CN108215859A - 车辆及非接触送受电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供车辆及非接触送受电系统。所述车辆能够以非接触的方式接受电力,包括车辆主体和受电装置。在相对于所述受电装置靠基准方向的一方侧的位置设置有由铝形成的、或者形成为导磁率及电阻分别比铝的导磁率及电阻低的第1区域。在所述基准方向的另一方侧的位置设置有空间和/或第2区域,所述第2区域是形成为导磁率及电阻分别比所述第1区域的导磁率及电阻高的区域。所述受电线圈的卷绕轴相对于车宽方向上的中心位置配置于向所述基准方向的所述一方侧偏离的位置。
Description
技术领域
本公开涉及能够以非接触的方式从设置于车辆主体的外部的送电装置接受电力的车辆及非接触送受电系统。
背景技术
如下述的日本特开2012-188116、日本特开2013-154815、日本特开2013-146154、日本特开2013-146148、日本特开2013-110822、日本特开2013-126327、以及国际公开第2013/076870所公开的那样,正在开展对能够以非接触的方式从设置于车辆主体的外部的送电装置接受电力的车辆的开发。在这些文献所公开的车辆中,在车辆主体的底面侧设置有受电装置。受电装置配置成,使得当受电装置从送电装置接受电力时,受电装置在上下方向上与送电装置相对。
通过向送电装置的送电线圈供给电力,在送电线圈的周围形成有磁通。通过磁通与受电线圈交链,车辆能够通过受电装置来接受电力。也有时不仅在车辆主体的底面侧配置受电装置,还在受电装置的附近配置消声器那样的金属制的部件(例如铁、不锈钢那样的磁性体)(参照国际公开第2013/076870)。
发明内容
虽然优选在送电线圈与受电线圈彼此位置对齐的状态(例如它们的卷绕轴的延长线彼此一致的状态)下输送接受电力,但也设想如下情况:车辆在相对于送电装置位置偏离的状态下停止,结果,在送电线圈与受电线圈彼此没有位置对齐的状态下输送接受电力。
如上所述,有时在受电装置的附近例如以与受电装置相邻的方式配置金属制的部件。在该情况下,形成于送电线圈的周围的磁通可能不仅与受电线圈交链,还与金属制的部件交链。例如,在相对于受电装置靠第1方向侧的位置配置铝制的部件(非磁性体),在相对于受电装置靠第2方向侧的位置配置铁制的部件,所述第2方向侧是与第1方向相反的一侧。
当在受电线圈相对于送电线圈向第1方向侧(铝制的部件所在的一侧)位置偏离了特定的距离的状态下输送接受电力时,获得第1耦合系数。当在受电线圈相对于送电线圈向第2方向侧(铁制的部件所在的一侧)位置偏离了与上述特定的距离相同的距离的状态下输送接受电力时,获得第2耦合系数。第1耦合系数与第2耦合系数可能是彼此不同的值。
即,在受电装置的附近设置有铁和/或不锈钢那样的、具有比铝高的导磁率及电阻的金属制的部件的情况下,磁通容易穿过该金属部件中,磁通容易被该金属部件引导而到达受电线圈。另一方面,在受电装置的附近设置有铝、和/或具有比铝低的导磁率及电阻的金属部件的情况下,磁通容易在该金属部件的表面反射,磁通难以到达受电线圈。
在相对于受电装置靠第1方向侧的位置配置例如铝制的部件并在相对于受电装置靠作为与第1方向相反的一侧的第2方向侧配置例如铁制的部件那样的情况下,在受电装置的周围形成有导磁率及电阻不同的多个区域。在这样的情况下,当受电线圈相对于送电线圈向第1方向侧位置偏离时获得的耦合系数与当受电线圈相对于送电线圈向第2方向侧位置偏离时获得的耦合系数之间容易产生差异。
与位置偏离相应地耦合系数发生变动,与此相伴地,受电装置的受电电压发生变动。在送电装置实施了恒定功率控制的情况下,在送电装置内流动的电流也发生变动。需要进行能够允许因位置偏离而产生的耦合系数的变动的装置设计,例如,需要预先确保受电装置的额定值(耐电压范围)大,需要预先确保送电装置的额定值(耐电流范围)大,需要预先确保所使用的线圈线形(linear shape)大,需要预先将向送电线圈供给的电流值设定得大。
本公开提供车辆及非接触送受电系统,在受电装置的周围形成有导磁率及电阻不同的区域的情况下,即使受电线圈相对于送电线圈位置偏离,也能够抑制受电线圈与送电线圈之间的耦合系数的变动。
本发明的第1技术方案的车辆能够以非接触的方式从送电装置接受电力,所述送电装置配置成,使得送电线圈的卷绕轴在停车空间内的宽度方向的中心的位置沿上下方向延伸,所述车辆具备:车辆主体,其具有底面;和受电装置,其具有以非接触的方式从所述送电装置的所述送电线圈接受电力的受电线圈和收纳所述受电线圈的箱体,所述受电装置以使得所述受电线圈的卷绕轴沿上下方向延伸的方式设置于所述车辆主体的所述底面侧。在以与所述受电线圈的所述卷绕轴交叉并且相对于车宽方向平行的方向为基准方向时,在相对于所述受电装置的所述箱体靠所述基准方向的一方侧的位置,设置有由铝形成的、或者形成为导磁率及电阻分别比铝的导磁率及电阻低的第1区域。在相对于所述受电装置的所述箱体靠所述基准方向的另一方侧的位置,设置有空间和/或第2区域,所述第2区域是形成为导磁率及电阻分别比所述第1区域的导磁率及电阻高的区域。所述受电线圈的所述卷绕轴相对于所述车辆主体的车宽方向上的中心位置配置于向所述基准方向的所述一方侧偏离的位置。
根据上述的车辆,形成于送电线圈的周围的磁通,穿过相对于受电线圈的卷绕轴位于一方侧的第1区域的附近并且与受电线圈交链,穿过相对于卷绕轴位于另一方侧的空间和/或第2区域的附近并且与受电线圈交链。在位于上述一方侧的第1区域侧,与空间和/或第2区域相比,磁通容易被第1区域反射,与第2区域相比,磁通难以到达受电线圈。在位于上述另一方侧的空间和/或第2区域侧,与第1区域相比,磁通容易到达受电线圈。
在以车辆主体的车宽方向上的中心位置与送电线圈的卷绕轴一致的状态为位置对齐的状态时,根据上述的车辆,受电线圈的卷绕轴相对于车辆主体的车宽方向上的中心位置配置于向一方侧偏离的位置,因此,无论是在位置对齐的状态下进行非接触送受电,还是在受电线圈相对于送电线圈在车宽方向上位置偏离的状态下进行非接触送受电,相对于受电线圈的卷绕轴位于一方侧的第1区域对非接触送受电给予的影响均几乎不变,相对于受电线圈的卷绕轴位于另一方侧的空间和/或第2区域对非接触送受电给予的影响也均几乎不变。因此,根据上述的车辆,即使受电线圈相对于送电线圈在车宽方向上位置偏离,也能够抑制受电线圈与送电线圈之间的耦合系数的变动。
所述车辆还具备蓄电装置,所述蓄电装置具有主体壳,所述主体壳配置于所述车辆主体的所述底面。所述受电装置的所述箱体安装于所述主体壳的下表面,所述蓄电装置的所述主体壳的所述下表面可以具有构成所述第1区域的部分。根据该构成,在蓄电装置配置于车辆主体的底面侧的情况下,即使受电线圈相对于送电线圈在车宽方向上位置偏离,也能够抑制受电线圈与送电线圈之间的耦合系数的变动。
所述车辆还具备:发动机,其配置于所述车辆主体的内部;和消声器,其连接于所述发动机,设置于所述车辆主体的所述底面侧。所述消声器可以具有构成所述第2区域的部分。根据该构成,在具备发动机且消声器配置于车辆主体的底面侧的情况下,即使受电线圈相对于送电线圈在车宽方向上位置偏离,也能够抑制受电线圈与送电线圈之间的耦合系数的变动。
本发明的第2技术方案的非接触送受电系统具备:送电装置,其具有送电线圈,所述送电装置配置成,使得所述送电线圈的卷绕轴在停车空间内沿上下方向延伸;和车辆,其能够在所述停车空间内位置对齐了的状态下以非接触的方式从所述送电装置接受电力,包括:车辆主体,其具有底面;和受电装置,其具有以非接触的方式从所述送电装置的所述送电线圈接受电力的受电线圈和收纳所述受电线圈的箱体,所述受电装置以使得所述受电线圈的卷绕轴沿上下方向延伸的方式设置于所述车辆主体的所述底面。也可以是,在以与所述受电线圈的所述卷绕轴交叉并且相对于车辆前后方向或者车宽方向平行的方向为基准方向时,在相对于所述受电装置的所述箱体靠所述基准方向的一方侧的位置,设置有由铝形成的、或者形成为导磁率及电阻分别比铝的导磁率及电阻低的第1区域。也可以是,在相对于所述受电装置的所述箱体靠所述基准方向的另一方侧的位置,设置有空间和/或第2区域,所述第2区域是形成为导磁率及电阻分别比所述第1区域的导磁率及电阻高的区域。也可以是,当在所述车辆主体在所述停车空间内位置对齐了的状态下将所述送电线圈的所述卷绕轴沿向上方向延长而描绘出假想的延长线时,所述受电线圈的所述卷绕轴配置于相对于所述延长线的位置向所述基准方向的所述一方侧偏离的位置。
在上述的非接触送受电系统中,在以设定于车辆主体的预定的基准位置与送电线圈的卷绕轴一致的状态为位置对齐的状态时,受电线圈的卷绕轴相对于车辆主体的基准位置配置于在上述基准方向上向一方侧偏离的位置,因此,无论是在位置对齐的状态下进行非接触送受电,还是在受电线圈相对于送电线圈在上述基准方向上位置偏离的状态下进行非接触送受电,相对于受电线圈的卷绕轴在上述基准方向上位于一方侧的第1区域对非接触送受电给予的影响均几乎不变,相对于受电线圈的卷绕轴在上述基准方向上位于另一方侧的空间和/或第2区域对非接触送受电给予的影响也均几乎不变。因此,根据上述的车辆,即使受电线圈相对于送电线圈在上述基准方向上位置偏离,也能够抑制受电线圈与送电线圈之间的耦合系数的变动。
根据上述的构成,在受电装置的周围形成有导磁率及电阻不同的区域的情况下,即使受电线圈相对于送电线圈位置偏离,也能够抑制受电线圈与送电线圈之间的耦合系数的变动,能够发挥相对于位置偏离而偏差较少的非接触充电效率。
附图说明
以下,参照附图说明本发明的示例性实施方式的特征、优点以及技术上和产业上的意义,在附图中相同的附图标记表示相同的要素,并且其中:
图1是示意地表示实施方式1中的车辆1及非接触送受电系统100的图。
图2是示意地表示实施方式1中的车辆1及非接触送受电系统100的电路图。
图3是表示实施方式1中的非接触送受电系统100的车辆1(车辆主体2)的底板2A、设置于底板2A的底面2C侧的消声器4、受电装置5及蓄电装置6等的平面图,表示从重力方向下方仰视车辆1的底面2C时进行观察的情形。
图4是沿图3中的IV-IV线的向视剖视图。
图5是表示在实施方式1中的车辆1在停车空间9A(图1)内位置对齐的状态下,送电装置8和车辆1的受电装置5以非接触的方式输送接受电力的情形的剖视图。
图6是表示从图5所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离距离DR1的情形的剖视图。
