供電系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明目的是提供供電系統(tǒng)，可通過抑制由介于供電線圈與受電線圈的中心軸之間的間隙引起的傳送效率降低來將電力從供電部高效地供應(yīng)給受電部。設(shè)置兩個(gè)供電螺旋線圈（7a、7b）。當(dāng)受電線圈（8）在供電螺旋線圈（7a、7b）的軸方向上與供電螺旋線圈（7a、7b）間隔地相對(duì)布置時(shí)，電力通過電磁諧振從供電螺旋線圈（7a、7b）發(fā)送。CPU（11）檢測(cè)兩個(gè)供電螺旋線圈（7a、7b）中最接近受電線圈（8）的一個(gè)供電螺旋線圈作為相鄰線圈，并且控制開關(guān)（10a、10b）的開/關(guān)以將電力僅供應(yīng)給相鄰線圈。
【專利說明】供電系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及供電系統(tǒng)，特別是，涉及以非接觸式方式將電力從供電線圈供應(yīng)到受電線圈的供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]例如，已知如圖21和圖22所示的系統(tǒng)作為以上供電系統(tǒng)(PTL1、PTL2)。如圖21和圖22所示，供電系統(tǒng)I包括:供電部3 ;和受電部5。供電部3具有:供電環(huán)狀天線6，電力供應(yīng)給所述供電環(huán)狀天線6 ;和供電螺旋線圈7 (供電線圈)，在供電環(huán)狀天線6的軸方向上與供電環(huán)狀天線6間隔地相對(duì)布置且電磁結(jié)合到供電環(huán)狀天線6。當(dāng)電力供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6時(shí)，電力通過電磁感應(yīng)發(fā)送到供電螺旋線圈7。
[0003]受電部5具有:受電螺旋線圈8(受電線圈)，在供電螺旋線圈7的軸方向上與供電螺旋線圈7間隔地相對(duì)布置且與供電螺旋線圈7電磁諧振；和受電環(huán)狀天線9，在受電螺旋線圈8的軸方向上與受電螺旋線圈8間隔地相對(duì)布置且與受電螺旋線圈8電磁耦合。當(dāng)電力發(fā)送到供電螺旋線圈7時(shí)，電力通過電磁諧振以無線方式發(fā)送到受電螺旋線圈8。
[0004]此外，當(dāng)電力發(fā)送到受電螺旋線圈8時(shí)，電力通過電磁諧振發(fā)送到受電環(huán)狀天線9并且供應(yīng)給連接于受電環(huán)狀天線9的負(fù)載。根據(jù)以上供電系統(tǒng)1，電力能夠通過供電螺旋線圈7與受電螺旋線圈8之間的電磁諧振從供應(yīng)側(cè)無線地發(fā)送到接收側(cè)。
[0005]此外，當(dāng)受電部5設(shè)置于車輛4上并且供電部3設(shè)置于道路2等上時(shí)，認(rèn)為，利用供電系統(tǒng)I將電力以無線方式供應(yīng)給安裝于車輛4上的負(fù)載。順便提及，在供電系統(tǒng)I中，很難按照供電螺旋線圈7的中心軸C1與受電螺旋線圈8的中心軸C2為共軸的方式停止車輛，并且如圖23所示，在中心軸C1與C2之間會(huì)產(chǎn)生間隙d。
[0006]當(dāng)中心軸C1與C2之間的間隙d在從Omm到Dmm范圍內(nèi)變化時(shí)，本
【發(fā)明者】模擬作為圖22所示的供電系統(tǒng)I的常規(guī)產(chǎn)品A的受電環(huán)狀天線9的傳送效率。結(jié)果如圖24實(shí)線所
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[0007]順便提及，在這種情況下，供電環(huán)狀天線6和受電環(huán)狀天線9是相同的，并且直徑R11=R12=0.6Dmm。供電螺旋線圈7和受電螺旋線圈8是相同的，并且直徑R21=R22=Dmm。此外，供電螺旋線圈7與受電螺旋線圈8之間的距離L1固定為0.68Dmm。此外，供電環(huán)狀天線6和受電環(huán)狀天線9兩者的特性阻抗為50 Ω。
[0008]如圖24實(shí)線所示，當(dāng)中心軸Cp C2之間的間隙d為Omm到0.33Dmm時(shí),傳送效率近乎100%。當(dāng)中心軸C1、C2之間的間隙d大于0.33Dmm時(shí)，傳送效率開始降低。隨著間隙d變大，傳送效率降低變大。
[0009]因此，為了解決這個(gè)問題，如圖25所示，考慮使供電螺旋線圈7的直徑R21大于受電螺旋線圈8的直徑R22,以抑制傳送效率降低。
[0010]在作為圖25所示的供電系統(tǒng)I的常規(guī)產(chǎn)品B中，當(dāng)中心軸Cp C2之間的間隙d在從Omm到Dmm范圍內(nèi)變化時(shí),受電環(huán)狀天線9的傳送效率的測(cè)量結(jié)果如圖24虛線所示。
[0011]順便提及，在這種情況下，受電環(huán)狀天線9與常規(guī)產(chǎn)品A相同，并且直徑R12=0.6Dmm。受電螺旋線圈8與常規(guī)產(chǎn)品A相同，并且直徑R22=Dmm。此外,供電環(huán)狀天線6的直徑R11=1.7Dmm,并且供電螺旋線圈7的直徑R21=2Dmm。此外，與常規(guī)產(chǎn)品A相似，距離L1固定為0.68Dmm。[0012]如圖24虛線所示，當(dāng)供電螺旋線圈7的直徑R21大于受電螺旋線圈8的直徑R22時(shí)，傳送效率降低得到抑制。此外，當(dāng)供電螺旋線圈7的直徑R21大于從2D_到4D_范圍時(shí)，檢查到傳送效率降低得到進(jìn)一步抑制。
[0013]然而，有個(gè)問題，即使供電螺旋線圈7的直徑R21大于受電螺旋線圈8的直徑R22,傳送效率降低也未得到完全抑制。
[0014]此外，當(dāng)圖25中X-Y平面上受電螺旋線圈8的中心軸Cp C2的間隙(dx，dy)在Omm ^ dx ^ 1.Sd1ImiKOmm ^ dy ^ 1.Sd1Inrn范圍內(nèi)變化時(shí)，本
【發(fā)明者】模擬圖25所示的供電系統(tǒng)I的受電環(huán)狀天線9的傳送效率。結(jié)果如圖26所示。
[0015]順便提及，在這種情況下，受電環(huán)狀天線9的直徑R12為0.5dimm，并且受電螺旋線圈8的直徑R22為dimm。此外，供電環(huán)狀天線6的直徑R11為2.67dimm，并且供電螺旋線圈7的直徑R21為3dimm。即，供電螺旋線圈7的直徑R21約為受電螺旋線圈8的直徑R22的三倍。此外，供電螺旋線圈7與受電螺旋線圈8之間的距離L1固定為0.67(^111111。供電環(huán)狀天線6和受電環(huán)狀天線9兩者的特性阻抗為50 Ω。
[0016]如圖26所示，當(dāng)中心軸C^C2的間隙dx,dy為Omm到(I1Iiim時(shí),傳送效率近乎100%。然而，有個(gè)問題，當(dāng)中心軸C1X2的間隙dx，dy變?yōu)榇笥贑l1Him時(shí)，傳送效率變?yōu)榻档?，并且隨著間隙dx, dy變大,傳送效率進(jìn)一步降低。
[0017]此外，在PTL3中，提出供電系統(tǒng)，其中多個(gè)供電線圈配置于車輛行進(jìn)方向上。在這個(gè)供電系統(tǒng)中，通過將電力從后側(cè)線圈到前側(cè)線圈依次地供應(yīng)給車輛，使車輛在行進(jìn)方向上移動(dòng)。當(dāng)車輛停止時(shí)，電力無法供應(yīng)。
[0018]【引文列表】
[0019]【專利文獻(xiàn)】
[0020][PTL1] JP, A, 2010-124522
[0021][PTL2] JP, A, 2010-68657
[0022][PTL3] JP, A, 2009-71909

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]技術(shù)問題
[0024]因此，本發(fā)明目的是提供供電系統(tǒng)，通過抑制由介于供電線圈與受電線圈的中心軸之間的間隙引起的傳送效率降低，能夠來將電力從供電部高效地供應(yīng)給受電部。
[0025]【問題解決方案】
[0026]為了解決以上問題，根據(jù)本發(fā)明第一方面，提供了供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)包括:
