WO2012157661A1 - 非接触充電器の取付構造 - Google Patents

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成幸 吉田
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日産自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a structure for mounting a non-contact charger having a power receiving coil on a vehicle.
  • Patent Document 1 discloses a technique in which a power receiving coil that is electromagnetically coupled to a ground-side feeding coil is attached to the bottom of a rear trunk of an electric vehicle in order to charge the battery of the electric vehicle in a non-contact manner.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a structure for mounting a non-contact charger to a vehicle that can improve power transmission efficiency in non-contact charging.
  • the above problem is solved by providing a support member on the lower surface side of the floor panel and forming a space between the non-contact charger and the vehicle floor panel with the support member.
  • the non-contact charger is efficiently cooled by the wind passing through the space formed between the non-contact charger and the floor panel, the power transmission efficiency in the non-contact charging is improved. be able to.
  • FIG. 1A is a diagram for explaining the operation of the electric vehicle for non-contact charging in the embodiment of the present invention, and is a diagram showing a state in which the electric vehicle is approaching the power feeding unit.
  • FIG. 1B is a diagram for explaining the operation of the electric vehicle for non-contact charging in the embodiment of the present invention, and is a diagram showing a state in which the electric vehicle is stopped at the charging parking position.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the rear part of the electric vehicle according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view of the rear part of the electric vehicle as viewed from below according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a bottom view of the rear part of the electric vehicle according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing the mounting unit in the embodiment of the present invention, and is a view taken in the direction of the arrow V in FIG.
  • FIGS. 1A and 1B are diagrams for explaining the operation of an electric vehicle for non-contact charging.
  • an electric vehicle (EV) 1 in the present embodiment includes a power receiving unit 10 having a power receiving coil 11 for charging a battery that supplies power to an electric motor for traveling. .
  • the power receiving unit 10 is attached to the rear part of the electric vehicle 1.
  • a power feeding unit 50 having a power feeding coil 51 is installed on the ground side, and the power receiving coil 11 and the power feeding coil 51 are electromagnetically coupled by electromagnetic induction, electromagnetic field resonance, or the like.
  • the battery is charged without contact.
  • the electric vehicle 1 When actually charging the battery, as shown in FIG. 1A, first, the electric vehicle 1 is moved backward to the charging parking position where the power supply unit 50 is installed, and the power receiving unit 10 is brought closer to the power supply unit 50. Then, as shown in FIG. 1B, when the power receiving unit 10 reaches a position facing the power feeding unit 50, the electric vehicle 1 is stopped and charging is started.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the rear portion of the electric vehicle in the present embodiment
  • FIG. 3 is a perspective view of the rear portion of the electric vehicle in the present embodiment
  • FIG. 4 is a bottom view of the rear portion of the electric vehicle in the present embodiment
  • FIG. 5 is a view showing the mounting unit in the present embodiment.
  • the power receiving unit 10 is indicated by a broken line in order to facilitate understanding of the structure of the mounting unit 20.
  • the power receiving unit 10 is attached to the floor panel 2 of the electric vehicle 1 via the attachment unit 20.
  • the mounting unit 20 includes a pair of support members 30 and a protection member 40.
  • Each support member 30 is a rectangular tube rod-like member extending in the front-rear direction of the electric vehicle 1 in plan view, and is made of, for example, aluminum, iron, nickel, or an alloy containing at least one of them. Has been.
  • the support member 30 includes a first fixing portion 31, a first support portion 32, and a first bent portion 33.
  • the support member 30 is fixed to the floor panel 2 by bolt fastening or the like at the first fixing portion 31.
  • the power receiving unit 10 is fixed to the first support portion 32 of the support member 30 by bolt fastening or the like.
  • the power receiving coil 21 and the power receiving coil 21 can be changed depending on the height of the support member 30 without depending on the vehicle height of the electric vehicle 1.
  • the distance to the power feeding coil 51 can be set.
