JP2012222956A - Vehicle-side coil unit, equipment-side coil unit, and power transmission system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両側コイルユニット、設備側コイルユニットおよび電力伝送システムに関する。 The present invention relates to a vehicle side coil unit, an equipment side coil unit, and a power transmission system.
近年、環境への配慮からバッテリなどの電力を用いて駆動輪を駆動させるハイブリッド車両や電気自動車などが着目されている。 In recent years, attention has been focused on hybrid vehicles, electric vehicles, and the like that drive wheels using electric power such as a battery in consideration of the environment.
特に近年は、上記のようなバッテリを搭載した電動車両において、プラグなどを用いずに非接触でバッテリを充電可能なワイヤレス充電が着目されている。 Particularly in recent years, attention has been focused on wireless charging capable of charging a battery in a non-contact manner without using a plug or the like in an electric vehicle equipped with the battery as described above.
たとえば、特開2007−267578号公報に記載されたエネルギ供給システムは、マイクロ波を利用して電力伝送を行う。このエネルギ供給システムは、複数のマグネトロンと、該マグネトロンにより生成されたマイクロ波を外部に送出する送電アンテナと、車両に搭載されるとともに、送電アンテナから送出されたマイクロ波を受信してエネルギーに変換する受信アンテナとを備える。さらに、エネルギ供給システムは、送信アンテナと受信アンテナとの間の空間に介在する障害物を検知する障害物検知装置を備え、障害物検知装置は、障害物を検知するセンサと、センサからの信号に基づいて障害物の有無を判定する処理部とを含む。 For example, an energy supply system described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-267578 performs power transmission using a microwave. This energy supply system is equipped with a plurality of magnetrons, a power transmission antenna that transmits microwaves generated by the magnetron to the outside, and is mounted on a vehicle, and receives microwaves transmitted from the power transmission antennas and converts them into energy. Receiving antennas. Furthermore, the energy supply system includes an obstacle detection device that detects an obstacle interposed in the space between the transmission antenna and the reception antenna. The obstacle detection device includes a sensor that detects the obstacle, and a signal from the sensor. And a processing unit for determining the presence or absence of an obstacle based on the above.
そして、最近では、非接触の充電方式においても各種の充電方式が提案されており、特に、共鳴現象を利用することで非接触で電力を伝送する技術が脚光を浴びている。 Recently, various charging methods have been proposed for the non-contact charging method, and in particular, a technique for transmitting electric power in a non-contact manner by using a resonance phenomenon has been spotlighted.
たとえば、特開2010−268660号公報および特開2010−284011号公報とには、電磁共鳴を利用して電力の送電および受電を行う非接触電力伝達装置などが記載されている。 For example, JP 2010-268660 A and JP 2010-284011 A disclose a non-contact power transmission device that transmits and receives power using electromagnetic resonance.
特開2007−267578号公報に記載されたエネルギ供給システムにおいては、送電アンテナと受電アンテナとの間に入り込んだ障害物を排除するための構成が記載されていない。 In the energy supply system described in Japanese Patent Laid-Open No. 2007-267578, a configuration for eliminating an obstacle that has entered between the power transmission antenna and the power reception antenna is not described.
また、特開2010−268660号公報および特開2010−284011号公報に記載された非接触電力伝達装置においても、共鳴コイル間に入り込んだ障害物を排除するための構成を備えていない。 In addition, the non-contact power transmission devices described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2010-268660 and 2010-284011 do not have a configuration for eliminating an obstacle that has entered between the resonance coils.
車両に設けられた車両側共鳴コイルと、設備側に設けられた設備側共鳴コイルとの間に障害物が入り込むと、車両側共鳴コイルと設備側共鳴コイルとの間における送電および受電効率が著しく低下するおそれがある。 When an obstacle enters between the vehicle-side resonance coil provided on the vehicle and the equipment-side resonance coil provided on the equipment side, the power transmission and reception efficiency between the vehicle-side resonance coil and the equipment-side resonance coil is remarkably increased. May decrease.
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされた発明であって、その目的は、車両側共鳴コイルおよび設備側共鳴コイルとの間に入り込んだ障害物を排除することができる車両側コイルユニット、設備側コイルユニットおよび電力伝送システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the problems as described above, and the object thereof is a vehicle-side coil unit that can eliminate an obstacle that has entered between the vehicle-side resonance coil and the equipment-side resonance coil. It is to provide a facility-side coil unit and a power transmission system.
本発明に係る車両側コイルユニットは、外部に設けられた設備側コイルユニットと対向して設備側コイルユニットから電力を受電すると共に、車両に搭載された車両側コイルユニットである。上記設備側コイルユニットに設けられた設備側共鳴コイルと電磁界共振結合する車両側共鳴コイルと、車両側コイルユニットと設備側コイルユニットとの間に風を吹きつける車両側送風装置とを備える。 The vehicle-side coil unit according to the present invention is a vehicle-side coil unit that is mounted on a vehicle and receives power from the facility-side coil unit so as to face the facility-side coil unit provided outside. A vehicle-side resonance coil that is electromagnetically resonantly coupled to the facility-side resonance coil provided in the facility-side coil unit; and a vehicle-side air blower that blows wind between the vehicle-side coil unit and the facility-side coil unit.
好ましくは、車両側送風装置は、車両側送風機と、車両側送風機からの風を車両側共鳴コイルに案内する案内通路と、案内通路に設けられ、案内通路内に入り込んだ車両側送風機からの風を設備側コイルユニットに向けて案内する排気口とを含む。 Preferably, the vehicle-side blower includes a vehicle-side blower, a guide passage that guides the wind from the vehicle-side blower to the vehicle-side resonance coil, and a wind from the vehicle-side blower that is provided in the guide passage and enters the guide passage. And an exhaust port for guiding toward the equipment side coil unit.
好ましくは、上記車両側送風装置は、車両側共鳴コイルを第1仮想中心線を中心に回転させる車両側駆動部を含む。上記車両側共鳴コイルは、第1仮想中心線の周囲に間隔をあけて配置された複数の第1単位コイルと、第1単位コイルの開口部を閉塞するように設けられた第1フィンとを含む。上記車両側共鳴コイルは、車両側駆動部からの動力によって回転することで、設備側コイルユニットに向けて風を吹き付ける。 Preferably, the vehicle-side air blower includes a vehicle-side drive unit that rotates the vehicle-side resonance coil about the first virtual center line. The vehicle-side resonance coil includes a plurality of first unit coils arranged at intervals around the first virtual center line, and a first fin provided to close an opening of the first unit coil. Including. The vehicle-side resonance coil is rotated by power from the vehicle-side drive unit, thereby blowing wind toward the equipment-side coil unit.
本発明に係る設備側コイルユニットは、車両に設けられた車両側コイルユニットと対向して、車両側コイルユニットに電力を送電すると共に、車両外部に設けられた設備側コイルユニットである。上記車両側コイルユニットに設けられた車両側共鳴コイルと電磁界共振結合する設備側共鳴コイルと、設備側コイルユニットと車両側コイルユニットとの間に風を吹き付ける設備側送風装置とを備える。 The facility-side coil unit according to the present invention is a facility-side coil unit that is disposed outside the vehicle and transmits electric power to the vehicle-side coil unit so as to face the vehicle-side coil unit provided in the vehicle. An equipment-side resonance coil that is electromagnetically resonantly coupled to the vehicle-side resonance coil provided in the vehicle-side coil unit, and an equipment-side air blower that blows wind between the equipment-side coil unit and the vehicle-side coil unit.
