WO2010058477A1

WO2010058477A1 - 電動車両

Info

Publication number: WO2010058477A1
Application number: PCT/JP2008/071215
Authority: WO
Inventors: 佐々木　将
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-11-21
Filing date: 2008-11-21
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2011-05-21
Also published as: JPWO2010058477A1; JP5083413B2; EP2360049A1; US8294419B2; US20110309790A1; EP2360049B1; CN102216110B; CN102216110A; US20110276208A1; US8380380B2; EP2360049A4

Abstract

　二次自己共振コイル（１５０）は、車体底面の略中央部に据付けられ、車両外部に設けられる給電設備の一次自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより給電設備から非接触で受電する。給電設備からの受電時、二次自己共振コイル（１５０）の導線端部（１６０）には高電圧が生じ、導線端部（１６０）の周囲に高電界部が発生する。ここで、二次自己共振コイル（１５０）に最も近い電気機器であるＥＣＵ（１４０）から導線端部（１６０）を遠ざけるために、車体の左右対称軸に対してＥＣＵ（１４０）がずらされた側（－Ｙ方向）と反対側（＋Ｙ方向）に導線端部（１６０）が位置するように、二次自己共振コイル（１５０）が配置される。

Description

電動車両

　この発明は、電動車両に関し、特に、車両外部の給電設備および車両の各々に搭載される共振コイルを電磁場を介して共鳴させることにより給電設備から非接触で受電可能な電動車両に関する。

　環境に配慮した車両として、電気自動車やハイブリッド車などの電動車両が大きく注目されている。電気自動車は、車両外部の電源から車載のバッテリを充電し、その充電された電力を用いてモータを駆動して走行する。ハイブリッド車は、モータとともにエンジンをさらに動力源として搭載した車両や、車両駆動用の直流電源として燃料電池をさらに搭載した車両である。

　ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源から車載のバッテリを充電可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から車載バッテリを充電可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。

　一方、送電方法として、電源コードや送電ケーブルを用いないワイヤレス送電が近年注目されている。このワイヤレス送電技術としては、有力なものとして、電磁誘導を用いた送電、マイクロ波を用いた送電、および共鳴法による送電の３つの技術が知られている。

　このうち、共鳴法は、一対の自己共振コイルを電磁場（近接場）において共鳴させ、電磁場を介して送電する非接触の送電技術であり、数ｋＷの大電力を比較的長距離（たとえば数ｍ）送電することも可能である（非特許文献１参照）。
特開平８－２３７８９０号公報 Andre　Kurs　et　al.,　"Wireless　Power　Transfer　via　Strongly　Coupled　Magnetic　Resonances"、［online］、２００７年７月６日、Science、第３１７巻、ｐ．８３－８６、［２００７年９月１２日検索］、インターネット＜URL：http://www.sciencemag.org/cgi/reprint/317/5834/83.pdf＞

　上記の共鳴法による非接触送電技術を車両外部の電源から電動車両への給電に用いる場合、車両外部の給電設備に設けられる一次自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより給電設備から受電する二次自己共振コイルを車両に搭載する必要がある。ここで、給電設備からの受電時、二次自己共振コイルの導線には、共振周波数（たとえばＭＨｚレベル）に応じて変動する電圧が生じる。この電圧の大きさは、導線端部に近いほど大きく、導線端部で最大となる。たとえば、一次自己共振コイルから二次自己共振コイルへの送電電力がｋＷレベルになると、二次自己共振コイルの導線端部には、導線端部の周囲にコロナ放電が発生し得るほどの高電圧（たとえばｋＶレベル）が生じる。

　この二次自己共振コイルの導線端部に生じる高電圧により導線端部の周辺には高電界部が発生し、この高電界部は、電動車両に搭載された各電気機器（たとえば、バッテリやコンバータ、インバータ、モータ、電子制御装置、各種センサなど）の動作に悪影響を及ぼし得る。

　ここで、少なくとも二次自己共振コイルの導線端部に電磁シールドを施すなどして、導線端部の周囲に発生する高電界部の拡散を抑えることも考えられる。しかしながら、このような手法は、シールド機構の設置スペースを確保する必要があるとともに、車両のコスト増や重量増も招く。

