JP5668676B2 - Power receiving device, vehicle including the same, power transmitting device, and power transmission system - Google Patents
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Description
この発明は、受電装置およびそれを備える車両、送電装置、ならびに電力伝送システムに関し、特に、送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムにおいて効率的に電力を利用する技術に関する。 The present invention relates to a power receiving device, a vehicle including the power receiving device, a power transmission device, and a power transmission system, and more particularly to a technique for efficiently using power in a power transmission system that transmits power from the power transmission device to the power receiving device in a contactless manner.
電源コードや送電ケーブルを用いないワイヤレス電力伝送が注目されている。ワイヤレス電力伝送技術としては、有力なものとして、電磁誘導を用いた送電、マイクロ波を用いた送電、および所謂共鳴型の送電の3つの技術が知られている。 Wireless power transmission that does not use power cords or power cables is drawing attention. As a wireless power transmission technique, three techniques, known as power transmission using electromagnetic induction, power transmission using microwaves, and so-called resonance type power transmission, are known.
たとえば、特開2010−130878号公報(特許文献1)は、共鳴型の電力伝送技術を利用した非接触電力伝送装置を開示する。この特許文献1には、磁場共鳴により一次側(送電装置)の共鳴コイルから二次側(受電装置)の共鳴コイルへ非接触で電力が伝送され、二次側の共鳴コイルにより受電された電力を電気負荷としての電球へ供給することが開示されている(特許文献1参照)。 For example, Japanese Patent Laying-Open No. 2010-130878 (Patent Document 1) discloses a non-contact power transmission device using a resonance type power transmission technology. In Patent Document 1, power is transmitted in a non-contact manner from a resonance coil on the primary side (power transmission device) to a resonance coil on the secondary side (power reception device) by magnetic field resonance, and is received by the resonance coil on the secondary side. Is supplied to a light bulb as an electric load (see Patent Document 1).
上記の非接触電力伝送装置によれば、送電装置から受電装置へ電力が伝送されているときに電球が点灯するので、送電装置から受電装置へ電力伝送中であることを利用者に報知することができる。 According to the above non-contact power transmission device, since the light bulb is turned on when power is transmitted from the power transmission device to the power reception device, the user is notified that power is being transmitted from the power transmission device to the power reception device. Can do.
しかしながら、送電装置から受電装置へ電力を伝送する直接の目的が電球の点灯でない場合、たとえば、車両等に設けられる蓄電部(電池やキャパシタ等)を充電することが電力伝送の目的の場合、受電器(特許文献1では二次側共鳴コイル)により受電された電力や、送電器(特許文献1では一次側共鳴コイル)に供給される電力を報知用の電球に用いることは、蓄電部の充電電力としてはロスとなる。 However, when the direct purpose of transmitting power from the power transmitting device to the power receiving device is not lighting a light bulb, for example, when the purpose of power transmission is to charge a power storage unit (battery, capacitor, etc.) provided in a vehicle or the like. Using the power received by the electrical device (secondary resonance coil in Patent Document 1) or the power supplied to the power transmitter (primary resonance coil in Patent Literature 1) for the notification light bulb is charging the power storage unit. It becomes a loss as electric power.
このような電力ロスを生じることなく、かつ、電源を別途設けることなく、電球を点灯させることができれば望ましい。そして、電球に限らず、その他の電気機器に対しても、上記のような電力ロスを生じることなく、かつ、電源を別途設けることなく、電気機器へ電力を供給することが本発明の課題である。 It would be desirable if the light bulb could be lit without such power loss and without providing a separate power source. And it is the subject of this invention to supply electric power not only to a light bulb but also to other electric devices without causing the above-mentioned power loss and without providing a separate power source. is there.
それゆえに、この発明の目的は、送電装置から非接触で受電するための受電器によって受電された電力を用いることなく、かつ、電源を別途設けることなく、電気機器へ電力を供給可能な受電装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a power receiving device capable of supplying power to an electrical device without using power received by a power receiver for receiving power from the power transmitting device in a contactless manner and without providing a separate power source. Is to provide.
また、この発明の別の目的は、受電装置へ非接触で送電するための送電器に供給される電力を用いることなく、かつ、電源を別途設けることなく、電気機器へ電力を供給可能な送電装置を提供することである。 Another object of the present invention is to transmit power that can supply power to an electric device without using power supplied to a power transmitter for transmitting power to a power receiving device in a contactless manner and without providing a separate power source. Is to provide a device.
また、この発明の別の目的は、上記のような受電装置および送電装置の少なくとも一方を備える電力伝送システムを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a power transmission system including at least one of the power receiving device and the power transmitting device as described above.
この発明によれば、受電装置は、受電器と、電磁シールド部と、電気機器とを備える。受電器は、送電装置から非接触で受電するためのものである。電磁シールド部は、受電器による受電時に発生する磁界の拡散を抑制する。電気機器は、受電器による受電時に、その磁界によって電磁シールド部に発生する電流を受ける。 According to this invention, the power receiving device includes a power receiver, an electromagnetic shield part, and an electric device. The power receiver is for receiving power from the power transmission device in a contactless manner. The electromagnetic shield part suppresses the diffusion of the magnetic field generated during power reception by the power receiver. When the electric device receives power by the power receiver, the electric device receives a current generated in the electromagnetic shield portion by the magnetic field.
好ましくは、電磁シールド部は、導電性部材を含む。導電性部材は、磁界を遮蔽するとともに電流の電路を構成する。電気機器は、導電性部材の両端部間に電気的に接続されることによって、受電器による受電時に導電性部材に発生する電流を受ける。 Preferably, the electromagnetic shield part includes a conductive member. The conductive member shields the magnetic field and constitutes an electric current path. The electrical device is electrically connected between both ends of the conductive member, and thus receives an electric current generated in the conductive member when receiving power by the power receiver.
さらに好ましくは、導電性部材は、受電器と送電装置の送電器とを結ぶ仮想直線の周りに設けられる。 More preferably, the conductive member is provided around a virtual straight line connecting the power receiver and the power transmitter of the power transmission device.
好ましくは、電磁シールド部は、抵抗部材をさらに含む。抵抗部材は、導電性部材の両端部間に配設され、磁界を遮蔽するとともに電気機器よりもインピーダンスが大きい。 Preferably, the electromagnetic shield part further includes a resistance member. The resistance member is disposed between both end portions of the conductive member, shields the magnetic field, and has a larger impedance than the electric device.
好ましくは、電気機器は、表示装置、冷却装置、および蓄電装置の少なくとも1つを含む。 Preferably, the electrical device includes at least one of a display device, a cooling device, and a power storage device.
