JP2020096496A

JP2020096496A - 受電機器

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Publication number: JP2020096496A
Application number: JP2018234872A
Authority: JP
Inventors: 真登向山; Masato Mukoyama; 宜久山口; Yoshihisa Yamaguchi; 正樹金▲崎▼; Masaki Kanezaki
Original assignee: Denso Corp; Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2018-12-14
Filing date: 2018-12-14
Publication date: 2020-06-18
Anticipated expiration: 2038-12-14
Also published as: WO2020122017A1; JP7061058B2

Abstract

【課題】適切な電力伝送効率で受電可能な受電装置を提供することにある。【解決手段】交流電力が入力される１次側コイル２１を有する送電機器２０から交流電力を受電可能であり、蓄電池１６に電力を供給し、車両１５に搭載された受電機器３０であって、１次側コイル２１から非接触で受電可能な２次側コイル３１と、２次側コイル３１に接続され、２次側コイル３１とともに共振回路を構成する２次側コンデンサ３２と、２次側コンデンサ３２に接続され、少なくとも高周波をカットし、蓄電池１６に整流器３４を介して接続されたフィルタ回路４０と、を備えており、フィルタ回路４０において、１次側コイル２１に対して２次側コイル３１が最も離れると想定される位置での蓄電池１６の出力電圧及び出力電力に基づき、予め定めた所定以上の電力伝送効率になるように、フィルタ定数が調整されている。【選択図】図２

Description

本発明は、送電機器から非接触で交流電力を受電する受電機器に関するものである。

従来、電源コードや送電ケーブルを用いずに、非接触で相手側に電力伝送する非接触電力伝送装置として、例えば磁界共振を用いたものが知られている。例えば特許文献１の非接触電力装置は、交流電力が入力される１次側コイルを有する送電機器と、車両に搭載され、非接触で交流電力を受電可能な２次側コイルを有する受電機器を備えている。そして、受電機器には、１次側コイルと２次側コイルの間の距離に基づいて、インピーダンスを変更可能なインピーダンス可変装置が設けられている。インピーダンス可変装置によってインピーダンスを可変とすることで、距離のずれによるインピーダンスのずれに対応することができる。

特開２０１４−１２４０２６号公報

しかしながら、インピーダンス可変装置は、体格が大きく、部品点数が多くなるという問題がある。また、インピーダンス可変装置は、コストアップの要因になる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、適切な電力伝送効率で受電可能な受電装置を提供することにある。

本手段は、交流電力が入力される１次側コイル（２１）を有する送電機器（２０）から前記交流電力を受電可能であり、負荷（１６）に電力を供給し、車両（１５）に搭載された受電機器（３０）であって、前記１次側コイルから非接触で受電可能な２次側コイル（３１）と、前記２次側コイルに接続され、該２次側コイルとともに共振回路（３３）を構成するコンデンサ（３２）と、入出力の一方が、前記コンデンサに接続され、他方が前記負荷に接続されたフィルタ回路（４０）と、を備えており、前記フィルタ回路において、前記送電機器に対して前記受電機器が最も離れると想定される位置での前記負荷の出力電圧及び出力電力に基づき、予め定めた所定以上の電力伝送効率になるように、フィルタ定数が調整されている。

１次側コイルと２次側コイルとの間で、例えば磁界共振が成立することで、送電機器から受電機器に交流電力が伝送される。１次側コイルと２次側コイルとの間の磁界共振が成立するように、コンデンサや２次側コイルが調整されている。そして、２次側コイルで受電した電力は、フィルタ回路で所定周波数以上の高周波成分がカットされ、整流器で整流されて負荷に供給される。

ところで、例えば車両の状態によって、１次側コイルに対する２次側コイルの距離等が変化すると、送電機器から受電機器に電力を伝送する効率が低下したり、最悪の場合には、磁界共振が成り立たなくなったりすることがある。上記問題に関し、本出願の発明者の研究の結果、高周波をカットするフィルタ回路のフィルタ定数を調整することで、予め定めた所定以上の電力伝送効率が得られることを発見した。

