电力接收设备、电力传输设备和电动车辆的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力接收设备、电力传输设备和电动车辆。
【背景技术】
[0002]近年来，已经在许多装置中使用了用于通过电力接收电感器和电力传输电感器之间的互感，以无接触方式无线地传输电力的无线电力传输技术。例如，使用无线传输的电力给连接到电力接收设备的电气装置充电。在电力接收设备中设置的电力接收电感器包括磁芯，线圈绕组部分和导体板，并且重量沉重。
[0003]参考文献列表
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:JP 2011-36038 A
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种电力接收设备，并且提供了包括这种电力接收设备的电动车辆，所述电力接收设备中可拆卸地设置有电力接收电感器的磁芯，而且用于可拆卸单元的连接器具有简单的结构。
[0007]在一个实施例中，一种电力接收设备包括从电力传输设备无线地接收电力的电力接收电感器，连接到所述电力接收电感器的电容器单元，与所述电力传输设备交换电力传输状态或者电力接收状态的通信单元，执行接收电力检测、外来物检测和温度检测中的至少一项的传感器单元，和基于由所述通信单元接收的信息或者所述传感器单元执行的检测的结果来控制接收电力的控制单元。所述电力接收电感器包括磁芯，线圈绕组和导体板。所述磁芯设置在可拆卸地附接到所述电力接收设备的外壳的可拆卸单元内。所述传感器单元设置在所述可拆卸单元之外。
【附图说明】
[0008]图1是根据第一实施例的无线电力传输系统的方框配置图；
[0009]图2是根据第一实施例的电力接收设备的垂直剖视图；
[0010]图3是根据第一实施例的电力接收设备的俯视图；
[0011]图4是示出了电容器单元的示例结构的图；
[0012]图5是根据第二实施例的无线电力传输系统的方框配置图；
[0013]图6是根据第三实施例的无线电力传输系统的方框配置图；
[0014]图7是根据第四实施例的无线电力传输系统的方框配置图；
[0015]图8是根据第一修改例的电力接收设备的垂直剖视图；
[0016]图9是根据第一修改例的另一电力接收设备的垂直剖视图；
[0017]图10是根据第一修改例的另一个电力接收设备的垂直剖视图；
[0018]图11是根据第二修改例的电力接收设备的垂直剖视图；
[0019]图12是根据第三修改例的电力接收设备的垂直剖视图；
[0020]图13是根据第三修改例的电力接收设备的俯视图；和
[0021]图14是示出了应用无线电力传输系统的电动车辆的图。
【具体实施方式】
[0022]以下，将参考所述附图描述本发明的实施例。
[0023](第一实施例)
[0024]图1示出了根据本发明的第一实施例的无线电力传输系统的方框配置。无线电力传输系统包括电力传输设备I和电力接收设备2，电力从电力传输设备I无线地传输到电力接收设备2。电力接收设备2给电气装置的负载30供给传输的电力。电力接收设备2可设置在电气装置内，可与电气装置集成地形成，或者可固定在电气装置的主体的外部。电气装置可以是移动终端或者电动车辆，而负载30可以是，例如，可充电电池。
[0025]电力传输设备I包括将商用电力转换为用于电力传输的射频(RF)的电源单元11、控制电力所需的量和控制电力传输设备I的相应组件的控制单元12、传感器单元13、通信单元14和电力传输电感器15。传感器单元13例如包括以下传感器中的至少一个:监测电力传输设备I中的热量产生的温度传感器；监测存在于电力传输电感器15和后面描述的电力接收电感器21之间的外来物的热量的温度传感器；以电磁雷达或者超声雷达监测外来物的传感器；诸如用于检测电力接收电感器21的位置的RFID的传感器；和用于检测传输的电力并且用于电力传输设备I和电力接收设备2之间的无线电力传输的以电流表或者伏特计形成的传感器。通信单元14可以与后面描述的电力接收设备2的通信单元29通信，并且接收电力接收设备2的电力接收状态，或者传输电力传输设备I的电力传输状态。
[0026]电力接收设备2包括电力接收电感器21 (电力接收电感器21通过电力传输设备I的电力传输电感器15和电力接收电感器21之间的互感接收电力)、通过后面描述的连接器22和23连接到电力接收电感器21的电容器单元24、将通过电容器单元24接收的交流(AC)电力转换为直流(DC)电力的整流器25、基于负载30的工作电压改变电压转换比的DC-DC转换器26、控制电力接收设备2的相应组件的控制单元27、传感器单元28和通信单元29。当在电力传输设备I内控制接收的电力时，可以省略DC-DC转换器26。
[0027]电容器单元24可以与电力接收电感器21串联连接，或者可以与电力接收电感器21并联连接。如图4所示，电容器单元24可以包括与电力接收电感器21并联连接的电容器元件和与电力接收电感器21串联连接的电容器元件。
