特許 6951373 受電機器

(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】6951373

(24)【登録日】2021年9月28日

(45)【発行日】2021年10月20日

(54)【発明の名称】受電機器

(51)【国際特許分類】

   H02J 50/12 20160101AFI20211011BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20211011BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20211011BHJP

   B60M 7/00 20060101ALN20211011BHJP

   B60L 5/00 20060101ALN20211011BHJP

   B60L 53/12 20190101ALN20211011BHJP

【ＦＩ】

   H02J50/12

   H02J7/00 301D

   H02M3/155 H

   !B60M7/00 X

   !B60L5/00 B

   !B60L53/12

【請求項の数】5

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2019-31056(P2019-31056)

(22)【出願日】2019年2月22日

(65)【公開番号】特開2020-137339(P2020-137339A)

(43)【公開日】2020年8月31日

【審査請求日】2020年12月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(72)【発明者】

【氏名】向山 真登

(72)【発明者】

【氏名】金▲崎▼ 正樹

【審査官】 下林 義明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１５−２３１２５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１９−００４６２８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｊ ５０／００ − ５０／９０

Ｈ０２Ｊ ７／００ − ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ − ７／３６

Ｈ０２Ｍ ３／００ − ３／４４

Ｂ６０Ｍ １／００ − ７／００

Ｂ６０Ｌ ５／００ − ５／４２

Ｂ６０Ｌ １／００ − ３／１２

Ｂ６０Ｌ ７／００ − １３／００

Ｂ６０Ｌ １５／００ − ５８／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

１次コイル（２１）を有する送電機器（２０）から非接触で受電して、蓄電装置（１６）に電力を供給する受電機器（３０）であって、
前記１次コイルから所定周波数の交流電力を受電可能な２次コイル（３１）と、
前記２次コイルに接続され、該２次コイルとともに共振回路（３３）を構成するコンデンサ（３２）と、
前記共振回路からの出力電力を整流する整流回路（３５）と、
前記蓄電装置と前記整流回路との間に設けられ、スイッチ（４１）を有する電力調整回路（４０）と、
前記スイッチを所定の駆動周波数で制御する制御装置（５０）と、を備え、
前記駆動周波数が、前記交流電力の前記所定周波数を２以上の自然数で除した周波数である受電機器。

【請求項2】

前記自然数は、２〜１０の範囲内の数である請求項１に記載の受電機器。

【請求項3】

前記整流回路から定電流が出される構成であり、
前記電力調整回路がチョッパ回路であって、前記整流回路と前記スイッチの間にインダクタを有しない請求項１又は請求項２に記載の受電機器。

【請求項4】

前記制御装置は、前記２次コイルの受電した受電電力の変動が小さい状態であるか大きい状態であるかに応じて前記自然数を可変とし、前記受電電力の変動が小さい場合には、前記受電電力の変動が大きい場合に比べて、前記自然数を大きくする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の受電機器。

【請求項5】

前記制御装置は、前記交流電力の周波数を検出し、検出した周波数を２以上の自然数で除した値に前記駆動周波数を制御する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の受電機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、送電機器から非接触で交流電力を受電する受電機器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、電源コードや送電ケーブルを用いずに非接触で相手側に電力伝送する非接触電力伝送装置として、磁界共振や電磁誘導を用いたものが知られている。例えば、特許文献１は、工場内等の軌道上を走行する搬送車に受電機器を設け、この受電機器が搬送車の移動経路に沿って配設された１次給電線から給電される構成を開示している。この受電機器において、受電機器に接続された負荷に応じて、給電された電力が変化する。そこで、この受電機器は、給電された電力を定電圧にする電圧制御手段として昇圧チョッパ回路を備えている。そして、この昇圧チョッパ回路のスイッチのオンデューティ比を制御することで、負荷側への出力電圧を制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８‐２５９４１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、自動車への非接触給電のように大電力を送受電する場合には、昇圧チョッパ回路のスイッチをオンオフする際のスイッチング損失も大きなものとなりやすい。従来は、スイッチの駆動周波数を受電電力の周波数と一致させていたが、スイッチング損失を低減するためには、駆動周波数を下げることが考えられる。しかしながら、駆動周波数と受電電力の周波数とが異なると、昇圧チョッパ回路の出力電力に脈動が生じてしまうことがある。出力電力に脈動が生じると、負荷の劣化が加速したり、脈動対策の部品を追加しなければいけなかったりするため、望ましくない。

