受電裝置、送電裝置以及電力傳輸系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及受電裝置、送電裝置以及電力傳輸系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，已提出了以非接觸方式向搭載于車輛的電池供給電力的各種電力傳輸系統(tǒng)。
[0003]例如，在日本特開2011-193617號公報所記載的電力傳輸系統(tǒng)中，以非接觸方式從供電側(cè)電磁線圈向受電側(cè)電磁線圈供給電力并對電池進(jìn)行充電。而且，具備將受電側(cè)電磁線圈支撐為能夠相對于車輛進(jìn)行自動升降的升降裝置。在受電側(cè)電磁線圈設(shè)置有從線圈向下方突出的凸?fàn)畈俊?br>[0004]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-193617號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明要解決的問題
[0008]但是，在日本特開2011-193617號公報所記載的受電裝置中，在向下方下降的過程中，在升降機(jī)構(gòu)的驅(qū)動停止了的情況下，線圈成為停止在從上死點(diǎn)下降的狀態(tài)。在該情況下，如果在線圈下降的狀態(tài)下行駛，則線圈有可能會碰撞路緣石等而損傷。
[0009]本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于，提供一種即使使受電部向送電部移動的致動器未良好地驅(qū)動，也能夠抑制受電部被維持在接近送電部的狀態(tài)的受電裝置。
[0010]本發(fā)明的第二目的在于，提供一種即使使送電部向受電部移動的致動器未良好地驅(qū)動，也能夠抑制送電部被維持在接近受電部的狀態(tài)的送電裝置。
[0011]本發(fā)明的第三目的在于，提供一種即使使送電部或受電部的至少一方以向另一方接近的方式驅(qū)動的致動器未良好地驅(qū)動，也能夠抑制送電部和受電部被維持在彼此接近的狀態(tài)的電力傳輸系統(tǒng)。
[0012]用于解決問題的手段
[0013]本發(fā)明涉及的受電裝置，具備:受電部，以非接觸方式從設(shè)置于車輛外部的送電部接受電力；和受電部用支撐機(jī)構(gòu)，將受電部支撐為:能夠以使受電部向送電部接近的方式使受電部移動，并且能夠以使受電部離開送電部的方式使受電部移動。上述受電部用支撐機(jī)構(gòu)包含:施力部件，向受電部施力，以使得受電部與送電部之間的距離變長；和受電部用驅(qū)動部，產(chǎn)生使受電部移動的動力，以使得與施力對抗而受電部與送電部之間的距離變短。
[0014]優(yōu)選，上述受電部用支撐機(jī)構(gòu)包含限制機(jī)構(gòu)，所述限制機(jī)構(gòu)抑制從受電部用驅(qū)動部施加給受電部的驅(qū)動力成為預(yù)定值以上。
[0015]優(yōu)選，上述受電部用驅(qū)動部是包含定子和轉(zhuǎn)子的馬達(dá)。上述限制機(jī)構(gòu)包含:控制部，控制向馬達(dá)供給的電力；和檢測部，檢測轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角度。上述控制部控制所述馬達(dá)，以使得當(dāng)從馬達(dá)施加給受電部的驅(qū)動力成為預(yù)定值以上時，受電部上升。
[0016]優(yōu)選，上述限制機(jī)構(gòu)包含切換部。上述切換部能夠切換容許狀態(tài)和限制狀態(tài)，所述容許狀態(tài)是容許受電部離開送電部并且容許受電部接近送電部的狀態(tài)，所述限制狀態(tài)是容許受電部離開送電部并且抑制受電部接近送電部的狀態(tài)。當(dāng)上述受電部位于受電位置時，切換部成為限制狀態(tài)。
[0017]優(yōu)選，上述受電部用支撐機(jī)構(gòu)包含支撐受電部的臂，通過臂旋轉(zhuǎn)，受電部以接近比受電部位于更下方的送電部的方式移動。在將上述受電部開始向送電部移動之前的受電部的位置作為初始位置，將在受電部與送電部之間進(jìn)行電力傳輸時的受電部的位置作為受電位置，將從初始位置移動到受電位置的受電部的路徑作為移動路徑時，移動路徑中位于受電位置的周圍的部分的水平方向的位移量比上下方向的位移量大。
[0018]優(yōu)選，上述受電部用支撐機(jī)構(gòu)包含保持構(gòu)件，在將上述受電部開始向送電部移動之前的受電部的位置作為初始位置時，所述保持構(gòu)件保持位于初始位置的受電部。
[0019]優(yōu)選，上述受電部用支撐機(jī)構(gòu)將受電部支撐為受電部能夠在鉛垂方向的上下方向上移動。優(yōu)選，上述送電部的固有頻率與受電部的固有頻率之差為受電部的固有頻率的10%以下。
