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公開番号2025061290
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-10
出願番号2025005213,2021093928
出願日2025-01-15,2021-06-03
発明の名称ワイヤレス給電システム及び方法
出願人ローレルバンクマシン株式会社,ローレル機械株式会社,ローレル精機株式会社,国立大学法人東京科学大学
代理人個人
主分類H02J 50/40 20160101AFI20250403BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】被給電装置を搭載した移動体の移動性を損なうことなく、給電装置と被給電装置との位置関係を精度良く把握して送受電を安定して行うワイヤレス給電システムを提供する。
【解決手段】磁界共鳴方式により電力を送電するワイヤレス給電システム1は、送電コイル21をそれぞれ備えている給電装置2a～2cと、送電コイル21から第1周波数の交流電力を受電する受電コイル31と、第1周波数と異なる周波数である第2周波数の交流信号を出力する発信回路37と、を備えている被給電装置3と、複数の送電コイル21の近傍に、各送電コイル21と対応して設けられ、発信回路37から出力された交流信号を受信する複数のアンテナコイル65a～65cと、複数のアンテナコイル65a～65cがそれぞれ受信した交流信号を検出する複数の信号検出回路62a～62cと、複数の信号検出回路62a～62cが検出した交流信号に基づき、複数の送電コイル21に供給する電力を制御するコントローラ64と、を備えている
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
磁気を利用して電力を送受電するワイヤレス給電システムであって、
送電コイルをそれぞれ備えている複数の給電装置と、
前記送電コイルから第１周波数の交流電力を受電する受電コイルと、前記第１周波数と異なる周波数である第２周波数の交流信号を出力する発信回路と、を備えている被給電装置と、
複数の前記送電コイルの近傍に、前記送電コイルのそれぞれと対応して設けられ、前記発信回路から出力された前記交流信号を受信する複数のアンテナコイルと、
前記複数のアンテナコイルがそれぞれ受信した前記交流信号を検出する複数の信号検出回路と、
前記複数の信号検出回路が検出した前記交流信号に基づき、複数の前記送電コイルに供給する電力を制御するコントローラと、
を備えていることを特徴とするワイヤレス給電システム。
続きを表示（約 990 文字）【請求項２】
前記発信回路は、前記受電コイルを介して、前記交流信号を前記複数のアンテナコイルに出力することを特徴とする請求項１に記載のワイヤレス給電システム。
【請求項３】
前記被給電装置は、前記受電コイルと前記交流電力が供給される負荷との間に設けられ、所定の周波数帯で駆動可能な整流回路をさらに備え、
前記第２周波数は、前記所定の周波数帯を超えた周波数又は前記整流回路の整流効率が所定の比率以下である周波数に設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤレス給電システム。
【請求項４】
前記被給電装置は、移動体に搭載され、
前記コントローラは、複数の前記送電コイルと前記移動体の移動に伴って移動する前記受電コイルとの位置関係に応じて、複数の前記送電コイルに供給する電力を制御することを特徴とする請求項１に記載のワイヤレス給電システム。
【請求項５】
磁気を利用して電力を送受電するワイヤレス給電システムを用いたワイヤレス給電方法であって、
前記ワイヤレス給電システムは、
送電コイルをそれぞれ備えている複数の給電装置と、
前記送電コイルから第１周波数の交流電力を受電する受電コイルと、前記第１周波数と異なる周波数である第２周波数の交流信号を出力する発信回路と、を備えている被給電装置と、
複数の前記送電コイルの近傍に、前記送電コイルのそれぞれと対応して設けられ、前記発信回路から出力された前記交流信号を受信する複数のアンテナコイルと、
前記複数のアンテナコイルがそれぞれ受信した前記交流信号を検出する複数の信号検出回路と、
前記複数の給電装置に供給する電力を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記複数の信号検出回路が検出した前記交流信号に基づき、複数の前記送電コイルに供給する電力を制御することを特徴とするワイヤレス給電方法。
【請求項６】
前記被給電装置は、移動体に搭載され、