【0005】

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、大電力を送受電する場合であっても損失を低減しつつ、出力電力の脈動を抑制できる受電装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本手段は、１次コイル（２１）を有する送電機器（２０）から非接触で受電して、蓄電装置（１６）に電力を供給する受電機器（３０）であって、前記１次コイルから所定周波数の交流電力を受電可能な２次コイル（３１）と、前記２次コイルに接続され、該２次コイルとともに共振回路（３３）を構成するコンデンサ（３２）と、前記共振回路からの出力電力を整流する整流回路（３５）と、前記蓄電装置と前記整流回路との間に設けられ、スイッチ（４１）を有する電力調整回路（４０）と、前記スイッチを所定の駆動周波数で制御する制御装置（５０）と、を備え、前記駆動周波数が、前記交流電力の前記所定周波数を２以上の自然数で除した周波数である。

【0007】

２次コイルは、１次コイルから所定周波数の交流電力を受電する。そして、電力調整回路のスイッチをオンオフすることで、蓄電装置に供給される電力が調整される。スイッチの駆動周波数が受電した交流電力の所定周波数を２以上の自然数で除した周波数にする構成としている。交流電力の所定周波数を自然数で除した周波数に駆動周波数をすることで、電力調整回路に入力された電力に対して、常に同じ位相でスイッチングすることができ、蓄電装置に供給される電力の脈動を抑制できる。また、自然数を２以上の値とすることで、駆動周波数を下げることができ、スイッチング損失を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】実施形態における非接触電力伝送装置の概略構成図

【図2】非接触電力伝送装置の電気回路図

【図3】比較例における整流回路の出力電力と駆動周波数の関係を示す図

【図4】比較例における蓄電池への出力電力の波形を示す図

【図5】実施形態における整流回路の出力電力と駆動周波数の関係を示す図

【図6】実施形態における蓄電池への出力電力の波形を示す図

【図7】制御装置が実施するフローチャート

【図8】他の実施形態における非接触電力伝送装置の電気回路図

【発明を実施するための形態】

【0009】

＜実施形態＞
本実施形態は、車両に搭載された受電機器を対象にしている。図１は、本実施形態における非接触電力伝送装置１０の概略構成図である。車両１５は、例えば、ＥＶ（電気自動車）やＰＥＶ（プラグインハイブリッド自動車）といった電動の車両駆動装置（駆動モータ等）で走行する自動車である。

【0010】

送電機器２０は、車両１５に搭載された受電機器３０に対して非接触の状態で、送電（給電）を行う。送電機器２０は、地面Ｇに埋設又は地面Ｇから露出するように地面Ｇ上に設置される。送電機器２０は、例えば車両１５の走行道路に設けられ、車両１５の進行方向に沿って複数並んで埋設されている。また、送電機器２０は、車両１５の走行中に送電する。

【0011】

送電機器２０は、１次コイル２１を備えている。１次コイル２１は、フェライトコア等の心材に巻線（例えばリッツ線）が例えば平面状に巻かれることで形成されている。１次コイル２１は、その軸線が地面Ｇに直交する、つまり平面状に巻かれた平面が地面Ｇと平行になるように配されている。

【0012】

受電機器３０は、２次コイル３１を備えており、２次コイル３１は、車体に取り付けられている。より具体的には、２次コイル３１は、車両底部１５ａに設けられている。車両底部１５ａは、車両１５の車室を形成する床部やアンダーカバー等、車両１５の下面を形成する部分を示している。

【0013】

２次コイル３１は、フェライトコア等の心材に巻線（例えばリッツ線）が例えば平面状に巻かれることで形成されている。２次コイル３１は、その軸線が地面Ｇに直交する、つまり平面状に巻かれた平面が地面Ｇと平行で、１次コイル２１に平行に対向するように配される。

