[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JP6060330B2 - 受電装置、車両、および送電装置 - Google Patents

受電装置、車両、および送電装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6060330B2
JP6060330B2 JP2014059719A JP2014059719A JP6060330B2 JP 6060330 B2 JP6060330 B2 JP 6060330B2 JP 2014059719 A JP2014059719 A JP 2014059719A JP 2014059719 A JP2014059719 A JP 2014059719A JP 6060330 B2 JP6060330 B2 JP 6060330B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
unit
magnetic
power receiving
power transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2014059719A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2015185643A (ja
Inventor
誉 藤巻
誉 藤巻
晃 森
晃 森
松崎 徹
徹 松崎
太一 石原
太一 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kitagawa Industries Co Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Kitagawa Industries Co Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kitagawa Industries Co Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Kitagawa Industries Co Ltd
Priority to JP2014059719A priority Critical patent/JP6060330B2/ja
Priority to US14/657,999 priority patent/US9876364B2/en
Priority to KR1020150038941A priority patent/KR101711532B1/ko
Priority to CN201510126460.3A priority patent/CN104953717B/zh
Priority to EP15160242.2A priority patent/EP2927917B1/en
Publication of JP2015185643A publication Critical patent/JP2015185643A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6060330B2 publication Critical patent/JP6060330B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12Inductive energy transfer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36Electric or magnetic shields or screens
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/361Electric or magnetic shields or screens made of combinations of electrically conductive material and ferromagnetic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/70Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)
  • Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Regulation Of General Use Transformers (AREA)

