受电装置、送电装置和电力传输系统的制作方法

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受电装置、送电装置和电力传输系统的制作方法
【专利摘要】受电装置具备:受电部(27),以非接触的方式从在外部设置的送电部(28)接受电力;设置于受电部的第1线圈(11);第1屏蔽壁部(52),配置在第1线圈(11)的周围,规定在第1线圈(11)的周围形成的放射电磁场的区域;收容在第1屏蔽壁部(52)内的第1设备(58);第1屏蔽壳体(59),收容第1设备(58),并配置在第1屏蔽壁部(52)内;以及第1配线(54),与第1设备(58)连接,从第1屏蔽壳体(59)内向第1屏蔽壳体(59)的外部延伸,并向第1屏蔽壁部(52)的外部引出,第1屏蔽壳体的周面包括与第1线圈(11)相比更靠近第1屏蔽壁部的第1相对部分,在第1屏蔽壁部(52)中与第1相对部分相对的第1区域(R1)形成有第1孔部(63),第1配线(54)从第1孔部(63)向第1屏蔽壁部(52)的外部引出。
【专利说明】受电装置、送电装置和电力传输系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及受电装置、送电装置和电力传输系统。
【背景技术】
[0002]近年来,出于对环境的保护,使用电池等的电力使驱动轮驱动的混合动力车辆、电动汽车等受到注目。
[0003]特别是近年来,在搭载有上述那样的电池的电动车辆中,能够不使用插头等而以非接触的方式对电池充电的无线充电受到注目。例如,日本特开2007-252027号公报所记载的无触点充电系统具备内置有电池的可移动装置、设置于可移动装置的受电部以及向受电部供给电力的无触点送电装置。受电部包括受电线圈,无触点送电装置包括送电线圈,通过电磁感应从送电线圈向受电线圈输送电力。
[0004]进而,作为利用了电磁共振的无线电力传输系统,例如,能够列举国际公开第2010/041321号小册子所记载的电力传输系统。该电力传输系统具备受电装置和送电装置,送电装置包括屏蔽装置、配置在该屏蔽装置内的送电线圈、配置在屏蔽装置内的电磁感应线圈以及配置在屏蔽装置内的整流器。受电装置具备屏蔽装置、配置在该屏蔽装置内的受电线圈以及配置在屏蔽装置内的电磁感应线圈。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献1:日本特开2007-252027号公报
[0007]专利文献2:国际公开第2010/041321号小册子

【发明内容】

[0008]发明要解决的问题
[0009]日本特开2007-252027号公报所记载的送电装置中,在送电线圈的周围没有配置任何设备,从而在送电线圈的周围形成有大的未利用空间(dead space)。同样地,在受电装置中,也在受电线圈的周围形成有未利用空间。因此,日本特开2007-252027号公报所记载的无触点充电系统存在受电装置和送电装置大型化这样的问题。
[0010]在国际公开第2010/041321号小册子所记载的受电装置中,在屏蔽装置内配置有整流器,从而实现受电装置的小型化。
[0011]但是,当在屏蔽装置内设置从整流器引出的配线时,在该配线内流动的电流受到在受电线圈的周围形成的电磁场的影响。其结果,在来自整流器的输出中产生噪声。此外,该问题不仅在整流器,在其他设备中也会产生同样的问题。进而,在送电装置中,当在屏蔽装置内配置设备时,来自该设备的输出也会受到在送电线圈的周围形成的电磁场的影响。
[0012]本发明是鉴于上述那样的问题而提出的,其目的在于,提供一种使送电装置和受电装置小型化,并能够在送电装置和受电装置中抑制噪声侵入的输出的送电装置、受电装置和电力送电系统。
[0013]用于解决问题的手段[0014]本发明的受电装置具备:受电部,以非接触的方式从在外部设置的送电部接受电力;设置于受电部的第I线圈;第1屏蔽壁部,配置在第I线圈的周围,规定在受电部的周围形成的放射电磁场的区域;以及收容在第I屏蔽壁部内的第I设备。
[0015]受电装置具备:第I屏蔽壳体,收容第I设备,并配置在第I屏蔽壁部内;和第I配线,与第I设备连接,从第I屏蔽壳体内向第I屏蔽壳体的外部延伸,并向第I屏蔽壁部的外部引出。上述第I屏蔽壳体的周面包括与第I线圈相比更靠近第I屏蔽壁部的第I相对部分,在上述第I屏蔽壁部中与第I相对部分相对的第I区域形成有第I孔部。上述第I配线从第I孔部向第I屏蔽壁部的外部引出。
[0016]优选,上述第I屏蔽壳体被配置为第I相对部分与第I屏蔽壁部中与第I区域所在的部分接触,第I配线从第I屏蔽壳体与第I屏蔽壁部接触的部分向第I屏蔽壳体的外部引出。
[0017]优选,在从上述第I屏蔽壁部内沿第I屏蔽壳体和第I区域的排列方向观察第I区域和第I配线时,第I配线中位于第I屏蔽壳体和第I孔部之间的部分位于第I区域内。
[0018]优选,上述第I屏蔽壳体包括进入第I孔部内的第I突出部。上述第I配线在第I突出部内通过并向第I屏蔽壁部的外部引出。
[0019]优选,上述第I孔部与第I线圈之间的距离比第I屏蔽壁部与第I线圈之间的距离大。
[0020]优选,上述受电部包括与第I线圈连接的第I电容器。上述第I孔部与第I电容器之间的距离比第I电容器与第I屏蔽壁部之间的距离大。
[0021]优选,受电装置还具备通过电磁感应从第I线圈接受电力的第I电磁感应线圈。上述第I设备为与第I电磁感应线圈连接的整流器主体。在上述第I配线中流动有通过整流器主体进行整流后的电流。
[0022]优选,上述第I屏蔽壁部包括配置在车辆的地板下的顶板部和从顶板部向下方垂下的周壁部。上述第I孔部形成在顶板部。
[0023]优选,上述送电部的固有频率与受电部的固有频率之差为受电部的固有频率的10%以下。
[0024]优选,上述电部与送电部的耦合度为0.1以下。优选,上述受电部通过在受电部与送电部之间形成且以特定的频率振动的磁场和在受电部与送电部之间形成且以特定的频率振动的电场的至少一方,从送电部接受电力。
[0025]本发明的送电装置具备:以非接触的方式向设置于外部的受电部输送电力的送电部;第2屏蔽壁部,配置在送电部的周围,规定在送电部的周围形成的放射电磁场的区域;以及收容在第2屏蔽壁部内的第2设备。送电装置具备--第2屏蔽壳体,收容上述第2设备并配置在第2屏蔽壁部内;和第2配线,与第2设备连接,从第2屏蔽壳体内向第2屏蔽壳体的外部延伸,并且向第2屏蔽壁部的外部引出。上述第2屏蔽壳体的周面包括与第2线圈相比更靠近第2屏蔽壁部的第2相对部分。在上述第2屏蔽壁部中与第2相对部分相对的第2区域形成有第2孔部。上述第2配线从第2孔部向第2屏蔽壁部的外部引出。
[0026]优选,上述第2屏蔽壳体被配置为第2相对部分与第2屏蔽壁部中第2区域所在的部分接触,第2配线从第2屏蔽 壳体中与第2区域接触的部分向第2屏蔽壳体的外部引出。[0027]优选,在从上述第2屏蔽壁部内沿第2屏蔽壳体与第2区域的排列方向观察第2区域与第2配线时,第2配线中位于第2屏蔽壳体与第2孔部之间的部分位于第2区域内。
[0028]优选,上述第2屏蔽壳体包括进入第2孔部内的第2突出部。上述第2配线在第2突出部内通过并向第2屏蔽壁部的外部引出。
[0029]优选,上述第2孔部与第2线圈之间的距离比第2屏蔽壁部与第2线圈之间的距离大。
[0030]优选,上述送电部包括与第2线圈连接的第2电容器。上述第2孔部与第2电容器之间的距离比第2电容器与第2屏蔽壁部之间的距离大。