【0014】

受電機器３０で受電した電力は、蓄電池１６に供給される。蓄電池１６は、例えば二次電池（リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等）である。蓄電池１６は、受電機器３０から供給される電力を蓄えて、車両駆動装置へ電力を供給する。なお、蓄電池１６が「蓄電装置」に相当する。

【0015】

受電機器３０には、受電機器３０を制御するための制御装置であるＥＣＵ５０が設けられている。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有するマイコンとその周辺回路とを具備する電子制御装置である。ＥＣＵ５０には、蓄電池１６のＳＯＣ等の監視状況が入力される。なお、ＥＣＵ５０は、２次コイル３１等と同じ位置に設けられていてもよいし、ＥＣＵ５０は車両１５の別の位置に設けられていてもよい。

【0016】

図２は、非接触電力伝送装置１０の電気回路図である。非接触電力伝送装置１０は、送電機器２０と受電機器３０とを備えている。送電機器２０は、送電側共振部２３と、送電側フィルタ回路２４と、インバータ２５と、コンバータ２６と、送電側駆動回路２７とを備えている。

【0017】

送電機器２０には、電源装置２８から電力が供給されている。電源装置２８は、電力会社等によって提供される電力網から電力供給を受ける交流電源である。電源装置２８は、例えば、３相２００Ｖや４００Ｖで５０ｋＨｚ程度の交流電力を供給する。

【0018】

コンバータ２６は、ＡＣ／ＤＣコンバータであって、電源装置２８から供給された交流電力を所定の電圧の直流電力に変換しており、例えばスイッチング方式で交流電力を直流電力に変換している。コンバータ２６のスイッチは送電側駆動回路２７によって駆動される。

【0019】

インバータ２５は、コンバータ２６から供給された直流電力を所定周波数ｆ０の交流電力に変換する。インバータ２５は、スイッチのスイッチングにより、直流電流を所定周波数ｆ０の交流電流に変換する。インバータ２５のスイッチは、送電側駆動回路２７により駆動される。

【0020】

インバータ２５と送電側共振部２３との間には、送電側フィルタ回路２４が設けられているのが望ましい。送電側フィルタ回路２４は、高周波成分がカットされるローパスフィルタの一種である。送電側フィルタ回路２４は、コイルと、コンデンサと、コイルとがＴ字状に接続されており、イミタンスフィルタとして作用する。

【0021】

送電側共振部２３は、１次コイル２１と送電側コンデンサ２２が直列に接続された共振回路となっている。送電側共振部２３は、所定周波数ｆ０の交流電力が入力されると共振し、受電側共振部３３に送電する。

【0022】

受電機器３０は、受電側共振部３３と、受電側フィルタ回路３４と、整流回路３５と、電力調整回路４０と、ＥＣＵ５０とを備える。受電機器３０は、蓄電池１６に電力を供給する。

【0023】

受電側共振部３３は、２次コイル３１と受電側コンデンサ３２が直列に接続された共振回路となっている。送電側共振部２３と受電側共振部３３とは、Ｓ−Ｓ方式で構成されていることが望ましい。受電側共振部３３は、送電側共振部２３との間の磁界共振が成立するように、調整されている。具体的には、受電側共振部３３の共振周波数は、送電側共振部２３の共振周波数と一致することが望ましい。

【0024】

そして、送電機器２０と受電機器３０との相対位置が磁界共振が成立する位置にある状況において、インバータ２５から所定周波数ｆ０の交流電力が入力されると、送電側共振部２３（１次コイル２１）と受電側共振部３３（２次コイル３１）とが磁界共振する。これにより、受電側共振部３３は送電側共振部２３から交流電力を受電する。なお、インバータ２５から入力される交流電力の所定周波数ｆ０は、送電側共振部２３と受電側共振部３３間にて電力伝送が可能な周波数となっているとよい。具体的には、インバータ２５で生成される交流電力の所定周波数ｆ０は、送電側共振部２３と受電側共振部３３の共振周波数に設定されていることが望ましい。

