電界結合方式とは

パワーウェーブが採用している電力伝送方式「電界結合方式」とは電界の変化を介して高周波電力を伝送するワイヤレス給電方式です。送信側の電極に高周波電圧をかけて電界を発生させます。この電界が受信側の電極に伝わり電界を変化させることで変位電流としてエネルギが伝送されます。この変位電流は低い周波数で流れる伝導電流とは異なり空気やアスファルトのような絶縁体を通じてエネルギを伝えることができます。構造を電気回路に等価回路化し、電極と電極の間の電界結合をコンデンサに見立てることで回路動作を理解できます。

電界結合方式の優位性

電界結合方式は送電電極と受電電極の重なり面積を使って電力を伝送するためシンプルかつフレキシブルな構造で実現できます。この構造は広い長い範囲に給電するために都合がよく、長い送電電極を設置し短い受電電極をビークルに搭載することで位置ずれに強い駐車中充電や低コストな構造の走行中給電を実現できます。また、電流が小さく電圧を大きい電気特性であるため電流によるジュール熱の発生が小さく低損失であることや電流による磁界が小さく渦電流による誘導加熱を小さいです。電界は遮蔽材として導電体が使用できるため遮蔽が比較的容易であり、薄型・軽量・安価な構成が期待できます。

電界結合方式の課題

電界結合方式は電源周波数をMHz程度の高い周波数を使用するため、高周波回路技術が重要です。また、バッテリやモーターを搭載したビークルに電力を供給するためにパワーエレクトロニクス回路技術も重要です。これらの技術を活かし高速大電力な半導体を高効率に動作させる電力変換回路設計や負荷の変化に対応する制御回路設計によりパワーウェーブは電界結合伝送方式の実用化および大電力走行中給電による未来の基幹インフラを構築します。