JP2010074937A - Non-contact power receiving apparatus and vehicle equipped with the same - Google Patents
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Abstract
【課題】放熱性に優れた非接触受電装置およびそれを備える車両を提供する。
【解決手段】非接触受電装置400は、送電コイルから送電された電力を電磁共鳴により受電する受電コイルである二次自己共振コイル110と、受電コイルを内部に収容するコイルケース402と、コイルケース402の外部に配置され、受電コイルの共鳴周波数を調整するために受電コイルに電気的に接続されるコンデンサ404とを含む。
【選択図】図4A non-contact power receiving device with excellent heat dissipation and a vehicle including the same are provided.
A non-contact power receiving apparatus includes a secondary self-resonant coil that is a power receiving coil that receives power transmitted from a power transmitting coil by electromagnetic resonance, a coil case that houses the power receiving coil, and a coil case. And a capacitor 404 that is disposed outside of 402 and is electrically connected to the receiving coil to adjust the resonance frequency of the receiving coil.
[Selection] Figure 4
Description
この発明は、非接触受電装置およびそれを備える車両に関し、特に、車両外部の電源から車両へ非接触で電力を供給する技術に関する。 The present invention relates to a non-contact power receiving apparatus and a vehicle including the same, and more particularly to a technique for supplying electric power from a power source outside the vehicle to the vehicle in a non-contact manner.
環境に配慮した車両として、電気自動車やハイブリッド車などの電動車両が大きく注目されている。これらの車両は、走行駆動力を発生する電動機と、その電動機に供給される電力を蓄える再充電可能な蓄電装置とを搭載する。なお、ハイブリッド車は、電動機とともに内燃機関をさらに動力源として搭載した車両や、車両駆動用の直流電源として蓄電装置とともに燃料電池をさらに搭載した車両である。 As environmentally friendly vehicles, electric vehicles such as electric vehicles and hybrid vehicles have attracted a great deal of attention. These vehicles are equipped with an electric motor that generates driving force and a rechargeable power storage device that stores electric power supplied to the electric motor. The hybrid vehicle is a vehicle in which an internal combustion engine is further mounted as a power source together with an electric motor, or a vehicle in which a fuel cell is further mounted together with a power storage device as a DC power source for driving the vehicle.
ハイブリッド車においても、電気自動車と同様に、車両外部の電源から車載の蓄電装置を充電可能な車両が知られている。たとえば、家屋に設けられた電源コンセントと車両に設けられた充電口とを充電ケーブルで接続することにより、一般家庭の電源から蓄電装置を充電可能ないわゆる「プラグイン・ハイブリッド車」が知られている。 As in the case of an electric vehicle, a hybrid vehicle is known that can charge an in-vehicle power storage device from a power source outside the vehicle. For example, a so-called “plug-in hybrid vehicle” that can charge a power storage device from a general household power supply by connecting a power outlet provided in a house and a charging port provided in the vehicle with a charging cable is known. Yes.
一方、送電方法として、電源コードや送電ケーブルを用いないワイヤレス送電が近年注目されている。このワイヤレス送電技術としては、有力なものとして、電磁誘導を用いた送電、電磁波を用いた送電、および共鳴法による送電の3つの技術が知られている。 On the other hand, as a power transmission method, wireless power transmission that does not use a power cord or a power transmission cable has recently attracted attention. As this wireless power transmission technology, three technologies known as power transmission using electromagnetic induction, power transmission using electromagnetic waves, and power transmission using a resonance method are known.
このうち、共鳴法は、一対の共鳴器(たとえば一対の自己共振コイル)を電磁場(近接場)において共鳴させ、電磁場を介して送電する非接触の送電技術であり、数kWの大電力を比較的長距離(たとえば数m)送電することも可能である(非特許文献1参照)。
共鳴法で電力を伝送する場合には、送電側と受電側の共鳴周波数を一致させる必要がある。したがって、一対の自己共振コイルのインピーダンスを精度よく一致させる必要がある。このため、自己共振コイルに調整用のコンデンサを接続する場合がある。 When power is transmitted by the resonance method, it is necessary to match the resonance frequencies of the power transmission side and the power reception side. Therefore, it is necessary to accurately match the impedances of the pair of self-resonant coils. For this reason, an adjustment capacitor may be connected to the self-resonant coil.
