[發(fā)明專利]非接觸供電變壓器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380026444.6
• 申請日: 2013-05-21
• 公開（公告）號: CN104321842B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 保田富夫;岸洋之;乘越勇美
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社泰庫諾瓦
• 主分類號: H01F38/14
• 分類號: H01F38/14;B60M7/00;H02J7/00;H02J50/10
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11227
• 代理人: 李洋,舒艷君

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及以非接觸的方式對電動汽車等供電的非接觸供電系統(tǒng)的供電變壓器以及連接于供電變壓器的電氣部件，使變壓器對車輛等的設(shè)置容易。

背景技術(shù)

作為對電動汽車、插入式混合動力車(plug-in?hybrid?car)的電池進行充電的系統(tǒng)的一個例子，如圖8所示，開發(fā)出一種在車輛的地板面設(shè)置非接觸供電系統(tǒng)的供電變壓器30的二次側(cè)變壓器(受電變壓器)33，從設(shè)置于地上側(cè)的一次側(cè)變壓器(送電變壓器)31利用電磁感應(yīng)以非接觸的方式進行供電的方法。

接受充電的插入式混合動力車具有發(fā)動機54及馬達53來作為驅(qū)動源，并具備作為馬達用電源的二次電池51、及將二次電池51的直流變換為交流并供給至馬達的逆變器52。

對二次電池51進行供電的非接觸供電系統(tǒng)在地上側(cè)具備：將商用電源的交流變換為直流并且使其電壓可變的可變電壓整流器10、從直流生成高頻交流的逆變器20、作為非接觸供電變壓器30的一方的送電變壓器31、以及與送電變壓器31串聯(lián)連接的一次側(cè)串聯(lián)電容器32。

另一方面，在車輛側(cè)具備：作為非接觸供電變壓器30的另一方的受電變壓器33、為二次電池而將交流變換為直流的整流器35、并聯(lián)連接在受電變壓器33與整流器35之間的二次側(cè)并聯(lián)共振電容器34。

圖9表示該非接觸供電系統(tǒng)的電路圖的一個例子。

在該系統(tǒng)中，即便在車輛的停車位置偏移而使送電變壓器31沒有正對受電變壓器33、送電變壓器31與受電變壓器33的間隙(間隔)變動的情況下，也要求供電效率不大幅度地降低。

在下述專利文獻1公開有位置偏移、間隙變動的容許量大，并且能夠構(gòu)成小型的非接觸供電變壓器。如圖10A～圖10F所示，對于該非接觸供電變壓器而言，將鐵氧體磁芯40構(gòu)成H字形，將H字的兩側(cè)的平行的部分設(shè)為磁極部41、42，在相當于H字的橫桿部分、即繞組磁芯部件43(連接磁極部之間的部分)卷繞有電線50。此外，圖10A為在鐵氧體磁芯40卷繞有電線50的狀態(tài)，圖10D為在鐵氧體磁芯40未卷繞有電線50的狀態(tài)。另外，圖10B為沿著圖10A的A-A線剖開的剖視圖，圖10C為沿著圖10A的B-B線剖開的剖視圖。同樣地，圖10E為沿著圖10D的A-A線剖開的剖視圖，圖10F為沿著圖10D的B-B線剖開的剖視圖。

在使用了該H字形磁芯的非接觸供電變壓器中，在通過以標準間隙長度70mm的間隔對置的送電變壓器以及受電變壓器進行3kW的供電的情況下，能夠獲得滿足變壓器的效率為95％、左右方向(圖10A的y方向)的位置偏移容許量為±150mm、前后方向(圖10A的x方向)的位置偏移容許量為±60mm、另外將標準間隙長度擴大至100mm時的效率為92％的實用性的特性。

另外，在使用H字形磁芯的非接觸供電變壓器中，也試制了能夠迅速充電的10kW以上的大容量的變壓器。

專利文獻1：日本特開2011-50127號公報

圖11表示本發(fā)明的發(fā)明人等作為車輛安裝用或地上設(shè)置用的制品而試制的、具備H字形磁芯的非接觸供電變壓器的一個例子。

在該制品中，在連接磁極部41、42之間的被繞組部(在該圖中卷繞有電線50而無法觀察)卷繞電線50而形成有線圈主體，該線圈主體被固定于作為筐體的基座板的固定板60。固定板60在車輛安裝用的制品中，被安裝于車輛的地板的外側(cè)。此外，在實際的制品中，固定板60的固定了線圈主體的前表面(與對象變壓器對置的面)被樹脂罩覆蓋，但在圖11中，省略樹脂罩。

該固定板60由鋁板構(gòu)成，并具有對線圈主體的漏磁通進行磁屏蔽的功能、及對在通電時從線圈主體產(chǎn)生的熱進行散熱的功能。在固定板60的磁極部41與磁極部42的中間位置，形成有用于電線50的端部導入導出的導出導入孔61。在該位置設(shè)置導出導入孔61基于以下的理由。

圖12表示從具有H字形磁芯的線圈主體產(chǎn)生的漏磁通的分布。漏磁通由在鐵氧體磁芯40的周圍表示的陰影線來表示。在磁極部41與磁極部42的中間位置，若從電線50分離則漏磁通的分布密度降低，從而在磁極部41與磁極部42的中央位置100(線段100-100的位置)成為最低。因此，即使在該位置的固定板60開設(shè)導出導入孔61而引出電線，也不會破壞固定板60的磁屏蔽功能。

但是，在該非接觸供電變壓器中，相對于從固定板60的導出導入孔61被引出的電線50，在車輛安裝用的制品的情況下，如圖8所示必須電連接二次側(cè)并聯(lián)共振電容器34、整流器35。另外，在地上設(shè)置用的制品的情況下，必須電連接一次側(cè)串聯(lián)電容器32。因此存在變壓器設(shè)置時的作業(yè)負擔增大，并且需要確保配線空間的課題。