图7是表示从图5所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离距离DR2的情形的剖视图。
图8是表示比较例1中的车辆1A(车辆主体2)的平面图,表示从重力方向下方仰视车辆1A的底面2C时进行观察的情形。
图9是沿图8中的IX-IX线的向视剖视图。
图10是表示比较例1中的车辆1A在停车空间内位置对齐的状态下,送电装置8和车辆1A的受电装置5以非接触的方式输送接受电力的情形的剖视图。
图11是表示从图10所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离距离DR1的情形的剖视图。
图12是表示从图10所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离距离DR2的情形的剖视图。
图13是表示实施方式2中的非接触送受电系统100B及车辆1B的剖视图,与实施方式1中的图4对应。
图14是表示实施方式3中的非接触送受电系统100C及车辆1C的剖视图,与实施方式1中的图4对应。
图15是表示实施方式4中的非接触送受电系统100D的车辆1D(车辆主体2)的底板2A、设置于底板2A的底面2C侧的受电装置5及蓄电装置6等的平面图,表示从重力方向下方仰视车辆1D的底面2C时进行观察的情形。
图16是沿图15中的XVI-XVI线的向视剖视图。
图17是表示在实施方式4中的车辆1D在停车空间内位置对齐的状态下,送电装置8和车辆1D的受电装置5以非接触的方式输送接受电力的情形的剖视图。
图18是表示从图17所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离距离DR1的情形的剖视图。
图19是表示从图17所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离距离DR2的情形的剖视图。
图20是表示比较例2中的车辆1E(车辆主体2)的平面图,表示从重力方向下方仰视车辆1E的底面2C时进行观察的情形。
图21是沿图20中的XXI-XXI线的向视剖视图。
图22是表示在比较例2中的车辆1E在停车空间内位置对齐的状态下,送电装置8和车辆1E的受电装置5以非接触的方式输送接受电力的情形的剖视图。
图23是表示从图22所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离距离DR1的情形的剖视图。
图24是表示从图22所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离距离DR2的情形的剖视图。
图25是表示实施方式5中的非接触送受电系统100F的车辆1F(车辆主体2)的底板2A、设置于底板2A的底面2C侧的受电装置5及蓄电装置6等的平面图,表示从重力方向下方仰视车辆1F的底面2C时进行观察的情形。
图26是沿图25中的XXVI-XXVI线的向视剖视图。
图27是表示在实施方式5中的车辆1F在停车空间内位置对齐的状态下,送电装置8和车辆1F的受电装置5以非接触的方式输送接受电力的情形的剖视图。
图28是表示从图27所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头B侧位置偏离距离DR1的情形的剖视图。
图29是表示从图27所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头F侧位置偏离距离DR2的情形的剖视图。
图30是表示实施方式6中的非接触送受电系统100G的车辆1G(车辆主体2)的底板2A、设置于底板2A的底面2C侧的受电装置5及蓄电装置6等的平面图,表示从重力方向下方仰视车辆1G的底面2C时进行观察的情形。
图31是沿图30中的XXXI-XXXI线的向视剖视图。
图32是表示在实施方式6中的车辆1G在停车空间内位置对齐的状态下,送电装置8和车辆1G的受电装置5以非接触的方式输送接受电力的情形的剖视图。
图33是表示从图32所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头B侧位置偏离距离DR1的情形的剖视图。
图34是表示从图32所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头F侧位置偏离距离DR2的情形的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图对实施方式进行说明。有时对相同的构件及相当的构件标注相同的参照编号,不反复进行重复的说明。
实施方式1
参照图1~图7,对实施方式1中的车辆1及非接触送受电系统100进行说明。图1是示意地表示车辆1及非接触送受电系统100的图。图2是示意地表示车辆1及非接触送受电系统100的电路图。
在图1中,箭头U表示重力方向上的向上方向,箭头D表示重力方向上的向下方向。箭头F、B表示车辆1的车辆前后方向。虽然在图1中没有进行图示,但图3等所图示的箭头L、R表示车辆1的车宽方向。这些箭头的意义在后述的所有的附图中是共通的。
非接触送受电系统100
参照图1及图2,非接触送受电系统100具备送电装置8和包括受电装置5的车辆1。车辆1(图1)除受电装置5以外还包括车辆主体2、发动机3、消声器4及蓄电装置6。车辆主体2具备底板2A及车轮2W,底板2A具有上表面2B及底面2C。发动机3配置于车辆主体2的内部,消声器4的前端连接于发动机3。为了方便进行图示,在图1中仅图示出消声器4中的前端侧的部分。消声器4设置于车辆主体2的底面2C侧,大致沿车辆前后方向延伸(图3)。
受电装置5包括箱体5A、受电部5B及整流器5R(图2),所述受电装置5设置于车辆主体2的底面2C侧。受电装置5的箱体5A经由蓄电装置6(主体壳6A)而固定于车辆主体2的底面2C。受电装置5设置于车辆主体2的底面2C侧这一技术意义不仅包括受电装置5的箱体5A经由蓄电装置6而间接固定于底板2A的底面2C这一情况,还包括受电装置5的箱体5A经由如图14所示的金属板6S而间接固定于底板2A的底面2C的情况、受电装置5的箱体5A直接固定于底板2A的底面2C的情况。
受电装置5的受电部5B包括以非接触的方式从送电装置8的送电线圈8L接受电力的受电线圈5L、与受电线圈5L串联连接的电容器5T、铁素体5M、5N(图3、图4)及支承板5G(图4),它们均被收纳于箱体5A内。由受电线圈5L及电容器5T形成LC谐振电路。受电装置5的受电部5B的谐振频率与送电装置8的送电部8B的谐振频率构成为实质上一致。受电装置5的整流器5R(图2)将受电部5B从送电部8B接受的交流电力变换成直流电力,并且将该电力向蓄电装置6供给。
蓄电装置6也配置于车辆主体2的底面2C侧。蓄电装置6包括主体壳6A。主体壳6A具有下表面6B,受电装置5配置于蓄电装置6的下表面6B侧。受电装置5与蓄电装置6通过未图示的配线部件而电连接。配线部件将由整流器5R(图2)生成的直流电力从受电装置5向蓄电装置6传送、在受电装置5与蓄电装置6之间传送低电压的信号。
送电装置8包括箱体8A、送电部8B及变换器8R(图2),所述送电装置8设置于停车空间9A(图1)内。送电部8B包括送电线圈8L、与送电线圈8L串联连接的电容器8T、铁素体8M、8N(图4)及支承板8G(图4),它们均被收纳于箱体8A内。通过送电线圈8L及电容器8T形成LC谐振电路。送电装置8侧的LC谐振电路的Q值与受电装置5侧的LC谐振电路的Q值例如均为100以上。变换器8R(图2)对从电源9供给的交流电力的频率及电压进行调整,并且向送电部8B供给。通过向送电部8B供给交流电力,在送电线圈8L的周围形成有磁通。
图3是表示非接触送受电系统100的车辆1(车辆主体2)的底板2A、设置于底板2A的底面2C侧的消声器4、受电装置5及蓄电装置6等的平面图,表示从重力方向下方仰视车辆1的底面2C时进行观察的情形。图4是沿图3中的IV-IV线的向视剖视图。
参照图1、图3及图4,送电装置8配置于具有预定的宽度的停车空间9A(图1)内。停车空间9A内的宽度方向与车辆1的车宽方向对应。在停车空间9A设置有车轮闸(shoe)9B(图1)及记号线LNR、LNL(图3)。送电装置8配置成,使得送电线圈8L的卷绕轴(参照图3中的卷绕轴O1)在停车空间9A内的宽度方向的中心的位置(记号线LNR、LNL之间的正中心的位置)沿上下方向(重力方向)延伸。在车辆1这一方,也以使得受电线圈5L的卷绕轴(参照图3中的卷绕轴O2)沿上下方向延伸的方式将受电装置5设置于车辆主体2的底面2C侧。
车辆1在进入停车空间9A内的同时,利用车轮闸9B(图1)、记号线LNR、LNL(图3)等在车辆前后方向及车宽方向上位置对齐。位置对齐既可以通过使用传感器、相机等的控制动作来进行,也可以通过驾驶员的手动操作来进行。位置对齐也可以组合控制动作和手动操作来进行。在车辆1在停车空间9A内位置对齐的状态下,能够从送电装置8通过受电装置5以非接触的方式接受电力。
车辆1的详细构成
参照图3及图4,车辆主体2(底板2A)具有底面2C。车辆主体2的底面2C具有位于车宽方向上的中心的中心位置C1。在车宽方向上,中心位置C1与位于车辆主体2的箭头L侧的侧面2L之间的距离W1,和中心位置C1与位于车辆主体2的箭头R侧的侧面2R之间的距离W2相等。
蓄电装置6
蓄电装置6配置于车辆主体2(底板2A)的底面2C侧。在蓄电装置6的主体壳6A的内部收纳有未图示的蓄电要素。主体壳6A包括上表面(图4)、下表面6B、前壁6C(图3)、侧壁6D、后壁6E(图3)及侧壁6F,作为整体而具有箱状的形状。主体壳6A的上表面利用未图示的螺栓等而固定于底板2A的底面2C。在主体壳6A的下表面6B经由固定部件5H(图4)而固定有受电装置5的箱体5A。
主体壳6A的前壁6C(图3)及后壁6E具有沿车宽方向延伸的形状。主体壳6A的侧壁6D、6F具有沿车辆前后方向延伸的形状。主体壳6A的侧壁6F相对于中心位置C1位于箭头L侧(侧面2L侧)。主体壳6A的侧壁6D相对于中心位置C1位于箭头R侧(侧面2R侧)。
蓄电装置6的主体壳6A为了允许消声器4的配置而配置于相对于中心位置C1而整体地向箭头L侧(侧面2L侧)偏移的位置。即,在车宽方向上,中心位置C1与主体壳6A的侧壁6F之间的距离比中心位置C1与主体壳6A的侧壁6D之间的距离长。
在此,在车宽方向上,主体壳6A的下表面6B的宽度比受电装置5的箱体5A的宽度大。主体壳6A的下表面6B具有露出部分6B1、6B2。露出部分6B1、6B2均为蓄电装置6的下表面6B的一部分,位于在从下方观察蓄电装置6的下表面6B而得到的平面视图中与受电装置5的箱体5A在车宽方向上相邻的位置。