[0027]多個(gè)供電線圈，電力供應(yīng)給該多個(gè)供電線圈；
[0028]受電線圈，當(dāng)該受電線圈在所述供電線圈的中心軸方向上與所述供電線圈相對(duì)布置且與所述供電線圈分開時(shí)，通過該受電線圈與所述供電線圈的電磁諧振，來自所述供電線圈的電力被發(fā)送到所述受電線圈；
[0029]位置檢測(cè)裝置，該位置檢測(cè)裝置配置成:檢測(cè)在所述多個(gè)供電線圈中最接近所述受電線圈的一個(gè)供電線圈作為相鄰線圈；以及
[0030]第一供電裝置，該第一供電裝置配置成:將電力僅供應(yīng)給由所述位置檢測(cè)裝置在所述多個(gè)供電線圈中檢測(cè)到的所述相鄰線圈。
[0031]根據(jù)本發(fā)明第二方面，提供了如第一方面所述的供電系統(tǒng)1，還包括:
[0032]發(fā)送器，該發(fā)送器布置成接近所述受電線圈，并且配置成輸出光信號(hào)或者無線信號(hào)；和
[0033]多個(gè)接收器，該多個(gè)接收器分別布置成接近所述多個(gè)供電線圈中的每一個(gè)，并且配置成從所述發(fā)送器接收所述光信號(hào)或者所述無線信號(hào)，
[0034]其中，所述位置檢測(cè)裝置基于由所述多個(gè)接收器接收的信號(hào)來檢測(cè)所述相鄰線圈。
[0035]根據(jù)本發(fā)明第三方面，提供了如第一方面所述的供電系統(tǒng)，還包括:
[0036]發(fā)送裝置，該發(fā)送裝置配置成使得所述受電線圈定期地發(fā)送無線信號(hào)；和
[0037]接收裝置，接收裝置配置成檢測(cè)由所述多個(gè)供電線圈從所述受電線圈接收的無線信號(hào)，
[0038]其中，所述位置檢測(cè)裝置檢測(cè)在所述多個(gè)供電線圈之中具有從所述受電線圈接收的所述無線信號(hào)的最高信號(hào)電平的所述供電線圈作為所述相鄰線圈。
[0039]根據(jù)本發(fā)明第四方面，提供了如第一方面所述的供電系統(tǒng)，還包括:
[0040]第二供電裝置，該第二供電裝置配置成將電力依次供應(yīng)給所述多個(gè)供電線圈；和
[0041]反射波檢測(cè)裝置，該反射波檢測(cè)裝置配置成檢測(cè)由每個(gè)所述供電線圈反射的電力的反射波，
[0042]其中，在所述第二供電裝置供應(yīng)電力的同時(shí)，所述位置檢測(cè)裝置檢測(cè)在所述多個(gè)供電線圈之中具有由所述反射波檢測(cè)裝置檢測(cè)到的最小反射波的所述供電線圈作為所述相鄰線圈。
[0043]根據(jù)本發(fā)明第五方面，提供了如第一方面至第四方面中任一項(xiàng)所述的供電系統(tǒng)，
[0044]其中，所述供電線圈和所述受電線圈形成為圓形螺旋狀，并且
[0045]其中，所述多個(gè)供電線圈彼此部分重疊。
[0046]根據(jù)本發(fā)明第六方面，提供了如第一方面至第四方面中任一項(xiàng)所述的供電系統(tǒng)，
[0047]其中，所述供電線圈和所述受電線圈形成為矩形螺旋狀，并且
[0048]其中，所述多個(gè)供電線圈在同一平面上彼此分開。
[0049]根據(jù)本發(fā)明第七方面，提供了供電系統(tǒng)，所述供電系統(tǒng)包括:
[0050]供電線圈，電力供應(yīng)給該供電線圈；和
[0051]多個(gè)受電線圈，當(dāng)所述受電線圈在所述供電線圈的中心軸方向上與所述供電線圈相對(duì)布置且與所述供電線圈分開時(shí)，通過該多個(gè)受電線圈與所述供電線圈的電磁諧振，來自所述供電線圈的電力被發(fā)送到所述多個(gè)受電線圈；
[0052]其中，所述多個(gè)受電線圈布置成在同一平面上彼此分開。
[0053]根據(jù)本發(fā)明第八方面，提供了如第七方面所述的供電系統(tǒng)，
[0054]其中供電線圈的直徑設(shè)置為大于受電線圈的直徑。
[0055]【本發(fā)明有益效果
[0056]如上所述，根據(jù)本發(fā)明第一方面所述，通過設(shè)置多個(gè)供電線圈，由供電線圈與受電線圈的中心軸之間的間隙引起的傳送效率降低能夠得到抑制。此外，當(dāng)?shù)谝还╇娧b置將電力僅供應(yīng)給在所述多個(gè)供電線圈中由位置檢測(cè)裝置檢測(cè)到的相鄰裝置時(shí)，由將電力同時(shí)供應(yīng)給所述多個(gè)供電線圈引起的干擾得以消除。因此，由供電線圈與受電線圈的中心軸之間的間隙引起的傳送效率降低能夠得到進(jìn)一步抑制。因此，電力可從供電部高效地供應(yīng)到受電部。
[0057]根據(jù)本發(fā)明第二方面所述，因?yàn)槲恢脵z測(cè)裝置基于由所述多個(gè)接收器接收的信號(hào)來檢測(cè)相鄰線圈，所以能夠正確地檢測(cè)到相鄰線圈。
[0058]根據(jù)本發(fā)明第三方面所述，位置檢測(cè)裝置檢測(cè)在所述多個(gè)供電線圈中具有從受電線圈接收的無線信號(hào)的最高信號(hào)電平的供電線圈作為相鄰線圈。因此，除供電線圈和受電線圈外，無需提供發(fā)送器和接收器，用于發(fā)送和接收光信號(hào)或者無線信號(hào)。因此，組件數(shù)能夠減少。
[0059]根據(jù)本發(fā)明第四方面所述，位置檢測(cè)裝置檢測(cè)在所述多個(gè)供電線圈中具有由反射波檢測(cè)裝置檢測(cè)到的最小反射波的供電線圈作為相鄰線圈。因此，在未定期發(fā)送信號(hào)到受電線圈的情況下，能夠檢測(cè)到相鄰線圈。因此，電力能夠從供電部更高效地供應(yīng)到受電部。
[0060]根據(jù)本發(fā)明第五方面所述，傳送效率降低能夠在交流電供應(yīng)從彼此相鄰的一個(gè)供電環(huán)狀天線切換到另一個(gè)供電環(huán)狀天線的點(diǎn)處得到抑制。
[0061]根據(jù)本發(fā)明第六方面所述，在與多個(gè)供電線圈的軸垂直的平面上，在供電線圈的排列方向以及與所述排列方向垂直的方向兩者上由供電線圈與受電線圈的中心軸之間的間隙引起的傳送效率降低能夠得到抑制。
[0062]根據(jù)本發(fā)明第七方面所述，設(shè)置多個(gè)受電線圈，并且所述多個(gè)受電線圈在同一平面上彼此分開。因此，即使當(dāng)發(fā)送到所述多個(gè)受電線圈中一些受電線圈的電力由于供電線圈與受電線圈的中心軸之間的間隙而減少時(shí)，發(fā)送到所述多個(gè)受電線圈中剩余受電線圈的電力增加。因此，由中心軸之間的間隙引起的傳送效率降低能夠得到抑制，并且電力能夠從供電部高效地供應(yīng)到受電部。
[0063]根據(jù)本發(fā)明第八方面所述，因?yàn)楣╇娋€圈的直徑設(shè)置為大于受電線圈的直徑，所以由供電線圈與受電線圈的中心軸之間的間隙引起的傳送效率降低能夠得到進(jìn)一步抑制，并且電力能夠從供電部高效地供應(yīng)到受電部。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0064]圖1為示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的供電系統(tǒng)的示意圖。
[0065]圖2A為示出構(gòu)成圖1所示的供電系統(tǒng)的供電部和受電部的透視圖。
[0066]圖2B為示出構(gòu)成圖1所示的供電系統(tǒng)的供電部和受電部的側(cè)視圖。
[0067]圖3為示出當(dāng)中心軸CpC2之間的間隙d在從Omm到2.Sd1Him范圍內(nèi)變化時(shí)圖25所示常規(guī)產(chǎn)品B的傳送效率模擬結(jié)果以及當(dāng)中心軸Cn、C2之間的間隙dx在從Omm到Sd1Inrn范圍內(nèi)變化時(shí)本發(fā)明產(chǎn)品A的傳送效率模擬結(jié)果的曲線圖。
[0068]圖4為示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的供電系統(tǒng)的示意圖。
[0069]圖5為示出圖4所示的受電螺旋線圈操作的時(shí)序圖。
[0070]圖6為示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的供電系統(tǒng)的示意圖。
