БЛОК КАТУШКИ НАЗЕМНОЙ СТОРОНЫ
GROUND SIDE COIL UNIT

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к блоку катушки наземной стороны для использования в системе беспроводной подачи мощности для подачи мощности беспроводным образом между блоком катушки наземной стороны и блоком катушки на стороне транспортного средства.
Уровень техники
[0002] До настоящего времени была известна технология расположения магнитного сердечника, выполненного из ферромагнитного материала, рядом с катушкой, имеющей приблизительно плоскую структуру, тем самым, направляя, собирая и ориентируя магнитный поток, формируемый катушкой (см. патентную литературу 1).
Список ссылок
Патентная литература
[0003] Патентная литература 1: Публикация японской патентной заявки № 2010-93180
Патентная литература 2: Публикация японской патентной заявки № 2014-183684
Сущность изобретения
Техническая проблема
[0004] Магнитный сердечник из патентной литературы 1 имеет фрагмент, где магнитный поток, создаваемый катушкой, концентрируется, и увеличенная плотность магнитного потока может нагревать магнитный сердечник.
Решение проблемы
[0005] Настоящее изобретение было реализовано, чтобы решать традиционную проблему, которая описана выше, и целью настоящего изобретения является предоставление блока катушки наземной стороны, который пресекает формирование тепла в пластине из магнитного материала, уменьшая плотность магнитного потока, увеличивающуюся внутри пластины из магнитного материала рядом с передающей мощность катушкой.
[0006] Блок катушки наземной стороны согласно аспекту настоящего изобретения включает в себя: пластину из магнитного материала, расположенную рядом с передающей мощность катушкой, которая передает электрическую мощность получающей мощность катушке беспроводным образом; и первую катушку фильтра, расположенную обращенной к передающей мощность катушке с пластиной из магнитного материала, вставленной между ними. Первая катушка фильтра располагается в позиции, где магнитный поток, сформированный первой катушкой фильтра, нейтрализует магнитный поток, сформированный передающей мощность катушкой в пластине из магнитного материала.
Краткое описание чертежей
[0007] Фиг. 1(a) - это вид сверху, показывающий конфигурацию блока катушки наземной стороны согласно первому варианту осуществления, а фиг. 1(b) - это вид в поперечном разрезе, взятый по линии A-A на фиг. 1(a).
Фиг. 2(a) - это принципиальная схема, показывающая конфигурацию схемы наземной стороны, соответствующей блоку 1a катушки наземной стороны, показанному на фиг. 1, а фиг. 2(b) -это вид в перспективе, показывающий направления обмотки передающей мощность катушки 11, первой катушки 13 фильтра и второй катушки 14 фильтра, показанной на фиг. 2(a).
Фиг. 3(a) - это векторная диаграмма, показывающая фазовые соотношения между токами, протекающими через передающую мощность катушку 11 и первую и вторую катушки 13 и 14 фильтров, фиг. 3(b) - это вид в поперечном разрезе, показывающий, как магнитной поток, сформированный первой катушкой 13 фильтра, нейтрализует магнитный поток, сформированный передающей мощность катушкой 11 в пластине 12 из магнитного материала, а фиг. 3(c) и 3(d) являются схемами, показывающими различие в количестве формируемого тепла в пластине 12 из магнитного материала, в зависимости от присутствия или отсутствия первой катушки 13 фильтра.
Фиг. 4(a) - это вид сверху, показывающий конфигурацию блока 1b катушки наземной стороны согласно модифицированному примеру первого варианта осуществления, а фиг. 4(b) - это вид в поперечном разрезе, взятый по линии B-B на фиг. 4(a).
Фиг. 5(a) - это вид сверху, показывающий конфигурацию блока 2 катушки наземной стороны согласно второму варианту осуществления, а фиг. 5(b) - это вид в поперечном разрезе, взятый по линии C-C на фиг. 5(a).
Фиг. 6(a) - это принципиальная схема, показывающая конфигурацию схемы наземной стороны, соответствующей блоку 2 катушки наземной стороны, показанному на фиг. 5, а фиг. 6(b) -это вид в перспективе, показывающий направления обмотки передающей мощность катушки 11, первой верхней катушки 13a, первой нижней катушки 13b, второй верхней катушки 14a и второй нижней катушки 14b, показанной на фиг. 6(a).
Фиг. 7(a) - это вид сверху, показывающий конфигурацию блока 3 катушки наземной стороны согласно третьему варианту осуществления, а фиг. 7(b) - это вид в поперечном разрезе, взятый по линии D-D на фиг. 7(a).
Фиг. 8 - это вид в поперечном разрезе, показывающий, как магнитные потоки (13aG и 13bG), сформированные первой верхней катушкой 13a и первой нижней катушкой 13b, нейтрализуют магнитный поток 11G, сформированный передающей мощность катушкой 11 в пластине 12 из магнитного материала.
Фиг. 9 - это вид сверху, показывающий конфигурацию блока 4 катушки наземной стороны согласно четвертому варианту осуществления.
Фиг. 10(a) - это вид сверху, показывающий конфигурацию блока 5 катушки наземной стороны согласно пятому варианту осуществления, а фиг. 10(b) - это вид в поперечном разрезе, взятый по линии F-F на фиг. 10(a).
Фиг. 11(a) - это вид сверху, показывающий конфигурацию блока 6 катушки наземной стороны согласно шестому варианту осуществления, а фиг. 11(b) - это вид в поперечном разрезе, взятый по линии G-G на фиг. 11(a).
Фиг. 12(a) - это вид сверху, показывающий конфигурацию блока 7 катушки наземной стороны согласно седьмому варианту осуществления, фиг. 12(b) - это вид в поперечном разрезе, взятый по линии H-H на фиг. 12(a), и фиг. 12(c) - это вид в поперечном разрезе, взятый по линии J-J на фиг. 12(a).