好ましくは、上記設備側送風装置は、設備側送風機と、設備側送風機からの風を設備側共鳴コイルに案内する案内通路と、案内通路に設けられ、案内通路内に入り込んだ設備側送風機からの風を車両側コイルユニットに向けて案内する排気口とを含む。 Preferably, the equipment-side blower includes an equipment-side blower, a guide passage that guides the wind from the equipment-side blower to the equipment-side resonance coil, and the equipment-side blower that is provided in the guide passage and enters the guide passage. And an exhaust port for guiding the wind toward the vehicle side coil unit.
好ましくは、上記設備側送風装置は、設備側共鳴コイルを第2仮想中心線を中心に回転させる設備側駆動部を含む。上記備側共鳴コイルは、第2仮想中心線の周囲に間隔をあけて設けられた複数の第2単位コイルと、第2単位コイルの開口部を閉塞するように設けられた第2フィンとを含む。上記設備側共鳴コイルは、設備側駆動部からの動力によって回転することで、車両側コイルユニットに向けて風を吹き付ける。 Preferably, the facility-side air blower includes an facility-side drive unit that rotates the facility-side resonance coil about the second virtual center line. The bilateral resonance coil includes a plurality of second unit coils provided at intervals around the second virtual center line, and a second fin provided so as to close the opening of the second unit coil. Including. The said equipment side resonance coil blows wind toward the vehicle side coil unit by rotating with the motive power from the equipment side drive part.
本発明に係る電力伝送システムは、上記車両側コイルユニットと、上記設備側コイルユニットとを含む。 The power transmission system according to the present invention includes the vehicle-side coil unit and the facility-side coil unit.
好ましくは、上記車両側送風装置は、車両側共鳴コイルを第1仮想中心線を中心に回転させる車両側駆動部を含む。上記車両側共鳴コイルは、第1仮想中心線の周囲に間隔をあけて配置された複数の第1単位コイルと、第1単位コイルの開口部を閉塞するように設けられた第1フィンとを含む。上記設備側送風装置は、設備側共鳴コイルを第2仮想中心線を中心に回転させる設備側駆動部を含む。上記設備側共鳴コイルは、第2仮想中心線の周囲に間隔をあけて設けられた複数の第2単位コイルと、第2単位コイルの開口部を閉塞するように設けられた第2フィンとを含む。上記車両側駆動部と設備側駆動部とは、第1単位コイルと第2単位コイルとが対向した状態が維持されるように、車両側共鳴コイルと設備側共鳴コイルとを回転させる。 Preferably, the vehicle-side air blower includes a vehicle-side drive unit that rotates the vehicle-side resonance coil about the first virtual center line. The vehicle-side resonance coil includes a plurality of first unit coils arranged at intervals around the first virtual center line, and a first fin provided to close an opening of the first unit coil. Including. The facility-side blower includes a facility-side drive unit that rotates the facility-side resonance coil about the second virtual center line. The facility-side resonance coil includes a plurality of second unit coils provided at intervals around the second virtual center line, and a second fin provided to close the opening of the second unit coil. Including. The vehicle-side drive unit and the facility-side drive unit rotate the vehicle-side resonance coil and the facility-side resonance coil so that the state where the first unit coil and the second unit coil face each other is maintained.
好ましくは、上記車両側共鳴コイルは、第1仮想中心線の周囲に配置された複数の第1単位コイルと、第1単位コイルの開口部を閉塞するように設けられた第1フィンとを含み、第1仮想中心線を中心に回転可能に設けられる。上記車両側コイルユニットは、車両側共鳴コイルが回転することで発電可能とされた発電機を含む。上記設備側共鳴コイルは、第2仮想中心線の周囲に配置された複数の第2単位コイルと、第2単位コイルの開口部を閉塞するように設けられた第2フィンとを含む。上記設備側コイルユニットは、設備側共鳴コイルを第2仮想中心線を中心に回転させる設備側駆動部を含む。上記設備側駆動部からの動力で設備側共鳴コイルが回転することで生じる風によって、車両側共鳴コイルが回転可能とされる。 Preferably, the vehicle-side resonance coil includes a plurality of first unit coils arranged around the first virtual center line, and a first fin provided to close the opening of the first unit coil. The first virtual center line is provided to be rotatable. The vehicle-side coil unit includes a generator that can generate power by rotating the vehicle-side resonance coil. The facility-side resonance coil includes a plurality of second unit coils arranged around the second virtual center line, and a second fin provided so as to close the opening of the second unit coil. The facility-side coil unit includes a facility-side drive unit that rotates the facility-side resonance coil about the second virtual center line. The vehicle-side resonance coil can be rotated by wind generated by the rotation of the facility-side resonance coil by the power from the facility-side drive unit.
本発明に係る車両側コイルユニット、設備側コイルユニットおよび電力伝送システムによれば、車両側共鳴コイルと設備側共鳴コイルとの間に入り込んだ障害物を排除することができ、送電効率や受電効率の向上を図ることができる。 According to the vehicle-side coil unit, the facility-side coil unit, and the power transmission system according to the present invention, it is possible to eliminate an obstacle that has entered between the vehicle-side resonance coil and the facility-side resonance coil. Can be improved.
