JP2014011332A - 非接触電力伝送用コイルユニット、受電装置、車両、および送電装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】非接触電力伝送用コイルユニットは、第1巻回軸線O1の周囲を取り囲むと共に第1巻回軸線O1の延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成された第1コイル部41と、第1コイル部41に接続された接続コイル部42,43とを備え、記接続コイル部42,43は、第1巻回軸線O1の延びる方向と異なる方向に延びる仮想線O3,O4の周囲を取り囲むように形成される。
【選択図】図7
Description
第1コイル部が巻回された板状の第1巻回部を含む。上記第1巻回部は、第1主表面と第2主表面とを含む。上記接続コイル部は、第1主表面に配置された主面コイルを含む。
図1は、実施の形態1に係る電力伝送システム、車両および送電装置などを模式的に示
す模式図である。
20においても、キャパシタ23は、必須の構成ではない。第2コイル22は、整流器13に接続されている。
配置されている。主表面33は、鉛直方向下方Dに向けられており、主表面34は、鉛直方向上方Uに向けられている。
部56は、コイルユニット60とキャパシタ59とを含む。コイルユニット60は、1次コイル58と、フェライトコア57とを含み、フェライトコア57は、板状に形成された板部61と、板部61に設けられた突出部62と、板部61に設けられた突出部63とを含む。
イルユニット24も、上面と、下面と、4つの側面とを含み、上面と下面とが他の面よりも面積が広い。
示され、受電部196の固有周波数f2は、下記の式(2)によって示される。
f2=1/{2π(Lr×C2)1/2}・・・(2)
ここで、インダクタンスLrおよびキャパシタンスC1,C2を固定して、インダクタンスLtのみを変化させた場合において、送電部193および受電部196の固有周波数のズレと、電力伝送効率との関係を図10に示す。なお、このシミュレーションにおいては、コイル194およびコイル199の相対的な位置関係は固定した状態であって、さらに、送電部193に供給される電流の周波数は一定である。
図11からも明らかなように、固有周波数のズレ(%)が±0%の場合には、電力伝送効率は、100%近くとなる。固有周波数のズレ(%)が±5%の場合には、電力伝送効率は、40%となる。固有周波数のズレ(%)が±10%の場合には、電力伝送効率は、10%となる。固有周波数のズレ(%)が±15%の場合には、電力伝送効率は、5%となる。すなわち、固有周波数のズレ(%)の絶対値(固有周波数の差)が、受電部196の固有周波数の10%以下の範囲となるように各送電部および受電部の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ(%)の絶対値が受電部196の固有周波数の5%以下となるように、各送電部および受電部の固有周波数を設定することで電力伝送効率をより高めることができることがわかる。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア(JMAG(登録商標):株式会社JSOL製)を採用している。
図1において、第1コイル58には、高周波電力ドライバ54から交流電力が供給される。この際、第1コイル58を流れる交流電流の周波数が特定の周波数となるように電力が供給されている。
る。
30に巻回されているため、磁気抵抗が小さく、磁束が良好に、第2コイル42に向けて流れる。
7は、比較例2としてのコイルユニット24Cを模式的に示す模式図である。図18は、本実施の形態1に係るコイルユニット24Dを模式的に示す模式図である。図19は、比較例3としてのコイルユニット24Eを示す模式図である。
図22を用いて、本実施の形態2に係るコイルユニットなどについて説明する。図22は、本実施の形態2に係る受電部20を示す斜視図である。なお、この図22に示す例においては、筐体の蓋部を省略している。
において、中央部P2および中央部P3は、中央部P1から同じ方向にずれている。このように、フェライトコア21は、巻回軸線O1に対して非対称となるように形成されている。
図23は、本実施の形態3に係る受電装置11と、送電装置50とを模式的に示す斜視図である。なお、この図23においては、キャパシタ23,59と、筐体27と、送電部56を収容する筐体とについては、図示していない。
この際、突出部32Aと突出部32Cとが、突出部62と対向するように配置されているため、磁束がコイルユニット86A,86Cと送電部56との間で良好に授受される。
図24を用いて、本実施の形態に係る受電装置11について説明する。図24は、本実施の形態4に係る受電装置11を示す平面図であり、この図24においては、キャパシタ23や筐体については図示していない。
に、第3コイル43によって形成される磁束の向きと、第2コイル42によって形成される磁束の向きとは反対方向となっている。
図25を用いて、本実施の形態5に係る受電部20および送電部56について説明する。図25に示すように、受電部20は、フェライトコア21と、フェライトコア21に巻回された2次コイル22とを含む。
97Dの上面に形成された突出部96A,96B,96C,96Dとを含む。
図26と、図27とを用いて、本実施の形態6に係る受電部20などについて説明する。図26は、本実施の形態6に係る受電部20と送電部56とを示す断面図である。この図26に示すように、送電部56の大きさは、受電部20よりも大きい。
O10の延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成されている。巻回軸線O10の延びる方向において、1次コイル58の長さは、フェライトコア57の長さよりも短い。このため、フェライトコア57の両端は、1次コイル58から突出している。フェライトコア57のうち、1次コイル58から突出した部分は磁極部92および磁極部93である。