　また、車両外部の給電設備から電動車両への給電レートを抑えることによっても、二次自己共振コイルの導線端部の周囲に発生する電界を抑え得る。しかしながら、このような手法は、給電時間の長時間化を招き、たとえばｋＷｈレベルの急速給電が要求される電動車両においては実用上問題となる。

　そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、共鳴法を用いて車両外部の給電設備から受電可能な電動車両において、低コストで、かつ、給電電力を低減させることなく、受電時に発生する高電界部による車載電気機器への悪影響を抑制することである。

　この発明によれば、電動車両は、電力によって車両の駆動力を発生可能な電動車両であって、二次自己共振コイルと、電気機器とを備える。二次自己共振コイルは、予め定められた位置に据付けられ、車両外部の給電設備に設けられる一次自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより一次自己共振コイルから非接触で受電する。電気機器は、二次自己共振コイルによって受電された電力を蓄電可能な蓄電装置、車両の駆動力を発生する電動機、二次自己共振コイルによって受電された電力を用いて電動機を駆動する駆動装置、および駆動装置を制御する電子制御装置の少なくとも１つを含む。ここで、二次自己共振コイルは、二次自己共振コイルの導線端部と電気機器との間の距離が最も確保されるように配置される。

　好ましくは、二次自己共振コイルは、端部が開放されたＬＣ共振コイルである。
　好ましくは、二次自己共振コイルは、二次自己共振コイルに最も近接する電気機器から導線端部を遠ざけるように配置される。

　好ましくは、電動機および駆動装置は、車体前方に配設される。蓄電装置は、車体後方に配設される。電子制御機器は、車体前後方向について電動機および駆動装置と蓄電装置との間であって、車体の左右対称軸から左右のいずれかにずれた位置に配設される。そして、二次自己共振コイルは、車体底面の略中央部に据付けられ、左右対称軸に対して電子制御機器がずらされた側と反対側に導線端部が位置するように配置される。

　また、好ましくは、電動機および駆動装置は、車体前方に配設される。蓄電装置は、車体後方に配設される。電子制御機器は、車体前後方向について電動機および駆動装置と蓄電装置との間であって、車体の左右対称軸から左右のいずれかにずれた位置に配設される。そして、二次自己共振コイルは、車体上部の略中央部に据付けられ、左右対称軸に対して電子制御機器がずらされた側と反対側に導線端部が位置するように配置される。

　また、好ましくは、電動機および駆動装置は、車体前方に配設される。蓄電装置は、車体後方において車体底面に近接して配設される。電子制御機器は、車体前後方向について電動機および駆動装置と蓄電装置との間に配設される。そして、二次自己共振コイルは、車体最後方に据付けられ、導線端部が車体上部側に位置するように配置される。

　この発明においては、予め定められた位置に二次自己共振コイルが据付けられ、二次自己共振コイルは、車両外部の給電設備に設けられる一次自己共振コイルと電磁場を介して共鳴することにより一次自己共振コイルから非接触で受電する。このとき、二次自己共振コイルの導線端部には高電圧が生じ、導線端部の周囲に高電界部が発生する。ここで、二次自己共振コイルは、二次自己共振コイルの導線端部と電気機器との間の距離が最も確保されるように配置されるので、導線端部の周囲に発生する高電界部による車載電気機器への影響が抑えられる。

　したがって、この発明によれば、車両外部の給電設備からの受電時に発生する高電界部の車載電気機器への悪影響を低コストで抑制することができる。また、この発明によれば、給電電力を低減させることなく、受電時に発生する高電界部の車載電気機器への悪影響を抑制することができる。

この発明の実施の形態１による電動車両の主要部の配置を車両上方からみた図である。図１に示す電動車両の主要部の配置を車両側方からみた図である。共鳴法による送電の原理を説明するための図である。電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図１，２に示す二次自己共振コイルの電圧分布を示した図である。図１，２に示す電動車両のパワートレーン構成を示したブロック図である。実施の形態２による電動車両の主要部の配置を車両側方からみた図である。実施の形態３による電動車両の主要部の配置を車両上方からみた図である。図８に示す電動車両の主要部の配置を車両後方からみた図である。その他の実施の形態による電動車両の主要部の配置を車両上方からみた図である。電動車両の主要部の配置を車両上方からみた図である。

