專利名稱：共振型非接觸供電系統(tǒng)的受電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及共振型非接觸供電系統(tǒng)的受電設(shè)備。詳細(xì)來說，受電設(shè)備適合于安裝在具備有將從供電設(shè)備以非接觸方式供給的電力進(jìn)行充電的蓄電裝置的移動體上而使用。
背景技術(shù)：
以往提出一種如下的充電系統(tǒng) 通過共振法從車輛外部的電源以無線方式接受充電電力，從而能夠?qū)囕d的蓄電裝置進(jìn)行充電(參考專利文獻(xiàn)I)。上述文獻(xiàn)的充電系統(tǒng)具備電動車輛和供電裝置，電動車輛包括次級自諧振線圈(次級側(cè)共振線圈)、次級線圈、整流器和蓄電裝置。供電裝置具備高頻電力驅(qū)動器、初級線圈和初級自諧振線圈(初級側(cè)共振線圈)。次級自諧振線圈的匝數(shù)基于蓄電裝置的電壓、初級自諧振線圈與次級自諧振線圈之間的距離、初級自諧振線圈以及次級自諧振線圈的共振頻率被設(shè)定。供電裝置與車輛之間的距離根據(jù)車輛的狀況(裝載狀況、輪胎的空氣壓等)變化，該結(jié)果產(chǎn)生的供電裝置的初級自諧振線圈與車輛的次級自諧振線圈之間距離的變化給初級自諧振線圈以及次級自諧振線圈的共振頻率帶來變化。于是，上述文獻(xiàn)公開了在次級自諧振線圈的導(dǎo)線上連接可變電容器，在蓄電裝置充電時，根據(jù)電壓傳感器以及電流傳感器的檢測值計(jì)算出蓄電裝置的充電電力。上述文獻(xiàn)還公開了為了使蓄電裝置的充電電力達(dá)到最大，而調(diào)整次級自諧振線圈的可變電容器的電容，從而調(diào)整次級自諧振線圈的LC共振頻率。專利文獻(xiàn)I :日本特開2009-106136號公報(bào)這樣，上述文獻(xiàn)公開了在初級自諧振線圈與次級自諧振線圈之間的距離隨著車輛的狀況(裝載狀況、輪胎的空氣壓等)而變化的情況下，也可從供電側(cè)向受電側(cè)高效地供給電力的方法。即、上述文獻(xiàn)公開了調(diào)整次級自諧振線圈的可變電容器的電容，以使蓄電裝置充電時蓄電裝置的充電電力達(dá)到最大。然而，在上述文獻(xiàn)的方法中，為了使從充電開始到充電結(jié)束充電電力達(dá)到最大，而需要持續(xù)調(diào)整次級自諧振線圈的可變電容器的電容，調(diào)整上花費(fèi)時間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種共振型非接觸供電系統(tǒng)的受電設(shè)備，其即使在充電時蓄電裝置的充電狀態(tài)發(fā)生變化也能夠容易地進(jìn)行受電設(shè)備的匹配器的調(diào)整，以便從受電設(shè)備高效地進(jìn)行電力傳輸，且能夠高效率地進(jìn)行充電。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的共振型非接觸供電系統(tǒng)的受電設(shè)備具備次級側(cè)共振線圈，其接受來自供電設(shè)備所具有的初級側(cè)共振線圈的電力；和整流器，其對上述次級側(cè)共振線圈接受到的電力進(jìn)行整流。并且，受電設(shè)備具備次級匹配器，其設(shè)置在上述次級側(cè)共振線圈與上述整流器之間；充電器，其被供給通過上述整流器整流后的電力；蓄電裝置，其與上述充電器連接；以及控制部，其在上述充電裝置充電時調(diào)整上述次級匹配器。上述控制部將在上述充電時來自上述供電設(shè)備的輸出上升過程中的充電電力與上述次級匹配器的匹配狀態(tài)的關(guān)系作為數(shù)據(jù)存儲于存儲裝置。并且，控制部構(gòu)成為，在來自上述供電設(shè)備的輸出下降過程中，根據(jù)在上述輸出上升過程中存儲于上述存儲裝置的數(shù)據(jù)來調(diào)整上述次級匹配器，以使上述次級匹配器成為與充電電力對應(yīng)的適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。