[0031]优选,上述送电装置还具备通过电磁感应向第2线圈交接电力的第2电磁感应线圈。上述第2设备是与第2电磁感应线圈连接的阻抗调节器。上述第2设备是用于对设备侧共振部和第2电磁感应线圈的阻抗或共振频率进行调整的阻抗调节器主体。
[0032]优选,上述第2屏蔽壁部包括底壁部和形成为从底壁部立起的周壁部。上述第2孔部形成在底壁部。
[0033]优选,上述送电部的固有频率与受电部的固有频率之差为受电部的固有频率的10%以下。优选,上述受电部与送电部的耦合度为0.1以下。
[0034]优选,上述送电部通过在送电部与受电部之间形成且以特定的频率振动的磁场和在送电部与受电部之间形成且以特定的频率振动的电场的至少一方,向受电部输送电力。
[0035]本发明的电力传输系统具备受电装置和包括送电部的送电装置。上述受电装置具有:以非接触的方式从送电部接受电力的受电部;设置于受电部的第I线圈;第I屏蔽壁部,配置在第I线圈的周围,规定在第I线圈的周围形成的放射电磁场的区域;收容在第I屏蔽壁部内的第I设备;第I屏蔽壳体,收容第I设备,并配置在第I屏蔽壁部内;以及第I配线,与第I设备连接,从第I屏蔽壳体内向第I屏蔽壳体的外部延伸,并向第I屏蔽壁部的外部引出。上述第I屏蔽壳体的周面包括与第I线圈相比更靠近第I屏蔽壁部的第I相对部分。在上述第I屏蔽壁部中与第I相对部分相对的第I区域形成有第I孔部。上述第I配线从第I孔部向第I屏蔽壁部的外部引出。
[0036]本发明的电力传输系统在另一种方式中具备送电装置和包括受电部的受电装置。送电装置具有:以非接触的方式向上述受电部输送电力的送电部;设置于送电部的第2线圈;第2屏蔽壁部,配置在第2线圈的周围,规定在第2线圈的周围形成的放射电磁场的区域;收容在第2屏蔽壁部内的第2设备;第2屏蔽壳体,收容第2设备,并配置在第2屏蔽壁部内;以及第2配线,与第2设备连接,从第2屏蔽壳体内向第2屏蔽壳体的外部延伸,并向第2屏蔽壁部的外部引出。上述第2屏蔽壳体的周面包括与第2线圈相比更靠近第2屏蔽壁部的第2相对部分。在上述第2屏蔽壁部中与第2相对部分相对的第2区域形成有第2孔部。上述第2配线从第2孔部向第2屏蔽壁部的外部引出。
[0037]发明的效果
[0038]根据本发明的受电装置、送电装置和电力传输系统,能够抑制干扰进入与配置在受电装置或送电装置内的设备连接并向外部引出的配线。
【专利附图】

【附图说明】
[0039]图1是示意表示本实施方式I的受电装置、送电装置以及电力传输系统的示意图。[0040]图2表不电力传输系统的模拟模型。
[0041]图3是表示模拟结果的图。
[0042]图4是表示在固定了固有频率的状态下,使空气间隙发生变化时的电力传输效率与供给到共振线圈的电流的频率f的关系的图。
[0043]图5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。
[0044]图6是本实施方式的受电装置的侧剖视图。
[0045]图7是受电装置的剖视图。
[0046]图8是表示整流器和在顶板部设置整流器的设置区域的分解立体图。
[0047]图9是示意性表示设备的电路图。
[0048]图10是从框体的内部沿图8所示的箭头方向A观察配线和设置区域Rl时的平面图。
[0049]图11是表示在将配线从屏蔽壳体的侧面引出,然后从框体的壁面向框体的外部弓I出时在配线内流动的电流的图。
[0050]图12是表示在本实施方式的受电装置的配线内流动的电流的图。
[0051]图13是表示受电装置的第I变形例的侧剖视图。
[0052]图14是受电装置的剖视图。
[0053]图15是表示整流器离开屏蔽壁部的状态的立体图。
[0054]图16是本实施方式的送电装置的侧剖视图。
[0055]图17是送电装置的剖视图。
[0056]图18是表示阻抗调节器和在底面部设置阻抗调节器的设置区域的分解立体图。
[0057]图19是从框体的内部沿图18所示的箭头方向观察配线和设置区域时的平面图。
[0058]图20是表示送电装置41的第I变形例的侧剖视图。
[0059]图21是送电装置41的分解立体图。
[0060]图22是本实施方式2的电力传输系统的受电装置的剖视图。
[0061]图23是表示图22所示的整流器和位于其周围的构件并将一部分分解得到的分解立体图。
[0062]图24是示意性表示配线、孔部以及邻近区域等的平面图。
[0063]图25是本实施方式2的送电装置的剖视图。
[0064]图26是表示阻抗调节器、配线以及树脂壳体等的立体图。
[0065]图27是从屏蔽壁部内沿图26所示的箭头方向观察配线、孔部以及邻近区域时的平面图。
[0066]图28是表示本实施方式3的受电装置的剖视图。
[0067]图29是表示送电装置的剖视图。
【具体实施方式】
[0068]在以下说明的实施方式中,在言及个数、输量等的情况下,除非有特别记载,本发明的范围并不限定于该个数、数量等。此外,在以下的实施方式中,除非有特别记载,各个构成要素对本发明来说并不是必须的。此外,在以下存在多个实施方式、变形例的情况下,除非有特别记载,假定最初对各个实施方式的特征部分进行适当组合。使用图1?图29,针对本发明的实施方式的受电装置和送电装置以及包括该送电装置和受电装置的电力传输系统进行说明。
[0069](实施方式I)
[0070]图1是示意表示本实施方式I的受电装置、送电装置以及电力传输系统的示意图。本实施方式I的电力传输系统具有包括受电装置40的电动车辆10和包括送电装置41的外部供电装置20。电动车辆10的受电装置40停止在设置有送电装置41的驻车空间42的预定位置,受电装置40主要从送电装置41接受电力。
[0071]在驻车空间42设置有车挡、线,以使电动车辆10停在预定的位置。
[0072]外部供电装置20包括与交流电源21连接的高频电力驱动器22、控制高频电力驱动器22等的驱动的控制部26以及与该高频电力驱动器22连接的送电装置41。送电装置41包括送电部28、电磁感应线圈23以及与电磁感应线圈23连接的阻抗调节器29。送电部28包括共振线圈24和与共振线圈24连接的电容器25。阻抗调节器29与高频电力驱动器22电连接。此外,在该图1所示的例子中,虽然设有电容器25,但是电容器25未必是必须的结构。此外,在本实施方式中,作为向共振线圈24供给电力的构件,采用了电磁感应线圈23,但是电磁感应线圈23未必是必须的结构。
[0073]送电部28包括由共振线圈24的阻抗L、共振线圈24的寄生电容以及电容器25的电容形成的电路。
[0074]电动车辆10具备:受电装置40、与受电装置40连接的DC/DC转换器14、与该DC/DC转换器14连接的电池15、功率控制单元(PCU (Power Control Unit)) 16、与该功率控制单元16连接的马达单元17、以及对DC/DC转换器14、功率控制单元16等的驱动进行控制的车辆EQJ (Electronic Control Unit)18。此外,虽然本实施方式的电动车辆10是具备未图示的发动机的混合动力车辆,但是只要是通过马达驱动的车辆,则也包括电动汽车、燃料电池车辆。
[0075]受电装置40包括受电部27、电磁感应线圈12以及整流器13。受电部27包括共振线圈11和电容器19。共振线圈11具有寄生电容。因此,受电部27具有由共振线圈11的阻抗、共振线圈11和电容器19的电容形成的电路。此外,电容器19不是必须的结构,能够省略。
[0076]整流器13与电磁感应线圈12连接,将从电磁感应线圈12供给的交流电流变换为直流电流,并向DC/DC转换器14供给。
