线圈单元、非接触式功率发送装置、非接触式功率接收装置、非接触式供电系统以及交通工具制造方法及图纸

线圈单元使用所述线圈单元与被布置成面对所述线圈单元的主谐振线圈之间的电磁谐振来执行电功率的发送和接收中的至少一个。所述线圈单元包括次级谐振线圈（110A，110B），所述次级谐振线圈（110A，110B）包括多个线圈并且与所述主谐振线圈电磁谐振。所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述主谐振线圈的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及线圈单元、非接触式功率发送装置、非接触式功率接收装置、非接触式供电系统以及交通工具。更具体地，本专利技术涉及线圈结构，该线圈结构减小在使用电磁谐振来以非接触方式提供电功率时出现的泄漏电磁场。
技术介绍
电驱动交通工具(如电动交通工具和混合动力交通工具)作为环境友好型交通工具而非常受关注。每个电驱动交通工具均设置有生成用于驱动交通工具的驱动功率的电机、以及存储要提供给电机的电功率的可再充电功率存储装置。混合动力交通工具包括除了电机还设置有用作动力源的内燃机的交通工具、以及除了功率存储装置还设置有用作用于驱动交通工具的DC电源的燃料电池的交通工具。在混合动力交通工具中，已知一种设置有功率存储装置的、如电动交通工具的混合动力交通工具，其中功率存储装置用从交通工具外部的电源提供的电功率来充电。例如，已知所谓的“插入式混合动力交通工具”。在插入式混合动力交通工具中，通过使用充电电缆将设置在房屋内的电源出口连接至设置在交通工具中的充电口，来用从家用电源提供的电功率来对功率存储装置充电。另一方面，近来，作为不使用电源线或者功率传输线缆的功率传输方法，无线功率传输受到了关注。已知三种技术，作为流行的无线功率传输技术。这三种技术包括使用电磁感应传输功率的技术、使用电磁波传输功率的技术以及使用谐振法传输功率的技术。其中，谐振法是一种非接触式功率传输技术，其中，成对的谐振器(例如，成对的谐振线圈)在电磁场(近场)中彼此谐振，从而经由电磁场来传输功率。谐振法使得能够在相对较长的距离上(例如几米)传输大的电功率，即，几kW的电功率。日本专利申请公开2009-106136 (JP-A-2009-106136)描述了 一种充电系统，其中，使用谐振法以非接触方式从交通工具外部的电源向交通工具传输电功率，并且，设置在交通工具中的功率存储装置用该电功率来充电。由于在包括有谐振线圈的线圈单元周围生成的电磁场，可能产生对其他电气装置的电磁噪声。例如，由于电磁场,可能在无线电广播设备等中产生噪声。此外,在电磁场中布置有导体的情况下，由于由电磁场产生的电磁感应，导体可能被加热，相应地，装置可能由于温度增加而发生故障。因此，在使用谐振法传输电功率时，期望尽可能地屏蔽在除了发送和接收电功率的方向以外的方向上生成的泄漏电磁场。为了屏蔽泄漏电磁场，可以在容置线圈单元的线圈盒周围布置屏蔽物。在这种情况下，考虑到交通工具中用于设置线圈盒的空间，可能需要减小屏蔽物的尺寸
技术实现思路
本专利技术提供了一种用于减小在使用谐振法以非接触方式提供电功率时出现的泄漏电磁场的线圈单元、非接触式功率发送装置、非接触式功率接收装置、非接触式供电系统以及交通工具。本专利技术第一方面涉及一种线圈单元，所述线圈单元使用所述线圈单元与被布置成面对所述线圈单元的主谐振线圈之间的电磁谐振来执行电功率的发送和接收中的至少一个。所述线圈单元包括次级谐振线圈，所述次级谐振线圈包括多个线圈并且与所述主谐振线圈电磁谐振。所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述主谐振线圈的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。在与由所述第一线圈生成的磁场的方向垂直的平面上，所述第一线圈可以被布置成与所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈相邻。所述第一线圈可以被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场的相位与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的、与所述第一线圈相邻的所述至少一个线圈生成的磁场的相位相反。所述多个线圈的数量可以为偶数。所述多个线圈的数量可以为两个。所述多个线圈可以进一步包括第二线圈。所述第一线圈和所述第二线圈可以被布置为使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，所述第一线圈的缠绕方向与所述第二线圈的缠绕方向相反。所述第一线圈可以连接至所述第二线圈，使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，流经所述第一线圈的电流的方向与流经所述第二线圈的电流的方向相反。所述多个线圈可以进一步包括第二线圈。