[0028]传感器单元28例如包括下传感器中的至少一个:监测电力接收设备2中的热量产生的温度传感器；监测存在于电力传输电感器15和电力接收电感器21之间的外来物的热量的温度传感器；以电磁雷达或者超声雷达监测外来物的传感器；诸如用于检测电力传输电感器15的位置的RFID的传感器；和用于检测接收的电力并且用于电力传输设备I和电力接收设备2之间的无线电力传输的以电流表或者伏特计形成的传感器。通信单元29可以与电力传输设备I的通信单元14通信，并且传输电力接收设备2的电力接收状态，或者接收电力传输设备I的电力传输状态。
[0029]控制单元27基于通过通信单元29与电力传输设备I的通信获得的信息和由传感器单元28执行的检测的结果来控制接收的电力(负载30的电源)。
[0030]电力接收设备2包括可以从电力接收设备2的外壳3上拆卸下来的可拆卸单元
20。当电力接收设备2与电气装置集成地形成时，外壳3也作为电气装置的外壳。
[0031]电力接收电感器21位于可拆卸单元20内。连接器22位于可拆卸单元20内，而连接器23位于外壳3内。当可拆卸单元20从外壳3上拆卸下来时，连接器22和连接器23彼此断开。当可拆卸单元20附接到外壳3时，连接器22和连接器23彼此连接，并且电力接收电感器21通过连接器22和23连接到电容器单元24。
[0032]图2是电力接收设备2的垂直剖视图。图3是电力接收设备2的俯视图。如图2和3所示，置于可拆卸单元20内的电力接收电感器21包括磁芯21A，缠绕磁芯2IA的线圈绕组部分21B，和导体板21C。电力接收电感器21的线圈绕组部分21B通过连接器22和23连接到电容器单元24。导体板21C是金属板，诸如铝板或者铜板。可拆卸单元20可由电介质材料围绕。
[0033]在图2中，导体板21C处于磁芯21A和线圈绕组部分21B之上。然而，在图3中，为了解释方便起见，磁芯21A和线圈绕组部分21B看似处于导体板21C之上。
[0034]在这个实施例中，包括重量沉重的磁芯2IA和导体板2IC的电力接收电感器21位于可拆卸单元20内，从而电力接收电感器21可从电力接收设备2上拆卸下来。因此，当不执行无线电力传输时或者在充电完成后，可拆卸单元20从电力接收设备2上拆卸下来，从而其中设置有电力接收设备2的电气装置的重量可以变得较轻。
[0035]同时，重量轻的传感器单元28不位于可拆卸单元20内，而是在可拆卸单元20从电力接收设备2上拆卸下来之后留在电力接收设备2内。因此，可拆卸单元20和电力接收设备2之间的连接器22和23仅仅需要将电力接收电感器21 (或者线圈绕组部分21B)连接到电容器单元24，而不需要准备用于传感器单元28的任何连接单元。因此，可以简化结构。
[0036]在上述实施例中，传感器单元28中的所有传感器不位于可拆卸单元20内，而是在可拆卸单元20的拆卸之后留在电力接收设备2内。然而，虽然用于电力传输设备I和电力接收设备2之间的无线电力传输的传感器中的至少一个留在电力接收设备2内，传感器单元28中包括的一个或多个传感器可以位于可拆卸单元20内。以这种布置，在可拆卸单元20的拆卸之后，可以使得其中设置了电力接收设备2的电气装置的重量更轻，虽然可拆卸单元20和电力接收设备2之间的连接器结构变得较复杂。通过考虑复杂的连接器结构和电力接收设备2由于可拆卸单元20的拆卸的重量减小，优选地确定哪个传感器位于可拆卸单元20内。
[0037](第二实施例)
[0038]图5示出了根据本发明的第二实施例的无线电力传输系统的方框配置。这个实施例与图1所示的第一实施例的不同之处在于电容器单元24位于可拆卸单元20内。在图5中，与图1所示的第一实施例相同的组件以与图1中所使用的附图标记相同的附图标记表示，并且此处不重复它们的解释。
[0039]如图5所示，位于可拆卸单元20内的电容器单元24通过连接器22和23连接到整流器25和DC-DC转换器26。以这种布置，当电容器单元24的电容器串联到电力接收电感器21时，连接器22和23处的电压可以降低。另外，当电容器单元24的电容器并联到电力接收电感器21时，可以减小在连接器22和23中流动的电流。因此，可以降低连接器22和23的额定电压或者额定电流。
[0040](第三实施例)
[0041]图6示出了根据本发明的第三实施例的无线电力传输系统的方框配置。这个实施例与图5所示的第二实施例的不同之处在于整流器25位于可拆卸单元20内。在图6中，与图5所示的第二实施例相同的组件以与图5中所使用的附图标记相同的附图标记表示，并且此处不重复它们的解释。
[0042]如图6所示，位于可拆卸单元20内的整流器25通过连接器22和23连接到DC-DC转换器26。以这种布置，在连接器22和23中流动的电流可以是直流。因此，可以减小连接器单元的寄生电容以及从连接器23到DC-DC转换器26的接线中的电感的影响。
[0043](