Описание вариантов осуществления
[0008] Варианты осуществления описываются ниже со ссылкой на чертежи. Одинаковые элементы обозначаются одинаковыми ссылочными номерами, и их повторяющееся описание пропускается.
[0009] (Первый вариант осуществления)
Блок катушки наземной стороны согласно первому варианту осуществления является блоком катушки наземной стороны для использования в системе беспроводной подачи мощности для подачи мощности беспроводным образом между блоком катушки наземной стороны и блоком катушки на стороне транспортного средства. Более конкретно, система беспроводной подачи мощности может подавать мощность беспроводным образом от катушки (блока катушки наземной стороны), заглубленной в дорогу, к катушке (блоку катушки на стороне транспортного средства), установленной рядом с днищем транспортного средства, используя электромагнитную индукцию или явление резонанса. Подаваемая электрическая мощность передается к аккумулятору (включающему в себя аккумуляторную батарею), установленному на транспортном средстве, например, и аккумулятор заряжается с помощью переданной мощности.
[0010] Сначала, со ссылкой на фиг. 1(a) и 1(b) предоставляется описание конфигурации блока 1a катушки наземной стороны согласно первому варианту осуществления. Блок 1a катушки наземной стороны включает в себя: передающую мощность катушку 11, которая передает электрическую мощность получающей мощность катушке беспроводным образом; пластину 12 из магнитного материала, расположенную рядом с передающей мощность катушкой 11; и первую катушку 13 фильтра, расположенную обращенной к передающей мощность катушке 11, с пластиной 12 из магнитного материала, вставленной между ними.
[0011] Передающая мощность катушка 11 выполнена из проводов, спирально намотанных в плоскости. Передающая мощность катушка 11, показанная на фиг. 1(a) и 1(b), представляет внешний диаметр проводов, собранных вместе. Когда рассматривается с направления нормали плоскости, описанной выше, внешняя форма передающей мощность катушки 11 является квадратной формой. Другими словами, внешняя форма имеет четыре угла, полученных посредством сгибания проводов с конечной кривизной, и четыре стороны, где провода линейно протягиваются без конечной кривизны. Передающая мощность катушка 11 на фиг. 1(a) имеет квадратную форму, но может также иметь прямоугольную форму.
[0012] Пластина 12 из магнитного материала выполняется из феррита и имеет плоскую пластинчатую форму. Передающая мощность катушка 11 располагается на одной основной поверхности пластины 12 из магнитного материала с изолирующим листом 17, вставленным между ними. Внешняя форма пластины 12 из магнитного материала является квадратной формой, которая больше формы передающей мощность пластины 11.
[0013] Как показано на фиг. 1(a), X-, Y- и Z-оси задаются так, что плоскость XY является параллельной плоскости, где формируется передающая мощность катушка 11. Z-ось является параллельной направлению магнитного потока, проходящего через передающую мощность катушку 11. Отметим, что направление X-оси является параллельным направлению длинной стороны парковочного места, где предусматривается блок 1a катушки наземной стороны. Между тем, направление Y-оси является параллельным направлению короткой стороны (направлению ширины парковочного места) парковочного места, где предусматривается блок 1a катушки наземной стороны.
[0014] Первая катушка 13 фильтра располагается рядом с другой основной поверхностью, обращенной к первой основной поверхности пластины 12 из магнитного материала. Как и в случае передающей мощность катушки 11, первая катушка 13 фильтра выполнена из проводов, спирально намотанных в плоскости. Первая катушка 13 фильтра на фиг. 1(b) представляет внешний диаметр проводов, собранных вместе. Фиг. 1(a) и 1(b) показывают центр в направлении ширины обмотки (далее в данном документе называемый "центром по ширине обмотки") 13c первой катушки 13 фильтра. Фиг. 1(b) также показывает центр 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11.
[0015] Когда рассматривается с направления нормали (направления Z-оси) плоскости, описанной выше, внешняя форма первой катушки 13 фильтра является квадратной формой. Другими словами, внешняя форма имеет четыре угла, полученных посредством сгибания проводов с конечной кривизной, и четыре стороны, где провода линейно протягиваются без конечной кривизны.
[0016] В первом варианте осуществления, когда рассматривается с направления (направления Z-оси) магнитного потока, проходящего через передающую мощность катушку 11, центры 13c по ширине обмотки, по меньшей мере, двух сторон первой катушки 13 фильтра соответствуют центру 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11. В примере, показанном на фиг. 1, центры 13c по ширине обмотки четырех сторон первой катушки 13 фильтра соответствуют центрам 11c по ширине обмотки четырех сторон передающей мощность катушки 11.
[0017] Блок 1a катушки наземной стороны дополнительно включает в себя: вторую катушку 14 фильтра; стенку 16 из магнитного материала, которая разделяет между собой первую катушку 13 фильтра и вторую катушку 14 фильтра; и пластину 15 основания. Как и в случае первой катушки 13 фильтра, вторая катушка 14 фильтра располагается рядом с другой основной поверхностью, обращенной к первой основной поверхности пластины 12 из магнитного материала. Как и в случае передающей мощность катушки 11, вторая катушка 14 фильтра выполняется из проводов, спирально намотанных в плоскости, и представляет внешний диаметр проводов, собранных вместе. Фиг. 1(a) показывает центр 14c по ширине обмотки второй катушки 14 фильтра. Внешняя окружность второй катушки 14 фильтра позиционируется на более внутренней стороне, чем внутренняя окружность передающей мощность катушки 11. Когда рассматривается с направления нормали (направления Z-оси) плоскости, описанной выше, внешняя форма второй катушки 14 фильтра является квадратной формой.
