WO2013168242A1 - 車両 - Google Patents

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power
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真士 市川
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トヨタ自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle capable of receiving power without contact.
  • a vehicle described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2010-172084 and 2011-49230 includes a primary side core and a primary side coil wound around the primary side core.
  • the vehicle described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-193671 also includes a power receiving unit that receives power from a power transmitting unit provided outside.
  • a vehicle as described above generally has a plurality of electronic devices.
  • an electromagnetic field is generated around the power reception unit.
  • the electronic device is greatly influenced by the electromagnetic field formed around the power receiving unit.
  • the present invention has been made in view of the problems as described above, and its purpose is to reduce the influence on an electronic device mounted on a vehicle when power is transmitted between a power transmission unit and a power reception unit. It is to provide a vehicle in which
  • the vehicle according to the present invention includes a power receiving unit and an electronic device that receive power in a non-contact manner from a power transmitting unit provided outside.
  • the power receiving unit includes a coil formed so as to surround the periphery of the winding shaft.
  • the region where the electric device is disposed is located in a direction different from the direction in which the winding axis extends from the coil.
  • an opening is formed at the end of the coil. If the region extending in the direction in which the winding axis extends from the opening of the coil when the coil is viewed from above the vehicle is an adjacent region, the electric device is arranged in a region different from the adjacent region.
  • the electronic device provided at a position away from the adjacent region is any one of a battery capable of storing electric power, a PCU (Power Control Unit) connected to the battery, and a rotating electrical machine connected to the PCU. It is.
  • a battery capable of storing electric power
  • a PCU Power Control Unit
  • the coil is arranged such that the winding axis extends in the width direction of the vehicle.
  • the electronic device is disposed on the front side or the rear side of the vehicle with respect to the coil.
  • the apparatus further includes an adjacent device at least a part of which is located in the adjacent region when viewed from above the vehicle. The number of electronic components that the adjacent device has is smaller than the number of electronic components that the electronic device has.
  • the electronic device includes a battery capable of storing electric power.
  • the adjacent device includes a storage unit capable of storing energy other than electric power, a first connection unit connected to the storage unit and connected to a supply unit supplying energy, and a power supply unit connected to the battery and supplying power Any one of the second connection portions to be connected.
  • the coil is arranged such that the winding axis extends in the horizontal direction.
  • the winding axis includes a first winding axis and a second winding axis in a direction different from the first winding axis.
  • the coil includes a first coil formed so as to surround the first winding axis, and a second coil formed so as to surround the second winding axis.
  • the adjacent region includes a first adjacent region extending in a direction in which the second winding axis extends from the first coil, and a second adjacent region extending in the direction in which the second winding axis extends from the second coil.
  • the difference between the natural frequency of the power transmission unit and the natural frequency of the power reception unit is 10% or less of the natural frequency of the power reception unit.
  • the coupling coefficient between the power reception unit and the power transmission unit is 0.1 or less.
  • the power reception unit includes a magnetic field that is formed between the power reception unit and the power transmission unit and vibrates at a specific frequency, and an electric field that is formed between the power reception unit and the power transmission unit and vibrates at a specific frequency. Power is received from the power transmission unit through at least one of them.
  • the vehicle according to the present invention includes a power receiving unit including a coil that receives power in a non-contact manner from a power transmitting unit provided outside, and an electronic device.
  • An electromagnetic field formed by transmitting power between the power reception unit and the power transmission unit is more widely distributed from the coil in a second direction different from the first direction than in the first direction.
  • the electronic device is disposed in a region located in a direction different from the second direction from the coil.
  • the vehicle according to the present invention it is possible to reduce the influence of an electronic device mounted on the vehicle from an electromagnetic field generated by power transmission.
  • FIG. 2 is a side view showing a left side surface of electric vehicle 10.
  • FIG. 2 is a side view showing a right side surface of the electric vehicle 10.
  • FIG. 1 is a front view of an electric vehicle 10.
  • FIG. 2 is a rear view of the electric vehicle 10.
  • FIG. 1 is a plan view of an electric vehicle 10.
  • FIG. 2 is a bottom view of the electric vehicle 10.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing an electric vehicle 10 when the electric vehicle 10 is viewed from above the electric vehicle 10.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a power receiving device 11.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a power receiving device 11.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a fixing member 27 and a ferrite core 21.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a secondary coil 22.
  • FIG. It is the top view which planarly viewed the secondary coil.
  • It is a perspective view which shows the coil 200 as a model. It is a side view which shows a mode that the coil 200 was divided into the some micro part dp. It is a front view which shows a mode that the coil 200 was divided into the some micro part dp.
  • 6 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 primary coil 58 when the natural frequency f0 is fixed. It is the figure which showed the relationship between the distance from an electric current source or a magnetic current source, and the intensity
  • FIG. 3 is a plan view showing a power receiving unit 20.
  • FIG. FIG. 28 is a cross-sectional view taken along line XXVIII-XXVIII shown in FIG. 27.
  • 3 is a perspective view showing a power reception unit 20 and a power transmission unit 56.
  • FIG. 2 is a plan view schematically showing a power reception unit 20.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a power reception unit 20 and a power transmission unit 56.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a power reception unit 20 and a power transmission unit 56.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a modification of the power reception unit 20.
  • FIG. It is a perspective view which shows a mode when electric power transmission is carried out between the power receiving part 20 shown in FIG. 34 and this power receiving part 20 and the power transmission part 56 of the same kind.
  • It is a perspective view which shows a mode when electric power transmission is carried out between the power receiving part 20 shown in FIG. 34 and the type power transmission part 56 different from the said power receiving part 20.
  • FIG. It is a top view which shows typically the electric vehicle 10 which concerns on this Embodiment 4.
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing an electrically powered vehicle 10 according to a fifth embodiment.
  • FIG. 10 is a left side view showing an electrically powered vehicle 10 according to a sixth embodiment.
  • 4 is a perspective view showing a layout of a battery 15, a power receiving unit 20, and a fuel tank 79.
  • FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing a power reception device, a power transmission device, and a power transmission system according to the first embodiment.
  • the power transmission system includes the electric vehicle 10 including the power receiving device 11 and the external power feeding device 51 including the power transmission device 50.
  • the electric vehicle 10 stops at a predetermined position of the parking space 52 where the power transmission device 50 is provided, and the power reception device 11 receives power from the power transmission device 50.
  • the parking space 52 is provided with a line indicating a stop, a parking position, and a parking range so that the electric vehicle 10 stops at a predetermined position.
  • the external power supply device 51 includes a high-frequency power driver 54 connected to the AC power source 53, a control unit 55 that controls driving of the high-frequency power driver 54 and the like, and a power transmission device 50 connected to the high-frequency power driver 54.
  • the power transmission device 50 includes a power transmission unit 56.
  • the power transmission unit 56 includes a ferrite core 57, a primary coil (resonance coil) 58 wound around the ferrite core 57, and a capacitor 59 connected to the primary coil 58. Including.
  • the capacitor 59 is not an essential configuration.
  • the primary coil 58 is connected to the high frequency power driver 54.
  • the primary coil 58 and the capacitor 59 may be connected so as to be connected in parallel to the high frequency power driver 54, and the primary coil 58 and the capacitor 59 are connected in series to the high frequency power driver 54. You may connect.
  • the power transmission unit 56 includes an electric circuit formed by the inductance of the primary coil 58, the stray capacitance of the primary coil 58, and the capacitance of the capacitor 59.
  • the electric vehicle 10 includes a power receiving device 11 and an electric device module 100.
  • the electric device module 100 includes a rectifier 13 connected to the power receiving device 11, a DC / DC converter 14 connected to the rectifier 13, a battery 15 connected to the DC / DC converter 14, and a power control unit (PCU). (Power Control Unit) 16, a motor unit 17 connected to the power control unit 16, a vehicle ECU (Electronic Control Unit) 12 that controls driving of the DC / DC converter 14, the power control unit 16, and the like, and a camera 33 and a display unit 34.
  • the electric device module 100 includes a plurality of electronic devices as described above.
  • the electric equipment module 100 illustrated the power receiving electronic equipment including the rectifier 13 and the converter 14, and the hybrid electronic equipment including the battery 15, the power control unit 16, and the motor unit 17, It does not exclude including other electronic devices.
  • a door opening / closing sensor that senses opening / closing of a door
  • a load sensor that senses a load applied to a seat, and the like can be given.
  • the electronic device included in the electric device module 100 includes wiring.
  • the electric vehicle 10 is a hybrid vehicle including an engine (not shown), but includes a fuel cell vehicle and an electric vehicle as long as the vehicle is driven by a motor.
  • the rectifier 13 is connected to the power receiving device 11, converts an alternating current supplied from the power receiving device 11 into a direct current, and supplies the direct current to the DC / DC converter 14.
  • the DC / DC converter 14 adjusts the voltage of the direct current supplied from the rectifier 13 and supplies it to the battery 15.
  • the DC / DC converter 14 is not an essential component and may be omitted. In this case, the DC / DC converter 14 can be substituted by providing a matching unit for matching impedance with the external power feeding device 51 between the power transmission device 50 and the high frequency power driver 54.
  • the power control unit 16 includes a converter connected to the battery 15 and an inverter connected to the converter, and the converter adjusts (boosts) the direct current supplied from the battery 15 and supplies the DC current to the inverter.
  • the inverter converts the direct current supplied from the converter into an alternating current and supplies it to the motor unit 17.
  • the motor unit 17 employs, for example, a three-phase AC motor and is driven by an AC current supplied from an inverter of the power control unit 16.
  • the electric vehicle 10 further includes an engine or a fuel cell.
  • the motor unit 17 includes a motor generator that mainly functions as a generator and a motor generator that mainly functions as an electric motor.
  • the camera 33 images the power transmission unit 56 provided on the ground side, and sends the captured information to the vehicle ECU 12.
  • the vehicle ECU 12 displays an image captured by the camera 33 on the display unit 34.
  • the power receiving device 11 includes a power receiving unit 20.
  • the power receiving unit 20 includes a ferrite core 21, a secondary coil 22 wound around the outer peripheral surface of the ferrite core 21, and a capacitor 23 connected to the secondary coil 22.
  • the capacitor 23 is not an essential component.
  • the secondary coil 22 is connected to the rectifier 13. Note that the capacitor 23 and the secondary coil 22 may be connected to the rectifier 13 in parallel, or the capacitor 23 and the secondary coil 22 may be connected to the rectifier 13 in series.
  • the secondary coil 22 has a stray capacitance. For this reason, the power receiving unit 20 has an electric circuit formed by the inductance of the secondary coil 22 and the capacitances of the secondary coil 22 and the capacitor 23.
  • the capacitor 23 is not an essential configuration and can be omitted.
  • FIG. 2 is a side view showing the left side surface of the electric vehicle 10.
  • FIG. 3 is a side view showing the right side surface of the electric vehicle 10.
  • FIG. 4 is a front view of the electric vehicle 10.
  • FIG. 5 is a rear view of the electric vehicle 10.
  • FIG. 6 is a plan view of the electric vehicle 10.
  • FIG. 7 is a bottom view of the electric vehicle 10.
  • the electric vehicle 10 includes a vehicle main body 70 and a front wheel 18L and a rear wheel 19L provided on the vehicle main body 70.
  • a driving chamber 80 in which the motor unit 17, the engine, and the like are accommodated
  • an occupant accommodating chamber 81 disposed behind the driving chamber 80 in the traveling direction of the electric vehicle 10
  • the occupant accommodating chamber 81 A luggage compartment 68 is also formed on the rear side in the traveling direction.
  • a passenger opening / closing opening 82 ⁇ / b> L communicating with the passenger accommodation chamber 81 is formed on the left side surface 71 of the electric vehicle 10.
  • the vehicle main body 70 is disposed at a door 83L for opening and closing the entrance opening 82L, a front fender 84L disposed on the front side in the advancing direction with respect to the entrance opening 82L, and disposed on the front side in the advancing direction with respect to the front fender 84.
  • the vehicle body 70 includes a rear fender 85L disposed on the rear side in the traveling direction from the opening 82L for getting on and off, and a rear bumper 87 disposed on the rear side in the traveling direction from the rear fender 85L.
  • the right side surface 72 of the electric vehicle 10 is formed with a passenger opening / closing opening 82 ⁇ / b> R that communicates with the passenger compartment 81.
  • the vehicle body 70 is disposed at a door 83R that opens and closes the entrance / exit opening portion 82R, a front fender 84R disposed on the front side in the advancing direction with respect to the entrance port 82R, and on the rear side in the advancing direction with respect to the opening portion 82R.
  • Rear fender 85R In FIG.
  • the vehicle body 70 includes an engine roof 88 that opens and closes the drive chamber 80, a roof 66 that defines the upper surface of the passenger compartment 81, and a hatch 67 that opens and closes an opening formed in the luggage compartment 68.
  • the hatch 67 includes an upper surface portion 67a and a back surface portion 67b.
  • the left side surface 71 of the electric vehicle 10 is visible when the electric vehicle 10 is viewed from a position away from the left side of the electric vehicle 10 in the width direction of the electric vehicle 10. Surface.
  • the left side surface 71 of the electric vehicle 10 is mainly defined by the side portion of the front bumper 86, the front fender 84L, the door 83L, the rear fender 85L, and the side portion of the rear bumper 87.
  • the right side surface 72 of the electric vehicle 10 is visible when the electric vehicle 10 is viewed from a position in the width direction of the electric vehicle 10 and away from the right side of the electric vehicle 10 as shown in FIG. 3.
  • Surface. Therefore, the right side surface 72 of the electric vehicle 10 is mainly defined by the side part of the front bumper 86, the front fender 84R, the door 83R, the rear fender 85R, and the side part of the rear bumper 87.
  • the front surface 73 of the electric vehicle 10 is a surface that is visible when the electric vehicle 10 is viewed from a position away from the electric vehicle 10 in the traveling direction front side.
  • the front surface 73 of the electric vehicle 10 is mainly defined by the front portion of the front bumper 86 and the members provided between the engine roof 88 and the front bumper 86.
  • the back surface 74 of the electric vehicle 10 is a surface that is visible when the electric vehicle 10 is viewed from a position away from the electric vehicle 10 on the rear side in the traveling direction.
  • the back surface 74 of the electric vehicle 10 is mainly defined by the back surface portion of the rear bumper 87 and the back surface portion 67 b of the hatch 67.
  • the upper surface 75 of the electric vehicle 10 is a surface that can be seen when the electric vehicle 10 is viewed from a position vertically away from the ground when the tire of the electric vehicle 10 is in contact with the ground. It is.
  • the upper surface 75 of the electric vehicle 10 is mainly defined by the engine roof 88, the roof 66, and the upper surface portion 67 a of the hatch 67.
  • the bottom surface 76 of the electric vehicle 10 is a surface that can be seen when the electric vehicle 10 is viewed from a position vertically below the ground in a state where the tire of the electric vehicle 10 is in contact with the ground. It is.
  • the power receiving device 11 is provided on the bottom surface 76 side of the electric vehicle 10.
  • electrically powered vehicle 10 includes side members 47 arranged in the width direction of the vehicle and a plurality of cross members provided so as to connect side members 47, and power receiving device 11 is connected to side members 47 and cross members. You may make it suspend.
  • the electric vehicle 10 may include a floor panel 49 and the power receiving device 11 may be fixed to the floor panel 49. Note that “disposing the power receiving device 11 on the bottom surface 76 side” does not necessarily have to be provided at a position where the power receiving device 11 is visible when the electric vehicle 10 is viewed from below the electric vehicle 10.
  • FIG. 8 is a plan view schematically showing the electric vehicle 10 when the electric vehicle 10 is viewed from above the electric vehicle 10.
  • the electric vehicle 10 includes an oil supply portion (second connection portion) 77 provided on the right side surface 72, a charging portion (first connection portion) 78 provided on the left side surface 71, and an oil supply portion 77. And a fuel tank 79 connected by piping or the like. Electric vehicle 10 includes an oil supply unit 77, a charging unit 78, and a fuel tank 79 as devices adjacent to power reception unit 20.
  • a connection part means at least one of the oil supply part (connection part) 77 and the charging part (connection part) 78.
  • the oil supply unit 77 is provided in the rear fender 85L, and the charging unit 78 is provided in the rear fender 85R.
  • An oil supply plug provided in the oil supply device is connected to the oil supply unit 77.
  • the fuel supply plug (fuel supply unit) supplies fuel such as gasoline and liquid hydrogen to the fuel supply unit 77, and the fuel supplied to the fuel supply unit 77 is supplied to the fuel tank 79. That is, the energy supplied from the fuel supply unit 77 is energy different from electric power, and is fuel such as gasoline or a hydrogen compound containing a hydrogen element.
  • the charging unit 78 is connected to the battery 15, and between the charging unit 78 and the battery 15, wiring and a converter that converts an alternating current supplied from the charging unit 78 into a direct current are provided. Yes.
  • a charging plug provided in the charging device is connected to the charging unit 78.
  • the charging plug (power supply unit) supplies power to the charging unit 78.
  • the alternating current supplied to the charging unit 78 is converted into a direct current and stored in the battery 15.
  • the power receiving unit 20 is provided in a portion of the bottom surface 76 located below the luggage compartment 68.
  • the fuel tank 79 includes a main body 79a provided on the front side of the electric vehicle 10 with respect to the power receiving unit 20, and an auxiliary tank 79b extending from the main body 79a between the rear wheel 19R and the power receiving unit 20.
  • the rectifier 13 is disposed on the front side of the electric vehicle 10 with respect to the power receiving unit 20.
  • Converter 14 is located on the front side of electric vehicle 10 with respect to power reception unit 20.
  • the battery 15 is provided on the front side of the electric vehicle 10 with respect to the power receiving unit 20.
  • the power control unit 16 and the motor unit 17 are also located on the front side of the power receiving unit 20.
  • the power receiving unit 20 and the rectifier 13 are connected by a wiring 19a.
  • the rectifier 13 and the converter 14 are connected by a wiring 19b.
  • the converter 14 and the battery 15 are connected by a wiring 19c.
  • the battery 15 and the power control unit 16 are connected by a wiring 19d, and the power control unit 16 and the motor unit 17 are connected by a wiring 19e.
  • the camera 33 is provided on the back surface 74 and is disposed behind the electric vehicle 10 with respect to the power receiving unit 20.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing the power receiving device 11, and FIG. 10 is an exploded perspective view of the power receiving device 11.
