電力接收裝置、電力發(fā)送裝置和車輛的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電力接收裝置、電力發(fā)送裝置和車輛。一種電力接收裝置(200)包括：電力接收線圈(250)，其被形成為環(huán)繞沿車體的前后方向延伸的線圈中心軸(O2)周圍的空間，用于在面向電力發(fā)送線圈的同時以非接觸的方式從所述電力發(fā)送線圈接收電力；電容器(220)，其被設(shè)置為在所述線圈中心軸(O2)的延伸方向上鄰近所述電力接收線圈(250)；以及屏蔽物(270)，其被設(shè)置在所述電力接收線圈(250)與所述電容器(220)之間。可減小在電力傳輸期間對電容器的影響。
【專利說明】電力接收裝置、電力發(fā)送裝置和車輛
[0001]本非臨時申請基于2013年9月11日提交到日本專利局的序列號為2013-188444的日本專利申請，該申請的全部內(nèi)容通過弓I用而并入本文中

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及用于以非接觸的方式發(fā)送和接收電力的電力發(fā)送裝置和電力接收裝置，以及包括這種電力接收裝置的車輛。

【背景技術(shù)】
[0003]用于以非接觸的方式發(fā)送和接收電力的電力發(fā)送裝置和電力接收裝置是已知的，如序列號為5224295的日本專利、序列號為2013-154815的日本專利公開、序列號為2013-146154的日本專利公開、序列號為2013-146148的日本專利公開、序列號為2013-110822的日本專利公開，以及序列號為2013-126327的日本專利公開中所公開的那樣。序列號為5224295的日本專利中公開的裝置每一個都包括線圈和被連接到該線圈的電容器。電容器位于某個位置以便與線圈一起形成諧振電路以提高電力傳輸效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]當(dāng)設(shè)置電力接收線圈以便線圈中心軸沿車體的前后方向延伸，并且在單個殼體中容納電容器和電力接收線圈時，粗略地有兩個可能的電容器設(shè)置位置。在第一種情況下，電容器被設(shè)置為在車體的前后方向上鄰近電力接收線圈。在第二種情況下，電容器被設(shè)置為在車體的寬度方向上鄰近電力接收線圈。
[0005]在線圈和電容器沿車輛寬度方向一起對齊的第二種情況下，線圈中心軸和殼體中心線一般在車輛寬度方向上彼此對不齊。因此，即使車輛的停放方式使得電力發(fā)送裝置的在車輛寬度方向上的中心線面向電力接收裝置(殼體)的在車輛寬度方向上的中心線，電力發(fā)送線圈和電力接收線圈也可能在車輛寬度方向上對不齊。
[0006]如果電容器如在上述第一種情況下那樣在前后方向上相對于線圈設(shè)置，則電容器可能受到電力傳輸期間所產(chǎn)生的磁場或電場的影響，或者可能受到在線圈周圍設(shè)置的部件中或在線圈中產(chǎn)生的熱的影響。當(dāng)電容器受到它們的影響時，電容器的電容會發(fā)生變化，從而改變諧振電路的諧振頻率，這樣可導(dǎo)致較低的電力傳輸效率。
[0007]本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種能夠減輕在電力傳輸期間對電容器的影響的電力接收裝置和電力發(fā)送裝置，以及包括這種電力接收裝置的車輛。
[0008]一種電力接收裝置，其被設(shè)置在車體的底面上，包括:電力接收線圈，其被形成為環(huán)繞沿所述車體的前后方向延伸的線圈中心軸周圍的空間，用于在面向電力發(fā)送線圈的同時以非接觸的方式從所述電力發(fā)送線圈接收電力；電容器，其被設(shè)置為在所述線圈中心軸的延伸方向上鄰近所述電力接收線圈；以及屏蔽物(shield)，其被設(shè)置在所述電力接收線圈與所述電容器之間。
[0009]根據(jù)其中電容器被設(shè)置為在前后方向上鄰近電力接收線圈的該配置，電力接收裝置的在車輛寬度方向上的中心線可與電力接收線圈的在車輛寬度方向上的中心線匹配，即，與電力接收線圈的線圈中心軸匹配。這樣，可通過對齊電力接收裝置的在車輛寬度方向上的中心部分和電力發(fā)送裝置的在車輛寬度方向上的中心部分來容易地使電力發(fā)送線圈和電力接收線圈正確地彼此相對。由于被設(shè)置在電容器與電力接收線圈之間的屏蔽物，可抑制在電力傳輸期間在電力接收線圈周圍產(chǎn)生的電磁場向電容器的發(fā)射，而且，也可抑制從電力接收線圈到電容器的熱傳遞。
[0010]優(yōu)選地，所述電力接收裝置還包括磁芯，所述電力接收線圈纏繞在該磁芯周圍。在所述線圈中心軸的延伸方向上，所述屏蔽物與所述磁芯之間的長度大于所述屏蔽物與所述電容器之間的長度。根據(jù)該配置，可減小在屏蔽物中發(fā)生的渦電流損耗。