[0018] Как и в случае первой и второй катушек 13 и 14 фильтра, стенка 16 из магнитного материала располагается рядом с другой основной поверхностью, обращенной к первой основной поверхности пластины 12 из магнитного материала. Стенка 16 из магнитного материала располагается на более внутренней стороне, чем внутренняя окружность первой катушки 13 фильтра, и на более внешней стороне, чем внешняя окружность второй катушки 14 фильтра. Стенка 16 из магнитного материала уменьшает интерференцию между первой и второй катушками 13 и 14 фильтра посредством магнитной блокировки между двумя катушками (13 и 14). Кроме того, стенка 16 из магнитного материала поддерживает пластину 12 из магнитного материала и формирует пространство для размещения первой катушки 13 фильтра и второй катушки 14 фильтра между пластиной 15 основания и пластиной 12 из магнитного материала. Как показано на фиг. 1(a), стенка 16 из магнитного материала выполняется из феррита и имеет квадратную форму, когда рассматривается с направления Z-оси.
[0019] Пластина 15 основания является плоским пластинчатым элементом, выполненным из немагнитного материала, такого как алюминий, например, и формирует пространство между пластиной 15 основания и пластиной 12 магнитного материала, поддерживая стенку 16 из магнитного материала.
[0020] Со ссылкой на фиг. 2(a) и 2(b), предоставляется описание направлений обмотки передающей мощность катушки 11 и первой и второй катушек 13 и 14 фильтра, показанных на фиг. 1. Фиг. 2(a) является принципиальной схемой, показывающей конфигурацию схемы наземной стороны, соответствующей блоку 1a катушки наземной стороны, показанному на фиг. 1. Схема наземной стороны включает в себя: инвертор 21, который выводит AC-напряжение, имеющее предварительно определенное напряжение и частоту; схему 27 фильтра, которая устраняет составляющие основных гармоник из AC-напряжения; и наземный резонансный контур 28, который подает мощность к получающей мощность катушке 26 беспроводным образом.
[0021] Наземный резонансный контур 28 включает в себя передающую мощность катушку 11, конденсатор 25, соединенный параллельно с передающей мощность катушкой 11, и конденсатор 24, соединенный последовательно с передающей мощность катушкой 11 и конденсатором 25, которые соединяются параллельно. Схема 27 фильтра включает в себя схему первой ступени, подключенную на стороне инвертора 21, и схему второй ступени, подключенную на стороне передающей мощность катушки 11. Схема первой ступени включает в себя: первую катушку 13 фильтра, подключенную к одной выходной клемме инвертора 21; и конденсатор 22, подключенный между другим концом первой катушки 13 фильтра и другой выходной клеммой инвертора 21. Схема второй ступени включает в себя: вторую катушку 14 фильтра, соединенную последовательно с другим концом первой катушки 13 фильтра; и конденсатор 23, подключенный между другим концом второй катушки 14 фильтра и другой выходной клеммой инвертора 21.
[0022] Как описано выше, первая и вторая катушки 13 и 14 фильтра соединяются последовательно с первой клеммой передающей мощность катушки 11. Вторая катушка 14 фильтра подключается ближе к передающей мощность катушке 11, чем первая катушка фильтра. Первая катушка 13 фильтра подключается ближе к инвертору 21, чем вторая катушка фильтра.
[0023] Фиг. 2(b) является видом в перспективе, показывающим направления обмотки передающей мощность катушки 11 и первой и второй катушек 13 и 14 фильтра, показанных на фиг. 2(a). Направления токов (11i и 13i) на фиг. 2(b) представляют случай, когда синфазные переменные токи протекают через передающую мощность катушку 11 и первую и вторую катушки 13 и 14 фильтра. Более конкретно, направления токов (11i и 13i) на фиг. 2(b) соответствуют направлениям обмотки передающей мощность катушки 11 и первой и второй катушек 13 и 14 фильтра. Направление обмотки передающей мощность катушки 11 является противоположным направлению обмотки катушек фильтра (13 и 14). Следовательно, когда противофазные переменные токи протекают через катушки, формируются магнитные потоки (11G и 13G), которые направляются в противоположных направлениях по Z-оси.
[0024] Фиг. 3(a) является векторной диаграммой, показывающей фазовые соотношения между токами, протекающими через передающую мощность катушку 11 и первую и вторую катушки 13 и 14 фильтра, показанные на фиг. 2. Фаза переменного тока 13i, протекающего через первую катушку 13 фильтра, сдвигается приблизительно на 180 градусов от фазы переменного тока 11i, протекающего через передающую мощность катушку 11, и, таким образом, оба находятся в противофазном соотношении. Следовательно, любой один из токов 11i и 13i на фиг. 2(b) является обратным. Следовательно, когда противофазные переменные токи протекают через катушки, формируются магнитные потоки (11G и 13G), которые направляются в одинаковом направлении по Z-оси.
[0025] Фиг. 3(b) показывает, как магнитный поток, сформированный первой катушкой 13 фильтра, нейтрализует магнитный поток, сформированный передающей мощность катушкой 11 в пластине 12 из магнитного материала. Хотя направления обмотки передающей мощность катушки 11 и первой катушки 13 фильтра являются противоположными друг другу, противофазные переменные токи протекают через передающую мощность катушку 11 и первую катушку 13 фильтра. Следовательно, как показано на фиг. 3(b), передающая мощность катушка 11 и первая катушка 13 фильтра формируют магнитные потоки (11G и 13G) в одинаковом направлении, с токами (11i и 13i), одновременно протекающими в одинаковом направлении.
[0026] Как описано выше, в первом варианте осуществления, когда рассматривается с направления (направления Z-оси) магнитного потока, проходящего через передающую мощность катушку 11, центры 13c по ширине обмотки, по меньшей мере, двух сторон первой катушки 13 фильтра соответствуют центру 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11. Таким образом, поскольку магнитные потоки 11G и 13G направляются в противоположных направлениях в пластине 12 из магнитного материала рядом с передающей мощность катушкой 11, магнитные потоки нейтрализуют друг друга. Другими словами, первая катушка 13 фильтра располагается в позиции, где магнитный поток 13G, сформированный первой катушкой 13 фильтра, нейтрализует магнитный поток 11G, сформированный передающей катушкой 11 фильтра в пластине 12 из магнитного материала. Следовательно, потеря в магнитной системе и формирование тепла могут быть пресечены в пластине 12 из магнитного материала посредством уменьшения плотности магнитного потока, увеличивающейся в пластине 12 из магнитного материала рядом с передающей мощность катушкой 11.
