一種線圈單元，其包括第二諧振線圈（110），第二諧振線圈（110）具有多個單元線圈（111至114）并且經(jīng)由與和該第二諧振線圈間隔開的第一諧振線圈的電磁諧振來執(zhí)行向第一諧振線圈傳輸電力和從從第一諧振線圈接收電力中的至少一項。由單元線圈（111至114）形成的磁場的方向是相同的。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及線圈單元、非接觸電力傳輸設(shè)備、非接觸電力接收設(shè)備、車輛以及非接 觸供電系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
如在日本專利申請公布No. 2003-79597 和 No. 2008-67807 (JP-A-2003-79597 和 JP-A-2008-67807)中描述的，已經(jīng)在磁諧振成像設(shè)備中使用了線圈單元。近年來，純電動車 輛和混合動力車輛成為關(guān)注的焦點，因為對于環(huán)境的關(guān)心日益增長，并且因此，其中使用線 圈單元的充電方法，諸如電磁感應(yīng)方法和諧振方法，作為在車輛上安裝的電池由外部源以 無接觸方式充電的充電方法的候選正引起注意。例如，在日本專利申請公布No. 7-67270 (JP-A-7-67270)中描述的非接觸供電系 統(tǒng)包括在地面中埋置的初級線圈和被安裝在車輛上的次級線圈，在該車輛中，使用在次級 線圈中感應(yīng)的電流對在車輛上的安裝的電池充電。在日本專利申請公布No. 2010-73976 (JP-A-2010-73976)中描述的無線電力傳輸 設(shè)備包括被安裝在純電動車輛上并且包括電力接收通信線圈的電力接收裝置，和包括電力 傳輸通信線圈的供電設(shè)備，并且電力接收裝置包括電力接收通信線圈。電力傳輸通信線圈 包括初級線圈和諧振線圈，并且電力接收通信線圈包括初級線圈和諧振線圈。在電力接收 通信線圈和電力傳輸通信線圈之間，通過諧振電力傳輸方法以無線方式傳輸電力。在初級線圈和次級線圈之間可以通過使用電磁感應(yīng)的非接觸電力傳輸方法傳 輸電力的距離較小，并且因此這種方法要求初級線圈和次級線圈相互靠近地安置。因 此，當(dāng)要超過特定距離傳輸或者接收電力時，這種電力傳輸方法是不適合的。然而，在 JP-A-2010-73976中描述的無線電力傳輸設(shè)備中，使用諧振電力傳輸方法，并且因此可以經(jīng) 由比在電磁感應(yīng)方法的情形中更大的距離來傳輸或者接收電力。即便電力傳輸設(shè)備采用諧振電力傳輸方法，然而，當(dāng)電力傳輸諧振線圈和電力接 收諧振線圈錯位時，電力傳輸效率和電力接收效率會顯著降低。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提供了線圈單元、非接觸電力傳輸設(shè)備、非接觸電力接收設(shè)備、車輛以及非 接觸供電系統(tǒng)，利用它們，即便包括能夠經(jīng)由電磁諧振執(zhí)行電力傳輸和電力接收中的至少 一項的諧振線圈的線圈單元與配對諧振線圈錯位，也能夠抑制電力傳輸效率或者電力接收 效率的降低。根據(jù)本專利技術(shù)的第一方面的線圈單元是包括第二自諧振線圈的線圈單元，該第二自 諧振線圈具有多個單元線圈，并且經(jīng)由與和該第二諧振線圈間隔開的第一自諧振線圈的電 磁諧振，來執(zhí)行向第一自諧振線圈傳輸電力和從第一自諧振線圈接收電力中的至少一項。 由單元線圈形成的磁場的方向是相同的。注意，這里磁場的方向是指由單元線圈形成的磁場在穿過單元線圈時從單元線圈的任一側(cè)到其任一側(cè)。因此，“由單元線圈形成的磁場的方 向是相同的”表示由單元線圈形成的每一個磁場被形成為從所有單元線圈的同一側(cè)穿過單 元線圈。單元線圈可以被布置成彼此相鄰。