JP2015103595A - 受電装置および送電装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】コンデンサを2つに分割した受電装置において、2つのコンデンサの電気的な絶縁性を確保しつつ、受電装置の体格が大きくなることを抑制することが可能な構成を備える、受電装置を提供する。【解決手段】受電装置100は、第1コンデンサ120aと第2コンデンサ120bとを備え、第1コンデンサ120aおよび第2コンデンサ120bは、第2外部電極120a2と第4外部電極120b2とが対向するように、受電コイル150から見て同じ側に隣り合うように配置されるとともに、第2外部電極120a2と第4外部電極120b2との間の距離L1は、第1外部電極と第3外部電極との間の距離L2よりも短くなるように配置されている。【選択図】図5
Description
本発明は、非接触で電力を送受電する受電装置および送電装置に関する。
特許文献1〜6に開示されているように、非接触で電力を送受電する受電装置および送電装置が知られている。たとえば、特開2013−154815号公報(特許文献1:図9参照)には、受電コイルおよびコンデンサを含み、これら受電コイルおよびコンデンサが、ケース内に収納された受電装置が開示されさている。特開2013−169132号公報(特許文献6:図9参照)には、受電コイルと、この受電コイルに直列に接続されたコンデンサと、整流器と、フィルタとが開示されている。
上述した非接触で電力を送受電する受電装置および送電装置においては、コンデンサを2つに分割する手法が提案されている。コンデンサを2つに分割した場合には、コンデンサから見て受電コイル側(送電コイル側)とバッテリ側とを、直流的に分割することができ、コンデンサよりもバッテリ側の電気的な対策を軽減することが可能となる。
受電コイル(送電コイル)の両側に位置するコンデンサ同士の電極間の電圧差、具体的には、受電コイルに両端に接続された電極間の電圧差が大きいため、コンデンサ同士を離す必要が生じる。その結果、2つのコンデンサおよび受電コイル(送電コイル)の搭載の仕方によっては、受電装置(送電装置)が大型化することが懸念される。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、一つの目的は、コンデンサを2つに分割した受電装置において、2つのコンデンサの電気的な絶縁性を確保しつつ、受電装置の体格が大きくなることを抑制することが可能な構成を備える、受電装置を提供することにある。他の目的は、コンデンサを2つに分割した送電装置において、2つのコンデンサの電気的な絶縁性を確保しつつ、送電装置の体格が大きくなることを抑制することが可能な構成を備える、送電装置を提供することにある。
この受電装置は、送電装置に対向した状態で上記送電装置から非接触で電力を受電する受電装置であって、上記受電装置は、受電コイルと、上記受電コイルの一方の端部に接続された第1コンデンサと、上記受電コイルの他方の端部に接続された第2コンデンサとを備え、上記第1コンデンサは、第1外部電極と第2外部電極とを含むとともに、上記受電コイルの上記一方の端部が上記第1外部電極に接続され、上記第2コンデンサは、第3外部電極と第4外部電極とを含むとともに、上記受電コイルの上記他方の端部が上記第3外部電極が接続され、上記第1コンデンサおよび上記第2コンデンサは、上記第2外部電極と上記第4外部電極とが対向するように、上記受電コイルから見て同じ側に隣り合うように配置されるとともに、上記第2外部電極と上記第4外部電極との間の距離は、上記第1外部電極と上記第3外部電極との間の距離よりも短くなるように配置されている。
このように、第1外部電極と第3外部電極との間の電圧差が大きいことから、この電極間の間の距離が、第2外部電極と第4外部電極との間の距離も大きくなるように、第1コンデンサおよび第2コンデンサを配置することことで、受電装置に配置される2つのコンデンサの電気的な絶縁性を確保することができる。
さらに、第1コンデンサおよび第2コンデンサは、受電コイルから見て同じ側に隣り合うように配置される。これにより、受電コイルの周りのスペースを有効活用し、受電装置の体格が大きくなることを抑制する。
この送電装置は、受電装置に対向した状態で上記受電装置に非接触で電力を送電する送電装置であって、上記送電装置は、送電コイルと、上記送電コイルの一方の端部に接続された第1コンデンサと、上記送電コイルの他方の端部に接続された第2コンデンサとを備え、上記第1コンデンサは、第1外部電極と第2外部電極とを含むとともに、上記送電コイルの上記一方の端部が上記第1外部電極に接続され、上記第2コンデンサは、第3外部電極と第4外部電極とを含むとともに、上記送電コイルの上記他方の端部が上記第3外部電極に接続され、上記第1コンデンサおよび上記第2コンデンサは、上記第2外部電極と上記第4外部電極とが対向するように、上記送電コイルから見て同じ側に隣り合うように配置されるとともに、上記第2外部電極と上記第4外部電極との間の距離は、上記第1外部電極と上記第3外部電極との間の距離よりも短くなるように配置されている。
