非接触供电系统以及受电装置制造方法及图纸

本公开的非接触供电系统具备包含从电源输入某频率的交流电力的送电线圈的送电装置、和包含以某耦合系数与送电线圈磁耦合的受电线圈和串联连接到受电线圈并具有虚数阻抗jZS2i的第1受电侧串联元件的受电装置，频率、耦合系数以及虚数阻抗是满足式(1)的值。

Contactless power supply system and power receiving device

The open contactless power supply system comprises a power frequency AC power transmission coil transmission device, and electric device contains a receiving coil and connected in series to the receiving coil and has first imaginary impedance jZS2i power side series element a coupling coefficient and the transmitting coil magnetic coupling from the power supply input frequency, coupling coefficient and imaginary impedance is satisfied (1) value.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非接触供电系统以及受电装置
本公开涉及非接触供电系统以及受电装置。本申请基于2015年8月28日在日本申请的特愿2015－169841号主张优先权，在此引用其内容。
技术介绍
近年来，已知利用电磁感应或磁场共振等从包含送电线圈的送电装置向包含受电线圈的受电装置进行供电的非接触供电系统。该系统中，由送电线圈产生的磁通与受电线圈交链，从而电力在线圈间传送。因此，电力传送的效率(传送效率)受送电线圈和受电线圈之间的位置关系的影响。作为非接触供电系统的一个用处，电动汽车的电池充电备受关注。此时，受电装置安装在车辆上。但是，在提高运转精度(停止精度)方面存在限度，为了充电将车辆与预定位置准确地对准来停车是困难的。因此，存在每次停车时送电线圈和受电线圈之间的位置关系不同的可能性。存在由于送电线圈和受电线圈从所希望的位置关系偏离，线圈间的耦合系数发生变化，传送效率降低的情况。以往，提出了在产生线圈间的位置偏移的情况下抑制充电效率的降低的技术(例如，参照专利文献1)。专利文献1的电力供给装置(送电装置)，如果由于产生位置偏移而降低传送效率，则变更从逆变器电路(电源)向送电线圈供给的交流电力的频率。通过该频率变更，电力供给装置实现了充电效率的改善。现有技术文献专利文献1:日本特开2012－130173号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题如引用文献1中记载，从逆变器电路观察受电侧而得的阻抗，用供给到送电线圈的电力的频率以及送电、受电线圈间的耦合系数的函数表示。因此，在产生了位置偏移，耦合系数发生了变化时，如果变更频率，则耦合系数以及频率的变化导致阻抗的变化。通过该阻抗的变化，为了供给所希望的电力，逆变器电路的输出交流电压(或者对应的逆变器电路的输入直流电压)也发生变化。如果逆变器电路的输出电压变大，那么例如作为送电装置的电路元件需要使用高耐压的元件，存在导致元件的大型化的情况。此外，送电装置的电路元件，例如是作为逆变器电路的开关元件的FET(FieldEffectTransistor)。另外，如果逆变器电路的输出电压变小，那么为了传送所希望的电力，产生增大来自逆变器电路的输出电流的必要。如果输出电流变大，那么存在该电流所流过的元件或布线中的焦耳热损失变大，充电效率降低的情况。鉴于上述那样的问题点，本公开的目的在于，提供在耦合系数变化了的情况下，能够抑制从电源观察受电侧而得的阻抗的变动的非接触供电系统以及受电装置。用于解决课题的手段本公开的一方式的非接触供电系统具备送电装置和受电装置，上述送电装置包含从电源输入某频率的交流电力的送电线圈，上述受电装置包含以某耦合系数与上述送电线圈磁耦合的受电线圈和串联连接到上述受电线圈且具有虚数阻抗jZS2i的第1受电侧串联元件，上述频率、上述耦合系数、上述虚数阻抗是满足下式的值(其中，L1是上述送电线圈的自感，L2是上述受电线圈的自感，I1是流过上述送电线圈的电流，I2是流过上述受电线圈的电流，KI是系数。)。另外，几种方式中，系数KI是比0大比1小的值，或者是比1大的值。