供電單元、受電單元和供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種供電單元、受電單元以及供電系統(tǒng)，并且特別地涉及一種以非接觸的方式供應(yīng)功率的供電單元和以非接觸的方式接受功率的受電單元，以及設(shè)置有該供電單元和該受電單元的供電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，已受關(guān)注不使用電源線或輸電電纜的無線供電系統(tǒng)，作為將功率供應(yīng)到安裝于混合動力車輛或電動車輛上的蓄電池的供電系統(tǒng)。在這樣的共振型供電系統(tǒng)中，以如下方式設(shè)置一對彼此電磁共振的共振線圈:一個線圈安裝在供電設(shè)備的底表面處，并且另一個線圈安裝到車輛，從而以非接觸的方式將功率從安裝在供電設(shè)備的底表面上的共振線圈供應(yīng)到安裝到車輛的共振線圈。下文中，安裝到供電設(shè)備的一個共振線圈稱為供電側(cè)共振線圈，并且安裝到車輛的另一共振線圈稱為受電側(cè)共振線圈。
[0003]上述共振型供電系統(tǒng)在如下方面是有利的:即使當(dāng)供電側(cè)共振線圈與受電側(cè)共振線圈之間存在一定距離時，也可以無線地供應(yīng)功率。然而，由于供電側(cè)共振線圈與受電側(cè)共振線圈之間存在距離，所以存在于線圈周圍可能產(chǎn)生大量的電磁泄露的擔(dān)憂。
[0004]因此，如圖14和15所示，作為防止這樣的電磁泄露的方法，考慮了這樣的方法:其中設(shè)置了包圍供電偵烘振線圈101和受電側(cè)共振線圈102的側(cè)表面的金屬屏蔽框架103和104，并且，磁體105和106安置到各個供電側(cè)共振線圈101和受電側(cè)共振線圈102彼此遠(yuǎn)離而隔開的側(cè)(專利文獻(xiàn)I)。然而該方法具有如下問題:難以在對混合動力車輛或電動車輛的高功率供電中充分地防止電磁泄露。
[0005]另外，當(dāng)受電側(cè)共振線圈102安裝到汽車時，存在于供電側(cè)共振線圈101與受電側(cè)共振線圈102彼此不對齊的狀態(tài)下供電的情況。當(dāng)在這樣的狀態(tài)下供電時，電磁泄露進(jìn)一步增加。而且，在高功率供電中，由于電磁泄露的影響，在屏蔽框架103和104的外表面處產(chǎn)生渦流，使得從中生成電磁噪音，這是有問題的。
[0006]引用列表
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:JP 2011-45189A

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]技術(shù)問題
[0010]因此，本發(fā)明產(chǎn)品目的在于提供一種防止電磁泄露的供電系統(tǒng)。
[0011]解決問題的方案
[0012]本發(fā)明解決上述問題的一方面在于一種供電單元，該供電單元包括:
[0013]電源；供電側(cè)共振線圈，該供電側(cè)共振線圈構(gòu)造成與安裝到車輛的受電側(cè)共振線圈共振，以將供應(yīng)自所述電源的功率以非接觸的方式供應(yīng)到所述受電側(cè)共振線圈；以及導(dǎo)電的屏蔽外殼，該屏蔽外殼由以下形成:底壁，該底壁覆蓋所述供電側(cè)共振線圈遠(yuǎn)離所述受電側(cè)共振線圈而隔開的一側(cè)；以及豎直壁，該豎直壁從所述底壁的周圍豎起，并且容納所述供電側(cè)共振線圈，其中，磁體設(shè)置在所述屏蔽外殼的豎直壁的表面上。
[0014]本發(fā)明的第一優(yōu)選方面在于一種受電單元，該受電單元包括:受電側(cè)共振線圈，該受電側(cè)共振線圈安裝到車輛，并且構(gòu)造成與所述供電側(cè)共振線圈電測地共振，從而以非接觸的方式接收來自所述供電側(cè)共振線圈的功率；以及導(dǎo)電的屏蔽外殼，該屏蔽外殼由以下形成:底壁，該底壁覆蓋所述受電側(cè)共振線圈遠(yuǎn)離所述供電側(cè)共振線圈而隔開的一側(cè)；以及豎直壁，該豎直壁從所述底壁的周圍豎起，并且容納所述受電側(cè)共振線圈，其中，磁體設(shè)置在所述屏蔽外殼的豎直壁的表面上。