[0011]優(yōu)選地，所述屏蔽物包括:壁部，其位于所述電力接收線圈與所述電容器之間；以及固定部，其用于將所述壁部固定到容納所述電力接收線圈的殼體。所述固定部的在所述車體的寬度方向上的寬度尺寸大于所述電力接收線圈的在所述車體的所述寬度方向上的寬度尺寸。根據(jù)該配置，可抑制電力接收線圈周圍變溫的空氣通過對流朝向電容器流動。
[0012]優(yōu)選地，所述電力接收裝置還包括用于將所述電力接收線圈固定到所述殼體的緊固工具。所述固定部通過所述緊固工具而被固定到所述殼體。根據(jù)該配置，屏蔽物和電力接收線圈可被緊固在一起，從而減少組件數(shù)量。
[0013]一種車輛包括引擎，其被設(shè)置在車體的前后方向上的中心位置的前方；以及上述電力接收裝置。在所述車體的所述前后方向上，所述電力接收裝置被設(shè)置在所述引擎的后方且在所述中心位置的前方。
[0014]根據(jù)其中引擎被安裝在車輛的前方側(cè)的該配置，大部分重量被置于車輛總體的前方側(cè)。因此，當(dāng)人或物體進入車輛中時，車輛的前方側(cè)在上下方向上移動的程度不會像車輛的后方側(cè)那樣大。由于電力接收裝置被設(shè)置在車輛的中心位置的前方，因此可以將當(dāng)人或物體進入車輛中時電力接收裝置的在上下方向上的移位抑制到低的水平，由此將電力發(fā)送效率的變化抑制到低水平。由于電力接收裝置被設(shè)置為遠離引擎，因此從引擎到電力接收裝置的熱傳遞也可被抑制。
[0015]優(yōu)選地，所述車輛還包括被連接到所述引擎的催化劑。在所述車體的所述前后方向上，所述電力接收線圈被設(shè)置在所述催化劑的后方，并且在所述車體的所述前后方向上，所述電容器被設(shè)置在所述電力接收線圈的后方。根據(jù)該配置，可抑制從催化劑到電容器的熱傳遞。
[0016]一種電力發(fā)送裝置，其被設(shè)置在停車位中，包括:電力發(fā)送線圈，其被形成為環(huán)繞沿所述停車位的前后方向延伸的線圈中心軸周圍的空間，用于在面向電力接收線圈的同時以非接觸的方式將電力發(fā)送到所述電力接收線圈；電容器，其被設(shè)置為在所述線圈中心軸的延伸方向上鄰近所述電力發(fā)送線圈；以及屏蔽物，其被設(shè)置在所述電力發(fā)送線圈與所述電容器之間。
[0017]優(yōu)選地，所述電力發(fā)送裝置還包括磁芯，所述電力發(fā)送線圈纏繞在該磁芯周圍。在所述線圈中心軸的延伸方向上，所述屏蔽物與所述磁芯之間的長度大于所述屏蔽物與所述電容器之間的長度。
[0018]根據(jù)本發(fā)明，可提供能夠減輕在電力傳輸期間對電容器的影響的電力接收裝置和電力發(fā)送裝置，以及包括這種電力接收裝置的車輛。
[0019]從結(jié)合附圖進行的對本發(fā)明的以下詳細描述，本發(fā)明的上述及其它目標(biāo)、特征、方面和優(yōu)點將變得更加明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1示意性地示出實施例中的電力傳輸系統(tǒng)。
[0021 ]圖2是示出實施例中的電動車輛的透視圖。
[0022]圖3是示出實施例中的電動車輛的底視圖。
[0023]圖4是示出實施例中的電力接收裝置和電力發(fā)送裝置的透視圖。
[0024]圖5是沿圖4中箭頭方向的線V-V截取的截面圖。
[0025]圖6示出沿圖5中箭頭VI的方向二維觀察時的電力接收裝置。
[0026]圖7示出沿圖5中箭頭VII的方向二維觀察時的電力發(fā)送裝置。
[0027]圖8是示出包括作為參考技術(shù)的電力接收裝置的電動車輛的底視圖。

【具體實施方式】
[0028]下面將參考附圖描述基于本發(fā)明的實施例。當(dāng)在實施例的描述中提及數(shù)量、量等時，本發(fā)明的范圍不一定限于這些數(shù)量、量等，除非另外指出。在實施例的描述中，相同或?qū)?yīng)的組件由相同的參考標(biāo)號表示，可以不重復(fù)冗余的描述。
[0029]圖1不意性地不出實施例中的電力傳輸系統(tǒng)1000。電力傳輸系統(tǒng)1000包括電動車輛100 (車輛)和外部電力饋送設(shè)備300。電動車輛100和外部電力饋送設(shè)備300的整體配置將在下面相繼地描述。
[0030](電動車輛100)
[0031]電動車輛100包括車體110和電力接收裝置200。車體110被設(shè)置有車輛E⑶120 (ECU:電子控制單元)、整流器130、DC/DC轉(zhuǎn)換器140、電池150、電力控制單元160、電動機單元170等。
[0032]電力接收裝置200被設(shè)置在車體110的底面上(稍后將詳細地描述)。當(dāng)電動車輛100停放在停車位340中并且電力接收裝置200的電力接收線圈250面向外部電力饋送設(shè)備300的電力發(fā)送裝置400 (電力發(fā)送線圈450)時，電力接收裝置200以非接觸的方式從電力發(fā)送裝置400接收電力。停車位340被設(shè)置有輪擋350和指示停車位置和停車區(qū)域的停車線360 (參見圖2)。
