非接触输电装置、非接触受电装置以及非接触输电受电系统的制作方法

非接触输电装置、非接触受电装置以及非接触输电受电系统的制作方法
【专利摘要】本发明的非接触输电装置为，能够以非接触的方式而向受电装置(100)进行输电的非接触输电装置，所述非接触输电装置具备：输电单元(220)，其被构成为能够以非接触的方式而向受电装置进行输电；通信部(230)，其向受电装置发送与输电时的输电单元的磁通量分布相关的信息。优选为，该信息被用于进行受电装置(100)是否实施从非接触输电装置(200)接受电力的判断。更优选为，通信部(230)在所述输电单元(220)开始向受电单元(100)进行输电之前发送信息。
【专利说明】非接触输电装置、非接触受电装置以及非接触输电受电系统

【技术领域】
[0001]本发明涉及一种非接触输电装置、非接触受电装置以及非接触输电受电系统。

【背景技术】
[0002]近年来，作为一种连接等的劳力和时间消耗较少的技术，以非接触的方式而向设备进行输电受电的技术备受关注。对于便携式设备或电动汽车等的充电而言非接触充电也已经被实用化。
[0003]日本特开2010-172084号公报(专利文献I)公开了一种在非接触供电装置中，使线圈卷绕在进行了分割的多个平板磁芯上的线圈单元。
[0004]在先技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2010-172084号公报
[0007]专利文献2:国际公开第2011/016736号小册子
[0008]专利文献3:美国专利申请公开第2010/259110号说明书
[0009]专利文献4:日本特开2000-269059号公报


【发明内容】

[0010]发明所要解决的课题
[0011]除上述日本特开2010-172084号公报中所公开的线圈单元以外，还为了将多个类型的线圈单元用于非接触供电而进行了研究。
[0012]在非接触供电中，线圈单元中所产生的磁通量分布或适合于线圈单元接受电力的磁通量分布，根据线圈的形状、绕线方法、磁芯的形状等而有所不同。如果成对的输电部和受电部的磁通量分布不同，则无法实施高效率的输电受电。
[0013]此外,一般情况下，用户本身对输电部与受电部的磁通量分布的一致/不一致进行判断是较为困难的，如果不实际尝试实施充电动作，则无法判断出输电部与受电部的一致性，从而较为不便。
[0014]而且，虽说输电部与受电部的磁通量分布不一致，但无法进行输电受电也较为不便。
[0015]本发明的目的在于，提供一种即使不在输电部与受电部之间实际实施输电受电，或者不在输电部附近对是否为所对应的线圈单元进行确认，也能够判断出输电部与受电部之间的对应适当与否的非接触输电装置、非接触受电装置、以及非接触输电受电系统。
[0016]本发明的其他的目的在于，提供一种能够对应于多个方式的非接触输电装置、非接触受电装置、以及非接触输电受电系统。
[0017]用于解决课题的方法
[0018]概括而言，本发明为一种能够以非接触的方式而向受电装置进行输电的非接触输电装置，所述非接触的输电装置具备:输电单元，其被构成为能够以非接触的方式而向受电装置进行输电；通信部，其向受电装置发送与输电时的输电单元的磁通量分布相关的信息。
[0019]优选为，信息被用于进行受电装置是否实施从非接触输电装置接受电力的判断。
[0020]更优选为，通信部在输电单元开始向受电装置进行输电之前发送信息。
[0021]优选为，信息包括:与构成对输电时输电单兀中产生的磁通量分布造成影响的输电单元的部件的结构或者输电单元的参数相关的信息。
[0022]在其他的局面中，本发明为一种能够以非接触的方式而向受电装置进行输电的输电装置，所述输电装置具备:输电单元，其被构成为能够以非接触的方式而向受电装置进行输电；调节装置，其能够对输电时的输电单元的磁通量分布进行调节。
[0023]优选为，输电装置还具备控制部，所述控制部根据与受电装置相关的信息来对调节装置进行控制，以使输电时的输电单元的磁通量分布成为与受电装置相适合的磁通量分布。
[0024]在又一其他的局面中，本发明为一种能够以非接触的方式而从输电装置接受电力的非接触受电装置，所述非接触受电装置具备:受电单元，其被构成为能够以非接触的方式而从输电装置接受电力；通信部，其向输电装置发送与接受电力时的受电单元的磁通量分布相关的信息。
[0025]优选为，信息被用于进行输电装置是否向非接触受电装置实施输电的判断。
[0026]更优选为，通信部在受电单元开始从输电装置接受电力之前发送信息。
[0027]优选为,信息包括:与构成对接受电力时受电单元中应当产生的磁通量分布造成影响的受电单元的部件的结构或者受电单元的参数相关的信息。
[0028]在又一其他的局面中，本发明为一种能够以非接触的方式而从输电装置接受电力的非接触受电装置，所述非接触受电装置具备:受电单元，其被构成为能够以非接触的方式而从输电装置接受电力；调节装置，其能够对与接受电力时的受电单元相适合的磁通量分布进行调节。
[0029]优选为，非接触受电装置还具备控制部，所述控制部根据与输电装置相关的信息来对调节装置进行控制，以使与接受电力时的受电单元相适合的磁通量分布成为与输电装置相适合的磁通量分布。
[0030]在又一其他的局面中，本发明为一种非接触输电受电系统，所述非接触输电受电系统具备:受电装置；输电装置，其能够以非接触的方式而向受电装置进行输电。输电装置包括:输电单元，其被构成为能够以非接触的方式而向受电装置进行输电；通信部，其向受电装置发送与输电时的输电单兀的磁通量分布相关的信息。
[0031]在又一其他的局面中，本发明为一种非接触送充电系统，所述非接触送充电系统具备:输电装置；受电装置，其能够以非接触的方式而从输电装置接受电力。受电装置具备:受电单元，其被构成为能够以非接触的方式而从输电装置接受电力；通信部，其向输电装置发送与接受电力时的受电单元的磁通量分布相关的信息。
[0032]发明的效果
[0033]根据本发明，即使不在输电部与受电部之间实际实施输电受电，或者不在输电部附近对是否为所对应的线圈单元进行确认，也能够通过通信来判断出输电部与受电部之间的对应适当与否。
[0034]本发明的其他的效果为，通过采用能够对应于多个方式的结构，从而使可实施输电受电的可能性提高。

【专利附图】

【附图说明】
[0035]图1为表示非接触输电受电系统的一个示例的整体框图。
[0036]图2为用于对由共振法实施输电的原理进行说明的模式化的图。
[0037]图3为表示电力传输系统的模拟模型的模式图。
[0038]图4为表不图3的输电部93以及受电部96的固有频率的偏移与电力传输效率之间的关系的图。
[0039]图5为表示在固定了固有频率f0的状态下，使空气间隙AG变化时的电力传输效率与向输电单元中的共振线圈被供给的电流的频率f3之间的关系的曲线图。
[0040]图6为表示距电流源或磁流源的距离与电磁场的强度之间的关系的图。
[0041]图7为表示图1所示的电力输电受电系统10的详细的结构的电路图。
[0042]图8为表示输电单元以及受电单元的改变例的图。
[0043]图9为用于对中心型的线圈单元进行说明的图。
[0044]图10为用于对中心型的线圈单元的磁通量的通过路径进行说明的图。
[0045]图11为用于对两端型的线圈单元进行说明的图。
[0046]图12为用于对两端型的线圈单元的磁通量的通过路径进行说明的图。
[0047]图13为用于对两端前后型的线圈单元进行说明的图。
[0048]图14为用于对两端左右型的线圈单元进行说明的图。
[0049]图15为用于对实施方式一的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。
[0050]图16为用于对实施方式一中在车辆与输电装置中被执行的控制进行说明的流程图。
[0051]图17为用于对实施方式一的改变例的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。
[0052]图18为用于对实施方式一的改变例中在车辆与输电装置中被执行的控制进行说明的流程图。
[0053]图19为用于对实施方式二的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。
[0054]图20为用于对图19的改变例的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。
[0055]图21为表示图20的输电单元220AB的结构例的图。
[0056]图22为在动作模式C下进行动作时的图21的XX I1-XX II的剖视图。
[0057]图23为在动作模式P下进行动作时的图21的XX I1-XX II的剖视图。
[0058]图24为表示对线圈221-1与线圈221_2的连接进行切换的第一结构例的电路图。
[0059]图25为表示对线圈221-1与线圈221_2的连接进行切换的第二结构例的电路图。
[0060]图26为表示对线圈221-1与线圈221_2的连接进行切换的第三结构例的电路图。
[0061]图27为用于对实施方式二中在车辆与输电装置中被执行的控制进行说明的流程图。
[0062]图28为表示图21所示的线圈的更进一步的改变例的图。
[0063]图29用于对实施方式二的改变例的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。
[0064]图30为用于对图29的非接触输电受电系统的改变例的动作进行说明的图。
