[發明專利]線圈單元、非接觸受電裝置、非接觸送電裝置、非接觸供電系統以及車輛

無效

• 申請號: 200980159620.7
• 申請日: 2009-07-02
• 公開（公告）號: CN102449711A
• 公開（公告）日: 2012-05-09
• 發明（設計）人: 市川真士;佐佐木將;中村達;菊池平;山本幸宏
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01F38/14
• 分類號: H01F38/14
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 徐健;段承恩

技術領域

本發明涉及線圈單元、非接觸受電裝置、非接觸送電裝置、非接觸供電系統以及車輛，尤其涉及具備多個自諧振線圈的非接觸供電系統。

背景技術

作為考慮了環境的車輛，電動汽車、混合動力車等電動車輛大受關注。這些車輛搭載有產生行駛驅動力的電動機以及儲存提供給該電動機的電力的可再充電的蓄電裝置。混合動力車包括與電動機一起還搭載內燃機來作為動力源的車輛、與蓄電裝置一起還搭載燃料電池來作為車輛驅動用直流電源的車輛。

在混合動力車中，也已知一種與電動汽車同樣地能夠從車輛外部的電源對車載蓄電裝置進行充電的車輛。例如，已知一種所謂的“插電式混合動力車”，其通過使用充電線纜將設置于房屋的電源插座與設置于車輛的充電口連接，由此能夠從普通家庭的電源對蓄電裝置進行充電。

另一方面，近年來，作為送電方法，不使用電源線、送電線纜的無線送電受到關注。對于該無線送電技術，作為有希望的技術，已知有使用電磁感應的送電、使用電磁波的送電以及通過共振法送電這三種技術。

其中，共振法是在電磁場(接近場)中使一對共振器(例如一對自諧振線圈)共振而通過電磁場進行送電的非接觸送電技術，也能夠以比較長的距離(例如數米)傳輸數千萬的大電力(專利文獻1)。

專利文獻1：日本國際公開第2007/008646號小冊子

發明內容

發明要解決的問題

在通過共振法以非接觸方式進行的送電中，如上所述，能夠以比較長的距離進行送電，但提高送電時的電力傳輸效率尤為重要。

在共振法中，送電側的共振器(自諧振線圈)與受電側的共振器(自諧振線圈)之間的位置偏差(距離)會影響傳輸效率。

特別是，在為了對電動車輛進行充電而通過共振法進行非接觸供電的情況下，通過駕駛員的停車動作進行送電側(地面側)的共振器與供電側(車輛側)的共振器的位置對準。因此，有時比較難以由駕駛員使兩個共振器的位置嚴格對準，也需要允許某種程度的位置偏差。

本發明是為了解決這樣的問題而完成的發明，其目的在于在通過共振法傳輸電力的過程中提高傳輸效率。

用于解決問題的手段

本發明的線圈單元是用于通過電磁共振來進行輸送電力和接受電力中的至少任一方的線圈單元，具備：用于進行電磁共振的、線圈直徑相互不同的多個自諧振線圈；和切換裝置，其構成為選擇多個自諧振線圈中的任一個。

優選線圈單元還具備電磁感應線圈，該電磁感應線圈構成為能夠通過電磁感應與多個自諧振線圈之間進行輸送電力和接受電力中的至少任一方。并且，電磁感應線圈設置為多個自諧振線圈共用。

另外，優選線圈單元還具備用于調整共振頻率的電容器。電容器設置為多個自諧振線圈共用。并且，多個自諧振線圈在與電容器連接的狀態下具有相互相同的共振頻率。

優選線圈單元還具備用于調整共振頻率的電容器。并且，電容器設置為多個自諧振線圈共用。

另外，優選線圈單元還具備多個線圈架，其分別安裝多個自諧振線圈。多個線圈架配置成同心圓狀。并且，電容器收納于多個線圈架中的直徑最小的線圈架的內部。

或者，優選線圈單元還具備線圈外殼，該線圈外殼用于在內部收納多個自諧振線圈。

或者，優選多個自諧振線圈具有相互相同的共振頻率。

本發明的非接觸受電裝置具備上述的線圈單元，通過與送電裝置的電磁共振來接受電力。

優選非接觸受電裝置還具備控制裝置，該控制裝置用于控制切換裝置。并且，控制裝置包括：距離檢測部，其構成為對送電裝置與多個自諧振線圈中的任一個之間的距離進行檢測；判定部，其構成為根據由距離檢測部檢測出的距離，從多個自諧振線圈中判定用于傳送電力的自諧振線圈；以及切換控制部，其構成為根據判定部的判定結果來控制切換裝置。

本發明的非接觸供電系統通過電磁共振將來自電源的電力從送電裝置向受電裝置傳送，該非接觸供電系統具備送電裝置和受電裝置。并且，受電裝置包括上述的非接觸受電裝置。

本發明的車輛具備：受電裝置，其構成為通過電磁共振從送電裝置接受來自車輛外部的電源的電力；以及電驅動裝置，其構成為接受由受電裝置接受到的電力而產生用于推進車輛的驅動力。并且，受電裝置包括上述的非接觸受電裝置。