JP6485440B2 - 車両および非接触送受電システム - Google Patents
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Description
図1〜図7を参照して、実施の形態1における車両1および非接触送受電システム100について説明する。図1は、車両1および非接触送受電システム100を模式的に示す図である。図2は、車両1および非接触送受電システム100を模式的に示す回路図である。
図1および図2を参照して、非接触送受電システム100は、受電装置5を含む車両1と、送電装置8とを備える。車両1(図1)は、受電装置5に加えて、車両本体2、エンジン3、マフラー4、および、蓄電装置6を含む。車両本体2は、フロアパネル2Aおよび車輪2Wを備え、フロアパネル2Aは、上面2Bおよび底面2Cを有する。エンジン3は、車両本体2の内部に配置され、マフラー4の前端は、エンジン3に接続される。図示上の便宜のため、図1中ではマフラー4のうちの前端側の部分のみを図示している。マフラー4は、車両本体2の底面2C側に設けられ、車両前後方向に概ね沿って延びている(図3)。
図3および図4を参照して、車両本体2(フロアパネル2A)は底面2Cを有する。車両本体2の底面2Cは、車幅方向における中心に位置する中心位置C1を有する。車幅方向において、中心位置C1と車両本体2の矢印L側に位置する側面2Lとの間の距離W1は、中心位置C1と車両本体2の矢印R側に位置する側面2Rとの間の距離W2に等しい。
蓄電装置6は、車両本体2(フロアパネル2A)の底面2C側に配置される。蓄電装置6の本体ケース6Aの内部には、図示しない蓄電要素が収容される。本体ケース6Aは、上面(図4)、下面6B、前壁6C(図3)、側壁6D、後壁6E(図3)および側壁6Fを含み、全体として箱状の形状を有する。本体ケース6Aの上面は、図示しないボルトなどを用いてフロアパネル2Aの底面2Cに固定される。本体ケース6Aの下面6Bには、固定部材5H(図4)を介して受電装置5の筐体5Aが固定される。
本体ケース6Aの下面6Bを構成している部材は、たとえばアルミニウムである。この構成に限られず、本体ケース6Aの下面6Bは、透磁率および電気抵抗がそれぞれアルミニウムの透磁率および電気抵抗よりも低い部材から構成することもできる。本実施の形態においては、蓄電装置6(本体ケース6Aの下面6B)の露出部分6B1が、第1領域R1を構成している。第1領域R1は、アルミニウムから形成されているか、または、透磁率および電気抵抗がそれぞれアルミニウムの透磁率および電気抵抗よりも低くなるように形成されている。第1領域R1の技術的意義については後述する。
受電装置5の筐体5A(図4)は、下方に向けて開口する本体5Jと、本体5Jの開口を閉塞する蓋体5Kとを含む。本体5Jは、金属製の部材から形成され、蓋体5Kは、樹脂などの磁束を透過可能な部材から形成される。本体5Jおよび蓋体5Kは、全体として箱状の形状を呈しており、上面、下面、前壁5C(図3)、側壁5D、後壁5Eおよび側壁5Fを有している。
マフラー4は、図示しない固定部材によって、フロアパネル2Aの底面2C側に固定される。本実施の形態においては、車両本体2の底面2Cを重力方向下方から平面視したときに、受電装置5の筐体5Aに対して車幅方向において隣り合う位置にマフラー4が配置される。具体的には、受電装置5の筐体5Aに対して車幅方向の他方側(側面2Rの側)の位置にマフラー4が配置される。
図4を参照して、上述のとおり、受電コイル5Lの巻回軸O2に交差し、且つ車幅方向に対して平行な方向を基準方向CDとすると、受電装置5の筐体5Aに対して基準方向CDの一方側(側面2Lの側)の位置には、アルミニウムから形成されているか、または、透磁率および電気抵抗がそれぞれアルミニウムの透磁率および電気抵抗よりも低くなるように形成された第1領域R1が設けられている。
送電装置8の筐体8A(図4)は、上方に向けて開口する本体8Jと、本体8Jの開口を閉塞する蓋体8Kとを含む。本体8Jは、金属製の部材から形成され、蓋体8Kは、樹脂などの磁束を透過可能な部材から形成される。本体8Jおよび蓋体8Kは、全体として箱状の形状を有している。筐体8Aの中に、送電部8Bが収容される。
非接触送受電システム100においては、送電装置8と車両1の受電装置5との間で非接触送受電が行なわれる。図5は、車両1が駐車スペース9A(図1)内において位置合わせされた状態で(換言すると、車両1の中心位置C1と送電コイル8Lの巻回軸O1とが一致した状態で)、送電装置8と車両1の受電装置5とが非接触で送受電している様子を示す断面図である。