Description

本発明は、非接触で電力を送電装置から受電する受電装置、その受電装置を備える車両、および、非接触で電力を受電装置に送電する送電装置に関する。
特許文献1〜5に開示されているように、非接触で電力を送受電する送電装置および受電装置を用いる電力伝送システムが知られている。特許文献6および7には、コイルおよび磁性シールドが開示され、特に、特許文献6に開示される磁性シールドには、金属シートとコイルに面する側に設けられた磁性シートとの2層構造が用いられている。
特開2013−154815号公報 特開2013−146154号公報 特開2013−146148号公報 特開2013−110822号公報 特開2013−126327号公報 国際公開第2011/074091号 特開2013−132171号公報
磁性シールドにおいて、コイルから出射される磁束は、磁性シートの内部に入り込むことで、磁束の外部への漏洩が抑制されている。さらに、磁性シートを飛び出した磁束は、金属シートにより外部への漏洩が遮断される。
しかし、金属シートに達した磁束により、金属シートの表面に渦電流が発生する。この渦電流により新たな電磁界が発生する。その結果、金属シートの表面からこの電磁界が外部に放射され、電磁界が外部に漏洩することが考えられる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、電磁界が外部に放射されることをより抑制することが可能な構造を備える磁性シールドを用いた受電装置、その受電装置を備える車両、および、送電装置を提供することを目的とする。
この受電装置、車両、および送電装置においては、磁性シールドは、第1磁性シート、第2磁性シート、および、第1磁性シートと第2磁性シートとに挟まれる導電性シートを含んでいる。
この磁性シールド構成を採用することで、第1磁性シートを飛び出した磁束により、金属シートの表面に渦電流が発生する。この渦電流に起因して導電性シートの表面から電磁界が放射された場合でも、第2磁性シートにより、電磁界の外部への放出を抑制することができる。
本発明によれば、電磁界が外部に放射されることを抑制することが可能な構造を備える磁性シールドを用いた受電装置、その受電装置を備える車両、および、送電装置を提供することを可能とする。
実施の形態1における電力伝送システムを示す図である。 実施の形態1における車両に取り付けた状態での受電部の構造を示す斜視図である。 実施の形態1における車両に取り付けた状態でのコイルユニットおよび受電コイルの構造を示す斜視図である。 実施の形態1における車両に取り付けた状態での受電部と磁性シールドとの配置関係を示す見上図である。 図4中のV−V線矢視断面図である。 実施の形態1における磁性シールドの構造を示す断面図である。 実施の形態1における磁性シールドの機能を説明する断面模式図である。 背景技術における磁性シールドの機能を説明する断面模式図である。 実施の形態1の他の形態における磁性シールドの構造を示す断面図である。 実施の形態2における車両に取り付けた状態での受電部と磁性シールドとの配置関係を示す底面図(見上図)である。 図10中のXI−XI線矢視断面図である。 実施の形態3における駐車領域に載置した状態での送電部を示す斜視図である。 実施の形態3における駐車領域に載置した状態でのコイルユニットおよび送電コイルの構造を示す斜視図である。 実施の形態3における駐車領域に載置した状態での送電部および磁性シールドの載置状態を示す断面図である。 実施の形態4における駐車領域に載置した状態での送電部および磁性シールドの載置状態を示す断面図である。 実施の形態5における車両に取り付けた状態での受電部の構造を示す図である。 実施の形態5における車両に取り付けた状態での受電部と磁性シールドとの配置関係を示す底面図(見上図)である。 図17中のXVIII−XVIII線矢視断面図である。 実施の形態5における他の磁性シールドの構造を示す平面図である。 図19中XX−XX線矢視断面図である。 実施の形態6における駐車領域に載置した状態での送電部の構造を示す図である。 実施の形態6における駐車領域に載置した状態での送電部および磁性シールドの載置状態を断面図である。 実施の形態6における他の磁性シールドの構造を示す断面図である。 各実施の形態における他の磁性シールドの構造を示す断面図である。
(実施の形態1:電力伝送システム1000)
図1を参照して、非接触で電力を伝送する電力伝送システム1000について説明する。電力伝送システム1000は、電動車両100および外部給電装置300を備える。電動車両100は、車両本体110および受電装置200を含む。車両本体110は、車両ECU120、整流器130、DC/DCコンバータ140、バッテリ150、パワーコントロールユニット160、モータユニット170、および通信部180などを有する。
受電装置200は、受電部210およびコンデンサ220を含む。受電部210は、たとえば、受電コイル250およびコイルユニット(フェライトコア)260を含む。受電コイル250およびコンデンサ220は、直列接続されるが、これらは並列接続されてもよい。
受電コイル250の巻数は、受電コイル250と送電コイル450との間の距離、ならびに受電コイル250と送電コイル450との共鳴強度を示すQ値(たとえばQ≧100)およびその結合度を示す結合係数κなどが大きくなるように適宜設定される。受電コイル250は、整流器130に接続される。整流器130は、受電装置200から供給される交流電流を直流電流に変換し、DC/DCコンバータ140に供給する。
外部給電装置300は、送電装置400、高周波電力装置310、送電ECU320、および通信部322を備える。高周波電力装置310は、交流電源330および送電装置400に接続される。送電装置400は、送電部410およびコンデンサ420を含む。送電部410は、たとえば、送電コイル450およびコイルユニット(フェライトコア)460を含む。送電コイル450およびコンデンサ420は、直列接続されるが、これらは並列接続されてもよい。高周波電力装置310は、交流電源330から受ける電力を高周波の電力に変換し、変換した高周波電力を送電コイル450へ供給する。送電コイル450は、受電部210の受電コイル250へ、電磁誘導により非接触で電力を送電する。
(受電部210の構造)
図2および図3を参照して、受電部210の構造を説明する。図中において、「D」は、鉛直方向下方Dを示す。「L」は、車両左方向Lを示す。「R」は、車両右方向Rを示す。「F」は、車両前進方向Fを示す。「B」は、車両後退方向Bを示す。「U」は、鉛直方向上方Uを示す。これらについては、後述する各図において共通している。