また、自己共振コイルには、受電中には高い電圧が誘起されるので、他の電気部品などが接触しないようにケースに収容する必要がある。自己共振コイルは受電時に発熱を伴うが、特に調整用のコンデンサは発熱する部分である。コンデンサの耐熱温度は、コイルの耐熱温度よりも低いので、コンデンサに対して放熱を特に考慮する必要がある。 In addition, since a high voltage is induced in the self-resonant coil during power reception, it is necessary to house the self-resonant coil in a case so that other electrical components do not come into contact with the self-resonant coil. The self-resonant coil generates heat during power reception, but the adjustment capacitor is a part that generates heat. Since the heat-resistant temperature of the capacitor is lower than the heat-resistant temperature of the coil, it is necessary to consider heat dissipation especially for the capacitor.
上記の文献では、このような問題については特に考慮されておらず、この点改善の余地がある。 In the above-mentioned document, such a problem is not particularly considered, and there is room for improvement in this respect.
この発明の目的は、放熱性に優れた非接触受電装置およびそれを備える車両を提供することである。 An object of the present invention is to provide a non-contact power receiving device excellent in heat dissipation and a vehicle including the same.
この発明は、要約すると、電源から電力を受けて送電を行なう送電コイルから電力を受電する非接触受電装置であって、送電コイルから送電された電力を電磁共鳴により受電する受電コイルと、受電コイルを内部に収容するコイルケースと、コイルケースの外部に配置され、受電コイルの共鳴周波数を調整するために受電コイルに電気的に接続されるコンデンサとを備える。 In summary, the present invention relates to a non-contact power receiving device that receives power from a power transmission coil that receives power from a power source, and that receives power transmitted from the power transmission coil by electromagnetic resonance, and a power receiving coil And a capacitor disposed outside the coil case and electrically connected to the power receiving coil in order to adjust the resonance frequency of the power receiving coil.
好ましくは、非接触受電装置は、コイルケースの外部に配置され、コンデンサを冷却するための冷却装置をさらに備える。 Preferably, the non-contact power receiving apparatus further includes a cooling device that is disposed outside the coil case and cools the capacitor.
好ましくは、コイルケースは、非導電性である。非接触受電装置は、コイルケースの外部に配置される導電性の磁気シールドをさらに備える。コンデンサは、磁気シールドの外部に配置される。 Preferably, the coil case is non-conductive. The non-contact power receiving apparatus further includes a conductive magnetic shield disposed outside the coil case. The capacitor is disposed outside the magnetic shield.
好ましくは、コイルケースは、非導電性である。非接触受電装置は、コイルケースの外部に配置される導電性の磁気シールドをさらに備える。コンデンサは、磁気シールドの内部に配置される。 Preferably, the coil case is non-conductive. The non-contact power receiving apparatus further includes a conductive magnetic shield disposed outside the coil case. The capacitor is disposed inside the magnetic shield.
この発明は、他の局面では、車両であって、電源から電力を受けて送電を行なう送電コイルから電力を受電する非接触受電装置を備える。非接触受電装置は、送電コイルから送電された電力を電磁共鳴により受電する受電コイルと、受電コイルを内部に収容するコイルケースと、コイルケースの外部に配置され、受電コイルの共鳴周波数を調整するために受電コイルに電気的に接続されるコンデンサとを含む。 In another aspect, the present invention includes a contactless power receiving device that is a vehicle and receives power from a power transmission coil that receives power from a power source and performs power transmission. The non-contact power receiving device is arranged to receive power transmitted from the power transmitting coil by electromagnetic resonance, a coil case that houses the power receiving coil inside, and an outside of the coil case to adjust the resonance frequency of the power receiving coil And a capacitor electrically connected to the power receiving coil.
好ましくは、非接触受電装置は、コイルケースの外部に配置され、コンデンサを冷却するための冷却装置をさらに含む。 Preferably, the non-contact power receiving device further includes a cooling device disposed outside the coil case for cooling the capacitor.