  • the power receiving unit 10 for non-contact charging can be easily retrofitted to an existing electric vehicle.
  • the power receiving unit 10 is connected to the lower surface 321 of the first support portion 32 so that the back surface 12 (the upper surface in FIG. 1 is attached to one support portion 32.
  • the power receiving surface 13 of the power receiving unit 10 (the surface that faces the power feeding unit 50 in the power receiving unit 10; see FIG. 1B) is always exposed downward, and the power receiving unit 10, the power feeding unit 50, The support member 30 is not interposed between the two. Therefore, in this embodiment, the magnetic flux formed between the power receiving coil 11 and the power feeding coil 51 at the time of non-contact charging is not hindered by the support member 30.
  • the power receiving unit fixed to the first support portion 32.
  • Ten power receiving coils 11 are also located between the rear wheels 4.
  • the wheel of the rear wheel 4 is made of a material having a low magnetic permeability and high conductivity such as aluminum.
  • the power receiving coil 11 is sandwiched between the wheels of the rear wheel 4, it is possible to prevent the magnetic flux formed between the power receiving coil 11 and the power feeding coil 51 from leaking to the side during non-contact charging. can do.
  • the support member 30 is composed of a rod-shaped member, the back surface 12 of the power receiving unit 10 can be exposed. For this reason, the power receiving unit 10 can be efficiently cooled.
  • a notch 34 is formed on the lower surface 321 of the first support portion 32. This notch 34 extends in parallel to the vehicle width direction of the electric vehicle 1 and is formed so as to correspond to the approximate center of the power receiving coil 11 in plan view, as shown in FIG.
  • the power receiving unit 10 itself bends with the notch 34 as a starting point. Therefore, other parts of the electric vehicle 1 (for example, the power receiving unit 10 Damage to the connected harness or battery) can be suppressed.
  • the power receiving unit 10 can be bent toward the floor panel 2, and the bent power receiving unit 10 can be prevented from contacting the ground. it can.
  • the support member 30 is composed of a rod-shaped member, the support member 30 is easily bent together with the power receiving unit 10 as compared with the plate-shaped member.
  • the notch 34 is formed so as to correspond to the substantially center of the power receiving coil 11, so that it is disturbed by the ferrite.
  • the power receiving coil 11 can be bent.
  • the first fixing portion 31 and the first support portion 32 are connected via a first bent portion 33.
  • the first fixed portion 31 and the first support portion 32 extend substantially parallel to the plane direction of the floor panel 2, whereas the first bent portion 33 is a normal line of the floor panel 22. It extends in the direction (that is, the vertical direction), and a substantially stepped step is formed between the first fixed portion 31 and the first support portion 32.
  • the power reception unit 10 is held away from the floor panel 2 by the support member 30, and a space 3 is formed between the back surface 12 of the power reception unit 10 and the lower surface of the floor panel 2.
  • the power receiving unit 10 when the wind passes through the space 3 formed between the power receiving unit 10 and the floor panel 2, the power receiving unit 10 is efficiently cooled.
  • the protection member 40 of the mounting unit 20 is a rectangular tube rod-like member extending in the vehicle width direction of the electric vehicle 1 in a plan view, and similarly to the support member 30, for example, aluminum, an alloy containing aluminum, or the like It is composed of
  • the protection member 40 By configuring the protection member 40 with a material having such a low magnetic permeability and high conductivity, it is possible to suppress the magnetic flux formed between the power receiving coil 11 and the power feeding coil 51 from leaking backward during non-contact charging. Can do.
  • the protective member 40 has a second support portion 41, a second fixing portion 42, and a second bent portion 43, as shown in FIGS.
  • the rear end of the first support portion 32 of the support member 30 is fixed to the upper surface 411 of the second support portion 41 by bolt fastening or the like (that is, the protection member 40 is fixed to the lower surface 321 of the support member 30).
  • the protection member 40 supports the rear end of the support member 30.
