[发明专利]电力传输系统

说明书

技术领域

本发明涉及采用磁共振方式的磁共振天线的无线电力传输系统。

背景技术

近年来，正在盛行开发一种不使用电源线等而以无线方式传输电力(电能)的技术。在以无线方式传输电力的方式中，作为特别引人瞩目的技术，有一种被称为磁共振方式的技术。该磁共振方式是2007年马萨诸塞州工科大学的研究组提出的方式，与之相关的技术例如在专利文献1(日本特表2009－501510号公报)中公开。

磁共振方式的无线电力传输系统通过使送电侧天线的共振频率与受电侧天线的共振频率相同，从送电侧天线对受电侧天线高效地进行能量传递，最大特征之一是能够使电力传输距离为数十cm～数m。

在上述那样的磁共振方式的无线电力传输系统中，例如当一方的天线被搭载于电动汽车那样的移动体时，由于每当进行电力传输时，天线间的配置发生变化，所以赋予最佳的电力传输效率的频率与之相伴而变化。鉴于此，提出了一种在进行电力传输的前段扫描频率，来决定实际的电力传输时的最佳频率的技术。例如，专利文献1(日本特开2010－68657号公报)中公开了一种无线电力发送装置，其具有输出规定的频率的交流电力的交流电力输出单元、第一共振线圈以及与该第一共振线圈对置配置的第二共振线圈，将由上述交流电力输出单元输出的交流电力向上述第一共振线圈输出，通过共振现象以非接触方式将上述交流电力向上述第二共振线圈发送，该无线电力发送装置具备频率设定单元，该频率设定单元分别测定上述第一共振线圈的共振频率以及上述第二共振线圈的共振频率，将由上述交流电力输出单元输出的交流电力的频率设定为上述各共振频率的中间频率。

专利文献1:日本特表2009－501510号公报

专利文献2:日本特开2010－68657号公报

发明内容

然而，发明者通过实验发现，在上述那样的磁共振方式的无线电力传输系统中，在送电侧天线与受电侧天线之间存在位置偏移的情况下，作为将受电侧系统作为整体看时的负载条件，存在与位置偏移对应的最佳条件。然而，在上述专利文献2记载的发明中，由于未考虑上述那样的负载条件而进行电力传输，因此存在综合的电力传输效率降低这一技术问题。

为解决上述技术问题，技术方案1涉及的发明是经由电磁场从送电天线向受电天线传输电能的电力传输系统，其特征在于，包括：将直流电压转换为规定的频率的交流电压并输出的逆变器部；控制上述逆变器部的驱动频率并且控制输入至上述逆变器部的直流电压的电压值，从而控制从上述逆变器部输出的电力的送电侧控制部，被输入来自上述逆变器部的交流电压的上述送电天线；将来自上述受电天线的输出整流为直流电压并输出的整流部；将从上述整流部输出的直流电压升压或者降压并输出的升降压部；利用来自上述升降压部的输出进行充电的电池；以及受电侧控制部，其通过控制上述升降压部来控制为以最大效率向上述电池进行充电。

此外，技术方案2涉及的发明是根据技术方案1所记载的电力传输系统，其特征在于，上述送电侧控制部进行控制以使得上述逆变器部的输出电力值为恒定，上述受电侧控制部通过控制上述升降压部来控制为以最大电力值向上述电池进行充电。

此外，技术方案3涉及的发明是根据技术方案1或者技术方案2所记载的电力传输系统，其特征在于，作为上述逆变器部的驱动频率，使用两个极值频率中的较高的极值频率。

根据本发明涉及的电力传输系统，由于在送电侧系统中控制成输出恒定的电力，在受电侧系统中控制成以最大电力进行受电，所以其结果，由于能够进行与送电天线和受电天线之间的位置偏移对应的最佳的负载条件下的电力传输，因此能够抑制电力传输效率的降低。

附图说明

图1是本发明的实施方式涉及的电力传输系统的框图。

图2是示意性地表示将本发明的实施方式涉及的电力传输系统搭载于车辆的例子的图。

图3是表示本发明的实施方式涉及的电力传输系统的逆变器部的图。

图4是电池的充电曲线(profile)的图。

图5是表示负载条件与总合效率之间的关系根据送电天线140与受电天线210之间的位置偏移而变化的实验结果。

图6是说明送电天线140与受电天线210的位置关系的定义的图。

图7是表示在本发明的实施方式涉及的电力传输系统的送电侧系统中的控制处理的流程的图。

图8是表示在本发明的实施方式涉及的电力传输系统的受电侧系统中的控制处理的流程的图。

图9是使送电天线140与受电天线210接近时的送电效率的频率依存性的例子的图。