專利名稱：無線充電裝置和無線充電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用允許要傳送到電動車等中采用的電池的電力作為向電池提供的 電力的非接觸式供電方法的無線充電裝置，并且涉及無線充電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
通常，通過采取一般方法對電動車中采用的電池進(jìn)行充電，通過這種方法將充電 站的電纜插入電池中以對電池進(jìn)行充電。然而，由于送電量很大，所以需要將粗重的電纜插入電池并且連接到電池。此外， 如果對電池進(jìn)行充電的操作在室外進(jìn)行，則雨水等使操作在某些情況下存在危險。為了解決上述問題，已經(jīng)提出了其他的方法。根據(jù)其他方法，兩個線圈相互面對以 允許電力以非接觸式方式從一個線圈傳送到另一個線圈，這種方式也稱為無線方式。通過 這種方式，使得執(zhí)行用于對電池進(jìn)行充電的非接觸式充電操作而無需無線充電系統(tǒng)的金屬 部件之間的電接觸成為可能。為了測試該方法，已經(jīng)采用了所提出的方法。以下簡要說明無線送電。近年來，不需要電纜的無線充電供應(yīng)操作以及用于執(zhí)行這樣的無線供應(yīng)操作的無 線充電供應(yīng)系統(tǒng)已經(jīng)引起了關(guān)注。通過采用涉及利用電磁共振現(xiàn)象的磁場共振方式的無電 纜方式執(zhí)行無線充電供應(yīng)操作。當(dāng)今，在采用已經(jīng)廣泛使用磁感應(yīng)方法的當(dāng)前非接觸式送電系統(tǒng)中，需要在供電 側(cè)上的供電器和受電側(cè)上的受電器之間共享磁通量(magnetic flux，磁束)，從而為了用高 程度的效率將電力從供電器傳送到受電器，需要將受電器設(shè)置在靠近供電器的位置處。此 外，當(dāng)將受電器耦合到供電器時，將受電器的軸與供電器的軸對齊是重要的。另一方面，在采用電磁感應(yīng)方式的非接觸式送電系統(tǒng)中，利用電磁共振現(xiàn)象的非 接觸式送電系統(tǒng)提供了電磁共振現(xiàn)象的原理允許在比供電器和受電器之間的距離更遠(yuǎn)的 距離上送電的優(yōu)點。此外，利用電磁共振現(xiàn)象的非接觸式送電系統(tǒng)還提供了另一優(yōu)點即使 受電器的軸與供電器的軸未對齊至某種程度，仍不會降低送電的效率。注意，除了磁場共振方式之外，電場共振方式也利用電磁共振現(xiàn)象。此外，近年來，已經(jīng)報道了通過采用利用磁場共振現(xiàn)象的磁場共振方式來傳送超 過2m距離的60W電力的無線送電技術(shù)。除此之外，還報道了通過采用磁場共振方式來驅(qū)動彼此相隔50cm的距離的電子 裝置以傳送60W電力的高效無線送電系統(tǒng)的進(jìn)展。如上所述，磁場共振型的無線供電(或送電)系統(tǒng)與電磁感應(yīng)型的無線供電(或 送電)系統(tǒng)的相同之處在于，在兩種系統(tǒng)中，都通過利用磁場來送電。然而，在磁場共振型 的無線供電(或送電)系統(tǒng)的情況下，使用電磁共振現(xiàn)象以獲得電磁感應(yīng)型的無線供電 (或送電)系統(tǒng)的送電距離的約10倍的送電距離。圖1是示出了一般通過采用無線送電技術(shù)對電動車的電池進(jìn)行充電的無線充電 系統(tǒng)的典型配置的示圖。
如圖所示，無線充電系統(tǒng)1被配置為包括無線充電站2和電動車3。無線充電站2具有電源裝置21和送電線圈22。另一方面，電動車3包括受電線圈31、AC(交流)-DC(直流)轉(zhuǎn)換電路32和電池 33。通常，在無線充電系統(tǒng)1中，也稱為供電線圈的送電線圈22被安裝在地面上，而受 電線圈31結(jié)合在(作為圖中所示的電動車3的)車輛的底部上。然而，在諸如卡車或公交車的大型車輛的情況下，如作為圖2的示圖所示，車輛的 底部遠(yuǎn)離地面。因此，送電線圈22與受電線圈31之間的距離不合需要地長。結(jié)果，送電線 圈22與受電線圈31之間的送電的效率不可避免地變得極差。已經(jīng)提出了解決上述問題的各種技術(shù)，例如，參照日本專利公開第2005-255144 號(作為專利文件1)、第2005-269687號(作為專利文件2)、第2000-152512號(作為專 利文件3)以及第2000-092615號(作為專利文件4)。專利文件1 專利文件4公開了均采用如下方法通過機械地從地面升高送電線 圈22來移動送電線圈22以接近受電線圈31，以便將送電線圈22設(shè)置在更靠近受電線圈 31的位置。

發(fā)明內(nèi)容
然而，如作為圖2的示圖所示，通過利用將大電力從電源裝置21提供給送電線圈 22的粗重的電纜將送電線圈22連接到電源裝置21。因此，上述專利文件中公開的方法具 有需要提供用于機械移動送電線圈22的大型機構(gòu)的缺點。此外，這些方法還具有非常接近 (由于移動送電線圈22的重復(fù)操作引起電纜越來越劣化的)可能性范圍的缺點。為了解決上述問題，本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)提出了一種無線充電裝置以及一種無線 充電系統(tǒng)，能夠通過采用無線技術(shù)送電而無需利用送電電纜并且即使送電線圈與受電線圈 之間的距離較遠(yuǎn)仍能夠通過利用(防止送電機構(gòu)變得復(fù)雜的)簡單配置以高程度的效率來 傳送電力。根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的無線充電裝置包括電源裝置，被配置為生成要傳 送到受電裝置的電力；送電設(shè)備，被配置為將電源裝置生成的電力傳送到受電裝置；電力 中繼設(shè)備，能夠?qū)⒂伤碗娫O(shè)備傳送的電力中繼到受電裝置；以及電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部， 被配置為移動電力中繼設(shè)備。在無線充電裝置中，送電設(shè)備包括第一共振元件，被配置為將 從電源裝置接收的電力傳送到受電裝置；電力中繼設(shè)備包括第二共振元件，被配置為通過 磁場共振關(guān)系接收由第一共振元件提供的電力，并且通過磁場共振關(guān)系將該電力傳送到受 電裝置；以及電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部能夠在不將由送電設(shè)備傳送的電力中繼到受電裝置 的狀態(tài)的區(qū)域與將由送電設(shè)備傳送的電力中繼到受電裝置的預(yù)定送電允許區(qū)域之間，移動 電力中繼設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的無線充電系統(tǒng)包括無線充電裝置，包括配置為生 成用于對包含在受電裝置中的電池進(jìn)行充電的電源裝置以及配置為將電源裝置生成的電 力傳送到受電裝置的送電設(shè)備；電力中繼設(shè)備，被配置為將從無線充電裝置中采用的送電 設(shè)備接收的電力中繼到受電裝置；以及受電裝置，包括配置為通過磁場共振關(guān)系接收由無 線充電裝置的送電設(shè)備傳送的電力或者通過磁場共振關(guān)系接收由電力中繼設(shè)備中繼的電力、并且將所接收的電力充電到電池中的受電設(shè)備。在無線充電系統(tǒng)中，送電設(shè)備包括第一 共振元件，被配置為接收由電源裝置提供的電力，并將該電力傳送到受電設(shè)備；電力中繼設(shè) 備包括第二共振元件，被配置為通過磁場共振關(guān)系接收由第一共振元件提供的電力，并且 通過另一磁場共振關(guān)系將接收的電力中繼到受電設(shè)備；以及受電設(shè)備包括第三共振元件， 被配置為通過磁場共振關(guān)系接收從送電設(shè)備傳送到受電設(shè)備的電力，或者通過另一磁場共 振關(guān)系接收由電力中繼設(shè)備中繼的電力。通過本發(fā)明的功效(virtue)，即使用作第一共振元件的送電線圈與用作第三共振 元件的受電線圈之間的距離較遠(yuǎn)，通過利用(防止送電機構(gòu)變得復(fù)雜的)簡單配置，通過采 用無線技術(shù)而無需利用送電電纜，仍可以高程度的效率送電。