受電部210は、受電コイル250およびコアユニット260を含む。コアユニット260には、車両の前後方向(図中矢印BF方向)に沿って延びるコイル巻回軸(水平軸線)O1を中心として、コアユニット260の上面および下面を含む周囲において螺旋状に受電コイル250が巻回されている。
コアユニット260は、全体として板状の形状を有する。コアユニット260は、複数の分割コアが組み合わされ、この分割コアが絶縁紙により包囲されている。分割コアにはいずれもフェライトが用いられる。なお、分割コアに限定されず1枚構成のフェライトであってもよい。
受電コイル250およびコアユニット260は、樹脂230により封止され、受電部210は全体としては、平板状の立方体形状を有している。受電部210の側面には、樹脂により一体成形された取付穴を有する取付用フランジ217が合計4箇所に設けられ、ボルト218を用いて、車両本体110の底面に位置するフロアパネル114に固定される。
(受電部210の固定)
図4および図5を参照して、受電部210のフロアパネル114への固定状態について説明する。受電部210の上には、磁性シールド500が位置し、受電部210とフロアパネル114との間に磁性シールド500が挟み込まれるようにして、受電部210および磁性シールド500がフロアパネル114に固定される。図4に示すように、磁性シールド500の大きさは、平面的に見て受電部210を含む大きさであり、受電部210の全てが磁性シールド500に対向している。具体的には、受電部210の上面と磁性シールド500の下面とが鉛直方向に対向している。
(磁性シールド500の構造)
図5から図8を参照して、磁性シールド500の構造および機能について説明する。図5および図6を参照して、磁性シールド500は、受電部210側に位置する第1磁性シート520と、この第1磁性シート520を挟んで受電部210とは反対側に位置する金属シート510と、金属シート510を挟んで第1磁性シート520とは反対側(フロアパネル114側)に位置する第2磁性シート530と、を含む。
つまり、金属シート510が第1磁性シート520と第2磁性シート530とにより挟み込まれている。第1磁性シート520、金属シート510、および第2磁性シート530の平面的な大きさは略同じであり、縁部(全周)において、第1磁性シート520と第2磁性シート530とが固定されている。第1磁性シート520および第2磁性シート530の平面的な大きさは、受電部210の平面面積、より具体的にはコアユニット260の平面面積以上であるとよい。
第1磁性シート520の厚さ(t2)および第2磁性シート530の厚さ(t3)は、0.5mm〜2mm程度である。第1磁性シート520および第2磁性シート530には、たとえば、磁性材としてのフェライト層と絶縁層との積層構造からなるシート材が用いられる。なお、この積層構造に限定されず磁性特性を有するシートであればよい。
金属シート510に用いられる金属としては、磁束に起因する発熱が少ない材料が好適である。たとえば、銅を基材とするシートが用いられ、北川工業株式会社製の商品名「レミレス(REMILESS/REMI)」を用いることができる。「レミレス(REMILESS/REMI):登録商標」の厚さt1は、約35μm程度である。
なお、上記磁性シールド500においては、金属シート510を用いた場合について説明しているが、金属シートに限定されず、導電性のシートであればよい。たとえば、グラファイトを用いた導電性シートであってもよい。以下に示す各実施の形態においても同様である。
図7を参照して、磁性シールド500は、上記した第1磁性シート520、金属シート510、および第2磁性シート530の3層構造にすることで、以下に説明する機能有する。
受電部210から飛び出した磁束M1の多くは、第1磁性シート520の内部に入り込む。しかし、一部の磁束M2は、第1磁性シート520を飛び出し、金属シート510に到達する。金属シート510の表面においては、磁束M2の到達により、渦電流S1が発生する。この渦電流S1に起因して金属シート510の表面から新たな電磁界M21が放射される。この放射された電磁界M21は、第2磁性シート530の内部に入り込み、電磁界M21の外部への放出を抑制する。
一方、図8に示すように、背景技術における磁性シールド500Zの場合には、第2磁性シート530が設けられていない。その結果、渦電流S1に起因して金属シート510の表面に生じた電磁界M21は、外部に放射されることになる。
このように、本実施の形態における磁性シールド500を用いた場合には、第2磁性シート530を設けることにより、金属シート510の表面に生じた電磁界M21の外部(フロアパネル114側)への漏洩を抑制することを可能とする。
(他の形態の磁性シールドの構造)
図9に、本実施の形態の他の形態における磁性シールドの断面構造を示す。受電部210側に位置する第1磁性シート520は、磁束が内部に入り込むことから磁気経路を構成する。そのため、第1磁性シート520は、磁気飽和が生じない厚さに設計される。一方、第2磁性シート530は、上記したように、金属シート510の表面に生じた電磁界M21の外部(フロアパネル114)側への漏洩を抑制することが目的である。したがって、第1磁性シート520よりも厚さを薄くしても磁気飽和が生じることはない。よって、第2磁性シート530の厚さ(t3)を、第1磁性シート520の厚さ(t2)よりも薄く設けてもよい。これにより、第2磁性シート530に要するコストの削減を図ることができる。
(実施の形態2)
図10および図11を参照して、本実施の形態の磁性シールドの構造について説明する。図10は、受電部210と磁性シールド500Aとの配置関係を示す見上図、図11は、図10中のXI−XI線矢視断面図である。
上述した磁性シールド500に用いた金属シート510は、平面的に見て受電部210の全面を含む大きさである。しかし、本実施の形態におけるコアユニット260に、上記した車両の前後方向(図中矢印BF方向)に沿って延びるコイル巻回軸(水平軸線)O1を中心として、螺旋状に受電コイル250を巻回した形式の受電部210を用いた場合、磁束は、コイル巻回軸(水平軸線)O1に沿った両端部から集中的に放射/入射される。
よって、磁性シールド500Aとして、金属シート510を受電部210のコイル巻回軸(水平軸線)O1に沿った一端側に配置される第1金属シート510Aと、受電部210のコイル巻回軸(水平軸線)O1に沿った他端側に配置される第2金属シート510Bとの2枚構成とし、部分的に磁性シールド500Aが受電部210の上に位置するようにしてもよい。
この場合に、磁束Mはコアユニット260の端面261,263から出射(又は入射)することから、第1金属シート510Aは、平面的に見て端面261を含むように配置することが好ましく、第2金属シート510Bも、平面的に見て端面263を含むように配置することが好ましい。すなわち、端面261から端面262に亘って延びる1枚の金属シートを採用した場合と比較して、金属シートの大きさを抑制することができる。これにより、金属シートに要するコストの削減を図ることができるとともに、金属シートの重量の軽減を図ることも可能となる。