[0027] Фиг. 3(c) и 3(d) являются схемами, показывающими различие в количестве формируемого тепла в пластине 12 из магнитного материала, в зависимости от наличия или отсутствия первой катушки 13 фильтра. Внутренняя температура пластины 12 из магнитного материала рядом с передающей мощность катушкой 11 выше окружающей температуры. Изобретатели и т.п. подтвердили посредством эксперимента или моделирования, что температура пластины 12 из магнитного материала рядом с передающей мощность катушкой 11 ниже в первом варианте осуществления, показанном на фиг. 3(c), с первой катушкой 13 фильтра, чем в сравнительном примере, показанном на фиг. 3(d), без первой катушки 13 фильтра. Отметим, что фиг. 3(c) и 3(d) показывают состояние, когда блок 30 катушки на стороне транспортного средства, включающий в себя получающую мощность катушку 31, пластина 32 из магнитного материала и пластина 33 основания располагается над блоком 1a катушки наземной стороны на расстоянии от нее.
[0028] (Модифицированный пример)
Фиг. 4(a) показывает конфигурацию блока 1b наземной катушки согласно модифицированному примеру первого варианта осуществления. Блок 1b катушки наземной стороны согласно модифицированному примеру отличается от блока 1a катушки наземной стороны в следующем моменте. Когда рассматривается с направления (направления Z-оси) магнитного потока (11G), проходящего через передающую мощность катушку 11, центры 13c по ширине обмотки, по меньшей мере, двух сторон первой катушки 13 фильтра позиционируются между центром 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11 и внутренним круговым краем передающей мощность катушки 11.
[0029] Более конкретно, когда рассматривается с направления Z-оси, центры 13c по ширине катушки, по меньшей мере, двух сторон первой передающей мощность катушки 13 не должны соответствовать центру 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11. Даже когда центр 13c по ширине обмотки сдвигается ближе к центру катушки, чем центр 11c по ширине обмотки, магнитный поток 13G может нейтрализовать магнитный поток 11G в пластине 12 из магнитного материала.
[0030] Как описано выше, первый вариант осуществления может добиваться следующих полезных результатов.
[0031] Первая катушка 13 фильтра располагается в позиции, где магнитный поток 13G, сформированный первой катушкой 13 фильтра, нейтрализует магнитный поток 11G, сформированный передающей мощность катушкой 11 в пластине 12 из магнитного материала. Следовательно, потеря в магнитной системе и формирование тепла могут быть пресечены в пластине 12 из магнитного материала посредством уменьшения плотности магнитного потока, увеличивающейся в пластине 12 из магнитного материала рядом с передающей мощность катушкой 11.
[0032] Эффективное использование пространства между пластиной 12 из магнитного материала и пластиной 15 основания может реализовывать конфигурацию схемы двухступенчатого фильтра, способствующей уменьшению в размере блока катушки наземной стороны.
[0033] Как показано на фиг. 3(a), противофазные переменные токи (11i и 13i) протекают через передающую мощность катушку 11 и первую катушку 13 фильтра. Также, как показано на фиг. 2(b), направления обмотки передающей мощность катушки 11 и первой катушки 13 фильтра являются противоположными друг другу. Следовательно, как показано на фиг. 3(b), токи (11i и 13i) протекают так, что магнитные потоки (11G и 13G), сформированные передающей мощность катушкой 11 и первой катушкой 13 фильтра, одновременно направляются в одинаковом направлении. Таким образом, магнитный поток 13G, сформированный первой катушкой 13 фильтра, может нейтрализовать магнитный поток 11G, сформированный передающей мощность катушкой 11 в пластине 12 из магнитного материала.
[0034] Естественно, переменные токи (11i и 13i) могут быть синфазными друг с другом и иметь одинаковое направление обмотки. Более конкретно, синфазные переменные токи (11i и 13i) могут протекать через передающую мощность катушку 11 и первую катушку 13 фильтра, и передающая мощность катушка 11 и первая катушка 13 фильтра могут иметь одинаковое направление обмотки. Следовательно, токи (11i и 13i) протекают так, что магнитные потоки (11G и 13G), сформированные передающей мощность катушкой 11 и первой катушкой 13 фильтра, одновременно направляются в одинаковом направлении. Таким образом, магнитный поток 13G, сформированный первой катушкой 13 фильтра, может нейтрализовать магнитный поток 11G, сформированный передающей мощность катушкой 11 в пластине 12 из магнитного материала.
[0035] Как видно из направления магнитного потока, проходящего через передающую мощность катушку 11, центры 13c по ширине обмотки, по меньшей мере, двух сторон первой катушки 13 фильтра соответствуют центру 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11. Таким образом, магнитный поток может быть нейтрализован в пластине 12 из магнитного материала в области, где центры по ширине обмотки первой катушки 13 фильтра и передающей мощность катушки 11 соответствуют друг другу.
[0036] Как видно из направления магнитного потока, проходящего через передающую мощность катушку 11, центры 13c по ширине обмотки, по меньшей мере, двух сторон первой катушки 13 фильтра располагаются между центром 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11 и ее внутренним круговым краем. Таким образом, магнитный поток может быть нейтрализован в пластине 12 из магнитного материала в области, где центр 13c по ширине обмотки первой катушки 13 фильтра позиционируется между центром 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11 и его внутренним круговым краем.
[0037] Стенка 16 из магнитного материала отделяет первую катушку 13 фильтра от второй катушки 14 фильтра. Таким образом, коэффициент магнитной связности первой и второй катушек 13 и 14 фильтра может быть уменьшен посредством магнитной блокировки между первой и второй катушками 13 и 14 фильтра.
