无线供电方法以及无线供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用电磁波(微波)以无线的方式来对电力进行送电、受电的无线供电方法以及无线供电系统。
【背景技术】
[0002]近年来，正在推进利用电磁波来输送电力并以无线的方式来供给的技术开发。作为利用电磁波的无线供电技术的一例，有利用几百kHz?几MHz的频带的微波，在可电磁感应或磁共振等的几m以下的近距离下利用磁场的耦合或共振的系统。
[0003]此外，作为针对从送电装置到受电装置的距离长、受电装置位于远处、送电位置变动的对象以无线的方式进行电力输送的方法，有利用电磁波进行电力输送的系统。通过利用几百MHz?几GHz的微波，能够将电磁波输送至远处的受电装置。作为这种无线电力输送系统的一例，有向赤道上空发射搭载有太阳能面板的人造卫星并将利用太阳能发出的电力向地面的受电装置进行送电的宇宙太阳能发电系统、或向配置于远处的孤岛的受电装置进行送电的系统、或者向电动汽车(EV)等移动体供电的供电系统等。
[0004]上述这种利用电磁波(微波)的基于无线的电力输送方法，较之于其他方式，基于送电天线的送电距离的自由度高，因此作为对于电动汽车或机器人等移动的物体进行供电、充电的系统而被提出。
[0005]然而，上述这种电力输送系统具有供电位置偏移所致的供电效率下降的问题，并且由于使用的是微波段的高频，因此还具有向外部泄漏的电磁波的安全性以及给其他设备带来的影响(EMI)的问题。对于这种问题，为了进行准确的定位，提供了识别处于受电侧的移动体的位置并将移动体引导至送电侧的供电位置的方法(日本特开2013-236524号公报)、或通过机械地控制送电侧的装置来实现对准受电天线的位置的送电的方法(日本特开2008-92703号公报)。
[0006]图9是表不现有的电力输送系统的构成的一例的图。从微波产生器101经由微波输送路径102而向送电天线103供给微波电力。在微波输送路径102中，包含分配器，根据情况而包含放大器。送电天线103具有能覆盖受电天线105的移动范围(位置偏移范围)的大尺寸的送电面。在该送电面中，仅将与受电天线105的受电面对应的部分作为送电天线的开口 104，从该开口 104福射电磁波，从开口 104以外的部分不福射电磁波，通过米用这样的构造而实现了高效的微波送电。由受电天线105受电的电磁波，在电力变换电路106中被变换为适当的电力之后，向供电对象107进行电力供给。
[0007]关于现有的送电天线中的开口的切换位置的识别方法，提出了通过基于磁铁的机械动作来识别受电天线的位置从而来控制送电天线的开口位置的方法、或通过另外的构成来识别受电天线的位置从而对所送电的天线元件进行电气切换的方法等。
【发明内容】
[0008]本发明提供一种无线供电方法以及无线供电系统，用于解决位置偏移所致的效率下降或电磁波泄漏的问题，并且针对移动体的位置识别而无需另行设置专用的构成，利用送电天线以及受电天线的构成要素来进行无线供电。
[0009]本发明的一形态的无线供电方法是用于从由多个天线元件分别构成的送电天线向受电天线进行无线供电的无线供电方法。送电天线的送电面和受电天线的受电面被配置为对置且平行，相对于受电面而具有给定角度地向内侧倾斜的反射板被设置在受电面的外侧部分。在本发明的一形态的无线供电方法中，在无线供电动作的前阶段的位置偏移修正动作中按如下方式进行动作。
[0010]使配设在送电天线的送电面中的外周部的多个天线元件之中的至少两个天线元件作为位置检测用送电天线来发挥功能，使在送电面中配设在位置检测用送电天线的内侧的至少两个天线元件作为位置检测用受电天线来发挥功能。并且，从位置检测用送电天线朝向受电天线辐射电磁波。并且，计算被反射板反射并由位置检测用受电天线受电的反射波的电力量。基于该计算出的电力量来检测送电天线和受电天线的位置关系。基于该检测出的位置关系来修正送电天线和受电天线的位置。
[0011]此外，本发明的一形态的无线供电系统是在送电装置与受电装置之间进行无线供电的无线供电系统。送电装置具有:微波产生器，其形成电磁波；控制部，其对微波产生器进行控制；和送电天线，其具有由多个天线元件构成的送电面。另一方面，受电装置具有:受电天线、反射板和电力变换电路。受电天线具有由多个天线元件构成的受电面，受电面被配置为与送电面对置且平行。反射板被设置在受电面的外侧部分，相对于受电面而具有给定角度地按照反射面朝向内侧的方式倾斜。电力变换电路将受电天线所受电的电力变换为用于向供电对象供给的电力。在进行无线供电动作之前的位置偏移修正动作中，使配设在送电天线的送电面中的外周部的多个天线元件之中的至少两个作为位置检测用送电天线来发挥功能，使在送电面中配设在位置检测用送电天线的内侧的天线元件作为位置检测用受电天线来发挥功能。并且，控制部基于来自位置检测用送电天线的电磁波被反射板反射并由位置检测用受电天线所受电的反射波的电力量，来检测送电天线和受电天线的位置关系O
[0012]根据本发明的无线供电方法以及无线供电系统，利用送电天线以及受电天线来识别送电天线和受电天线的位置关系，通过进行位置修正，从而能够实施高效、泄漏电磁波少且安全性高的无线供电。
【附图说明】
[0013]图1是表示本发明所涉及的实施方式中的无线供电系统的基本构成的图。
[0014]图2是在本发明所涉及的实施方式中说明位置偏移时的状态的图。
[0015]图3是在本发明所涉及的实施方式中说明位置修正后的状态的图。
[0016]图4是在本发明所涉及的实施方式中说明无线供电状态的图。
[0017]图5是表示本发明所涉及的实施方式的构成中的反射波的反射位置的图。
[0018]图6是表示本发明所涉及的实施方式的构成中的位置偏移量、和送电天线元件与受电天线元件之间的距离的关系的图。
[0019]图7是表示本发明所涉及的实施方式的另一构成中的位置偏移量、和送电天线元件与受电天线元件之间的距离的关系的图。
[0020]图8是在本发明所涉及的实施方式的又一构成中利用受电用固定天线元件的情况下的位置偏移时的状态的图。
[0021]图9是表示现有的无线供电方法的图。
【具体实施方式】
[0022]在说明本发明的实施方式之前，先说明现有的电力输送系统中的问题点。在现有的电力输送系统的构成中，需要识别送电位置的构成，并且需要将送电天线设为能覆盖受电天线的位置偏移的大型天线，除了送电、受电的基本功能以外还需要大型且复杂的位置识别用的专用构成，并非实用的构成。
[0023]以下，参照附图来说明本发明的实施方式所涉及的无线供电方法以及无线供电系统。
[0024]图1是表示本发明所涉及的实施方式中的无线供电系统的基本构成的图。形成电磁波(微波)的微波产生器201经由微波输送路径202而向由多个天线元件(送电天线元件)构成的送电天线203供给电力。作为微波输送路径202，包含分配器，根据情形而包含放大器。送电天线203的送电面是被配置为与受电天线204的受电面对置且平行，并从送电面朝向受电面辐射微波的构成。送电面与受电面具有大致相同的形状和大小。由受电天线204受电的微波，在电力变换电路205中被变换为适当的电力(DC电力)之后，向供电对象206进行电力供给。
[0025]本实施方式中的无线供电系统由具有送电天线203的送电装置、和具有受电天线204的受电装置来构成。送电装置具有:微波产生器201，