CN104380401B - 移动体用非接触供电变压器 - Google Patents

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Abstract

输电线圈(10)及受电线圈(20)中的至少一方由组合了多个单一两侧缠绕线圈(100、200)的结合两侧缠绕线圈构成。对于单一两侧缠绕线圈(100、200)而言，选择将2个单一两侧缠绕线圈设置于移动体的设置位置时的移动体周围的漏磁通不超过规定值的状态的单一两侧缠绕线圈，按照单一两侧缠绕线圈的供电容量与个数的积满足非接触供电变压器的供电容量的方式设定组合成结合两侧缠绕线圈的单一两侧缠绕线圈的个数。能够实现漏磁通的降低，并且能够利用组合数来容易地实现大容量化。

Description

移动体用非接触供电变压器
技术领域
本发明涉及以非接触方式对电动车等移动体进行供电的移动体用非接触供电变压器，涉及能够避免由磁场暴露造成的对健康的影响等并且能够容易地实现大容量化、另外具备与不同类型的非接触供电变压器的互换性的变压器。
背景技术
作为对电动车、插电式混合动力汽车的电池进行充电的系统，开发了一种如图18所示那样将非接触供电变压器的次级侧线圈(受电线圈)20搭载于车辆的地板面，利用电磁感应从设置于地上侧的初级侧线圈(输电线圈)10以非接触方式进行供电的方式。
在下述专利文献1中，公开了一种如图19A、图19B所示那样将电线以螺旋状且扁平地缠绕于平板状的铁氧体磁芯21、31的单面而构成的线圈，作为该系统所使用的非接触供电变压器的输电线圈以及受电线圈。因仅在铁氧体磁芯21、31的单侧缠绕有绕组22、32，所以将该形式的线圈称为“单侧缠绕线圈”。其中，图19A是输电线圈以及受电线圈的剖面图，图19B是输电线圈或者受电线圈的俯视图。
对于使用单侧缠绕线圈的非接触供电变压器而言，若车辆的停车位置偏移从而输电线圈与受电线圈没有正对或者输电线圈与受电线圈之间的间隙变动，则供电效率大幅度地降低。若增大针对这样的位置偏移、间隙变动的允许量，则需要增大输电线圈以及受电线圈的大小。
在下述专利文献2中，公开了一种位置偏移、间隙变动的允许量大且能够构成为小型的非接触供电变压器。如图20A、图20B所示，在该非接触供电变压器中，在铁氧体芯体61、63周围缠绕绕组62、64而构成输电线圈以及受电线圈。将该线圈称为“两侧缠绕线圈”。另外，在这里，如图20B所示，使用“方形芯体”作为铁氧体芯体61、63。其中，图20A是输电线圈以及受电线圈的剖面图，图20B是输电线圈或者受电线圈的俯视图。
在该非接触供电变压器中，产生通过铁氧体芯体61、63的磁极部而巡回的主磁通67。与此同时，生成在输电线圈、受电线圈的非对置面侧迂回的漏磁通68、69。若该漏磁通68、69侵入至车体的地板的铁板等，则感应电流流动从而铁板被加热，供电效率降低。为了避免该情况，需要在使用两侧缠绕线圈的非接触供电变压器中，在输电线圈以及受电线圈的背面配置铝板等非磁性良导体65、66来磁屏蔽漏磁通68、69。
另外，在下述专利文献3中，为了实现两侧缠绕线圈的进一步的小型轻量化，公开了如图21A～图21F所示那样将铁氧体芯体40构成为H字形，将H字的两侧的平行的部分41、42作为磁极部，在与H字的横棒相当的部分43(连接磁极部间的部分，也被称为被卷绕部)缠绕了绕组50的输电线圈以及受电线圈。其中，图21A是在铁氧体芯体40缠绕有绕组50的状态，图21D是在铁氧体芯体40没有缠绕绕组50的状态。另外，图21B是沿着图21A的A－A线的剖面图，图21C是沿着图21A的B－B线剖面图。同样，图21E是沿着图21D的A－A线的剖面图，图21F是沿着图21D的B－B线的剖面图。
在使由使用了该H字形芯体的两侧缠绕线圈构成的输电线圈以及受电线圈以标准间隙长70mm的间隔对置并进行3kW的供电的情况下，能够得到变压器的效率为95％、左右方向(图21A的y方向)的位置偏移允许量为±150mm、前后方向(图21A的x方向)的位置偏移允许量为±60mm、另外将标准间隙长扩大至100mm时的效率为92％的供电特性。
专利文献1:日本特开2008－87733号公报
专利文献2:日本特开2010－172084号公报
专利文献3:日本特开2011－50127号公报
在移动体的非接触供电中，希望实现能够短时间供电的急速充电、以大型电动车为对象的供电等。为此，需要非接触供电变压器的大容量化，但是在大容量化时，需要考虑漏磁场对人体的影响等。