(実施の形態1)
図1から図10を用いて、本発明の実施1の形態に係る車両と、外部給電装置と、車両および外部給電装置を含む電力伝送システムについて説明する。
(Embodiment 1)
A power transmission system including a vehicle, an external power supply device, the vehicle, and the external power supply device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、電動車両10および外部給電装置20を含む電力伝送システムを模式的に示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing an electric power transmission system including an
本実施の形態に係る電力伝送システムは、電動車両10と、外部給電装置20とを含む。電動車両10は、外部給電装置20が設けられた駐車スペース42の所定位置に停車して、主に、外部給電装置20から電力を受電する。なお、電動車両10は、外部給電装置20に電力を供給することもできる。
The power transmission system according to the present embodiment includes an
駐車スペース42には、電動車両10を所定の位置に停車するように、輪止やラインが設けられている。
The
外部給電装置20は、交流電源21に接続された高周波電力ドライバ22と、高周波電力ドライバ22などの駆動を制御する制御部26と、この高周波電力ドライバ22に接続された設備側コイルユニット41とを含む。設備側コイルユニット41は、主に、非接触電力送電装置として機能し、設備側コイルユニット41は、設備側共鳴コイル24と、設備側共鳴コイル24に接続された設備側キャパシタ25と、設備側共鳴コイル24と電気的に接続される設備側電磁誘導コイル23とを含む。
The external power supply device 20 includes a high-
交流電源21は、車両外部の電源であり、たとえば、系統電源である。高周波電力ドライバ22は、交流電源21から受け取る電力を高周波の電力に変換し、その変換した高周波電力を設備側電磁誘導コイル23に供給する。なお、高周波電力ドライバ22が生成する高周波電力の周波数は、たとえば1M〜数十MHzである。
設備側電磁誘導コイル23に上記の高周波電力が供給されることで、設備側電磁誘導コイル23から発生する磁束量が経時的に変化する。
By supplying the high-frequency power to the facility-side
設備側共鳴コイル24は、設備側電磁誘導コイル23と電磁誘導結合しており、設備側共鳴コイル24からの磁束量が変化することで、電磁誘導により設備側共鳴コイル24にも高周波の電流が流れる。
The facility-
この際、設備側共鳴コイル24に流れる高周波電流の周波数と、設備側電磁誘導コイル23のリラクタンスおよび設備側キャパシタ25の容量によって決まる共振周波数とが実質的に一致するように、設備側電磁誘導コイル23に電流が供給される。設備側共鳴コイル24および設備側キャパシタ25は、直列LC共振器として機能する。
At this time, the facility-side electromagnetic induction coil is set so that the frequency of the high-frequency current flowing through the facility-
そして、設備側共鳴コイル24の周囲に当該共振周波数と実質的に同じ周波数の電界および磁界が形成される。このようにして、設備側共鳴コイル24の周囲には、所定周波数の電磁場(電磁界)が形成される。
An electric field and a magnetic field having substantially the same frequency as the resonance frequency are formed around the equipment-
そして、電動車両10は、設備側共鳴コイル24および設備側キャパシタ25によって形成された直列LC共振器と同じ共振周波数を持つ直列LC共振器を備えており、当該LC共振器と、設備側共鳴コイル24および設備側キャパシタ25によって形成されたLC共振器とが電磁界共振結合することで、外部給電装置20から電動車両10に電力が送電される。
The
なお、電動車両10と外部給電装置20とは、設備側共鳴コイル24および設備側キャパシタ25によって形成される電磁場のうち、近接場(エバネッセント場)を主に利用して、外部給電装置20側から電動車両10に電力を供給している。当該電磁共鳴法を利用したワイヤレス送電・受電方法の詳細については、後述する。
In addition, the
電動車両10は、主に非接触電力受電装置として機能する車両側コイルユニット40と、車両側コイルユニット40に接続された整流器13と、整流器13に接続されたDC/DCコンバータ14と、このDC/DCコンバータ14に接続されたバッテリ15と、パワーコントロールユニット(PCU(Power Control Unit))16と、このパワーコントロールユニット16に接続されたモータユニット17と、DC/DCコンバータ14やパワーコントロールユニット16などの駆動を制御する車両ECU(Electronic Control Unit)18とを備える。なお、DC/DCコンバータ14を省略してもよい。
The
なお、本実施の形態に係る電動車両10は、図示しないエンジンを備えたハイブリッド車両であるが、モータにより駆動される車両であれば、電気自動車や燃料電池車両にも本願発明を適用することができる。
車両側コイルユニット40は、車両側共鳴コイル11と、この車両側共鳴コイル11に接続された車両側キャパシタ19と、車両側共鳴コイル11と電磁誘導により結合する車両側電磁誘導コイル12とを含む。なお、車両側コイルユニット40の詳細な構成については後述する。
The vehicle
車両側共鳴コイル11と車両側キャパシタ19は、直列LC共振器を構成しており、車両側共鳴コイル11および車両側キャパシタ19によって形成された直列LC共振器の共振周波数と、設備側共鳴コイル24および設備側キャパシタ25によって形成された直列LC共振器の共振周波数とは実質的に一致している。
The vehicle-
ここで設備側共鳴コイル24に、当該LC共振器の共振周波数と同じ周波数の高周波電流が供給されると、周波数が当該共振周波数の電磁場(電磁界)が発生する。
Here, when a high-frequency current having the same frequency as the resonance frequency of the LC resonator is supplied to the facility-
そして、設備側共鳴コイル24から、たとえば、数m以内程度の範囲内に、車両側共鳴コイル11が配置されると、車両側共鳴コイル11および車両側キャパシタ19によって形成されるLC共振器が共鳴して、車両側共鳴コイル11に電流が流れる。このように、車両側共鳴コイル11と、設備側共鳴コイル24とは、電磁界共振結合する。
And if the vehicle
車両側電磁誘導コイル12は、車両側共鳴コイル11と電磁誘導結合して、車両側共鳴コイル11が受電した電力を取り出す。車両側電磁誘導コイル12が車両側共鳴コイル11から順次電力を取り出すことで、電磁場を介して車両側共鳴コイル11に設備側共鳴コイル24から順次電力が供給される。このように、車両側コイルユニット40と、設備側コイルユニット41とは、所謂、電磁共鳴方式のワイヤレス送電・受電方式が採用されている。
The vehicle-side
整流器13は、車両側電磁誘導コイル12に接続されており、車両側電磁誘導コイル12から供給される交流電流を直流電流に変換して、DC/DCコンバータ14に供給する。
The
DC/DCコンバータ14は、整流器13から供給された直流電流の電圧を調整して、バッテリ15に供給する。
The DC /
パワーコントロールユニット16は、バッテリ15に接続されたコンバータと、このコンバータに接続されたインバータとを含み、コンバータは、バッテリ15から供給される直流電流を調整(昇圧)して、インバータに供給する。インバータは、コンバータから供給される直流電流を交流電流に変換して、モータユニット17に供給する。
The
モータユニット17は、たとえば、三相交流モータなどが採用されており、パワーコントロールユニット16のインバータから供給される交流電流によって駆動する。
The
なお、電動車両10がハイブリッド車両の場合には、電動車両10は、エンジン、動力分割機構とをさらに備え、モータユニット17は、発電機として主に機能するモータジェネレータと、電動機として主に機能するモータジェネレータとを含む。
When the
上記のように本実施の形態1に係る車両側コイルユニット40と設備側コイルユニット41との間は、ワイヤレス送電・受電方式であって、電磁場を利用した共鳴法が採用されている。
As described above, between the vehicle
図2は、共鳴法による送電および受電の原理を説明するための模式図であって、この図2を用いて、共鳴法による送電および受電の原理を説明する。 FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the principle of power transmission and power reception by the resonance method. The principle of power transmission and power reception by the resonance method will be described with reference to FIG.
図2を参照して、この共鳴法では、2つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する2つのLC共振コイルが電磁場(近接場)において共鳴することによって、一方のコイルから他方のコイルへ電磁場を介して電力が伝送される。 Referring to FIG. 2, in this resonance method, in the same way as two tuning forks resonate, two LC resonance coils having the same natural frequency resonate in an electromagnetic field (near field), and thereby, from one coil. Electric power is transmitted to the other coil via an electromagnetic field.