  • the power receiving device 11 includes a power receiving unit 20 and a casing 24 that houses the power receiving unit 20.
  • the housing 24 includes a shield 25 formed so as to open downward, and a lid portion 26 provided so as to close the opening of the shield 25.
  • the shield 25 includes a top plate portion 25a and a peripheral wall portion 25b formed so as to hang downward from the peripheral edge portion of the top plate portion 25a.
  • the peripheral wall portion 25b includes a plurality of wall portions 25c to 25f, and the plurality of wall portions 25c to 25f are connected to each other to form an annular peripheral wall portion 25b.
  • the wall portion 25c and the wall portion 25e are arranged in a direction in which the winding axis O1 of the secondary coil 22 extends, and the wall portion 25d and the wall portion 25f are arranged in a direction perpendicular to the winding axis O1 of the secondary coil 22. ing.
  • the shape of the shield 25 is not limited to such a shape, and various shapes such as a polygonal shape, a circular liquid, and an oval shape can be employed.
  • An opening is formed by the lower end of the peripheral wall 25b, and the lid 26 closes the opening.
  • the power reception unit 20 includes a ferrite core 21 formed in a plate shape, a fixing member 27 that sandwiches the ferrite core 21 from above and below, a secondary coil 22 wound around the fixing member 27, and the secondary coil 22. And a capacitor 23 connected to.
  • the ferrite core 21 includes a protruding portion 29a and a protruding portion 29b that protrude from the secondary coil 22 in the direction in which the winding axis O1 extends.
  • the protrusion 29 a protrudes from one end side of the secondary coil 22, and the protrusion 29 b protrudes from the other end side of the secondary coil 22.
  • the ferrite core 21 is formed so as to be longer than the length of the secondary coil 22 in the direction in which the winding axis O1 extends.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing the fixing member 27 and the ferrite core 21.
  • the fixing member 27 includes an insulating piece 30 disposed on the upper surface side of the ferrite core 21 and an insulating piece 31 disposed on the lower surface side of the ferrite core 21.
  • the insulating piece 30 and the insulating piece 31 are fixed to each other by a bolt 28 shown in FIG. 10 and the like, and the ferrite core 21 is sandwiched between the insulating piece 30 and the insulating piece 31.
  • the insulating piece 30 and the insulating piece 31 sandwich the ferrite core 21 to protect the ferrite core 21.
  • FIG. 12 is a perspective view showing the secondary coil 22.
  • the secondary coil 22 includes a first end portion 35 and a second end portion 36, and the secondary coil 22 is wound from the first end portion 35 toward the second end portion 36. It surrounds the periphery of the rotating shaft O1 and is formed so as to be displaced in the extending direction of the winding shaft O1.
  • the secondary coil 22 is formed by winding a coil wire a plurality of times.
  • the 1st end part 35 and the 2nd end part 36 are located in the both ends of the secondary coil 22 in the direction where the winding axis O1 is extended.
  • the ferrite core 21 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape, and the ferrite core 21 is arranged in the short side direction with an upper surface 37, a bottom surface 38 opposed to the upper surface 37 in the thickness direction. Side surface 39 and side surface 40, and end surface 41 and end surface 42 arranged in the longitudinal direction.
  • the ferrite core 21 may be formed from a plurality of divided ferrite pieces.
  • the secondary coil 22 has a long side portion 43 disposed on the upper surface 37, and extends downward from an end portion of the long side portion 43, and a short side portion 44 disposed on the side surface 39 and a short side portion 44.
  • a long side portion 45 connected to the bottom surface 38 and a short side portion 46 connected to an end portion of the long side portion 45 and disposed on the side surface 40 are included.
  • the coil wire is wound around the peripheral surface of the ferrite core 21 by one long side 43, one short side 44, one long side 45, and one short side 46.
  • the secondary coil 22 is wound a plurality of times, and the secondary coil 22 includes a plurality of long side portions 43, a plurality of short side portions 44, a plurality of long side portions 45, and a plurality of short side portions 46. Including.
  • One opening edge 69 a of the secondary coil 22 is formed by the short side 46 connected to the long side 45.
  • the other opening edge portion 69 b is formed by the long side portion 43 connected to the short side portion 44.
  • the openings 69 a and 69 b are formed at both ends of the secondary coil 22 by one winding of coil wire.
  • FIG. 13 is a plan view of the secondary coil 22 in plan view. As shown in FIG. 13, a plurality of short side portions 46 are arranged in the extending direction of the winding axis O1, and similarly, a plurality of short side portions 44 are arranged in the extending direction of the winding axis O1. .
  • the short side portion 44 and the short side portion 46 are disposed on the same virtual horizontal plane, and the short side portion 44 and the short side portion 46 face each other with the winding axis O1 interposed therebetween.
  • the secondary coil 22 is formed to have a quadrangular shape when viewed from the front, but the coil has various shapes such as an elliptical shape, an oval shape, and a polygonal shape. Can be adopted.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a coil 200 as a model.
  • the coil 200 is formed by bending the coil wire 201 so as to surround the winding axis O.
  • the coil 200 is formed by winding a plurality of coil wires 201.
  • the coil 200 is divided into minute portions dp having a minute length dL from the end portion 202 to the end portion 203 of the coil 200.
  • FIG. 15 is a side view showing a state in which the coil 200 is divided into a plurality of minute portions dp
  • FIG. 16 is a front view showing a state in which the coil 200 is divided into a plurality of minute portions dp.
  • the winding axis O is derived by approximation so as to pass through the curvature center point OP and the vicinity of the curvature center point OP of each minute portion dp.
  • it can be derived from various approximation methods such as linear approximation, logarithmic approximation, and polynomial approximation.
  • the coil 200 shown in FIG. 14 has an equal pitch, and the winding diameter of the coil 200 is constant from the end portion 202 to the end portion 203. For this reason, since each curvature center point OP of each micro part dp is arranged on a straight line in a line, winding axis O becomes a straight line.
  • the secondary coil 22 according to the present embodiment shown in FIGS. 12 and 13 is also a straight line.
  • the direction in which the winding axis O1 extends from the secondary coil 22 is the direction in which the winding axis O1 extends from the center points P1, P2 of the opening surrounded by the opening edges 69a, 69b of the secondary coil 22. is there.
  • the winding axis O1 is an imaginary straight line that passes through the center points P1, P2 of the opening surrounded by the opening edges 69a, 69b.
  • the “region located in a direction different from the direction in which the winding axis extends from the coil” is a region located in a direction different from the direction in which the winding axis O1 extends from the center points P1, P2.
  • the direction from the center point P1 toward the region R0 is different from the direction in which the winding axis O1 extends from the center point P1.
  • the region R0 is included in “a region located in a direction different from the direction in which the winding axis extends from the coil”.
  • FIG. 12 is an example of “a region located in a direction different from the direction in which the winding axis extends from the coil”, and “a region in a direction different from the direction in which the winding axis extends from the coil”. May be any region that satisfies the above conditions.
  • FIG. 17 is a perspective view showing a state in which the power reception unit 20 and the power transmission unit 56 are arranged to face each other.
  • the lid portion 26 provided in the power receiving device 11 is not illustrated.
  • the power receiving unit 20 and the power transmitting unit 56 are arranged to face each other with an air gap therebetween.
  • the power transmission unit 56 includes a housing 60 that houses a primary coil 58 and the like therein, a fixing member 61 that is housed in the housing 60, a ferrite core 57 that is housed in the fixing member 61, and a fixing member 61.
  • a primary coil 58 mounted on the outer peripheral surface and a capacitor 59 accommodated in the housing 60 are included.
  • the housing 60 includes a shield 62 formed of a metal material such as copper, and a resin lid member 63 provided on the shield 62.
  • the shield 62 includes a bottom surface portion and a peripheral wall portion formed in an annular shape so as to rise upward from an outer peripheral edge portion of the bottom surface portion, and is opened upward by an upper end portion extending in an annular shape of the peripheral wall portion. An opening is formed.
  • the lid member 63 is formed so as to close the opening formed by the upper end portion of the peripheral wall portion of the shield 62.
  • the ferrite core 57 includes a protrusion 64a that protrudes in the direction in which the winding axis of the primary coil 58 extends, and a protrusion 64b.
  • the protruding portion 64 a is formed so as to protrude from one end portion side of the primary coil 58, and the protruding portion 64 b protrudes from the other end portion side of the primary coil 58.
  • the fixing member 61 includes an insulating piece arranged on the upper surface side of the ferrite core 57 and an insulating piece arranged on the lower surface side of the ferrite core 57.
  • the ferrite core 57 is sandwiched between the two insulating pieces, and the two insulating pieces are fixed to each other by a fastening member such as a bolt and a nut, so that the ferrite core 57 is sandwiched between the two insulating pieces.
  • the primary coil 58 is wound around the outer peripheral surface of the fixing member 61.
  • the difference between the natural frequency of power transmission unit 56 and the natural frequency of power reception unit 20 is 10% or less of the natural frequency of power reception unit 20 or power transmission unit 56. is there.
  • the power transmission efficiency can be increased.
  • the difference between the natural frequencies becomes larger than 10% of the natural frequency of the power receiving unit 20 or the power transmitting unit 56, the power transmission efficiency becomes smaller than 10%, and the adverse effects such as the charging time of the battery 15 become longer. .
  • the natural frequency of the power transmission unit 56 is that when the capacitor 59 is not provided, the electric circuit formed by the inductance of the primary coil 58 and the capacitance of the primary coil 58 freely vibrates.
  • the natural frequency of the power transmission unit 56 is the vibration when the electric circuit formed by the capacitance of the primary coil 58 and the capacitor 59 and the inductance of the primary coil 58 freely vibrates.
  • Means frequency In the above electric circuit, the natural frequency when the braking force and the electric resistance are zero or substantially zero is also referred to as a resonance frequency of the power transmission unit 56.
  • the natural frequency of the power receiving unit 20 is that when the capacitor 23 is not provided, the electric circuit formed by the inductance of the secondary coil 22 and the capacitance of the secondary coil 22 freely vibrates.
  • the natural frequency of the power receiving unit 20 is vibration when the electric circuit formed by the capacitance of the secondary coil 22 and the capacitor 23 and the inductance of the secondary coil 22 freely vibrates.
  • the natural frequency when the braking force and the electric resistance are zero or substantially zero is also referred to as a resonance frequency of the power receiving unit 20.
  • FIG. 18 shows a simulation model of the power transmission system.
  • the power transmission system includes a power transmission device 90 and a power reception device 91, and the power transmission device 90 includes a coil 92 (electromagnetic induction coil) and a power transmission unit 93.
  • the power transmission unit 93 includes a coil 94 (resonance coil) and a capacitor 95 provided in the coil 94.
  • the power receiving device 91 includes a power receiving unit 96 and a coil 97 (electromagnetic induction coil).
  • the power reception unit 96 includes a coil 99 and a capacitor 98 connected to the coil 99 (resonance coil).
  • the inductance of the coil 94 is an inductance Lt
  • the capacitance of the capacitor 95 is a capacitance C1.
  • the inductance of the coil 99 is defined as inductance Lr
  • the capacitance of the capacitor 98 is defined as capacitance C2.
  • the horizontal axis indicates the deviation (%) of the natural frequency
  • the vertical axis indicates the transmission efficiency (%) at a constant frequency.
  • the deviation (%) in the natural frequency is expressed by the following equation (3).
  • the power transmission efficiency can be increased. Furthermore, the power transmission efficiency can be further improved by setting the natural frequency of each power transmission unit and the power receiving unit so that the absolute value of the deviation (%) of the natural frequency is 5% or less of the natural frequency of the power receiving unit 96. I understand that I can do it.
  • simulation software electromagnetic field analysis software (JMAG (registered trademark): manufactured by JSOL Corporation) is employed.
  • the secondary coil 22 is disposed within a predetermined range from the primary coil 58, and the secondary coil 22 receives electric power from an electromagnetic field formed around the primary coil 58.
  • the secondary coil 22 and the primary coil 58 are so-called helical coils. Therefore, a magnetic field and an electric field that vibrate at a specific frequency are formed around the primary coil 58, and the secondary coil 22 mainly receives electric power from the magnetic field.
  • the “magnetic field of a specific frequency” typically has a relationship with the power transmission efficiency and the frequency of the current supplied to the primary coil 58.
  • the power transmission efficiency when power is transmitted from the primary coil 58 to the secondary coil 22 varies depending on various factors such as the distance between the primary coil 58 and the secondary coil 22.
  • the natural frequency (resonance frequency) of the power transmission unit 56 and the power reception unit 20 is the natural frequency f0
  • the frequency of the current supplied to the primary coil 58 is the frequency f3
  • the air gap be the air gap AG.
  • FIG. 20 is a graph showing the relationship between the power transmission efficiency and the frequency f3 of the current supplied to the primary coil 58 when the air gap AG is changed with the natural frequency f0 fixed.
  • the horizontal axis indicates the frequency f3 of the current supplied to the primary coil 58
  • the vertical axis indicates the power transmission efficiency (%).
  • the efficiency curve L1 schematically shows the relationship between the power transmission efficiency when the air gap AG is small and the frequency f3 of the current supplied to the primary coil 58. As shown in the efficiency curve L1, when the air gap AG is small, the peak of power transmission efficiency occurs at frequencies f4 and f5 (f4 ⁇ f5). When the air gap AG is increased, the two peaks when the power transmission efficiency is increased change so as to approach each other.
  • the peak of the power transmission efficiency is one, and the power transmission efficiency is obtained when the frequency of the current supplied to the primary coil 58 is the frequency f6. Becomes a peak.
  • the peak of power transmission efficiency is reduced as shown by the efficiency curve L3.
  • the following first method can be considered as a method for improving the power transmission efficiency.
  • the frequency of the current supplied to the primary coil 58 shown in FIG. 1 is constant, and the capacitance of the capacitor 59 and the capacitor 23 is changed in accordance with the air gap AG.
  • a method of changing the characteristic of the power transmission efficiency with the unit 20 can be mentioned. Specifically, the capacitances of the capacitor 59 and the capacitor 23 are adjusted so that the power transmission efficiency reaches a peak in a state where the frequency of the current supplied to the primary coil 58 is constant. In this method, the frequency of the current flowing through the primary coil 58 and the secondary coil 22 is constant regardless of the size of the air gap AG.
  • a method for changing the characteristics of the power transmission efficiency a method using a matching device provided between the power transmission device 50 and the high-frequency power driver 54, a method using the converter 14, or the like can be adopted. .
  • the second method is a method of adjusting the frequency of the current supplied to the primary coil 58 based on the size of the air gap AG.
  • the power transmission characteristic is the efficiency curve L ⁇ b> 1
  • a current having a frequency f ⁇ b> 4 or a frequency f ⁇ b> 5 is supplied to the primary coil 58.
  • the frequency characteristic becomes the efficiency curves L2 and L3
  • a current having a frequency f6 is supplied to the primary coil 58.
  • the frequency of the current flowing through the primary coil 58 and the secondary coil 22 is changed in accordance with the size of the air gap AG.
  • the frequency of the current flowing through the primary coil 58 is a fixed constant frequency
  • the frequency flowing through the primary coil 58 is a frequency that changes as appropriate according to the air gap AG.
  • the first coil 58 is supplied with a current having a specific frequency set so as to increase the power transmission efficiency by the first technique, the second technique, or the like.
  • a current having a specific frequency flows through the primary coil 58
  • a magnetic field electromagnettic field
  • the power reception unit 20 receives power from the power transmission unit 56 through a magnetic field that is formed between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56 and vibrates at a specific frequency.
  • the “magnetic field oscillating at a specific frequency” is not necessarily a magnetic field having a fixed frequency.
  • the frequency of the current supplied to the primary coil 58 is set, but the power transmission efficiency is the horizontal of the primary coil 58 and the secondary coil 22. It varies depending on other factors such as a shift in direction, and the frequency of the current supplied to the primary coil 58 may be adjusted based on the other factors.
  • FIG. 21 is a diagram showing the relationship between the distance from the current source or the magnetic current source and the strength of the electromagnetic field.
  • the electromagnetic field is composed of three components.
  • the curve k1 is a component that is inversely proportional to the distance from the wave source, and is referred to as a “radiated electromagnetic 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 “induction electromagnetic field”.
  • the curve k3 is a component inversely proportional to the cube of the distance from the wave source, and is referred to as an “electrostatic magnetic field”.
  • the wavelength of the electromagnetic field is “ ⁇ ”
  • the distance at which the strengths of the “radiant electromagnetic field”, the “induction electromagnetic field”, and the “electrostatic magnetic field” are approximately equal can be expressed as ⁇ / 2 ⁇ .
  • the “electrostatic magnetic field” is a region where the intensity of electromagnetic waves suddenly decreases with the distance from the wave source.
  • this “electrostatic magnetic field” is a dominant near field (evanescent field). ) Is used to transmit energy (electric power). That is, in the near field where the “electrostatic magnetic field” is dominant, by resonating the power transmitting unit 56 and the power receiving unit 20 (for example, a pair of LC resonance coils) having adjacent natural frequencies, the power receiving unit 56 and the other power receiving unit are resonated. Energy (electric power) is transmitted to 20. Since this "electrostatic magnetic field” does not propagate energy far away, the resonance method transmits power with less energy loss than electromagnetic waves that transmit energy (electric power) by "radiant electromagnetic field” that propagates energy far away. be able to.
  • the power transmission unit and the power reception unit are referred to as a near-field resonance (resonance) coupling field, for example.
  • a near-field resonance (resonance) coupling field for example.
  • coupling coefficient (kappa) between a power transmission part and a power receiving part is about 0.3 or less, for example, Preferably, it is 0.1 or less.
  • a coupling coefficient ⁇ in the range of about 0.1 to 0.3 can also be employed.
  • the coupling coefficient ⁇ is not limited to such a value, and may take various values that improve power transmission.
  • magnetic resonance coupling For example, “magnetic resonance coupling”, “magnetic field (magnetic field) resonance coupling”, “magnetic field resonance (resonance) coupling”, “near-field resonance” may be used as the coupling between the power transmitting unit 56 and the power receiving unit 20 in the power transmission of the present embodiment.