なお、図10および図11に示す例において、受電部210の中央部(端面261および端面263の間に位置する部分)からは、磁束は殆ど外部に放射されない。そのため、図10および図11に示すように、受電部210の中央部に金属シートを配置しなくても外部に放射される磁束は少ない。
受電部210の中央部から放射される磁束についても、外部に漏れることを抑制するために、前後方向に延びる金属シートとして、部分的に第1金属シート510Aと第2金属シート510Bとを連結するように形成してもよい。
(実施の形態3)
上記実施の形態は、受電部210および磁性シールド500のフロアパネル114への取付について説明したが、本実施の形態では、外部給電装置300側における、送電部410および磁性シールド500の駐車領域B側への取付について、図12から図14を参照して説明する。
(送電部410の構造)
図12および図13を参照して、送電部410の構造について説明する。基本的構造は、上記受電部210と同じであり、送電部410は、送電コイル450、およびコアユニット460を含む。コアユニット460には、車両の前後方向(図中矢印BF方向)に沿って延びるコイル巻回軸(水平軸線)O1を中心として、コアユニット460の上面および下面を含む周囲において螺旋状に送電コイル450が巻回されている。コアユニット460は、受電部210のコアユニット260と同じである。
送電コイル450およびコアユニット460は、樹脂430により封止され、送電部410は全体としては、平板状の立方体形状を有している。送電部410の側面には、樹脂により一体成形された取付穴を有する取付用フランジ417が合計4箇所に設けられ、ボルト418を用いて、駐車領域Bに固定される。
(送電部410の固定)
図14を参照して、送電部410の駐車領域Bへの固定状態について説明する。送電部410の下方には磁性シールド500が位置し、送電部410と駐車領域Bとの間に磁性シールド500を挟み込むようにして、送電部410および磁性シールド500が駐車領域Bに固定される。磁性シールド500の大きさは、平面的に見た場合には、送電部410を含む大きさである(図4に示す受電部210の場合と同様)。
磁性シールド500の構造およびその機能は、図5から図8を用いた説明と同様であるためここでは省略する。
このように、本実施の形態における磁性シールド500を用いた場合においても、第2磁性シート530を設けることにより、金属シート510の表面に生じた電磁界M21の外部(駐車領域B)側への漏洩を抑制することを可能とする。
(実施の形態4)
図15を参照して、本実施の形態の磁性シールドの構造について説明する。上記した実施の形態2に示した、部分的に磁性シールド500Aを配置する場合と同様に、金属シート510を送電部410のコイル巻回軸(水平軸線)O1に沿った一端側に配置される第1金属シート510Aと、送電部410のコイル巻回軸(水平軸線)O1に沿った他端側に配置される第2金属シート510Bとの2枚構成としてもよい。
この場合に、磁束Mはコアユニット460の端面461,463から出射(又は入射)することから、第1金属シート510Aは、平面的に見て端面461を含むように配置することが好ましく、第2金属シート510Bも、平面的に見て端面463を含むように配置することが好ましい。これにより、金属シートに要するコストの削減を図ることができるとともに、金属シートの重量の軽減を図ることも可能となる。
なお、図15では、完全に分離された第1金属シート510Aおよび第2金属シート510Bを用いているが、前後方向に延びる金属シートにより、部分的に第1金属シート510Aと第2金属シート510Bとが連結されていてもよい。
(実施の形態5)
上記実施の形態1および2における受電部210には、コアユニットに、車両の前後方向(図中矢印BF方向)に沿って延びるコイル巻回軸(水平軸線)O1を中心として、螺旋状に受電コイル250を巻回した形式の受電部210を用いた場合について説明した。本実施の形態では、受電コイル250に、鉛直方向に延びる鉛直軸線O2の周囲を巻回する渦巻き型の受電コイルを受電部210Uに用いた場合について説明する。
図16から図18を参照して、受電部210Uの構造を説明する。受電部210Uは、受電コイル250、およびコアユニット260を含む。コアユニット260の磁性シールド500とは反対外の面には、鉛直方向に延びる鉛直軸線O2の周囲を巻回する渦巻き型の受電コイル250が配置されている。
コアユニット260は、全体として板状の形状を有する。コアユニット260は、複数の分割コアが組み合わされ、この分割コアが絶縁紙により包囲されている。分割コアにはいずれもフェライトが用いられる。なお、分割コアに限定されず1枚構成のフェライトであってもよい。
受電コイル250およびコアユニット260は、樹脂230により封止され、受電部210Uは全体としては、平板状の立方体形状を有している。受電部210の側面には、樹脂により一体成形された取付穴を有する取付用フランジ217が合計4箇所に設けられ、ボルト218を用いて、車両本体110の底面に位置するフロアパネル114に固定される。
(受電部210Uの固定)
図18を参照して、受電部210Uのフロアパネル114への固定状態について説明する。受電部210Uは、受電部210Uとフロアパネル114との間に磁性シールド500を挟み込むようにして、フロアパネル114に固定される。図17に示すように、磁性シールド500の大きさは、平面的に見て受電部210Uを含む大きさである。
磁性シールド500の構造およびその機能は、図5から図8を用いた説明と同様であるためここでは省略する。
このように、本実施の形態における磁性シールド500を用いた場合には、第2磁性シート530を設けることにより、金属シート510の表面に生じた電磁界M21の外部(フロアパネル114側への漏洩を抑制することを可能とする。
(他の形態の磁性シールドの構造)
図19および図20に、本実施の形態の他の形態における磁性シールドの断面構造を示す。鉛直方向に延びる鉛直軸線O2の周囲を巻回する渦巻き型の受電コイル250を用いた場合には、磁束は、受電コイル250の中心(鉛直軸線O2)に集中する。したがって、平面的に見た場合に金属シート510の大きさを、ほぼ受電部210Uの平面的な大きさにまで小さくしてもよい。これにより、金属シート510に要するコストの削減を図ることができるとともに、金属シートの重量の軽減を図ることも可能となる。
(実施の形態6)
上記実施の形態は、受電部210Uおよび磁性シールド500のフロアパネル114への取付について説明したが、本実施の形態では、外部給電装置300側における、送電部410Uおよび磁性シールド500の駐車領域B側への取付について、図21から図23を参照して説明する。
