CN107539139B - 电源装置及输送设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够省略受电部专用的冷却机构的电源装置及输送设备。电源装置(10)具备：电池箱(50)，其收容电池模块(21～24)及接线盒(27)；受电部(30)，其以非接触方式从送电部(T)接受交流；整流器(40)，其将受电部所接受的交流转换为直流并输出；交流导线(41)，其将受电部与整流器的输入侧连接；以及直流导线(42)，其将整流器的输出侧与接线盒(27)连接，其中，受电部(30)经由散热片(33)与电池箱(50)连接，在电池箱上，在与受电部(30)对置的面设有开口部(51a)，交流导线(41)、直流导线(42)及整流器中的任一个以通过开口部(51a)的方式配置，电池箱(50)的热容量比受电部的热容量大。

Description

电源装置及输送设备
技术领域
本发明涉及一种具备以非接触方式从送电部接受电力的受电部的电源装置及输送设备。
背景技术
作为对搭载于通过电动机驱动的混合动力机动车或电动机动车等车辆上的电池进行充电的技术，考虑了充电时的便利性的非接触电力传送技术受到关注。例如，专利文献1中记载有一种车辆，其具备：受电部，其以非接触方式从送电部接受交流；整流器，其将受电部所接受的交流转换为直流并输出；以及电池，其由整流器整流后的直流充电，并且在底板的上方配置电池，在底板的下方配置受电部，且在电池与受电部之间配置整流器。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5825356号公报
发明要解决的课题
然而，电池及受电部为了防止因异常的温度上升导致的性能的劣化，需要将温度维持在适当范围内，但专利文献1所记载的车辆中，电池与受电部被底板分隔，从而分别需要专用的冷却机构，因此存在重量、大小及成本增加的可能性。另外，在非接触电力传送技术中，存在因受电部与送电部的位置偏离等而产生磁漏的可能性。
发明内容
本发明鉴于上述课题而作出，其目的在于提供一种能够省略受电部专用的冷却机构的电源装置及输送设备，或者提供一种能够抑制磁漏的电源装置及输送设备。
用于解决课题的方案
为了实现上述目的，技术方案1所记载的发明为电源装置(例如为后述的实施方式的电源装置10)，其具备：
蓄电部(例如为后述的实施方式的电池模块21～24)；
连接部(例如为后述的实施方式的接线盒27)，其与该蓄电部连接；
框体(例如为后述的实施方式的电池箱50)，其收容所述蓄电部；
受电部(例如为后述的实施方式的受电部30)，其以非接触方式从送电部(例如为后述的实施方式的送电部T)接受交流；
整流器(例如为后述的实施方式的整流器40)，其将所述受电部所接受的交流转换为直流并输出；
交流导线(例如为后述的实施方式的交流导线41)，其将所述受电部与所述整流器的输入侧连接；以及
直流导线(例如为后述的实施方式的直流导线42)，其将所述整流器的输出侧与所述连接部连接，其中，
所述受电部经由导热部(例如为后述的实施方式的散热片33)与所述框体连接，
在所述框体上，在与所述受电部对置的面上设有开口部(例如为后述的实施方式的开口部51a)，
所述交流导线、所述直流导线及所述整流器中的任一个以通过所述开口部的方式配置，
所述框体的热容量比所述受电部的热容量大。
技术方案2所记载的发明在技术方案1所记载的电源装置的基础上，其中，
所述交流导线及所述整流器中的任一个以通过所述开口部的方式配置。
技术方案3所记载的发明在技术方案1所记载的电源装置的基础上，其中，
所述受电部具备次级线圈(例如为后述的实施方式的次级线圈31)及收容该次级线圈的线圈罩(例如为后述的实施方式的线圈罩32)，
所述整流器与所述次级线圈一同收容于所述线圈罩。
