专利名称：非接触受电装置、非接触送电装置、非接触供电系统以及车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及非接触受电装置、非接触送电装置、非接触供电系统以及车辆，更特定地，涉及对设置在线圈壳体内的电气设备的供电。
背景技术：
作为考虑了环境的车辆，电动汽车、混合动力车等电动车辆备受注目。这些车辆搭载产生行驶驱动力的电动机和蓄积向该电动机供给的电力的可再充电的蓄电装置。另外， 混合动力车包括作为动力源搭载了电动机并且进而搭载了内燃机的车辆、作为车辆驱动用的直流电源搭载了蓄电装置并且进而搭载了燃料电池的车辆。在混合动力车中，也与电动汽车同样，已知有能够从车辆外部的电源对车载的蓄电装置充电的车辆。例如，已知有能够通过充电电缆将设置于家庭的电源插座与设置于车辆的充电口连接、从而从一般家庭的电源对蓄电装置充电的所谓的“插电式混合动力车”。另一方面，作为送电方法，不使用电源线和送电电缆的无线送电近年来受到注目。 作为该无线送电技术，已知如下三种有影响力的技术使用了电磁感应的送电、使用了电磁波的送电、以及利用共振法的送电。其中，共振法是使一对共振器(例如一对自谐振线圈)在电磁场(接近场)中进行共振、经由电磁场送电的非接触的送电技术，也能够对数kW(千瓦)的大电力进行比较长距离(例如数m)送电(专利文献1)。专利文献1 国际公开第2007/008646号小册子
发明内容
发明要解决的课题在进行所述那样的使用了共振法的非接触供电的情况下，当共振器(自谐振线圈)进行自谐振而在线圈内流动有电流时，由于线圈自身的电阻而使线圈发热。因此，有时在收纳共振器的线圈壳体内设置冷却装置和/或用于监视温度的监视装置等电气设备。而且，有时也设置对处于供电中进行表示的显示器等。这些电气设备需要用于使设备工作的电源，一般而言有时通过电源配线从线圈壳体外部向该设备供电。在这样的情况下，需要在线圈壳体内设置用于从外部供给电源的电源用配线、和/ 或用于向外部输出异常信号的信号用配线等。但是，因为线圈壳体内的空间受限，所以存在这些电气设备的设置位置可能受到限制、由于自谐振线圈与这些配线接近而在进行电磁共振时这些配线对电磁场产生影响的可能性。本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于，在利用共振法的电力的传送中，利用由电磁共振产生的电磁场，向设置在线圈壳体内部的电气设备进行供电。用于解决课题的手段
本发明的非接触受电装置，经由通过与送电装置的电磁共振产生的电磁场来接受电力，该非接触受电装置具备受电单元、壳体以及配设在壳体内的电气设备。受电单元通过电磁共振接受从送电装置输送来的电力。壳体在内部收纳受电单元。并且，配设在壳体内的电气设备包括从电磁场接受电力的受电天线；和使用由受电天线接受来的电力的电气负载。优选的是，壳体具有用于防止电磁场向周围泄漏的电磁遮蔽材料。另外，优选的是，电磁遮蔽材料在壳体的与送电装置相对的面上设置有开口。或者，优选的是，电气设备还包括整流器，该整流器接受由受电天线接受来的电力并对其进行整流。另外，优选的是，电气负载包括显示装置、冷却装置、温度检测装置以及电动泵中至少任一方。本发明的非接触供电系统，经由通过电磁共振产生的电磁场，将来自电源的电力从送电装置供电至受电装置，受电装置包括上述的非接触受电装置。本发明的非接触送电装置，经由通过与受电装置的电磁共振产生的电磁场，将来自电源的电力向受电装置输送，该非接触送电装置具备送电单元、壳体以及配设在壳体内的电气设备。送电单元通过电磁共振将电力向受电装置输送。壳体在内部收纳送电单元。 并且，配设在壳体内的电气设备包括从电磁场接受电力的受电天线；和使用由受电天线接受来的电力的电气负载。优选的是，壳体具有用于防止电磁场向周围泄漏的电磁遮蔽材料。另外，优选的是，电磁遮蔽材料在壳体的与受电装置相对的面上设置有开口。