[0065]图31为用于对实施方式二的改变例中在车辆与输电装置中被执行的控制进行说明的流程图。

【具体实施方式】
[0066]以下，参照附图来对本发明的实施方式进行详细说明。另外，对于附图中相同或者相当部分标记相同的附图标记并且不再重复进行其说明。
[0067][非接触输电受电系统的整体结构]
[0068]图1为表不非接触输电受电系统的一个不例的整体框图。虽然车辆100为举例表示作为驱动源而使用旋转电机的电动汽车，但只要为以非接触的方式接受电力的汽车，则可以为其他的汽车，而且受电对象也可以不为车辆。
[0069]参照图1，该非接触电力传输系统具备输电装置200和车辆100。输电装置200包括:电源部250、输电单元220和通信部230。车辆100包括:受电单元110、整流器180、蓄电装置190和动力生成装置118。
[0070]电源部250从电源12接受电力并生成高频的交流电力。电源12可以为商用电源，也可为独立电源装置。输电单元220从电源部250接受高频的交流电力的供给，并以非接触的方式而向受电单兀110传输电力。作为一个不例，输电单兀220由包括线圈以及电容器的谐振电路而构成。
[0071]另一方面，在车辆100中，受电单元110以非接触的方式而接受从输电装置200侧的输电单元220被传送出的电力并向整流器180输出。作为一个示例，受电单元110也由包括线圈以及电容器的共振电路而构成。
[0072]整流器180将从受电单元110接受的交流电力转换为直流电力，并通过向蓄电装置190输出该被转换后的直流电力，从而对蓄电装置190进行充电。蓄电装置190除了蓄积从整流器180被输出的电力外，也蓄积通过动力生成装置118而发出的电力。而且，蓄电装置190将其蓄积的电力向动力生成装置118进行供给。另外，作为蓄电装置190也可采用大容量的电容器。
[0073]动力生成装置118使用蓄电装置190中蓄积的电力而产生车辆100的行驶驱动力。虽然在图1中未特别图示，但动力生成装置118例如包括从蓄电装置190接受电力的变换器、通过变换器而被驱动的电动机和通过电动机而被驱动的驱动轮等。另外，动力生成装置118也可以包括用于对蓄电装置190进行充电的发电机、和能够对该发电机进行驱动的发动机。
[0074]在该非接触电力传输系统中，输电装置200的输电单元220的固有频率与车辆100的受电单元110的固有频率相同。在此，输电单元220(受电单元110)的固有频率是指，构成输电单元220(受电单元110)的电路(谐振电路)进行自由振动的情况下的振动频率。另外，在构成输电单元220(受电单元110)的电路(谐振电路)中，将制动力或电阻设为零时的固有频率亦被称为输电单元220 (受电单元110)的谐振频率。
[0075]此外，固有频率为“相同”不仅包括完全相同的情况，而且还包括固有频率实质相同的情况。固有频率为“实质相同”的含义为，例如，输电单元220的固有频率与受电单元110的固有频率之差为输电单元220或受电单元110的固有频率的10%以内的情况。
[0076]而且，输电单元220通过被形成于输电单元220与受电单元110之间且以特定的频率进行振动的磁场、和被形成于输电单元220与受电单元110之间且以特定的频率进行振动的电场之中的至少一方，而以非接触的方式而向车辆100的受电单元110进行输电。输电单元220与受电单元110之间的耦合系数K优选为0.1以下，输电单元220、受电单元110被设计为，使耦合系数K与表示共振强度的Q值的乘积成为预定值(例如1.0)以上。
[0077]以此方式，通过利用电磁场而使输电单元220与受电单元110进行谐振(共振)，从而以非接触的方式使电力从输电装置200的输电单元220向车辆100的受电单元110被传输。
[0078]另外，如上所述，在该非接触电力传输系统中，通过利用电磁场而使输电单元220和受电单元110进行谐振(共振)，从而以非接触的方式使电力从输电单元220向受电单元110传输。将电力传输中的、这种输电单元220与受电单元110的耦合，称为例如“磁共振耦合”、“磁场(磁场)共振耦合”、“电磁场(电磁场)谐振耦合”、或“电场(电场)谐振耦合”等。“电磁场(电磁场)谐振耦合”是指，包括“磁共振耦合”、“磁场(磁场)共振耦合”、“电场(电场)谐振稱合”中的任意一种f禹合。
[0079]在输电单元220和受电单元110以上述方式通过线圈而被形成的情况下，输电单元220和受电单元110主要通过磁场(磁场)进行耦合，并形成“磁共振耦合”或者“磁场(磁场)共振耦合”。另外，在输电单元220和受电单元110中，也可分别采用例如曲折线等的天线。在该情况下，输电单元220和受电单元110主要通过电场(电场)进行耦合，并形成“电场(电场)共振耦合”。
[0080]图2为用于对由共振法实施输电的原理进行说明的模式化的图。
[0081]参照图2，在该共振法中，与两个音叉进行共振的情况相同，通过具有相同的固有振动数的两个LC共振线圈在电磁场(近场)中进行共振，从而经由电磁场而从一个线圈向另一个线圈传输电力。
[0082]具体而言，将一次线圈320与高频电源310连接，并向通过电磁感应而与一次线圈320磁耦合的一次自谐振线圈330供给高频电力。一次自谐振线圈330为，由线圈本身的电感和杂散电容形成的LC谐振器，并通过电磁场(近场)而与具有和一次自谐振线圈330相同的谐振频率的二次自谐振线圈340进行共振。如此，能量(电力)通过电磁场而从一次自谐振线圈330向二次自谐振线圈340移动。向二次自谐振线圈340移动了的能量(电力)通过利用电磁感应而与二次自谐振线圈340磁耦合的二次线圈350而被获取，并被供给向负载360。另外，由共振法实施的输电在表示一次自谐振线圈330与二次自谐振线圈340的共振强度的Q值例如为大于100之时被实现。
[0083]此外，在本实施方式所涉及的电力输电受电系统中，通过利用电磁场而使输电单元与受电单元进行共振(谐振)，从而从输电单元向受电单元输送电力，并且输电单元与受电单元之间的耦合系数(K)优选为0.1以下。另外，耦合系数(K)并不被限定于该值，而是可米用使电力传输良好的各种值。一般情况下，在利用了电磁感应的电力传输中，输电部与受电部之间的耦合系数(K)成为接近于1.0的值。
[0084]另外，关于与图1的对应关系，二次自谐振线圈340以及二次线圈350对应于图1的受电单元110，一次线圈320以及一次自谐振线圈330对应于图1的输电单元220。
[0085]接下来，使用图3以及图4,对分析了固有频率之差与电力传输效率之间的关系的模拟结果进行说明。图3为表示电力传输系统的模拟模型。电力传输系统89包括输电单元90和受电单元91，输电单元90包括电磁感应线圈92和输电部93。输电部93包括共振线圈94和被设置于共振线圈94上的电容器95。
[0086]受电单元91具备受电部96和电磁感应线圈97。受电部96包括共振线圈99和与该共振线圈99连接的电容器98。
[0087]将共振线圈94的电感设为电感Lt，将电容器95的电容设为电容Cl。将共振线圈99的电感设为电感Lr，将电容器98的电容设为电容C2。当如此设定各个参数时，输电部93的固有频率fI可通过下式(I)来表示，受电部96的固有频率f2可通过下式(2)来表示。
[0088]η = I/{2 31 (Lt X Cl)172}...(I)
[0089]f2 = I/{2 3i (LrXC2)1/2}...(2)
[0090]图4为表不输电部93以及受电部96的固有频率的偏移与电力传输效率之间的关系的图。在图4中，图示了将电感Lr以及电容Cl、C2固定而仅使电感Lt发生变化时的情况。
[0091]另外，在该模拟中，共振线圈94以及共振线圈99的相对位置关系为固定的状态，而且向输电部93被供给的电流的频率为固定。
[0092]在图4所示的曲线图中，横轴表示固有频率的偏移(％ )，纵轴表示固定频率下的传输效率)。固有频率的偏移)通过下式(3)来表示。
[0093](固有频率的偏移)={(fl-f2)/f2}X100(% )...(3)
[0094]由图4还可知，在固有频率的偏移)为±0%的情况下，电力传输效率接近于100%。在固有频率的偏移(％)为±5%的情况下，电力传输效率为40%。在固有频率的偏移)为±10%的情况下，电力传输效率为10%。在固有频率的偏移)为±15%的情况下，电力传输效率为5%。即，可以看出，通过以使固有频率的偏移(％)的绝对值(固有频率之差)处于受电部96的固有频率的10%以下的范围内的方式来设定各个输电部以及受电部的固有频率，从而能够提高电力传输效率。而且,可以看出，通过以使固有频率的偏移(％)的绝对值处于受电部96的固有频率的5%以下的方式来设定各个输电部以及受电部的固有频率，从而能够进一步提高电力传输效率。另外，作为模拟软件，采用了电磁场分析软件(JMAG (注册商标):株式会社JSOL制作)。
[0095]在此，对在图1的输电单元220中的共振线圈的周围所形成的特定的频率的磁场进行说明。“特定的频率的磁场”典型而言，与电力传输效率和向输电单元220中的共振线圈被供给的电流的频率具有关联性。在此，首先对电力传输效率与向输电单元220中的共振线圈被供给的电流的频率之间的关系进行说明。从输电单元220中的共振线圈向受电单元110中的共振线圈传输电力时的电力传输效率，根据输电单元220中的共振线圈以及受电单元110中的共振线圈之间的距离等的各种因素而变化。例如，将输电单元220以及受电单元110的固有频率(谐振频率)设为固有频率f0，将向输电单元220中的共振线圈被供给的电流的频率设为频率f3，将受电单元110中的共振线圈以及输电单元220中的共振线圈之间的空气间隙设为空气间隙AG。