另外，几种方式中，上述送电装置还包含：并联连接到上述送电线圈，并具有虚数阻抗jZP1i的送电侧并联元件；和在比上述送电侧并联元件更靠近上述送电线圈的位置串联连接到上述送电线圈并具有虚数阻抗jZS1i-2的第1送电侧串联元件，上述受电装置还包含在比上述第1受电侧串联元件更靠近上述受电线圈的位置并联连接到上述受电线圈，并具有虚数阻抗jZP2i的受电侧并联元件，上述第1送电侧串联元件的上述虚数阻抗满足：上述送电侧并联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗满足：另外，几种方式中，决定上述频率的可变范围，决定上述耦合系数的变动范围，决定上述第1受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗，以使在上述频率为上述可变范围的上限值或者下限值，且上述耦合系数为上述变动范围的上限值或者下限值时，满足上述式(1)。另外，几种方式中，决定上述第1受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗，以使通过上述送电线圈和上述受电线圈的磁耦合而在上述受电线圈中感应出的电动势与上述受电线圈的电流之间的相位差为0°。另外，几种方式中，在上述受电装置上连接有阻抗变动的负载，决定上述第1受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗，以使在上述频率为上述可变范围的上限值或者下限值，且上述耦合系数为上述变动范围的下限值时，不依赖于上述负载的阻抗而满足上述式(1)。另外，几种方式中，上述第1受电侧串联元件是电感器，上述受电侧并联元件是电容器。另外，几种方式中，上述第1受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件分别是电容器。另外，几种方式中，上述送电装置还包含：并联连接到上述送电线圈，并具有虚数阻抗jZP1i的送电侧并联元件；和在比上述送电侧并联元件更靠近上述送电线圈的位置串联连接到上述送电线圈，并具有虚数阻抗jZS1i-2的第1送电侧串联元件，上述受电装置还包含，在比上述第1受电侧串联元件更靠近上述受电线圈的位置并联连接到上述受电线圈，并具有虚数阻抗jZP2i的受电侧并联元件；和在比上述受电侧并联元件更靠近上述受电线圈的位置串联连接到上述受电线圈，并具有虚数阻抗jZS2i-2的第2受电侧串联元件，上述第1送电侧串联元件以及上述第2受电侧串联元件的上述虚数阻抗满足：上述送电侧并联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗满足：另外，几种方式中，决定上述频率的可变范围，决定上述耦合系数的变动范围，决定上述第1受电侧串联元件、上述第2受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗，以使在上述频率为上述可变范围的上限值或者下限值，且上述耦合系数为上述变动范围的上限值或者下限值时，满足上述式(1)。另外，几种方式中，在上述受电装置上连接有阻抗变动的负载，决定上述第1受电侧串联元件、上述第2受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗，以使在上述频率为上述可变范围的上限值或者下限值，且上述耦合系数为上述变动范围的下限值时，不依赖于上述负载的阻抗而满足上述式(1)。另外，几种方式中，决定上述第1受电侧串联元件、上述第2受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗，以使通过上述送电线圈和上述受电线圈的磁耦合而在上述受电线圈中感应出的电动势与上述受电线圈的电流之间的相位差为0°。另外，几种方式中，上述第1受电侧串联元件是电感器，上述第2受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件是电容器。另外，几种方式中，上述第1受电侧串联元件、上述第2受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件分别是电容器。