[0077]DC/DC转换器14对从整流器13供给的直流电流的电压进行调整,并向电池15供给。此外,DC/DC转换器14不是必须的结构,也可以省略。
[0078]功率控制单元16包括与电池15连接的转换器和与该转换器连接的变换器,转换器对从电池15供给的直流电流进行调整(升压),并向变换器供给。变换器将从转换器供给的直流电流变换为交流电流,并向马达单元17供给。
[0079]马达单元17例如采用三相交流马达等,通过从功率控制单元16的变换器供给的交流电流进行驱动。
[0080]此外,在电动车辆10为混合动力车辆的情况下,电动车辆10还具备发动机和动力分配机构,马达单元17包括主要作为发电机发挥功能的电动发电机和主要作为电动机发挥功能的电动发电机。[0081]在本实施方式的电力传输系统中,送电部28的固有频率和受电部27的固有频率之差为受电部27或送电部28的固有频率的10%以下。通过在这样的范围内设定各送电部28和受电部27的固有频率,能够提高电力传输效率。另一方面,当固有频率之差变为比受电部27或送电部28的固有频率的10%大时,电力传输效率变为比10%小,会发生电池15的充电时间变长等不利影响。
[0082]在此,在没有设置电容器25的情况下,送电部28的固有频率是指,由共振线圈24的阻抗和共振线圈24的电容形成的电路自由振动时的振动频率。在设置有电容器25的情况下,送电部28的固有频率是指,由共振线圈24和电容器25的电容以及共振线圈24的阻抗形成的电路自由振动时的振动频率。在上述电路中,使制动力和电阻为零或实质上为零时的固有频率也被称为送电部28的谐振频率。
[0083]同样地,受电部27的固有频率是指,在没有设置电容器19的情况下,由共振线圈11的阻抗和共振线圈11的电容形成的电路自由振动时的振动频率。在设置有电容器19的情况下,受电部27的固有频率是指,由共振线圈11和电容器19的电容以及共振线圈11的阻抗形成的电路自由振动时的振动频率。在上述电路中,使制动力和电阻为零或实质上为零时的固有频率也被称为受电部27的谐振频率。
[0084]使用图2和图3,针对固有频率之差与电力传输效率的关系进行解析得到的模拟结果进行说明。图2表示电力传输系统的模拟模型。电力传输系统300具备送电装置290和受电装置291,送电装置290包括电磁感应线圈292和送电部293。送电部293包括共振线圈294和设置于共振线圈294的电容器295。
[0085]受电装置291具备受电部296和电磁感应线圈297。受电部296包括共振线圈299和与该共振线圈299连接的电容器298。
[0086]将共振线圈294`的阻抗设为阻抗Lt,将电容器295的电容设为电容Cl。将共振线圈299的阻抗设为阻抗Lr,将电容器298的电容设为电容C2。当这样设定各参数时,送电部293的固有频率fl通过下述式(I)表示,受电部296的固有频率f2通过下述式(2)表
/Jn ο
[0087]fl=l/{2 π (LtXCl)1/2}…(I)
[0088]f2=l/{2 π (LrXC2) 1/2} — (2)
[0089]在此,在固定阻抗Lr和电容C1、C2而仅使阻抗Lt发生变化的情况下,在图3中示出送电部293和受电部296的固有频率的偏差和电力传输效率的关系。此外,在该模拟中,共振线圈294和共振线圈299的相对的位置关系处于固定的状态且进而向送电部293供给的电流的频率一定。
[0090]在图3所示的图中,横轴表示固有频率的偏差(%),纵轴表示在一定频率下的传输效率(% )。固有频率的偏差(% )通过下述式(3 )表示。
[0091](固有频率的偏差)={(fl-f2)/f2} XlOO (%)...(3)
[0092]根据图3可以清楚,在固有频率的偏差(%)为±0%的情况下,电力传输效率接近100%。在固有频率的偏差(%)为±5%的情况下,电力传输效率为40%。在固有频率的偏差(%)为±10%的情况下,电力传输效率为10%。在固有频率的偏差(%)为±15%的情况下,电力传输效率为5 %。即,可知,能够通过设定各送电部和受电部的固有频率以使得固有频率的偏差(%)的绝对值(固有频率之差)在受电部296的固有频率的10%以下的范围,从而提闻电力传输效率。进一步可知,能够通过设定各送电部和受:电部的固有频率以使得固有频率的偏差(%)的绝对值为受电部296的固有频率的5%以下,从而更加提高电力传输效率。此外,对模拟进行软件化而采用了电磁场解析软件(JMAG (注册商标):株式会社JSOL 制)。
[0093]接着,针对本实施方式的电力传输系统的动作进行说明。
[0094]在图1中,从高频电力驱动器22向电磁感应线圈23供给交流电力。当在电磁感应线圈23中流动预定的交流电流时,通过电磁感应在共振线圈24中也流动有交流电流。此时,向电磁感应线圈23供给电力,以使得在共振线圈24中流动的交流电流的频率成为特定的频率。
[0095]当在共振线圈24中流动特定的频率的电流时,在共振线圈24的周围形成以特定的频率振动的电磁场。
[0096]共振线圈11配置在距共振线圈24的预定范围内,共振线圈11从在共振线圈24的周围形成的电磁场接受电力。
[0097]在本实施方式中,共振线圈11和共振线圈24采用所谓螺旋线圈。因此,在共振线圈24的周围主要形成以特定的频率振动的磁场,共振线圈11从该磁场接受电力。
[0098]在此,针对在共振线圈24的周围形成的特定的频率的磁场进行说明。“特定的频率的磁场”典型地说与电力传输效率和供给到共振线圈24的电流的频率有关联性。因此,首先,针对电力传输效率与供给到共振线圈24的电流的频率的关系进行说明。从共振线圈24向共振线圈11传输电力时的电力传输效率根据共振线圈24和共振线圈11之间的距离等各种各样的要因而变化。例如,将送电部28和受电部27的固有频率(谐振频率)设为固有频率f0,将供给到共振线圈24的电流的频率设为频率f3,将共振线圈11和共振线圈24之间的空气间隙设为空气间隙AG。
[0099]图4是表示在将固有频率f0固定了的状态下,使空气间隙AG发生变化时的电力传输效率与供给到共振线圈24的电流的频率f3的关系的图。
[0100]在图4所示的图中,横轴表示供给到共振线圈24的电流的频率f3,纵轴表示电力传输效率(%)。效率曲线LI示意性表示空气间隙AG小时的电力传输效率和供给到共振线圈24的电流的频率f3的关系。如该效率曲线LI所示,在空气间隙AG小的情况下,电力传输效率的峰值在频率f4、f5 (f4 < f5)产生。当增大空气间隙AG时,电力传输效率变高时的2个峰值以相互靠近的方式变化。并且,如效率曲线L2所示,当使空气间隙AG变为比预定距离大时,电力传输效率的峰值成为I个,供给到共振线圈24的电流的频率为频率f6时电力传输效率成为峰值。当使空气间隙AG进一步变为比效率曲线L2的状态更大时,如效率曲线L3所示电力传输效率的峰值变小。
[0101]例如,作为用于提高电力传输效率的方法,考虑接下来的第I方法。作为第I方法,考虑如下方法:配合空气间隙,将供给到图1所示的共振线圈24的电流的频率设为一定,通过使电容器25、电容器19的电容发生变化,从而使送电部28与受电部27之间的电力传输效率的特性发生变化。具体地说,在将供给到共振线圈24的电流的频率设为一定的状态下,调整电容器25和电容器19的电容,以使电力传输效率成为峰值。在该方法中,在共振线圈24和共振线圈11中流动的电流的频率与空气间隙AG的大小无关而一定。此外,作为使电力传输效率的特性发生变化的方法,也能够采用利用设置在送电装置41与高频电力驱动器22之间的整合器的方法、利用转换器14的方法等。