根據(jù)此發(fā)明，在蓄電裝置充電時調(diào)整次級匹配器的情況下，控制部(控制單元)將來自供電設(shè)備的輸出上升過程中的充電電力與次級匹配器的匹配狀態(tài)之間的關(guān)系作為數(shù)據(jù)存儲于存儲裝置。并且，在來自供電設(shè)備的輸出下降過程中，控制部根據(jù)在輸出上升過程中已經(jīng)存儲于存儲裝置的數(shù)據(jù)來調(diào)整次級匹配器，以使次級匹配器成為與充電電力對應(yīng)的適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。因此，控制部需要調(diào)整次級匹配器，以便在來自供電設(shè)備的輸出上升過程中與蓄電裝置的充電電力對應(yīng)地使次級匹配器成為適當(dāng)?shù)淖杩?。但是，控制部在來自供電設(shè)備的輸出下降過程中，根據(jù)已經(jīng)存儲于存儲裝置的數(shù)據(jù)來調(diào)整次級匹配器。因此，控制部能夠容易地將次級匹配器調(diào)整為與充電電力對應(yīng)的適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。因此，即使充電時充電電力發(fā)生變化，也能夠容易地調(diào)整受電設(shè)備的次級匹配器，以使從供電設(shè)備高效地進(jìn)行電力傳輸。即、能夠高效地進(jìn)行充電。



圖I是一實(shí)施方式所涉及的非接觸供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示圖I的電池充電時充電電力隨時間變化的曲線圖。
具體實(shí)施例方式圖I和圖2對將本發(fā)明具體化為用于對車載電池進(jìn)行充電的共振型非接觸供電系統(tǒng)上的一實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖I所示，共振型非接觸供電系統(tǒng)具備供電設(shè)備10和移動體設(shè)備20。供電設(shè)備10是設(shè)置于地面?zhèn)鹊墓╇妭?cè)設(shè)備(輸電側(cè)設(shè)備)。移動體設(shè)備20是作為安裝在作為移動體的車輛(汽車)上的受電側(cè)設(shè)備的移動體側(cè)設(shè)備。供電設(shè)備10具備作為交流電源的高頻電源11、初級匹配器12、初級線圈裝置13以及電源控制器14。從作為電源側(cè)控制器的電源控制器14對高頻電源11發(fā)送電源開/關(guān)信號，根據(jù)該信號接通/斷開高頻電源11。高頻電源11輸出與共振系統(tǒng)的預(yù)先設(shè)定的共振頻率相等的頻率的交流電力，例如數(shù)MHz左右的高頻電力。作為初級側(cè)線圈的初級線圈裝置13由初級線圈13a和初級側(cè)共振線圈13b構(gòu)成。初級線圈13a經(jīng)由初級匹配器12與高頻電源11連接。初級線圈13a和初級側(cè)共振線圈13b配設(shè)為位于同一軸上，在初級側(cè)共振線圈13b上并聯(lián)連接有電容器C。初級線圈13a與初級側(cè)共振線圈13b通過電磁感應(yīng)而稱合,從高頻電源11向初級線圈13a供給的交流電力通過電磁感應(yīng)被供給初級側(cè)共振線圈13b。作為初級側(cè)匹配器的初級匹配器12由作為可變電抗的2個初級可變電容器15、16和初級電感器17構(gòu)成。一個初級可變電容器15與高頻電源11連接，另一個初級可變電容器16與初級線圈13a并聯(lián)連接。初級電感器17連接在兩個初級可變電容器15、16之間。通過變更初級可變電容器15、16的電容來改變初級匹配器12的阻抗。初級可變電容器15、16為具有例如通過馬達(dá)驅(qū)動的未圖示的旋轉(zhuǎn)軸的公知構(gòu)成，馬達(dá)由來自電源控制器14的驅(qū)動信號來驅(qū)動，由此初級可變電容器15、16的電容分別被變更。