的最 佳输入阻抗ZRi_l和ZRi_2、相应负载118的最佳输入阻抗RL_1和RL_2可以具有彼此不同 的值。优选地，不论输入阻抗是ZRi_l还是ZRi_2,整流部116都以高效率工作。
[0096] 此外，优选地将相应负载118(如，充电器）的输入电压V_1和V_2(即，相应整流 部116的输出电压）限定为在可允许的范围之内。更优选地，将V_1和V_2限定为粗略地 彼此相等。本文中所谓的这两个值中的一个值与另一个值"粗略地相等"是指比值V_l/V_2 在0. 8至1. 2的范围之内。如果满足该条件，则可以使用诸如稳压器和DC-DC转换器之类 的电压控制功能块，以在期望的范围内操作，因此能量使用效率可以保持足够高。进一步 更优选的是，比值V1/V2在0.9至1. 1的范围内，在该范围内，通过使用能够足够容易地经 受住电压变化的电池，可以不再需要上述电压控制功能。此外，如果比值V1/V2在0. 95至 1.05的范围内，甚至使用普通电池，也可以不再需要上述电压控制功能。如果比值V1/V2在 0. 97至1. 03的范围内，则可以使用不具有电压控制功能而是优先考虑任何特定特性或规 格（如，电容或成本）的任何电池，甚至无需提高电池经受住电压变化的能力。因此，可以 实现更有益的效果。尽管关于电池描述了优选的输入电压比值，然而也可以关于诸如引擎 部分之类的负载来描述优选的输入电压比值。
[0097] 在该优选实施例中，包括在负载118中的电动机是直流（DC)电动机，利用从整流 部116提供的直流（DC)能量来驱动该直流电动机。然而，可以使用交流（AC)电动机来代 替DC电动机。关于AC电动机，可以采用以下两种配置之一。具体地，根据一种配置，图2A 所示的电源控制部117可以将DC能量转换成AC能量并将该AC能量发送至AC电动机。在 这种配置下，电源控制部117被设计为向AC电动机提供AC能量，而向二次电池120提供 DC能量。根据另一种配置，使用频率转换部119来代替整流部116。频率转换部119是将 功率接收天线107接收到的RF能量转换成频率比RF能量的频率低的交流（AC)能量的电 路。在这种配置下，从频率转换部119向AC电动机提供AC能量。图7示出了根据第二种 配置的电路模块的示例布置。在图7中，从频率转换部119经由电源控制部117向AC电动 机（负载118)提供AC能量。另一方面，在对二次电池120的充电过程中，电源控制部117 将AC能量转换成DC能量并将该DC能量发送至二次电池120。如果使用频率转换部119， 则优选地频率转换部119的输入/输出阻抗与负载和其他电路模块的输入/输出阻抗相匹 配。
[0098] 此外，即使在如图7所示使用频率转换部119时，也可以如上述优选实施例中一样 从多个不同的功率发射天线向功率接收天线107发射功率。一个功率发射天线和功率接收 天线107之间的耦合系数可以不同于另一个功率发射天线和功率接收天线107之间的耦合 系数。优选地将系统设计为使得即使耦合系数不同，负载118的输入电压或二次电池120 的输入电压也实质上相同。
[0099] 下文中将描述该优选实施例相对于现有技术的优点。
[0100] 在该优选实施例的用于车辆的电力供应系统中，功率发射天线的面积比功率接收 天线的面积大得多。在现有技术中没有任何文献公开过一种技术来处理使用这种布置的车 辆的位置偏移。同时，该优选实施例的用于车辆的电力供应系统可以即使在车辆沿X或Y 方向偏移的情况下也使传输特性稳定。
[0101] 日本专利申请待审公开No. 2009-106136公开了一种技术，针对正在被充电和供 电的停放车辆，通过在车辆中或地面上布置多个天线，来处理停放的车辆沿X方向的位置 偏移。然而提供多个天线并不是有益的，因为这会妨碍成本的缩减或尺寸的减小。除此之 外，由于需要向传输模块中新引入用于改变天线的开关，所以担心可能会由于开关的插入 损耗而导致传输效率的降低。然而日本专利申请待审公开No. 2009-106136并没有公开一 种布置来避免这种传输效率的降低。
[0102] 根据本发明，可以仅当功率接收天线位于功率发射天线上方的空间中时才从功率 发射天线向功率接收天线发射能量。这是因为，如果这两个天线的相应电感器之间的耦合 系数过度降低，则很难实现高效率传输。
[0103] 另一方面，根据公开号为2008/0265684-A1的使用电磁感应方法的美国专利申 请，用于处理车辆水平偏移的布置会导致效率的更显著降低。具体地，根据该美国专利申请 中公开的布置，为地面上的发射机提供两个天线元件，每个天线元件的大小是本发明的功 率发射天线的宽度的一半。同时，这两个天线元件还被并排布置在车辆的较窄宽度内。关于 针对发射端和接收端中的每一个而提供的两个天线元件，存在四种可能组合。根据该美国 专利申请公开的技术，除非在这四种可能组合中的任何一种组合中都能够实现强耦合，并 且除非独立地控制幅度和相位，否则不论采用这四种组合中的哪一种组合来发射能量，都 无法实现高效稳定的传输。然而，实际上，在这四种不同耦合中的至少两种耦合中，各个电 感器之间的相对距离必然会过长。其中，车辆的水平偏移越大，就越难实现高到足以根据需 要来耦合每一对天线元件的传输效率。除此之外，该美国专利申请没有公开一种措施来克 服由于用于控制每条传输线的控制元件或开关元件的插入损耗而导致的传输效率的降低。
