电力接收设备、电力发送设备和电力传输系统.pdf

本发明涉及电力接收设备、电力发送设备和电力传输系统。一种电力接收设备的线圈单元(110)包括：线圈(114)，通过该线圈，从电力发送设备输出的电力以非接触的方式被接收；以及磁芯(113)，所述线圈(114)缠绕在该磁芯(113)的周围。所述磁芯(113)包括板状第一磁芯(111)，以及板状第二磁芯(112)，该第二磁芯被设置为在离第一磁芯(111)一距离处面向所述第一磁芯(111)。所述线圈(114)缠绕在所述第一磁芯(111)和所述第二磁芯(112)的周围，以便延伸跨过所述第一磁芯(111)和所述第二磁芯(112)。因此，电力接收设备和电力发送设备均可被减小物理尺寸，同时减小电力传输期间所产生的电磁场对电气装置的影响。

权利要求书
1.  一种电力接收设备，包括：
线圈，通过该线圈，从电力发送设备输出的电力以非接触的方式被接收；以及
磁芯，所述线圈缠绕在该磁芯的周围，
所述磁芯包括
板状第一磁芯单元，以及
板状第二磁芯单元，其被设置为在离所述第一磁芯单元一距离处面向所述第一磁芯单元，
所述线圈缠绕在所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元的周围，以便延伸跨过所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元。

2.  根据权利要求1的电力接收设备，进一步包括被设置在所述第一磁芯单元与所述第二磁芯单元之间的空间中的装置。

3.  根据权利要求2的电力接收设备，其中所述装置是与所述线圈电连接的电气装置。

4.  根据权利要求1至3中任一项的电力接收设备，其中所述第一磁芯单元与所述第二磁芯单元之间的距离等于或大于所述第一磁芯单元的厚度和所述第二磁芯单元的厚度的总值。

5.  根据权利要求1的电力接收设备，进一步包括：
壳体，其中容纳所述线圈和所述磁芯；以及
设置在所述壳体内的多个装置，
所述多个装置中的全部被设置在所述第一磁芯单元与所述第二磁芯单元之间的空间中。

6.  根据权利要求1至3中任一项的电力接收设备，其中所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元是被形成为彼此分离的板状构件。

7.  根据权利要求1至3中任一项的电力接收设备，其中
所述磁芯被形成为方形管状，并且
所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元是被形成为所述方形管状的所述磁芯的相对壁部。

8.  一种电力发送设备，包括：
线圈，通过该线圈，电力以非接触的方式被发送到电力接收设备；以及
磁芯，所述线圈缠绕在该磁芯的周围，
所述磁芯包括
板状第一磁芯单元，以及
板状第二磁芯单元，其被设置为在离所述第一磁芯单元一距离处面向所述第一磁芯单元，
所述线圈缠绕在所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元的周围，以便延伸跨过所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元。

9.  根据权利要求8的电力发送设备，进一步包括被设置在所述第一磁芯单元与所述第二磁芯单元之间的空间中的装置。

10.  根据权利要求9的电力发送设备，其中所述装置是与所述线圈电连接的电气装置。

11.  根据权利要求8至10中任一项的电力发送设备，其中所述第一磁芯单元与所述第二磁芯单元之间的距离等于或大于所述第一磁芯单元的厚度和所述第二磁芯单元的厚度的总值。

12.  根据权利要求8的电力发送设备，进一步包括：
壳体，其中容纳所述线圈和所述磁芯；以及
设置在所述壳体内的多个装置，
所述多个装置中的全部被设置在所述第一磁芯单元与所述第二磁芯单元之间的空间中。

13.  根据权利要求8至10中任一项的电力发送设备，其中所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元是被形成为彼此分离的板状构件。

14.  根据权利要求8至10中任一项的电力发送设备，其中
所述磁芯被形成为方形管状，并且
所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元是被形成为所述方形管状的所述磁芯的相对壁部。

15.  一种电力传输系统，包括：
电力发送设备；以及
电力接收设备，
所述电力发送设备包括
第一线圈，通过该线圈，电力以非接触的方式被发送到所述电力接收设备，以及
第一磁芯，所述第一线圈缠绕在该第一磁芯的周围，
所述电力接收设备包括
第二线圈，通过该线圈，从所述电力发送设备输出的电力以非接触的方式被接收，以及
第二磁芯，所述第二线圈缠绕在该第二磁芯的周围，
所述第一磁芯和所述第二磁芯中的每一个都包括
板状第一磁芯单元，以及
板状第二磁芯单元，其被设置为在离所述第一磁芯单元一距离处面向所述第一磁芯单元，
所述第一线圈和所述第二线圈中的每一个都缠绕在所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元的周围，以便延伸跨过所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元。