[0096]图5为，表示在固定了固有频率f0的状态下，使空气间隙AG变化时的电力传输效率与向图1的输电单元220中的共振线圈被供给的电流的频率f3之间的关系的曲线图。
[0097]在图5所示的曲线图中，横轴表示向输电单元220中的共振线圈供给的电流的频率f3，纵轴表示电力传输效率(％ )。效率曲线LI为模式化地表示空气间隙AG较小时的电力传输效率与向输电单元220中的共振线圈供给的电流的频率f3之间的关系。如该效率曲线LI所示，在空气间隙AG较小的情况下，电力传输效率的峰值产生在频率f4、f5(f4< f5)处产生。当空气间隙AG增大时，电力传输效率变高时的两个峰值以相互接近的方式变化。而且，如效率曲线L2所示，当使空气间隙AG大于预定距离时，电力传输效率的峰值将变为一个，并且向输电单元220中的共振线圈供给的电流的频率，在频率f6时电力传输效率成为峰值。当使空气间隙AG与效率曲线L2的状态相比而进一步增大时，如效率曲线L3所示，电力传输效率的峰值将变小。
[0098]例如，作为用于实现电力传输效率的提高的方法而考虑使用以下这样的第一方法。作为第一方法而考虑到如下的方法，即，以与空气间隙AG相一致的方式将向图1所示的输电单元220中的共振线圈供给的电流的频率设为固定，并通过使电容器的电容发生变化，从而使在输电单元220与受电单元110之间的电力传输效率的特性发生变化的方法。具体而言，在将向输电单元220中的共振线圈被供给的电流的频率设为固定的状态下，对电容器的电容进行调节，以使电力传输效率成为峰值。在该方法中，输电单元220中的共振线圈以及受电单元110中的共振线圈之中所流动的电流的频率是固定的，与空气间隙AG的大小无关。另外，作为使电力传输效率的特性变化的方法，也可采用利用被设置于输电单元220与电源部250之间的匹配器的方法，或者利用受电侧的转换器的方法等。
[0099]此外，作为第二方法，其为根据空气间隙AG的大小而对向输电单元220中的共振线圈供给的电流的频率进行调节的方法。例如，在图5中，在电力传输特性成为效率曲线LI的情况下，对于输电单元220中的共振线圈而言，将向输电单元220中的共振线圈供给频率为频率f4或频率f5的电流。而且，在频率特性成为效率曲线L2、L3的情况下，将向输电单元220中的共振线圈供给频率为频率f6的电流。在该情况下，将以与空气间隙AG的大小相一致的方式使在输电单元220中的共振线圈以及受电单元110中的共振线圈之中所流动的电流的频率变化。
[0100]在第一方法中，流过输电单元220中的共振线圈的电流的频率为被固定的固定频率，在第二方法中，流过输电单元220中的共振线圈的频率为根据空气间隙AG而适当变化的频率。通过第一方法或第二方法等，而使以提高电力传输效率的方式被设定的特定的频率的电流，向输电单元220中的共振线圈被供给。通过使输电单元220中的共振线圈中流动有特定的频率的电流，从而在输电单元220中的共振线圈的周围形成有以特定的频率进行振动的磁场(电磁场)。受电单元110通过被形成于受电单元110与输电单元220之间且以特定的频率进行振动的磁场，而从输电单元220接受电力。因此，“以特定的频率进行振动的磁场”不一定是被固定了频率的磁场。另外，虽然在上述的示例中，着眼于空气间隙AG而对向输电单元220中的共振线圈供给的电流的频率进行设定，但电力传输效率也会根据输电单元220中的共振线圈以及受电单元110中的共振线圈的水平方向上的偏移等的其他的因素而变化，从而也存在根据该其他的因素来对向输电单元220中的共振线圈供给的电流的频率进行调节的情况。
[0101]在本实施方式所涉及的电力传输系统中，通过利用电磁场的“静电磁场”为支配性的近场(渐逝场)，从而实现了输电以及受电效率的提高。图6为表示距电流源或磁流源的距离与电磁场的强度之间的关系的图。参照图6，电磁场由三个成分构成。曲线kl为，与距波源的距离成反比的成分，并被称为“辐射电磁场”。曲线k2为，与距波源的距离的平方成反比例的成分，并被称为“感应电磁场”。此外，曲线k3为，与距波源的距离的立方成反比的成分，并被称为“静电磁场”。另外，当电磁场的波长设为“ λ ”时，“辐射电磁场”、“感应电磁场”、“静电磁场”的强度将成为大致相等的距离，可以表示为λ/2π。
[0102]“静电磁场”为电磁波的强度随着距波源的距离而急剧减少的区域，并且在本实施方式所涉及的电力传输系统中，利用该“静电磁场”为支配性的近场(渐逝场)来实施能量(电力)的传输。即，在“静电磁场”为支配性的近场中，通过使具有接近的固有频率的输电单元220以及受电单元110 (例如一对LC谐振线圈)进行谐振，从而从输电单元220向另一个受电单元110传输能量(电力)。由于该“静电磁场”无法向远方传播能量，因此与通过传播能量至远方的“辐射电磁场”来传输能量(电力)的电磁波相比，共振法能够以更少的能量损失来进行输电。
[0103]以此方式，在该电力传输系统中，通过利用电磁场而使输电部与受电部进行谐振(共振)，从而在输电部与受电部之间以非接触的方式输送电力。而且，输电部与受电部之间的耦合系数K例如为0.3以下的程度，优选为0.1以下。当然，耦合系数K也可采用
0.1?0.3程度的范围。耦合系数K并未被限定于如上的值，可以取使电力传输良好的各种值。
[0104][非接触输电受电的结构的详细说明]
[0105]图7为表示图1所示的电力输电受电系统10的详细的结构的电路图。参照图7，车辆100除受电单元110以及通信部160以外，还包括:整流器180、充电继电器(CHR) 170、蓄电装置190、系统主继电器(SMR) 115、动力控制单元单元PCU(Power Control Unit) 120、电动发电机130、动力传递齿轮140、驱动轮150、作为控制装置的车辆E⑶(ElectronicControl Unit) 300、电流传感器171、电压传感器172。受电单元110包括:线圈111 (以下，称为二次自谐振线圈111，亦可称为“共振线圈”等适当的称谓)、电容器112和二次线圈113。
[0106]另外，虽然在本实施方式中，作为车辆100而以电动汽车为例进行了说明，但只要是能够使用被蓄积在蓄电装置中的电力而行驶的车辆即可，车辆100的结构并未被限定于此。作为车辆100的其他的示例，还包括搭载了发动机的混合动力车和搭载了燃料电池的燃料电池车等。
[0107]二次自谐振线圈111利用电磁场并通过电磁共振而从输电装置200中所包括的一次自谐振线圈221接受电力。
[0108]对于该二次自谐振线圈111，根据距输电装置200的一次自谐振线圈221的距离或一次自谐振线圈221以及二次自谐振线圈111的谐振频率等，以使表示一次自谐振线圈221与二次自谐振线圈111的共振强度的Q值变大(例如，Q > 100)、表示它们的耦合度的耦合系数(K)等变小(例如0.1以下)的方式，来适当地设定所述二次自谐振线圈111的匝数与线圈间距离。
[0109]电容器112被连接于二次自谐振线圈111的两端，并与二次自谐振线圈111 一起形成了 LC谐振电路。电容器112的容量根据二次自谐振线圈111所具有的电感，而以成为预定的谐振频率的方式被适当地设定。另外，在能够通过二次自谐振线圈111本身所具有的杂散电容而获得所需要的谐振频率的情况下，有时会省略电容器112。
[0110]二次线圈113与二次自谐振线圈111被设置在同轴上，并能够通过电磁感应而与二次自谐振线圈111磁耦合。该二次线圈113通过电磁感应而获取由二次自谐振线圈111接受的电力，并向整流器180输出。
[0111]整流器180对从二次线圈113接受的交流电力进行整流，并将该整流后的直流电力经由CHR170而向蓄电装置190输出。作为整流器180，例如可以采用包括二极管电桥以及平滑用的电容器(均未图示)的结构。虽然作为整流器180也可以使用利用开关控制来实施整流的所谓的开关调节器，但整流器180有时也会被包含在受电单元110中，为了防止伴随于所产生的电磁场而引起的开关元件的误动作等，更优选为采用二极管电桥这种静止型的整流器。
[0112]另外，虽然在本实施方式中，采用了由整流器180整流后的直流电力被直接向蓄电装置190输出的结构，但也可以采用如下结构，S卩，在整流后的直流电压与蓄电装置190所能够容许的充电电压不同的情况下，在整流器180与蓄电装置190之间设置用于进行电压转换的DC/DC转换器(未图示)。
[0113]在整流器180的输出部分上连接有，被串联连接的位置检测用的负载抵抗173和继电器174。在开始进行正式充电之前，从输电装置200向车辆输送作为测试用信号的微弱的电力。此时，继电器174根据来自车辆ECU300的控制信号SE3而被控制，并被设为导通状态。
[0114]电压传感器172被设置于连结整流器180与蓄电装置190的电力线对之间。电压传感器172对整流器180的二次侧的直流电压、即从输电装置200接受到的受电电压进行检测，并将该检测值VC向车辆ECU300输出。车辆ECU300通过电压VC来对受电效率进行判断，且经由通信部160而向输电装置发送与受电效率相关的信息。
[0115]电流传感器171被设置于连结整流器180与蓄电装置190的电力线上。电流传感器171对流向蓄电装置190的充电电流进行检测，并将该检测值IC向车辆ECU300输出。
