CN104170211B - 供电装置 - Google Patents

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Abstract

提供即使在供电过程中异物被加热也能够适当地实施输电线圈的供电处理的供电装置。供电装置(100)具备：与设置于车辆的受电单元(153)相对而向受电单元(153)供电的供电线圈(103a)；以及容纳供电线圈(103a)的壳体(103b)。在壳体(103b)中，在壳体(103b)的与受电单元(153)相对的面上形成第一罩(202)，在第一罩(202)和供电线圈(103a)之间与第一罩(202)相对地设置第二罩(203)。

Description

供电装置
技术领域
本发明涉及以电磁感应方式或磁共振方式非接触地对设置于车辆的受电单元供电的供电装置。
背景技术
以往，作为非接触的供电装置，已知有设置于地面向搭载于车辆的受电单元供电的装置(例如，专利文献1)。
在专利文献1中，包括送电单元和受电单元这两个单元。送电单元具有环形的送电线圈和容纳该线圈的壳体，设置于驻车空间等车辆停止的位置的路面侧。受电单元具有环形的受电线圈和容纳该线圈的壳体，设置于车辆底面的、与设置于地面的送电单元相对的位置。与受电单元相对的送电单元的壳体面(以下称为“上表面”)形成为与送电线圈的径向平行。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-10435号公报
发明内容
发明要解决的问题
但是，以往的供电装置中，由于送电单元的上表面与送电线圈的径向平行，所以上表面上容易存在异物。存在上表面上的异物由于供电过程中穿过许多磁通而被加热变成高温的问题。另外，由于异物被加热而成为高温，使得与异物接触的部分开孔等而产生上表面的损伤，其结果，从损伤部分进入的异物等落到送电线圈之上。由于该异物被加热，因此，有可能使构成送电线圈的金属细线薄膜熔化，在送电线圈的金属细线之间发生短路。
本发明的目的在于提供供电装置，该供电装置即使在供电过程中异物被加热，也不使异物到达送电线圈，能够适当地实施供电处理。
解决问题的方案
本发明的一形态的非接触供电装置，其以非接触方式对设置于车辆的受电单元供电，具备：与所述受电单元相对而对所述受电单元供电的环形的供电线圈；以及容纳所述供电线圈的壳体，所述壳体具有内底面和覆盖所述内底面的第一罩，所述第一罩覆盖所述供电线圈的中空部分，所述壳体还具有覆盖所述供电线圈的所述中空部分的第二罩，所述第一罩覆盖所述第二罩，所述第二罩设置在所述第一罩和所述供电线圈之间，所述第二罩覆盖所述第一罩中与所述受电单元相对的部分的至少一部分，所述第二罩由比所述第一罩具有耐热性的原材料形成。
发明效果
根据本发明，即使在供电过程中异物被加热，也不使异物到达送电线圈而能够适当地实施供电处理。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1的充电系统的结构例子的方框图。
图2是本发明实施方式1的供电单元的立体图。
图3是图2的俯视图。
图4是图2的A-A线剖面图。
图5是图2的B-B线剖面图。
图6是图2的C-C线剖面图。
标号说明
103 供电单元
103a 供电线圈
103b 壳体
153 受电单元
201 底座
202 第一罩
202a、202c 平坦部
202b 倾斜部
202d、202e 侧部
203 第二罩
204 第一增强件
205 第二增强件
211 内边缘部
212 外周
213 中间部
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。
(实施方式1)
<充电系统的结构>
图1是表示本发明实施方式1中的充电系统10的结构一例的方框图。
充电系统10具有供电装置100、车辆150、蓄电池154以及充电装置170。
将供电装置100设置在地面上或埋设，以使供电单元103从地表g露出。供电装置100例如设置在驻车场，在车辆150驻车过程中，与受电单元153相对而向充电装置170供电。此外，将在后面叙述有关供电装置100的结构。