在使用两侧缠绕线圈的非接触供电变压器的情况下，对于针对输电线圈与受电线圈之间的位置偏移、间隙变动的允许量大这一情况，若从不同角度看，则意味着向周围发散的磁场(漏磁场)与单侧缠绕线圈相比较大。
因此，在使用两侧缠绕线圈的非接触供电变压器中，尤其需要考虑漏磁场。
发明内容
本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种能够抑制漏磁场且能够实现大容量化的移动体用非接触供电变压器。
本发明是一种由输电线圈以及受电线圈构成、受电线圈被设置于(例如如图18所示)移动体的车底下表面的设置位置、移动体移动至受电线圈与输电线圈对置的供电位置从而进行非接触供电的移动体用非接触供电变压器，其特征在于，输电线圈以及受电线圈中的至少一方由组合了多个在芯体的磁极部间的被缠绕部缠绕有绕组的单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈构成，该结合两侧缠绕线圈按照如下方式组合单一两侧缠绕线圈：多个单一两侧缠绕线圈的被缠绕部直线状地排列，相邻的单一两侧缠绕线圈的磁极部彼此连接，并且从各个连接的磁极部朝向对象线圈的垂直方向的磁通的朝向相同，对于单一两侧缠绕线圈而言，选择在移动体的设置位置设置了由2个单一两侧缠绕线圈构成的结合两侧缠绕线圈时的上述移动体的周围的漏磁通不超过规定值的单一两侧缠绕线圈，组合成结合两侧缠绕线圈的单一两侧缠绕线圈的个数按照1个所选择的单一两侧缠绕线圈的供电容量与个数的积满足非接触供电变压器的供电容量的方式来设定。
在由2个单一两侧缠绕线圈构成的结合两侧缠绕线圈的情况下，从构成该结合两侧缠绕线圈的各单一两侧缠绕线圈产生的漏磁场在充分分离了的位置相互抵消，所以漏磁场的大小大幅度下降。这认为是与在图19的单侧缠绕线圈的情况下，漏磁场的衰减特性较好的情况相同的原理。因此，在选择构成结合两侧缠绕线圈的单一两侧缠绕线圈时，将由2个单一两侧缠绕线圈构成的结合两侧缠绕线圈置于设置位置，选择满足漏磁场条件的单一两侧缠绕线圈。为了实现漏磁通降低，优选在结合两侧缠绕线圈中所使用的单一两侧缠绕线圈的个数为偶数个，但是在漏磁场不成为问题的情况下，也可以由奇数个的单一两侧缠绕线圈构成结合两侧缠绕线圈。
另外，也可以在本发明的移动体用非接触供电变压器中，将由结合两侧缠绕线圈构成的受电线圈按照结合两侧缠绕线圈中的单一两侧缠绕线圈的排列方向与移动体的前后方向一致的方式设置于移动体的下表面的设置位置。
在两侧缠绕线圈中，与平行于一对磁极部的方向相比，正交于一对磁极部的方向(即、单一两侧缠绕线圈的排列方向)的位置偏移的允许度较小，所以也可以使易于采取位置偏移的防止策略(胎停等)的移动体的前后方向与位置偏移的允许度较小的方向相对应。
另外，也可以在本发明的移动体用非接触供电变压器中，单一两侧缠绕线圈具有在并列的一对磁极部的中间部分配置有被缠绕部的H字形芯体。
通过使用H字形芯体，能够减少使用的铁氧体量，能够实现轻量化、小型化、低成本化。另外，能够仅增长磁极部的长度(H字的纵向的长度)，来实现位置偏移、间隙变动的允许量的扩大。
另外，也可以在本发明的移动体用非接触供电变压器中，当设结合两侧缠绕线圈的连接着的磁极部的合计宽度(单一两侧缠绕线圈的排列方向的宽度)为D1、设位于结合两侧缠绕线圈的端部的磁极部的宽度为D2时，D1＜2×D2，从而缩短结合两侧缠绕线圈的排列方向的长度。
在单一两侧缠绕线圈相邻的位置，二个单一两侧缠绕线圈的磁极部连接而具有2倍宽度，所以也可以缩窄一个磁极部的宽度。
另外，也可以在本发明的移动体用非接触供电变压器中，输电线圈及受电线圈均由组合了2个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈构成，在输电线圈及受电线圈中的一方的结合两侧缠绕线圈中，2个单一两侧缠绕线圈的绕组被串联电连接，在输电线圈及受电线圈中的另一方的结合两侧缠绕线圈中，2个单一两侧缠绕线圈的绕组被并联电连接。
在将构成输电线圈及受电线圈的多个单一两侧缠绕线圈的绕组仅以串联连接的方式进行连接的情况下，在串联连接的绕组中流动的电流相同，所以即使产生输电线圈与受电线圈之间的位置偏移，也难于产生各单一两侧缠绕线圈的供电电力的不平衡，但是电压变高而难于应对。另一方面，在将多个单一两侧缠绕线圈的绕组仅以并联连接方式进行连接的情况下，电压变低，但是在产生位置偏移时易于产生各单一两侧缠绕线圈的供电电力的不平衡。通过组合串联连接和并联连接，能够抑制电压的上升，并且能够获取电流的平衡。