  • (Resonant) coupling "
  • Electromagnetic field (electromagnetic field) resonant coupling "or” Electric field (electric field) resonant coupling ".
  • Electromagnetic field (electromagnetic field) resonance coupling means a coupling including any of “magnetic resonance coupling”, “magnetic field (magnetic field) resonance coupling”, and “electric field (electric field) resonance coupling”.
  • the power transmission unit 56 and the power reception unit 20 mainly include:
  • the power transmission unit 56 and the power reception unit 20 are “magnetic resonance coupled” or “magnetic field (magnetic field) resonance coupled”.
  • an antenna such as a meander line can be used as the primary coil 58 and the secondary coil 22, and in this case, the power transmission unit 56 and the power reception unit 20 are mainly coupled by an electric field. ing. At this time, the power transmission unit 56 and the power reception unit 20 are “electric field (electric field) resonance coupled”.
  • a predetermined alternating current When a predetermined alternating current is supplied to the primary coil 58, an electromagnetic field that vibrates at a predetermined frequency is formed around the primary coil 58.
  • the secondary coil 22 receives power from the electromagnetic field.
  • a magnetic path 65 is formed between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56.
  • the magnetic path 65 includes the protrusion 29a, the secondary coil 22, the protrusion 29b, the air gap, the protrusion 64b, the primary coil 58, the protrusion 64a, the air gap, and the protrusion 29a. It is formed to pass through.
  • FIG. 22 and 23 are graphs showing the intensity distribution of the magnetic field formed around the secondary coil 22.
  • FIG. 22 is a graph showing the magnetic field distribution in the extending direction of the winding axis O1.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 22 indicates the distance (cm) in the direction in which the winding axis O1 extends from the wall 25c or the wall 25e shown in FIG.
  • the vertical axis of the graph indicates the magnetic field strength.
  • FIG. 23 is a graph showing the magnetic field distribution in the direction perpendicular to the winding axis O1.
  • the horizontal axis of the graph represents the distance (cm) in the direction perpendicular to the winding axis O1 from the wall 25d or the wall 25f shown in FIG.
  • the vertical axis of the graph indicates the strength of the magnetic field.
  • FIGS. 22 and 23 it can be seen that a magnetic field having a high strength is distributed so as to be long in the extending direction of the winding axis O1.
  • FIG. 24 and 25 are graphs showing the distribution of the electric field formed around the secondary coil 22.
  • FIG. 24 is a graph showing the electric field distribution in the extending direction of the winding axis O1.
  • the horizontal axis of the graph indicates the distance (cm) in the direction in which the winding axis O1 extends from the wall 25c or wall 25e shown in FIG. 10, and the vertical axis indicates the electric field strength.
  • FIG. 25 is a graph showing the electric field distribution in the direction perpendicular to the winding axis O1.
  • the horizontal axis indicates the distance (cm) in the direction perpendicular to the winding axis O1 from the wall 25d or wall 25f shown in FIG.
  • a region R1 schematically shows a region where a magnetic field (electromagnetic field) strength occurs during power transmission.
  • the magnetic field (electromagnetic field) at the time of power transmission is greater than the direction in which the winding axis O1 extends from the center points P1 and P2, and the center points P1 and P2 of the secondary coil 22. Distributed in such a manner that the strength increases in the direction in which the winding axis O1 extends.
  • the “first direction” is a “direction different from the direction in which the winding axis O1 extends”
  • the “second direction” is the “direction in which the winding axis O1 extends”.
  • the electromagnetic field strength is high. Accordingly, it is located in the adjacent region R2 positioned in the direction in which the winding axis O1 extends from the opening surrounded by the opening edge 69a, and in the direction in which the winding axis O1 extends from the opening surrounded by the opening edge 69b. In the adjacent region R3, the electromagnetic field strength is high.
  • the adjacent region R2 is a region surrounded by the virtual line L4, the virtual line L5, the virtual line L6, and the virtual line L7.
  • the virtual line L4 is a virtual line extending in the direction in which the first end portion 35 or the winding axis O1 extends.
  • the imaginary line L5 is an imaginary line extending in the direction in which the winding axis O1 extends from the connecting portion between the long side portion 43 and the short side portion 44.
  • the imaginary line L6 is an imaginary line extending from the connecting portion between the short side portion 44 and the long side portion 45 in the direction in which the winding axis O1 extends.
  • the virtual line L7 is a virtual line L7 that extends in the direction in which the winding axis O1 extends from the connecting portion between the long side portion 45 and the short side portion 46.
  • the adjacent region R3 extends in the direction in which the winding axis O1 extends from the imaginary line extending in the direction in which the winding axis O1 extends from the second end portion 36 and the connecting portion between the long side portion 43 and the short side portion 44. This is an area surrounded by an extending virtual line and an imaginary line extending in the direction in which the winding axis O1 extends from the connecting portion between the short side portion 44 and the long side portion 45.
  • the secondary coil 22 is arranged so that the winding axis O ⁇ b> 1 extends in the width direction D ⁇ b> 2 of the electric vehicle 10.
  • the secondary coil 22 is arranged so that the winding axis O1 is oriented in the horizontal direction.
  • “The winding axis O1 faces in the horizontal direction” includes both the case where the winding axis O1 extends completely in the horizontal direction and the case where the winding axis O1 substantially faces in the horizontal direction.
  • the winding axis O1 being substantially in the horizontal direction means, for example, a case where the intersection angle between the virtual horizontal plane and the winding axis O1 is 10 degrees or less.
  • the winding axis O1 faces in the horizontal direction is not limited to the case where the winding axis O1 faces in the width direction D2, as in the example shown in FIG. Of course.
  • the rectifier 13, the converter 14, the battery 15, the power control unit 16, and the motor unit 17 are arranged in a region located in a direction different from the direction in which the winding axis O ⁇ b> 1 extends from the secondary coil 22. . For this reason, it is possible to prevent the electromagnetic field having high strength from reaching the rectifier 13, the converter 14, the battery 15, the power control unit 16, and the motor unit 17 during power transmission.
  • the adjacent region R2 and the adjacent region R3 also extend in the width direction D2.
  • the adjacent region R ⁇ b> 2 extends from the secondary coil 22 toward the left side surface 71.
  • the adjacent region R3 extends from the secondary coil 22 toward the right side surface 72.
  • the adjacent region R2 and the adjacent region R3 are regions in which high-intensity electromagnetic fields are easily formed during power transmission.
  • the rectifier 13, the converter 14, the battery 15, the power control unit 16, and the motor unit 17 are arranged in a region different from the adjacent region R2 and the adjacent region R3.
  • the rectifier 13, the converter 14, the battery 15, the power control unit 16, and the motor unit 17 are provided in a region located in a direction different from the direction in which the winding axis O ⁇ b> 1 extends from the secondary coil 22.
  • it is provided in a region away from the adjacent region R2 and the adjacent region R3.
  • Converter 14 includes a plurality of electronic components such as transistors and diodes, and by placing converter 14 in a region different from adjacent regions R2 and R3, it is possible to suppress converter 14 from being affected by an electromagnetic field.
  • the electronic component includes any of passive elements such as diodes, transistors, capacitors, resistors, coils, and relays, and active elements including a plurality of passive elements.
  • the battery 15 includes a plurality of battery cells 15a and electronic components such as a thermistor 15b that side-heats the temperature of the battery cells 15a.
  • electronic components such as a thermistor 15b that side-heats the temperature of the battery cells 15a.
  • the inverter and converter provided in the power control unit 16 include a plurality of diodes and a plurality of transistors, and are formed from a plurality of electronic components. Since the power control unit 16 is located in a region different from the adjacent regions R2 and R3, the electronic component can be prevented from being affected by the electromagnetic field.
  • the motor unit 17 includes, for example, a rotating electrical machine and a photosensor 17a.
  • the rotating electrical machine includes a rotor that is rotatably provided and a stator that is disposed around the rotor.
  • the stator includes a stator coil, and a large amount of magnetic flux flows between the rotor and the stator.
  • the photosensor 17a is an electronic device that measures the number of rotations of the rotor, and the photosensor 17a is formed of a plurality of electronic components.
  • the motor unit 17 is disposed in a region different from the adjacent regions R2 and R3, the magnetic flux formed between the rotor and the stator has a great influence from the electromagnetic field formed around the power receiving unit 20.
  • the photosensor 17a is also suppressed from being affected by the electromagnetic field.
  • the wirings 19a to 19e connecting the electronic devices are arranged in a region different from the adjacent regions R2 and R3. For this reason, it is possible to suppress a disturbance from being applied to the current passing through the wirings 19a to 19e.
  • the camera 33 is disposed on the rear side of the electric vehicle 10 with respect to the secondary coil 22, the adjacent region R2, and the adjacent region R3. For this reason, it is possible to suppress the camera 33 from being affected by the electromagnetic field formed around the secondary coil 22.
  • all the electronic devices included in electric device module 100 are arranged at positions separated from adjacent regions R2 and R3, but all the electronic devices are separated from adjacent regions R2 and R3. It is not restricted to arrange
  • the electric vehicle 10 has an adjacent device at least partially located in the adjacent region R2 or the adjacent region R3.
  • a fuel tank 79 As a neighboring device, a fuel tank 79, a fueling part 77, a charging part 78, and an instrument housing part 101 are included.
  • the instrument accommodating part 101 is a space which accommodates a jack, a repair instrument, etc.
  • the auxiliary tank portion 79b of the fuel tank 79 and the fuel supply portion 77 are located in the adjacent region R2. Moreover, the instrument accommodating part 101 and the charging part 78 are located in adjacent area
  • the number of electronic components included in the fuel tank 79 is smaller than the number of electronic components included in the electronic devices forming the electrical device module 100.
  • the number of electronic components included in each of the oil supply unit 77, the charging unit 78, and the appliance housing unit 101 is smaller than the number of electronic components included in each of the electronic devices.
  • the dead space can be effectively used by arranging the devices in the adjacent regions R2 and R3.
  • FIGS. 26 to 29 The electric vehicle 10 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 26 to 29.
  • FIGS. 26 to 29 configurations that are the same as or correspond to the configurations shown in FIGS. 1 to 25 may be given the same reference numerals and explanation thereof may be omitted.
  • FIG. 26 is a plan view schematically showing electrically powered vehicle 10 according to the second embodiment. As shown in FIG. 26, power reception unit 20 is arranged between rear wheel 19R and rear wheel 19L.
  • FIG. 27 is a plan view showing the power receiving unit 20.
  • 28 is a cross-sectional view taken along line XXVIII-XXVIII shown in FIG.
  • the power reception unit 20 includes a ferrite core 21 and a coil unit 120 provided on the lower surface of the ferrite core 21.
  • the ferrite core 21 is formed to have a rectangular shape, and as shown in FIG. 26, the ferrite core 21 is arranged to be long in the width direction D2.
  • the coil unit 120 includes a coil 121 and a coil 122 arranged in the longitudinal direction of the ferrite core 21.
  • the coil 121 is formed by winding a litz wire (coil wire) around a winding axis O4 extending in the vertical direction, and the litz wire is wound in a plane extending along the lower surface of the ferrite core 21. It has been turned.
  • the coil 122 is formed by winding a litz wire (coil wire) around a winding axis O5 extending in the vertical direction, and the litz wire is wound in a virtual plane passing through the lower surface of the ferrite core 21. ing.
  • the coil 121 and the coil 122 are both formed by winding a coil wire in a hollow shape, and the ferrite core 21 is exposed from the hollow portions of the coil 121 and the coil 122.
  • FIG. 29 is a perspective view showing the power reception unit 20 and the power transmission unit 56. As shown in FIG. 29, the power transmission unit 56 is formed in the same manner as the power reception unit 20.
  • the power transmission unit 56 includes a core ferrite core 126 formed in a plate shape and a coil unit 125 disposed on the upper surface of the core ferrite core 126.
  • the core ferrite core 126 is also formed in a rectangular shape.
  • the coil unit 125 includes a coil 123 and a coil 124 arranged in the longitudinal direction of the core ferrite core 126.
  • the coil 123 is formed by winding a litz wire (coil wire) so as to surround the winding axis, and the litz wire is wound on a plane passing through the upper surface of the core ferrite core 126.
  • the coil 124 is formed by winding a litz wire so as to surround the periphery of the winding shaft, and this litz wire is also wound on a plane passing through the upper surface of the core ferrite core 126.
  • Each of the coil 123 and the coil 124 is formed by winding a coil wire in a hollow shape, and the core ferrite core 126 is exposed from the hollow portions of the coil 123 and the coil 124.
  • the magnetic path 130 includes a hollow portion of the coil 123, an air gap, a hollow portion of the coil 121, a portion of the ferrite core 21 exposed from the hollow portion of the coil 121, and the coil 121 and the coil 122 of the ferrite core 21. It passes through the part located between. Further, the magnetic path 130 passes through a portion of the ferrite core 21 exposed from the hollow portion of the coil 122, the hollow portion of the coil 122, the air gap, and the hollow portion of the coil 124.
  • the magnetic path 130 includes a portion of the ferrite core 126 exposed from the hollow portion of the coil 124, a portion of the ferrite core 126 positioned between the coil 123 and the coil 124, and a portion of the ferrite core 126. It passes through a portion exposed from the hollow portion of the coil 123.
  • the power transmission efficiency between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56 is improved.
  • the electromagnetic field with high strength is distributed more widely in the arrangement direction of the coil 121 and the coil 122 than in the direction orthogonal to the arrangement direction of the coil 121 and the coil 122. Therefore, in the present embodiment, the “first direction” is “a direction orthogonal to the arrangement direction of the coil 121 and the coil 122”, and the “second direction” is “the coil 121 and the coil 122”. And the direction of arrangement ”.
  • the adjacent region R2 is a region extending from the coil 121 in the arrangement direction of the coil 121 and the coil 122.
  • the adjacent region R3 is a region extending from the coil 122 in the arrangement direction of the coil 121 and the coil 122.
  • the rectifier 13, the converter 14, the battery 15, the power control unit 16, and the motor unit 17 are arranged in front of the electric vehicle 10 with respect to the adjacent region R 2, the adjacent region R 3, and the secondary coil 22.
  • the camera 33 is arranged on the rear side of the electric vehicle 10 with respect to the adjacent region R2, the adjacent region R3, and the secondary coil 22.
  • the auxiliary tank portion 79b of the fuel tank 79 and the fuel supply portion 77 are disposed in the adjacent region R3.
  • the instrument housing part 101 and the charging part 78 are arranged in the adjacent region R2.
  • FIGS. 30 to 41 The electric vehicle 10 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 30 to 41.
  • the same or corresponding components as those shown in FIGS. 1 to 29 may be given the same reference numerals and explanation thereof may be omitted.
  • FIG. 30 is a plan view schematically showing electrically powered vehicle 10 according to the third embodiment.
  • FIG. 31 is a plan view schematically showing the power reception unit 20.
  • the power reception unit 20 includes a ferrite core 140 and a coil unit 141 wound around the ferrite core 140.
  • the ferrite core 140 includes a shaft portion 146, a wide portion 145 formed at one end portion of the shaft portion 146, and a wide portion 147 provided at the other end portion of the shaft portion 146.
  • the coil unit 141 is formed in a plate shape.
  • the width W4 of the wide portion 145 and the width W5 of the wide portion 147 are larger than the width W3 of the shaft portion 146.
  • an aluminum plate may be adopted as the power receiving unit 20 instead of the ferrite core 140.
  • the coil unit 141 includes a coil 142 and a coil 143 wound around a shaft portion 146. Both the coil 142 and the coil 143 are formed so as to surround the circumference of the winding axis O1.
  • the coil 142 and the coil 143 are arranged with an interval in the extending direction of the winding axis O ⁇ b> 1, and the coil 142 and the coil 143 are provided with an interval in the longitudinal direction of the shaft portion 146.
  • the current can be supplied to the coil 142 and the coil 143 separately. For this reason, the direction of the current flowing through the coil 142 and the direction of the current flowing through the coil 143 can be controlled separately.
  • the power receiving unit 20 can receive power not only from the same type of power transmission unit 56 but also from different types of power transmission units 56.
  • FIG. 32 is a perspective view schematically showing the power reception unit 20 and the power transmission unit 56.
  • the power transmission unit 56 includes a ferrite core 150, a coil unit 154 provided on the ferrite core 150, and a control unit 157.
  • the ferrite core 150 includes a shaft portion 151, a wide portion 152 provided at one end portion of the shaft portion 151, and a wide portion 153 provided at the other end portion of the shaft portion 151. Note that the widths of the wide portion 152 and the wide portion 153 are larger than the width of the shaft portion 151.
  • an aluminum plate may be adopted instead of the ferrite core 150.
  • the coil unit 154 includes a coil 155 provided in the shaft portion 151, and a coil 156 provided in the shaft portion 151 and disposed at a distance from the coil 155.
  • the direction of the current flowing through the coil 155 and the direction of the current flowing through the coil 156 can be controlled separately.
  • the control unit 157 can switch (control) the flow direction of the current flowing through the coil 155 and can also switch (control) the flow direction of the current flowing through the coil 156.
  • the power transmission between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56 formed in this way will be described.
  • FIG. 32 current flows in the same direction through the coil 155 and the coil 156.
  • the magnetic path 158 is formed.
  • the magnetic path 158 includes a wide portion 152, a coil 155, a shaft 151, a coil 156, a wide portion 153, an air gap, a wide portion 147, a coil 143, a shaft 146, and a coil. 142, the wide portion 145, and the air gap.
  • a current flows through the coil 142 and the coil 143.
  • the power receiving unit 20 can receive power from the power transmission unit 56 of the same type as the power receiving unit 20.
  • the magnetic flux flowing between the wide part 145 and the wide part 152 spreads to some extent.
  • the magnetic flux flowing between the wide part 147 and the wide part 153 also spreads to some extent.
  • the power transmission unit 56 includes a ferrite core 160 and a coil 163 provided on the ferrite core 160.
  • the ferrite core 160 includes a plate-like base portion 162 having a groove portion 164 formed in the central portion and a shaft portion 161 formed in the groove portion 164.
  • the coil 163 is disposed in the groove portion 164 and is disposed so as to surround the shaft portion 161.
  • a magnetic path 165 and a magnetic path 166 are formed.
  • the magnetic path 165 passes through the shaft portion 161, the air gap, the shaft portion 146, the inside of the coil 142, the wide portion 145, the air gap, and the base portion 162.
