JP6168500B2 - 無線電力伝送装置、送電装置、および受電装置 - Google Patents
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Description
以下、図4から図7を参照しながら、本発明による無線電力伝送の第1の実施形態を説明する。
以下の表2に示す数値パラメータを持つ実施例1について、空間内に分布する磁界強度分布を電磁界解析によって求めた。各数値パラメータによって規定される構成は、図7に示す通りである。また、比較例1として、磁性体部材を除去した点以外は実施例1と同じ構成で漏れ磁界の強度分布をシミュレーションによって求めた。
図8Aは、上記の実施例1において、磁性体部材200における外側拡張部202の幅M3を変化させると、漏れ磁界強度がどのように変化するかを示すグラフである。縦軸は、磁性体導入前の値に対する磁界抑圧比である。横軸は導入した磁性体が送電側コイルの配線部を覆い隠した割合、すなわちM3とT3の比である。図8Aでは、Z=5cmの位置における特性を示している。ここで、内部拡張部201と外部拡張部202の値を等しく、すなわちE1=E2とした。なお、M3以外のパラメータの値は実施例1のパラメータの値に等しい。3本の特性は中心軸からの距離XがT1、T1+T3/2、T1+T3、の箇所での値を示している。図8Aからわかるように、配線最外縁の上部空間に相当するX=T1+T3においても、M3/T3<1の条件でも磁性体導入によって磁界強度が若干の抑圧が常に得られた。また、M3/T3≧1の条件化では、M3の増大に伴い、高い改善比が得られることが分かった。また、X=T1、X=T1+T3/2の各条件では、上述のX=T1+T3の条件よりも常に高い抑圧比が得られた。すなわち、本願の漏れ磁界強度の抑圧効果は、第1インダクタの配線最外郭の上部よりも、配線内郭の上部において、強く得られた。
以下、図9を参照しながら、本発明による無線電力伝送装置の第2の実施形態を説明する。
以下、図10を参照しながら、本発明による無線電力伝送装置の第3の実施形態を説明する。
以下、図11を参照しながら、本発明による無線電力伝送装置の第4の実施形態を説明する。
実施例1において、以下の変更を行った実施例3について評価した。すなわち、磁性体部材200の外周端174から更に外周側に5cmの距離を介した部分において、高さ5cmの環状の追加磁性体部材を下側に取り付けた。実施例1と同様、1.5kWの高周波電力(周波数:120kHz)を伝送する場合の条件で比較した場合、実施例1では、第1インダクタ107aの上方25cmの位置での漏れ磁界強度の抑圧比は1.9であったのに比べ、実施例3では2.1の抑圧比が得られた。
以下、図12を参照しながら、本発明による無線電力伝送装置の第5の実施形態を説明する。
実施例1において、磁性体部材200の外周端174、および内周端172からそれぞれ更に内周側に5cmの距離を介した部分において、高さ5cmの環状の追加磁性体部材203、204を下側に取り付けた。実施例1と同様、1.5kWの高周波電力(周波数:120kHz)を伝送する場合の条件で比較した場合、実施例1では、第1インダクタ107aの上方25cmの位置での漏れ磁界強度の抑圧比は1.9であったのに比べ、実施例4では2.4の抑圧比が得られた。
以下、図13を参照しながら、本発明による無線電力伝送装置の第6の実施形態を説明する。
実施例1において、磁性体部材200の最外殻部分および最内殻部分からそれぞれ厚さ5cmの箇所において、高さ5cmの環状の追加磁性体部材を下側に取り付けた。また、第1インダクタ107aの上面のみでなく、下面にも追加で追加磁性体部材を設けた。厚さ、幅、第1インダクタ107aからの距離は、実施例1における磁性体部材200での条件と同様である。実施例1と同様、1.5kWの高周波電力(周波数:120kHz)を伝送する場合の条件で比較した場合、実施例1では、第1インダクタ107aの上方25cmの位置での漏れ磁界強度の抑圧比は1.9であったのに比べ、実施例5では2.9の抑圧比が得られた。
107 送電アンテナ(送電側の共振器)
107a 第1インダクタ
107b 第1キャパシタ
109 受電アンテナ(受電側の共振器)
109a 第2インダクタ
109b 第2キャパシタ