移動體設(shè)備20具備次級線圈裝置21、次級匹配器22、整流器23、充電器24、電池25以及車載控制器26。電池25是與充電器24連接的蓄電裝置。并且，移動體設(shè)備20具備檢測電池25的電壓的電壓傳感器27、和檢測從整流器23流向充電器24的電流的電流傳感器28。作為車輛側(cè)控制器的車載控制器26作為控制單元(控制部)發(fā)揮作用，該控制單元基于電壓傳感器27以及電流傳感器28的檢測信號來計(jì)算電池25的充電電力。充電器24具備DC/DC轉(zhuǎn)換器(未圖示)，該DC/DC轉(zhuǎn)換器將被整流器23整流后的直流轉(zhuǎn)換為適合于向電池25充電的電壓。在電池25充電時，車載控制器26控制充電器24的DC/DC轉(zhuǎn)換器的開關(guān)元件。作為次級側(cè)線圈的次級線圈裝置21由次級線圈21a和次級側(cè)共振線圈21b構(gòu)成。次級線圈21a和次級側(cè)共振線圈21b配設(shè)為位于同一軸上，和與初級側(cè)共振線圈13b不同的電容器C和次級側(cè)共振線圈21b連接。次級線圈21a與次級側(cè)共振線圈21b通過電磁感應(yīng)而耦合，通過共振從初級側(cè)共振線圈13b供給到次級側(cè)共振線圈21b的交流電力通過電磁感應(yīng)供給給次級線圈21a。次級線圈21a與次級匹配器22連接。另外，初級線圈13a、初級側(cè)共振線圈13b、次級側(cè)共振線圈21b以及次級線圈21a 各自的匝數(shù)和圈徑與要從供電設(shè)備10向移動體設(shè)備20供電(傳輸)的電力的大小等對應(yīng)地適當(dāng)設(shè)定。在本實(shí)施方式中，初級匹配器12、初級線圈13a、初級側(cè)共振線圈13b、次級側(cè)共振線圈21b、次級線圈21a、次級匹配器22、整流器23、充電器24以及電池25構(gòu)成共振系統(tǒng)。作為次級側(cè)匹配器的次級匹配器22由作為可變電抗的2個次級可變電容器29、30和次級電感器31構(gòu)成。次級電感器31連接在兩個次級可變電容器29、30之間。一個次級可變電容器29與次級線圈21a并聯(lián)連接，另一個次級可變電容器30與整流器23連接。通過改變次級可變電容器29、30的電容來改變次級匹配器22的阻抗。次級可變電容器29、30為具有例如通過馬達(dá)驅(qū)動的未圖示的旋轉(zhuǎn)軸的公知構(gòu)成，若馬達(dá)被來自車載控制器26的驅(qū)動信號驅(qū)動，則次級可變電容器29、30的電容分別被變更。作為車輛側(cè)控制器的車載控制器26具備車載CPU32以及車載存儲裝置(存儲器)33。車載存儲裝置33存儲有在電池25充電時用于車載控制器26調(diào)整次級匹配器22的控制程序。在電池25充電時，車載控制器26按照控制程序，將來自供電設(shè)備10的輸出上升過程中的充電電力與次級匹配器22的匹配狀態(tài)之間的關(guān)系作為數(shù)據(jù)存儲于車載存儲裝置33中。并且,車載控制器26在來自供電設(shè)備10的輸出下降過程中，基于在輸出上升過程中存儲在車載存儲裝置33中的數(shù)據(jù)，調(diào)整次級匹配器22，以使次級匹配器22成為與充電電力對應(yīng)的適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。具體來說，車載控制器26通過調(diào)整次級可變電容器29、30，而調(diào)整為使次級匹配器22成為與充電電力對應(yīng)的適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。接下來，對上述那樣構(gòu)成的共振型非接觸供電系統(tǒng)的作用進(jìn)行說明。在對安裝在車輛上的電池25進(jìn)行充電的情況下，車輛在供電設(shè)備10規(guī)定的充電停止位置停止。車輛在供電設(shè)備10規(guī)定的充電停止位置停止后，車載控制器26向電源控制器14發(fā)送供電請求信號。電源控制器14若接收到供電請求信號就開始供電。于是，若從供電設(shè)備10的高頻電源11對初級線圈13a施加共振頻率的交流電壓，則通過非接觸共振從初級側(cè)共振線圈13b向次級側(cè)共振線圈21b供給電力。次級側(cè)共振線圈21b接受到的電力經(jīng)由次級匹配器22以及整流器23供給給充電器24，由此與充電器24連接的電池25被充電。