圖1是示出了一般用于通過采用無線送電技術(shù)對電動車的電池進(jìn)行充電的無線 充電系統(tǒng)的典型配置的示圖；圖2是參照大型車輛的送電的描述的示例性示圖，其中送電線圈與受電線圈之間 的距離不合需要地長，從而送電線圈與受電線圈之間的送電效率不可避免地變得很差；圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的無線充電系統(tǒng)的第一典型配置的示 圖；圖4是示出了根據(jù)第一實施方式的無線充電系統(tǒng)的等效塊的示圖；圖5是示出了利用右手側(cè)的電力中繼設(shè)備的根據(jù)第一實施方式的無線充電系統(tǒng) 的配置以及不利用右手側(cè)的電力中繼設(shè)備的根據(jù)第一實施方式的無線充電系統(tǒng)的配置的 示圖；圖6是示出了不利用電力中繼設(shè)備的無線充電系統(tǒng)的等效塊的示圖；圖7是參照作為圖6的示圖所示的無線充電系統(tǒng)中的送電操作的概要的描述的示 例性示圖，用于設(shè)置在供電側(cè)上的共振線圈遠(yuǎn)離設(shè)置在受電側(cè)上的共振線圈的情況，即，用 于車輛具有大尺寸的情況；圖8是示出了利用電力中繼設(shè)備的無線充電系統(tǒng)的等效塊的示圖；圖9是參照作為圖8的示圖所示的無線充電系統(tǒng)中的送電操作的概要的描述的示 例性示圖，用于設(shè)置在供電側(cè)上的共振線圈遠(yuǎn)離設(shè)置在受電側(cè)上的共振線圈的情況，即，用 于車輛具有較大尺寸的情況；圖IOA和IOB是示出了根據(jù)實施方式的無線充電裝置中采用的第一電力中繼設(shè)備 移動(包含和排除)機構(gòu)部的第一典型配置的示圖；圖IlA和IlB是示出了根據(jù)實施方式的無線充電裝置中采用的第二電力中繼設(shè)備 移動(包含和排除)機構(gòu)部的第二典型配置的示圖；圖12A和12B是示出了根據(jù)實施方式的無線充電裝置中采用的第三電力中繼設(shè)備 移動(包含和排除)機構(gòu)部的第三典型配置的示圖；圖13是示出了根據(jù)實施方式的執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備移動到最佳電力中繼 位置的第一典型無線充電系統(tǒng)的模型的示圖；圖14是示出了根據(jù)實施方式的執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備移動到最佳電力中繼 位置的第一典型無線充電系統(tǒng)中采用的信號處理系統(tǒng)的框圖15示出了表示根據(jù)實施方式的執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備移動到最佳電力中 繼位置的第一典型無線充電系統(tǒng)所執(zhí)行的操作的概要的流程圖；圖16是示出了根據(jù)實施方式的執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備移動到最佳電力中繼 位置的第二典型無線充電系統(tǒng)的模型的示圖；圖17是示出了根據(jù)實施方式的執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備移動到最佳電力中繼 位置的第二典型無線充電系統(tǒng)中采用的信號處理系統(tǒng)的框圖；圖18示出了表示根據(jù)實施方式的執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備移動到最佳電力中 繼位置的第二典型無線充電系統(tǒng)所執(zhí)行的操作的概要的流程圖；圖19是示出了根據(jù)實施方式的無線充電裝置中采用的電力中繼設(shè)備移動(包含 和排除)機構(gòu)部的第四典型配置的示圖；圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的無線充電系統(tǒng)的第二典型配置的示 圖；圖21是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的無線充電系統(tǒng)的第三典型配置的示 圖；以及圖22是示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的無線充電系統(tǒng)的第四典型配置的示 圖。
具體實施例方式以下參照

本發(fā)明的實施方式。注意，按照以下順序安排的章節(jié)說明實施方式。1.實現(xiàn)無線充電系統(tǒng)的第一典型配置的第一實施方式2.實現(xiàn)無線充電系統(tǒng)的第二典型配置的第二實施方式3.實現(xiàn)無線充電系統(tǒng)的第三典型配置的第三實施方式4.實現(xiàn)無線充電系統(tǒng)的第四典型配置的第四實施方式<1.第一實施方式>圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的無線充電系統(tǒng)100的第一典型配置的 示圖。圖4是示出了根據(jù)第一實施方式的無線充電系統(tǒng)100的等效塊(block)的示圖。如圖所示，無線充電系統(tǒng)100包括也稱為無線充電站的無線充電裝置200以及通 常安裝在電動車上的受電裝置300。無線充電裝置200采用電源裝置210、電源電纜220、送電設(shè)備230和電力中繼設(shè) 備 240。電源裝置210包括AC電力發(fā)生器211，用于生成要通過采用無線送電技術(shù)傳送到 受電裝置300的高頻AC電力。通過電源電纜220將AC電力發(fā)生器211生成的AC電力提供給送電設(shè)備230。送電設(shè)備230采用放大器231和用作第一共振元件的供電側(cè)共振線圈232。放大器231是用于放大通過電源電纜220由AC電力發(fā)生器211向其提供的AC電 力并且將放大的電力提供至供電側(cè)共振線圈232的部件。第一共振元件用作供電側(cè)共振器TX1。通過采用高效的無線送電技術(shù)，用作供電側(cè)共振器TXl的供電側(cè)共振線圈232將放大器231向其提供的AC電力傳送至受電裝置300。共振線圈還稱為共鳴線圈。然而，在描述本發(fā)明的實施方式的本說明書中，故意使 用技術(shù)術(shù)語“共振線圈”和“共振”來分別代替技術(shù)術(shù)語“共鳴線圈”和“共鳴”。電力中繼設(shè)備240具有用作第二共振元件的電力中繼線圈241，可以通過利用磁 場共振關(guān)系耦合到送電設(shè)備230的供電側(cè)共振線圈232。第二共振元件用作中間級共振器MXl。當(dāng)電力中繼線圈241的自共振頻率與送電設(shè)備230中采用的供電側(cè)共振線圈232 的自共振頻率相匹配時，建立磁場共振關(guān)系，允許以高程度的效率將電力從供電側(cè)共振線 圈232傳送到電力中繼線圈241。出于同樣原因，當(dāng)電力中繼線圈241的自共振頻率與受電裝置300中所包含的受 電設(shè)備310中采用的受電側(cè)共振線圈311的自共振頻率相匹配時，建立磁場共振關(guān)系，允許 以高程度的效率將電力從電力中繼線圈241傳送到受電側(cè)共振線圈311。電力中繼設(shè)備240是由電力中繼線圈241和電力中繼線圈241的寄生電容(stray capacity)或連接到電力中繼線圈241的電容C241構(gòu)成的共振電路，以形成與電力中繼線 圈241相結(jié)合的并聯(lián)電路。電力中繼設(shè)備240被容納在無線充電裝置200的充電區(qū)域CARA的地面之下的空 間內(nèi)。如果需要的話，如圖3所示，執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備240移動到送電設(shè)備230與 受電設(shè)備310之間的電力中繼位置。以下的描述將說明移動電力中繼設(shè)備240的機構(gòu)、將電力中繼設(shè)備240移動到電 力中繼位置所執(zhí)行的控制以及關(guān)于其的其他的細(xì)節(jié)。