[0104]另一种传统的用于车辆的电力供应系统使用电磁波将来自功率发射天线的 能量发射至功率接收天线，该电磁波是前进波（progressivewave)(参见公开号为 2002-152996的日本专利申请待审公开）。然而与本发明的使用谐振磁耦合的车辆的电力 供应系统相比，该传统系统以完全不同的原理来工作。因此，与使用本发明的功率接收天线 的情形不同，即使该传统系统使用被设计为满足W2 >L2的功率接收天线，容忍度也无法有 效地提高。而是，辐射前进波的这种天线的水平孔径宽度的增大不仅会降低一半的水平辐 射宽度，还会降低对位置偏移的容忍度。因此，本发明的效果是在谐振磁耦合方法中仅当功 率发射天线的尺寸比功率接收天线的尺寸大时才实现的独有效果。
[0105]示例1
[0106] 下文中，将描述本发明的特定示例。
[0107] 为了说明本发明的有益效果，使用于车辆的电力供应系统的特定示例la和lb具 有图1A和1B所示的布置并对此进行分析。具体地，在示例la中，用于车辆的电力供应系 统满足= 250cm，LI= 1000cm，以及W2 =L2 = 65cm。另一方面，在示例lb中，W1和 L1的值与示例la的相同，而W2和L2变成满足W2 = 43. 3cm和L2 = 86. 7cm。功率发射天 线和功率接收天线被设计为具有相同的谐振频率500kHz。此外，功率发射天线和功率接收 天线由绞合线制成，以降低传输损耗。
[0108] 在功率发射天线和功率接收天线的输入端子和输出端子与网络分析器相连，并且 信号输入较弱的情况下，测量功率发射天线和功率接收天线的传输特性和反射特性，以找 到能够使天线之间的传输效率最大化的最佳阻抗值。在对如图4所示处于状态#1的车辆 (其中X=X0)进行测量之后，如图4所示车辆移动到具有状态#0,并且再次对车辆进行测 量。基于这两个测量结果，估计在相对于车辆行驶方向有水平位置偏移的情况下传输特性 的稳定程度。通过以Η值变化而Y固定为零来进行这些测量，估计阻抗变化对Η的依赖性。
[0109] 以下表1示出了针对示例la和lb的估计结果。另一方面，图8和图9分别示出 了在示例la和lb中阻抗变化对Η的依赖性。在表1和图8、9中，ΔFTx和ΔFRx分别表 示功率发射天线和功率接收天线的阻抗变化。AFTx和AFRx值越接近零，系统越多地获得 稳定，不论X方向的偏移如何。
[0110] 表 1
[0111]
[0112] 在本发明的这些特定示例中的每一个示例中，如果阻抗没有彼此完全匹配，则最 大传输效率不会显著不同，不论车辆是处于状态#〇还是状态#1。因此，使用状态#〇下的接 收电压VRi_0和FRx，通过以下等式（10)来表示状态#1下在使发射功率最大化的情况下的 接收电压VRi_l:
[0113] VRi_l=VRi_0X(FRx) '0. 5 (10)
[0114] 根据该等式（10)，如果负载或二次电池的电压的最大可允许变化是10%，则FRx 的最大可允许变化将会是21%。表1所示的结果表明，如果值H/W1在满足不等式（7)的范 围内，则电压变化的幅度可以近似为10 %或更小。另一方面，如果负载或二次电池的电压的 最大可允许变化是5%，则FRx的最大可允许变化将会是10. 25%。在这种情况下，如从表 1可以看出，如果值H/W1在满足不等式（8)的范围内，则电压变化的幅度可以近似为5 %或 更小。此外，如果负载或二次电池的电压的最大可允许变化是3%，则FRx的最大可允许变 化将会是6. 09%。在这种情况下，如从表1可以看出，如果值H/W1在满足不等式（9)的范 围内，则电压变化的幅度可以近似为3%或更小。也就是说，这些结果表明，本发明的用于 车辆的电力供应系统在不等式（7)至（9)所限定的每一个Η范围内均实现了稳定的传输特 性。此外，在不等式（7)至（9)限定的这些Η范围中，ΖΤχ值均没有显著地改变，因此可以 减小功率发射天线和功率接收天线之间的信号反射。因此，不需要过高估计在形成振荡模 块的电路中使用的器件的承受电压变化的能力或规格。
[0115] 接下来，在示例la的布置中，分别在Η被设置为0. 1757XW1并且X= 0的情况 下，以及在保持满足X=Χ0的情况下，车辆沿Υ方向偏移。图10示出了在这些情况下阻抗 ZTxl和ΖΤχΟ对Υ的依赖性。以同样的方式，图11示出了在这些情况下阻抗ZRxl和ZRxO 对Y的依赖性。在图10和图11中，以Y= 〇时的值为参考值将每个值归一化。从图10和 图11可以看出，在发射端或接收端上的任何端子处，Υ方向偏移时的阻抗变化是6%或更 小。因此，这些数据表明，本发明第一优选实施例的用于车辆的电力供应系统即使在车辆沿 其行驶方向偏移的情况下也能保持良好的传输特性。
[0116] 此外，