车辆150具有蓄电池154和充电装置170，以蓄电池154为动力源而行驶。车辆150例如是HEV(Hybrid Electric Vehicle，油电混合动力车)、PHEV(Plug-in Hybrid ElectricVehicle，插电式混合动力汽车)或EV(Electric Vehicle，电动汽车)之类的能够利用蓄电池154的电力行驶的汽车。
蓄电池154储存由充电装置170供给的电力。
充电装置170具有车辆侧控制单元151和受电装置160，将从供电装置100供电的电力供给到蓄电池154。此外，关于充电装置170的结构的细节，将后述。
车辆侧控制单元151进行控制，以对受电装置160进行伴随充电的各种处理或伴随充电停止的各种处理。
受电装置160按照车辆侧控制单元151的控制，将从供电装置100供给的电力供给到蓄电池154。此外，关于受电装置160的结构将在后面叙述。
<供电装置的结构>
供电装置100具有供电侧通信单元101、供电侧控制单元102和供电单元103。
供电侧通信单元101接收来自车辆侧通信单元152的供电开始信号或供电停止信号。供电侧通信单元101将接收到的供电开始信号或供电停止信号输出到供电侧控制单元102。
供电侧控制单元102进行控制，以按照从供电侧通信单元101输入的供电开始信号开始向供电单元103供电。供电侧控制单元102进行控制，以按照从供电侧通信单元101输入的供电停止信号停止向供电单元103供电。
供电单元103具有供电线圈103a。供电单元103按照供电侧控制单元102的控制，对供电线圈103a供给规定的频率的电流，从而利用电磁感应对受电单元153供电。例如以电磁感应方式或磁共振方式进行该供电。此外，将在后面叙述有关供电单元103的结构的细节。
<受电装置的结构>
受电装置160具有车辆侧通信单元152和受电单元153。
车辆侧通信单元152按照车辆侧控制单元151的控制生成充电开始信号或充电停止信号，将生成的充电开始信号或充电停止信号发送到供电侧通信单元101。
受电单元153设置于车辆150的底部，具有受电线圈153a，并且在对蓄电池154充电时，与供电单元103以非接触状态相对。受电单元153按照车辆侧控制单元151的控制，将从供电单元103对受电线圈153a供电的电力供给到蓄电池154。
<供电单元的结构>
图2是供电单元103的立体图，图3是从受电单元153的方向观察供电单元103得到的俯视图。另外，图4是图2的A-A线剖面图，图5是图2的B-B线剖面图，图6是图2的C-C线剖面图。以下，主要使用图2及图4说明供电单元103的结构。
供电单元103具有供电线圈103a和壳体103b。
供电线圈103a是空心的环形，载置于壳体103b的内底面(底座)201。供电线圈103a例如连接到商用电源，通过从该电源供给电流而对受电单元153供电。例如通过卷绕金属细线来形成供电线圈103a。
壳体103b由底座201、第一罩202和第二罩203构成。底座201例如形成为四边的平板形状(例如参照图3)。作为底座201的材质，例如使用铝。另外，在底座201上载置供电线圈103a，安装有第一罩202和第二罩203。若将第一罩202和第二罩203安装在底座201上，则壳体103b在与受电单元153相对的面具有第一罩202，在供电线圈103a的中心轴P1方向，在第一罩202和供电线圈103a之间具有与第一罩202相对的第二罩203。
作为第一罩202的材质，例如是增强塑料等非金属材料，使用具有承载能力的构件。例如，对于第一罩202的承载能力，可以是即使要利用供电装置100的车辆150开到第一罩202上也不破损的程度。
在第一罩202中形成：壳体103b的与受电单元153相对的面的一部分即平坦部202a及倾斜部202b；壳体103b的与受电单元153相对的面中的平坦部202a及作为倾斜部202b以外的部分的平坦部202c；与倾斜部202b和平坦部202c连接的侧部202d；以及与平坦部202c和底座201连接的侧部202e。
平坦部202a形成为其边缘与倾斜部202b连接。平坦部202a形成为，在将壳体103b设置于地面时，位于供电线圈103a的空心部分之上。另外，平坦部202a形成为与供电线圈103a的中心轴P1相交。
