供电单元、受电单元和供电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种供电单元、受电单元以及供电系统，并且特别地涉及一种以非接触的方式供应功率的供电单元和以非接触的方式接受功率的受电单元，以及设置有该供电单元和该受电单元的供电系统。
【背景技术】
[0002]近年来，已受关注不使用电源线或输电电缆的无线供电系统，作为将功率供应到安装于混合动力车辆或电动车辆上的蓄电池的供电系统。在这样的共振型供电系统中，以如下方式设置一对彼此电磁共振的共振线圈:一个线圈安装在供电设备的底表面处，并且另一个线圈安装到车辆，从而以非接触的方式将功率从安装在供电设备的底表面上的共振线圈供应到安装到车辆的共振线圈。下文中，安装到供电设备的一个共振线圈称为供电侧共振线圈，并且安装到车辆的另一共振线圈称为受电侧共振线圈。
[0003]上述共振型供电系统在如下方面是有利的:即使当供电侧共振线圈与受电侧共振线圈之间存在一定距离时，也可以无线地供应功率。然而，由于供电侧共振线圈与受电侧共振线圈之间存在距离，所以存在于线圈周围可能产生大量的电磁泄露的担忧。
[0004]因此，如图14和15所示，作为防止这样的电磁泄露的方法，考虑了这样的方法:其中设置了包围供电侦烘振线圈101和受电侧共振线圈102的侧表面的金属屏蔽框架103和104，并且，磁体105和106安置到各个供电侧共振线圈101和受电侧共振线圈102彼此远离而隔开的侧(专利文献I)。然而该方法具有如下问题:难以在对混合动力车辆或电动车辆的高功率供电中充分地防止电磁泄露。
[0005]另外，当受电侧共振线圈102安装到汽车时，存在于供电侧共振线圈101与受电侧共振线圈102彼此不对齐的状态下供电的情况。当在这样的状态下供电时，电磁泄露进一步增加。而且，在高功率供电中，由于电磁泄露的影响，在屏蔽框架103和104的外表面处产生涡流，使得从中生成电磁噪音，这是有问题的。
[0006]引用列表
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:JP 2011-45189A
【发明内容】
[0009]技术问题
[0010]因此，本发明产品目的在于提供一种防止电磁泄露的供电系统。
[0011]解决问题的方案
[0012]本发明解决上述问题的一方面在于一种供电单元，该供电单元包括:
[0013]电源；供电侧共振线圈，该供电侧共振线圈构造成与安装到车辆的受电侧共振线圈共振，以将供应自所述电源的功率以非接触的方式供应到所述受电侧共振线圈；以及导电的屏蔽外壳，该屏蔽外壳由以下形成:底壁，该底壁覆盖所述供电侧共振线圈远离所述受电侧共振线圈而隔开的一侧；以及竖直壁，该竖直壁从所述底壁的周围竖起，并且容纳所述供电侧共振线圈，其中，磁体设置在所述屏蔽外壳的竖直壁的表面上。
[0014]本发明的第一优选方面在于一种受电单元，该受电单元包括:受电侧共振线圈，该受电侧共振线圈安装到车辆，并且构造成与所述供电侧共振线圈电测地共振，从而以非接触的方式接收来自所述供电侧共振线圈的功率；以及导电的屏蔽外壳，该屏蔽外壳由以下形成:底壁，该底壁覆盖所述受电侧共振线圈远离所述供电侧共振线圈而隔开的一侧；以及竖直壁，该竖直壁从所述底壁的周围竖起，并且容纳所述受电侧共振线圈，其中，磁体设置在所述屏蔽外壳的竖直壁的表面上。
[0015]本发明的第二优选方面在于一种供电系统，该供电系统包括根据本发明的一个方面的供电单元以及根据本发明的第一优选方面的受电单元。
[0016]本发明的第三优选方面在于，在根据本发明的第二优选方面的供电系统中，其中，所述磁体设置在所述屏蔽外壳的外表面上。
[0017]本发明的第四优选方面在于，在根据本发明的第二优选方面或本发明的第三优选方面的供电系统中，其中所述磁体还设置到所述屏蔽外壳的底壁。
[0018]本发明的第五优选方面在于，在根据本发明的第二优选方面到本发明的第四优选方面的任意一项的供电系统中，其中所述磁体设置有狭缝。
[0019]本发明的第六优选方面在于，在根据本发明的第四优选方面的供电系统中，其中，所述磁体设置有狭缝，所述供电侧共振线圈和所述受电侧共振线圈的中心轴安置成垂直于供电时所述供电侧共振线圈与所述受电侧共振线圈的分开方向，并且所述狭缝沿着所述中心轴设置。
[0020]发明的有益效果