具体的には、高周波電源31に一次コイル32を接続し、電磁誘導により一次コイル32と磁気的に結合される一次共鳴コイル33へ、1M〜数十MHzの高周波電力を給電する。一次共鳴コイル33は、コイル自身のインダクタンスと浮遊容量(コイルにコンデンサが接続される場合には、コンデンサの容量を含む)とによるLC共振器であり、一次共鳴コイル33と同じ共振周波数を有する二次共鳴コイル34と電磁場(近接場)を介して共鳴する。そうすると、一次共鳴コイル33から二次共鳴コイル34へ電磁場を介してエネルギー(電力)が移動する。二次共鳴コイル34へ移動したエネルギー(電力)は、電磁誘導により二次共鳴コイル34と磁気的に結合される二次コイル35によって取出され、負荷36へ供給される。なお、共鳴法による送電は、一次共鳴コイル33と二次共鳴コイル34との共鳴強度を示すQ値がたとえば10よりも大きいときに実現される。
Specifically, the
なお、図2の構成と図1の構成の対応関係を示すと、図1に示す交流電源21および高周波電力ドライバ22は、図2の高周波電源31に相当する。また、図1に示す設備側電磁誘導コイル23は、図2の一次コイル32に相当する。さらに、図1に示す設備側共鳴コイル24および設備側キャパシタ25は、図3の一次共鳴コイル33および一次共鳴コイル33の浮遊容量とに相当する。
2 and the configuration shown in FIG. 1, the
図1に示す車両側共鳴コイル11および車両側キャパシタ19は、図2に示す二次共鳴コイル34および二次共鳴コイル34の浮遊容量とに相当する。
The vehicle-
図1に示す車両側電磁誘導コイル12は、図2の二次コイル35に相当する。そして、図1に示す整流器13、DC/DCコンバータ14およびバッテリ15は、図2に示す負荷36に相当する。
The vehicle-side
さらに、本実施の形態1に係るワイヤレス送電・受電方式は、電磁界の「静電界」が支配的な近接場(エバネッセント場)を利用することで、送電および受電効率の向上が図られている。 Furthermore, the wireless power transmission / reception method according to the first embodiment uses a near field (evanescent field) in which the “electrostatic field” of the electromagnetic field is dominant to improve power transmission and power reception efficiency. .
図3は、電流源(磁流源)からの距離と電磁界の強度との関係を示した図である。図3を参照して、電磁界は3つの成分から成る。曲線k1は、波源からの距離に反比例した成分であり、「輻射電界」と称される。曲線k2は、波源からの距離の2乗に反比例した成分であり、「誘導電界」と称される。また、曲線k3は、波源からの距離の3乗に反比例した成分であり、「静電界」と称される。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the distance from the current source (magnetic current source) and the intensity of the electromagnetic field. Referring to FIG. 3, the electromagnetic field is composed of three components. A curve k1 is a component inversely proportional to the distance from the wave source, and is referred to as a “radiating electric field”. A curve k2 is a component inversely proportional to the square of the distance from the wave source, and is referred to as an “induced electric field”. The curve k3 is a component that is inversely proportional to the cube of the distance from the wave source, and is referred to as an “electrostatic field”.
「静電界」は、波源からの距離とともに急激に電磁波の強度が減少する領域であり、共鳴法では、この「静電界」が支配的な近接場(エバネッセント場)を利用してエネルギー(電力)の伝送が行なわれる。すなわち、「静電界」が支配的な近接場において、同じ固有振動数を有する一対の共鳴器(たとえば一対のLC共振コイル)を共鳴させることにより、一方の共鳴器(一次共鳴コイル)から他方の共鳴器(二次共鳴コイル)へエネルギー(電力)を伝送する。この「静電界」は遠方にエネルギーを伝播しないので、遠方までエネルギーを伝播する「輻射電界」によってエネルギー(電力)を伝送する電磁波に比べて、共鳴法は、より少ないエネルギー損失で送電することができる。 The “electrostatic field” is a region where the intensity of the electromagnetic wave suddenly decreases with the distance from the wave source. In the resonance method, energy (electric power) is utilized using the near field (evanescent field) in which this “electrostatic field” is dominant. Is transmitted. That is, by resonating a pair of resonators having the same natural frequency (for example, a pair of LC resonance coils) in a near field where the “electrostatic field” is dominant, the resonance from one resonator (primary resonance coil) to the other Energy (electric power) is transmitted to the resonator (secondary resonance coil). Since this “electrostatic field” does not propagate energy far away, the resonance method can transmit power with less energy loss than electromagnetic waves that transmit energy (electric power) by “radiant electric field” that propagates energy far away. it can.
このように、本実施の形態1に係る電動車両10と、外部給電装置20とは、電磁場の近接場の共鳴を利用して、電動車両10の車両側コイルユニット40と、外部給電装置20の設備側コイルユニット41との間で電力の送電や受電を行っている。
As described above, the
図4は、車両側コイルユニット40を模式的に示す斜視図である。この図4に示すように、車両側コイルユニット40は、筐体50と、筐体50内に収容された筒状のコイル支持部材51と、コイル支持部材51に装着された車両側共鳴コイル11および車両側電磁誘導コイル12と、コイル支持部材51内に配置された車両側キャパシタ19と、送風装置52とを含む。
FIG. 4 is a perspective view schematically showing the vehicle
図5は、図4に示す車両側コイルユニット40の一部を断面視した側面図であり、図6は、図5のVI−VI線における断面図である。
5 is a side view of a part of the vehicle
これら、図5および図4に示すように、筐体50は、樹脂ケース53と、樹脂ケース53の内周面に設けられたシールド部材54とを含む。樹脂ケース53は、絶縁性の樹脂材料から形成されている。なお、筐体50は、シールド部材54のみで形成してもよい。
As shown in FIGS. 5 and 4, the
樹脂ケース53は、天板部55と、天板部55の外周縁部から下方に垂れ下がる周壁部56と、周壁部56に接続された底壁部57とを含む。シールド部材54は、天板部55と、周壁部56との内壁面に形成されており、シールド部材54は、底壁部57には形成されていない。
The
図4および図6に示すように、コイル支持部材51は、円筒状に形成されており、コイル支持部材51の周面には、穴部58が形成されている。
As shown in FIGS. 4 and 6, the
車両側共鳴コイル11および車両側電磁誘導コイル12とは、コイル支持部材51の外周面に装着されており、車両側共鳴コイル11と車両側キャパシタ19とは配線によって接続されている。当該配線は、穴部58をとおり、車両側キャパシタ19に接続されている。
The vehicle-
図4において、送風装置52は、筐体50の周壁部に形成された穴部59と、穴部59に嵌め込まれた送風機60と、コイル支持部材51と筐体50の内周面との間に配置された案内壁61と、底壁部57に形成された複数の排気口62,63とを含む。
In FIG. 4, the
穴部59は、筐体50の周壁部うち、穴部58と対向する部分に形成されている。送風機60は、筐体50の外部の空気を筐体50内に供給する。
The
案内壁61は、略環状に形成されており、コイル支持部材51の外周面と、筐体50の内周面との間にを通るように配置されている。
The
コイル支持部材51と、案内壁61との間には、送風機60からの空気が通ることができる導風通路が形成されている。送風機60によって車両側コイルユニット40内に送り込まれた空気の一部は導風通路内を通り、導風通路内を空気が流れることで、コイル支持部材51の外周面に装着された車両側共鳴コイル11および車両側電磁誘導コイル12が冷却される。
Between the
送風機60によって車両側コイルユニット40内に入り込んだ空気は、穴部58を通って、コイル支持部材51内に入り込み、車両側キャパシタ19を冷却する。
The air that has entered the vehicle-
排気口62は、底壁部57のうち、案内壁61とコイル支持部材51の間に位置する部分に形成されており、導風通路内に入り込んだ風は、排気口62から外部に排気される。排気口63は、底壁部57のうち、コイル支持部材51内に位置する部分に形成されており、コイル支持部材51内に入り込んだ風は、排気口63から外部に排気される。