露出部分6B1是在图3中添加有向右上倾斜的阴影线的部分,相对于受电装置5的箱体5A位于车宽方向的一方侧(侧面2L侧)。露出部分6B2是在图3中添加有向右下倾斜的阴影线的部分,相对于受电装置5的箱体5A位于车宽方向的另一方侧(侧面2R侧)。与露出部分6B1的宽度相比,露出部分6B2的宽度较窄。
第1区域R1
构成主体壳6A的下表面6B的部件例如是铝。但不限于该构成,主体壳6A的下表面6B也可以由导磁率及电阻分别比铝的导磁率及电阻低的部件构成。在本实施方式中,蓄电装置6(主体壳6A的下表面6B)的露出部分6B1构成第1区域R1。第1区域R1是由铝形成的、或者形成为导磁率及电阻分别比铝的导磁率及电阻低的区域。在后面对第1区域R1的技术意义进行描述。
受电装置5
受电装置5的箱体5A(图4)包括朝向下方开口的主体5J和封闭主体5J的开口的盖体5K。主体5J由金属制的部件形成,盖体5K由树脂等磁通能够透过的部件形成。主体5J及盖体5K作为整体而呈箱状的形状,具有上表面、下表面、前壁5C(图3)、侧壁5D、后壁5E及侧壁5F。
箱体5A的上表面(图4)经由固定部件5H而固定于蓄电装置6的下表面6B。受电装置5设置于车辆主体2的底面2C侧这一技术意义也包括这样的固定方式。箱体5A的前壁5C(图3)及后壁5E具有沿车宽方向延伸的形状。箱体5A的侧壁5D、5F具有沿车辆前后方向延伸的形状。箱体5A的侧壁5F相对于中心位置C1位于箭头L侧(侧面2L侧)。箱体5A的侧壁5D相对于中心位置C1位于箭头R侧(侧面2R侧)。
在后面对详细内容进行描述,在本实施方式中,受电线圈5L的卷绕轴O2配置于相对于车辆主体2的车宽方向上的中心位置C1向基准方向CD的一方侧(此处为侧面2L侧)偏离的位置。此处所说的基准方向CD是指与受电线圈5L的卷绕轴O2交叉并且相对于车宽方向平行的方向。
在本实施方式中,受电装置5的箱体5A也配置于相对于中心位置C1而整体地向箭头L侧(侧面2L侧)偏移的位置。在车宽方向上,中心位置C1与箱体5A的侧壁5F之间的距离比中心位置C1与箱体5A的侧壁5D之间的距离长。这样地配置箱体5A这一特征,是为了能够容易实现将受电线圈5L的卷绕轴O2配置于像上述那样偏离的位置这一构成而可以适当地采用的特征。
箱体5A中收纳有受电部5B。受电部5B包括受电线圈5L、电容器5T(图4)、支承板5G(图4)、及多片铁素体5M、5N。支承板5G具有朝向下方突出的中央部分和位于该中央部分的周围的外周部分。在支承板5G的中央部分的上表面侧形成有凹部空间,电容器5T等配置于该凹部空间内。
多片铁素体5M在支承板5G的中央部分的下表面上环状地排列(图3),多片铁素体5N排列成在支承板5G的外周部分的下表面上排成环状。各铁素体5M与各铁素体5N的内周边部接触(图4)。受电线圈5L是所谓的螺旋型线圈,在铁素体5N的下表面上以围绕铁素体5M的周围的方式环状地配置。如上所述,受电装置5以使得受电线圈5L的卷绕轴O2沿上下方向(相对于车高方向平行的方向)延伸的方式设置于车辆主体2的底面2C侧。
消声器4
消声器4通过未图示的固定部件固定于底板2A的底面2C侧。在本实施方式中,消声器4配置于在从重力方向下方观察车辆主体2的底面2C而得到的平面视图中与受电装置5的箱体5A在车宽方向上相邻的位置。具体而言,消声器4配置于相对于受电装置5的箱体5A靠车宽方向的另一方侧(侧面2R侧)的位置。
消声器4例如包括内部配管、设置于内部配管的周围的消音材料、及设置于消音材料的周围的金属罩。消声器4的金属罩构成消声器4的外壳,例如由以铁及不锈钢中的至少一方为主要成分的金属制的部件形成。
第2区域R2
参照图4,如上所述,在以与受电线圈5L的卷绕轴O2交叉并且相对于车宽方向平行的方向为基准方向CD时,在相对于受电装置5的箱体5A靠基准方向CD的一方侧(侧面2L侧)的位置,设置有由铝形成的、或者形成为导磁率及电阻分别比铝的导磁率及电阻低的第1区域R1。
另一方面,在相对于受电装置5的箱体5A靠基准方向CD的另一方侧(侧面2R侧)的位置设置有空间和/或第2区域R2,所述第2区域R2是形成为导磁率及电阻分别比第1区域R1的导磁率及电阻高的区域。在本实施方式中,在车宽方向上,在消声器4与受电装置5(箱体5A)的侧壁5D之间设置有空间S和蓄电装置6(主体壳6A)的露出部分6B2。由消声器4中的位于下方侧的部分(消声器4中的与送电装置8的送电线圈8L相对的部分)、空间S、及露出部分6B2构成第2区域R2。第2区域R2的导磁率及电阻形成为分别比第1区域R1的导磁率及电阻高。
构成消声器4的金属罩的部件的导磁率及电阻分别比形成第1区域R1的部件(例如铝)的导磁率及电阻高。在采用以铁为主要成分的金属作为构成消声器4的金属罩的部件的情况下,消声器4的金属罩例如可以由99.95%的纯铁、99.8%的纯铁、铁钴合金、坡莫合金(注册商标)(Fe-Ni合金)、及硅钢(向铁中加入少量的硅而得到的合金)等构成。在采用以不锈钢为主要成分的金属作为构成消声器4的金属罩的部件的情况下,消声器4的金属罩可以由铁素体类不锈钢、马氏体类不锈钢等构成。
铁(99.95%的纯铁)的导磁率是2.5×10-1[H/m],铁(99.8%的纯铁)的导磁率是6.3×10-3[H/m]。铁钴合金的导磁率是2.3×10-2[H/m],坡莫合金(注册商标)(Fe-Ni合金)的导磁率是1.0×10-2[H/m]。硅钢(向铁中加入少量的硅而得到的合金)的导磁率是5.0×10-3[H/m]。铁素体类不锈钢的导磁率是1.26×10-3[H/m]以上且2.26×10-3[H/m]以下的程度。马氏体类不锈钢的导磁率是9.42×10-4[H/m]以上且1.19×10-3[H/m]以下的程度。另外,铁的电阻是1.00×10-7(Ωm),不锈钢的电阻是7.2×10-7(Ωm)。与此相对,铝的导磁率是1.256×10-6[H/m],铝的电阻是2.65×10-8(Ωm)。
如上所述,在本实施方式中,构成主体壳6A的下表面6B的部件为铝,露出部分6B2也由铝形成。消声器4的金属罩由以铁及不锈钢中的至少一方为主要成分的金属材料构成,具有分别比露出部分6B2(例如铝)的导磁率及电阻高的导磁率及电阻。
消声器4的金属罩具有比铝的导磁率高的导磁率,源于送电线圈8L的磁通容易入射到金属罩中,并且容易从金属罩中穿过。金属罩除这样的性质以外还具有如下性质:构成消声器4的外壳的金属罩具有比露出部分6B2(例如铝)的电阻高的电阻。
金属罩具有较高的电阻,因此,当磁通入射到金属罩时,在金属罩的表层部分,涡电流难以流动。虽然在涡电流的周围因涡电流的流动而形成对源于送电线圈8L的磁通进行反射的磁场,但在具有比铝高的电阻的金属罩的表层部分,涡电流难以流动,因此,因涡电流而形成的磁场的强度弱,将要入射到金属罩的磁通也难以被反射。
另一方面,构成露出部分6B2的铝等金属具有比铁和/或不锈钢的导磁率低的导磁率,源于送电线圈8L的磁通难以入射到露出部分6B2中,并且难以从露出部分6B2中穿过。露出部分6B2除这样的性质以外还具有如下性质:露出部分6B2(例如铝)具有比铁和/或不锈钢的电阻低的电阻。
露出部分6B2具有较低的导磁率,因此,源于送电线圈8L的磁通原本就难以入射到露出部分6B2中,并且当磁通入射到露出部分6B2时,因为露出部分6B2具有较低的电阻,因此,在露出部分6B2的表层部分,涡电流容易流动。在涡电流的周围因涡电流的流动而形成对源于送电线圈8L的磁通进行反射的磁场。在具有比铁和/或不锈钢低的电阻的露出部分6B2的表层部分,涡电流容易流动,因此,因涡电流而形成的磁场的强度变强,将要入射到露出部分6B2的磁通容易被反射。关于对露出部分6B2说明的上述那样的性质,对于构成第1区域R1的露出部分6B1也是共通的。
在具有以上那样的性质的消声器4和露出部分6B2之间设置有空间S,第2区域R2作为整体而形成为,第2区域R2的导磁率及电阻分别比第1区域R1的导磁率及电阻高。在消声器4的周围例如也多配置有铝、镀钢板等金属制的绝热体,在绝热体具有位于与受电装置5在车宽方向上相邻的位置的部分的情况下,包括那样的部分,第1区域R1及第2区域R2作为整体而形成为,第2区域R2的导磁率及电阻分别比第1区域R1的导磁率及电阻高。即,在本实施方式中,在受电装置5的周围形成导磁率及电阻不同的区域(第1区域R1及第2区域R2)。
送电装置8
送电装置8的箱体8A(图4)包括朝向上方开口的主体8J和封闭主体8J的开口的盖体8K。主体8J由金属制的部件形成,盖体8K由树脂等磁通能够透过的部件形成。主体8J及盖体8K作为整体而具有箱状的形状。在箱体8A中收纳有送电部8B。
送电部8B包括送电线圈8L、电容器8T(图4)、支承板8G(图4)、及多片铁素体8M、8N。支承板8G具有朝向上方突出的中央部分和位于该中央部分的周围的外周部分。在支承板8G的中央部分的下表面侧形成有凹部空间,电容器8T等配置于该凹部空间内。
多片铁素体8M在支承板8G的中央部分的上表面上环状地排列,多片铁素体8N排列成在支承板8G的外周部分的上表面上排成环状。各铁素体8M与各铁素体8N的内周边部接触。送电线圈8L是所谓的螺旋型线圈,在铁素体8N的上表面上以围绕铁素体8M的周围的方式环状地配置。如上所述,送电装置8以使得送电线圈8L的卷绕轴O1沿上下方向(相对于重力方向平行的方向)延伸的方式配置于停车空间9A(图1)内。送电线圈8L的卷绕轴O1位于停车空间9A内的宽度方向的中心(图3所示的记号线LNR、LNL之间的正中心)。
非接触送受电
在非接触送受电系统100中,在送电装置8与车辆1的受电装置5之间进行非接触送受电。图5是表示在车辆1在停车空间9A(图1)内位置对齐的状态(换言之,车辆1的中心位置C1与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态)下,送电装置8和车辆1的受电装置5以非接触的方式输送接受电力的情形的剖视图。
非接触送受电系统100具有预定的允许范围作为在受电线圈5L的卷绕轴O2与送电线圈8L的卷绕轴O1之间允许的位置偏离范围。在卷绕轴O2相对于卷绕轴O1的位置偏离量在预定的允许范围内的情况下,当送电线圈8L向受电线圈5L输送电力时获得预定值以上的送电效率。在卷绕轴O2相对于卷绕轴O1的位置偏离量超过预定的允许范围的情况下,当送电线圈8L向受电线圈5L输送电力时获得小于预定值的送电效率。在本实施方式中构成为,在送电效率小于预定值的情况下,无法开始输送接受电力或者停止输送接受电力。