安裝在電動車CAR上的受電裝置300采用上述受電設(shè)備310、AC-DC轉(zhuǎn)換電路320 和要用從無線充電裝置200接收的電力進(jìn)行充電的電池330。受電設(shè)備310通常設(shè)置在電動車CAR的底部。受電設(shè)備310采用用作(作為第三共振元件的)受電側(cè)共振器RXl的上述受電側(cè) 共振線圈311。如上所述，當(dāng)電力中繼設(shè)備240中采用的電力中繼線圈241的自共振頻率與受電 側(cè)共振線圈311的自共振頻率相匹配時，建立磁場共振關(guān)系，允許以高程度的效率將電力 從電力中繼線圈241傳送到受電側(cè)共振線圈311。AC-DC轉(zhuǎn)換電路320是對由受電設(shè)備310接收的AC(交流)電力進(jìn)行整流并且由 AC-DC轉(zhuǎn)換電路320向用作負(fù)載負(fù)荷的電池330輸出DC (直流)作為整流結(jié)果的電力的部 件。將DC電力提供給電池330作為對電池330進(jìn)行充電的電壓。如上所述，根據(jù)該實施方式的無線充電系統(tǒng)100被配置為，包括三個共振器，即， 分別用作第一、第二和第三共振元件的供電側(cè)共振器TX1、中間級共振器MXl和受電側(cè)共振 器 RX1。[系統(tǒng)概要]圖5是示出了利用右手側(cè)的電力中繼設(shè)備240的根據(jù)第一實施方式的無線充電系 統(tǒng)100的配置，以及不利用右手側(cè)的電力中繼設(shè)備240的根據(jù)第一實施方式的無線充電系 統(tǒng)100的配置的示圖。在根據(jù)第一實施方式的無線充電系統(tǒng)100的配置中，通過在供電側(cè)共振線圈232與受電側(cè)共振線圈311之間的位置處設(shè)置用于將電力從無線充電裝置200中繼到受電裝置 300的電力中繼線圈241，即使供電側(cè)共振線圈232與受電側(cè)共振線圈311之間的距離較 長，仍可以以高程度的效率將電力從無線充電裝置200傳送到受電裝置300。電力中繼線圈 241還稱為中繼器(I^peater)線圈。此外，物理地提供電力中繼線圈241作為完全不需要連接電纜的獨立元件。除此 之外，電力中繼線圈241被配置為，用作其位置可以輕松改變的線圈。稍后將詳細(xì)描述改變 電力中繼線圈241的位置的位置改變機構(gòu)。電力中繼線圈241的電路被配置為僅由電感L和電容C構(gòu)成。電力中繼線圈241 的共振頻率設(shè)定為傳播AC磁場的頻率。即，在無線充電系統(tǒng)100中，通過將電力中繼設(shè)備240設(shè)置在如圖5的右手側(cè)示圖 所示的供電側(cè)共振線圈232與受電側(cè)共振線圈311之間的所選位置處，即使車輛具有較大 尺寸，仍能夠提高供電側(cè)共振線圈232與受電側(cè)共振線圈311之間的送電效率。這是由于， 電力中繼設(shè)備240是通過將供電側(cè)共振線圈232所傳送的電力中繼到受電側(cè)共振線圈311 來允許供電側(cè)共振線圈232與受電側(cè)共振線圈311之間的送電距離加長的設(shè)備。由于電力中繼設(shè)備240中采用的電力中繼線圈241不需要連接至其的電纜等，并 且具有(具有小重量)的極簡單結(jié)構(gòu)，所以還可以非常簡單地制造用于保持、移動和更換電 力中繼設(shè)備240的機構(gòu)。此外，如圖5的左側(cè)示圖所示，當(dāng)對客車CAR進(jìn)行充電時，不需要(還稱為中繼器 的)電力中繼設(shè)備240。在這種情況下，可以將電力中繼設(shè)備240保存在地下空間內(nèi)等，以 便通過僅利用供電側(cè)共振線圈232的受電側(cè)共振線圈311就可以將電力從無線充電裝置 200傳送到安裝在客車CAR上的受電裝置300。另一方面，在將電力從無線充電裝置200傳 送到安裝在具有大尺寸的車輛上的受電裝置300的操作中，將電力中繼設(shè)備240設(shè)置在供 電側(cè)共振線圈232與受電側(cè)共振線圈311之間的所選位置處，以對受電裝置300進(jìn)行充電。因此，可以通過利用供電側(cè)共振線圈232和受電側(cè)共振線圈311對客車CAR進(jìn)行 充電，而通過將電力中繼設(shè)備240設(shè)置在供電側(cè)共振線圈232與受電側(cè)共振線圈311之間 的所選位置處來對具有大尺寸的車輛進(jìn)行充電。通過這種方式，無線充電系統(tǒng)100可以用 于對具有小尺寸的客車以及具有大尺寸的車輛進(jìn)行充電。以下描述說明了需要電力中繼設(shè)備240對具有大尺寸的車輛進(jìn)行充電的情況，以 及不需要電力中繼設(shè)備240對具有小尺寸的客車進(jìn)行充電的情況。圖6是示出了不利用電力中繼設(shè)備240的無線充電系統(tǒng)的等效塊的示圖。另一方面，圖7是被參照以描述作為圖6的示圖所示的無線充電系統(tǒng)中的送電操 作的概要的示例性示圖，用于設(shè)置在供電側(cè)上的共振線圈232遠(yuǎn)離設(shè)置在受電側(cè)上的共振 線圈311的情況，即，用于車輛具有較大尺寸的情況；在這種情況下，送電設(shè)備230中采用的供電側(cè)共振線圈232生成AC磁通量。受電設(shè)備310中采用的受電側(cè)共振線圈311接收由供電側(cè)共振線圈232生成的AC 磁通量，在受電側(cè)共振線圈311中產(chǎn)生電動勢。如果供電側(cè)共振線圈232和受電側(cè)共振線圈311彼此分隔開，則由供電側(cè)共振線 圈232生成的AC磁通量擴散，導(dǎo)致較小的磁通量密度。如果由受電側(cè)共振線圈311接收的AC磁通量的密度較小，則受電側(cè)共振線圈311產(chǎn)生的電動勢也較小。因此，如果供電側(cè)共振線圈232和受電側(cè)共振線圈311彼此靠近，如客車的情況， 則即使不將電力中繼設(shè)備240插入到供電側(cè)共振線圈232與受電側(cè)共振線圈311之間的位 置處，仍可以以高程度的效率將電力從供電側(cè)共振線圈232傳送到受電側(cè)共振線圈311。然 而，如果供電側(cè)共振線圈232和受電側(cè)共振線圈311彼此分隔開，如諸如卡車或公交車的大 型車輛的情況，則除非將電力中繼設(shè)備240插入供電側(cè)共振線圈232與受電側(cè)共振線圈311 之間的位置處，否則很難以高程度的效率將電力從供電側(cè)共振線圈232傳送到受電側(cè)共振 線圈311。圖8是示出了利用電力中繼設(shè)備240的無線充電系統(tǒng)的等效塊的示圖。另一方面，圖9是被參照以描述作為圖8的示圖所示的無線充電系統(tǒng)中的送電操 作的概要的示例性的示圖，用于設(shè)置在供電側(cè)上的共振線圈232遠(yuǎn)離設(shè)置在受電側(cè)上的共 振線圈311的情況，即，車輛具有較大尺寸的情況；在這種情況下，電力中繼設(shè)備240中采用的電力中繼線圈241接收由供電側(cè)共振 線圈232產(chǎn)生的AC磁通量。由于電力中繼線圈241是具有線圈和電容的共振電路，所以電力中繼線圈241產(chǎn) 生具有偏移的相位的電動勢。因此，在圍繞電力中繼線圈241的空間中也產(chǎn)生較強的磁通量。由于受電設(shè)備310中采用的受電側(cè)共振線圈311接收與受電側(cè)共振線圈311相隔 較短距離的電力中繼線圈241所產(chǎn)生的AC磁通量，所以受電側(cè)共振線圈311產(chǎn)生較大的電 動勢。[用于移動(包含和排除)電力中繼設(shè)備的機構(gòu)]接下來，以下描述說明了用于移動(包括或除外)電力中繼設(shè)備240的機構(gòu)。圖IOA和圖IOB是示出了用作根據(jù)實施方式的部分的無線充電裝置200所包含的 第一電力中繼設(shè)備移動(包含和排除)機構(gòu)部260的典型配置的示圖。在無線充電裝置200中，在充電區(qū)域CARA的地面之下的空間內(nèi)產(chǎn)生用于容納可包 含和可排除的電力中繼設(shè)備240的供電中繼容納部250。