或者，优选的是，电气设备还包括整流器，该整流器接受由受电天线接受来的电力并对其进行整流。另外，优选的是，电气负载包括显示装置、冷却装置、温度检测装置以及电动泵中至少任一方。本发明的非接触供电系统，经由通过电磁共振产生的电磁场，将来自电源的电力从送电装置供电至受电装置，送电装置包括上述的非接触送电装置。本发明的车辆具备非接触受电装置和电气驱动装置。非接触受电装置经由通过与车辆外部的送电装置的电磁共振产生的电磁场，接受来自车辆外部的电源的电力。电气驱动装置接受由非接触受电装置接受来的电力，产生用于推进车辆的驱动力。另外，非接触受电装置包括受电单元，其通过电磁共振接受从送电装置输送来的电力；在内部收纳受电单元的壳体；和配设在壳体内的电气设备。并且，电气设备包括从电磁场接受电力的受电天线；和使用由受电天线接受来的电力的电气负载。优选的是，壳体具有用于防止电磁场向周围泄漏的电磁遮蔽材料，电磁遮蔽材料在壳体的与送电装置相对的面上设置有开口。另外，优选的是，电气设备还包括整流器，该整流器接受由受电天线接受来的电力并对其进行整流，电气负载包括显示装置、冷却装置、温度检测装置以及电动泵中至少任一方。发明的效果根据本发明，在利用共振法的电力的传送中，能够利用由电磁共振产生的电磁场，向设置在线圈壳体内部的电气设备进行供电。
图1是本发明的实施方式1的非接触供电系统的整体结构图。图2是用于说明利用共振法的送电的原理的图。图3是表示距电流源(磁流源)的距离与电磁场的强度的关系的图。图4是用于说明图1所示的线圈壳体的图。图5是表示在受电装置的线圈壳体内设置的电气设备的基本结构的图。图6是表示在受电装置的线圈壳体内设置的电气设备的第一具体例的图。图7是表示在受电装置的线圈壳体内设置的电气设备的第二具体例的图。图8是表示在受电装置的线圈壳体内设置的电气设备的第三具体例的图。图9是表示在受电装置的线圈壳体内设置的电气设备的变形例的图。图10是表示在送电装置的线圈壳体内设置的电气设备的基本结构的图。附图标记的说明100 电动车辆；110、340 二次自谐振线圈；120、350 二次线圈；130 整流器； 140 转换器；150,431 蓄电装置；160 =PCU ；170 电动机；180 车辆 ECU ；190、250 线圈壳体；195、255 面；200 供电装置；210 交流电源；220高频电力驱动器；230、320 —次线圈；240,330 一次自谐振线圈；310 高频电源；360 负载；400、400A、400B、400C、400D、 500 电气设备；410,510 受电天线；420,520 整流器；430、430A、430B、430C、530 电气负载；432 控制装置；440 =DC电动机；450 风扇；460 =LED显示器；470 温度传感器；480 光变换装置；490 温度监视装置。
具体实施例方式下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。另外，对图中相同或者相当的部分标注相同的附图标记，不重复进行其说明。图1是本发明的实施方式的非接触供电系统的整体结构图。参照图1，非接触供电系统具备电动车辆100和供电装置200。电动车辆100包括二次自谐振线圈110、二次线圈120、线圈壳体190、整流器130、DC/DC转换器140、蓄电装置150、以及设置在线圈壳体 190内的电气设备400。另外，电动车辆100还包括动力控制单元(下面也称为“P⑶(Power Control Unit)，，。)160、电动机 170、以及车辆 ECU (Electronic Control Unit，电子控制单元)180。另外，电动车辆100的结构，只要是由电动机驱动的车辆，不限于图1所示的结构。 例如，包括具备电动机和内燃机的混合动力车辆、具备燃料电池的燃料电池汽车等。