电力接收装置、电力发送装置和电力传输系统.pdf

一种电力发送装置包括电力发送线圈和切换装置，所述电力发送线圈以非接触的方式将电力发送到电力接收线圈。当电力接收线圈为螺管线圈时，切换装置使电力发送线圈相互并联连接，以使在电力发送线圈内侧产生的磁通沿着缠绕轴在相同方向上流动。当电力接收线圈为环形线圈时，切换装置使电力发送线圈相互串联连接，以使在电力发送线圈内侧产生的磁通沿着缠绕轴在相反的方向上流动。

权利要求书
1.  一种电力发送装置，其特征在于包括：
电力发送线圈，其被配置为在这样的状态下以非接触的方式将电力发送到电力接收线圈：在该状态下，所述电力发送线圈面向所述电力接收线圈，所述电力发送线圈包括第一电力发送线圈和第二电力发送线圈，所述第一电力发送线圈被设置为围绕缠绕轴，该缠绕轴在与面向方向交叉的缠绕轴方向上延伸，在该面向方向上，所述电力发送线圈面向所述电力接收线圈，所述第二电力发送线圈被电连接到所述第一电力发送线圈，并且被设置为在所述缠绕轴方向上与所述第一电力发送线圈存在间隙的情况下紧邻所述第一电力发送线圈；以及
切换装置，其被配置为，当所述电力接收线圈为螺管线圈时，使所述第一电力发送线圈和所述第二电力发送线圈相互并联连接，以使在所述第一电力发送线圈内侧产生的第一磁通和在所述第二电力发送线圈内侧产生的第二磁通沿着所述缠绕轴在相同方向上流动，并且所述切换装置被配置为，当所述电力接收线圈为环形线圈时，使所述第一电力发送线圈和所述第二电力发送线圈相互串联连接，以使所述第一磁通和所述第二磁通沿着所述缠绕轴在相反的方向上流动。

2.  根据权利要求1所述的电力发送装置，进一步包括：
磁芯，在其周围缠绕有所述电力发送线圈，所述磁芯包括：
第一轴部，在其周围缠绕有所述第一电力发送线圈；
第二轴部，在其周围缠绕有所述第二电力发送线圈；
中间部，其被设置在所述第一轴部与所述第二轴部之间；以及
外侧磁极部，其被设置为在与所述面向方向和所述缠绕轴方向这二者交叉的交叉方向上延伸，所述外侧磁极部在所述缠绕轴方向上位于所述第一轴部的一端，所述第一部的所述一端与面向所述中间部的另一端相反，所述中间部在所述交叉方向上的长度小于所述外侧磁极部在所述交叉方向上的长度。

3.  根据权利要求2所述的电力发送装置，其中
在所述缠绕轴方向上，所述中间部的长度大于所述外侧磁极部的长度。

4.  根据权利要求2或3所述的电力发送装置，其中
在所述交叉方向上，所述中间部的长度大于所述第一轴部的长度和所述第二轴部的长度。

5.  根据权利要求1至4中任一项所述的电力发送装置，其中
所述缠绕轴方向是垂直于所述面向方向的方向。

6.  一种电力接收装置，其特征在于包括：
电力接收线圈，其被配置为在这样的状态下以非接触的方式从电力发送线圈接收电力：在该状态下，所述电力接收线圈面向所述电力发送线圈，所述电力接收线圈包括第一电力接收线圈和第二电力接收线圈，所述第一电力接收线圈被设置为围绕缠绕轴，所述缠绕轴在与面向方向交叉的缠绕轴方向上延伸，在该面向方向上，所述电力接收线圈面向所述电力发送线圈，所述第二电力接收线圈被电连接到所述第一电力接收线圈，并且被设置为在所述缠绕轴方向上与所述第一电力接收线圈存在间隙的情况下紧邻所述第一电力接收线圈；以及
切换装置，其被配置为，当所述电力发送线圈为螺管线圈时，使所述第一电力接收线圈和所述第二电力接收线圈相互并联连接，以使在所述第一电力接收线圈内侧产生的第一磁通和在所述第二电力接收线圈内侧产生的第二磁通沿着所述缠绕轴在相同方向上流动，并且所述切换装置被配置为，当所述电力发送线圈为环形线圈时，使所述第一电力接收线圈和所述第二电力接收线圈相互串联连接，以使所述第一磁通和所述第二磁通沿着所述缠绕轴在相反的方向上流动。

7.  根据权利要求6所述的电力接收装置，进一步包括：
磁芯，在其周围缠绕有所述电力接收线圈，所述磁芯包括：
第一轴部，在其周围缠绕有所述第一电力接收线圈；
第二轴部，在其周围缠绕有所述第二电力接收线圈；
中间部，其被设置在所述第一轴部与所述第二轴部之间；以及
外侧磁极部，其被设置为在与所述面向方向和所述缠绕轴方向这二者交叉的交叉方向上延伸，所述外侧磁极部在所述缠绕轴方向上位于所述第一轴部的一端，所述第一部的所述一端与面向所述中间部的另一端相反，所述中间部在所述交叉方向上的长度小于所述外侧磁极部在所述交叉方向上的长度。

8.  根据权利要求7所述的电力接收装置，其中
在所述缠绕轴方向上，所述中间部的长度大于所述外侧磁极部的长度。

9.  根据权利要求7或8所述的电力接收装置，其中
在所述交叉方向上，所述中间部的长度大于所述第一轴部的长度和所述第二轴部的长度。

10.  根据权利要求6至9中任一项所述的电力接收装置，其中
所述缠绕轴方向是垂直于所述面向方向的方向。

11.  一种电力传输系统，其特征在于包括：
电力接收装置；以及
电力发送装置，其被配置为在这样的状态下以非接触的方式将电力发送到所述电力接收装置：在该状态下，所述电力发送装置面向所述电力接收装置，
所述电力接收装置和所述电力发送装置中的一者包括
第一线圈，其被设置为围绕缠绕轴，所述缠绕轴在与面向方向交叉的缠绕轴方向上延伸，在该面向方向上，所述电力接收装置和所述电力发送装置彼此面向；
第二线圈，其被电连接到所述第一线圈，并且被设置为在所述缠绕轴方向上与所述第一线圈存在间隙的情况下紧邻所述第一线圈；以及
切换装置，其被配置为，当所述电力接收装置和所述电力发送装置中的另一者内包括的线圈为螺管线圈时，使所述第一线圈和所述第二线圈相互并联连接，以使在所述第一线圈内侧产生的第一磁通和在所述第二线圈内侧产生的第二磁通沿着所述缠绕轴在相同方向上流动，并且所述切换装置被配置为，当所述电力接收装置和所述电力发送装置中的另一者内包括 的所述线圈为环形线圈时，使所述第一线圈和所述第二线圈相互串联连接，以使所述第一磁通和所述第二磁通沿着所述缠绕轴在相反的方向上流动。

说明书电力接收装置、电力发送装置和电力传输系统
技术领域
本发明涉及电力接收装置、电力发送装置和电力传输系统。
背景技术
随着对自然环境的重视，诸如混合动力车辆和电气车辆之类的电动车辆已成为关注的焦点。电动车辆使用电池等的电力驱动驱动轮。近几年，无线充电已成为关注的焦点，该无线充电允许在不使用插头等的情况下，以非接触的方式给电动车辆的电池充电。
公开号为2012-170195的日本专利申请(JP 2012-170195 A)描述了涉及非接触式供电系统的发明。在此非接触式供电系统中，当所提供的电力的规格在电力发送线圈与电力接收线圈之间不同时，提供所提供的电力中的较小一者。当间隙长度的规格在电力发送线圈与电力接收线圈之间不同时，以根据电力发送线圈规格的间隙长度提供电力。JP 2012-170195 A描述了通过非接触式供电系统，可以在具有不同规格类型的非接触式供电变压器之间共用电力发送线圈和电力接收线圈。
公开号为2011-142559的日本专利申请(JP 2011-142559 A)描述了涉及供电系统的发明。该供电系统包括发电单元、供电元件、谐振元件和可变匹配单元。供电元件由线圈形成，该线圈被提供发电单元所产生的电力。谐振元件通过电磁感应与供电元件耦合。可变匹配单元具有适用于供电元件的供电点上的电力的阻抗匹配功能。供电元件被配置为能够更改其直径。可变匹配单元更改供电元件的直径。JP 2011-142559 A描述了通过供电系统，可以实现低损耗的可变阻抗匹配。
发明内容
本发明提供了这样一种电力接收装置、电力发送装置和电力传输系统：当在使用相互电连接并且以一间隔设置的两个线圈的情况下向一个线圈发送电力或由一个线圈接收电力时，基于该一个线圈的类型切换这两个线圈的连接模式。
本发明的第一方面提供一种电力发送装置。所述电力发送装置包括：电力发送线圈，其被配置为在这样的状态下以非接触的方式将电力发送到电力接收线圈，在该状态下，所述电力发送线圈面向所述电力接收线圈；以及切换装置。所述电力发送线圈包括第一电力发送线圈和第二电力发送线圈。所述第一电力发送线圈被设置为围绕缠绕轴，该缠绕轴在与面向方向交叉的缠绕轴方向上延伸，在该面向方向上，所述电力发送线圈面向所述电力接收线圈。所述第二电力发送线圈被电连接到所述第一电力发送线圈，并且被设置为在所述缠绕轴方向上与所述第一电力发送线圈存在间隙的情况下紧邻所述第一电力发送线圈。所述切换装置被配置为，当所述电力接收线圈为螺管线圈时，使所述第一电力发送线圈和所述第二电力发送线圈相互并联连接，以使在所述第一电力发送线圈内侧产生的第一磁通和在所述第二电力发送线圈内侧产生的第二磁通沿着所述缠绕轴在相同方向上流动，并且所述切换装置被配置为，当所述电力接收线圈为环形线圈时，使所述第一电力发送线圈和所述第二电力发送线圈相互串联连接，以使所述第一磁通和所述第二磁通沿着所述缠绕轴在相反的方向上流动。
所述电力发送装置可进一步包括：磁芯，在其周围缠绕有所述电力发送线圈。所述磁芯可包括：第一轴部，在其周围缠绕有所述第一电力发送线圈；第二轴部，在其周围缠绕有所述第二电力发送线圈；中间部，其被设置在所述第一轴部与所述第二轴部之间；以及外侧磁极部，其被设置为在与所述面向方向和所述缠绕轴方向这二者交叉的交叉方向上延伸，所述外侧磁极部在所述缠绕轴方向上位于所述第一轴部的一端，所述第一部的所述一端与面向所述中间部的另一端相反，所述中间部在所述交叉方向上的长度小于所述外侧磁极部在所述交叉方向上的长度。
在所述缠绕轴方向上，所述中间部的长度可大于所述外侧磁极部的长度。在所述交叉方向上，所述中间部的长度可大于所述第一轴部的长度和所述第二轴部的长度。所述缠绕轴方向可以是垂直于所述面向方向的方向。
本发明的第二方面提供一种电力接收装置。所述电力接收装置包括：电力接收线圈，其被配置为在这样的状态下以非接触的方式从电力发送线圈接收电力，在该状态下，所述电力接收线圈面向所述电力发送线圈；以及切换装置。所述电力接收线圈包括第一电力接收线圈和第二电力接收线圈。所述第一电力接收线圈被设置为围绕缠绕轴，所述缠绕轴在与面向方向交叉的缠绕轴方向上延伸，在该面向方向上，所述电力接收线圈面向所述电力发送线圈。所述第二电力接收线圈被电连接到所述第一电力接收线圈，并且被设置为在所述缠绕轴方向上与所述第一电力接收线圈存在间隙的情况下紧邻所述第一电力接收线圈。所述切换装置被配置为，当所述电力发送线圈为螺管线圈时，使所述第一电力接收线圈和所述第二电力接收线圈相互并联连接，以使在所述第一电力接收线圈内侧产生的第一磁通和在所述第二电力接收线圈内侧产生的第二磁通沿着所述缠绕轴在相同方向上流动，并且所述切换装置被配置为，当所述电力发送线圈为环形线圈时，使所述第一电力接收线圈和所述第二电力接收线圈相互串联连接，以使所述第一磁通和所述第二磁通沿着所述缠绕轴在相反的方向上流动。
所述电力接收装置可进一步包括：磁芯，在其周围缠绕有所述电力接收线圈。所述磁芯可包括：第一轴部，在其周围缠绕有所述第一电力接收线圈；第二轴部，在其周围缠绕有所述第二电力接收线圈；中间部，其被设置在所述第一轴部与所述第二轴部之间；以及外侧磁极部，其被设置为在与所述面向方向和所述缠绕轴方向这二者交叉的交叉方向上延伸，所述外侧磁极部在所述缠绕轴方向上位于所述第一轴部的一端，所述第一部的所述一端与面向所述中间部的另一端相反，所述中间部在所述交叉方向上的长度小于所述外侧磁极部在所述交叉方向上的长度。
在所述缠绕轴方向上，所述中间部的长度可大于所述外侧磁极部的长度。在所述交叉方向上，所述中间部的长度可大于所述第一轴部的长度和 所述第二轴部的长度。所述缠绕轴方向可以是垂直于所述面向方向的方向。
本发明的第三方面提供一种电力传输系统。所述电力传输系统包括：电力接收装置；以及电力发送装置，其被配置为在这样的状态下以非接触的方式将电力发送到所述电力接收装置，在该状态下，所述电力发送装置面向所述电力接收装置。所述电力接收装置和所述电力发送装置中的一者包括第一线圈、第二线圈和切换装置。所述第一线圈被设置为围绕缠绕轴，所述缠绕轴在与面向方向交叉的缠绕轴方向上延伸，在该面向方向上，所述电力接收装置和所述电力发送装置彼此面向。所述第二线圈被电连接到所述第一线圈，并且被设置为在所述缠绕轴方向上与所述第一线圈存在间隙的情况下紧邻所述第一线圈。所述切换装置被配置为，当所述电力接收装置和所述电力发送装置中的另一者内包括的线圈为螺管线圈时，使所述第一线圈和所述第二线圈相互并联连接，以使在所述第一线圈内侧产生的第一磁通和在所述第二线圈内侧产生的第二磁通沿着所述缠绕轴在相同方向上流动，并且所述切换装置被配置为，当所述电力接收装置和所述电力发送装置中的另一者内包括的所述线圈为环形线圈时，使所述第一线圈和所述第二线圈相互串联连接，以使所述第一磁通和所述第二磁通沿着所述缠绕轴在相反的方向上流动。
根据本发明的各方面，可以获取这样的电力接收装置、电力发送装置和电力传输系统：当在使用相互电连接并且被设置为彼此相距一间隙的两个线圈的情况下向一个线圈发送电力或由一个线圈接收电力时，基于该一个线圈的类型切换这两个线圈的连接模式。
附图说明
下面参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点、以及技术和工业意义，在这些附图中，相同的附图标记表示相同的部件，并且其中：
图1是示意性地示出根据第一实施例的电力传输系统的视图；
图2是示出根据第一实施例的电力传输系统的电动车辆的左侧视图；
图3是示出根据第一实施例的电力传输系统的电动车辆的底视图；
图4是示出根据第一实施例的电力传输系统的详细电路配置的视图；
图5是示意性地示出在根据第一实施例的电力传输系统的电力发送装置中使用的切换装置、以及该切换装置的周围配置的电路图；
图6是示出根据第一实施例的电力发送装置的电力发送单元的透视图；
图7是示出在根据第一实施例的电力发送装置的电力发送单元中使用的支持部件的透视图；
图8是示出在根据第一实施例的电力发送装置的电力发送单元中使用的磁芯的平面图；
图9是示出在根据第一实施例的电力发送装置的电力发送单元中使用的磁芯的侧视图；
图10是示出在根据第一实施例的电力发送装置的电力发送单元中使用的磁芯的前视图；
图11是示出这样的状态的平面图：在该状态下，线圈被设置在根据第一实施例的电力发送装置的电力发送单元中使用的磁芯的周围；
图12是示意性地示出这样的状态的透视图：在该状态下，使用根据第一实施例的电力传输系统传输电力；
图13是示意性地示出这样的状态的电路图：在该状态下，使用根据第一实施例的电力传输系统传输电力；
图14是示出这样的状态的电路图：在该状态下，根据第一实施例的电力发送装置将电力提供给包括作为电力接收装置的螺管线圈的电动汽车；
图15是示出这样的状态的透视图：在该状态下，根据第一实施例的电力发送装置将电力提供给包括作为电力接收装置的由螺管线圈制成的电力接收线圈的电动车辆；
图16是示出当根据第一实施例的电力发送装置将电力提供给电力接收装置的螺管线圈时的状态的电路图；
图17是示意性地示出当包括两个串联连接的线圈的电力发送装置将电力提供给螺管线圈时的状态的电路图；
图18是示意性地示出当包括两个并联连接的线圈的电力发送装置将电力提供给螺管线圈时的状态的电路图；
图19是示意性地示出当包括两个串联连接的线圈的电力发送装置将电力提供给环形线圈时的状态的电路图；
图20是示意性地示出当包括两个并联连接的线圈的电力发送装置将电力提供给环形线圈时的状态的电路图；
图21是示出根据第二实施例的电力传输系统的详细电路配置的视图；
图22是示意性地示出在根据第二实施例的电力传输系统的电力接收装置中使用的切换装置、以及该切换装置的周围配置的电路图；