このように、第1外部電極と第3外部電極との間の電圧差が大きいことから、この電極の間の距離が、第2外部電極と第4外部電極との間の距離も大きくなるように、第1コンデンサおよび第2コンデンサを配置することことで、送電装置に配置される2つのコンデンサの電気的な絶縁性を確保することができる。
さらに、第1コンデンサおよび第2コンデンサは、送電コイルから見て同じ側に隣り合うように配置される。これにより、送電コイルの周りのスペースを有効活用し、送電装置の体格が大きくなることを抑制する。
以上の構成によれば、2つのコンデンサの電気的な絶縁性を確保しつつ、体格が大きくなることを抑制することが可能な構成を備える、受電装置および送電装置を提供することを可能とする。
本発明に基づいた各実施の形態について、以下、図面を参照しながら説明する。実施の形態の説明において、個数および量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数およびその量などに限定されない。各実施の形態の説明において、同一の部品および相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による電力伝送システムの全体構成図、図2は、車両10を模式的に示す図、図3は、車両10を示す底面図である。図1を参照して、実施の形態1による電力伝送システムは、車両10と、外部給電装置20とを備える。車両10は、受電装置100と、フィルタ回路170と、整流部200と、蓄電装置300と、動力生成装置400と、車両ECU(Electronic Control Unit)500とを含む。
図1は、この発明の実施の形態1による電力伝送システムの全体構成図、図2は、車両10を模式的に示す図、図3は、車両10を示す底面図である。図1を参照して、実施の形態1による電力伝送システムは、車両10と、外部給電装置20とを備える。車両10は、受電装置100と、フィルタ回路170と、整流部200と、蓄電装置300と、動力生成装置400と、車両ECU(Electronic Control Unit)500とを含む。
受電装置100は、送電装置700の送電部710(後述)から出力される電力(交流)を非接触で受電するための受電部110を含む。受電部110は、受電した電力を整流部200へ出力する。この実施の形態1では、図2および図3に示されるように、送電装置700が地表または地中に設けられるものとし、受電装置100は、車両前方寄りの車両下部に設けられる。受電装置100の詳細な配置および構成については、後述する。
整流部200は、受電装置100によって受電された交流電力を整流して蓄電装置300へ出力する。フィルタ回路170は、受電装置100と整流部200との間に設けられ、外部給電装置20からの受電時に発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路170は、2つのインダクタおよび2つのキャパシタを含む4次LCフィルタによって構成される。
蓄電装置300は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池によって構成される。蓄電装置300の電圧は、たとえば200V程度である。蓄電装置300は、整流部200から出力される電力を蓄えるほか、動力生成装置400によって発電される電力も蓄える。蓄電装置300は、その蓄えられた電力を動力生成装置400へ供給する。なお、蓄電装置300として大容量のキャパシタも採用可能である。特に図示しないが、整流部200と蓄電装置300との間に、整流部200の出力電圧を調整するDC−DCコンバータを設けてもよい。
動力生成装置400は、蓄電装置300に蓄えられる電力を用いて車両10の走行駆動力を発生する。特に図示しないが、動力生成装置400は、たとえば、蓄電装置300から電力を受けるインバータ、インバータによって駆動されるモータ、モータによって駆動される駆動輪等を含む。動力生成装置400は、蓄電装置300を充電するための発電機と、その発電機を駆動可能なエンジンとを含んでもよい。
車両ECU500は、CPU(Central Processing Unit)、記憶装置、入出力バッファ等を含み(いずれも図示せず)、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、車両10における各機器の制御を行なう。一例として、車両ECU500は、車両10の走行制御や、蓄電装置300の充電制御を実行する。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。