【0025】

受電側共振部３３と整流回路３５との間には、受電側フィルタ回路３４が設けられている。受電側フィルタ回路３４は、送電側フィルタ回路２４と同様の構成を有している。受電側フィルタ回路３４は、高周波成分がカットされるローパスフィルタの一種である。受電側フィルタ回路３４は、コイルと、コンデンサと、コイルとがＴ字状に接続されている。

【0026】

受電側フィルタ回路３４の共振周波数を所定周波数ｆ０に基づいて設計することで、受電側フィルタ回路３４はイミタンスフィルタとして作用している。イミタンスフィルタ（受電側フィルタ回路３４）は、インピーダンス・アドミタンス変換器であり、イミタンスフィルタの入力端から見たインピーダンスが、出力端に接続された負荷のアドミタンスに比例するように構成されたフィルタである。イミタンスフィルタ（受電側フィルタ回路３４）に入力される電力が定電圧である場合、イミタンスフィルタから出力される電力は定電流に変換される。

【0027】

整流回路３５は、交流電力を直流電力に変換する周知の構成である。整流回路３５は、例えば、４つのダイオードからなるダイオードブリッジ回路によって構成される。整流回路３５から出力される電力は、交流電力を全波整流した電力になる。

【0028】

整流回路３５からの出力電力は、蓄電池１６への供給電力を調整する電力調整回路４０に入力される。電力調整回路４０は、スイッチ４１と、ダイオード４２と、コンデンサ４３とを備えている。電力調整回路４０は、スイッチ４１がオフになることで、２次コイル３１側から蓄電池１６への通電を可能とするチョッパ回路である。スイッチ４１は、例えばＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチング素子であって、受電側駆動回路４５によって駆動される。スイッチ４１をオンオフすることで、蓄電池１６側に流す電力量を調整する。電力調整回路４０から出力される電圧は、蓄電池１６の電池電圧に依存する。

【0029】

受電側駆動回路４５は、ＥＣＵ５０からの指令に基づいて、スイッチ４１を駆動周波数ｆ１でオンオフ制御する。スイッチ４１は、所定周期内でオン状態にする時間が制御されるＰＷＭ制御によって制御されており、一定周期におけるスイッチ４１のオン時間（オンデューティ）を制御することで、出力する電力を調整する。

【0030】

ところで、車両１５の受電機器３０と送電機器２０との間の非接触給電のように大電力を受電し、電力調整回路４０で蓄電池１６への供給電力を調整する場合には、スイッチ４１のオンオフ時のスイッチング損失も大きなものとなりやすい。従来は、スイッチ４１の駆動周波数を受電電力の周波数と一致させていたが、スイッチング損失を低減するためには、スイッチ４１の駆動周波数を下げることが考えられる。

【0031】

図３は、本実施形態に依らず駆動周波数を設定した場合に整流回路３５から出力される電力の例を示す図である。図３の破線は、整流回路３５からの出力電力を示しており、所定周波数ｆ０を例えば８５ｋＨｚとする場合に、所定の直流電力にｆ０×２である１７０ｋＨｚの周波数成分が重畳されているものである。図３の実線は、比較例における駆動周波数、例えば３０ｋＨｚでスイッチ４１をオンオフした場合のスイッチ４１を通過した出力を示している。なお、整流回路３５で、全波整流していることから、その出力波形は、所定周波数ｆ０の２倍のｆ０×２の周波数成分を有する。整流回路が、半波整流回路であってもよく、その場合には、整流回路からの出力波形は、所定周波数ｆ０の周波数成分を有する。

【0032】

比較例の駆動周波数のように、所定周波数ｆ０との関連がない周波数でスイッチングをする場合には、スイッチングタイミングにおける整流回路３５の出力位相が毎回異なっており、出力される電力もスイッチングごとに異なった値となる。そのため、図４に示すように、電力調整回路４０の出力電力に脈動が生じる。図４は、比較例における電力調整回路４０から蓄電池１６への出力電力の波形を示す図である。比較例においては、定常的に脈動が生じている。このように蓄電池１６に供給される電力に脈動が生じると、蓄電池１６の劣化を加速したり、脈動対策の部品を追加したりしなければいけないため、望ましくない。