可以采用下述配置，其中單元線圈被置放在基 本相同的平面中并且當(dāng)沿著每一個單元線圈的軸向方向觀察時并不相互重疊，并且單元線 圈的軸線是基本平行的。每一個單元線圈的匝數(shù)可以被設(shè)置為一。第二自諧振線圈可以由 導(dǎo)線形成。單元線圈可以被成環(huán)狀地布置?？梢圆捎孟率雠渲?，其中單元線圈的數(shù)目為四并 且單元線圈被布置成關(guān)于假想線是旋轉(zhuǎn)對稱的?？梢圆捎孟率雠渲?，其中第一自諧振線圈 的諧振頻率等于第二自諧振線圈的諧振頻率；通過使得電流的頻率被設(shè)置為諧振頻率的電 流在第一自諧振線圈中流動，在第一自諧振線圈周圍形成第一近場，其中第一自諧振線圈 被配置為能夠執(zhí)行向第二自諧振線圈傳輸電力和從第二自諧振線圈接收電力中的至少一 項；通過將第二自諧振線圈安置在第一近場中，來使得第二自諧振線圈能夠從第一自諧振 線圈接收電力；通過使得電流的頻率被設(shè)置為諧振頻率的電流在第二自諧振線圈中流動， 來使得第二自諧振線圈能夠在第二自諧振線圈周圍形成第二近場；并且當(dāng)?shù)谝蛔灾C振線圈 安置第二近場中時，使得第二自諧振線圈能夠向第一自諧振線圈傳輸電力。根據(jù)本專利技術(shù)的第二方面的非接觸電力傳輸設(shè)備包括從外部電源接收電力并且向 第二自諧振線圈傳輸電力的第一電磁感應(yīng)線圈；以及上述線圈單元。根據(jù)本專利技術(shù)的第三方 面的非接觸電力接收設(shè)備包括上述線圈單元以及從第二自諧振線圈接收電力的第二電磁 感應(yīng)線圈。根據(jù)本專利技術(shù)的第四方面的車輛包括上述非接觸電力接收設(shè)備和從第二電磁感應(yīng) 線圈接收電力的蓄電裝置。單元線圈可以被布置成關(guān)于經(jīng)過車輛的橫向中心并且在車輛縱 向方向上延伸的假想軸線對稱。單元線圈可以被布置成關(guān)于在車輛的寬度方向上延伸的假 想軸線對稱。根據(jù)本專利技術(shù)的第五方面的非接觸供電系統(tǒng)包括第一線圈單元，第一線圈單元包 括具有多個第一單元線圈的第一自諧振線圈，其中，由第一單元線圈形成的磁場的方向是 相同的；以及第二線圈單元，第二線圈單元包括具有多個第二單元線圈的第二自諧振線圈， 第二線圈單元被配置為經(jīng)由與第一自諧振線圈的電磁諧振來執(zhí)行向第一自諧振線圈傳輸 電力和從第一自諧振線圈接收電力中的至少一項，其中，由第二單元線圈形成的磁場的方 向是相同的。可以采用下述配置，其中第一單元線圈被布置成彼此相鄰，并且第二單元線圈 被布置成彼此相鄰。利用根據(jù)本專利技術(shù)的線圈單元、非接觸電力傳輸設(shè)備、非接觸電力接收設(shè)備、車輛和 非接觸供電系統(tǒng)，即便諧振線圈錯位也能夠在傳輸電力和接收電力時維持高的效率。附圖簡要說明下面將參考附圖描述本專利技術(shù)的示例性實施例的特征、優(yōu)點以及技術(shù)和工業(yè)意義， 在附圖中相同的標(biāo)號指示相同的元件，并且其中附圖說明圖1示出基本非接觸供電系統(tǒng)的總體配置；圖2是用于解釋使用諧振方法的電力傳輸?shù)脑淼膱D3是示出在距電流源(磁性電流源)的距離和電磁場的強度之間的關(guān)系的圖4是示意性地示出被安裝在車輛上的線圈單元101的透視圖5是示意性地示出次級諧振線圈110的平面視圖6是示意性地示出電流頻率被設(shè)置為次級諧振線圈110的諧振頻率的電流在次級諧振線圈110中流動的情況的平面視圖7是示意性地示出被安裝在供電設(shè)備200中的線圈單元201的透視圖8是示意性地示出初級諧振線圈240的平面視圖9是示意性地示出電流頻率被設(shè)置為初級諧振線圈240的諧振頻率的電流在初級諧振線圈240中流動的情況的平面視圖10是示意性地示出當(dāng)車輛100的蓄電裝置150被充電時在次級諧振線圈110 