整流部200と蓄電装置300との間には、リレー210が設けられる。リレー210は、外部給電装置20による蓄電装置300の充電時に車両ECU500によってオンされる。また、蓄電装置300と動力生成装置400との間には、システムメインリレー(SMR)310が設けられる。SMR310は、動力生成装置400の起動が要求されると、車両ECU500によってオンされる。
車両ECU500は、外部給電装置20による蓄電装置300の充電時には、通信装置510を用いて外部給電装置20と通信を行ない、充電の開始/停止や車両10の受電状況等の情報を外部給電装置20とやり取りする。
外部給電装置20は、電源部600と、フィルタ回路610と、送電装置700と、電源ECU800とを含む。電源部600は、商用系統電源等の外部電源900から電力を受け、所定の伝送周波数を有する交流電力を発生する。
送電装置700は、車両10の受電装置100へ非接触で送電するための送電コイル750を含む。送電装置700は、伝送周波数を有する交流電力を電源部600から受け、送電装置700の周囲に生成される電磁界を介して、車両10の受電装置100へ非接触で送電する。送電装置700の詳細な構成については、後述する。
フィルタ回路610は、電源部600と送電装置700との間に設けられ、電源部600から発生する高調波ノイズを抑制する。フィルタ回路610は、2つのインダクタおよび2つのキャパシタを含む4次LCフィルタによって構成される。
電源ECU800は、CPU、記憶装置、入出力バッファ等を含み(いずれも図示せず)、各種センサからの信号の入力や各機器への制御信号の出力を行なうとともに、外部給電装置20における各機器の制御を行なう。一例として、電源ECU800は、伝送周波数を有する交流電力を電源部600が生成するように、電源部600のスイッチング制御を行なう。なお、これらの制御については、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア(電子回路)で処理することも可能である。
電源ECU800は、車両10への送電時には、通信装置810を用いて車両10と通信を行ない、充電の開始/停止や車両10の受電状況等の情報を車両10とやり取りする。
外部給電装置20において、電源部600からフィルタ回路610を介して送電装置700へ、所定の伝送周波数を有する交流電力が供給される。送電装置700および車両10の受電装置100の各々は、コイルとキャパシタとを含み(後述)、伝送周波数において共振するように設計されている。送電装置700および受電装置100の共振強度を示すQ値は、100以上であることが好ましい。
電源部600からフィルタ回路610を介して送電装置700へ交流電力が供給されると、送電装置700のコイルと、受電装置100のコイルとの間に形成される電磁界を通じて、送電装置700から受電装置100へエネルギ(電力)が移動する。そして、受電装置100へ移動したエネルギ(電力)は、フィルタ回路170および整流部200を介して蓄電装置300へ供給される。
なお、特に図示しないが、外部給電装置20において、送電装置700と電源部600との間(たとえば送電装置700とフィルタ回路610との間)に絶縁トランスを設けてもよい。また、車両10においても、受電装置100と整流部200との間(たとえば受電装置100とフィルタ回路170との間)に絶縁トランスを設けてもよい。
(受電装置100の配置)
図3を参照して、受電装置100の配置の一例について説明する。図3において、「D」は、鉛直方向下方Dを示す。「L」は、車両左方向Lを示す。「R」は、車両右方向Rを示す。「F」は、車両前進方向Fを示す。「B」は、車両後退方向Bを示す。「U」は、鉛直方向上方Uを示す。これらについては、後述する図においても共通している。
図3を参照して、受電装置100の配置の一例について説明する。図3において、「D」は、鉛直方向下方Dを示す。「L」は、車両左方向Lを示す。「R」は、車両右方向Rを示す。「F」は、車両前進方向Fを示す。「B」は、車両後退方向Bを示す。「U」は、鉛直方向上方Uを示す。これらについては、後述する図においても共通している。
図3を参照して、車両10の車両本体11は、底面12を有している。受電装置100は、車両本体11の底面12に設けられる。受電装置100は、前後方向におけるエンジン19よりも後方側(車両後退方向Bの側)であって、かつ、前後方向における中心位置P1よりも前方側(車両前進方向Fの側)に配置されている。
受電装置100の受電コイルのコイル巻回軸O2は、車両本体11の前後方向に対して平行な方向に延びている。車両10が駐車スペース内の電力伝送可能な所定位置に駐車した場合に、受電コイルのコイル巻回軸O2と送電コイルのコイル巻回軸O2とが互いに平行になることが企図されている。
(受電装置100の構成)
