CN107539140A - 受电装置、输送设备及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够通过简单的结构实现次级线圈的冷却和框体的破损的检测的受电装置、输送设备及检测方法。受电装置具备：次级线圈，其在与具有初级线圈的送电装置对置的状态下以非接触方式从送电装置接受电力；框体，其以与次级线圈之间形成空间的方式收容次级线圈；流体，其填充于空间，传感器，其配置在空间内，检测流体的液位高度的变化；以及检测部，其根据通过传感器检测出的液位高度的变化，来检测框体的破损。

Description

受电装置、输送设备及检测方法

技术领域

本发明涉及一种利用非接触电力传送技术的受电装置、输送设备及检测方法。

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。专利文献1中记载有具备利用非接触电力传送技术的受电装置的车辆。该受电装置具有通过树脂构件对线圈及铁心单元进行密封的结构，从线圈及铁心单元产生的热能够通过树脂构件向外部散热。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-65720号公报

发明要解决的课题

上述说明的专利文献1的受电装置使用螺栓等固定于作为车辆主体的底面的底板，因此对线圈及铁心单元进行密封的树脂构件有可能受到来自外部的冲击而破损。树脂构件的破损有可能产生与散热性能的降低或阻抗变化相伴的受电效率的降低之类的问题，所以不优选。然而，在专利文献1的受电装置中，并没有用于检测树脂构件的破损等的手段的公开或启示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够通过简单的结构实现次级线圈的冷却和框体的破损的检测的受电装置、输送设备及检测方法。

用于解决课题的方案

为了实现上述目的，技术方案1所记载的发明为受电装置，其具备：

次级线圈(例如为后述的实施方式中的次级线圈31)，其在与具有初级线圈的送电装置(例如为后述的实施方式中的送电装置T)对置的状态下以非接触方式从所述送电装置接受电力；

框体(例如为后述的实施方式中的框体32)，其以与所述次级线圈之间形成空间(例如为后述的实施方式中的空间S)的方式收容所述次级线圈；

流体(例如为后述的实施方式中的绝缘性流体F)，其填充于所述空间，

传感器(例如为后述的实施方式中的传感器33)，其配置在所述空间内，检测所述流体的液位高度的变化；以及

检测部(例如为后述的实施方式中的检测部34)，其根据通过所述传感器检测出的所述液位高度的变化，来检测所述框体的破损。

技术方案2所记载的发明在技术方案1所记载的发明的基础上，其中，

所述框体包括支承所述次级线圈的支承部(例如为后述的实施方式中的基板32a)，

所述支承部具有比所述次级线圈高的导热系数。

技术方案3所记载的发明在技术方案1或2所记载的发明的基础上，其中，

所述框体包括支承所述次级线圈的支承部(例如为后述的实施方式中的基板32a)，

所述支承部的导热系数比所述流体的导热系数高。

技术方案4所记载的发明在技术方案2或3所记载的发明的基础上，其中，

所述支承部在所述空间内的铅垂方向上端支承所述传感器。

技术方案5所记载的发明在技术方案1至4中任一项所记载的发明的基础上，其中，

所述传感器检测所述空间的多个部位处的所述流体的液位高度的变化，

所述检测部在所述多个部位处的所述液位高度均向相同方向变化的情况下，检测所述框体的破损。

技术方案6所记载的发明在技术方案5所记载的发明的基础上，其中，

所述检测部在所述多个部位处的所述液位高度均降低的情况下，检测所述框体的破损。

技术方案7所记载的发明在技术方案1至6中任一项所记载的发明的基础上，其中，

所述受电装置具备发送部，在所述检测部检测出所述框体的破损的情况下，所述发送部向所述送电装置发送对所述次级线圈停止送电的指令。

技术方案8所记载的发明为输送设备，其具有技术方案1至7中任一项所记载的受电装置。

技术方案9所记载的发明为检测方法，其为受电装置所进行的检测方法，所述受电装置具备：

次级线圈(例如为后述的实施方式中的次级线圈31)，其在与具有初级线圈的送电装置(例如为后述的实施方式中的送电装置T)对置的状态下以非接触方式从所述送电装置接受电力；