[0038] (Второй вариант осуществления)
Сначала, со ссылкой на фиг. 1(a) и 1(b) предоставляется описание конфигурации блока 2 катушки наземной стороны согласно второму варианту осуществления. Первая катушка 13 фильтра включает в себя первую верхнюю катушку 13a и первую нижнюю катушку 13b. Первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b располагаются так, чтобы быть магнитно связанными друг с другом. Более конкретно, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b укладываются друг на друга в направлении Z-оси. Как видно с направления Z-оси, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b имеют одинаковую форму и располагаются в одинаковой позиции. Первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b могут быть магнитно связаны друг с другом.
[0039] Вторая катушка 14 фильтра включает в себя вторую верхнюю катушку 14a и вторую нижнюю катушку 14b. Вторая верхняя катушка 14a и вторая нижняя катушка 14b располагаются так, чтобы быть магнитно связанными друг с другом. Более конкретно, когда рассматривается с направления Z-оси, вторая верхняя катушка 14a и вторая нижняя катушка 14b имеют одинаковую форму и укладываются друг на друга в направлении Z-оси.
[0040] Другая конфигурация является такой же, что и конфигурация, показанная на фиг. 1(a) и 1(b), и, таким образом, ее описание опускается.
[0041] Со ссылкой на фиг. 6(a) и 6(b), предоставляется описание направлений обмотки передающей мощность катушки 11, первой верхней катушки 13a, первой нижней катушки 13b, второй верхней катушки 14a и второй нижней катушки 14b, показанных на фиг. 5. Фиг. 6(a) является принципиальной схемой, показывающей конфигурацию схемы наземной стороны, соответствующей блоку 2 катушки наземной стороны, показанному на фиг. 5.
[0042] Схема 27 фильтра отличается от схемы, показанной на фиг. 2(a), в следующем моменте. Первая верхняя катушка 13a подключается к первой выходной клемме инвертора 21, в то время как первая нижняя катушка 13b подключается к другой выходной клемме инвертора 21. Вторая верхняя катушка 14a соединяется последовательно с другим концом первой верхней катушки 13a, в то время как вторая нижняя катушка 14b соединяется последовательно с другим концом первой нижней катушки 13b.
[0043] Наземный резонансный контур 28 отличается от наземного резонансного контура, показанного на фиг. 2(a), в следующем моменте. Наземный резонансный контур 28 дополнительно включает в себя конденсатор 24b, который должен быть спарен с конденсатором 24a. Конденсаторы 24a и 24b соединяются непосредственно с обоими концами передающей мощность катушки 11 и конденсатором 25, которые соединяются параллельно.
[0044] Другая конфигурация является такой же, что и показанная на фиг. 2(a), и, таким образом, ее описание опускается. Как описано выше, первая верхняя катушка 13a и вторая верхняя катушка 14a соединяются последовательно с одной клеммой передающей мощность катушки 11. Между тем, первая нижняя катушка 13b и вторая нижняя катушка 14b соединяются последовательно с другой клеммой передающей мощность катушки 11.
[0045] Вторая верхняя катушка 14a и вторая нижняя катушка 14b подключаются ближе к передающей мощность катушке 11, чем первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b. Первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b подключаются ближе к инвертору 21, чем вторая верхняя катушка 14a и вторая нижняя катушка 14b.
[0046] Фиг. 6(b) является видом в перспективе, показывающим направления обмотки передающей мощность катушки 11, первой верхней катушки 13a, первой нижней катушки 13b, второй верхней катушки 14a и второй нижней катушки 14b, показанных на фиг. 6(a). Направления токов (11i, 13ai, 13bi, 14ai и 14bi) на фиг. 6(b) представляют случай, когда синфазные переменные токи протекают через передающую мощность катушку 11, первую верхнюю катушку 13a, первую нижнюю катушку 13b, вторую верхнюю катушку 14a и вторую нижнюю катушку 14b. Более конкретно, направления токов (11i, 13ai, 13bi, 14ai и 14bi) на фиг. 6(b) соответствуют направлениям обмотки передающей мощность катушки 11, первой верхней катушки 13a, первой нижней катушки 13b, второй верхней катушки 14a и второй нижней катушки 14b. Направление обмотки передающей мощность катушки 11 является противоположным направлениям обмотки всех катушек фильтра (13a, 13b, 14a и 14b). Следовательно, когда синфазные переменные токи протекают через катушки, формируются магнитные потоки (11G и 13G), которые направляются в противоположных направлениях по Z-оси. Отметим, что направление обмотки всех катушек (13a, 13b, 14a и 14b) фильтра является одинаковым.
[0047] Далее предоставляется описание фазовых соотношений между токами, протекающими через передающую мощность катушку 11, первую верхнюю катушку 13a, первую нижнюю катушку 13b, вторую верхнюю катушку 14a и вторую нижнюю катушку 14b. Переменный ток, протекающий через первую верхнюю катушку 13a, является синфазным с переменным током, протекающим через первую нижнюю катушку 13b. Переменный ток, протекающий через вторую верхнюю катушку 14a, является синфазным с переменным током, протекающим через вторую нижнюю катушку 14b. Фазовые соотношения между токами, протекающими через передающую мощность катушку 11, первую катушку 13 фильтра и вторую катушку 14 фильтра, являются такими же, что и токи, показанные в векторной диаграмме на фиг. 3(a). Следовательно, фаза переменных токов (13ai и 13bi), протекающих через первую верхнюю катушку 13a и первую нижнюю катушку 13b, сдвигается приблизительно на 180 градусов от фазы переменного тока 11i, протекающего через передающую мощность катушку 11, и, таким образом, оба находятся в противофазном соотношении. Следовательно, направление какого-либо тока из тока 11i и токов (13ai и 13bi) на фиг. 6(b) является обратным. Следовательно, когда противофазные переменные токи протекают через катушки, формируются магнитные потоки (11G и 13G), которые направляются в одинаковом направлении по Z-оси.