二次自谐振线圈110设置在例如车体下部。二次自谐振线圈110是两端开路(非连接)的LC共振线圈，通过经由电磁场与供电装置200的一次自谐振线圈MO(后述)进行共振而从供电装置200接受电力。另外，二次自谐振线圈110的电容分量为线圈的寄生电容，但也可以为了获得预定的电容而另外设置连接于线圈的两端的电容器(未图示)。二次自谐振线圈110基于与供电装置200的一次自谐振线圈240的距离、和/或一次自谐振线圈240和二次自谐振线圈110的共振频率等，以使表示一次自谐振线圈240与二次自谐振线圈110的共振强度的Q值(例如，Q > 100)以及表示其结合度(耦合度) 的κ等变大的方式适当设定其圈数。二次线圈120设置在与二次自谐振线圈110同轴上，能够通过电磁感应与二次自谐振线圈Iio磁性结合(耦合)。该二次线圈120通过电磁感应取出由二次自谐振线圈110 接受来的电力，并将其向整流器130输出。线圈壳体190将二次线圈120和二次自谐振线圈110收纳于内部。整流器130对由二次线圈120取出的交流电力进行整流。DC/DC转换器140基于来自车辆ECU180的控制信号，将由整流器130整流后的电力变换成蓄电装置150的电压电平并向蓄电装置150输出。另外，当在车辆行驶中从供电装置200受电的情况下，DC/DC转换器140也可以将由整流器130整流后的电力变换成系统电压并直接向PCU160供给。另外，DC/DC转换器140并不是必须的，也可以在由整流器130对由二次线圈120取出的交流电力进行整流之后将其直接提供给蓄电装置150。蓄电装置150是能够再充电的直流电源，包括例如锂离子电池、镍氢电池等二次电池。蓄电装置150除了蓄积从DC/DC转换器140供给的电力以外，还蓄积由电动机170 发电产生的再生电力。而且，蓄电装置150将其蓄积的电力向P⑶160供给。另外，作为蓄电装置150也能够采用大容量的电容器，只要是能够暂时蓄积从供电装置200供给的电力和/或来自电动机170的再生电力、并将其蓄积的电力向PCU160供给的电力缓冲器，可以是任何装置。 P⑶160通过从蓄电装置150输出的电力或者从DC/DC转换器140直接供给的电力来驱动电动机170。另外，PCU160对由电动机170发电产生的再生电力进行整流并将其向蓄电装置150输出，对蓄电装置150充电。电动机170由P⑶160驱动，产生车辆驱动力并向驱动轮输出。另外，电动机170通过从驱动轮和/或在混合动力车辆的情况下未图示的发动机接受的动能来进行发电，将其发电产生的再生电力向PCU160输出。车辆E⑶180在从供电装置200向电动车辆100供电时，控制DC/DC转换器140。 车辆E⑶180例如通过控制DC/DC转换器140来将整流器130与DC/DC转换器140之间的电压控制为预定的目标电压。另外，车辆ECU180在车辆行驶时基于车辆的行驶状况和/或蓄电装置150的充电状态(下面也称为“SOC (State Of Charge)”。)来控制PCU160。设置在线圈壳体190内部的电气设备400包括性地示出了在线圈壳体190内部为了进行异常监视和/或显示以及冷却而设置的电气驱动单元。电气设备400包括例如冷却风扇和/或冷却用的电动泵、LED (Light Emitting Diode、发光二极管)等显示设备、以及检测内部温度的温度检测装置等。另一方面，供电装置200包括交流电源210、高频电力驱动器220、一次线圈230、一次自谐振线圈M0、线圈壳体250、以及设置在线圈壳体250内的电气设备500。交流电源210是车辆外部的电源，例如为系统电源。高频电力驱动器220将从交流电源210接受的电力变换为高频的电力，将该变换后的高频电力向一次线圈230供给。另外，高频电力驱动器220生成的高频电力的频率为例如IMHz 数十MHz。一次线圈230设置在与一次自谐振线圈MO同轴上，能够通过电磁感应与一次自谐振线圈240磁性结合。而且，一次线圈230通过电磁感应将从高频电力驱动器220供给的高频电力向一次自谐振线圈240供电。