[0102]此外,作为第2方法,为基于空气间隙AG的大小来调整供给到共振线圈24的电流的频率的方法。例如,在图4中,在电力传输特性成为效率曲线LI的情况下,向共振线圈24供给频率为频率f4或频率f5的电流。并且,在频率特性成为效率曲线L2、L3的情况下,向共振线圈24供给频率为频率f6的电流。在该情况下,配合空气间隙AG的大小使在共振线圈24和共振线圈11中流动的电流的频率发生变化。
[0103]在第I方法中,在共振线圈24中流动的电流的频率成为固定的一定频率,在第2方法中,在共振线圈24中流动的频率成为根据空气间隙AG而适当变化的频率。通过第I方法、第2方法等,向共振线圈24供给以使电力传输效率变高的方式设定的特定的频率的电流。通过在共振线圈24中流动特定的频率的电流,在共振线圈24的周围形成有以特定的频率振动的磁场(电磁场)。受电部27通过在受电部27与送电部28之间形成且以特定的频率振动的磁场从送电部28接受电力。因此,“以特定的频率振动的磁场”并不限于固定频率的磁场。此外,在上述的例子中,虽然着眼于空气间隙AG来设定向共振线圈24供给的电流的频率,但是电力传输效率也会因像共振线圈24和共振线圈11的水平方向的偏差等这样其他的要因而变化,有时针对该其他的要因,调整向共振线圈24供给的电流的频率。
[0104]此外,在本实施方式中,针对采用了螺旋线圈作为共振线圈的例子进行了说明,但是在采用蜿蜒线等天线等作为共振线圈的情况下,通过在共振线圈24中流动特定的频率的电流,在共振线圈24的周围形成有特定的频率的电场。并且,通过该电场,在送电部28与受电部27之间进行电力传输。
[0105]在本实施方式的电力传输系统中,通过利用电磁场的“静电场”支配的邻近场(瞬逝场:evanescent field),可实现送电和受电效率的提高。图5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5,电磁场包括3个成分。曲线kl是与距波源的距离成反比例的成分,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成分,被称为“感应电场”。此外,曲线k3是与距波源的距离的立方成反比例的成分,被称为“静电场”。此外,在将电磁场的波长设为“ λ ”时,“辐射电场”、“感应电场”以及“静电场”的强度变为大致相等的距离能够表示为λ/2π。
[0106]“静电场”是伴随距波源的距离的增加而电磁波的强度急剧减少的区域,在本实施方式的电力传输系统中,利用该“静电场”支配的邻近场(瞬逝场)来进行能量(电力)的传输。即,在“静电场”支配的邻近场中,通过使邻近的具有固有频率的送电部28和受电部27(例如一对LC谐振线圈)共振,从送电部28向另一方受电部27传输能量(电力)。由于该“静电场”不会将能量传播到远处,所以与通过将能量传播到远处的“辐射电场”来传输能量(电力)的电磁波相比,共振法能够以更少的能量损耗来进行输电。
[0107]这样,在本实施方式的电力传输系统中,通过使送电部28和受电部27通过电磁场进行谐振来从送电装置41向受电装置输送电力。并且,送电部28与受电部27之间的耦合系数(K )为0.1以下。此外,在通常利用了电磁感应进行的电力传输中,送电部与受电部之间的耦合系数U )接近1.0。
[0108]将本实施方式的电力传输中的送电部28与受电部27的耦合例如称为“磁共振耦合”、“磁场共振耦合”、“电磁场谐振耦合”或“电场谐振耦合”。
[0109]“电磁场谐振耦合”意味着均包括“磁共振耦合”、“磁场共振耦合”、“电场谐振耦人”
口 O
[0110]由于在本说明书中说明的送电部28的共振线圈24和受电部27的共振线圈11采用了线圈形状的天线,所以送电部28和受电部27主要通过磁场进行耦合,送电部28和受电部27进行“磁共振耦合”或“磁场共振耦合”。
[0111]此外,作为共振线圈24、11,也能够采用例如蜿蜒线等的天线,在该情况下,送电部28和受电部27主要通过电场进行耦合。此时,送电部28和受电部27进行“电场谐振耦
么”
口 ο
[0112]图6是本实施方式的受电装置40的侧剖视图,图7是受电装置40的剖视图。
[0113]如图6和图7所示,受电装置40包括受电部27、电磁感应线圈12、线圈支撑构件53以及框体50。框体50在内部收容受电部27、电磁感应线圈12以及线圈支撑构件53。
[0114]框体50包括形成为中空圆柱状的树脂壳体51和在该树脂壳体51的内周面设置的屏蔽壁部52。框体50配置在车辆的地板55的下表面。
[0115]屏蔽壁部52包括配置在地板55的下表面侧的顶板部56和形成为从该顶板部56的周边部向下方垂下的周壁部57。屏蔽壁部52形成为下方开放。
[0116]屏蔽壁部52由铜等金属材料形成,在电力传输时对在共振线圈11的周围形成的电磁场的放射区域进行规制。
[0117]例如,屏蔽壁部52的顶板部56在电力电装时抑制从共振线圈11放射的电磁波进入车辆内部,屏蔽壁部52的周壁部57抑制从车辆和地面的间隙向车辆的周围泄漏电磁波。并且,由于在屏蔽壁部52的下表面形成有开口部,所以在共振线圈11的周围形成的电磁波主要从屏蔽壁部52的开口部向下方放射。
[0118]线圈支撑构件53形成为筒状,线圈支撑构件53由树脂材料形成。受电部27的共振线圈11和电磁感应线圈12安装在线圈支撑构件53的外周面。此外,作为线圈支撑构件53,并不限于筒状的绕线管(bobbin)这样的构件,例如也可以将柱状的支撑部排列成环状,从而形成线圈支撑构件53。在该情况下,共振线圈11和电磁感应线圈12也安装在环状排列的柱状的支撑部的外周。
[0119]电容器19配置在线圈支撑构件53的内侧,电容器19与共振线圈11的两端部连接。
[0120]整流器13配置在线圈支撑构件53的内侧,整流器13与电磁感应线圈12的两端部连接。
[0121]整流器13与配线54连接,该配线54与搭载于车辆的转换器14连接。
[0122]整流器13配置于屏蔽壁部52的顶板部56,配线54通过形成于顶板部56的孔部向车辆内部引出。在配线54内流动有经整流器13整流后的电流。
[0123]图8是表示在顶板部56设置整流器13的设置区域Rl的分解立体图。此外,在该图8中,配线54用虚线表示。
[0124]整流器13包括整流器主体58和收容该整流器主体58的屏蔽壳体59。屏蔽壳体59包括顶板部60、从该顶板部60的外周边部向下方垂下的周壁部61以及设置于周壁部61的下端部的底面部62。顶板部60与图6等所示的共振线圈11相比更接近顶板部56。
[0125]在顶板部60形成有使连接于整流器主体58的配线54向屏蔽壳体59的外部引出的孔部65。屏蔽壳体59由铜等金属材料形成,并抑制电磁波进入屏蔽壳体59内。[0126]图9是示意性表示整流器主体58的电路图。如该图9所示,整流器主体58包括含有电容器和多个元件的电路。在图8中,屏蔽壳体59通过在内部收容如图9所示的整流器主体58,从而抑制整流器主体58的元件因来自外部的电磁波而进行误工作。
[0127]在此,在图8中,屏蔽壁部52的顶板部56包括设置屏蔽壳体59的顶板部60的设置区域Rl。此外,在本实施方式I中,屏蔽壳体59被配置为屏蔽壳体59的顶板部60与顶板部56中设置区域Rl所在的部分接触。