[0015]本發(fā)明的第二優(yōu)選方面在于一種供電系統(tǒng)，該供電系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明的一個方面的供電單元以及根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選方面的受電單元。
[0016]本發(fā)明的第三優(yōu)選方面在于，在根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選方面的供電系統(tǒng)中，其中，所述磁體設(shè)置在所述屏蔽外殼的外表面上。
[0017]本發(fā)明的第四優(yōu)選方面在于，在根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選方面或本發(fā)明的第三優(yōu)選方面的供電系統(tǒng)中，其中所述磁體還設(shè)置到所述屏蔽外殼的底壁。
[0018]本發(fā)明的第五優(yōu)選方面在于，在根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選方面到本發(fā)明的第四優(yōu)選方面的任意一項的供電系統(tǒng)中，其中所述磁體設(shè)置有狹縫。
[0019]本發(fā)明的第六優(yōu)選方面在于，在根據(jù)本發(fā)明的第四優(yōu)選方面的供電系統(tǒng)中，其中，所述磁體設(shè)置有狹縫，所述供電側(cè)共振線圈和所述受電側(cè)共振線圈的中心軸安置成垂直于供電時所述供電側(cè)共振線圈與所述受電側(cè)共振線圈的分開方向，并且所述狹縫沿著所述中心軸設(shè)置。
[0020]發(fā)明的有益效果
[0021]根據(jù)如上所述的本發(fā)明的第一方面到第二優(yōu)選方面以及本發(fā)明的第四優(yōu)選方面，供電側(cè)共振線圈和受電側(cè)共振線圈由屏蔽外殼的底壁和豎直壁包圍，而且，磁體設(shè)置到屏蔽外殼的豎直壁，使得即使在汽車的高功率供電系統(tǒng)中也能夠充分地防止電磁泄露。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選方面，磁體設(shè)置在屏蔽外殼的外表面上。從而，泄漏磁場在到達(dá)屏蔽外殼的外表面之前利用磁體轉(zhuǎn)換為熱能，并且因此，渦流不流到屏蔽外殼的外表面并且不產(chǎn)生電磁噪音，使得能夠更加可靠地防止磁場泄露。另外，雖然磁體通過吸收電磁波并且將其轉(zhuǎn)換為熱能而變熱，如上所述，也能夠通過將磁體設(shè)置到屏蔽外殼的外表面而增加磁體的熱輻射效應(yīng)，從而防止磁體變得過熱。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第五優(yōu)選方面，由于狹縫設(shè)置到磁體，所以能夠?qū)崿F(xiàn)磁體的熱輻射效應(yīng)的提尚。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的第六優(yōu)選方面，供電側(cè)共振線圈和受電側(cè)共振線圈的中心軸安置成垂直于供電時供電側(cè)共振線圈與受電側(cè)共振線圈分開的方向，并且狹縫沿著中心軸方向設(shè)置，使得即使當(dāng)設(shè)置狹縫時也能夠可靠地防止磁場泄露。
【附圖說明】
[0025]圖1是示出本發(fā)明的供電系統(tǒng)的實施例的框圖。
[0026]圖2是根據(jù)第一實施例的不出圖1所不的供電側(cè)屏蔽外殼和受電側(cè)屏蔽外殼的透視圖。