[0071]圖7為示出構(gòu)成根據(jù)第四實(shí)施例的供電系統(tǒng)的供電部和受電部的側(cè)視圖。[0072]圖8為示出當(dāng)中心軸C11、C2之間的間隙dx在從Omm到2.Sd1Him范圍內(nèi)變化時(shí)圖7所不的兩個(gè)供電螺旋線圈的重疊寬度w分別為0.Ud1IimK0.33(1^^0.δ?^πιπκΟ.67(1^^
0.83dimm的本發(fā)明產(chǎn)品BI至B5的傳送效率的曲線圖。
[0073]圖9為示出當(dāng)間隙dx在從Omm到2.Sd1Him范圍內(nèi)變化時(shí)，在中心軸Cn、C2的間隙dy固定為Omm、0.67(^111111、(I1Iiim的同時(shí),其供電螺旋線圈的重疊寬度w=0.Sd1Inrn的本發(fā)明產(chǎn)品B2的傳送效率的曲線圖。
[0074]圖10為示出構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的供電系統(tǒng)的供電部和受電部的透視圖。
[0075]圖11為示出構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的供電系統(tǒng)的供電部和受電部的透視圖。
[0076]圖12為示出參照產(chǎn)品的中心軸Cn、C2的間隙(dx，dy)與傳送效率之間關(guān)系的曲線圖。
[0077]圖13為示出當(dāng)中心軸Cn、C2之間的間隙dx在從Omm到2.Sd1Iiim范圍內(nèi)變化時(shí)，圖10所示的兩個(gè)供電螺旋線圈之間的距離L2為0.1d1Hmu0.03(1^的本發(fā)明產(chǎn)品C1' C2以及兩個(gè)供電螺旋線圈之間的重疊寬度w為0.Ud1IimK0.33(1^^0.δ?^πιπκΟ.67(1^的本發(fā)明產(chǎn)品D1至D4的傳送效率的曲線圖。
[0078]圖14為示出當(dāng)間隙dx在從Omm到Sd1Inrn范圍內(nèi)變化時(shí),在兩個(gè)中心軸C11、C2之間的間隙dy固定為0mm、0.67(^111111、(I1Iiim的同時(shí)，圖10所示的兩個(gè)供電螺旋線圈之間的距離L2為0.03dimm的本發(fā)明產(chǎn)品C1的傳送效率的曲線圖。
[0079]圖15為示出根據(jù)本發(fā) 明第六實(shí)施例的供電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
[0080]圖16A為示出圖15所示的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的透視圖。
[0081]圖16B為示出圖15所示的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0082]圖17為示出圖15所示的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的頂視圖。
[0083]圖18為示出常規(guī)產(chǎn)品B的傳送效率S21、本發(fā)明產(chǎn)品的傳送效率S21、S31、(S21+S31)相對(duì)于間隙d的模擬結(jié)果的曲線圖。
[0084]圖19為說明圖15所示的供電系統(tǒng)中間隙d的說明圖。
[0085]圖20A為示出間隙d=0mm、距離A=3.3Dmm的本發(fā)明產(chǎn)品相對(duì)于交流電頻率的傳送效率S21、S31、S32的曲線圖。
[0086]圖20B為示出間隙d=0mm、距離A=2Dmm的本發(fā)明產(chǎn)品相對(duì)于交流電頻率的傳送效率S21、S31、S32的曲線圖。
[0087]圖21為示出常規(guī)供電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的示意圖。
[0088]圖22A為示出圖21所示的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的透視圖。
[0089]圖22B為示出圖21所示的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。
[0090]圖23為說明常規(guī)供電系統(tǒng)問題的說明圖。
[0091]圖24為示出在作為圖22所示的供電系統(tǒng)的常規(guī)產(chǎn)品A與作為圖25所示的供電系統(tǒng)的常規(guī)產(chǎn)品B中的中心軸CpC2的間隙d與傳送效率之間關(guān)系的曲線圖。
[0092]圖25A為示出常規(guī)供電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的透視圖。
[0093]圖25B為示出常規(guī)供電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例的側(cè)視圖。
[0094]圖26為示出圖25所示的常規(guī)產(chǎn)品的中心軸Q、C2的間隙(dx，dy)與傳送效率之間關(guān)系的曲線圖。
[0095]參考標(biāo)記列表
[0096]
1供電系統(tǒng)
7a供電螺旋線圈(供電線圈)
7b供電螺旋線圈(供電線圈)
8受電螺旋線圈(受電線圈)
8a受電螺旋線圈(受電線圈)
Sb受電螺旋線圈(受電線圈)
IICPU (位置檢測(cè)裝置，第一供電裝置、第二供電裝置)
12發(fā)送器
13a接收器
13b接收器
14發(fā)送電路(發(fā)送裝置)
15a接收電路(接收裝置)
15b接收電路(接收裝置)
16a反射波檢測(cè)器(反射波檢測(cè)裝置)
16b反射波檢測(cè)器(反射波檢測(cè)裝置)
17a供電螺旋線圈(供電線圈)
17b供電螺旋線圈(供電線圈)
18受電螺旋線圈(受電線圈)
Ci中心軸
C21中心軸
C22中心軸
【具體實(shí)施方式】
[0097](第一實(shí)施例)
[0098]下文中，將參考圖1和圖2說明本發(fā)明的供電系統(tǒng)。圖1為示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的供電系統(tǒng)的示意圖。圖2A和圖2B為示出構(gòu)成圖1所示的供電系統(tǒng)的供電部和受電部的透視圖和側(cè)視圖。如圖1所示，供電系統(tǒng)I包括:設(shè)置于道路2等上的供電部3 ;和設(shè)置于車輛4的腹部等上的受電部5。
[0099]如圖1和圖2所示，供電部3具有:兩個(gè)供電環(huán)狀天線6a、6b ;和供電螺旋線圈7a、7b，與供電環(huán)狀天線6a、6b的中心軸間隔地相對(duì)布置且電磁耦合到供電環(huán)狀天線6a、6b。[0100]這些供電環(huán)狀天線6a、6b分別形成為圓形環(huán)狀，并且供電環(huán)狀天線6a、6b的中心軸C11和C12 (圖2B)配置于自道路2向車輛4的腹部的方向上，即垂直方向。來自交流電源V (圖1)的交流電供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6a、6b。這些供電環(huán)狀天線6a、6b設(shè)置為彼此相同。
[0101]通過例如將導(dǎo)線纏繞成圓形螺旋狀來制成供電螺旋線圈7a、7b。供電螺旋線圈7a、7b的直徑分別形成為大于供電環(huán)狀天線6a、6b的直徑。此外，供電螺旋線圈7a、7b彼此相同并且在供電環(huán)狀天線6a、6b的車輛4側(cè)處與供電環(huán)狀天線6a、6b共軸配置。在本實(shí)施例中，供電環(huán)狀天線6a、6b配置在供電螺旋線圈7a、7b的與車輛4相距最遠(yuǎn)的纏繞導(dǎo)線相同的平面上。
[0102]由此，在它們可電磁耦合在一起的范圍內(nèi)，S卩，在當(dāng)交流電供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6a,6b時(shí)在供電螺旋線圈7a、7b中產(chǎn)生電磁感應(yīng)的范圍內(nèi)，供電環(huán)狀天線6a和供電螺旋線圈7a設(shè)置為彼此分開，并且供電環(huán)狀天線6b和供電螺旋線圈7b設(shè)置為彼此分開。此外，供電螺旋線圈7a、7b設(shè)置于同一平面上且在排列方向X上彼此分開距離L2 (圖2)。