好ましくは、コイルケースは、非導電性である。非接触受電装置は、コイルケースの外部に配置される導電性の磁気シールドをさらに含む。コンデンサは、磁気シールドの外部に配置される。 Preferably, the coil case is non-conductive. The non-contact power receiving device further includes a conductive magnetic shield disposed outside the coil case. The capacitor is disposed outside the magnetic shield.
好ましくは、コイルケースは、非導電性である。非接触受電装置は、コイルケースの外部に配置される導電性の磁気シールドをさらに備える。コンデンサは、磁気シールドの内部に配置される。 Preferably, the coil case is non-conductive. The non-contact power receiving apparatus further includes a conductive magnetic shield disposed outside the coil case. The capacitor is disposed inside the magnetic shield.
本発明によれば、放熱性が向上し、耐久性に優れた非接触受電装置が実現できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, heat dissipation improves and the non-contact power receiving apparatus excellent in durability is realizable.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
[実施の形態1]
図1は、この発明の実施の形態1による給電システムの全体構成図である。図1を参照して、この給電システムは、電動車両100と、給電装置200とを備える。電動車両100は、二次自己共振コイル110と、二次コイル120と、整流器130と、DC/DCコンバータ140と、蓄電装置150とを含む。また、電動車両100は、パワーコントロールユニット(以下「PCU(Power Control Unit)」とも称する。)160と、モータ170と、車両ECU(Electronic Control Unit)180と、通信装置190とをさらに含む。
[Embodiment 1]
1 is an overall configuration diagram of a power feeding system according to Embodiment 1 of the present invention. Referring to FIG. 1, this power feeding system includes an
二次自己共振コイル110は、車体下部に配設されるが、給電装置200が車両上方に配設されていれば、車体上部に配設されてもよい。二次自己共振コイル110は、両端がオープン(非接続)のLC共振コイルであり、給電装置200の一次自己共振コイル240(後述)と電磁場を介して共鳴することにより給電装置200から電力を受電する。なお、二次自己共振コイル110の容量成分は、コイルの浮遊容量とするが、コイルの両端に接続されるコンデンサを設けてもよい。
The secondary self-
二次自己共振コイル110は、給電装置200の一次自己共振コイル240との距離や、一次自己共振コイル240および二次自己共振コイル110の共鳴周波数等に基づいて、一次自己共振コイル240と二次自己共振コイル110との共鳴強度を示すQ値(たとえば、Q>100)およびその結合度を示すκ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。
The secondary self-
二次コイル120は、二次自己共振コイル110と同軸上に配設され、電磁誘導により二次自己共振コイル110と磁気的に結合可能である。この二次コイル120は、二次自己共振コイル110により受電された電力を電磁誘導により取出して整流器130へ出力する。整流器130は、二次コイル120によって取出された交流電力を整流する。
The
DC/DCコンバータ140は、車両ECU180からの制御信号に基づいて、整流器130によって整流された電力を蓄電装置150の電圧レベルに変換して蓄電装置150へ出力する。なお、車両の走行中に給電装置200から受電する場合には(その場合には、給電装置200はたとえば車両上方または側方に配設されてもよい。)、DC/DCコンバータ140は、整流器130によって整流された電力をシステム電圧に変換してPCU160へ直接供給してもよい。また、DC/DCコンバータ140は、必ずしも必要ではなく、二次コイル120によって取出された交流電力が整流器130によって整流された後に直接蓄電装置150に与えられるようにしても良い。