【0033】

そこで、本実施形態においては、スイッチ４１の駆動周波数ｆ１が受電した交流電力の所定周波数ｆ０を２以上の自然数Ｎで除した周波数にする。図５は、整流回路３５の出力電力と本実施形態における駆動周波数ｆ１の関係を示す図である。図５の破線は、整流回路３５からの出力電力を示しており、所定の直流電力に所定周波数ｆ０×２、例えば１７０ｋＨｚの周波数成分が重畳されているものである。図５の実線は、本実施形態における駆動周波数ｆ１、例えば、所定周波数ｆ０（８５ｋＨｚ）を３で除した２８．３３ｋＨｚでスイッチ４１をオンオフした場合のスイッチ４１を通過した出力を示している。

【0034】

本実施形態の駆動周波数ｆ１のように、所定周波数ｆ０を自然数Ｎで除した駆動周波数ｆ１でスイッチングをする場合には、スイッチングタイミングにおける整流回路３５の出力位相が毎回同じになり、出力される電力も毎回同じ値となる。そのため、電力調整回路４０の出力電力に脈動が生じることなく、スイッチング損失を低減することができる。図６は、本実施形態における電力調整回路４０から蓄電池１６への出力電力の波形を示す図である。本実施形態においては、脈動の発生がない。また、スイッチング損失も、従来のように駆動周波数を所定周波数ｆ０と同じ値にした場合に比べて、３分の１程度に抑えることができる。

【0035】

なお、本実施形態では、電力調整回路４０のスイッチ４１と整流回路３５との間にエネルギー蓄積用のインダクタを有していないため、駆動周波数ｆ１を下げることによる損失も生じない。本実施形態の電力調整回路４０は、いわゆる昇圧チョッパ回路において、エネルギー蓄積用のインダクタを有さない構成となっている。昇圧チョッパ回路を用いる場合には、スイッチ４１に入力される電力が定電流である必要があるが、一般的に入力電力は定電圧であるため、スイッチ４１の前にインダクタを設ける。しかしながら、スイッチ４１の前にインダクタを設ける場合には、駆動周波数ｆ１が低下するとこのインダクタで損失が生じる。

【0036】

更なる損失低減のために、電力調整回路４０にインダクタを用いない構成が望まれる。そこで、本実施形態では、送電側共振部２３と受電側共振部３３とがＳ−Ｓ方式で構成されており、イミタンスフィルタとして作用する受電側フィルタ回路３４が設けられていることによって、整流回路３５から定電流が出力される。そのため、電力調整回路４０のスイッチ４１と整流回路３５との間にエネルギー蓄積用のインダクタを設ける必要がなく、スイッチ４１と整流回路３５との間にインダクタを有していない。これにより、スイッチ４１の駆動周波数ｆ１を下げることによるインダクタでの損失が生じなくなり、駆動周波数ｆ１を下げることで損失をさらに抑制できる。

【0037】

また、スイッチ４１の駆動周波数ｆ１を下げるとスイッチング損失を低減できる一方で、受電した交流電力の変動への制御性が低下する。特に、車両１５の走行中に非接触給電を実施する場合には、種々の要因により受電電力が変動する。制御性が低下し、受電電力の変動によって蓄電池１６への供給電力が変動することは望ましくないため、制御性が低下することは望ましくない。

【0038】

そこで、所定周波数ｆ０を２〜１０の範囲の自然数Ｎで除した周波数にスイッチ４１の駆動周波数ｆ１をする。より好ましくは、除する自然数Ｎは、２〜５の範囲にする。この範囲では、スイッチング損失を低減しつつ、電力調整回路４０の電力調整の制御性を確保することができる。