[0021]根据如上所述的本发明的第一方面到第二优选方面以及本发明的第四优选方面，供电侧共振线圈和受电侧共振线圈由屏蔽外壳的底壁和竖直壁包围，而且，磁体设置到屏蔽外壳的竖直壁，使得即使在汽车的高功率供电系统中也能够充分地防止电磁泄露。
[0022]根据本发明的第三优选方面，磁体设置在屏蔽外壳的外表面上。从而，泄漏磁场在到达屏蔽外壳的外表面之前利用磁体转换为热能，并且因此，涡流不流到屏蔽外壳的外表面并且不产生电磁噪音，使得能够更加可靠地防止磁场泄露。另外，虽然磁体通过吸收电磁波并且将其转换为热能而变热，如上所述，也能够通过将磁体设置到屏蔽外壳的外表面而增加磁体的热辐射效应，从而防止磁体变得过热。
[0023]根据本发明的第五优选方面，由于狭缝设置到磁体，所以能够实现磁体的热辐射效应的提尚。
[0024]根据本发明的第六优选方面，供电侧共振线圈和受电侧共振线圈的中心轴安置成垂直于供电时供电侧共振线圈与受电侧共振线圈分开的方向，并且狭缝沿着中心轴方向设置，使得即使当设置狭缝时也能够可靠地防止磁场泄露。
【附图说明】
[0025]图1是示出本发明的供电系统的实施例的框图。
[0026]图2是根据第一实施例的不出图1所不的供电侧屏蔽外壳和受电侧屏蔽外壳的透视图。
[0027]图3是沿着图2的线1-1截取的截面图。
[0028]图4是根据第二实施例的示出图1所示的供电侧屏蔽外壳和受电侧屏蔽外壳的透视图。
[0029]图5是沿着图4的线I1-1I截取的截面图。
[0030]图6是示出与距共振线圈的中心距离相关的漏磁场的仿真结果的图表，涉及:根据第一实施例的本发明产品A(无狭缝)、根据第二实施例的本发明产品B(具有狭缝)、其中铁氧体不装接到图2所示的屏蔽外壳的对比产品，以及具有图14所示的屏蔽框架和磁体的传统产品。
[0031]图7是根据第三实施例的不出图1所不的供电侧屏蔽外壳和受电侧屏蔽外壳的透视图。
[0032]图8是沿着图7的线II1-1II截取的截面图。
[0033]图9是根据第三实施例的不出图1所不的供电侧屏蔽外壳和受电侧屏蔽外壳的透视图。
[0034]图10是示出与距中心的距离相关的漏磁场的仿真结果的图表，涉及:本发明产品C，其中多个设置到铁氧体的狭缝沿着中心轴直线状地设置；本发明产品D，其中多个设置到铁氧体的狭缝沿着垂直于中心轴的方向直线状地设置；以及本发明产品E，其中不设置狭缝。
[0035]图11是根据第四实施例的示出图1所示的供电侧屏蔽外壳和受电侧屏蔽外壳的透视图。
[0036]图12是沿着图10的线IV-1V截取的截面图。
[0037]图13是示出与距中心的距离相关的漏磁场的仿真结果的图表，涉及:对比产品，其中铁氧体不装接到图11所示的屏蔽外壳；本发明产品E，其中铁氧体装接到图11所示的屏蔽外壳的底壁和竖直壁；以及本发明产品F，其中铁氧体仅装接到图11所示的屏蔽外壳的竖直壁。
[0038]图14是示出相关技术的供电系统的实例的透视图。
[0039]图15是沿着图14的线V-V截取的截面图。
[0040]参考标记列表
[0041]I 供电系统
[0042]2供电单元
[0043]3受电单元
[0044]21 高频电源(电源)
[0045]23 供电侧共振线圈
[0046]31 受电侧共振线圈
[0047]24 供电侧屏蔽外壳(屏蔽外壳)
[0048]24A 底壁
[0049]24B 竖直壁
[0050]25 铁氧体(磁体)
[0051]26 狭缝
[0052]35 受电侧屏蔽外壳(屏蔽外壳)
[0053]35A底壁
[0054]35B竖直壁
[0055]36铁氧体(磁体)
[0056]37狭缝
【具体实施方式】
[0057]第一实施例
[0058]后文中，下面将通过参考图1至3描述根据本发明的第一实施例的供电系统。图1是示出本发明的供电系统的实施例的框图。图2是根据第一实施例的示出图1所示的供电侧屏蔽外壳和受电侧屏蔽外壳的透视图。图3是沿着图2的线1-1截取的截面图。如图1所示，供电系统I设置有安置到供电设备的供电单元2和安装到车辆的受电单元3。
[0059]上述供电单元2设置有:高频电源21，其作为电源；供电侧环形天线22，高频功率从高频电源21供应到该供电侧环形天线22 ;供电侧共振线圈23，其电磁性地耦合到供电侧环形天线22 ;供电侧电容Cl，其连接到供电侧共振线圈23的两端；以及供电侧屏蔽外壳24，其容纳供电侧环形天线22和供电侧共振线圈23。
[0060]上