好ましくは、受電器の固有周波数と送電装置の送電器の固有周波数との差は、受電器の固有周波数または送電器の固有周波数の±10%以下である。 Preferably, the difference between the natural frequency of the power receiver and the natural frequency of the power transmitter is less than ± 10% of the natural frequency of the power receiver or the natural frequency of the power transmitter.
好ましくは、受電器と送電装置の送電器との結合係数は0.1以下である。
好ましくは、受電器は、受電器と送電装置の送電器との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、受電器と送電器との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、送電器から受電する。
Preferably, the coupling coefficient between the power receiver and the power transmitter of the power transmission device is 0.1 or less.
Preferably, the power receiver is formed between the power receiver and the power transmitter of the power transmission device, and formed between the power receiver and the power transmitter, and a magnetic field that vibrates at a specific frequency, and the specific frequency. The power is received from the power transmitter through at least one of the electric field oscillating at.
また、この発明によれば、車両は、上述したいずれかに記載の受電装置を備える。
また、この発明によれば、送電装置は、送電器と、電磁シールド部と、電気機器とを備える。送電器は、受電装置へ非接触で送電するためのものである。電磁シールド部は、送電器による送電時に発生する磁界の拡散を抑制する。電気機器は、送電器による送電時に、磁界によって電磁シールド部に発生する電流を受ける。
According to the invention, the vehicle includes any one of the power receiving devices described above.
Moreover, according to this invention, a power transmission apparatus is provided with a power transmitter, an electromagnetic shielding part, and an electric equipment. The power transmitter is for transmitting power to the power receiving device in a contactless manner. The electromagnetic shield part suppresses diffusion of a magnetic field generated during power transmission by the power transmitter. The electric device receives a current generated in the electromagnetic shield portion by a magnetic field during power transmission by the power transmitter.
好ましくは、電磁シールド部は、導電性部材を含む。導電性部材は、磁界を遮蔽するとともに電流の電路を構成する。電気機器は、導電性部材の両端部間に電気的に接続されることによって、送電器による送電時に導電性部材に発生する電流を受ける。 Preferably, the electromagnetic shield part includes a conductive member. The conductive member shields the magnetic field and constitutes an electric current path. The electric device is electrically connected between both ends of the conductive member, and thus receives an electric current generated in the conductive member during power transmission by the power transmitter.
さらに好ましくは、導電性部材は、送電器と受電装置の受電器とを結ぶ仮想直線の周りに設けられる。 More preferably, the conductive member is provided around a virtual straight line connecting the power transmitter and the power receiver of the power receiving apparatus.
好ましくは、電磁シールド部は、抵抗部材をさらに含む。抵抗部材は、導電性部材の両端部間に配設され、磁界を遮蔽するとともに電気機器よりもインピーダンスが大きい。 Preferably, the electromagnetic shield part further includes a resistance member. The resistance member is disposed between both end portions of the conductive member, shields the magnetic field, and has a larger impedance than the electric device.
好ましくは、電気機器は、表示装置、冷却装置、および蓄電装置の少なくとも1つを含む。 Preferably, the electrical device includes at least one of a display device, a cooling device, and a power storage device.
好ましくは、送電器の固有周波数と受電装置の受電器の固有周波数との差は、送電器の固有周波数または受電器の固有周波数の±10%以下である。 Preferably, the difference between the natural frequency of the power transmitter and the natural frequency of the power receiver of the power receiving apparatus is ± 10% or less of the natural frequency of the power transmitter or the natural frequency of the power receiver.
好ましくは、送電器と受電装置の受電器との結合係数は0.1以下である。
好ましくは、送電器は、送電器と受電装置の受電器との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、送電器と受電器との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、受電器へ送電する。
Preferably, the coupling coefficient between the power transmitter and the power receiver of the power receiving apparatus is 0.1 or less.
Preferably, the power transmitter is formed between the power transmitter and the power receiver of the power receiving device, and is formed between the magnetic field oscillating at a specific frequency, the power transmitter and the power receiver, and the specific frequency. The power is transmitted to the power receiver through at least one of the electric field oscillating at.
また、この発明によれば、電力伝送システムは、送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムである。送電装置は、受電装置へ非接触で送電するための送電器を備える。受電装置は、受電器と、電磁シールド部と、電気機器とを備える。受電器は、送電装置から非接触で受電するためのものである。電磁シールド部は、受電器による受電時に発生する磁界の拡散を抑制する。電気機器は、受電器による受電時に、磁界によって電磁シールド部に発生する電流を受ける。 Moreover, according to this invention, an electric power transmission system is an electric power transmission system which transmits electric power non-contactingly from a power transmission apparatus to a power receiving apparatus. The power transmission device includes a power transmitter for transmitting power to the power receiving device in a contactless manner. The power receiving device includes a power receiver, an electromagnetic shield unit, and an electric device. The power receiver is for receiving power from the power transmission device in a contactless manner. The electromagnetic shield part suppresses the diffusion of the magnetic field generated during power reception by the power receiver. The electric device receives a current generated in the electromagnetic shield portion by a magnetic field when receiving power by the power receiver.
また、この発明によれば、電力伝送システムは、送電装置から受電装置へ非接触で電力を伝送する電力伝送システムである。受電装置は、送電装置から非接触で受電するための受電器を備える。送電装置は、送電器と、電磁シールド部と、電気機器とを備える。送電器は、受電装置へ非接触で送電するためのものである。電磁シールド部は、送電器による送電時に発生する磁界の拡散を抑制する。電気機器は、送電器による送電時に、磁界によって電磁シールド部に発生する電流を受ける。 Moreover, according to this invention, an electric power transmission system is an electric power transmission system which transmits electric power non-contactingly from a power transmission apparatus to a power receiving apparatus. The power receiving device includes a power receiver for receiving power from the power transmitting device in a contactless manner. The power transmission device includes a power transmitter, an electromagnetic shield unit, and an electric device. The power transmitter is for transmitting power to the power receiving device in a contactless manner. The electromagnetic shield part suppresses diffusion of a magnetic field generated during power transmission by the power transmitter. The electric device receives a current generated in the electromagnetic shield portion by a magnetic field during power transmission by the power transmitter.
