JP5858018B2

JP5858018B2 - 受電装置、送電装置、および車両

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Publication number: JP5858018B2
Application number: JP2013188444A
Authority: JP
Inventors: 浩章湯浅
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-09-11
Filing date: 2013-09-11
Publication date: 2016-02-10
Anticipated expiration: 2033-09-11
Also published as: US20150069833A1; CN104426249B; US10029576B2; CN104426249A; JP2015056950A

Description

本発明は、非接触で電力を伝送する受電装置および送電装置、ならびにそのような受電装置を備えた車両に関する。

特許文献１〜６に開示されているように、非接触で電力を伝送する受電装置および送電装置が知られている。特許文献１（特許第５２２４２９５号公報）に開示された装置は、コイルと、このコイルに接続されたコンデンサとを備えている。コンデンサは、伝送効率を高めるため、コイルと共振回路を構成する位置に配置される。

特許第５２２４２９５号公報特開２０１３−１５４８１５号公報特開２０１３−１４６１５４号公報特開２０１３−１４６１４８号公報特開２０１３−１１０８２２号公報特開２０１３−１２６３２７号公報

コイル中心軸が車両本体の前後方向に延びるように受電コイルを配置し、コンデンサと受電コイルとを１つの筐体内に収容する場合、コンデンサの配置位置には、大きく２通りが考えられる。１つ目としては、受電コイルに対して車両本体の前後方向に隣り合うようにコンデンサを配置する場合である。２つ目としては、受電コイルに対して車両本体の幅方向に隣り合うようにコンデンサを配置する場合である。

２つ目の場合、コイルとコンデンサとが車幅方向に並ぶため、一般的にはコイル中心軸と筐体の中心線とが車幅方向にずれることになる。この結果、送電装置の車幅方向における中心線と受電装置（筐体）の車幅方向における中心線とが対向するように車両が停車したとしても、送電コイルと受電コイルとは車幅方向にずれる場合が生じる。

上記の１つ目の場合のように、コンデンサをコイルに対して前後方向に配置すると、コンデンサは、電力伝送の際に発生する磁界または電界の影響を受けたり、コイルやコイル周囲に配置された部材の発熱の影響を受けたりすることがある。コンデンサがこれらの影響を受けると、コンデンサの電気容量が変動することによって共振回路の共振周波数が変動し、電力伝送効率が低下することが懸念される。

本発明は、コンデンサが電力伝送の際に受ける影響を抑制することが可能な受電装置、送電装置、およびそのような受電装置を備えた車両を提供することを目的とする。

車両本体の底面に配置される受電装置であって、上記車両本体の前後方向に延びるコイル中心軸の周囲を取り囲むように形成され、送電コイルに対向した状態で上記送電コイルから非接触で電力を受電する受電コイルと、上記コイル中心軸が延びる方向において上記受電コイルに隣り合うように配置されたコンデンサと、上記受電コイルと上記コンデンサとの間に配置されたシールドと、を備える。

この構成によれば、コンデンサが受電コイルの前後方向に隣り合うように配置されているため、受電装置の車幅方向における中心線と、受電コイルの車幅方向における中心線、すなわち受電コイルのコイル中心軸とを互いに一致させることができる。このため、受電装置の車幅方向における中央部と送電装置の車幅方向における中央部とを位置合わせすることで、送電コイルと受電コイルとを正対させやすくなる。コンデンサと受電コイルとの間にシールドが設けられているため、電力伝送中に受電コイルの周囲に生じる電磁界がコンデンサに達することを抑制でき、さらに、受電コイルからの熱がコンデンサに伝達されることも抑制できる。

好ましくは、上記受電コイルが巻回されたコアをさらに備え、上記コイル中心軸が延びる方向において、上記シールドと上記コアとの間の距離は、上記シールドと上記コンデンサとの間の距離よりも長い。この構成によれば、シールドで生じる渦電流損などを低減することができる。

好ましくは、上記シールドは、上記受電コイルと上記コンデンサとの間に位置する壁部と、上記受電コイルを収容する筐体に対して上記壁部を固定する固定部と、を含み、上記車両本体の幅方向における上記固定部の長さは、上記車両本体の幅方向における上記受電コイルの長さよりも長い。この構成によれば、受電コイルの周囲で温められた空気が対流によってコンデンサ側に流れることを抑制できる。

好ましくは、上記受電コイルを上記筐体に対して固定する締結具をさらに備え、上記固定部は、上記締結具によって上記筐体に固定されている。この構成によれば、シールドと受電コイルとを共締めできるため、構成部品数を減らせる。

車両は、車両本体の前後方向における中心位置よりも前方側に設けられたエンジンと、上記の受電装置と、を備え、上記車両本体の前後方向において、上記受電装置は、上記エンジンよりも後方側であって且つ上記中心位置よりも前方側の位置に配置されている。