说明书电力接收设备、电力发送设备和电力传输系统
本非临时申请基于2013年8月29日提交给日本专利局的申请号为2013-178104的日本专利申请，该申请的全部内容通过引用的方式在此纳入。
技术领域
本发明涉及电力接收设备、电力发送设备和电力传输系统，尤其涉及以非接触的方式将电力从电力发送设备传输到电力接收设备的电力传输系统，以及为此使用的电力接收设备和电力发送设备。
背景技术
公开号为2013-121258的日本专利申请公开了以非接触的方式传输电力的非接触式电力传输设备。该非接触式电力传输设备包括电力发送器和电力接收器。电力发送器和电力接收器中的每一者包括板状铁氧体磁芯、呈螺旋状缠绕在该片状铁氧体磁芯周围的线圈；以及与该线圈并联连接的电容器(电容)(请参阅公开号为2013-121258的日本专利申请)。
电连接到线圈的电容器及其它装置(例如，冷却器、整流器、滤波器等)可设置在由磁芯和线圈形成的线圈单元附近。当这些装置被设置在线圈单元周围时，电力发送器和电力接收器的物理尺寸增加。而且，被设置在线圈单元周围的电气装置可受到在电力传输期间所产生的高强度电磁场的不良影响。
发明内容
因此，本发明的目的是提供被配置为以非接触的方式传输电力的电力 接收设备、电力发送设备和电力传输系统，从而允许减小电力接收设备和电力发送设备中的每一者的物理尺寸，同时还允许抑制电力传输期间所产生的电磁场对电气装置的影响。
根据本发明，电力接收设备包括线圈，通过该线圈，从电力发送设备输出的电力以非接触的方式被接收；以及磁芯，所述线圈缠绕在该磁芯的周围。所述磁芯包括板状第一磁芯单元，以及板状第二磁芯单元，该第二磁芯单元被设置为在离所述第一磁芯单元一距离处面向所述第一磁芯单元。所述线圈缠绕在所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元的周围，以便延伸跨过所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元。
优选地，所述电力接收设备进一步包括被设置在所述第一磁芯单元与所述第二磁芯单元之间的空间中的装置。
优选地，所述装置是与所述线圈电连接的电气装置。
优选地，所述第一磁芯单元与所述第二磁芯单元之间的距离等于或大于所述第一磁芯单元的厚度和所述第二磁芯单元的厚度的总值。
优选地，所述电力接收设备进一步包括壳体，该壳体中容纳所述线圈和所述磁芯；以及设置在所述壳体内的多个装置。所述多个装置中的全部被设置在所述第一磁芯单元与所述第二磁芯单元之间的空间中。
优选地，所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元是被形成为彼此分离的板状构件。
进一步优选地，所述磁芯被形成为方形管状。所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元是被形成为所述方形管状的所述磁芯的相对壁部。
而且，根据本发明，电力发送设备包括线圈，通过该线圈，电力以非接触的方式被发送到电力接收设备；以及磁芯，所述线圈缠绕在该磁芯的周围。所述磁芯包括板状第一磁芯单元，以及板状第二磁芯单元，该第二磁芯单元被设置为在离所述第一磁芯单元一距离处面向所述第一磁芯单元。所述线圈缠绕在所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元的周围，以便延伸跨过所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元。
优选地，所述电力发送设备进一步包括被设置在所述第一磁芯单元与 所述第二磁芯单元之间的空间中的装置。
进一步优选地，所述装置是与所述线圈电连接的电气装置。
优选地，所述第一磁芯单元与所述第二磁芯单元之间的距离等于或大于所述第一磁芯单元的厚度和所述第二磁芯单元的厚度的总值。
优选地，所述电力发送设备进一步包括壳体，该壳体中容纳所述线圈和所述磁芯；以及设置在所述壳体内的多个装置。所述多个装置中的全部被设置在所述第一磁芯单元与所述第二磁芯单元之间的空间中。
优选地，所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元是被形成为彼此分离的板状构件。