S卩，可以將電力中繼設(shè)備240設(shè)置在供電中繼容納部250中。注意，在本實施方式中，供電中繼容納部250具有用于設(shè)定不將送電設(shè)備230所傳 送的電力中繼到受電裝置300的狀態(tài)的區(qū)域。此外，送電設(shè)備230的位置與受電設(shè)備310的位置之間的區(qū)域是允許將電力從送 電設(shè)備230傳送到受電設(shè)備310的預(yù)定電力中繼區(qū)域。如作為圖IOA和IOB的示圖所示，用于移動電力中繼設(shè)備240的電力中繼設(shè)備移 動機構(gòu)部260被配置為，用作可以通過驅(qū)動電機(作為圖IOA和IOB的示圖中未示出)圍 繞幾乎平行于地面的旋轉(zhuǎn)軸261旋轉(zhuǎn)的部分。當(dāng)不使用電力中繼設(shè)備240時，以電力中繼線圈241的線圈并列配置面241a朝向 相對于供電側(cè)共振線圈232的線圈并列配置面232a旋轉(zhuǎn)90度的方向的狀態(tài)，將電力中繼 設(shè)備240容納在供電中繼容納部250中，如作為圖IOA的示圖所示。通過將電力中繼設(shè)備 240容納在這樣的狀態(tài)下，對送電設(shè)備230中采用的供電側(cè)共振線圈232不會產(chǎn)生影響。為了在將電力從送電設(shè)備230傳送到受電設(shè)備310的操作中利用電力中繼設(shè)備240，需要將電力中繼設(shè)備240從上述容納狀態(tài)旋轉(zhuǎn)90度，以便電力中繼線圈241的線圈并 列配置面241a朝向平行于供電側(cè)共振線圈232的線圈并列配置面232a的方向。然后，如作為圖IOB中的示圖所示，升降機(作為圖IOB的示圖中未示出)將電力 中繼設(shè)備240從供電中繼容納部250升高到(以事先確定的距離與出現(xiàn)在地上的送電設(shè)備 230中采用的供電側(cè)共振線圈232分隔開的)位置，大致位于地面上。即，控制電力中繼設(shè) 備240以移動到送電設(shè)備230與受電設(shè)備310之間的電力中繼位置。為了將電力中繼設(shè)備240向后容納在供電中繼容納部250中，升降機降低電力中 繼設(shè)備240，以將電力中繼設(shè)備240設(shè)置在供電中繼容納部250內(nèi)。然后，旋轉(zhuǎn)電力中繼設(shè) 備240，以便電力中繼線圈241的線圈并列配置面241a朝向相對于供電側(cè)共振線圈232的 線圈并列配置面232a旋轉(zhuǎn)90度的方向。圖IlA和圖IlB是示出了根據(jù)實施方式的用作一個部分的無線充電裝置200A中 包含的第二電力中繼設(shè)備移動(包含和排除)機構(gòu)部260A的第二典型配置的示圖。根據(jù)本實施方式的第二電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部260A具有容納在電力中繼設(shè)備 容納部250中的主體262上的支撐體264。支撐體264可以通過驅(qū)動電機(作為圖IlA和 IlB的示圖中未示出)圍繞作為旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)軸263旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸263幾乎平行于地面。 將電力中繼設(shè)備240附接至支撐體264的一端。當(dāng)不使用電力中繼設(shè)備240時，將電力中繼設(shè)備240容納在供電中繼容納部250 中，如作為圖IlA的示圖所示。更加具體地，將電力中繼設(shè)備240容納在與送電設(shè)備230中 采用的供電側(cè)共振線圈232分隔開的位置處，以便電力中繼設(shè)備240對供電側(cè)共振線圈232 不產(chǎn)生影響。更加具體地，將電力中繼設(shè)備240容納在供電中繼容納部250中，以便電力 中繼線圈241的線圈并列配置面241a朝向相對于供電側(cè)共振線圈232的線圈并列配置面 232a旋轉(zhuǎn)90度的方向。在第二電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部260A的這種典型配置中，為了在將電力從送電 設(shè)備230傳送到受電設(shè)備310的操作中利用電力中繼設(shè)備240，第二電力中繼設(shè)備移動機構(gòu) 部260A的旋轉(zhuǎn)軸263沿順時針方向旋轉(zhuǎn)90度，如作為圖IlB的示圖所示。如上所述，通過旋轉(zhuǎn)第二電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部260A的旋轉(zhuǎn)軸263，可以將電 力中繼設(shè)備240從供電中繼容納部250升高到以事先確定的距離與出現(xiàn)在地上的送電設(shè)備 230中采用的供電側(cè)共振線圈232分隔開的位置處，大致位于地面上。即，控制電力中繼設(shè) 備240以移動到送電設(shè)備230與受電設(shè)備310之間的電力中繼位置。為了將電力中繼設(shè)備 240向后容納在供電中繼容納部250中，第二電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部260A的旋轉(zhuǎn)軸263 沿逆時針方向旋轉(zhuǎn)90度。詳細(xì)來說，將電力中繼設(shè)備240容納在供電中繼容納部250中，如作為圖IlA的示 圖所示。更具體地，將電力中繼設(shè)備240容納在與送電設(shè)備230中采用的供電側(cè)共振線圈 232分隔開的位置處，以便電力中繼線圈241的線圈并列配置面241a朝向相對于供電側(cè)共 振線圈232的線圈并列配置面232a旋轉(zhuǎn)90度的方向，如作為圖IlA的示圖所示。圖12A和圖12B是示出了根據(jù)進(jìn)一步的實施方式的用作一個部分的無線充電裝置 200B中包含的第三電力中繼設(shè)備移動(包含和排除)機構(gòu)部260B的第三典型配置的示圖。作為圖12A和圖12B的示圖中所示的第三電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部260B的典型 配置與作為圖IlA和圖IlB的示圖中所示的第二電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部260A的典型配置的不同之處在于，在作為圖12A和圖12B的示圖中所示的實施方式的情況下，第三電力中 繼設(shè)備移動機構(gòu)部^OB被配置為在供電中繼容納部250B的底部251上方的平行于地面的 X軸方向上可移動。在作為圖12A和圖12B的示圖中，X軸的方向是水平方向。控制第三電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部^OB的移動，以將電力中繼設(shè)備240設(shè)置在送 電設(shè)備230與受電設(shè)備310之間的最佳電力中繼位置處，從而以高程度的效率將電力從送 電設(shè)備230傳送到受電設(shè)備310。為了在將電力從送電設(shè)備230傳送到受電設(shè)備310的操作中利用電力中繼設(shè)備 M0，將支撐體264沿順時針方向旋轉(zhuǎn)90度，以便將電力中繼設(shè)備240設(shè)置在作為圖12A的 示圖中所示的直立狀態(tài)。隨著電力中繼設(shè)備240直立，向著送電設(shè)備230的位置在水平方 向上移動第三電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部^OB,如作為圖12B的示圖所示。然后，確定供電側(cè)共振線圈232與受電側(cè)共振線圈311之間的最佳電力中繼位置。即，通過使受電側(cè)共振線圈311接收的電力最大化的方式在某個范圍內(nèi)移動電力 中繼設(shè)備MO，確定電力中繼設(shè)備MO的最佳電力中繼位置。以下通過給出兩個具體實例來說明將電力中繼設(shè)備240移動到最佳電力中繼位 置而執(zhí)行的控制。