この構成によれば、車両の前方側にエンジンが搭載されるため、車両全体としては前方側の方に重量が集中し、たとえば人や物などが車両に載った際に、車両の前方側は、車両の後方側に比べて上下方向に移動しにくい。受電装置は、車両の中心位置よりも前方側に配置されているため、人や物が載った際における受電装置の上下方向の変位を小さく抑えることができ、電力伝送効率の変動を小さく抑えることができる。なお、受電装置がエンジンから離れた位置に設けられることにより、エンジンからの熱が受電装置に達することも抑制できる。

好ましくは、上記エンジンに接続された触媒をさらに備え、上記車両本体の前後方向において、上記受電コイルは上記触媒の後方側に配置され、上記車両本体の前後方向において、上記コンデンサは上記受電コイルの後方側に配置されている。この構成によれば、触媒からの熱がコンデンサに伝わることを抑制できる。

駐車スペースに配置される送電装置であって、上記駐車スペースの前後方向に延びるコイル中心軸の周囲を取り囲むように形成され、受電コイルに対向した状態で上記受電コイルに非接触で電力を送電する送電コイルと、上記コイル中心軸が延びる方向において上記送電コイルに隣り合うように配置されたコンデンサと、上記送電コイルと上記コンデンサとの間に配置されたシールドと、を備える。

好ましくは、上記送電コイルが巻回されたコアをさらに備え、上記コイル中心軸が延びる方向において、上記シールドと上記コアとの間の距離は、上記シールドと上記コンデンサとの間の距離よりも長い。

本発明によれば、コンデンサが電力伝送の際に受ける影響を抑制することが可能な受電装置、送電装置、およびそのような受電装置を備えた車両を提供することができる。

実施の形態おける電力伝送システムを模式的に示す図である。実施の形態おける電動車両を示す斜視図である。実施の形態おける電動車両を示す底面図である。実施の形態おける受電装置および送電装置を示す斜視図である。図４中のＶ−Ｖ線における矢視断面図である。図５中の矢印ＶＩ方向に沿って受電装置を平面的に見た際の様子を示す図である。図５中の矢印ＶＩＩ方向に沿って送電装置を平面的に見た際の様子を示す図である。参考技術としての受電装置を備えた電動車両を示す底面図である。

本発明に基づいた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。実施の形態および各実施例の説明において、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。

図１は、実施の形態における電力伝送システム１０００を模式的に示す図である。電力伝送システム１０００は、電動車両１００（車両）および外部給電装置３００を備える。以下、電動車両１００および外部給電装置３００の全体構成について順に説明する。

（電動車両１００）
電動車両１００は、車両本体１１０および受電装置２００を備える。車両本体１１０には、車両ＥＣＵ１２０（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）、整流器１３０、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０、バッテリ１５０、パワーコントロールユニット１６０（Power Control Unit）、およびモータユニット１７０などが設けられる。

受電装置２００は、車両本体１１０の底面に配置される（詳細は後述する）。電動車両１００が駐車スペース３４０内に停車し、受電装置２００の受電コイル２５０が外部給電装置３００の送電装置４００（送電コイル４５０）に対向した状態で、受電装置２００は送電装置４００から電力を非接触で受電する。駐車スペース３４０には、輪止３５０ならびに駐車位置および駐車範囲を示す駐車ライン３６０（図２参照）が設けられている。

受電装置２００は、受電部２１０および受電部２１０を収容する筐体２６０（図４，図５参照）を含む。受電部２１０は、ソレノイド型のコイルユニット２３０と、コイルユニット２３０に接続されたコンデンサ２２０とを有する。コイルユニット２３０は、フェライト製のコア２４０と、コア２４０を固定する樹脂製の固定部材２４２（図４〜図６参照）と、受電コイル２５０（二次コイル）とにより構成される。

受電コイル２５０は、上記固定部材の外周面に巻回され、コイル中心軸Ｏ２（図２〜図４参照）の周囲を取り囲むように形成されている。コイル中心軸Ｏ２は、車両本体１１０の前後方向に対して平行な方向に延びている。受電コイル２５０は、浮遊容量を有し、整流器１３０に接続されている。受電コイル２５０の誘導係数と、受電コイル２５０の浮遊容量およびコンデンサ２２０の電気容量とによって、電気回路が形成される。なお、受電コイル２５０については、送電装置４００の送電コイル４５０との距離や、送電コイル４５０と受電コイル２５０との共鳴強度を示すＱ値（たとえばＱ≧１００）およびその結合度を示す結合係数κなどが大きくなるようにその巻数が適宜設定される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、整流器１３０に接続される。整流器１３０は、受電装置２００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１４０に供給する。バッテリ１５０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、整流器１３０から供給された直流電流の電圧を調整して、バッテリ１５０に供給する。

車両ＥＣＵ１２０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０およびパワーコントロールユニット１６０などの駆動を制御する。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０は、必須の構成ではなく、必要に応じて用いられるとよい。ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０が用いられない場合には、外部給電装置３００の送電装置４００と高周波電力装置３１０との間に整合器を設けるとよい。この整合器は、インピーダンスを整合し、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４０を代用することができる。