DC / DC converter 140 converts the power rectified by
蓄電装置150は、再充電可能な直流電源であり、たとえばリチウムイオンやニッケル水素などの二次電池を含む。蓄電装置150は、DC/DCコンバータ140から供給される電力を蓄えるほか、モータ170によって発電される回生電力も蓄える。そして、蓄電装置150は、その蓄えた電力をPCU160へ供給する。なお、蓄電装置150として大容量のキャパシタも採用可能であり、給電装置200から供給される電力やモータ170からの回生電力を一時的に蓄え、その蓄えた電力をPCU160へ供給可能な電力バッファであれば如何なるものでもよい。
PCU160は、蓄電装置150から出力される電力あるいはDC/DCコンバータ140から直接供給される電力によってモータ170を駆動する。また、PCU160は、モータ170により発電された回生電力を整流して蓄電装置150へ出力し、蓄電装置150を充電する。モータ170は、PCU160によって駆動され、車両駆動力を発生して駆動輪へ出力する。また、モータ170は、駆動輪や図示されないエンジンから受ける運動エネルギーによって発電し、その発電した回生電力をPCU160へ出力する。
PCU 160
車両ECU180は、車両の走行時、車両の走行状況や蓄電装置150の充電状態(以下「SOC(State Of Charge)」とも称する。)に基づいてPCU160を制御する。通信装置190は、車両外部の給電装置200と無線通信を行なうための通信インターフェースである。
When the vehicle is traveling,
一方、給電装置200は、交流電源210と、高周波電力ドライバ220と、一次コイル230と、一次自己共振コイル240と、通信装置250と、ECU260とを含む。
On the other hand,
交流電源210は、車両外部の電源であり、たとえば系統電源である。高周波電力ドライバ220は、交流電源210から受ける電力を高周波の電力に変換し、その変換した高周波電力を一次コイル230へ供給する。なお、高周波電力ドライバ220が生成する高周波電力の周波数は、たとえば1M〜10数MHzである。
一次コイル230は、一次自己共振コイル240と同軸上に配設され、電磁誘導により一次自己共振コイル240と磁気的に結合可能である。そして、一次コイル230は、高周波電力ドライバ220から供給される高周波電力を電磁誘導により一次自己共振コイル240へ給電する。
一次自己共振コイル240は、地面近傍に配設されるが、車両上方から電動車両100へ給電する場合には車両上方または側方に配設されてもよい。一次自己共振コイル240も、両端がオープン(非接続)のLC共振コイルであり、電動車両100の二次自己共振コイル110と電磁場を介して共鳴することにより電動車両100へ電力を送電する。なお、一次自己共振コイル240の容量成分も、コイルの浮遊容量とするが、コイルの両端に接続されるコンデンサを設けてもよい。
Primary self-
この一次自己共振コイル240も、電動車両100の二次自己共振コイル110との距離や、一次自己共振コイル240および二次自己共振コイル110の共鳴周波数等に基づいて、Q値(たとえば、Q>100)および結合度κ等が大きくなるようにその巻数が適宜設定される。
The primary self-
通信装置250は、給電先の電動車両100と無線通信を行なうための通信インターフェースである。ECU260は、電動車両100の受電電力が目標値となるように高周波電力ドライバ220を制御する。具体的には、ECU260は、電動車両100の受電電力およびその目標値を通信装置250によって電動車両100から取得し、電動車両100の受電電力が目標値に一致するように高周波電力ドライバ220の出力を制御する。また、ECU260は、給電装置200のインピーダンス値を電動車両100へ送信することができる。
図2は、共鳴法による送電の原理を説明するための図である。図2を参照して、この共鳴法では、2つの音叉が共鳴するのと同様に、同じ固有振動数を有する2つのLC共振コイルが電磁場(近接場)において共鳴することによって、一方のコイルから他方のコイルへ電磁場を介して電力が伝送される。 FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of power transmission by the resonance method. Referring to FIG. 2, in this resonance method, in the same way as two tuning forks resonate, two LC resonance coils having the same natural frequency resonate in an electromagnetic field (near field), and thereby, from one coil. Electric power is transmitted to the other coil via an electromagnetic field.