  • a second fixing portion 42 is connected to both ends of the second support portion 41 via a second bent portion 43, and the protection member 40 is bolted to the floor panel 2 by the second fixing portion 42. It is fixed by.
  • the protection member 40 is provided behind the power receiving unit 10. For this reason, the power receiving unit 10 can be protected from the curb or the like by the protective member 40 when the electric vehicle 1 is moved backward.
  • the protection member 40 is positioned below the support member 30 that supports the power reception unit 10. For this reason, the power receiving unit 10 can be protected from the curb or the like by the protective member 40 when the electric vehicle 1 is moved backward or removed.
  • the lower surface 412 of the second support portion 41 of the protection member 40 is located below the lower surface 13 (that is, the power receiving surface 13) of the power receiving unit 10. For this reason, the power receiving unit 10 can be protected from the curb or the like by the protective member 40 when the electric vehicle 1 is moved backward or removed.
  • the second support portion 41 and the second fixing portion 42 are substantially parallel to the plane direction of the floor panel 2, whereas the second bent portion 43 is a floor.
  • the panel 2 is inclined with respect to the normal direction. Since the rigidity of the protection member 40 is lowered by inclining the second bent portion 43 in this way, for example, the load applied to the mounting unit 20 at the time of contact with the curb or at the time of wheel removal is efficiently absorbed by the protection member 40. can do.
  • the power receiving unit 10 is attached to the floor panel 2 via the support member 30. Accordingly, the distance between the power receiving coil 11 and the power feeding coil 51 can be set depending on the height of the support member 30 without depending on the vehicle height of the electric vehicle 1, so that the power transmission efficiency of non-contact charging can be improved. Improvements can be made.
  • the power receiving unit 10 for non-contact charging can be easily retrofitted to an existing electric vehicle.