倾斜部202b形成为，一端与侧部202d连接，另一端与平坦部202a连接。倾斜部202b形成为：在将供电线圈103a向受电单元153的方向投影到壳体103b时供电线圈103a所投影的部分，在供电线圈103a的径向上，随着靠近平坦部202a而渐渐接近供电线圈103a。这里，所谓供电线圈103a的径向是指与供电线圈103a的中心轴P1正交的方向。
作为第二罩203的材质，例如使用耐热玻璃等具有耐热性的材质。例如利用第一增强件204安装第二罩203。另外，将第二罩203设置为：在供电线圈103a的中心轴P1方向上，在第一罩202与供电线圈103a之间与第一罩202相对。另外，第二罩203例如与供电线圈103a是同心圆，设置成与中心轴P1相交。
此外，由第一罩202、第二罩203、以及第一增强件204所围成的空间被密封。第一罩202因被加热的异物而熔化，即使在第二罩203被加热的异物停止，若从在第一罩202开的孔浸入雨等水分，由于该水分，也有可能在供电线圈103a的金属细线之间发生短路。对此，通过如上述那样将该空间密封，即使雨水等从外部进入该空间，也能够避免到达供电线圈103a。
第一增强件204形成为其一端与第一罩202连接，另一端与第二罩203连接。第一增强件204如上述那样安装第二罩203并且对第一罩202进行支承。由此，能够确保第一罩202的抗载能力。作为第一增强件204的材质，例如使用绝缘体。
第二增强件205形成为其一端与第二罩203连接，另一端与底座201连接。另外，第二增强件205设置于供电线圈103a的空心部分。即，第二增强件205对第二罩203进行支撑。由此，能够确保第二罩203的抗载能力。作为第二增强件205的材质，例如使用绝缘体。
<本实施方式的效果>
本实施方式中，在壳体103b的与受电单元153相对的面上形成第一罩202。另外，在供电线圈103a的中心轴P1方向，在第一罩202和供电线圈103a之间设置第二罩203。即，壳体103b具有第一罩202和第二罩203的双重构造。
一般而言，第二罩203所使用的具有耐热性的原材料是耐热玻璃等易碎的材料。若考虑到车辆150开到第一罩202上，优选不使用这些具有耐热性的原材料作为第一罩202。因此，在本实施方式中，设为如下的双重构造，即，有可能车辆150的轮胎开上来的壳体外侧的第一罩202由增强塑料等具有承载能力的构件构成，在第一罩202和供电线圈103a之间设置使用具有耐热性的原材料的第二罩203。通过这样构成，能够实现兼顾承载能力和耐热性的供电装置100。
即使在存在于第一罩202上的异物被加热而使第一罩202熔化的情况下，异物也是落到第二罩203上。如上所述，由于第二罩203具有耐热性，因此，即使被加热而成为高温的异物落到第二罩203上，第二罩203也不会熔化。由此，异物不会与供电线圈103a接触。其结果，即使在供电过程中异物被加热等而使第一罩202破损的情况下，异物也不到达供电线圈103a。因此，能够防止被加热的异物落到供电线圈103a，使构成供电线圈103a的金属细线薄膜熔化，在供电线圈103a的金属细线之间发生短路的情况，适当地实施供电处理。
另外，本实施方式中，被加热的异物不会使具有耐热性的第二罩203熔化。假设，罩因异物产生的热量而开了孔，供电线圈露出，则人体等有可能接触到，在安全性上产生问题。对此，本实施方式中，被加热的异物止于第二罩203之上，不会使供电线圈103a露出，因此，具有能够提供安全性高的供电装置100这样的进一步的效果。
另外，本实施方式中，在第一罩202中形成倾斜部202b，该倾斜部202b在将供电线圈103a向受电单元153的方向投影到壳体103b时供电线圈103a所投影的部分，在供电线圈103a的径向，随着靠近平坦部202a而渐渐接近供电线圈103a。由此，存在于倾斜部202b上的异物滑落到与供电线圈103a的空心部分相对的平坦部202a。由于平坦部202a远离供电线圈103a的内边缘部211和外周212之间的中间部213的位置，因此存在于平坦部202a上的异物难以发热，能够防止异物被加热成为高温而引起的第一罩202的破损。