[0103]受電部5具有:受電螺旋線圈8，在它們中心軸方向上與供電螺旋線圈7a、7b間隔地相對(duì)布置以電磁諧振；和受電環(huán)狀天線9，在受電螺旋線圈8的中心軸方向上與受電螺旋線圈8相對(duì)布置以電磁耦合到受電螺旋線圈8。
[0104]未示出的負(fù)載(諸如車載蓄電池)連接到受電環(huán)狀天線9。此外，受電環(huán)狀天線9形成為圓形環(huán)狀，并且受電環(huán)狀天線9的中心軸C2 (圖2)配置于自車輛4的腹部向道路2的方向上，即垂直方向。此外,受電環(huán)狀天線9的直徑小于供電環(huán)狀天線6a、6b的直徑。
[0105]通過例如將導(dǎo)線纏繞成圓形螺旋狀來形成受電螺旋線圈8。受電螺旋線圈8的直徑形成為小于供電螺旋線圈7a、7b的直徑且大于受電環(huán)狀天線9的直徑。即，供電螺旋線圈7a、7b的直徑形成為大于受電螺旋線圈8的直徑。此外，受電螺旋線圈8配置于受電環(huán)狀天線9的道路2側(cè)處且與受電環(huán)狀天線9共軸。在本實(shí)施例中，受電環(huán)狀天線9在與纏繞導(dǎo)線相同的平面上配置為與受電螺旋線圈8的道路2相距最遠(yuǎn)。
[0106]由此，在它們可電磁耦合在一起的范圍內(nèi)，S卩，在當(dāng)交流電供應(yīng)給受電螺旋線圈8時(shí)在受電環(huán)狀天線9中產(chǎn)生電磁感應(yīng)的范圍內(nèi)，受電環(huán)狀天線9和受電螺旋線圈8設(shè)置為彼此分開。
[0107]根據(jù)以上供電系統(tǒng)1，當(dāng)車輛4的受電部5靠近設(shè)置于道路2上的供電部3移動(dòng)，并且供電螺旋線圈7a、7b在中心軸方向上與受電螺旋線圈8變?yōu)殚g隔地相對(duì)時(shí)，供電螺旋線圈7a、7b和受電螺旋線圈8電磁諧振，使得電力以非接觸式方式從供電部3供應(yīng)到受電部5。
[0108]為了具體說明，當(dāng)交流電供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6a、6b時(shí),該電力通過電磁感應(yīng)發(fā)送到供電螺旋線圈7a、7b。S卩，電力經(jīng)由供電環(huán)狀天線6a、6b供應(yīng)給供電螺旋線圈7a、7b。當(dāng)電力發(fā)送到供電螺旋線圈7a、7b時(shí)，電力通過磁場(chǎng)諧振以無線方式發(fā)送到受電螺旋線圈
8。此外，當(dāng)電力發(fā)送到受電螺旋線圈8時(shí)，電力通過電磁感應(yīng)發(fā)送到受電環(huán)狀天線9并且供應(yīng)給連接于受電環(huán)狀天線9的負(fù)載。
[0109]如圖1所示，以上供電系統(tǒng)I還包括:開關(guān)10a，設(shè)置于供電環(huán)狀天線6a與交流電源V之間；開關(guān)10b，設(shè)置于供電環(huán)狀天線6b與交流電源V之間；CPU11，用于控制這些開關(guān)IOaUOb的開/關(guān)；發(fā)送器12，配置于受電螺旋線圈8附近；和兩個(gè)接收器13a、13b，分別配置于兩個(gè)供電螺旋線圈7a、7b附近。
[0110]開關(guān)10a、10b彼此并聯(lián)連接。由此，當(dāng)開關(guān)IOa閉合并且開關(guān)IOb斷開時(shí)，來自交流電源V的交流電僅供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6a且未供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6b。相反，當(dāng)開關(guān)IOa斷開并且開關(guān)IOb閉合時(shí)，來自交流電源V的交流電僅供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6b且未供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6a。
[0111]CPUll連接到這些開關(guān)10a、10b以及下述接收器13a、13b并且控制整個(gè)供電部3。發(fā)送器12安裝于車輛4的腹部上以便配置于受電螺旋線圈8附近。發(fā)送器12由用于發(fā)送光信號(hào)的發(fā)光元件、用于發(fā)送無線信號(hào)的發(fā)送天線、用于控制發(fā)光元件和發(fā)送天線的發(fā)送電路等構(gòu)成。發(fā)送器12在垂直方向上定期地向下發(fā)送光信號(hào)或者無線信號(hào)。
[0112]接收器13a安裝于道路2上以便配置于供電螺旋線圈7a附近。接收器13b安裝于道路2上以便配置于供電螺旋線圈7b附近。接收器13a、13b分別由用于接收光信號(hào)的光接收元件、用于接收無線信號(hào)的接收天線、用于檢測(cè)由光接收元件或者接收天線接收的信號(hào)的接收電路等構(gòu)成。接收器13a、13b接收從發(fā)送器12發(fā)送的光信號(hào)或者無線信號(hào)并且將其結(jié)果輸出到CPUlI。
[0113]CPUll用作為位置檢測(cè)裝置，并且基于從接收器13a、13b接收的結(jié)果來檢測(cè)兩個(gè)供電螺旋線圈7a、7b之中最接近受電螺旋線圈8的一個(gè)供電螺旋線圈作為相鄰線圈。具體地，當(dāng)由接收器13a接收的信號(hào)電平高于由接收器13b接收的信號(hào)電平時(shí)，CPUlI檢測(cè)出供電螺旋線圈7a作為相鄰線圈。當(dāng)由接收器13b接收的信號(hào)電平高于由接收器13a接收的信號(hào)電平時(shí)，CPUll檢測(cè)出供電螺旋線圈7b作為相鄰線圈。
[0114]然后，CPUll用作為第一供電裝置。CPUll控制開關(guān)10a、IOb的開/關(guān)以將電力僅供應(yīng)給供電螺旋線圈7a、7b之中的相鄰線圈。具體地，當(dāng)供電螺旋線圈7a被檢測(cè)為相鄰線圈時(shí)，CPUll閉合開關(guān)IOa并且斷開開關(guān)10b，使得來自交流電源V的電力僅供應(yīng)給供電螺旋線圈7a。相反，當(dāng)供電螺旋線圈7b被檢測(cè)為相鄰線圈時(shí)，CPUll斷開開關(guān)IOa并且閉合開關(guān)10b，使得來自交流電源V的電力僅供應(yīng)給供電螺旋線圈7b。
[0115]根據(jù)上述第一實(shí)施例的供電系統(tǒng)1，通過設(shè)置多個(gè)供電螺旋線圈7a、7b，由供電螺旋線圈7a、7b與受電螺旋線圈8的中心軸C11X12之間的間隙引起的傳送效率降低能夠得到抑制。此外，當(dāng)CPUll將電力僅供應(yīng)給兩個(gè)供電螺旋線圈7a、7b之中的相鄰線圈時(shí)，由將電力同時(shí)供應(yīng)給所述多個(gè)供電螺旋線圈7a、7b引起的干擾得以消除。因此，由供電螺旋線圈7a、7b與受電螺旋線圈8的中心軸Cn、C12與2之間的間隙引起的傳送效率降低能夠得到進(jìn)一步抑制。因此，電力能夠從供電部3高效地供應(yīng)到受電部5。
[0116]此外，根據(jù)上述第一實(shí)施例的供電系統(tǒng)1，因?yàn)镃PUll基于由兩個(gè)接收器13a、13b接收到的信號(hào)來檢測(cè)相鄰線圈，所以能夠正確地檢測(cè)到相鄰線圈。
[0117]接著,本
【發(fā)明者】模擬當(dāng)中心軸C1與C2之間的間隙dx在從Omm到2.3(1^范圍內(nèi)變化時(shí)，在作為圖16所示的供電系統(tǒng)I的常規(guī)產(chǎn)品B中從供電螺旋線圈7到受電螺旋線圈8的傳送效率。此外，本
【發(fā)明者】模擬當(dāng)在排列方向X上中心軸C11與C2之間的間隙dx在從Omm到3(^111111范圍內(nèi)變化時(shí)，在作為圖2所示的供電系統(tǒng)I的本發(fā)明產(chǎn)品A中從供電螺旋線圈7a、7b到受電螺旋線圈8的傳送效率，以確認(rèn)本發(fā)明效果。結(jié)果如圖3所示。