圖13是示出了根據(jù)實施方式的執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備240移動到最佳電力 中繼位置的第一典型無線充電系統(tǒng)100C的模型的示圖。圖14是示出了根據(jù)實施方式的執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備240移動到最佳電力 中繼位置的第一典型無線充電系統(tǒng)100C中采用的信號處理系統(tǒng)的框圖。如作為圖14的框圖所示，安裝在電動車CAR上的受電裝置300C具有受電側(cè)無線 電通信單元340，用于將受電狀態(tài)傳送到設(shè)置在供電側(cè)上的無線充電裝置200C(也稱為無 線充電站200C)。此外，受電裝置300C還采用電平檢測電路350和受電側(cè)送電控制部360。電平檢測電路350是用于檢測受電裝置300C的受電設(shè)備310中采用的受電側(cè)共 振線圈311所接收的電力電平并且將關(guān)于受電側(cè)共振線圈311所接收的電力電平的信息提 供給受電側(cè)送電控制部360的部分。受電側(cè)送電控制部360是用于執(zhí)行控制以驅(qū)動受電側(cè)無線電通信單元340以向設(shè) 置在供電側(cè)上的無線充電裝置200C(或無線充電站200C)提供受電側(cè)送電控制部360已經(jīng) 從電平檢測電路350接收到的信息作為關(guān)于受電側(cè)共振線圈311所接收的電力電平的信息 的部分。該信息表示上述受電狀態(tài)。此外，受電側(cè)送電控制部360還執(zhí)行控制，以驅(qū)動受電側(cè)無線電通信單元340，以 發(fā)布對設(shè)置在供電側(cè)上的無線充電裝置200C(或無線充電站200C)進(jìn)行充電操作的請求。如作為圖14的框圖所示，無線充電裝置200C采用供電側(cè)無線電通信單元270和 供電側(cè)送電控制部觀0。供電側(cè)無線電通信單元270是用于接收來自受電裝置300C中采用的受電側(cè)無線 電通信單元340的無線電信息的單元。供電側(cè)送電控制部280是用于控制第三電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部^OB的移動以 及控制由送電設(shè)備230執(zhí)行的操作以根據(jù)從供電側(cè)無線電通信單元270接收的無線電信息 將電力傳送到受電裝置300C的部分。
圖15示出了表示根據(jù)實施方式的執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備240移動到最佳電 力中繼位置的第一典型無線充電系統(tǒng)100C所執(zhí)行的操作的概要的流程圖。如圖所示，流程圖開始于步驟ST1，其中，包含設(shè)置在供電側(cè)上的無線充電裝置 200C的無線充電系統(tǒng)100C開始執(zhí)行操作。然后，在下一步驟ST2，第三電力中繼設(shè)備移動 機構(gòu)部260B將電力中繼線圈241的位置恢復(fù)至原點(original point)。當(dāng)設(shè)置在車輛CAR上的受電側(cè)共振線圈311達(dá)到緊密靠近供電側(cè)共振線圈232的 位置時，將受電設(shè)備310設(shè)置在能夠接收來自送電設(shè)備230的電力的狀態(tài)，在下一步驟ST3， 設(shè)置在車輛CAR上的受電側(cè)送電控制部360通過受電側(cè)無線電通信單元340與供電側(cè)無線 電通信單元270之間的無線電通信，向供電側(cè)送電控制部280通知受電設(shè)備310已經(jīng)被設(shè) 置在能夠接收來自送電設(shè)備230的電力的狀態(tài)。由受電側(cè)送電控制部360通知受電設(shè)備310已經(jīng)被設(shè)置在能夠接收來自送電設(shè) 備230的電力的狀態(tài)，供電側(cè)送電控制部280執(zhí)行控制以傳送來自供電側(cè)共振線圈232的 電力。該電力不是要從無線充電裝置200C傳送到受電裝置300C的100%電力。S卩，供電側(cè) 送電控制部280執(zhí)行控制以將小電力從供電側(cè)共振線圈232傳送到受電裝置300C。結(jié)果， 在下一步驟ST4，開始傳送小電力。電平檢測電路350檢測受電側(cè)上的無線充電系統(tǒng)100C中采用的受電裝置300C所 接收的電力電平。受電裝置300C通過受電側(cè)無線電通信單元340與供電側(cè)無線電通信單 元270之間的無線電通信，將關(guān)于電平檢測電路350所接收的電力電平的信息傳送到供電 側(cè)上的無線充電系統(tǒng)100C中采用的無線充電裝置200C。在后續(xù)的步驟ST5 ST8中，在無線充電裝置200C中，當(dāng)供電側(cè)無線電通信單元 270正在監(jiān)測關(guān)于設(shè)置在受電側(cè)上的電平檢測電路350所接收的電力電平的信息時，供電 側(cè)送電控制部280控制第三電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部260B以將電力中繼線圈241移動到 操作范圍內(nèi)的位置，并且然后，供電側(cè)送電控制部280掃描監(jiān)測到的(電平檢測電路350所 接收的)電力電平，以尋找最高電力電平，以便識別(或確定)用于最高電力電平的電力中 繼線圈241的位置。即，供電側(cè)送電控制部280在檢測到最高電力電平時識別電力中繼線 圈241的位置作為設(shè)置電力中繼線圈241的位置。然后，在下一步驟ST9，供電側(cè)送電控制部280將電力中繼線圈241移動到所識別 的位置。隨后，在下一步驟ST10，供電側(cè)送電控制部280控制送電設(shè)備230以執(zhí)行充電操 作，用于將100%電力傳送給受電裝置300C。圖16是示出了根據(jù)實施方式的執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備240移動到最佳電力 中繼位置的第二典型無線充電系統(tǒng)100D的模型的示圖；圖17是示出了根據(jù)實施方式的執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備240移動到最佳電力 中繼位置的第二典型無線充電系統(tǒng)100D中采用的信號處理系統(tǒng)的框圖。以下描述說明了作為圖16和圖17的示圖中所示的第二典型無線充電系統(tǒng)100D 與作為圖13和圖14的示圖中所示的第一典型無線充電系統(tǒng)100C之間的不同之處。在第二典型無線充電系統(tǒng)100D的情況下，沒有采用無線電通信。相反地，無線充 電裝置200D采用阻抗匹配檢測器290用于檢測供電側(cè)上生成的送電信號的阻抗?fàn)顟B(tài)。當(dāng)阻 抗?fàn)顟B(tài)表示阻抗匹配最佳時，無線充電裝置200D確定已經(jīng)以高程度的效率將電力從無線 充電裝置200D傳送到受電裝置300D。將(在最佳阻抗匹配處設(shè)置電力中繼線圈241的)位置識別為電力中繼線圈241的最佳電力中繼位置。通常通過利用高頻耦合器，阻抗匹配檢測器290測量前進(jìn)方向電力波以及反射方 向電力波，計算定義為反射方向電力波與前進(jìn)方向電力波之比的反射率。送電控制部^OD控制第三電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部^OB,以移動電力中繼線圈 24L·將提供最小反射率的狀態(tài)定義為阻抗匹配狀態(tài)，其中，電力中繼線圈241設(shè)置在最佳 電力中繼位置。通過這種方式，可以確定電力中繼線圈241的最佳電力中繼位置。根據(jù)這種其他實施方式采用的另一方法，阻抗匹配檢測器290測量電壓波形和電 流波形。然后，通過利用相位比較器來對電壓波形和電流波形之間的相位差進(jìn)行相互比較。 電壓波形和電流波形之間的最小相位差表示阻抗匹配狀態(tài)，其中，電力中繼線圈241設(shè)置 在在最佳電力中繼位置。