进一步优选地，所述磁芯被形成为方形管状。所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元是被形成为所述方形管状的所述磁芯的相对壁部。
此外，根据本发明，电力传输系统包括电力发送设备以及电力接收设备。所述电力发送设备包括第一线圈，通过该第一线圈，电力以非接触的方式被发送到所述电力接收设备，以及第一磁芯，所述第一线圈缠绕在该第一磁芯的周围。所述电力接收设备包括第二线圈，通过该第二线圈，从所述电力发送设备输出的电力以非接触的方式被接收，以及第二磁芯，所述第二线圈缠绕在该第二磁芯的周围。所述第一磁芯和所述第二磁芯中的每一个都包括板状第一磁芯单元、以及板状第二磁芯单元，该第二磁芯单元被设置为在离所述第一磁芯单元一距离处面向所述第一磁芯单元。所述第一线圈和所述第二线圈中的每一个都缠绕在所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元的周围，以便延伸跨过所述第一磁芯单元和所述第二磁芯单元。
如上所述，根据本发明，线圈缠绕在板状第一和第二磁芯单元的周围，以便延伸跨过这些第一和第二磁芯单元，所述第一和第二磁芯单元被布置为以彼此相距一距离而彼此相对，从而在所述第一磁芯单元与所述第二磁芯单元之间的空间中形成低电磁场区域。这样，电容器及其它装置可被容纳在所述第一磁芯单元与第二磁芯单元之间的空间中。因此，根据本发明，所述电力发送设备和所述电力接收设备均可被减小物理尺寸，同时减小在电力传输期间所产生的电磁场对电气装置的影响。
当结合附图阅读下面对本发明的详细描述时，本发明的上述及其它目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的电力传输系统的整体配置图。
图2是示出电力接收单元的平面布置的车辆平面图。
图3是在图1所示的电力传输系统中实现非接触式电力传输的电路图。
图4是电力接收单元的线圈单元的透视图。
图5是沿图4中的箭头线V-V截取的截面图。
图6是示出在从电力发送单元到电力接收单元的电力传输期间形成的电磁场的图。
图7是示出在线圈单元中第一磁芯与第二磁芯之间的间隙变化的情况下，耦合系数的变化图。
图8是第一实施例中的电力接收单元的平面图。
图9是沿图8中的箭头线XI-XI截取的截面图。
图10是第二实施例中的电力接收单元的平面图。
图11是第三实施例中的电力接收单元的线圈单元的截面图。
具体实施方式
下文参考附图对本发明的实施例做出详细描述。在下文中，尽管描述多个实施例，但是在本申请中原本旨在适当地组合每个实施例中描述的配置。在附图中，相同或相应的组件被指定相同的附图标记，并且不再重复对它们的描述。
[第一实施例]
(电力传输系统的配置)
图1是根据本发明第一实施例的电力传输系统的整体配置图。参考图1，该电力传输系统包括车辆10和电力发送设备20。车辆10包括电力接收单元100、整流电路200、蓄电装置300、动力产生装置400和车辆ECU (电子控制单元)500。
电力接收单元100包括线圈，通过该线圈，从电力发送设备20的电力发送单元700(稍后描述)输出的电力(交流电)以非接触的方式被接收。电力接收单元100将所接收的电力输出到整流电路200。在该第一实施例中，电力发送设备20被设置在地面上或地下，而电力接收单元100被设置在车身的下部且靠近车身的前部。如图2中的车辆平面视图所示，电力接收单元100近似地被设置在车身宽度方向上的车身中心(直线C示出图2中的车身中心线)。
需要指出，要放置电力接收单元100的位置不限于上述位置。例如，电力接收单元100可被设置在车身下部并靠近车身的后部。如果电力发送设备20位于车辆上方，则电力接收单元100可被设置在车身上部。电力接收单元100的详细配置将在下面描述。
再次参考图1，整流电路200对电力接收单元100所接收的AC(交流)电力进行整流并将经整流的电力输出到蓄电装置300。尽管图1未示出，但是在电力接收单元100与整流电路200之间设置滤波器。还要指出，该滤波器并非必不可少的组件，而是可根据需要设置。