符号の説明

　１００，１００Ａ～１００Ｃ　電動車両、１１０　トランスアクスル、１１２，１１４　モータジェネレータ、１２０　パワーコントロールユニット（ＰＣＵ）、１２２　昇圧コンバータ、１２４，１２６　インバータ、１３０　蓄電装置、１４０　電子制御装置（ＥＣＵ）、１５０，３４０　二次自己共振コイル、１６０，１６０Ａ，１６０Ｂ　導線端部、１７２　エンジン、１７４　動力分割装置、１７６　駆動輪、１８２　二次コイル、１８４　整流器、１８６　ＤＣ／ＤＣコンバータ、２００　給電設備、２１０　高周波電源ドライバ、２２０，３３０　一次自己共振コイル、２３０　系統電源、３１０　高周波電源、３２０　一次コイル、３５０　二次コイル、３６０　負荷、ＳＭＲ１，ＳＭＲ２　システムメインリレー、ＰＬ１，ＰＬ２　正極線、ＮＬ　負極線。

　以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

　［実施の形態１］
　図１は、この発明の実施の形態１による電動車両の主要部の配置を車両上方からみた図である。また、図２は、図１に示した電動車両の主要部の配置を車両側方からみた図である。

　図１，図２を参照して、この電動車両１００は、トランスアクスル１１０と、パワーコントロールユニット（以下「ＰＣＵ（Power　Control　Unit）」とも称する。）１２０と、蓄電装置１３０と、電子制御装置（以下「ＥＣＵ（Electronic　Control　Unit）」とも称する。）１４０と、二次自己共振コイル１５０とを備える。

　トランスアクスル１１０は、車両の駆動力を発生するモータや、たとえば図示されないエンジンの動力を用いて発電するジェネレータ、動力伝達ギヤ、差動ギヤなどを含む。そして、この電動車両１００においては、トランスアクスル１１０は、車体前方（図１に示す＋Ｘ方向）に配設される。なお、トランスアクスル１１０には、上記モータおよびジェネレータについての温度センサや電流センサ、回転センサ等の各種センサ（図示せず）が設けられている。

　ＰＣＵ１２０は、上記モータおよびジェネレータを駆動するインバータや、蓄電装置１３０の出力電圧を昇圧してインバータに与える昇圧コンバータなどを含む。そして、この電動車両１００においては、ＰＣＵ１２０も車体前方に配設され、たとえばトランスアクスル１１０の上部に配置される。なお、このＰＣＵ１２０にも、温度センサや電流センサ、電圧センサ等の各種センサ（図示せず）が設けられている。

　蓄電装置１３０は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池から成る。この電動車両１００においては、蓄電装置１３０は、車体後方（図１に示す－Ｘ方向）に配設される。この蓄電装置１３０は、車両外部の給電設備２００（図２）から送電され二次自己共振コイル１５０によって受電された電力を蓄えるほか、トランスアクスル１１０によって発電されＰＣＵ１２０から出力される回生電力も蓄える。そして、蓄電装置１３０は、その蓄えられた電力をＰＣＵ１２０へ供給する。なお、蓄電装置１３０として大容量のキャパシタも採用可能であり、給電設備２００から供給される電力やＰＣＵ１２０からの回生電力を一時的に蓄え、その蓄えられた電力をＰＣＵ１２０へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。なお、この蓄電装置１３０にも、電圧センサや電流センサ、温度センサ等の各種センサ（図示せず）が取付けられている。

　ＥＣＵ１４０は、トランスアクスル１１０に含まれるモータやジェネレータを駆動するための信号を生成してＰＣＵ１２０へ出力し、ＰＣＵ１２０を制御する。そして、この電動車両１００においては、ＥＣＵ１４０は、車体前後方向についてトランスアクスル１１０およびＰＣＵ１２０と蓄電装置１３０との間であって、車体の左右対称軸から左側（図１に示す－Ｙ方向）にずれた位置に配設される。たとえば、ＥＣＵ１４０は、車体の左右対称軸よりも－Ｙ方向に配置される助手席の前方に配設される。