另外，也可以在本发明的移动体用非接触供电变压器中，输电线圈及受电线圈均由组合了m组(m是自然数)的2个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈构成，在输电线圈及受电线圈中的一方的结合两侧缠绕线圈中，各组内的2个单一两侧缠绕线圈的绕组分别被串联电连接，并且m组的单一两侧缠绕线圈的绕组被并联电连接，在输电线圈及受电线圈中的另一方的结合两侧缠绕线圈中，各组内的2个单一两侧缠绕线圈的绕组分别被并联电连接，并且m组的单一两侧缠绕线圈的绕组被并联电连接。
能够在并联连接之中嵌入串联连接来获取电流平衡。
另外，也可以在本发明的移动体用非接触供电变压器中，输电线圈及受电线圈均由组合了m组(m是自然数)的2个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈构成，在结合两侧缠绕线圈中，输电线圈及受电线圈均构成为：各组内的2个单一两侧缠绕线圈的绕组分别被串联电连接，并且m组的单一两侧缠绕线圈的绕组被并联电连接。
能够在并联连接之中嵌入串联连接来获取电流平衡。
另外，在本发明的移动体用非接触供电变压器中，也可以输电线圈及受电线圈中的一方由组合了2个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈构成，输电线圈及受电线圈中的另一方由电线扁平地缠绕于平板状的铁氧体磁芯的单面的单侧缠绕线圈构成。
像这样，组合了2个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈不仅能够与同型的结合两侧缠绕线圈之间进行供电，也能够与单侧缠绕线圈之间进行供电。
本发明的移动体非接触供电变压器能够抑制漏磁场并且能够简单地实现大容量化。另外，不仅能够在与同一类型的两侧缠绕线圈之间，在与不同类型的单侧缠绕线圈之间也能够供电，能够具备与单侧缠绕线圈的互换性。
附图说明
图1A是表示在实施方式所涉及的非接触供电变压器中，绕组方向相反的单一两侧缠绕线圈串联连接的状态的图。
图1B是表示在实施方式所涉及的非接触供电变压器中，绕组方向相同的单一两侧缠绕线圈串联连接的状态的图。
图2是表示实施方式所涉及的非接触供电变压器的主磁通的图。
图3A是表示在实施方式所涉及的非接触供电变压器中，绕组方向相反的单一两侧缠绕线圈并联连接的状态的图。
图3B是表示在实施方式所涉及的非接触供电变压器中，绕组方向相同的单一两侧缠绕线圈并联连接的状态的图。
图4是表示实施方式所涉及的受电线圈向车辆的安装方向的图。
图5是表示实施方式所涉及的非接触供电变压器中的结合两侧缠绕线圈的磁力线分布的图。
图6是表示单一两侧缠绕线圈单体的磁力线分布的图。
图7A是表示单一两侧缠绕线圈的结构的俯视图。
图7B是将单一两侧缠绕线圈对置配置的情况下的侧面图。
图7C是对将单一两侧缠绕线圈对置配置的情况进行说明的图，是仅将对置配置的一个单一两侧缠绕线圈以剖面图表示的图。
图8是对即使将单一两侧缠绕线圈连接也不增加供电电力的状态进行说明的图。
图9A是表示用于测量漏磁通密度的实施方式所涉及的非接触供电变压器中的结合两侧缠绕线圈的结构的图。
图9B是表示图9A的结合两侧缠绕线圈的漏磁通密度的测量结果的图。
图10A是表示用于测量漏磁通密度的单一两侧缠绕线圈单体的结构的图。
图10B是表示图10A的单一两侧缠绕线圈单体中的漏磁通密度的测量结果的图。
图11是比较图9B及图10B的测量结果的坐标图。
图12是示出表示图11的磁通密度变化的近似曲线的公式的图。
图13A是表示实施方式所涉及的非接触供电变压器中的伴随着x方向的位置偏移的特性变化的图。
图13B是表示实施方式所涉及的非接触供电变压器中的伴随着y方向的位置偏移的特性变化的图。
图13C是表示实施方式所涉及的非接触供电变压器中的伴随着间隙长的变动的特性变化的图。
图14A是表示由“2个×2组”的单一两侧缠绕线圈构成的结合两侧缠绕线圈的电连接方式的图。
图14B是表示由“2个×2组”的单一两侧缠绕线圈构成的结合两侧缠绕线圈的电连接方式的其他例的图。
图15A是表示由“2个×2组”的单一两侧缠绕线圈构成的结合两侧缠绕线圈的其他电连接方式的图。
图15B是表示由“2个×2组”的单一两侧缠绕线圈构成的结合两侧缠绕线圈的其他电连接方式的图。
图16是表示使结合两侧缠绕线圈的进行连接的磁极部的宽度变狭了的变形例的图。
图17A是表示结合两侧缠绕线圈与单侧缠绕线圈对置的非接触供电变压器的剖面图。
图17B是图17A的俯视图。