所述第一线圈和所述第二线圈可以被布置为使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，所述第一线圈的缠绕方向与所述第二线圈的缠绕方向相同。所述第一线圈可以连接至所述第二线圈，使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，流经所述第一线圈的电流的方向与流经所述第二线圈的电流的方向相反。所述多个线圈可以具有基本上相同的电抗。所述多个线圈可以彼此串联连接。所述多个线圈可以彼此并联连接。所述线圈单元可以进一步包括连接至所述次级谐振线圈的两端的电容器。所述线圈单元可以进一步包括电磁感应线圈，所述电磁感应线圈被配置成使用电磁感应来执行以下中的至少一个向所述次级谐振线圈发送电功率和从所述次级谐振线圈接收电功率。所述电磁感应线圈可以与所述多个线圈中的至少一个磁耦合。所述多个线圈可以是彼此不连接的分离的线圈。所述线圈单元可以进一步包括电磁感应线圈，所述电磁感应线圈被配置成使用电磁感应来执行以下中的至少一个向所述次级谐振线圈发送电功率和从所述次级谐振线圈接收电功率。所述电磁感应线圈可以与所述多个线圈中的至少一个磁耦合。 所述电磁感应线圈可以被布置为使得所述电磁感应线圈与在和下述轴线的方向相同的方向上生成的磁场磁耦合所述多个线圈围绕该轴线缠绕。所述电磁感应线圈可以被布置为使得所述电磁感应线圈与在和下述轴线的方向正交的方向上生成的磁场磁耦合所述多个线圈围绕该轴线缠绕。所述线圈单元可以进一步包括与所述多个线圈分别对应的多个电磁感应线圈。所述多个电磁感应线圈可以被配置成使用电磁感应来执行以下中的至少一个向对应的所述线圈发送电功率和从对应的所述线圈接收电功率。所述多个电磁感应线圈可以彼此串联连接。所述多个电磁感应线圈可以彼此并联连接。所述线圈单元可以进一步包括与所述多个线圈分别对应的电容器。所述电容器中的每个电容器可以连接至所述多个线圈中的对应的线圈的两端。本专利技术第二方面涉及一种非接触式功率接收装置，所述非接触式功率接收装置以非接触方式从功率发送装置接收电功率。所述功率发送装置面对所述非接触式功率接收装置。所述非接触式功率接收装置包括谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且被配置成使用所述谐振线圈与所述功率发送装置之间的电磁谐振来从所述功率发送装置接收电功率。所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率发送装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。本专利技术第三方面涉及一种非接触式功率发送装置，所述非接触式功率发送装置以非接触方式向功率接收装置发送电功率。所述功率接收装置面对所述非接触式功率发送装置。所述非接触式功率发送装置包括谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且被配置成使用所述谐振线圈与所述功率接收装置之间的电磁谐振来将从电源装置提供的电功率提供给所述功率接收装置。所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率接收装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。本专利技术第四方面涉及一种用于电功率的非接触式传输的非接触式供电系统。所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.04.27 JP 2010-1023011.一种线圈单元，所述线圈单元使用所述线圈单元与被布置成面对所述线圈单元的主谐振线圈之间的电磁谐振来执行电功率的发送和接收中的至少一个，所述线圈单元包括 次级谐振线圈，所述次级谐振线圈包括多个线圈并且与所述主谐振线圈电磁谐振，其中， 所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述主谐振线圈的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。2.根据权利要求1所述的线圈单元，其中， 在与由所述第一线圈生成的磁场的方向垂直的平面上，所述第一线圈被布置成与所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈相邻。3.根据权利要求2所述的线圈单元，其中， 所述第一线圈被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场的相位与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的、与所述第一线圈相邻的所述至少一个线圈生成的磁场的相位相反。4.根据权利要求1至3中任一项所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈的数量为偶数。5.根据权利要求4所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈的数量为两个。