[0116]CHRl70与整流器180和蓄电装置190电连接。CHR170根据来本车辆E⑶300的控制信号SE2而被控制，并对从整流器180向蓄电装置190的电力的供给和切断进行切换。
[0117]蓄电装置190为，被构成为能够进行充放电的电力存储元件。蓄电装置190被构成为，包括例如锂离子电池、镍氢电池或铅蓄电池等二次电池、双电层电容器等的蓄电元件。
[0118]蓄电装置190经由CHR170而与整流器180相连接。蓄电装置190蓄积由受电部110接收并由整流器180整流后的电力。另外，蓄电装置190还经由SMR115而与P⑶120连接。蓄电装置190向P⑶120供给用于产生车辆驱动力的电力。而且，蓄电装置190蓄积由电动发电机130产生的电力。蓄电装置190的输出例如为200V左右。
[0119]虽然均未图示，但在蓄电装置190中设置有用于对蓄电装置190的电压VB以及输入输出的电流IB进行检测的电压传感器以及电流传感器。这些检测值被输出至车辆ECU300。车辆ECU300根据该电压VB以及电流IB，而对蓄电装置190的蓄电状态(被称作“SOC(State Of Charge)”)进行运算。
[0120]SMR115介于连结蓄电装置190和K:U120的电力线之间。而且，SMR115通过来自车辆ECU300的控制信号SEl而被控制，并对在蓄电装置190与PCU120之间的电力的供给和切断进行切换。
[0121]虽然均未图示，但P⑶120包括转换器、逆变器。转换器通过来自车辆E⑶300的控制信号PWC而被控制，并对来自蓄电装置190的电压进行转换。逆变器通过来自车辆ECU300的控制信号PWI而被控制，并使用通过转换器而被转换后的电力来对电动发电机130进行驱动。
[0122]电动发电机130为交流旋转电机，例如为，具备埋设有永久磁铁的转子的永久磁铁型同步电动机。
[0123]电动发电机130的输出转矩经由动力传递齿轮140而被传递至驱动轮150上，从而使车辆100行驶。电动发电机130能够在车辆100的再生制动动作时通过驱动轮150的旋转力而进行发电。而且，该发电电力通过PCU120而被转换成蓄电装置190的充电电力。
[0124]此外，在除电动发电机130之外还搭载有发动机(未图示)的混合动力汽车中，通过使该发动机以及电动发电机130协同工作，从而能够产生所需的车辆驱动力。在这种情况下，也能够使用由发动机的旋转所产生的发电电力，而对蓄电装置190进行充电。
[0125]如上所述，通信部160为，用于在车辆100与输电装置200之间实施无线通信的通信接口。通信部160将来自车辆E⑶300的、关于蓄电装置190的包括SOC在内的蓄电池信息INFO向输电装置200输出。此外，通信部160将指示从输电装置200的输电的开始以及停止的信号STRT、STP向输电装置200输出。
[0126]虽然在图7中均未图示，但车辆ECU300包括CPU (Central Processing Unit:中央处理器)、存储装置以及输入输出缓冲器，且实施来自各个传感器等的信号的输入与向各个设备的控制信号的输出，并且实施对车辆100以及各个设备的控制。另外，关于这些控制，并未被限定于由软件实施的处理，也能够为通过专用的硬件(电路)来进行处理。
[0127]当车辆ECU300接收到由用户的操作等而产生的充电开始信号TRG时，根据预定的条件已成立的情况，而将指示输电的开始的信号STRT经由通信部160而向输电装置200输出。此外，车辆ECU300根据蓄电装置190成为了充满电的情况、或由用户实施的操作等，而将指示输电的停止的信号STP经由通信部160而向输电装置200输出。
[0128]输电装置200包括充电站210和输电部220。充电站210除通信部230以外，还包括作为控制装置的输电E⑶240、电源部250、显示部242、费用收取部246。此外，输电单元220包括:线圈221 (以下，称为一次自谐振线圈221，亦可称为“共振线圈”等适当的称谓)、电容器222、一次线圈223。
[0129]电源部250通过来自输电E⑶240的控制信号MOD而被控制，并将从工业电源等的交流电源接收到的电力转换为高频的电力。而且，电源部250将该转换后的高频电力向一次线圈223供给。
[0130]另外，虽然在图7中未记载有实施阻抗转换的匹配器，但也可采用在电源部250与输电单元220之间或者在受电单元110与整流器180之间设置匹配器的结构。
[0131]一次自谐振线圈221通过电磁共振而向车辆100的受电单元110中所包含的二次自谐振线圈111传输电力。
[0132]对于一次自谐振线圈221而言，根据与车辆100的二次自谐振线圈111的距离、一次自谐振线圈221以及二次自谐振线圈111的谐振频率等，以使表示一次自谐振线圈221和二次自谐振线圈111的共振强度的Q值变大(例如，Q> 100)、使表示它们的耦合度的耦合系数K等变小(例如0.1以下)的方式，来适当地设定所述一次自谐振线圈221的匝数与线圈间距离。
[0133]电容器222被连接于一次自谐振线圈221的两端，并与一次自谐振线圈221 —起形成了 LC谐振电路。电容器222的容量根据一次自谐振线圈221所具有的电感，而以成为预定的谐振频率的方式被适当设定。另外，在能够通过一次自谐振线圈221本身所具有的杂散电容而获得所需的谐振频率的情况下，有时会省略电容器222。
[0134]一次线圈223与一次自谐振线圈221被设置在同轴上，并能够通过电磁感应而与一次自谐振线圈221磁耦合。一次线圈223通过电磁感应而将经由匹配器260而被供给的高频电力向一次自谐振线圈221传递。
[0135]如上所述，通信部230为，用于在输电装置200与车辆100之间实施无线通信的通信接口。通信部230接收从车辆100侧的通信部160被发送出的蓄电池信息INFO、以及指示输电的开始及停止的信号STRT、STP，并将该信息向输电E⑶240输出。
[0136]在充电之前将现金、预付卡、信用卡等被插入至费用收取部246中。使输电E⑶240对电源部250输送微弱电力的测试信号。在此，“微弱电力”是指，与认证之后对蓄电池进行充电的充电电力相比而较小的电力，或者在定位时输出的电力，其也可以包括间歇性输出的电力。
[0137]为了使车辆E⑶300接收到测试信号而发送控制信号SE2、SE3，以使继电器174置于开启状态，并使CHR170置于关闭状态。而且，根据电压VC而对受电效率以及充电效率进行计算。车辆ECU300将所计算出的充电效率或受电效率通过通信部160而发送至输电装置 200。
[0138]输电装置200的显示部242对用户显示充电效率或与其相对应的充电电力单价。显示部242也具有例如触摸面板这样的作为输入部的功能，且能够接受用户是否认可充电电力单价的输入。
[0139]输电ECU240在充电电力单价被认可了的情况下，使朝向电源部250的正式的充电开始。当充电结束时，在费用收取部246中对费用进行精算。
[0140]虽然在图7中均未图示，但输电E⑶240包括CPU、存储装置以及输入输出缓冲器，并实施从各个传感器等的信号的输入与向各个设备的控制信号的输出，并且实施充电站210中的各个设备的控制。另外，关于这些控制，并未被限定于由软件实施的处理，也能够通过专用的硬件(电路)来进行处理。
[0141]另外，对于从输电装置200向车辆100的电力传输而言，通过图3、图4说明的关于输电单元90以及受电单元91之间的关系是成立的。在图7的电力传输系统中，输电单元220的固有频率与受电单元110的固有频率之差为，输电单元220的固有频率或受电单元110的固有频率的±10%以下。通过在这种范围内对输电单元220以及受电单元110的固有频率进行设定，从而能够提高电力传输效率。另一方面，当上述的固有频率之差大于±10%时，电力传输效率将小于10%,从而产生电力传输时间变长等的弊端。
[0142]车辆100还包括显示部142，所述显示部实施与输电装置200之间的通信，并显示输电单元220与车辆100的受电单元110是否合适的判断结果。
[0143]图8为表示输电单元以及受电单元的改变例的图。
[0144]如图8所示，也可以采用不介入图7的电磁感应线圈113、223的方式。在图8的结构中，于输电装置200中设置有输电单元220K，并在车辆100中设置有受电单元110K。
[0145]输电单元220K包括与电源部250连接的自谐振线圈221、和与自谐振线圈221并排且与电源部250连接的电容器222。
[0146]受电单元IlOK包括:与整流器180连接的自谐振线圈121、和与自谐振线圈121并排且与整流器180连接的电容器112。
[0147]关于其他的部分的结构，由于图8的结构与图7中说明了的结构相同因此不再重复说明。
[0148][输电单元、受电单元的线圈类型]
[0149]输电单元、受电单元的线圈类型存在有代表性的磁通量通过中心的中心型(圆型线圈类型:Circular Coil Type)、和磁通量从一端向另一端穿过的两端型(PolarizedCoil Type)。两端型根据磁通量通过的方向是为车辆的前后方向还是左右方向，而进一步被分类为两端前后型和两端左右型。
[0150]图9为用于对中心型的线圈单元进行说明的图。
[0151]参照图9，在中心型的线圈单元中，输电单元包括输电线圈221A，受电单元包括受电线圈IllA0
[0152]图10为用于对中心型的线圈单元的磁通量的通过路径进行说明的图。