蓄电装置300是可再充电的DC(直流)电源并且被配置为诸如锂离子电池或镍金属氢化物电池之类的二次电池。蓄电装置300的电压例如接近200V。蓄电装置300存储从整流电路200输出的电力，并且还存储动力产生装置400所产生的电力。然后，蓄电装置300将所存储的电力提供给动力产生装置400。还要指出，也可采用大容量电容器作为蓄电装置300。尽管未具体示出，但是可在整流电路200与蓄电装置300之间设置调整整流电路200的输出电压的DC-DC转换器。
动力产生装置400使用蓄电装置300中存储的电力产生用于车辆10行驶的驱动力。尽管未具体示出，但是动力产生装置400例如包括从蓄电装置300接收电力的逆变器、由逆变器驱动的电动机、由电动机驱动的驱动轮等。此外，动力产生装置400也可包括用于给蓄电装置300充电的发电机和能够驱动发电机的引擎。
车辆ECU 500包括CPU(中央处理单元)、蓄电装置、输入/输出缓冲器等(这些组件均未被示出)。该车辆ECU 500输入来自各个传感器的信号并且在控制车辆10中每个装置的同时将控制信号输出到每个装置。例如，车辆ECU 500执行车辆10的行驶控制，以及蓄电装置300的充电控制。需要指出，上述控制不限于通过软件的处理，也可由专用硬件(电子电路)执行。
电力发送设备20包括电源单元600、电力发送单元700和电源ECU800。电源单元600从外部电源900(例如，商用系统电源)接收电力，并且产生具有规定发送频率的AC电力。电源单元600将所产生的AC电力提供给电力发送单元700。例如，电源单元600包括对来自外部电源900的电力进行整流的整流单元，以及产生具有发送频率的AC电力的单相逆变器(这些组件均未被示出)。需要指出，当外部电源900为DC电源时，不需要整流单元。单相逆变器例如通过全桥电路配置。
电力发送单元700包括线圈，通过该线圈，电力以非接触的方式被发送到车辆10的电力接收单元100。电力发送单元700从电源单元600接收具有发送频率的AC电力，并通过电力发送单元700周围产生的电磁场，以非接触的方式将所接收的AC电力发送到车辆10的电力接收单元100。尽管图1未示出，但是在电源单元600与电力发送单元700之间设置滤波器。该滤波器并非必不可少的组件，而是可根据需要设置。
电源ECU 800包括CUP、蓄电装置和输入/输出缓冲器等(这些组件均未被示出)。该电源ECU 800输入来自各个传感器的信号并且在控制电力发送设备20中每个装置的同时将控制信号输出到每个装置。例如，电源ECU 800执行电源单元600的切换控制，以使电源单元600(逆变器)产生具有发送频率的AC电力。需要指出，上述控制不限于通过软件的处理，也可由专用硬件(电子电路)执行。
图3是在图1所示的电力传输系统中实现非接触式电力传输的电路图。需要指出，该图3所示的电路配置仅作为实例，用于实现非接触式电力传输的配置不限于图3中的配置。
参考图3，车辆10的电力接收单元100包括线圈单元110和电容器120。线圈单元110以非接触的方式从电力发送设备20的电力发送单元700接收电力，并将所接收的电力输出到滤波器150。电容器120与线圈单元110串联连接，以与线圈单元110一起形成LC谐振电路。设置电容器120是为了调整电力接收单元100的谐振频率。电容器120可与线圈单元110并联连接。需要注意，在可以利用线圈单元110的杂散电容(stray capacitance)获取所需谐振频率的情况下，不必设置电容器120。
电压传感器130检测电力接收单元100的电压，并将检测到的值输出到车辆ECU 500。电流传感器140检测电力接收单元100的电流，并将检测到的值输出到车辆ECU 500。
滤波器150被设置在电力接收单元100与整流电路200之间。滤波器150抑制在从电力发送设备20接收电力期间从整流电路200产生的谐波噪声。例如，滤波器150由LC滤波器形成，该滤波器包括与电力接收单元100并联连接的电容器和被设置在电容器连接节点一端与整流电路200之间的线圈。
继电器210被设置在整流电路200与蓄电装置300之间。在蓄电装置300通过电力发送设备20而被充电的同时，继电器210通过车辆ECU 500而被接通。系统主继电器(SMR)310被设置在蓄电装置300与动力产生装置400之间。当动力产生装置400的启动被请求时，SMR 310通过车辆ECU 500而被接通。