図5に示すように、本実施の形態では、受電装置5と送電装置8とが位置合わせされた状態(基準方向CD(図3)において車両本体2の中心位置C1と送電コイル8Lの巻回軸O1とが一致する状態)において、受電コイル5Lの巻回軸O2は、車両本体2の中心位置C1に対して、基準方向CDの一方側(矢印Lの側)にずれた位置に配置される。
図6は、図5に示す状態から、受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印L側に距離DR1だけ位置ずれした様子を示す断面図である。受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印L側に位置ずれすると、図5の場合に比べて、コイル部分5Lb,8Lbの間の距離が近くなり、コイル部分5La,8Laの間の距離が遠くなる。マフラー4(金属カバー)の下部部分は、送電コイル8L(8La)の上方に位置している(平面視した場合にコイル部分8Laの外形形状の内側に位置している)。
図7は、図5に示す状態から、受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印R側に距離DR2だけ位置ずれした様子を示す断面図である。距離DR2は、距離DR1(図6)と略同じである。受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印R側に位置ずれすると、図5の場合に比べて、コイル部分5Lb,8Lbの間の距離が遠くなり、コイル部分5La,8Laの間の距離が短くなる。マフラー4(金属カバー)の下部部分のほとんどは、送電コイル8L(8La)の上方には位置しておらず、平面視した場合にコイル部分8Laの外形形状よりも外側に位置している。
図8〜図12を参照して、比較例1における非接触送受電システム100A(図9)および車両1Aについて説明する。図8は、車両1A(車両本体2)を示す平面図であり、重力方向下方から車両1Aの底面2Cを見上げた際に視認される様子を表している。図9は、図8中のIX−IX線に沿った矢視断面図である。上述の実施の形態1と比較例1とは、以下の点において相違している。
非接触送受電システム100Aにおいては、送電装置8と車両1Aの受電装置5との間で非接触送受電が行なわれる。図10は、車両1Aが駐車スペース9A(図1)内において位置合わせされた状態で(換言すると、車両1Aの中心位置C1と、受電コイル5Lの巻回軸O2と、送電コイル8Lの巻回軸O1とが一致した状態で)、送電装置8と車両1Aの受電装置5とが非接触で送受電している様子を示す断面図である。
図10に示すように、比較例1では、受電装置5と送電装置8とが位置合わせされた状態(基準方向CD(図8)において車両本体2の中心位置C1と送電コイル8Lの巻回軸O1とが一致する状態)において、中心位置C1と、巻回軸O2と、巻回軸O1とは一致する位置に配置される。受電装置5と送電装置8とが位置合わせされた状態において、コイル部分5La,8Laの間の距離は、コイル部分5Lb,8Lbの間の距離に等しい。
図11は、図10に示す状態から、受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印L側に距離DR1だけ位置ずれした様子を示す断面図である。受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印L側に位置ずれすると、図10の場合に比べて、コイル部分5Lb,8Lbの間の距離が近くなり、コイル部分5La,8Laの間の距離が遠くなる。マフラー4(金属カバー)の下部部分は、送電コイル8L(8La)の上方に位置している(平面視した場合にコイル部分8Laの外形形状の内側に位置している)。
図12は、図10に示す状態から、受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印R側に距離DR2だけ位置ずれした様子を示す断面図である。距離DR2は、距離DR1(図11)と略同じである。受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印R側に位置ずれすると、図10の場合に比べて、コイル部分5Lb,8Lbの間の距離が遠くなり、コイル部分5La,8Laの間の距離が短くなる。マフラー4(金属カバー)の下部部分のほとんどは、送電コイル8L(8La)の上方には位置しておらず、平面視した場合にコイル部分8Laの外形形状よりも外側に位置している。
実施の形態1において位置合わせが行なわれている状態(巻回軸O1と中心位置C1とが一致している状態(図5))で得られる結合係数をEX1とし、比較例1において位置合わせが行なわれている状態(巻回軸O1と巻回軸O2とが一致している状態(図10))で得られる結合係数をCN1とする。CN1はEX1に比べて高くなる。