技术方案4所记载的发明在技术方案3所记载的电源装置的基础上，其中，
所述整流器以通过所述开口部的方式配置。
技术方案5所记载的发明在技术方案3或4所记载的电源装置的基础上，其中，
所述整流器与所述线圈罩热连接，
所述线圈罩的热容量比所述整流器的热容量大。
技术方案6所记载的发明在技术方案1至5中任一项所记载的电源装置的基础上，其中，
在所述受电部与所述框体之间设有从外部密闭所述开口部的密封构件(例如为后述的实施方式的密封构件34)，
该密封构件从所述开口部观察时设置在所述导热部的外侧。
技术方案7所记载的发明在技术方案1至6中任一项所记载的电源装置的基础上，其中，
在所述框体上，在底面设有凹部(例如为后述的实施方式的凹部51b)，
所述开口部设置于该凹部，
在所述凹部收容有所述受电部的至少一部分。
技术方案8所记载的发明为输送设备(例如为后述的实施方式的车辆V)，其具备技术方案1至7中任一项所记载的电源装置，其中，
所述电源装置配置在底板(例如为后述的实施方式的底板3)的下方。
技术方案9所记载的发明为电源装置(例如为后述的实施方式的电源装置10)，其具备：
蓄电部(例如为后述的实施方式的电池模块21～24)；
框体(例如为后述的实施方式的电池箱50)，其收容该蓄电部；以及
受电部(例如为后述的实施方式的受电部30)，其以非接触方式从送电部(例如为后述的实施方式的送电部T)接受交流，其中，
在所述框体上，在底面设有凹部(例如为后述的实施方式的凹部51b)，
所述受电部以在所述凹部的铅垂方向下方且俯视时至少一部分与所述凹部重叠的方式配置。
技术方案10所记载的发明在技术方案9所记载的电源装置的基础上，其中，
俯视时所述凹部的面积比所述受电部的面积大。
技术方案11所记载的发明在技术方案10所记载的电源装置的基础上，其中，
在所述凹部收容有所述受电部的至少一部分。
技术方案12所记载的发明在技术方案11所记载的电源装置的基础上，其中，
在所述凹部收容有所述受电部。
技术方案13所记载的发明在技术方案12所记载的电源装置的基础上，其中，
所述框体的底面与所述受电部的底面为大致同一面。
技术方案14所记载的发明在技术方案9至13中任一项所记载的电源装置的基础上，其中，
在所述框体上，在所述凹部设有开口部(例如为后述的实施方式的开口部51a)。
技术方案15所记载的发明为输送设备(例如为后述的实施方式的车辆V)，其具备技术方案9至14中任一项所记载的电源装置，其中，
所述电源装置配置在底板(例如为后述的实施方式的底板3)的下方。
发明效果
根据技术方案1的发明，受电部与热容量较大的框体热连接，因此不需要受电部专用的冷却机构，从而能够降低电源装置的重量、大小及成本。需要说明的是，从受电部转移到框体的热能够通过框体或蓄电部的冷却机构冷却。另外，受电部、整流器及连接部经由与受电部对置的框体的开口部电连接，因此能够将交流导线及直流导线收容在电源装置的内部。
根据技术方案2的发明，交流导线及整流器中的任一个以通过框体的开口部的方式配置，因此在高度方向上将整流器的一部分或全部收容于框体，从而能够减薄非接触充电所需的电气安装件的占有空间。另外，能够缩短直流导线。
根据技术方案3的发明，整流器与次级线圈一同收容于线圈罩，因此能够将整流器与次级线圈接近配置，从而能够缩短交流导线。由此，抑制因集肤效应导致的交流导线的损失，从而能够提高充电效率。
根据技术方案4的发明，整流器以通过框体的开口部的方式配置，因此使蓄电部与整流器在高度方向重叠，由此能够缩小电源装置的高度尺寸。
根据技术方案5的发明，整流器与热容量较大的线圈罩热连接，因此能够使整流器的热向线圈罩逸散，从而不需要整流器专用的冷却机构。