  • the magnetic path 166 passes through the shaft portion 161, the air gap, the shaft portion 146, the coil 143, the wide portion 147, the air gap, and the base portion 162.
  • the power receiving unit 20 receives power from the power transmitting unit 56.
  • the power receiving unit 20 as described above receives power, an electromagnetic field with high strength is widely distributed in the extending direction of the winding axis O1 of the coil 142 and the coil 143.
  • the coil unit 141 is arranged so that the winding axis O1 extends in the width direction D2.
  • the electromagnetic field with high strength is widely distributed in the direction in which the winding axis O1 extends from the secondary coil 22.
  • an electromagnetic field with high strength is not widely distributed in the direction orthogonal to the winding axis O1.
  • the “first direction” is the “direction perpendicular to the winding axis O1”
  • the “second direction” is the “direction in which the winding axis O1 extends”.
  • the adjacent region R2 is a region extending from the coil 143 in the direction in which the winding axis O1 extends.
  • the adjacent region R3 is a region extending from the coil 142 in the direction in which the winding axis O1 extends.
  • the rectifier 13, the converter 14, the battery 15, the power control unit 16, and the motor unit 17 are arrange
  • the camera 33 is disposed on the rear side of the electric vehicle 10 with respect to the adjacent region R2 and the adjacent region R3, and the high-intensity electromagnetic field is prevented from reaching the camera 33.
  • FIG. 34 is a plan view showing a modification of the power receiving unit 20.
  • power reception unit 20 further includes an intermediate coil 149 provided between coil 142 and coil 143.
  • the power transmission unit 56 includes a coil 159 provided between the coil 155 and the coil 156.
  • power can be received from various power transmission units 56.
  • FIG. 35 is a perspective view illustrating a state where power is transmitted between the power receiving unit 20 illustrated in FIG. 34 and the power transmitting unit 56 of the same type as the power receiving unit 20.
  • a magnetic path 158 is formed between the power transmitting unit 56 and the power receiving unit 20, and the electromagnetic field is widely distributed in the extending direction of the winding axis O1.
  • FIG. 36 is a perspective view illustrating a state where power is transmitted between the power receiving unit 20 illustrated in FIG. 34 and the power transmitting unit 56 of a type different from the power receiving unit 20. Also in the example shown in FIG. 36, the electromagnetic field during power transmission is widely distributed in the extending direction of the winding axis O1.
  • the power receiving unit 20 shown in FIG. 34 can also receive power from various power transmitting units 56.
  • a high-intensity electromagnetic field is widely distributed in the extending direction of the winding axis O1.
  • the “first direction” is “the direction orthogonal to the winding axis O1”
  • the “second direction” is “the direction in which the winding axis O1 extends”.
  • FIGS. 37 to 41 The electric vehicle 10 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 37 to 41.
  • configurations that are the same as or correspond to the configurations shown in FIGS. 1 to 36 may be given the same reference numerals and explanation thereof may be omitted.
  • FIG. 37 is a plan view schematically showing electrically powered vehicle 10 according to the fourth embodiment. As shown in FIG. 37, the power reception unit 20 is disposed between the rear wheel 19L and the rear wheel 19R.
  • the power receiving unit 20 includes a ferrite core 170 and a coil unit 171 provided on the ferrite core 170.
  • the ferrite core 170 includes a plurality of core pieces 173, 174, 175, and 176. One end portions of the core pieces 173, 174, 175, and 176 are connected to each other.
  • the coil unit 171 includes a coil 184 wound around the core piece 173, a coil 181 wound around the core piece 174, a coil 182 wound around the core piece 175, and a coil wound around the core piece 176. 183.
  • the ferrite core 170 has a cross shape.
  • the ferrite core 170 is formed in a plate shape.
  • the coil 184 and the coil 182 are both formed so as to surround the winding axis O1a, and the coil 184 and the coil 182 are arranged with a space in the extending direction of the winding axis O1a. Yes. Both the coil 181 and the coil 183 are formed so as to surround the winding axis O1b, and the coil 181 and the coil 183 are arranged with an interval in the extending direction of the winding axis O1b. Yes. In the example shown in FIG.
  • the winding axis O1a and the winding axis O1b are orthogonal to each other, but the intersection angle between the winding axis O1a and the winding axis O1b is an acute angle or an obtuse angle. It may be.
  • FIG. 39 is a perspective view illustrating a state where power is transmitted between the power receiving unit 20 illustrated in FIG. 38 and the power receiving unit 20 of the same type as the power receiving unit 20.
  • the power transmission unit 56 includes a cross-shaped ferrite core 185 and a coil unit 186 provided on the ferrite core 185.
  • the ferrite core 185 includes a plurality of core pieces.
  • Coil unit 186 includes coils 187, 188, 189, and 190 wound around each core piece.
  • a magnetic path 195 is formed between the coil 184 and the coil 187.
  • a magnetic path 196 is formed between the coil 181 and the coil 188.
  • a magnetic path 197 is formed between the coil 182 and the coil 189.
  • a magnetic path 198 is formed between the coil 183 and the coil 190.
  • a plurality of magnetic paths are formed between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56, and the power reception unit 20 receives power from the power transmission unit 56.
  • the magnetic flux swells in the extending direction of the winding axis O1a between the core piece 173 and the ferrite core 185.
  • the magnetic flux swells in the extending direction of the winding axis O1a.
  • the magnetic flux swells in the direction in which the winding axis O1b extends.
  • the bisector of the winding axis O1a and the winding axis O1b is defined as a virtual straight line O3 and a virtual straight line O4.
  • the virtual straight line O3 and the virtual straight line O4 pass through the intersection of the winding axis O1a and the winding axis O1b.
  • High-intensity electromagnetic fields are widely distributed in the direction in which the winding axis O1b extends from the coils 181 and 183, and widely distributed in the direction in which the winding axis O1a extends from the coils 182 and 184.
  • the “first direction” is the “direction in which the virtual straight line O3 and the virtual straight line O4 extend”
  • the “second direction” is the direction in which the winding axes O1a and O1b extend. Is.
  • the adjacent region R4 is a region extending from the coil 184 in the direction in which the winding axis O1a extends.
  • the adjacent region R5 is a region extending from the coil 181 in the direction in which the winding axis O1b extends.
  • the adjacent region R6 is a region extending from the coil 182 in the direction in which the winding axis O1a extends.
  • the adjacent region R7 is a region extending from the coil 183 in the direction in which the winding axis O1b extends.
  • the electronic device such as the battery 15 is disposed in a region located in a direction different from the direction in which the winding axes O1a and O1b extend from the coils 181 to 184, and adjacent regions R4, R5, R6. R7 is arranged in a different area.
  • the rectifier 13, the converter 14, the battery 15, the power control unit 16, and the motor unit 17 are from any of the adjacent regions R4, R5, R6, and R7. Is also arranged on the front side of the electric vehicle 10. In the camera 33, any one of the adjacent regions R4, R5, R6, and R7 is separated to the rear side of the electric vehicle 10.
  • a part of the fuel tank 79 is located in the adjacent region R3, and a part of the instrument housing portion 101 is located in the adjacent region R4.
  • FIG. 40 is a perspective view showing a state when power is transmitted between the power receiving unit 20 and the power transmission unit 56.
  • power transmission unit 56 includes a ferrite core 160 and a coil 163.
  • the base portion 162 is formed in a plate shape, and the base portion 162 includes a groove portion 164 and a shaft portion 161 formed so as to protrude upward from the central portion of the groove portion 164.
  • the coil 163 is wound around the shaft portion 161.
  • magnetic paths 201 and 202 are formed between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56.
  • the magnetic path 202 passes through the shaft portion 161, the air gap, the central portion of the ferrite core 170, the inside of the coil 181, the end portion of the core piece 174, the air gap, and the ferrite core 160.
  • the magnetic path 202 passes through the shaft portion 161, the air gap, the center portion of the ferrite core 170, the inside of the coil 183, the core piece 176, the air gap, and the ferrite core 160.
  • a large current flows through the coil 181 and the coil 183 by forming a magnetic path between the power reception unit 20 and the power transmission unit 56.
  • the power reception unit 20 receives power from the power transmission unit 56.
  • the magnetic flux is widely distributed in the extending direction of the winding axis O1b.
  • the electromagnetic field is widely distributed in the extending direction of the winding axis O1b.
  • the electronic device such as the battery 15 is provided at a position farther from both the adjacent region R4 and the adjacent region R6, and a part of the instrument housing portion 101 is located in the adjacent region R4. ing.
  • FIG. 42 is a plan view schematically showing electrically powered vehicle 10 according to the fifth embodiment.
  • the power reception unit 20 is disposed so that the winding axis O ⁇ b> 1 of the secondary coil 22 faces the front-rear direction D ⁇ b> 1 of the electric vehicle 10.
  • the rectifier 13, the converter 14, the battery 15, the power control unit 16, and the motor unit 17 are positioned in a direction different from the direction in which the winding axis O1 extends from the secondary coil 22. It is arranged in the area to be. Furthermore, the power receiving unit 20 is disposed so as to be offset toward the right side surface 72 side with respect to the central portion of the electric vehicle 10 in the width direction D2.
  • the rectifier 13, the converter 14, the battery 15, the power control unit 16, and the motor unit 17 are disposed so as to be offset from the center in the width direction D ⁇ b> 2 of the electric vehicle 10 toward the left side 71. ing. For this reason, the rectifier 13, the converter 14, the battery 15, the power control unit 16, and the motor unit 17 are located in a region different from the adjacent regions R2 and R3. For this reason, also in the electrically powered vehicle 10 according to the fifth embodiment, it is possible to suppress an electromagnetic field having a high strength from reaching the electric device.
