电磁波防泄漏设备和无线电力传输系统技术方案

本发明专利技术提供一种电磁波防泄漏设备和无线电力传输系统。根据实施例，提供一种电磁波防泄漏设备，其包括金属管和磁性材料部件。金属管被布置为围绕第一电力传输设备的周边。第一电力传输设备将电力经由电磁波无线地发送到第二电力传输设备。第二电力传输设备与第一电力传输设备相对。开口沿金属管的圆周方向形成在金属管上。磁性材料部件沿金属管的圆周方向布置在金属管之内。

【技术实现步骤摘要】
电磁波防泄漏设备和无线电力传输系统
这里描述的实施例涉及电磁波防泄漏设备和无线电力传输系统。
技术介绍
存在将电力无线传输到电动车辆等的系统。在相关系统中，存在一个问题，即在无线传输电电力时，一部分电磁波泄漏到周围从而降低了传输效率。作为现有技术，已经知道了布置刷状电导体以防止电波泄漏的技术。
技术实现思路
根据实施例，本专利技术提供一种电磁波防泄漏设备，包括金属管和磁性材料部件。金属管被布置为围绕第一电力传输设备的周边。第一电力传输设备将电力经由电磁波无线地发送到第二电力传输设备。第二电力传输设备与第一电力传输设备相对。开口沿着金属管的圆周方向形成在金属管上。磁性材料部件沿着金属管的圆周方向布置在金属管之内。【附图说明】图1是示出根据第一实施例的具有电磁波防泄漏设备的无线电力传输系统的透视图。图2是沿着图1的A1-A2线截取的防泄漏设备的剖面图。图3是示出根据第一实施例的防泄漏设备的修改示例的图。图4是示出根据第一实施例的防泄漏设备的另一个修改示例的图。图5是解释主要减少电磁波泄漏的原理的图。图6是解释用于传播路径的长度的条件的图。图7是示出根据第一实施例的防泄漏设备的另一个修改示例的图。图8是示出根据第一实施例的防泄漏设备的又一修改示例的图。图9是示出根据第二实施例的电磁波防泄漏设备的结构示例的剖面图。图10是示出根据第二实施例的防泄漏设备的另一个结构示例的剖面图。图11是示出根据第二实施例的防泄漏设备的另一个结构示例的剖面图。图12是示出根据第三实施例的具有电磁波防泄漏设备的无线电力传输系统的透视图。图13是沿着图12的B1-B22线截取的防泄漏设备的剖面图。图14是示出根据第三实施例的执行模拟的设备配置的图。图15是示出在传输电力时在现有技术的电力传输设备附近的磁场分布的图。图16是示出在使用根据第三实施例的防泄漏设备情况下在电力传输设备附近的磁场分布的图。图17是示出解释根据本第三实施例的效果的图表的图。【具体实施方式】根据实施例，提供一种电磁波防泄漏设备，包括金属管和磁性材料部件。金属管被布置为围绕第一电力传输设备的周边。第一电力传输设备将电力经由电磁波无线地传输到第二电力传输设备。第二电力传输设备与第一电力传输设备相对。开口沿着金属管的圆周方向形成在金属管上。磁性材料部件被沿着金属管的圆周方向布置在金属管之内。在下文，将参考附图给出本专利技术的实施例的描述。(第一实施例)图1是示出根据第一实施例的具有电磁波防泄漏设备的无线电力传输系统的透视图。图2示出沿着图1的A1-A2线截取的防泄漏设备的剖面图。沿着除了 A1-A2线以外的那些线截取的剖面图也与图2 —样。[0031 ] 此防泄漏设备被相对于无线电力传输系统的电力传输设备(电力发送设备或电力接收设备)而设置，并且抑制电磁波在发送电力时泄漏到电力传输设备的周边。具有为此布置的防泄漏设备的电力传输设备可以是电力发送设备或电力接收设备，并且这里是示出电力发送设备中布置的情况。电力发送设备201被布置在地平面(安装表面)301上。电力发送设备201利用电磁波将电力无线发送到与电力发送设备201相对布置的电力接收设备(参考图5)。例如，电力发送设备201具有电力发送线圈并且电力接收设备具有电力接收线圈，并且电力在电力发送线圈与电力接收线圈之间由于磁耦合被传输。地平面301可以是有限导电的地平面或地表面。防泄漏设备被相对于电力发送设备201布置在地平面301上或上方。防泄漏设备总体上具有围绕电力发送设备201周边的形状。防泄漏设备的全部或一部分可以被嵌入在地中。此防泄漏设备起到在电力发送设备与电力接收设备之间传输电电力时防止电磁波泄漏到周边(例如，在平行于xy轴平面的方向)的作用。在地平面301是导体板的情况中，在导体板上或上方的防泄漏设备的布置除了在陆地表面上方的泄漏防止作用之外，还可以防止电磁波从地表面侧向下泄漏。注意导体板不仅可以是平板而且可以是网状、直线、或螺旋形状。此外，可以整体地形成导体板与防泄漏设备。防泄漏设备包括布置为围绕电力发送设备的金属部件(金属管)101、和沿着金属管101的圆周方向布置在金属管101之内的磁性材料部件103。此外，金属管101具有沿着金属管101的圆周方向形成的开口 102。从Z轴方向看防泄漏设备的总体形状，即从Z轴方向看金属管101的形状是矩形环。但是，金属管101、开口 102、和磁性材料部件103的环形状不局限于矩形，而可以是诸如多边形、圆、椭圆等等之类的其他形状。如图2所示，金属管101具有前面部分121、后面部分122、内侧侧面部分123、和外侧侧面部分124。后面部分122与前面部分121相对并且还跨前面部分121与电力接收设备(和第二电力传输设备)相对。内侧侧面部分123形成在前面部分121的一端与后面部分122的一端之间并且围绕电力发送设备201的周边。外侧侧面部分124形成在前面部分121的另一端与后面部分122的另一端之间并且跨内侧侧面部分123围绕电力发送设备201的周边。开口 102形成在前面部分121上。金属管101具有磁性材料部件103作为布置在其内部的平板磁性材料。磁性材料部件103沿着管的圆周方向形成以充满管内部。内侧侧面部分123与外侧侧面部分124之间的长度(宽度)大于前面部分121与后面部分122之间的长度(厚度)。这里，开口 102可以具有如图3所示的形成在其中的介电材料151。介电材料151可以保护金属管101的内部。此外，如图4所示，整个设备，即整个金属管101可以被介电材料161覆盖。这可以充当保护此设备的盖子。将利用图5给出防泄漏设备减少电磁波泄漏的原理的描述。图5示出在将电力从布置在地表面301上的电力发送设备201传输到车辆(车身)401的电力接收设备402的情况下的操作。注意虽然开口 102形成在偏离图2中的管空间左端的位置处，但是在图5的示例中开口形成在左端。在将电力从布置在地表面301上的电力发送设备201传输到布置在车辆401中的电力接收设备402中，一部分电磁波泄漏到周边。地表面301与车辆401操作为一种平行板，并且具有垂直于地表面301方向的电场分量的电磁波(TEM波)平行于地表面301传播并且泄漏到绕着周边的空间。此部分电磁波与防泄漏设备的开口耦合从而进入金属管。进入的电磁波在磁性材料103中传播。金属管中的磁性材料103的存在使得许多电磁波与开口耦合，即使开口是小的间隙。在磁性材料103中传播的电磁波被反射在金属管的一端(夕卜侧侧面部分124)并且相关电磁波从开口再辐射。这里，如图6所示，电磁波从开口进入、传播通过磁性材料部件103、并在外侧侧面部分124的内壁上反射的传播路径被定义为D1。此外，电磁波在外侧侧面部分124上反射、传播通过磁性材料部件103、并且从开口再辐射的传播路径被定义为D2。Dl加D2的整个传播路径被定义为Tl。传播路径Dl和D2的长度彼此相等。此时，如果考虑由于磁性材料部件103的相对磁导率引起的波长缩短效果，传播路径Dl的长度近似管中的波长的1/4，则从开口再辐射的电磁波在相位上与电力发送设备泄漏的电磁波偏移180度。因此，如图5所示相位彼此抵消。这使得泄漏的电磁波减少以获得高传输效率。换句话说，如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电磁波防泄漏设备，包括：金属管，其被布置为围绕第一电力传输设备的周边，第一电力传输设备将电力经由电磁波无线地发送到第二电力传输设备，第二电力传输设备与第一电力传输设备相对；开口，其沿金属管的圆周方向形成在金属管上；以及磁性材料部件，其沿金属管的圆周方向布置在金属管之内。