一次自谐振线圈240设置在例如地面附近。一次自谐振线圈240也是两端开路 (非连接)的LC共振线圈，通过经由电磁场与电动车辆100的二次自谐振线圈110进行共振而向电动车辆100输送电力。另外，一次自谐振线圈MO的电容分量也为线圈的寄生电容， 但也可以与二次自谐振线圈110同样地另外设置连接于线圈的两端的电容器(未图示)。该一次自谐振线圈240也基于与电动车辆100的二次自谐振线圈110的距离、和 /或一次自谐振线圈240和二次自谐振线圈110的共振频率等，以使Q值(例如，Q> 100) 以及结合度κ等变大的方式适当设定其圈数。线圈壳体250将一次线圈230以及一次自谐振线圈240收纳于内部。设置在线圈壳体250内部的电气设备500包括性地示出了在线圈壳体250内部为了进行异常监视和/或显示以及冷却而设置的电气驱动单元。电气设备500包括例如冷却风扇和/或冷却用的电动泵、LED等显示设备、以及检测内部温度的温度检测装置等作为电气负载。图2是用于说明利用共振法的送电的原理的图。参照图2，在该共振法中，与两个音叉进行共鸣同样，通过具有相同固有振动频率的两个LC共振线圈在电磁场(接近场)中进行共振，经由电磁场从一方的线圈向另一方的线圈输送电力。具体地说，在高频电源310上连接一次线圈320，向通过电磁感应与一次线圈320 磁性结合的一次自谐振线圈330供给IMHz 数十MHz的高频电力。一次自谐振线圈330 是由线圈自身的阻抗与寄生电容(在电容器连接于线圈的情况下，包括电容器的电容)构成的LC共振器，经由电磁场(接近场)与具有与一次自谐振线圈330相同的共振频率的二次自谐振线圈340进行共振。于是，能量(电力)经由电磁场从一次自谐振线圈330向二次自谐振线圈340移动。移动至二次自谐振线圈340的能量(电力)由通过电磁感应与二次自谐振线圈340磁性结合的二次线圈350取出，向负载360供给。另外，利用共振法的送电在表示一次自谐振线圈330与二次自谐振线圈340的共振强度的Q值大于例如100时得以实现。另外，对与图1的对应关系进行说明，图1的交流电源210以及高频电力驱动器 220相当于图2的高频电源310。另外，图1的一次线圈230以及一次自谐振线圈240分别相当于图2的一次线圈320以及一次自谐振线圈330，图1的二次自谐振线圈110以及二次线圈120分别相当于图2的二次自谐振线圈340以及二次线圈350。而且，图1的整流器 130以后的部分被概括表示为负载360。图3是表示距电流源(磁流源)的距离与电磁场的强度的关系的图。参照图3，电磁场包括三个分量。曲线kl是与距波源的距离成反比例的分量，被称为“辐射电场”。曲线 k2是与距波源的距离的平方成反比例的分量，被称为“感应电场”。另外，曲线k3是与距波源的距离的立方成反比例的分量，被称为“静电场”。“静电场”是电磁波的强度随着距波源的距离增大而急剧减少的区域，在共振法中，利用该“静电场”占绝对优势的接近场(渐逝场)进行能量(电力)的传送。即，在“静电场”占绝对优势的接近场中，通过使具有相同固有振动频率的一对共振器(例如一对LC 共振线圈)共振，从一方的共振器(一次自谐振线圈)向另一方的共振器(二次自谐振线圈)传送能量(电力)。因为该“静电场”不会将能量传播到远方，所以与通过将能量传播到远方的“辐射电场”来传送能量(电力)的电磁波相比，共振法能够以更少的能量损失进行送电。图4是用于详细说明图1所示的线圈壳体190、250的构造的图。在该图4中，包括二次自谐振线圈110和二次线圈120的单元(下面也称为“受电单元”)被简略描述为圆柱状。另外，关于包括一次自谐振线圈240和一次线圈230的单元(下面也称为“送电单元”)也是同样的。参照图4，线圈壳体190被设置成面积最大的面195能够与送电单元相对。