框体(例如为后述的实施方式中的框体32)，其以与所述次级线圈之间形成空间(例如为后述的实施方式中的空间S)的方式收容所述次级线圈；以及

流体(例如为后述的实施方式中的绝缘性流体F)，其填充于所述空间，

所述检测方法中，

检测所述流体的液位高度的变化，

根据检测出的所述液位高度的变化，来检测所述框体的破损。

发明效果

在技术方案1、技术方案8及技术方案9的发明中，在收容有次级线圈的框体内的空间中填充有流体，因此能够通过该流体对流而冷却次级线圈。若框体破损，则流体从破损部位漏出，或气泡从破损部位混入空间内，从而使流体的液位高度发生变化。技术方案1、技术方案8及技术方案9的发明中，通过检测该流体的液位高度的变化的传感器，能够根据该流体的液位高度的变化来检测框体的破损。如以上那样，根据技术方案1、技术方案8及技术方案9的发明，能够通过简单的结构以低成本实现次级线圈的冷却和框体的破损的检测。

根据技术方案2的发明，能够将次级线圈的热经由支承部向外部散热。

根据技术方案3的发明，能够将从次级线圈传递到流体的热经由支承部向外部散热。

根据技术方案4的发明，传感器配置在空间的铅垂方向上端，因此能够检测填充于空间内的流体的初始的液位降低。因此，能够尽早检测框体的破损。换言之，能够提高框体的破损检测的精度。

若受电装置相对于水平方向倾斜而成为多个传感器的铅垂方向高度不同的状态，则各传感器所检测的流体的液位高度不同。若根据可在该状态下检测的至少一个传感器所检测出的液位高度的变化来检测框体的破损，则会导致错误检测框体的破损。然而，根据技术方案5的发明，在多个部位的传感器所检测的液位高度均向相同方向变化的情况下检测框体的破损，因此能够防止受电装置相对于水平方向倾斜的状态下的错误检测。因此，能够提高受电装置中的框体的破损检测的精度。

根据技术方案6的发明，在所有传感器检测出液位降低的情况下检测框体的破损，因此能够进一步提高受电装置中的框体的破损检测的精度。

根据技术方案7的发明，若检测出框体的破损，则停止向次级线圈送电，因此能够提高安全性。

附图说明

图1是搭载有具备本发明的一实施方式所涉及的受电装置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一实施方式所涉及的受电装置的剖视图。

图3是从侧方观察树脂罩破损而液位高度降低了的状态的受电装置的剖视图。

图4是从侧方观察在树脂罩上产生裂纹而液位高度上升了的状态的受电装置的剖视图。

图5是从侧方观察车辆处于有坡度的路面上的状态的、树脂罩未破损的受电装置的剖视图。

图6是从侧方观察车辆处于平坦的路面上的状态的、树脂罩破损了的受电装置的剖视图。

图7是表示受电装置中的导热路径的简图。

图8是表示传感器位于铅垂方向下方的形态的受电装置的树脂罩破损而液位高度降低了的状态的图。

符号说明：

2 车室

3 底板

10 电源装置

20 电池单元

21 电池模块

27 接线盒

30 受电装置

31 次级线圈

32 框体

32a 基板

32b 树脂罩

33 传感器

34 检测部

35 散热片

50 电池箱

51 底部板

52 罩

F 绝缘性流体

S 空间

T 送电装置

V 车辆

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。需要说明的是，附图沿着符号的朝向来观察，在以下说明中，前后、左右、上下按照由驾驶员观察的方向，附图中，将车辆的前方表示为Fr、后方表示为Rr、左侧表示为L、右侧表示为R、上方表示为U、下方表示为D。

如图1所示，电源装置10具备：电池单元20，其收容多个电池模块21；受电装置30，其以非接触方式从送电装置T接受交流电力；以及整流器(未图示)，其将受电装置30所接受的电力从交流转换为直流并输出，并且电源装置10搭载于混合动力车辆或电动车辆等车辆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。

电池单元20主要具备多个电池模块21、接线盒27及收容它们的电池箱50。

电池箱50包括搭载有多个电池模块21和接线盒27的底部板51以及从上方覆盖它们的罩52。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)与在车辆V的两侧配设的底板框架(未图示)紧固连结，由此电池单元20以悬挂在底板3的下方的方式安装。

