(57)【要約】【課題】非接触給電装置における電力伝送損失を低減する。【解決手段】非接触給電装置は、車両（１０）に搭載されており、車両外部の送電装置から非接触にて電力を受け取ることが可能である。非接触給電装置は、送電装置から受け取った電力を蓄電可能な電池（２１０）と、電池の下側の面の一部に配置されており、送電装置から送電される電力を非接触にて受け取る受電部（２２０）とを備えている。受電部は、車両の前方側に設けられた内燃機関から車両の後方側に向けて延伸する排気管（１１０）の屈曲部分よりも、車両の後方側に配置されている。【選択図】図１
2019055700.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載されており、前記車両外部の送電装置から非接触にて電力を受け取ることが可能な非接触給電装置であって、
前記送電装置から受け取った電力を蓄電可能な電池と、
前記電池の下側の面の一部に配置されており、前記送電装置から送電される電力を非接触にて受け取る受電部と
を備え、
前記受電部は、前記車両の前方側に設けられた内燃機関から前記車両の後方側に向けて延伸する排気管の屈曲部分よりも、前記車両の後方側に配置されている
ことを特徴とする非接触給電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両外部の送電装置から非接触にて電力を受け取ることが可能な非接触給電装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置として、車両が走行する路面に設けられた送電装置から送電される電力を、車両下部に設けられた非接触給電ユニットを用いて受電するものが知られている。例えば特許文献１では、排気管からの受熱影響を考慮した位置に非接触給電ユニットを配置するという技術が開示されている。また特許文献２では、触媒の下側に非接触給電ユニットを配置するという技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０４７０１３号公報
【特許文献２】特開２０１３−１１２０４７号後方
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載されている技術によれば、非接触給電ユニットが排気管からの熱の影響を受け難いため、高温による不都合の発生を抑制できるとされている。しかしながら、排気管のような磁性材料は、非接触給電ユニットに対して熱による悪影響を与えるだけでなく、非接触給電時の磁束漏れを増加させる原因となることがある。このため、排気管と非接触給電ユニットとの位置関係を適切なものとしなければ、非接触給電による電力伝送効率が大きく悪化しまうおそれがある。
【０００５】
本発明は、例えば上記問題点に鑑みてなされたものであり、電力伝送損失を低減可能な非接触給電装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の非接触給電装置は上述した課題を解決するために、車両に搭載されており、前記車両外部の送電装置から非接触にて電力を受け取ることが可能な非接触給電装置であって、前記送電装置から受け取った電力を蓄電可能な電池と、前記電池の下側の面の一部に配置されており、前記送電装置から送電される電力を非接触にて受け取る受電部とを備え、前記受電部は、前記車両の前方側に設けられた内燃機関から前記車両の後方側に向けて延伸する排気管の屈曲部分よりも、前記車両の後方側に配置されている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】車両の全体構成を示す上面図である。
【図２】非接触給電ユニットの配置位置を示す側面図である。
【図３】非接触給電ユニットの搭載部位の一例を示す上面図である。
【図４】非接触給電ユニットの搭載部位ごとの電力伝送損失を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して非接触給電装置の実施形態について説明する。
【０００９】
＜装置構成＞
まず、本実施形態に係る非接触給電装置を搭載する車両の構成について、図１及び図２を参照して説明する。ここに図１は、車両の全体構成を示す上面図である。図２は、非接触給電ユニットの配置位置を示す側面図である。
【００１０】
図１及び図２に示すように、本実施形態に係る非接触給電装置が搭載される車両１０は、排気管１１０、リアモータ１２０、リアシャフト１３０、電池２１０、及び非接触給電ユニット２２０を備えて構成されている。なお、車両１０は上述した各部位以外の部位も備えているが、本実施形態との関連が薄いため図示を省略している。
【００１１】