具体的には、高周波電源310に一次コイル320を接続し、電磁誘導により一次コイル320と磁気的に結合される一次自己共振コイル330へ1M〜10数MHzの高周波電力を給電する。一次自己共振コイル330は、コイル自身のインダクタンスと浮遊容量とによるLC共振器であり、一次自己共振コイル330と同じ共振周波数を有する二次自己共振コイル340と電磁場(近接場)を介して共鳴する。そうすると、一次自己共振コイル330から二次自己共振コイル340へ電磁場を介してエネルギー(電力)が移動する。二次自己共振コイル340へ移動したエネルギー(電力)は、電磁誘導により二次自己共振コイル340と磁気的に結合される二次コイル350によって取出され、負荷360へ供給される。なお、共鳴法による送電は、一次自己共振コイル330と二次自己共振コイル340との共鳴強度を示すQ値がたとえば100よりも大きいときに実現される。
Specifically, the
なお、図1との対応関係について説明すると、図1の交流電源210および高周波電力ドライバ220は、図2の高周波電源310に相当する。また、図1の一次コイル230および一次自己共振コイル240は、それぞれ図2の一次コイル320および一次自己共振コイル330に相当し、図1の二次自己共振コイル110および二次コイル120は、それぞれ図2の二次自己共振コイル340および二次コイル350に相当する。そして、図1の整流器130以降が負荷360として総括的に示されている。
1 will be described. The
図3は、電流源(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3を参照して、電磁界は3つの成分を含む。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、「静電界」と称される。 FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the distance from the current source (magnetic current source) and the intensity of the electromagnetic field. Referring to FIG. 3, the electromagnetic field includes three components. A curve k1 is a component inversely proportional to the distance from the wave source, and is referred to as a “radiating electric 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 “induced electric field”. The curve k3 is a component that is inversely proportional to the cube of the distance from the wave source, and is referred to as an “electrostatic field”.
「静電界」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、共鳴法では、この「静電界」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、「静電界」が支配的な近接場において、同じ固有振動数を有する一対の共鳴器(たとえば一対のLC共振コイル)を共鳴させることにより、一方の共鳴器(一次自己共振コイル)から他方の共鳴器(二次自己共振コイル)へエネルギー(電力)を伝送する。この「静電界」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「輻射電界」によりエネルギー(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。 The “electrostatic field” is a region where the intensity of the electromagnetic wave suddenly decreases with the distance from the wave source. In the resonance method, energy (electric power) is utilized by using the near field (evanescent field) in which this “electrostatic field” is dominant. Is transmitted. That is, by resonating a pair of resonators having the same natural frequency (for example, a pair of LC resonance coils) in a near field where the “electrostatic field” is dominant, Energy (electric power) is transmitted to the resonator (secondary self-resonant coil). Since this “electrostatic field” does not propagate energy far away, the resonance method can transmit power with less energy loss than electromagnetic waves that transmit energy (electric power) by “radiant electric field” that propagates energy far away. it can.
図4は、実施の形態1における、非接触受電装置400の構成を示した図である。非接触受電装置400は、図1に示した二次自己共振コイル110および二次コイル120を含むものである。車両には、車両外部の電源から電力を受けて送電を行なう送電コイルから電力を受電する非接触受電装置が搭載されている。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the non-contact
図4を参照して、非接触受電装置400は、送電コイル(図1の一次自己共振コイル240)から送電された電力を電磁共鳴により受電する受電コイル(二次自己共振コイル110)と、受電コイルを内部に収容するコイルケース402と、コイルケース402の外部に配置され、受電コイルの共鳴周波数を調整するために受電コイルに電気的に接続されるコンデンサ404とを含む。なお、コンデンサ404は共鳴周波数を調整するために付加されるものであり、モータ駆動用インバータの電源に接続される平滑用コンデンサほど大きなものでなくても良い。
Referring to FIG. 4, non-contact
コイルケース402は、二次自己共振コイル110および二次コイル120の保持および保護をするために設けられる。コイルケースを設けているので、受電中高電圧が誘起された二次自己共振コイル110および二次コイル120に異物が挿入されたり人が接触したりすることを避けることができる。
The
また、コンデンサ404は、受電中に発熱するが、ケース外部にコンデンサ404を配置するので、放熱が良いためコンデンサ404に過大な耐熱性を要求されなくて済む。
The
[実施の形態2]
実施の形態2においても実施の形態1で示した図1〜3を用いた説明がそのまま適用される。したがって、図1〜3については説明は繰返さない。
[Embodiment 2]
The description using FIGS. 1 to 3 shown in the first embodiment is also applied to the second embodiment as it is. Therefore, description is not repeated for FIGS.