和初級諧振線圈240之間的相對位置關(guān)系的透視圖11是當(dāng)從上面觀察時近場NF2和次級諧振線圈110的示意性平面視圖12是當(dāng)從上面觀察時近場NF2和次級諧振線圈110的示意性平面視圖13是示意性地示出根據(jù)對比示例的供電系統(tǒng)的平面視圖14是示意性地示出圓形諧振線圈被用作次級諧振線圈的示例的平面視圖15是用于獲得在圖1、10和12所示供電系統(tǒng)中的傳輸效率的模擬的結(jié)果的曲線圖;圖16是用于獲得在圖13所示供電系統(tǒng)中的傳輸效率的模擬的結(jié)果的曲線圖17是示意性地示出次級諧振線圈110和初級諧振線圈240的修改的透視 圖18是示意性地示出圖13所示的供電系統(tǒng)的透視圖19是示出圖17所示的供電系統(tǒng)的傳輸效率的曲線圖20是示出圖18所示的供電系統(tǒng)的傳輸效率的曲線圖21是示意性地示出在車輛100中使用包括多個單元線圈的次級諧振線圈110 并且圓形線圈被用作初級諧振線圈24本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2010.07.28 JP 2010-1693411.一種線圈單元,包括 第二自諧振線圈，所述第二自諧振線圈包括多個單元線圈，并且經(jīng)由與和該第二自諧振線圈間隔開的第一自諧振線圈的電磁諧振，來執(zhí)行向所述第一自諧振線圈傳輸電力和從所述第一自諧振線圈接收電力中的至少一項， 其中，由所述單元線圈形成的磁場的方向是相同的。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈單元，其中， 所述單元線圈被布置成彼此相鄰。3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的線圈單元，其中， 所述單元線圈位于基本相同的平面中并且在當(dāng)沿著每一個單元線圈的軸向方向觀察時并不相互重疊，并且所述單元線圈的軸線是基本平行的。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任何一項所述的線圈單元，其中， 每一個所述單元線圈的匝數(shù)被設(shè)置為一。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任何一項所述的線圈單元，其中， 所述第二自諧振線圈由導(dǎo)線形成。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任何一項所述的線圈單元，其中， 所述單元線圈環(huán)狀地布置。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任何一項所述的線圈單元，其中， 所述單元線圈的數(shù)目為四，并且所述單元線圈被布置成關(guān)于假想線是旋轉(zhuǎn)對稱的。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項所述的線圈單元，其中 所述第一自諧振線圈的諧振頻率等于所述第二自諧振線圈的諧振頻率； 通過使得電流的頻率被設(shè)置為所述諧振頻率的電流在所述第一自諧振線圈中流動，來在所述第一自諧振線圈周圍形成第一近場，其中所述第一自諧振線圈被配置為能夠執(zhí)行向所述第二自諧振線圈傳輸電力和從所述第二自諧振線圈接收電力中的至少一項； 通過將所述第二自諧振線圈安置在所述第一近場中，來使得所述第二自諧振...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：市川真士，石川哲浩，菊間信良，門井優(yōu)文，
申請(專利權(quán))人：豐田自動車株式會社，國立大學(xué)法人名古屋工業(yè)大學(xué)，
類型：
國別省市：
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