図13は、実施の形態2における非接触送受電システム100Bおよび車両1Bを示す断面図であり、実施の形態1における図4に対応している。実施の形態1,2は、以下の点において相違している。
図14は、実施の形態3における非接触送受電システム100Cおよび車両1Cを示す断面図であり、実施の形態1における図4に対応している。実施の形態1,3は、以下の点において相違している。
実施の形態1〜3においては、第2領域R2の構成要素として空間Sが含まれる。空間Sは必須の構成ではない。たとえば実施の形態1や実施の形態3(図14)の構成において、受電装置5とマフラー4との間に、これらの間を埋めるように断熱材が設けられていてもよい。実施の形態2(図13)の構成においては、凸部2Tと蓄電装置6の本体ケース6Aとが接触していてもよい。
図15〜図19を参照して、実施の形態4における車両1Dおよび非接触送受電システム100Dについて説明する。図15は、非接触送受電システム100Dの車両1D(車両本体2)のフロアパネル2A、フロアパネル2Aの底面2C側に設けられた受電装置5および蓄電装置6などを示す平面図であり、重力方向下方から車両1Dの底面2Cを見上げた際に視認される様子を表している。図16は、図15中のXVI−XVI線に沿った矢視断面図である。実施の形態1,4は、以下の点において相違している。
非接触送受電システム100Dにおいては、送電装置8と車両1Dの受電装置5との間で非接触送受電が行なわれる。図17は、車両1Dが駐車スペース9A(図1等参照)内において位置合わせされた状態で(換言すると、車両1Dの中心位置C1と送電コイル8Lの巻回軸O1とが一致した状態で)、送電装置8と車両1Dの受電装置5とが非接触で送受電している様子を示す断面図である。
図17に示すように、本実施の形態では、受電装置5と送電装置8とが位置合わせされた状態(基準方向CD(図15)において車両本体2の中心位置C1と送電コイル8Lの巻回軸O1とが一致する状態)において、受電コイル5Lの巻回軸O2は、車両本体2の中心位置C1に対して、基準方向CDの一方側(矢印Lの側)にずれた位置に配置される。
図18は、図17に示す状態から、受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印L側に距離DR1だけ位置ずれした様子を示す断面図である。送電コイル8L(8Lb)の周囲に形成された磁束のうち、露出部分6B1によって反射される磁束の量は、図17の場合に比べて少なくなり、受電コイル5L(5Lb)に鎖交する磁束MF1aの量は、磁束MF1(図17)の場合よりも多くなる。一方、送電コイル8L(8La)の周囲に形成されて受電コイル5L(5La)に鎖交する磁束MF3aの量は、磁束MF3(図17)の場合よりも少なくなる。
図19は、図17に示す状態から、受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印R側に距離DR2だけ位置ずれした様子を示す断面図である。距離DR2は、距離DR1(図18)と略同じである。送電コイル8L(8La)の上方には空間Sが位置している。
図20〜図24を参照して、比較例2における非接触送受電システム100E(図21)および車両1Eについて説明する。図20は、車両1E(車両本体2)を示す平面図であり、重力方向下方から車両1Eの底面2Cを見上げた際に視認される様子を表している。図21は、図20中のXXI−XXI線に沿った矢視断面図である。上述の実施の形態4と比較例2とは、以下の点において相違している。
非接触送受電システム100Eにおいては、送電装置8と車両1Eの受電装置5との間で非接触送受電が行なわれる。図22は、車両1Eが駐車スペース9A(図1)内において位置合わせされた状態で(換言すると、車両1Eの中心位置C1と、受電コイル5Lの巻回軸O2と、送電コイル8Lの巻回軸O1とが一致した状態で)、送電装置8と車両1Eの受電装置5とが非接触で送受電している様子を示す断面図である。
図22に示すように、比較例2では、受電装置5と送電装置8とが位置合わせされた状態(基準方向CD(図20)において車両本体2の中心位置C1と送電コイル8Lの巻回軸O1とが一致する状態)において、中心位置C1と、巻回軸O2と、巻回軸O1とは一致する位置に配置される。受電装置5と送電装置8とが位置合わせされた状態において、コイル部分5La,8Laの間の距離は、コイル部分5Lb,8Lbの間の距離に等しい。
