[发明专利]非接触供电变压器

说明书

技术领域

本发明涉及以非接触的方式对电动汽车等供电的非接触供电系统的供电变压器以及连接于供电变压器的电气部件，使变压器对车辆等的设置容易。

背景技术

作为对电动汽车、插入式混合动力车(plug-in hybrid car)的电池进行充电的系统的一个例子，如图8所示，开发出一种在车辆的地板面设置非接触供电系统的供电变压器30的二次侧变压器(受电变压器)33，从设置于地上侧的一次侧变压器(送电变压器)31利用电磁感应以非接触的方式进行供电的方法。

接受充电的插入式混合动力车具有发动机54及马达53来作为驱动源，并具备作为马达用电源的二次电池51、及将二次电池51的直流变换为交流并供给至马达的逆变器52。

对二次电池51进行供电的非接触供电系统在地上侧具备：将商用电源的交流变换为直流并且使其电压可变的可变电压整流器10、从直流生成高频交流的逆变器20、作为非接触供电变压器30的一方的送电变压器31、以及与送电变压器31串联连接的一次侧串联电容器32。

另一方面，在车辆侧具备：作为非接触供电变压器30的另一方的受电变压器33、为二次电池而将交流变换为直流的整流器35、并联连接在受电变压器33与整流器35之间的二次侧并联共振电容器34。

图9表示该非接触供电系统的电路图的一个例子。

在该系统中，即便在车辆的停车位置偏移而使送电变压器31没有正对受电变压器33、送电变压器31与受电变压器33的间隙(间隔)变动的情况下，也要求供电效率不大幅度地降低。

在下述专利文献1公开有位置偏移、间隙变动的容许量大，并且能够构成小型的非接触供电变压器。如图10A～图10F所示，对于该非接触供电变压器而言，将铁氧体磁芯40构成H字形，将H字的两侧的平行的部分设为磁极部41、42，在相当于H字的横杆部分、即绕组磁芯部件43(连接磁极部之间的部分)卷绕有电线50。此外，图10A为在铁氧体磁芯40卷绕有电线50的状态，图10D为在铁氧体磁芯40未卷绕有电线50的状态。另外，图10B为沿着图10A的A-A线剖开的剖视图，图10C为沿着图10A的B-B线剖开的剖视图。同样地，图10E为沿着图10D的A-A线剖开的剖视图，图10F为沿着图10D的B-B线剖开的剖视图。

在使用了该H字形磁芯的非接触供电变压器中，在通过以标准间隙长度70mm的间隔对置的送电变压器以及受电变压器进行3kW的供电的情况下，能够获得满足变压器的效率为95％、左右方向(图10A的y方向)的位置偏移容许量为±150mm、前后方向(图10A的x方向)的位置偏移容许量为±60mm、另外将标准间隙长度扩大至100mm时的效率为92％的实用性的特性。

另外，在使用H字形磁芯的非接触供电变压器中，也试制了能够迅速充电的10kW以上的大容量的变压器。

专利文献1：日本特开2011-50127号公报

图11表示本发明的发明人等作为车辆安装用或地上设置用的制品而试制的、具备H字形磁芯的非接触供电变压器的一个例子。

在该制品中，在连接磁极部41、42之间的被绕组部(在该图中卷绕有电线50而无法观察)卷绕电线50而形成有线圈主体，该线圈主体被固定于作为筐体的基座板的固定板60。固定板60在车辆安装用的制品中，被安装于车辆的地板的外侧。此外，在实际的制品中，固定板60的固定了线圈主体的前表面(与对象变压器对置的面)被树脂罩覆盖，但在图11中，省略树脂罩。

该固定板60由铝板构成，并具有对线圈主体的漏磁通进行磁屏蔽的功能、及对在通电时从线圈主体产生的热进行散热的功能。在固定板60的磁极部41与磁极部42的中间位置，形成有用于电线50的端部导入导出的导出导入孔61。在该位置设置导出导入孔61基于以下的理由。

图12表示从具有H字形磁芯的线圈主体产生的漏磁通的分布。漏磁通由在铁氧体磁芯40的周围表示的阴影线来表示。在磁极部41与磁极部42的中间位置，若从电线50分离则漏磁通的分布密度降低，从而在磁极部41与磁极部42的中央位置100(线段100-100的位置)成为最低。因此，即使在该位置的固定板60开设导出导入孔61而引出电线，也不会破坏固定板60的磁屏蔽功能。

但是，在该非接触供电变压器中，相对于从固定板60的导出导入孔61被引出的电线50，在车辆安装用的制品的情况下，如图8所示必须电连接二次侧并联共振电容器34、整流器35。另外，在地上设置用的制品的情况下，必须电连接一次侧串联电容器32。因此存在变压器设置时的作业负担增大，并且需要确保配线空间的课题。