在本实施方式中,环状地卷绕的送电线圈8L的外形形状比环状地卷绕的受电线圈5L的外形形状大。在受电线圈5L及送电线圈8L具有卷绕轴O2相对于卷绕轴O1的位置偏离量在预定的允许范围内这样的位置关系的情况下,在从重力方向下方观察消声器4、受电线圈5L及送电线圈8L而得到的平面视图中,受电线圈5L的整体和消声器4的至少一部分位于送电线圈8L的外形形状(送电线圈8L的外周边部)的内侧。
在从重力方向下方观察第1区域R1而得到的平面视图中,在受电线圈5L及送电线圈8L具有卷绕轴O2相对于卷绕轴O1的位置偏离量在预定的允许范围内这样的位置关系的情况下,本实施方式的第1区域R1的至少一部分位于送电线圈8L的外形形状(送电线圈8L的外周边部)的内侧。
同样地,在从重力方向下方观察第2区域R2而得到的平面视图中,在受电线圈5L及送电线圈8L具有卷绕轴O2相对于卷绕轴O1的位置偏离量在预定的允许范围内这样的位置关系的情况下,本实施方式的第2区域R2的至少一部分位于送电线圈8L的外形形状(送电线圈8L的外周边部)的内侧。
例如,源于送电线圈8L的磁通几乎不到达构成车辆1的各种部件中的、在从重力方向下方进行观察而得到的平面视图中位于比送电线圈8L的外形形状(送电线圈8L的外周边部)靠外侧的位置的部分,因此,该部分对非接触送受电给予的影响较小。另外,例如,源于送电线圈8L的磁通几乎不到达构成车辆1的各种部件中的、位于比蓄电装置6(主体壳6A)的厚度方向的中央部分靠上侧的位置的部件,因此,该部分对非接触送受电给予的影响也较小。
根据向送电线圈8L供给的电力的大小(在送电线圈8L的周围形成的磁场强度)、受电装置5与送电装置8之间的距离、构成受电装置5和/或送电装置8的各种部件的材质、受电装置5及送电装置8所处于的气氛的温度等,影响的程度会发生变动,但构成非接触送受电系统100(车辆1、送电装置8)的各种部件中的位于远离送电线圈8L、受电线圈5L的位置的部分对非接触送受电给予的影响较小,因此,在以下的说明中当作不包括的部件。使用图5~图7来说明利用像上述那样构成的受电装置5及送电装置8进行的非接触送受电。
位置对齐的状态
如图5所示,在本实施方式中,在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态(在基准方向CD(图3)上车辆主体2的中心位置C1与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态)下,受电线圈5L的卷绕轴O2配置于相对于车辆主体2的中心位置C1向基准方向CD的一方侧(箭头L侧)偏离的位置。
如图5所示,在对沿基准方向CD(图3)及重力方向的剖面形状进行观察的情况下,受电线圈5L具有位于箭头R侧的线圈部分5La和位于箭头L侧的线圈部分5Lb。同样地,送电线圈8L具有位于箭头R侧的线圈部分8La和位于箭头L侧的线圈部分8Lb。在本实施方式中,在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态下,线圈部分5La、8La之间的距离比线圈部分5Lb、8Lb之间的距离长。在送电线圈8L的周围形成的磁通中的、到达受电线圈5L而与受电线圈5L交链的磁通的量(磁通密度)基本上和送电线圈8L与受电线圈5L之间的距离成反比。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通MF1的一部分由于自闭、或被露出部分6B1反射而不与受电线圈5L(5Lb)交链,磁通MF1的另一部分与受电线圈5L(5Lb)交链。
在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通MF3的一部分也由于自闭、或被露出部分6B2反射而不与受电线圈5L(5La)交链,磁通MF3的另一部分与受电线圈5L(5La)交链。
在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通MF2的一部分自闭、或入射到消声器4的金属罩。金属罩像上述那样由具有较高的导磁率及较高的电阻的金属构成。入射到金属罩内的磁通MF2在金属罩内流通,之后从金属罩的表面向外部射出。
金属罩的下部部分配置成与受电线圈5L在车宽方向上相邻。入射到消声器4的下部部分的磁通MF2的一部分从下部部分朝向受电线圈5L射出而与受电线圈5L交链。即,在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通MF2几乎都在消声器4不存在的情况下自闭,不与受电线圈5L(5La)交链。在本实施方式中,由于消声器4(金属罩)的下部部分的存在,在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通MF2的一部分被朝向受电线圈5L(5La)引导而与受电线圈5L(5La)交链。
向箭头L侧的位置偏离
图6是表示从图5所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离距离DR1的情形的剖视图。当受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离时,与图5的情况相比,线圈部分5Lb、8Lb之间的距离变近,线圈部分5La、8La之间的距离变远。消声器4(金属罩)的下部部分位于送电线圈8L(8La)的上方(在平面视图中位于线圈部分8La的外形形状的内侧)。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通中的、被露出部分6B1反射的磁通的量比图5的情况少,与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1a的量比磁通MF1(图5)的情况多。另一方面,在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3a的量比磁通MF3(图5)的情况少。
在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通MF2a的一部分被消声器4的金属罩引导而与受电线圈5L(5La)交链。在将非接触送受电系统100作为整体看待的情况下,磁通MF3a比磁通MF3(图5)少,但磁通MF1a比磁通MF1(图5)多且存在能够与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF2a,因此,抑制了图6的情况下的耦合系数比图5的情况下的耦合系数大幅减小这一情况。
向箭头R侧的位置偏离
图7是表示从图5所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离距离DR2的情形的剖视图。距离DR2与距离DR1(图6)大致相同。当受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离时,与图5的情况相比,线圈部分5Lb、8Lb之间的距离变远,线圈部分5La、8La之间的距离变短。消声器4(金属罩)的下部部分几乎都不位于送电线圈8L(8La)的上方,在平面视图中位于比线圈部分8La的外形形状靠外侧的位置。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通中的、被露出部分6B1反射的磁通的量比图5的情况多,与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1b的量比磁通MF1(图5)的情况少。另一方面,在送电线圈8L(8La)的周围形成而与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3b的量比磁通MF3(图5)的情况多。
在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通已几乎不再被消声器4的金属罩引导。在将非接触送受电系统100作为整体看待的情况下,磁通MF1b比磁通MF1(图5)少,也几乎不再获得消声器的引导效果,但磁通MF3b比磁通MF3(图5)多,因此,抑制了图7的情况下的耦合系数比图5的情况下的耦合系数大幅减小这一情况。
在本实施方式中,如上所述,在受电装置5的周围形成有导磁率及电阻不同的区域(第1区域R1及第2区域R2),在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态(在基准方向CD(图3)上车辆主体2的中心位置C1与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态)下,受电线圈5L的卷绕轴O2配置于相对于车辆主体2的中心位置C1(及卷绕轴O1)向基准方向CD的一方侧(箭头L侧)偏离的位置。
根据该构成,即使受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离(图6)、即使受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离(图7),也能够抑制受电线圈5L与送电线圈8L之间的耦合系数的变动,能够发挥相对于位置偏离而偏差较少的非接触充电效率。以下,一边对比较例1和本实施方式1进行对比,一边对利用该构成获得这样的作用及效果的原理进行说明。
比较例1
参照图8~图12,对比较例1中的非接触送受电系统100A(图9)及车辆1A进行说明。图8是表示车辆1A(车辆主体2)的平面图,表示从重力方向下方仰视车辆1A的底面2C时进行观察的情形。图9是沿图8中的IX-IX线的向视剖视图。在上述的实施方式1和比较例1中,以下的方面不同。
在比较例1的情况下,卷绕轴O2配置于在基准方向CD上与中心位置C1一致的位置。箱体5A配置成,使得基准方向CD上的箱体5A的中心位置与车辆主体2的中心位置C1一致。中心位置C1与箱体5A的侧壁5F之间的距离和中心位置C1与箱体5A的侧壁5D之间的距离相等。
关于露出部分6B2的宽度,比较例1比实施方式1窄。关于露出部分6B1的宽度,比较例1比实施方式1宽。在比较例1的第2区域R2中也与实施方式1的第2区域R2同样地形成为,导磁率及电阻分别比第1区域R1的导磁率及电阻高。
