[发明专利]非接触电力馈送装置和非接触电力馈送方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于在没有物理接触的情况下从移动体外部的电源将电力馈送到安装在移动体上的蓄电池的技术。

背景技术

近年来，诸如电动车辆等之类的电动力车辆作为对环境无害的移动体吸引了大量的关注。

这些电动车辆各自具有生成车辆驱动力的电动机和存储馈送到电动机的电力的可再充电的储能电池。然而，要安装在电动车辆中的尺寸小重量轻的储能电池的存储容量不大。因此，电动车辆的用户必须频繁地对电池再充电。此外，对于再充电，用户必须操作重的充电线缆，这对用户是麻烦的工作。

解决方案的方法中的一种是不使用电源线缆和电力馈送线缆的无线电力馈送。由下文所提及的非专利文献1提议的共振法（resonance method）能够有效地针对非常长的距离传输电力，因此共振法近年来引起了大量的关注。

此外，在下文所提及的非专利文献2中描述了通过磁共振耦合、使用自共振频率的无线电力馈送，并且在下文所提及的专利文献1、2和3中描述了无线类型的电力馈送装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献-1:日本专利4453741

专利文献-2:日本特开专利申请（tokkai）2010-233442。

专利文献-3:日本特开专利申请（tokkai）2010-252446。

非专利文献

非专利文献-1:Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic ResonancesJuly6,2007,SCIENCE,317卷,83-86页。

非专利文献-2:Masaki KATO,Takehiro IMURA,Toshiyuki UCHIDA,Yoichi HORI,Wireless Power Feeding using Self-Resonant Frequency via Magnetic Resonant Coupling,Heisei22(=2010A.D.),IEEJ INDUSTRY APPLICATIONS SOCIETY。

发明内容

本发明要解决的问题

然而，在上文所提及的共振法中，只有在适当地调节初级和次级线圈的共振频率时才能获得有效电力传输。因此，在此方法中，需要用于调节共振频率的控制。

在上文所提及的专利文献1中所描述的方法中，由电动车辆一侧对接收电力进行检测，并且通过通信将电力的接收状况发送到电力传输设备从而控制电力传输设备。在此方法中，需要提供通信设备，因此电动车辆和电力传输设备二者的成本增大。此外，在此方法中，只有在电动车辆和电力传输设备具有共同的通信系统时对电池的再充电才是可能的。

此外，在上文所提及的专利文献2和3的方法中，通过测量阻抗来检测共振频率。在这些提出的方法中，通过扫描频率来执行对阻抗的测量，结果，通过所谓的扫描频率间隔来进行对共振频率的检测。

从示出接收电力和高频供电电力的频率之间的关系的图5可以理解，在共振法的情况下，“Q”的值高，则在非常短的频率范围内实现共振，因此，为了通过使用这样的方法来导出共振频率“fθ”，需要使用非常精细的扫描频率间隔，因此这样的方法不现实。此外，由于检测到的频率不是共振频率“fθ”，因此不可能以最高效率的频率执行电力传输。

提供了本发明以解决上文所提及的问题，并且本发明旨在提供能够在没有无线通信的情况下执行高效电力传输的无线电力传输设备和/或方法。

解决问题的手段

为了解决上文所提及的问题，提供了如权利要求1所限定的非接触电力馈送装置，该非接触电力馈送装置包括：通过磁场共振作用与移动体外部的初级线圈磁耦合的并构建为接收来自初级线圈的电力的次级线圈，用于整流由次级线圈接收到的电力的整流器，用于存储由整流器整流的电力的可再充电的储能电池，安装在移动体上的用于在接收到来自可再充电的储能电池的电力时驱动移动体的电动机，该非接触电力馈送装置的特征在于：初级线圈通过磁场共振作用与次级线圈磁耦合，并被构建为给次级线圈馈送高频电力；高频电力驱动器被设置用于将移动体外部的电力转换为能够在磁场共振时提供给移动体的高频电力，转换后的电力被提供给初级线圈；计算装置被设置用于根据高频电力驱动器的供电电流和电压来估算在磁场共振时从初级线圈到次级线圈的电力传输的等效电路参数；以及控制装置被设置用于根据由计算装置估算的等效电路参数来估算次级线圈的接收电力，并且被设置用于控制供电电力的频率以便使估算的接收电力表现出最大值。