图18是表示向车辆的非接触供电系统的图。
图19A是表示以往的单侧缠绕线圈的剖面图。
图19B是图19A的俯视图。
图20A是表示以往的使用了方形芯体的两侧缠绕线圈的剖面图。
图20B是图20A的俯视图。
图21A是对以往的使用了H字形芯体的两侧缠绕线圈进行说明的图，是表示缠绕有绕组的状态的图。
图21B是沿着图21A的A－A线的剖面图。
图21C是沿着图21A的B－B线的剖面图。
图21D是对以往的使用了H字形芯体的两侧缠绕线圈进行说明的图，是表示未缠绕绕组的状态的图。
图21E是沿着图21D的A－A线的剖面图。
图21F是沿着图21D的B－B线的剖面图。
具体实施方式
图1A、图1B示意性地表示本发明的实施方式所涉及的移动体非接触供电变压器的输电线圈。受电线圈也为相同结构。
该输电线圈由组合了2个单一两侧缠绕线圈100、200的结合两侧缠绕线圈构成。
单一两侧缠绕线圈100、200通过在H字形芯体的被缠绕部缠绕利兹线而构成，具体而言，如图7A、图7B所示，H字形芯体由一对平行的磁极芯体80和与磁极芯体80正交的绕组芯体81形成。磁极芯体80及绕组芯体81均为铁氧体芯体。
在绕组芯体81的中央安装有电线缠绕的绕组部50，从绕组部50的两侧突出的铁氧体板的两端经由下层铁氧体板82与磁极芯体80连接。
如图7C所示，在与对象线圈对置侧，为了将最上部的磁极芯体80的高度提升成与绕组部50的高度相等或者成为绕组部50的高度以上而层叠有下层铁氧体板82，在下层铁氧体板82上配置有磁极芯体80。
像这样，通过对磁极部分的磁极芯体80赋予由下层铁氧体板82构成的“腿”，能够使磁间隙长G2与绕组部50的空隙长G1相等或者缩短至绕组部50的空隙长G1以下。像这样，若缩短磁间隙长，则线圈间的耦合系数变高，供电效率和最大供电电力上升。
如图1A、图1B所示，2个单一两侧缠绕线圈100、200被组合成：单一两侧缠绕线圈100的磁极芯体180与相邻的单一两侧缠绕线圈200的磁极芯体280连接配置，单一两侧缠绕线圈100的绕组芯体181与相邻的单一两侧缠绕线圈200的绕组芯体281直线状地排列。
图2示出由组合了2个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈构成的输电线圈10及受电线圈20间的主磁通。在输电线圈10及受电线圈20的各个中，在2个单一两侧缠绕线圈的绕组150、250中，按照通过绕组芯体181的主磁通的朝向与通过绕组芯体281的主磁通的朝向相反、从被连接配置的磁极芯体180、280的各个垂直地朝向对置线圈的主磁通的朝向相同的方式通电电流。
像这样，通过使从被连接配置的磁极芯体180、280朝向对象线圈的主磁通的垂直方向的朝向一致来使作用于输电线圈10及受电线圈20间的磁场增强，增加供电电力。组合了多个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈的供电电力与单一两侧缠绕线圈的台数成比例地增加。
另一方面，在组合了2个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈中，从单一两侧缠绕线圈独立地产生的漏磁场在充分分离了的位置相互抵消，所以漏磁场的大小大幅度下降。
其中，如图8所示，若从磁极芯体180朝向对象线圈的主磁通的垂直方向的朝向与从磁极芯体280朝向对象线圈的主磁通的垂直方向的朝向相反，则垂直方向的主磁通抵消，所以即使结合多台单一两侧缠绕线圈，也不能增加供电电力。
图1A示出使2个的单一两侧缠绕线圈100、200的绕组方向相反，将这些绕组串联连接，使结合两侧缠绕线圈的供电电力增加至单一两侧缠绕线圈的供电电力的2倍的情况。另外，图1B示出使2个单一两侧缠绕线圈的绕组方向相同，将这些绕组串联连接，使结合两侧缠绕线圈的供电电力增加至单一两侧缠绕线圈的供电电力的2倍的情况。
另外，图3A示出使2个单一两侧缠绕线圈100、200的绕组方向相反，将这些绕组并联连接，使结合两侧缠绕线圈的供电电力增加至单一两侧缠绕线圈的供电电力的2倍的情况。另外，图3B示出使2个单一两侧缠绕线圈100、200的绕组方向相同，将这些绕组并联连接，使结合两侧缠绕线圈的供电电力增加至单一两侧缠绕线圈的供电电力的2倍的情况。
如图4所示，由结合两侧缠绕线圈构成的受电线圈按照单一两侧缠绕线圈的排列方向与车辆的前后方向一致的方式被配置于车辆的地板下表面的设置位置。