パワーコントロールユニット１６０は、バッテリ１５０に接続される。モータユニット１７０は、パワーコントロールユニット１６０に接続される。パワーコントロールユニット１６０は、バッテリ１５０に接続された図示しないコンバータと、このコンバータに接続された図示しないインバータとを含む。

コンバータは、バッテリ１５０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１７０に供給する。モータユニット１７０は、発電機として機能するモータジェネレータと、電動機として機能するモータジェネレータとを含む。モータユニット１７０としては、たとえば三相交流モータを用いることができる。モータユニット１７０は、パワーコントロールユニット１６０のインバータから供給された交流電流によって駆動する。

本実施の形態の電動車両１００はハイブリッド車両として機能するが、電動車両１００は、モータユニットにより駆動される車両であれば、燃料電池車両として機能するものであってもよい。電動車両１００は、モータにより駆動される車両であれば、電気自動車として機能するものであってもよい。本実施の形態においては、受電対象が車両であるが、受電対象は車両以外のものであってもよい。

（外部給電装置３００）
外部給電装置３００は、送電装置４００、高周波電力装置３１０、および送電ＥＣＵ３２０を含む。高周波電力装置３１０は、交流電源３３０に接続される。交流電源３３０は、商用電源または独立電源装置等である。送電装置４００は、駐車スペース３４０内に設けられ、高周波電力装置３１０に接続される。送電ＥＣＵ３２０は、高周波電力装置３１０などの駆動を制御する。

送電装置４００は、送電部４１０および送電部４１０を収容する筐体４６０（図４，図５参照）を含む。送電部４１０は、ソレノイド型のコイルユニット４３０と、コイルユニット４３０に接続されたコンデンサ４２０とを有する。コイルユニット４３０は、フェライト製のコア４４０と、コア４４０を固定する樹脂製の固定部材４４２（図４，図５，図７参照）と、送電コイル４５０（一次コイル）とにより構成される。

送電コイル４５０は、上記固定部材の外周面に巻回され、コイル中心軸Ｏ１（図２，図４参照）の周囲を取り囲むように形成されている。コイル中心軸Ｏ１は、駐車スペース３４０の前後方向に対して平行な方向に延びている。駐車スペース３４０の前後方向とは、駐車スペース３４０内の電力伝送可能な所定位置に電動車両１００が停車した際に、その電動車両１００の前後方向に対応する方向である。コイル中心軸Ｏ１は、たとえば駐車ライン３６０（図２）に対して平行な方向に延びる。コイル中心軸Ｏ１は、たとえば輪止３５０（図２）の並んでいる方向に対して直交する方向に延びる。

送電コイル４５０は、浮遊容量を有し、高周波電力装置３１０に接続されている。送電コイル４５０の誘導係数と、送電コイル４５０の浮遊容量およびコンデンサ４２０の電気容量とによって、電気回路が形成される。送電ＥＣＵ３２０は、外部給電装置３００における各機器を制御する。高周波電力装置３１０は、交流電源３３０から受ける電力を高周波の電力に変換し、変換した高周波電力を送電コイル４５０へ供給する。送電コイル４５０は、受電部２１０の受電コイル２５０へ、電磁誘導により非接触で電力を送電する。

（電動車両１００の底面構成）
図２は、電動車両１００を示す斜視図である。図３は、電動車両１００を示す底面図である。図２および図３において、「Ｕ」は、鉛直方向上方Ｕを示す。「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。これらについては、後述する図４〜図８においても共通している。

図２および図３を参照して、電動車両１００の車両本体１１０は、底面１１２を有している。底面１１２とは、車輪１１１Ｒ，１１１Ｌ，１１８Ｒ，１１８Ｌ（図３）が地面に接地した状態において、地面に対して鉛直方向下方Ｄに離れた位置から車両本体１１０を見たときに、車両本体１１０のうちの視認可能な領域である。底面１１２は、中心位置Ｐ１（図３）を有する。中心位置Ｐ１は、車両本体１１０の前後方向（車両前進方向Ｆおよび車両後退方向Ｂ）における底面１１２の中心に位置し、かつ、車両本体１１０の車幅方向（車両左方向Ｌおよび車両右方向Ｒ）における底面１１２の中心に位置する。

図３に示すように、底面１１２には、フロアパネル１１４、サイドメンバ１１５Ｒ，１１５Ｌ、排気管１１６、および図示しないクロスメンバ等が設けられる。フロアパネル１１４は、板状の形状を有し、車両本体１１０の内部と車両本体１１０の外部とを区画する。サイドメンバ１１５Ｒ，１１５Ｌおよびクロスメンバは、フロアパネル１１４の下面に配置される。車両本体１１０は、エンジン１１９を備え、このエンジン１１９は、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。排気管１１６は、触媒１１７を通してエンジン１１９に接続されている。