  • FIG. 43 is a left side view showing electrically powered vehicle 10
  • FIG. 44 is a perspective view schematically showing a layout of fuel tank 79, power reception unit 20, and battery 15. As shown in FIGS. 43 and 44, the fuel tank 79 is provided in front of the power receiving unit 20, and the battery 15 is disposed above the power receiving unit 20.
  • the region where the battery 15 is located is located in a direction different from the direction in which the winding axis O ⁇ b> 1 extends from the secondary coil 22. For this reason, it is suppressed that a high-strength electromagnetic field reaches the battery 15.
  • the area in which the battery 15 is mounted is an area different from the adjacent areas R2 and R3, and it is possible to suppress an electromagnetic field having high strength from reaching the battery 15.
  • the electronic device such as the battery 15 and the adjacent regions R2 and R3 are not limited to being separated in the horizontal direction, and may be separated in the height direction.
  • the battery 15 is disposed on the floor panel 49, and the power receiving unit 20 is disposed on the lower surface side of the floor panel 49. For this reason, it is possible to suppress the high-strength electromagnetic field from reaching the battery 15.
  • an example using so-called electromagnetic resonance (resonance) coupling has been described.
  • the present invention can also be applied to a so-called electromagnetic induction type non-contact charging method.
  • An electromagnetic induction coil that transmits power from the high-frequency power driver 54 to the primary coil 58 by electromagnetic induction may be provided.
  • An electromagnetic induction coil that receives electric power from the secondary coil 22 by electromagnetic induction and supplies the electric power to the rectifier 13 may be disposed.
  • the present invention can be applied to a vehicle capable of non-contact power transmission.

Abstract

 車両は、外部に設けられた送電部から非接触で電力を受電する受電部(20)と電子機器とを備えた車両であって、受電部(20)は、巻回軸(O1)の周囲を取り囲むように形成されたコイル(22)を含み、車両の上方からコイル(22)をみたときに、コイル(22)から巻回軸(O1)の延びる方向に延びる領域を隣接領域(R2,R3)とすると、電気機器は、隣接領域(R2,R3)から離れた。

Description

車両
 本発明は、非接触で電力を受電可能な車両に関する。
 近年、環境への配慮からバッテリなどの電力を用いて駆動輪を駆動させるハイブリッド車両や電気自動車などが着目されている。
 特に近年は、上記のようなバッテリを搭載した電動車両において、プラグなどを用いずに非接触でバッテリを充電可能なワイヤレス充電が着目されている。そして、最近では非接触の充電方式においても各種の充電方式が提案されており、特に、共鳴現象を利用することで非接触で電力を伝送する技術が脚光を浴びている。
 たとえば、特開2010-172084号公報および特開2011-49230号公報に記載された車両は、1次側コアと、1次側コアに巻き回された1次側コイルとを備える。
 特開2011-193671号公報に記載された車両も、外部に設けられた送電ユニットから電力を受電する受電ユニットを備える。
特開2010-172084号公報 特開2011-49230号公報 特開2011-193671号公報
 上記のような車両においては、一般的に複数の電子機器を搭載している。送電部と受電部との間で電力伝送する際には、受電部の周囲には、電磁界が発生する。
 このため、電子機器と受電部との相対的な位置関係によっては、電子機器が受電部の周囲に形成される電磁界から大きな影響を受けることになる。
 本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、送電部と受電部との間で電力伝送した際に、車両に搭載された電子機器に与える影響の低減が図られた車両を提供することである。
 本発明に係る車両は、外部に設けられた送電部から非接触で電力を受電する受電部と電子機器とを備える。上記受電部は巻回軸の周囲を取り囲むように形成されたコイルを含む。上記電気機器が配置される領域は、コイルから巻回軸が延びる方向と異なる方向に位置する。好ましくは、上記コイルの端部には、開口部が形成される。上記車両の上方からコイルをみたときに、コイルの開口部から巻回軸の延びる方向に延びる領域を隣接領域とすると、電気機器は、隣接領域と異なる領域に配置される。
 好ましくは、上記隣接領域から離れた位置に設けられた電子機器は、電力を蓄電可能なバッテリと、バッテリに接続されたPCU(Power Control Unit)と、PCUに接続された回転電機とのいずれかである。
 好ましくは、上記コイルは、巻回軸が車両の幅方向に延びるように配置される。上記電子機器は、コイルよりも車両の前方側または後方側に配置される。好ましくは、上記車両の上方から視たときに、少なくとも一部が隣接領域内に位置する隣接機器をさらに備える。上記隣接機器が有する電子部品の数は、電子機器が有する電子部品の数よりも少ない。
 好ましくは、上記電子機器は、電力を蓄電可能なバッテリを含む。上記隣接機器は、電力以外のエネルギを蓄積可能な蓄積部と、蓄積部に接続され、エネルギを供給する供給部が接続される第1接続部と、バッテリに接続され、電力を供給する給電部が接続される第2接続部とのいずれか1つを有する。
 好ましくは、上記コイルは、巻回軸が水平方向に延びるように配置される。好ましくは、上記巻回軸は、第1巻回軸と、第1巻回軸と異なる方向の第2巻回軸とを含む。上記コイルは、第1巻回軸の周囲を取り囲むように形成された第1コイルと、第2巻回軸の周囲を取り囲むように形成された第2コイルとを含む。上記隣接領域は、第1コイルから第2巻回軸が延びる方向に延びる第1隣接領域と、第2コイルから第2巻回軸が延びるに延びる第2隣接領域とを含む。好ましくは、上記送電部の固有周波数と受電部の固有周波数との差は、受電部の固有周波数の10%以下である。
 好ましくは、上記受電部と送電部との結合係数は、0.1以下である。好ましくは、上記受電部は、受電部と送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、受電部と送電部の間に形成され、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部から電力を受電する。
 本発明に係る車両は、他の局面では、外部に設けられた送電部から非接触で電力を受電するコイルを含む受電部と、電子機器とを備える。上記受電部と送電部との間で電力伝送をすることで形成される電磁界は、コイルから第1方向よりも第1方向と異なる第2方向に向けて広く分布する。上記電子機器は、コイルから第2方向と異なる方向に位置する領域に配置される。
 本発明に係る車両によれば、車両に搭載された電子機器が電力伝送によって生じる電磁界から受ける影響を低減することができる。
本実施の形態に係る受電装置と、送電装置と、電力伝送システムとを模式的に示す模式図である。 電動車両10の左側の側面を示す側面図である。 電動車両10の右側の側面を示す側面図である。 電動車両10の正面図である。 電動車両10の背面図である。 電動車両10の平面図である。 電動車両10の底面図である。 電動車両10の上方から電動車両10を視たときに電動車両10を模式的に示す平面図である。 受電装置11を示す断面図である。 受電装置11の分解斜視図である。 固定部材27およびフェライトコア21を示す分解斜視図である。 2次コイル22を示す斜視図である。 2次コイル22を平面視した平面図である。 モデルとしてのコイル200を示す斜視図である。 コイル200を複数の微小部分dpに区分した様子を示す側面図である。 コイル200を複数の微小部分dpに区分した様子を示す正面図である。 受電部20と送電部56とを対向配置させた状態を示す斜視図である。 電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す。 送電部93および受電部96の固有周波数のズレと、電力伝送効率との関係を示すグラフである。 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、1次コイル58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。 電流源または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。 巻回軸O1の延びる方向における磁界の分布を示すグラフである。 巻回軸O1に垂直な方向における磁界の分布を示すグラフである。 巻回軸O1の延びる方向における電界の分布を示すグラフである。 巻回軸O1に垂直な方向における電界の分布を示すグラフである。 本実施の形態2に係る電動車両10を模式的に示す平面図である。 受電部20を示す平面図である。 図27に示すXXVIII-XXVIII線における断面図である。 受電部20および送電部56を示す斜視図である。 本実施の形態3に係る電動車両10を模式的に示す平面図である。 受電部20を模式的に示す平面図である。 受電部20と送電部56と模式的に示す斜視図である。 受電部20と送電部56と模式的に示す斜視図である。 受電部20の変形例を示す平面図である。 図34に示す受電部20と、この受電部20と同種の送電部56との間で電力伝送しているときの様子を示す斜視図である。 図34に示す受電部20と、当該受電部20と異なるタイプ送電部56との間で電力伝送しているときの様子を示す斜視図である。 本実施の形態4に係る電動車両10を模式的に示す平面図である。 送電部を模式的に示す斜視図である。 図38に示す受電部20と、この受電部20と同じタイプの受電部20との間で電力伝送しているときの様子を示す斜視図である。 受電部20と、送電部56との間で電力伝送するときの様子を示す斜視図である。 車両を模式的に示す平面図である。 実施の形態5に係る電動車両10を模式的に示す平面図である。 実施の形態6に係る電動車両10を示す左側面図である。 バッテリ15と受電部20と燃料タンク79とのレイアウトを示す斜視図である。
 (実施の形態1)
 図1は、本実施の形態1に係る受電装置と、送電装置と、電力伝送システムとを模式的に示す模式図である。
 本実施の形態1に係る電力伝送システムは、受電装置11を含む電動車両10と、送電装置50を含む外部給電装置51とを有する。電動車両10は、送電装置50が設けられた駐車スペース52の所定位置に停車して、受電装置11は、送電装置50から電力を受電する。
 駐車スペース52には、電動車両10を所定の位置に停車させるように、輪止や駐車位置および駐車範囲を示すラインが設けられている。
 外部給電装置51は、交流電源53に接続された高周波電力ドライバ54と、高周波電力ドライバ54などの駆動を制御する制御部55と、この高周波電力ドライバ54に接続された送電装置50とを含む。送電装置50は、送電部56を含み、送電部56は、フェライトコア57と、フェライトコア57に巻きつけられた1次コイル(共鳴コイル)58と、この1次コイル58に接続されたキャパシタ59とを含む。なお、キャパシタ59は、必須の構成ではない。1次コイル58は、高周波電力ドライバ54に接続されている。なお、1次コイル58とキャパシタ59とを高周波電力ドライバ54に並列に接続するように接続してもよく、また、1次コイル58とキャパシタ59とが、高周波電力ドライバ54に直列となるように接続してもよい。
 送電部56は、1次コイル58のインダクタンスと、1次コイル58の浮遊容量およびキャパシタ59のキャパシタンスとから形成された電気回路を含む。
 図1において、電動車両10は、受電装置11と、電気機器モジュール100とを備える。電気機器モジュール100は、受電装置11に接続された整流器13と、この整流器13に接続されたDC/DCコンバータ14と、このDC/DCコンバータ14に接続されたバッテリ15と、パワーコントロールユニット(PCU(Power Control Unit))16と、このパワーコントロールユニット16に接続されたモータユニット17と、DC/DCコンバータ14やパワーコントロールユニット16などの駆動を制御する車両ECU(Electronic Control Unit)12と、カメラ33と、表示部34とを備える。電気機器モジュール100は、上記のように複数の電子機器を含む。なお、電気機器モジュール100に含まれるものとして、整流器13とコンバータ14とを含む受電用電子機器と、バッテリ15とパワーコントロールユニット16とモータユニット17とを含むハイブリッド用電子機器とを例示したが、他の電子機器を含むことを排除しない。たとえば、ドアの開閉をセンシングするドア開閉センサ、座席に加えられた荷重をセンシングする荷重センサなどが挙げられる。また、電気機器モジュール100に含まれる電子機器には、配線も含む。
 なお、本実施の形態に係る電動車両10は、図示しないエンジンを備えたハイブリッド車両であるが、モータにより駆動される車両であれば、燃料電池車両および電気自動車も含む。
 整流器13は、受電装置11に接続されており、受電装置11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14に供給する。
 DC/DCコンバータ14は、整流器13から供給された直流電流の電圧を調整して、バッテリ15に供給する。なお、DC/DCコンバータ14は必須の構成ではなく省略してもよい。この場合には、外部給電装置51にインピーダンスを整合するための整合器を送電装置50と高周波電力ドライバ54との間に設けることで、DC/DCコンバータ14の代用をすることができる。
 パワーコントロールユニット16は、バッテリ15に接続されたコンバータと、このコンバータに接続されたインバータとを含み、コンバータは、バッテリ15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17に供給する。
 モータユニット17は、たとえば、三相交流モータなどが採用されており、パワーコントロールユニット16のインバータから供給される交流電流によって駆動する。
 なお、電動車両10は、エンジンまたは燃料電池をさらに備える。モータユニット17は、発電機として主に機能するモータジェネレータと、電動機として主に機能するモータジェネレータとを含む。カメラ33は、地面側に設けられた送電部56を撮像し、撮像した情報を車両ECU12に送る。車両ECU12は、カメラ33が撮像した画像を表示部34に表示する。
 受電装置11は、受電部20を含む。受電部20は、フェライトコア21と、このフェライトコア21の外周面に巻きつけられた2次コイル22と、2次コイル22に接続されたキャパシタ23とを含む。なお、受電部20においても、キャパシタ23は、必須の構成ではない。2次コイル22は、整流器13に接続されている。なお、キャパシタ23と2次コイル22とが並列となるように整流器13に接続されていてもよく、キャパシタ23と2次コイル22とが整流器13に直列となるように接続されていてもよい。2次コイル22は浮遊容量を有する。このため、受電部20は、2次コイル22のインダクタンスと、2次コイル22およびキャパシタ23のキャパシタンスとによって形成された電気回路を有する。なお、キャパシタ23は、必須の構成ではなく、省略することができる。
 図2は、電動車両10の左側の側面を示す側面図である。図3は、電動車両10の右側の側面を示す側面図である。図4は、電動車両10の正面図である。図5は、電動車両10の背面図である。図6は、電動車両10の平面図である。図7は、電動車両10の底面図である。
 図2において、電動車両10は、車両本体70と、車両本体70に設けられた前輪18Lおよび後輪19Lとを含む。車両本体70内には、モータユニット17やエンジンなどが収容される駆動室80と、駆動室80より電動車両10の進行方向後方側に配置された乗員収容室81と、この乗員収容室81よりも進行方向後方側に配置された荷物室68とが形成されている。
 電動車両10の左側面71には、乗員収容室81に連通する乗降用開口部82Lが形成されている。車両本体70は、乗降用開口部82Lを開閉するドア83Lと、乗降用開口部82Lよりも進行方向前方側に配置されたフロントフェンダ84Lと、フロントフェンダ84よりも進行方向前方側に配置されたフロントバンパ86とを含む。
 車両本体70は、乗降用開口部82Lよりも進行方向後方側に配置されたリヤフェンダ85Lと、リヤフェンダ85Lよりも進行方向後方側に配置されたリヤバンパ87とを含む。
 図3において、電動車両10の右側面72には、乗員収容室81に連通する乗降用開口部82Rが形成されている。車両本体70は、乗降用開口部82Rを開閉するドア83Rと、乗降用開口部82Rよりも進行方向前方側に配置されたフロントフェンダ84Rと、乗降用開口部82Rよりも進行方向後方側に配置されたリヤフェンダ85Rとを含む。図6において、車両本体70は、駆動室80を開閉するエンジンルーフ88と、乗員収容室81の上面を規定するルーフ66と、荷物室68に形成された開口部を開閉するハッチ67とを含む。ハッチ67は、上面部67aと、背面部67bとを含む。
 電動車両10の左側面71とは、図2に示すように、電動車両10から電動車両10の幅方向であって、電動車両10の左側に離れた位置から電動車両10を見たときに見える面である。
 このため、電動車両10の左側面71とは、主に、フロントバンパ86の側部と、フロントフェンダ84Lと、ドア83Lと、リヤフェンダ85Lと、リヤバンパ87の側部とによって規定される。
 図3において、電動車両10の右側面72とは、図3に示すように、電動車両10の幅方向であって、電動車両10の右側に離れた位置から電動車両10を見たときに見える面である。このため、電動車両10の右側面72は、主に、フロントバンパ86の側部と、フロントフェンダ84Rと、ドア83Rと、リヤフェンダ85Rと、リヤバンパ87の側部とによって規定される。
 図4において、電動車両10の正面73とは、電動車両10に対して進行方向前方側に離れた位置から電動車両10をみたときに見える面である。
 このため、電動車両10の正面73とは、主に、フロントバンパ86の正面部と、エンジンルーフ88およびフロントバンパ86の間に設けられた部材とによって規定されている。
 図5において、電動車両10の背面74とは、電動車両10に対して進行方向後方側に離れた位置から電動車両10を見たときに見える面である。
 このため、電動車両10の背面74は、主に、リヤバンパ87の背面部と、ハッチ67の背面部67bとによって規定されている。
 図6において、電動車両10の上面75とは、電動車両10のタイヤが地面と接地された状態において、地面に対して垂直方向の上方に離れた位置から電動車両10を見たときに見える面である。
 このため、電動車両10の上面75とは、主に、エンジンルーフ88と、ルーフ66と、ハッチ67の上面部67aとによって規定されている。
 図7において、電動車両10の底面76とは、電動車両10のタイヤが地面と接地された状態において、地面に対して垂直方向の下方に離れた位置から電動車両10を見たときに見える面である。受電装置11は、電動車両10の底面76側に設けられている。受電装置11の固定方法は、各種の方法を採用することができる。たとえば、電動車両10は、車両の幅方向に配列するサイドメンバ47と、サイドメンバ47同士を接続するように設けられた複数のクロスメンバとを含み、受電装置11をサイドメンバ47やクロスメンバから懸架するようにしてもよい。または、電動車両10は、フロアパネル49を備えており、受電装置11をこのフロアパネル49に固定するようにしてもよい。なお、「受電装置11を底面76側に配置する」とは、電動車両10の下方から電動車両10を見たときに、必ずしも受電装置11が目視できる位置に設けられている必要はない。
 図8は、電動車両10の上方から電動車両10を視たときに電動車両10を模式的に示す平面図である。
 この図8において、電動車両10は、右側面72に設けられた給油部(第2接続部)77と、左側面71に設けられた充電部(第1接続部)78と、給油部77に配管などによって接続された燃料タンク79とを含む。電動車両10は、受電部20の隣接機器として、給油部77、充電部78および燃料タンク79を含む。なお、本明細書において、接続部とは、給油部(接続部)77と充電部(接続部)78との少なくとも一方を意味する。
 本実施の形態においては、給油部77は、リヤフェンダ85Lに設けられ、充電部78は、リヤフェンダ85Rに設けられている。
 給油部77には、給油装置に設けられた給油プラグが接続される。給油プラグ(燃料供給部)は、ガソリン、液体水素などの燃料を給油部77に供給し、給油部77に供給された燃料は、燃料タンク79に供給される。すなわち、給油部77から供給されるエネルギは、電力と異なるエネルギであって、ガソリンや水素元素を含む水素化合物などの燃料である。充電部78は、バッテリ15に接続されており、充電部78とバッテリ15との間には、配線と、充電部78から供給される交流電流を直流電流に変換する変換器とが設けられている。充電部78には、充電装置に設けられた充電プラグが接続される。充電プラグ(電力供給部)は、充電部78に電力を供給する。充電部78に供給された交流電流は、直流電流に変換されて、バッテリ15に蓄積される。
 受電部20は、底面76のうち、荷物室68の下方に位置する部分に設けられている。燃料タンク79は、受電部20よりも電動車両10の前方側に設けられた本体部79aと、本体部79aから後輪19Rと受電部20との間に延び出る補助タンク部79bとを含む。整流器13は、受電部20よりも、電動車両10の前方側に配置されている。コンバータ14は、受電部20よりも電動車両10の前方側に位置している。バッテリ15は、受電部20よりも電動車両10の前方側に設けられている。パワーコントロールユニット16およびモータユニット17も受電部20よりも前方側に位置している。
 そして、受電部20と整流器13とは、配線19aによって接続されている。整流器13とコンバータ14とは、配線19bによって接続されている。コンバータ14と、バッテリ15とは、配線19cによって接続されている。また、バッテリ15とパワーコントロールユニット16とは、配線19dによって接続されており、パワーコントロールユニット16とモータユニット17とは、配線19eによって接続されている。カメラ33は、背面74に設けられており、受電部20よりも電動車両10の後方の配置されている。
 図9は、受電装置11を示す断面図であり、図10は、受電装置11の分解斜視図である。この図9および図10に示すように、受電装置11は、受電部20と、受電部20を収容する筐体24とを含む。
 筐体24は、下方に向けて開口するように形成されたシールド25と、シールド25の開口部を閉塞するように設けられた蓋部26とを含む。