[0033]電力接收裝置200包括電力接收單元210和容納電力接收單元210的殼體260 (參見圖4和5)。電力接收單元210具有螺管型線圈單元230以及被連接到線圈單元230的電容器220。線圈單元230由鐵氧體制成的磁芯240、樹脂制成的用于固定磁芯240的固定部件242 (參見圖4至6)以及電力接收線圈250 ( 二次線圈)形成。
[0034]電力接收線圈250纏繞在上述固定部件的外周面周圍，并且被形成為環(huán)繞線圈中心軸02周圍的空間(參見圖2至4)。線圈中心軸02沿平行于車體110的前后方向的方向延伸。電力接收線圈250具有雜散電容(straycapacitance),并且被連接到整流器130。電路由電力接收線圈250的感應(yīng)系數(shù)、電力接收線圈250的雜散電容和電容器220的電容形成。關(guān)于電力接收線圈250，其匝數(shù)被適當(dāng)?shù)卦O(shè)定以增大與電力發(fā)送裝置400的電力發(fā)送線圈450的距離、表明電力發(fā)送線圈450與電力接收線圈250之間的諧振強度的Q值(例如，Q彡100)、以及表明它們之間的耦合程度的耦合系數(shù)K。
[0035]DC/DC轉(zhuǎn)換器140被連接到整流器130。整流器130將從電力接收裝置200提供的交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流，并且將該電流提供給DC/DC轉(zhuǎn)換器140。電池150被連接到DC/DC轉(zhuǎn)換器140。DC/DC轉(zhuǎn)換器140調(diào)整從整流器130提供的直流電流的電壓，并將該電流提供給電池150。
[0036]車輛E⑶120控制DC/DC轉(zhuǎn)換器140、電力控制單元160等的驅(qū)動。DC/DC轉(zhuǎn)換器140不是必要組件，但是可以根據(jù)需要被采用。如果不采用DC/DC轉(zhuǎn)換器140，則可以在電力發(fā)送裝置400與外部電力饋送設(shè)備300的高頻電力裝置310之間設(shè)置匹配箱。該匹配箱可匹配阻抗并替代DC/DC轉(zhuǎn)換器140。
[0037]電力控制單元160被連接到電池150。電動機單元170被連接到電力控制單元160。電力控制單元160包括未示出的被連接到電池150的轉(zhuǎn)換器以及未示出的被連接到該轉(zhuǎn)換器的逆變器。
[0038]轉(zhuǎn)換器調(diào)整(升高)從電池150提供的直流電流，并將該電流提供給逆變器。逆變器將從轉(zhuǎn)換器提供的直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流，然后將該電流提供給電動機單元170。電動機單元170包括作為發(fā)電機工作的電動發(fā)電機，以及作為電動機工作的電動發(fā)電機?？墒褂萌郃C電動機,例如作為電動機單元170。電動機單元170被從電力控制單元160的逆變器提供的交流電流驅(qū)動。
[0039]盡管該實施例中的電動車輛100作為混合動力車輛工作，但是電動車輛100也可作為燃料電池車輛工作，只要它由電動機單元驅(qū)動即可。電動車輛100可作為電動車輛工作，只要它由電動機驅(qū)動即可。盡管在該實施例中是車輛接收電力，但是除了車輛之外的事物也可接收電力。
[0040](外部電力饋送設(shè)備300)
[0041]外部電力饋送設(shè)備300包括電力發(fā)送裝置400、高頻電力裝置310和電力發(fā)送E⑶320。高頻電力裝置310被連接到AC電源330相連。AC電源330是商用電源、獨立的電源裝置等。電力發(fā)送裝置400被設(shè)置在停車位340內(nèi)并且被連接到高頻電力裝置310。電力發(fā)送E⑶320控制高頻電力裝置310等的驅(qū)動。
[0042]電力發(fā)送裝置400包括電力發(fā)送單元410和容納電力發(fā)送單元410的殼體460 (參見圖4和5)。電力發(fā)送單元410具有螺管型線圈單元430以及被連接到線圈單元430的電容器420。線圈單元430由鐵氧體制成的磁芯440、樹脂制成的用于固定磁芯440的固定部件442(參見圖4、5和7)以及電力發(fā)送線圈450 (—次線圈)形成。
[0043]電力發(fā)送線圈450纏繞在上述固定部件的外周面的周圍，并且被形成為環(huán)繞線圈中心軸01周圍的空間(參見圖2和4)。線圈中心軸01沿平行于停車位340的前后方向的方向延伸。停車位340的前后方向是指當(dāng)電動車輛100停放在停車位340中可實現(xiàn)電力傳輸?shù)囊?guī)定位置處時，與電動車輛100的前后方向?qū)?yīng)的方向。線圈中心軸01例如沿平行于停車線360(圖2)的方向延伸。線圈中心軸01例如沿與輪擋350(圖2)的設(shè)置方向正交的方向延伸。