根据技术方案6的发明，在受电部与所述框体之间设有从外部密闭开口部的密封构件，因此能够防止来自外部的水及异物的侵入。另外，密封构件从开口部观察时设置在导热部的外侧，因此能够防止导热部暴露于外部的情况。
根据技术方案7的发明，受电部的至少一部分收容在框体的凹部，因此能够通过框体防护来自受电部的漏磁场。
根据技术方案8的发明，电源装置配置在底板的下方，因此能够通过底板屏蔽来自受电部的漏磁场，从而抑制向车室的磁漏。
根据技术方案9的发明，受电部以在凹部的铅垂方向下方且俯视时至少一部分与凹部重叠的方式配置，因此屏蔽漏磁场的框体的面积增加，从而能够提高由框体起到的屏蔽功能。
根据技术方案10的发明，俯视时凹部的面积比受电部的面积大，因此能够通过框体更有效地防护来自受电部的漏磁场。
根据技术方案11的发明，受电部的至少一部分与凹部在高度方向上重叠，因此能够缩小电源装置的高度尺寸。
根据技术方案12的发明，受电部完全收容于凹部，因此能够进一步缩小电源装置的高度尺寸。
根据技术方案13的发明，使框体的底面与收容于凹部的受电部的底面成为大致同一面，由此能够将电源装置的高度尺寸设定为最小。
根据技术方案14的发明，在凹部设有开口部，因此通过框体的内表面(背面)也能够屏蔽漏磁场。
根据技术方案15的发明，电源装置配置在底板的下方，因此能够通过底板屏蔽来自受电部的漏磁场，从而抑制向车室的磁漏。
附图说明
图1是搭载有本发明的一实施方式所涉及的电源装置的车辆的简要侧视图。
图2是从侧方观察本发明的第一实施方式所涉及的电源装置的主要部分的剖视图。
图3是从电源装置的内部观察本发明的第一实施方式所涉及的电源装置的主要部分的俯视图。
图4是从侧方观察本发明的第二实施方式所涉及的电源装置的主要部分的剖视图。
图5是从侧方观察本发明的第三实施方式所涉及的电源装置的主要部分的剖视图。
图6是从侧方观察本发明的第四实施方式所涉及的电源装置的主要部分的剖视图。
符号说明：
10 电源装置
21～24 电池模块(蓄电部)
27 接线盒(连接部)
30 受电部
31 次级线圈
32 线圈罩
33 散热片(导热部)
34 密封构件
40 整流器
41 交流导线
42 直流导线
50 电池箱(框体)
51a 开口部
51b 凹部
V 车辆
T 送电部
3 底板
具体实施方式
以下，基于附图，对本发明的电源装置的各实施方式进行说明。需要说明的是，附图沿着符号的朝向来观察。
如图1至图3所示，电源装置10具备：电池单元20，其收容电池模块21～24；受电部30，其以非接触方式从送电部T接受交流；以及整流器40，其将受电部30所接受的交流转换成直流并输出，并且该电源装置10搭载于混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车等车辆V上。车辆V具备形成车室2的地板面的底板3，电源装置10配置在底板3的下方、即车辆V的底部。以下，对电源装置10的各构成要件进行说明。
本实施方式的电池单元20主要具备多个电池模块21～24、接线盒27、电池用ECU(未图示)及收容它们的电池箱50。
电池箱50由搭载有多个电池模块21～24、接线盒27和电池用ECU的底部板51及从上方覆盖它们的罩52构成。电池箱50中，至少底部板51使用具有导热性及磁屏蔽性的材料形成。另外，电池箱50中，左右延伸的多个托架(未图示)紧固在配设于车辆V的两侧的底板框架(未图示)上，由此电池单元20以悬挂在底板3的下方的方式安装。
在多个电池模块21～24中包含收容于电池箱50的前部的两个前部电池模块21、22及隔着第一空间部25而收容于电池箱50的后部的两个后部电池模块23、24，各电池模块21～24分别具有多个高压电池21a～24a。
