[发明专利]谐振型非接触供电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种谐振型非接触供电系统。

背景技术

电力通过非接触系统供应到负载装置的技术众所周知。作为应用了该技术的产品，移动电话充电系统已经基本上普及。此外，近年来，非接触供电系统实际上甚至用作电动车辆供电系统，并且针对实际操作建立了各种标准。

有各种类型的非接触供电系统。电动车辆的供电系统是图1所示的谐振型非接触供电系统，所述谐振型非接触供电系统极具吸引力并且其基本原理由MIT（麻省理工学院）开发和论证（例如，参照专利文献1）。图中所示的谐振型非接触供电系统包括：高频电源的谐振系统；谐振线圈（初级谐振线圈和次级谐振线圈）；和负载，所述负载非接触地传输电力。具体地，电力传输侧（初级侧）装置包括高频电源、初级线圈和初级谐振线圈。电力接收侧（次级装置）装置包括次级谐振线圈、次级线圈和负载。系统中的电力传输侧装置和电力接收侧装置优点在于能够通过谐振磁性耦合（电磁耦合）以高传输效率（有时约50%）为间隔几米的位置供应电力。

在图1所示的MIT技术中，谐振系统假定是由“电源部（高频电源和初级线圈）、谐振部（初级谐振线圈和次级谐振线圈）和负载部（次级线圈和负载）”构成。然而，当非接触供电系统安装于电子装置或者汽车供电系统中时，追加的组件变得有必要。图1系统安装于实际系统中的系统结构实施例如图2所示。如图所示，在实际系统中，在电源与初级谐振线圈部之间的传输路径和在次级谐振线圈部与负载之间的传输路径有必要。当并行线假定为传输路径时，因为特性阻抗变化大且传输损耗大，所以非接触供电系统基本上仅适用于小型系统。例如，在电磁感应方法中，通过使用利兹线（Litz wires）的技术（参照专利文献2和3）部分地解决了以上问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开号2009-501510

专利文献2：日本专利公开号2010-40699

专利文献3：日本专利公开号5-344602

发明内容

本发明解决的问题

根据专利文献2和专利文献3中公开的使用利兹线的技术，问题在于，虽然传输损耗能够减少，但是特性阻抗变化不能减少。因此，在谐振法中使用的频带（几MHz至几十MHz）中，几乎没有改善效果。因此，特性阻抗变化小且传输效率高的同轴电缆经常用于大型系统（诸如用于充电车辆的系统）的传输路径（传输线）。然而，如图3所示，当同轴电缆用于使用谐振法的系统中时，有以下问题。

（1）当同轴电缆用于传输路径时，电流不仅流过初级同轴电缆（电力传输侧同轴电缆60）的同轴电缆外导体64的内侧，而且流过所述同轴电缆外导体64的外侧，并且产生辐射电磁场。

（2）因为来自初级线圈30的一部分电磁场与同轴电缆外导体64耦合且感应电流流动，所以产生辐射电磁场。

（3）因为来自次级谐振线圈45的全部电磁场不一定与次级线圈40耦合，所以一部分电磁场与电力接收侧同轴电缆70的同轴电缆外导体74耦合，并且感应电流流动，产生辐射电磁场。

当从传输效率角度处理这些问题时，由于图1中理想化模型，假定所有电磁能量供应给负载，但是一部分电磁能量在图2和图3的结构中损失。

利用屏蔽件99覆盖整个系统的技术视为一般措施，如图4所示。然而，通过这个技术，不能防止作为传输损耗的原因的感应电流产生。此外，有以下问题：供电操作受到干扰；整个系统重量增加；和系统难以安装。因为特别是当系统安装到车辆等时，随着车辆重量增加，能耗效率显著下降，所以需要另一个更加实用的技术。

鉴于这些情况作出本发明，并且本发明目的是提供解决以上问题的技术。

解决问题的方法

根据本发明方面，提供谐振型非接触供电系统，所述谐振型非接触供电系统包括电力传输侧谐振线圈部和电力接收侧谐振线圈部，并且所述谐振型非接触供电系统通过非接触谐振效应将电力从所述电力传输侧谐振线圈部传输到所述电力接收侧谐振线圈部，所述系统还包括：第一同轴电缆，所述第一同轴电缆电气连接高频电源与所述电力传输侧谐振线圈；和电力传输侧屏蔽部，所述电力传输侧屏蔽部是良导体且从外部覆盖以容纳所述电力传输侧谐振线圈部，并且所述电力传输侧屏蔽部通过所述第一同轴电缆的外导体电气连接到所述高频电源的外壳，其中所述电力传输侧屏蔽部的尺寸设定为使得所述电力传输侧谐振线圈部的电磁耦合不受影响，并且所述电力传输侧屏蔽部容纳所述电力传输侧谐振线圈部以不会从所述电力传输侧屏蔽部突出。