非接触供电装置
2019-11-22

非接触供电装置

本发明涉及一种非接触供电装置。该非接触供电装置的供电线圈或者受电线圈所使用的非接触供电用磁芯的特征在于,具备被卷绕电线的卷绕磁芯部分(81)、和位于该卷绕磁芯部分的两端而构成磁极部的磁极磁芯部分(80),配置于磁极磁芯部分的与对方线圈对置的一侧的面上的铁氧体板(80)的最上部的高度与被卷绕于卷绕磁芯部分(81)的电线(50)的外周的高度相等,或者在其以上,不与对方线圈对置的一侧的面的铁氧体板的高度比被卷绕于卷绕磁芯部分(81)的电线(50)的外周的高度低。能够保持线圈的机械间隙长度(D1),并缩短磁隙长度(D2),线圈间的耦合系数提高,供电效率与最大供电电力上升。

图8是表示图7的非晶磁忍的制造方法的图。

图40是对使用两侧卷绕线圈的非接触供电变压器的机械间隙长度W及磁隙长度进行说明的图。

此外,运里,对在两侧卷绕线圈的绕线30与由非磁性导电金属材料构成的固定板47之间填充高热传导性绝缘树脂70的情况进行了说明,但如图34所示,还可W在两侧卷绕线圈的磁忍10与固定板47之间填充高热传导性绝缘树脂71。

图29表示使用该非接触供电装置进行了3kW的连续供电试验时的各部的溫度变化。图29(a)表示该非接触供电装置的剖视图,图29(b)取横轴为时间(分)、左纵轴为溫度rc),表示初级侧磁忍(1)、次级侧磁忍(2)、初级侧绕线(3)、次级侧绕线(4)、次级侧壳体的侣固定板(5)、初级侧壳体的侣固定板(6)W及室溫(7)的溫度变化。另外,在图29(b)中,右纵轴的刻度为供电效率,W黑点表示供电效率随时间的变化。

图2是表示本发明的第2实施方式所设及的非接触供电装置的H型磁忍的图。

运样,通过使用高热传导性绝缘树脂70,能够显著提高非接触供电装置的散热性能(冷却性能)。

利用图13表示该非接触供电装置的等效电路。

非接触供电装置利用初级线圈(供电线圈)与次级线圈(受电线圈)之间的电磁感应将电力从供电线圈向受电线圈供给。该非接触供电装置作为用于对安装于电动汽车、插电式混合动力车的二次电池进行充电的供电装置,有望扩大使用。

冷却用绝缘油能够使用环烧系绝缘油、石蜡系绝缘油等矿物油系绝缘油,或者,娃油、烷基苯等合成油。

非接触供电装置

本发明提供一种能够在多个规格的非接触供电变压器中共用输电线圈、受电线圈的非接触供电装置。在输电线圈和受电线圈的供电功率的规格不同时,以较小一方的供电功率进行供电,在输电线圈和受电线圈的间隙长度的规格不同时,通过以作为输电线圈的规格的间隙度进行供电,由此能够从供电功率1.5kW、间隙长度70mm规格的输电线圈(C1NS)向供电功率10kW、间隙长度70mm规格的受电线圈(C2RS)供电,或者从供电功率1.5kW、间隙长度140mm规格的输电线圈(C1NL)向供电功率1.5kW、间隙长度70mm规格的受电线圈(C2NS)供电。

具体实施方式

图7是组合了不同规格的输电线圈和受电线圈组合的非接触供电系统的电路图。

在两侧绕线圈的输电线圈和受电线圈对置的情况下,如图10所示,从输电线圈的铁芯61的磁极部出来的主磁通67进入受电线圈的铁芯63的磁极部,并通过卷绕了电线64的铁芯部分从其另一磁极部出来后进入输电线圈的铁芯61的磁极部,并通过卷绕了电线62的铁芯部分,到达其另一磁极部。

另外,(I)和(2)的非接触供电装置的变压器效率(%)(在图7中表示PC与PB的比率。)与常规的(3)和(4)的非接触供电装置相比也并不逊色。

另外,图11示出下述专利文献3所记载的非接触供电系统的电路图。该电路具备:在用整流器5对工业电源VAC的交流进行整流后,用变频器4生成高频后输出的高频电源3;输电线圈I;以串联方式连接在高频电源3和输电线圈I之间的一次侧串联电容器CS;与输电线圈I对置的受电线圈2;与受电线圈2并联连接的二次侧谐振电容器CP;以及负载RL0

另外,(I)和(2)的非接触供电装置的变压器效率(%)(在图7中表示PC与PB的比率。)与常规的(3)和(4)的非接触供电装置相比也并不逊色。

专利文献1:日本特开2010-172084号公报

另外,(I)和(2)的非接触供电装置的变压器效率(%)(在图7中表示PC与PB的比率。)与常规的(3)和(4)的非接触供电装置相比也并不逊色。

I/ωOCP=ω0L2=χΡ=χ0,+χ2

(d)为了在组合了不同规格的输电线圈和受电线圈的非接触供电变压器中进行高效率的供电,需要使该输电线圈和受电线圈之间的耦合系数较高。因此,在将组合了不同规格的输电线圈Cl和受电线圈C2的非接触供电变压器的耦合系数设为KAB、将组合了输电线圈Cl和相同规格的受电线圈的常规的非接触供电变压器的耦合系数设为KA、将组合了受电线圈C2和相同规格的输电线圈的常规的非接触供电变压器的耦合系数设为KB时,如下式那样设定。

接受充电的插电式混合动力车将电动机53与发动机54—起作为驱动源而搭载,并具备作为电动机用的电源的二次电池51、和将二次电池的直流电转换为交流电后向电动机供给的逆变器52。

在两侧绕线圈的输电线圈和受电线圈对置的情况下,如图10所示,从输电线圈的铁芯61的磁极部出来的主磁通67进入受电线圈的铁芯63的磁极部,并通过卷绕了电线64的铁芯部分从其另一磁极部出来后进入输电线圈的铁芯61的磁极部,并通过卷绕了电线62的铁芯部分,到达其另一磁极部。

另外,可认为在停车场等,以仅输电线圈的表面显出地表的方式将输电线圈埋设在地里的方式为主流,在家中,将输电线圈固定在地表的简便的方式为主流。该情况下,将输电线圈埋设在地里的情况下的非接触供电变压器的间隙长度变长。因此,有可能存在因非接触供电变压器的不同,与间隙长度有关的规格不同的情况。