 シールド25は、天板部25aと、天板部25aの周縁部から下方に向けて垂れ下がるように形成された周壁部25bとを含む。周壁部25bは、複数の壁部25c~25fを含み、これら複数の壁部25c~25fが互いに接続されて、環状の周壁部25bが形成されている。壁部25cおよび壁部25eは、2次コイル22の巻回軸O1の延びる方向に配列し、壁部25dおよび壁部25fは、2次コイル22の巻回軸O1に垂直な方向に配列している。なお、シールド25の形状としては、このような形状に限られず、多角刑形状、円形液状、長円形形状など各種形状を採用することができる。
 周壁部25bの下端部によって開口部が形成されており、蓋部26はこの開口部を閉塞する。
 受電部20は、板状に形成されたフェライトコア21と、このフェライトコア21を上下面から挟み込む固定部材27と、この固定部材27に巻回された2次コイル22と、この2次コイル22に接続されたキャパシタ23とを含む。
 フェライトコア21は、2次コイル22内から巻回軸O1の延びる方向に突出する突出部29aおよび突出部29bを含む。突出部29aは、2次コイル22の一方の端部側から突出しており、突出部29bは、2次コイル22の他方の端部側から突出する。このように、フェライトコア21は、巻回軸O1の延びる方向において2次コイル22の長さよりも長くなるように形成されている。
 図11は、固定部材27およびフェライトコア21を示す分解斜視図である。この図11に示すように、固定部材27は、フェライトコア21の上面側に配置された絶縁片30と、フェライトコア21の下面側に配置された絶縁片31とを含む。
 絶縁片30および絶縁片31は、図10などに示すボルト28によって互いに固定されており、フェライトコア21は、絶縁片30および絶縁片31によって挟みこまれている。絶縁片30および絶縁片31がフェライトコア21を挟み込むことで、フェライトコア21を保護している。
 図12は、2次コイル22を示す斜視図である。この図12に示すように、2次コイル22は、第1端部35および第2端部36を含み、2次コイル22は、第1端部35から第2端部36に向かうにつれて、巻回軸O1の周囲を取り囲むと共に、巻回軸O1の延びる方向に変位するように形成されている。2次コイル22は、複数回、コイル線を巻回して形成されている。なお、第1端部35および第2端部36が、巻回軸O1の延びる方向において2次コイル22の両端に位置している。
 この図12に示す例においては、フェライトコア21は、略直方体形状に形成されており、フェライトコア21は、上面37と、上面37と厚さ方向に対向する底面38と、短手方向に配列する側面39および側面40と、長手方向に配列する端面41および端面42とを含む。なお、フェライトコア21は、複数の分割されたフェライトピースから形成してもよい。
 2次コイル22は、上面37に配置された長辺部43と、この長辺部43の端部から下方に向けて延び、側面39に配置された短辺部44と、短辺部44に接続され、底面38に配置された長辺部45と、この長辺部45の端部に接続され、側面40に配置された短辺部46とを含む。
 そして、1つの長辺部43と、1つの短辺部44と、1つの長辺部45と、1つの短辺部46とによって、コイル線がフェライトコア21の周面に一巻きされる。
 2次コイル22は、複数巻きされており、2次コイル22は、複数の長辺部43と、複数の短辺部44と、複数の長辺部45と、複数の短辺部46とを含む。
 そして、第1端部35と、第1端部35を有する長辺部43と、この長辺部43に接続された短辺部44と、この短辺部44に接続された長辺部45と、この長辺部45に接続された短辺部46とによって、2次コイル22の一方の開口縁部69aが形成される。
 第2端部36と、この第2端部36を有する短辺部46と、この短辺部46に接続された長辺部45と、この長辺部45に接続された短辺部44と、この短辺部44に接続された長辺部43とによって他方の開口縁部69bが形成されている。このように、2次コイル22の両端には、それぞれ、1巻き分のコイル線によって開口部69a、69bが形成されている。
 図13は、2次コイル22を平面視した平面図である。この図13に示すように、複数の短辺部46が巻回軸O1の延びる方向に配列しており、同様に、複数の短辺部44が巻回軸O1の延びる方向に配列している。
 短辺部44と、短辺部46とは、同一の仮想水平面上に配置されており、短辺部44と、短辺部46とは、巻回軸O1を挟んで互いに対向する。
 本実施の形態においては、2次コイル22は、正面から見ると、四角形状となるように形成されているが、コイルの形状としては、楕円形状、長円形状、多角形形状などの各種形状を採用することができる。
 ここで、コイルの巻回軸について図14から図16を用いて説明する。図14は、モデルとしてのコイル200を示す斜視図である。コイル200は、コイル線201を巻回軸Oの周囲を取り囲むように曲げることで形成されている。
 コイル200は、コイル線201を複数巻き回すことで形成されている。コイル200の端部202から端部203に亘って、コイル200を微小長さdLの微小部分dpに区分する。
 図15は、コイル200を複数の微小部分dpに区分した様子を示す側面図であり、図16は、コイル200を複数の微小部分dpに区分した様子を示す正面図である。ここで、巻回軸Oは、各微小部分dpの曲率中心点OPおよび曲率中心点OPの近傍を通るように近似することで導出される。なお、各曲率中心点OPから仮想線である巻回軸Oを導く方法としては、線形近似、対数近似、多項式近似などの各種近似方法から導くことができる。
 なお、この図14に示すコイル200は等ピッチであり、コイル200の巻径が端部202から端部203に亘って一定である。このため、各微小部分dpの各曲率中心点OPは、一列に直線上に配列するため、巻回軸Oは、直線となる。また、図12および図13に示す本実施の形態に係る2次コイル22においても、同様に、直線となる。
 ここで、「コイルから巻回軸が延びる方向と異なる方向に位置する領域」について説明する。まず、「2次コイル22から巻回軸O1が延びる方向」とは、2次コイル22の開口縁部69a,69bによって囲まれる開口部の中心点P1,P2から巻回軸O1の延びる方向である。なお、本実施の形態においては、巻回軸O1は、開口縁部69a,69bによって囲まれる開口部の中心点P1,P2を通る仮想直線である。このため、「コイルから巻回軸が延びる方向と異なる方向に位置する領域」とは、中心点P1,P2から巻回軸O1の延びる方向と異なる方向に位置する領域である。図12に示す領域R0においては、中心点P1から領域R0に向かう方向は、中心点P1から巻回軸O1の延びる方向とは異なる方向である。このため、領域R0は、「コイルから巻回軸が延びる方向と異なる方向に位置する領域」に含まれる。なお、この図12に示す領域R0は、「コイルから巻回軸が延びる方向と異なる方向に位置する領域」の一例であり、「コイルから巻回軸が延びる方向と異なる方向に位置する領域」とは、上記の条件を満たす領域であればよい。
 図17は、受電部20と送電部56とを対向配置させた状態を示す斜視図である。なお、図17において、受電装置11に設けられた蓋部26は図示されていない。
 この図13に示すように、電力伝送時には、受電部20と、送電部56とは互いにエアギャップをあけて対向するように配置される。
 送電部56は、内部に1次コイル58などを収容する筐体60と、筐体60内に収容された固定部材61と、固定部材61内に収容されたフェライトコア57と、固定部材61の外周面に装着された1次コイル58と、筐体60内に収容されたキャパシタ59とを含む。
 筐体60は、銅などの金属材料によって形成されたシールド62と、シールド62に設けられた樹脂性の蓋部材63とを含む。
 シールド62は、底面部と、この底面部の外周縁部から上方に向けて立ち上げるように環状に形成された周壁部とを含み、周壁部の環状に延びる上端部によって上方に向けて開口する開口部が形成されている。蓋部材63は、シールド62の周壁部の上端部によって形成された開口部を閉塞するように形成されている。
 フェライトコア57は、1次コイル58の巻回軸の延びる方向に突出する突出部64aと、突出部64bとを含む。突出部64aは、1次コイル58の一方の端部側から突出するように形成されており、突出部64bは、1次コイル58の他方の端部側から突出する。
 固定部材61は、フェライトコア57の上面側に配置された絶縁片と、フェライトコア57の下面側に配置された絶縁片とを含む。フェライトコア57は、この2つの絶縁片によって挟み込まれており、この2つの絶縁片がボルトおよびナットなどのような締結部材によって互いに固定されることで、フェライトコア57が2つの絶縁片によって挟み込まれている。1次コイル58は、固定部材61の外周面に巻きつけられている。
 図1において、本実施の形態に係る電力伝送システムにおいては、送電部56の固有周波数と、受電部20の固有周波数との差は、受電部20または送電部56の固有周波数の10%以下である。このような範囲に各送電部56および受電部20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。その一方で、固有周波数の差が受電部20または送電部56の固有周波数の10%よりも大きくなると、電力伝送効率が10%より小さくなり、バッテリ15の充電時間が長くなるなどの弊害が生じる。
 ここで、送電部56の固有周波数とは、キャパシタ59が設けられていない場合には、1次コイル58のインダクタンスと、1次コイル58のキャパシタンスとから形成された電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。キャパシタ59が設けられた場合には、送電部56の固有周波数とは、1次コイル58およびキャパシタ59のキャパシタンスと、1次コイル58のインダクタンスとによって形成された電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。上記電気回路において、制動力および電気抵抗をゼロもしくは実質的にゼロとしたときの固有周波数は、送電部56の共振周波数とも呼ばれる。
 同様に、受電部20の固有周波数とは、キャパシタ23が設けられていない場合には、2次コイル22のインダクタンスと、2次コイル22のキャパシタンスとから形成された電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。キャパシタ23が設けられた場合には、受電部20の固有周波数とは、2次コイル22およびキャパシタ23のキャパシタンスと、2次コイル22のインダクタンスとによって形成された電気回路が自由振動する場合の振動周波数を意味する。上記電気回路において、制動力および電気抵抗をゼロもしくは実質的にゼロとしたときの固有周波数は、受電部20の共振周波数とも呼ばれる。
 図18および図19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18は、電力伝送システムのシミュレーションモデルを示す。電力伝送システムは、送電装置90と、受電装置91とを備え、送電装置90は、コイル92(電磁誘導コイル)と、送電部93とを含む。送電部93は、コイル94(共鳴コイル)と、コイル94に設けられたキャパシタ95とを含む。
 受電装置91は、受電部96と、コイル97(電磁誘導コイル)とを備える。受電部96は、コイル99とこのコイル99(共鳴コイル)に接続されたキャパシタ98とを含む。
 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。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、送電部93の固有周波数f1は、下記の式(1)によって示され、受電部96の固有周波数f2は、下記の式(2)によって示される。
 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、送電部93および受電部96の固有周波数のズレと、電力伝送効率との関係を図19に示す。なお、このシミュレーションにおいては、コイル94およびコイル99の相対的な位置関係は固定した状態であって、さらに、送電部93に供給される電流の周波数は一定である。
 図19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、一定周波数での伝送効率(%)を示す。固有周波数のズレ(%)は、下記式(3)によって示される。
 (固有周波数のズレ)={(f1-f2)/f2}×100(%)・・・(3)
 図19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%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%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%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、受電部96の固有周波数の10%以下の範囲となるように各送電部および受電部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ことがわかる。さらに、固有周波数のズレ(%)の絶対値が受電部96の固有周波数の5%以下となるように、各送電部および受電部の固有周波数を設定することで電力伝送効率をより高めることができることがわかる。なお、シミュレーションソフトとしては、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。
 次に、本実施の形態に係る電力伝送システムの動作について説明する。
 図1において、1次コイル58には、高周波電力ドライバ54から交流電力が供給される。この際、1次コイル58を流れる交流電流の周波数が特定の周波数となるように電力が供給されている。
 1次コイル58に特定の周波数の電流が流れると、1次コイル58の周囲には特定の周波数で振動する電磁界が形成される。
 2次コイル22は、1次コイル58から所定範囲内に配置されており、2次コイル22は1次コイル58の周囲に形成された電磁界から電力を受け取る。
 本実施の形態においては、2次コイル22および1次コイル58は、所謂、ヘリカルコイルが採用されている。このため、1次コイル58の周囲には、特定の周波数で振動する磁界および電界が形成され、2次コイル22は主に当該磁界から電力を受け取る。
 ここで、1次コイル58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1次コイル58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、1次コイル58に供給される電流の周波数との関係について説明する。1次コイル58から2次コイル22に電力を伝送するときの電力伝送効率は、1次コイル58および2次コイル22の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56および受電部20の固有周波数(共振周波数)を固有周波数f0とし、1次コイル58に供給される電流の周波数を周波数f3とし、2次コイル22および1次コイル58の間のエアギャップをエアギャップAGとする。
 図20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、1次コイル58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20に示すグラフにおいて、横軸は、1次コイル58に供給する電流の周波数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、1次コイル58に供給する電流の周波数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、1次コイル58に供給す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。
 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第1の手法が考えられる。第1の手法としては、図1に示す1次コイル58に供給する電流の周波数を一定として、エアギャップAGにあわせて、キャパシタ59やキャパシタ23のキャパシタンスを変化させることで、送電部56と受電部20との間での電力伝送効率の特性を変化させる手法が挙げられる。具体的には、1次コイル58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59およびキャパシタ23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、1次コイル58および2次コイル22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、送電装置50と高周波電力ドライバ54との間に設けられた整合器を利用する手法や、コンバータ14を利用する手法などを採用することもできる。
 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、1次コイル58に供給する電流の周波数を調整する手法である。たとえば、図20において、電力伝送特性が効率曲線L1となる場合には、1次コイル58には周波数が周波数f4または周波数f5の電流を1次コイル58に供給する。そして、周波数特性が効率曲線L2,L3となる場合には、周波数が周波数f6の電流を1次コイル58に供給する。この場合では、エアギャップAGの大きさに合わせて1次コイル58および2次コイル22に流れる電流の周波数を変化させることになる。
 第1の手法では、1次コイル58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、1次コイル58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1次コイル58に供給される。1次コイル58に特定の周波数の電流が流れることで、1次コイル58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20は、受電部20と送電部56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56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、1次コイル58に供給す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、1次コイル58および2次コイル22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、1次コイル58に供給する電流の周波数を調整する場合がある。
 なお共鳴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、共鳴コイルとして、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、1次コイル58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1次コイル58の周囲に形成される。そして、この電界をとおして、送電部56と受電部20との間で電力伝送が行われる。
 本実施の形態に係る電力伝送システムにおいては、電磁界の「静電磁界」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。図21は、電流源または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21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、「輻射電磁界」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、「誘導電磁界」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、「静電磁界」と称される。なお、電磁界の波長を「λ」とすると、「輻射電磁界」と「誘導電磁界」と「静電磁界」との強さが略等しくなる距離は、λ/2πとあらわすことができる。
 「静電磁界」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、本実施の形態に係る電力伝送システムでは、この「静電磁界」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、「静電磁界」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56および受電部20(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56から他方の受電部20へエネルギー(電力)を伝送する。この「静電磁界」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「輻射電磁界」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。
 このように、この電力伝送システムにおいては、送電部と受電部とを電磁界によって共振(共鳴)させることで送電部と受電部との間で非接触で電力が送電される。このような受電部と送電部との間に形成される電磁場は、たとえば、近接場共振(共鳴)結合場という場合がある。そして、送電部と受電部との間の結合係数κは、たとえば、0.3以下程度であり、好ましくは、0.1以下である。当然のことながら、結合係数κを0.1~0.3程度の範囲も採用することができる。結合係数κは、このような値に限定されるものでなく、電力伝送が良好となる種々の値をとり得る。
 本実施の形態の電力伝送における送電部56と受電部20との結合を、たとえば、「磁気共鳴結合」、「磁界(磁場)共鳴結合」、「磁場共振(共鳴)結合」、「近接場共振(共鳴)結合」、「電磁界(電磁場)共振結合」または「電界(電場)共振結合」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。
 本明細書中で説明した送電部56の1次コイル58と受電部20の2次コイル22とは、コイル形状のアンテナが採用されているため、送電部56と受電部20とは主に、磁界によって結合しており、送電部56と受電部20とは、「磁気共鳴結合」または「磁界(磁場)共鳴結合」している。
 なお、1次コイル58および2次コイル22として、たとえば、メアンダラインなど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56と受電部20とは主に、電界によって結合している。このときには、送電部56と受電部20とは、「電界(電場)共振結合」している。
 図17において、受電部20と、送電部56との間で電力伝送する際には、1次コイル58に所定の周波数の交流電流が供給される。
 1次コイル58に所定の交流電流が供給されることで、1次コイル58の周囲に所定の周波数で振動する電磁界が形成される。そして、2次コイル22が当該電磁界から電力を受電する。また、受電部20と送電部56との間に磁路65が形成される。
 磁路65は、突出部29aと、2次コイル22内と、突出部29bと、エアギャップと、突出部64bと、1次コイル58内と、突出部64aと、エアギャップと、突出部29aとを通るように形成される。
 図22および図23は、2次コイル22の周囲に形成される磁界の強度分布を示すグラフである。図22は、巻回軸O1の延びる方向における磁界の分布を示すグラフである。図22に示すグラフの横軸は、図10に示す壁部25cまたは壁部25eから巻回軸O1の延びる方向の距離(cm)を示す。グラフの縦軸は、磁界強度を示す。
 図23は、巻回軸O1に垂直な方向における磁界の分布を示すグラフである。この図22に示すように、グラフの横軸は、図10に示す壁部25dまたは壁部25fから巻回軸O1に垂直な方向の距離(cm)を示す。グラフの縦軸は、磁界の強度を示す。
 この図22および図23に示すように、巻回軸O1の延びる方向に長くなるように強度が高い磁界が分布することがわかる。
 図24および図25は、2次コイル22の周囲に形成される電界の分布を示すグラフである。図24は、巻回軸O1の延びる方向における電界の分布を示すグラフである。グラフの横軸は、図10に示す壁部25cまたは壁部25eから巻回軸O1の延びる方向の距離(cm)を示し、縦軸は、電界の強度を示す。
 図25は、巻回軸O1に垂直な方向における電界の分布を示すグラフである。横軸は、図10に示す壁部25dまたは壁部25fから巻回軸O1に垂直な方向における距離(cm)を示す。
 図24および図25に示すように、電界は、巻回軸O1に垂直な方向に長くなるように分布することが分かる。その一方で、図24および図25から明らかなように、電界の強度自体は弱いことが分かる。
 図12および図13において領域R1は、電力伝送時に磁界(電磁界)強度が生じる領域を模式的に示す。この図12および図13に示すように、電力伝送時の磁界(電磁界)は、中心点P1,P2から巻回軸O1の延びる方向と異なる方向よりも2次コイル22の中心点P1,P2から巻回軸O1の延びる方向に強度が高くなるように分布する。
 なお、本実施の形態においては、「第1方向」とは、「巻回軸O1の延びる方向と異なる方向」であり、「第2方向」とは、「巻回軸O1の延びる方向」である。このため、巻回軸O1の比較点P3における電磁界の強度よりも領域R0における電磁界の強度の方が低い。