[0048] Следовательно, как показано на фиг. 5(b), передающая мощность катушка 11, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b формируют магнитные потоки (11G и 13G) в одинаковом направлении, с токами (11i, 13ai и 13bi), одновременно протекающими в одинаковом направлении. Таким образом, магнитный поток, сформированный первой верхней катушкой 13a и первой нижней катушкой 13b, может нейтрализовать магнитный поток, сформированный передающей мощность катушкой 11, в пластине 12 из магнитного материала.
[0049] Как описано выше, во втором варианте осуществления, когда рассматривается с направления (направления Z-оси) магнитного потока, проходящего через передающую мощность катушку 11, центры (13ac и 13bc) по ширине обмотки, по меньшей мере, двух сторон первой верхней катушки 13a и первой нижней катушки 13b соответствуют центру 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11. Таким образом, поскольку магнитные потоки 11G и 13G направляются в противоположных направлениях в пластине 12 из магнитного материала рядом с передающей мощность катушкой 11, магнитные потоки нейтрализуют друг друга. Другими словами, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b располагаются в позициях, где магнитный поток 13G, сформированный первой верхней катушкой 13a и первой нижней катушкой 13b, нейтрализует магнитный поток 11G, сформированный передающей мощность катушкой 11 в пластине 12 из магнитного материала. Следовательно, потеря в магнитной системе и формирование тепла могут быть пресечены в пластине 12 из магнитного материала посредством уменьшения плотности магнитного потока, увеличивающейся в пластине 12 из магнитного материала рядом с передающей мощность катушкой 11.
[0050] Как описано выше, второй вариант осуществления может дополнительно добиваться следующих полезных результатов в дополнение к полезным результатам, достигнутым посредством первого варианта осуществления.
[0051] Первая верхняя катушка 13a магнитно связывается с первой нижней катушкой 13b. Это увеличивает индуктивность первой катушки 13 фильтра, таким образом, предоставляя возможность уменьшения в размере блока катушки. Кроме того, деление первой катушки 13 фильтра на верхнюю и нижнюю части уменьшает шум.
[0052] (Третий вариант осуществления)
Сначала, со ссылкой на фиг. 7(a) и 7(b), предоставляется описание конфигурации блока 3 катушки наземной стороны согласно третьему варианту осуществления. Первая катушка 13 фильтра включает в себя первую верхнюю катушку 13a и первую нижнюю катушку 13b. Когда рассматривается с направления Z-оси, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b имеют одинаковую прямоугольную форму, но располагаются в различных позициях. Первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b размещаются параллельно в направлении короткой стороны парковочного места, где предусматривается блок 3 катушки наземной стороны, т.е., направлении ширины парковочного места (направлении Y-оси). Центр 13ac по ширине обмотки первой верхней катушки 13a соответствует центру 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11 на двух коротких сторонах и одной длинной стороне. Центр 13bc по ширине обмотки первой нижней катушки 13b также соответствует центру 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11 на двух коротких сторонах и одной длинной стороне.
[0053] Вторая катушка 14 фильтра включает в себя вторую верхнюю катушку 14a и вторую нижнюю катушку 14b. Когда рассматривается с направления Z-оси, вторая верхняя катушка 14a и вторая нижняя катушка 14b имеют одинаковую форму и располагаются в одинаковой позиции, т.е., укладываются друг на друга в направлении Z-оси. Кроме того, когда рассматривается с направления Z-оси, вторая верхняя катушка 14a и вторая нижняя катушка 14b располагаются между первой верхней катушкой 13a и первой нижней катушкой 13b.
[0054] Стенки 16 из магнитного материала располагаются с внутренней стороны первой верхней катушки 13a и с внутренней стороны второй верхней катушки 14a. Кроме того, стенки 16 из магнитного материала также располагаются между первой верхней катушкой 13a и второй катушкой (14a и 14b) фильтра и между первой нижней катушкой 13(b) и второй катушкой (14a и 14b) фильтра.
[0055] Схема наземной стороны, соответствующая блоку 3 катушки наземной стороны, показанному на фиг. 7, является такой же, что и схема, показанная на фиг. 6(a). Направления обмотки передающей мощность катушки 11, первой верхней катушки 13a, первой нижней катушки 13b, второй верхней катушки 14a и второй нижней катушки 14b являются такими же, что и направления, показанные на фиг. 6(b). Кроме того, фазовые соотношения между переменными токами, протекающими через катушки (11, 13a, 13b, 14a и 14b), являются такими же, что и фазовые соотношения во втором варианте осуществления.
[0056] Фиг. 8 показывает, как магнитный поток, сформированный первой верхней катушкой 13a и первой нижней катушкой 13b, нейтрализует магнитный поток, сформированный передающей мощность катушкой 11 в пластине 12 из магнитного материала. Как показано на фиг. 8, передающая мощность катушка 11, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b формируют магнитные потоки (11G, 13aG и 13bG) в одинаковом направлении, с токами (11i, 13ai и 13bi), одновременно протекающими в одинаковом направлении. Магнитные потоки (13aG и 13bG) проходят через стенки 16 из магнитного материала с внутренней и внешней сторон катушек (13a и 13b).
[0057] Поскольку магнитный поток 11G и магнитные потоки (13aG и 13bG) направляются в противоположных направлениях в пластине 12 из магнитного материала рядом с передающей мощность катушкой 11, магнитные потоки нейтрализуют руг друга. Другими словами, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b располагаются в позициях, где магнитные потоки (13aG и 13bG), сформированные первой верхней катушкой 13a и первой нижней катушкой 13b, нейтрализуют магнитный поток 11G, сформированный передающей мощность катушкой 11, в пластине 12 из магнитного материала. Следовательно, потеря в магнитной системе и формирование тепла могут быть пресечены в пластине 12 из магнитного материала посредством уменьшения плотности магнитного потока, увеличивающейся в пластине 12 из магнитного материала рядом с передающей мощность катушкой 11.