The
図7は、設備側コイルユニット41を模式的に示す斜視図である。この図7に示すように、設備側コイルユニット41は、筐体70と、筐体70内に収容された筒状のコイル支持部材71と、コイル支持部材71に装着された設備側電磁誘導コイル23および設備側共鳴コイル24と、コイル支持部材71内に配置された設備側キャパシタ25と、送風装置72とを含む。
FIG. 7 is a perspective view schematically showing the equipment
図8は、図7に示す設備側コイルユニット41の一部を断面視した側面図であり、図9は、図8に示すIX−IX線における断面図である。
FIG. 8 is a side view of a part of the facility-
これら、図9および図8に示すように、筐体70は、樹脂ケース73と、樹脂ケース73の内周面に設けられたシールド部材74とを含む。樹脂ケース73は、絶縁性の樹脂材料から形成されている。なお、筐体70は、シールド部材74のみで形成してもよい。
As shown in FIGS. 9 and 8, the
樹脂ケース73は、天板部75と、天板部75の外周縁部から下方に垂れ下がる周壁部76と、周壁部76に接続された底壁部77とを含む。シールド部材74は、底壁部77と、周壁部76との内壁面に形成されており、シールド部材74は天板部75には形成されていない。
The
図7および図9に示すように、コイル支持部材71は、円筒状に形成されており、コイル支持部材71の周面に穴部78が形成されている。
As shown in FIGS. 7 and 9, the
設備側電磁誘導コイル23および設備側共鳴コイル24は、コイル支持部材71の外周面に装着されており、設備側共鳴コイル24と設備側キャパシタ25とは配線によって接続されている。当該配線は、穴部78をとおり設備側キャパシタ25に接続されている。
The facility-side
送風装置72は、筐体70の周壁部に形成された穴部79と、穴部79に嵌め込まれた送風機80と、コイル支持部材71と筐体50の内周面との間に配置された案内壁81と、天板部75に形成された排気口82および排気口83とを含む。
The
穴部79は、筐体70の周壁部のうち、穴部78と対向する部分に形成されている。送風機80は、筐体70外部の空気を筐体70内に送り込む。
The
案内壁81は、略環状に形成されており、コイル支持部材71の外周面と筐体50の内周面との間を通るように配置されている。
The
コイル支持部材71と、案内壁81との間には、送風機80からの空気が通ることができる導風通路が形成されている。送風機60によって設備側コイルユニット41内に送り込まれた空気の一部は導風通路内をとおり、導風通路内を空気が通ることで、コイル支持部材71の外周面に装着された設備側共鳴コイル24および設備側電磁誘導コイル23が冷却される。
Between the
送風機80によって、設備側コイルユニット41内に入り込んだ空気は、穴部78を通って、コイル支持部材71内に入り込み、設備側キャパシタ25を冷却する。
The air that has entered the equipment-
排気口82は、天板部75のうち、案内壁81とコイル支持部材71との間の位置する部分に形成されており、導風通路内に入り込んだ風は排気口82から外部に排気される。排気口83は、天板部75のうち、コイル支持部材71内に位置する部分に形成されており、コイル支持部材71内に入り込んだ風は、排気口83から外部に排気される。
The
図10は、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41が対向した状態を示す状態を示し、一部を断面視した側面図である。電動車両10は、車両の底面を規定するフロアパネル86と、フロアパネル86の下面に配置された車両側コイルユニット40と、フロアパネル86の下面に設けられたセンサ84とを含む。
FIG. 10 is a side view showing a state in which the vehicle-
設備側コイルユニット41から車両側コイルユニット40に電力を伝送する際には、典型的には、車両側コイルユニット40と設備側コイルユニット41とは互いに対向するように配置されている。
When power is transmitted from the equipment
センサ84は、車両側コイルユニット40と設備側コイルユニット41との間に異物85があるか否かをセンシングする。なお、センサ84は、外部給電装置20に設けるようにしてもよい。
The
車両ECU18は、センサ84からの信号に基づいて、車両側コイルユニット40と設備側コイルユニット41と間に異物85の存在の有無を判断する。
Based on the signal from the
車両ECU18は、設備側コイルユニット41と車両側コイルユニット40との間に
異物85が存在すると判断すると、送風機60を起動する。送風機60が起動することで、排気口62,63から風が、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間の領域に向けて風を吹きつける。
If vehicle ECU18 judges that the
車両ECU18は、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間に異物85が位置していると判断すると、制御部26に信号を送る。制御部26は、車両ECU18からの信号を受信すると、送風機80を起動する。
When the
送風機80が起動すると、排気口82,83から車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間の領域に向けて風が送り込まれる。
When the
これにより、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間に位置する異物85が、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間に位置する領域より外側に排出される。
Thereby, the
車両ECU18および制御部26は、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間から異物85を取り除いた状態で設備側コイルユニット41から車両側コイルユニット40に電力を伝送する。これにより、電力の送電効率および受電効率の向上を図ることができる。
The
なお、送風機60および送風機80は、電力伝送中にも起動しており、電力伝送中に異物85が車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間に入り込むことを抑制する。
Note that the
本実施の形態においては、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41のいずれにも送風装置を設けた例について説明したが、送風装置は、車両側コイルユニット40と設備側コイルユニット41との少なくとも一方に設けられておればよい。
In this Embodiment, although the example which provided the air blower in both the vehicle
(実施の形態2)
図11から図17を用いて、本実施の形態に係る電力伝送システム、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41について説明する。なお、図11から図17に示す構成のうち、上記図1から図10に示す構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
(Embodiment 2)
The power transmission system, the vehicle
図11は、本発明の実施の形態2に係る電力伝送システムを模式的に示し、一部を断面視した側面図である。この図11に示すように、電力伝送システムは、車両側コイルユニット40と、設備側コイルユニット41とを含む。
FIG. 11 is a side view schematically showing a power transmission system according to the second embodiment of the present invention and partly in section. As shown in FIG. 11, the power transmission system includes a vehicle
車両側コイルユニット40は、筐体50と、筐体50内に配置された車両側電磁誘導コイル12と、車両側共鳴コイル90と、車両側共鳴コイル90を回転させる駆動部91と、駆動部91に設けられ、車両側共鳴コイル90に固定された駆動軸92とを含む。樹脂ケース53の底壁部57には、複数の排気口62が形成されている。
The vehicle-
車両側コイルユニット40は、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間の領域に風を送り込む送風装置93を備えており、送風装置93は、車両側共鳴コイル90と、駆動部91と、駆動軸92とを含む。なお、車両側共鳴コイル90の詳細な構成については後述する。
The vehicle-
設備側コイルユニット41は、設備側電磁誘導コイル23と、設備側共鳴コイル94と、設備側共鳴コイル94を回転させる駆動部95と、駆動部95に設けられ、設備側共鳴コイル94に接続された駆動軸96とを含む。樹脂ケース73の天板部75には、複数の排気口82が形成されている。
The facility-
設備側コイルユニット41は、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間に位置する領域に向けて風を送り込む送風装置97を備えており、送風装置97は、駆動部95と、駆動軸96と、設備側共鳴コイル94とを含む。
The equipment-
図12は、送風装置93およびその周囲に配置された部材を模式的に示す斜視図であり、図13は、車両側共鳴コイル90を模式的に示す平面図である。
FIG. 12 is a perspective view schematically showing the
この図12および図13に示すように、車両側共鳴コイル90は、仮想中心線O1の周囲に間隔をあけて配置された複数の単位コイル101,102,103,104と、単位コイル101と単位コイル102とを接続する接続部105と、単位コイル102および単位コイル103を接続する接続部106と、単位コイル103および単位コイル104を接続する接続部107と、単位コイル104および単位コイル101とを接続する接続部108とを含む。単位コイル101,102,103,104は、コイル線を巻回することで形成されている。
As shown in FIGS. 12 and 13, the vehicle-