图23是示出根据第二实施例的电力接收装置的电力接收单元的透视图；
图24是示出在根据第二实施例的电力接收装置的电力接收单元中使用的支持部件的透视图；
图25是示出在根据第二实施例的电力接收装置的电力接收单元中使用的磁芯的平面图；
图26是示出在根据第二实施例的电力接收装置的电力接收单元中使用的磁芯的侧视图；
图27是示出在根据第二实施例的电力接收装置的电力接收单元中使用的磁芯的前视图；
图28是示出这样的状态的平面图：在该状态下，线圈被设置在根据第二实施例的电力接收装置的电力接收单元中使用的磁芯的周围；
图29是示意性地示出这样的状态的透视图：在该状态下，使用根据第二实施例的电力传输系统传输电力；
图30是示意性地示出这样的状态的电路图：在该状态下，使用根据第二实施例的电力传输系统传输电力；
图31是示出当根据第二实施例的电力接收装置被提供来自包括作为电力发送装置的螺管线圈的外部供电装置的电力时的状态的电路图；
图32是示出当根据第二实施例的电力接收装置被提供来自包括作为 电力发送装置的螺管线圈的外部供电装置的电力时的状态的透视图；以及
图33是示出当根据第二实施例的电力接收装置被提供来自包括作为电力发送装置的螺管线圈的外部供电装置的电力时的状态的电路图。
具体实施方式
下面将参考附图描述本发明的实施例。在实施例的描述中，当提及数目、量等时，本发明的范围并非总是限于这些数目、量等，除非另有规定。在实施例的描述中，相同的附图标记表示相同或相应的部件，可省略重复的描述。
<第一实施例><电力传输系统1000>图1是示意性地示出根据第一实施例的电力传输系统1000、电力接收装置11和电力发送装置60的视图。如图1所示，电力传输系统1000包括外部供电装置61和电动车辆10。
<外部供电装置61>外部供电装置61包括电力发送装置60、高频电力驱动器64和充当控制单元的电力发送ECU 65。高频电力驱动器64被连接到交流电源63。交流电源63可以是商用电源或独立的电源装置。电力发送装置60被连接到高频电力驱动器64。电力发送ECU 65对高频电力驱动器64等执行驱动控制。电力发送装置60包括电力发送单元400，并且被设置在停车位62内。
电力发送单元400包括铁氧体磁芯40、线圈51、52(一次线圈)和电容器53、54(电容器)。充当电力发送线圈的线圈51、52被设置为围绕磁芯40的外周边。线圈51(第一电力发送线圈或第一线圈)和线圈52(第二电力发送线圈或第二线圈)被电连接到电容器53、54和高频电力驱动器64。
线圈51、52均具有杂散电容。在电力发送单元400中，电路由线圈51、52的电感、线圈51、52的杂散电容、以及电容器53、54的电容形成。电容器53、54并非不可缺少的组件，而可根据需要使用。磁芯40、线圈51、52等的进一步细节将在下面参考图6到图10进行描述。
<电动车辆10>电动车辆10包括引擎(未示出)和燃料电池(未示出)， 并且充当混合动力车辆。电动车辆10可作为燃料电池车辆，或者可作为电气车辆，只要电动车辆10是通过电动机驱动的车辆即可。在该实施例中，电力接收对象是车辆；替代地，电力接收对象可以是车辆以外的装置。
电动车辆10包括电力接收装置11、车辆电子控制单元(ECU)12、整流器13、DC/DC转换器14、电池15、功率控制单元16和电动机单元17。
电力接收装置11在这样的状态下从电力发送装置60接收电力：在该状态下，电动车辆10停在停车位62中的预定位置，并且电力接收装置11面向电力发送装置60。止轮木(sprag)62s和指示停车位置及停车区域的线(未示出)被设置在停车位62中，以使电动车辆10停在预定位置处。电力接收装置11包括电力接收单元200。
电力接收单元200包括铁氧体磁芯20、线圈31(二次线圈)和电容器33。线圈31被同心地设置，并且被连接到整流器13。磁芯20和线圈31构成环形线圈型线圈单元。在磁芯20周围产生的磁通均具有所谓的多纳圈(doughnut)形状，并且穿过具有圆形形状的磁芯20的中央部。此处的中央部接近磁芯20的圆形外部轮廓的中心，并且是线圈31内侧的不存在线圈31的中空部。
线圈31具有杂散电容。在电力接收单元200中，电路由线圈31的电感、线圈31的杂散电容、以及电容器33的电容形成。电容器33并非不可缺少的组件，而可根据需要使用。
DC/DC转换器14被连接到整流器13。整流器13将从电力接收装置11提供的交流电转换为直流电，然后将直流电提供给DC/DC转换器14。电池15被连接到DC/DC转换器14。DC/DC转换器14调整从整流器13提供的直流电的电压，然后将直流电提供给电池15。
车辆ECU 12执行对DC/DC转换器14、功率控制单元16等的驱动控制。DC/DC转换器14并非不可缺少的组件，而可根据需要使用。当DC/DC转换器14不被使用时，可在电力发送装置60与外部供电装置61(将在下面详细描述)的高频电力驱动器64之间设置匹配变换器。通过使阻抗匹配， 匹配变换器可替代DC/DC转换器14。
功率控制单元16被连接到电池15。电动机单元17被连接到功率控制单元16。功率控制单元16包括被连接到电池15的转换器(未示出)和被连接到转换器的逆变器(未示出)。
转换器调整(升高)从电池15提供的直流电，然后将直流电提供给逆变器。逆变器将从转换器提供的直流电转换为交流电，然后将交流电提供给电动机单元17。电动机单元17包括充当发电机的电动发电机和充当电动机的电动发电机。例如，三相交流电动机可被用作电动机单元17。电动机单元17由从功率控制单元16提供的交流电驱动。
图2是示出电动车辆10的左侧视图。如图2所示，电动车辆10进一步包括车辆主体70和车轮。驱动舱80、乘客舱81和行李舱82被设置在车辆主体70的内部。图1所示的电动机单元17、引擎(未示出)等被容纳在驱动舱80中。乘客舱81在电动车辆10的行驶方向上位于驱动舱80的后侧。行李舱82在电动车辆10的行驶方向上位于乘客舱81的后侧。
乘客出入口82L、门83L、前挡泥板84L、前保险杠86、后挡泥板85L和后保险杠87被设置在车辆主体70的左侧面71。乘客出入口82L与乘客舱81连通。门83L打开或关闭乘客出入口82L。前挡泥板84L在电动车辆10的行驶方向上位于乘客出入口82L的前侧。
前保险杠86在电动车辆10的行驶方向上位于前挡泥板84的前侧。后挡泥板85L在电动车辆10的行驶方向上位于乘客出入口82L的后侧。后保险杠87在电动车辆10的行驶方向上位于后挡泥板85L的后侧。车辆主体70的右侧面(未示出)具有与车辆主体70的左侧面71类似的配置。
图3是示出电动车辆10的底视图。如图3所示，电动车辆10具有底面76。电动车辆10的底面76是这样的区域：在电动车辆10的车轮(轮胎)与地面接触的状态下，当从相对于地面垂直向下的一位置观察电动车辆10时，可看到的电动车辆10内的区域。
电动车辆10包括在电动车辆10的宽度方向上设置的前轮18R、18L，以及在电动车辆10的宽度方向上设置的后轮19R、19L。前轮18R、18L 在电动车辆10的行驶方向上位于后轮19R、19L的前侧。在电动车辆10中，前轮18R、18L可构成驱动轮，或者后轮19R、19L可构成驱动轮，或者前轮和后轮两者都可构成驱动轮。
底板69、侧梁67和横梁被设置在电动车辆10的底面76上。底板69将电动车辆10的内部和电动车辆10的外部彼此分开。侧梁67被设置在底板69的下面。横梁被设置在底板69的下面。根据该实施例的电力接收装置11在这样的状态下被设置在电动车辆10的底面76上：在该状态下，电力接收装置11被容纳在壳体66中，并且被设置在后轮19R与后轮19L之间。电池15被设置在电力接收装置11的附近。
可采用多种方法以将电力接收装置11固定到电动车辆10的底面76上。例如，可通过从侧梁67或横梁悬挂电力接收装置11，将电力接收装置11固定到电动车辆10的底面76上。电力接收装置11可被固定到底板69上。
<电路配置>图4是示出电力传输系统1000(另请参阅图1)的详细电路配置的视图。在下文中，将描述电动车辆10和外部供电装置61的详细电路配置。
<电动车辆10>电动车辆10包括电力接收装置11(电力接收单元200)、整流器13、充电继电器(CHR)170、电池15、系统主继电器(SMR)115、功率控制单元(PCU)16、电动机单元(MU)17、动力传输齿轮140、前轮18R、18L(驱动轮)、充当控制单元的车辆ECU 12、显示单元142、通信单元160、电流传感器171、电压传感器172、负载电阻器173和继电器174。
电力接收装置11的电力接收单元200包括充当电力接收线圈的线圈31和电容器33。电容器33与线圈31并联连接。如上所述，电容器33并非不可缺少的组件，而可根据需要使用。
电容器33与线圈31一起构成LC谐振电路。电容器33的电容基于线圈31的电感按需设定，以便获取预定的频率。电容器33可以是通过切换电气连接，从具有不同电容的多个开关式电容器中选择的一个或多个开关 式电容器。电容器33可以是其电容可调的电容器(例如，可变电容器)。这些开关式电容器和可变电容器可被组合地用作电容器33。
线圈31使用电磁场，通过电磁感应以非接触的方式从电力发送装置60的电力发送单元400的线圈51、52(一次线圈)接收电力。线圈31的匝数和从线圈31到线圈51、52的距离基于线圈31与线圈51、52之间的距离、线圈51、52的频率、线圈31的频率等按需设定，以便指示线圈51、52与线圈31之间的耦合度的耦合系数κ等变为适当的值。
线圈31将接收到的电力输出到整流器13。整流器13对从线圈31接收到的交流电力进行整流，然后经由充电继电器170将经过整流的直流电力输出到电池15。例如，二极管电桥和平流电容器(两者均未示出)被包括作为整流器13。也可将所谓的开关式调节器(regulator)用作整流器13，这种调节器通过使用开关控制来执行整流。整流器13可被包括在电力接收单元200中，整流器13更理想地为静态整流器，诸如二极管电桥之类，从而例如防止由于产生的电磁场导致的开关元件的错误操作。
在图4所示的配置中，由整流器13整流过的直流电力被直接输出到电池15。当经过整流的直流电压与电池15所允许的充电电压不同时，用于电压转换的DC/DC转换器14(请参阅图1)可被设置在整流器13与电池15之间，如参考图1所述。
彼此串联连接的用于位置检测的负载电阻器173和继电器174被连接到整流器13的输出部。在开始全面(full-scale)充电之前，将微弱电力作为测试信号从外部供电装置61发送到车辆。此时，继电器174由来自车辆ECU 12的控制信号SE3控制，并且被设定为导通状态。
电压传感器172被设置在将整流器13连接到电池15的电力线对之间。电压传感器172检测整流器13的二次侧直流电压，即，从电力发送装置60接收到的接收电压，然后将检测值VC输出到车辆ECU 12。车辆ECU12基于电压VC判定电力接收效率，然后经由通信单元160将有关电力接收效率的信息发送到外部供电装置61。
电流传感器171被设置在将整流器13连接到电池15的电力线中的一 者中。电流传感器171检测用于给电池15充电的充电电流，然后将检测值IC输出到车辆ECU 12。充电继电器170被电连接到整流器13和电池15。充电继电器170由来自车辆ECU 12的信号SE2控制，并且在从整流器13到电池15的电力供给与电力供给的中断之间切换。
电池15是被配置为可充电和放电的蓄电元件。电池15例如被形成为包括诸如锂离子电池、镍金属氢化物电池和铅酸电池之类的二次电池，或者诸如电双层电容器之类的蓄电元件。电池15经由充电继电器170被连接到整流器13。电池15存储由电力接收单元200接收并由整流器13整流的电力。
电池15经由系统主继电器115被连接到功率控制单元16。电池15将用于产生车辆驱动力的电力提供给功率控制单元16。电池15存储电动机单元17所产生的电力。电池15的输出例如约为200V。
针对电池15设置电压传感器和电流传感器(两者均未示出)。电压传感器被用于检测电池15的电压VB。电流传感器被用于检测输入到电池15或从电池15输出的电流IB。这些检测值被输出到车辆ECU 12。车辆ECU12基于电压VB和电流IB计算电池15的充电状态(也称为“SOC”)。
系统主继电器115被插入在将电池15连接到功率控制单元16的电力线中。系统主继电器115由来自车辆ECU 12的控制信号SE1控制，并且在电池15与功率控制单元16之间的电力提供与中断电力提供之间切换。
功率控制单元16包括转换器和逆变器(两者均未示出)。转换器由来自车辆ECU 12的控制信号PWC控制，并且转换来自电池15的电压。逆变器由来自车辆ECU 12的控制信号PWI控制，并且通过使用转换器所转换的电力来驱动电动机单元17。
电动机单元17作为交流旋转电机。例如，使用永磁同步电动机作为电动机单元17，该永磁同步电动机包括其中嵌有永磁体的转子。电动机单元17的输出转矩经由动力传输齿轮140被传输到驱动轮(前轮18R、18L)，以使电动车辆10行驶。在电动车辆10的再生制动操作期间，电动机单元17能够通过使用驱动轮的旋转力来产生电力。再生制动操作期间所产生的 电力被功率控制单元16转换为用于给电池15充电的充电电力。
在电动机单元17之外还配备引擎(未示出)的混合动力车辆中，引擎和电动机单元17协作地执行操作以产生车辆驱动力。在这种情况下，电池15可使用通过引擎旋转产生的电力而被充电。
通信单元160是通信接口，其用于执行电动车辆10与外部供电装置61之间的无线通信。通信单元160将有关电池15的电池信息INFO(包括SOC)从车辆ECU 12输出到外部供电装置61。通信单元160将指示外部供电装置61开始或停止电力发送的信号STRT或信号STP输出到电力发送装置60。
车辆ECU 12包括中央处理单元(CPU)、存储单元和输入/输出缓冲器，这些部件在图中均未示出。车辆ECU 12输入来自传感器等的信号，将控制信号输出到各装置，并且控制电动车辆10和各装置。对电动车辆10和各装置的控制不仅限于通过软件实现的处理，而且还可以通过专用硬件(电子电路)来实现。
当车辆ECU 12通过用户的操作等接收充电开始信号TRG时，车辆ECU 12基于满足预定条件的事实，经由通信单元160将用于指示开始电力发送的信号STRT输出到外部供电装置61。车辆ECU 12基于电池15被充满电的事实、用户的操作等，经由通信单元160将用于指示停止电力发送的信号STP输出到外部供电装置61。
电动车辆10的显示单元142例如在车辆ECU 12与外部供电装置61通信之后，指示有关外部供电装置61的电力发送单元400与电动车辆10的电力接收单元200是否适合的判定结果。
<外部供电装置61>外部供电装置61包括充电站210和电力发送装置60(电力发送单元400)。充电站210包括通信单元230、充当控制单元的电力发送ECU 65、高频电力驱动器64、显示单元242和收费单元246。电力发送装置60的电力发送单元400包括线圈51、52(一次线圈)和电容器53、54。
高频电力驱动器64由来自电力发送ECU 65的控制信号MOD控制， 并且将从交流电源63(例如商用电源)接收到的电力转换为高频电力。高频电力驱动器64将所转换的高频电力提供给线圈51、52。图4中未示出任何变换阻抗的匹配变换器；但是，可以在高频电力驱动器64与电力发送单元400之间或者在电力接收单元200与整流器13之间设置匹配变换器。