本实施方式中，由沿前后方向排列的三个高压电池21a构成一侧的前部电池模块21，由沿前后方向排列的三个高压电池22a构成另一侧的前部电池模块22，由沿左右方向排列两个、沿前后方向排列三个的总计六个高压电池23a构成一侧的后部电池模块23，由沿左右方向排列两个的高压电池24a构成另一侧的后部电池模块24，两个前部电池模块21、22以隔着第二空间部26而向左右分开的状态收容于电池箱50的前部。
多个电池模块21～24配置在车辆V的前部座位4及后部座位5的下方(参照图1)。具体而言，在前部座位4的下方配置前部电池模块21、22，在后部座位5的下方配置后部电池模块23、24。
接线盒27是对将导线彼此结合、分支、中继时使用的多个端子、或熔丝、断路器等安全装置进行收容的箱体，侧视时配置在前部电池模块21、22与后部电池模块23、24之间的第一空间部25且电池单元20的宽度方向中央。
电池单元20为了防止因异常的温度上升导致的电池模块21～24的性能劣化，具备将电池模块21～24的温度维持在适当范围内的电池冷却机构(未图示)。例如，具备利用从冷却风扇(未图示)导入到电池箱50内的空气冷却电池模块21～24并将冷却后的空气向电池箱50外排出的风冷式的电池冷却机构。需要说明的是，电池冷却机构并不限定于风冷式，也可以为水冷式或油冷式。
受电部30具备次级线圈31及收容次级线圈31的线圈罩32。受电部30配置在电源装置10的底部且车辆V的底部，利用非接触电力传送技术接受从外部的电力系统经由送电部T的初级线圈(未图示)送来的交流的电力。具体而言，在受电部30对置的状态下对送电部T的初级线圈进行交流励磁时，通过电磁感应的作用而在受电部30的次级线圈31流过交流。在送电部T与受电部30之间产生交流磁场，其一部分成为漏磁场。
整流器40具备将输入的交流转换成直流并输出的整流电路，其输入侧经由交流导线41而与受电部30连接，其输出侧经由直流导线42而与接线盒27连接。由此，受电部30所接受的电力经由交流导线41输入到整流器40，在此，从交流转换成直流之后，经由直流导线42及接线盒27向电池模块21～24充电。受电部30及整流器40与电池模块21～24相同，为了防止因异常的温度上升导致的性能的劣化，要求将温度维持在适当范围内。
在交流导线41中，输电效率(损失)根据流过的交流的频率而发生变化。具体而言，在交流导线41中流过的交流通过集肤效应而主要集中在交流导线41的表皮侧流动，频率越高，大部分交流所流过的表皮深度越变浅。若流过的交流集中在交流导线41的表皮侧，则因中心附近的电流不足引起的有效导体截面积的减少、或表皮侧的热损失而使输电效率降低，频率变得越高，输电效率的降低变得越明显。另外，随着集肤效应的增大，朝向周围的漏磁场也变得不能无视。因此，在选择高频带的非接触传送中，为了抑制因集肤效应导致的损失，优选尽可能缩短交流导线41。
接着，对电源装置10中的受电部30及整流器40的配置进行说明。
整流器40接近受电部30的次级线圈31的上表面中央部配置，与次级线圈31一同收容于由上线圈罩32a及下线圈罩32b构成的线圈罩32。由此，交流导线41变短，可抑制因集肤效应导致的损失或漏磁场。另外，整流器40具有导热性，并且与热容量比整流器40大的线圈罩32热连接。由此，能够利用受电部30的冷却机构来冷却整流器40。
受电部30配置在电池箱50的底部板51的下表面侧。在底部板51上，在与受电部30对置的面上设有开口部51a，整流器40以通过开口部51a的方式配置。由此，使电池单元20与整流器40在高度方向重叠，从而能够抑制电源装置10的高度尺寸。
在受电部30的线圈罩32的上表面，以包围整流器40的方式配置有散热片33。线圈罩32具有导热性，且经由散热片33与热容量比受电部30大的底部板51热连接。由此，能够利用电池单元20的冷却机构来冷却受电部30及整流器40。