図5は、実施の形態2の非接触受電装置410の構成を示した図である。非接触受電装置410は、図1に示した二次自己共振コイル110および二次コイル120を含むものである。車両には、車両外部の電源から電力を受けて送電を行なう送電コイルから電力を受電する非接触受電装置410が搭載されている。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the non-contact
図5を参照して、非接触受電装置410は、送電コイル(図1の一次自己共振コイル240)から送電された電力を電磁共鳴により受電する受電コイル(二次自己共振コイル110)と、受電コイルを内部に収容する磁気シールド412と、磁気シールド412の外部に配置され、受電コイルの共鳴周波数を調整するために受電コイルに電気的に接続されるコンデンサ404とを含む。なお、コンデンサ404は共鳴周波数を調整するために付加されるものであり、モータ駆動用インバータの電源に接続される平滑用コンデンサほど大きなものでなくても良い。
Referring to FIG. 5, non-contact
磁気シールド412は、二次自己共振コイル110および二次コイル120から周囲空間に放射される漏えい電磁界を抑制するために設けられる。磁気シールド412は、導電性であり、漏えい電磁界を低減させることができる。また、二次自己共振コイル110にコンデンサ404のような部品を空間的に近接させると、共鳴系に好ましくない影響を与える場合がある。したがって、そのような影響を防ぐためにも、コンデンサ404を磁気シールド412の外部におく方が好ましい場合がある。
The
また、コンデンサ404は、受電中に発熱するが、磁気シールド412の外部にコンデンサ404を配置するので、放熱が良いためコンデンサ404に過大な耐熱性を要求されなくて済む。
The
[実施の形態3]
実施の形態3においても実施の形態1で示した図1〜3を用いた説明がそのまま適用される。したがって、図1〜3については説明は繰返さない。
[Embodiment 3]
The description using FIGS. 1 to 3 shown in the first embodiment is also applied to the third embodiment as it is. Therefore, description is not repeated for FIGS.
図6は、実施の形態3の非接触受電装置420の構成を示した図である。非接触受電装置420は、図1に示した二次自己共振コイル110および二次コイル120を含むものである。車両には、車両外部の電源から電力を受けて送電を行なう送電コイルから電力を受電する非接触受電装置が搭載されている。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of the non-contact
図4で示した非接触受電装置400と同様、非接触受電装置420は、送電コイル(図1の一次自己共振コイル240)から送電された電力を電磁共鳴により受電する受電コイル(二次自己共振コイル110)と、受電コイルを内部に収容するコイルケース402と、コイルケース402の外部に配置され、受電コイルの共鳴周波数を調整するために受電コイルに電気的に接続されるコンデンサ404とを含む。なお、コンデンサ404は共鳴周波数を調整するために付加されるものであり、モータ駆動用インバータの電源に接続される平滑用コンデンサほど大きなものでなくても良い。
Similar to the non-contact
コイルケース402は、非導電性であり(たとえば樹脂製)、図6に示すようにコイルケースの外部に配置される導電性の磁気シールド412(たとえば、銅箔が貼られた囲いなど)をさらに備える。コンデンサ404は、磁気シールド412の外部に配置される。
The
コンデンサ404は、受電中に発熱するが、磁気シールド412の外部にコンデンサ404を配置するので、放熱が良いためコンデンサ404に過大な耐熱性を要求されなくて済む。
The
[実施の形態4]
実施の形態4においても実施の形態1で示した図1〜3を用いた説明がそのまま適用される。したがって、図1〜3については説明は繰返さない。
[Embodiment 4]
The description using FIGS. 1 to 3 shown in the first embodiment is also applied to the fourth embodiment as it is. Therefore, description is not repeated for FIGS.
図7は、実施の形態4の非接触受電装置430の構成を示した図である。非接触受電装置430は、図1に示した二次自己共振コイル110および二次コイル120を含むものである。車両には、車両外部の電源から電力を受けて送電を行なう送電コイルから電力を受電する非接触受電装置が搭載されている。
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the non-contact
実施の形態4では、コイルケース402は、非導電性である。そして非接触受電装置430は、コイルケース402の外部に配置される導電性の磁気シールド412をさらに備える。コンデンサ404は、コイルケース402の外部であってかつ磁気シールド412の内部に配置される。
In the fourth embodiment, the
コイルケース402よりも磁気シールド412の方が空間的に広いので、この場合でも、コイルケース402の内部にコンデンサ404を入れてしまうよりは放熱性能が良い。なお、磁気シールドは必ずしも銅箔などでなくても良く、車両のボディ鋼板などで一部または全部が形成されても良い。
Since the
[変形例]
さらに放熱性能を向上させるために、コンデンサの近くに冷却装置を配置してもよい。
[Modification]
In order to further improve the heat dissipation performance, a cooling device may be disposed near the capacitor.