另外，在對安裝在車輛上的電池25進(jìn)行充電的情況下，車輛未必正確地停止在供電設(shè)備10和移動體設(shè)備20之間高效地進(jìn)行非接觸供電的充電位置。因此，也存在在充電之前，對初級匹配器12以及次級匹配器22進(jìn)行調(diào)整的情況。以非接觸方式從供電設(shè)備10向移動體設(shè)備20供給(供電)的電力即、充電電力不是恒定，充電電力根據(jù)電池25的充電狀態(tài)(SOC，State of Charge :荷電狀態(tài))變化。另外，初級側(cè)共振線圈13b與次級側(cè)共振線圈21b之間的距離即使是適合從供電設(shè)備10向移動體設(shè)備20高效地進(jìn)行電力傳輸?shù)木嚯x，也可能存在電池25成為如下的充電狀態(tài)，S卩、如果不將次級匹配器22的阻抗調(diào)整為與充電電力對應(yīng)的適當(dāng)值，則不能以高效的狀態(tài)持續(xù)電池25的充電。在高效地進(jìn)行電池25的充電的情況下，從充電開始到充電結(jié)束，從供電設(shè)備10輸出的輸出電力的變化與電池25的充電電力的變化相對應(yīng)。即、如圖2所示，在充電初期，充 電電力的變化是在較大的狀態(tài)下上升到最大值。其后，在充電電力下降時，以比上升時變化比例小的狀態(tài)漸漸下降。即、供電設(shè)備10在充電時以來自高頻電源11的輸出電力單調(diào)增加的方式輸出后，至充電結(jié)束為止以單調(diào)減少的方式輸出。在圖2的方式中，從充電開始到充電電力達(dá)到最大的時間比充電電力從最大的狀態(tài)至充電停止的時間短。車載控制器26在充電時的來自供電設(shè)備10的輸出上升過程中按每個規(guī)定時間輸入電壓傳感器27以及電流傳感器28的檢測信號，并基于該檢測信號來計(jì)算充電電力。并且車載控制器26通過調(diào)整次級可變電容器29、30，將次級匹配器22調(diào)整為充電電力的匹配狀態(tài)，即、適當(dāng)?shù)淖杩?。并且，車載控制器26將充電電力與次級匹配器22之間的關(guān)系作為數(shù)據(jù)存儲于車載存儲裝置33。例如車載控制器26將充電電力與次級可變電容器29、30的電容之間的關(guān)系作為數(shù)據(jù)存儲于車載存儲裝置33。并且，車載控制器26在來自供電設(shè)備10的輸出下降過程，即、充電電力下降過程中，根據(jù)在輸出上升過程被存儲到車載存儲裝置33中的數(shù)據(jù)，調(diào)整次級匹配器22 (次級可變電容器29、30 )，以使次級匹配器22成為與充電電力對應(yīng)的適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。具體來說，車載控制器26采用針對與充電電力上升過程中同樣的充電電力的適當(dāng)?shù)拇渭壙勺冸娙萜?9、30的電容，作為與充電電力下降過程中某時刻的充電電力對應(yīng)的適當(dāng)?shù)拇渭壙勺冸娙萜?9,30的電容。例如車載控制器26采用針對與圖2所示的充電電力上升過程中的“A”點(diǎn)的充電電力的、適當(dāng)?shù)拇渭壙勺冸娙萜?9、30的電容，作為針對與充電電力下降過程中的“B ”點(diǎn)的充電電力的適當(dāng)?shù)拇渭壙勺冸娙萜?9、30的電容。