此外，车辆ECU 500在蓄电装置300通过电力发送设备20而被充电的同时使用通信装置510与电力发送设备20通信，并且与电力发送设备20交换有关充电开始/停止、车辆10的电力接收状况等信息。
与之相对，电力发送设备20的电力发送单元700包括线圈单元710和电容器720。线圈单元710以非接触的方式将从电源单元600提供的电力发送到车辆10的电力接收单元100。电容器720与线圈单元710串联连接，以与线圈单元710一起形成LC谐振电路。设置电容器720是为了调整电力发送单元700的谐振频率。电容器720可与线圈单元710并联连接。 此外，在可以利用线圈单元710的杂散电容获取所需谐振频率的情况下，不必设置电容器720。
滤波器610被设置在电源单元600与电力发送单元700之间。滤波器610抑制从电源单元600产生的谐波噪声。例如，滤波器610由LC滤波器形成，该滤波器包括与电源单元600并联连接的电容器和被设置在电容器连接节点一端与电源单元600之间的线圈。
此外，在将电力传输到车辆10期间，电源ECU 800使用通信装置810与车辆10通信，并且与车辆10交换有关充电开始/停止、车辆10的电力接收状况等信息。
尽管未具体示出，但是电力发送设备20还被设置有用于检测所发送的电力的电压传感器和电流传感器。这些电压传感器和电流传感器可被设置在滤波器610与电力发送单元700之间，也可被设置在电源单元600内。
在电力发送设备20中，AC电力从电源单元600通过滤波器610而被提供给线圈单元710。这导致能量(电力)要通过线圈单元710与车辆10的线圈单元110之间形成的电磁场而从线圈单元710传输到线圈单元110。被传输到线圈单元110的能量(电力)通过滤波器150和整流电路200而被提供给蓄电装置300。
如上所述，线圈单元710与电力发送设备20的电力发送单元700中的电容器720一起形成LC谐振电路。另外在车辆10的电力接收单元100中，线圈单元110与电容器120一起形成LC谐振电路。优选地，电力发送单元700的谐振频率与电力接收单元100的固有频率之差例如等于或小于电力发送单元700的固有频率或电力接收单元100的固有频率的±10％。然后，线圈单元710从电源单元600接收电力，并以非接触的方式将所接收的电力发送到车辆10的电力接收单元100。电力接收单元100的线圈单元110以非接触的方式从电力发送单元700的线圈单元710接收电力。
尽管未具体示出，但是在电力发送设备20中，可在电力发送单元700与电源单元600之间(例如，电力发送单元700与滤波器610之间)设置隔离变压器。而且，同样在车辆10中，可在电力接收单元100与整流电路 200之间(例如，电力接收单元100与滤波器150之间)设置隔离变压器。
(线圈单元的配置)
图4是电力接收单元100的线圈单元110的透视图。图5是沿图4中的箭头线V-V截取的截面图。电力发送单元700的线圈单元710的配置也类似于线圈单元110。在这些图4和5中，将代表性地描述线圈单元110的配置。由于线圈单元710的配置的描述与下面描述的线圈单元110的配置相同，因此不再重复对其的描述。在附图中，“X”指示车辆前移的方向，“Y”指示车辆向左的方向，“Z”指示车辆向上的方向。此外，“Y”可以指示车辆前移的方向，“X”可以指示车辆的向右的方向。
参考图4和5，线圈单元110包括磁芯113和线圈114。磁芯113由第一磁芯111和第二磁芯112形成。第一磁芯111和第二磁芯112分别由磁性材料形成，并且代表性地由铁氧体形成，但是也可由铁氧体之外的磁性材料形成。第一磁芯111和第二磁芯112中的每一者例如形成厚度为D的板状，并且具有矩形形状，就像在平面图中沿Z轴方向看到的一样。
第一磁芯111被设置为沿X-Y平面延伸。第二磁芯112在车身中被设置在第一磁芯111的上方(在Z轴正方向上)并且被设置为面向第一磁芯111，同时与第一磁芯111之间留出间隙AG。