図23は、図22に示す状態から、受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印L側に距離DR1だけ位置ずれした様子を示す断面図である。送電コイル8L(8Lb)の周囲に形成された磁束のうち、露出部分6B1によって反射される磁束の量は、図22の場合に比べて少なくなり、受電コイル5L(5Lb)に鎖交する磁束MF1aの量は、磁束MF1(図22)の場合よりも多くなる。一方、送電コイル8L(8La)の周囲に形成されて受電コイル5L(5La)に鎖交する磁束MF3aの量は、磁束MF3(図22)の場合よりも少なくなる。
図24は、図22に示す状態から、受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印R側に距離DR2だけ位置ずれした様子を示す断面図である。距離DR2は、距離DR1(図23)と略同じである。送電コイル8L(8La)の上方には空間Sが位置している。
実施の形態4において位置合わせが行なわれている状態(巻回軸O1と中心位置C1とが一致している状態(図16))で得られる結合係数をEX1とし、比較例2において位置合わせが行なわれている状態(巻回軸O1と巻回軸O2とが一致している状態(図22))で得られる結合係数をCN1とする。CN1はEX1に比べて高くなる。
図25〜図29を参照して、実施の形態5における車両1Fおよび非接触送受電システム100Fについて説明する。図25は、非接触送受電システム100Fの車両1F(車両本体2)のフロアパネル2A、フロアパネル2Aの底面2C側に設けられた受電装置5および蓄電装置6などを示す平面図であり、重力方向下方から車両1Fの底面2Cを見上げた際に視認される様子を表している。図26は、図25中のXXVI−XXVI線に沿った矢視断面図である。実施の形態4,5は、以下の点において相違している。
非接触送受電システム100Fにおいては、送電装置8と車両1Fの受電装置5との間で非接触送受電が行なわれる。図27は、車両1Fが駐車スペース9A(図1)内において位置合わせされた状態で(換言すると、車両1Fの基準位置C2と送電コイル8Lの巻回軸O1とが一致した状態で)、送電装置8と車両1Fの受電装置5とが非接触で送受電している様子を示す断面図である。
図27に示すように、実施の形態5では、受電装置5と送電装置8とが位置合わせされた状態(基準方向CD(図25)において車両本体2の基準位置C2と送電コイル8Lの巻回軸O1とが一致する状態)において、受電コイル5Lの巻回軸O2は、車両本体2の基準位置C2に対して、基準方向CDの一方側(矢印Fの側)にずれた位置に配置される。すなわち、車両本体2が駐車スペース内において位置合わせされた状態で送電コイル8Lの巻回軸O1を上方向に延長して仮想の延長線(基準位置C2を通り且つ上下方向に延びる直線に相当する)を描いたとすると、受電コイル5Lの巻回軸O2は、延長線の位置に対して、基準方向CDの一方側(矢印Fの側)にずれた位置に配置されている。
図28は、図27に示す状態から、受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印B側に距離DR1だけ位置ずれした様子を示す断面図である。凸部2Tの下部部分は、送電コイル8L(8La)の上方に位置している(平面視した場合にコイル部分8Laの外形形状の内側に位置している)。
図29は、図27に示す状態から、受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印F側に距離DR2だけ位置ずれした様子を示す断面図である。距離DR2は、距離DR1(図28)と略同じである。凸部2Tの下部部分のほとんどは、送電コイル8L(8La)の上方には位置しておらず、平面視した場合にコイル部分8Laの外形形状よりも外側に位置している。
図30〜図34を参照して、実施の形態6における車両1Gおよび非接触送受電システム100Gについて説明する。図30は、非接触送受電システム100Gの車両1G(車両本体2)のフロアパネル2A、フロアパネル2Aの底面2C側に設けられた受電装置5および蓄電装置6などを示す平面図であり、重力方向下方から車両1Gの底面2Cを見上げた際に視認される様子を表している。図31は、図30中のXXXI−XXXI線に沿った矢視断面図である。実施の形態5,6は、以下の点において相違している。
非接触送受電システム100Gにおいては、送電装置8と車両1Gの受電装置5との間で非接触送受電が行なわれる。図32は、車両1Gが駐車スペース9A(図1等参照)内において位置合わせされた状態で(換言すると、車両1Gの基準位置C2と送電コイル8Lの巻回軸O1とが一致した状態で)、送電装置8と車両1Gの受電装置5とが非接触で送受電している様子を示す断面図である。