排気管１１０は、車両前方側に配置されたエンジン（図示せず）の排気を、車両後方側の排気口に導く。排気管１１０は、図に示すように屈曲部分（即ち、延伸方向とは異なる方向に湾曲した部分）を有している。なお、排気管１１０の一部はマフラーとして構成されていてもよい。リアモータ１２０は、リアシャフト１３０を回転駆動させることが可能なモータであり、電池２１０から供給される電力によって駆動する。リアモータ１２０は、例えばリアシャフト１３０の駆動力を電力に変換する回生機能を有していてもよい。
【００１２】
電池２１０は、車両１０を駆動するための電力を蓄電可能な二次電池（例えば、リチウムイオン電池）として構成されている。電池２１０は、例えば複数の電池からなる電池パックとして構成されており、その周囲をアルミニウムのケースで覆われている。電池２１０の下側の面の一部には、非接触給電ユニット２２０が配置されている。非接触給電ユニット２２０は、例えばコイル等を含んで構成されており、車両１０の走行時又は停止時において、路面に設置された送電装置から非接触で電力を受け取ることができる。非接触給電ユニット２２０が受け取った電力は、電池２１０に蓄電される。なお、非接触給電ユニット２２０は、後述する付記における「受電部」の一具体例である。
【００１３】
非接触給電ユニット２２０は、例えば走行時における送電装置との位置ずれ（具体的には、横方向での位置ずれ）による電力伝送効率の悪化を抑制するために、車両１０の中心に近い位置に配置されることが好ましい。より具体的には、非接触給電ユニット２２０は、車両１０の中心を通り車両１０の前方側から後方側に伸びる軸（即ち、前後軸）上に配置されることが好ましい。
【００１４】
ただし、非接触給電ユニット２２０を前後軸上に配置した場合であっても、車両１０における他の部位から受ける影響によって、非接触時の電力伝送効率は変化する。本実施形態に係る非接触給電ユニット２２０は、高い電力伝送効率を実現するために、以下で説明するような配置構成とされている。
【００１５】
＜非接触給電ユニットの配置＞
次に、非接触給電ユニット２２０の配置位置について、引き続き図１及び図２を参照して詳細に説明する。
【００１６】
図１及び図２に示すように、非接触給電ユニット１２０は、比較的大きい面積を有する電池２１０の下側の面に配置されている。このため、非接触給電ユニット１２０は、上側から電池２１０に覆われるような配置となる。これにより、電池２１０は、非接触給電時における送電装置と非接触給電ユニット２２０との間に発生する磁束への影響を抑制する機能を有することになる。
【００１７】
非接触給電時には、車両１０の各部位を構成する磁性材料の存在が磁束に少なからず影響し、電力伝送損失が発生する。より具体的には、送電装置のコイルに通電した際に生じる自己インダクタンスは、電力伝送に寄与する励磁インダクタンスと、電力伝送に寄与しない漏れインダクタンスに分けられるが、非接触電源ユニット２２０の周囲に磁性材料が存在することにより、磁束の経路が変化して漏れインダクタンスが増加する。この結果、大きな電力伝送損失が発生し、非接触給電による電力伝送効率は悪化してしまう。
【００１８】
しかるに本実施形態では、上述したように、非接触電源ユニット２２０が、アルミニウム等に覆われた電池２１０によって上側から覆われている。これにより、車両１０のボデー鋼板等が非接触給電時の磁束に与える影響を抑制することができる。よって、非接触給電時の電力伝送損失を低減し、高い電力伝送効率を実現することが可能である。
【００１９】
本実施形態では更に、非接触給電ユニット２２０が、排気管１１０の屈曲部分よりも車両１０の後方側に配置されている。具体的には、非接触給電ユニット２２０は、図中の屈曲部分終点ライン（即ち、屈曲部分が終了する位置に対応したライン）よりも後方側に配置されている。
【００２０】
磁性材料である排気管１１０の屈曲部分は、非接触給電時の磁束に比較的大きな影響を与える。よって、非接触給電ユニット２２０を排気管１１０の屈曲部分よりも車両１０の後方側に配置することで、排気管１１０が非接触給電時の磁束に与える影響が抑制され、電力伝送損失を更に低減することができる。
【００２１】
本実施形態では更に、非接触給電ユニット２２０が、リアモータ１２０から離れた位置に配置されている。具体的には、非接触給電ユニット２２０は、図中のリアモータ影響度考慮ラインよりも前方側に配置されている。
【００２２】