(送電部410Uの構造)
図21および図22を参照して、送電部410Uの構造について説明する。基本的構造は、上記受電部210Uと同じであり、送電部410Uは、送電コイル450、およびコアユニット460を含む。コアユニット460の磁性シールド500とは反対外の面には、鉛直方向に延びる鉛直軸線O2の周囲を巻回する渦巻き型の送電コイル450が配置されている。コアユニット460は、受電部210Uのコアユニット260と同じである。
送電コイル450およびコアユニット460は、樹脂430により封止され、送電部410は全体としては、図12に示した送電部の外観と同様の形状を有し、平板状の立方体形状を有している。送電部410の側面には、樹脂により一体成形された取付穴を有する取付用フランジ417が合計4箇所に設けられ、ボルト418を用いて、駐車領域Bに固定される。
(送電部410Uの固定)
図22に示すように、送電部410Uの固定は、図14に示した、送電部410の駐車領域Bへの固定状態と同じであり、送電部410Uは、送電部410Uと駐車領域Bとの間に磁性シールド500を挟み込むようにして、駐車領域Bに固定される。磁性シールド500の大きさは、平面的に見た場合には、送電部410を含む大きさである(図4に示す受電部210の場合と同様)。
磁性シールド500の構造およびその機能は、図5から図8を用いた説明と同様であるためここでは省略する。
このように、本実施の形態における磁性シールド500を用いた場合においても、第2磁性シート530を設けることにより、金属シート510の表面に生じた電磁界M21の外部(駐車領域B)側への漏洩を抑制することを可能とする。
(他の形態の磁性シールドの構造)
図23に、本実施の形態の他の形態における磁性シールドの断面構造を示す。図19および図20に示した金属シート510と同様に、磁束は、受電コイル250の中心(鉛直軸線O2)に集中することから、平面的に見た場合に金属シート510の大きさを、ほぼ受電部210Uの平面的な大きさにまで小さくすることができる。これにより、金属シート510に要するコストの削減を図ることができるとともに、金属シートの重量の軽減を図ることも可能となる。
以上のように各実施の形態における構成によれば磁性シールド500,500Aの構成を採用することで、第1磁性シート520を飛び出した磁束により、金属シート510の表面に渦電流が発生し、この渦電流に起因して金属シート510の表面から電磁界が放射された場合でも、第2磁性シート530により、電磁界の外部への放出を抑制することができる。
なお、上記実施の形態1,2,5の受電装置側においては、フロアパネル114の下面に磁性シールド500が接し、磁性シールド500の下面に受電部210,210Uが接するようにして、受電部210,210Uおよび磁性シールド500が、フロアパネル114に固定されているが、フロアパネル114と磁性シールド500との間に隙間があってもよい。また、磁性シールド500と受電部210,210Uとの間に隙間があってもよい。
また、コイル巻回軸(水平軸線)O1を車両の前後方向の沿うように配置しているが、水平に配置されていれば良く、左右方向に沿うように配置してもよい。
また、フロアパネル114の形状は、図示する形状に限定されない。たとえば、排気管を通過させるためのトンネルを有する形状のフロアパネルの場合であってもよい。
上記実施の形態3,4,6の、送電装置側においても、駐車領域Bの上面に磁性シールド500、500Aが接し、磁性シールド500、500Aの上面に送電部410,410Uが接するようにして、送電部410,410Uおよび磁性シールド500,500Aが、駐車領域Bに固定されているが、駐車領域Bと磁性シールド500との間に隙間があってもよい。また、磁性シールド500と送電部410,410Uとの間に隙間があってもよい。
また、平坦な駐車領域Bの上に、磁性シールド500および送電部410を載置した場合を示しているが、駐車領域Bに凹部を設け、この凹部の中に磁性シールド500および送電部410を埋め込んで、駐車領域Bの表面を平坦に仕上げてもよい。
また、上記実施の形態1から4において、コイル巻回軸(水平軸線)O1を車両の前後方向の沿うように配置しているが、水平に配置されていれば良く、車両の左右方向に沿うように配置してもよい。
また、上記各実施の形態において、上記した磁性シールド500,500Aの3層構造において、さらに第2磁性シート530からの磁束の漏れが問題になる場合には、第2磁性シート530の上に金属シートおよび磁性シートを設けるようにすればよい。
したがって、磁性シート、金属シートおよび磁性シートの3層構造に限定されることはなく、図24に示すように、磁性シールド500Bとして、第1磁性シート520、金属シート510第2磁性シート530および第1磁性シート520の上に、さらに、金属シート510、第2磁性シート530を設けてもよい。よって、磁性シールドとしては、少なくとも磁性シートに挟まれた導電層を一層以上持つシートであればよい。
また、上記各実施の形態において、受電部、送電部、磁性シールドの形状は、上記矩形に限定されず、コイルの形状に合わせて円形等、適宜形状を変更することが可能である。
上記各実施の形態について、図面を参照しながら説明したが、個数および量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数および量などに限定されない。同一の部品および相当部品には同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返していない場合がある。また、各実施の形態を適宜組み合わせて用いることは当初から予定されている。
以上、各実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の技術的範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
100 電動車両、110 車両本体、114 フロアパネル、120 車両ECU、130 整流器、140 DC/DCコンバータ、150 バッテリ、160 パワーコントロールユニット(PCU)、170 モータユニット、180,322 通信部、200 受電装置、210,210U 受電部、220,420 コンデンサ、250 受電コイル、260,460 コアユニット(フェライトコア)、300 外部給電装置、310 高周波電力装置、320 送電ECU、330 交流電源、400 送電装置、410,410U 送電部、450 送電コイル、500,500A,500B 磁性シールド、510,510A,510B 金属シート(導電性シート)、520 第1磁性シート、530 第2磁性シート、1000 電力伝送システム、B 駐車領域。