6.根据权利要求5所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈还包括第二线圈； 所述第一线圈和所述第二线圈被布置为使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，所述第一线圈的缠绕方向与所述第二线圈的缠绕方向相反；以及 所述第一线圈连接至所述第二线圈，使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，流经所述第一线圈的电流的方向与流经所述第二线圈的电流的方向相反。7.根据权利要求5所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈还包括第二线圈； 所述第一线圈和所述第二线圈被布置为使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，所述第一线圈的缠绕方向与所述第二线圈的缠绕方向相同；以及 所述第一线圈连接至所述第二线圈，使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，流经所述第一线圈的电流的方向与流经所述第二线圈的电流的方向相反。8.根据权利要求1至7中任一项所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈具有基本上相同的电抗。9.根据权利要求1至7中任一项所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈彼此串联连接。10.根据权利要求1至7中任一项所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈彼此并联连接。11.根据权利要求1至10中任一项所述的线圈单元，还包括 连接至所述次级谐振线圈的两端的电容器。12.根据权利要求1至11中任一项所述的线圈单元，还包括电磁感应线圈，所述电磁感应线圈被配置成使用电磁感应来执行以下中的至少一个向所述次级谐振线圈发送电功率和从所述次级谐振线圈接收电功率，其中， 所述电磁感应线圈与所述多个线圈中的至少一个磁耦合。13.根据权利要求1所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈是彼此不连接的分离的线圈。14.根据权利要求13所述的线圈单元，还包括 电磁感应线圈，所述电磁感应线圈被配置成使用电磁感应来执行以下中的至少一个向所述次级谐振线圈发送电功率和从所述次级谐振线圈接收电功率，其中， 所述电磁感应线圈与所述多个线圈中的至少一个磁耦合。15.根据权利要求14所述的线圈单元，其中， 所述电磁感应线圈被布置为使得所述电磁感应线圈与在和下述轴线的方向相同的方向上生成的磁场磁耦合所述多个线圈围绕该轴线缠绕。16.根据权利要求14所述的线圈单元，其中， 所述电磁感应线圈被布置为使得所述电磁感应线圈与在和下述轴线的方向正交的方向上生成的磁场磁耦合所述多个线圈围绕该轴线缠绕。17.根据权利要求13所述的线圈单元，还包括 与所述多个线圈分别对应的多个电磁感应线圈，其中， 所述多个电磁感应线圈被配置成使用电磁感应来执行以下中的至少一个向对应的所述线圈发送电功率和从对应的所述线圈接收电功率。18.根据权利要求17所述的线圈单元，其中， 所述多个电磁感应线圈彼此串联连接。19.根据权利要求17所述的线圈单元，其中， 所述多个电磁感应线圈彼此并联连接。20.根据11至19中任一项所述的线圈单元，还包括 与所述多个线圈分别对应的电容器，其中，所述电容器中的每个电容器连接至所述多个线圈中的对应的线圈的两端。21.一种非接触式功率接收装置，所述非接触式功率接收装置以非接触方式从功率发送装置接收电功率，其中，所述功率发送装置面对所述非接触式功率接收装置，所述非接触式功率接收装置包括 谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且被配置成使用所述谐振线圈与所述功率发送装置之间的电磁谐振来从所述功率发送装置接收电功率，其中， 所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率发送装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。22.一种非接触式功率发送装置，所述非接触式功率发送装置以非接触方式向功率接收装置发送电功率，其中，所述功率接收装置面对所述非接触式功率发送装置，所述非接触式功率发送装置包括 谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且被配置成使用所述谐振线圈与所述功率接收装置之间的电磁谐振来将从电源装置提供的电功率提供给所述功...

【专利技术属性】
技术研发人员：榊原启之，市川真士，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：