接线盒27是对将导线彼此结合、分支或中继时使用的多个端子、熔丝、断路器等安全装置进行收容的箱体。

受电装置30配置在电源装置10的底部且车辆V的底部，受电装置30利用非接触电力传送技术来接受经由与外部的电力系统连接的送电装置T的初级线圈(未图示)送来的交流的电力。如图2所示，受电装置30具备次级线圈31、以与次级线圈31之间形成空间S的方式收容次级线圈31的框体32、配置在空间S内的两个传感器33、33以及检测部34。在空间S中填充有绝缘性流体F。

次级线圈31为以非接触方式从送电装置T接受电力的线圈，且在受电装置30对置的状态下送电装置T的初级线圈进行交流励磁时，通过电磁感应的作用而在次级线圈31中流过交流。

框体32由支承次级线圈31的基板32a及从下方覆盖次级线圈31的树脂罩32b构成。基板32a使用具有比次级线圈31或绝缘性流体F高的导热系数的材料、例如铝形成。如图2所示，基板32a在空间S内的铅垂方向上的最上部(上端)支承传感器33。

传感器33为检测填充于空间S内的绝缘性流体F的液位高度的变化的液位计，传感器33分别配置在车辆V的前后方向上的不同的两个部位。传感器33为浮子式、电容式或电极式等的液位计。浮子式的液位计具备封入浮子(浮标)内的磁铁及固定在管座内的簧片开关，通过将管座作为引导件的浮子的上下移动来使簧片开关开闭，由此检测液位降低或液位上升。另外，电容式的液位计对绝缘性流体F所具有的固有介电常数与空气的介电常数之差进行计测，由此检测液位降低或液位上升。电极式的液位计对多个电极之间的电阻值进行计测，由此检测液位降低或液位上升。

检测部34根据传感器33的检测结果，来检测框体32中的尤其是树脂罩32b的破损。受电装置30配置在车辆V的底部，因此树脂罩32b有可能因与设置在路面上的突起物等的碰撞而破损。若树脂罩32b破损，则填充于空间S内的绝缘性流体F从破损部位漏出，从而如图3中以虚线箭头表示的那样，存在液位高度降低的情况。另外，若树脂罩32b的破损为裂纹等程度，则因绝缘性流体F的粘性而不会发生漏液，但气泡从破损部位混入空间S内，从而如图4中以虚线箭头表示的那样，存在液位高度上升的情况。因此，检测部34根据通过传感器33检测出的液位高度的变化，来检测框体32的树脂罩32b的破损。

但是，绝缘性流体F的液位高度根据具备受电装置30的车辆V相对于水平方向的倾斜也不同。即，如图5所示，在车辆V处于有坡度的路面上的情况下，受电装置30所具有的两个传感器33、33中，一个传感器检测出液位降低，而另一个传感器检测出液位上升。然而，上述的液位高度的变化并不是因树脂罩32b的破损所导致的。本实施方式中，如图6所示，在两个传感器33、33均检测相同方向上的液位高度的变化的情况下，检测部34检测框体32的树脂罩32b的破损。即，在两个传感器33、33的检测结果均为液位降低的情况或均为液位上升的情况下，检测部34判断为框体32的树脂罩32b破损。需要说明的是，因在树脂罩32b上产生裂纹时的气泡的混入导致的液位高度的上升程度不及因树脂罩32b破损的情况下的漏液导致的液位高度的降低程度。因此，只要两个传感器33的检测结果均为液位降低的情况下，检测部34就可以判断为框体32的树脂罩32b破损。

若检测部34检测出框体32的树脂罩32b的破损，则设置在车辆V上的发送部(未图示)向送电装置T发送对次级线圈31停止送电的指令。接收到该指令的送电装置T为了保证安全性，停止初级线圈的交流励磁。

受电装置30配置在电池箱50的底部板51的下表面侧。在受电装置30的框体32的上表面配置有散热片35。如图7所示，由作为受电装置30的主要热源的次级线圈31产生的热直接向导热系数明显比次级线圈31及绝缘性流体F高的基板32a传导，或经由在空间S内对流的绝缘性流体F向基板32a传导。向基板32a传导的热经由散热片35传到热容量比受电装置30大的底部板51。

整流器具备将输入的交流转换成直流并输出的整流电路，其输入侧与受电装置30连接，其输出侧与接线盒27连接。由此，受电装置30所接受的电力输入到整流器，在此，从交流转换成直流之后，经由接线盒27对电池模块21进行充电。