线圈51、52通过电磁感应，以非接触的方式将电力发送到电动车辆10的电力接收单元200的线圈31(二次线圈)。线圈51、52中每一者的匝数和从线圈51、52到线圈31的距离基于线圈51、52与电动车辆10的线圈31之间的距离、线圈51、52和线圈31中每一者的频率等按需设定，以便指示线圈51、52与线圈31之间的耦合度的耦合系数κ等变为适当的值。
线圈51、52相互电连接，并且图4示出这样的状态：在该状态下，线圈51、52相互串联连接。电容器53被设置在线圈51与线圈52之间。电容器54被设置在线圈51与交流电源63之间。虽然详细的信息将在下文中描述，但是线圈51、52通过切换装置91(请参阅图5)在串联连接状态与并联连接状态之间选择性地切换。
电容器53、54与线圈51、52一起构成LC谐振电路。电容器53、54中每一者的电容基于线圈51、52中每一者的电感按需设定，以便获取预定的频率。电容器53、54可以是通过切换电气连接，从具有不同电容的多个开关式电容器中选择的一个或多个开关式电容器。电容器53、54可以是其电容可调的电容器(例如，可变电容器)。这些开关式电容器和可变电容器可被组合地用作电容器53、54。
通信单元230是通信接口，其用于执行外部供电装置61与电动车辆10之间的无线通信。通信单元230接收从电动车辆10的通信单元160发送的电池信息INFO以及用于指示开始或停止电力发送的信号STRT或信号STP，然后将这些信息输出到电力发送ECU 65。
在充电之前，将现金、预付卡、信用卡等插入收费单元246。电力发送ECU 65使高频电力驱动器64使用微弱电力发送测试信号。微弱电力是小于在验证之后用于给电池充电的充电电力的电力，或者是在位置对齐时 发送的电力，并且可包括间歇发送的电力。
车辆ECU 12发送控制信号SE2和控制信号SE3，以使继电器174被接通并且充电继电器170被关断，以便接收测试信号。车辆ECU 12基于电压VC计算电力接收效率和充电效率。车辆ECU 12经由通信单元160将所计算的充电效率或电力接收效率发送到外部供电装置61。
外部供电装置61的显示单元242向用户显示充电效率或与充电效率对应的充电电力单价。显示单元242可具有作为诸如触摸板之类的输入单元的功能，并且能够接收有关是否认可充电电力单价的用户输入。当充电电力单价被认可时，电力发送ECU 65使高频电力驱动器64开始全面充电。当充电完成时，在收费单元246处支付费用。
电力发送ECU 65包括CPU、存储装置和输入/输出缓冲器(在附图中未示出)。电力发送ECU 65从传感器等接收信号，将控制信号输出到各装置，并且控制充电站210中的各装置。这些控制不仅限于通过软件实现，而且还可以通过专用硬件(电子电路)实现。
图5是示意性地示出在电力发送单元400中使用的切换装置91及其周围配置的电路图。电力接收单元200包括线圈31。线圈31的两个端子T1、T2被连接到整流器13(请参阅图4)。在电力发送单元400中使用的线圈51、52被配置为能够通过切换装置91的操作，以电气控制的方式切换流过线圈51、52的电流的方向。
包括电力发送单元400的电力发送装置能够通过从通信单元160(请参阅图4)发送到通信单元230(请参阅图4)的切换信号，在对应于环形线圈的配置(请参阅图12和图13)与对应于螺管线圈(也称为方形线圈)的配置(请参阅图15和图16)之间变更。例如，当开关SW1、SW3被设定为关断状态，并且开关SW2被设定为接通状态时(请参阅图13)，线圈51、52相互串联连接。例如，当开关SW1、SW3被设定为接通状态，并且开关SW2被设定为关断状态时(请参阅图16)，线圈51、52相互并联连接。这些操作的详细信息将在下文参考图12到图16进行描述。
<电力发送单元400>图6是示出外部供电装置61(请参阅图1)的电 力发送单元400的透视图。电力发送单元400包括磁芯40、线圈51、线圈52以及电容器53、54(请参阅图1)。
磁芯40由铁氧体部件形成，并且包括轴部48和外侧磁极部43、44。轴部48具有这样的形状，使得轴部48在线圈51、52的缠绕轴A400延伸的方向(缠绕轴方向)上延伸。在该实施例中，线圈51、52的缠绕轴A400沿着同一直线设置，并且具有以直线延伸的形状。线圈51、52被设置为在缠绕轴A400延伸的方向上以一间隔彼此相邻。线圈51、52中每一者的缠绕轴A400在与面向方向(图1中的箭头Z方向)交叉的方向(垂直于面向方向的方向)上延伸。
面向方向是这样的方向：在该方向上，线圈51、52面向电力接收单元200(请参阅图1)的线圈31(请参阅图1)。该实施例中的面向方向是垂直于停车位62(请参阅图1)的表面(地面)的方向。缠绕轴A400在与停车位62(请参阅图1)的表面(地面)平行的方向上延伸。线圈52、52被设置为围绕对应的缠绕轴A400。
例如，当线圈51从线圈51的纵向上的一个端部到线圈51的纵向上的另一端部被分段为单位长度时，线圈51的缠绕轴A400为这样的线：该线被绘制为通过每个单位长度的线圈51的曲率半径中心或曲率半径中心的附近。推导缠绕轴A400(从每个单位长度的线圈51的曲率半径中心起的假想线)的方法包括多种近似法，例如线性近似、对数近似和多项式近似。同样适用于线圈52的缠绕轴A400。在该实施例中，线圈51的缠绕轴和线圈52的缠绕轴形成与缠绕轴A400基本相同的直线。
轴部48包括充当第一轴部的缠绕部41、充当第二轴部的缠绕部42，以及充当中间部的中央磁极部45。在该实施例中，线圈51、52和缠绕部41、42通过使用支持部件46、47而被固定。
图7是示出支持部件46的透视图。支持部件46包括板状部46A、46B和管状部46C。板状部46A、46B中的每一者具有板状形状，并且被设置为在与线圈51的缠绕轴A400垂直的方向上延伸。根据该实施例的板状部46A、46B中的每一者具有矩形外形，并且被设置为在与线圈51的缠绕轴 A400垂直的方向上延伸。板状部46A和板状部46B被设置为在缠绕轴A400延伸的方向上以一间隔彼此面向。
板状部46A具有开口46AH，此开口具有矩形内周形状。板状部46B具有开口46BH，此开口具有矩形内周形状。管状部46C具有中空形状。根据该实施例的管状部46C为方形管状，并且被设置为将板状部46A连接到板状部46B。板状部46A的开口46AH和板状部46B的开口46BH经由管状部46C的内部而彼此连通。
缠绕部41通过层压板状的铁氧体41A、41B、41C而形成，并且被插入管状部46C的内部。根据该实施例的缠绕部41由多个铁氧体形成，替代地，缠绕部41也可由单个铁氧体形成。线圈51被缠绕在管状部46C的周围。
在线圈51被缠绕在管状部46C的周围的状态下，线圈51被设置在缠绕部41的周围。线圈51被形成为：当线圈51的一部分在缠绕轴A400的延伸方向上从一个端部朝着另一端部移位时，线圈51在缠绕轴A400的延伸方向上发生位移。线圈51在沿着缠绕轴A400的方向上的位置偏移被板状部46A阻止。线圈51在与沿着缠绕轴A400的方向相反的方向上的位置偏移被板状部46B阻止。
通过图7中的括号指示的附图标记对应于支持部件47。在该实施例中，支持部件47具有与支持部件46相同的形状。支持部件47包括板状部47A、47B和管状部47C。板状部47A、47B中的每一者为板状，并且被设置为在与线圈52的缠绕轴A400垂直的方向上延伸。根据该实施例的板状部47A、47B中的每一者具有矩形外形，并且被设置为在与线圈52的缠绕轴A400垂直的方向上延伸。板状部47A和板状部47B被设置为在缠绕轴A400的延伸方向上以一间隔彼此面向。
板状部47A具有开口47AH，此开口具有矩形内周形状。板状部47B具有开口47BH，此开口具有矩形内周形状。管状部47C具有中空形状。根据该实施例的管状部47C为方形管状，并且被设置为将板状部47A连接到板状部47B。板状部47A的开口47AH和板状部47B的开口47BH经由 管状部47C的内部而彼此连通。
缠绕部42通过层压板状的铁氧体42A、42B、42C而形成，并且被插入管状部47C的内部。根据该实施例的缠绕部42由多个铁氧体形成，替代地，缠绕部42也可由单个铁氧体形成。线圈52被缠绕在管状部47C的周围。
在线圈52被缠绕在管状部47C的周围的状态下，线圈52被设置在缠绕部42的周围。线圈52被形成为：当线圈52的一部分在缠绕轴A400的延伸方向上从一个端部朝着另一端部移位时，线圈52在缠绕轴A400的延伸方向上发生位移。线圈52在沿着缠绕轴A400的方向上的位置偏移被板状部47A阻止。线圈52在与沿着缠绕轴A400的方向相反的方向上的位置偏移被板状部47B阻止。
返回参考图6，磁芯40的中央磁极部45包括铁氧体和固定该铁氧体的固定部件(未示出)。中央磁极部45被设置为在缠绕轴A400的延伸方向上位于支持部件46与支持部件47之间。中央磁极部45的铁氧体被设置为在缠绕轴A400的延伸方向上位于缠绕部41与缠绕部42之间。在中央磁极部45中使用的铁氧体整体上具有长方体形状。在中央磁极部45中使用的铁氧体也可由多个部件或者可由单个部件形成。
磁芯40的外侧磁极部43被设置为在缠绕轴A400的延伸方向上相对于轴部48中的中央磁极部45位于缠绕部41的端部侧。换言之，外侧磁极部43在缠绕轴方向A400上位于缠绕部41的一端，缠绕部41的所述一端与面向中央磁极部45的另一端相反。外侧磁极部43形成为板状，并且包括铁氧体和固定铁氧体的固定部件(未示出)。
外侧磁极部43具有矩形外形，并且具有在垂直方向B400上延伸的形状。垂直方向B400在此是垂直于面向方向(图1中的Z方向，在该方向上，线圈51、52面向线圈31(请参阅图1))和缠绕轴A400的延伸方向这两者的方向。垂直方向B400不仅限于垂直情况，还可以是与面向方向(图1中的Z方向，在该方向上，线圈51、52面向线圈31)和缠绕轴A400的延伸方向交叉的方向(交叉方向)。在外侧磁极部43中使用的铁氧体也 可由多个部件或者可由单个部件形成。
磁芯40的外侧磁极部44被设置为在缠绕轴A400的延伸方向上位于相对于轴部48中的中央磁极部45的缠绕部42的端部侧。换言之，外侧磁极部44在缠绕轴方向A400上位于缠绕部42的一端，缠绕部42的所述一端与面向中央磁极部45的另一端相反。外侧磁极部44形成为板状，并且包括铁氧体和固定铁氧体的固定部件(未示出)。
外侧磁极部44也具有矩形外形，并且具有在垂直方向B400上延伸的形状。垂直方向B400在此是垂直于面向方向(图1中的Z方向，在该方向上，线圈51、52面向线圈31(请参阅图1))和缠绕轴A400的延伸方向这两者的方向。在外侧磁极部44中使用的铁氧体也可由多个部件或者可由单个部件形成。
图8是示出磁芯40的平面图。图9是示出磁芯40的侧视图。图10是示出磁芯40的前视图。为了便于描述，图8到图10示出其中线圈51、52(请参阅图4)未缠绕在磁芯40周围的状态。尽管在图10中仅示出，屏蔽体49被设置在电力发送单元400的下侧。电力发送单元400的下侧在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上沿着从电力接收单元200(请参阅图1)朝着电力发送单元400取向的方向的一侧，在该面向方向上，电力接收单元200(请参阅图1)和电力发送单元400彼此面向。屏蔽体49在面向方向上的厚度例如为1mm。
<中央磁极部45>如主要在图8中所示，在垂直于缠绕轴A400和面向方向(图1中的Z方向)这两者的垂直方向B400上，中央磁极部45具有长度W45。根据该实施例的中央磁极部45具有外边缘45S并且还具有外边缘45T，该外边缘45S位于垂直方向B400的延伸方向上的前侧，该外边缘45T位于与垂直方向B400相反的方向C400的方向上的前侧。
根据该实施例的外边缘45S、45T均具有从上方朝着下方(在垂直于图8的页面的方向上)延伸的平面形状。上方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力接收单元200(请参阅图1)朝着电力发送单元400取向的方向，该面向方向是其中电力接收单元200(请参阅图1)和电力发 送单元400彼此面向的方向。下方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力发送单元400朝着电力接收单元200(请参阅图1)取向的方向，该面向方向是指其中电力接收单元200(请参阅图1)和电力发送单元400彼此面向的方向。
当在垂直于缠绕轴A400和垂直方向B400这两者的方向上观察电力发送单元400时(当在图8所示的平面中观察电力发送单元400时)，根据该实施例的外边缘45S、45T与缠绕轴A400平行。根据该实施例的长度W45是外边缘45S与外边缘45T之间的尺寸，并且在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。换言之，根据该实施例的中央磁极部45具有这样的形状：该形状使得垂直方向B400上的长度W45在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，中央磁极部45的外边缘45S对应于中央磁极部45的这样的一部分：该部分在垂直方向B400的延伸方向上离缠绕轴A400最远。在垂直方向B400上外边缘45S与缠绕轴A400之间的尺寸W45S在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，中央磁极部45的外边缘45T对应于中央磁极部45的这样的一部分：该部分在与垂直方向B400相反的方向C400的延伸方向上离缠绕轴A400最远。在相反方向C400上外边缘45T与缠绕轴A400之间的尺寸W45T在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，尺寸W45S和尺寸W45T具有相同的值，并且长度W45等于尺寸W45S与尺寸W45T之和。当外边缘45S和外边缘45T不相互平行时，例如可将缠绕轴A400的延伸方向上选定位置处的中央磁极部45的每单位长度的长度W45的平均值计算为中央磁极部45的长度W45。如图9所示，该实施例中的中央磁极部45在缠绕轴A400的延伸方向上具有长度L45。
<缠绕部41>如图8所示，在垂直于缠绕轴A400和面向方向(图1中的Z方向)这两者的垂直方向B400上，缠绕部41具有长度W41。根据该实施例的缠绕部41具有外边缘41S并且具有外边缘41T，该外边缘 41S位于垂直方向B400的延伸方向上的前侧，该外边缘41T位于与垂直方向B400相反的方向C400的延伸方向上的前侧。
根据该实施例的外边缘41S、41T均具有从上方朝着下方(在垂直于图8的页面的方向上)延伸的平面形状。上方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力接收单元200(请参阅图1)朝着电力发送单元400取向的方向，该面向方向是其中电力接收单元200(请参阅图1)和电力发送单元400彼此面向的方向。下方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力发送单元400朝着电力接收单元200(请参阅图1)取向的方向，该面向方向是其中电力接收单元200(请参阅图1)和电力发送单元400彼此面向的方向。