この発明においては、受電器による受電時(または送電器による送電時)に発生する磁界の拡散を抑制する電磁シールド部が設けられる。電磁シールド部には、受電器による受電時(または送電器による送電時)に、磁界の影響によって渦電流が発生する。そこで、この発明においては、受電器による受電時(または送電器による送電時)に、この渦電流によって電磁シールド部に発生する電流が電気機器に供給される。したがって、この発明によれば、受電装置の受電器によって受電された電力(または送電装置の送電器に供給される電力)を用いることなく、かつ、電源を別途設けることなく、電気機器へ電力を供給することができる。 In this invention, the electromagnetic shielding part which suppresses the spreading | diffusion of the magnetic field which generate | occur | produces at the time of power reception by a power receiver (or power transmission by a power transmitter) is provided. An eddy current is generated in the electromagnetic shield part by the influence of a magnetic field when receiving power by the power receiver (or when transmitting power by the power transmitter). Therefore, in the present invention, when the power is received by the power receiver (or when the power is transmitted by the power transmitter), the current generated in the electromagnetic shield portion by the eddy current is supplied to the electric device. Therefore, according to the present invention, electric power can be supplied to an electrical device without using power received by the power receiver of the power receiving device (or power supplied to the power transmitter of the power transmitting device) and without providing a separate power source. Can be supplied.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態による電力伝送システムの全体構成図である。図1を参照して、電力伝送システム10は、車両100と、給電設備200とを備える。車両100は、受電部110と、整流器120と、蓄電部130と、動力出力装置140と、電子制御部(以下「ECU(Electronic Control Unit)」と称する。)150と、通信部160と、電気機器170とを含む。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a power transmission system according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1,
受電部110は、給電設備200の送電部230(後述)から出力される交流電力を電磁界を介して非接触で受電する。受電部110は、たとえば車体底面に設置されるが、設置位置は車体底面に限定されるものではない。なお、受電部110の構成については、送電部230の構成、ならびに送電部230から受電部110への電力伝送とともに、後ほど説明する。
The
整流器120は、受電部110によって受電された交流電力を整流して蓄電部130へ出力する。蓄電部130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を含む。蓄電部130は、整流器120から受ける電力を蓄えるほか、動力出力装置140によって発電される回生電力も蓄える。そして、蓄電部130は、その蓄えた電力を動力出力装置140へ供給する。なお、蓄電部130として大容量のキャパシタも採用可能である。なお、整流器120と蓄電部130との間に、整流器120から出力される直流電圧を蓄電部130の充電電圧に変換するDC/DCコンバータを設けてもよい。
動力出力装置140は、蓄電部130に蓄えられる電力を用いて車両100の走行駆動力を発生する。特に図示しないが、動力出力装置140は、たとえば、蓄電部130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。なお、動力出力装置140は、蓄電部130を充電するための発電機と、発電機を駆動可能なエンジンを含んでもよい。
ECU150は、予め記憶されたプログラムをCPU(Central Processing Unit)で実行することによるソフトウェア処理および/または専用の電子回路によるハードウェア処理により、車両100における種々の制御を実行する。具体的には、ECU150は、動力出力装置140の制御や、蓄電部130の充放電管理等を行なう。また、ECU150は、通信部160によって給電設備200と無線通信することができる。通信部160は、車両100が給電設備200と通信を行なうための通信インターフェースである。
電気機器170は、受電部110に接続される。詳しくは、電気機器170は、受電部110の電磁シールド部(後述)に電気的に接続され、受電部110による給電設備200からの受電時に、受電に伴ない発生する磁界によって受電部110の電磁シールド部に発生する電流を受ける。この電気機器170は、受電部110の電磁シールド部に発生する電力を受ける電気機器を総括的に示したものである。たとえば、電気機器170は、表示装置(表示ランプ)、冷却装置、および蓄電装置の少なくとも一つを含むものとするが、必ずしもこれらに限定されるものではない。電気機器170の構成については、受電部110の構成とともに後ほど説明する。
The
一方、給電設備200は、電源部210と、インピーダンス整合器220と、送電部230と、ECU240と、通信部250と、電気機器260とを含む。電源部210は、所定の周波数を有する交流電力を発生する。一例として、電源部210は、図示されない系統電源から電力を受けて高周波の交流電力を発生し、その発生した交流電力をインピーダンス整合器220を介して送電部230へ供給する。
On the other hand, the
インピーダンス整合器220は、電源部210と送電部230との間に設けられ、内部のインピーダンスを変更可能に構成される。一例として、インピーダンス整合器220は、可変コンデンサとコイルとによって構成され(図示せず)、可変コンデンサの容量を変化させることによってインピーダンスを変更することができる。このインピーダンス整合器220においてインピーダンスを変更することによって、給電設備200のインピーダンスを車両100のインピーダンスと整合させることができる(インピーダンスマッチング)。なお、電源部210がインピーダンスの整合機能を有する場合には、このインピーダンス整合器220を省略することも可能である。
The
送電部230は、電源部210から交流電力の供給を受け、送電部230の周囲に発生する電磁界を介して車両100の受電部110へ非接触で電力を出力する。送電部230は、たとえば駐車場の床面に設置されるが、設置位置はそのような場所に限定されるものではない。なお、送電部230の構成についても、受電部110の構成、ならびに送電部230から受電部110への電力伝送とともに、後ほど説明する。
The
ECU240は、予め記憶されたプログラムをCPUで実行することによるソフトウェア処理および/または専用の電子回路によるハードウェア処理により、電源部210およびインピーダンス整合器220を制御する。具体的には、ECU240は、電源部210の動作開始指令および停止指令、ならびに電源部210の出力電力の目標値を示す電力指令値を生成して電源部210へ出力する。また、ECU240は、インピーダンス整合器220を制御することによって、給電設備200のインピーダンスを車両100のインピーダンスと整合させる。また、ECU240は、通信部250によって車両100と無線通信することができる。通信部250は、給電設備200が車両100と通信を行なうための通信インターフェースである。
The
電気機器260は、送電部230に接続される。詳しくは、電気機器260は、送電部230の電磁シールド部(後述)に電気的に接続され、送電部230による車両100への送電時に、送電に伴ない発生する磁界によって送電部230の電磁シールド部に発生する電流を受ける。この電気機器260は、送電部230の電磁シールド部に発生する電力を受ける電気機器を総括的に示したものである。車両100の電気機器170と同様に、電気機器260も、たとえば、表示装置(表示ランプ)、冷却装置、および蓄電装置の少なくとも一つを含むものとするが、必ずしもこれらに限定されるものではない。電気機器260の構成についても、送電部230の構成とともに後ほど説明する。
The
この電力伝送システム10においては、給電設備200の送電部230から車両100の受電部110へ非接触で電力が伝送される。受電部110の電磁シールド部には、電気機器170が電気的に接続され、受電部110による送電部230からの受電時に、磁界の遮蔽に伴ない受電部110の電磁シールド部に発生する電流が電気機器170に供給される。また、送電部230の電磁シールド部には、電気機器260が電気的に接続され、送電部230による受電部110への送電時に、磁界の遮蔽に伴ない送電部230の電磁シールド部に発生する電流が電気機器260に供給される。
In the
(受電部110および送電部230の構成)