110 第1インダクタの開口部
115 整流回路
119 出力端子
172 第1インダクタの内周端
174 第1インダクタの外周端
200 磁性体部材
200a、200b、200c、200d 磁性体部材のパーツ
200a、200b、200c、200d 磁性体部材のパーツ
201 磁性体部材の内側拡張部
202 磁性体部材の外側拡張部
210 磁性体部材の開口部
220 磁性体部材の隙間
Claims (17)
- 第1インダクタと第2インダクタとの間で共振磁界結合によって非接触で電力を伝送する無線電力伝送装置であって、
中央に開口部を有する第1インダクタと、
前記第1インダクタから離間し、かつ、前記第1インダクタの前記開口部よりも小さい第2インダクタと、
前記第1インダクタの前記第2インダクタに対向する側に配置され、かつ、前記第1インダクタの一部のみまたは全体を覆うように、円弧形状または円形状である磁性体部材であって、前記第1インダクタの前記一部または全体の内周端から外周端までの距離が、前記磁性体部材の内周端から外周端までの距離よりも短い磁性体部材と、
を備える無線電力伝送装置。 - 前記磁性体部材は、各々が前記第1インダクタの内周端から外周端までの領域を覆う複数の部分を有している、請求項1に記載の無線電力伝送装置。
- 前記磁性体部材は、前記第1インダクタの内周端から前記開口部の中心の側に拡がる部分と、前記第2インダクタの外周端から前記第1インダクタの外側に拡がる部分とを有している、請求項1または2に記載の無線電力伝送装置。
- 前記磁性体部材は、前記第2インダクタよりも大きな開口部を中央に有している、請求項1から3のいずれかに記載の無線電力伝送装置。
- 前記磁性体部材は、前記第1インダクタの内周端の側面および外周端の側面の少なくとも一方に対向する部分を有している、請求項1から4のいずれかに記載の無線電力伝送装置。
- 前記磁性体部材は、前記第1インダクタの周囲を囲んでいる、請求項5に記載の無線電力伝送装置。
- 前記第2インダクタは電気自動車に搭載されている、請求項1から6のいずれかに記載の無線電力伝送装置。
- 前記第1インダクタは道路に埋設されている、請求項1から7のいずれかに記載の無線電力伝送装置。
- 前記第1インダクタの第1の方向におけるサイズは、前記第1の方向に垂直な方向におけるサイズよりも大きい、請求項1から7のいずれかに記載の無線電力伝送装置。
- 第1インダクタと第2インダクタとの間で共振磁界結合によって非接触で電力を伝送する無線電力伝送装置に使用される送電装置であって、
前記第2インダクタから離間し、かつ、前記第2インダクタよりも大きな開口部を中央に有する第1インダクタと、
前記第1インダクタの前記第2インダクタに対向する側に配置され、かつ、前記第1インダクタの一部のみまたは全体を覆うように、円弧形状または円形状である磁性体部材であって、前記第1インダクタの前記一部または全体の内周端から外周端までの距離が、前記磁性体部材の内周端から外周端までの距離よりも短い磁性体部材と、
を備える送電装置。 - 前記磁性体部材は、各々が前記第1インダクタの内周端から外周端までの領域を覆う複数の部分を有している、請求項10に記載の送電装置。
- 前記磁性体部材は、前記第1インダクタの内周端から前記開口部の中心の側に拡がる部分と、前記第1インダクタの外周端から前記第1インダクタの外側に拡がる部分とを有している、請求項10または11に記載の送電装置。
- 前記磁性体部材は、前記第1インダクタの内周端の側面および外周端の側面の少なくとも一方に対向する追加部分を有している、請求項10から12のいずれかに記載の送電装置。
- 前記磁性体部材は、前記第1インダクタの周囲を囲んでいる、請求項13に記載の送電装置。
- 前記第1インダクタは道路に埋設されている、請求項10から14のいずれかに記載の送電装置。
- 前記第1インダクタの第1の方向におけるサイズは、前記第1の方向に垂直な方向におけるサイズよりも大きい、請求項10から15のいずれかに記載の送電装置。
- 請求項1から9の何れかに記載の無線電力伝送装置に使用される受電装置であって、
前記第1および第2のインダクタのうち電力を受け取る側のインダクタを備える、受電装置。
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