当在垂直于缠绕轴A400和垂直方向B400这两者的方向上观察电力发送单元400时(当在图8所示的平面中观察电力发送单元400时)，根据该实施例的外边缘41S、41T与缠绕轴A400平行。根据该实施例的长度W41是外边缘41S与外边缘41T之间的尺寸，并且在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。换言之，根据该实施例的缠绕部41具有这样的形状：该形状使得垂直方向B400上的长度W41在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，缠绕部41的外边缘41S对应于缠绕部41的这样的一部分：该部分在垂直方向B400的延伸方向上离缠绕轴A400最远。在垂直方向B400上外边缘41S与缠绕轴A400之间的尺寸W41S在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，缠绕部41的外边缘41T对应于缠绕部41的这样的一部分：该部分在与垂直方向B400相反的方向C400的延伸方向上离缠绕轴A400最远。在相反方向C400上外边缘41T与缠绕轴A400之间的尺寸W41T在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，尺寸W41S和尺寸W41T具有相同的值，并且长度W41等于尺寸W41S与尺寸W41T之和。当外边缘41S和外边缘41T不相互平行时，例如可将缠绕轴A400的延伸方向上选定位置处的缠绕部41 的每单位长度的长度W41的平均值计算为缠绕部41的长度W41。如图9所示，该实施例中的缠绕部41在缠绕轴A400的延伸方向上具有长度L41。
<缠绕部42>如图8所示，在垂直于缠绕轴A400和面向方向(图1中的Z方向)这两者的垂直方向B400上，缠绕部42具有长度W42。根据该实施例的缠绕部42具有外边缘42S并且具有外边缘42T，该外边缘42S位于垂直方向B400的延伸方向上的前侧，该外边缘42T位于与垂直方向B400相反的方向C400的延伸方向上的前侧。
根据该实施例的外边缘42S、42T均具有从上方朝着下方(在垂直于图8的页面的方向上)延伸的平面形状。上方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力接收单元200(请参阅图1)朝着电力发送单元400取向的方向，该面向方向是其中电力接收单元200(请参阅图1)和电力发送单元400彼此面向的方向。下方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力发送单元400朝着电力接收单元200(请参阅图1)取向的方向，该面向方向是其中电力接收单元200(请参阅图1)和电力发送单元400彼此面向的方向。
当在垂直于缠绕轴A400和垂直方向B400这两者的方向上观察电力发送单元400时(当在图8所示的平面中观察电力发送单元400时)，根据该实施例的外边缘42S、42T与缠绕轴A400平行。根据该实施例的长度W42是外边缘42S与外边缘42T之间的尺寸，并且在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。换言之，根据该实施例的缠绕部42具有这样的形状：该形状使得垂直方向B400上的长度W42在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，缠绕部42的外边缘42S对应于缠绕部42的这样的一部分：该部分在垂直方向B400的延伸方向上离缠绕轴A400最远。在垂直方向B400上外边缘42S与缠绕轴A400之间的尺寸W42S在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，缠绕部42的外边缘42T对应于缠绕部42的这样的一部分：该部分在与垂直方向B400相反的方向C400的延伸方向上离缠绕轴 A400最远。在相反方向C400上外边缘42T与缠绕轴A400之间的尺寸W42T在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，尺寸W42S和尺寸W42T具有相同的值，并且长度W42等于尺寸W42S与尺寸W42T之和。当外边缘42S和外边缘42T不相互平行时，例如可将缠绕轴A400的延伸方向上选定位置处的缠绕部42的每单位长度的长度W42的平均值计算为缠绕部42的长度W42。如图9所示，该实施例中的缠绕部42在缠绕轴A400的延伸方向上具有长度L42。
在该实施例中，缠绕部41的长度W41和缠绕部42的长度W42具有相同的值。缠绕部41的尺寸W41S、缠绕部41的尺寸W41T、缠绕部42的尺寸W42S和缠绕部42的尺寸W42T全部具有相同的值。缠绕部41的长度L41和缠绕部42的长度L42具有相同的值。
<外侧磁极部43>如图8所示，在垂直于缠绕轴A400和面向方向(图1中的Z方向)这两者的垂直方向B400上，外侧磁极部43具有长度W43。根据该实施例的外侧磁极部43具有外边缘43S并且具有外边缘43T，该外边缘43S位于垂直方向B400的延伸方向上的前侧，该外边缘43T位于与垂直方向B400相反的方向C400的延伸方向上的前侧。
根据该实施例的外边缘43S、43T均具有从上方朝着下方(在垂直于图8的页面的方向上)延伸的平面形状。上方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力接收单元200(请参阅图1)朝着电力发送单元400取向的方向，该面向方向是其中电力接收单元200(请参阅图1)和电力发送单元400彼此面向的方向。下方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力发送单元400朝着电力接收单元200(请参阅图1)取向的方向，该面向方向是其中电力接收单元200(请参阅图1)和电力发送单元400彼此面向的方向。
当在垂直于缠绕轴A400和垂直方向B400这两者的方向上观察电力发送单元400时(当在图8所示的平面中观察电力发送单元400时)，根据该实施例的外边缘43S、43T与缠绕轴A400平行。根据该实施例的长度W43是外边缘43S与外边缘43T之间的尺寸，并且在缠绕轴A400的延伸 方向上的任意位置处都具有相同的值。换言之，根据该实施例的外侧磁极部43具有这样的形状：该形状使得垂直方向B400上的长度W43在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，外侧磁极部43的外边缘43S对应于外侧磁极部43的这样的一部分：该部分在垂直方向B400的延伸方向上离缠绕轴A400最远。在垂直方向B400上外边缘43S与缠绕轴A400之间的尺寸W43S在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，外侧磁极部43的外边缘43T对应于外侧磁极部43的这样的一部分：该部分在与垂直方向B400相反的方向C400的延伸方向上离缠绕轴A400最远。在相反方向C400上外边缘43T与缠绕轴A400之间的尺寸W43T在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，尺寸W43S和尺寸W43T具有相同的值，并且长度W43等于尺寸W43S与尺寸W43T之和。当外边缘43S和外边缘43T不相互平行时，例如可将缠绕轴A400的延伸方向上选定位置处的外侧磁极部43的每单位长度的长度W43的平均值计算为外侧磁极部43的长度W43。如图9所示，该实施例中的外侧磁极部43在缠绕轴A400的延伸方向上具有长度L43。
<外侧磁极部44>如图8所示，在垂直于缠绕轴A400和面向方向(图1中的Z方向)这两者的垂直方向B400上，外侧磁极部44具有长度W44。根据该实施例的外侧磁极部44具有外边缘44S并且具有外边缘44T，该外边缘44S位于垂直方向B400的延伸方向上的前侧，该外边缘44T位于与垂直方向B400相反的方向C400的延伸方向上的前侧。
根据该实施例的外边缘44S、44T分别具有从上方朝着下方(在垂直于图8的平面的方向上)延伸的平坦外形。上方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力接收单元200(请参阅图1)朝着电力发送单元400取向的方向，该面向方向是指其中电力接收单元200(请参阅图1)和电力发送单元400彼此面向的方向。下方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力发送单元400朝着电力接收单元200(请参阅图1)取向 的方向，该面向方向是指其中电力接收单元200(请参阅图1)和电力发送单元400彼此面向的方向。
当在垂直于缠绕轴A400和垂直方向B400这两者的方向上观察电力发送单元400时(当在图8所示的平面中观察电力发送单元400时)，根据该实施例的外边缘44S、44T与缠绕轴A400平行。根据该实施例的长度W44是外边缘44S与外边缘44T之间的尺寸，并且在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。换言之，根据该实施例的外侧磁极部44具有这样的形状：该形状使得垂直方向B400上的长度W44在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，外侧磁极部44的外边缘44S对应于外侧磁极部44的这样的一部分：该部分在垂直方向B400的延伸方向上离缠绕轴A400最远。在垂直方向B400上外边缘44S与缠绕轴A400之间的尺寸W44S在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，外侧磁极部44的外边缘44T对应于外侧磁极部44的这样的一部分：该部分在与垂直方向B400相反的方向C400的延伸方向上离缠绕轴A400最远。在相反方向C400上外边缘44T与缠绕轴A400之间的尺寸W44T在缠绕轴A400的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，尺寸W44S和尺寸W44T具有相同的值，并且长度W44等于尺寸W44S与尺寸W44T之和。当外边缘44S和外边缘44T不相互平行时，例如可将缠绕轴A400的延伸方向上选定位置处的外侧磁极部44的每单位长度的长度W44的平均值计算为外侧磁极部44的长度W44。如图9所示，该实施例中的外侧磁极部44在缠绕轴A400的延伸方向上具有长度L44。
在该实施例中，外侧磁极部43的长度W43和外侧磁极部44的长度W44具有相同的值。外侧磁极部43的尺寸W43S、外侧磁极部43的尺寸W43T、外侧磁极部44的尺寸W44S和外侧磁极部44的尺寸W44T全部具有相同的值。外侧磁极部43的长度L43和外侧磁极部44的长度L44也具有相同的值。
如图8所示，垂直方向B400上的中央磁极部45的长度W45大于垂直方向B400上的缠绕部41的长度W41，并且大于垂直方向B400上的缠绕部42的长度W42。适当地，垂直方向B400上的中央磁极部45的长度W45应该小于垂直方向B400上的外侧磁极部43的长度W43，并且应该小于垂直方向B400上的外侧磁极部44的长度W44。
<尺寸关系>(W45<W43，W45<W44，W45>W41，W45>W42)
在该实施例中，中央磁极部45的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘45S)与缠绕轴A400之间的尺寸W45S小于外侧磁极部43的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘43S)与缠绕轴A400之间的尺寸W43S，并且小于外侧磁极部44的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘44S)与缠绕轴A400之间的尺寸W44S。
<尺寸关系>(W45S<W43S，W45S<W44S)
在该实施例中，中央磁极部45的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘45S)与缠绕轴A400之间的尺寸W45S大于缠绕部41的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘41S)与缠绕轴A400之间的尺寸W41S，并且大于缠绕部42的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘42S)与缠绕轴A400之间的尺寸W42S。
<尺寸关系>(W45S>W41S，W45S>W42S)
在该实施例中，中央磁极部45的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘45T)与缠绕轴A400之间的尺寸W45T小于外侧磁极部43的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘43T)与缠绕轴A400之间的尺寸W43T，并且小于外侧磁极部44的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘44T)与缠绕轴A400之间的尺寸W44T。
<尺寸关系>(W45T<W43T，W45T<W44T)
在该实施例中，中央磁极部45的在垂直方向B400的相反方向C400 上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘45T)与缠绕轴A400之间的尺寸W45T大于缠绕部41的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘41T)与缠绕轴A400之间的尺寸W41T，并且大于缠绕部42的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘42T)与缠绕轴A400之间的尺寸W42T。
<尺寸关系>(W45T>W41T，W45T>W42T)
适当地，如图8所示，与外侧磁极部43的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘43S)相比，中央磁极部45的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘45S)应该在垂直方向B400上离缠绕轴A400更近。类似地，与外侧磁极部44的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘44S)相比，中央磁极部45的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘45S)应该在垂直方向B400上离缠绕轴A400更近。