図8は、変形例の構成を示した図である。
図8を参照して、この変形例の非接触受電装置440は、図4,6,7のいずれかの非接触受電装置の構成において、コイルケース402の外部に配置され、コンデンサ404を冷却するための冷却装置450をさらに含む。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of a modification.
Referring to FIG. 8, the non-contact
コンデンサ404は、二次自己共振コイル110の両端にそれぞれ接続される電極板404C,404Dと、電極板404C,404Dの間に挟まれている複数のコンデンサ素子404Aと、電極板404Cの上部に取り付けられているヒートシンク404Bとを含む。
冷却装置450は、たとえば図8に示すように空冷ファンとすることができる。なお、空冷ファンに代えて水冷装置などでもよい。冷却装置は、コンデンサ404の近傍に設けられる。たとえば、冷却装置は、図4の配置であればコイルケース402の外部に配置され、また図6の配置であれば磁気シールド412の外部に配置され、図7の配置であればコイルケース402の外部かつ磁気シールド412の内部に配置される。
The
なお、図8に示した構成において、コイルケース402に代えて図5に示すように磁気シールド412を配置し、磁気シールド412の外部にコンデンサ404とそれを冷却する冷却装置450を配置してもよい。
In the configuration shown in FIG. 8, a
このように、冷却装置を設けることにより、さらにコンデンサの放熱性能を上げることができる。 Thus, by providing the cooling device, the heat dissipation performance of the capacitor can be further improved.
なお、上記の各実施の形態で示した非接触受電装置は各種電動車両に搭載することができる。電動車両としては、動力分割装置によりエンジンの動力を分割して駆動輪とモータジェネレータとに伝達可能なシリーズ/パラレル型のハイブリッド車以外にも、その他の形式のハイブリッド車にも適用可能である。すなわち、たとえば、モータジェネレータを駆動するためにのみエンジンを用い、モータジェネレータでのみ車両の駆動力を発生する、いわゆるシリーズ型のハイブリッド車や、エンジンが生成した運動エネルギーのうち回生エネルギーのみが電気エネルギーとして回収されるハイブリッド車、エンジンを主動力として必要に応じてモータがアシストするモータアシスト型のハイブリッド車などにもこの発明は適用可能である。 Note that the non-contact power receiving device described in each of the above embodiments can be mounted on various electric vehicles. The electric vehicle can be applied to other types of hybrid vehicles besides the series / parallel type hybrid vehicle in which the power of the engine can be divided and transmitted to the drive wheels and the motor generator by the power split device. That is, for example, a so-called series-type hybrid vehicle that uses an engine only to drive a motor generator and generates the driving force of the vehicle only by the motor generator, or only regenerative energy of the kinetic energy generated by the engine is electric energy. The present invention can also be applied to a hybrid vehicle that is recovered as a motor, a motor-assist type hybrid vehicle in which a motor assists the engine as the main power.
また、この発明は、エンジンを備えずに電力のみで走行する電気自動車や、直流電源として蓄電装置に加えて燃料電池をさらに備える燃料電池車にも適用可能である。また、この発明は、昇圧コンバータを備えない電動車両にも適用可能である。 The present invention can also be applied to an electric vehicle that does not include an engine and runs only by electric power, and a fuel cell vehicle that further includes a fuel cell as a DC power source in addition to a power storage device. The present invention is also applicable to an electric vehicle that does not include a boost converter.