フィルタ定数を調整すると、電力伝送効率が変化するが、その値には極大値が存在する。また、電力伝送効率は結合係数によって変化し、１次側コイルと２次側コイルとの間の距離が大きい場合に、結合係数が小さくなり、電力伝送効率が低下する。この場合、１次側コイルに対して２次側コイルが最も離れると想定される位置で電力伝送効率を設定すれば、電力伝送効率の変動が小さくなることを見出した。そこで、結合係数が最も小さくなる場合のフィルタ定数を調整することで、仮にインピーダンス可変装置がなくても、予め定めた所定以上の電力伝送効率を得ることができる。これにより、部品点数の削減によるコスト低減を可能としつつ、所望とする電力伝送を好適に実施できる。

実施形態における非接触電力伝送装置の概略構成図非接触電力伝送装置のブロック図フィルタ定数と電力伝送効率の関係を示す図距離が異なる場合のフィルタ定数と電力伝送効率の関係を示す図

＜実施形態＞
本実施形態は、車両に搭載された受電機器を対象にしている。図１は、本実施形態における非接触電力伝送装置１０の概略構成図である。車両１５は、例えば、ＥＶ（電気自動車）やＰＥＶ（プラグインハイブリッド自動車）といった電動の車両駆動装置（駆動モータ等）で走行する自動車である。

送電機器２０は、車両１５に搭載された受電機器３０に対して非接触の状態で、送電（給電）を行う。送電機器２０は、地面Ｇから露出するように地面Ｇ上に設置又は地面Ｇに埋設される。送電機器２０は、例えば駐車スペースや車両１５の走行道路に設けられ、車両１５の駐車中や走行中に送電する。送電機器２０には、１次側コイル２１が設けられている。１次側コイル２１は、フェライトコア等の心材に巻線（例えばリッツ線）が例えば平面状に巻かれることで形成されている。１次側コイル２１は、その軸線が地面Ｇに直交する、つまり平面状に巻かれた平面が地面Ｇと平行になるように配されている。

受電機器３０は、車両１５の床部１５ａに設けられている。受電機器３０には、２次側コイル３１が設けられており、２次側コイル３１は、フェライトコア等の心材に巻線（例えばリッツ線）が例えば平面状に巻かれることで形成されている。２次側コイル３１は、その軸線が地面Ｇに直交する、つまり平面状に巻かれた平面が地面Ｇと平行で、１次側コイル２１に平行に対向するように配される。なお、地面Ｇと床部１５ａとの間の距離が、床面距離ｈである。この床面距離ｈは、車両１５の車高によって変化し、車高が高くなると床面距離ｈも大きくなる。

図２は、非接触電力伝送装置１０のブロック図である。非接触電力伝送装置１０は、送電機器２０と受電機器３０とを備えている。送電機器２０は、１次側共振部２３と、インバータ２４と、コンバータ２５と、電源装置２６とを備えている。

電源装置２６は、商用電源等から所定の電圧及び電流の交流電力をコンバータ２５に供給する。コンバータ２５は、ＡＣ／ＤＣコンバータであって、電源装置２６から供給された交流電力を所定の電圧の直流電力に変換する。インバータ２４は、コンバータ２５から供給された直流電力を所定の周波数の交流電力に変換する。なお、インバータ２４と１次側共振部２３との間には、所定周波数以上の高周波成分をカットするフィルタ回路、特にイミタンスフィルタが設けられていてもよい。

１次側共振部２３は、１次側コイル２１と１次側コンデンサ２２が直列に接続された共振回路となっている。１次側共振部２３は、所定の周波数の交流電力が入力されると共振し、２次側共振部３３に送電する。

２次側共振部３３は、２次側コイル３１と２次側コンデンサ３２が直列に接続された共振回路となっている。１次側共振部２３と２次側共振部３３とは、Ｓ−Ｓ方式で構成されていることが望ましい。２次側共振部３３は、１次側共振部２３との間の磁界共振が成立するように、調整されている。具体的には、２次側共振部３３の共振周波数は、１次側共振部２３の共振周波数と一致することが望ましい。