[0118]順便提及，供電螺旋線圈7、7a、7b彼此相同，并且直徑R21=3dimm。供電環(huán)狀天線6、6a、6b也彼此相同。常規(guī)產(chǎn)品B的受電螺旋線圈8與本發(fā)明產(chǎn)品的受電螺旋線圈8相同。常規(guī)產(chǎn)品B的受電環(huán)狀天線9與本發(fā)明產(chǎn)品的受電環(huán)狀天線9相同。此外，常規(guī)產(chǎn)品的距離L1與本發(fā)明產(chǎn)品相同，并且固定為0.ΘΤ?^πιπι。距離L2固定為0.(^屯臟。
[0119]此外，在本發(fā)明產(chǎn)品A中，當(dāng)間隙dx是從Omm到1.Sd1Him時(shí)，交流電源V僅供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6a和供電螺旋線圈7a。當(dāng)間隙dx是從1.Sd1Inrn到Sd1Inrn時(shí),交流電源V僅供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6b和供電螺旋線圈7b。此外，在本模擬中，受電環(huán)狀天線9的特性阻抗固定為50 Ω，供電環(huán)狀天線6a、6b中交流電源V供應(yīng)的一個(gè)供電環(huán)狀天線的特性阻抗為50 Ω，并且供電環(huán)狀天線6a、6b中交流電源V未供應(yīng)的另一個(gè)供電環(huán)狀天線的特性阻抗為1000 Ω而為偽斷開。
[0120]如圖3所示，在常規(guī)產(chǎn)品B中，隨著間隙dx變大，傳送效率逐漸降低。在本發(fā)明產(chǎn)品A中，雖然在供電切換點(diǎn)周圍傳送效率略微降低，但是在這點(diǎn)上又有高效區(qū)，并且高效區(qū)連續(xù)產(chǎn)生。
[0121](第二實(shí)施例)
[0122]接著，將說明第二實(shí)施例。在上述第一實(shí)施例中，發(fā)送器12配置于受電螺旋線圈8附近，接收器13a、13b分別配置于供電螺旋線圈7a、7b附近，并且CPUll基于由接收器13a、13b從發(fā)送器12接收的光信號(hào)或者無線信號(hào)來檢測(cè)相鄰線圈。在第二實(shí)施例中，省去了這些發(fā)送器12和接收器13a、13b。
[0123]即，在第二實(shí)施例中，如圖4所示，供電系統(tǒng)I還包括:發(fā)送電路14，作為發(fā)送裝置，連接到受電螺旋線圈8的兩端并且將電力供應(yīng)給受電螺旋線圈8以使受電螺旋線圈8定期地發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)(參見圖5)作為無線信號(hào)；和接收電路15a、15b，分別連接到兩個(gè)供電螺旋線圈7a、7b的兩端以檢測(cè)由兩個(gè)供電螺旋線圈7a、7b接收的導(dǎo)頻信號(hào)。接收電路15a、15b將檢測(cè)到的導(dǎo)頻信號(hào)供應(yīng)給CPUlI。
[0124]CPUll檢測(cè)供電螺旋線圈7a、7b中的與接收電路15a、15b之中接收最高信號(hào)電平的導(dǎo)頻信號(hào)的一個(gè)電路對(duì)應(yīng)的一 個(gè)線圈作為相鄰線圈。即，當(dāng)由接收電路15a接收的導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)電平高于由接收電路15b接收的導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)電平時(shí)，CPUll檢測(cè)供電螺旋線圈7a作為相鄰線圈。相反，當(dāng)由接收電路15b接收的導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)電平高于由接收電路15a接收的導(dǎo)頻信號(hào)的信號(hào)電平時(shí)，CPUll檢測(cè)供電螺旋線圈7b作為相鄰線圈。
[0125]根據(jù)上述第二實(shí)施例，CPUll從受電螺旋線圈8檢測(cè)具有導(dǎo)頻信號(hào)的最高信號(hào)電平的一個(gè)線圈作為兩個(gè)供電螺旋線圈7a、7b之中的相鄰線圈。因此，除供電螺旋線圈7a、7b和受電螺旋線圈8外，無需設(shè)置用于發(fā)送和接收光信號(hào)或者無線信號(hào)發(fā)送器12和接收器13a、13b。因此，組件數(shù)能夠減少。
[0126](第三實(shí)施例)
[0127]接著，將說明第三實(shí)施例。在第三實(shí)施例中，也無需發(fā)送器12和接收器13a、13b。即，在第三實(shí)施例中，如圖6所示，供電系統(tǒng)I還包括:反射波檢測(cè)器16a、16b，作為反射波檢測(cè)裝置，分別設(shè)置于兩個(gè)供電環(huán)狀天線6a、6b與交流電源V之間，用于檢測(cè)從兩個(gè)供電螺旋線圈7a、7b經(jīng)由供電環(huán)狀天線6a、6b到交流電源V的反射波。方向檢測(cè)器、循環(huán)器等能夠用作反射波檢測(cè)器16a、16b。反射波檢測(cè)器16a、16b將檢測(cè)到的反射波輸出到CPUlI。
[0128]當(dāng)受電螺旋線圈8遠(yuǎn)離供電螺旋線圈7a、7b移動(dòng)時(shí)，供電螺旋線圈7a、7b的反射波特性劣化。通過使用這個(gè)，CPUll檢測(cè)由反射波檢測(cè)器16a、16b中任一個(gè)檢測(cè)到的反射波電平為最小的線圈作為相鄰線圈。具體地，CPUll用作為第二供電裝置。在第一程序中，CPUll間隔一定時(shí)間地依次閉合開關(guān)10a、10b，以將電力依次供應(yīng)給供電螺旋線圈7a、7b。此時(shí)，CPUll檢測(cè)由反射波檢測(cè)器16a、16b中任一個(gè)檢測(cè)到的反射波電平為最小的線圈作為相鄰線圈，并且控制開關(guān)10a、10b以將電力僅供應(yīng)給檢測(cè)到的相鄰線圈。
[0129]然后，CPUll監(jiān)測(cè)相鄰線圈的反射波，并且當(dāng)反射波低于特定電平時(shí)，CPUll停止供應(yīng)電力給相鄰線圈，間隔一定時(shí)間地依次閉合開關(guān)10a、10b以在短時(shí)間內(nèi)將電力依次供應(yīng)給供電螺旋線圈7a、7b。然后，與第一程序相似，CPUll檢測(cè)由反射波檢測(cè)器16a、16b中任一個(gè)檢測(cè)到的反射波電平為最小的線圈作為相鄰線圈，并且控制開關(guān)10a、10b以將電力僅供應(yīng)給檢測(cè)到的相鄰線圈。然后，重復(fù)這些程序。
[0130]根據(jù)上述第三實(shí)施例，CPUll檢測(cè)由反射波檢測(cè)器16a、16b中任一個(gè)檢測(cè)到的反射波電平為最小的線圈作為兩個(gè)供電螺旋線圈7a、7b之中的相鄰線圈。因此，在無需定期地發(fā)送信號(hào)到受電螺旋線圈8的情況下，能夠檢測(cè)到相鄰線圈。因此，電力能夠從供電部3更高效地供應(yīng)到受電部5。
[0131](第四實(shí)施例)
[0132]接著，將說明第四實(shí)施例。在上述第一實(shí)施例至第三實(shí)施例中，供電螺旋線圈7a、7b彼此分開。在第四實(shí)施例中，如圖7所示，供電螺旋線圈7a、7b彼此部分重疊。以此方式，當(dāng)供電螺旋線圈7a、7b彼此部分重疊時(shí)，防止在來自交流電源V的供電目的地從供電環(huán)狀天線6a切換到供電環(huán)狀天線6b的點(diǎn)處傳送效率降低。
[0133]接著，本
【發(fā)明者】模擬:相對(duì)于在圖7所示的供電系統(tǒng)I中重疊寬度w彼此不同的本發(fā)明產(chǎn)品B1至B5,當(dāng)在排列方向X上中心軸Cn、C2之間的間隙dx在從Omm到2.Sd1Inrn范圍內(nèi)變化時(shí)從供電螺旋線圈7a、7b到受電螺旋線圈8的傳送效率，以確認(rèn)效果。結(jié)果如圖8所示。