[0044]電力發(fā)送線圈450具有雜散電容，并且被連接到高頻電力裝置310。電路由電力發(fā)送線圈450的感應(yīng)系數(shù)、電力發(fā)送線圈450的雜散電容和電容器420的電容形成。電力發(fā)送E⑶320控制外部電力饋送設(shè)備300中的裝置。高頻電力裝置310將從AC電源330提供的電力轉(zhuǎn)換為高頻電力，并且將經(jīng)過轉(zhuǎn)換的高頻電力提供給電力發(fā)送線圈450。電力發(fā)送線圈450通過電磁感應(yīng)，以非接觸的方式將電力發(fā)送到電力接收單元210的電力接收線圈250。
[0045](電動車輛100的底面的配置)
[0046]圖2是示出電動車輛100的透視圖。圖3是示出電動車輛100的底視圖。在圖2和3中，“U”指示鉛垂向上方向，“D”指示鉛垂向下方向，“L”指示車輛左側(cè)方向，“R”指示車輛右側(cè)方向，“F”指示車輛前進方向，“B”指示車輛后退方向。這些方向適用于稍后描述的圖4至8。
[0047]參考圖2和3，電動車輛100的車體110包括底面112。底面112是當(dāng)與地面相距一距離在鉛垂向下方向上觀察車體110(其中車輪111R、111L、118R和118L(圖3)接觸地面)時，車體110的可見區(qū)域。底面112具有中心位置Pl (圖3)。中心位置Pl位于底面112的在車體110的前后方向(車輛前進方向F和車輛后退方向B)上的中心，且位于底面112的在車體110的車輛寬度方向(車輛左側(cè)方向L和車輛右側(cè)方向R)上的中心。
[0048]如圖3所示，底面112被設(shè)置有地板面板(floor panel) 114、側(cè)梁(sidemember) 115R和115L、排氣管116、未示出的橫梁等。地板面板114具有板塊形狀，并且分隔車體110的內(nèi)部與車體110的外部。側(cè)梁115RU15L和橫梁被設(shè)置在地板面板114的下表面上。車體110包括引擎119，該引擎119被設(shè)置在前后方向上的中心位置Pl的前方(面向車輛前進方向F)。排氣管116通過催化劑117而被連接到引擎119。
[0049](電力接收裝置200)
[0050]如圖3所示，電力接收裝置200被設(shè)置在車體10的底面112上。電力接收裝置200被設(shè)置在前后方向上的引擎119的后方(面向車輛后退方向B)且在前后方向上的中心位置P的前方(面向車輛前進方向F)。為了將電力接收裝置200固定到底面112，電力接收裝置200可從側(cè)梁115R、115L或橫梁懸置，或者電力接收裝置200可被固定到地板面板114 上。
[0051]電力接收裝置200的電力接收單元210在被容納在箱形殼體260中的同時被附到底面112上。如上所述，電力接收單元210的電力接收線圈250的線圈中心軸02沿與車體110的前后方向平行的方向延伸。在該實施例中，旨在當(dāng)電動車輛100被停放在使用輪擋350 (圖2)和作為標(biāo)記的停車線360 (圖2)的停車位340中時，電力接收線圈250 ( 二次線圈)的線圈中心軸02和電力發(fā)送線圈450 (—次線圈)的線圈中心軸01變?yōu)楸舜似叫?參見圖2)。
[0052]圖4是示出電力接收裝置200和電力發(fā)送裝置400的透視圖。圖5是沿圖4中的箭頭方向的線V-V截取的截面圖。圖6示出沿圖5中箭頭VI的方向二維觀察時的電力接收裝置200。圖7示出沿圖5中箭頭VII的方向二維觀察時的電力發(fā)送裝置400。
[0053]現(xiàn)在參考圖4至6，該實施例中的電力接收裝置200包括電力接收單元210、殼體260和屏蔽物(shield) 270。電力接收單元210和屏蔽物270被容納在殼體260中。在車體110的車輛寬度方向(車輛左側(cè)方向L和車輛右側(cè)方向R)上，電力接收單元210的電力接收線圈250的線圈中心軸02的位置與殼體260的同一方向上的中心位置匹配。殼體260包括容納部261和蓋部267。容納部261和蓋部267例如由樹脂制成。
[0054]容納部261包括被設(shè)置在較靠近地板面板114 (圖3)側(cè)的頂板部262以及從頂板部262的外圍邊緣沿鉛垂向下方向D垂下的周壁部263至266，并且向下開口(鉛垂向下方向D)。蓋部267被設(shè)置為封閉容納部261的開口。電磁屏蔽板268 (圖5)被設(shè)置在頂板部262上以面向鉛垂向上方向U。電磁屏蔽板268具有平板形狀。例如可使用厚度為Imm的矩形鋁板作為電磁屏蔽板268。
[0055]電力接收單元210具有螺管型線圈單元230以及被連接到線圈單元230的電容器220。線圈單元230由鐵氧體制成的磁芯240、樹脂制成的用于固定磁芯240的固定部件242以及電力接收線圈250 ( 二次線圈)形成。