そして、送電機器２０と受電機器３０との相対位置が、磁界共振が成立する位置にある状況において、インバータ２４から所定の周波数の交流電力が入力されると、１次側共振部２３（１次側コイル２１）と２次側共振部３３（２次側コイル３１）とが磁界共振する。これにより、２次側共振部３３は１次側共振部２３から交流電力を受電する。なお、インバータ２４から入力される交流電力の所定の周波数は、１次側共振部２３と２次側共振部３３間にて電力伝送が可能な周波数となっているとよい。具体的には、１次側共振部２３と２次側共振部３３の共振周波数に設定されていることが望ましい。

受電機器３０は、上述の２次側共振部３３と、フィルタ回路４０と、整流器３４とを備える。なお、２次側コイル３１から蓄電池１６までの間に、可変インピーダンス素子は設けられていない。本実施形態では、可変インピーダンス素子を用いなくても、後述するように、予め定めた所定以上の電力伝送効率ηを得ることができる。これにより、部品点数の削減によるコスト低減を可能としつつ、所望とする電力伝送を好適に実施できる。以下、受電機器３０の具体的な構成について説明する。

整流器３４は、交流電力を直流電力に変換する周知の構成である。整流器３４は、例えば、４つのダイオードからなるダイオードブリッジ回路によって構成される。

整流器３４で直流電力に変換された電力は、蓄電池１６に供給される。蓄電池１６は、例えば二次電池（リチウムイオン電池又はニッケル水素電池等）を含んで構成される。蓄電池１６は、受電機器３０から供給される電力を蓄えて、車両駆動装置へ電力を供給する。なお、蓄電池１６が「負荷」に相当する。

フィルタ回路４０は、入出力の一方が２次側コンデンサ３２に接続され、他方が整流器３４を介して蓄電池１６に接続されている。つまり、２次側共振部３３と蓄電池１６の間にフィルタ回路４０が接続されている。フィルタ回路４０は、所定周波数以上の高周波成分がカットされるローパスフィルタの一種である。具体的には、フィルタ回路４０は、インダクタであるフィルタコイル４１と、キャパシタであるフィルタコンデンサ４２と、インダクタであるフィルタコイル４１とがＴ字状に接続されたイミタンスフィルタである。イミタンスフィルタ（フィルタ回路４０）は、インピーダンス・アドミタンス変換器であり、イミタンスフィルタの入力端から見たインピーダンスが、出力端に接続された負荷のアドミタンスに比例するように構成されたフィルタである。

ところで、送電機器２０と受電機器３０との間の距離、つまり１次側コイル２１に対する２次側コイル３１の距離等が変化すると、送電機器２０から受電機器３０に電力を伝送する効率が低下したり、最悪の場合には、磁界共振が成り立たなくなったりすることがある。そこで、本出願の発明者が研究した結果、フィルタ回路４０のフィルタ定数ｘｃを調整することで、予め定めた所定以上の電力伝送効率ηが得られることを発見した。フィルタ定数ｘｃとは、フィルタコイル４１とフィルタコンデンサ４２のインピーダンスである。フィルタコイル４１のインピーダンスは、ｊｘｃで表すことができ、フィルタコンデンサ４２のインピーダンスは、−ｊｘｃで表すことができる。

また、電力伝送効率ηは、１次側コイル２１と２次側コイル３１との間の結合係数ｋによって変化する。結合係数ｋは、１次側コイル２１と２次側コイル３１の相互インダクタンスＭに関する係数であって、相互インダクタンスＭは、Ｍ＝ｋ√Ｌ１Ｌ２で表すことができる。ここで、Ｌ１は１次側コイル２１のインダクタンスであり、Ｌ２は２次側コイル３１のインダクタンスである。例えば、１次側コイル２１と２次側コイル３１との間の距離が大きい場合には、結合係数ｋが小さくなり、電力伝送効率ηが低下する。具体的には、車高（床面距離ｈ）が最大の場合に、結合係数ｋが最も小さくなる。