図2は、図1に示した受電部110および送電部230の構成を示した図である。図2を参照して、受電部110は、受電器180と、電磁シールド部190とを含む。送電部230は、送電器270と、電磁シールド部280とを含む。
(Configuration of
FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration of
送電器270は、インピーダンス整合器220(図1)に電気的に接続され、インピーダンス整合器220を介して電源部210から受ける交流電力を受電部110の受電器180へ非接触で送電する。送電器270には、コイルやアンテナ等を採用可能であり、この実施の形態では、送電器270は、電力の供給を受けて磁界を発生するヘリカルコイルを含むものとする。
The
電磁シールド部280は、送電器270による送電時に発生する磁界の拡散を抑制する。たとえば、電磁シールド部280は、送電器270を格納し、かつ、送電器270から受電器180への送電方向が開口されたケースによって構成される。詳しくは、電磁シールド部280は、たとえば、上記ケースの内側表面に塗布された高透磁性の金属物や、高透磁性の金属製ケース自体によって構成される。
The
受電器180は、送電器270から送出される電力を非接触で受電するためのものである。受電器180は、整流器120(図1)に電気的に接続され、送電器270から受電した電力を整流器120へ出力する。受電器180についても、コイルやアンテナ等を採用可能であり、この実施の形態では、受電器180は、送電器270と同様にヘリカルコイルを含むものとする。
The
電磁シールド部190は、受電器180による受電時に発生する磁界の拡散を抑制する。たとえば、電磁シールド部190は、受電器180を格納し、かつ、送電器270から受電器180の受電方向が開口されたケースによって構成される。詳しくは、送電部230の電磁シールド部280と同様に、電磁シールド部190も、たとえば、上記ケースの内側表面に塗布された高透磁性の金属物や、高透磁性の金属製ケース自体によって構成される。
The
(電流発生のメカニズム)
図3は、受電器180に電流が流れるときに受電器180に発生する磁界の様子の一例を示した図である。なお、送電器270に電流が流れるときも送電器270から同様の磁界が発生するので、以下では、受電器180について代表的に説明する。
(Mechanism of current generation)
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a state of a magnetic field generated in the
図3を参照して、受電器180に電流が流れると、すなわち受電器180による送電器270(図示せず)からの受電時、受電器180からは磁界が発生する(点線)。なお、点線で図示される磁界は一例であり、磁界の向きおよび大きさは、受電器180の構成や、受電器180に供給される電流の向きおよび大きさ等によって変化する。
Referring to FIG. 3, when a current flows through
図4,5は、受電器180による受電時に電磁シールド部190に電流が発生する様子を示した図である。なお、送電器270による送電時に電磁シールド部280に電流が発生する様子も同様であるので、以下では、受電部110の電磁シールド部190について代表的に説明する。
4 and 5 are diagrams illustrating a state in which a current is generated in the
図4,5を参照して、送電部230から受電部110への電力伝送時に受電器180と図示しない送電器270とを結ぶ仮想直線SLの周りに、磁界を遮蔽するとともに電路を構成する導電性部材192が設けられる。この導電性部材192は、電磁シールド部190の内側表面に塗布される高透磁性の金属物であってもよいし、高透磁性の金属によって構成された電磁シールド部190そのものであってもよい。導電性部材192は、たとえば鉄によって構成される。
Referring to FIGS. 4 and 5, the conductive material that shields the magnetic field and configures the electric circuit around virtual line SL that connects
受電器180による受電時、受電器180から発生する磁界(図3)や図示しない送電器270からの磁界によって、導電性部材192に渦電流が発生する。これらの渦電流は、導電性部材192の非周辺部においては互いに相殺し合うが、導電性部材192の周辺部においては、同一方向の電流Iを形成する(図5)。そこで、この実施の形態においては、受電器180による受電時に導電性部材192に発生する渦電流が合成されることによって生成される電流Iを取出して、電気機器170(図1)に供給することとしたものである。
When power is received by the
(電気機器の構成)
図6は、電磁シールド部190および電気機器170の構成の一例を示した図である。なお、送電部230の電磁シールド部280および電気機器260の構成も同様であり、以下では、受電部110の電磁シールド部190および電気機器170の構成について代表的に説明する。
(Configuration of electrical equipment)
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the configuration of the
図6を参照して、電磁シールド部190は、上述の導電性部材192と、抵抗部材310とを含む。導電性部材192は、一部で切離されており、その切離された部分に抵抗部材310が設けられる。すなわち、抵抗部材310は、導電性部材192の両端部間に配設される。抵抗部材310は、磁界を遮蔽するとともに電気機器170よりもインピーダンスが大きい部材(高抵抗の部材)によって構成される。この抵抗部材310は、導電性部材192に発生した電流Iを取出し可能にしつつ、導電性部材192を一部切離すことによってその部分から磁界が漏洩するのを抑制するために設けられるものである。
Referring to FIG. 6,
そして、電気機器170は、電力線対312によって、導電性部材192の両端部間に電気的に接続される。すなわち、電気機器170は、抵抗部材310に電気的に並列接続される。これにより、受電器180による受電時に導電性部材192に発生する電流Iを電気機器170へ取出すことができる。
The
なお、導電性部材192に発生した電流Iが、たとえば電磁シールド部190の面Sを伝って流れてしまう場合には、電磁シールド部190の面Sの部分についても、抵抗部材310と同様に、磁界を遮蔽するとともに電気機器170よりもインピーダンスが大きい部材(高抵抗の部材)によって構成する必要がある。
When the current I generated in the
なお、抵抗部材310を設ける代わりに、たとえば、導電性部材192の両端部近傍を仮想直線SL(図4)の軸方向から見た図7に示すように、導電性部材192の両端部間からの磁界漏洩を抑制するための、磁界遮蔽効果を有する部材194を設けてもよい。
Instead of providing the
図8は、電気機器170(260)が表示装置320によって構成される例を示した図である。図8を参照して、表示装置320は、導電性部材192の両端部間に電気的に接続される。すなわち、表示装置320は、抵抗部材310に電気的に並列接続される。表示装置320は、たとえばLEDランプによって構成される。受電器180による受電時(送電器270による送電時)に、導電性部材192に発生する電流Iが表示装置320に供給され、表示装置320が点灯する。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which the electric device 170 (260) is configured by the
図9は、電気機器170(260)が冷却装置によって構成される例を示した図である。図9を参照して、冷却装置は、モータ330と、ファン332とを含む。モータ330は、導電性部材192の両端部間に電気的に接続される。すなわち、モータ330は、抵抗部材310に電気的に並列接続される。ファン332は、モータ330によって駆動され、受電部110(送電部230)を冷却するための冷却風を生成する。受電器180による受電時(送電器270による送電時)に、導電性部材192に発生する電流Iがモータ330に供給され、モータ330により駆動されたファン332によって受電部110(送電部230)が冷却される。
FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which the electric device 170 (260) is configured by a cooling device. Referring to FIG. 9, the cooling device includes a
図10は、電気機器170(260)が蓄電装置340によって構成される例を示した図である。図10を参照して、蓄電装置340は、導電性部材192の両端部間に電気的に接続される。すなわち、蓄電装置340は、抵抗部材310に電気的に並列接続される。車両100においては、蓄電装置340は、図1に示した蓄電部130とは別に設けられたものでもよいし、蓄電部130であってもよい。そして、受電器180による受電時(送電器270による送電時)に、導電性部材192に発生する電流Iが蓄電装置340に供給され、蓄電装置340が充電される。
FIG. 10 is a diagram illustrating an example in which the electric device 170 (260) includes the
なお、特に図示しないが、電気機器170(260)として、温度センサや電圧センサ等のセンサ類を用いてもよい。 Although not particularly illustrated, sensors such as a temperature sensor and a voltage sensor may be used as the electric device 170 (260).