然而,在比较例1的情况下(图9),与实施方式1的情况(图5)相比,在送电线圈8L(8Lb)的上方露出部分6B1露出得多。关于第1区域R1的反射作用对非接触送受电给予的影响,比较例1比实施方式1大。另一方面,关于位于送电线圈8L(8La)的上方的消声器4与送电线圈8L(8La)的关系,比较例1的情况与实施方式1的情况相比几乎不变。
虽然比较例1中的露出部分6B2比实施方式1中的露出部分6B2窄,但当将第2区域R2作为整体看待时,在比较例1的情况下、实施方式1的情况下,消声器4的存在均起主导性作用,因此,关于第2区域R2对非接触送受电给予的影响,比较例1的情况与实施方式1的情况相比也几乎不变。
非接触送受电
在非接触送受电系统100A中,在送电装置8与车辆1A的受电装置5之间进行非接触送受电。图10是表示车辆1A在停车空间9A(图1)内位置对齐的状态下(换言之,在车辆1A的中心位置C1、受电线圈5L的卷绕轴O2、及送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态下),送电装置8和车辆1A的受电装置5以非接触的方式输送接受电力的情形的剖视图。
位置对齐的状态
如图10所示,在比较例1中,在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态(在基准方向CD(图8)上车辆主体2的中心位置C1与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态)下,中心位置C1、卷绕轴O2、及卷绕轴O1配置于一致的位置。在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态下,线圈部分5La、8La之间的距离与线圈部分5Lb、8Lb之间的距离相等。
关于在送电线圈8L(8Lb)的周围形成并且被第1区域R1(露出部分6B1)反射的磁通MF1的量,比较例1比实施方式1(图5)多。关于在送电线圈8L(8Lb)的周围形成并且与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1的量,比较例1比实施方式1(图5)少。
关于在送电线圈8L(8La)的周围形成并且被露出部分6B2反射的磁通MF3的量,比较例1比实施方式1(图5)少。关于在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3的量,比较例1比实施方式1(图5)多。关于在送电线圈8L(8La)的周围形成、并且因消声器4(金属罩)的下部部分的存在而被朝向受电线圈5L引导而与受电线圈5L交链的磁通MF2的量,比较例1比实施方式1(图5)多。
虽然比较例1中的磁通MF1比实施方式1(图5)中的磁通MF1少,但在比较例1的情况下,卷绕轴O2与卷绕轴O1一致,当将非接触送受电系统100A作为整体看待时,关于受电线圈5L与送电线圈8L之间的耦合系数,比较例1比实施方式1高。
虽然为了获得较高的耦合系数而优选在充分进行了位置对齐的状态(卷绕轴O1、O2一致的状态)下输送接受电力,但也设想如下情况:车辆1A在相对于送电装置8位置偏离了的状态下停止,结果,在卷绕轴O1、O2的位置彼此偏离的状态下输送接受电力。
向箭头L侧的位置偏离
图11是表示从图10所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离距离DR1的情形的剖视图。当受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离时,与图10的情况相比,线圈部分5Lb、8Lb之间的距离变近,线圈部分5La、8La之间的距离变远。消声器4(金属罩)的下部部分位于送电线圈8L(8La)的上方(在平面视图中位于线圈部分8La的外形形状的内侧)。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通中的、被露出部分6B1反射的磁通的量比图10的情况少,与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1a的量比磁通MF1(图10)的情况多。另一方面,在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3a的量比磁通MF3(图10)的情况少。
在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通MF2a的一部分被消声器4的金属罩引导而与受电线圈5L(5La)交链。在将非接触送受电系统100A作为整体看待的情况下,磁通MF3a比磁通MF3(图10)少,但磁通MF1a比磁通MF1(图10)多并存在能够与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF2a,因此,抑制了图11的情况下的耦合系数比图10的情况下的耦合系数大幅减少这一情况。
向箭头R侧的位置偏离
图12是表示从图10所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离距离DR2的情形的剖视图。距离DR2与距离DR1(图11)大致相同。当受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离时,与图10的情况相比,线圈部分5Lb、8Lb之间的距离变远,线圈部分5La、8La之间的距离变短。消声器4(金属罩)的下部部分几乎都不位于送电线圈8L(8La)的上方,在平面视图中位于比线圈部分8La的外形形状靠外侧的位置。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通中的、被露出部分6B1反射的磁通的量比图10的情况多,与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1b的量比磁通MF1(图10)的情况少。在比较例1的情况下,与实施方式1(图7)的情况相比,在送电线圈8L(8Lb)的上方露出部分6B1露出得多。因此,关于与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1b的量,在比较例1的情况下比实施方式1的情况显著减少。
在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3b的量,比磁通MF3(图10)的情况多。与实施方式1(图7)的情况同样,在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通已几乎不再被消声器4的金属罩引导。
实施方式1与比较例1的对比
将在实施方式1中进行了位置对齐的状态(卷绕轴O1与中心位置C1一致的状态(图5))下获得的耦合系数设为EX1,将在比较例1中进行了位置对齐的状态(卷绕轴O1与卷绕轴O2一致的状态(图10))下获得的耦合系数设为CN1。CN1比EX1高。
将在实施方式1及比较例1中受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离的情况下(图6、图11)获得的耦合系数分别设为EX1L及CN1L。将在实施方式1及比较例1中受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离的情况下(图7、图12)获得的耦合系数分别设为EX1R及CN1R。
当以(EX1-EX1L)+(EX1-EX1R)来表示在实施方式1中位置偏离了的情况下产生的耦合系数的变动量EXV并以(CN1-CN1L)+(CN1-CN1R)来表示在比较例1中位置偏离了的情况下产生的耦合系数的变动量CNV时,变动量CNV比变动量EXV大。
即,在实施方式1的非接触送受电系统100中,企图使中心位置C1与卷绕轴O1彼此一致,另一方面,卷绕轴O2与中心位置C1不一致,卷绕轴O2配置于相对于中心位置C1向第1区域R1侧(距包括消声器4的第2区域R2远的一侧)偏移的位置,所述第1区域R1具有比第2区域R2低的导磁率及低的电阻。
在比较例1的非接触送受电系统100A中,企图使中心位置C1与卷绕轴O1、O2均一致。当将非接触送受电系统100、100A作为整体看待时,关于第2区域R2,在比较例1的情况下、实施方式1的情况下,消声器4的存在均起主导性作用,因此,关于第2区域R2对非接触送受电给予的影响,比较例1的情况与实施方式1的情况相比也几乎不变。另一方面,关于第1区域R1,在比较例1的情况下第1区域R1的反射作用对非接触送受电给予的影响比实施方式1的情况大。
因此,根据实施方式1的构成,在受电装置5的周围形成有导磁率及电阻不同的区域(第1区域R1及第2区域R2)的情况下,即使受电线圈5L相对于送电线圈8L位置偏离,变动量EXV也小于变动量CNV,与比较例1的情况相比能够抑制耦合系数的变动,能够发挥相对于位置偏离而偏差较少的非接触充电效率。
实施方式2
图13是表示实施方式2中的非接触送受电系统100B及车辆1B的剖视图,与实施方式1中的图4对应。在实施方式1、2中,以下的方面不同。
实施方式1的车辆1具备发动机3、消声器4,能够作为混合动力汽车、插电式混合动力汽车发挥功能。实施方式2的车辆1B不具备发动机、消声器,能够作为电动汽车发挥功能。在车辆1B中,凸部2T以与受电装置5在车宽方向上相邻的方式设置于车辆主体2(底板2A)的底面2C侧。
凸部2T例如由以铁及不锈钢中的至少一方为主要成分的金属制的部件形成。本实施方式的凸部2T由与底板2A一体地设置的部件构成,而作为底板2A的一部分。但不限于此,凸部2T也可以由车辆主体2中的底板2A以外的构造部件(下臂(lower arm)、车架)构成。
包括这样的凸部2T的第2区域R2也与实施方式1的情况同样地,相对于受电装置5的箱体5A位于基准方向CD(参照图3等)的另一方侧(箭头R侧),形成为导磁率及电阻分别比第1区域R1的导磁率及电阻高。在具备以上那样的构成的车辆1B及非接触送受电系统100B中,凸部2T也对非接触送受电产生与消声器4同样的作用,由此能够获得与实施方式1同样的作用及效果。
实施方式3
图14是表示实施方式3中的非接触送受电系统100C及车辆1C的剖视图,与实施方式1中的图4对应。在实施方式1、3中,以下的方面不同。