适当地，如图8所示，与外侧磁极部43的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘43T)相比，中央磁极部45的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘45T)应该在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400更近。类似地，与外侧磁极部44的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘44T)相比，中央磁极部45的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘45T)应该在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400更近。
图11是示出这样的状态的平面图：在该状态下，线圈51被设置在磁芯40的缠绕部41的周围，并且线圈52被设置在磁芯40的缠绕部42的周围。在该实施例中，位于垂直方向B400上的前侧(图11的页面的右侧)的线圈51的外公切线以平行于缠绕轴A400的直线的方式延伸。换言之，连接线圈51的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那些部分(部分51S)的直线以平行于缠绕轴A400的直线的方式延伸。该直线对应于位于垂直方向B400上的前侧(图11的页面的右侧)的线圈51的外公切线。
位于垂直方向B400的相反方向C400上的前侧(图11的页面的左侧)的线圈51的外公切线以平行于缠绕轴A400的直线的方式延伸。换言之，连接线圈51的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那些部分(部分51T)的直线以平行于缠绕轴A400的直线的方式延伸。该直线对应于位于垂直方向B400的相反方向C400上的前侧(图11的页面的左侧)的线圈51的外公切线。
位于垂直方向B400上的前侧(图11的页面的右侧)的线圈52的外公切线以平行于缠绕轴A400的直线的方式延伸。换言之，连接线圈52的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那些部分(部分52S)的直线以平行于缠绕轴A400的直线的方式延伸。该直线对应于位于垂直方向B400上的前侧(图11的页面的右侧)的线圈52的外公切线。
位于垂直方向B400的相反方向C400上的前侧(图11的页面的左侧)的线圈52的外公切线以平行于缠绕轴A400的直线的方式延伸。换言之，连接线圈52的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那些部分(部分52T)的直线以平行于缠绕轴A400的直线的方式延伸。该直线对应于位于垂直方向B400的相反方向C400上的前侧(图11的页面的左侧)的线圈52的外公切线。
如图11所示，更适当地，中央磁极部45的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘45S)与缠绕轴A400之间的尺寸W45S应该大于线圈51的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那些部分(部分51S)与缠绕轴A400之间的尺寸W51S。类似地，中央磁极部45的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘45S)与缠绕轴A400之间的尺寸W45S应该大于线圈52的在垂直方向B400上离缠绕轴A400最远的那些部分(部分52S)与缠绕轴A400之间的尺寸W52S。
<尺寸关系>(W45S>W51S，W45S>W52S)
更适当地，中央磁极部45的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘45T)与缠绕轴A400之间的尺寸W45T应该大于线圈51的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400 最远的那些部分(部分51T)与缠绕轴A400之间的尺寸W51T。类似地，中央磁极部45的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那部分(外边缘45T)与缠绕轴A400之间的尺寸W45T应该大于线圈52的在垂直方向B400的相反方向C400上离缠绕轴A400最远的那些部分(部分52T)与缠绕轴A400之间的尺寸W52T。
<尺寸关系>(W45T>W51T，W45T>W52T)
返回参考图8和图9，更适当地，中央磁极部45的长度L45应该大于外侧磁极部43的长度L43。中央磁极部45的长度L45应该大于外侧磁极部44的长度L44。当在电力接收装置中使用环形线圈时，中央磁极部45面向电力接收装置中具有圆形形状的磁芯的中央部。由于中央磁极部45的长度L45大于长度L43或长度L44，因此可获得高耦合系数。
<尺寸关系>(L45>L43，L45>L44)
<到环形线圈的电力传输>图12是示意性地示出这样的状态的透视图：在该状态下，电力在电力接收单元200与电力发送单元400之间传输。图13是示意性地示出这样的状态的电路图：在该状态下，电力在电力接收单元200与电力发送单元400之间传输。如图12和图13所示，当电力在电力接收单元200与电力发送单元400之间传输时，电力接收单元200和电力发送单元400被设置为在它们之间存在气隙的情况下彼此面向。
切换装置91(请参阅图13)经由通信单元160(请参阅图4)和通信单元230(请参阅图4)接收信息，该信息包括电力接收单元的线圈单元的类型是环形线圈还是螺管线圈。切换装置91由切换信号驱动，并且将开关SW1、SW3设定为关断状态，将开关SW2设定为接通状态。线圈51和线圈52相互串联连接。
具有预定频率的交流电被从交流电源63提供给线圈51、52。当预定的交流电被提供给线圈51、52时，分别在线圈51、52的周围形成以预定频率振荡的电磁场(箭头AR11、AR12)。
由图12中的箭头AR11指示的磁通穿过磁芯40的外侧磁极部43、缠绕部41和中央磁极部45。在线圈51的内侧，产生从外侧磁极部43侧朝 着中央磁极部45侧流动的磁通。
由图12中的箭头AR12指示的磁通穿过磁芯40的外侧磁极部44、缠绕部42和中央磁极部45。在线圈52的内侧，产生从外侧磁极部44侧朝着中央磁极部45侧流动的磁通。在线圈51的内侧以及在线圈52的内侧，分别产生沿着线圈51、52的缠绕轴在相反的方向上流动的磁通。由于交流电流过电力发送单元400，因此当流过每个线圈的电流的方向反转时，对应磁通的方向也反转。同样在反转之后，分别在线圈51的内侧以及线圈52的内侧产生沿着线圈51、52的缠绕轴在相反的方向上流动的磁通。
电力接收单元200的线圈31通过分别在线圈51、52的周围产生的电磁场(箭头AR11、AR12)接收电力。如上所述，电力接收单元200的磁芯20和线圈31构成环形线圈。在磁芯20周围产生的磁通均具有所谓的多纳圈形状，并且在面向方向(图1中的箭头Z方向)上穿过具有圆形形状的磁芯20的中央部。中央部在此接近磁芯20的圆形外部轮廓的中心，并且是线圈31内侧的不存在线圈31的中空部。
当电力被传输时，在电磁场中形成的磁通也穿过中央磁极部45中接近外边缘45S、45T的部分。例如，假设电力接收单元200被设置为相对于电力发送单元400的位置沿着垂直方向B400偏移。同样在这种情况下，磁通能够穿过中央磁极部45中接近外边缘45S的部分，因此可抑制电力传输效率的降低。
另一方面，假设电力接收单元200被设置为相对于电力发送单元400的位置沿着垂直方向B400的相反方向C400偏移。同样在这种情况下，磁通能够穿过中央磁极部45中接近外边缘45T的部分，因此可抑制电力传输效率的降低。通过包括根据该实施例的电力发送装置60的外部供电装置61的情况下，即使在电动车辆侧电力接收装置11包括环形线圈时，也可适当地将电力提供给车辆。
<到螺管线圈的电力传输>图14到图16是示出这样的状态的视图：在该状态下，包括根据该实施例的电力发送装置60的外部供电装置61将电力提供给包括作为电力接收装置11A的螺管线圈型电力接收线圈的电动 车辆10A。如图14所示，电动车辆10A的电力接收装置11A与参考图4描述的电动车辆10的电力接收装置11的不同之处在于，设置了电力接收单元200A。
图15是示意性地示出这样的状态的透视图：在该状态下，电力在电力接收单元200A与电力发送单元400之间传输。电力接收单元200A包括铁氧体磁芯20、线圈31(二次线圈)和电容器(未示出)。电力接收单元200A的线圈31是整体具有方管形状的螺线管。
磁芯20包括轴部28和外侧磁极部23、24。磁芯20整体具有H形。磁芯20的轴部28形成为板状，并且具有在线圈31的缠绕轴的延伸方向上延伸的形状。线圈31的缠绕轴具有沿着直线延伸的形状。线圈31形成为围绕缠绕轴。
外侧磁极部23被设置为在线圈31的缠绕轴的延伸方向上位于轴部28的一个端部。外侧磁极部23具有矩形外形，并且形成为板状。外侧磁极部23具有在与线圈31的缠绕轴的延伸方向垂直的方向上延伸的形状。外侧磁极部24被设置为在线圈31的缠绕轴的延伸方向上位于轴部28的另一个端部。外侧磁极部24具有矩形外形，并且形成为板状。外侧磁极部24也具有在与线圈31的缠绕轴的延伸方向垂直的方向上延伸的形状。
图16是示意性地示出这样的状态的电路图：在该状态下，电力在电力接收单元200A与电力发送单元400之间传输。如图15和图16所示，当电力在电力接收单元200A与电力发送单元400之间传输时，电力接收单元200A和电力发送单元400被设置为在它们之间存在气隙的情况下彼此面向。
切换装置91(请参阅图16)经由通信单元160(请参阅图14)和通信单元230(请参阅图14)接收信息，该信息包括电力接收单元的线圈单元的类型是环形线圈还是螺管线圈。切换装置91(请参阅图16)由切换信号驱动，并且将开关SW1、SW3设定为接通状态，将开关SW2设定为关断状态。线圈51和线圈52相互并联连接。
具有预定频率的交流电被从交流电源63提供给线圈51、52。当预定 的交流电被提供给线圈51、52时，在线圈51、52的周围形成以预定频率振荡的电磁场(箭头AR13)。
由图15中的箭头AR13指示的磁通穿过磁芯40的外侧磁极部44、缠绕部42、中央磁极部45、缠绕部41和外侧磁极部43。在线圈52的内侧，产生从外侧磁极部44侧朝着中央磁极部45侧流动的磁通。在线圈51的内侧，产生从中央磁极部45侧朝着外侧磁极部43侧流动的磁通。在线圈51的内侧以及在线圈52的内侧，分别产生沿着线圈51、52的缠绕轴在相同方向上流动的磁通。由于交流电流过电力发送单元400A，因此当流过每个线圈的电流的方向反转时，对应的磁通的方向也反转。同样在反转之后，分别在线圈51的内侧以及线圈52的内侧产生沿着线圈51、52的缠绕轴在相同方向上流动的磁通。
电力接收单元200A的线圈31通过在线圈51、52的周围产生的电磁场(箭头AR13)接收电力。如上所述，电力接收单元200A的磁芯20和线圈31构成螺管线圈。在磁芯20周围产生的磁通具有单一环状形状，并且在磁芯20的纵向上穿过具有板状形状的磁芯20的中央部。通过包括根据该实施例的电力发送装置60的外部供电装置61，即使在电动车辆侧的电力接收装置11A包括螺管线圈时，也可适当地将电力提供给车辆。
<线圈51、52的连接模式与线圈51、52中每一者的匝数之间的关系>
图17和图18是示意性地示出当电力发送单元400将电力提供给电力接收单元200A时的状态的电路图。在下文中，将基于电流I和主磁通Φ的磁链数λ(＝NΦ＝LI)来描述线圈51、52的连接模式与线圈51、52中每一者的匝数之间的关系。电力接收单元200A(另请参阅图15)的线圈31为螺管线圈，并且线圈31的缠绕轴平行于线圈51、52中每一者的缠绕轴。当电力如图17和图18所示进行传输时，在每种情况下，分别在线圈51的内侧以及线圈52的内侧产生沿着线圈51、52的缠绕轴在相同方向上流动的磁通(请参阅箭头DR1、DR2)。
在图17所示的配置中，线圈51和线圈52相互串联连接。线圈52的端子N2和线圈51的端子N3相互连接。线圈52的端子N1和线圈51的 端子N4被连接到交流电源63。
另一方面，在图18所示的配置中，线圈51和线圈52相互并联连接。线圈52的端子N2和线圈51的端子N4相互连接，线圈52的端子N1和线圈51的端子N3相互连接。线圈52的端子N1和线圈51的端子N4被连接到交流电源63。
在图17和图18中的每一者中，线圈51、52中的每一者的匝数由N表示，从交流电源63(逆变器)提供的电流由I表示。与线圈51关联的磁通由φ1表示，与线圈52关联的磁通由φ2表示。假设线圈51、52和线圈31的位置不会相互偏离，并且相对彼此被设置在正确的位置上。由于线圈51、52中的每一者的匝数相同，因此线圈51、52中的每一者的自感彼此相等。
在图17所示的串联连接的情况下，电流I流过线圈51、52。当在电力被提供给螺管线圈时电流为I并且主磁通Φ的磁链数为λ的情况下，λ＝2NΦ。另一方面，在图18所示的并联连接的情况下，电流I/2流过线圈51、52中的每一者。在电流为I并且主磁通Φ的磁链数为λ的情况下，λ＝NΦ。在串联连接的情况下，匝数为2N，在并联连接的情况下，匝数为N，因此绕组线(利兹线)的并联数成为2倍。在串联连接和并联连接这两种情况下，φ1＝φ2＝Φ。因此，图17所示的磁场的强度(箭头DR1)大于图18所示的磁场的强度(箭头DR2)。
图19和图20是示意性地示出当电力发送单元400将电力提供给电力接收单元200时的状态的电路图。电力接收单元200(另请参阅图13)的线圈31为环形线圈，并且线圈31的缠绕轴垂直于线圈51、52中每一者的缠绕轴。假设线圈51、52和线圈31的位置不相互偏离，并且相对彼此被设置在正确的位置上。当电力如图19和图20所示进行传输时，在每种情况下，分别在线圈51的内侧以及线圈52的内侧产生沿着线圈51、52的缠绕轴在相反的方向上流动的磁通(请参阅箭头DR4、DR5、DR6、DR7)。
在图19所示的配置中，线圈51和线圈52相互串联连接。线圈52的端子N2和线圈51的端子N4相互连接。线圈52的端子N1和线圈51的 端子N3被连接到交流电源63。
另一方面，在图20所示的配置中，线圈51和线圈52相互并联连接。线圈52的端子N2和线圈51的端子N3相互连接，以及线圈52的端子N1和线圈51的端子N4相互连接。线圈52的端子N1和线圈51的端子N3被连接到交流电源63。
在图19和图20中的每一者中，线圈51、52中的每一者的匝数由N表示，从交流电源63(逆变器)提供的电流由I表示。作为主磁通Φ的一半的磁通(Φ/2＝φ1＝φ2)与线圈51、52关联。由于线圈51、52中每一者的匝数相同，因此线圈51、52中每一者的自感彼此相等。
在图19所示的串联连接的情况下，电流I流过线圈51、52。当在电力被提供给环形线圈时电流为I并且主磁通Φ的磁链数为λ的情况下，λ＝NΦ。电力被提供给环形线圈时的磁通是电力被提供给螺管线圈时的主磁通的一半。另一方面，在图20所示的并联连接的情况下，电流I/2流过线圈51、52中的每一者。当在电力被提供给环形线圈时电流为I并且主磁通Φ的磁链数为λ的情况下，λ＝NΦ/2。在串联连接的情况下，匝数为N，在并联连接的情况下，匝数为N/2，因此绕组线(利兹线)的并联数成为2倍。因此，图19所示的磁场中的每一者的强度(箭头DR4、DR5)大于图20所示的磁场中的每一者的强度(箭头DR6、DR7)。