[0058] Как описано выше, в третьем варианте осуществления, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b размещаются параллельно в направлении короткой стороны (направлении Y-оси) парковочного места, где предусматривается блок 3 катушки наземной стороны. Таким образом, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b могут быть расположены в фрагменте прямоугольной получающей мощность катушки 26, где плотность магнитного потока увеличивается, получающая мощность катушка имеет длинные стороны, протягивающиеся в поперечном направлении транспортного средства.
[0059] (Четвертый вариант осуществления)
Как показано на фиг. 9, в блоке 4 катушки наземной стороны согласно четвертому варианту осуществления, направление размещения первой верхней катушки 13a и первой нижней катушки 13b параллельным образом задается в направление длинной стороны парковочного места, т.е., направление движения транспортного средства (направление X-оси). Другая конфигурация является такой же, что и конфигурация третьего варианта осуществления.
[0060] Согласно четвертому варианту осуществления первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b размещаются параллельно в направлении длинной стороны (направлении X-оси) парковочного места, где предусматривается блок 3 катушки наземной стороны. Таким образом, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b могут быть расположены в фрагменте прямоугольной получающей мощность катушки 26, где плотность магнитного потока увеличивается, получающая мощность катушка имеет длинные стороны, протягивающиеся в направлении движения транспортного средства.
[0061] (Пятый вариант осуществления)
Сначала, со ссылкой на фиг. 10(a) и 10(b) предоставляется описание конфигурации блока 5 катушки наземной стороны согласно пятому варианту осуществления. Блок 5 катушки наземной стороны согласно пятому варианту осуществления дополнительно включает в себя стенки 16 из магнитного материала на внутренней стороне второй катушки 14 фильтра и на внешней стороне первой катушки 13 фильтра, по сравнению с блоком 1a катушки наземной стороны, показанным на фиг. 1. Соответствующие стенки 16 из магнитного материала поддерживаются пластинообразным основанием 16b из магнитного материала, расположенным между стенками 16 из магнитного материала и пластиной 15 основания. Таким образом, как показано на фиг. 10(b), первая катушка 13 фильтра и вторая катушка 14 фильтра окружаются пластиной 12 из магнитного материала, стенками 16 из магнитного материала и основанием 16b из магнитного материала. Другая конфигурация является такой же, что и конфигурация блока 1a катушки наземной стороны, показанного на фиг. 1.
[0062] Таким образом, множество магнитных потоков, сформированных первой катушкой 13 фильтра и второй катушкой 14 фильтра, протекают через пластину 12 из магнитного материала, стенки 16 из магнитного материала и основание 16b из магнитного материала. Следовательно, коэффициент магнитной связности первой и второй катушек 13 и 14 фильтра может быть дополнительно уменьшен посредством магнитной блокировки между первой и второй катушками 13 и 14 фильтра.
[0063] (Шестой вариант осуществления)
Со ссылкой на фиг. 11(a) и 11(b) предоставляется описание конфигурации блока 6 катушки наземной стороны согласно шестому варианту осуществления. Первая катушка 13 фильтра включает в себя первую верхнюю катушку 13a и первую нижнюю катушку 13b. Когда рассматривается с направления Z-оси, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b имеют одинаковую прямоугольную форму, но располагаются в различных позициях. Первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b размещаются параллельно в направлении короткой стороны парковочного места, где предусматривается блок 3 катушки наземной стороны, т.е., направлении ширины парковочного места (направлении Y-оси). Когда рассматривается с направления Z-оси, первая верхняя катушка 13a не перекрывается с первой нижней катушкой 13b. Центр 13ac по ширине обмотки первой верхней катушки 13a соответствует центру 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11 на двух коротких сторонах и одной длинной стороне. Центр 13bc по ширине обмотки первой нижней катушки 13b также соответствует центру 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11 на двух коротких сторонах и одной длинной стороне.
[0064] Вторая катушка 14 фильтра включает в себя вторую верхнюю катушку 14a и вторую нижнюю катушку 14b. Когда рассматривается с направления Z-оси, вторая верхняя катушка 14a и вторая нижняя катушка 14b имеют одинаковую прямоугольную форму, но располагаются в различных позициях. Более конкретно, вторая верхняя катушка 14a и вторая нижняя катушка 14b располагаются так, что часть второй верхней катушки 14a и часть второй нижней катушки 14b перекрываются друг с другом.
[0065] Когда рассматривается с направления Z-оси, половина площади первой верхней катушки 13a перекрывается с второй верхней катушкой 14a. Также, половина площади первой нижней катушки 13b перекрывается со второй нижней катушкой 14b. Первая верхняя катушка 13a не перекрывается со второй нижней катушкой 14b, а первая нижняя катушка 13b не перекрывается со второй верхней катушкой 14a. Блок 6 катушки наземной стороны не включает в себя стенки из магнитного материала.
[0066] Схема наземной стороны, соответствующая блоку 6 катушки наземной стороны, показанному на фиг. 11, является такой же, что и схема, показанная на фиг. 6(a). Направления обмотки передающей мощность катушки 11, первой верхней катушки 13a, первой нижней катушки 13b, второй верхней катушки 14a и второй нижней катушки 14b являются такими же, что и направления, показанные на фиг. 6(b). Кроме того, фазовые соотношения между переменными токами, протекающими через катушки (11, 13a, 13b, 14a и 14b), являются такими же, что и фазовые соотношения во втором варианте осуществления.
[0067] Следовательно, как показано на фиг. 11, передающая мощность катушка 11, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b формируют магнитные потоки в одинаковом направлении, с токами (11i, 13ai и 13bi), одновременно протекающими в одинаковом направлении.