車両側共鳴コイル90は、一本のコイル線を曲げることで形成されており、コイル線の両端は車両側キャパシタ19に接続されている。単位コイル101は1巻きに形成されており、単位コイル101によって形成された開口部には、当該開口部を閉塞するように設けたフィン110が設けられている。
The vehicle-
同様に、単位コイル102,103,104には、単位コイル102,103,104、の開口部を閉塞するようにフィン112,113,114が配置されている。なお、図12においては、各フィンの形状などの理解を助けるために各フィンにハッチングを入れている。
Similarly,
駆動部91は、ロータおよびステータを含む回転電機などが採用される。駆動軸92は、駆動部91のロータに接続されており、駆動軸92の先端部は、接続部105,106,108に固定されている。接続部107には車両側キャパシタ19が接続されている。
The
駆動部91が駆動すると、車両側共鳴コイル90が仮想中心線O1を中心に回転する。フィン111,112,113,114(単位コイル102,103,104)は、仮想中心線O1を中心に環状に配列しており、車両側共鳴コイル90が回転することで、図11において設備側コイルユニット41に向けて風を吹かせることができる。
When the
図14は、送風装置97およびその周囲に位置する部材のを模式的に示す斜視図であり、図15は、設備側共鳴コイル94を模式的に示す平面図である。
FIG. 14 is a perspective view schematically showing the
図14および図15に示すように、設備側共鳴コイル94は、仮想中心線O2の周囲に間隔をあけて配置された複数の単位コイル121,122,123,124と、単位コイル121と単位コイル122とを接続する接続部125と、単位コイル122と単位コイル123とを接続する接続部127と、単位コイル123と単位コイル124とを接続する接続部127と、単位コイル124および単位コイル121とを接続する接続部128とを含む。
As shown in FIGS. 14 and 15, the facility-
単位コイル121,122,123,124は、コイル線を巻回することで形成されており、単位コイル121,122,123,124の巻数は、1巻とされている。単位コイル121には、単位コイル121の開口部を閉塞するように、フィン131が嵌め込まれている。
The unit coils 121, 122, 123, and 124 are formed by winding a coil wire, and the number of turns of the unit coils 121, 122, 123, and 124 is one. A
同様に、単位コイル122,123,124には、各単位コイル122,123,124の開口部を閉塞するようにフィン132,133,134が配置されている。駆動部95は、ロータおよびステータを含む回転電機を含み、駆動軸96は、駆動部95のロータに接続されている。
Similarly,
駆動軸96の端部は接続部125,126,128に固定されており、接続部127には、設備側キャパシタ25が接続されている。
The end of the
そして、駆動部95が駆動することで、設備側共鳴コイル94が仮想中心線O2を中心に回転する。設備側共鳴コイル94が仮想中心線O2を中心に回転することで、図11に示すように、車両側コイルユニット40と設備側コイルユニット41との間の領域に向けて風を送り込むことができる。
And the
なお、本実施の形態2に係る電力伝送システムにおいても、電力を伝送する際にセンサ84は、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間に、異物85が存在しているかをセンシングする。
In the power transmission system according to the second embodiment, when transmitting power, the
そして、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間に異物85が位置している場合には、車両ECU18は駆動部91を起動して、車両側共鳴コイル90を回転させる。さらに、車両ECU18は、制御部26に信号を送信する。制御部26は車両ECU18からの信号を受信すると、駆動部95を駆動して、設備側共鳴コイル94を回転させる。
And when the
このように、車両側共鳴コイル90および設備側共鳴コイル94が回転することで、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間に位置する領域内に位置する異物85を、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間から排除することができる。
As described above, the vehicle-
本実施の形態2に係る電力伝送システムを用いて、設備側コイルユニット41から車両側コイルユニット40に向けて電力を伝送する仕組みについて説明する。
A mechanism for transmitting power from the facility-
図14において、設備側コイルユニット41の設備側電磁誘導コイル23には所定周波数の交流電流が供給される。設備側電磁誘導コイル23に交流電流が流れることで、電磁誘導により設備側共鳴コイル94にも高周波電流が流れる。
In FIG. 14, an alternating current having a predetermined frequency is supplied to the facility-side
そして、設備側共鳴コイル94に流れる高周波電流は、設備側キャパシタ25の容量Cと、設備側共鳴コイル94のリアクタンスLとによって決定される共振周波数(1/(LC)1/2)と実質的に同一となる。
The high-frequency current flowing through the equipment-
図15において、電流方向D1,D2,D3,D4は、任意のタイミングにおける単位コイル121,122,123,124に流れる電流方向を模式的に示したものである。 In FIG. 15, current directions D1, D2, D3, and D4 schematically show the directions of current flowing through the unit coils 121, 122, 123, and 124 at an arbitrary timing.
図15に示すように、各単位コイル121,122,123,124に電流方向D1,D2,D3,D4が流れることで、各単位コイル121,122,123,124に生じる磁界の向きはいずれも、同じ方向となる。なお、図15に示す状態においては、各単位コイル121,122,123,124に生じる磁界の向きは、紙面の表側から裏面側に向けて流れる。
As shown in FIG. 15, the current directions D1, D2, D3, and D4 flow through the unit coils 121, 122, 123, and 124, so that the directions of the magnetic fields generated in the unit coils 121, 122, 123, and 124 are all the same. In the same direction. In the state shown in FIG. 15, the direction of the magnetic field generated in each
図16は、図15に示すように、交流電流が流れたときに、設備側共鳴コイル94の周囲に形成される近接場を模式的に示した平面図である。なお、図16に示す破線は、設備側共鳴コイル94の周囲に形成された近接場のうち、強度の高い領域を模式的に示す。
FIG. 16 is a plan view schematically showing a near field formed around the equipment-
設備側共鳴コイル94に、共振周波数の交流電流が流れることで、設備側共鳴コイル94の周囲には、近接場NF2が形成される。
When an alternating current having a resonance frequency flows through the facility-
近接場NF2は、単位コイル121の周囲に形成された単位近接場UNF1と、単位コイル122の周囲に形成された単位近接場UNF2と、単位コイル123の周囲に形成された単位近接場UNF3と、単位コイル124の周囲に形成された単位近接場UNF4とを含む。
The near field NF2 includes a unit near field UNF1 formed around the
図11において、設備側共鳴コイル94の周囲に形成された近接場内に車両側共鳴コイル90が位置することで、近接場を介して、設備側共鳴コイル94から車両側共鳴コイル90に電力が伝送される。
In FIG. 11, the vehicle-
図12において、車両側共鳴コイル90と車両側キャパシタ19とによって形成される直列LC共振器の共振周波数と、設備側共鳴コイル94と設備側キャパシタ25とによって形成された直列LC共振器の共振周波数とは、実質的に一致している。
In FIG. 12, the resonance frequency of the series LC resonator formed by the vehicle
これにより、車両側共鳴コイル90には、共振周波数の交流電流が車両側共鳴コイル90に流れる。
As a result, an alternating current having a resonance frequency flows through the vehicle-
図13において、電流方向D5,D6,D7,D8は、任意のタイミングにおいて、単位コイル101,102,103,104に流れる電流方向を模式的に示したものである。そして、各単位コイル101,102,103,104に電流が流れることで、各単位コイル101,102,103,104によって形成される磁界の方向は、いずれも、同じ向きとされている。 In FIG. 13, current directions D5, D6, D7, and D8 schematically show directions of currents flowing through the unit coils 101, 102, 103, and 104 at arbitrary timings. Then, the current flows through the unit coils 101, 102, 103, and 104, so that the directions of the magnetic fields formed by the unit coils 101, 102, 103, and 104 are all the same.