Claims (5)

  1. 送電部から非接触で電力を受電する受電部と、
    前記受電部を挟んで、前記送電部が位置する側とは反対側に位置し、少なくとも一部が前記受電部に対向する磁性シールドと、を備え、
    前記磁性シールドは、
    前記受電部側に位置する第1磁性シートと、
    前記第1磁性シートを挟んで前記受電部とは反対側に位置する導電性シートと、
    前記導電性シートを挟んで前記第1磁性シートとは反対側に位置する第2磁性シートと、
    を含み
    前記受電部は、受電コイルとコアユニットとを含み、
    前記受電コイルは、鉛直方向に延びる鉛直軸線の周囲を巻回する渦巻き型の受電コイルであり、
    前記コアユニットは、分割コアユニットが組み合わされ、
    前記導電性シートは、前記鉛直軸線が通過する位置を含むように配置されている、
    受電装置。
  2. 前記受電部は、水平方向に延びる水平軸線の周囲を巻回する受電コイルを含み、
    前記導電性シートは、
    前記受電部の前記水平軸線に沿った一端側に配置される第1導電性シートと、
    前記受電部の前記水平軸線に沿った他端側に配置される第2導電性シートと、を有する請求項1に記載の受電装置。
  3. 前記第2磁性シートは、前記第1磁性シートの厚さよりも薄く設けられている、請求項1または2に記載の受電装置。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載の受電装置と、
    フロアパネルを有する車両本体と、を備え、
    前記磁性シールドは、前記受電部と前記フロアパネルとの間に配置されている、車両。
  5. 受電部に非接触で電力を送電する送電部と、
    前記送電部を挟んで、前記送電部が位置する側とは反対側に位置し、少なくとも一部が前記送電部に対向する磁性シールドと、を備え、
    前記磁性シールドは、
    前記送電部側に位置する第1磁性シートと、
    前記第1磁性シートを挟んで前記送電部とは反対側に位置する導電性シートと、
    前記導電性シートを挟んで前記第1磁性シートとは反対側に位置する第2磁性シートと、
    を含み、
    前記送電部は、送電コイルとコアユニットとを含み、
    前記送電コイルは、鉛直方向に延びる鉛直軸線の周囲を巻回する渦巻き型の送電コイルであり、
    前記コアユニットは、分割コアユニットが組み合わされ、
    前記導電性シートは、前記鉛直軸線が通過する位置を含むように配置されている、
    送電装置。
JP2014059719A 2014-03-24 2014-03-24 受電装置、車両、および送電装置 Active JP6060330B2 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014059719A JP6060330B2 (ja) 2014-03-24 2014-03-24 受電装置、車両、および送電装置
US14/657,999 US9876364B2 (en) 2014-03-24 2015-03-13 Power receiving device, vehicle, and power transmission device
KR1020150038941A KR101711532B1 (ko) 2014-03-24 2015-03-20 수전 장치, 차량 및 송전 장치
CN201510126460.3A CN104953717B (zh) 2014-03-24 2015-03-23 电力接收装置、车辆以及电力发送装置
EP15160242.2A EP2927917B1 (en) 2014-03-24 2015-03-23 Power receiving device and power transmission device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014059719A JP6060330B2 (ja) 2014-03-24 2014-03-24 受電装置、車両、および送電装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015185643A JP2015185643A (ja) 2015-10-22
JP6060330B2 true JP6060330B2 (ja) 2017-01-18