　二次自己共振コイル１５０は、車両外部の給電設備２００に設けられる一次自己共振コイル２２０（図２）と電磁場を介して共鳴することにより給電設備２００から受電する。そして、この電動車両１００においては、二次自己共振コイル１５０は、車体底面の略中央部に据付けられる。ここで、二次自己共振コイル１５０は、両端がオープン（非接続）のＬＣ共振コイルであり、車体の左右対称軸に対してＥＣＵ１４０がずらされた側（－Ｙ方向）と反対側（図１に示す＋Ｙ方向）にコイルの導線端部１６０が位置するように配置される（図１）。

　なお、この二次自己共振コイル１５０については、給電設備２００の一次自己共振コイル２２０との距離や、一次自己共振コイル２２０および二次自己共振コイル１５０の共鳴周波数等に基づいて、一次自己共振コイル２２０と二次自己共振コイル１５０との共鳴強度を示すＱ値（たとえば、Ｑ＞１００）およびその結合度を示すκ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。

　なお、車両外部に設けられる給電設備２００（図２）は、高周波電源ドライバ２１０と、一次自己共振コイル２２０とを含む。高周波電源ドライバ２１０は、系統電源２３０から供給される商用交流電力を高周波の電力に変換して一次自己共振コイル２２０へ供給する。一次自己共振コイル２２０は、車両側の二次自己共振コイル１５０と電磁場を介して共鳴することにより、高周波電源ドライバ２１０から供給される電力を車両側の二次自己共振コイル１５０へ非接触で送電する。なお、高周波電源ドライバ２１０によって生成される高周波電力の周波数は、たとえば１Ｍ～１０数ＭＨｚである。

　図３は、共鳴法による送電の原理を説明するための図である。図３を参照して、共鳴法では、２つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する２つのＬＣ共振コイルが電磁場（近接場）において共鳴することによって、一方の共振コイルから他方の共振コイルへ電磁場を介して電力が伝送される。

　具体的には、高周波電源３１０に一次コイル３２０を接続し、電磁誘導により一次コイル３２０と磁気的に結合される一次自己共振コイル３３０へ１Ｍ～１０数ＭＨｚの高周波電力を給電する。一次自己共振コイル３３０は、コイル自身のインダクタンスと浮遊容量とによるＬＣ共振器であり、一次自己共振コイル３３０と同じ共振周波数を有する二次自己共振コイル３４０と電磁場（近接場）を介して共鳴する。そうすると、一次自己共振コイル３３０から二次自己共振コイル３４０へ電磁場を介してエネルギー（電力）が移動する。二次自己共振コイル３４０へ移動したエネルギー（電力）は、電磁誘導により二次自己共振コイル３４０と磁気的に結合される二次コイル３５０によって取出され、負荷３６０へ供給される。なお、共鳴法による送電は、一次自己共振コイル３３０と二次自己共振コイル３４０との共鳴強度を示すＱ値がたとえば１００よりも大きいときに実現される。

　図４は、電流源（磁流源）からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図４を参照して、電磁界は３つの成分を含む。曲線ｋ１は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電磁界」と称される。曲線ｋ２は、波源からの距離の２乗に反比例した成分であり、「誘導電磁界」と称される。また、曲線ｋ３は、波源からの距離の３乗に反比例した成分であり、「静電磁界」と称される。

　この中でも波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域があるが、共鳴法では、この近接場（エバネッセント場）を利用してエネルギー（電力）の伝送が行なわれる。すなわち、近接場を利用して、同じ固有振動数を有する一対のＬＣ共振コイルを共鳴させることにより、一方のＬＣ共振コイル（一次自己共振コイル）から他方のＬＣ共振コイル（二次自己共振コイル）へエネルギー（電力）を伝送する。この近接場は遠方にエネルギー（電力）を伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電磁界」によりエネルギー（電力）を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギー損失で送電することができる。

　図５は、図１，２に示した二次自己共振コイル１５０の電圧分布を示した図である。図５を参照して、横軸は、二次自己共振コイル１５０を構成する導線の中央部からの距離を示し、縦軸は、二次自己共振コイル１５０の受電時に導線に生じる電圧を示す。図５に示されるように、導線の端部に近いほど電圧が高くなり、端部で最大となる。そして、たとえば、二次自己共振コイル１５０による受電電力がｋＷレベルになると、導線端部にはコロナ放電が発生し得るほどの高電圧（たとえばｋＶレベル）が生じる。なお、導線中央部の電圧は零であり、共鳴周波数に応じて電圧の符号は反転する。