在实施方式1的车辆1中,受电装置5经由蓄电装置6而固定于车辆主体2(底板2A)的底面2C侧。在实施方式3的车辆1C中,受电装置5经由金属板6S而固定于车辆主体2(底板2A)的底面2C侧。根据需要,蓄电装置6既可以设置于车辆主体2(底板2A)的底面2C侧,也可以设置于车辆主体2的内部(底板2A的上表面侧)。
金属板6S例如由铝制的部件形成。对于非接触送受电,金属板6S的下表面6T与实施方式1的蓄电装置6的下表面6B同样地发挥功能。露出部分6T1与实施方式1的露出部分6B1同样地发挥功能,露出部分6T2与实施方式1的露出部分6B2同样地发挥功能。
关于包括这样的露出部分6T1的第1区域R1、包括露出部分6T2的第2区域R2,第2区域R2也形成为导磁率及电阻分别比第1区域R1的导磁率及电阻高。在具备以上那样的构成的车辆1C及非接触送受电系统100C中,露出部分6T1、6T2也对非接触送受电产生分别与露出部分6B1、6B2同样的作用,由此,能够获得与实施方式1同样的作用及效果。
实施方式1~3的变形例
在实施方式1~3中,包括空间S作为第2区域R2的构成要素。空间S并非必须的构成。例如在实施方式1、实施方式3(图14)的构成中,也可以在受电装置5与消声器4之间以填充它们之间的方式设置隔热材料。在实施方式2(图13)的构成中,凸部2T也可以与蓄电装置6的主体壳6A接触。
即使是不包括空间S作为构成要素的第2区域R2,第2区域R2也形成为导磁率及电阻分别比第1区域R1的导磁率及电阻高,由此,能够获得与实施方式1~3同样的作用及效果。
实施方式4
参照图15~图19,对实施方式4中的车辆1D及非接触送受电系统100D进行说明。图15是表示非接触送受电系统100D的车辆1D(车辆主体2)的底板2A、设置于底板2A的底面2C侧的受电装置5及蓄电装置6等的平面图,表示从重力方向下方仰视车辆1D的底面2C时进行观察的情形。图16是沿图15中的XVI-XVI线的向视剖视图。在实施方式1、4中,以下的方面不同。
实施方式4的车辆1D不具备发动机、消声器,能够作为电动汽车发挥功能。受电装置5及蓄电装置6配置于车轮2W、2W(两个前轮)之间。受电装置5及蓄电装置6也可以配置于两个后轮(未图示)之间。在相对于受电装置5的侧壁5D靠箭头R侧的位置、及相对于蓄电装置6的侧壁6D靠箭头R侧的位置设置有空间S。
第2区域R2包括空间S和露出部分6B2,不包括消声器作为构成要素。构成第2区域R2的空间S及露出部分6B2作为整体位于相对于受电装置5的箱体5A靠基准方向CD的另一方侧(侧面2R侧)的位置,形成为导磁率及电阻分别比第1区域R1的导磁率及电阻高。
非接触送受电
在非接触送受电系统100D中,在送电装置8与车辆1D的受电装置5之间进行非接触送受电。图17是表示在车辆1D在停车空间9A(参照图1等)内位置对齐的状态下(换言之,在车辆1D的中心位置C1与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态下),送电装置8和车辆1D的受电装置5以非接触的方式输送接受电力的情形的剖视图。
位置对齐的状态
如图17所示,在本实施方式中,在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态(在基准方向CD(图15)上车辆主体2的中心位置C1与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态)下,受电线圈5L的卷绕轴O2配置于相对于车辆主体2的中心位置C1向基准方向CD的一方侧(箭头L侧)偏离的位置。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通MF1与实施方式1的情况同样地与受电线圈5L(5Lb)交链。在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通MF3与实施方式1的情况不同,在本实施方式中所述磁通MF3不受消声器的影响地穿过空间S而与受电线圈5L(5La)交链。
向箭头L侧的位置偏离
图18是表示从图17所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离距离DR1的情形的剖视图。在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通中的、被露出部分6B1反射的磁通的量比图17的情况少,与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1a的量比磁通MF1(图17)的情况多。另一方面,在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3a的量比磁通MF3(图17)的情况少。
向箭头R侧的位置偏离
图19是表示从图17所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离距离DR2的情形的剖视图。距离DR2与距离DR1(图18)大致相同。空间S位于送电线圈8L(8La)的上方。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通中的、被露出部分6B1反射的磁通的量比图17的情况多,与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1b的量比磁通MF1(图17)的情况少。另一方面,在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3b的量比磁通MF3(图17)的情况多。
在本实施方式中,如上所述,在受电装置5的周围形成有导磁率及电阻不同的区域(第1区域R1及第2区域R2),在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态(在基准方向CD(图15)上车辆主体2的中心位置C1与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态)下,受电线圈5L的卷绕轴O2配置于相对于车辆主体2的中心位置C1(及卷绕轴O1)向基准方向CD的一方侧(箭头L侧)偏离的位置。
根据该构成,即使受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离(图18)、即使受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离(图19),也能够抑制受电线圈5L与送电线圈8L之间的耦合系数的变动,发挥相对于位置偏离而偏差较少的非接触充电效率。以下,一边对比较例2和本实施方式4进行对比,一边对利用该构成获得这样的作用及效果的原理进行说明。
比较例2
参照图20~图24,对比较例2中的非接触送受电系统100E(图21)及车辆1E进行说明。图20是表示车辆1E(车辆主体2)的平面图,表示从重力方向下方仰视车辆1E的底面2C时进行观察的情形。图21是沿图20中的XXI-XXI线的向视剖视图。在上述的实施方式4和比较例2中,以下的方面不同。
在比较例2的情况下,卷绕轴O2配置于在基准方向CD上与中心位置C1一致的位置。箱体5A配置成,使得基准方向CD上的箱体5A的中心位置与车辆主体2的中心位置C1一致。关于露出部分6B2的宽度,比较例2比实施方式4窄。关于露出部分6B1的宽度,比较例2比实施方式4宽。在比较例2的第2区域R2中也与实施方式4的第2区域R2同样地形成为,导磁率及电阻分别比第1区域R1的导磁率及电阻高。
然而,在比较例4的情况下(图21),与实施方式4的情况(图16)相比,在送电线圈8L(8Lb)的上方,露出部分6B1露出得多。关于第1区域R1的反射作用对非接触送受电给予的影响,比较例2比实施方式4大。另一方面,关于位于送电线圈8L(8La)的上方的空间S与送电线圈8L(8La)的关系,比较例2的情况与实施方式4的情况相比几乎不变。
虽然比较例2中的露出部分6B2比实施方式4中的露出部分6B2窄,但当将第2区域R2作为整体看待时,在比较例2的情况下、实施方式4的情况下,空间S的存在均起主导性作用,因此,关于第2区域R2对非接触送受电给予的影响,比较例2的情况与实施方式4的情况相比也几乎不变。
非接触送受电
在非接触送受电系统100E中,在送电装置8与车辆1E的受电装置5之间进行非接触送受电。图22是表示在车辆1E在停车空间9A(图1)内位置对齐的状态下(换言之,在车辆1E的中心位置C1、受电线圈5L的卷绕轴O2、及送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态下),送电装置8和车辆1E的受电装置5以非接触的方式输送接受电力的情形的剖视图。
位置对齐的状态
如图22所示,在比较例2中,在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态(在基准方向CD(图20)上车辆主体2的中心位置C1与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态)下,中心位置C1、卷绕轴O2、及卷绕轴O1配置于一致的位置。在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态下,线圈部分5La、8La之间的距离与线圈部分5Lb、8Lb之间的距离相等。
关于在送电线圈8L(8Lb)的周围形成并且被第1区域R1(露出部分6B1)反射的磁通MF1的量,比较例2比实施方式4(图17)多。关于在送电线圈8L(8Lb)的周围形成并且与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1的量,比较例2比实施方式4(图17)少。
关于在送电线圈8L(8La)的周围形成并且被露出部分6B2反射的磁通MF3的量,比较例2比实施方式4(图17)少。关于在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3的量,比较例2比实施方式4(图17)多。
虽然比较例2中的磁通MF1比实施方式4(图17)中的磁通MF1少,但在比较例2的情况下卷绕轴O2与卷绕轴O1一致,当将非接触送受电系统100E作为整体看待时,关于受电线圈5L与送电线圈8L之间的耦合系数,比较例2比实施方式4高。
虽然为了获得较高的耦合系数而优选在充分进行了位置对齐的状态(卷绕轴O1、O2一致的状态)下输送接受电力,但也设想如下情况:车辆1E在相对于送电装置8位置偏离了的状态下停止,结果,在卷绕轴O1、O2的位置彼此偏离的状态下输送接受电力。