在受电部30的线圈罩32与电池箱50的底部板51之间，设有从外部密闭开口部51a来防止水及异物从外部向电池箱50内侵入的密封构件34。密封构件34从开口部51a观察时，以包围散热片33的外侧的方式设置，还防止散热片33暴露在外部。
在电池箱50的底部板51上，俯视时的面积比受电部30大的凹部51b以向下方开口的方式设置。具体而言，在电池箱50内，凹部51b以向在左右的前部电池模块21、22之间确保的第二空间部26突出的方式设置。开口部51a俯视时形成在凹部51b的中央部，受电部30以在凹部51b的铅垂方向下方且俯视时与凹部51b重叠的方式配置。根据这种凹部51b，在产生漏磁场的受电部30的附近增大底部板51的表面积，因此能够提高由底部板51起到的磁屏蔽功能。
更具体而言，受电部30以电池箱50的底面与受电部30的底面成为大致同一面的方式配置，换言之，以电池箱50的底面与受电部30的底面形成同一平面的方式将受电部30配置在凹部51b内。由此，使受电部30与凹部51b在高度方向重叠，从而能够将电源装置10的高度尺寸设定为最小。另外，能够保护受电部30，以免因与设在路面上的凸起物等的碰撞引起的破损。
如以上说明那样，根据本实施方式的电源装置10，受电部30与热容量较大的电池箱50热连接，因此不需要受电部专用的冷却机构，从而能够降低电源装置10的重量、大小及成本。
另外，受电部30、整流器40及接线盒27经由与受电部30对置的电池箱50的开口部51a而电连接，因此能够将交流导线41及直流导线42收容于电源装置10的内部。
另外，整流器40以通过电池箱50的开口部51a的方式配置，因此在高度方向上，将整流器40的一部分或全部收容于电池箱50，从而能够减薄非接触充电所需的电气安装件的占有空间，还能够缩短直流导线42。
另外，整流器40与次级线圈31一同收容于线圈罩32，因此能够将整流器40与次级线圈31接近配置，从而能够缩短交流导线41。由此，抑制了因集肤效应导致的交流导线41的损失，从而能够提高充电效率。
另外，整流器40与热容量较大的线圈罩32热连接，因此能够使整流器40的热向线圈罩32逸散，从而不需要整流器专用的冷却机构。
另外，在受电部30与电池箱50之间设有从外部密闭开口部51a的密封构件34，因此能够防止来自外部的水及异物的侵入。另外，密封构件34从开口部51a观察时设在散热片33的外侧，因此能够抑制散热片33暴露在外部的情况。
另外，受电部30以在设置于电池箱50的底部的凹部51b的铅垂方向下方且俯视时至少一部分与凹部51b重叠的方式配置，因此屏蔽漏磁场的电池箱50的面积增加，从而能够提高由电池箱50起到的屏蔽功能。
另外，俯视时凹部51b的面积比受电部30的面积大，因此能够通过框体更有效地防护来自受电部30的漏磁场。
另外，受电部30完全收容于凹部51b，因此能够缩小电源装置10的高度尺寸。
另外，使电池箱50的底面与收容于凹部51b的受电部30的底面成为大致同一面，由此能够将电源装置10的高度尺寸设定为最小。
另外，在凹部51b设有开口部51a，因此通过电池箱50的内表面(背面)也能够屏蔽漏磁场。
另外，电源装置10配置在底板3的下方，因此能够通过底板3屏蔽来自受电部30的漏磁场，从而抑制向车室2的磁漏。
接着，参照图4至图6，对本发明的第二至第四实施方式所涉及的电源装置10B～10D进行说明。其中，关于与第一实施方式共用的结构，通过使用与第一实施方式相同的符号，挪用第一实施方式的说明。
如图4所示，第二实施方式的电源装置10B中，以直流导线42通过开口部51a的方式配置受电部30及整流器40这一点与上述实施方式不同。即使为这样构成的第二实施方式的电源装置10B，也能够与第一实施方式的电源装置10同样地实现由电池冷却机构进行的受电部30及整流器40的冷却、交流导线41的最短化及由电池箱50起到的磁屏蔽功能的提高。