　このように、共鳴法による給電においては、自己共振コイルの導線端部に高電圧が生じる。そして、ｋＷレベルの大電力給電が要求される電動車両への給電に共鳴法を用いる場合、車両に搭載される二次自己共振コイルの導線端部の周囲には、車載電気機器の動作に悪影響を及ぼし得る高電界部が発生する。そこで、この実施の形態１においては、車体底面の略中央部に据付けられる二次自己共振コイル１５０の導線端部１６０と各電器機器（トランスアクスル１１０、ＰＣＵ１２０、蓄電装置１３０およびＥＣＵ１４０）との間の距離が十分に確保されるように、二次自己共振コイル１５０が配置される。

　具体的には、この実施の形態１では二次自己共振コイル１５０に対してＥＣＵ１４０が最も近接しているところ、二次自己共振コイル１５０の導線端部１６０をＥＣＵ１４０から遠ざけるために、車体の左右対称軸に対してＥＣＵ１４０がずらされた側（－Ｙ方向）と反対側（図１に示す＋Ｙ方向）にコイルの導線端部１６０が位置するように二次自己共振コイル１５０を配置することとしたものである。

　図６は、図１，２に示した電動車両１００のパワートレーン構成を示したブロック図である。図６を参照して、電動車両１００は、蓄電装置１３０と、システムメインリレーＳＭＲ１と、昇圧コンバータ１２２と、インバータ１２４，１２６と、モータジェネレータ１１２，１１４と、エンジン１７２と、動力分割装置１７４と、駆動輪１７６とを含む。また、電動車両１００は、二次自己共振コイル１５０と、二次コイル１８２と、整流器１８４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８６と、システムメインリレーＳＭＲ２と、ＥＣＵ１４０とをさらに含む。

　この電動車両１００は、エンジン１７２およびモータジェネレータ１１４を動力源として搭載する。エンジン１７２およびモータジェネレータ１１２，１１４は、動力分割装置１７４に連結される。そして、電動車両１００は、エンジン１７２およびモータジェネレータ１１４の少なくとも一方が発生する駆動力によって走行する。エンジン１７２が発生する動力は、動力分割装置１７４によって２経路に分割される。すなわち、一方は駆動輪１７６へ伝達される経路であり、もう一方はモータジェネレータ１１２へ伝達される経路である。

　モータジェネレータ１１２は、交流回転電機であり、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ１１２は、動力分割装置１７４を介してエンジン１７２の運動エネルギーを用いて発電する。たとえば、蓄電装置１３０の充電状態（「ＳＯＣ（State　Of　Charge）」とも称される。）が予め定められた値よりも低くなると、エンジン１７２が始動してモータジェネレータ１１２により発電が行なわれ、蓄電装置１３０が充電される。

　モータジェネレータ１１４も、交流回転電機であり、モータジェネレータ１１２と同様に、たとえばロータに永久磁石が埋設された三相交流同期電動機から成る。モータジェネレータ１１４は、蓄電装置１３０に蓄えられた電力およびモータジェネレータ１１２により発電された電力の少なくとも一方を用いて駆動力を発生する。そして、モータジェネレータ１１４の駆動力は、駆動輪１７６に伝達される。

　また、車両の制動時や下り斜面での加速度低減時には、運動エネルギーや位置エネルギーとして車両に蓄えられた力学的エネルギーが駆動輪１７６を介してモータジェネレータ１１４の回転駆動に用いられ、モータジェネレータ１１４が発電機として作動する。これにより、モータジェネレータ１１４は、走行エネルギーを電力に変換して制動力を発生する回生ブレーキとして作動する。そして、モータジェネレータ１１４により発電された電力は、蓄電装置１３０に蓄えられる。

　動力分割装置１７４は、サンギヤと、ピニオンギヤと、キャリアと、リングギヤとを含む遊星歯車から成る。ピニオンギヤは、サンギヤおよびリングギヤと係合する。キャリアは、ピニオンギヤを自転可能に支持するとともに、エンジン１７２のクランクシャフトに連結される。サンギヤは、モータジェネレータ１１２の回転軸に連結される。リングギヤはモータジェネレータ１１４の回転軸および駆動輪１７６に連結される。

　なお、モータジェネレータ１１２，１１４および動力分割装置１７４は、図１，２に示したトランスアクスル１１０を形成する。なお、エンジン１７２は、図１，２では図示されていない。