[0128]在顶板部60中设置区域Rl所在的部分形成有插入配线54的孔部63,在树脂壳体51的顶板部也形成有与孔部63连通的孔部64。并且,从屏蔽壳体59引出的配线54通过孔部63和孔部65,向框体50的外部引出。此外,在地板55也形成有孔部66,配线54通过孔部66向车辆内引出。
[0129]图10是从框体50的内部沿图8所示的箭头方向A观察配线54和设置区域Rl时的平面图。箭头方向A是屏蔽壳体59的顶板部60与设置区域Rl的排列方向。如该图10所示,配线54中位于屏蔽壳体59和孔部63之间的部分位于设置区域Rl内。设置区域Rl是屏蔽壁部52的顶板部56与屏蔽壳体59的顶板部60接触的区域,来自共振线圈11的电磁波难以进入设置区域Rl与顶板部60之间。
[0130]因此,干扰难以进入配线54。此外,配线54中位于屏蔽壳体59内的部分受屏蔽壳体59保护,配线54中位于框体50的外侧的部分受屏蔽壁部52保护。
[0131]进而,孔部63、孔部64、孔部65以及孔部66均沿箭头方向A排列,并且孔部63、孔部64、孔部65以及孔部66被配置为相互连通。因此,配线54没有通过位于屏蔽壳体59的外侧且框体50的内部的空间而向框体50的外部引出,从而能够抑制来自共振线圈11的电磁波进入配线54。
[0132]此外,由于各孔部63、64、65、66沿一个方向排列并相互连通,所以能够抑制配线54弯曲。
[0133]图11是表不配线54从屏蔽壳体59的侧面引出、然后从框体50的壁面向框体50的外部引出时在配线54内流动的电流的图。图12是表示在本实施方式的受电装置40的配线54内流动的电流的图。
[0134]在图11和图12中,横轴表示时间,纵轴表示在配线54内流动的电流量。根据该图11和图12可以清楚知道:在配线54在位于屏蔽壳体59的外部且框体50的内部的空间内通过的情况下,在配线54内流动的电流量不为一定而发生变动。其另一方面,根据本实施方式的受电装置40,在配线54内流动的电流量能够为一定。
[0135]在图7中,孔部63、64、65与共振线圈11之间的距离LI比共振线圈11与屏蔽壁部52之间的距离L2大。
[0136]当共振线圈11与屏蔽壁部52靠近时,由于在屏蔽壁部52产生的电流量增大而传输效率降低,所以共振线圈11与屏蔽壁部52彼此离开预定以上的距离。
[0137]其另一方面,通过使距离LI比距离L2大,能够抑制来自共振线圈11的电磁波进入通过孔部63、64、65的配线54内。
[0138]在本实施方式的受电装置40中,共振线圈11通过以中心线01为中心卷绕线圈线而形成,共振线圈11的匝数大致为2匝左右。
[0139]并且,图7中的“AM1”表示共振线圈11中位于线圈线的延伸方向的中央部的部分。在电力传输时,在共振线圈11中流动电流时,在中心点AMl中流动最多的电流。因此,在电力传输时以中心点AMl为中心在大范围内形成高强度的电磁场。
[0140]孔部63、64、65配置在相对于中心线的01与中心点AMl相反的一侧。并且,孔部63、64、65与中心点AMl的距离L3比距离LI和距离L2大。因此,即使在中心点AMl的周围形成有强电磁场,也能够抑制电磁波进入配线54内。
[0141]孔部63、64、65与电容器19之间的距离L5比电容器19与屏蔽壁部52的距离L4大。在电力传输时,在电容器19的周围形成有强度高的磁场,另一方面,通过将孔部63、64、65从电容器19分离,能够抑制干扰进入配线54。
[0142]此外,在本实施方式中,针对具备在屏蔽壁部52的外周配置的树脂壳体51的框体50进行说明,但是树脂壳体51并不是必须的结构,也可以省略树脂壳体51。
[0143]使用图13?图15,针对本实施方式的受电装置40的第I变形例进行说明。此外,有时针对图13?图15所示的结构中与上述图1?图12所示的结构相同或相当的结构,标注同一标号且省略其说明。
[0144]图13是表示受电装置40的第I变形例的侧剖视图,图14是受电装置40的剖视图。
[0145]如该图13和图14所示,整流器13配置在线圈支撑构件53的外侧,整流器13配置在屏蔽壁部52的周壁部57的内周面。配线54从整流器13通过在周壁部57形成的孔部,向框体50的外部引出。
[0146]图15是表示将整流器13从屏蔽壁部52分离的状态的立体图。如该图15所示,屏蔽壳体59的周壁部61配置在周壁部57,在周壁部61形成有引出配线54的孔部67。
[0147]周壁部57包括配置周壁部61的设置区域R2。在周壁部57中设置区域R2所在的部分形成有孔部68。孔部67和孔部68以相互连通的方式配置,在树脂壳体51形成有与孔部68连通的孔部69。并且,配线54通过孔部67、68、69向框体50的外部引出。
[0148]此外,在该图13?图15所示的例子中,当从框体50的内部沿图15所示的箭头方向A (周壁部61与设置区域R2的排列方向)观察设置区域R2和配线54时,配线54也位于设置区域R2内。这样,在该图13?图15所示的例子中,也能够抑制电磁波进入配线54。
[0149]此外,作为收容于框体50内的设备,针对配置有整流器13的例子进行了说明,但是除了整流器13以外还可以配置转换器14、继电器。进而,也可以配置对共振线圈11的电流量、电压等进行检测的传感器等。在这些设备中,也连接有向框体50的外部引出的配线,并能够适用本发明。
[0150]接着。使用图16?图21等,针对本实施方式的送电装置41进行说明。图16是本实施方式的送电装置41的侧剖视图,图17是送电装置41的剖视图。
[0151]如图16和图17所示,送电装置41包括:送电部28、电磁感应线圈23、线圈支撑构件153以及框体150。框体150在内部收容送电部28、线圈支撑构件153以及电磁感应线圈23。框体150包括形成为中空圆柱状的树脂壳体151和在该树脂壳体151的内周面设置的屏蔽壁部152。框体150的一部分埋设于驻车空间42的地面。
[0152]屏蔽壁部152包括底面部156和形成为从该底面部156的周边部向上方延伸的周壁部157。屏蔽壁部152形成为上方开放。
[0153]屏蔽壁部152由铜等金属材料形成,在电力传输时对在共振线圈24的周围形成的电磁场的放射区域进行规制。
[0154]由于在屏蔽壁部152的上表面形成有开口部,所以在共振线圈24的周围形成的电磁波主要从屏蔽壁部152的开口部向上方放射。
[0155]线圈支撑构件153形成为筒状,线圈支撑构件153由树脂材料形成。送电部28的共振线圈24和电磁感应线圈23安装在线圈支撑构件153的外周面。此外,也可以将多个柱状的支撑部呈环状排列来形成线圈支撑构件153。
[0156]电容器25配置在线圈支撑构件153的内侧,电容器25与共振线圈24的两端部连接。
[0157]阻抗调节器29配置在线圈支撑构件153的内侧,阻抗调节器29与电磁感应线圈23的两端部连接。
[0158]在阻抗调节器29连接有配线154,该配线154与高频电力驱动器22连接。
[0159]阻抗调节器29配置在屏蔽壁部152的底面部156,配线154通过在底面部156形成的孔部向车辆内部引出。
[0160]图18是表示在底面部156设置阻抗调节器29的设置区域R3的分解立体图。此夕卜,在该图18中,配线154用虚线表示。
[0161]阻抗调节器29包括阻抗调节器主体158和收容该阻抗调节器主体158的屏蔽壳体159。屏蔽壳体159包括底面部160、形成为从该底面部160的外周边部向上方立起的周壁部161以及在周壁部161的上端部设置的顶板部162。底面部160与共振线圈24相比更靠近屏蔽壁部152。
