[發明專利]非接觸供電設備以及非接觸供電系統

無效

• 申請號: 200980142785.3
• 申請日: 2009-04-17
• 公開（公告）號: CN102197567A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 井上匠;榊原啟之;市川真士
• 申請（專利權）人: 株式會社日本自動車部品綜合研究所;豐田自動車株式會社
• 主分類號: H02J17/00
• 分類號: H02J17/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;楊光軍

技術領域

本發明涉及非接觸供電設備以及非接觸供電系統，特別涉及通過使在供電設備和從供電設備受電的受電裝置各自設置的共振器經由電磁場產生共振、從而以非接觸的方式向受電裝置進行供電的非接觸供電設備以及非接觸供電系統。

背景技術

作為考慮了環境的車輛，電動汽車、混合動力汽車等電動車輛備受注目。這些車輛搭載有產生行駛驅動力的電動機、和存儲向該電動機供給的電力的可再充電的蓄電裝置。另外，混合動力汽車為搭載有電動機還搭載有內燃機作為動力源的汽車、或作為車輛驅動用的直流電源而搭載有蓄電裝置并搭載有燃料電池的汽車。

在混合動力汽車中，也與電動汽車同樣，已知有能夠從車輛外部的電源對車載的蓄電裝置充電的車輛。例如，已知所謂的“插電式混合動力汽車”，該“插電式混合動力汽車”通過以充電電纜連接設置于住宅的電源插座與設置于車輛的充電口，能夠從一般家庭電源對蓄電裝置充電。

另一方面，作為送電方法，近年來不使用電源線或送電電纜的無線送電受到注目。作為該無線送電技術，已知如下三種有影響力的技術：使用了電磁感應的送電、使用了微波的送電、以及以共振法進行的送電。

其中，共振法為使一對共振器(例如一對自諧振線圈)在電磁場(近場)中產生共振、經由電磁場進行送電的非接觸的送電技術，也能夠對數kW的大電力進行較長距離(例如數m)送電(例如，參照專利文獻1、非專利文獻1)。

專利文獻1：國際公開第2007/008646號小冊子

非專利文獻1：Andre?Kurs?et?al.，“Wireless?Power?Transfer?via?Strongly?Coupled?Magnetic?Resonances”、[online]、2007年7月6日、Science、第317卷、p.83-86、[2007年9月12日檢索]、互聯網<URL：http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/317/5834/83.pdf>

發明內容

發明要解決的課題

送電時產生的電磁場的強度，考慮對周圍的影響，其上限值由EMC關聯規格來確定。在此，在將上述使用了共振法的非接觸供電應用于例如要求大電力的供電的電動車輛的情況下，若使用單一頻率(例如共振頻率)進行供電，則可能在該頻率中產生電磁場強度的較大峰值，不能滿足規格。然而，為了滿足規格而抑制供電電力則會導致供電時間的長時間化，損害用戶的便利性。于是希望不使供電電力大幅降低地抑制電磁場強度的峰值，但在所述文獻中，對這樣的課題沒有特別研究。

因此，本發明的目的在于，提供一種能夠不使供電電力大幅降低地抑制電磁場強度的峰值的非接觸供電設備以及非接觸供電系統。

用于解決課題的手段

根據本發明，非接觸供電設備具備送電用共振器、電源裝置和控制裝置。送電用共振器通過經由電磁場與受電裝置的受電用共振器進行共振，以非接觸方式向受電裝置送電。電源裝置連接于送電用共振器，向送電用共振器供給預定的高頻電力。控制裝置基于由送電用共振器和受電用共振器形成的電路的S21參數來設定頻率擴展的頻率范圍，控制電源裝置以使其向送電用共振器供給具有該頻率范圍的高頻電力。

優選的是，控制裝置基于S21參數的振幅特性相對地增大的頻帶來設定頻率擴展的頻率范圍。

優選的是，控制裝置通過交替地切換S21參數的振幅特性中表現的兩個共振頻率，進行頻率擴展。

另外，優選的是，控制裝置將包含S21參數的振幅特性中表現的兩個共振頻率的至少一方的頻帶設為頻率擴展的頻率范圍。

另外，優選的是，控制裝置將處于S21參數的振幅特性中表現的兩個共振頻率之間、且不包含該兩個共振頻率的頻帶設為頻率擴展的頻率范圍。

另外，優選的是，控制裝置基于根據S21參數的振幅特性中表現的共振頻率算出的Q值，設定頻率擴展的頻率范圍。

優選的是，送電用共振器包括一次線圈和一次自諧振線圈。一次線圈連接于電源裝置。一次自諧振線圈被通過電磁感應從一次線圈供電，產生電磁場。