【0039】

また、駆動周波数ｆ１を算出するために、所定周波数ｆ０を除する自然数Ｎは可変であってもよい。スイッチ４１による制御性を高くする必要がない場合がある。例えば、車両１５の停止中や蓄電池１６からの出力変動が小さい場合等、受電電力の変動が小さい場合には、制御性を高くする必要がない。そこで、２次コイル３１での受電電力の変動が小さい場合には、受電電力の変動が大きい場合に比べて、除する自然数Ｎを大きくする構成にしてある。

【0040】

図７は、駆動周波数ｆ１を可変にした場合の駆動周波数ｆ１を設定するためのフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ５０によって、所定周期で実施される。

【0041】

Ｓ１１で、２次コイル３１での受電電力の安定度を推定する。受電電力は、例えば車両１５の走行中において車高変化等により１次コイル２１と２次コイル３１との間の距離が変化する場合に変動する。また、蓄電池１６のＳＯＣが変化する場合にも受電電力は変動する。蓄電池１６のＳＯＣは、車両１５の走行中、特に加速中に変化しやすい。そこで、車両１５の走行状態等に基づいて、受電電力の安定度を推定する。例えば、車両１５の速度変化の大きい状態では、受電電力の変動が大きく、安定度が小さいと推定する一方、車両１５の速度変化の小さい状態や停止中の状態では、受電電力の変動が小さく、安定度が大きいと推定する。より具体的には、車速変化率（すなわち加速度）が所定以上であれば、安定度が小さいと推定し、所定以下であれば、安定度が大きいと判定する。

【0042】

Ｓ１２で、受電電力の安定度に基づいて、駆動周波数ｆ１を設定する。受電電力の変動が小さいと推定された場合には、所定周波数ｆ０を除する自然数Ｎを大きくする。例えば所定周波数ｆ０を５で除した値を駆動周波数ｆ１として、駆動周波数ｆ１を下げる。一方、受電電力の変動が大きいと推定された場合には、所定周波数ｆ０を除する自然数Ｎを小さくする。例えば所定周波数ｆ０を２で除した値を駆動周波数ｆ１として、駆動周波数ｆ１を大きくする。そして、算出した駆動周波数ｆ１にて受電側駆動回路４５を制御する。これにより、制御性を高くする必要がない場合には、駆動周波数ｆ１を下げることによりスイッチング損失をさらに抑制することができる。

【0043】

以上説明した本実施形態では以下の効果を奏する。

【0044】

２次コイル３１は、１次コイル２１から所定周波数ｆ０の交流電力を受電する。そして、電力調整回路４０のスイッチ４１をオンオフすることで、蓄電池１６に供給される電力が調整される。そして、スイッチ４１の駆動周波数ｆ１を受電した交流電力の所定周波数ｆ０を２以上の自然数Ｎで除した周波数にする構成としている。交流電力の所定周波数ｆ０を自然数Ｎで除した周波数に駆動周波数ｆ１をすることで、電力調整回路４０に入力された電力に対して、常に同じ位相でスイッチングすることができ、蓄電池１６に供給される電力の脈動を抑制できる。また、自然数Ｎを２以上の値とすることで、駆動周波数ｆ１を下げることができ、スイッチング損失を低減することができる。

【0045】

スイッチ４１の駆動周波数ｆ１を下げるとスイッチング損失を低減できる一方で、２次コイル３１で受電する交流電力の変動への制御性が低下する。特に、車両１５の走行中に非接触給電を実施する場合には、種々の要因により受電電力が変動するため、制御性が低下することは望ましくない。そこで、２次コイル３１が受電した交流電力の所定周波数ｆ０を２〜１０の範囲内の自然数Ｎで除した周波数にスイッチ４１の駆動周波数ｆ１をする。これにより、スイッチング損失を低減しつつ、制御性を確保することができる。

【0046】

本実施形態では、電力調整回路４０として、チョッパ回路を用いている。例えば、昇圧チョッパ回路を用いる場合には、入力電力が定電流である必要があるが、一般的に入力電力は定電圧である。そこで、昇圧チョッパ回路とスイッチ４１との間にインダクタを設けて入力電力のエネルギーを蓄積させることで、電力調整を行う。しかしながら、電力調整回路４０にインダクタが設けられている場合には、スイッチ４１の駆動周波数ｆ１を下げると、インダクタで損失が生じてしまう。