[0027]圖3是沿著圖2的線1-1截取的截面圖。
[0028]圖4是根據(jù)第二實施例的示出圖1所示的供電側(cè)屏蔽外殼和受電側(cè)屏蔽外殼的透視圖。
[0029]圖5是沿著圖4的線I1-1I截取的截面圖。
[0030]圖6是示出與距共振線圈的中心距離相關(guān)的漏磁場的仿真結(jié)果的圖表，涉及:根據(jù)第一實施例的本發(fā)明產(chǎn)品A(無狹縫)、根據(jù)第二實施例的本發(fā)明產(chǎn)品B(具有狹縫)、其中鐵氧體不裝接到圖2所示的屏蔽外殼的對比產(chǎn)品，以及具有圖14所示的屏蔽框架和磁體的傳統(tǒng)產(chǎn)品。
[0031]圖7是根據(jù)第三實施例的不出圖1所不的供電側(cè)屏蔽外殼和受電側(cè)屏蔽外殼的透視圖。
[0032]圖8是沿著圖7的線II1-1II截取的截面圖。
[0033]圖9是根據(jù)第三實施例的不出圖1所不的供電側(cè)屏蔽外殼和受電側(cè)屏蔽外殼的透視圖。
[0034]圖10是示出與距中心的距離相關(guān)的漏磁場的仿真結(jié)果的圖表，涉及:本發(fā)明產(chǎn)品C，其中多個設(shè)置到鐵氧體的狹縫沿著中心軸直線狀地設(shè)置；本發(fā)明產(chǎn)品D，其中多個設(shè)置到鐵氧體的狹縫沿著垂直于中心軸的方向直線狀地設(shè)置；以及本發(fā)明產(chǎn)品E，其中不設(shè)置狹縫。
[0035]圖11是根據(jù)第四實施例的示出圖1所示的供電側(cè)屏蔽外殼和受電側(cè)屏蔽外殼的透視圖。
[0036]圖12是沿著圖10的線IV-1V截取的截面圖。
[0037]圖13是示出與距中心的距離相關(guān)的漏磁場的仿真結(jié)果的圖表，涉及:對比產(chǎn)品，其中鐵氧體不裝接到圖11所示的屏蔽外殼；本發(fā)明產(chǎn)品E，其中鐵氧體裝接到圖11所示的屏蔽外殼的底壁和豎直壁；以及本發(fā)明產(chǎn)品F，其中鐵氧體僅裝接到圖11所示的屏蔽外殼的豎直壁。
[0038]圖14是示出相關(guān)技術(shù)的供電系統(tǒng)的實例的透視圖。
[0039]圖15是沿著圖14的線V-V截取的截面圖。
[0040]參考標(biāo)記列表
[0041]I 供電系統(tǒng)
[0042]2供電單元
[0043]3受電單元
[0044]21 高頻電源(電源)
[0045]23 供電側(cè)共振線圈
[0046]31 受電側(cè)共振線圈
[0047]24 供電側(cè)屏蔽外殼(屏蔽外殼)
[0048]24A 底壁
[0049]24B 豎直壁
[0050]25 鐵氧體(磁體)
[0051]26 狹縫
[0052]35 受電側(cè)屏蔽外殼(屏蔽外殼)
[0053]35A底壁
[0054]35B豎直壁
[0055]36鐵氧體(磁體)
[0056]37狹縫
【具體實施方式】
[0057]第一實施例
[0058]后文中，下面將通過參考圖1至3描述根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的供電系統(tǒng)。圖1是示出本發(fā)明的供電系統(tǒng)的實施例的框圖。圖2是根據(jù)第一實施例的示出圖1所示的供電側(cè)屏蔽外殼和受電側(cè)屏蔽外殼的透視圖。圖3是沿著圖2的線1-1截取的截面圖。如圖1所示，供電系統(tǒng)I設(shè)置有安置到供電設(shè)備的供電單元2和安裝到車輛的受電單元3。
[0059]上述供電單元2設(shè)置有:高頻電源21，其作為電源；供電側(cè)環(huán)形天線22，高頻功率從高頻電源21供應(yīng)到該供電側(cè)環(huán)形天線22 ;供電側(cè)共振線圈23，其電磁性地耦合到供電側(cè)環(huán)形天線22 ;供電側(cè)電容Cl，其連接到供電側(cè)共振線圈23的兩端；以及供電側(cè)屏蔽外殼24，其容納供電側(cè)環(huán)形天線22和供電側(cè)共振線圈23。
[0060]上