 このように、2次コイル22の中心点P1,P2から巻回軸O1が延びる方向に位置する領域は電磁界の強度が高くなる。これに伴い、開口縁部69aによって囲まれる開口部から巻回軸O1の延びる方向に位置する隣接領域R2内と、開口縁部69bによって囲まれる開口部から巻回軸O1の延びる方向に位置する隣接領域R3内とでは、電磁界の強度は高くなる。
 この実施の形態においては、隣接領域R2は、仮想線L4と、仮想線L5と、仮想線L6と、仮想線L7とによって囲まれる領域である。仮想線L4は、第1端部35か巻回軸O1の延びる方向に延びる仮想線である。仮想線L5は、長辺部43と短辺部44との接続部から巻回軸O1の延びる方向に延びる仮想線である。
 仮想線L6は、短辺部44と長辺部45との接続部から巻回軸O1の延びる方向に延びる仮想線である。仮想線L7は、長辺部45と短辺部46との接続部から巻回軸O1の延びる方向に延びる仮想線L7である。なお、隣接領域R3も同様に、第2端部36から巻回軸O1の延びる方向に延びる仮想線と、長辺部43と短辺部44との接続部から巻回軸O1の延びる方向に延びる仮想線と、短辺部44と長辺部45との接続部から巻回軸O1の延びる方向に延びる仮想線とによって囲まれる領域である。
 図8において、2次コイル22は、巻回軸O1が電動車両10の幅方向D2に延びるように配置されている。なお、本実施の形態においては、巻回軸O1が水平方向に向くように2次コイル22が配置されている。「巻回軸O1が水平方向に向く」とは、完全に水平方向に巻回軸O1が延びている場合と、実質的に水平方向に向いている場合とのいずれも含む。なお、巻回軸O1が実質的に水平方向に向いているとは、たとえば、仮想水平面と巻回軸O1との交差角度が、10度以下である場合を意味する。なお、「巻回軸O1が水平方向に向く」とは、図8に示す例のように、巻回軸O1が幅方向D2に向く場合に限られず、電動車両10の前後方向D1に向く場合も当然含む。
 整流器13と、コンバータ14と、バッテリ15と、パワーコントロールユニット16と、モータユニット17とは、2次コイル22から、巻回軸O1の延びる方向とは異なる方向に位置する領域に配置されている。このため、電力伝送時に整流器13と、コンバータ14と、バッテリ15と、パワーコントロールユニット16と、モータユニット17とに強度の高い電磁界が達することを抑制することができる。
 2次コイル22は、巻回軸O1が電動車両10の幅方向D2に延びるように配置されているため、隣接領域R2および隣接領域R3も幅方向D2に延びる。隣接領域R2は、2次コイル22から左側面71に向けて延びる。隣接領域R3は、2次コイル22から右側面72に向けて延びる。
 上述のように隣接領域R2および隣接領域R3は、電力伝送時に強度の高い電磁界が形成され易い領域である。
 図8に示すように、整流器13とコンバータ14とバッテリ15と、パワーコントロールユニット16とモータユニット17とは、隣接領域R2および隣接領域R3と異なる領域に配置する。このように、整流器13と、コンバータ14と、バッテリ15と、パワーコントロールユニット16と、モータユニット17とは、2次コイル22から巻回軸O1の延びる方向と異なる方向に位置する領域に設けられているのみならず、隣接領域R2および隣接領域R3から離れた領域に設けられている。
 このように、整流器13を隣接領域R2,R3と異なる領域に配置することで、電気素子に与える影響を抑制することができる。
 コンバータ14は、トランジスタおよびダイオードなどの電子部品を複数含み、コンバータ14を隣接領域R2,R3と異なる領域に配置することで、コンバータ14が電磁界から影響を受けることを抑制することができる。なお、電子部品とは、ダイオード、トランジスタ、コンデンサ、抵抗、コイル、リレーなどの受動素子と、複数の受動素子を含む能動素子のいずれも含む。
 バッテリ15は、複数の電池セル15aと、電池セル15aの温度を側温するサーミスタ15bなどの電子部品とを含む。バッテリ15を隣接領域R2,R3と異なる領域に配置することで、バッテリ15に搭載された電子部品が電磁界から影響を受けることを抑制することができる。
 パワーコントロールユニット16に設けられたインバータとコンバータとは、複数ダイオードと、複数のトランジスタとを含み、複数の電子部品から形成されている。パワーコントロールユニット16は、隣接領域R2,R3と異なる領域に位置ため、上記の電子部品が電磁界から影響を受けることを抑制することができる。
 モータユニット17は、たとえば、回転電機と、フォトセンサー17aとを含む。ここで、回転電機は、回転可能に設けられたロータと、ロータの周囲に配置されたステータとを含む。ステータは、ステータコイルを含み、ロータとステータとの間には、多くの磁束が流れる。フォトセンサー17aは、ロータの回転数を測定する電子機器であり、フォトセンサー17aは、複数の電子部品から形成されている。
 ここで、モータユニット17は、隣接領域R2,R3と異なる領域に配置されているため、ロータとステータとの間に形成される磁束が受電部20の周囲に形成される電磁界から大きな影響を受けることを抑制することができると共に、フォトセンサー17aも電磁界から影響を受けることが抑制される。
 各電子機器を接続する配線19a~19eは、隣接領域R2,R3と異なる領域に配置されている。このため、配線19a~19eを通る電流に外乱が加わることを抑制することができる。
 カメラ33は、2次コイル22、隣接領域R2および隣接領域R3よりも電動車両10の後方側に配置されている。このため、カメラ33が2次コイル22の周囲に形成される電磁界からの影響を受けることを抑制することができる。
 なお、本実施の形態においては、電気機器モジュール100に含まれる全ての電子機器を隣接領域R2,R3から離れた位置に配置しているが、全ての電子機器を隣接領域R2,R3から離れた位置に配置する場合に限られない。少なくとも1つの電子機器を隣接領域R2,R3から離れるように配置する。
 この図8に示すように、電動車両10は、少なくとも一部が隣接領域R2または隣接領域R3内に位置する隣接機器を有する。
 本実施の形態においては、隣接機器として、燃料タンク79と、給油部77と、充電部78と、器具収容部101とを含む。なお、器具収容部101は、ジャッキや修理器具などを収容するスペースである。
 燃料タンク79の補助タンク部79bと、給油部77とは、隣接領域R2内に位置する。また器具収容部101と、充電部78とは、隣接領域R3内に位置する。
 ここで、燃料タンク79が有する電子部品の数は、電気機器モジュール100を形成する電子機器が有する電子部品の数よりも少ない。同様に、給油部77、充電部78および器具収容部101の各々が有する電子部品の数は、上記電子機器の各々が有する電子部品の数よりも少ない。
 このため、隣接領域R2,R3に上記隣接機器を配置したとしても、2次コイル22から発生する電磁界に対する影響も少なくてすむ。その一方で、隣接領域R2,R3に機器を配置することで、デッドスペースの有効利用を図ることができる。
 (実施の形態2)
 図26から図29を用いて、本実施の形態2に係る電動車両10について説明する。なお、図26から図29に示す構成のうち、上記図1から図25に示す構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
 図26は、本実施の形態2に係る電動車両10を模式的に示す平面図である。この図26に示すように、受電部20は、後輪19Rと後輪19Lとの間に配置されている。
 図27は、受電部20を示す平面図である。図28は、図27に示すXXVIII-XXVIII線における断面図である。図27および図28に示すように、受電部20は、フェライトコア21と、このフェライトコア21の下面に設けられたコイルユニット120とを含む。
 フェライトコア21は、長方形形状となるように形成されており、図26に示すように、フェライトコア21は、幅方向D2に長くなるように配置されている。
 図27および図28において、コイルユニット120は、フェライトコア21の長手方向に配列するコイル121と、コイル122とを含む。
 コイル121は、鉛直方向に延びる巻回軸O4を中心にリッツ線(コイル線)を巻回することで、形成されており、リッツ線は、フェライトコア21の下面に沿って延びる平面内で巻きまわされている。
 コイル122は、鉛直方向に延びる巻回軸O5を中心にリッツ線(コイル線)を巻きまわすことで、形成されており、リッツ線は、フェライトコア21の下面を通る仮想平面内で巻き回されている。
 なお、コイル121およびコイル122とは、いずれも、コイル線を中空状に巻回して形成されており、コイル121およびコイル122の中空部からフェライトコア21が露出している。
 図29は、受電部20および送電部56を示す斜視図である。この図29に示すように、送電部56も受電部20と同様に形成されている。
 送電部56は、板状に形成されたコアフェライトコア126と、このコアフェライトコア126の上面上に配置されたコイルユニット125とを含む。
 コアフェライトコア126も長方形形状に形成されている。コイルユニット125は、コアフェライトコア126の長手方向に配列するコイル123と、コイル124とを含む。
 コイル123は、巻回軸の周囲を取り囲むようにリッツ線(コイル線)を巻回して形成されており、リッツ線は、コアフェライトコア126の上面を通る平面で巻き回されている。コイル124は、巻回軸の周囲を取り囲むようにリッツ線を巻回して形成されており、このリッツ線もコアフェライトコア126の上面を通る平面で巻き回されている。
 コイル123およびコイル124は、いずれも、コイル線を中空状に巻回して形成されており、コイル123およびコイル124の中空部からコアフェライトコア126が露出している。
 このように形成された受電部20と、送電部56との間で電力伝送すると、磁路が受電部20と送電部56との間で形成される。
 磁路130は、コイル123の中空部と、エアギャップと、コイル121の中空部と、フェライトコア21のうちコイル121の中空部から露出する部分と、フェライトコア21のうちコイル121およびコイル122の間に位置する部分とを通る。さらに、磁路130は、フェライトコア21のうち、コイル122の中空部から露出する部分と、コイル122の中空部と、エアギャップと、コイル124の中空部とを通る。また、磁路130は、フェライトコア126のうち、コイル124の中空部から露出する部分と、フェライトコア126のうち、コイル123とコイル124との間に位置する部分と、フェライトコア126のうち、コイル123の中空部から露出する部分とを通る。
 このように、受電部20と送電部56との間で磁路130が形成されることで、受電部20と送電部56との間における電力伝送効率の向上が図られている。
 ここで、図29において、たとえば、コイル122の中空部からコイル121の中空部に向けて磁束が流れる際に、磁束の一部がコイル122の中空部に向けて流れずに、フェライトコア21の端部から外部に向けて放出され、その後、エアギャップを通りフェライトコア126の端部に達する場合がある。
 同様に、コイル121の中空部からコイル122の中空部に向けて磁束が流れる際に、磁束の一部がコイル122の中空部に入り込まず、フェライトコア21の端部から外部に向けて放射され、その後、フェライトコア126の端部に達する。
 この結果、受電部20と送電部56との間で電力伝送を行うと、図26に示すように、強度の高い電磁界は、コイル121とコイル122との配列方向に対して垂直な方向よりもコイル121とコイル122との配列方向に広く分布する。その一方で、強度の高い電磁界は、コイル121とコイル122の配列方向と交差する方向(直交する方向)に分布しにくい。
 このように、強度の高い電磁界は、コイル121とコイル122との配列方向に直交する方向よりも、コイル121とコイル122との配列方向に広く分布する。このため、本実施の形態においては、「第1方向」とは、「コイル121とコイル122との配列方向に直交する方向」であり、「第2方向」とは、「コイル121とコイル122との配列方向」である。本実施の形態において、隣接領域R2は、コイル121からコイル121およびコイル122の配列方向に延びる領域とする。隣接領域R3は、コイル122からコイル121およびコイル122の配列方向に延びる領域とする。
 ここで、図26に示すように、整流器13、コンバータ14、バッテリ15、パワーコントロールユニット16およびモータユニット17は、隣接領域R2、隣接領域R3および2次コイル22よりも電動車両10の前方に配置されている。カメラ33は、隣接領域R2、隣接領域R3および2次コイル22よりも電動車両10の後方側に配置されている。
 このため、整流器13などの電子機器が受電部20の周囲に形成される電磁界から受ける影響を抑制することができる。
 その一方で、本実施の形態においても、電動車両10の上方から2次コイル22などを視ると、隣接領域R3には、燃料タンク79の補助タンク部79bと、給油部77とが配置され、隣接領域R2には、器具収容部101と充電部78とが配置されている。
 (実施の形態3)
 図30から図41を用いて、本実施の形態3に係る電動車両10について説明する。なお、図30から図41に示す構成のうち、上記図1から図29に示す構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
 図30は、本実施の形態3に係る電動車両10を模式的に示す平面図である。図31は、受電部20を模式的に示す平面図である。この図31に示すように、受電部20は、フェライトコア140と、このフェライトコア140に巻回されたコイルユニット141とを含む。
 フェライトコア140は、軸部146と、この軸部146の一方の端部に形成された幅広部145と、軸部146の他方の端部に設けられた幅広部147とを含む。コイルユニット141は、板状に形成されている。幅広部145の幅W4と幅広部147の幅W5は、軸部146の幅W3よりも大きい。
 なお、受電部20として、フェライトコア140に替えてアルミニウム板を採用してもよい。
 コイルユニット141は、軸部146に巻回されたコイル142およびコイル143を含む。コイル142およびコイル143は、いずれも、巻回軸O1の周囲を取り囲むように形成されている。コイル142とコイル143とは、巻回軸O1の延びる方向に間隔をあけて配置されており、コイル142と、コイル143とは、軸部146の長手方向に間隔をあけて設けられている。
 ここで、コイル142と、コイル143とには、別々に電流が供給可能となっている。このため、コイル142を流れる電流の方向と、コイル143を流れる電流の方向とは、別々に制御可能となっている。
 なお、本実施の形態に係る受電部20は、同種の送電部56のみならず、異種の送電部56からも電力を受電することができる。
 そこで、まず、受電部20と同種の送電部56から電力受電するときについて、図32を用いて説明する。
 図32は、受電部20と送電部56と模式的に示す斜視図である。この図32に示すように、送電部56は、フェライトコア150と、このフェライトコア150に設けられたコイルユニット154と、制御部157とを含む。
 フェライトコア150は、軸部151と、この軸部151の一方の端部に設けられた幅広部152と、軸部151の他方の端部に設けられた幅広部153とを含む。なお、幅広部152および幅広部153の幅は、軸部151の幅よりも大きい。
 なお、送電部56において、フェライトコア150に替えて、アルミニウム板を採用してもよい。
 コイルユニット154は、軸部151に設けられたコイル155と、軸部151に設けられると共に、コイル155と間隔をあけて配置されたコイル156とを含む。
 ここで、コイル155を流れる電流の方向と、コイル156を流れる電流の方向とは、各々別々に制御可能となっている。
 制御部157は、コイル155を流れる電流の流通方向を切り替え(制御)可能であると共に、コイル156を流れる電流の流通方向も切り替え(制御)可能である。
 このように形成された受電部20と送電部56との間の電力伝送について説明する。ここで、図32において、コイル155およびコイル156に同じ方向に電流を流す。これにより、磁路158が形成される。磁路158は、幅広部152と、コイル155内と、軸部151と、コイル156内と、幅広部153と、エアギャップと、幅広部147と、コイル143内と、軸部146と、コイル142内と、幅広部145と、エアギャップとを通る。これにより、コイル142およびコイル143に電流が流れる。このようにして、受電部20は、受電部20と同種の送電部56から電力を受電することができる。
 ここで、幅広部145と幅広部152との間で流れる磁束は、ある程度広がる。同様に、幅広部147と幅広部153との間を流れる磁束もある程度広がる。これにより、電力伝送時において、電磁界は、巻回軸O1の延びる方向に広く分布する。
 図33を用いて、受電部20と異なるタイプの送電部56から受電部20が電力を受電するメカニズムについて説明する。
 図33において、送電部56は、フェライトコア160と、このフェライトコア160に設けられたコイル163とを含む。
 フェライトコア160は、中央部に溝部164が形成された板状の基部162と、溝部164に形成された軸部161とを含む。コイル163は、溝部164内に配置されると共に、軸部161を取り囲むように配置されている。
 このように、形成された受電部20と送電部56との間での電力伝送のメカニズムについて説明する。
 ここで、コイル163に電流が流れると、磁路165と、磁路166とが形成される。磁路165は、たとえば、軸部161と、エアギャップと、軸部146と、コイル142内と、幅広部145と、エアギャップと、基部162とを通る。
 磁路166は、軸部161と、エアギャップと、軸部146と、コイル143内と、幅広部147と、エアギャップと、基部162とを通る。
 そして、コイル142と、コイル143とに電流が流れる。この際、コイル143と、コイル142とは、電流が流れる方向が逆となる。このようにして、受電部20は、送電部56から電力を受電する。
 ここで、上記のような受電部20が電力を受電すると、強度の高い電磁界は、コイル142およびコイル143の巻回軸O1の延びる方向に広く分布する。
 このように受電部20と、受電部20と同種の送電部56との間で電力伝送する場合と、さらに、受電部20と、受電部20と異種の送電部56との間で電力伝送する場合とのいずれの場合であっても、強度の高い電磁界は、巻回軸O1の延びる方向に広く分布する。
 図30において、巻回軸O1が幅方向D2に延びるようにコイルユニット141が配置されている。この結果、強度の高い電磁界は、2次コイル22から巻回軸O1の延びる方向にひろく分布する。その一方で、強度の高い電磁界は、巻回軸O1に直交する方向には、広く分布しない。本実施の形態においては、「第1方向」は、「巻回軸O1に直交する方向」であり、「第2方向」は、「巻回軸O1が延びる方向」である。隣接領域R2は、コイル143から巻回軸O1の延びる方向に延びる領域とする。隣接領域R3は、コイル142から巻回軸O1の延びる方向に延びる領域とする。電力伝送時には、隣接領域R2および隣接領域R3には、強度の高い電磁界が分布する。
 そして、本実施の形態においても、整流器13、コンバータ14、バッテリ15、パワーコントロールユニット16およびモータユニット17は、隣接領域R2および隣接領域R3から電動車両10の前方側に配置されている。
 このため、整流器13などの電気機器が受電部20の周囲に形成される電磁界から大きな影響を受けることを抑制することができる。
 カメラ33は、隣接領域R2および隣接領域R3よりも電動車両10の後方側に配置されており、カメラ33に強度の高い電磁界が達することが抑制されている。
 なお、図34は、受電部20の変形例を示す平面図である。この図34に示すように、受電部20は、コイル142とコイル143との間に設けられた中間コイル149をさらに含む。送電部56は、コイル155と、コイル156との間に設けられたコイル159を含む。この図34に示す例おいても、各種の送電部56から電力を受電することができる。なお、図35は、図34に示す受電部20と、この受電部20と同種の送電部56との間で電力伝送しているときの様子を示す斜視図である。この図35に示すように、送電部56と受電部20との間に磁路158が形成され、電磁界は、巻回軸O1の延びる方向に広く分布する。
 図36は、図34に示す受電部20と、当該受電部20と異なるタイプの送電部56との間で電力伝送しているときの様子を示す斜視図である。この図36に示す例においても、電力伝送時の電磁界は、巻回軸O1の延びる方向に広く分布する。
 このように、図34に示す受電部20においても、各種の送電部56から電力を受電することができる。このように、受電部20と、受電部20と同種の送電部56と電力伝送する場合と、受電部20と、受電部20と異種の送電部56と電力伝送する場合とのいずれの場合においても、巻回軸O1の延びる方向に強度の高い電磁界が広く分布する。なお、本実施の形態においては、「第1方向」は、「巻回軸O1に直交する方向」であり、「第2方向」は、「巻回軸O1が延びる方向」である。
 このため、図34に示す受電部20を搭載した場合においても、隣接領域R2および隣接領域R3から離れた位置にバッテリ15などの電子機器を配置する。これにより、でバッテリ15などの電子機器に強度高い電磁界が達することを抑制することができる。
 (実施の形態4)
 図37から図41を用いて、本実施の形態4に係る電動車両10について説明する。なお、図37から図41に示す構成のうち、上記図1から図36に示す構成と同一または相当する構成については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
 図37は、本実施の形態4に係る電動車両10を模式的に示す平面図である。この図37に示すように、受電部20は、後輪19Lと後輪19Rとの間に配置されている。
 図38において、受電部20は、フェライトコア170と、このフェライトコア170に設けられたコイルユニット171とを含む。
 フェライトコア170は、複数のコア片173,174,175,176を含む。各コア片173,174,175,176の一方の端部は、互いに接続されている。
 コイルユニット171は、コア片173に巻回されたコイル184と、コア片174に巻回されたコイル181と、コア片175に巻回されたコイル182と、コア片176に巻回されたコイル183とを含む。これにより、フェライトコア170は、十字形状とされている。なお、フェライトコア170は板状に形成されている。
 コイル184と、コイル182とは、いずれも、巻回軸O1aの周囲を取り囲むように形成されており、コイル184とコイル182とは互いに巻回軸O1aの延びる方向に間隔をあけて配置されている。コイル181と、コイル183とは、いずれも、巻回軸O1bの周囲を取り囲むように形成されており、コイル181とコイル183とは互いに巻回軸O1bの延びる方向に間隔をあけて配置されている。なお、この図38に示す例においては、巻回軸O1aと巻回軸O1bとは、互いに直交しているが、巻回軸O1aと巻回軸O1bとの交差角度が鋭角または鈍角となるようにしてもよい。
 このように形成された受電部20は、各種のタイプの送電部にも対応することができる。図39は、図38に示す受電部20と、この受電部20と同じタイプの受電部20との間で電力伝送しているときの様子を示す斜視図である。この図39に示すように、送電部56は、十字形状のフェライトコア185と、このフェライトコア185に設けられたコイルユニット186とを含む。
 フェライトコア185は、複数のコア片部を含む。コイルユニット186は、各コア片に巻回されたコイル187,188,189,190を含む。
 このように形成された送電部56と受電部20との間で電力伝送する際には、送電部56のコイル187,188,189,190に電流が流れる。これにより、たとえば、図39に示す例においては、コイル184とコイル187との間で磁路195が形成される。コイル181とコイル188との間で磁路196が形成される。コイル182とコイル189との間で磁路197が形成される。コイル183とコイル190との間で磁路198が形成される。
 このように、受電部20と、送電部56との間で複数の磁路が形成され、受電部20が送電部56から電力を受電する。このように、受電部20と送電部56との間で電力伝送する際において、コア片173とフェライトコア185との間では、磁束は、巻回軸O1aの延びる方向に膨らむ。コア片175とフェライトコア185との間では、磁束は、巻回軸O1aの延びる方向に膨らむ。また、コア片174とフェライトコア185との間と、コア片176とフェライトコア185との間とにおいては、磁束は、巻回軸O1bの延びる方向に膨らむ。
 巻回軸O1aと巻回軸O1bとの二等分線を仮想直線O3および仮想直線O4とする。なお、仮想直線O3および仮想直線O4は、巻回軸O1aと巻回軸O1bとの交差点を通る。
 強度の高い電磁界は、各コイル181,183から巻回軸O1bの延びる方向に広く分布し、コイル182,184から巻回軸O1aの延びる方向に広く分布する。
 その一方で、強度の高い電磁界は、仮想直線O3および仮想直線O4の延びる方向には、強度の高い電磁界は、分布しにくい。
 本実施の形態においては、図37において、「第1方向」は、「仮想直線O3および仮想直線O4の延びる方向」であり、「第2方向」は、「巻回軸O1a,O1bが延びる方向」である。
 ここで、図37において、電動車両10の上方から視ると、隣接領域R4は、コイル184から巻回軸O1aの延びる方向に延びる領域である。隣接領域R5は、コイル181から巻回軸O1bが延びる方向に延びる領域である。隣接領域R6は、コイル182から巻回軸O1aの延びる方向に延びる領域である。隣接領域R7は、コイル183から巻回軸O1bの延びる方向に延びる領域である。電力伝送時には、隣接領域R4~R7の領域で、強度の高い電磁界が形成される。