[0153]参照图9、图10，中心型的线圈单元在圆形的线圈的中央部分处有磁通量通过。将圆形线圈的外形圆的中心附近且不存在绕组而成为中空的部分称为中央部。从输电线圈221A的中央部向受电线圈IllA的中央部穿过的磁通量，朝向外侧而通过磁性材料411A的内部，并返回线圈绕组的外侧并且朝向中央部而通过磁性材料42IA的内部进而返回至输电线圈22IA的中央部。由于在输电单元中流动有交流电流，因此当线圈中流动的电流的朝向反转时，磁通量的朝向也反转。
[0154]图11为用于对两端型的线圈单元进行说明的图。
[0155]参照图11，在两端型的线圈单元中，输电单元包括输电线圈221B，受电单元包括受电线圈111B。输电线圈221B被卷绕于平板状的磁性材料421B上。受电线圈IllB被卷绕于平板状的磁性材料41IB上。
[0156]图12为用于对两端型的线圈单元的磁通量的通过路径进行说明的图。
[0157]参照图11、图12，两端型的线圈单元在被卷绕于磁性材料上的线圈的中央部分(磁性材料内部)处有磁通量通过。从输电线圈221B的一端朝向另一端通过磁性材料421B的内部的磁通量，向着受电线圈IllB的一端而从受电线圈IllB的一端朝向另一端通过磁性材料411B的内部，并返回至输电线圈221B的一端。由于在输电单元中有交流电流流动，因此当线圈中流动的电流的朝向反转时，磁通量的朝向也将反转。
[0158]在将两端型的输电线圈221B、受电线圈IllB分别配置于图1的输电单元220、受电单元110的位置上的情况下，磁通量在线圈中通过的方向与中心型的线圈单元有所不同，能够设为车辆前后方向或车辆左右方向(车宽方向)。
[0159]图13为用于对两端前后型的线圈单元进行说明的图。
[0160]参照图13，两端前后型的受电线圈IllBY以磁通量的通过方向为车辆的前后方向的方式而被配置于车辆中。换言之，受电线圈IllBY以使线圈绕组轴向为车辆的前后方向的方式而被配置于车辆中。
[0161]图14为用于对两端左右型的线圈单元进行说明的图。
[0162]参照图14，两端左右型的受电线圈IllBX以使磁通量的通过方向为车辆的左右方向的方式而被配置于车辆中。换言之，受电线圈IllBY以使线圈绕组轴向为车辆的左右方向的方式而被配置于车辆中。
[0163]虽然在图13、图14中例示并说明了两端型的线圈单元被配置于车辆100中的情况，但即使在输电装置中，也能够根据磁通量的通过方向是车辆的泊车时的前后方向还是左右方向，而将两端型的线圈单元分类为两端前后型、两端左右型的线圈单元。
[0164][输电装置与受电装置的通信内容]
[0165]图15为用于对实施方式一的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。
[0166]参照图15，车辆100A为搭载有中心型的受电线圈IllA的车辆。车辆100B为搭载有两端型的受电线圈IllB的车辆。
[0167]车辆100AU00B将包括本车所搭载的线圈单元的类型是中心型还是两端前后型、两端左右型的讯息Ml发送至输电装置的通信部230。表示中心型、两端前后型、两端左右型这种各个线圈类型的信息为，表示磁通量通过特性的信息的一个示例，所述磁通量通过特性表示磁通量是如何通过线圈单元中的。只要所发送的信息为表示磁通量通过特性的信息，则也可采用其他的形式来表现。
[0168]根据从车辆侧被发送出的讯息Ml来判断车辆是否能够通过充电基础设施进行充电，并将表示该结果的讯息M2回信给车辆。
[0169]通过接收该讯息M2并将可否充电显示于显示部上，从而用户即使不使车辆泊于泊车位置上，也能够了解到能否通过该充电设施进行充电。因此，在用户判断是否利用充电设施之时较为便利。
[0170]图16为用于对在实施方式一中在车辆与输电装置中被执行的控制进行说明的流程图。
[0171]参照图7、图16，车辆100在步骤SlO中，通过车辆E⑶300来监视有无充电要求。当由用户的操作等实施的充电开始信号TRG的输入的情况被检测出时，车辆ECU300经由通信部160而向输电装置200发送表示具有充电要求的含义的信息。而且，处理将从步骤SlO进入至步骤S20。
[0172]另一方面，输电装置200在步骤SllO中，通过输电E⑶240来监视有无充电要求。当表示具有了充电要求的含义的信息从车辆100的通信部160被发送出，并且输电ECU240经由通信部230而检测出充电要求时，处理将从步骤SllO进入至步骤S120。
[0173]车辆100在步骤S20中，通过通信部160而将与受电单元110的线圈类型相关的信息朝向输电装置200进行发送，而输电装置200则在步骤S120中，通过通信部230来接收与受电单元110的线圈类型相关的信息。与线圈类型相关的信息，例如包括线圈是中心型、两端型、两端前后型还是两端左右型的这类信息。
[0174]在步骤S130中，输电ECU240根据在步骤S120中所接收到的与受电单元的线圈类型相关的信息，来对受电单元的线圈类型与输电单元的线圈类型是否适合进行判断。
[0175]在步骤S130中线圈类型不适合的情况下，处理将进入至步骤S150，使输电E⑶240对不可充电的判断进行确定。另一方面，在步骤S130中线圈类型适合的情况下，处理将进入至步骤S140，使输电E⑶240对可充电的判断进行确定。
[0176]而且，在步骤S160中，输电E⑶240将在步骤S140或步骤S150中的任意一步中所确定的判断结果发送给车辆ECU300。此外，输电ECU240在步骤S170中，使判断结果也显示于输电装置200的显示部242上。
[0177]车辆100在步骤S30中，通过通信部160来接收判断结果，并在步骤S40中使判断结果被显示于未图示的液晶显示器等的显示部142上。另外，也可以代替显示部142的显示而通过声音来将判断结果通知给驾驶员。
[0178]当以上的处理结束时，在步骤S50、步骤S180中，处理将返回到车辆以及输电装置的主程序中。
[0179]图17为用于对实施方式一的改变例的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。
[0180]参照图17，车辆100A为搭载有中心型的受电线圈IllA的车辆。车辆100B为搭载有两端型的受电线圈IllB的车辆。此时，在作为充电基础设施的输电装置200中设置有中心型的输电单元220。
[0181]输电装置的通信部230将包括被设置于输电装置中的线圈单元的类型是中心型、还是两端前后型、两端左右型的讯息M3发送给输电装置的通信部230。表示中心型、两端前后型、两端左右型这种各个线圈类型的信息为，表示磁通量通过特性的信息的一个示例。只要所发信的信息为表示磁通量通过特性的信息，则也可以通过其他形式来表现。
[0182]车辆100A、100B的各个E⑶根据从输电装置侧被发送出的讯息M3，来判断是否能够通过充电基础设施进行充电，并向车辆用户显示其结果。
[0183]通过将可否充电显示于显示部上，从而用户即使不将车辆泊于泊车位置上，也能够了解到能否通过该充电设施进行充电。因此，在用户对是否利用充电设施进行判断之时较为便利。
[0184]另外，也可以对充电基础设施回复是否进行充电的讯息M4。
[0185]图18为表不用于对在实施方式一的改变例中在车辆与输电装置中被执行的控制进行说明的流程图。
[0186]参照图7、图18，车辆100在步骤S310中，通过车辆E⑶300来监视有无充电要求。当由用户的操作等实施的充电开始信号TRG被输入的情况被检测出时，车辆ECU300经由通信部160而向输电装置200发送表示具有充电要求的含义的信息。而且，处理将从步骤S310进入至步骤S320。
[0187]另一方面，输电装置200在步骤S210中，通过输电E⑶240来监视有无充电要求。当表示具有了充电要求的含义的信息从车辆100的通信部160被发送出，并且输电ECU240经由通信部230而检测出充电要求时，处理将从步骤S210进入至步骤S220。
[0188]输电装置200在步骤S220中，通过通信部230而将与输电单元220的线圈类型相关的信息朝向车辆100实施发送，而车辆100则在步骤S320中，通过通信部160来接收与输电单元220的线圈类型相关的信息。与线圈类型相关的信息，例如包括线圈是中心型、两端型、两端前后型还是两端左右型的这类信息。
[0189]在步骤S330中，车辆E⑶300根据在步骤S320中所接收到的与输电单元220的线圈类型相关的信息，来对输电单元220的线圈类型与受电单元110的线圈类型是否适合进行判断。
[0190]在步骤S330中线圈类型不适合的情况下，处理将进入至步骤S350，使车辆E⑶300对不可充电的判断进行确定。另一方面，在步骤S330中线圈类型适合的情况下，处理将进入步骤S340，使车辆E⑶300对可充电的判断进行确定。
[0191]而且，在步骤S360中，车辆E⑶300将在步骤S340或步骤S350中的任意一步中所确定的判断结果发送给输电ECU240。此外，车辆ECU300在步骤S370中，使判断结果也显示于未显不部142上。
[0192]输电装置200在步骤S230中，通过通信部230来接收判断结果，并在步骤S240中使判断结果被显示于液晶显示器等的显示部242上。另外，也可以代替显示部242的显示而通过声音来将判断结果通知给驾驶员。
[0193]当以上的处理结束时，在步骤S250、步骤S380中，处理将返回到输电装置以及车辆的主程序中。
[0194]另外，也可以不实施图18中的步骤S230、S240、S360的处理。
[0195]图19为用于对实施方式二的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。