  • the power receiving unit 10 is fixed to the support member 30 so that the back surface 12 of the power receiving unit 10 and the lower surface 321 of the support member 30 are in contact, the power receiving surface 13 of the power receiving unit 10 is It is exposed downward without being blocked by the support member 30. For this reason, the magnetic flux formed between the power receiving coil 11 and the power feeding coil 51 during non-contact charging is not hindered by the support member 30.
  • the electric vehicle 1 in the present embodiment corresponds to an example of a vehicle in the present invention
  • the power receiving unit 10 in the present embodiment corresponds to an example of a non-contact charger in the present invention.

Abstract

　受電コイル（１１）を有する受電ユニット（１０）の電気自動車（１）への取付構造である。電気自動車（１）のフロアパネル（２）の下面側に支持部材（３０）を設け、受電ユニット（１０）と電気自動車（１）のフロアパネル（２）との間に空間（３）を形成して受電ユニット（１０）を取り付ける。これにより非接触充電の送電効率の向上を図ることができる。

Description

非接触充電器の取付構造
　本発明は、受電コイルを有する非接触充電器の車輛への取付構造に関するものである。
　電動車のバッテリを非接触充電するために、地上側の給電コイルと電磁的に結合する受電コイルを、電動車の後部トランクの底面に貼り付けたものが例えば特許文献１として知られている。
　上記の技術では、受電コイルの背面全体が後部トランクの底面に密着しているので、給電コイルとの送電に伴って加熱した受電コイルを十分に冷却することができず、受電コイルの抵抗値が上昇して送電効率が低下するという問題がある。
特開平７－２２７００７号公報
　本発明が解決しようとする課題は、非接触充電における送電効率の向上を図ることができる非接触充電器の車輛への取付構造を提供することである。
　本発明では、支持部材をフロアパネルの下面側に設け、この支持部材をもって非接触充電器と車輛のフロアパネルとの間に空間を形成することで、上記課題を解決する。
　本発明によれば、非接触充電器とフロアパネルとの間に形成された空間に風が通ることで、非接触充電器が効率的に冷却されるので、非接触充電における送電効率を向上させることができる。
図１Ａは、本発明の実施形態における非接触充電のための電気自動車の動作を説明するための図であり、電気自動車が給電ユニットに接近している様子を示す図である。 図１Ｂは、本発明の実施形態における非接触充電のための電気自動車の動作を説明するための図であり、電気自動車が充電駐車位置で停止した状態を示す図である。 図２は、本発明の実施形態における電気自動車の後部の断面図である。 図３は、本発明の実施形態における電気自動車の後部を下方から見た斜視図である。 図４は、本発明の実施形態における電気自動車の後部の底面図である。 図５は、本発明の実施形態における取付ユニットを示す図であり、図３のV方向矢視図である。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
　図１Ａ及び図１Ｂは非接触充電のための電気自動車の動作を説明するための図である。
　本実施形態における電気自動車（ＥＶ）１は、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、走行用の電動モータに電力供給するバッテリを充電するために、受電コイル１１を有する受電ユニット１０を備えている。この受電ユニット１０は、電気自動車１の後部に取り付けられている。
　一方、同図に示すように、地上側には、給電コイル５１を有する給電ユニット５０が設置されており、電磁誘導や電磁場共鳴等によって受電コイル１１と給電コイル５１とを電磁的に結合することで、バッテリを非接触で充電する。
　実際にバッテリを充電する場合には、図１Ａに示すように、先ず、給電ユニット５０が設置されている充電駐車位置に電気自動車１を後退させて、受電ユニット１０を給電ユニット５０に接近させる。そして、図１Ｂに示すように、受電ユニット１０が給電ユニット５０に対向する位置に達したら、電気自動車１を停止させて充電を開始する。
　以下に、本実施形態における受電ユニット１０の電気自動車１への取付構造について、図２～図５を参照しながら説明する。