[0056]磁芯240被容納在固定部件242(圖5)中。電力接收線圈250纏繞在固定部件242的周面的周圍，以便環(huán)繞線圈中心軸02周圍的空間。如上所述，電力接收線圈250的線圈中心軸02具有沿與車體110的前后方向平行的方向線性延伸的形狀。
[0057]電容器220被設(shè)置為在線圈中心軸02的延伸方向上鄰近電力接收線圈250，并且電容器220與電力接收線圈250之間具有間隔。如在此使用的那樣，“鄰近”例如意味著當(dāng)電力接收線圈250在線圈中心軸02的延伸方向上投影時，電力接收線圈250的投影圖像的至少一部分疊加在電容器220上。在線圈中心軸02的延伸方向上，電容器220被設(shè)置為在車體110中位于電力接收線圈250的后方(面向車輛后退方向B)。
[0058]屏蔽物270被設(shè)置為在線圈中心軸02的延伸方向上位于電力接收線圈250與電容器220之間。如在開始處所述，電容器220可能受到在電力傳輸期間所產(chǎn)生的磁場或電場的影響，或者可能受到在電力接收線圈250周圍設(shè)置的部件中產(chǎn)生的熱的影響。屏蔽物270是用于減小在電力傳輸期間對電容器220的此類影響的部件。
[0059]屏蔽物270包括與殼體260(圖4和5)的頂板部262平行地延伸的固定部271、以及從固定部271的面向車輛后退方向B的端部沿鉛垂向下方向D垂下的板狀壁部272。固定部271和壁部272由諸如銅的金屬材料制成，并且總體具有L形截面。
[0060]固定部271是用于將壁部272固定到殼體260的部分。緊固工具281被用于將線圈單元230固定到殼體260。緊固工具281固定固定部件242，從而使用其間的緊固部件242將電力接收線圈250固定到殼體260。在該實施例中，緊固工具281將電力接收線圈250以及屏蔽物270的固定部271固定到殼體260。換言之，緊固工具281將線圈單元230和屏蔽物270 —起緊固到殼體260的頂板部262。優(yōu)選地在車體110的寬度方向上，固定部271的寬度尺寸大于電力接收線圈250的寬度尺寸?？梢种齐娏邮站€圈250周圍變暖的空氣通過對流朝向電容器220流動。
[0061]現(xiàn)在參考圖5，屏蔽物270的壁部272被設(shè)置為使得在線圈中心軸02的延伸方向上電力接收線圈250和電容器220彼此分隔開。壁部272沿與車體110的車輛寬度方向(車輛左側(cè)方向L和車輛右側(cè)方向R)平行的方向延伸。在線圈中心軸02的延伸方向上，屏蔽物270的壁部272與磁芯240的端部之間的長度LI大于屏蔽物270與電容器220之間的長度L2。
[0062]如此處使用的那樣，長度LI表示磁芯240的面向車輛后退方向B的端部與屏蔽物270的壁部272的面向車輛前進方向F的表面部分之間的長度。如此處使用的那樣，長度L2表示電容器220的面向車輛前進方向F的端部與屏蔽物270的壁部272的面向車輛后退方向B的表面部分之間的長度。
[0063]現(xiàn)在參考圖6，在車體110的車輛寬度方向(車輛左側(cè)方向L和車輛右側(cè)方向R)上，壁部272的寬度尺寸W2大于磁芯240的寬度尺寸Wl。壁部272被設(shè)置為使得:當(dāng)磁芯240沿線圈中心軸02的延伸方向投影在壁部272上時，磁芯240的整個投影圖像被包括在壁部272中。壁部272被設(shè)置為使得:當(dāng)電容器220沿線圈中心軸02的延伸方向投影在壁部272上時，電容器220的整個投影圖像被包括在壁部272中。在車體110的車輛寬度方向(車輛左側(cè)方向L和車輛右側(cè)方向R)上，壁部272的寬度尺寸W2可大于電力接收線圈250的寬度尺寸W10。
[0064](電力發(fā)送裝置400)
[0065]再次參考圖4至6，該實施例中的電力發(fā)送裝置400包括電力發(fā)送單元410、殼體460和屏蔽物470。電力發(fā)送單元410和屏蔽物470被容納在殼體460中。殼體460包括容納部461和蓋部467。容納部461和蓋部467例如由樹脂制成。為了清楚地示例電力發(fā)送裝置400的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，在圖4中以雙點劃線示出蓋部467。
[0066]容納部461包括底板部462以及從底板部462的外圍邊緣沿鉛垂向上方向U起來的周壁部463至466，并且向上開口(鉛垂向上方向U)。蓋部467被設(shè)置為封閉容納部461的開口。電磁屏蔽板468(圖5)被設(shè)置在底板部462上以面向鉛垂向下方向D。電磁屏蔽板468具有平板形狀。例如可使用厚度為Imm的矩形招板作為電磁屏蔽板468。
[0067]電力發(fā)送單元410具有螺管型線圈單元430以及被連接到線圈單元430的電容器420。線圈單元430由鐵氧體制成的磁芯440、樹脂制成的用于固定磁芯440的固定部件442以及電力發(fā)送線圈450 (—次線圈)形成。
