車両Ａ、Ｂの間の領域において、車両Ａ側の送電コイル１０Ａから発生する漏洩磁界の方向と、車両Ｂ側の送電コイル１０Ｂから発生する漏洩磁界の方向とが同じ方向となっていた。そのため、漏洩磁界が強め合って強度が増加していることがわかった。

【0052】

また、図９は、送電コイル１０Ａ、Ｂおよび受電コイル１１Ａ、Ｂの大きさを内径２５０ｍｍ、外径３５０ｍｍに変更した場合の、ｚｘ平面での漏洩磁界の強度分布を示した図である。図９（ａ）は送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流の位相差を０°とし、図９（ｂ）は位相差を１８０°とした場合である。

【0053】

図９のように、図８の漏洩磁界の強度分布とそれほど変化はなく、位相差を０°とした場合は漏洩磁界の強度を低減でき、位相差を１８０°とした場合は漏洩磁界の強度が増加することがわかった。

【0054】

この図８、９の結果、位置ずれＡ、Ｂが同一方向であれば、送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流の位相差を０°とすることで送電コイル１０Ａ、Ｂ間の領域の漏洩磁界の強度を低減することができることがわかり、送電コイル１０Ａ、Ｂおよび受電コイル１１Ａ、Ｂの大きさの影響はないことがわかった。

【0055】

次に、図５のパターン２の位置ずれの場合であって、送電コイル１０Ａ、Ｂおよび受電コイル１１Ａ、Ｂの内径を３５０ｍｍ、外径を４５０ｍｍとした場合を考察した。

【0056】

図１０は、ｚｘ平面（ｙ軸方向の位置は図８と同様）での漏洩磁界の強度分布を示した図であり、図１０（ａ）は送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流の位相差を０°とし、図１０（ｂ）は位相差を１８０°とした場合である。

【0057】

図１０（ａ）のように、位相差を０°とした場合は、車両Ａ、Ｂの間の領域において、車両Ａ側の送電コイル１０Ａから発生する漏洩磁界の方向と、車両Ｂ側の送電コイル１０Ｂから発生する漏洩磁界の方向とが同じ方向となっていた。そのため、漏洩磁界が強め合って強度が増加していることがわかった。

【0058】

一方、図１０（ｂ）のように、位相差を１８０°とした場合は、車両Ａ、Ｂの間の領域において、車両Ａ側の送電コイル１０Ａから発生する漏洩磁界の方向と、車両Ｂ側の送電コイル１０Ｂから発生する漏洩磁界の方向とが逆方向となっていた。そのため、漏洩磁界が弱め合って強度が低下していることがわかった。

【0059】

また、図１１は、送電コイル１０Ａ、Ｂおよび受電コイル１１Ａ、Ｂの大きさを内径２５０ｍｍ、外径３５０ｍｍに変更した場合の、ｚｘ平面での漏洩磁界の強度分布を示した図である。図１１（ａ）は送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流の位相差を０°とし、図１１（ｂ）は位相差を１８０°とした場合である。

【0060】

図１１のように、図１０の漏洩磁界の強度分布とそれほど変化はなく、位相差を０°とした場合は漏洩磁界の強度が増加し、位相差を１８０°とした場合は漏洩磁界の強度が低減することがわかった。

【0061】

この図１０、１１の結果から、位置ずれＡ、Ｂが遠ざかる方向であれば、送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する電流の位相差を１８０°とすることで送電コイル１０Ａ、Ｂ間の領域の漏洩磁界の強度を低減できることがわかり、送電コイル１０Ａ、Ｂおよび受電コイル１１Ａ、Ｂの大きさの影響はないことがわかった。

【0062】

次に、図６のパターン３の位置ずれの場合であって、送電コイル１０Ａ、Ｂおよび受電コイル１１Ａ、Ｂの内径を３５０ｍｍ、外径を４５０ｍｍとした場合を考察した。

【0063】

図１２は、ｚｘ平面（ｙ軸方向の位置は図８と同様）での漏洩磁界の強度分布を示した図であり、図１２（ａ）は送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流の位相差を０°とし、図１２（ｂ）は位相差を１８０°とした場合である。

【0064】

図１２（ａ）のように、位相差を０°とした場合は、車両Ａ、Ｂの間の領域において、車両Ａ側の送電コイル１０Ａから発生する漏洩磁界の方向と、車両Ｂ側の送電コイル１０Ｂから発生する漏洩磁界の方向とが同じ方向となっていた。そのため、漏洩磁界が強め合って強度が増加していることがわかった。

【0065】

一方、図１２（ｂ）のように、位相差を１８０°とした場合には、車両Ａ、Ｂの間の領域において、車両Ａ側の送電コイル１０Ａから発生する漏洩磁界の方向と、車両Ｂ側の送電コイル１０Ｂから発生する漏洩磁界の方向とが逆方向となっていた。そのため、漏洩磁界が弱め合って強度が低下していることがわかった。

【0066】

また、図１３は、送電コイル１０Ａ、Ｂおよび受電コイル１１Ａ、Ｂの大きさを内径２５０ｍｍ、外径３５０ｍｍに変更した場合の、ｚｘ平面での漏洩磁界の強度分布を示した図である。図１３（ａ）は送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流の位相差を０°とし、図１３（ｂ）は位相差を１８０°とした場合である。

【0067】

図１３のように、図１２の漏洩磁界の強度分布とそれほど変化はなく、位相差を０°とした場合は漏洩磁界の強度が増加し、位相差を１８０°とした場合は漏洩磁界の強度が低減することがわかった。

【0068】

この図１２、１３の結果から、位置ずれＡ、Ｂが近づく方向であれば、送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する電流の位相差を１８０°とすることで送電コイル１０Ａ、Ｂ間の領域の漏洩磁界の強度を低減できることがわかり、送電コイル１０Ａ、Ｂおよび受電コイル１１Ａ、Ｂの大きさの影響はないことがわかった。

【0069】

以上３パターンの位置ずれを考察した結果をまとめると、以下の通りである。２つの位置ずれの方向が同じ場合（すなわち、２つの位置ずれの方向の成す角が０〜９０°のとき）は位相差を０°、２つの位置ずれの方向が異なる場合（すなわち、２つの位置ずれの方向の成す角が９０〜１８０°のとき）は位相差を１８０°とすることで、位置ずれがある場合であっても漏洩磁界を低減できることがわかった。

【0070】

（変形例）
実施例１の電力供給システムにおいて、送電コイル１０Ａまたは送電コイル１０Ｂの近傍に磁界検出器を設け、その漏洩磁界の方向によって、送電コイル１０Ａ、Ｂに供給する交流電流の位相差を修正して、送電コイル１０Ａ、Ｂ間の領域の漏洩磁界の強度がより低減するように位相差をフィードバック制御してもよい。図３に示したように、漏洩磁界の方向と位置ずれの大きさ、方向には関連性があるため、このような制御も可能となる。

【0071】

また、実施例１の非接触給電システムは、車両に搭載された二次電池を非接触で充電するシステムであったが、本発明はこのような用途に限るものではなく、複数の機器に非接触で同時に電力を供給する用途であれば、任意の用途に利用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0072】

本発明の非接触給電システムは、たとえば電気自動車やプラグインハイブリッド車などへの給電に利用することができる。

【符号の説明】

【0073】

１Ａ、Ｂ：電力伝送装置
２：位置検出部
３：位相差制御部
４：電源装置
１０Ａ、Ｂ：送電コイル
１１Ａ、Ｂ：受電コイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】