另外，几种方式中，上述送电装置还包含串联连接到上述送电线圈，并具有虚数阻抗jZS1i的送电侧串联元件，且上述送电侧串联元件以及上述第1受电侧串联元件的上述虚数阻抗满足：另外，几种方式中，上述送电装置还包含在比上述送电侧并联元件更靠近上述电源的位置串联连接到上述送电线圈，并具有虚数阻抗jZS1i的送电侧串联元件，且上述送电侧串联元件以及上述第1受电侧串联元件的上述虚数阻抗满足：另外，几种方式中，上述送电装置还包含在比上述送电侧并联元件更靠近上述电源的位置串联连接到上述送电线圈，并具有虚数阻抗jZS1i的第2送电侧串联元件，且上述第2送电侧串联元件以及上述第1受电侧串联元件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非接触供电系统，其特征在于，具备：送电装置；以及受电装置，上述送电装置包含从电源输入某频率的交流电力的送电线圈，上述受电装置包含以某耦合系数与上述送电线圈磁耦合的受电线圈和串联连接到上述受电线圈并具有虚数阻抗jZS2i的第1受电侧串联元件，上述频率、上述耦合系数以及上述虚数阻抗是满足下式的值，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.28 JP 2015-1698411.一种非接触供电系统，其特征在于，具备：送电装置；以及受电装置，上述送电装置包含从电源输入某频率的交流电力的送电线圈，上述受电装置包含以某耦合系数与上述送电线圈磁耦合的受电线圈和串联连接到上述受电线圈并具有虚数阻抗jZS2i的第1受电侧串联元件，上述频率、上述耦合系数以及上述虚数阻抗是满足下式的值，其中，L1是上述送电线圈的自感，L2是上述受电线圈的自感，I1是流过上述送电线圈的电流，I2是流过上述受电线圈的电流，KI是系数。2.根据权利要求1所述的非接触供电系统，其中，系数KI是比0大比1小的值，或者是比1大的值。3.根据权利要求2所述的非接触供电系统，其中，上述送电装置还包含：并联连接到上述送电线圈，并具有虚数阻抗jZP1i的送电侧并联元件；以及在比上述送电侧并联元件更靠近上述送电线圈的位置串联连接到上述送电线圈，并具有虚数阻抗jZS1i-2的第1送电侧串联元件，上述受电装置还包含在比上述第1受电侧串联元件更靠近上述受电线圈的位置并联连接到上述受电线圈，并具有虚数阻抗jZP2i的受电侧并联元件，上述第1送电侧串联元件的上述虚数阻抗满足：ZS|i-2＝-ωL1(1-K12)(式2)，上述送电侧并联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗满足：4.根据权利要求3所述的非接触供电系统，其中，决定上述频率的可变范围，决定上述耦合系数的变动范围，决定上述第1受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗，以使在上述频率是上述可变范围的上限值或者下限值，且上述耦合系数是上述变动范围的上限值或者下限值时，满足上述式(1)。5.根据权利要求4所述的非接触供电系统，其中，决定上述第1受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗，以使通过上述送电线圈和上述受电线圈的磁耦合而在上述受电线圈中感应出的电动势与上述受电线圈的电流之间的相位差为0°。6.根据权利要求4所述的非接触供电系统，其中，在上述受电装置上连接有阻抗变动的负载，决定上述第1受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗，以使在上述频率是上述可变范围的上限值或者下限值，且上述耦合系数是上述变动范围的下限值时，不依赖于上述负载的阻抗而满足上述式(1)。7.根据权利要求3～6中的任意一项所述的非接触供电系统，其中，上述第1受电侧串联元件是电感器，上述受电侧并联元件是电容器。8.根据权利要求3～6中的任意一项所述的非接触供电系统，其中，上述第1受电侧串联元件以及上述受电侧并联元件分别是电容器。9.根据权利要求2所述的非接触供电系统，其中，上述送电装置还包含：并联连接到上述送电线圈，并具有虚数阻抗jZP1i的送电侧并联元件；以及在比上述送电侧并联元件更靠近上述送电线圈的位置串联连接到上述送电线圈，并具有虚数阻抗jZS1i-2的第1送电侧串联元件，上述受电装置还包含：在比上述第1受电侧串联元件更靠近上述受电线圈的位置并联连接到上述受电线圈，并具有虚数阻抗jZP2i的受电侧并联元件；在比上述受电侧并联元件更靠近上述受电线圈的位置串联连接到上述受电线圈，并具有虚数阻抗jZS2i-2的第2受电侧串联元件，上述第1送电侧串联元件以及上述第2受电侧串联元件的上述虚数阻抗满足：上述送电侧并联元件以及上述受电侧并联元件的上述虚数阻抗满足：10.根据权利要求9所述的非接触供电系统，其中，决定上述频率的可变范围，决定上述耦合系数的变动范围，决定上述第1受电侧串联元件、上述第2受...

【专利技术属性】
技术研发人员：村山隆彦，荒木淳，中村寿夫，
申请(专利权)人：株式会社IHI，
类型：发明
国别省市：日本,JP