そして、本実施形態では、１次側コイル２１に対して２次側コイル３１が最も離れると想定される位置での電力伝送効率を予め定めた所定以上の電力伝送効率ηとすることとしている。例えば、車高（床面距離ｈ）が最大の場合を想定して、電力伝送効率ηを算出する。なお、車高（床面距離ｈ）が最大の場合とは、平坦な地面Ｇにおいて、例えば積載量が最小の場合や車高調節機能等で車高が最大に設定されている場合を示す。また、１次側コイル２１と２次側コイル３１との水平方向においても、位置ずれが所定の範囲内にない場合には、磁界共振が成立しなくなる。そこで、以下の本実施形態においては、水平方向の位置ずれが、磁界共振が成立する許容範囲内の最大であると想定する。

図３は、フィルタ定数ｘｃと電力伝送効率ηの関係を示す図である。フィルタ定数ｘｃを調整すると、電力伝送効率ηが変化し、その電力伝送効率ηには極大値（フィルタ定数ｘｃを調整する範囲で電力伝送効率ηが最大となる値）が存在する。そこで、結合係数ｋが最も小さくなる場合の電力伝送効率ηを代数的に導出後、フィルタ定数ｘｃで微分する。そして、電力伝送効率ηが極大値となるフィルタ定数ｘｃ（算出値ｘ）を求めることで、式（１）を導出した。

式（１）において、Ｖｂは蓄電池１６の出力電圧であり、Ｐｏｕｔは蓄電池１６の出力電力である。ω０はインバータ２４が出力した交流電力の所定の周波数であり、ｋは上述の通り１次側コイル２１と２次側コイル３１との間の結合係数である。Ｌ１は１次側コイル２１のインダクタンスであり、Ｌ２は２次側コイル３１のインダクタンスであり、ｒ１は１次側コイル２１の内部抵抗であり、ｒ２は２次側コイル３１の内部抵抗である。なお、ｋ×√Ｌ１Ｌ２は、上述の通り１次側コイル２１と２次側コイル３１の相互インダクタンスＭである。また、Ｖｂ及びＰｏｕｔは、予め実験等で算出した値を用いてもよいし、固定値としてもよい。

そして、フィルタ定数ｘｃは、算出値ｘ及び又はその算出値ｘを含む所定の範囲内に調整されている。具体的には、フィルタ定数ｘｃは、算出値ｘの６０％〜１６０％の範囲内になるように調整されていることが望ましい。このような範囲では、電力伝送効率ηが極大値又は極大値から５％以内の範囲に収まることになるため、所望とする電力伝送を好適に実施できる。

なお、算出値ｘの所定の範囲において、下限側の算出値ｘとの差が上限側に比べて小さくなっているのは、電力伝送効率ηの感度の違いによる。電力伝送効率ηは算出値ｘの下限側の範囲では感度が高いため、フィルタ回路４０のフィルタ定数ｘｃを小さくしすぎると、電力伝送効率ηが低下しすぎる。そこで、算出値ｘに対する下限側との差を上限側よりも小さくすることで、電力伝送効率ηの低下幅を上限側と下限側とで同等としつつ、フィルタ定数ｘｃに幅を持たせている。

図４は、１次側コイル２１と２次側コイル３１との間の距離が異なる場合、つまり１次側コイル２１と２次側コイル３１との間の結合係数ｋが異なる場合において、フィルタ定数ｘｃと電力伝送効率ηの関係を示す図である。図４において、破線で示されたｋｍａｘは、結合係数ｋが最大の場合、つまり車高（床面距離ｈ）が最小の場合におけるフィルタ定数ｘｃと電力伝送効率ηの関係を示し、実線で示されたｋｍｉｎは、結合係数ｋが最小の場合、つまり車高（床面距離ｈ）が最大の場合におけるフィルタ定数ｘｃと電力伝送効率ηの関係を示す。