[0162]在底面部160形成有与阻抗调节器主体158连接的配线154向屏蔽壳体159的外部引出的孔部163。屏蔽壳体159由铜等金属材料形成,抑制电磁波进入屏蔽壳体159内。
[0163]屏蔽壳体159通过在内部收容阻抗调节器主体158,抑制了阻抗调节器主体158的元件因来自外部的电磁波而进行误工作。屏蔽壁部152的底面部156包括设置有屏蔽壳体159的底面部160的设置区域R3。此外,在本实施方式I中,屏蔽壳体159的底面部160被配置为与底面部156中设置区域R3所在的部分接触。
[0164]在底面部156中设置区域R3所在的部分形成有插入配线154的孔部163,在树脂壳体151的顶板部也形成有与孔部163连通的孔部164。并且,从屏蔽壳体159引出的配线154通过孔部163和孔部165向框体150的外部引出。
[0165]图19是从框体150的内部沿图18所示的箭头方向B观察配线154和设置区域R3时的平面图。箭头方向B为屏蔽壳体159 (底面部160)与设置区域R3的排列方向。如该图19所示,配线154位于设置区域R3内。设置区域R3为屏蔽壁部152的底面部156与屏蔽壳体159的底面部160接触的区域,来自共振线圈24的电磁波难以进入设置区域R3与底面部160之间。
[0166]因此,干扰难以进入配线154。此外,配线154中位于屏蔽壳体159内的部分受屏蔽壳体159保护,配线154中位于框体150的外侧的部分受屏蔽壁部152保护。
[0167]进而,孔部163、孔部164以及孔部165均沿箭头方向B排列,并且孔部163、孔部164以及孔部165被配置为相互连通。因此,配线154不通过位于屏蔽壳体159的外侧且框体150的内部的空间而向框体150的外部引出,并能够抑制来自共振线圈24的电磁波进入配线154。[0168]此外,由于各孔部163、164、165沿一个方向排列并相互连通,所以能够抑制配线154弯曲。在图17中,孔部163、164、165与共振线圈24之间的距离Lll比共振线圈24与屏蔽壁部152之间的距离L12大。
[0169]当共振线圈24与屏蔽壁部152靠近时,在屏蔽壁部152产生的电流量增大从而传输效率降低,因此,使共振线圈24与屏蔽壁部152彼此离开预定以上的距离。
[0170]其另一方面,通过使距离Lll比距离L12大,能够抑制来自共振线圈24的电磁波进入通过孔部163、164,165的配线154内。
[0171]在本实施方式的送电装置41中,共振线圈24通过以中心线02为中心卷绕线圈线而形成,共振线圈24的匝数大致为2匝左右。
[0172]并且,图17中的“AM2”表示共振线圈24中位于线圈线的延伸方向的中央部的部分。在电力传输时,当在共振线圈24中流动电流时,在中心点AM2流动最多的电流。因此,在电力传输时以中心点AM2为中心在大范围内形成高强度的电磁场。
[0173]孔部163、164、165配置在相对于中心线02与中心点AM2相反的一侧。并且,孔部163、164、165与中心点AM2的距离L13比距离Lll和距离L12大。因此,即使在中心点AM2的周围形成强电磁场,也能够抑制电磁波进入配线154内。
[0174]孔部163、164、165与电容器25之间的距离L15比电容器25与屏蔽壁部152的距离L14大。在电力传输时,在电容器25的周围形成有强度高的磁场,另一方面,通过将孔部163、164、165从电容器25分离,能够抑制干扰进入配线154。
[0175]此外,在本实施方式中,针对具备在屏蔽壁部152的外周配置的树脂壳体151的框体150进行了说明,但是树脂壳体151并不是必须的结构,也可以省略树脂壳体151。
[0176]使用图20和图21,针对本实施方式的送电装置41的第I变形例进行说明。图20是表示送电装置41的第I变形例的侧剖视图,图21是送电装置41的分解立体图。
[0177]如该图20和图21所示,阻抗调节器29配置在线圈支撑构件153的外侧,阻抗调节器29配置在屏蔽壁部152的周壁部157的内周面。配线154从阻抗调节器29通过在周壁部157形成的孔部,向框体150的外部引出。
[0178]此外,在该图20?图21所示的例子中,当从框体150的内部沿图21所示的箭头方向B (设置区域R4与周壁部161的排列方向)观察设置区域R4与配线154时,配线154也位于设置区域R4内。这样,在该图20、图21所示的例子中,也能够抑制电磁波进入配线154。此外,作为在框体150内收容的设备,针对阻抗调节器29进行了说明,但是并不限于阻抗调节器29,检测共振线圈24的电流量等的传感器也能够适用本发明。
[0179](实施方式2)
[0180]使用图22?图27,针对本实施方式2的电力传输系统进行说明。此外,有时针对图22?图27所示的结构中与上述图1?图21所示的结构相同的或相当的结构,标注同一标号且省略其说明。
[0181]图22是本实施方式2的电力传输系统的受电装置40的剖视图。在该图22所示的例子中,整流器13配置在与顶板部56相比更靠下方的位置,整流器13与顶板部56隔开间隔配置。
[0182]图23是表示图22所示的整流器13和位于该整流器13周围的构件并将一部分分解得到的分解立体图。如该图23所示,屏蔽壳体59与屏蔽壁部52的内表面隔开间隔配置。此外,屏蔽壳体59通过未图示的固定构件固定在屏蔽壁部52的顶板部56。
[0183]屏蔽壳体59的顶板部60与共振线圈11相比更靠近屏蔽壁部52的内表面。屏蔽壁部52的内表面与屏蔽壳体59的外周面之间的距离在屏蔽壁部52的顶板部56与屏蔽壳体59的顶板部60之间变为最小。
[0184]并且,将屏蔽壁部52的顶板部56中与屏蔽壳体59的顶板部60相对的部分设为邻近区域R5。
[0185]在顶板部60形成有孔部65,在上述邻近区域R5也形成有孔部63。此外,在树脂壳体51也形成有与孔部63连通的孔部64,在地板55也形成有与孔部64连通的孔部66。
[0186]配线54从孔部65向屏蔽壳体59的外部引出,然后,通过孔部63,向屏蔽壁部52的外部引出。并且,配线54通过孔部64和孔部66,向电动车辆10内引入。
[0187]这样通过设置配线54,能够使配线54中位于屏蔽壳体59与屏蔽壁部52之间的部分缩短。
[0188]这样,通过使配线54中位于屏蔽壳体59的外部且屏蔽壁部52内的部分缩短,能够将配线54从在共振线圈11的周围形成的电磁场受到的影响抑制为小。
[0189]尤其,孔部63和孔部65位于相对于屏蔽壳体59与共振线圈11相反的一侧。因此,屏蔽壳体59能够抑制在共振线圈11的周围形成的电磁场到达从屏蔽壳体59露出的配线54,从而能够抑制来自配线54的输出紊乱。
[0190]图24是示意性表示配线54、孔部63?66和邻近区域R5等的平面图。具体地说,图24是从图23所示的箭头方向A观察配线54、孔部63?66和邻近区域R5时的平面图。此外,箭头方向A是指屏蔽壳体59的顶板部60与屏蔽壁部52的邻近区域R5的排列方向。
[0191]在此,如该图24所示,当从箭头方向A观察配线54和邻近区域R5时可知,配线54中位于顶板部60与孔部63之间的部分位于邻近区域R5内。
[0192]因此,能够抑制因在共振线圈11的周围形成的电磁场对配线54的输出施加干扰。
[0193]图25是本实施方式2的送电装置41的剖视图,图26是表示阻抗调节器29、配线154和树脂壳体151等的立体图。如该图26所示,阻抗调节器29以从屏蔽壁部152分离的状态被固定。此外,阻抗调节器29通过未图示的构件固定在屏蔽壁部152。