（受電装置２００）
図３に示すように、受電装置２００は、車両本体１１０の底面１１２に設けられる。受電装置２００は、前後方向におけるエンジン１１９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２００を底面１１２に固定するためには、受電装置２００をサイドメンバ１１５Ｒ，１１５Ｌまたはクロスメンバから懸架してもよいし、受電装置２００をフロアパネル１１４に固定してもよい。

受電装置２００の受電部２１０は、箱状の形状を有する筐体２６０の中に収容された状態で、底面１１２に取り付けられている。上述の通り、受電部２１０の受電コイル２５０のコイル中心軸Ｏ２は、車両本体１１０の前後方向に対して平行な方向に延びている。本実施の形態では、電動車両１００が輪止３５０（図２）および駐車ライン３６０（図２）などを目印として駐車スペース３４０に駐車した場合に、受電コイル２５０（２次コイル）のコイル中心軸Ｏ２と送電コイル４５０（１次コイル）のコイル中心軸Ｏ１とが互いに平行になることが企図されている（図２参照）。

図４は、受電装置２００および送電装置４００を示す斜視図である。図５は、図４中のＶ−Ｖ線における矢視断面図である。図６は、図５中の矢印ＶＩ方向に沿って受電装置２００を平面的に見た際の様子を示す図である。図７は、図５中の矢印ＶＩＩ方向に沿って送電装置４００を平面的に見た際の様子を示す図である。

図４〜図６を参照して、本実施の形態の受電装置２００は、受電部２１０、筐体２６０、およびシールド２７０を備える。受電部２１０およびシールド２７０は、筐体２６０内に収容されている。車両本体１１０の車幅方向（車両左方向Ｌおよび車両右方向Ｒ）において、受電部２１０の受電コイル２５０のコイル中心軸Ｏ２の位置と、筐体２６０の同方向における中心の位置とは一致している。筐体２６０は、収容部２６１および蓋部２６７を含む。収容部２６１および蓋部２６７は、たとえば樹脂などから形成されている。

収容部２６１は、フロアパネル１１４（図３）の側に配置される天板部２６２と、天板部２６２の外周縁から鉛直方向下方Ｄに垂れ下がる周壁部２６３〜２６６とを含み、下方（鉛直方向下方Ｄ）に向けて開口している。蓋部２６７は、収容部２６１の開口を閉塞するように配置される。天板部２６２の鉛直方向上方Ｕの側には、電磁遮蔽板２６８（図５）が設けられる。電磁遮蔽板２６８は、平板状の形状を有する。電磁遮蔽板２６８としては、たとえば１ｍｍの厚さを有する矩形状のアルミ板を用いることができる。

受電部２１０は、ソレノイド型のコイルユニット２３０と、コイルユニット２３０に接続されたコンデンサ２２０とを有する。コイルユニット２３０は、フェライト製のコア２４０と、コア２４０を固定する樹脂製の固定部材２４２と、受電コイル２５０（二次コイル）とにより構成される。

コア２４０は、固定部材２４２内に収容されている（図５）。受電コイル２５０は、コイル中心軸Ｏ２の周囲を取り囲むようにして、固定部材２４２の周面に巻回されている。上述の通り、受電コイル２５０のコイル中心軸Ｏ２は、車両本体１１０の前後方向に対して平行な方向に直線状に延びる形状を有している。

コンデンサ２２０は、コイル中心軸Ｏ２が延びる方向において、受電コイル２５０に間隔を空けて隣り合うように配置されている。ここで言う「隣り合う」とは、たとえば、受電コイル２５０をコイル中心軸Ｏ２が延びる方向に投影した場合に、受電コイル２５０の投影像の少なくとも一部がコンデンサ２２０に重なることを意味している。コイル中心軸Ｏ２が延びる方向において、コンデンサ２２０は、受電コイル２５０よりも車両本体１１０の後方側（車両後退方向Ｂの側）に配置されている。

シールド２７０は、コイル中心軸Ｏ２が延びる方向において、受電コイル２５０とコンデンサ２２０との間に配置されている。冒頭で述べた通り、コンデンサ２２０は、電力伝送の際に発生する磁界または電界の影響を受けたり、受電コイル２５０の周囲に配置された部材の発熱の影響を受けたりすることがある。シールド２７０は、コンデンサ２２０が電力伝送の際に受けるこれらの影響を抑制するための部材である。

シールド２７０は、筐体２６０の天板部２６２（図４，図５）に対して平行に延びる固定部２７１と、固定部２７１の車両後退方向Ｂの側の端部から鉛直方向下方Ｄの側に向かって垂れ下がる板状の壁部２７２とを含む。固定部２７１および壁部２７２は、銅などの金属材料から形成されており、全体としてＬ字状の断面形状を有している。