线圈114电连接到电容器120和滤波器150(未示出)。线圈114围绕X轴(作为周围缠绕有线圈114的轴)方向螺旋状地缠绕在第一磁芯111和第二铁芯112的周围，以使线圈114延伸跨过第一磁芯111和第二磁芯112。换言之，线圈114并不存在于第一磁芯111与第二磁芯112之间的空间中，而是通过缠绕，在这些第一磁芯111和第二磁芯112的沿Y轴方向的端面上延伸跨过第一磁芯111和第二磁芯112。
此外，尽管图4未详细地描述线圈114的每个绕组，但是线圈114具体地以螺旋状形成，以便围绕第一磁芯111和第二磁芯112并且沿X轴方向延伸，因为线圈114从一端缠绕到另一端。而且，尽管未示出，但是线圈单元110被容纳在壳体(外壳)内。
图6是示出在从电力发送单元700到电力接收单元100的电力传输期 间形成的电磁场的图。参考图6，电力发送单元700的线圈单元710包括第一磁芯711、第二磁芯712和线圈714。
当电流被提供给线圈单元710的线圈714时，在分别由磁性材料形成的第一磁芯711和第二磁芯712的内部形成高强度电磁场。因此，在电力接收单元100的线圈单元110与第一磁芯711和第二磁芯712中每一者之间形成以发送频率振荡的电磁场，从而在分别由磁性材料形成的第一磁芯111和第二磁芯112的内部形成高强度电磁场。这样在线圈114中感应出电流并且从线圈114提取电力。
通过此方式，在线圈单元110中，在第一磁芯111和第二磁芯112的内部形成高强度电磁场，而位于第一磁芯111与第二磁芯112之间的空间中的电磁场的强度相对较低。类似地，在线圈单元710中，在第一磁芯711和第二磁芯712的内部形成高强度电磁场，而位于第一磁芯711与第二磁芯712之间的空间中的电磁场的强度相对较低。因此，如下所述，根据第一实施例，诸如电容器之类的装置被置于在线圈单元110的第一磁芯111与第二磁芯112之间形成的电力接收单元100的区域中，同时也被置于在线圈单元710的第一磁芯711与第二磁芯712之间形成的电力发送单元700的区域中。因此，第一磁芯与第二磁芯之间的空间被用作其中设置有诸如电容器之类的装置的地方，从而在减少在从电力发送单元700到电力接收单元100的电力传输期间所产生的电磁场对电气装置的影响的同时，减小电力接收单元100和电力发送单元700中每一者的物理尺寸。
图7是示出在线圈单元中第一磁芯与第二磁芯之间的间隙AG变化的情况下，耦合系数κ的变化的图。在此情况下，间隙AG的大小被设为在电力发送单元700和在电力接收单元100中一样大(改变量相同)。此外，作为比较实例，该图还示出在磁芯由一个厚度为TT的磁芯形成的情况下(图5)，当厚度TT改变时耦合系数κ的变化。
参考图7，水平轴示出间隙AG、第一磁芯的厚度和第二磁芯的厚度的总和(在比较实例中，水平轴示出磁芯的厚度TT)。垂直轴示出耦合系数κ。直线L1示出第一实施例中耦合系数κ的变化，而直线L2示出比较实 例中耦合系数κ的变化。需要指出，“效率90％”示出当从电力发送单元到电力接收单元的电力传输效率为90％时获取的直线，而“效率95％”示出当从电力发送单元到电力接收单元的电力传输效率为95％时获取的直线。
如图所示，与比较实例中示出的传统型磁芯相比，即使磁芯由均形成为板状的第一磁芯和第二磁芯形成，并且在第一磁芯与第二磁芯之间设置间隙AG，也无法观察到耦合系数与电力传输效率中每一者的显著降低。例如，即使间隙AG被设为等于或大于第一磁芯的厚度和第二磁芯的厚度的总值，也无法观察到耦合系数与电力传输效率中每一者的显著降低。即使间隙AG至少增加到第一磁芯的厚度和第二磁芯的厚度的总值的大约四倍，也无法观察到耦合系数与电力传输效率中每一者的显著降低。
图8是第一实施例中的电力接收单元100的平面图。图9是沿图8中的箭头线XI-XI截取的截面图。电力发送单元700的配置也类似于电力接收单元100。同样在这些图8和9中，将代表性地描述电力接收单元100的配置。由于电力发送单元700的配置的描述与下面描述的电力接收单元100的配置相同，因此不再重复对其的描述。
参考图8和9，电容器120被置于在第一磁芯111与第二磁芯112之间形成的区域中。如上所述，由于第一磁芯111与第二磁芯112之间的空间中的电磁场强度相对较低，因此可将电容器120置于该区域。因此，在减小在从电力发送单元700到电力接收单元100的电力传输期间所产生的电磁场对电容器120的影响的同时，减小电力接收单元100的物理尺寸。