[0068] Как описано со ссылкой на фиг. 8, первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b располагаются в позициях, где магнитные потоки (13aG и 13bG), сформированные первой верхней катушкой 13a и первой нижней катушкой 13b, нейтрализуют магнитный поток 11G, сформированный передающей мощность катушкой 11, в пластине 12 из магнитного материала. Следовательно, потеря в магнитной системе и формирование тепла могут быть пресечены в пластине 12 из магнитного материала посредством уменьшения плотности магнитного потока, увеличивающейся в пластине 12 из магнитного материала рядом с передающей мощность катушкой 11.
[0069] Как описано выше, когда рассматривается с направления Z-оси, половина площади первой верхней катушки 13a перекрывается с второй верхней катушкой 14a. Также, половина площади первой нижней катушки 13b перекрывается со второй нижней катушкой 14b. Кроме того, когда рассматривается с направления магнитного потока, проходящего через передающую мощность катушку 11, половина площади первой катушки (13a и 13b) фильтра перекрывается со второй катушкой (14a и 14b) фильтра. Таким образом, коэффициент магнитной связности первой катушки (13a и 13b) фильтра и второй катушки (14a и 14b) фильтра может быть уменьшен.
[0070] (Седьмой вариант осуществления)
Со ссылкой на фиг. 12(a) по 12(c) предоставляется описание конфигурации блока 7 катушки наземной стороны согласно седьмому варианту осуществления. Первая верхняя катушка 13a и первая нижняя катушка 13b располагаются в состоянии дальнейшего разделения на две катушки, соответственно. Первая верхняя катушка 13a включает в себя две разделенные верхние катушки (13aa и 13ab), соединенные параллельно. Первая нижняя катушка 13b включает в себя две разделенные нижние катушки (13ba и 13bb), соединенные параллельно.
[0071] Когда рассматривается с направления Z-оси, разделенные верхние катушки (13aa и 13ab) и разделенные нижние катушки (13ba и 13bb) имеют одинаковую квадратную форму, но располагаются в различных позициях. Когда рассматривается в направлении Z-оси, разделенные верхние катушки (13aa и 13ab) не перекрываются с разделенными нижними катушками (13ba и 13bb). Центры (13aac и 13abc) по ширине обмотки разделенных верхних катушек (13aa и 13ab) соответствуют центру 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11 на двух соседних сторонах. Центры (13bac и 13bbc) по ширине обмотки разделенных нижних катушек (13ba и 13bb) соответствуют центру 11c по ширине обмотки передающей мощность катушки 11 на двух соседних сторонах.
[0072] Когда рассматривается с направления Z-оси, вторая верхняя катушка 14a и вторая нижняя катушка 14b имеют одинаковую форму и располагаются в одинаковой позиции, т.е., укладываются друг на друга в направлении Z-оси.
[0073] Половина площади разделенных верхних катушек (13aa и 13ab) перекрывается со второй верхней катушкой 14a и второй нижней катушкой 14b. Также, половина площади разделенных нижних катушек (13ba и 13bb) перекрывается со второй верхней катушкой 14a и второй нижней катушкой 14b. Блок 6 катушки наземной стороны не включает в себя стенки из магнитного материала.
[0074] Разделенные верхние катушки (13aa и 13ab) и разделенные нижние катушки (13ba и 13bb) имеют одинаковое направление обмотки, и синфазные переменные токи протекают через разделенные верхние катушки (13aa и 13ab) и разделенные нижние катушки (13ba и 13bb).
[0075] Следовательно, как показано на фиг. 12(b) и 12(c), передающая мощность катушка 11, разделенные верхние катушки (13aa и 13ab) и разделенные нижние катушки (13ba и 13bb) формируют магнитные потоки в одинаковом направлении, с токами (11i, 13aai, 13abi, 13bai и 13bbi), одновременно протекающими в одинаковом направлении. Разделенные верхние катушки (13aa и 13ab) и разделенные нижние катушки (13ba и 13bb) располагаются в позициях, где магнитные потоки, сформированные разделенными верхними катушками (13aa и 13ab) и разделенными нижними катушками (13ba и 13bb), нейтрализуют магнитный поток 11G, сформированный передающей мощность катушкой 11 в пластине 12 из магнитного материала. Следовательно, потеря в магнитной системе и формирование тепла могут быть пресечены в пластине 12 из магнитного материала посредством уменьшения плотности магнитного потока, увеличивающейся в пластине 12 из магнитного материала рядом с передающей мощность катушкой 11.
[0076] Как описано выше, когда рассматривается с направления Z-оси, половина площади разделенных верхних катушек (13aa и 13ab) и разделенные нижние катушки (13ba и 13bb) перекрываются со второй верхней катушкой 14a и второй нижней катушкой 14b. Более конкретно, когда рассматривается с направления магнитного потока, проходящего через передающую мощность катушку 11, половина площади первой катушки (13aa, 13ab, 13ba и 13bb) фильтра перекрывается со второй катушкой (14a и 14b) фильтра. Таким образом, коэффициент магнитной связности первой катушки (13aa, 13ab, 13ba и 13bb) фильтра и второй катушки (14a и 14b) фильтра может быть уменьшен.
[0077] Хотя предмет изучения настоящего изобретения был описан выше со ссылкой на варианты осуществления, специалистам в области техники понятно, что настоящее изобретение не ограничивается описанием вариантов осуществления, но могут быть выполнены различные модификации и изменения.
[0078] Например, в то время как плоскостная форма каждой катушки и форма стенки 16 из магнитного материала представляются квадратной формой с общим центром на фиг. 1(a) 4(a), 5(a) и 10(a), может быть использована концентрическая форма.
Список ссылочных знаков
[0079] 1a, 1b, 2, 3, 4, 5, 6, 7 блок катушки наземной стороны
11 передающая мощность катушка
11c, 13c, 14c центр по ширине обмотки
11G, 13G, 14G магнитный поток
11i, 13i, 14i ток
12 пластина из магнитного материала
13 первая катушка фильтра
14 вторая катушка фильтра
15 пластина основания
16 стенка из магнитного материала