上述したように、本実施形態では、結合係数ｋが最小となる場合の電力伝送効率ηの極大値に基づいて、フィルタ定数ｘｃは調整されている。これにより、電力伝送効率ηの最低ラインを引き上げることができる。また、結合係数ｋの変動（車高の変化に）に伴う電力伝送効率ηの変動も小さくすることができる。式（１）では、結合係数ｋが小さくなるほど、つまりｋｍｉｎに近づくほど、フィルタ定数ｘｃを変更した場合の電力伝送効率ηの変動幅が大きくなる。つまり、結合係数ｋが小さいほど、フィルタ定数ｘｃに対する電力伝送効率ηの傾きが大きくなる。また、結合係数ｋが大きくなるほど、つまりｋｍａｘに近づくほど、電力伝送効率ηが最大となる場合のフィルタ定数ｘｃが大きくなる。つまり、結合係数ｋが大きくなるほど、電力伝送効率ηを表すグラフが図４上において右上にずれる。

結合係数ｋとフィルタ定数ｘｃと電力伝送効率ηの関係から、同じフィルタ定数ｘｃでの結合係数ｋの違いによる電力伝送効率ηの差について検討する。具体的には、ｋｍｉｎにおける電力伝送効率ηが極大値となる点におけるフィルタ定数ｘ１（算出値ｘ）と、ｋｍａｘにおける電力伝送効率ηが極大値となる点におけるフィルタ定数ｘ２とにおいて、結合係数ｋの違いによる電力伝送効率ηの差ｄ１，ｄ２を比較する。フィルタ定数ｘ１における差ｄ１は、フィルタ定数ｘ２における差ｄ２よりも小さい。つまり、フィルタ定数ｘ１を用いると、フィルタ定数ｘ２を用いる場合よりも電力伝送効率ηの変動を小さくすることができる。

結合係数ｋが最小となる場合（ｋｍｉｎ）の（１）式での算出値ｘに基づいてフィルタ定数ｘｃを調整することにより、結合係数ｋの変動に伴う電力伝送効率ηの変動を抑制することができる。これにより、非接触電力伝送装置１０に用いられる素子の耐圧や容量等を小さくすることができる。

なお、フィルタ定数ｘｃとして、算出値ｘを含む所定の範囲の値を用いることで、予め定めた所定以上の電力伝送効率ηを実現できる。この際に、算出値ｘよりも大きいフィルタ定数ｘｃにした場合の結合係数ｋの変更に伴う電力伝送効率ηの変動幅が、算出値ｘより小さいフィルタ定数ｘｃにした場合の変動幅よりも大きくなる。そこで、算出値ｘよりも小さい範囲で、具体的には、算出値ｘの６０〜１００％の範囲内になるようにフィルタ定数ｘｃを調整することで、予め定めた所定以上の電力伝送効率ηを満たしつつ、より結合係数ｋの変動に伴う電力伝送効率ηの変動を抑制することができる。

以上説明した本実施形態では以下の効果を奏する。

１次側コイル２１と２次側コイル３１との間で、例えば磁界共振が成立することで、送電機器２０から受電機器３０に交流電力が伝送される。１次側コイル２１と２次側コイル３１との間の磁界共振が成立するように、２次側コンデンサ３２や２次側コイル３１が調整されている。そして、２次側コイル３１で受電した電力は、フィルタ回路４０で所定周波数以上の高周波成分がカットされ、整流器３４で整流されて負荷に供給される。

ところで、例えば車両１５の状態によって、１次側コイル２１に対する２次側コイル３１の距離等が変化すると、送電機器２０から受電機器３０に電力を伝送する効率（電力伝送効率η）が低下する。そこで、フィルタ定数ｘｃを調整すると、電力伝送効率ηが変化し、その電力伝送効率ηには極大値が存在する。また、電力伝送効率ηは結合係数ｋによって変化し、１次側コイル２１と２次側コイル３１との間の距離が大きい場合、例えば車高（床面距離ｈ）が大きい場合に、結合係数ｋが小さくなり、電力伝送効率ηが低下する。この場合、１次側コイル２１に対して２次側コイル３１が最も離れると想定される位置で電力伝送効率ηを設定すれば、電力伝送効率ηの変動が小さくなることを見出した。フィルタ定数ｘｃの調整することで、仮にインピーダンス可変装置がなくても、予め定めた所定以上の電力伝送効率ηを得ることができる。これにより、部品点数の削減によるコスト低減を可能としつつ、所望とする電力伝送を好適に実施できる。