前記コントローラは、複数の前記送電コイルと前記移動体の移動に伴って移動する前記受電コイルとの位置関係に応じて、複数の前記送電コイルに供給する電力を制御することを特徴とする請求項５に記載のワイヤレス給電方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス給電システム及び方法に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、磁界共振結合（磁界共鳴）を利用したワイヤレス給電システムの研究開発が進められている。磁界共振結合とは、給電装置の共振回路に交流電流が流れることにより発生した磁場の振動が、被給電装置の共振回路に伝わって共振することで、各共振回路のコイルで生成された磁界が強固に結合した状態をいう。磁界共振結合を利用したワイヤレス給電は、従来の電磁誘導（磁界結合）を利用したワイヤレス給電と比較して、給電可能距離が長くなるという利点がある。
【０００３】
特許文献１には、給電コイルＬ１から共振コイルＬ２に対して送電するとともに、被給電装置２００の置き方に自由度を持たせるために、多数の給電コイルL１を行列状に配置する構成が開示されている。また、特許文献１には、必要な給電コイルＬ１のみを駆動して給電コイルＬ１の消費電力を低減するために、発信回路２０３が所定の周波数でコイルＬ３を駆動し、コイルＬ３に物理的に最も近い共振コイルＬ０ｂが被給電装置２００からの信号を検知することにより、被給電装置２００の位置が検出される構成が開示されている。なお、符号は、特許文献１に記載されたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００６－１４９１６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したコイルＬ３を被給電装置２００に設けると、コイルＬ３の分だけ重量が増すとともに装置サイズが大型化するため、ＡＧＶ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧｕｉｄｅｄＶｅｈｉｃｌｅ）等の移動体に被給電装置２００を搭載した場合、移動体の移動性が悪化するという問題があった。
【０００６】
さらに、共振コイルＬ２とコイルＬ３との間で干渉が生じる虞があるため、共振コイルＬ２とコイルＬ３とを被給電装置２００に併せて搭載することは実用性に欠けるという問題があった。
【０００７】
そこで、被給電装置を搭載した移動体の移動性を損なうことなく、且つ給電装置と被給電装置との位置関係を精度良く把握して送受電を安定して行うために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係るワイヤレス給電システムは、磁気を利用して電力を送受電するワイヤレス給電システムであって、送電コイルをそれぞれ備えている複数の給電装置と、前記送電コイルから第１周波数の交流電力を受電する受電コイルと、前記第１周波数と異なる周波数である第２周波数の交流信号を出力する発信回路と、を備えている被給電装置と、複数の送電コイルの近傍に、前記送電コイルのそれぞれと対応して設けられ、前記発信回路から出力された前記交流信号を受信する複数のアンテナコイルと、前記複数のアンテナコイルがそれぞれ受信した前記交流信号を検出する複数の信号検出回路と、前記複数の信号検出回路が検出した前記交流信号に基づき、複数の前記送電コイルに供給する電力を制御するコントローラと、を備えている。
【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明に係るワイヤレス給電方法は、磁気を利用して電力を送受電するワイヤレス給電システムを用いたワイヤレス給電方法であって、前記ワイヤレス給電システムは、送電コイルをそれぞれ備えている複数の給電装置と、前記送電コイルから第１周波数の交流電力を受電する受電コイルと、前記第１周波数と異なる周波数である第２周波数の交流信号を出力する発信回路と、を備えている被給電装置と、複数の前記送電コイルの近傍に、前記送電コイルのそれぞれと対応して設けられ、前記発信回路から出力された前記交流信号を受信する複数のアンテナコイルと、前記複数のアンテナコイルがそれぞれ受信した前記交流信号を検出する複数の信号検出回路と、前記複数の給電装置に供給する電力を制御するコントローラと、を備え、前記コントローラは、前記複数の信号検出回路が検出した前記交流信号に基づき、複数の前記送電コイルに供給する電力を制御する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、被給電装置を搭載した移動体の移動性を損なうことなく、被給電装置の位置検知及び送受電を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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