进而，本实施方式中，如图4所示那样，也可以使第二罩203的面积小于第一罩202的面积。使第二罩203的面积越小，在供电线圈103a的径方向，能够将在第二罩203的安装中也使用的第一增强件204设置在越接近壳体103b的中央部的位置。通过这样构成，能够适当地设定第一增强件204的设置位置。例如，与将第一增强件204和倾斜部202b上的侧部202d附近连接的情况(未图示)相比，在将第一增强件204和倾斜部202b的中央部附近(例如参照图4)连接的情况下，能够稳定地支承第一罩202。即，能够进一步确保第一罩202的抗载能力。例如，也可以考虑对第一罩202增强的观点以及利用第二罩203进行保护从而不受异物影响的观点双方，来决定第一增强件204的设置位置。
此外，在这种情况下，如图4所示，在第一罩202中的、比与第一增强件204之间的连接部位靠外的外侧区域，在供电线圈103a的中心轴P1方向未设置第二罩203。但是，第一罩202中的、在供电线圈103a的中心轴P1方向未设置第二罩203的区域与倾斜部202b相当，因此在该区域中异物停留的可能性低。并且，在供电线圈103a的中心轴P1方向未设置第二罩203的区域，与设置有第二罩203的区域相比，是远离距供电线圈103a的距离的区域。因此，第一罩202中的、在供电线圈103a的中心轴P1方向未设置第二罩203的区域，即使在该区域上存在异物，异物也难以过热。根据以上原因，在第一罩202中，即使在供电线圈103a的中心轴P1方向存在未设置第二罩203的区域，异物被加热成为高温而使第一罩202破损的可能性也很低。
另外，本实施方式中，也可以将第一罩202(特别是倾斜部202b)用保护罩覆盖，该保护罩是用具有小于规定值的摩擦系数的材料实施涂敷而得到的。例如，作为规定值，设为能够使存在于第一罩202的异物滑落的程度的值即可。通过这样构成，在第一罩202中，能够容易使异物滑动，能够使异物可靠地向平坦部202a滑落。
在2012年3月28日提出的日本专利申请特愿2012-073711号中包含的说明书、附图和摘要的公开内容全部引用于本申请。
工业实用性
本发明的供电装置适合对于设置于车辆的受电单元以非接触方式供电。

Claims (13)

1.非接触供电装置，其以非接触方式对设置于车辆的受电单元供电，具备：
与所述受电单元相对而对所述受电单元供电的环形的供电线圈；以及
容纳所述供电线圈的壳体，
所述壳体具有内底面和覆盖所述内底面的第一罩，
所述第一罩覆盖所述供电线圈的中空部分，
所述壳体还具有覆盖所述供电线圈的所述中空部分的第二罩，
所述第一罩覆盖所述第二罩，
所述第二罩设置在所述第一罩和所述供电线圈之间，
所述第二罩覆盖所述第一罩中与所述受电单元相对的部分的至少一部分，
所述第二罩由比所述第一罩具有耐热性的原材料形成。
2.如权利要求1所述的非接触供电装置，
所述内底面载置有所述供电线圈。
3.如权利要求1所述的非接触供电装置，
其利用电磁感应或者磁共振对所述受电单元供电。
4.如权利要求1所述的非接触供电装置，
所述第一罩比所述第二罩更具有承载能力。
5.如权利要求1所述的非接触供电装置，
在所述供电线圈的中心轴方向，在所述第一罩和所述供电线圈之间，将所述第二罩与所述第一罩相对地设置。
6.如权利要求1所述的非接触供电装置，
所述第一罩具有：
平坦部，形成为位于所述供电线圈的中空部分之上；以及
倾斜部，形成为在所述平坦部的周围，在所述供电线圈的径向上，向着所述平坦部渐渐接近所述供电线圈。
7.如权利要求6所述的非接触供电装置，
所述平坦部形成为与所述供电线圈的中心轴相交，
所述第二罩设置成与所述供电线圈的中心轴相交，
所述第二罩的面积比所述平坦部的面积大。
8.如权利要求1所述的非接触供电装置，
所述第二罩的面积比所述第一罩的面积小。
9.如权利要求1所述的非接触供电装置，
所述第二罩与所述供电线圈是同心圆。
10.如权利要求1所述的非接触供电装置，
还具有对所述第一罩进行支撑的第一增强件。
11.如权利要求10所述的非接触供电装置，
将由所述第一罩、所述第二罩以及所述第一增强件围成的空间密封。
12.如权利要求1所述的非接触供电装置，
还具有第二增强件，该第二增强件与所述壳体的所述内底面和所述第二罩连接，设置于所述供电线圈的中空部分，并对所述第二罩进行支撑。
13.如权利要求1所述的非接触供电装置，
所述第二罩由耐热玻璃构成。
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