图5示出使用磁场解析软件(JMAG－Designer Ver.11.0)而调查出的组合了2个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈的磁力线分布。这里，示出组合2台具有12.5kW供电能力的单一两侧缠绕线圈来进行25kW供电的结合两侧缠绕线圈的磁力线分布。为了比较，图6示出进行12.5kW供电的单一两侧缠绕线圈单体的磁力线分布。65、66是磁遮蔽用的铝板。
在组合了2个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈中，从两端的磁极芯体产生与单一两侧缠绕线圈单体同程度的漏磁场。但是，来自连接的磁极芯体的位置的漏磁场因从单一两侧缠绕线圈独立产生的漏磁场在充分分离了的位置相互抵消而较少。
因此，组合了2个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈具有单一两侧缠绕线圈单体的2倍的供电能力，从端部的磁极芯体产生与单一两侧缠绕线圈单体同程度的漏磁场。
因此，如果使用小容量的单一两侧缠绕线圈来作为结合两侧缠绕线圈中所使用的单一两侧缠绕线圈，并组合偶数个该单一两侧缠绕线圈，则能够减小结合两侧缠绕线圈的漏磁场。另外，即使在使用小容量的单一两侧缠绕线圈的情况下，通过增加组合的单一两侧缠绕线圈的台数，也能够使结合两侧缠绕线圈的容量与台数成比例地增加。
图9A、图9B示出对组合了2台单一两侧缠绕线圈来进行12.5kW供电的结合两侧缠绕线圈(单一两侧缠绕线圈单独的供电能力为6.25kW)的漏磁场进行测量后的结果。在该测量中，如图9A所示，以组合的2台单一两侧缠绕线圈的中心为基准点，求出x方向及y方向上的距基准点的距离与漏磁通密度(μT)之间的关系，将该结果示于图9B。
另外，为了比较，图10A、图10B示出对进行10kW供电的单一两侧缠绕线圈单体的漏磁场进行测量后的结果。在该测量中，如图10A所示，以单一两侧缠绕线圈的中心为基准点，求出x方向及y方向上的距基准点的距离与漏磁通密度(μT)之间的关系，将该结果示于图10B。
另外，在图11中，将图9B及图10B的测量结果汇集于坐标图中。
由图11可知，组合了2台单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈，尽管与进行10kW供电的单一两侧缠绕线圈单体相比供电电力较大，但与单一两侧缠绕线圈单体相比漏磁通降低。结合两侧缠绕线圈中的漏磁通的降低比例，若从基准点(变压器中心)分离500mm以上则变得显著。
结合两侧缠绕线圈的漏磁通较少是因为构成结合两侧缠绕线圈的单一两侧缠绕线圈的供电能力与具有10kW供电能力的单一两侧缠绕线圈单体相比较低、2台单一两侧缠绕线圈的漏磁通相抵消。另外，结合两侧缠绕线圈的供电电力较大是因为小容量的单一两侧缠绕线圈的供电能力被扩大2倍从而超过10kW。
图12表示图11中的从变压器中心分离了500mm以上的范围内的磁通密度的变化的近似曲线的公式。结合两侧缠绕线圈的漏磁通的减少不仅在2台单一两侧缠绕线圈的排列方向亦即x方向上体现，在y方向上也有体现，以距基准点的距离的约4次方的方式减少。
现在，从由磁场暴露造成的健康损害的防止等观点出发，设置有针对漏磁场的种种规定和标准。例如，国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)公布“针对公众暴露于时间变化的电场及磁场时的参考水平(2010)”，示出2.7×10-5T的值作为3kHz～10MHz频率范围中的磁通密度。
明确这样的基准、在公司内部所决定的更加严格的漏磁场的规定值且具备所要求的容量的非接触供电变压器，能够通过以下那样的顺序来制造。
在车辆的下表面的设置位置设置了组合了2个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈的情况下，选定车辆周围的漏磁通不超过规定值的单一两侧缠绕线圈。接下来，用非接触供电变压器的所需容量除以已选定的1个单一两侧缠绕线圈的容量，来求出该单一两侧缠绕线圈的所需台数，组合该台数的单一两侧缠绕线圈来制造结合两侧缠绕线圈。
此时，为了漏磁通的降低，将组合成结合两侧缠绕线圈的单一两侧缠绕线圈的台数设定为偶数个极为重要。此外，在漏磁场不成为问题的情况下，也可以用奇数个(3以上)单一两侧缠绕线圈构成结合两侧缠绕线圈。在单一两侧缠绕线圈为3以上的奇数个的情况下，因其内部连续的偶数个的单一两侧缠绕线圈而漏磁场相互抵消，所以也能够某种程度地抑制漏磁场的增加。