因此，車載控制器26在充電電力下降過程中按每個規(guī)定時間根據(jù)電壓傳感器27以及電流傳感器28的檢測信號來計(jì)算充電電力，并以成為與計(jì)算出的充電電力對應(yīng)的電容值的方式調(diào)整次級可變電容器29、30的電容。由此，車載控制器26在來自供電設(shè)備10的輸出上升過程中需要與充電電力對應(yīng)地調(diào)整次級匹配器22，以使次級匹配器22成為適當(dāng)?shù)淖杩?，但在來自供電設(shè)備10的輸出下降過程中，根據(jù)存儲于車載存儲裝置的數(shù)據(jù)來調(diào)整次級匹配器22。因此，能夠容易地將次級匹配器22調(diào)整為與充電電力對應(yīng)的適當(dāng)狀態(tài)。通過這樣調(diào)整次級匹配器22，供電設(shè)備10能夠高效地進(jìn)行電力傳輸。車載控制器26根據(jù)例如從電池25的電壓達(dá)到規(guī)定電壓時經(jīng)過的時間來判斷充電結(jié)束。若電池25的充電結(jié)束,則車載控制器26向電源控制器14發(fā)送充電結(jié)束信號。電源控制器14若接收到充電結(jié)束信號，則使電力傳輸結(jié)束。
這種實(shí)施方式，具有以下所示的優(yōu)點(diǎn)。( I)共振型非接觸供電系統(tǒng)的受電側(cè)設(shè)備亦即移動體設(shè)備20具備次級側(cè)共振線圈21b，其接受來自供電設(shè)備10的初級側(cè)共振線圈13b的電力；整流器23，其對次級側(cè)共振線圈21b接受的電力進(jìn)行整流；次級匹配器22，其設(shè)置在次級側(cè)共振線圈21b與整流器23之間。并且，移動體設(shè)備20具備充電器24，其被供給通過整流器23整流的電力；電池25，其與充電器連接；車載控制器26，其在充電器25充電時，對次級匹配器22進(jìn)行調(diào)整。車載控制器26將在電池25充電時來自供電設(shè)備10的輸出上升的輸出上升過程中的充電電力與次級匹配器22的匹配狀態(tài)之間的關(guān)系作為數(shù)據(jù)存儲于車載存儲裝置33。并且，車載控制器26在來自供電設(shè)備10的輸出下降的輸出下降過程中，根據(jù)在輸出上升過程中存儲在車載存儲裝置中的數(shù)據(jù)，調(diào)整次級匹配器22，以使次級匹配器22成為與充電電力對應(yīng)的適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。因此，對于本實(shí)施方式而言，即使充電時電池25的充電狀態(tài)發(fā)生變化，也能夠容易地調(diào)整受電設(shè)備的次級匹配器22，以便從供電設(shè)備10進(jìn)行高效的電力傳輸，由此，能夠高·效地進(jìn)行電力傳輸。(2)供電設(shè)備10使在充電時來自高頻電源11的輸出電力以單調(diào)遞增的方式輸出，之后到充電結(jié)束為止以單調(diào)地減少的方式，并且以輸出電力從充電開始至達(dá)到最大的時間小于輸出電力從最大的狀態(tài)至充電停止的時間相的方式輸出電力。因此，根據(jù)本實(shí)施方式，例如與輸出電力從充電開始到達(dá)到最大的時間比輸出電力從最大的狀態(tài)至到充電停止的時間長的情況相比，能夠縮短調(diào)整次級匹配器22所需要的時間。(3)在次級匹配器22中使用由兩個次級可變電容器29、30和一個次級電感器31構(gòu)成的η型匹配器。因此，能夠通過調(diào)整一個可變電容器(例如次級可變電容器29)來對次級匹配器22的阻抗進(jìn)行大的調(diào)整，通過調(diào)整另一個可變電容器(例如次級可變電容器30)來微調(diào)整次級匹配器22的阻抗。即、能夠簡單地進(jìn)行次級匹配器22的阻抗調(diào)整。(4)在供電設(shè)備10中設(shè)置有初級匹配器12。例如，在電池25充電時，車輛未必正確地停止在供電設(shè)備10和移動體設(shè)備20之間高效地進(jìn)行非接觸供電的充電位置。然而，在本實(shí)施方式中，在充電之前，通過調(diào)整初級匹配器12以及次級匹配器22，即使不改變高頻電源11的輸出頻率，也容易調(diào)整為從供電設(shè)備10高效地進(jìn)行電力傳輸?shù)臓顟B(tài)。(5)移動體設(shè)備20被安裝在車輛(汽車)上，在供電設(shè)備10中設(shè)置有次級匹配器