図4から図8を参照して、受電装置100の構成について説明する。図4は、電力伝送システムの受電装置100および送電装置700を示すブロック図、図5は、受電装置100を示す図であり、車両10の底面12から見た図に相当する。図6は、受電コイル150およびコアユニット160を示す斜視図である。
図4から図8を参照して、受電装置100の構成について説明する。図4は、電力伝送システムの受電装置100および送電装置700を示すブロック図、図5は、受電装置100を示す図であり、車両10の底面12から見た図に相当する。図6は、受電コイル150およびコアユニット160を示す斜視図である。
図4および図5を参照して、本実施の形態においては、受電装置100は、受電コイル150およびコアユニット160を有する受電部110と、コンデンサ120と、ケーシング190とを含む。コンデンサ120は、第1コンデンサ120aと第2コンデンサ120bとを有する。受電コイル150の一方の端部150aに第1コンデンサ120aが接続され、受電コイル150の他方の端部150bに第2コンデンサ120bが接続されている。
ケーシング190は、車両10の底面12側に配置されるシールド190aと囲い壁190bとを有する、囲い壁190bは、シールド機能を有する部材で形成されていもよいし、シールド機能を有さない樹脂材料で形成されていてもよい。図示は省略しているが、受電部110とコンデンサ120とを覆うシールド機能を有さないカバー部材を設けてもよい。
図6を参照して、受電部110は、受電コイル150およびコアユニット160を有する。コアユニット160は、図示における上面160A、下面160B、一対の側面160C,160E、および、一対の端面160D,160Fを含む、板状に形成されている。上面160Aは、外部給電装置20側となり、下面160Bは、車両10の底面12側となる。本実施の形態では、コアユニット160は、複数の分割コアが組み合わされ、この分割コアが絶縁紙(図示省略)により包囲されている。分割コアにはいずれもフェライトが用いられる。
コイル巻回軸O2は、端面160Dおよび端面160Fを通過する。受電コイル150は、コイル巻回軸O2を中心として、コアユニット160の上面160Aおよび下面160Bを含む周囲において螺旋状に受電コイル150が巻回されている。
再び、図5を参照して、第1コンデンサ120aおよび第2コンデンサ120bは、コアユニット160の一方の側面160Cに沿って配置されている。反対側に位置する他方の側面160Eでもよい。第1コンデンサ120aは、受電コイル150の一方の端部150aに接続された第1外部電極120a1と、第1外部電極120a1とは反対側に位置する第2外部電極120a2とを含む。第2外部電極120a2には、フィルタ回路170に至る配線180aが接続されている。
第2コンデンサ120bは、受電コイル150の他方の端部150bに接続された第3外部電極120b1と、第3外部電極120b1とは反対側に位置する第4外部電極120b2とを含む。第4外部電極120b2には、フィルタ回路170に至る配線180bが接続されている。
このように、コンデンサ120を第1コンデンサ120aと第2コンデンサ120bとを2つに分割した場合には、コンデンサから見て受電コイル150側とバッテリ側(フィルタ回路170側)とを、直流的に分割することができる。その結果、コンデンサ120よりもバッテリ側の電気的な対策を軽減することが可能となる。
しかし、受電コイル150の両側に位置する第1コンデンサ120aおよび第2コンデンサ120bの電極間の電圧差V1(図4参照)が大きいため、第1コンデンサ120aおよび第2コンデンサ120bの配置が重要となる。
そこで、本実施の形態では、第1コンデンサ120aおよび第2コンデンサ120bは、第2外部電極120a2と第4外部電極120b2とが対向するように、受電コイル150から見て同じ側(側面160C)に隣り合うように、同一の基板120c上に配置される。さらに、第2外部電極120a2と第4外部電極120b2との間の距離L1は、第1外部電極120a1と第3外部電極120b1との間の距離L2よりも短くなるように配置されている。
このように本実施の形態における受電装置100によれば、第1外部電極120a1と第3外部電極120b1との間の電圧差が大きいことから、この電極間の距離L1が、第2外部電極120a2と第4外部電極120b2との間の距離L2も大きくなるように、第1コンデンサ120aおよび第2コンデンサ120bを配置している。これにより、受電装置100に配置される2つのコンデンサの電気的な絶縁性を確保することができる。また、別途絶縁性を確保するための部材を必要としないことから、コストの上昇を抑制することができる。
さらに、第1コンデンサ120aおよび第2コンデンサ120bは、受電コイル150から見て同じ側(コアユニット160の一方の側面160C側)に隣り合うように配置されている。