以上のようにして、給電設備200の送電部230から車両100の受電部110への電力伝送時に、受電部110の電磁シールド部190に発生する電流を電気機器170へ供給し、送電部230の電磁シールド部280に発生する電流を電気機器260へ供給することができる。
As described above, at the time of power transmission from the
(非接触電力伝送)
次に、給電設備200から車両100への電力伝送について説明する。
(Non-contact power transmission)
Next, power transmission from the
図11は、給電設備200から車両100への電力伝送時の等価回路図である。図11を参照して、給電設備200の送電部230は、電磁誘導コイル232と、共振コイル234と、キャパシタ236とを含む。
FIG. 11 is an equivalent circuit diagram when power is transmitted from the
電磁誘導コイル232は、共振コイル234と所定の間隔をおいて共振コイル234と略同軸上に配設される。電磁誘導コイル232は、電磁誘導により共振コイル234と磁気的に結合し、電源部210から供給される高周波電力を電磁誘導により共振コイル234へ供給する。
The
共振コイル234は、キャパシタ236とともにLC共振回路を形成する。なお、後述するように、車両100の受電部110においてもLC共振回路が形成される。共振コイル234およびキャパシタ236によって形成されるLC共振回路の固有周波数と、受電部110のLC共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±10%以下である。そして、共振コイル234は、電磁誘導コイル232から電磁誘導により電力を受け、車両100の受電部110へ非接触で送電する。
The
なお、電磁誘導コイル232は、電源部210から共振コイル234への給電を容易にするために設けられるものであり、電磁誘導コイル232を設けずに共振コイル234に電源部210を直接接続してもよい。また、キャパシタ236は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル234の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ236を設けない構成としてもよい。
The
車両100の受電部110は、共振コイル112と、キャパシタ114と、電磁誘導コイル116とを含む。共振コイル112は、キャパシタ114とともにLC共振回路を形成する。上述のように、共振コイル112およびキャパシタ114によって形成されるLC共振回路の固有周波数と、給電設備200の送電部230における、共振コイル234およびキャパシタ236によって形成されるLC共振回路の固有周波数との差は、前者の固有周波数または後者の固有周波数の±10%である。そして、共振コイル112は、給電設備200の送電部230から非接触で受電する。
電磁誘導コイル116は、共振コイル112と所定の間隔をおいて共振コイル112と略同軸上に配設される。電磁誘導コイル116は、電磁誘導により共振コイル112と磁気的に結合し、共振コイル112によって受電された電力を電磁誘導により取出して整流器120(図1)以降の電気負荷195(蓄電部130)へ出力する。
The
なお、電磁誘導コイル116は、共振コイル112からの電力の取出しを容易にするために設けられるものであり、電磁誘導コイル116を設けずに共振コイル112に整流器120を直接接続してもよい。また、キャパシタ114は、共振回路の固有周波数を調整するために設けられるものであり、共振コイル112の浮遊容量を利用して所望の固有周波数が得られる場合には、キャパシタ114を設けない構成としてもよい。
The
給電設備200において、電源部210から電磁誘導コイル232へ高周波の交流電力が供給され、電磁誘導コイル232を用いて共振コイル234へ電力が供給される。そうすると、共振コイル234と車両100の共振コイル112との間に形成される磁界を通じて共振コイル234から共振コイル112へエネルギー(電力)が移動する。共振コイル112へ移動したエネルギー(電力)は、電磁誘導コイル116を用いて取出され、車両100の電気負荷195へ伝送される。
In the
上述のように、この電力伝送システムにおいては、給電設備200の送電部230の固有周波数と、車両100の受電部110の固有周波数との差は、送電部230の固有周波数または受電部110の固有周波数の±10%以下である。このような範囲に送電部230および受電部110の固有周波数を設定することで電力伝送効率を高めることができる。一方、上記の固有周波数の差が±10%よりも大きくなると、電力伝送効率が10%よりも小さくなり、電力伝送時間が長くなるなどの弊害が生じる。
As described above, in this power transmission system, the difference between the natural frequency of the
なお、送電部230(受電部110)の固有周波数とは、送電部230(受電部110)を構成する電気回路(共振回路)が自由振動する場合の振動周波数を意味する。なお、送電部230(受電部110)を構成する電気回路(共振回路)において、制動力または電気抵抗を実質的に零としたときの固有周波数は、送電部230(受電部110)の共振周波数とも呼ばれる。 Note that the natural frequency of the power transmission unit 230 (power reception unit 110) means a vibration frequency when the electric circuit (resonance circuit) constituting the power transmission unit 230 (power reception unit 110) freely vibrates. In the electric circuit (resonance circuit) constituting the power transmission unit 230 (power reception unit 110), the natural frequency when the braking force or the electrical resistance is substantially zero is the resonance frequency of the power transmission unit 230 (power reception unit 110). Also called.
図12および図13を用いて、固有周波数の差と電力伝送効率との関係とを解析したシミュレーション結果について説明する。図12は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す図である。また、図13は、送電部および受電部の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を示す図である。 Simulation results obtained by analyzing the relationship between the natural frequency difference and the power transmission efficiency will be described with reference to FIGS. 12 and 13. FIG. 12 is a diagram illustrating a simulation model of the power transmission system. FIG. 13 is a diagram illustrating the relationship between the deviation of the natural frequencies of the power transmission unit and the power reception unit and the power transmission efficiency.