　図２は本実施形態における電気自動車の後部の断面図、図３は本実施形態における電気自動車の後部の下方から見た斜視図、図４は本実施形態における電気自動車の後部の底面図、及び図５は本実施形態における取付ユニットを示す図である。なお、図３では、取付ユニット２０の構造の理解を容易にするために、受電ユニット１０を破線で示している。
　本実施形態では、図２～図４に示すように、受電ユニット１０は、取付ユニット２０を介して電気自動車１のフロアパネル２に取り付けられている。この取付ユニット２０は、一対の支持部材３０と、保護部材４０と、から構成されている。
　それぞれの支持部材３０は、平面視において電気自動車１の前後方向に延在する角筒の棒状部材であり、例えば、アルミニウム、鉄、ニッケル、又はそれらのうちの少なくとも一つを含む合金等から構成されている。
　この支持部材３０は、第１の固定部３１と、第１の支持部３２と、第１の屈曲部３３と、を有している。この支持部材３０は、第１の固定部３１でボルト締結等によってフロアパネル２に固定されている。
　一方、この支持部材３０の第１の支持部３２には、受電ユニット１０がボルト締結等によって固定されている。このように、本実施形態では、支持部材３０を介して受電ユニット１０をフロアパネル２に取り付けるので、電気自動車１の車高に依存することなく、支持部材３０の高さによって、受電コイル２１と給電コイル５１との間の距離を設定することができる。
　しかも、本実施形態では、受電ユニット１０とフロアパネル２との間に一つの部材を介在させるだけであるので、簡単且つ低コストで送電効率の向上を図ることができる。また、既存の電気自動車に対しても、非接触充電用の受電ユニット１０を簡単に後付けすることもできる。
　この際、本実施形態では、特に図２に示すように、当該受電ユニット１０の背面１２（同図における上面）が第１の支持部３２の下面３２１と接触するように、受電ユニット１０が第１の支持部３２に取り付けられている。
　このため、受電ユニット１０の受電面１３（受電ユニット１０において給電ユニット５０と対向することとなる面。図１Ｂ参照。）が下方に向かって常に露出しており、受電ユニット１０と給電ユニット５０との間に支持部材３０が介在することがない。そのため、本実施形態では、非接触充電時に受電コイル１１と給電コイル５１との間に形成される磁束が、支持部材３０によって妨げてられてしまうことがない。
　また、特に図４に示すように、この第１の支持部３２は、電気自動車１の一対の後輪４の間に設けられているので、この第１の支持部３２に固定された受電ユニット１０の受電コイル１１も、後輪４の間に位置している。一般的に、後輪４のホイールは、アルミニウム等の透磁率の低く且つ導電率の高い材料から構成されている。本実施形態では、こうした後輪４のホイールに受電コイル１１が挟まれているので、非接触充電時に受電コイル１１と給電コイル５１との間に形成される磁束が側方に漏洩するのを抑制することができる。
　また、支持部材３０が棒状の部材で構成されているので、受電ユニット１０の背面１２を露出させることができる。このため、受電ユニット１０を効率的に冷却することができる。
　さらに、この第１の支持部３２の下面３２１にはノッチ３４が形成されている。このノッチ３４は、電気自動車１の車幅方向に平行に延在しており、特に図４に示すように、平面視において受電コイル１１の略中央に対応するように形成されている。
　例えば、電気自動車１の後退時に取付ユニット２０に縁石等が接触した場合には、このノッチ３４を起点として、受電ユニット１０自体が折れ曲がるので、電気自動車１の他の部品（例えば、受電ユニット１０に接続されたハーネスやバッテリ等）の損傷を抑制することができる。
　この際、ノッチ３４を支持部材３０の下面３２１に形成しておくことで、受電ユニット１０をフロアパネル２側に折り曲げることができ、折れ曲がった受電ユニット１０が地面に接触するのを防止することができる。
　また、支持部材３０を棒状部材で構成しているので、板状部材と比較して、受電ユニット１０と共に支持部材３０も折り曲げやすくなっている。
　また、受電コイル１１が放射状に配置されたフェライトを有している場合であっても、ノッチ３４を受電コイル１１の略中央に対応するように形成しているので、当該フェライトに邪魔されることなく受電コイル１１を折り曲げることが可能となっている。
　支持部材３０において、第１の固定部３１と第１の支持部３２とは第１の屈曲部３３を介して繋がっている。第１の固定部３１及び第１の支持部３２がフロアパネル２の平面方向に対してほぼ平行に延在しているのに対し、この第１の屈曲部３３は、フロアパネル２２の法線方向（すなわち鉛直方向）に延在しており、第１の固定部３１と第１の支持部３２との間に略階段状の段差を形成している。
　このため、受電ユニット１０は支持部材３０によってフロアパネル２から離れた状態で保持されており、受電ユニット１０の背面１２とフロアパネル２の下面との間には空間３が形成されている。
　本実施形態では、受電ユニット１０とフロアパネル２との間に形成されたこの空間３に風が通ることで、受電ユニット１０が効率的に冷却される。
　また、空間３を受電ユニット１０とフロアパネル２との間に形成することによって、例えば、電気自動車１の後退時に取付ユニット２０に縁石等が接触した場合や脱輪時にフロアパネル２の破損を防止することもできる。