12。即使在車輛停止在供電設(shè)備10的規(guī)定的充電停止位置上的狀態(tài)下，因車輛的狀況(裝載狀況、輪胎的空氣壓等)，存在初級側(cè)共振線圈13b與次級側(cè)共振線圈21b之間的距離成為與為了從供電設(shè)備10高效地進(jìn)行電力傳輸而預(yù)先設(shè)定的值不同的狀態(tài)的情況，即、存在共振頻率偏離的情況。然而，在本實(shí)施方式中，因?yàn)樵诠╇娫O(shè)備10中設(shè)置有初級匹配器12，所以即使不移動車輛，也能夠通過調(diào)整初級匹配器12，能夠簡單地與車輛的狀況對應(yīng)而從供電設(shè)備10高效地進(jìn)行電力傳輸。實(shí)施方式并不局限于上述，例如也可具體化為如下方式。車載控制器26并不限于將I次充電時的來自供電設(shè)備10的輸出上升過程中的充電電力與次級匹配器22的匹配狀態(tài)之間的關(guān)系作為數(shù)據(jù)存儲于車載存儲裝置33。S卩、車載控制器26也可以使車載存儲裝置33存儲多次的充電時的上述數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行平均來使用。例如，車載控制器26也可以通過對本次的數(shù)據(jù)與過去的規(guī)定次數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行平均來使用，從而獲取次級匹配器22的匹配狀態(tài)。
充電時的來自高頻電源11的電力的輸出狀態(tài)并不限于如圖2所示的輸出電力單調(diào)增加地輸出之后，到充電結(jié)束為止單調(diào)減少地輸出。例如，在輸出電力達(dá)到最大的途中，可以存在電力為恒定的狀態(tài)或一度下降之后再次上升的狀態(tài)。充電時的來自高頻電源11的電力的輸出狀態(tài)也可以與圖2相反，以輸出電力從充電開始到達(dá)到最大的時間比輸出電力從最大的狀態(tài)到充電停止的時間長的方式進(jìn)行輸出。車載控制器26也可以使車載存儲裝置33存儲表示在預(yù)先設(shè)定初級側(cè)共振線圈13b與次級側(cè)共振線圈21b之間的距離的狀態(tài)下的電池25的充電狀態(tài)(SOC)和對應(yīng)于這樣的充電狀態(tài)的次級匹配器22的適當(dāng)?shù)淖杩怪g的關(guān)系的數(shù)據(jù)。在這種情況下的車載控制器26根據(jù)充電時電壓傳感器27的檢測信號來確認(rèn)電池25的充電狀態(tài)，并以與該充電狀態(tài)對應(yīng)的阻抗為基準(zhǔn)來調(diào)整次級匹配器22。在這種情況下，例如，與車載控制器26未對電池 25的充電狀態(tài)進(jìn)行確認(rèn)便對次級匹配器22進(jìn)行調(diào)整的情況相比，能夠在短時間內(nèi)對次級匹配器22進(jìn)行調(diào)整。車載控制器26并不限于根據(jù)充電時電壓傳感器27的檢測信號來確認(rèn)電池25的充電狀態(tài)。例如,車載控制器26也可以通過在電池25放電后，檢測并累計(jì)放電時的放電電壓以及放電電流來檢測充電開始時的電池25的充電狀態(tài)。在這種情況下，例如與根據(jù)電池25的電壓檢測充電狀態(tài)的情況相比，能夠正確地檢測出電池25的充電狀態(tài)。共振型非接觸供電系統(tǒng)為了在供電設(shè)備10和移動體設(shè)備20之間進(jìn)行非接觸供電,可以不必具備初級線圈13a、初級側(cè)共振線圈13b、次級線圈21a以及次級側(cè)共振線圈21b的全部。