図12を参照して、電力伝送システム89は、送電部90と、受電部91とを備える。送電部90は、第1コイル92と、第2コイル93とを含む。第2コイル93は、共振コイル94と、共振コイル94に設けられたキャパシタ95とを含む。受電部91は、第3コイル96と、第4コイル97とを備える。第3コイル96は、共振コイル99とこの共振コイル99に接続されたキャパシタ98とを含む。
Referring to FIG. 12, the
共振コイル94のインダクタンスをインダクタンスLtとし、キャパシタ95のキャパシタンスをキャパシタンスC1とする。また、共振コイル99のインダクタンスをインダクタンスLrとし、キャパシタ98のキャパシタンスをキャパシタンスC2とする。このように各パラメータを設定すると、第2コイル93の固有周波数f1は、下記の式(1)によって示され、第3コイル96の固有周波数f2は、下記の式(2)によって示される。
The inductance of the
f1=1/{2π(Lt×C1)1/2}・・・(1)
f2=1/{2π(Lr×C2)1/2}・・・(2)
ここで、インダクタンスLrおよびキャパシタンスC1,C2を固定して、インダクタンスLtのみを変化させた場合において、第2コイル93および第3コイル96の固有周波数のズレと電力伝送効率との関係を図13に示す。なお、このシミュレーションにおいては、共振コイル94および共振コイル99の相対的な位置関係は固定とし、さらに、第2コイル93に供給される電流の周波数は一定である。
f1 = 1 / {2π (Lt × C1) 1/2 } (1)
f2 = 1 / {2π (Lr × C2) 1/2 } (2)
Here, when the inductance Lr and the capacitances C1 and C2 are fixed and only the inductance Lt is changed, the relationship between the deviation of the natural frequency of the
図13に示すグラフのうち、横軸は固有周波数のズレ(%)を示し、縦軸は一定周波数での電力伝送効率(%)を示す。固有周波数のズレ(%)は、下記の式(3)によって示される。 In the graph shown in FIG. 13, the horizontal axis indicates the deviation (%) of the natural frequency, and the vertical axis indicates the power transmission efficiency (%) at a constant frequency. The deviation (%) in natural frequency is expressed by the following equation (3).
(固有周波数のズレ)={(f1−f2)/f2}×100(%)・・・(3)
図13からも明らかなように、固有周波数のズレ(%)が0%の場合には、電力伝送効率は100%近くとなる。固有周波数のズレ(%)が±5%の場合には、電力伝送効率は40%程度となる。固有周波数のズレ(%)が±10%の場合には、電力伝送効率は10%程度となる。固有周波数のズレ(%)が±15%の場合には、電力伝送効率は5%程度となる。すなわち、固有周波数のズレ(%)の絶対値(固有周波数の差)が、第3コイル96の固有周波数の10%以下の範囲となるように第2コイル93および第3コイル96の固有周波数を設定することで、電力伝送効率を実用的なレベルに高めることができることがわかる。さらに、固有周波数のズレ(%)の絶対値が第3コイル96の固有周波数の5%以下となるように第2コイル93および第3コイル96の固有周波数を設定すると、電力伝送効率をさらに高めることができるのでより好ましい。なお、シミュレーションソフトしては、電磁界解析ソフトウェア(JMAG(登録商標):株式会社JSOL製)を採用している。
(Deviation of natural frequency) = {(f1−f2) / f2} × 100 (%) (3)
As is clear from FIG. 13, when the deviation (%) in natural frequency is 0%, the power transmission efficiency is close to 100%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 5%, the power transmission efficiency is about 40%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 10%, the power transmission efficiency is about 10%. When the deviation (%) in natural frequency is ± 15%, the power transmission efficiency is about 5%. That is, the natural frequencies of the
再び図11を参照して、給電設備200の送電部230および車両100の受電部110は、送電部230と受電部110との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する磁界と、送電部230と受電部110との間に形成され、かつ、特定の周波数で振動する電界との少なくとも一方を通じて、非接触で電力を授受する。送電部230と受電部110との結合係数κは0.1以下が好ましく、送電部230と受電部110とを電磁界によって共振(共鳴)させることで、送電部230から受電部110へ電力が伝送される。
Referring again to FIG. 11,
ここで、送電部230の周囲に形成される特定の周波数の磁界について説明する。「特定の周波数の磁界」は、典型的には、電力伝送効率と送電部230に供給される電流の周波数と関連性を有する。そこで、まず、電力伝送効率と、送電部230に供給される電流の周波数との関係について説明する。送電部230から受電部110に電力を伝送するときの電力伝送効率は、送電部230および受電部110間の距離などの様々な要因よって変化する。たとえば、送電部230および受電部110の固有周波数(共振周波数)をf0とし、送電部230に供給される電流の周波数をf3とし、送電部230および受電部110の間のエアギャップをエアギャップAGとする。
Here, a magnetic field having a specific frequency formed around the
図14は、固有周波数f0を固定した状態で、エアギャップAGを変化させたときの電力伝送効率と、送電部230に供給される電流の周波数f3との関係を示すグラフである。図14を参照して、横軸は、送電部230に供給される電流の周波数f3を示し、縦軸は、電力伝送効率(%)を示す。効率曲線L1は、エアギャップAGが小さいときの電力伝送効率と、送電部230に供給される電流の周波数f3との関係を模式的に示す。この効率曲線L1に示すように、エアギャップAGが小さい場合には、電力伝送効率のピークは周波数f4,f5(f4<f5)において生じる。エアギャップAGを大きくすると、電力伝送効率が高くなるときの2つのピークは、互いに近づくように変化する。そして、効率曲線L2に示すように、エアギャップAGを所定距離よりも大きくすると、電力伝送効率のピークは1つとなり、送電部230に供給される電流の周波数が周波数f6のときに電力伝送効率がピークとなる。エアギャップAGを効率曲線L2の状態よりもさらに大きくすると、効率曲線L3に示すように電力伝送効率のピークが小さくなる。
FIG. 14 is a graph showing the relationship between the power transmission efficiency when the air gap AG is changed and the frequency f3 of the current supplied to the
たとえば、電力伝送効率の向上を図るため手法として次のような手法が考えられる。第1の手法としては、エアギャップAGにあわせて、送電部230に供給される電流の周波数を一定として、キャパシタ236やキャパシタ114のキャパシタンスを変化させることで、送電部230と受電部110との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が考えられる。具体的には、送電部230に供給される電流の周波数を一定とした状態で、電力伝送効率がピークとなるように、キャパシタ236およびキャパシタ114のキャパシタンスを調整する。この手法では、エアギャップAGの大きさに関係なく、送電部230および受電部110に流れる電流の周波数は一定である。なお、電力伝送効率の特性を変化させる手法としては、給電設備200のインピーダンス整合器220を利用する手法や、車両100において整流器120と蓄電部130との間に設けられるコンバータを利用する手法などを採用することも可能である。
For example, the following method can be considered as a method for improving the power transmission efficiency. As a first technique, the frequency of the current supplied to the
また、第2の手法としては、エアギャップAGの大きさに基づいて、送電部230に供給される電流の周波数を調整する手法である。たとえば、電力伝送特性が効率曲線L1となる場合には、周波数f4またはf5の電流を送電部230に供給する。周波数特性が効率曲線L2,L3となる場合には、周波数f6の電流を送電部230に供給する。この場合においては、エアギャップAGの大きさに合わせて送電部230および受電部110に流れる電流の周波数を変化させることになる。
The second method is a method of adjusting the frequency of the current supplied to the
第1の手法では、送電部230を流れる電流の周波数は、固定された一定の周波数となり、第2の手法では、送電部230を流れる周波数は、エアギャップAGによって適宜変化する周波数となる。第1の手法や第2の手法などによって、電力伝送効率が高くなるように設定された特定の周波数の電流が送電部230に供給される。送電部230に特定の周波数の電流が流れることで、送電部230の周囲には、特定の周波数で振動する磁界(電磁界)が形成される。受電部110は、受電部110と送電部230との間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界を通じて送電部230から電力を受電している。したがって、「特定の周波数で振動する磁界」とは、必ずしも固定された周波数の磁界とは限らない。なお、上記の例では、エアギャップAGに着目して、送電部230に供給される電流の周波数を設定するようにしているが、電力伝送効率は、送電部230および受電部110の水平方向のずれ等のように他の要因によっても変化するものであり、当該他の要因に基づいて、送電部230に供給される電流の周波数を調整する場合がある。
In the first method, the frequency of the current flowing through the
なお、上記の説明では、共振コイルとしてヘリカルコイルを採用した例について説明したが、共振コイルとして、メアンダラインなどのアンテナなどを採用した場合には、送電部230に特定の周波数の電流が流れることで、特定の周波数の電界が送電部230の周囲に形成される。そして、この電界をとおして、送電部230と受電部110との間で電力伝送が行われる。
In the above description, an example in which a helical coil is used as the resonance coil has been described. However, when an antenna such as a meander line is used as the resonance coil, a current having a specific frequency flows in the
この電力伝送システムにおいては、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。 In this power transmission system, power transmission and power receiving efficiency are improved by using a near field (evanescent field) in which the “electrostatic field” of the electromagnetic field is dominant.