线圈壳体190形成为面195开口的箱状。并且，在面195以外的5个面上以覆盖其内面的方式粘贴用于对在从送电单元受电时在受电单元的周围生成的共振电磁场(接近场)进行反射的电磁遮蔽材料(下面也称为“电磁防护物”)(未图示)。电磁防护物为低阻抗的物质，例如使用薄的铜箔等。并且，包括二次自谐振线圈110和二次线圈120的受电单元设置在线圈壳体190 内，受电单元经由线圈壳体190的开口部分(面195)从送电单元受电。另外，之所以使以面积最大的面195能够与送电单元相对的方式进行设置，是为了尽可能地确保从送电单元向受电单元的传送效率。关于线圈壳体250，也被设置成面积最大的面255能够与受电单元相对。线圈壳体250形成为面255开口的箱状。并且，在面255以外的5个面上以覆盖其内面的方式粘贴用于对在送电时在送电单元的周围生成的共振电磁场(接近场)进行反射的电磁防护物 (未图示)。并且，包括一次自谐振线圈240和一次线圈230的送电单元设置在线圈壳体250 内，送电单元经由线圈壳体250的开口部分(面255)向受电单元送电。另外，之所以以使面积最大的面255能够与受电单元相对的方式进行设置，是为了尽可能地确保从送电单元向受电单元的传送效率。另外，线圈壳体190、250的大小，特别是在搭载于车辆的情况下，考虑搭载空间和传送效率来决定。即，从车辆中的搭载空间的观点出发，最好线圈壳体190尽可能地小。另一方面，从传送效率的观点出发，希望线圈壳体190大。在利用共振法的电力供电时，由于一次自谐振线圈240与二次自谐振线圈110(下面，也概括地称为“自谐振线圈”)的自谐振，线圈和电容器发热。另外，有时由于从线圈的传热以及泄漏电磁场、线圈固定材料等也发热。因此，有时在线圈壳体190、250内设置用于进行线圈壳体190、250内的温度监视的监视设备、和/或用于冷却发热部的冷却设备。另外，有时也需要设置用于确认供电时有无产生高频的显示设备。这些设备需要设备驱动用的电源，但有时在从线圈壳体外部供给电源时，由于线圈壳体内部的电源配线以及信号配线的线路布线、和/或能够设置的空间，设备的设置位置会受到限制。特别是，在搭载于车辆的受电装置的线圈壳体190中，线圈壳体内部的空间受限的可能性高。另外，关于冷却装置，优选以尽可能地接近发热的线圈的方式而设置，但若配线接近自谐振线圈，则可能对电磁共振产生影响，也可能成为传送效率降低的原因。而且，如上所述，为了防止向周围泄漏电磁场，有时在线圈壳体内部粘贴电磁防护物，但在从线圈壳体外部供给电源的情况下，需要用于将电源配线拉进线圈壳体内部的配线孔。于是，可能从该配线孔部分发生电磁场泄漏。
另外，由于电磁防护物与电源配线接触，电磁防护物表面的高频电流可能会妨碍电流向线圈壳体内部的电气设备行进、使得电磁防护物的防护性能降低。因此，在本实施方式1中，将设置于线圈壳体内部的电气设备400、500设为具备用于从通过电磁共振产生的电磁场接受电力的受电天线以及用于将接受来的交流电力整流为直流电流的整流器为一体的单元。由此，不需要从线圈壳体外部供给电源，并且线圈壳体的防护性能以及防止传输效率的降低得以实现。图5中示出了表示在受电测的线圈壳体190内设置的电气设备400的基本结构的图。参照图5，电气设备400包括受电天线410、整流器420以及电气负载430。受电天线410接受从送电单元产生的电磁场并接受电力。并且，受电天线410将接受来的交流电力输出到整流器420。另外，受电天线410只要是能够从电磁场接受电力，并不限定其结构，可以应用公知的天线。作为受电天线410，例如包括抛物面天线(parabolic antenna)、环形天线(loop antenna)、贝占片天线(patch antenna)、口剌口Λ 形天线(horn antenna)、以及共振天线等。整流器420接受来自受电天线410的交流电力并对其进行整流。