　システムメインリレーＳＭＲ１は、蓄電装置１３０と昇圧コンバータ１２２との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ１は、ＥＣＵ１４０からの信号ＳＥ１が活性化されると、蓄電装置１３０を昇圧コンバータ１２２と電気的に接続し、信号ＳＥ１が非活性化されると、蓄電装置１３０と昇圧コンバータ１２２との間の電路を遮断する。昇圧コンバータ１２２は、ＥＣＵ１４０からの信号ＰＷＣに基づいて、正極線ＰＬ２の電圧を蓄電装置１３０の出力電圧以上の電圧に昇圧する。なお、この昇圧コンバータ１２２は、たとえば直流チョッパ回路から成る。インバータ１２４，１２６は、それぞれモータジェネレータ１１２，１１４に対応して設けられる。インバータ１２４は、ＥＣＵ１４０からの信号ＰＷＩ１に基づいてモータジェネレータ１１２を駆動し、インバータ１２６は、ＥＣＵ１４０からの信号ＰＷＩ２に基づいてモータジェネレータ１１４を駆動する。なお、インバータ１２４，１２６は、たとえば三相ブリッジ回路から成る。

　なお、昇圧コンバータ１２２およびインバータ１２４，１２６は、図１，２に示したＰＣＵ１２０を形成する。

　一方、二次コイル１８２は、二次自己共振コイル１５０と同軸上に配設され、電磁誘導により二次自己共振コイル１５０と磁気的に結合可能である。この二次コイル１８２は、二次自己共振コイル１５０により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器１８４へ出力する。

　整流器１８４は、二次コイル１８２によって取出された交流電力を整流する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１８６は、ＥＣＵ１４０からの信号ＰＷＤに基づいて、整流器１８４によって整流された電力を蓄電装置１３０の電圧レベルに変換して蓄電装置１３０へ出力する。システムメインリレーＳＭＲ２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８６と蓄電装置１３０との間に配設される。システムメインリレーＳＭＲ２は、ＥＣＵ１４０からの信号ＳＥ２が活性化されると、蓄電装置１３０をＤＣ／ＤＣコンバータ１８６と電気的に接続し、信号ＳＥ２が非活性化されると、蓄電装置１３０とＤＣ／ＤＣコンバータ１８６との間の電路を遮断する。

　ＥＣＵ１４０は、アクセル開度や車両速度、その他種々のセンサからの信号に基づいて、昇圧コンバータ１２２およびモータジェネレータ１１２，１１４をそれぞれ駆動するための信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＣ，ＰＷＩ１，ＰＷＩ２をそれぞれ昇圧コンバータ１２２およびインバータ１２４，１２６へ出力する。そして、車両の走行時、ＥＣＵ１４０は、信号ＳＥ１を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ１をオンさせるとともに、信号ＳＥ２を非活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオフさせる。

　また、給電設備２００（図２）から電動車両１００への給電が行なわれるとき、ＥＣＵ１４０は、信号ＳＥ２を活性化してシステムメインリレーＳＭＲ２をオンさせる。そして、ＥＣＵ１４０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８６を駆動するための信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤをＤＣ／ＤＣコンバータ１８６へ出力する。

　なお、上記において、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８６は必ずしも必要ではなく、二次コイル１８２によって取出された交流電力が整流器１８４によって整流された後に直接蓄電装置１３０に与えられるようにしてもよい。

　以上のように、この実施の形態１においては、車体底面の略中央部に二次自己共振コイル１５０が据付けられる。そして、給電設備２００からの受電時、二次自己共振コイル１５０の導線端部１６０には高電圧が生じ、導線端部１６０の周囲に高電界部が発生するところ、二次自己共振コイル１５０に最も近い電気機器のＥＣＵ１４０から導線端部１６０を遠ざけるために、車体の左右対称軸に対してＥＣＵ１４０がずらされた側（－Ｙ方向）と反対側（図１に示す＋Ｙ方向）に導線端部１６０が位置するように二次自己共振コイル１５０が配置される。これにより、導線端部１６０の周囲に発生する高電界部によるＥＣＵ１４０への影響が抑えられる。したがって、この実施の形態１によれば、受電時に発生する高電界部の車載電気機器（ＥＣＵ１４０）への悪影響を低コストで抑制することができる。また、この実施の形態１によれば、給電電力を低減させることなく、受電時に発生する高電界部の車載電気機器（ＥＣＵ１４０）への悪影響を抑制することができる。