通過這種方式，可以確定電力中繼線圈241的最佳電力中繼位置。圖18示出了表示根據(jù)實施方式的執(zhí)行控制以將電力中繼設(shè)備240移動到最佳電 力中繼位置的第二典型無線充電系統(tǒng)100D所執(zhí)行的操作的概要的流程圖。如圖所示，當(dāng)用作供電側(cè)上的裝置的無線充電系統(tǒng)100D中采用的無線充電裝置 200D開始其操作的執(zhí)行時，流程圖開始于步驟STl 1。然后，在下一步驟ST12，第三電力中繼 設(shè)備移動機構(gòu)部260B將電力中繼線圈241的位置恢復(fù)到原點。當(dāng)按下無線充電裝置200D中采用的充電開始按鈕時，響應(yīng)于按下充電開始按鈕 的操作，送電控制部^OD執(zhí)行控制，以將電力從供電側(cè)共振線圈232傳送到受電裝置300D。 該電力不是要從無線充電裝置200D傳送到受電裝置300D的100 %電力。即，供電側(cè)送電控 制部280執(zhí)行控制，以將小電力從供電側(cè)共振線圈232傳送到受電裝置300D。注意，所有圖 中均未示出充電開始按鈕。結(jié)果，在下一步驟ST13，開始小電力的傳送。無線充電裝置200D中采用的阻抗匹配檢測器290檢測阻抗匹配狀態(tài)的電平。在后續(xù)的步驟ST14 S T17，在無線充電裝置200D中，當(dāng)監(jiān)測阻抗匹配狀態(tài)的檢 測電平時，送電控制部^OD控制第三電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部^OB以將電力中繼線圈Ml 移動到操作范圍內(nèi)的位置，并且然后，送電控制部^OD掃描監(jiān)測到的(阻抗匹配狀態(tài)的) 電平，以尋找最高電平，以便識別(或確定)用于最高電平的電力中繼線圈241的位置。即， 送電控制部^OD在檢測到最高電平時識別電力中繼線圈241的位置作為設(shè)置電力中繼線 圈241的位置。然后，在下一步驟ST18，送電控制部^OD將電力中繼線圈241移動到所識別的位 置。隨后，在下一步驟ST19，送電控制部^OD控制送電設(shè)備230，以執(zhí)行充電操作，用于將 100%電力傳送給受電裝置300D。圖19是示出了根據(jù)實施方式的電力中繼設(shè)備移動(包含和排除)機構(gòu)部260C的 第四典型配置的示圖。在上述的分別作為電力中繼設(shè)備移動(包含和排除)機構(gòu)部的 配置的第一 第三典型配置中，沿正交于地面的垂直方向升高和降低或旋轉(zhuǎn)電力中繼設(shè)備 2400然而，在電力中繼設(shè)備移動(包含和排除)機構(gòu)部^OC的第四典型配置的情況下，將 電力中繼設(shè)備240設(shè)置在送電設(shè)備230與受電設(shè)備310之間的位置處，或者沿平行于地面 的水平方向從這樣的位置處取走電力中繼設(shè)備M0。電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部沈0的第四 典型配置通常包括自由折疊支撐體沈5，其末端安裝有電力中繼設(shè)備M0。自由折疊支撐體 265可以手動或通過利用電力展開或折疊。
在上述第一實施方式中，將用于允許通過中繼傳送的電力延長送電距離的電力中 繼設(shè)備240設(shè)置在供電側(cè)共振線圈232與受電側(cè)共振線圈311之間的所選位置處。因此， 甚至可以以高程度的效率將電力傳送到具有大尺寸的車輛。由于電力中繼設(shè)備MO中采用的電力中繼線圈241不需要連接至其的電纜等，并 且具有(具有小重量的)極簡單的結(jié)構(gòu)，所以還可以非常簡單地制造用于保持、移動和更換 電力中繼設(shè)備MO的機構(gòu)。此外，當(dāng)對客車CAR進(jìn)行充電時，不需要(還稱為中繼器的)電力中繼設(shè)備M0。 在這種情況下，可以將電力中繼設(shè)備240保存在地下的容器等中，以便通過利用供電側(cè)共 振線圈232和受電側(cè)共振線圈311就可以將電力從無線充電裝置200傳送到安裝在客車 CAR上的受電裝置300。另一方面，在將電力從無線充電裝置200傳送到安裝在具有大尺寸 的車輛上的受電裝置300的操作中，將電力中繼設(shè)備240設(shè)置在供電側(cè)共振線圈232與受 電側(cè)共振線圈311之間的所選位置處，以通過電力中繼設(shè)備240對受電裝置300進(jìn)行充電。因此，可以通過利用供電側(cè)共振線圈232和受電側(cè)共振線圈311對客車CAR進(jìn)行 充電，而通過將電力中繼設(shè)備240設(shè)置在供電側(cè)共振線圈232與受電側(cè)共振線圈311之間 的所選位置處對具有大尺寸的車輛進(jìn)行充電。通過這種方式，無線充電系統(tǒng)100可以用于 對具有小尺寸的客車以及具有大尺寸的車輛進(jìn)行充電。此外，在第一實施方式中，控制電力中繼設(shè)備MO中采用的電力中繼線圈M1，以 移動到送電設(shè)備230中采用的供電側(cè)共振線圈232與受電設(shè)備310中采用的受電側(cè)共振線 圈311之間的中間位置。將電力中繼線圈241設(shè)置在可能獲得最佳送電電平或阻抗匹配狀 態(tài)而選擇的中間位置處。因此，可以通過電力中繼設(shè)備MO的方式以高程度的效率將電力從無線充電裝置 200傳送到受電裝置300，并且此外，通過電力中繼設(shè)備240的功效(virtue)可以使送電距 離延長。結(jié)果，可能獲得提供超過普通磁場共振法的送電能力的送電能力的送電距離。<2.第二實施方式〉圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的無線充電系統(tǒng)100E的第二典型配置 的示圖。根據(jù)第二實施方式的無線充電系統(tǒng)100E與根據(jù)第一實施方式的無線充電系統(tǒng) 100 100D的不同之處在于，在根據(jù)第二實施方式的無線充電系統(tǒng)100E的情況下，電力中 繼設(shè)備370包含在安裝在車輛CAR上的受電裝置300E中。為了執(zhí)行對受電裝置300E進(jìn)行充電的操作，例如，通常按下受電裝置300E的充電 開關(guān)。當(dāng)按下充電開關(guān)時，電力中繼設(shè)備370自動伸出到送電設(shè)備230中采用的供電側(cè)共 振線圈232與受電設(shè)備310中采用的受電側(cè)共振線圈311之間的位置。此外，為了終止對受電裝置300E進(jìn)行充電的操作，按下另一開關(guān)，以將電力中繼 設(shè)備370容納在設(shè)置在車輛CAR的底部的容器中。<3.第三實施方式〉圖21是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的無線充電系統(tǒng)100F的第三典型配置 的示圖。根據(jù)第三實施方式的無線充電系統(tǒng)100F與根據(jù)第一實施方式的無線充電系統(tǒng) 100 100D、根據(jù)第二實施方式的無線充電系統(tǒng)100E的不同之處在于，在根據(jù)第三實施方式的無線充電系統(tǒng)100F的情況下，將多個受電設(shè)備310安裝在車輛CAR上。在根據(jù)第三實 施方式的無線充電系統(tǒng)100F的典型配置的情況下，將受電設(shè)備310-1 310-4安裝在車輛 CAR 上。在這種典型配置中，不是將受電設(shè)備310安裝在車輛CAR的底部，而是將受電設(shè)備 310-1安裝在車輛CAR的前表面的引擎罩(bonnet)上，而將受電設(shè)備310-2安裝在車輛CAR 的側(cè)部表面上。另一方面，將受電設(shè)備310-3安裝在車輛CAR的后表面上的車輛CAR的后 備箱(trunk)的后端，而將受電設(shè)備310-4安裝在車輛CAR的頂蓬的上表面上。在無線充電裝置(臺)200F中，將送電設(shè)備230安裝在墻面WLL上。此外，如果需要的話，設(shè)置電力中繼設(shè)備240。<4.第四實施方式〉圖22是示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施方式的無線充電系統(tǒng)100G的第四典型配置 的示圖。根據(jù)第四實施方式的無線充電系統(tǒng)100G是本發(fā)明提供的一種無線充電系統(tǒng)，充 當(dāng)不是為四輪車輛而設(shè)計，而是為兩輪電動自行車、電動踏板車和電動車(電動助力車) CAR2而設(shè)計的系統(tǒng)。在無線充電裝置(臺)200G中，將送電設(shè)備230安裝在墻面WLL上。此外，如果需要的話，設(shè)置電力中繼設(shè)備240。本申請書包含涉及于2010年1月29日向日本專利局提交的日本優(yōu)先專利申請第 JP 2010-017994號中公開的主題，其全部內(nèi)容結(jié)合與此作為參考。本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員應(yīng)理解的是，在所附權(quán)利要求或其等效物的范圍內(nèi)，可以 根據(jù)設(shè)計要求和其他因素進(jìn)行各種修改、組合、子組合和替代。