[0068]磁芯440被容納在固定部件442(圖5)中。電力發(fā)送線圈450纏繞在固定部件442的周面的周圍，以便環(huán)繞線圈中心軸01周圍的空間。如上所述，電力發(fā)送線圈450的線圈中心軸01具有沿與停車位340 (圖2)的前后方向平行的方向線性延伸的形狀。
[0069]電容器420被設(shè)置為在線圈中心軸01的延伸方向上鄰近電力發(fā)送線圈450,并且電容器420與電力發(fā)送線圈450之間具有間隔。如在此使用的那樣，“鄰近”例如意味著當(dāng)電力發(fā)送線圈450在線圈中心軸01的延伸方向上投影時，電力發(fā)送線圈450的投影圖像的至少一部分疊加在電容器420上。在線圈中心軸01的延伸方向上，電容器420被設(shè)置為在停車位340 (車體110)中位于電力發(fā)送線圈450的后方(面向車輛后退方向B)。
[0070]屏蔽物470被設(shè)置為在線圈中心軸01的延伸方向上位于電力發(fā)送線圈450與電容器420之間。如在開始處所述，電容器420可能受到在電力傳輸期間所產(chǎn)生的磁場或電場的影響，或者可能受到在電力發(fā)送線圈450周圍設(shè)置的部件中產(chǎn)生的熱的影響。屏蔽物470是用于減小在電力傳輸期間對電容器420的此類影響的部件。
[0071]屏蔽物470包括與殼體460(圖4和5)的底板部462平行地延伸的固定部471以及從固定部471的面向車輛后退方向B的端部沿鉛垂向上方向U升起的板狀壁部472。固定部471和壁部472由諸如銅的金屬材料制成。
[0072]固定部471是用于將壁部472固定到殼體460的部分。緊固工具481被用于將線圈單元430固定到殼體460。緊固工具481固定固定部件442，從而使用其間的緊固部件442將電力發(fā)送線圈450固定到殼體460。在該實施例中，緊固工具481將電力發(fā)送線圈450以及屏蔽物470的固定部471固定到殼體460。換言之，緊固工具481將線圈單元430和屏蔽物470 —起緊固到殼體460的底板部462。
[0073]參考圖5，屏蔽物470的壁部472被設(shè)置為使得在線圈中心軸01的延伸方向上電力發(fā)送線圈450和電容器420彼此分隔開。壁部472沿與停車位340 (車體110)的寬度方向(車輛左側(cè)方向L和車輛右側(cè)方向R)平行的方向延伸。在線圈中心軸Ol的延伸方向上，屏蔽物470的壁部472與磁芯440的端部之間的長度L3大于屏蔽物470與電容器420之間的長度L4。
[0074]如此處使用的那樣，長度L3是指磁芯440的面向車輛后退方向B的端部與屏蔽物470的壁部472的面向車輛前進方向F的表面部分之間的長度。如此處使用的那樣，長度L4是指電容器420的面向車輛前進方向F的端部與屏蔽物470的壁部472的面向車輛后退方向B的表面部分之間的長度。
[0075]參考圖7，在停車位340 (車體110)的寬度方向(車輛左側(cè)方向L和車輛右側(cè)方向R)上，壁部472的寬度尺寸W4大于磁芯440的寬度尺寸W3。壁部472被設(shè)置為使得:當(dāng)磁芯440沿線圈中心軸01的延伸方向投影在壁部472上時，磁芯440的整個投影圖像被包括在壁部472中。壁部472被設(shè)置為使得:當(dāng)電容器420沿線圈中心軸01的延伸方向投影在壁部472上時，電容器420的整個投影圖像被包括在壁部472中。在車體110的車輛寬度方向(車輛左側(cè)方向L和車輛右側(cè)方向R)上，壁部472的寬度尺寸W4可大于電力發(fā)送線圈450的寬度尺寸W30。
[0076](作用與效果)
[0077]再次參考圖2至5，在電力接收裝置200與電力發(fā)送裝置400之間傳輸電力之前，電動車輛100沿停車線360 (圖2)在車輛后退方向B上移動，并且使用輪擋350停在停車位340內(nèi)的規(guī)定位置。電力接收裝置200和電力發(fā)送裝置400被設(shè)置為彼此相對，其間具有氣隙。在此，旨在使電力接收線圈250( 二次線圈)的線圈中心軸02和電力發(fā)送線圈450( —次線圈)的線圈中心軸01變得彼此平行。
[0078]在該實施例中，在車體110的車輛寬度方向上，電力接收線圈250的線圈中心軸02與殼體260的同一方向(車輛寬度方向)上的中心位置匹配。線圈中心軸02位于車體110的底面112的在車輛寬度方向上的中心。對于被設(shè)置為使得線圈中心軸01位于停車位340(停車線360、360)的同一方向(寬度方向)上的中心位置的電力發(fā)送裝置400，根據(jù)車體110，電力接收單元210和電力發(fā)送單元410可容易地、準(zhǔn)確地彼此對齊。