たとえば、第1コンデンサ120aを一方の側面160C側に配置し、第2コンデンサ120bを他方の側面160E側に配置した場合と比較する。この比較例において、コンデンサ120aの幅と、受電部110の幅と、コンデンサ120bの幅とによって受電装置100全体の幅が決定される。
その一方で、本実施の形態のように、第1コンデンサ120aと第2コンデンサ120bとのいずれもが、側面160Cに沿って配置されることで、受電装置100の全体の幅は、コンデンサ120a,120bと受電部110の幅とによって決定される。その結果、本実施の形態の受電装置は、上記比較例の受電装置よりもコンデンサの1つ分の幅を小さくすることができる。
このように、受電コイル150の周りのスペースを有効活用し、受電装置100の体格が大きくなることを抑制することができる。また、受電装置100の全体の体格を大きくすることなく、受電コイル150の大きさを維持または大きくすることができることから、受電効率を向上させることも可能となる。
さらに、受電コイル150の配索が単純となるため、受電コイル150に要する線材の長さを短くすることができる。また、電圧差の小さい第2外部電極120a2と第4外部電極120b2との間において、フィルタ回路170に至る配線180a,180bが引き出されていることから、配線180a,180b間の電圧差(図5中のV3)を小さくすることもできる。
(コンデンサ120の詳細構造)
次に、図7および図8を参照して、コンデンサ120の詳細構造の一例について説明する。図7は、受電装置100に用いられるコンデンサ120の構成を示す図、図8は、受電装置100に用いられるコンデンサ120の詳細構成を示す斜視図である。
次に、図7および図8を参照して、コンデンサ120の詳細構造の一例について説明する。図7は、受電装置100に用いられるコンデンサ120の構成を示す図、図8は、受電装置100に用いられるコンデンサ120の詳細構成を示す斜視図である。
コンデンサ120は、上記したように、同一の基板120c上に第1コンデンサ120aおよび第2コンデンサ120bが配列されている。第1コンデンサ120aは、複数の第1セラミックコンデンサ1201を有している。本実施の形態では、8列(F−B方向)×10行(R−L方向)に、合計80個の第1セラミックコンデンサ1201が用いられている。列(F−B)方向に配置される第1セラミックコンデンサ1201は、直列に接続されている。
同様に、第2コンデンサ120bも、複数の第2セラミックコンデンサ1202を有している。本実施の形態では、8列(F−B方向)10行(R−L方向)に合計80個の第2セラミックコンデンサ1202が用いられている。列(F−B)方向に配置される第2セラミックコンデンサ1202は、直列に接続されている。
図8に示すように、第1コンデンサ120aを構成する第1セラミックコンデンサ1201は、それぞれ、外部電極a1、a2および本体a3を備える立方体形状を有し、第2コンデンサ120bを構成する第2セラミックコンデンサ1202も、それぞれ、外部電極b1、b2および本体b3を備える立方体形状を有している。セラミックコンデンサの外形は、おおよそ約5mm(縦)×約5mm(横)×約5mm(幅)程度の大きさである。
このように複数のセラミックコンデンサを用いてコンデンサを構成している場合には、図5に示す第1コンデンサ120aの第1外部電極120a1は、最も外側に位置する第1セラミックコンデンサ1201の全ての外部電極a1(図中のハッチング領域)により第1外部電極120a1を構成することとなる。よって、第1コンデンサ120aの第2外部電極120a2は、最も内側に位置する第1セラミックコンデンサ1201の全ての外部電極a2(図中のハッチング領域)により第2外部電極120a2を構成することとなる。
同様に、図5に示す第2コンデンサ120bの第3外部電極120b1は、最も外側に位置する第2セラミックコンデンサ1202の全ての外部電極b1(図中のハッチング領域)により第3外部電極120b1を構成することとなり、第2コンデンサ120bの第4外部電極120b2は、最も内側に位置する第2セラミックコンデンサ1202の全ての外部電極b2(図中のハッチング領域)により第4外部電極120b2を構成することとなる。
[実施の形態2]
図9を参照して、本実施の形態における受電装置100Aの構成について説明する。図9は、本実施の形態の受電装置100Aを示す図である。上記実施の形態1との相違点は、受電装置の構成のみにあり、他の構成は同じである。
図9を参照して、本実施の形態における受電装置100Aの構成について説明する。図9は、本実施の形態の受電装置100Aを示す図である。上記実施の形態1との相違点は、受電装置の構成のみにあり、他の構成は同じである。