固定部２７１は、壁部２７２を筐体２６０に対して固定するための部位である。コイルユニット２３０を筐体２６０に対して固定するために、締結具２８１が用いられる。締結具２８１は、固定部材２４２を固定することによって、固定部材２４２を介して受電コイル２５０を筐体２６０に対して固定している。本実施の形態では、締結具２８１は、受電コイル２５０とともに、シールド２７０の固定部２７１を筐体２６０に対して固定している。換言すると、締結具２８１は、コイルユニット２３０とシールド２７０とを、筐体２６０の天板部２６２に対して共締めしている。車両本体１１０の幅方向において、固定部２７１の長さは、受電コイル２５０の長さよりも長いことが好ましい。受電コイル２５０の周囲で温められた空気が対流によってコンデンサ２２０の側に流れることを抑制できる。

図５を参照して、シールド２７０の壁部２７２は、コイル中心軸Ｏ２が延びる方向における受電コイル２５０とコンデンサ２２０との間を仕切るように設けられる。壁部２７２は、車両本体１１０の車幅方向（車両左方向Ｌおよび車両右方向Ｒ）に対して平行な方向に延びている。コイル中心軸Ｏ２が延びる方向において、シールド２７０の壁部２７２とコア２４０の端部との間の距離Ｌ１は、シールド２７０とコンデンサ２２０との間の距離Ｌ２よりも長い。

ここで言う距離Ｌ１とは、コア２４０のうちの車両後退方向Ｂの側に位置する端部と、シールド２７０の壁部２７２のうちの車両前進方向Ｆの側に位置する表面部位との間の距離である。ここで言う距離Ｌ２とは、コンデンサ２２０のうちの車両前進方向Ｆの側に位置する端部と、シールド２７０の壁部２７２のうちの車両後退方向Ｂの側に位置する表面部位との間の距離である。

図６を参照して、車両本体１１０の車幅方向（車両左方向Ｌおよび車両右方向Ｒ）において、壁部２７２の幅寸法Ｗ２は、コア２４０の幅寸法Ｗ１よりも大きい。壁部２７２は、コア２４０を壁部２７２に対してコイル中心軸Ｏ２が延びる方向に投影した場合に、コア２４０の投影像の全部が壁部２７２内に含まれるように配置されている。壁部２７２は、コンデンサ２２０を壁部２７２に対してコイル中心軸Ｏ２が延びる方向に投影した場合に、コンデンサ２２０の投影像の全部が壁部２７２内に含まれるように配置されている。

（送電装置４００）
図４〜図６を再び参照して、本実施の形態の送電装置４００は、送電部４１０、筐体４６０、およびシールド４７０を備える。送電部４１０およびシールド４７０は、筐体４６０内に収容されている。筐体４６０は、収容部４６１および蓋部４６７を含む。収容部４６１および蓋部４６７は、たとえば樹脂などから形成されている。図４においては、送電装置４００の内部構造を明瞭に表現するために、蓋部４６７は２点鎖線を用いて図示されている。

収容部４６１は、底板部４６２と、底板部４６２の外周縁から鉛直方向上方Ｕに立ち上がる周壁部４６３〜４６６とを含み、上方（鉛直方向上方Ｕ）に向けて開口している。蓋部４６７は、収容部４６１の開口を閉塞するように配置される。底板部４６２の鉛直方向下方Ｄの側には、電磁遮蔽板４６８（図５）が設けられる。電磁遮蔽板４６８は、平板状の形状を有する。電磁遮蔽板４６８としては、たとえば１ｍｍの厚さを有する矩形状のアルミ板を用いることができる。

送電部４１０は、ソレノイド型のコイルユニット４３０と、コイルユニット４３０に接続されたコンデンサ４２０とを有する。コイルユニット４３０は、フェライト製のコア４４０と、コア４４０を固定する樹脂製の固定部材４４２と、送電コイル４５０（一次コイル）とにより構成される。

コア４４０は、固定部材４４２内に収容されている（図５）。送電コイル４５０は、コイル中心軸Ｏ１の周囲を取り囲むようにして、固定部材４４２の周面に巻回されている。上述の通り、送電コイル４５０のコイル中心軸Ｏ１は、駐車スペース３４０（図２）の前後方向に対して平行な方向に直線状に延びる形状を有している。

コンデンサ４２０は、コイル中心軸Ｏ１が延びる方向において、送電コイル４５０に間隔を空けて隣り合うように配置されている。ここで言う「隣り合う」とは、たとえば、送電コイル４５０をコイル中心軸Ｏ１が延びる方向に投影した場合に、送電コイル４５０の投影像の少なくとも一部がコンデンサ４２０に重なることを意味している。コイル中心軸Ｏ１が延びる方向において、コンデンサ４２０は、送電コイル４５０よりも駐車スペース３４０（車両本体１１０）の後方側（車両後退方向Ｂの側）に配置されている。

シールド４７０は、コイル中心軸Ｏ１が延びる方向において、送電コイル４５０とコンデンサ４２０との間に配置されている。冒頭で述べた通り、コンデンサ４２０は、電力伝送の際に発生する磁界または電界の影響を受けたり、送電コイル４５０の周囲に配置された部材の発熱の影響を受けたりすることがある。シールド４７０は、コンデンサ４２０が電力伝送の際に受けるこれらの影響を抑制するための部材である。