如图5所示，第三实施方式的电源装置10C中，以交流导线41通过开口部51a的方式配置受电部30及整流器40这一点与上述实施方式不同。即使为这样构成的第三实施方式的电源装置10C，也能够与第一实施方式的电源装置10同样地实现由电池冷却机构进行的受电部30及整流器40的冷却、由电池箱50起到的磁屏蔽功能的提高及电源装置10C的高度尺寸的最小化。
如图6所示，第四实施方式的电源装置10D中，另一散热片35及密封构件34设置在线圈罩32的外侧面与凹部51b的纵壁之间这一点与上述实施方式不同。即使为这样构成的第四实施方式的电源装置10D，也能够与第一实施方式的电源装置10同样地实现由电池冷却机构进行的受电部30及整流器40的冷却、交流导线41的最短化、由电池箱50起到的磁屏蔽功能的提高及电源装置10C的高度尺寸的最小化。
需要说明的是，本发明并不限定于上述的实施方式，能够适当进行变形、改良等。

Claims (15)

1.一种电源装置，其具备：
蓄电部；
连接部，其与该蓄电部连接；
框体，其收容所述蓄电部；
受电部，其以非接触方式从送电部接受交流；
整流器，其将所述受电部所接受的交流转换为直流并输出；
交流导线，其将所述受电部与所述整流器的输入侧连接；以及
直流导线，其将所述整流器的输出侧与所述连接部连接，其中，
所述受电部经由导热部与所述框体连接，
在所述框体上，在与所述受电部对置的面上设有开口部，
所述交流导线、所述直流导线及所述整流器中的任一个以通过所述开口部的方式配置，
所述框体的热容量比所述受电部的热容量大。
2.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
所述交流导线及所述整流器中的任一个以通过所述开口部的方式配置。
3.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
所述受电部具备次级线圈及收容该次级线圈的线圈罩，
所述整流器与所述次级线圈一同收容于所述线圈罩。
4.根据权利要求3所述的电源装置，其中，
所述整流器以通过所述开口部的方式配置。
5.根据权利要求3所述的电源装置，其中，
所述整流器与所述线圈罩热连接，
所述线圈罩的热容量比所述整流器的热容量大。
6.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
在所述受电部与所述框体之间设有从外部密闭所述开口部的密封构件，
该密封构件从所述开口部观察时设置在所述导热部的外侧。
7.根据权利要求1所述的电源装置，其中，
在所述框体上，在底面设有凹部，
所述开口部设置于该凹部，
在所述凹部收容有所述受电部的至少一部分。
8.一种输送设备，其具备权利要求1至7中任一项所述的电源装置，其中，
所述电源装置配置在底板的下方。
9.一种电源装置，其具备：
蓄电部；
框体，其收容该蓄电部；以及
受电部，其以非接触方式从送电部接受交流，其中，
在所述框体上，在底面设有凹部，
所述受电部以在所述凹部的铅垂方向下方且俯视时至少一部分与所述凹部重叠的方式配置。
10.根据权利要求9所述的电源装置，其中，
俯视时所述凹部的面积比所述受电部的面积大。
11.根据权利要求10所述的电源装置，其中，
在所述凹部收容有所述受电部的至少一部分。
12.根据权利要求11所述的电源装置，其中，
在所述凹部收容有所述受电部。
13.根据权利要求12所述的电源装置，其中，
所述框体的底面与所述受电部的底面为大致同一面。
14.根据权利要求9所述的电源装置，其中，
在所述框体上，在所述凹部设有开口部。
15.一种输送设备，其具备权利要求9至14中任一项所述的电源装置，其中，
所述电源装置配置在底板的下方。
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