并且，整流器420 将整流后的直流电力供给到电气负载430。关于电气负载430，稍后进行详细叙述，包括冷却装置、显示装置以及监视装置等。另外，由受电天线410接受的电力根据电磁场的强度、即从送电单元送电的电力而增减。因此，关于由整流器420整流后的直流电力，电压以及/或者电流有时发生变动。 根据不同的电气负载430，有时也如后述的冷却装置那样利用该电力变动来使电动机的转速增减，而在如控制装置、传感器的变换器等那样优选在恒定电压下使用的情况下，可以根据需要在整流器420中设置恒定电压调整电路。另外，为了防止电气设备400本身受到电磁场的影响或者由于电磁场而发热，可以根据需要由电磁防护物覆盖电气设备400(受电天线410除外)。以下，使用图6 图8对电气负载430的具体例进行说明。图6中示出了作为电气负载430A而连接了冷却风扇时的例子。参照图6，电气设备400A包括受电天线410、整流器420以及电气负载430A。另外，电气负载430A包括DC 电动机440和风扇450。DC电动机440接受来自整流器420的直流电力而被驱动，使风扇450旋转。通过风扇450，能够使线圈壳体190内的空气循环而抑制了热量滞留、进行了线圈壳体190内的换气，从而进行线圈壳体190内部的冷却。在从送电单元供给的电力较大的情况下，二次自谐振线圈110以及电容器(未图示)的发热量也相应地变大。因此，在从线圈壳体190的外部供给电源这样的冷却装置的情况下，为了根据发热量来改变冷却能力，需要进行根据线圈壳体190内部的温度和/或送电电力来改变冷却装置的驱动指令的控制。然而，在设为了图6所示的结构的情况下，由于当来自送电单元的供电电力变大时产生的电磁场的强度也变强，由受电天线410接受的电力也相应地变大。即，DC电动机 140的转速增加。因此，不需要进行上述那样的特别的控制，也能够输出与供电电力相应的冷却能力。
另外，作为这样的冷却装置的变形例，考虑使用电动泵(未图示)来代替风扇450 的情况。例如，有时将二次自谐振线圈110设为中空的线圈材料，在内部使冷却介质(例如纯水等)流通来进行冷却。在该情况下，也能够根据供电电力来改变电动泵的转速，因此能够对冷却介质的流通量进行增减来得到与供电电力相应的冷却性能。接着，图7中示出了作为电气负载430B而连接了显示装置时的例子。参照图7，电气设备400B包括受电天线410、整流器420以及电气负载430B。另外，电气负载430B包括显示有无高频产生的LED显示器460。在该情况下，在从送电单元进行供电时(即产生了高频时)，对LED显示器460供给电源来点亮LED。因此，在该情况下也无需进行用于显示的特别控制，能够适当地显示有
无高频产生。图8中示出了作为电气负载430C而连接了线圈壳体190内部的温度检测装置的例子。参照图8，电气设备400C包括受电天线410、整流器420以及电气负载430C。另外， 电气负载430C包括温度传感器470和光变换装置480作为温度检测装置。温度传感器470能够应用例如公知的热敏电阻(thermistor)。热敏电阻是电阻根据温度变化而变化的温度传感器。另外，也能够应用热敏电阻以外的热电偶、测温电阻体等温度传感器。并且，温度传感器470被安装在线圈壳体190内的测量对象物的适当场所。光变换装置480检测温度传感器470的电阻等来检测测量对象物的温度。另外，光变换装置480将关于检测出的温度的信息变换为光信号，通过光通信将其向线圈壳体190 外部的温度监视装置490输出。温度监视装置490基于通过光通信接收到的关于温度的信息，进行温度显示和/ 或警报输出等的控制。另外，在图8中，对进行线圈壳体190内的温度检测的情况进行了说明，但也可以设置例如与电磁场的强度和/或上述冷却装置的电机电流等其他的监视项目对应的传感器来进行监视。图9中，作为上述的变形例，示出了作为电气设备400D而具备与电气负载430并联连接的蓄电装置431的结构。