向箭头L侧的位置偏离
图23是表示从图22所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离距离DR1的情形的剖视图。在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通中的、被露出部分6B1反射的磁通的量比图22的情况少,与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1a的量比磁通MF1(图22)的情况多。另一方面,在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3a的量比磁通MF3(图22)的情况少。
向箭头R侧的位置偏离
图24是表示从图22所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离距离DR2的情形的剖视图。距离DR2与距离DR1(图23)大致相同。空间S位于送电线圈8L(8La)的上方。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通中的、被露出部分6B1反射的磁通的量比图22的情况多,与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1b的量比磁通MF1(图22)的情况少。在比较例2的情况下,与实施方式4(图19)的情况相比,在送电线圈8L(8Lb)的上方,露出部分6B1露出得多。因此,关于与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1b的量,在比较例2的情况下比实施方式4的情况显著减少。在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3b的量比磁通MF3(图22)的情况多。
实施方式4与比较例2的对比
将在实施方式4中进行了位置对齐的状态(卷绕轴O1与中心位置C1一致的状态(图16))下获得的耦合系数设为EX1,将在比较例2中进行了位置对齐的状态(卷绕轴O1与卷绕轴O2一致的状态(图22))下获得的耦合系数设为CN1。CN1比EX1高。
将在实施方式4及比较例2中受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头L侧位置偏离的情况下(图18、图23)获得的耦合系数分别设为EX1L及CN1L。将在实施方式4及比较例2中受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头R侧位置偏离的情况下(图19、图24)获得的耦合系数分别设为EX1R及CN1R。
当以(EX1-EX1L)+(EX1-EX1R)来表示在实施方式4中位置偏离的情况下产生的耦合系数的变动量EXV并以(CN1-CN1L)+(CN1-CN1R)来表示在比较例2中位置偏离的情况下产生的耦合系数的变动量CNV时,变动量CNV比变动量EXV大。
即,在实施方式4的非接触送受电系统100D中,企图使中心位置C1与卷绕轴O1彼此一致,另一方面,卷绕轴O2与中心位置C1不一致,卷绕轴O2配置于相对于中心位置C1向第1区域R1侧(距第2区域R2远的一侧)偏移的位置,所述第1区域R1具有比第2区域R2低的导磁率及低的电阻。
在比较例2的非接触送受电系统100E中,企图使中心位置C1与卷绕轴O1、O2均一致。当将非接触送受电系统100D、100E作为整体看待时,关于第2区域R2,在比较例2的情况下、实施方式4的情况下,空间S的存在均起主导性作用,因此,关于第2区域R2对非接触送受电给予的影响,比较例2的情况与实施方式4的情况相比也几乎不变。另一方面,关于第1区域R1,在比较例2的情况下第1区域R1的反射作用对非接触送受电给予的影响比实施方式4的情况大。
因此,根据实施方式4的构成,在受电装置5的周围形成有导磁率及电阻不同的区域(第1区域R1及第2区域R2)的情况下,即使受电线圈5L相对于送电线圈8L位置偏离,变动量EXV也小于变动量CNV,与比较例2的情况相比能够抑制耦合系数的变动,能够发挥相对于位置偏离而偏差较少的非接触充电效率。
实施方式5
参照图25~图29对实施方式5中的车辆1F及非接触送受电系统100F进行说明。图25是表示非接触送受电系统100F的车辆1F(车辆主体2)的底板2A、设置于底板2A的底面2C侧的受电装置5及蓄电装置6等的平面图,表示从重力方向下方仰视车辆1F的底面2C时进行观察的情形。图26是沿图25中的XXVI-XXVI线的向视剖视图。在实施方式4、5中,以下的方面不同。
车辆1F在进入停车空间9A(参照图1)内的同时,利用车轮闸9B(参照图1)、记号线LNR、LNL(参照图3)等在车辆前后方向及车宽方向上位置对齐。在非接触送受电系统100F中,在送电装置8与车辆1F的受电装置5之间进行非接触送受电。
在车辆1F在停车空间9A(图1)内位置对齐的状态下,车辆1F的基准位置C2(图26)与送电线圈8L的卷绕轴O1一致。基准位置C2是受电装置5的附近的位置,并且可以设定为车辆前后方向上的任意的位置。在实施方式5中,企图以使得基准位置C2与卷绕轴O1彼此一致的方式使车辆1F在停车空间9A(图1)内位置对齐。
在实施方式5的车辆1F中,受电线圈5L的卷绕轴O2配置于相对于基准位置C2向基准方向CD的一方侧(此处为箭头B侧)偏离的位置(图26)。此处所说的基准方向CD是指与受电线圈5L的卷绕轴O2交叉并且相对于车辆前后方向平行的方向。受电装置5的箱体5A也配置于相对于基准位置C2而整体地向箭头B侧(车辆后方侧)偏移的位置。
蓄电装置6(主体壳6A)的下表面6B具有露出部分6B1、6B2。在实施方式5中,露出部分6B1、6B2均为蓄电装置6的下表面6B的一部分,位于在从下方观察蓄电装置6的下表面6B而得到的平面视图中相对于受电装置5的箱体5A在车辆前后方向上相邻的位置。
露出部分6B1是在图25中添加有向右上倾斜的阴影线的部分,相对于受电装置5的箱体5A位于车辆前后方向(基准方向CD)的一方侧(箭头B侧)。露出部分6B2是在图25中添加有向右下倾斜的阴影线的部分,相对于受电装置5的箱体5A位于车辆前后方向(基准方向CD)的另一方侧(箭头F侧)。与露出部分6B1的宽度相比,露出部分6B2的宽度较窄。
蓄电装置6(主体壳6A的下表面6B)的露出部分6B1构成第1区域R1。第1区域R1是由铝形成的、或者形成为导磁率及电阻分别比铝的导磁率及电阻低的区域。
在相对于受电装置5的箱体5A靠基准方向CD的另一方侧(箭头F侧)的位置设置有空间和/或第2区域R2,所述第2区域R2形成为导磁率及电阻分别比第1区域R1的导磁率及电阻高。在本实施方式中,凸部2T以与受电装置5在车辆前后方向上相邻的方式设置于车辆主体2(底板2A)的底面2C侧。
凸部2T例如由以铁及不锈钢中的至少一方为主要成分的金属制的部件形成。本实施方式的凸部2T由与底板2A一体地设置的部件构成,而作为底板2A的一部分。但不限于此,凸部2T也可以由车辆主体2中的底板2A以外的构造部件(下臂、车架)构成。
包括这样的凸部2T的第2区域R2相对于受电装置5的箱体5A位于基准方向CD(参照图25等)的另一方侧(箭头F侧),形成为导磁率及电阻分别比第1区域R1的导磁率及电阻高。
非接触送受电
在非接触送受电系统100F中,在送电装置8与车辆1F的受电装置5之间进行非接触送受电。图27是表示在车辆1F在停车空间9A(图1)内位置对齐的状态下(换言之,在车辆1F的基准位置C2与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态下),送电装置8和车辆1F的受电装置5以非接触的方式输送接受电力的情形的剖视图。
位置对齐的状态
如图27所示,在实施方式5中,在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态(在基准方向CD(图25)上车辆主体2的基准位置C2与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态)下,受电线圈5L的卷绕轴O2配置于相对于车辆主体2的基准位置C2向基准方向CD的一方侧(箭头F侧)偏离的位置。即,当在车辆主体2在停车空间内位置对齐的状态下将送电线圈8L的卷绕轴O1沿向上方向延长而描绘出假想的延长线(相当于经过基准位置C2并且沿上下方向延伸的直线)时,受电线圈5L的卷绕轴O2配置于相对于延长线的位置向基准方向CD的一方侧(箭头F侧)偏离的位置。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通MF1与受电线圈5L(5Lb)交链。在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通MF3与受电线圈5L(5La)交链。在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通MF2,因凸部2T的下部部分的存在而被朝向受电线圈5L(5La)引导,与受电线圈5L(5La)交链。
向箭头L侧的位置偏离
图28是表示从图27所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头B侧位置偏离距离DR1的情形的剖视图。凸部2T的下部部分位于送电线圈8L(8La)的上方(在平面视图中位于线圈部分8La的外形形状的内侧)。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通中的、被露出部分6B1反射的磁通的量比图27的情况少,与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1a的量比磁通MF1(图27)的情况多。另一方面,在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3a的量比磁通MF3(图27)的情况少。
在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通MF2a的一部分被凸部2T引导而与受电线圈5L(5La)交链。在将非接触送受电系统100F作为整体看待的情况下,磁通MF3a比磁通MF3(图27)少,但磁通MF1a比磁通MF1(图27)多且存在能够与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF2a,因此,抑制了图28的情况的耦合系数比图27的情况的耦合系数大幅减少这一情况。