シールド４７０は、筐体４６０の底板部４６２（図４，図５）に対して平行に延びる固定部４７１と、固定部４７１の車両後退方向Ｂの側の端部から鉛直方向上方Ｕの側に向かって立ち上がる板状の壁部４７２とを含む。固定部４７１および壁部４７２は、銅などの金属材料から形成されている。

固定部４７１は、壁部４７２を筐体４６０に対して固定するための部位である。コイルユニット４３０を筐体４６０に対して固定するために、締結具４８１が用いられる。締結具４８１は、固定部材４４２を固定することによって、固定部材４４２を介して送電コイル４５０を筐体４６０に対して固定している。本実施の形態では、締結具４８１は、送電コイル４５０とともに、シールド４７０の固定部４７１を筐体４６０に対して固定している。換言すると、締結具４８１は、コイルユニット４３０とシールド４７０とを、筐体４６０の底板部４６２に対して共締めしている。

図５を参照して、シールド４７０の壁部４７２は、コイル中心軸Ｏ１が延びる方向における送電コイル４５０とコンデンサ４２０との間を仕切るように設けられる。壁部４７２は、駐車スペース３４０（車両本体１１０）の幅方向（車両左方向Ｌおよび車両右方向Ｒ）に対して平行な方向に延びている。コイル中心軸Ｏ１が延びる方向において、シールド４７０の壁部４７２とコア４４０の端部との間の距離Ｌ３は、シールド４７０とコンデンサ４２０との間の距離Ｌ４よりも長い。

ここで言う距離Ｌ３とは、コア４４０のうちの車両後退方向Ｂの側に位置する端部と、シールド４７０の壁部４７２のうちの車両前進方向Ｆの側に位置する表面部位との間の距離である。ここで言う距離Ｌ４とは、コンデンサ４２０のうちの車両前進方向Ｆの側に位置する端部と、シールド４７０の壁部４７２のうちの車両後退方向Ｂの側に位置する表面部位との間の距離である。

図７を参照して、駐車スペース３４０（車両本体１１０）の幅方向（車両左方向Ｌおよび車両右方向Ｒ）において、壁部４７２の幅寸法Ｗ４は、コア４４０の幅寸法Ｗ３よりも大きい。壁部４７２は、コア４４０を壁部４７２に対してコイル中心軸Ｏ１が延びる方向に投影した場合に、コア４４０の投影像の全部が壁部４７２内に含まれるように配置されている。壁部４７２は、コンデンサ４２０を壁部４７２に対してコイル中心軸Ｏ１が延びる方向に投影した場合に、コンデンサ４２０の投影像の全部が壁部４７２内に含まれるように配置されている。

（作用および効果）
図２〜図５を再び参照して、受電装置２００および送電装置４００の間で電力伝送が行なわれる前には、電動車両１００は、駐車ライン３６０（図２）に沿って車両後退方向Ｂに移動し、輪止３５０を利用して駐車スペース３４０内における所定位置で停止する。受電装置２００と送電装置４００とは、エアギャップを空けて互いに対向するように配置される。この際、受電コイル２５０（２次コイル）のコイル中心軸Ｏ２と送電コイル４５０（１次コイル）のコイル中心軸Ｏ１とが互いに平行になることが企図されている。

本実施の形態においては、車両本体１１０の車幅方向において、受電コイル２５０のコイル中心軸Ｏ２の位置と、筐体２６０の同方向（車幅方向）における中心の位置とは一致している。コイル中心軸Ｏ２は、車両本体１１０の底面１１２の車幅方向における中心に位置している。駐車スペース３４０（駐車ライン３６０，３６０）の同方向（幅方向）における中心位置にコイル中心軸Ｏ１が位置するように設けられた送電装置４００に対して、車両本体１１０によれば、受電部２１０と送電部４１０との位置合わせを精度高く容易に行うことができる。

図８を参照して、仮に、受電装置２００Ａに示すように、コンデンサ２２０が車幅方向において受電コイル２５０に隣り合っているとする。この構成では、受電コイル２５０のコイル中心軸Ｏ２の位置と、筐体２６０の同方向（車幅方向）における中心軸Ｏ３の位置とが一致しなくなる場合がある。筐体２６０が車幅方向の中心に配置されたとすると、コイル中心軸Ｏ２は、車両本体１１０の底面１１２の車幅方向における中心Ｏ４に位置しなくなる。このような受電装置２００Ａの構成では、受電コイル２５０のコイル中心軸Ｏ２および送電コイル４５０のコイル中心軸Ｏ１同士は、適切に位置合わせされないことがあり得る。

図２〜図５を再び参照して、本実施の形態では、受電装置２００のコンデンサ２２０は、コイル中心軸Ｏ２が延びる方向（前後方向）において受電コイル２５０に隣り合っている。コイル中心軸Ｏ２は、車両本体１１０の底面１１２の車幅方向における中心に位置しており、受電コイル２５０のコイル中心軸Ｏ２および送電コイル４５０のコイル中心軸Ｏ１同士を、適切に位置合わせすることが可能となっている。本実施の形態では、送電装置４００のコンデンサ４２０も、コイル中心軸Ｏ１が延びる方向（前後方向）において送電コイル４５０に隣り合っており、送電装置４００においても上記と同様の作用および効果を得ることが可能となっている。