本実施の形態の受電装置100Aは、第1コンデンサ120aおよび第2コンデンサ120bが、コアユニット160の一方の端面160Dに沿って配置されている。反対側の他方の端面160Fでもよい。他の構成は受電装置100と同じである。この構成を採用することによっても、上記受電装置100と同じ作用効果を得ることができる。
さらに、受電コイル150によって発生する電磁界は、コイル巻回軸O2に沿って発生する。そのため、上記実施の形態1に示したように第1コンデンサ120aおよび第2コンデンサ120bを配置した場合には、磁界の延びる方向に沿ってコンデンサが配置されるため、コンデンサが磁界の影響を受けやすくなる。一方、本実施の形態の場合には、実施の形態1に比較した場合には、磁界の影響を受け難くすることが可能となる。
[実施の形態3]
次に、図10を参照して、本実施の形態における送電装置700について説明する。図10は、送電装置700を示す図である。図10は、車両側から見た平面図である。送電装置700は、受電装置100と同様の構成を有しており、送電コイル750およびコアユニット760を有する送電部710と、コンデンサ720と、ケーシング790とを含む。コンデンサ720は、第1コンデンサ720aと第2コンデンサ720bとを有する。送電コイル750の一方の端部750aに第1コンデンサ720aが接続され、送電コイル750の他方の端部750bに第2コンデンサ720bが接続されている。
次に、図10を参照して、本実施の形態における送電装置700について説明する。図10は、送電装置700を示す図である。図10は、車両側から見た平面図である。送電装置700は、受電装置100と同様の構成を有しており、送電コイル750およびコアユニット760を有する送電部710と、コンデンサ720と、ケーシング790とを含む。コンデンサ720は、第1コンデンサ720aと第2コンデンサ720bとを有する。送電コイル750の一方の端部750aに第1コンデンサ720aが接続され、送電コイル750の他方の端部750bに第2コンデンサ720bが接続されている。
ケーシング790は、地中側に配置される底板790aと囲い壁790bとを有する。底板790aおよび囲い壁790bは、シールド機能を有する部材で形成されていもよいし、シールド機能を有さない材料で形成されていてもよい。図示は省略しているが、送電部710とコンデンサ720とを覆うシールド機能を有さないカバー部材を設けてもよい。
送電部710は、送電コイル750およびコアユニット760を有する。コアユニット760は、受電部110のコアユニット160と同じ形状を有し、図示における上面760A、下面760B、一対の側面760C,760E、および、一対の端面760D,760Fを含む、板状に形成されている。上面760Aは、車両10側となり、下面760Bは、地中側となる。本実施の形態では、コアユニット760は、上述のコアユニット160と同様に、複数の分割コアが組み合わされ、この分割コアが絶縁紙(図示省略)により包囲されている。分割コアにはいずれもフェライトが用いられる。
コイル巻回軸O2は、上面760Aおよび下面760Bを通過する。送電コイル750は、コイル巻回軸O2を中心として、コアユニット760の上面760Aおよび下面760Bを含む周囲において螺旋状に送電コイル750が巻回されている。
第1コンデンサ720aおよび第2コンデンサ720bは、コアユニット760の一方の側面760Cに沿って配置されている。反対側に位置する他方の側面760Eでもよい。第1コンデンサ720aは、送電コイル750の一方の端部750aに接続された第1外部電極720a1と、第1外部電極120a1とは反対側に位置する第2外部電極720a2とを含む。第2外部電極720a2には、フィルタ回路610(図4参照)に至る配線780aが接続されている。
第2コンデンサ720bは、送電コイル750の他方の端部750bに接続された第3外部電極720b1と、第3外部電極720b1とは反対側に位置する第4外部電極720b2とを含む。第4外部電極120b2には、フィルタ回路610(図4参照)に至る配線780bが接続されている。
このように、コンデンサ720を第1コンデンサ720aと第2コンデンサ720bとを2つに分割した場合には、コンデンサから見て送電コイル750側とバッテリ側(フィルタ回路610側)とを、直流的に分割することができる。その結果、コンデンサ720よりもバッテリ側の電気的な対策を軽減することが可能となる。
しかし、送電コイル750の両側に位置する第1コンデンサ720aおよび第2コンデンサ720bの電極間の電圧差V2(図4参照)が大きいため、第1コンデンサ720aおよび第2コンデンサ720bの配置が重要となる。
そこで、本実施の形態では、第1コンデンサ720aおよび第2コンデンサ720bは、第2外部電極720a2と第4外部電極720b2とが対向するように、送電コイル750から見て同じ側(側面160C)に隣り合うように、同一の基板720c上に配置される。さらに、第2外部電極720a2と第4外部電極720b2との間の距離L1は、第1外部電極720a1と第3外部電極720b1との間の距離L2よりも短くなるように配置されている。