[0020]優(yōu)選，上述受電部通過形成于受電部與送電部之間且以特定的頻率振動的磁場和形成于受電部與送電部之間且以特定的頻率振動的電場的至少一方從送電部接受電力。
[0021]本發(fā)明涉及的送電裝置具備:送電部，以非接觸方式向設(shè)置于車輛的受電部輸送電力；和送電部用支撐機(jī)構(gòu)，將送電部支撐為:能夠以使送電部向受電部接近的方式使送電部移動，并且能夠以使送電部離開受電部的方式使送電部移動。上述送電部用支撐機(jī)構(gòu)包含:施力部件，向送電部施力，以使得送電部與受電部之間的距離變長；和送電用驅(qū)動部，產(chǎn)生使送電部移動的動力，以使得送電部與受電部之間的距離變短。
[0022]本發(fā)明涉及的電力傳輸系統(tǒng)具備:受電裝置，包含受電部，并設(shè)置于車輛；和送電裝置，以非接觸方式向受電部供給電力。電力傳輸系統(tǒng)的受電裝置和送電裝置的至少一方具備支撐機(jī)構(gòu)，所述支撐機(jī)構(gòu)將受電部和送電部的至少一方支撐為:能夠以受電部與送電部相互接近的方式使受電部和送電部的至少一方移動，并且能夠以受電部與送電部相互分離的方式使受電部和送電部的至少一方移動。上述支撐機(jī)構(gòu)包含:驅(qū)動部，產(chǎn)生使受電部或送電部移動的驅(qū)動力，以使得受電部與送電部之間的距離變短；和施力部件，向利用來自驅(qū)動部的動力而移動了的受電部或送電部施力，以使得受電部與送電部之間的距離變長。
[0023]發(fā)明的效果
[0024]根據(jù)本發(fā)明涉及的受電裝置、送電裝置以及電力傳輸系統(tǒng)，能夠抑制受電部和送電部被維持在彼此接近的狀態(tài)。
【附圖說明】
[0025]圖1是示意性表示實(shí)施方式I涉及的電力傳輸系統(tǒng)、車輛、受電裝置以及送電裝置等的不意圖。
[0026]圖2是在圖1所示的電力傳輸系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)非接觸電力傳輸?shù)碾娐穲D。
[0027]圖3是表示車輛10的底面25的仰視圖。
[0028]圖4是表示受電裝置11和送電裝置50的分解立體圖。
[0029]圖5是表示支撐受電部20和受電部20的支撐機(jī)構(gòu)30的立體圖。
[0030]圖6是示意性表示切換部36的側(cè)視圖，是從圖5的箭頭A方向觀察時的側(cè)視圖。
[0031]圖7是表示車輛10停車時的受電部20、框體65以及支撐機(jī)構(gòu)30的側(cè)視圖。
[0032]圖8是表示受電部20和框體65從圖7所示的狀態(tài)起向下方移動的狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0033]圖9是表示受電部20以非接觸方式從送電部56接受電力時的狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0034]圖10是表示進(jìn)行受電部20與送電部56的位置對準(zhǔn)時的旋轉(zhuǎn)角度Θ的變形例的側(cè)視圖。
[0035]圖11是表示電力傳輸系統(tǒng)的模擬模型的圖。
[0036]圖12是表示固有頻率之差與電力傳輸效率的關(guān)系的圖。
[0037]圖13是表示在將固有頻率f0固定的狀態(tài)下使空氣間隙AG變化時的電力傳輸效率與向初級線圈58供給的電流的頻率f3的關(guān)系的圖。
[0038]圖14是示出了距電流源或磁流源的距離與電磁場的強(qiáng)度的關(guān)系的圖。
[0039]圖15是表示本實(shí)施方式2涉及的受電裝置11的立體圖。
[0040]圖16是受電部20和框體65為初始狀態(tài)時的側(cè)視圖。
[0041]圖17是表示受電部20和框體65從圖16所示的狀態(tài)起向下方位移的狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0042]圖18是受電部20和框體65移動到受電位置時的側(cè)視圖。
[0043]圖19是表示受電部20為初始狀態(tài)下的受電裝置11的側(cè)視圖。
[0044]圖20是表示受電部20和框體65從圖19所示的狀態(tài)起向下方移動時的狀態(tài)的側(cè)視圖。
[0045]圖21是受電部20位于受電位置時的側(cè)視圖。
[0046]圖22是表示送電裝置的立體圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]使用圖1至圖22，說明本實(shí)施方式涉及的受電裝置、送電裝置以及電力傳輸系統(tǒng)。此外，以下將說明多個實(shí)施方式，但從申請的原始公開就預(yù)定適當(dāng)組合在各實(shí)施方式中說明的構(gòu)成。此外，針對實(shí)質(zhì)相同的構(gòu)成，有時標(biāo)注同一標(biāo)號且不重復(fù)其說明。