なお、図13に示すタイミングにおいては、磁界の向きは、紙面の表面側から裏面側に向かう方向である。車両側共鳴コイル90に共振周波数の交流電流が流れると、電磁誘導によって、図12に示す車両側電磁誘導コイル12に電力が供給される。車両側電磁誘導コイル12に供給された電力は、整流器13およびコンバータ14をとおり、バッテリ15に供給される。
At the timing shown in FIG. 13, the direction of the magnetic field is the direction from the front side to the back side. When an alternating current having a resonance frequency flows through the vehicle-
図17は、電力伝送時における車両側共鳴コイル90および設備側共鳴コイル94を示す平面図である。
FIG. 17 is a plan view showing the vehicle-
この図17に示すように、車両側共鳴コイル90の単位コイル101が設備側共鳴コイル94の単位コイル121の上方に位置し、単位コイル102,103,104の上方に単位コイル122,123,124に位置する。
As shown in FIG. 17, the
このように、車両側共鳴コイル90と設備側共鳴コイル94とが位置することで、平面視した際に、単位近接場UNF1,UNF2,UNF3,UNF4と、単位コイル101,102,103,104が重なりあい、設備側共鳴コイル94から車両側共鳴コイル90に良好に電力が伝送される。
Thus, when the vehicle-
ここで、図11に示すように、車両側コイルユニット40と、設備側コイルユニット41の間の異物85を排除する際に、駆動部91は車両側共鳴コイル90を回転させ、駆動部95は、設備側共鳴コイル94を回転させる。
Here, as shown in FIG. 11, when removing the
この際、駆動部91と駆動部95とは、車両側共鳴コイル90および設備側共鳴コイル94の回転軸線上から車両側共鳴コイル90および設備側共鳴コイル94を見た際に、単位コイル101,102,103,104と、単位コイル121,122,123,124とが重なり合った状態が維持されるように、車両側共鳴コイル90および設備側共鳴コイル94を回転させる。
At this time, the driving
これにより、異物85を除去するときにおいても、単位コイル101,102,103,104が、単位近接場UNF1,UNF2,UNF3,UNF4と重なりあった状態が維持され、車両側共鳴コイル90および設備側共鳴コイル94の間の電力伝送効率を高く維持することができる。
As a result, even when the
なお、本実施の形態2における電力伝送システムにおいては、電力の伝送手法としては、上記のような電磁界共振結合を利用する場合に限られない。 In the power transmission system according to the second embodiment, the power transmission method is not limited to the use of the electromagnetic resonance coupling as described above.
図11において、設備側共鳴コイル94が回転することで、設備側共鳴コイル94から車両側共鳴コイル90に向けて風が送られる。
In FIG. 11, the equipment-
駆動軸92は、回転可能に駆動部91に接続されている。このため、車両側共鳴コイル90が設備側共鳴コイル94からの風によって回転すると、駆動部91は発電する。駆動部91は、上述のように、ロータとステータとを含む。
The
ロータは、駆動軸92に固定されたロータコアと、ロータコア内に収容された永久磁石とを含む。ステータは、ロータの周囲を取り囲むように配置されたステータコアと、ステータコアに装着されたステータコイルとを含む。
The rotor includes a rotor core fixed to drive
ロータコアは、駆動軸92に固定されており、車両側共鳴コイル90が回転することで、駆動部91のロータコアが回転する。ロータコアが回転することで、ステータコイルには、逆起電力が発生して、ステータコイルに電流が流れる。
The rotor core is fixed to the
このステータコイルに流れる電流は、整流器13およびコンバータ14を介して、バッテリ15に供給される。同様に、図11において、車両側コイルユニット40から設備側コイルユニット41に電力を受け渡すことができる。
The current flowing through the stator coil is supplied to the
すなわち、車両側共鳴コイル90を回転させることで生じた風で、設備側共鳴コイル94を回転させて、駆動部95を発電させることができる。このように、本実施の形態2に係る電力伝送システムによれば、駆動部91および駆動部95は発電機としても機能する。
That is, the
なお、本実施の形態2に係る電力伝送システムにおいては、車両側共鳴コイル90および設備側共鳴コイル94のいずれも風を、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間に送り込む送風装置として機能しているが、車両側共鳴コイル90と設備側共鳴コイル94との少なくとも一方を回転駆動するようにしてもよい。
In the power transmission system according to the second embodiment, both the vehicle-
たとえば、設備側共鳴コイル94を固定し、車両側共鳴コイル90を駆動部91で回転駆動としてもよい。また、車両側共鳴コイル90を固定して、設備側共鳴コイル94を
駆動部95で回転駆動するようにしてもよい。
For example, the facility-
車両側共鳴コイル90および設備側共鳴コイル94の一方を回転駆動するようにしても、車両側コイルユニット40および設備側コイルユニット41の間に位置する異物85を排除することができ、電力の送電および受電効率の向上を図ることができる。
Even if one of the vehicle-
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 Although the embodiment of the present invention has been described above, it should be considered that the embodiment disclosed this time is illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
本発明は、車両側コイルユニット、設備側コイルユニットおよび電力伝送システムに適用することができる。 The present invention can be applied to a vehicle-side coil unit, a facility-side coil unit, and a power transmission system.
10 電動車両、11,90 車両側共鳴コイル、12 車両側電磁誘導コイル、13 整流器、14 コンバータ、15 バッテリ、16 パワーコントロールユニット、17 モータユニット、19 車両側キャパシタ、20 外部給電装置、21 交流電源、22 高周波電力ドライバ、23 設備側電磁誘導コイル、24,94 設備側共鳴コイル、25 設備側キャパシタ、26 制御部、31 高周波電源、32 一次コイル、33 一次共鳴コイル、34 二次共鳴コイル、35 二次コイル、36 負荷、40 車両側コイルユニット、41 設備側コイルユニット、42 駐車スペース、50,70 筐体、51,71 コイル支持部材、52,72,93,97 送風装置、53,73 樹脂ケース、54,74 シールド部材、55,75 天板部、56,76 周壁部、57,77 底壁部、58,59,78,79 穴部、60,80 送風機、61,81 案内壁、62,63,82,83 排気口、84 センサ、85 異物、86 フロアパネル、91,95 駆動部、92,96 駆動軸、101,102,103,104,121,122,123,124 単位コイル、110,112,113,114,131,132,133,134 フィン、C 容量、D1,D2,D3,D4,D5,D6,D7,D8 電流方向。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric vehicle, 11, 90 Vehicle side resonance coil, 12 Vehicle side electromagnetic induction coil, 13 Rectifier, 14 Converter, 15 Battery, 16 Power control unit, 17 Motor unit, 19 Vehicle side capacitor, 20 External power supply device, 21 AC power supply , 22 high frequency power driver, 23 equipment side electromagnetic induction coil, 24, 94 equipment side resonance coil, 25 equipment side capacitor, 26 control unit, 31 high frequency power supply, 32 primary coil, 33 primary resonance coil, 34 secondary resonance coil, 35 Secondary coil, 36 load, 40 vehicle side coil unit, 41 equipment side coil unit, 42 parking space, 50, 70 housing, 51, 71 coil support member, 52, 72, 93, 97 blower, 53, 73 resin Case, 54, 74 Shield member, 55, 75 Top plate part, 56, 76 Peripheral wall part, 57, 77 Bottom wall part, 58, 59, 78, 79 Hole part, 60, 80 Blower, 61, 81 Guide wall, 62, 63, 82, 83 Exhaust port, 84 Sensor , 85 Foreign matter, 86 Floor panel, 91, 95 Drive unit, 92, 96 Drive shaft, 101, 102, 103, 104, 121, 122, 123, 124 Unit coil, 110, 112, 113, 114, 131, 132, 133,134 Fin, C capacity, D1, D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8 Current direction.