リアモータ１２０は、磁性の強い強磁性材料を含んで構成されている。このため、非接触給電ユニット２２０とリアモータ１２０との距離が短くなると、非接触給電時の磁束に大きな影響が生じてしまう。このため、本実施形態では、リアモータ１２０の磁束への影響度に基づいてリアモータ影響度考慮ラインを設定し、このリアモータ影響度考慮ラインよりも前方側（即ち、リアモータ１２０から見て遠い側）に非接触給電ユニット２２０を配置している。これにより、リアモータ１２０が非接触給電時の磁束に与える影響が抑制され、電力伝送損失を更に低減することができる。
【００２３】
ここで、上述した配置構成によって得られる電力伝送損失を低減する効果について、図３及び図４を参照して具体的に説明する。図３は、非接触給電ユニットの搭載部位の一例を示す上面図である。図４は、非接触給電ユニットの搭載部位ごとの電力伝送損失を示す表である。
【００２４】
図３に示すように、車両１０における非接触給電ユニットの搭載位置として選択し得るＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ及びＦの６箇所の搭載部位に、実際に非接触給電ユニット２２０を配置した場合を想定して、その際の電力伝送損失を測定して比較する。
【００２５】
図４に示すように、本願発明者の実験結果によれば、搭載部位Ａに非接触給電ユニット２２０を配置した場合の電力伝送損失は６４Ｗ、搭載部位Ｂに非接触給電ユニット２２０を配置した場合の電力伝送損失は５９Ｗ、搭載部位Ｃに非接触給電ユニット２２０を配置した場合の電力伝送損失は３００Ｗ、搭載部位Ｄに非接触給電ユニット２２０を配置した場合の電力伝送損失は１５０Ｗ、搭載部位Ｅに非接触給電ユニット２２０を配置した場合の電力伝送損失は６０Ｗ、搭載部位Ｆに非接触給電ユニット２２０を配置した場合の電力伝送損失は３００Ｗとなった。電力伝送損失が最も小さかった測定部位Ｂと、電力伝送損失が最も大きかった測定部位Ｃ及びＦとを比較すると、約５倍の差があることが分かる。
【００２６】
ここで、図１を見ても分かるように、本実施形態に係る非接触給電ユニット２２０は、図３に示す搭載部位Ｂ（即ち、電力電損失が最も小さかった測定部位）に近い配置となっている。このため、本実施形態では、電力伝送損失を効果的に低減することが可能である。
【００２７】
以上説明したように、本実施形態に係る非接触給電装置によれば、非接触給電ユニット２２０が、車両１０における他の部位（例えば、車両１０のボデー鋼板、排気管１１０の屈曲部分、及びリアモータ１２０等）からの磁束への影響が小さくなるような位置に配置されている。従って、非接触給電時における磁束漏れによる電力伝送損失の増加を抑制することができ、その結果として高い電力伝送効率を実現することが可能である。
【００２８】
＜付記＞
以上説明した実施形態から導き出される発明の各種態様を以下に説明する。
【００２９】
（付記１）
付記１に記載の非接触給電装置は、車両に搭載されており、前記車両外部の送電装置から非接触にて電力を受け取ることが可能な非接触給電装置であって、前記送電装置から受け取った電力を蓄電可能な電池と、前記電池の下側の面の一部に配置されており、前記送電装置から送電される電力を非接触にて受け取る受電部とを備え、前記受電部は、前記車両の前方側に設けられた内燃機関から前記車両の後方側に向けて延伸する排気管の屈曲部分よりも、前記車両の後方側に配置されている。
【００３０】
付記１に記載の非接触給電装置によれば、受電部が電池の下側の面の一部に配置されているため、例えばアルミニウム等によって覆われた電池が、受電部を上側から覆うように配置されることになる。これにより、車両のボデー鋼板等の磁性材料が非接触給電時の磁束に与える影響が抑制され、電力伝送損失を低減することができる。
【００３１】
また、受電部は排気管の屈曲部分よりも車両の後方側に設けられている。なお、ここでの「屈曲部分」とは、排気管全体が延伸する方向（即ち、車両前方側から後方側に向かう方向）とは異なる方向を向いた部分を指しており、磁性材料である排気管の屈曲部分は、非接触給電時の磁束に比較的大きな影響を与える。よって、受電部を排気管の屈曲部分よりも車両の後方側に配置することで、排気管が非接触給電時の磁束に与える影響が抑制され、電力伝送損失を更に低減することができる。
【００３２】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う非接触給電装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００３３】
１０  車両
１１０  排気管
１２０  リアモータ
１３０  リアシャフト
２１０  電池
２２０  非接触給電ユニット
【図１】
2019055700.tif 000003
【図２】
2019055700.tif 000004
【図３】
2019055700.tif 000005
【図４】
2019055700.tif 000006