　［実施の形態２］
　図７は、実施の形態２による電動車両の主要部の配置を車両側方からみた図である。なお、この電動車両の主要部を車両上方からみた場合の配置は図１と同じである。そこで、図７とともに図１を参照して、この電動車両１００Ａにおいては、二次自己共振コイル１５０は、車体上部の略中央部に据付けられる。そして、二次自己共振コイル１５０は、車両の左右対称軸に対してＥＣＵ１４０がずらされた方向（図１に示す－Ｙ方向）と反対方向（図１に示す＋Ｙ方向）にコイルの導線端部１６０が位置するように配設される（図１）。

　なお、その他の電気機器、すなわち、トランスアクスル１１０、ＰＣＵ１２０、蓄電装置１３０およびＥＣＵ１４０の配置は、実施の形態１による電動車両１００と同じである。また、特に図示していないが、この実施の形態２では、給電設備２００は、車両の上方（＋Ｚ方向）に設けられる。

　この実施の形態２においても、二次自己共振コイル１５０に最も近いＥＣＵ１４０から導線端部１６０を遠ざけるために、車体の左右対称軸に対して導線端部１６０が＋Ｙ方向に位置するように二次自己共振コイル１５０が配置される（図１）。これにより、導線端部１６０の周囲に発生する高電界部によるＥＣＵ１４０への影響が抑えられる。したがって、この実施の形態２によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。

　［実施の形態３］
　図８は、実施の形態３による電動車両の主要部の配置を車両上方からみた図である。また、図９は、図８に示した電動車両の主要部の配置を車両後方からみた図である。

　図８，図９を参照して、この電動車両１００Ｂにおいては、二次自己共振コイル１５０は、車体最後方（図８に示す－Ｘ方向）に据付けられる。ここで、蓄電装置１３０は、車体底面に近接して配設されるところ、二次自己共振コイル１５０は、導線端部１６０が車体上方側（図９に示す＋Ｚ方向）に位置するように配設される（図９）。

　なお、その他の電気機器、すなわち、トランスアクスル１１０、ＰＣＵ１２０、蓄電装置１３０およびＥＣＵ１４０の配置は、実施の形態１による電動車両１００と同じである。また、特に図示していないが、この実施の形態３では、給電設備２００は、車両の後方（－Ｘ方向）に設けられる。

　この実施の形態３においては、二次自己共振コイル１５０に最も近い電気機器の蓄電装置１３０から導線端部１６０を遠ざけるために、車体底面に近接して配設される蓄電装置１３０に対して導線端部１６０が車体上方側に位置するように二次自己共振コイル１５０が配置される。これにより、導線端部１６０の周囲に発生する高電界部による蓄電装置１３０への影響が抑えられる。したがって、この実施の形態３によれば、受電時に発生する高電界部の車載電気機器（蓄電装置１３０）への悪影響を低コストで抑制することができる。また、この実施の形態３によれば、給電電力を低減させることなく、受電時に発生する高電界部の車載電気機器（蓄電装置１３０）への悪影響を抑制することができる。

　なお、その他の実施の形態として、図１０に示すように、車体の左右対称軸に対してＥＣＵ１４０と反対側の車体側面（図１０に示す＋Ｙ方向）に二次自己共振コイル１５０を配置してもよい。なお、この場合は、二次自己共振コイル１５０の導線端部の周囲に発生する高電界部のトランスアクスル１１０、ＰＣＵ１２０および蓄電装置１３０への影響を考慮して、二次自己共振コイル１５０の導線端部が車体上方向または下方向に位置するように二次自己共振コイル１５０の据付を行なうのが好ましい。

　また、上記の実施の形態１，２において、二次自己共振コイル１５０に２つ存在する導線端部１６０は互いに近接していたが、図１１に示すように、二次自己共振コイル１５０の２つの導線端部１６０Ａ，１６０Ｂが互いに反対方向に位置するときは、導線端部１６０Ａ，１６０Ｂがそれぞれ＋Ｙ方向および－Ｙ方向に位置するように二次自己共振コイル１５０の据付を行なうとよい。このような配置により、導線端部１６０Ａ，１６０Ｂの周囲に発生する高電界部のＥＣＵ１４０への影響を抑えることができる。