在根据该实施例的电力传输系统1000和电力发送装置60中，当电力发送装置60向包括螺管线圈的电力接收装置11(图15所示的电力接收单元200A)提供电力时，采用图18所示的配置。具体而言，当电力接收线圈为螺管线圈时，切换装置91使线圈51和线圈52相互并联连接，以使分别在线圈51的内侧和线圈52的内侧产生沿着线圈51和线圈52的缠绕轴在相同方向上流动的磁通。
另一方面，当电力发送装置60向包括环形线圈的电力接收装置11(图13所示的电力接收单元200)提供电力时，采用图19所示的配置。具体而言，当电力接收线圈为环形线圈时，切换装置91使线圈51和线圈52相互串联连接，以使分别在线圈51的内侧和线圈52的内侧产生沿着线圈51 和线圈52的缠绕轴在相反的方向上流动的磁通。
在根据该实施例的电力传输系统1000和电力发送装置60中，不仅在电力被提供给包括螺管线圈的电力接收装置11(图15所示的电力接收单元200A)时，而且在电力被提供给包括环形线圈的电力接收装置11(图13所示的电力接收单元200)时，电力发送单元400整体的磁链数基本为相同的值(如上所述，λ＝NΦ)。当使用相互电连接并且以一间隔设置的线圈51、52将电力发送到线圈31时，可基于线圈31的类型更改线圈51、52的连接模式。
根据该配置，即使二次侧是螺管线圈或环形线圈，也可抑制驱动一次侧电力发送单元400的逆变器等的容量的输出电压和输出电流的波动，因此可将逆变器等的容量的输出电压和输出电流设定为较低的值。
<第二实施例>图21是示出根据第二实施例的电力传输系统1000B的详细电路配置的视图。电力传输系统1000B包括外部供电装置61B和电动车辆10B。
外部供电装置61B与外部供电装置61的不同之处在于，设置了电力发送装置60B而非外部供电装置61的电力发送装置60(请参阅图4)。电动车辆10B与电动车辆10的不同之处在于，设置了电力接收装置11B而非电动车辆10的电力接收装置11(请参阅图4)。
外部供电装置61B的电力发送装置60B包括电力发送单元400B。电力发送单元400B包括充当电力发送线圈的线圈51和电容器53。根据该实施例的电容器53与线圈51并联连接。线圈51具有杂散电容。在电力发送单元400B中，电路由线圈51的电感、线圈51的杂散电容、以及电容器53的电容形成。电容器53并非不可缺少的的组件，可根据需要使用。
电容器53与线圈51一起构成LC谐振电路。电容器53的电容基于线圈51的电感按需设定，以便获取预定的频率。电容器53可以是通过切换电气连接，从具有不同电容的多个开关式电容器中选择的一个或多个开关式电容器。电容器53可以是一个其电容可调的电容器(例如，可变电容器)。这些开关式电容器和可变电容器可被组合地用作电容器53。
电动车辆10B的电力接收装置11B包括电力接收单元200B。电力接收单元200B包括充当电力接收线圈的线圈31、32，以及电容器33、34。图21示出这样的状态：在该状态下，根据该实施例的线圈31(第一电力接收线圈或第一线圈)和线圈32(第二电力接收线圈或第二线圈)相互串联连接。电容器33被设置在线圈31与线圈32之间。电容器34被设置在线圈31与整流器13之间。虽然详细的信息在下文中描述，但是线圈31、32选择性地通过切换装置92(请参阅图22)在串联连接状态与并联连接状态之间切换。
电容器33、34与线圈31、32一起构成LC谐振电路。电容器33、34的电容基于线圈31、32中的每一者的电感按需设定，以便获取预定的频率。电容器33、34分别可以是通过切换电气连接，从具有不同电容的多个开关式电容器中选择的一个或多个开关式电容器。电容器33、34分别可以是其电容可调的电容器(例如，可变电容器)。这些开关式电容器和可变电容器可被组合地用作电容器33、34。
线圈31、32使用电磁场，通过电磁感应以非接触的方式从电力发送装置60B的电力发送单元400B的线圈51(一次线圈)接收电力。线圈31、32中的每一者的匝数和线圈31、32到线圈51的距离基于线圈31、32与线圈51之间的距离、线圈51的频率、线圈31、32的频率等按需设定，以使指示线圈51与线圈31、32之间的耦合度的耦合系数κ等变为适当的值。
图22是示意性地示出在电力接收单元200B中使用的切换装置92及其周围配置的电路图。电力发送单元400B包括线圈51。线圈51的两个端子被连接到交流电源63。电力接收单元200B的端子T1、T2被连接到整流器13(请参阅图21)。在电力接收单元200B中使用的线圈31、32被配置为能够通过切换装置92的操作，以电气控制的方式切换流过线圈31、32的电流的方向。
包括电力接收单元200B的电力接收装置能够通过从通信单元230(请参阅图21)发送到通信单元160(请参阅图21)的切换信号，在对应于环形线圈的配置(请参阅图29和图30)与对应于螺管线圈(也称为方形线 圈)的配置(请参阅图32和图33)之间变更。例如，当开关SW4、SW6被设定为关断状态，并且开关SW5被设定为接通状态时(请参阅图30)，线圈31、32相互串联连接。例如，当开关SW4、SW6被设定为接通状态，并且开关SW5被设定为关断状态时(请参阅图33)，线圈31、22相互并联连接。这些操作的详细信息将在下文参考图29到图33进行描述。
<电力接收单元200B>图23是示出电动车辆10B(请参阅图21)的电力接收单元200B的透视图。电力接收单元200B包括磁芯20、线圈31、线圈32以及电容器33、34(请参阅图21)。电力接收单元200B与整流器13(请参阅图21)等一起被容纳在壳体66(请参阅图3)内。
磁芯20由铁氧体部件形成，并且包括轴部28以及外侧磁极部23、24。轴部28具有这样的形状：该形状使得轴部28在线圈31、32的缠绕轴A200的延伸方向(缠绕轴方向)上延伸。在该实施例中，线圈31、32的缠绕轴A200沿着同一直线设置，并且具有沿着直线延伸的形状。线圈31、32被设置为在缠绕轴A200的延伸方向上彼此以一间隔相邻。线圈31、32中的每一者的缠绕轴A200在与面向方向(图1中的箭头Z方向)交叉的方向(垂直于面向方向的方向)上延伸。
面向方向是这样的方向：在该方向上，线圈31、32面向电力发送单元400B的线圈51。该实施例中的面向方向是垂直于停车位62(请参阅图1)的表面(地面)的方向。缠绕轴A200在平行于停车位62(请参阅图1)的表面(地面)的方向上延伸。线圈31、32被设置为围绕对应的缠绕轴A200。
例如，当线圈31从线圈31的纵向上的一个端部到线圈31的纵向上的另一端部被分段为单位长度时，线圈31的缠绕轴A200为这样的线：该线被绘制为通过每个单位长度的线圈31的曲率半径中心或位于曲率半径中心的附近。从每个单位长度的线圈31的曲率半径中心推导缠绕轴A200(假想线)的方法包括多种近似法，例如线性近似、对数近似和多项式近似。同样也适用于线圈32的缠绕轴A200。在该实施例中，线圈31的缠绕轴和线圈32的缠绕轴形成与缠绕轴A200基本相同的直线。
轴部28包括充当第一轴部的缠绕部21、充当第二轴部的缠绕部22、以及充当中间部的中央磁极部25。在该实施例中，线圈31、32和缠绕部21、22通过使用支持部件26、27而被固定。
图24是示出支持部件26的透视图。支持部件26包括板状部26A、26B和管状部26C。板状部26A、26B中的每一者具有板状形状，并且被设置为在与线圈31的缠绕轴A200垂直的方向上延伸。根据该实施例的板状部26A、26B中的每一者具有矩形外形，并且被设置为在与线圈31的缠绕轴A200垂直的方向上延伸。板状部26A和板状部26B被设置为在缠绕轴A200的延伸方向上以一间隔彼此面向。
板状部26A具有开口26AH，此开口具有矩形内周形状。板状部26B具有开口26BH，此开口具有矩形内周形状。管状部26C具有中空形状。根据该实施例的管状部26C具有方管形状，并且被设置为将板状部26A连接到板状部26B。板状部26A的开口26AH和板状部26B的开口26BH经由管状部26C的内部彼此连通。
缠绕部21通过层压具有板状形状的铁氧体21A、21B、21C而形成，并且被插入管状部26C的内部。根据该实施例的缠绕部21由多个铁氧体形成；替代地，缠绕部21也可由单个铁氧体形成。线圈31被缠绕在管状部26C的周围。
在线圈31被缠绕在管状部26C的周围的状态下，线圈31被设置在缠绕部21的周围。线圈31被形成为：当线圈31的一部分在缠绕轴A200的延伸方向上从一个端部朝着另一端部移位时，线圈31在缠绕轴A200的延伸方向上发生位移。线圈31在沿着缠绕轴A200的方向上的位置偏移被板状部26A阻止。线圈31在与沿着缠绕轴A200的方向相反的方向上的位置偏移被板状部26B阻止。
通过图24中的括号指示的附图标记对应于支持部件27。在该实施例中，支持部件27具有与支持部件26相同的形状。支持部件27包括板状部27A、27B和管状部27C。板状部27A、27B中的每一者具有板状形状，并且被设置为在与线圈32的缠绕轴A200垂直的方向上延伸。根据该实施例 的板状部27A、27B中的每一者具有矩形外形，并且被设置为在与线圈32的缠绕轴A200垂直的方向上延伸。板状部27A和板状部27B被设置为在缠绕轴A200的延伸方向上以一间隔彼此面向。
板状部27A具有开口27AH，此开口具有矩形内周形状。板状部27B具有开口27BH，此开口具有矩形内周形状。管状部27C具有中空形状。根据该实施例的管状部27C具有方管状形状，并且被设置为将板状部27A连接到板状部27B。板状部27A的开口27AH和板状部27B的开口27BH经由管状部27C的内部彼此连通。
缠绕部22通过层压具有板状形状的铁氧体22A、22B、22C而形成，并且被插入管状部27C的内部。根据该实施例的缠绕部22由多个铁氧体形成；替代地，缠绕部27也可由单个铁氧体形成。线圈32被缠绕在管状部27C的周围。
在线圈32被缠绕在管状部27C的周围的状态下，线圈32被设置在缠绕部22的周围。线圈32被形成为：当线圈32的一部分在缠绕轴A200的延伸方向上从一个端部朝着另一端部移位时，线圈32在缠绕轴A200的延伸方向上发生位移。线圈32在沿着缠绕轴A200的方向上的位置偏移被板状部27A阻止。线圈32在与沿着缠绕轴A200的方向相反的方向上的位置偏移被板状部27B阻止。
返回参考图23，磁芯20的中央磁极部25包括铁氧体和固定铁氧体的固定部件(未示出)。中央磁极部25被设置为在缠绕轴A200的延伸方向上位于支持部件26与支持部件27之间。中央磁极部25的铁氧体被设置为在缠绕轴A200的延伸方向上位于缠绕部21与缠绕部22之间。在中央磁极部25中使用的铁氧体整体具有长方体形状。在中央磁极部25中使用的铁氧体也可由多个部件或者可由单个部件形成。
磁芯20的外侧磁极部23被设置为在缠绕轴A200的延伸方向上相对于轴部28中的中央磁极部25位于缠绕部21的端部侧。换言之，外侧磁极部23在缠绕轴方向A200上位于缠绕部21的一端，缠绕部21的所述一端与面向中央磁极部25的另一端相反。外侧磁极部23形成为板状形状，并 且包括铁氧体和固定铁氧体的固定部件(未示出)。
外侧磁极部23具有矩形外形，并且具有在垂直方向B200上延伸的形状。垂直方向B200在此是垂直于面向方向(图1中的Z方向，在该方向上，线圈31、32面向线圈51)和缠绕轴A200的延伸方向这两者的方向。垂直方向B200不仅限于垂直情况，而且可以是与面向方向(图1中的Z方向，在该方向上，线圈31、32面向线圈31)和缠绕轴A200的延伸方向交叉的方向(交叉方向)。在外侧磁极部23中使用的铁氧体也可由多个部件或者可由单个部件构成。
磁芯20的外侧磁极部24被设置为在缠绕轴A200的延伸方向上相对于轴部28的中央磁极部25位于缠绕部22的端部侧。换言之，外侧磁极部24在缠绕轴方向A200上位于缠绕部22的一端，缠绕部22的所述一端与面向中央磁极部25的另一端相反。外侧磁极部24形成为板状，并且包括铁氧体和固定铁氧体的固定部件(未示出)。
外侧磁极部24也具有矩形外形，并且具有在垂直方向B200上延伸的形状。垂直方向B200在此是垂直于面向方向(图1中的Z方向，在该方向上，线圈31、32面向线圈51)和缠绕轴A200的延伸方向这两者的方向。在外侧磁极部24中使用的铁氧体也可由多个部件或者可由单个部件构成。
图25是示出磁芯20的平面图。图26是示出磁芯20的侧视图。图27是示出磁芯20的前视图。为了便于描述，图25到图27示出其中线圈31、32(请参阅图23)未缠绕在磁芯20周围的状态。尽管仅在图27中示出，屏蔽体29被设置在电力接收单元200B的上侧。电力接收单元200B的上侧在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力发送单元400B朝着电力接收单元200B取向的方向，在该面向方向上，电力发送单元400B和电力接收单元200B彼此面向。屏蔽体29在面向方向上的厚度例如为1mm。
<中央磁极部25>如主要在图25中所示，在垂直于缠绕轴A200和面向方向(图1中的Z方向)这两者的垂直方向B200上，中央磁极部25具有长度W25。根据该实施例的中央磁极部25具有外边缘25S并且还具有 外边缘25T，该外边缘25S位于垂直方向B200的延伸方向上的前侧，该外边缘25T位于与垂直方向B200相反的方向C200的方向上的前侧。
根据该实施例的外边缘25S、25T均具有从上方朝着下方(在垂直于图25的页面的方向上)延伸的平面形状。上方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力发送单元400B朝着电力接收单元200B取向的方向，该面向方向是其中电力发送单元400B和电力接收单元200彼此面向的方向。下方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力接收单元200B朝着电力发送单元400B取向的方向，该面向方向是其中电力发送单元400B和电力接收单元200B彼此面向的方向。
当在垂直于缠绕轴A200和垂直方向B200这两者的方向上观察电力接收单元200B时(当在图25所示的平面中观察电力接收单元200B时)，根据该实施例的外边缘25S、25T与缠绕轴A200平行。根据该实施例的长度W25是外边缘25S与外边缘25T之间的尺寸，并且在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。换言之，根据该实施例的中央磁极部25具有这样的形状：该形状使得垂直方向B200上的长度W25在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，中央磁极部25的外边缘25S对应于中央磁极部25的这样的一部分：该部分在垂直方向B200的延伸方向上离缠绕轴A200最远。在垂直方向B200上外边缘25S与缠绕轴A200之间的尺寸W25S在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，中央磁极部25的外边缘25T对应于中央磁极部25的这样的一部分：该部分在与垂直方向B200相反的方向C200的延伸方向上离缠绕轴A200最远。在相反方向C200上外边缘25T与缠绕轴A200之间的尺寸W25T在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，尺寸W25S和尺寸W25T具有相同的值，并且长度W25等于尺寸W25S与尺寸W25T之和。当外边缘25S和外边缘25T不相互平行时，例如可将缠绕轴A200的延伸方向上选定位置处的中央磁极部25的每单位长度的长度W25的平均值计算为中央磁极部25的长度 W25。如图26所示，该实施例中的中央磁极部25在缠绕轴A200的延伸方向上具有长度L25。