[0134]順便提及，本發(fā) 明產(chǎn)品B1的重疊寬度w=0.Hd1Him,本發(fā)明產(chǎn)品B2的重疊寬度w=0.本發(fā)明產(chǎn)品B3的重疊寬度w=0.Sd1Inrn,本發(fā)明產(chǎn)品B4的重疊寬度w=0.本發(fā)明產(chǎn)品B5的重疊寬度w=0.83dimm。此外，本發(fā)明產(chǎn)品B1中來自交流電源V的供電目的地從供電環(huán)狀天線6a切換到供電環(huán)狀天線6b的點(diǎn)χ=1.42(^111111,本發(fā)明產(chǎn)品B2的x=l.34(1^,本發(fā)明產(chǎn)品B3的χ=1.26(^111111,本發(fā)明產(chǎn)品B4的x=l.Ud1Inrn,本發(fā)明產(chǎn)品B5的χ=1.(^屯臟。此外，本發(fā)明產(chǎn)品B1至^的供電環(huán)狀天線6a、6b，供電螺旋線圈7a、7b，受電螺旋線圈8，受電環(huán)狀天線9與本發(fā)明產(chǎn)品A相同。在軸方向Z上供電螺旋線圈7a、7b之間的距離L3=0.0lTdimm。
[0135]如圖3所示，在上述第一實(shí)施例中，在來自交流電源V的供電目的地從供電環(huán)狀天線6a切換到供電環(huán)狀天線6b的點(diǎn)dx=l.Sd1Inrn處,傳送效率是最小且是65.6%。相反,如圖8所示，通過設(shè)置重疊寬度W，傳送效率變?yōu)槌^70%。具體地，如圖8所示，在第四實(shí)施例中，隨著重疊寬度w變大，直至0.5屯_，切換點(diǎn)周圍的傳送效率降低減少。然而，人們發(fā)現(xiàn)，在重疊寬度w=0.83(1^中的傳送效率降低大于在重疊寬度w=0.Sd1Iiim中的傳送效率降低。
[0136]具體地，在第一實(shí)施例所示的本發(fā)明產(chǎn)品A中，在傳送效率為最小的切換點(diǎn)處的傳送效率為65.6%。相反，在w=0.5dimm情況下，在傳送效率為最小的切換點(diǎn)處傳的送效率為85.3%，并且人們發(fā)現(xiàn)，效率增加了接近20%。此外，當(dāng)重疊寬度w太大時(shí)，與間隙dx相對(duì)的高傳送效率區(qū)減少。因此，這不是好主意。相應(yīng)地，重疊寬度w具有最佳值，并且在第四實(shí)施例中設(shè)定在0.Sd1Iiim至0.范圍內(nèi)。[0137](第五實(shí)施例)
[0138]接著,本
【發(fā)明者】模擬當(dāng)間隙dx在從Omm到2.3(1^范圍變化時(shí)圖7所示的本發(fā)明產(chǎn)品B3 (w=0.5屯_)的傳送效率，同時(shí)在與排列方向X和軸方向Z都垂直的交叉方向Y (圖2)上的間隙dy分別固定為0mm、0.和dimm。結(jié)果如圖9所示。如圖9所示，當(dāng)間隙dy=0mm時(shí),最低傳送效率=85.3%。相反，當(dāng)間隙dyzdimm時(shí),最低傳送效率=35.7%,并且產(chǎn)生顯著效率降低。
[0139]以此方式，在以上第一實(shí)施例至第四實(shí)施例中，通過將導(dǎo)線纏繞成螺旋狀而形成的供電螺旋線圈7a、7b、受電螺旋線圈8用作供電線圈和受電線圈。在第五實(shí)施例中，如圖10和圖11所示，在諸如基板的平面上通過將導(dǎo)線纏繞成螺旋狀而形成的供電螺旋線圈17a、17b和受電螺旋線圈18用作供電線圈和受電線圈。這些供電螺旋線圈17a、17b和受電螺旋線圈18纏繞成正方形狀。供電環(huán)狀天線6a、6b和受電環(huán)狀天線9也形成為正方形環(huán)狀。供電螺旋線圈17a、17b可如圖10所示彼此分開,或者可如圖11所示彼此重疊。
[0140]根據(jù)以上第五實(shí)施例，由在供電螺旋線圈17a、17b和受電螺旋線圈18的排列方向X和交叉方向Y兩者上中心軸Cn、c12與C2之間的間隙引起的傳送效率降低能夠得到抑制。
[0141]接著，本
【發(fā)明者】模擬了當(dāng)在以上受電螺旋線圈18的XY平面上中心軸Cn、C2之間的間隙(dx, dy)在Omm ^ dx ^ 1.Sd1IimKOmm ^ dy ^ 1.Sd1Inrn范圍內(nèi)變化時(shí),在具有一個(gè)供電螺旋線圈和一個(gè)供電環(huán)狀天線的參照產(chǎn)品中，從供電螺旋線圈17a、17b到受電螺旋線圈18的傳送效率。結(jié)果如圖12所示。在圖16所示的常規(guī)產(chǎn)品中，如圖18所示，傳送效率的分布為以間隙(dx,dy)= (0mm,0mm)為中心的同心圓形狀。相反,在參照產(chǎn)品中，如圖12所示，傳送效率的分布大體上為正方形狀，并且參照產(chǎn)品的高效區(qū)比常規(guī)產(chǎn)品的高效區(qū)更寬。
[0142]此外,本
【發(fā)明者】模擬了當(dāng)間隙dx在Omm至2.Sd1Iiim范圍變化時(shí),在如圖10所示的供電系統(tǒng)I中具有不同距離L2的本發(fā)明產(chǎn)品Cp C2中，從供電螺旋線圈17a、17b到受電螺旋線圈18的傳送效率。此 外,本
【發(fā)明者】模擬了當(dāng)間隙dx在Omm至2.Sd1Iiim范圍變化時(shí),在如圖11所示的供電系統(tǒng)I中具有不同重疊寬度w的本發(fā)明產(chǎn)品D1至隊(duì)中，從供電螺旋線圈17a、17b到受電螺旋線圈18的傳送效率。結(jié)果如圖13所示。
[0143]順便提及，在本發(fā)明產(chǎn)品CpCyD1至D4中，供電環(huán)狀天線6a、6b彼此相等，并且一邊L11為2.79dimm。供電螺旋線圈17a、17b也彼此相等，并且一邊L21為3dimm，3dimm與本發(fā)明產(chǎn)品A、B的供電螺旋線圈7a、7b的直徑R21相同。受電螺旋線圈18的一邊L12也為Cl1Him,
與本發(fā)明產(chǎn)品A、B的受電螺旋線圈8的直徑R22相同。受電環(huán)狀天線9的一邊L12為
0.35(^111111。此外，距離 L2 固定為 0.67(1^0
[0144]從圖13可以清楚看出，任意的本發(fā)明產(chǎn)品Q、C2, D1至D5的傳送效率都大于70%。特別是，本發(fā)明產(chǎn)品C1的最小傳送效率為83%，83%為最高效率。
[0145]接著，本
【發(fā)明者】模擬了當(dāng)間隙dx在Omm至2.3(1^范圍變化時(shí)本發(fā)明產(chǎn)品C1(L2=0.的傳送效率，同時(shí)間隙dy分別固定為0mm、0.和(I1Iiim,并且確認(rèn)了本發(fā)明效果。結(jié)果如圖14所示。如圖9所示，在本發(fā)明產(chǎn)品B2中，在傳送效率為最低的位置dx=l.24(^111111處，當(dāng)間隙dy=0mm時(shí),傳送效率為85.3%,當(dāng)間隙dy=0.67(1^時(shí),傳送效率為60.4%，當(dāng)間隙dyzc^mm時(shí)，傳送效率為35.7%。因此，由于在交叉方向上的間隙y，產(chǎn)生顯著效率降低。相反，如圖14所示,在本發(fā)明產(chǎn)品C1中,在傳送效率為最低的點(diǎn)dx=l.Sd1Iiim處，當(dāng)間隙dy=0mm時(shí)，傳送效率為82.9%,當(dāng)間隙dy=0.67(1^時(shí)，傳送效率為81.5%,當(dāng)間隙dy=d1mm時(shí)，傳送效率為76.7%。因此，傳送效率降低得到進(jìn)一步抑制。
[0146]根據(jù)以上第五實(shí)施例，供電螺旋線圈17a、17b和受電螺旋線圈18形成為矩形螺旋狀，并且兩個(gè)供電螺旋線圈17a、17b在同一平面上彼此分開。由此，在與兩個(gè)供電螺旋線圈17a、17b的軸方向垂直的X-Y平面上，由在供電螺旋線圈17a、17b的排列方向以及與該排列方向垂直的方向兩者上的中心軸Cn、C12與C2之間的間隙引起的傳送效率降低能夠得到抑制。
[0147]順便提及，根據(jù)以上第一實(shí)施例至第五實(shí)施例，配置兩個(gè)供電線圈。然而，本發(fā)明并不限于此?？膳渲萌齻€(gè)供電線圈。此外，或可配置許多供電線圈，使得高傳送效率區(qū)可進(jìn)一步增加。此外，通過以除了線性之外的平面方式配置供電線圈，能夠與受電線圈的平面運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)地發(fā)送電力。
[0148](第六實(shí)施例)