　一方、取付ユニット２０の保護部材４０は、平面視において電気自動車１の車幅方向に延在する角筒の棒状部材であり、支持部材３０と同様に、例えば、アルミニウム、又はアルミニウムを含む合金等から構成されている。
　保護部材４０をこうした透磁率が低く且つ導電率の高い材料で構成することで、非接触充電時に受電コイル１１と給電コイル５１との間に形成される磁束が後方に漏洩するのを抑制することができる。
　この保護部材４０は、図３及び図５に示すように、第２の支持部４１と、第２の固定部４２と、第２の屈曲部４３と、を有している。
　第２の支持部４１の上面４１１には、支持部材３０の第１の支持部３２の後端がボルト締結等によって固定されており（すなわち、保護部材４０は支持部材３０の下面３２１に固定されており）、保護部材４０は、支持部材３０の後端を支持している。この第２の支持部４１の両端には、第２の屈曲部４３を介して第２の固定部４２が繋がっており、保護部材４０は第２の固定部４２でフロアパネル２にボルト締結等によって固定されている。
　本実施形態では、図２～図４に示すように、保護部材４０が受電ユニット１０の後方に設けられている。このため、電気自動車１の後退時に保護部材４０によって縁石等から受電ユニット１０を保護することができる。
　また、本実施形態では、保護部材４０が、受電ユニット１０を支持している支持部材３０より下方に位置している。このため、電気自動車１の後退時や脱輪時に保護部材４０によって縁石等から受電ユニット１０を保護することができる。
　また、図２に示すように、保護部材４０の第２の支持部４１の下面４１２は、受電ユニット１０の下面１３（すなわち受電面１３）よりも下方に位置している。このため、電気自動車１の後退時や脱輪時に保護部材４０によって縁石等から受電ユニット１０を保護することができる。
　さらに、図５に示すように、第２の支持部４１及び第２の固定部４２は、フロアパネル２の平面方向にほぼ平行となっているのに対し、第２の屈曲部４３は、フロアパネル２の法線方向に対して傾斜している。このように第２の屈曲部４３を傾斜させることで保護部材４０の剛性が低くなるので、例えば、縁石との接触時や脱輪時に取付ユニット２０に加わる荷重を保護部材４０によって効率的に吸収することができる。
　以上のように、本実施形態では、受電ユニット１０とフロアパネル２との間に空間３を形成することによって、当該空間３に風を通すことができ受電ユニット１０を効率的に冷却することができるので、非接触充電における送電効率を向上させることができる。
　また、本実施形態では、支持部材３０を介して受電ユニット１０をフロアパネル２に取り付ける。これにより、電気自動車１の車高に依存することなく、支持部材３０の高さによって、受電コイル１１と給電コイル５１との間の距離を設定することができるので、非接触充電の送電効率の向上を図ることができる。
　しかも、本実施形態では、受電ユニット１０とフロアパネル２との間に一つの部材を介在させるだけであるので、簡単且つ低コストで送電効率の向上を図ることができる。
　また、受電ユニット１０とフロアパネル２との間に一つの部材を介在させるだけであるので、既存の電気自動車に対しても、非接触充電用の受電ユニット１０を簡単に後付けすることもできる。
　さらに、本実施形態では、受電ユニット１０の背面１２と支持部材３０の下面３２１とが接触するように、受電ユニット１０が支持部材３０に固定されているので、受電ユニット１０の受電面１３は、支持部材３０で遮られることなく、下方に向かって露出している。このため、非接触充電時に受電コイル１１と給電コイル５１との間に形成される磁束が、支持部材３０によって妨げられてしまうことがない。
　本実施形態における電気自動車１が本発明における車輌の一例に相当し、本実施形態における受電ユニット１０が本発明における非接触充電器の一例に相当する。
　なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

Claims (3)

  1. 　受電コイルを有する非接触充電器の車輛への取付構造であって、
    　前記車輌のフロアパネル下面側に支持部材を設け、
    　前記支持部材は、前記非接触充電器と前記車輌のフロアパネルとの間に空間を形成して、前記非接触充電器を取り付けるものである非接触充電器の取付構造。
  2. 　請求項１に記載の非接触充電器の取付構造であって、
    　前記支持部材は、前記車輌の前後方向に沿って延在する棒状部材からなるものであって、
    　さらに、前記支持部材は、前記フロアパネルの平面方向に対して平行に延在し前記フロアパネルから離間して配置される支持部と、前記支持部材を前記フロアパネルに固定する固定部と、前記固定部と前記支持部を連結する屈曲部と、を備えたものである非接触充電器の取付構造。
  3. 　請求項２に記載の非接触充電器の取付構造であって、
    　前記非接触充電器の受電面が露出するように、前記非接触充電器が前記支持部材に固定されている非接触充電器の取付構造。
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