本実施形態では、２次側コイル３１と２次側コンデンサ３２が直列に接続されており、フィルタ回路４０として、Ｔ字状にフィルタコイル４１とフィルタコンデンサ４２とフィルタコイル４１とが接続されたＴ−ＬＣＴ型のイミタンスフィルタが用いられている。このような構成で、式（１）で電力伝送効率ηが極大となる算出値ｘを求める。そして、算出値ｘ及び算出値ｘを含む所定の範囲内の値をフィルタ定数ｘｃとすることで、予め定めた所定以上の電力伝送効率ηを満たすことができる。

式（１）で算出した算出値ｘの６０％〜１６０％範囲内でフィルタ定数ｘｃを設定すると、電力伝送効率ηを所定の範囲内に収めることができる。なお、下限側の算出値ｘとの差が上限側に比べて小さく設定しているのは、電力伝送効率ηが算出した算出値ｘの下限側で感度が高く、電力伝送効率ηが低下しやすいためである。上記のような所定の範囲でフィルタ定数ｘｃを設定することで、電力伝送効率ηの低下を抑制しつつ、フィルタ定数ｘｃに幅を持たせることができる。

式（１）において、結合係数ｋは、１次側コイル２１と２次側コイル３１との間の距離に基づいて算出することができる。そのため、結合係数ｋは、車両１５の状態、具体的には車両１５の車高によって変動する。そこで、車両１５の車高（床面距離ｈ）が最大値の場合には、１次側コイル２１と２次側コイル３１との間の距離が最も離れるため、結合係数ｋが最小になり、電力伝送効率ηが最小になる。そこで、結合係数ｋが最小となる場合の電力伝送効率ηが最大になる値に基づいて、フィルタ定数ｘｃを調整することにより、電力伝送効率ηの最低値を上げることができ、予め定めた所定以上の電力伝送効率ηを満たすことができる。

また、結合係数ｋとフィルタ定数ｘｃと電力伝送効率ηの関係から、ｋｍｉｎでの極大値のフィルタ定数ｘ１における結合係数ｋが最小の場合と最大の場合の差ｄ１は、ｋｍａｘでの極大値のフィルタ定数ｘ２における結合係数ｋが最小の場合と最大の場合の差ｄ２よりも小さい。そのため、結合係数ｋが最小となる場合の（１）式での算出値ｘに基づいてフィルタ定数ｘｃを調整することにより、結合係数ｋの変動に伴う電力伝送効率ηの変動を抑制することができる。これにより、非接触電力伝送装置１０に用いられる素子の耐圧や容量等を小さくすることができる。

算出値ｘよりも大きいフィルタ定数ｘｃにした場合の結合係数ｋの変更に伴う電力伝送効率ηの変動幅が、算出値ｘより小さいフィルタ定数ｘｃにした場合の変動幅よりも大きくなる。そこで、算出値ｘよりも小さい範囲でフィルタ定数ｘｃを設定することで、予め定めた所定以上の電力伝送効率ηを満たしつつ、より結合係数ｋの変動に伴う電力伝送効率ηの変動を抑制することができる。

フィルタ定数ｘｃを調整することで、電力伝送効率ηを予め定めた所定以上の範囲にしているため、インピーダンス可変装置を設けなくても、電力伝送効率ηを予め定めた所定以上の範囲にすることができる。そのため、必要なスペースや部品点数等を削減することができる。