<缠绕部21>如图25所示，在垂直于缠绕轴A200和面向方向(图1中的Z方向)这两者的垂直方向B200上，缠绕部21具有长度W21。根据该实施例的缠绕部21具有外边缘21S并且具有外边缘21T，该外边缘21S位于垂直方向B200的延伸方向上的前侧，该外边缘21T位于与垂直方向B200相反的方向C200的延伸方向上的前侧。
根据该实施例的外边缘21S、21T均具有从上方朝着下方(在垂直于图25的页面的方向上)延伸的平面形状。上方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力发送单元400B朝着电力接收单元200B取向的方向，该面向方向是其中电力发送单元400B和电力接收单元200彼此面向的方向。下方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力接收单元200B朝着电力发送单元400B取向的方向，该面向方向是其中电力发送单元400B和电力接收单元200B彼此面向的方向。
当在垂直于缠绕轴A200和垂直方向B200这两者的方向上观察电力接收单元200B时(当在图25所示的平面中观察电力接收单元200B时)，根据该实施例的外边缘21S、21T与缠绕轴A200平行。根据该实施例的长度W21是外边缘21S与外边缘21T之间的尺寸，并且在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。换言之，根据该实施例的缠绕部21具有这样的形状：该形状使得垂直方向B200上的长度W21在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，缠绕部21的外边缘21S对应于缠绕部21的这样的一部分：该部分在垂直方向B200的延伸方向上离缠绕轴A200最远。在垂直方向B200上外边缘21S与缠绕轴A200之间的尺寸W21S在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，缠绕部21的外边缘21T对应于缠绕部21的这样的一部分：该部分在与垂直方向B200相反的方向C200的延伸方向上离缠绕轴A200最远。在相反方向C200上外边缘21T与缠绕轴A200之间的尺寸 W21T在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，尺寸W21S和尺寸W21T具有相同的值，并且长度W21等于尺寸W21S与尺寸W21T之和。当外边缘21S和外边缘21T不相互平行时，例如可将缠绕轴A200的延伸方向上选定位置处的缠绕部21的每单位长度的长度W21的平均值计算为缠绕部21的长度W21。如图26所示，该实施例中的缠绕部21在缠绕轴A200的延伸方向上具有长度L21。
<缠绕部22>如图25所示，在垂直于缠绕轴A200和面向方向(图1中的Z方向)这两者的垂直方向B200上，缠绕部22具有长度W22。根据该实施例的缠绕部22具有外边缘22S并且具有外边缘22T，该外边缘22S位于垂直方向B200的延伸方向上的前侧，该外边缘22T位于与垂直方向B200相反的方向C200的延伸方向上的前侧。
根据该实施例的外边缘22S、22T均具有从上方朝着下方延伸(在垂直于图25的页面的方向上)的平面形状。上方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力发送单元400B朝着电力接收单元200B取向的方向，该面向方向是指其中电力发送单元400B和电力接收单元200彼此面向的方向。下方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力接收单元200B朝着电力发送单元400B取向的方向，该面向方向是指其中电力发送单元400B和电力接收单元200B彼此面向的方向。
当在垂直于缠绕轴A200和垂直方向B200这两者的方向上观察电力接收单元200B时(当在图25所示的平面中观察电力接收单元200B时)，根据该实施例的外边缘22S、22T与缠绕轴A200平行。根据该实施例的长度W22是外边缘22S与外边缘22T之间的尺寸，并且在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。换言之，根据该实施例的缠绕部22具有这样的形状：该形状使得垂直方向B200上的长度W22在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，缠绕部22的外边缘22S对应于缠绕部22的这样的一部分：该部分在垂直方向B200的延伸方向上离缠绕轴A200最远。在垂直方向B200上外边缘22S与缠绕轴A200之间的尺寸W22S在缠绕轴A200 的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，缠绕部22的外边缘22T对应于缠绕部22的这样的一部分：该部分在与垂直方向B200相反的方向C200的延伸方向上离缠绕轴A200最远。在相反方向C200上外边缘22T与缠绕轴A200之间的尺寸W22T在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，尺寸W22S和尺寸W22T具有相同的值，并且长度W22等于尺寸W22S与尺寸W22T之和。当外边缘22S和外边缘22T不相互平行时，例如可将缠绕轴A200的延伸方向上选定位置处的缠绕部22的每单位长度的长度W22的平均值计算为缠绕部22的长度W22。如图26所示，该实施例中的缠绕部22在缠绕轴A200的延伸方向上具有长度L22。
在该实施例中，缠绕部21的长度W21和缠绕部22的长度W22具有相同的值。缠绕部21的尺寸W21S、缠绕部21的尺寸W21T、缠绕部22的尺寸W21S和缠绕部22的尺寸W21T全部具有相同的值。缠绕部21的长度L21和缠绕部22的长度L22具有相同的值。
<外侧磁极部23>如图25所示，在垂直于缠绕轴A200和面向方向(图1中的Z方向)这两者的垂直方向B200上，外侧磁极部23具有长度W23。根据该实施例的外侧磁极部23具有外边缘23S并且具有外边缘23T，该外边缘23S位于垂直方向B200的延伸方向上的前侧，该外边缘23T位于与垂直方向B200相反的方向C200的延伸方向上的前侧。
根据该实施例的外边缘23S、23T均具有从上方朝着下方(在垂直于图25的页面的方向上)延伸的平面形状。上方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力发送单元400B朝着电力接收单元200B取向的方向，该面向方向是指其中电力发送单元400B和电力接收单元200彼此面向的方向。下方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力接收单元200B朝着电力发送单元400B取向的方向，该面向方向是指其中电力发送单元400B和电力接收单元200B彼此面向的方向。
当在垂直于缠绕轴A200和垂直方向B200这两者的方向上观察电力接收单元200B时(当在图25所示的平面中观察电力接收单元200B时)， 根据该实施例的外边缘23S、23T与缠绕轴A200平行。根据该实施例的长度W23是外边缘23S与外边缘23T之间的尺寸，并且在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。换言之，根据该实施例的外侧磁极部23具有这样的形状：该形状使得垂直方向B200上的长度W23在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，外侧磁极部23的外边缘23S对应于外侧磁极部23的这样的一部分：该部分在垂直方向B200的延伸方向上离缠绕轴A200最远。在垂直方向B200上外边缘23S与缠绕轴A200之间的尺寸W23S在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，外侧磁极部23的外边缘23T对应于外侧磁极部23的这样的一部分：该部分在与垂直方向B200相反的方向C200的延伸方向上离缠绕轴A200最远。在相反方向C200上外边缘23T与缠绕轴A200之间的尺寸W23T在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，尺寸W23S和尺寸W23T具有相同的值，并且长度W23等于尺寸W23S与尺寸W23T之和。当外边缘23S和外边缘23T不相互平行时，例如可将缠绕轴A200的延伸方向上选定位置处的外侧磁极部23的每单位长度的长度W23的平均值计算为外侧磁极部23的长度W23。如图26所示，该实施例中的外侧磁极部23在缠绕轴A200的延伸方向上具有长度L23。
<外侧磁极部24>如图25所示，在垂直于缠绕轴A200和面向方向(图1中的Z方向)这两者的垂直方向B200上，外侧磁极部24具有长度W24。根据该实施例的外侧磁极部24具有外边缘24S并且具有外边缘24T，该外边缘24S位于垂直方向B200的延伸方向上的前侧，该外边缘24T位于与垂直方向B200相反的方向C200的延伸方向上的前侧。
根据该实施例的外边缘24S、24T均具有从上方朝着下方(在垂直于图25的页面的方向上)延伸的平面形状。上方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力发送单元400B朝着电力接收单元200B取向的方向，该面向方向是指其中电力发送单元400B和电力接收单元200彼此面向的 方向。下方在此包括在面向方向(图1中的Z方向)上从电力接收单元200B朝着电力发送单元400B取向的方向，该面向方向是指其中电力发送单元400B和电力接收单元200B彼此面向的方向。
当在垂直于缠绕轴A200和垂直方向B200这两者的方向上观察电力接收单元200B时(当在图25所示的平面中观察电力接收单元200B时)，根据该实施例的外边缘24S、24T与缠绕轴A200平行。根据该实施例的长度W24是外边缘24S与外边缘24T之间的尺寸，并且在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。换言之，根据该实施例的外侧磁极部24具有这样的形状：该形状使得垂直方向B200上的长度W24在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，外侧磁极部24的外边缘24S对应于外侧磁极部24的这样的一部分：该部分在垂直方向B200的延伸方向上离缠绕轴A200最远。在垂直方向B200上外边缘24S与缠绕轴A200之间的尺寸W24S在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，外侧磁极部24的外边缘24T对应于外侧磁极部24的这样的一部分：该部分在与垂直方向B200相反的方向C200的延伸方向上离缠绕轴A200最远。在相反方向C200上外边缘24T与缠绕轴A200之间的尺寸W24T在缠绕轴A200的延伸方向上的任意位置处都具有相同的值。
在该实施例中，尺寸W24S和尺寸W24T具有相同的值，并且长度W24等于尺寸W24S与尺寸W24T之和。当外边缘24S和外边缘24T不相互平行时，例如可将缠绕轴A200的延伸方向上选定位置处的外侧磁极部24的每单位长度的长度W24的平均值计算为外侧磁极部24的长度W24。如图26所示，该实施例中的外侧磁极部24在缠绕轴A200的延伸方向上具有长度L24。
在该实施例中，外侧磁极部23的长度W23和外侧磁极部24的长度W24具有相同的值。外侧磁极部23的尺寸W23S、外侧磁极部23的尺寸W23T、外侧磁极部24的尺寸W24S和外侧磁极部24的尺寸W24T全部具有相同的值。外侧磁极部23的长度L23和外侧磁极部24的长度L24也 具有相同的值。
如图25所示，垂直方向B200上的中央磁极部25的长度W25大于垂直方向B200上的缠绕部21的长度W21，并且大于垂直方向B200上的缠绕部22的长度W22。适当地，垂直方向B200上的中央磁极部25的长度W25应该小于垂直方向B200上的外侧磁极部23的长度W23，并且应该小于垂直方向B200上的外侧磁极部24的长度W24。
<尺寸关系>(W25<W23，W25<W24，W25>W21，W25>W22)
在该实施例中，中央磁极部25的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘25S)与缠绕轴A200之间的尺寸W25S小于外侧磁极部23的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘23S)与缠绕轴A200之间的尺寸W23S，并且小于外侧磁极部24的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘24S)与缠绕轴A200之间的尺寸W24S。
<尺寸关系>(W25S<W23S，W25S<W24S)
在该实施例中，中央磁极部25的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘25S)与缠绕轴A200之间的尺寸W25S大于缠绕部21的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘21S)与缠绕轴A200之间的尺寸W21S，并且大于缠绕部22的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘22S)与缠绕轴A200之间的尺寸W22S。
<尺寸关系>(W25S>W21S，W25S>W22S)
在该实施例中，中央磁极部25的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘25T)与缠绕轴A200之间的尺寸W25T小于外侧磁极部23的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘23T)与缠绕轴A200之间的尺寸W23T，并且小于外侧磁极部24的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘24T)与缠绕轴A200之间的尺寸W24T。
<尺寸关系>(W25T<W23T，W25T<W24T)
在该实施例中，中央磁极部25的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘25T)与缠绕轴A200之间的尺寸W25T大于缠绕部21的在垂直方向B200的相反方向C400上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘21T)与缠绕轴A200之间的尺寸W21T，并且大于缠绕部22的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘22T)与缠绕轴A200之间的尺寸W22T。