Claims (9)
前記設備側コイルユニットに設けられた設備側共鳴コイルと電磁界共振結合する車両側共鳴コイルと、
前記車両側コイルユニットと前記設備側コイルユニットとの間に風を吹きつける車両側送風装置と、
を備えた、車両側コイルユニット。 While receiving power from the equipment side coil unit facing the equipment side coil unit provided outside, a vehicle side coil unit mounted on the vehicle,
A vehicle-side resonance coil that is electromagnetically resonantly coupled to the facility-side resonance coil provided in the facility-side coil unit;
A vehicle-side air blower that blows wind between the vehicle-side coil unit and the equipment-side coil unit;
A vehicle-side coil unit.
前記車両側共鳴コイルは、前記第1仮想中心線の周囲に間隔をあけて配置された複数の第1単位コイルと、前記第1単位コイルの開口部を閉塞するように設けられた第1フィンとを含み、
前記車両側共鳴コイルは、前記車両側駆動部からの動力によって回転することで、前記設備側コイルユニットに向けて風を吹き付ける、請求項1に記載の車両側コイルユニット。 The vehicle-side air blower includes a vehicle-side drive unit that rotates the vehicle-side resonance coil around a first virtual center line,
The vehicle-side resonance coil includes a plurality of first unit coils arranged at intervals around the first virtual center line, and a first fin provided so as to close an opening of the first unit coil. Including
The vehicle-side coil unit according to claim 1, wherein the vehicle-side resonance coil is rotated by power from the vehicle-side drive unit to blow wind toward the facility-side coil unit.
前記車両側コイルユニットに設けられた車両側共鳴コイルと電磁界共振結合する設備側共鳴コイルと、
前記設備側コイルユニットと前記車両側コイルユニットとの間に風を吹き付ける設備側送風装置と、
を備えた設備側コイルユニット。 Opposing to the vehicle side coil unit provided in the vehicle, power is transmitted to the vehicle side coil unit, and the facility side coil unit provided outside the vehicle,
A facility-side resonance coil that is electromagnetically resonantly coupled to the vehicle-side resonance coil provided in the vehicle-side coil unit;
An equipment-side air blower that blows wind between the equipment-side coil unit and the vehicle-side coil unit;
Equipment side coil unit equipped with.
前記設備側共鳴コイルは、前記第2仮想中心線の周囲に間隔をあけて設けられた複数の第2単位コイルと、前記第2単位コイルの開口部を閉塞するように設けられた第2フィンとを含み、
前記設備側共鳴コイルは、前記設備側駆動部からの動力によって回転することで、前記車両側コイルユニットに向けて風を吹き付ける、請求項4に記載の設備側コイルユニット。 The facility-side air blower includes a facility-side drive unit that rotates the facility-side resonance coil around a second virtual center line,
The facility-side resonance coil includes a plurality of second unit coils provided at intervals around the second virtual center line, and a second fin provided so as to close an opening of the second unit coil. Including
The equipment-side coil unit according to claim 4, wherein the equipment-side resonance coil is blown toward the vehicle-side coil unit by rotating with power from the equipment-side drive unit.
請求項4から請求項6のいずれかに記載の設備側コイルユニットと、
を備えた、電力伝送システム。 The vehicle side coil unit according to any one of claims 1 to 3,
The facility-side coil unit according to any one of claims 4 to 6,
Power transmission system with
前記車両側共鳴コイルは、前記第1仮想中心線の周囲に間隔をあけて配置された複数の第1単位コイルと、前記第1単位コイルの開口部を閉塞するように設けられた第1フィンとを含み、
設備側送風装置は、前記設備側共鳴コイルを第2仮想中心線を中心に回転させる設備側駆動部を含み、
前記設備側共鳴コイルは、前記第2仮想中心線の周囲に間隔をあけて設けられた複数の第2単位コイルと、前記第2単位コイルの開口部を閉塞するように設けられた第2フィンとを含み、
前記車両側駆動部と前記設備側駆動部とは、前記第1単位コイルと前記第2単位コイルとが対向した状態が維持されるように、前記車両側共鳴コイルと前記設備側共鳴コイルとを回転させる、請求項7に記載の電力伝送システム。 The vehicle-side air blower includes a vehicle-side drive unit that rotates the vehicle-side resonance coil around a first virtual center line,
The vehicle-side resonance coil includes a plurality of first unit coils arranged at intervals around the first virtual center line, and a first fin provided so as to close an opening of the first unit coil. Including
The facility-side air blower includes an facility-side drive unit that rotates the facility-side resonance coil around the second virtual center line,
The facility-side resonance coil includes a plurality of second unit coils provided at intervals around the second virtual center line, and a second fin provided so as to close an opening of the second unit coil. Including
The vehicle-side drive coil and the equipment-side drive coil are arranged such that the vehicle-side drive coil and the equipment-side drive coil are maintained so that the first unit coil and the second unit coil face each other. The power transmission system according to claim 7, wherein the power transmission system is rotated.
前記車両側コイルユニットは、前記車両側共鳴コイルが回転することで発電可能とされた発電機を含み、
前記設備側共鳴コイルは、第2仮想中心線の周囲に配置された複数の第2単位コイルと、前記第2単位コイルの開口部を閉塞するように設けられた第2フィンとを含み、
前記設備側コイルユニットは、前記設備側共鳴コイルを第2仮想中心線を中心に回転させる設備側駆動部を含み、
前記設備側駆動部からの動力で前記設備側共鳴コイルが回転することで生じる風によって、前記車両側共鳴コイルが回転可能とされた、請求項7に記載の電力伝送システム。 The vehicle-side resonance coil includes a plurality of first unit coils arranged around a first virtual center line, and a first fin provided to close an opening of the first unit coil, Provided to be rotatable about the first virtual center line;
The vehicle side coil unit includes a generator capable of generating power by rotating the vehicle side resonance coil,
The facility-side resonance coil includes a plurality of second unit coils arranged around a second virtual center line, and a second fin provided so as to close an opening of the second unit coil,
The facility-side coil unit includes a facility-side drive unit that rotates the facility-side resonance coil around a second virtual center line,
The power transmission system according to claim 7, wherein the vehicle-side resonance coil is rotatable by wind generated by rotation of the facility-side resonance coil by power from the facility-side drive unit.
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