Family

ID=52727007

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014059719A Active JP6060330B2 (ja) 2014-03-24 2014-03-24 受電装置、車両、および送電装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9876364B2 (ja)
EP (1) EP2927917B1 (ja)
JP (1) JP6060330B2 (ja)
KR (1) KR101711532B1 (ja)
CN (1) CN104953717B (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6160083B2 (ja) * 2013-01-08 2017-07-12 株式会社Ihi 異物検知装置
US10744736B2 (en) 2015-06-12 2020-08-18 Neograf Solutions, Llc Graphite composites and thermal management systems
US10181757B2 (en) * 2015-09-17 2019-01-15 Qualcomm Incorporated Apparatus and methods for shielding a wireless power transmitter
JP6743432B2 (ja) 2016-03-14 2020-08-19 株式会社Ihi コイル装置
US11189420B2 (en) * 2016-03-31 2021-11-30 Neograf Solutions, Llc Noise suppressing assemblies
JP6519541B2 (ja) * 2016-07-01 2019-05-29 トヨタ自動車株式会社 コイルユニット
DE102016218692A1 (de) 2016-09-28 2018-03-29 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Sicherheitssystem für einen Druckbehälter eines Kraftfahrzeugs
JP6881083B2 (ja) * 2017-06-26 2021-06-02 株式会社Ihi コイル装置
JP7003651B2 (ja) * 2017-12-27 2022-01-20 トヨタ自動車株式会社 車両
ES2739876B2 (es) * 2018-08-01 2020-07-15 Fundacion Circe Centro De Investig De Recursos Y Consumos Energeticos Dispositivo de acople inductivo y transformador electronico que hace uso del mismo
JP2020061517A (ja) * 2018-10-12 2020-04-16 トヨタ自動車株式会社 コイルユニット