参照图9，电气设备400D包括受电天线410、整流器420、电气负载430、蓄电装置 431、以及控制装置432。蓄电装置431为可再充电的直流电源，例如包括锂离子电池、镍氢电池等二次电池。另外，也可以采用电容器等。蓄电装置431能够在从送电单元供电时进行充电。通过设为这样的结构，在没有从送电单元进行供电时也能够驱动电气负载430。另外，通过将控制装置432连接于蓄电装置431，也能够控制电气负载430。例如存在如下情况在供电结束后驱动冷却装置一定时间；不管是否处于供电执行中都对线圈壳体190的内部进行监视。在上述图5 9的说明中，对设置在充电侧的线圈壳体190内的电气设备400进行了说明，关于设置在送电侧的线圈壳体250内的电气设备500也同样能够适用。图10中示出了设置在线圈壳体250内的电气设备500的基本结构。参照图10，电气设备500，与在受电侧说明的图5的结构同样，包括受电天线510、整流器520以及电气负载530。另外，关于受电天线510、整流器520以及电气负载530，与图5中的受电天线410、整流器420以及电气负载430对应，因此不重复详细说明。如上所述，在利用共振法的非接触供电系统中，通过将设置在线圈壳体190、250 内的电气设备400、500设为具备受电天线410、510以及整流器420、520作为一体的结构， 无需从线圈壳体190、250外部供给电源，能够从通过电磁共振产生的电磁场接受电力来驱动电气设备400、500。其结果，因为不需要线圈壳体190、250内的电源配线的线路布线，所以不会由于电源配线设置的制约而使电气设备400、500的设置位置受到限制，设置位置的自由度增加。另外，因为不需要线圈壳体190、250内的电源配线，所以也能够防止由于配线接近自谐振线圈而对电磁场产生影响。而且，因为不需要用于将电源配线拉入线圈壳体190、250内的配线孔，所以也能够防止由于电磁防护物与电源配线接触而使电磁防护物的防护性能降低、妨碍电流向电气设备400、500行进。另外，在作为电气设备400、500而连接冷却装置等的情况下，因为由受电天线 410、510接受的电力根据来自送电单元的供电电力而增减，所以不需要追加复杂的控制装置，能够获得与来自送电单元的供电电力相应的冷却能力。另外，本实施方式中的P⑶160以及电动机170为本发明中的“电气驱动装置”的一例。另外，本实施方式中的线圈壳体190、250为本发明中的“壳体”的一例。应该认为，本次所公开的实施方式在所有的方面都是例示而不是限制性的内容。 本发明的范围不是由上述的实施方式的说明而是由权利要求表示，包括与权利要求等同的意思以及范围内的所有的变更。
权利要求
1.一种非接触受电装置，经由通过与送电装置O00)的电磁共振产生的电磁场来接受电力，所述非接触受电装置具备受电单元(110、120)，其通过电磁共振接受从所述送电装置(200)输送来的电力；在内部收纳所述受电单元(110、120)的壳体(190)；和配设在所述壳体(190)内的电气设备G00、400A、400B、400C、400D)，所述电气设备(400、400A、400B、400C、400D)包括从所述电磁场接受电力的受电天线G10)；和使用由所述受电天线(410)接受来的电力的电气负载G30、430A、430B、430C)。
2.根据权利要求1所述的非接触受电装置，其中，所述壳体(190)具有用于防止所述电磁场向周围泄漏的电磁遮蔽材料。
3.根据权利要求2所述的非接触受电装置，其中，所述电磁遮蔽材料在所述壳体(190)的与所述送电装置(200)相对的面上设置有开
4.根据权利要求2所述的非接触受电装置，其中，所述电气设备(400、400A、400B、400C、400D)还包括整流器020)，该整流器(420)接受由所述受电天线(410)接受来的电力并对其进行整流。