[0196]参照图19，在车辆100中搭载有包括中心型或两端型的线圈单元在内的受电单元110。
[0197]输电装置包括输电单元220A和输电单元220B。输电单元220A包括中心型的线圈单元。输电单元220B包括两端型的线圈单元。
[0198]车辆100将包括本车所搭载的线圈单元的类型是中心型还是两端前后型、两端左右型的讯息M5发送给输电装置的通信部230。表示中心型、两端前后型、两端左右型这种各个线圈类型的信息为，表示磁通量通过特性的信息的一个示例。只要所发送的信息为表示磁通量通过特性的信息，则也可以通过其他形式来表现。
[0199]输电装置200根据通信部230所接收到的信息，而选择使用与车辆的受电单元相对应的输电单元。
[0200]在实施方式二的输电受电系统中，即使车辆所搭载的受电单元的线圈类型为多种类型的情况下，也能够与各种的车辆相对应。
[0201]图20为用于对图19的改变例的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。
[0202]参照图20，在车辆100上搭载有包括中心型或两端型的线圈单元在内的受电单元110。
[0203]输电装置包括能够变更结构的输电单元220AB。输电单元220AB能够根据切换信号而交替变更对应于中心型的线圈单元的结构、和对应于两端型的线圈单元的结构。
[0204]车辆100将包括本车所搭载的线圈单元的类型是中心型还是两端前后型、两端左右型的讯息M5发送给输电装置的通信部230。表示中心型、两端前后型、两端左右型这种各个线圈类型的信息为，表示磁通量通过特性的信息的一个示例。只要所发送的信息为表示磁通量通过特性的信息，则也可以通过其他形式来表现。
[0205]输电装置200根据通信部230所接收到的信息，而以成为对应于车辆的受电单元的结构的方式对输电单元220AB的结构进行变更。
[0206]图20所示的输电受电系统也与图19相同，即使在车辆所搭载的受电单元的线圈类型为多种类型的情况下，也能够对应于各种车辆。
[0207]图21为表示图20的输电单元220AB的结构例的图。输电单元220AB包括:平板状的磁性材料421和被卷绕于磁性材料421上的线圈221-1、221-2。线圈221_1、221_2以隔着磁性材料421的中央部分而被分开的方式被卷绕。
[0208]图22为在动作模式C下进行动作时的图21的XX I1-XX II的剖视图。动作模式C为，输电单元220AB以成为与中央型的线圈单元相对应的磁通量分布的方式而进行动作的模式。在图22中，图示了输电单元220AB与包括中心型的受电线圈IllA在内的受电单元110相对置的情况。
[0209]输电单元220AB在动作模式C下，在线圈221_1和线圈221_2中有不同朝向的电流流动。在动作模式C下，磁通量从线圈221-1与线圈221-2之间的部分(以下，称为中央部)通过受电线圈。从输电单元220AB的中央部穿过受电线圈IllA的中央部的磁通量，朝向外侧而通过磁性材料41IA的内部并返回线圈绕组的外侧，并且朝向中央而通过磁性材料421的内部进而返回至输电单元220AB的中央部处。由于在输电单元220AB中有交流电流流动，因此当在线圈中流动电流的朝向反转时磁通量的朝向也将反转。
[0210]图23为在动作模式P下进行动作时的图21的XX I1-XX II的剖视图。动作模式P为，输电单元220AB以成为与两端型的线圈单元相对应的磁通量分布的方式而进行动作的模式。在图23中，图示了输电单元220AB与包括两端型的受电线圈IllB在内的受电单元110相对置的情况。
[0211]输电单元220AB在动作模式P下，磁通量从线圈221_2侧的磁性材料421端部通过线圈221-1侧的磁性材料421端部。从线圈221-2朝向线圈221-1而通过磁性材料421的内部的磁通量，朝向受电线圈IllB的一端而从受电线圈IllB的一端朝向另一端通过磁性材料411B的内部，并返回至线圈221-2的磁性材料421侧端部。由于在输电单元220AB中有交流电流流动，因此当线圈中流动的电流的朝向反转时磁通量的朝向也将反转。
[0212]图24为表示对线圈221-1与线圈221_2的连接进行切换的第一结构例的电路图。
[0213]参照图24，切换部502包括:继电器SWCl?SWC3和继电器SWP1、SWP2。在动作模式C下进行动作的情况下，继电器SWCl?SWC3被控制为导通状态，继电器SWP1、SWP2被控制为非导通状态。在动作模式C下，如图22中说明的那样，在线圈221-1和线圈221-2中具有在剖视图中方向不同的电流流动。
[0214]在动作模式P下进行动作的情况下，继电器SWCl?SWC3被控制为非导通状态，继电器SWP1、SWP2被控制为导通状态。在动作模式P下，如在图23中说明的那样，在线圈221-1和线圈221-2中具有在剖视图中方向不同的电流流动。
[0215]图25为表示对线圈221-1与线圈221_2的连接进行切换的第二结构例的电路图。
[0216]参照图25，切换部504包括:继电器SWC4、SWC5和继电器SWP3。在动作模式C下进行动作的情况下，继电器SWC4、SWC5被控制为导通状态，继电器SWP3被控制为非导通状态。在动作模式C下，如图22中说明的那样，在线圈221-1和线圈221-2中具有在剖视图中方向不同的电流流动。
[0217]在动作模式P下进行动作的情况下，继电器SWC4、SWC5被控制为非导通状态，继电器SWP3被控制为导通状态。在动作模式P下，如图23中说明的那样，线圈221-1和线圈221-2中具有在剖视图中方向不同的电流流动。
[0218]图26为表示对线圈221-1与线圈221_2的连接进行切换的第三结构例的电路图。
[0219]参照图26，切换部506包括:开关SW6、SW7。在动作模式C下进行动作的情况下，以开关SW6、SW7均选择C端子的方式实施控制。在动作模式C下，如图22中说明的那样，在线圈221-1和线圈221-2中具有在剖视图中方向不同的电流流动。
[0220]在动作模式P下进行动作的情况下，以开关SW6、SW7均选择P端子的方式实施控制。在动作模式P下，如图23中说明的那样，在线圈221-1和线圈221-2中具有在剖视图中方向不同的电流流动。
[0221]图27为用于对在实施方式二中在车辆和输电装置中被执行的控制进行说明的流程图。
[0222]参照图7、图27，车辆100在步骤S410中，通过车辆E⑶300来监视有无充电要求。当由用户的操作等实施的充电开始信号TRG的输入的情况被检测出时，车辆ECU300经由通信部160而向输电装置200发送表示具有充电要求的含义的信息。而且，处理将从步骤S410进入至步骤S420。
[0223]另一方面，输电装置200在步骤S510中，通过输电E⑶240来监视有无充电要求。当表示具有了充电要求的含义的信息从车辆100的通信部160被发送出，并且输电ECU240经由通信部230而检测出充电要求时，处理将从步骤S510进入至步骤S520。
[0224]车辆100在步骤S420中，通过通信部160而将与受电单元110的线圈类型相关的信息朝向输电装置200进行发送，而输电装置200则在步骤S520中，通过通信部230来接收与受电单元110的线圈类型相关的信息，并在步骤S530中判断输电单元220的线圈类型。与线圈类型相关的信息，例如包括线圈是中心型、两端型、两端前后型还是两端左右型的这类信息。
[0225]而且，在步骤S540 中，输电ECU240根据在步骤S520 中所接收到的与受电单元110的线圈类型相关的信息，来对受电单元110的线圈类型与能够构成输电单元220的线圈类型是否适合进行判断。在线圈类型适合的情况下被判断为能够充电，而在不适合的情况下则被判断为不能够充电。
[0226]在步骤S540中线圈类型不适合的情况下，处理将进入步骤S610，使输电E⑶240对不可充电的判断进行确定，且使显示部242上显示出不可充电的显示，并且将判断结果发送至车辆100，从而使输电装置200侧的处理在步骤S620中处理结束。
[0227]另一方面，在步骤S540中线圈类型适合的情况下，即在能够选择可与车辆的线圈类型相对应的输电线圈的情况下，处理将进入步骤S550，使输电ECU240对能够充电的判断进行确定，且使显示部242上显示出判断结果，并且将判断结果发送至车辆100。
[0228]车辆100在步骤S430中，通过通信部160来接收判断结果，车辆E⑶300在步骤S440中使液晶显示器等的显示部142上显示判断结果。另外，也可以代替显示部142的显示而通过语音来将判断结果通知给驾驶员。
[0229]输电装置200在步骤S550中，在实施了可充电的显示之后，在步骤S560中，判断车辆100的线圈类型是否为中心型。在步骤S550中，在线圈类型被判断为中心型的情况下，处理将进入步骤S570，从而输电ECU240作为输电单元220的线圈类型而选择能够对应于中心型的结构。该选择既可以如图19所示将多个输电单元之中的所对应的一个设为能够使用，并将其他的输电单元设为不使用，也可以如图20至图26所示通过对线圈单元的连接进行切换而设为对应于中心型的结构。