うに延びる。なお、この図26に示す例においては、下方に向かうにつれて、巻回軸線O1の延びる方向に変位するように延びる。巻回軸線O21は、下方に向かうにつれて、受電部20から水平方向に離れるように延びる。なお、この図26に示す例においては、下方に向かうにつれて、巻回軸線O1の延びる方向に変位するように延びる。
制御部、56 送電部、58 第1コイル。
Claims (19)
- 第1巻回軸線の周囲を取り囲むと共に前記第1巻回軸線の延びる方向に変位するようにコイル線を巻回して形成された第1コイル部と、
前記第1コイル部に接続された接続コイル部と、
を備えた非接触電力伝送用コイルユニットであって、
前記接続コイル部は、前記第1巻回軸線の延びる方向と異なる方向に延びる仮想線の周囲を取り囲むように形成された、非接触電力伝送用コイルユニット。 - コアをさらに備え、
前記コアは、前記第1コイル部が巻回された板状の第1巻回部を含み、
前記第1巻回部は、第1主表面と第2主表面とを含み、
前記接続コイル部は、前記第1主表面に配置された主面コイルを含む、請求項1に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。 - 送電用コイルユニットから非接触で電力を受電する非接触電力伝送用コイルユニットであって、
前記仮想線は、前記非接触電力伝送用コイルユニットと対向配置された前記送電用コイルユニットに向けて延びる、請求項1または請求項2に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。 - 前記送電用コイルユニットは、電力伝送時に前記非接触電力伝送用コイルユニットの下方に配置され、前記仮想線は下方に向けて延びる、請求項3に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。
- 送電用コイルユニットと非接触で電力を受電する非接触電力伝送用コイルユニットであって、
前記送電用コイルユニットは、前記非接触電力伝送用コイルユニットと対向配置されたときに前記非接触電力伝送用コイルユニットと対向する対向面を有し、前記仮想線は、前記対向面を貫く方向に延びる、請求項1から請求項4のいずれかに記載の非接触電力伝送用コイルユニット。 - 前記主面コイルの巻回軸線は、前記第1巻回軸線の延びる方向と直交する方向に延びる、請求項2に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。
- 前記接続コイル部は、前記仮想線が前記第1主表面と交差するように配置された、請求項2に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。
- 前記第1コイル部は、第1端部と第2端部とを含み、
前記接続コイル部は、前記第1端部に接続された第2コイル部と、前記第2端部に接続された第3コイル部とを含む、請求項1から請求項7のいずれかに記載の非接触電力伝送用コイルユニット。 - 第1主表面と第2主表面とを含む第1巻回部と、前記第1主表面から突出するように設けられ、前記第2コイル部が巻回された第2巻回部と、前記第1主表面から突出するように設けられ、前記第3コイル部が巻回された第3巻回部とを含むコアをさらに備えた、請求項8に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。
- 前記第2巻回部は、第1端面と、前記第1端面から前記第1主表面に向けて延びる第1周面とを含み、
前記第3巻回部は、第2端面と、前記第2端面から前記第1主表面に向けて延びる第2周面とを含み、
前記第1端面の面積は、前記第1巻回軸線に垂直な方向における前記第1巻回部の断面の面積よりも広く、
前記第2端面の面積は、前記第1巻回軸線に垂直な方向における前記第1巻回部の断面積よりも広い、請求項9に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。 - 前記第1主表面からの前記第2巻回部の高さと、前記第1主表面からの前記第3巻回部の高さとは、前記第1巻回部の厚さと実質的に等しい、請求項9または請求項10に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。
- 前記主面コイルの巻回回数は、1巻き以下とされた、請求項2に記載の非接触電力伝送用コイルユニット。
- 請求項1から請求項12のいずれかに記載された非接触電力伝送用コイルユニットを含む受電部を有し、送電部を有する送電装置から非接触で電力を受電する受電装置。
- 前記送電部の固有周波数と前記受電部の固有周波数との差は、前記受電部の固有周波数の10%以下である、請求項13に記載の受電装置。
- 前記受電部と前記送電部との結合係数は、0.1以下である、請求項13に記載の受電装置。
- 前記受電部は、前記受電部と前記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、前記受電部と前記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて前記送電部から電力を受電する、請求項13に記載の受電装置。
- 請求項13から請求項16のいずれかに記載の受電装置を備え、
前記仮想線が下方に向かうように、非接触電力伝送用コイルユニットが配置された、車両。 - 請求項1または請求項2に記載された非接触電力伝送用コイルユニットを含む送電装置。
- 前記仮想線が上方に向くように、前記非接触電力伝送用コイルユニットが配置された、請求項18に記載の送電装置。
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JP5776638B2 (ja) | 2015-09-09 |
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