向箭头R侧的位置偏离
图29是表示从图27所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头F侧位置偏离距离DR2的情形的剖视图。距离DR2与距离DR1(图28)大致相同。凸部2T的下部部分几乎都不位于送电线圈8L(8La)的上方,在平面视图中位于比线圈部分8La的外形形状靠外侧的位置。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通中的、被露出部分6B1反射的磁通的量比图27的情况多,与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1b的量比磁通MF1(图27)的情况少。另一方面,在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3b的量比磁通MF3(图27)的情况多。
在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通已几乎不再被凸部2T引导。在将非接触送受电系统100F作为整体看待的情况下,磁通MF1b比磁通MF1(图27)少,也几乎不再获得凸部2T的引导效果,但磁通MF3b比磁通MF3(图27)多,因此,抑制了图29的情况的耦合系数比图27的情况的耦合系数大幅减少这一情况。
在本实施方式中,如上所述,在受电装置5的周围形成有导磁率及电阻不同的区域(第1区域R1及第2区域R2),在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态(在基准方向CD(图25)上车辆主体2的基准位置C2与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态)下,受电线圈5L的卷绕轴O2配置于相对于车辆主体2的基准位置C2(及卷绕轴O1)向基准方向CD的一方侧(箭头B侧)偏离的位置。
根据该构成,基于与在实施方式1中说明的内容同样的原理,即使受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头B侧位置偏离(图28)、即使受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头F侧位置偏离(图29),也能够抑制受电线圈5L与送电线圈8L之间的耦合系数的变动。
实施方式6
参照图30~图34,对实施方式6中的车辆1G及非接触送受电系统100G进行说明。图30是表示非接触送受电系统100G的车辆1G(车辆主体2)的底板2A、设置于底板2A的底面2C侧的受电装置5及蓄电装置6等的平面图,表示从重力方向下方仰视车辆1G的底面2C时进行观察的情形。图31是沿图30中的XXXI-XXXI线的向视剖视图。在实施方式5、6中,以下的方面不同。
实施方式6的车辆1G不具备凸部2T(实施方式5)。在相对于受电装置5的前壁5C靠箭头F侧的位置、及相对于蓄电装置6的前壁6C靠箭头F侧的位置设置有空间S。第2区域R2包括空间S和露出部分6B2,不包括凸部2T(实施方式5)作为构成要素。构成第2区域R2的空间S及露出部分6B2作为整体而位于相对于受电装置5的箱体5A靠基准方向CD的另一方侧(箭头F侧)的位置,形成为导磁率及电阻分别比第1区域R1的导磁率及电阻高。
非接触送受电
在非接触送受电系统100G中,在送电装置8与车辆1G的受电装置5之间进行非接触送受电。图32是表示在车辆1G在停车空间9A(参照图1等)内位置对齐的状态下(换言之,在车辆1G的基准位置C2与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态下),送电装置8和车辆1G的受电装置5以非接触的方式输送接受电力的情形的剖视图。
位置对齐的状态
如图32所示,在本实施方式中,在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态(在基准方向CD(图30)上车辆主体2的基准位置C2与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态)下,受电线圈5L的卷绕轴O2配置于相对于车辆主体2的基准位置C2向基准方向CD的一方侧(箭头B侧)偏离的位置。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通MF1与实施方式5的情况同样地与受电线圈5L(5Lb)交链。在送电线圈8L(8La)的周围形成的磁通MF3与实施方式5的情况不同,在本实施方式中所述磁通MF3不受凸部2T的影响地穿过空间S而与受电线圈5L(5La)交链。
向箭头L侧的位置偏离
图33是表示从图32所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头B侧位置偏离距离DR1的情形的剖视图。在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通中的、被露出部分6B1反射的磁通的量比图32的情况少,与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1a的量比磁通MF1(图32)的情况多。另一方面,在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3a的量比磁通MF3(图32)的情况少。
向箭头R侧的位置偏离
图34是表示从图32所示的状态起,受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头F侧位置偏离距离DR2的情形的剖视图。距离DR2与距离DR1(图33)大致相同。空间S位于送电线圈8L(8La)的上方。
在送电线圈8L(8Lb)的周围形成的磁通中的、被露出部分6B1反射的磁通的量比图32的情况多,与受电线圈5L(5Lb)交链的磁通MF1b的量比磁通MF1(图32)的情况少。另一方面,在送电线圈8L(8La)的周围形成并且与受电线圈5L(5La)交链的磁通MF3b的量比磁通MF3(图32)的情况多。
在本实施方式中,如上所述,在受电装置5的周围形成有导磁率及电阻不同的区域(第1区域R1及第2区域R2),在受电装置5与送电装置8位置对齐的状态(在基准方向CD(图30)上车辆主体2的基准位置C2与送电线圈8L的卷绕轴O1一致的状态)下,受电线圈5L的卷绕轴O2配置于相对于车辆主体2的基准位置C2(及卷绕轴O1)向基准方向CD的一方侧(箭头B侧)偏离的位置。
根据该构成,基于与在实施方式4说明的内容同样的原理,即使受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头B侧位置偏离(图33)、即使受电线圈5L相对于送电线圈8L向箭头F侧位置偏离(图34),也能够抑制受电线圈5L与送电线圈8L之间的耦合系数的变动。
以上,对实施方式进行了说明,但上述的公开内容在所有的方面均为例示性的,而并非限制性的。本发明的技术范围由技术方案示出,意在包括与技术方案等同的含义及范围内的所有的变更。
本公开能够在产业上应用于能够以非接触的方式从设置于车辆主体的外部的送电装置接受电力的车辆。
Claims (4)
1.一种车辆,能够以非接触的方式从送电装置接受电力,所述送电装置配置成,使得送电线圈的卷绕轴在停车空间内的宽度方向的中心的位置沿上下方向延伸,所述车辆的特征在于,具备:
车辆主体,其具有底面;和
受电装置,其具有以非接触的方式从所述送电装置的所述送电线圈接受电力的受电线圈和收纳所述受电线圈的箱体,所述受电装置以使得所述受电线圈的卷绕轴沿上下方向延伸的方式设置于所述车辆主体的所述底面侧,
在以与所述受电线圈的所述卷绕轴交叉并且相对于车宽方向平行的方向为基准方向时,在相对于所述受电装置的所述箱体靠所述基准方向的一方侧的位置,设置有由铝形成的、或者形成为导磁率及电阻分别比铝的导磁率及电阻低的第1区域;
在相对于所述受电装置的所述箱体靠所述基准方向的另一方侧的位置,设置有空间和/或第2区域,所述第2区域是形成为导磁率及电阻分别比所述第1区域的导磁率及电阻高的区域;并且
所述受电线圈的所述卷绕轴相对于所述车辆主体的车宽方向上的中心位置配置于向所述基准方向的所述一方侧偏离的位置。
2.根据权利要求1所述的车辆,
还具备蓄电装置,所述蓄电装置具有主体壳,所述主体壳配置于所述车辆主体的所述底面,
所述受电装置的所述箱体安装于所述主体壳的下表面,
所述蓄电装置的所述主体壳的所述下表面具有构成所述第1区域的部分。
3.根据权利要求1或2所述的车辆,
还具备:
发动机,其配置于所述车辆主体的内部;和
消声器,其连接于所述发动机,设置于所述车辆主体的所述底面侧,
所述消声器具有构成所述第2区域的部分。
4.一种非接触送受电系统,其特征在于,具备:
送电装置,其具有送电线圈,所述送电装置配置成,使得所述送电线圈的卷绕轴在停车空间内沿上下方向延伸;和
车辆,其能够在所述停车空间内位置对齐了的状态下以非接触的方式从所述送电装置接受电力,包括:车辆主体,其具有底面;和受电装置,其具有以非接触的方式从所述送电装置的所述送电线圈接受电力的受电线圈和收纳所述受电线圈的箱体,所述受电装置以使得所述受电线圈的卷绕轴沿上下方向延伸的方式设置于所述车辆主体的所述底面,
在以与所述受电线圈的所述卷绕轴交叉并且相对于车辆前后方向或者车宽方向平行的方向为基准方向时,在相对于所述受电装置的所述箱体靠所述基准方向的一方侧的位置,设置有由铝形成的、或者形成为导磁率及电阻分别比铝的导磁率及电阻低的第1区域;
在相对于所述受电装置的所述箱体靠所述基准方向的另一方侧的位置,设置有空间和/或第2区域,所述第2区域是形成为导磁率及电阻分别比所述第1区域的导磁率及电阻高的区域;并且
当在所述车辆主体在所述停车空间内位置对齐了的状态下将所述送电线圈的所述卷绕轴沿向上方向延长而描绘出假想的延长线时,所述受电线圈的所述卷绕轴配置于相对于所述延长线的位置向所述基准方向的所述一方侧偏离的位置。
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