5.根据权利要求4所述的非接触受电装置，其中，所述电气负载G30、430A、430B、430C)包括显示装置03OA)、冷却装置03OB)、温度检测装置G30C)以及电动泵中至少任一方。
6.一种非接触供电系统，其经由通过电磁共振产生的电磁场，将来自电源的电力从送电装置(200)供电至受电装置，所述受电装置包括权利要求1 5中任一项所述的非接触受电装置。
7.一种非接触送电装置000)，经由通过与受电装置的电磁共振产生的电磁场，将来自电源的电力向所述受电装置输送，所述非接触送电装置具备送电单元O30、240)，其通过电磁共振将所述电力向所述受电装置输送；在内部收纳所述送电单元Ο30、240)的壳体Q50)；和配设在所述壳体Ο50)内的电气设备(500)，所述电气设备(500)包括从所述电磁场接受电力的受电天线(510)；和使用由所述受电天线(510)接受来的电力的电气负载(530)。
8.根据权利要求7所述的非接触送电装置000)，其中，所述壳体(250)具有用于防止所述电磁场向周围泄漏的电磁遮蔽材料。
9.根据权利要求8所述的非接触送电装置000)，其中，所述电磁遮蔽材料在所述壳体Ο50)的与所述受电装置相对的面上设置有开口。
10.根据权利要求8所述的非接触送电装置000)，其中，所述电气设备(500)还包括整流器(520)，该整流器(520)接受由所述受电天线(510) 接受来的电力并对其进行整流。
11.根据权利要求10所述的非接触送电装置000)，其中，所述电气负载(530)包括显示装置、冷却装置、温度检测装置以及电动泵中至少任一方。
12.一种非接触供电系统，其经由通过电磁共振产生的电磁场，将来自电源的电力从送电装置(200)供电至受电装置，所述送电装置(200)包括权利要求7 11中任一项所述的非接触送电装置(200)。
13.—种车辆(100)，具备非接触受电装置，其经由通过与所述车辆(100)外部的送电装置Q00)的电磁共振产生的电磁场，接受来自所述车辆(100)外部的电源的电力；和电气驱动装置(160、170)，其接受由所述非接触受电装置接受来的电力，产生用于推进车辆的驱动力，所述非接触受电装置包括受电单元(110、120)，其通过电磁共振接受从所述送电装置(200)输送来的电力；在内部收纳所述受电单元(110、120)的壳体(190)；和配设在所述壳体(190)内的电气设备G00、400A、400B、400C、400D)，所述电气设备(400、400A、400B、400C、400D)包括从所述电磁场接受电力的受电天线G10)；和使用由所述受电天线(410)接受来的电力的电气负载G30、430A、430B、430C)。
14.根据权利要求13所述的车辆，其中，所述壳体(190)具有用于防止所述电磁场向周围泄漏的电磁遮蔽材料， 所述电磁遮蔽材料在所述壳体(190)的与所述送电装置(200)相对的面上设置有开
15.根据权利要求14所述的车辆，其中，所述电气设备(400、400A、400B、400C、400D)还包括整流器020)，该整流器(420)接受由所述受电天线(410)接受来的电力并对其进行整流，所述电气负载G30、430A、430B、430C)包括显示装置03OA)、冷却装置03OB)、温度检测装置G30C)以及电动泵中至少任一方。
全文摘要
在利用共振法的非接触供电系统中，将配设在线圈壳体内的电气设备(400)设为具备受电天线(410)以及整流器(420)作为一体的结构。不需要从线圈壳体外部供给电源，从通过电磁共振产生的电磁场接受电力来驱动电气设备(400)。
文档编号H02J17/00GK102197566SQ20098014277
公开日2011年9月21日 申请日期2009年3月18日 优先权日2009年3月18日
发明者中村达, 佐佐木将, 山本幸宏, 市川真士, 菊池平 申请人:丰田自动车株式会社