用于电动汽车的充电系统技术方案

本发明专利技术公开一种可以提高线圈的冷却效率的电动汽车用充电系统。在原边铁心３３上绕制导电管３４而构成原边线圈３２。冷却水在导电管３４内循环，并被充电装置侧的散热装置所冷却。充电用电力电缆４０的芯线通过通电端子３７而连接在导电管３４的两端上，由其来对原边线圈３２进行励磁。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用电磁感应来对电动汽车进行充电的充电系统，特别是，涉及对线圈的冷却构造的改善。这种充电系统由于能够不通过电气的接头不接触地给电动汽车供电而具有种种优点，为此考虑了各种构造。其基本构造，如在日本专利公开公报平5-258962号、平5-260671号、平6-14470号等中所公开的那样，应用了这样的变压器原理分别在原边和副边的各个铁心上绕制线圈，在电动汽车充电时，在原边线圈中流过交流电流，通过电磁耦合在副边线圈中产生电动势。在这样的充电系统中，强烈需要整体的小型化，而为了实现该结构就需要充分冷却充电时的线圈。如上述那样，由于该充电系统的基本原理是变压器，其冷却方式使用与变压器相同的构造，例如，在美国专利5,412,304号公报中，如图31和图32所示的那样，铁心2容纳在外壳1中，同时，在该铁心2的外周上绕制原边线圈3，并且，沿着原边线圈3形成多个冷却空气流通路径4和与其相连的排气口5。来自冷却装置的冷气供给软管6联结在该外壳1上，就能向冷却空气流通路径4内供给外部空气，该外部空气流过冷却空气流通路径4内而从排气口5流出，由此，就能排出原边线圈单元和靠近其的副边线圈单元的热量。但是，在上述构造中，不过是从其外侧对在原边线圈3中所产生的热量进行冷却，因此，就不能充分地提高其冷却效率，而存在热量容易滞留在原边线圈3内部中的问题。与原边线圈3相仿，在铁心2中也会发热，因此，为了进行冷却，如附图说明图16所示的那样，必须在铁心2附近设置冷却媒质流通路径4，但是，为了对原边线圈3进行有效的冷却，而沿着原边线圈3构成多个冷却媒质流通路径4，因此，就不能充分地提高原边线圈3的占空因数而使整体大型化。在上述构造中，由于外部空气仅送到发热部分附近，冷却效率不是足够大，而存在热量容易滞留在充电用的连接器内部中的问题。在上述构造中，存在为了除去线圈单元内的热量而需要专用的冷却装置的缺点。鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供一种用于电动汽车的充电系统，不需要专用的冷却装置就能冷却原边或副边线圈单元并实现小型化和大容量化。在这种充电系统中，为了实现磁路的小型化，而使在原边线圈中流过的交流电流为高频电流。由此，就会发生在原边线圈中流过的电流偏向线圈断面的外周侧这样的趋肤效应，而产生线圈断面的中心部分几乎不能起到作为电流通路的作用这样的现象。本专利技术就是着眼于这样的问题。本专利技术的充电系统，由导电管构成原边线圈或副边线圈，在该导电管内通以冷却媒质来冷却该线圈。根据该结构，由于线圈是导电管并在内部通以冷却媒质，就能从内部冷却作为焦耳热发生源的线圈导体本体，而能够实现有效的冷却。而且，由于由导电管形成线圈，当高频电流流过该线圈时，即使产生趋肤效应，导体电阻也不会增大，不会使效率降低。本专利技术的充电系统，由导电管构成原边线圈或副边线圈，同时，把该导电管导热地绕制在铁心上，在该导电管内通以冷却媒质来冷却该线圈和铁心。根据该结构，在铁心中，由涡流损耗所产生的热量传导到导电管中，由于传导给冷却媒质，就能有效地抑制线圈和铁心的温度上升。