像这样，组合所需台数组的单一两侧缠绕线圈的方式能够实现漏磁通的降低，并且利用组合数能够容易地实现大容量化。因此，能够提高生产操作性，降低生产成本。
另外，在将在图9B的漏磁场的测量中使用了的结合两侧缠绕线圈设置于车底中央的设置位置的情况下，在车辆的外周的漏磁场已充分明确ICNIRP的参考水平。
另外，图13A～图13C示出伴随着具备该结合两侧缠绕线圈输电线圈与受电线圈的位置偏移及间隙变动的特性变化。图13A示出沿x方向在±60mm的范围变动时的供电电力(PD)、供电效率(η)、输入电压(VIN)、耦合系数(k)及输出电压(V2)的变化，图13B示出沿y方向在±150mm的范围变动时的各值的变化，另外，图13C示出在40mm～90mm之间改变间隙长时的各值的变化。其中，在这里，按照使PD固定的方式调整输入电压(VIN)。
由图13A～图13C可知，针对该非接触供电变压器的位置偏移及间隙变动的允许度较大。
在结合两侧缠绕线圈中，多个单一两侧缠绕线圈的绕组如图1A、图1B、图3A、图3B所示那样能够串联连接也能够并联连接，但在如图1A、图1B所示那样将单一两侧缠绕线圈100、200的绕组串联连接的情况下，在这些绕组中流动相同的电流，所以即使具备该结合两侧缠绕线圈的输电线圈与受电线圈产生了位置偏移，也不会产生单一两侧缠绕线圈100及200中的电流的不平衡。但是，在将绕组串联连接的情况下，端子间的电压变高。
另一方面，在如图3A、图3B所示那样将单一两侧缠绕线圈100、200的绕组并联连接的情况下，端子间的电压减少至串联连接时的1/2，易于操作，但是在具备该结合两侧缠绕线圈的输电线圈与受电线圈产生了位置偏移的情况下，有可能在单一两侧缠绕线圈100及200中流动的电流变得不平衡。
因此，优选即使是在输电线圈及受电线圈中的一方中将2个单一两侧缠绕线圈的绕组并联连接的情况下，另一方也将2个单一两侧缠绕线圈的绕组串联连接，来获取电流的平衡。
另外，也可以：如图14A、图14B所示，组合2组2个单一两侧缠绕线圈来构成结合两侧缠绕线圈，输电线圈及受电线圈中的一方如图14A所示那样，将各组的2个单一两侧缠绕线圈的绕组分别串联连接，并且将2组单一两侧缠绕线圈的绕组并联连接，输电线圈及受电线圈中的另一方如图14B所示那样，将各组的2个单一两侧缠绕线圈的绕组分别并联连接，并且将2组单一两侧缠绕线圈的绕组并联连接。该情况下，也在并联连接之中嵌入串联连接而获取电流的平衡。
另外，也可以如图15A、图15B所示那样，组合2组的2个单一两侧缠绕线圈来构成结合两侧缠绕线圈。即，如图15A、图15B所示，也可以在输电线圈及受电线圈中，均将各组的2个单一两侧缠绕线圈的绕组分别串联连接，并且将2组单一两侧缠绕线圈的绕组并联连接。该情况下，也在并联连接之中嵌入串联连接而获取电流的平衡。
其中，在图14A、图14B、图15A、图15B中，示出了2个单一两侧缠绕线圈的组为2组的情况，但也可以是2组以上(m组：m是自然数)。
另外，如图16所示，在结合两侧缠绕线圈中，当设连接着的磁极部的合计宽度(单一两侧缠绕线圈的排列方向的宽度)为D1、设位于结合两侧缠绕线圈的端部的磁极部的宽度为D2时，也可以D1＜2×D2。
在单一两侧缠绕线圈相邻的位置，二个单一两侧缠绕线圈的磁极部连接而成为2倍的宽度，所以即使缩窄各个进行连接的磁极部的宽度来实现单一两侧缠绕线圈的轻量化、结合两侧缠绕线圈的缩短化，也不会产生故障。
另外，在如图17A、图17B所示那样，组合了2台单一两侧缠绕线圈100、200的结合两侧缠绕线圈与电线22扁平地缠绕于平板状的铁氧体磁芯21的单面的单侧缠绕线圈对置的情况下，也如图17A所示那样，形成在两者间巡回的主磁通，所以能够在两者间实现高效的非接触供电。因此，组合了单一两侧缠绕线圈100、200的结合两侧缠绕线圈不仅相对于相同结构的结合两侧缠绕线圈，也相对于单侧缠绕线圈具有互换性。其中，图17B是图17A的俯视图。
另外，在这里，对单一两侧缠绕线圈具备H字形芯体的情况进行了说明，但单一两侧缠绕线圈也可以是如图20B所示那样具备方形芯体的两侧缠绕线圈。
本发明所涉及的非接触供电变压器能够将漏磁场较低地抑制并且能够实现大容量化，能够广泛地利用于电动车、插电式混合动力汽车等各种移动体的非接触供电。
附图标记说明：