　また、上記の各実施の形態における各電気機器（トランスアクスル１１０、ＰＣＵ１２０、蓄電装置１３０およびＥＣＵ１４０）および二次自己共振コイル１５０の配置は例示であって、この発明の適用範囲は、上述した配置を有する電動車両に限定されるものではない。たとえば、トランスアクスル１１０やＰＣＵ１２０が車体後方に配設された車両や、車体の左右対称軸に対してＥＣＵ１４０が＋Ｙ方向に配設された車両などに対しても、この発明は適用可能である。

　また、上記においては、電動車両として、動力分割装置１７４によりエンジン１７２の動力を分割して駆動輪１７６とモータジェネレータ１１２とに伝達可能なシリーズ／パラレル型のハイブリッド車について説明したが、この発明は、その他の形式のハイブリッド車にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータ１１２を駆動するためにのみエンジン１７２を用い、モータジェネレータ１１４でのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車や、エンジン１７２が生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車などにもこの発明は適用可能である。

　また、この発明は、エンジン１７２を備えずに電力のみで走行する電気自動車や、直流電源として蓄電装置１３０に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。また、この発明は、昇圧コンバータ１２２を備えない電動車両や、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８６を備えない電動車両にも適用可能である。

　なお、上記において、トランスアクスル１１０に含まれるモータジェネレータ１１２，１１４、ＰＣＵ１２０、蓄電装置１３０およびＥＣＵ１４０は、この発明における「電気機器」に対応する。

　今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

Claims

　電力によって車両の駆動力を発生可能な電動車両であって、
　予め定められた位置に据付けられ、車両外部の給電設備（２００）に設けられる一次自己共振コイル（２２０）と電磁場を介して共鳴することにより前記一次自己共振コイルから非接触で受電する二次自己共振コイル（１５０）と、
　前記二次自己共振コイルによって受電された電力を蓄電可能な蓄電装置（１３０）、車両の駆動力を発生する電動機（１１０）、前記二次自己共振コイルによって受電された電力を用いて前記電動機を駆動する駆動装置（１２０）、および前記駆動装置を制御する電子制御装置（１４０）の少なくとも１つを含む電気機器とを備え、
　前記二次自己共振コイルは、前記二次自己共振コイルの導線端部（１６０）と前記電気機器との間の距離が最も確保されるように配置される、電動車両。
　前記二次自己共振コイルは、端部が開放されたＬＣ共振コイルである、請求の範囲第１項に記載の電動車両。
　前記二次自己共振コイルは、前記二次自己共振コイルに最も近接する前記電気機器から前記導線端部を遠ざけるように配置される、請求の範囲第１項に記載の電動車両。
　前記電動機および前記駆動装置は、車体前方に配設され、
　前記蓄電装置は、車体後方に配設され、
　前記電子制御機器は、車体前後方向について前記電動機および前記駆動装置と前記蓄電装置との間であって、車体の左右対称軸から左右のいずれかにずれた位置に配設され、
　前記二次自己共振コイルは、車体底面の略中央部に据付けられ、前記左右対称軸に対して前記電子制御機器がずらされた側と反対側に前記導線端部が位置するように配置される、請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の電動車両。
　前記電動機および前記駆動装置は、車体前方に配設され、
　前記蓄電装置は、車体後方に配設され、
　前記電子制御機器は、車体前後方向について前記電動機および前記駆動装置と前記蓄電装置との間であって、車体の左右対称軸から左右のいずれかにずれた位置に配設され、
　前記二次自己共振コイルは、車体上部の略中央部に据付けられ、前記左右対称軸に対して前記電子制御機器がずらされた側と反対側に前記導線端部が位置するように配置される、請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の電動車両。
　前記電動機および前記駆動装置は、車体前方に配設され、
　前記蓄電装置は、車体後方において車体底面に近接して配設され、
　前記電子制御機器は、車体前後方向について前記電動機および前記駆動装置と前記蓄電装置との間に配設され、
　前記二次自己共振コイルは、車体最後方に据付けられ、前記導線端部が車体上部側に位置するように配置される、請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の電動車両。