図32に示すように、本実施の形態では、受電装置5と送電装置8とが位置合わせされた状態(基準方向CD(図30)において車両本体2の基準位置C2と送電コイル8Lの巻回軸O1とが一致する状態)において、受電コイル5Lの巻回軸O2は、車両本体2の基準位置C2に対して、基準方向CDの一方側(矢印Bの側)にずれた位置に配置される。
図33は、図32に示す状態から、受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印B側に距離DR1だけ位置ずれした様子を示す断面図である。送電コイル8L(8Lb)の周囲に形成された磁束のうち、露出部分6B1によって反射される磁束の量は、図32の場合に比べて少なくなり、受電コイル5L(5Lb)に鎖交する磁束MF1aの量は、磁束MF1(図32)の場合よりも多くなる。一方、送電コイル8L(8La)の周囲に形成されて受電コイル5L(5La)に鎖交する磁束MF3aの量は、磁束MF3(図32)の場合よりも少なくなる。
図34は、図32に示す状態から、受電コイル5Lが送電コイル8Lに対して矢印F側に距離DR2だけ位置ずれした様子を示す断面図である。距離DR2は、距離DR1(図33)と略同じである。送電コイル8L(8La)の上方には空間Sが位置している。
Claims (4)
- 送電コイルの巻回軸が駐車スペース内の幅方向の中心の位置において上下方向に延びるように配置された送電装置から非接触で受電可能な車両であって、
底面を有する車両本体と、
前記送電装置の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、前記受電コイルを収容する筐体とを有し、前記受電コイルの巻回軸が上下方向に延びるように前記車両本体の前記底面側に設けられた受電装置と、を備え、
前記受電コイルの前記巻回軸に交差し、且つ車幅方向に対して平行な方向を基準方向とすると、
前記受電装置の前記筐体に対して前記基準方向の一方側の位置には、アルミニウムから形成されているか、または、透磁率および電気抵抗がそれぞれアルミニウムの透磁率および電気抵抗よりも低くなるように形成された第1領域が設けられており、
前記受電装置の前記筐体に対して前記基準方向の他方側の位置には、空間、および/または、透磁率および電気抵抗がそれぞれ前記第1領域の透磁率および電気抵抗よりも高くなるように形成された第2領域が設けられており、
前記受電コイルの前記巻回軸は、前記車両本体の車幅方向における中心位置に対して、前記基準方向の前記一方側にずれた位置に配置されている、
車両。 - 本体ケースを有し、前記本体ケースが前記車両本体の前記底面に配置された蓄電装置をさらに備え、
前記受電装置の前記筐体は、前記本体ケースの下面に取り付けられ、
前記蓄電装置の前記本体ケースの前記下面は、前記第1領域を構成する部分を有している、
請求項1に記載の車両。 - 前記車両本体の内部に配置されたエンジンと、
前記エンジンに接続され、前記車両本体の前記底面側に設けられたマフラーと、をさらに備え、
前記マフラーは、前記第2領域を構成する部分を有している、
請求項1または2に記載の車両。 - 送電コイルを有し、前記送電コイルの巻回軸が駐車スペース内において上下方向に延びるように配置された送電装置と、
前記駐車スペース内において位置合わせされた状態で前記送電装置から非接触で受電可能な車両と、を備え、
前記車両は、
底面を有する車両本体と、
前記送電装置の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、前記受電コイルを収容する筐体とを有し、前記受電コイルの巻回軸が上下方向に延びるように前記車両本体の前記底面に設けられた受電装置と、を含み、
前記受電コイルの前記巻回軸に交差し、且つ車両前後方向または車幅方向に対して平行な方向を基準方向とすると、
前記受電装置の前記筐体に対して前記基準方向の一方側の位置には、アルミニウムから形成されているか、または、透磁率および電気抵抗がそれぞれアルミニウムの透磁率および電気抵抗よりも低くなるように形成された第1領域が設けられており、
前記受電装置の前記筐体に対して前記基準方向の他方側の位置には、空間、および/または、透磁率および電気抵抗がそれぞれ前記第1領域の透磁率および電気抵抗よりも高くなるように形成された第2領域が設けられており、
前記車両本体が前記駐車スペース内において位置合わせされた状態で前記送電コイルの前記巻回軸を上方向に延長して仮想の延長線を描いたとすると、前記受電コイルの前記巻回軸は、前記延長線の位置に対して、前記基準方向の前記一方側にずれた位置に配置されている、
非接触送受電システム。
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