10…输电线圈；20…受电线圈；21…铁氧体磁芯；31…铁氧体磁芯；40…H字形铁氧体芯体；41…磁极部；42…磁极部；43…被缠绕部；50…绕组部；61…方形铁氧体芯体；62…绕组；63…方形铁氧体芯体；64…绕组；65…铝板；66…铝板；67…主磁通；68…漏磁通；69…漏磁通；80…磁极芯体；81…绕组芯体；82…下层铁氧体板；100…单一两侧缠绕线圈；150…绕组；180…磁极芯体；181…绕组芯体；200…单一两侧缠绕线圈；250…绕组；280…磁极芯体；281…绕组芯体。

Claims (11)

1.一种移动体用非接触供电变压器，其中，
具备输电线圈及受电线圈，所述受电线圈被设置于移动体的设置位置，所述移动体移动至所述受电线圈与所述输电线圈对置的供电位置来进行非接触供电，
所述输电线圈及受电线圈中的至少一方由组合了多个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈构成，所述单一两侧缠绕线圈在芯体的磁极部间的被缠绕部缠绕有绕组，
所述结合两侧缠绕线圈按照如下方式组合所述单一两侧缠绕线圈：多个所述单一两侧缠绕线圈的被缠绕部直线状地排列，相邻的所述单一两侧缠绕线圈的磁极部彼此连接，并且从连接的各个所述磁极部朝向对象线圈的垂直方向的磁通的朝向相同，
对于所述单一两侧缠绕线圈，选择将由2个该单一两侧缠绕线圈构成的结合两侧缠绕线圈设置于所述移动体的所述设置位置时的所述移动体的周围的漏磁通不超过规定值的单一两侧缠绕线圈，
组合成所述结合两侧缠绕线圈的所述单一两侧缠绕线圈的个数按照1个所选择的所述单一两侧缠绕线圈的供电容量与所述个数的积满足非接触供电变压器的供电容量的方式来设定，
所述单一两侧缠绕线圈具有在并列的一对所述磁极部的中间部分配置有所述被缠绕部的H字形芯体。
2.根据权利要求1所述的移动体用非接触供电变压器，其中，
由所述结合两侧缠绕线圈构成的所述受电线圈按照所述结合两侧缠绕线圈中的所述单一两侧缠绕线圈的排列方向与所述移动体的前后方向一致的方式被设置于所述移动体的下表面的设置位置。
3.根据权利要求1所述的移动体用非接触供电变压器，其中，
当设所述结合两侧缠绕线圈的所述单一两侧缠绕线圈的排列方向上的连接着的所述磁极部的合计宽度为D1、位于所述结合两侧缠绕线圈的端部的所述磁极部的宽度为D2时，D1＜2×D2。
4.一种移动体用非接触供电变压器，其中，
具备输电线圈及受电线圈，所述受电线圈被设置于移动体的设置位置，所述移动体移动至所述受电线圈与所述输电线圈对置的供电位置来进行非接触供电，
所述输电线圈及受电线圈中的至少一方由组合了多个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈构成，所述单一两侧缠绕线圈在芯体的磁极部间的被缠绕部缠绕有绕组，
所述结合两侧缠绕线圈按照如下方式组合所述单一两侧缠绕线圈：多个所述单一两侧缠绕线圈的被缠绕部直线状地排列，相邻的所述单一两侧缠绕线圈的磁极部彼此连接，并且从连接的各个所述磁极部朝向对象线圈的垂直方向的磁通的朝向相同，
对于所述单一两侧缠绕线圈，选择将由2个该单一两侧缠绕线圈构成的结合两侧缠绕线圈设置于所述移动体的所述设置位置时的所述移动体的周围的漏磁通不超过规定值的单一两侧缠绕线圈，
组合成所述结合两侧缠绕线圈的所述单一两侧缠绕线圈的个数按照1个所选择的所述单一两侧缠绕线圈的供电容量与所述个数的积满足非接触供电变压器的供电容量的方式来设定，
输电线圈及受电线圈均由组合了2个所述单一两侧缠绕线圈的所述结合两侧缠绕线圈构成，在输电线圈及受电线圈中的一方的所述结合两侧缠绕线圈中，2个所述单一两侧缠绕线圈的所述绕组被串联地电连接，在输电线圈及受电线圈中的另一方的所述结合两侧缠绕线圈中，2个所述单一两侧缠绕线圈的所述绕组被并联地电连接。
5.根据权利要求4所述的移动体用非接触供电变压器，其中，
由所述结合两侧缠绕线圈构成的所述受电线圈按照所述结合两侧缠绕线圈中的所述单一两侧缠绕线圈的排列方向与所述移动体的前后方向一致的方式被设置于所述移动体的下表面的设置位置。
6.一种移动体用非接触供电变压器，其中，
具备输电线圈及受电线圈，所述受电线圈被设置于移动体的设置位置，所述移动体移动至所述受电线圈与所述输电线圈对置的供电位置来进行非接触供电，
所述输电线圈及受电线圈中的至少一方由组合了多个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈构成，所述单一两侧缠绕线圈在芯体的磁极部间的被缠绕部缠绕有绕组，
所述结合两侧缠绕线圈按照如下方式组合所述单一两侧缠绕线圈：多个所述单一两侧缠绕线圈的被缠绕部直线状地排列，相邻的所述单一两侧缠绕线圈的磁极部彼此连接，并且从连接的各个所述磁极部朝向对象线圈的垂直方向的磁通的朝向相同，