權(quán)利要求
1.一種無線充電裝置，包括電源裝置，被配置為生成要傳送到受電裝置的電力；送電設(shè)備，被配置為將由所述電源裝置生成的電力傳送到所述受電裝置；電力中繼設(shè)備，能夠?qū)⒂伤鏊碗娫O(shè)備傳送的電力中繼到所述受電裝置；以及電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部，被配置為移動所述電力中繼設(shè)備，其中，所述送電設(shè)備包括第一共振元件，該第一共振元件被配置為將從所述電源裝置接收到 的電力傳送到所述受電裝置，所述電力中繼設(shè)備包括第二共振元件，該第二共振元件被配置為通過磁場共振關(guān)系接 收由所述第一共振元件提供的電力，并且通過磁場共振關(guān)系將所述電力傳送到所述受電裝 置，以及所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部能夠在不將由所述送電設(shè)備傳送的電力中繼到所述受 電裝置的狀態(tài)的區(qū)域與將由所述送電設(shè)備傳送的電力中繼到所述受電裝置的狀態(tài)的預(yù)定 送電允許區(qū)域之間，移動所述電力中繼設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電裝置，還包括電力中繼設(shè)備容納部，當(dāng)不使用所述電力中繼設(shè)備時能夠容納所述電力中繼設(shè)備，其中，當(dāng)不使用所述電力中繼設(shè)備時，所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部將所述電力中繼設(shè)備容 納部中的所述電力中繼設(shè)備保持在不接收由所述送電設(shè)備生成的磁通量并且不中繼由所 述送電設(shè)備傳送的電力的狀態(tài)；以及當(dāng)使用所述電力中繼設(shè)備時，所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部將所述電力中繼設(shè)備移動 到接收由所述送電設(shè)備生成的磁通量并且中繼由所述送電設(shè)備傳送的電力的狀態(tài)的所述 預(yù)定的送電允許區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線充電裝置，其中，所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部能夠至 少調(diào)整所述電力中繼設(shè)備的位置，以使所述電力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線充電裝置，還包括送電控制部，被配置為接收關(guān)于由所述送電設(shè)備傳送到所述電力中繼設(shè)備的電力電平 的信息，并且控制所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部，以調(diào)整所述電力中繼設(shè)備的位置，從而使 所述電力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備，以便提高由所述接收到的信息表示的所述電平。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線充電裝置，其中，在實際送電之前，所述送電控制部控制所述送電設(shè)備，以傳送比所述實際傳送中要傳 送的正常電力少的電力，并且隨著控制所述送電設(shè)備進(jìn)入傳送比所述正常電力少的電力的 狀態(tài)，所述送電控制部控制所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部，以調(diào)整所述電力中繼設(shè)備的位 置，從而使所述電力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備，以便提高由所述送電設(shè)備傳送的電力電 平；以及在控制所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部以調(diào)整所述電力中繼設(shè)備的位置從而使所述電 力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備之后，在所述實際傳送中，所述送電控制部控制所述送電設(shè) 備，以傳送所述正常電力。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線充電裝置，還包括阻抗匹配檢測器，被配置為根據(jù)所述無線充電裝置中生成的送電信號來檢測阻抗匹配狀態(tài)；以及送電控制部，被配置為控制所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部，以調(diào)整所述電力中繼設(shè)備 的位置，從而使所述電力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備，以便根據(jù)由所述阻抗匹配檢測器執(zhí) 行的檢測的結(jié)果來提供所述阻抗匹配狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線充電裝置，其中，在實際送電之前，所述送電控制部控制所述送電設(shè)備，以傳送比在所述實際傳送中要 傳送的正常電力少的電力，并且隨著控制所述送電設(shè)備進(jìn)入傳送比所述正常電力少的電力 的狀態(tài)，所述送電控制部控制所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部，以調(diào)整所述電力中繼設(shè)備的 位置，從而使所述電力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備，以便根據(jù)由所述阻抗匹配檢測器執(zhí)行 的檢測的結(jié)果來提供所述阻抗匹配狀態(tài)；以及在控制所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部以調(diào)整所述電力中繼設(shè)備的位置從而使所述電 力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備之后，在所述實際傳送中，所述送電控制部控制所述送電設(shè) 備，以傳送所述正常電力。