<尺寸关系>(W25T>W21T，W25T>W22T)
适当地，如图25所示，与外侧磁极部23的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘23S)相比，中央磁极部25的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘25S)应该在垂直方向B200上离缠绕轴A200更近。类似地，与外侧磁极部24的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘24S)相比，中央磁极部25的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘25S)应该在垂直方向B200上离缠绕轴A200更近。
适当地，如图25所示，与外侧磁极部23的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘23T)相比，中央磁极部25的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘25T)应该在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200更近。类似地，与外侧磁极部24的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘24T)相比，中央磁极部25的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘25T)应该在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200更近。
图28是示出这样的状态的平面图：在该状态下，线圈31被设置在磁芯20的缠绕部21的周围，并且线圈32被设置在磁芯20的缠绕部22的周围。在该实施例中，位于垂直方向B200上的前侧(图28的页面的右侧)的线圈31的外公切线以平行于缠绕轴A200的直线的方式延伸。换言之，连接线圈31的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那些部分(部分31S)的直线以平行于缠绕轴A200的直线的方式延伸。该直线对应于位于 垂直方向B200上的前侧(图28的页面的右侧)的线圈31的外公切线。
位于垂直方向B200的相反方向C200上的前侧(图28的页面的左侧)的线圈31的外公切线以平行于缠绕轴A200的直线的方式延伸。换言之，连接线圈31的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那些部分(部分31T)的直线以平行于缠绕轴A200的直线的方式延伸。该直线对应于位于垂直方向B200的相反方向C200上的前侧(图28的页面的左侧)的线圈31的外公切线。
位于垂直方向B200上的前侧(图28的页面的右侧)的线圈32的外公切线也以平行于缠绕轴A200的直线的方式延伸。换言之，连接线圈32的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那些部分(部分32S)的直线以平行于缠绕轴A200的直线的方式延伸。该直线对应于位于垂直方向B200上的前侧(图28的页面的右侧)的线圈32的外公切线。
位于垂直方向B200的相反方向C200上的前侧(图28的页面的左侧)的线圈32的外公切线以平行于缠绕轴A200的直线的方式延伸。换言之，连接线圈32的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那些部分(部分32T)的直线以平行于缠绕轴A200的直线的方式延伸。该直线对应于位于垂直方向B200的相反方向C200上的前侧(图28的页面的左侧)的线圈32的外公切线。
如图28所示，更适当地，中央磁极部25的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘25S)与缠绕轴A200之间的尺寸W25S应该大于线圈31的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那些部分(部分31S)与缠绕轴A200之间的尺寸W31S。类似地，中央磁极部25的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘25S)与缠绕轴A200之间的尺寸W25S应该大于线圈32的在垂直方向B200上离缠绕轴A200最远的那些部分(部分32S)与缠绕轴A200之间的尺寸W32S。
<尺寸关系>(W25S>W31S，W25S>W32S)
更适当地，中央磁极部25的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘25T)与缠绕轴A200之间的尺寸W25T 应该大于线圈31的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那些部分(部分31T)与缠绕轴A200之间的尺寸W31T。类似地，中央磁极部25的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那部分(外边缘25T)与缠绕轴A200之间的尺寸W25T应该大于线圈32的在垂直方向B200的相反方向C200上离缠绕轴A200最远的那些部分(部分32T)与缠绕轴A200之间的尺寸W32T。
<尺寸关系>(W25T>W31T，W25T>W32T)
返回参考图25和图26，更适当地，中央磁极部25的长度L25应该大于外侧磁极部23的长度L23。中央磁极部25的长度L25应该大于外侧磁极部24的长度L24。当在电力发送装置中使用环形线圈时，中央磁极部25面向电力发送装置中具有圆形形状的磁芯的中央部。由于中央磁极部25的长度L25大于长度L23或长度L24，因此可获取高耦合系数。
<尺寸关系>(L25>L23，L25>L24)
<来自环形线圈的电力传输>图29是示意性地示出这样的状态的透视图：在该状态下，电力在电力接收单元200B与电力发送单元400B之间传输。图30是示意性地示出这样的状态的电路图：在该状态下，电力在电力接收单元200B与电力发送单元400B之间传输。如图29和图30所示，当电力在电力接收单元200B与电力发送单元400B之间传输时，电力接收单元200B和电力发送单元400B被设置为在它们之间存在气隙的情况下彼此面向。
切换装置92(请参阅图22)经由通信单元230(请参阅图21)和通信单元160(请参阅图21)接收信息，该信息包括电力发送单元的线圈单元的类型是环形线圈还是螺管线圈。切换装置92由切换信号驱动，并且将开关SW4、SW6设定为关断状态，将开关SW5设定为接通状态。线圈31和线圈32相互串联连接。
具有预定频率的交流电被从交流电源63提供给线圈51。当预定的交流电被提供给线圈51时，在线圈51的周围形成以预定频率振荡的电磁场(箭头AR21、AR22)。
由图29中的箭头AR21指示的磁通从磁芯40的中央朝着电力接收单元200B侧流动，并且穿过磁芯20的中央磁极部25、缠绕部21和外侧磁极部23。在线圈31的内侧，产生从中央磁极部25侧朝着外侧磁极部23侧流动的磁通。
由图29中的箭头AR22指示的磁通从磁芯40的中央朝着电力接收单元200B侧流动，并且穿过中央磁极部25、缠绕部22和外侧磁极部24。在线圈32的内侧，产生从中央磁极部25侧朝着外侧磁极部24侧流动的磁通。在线圈31的内侧以及在线圈32的内侧，分别产生沿着线圈31、32的缠绕轴在相反的方向上流动的磁通。由于交流电流过电力发送单元400B，因此当流过每个线圈的电流的方向反转时，对应的磁通的方向也反转。同样在反转之后，分别在线圈31的内侧以及线圈32的内侧产生沿着线圈31、32的缠绕轴在相反的方向上流动的磁通。
电力接收单元200B的线圈31、32通过在线圈51的周围产生的电磁场(箭头AR21、AR22)接收电力。如上所述，电力发送单元400B的磁芯40和线圈51构成环形线圈。在磁芯40周围产生的磁通均具有所谓的多纳圈形状，并且在面向方向(图1中的箭头Z方向)上穿过具有圆形形状的磁芯40的中央部。中央部在此接近磁芯40的圆形外部轮廓的中心，并且是线圈51内侧的不存在线圈51的中空部。
当电力被传输时，在电磁场中形成的磁通也穿过中央磁极部25中接近外边缘25S、25T的部分。例如，假设电力接收单元200B被设置为相对于电力发送单元400B的位置沿着垂直方向B200发生偏移。同样在这种情况下，磁通能够穿过中央磁极部25中接近外边缘25S的部分，因此可抑制电力传输效率的降低。
另一方面，假设电力接收单元200B被设置为相对于电力发送单元400B的位置沿着垂直方向B200的相反方向C200发生偏移。同样在这种情况下，磁通能够穿过中央磁极部25中接近外边缘25T的部分，因此可抑制电力传输效率的降低。通过使用包括根据该实施例的电力接收装置11B的电动车辆10B，即使在外部供电装置侧电力发送装置60B包括环形 线圈时，也可适当地从外部供电装置提供电力。
<来自螺管线圈的电力传输>图31到图33是示出当包括作为电力发送装置60C的螺管线圈型电力发送线圈的外部供电装置61C将电力提供给包括根据该实施例的电力接收装置11B的电动车辆10B时的状态的视图。如图31所示，外部供电装置61C的电力发送装置60C与参考图21描述的电力发送装置60B的不同之处在于，设置了电力发送单元400C。
图32是示意性地示出这样的状态的透视图：在该状态下，电力在电力接收单元200B与电力发送单元400C之间传输。电力发送单元400C包括铁氧体磁芯40、线圈51(一次线圈)和电容器(未示出)(图31中的电容器53)。电力发送单元400C的线圈51是整体具有方管形状的螺线管线圈。
磁芯40包括轴部48和外侧磁极部43、44。磁芯40整体具有H形状。磁芯40的轴部48形成为板状，并且具有在线圈51的缠绕轴的延伸方向上延伸的形状。线圈51的缠绕轴具有沿着直线延伸的形状。线圈51形成为围绕缠绕轴。
外侧磁极部43在线圈51的缠绕轴的延伸方向上被设置于轴部48的一个端部。外侧磁极部43具有矩形外形，并且形成为板状。外侧磁极部43具有在与线圈51的缠绕轴的延伸方向垂直的方向上延伸的形状。外侧磁极部44在线圈51的缠绕轴的延伸方向上被设置于轴部48的另一个端部。外侧磁极部44具有矩形外形，并且形成为板状。外侧磁极部44也具有在与线圈51的缠绕轴的延伸方向垂直的方向上延伸的形状。
图33是示意性地示出这样的状态的电路图：在该状态下，电力在电力接收单元200B与电力发送单元400C之间传输。如图32和图33所示，当电力在电力接收单元200B与电力发送单元400C之间传输时，电力接收单元200B和电力发送单元400C被设置为在它们之间存在气隙的情况下彼此面向。
切换装置92(请参阅图22)经由通信单元230(请参阅图21)和通信单元160(请参阅图21)接收信息，该信息包括电力发送单元的线圈单元 的类型是环形线圈还是螺管线圈。切换装置92(请参阅图22)由切换信号驱动，并且将开关SW4、SW6设定为接通状态，将开关SW5设定为关断状态。线圈31和线圈32相互并联连接。
具有预定频率的交流电被从交流电源63提供给线圈51。当预定的交流电被提供给线圈51时，在线圈51的周围形成以预定频率振荡的电磁场(箭头AR23)。
由图32中的箭头AR23指示的磁通流过磁芯40的外侧磁极部44、轴部48和外侧磁极部43，并且穿过磁芯20的外侧磁极部23、缠绕部21、中央磁极部25、缠绕部22和外侧磁极部24。在线圈31的内侧，产生从外侧磁极部23侧朝着中央磁极部25侧流动的磁通。在线圈32的内侧，产生从中央磁极部25朝着外侧磁极部24侧流动的磁通。在线圈31的内侧以及在线圈32的内侧，分别产生沿着线圈31、32的缠绕轴在相同方向上流动的磁通。由于交流电流过电力发送单元400C，因此当流过每个线圈的电流的方向反转时，对应的磁通的方向也反转。同样在反转之后，分别在线圈31的内侧以及线圈32的内侧产生沿着线圈31、32的缠绕轴在相同方向上流动的磁通。
电力接收单元200B的线圈31、32通过在线圈51的周围产生的电磁场(箭头AR23)接收电力。如上所述，电力发送单元400C的磁芯40和线圈51构成螺管线圈。在磁芯40周围产生的磁通具有单一环状形状，并且在磁芯40的纵向上穿过具有板状形状的磁芯40的中央部。通过包括根据该实施例的电力接收装置11B的电动车辆10B，即使在外部供电装置侧的电力发送装置60C包括螺管线圈时，也可适当地从外部供电装置提供电力。
<线圈31、32的连接模式与线圈31、32中每一者的匝数之间的关系>
如上面参考图17到图20描述的实例那样，线圈31、32中每一者的匝数由N表示，从交流电源63(逆变器)提供的电流由I表示。由于线圈31、32中的每一者的匝数相同，因此线圈31、32中的每一者的自感彼此相等。在图30所示的串联连接的情况下，电流I流过线圈31、32。当在 电力被提供给环形线圈时电流为I并且主磁通Φ的磁链数为λ的情况下，λ＝NΦ。电力被提供给环形线圈时的磁通是电力被提供给螺管线圈时的磁通的一半。在图33所示的并联连接的情况下，电流I/2流过线圈31、32中的每一者。在电流为I并且主磁通Φ的磁链数为λ的情况下，λ＝NΦ。在串联连接的情况下，匝数为2N，在并联连接的情况下，匝数为N，因此绕组线(利兹线)的并联数成为2倍。
在根据该实施例的电力传输系统1000B和电力接收装置11B中，当包括环形线圈的电力发送装置60B(图29所示的电力发送单元400B)将电力提供给电力接收装置11B时，采用图30所示的配置。具体而言，当电力发送线圈为环形线圈时，切换装置92使线圈31和线圈32相互串联连接，使得分别在线圈31的内侧和线圈32的内侧产生沿着线圈31和线圈32的缠绕轴在相反的方向上流动的磁通。
另一方面，当包括螺管线圈的电力发送装置60C(图32所示的电力发送单元400C)将电力提供给电力接收装置11B时，采用图33所示的配置。具体而言，当电力发送线圈为螺管线圈时，切换装置92使线圈31和线圈32相互并联连接，使得分别在线圈31的内侧和线圈32的内侧产生沿着线圈31和线圈32的缠绕轴在相同方向上流动的磁通。
在根据该实施例的电力传输系统1000B和电力接收装置11B中，不仅在电力被从包括环形线圈的电力发送装置60B(图29所示的电力发送单元400B)提供时，而且在电力被从包括螺管线圈的电力发送装置60C(图32所示的电力发送单元400C)提供时，电力接收单元200B整体的磁链数基本为相同的值(如上所述，λ＝NΦ)。当使用线圈51将电力发送到相互电连接并且以一间隔设置的线圈31、32时，可基于线圈51的类型更改线圈31、32的连接模式。根据该配置，即使一次侧是螺管线圈或环形线圈，也可抑制二次侧逆变器等的容量的波动。
上面描述了基于本发明的实施例；但是，上述实施例在各方面只是示例性的，而非限制性的。本发明的范围由所附权利要求定义。本发明的范围旨在包含落在所附权利要求及其等同物的范围内的所有变更。
本发明可应用于电力接收装置、电力发送装置和电力传输系统。