对于所述单一两侧缠绕线圈，选择将由2个该单一两侧缠绕线圈构成的结合两侧缠绕线圈设置于所述移动体的所述设置位置时的所述移动体的周围的漏磁通不超过规定值的单一两侧缠绕线圈，
组合成所述结合两侧缠绕线圈的所述单一两侧缠绕线圈的个数按照1个所选择的所述单一两侧缠绕线圈的供电容量与所述个数的积满足非接触供电变压器的供电容量的方式来设定，
输电线圈及受电线圈均由组合了m组的2个所述单一两侧缠绕线圈的所述结合两侧缠绕线圈构成，在输电线圈及受电线圈中的一方的所述结合两侧缠绕线圈中，各组的2个所述单一两侧缠绕线圈的所述绕组分别被串联地电连接，并且m组的所述单一两侧缠绕线圈的所述绕组被并联地电连接，在输电线圈及受电线圈中的另一方的所述结合两侧缠绕线圈中，各组的2个所述单一两侧缠绕线圈的所述绕组分别被并联地电连接，并且m组的所述单一两侧缠绕线圈的所述绕组被并联地电连接。
7.根据权利要求6所述的移动体用非接触供电变压器，其中，
由所述结合两侧缠绕线圈构成的所述受电线圈按照所述结合两侧缠绕线圈中的所述单一两侧缠绕线圈的排列方向与所述移动体的前后方向一致的方式被设置于所述移动体的下表面的设置位置。
8.一种移动体用非接触供电变压器，其中，
具备输电线圈及受电线圈，所述受电线圈被设置于移动体的设置位置，所述移动体移动至所述受电线圈与所述输电线圈对置的供电位置来进行非接触供电，
所述输电线圈及受电线圈中的至少一方由组合了多个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈构成，所述单一两侧缠绕线圈在芯体的磁极部间的被缠绕部缠绕有绕组，
所述结合两侧缠绕线圈按照如下方式组合所述单一两侧缠绕线圈：多个所述单一两侧缠绕线圈的被缠绕部直线状地排列，相邻的所述单一两侧缠绕线圈的磁极部彼此连接，并且从连接的各个所述磁极部朝向对象线圈的垂直方向的磁通的朝向相同，
对于所述单一两侧缠绕线圈，选择将由2个该单一两侧缠绕线圈构成的结合两侧缠绕线圈设置于所述移动体的所述设置位置时的所述移动体的周围的漏磁通不超过规定值的单一两侧缠绕线圈，
组合成所述结合两侧缠绕线圈的所述单一两侧缠绕线圈的个数按照1个所选择的所述单一两侧缠绕线圈的供电容量与所述个数的积满足非接触供电变压器的供电容量的方式来设定，
输电线圈及受电线圈均由组合了m组的2个所述单一两侧缠绕线圈的所述结合两侧缠绕线圈构成，在所述结合两侧缠绕线圈中，各组的2个所述单一两侧缠绕线圈的所述绕组分别被串联地电连接，并且m组的所述单一两侧缠绕线圈的所述绕组被并联地电连接。
9.根据权利要求8所述的移动体用非接触供电变压器，其中，
由所述结合两侧缠绕线圈构成的所述受电线圈按照所述结合两侧缠绕线圈中的所述单一两侧缠绕线圈的排列方向与所述移动体的前后方向一致的方式被设置于所述移动体的下表面的设置位置。
10.一种移动体用非接触供电变压器，其中，
具备输电线圈及受电线圈，所述受电线圈被设置于移动体的设置位置，所述移动体移动至所述受电线圈与所述输电线圈对置的供电位置来进行非接触供电，
所述输电线圈及受电线圈中的至少一方由组合了多个单一两侧缠绕线圈的结合两侧缠绕线圈构成，所述单一两侧缠绕线圈在芯体的磁极部间的被缠绕部缠绕有绕组，
所述结合两侧缠绕线圈按照如下方式组合所述单一两侧缠绕线圈：多个所述单一两侧缠绕线圈的被缠绕部直线状地排列，相邻的所述单一两侧缠绕线圈的磁极部彼此连接，并且从连接的各个所述磁极部朝向对象线圈的垂直方向的磁通的朝向相同，
对于所述单一两侧缠绕线圈，选择将由2个该单一两侧缠绕线圈构成的结合两侧缠绕线圈设置于所述移动体的所述设置位置时的所述移动体的周围的漏磁通不超过规定值的单一两侧缠绕线圈，
组合成所述结合两侧缠绕线圈的所述单一两侧缠绕线圈的个数按照1个所选择的所述单一两侧缠绕线圈的供电容量与所述个数的积满足非接触供电变压器的供电容量的方式来设定，
输电线圈及受电线圈中的一方由组合了2个所述单一两侧缠绕线圈的所述结合两侧缠绕线圈构成，输电线圈及受电线圈中的另一方由电线扁平地缠绕于平板状的铁氧体磁芯的单面的单侧缠绕线圈构成。
11.根据权利要求10所述的移动体用非接触供电变压器，其中，
由所述结合两侧缠绕线圈构成的所述受电线圈按照所述结合两侧缠绕线圈中的所述单一两侧缠绕线圈的排列方向与所述移动体的前后方向一致的方式被设置于所述移动体的下表面的设置位置。
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