図15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15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。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電界」と「誘導電界」と「静電界」との強さが略等しくなる距離は、λ/2πと表わすことができる。 FIG. 15 is a diagram showing the relationship between the distance from the current source (magnetic current source) and the strength of the electromagnetic field. Referring to FIG. 15, 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”. When the wavelength of the electromagnetic field is “λ”, the distance at which the “radiation electric field”, the “induction electric field”, and the “electrostatic field” are approximately equal to each other can be expressed as λ / 2π.
「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、この実施の形態に係る電力伝送システムでは、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、近接する固有周波数を有する送電部230および受電部110(たとえば一対のLC共振コイル)を共鳴させることにより、送電部230から他方の受電部110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 power transmission system according to this embodiment, the near field (evanescent field) in which the “electrostatic field” is dominant is defined. Energy (electric power) is transmitted using this. That is, in the near field where the “electrostatic field” is dominant, by resonating the
このように、この電力伝送システムにおいては、送電部230と受電部110とを電磁界によって共振(共鳴)させることで、送電部230と受電部110との間で非接触で電力が伝送される。そして、送電部230と受電部110との間の結合係数(κ)は、好ましくは0.1以下である。なお、結合係数(κ)は、この値に限定されるものではなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。一般的に、電磁誘導を利用した電力伝送では、送電部と受電部と間の結合係数(κ)は1.0に近いものとなっている。
As described above, in this power transmission system, power is transmitted in a non-contact manner between the
なお、電力伝送における、上記のような送電部230と受電部110との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界(磁場)共鳴結合」、「電磁界(電磁場)共振結合」、「電界(電場)共振結合」等という。「電磁界(電磁場)共振結合」は、「磁気共鳴結合」、「磁界(磁場)共鳴結合」、「電界(電場)共振結合」のいずれも含む結合を意味する。
Note that the coupling between the
送電部230と受電部110とが上記のようにコイルによって形成される場合には、送電部230と受電部110とは、主に磁界(磁場)によって結合し、「磁気共鳴結合」または「磁界(磁場)共鳴結合」が形成される。なお、送電部230と受電部110とに、たとえば、メアンダライン等のアンテナを採用することも可能であり、この場合には、送電部230と受電部110とは、主に電界(電場)によって結合し、「電界(電場)共鳴結合」が形成される。
When the
なお、上記においては、送電部230と受電部110とを電磁界によって共振(共鳴)させることで、送電部230と受電部110との間で非接触で電力を伝送するものとしたが、電磁誘導によって送電部230から受電部110へ非接触で電力を伝送してもよい。
In the above description, power is transmitted between the
図16は、電磁誘導による給電設備200から車両100への電力伝送時の等価回路図である。図16を参照して、給電設備200の送電部230は、電磁誘導コイル238を含む。また、車両100の受電部110は、電磁誘導コイル118を含む。
FIG. 16 is an equivalent circuit diagram when power is transmitted from the
電源部210から電磁誘導コイル238へ交流電力が供給される。そうすると、電磁誘導コイル238に近接して配設される受電部110の電磁誘導コイル118において電磁誘導により起電力が発生し、電磁誘導コイル238から電磁誘導コイル118へエネルギー(電力)が移動する。そして、電磁誘導コイル118へ移動したエネルギー(電力)が電気負荷195へ供給される。
AC power is supplied from the
なお、給電設備200から車両100へ電磁誘導により電力伝送が行なわれる場合では、送電部230と受電部110との間の結合係数(κ)は、1.0に近いものとなる。
When electric power is transmitted from
なお、特に図示しないが、給電設備200から車両100への電力伝送手法として、マイクロ波を用いた非接触電力伝送を採用することも可能である。
Although not particularly illustrated, it is also possible to employ non-contact power transmission using microwaves as a power transmission method from the
以上のように、この実施の形態においては、受電器180による受電時に発生する磁界の拡散を抑制する電磁シールド部190が設けられる。電磁シールド部190には、受電器180による受電時に、磁界の影響によって渦電流が発生する。この実施の形態では、受電器180による受電時に、この渦電流によって電磁シールド部190に発生する電流Iが電気機器170に供給される。したがって、この実施の形態によれば、受電器180によって受電された電力を用いることなく、かつ、電源を別途設けることなく、電気機器170へ電力を供給することができる。
As described above, in this embodiment, the
また、この実施の形態においては、送電器270による送電時に発生する磁界の拡散を抑制する電磁シールド部280が設けられる。電磁シールド部280には、送電器270による送電時に、磁界の影響によって渦電流が発生する。この実施の形態では、送電器270による送電時に、この渦電流によって電磁シールド部280に発生する電流Iが電気機器260に供給される。したがって、この実施の形態によれば、送電器270によって受電された電力を用いることなく、かつ、電源を別途設けることなく、電気機器260へ電力を供給することができる。
Further, in this embodiment, an
また、この実施の形態によれば、電磁シールド部190(280)の導電性部材192は、送電部230から受電部110への電力伝送時に受電器180と送電器270とを結ぶ仮想直線SLの周りに受電器180(送電器270)を取り囲むように設けられるので、十分なシールド効果を確保しつつ、導電性部材192に発生する電流Iを大きくすることができる。
In addition, according to this embodiment, the
また、この実施の形態によれば、電気機器170(260)を表示装置320により構成することによって、送電器270から受電器180へ伝送される電力を用いることなく、かつ、電源を別途設けることなく、電力伝送中であることを利用者に報知することができる。
Further, according to this embodiment, the electric device 170 (260) is configured by the
また、この実施の形態によれば、電気機器170(260)を冷却装置により構成することによって、送電器270から受電器180へ伝送される電力を用いることなく、かつ、電源を別途設けることなく、受電部110(送電部230)を冷却することができる。
Further, according to this embodiment, the electric device 170 (260) is configured by a cooling device, so that the power transmitted from the
また、この実施の形態によれば、電気機器170(260)を蓄電装置340により構成することによって、電磁シールド部190(280)に発生する電力を蓄えて有効利用することができる。
Further, according to this embodiment, by configuring the electric device 170 (260) with the
なお、上記においては、車両100および給電設備200の各々において、電磁シールド部に電気的に接続される電気機器を備えるものとしたが、車両100および給電設備200のいずれかのみに電気機器を備える電力伝送システムであってもよい。
In the above description, each of
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、上記した実施の形態の説明ではなくて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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
