非接触供电设备、非接触受电装置以及非接触供电系统制造方法及图纸

通过经由电磁场使供电设备(1)的初级自谐振线圈(30)和受电装置(2)的次级自谐振线圈(60)共振，以非接触的方式从供电设备(1)对受电装置(2)供电。控制装置(40)，通过控制高频电源装置(10)，控制从初级自谐振线圈(30)向次级自谐振线圈(60)的供电。此处，控制装置(40)，基于根据初级自谐振线圈(30)与次级自谐振线圈(60)之间的距离变化的S11参数，推定初级自谐振线圈(30)与次级自谐振线圈(60)之间的距离，基于该推定的距离执行供电控制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及非接触供电设备、非接触受电装置以及非接触供电系统，特别涉及通过经由电磁场使分别设置在供电设备以及从供电设备受电的受电装置的共振器共振，以非接触的方式向受电装置进行供电的非接触供电设备、非接触受电装置以及非接触供电系统。
技术介绍
作为考虑环境的车辆，电动汽车和混合动力汽车等电动车辆受人注目。这些车辆搭载产生行驶驱动力的电动机以及蓄积向该电动机供给的电力的可再充电蓄电装置。混合动力汽车是除了电动机还搭载了内燃机作为动力源的汽车、除了蓄电装置还搭载了燃料电池作为车辆驱动用的直流电源的汽车。即使在混合动力汽车中，与电动汽车相同，已知能够从车辆外部的电源对车载的蓄电装置进行充电的车辆。例如，已知通过利用充电电缆连接设置在房屋的电源插座和设置在车辆的充电口，能够从一般家庭的电源对蓄电装置进行充电的、即「插电式混合动力汽车」。另一方面，作为送电方法，不使用电源代码和送电电缆的无线送电近年来受人注目。作为该无线送电技术，作为有力的技术，已知使用了电磁感应的送电、使用了微波的送电、以及利用共振法进行送电的3个技术。其中，共振法是使一对共振器(例如一对自谐振线圈)在电磁场(接近场)中共振，经由电磁场送电的非接触的送电技术，能够使数kw的大电力比较长距离地(例如数m) 送电(例如，参照专利文献1和/或非专利文献1)。专利文献专利文献1 国际公开第2007/008646号册非专利文献非专利文献Andre Kurs et al.、“Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances”、、2007 年 7 月 6 日、SCIENCE、第 317 卷、ρ· 83-86、 、互联网 <URL :http //www. sciencemag. org/cgi/ reprint/317/5834/83. pdf>
技术实现思路
在将使用了共振法的非接触供电应用于电动车辆等的实际系统的情况下，控制系统的简化成为课题。例如，若不在供电设备和受电装置(例如从供电设备接受供电的车辆) 之间进行通信就能在供电设备中判断受电装置的存在或者与受电装置之间的距离，则可以不需要进行供电设备和受电装置之间的通信控制。但是，在上述文献中，未对那样的课题进行特别地检讨。因此，本专利技术的目的在于提供一种能够使控制系统简单化的非接触供电设备、非接触受电装置以及非接触供电系统。根据本专利技术，非接触供电设备具备送电用共振器、电源装置、以及控制装置。送电用共振器，通过经由电磁场与受电装置的受电用共振器共振，以非接触的方式向受电装置送电。电源装置，与送电用共振器连接，产生预定的高频电压。控制装置，通过控制电源装置，控制从送电用共振器向受电用共振器的供电。此处，控制装置，基于根据送电用共振器与受电用共振器之间的距离变化的、从送电用共振器的输入部来看受电用共振器的阻抗的频率特性，执行供电控制。阻抗由于能够利用下述公式变换成Sll参数，因此以下，记述为利用Sll参数来代替阻抗，执行供电控制。Sll = (Zl-ZO)/(Z1+Z0). . . (1)此处，Zl表示从送电用共振器的输入部来看受电用共振器侧的阻抗，ZO表示从输入部来看电源装置侧的阻抗。另外，Zl使用输入到送电用共振器的电压Vl和输入到送电用共振器的电流II，通过下述公式进行表示。