 本実施の形態においては、バッテリ15などの電子機器は、コイル181~184から巻回軸O1a,O1bが延びる方向と異なる方向に位置する領域に配置されると共に、隣接領域R4,R5,R6,R7とは、異なる領域に配置されている。
 具体的には、電動車両10の上方から各電子機器を視ると、整流器13、コンバータ14、バッテリ15、パワーコントロールユニット16およびモータユニット17は、隣接領域R4,R5,R6,R7のいずれよりも電動車両10の前方側に配置されている。カメラ33は、隣接領域R4,R5,R6,R7のいずれかも電動車両10の後方側に離れている。
 なお、本実施の形態においても、燃料タンク79の一部は、隣接領域R3内に位置し、器具収容部101の一部は、隣接領域R4内に位置する。
 このため、本実施の形態においても、電子機器が電磁界から受ける影響を低減することができると共に、デッドスペースの有効活用が図られている。
 図40は、受電部20と、送電部56との間で電力伝送するときの様子を示す斜視図である。この図40において、送電部56は、フェライトコア160と、コイル163とを含む。
 基部162は、板状に形成されており、この基部162には、溝部164と、この溝部164の中央部から上方に向けて突出するように形成された軸部161とを含む。コイル163は、軸部161に巻回されている。
 このように、形成された送電部56と受電部20との間で電力伝送する際には、送電部56のコイル163に電流が流れる。
 これにより、受電部20と送電部56との間で磁路201,202が形成される。たとえば、磁路202は、軸部161と、エアギャップと、フェライトコア170の中央部と、コイル181内と、コア片174の端部と、エアギャップと、フェライトコア160とを通る。磁路202は、軸部161とエアギャップとフェライトコア170の中央部と、コイル183内と、コア片176と、エアギャップと、フェライトコア160とをとおる。
 このように、受電部20と送電部56との間で磁路が形成されることで、コイル181と、コイル183とに大きな電流が流れる。これにより、受電部20が送電部56から電力を受電する。
 ここで、コア片174と、フェライトコア160との間においては、磁束は、巻回軸O1bの延びる方向に広く分布する。同様にコア片176とフェライトコア160との間においても、電磁界は、巻回軸O1bの延びる方向広く分布する。
 本実施の形態においては、バッテリ15などの電子機器は、隣接領域R4および隣接領域R6のいずれよりからも、離れた位置に設けられ、器具収容部101の一部が隣接領域R4内に位置している。
 (実施の形態5)
 図42を用いて、本実施の形態5に係る電動車両10について説明する。図42は、本実施の形態5に係る電動車両10を模式的に示す平面図である。この図42に示すように、受電部20は、2次コイル22の巻回軸O1が電動車両10の前後方向D1に向くように配置されている。
 この図42に示す例においても、整流器13と、コンバータ14と、バッテリ15と、パワーコントロールユニット16と、モータユニット17とは、2次コイル22から巻回軸O1の延びる方向と異なる方向に位置する領域に配置されている。さらに、受電部20は、電動車両10の幅方向D2の中央部よりも右側面72側にオフセットするように配置されている。
 その一方で、整流器13と、コンバータ14と、バッテリ15と、パワーコントロールユニット16と、モータユニット17とは、電動車両10の幅方向D2の中央部から左側面71側にオフセットするように配置されている。このため、整流器13と、コンバータ14と、バッテリ15と、パワーコントロールユニット16と、モータユニット17とは、隣接領域R2,R3とは異なる領域に位置している。このため、本実施の形態5に係る電動車両10においても、電気機器に強度の高い電磁界が達することを抑制することができる。
 (実施の形態6)
 図43および図44を用いて、本実施の形態6に係る電動車両10について説明する。図43は、電動車両10を示す左側面図であり、図44は、燃料タンク79と、受電部20と、バッテリ15とのレイアウトを模式的に示す斜視図である。この図43および図44に示すように、燃料タンク79は、受電部20の前方に設けられており、バッテリ15は、受電部20の上方に配置されている。
 ここで、バッテリ15は、受電部20の上方に配置されているため、バッテリ15が位置する領域は、2次コイル22から巻回軸O1の延びる方向と異なる方向に位置している。このため、強度の高い電磁界がバッテリ15に達することが抑制されている。
 さらに、バッテリ15が搭載された領域は、隣接領域R2,R3と異なる領域であり、強度の高い電磁界がバッテリ15に達することを抑制することができる。このように、バッテリ15などの電子機器と隣接領域R2,R3とが水平方向に離れた場合に限られず、高さ方向に離れていてもよい。
 本実施の形態においては、バッテリ15は、フロアパネル49上に配置され、受電部20は、フロアパネル49の下面側に配置されている。このため、バッテリ15に強度の高い電磁界が達することを抑制することができる。
 なお、上記の実施の形態においては、所謂電磁界共振(共鳴)結合などを利用した例について説明したが、所謂電磁誘導タイプの非接触充電方式にも適用することができる。なお、高周波電力ドライバ54からの電力を電磁誘導で1次コイル58に送電する電磁誘導コイルを設けてもよい。また、2次コイル22から電磁誘導で電力を受電して、整流器13に供給する電磁誘導コイルを配置してもよい。
 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。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、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。さらに、上記数値などは、例示であり、上記数値および範囲にかぎられない。
 本発明は、非接触電力伝送することが可能な車両に適用することができる。
10 電動車両、11,91 受電装置、13 整流器、14 コンバータ、15 バッテリ、15a 電池セル、15b サーミスタ、16 パワーコントロールユニット、17 モータユニット、17a フォトセンサー、18L 前輪、19L,19R 後輪、19a~19e 配線、20,96 受電部、21,57,126,140,150,160,170,185 フェライトコア、22,58,92,94,97,99,121,122,123,124,142 コイル、23,59,95,98 キャパシタ、24,60 筐体、25,62 シールド、25a 天板部、25b 周壁部、26 蓋部、27,61 固定部材、28 ボルト、29a,29b,64a,64b 突出部、30,31 絶縁片、164 溝部、33 カメラ、34 表示部、35 第1端部、36 第2端部、37,75 上面、38,76 底面、39,40 側面、41,42 端面、43,45 長辺部、44,46 短辺部、47 サイドメンバ、49 フロアパネル、50,90 送電装置、51 外部給電装置、52 駐車スペース、53 交流電源、54 高周波電力ドライバ、55,157 制御部、56 送電部、56 タイプ送電部、63 蓋部材、65 磁路、66 ルーフ、67 ハッチ、67a 上面部、67b 背面部、68 荷物室、70 車両本体、71 左側面、72 右側面、73 正面、74 背面、77 給油部、78 充電部、79 燃料タンク、79a 本体部、79b 補助タンク部、80 駆動室、81 乗員収容室、O1a,O1b,O1,O4,O5 巻回軸、O3,O4 仮想直線、R1 領域、R2,R3,R4,R5,R6,R7 隣接領域、W3,W4,W5 幅。

Claims (12)

  1.  外部に設けられた送電部から非接触で電力を受電する受電部(20)と、
     電子機器と、
     を備えた車両であって、
     前記受電部(20)は巻回軸(O1)の周囲を取り囲むように形成されたコイルを含み、
     前記電子機器が配置される領域は、前記コイルから前記巻回軸が延びる方向と異なる方向に位置する、車両。
  2.  前記コイルの端部には、開口部が形成され、
     前記コイル(22)の開口部から前記巻回軸(O1)の延びる方向に延びる領域を隣接領域(R2,R3)とすると、前記電気機器は、前記隣接領域(R2,R3)と異なる領域に配置された、請求項1に記載の車両。
  3.  前記電子機器は、電力を蓄電可能なバッテリ(15)と、前記バッテリ(15)に接続されたPCU(Power Control Unit)と、前記PCUに接続された回転電機とのいずれかである、請求項1に記載の車両。
  4.  前記コイル(22)は、前記巻回軸(O1)が前記車両の幅方向に延びるように配置され、
     前記電子機器は、前記コイル(22)よりも前記車両の前方側または後方側に配置された、請求項1に記載の車両。
  5.  車両の上方から視たときに、少なくとも一部が前記隣接領域(R2,R3)内に位置する隣接機器をさらに備えた、請求項2に記載の車両。
  6.  前記電子機器は、電力を蓄電可能なバッテリ(15)を含み、
     前記隣接機器は、電力以外のエネルギを蓄積可能な蓄積部と、前記蓄積部に接続され、前記エネルギを供給する供給部が接続される第1接続部と、前記バッテリ(15)に接続され、電力を供給する給電部が接続される第2接続部とのいずれか1つを有する、請求項5に記載の車両。
  7.  前記コイル(22)は、前記巻回軸(O1)が水平方向に延びるように配置された、請求項1に記載の車両。
  8.  前記巻回軸(O1)は、第1巻回軸と、前記第1巻回軸と異なる方向の第2巻回軸とを含み、
     前記コイルは、第1巻回軸の周囲を取り囲むように形成された第1コイルと、第2巻回軸の周囲を取り囲むように形成された第2コイルとを含み、
     前記隣接領域(R2,R3)は、前記第1コイルから前記第2巻回軸が延びる方向に延びる第1隣接領域と、前記第2コイルから前記第2巻回軸が延びるに延びる第2隣接領域とを含む、請求項2に記載の車両。
  9.  前記送電部の固有周波数と前記受電部(20)の固有周波数との差は、前記受電部(20)の固有周波数の10%以下である、請求項1に記載の車両。
  10.  前記受電部(20)と前記送電部との結合係数は、0.1以下である、請求項1に記載の車両。
  11.  前記受電部(20)は、前記受電部(20)と前記送電部の間に形成され、かつ特定の周波数で振動する磁界と、前記受電部(20)と前記送電部の間に形成され、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前記送電部から電力を受電する、請求項1に記載の車両。
  12.  外部に設けられた送電部から非接触で電力を受電するコイルを含む受電部(20)と、
     電子機器と、
     を備えた車両であって、
     前記受電部(20)と前記送電部との間で電力伝送をすることで形成される電磁界は、前記コイルから第1方向よりも前記第1方向と異なる第2方向に向けて広く分布し、
     前記電子機器は、前記コイルから前記第2方向と異なる方向に位置する領域に配置された、車両。
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EP17185998.6A EP3269585B1 (en) 2012-05-09 2012-05-09 Vehicle comprising contactless power reception unit
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015179704A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 株式会社ダイフク 給電パッドとその給電パッドを用いたフォークリフトの非接触充電システム、および、受電パッドとその受電パッドを用いた非接触給電設備の2次側受電回路
JPWO2013168239A1 (ja) * 2012-05-09 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 非接触で電力を受電可能な車両
WO2015148489A3 (en) * 2014-03-24 2016-01-28 Apple Inc. Magnetic shielding in inductive power transfer
CN105980198A (zh) * 2013-12-09 2016-09-28 宝马股份公司 在感应式充电情况下的场屏蔽
KR20180027342A (ko) * 2016-09-05 2018-03-14 도요타지도샤가부시키가이샤 차량

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5979227B2 (ja) 2012-05-09 2016-08-24 トヨタ自動車株式会社 車両
JP6043462B2 (ja) * 2012-09-27 2016-12-14 Ihi運搬機械株式会社 車両給電装置
JP6063719B2 (ja) * 2012-11-19 2017-01-18 株式会社東芝 無線電力伝送装置
JP5286445B1 (ja) * 2012-12-28 2013-09-11 株式会社日立パワーソリューションズ 電動式移動体の無線給電装置
JP6111139B2 (ja) * 2013-05-21 2017-04-05 株式会社テクノバ 双方向非接触給電装置
US9806555B2 (en) * 2014-07-07 2017-10-31 Verizon Patent And Licensing Inc. Peer to peer self-optimizing resonant inductive charger
CN105437987B (zh) * 2014-09-02 2020-10-13 葛炽昌 电动车、电力供应站及电动车的电力维持方法
EP3103674B1 (de) * 2015-06-12 2021-08-18 Brusa Elektronik AG Positionsbestimmungssystem, verfahren zur positionsbestimmung und system zur induktiven energieübertragung mit positionsbestimmungssystem
US10336194B2 (en) 2015-11-13 2019-07-02 Nio Usa, Inc. Electric vehicle charging device alignment and method of use
US10059213B2 (en) 2015-11-13 2018-08-28 Nio Usa, Inc. Charging devices within wheel portions
US10093195B2 (en) 2015-11-13 2018-10-09 Nio Usa, Inc. Integrated vehicle charging panel system and method of use
US9944192B2 (en) * 2015-11-13 2018-04-17 Nio Usa, Inc. Electric vehicle charging station system and method of use
US10189363B2 (en) 2015-11-13 2019-01-29 Nio Usa, Inc. Electric vehicle roadway charging system and method of use
US10756572B2 (en) 2016-05-20 2020-08-25 Lear Corporation Wireless charging pad having coolant assembly
US10245963B2 (en) * 2016-12-05 2019-04-02 Lear Corporation Air cooled wireless charging pad

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006054958A (ja) * 2004-08-11 2006-02-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電気車両、架線レス交通システム及び架線レス交通システムの制御方法
WO2010058477A1 (ja) * 2008-11-21 2010-05-27 トヨタ自動車株式会社 電動車両
JP2010172084A (ja) 2009-01-21 2010-08-05 Saitama Univ 非接触給電装置
JP2010183812A (ja) * 2009-02-09 2010-08-19 Toyota Industries Corp 共鳴型非接触充電システム
JP2011049230A (ja) 2009-08-25 2011-03-10 Saitama Univ 非接触給電装置
JP2011193671A (ja) 2010-03-16 2011-09-29 Toyota Motor Corp 車両

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2615123C (en) 2005-07-12 2014-11-04 Massachusetts Institute Of Technology Wireless non-radiative energy transfer
US7825543B2 (en) 2005-07-12 2010-11-02 Massachusetts Institute Of Technology Wireless energy transfer
US7880337B2 (en) * 2006-10-25 2011-02-01 Laszlo Farkas High power wireless resonant energy transfer system
KR101695169B1 (ko) 2007-03-27 2017-01-11 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 무선 에너지 전달
JP4772744B2 (ja) * 2007-05-17 2011-09-14 昭和飛行機工業株式会社 非接触給電装置用の信号伝送コイル通信装置
US8030888B2 (en) * 2007-08-13 2011-10-04 Pandya Ravi A Wireless charging system for vehicles
WO2009028520A1 (ja) * 2007-08-24 2009-03-05 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha 車両
JP5381011B2 (ja) 2008-10-20 2014-01-08 トヨタ自動車株式会社 給電システム
JP2010246348A (ja) * 2009-04-09 2010-10-28 Fujitsu Ten Ltd 受電装置、及び送電装置
CN102481855B (zh) * 2009-10-14 2014-08-20 松下电器产业株式会社 电动车辆和具有电池组的电源系统
JP5506327B2 (ja) 2009-10-27 2014-05-28 株式会社ヘッズ 非接触電力供給装置
WO2011108403A1 (ja) * 2010-03-04 2011-09-09 本田技研工業株式会社 電気自動車
JP5139469B2 (ja) * 2010-04-27 2013-02-06 株式会社日本自動車部品総合研究所 コイルユニットおよび非接触給電システム
DE102010027640B4 (de) 2010-07-19 2023-10-05 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Elektrobeladungssystem und Verfahren zum berührungslosen Beladen einer Batterie in einer mobilen Einheit
JP5530848B2 (ja) * 2010-07-28 2014-06-25 トヨタ自動車株式会社 コイルユニット、非接触電力送電装置、非接触電力受電装置、車両および非接触電力給電システム
US9552920B2 (en) * 2010-07-28 2017-01-24 General Electric Company Contactless power transfer system
DE102010044999A1 (de) * 2010-09-10 2012-03-15 Li-Tec Battery Gmbh Anordnung und Verfahren zum Laden einer Fahrzeugbatterie
JP5730587B2 (ja) * 2011-01-05 2015-06-10 昭和飛行機工業株式会社 磁界共鳴方式の非接触給電装置
JP5658592B2 (ja) * 2011-02-21 2015-01-28 国立大学法人埼玉大学 移動体用非接触給電装置
JP5979227B2 (ja) 2012-05-09 2016-08-24 トヨタ自動車株式会社 車両
WO2013168239A1 (ja) 2012-05-09 2013-11-14 トヨタ自動車株式会社 非接触で電力を受電可能な車両
KR20150006874A (ko) 2012-05-09 2015-01-19 도요타지도샤가부시키가이샤 차량

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006054958A (ja) * 2004-08-11 2006-02-23 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 電気車両、架線レス交通システム及び架線レス交通システムの制御方法
WO2010058477A1 (ja) * 2008-11-21 2010-05-27 トヨタ自動車株式会社 電動車両
JP2010172084A (ja) 2009-01-21 2010-08-05 Saitama Univ 非接触給電装置
JP2010183812A (ja) * 2009-02-09 2010-08-19 Toyota Industries Corp 共鳴型非接触充電システム
JP2011049230A (ja) 2009-08-25 2011-03-10 Saitama Univ 非接触給電装置
JP2011193671A (ja) 2010-03-16 2011-09-29 Toyota Motor Corp 車両

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2848453A4

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2013168239A1 (ja) * 2012-05-09 2015-12-24 トヨタ自動車株式会社 非接触で電力を受電可能な車両
CN105980198A (zh) * 2013-12-09 2016-09-28 宝马股份公司 在感应式充电情况下的场屏蔽
US10069334B2 (en) 2013-12-09 2018-09-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Field neutralization during inductive charging
JP2015179704A (ja) * 2014-03-19 2015-10-08 株式会社ダイフク 給電パッドとその給電パッドを用いたフォークリフトの非接触充電システム、および、受電パッドとその受電パッドを用いた非接触給電設備の2次側受電回路
WO2015148489A3 (en) * 2014-03-24 2016-01-28 Apple Inc. Magnetic shielding in inductive power transfer
US9852844B2 (en) 2014-03-24 2017-12-26 Apple Inc. Magnetic shielding in inductive power transfer
EP3528267A1 (en) * 2014-03-24 2019-08-21 Apple Inc. Magnetic shielding in inductive power transfer
KR20180027342A (ko) * 2016-09-05 2018-03-14 도요타지도샤가부시키가이샤 차량
JP2018042314A (ja) * 2016-09-05 2018-03-15 トヨタ自動車株式会社 車両
US10293697B2 (en) 2016-09-05 2019-05-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Vehicle
KR102032297B1 (ko) * 2016-09-05 2019-10-15 도요타지도샤가부시키가이샤 차량

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