本专利技术的充电系统，包括充电用的高频电源装置；外壳，可以设在电动汽车的副边线圈配置部所设置的容纳部中；原边侧铁心，通过容纳在该外壳内并设置在电动汽车的容纳部内，而连通副边线圈的副边侧铁心以构成磁路；原边线圈，由导电管形成并导热地绕制在原边侧铁心上；充电用的电力电缆，设在高频电源装置与外壳之间，用于使高频电流从高频电源装置流入原边线圈；冷却媒质供给管，沿着该充电用的电力电缆设置，用于使冷却媒质流过导电管内；散热装置，联结设置在该冷却媒质供给管上，使冷却原边线圈和原边侧铁心而升温的冷却媒质得以散热；循环泵，与充电工作一起运转，使在散热装置中散热而被冷却的冷却媒质通过冷却媒质供给管，而返回原边线圈侧，来进行循环。在该结构中，把内置原边线圈的外壳设在电动汽车的容纳部中，通过使高频电流从充电用的高频电源经过充电用电缆流过原边线圈来进行充电。由于循环泵与该充电工作一起运转，冷却媒质通过沿着充电用电力电缆的冷却媒质供给管提供给原边线圈侧，其通过散热装置而进行循环。在充电中，由流过原边线圈的高频电流而在构成原边线圈的导电管中产生焦耳热，但是，该热量传导到流过导电管内部的冷却媒质中而传输到外部，并通过冷却媒质供给管而在散热装置中散热而被冷却。虽然在原边侧铁心中产生热量，但是，在此通过导热地绕制导电管，使铁心侧的热量传导到导电管中，由流过其的冷却媒质来与原边线圈一起进行冷却。接着，通过冷却原边线圈和铁心而使被加热的冷却媒质经过冷却媒质供给管而到达散热装置，在此被冷却而再次返回原边线圈侧来进行循环。这样，根据本专利技术，从内部来冷却作为焦耳热产生源的线圈导体本身，而能够实现有效的冷却，进而实现整体的小型化。而且，由于由导电管形成原边线圈，当高频电流流过原边线圈时，即使出现趋肤效应，导体电阻也不会增大，而不会使效率降低或产生过剩的发热。本专利技术的充电系统，原边线圈多层绕制在原边侧铁心上，使冷却媒质从原边线圈的内周侧流向外周侧。在该构成中，冷却媒质从原边线圈的内周侧即原边侧铁心附近流向原边线圈的外周侧，铁心附近的冷却媒质的温度变低，而有效地进行原边侧铁心的冷却。本专利技术的充电系统，在导电管的内表面上设置突出部或凹陷部。这样一来，增大了流过导电管内的冷却媒质与导电管的接触面积，同时，在冷却媒质的流动中发生紊流而提高了热交换效率，因此，而提高了冷却效率。本专利技术的充电系统，电动汽车侧的副边线圈由导电管形成，在该导电管内流过原边侧的冷却媒质来冷却副边线圈。根据该结构，由于能够利用原边侧的冷却系统来进行副边线圈侧的冷却，因此，就能够实现电动汽车侧的构造的简化和轻量化，同时，提高了设计和外观的自由度。本专利技术的充电系统，在导电管的内表面上形成绝缘层，而冷却媒质采用水类冷却媒质。在该构成中，由于绝缘层设在导电管内表面上，就能廉价地使用容易处理的水类冷却媒质。本专利技术的充电系统，在导电管的圆周表面上贯通形成多个冷却媒质排出孔。在该结构中，由于冷却媒质能够从冷却媒质排出孔直接注入到铁心等的各个部位而进行冷却，则冷却效率良好。本专利技术的充电系统，在原边侧或副边侧的铁心与线圈之间设置用于流过从冷却媒质排出孔所排出的冷却媒质的流通路径空间。在该结构中，由于流通路径空间位于线圈与铁心之间，冷却媒质易于流动，而防止了冷却媒质的滞留，而提高了冷却效率。专利技术所涉及的电动汽车用充电系统，把充电用耦合器装在设于电动汽车中的容纳部上，由充电用电源来对原边线圈进行励磁，而在容纳部侧的副边线圈中产生电动势，由该电动势对电动汽车的蓄电装置进行充电，其中，设有通过充电用耦合器而使冷却媒质循环的冷却媒质循环路径和使热量从流过该冷却媒质循环路径的冷却媒质中散出的散热装置，通过冷却媒质循环来冷却充电用耦合器。根据本专利技术，冷却媒质通过冷却媒质循环路径而流到充电用耦合器内，通过冷却媒质而使在充电用耦合器中产生的热量传导到连接器的外部。而且，该热量通过散热装置被散出，经冷却的冷却媒质再次通过冷却媒质循环路径而流动以冷却充电用耦合器。