此外，电力线121具有与线圈114的一端相连的一端，以及与滤波器150(图3)相连的另一端(未示出)。电力线122具有与线圈114的另一端相连的一端，以及与电容器120的一端相连的另一端。电力线123具有与电容器120的另一端相连的一端，以及与滤波器150相连的另一端(未示出)。电力线121和123从电力接收单元100延伸出，同时被设置为彼此接近。这样可简化电力接收单元100与滤波器150之间的布线。
考虑到电容器120将被置于第一磁芯111与第二磁芯112之间形成的 区域中这一事实，电容器120优选地形成为相对较薄。例如，电容器120由衬底、在衬底表面上形成的布线电路、以及多个在布线电路上设置的陶瓷电容器形成。根据此配置，电容器120可被形成得非常薄，从而具有大约几毫米的厚度，这样可被置于第一磁芯111与第二磁芯112之间形成的区域中。此外，得当对具有此配置的电容器施加强电磁场时，布线电路的温度可能上升。但是，在该第一实施例中，由于电容器120被置于第一磁芯111与第二磁芯112之间形成的低电磁场区域中，因此不会出现这种布线电路温度升高的问题。此外，当在第一磁芯111与第二磁芯112之间设置相对较大的间隙AG时，电容器120不必限于上述配置。
尽管电力发送单元700未具体示出，但是电容器720(图3)被置于第一磁芯711与第二磁芯712之间形成的区域中。因此，在减小在从电力发送单元700到电力接收单元100的电力传输期间所产生的电磁场对电容器720的影响的同时，减小电力发送单元700的物理尺寸。
如上所述，根据第一实施例，在车辆10的电力接收单元100中，线圈114缠绕在板状第一磁芯111和第二磁芯112的周围，以便延伸跨过这些被布置为以彼此相距一距离而彼此相对的第一磁芯111和第二磁芯112，从而在第一磁芯111与第二磁芯112之间的空间中形成低电磁场区域。然后，电容器120被置于第一磁芯111与第二磁芯112之间的空间中。因此，根据该第一实施例，可在减小在电力传输期间所产生的电磁场对电容器120的影响的同时，减小电力接收单元100的物理尺寸。
而且，根据该第一实施例，同样在电力发送设备20的电力发送单元700中，线圈714缠绕在板状第一磁芯711和第二磁芯712的周围，以便延伸跨过这些被布置为以彼此相距一距离而彼此相对的第一磁芯711和第二磁芯712，从而在第一磁芯711与第二磁芯712之间的空间中形成低电磁场区域。然后，电容器720被容纳在第一磁芯711与第二磁芯712之间的空间中。因此，根据该第一实施例，可在减小在电力传输期间所产生的电磁场对电容器720的影响的同时，减小电力发送单元700的物理尺寸。
[第二实施例]
在第二实施例中，在容纳有线圈单元的外壳内，不仅容纳电容器而且还容纳其它装置。然后，除电容器之外的装置也与电容器一起被布置在第一磁芯与第二磁芯之间形成的区域中。
第二实施例中的电力传输系统的整体配置和电路配置与上述第一实施例中的对应配置相同。
图10是第二实施例中的电力接收单元的平面图。电力发送设备20的电力发送单元的配置也类似于电力接收单元的配置。在该图10中，将代表性地描述电力接收单元的配置。由于电力发送单元的配置的详细描述与下面描述的电力接收单元的配置相同，因此不再重复对其的描述。
参考图10，在第二实施例的电力接收单元100A中，线圈单元110被容纳在外壳(壳体)180内。除了电容器120之外，外壳180进一步容纳电压传感器130、电流传感器140、滤波器150、冷却装置160和其它装置170。外壳180中容纳的所有装置被设置在第一磁芯111与第二磁芯112之间，第一磁芯111与第二磁芯112形成磁芯113。通过此方式，外壳180中容纳的每个装置被设置在第一磁芯111与第二磁芯112之间的区域中，以便电力接收单元100A可以被减小物理尺寸。而且，由于线圈单元110可在外壳180内沿X轴方向双边对称地设置，因此电力接收单元100A和电力发送设备20的电力发送单元可以在停车期间很容易地彼此对齐。