このように本実施の形態における送電装置700によれば、第1外部電極720a1と第3外部電極720b1との間の電圧差が大きいことから、この電極間の間の距離L1が、第2外部電極720a2と第4外部電極720b2との間の距離L2も大きくなるように、第1コンデンサ720aおよび第2コンデンサ720bを配置している。これにより、送電装置700に配置される2つのコンデンサの電気的な絶縁性を確保することができる。また、別途絶縁性を確保するための部材を必要としないことから、コストの上昇を抑制することができる。
さらに、第1コンデンサ720aおよび第2コンデンサ720bは、送電コイル750から見て同じ側(コアユニット760の一方の側面760C側)に隣り合うように配置されている。これにより、送電コイル750の周りのスペースを有効活用し、送電装置700の体格が大きくなることを抑制する。また、送電装置700の全体の体格を大きくすることなく、送電コイル750の大きさを維持または大きくすることができることから、送電効率を向上させることも可能となる。
さらに、送電コイル750の配索が単純となるため、送電コイル750に要する線材の長さを短くすることができる。また、電圧差の小さい第2外部電極720a2と第4外部電極720b2との間において、フィルタ回路610に至る配線780a,780bが引き出されていることから、配線780a,780b間の電圧差(図10中のV3)を小さくすることもできる。
なお、コンデンサ720の詳細構造については、上述の図8に示した構成と同じであるため、図を用いた説明は省略するが、実施の形態1の場合と同様に、第1コンデンサ720aおよび第2コンデンサ720bは、複数のセラミックコンデンサにより構成されている。
[実施の形態4]
図11を参照して、本実施の形態における送電装置700Aの構成について説明する。図11は、本実施の形態の送電装置700Aを示す図である。上記実施の形態3との相違点は、送電装置の構成のみにあり、他の構成は同じである。
図11を参照して、本実施の形態における送電装置700Aの構成について説明する。図11は、本実施の形態の送電装置700Aを示す図である。上記実施の形態3との相違点は、送電装置の構成のみにあり、他の構成は同じである。
本実施の形態の送電装置700Aは、第1コンデンサ120aおよび第2コンデンサ120bが、コアユニット760の一方の端面760Dに沿って配置されている。反対側の他方の端面760Fでもよい。他の構成は送電装置700と同じである。この構成を採用することによっても、上記送電装置700と同じ作用効果を得ることができる。
さらに、送電コイル750によって発生する電磁界は、コイル巻回軸O2に沿って発生する。そのため、上記実施の形態3に示したように第1コンデンサ720aおよび第2コンデンサ720bを配置した場合には、磁界の延びる方向に沿ってコンデンサが配置されるため、コンデンサが磁界の影響を受けやすくなる。一方、本実施の形態の場合には、実施の形態3に比較した場合には、磁界の影響を受け難くすることが可能となる。
上記各実施の形態では、受電部110はケーシング190の収納され、送電部710は、ケーシング790に収納される場合を図示しているが、受電部110および送電部710のいずれにおいても、樹脂封止することにより、ケーシングを不要とするか、または、ケーシングの簡略化を図ってもよい。
また、各実施の形態において、コンデンサの具体的構成として、8行10列に配置したセラミックコンデンサを用いた場合を説明しているが、この個数に限定されるものではなく、設計仕様に応じて適宜変更されるものである。また、セラミックコンデンサに限定されず、同等の機能を有するコンデンサを用いてもよい。
以上、各実施の形態について説明したが、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。本発明の技術的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。
10 車両、11 車両本体、12 底面、19 エンジン、20 外部給電装置、100,100A 受電装置、110 受電部、120,720 コンデンサ、120a,720a 第1コンデンサ、120a1 第1外部電極、120a2 第2外部電極、120b,720b 第2コンデンサ、120b1,720b1 第3外部電極、120b2,720b2 第4外部電極、120c 基板、1201 第1セラミックコンデンサ、1202 第2セラミックコンデンサ、150 受電コイル、150a,750a 一方の端部、150b,750b 他方の端部、160,760 コアユニット、160A,760A 上面、160B,760B 下面、160C,160E,760C,760E 側面、160D,160F,760D,760F 端面、170,610 フィルタ回路、180a,180b,780a,780b 配線、190,790 ケーシング、190a シールド、190b,790b 囲い壁、200 整流部、210 リレー、300 蓄電装置、310 システムメインリレー(SMR)、400 動力生成装置、500 車両ECU、510 通信装置、600 電源部、610 フィルタ回路、700,700A 送電装置、710 送電部、750 送電コイル、790a 底板、800 電源ECU、810 通信装置、900 外部電源、a1,a2,b1,b2 外部電極、a3,b3 本体、P1 中心位置、O2 コイル巻回軸。