[0194]屏蔽壳体159的底面部160与共振线圈24相比更靠近屏蔽壁部152的内表面,屏蔽壁部152与屏蔽壳体159的外周面之间的距离在屏蔽壁部152的底面部156与屏蔽壳体159的底面部160之间变为最短。并且,将屏蔽壁部152的底面部156中与屏蔽壳体159的底面部160相对的部分设为邻近区域R6。
[0195]在底面部160形成有孔部165,在上述邻近区域R6也形成有孔部163。此外,在树脂壳体151也形成有与孔部163连通的孔部164。
[0196]配线154从孔部165向屏蔽壳体159的外部引出,然后,通过孔部163和孔部164向外部引出。
[0197]这样,通过设置配线154,能够使配线154中位于屏蔽壳体159与屏蔽壁部152之间的部分缩短。这样,通过缩短配线154中位于屏蔽壳体159的外部且屏蔽壁部152内的部分,能够将在配线154受到在共振线圈24的周围形成的电磁场的影响抑制为小。
[0198]尤其,孔部163和孔部165配置在相对于屏蔽壳体159与共振线圈24相反的一侧。由此,屏蔽壳体159能够抑制在共振线圈24的周围形成的电磁场到达从屏蔽壳体159露出的配线154,从而能够抑制配线154的输出紊乱。
[0199]图27是示意性表示配线154、孔部163?165以及邻近区域R6等的平面图。具体地说,图27是从屏蔽壁部152内沿图26所示的箭头方向B观察配线154、孔部163?165以及邻近区域R6时的平面图。此外,箭头方向B是指屏蔽壳体159的底面部160与屏蔽壁部152的邻近区域R6的排列方向。
[0200]在此,如图27所示,当从箭头方向B观察配线154与邻近区域R6时可知,配线154中位于底面部160与邻近区域R6之间的部分位于邻近区域R6内。
[0201]因此,能够抑制因在共振线圈24的周围形成的电磁场而对配线154的输出施加干扰。
[0202](实施方式3)
[0203]使用图28和图29,针对本实施方式3的电力传输系统进行说明。此外,有时针对图28和图29所示的结构中与上述图1?图27所示的结构相同或相当的结构标注同一标号且省略其说明。
[0204]图28是表示本实施方式的受电装置40的剖视图。如该图28所示,在屏蔽壁部52的顶板部56形成有孔部63,在树脂壳体51也形成有与孔部63连通的孔部64。
[0205]整流器13包括屏蔽壳体59和在屏蔽壳体59内收容的整流器主体58。屏蔽壳体59包括收容有整流器主体58的主体部70、从该主体部70突出并进入孔部63和孔部64内的突出部71以及在突出部71的端部形成的凸起部72。
[0206]整流器主体58与配线54连接。突出部71和凸起部72形成为中空状,凸起部72在树脂壳体51的顶板部上形成为从孔部64的开口部向周围凸起。配线54通过突出部71和凸起部72,从凸起部72的顶板部向外部引出。
[0207]配线54中位于屏蔽壳体59的外部的部分位于屏蔽壁部52的外部。因此,能够抑制在配线54内流动的电流受到来自在共振线圈11的周围形成的电磁场的影响。
[0208]图29是表示送电装置41的剖视图。如该图29所示,在屏蔽壁部152的底面部156形成有孔部163,在树脂壳体151形成有孔部164。
[0209]阻抗调节器29包括屏蔽壳体159和在该屏蔽壳体159内收容的阻抗调节器主体158。屏蔽壳体159包括主体部170、从主体部170突出并进入孔部163和孔部164内的突出部171以及在突出部171的端部形成的凸起部172。
[0210]在阻抗调节器主体158连接有配线154。突出部171和凸起部172形成为中空状。凸起部172在树脂壳体151的底面上形成为从孔部164的开口缘部向周围凸起。配线154在突出部171和凸起部172内通过,从凸起部172的底面部向屏蔽壳体159的外部引出。
[0211]因此,由于配线154也不会位于屏蔽壁部152内,所以能够抑制在配线154内流动的电流受到来自在共振线圈24的周围形成的电磁场的影响。由此,能够抑制对在配线154内流动的电流施加干扰。
[0212]应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是举例说明的内容而并不是限制性内容。本发明的范围并不通过上述的实施方式的说明来限定,而是通过权利要求的范围来限定,与权利要求等同的含义以及权利要求范围内的所有变更也包含在本发明中。
[0213]产业上的可利用性
[0214]本发明能够适用于受电装置、送电装置以及电力传输系统。[0215]标号说明
[0216]10电动车辆,11、24共振线圈,12、23电磁感应线圈,13整流器,14转换器,15电池,16功率控制单元,17马达单元,19,25电容器,20外部供电装置,21交流电源,22高频电力驱动器,24、11线圈,26控制部,27受电部,28送电部,29阻抗调节器,40受电装置,41送电装置,42驻车空间,50、150框体,51、151树脂壳体,52、152屏蔽壁部,53、153线圈支撑构件,54、154配线,55地板,56、60、162顶板部,57、61、157、161周壁部,59、159屏蔽壳体,62、156、160底面部,63?669、163?165孔部,70、170主体部,71、171突出部,72、172凸起部,A、B 箭头方向,AMl 中心点,C 电容,ECU 车辆,L 阻抗,L1、L2、L3、L4、L5、L11、L12、L13、L14、L15距离,01、02中心线,Rl、R2、R3、R4设置区域,R5、R6邻近区域,kl、k2、k3曲线。
【权利要求】
1.一种受电装置,具备: 受电部(27),以非接触的方式从在外部设置的送电部(28)接受电力; 设置于所述受电部的第I线圈(11); 第I屏蔽壁部(52),配置在所述第I线圈(11)的周围,规定在所述第I线圈(11)的周围形成的放射电磁场的区域; 收容在所述第I屏蔽壁部(52)内的第I设备(58); 第I屏蔽壳体(59),收容所述第I设备(58),并配置在所述第I屏蔽壁部(52)内;以及第I配线(54),与所述第I设备(58)连接,从所述第I屏蔽壳体(59)内向所述第I屏蔽壳体(59)的外部延伸,并向所述第I屏蔽壁部(52)的外部引出, 所述第I屏蔽壳体的周面包括与所述第I线圈(11)相比更靠近所述第I屏蔽壁部的第I相对部分, 在所述第I屏蔽壁部(52)中与第I相对部分相对的第I区域(Rl)形成有第I孔部(63), 所述第I配线(54)从所述第I孔部(63)向所述第I屏蔽壁部(52)的外部引出。
2.根据权利要求1所述的受电装置, 所述第I屏蔽壳体(59)被配置为所述第I相对部分与所述第I屏蔽壁部(52)中所述第I区域(Rl)所在的部分接触,所述第I配线(54)从所述第I屏蔽壳体(59)与所述第I屏蔽壁部接触的部分向所述第I屏蔽壳体(59)的外部引出。
3.根据权利要求2所述的受电装置, 在从所述第I屏蔽壁部(52)内沿所述第I屏蔽壳体(59)和所述第I区域(Rl)的排列方向观察所述第I区域(Rl)和所述第I配线(54)时,所述第I配线(54)中位于所述第I屏蔽壳体(59)和所述第I孔部(63)之间的部分位于所述第I区域(Rl)内。
4.根据权利要求1所述的受电装置, 所述第I屏蔽壳体(59)包括进入所述第I孔部(63)内的第I突出部(71), 所述第I配线(54)在所述第I突出部(71)内通过并向所述第I屏蔽壁部(52)的外部引出。