冒頭で述べたように、共振回路を構成する位置にコイルとコンデンサとを配置した場合、コンデンサは、電力伝送の際に発生する磁界または電界の影響を受けたり、コイルやコイル周囲に配置された部材の発熱の影響を受けたりすることがある。コンデンサがこれらの影響を受けると、コンデンサの電気容量が変動することによって共振回路の共振周波数が変動し、電力伝送効率が低下することが懸念される。

これに対して受電装置２００では、コンデンサ２２０が電力伝送の際に受けるこれらの影響は、シールド２７０によって効果的に抑制される。シールド２７０は、シールド２７０から見て受電コイル２５０の側で発生する磁束や熱が、シールド２７０から見てコンデンサ２２０の側に伝わることを抑制する。コンデンサの電気容量が変動することが抑制され、ひいては電力伝送効率が低下することを抑制できる。本実施の形態では、送電装置４００についても、コンデンサ４２０が電力伝送の際に受けるこれらの影響は、シールド４７０によって効果的に抑制され、送電装置４００においても上記と同様の作用および効果を得ることが可能となっている。

本実施の形態では、壁部２７２の幅寸法Ｗ２は、コア２４０の幅寸法Ｗ１よりも大きい（Ｗ２＞Ｗ１）。筐体２６０の周壁部２６３，２６５（図４）とシールド２７０の壁部２７２との間には隙間が設けられている。幅寸法Ｗ２が幅寸法Ｗ１以下となる構成であっても構わないが、熱の移動をより一層抑制するという観点からは、シールド２７０は、この隙間を埋めるような形状を有していてもよい。同様に、壁部２７２の鉛直方向下方Ｄにおける端部は、蓋部２６７に接するような形状を有しているとよい。すなわちシールド２７０は、筐体２６０の内部空間のうち、受電コイル２５０が設けられている空間と、コンデンサ２２０が設けられている空間とをできるだけ区切ることが可能な形状を有しているとよい。

上述の通り、コイル中心軸Ｏ２が延びる方向において、シールド２７０の壁部２７２とコア２４０の端部との間の距離Ｌ１（図５）は、シールド２７０とコンデンサ２２０との間の距離Ｌ２（図５）よりも長い（Ｌ１＞Ｌ２）。距離Ｌ１が距離Ｌ２以下となる構成（Ｌ１≦Ｌ２）であっても構わないが、Ｌ１＞Ｌ２となる構成によれば、磁束によってシールド２７０に生じる渦電流損の発生や、壁部２７２の存在による伝送効率の低下をＬ１≦Ｌ２の構成の場合に比べて低減することが可能となる。

本実施の形態では、送電装置４００についても、シールド４７０の壁部４７２とコア４４０の端部との間の距離Ｌ３（図５）が、シールド４７０とコンデンサ４２０との間の距離Ｌ４（図５）よりも長い（Ｌ３＞Ｌ４）。距離Ｌ３が距離Ｌ４以下となる構成（Ｌ３≦Ｌ４）であっても構わないが、Ｌ３＞Ｌ４となる構成によれば、磁束によってシールド４７０に生じる渦電流損をＬ３≦Ｌ４の構成の場合に比べて低減することが可能となる。

上述の通り、シールド２７０は、筐体２６０の天板部２６２（図４，図５）に対して平行に延びる固定部２７１と、固定部２７１の車両後退方向Ｂの側の端部から鉛直方向下方Ｄの側に向かって垂れ下がる板状の壁部２７２とを含む。当該構成によれば、壁部２７２の鉛直方向上方Ｕの側の空間は固定部２７１によって塞がれることとなり、熱の対流による移動を低減できる。

上述の通り、コイルユニット２３０を筐体２６０に対して固定するために、締結具２８１（図５）が用いられる。締結具２８１は、固定部材２４２を固定することによって、固定部材２４２を介して受電コイル２５０を筐体２６０に対して固定している。本実施の形態では、締結具２８１は、受電コイル２５０とともに、シールド２７０の固定部２７１を筐体２６０に対して固定している。換言すると、締結具２８１は、コイルユニット２３０とシールド２７０とを、筐体２６０の天板部２６２に対して共締めしている。締結具２８１は、コイルユニット２３０を固定する手段とシールド２７０を固定する手段とを兼ねているため、受電装置２００の組み立てる際の作業が容易となっている。