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、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許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。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
100 電動車両、110,340 二次自己共振コイル、120,350 二次コイル、130 整流器、140 コンバータ、150 蓄電装置、170 モータ、190 通信装置、200 給電装置、210 交流電源、220 高周波電力ドライバ、230,320 一次コイル、240,330 一次自己共振コイル、250 通信装置、310 高周波電源、360 負荷、400,410,420,430,440 非接触受電装置、402 コイルケース、404 コンデンサ、404A コンデンサ素子、404B ヒートシンク、404C,404D 電極板、412 磁気シールド、450 冷却装置、180 車両ECU。 100 electric vehicle, 110, 340 secondary self-resonant coil, 120, 350 secondary coil, 130 rectifier, 140 converter, 150 power storage device, 170 motor, 190 communication device, 200 power supply device, 210 AC power source, 220 high frequency power driver, 230, 320 primary coil, 240, 330 primary self-resonant coil, 250 communication device, 310 high frequency power supply, 360 load, 400, 410, 420, 430, 440 non-contact power receiving device, 402 coil case, 404 capacitor, 404A capacitor element, 404B Heat sink, 404C, 404D Electrode plate, 412 Magnetic shield, 450 Cooling device, 180 Vehicle ECU.
Claims (8)
前記送電コイルから送電された電力を電磁共鳴により受電する受電コイルと、
前記受電コイルを内部に収容するコイルケースと、
前記コイルケースの外部に配置され、前記受電コイルの共鳴周波数を調整するために前記受電コイルに電気的に接続されるコンデンサとを備える、非接触受電装置。 A non-contact power receiving device that receives power from a power transmission coil that receives power from a power source and performs power transmission,
A power receiving coil that receives power transmitted from the power transmitting coil by electromagnetic resonance;
A coil case that houses the power receiving coil;
A non-contact power receiving apparatus, comprising: a capacitor disposed outside the coil case and electrically connected to the power receiving coil in order to adjust a resonance frequency of the power receiving coil.
前記コイルケースの外部に配置される導電性の磁気シールドをさらに備え、
前記コンデンサは、前記磁気シールドの外部に配置される、請求項1または2に記載の非接触受電装置。 The coil case is non-conductive,
A conductive magnetic shield disposed outside the coil case;
The non-contact power receiving device according to claim 1, wherein the capacitor is disposed outside the magnetic shield.
前記コイルケースの外部に配置される導電性の磁気シールドをさらに備え、
前記コンデンサは、前記磁気シールドの内部に配置される、請求項1または2に記載の非接触受電装置。 The coil case is non-conductive,
A conductive magnetic shield disposed outside the coil case;
The non-contact power receiving device according to claim 1, wherein the capacitor is disposed inside the magnetic shield.
電源から電力を受けて送電を行なう送電コイルから電力を受電する非接触受電装置を備え、
前記非接触受電装置は、
前記送電コイルから送電された電力を電磁共鳴により受電する受電コイルと、
前記受電コイルを内部に収容するコイルケースと、
前記コイルケースの外部に配置され、前記受電コイルの共鳴周波数を調整するために前記受電コイルに電気的に接続されるコンデンサとを含む、車両。 A vehicle,
A non-contact power receiving device that receives power from a power transmission coil that receives power from a power source and performs power transmission,
The non-contact power receiving device is:
A power receiving coil that receives power transmitted from the power transmitting coil by electromagnetic resonance;
A coil case that houses the power receiving coil;
A vehicle including a capacitor disposed outside the coil case and electrically connected to the power receiving coil in order to adjust a resonance frequency of the power receiving coil.
前記コイルケースの外部に配置され、前記コンデンサを冷却するための冷却装置をさらに含む、請求項5に記載の車両。 The non-contact power receiving device is:
The vehicle according to claim 5, further comprising a cooling device disposed outside the coil case and configured to cool the capacitor.
前記非接触受電装置は、
前記コイルケースの外部に配置される導電性の磁気シールドをさらに含み、
前記コンデンサは、前記磁気シールドの外部に配置される、請求項5または6に記載の車両。 The coil case is non-conductive,
The non-contact power receiving device is:
A conductive magnetic shield disposed outside the coil case;
The vehicle according to claim 5 or 6, wherein the capacitor is disposed outside the magnetic shield.
前記非接触受電装置は、
前記コイルケースの外部に配置される導電性の磁気シールドをさらに備え、
前記コンデンサは、前記磁気シールドの内部に配置される、請求項5または6に記載の車両。 The coil case is non-conductive,
The non-contact power receiving device is:
A conductive magnetic shield disposed outside the coil case;
The vehicle according to claim 5 or 6, wherein the capacitor is disposed inside the magnetic shield.
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