8.一種無線充電系統(tǒng)，包括無線充電裝置，包括電源裝置，被配置為生成用于對包含在受電裝置中的電池進(jìn)行充 電；以及送電設(shè)備，被配置為將由所述電源裝置生成的電力傳送到所述受電裝置；電力中繼設(shè)備，被配置為將從所述無線充電裝置中采用的所述送電設(shè)備接收的電力中 繼到所述受電裝置；以及所述受電裝置，包括受電設(shè)備，被配置為通過磁場共振關(guān)系接收由所述無線充電裝置 的所述送電設(shè)備傳送的電力，或者通過磁場共振關(guān)系接收由所述電力中繼設(shè)備中繼的電 力，并且將所述接收的電力充電到所述電池中，其中，所述送電設(shè)備包括第一共振元件，該第一共振元件被配置為接收由所述電源裝置提供 的電力，并且將所述電力傳送到所述受電設(shè)備，所述電力中繼設(shè)備包括第二共振元件，該第二共振元件被配置為通過磁場共振關(guān)系接 收由所述第一共振元件提供的電力，并且通過另一磁場共振關(guān)系將所述接收的電力中繼到 所述受電設(shè)備，以及所述受電設(shè)備包括第三共振元件，該第三共振元件被配置為通過所述磁場共振關(guān)系接 收由所述送電設(shè)備傳送到所述受電設(shè)備的電力，或者通過所述另一磁場共振關(guān)系接收由所 述電力中繼設(shè)備中繼的電力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線充電系統(tǒng)，其中，所述無線充電裝置包括電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部，被配置為移動所述電力中繼設(shè)備；以及所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部能夠在不將由所述送電設(shè)備傳送的電力中繼到所述受 電設(shè)備的狀態(tài)的區(qū)域與將所述送電設(shè)備傳送的電力中繼到所述受電設(shè)備的預(yù)定送電允許 區(qū)域之間，移動所述電力中繼設(shè)備。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線充電系統(tǒng)，其中，所述無線充電裝置還具有電力中繼設(shè)備容納部，當(dāng)不使用所述電力中繼設(shè)備時能夠容 納所述電力中繼設(shè)備；以及當(dāng)不使用所述電力中繼設(shè)備時，所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部將所述電力中繼設(shè)備容納部中的所述電力中繼設(shè)備保持在不接收由所述送電設(shè)備生成的磁通量并且不中繼由所 述送電設(shè)備傳送的電力的狀態(tài)；以及當(dāng)使用所述電力中繼設(shè)備時，所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部將所述電力中繼設(shè)備移動 到接收由所述送電設(shè)備生成的磁通量并且中繼由所述送電設(shè)備傳送的電力的狀態(tài)的所述 預(yù)定的送電允許區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無線充電系統(tǒng)，其中，所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部能夠至 少調(diào)整所述電力中繼設(shè)備的位置，以使所述電力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無線充電系統(tǒng)，其中， 所述受電裝置還包括受電側(cè)無線電通信部，被配置為將無線電信號傳送到所述無線充電裝置； 電平檢測部，被配置為檢測由所述受電裝置接收的電力電平；以及 受電側(cè)送電控制部，被配置為控制所述受電側(cè)無線電通信部，以傳送將關(guān)于作為由所 述受電裝置接收的所述電力電平的所述電平檢測部檢測的電平的信息的無線電信號傳送 到所述無線充電裝置；以及 所述無線充電裝置還包括供電側(cè)無線電通信部，被配置為接收從所述受電裝置傳送關(guān)于由所述受電裝置接收的 所述電力電平的所述信息的所述無線電信號；以及供電側(cè)送電控制部，被配置為通過所述供電側(cè)無線電通信部接收關(guān)于來自所述受電裝 置的所述電力電平的所述信息，并且控制所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部，以調(diào)整所述電力 中繼設(shè)備的位置，從而使所述電力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備，以便提高由所述接收的信 息表示的所述電平。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的無線充電系統(tǒng)，其中，在實際送電之前，所述供電側(cè)送電控制部控制所述送電設(shè)備，以傳送比所述實際傳送 中要傳送的正常電力少的電力，并且隨著控制所述送電設(shè)備進(jìn)入傳送比所述正常電力少的 電力的狀態(tài)，所述送電控制部控制所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部，以調(diào)整所述電力中繼設(shè) 備的位置，從而使所述電力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備，以便提高所述送電設(shè)備傳送的電 力電平；以及在控制所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部以調(diào)整所述電力中繼設(shè)備的位置從而使所述電 力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備之后，在所述實際傳送中，所述供電側(cè)送電控制部控制所述 送電設(shè)備，以傳送所述正常電力。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的無線充電系統(tǒng)，其中，所述無線充電裝置還包括 阻抗匹配檢測器，被配置為檢測所述無線充電裝置中生成的送電信號的阻抗匹配狀態(tài)；以及送電控制部，被配置為控制所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部，以調(diào)整所述電力中繼設(shè)備 的位置，從而使所述電力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備，以便根據(jù)由所述阻抗匹配檢測器執(zhí) 行的檢測的結(jié)果來提供所述阻抗匹配狀態(tài)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的無線充電系統(tǒng)，其中，在實際送電之前，所述送電控制部控制所述送電設(shè)備，以傳送比所述實際傳送中要傳 送的正常電力少的電力，并且隨著控制所述送電設(shè)備進(jìn)入傳送比所述正常電力少的電力的狀態(tài)，所述送電控制部控制所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部，以調(diào)整所述電力中繼設(shè)備的位 置，從而使所述電力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備，以便由根據(jù)所述阻抗匹配檢測器執(zhí)行的 檢測的結(jié)果來提供所述阻抗匹配狀態(tài)；以及在控制所述電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部以調(diào)整所述電力中繼設(shè)備的位置從而使所述電 力中繼設(shè)備面向所述送電設(shè)備之后，在所述實際傳送中，所述送電控制部控制所述送電設(shè) 備，以傳送所述正常電力。
全文摘要
本發(fā)明公開了無線充電裝置和無線充電系統(tǒng)。無線充電裝置，包括電源裝置，被配置為生成要傳送到受電裝置的電力；送電設(shè)備，被配置為將電源裝置生成的電力傳送到受電裝置；電力中繼設(shè)備，能夠?qū)⑺碗娫O(shè)備傳送的電力中繼到受電裝置；以及電力中繼設(shè)備移動機構(gòu)部，被配置為移動電力中繼設(shè)備。
文檔編號H02J7/02GK102142708SQ20111002455
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月29日
發(fā)明者村山雄二 申請人:索尼公司