[0149]下文中，將參考圖15至圖17說明根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的供電系統(tǒng)。圖15為示出根據(jù)本發(fā)明的供電系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。圖16A為示出圖15所示的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的透視圖。圖16B為示出圖15所示的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。圖17為示出圖15所示的供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的頂視圖。如圖15所示，供電系統(tǒng)I包括:設(shè)置于道路2等上的供電部3 ；和設(shè)置于車輛4的腹部等上的受電部5。
[0150]如圖15至圖17所示，供電部3具有:供電環(huán)狀天線6，電力供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6 ;和供電螺旋線圈7 (供電線圈)，在供電環(huán)狀天線6的軸方向上間隔地與供電環(huán)狀天線6相對(duì)布置且電磁結(jié)合到供電環(huán)狀天線6。這個(gè)供電環(huán)狀天線6形成為圓形環(huán)狀，并且供電環(huán)狀天線6的中心軸C1配置在自道路2向車輛4的腹部的方向上，即垂直方向。來自未示出的交流電源的交流電供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6。
[0151]通過例如將導(dǎo)線纏繞成圓形螺旋狀來制成供電螺旋線圈7，供電螺旋線圈7的直徑大于供電環(huán)狀天線6的直徑。此外，供電螺旋線圈7配置于供電環(huán)狀天線6的車輛4側(cè)處且與供電環(huán)狀天線6共軸。在本實(shí)施例中，供電環(huán)狀天線6配置在供電螺旋線圈7的與車輛4相距最遠(yuǎn)的纏繞導(dǎo)線相同的平面上。
[0152]由此，供電環(huán)狀天線6和供電螺旋線圈7設(shè)置為彼此分開，并且在它們能夠電磁耦合在一起的范圍內(nèi)，即，在當(dāng)交流電供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6時(shí)在供電螺旋線圈7中產(chǎn)生電磁感應(yīng)的范圍內(nèi)，供電環(huán)狀天線6和供電螺旋線圈7設(shè)置為彼此分開。
[0153]受電部5具有:兩個(gè)受電螺旋線圈8a、8b，在它們中心軸方向上與供電螺旋線圈7間隔地相對(duì)布置以電磁諧振；和兩個(gè)受電環(huán)狀天線9a、9b，在受電螺旋線圈8a、8b的中心軸方向上分別與受電螺旋線圈8a、8b相對(duì)布置以電磁I禹合到受電螺旋線圈8a、8b。
[0154]未示出的負(fù)載，諸如車載蓄電池連接到受電環(huán)狀天線9a、9b。供應(yīng)給受電環(huán)狀天線9a、9b的電力總和供應(yīng)給這個(gè)負(fù)載。此外，受電環(huán)狀天線9a、9b形成為圓形環(huán)狀，并且受電環(huán)狀天線9a、9b的中心軸C21、C2s配置于自車輛4的腹部向道路2的方向上，即垂直方向。此外，受電環(huán)狀天線9a、9b彼此相等，并且受電環(huán)狀天線9a、9b的直徑小于供電環(huán)狀天線6的直徑。
[0155]受電螺旋線圈8a、8b彼此相等并且通過將導(dǎo)線纏繞成圓形螺旋狀而形成，受電螺旋線圈8a、8b的直徑小于供電螺旋線圈7的直徑且大于受電環(huán)狀天線9a、9b的直徑。SP，供電螺旋線圈7的直徑形成為大于受電螺旋線圈8a、8b的直徑。此外，受電螺旋線圈8a、8b分別設(shè)置于受電環(huán)狀天線9a、9b的道路2側(cè)處且與受電環(huán)狀天線9a、9b共軸。在本實(shí)施例中，受電環(huán)狀天線9a、9b配置在受電螺旋線圈8a、8b的與道路2相距最遠(yuǎn)的纏繞導(dǎo)線相同的平面上。
[0156]由此，在它們能夠電磁耦合在一起的范圍內(nèi)，即，在當(dāng)交流電供應(yīng)給受電螺旋線圈8a、8b時(shí)在受電環(huán)狀天線9a、9b中產(chǎn)生電磁感應(yīng)的范圍內(nèi)，受電環(huán)狀天線9a與受電螺旋線圈8a以及受電環(huán)狀天線9b與受電螺旋線圈Sb分別設(shè)置為彼此分開。此外，以上受電螺旋線圈8a、8b配置于同一平面上且彼此分開。
[0157]根據(jù)以上供電系統(tǒng)1，當(dāng)車輛4靠近供電部3移動(dòng)并且供電螺旋線圈7在中心軸方向上與受電螺旋線圈8a、8b變?yōu)殚g隔地相對(duì)時(shí)，供電螺旋線圈7和受電螺旋線圈8a、8b電磁諧振，使得電力以非接觸式方式從供電部3供應(yīng)到受電部5。
[0158]為了具體說明，當(dāng)交流電供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6時(shí)，該電力通過電磁感應(yīng)發(fā)送到供電螺旋線圈7。即，電力經(jīng)由供電環(huán)狀天線6供應(yīng)給供電螺旋線圈7。當(dāng)電力發(fā)送到供電螺旋線圈7時(shí)，電力通過磁場(chǎng)諧振以無線方式發(fā)送到受電螺旋線圈8a、8b。此外，當(dāng)電力發(fā)送到受電螺旋線圈8a、8b時(shí)，電力通過電磁感應(yīng)發(fā)送到受電環(huán)狀天線9a、9b并且供應(yīng)給連接于受電環(huán)狀天線9a、9b的負(fù)載。
[0159]根據(jù)以上供電系統(tǒng)1，通過設(shè)置多個(gè)受電螺旋線圈8a、8b和受電環(huán)狀天線9a、9b，由供電螺旋線圈7的中心軸C1與受電螺旋線圈8a、8b的中心軸C21和C22之間的間隙引起的傳送效率降低能夠得到抑制。因此，電力能夠從供電部3高效地供應(yīng)到受電部5。
[0160]接著,本
【發(fā)明者】模擬了當(dāng)中心軸C1與C2之間的間隙dx在從Omm到3Dmm范圍內(nèi)變化時(shí)，作為圖25A和圖15B所示的供電系統(tǒng)I的常規(guī)產(chǎn)品B中，從供電螺旋線圈7到受電螺旋線圈8的傳送效率S21。此外，本
【發(fā)明者】模擬了當(dāng)中心軸C1與中心軸C21和C22之間的間隙d在從Omm到3Dmm范圍內(nèi)變化時(shí)，作為圖15至圖17所示的供電系統(tǒng)I的本發(fā)明產(chǎn)品中，從供電螺旋線圈7到受電螺旋線圈8a的傳送效率S21、從供電螺旋線圈7到受電螺旋線圈8b的傳送效率S31以及從供電螺旋線圈7到受電螺旋線圈8a、8b的傳送效率總和S21+S31，以確認(rèn)本發(fā)明效果。結(jié)果如圖18所示。
[0161]順便提及，在以上本發(fā)明產(chǎn)品中，如圖19所示，間隙d介于兩個(gè)中心軸C21和C22的中心與中心軸C1之間。此外，供電螺旋線圈7在常規(guī)產(chǎn)品B和本發(fā)明產(chǎn)品兩者中是相同的，并且供電螺旋線圈7的直徑R21=4Dmm。受電螺旋線圈8、8a、8b彼此相等，并且受電螺旋線圈8、8a、8b的直徑R22=Dmm。此外，在本發(fā)明產(chǎn)品中，中心軸C21與C22之間的距離A固定為2Dmm。
[0162]如圖18所示，與由虛線表示的常規(guī)產(chǎn)品B的傳送效率S21相比，由間隙d引起由實(shí)線表示的本發(fā)明產(chǎn)品的傳送效率(S21+S31)降低得到抑制。為了具體說明，在常規(guī)產(chǎn)品B中，高傳送效率S21維持在間隙d在1.33Dmm內(nèi)的范圍內(nèi)，然而，當(dāng)間隙d大于1.33Dmm時(shí)，傳送效率S21急劇下降。相反，在本發(fā)明產(chǎn)品中，能夠維持高傳送效率(S21+S31)的間隙d范圍從上述1.33Dmm擴(kuò)展到2.33Dmm。
[0163]此外,從圖18可以清楚看出，當(dāng)間隙d為Omm時(shí),從供電螺旋線圈7發(fā)出的能量均等地發(fā)送到兩個(gè)受電螺旋線圈8a、8b。隨著間隙d增加，到受電螺旋線圈8a的發(fā)送量增加，到受電螺旋線圈8b的發(fā)送量減少。