根据本专利技术，由于冷却了的冷却媒质反复流过充电用耦合器的内部，就能有效地除去在充电用耦合器中产生的热量。而且，由于冷却媒质在冷却媒质循环路径内进行循环而不会浪费本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车用充电系统，对原边线圈进行励磁，而在与其电磁耦合的副边线圈中产生电动势，由该电动势对电动汽车的动力用蓄电装置进行充电，其特征在于，由导电管构成上述原边线圈或副边线圈，在该导电管内通以冷却媒质来冷却该线圈。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1997-6-26 170703/97;JP 1996-8-7 208601/96;JP 191.一种电动汽车用充电系统，对原边线圈进行励磁，而在与其电磁耦合的副边线圈中产生电动势，由该电动势对电动汽车的动力用蓄电装置进行充电，其特征在于，由导电管构成上述原边线圈或副边线圈，在该导电管内通以冷却媒质来冷却该线圈。2.一种电动汽车用充电系统，对原边线圈进行励磁，而在与其电磁耦合的副边线圈中产生电动势，由该电动势对电动汽车的动力用蓄电装置进行充电，其特征在于，由导电管构成上述原边线圈或副边线圈，同时，把该导电管导热地绕制在铁心上，在该导电管内通以冷却媒质来冷却该线圈和铁心。3.一种电动汽车用充电系统，由设在该电动汽车内的副边线圈中所感应的电动势来对电动汽车的动力用蓄电装置进行充电，其特征在于，包括充电用的高频电源装置；外壳，可以设在上述电动汽车的副边线圈配置部所设置的容纳部中；原边侧铁心，通过容纳在该外壳内并设置在上述容纳部内，而与上述副边线圈的副边侧铁心相连接以构成磁回路；原边线圈，由导电管形成并导热地绕制在上述原边侧铁心上；充电用的电力电缆，设在上述高频电源装置与上述连接器外壳之间，用于使高频电流从上述高频电源装置流入上述原边线圈；冷却媒质供给管，沿着该充电用的电力电缆设置，用于使冷却媒质流过所述导电管内；散热装置，联结设置在该冷却媒质供给管上，使因冷却上述原边线圈和上述原边侧铁心而升温的上述冷却媒质得以散热；循环泵，与充电工作一起运转，使在上述散热装置中散热而被冷却的冷却媒质通过上述冷却媒质供给管，而返回上述原边线圈侧，来进行循环。4.根据权利要求2或3所述的电动汽车用充电系统，其特征在于，上述原边线圈多层绕制在上述原边侧铁心上，使上述冷却媒质从上述原边线圈的内周侧流向外周侧。5.根据权利要求1至4中任一项所述的电动汽车用充电系统，其特征在于，在上述导电管的内表面上设置突出部或凹陷部。6.根据权利要求3至5中任一项所述的电动汽车用充电系统，其特征在于，上述电动汽车侧的副边线圈由导电管形成，在该导电管内流过来自上述冷却媒质供给管的冷却媒质来冷却副边线圈。7.根据权利要求1至6中任一项所述的电动汽车用充电系统，其特征在于，在上述导电管的内表面上形成绝缘层，而上述冷却媒质为水类冷却媒质。8.根据权利要求1至6中任一项所述的电动汽车用充电系统，其特征在于，在上述导电管的圆周表面上贯通形成多个冷却媒质排出孔。9.根据权利要求8所述的电动汽车用充电系统，其特征在于，在上述原边侧或副边侧的铁心与线圈之间设置用于流过从上述冷却媒质排出孔所排出的冷却媒质的流通路径空间。10.一种电动汽车用充电系统，把充电用耦合器装在设在电动汽车中的容纳部上，由充电用电源来对设在上述充电用耦合器中的原边线圈进行励磁，而在上述容纳部侧的...

【专利技术属性】
技术研发人员：渡邦彦，九鬼平次，有坂秋司，田俊郎，
申请(专利权)人：住友电装株式会社，住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]