【0047】

そこで、本実施形態では、送電側共振部２３と受電側共振部３３とがＳ−Ｓ方式で構成されており、イミタンスフィルタとして作用する受電側フィルタ回路３４が設けられていることで、整流回路３５から定電流が出力される構成としている。そして、整流回路３５とスイッチ４１との間にエネルギー蓄積用のインダクタを有しない構成としている。これにより、スイッチ４１の駆動周波数ｆ１を下げることによるインダクタでの損失が生じなくなり、駆動周波数ｆ１を下げることによって損失をさらに抑制できる。

【0048】

駆動周波数ｆ１は蓄電池１６に供給される電力の制御性に関わっているが、蓄電池１６に供給される電力の制御性を高くする必要がない場合がある。例えば、車両１５の停止中や蓄電池１６からの出力変動が小さい場合等、受電電力の変動が小さい場合には、制御性を高くする必要がない。そこで、自然数Ｎ、つまり駆動周波数ｆ１を可変とし、２次コイル３１での受電電力の変動が小さい場合には、受電電力の変動が大きい場合に比べて、除する自然数Ｎを大きくする構成にしてある。つまり、２次コイル３１での受電電力の変動が小さい場合には、スイッチ４１の駆動周波数ｆ１を下げる。これにより、制御性を高くする必要がない場合には、駆動周波数ｆ１を下げることにより損失をさらに抑制することができる。

【0049】

＜他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。

【0050】

・１次コイル２１と２次コイル３１とを多相化してもよい。例えば、図８に示すように、１次コイル２１と２次コイル３１とを３相に多相化してもよい。１次コイル２１と２次コイル３１とを多相化した場合には、インバータ２５、送電側フィルタ回路２４、受電側フィルタ回路３４、整流回路３５も相数に応じて複数にする。

【0051】

整流回路３５からの出力を調整する電力調整回路４０の構成は、多相の場合であっても同じになる。なお、３相の場合には、整流回路３５からの出力電力は、所定の直流電力に所定周波数ｆ０×３の周波数成分を有するものとなる。この場合にも、所定周波数ｆ０を自然数Ｎで除した値にスイッチ４１の駆動周波数ｆ１をすることで、電力調整回路４０に入力された電力に対して、常に同じ位相でスイッチングすることができ、脈動を抑制しつつ、スイッチング損失を低減することができる。

【0052】

・ＥＣＵ５０やマイコンによって、２次コイル３１の受電した交流電力の周波数を検出し、検出した周波数を２以上の自然数Ｎで除した値に駆動周波数ｆ１を制御してもよい。一般的に送電側の周波数は、インバータ２５によって一定に保持されている。しかしながら、まれにインバータ２５で生成された交流電力の周波数に予期せぬ変動が発生したり、インバータ２５で生成された交流電力の周波数が予め判明していなかったりすることがある。そこで、ＥＣＵ５０やマイコンなどで周波数カウンタ機能を構成し、受電した交流電力の周波数を検出する。受電した交流電力の周波数を検出し、それに基づいて駆動周波数ｆ１を設定することで、脈動を抑制しつつ損失を低減することができる。

【0053】

・整流回路３５とスイッチ４１との間にエネルギー蓄積用のイミタンスを設けてもよい。駆動周波数ｆ１を下げると、イミタンスで損失が発生するが、この損失はスイッチング損失に比べて小さい。整流回路３５とスイッチ４１との間にイミタンスが設けられていても、受電機器３０として損失を低減することができる。

【0054】

・受電機器３０は、車両１５の側部に設けられていてもよい。この場合には、送電機器２０が道路の側方に配されたガードレール等に埋め込まれていてもよい。

【符号の説明】

【0055】

１６…蓄電池、２０…送電機器、２１…１次コイル、３０…受電機器、３１…２次コイル、３２…受電側コンデンサ、３３…受電側共振部、３５…整流回路、４０…電力調整回路、４１…スイッチ、５０…ＥＣＵ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】