[0164]順便提及，就受電螺旋線圈8a的傳送效率S21與受電螺旋線圈8b的傳送效率S31的結(jié)合方法而言，當(dāng)電力輸出為直流(DC)電時(shí)，還要設(shè)置交流/直流(AC/DC)轉(zhuǎn)換器，用于將發(fā)送到受電環(huán)狀天線9a、9b的交流電轉(zhuǎn)換為直流電，并且將由AC/DC轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的直流電彼此結(jié)合為容易實(shí)現(xiàn)的方法。
[0165]相反，當(dāng)發(fā)送到受電環(huán)狀天線9a、9b的交流電結(jié)合時(shí)，人們擔(dān)心，由于兩個(gè)交流電之間的相位差，交流電可能彼此衰減，并且可能產(chǎn)生損耗。然而，只要交流電波長(zhǎng)比間隙d大得多，并且由相位差引起的損耗不是問題，發(fā)送到受電環(huán)狀天線9a、9b的交流電就可結(jié)合。在本實(shí)施例中，交流電頻率固定為fOMHz。因?yàn)閒0約為10MHz，所以波長(zhǎng)約為30mm，并且由間隙Dmm引起的相位差不是問題。
[0166]此外，本
【發(fā)明者】模擬了在如圖15至圖17所示的本發(fā)明產(chǎn)品的供電系統(tǒng)I中，當(dāng)間隙d固定為Omm并且兩個(gè)受電螺旋線圈8a、8b之間的距離A為3.33Dmm時(shí),相對(duì)于供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6的交流頻率的傳送效率S21、S31以及供電螺旋線圈7與受電螺旋線圈8之間的傳送效率S32。結(jié)果如圖20A所示。此外，本
【發(fā)明者】模擬了當(dāng)間隙d固定為Omm并且兩個(gè)受電螺旋線圈8a、8b之間的距離A為2Dmm時(shí)，相對(duì)于供應(yīng)給供電環(huán)狀天線6的交流頻率的傳送效率S21、S31以及受電螺旋線圈8a、8b之間的傳送效率S32。結(jié)果如圖20B所示。如圖20B所示，當(dāng)兩個(gè)受電螺旋線圈8a、8b之間的距離A為短時(shí)，兩個(gè)受電螺旋線圈8a、8b之間的相互干涉，即，傳送效率S32變大，并且傳送效率S32為最大的頻率增加。因此，必要將兩個(gè)受電螺旋線圈8a、8b之間的距離A固定。
[0167]根據(jù)以上實(shí)施例，當(dāng)設(shè)置多個(gè)受電螺旋線圈8a、8b且配置為在同一平面上彼此分開時(shí)，由供電螺旋線圈7的中心軸C1與受電螺旋線圈8a、8b的中心軸C21X22之間的間隙引起的傳送效率降低得到抑制，并且電力能夠從供電部3高效地供應(yīng)到受電部5。
[0168]此外，根據(jù)以上實(shí)施例，當(dāng)供電螺旋線圈7的直徑R21設(shè)置為大于受電螺旋線圈8a、8b的直徑R22時(shí)，由供電螺旋線圈7的中心軸C1與受電螺旋線圈8a、8b的中心軸C21X22之間的間隙引起的傳送效率降低得到進(jìn)一步抑制，并且電力能夠從供電部3高效地供應(yīng)到受電部5。
[0169]順便提及，在以上實(shí)施例中，設(shè)置兩個(gè)受電環(huán)狀天線9a、9b和兩個(gè)受電螺旋線圈8a、8b。然而，本發(fā)明并不限于此。只需要的是多個(gè)受電環(huán)狀天線和多個(gè)受電螺旋線圈，并且例如，三個(gè)受電環(huán)狀天線和三個(gè)受電螺旋線圈可以接受。
[0170]此外，在以上實(shí)施例中，供電螺旋線圈7的直徑R21設(shè)置為大于受電螺旋線圈8a、8b的直徑R22。然而，本發(fā)明并不限于此。只需要的是:由于間隙山即使發(fā)送到受電螺旋線圈8a、8b中一個(gè)受電螺旋線圈的電力減少，發(fā)送到另一個(gè)受電螺旋線圈的電力增加。例如，供電螺旋線圈7的直徑R21可設(shè)置為等于受電螺旋線圈8a、8b的直徑R22。
[0171]此外，以上實(shí)施例僅示出本發(fā)明的典型實(shí)施例。本發(fā)明并不限于所述實(shí)施例。即，在本發(fā)明范圍內(nèi)可進(jìn)行各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種供電系統(tǒng),包括: 多個(gè)供電線圈，電力供應(yīng)給該多個(gè)供電線圈； 受電線圈，當(dāng)該受電線圈在所述供電線圈的中心軸方向上與所述供電線圈相對(duì)布置且與所述供電線圈分開時(shí)，通過該受電線圈與所述供電線圈的電磁諧振，來自所述供電線圈的電力被發(fā)送到所述受電線圈； 位置檢測(cè)裝置，該位置檢測(cè)裝置配置成:檢測(cè)在所述多個(gè)供電線圈中最接近所述受電線圈的一個(gè)供電線圈作為相鄰線圈；以及 第一供電裝置，該第一供電裝置配置成:將電力僅供應(yīng)給由所述位置檢測(cè)裝置在所述多個(gè)供電線圈中檢測(cè)到的所述相鄰線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，還包括: 發(fā)送器，該發(fā)送器布置成接近所述受電線圈，并且配置成輸出光信號(hào)或者無線信號(hào)；和多個(gè)接收器，該多個(gè)接收器分別布置成接近所述多個(gè)供電線圈中的每一個(gè)，并且配置成從所述發(fā)送器接收所述光信號(hào)或者所述無線信號(hào)， 其中，所述位置檢測(cè)裝置基于由所述多個(gè)接收器接收的信號(hào)來檢測(cè)所述相鄰線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，還包括: 發(fā)送裝置，該發(fā)送裝置配置成使得所述受電線圈定期地發(fā)送無線信號(hào)；和 接收裝置，接收裝置配置成檢測(cè)由所述多個(gè)供電線圈從所述受電線圈接收的無線信 號(hào)， 其中，所述位置檢測(cè)裝置檢測(cè)在所述多個(gè)供電線圈之中具有從所述受電線圈接收的所述無線信號(hào)的最高信號(hào)電平的所述供電線圈作為所述相鄰線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的供電系統(tǒng)，還包括: 第二供電裝置，該第二供電裝置配置成將電力依次供應(yīng)給所述多個(gè)供電線圈；和反射波檢測(cè)裝置，該反射波檢測(cè)裝置配置成檢測(cè)由每個(gè)所述供電線圈反射的電力的反射波， 其中，在所述第二供電裝置供應(yīng)電力的同時(shí)，所述位置檢測(cè)裝置檢測(cè)在所述多個(gè)供電線圈之中具有由所述反射波檢測(cè)裝置檢測(cè)到的最小反射波的所述供電線圈作為所述相鄰線圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的供電系統(tǒng)， 其中，所述供電線圈和所述受電線圈形成為圓形螺旋狀，并且 其中，所述多個(gè)供電線圈彼此部分重疊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的供電系統(tǒng)， 其中，所述供電線圈和所述受電線圈形成為矩形螺旋狀，并且 其中，所述多個(gè)供電線圈在同一平面上彼此分開。
7.—種供電系統(tǒng),包括: 供電線圈，電力供應(yīng)給該供電線圈；和 多個(gè)受電線圈，當(dāng)所述受電線圈在所述供電線圈的中心軸方向上與所述供電線圈相對(duì)布置且與所述供電線圈分開時(shí)，通過該多個(gè)受電線圈與所述供電線圈的電磁諧振，來自所述供電線圈的電力被發(fā)送到所述多個(gè)受電線圈； 其中，所述多個(gè)受電線圈布置成在同一平面上彼此分開。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的供電系統(tǒng)，其中，所述供電線圈的直徑 設(shè)置為大于所述受電線圈的直徑。
【文檔編號(hào)】H02J17/00GK103477533SQ201280014161
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2012年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月18日
【發(fā)明者】加加美和義, 堀內(nèi)學(xué), 田中信吾 申請(qǐng)人:矢崎總業(yè)株式會(huì)社