＜他の実施形態＞
本発明は、上記実施形態に限定されず、例えば以下のように実施してもよい。

・１次側共振部２３は、１次側コイル２１と１次側コンデンサ２２が並列接続された共振回路となっていてもよい。２次側共振部３３も同様に、２次側コイル３１と２次側コンデンサ３２が並列接続された共振回路となっていてもよい。なお、この場合には、フィルタ定数を求める式は、式（１）とは異なるものとなる。具体的には、式（１）と同様に、結合係数ｋが最も小さくなる場合の電力伝送効率ηを代数的に導出後、フィルタ定数で微分し、電力伝送効率ηが極大値となるフィルタ定数（算出値）を求めるとよい。

・フィルタ回路４０は、他のローパスフィルタ回路であってもよい。なお、この場合には、フィルタ定数を求める式は、そのローパスフィルタ回路に基づいて算出する必要があり、式（１）とは異なるものとなる。具体的には、式（１）と同様に、結合係数ｋが最も小さくなる場合の電力伝送効率ηを代数的に導出後、フィルタ定数で微分し、電力伝送効率ηが極大値となるフィルタ定数（算出値）を求めるとよい。

・２次側コイル３１と蓄電池１６との間に、可変インピーダンス装置を備えていてもよい。具体的には、２次側共振部３３とフィルタ回路４０との間に、可変インピーダンス装置を設け、磁界共振が確実に成立するようにインピーダンスを可変としてもよい。この場合にも、結合係数ｋが最も小さくなる場合の極大値を算出し、フィルタ回路４０のフィルタ定数とするとよい。

・受電機器３０に接続される負荷は、蓄電池１６ではなく、駆動装置（例えば、駆動モータ）等であってもよい。

・受電機器は、車両の側部に設けられていてもよい。この場合には、送電機器が道路の側方に配されたガードレール等に埋め込まれていてもよい。

１５…車両、１６…蓄電池、２０…送電機器、２１…１次側コイル、３０…受電機器、３１…２次側コイル、３２…２次側コンデンサ、３３…２次側共振部、４０…フィルタ回路。

Claims

交流電力が入力される１次側コイル（２１）を有する送電機器（２０）から前記交流電力を受電可能であり、負荷（１６）に電力を供給し、車両（１５）に搭載された受電機器（３０）であって、
前記１次側コイルから非接触で受電可能な２次側コイル（３１）と、
前記２次側コイルに接続され、該２次側コイルとともに共振回路（３３）を構成するコンデンサ（３２）と、
入出力の一方が、前記コンデンサに接続され、他方が前記負荷に接続されたフィルタ回路（４０）と、を備えており、
前記フィルタ回路において、前記送電機器に対して前記受電機器が最も離れると想定される位置での前記負荷の出力電圧及び出力電力に基づき、予め定めた所定以上の電力伝送効率になるように、フィルタ定数が調整されている受電機器。
前記コンデンサは、前記２次側コイルに直列に接続されており、
前記フィルタ回路は、インダクタ（４１）とキャパシタ（４２）とインダクタ（４１）がＴ字状に接続されたイミタンスフィルタであり、
前記フィルタ定数は、下記式（１）に基づいて算出された算出値ｘ又はその算出値ｘを含む所定の範囲内に調整されている請求項１に記載の受電機器。

ここで、Ｖｂは前記負荷への出力電圧であり、Ｐｏｕｔは前記負荷での出力電力であり、ω０は前記交流電力の周波数であり、ｋは前記１次側コイルと前記２次側コイルの結合係数であり、Ｌ１は前記１次側コイルのインダクタンスであり、Ｌ２は前記２次側コイルのインダクタンスであり、ｒ１は前記１次側コイルの内部抵抗であり、ｒ２は前記２次側コイルの内部抵抗である。
前記フィルタ定数は、前記算出値ｘの６０〜１６０％の範囲内になるように調整されている請求項２に記載の受電機器。
前記車両の床部に設けられた受電機器であって、
前記結合係数は、前記車両の車高が最大値である場合の値になっている請求項２又は請求項３に記載の受電機器。
前記フィルタ定数は、前記算出値ｘの６０〜１００％の範囲内になるように調整されている請求項４に記載の受電機器。
前記２次側コイルと前記負荷との間にインピーダンス可変装置が設けられていない請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の受電機器。