也就是說，共振型非接觸供電系統(tǒng)至少具備初級側(cè)共振線圈13b以及次級側(cè)共振線圈21b即可。即、也可以代替由初級線圈13a以及初級側(cè)共振線圈13b構(gòu)成初級線圈裝置13，而將初級線圈13a刪除，且使初級側(cè)共振線圈13b經(jīng)由初級匹配器12與高頻電源11連接?；蛘咭部梢源嬗纱渭壘€圈21a以及次級側(cè)共振線圈21b構(gòu)成次級線圈裝置21，而將初級線圈21a刪除，且使次級側(cè)共振線圈21b經(jīng)由次級匹配器22與整流器23連接。然而，具備初級線圈13a、初級側(cè)共振線圈13b、次級線圈21a以及次級側(cè)共振線圈21b的全部的構(gòu)成將共振型非接觸供電系統(tǒng)調(diào)整為共振狀態(tài)較容易。并且，即使在初級側(cè)共振線圈13b與次級側(cè)共振線圈21b之間的距離變大的情況下，也會容易保持共振狀態(tài)。作為移動體的車輛意味著具備產(chǎn)生行駛驅(qū)動力的電動機(jī)的車輛即、電動車輛。即應(yīng)用本法明的車輛列舉電動車、進(jìn)一步將內(nèi)燃機(jī)與發(fā)動機(jī)一起作為動力源而安裝的混合動力車、或進(jìn)一步將燃料電池與蓄電裝置一起作為車輛驅(qū)動用的直流電源而安裝的車輛等。另外，并不局限于需要駕駛員的車輛，也可以是無人運(yùn)輸車。移動體并不局限于車輛，只要是在充電時以外與供電設(shè)備分離地移動的物體即可。即、移動體例如也可以是機(jī)器人。初級匹配器12以及次級匹配器22并不限于分別具備兩個可變電容器與電感器的構(gòu)成，可以具備是可變電感器作為電感器的構(gòu)成，也可以是由可變電感器和兩個非可變電容器構(gòu)成的構(gòu)成。初級匹配器12以及次級匹配器22并不限于分別為π型，也可以為T型或L型的
匹配器。高頻電源11可以變更輸出交流電壓的頻率也可以不變更輸出交流電壓的頻率?？梢允÷怨╇娫O(shè)備10的初級匹配器12。然而，在省略初級匹配器12的情況下，為了從供電側(cè)向受電側(cè)高效地供給電力，需要使移動體精確地停止在規(guī)定的充電停止位置，以使初級側(cè)共振線圈13b以及次級側(cè)共振線圈21b之間的距離成為預(yù)先設(shè)定的值。蓄電裝置是能夠充放電的直流電源即可。也就是說，蓄電裝置并不局限于電池(2次電池)25，例如也可以是大電容的電容器。初級線圈13a、初級側(cè)共振線圈13b、次級側(cè)共振線圈21b以及次級線圈21a的線圈的軸心并不限于以在水平方向或者垂直方向上延伸的方式設(shè)置的構(gòu)成。例如也可以將這些線圈的軸心設(shè)置為相對于水平方向傾斜地延伸。可以不在充電器24中設(shè)置升壓電路。也就是說，也可以將從次級線圈裝置21輸出的交流電流通過整流器23整流后，直接對電池25進(jìn)行充電。也可以省略分別與初級側(cè)共振線圈13b以及次級側(cè)共振線圈21b連接的電容器C。然而，使電容器C與初級側(cè)共振線圈13b以及次級側(cè)共振線圈21b連接的構(gòu)成與省略電容 器C的情況相比，能夠降低共振頻率。另外，如果共振頻率相同，則使電容器C與初級側(cè)共振線圈13b以及次級側(cè)共振線圈21b連接的構(gòu)成與省略各自電容器C的情況相比，能夠小型化初級側(cè)共振線圈13b以及次級側(cè)共振線圈21b。初級線圈13a、初級側(cè)共振線圈13b、次級側(cè)共振線圈21b以及次級線圈21a無需全部形成為同一直徑。例如，盡管初級側(cè)共振線圈13b以及次級側(cè)共振線圈21b以互相相同的直徑形成，但初級線圈13a以及次級線圈21a也可以形成為與初級側(cè)共振線圈13b以及次級側(cè)共振線圈21b不同的直徑。
權(quán)利要求