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63305599A (ja) * 1987-06-05 1988-12-13 Riken Corp 電磁シ−ルド材
DE4029498A1 (de) * 1990-09-18 1992-03-19 Vacuumschmelze Gmbh Abschirmkabine mit tragendem sandwich-aufbau
EP0751497A1 (en) * 1995-06-29 1997-01-02 Mitsumi Electric Company Ltd. Magnetic head
JP2000348916A (ja) * 1999-06-04 2000-12-15 Tokin Corp 磁気シートの製造方法
JP3475132B2 (ja) * 1999-09-22 2003-12-08 三洋電機株式会社 磁気遮蔽構造体およびリニアモータを備えた駆動装置
EP2306615B1 (en) 2005-07-12 2020-05-27 Massachusetts Institute of Technology (MIT) Wireless non-radiative energy transfer
US7825543B2 (en) 2005-07-12 2010-11-02 Massachusetts Institute Of Technology Wireless energy transfer
JP2007059456A (ja) * 2005-08-22 2007-03-08 Em Techno:Kk 電波吸収体
US7795708B2 (en) * 2006-06-02 2010-09-14 Honeywell International Inc. Multilayer structures for magnetic shielding
KR101695169B1 (ko) 2007-03-27 2017-01-11 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 무선 에너지 전달
JP5104024B2 (ja) * 2007-05-16 2012-12-19 横河電機株式会社 磁気シールド装置
JP2009076513A (ja) 2007-09-19 2009-04-09 Yoshi Takaishi 平面コイル用のシールド構造
US8466654B2 (en) * 2008-07-08 2013-06-18 Qualcomm Incorporated Wireless high power transfer under regulatory constraints
JP2011035159A (ja) * 2009-07-31 2011-02-17 Tokyo Electric Power Co Inc:The 静止誘導電器
CN102656648A (zh) * 2009-12-17 2012-09-05 丰田自动车株式会社 屏蔽装置以及搭载该屏蔽装置的车辆
KR101912333B1 (ko) 2010-01-05 2018-10-29 필립스 아이피 벤쳐스 비.브이. 전기 차량용 유도 충전 시스템
CN102870338B (zh) * 2010-03-10 2017-02-15 无线电力公司 无线能量转移转换器
JP2013523066A (ja) * 2010-03-10 2013-06-13 ウィトリシティ コーポレーション 無線エネルギー伝達変換装置
JP2012038807A (ja) * 2010-08-04 2012-02-23 Toshiba Corp 電磁シールドシート
JP5581163B2 (ja) 2010-09-30 2014-08-27 日東電工株式会社 ワイヤレス電力伝送用電磁波シールドシート
EP3185263A1 (en) * 2011-01-19 2017-06-28 Technova Inc. Contactless power transfer apparatus
US20140111021A1 (en) 2011-06-30 2014-04-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power transmission device, power reception device and power transfer system
JP5772535B2 (ja) 2011-11-18 2015-09-02 トヨタ自動車株式会社 電力伝送システム及び車両
JP5668676B2 (ja) 2011-12-15 2015-02-12 トヨタ自動車株式会社 受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システム
DE102011056807A1 (de) 2011-12-21 2013-06-27 Thyssenkrupp Electrical Steel Gmbh Magnetfeldabschirmung für elektromagnetische Felder und Fahrzeug mit integrierter Magnetfeldabschirmung
JP2013132171A (ja) 2011-12-22 2013-07-04 Toyota Motor Corp 送電装置、受電装置、および電力伝送システム
JP5718830B2 (ja) 2012-01-16 2015-05-13 トヨタ自動車株式会社 車両
JP5825108B2 (ja) 2012-01-16 2015-12-02 トヨタ自動車株式会社 受電装置および送電装置
JP5810944B2 (ja) * 2012-01-31 2015-11-11 トヨタ自動車株式会社 車両および電力伝送システム
JP6086189B2 (ja) * 2012-09-05 2017-03-01 Tdk株式会社 コイル装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN104953717A (zh) 2015-09-30
EP2927917B1 (en) 2020-05-06
EP2927917A3 (en) 2015-10-14
CN104953717B (zh) 2018-09-21
US9876364B2 (en) 2018-01-23
US20150270717A1 (en) 2015-09-24
EP2927917A2 (en) 2015-10-07
KR20150110397A (ko) 2015-10-02
JP2015185643A (ja) 2015-10-22
KR101711532B1 (ko) 2017-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6060330B2 (ja) 受電装置、車両、および送電装置
JP6164421B2 (ja) 送電コイルユニット及びワイヤレス電力伝送装置
JP6131915B2 (ja) 送電装置および受電装置
JP6126013B2 (ja) 車両
JP6217518B2 (ja) ワイヤレス給電システムおよびワイヤレス電力伝送システム
JP6123607B2 (ja) 車両
JP2013162644A (ja) 送電装置、受電装置、および電力伝送システム
WO2013061610A1 (ja) 給電装置、受電装置、及び非接触充電装置
JP6476721B2 (ja) 受電コイル装置および非接触給電システム
JPWO2013073051A1 (ja) 送電装置、受電装置、および電力伝送システム
JP2015106581A (ja) 送電コイルユニット及びワイヤレス電力伝送装置
CN104426249B (zh) 电力接收装置、电力发送装置和车辆
JP5817813B2 (ja) 受電装置
JP6305728B2 (ja) コイルユニット及び電力伝送システム
JP5555725B2 (ja) 電気負荷制御装置
WO2014119294A1 (ja) 非接触電力伝送装置用コイル及び非接触電力伝送装置
JP6625320B2 (ja) コイル装置、非接触給電システムおよび補助磁性部材
JP2016086592A (ja) 電力伝送システム、送電装置、および、受電装置
JP6217435B2 (ja) 受電装置
JP2015106938A (ja) 送電コイルユニット及びワイヤレス電力伝送装置
JP6162609B2 (ja) 非接触給電装置
JP2016105435A (ja) 受電装置および送電装置
JP2016018802A (ja) コイルユニット
JP2013135490A (ja) 真空チャンバ
JP2015156780A (ja) 電力伝送システム

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20160127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20160209

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20160406

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160913

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161006

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6060330

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250