[0230]在步骤S560中线圈类型被判断为非中心型的情况下，处理将进入步骤S580，输电ECU240作为输电单元220的线圈类型而选择能够对应于两端型的结构。该选择既可以如图19所示将多个输电单元中的所对应的一个设为能够使用，并将其他的输电单元设为不使用，也可以如图20至图26所示通过对线圈单元的连接进行切换而设为对应于两端型的结构。另外，也可采用如下方式，即，在从步骤S560至步骤S580的路径中，进一步对线圈类型是两端前后型还是两端左右型进行判断，并选择所对应的结构。
[0231]在步骤S570或S580中线圈的结构被选择之后，在步骤S590中，输电ECU240开始实施针对车辆的充电过程，从而在步骤S600中处理移动至充电处理的程序。
[0232]车辆侧在步骤S450中，根据来自输电装置的可否充电的判断结果来判断是否能够充电。如果在步骤S450中不能够充电，则处理将进入步骤S480，从而车辆侧的充电处理将结束。
[0233]如果在步骤S450中能够充电，则处理将进入步骤S460。与步骤S590中的充电过程的开始实施相配合，在车辆侧也实施表示指示开始充电的含义的通信，并且车辆侧也在步骤S460中开始实施充电过程。而且，在步骤S470中处理将移动至充电处理的程序。
[0234]图28为表不图21所不的线圈的更进一步的改变例的图。
[0235]参照图28，输电单元220AB2包括:十字型(cross-shaped)的磁性材料421和被分为四个且被卷绕于磁性材料421上的线圈221-1X、221-2X、221-1Y、221-2Y。
[0236]在所对应的受电单元为两端左右型的情况下，选择使用线圈221-1Χ和线圈221-2Χ。在该情况下，未被选择的线圈221-1Υ、221-2Υ则不被使用。而且，与在图23中说明了的情况相同，以在线圈221-1Χ和线圈221-2Χ中有同向电流流动的方式来决定连接。
[0237]在所对应的受电单元为两端前后型的情况下，选择使用线圈221-1Υ和线圈221-2Υ。在该情况下，线圈221-1Χ、221-2Χ未被使用。而且，与在图23中所说明的情况相同，以在线圈221-1Υ和线圈221-2Υ中有同向电流流动的方式来决定连接。
[0238]另一方面，在所对应的受电单元为中心型的情况下，选择使用线圈221-1Χ和线圈221-2Χ。在该情况下，线圈221-1Υ、221-2Υ未被使用。而且，与在图22中所说明的情况相同，以在线圈221-1Χ和线圈221-2Χ中有异向电流流动的方式来决定连接。
[0239]另外，也可以代替选择线圈221-1Χ和线圈221-2Χ而选择线圈221_1Υ、221_2Υ，并以在线圈221-1Υ和线圈221-2Υ中有异向电流流动的方式来决定连接。此外，也可以采用如下方式，即，同时使用线圈221-1Χ、线圈221-2Χ对与线圈221_1Υ、221_2Υ对，并以从十字的中央部分释放磁通量的方式使电流流动。
[0240]图29为用于对实施方式二的改变例的非接触输电受电系统的动作进行说明的图。
[0241]参照图29，在输电装置中搭载有包括中心型或两端型的线圈单元在内的输电单元220。
[0242]车辆100包括受电单元IlOA和受电单元110Β。受电单元IlOA包括中心型的线圈单元。受电单元IlOB包括两端型的线圈单元。
[0243]输电装置将包括所拥有的线圈单元的类型是中心型还是两端前后型、两端左右型的讯息Μ6，从通信部230发送至车辆100。表示中心型、两端前后型、两端左右型这种各个线圈类型的信息为，表示磁通量通过特性的信息的一个示例。如果所发送的信息为表示磁通量通过特性的信息，则也可以通过其他形式来表现。
[0244]车辆根据从通信部230接收到的信息来选择使用与输电装置的输电单元相对应的受电单元。
[0245]在实施方式二的改变例的输电受电系统中，即使在输电装置的输电单元的线圈类型为多种类型的情况下，也能够对应各种的输电装置。
[0246]图30为用于对图29的非接触输电受电系统的改变例的动作进行说明的图。
[0247]参照图30，在输电装置中搭载有包括中心型或两端型的线圈单元在内的输电单元220。
[0248]车辆100包括能够变更结构的受电单元110AB。受电单元110AB根据切换信号，而能够交替变更对应于中心型的线圈单元的结构、和对应于两端型的线圈单元的结构。
[0249]这种能够切换的受电单元110AB的结构，能够采用与图24、图25、图26、图28所示的输电单元相同的结构。
[0250]输电装置将包括所拥有的线圈单元的类型是中心型还是两端前后型、两端左右型的讯息M6，从通信部230发送至车辆100。表示中心型、两端前后型、两端左右型这种各个线圈类型的信息为，表示磁通量通过特性的信息的一个示例。如果所发送的信息为表示磁通量通过特性的信息，则也可以通过其他形式来表现。
[0251]车辆根据从通信部230接收到的信息而将受电单元110AB结构变更为与输电装置的输电单元相对应的结构。
[0252]图30所示的输电受电系统与图29相同，即使在被设置于输电装置中的输电单元的线圈类型有多种类型的情况下，也能够对应各种的输电装置。
[0253]图31为用于对在实施方式二的改变例中在车辆与输电装置中被执行的控制进行说明的流程图。
[0254]参照图7、图31，车辆100在步骤S810中，通过车辆E⑶300来监视有无充电要求。当由用户的操作等实施的充电开始信号TRG的输入的情况被检测出时，车辆ECU300经由通信部160而向输电装置200发送表示具有充电要求的含义的信息。而且，处理将从步骤S810进入至步骤S820。
[0255]另一方面，输电装置200在步骤S710中，通过输电E⑶240来监视有无充电要求。当表示具有了充电要求的含义的信息从车辆100的通信部160被发送出，并且输电ECU240经由通信部230而检测出充电要求时，处理将从步骤S710进入至步骤S720。
[0256]输电装置200在步骤S720中，通过通信部230而将与输电单元220的线圈类型相关的信息朝向车辆100实施发送，而车辆100则在步骤S820中，通过通信部160来接收与输电单元220的线圈类型相关的信息，并在步骤S830中判断输电单元220的线圈类型。与线圈类型相关的信息，例如包括线圈是中心型、两端型、两端前后型还是两端左右型的这类信息。
[0257]而且，在步骤S840中，车辆E⑶300根据在步骤S820中所接收到的与输电单元的线圈类型相关的信息，来对输电单元的线圈类型与能够构成受电单元的线圈类型是否合适进行判断。在线圈类型合适的情况下被判断为能够充电，而在不适合的情况下则被判断为不能够充电。
[0258]在步骤S840中线圈类型不适合的情况下，处理将进入步骤S910，使车辆E⑶300对不可充电的判断进行确定，且显示于显示部142上，并且将判断结果发送至输电装置200，从而使车辆侧的处理在步骤S920中处理结束。
[0259]另一方面，在步骤S840中线圈类型合适的情况下，即在能够选择可与输电装置的线圈类型相对应的受电线圈的情况下，处理将进入步骤S850，使车辆ECU300对能够充电的判断进行确定，且使显示部142进行显示，并且将判断结果发送至输电装置200。
[0260]输电装置200在步骤S730中，通过通信部230来接收判断结果，并在步骤S740中，输电E⑶240使液晶显示器等的显示部242上显示出判断结果。另外，也可以代替显示部242的显示而通过语音来将判断结果通知给驾驶员。
[0261]车辆100在步骤S850中，在实施了可充电的显示之后，在步骤S860中，判断输电装置200的线圈类型是否为中心型。在步骤S850中线圈类型被判断为中心型的情况下，处理将进入步骤S870，从而车辆ECU300作为受电单元110的线圈类型而选择能够对应于中心型的结构。该选择既可以如图29所示将多个受电单元110AU10B中的所对应的一个设为能够使用，并其他的输电单元设为不使用，也可如图30所示通过对受电单元110AB的内部的线圈单元的连接进行切换而设为对应于中心型的结构。
[0262]在步骤S860中线圈类型被判断为非中心型的情况下，处理将进入步骤S880，车辆ECU300作为受电单元110的线圈类型而选择能够对应于两端型的结构。该选择既可以如图29所示将多个受电单元110AU10B中的所对应的一个设为能够使用，并将其他的输电单元设为不使用，也可以如图30所示通过对受电单元110AB的内部的线圈单元的连接进行切换而设为对应于两端型的结构。另外，也可采用如下方式，即，从步骤S860至步骤S880的路径中，进一步对线圈类型是两端前后型还是两端左右型进行判断，并选择所对应的结构。
[0263]在步骤S870或S880中线圈的结构被选择之后，在步骤S890中，车辆ECU300开始实施对于车辆的充电过程，从而步骤S900中处理移动至充电处理的程序。
[0264]输电装置200在步骤S750中，根据来自车辆的可否充电的判断结果来判断是否能够充电。如果在步骤S750中不能够充电，则处理将进入步骤S780，从而在输电装置200中的充电处理将结束。
[0265]如果在步骤S750中能够充电，则处理将进入步骤S760。与步骤S890中的充电过程的开始实施相配合，实施表示从车辆向输电装置开始充电的含义的通信，并且输电装置侧也在步骤S760中开始实施充电过程。而且，在步骤S770中处理将移动至充电处理的程序。
[0266]最后，再次参照附图来概括实施方式一、二以及它们的改变例。图7、图8、图18所示的非接触输电装置为，能够以非接触的方式而向受电装置(车辆100)进行输电的非接触输电装置，所述非接触输电装置具备:输电单元220，其被构成为能够以非接触的方式而向受电装置进行输电；通信部230，其向受电装置发送与输电时的输电单元的磁通量分布相关的彳目息。