10 電力伝送システム、100 車両、110 受電部、112,234 共振コイル、114,236 キャパシタ、116,118,232,238 電磁誘導コイル、120 整流器、130 蓄電部、140 動力出力装置、150,240 ECU、160,250 通信部、170,260 電気機器、180 受電器、190,280 電磁シールド部、192 導電性部材、194 部材、195 電気負荷、200 給電設備、210 電源部、220 インピーダンス整合器、230 送電部、270 送電器、310 抵抗部材、312 電力線対、320 表示装置、330 モータ、332 ファン、340 蓄電装置、SL 仮想直線。
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記受電器による受電時に発生する磁界の拡散を抑制する電磁シールド部と、
前記受電器による受電時に、前記磁界によって前記電磁シールド部に発生する電流を受ける電気機器とを備え、
前記電磁シールド部は、前記磁界を遮蔽するとともに前記電流の電路を構成する導電性部材を含み、
前記電気機器は、前記導電性部材の両端部間に電気的に接続されることによって、前記受電器による受電時に前記導電性部材に発生する電流を受ける、受電装置。 A power receiver for receiving power from a power transmission device in a contactless manner;
An electromagnetic shield part for suppressing diffusion of a magnetic field generated at the time of power reception by the power receiver;
An electric device that receives a current generated in the electromagnetic shield part by the magnetic field when receiving power by the power receiver;
The electromagnetic shield part includes a conductive member that shields the magnetic field and constitutes an electric path of the current,
The electrical equipment by being electrically connected between the ends of the conductive members, receiving a current generated in the conductive member when power reception by said receiving unit, powered device.
前記送電器による送電時に発生する磁界の拡散を抑制する電磁シールド部と、
前記送電器による送電時に、前記磁界によって前記電磁シールド部に発生する電流を受ける電気機器とを備え、
前記電磁シールド部は、前記磁界を遮蔽するとともに前記電流の電路を構成する導電性部材を含み、
前記電気機器は、前記導電性部材の両端部間に電気的に接続されることによって、前記送電器による送電時に前記導電性部材に発生する電流を受ける、送電装置。 A power transmitter for non-contact power transmission to the power receiving device;
An electromagnetic shielding part for suppressing diffusion of a magnetic field generated during power transmission by the power transmitter;
An electric device that receives a current generated in the electromagnetic shield part by the magnetic field during power transmission by the power transmitter;
The electromagnetic shield part includes a conductive member that shields the magnetic field and constitutes an electric path of the current,
The electrical equipment by being electrically connected between the ends of the conductive members, receiving a current generated in the conductive member during power transmission by the power transmitting device, feeding collector.
前記送電装置は、前記受電装置へ非接触で送電するための送電器を備え、
前記受電装置は、
前記送電装置から非接触で受電するための受電器と、
前記受電器による受電時に発生する磁界の拡散を抑制する電磁シールド部と、
前記受電器による受電時に、前記磁界によって前記電磁シールド部に発生する電流を受ける電気機器とを備え、
前記電磁シールド部は、前記磁界を遮蔽するとともに前記電流の電路を構成する導電性部材を含み、
前記電気機器は、前記導電性部材の両端部間に電気的に接続されることによって、前記受電器による受電時に前記導電性部材に発生する電流を受ける、電力伝送システム。 A power transmission system for transmitting power from a power transmission device to a power reception device in a contactless manner,
The power transmission device includes a power transmitter for transmitting power to the power receiving device in a contactless manner,
The power receiving device is:
A power receiver for receiving power from the power transmission device in a contactless manner;
An electromagnetic shield part for suppressing diffusion of a magnetic field generated at the time of power reception by the power receiver;
An electric device that receives a current generated in the electromagnetic shield part by the magnetic field when receiving power by the power receiver ;
The electromagnetic shield part includes a conductive member that shields the magnetic field and constitutes an electric path of the current,
The electric device is a power transmission system that receives a current generated in the conductive member when receiving power by the power receiver by being electrically connected between both ends of the conductive member .
前記受電装置は、前記送電装置から非接触で受電するための受電器を備え、
前記送電装置は、
前記受電装置へ非接触で送電するための送電器と、
前記送電器による送電時に発生する磁界の拡散を抑制する電磁シールド部と、
前記送電器による送電時に、前記磁界によって前記電磁シールド部に発生する電流を受ける電気機器とを備え、
前記電磁シールド部は、前記磁界を遮蔽するとともに前記電流の電路を構成する導電性部材を含み、
前記電気機器は、前記導電性部材の両端部間に電気的に接続されることによって、前記送電器による送電時に前記導電性部材に発生する電流を受ける、電力伝送システム。 A power transmission system for transmitting power from a power transmission device to a power reception device in a contactless manner,
The power receiving device includes a power receiver for receiving power from the power transmitting device in a contactless manner,
The power transmission device is:
A power transmitter for non-contact power transmission to the power receiving device;
An electromagnetic shielding part for suppressing diffusion of a magnetic field generated during power transmission by the power transmitter;
An electric device that receives a current generated in the electromagnetic shield part by the magnetic field during power transmission by the power transmitter ;
The electromagnetic shield part includes a conductive member that shields the magnetic field and constitutes an electric path of the current,
The electric device is a power transmission system that receives a current generated in the conductive member during power transmission by the power transmitter by being electrically connected between both ends of the conductive member .
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