Claims (8)
- 送電装置に対向した状態で前記送電装置から非接触で電力を受電する受電装置であって、
前記受電装置は、
受電コイルと、
前記受電コイルの一方の端部に接続された第1コンデンサと、
前記受電コイルの他方の端部に接続された第2コンデンサと、
を備え、
前記第1コンデンサは、第1外部電極と第2外部電極とを含むとともに、前記受電コイルの前記一方の端部が前記第1外部電極に接続され、
前記第2コンデンサは、第3外部電極と第4外部電極とを含むとともに、前記受電コイルの前記他方の端部が前記第3外部電極が接続され、
前記第1コンデンサおよび前記第2コンデンサは、前記第2外部電極と前記第4外部電極とが対向するように、前記受電コイルから見て同じ側に隣り合うように配置されるとともに、前記第2外部電極と前記第4外部電極との間の距離は、前記第1外部電極と前記第3外部電極との間の距離よりも短くなるように配置されている、受電装置。 - 上面、下面、一対の側面、および、一対の端面を含み、板状に形成されたフェライト製のコアユニットをさらに備え、
前記受電コイルは、前記両端面を通過するコイル巻回軸を軸にして、前記コアユニットに巻回されており、
前記第1コンデンサおよび前記第2コンデンサは、前記コアユニットの一方の前記側面に沿って配置されている、請求項1に記載の受電装置。 - 上面、下面、一対の側面、および、一対の端面を含み、板状に形成されたフェライト製のコアユニットをさらに備え、
前記受電コイルは、前記両端面を通過するコイル巻回軸を軸にして、前記コアユニットに巻回されており、
前記第1コンデンサおよび前記第2コンデンサは、前記コアユニットの一方の前記端面に沿って配置されている、請求項1に記載の受電装置。 - 前記第1コンデンサは、直列に接続された複数の第1セラミックコンデンサを含み、
前記第2コンデンサは、直列に接続された複数の第2セラミックコンデンサを含み、
複数の前記第1セラミックコンデンサおよび複数の前記第2セラミックコンデンサは、一つの基板に実装されている、請求項2または3に記載の受電装置。 - 受電装置に対向した状態で前記受電装置に非接触で電力を送電する送電装置であって、
前記送電装置は、
送電コイルと、
前記送電コイルの一方の端部に接続された第1コンデンサと、
前記送電コイルの他方の端部に接続された第2コンデンサと、
を備え、
前記第1コンデンサは、第1外部電極と第2外部電極とを含むとともに、前記送電コイルの前記一方の端部が前記第1外部電極に接続され、
前記第2コンデンサは、第3外部電極と第4外部電極とを含むとともに、前記送電コイルの前記他方の端部が前記第3外部電極に接続され、
前記第1コンデンサおよび前記第2コンデンサは、前記第2外部電極と前記第4外部電極とが対向するように、前記送電コイルから見て同じ側に隣り合うように配置されるとともに、前記第2外部電極と前記第4外部電極との間の距離は、前記第1外部電極と前記第3外部電極との間の距離よりも短くなるように配置されている、送電装置。 - 上面、下面、一対の側面、および、一対の端面を含み、板状に形成されたフェライト製のコアユニットをさらに備え、
前記送電コイルは、前記両端面を通過するコイル巻回軸を軸にして、前記コアユニットに巻回されており、
前記第1コンデンサおよび前記第2コンデンサは、一方の前記側面に沿って配置されている、請求項5に記載の送電装置。 - 上面、下面、一対の側面、および、一対の端面を含み、板状に形成されたフェライト製のコアユニットをさらに備え、
前記送電コイルは、前記両端面を通過するコイル巻回軸を軸にして、前記コアユニットに巻回されており、
前記第1コンデンサおよび前記第2コンデンサは、一方の前記端面に沿って配置されている、請求項5に記載の送電装置。 - 前記第1コンデンサは、直列に接続された複数の第1セラミックコンデンサを含み、
前記第2コンデンサは、直列に接続された複数の第2セラミックコンデンサを含み、
複数の前記第1セラミックコンデンサおよび複数の前記第2セラミックコンデンサは、一つの基板に実装されている、請求項6または7に記載の送電装置。
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