Zl = V1/I1. . . (2)优选的是，控制装置，基于Sll参数推定送电用共振器与受电用共振器之间的距离，基于该推定的距离执行供电控制。优选的是，控制装置，当基于Sll参数推定的距离在预定值以下时，执行向受电装置的供电。优选的是，控制装置，基于根据送电用共振器与受电用共振器之间的距离变化的 Sll参数的振幅特性，推定送电用共振器与受电用共振器之间的距离。另外，优选的是，控制装置，基于根据送电用共振器与受电用共振器之间的距离变化的Sll参数的相位特性，推定送电用共振器与受电用共振器之间的距离。优选的是，控制装置，基于Sll参数判定是否需要进行受电装置的受电以及能否向受电装置供电，当判定为能够向受电装置供电时，控制电源装置使得产生具有基于Sll 参数的奇异点决定的谐振频率的电压。优选的是，非接触供电设备，还具备电流测定单元和电压测定单元。电流测定单元，检测输入到送电用共振器的电流。电压测定单元，检测输入到送电用共振器的电压。并且，控制装置，控制电源装置使得预定的小电力以预定的频带中的多个频率向受电装置输出，基于由电压测定单元检测出的电压以及由电流测定单元检测出的电流算出Sll参数。优选的是，送电用共振器，包括初级线圈和初级自谐振线圈。初级线圈，与电源装置连接。初级自谐振线圈，通过电磁感应从初级线圈接受供电，产生电磁场。另外，根据本专利技术，非接触受电装置，具备受电用共振器和阻抗变更装置。受电用共振器，通过经由电磁场与供电设备的送电用共振器共振，以非接触的方式从供电设备受电。阻抗变更装置，根据是否需要从供电设备受电来变更阻抗，使得能够在供电设备中基于阻抗的频率特性判定是否需要从供电设备受电。优选的是，阻抗变更装置，在结束从供电设备受电时，变更输入阻抗使得能够在供电设备中基于Sll参数检测受电结束。另外，根据本专利技术，非接触供电系统，具备供电设备，其能够输出预定的高频电力；以及受电装置，其能够以非接触的方式从供电设备受电。供电设备包括电源装置、送电用共振器、以及控制装置。电源装置，产生预定的高频电压。送电用共振器，与电源装置连接，从电源装置接受电力产生电磁场。控制装置，通过控制电源装置，控制从送电用共振器对受电装置的供电。受电装置包括受电用共振器。受电用共振器，通过经由电磁场与送电用共振器共振，以非接触的方式从送电用共振器接受电力。控制装置，基于根据送电用共振器与受电用共振器之间的距离变化的Sll参数，执行供电控制。优选的是，控制装置，基于Sll参数推定送电用共振器与受电用共振器之间的距离，基于该推定出的距离执行供电控制。优选的是，控制装置，当基于Sll参数推定出的距离在预定值以下时，执行对受电装置的供电。优选的是，受电装置还包括阻抗变更装置。阻抗变更装置，被构成为在结束从供电设备受电时，能够变更该受电装置的阻抗。控制装置，使用在受电装置中由阻抗变更装置变更了阻抗时预先求得的Sll参数特性，基于Sll参数检测与受电结束伴随的受电装置的阻抗的变更，基于该检测结果停止向受电装置的供电。优选的是，送电用共振器，包括初级线圈和初级自谐振线圈。初级线圈，与电源装置连接。初级自谐振线圈，通过电磁感应从初级线圈接受供电，产生电磁场。受电用共振器，包括次级自谐振线圈和次级线圈。次级自谐振线圈，通过经由电磁场与初级自谐振线圈共振，从初级自谐振线圈受电。次级线圈，通过电磁感应取得由次级自谐振线圈接受的电力。在本专利技术中，基于根据送电用共振器与受电用共振器之间的距离变化的Sll参数执行供电控制，因此不在供电设备和受电装置之间进行通信就能在供电设备中判定受电装置的存在或者与受电装置的距离。因此，根据本专利技术，可以不需要供电设备和受电装置之间的通信控制。其结果，能够使控制系统简单化。附图说明图1是本专利技术的实施方式的非接触供电系统的整体结构图。图2是与利用共振法的送电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：井上匠，榊原启之，市川真士，
申请(专利权)人：株式会社日本自动车部品综合研究所，丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：