[0267]优选为，如图18所示，该信息被用于进行受电装置(车辆100)是否实施从非接触输电装置(输电装置200)接受电力的判断。
[0268]更优选为，如图18所示，通信部230在输电单元220开始向受电装置(车辆100)进行输电之前发送信息。
[0269]优选为，信息包括:与构成对输电时输电单兀200中产生的磁通量分布造成影响的输电单元的部件的结构或者输电单元的参数相关的信息。部件的结构例如包括中心型、两端型、前后型、左右型等的线圈类型。部件的结构也包括芯形状、绕组方向、卷绕方向等的信息。与输电单元的参数相关的信息，例如包括表示在输电单元中产生的磁通量分布的参数。
[0270]图7、图8、图19至图28所示的输电装置200为，能够以非接触的方式而向受电装置(车辆100)进行输电的输电装置，所述非接触输电装置具备:输电单元220AB，其被构成为能够以非接触的方式而向受电装置(车辆100)进行输电；调节装置(切换部502?506)，其能够对输电时的输电单元220的磁通量分布进行调节。
[0271 ] 优选为，如图27中说明的那样，输电装置200还具备控制部，所述控制部根据与受电装置相关的信息来对调节装置进行控制(输电ECU240)，以使输电时的输电单元220的磁通量分布成为与受电装置(车辆100)相适合的磁通量分布。
[0272]图8、图16所示的受电装置(车辆100)为，能够以非接触的方式而从输电装置200接受电力的非接触受电装置，所述非接触受电装置具备:受电单元110，其被构成为能够以非接触的方式而从输电装置200接受电力；通信部160，其向输电装置发送与接受电力时的受电单元的磁通量分布相关的信息。
[0273]优选为，信息被用于进行输电装置200是否向非接触受电装置(车辆100)实施输电的判断。
[0274]更优选为，如图16所示，通信部160在受电单元110开始从输电装置200接受电力之前发送信息。
[0275]优选为,信息包括:与构成对接受电力时受电单元110中应当产生的磁通量分布造成影响的受电单元的部件的结构或者受电单元的参数相关的信息。部件的结构包括例如中心型、两端型、前后型、左右型等的线圈类型。与受电单元的参数相关的信息包括例如表示受电单元在充电时所假定的磁通量分布的参数。
[0276]图7、图8、图24至图26、图31所示的受电装置(车辆100)为，能够以非接触的方式而从输电装置200接受电力的非接触受电装置，所述非接触受电装置具备:受电单元110AB，其被构成为能够以非接触的方式而从输电装置200接受电力；调节装置(切换部502?506)，其能够对与接受电力时的受电单元相适合的磁通量分布进行调节。
[0277]优选为，如图31中说明的那样，非接触受电装置(车辆100)还具备控制部(车辆ECU300)，所述控制部根据与输电装置200相关的信息来对调节装置进行控制，以使与接受电力时的受电单元110AB相适合的磁通量分布成为与输电装置200相适合的磁通量分布。
[0278]图7、图8、图18所示的非接触输电受电系统具备:受电装置(车辆100);输电装置200，其能够以非接触的方式而向受电装置进行输电。输电装置200包括:输电单元220，其被构成为能够以非接触的方式而向受电装置(车辆100)进行输电；通信部230，其向受电装置发送与输电时的输电单兀的磁通量分布相关的信息。
[0279]图7、图8、图16所示的非接触输电受电系统具备:输电装置200 ;受电装置(车辆100)，其能够以非接触的方式而从输电装置200接受电力。受电装置(车辆100)具备:受电单元110，其被构成为能够以非接触的方式而从输电装置200接受电力；通信部160，其向输电装置200发送与接受电力时的受电单元的磁通量分布相关的信息。
[0280][应用例]
[0281]如以上说明所述，根据本实施方式，通过在车辆与输电装置之间进行通信，从而能够在开始进行充电动作之前了解到输电装置能够与哪种线圈类型的单元相对应。此外，即使不去往充电场所，车辆也能够了解到该信息。
[0282]因此，车辆也能够与多个输电装置进行通信，并能够选择性地或者以强调的方式而将能够用于本车的输电装置的位置显示于导航装置上。通过与录入有这种信息的信息中心实施通信，从而也可以实施同样的显示。
[0283]应当认为此次所公开的实施方式在所有方面均为例示而并非限制性的方式。本发明的保护范围并非通过上文所述的说明来表示，而是通过权利要求书来表示，且意图在于包括与权利要求等同的含义以及保护范围内的所有的变更。
[0284]符号说明
[0285]10、电力输电受电系统；12、电源；89、电力传输系统；90、220、220A、220AB、220AB2、220B、220K、输电单元;91、110、110A、110AB、110B、IlOK 受电单元；92、97、113、223、电磁感应线圈；93、输电部；94、99、共振线圈；95、98、222、电容器；96、受电部；100、100A、100B、车辆；111、340、二次自谐振线圈;111A、111B、111BX、111BY、受电线圈;112、222、电容器；113、350、二次线圈；118、动力生成装置；121、221、自谐振线圈；130、电动发电机；140、动力传递齿轮；142、242、显示部；150、驱动轮；160、230、通信部；171、电流传感器；172、电压传感器；173、负载电阻；174、SffCl?SWC5、SffPl?SWP3继电器；180、整流器；190、蓄电装置；200、输电装置；210、充电站；221、线圈；221A、221B、输电线圈；223、320、一次线圈；240、输电ECU ;246、费用收取部；250、电源部；260、匹配器;300、车辆ECU ;310、高频电源；360、负载；411A、411B、421、421A、421B 磁性材料；502、504、506、切换部；PCU、动力控制单元；SW6、SW7、开关。
【权利要求】
1.一种非接触输电装置，其能够以非接触的方式而向受电装置(100)进行输电， 所述非接触输电装置具备: 输电单元(220)，其被构成为能够以非接触的方式而向所述受电装置进行输电； 通信部(230)，其向所述受电装置发送与输电时的所述输电单元的磁通量分布相关的信息。
2.如权利要求1所述的非接触输电装置，其中， 所述信息被用于进行所述受电装置是否实施从所述非接触输电装置接受电力的判断。
3.如权利要求2所述的非接触输电装置，其中， 所述通信部在所述输电单元开始向所述受电装置进行输电之前发送所述信息。
4.如权利要求1所述的非接触输电装置，其中， 所述信息包括:与构成对输电时所述输电单元中产生的磁通量分布造成影响的所述输电单元的部件的结构或者所述输电单元的参数相关的信息。
5.一种非接触输电装置，其能够以非接触的方式而向受电装置进行输电， 所述非接触输电装置具备: 输电单元(220)，其被构成为能够以非接触的方式而向所述受电装置进行输电； 调节装置(502?506)，其能够对输电时的所述输电单元的磁通量分布进行调节。
6.如权利要求5所述的非接触输电装置，其中， 还具备控制部(240)，所述控制部根据与所述受电装置相关的信息来对所述调节装置进行控制，以使输电时的所述输电单元的磁通量分布成为与所述受电装置相适合的磁通量分布。
7.一种非接触受电装置，其能够以非接触的方式而从输电装置(200)接受电力， 所述非接触受电装置具备: 受电单元(110)，其被构成为能够以非接触的方式而从所述输电装置接受电力； 通信部(160)，其向所述输电装置发送与接受电力时的所述受电单元的磁通量分布相关的信息。
8.如权利要求7所述的非接触受电装置，其中， 所述信息被用于进行所述输电装置是否向所述非接触受电装置实施输电的判断。
9.如权利要求8所述的非接触受电装置，其中， 所述通信部在所述受电单元开始从所述输电装置接受电力之前发送所述信息。
10.如权利要求7所述的非接触受电装置，其中， 所述信息包括:与构成对接受电力时所述受电单元中应当产生的磁通量分布造成影响的所述受电单元的部件的结构或者所述受电单元的参数相关的信息。
11.一种非接触受电装置，其能够以非接触的方式而从输电装置接受电力， 所述非接触受电装置具备: 受电单元，其被构成为能够以非接触的方式而从所述输电装置接受电力； 调节装置，其能够对与接受电力时的所述受电单元相适合的磁通量分布进行调节。
12.如权利要求11所述的非接触受电装置，其中， 还具备控制部，所述控制部根据与所述输电装置相关的信息来对所述调节装置进行控制，以使与接受电力时的所述受电单元相适合的磁通量分布成为与所述输电装置相适合的磁通量分布。
13.一种非接触输电受电系统，具备: 受电装置； 输电装置，其能够以非接触的方式而向所述受电装置进行输电， 所述输电装置包括: 输电单元(220)，其被构成为能够以非接触的方式而向所述受电装置进行输电； 通信部(230)，其向所述受电装置发送与输电时的所述输电单元的磁通量分布相关的信息。
14.一种非接触输电受电系统，具备: 输电装置； 受电装置，其能够以非接触的方式而从所述输电装置(200)接受电力， 所述受电装置具备: 受电单元(110)，其被构成为能够以非接触的方式而从所述输电装置接受电力；通信部(160)，其向所述输电装置发送与接受电力时的所述受电单元的磁通量分布相关的信息。
【文档编号】H02J17/00GK104137385SQ201280070229
【公开日】2014年11月5日 申请日期:2012年2月22日 优先权日:2012年2月22日
【发明者】市川真士 申请人:丰田自动车株式会社