[0079]參考圖8，假設(shè)電容器220如在電力接收裝置200A中所示的那樣在車輛寬度方向上鄰近電力接收線圈250。在該配置中，電力接收線圈250的線圈中心軸02的位置與殼體260的同一方向(車輛寬度方向)上的中心軸03的位置不匹配。如果殼體260被設(shè)置在車輛寬度方向上的中心，則線圈中心軸02可能不位于車體110的底面112的車輛寬度方向上的中心04。在電力接收裝置200A的該配置中，電力接收線圈250的線圈中心軸02和電力發(fā)送線圈150的線圈中心軸01可能不能適當(dāng)?shù)乇舜藢R。
[0080]再次參考圖2至5，在該實施例中，電力接收裝置200的電容器220在線圈中心軸02的延伸方向(前后方向)上鄰近電力接收線圈250。線圈中心軸02位于車體110的底面112的車輛寬度方向上的中心，由此允許在電力接收線圈250的線圈中心軸02與電力發(fā)送線圈450的線圈中心軸01之間實現(xiàn)適當(dāng)?shù)膶R。在該實施例中，電力發(fā)送裝置400的電容器420也在線圈中心軸01的延伸方向(前后方向)上鄰近電力發(fā)送線圈450，由此也提供與上述電力發(fā)送裝置400中的作用和效果類似的作用和效果。
[0081]如在開始處所述，如果線圈和電容器位于某一位置以形成諧振電路，則電容器可能受到在電力傳輸期間所產(chǎn)生的磁場或電場的影響，或者可能受到在線圈中或在線圈周圍設(shè)置的部件中產(chǎn)生的熱的影響。當(dāng)電容器受到它們的影響時，電容器的電容會發(fā)生變化，從而改變諧振電路的諧振頻率，這會導(dǎo)致較低的電力傳輸效率。
[0082]與之相對照，在電力接收裝置200中，電力傳輸期間對電容器220的這種影響被屏蔽物270有效地減小。從屏蔽物270觀察，屏蔽物270抑制了所觀察到的電力接收線圈250側(cè)產(chǎn)生的磁通和熱從屏蔽物270到電容器220的傳輸。電容器的電容變化可得到抑制，從而抑制電力傳輸效率的降低。在該實施例中，電力傳輸期間對電容器420的這種影響也可通過電力發(fā)送裝置400中的屏蔽物470有效地減小，從而也提供與上述電力發(fā)送裝置400中的作用和效果類似的作用和效果。
[0083]在該實施例中，壁部272的寬度尺寸W2大于磁芯240的寬度尺寸Wl (W2 > Wl)。在殼體260 (圖4)的周壁部263、265與屏蔽物270的壁部272之間設(shè)置間隙。盡管寬度尺寸W2可以等于或小于寬度尺寸W1，但是屏蔽物270可具有封閉該間隙的形狀，以便進一步抑制熱傳遞。同樣，壁部272的面向鉛垂向下方向D的端部可具有與蓋部267接觸的形狀。即，屏蔽物270可具有這樣的形狀:該形狀盡可能地將殼體260的內(nèi)部空間分為設(shè)置電力接收線圈250的空間以及設(shè)置電容器220的空間。
[0084]如上所述，在線圈中心軸02的延伸方向上，屏蔽物270的壁部272與磁芯240 (圖5)的端部之間的長度LI大于屏蔽物270與電容器220(圖5)之間的長度L2 (L1>L2)。盡管長度LI可等于或小于長度L2 (LI ( L2)，但是與滿足LI ( L2的配置相比，滿足L1>L2的配置可減少由于磁通而導(dǎo)致的在屏蔽物270中發(fā)生的渦電流損耗并且抑制由于壁部272的存在而導(dǎo)致的電力傳輸效率的降低。
[0085]在該實施例中，在電力發(fā)送裝置400中同樣地，屏蔽物470的壁部472與磁芯440 (圖5)的端部之間的長度L3大于屏蔽物470與電容器420 (圖5)之間的長度L4 (L3>L4)。盡管長度L3可等于或小于長度L4 (L3 ( L4)，但是與滿足L3 ( L4的配置相t匕，滿足L3>L4的配置可減少由于磁通而導(dǎo)致的在屏蔽物470中發(fā)生的渦電流損耗。
[0086]如上所述，屏蔽物270包括沿與殼體260 (圖4和5)的頂板部262平行地延伸的固定部271、以及從固定部271的面向車輛后退方向B的端部沿鉛垂向下方向D垂下的板狀壁部272。根據(jù)該配置，在鉛垂向上方向U上位于壁部272上方的間隙被固定部271封閉，從而減少通過對流的熱傳遞。
[0087]如上所述，緊固工具281 (圖5)被用于將線圈單元230固定到殼體260。緊固工具281固定固定部件242，從而使用其間的固定部件242將電力接收線圈250固定到殼體260。在該實施例中，緊固工具281將電力接收線圈250以及屏蔽物270的固定部271固定到殼體260。換言之，緊固工具281將線圈單元230和屏蔽物270 —起緊固到殼體260的頂板部262。緊固工具281兼具用于固定線圈單元230的手段和用于固定屏蔽物270的手段，從而在組裝電力接收裝置200時便于操作。