5.根据权利要求1所述的受电装置, 所述第I孔部(63)与所述第I线圈(11)之间的距离比所述第I屏蔽壁部(52)与所述第I线圈(11)之间的距离大。
6.根据权利要求1所述的受电装置, 所述受电部(27)包括与所述第I线圈(11)连接的第I电容器(25), 所述第I孔部(63)与所述第I电容器(25)之间的距离比所述第I电容器(25)与所述第I屏蔽壁部(52)之间的距离大。
7.根据权利要求1所述的受电装置, 还具备通过电磁感应从所述第I线圈(11)接受电力的第I电磁感应线圈(12), 所述第I设备(58)为与所述第I电磁感应线圈连接的整流器主体, 在所述第I配线(54)中流动有通过所述整流器主体进行整流后的电流。
8.根据权利要求1所述的受电装置, 所述第I屏蔽壁部(52)包括配置在车辆的地板下的顶板部和从所述顶板部向下方垂下的周壁部, 所述第I孔部(63)形成在所述顶板部。
9.根据权利要求1所述的受电装置, 所述送电部(28)的固有频率与所述受电部(27)的固有频率之差为所述受电部(27)的固有频率的10%以下。
10.根据权利要求1所述的受电装置, 所述受电部(27)与所述送电部(28)的耦合度为0.1以下。
11.根据权利要求1所述的受电装置, 所述受电部(27 )通过在所述受电部(27 )与所述送电部(28 )之间形成且以特定的频率振动的磁场和在所述受电部(27)与所述送电部(28)之间形成且以特定的频率振动的电场的至少一方,从所述送电部(28 )接受电力。
12.一种送电装置,具备: 以非接触的方式向设置于外部的受电部(27)输送电力的送电部(28); 设置于所述送电部(28 )的第2线圈(24 ); 第2屏蔽壁部(152), 配置在所述第2线圈(24)的周围,规定在所述第2线圈(24)的周围形成的放射电磁场的区域; 收容在所述第2屏蔽壁部(152)内的第2设备(158); 第2屏蔽壳体(159),收容所述第2设备(158)并配置在所述第2屏蔽壁部(152)内;以及 第2配线(154),与所述第2设备(158)连接,从所述第2屏蔽壳体(159)内向所述第2屏蔽壳体(159)的外部延伸,并且向所述第2屏蔽壁部(152)的外部引出, 所述第2屏蔽壳体的周面包括与所述第2线圈(24)相比更靠近所述第2屏蔽壁部的第2相对部分, 在所述第2屏蔽壁部(152)中与第2相对部分相对的第2区域(R3)形成有第2孔部(163), 所述第2配线(154)从所述第2孔部(163)向所述第2屏蔽壁部(152)的外部引出。
13.根据权利要求12所述的送电装置, 所述第2屏蔽壳体(159)被配置为所述第2相对部分与所述第2屏蔽壁部(152)中所述第2区域(R3)所在的部分接触,所述第2配线(154)从所述第2屏蔽壳体(159)中与所述第2区域(R3)接触的部分向所述第2屏蔽壳体(159)的外部引出。
14.根据权利要求13所述的送电装置,其中, 在从所述第2屏蔽壁部(152)内沿所述第2屏蔽壳体(159)与所述第2区域(R3)的排列方向观察所述第2区域(R3)与所述第2配线(154)时,所述第2配线(154)中位于所述第2屏蔽壳体(159)与所述第2孔部(163)之间的部分位于所述第2区域(R3)内。
15.根据权利要求12所述的送电装置,其中, 所述第2屏蔽壳体(159)包括进入所述第2孔部(163)内的第2突出部, 所述第2配线(154)在所述第2突出部内通过并向所述第2屏蔽壁部(152)的外部引出。
16.根据权利要求12所述的送电装置,其中,所述第2孔部(163)与所述第2线圈(24)之间的距离比所述第2屏蔽壁部(152)与所述第2线圈(24)之间的距离大。
17.根据权利要求12所述的送电装置,其中, 所述送电部(28)包括与所述第2线圈(24)连接的第2电容器, 所述第2孔部(163)与所述第2电容器之间的距离比所述第2电容器与所述第2屏蔽壁部(152)之间的距离大。
18.根据权利要求12所述的送电装置,其中, 所述送电装置还具备通过电磁感应向所述第2线圈(24)交接电力的第2电磁感应线圈, 所述第2设备(158)是与所述第2电磁感应线圈连接的阻抗调节器主体。
19.根据权利要求12所述的送电装置,其中, 所述第2屏蔽壁部(152)包括底壁部和形成为从所述底壁部立起的周壁部, 所述第2孔部(163)形成在所述底壁部。
20.根据权利要求12所述的送电装置,其中, 所述送电部(28)的固有频率与所述受电部(27)的固有频率之差为所述受电部(27)的固有频率的10%以下。
21.根据权利要求12所述的送电装置,其中, 所述受电部(27)与所述送电部(28)的耦合度为0.1以下。
22.根据权利要求12所述的送电装置,其中, 所述送电部(28 )通过在所述送电部(28 )与所述受电部(27 )之间形成且以特定的频率振动的磁场和在所述送电部(28)与所述受电部(27)之间形成且以特定的频率振动的电场的至少一方,向所述受电部(27)输送电力。
23.一种电力传输系统,具备受电装置和包括送电部的送电装置, 所述受电装置具有: 以非接触的方式从所述送电部(28)接受电力的受电部(27); 设置于所述受电部的第I线圈(11); 第I屏蔽壁部(52 ),配置在所述第I线圈(11)的周围,规定在所述第I线圈(11)的周围形成的放射电磁场的区域; 收容在所述第I屏蔽壁部(52)内的第I设备(58); 第I屏蔽壳体(59),收容所述第I设备(58),并配置在所述第I屏蔽壁部(52)内;以及第I配线(54),与所述第I设备(58)连接,从所述第I屏蔽壳体(59)内向所述第I屏蔽壳体(59)的外部延伸,并向所述第I屏蔽壁部(52)的外部引出, 所述第I屏蔽壳体的周面包括与所述第I线圈(11)相比更靠近所述第I屏蔽壁部的第I相对部分, 在所述第I屏蔽壁部(52)中与第I相对部分相对的第I区域(Rl)形成有第I孔部(63), 所述第I配线(54)从所述第I孔部(63)向所述第I屏蔽壁部(52)的外部引出。
24.一种电力传输系统,具备送电装置和包括受电部的受电装置, 所述送电装置具有:以非接触的方式向所述受电部(27 )输送电力的送电部(28 ); 设置于所述送电部(28 )的第2线圈(24 ); 第2屏蔽壁部(152),配置在所述第2线圈(24)的周围,规定在所述第2线圈(24)的周围形成的放射电磁场的区域; 收容在所述第2屏蔽壁部(152)内的第2设备(158); 第2屏蔽壳体(159),收容所述第2设备(158),并配置在所述第2屏蔽壁部(152)内;以及 第2配线(154),与所述第2设备(158)连接,从所述第2屏蔽壳体(159)内向所述第2屏蔽壳体(159)的外部延伸,并向所述第2屏蔽壁部(152)的外部引出, 所述第2屏蔽壳体的周面包括与所述第2线圈(24)相比更靠近所述第2屏蔽壁部的第2相对部分, 在所述第2屏蔽壁部(152)中与第2相对部分相对的第2区域(R3)形成有第2孔部(163), 所述第2配线(154 )从所述第2孔部(163)向所述第2屏蔽壁部(152)的外部引出。
【文档编号】H01F38/14GK103827997SQ201180073684
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2011年9月28日 优先权日:2011年9月28日
【发明者】中村浩史, 市川真士, 中村达 申请人:丰田自动车株式会社
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