需要指出，可被容纳在外壳180中的各个装置被统一地指示为装置170。例如，装置170可包括整流电路200(图3)。备选地，装置170还可包括继电器210、熔断器、冷却管等。此外，尽管电容器120和整流电路200与线圈114电连接，但是第一磁芯111与第二磁芯112之间设置的装置不限于这些与线圈114电连接的装置，也可包括电压传感器130、电流传感器140、冷却装置160等。
需要指出，被容纳在外壳180中并且设置在第一磁芯111与第二磁芯112之间的装置不限于上述装置，也可以是上述装置的一部分，或者也可以包括其它装置。而且，外壳180中容纳的所有装置优选地被设置在第一磁芯111与第二磁芯112之间，外壳180中容纳的所有装置不一定被设置 在第一磁芯111与第二磁芯112之间。
尽管未具体示出，但是同样在电力发送设备20的电力发送单元中，线圈单元710被容纳在外壳中，并且在外壳中容纳的所有装置被设置在第一磁芯711与第二磁芯712之间。除了电容器720之外，例如，此类装置还可包括滤波器610(图3)、电压传感器、电流传感器、冷却装置、冷却管、继电器、熔断器等。虽然在外壳中容纳的所有装置优选地被设置在第一磁芯711与第二磁芯712之间，但是外壳中容纳的所有装置不一定被设置在第一磁芯711与第二磁芯712之间。
如上所述，根据该第二实施例，由于外壳中容纳的各个装置被置于第一磁芯与第二磁芯之间的空间中，因此电力接收单元和电力发送单元均可被减小物理尺寸。而且，外壳中容纳的所有装置被容纳在第一磁芯与第二磁芯之间的空间中，从而消除为了允许每个装置被设置于线圈周围的空间中而确保线圈周围的空间的需要。因此，线圈单元可沿X轴方向双边对称地设置。这样，根据该第二实施例，很容易实现电力发送单元与电力接收单元之间的对齐(将车辆10与电力发送设备20对齐)。
[第三实施例]
在第一和第二实施例中，线圈单元的磁芯由被布置为以彼此相距一距离而彼此相对的板状第一和第二磁芯形成。与之相对，在该第三实施例中，线圈单元的磁芯由方形管状磁芯形成。
该第三实施例中的电力传输系统的整体配置和电路配置与上述第一和第二实施例中的对应配置相同。
图11是第三实施例中的电力接收单元的线圈单元的截面图。该截面图对应于图5所示的截面图。此外，电力发送单元的线圈单元的配置也类似于电力接收单元的线圈单元的配置。在该图11中，将代表性地描述电力接收单元的线圈单元的配置。由于电力发送单元中线圈单元的配置的详细描述与下面描述的电力接收单元中的线圈单元的配置相同，因此不再重复对其的描述。
参考图11，线圈单元110A包括第一磁芯111A、第二磁芯112A和线 圈114。第一磁芯111A在其Y轴方向上的两端具有边缘部，这两个边缘部沿图5所示的板状第一磁芯111的配置中的Z轴正方向延伸。第二磁芯112A在其Y轴方向上的两端具有边缘部，这两个边缘部沿图5所示的板状第二磁芯112的配置中的Z轴负方向延伸。这样，上述第一磁芯111A的边缘部和上述第二磁芯112A的边缘部形成侧壁116和117。换言之，第一磁芯111A和第二磁芯112A形成具有内部空间的方形管状磁芯。
另外根据此配置，就像在第一和第二实施例中那样，第一磁芯111A的板状部分与第二磁芯112A的板状部分之间的区域(即，第一磁芯111A和第二磁芯112A包围的区域)中的电磁场强度相对较低。因此，在该第三实施例中，电容器120以及其它装置被容纳在(未示出)由第一磁芯111A和第二磁芯112A形成的方形管状磁芯的内部空间中。方形管状磁芯内所容纳的装置与第一和第二实施例中的对应装置相同。
虽然在上面的描述中，方形管状磁芯由第一磁芯111A和第二磁芯112A形成，但是也可在不使用分离的第一磁芯111A和第二磁芯112A的情况下，整体形成方形管状磁芯。此外，方形管状磁芯由分离的第一磁芯111A和第二磁芯112A形成，从而很容易制造磁芯，同时在将装置容纳在方形管状磁芯内时改善安装性。
尽管未具体示出，但是电力发送设备20的电力发送单元中的线圈单元也可由方形管状磁芯形成，这与上述线圈单元110A相同。另外，电容器720以及其它装置也可被容纳在方形管状磁芯的内部空间中。
根据该第三实施例，磁芯形成为方形管状，从而允许在实现类似于第二和第二实施例的效果的同时，提高磁芯强度。
尽管详细地描述并示出了本发明，但是很容易理解，这些内容仅作为示例，而不能被视为限制，本发明的范围由所附权利要求的各项解释。