[0048](實(shí)施方式I)
[0049]圖1是示意性表示實(shí)施方式I涉及的電力傳輸系統(tǒng)、車輛、受電裝置以及送電裝置等的不意圖。
[0050]本實(shí)施方式I涉及的電力傳輸系統(tǒng)具有:包含受電裝置11的車輛10和包含送電裝置50的外部供電裝置51。車輛10的受電裝置11主要從送電裝置50接受電力。
[0051]在停車空間52設(shè)置有車擋、表示停車位置和停車范圍的線，以使得車輛10停車在預(yù)定位置。
[0052]外部供電裝置51包含:與交流電源53連接的高頻電力驅(qū)動器54、控制高頻電力驅(qū)動器54等的驅(qū)動的控制部55以及與高頻電力驅(qū)動器54連接的送電裝置50。
[0053]送電裝置50包含送電部56，送電部56包含線圈單元60和與該線圈單元60連接的電容器59。線圈單元60包含鐵氧體芯57和卷繞于該鐵氧體芯57的初級線圈(第一線圈)58。初級線圈58與高頻電力驅(qū)動器54連接。此外，在本實(shí)施方式I中，初級線圈是初級線圈58。
[0054]在圖1中，車輛10具備:車輛主體10A、設(shè)置于車輛主體1A的受電裝置11、與受電裝置11連接的整流器13、與該整流器13連接的DC/DC轉(zhuǎn)換器14、與該DC/DC轉(zhuǎn)換器14連接的電池15、電力控制單元(PQJ (Power Control Unit)) 16、與該電力控制單元16連接的馬達(dá)單元17、控制DC/DC轉(zhuǎn)換器14或電力控制單元16等的驅(qū)動的車輛E⑶(ElectronicControl Unit) 12、支撐機(jī)構(gòu)30以及調(diào)整部27。
[0055]車輛主體10A具備在內(nèi)部形成了發(fā)動機(jī)室(engine compartment)、乘員容納室的車身和設(shè)置于該車身的擋泥板等外飾件。車輛10具備前輪19F和后輪19B。
[0056]此外，在本實(shí)施方式I中說明具備發(fā)動機(jī)的混合動力車輛，但不限于該車輛。例如，也能夠應(yīng)用于不具備發(fā)動機(jī)的電動汽車、具備燃料電池來取代發(fā)動機(jī)的燃料電池車輛等。
[0057]車輛E⑶12包含控制后述的支撐機(jī)構(gòu)30的驅(qū)動的支撐機(jī)構(gòu)控制部18。整流器13與受電裝置11連接，將從受電裝置11供給的交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流并向DC/DC轉(zhuǎn)換器14供給。
[0058]DC/DC轉(zhuǎn)換器14調(diào)整從整流器13供給的直流電流的電壓并向電池15供給。此外，DC/DC轉(zhuǎn)換器14不是必須的構(gòu)成，也可以省略。在該情況下，通過在外部供電裝置51的送電裝置50與高頻電力驅(qū)動器54之間設(shè)置用于匹配阻抗的匹配器，能夠代用DC/DC轉(zhuǎn)換器14。
[0059]電力控制單元16包含與電池15連接的轉(zhuǎn)換器(converter)和與該轉(zhuǎn)換器連接的逆變器(inverter)，轉(zhuǎn)換器調(diào)整(升壓)從電池15供給的直流電流并向逆變器供給。逆變器將從轉(zhuǎn)換器供給的直流電流變換為交流電流，并向馬達(dá)單元17供給。
[0060]馬達(dá)單元17例如采用三相交流馬達(dá)等，并由從電力控制單元16的逆變器供給的交流電流驅(qū)動。
[0061]受電裝置11包含受電部20。受電部20包含線圈單元24和與該線圈單元24連接的電容器23。線圈單元24包含鐵氧體芯21和卷繞于鐵氧體芯21的次級線圈22。此外，在受電部20中，電容器23也不是必須的構(gòu)成。次級線圈22與整流器13連接。
[0062]圖2是在圖1所示的電力傳輸系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)非接觸電力傳輸?shù)碾娐穲D。此外，該圖2所示的電路構(gòu)成為一例，用于實(shí)現(xiàn)非接觸電力傳輸?shù)臉?gòu)成不限定于圖2的構(gòu)成。
[0063]次級線圈22與電容器23 —起形成諧振電路，以非接觸方式接受從外部供電裝置51的送電部56送出的電力。此外，雖然未特別圖示，但也可以利用次級線圈22和電容器23形成閉環(huán)，并另外設(shè)置通過電磁感應(yīng)從次級線圈22取出由次級線圈22接受的交流電力并