[0088]如上所述，在車體110 (圖3)的前后方向上，電力接收裝置200被設(shè)置在引擎119的后方且在中心位置Pl的前方。在線圈中心軸02的延伸方向上，電容器220被設(shè)置為在車體110中位于電力接收線圈250的后方。電容器220被設(shè)置為相對于電力接收線圈250與催化劑117相反。雖然電容器220與電力接收線圈250之間的位置關(guān)系可以倒置，但是電容器的電容變化可通過將電容器220設(shè)置為遠離諸如引擎119和催化劑117的熱源而進一步被抑制?？煽紤]諸如引擎119和催化劑117的熱源的位置而確定電力接收裝置200的位置。這樣做時，可根據(jù)需要采用其中電容器220被設(shè)置為在車體110中位于電力接收線圈250的前方的配置。
[0089]車體110中設(shè)置引擎119的前方側(cè)的車輛高度變化小于車體110中設(shè)置行李間和乘客艙的后方側(cè)的車輛高度變化。由于電力接收裝置200被設(shè)置在中心位置Pl的前方，因此電力接收裝置200的高度位置較小可能受到車輛高度變化的影響，由此允許在接近設(shè)計預(yù)定的條件(例如，阻抗)下實現(xiàn)電力傳輸。
[0090]雖然上面已經(jīng)描述了本發(fā)明的實施例，但是應(yīng)該理解，此處公開的實施例在每一方面僅是示例性的，而非限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求的各項限定，并且旨在包括處于與權(quán)利要求的各項等同的范圍和意義內(nèi)的任何修改。
【權(quán)利要求】
1.一種電力接收裝置(200、200A)，其被設(shè)置在車體(110)的底面(112)上，包括: 電力接收線圈(250)，其被形成為環(huán)繞沿所述車體的前后方向延伸的線圈中心軸(02)周圍的空間，用于在面向電力發(fā)送線圈(450)的同時以非接觸的方式從所述電力發(fā)送線圈接收電力； 電容器(220)，其被設(shè)置為在所述線圈中心軸的延伸方向上鄰近所述電力接收線圈；以及 屏蔽物(270)，其被設(shè)置在所述電力接收線圈與所述電容器之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力接收裝置，還包括磁芯(240)，所述電力接收線圈纏繞在該磁芯周圍，其中 在所述線圈中心軸的延伸方向上，所述屏蔽物與所述磁芯之間的長度(L1)大于所述屏蔽物與所述電容器之間的長度(L2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力接收裝置，其中 所述屏蔽物(270)包括 壁部(272)，其位于所述電力接收線圈與所述電容器之間，以及固定部(271)，其用于將所述壁部固定到容納所述電力接收線圈的殼體(260)，并且所述固定部的在所述車體的寬度方向上的寬度尺寸(W2)大于所述電力接收線圈的在所述車體的所述寬度方向上的寬度尺寸(W10)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力接收裝置，還包括用于將所述電力接收線圈固定到所述殼體的緊固工具(281)，其中 所述固定部通過所述緊固工具而被固定到所述殼體。
5.一種車輛，包括: 引擎(119)，其被設(shè)置在車體的前后方向上的中心位置的前方；以及 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電力接收裝置，其中 在所述車體的所述前后方向上，所述電力接收裝置被設(shè)置在所述引擎的后方且在所述中心位置的前方。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的車輛，還包括被連接到所述引擎的催化劑(117)，其中 在所述車體的所述前后方向上，所述電力接收線圈被設(shè)置在所述催化劑的后方，并且 在所述車體的所述前后方向上，所述電容器被設(shè)置在所述電力接收線圈的后方。
7.一種電力發(fā)送裝置(400)，其被設(shè)置在停車位(340)中，包括: 電力發(fā)送線圈(450)，其被形成為環(huán)繞沿所述停車位的前后方向延伸的線圈中心軸周圍的空間，用于在面向電力接收線圈(250)的同時以非接觸的方式將電力發(fā)送到所述電力接收線圈； 電容器(420)，其被設(shè)置為在所述線圈中心軸的延伸方向上鄰近所述電力發(fā)送線圈；以及 屏蔽物(470)，其被設(shè)置在所述電力發(fā)送線圈與所述電容器之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電力發(fā)送裝置，還包括磁芯(440)，所述電力發(fā)送線圈纏繞在該磁芯周圍，其中 在所述線圈中心軸的延伸方向上，所述屏蔽物與所述磁芯之間的長度(L3)大于所述屏蔽物與所述電容器之間的長度(L4)。
【文檔編號】H02J17/00GK104426249SQ201410460889
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】湯淺浩章 申請人:豐田自動車株式會社