如以上说明那样，根据本实施方式，在收容有次级线圈31的框体32内的空间S中填充有绝缘性流体F，因此通过绝缘性流体F对流能够冷却次级线圈31。若框体32的树脂罩32b破损，则绝缘性流体F从破损部位漏出，或气泡从破损部位混入空间S内，从而使绝缘性流体F的液位高度发生变化。本实施方式的受电装置30具有检测绝缘性流体F的液位高度的变化的传感器33，因此能够根据绝缘性流体F的液位高度的变化检测框体32的树脂罩32b的破损。这样，能够通过简单的结构以低成本实现次级线圈31的冷却和框体32的破损的检测。

另外，支承次级线圈31的基板32a的导热系数比次级线圈31高，因此能够经由基板32a将次级线圈31的热向外部散热。另外，基板32a的导热系数比绝缘性流体F高，因此能够经由基板32a将从次级线圈31传递到绝缘性流体F的热向外部散热。

另外，如图2所示，传感器33配置在空间S的铅垂方向上端。如图8所示，若传感器33的铅垂方向上的位置在下方，则无法检测填充于空间内的流体的初始的液位降低。然而，本实施方式中，由于传感器33配置在空间S的铅垂方向上端，因此能够检测填充于空间S内的流体的初始的液位降低，从而能够尽早检测框体32的破损。换言之，能够提高框体32的破损检测的精度。

另外，两个传感器33、33分别配置在车辆V的前后方向上的不同的两个部位，在两个传感器33、33所检测的绝缘性流体F的液位高度均向相同方向变化的情况下，检测框体32的树脂罩32b的破损，因此能够防止受电装置30相对于水平方向倾斜的状态下的错误检测。因此，能够提高受电装置30中的框体32的破损检测的精度。另外，在框体32的树脂罩32b破损时，液位高度下降的可能性比上升的可能性高，因此若在两个传感器33、33均检测出液位降低的情况下检测框体32的破损，则能够进一步提高受电装置30中的框体32的破损检测的精度。

另外，若检测出框体32的破损，则对送电装置T进行指示，以停止向次级线圈31的送电，由此能够提高受电装置30侧的安全性。

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 (9)

1.一种受电装置，其中，

所述受电装置具备：

次级线圈，其在与具有初级线圈的送电装置对置的状态下以非接触方式从所述送电装置接受电力；

框体，其以与所述次级线圈之间形成空间的方式收容所述次级线圈；

流体，其填充于所述空间，

传感器，其配置在所述空间内，检测所述流体的液位高度的变化；以及

检测部，其根据通过所述传感器检测出的所述液位高度的变化，来检测所述框体的破损。

2.根据权利要求1所述的受电装置，其中，

所述框体包括支承所述次级线圈的支承部，

所述支承部具有比所述次级线圈高的导热系数。

3.根据权利要求1或2所述的受电装置，其中，

所述框体包括支承所述次级线圈的支承部，

所述支承部的导热系数比所述流体的导热系数高。

4.根据权利要求2或3所述的受电装置，其中，

所述支承部在所述空间内的铅垂方向上端支承所述传感器。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的受电装置，其中，

所述传感器检测所述空间的多个部位处的所述流体的液位高度的变化，

所述检测部在所述多个部位处的所述液位高度均向相同方向变化的情况下，检测所述框体的破损。

6.根据权利要求5所述的受电装置，其中，

所述检测部在所述多个部位处的所述液位高度均降低的情况下，检测所述框体的破损。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的受电装置，其中，

所述受电装置具备发送部，在所述检测部检测出所述框体的破损的情况下，所述发送部向所述送电装置发送对所述次级线圈停止送电的指令。

8.一种输送设备，其中，

所述输送设备具有权利要求1至7中任一项所述的受电装置。

9.一种检测方法，其为受电装置所进行的检测方法，所述受电装置具备：

次级线圈，其在与具有初级线圈的送电装置对置的状态下以非接触方式从所述送电装置接受电力；

框体，其以与所述次级线圈之间形成空间的方式收容所述次级线圈；以及

流体，其填充于所述空间，

所述检测方法中，

检测所述流体的液位高度的变化，

根据检测出的所述液位高度的变化，来检测所述框体的破损。