上述の通り、車両本体１１０（図３）の前後方向において、受電装置２００は、エンジン１１９よりも後方側であって且つ中心位置Ｐ１よりも前方側の位置に配置されている。コイル中心軸Ｏ２が延びる方向において、コンデンサ２２０は、受電コイル２５０よりも車両本体１１０の後方側に配置されている。コンデンサ２２０は、受電コイル２５０に対して触媒１１７が位置している側とは反対側に配置されている。コンデンサ２２０と受電コイル２５０との位置関係は、この構成とは逆であってもよいが、コンデンサ２２０をエンジン１１９や触媒１１７などの熱源から遠くに配置することによって、コンデンサの電気容量が変動することがより抑制される。エンジン１１９や触媒１１７などの熱源の位置を考慮して受電装置２００の位置が決定されるとよく、その際には、必要に応じてコンデンサ２２０が受電コイル２５０よりも車両本体１１０の前方側に配置されるという構成が採用されてもよい。

また、エンジン１１９の配置されている車両本体１１０の前方側は、トランクルームや乗員収容室が配置される車両本体１１０の後方側に比べて車高の変動が小さい。受電装置２００が中心位置Ｐ１よりも前方側の位置に配置されていることによって、受電装置２００の高さ位置は車高変動の影響を受けにくくなり、設計によって予め定められた条件（インピーダンス等）に近い状態で電力伝送を行うことが可能となる。

以上、本発明に基づいた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。

１００電動車両、１１０車両本体、１１２底面、１１４フロアパネル、１１５Ｌ，１１５Ｒサイドメンバ、１１６排気管、１１７触媒、１１９エンジン、２００，２００Ａ受電装置、２１０受電部、２２０，４２０コンデンサ、２３０，４３０コイルユニット、２４０，４４０コア、２４２，４４２固定部材、２５０受電コイル、２６０，４６０筐体、２６８，４６８電磁遮蔽板、２７０，４７０シールド、２７１，４７１固定部、２７２，４７２壁部、２８１，４８１締結具、３００外部給電装置、３４０駐車スペース、３５０輪止、３６０駐車ライン、４００送電装置、４１０送電部、４５０送電コイル、４６２底板部、１０００電力伝送システム、Ｏ１，Ｏ２コイル中心軸、Ｏ３中心軸、Ｏ４中心、Ｐ１中心位置。

Claims

車両本体の底面に配置される受電装置であって、
前記車両本体の前後方向に延びるコイル中心軸の周囲を取り囲むように形成され、送電コイルに対向した状態で前記送電コイルから非接触で電力を受電する受電コイルと、
前記コイル中心軸が延びる方向において前記受電コイルに隣り合うように配置されたコンデンサと、
前記受電コイルと前記コンデンサとの間に配置されたシールドと、
前記受電コイルが巻回されたコアと、を備え、
前記コイル中心軸が延びる方向において、前記シールドと前記コアとの間の距離は、前記シールドと前記コンデンサとの間の距離よりも長い、
受電装置。
車両本体の底面に配置される受電装置であって、
前記車両本体の前後方向に延びるコイル中心軸の周囲を取り囲むように形成され、送電コイルに対向した状態で前記送電コイルから非接触で電力を受電する受電コイルと、
前記コイル中心軸が延びる方向において前記受電コイルに隣り合うように配置されたコンデンサと、
前記受電コイルと前記コンデンサとの間に配置されたシールドと、を備え、
前記シールドは、
前記受電コイルと前記コンデンサとの間に位置する壁部と、
前記受電コイルを収容する筐体に前記壁部を固定する固定部と、を含み、
前記車両本体の幅方向における前記固定部の長さは、前記車両本体の幅方向における前記受電コイルの長さよりも長く、
前記受電コイルを前記筐体に対して固定する締結具をさらに備え、
前記固定部は、前記締結具によって前記筐体に固定されている、
受電装置。
前記受電コイルが巻回されたコアをさらに備え、
前記コイル中心軸が延びる方向において、前記シールドと前記コアとの間の距離は、前記シールドと前記コンデンサとの間の距離よりも長い、
請求項２に記載の受電装置。
車両本体の前後方向における中心位置よりも前方側に設けられたエンジンと、
請求項１から３のいずれか１項に記載の受電装置と、を備え、
前記車両本体の前後方向において、前記受電装置は、前記エンジンよりも後方側であって且つ前記中心位置よりも前方側の位置に配置されている、
車両。
前記エンジンに接続された触媒をさらに備え、
前記車両本体の前後方向において、前記受電コイルは前記触媒の後方側に配置され、
前記車両本体の前後方向において、前記コンデンサは前記受電コイルの後方側に配置されている、
請求項４に記載の車両。
駐車スペースに配置される送電装置であって、
前記駐車スペースの前後方向に延びるコイル中心軸の周囲を取り囲むように形成され、受電コイルに対向した状態で前記受電コイルに非接触で電力を送電する送電コイルと、
前記コイル中心軸が延びる方向において前記送電コイルに隣り合うように配置されたコンデンサと、
前記送電コイルと前記コンデンサとの間に配置されたシールドと、
前記送電コイルが巻回されたコアと、を備え、
前記コイル中心軸が延びる方向において、前記シールドと前記コアとの間の距離は、前記シールドと前記コンデンサとの間の距離よりも長い、
送電装置。