1.一種共振型非接觸供電系統(tǒng)的受電設(shè)備，所述受電設(shè)備的特征在于，具備 次級側(cè)共振線圈，其接受來自供電設(shè)備所具有的初級側(cè)共振線圈的電力； 整流器，其對所述次級側(cè)共振線圈接受到的電力進(jìn)行整流； 次級匹配器，其設(shè)置在所述次級側(cè)共振線圈與所述整流器之間； 充電器，其被供給由所述整流器整流后的電力； 蓄電裝置，其與所述充電器連接；以及 控制部，其在所述蓄電裝置充電時，對所述次級匹配器進(jìn)行調(diào)整， 所述控制部構(gòu)成為，將在所述充電時來自所述供電設(shè)備的輸出上升過程中的充電電力與所述次級匹配器的匹配狀態(tài)的關(guān)系作為數(shù)據(jù)存儲于存儲裝置，并在來自所述供電設(shè)備的輸出下降過程中，根據(jù)在所述輸出上升過程中存儲于所述存儲裝置的數(shù)據(jù)來調(diào)整所述次級匹配器，以使所述次級匹配器成為與充電電力對應(yīng)的適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的受電設(shè)備，其特征在于， 所述受電設(shè)備構(gòu)成為安裝在移動體上使用。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的受電設(shè)備，其特征在于， 所述移動體是電動車輛。
4.根據(jù)權(quán)利要求廣3中任意一項(xiàng)所述的受電設(shè)備，其特征在于， 所述供電設(shè)備構(gòu)成為，在所述充電時以來自所述高頻電源的輸出電力單調(diào)增加的方式進(jìn)行輸出后，以到充電結(jié)束為止單調(diào)減少的方式，并且以輸出電力從充電開始至達(dá)到最大的時間比輸出電力從最大的狀態(tài)到充電停止的時間短的方式輸出電力。
5.根據(jù)權(quán)利要求Γ4中任意一項(xiàng)所述的受電設(shè)備，其特征在于， 所述存儲裝置將預(yù)先設(shè)定了所述初級側(cè)共振線圈與所述次級側(cè)共振線圈之間的距離的狀態(tài)下的所述蓄電裝置的狀態(tài)、和對應(yīng)于該狀態(tài)的所述次級匹配器的適當(dāng)?shù)淖杩沟年P(guān)系作為數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲。
6.根據(jù)權(quán)利要求Γ5中任意一項(xiàng)所述的受電設(shè)備，其特征在于， 所述次級匹配器是由兩個可變電容器與一個電感器構(gòu)成的η型的匹配器。
全文摘要
受電設(shè)備(20)具備次級側(cè)共振線圈(21b)，其接受來自供電設(shè)備(10)所具有的初級側(cè)共振線圈(13b)的電力；和整流器(23)，其對接受到的電力進(jìn)行整流。并且受電設(shè)備具備次級匹配器(22)，其設(shè)置在次級側(cè)共振線圈(21b)與整流器(23)之間；充電器(24)，其被供給整流后的電力；蓄電裝置(25)，其與充電器連接；以及控制部(26)，其在充電裝置充電時調(diào)整次級匹配器?？刂撇繉⒃诔潆姇r來自供電設(shè)備的輸出上升過程中的充電電力與次級匹配器(22)的匹配狀態(tài)的關(guān)系作為數(shù)據(jù)存儲于存儲裝置(33)。并且，控制部在來自供電設(shè)備的輸出下降過程中，根據(jù)在輸出上升過程中存儲于存儲裝置的數(shù)據(jù)來調(diào)整次級匹配器(22)，以使次級匹配器(22)成為與充電電力對應(yīng)的適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)。
文檔編號H02J17/00GK102884705SQ20118002298
公開日2013年1月16日 申請日期2011年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者高田和良, 鈴木定典, 迫田慎平, 山本幸宏, 市川真士, 中村達(dá) 申請人:株式會社豐田自動織機(jī), 豐田自動車株式會社