【技术特征摘要】
2013.02.22 JP 2013-0337371.一种电磁波防泄漏设备，包括: 金属管，其被布置为围绕第一电力传输设备的周边，第一电力传输设备将电力经由电磁波无线地发送到第二电力传输设备，第二电力传输设备与第一电力传输设备相对； 开口，其沿金属管的圆周方向形成在金属管上；以及 磁性材料部件，其沿金属管的圆周方向布置在金属管之内。2.根据权利要求1所述的电磁波防泄漏设备，其中 电磁波的一部分从开口进入、在金属管中传播并反射、并从开口再辐射，并且电磁波从进入开口到在金属管中再辐射的最长传播路径的长度等于或大于管中波长的1/4并且等于或小于管中波长的3/4。3.根据权利要求1所述的电磁波防泄漏设备，其中 金属管具有在其上形成开口的第一表面、面对第一表面的第二表面、形成在第一表面的一端与第二表面的一端之间的第三表面、和形成在第一表面的另一端与第二表面的另一端之间的第四表面， 金属管的第三表面与金属管的第四表面之间的距离比金属管的第一表面与第二表面之间的距离长，并且 电磁波从开口到第三表 面和第四表面的每一个的传播路径中较长的一个传播路径的长度等于或大于管中波长中的1/8并且等于或小于管中波长中的3/8。4.根据权利要求1所述的电磁波防泄漏设备，其中 金属管具有在其上形成开口的第一表面、面对第一表面的第二表面、形成在第一表面的一端与第二表面的一端之间的第三表面、和形成在第一表面的另一端与第二表面的另一端之间的第四表面， 金属管的第三表面与金属管的第四表面之间的距离比金属管的第一表面与第二表面之间的距离长，并且 从开口到第三表面的长度或从开口到第四表面的长度中较长的一个的长度等于或大于管中波长中的1/8并且等于或小于管中波长中的3/8。5.根据权利要求1所述的电磁波防泄漏设备，其中 金属管具有在其上形成开口的第一表面、面对第一表面的第二表面、形成在第一表面的一端与第二表面的一端之间的第三表面、和形成在第一表面的另一端与第二表面的另一端之间的第四表面， 第一表面与第二表面之间的距离比第三表面与第四表面之间的距离长，并且电磁波从开口进入到第二表面的传播路径的长度等于或大于管中波长的1/8并且等于或小于管中波长的3/8。6.根据权利要求1所述的电磁波防泄漏设备，其中 金属管具有在其上形成开口的第一表面、面对第一表面的第二表面、形成在第一表面的一端与第二表面的一端之间的第三表面、和形成在第一表面的另一端与第二表面的另一端之间的第四表面， 第一表面与第二表面之间的距离比第三表面与第四表面之间的距离长...

【专利技术属性】
技术研发人员：司城彻，山田亚希子，尾林秀一，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本;JP