专利名称：线圈单元、非接触式功率发送装置、非接触式功率接收装置、非接触式供电系统以及交通工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及线圈单元、非接触式功率发送装置、非接触式功率接收装置、非接触式供电系统以及交通工具。更具体地，本发明涉及线圈结构，该线圈结构减小在使用电磁谐振来以非接触方式提供电功率时出现的泄漏电磁场。
背景技术：
电驱动交通工具(如电动交通工具和混合动力交通工具)作为环境友好型交通工具而非常受关注。每个电驱动交通工具均设置有生成用于驱动交通工具的驱动功率的电机、以及存储要提供给电机的电功率的可再充电功率存储装置。混合动力交通工具包括除了电机还设置有用作动力源的内燃机的交通工具、以及除了功率存储装置还设置有用作用于驱动交通工具的DC电源的燃料电池的交通工具。在混合动力交通工具中，已知一种设置有功率存储装置的、如电动交通工具的混合动力交通工具，其中功率存储装置用从交通工具外部的电源提供的电功率来充电。例如，已知所谓的“插入式混合动力交通工具”。在插入式混合动力交通工具中，通过使用充电电缆将设置在房屋内的电源出口连接至设置在交通工具中的充电口，来用从家用电源提供的电功率来对功率存储装置充电。另一方面，近来，作为不使用电源线或者功率传输线缆的功率传输方法，无线功率传输受到了关注。已知三种技术，作为流行的无线功率传输技术。这三种技术包括使用电磁感应传输功率的技术、使用电磁波传输功率的技术以及使用谐振法传输功率的技术。其中，谐振法是一种非接触式功率传输技术，其中，成对的谐振器(例如，成对的谐振线圈)在电磁场(近场)中彼此谐振，从而经由电磁场来传输功率。谐振法使得能够在相对较长的距离上(例如几米)传输大的电功率，即，几kW的电功率。日本专利申请公开2009-106136 (JP-A-2009-106136)描述了 一种充电系统，其
中，使用谐振法以非接触方式从交通工具外部的电源向交通工具传输电功率，并且，设置在交通工具中的功率存储装置用该电功率来充电。由于在包括有谐振线圈的线圈单元周围生成的电磁场，可能产生对其他电气装置的电磁噪声。例如，由于电磁场,可能在无线电广播设备等中产生噪声。此外,在电磁场中布置有导体的情况下，由于由电磁场产生的电磁感应，导体可能被加热，相应地，装置可能由于温度增加而发生故障。因此，在使用谐振法传输电功率时，期望尽可能地屏蔽在除了发送和接收电功率的方向以外的方向上生成的泄漏电磁场。为了屏蔽泄漏电磁场，可以在容置线圈单元的线圈盒周围布置屏蔽物。在这种情况下，考虑到交通工具中用于设置线圈盒的空间，可能需要减小屏蔽物的尺寸
发明内容
本发明提供了一种用于减小在使用谐振法以非接触方式提供电功率时出现的泄漏电磁场的线圈单元、非接触式功率发送装置、非接触式功率接收装置、非接触式供电系统以及交通工具。本发明第一方面涉及一种线圈单元，所述线圈单元使用所述线圈单元与被布置成面对所述线圈单元的主谐振线圈之间的电磁谐振来执行电功率的发送和接收中的至少一个。所述线圈单元包括次级谐振线圈，所述次级谐振线圈包括多个线圈并且与所述主谐振线圈电磁谐振。所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述主谐振线圈的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。在与由所述第一线圈生成的磁场的方向垂直的平面上，所述第一线圈可以被布置成与所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈相邻。所述第一线圈可以被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场的相位与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的、与所述第一线圈相邻的所述至少一个线圈生成的磁场的相位相反。所述多个线圈的数量可以为偶数。所述多个线圈的数量可以为两个。所述多个线圈可以进一步包括第二线圈。所述第一线圈和所述第二线圈可以被布置为使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，所述第一线圈的缠绕方向与所述第二线圈的缠绕方向相反。所述第一线圈可以连接至所述第二线圈，使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，流经所述第一线圈的电流的方向与流经所述第二线圈的电流的方向相反。所述多个线圈可以进一步包括第二线圈。所述第一线圈和所述第二线圈可以被布置为使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，所述第一线圈的缠绕方向与所述第二线圈的缠绕方向相同。所述第一线圈可以连接至所述第二线圈，使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，流经所述第一线圈的电流的方向与流经所述第二线圈的电流的方向相反。所述多个线圈可以具有基本上相同的电抗。所述多个线圈可以彼此串联连接。所述多个线圈可以彼此并联连接。所述线圈单元可以进一步包括连接至所述次级谐振线圈的两端的电容器。所述线圈单元可以进一步包括电磁感应线圈，所述电磁感应线圈被配置成使用电磁感应来执行以下中的至少一个向所述次级谐振线圈发送电功率和从所述次级谐振线圈接收电功率。所述电磁感应线圈可以与所述多个线圈中的至少一个磁耦合。所述多个线圈可以是彼此不连接的分离的线圈。所述线圈单元可以进一步包括电磁感应线圈，所述电磁感应线圈被配置成使用电磁感应来执行以下中的至少一个向所述次级谐振线圈发送电功率和从所述次级谐振线圈接收电功率。所述电磁感应线圈可以与所述多个线圈中的至少一个磁耦合。 所述电磁感应线圈可以被布置为使得所述电磁感应线圈与在和下述轴线的方向相同的方向上生成的磁场磁耦合所述多个线圈围绕该轴线缠绕。所述电磁感应线圈可以被布置为使得所述电磁感应线圈与在和下述轴线的方向正交的方向上生成的磁场磁耦合所述多个线圈围绕该轴线缠绕。
所述线圈单元可以进一步包括与所述多个线圈分别对应的多个电磁感应线圈。所述多个电磁感应线圈可以被配置成使用电磁感应来执行以下中的至少一个向对应的所述线圈发送电功率和从对应的所述线圈接收电功率。所述多个电磁感应线圈可以彼此串联连接。所述多个电磁感应线圈可以彼此并联连接。所述线圈单元可以进一步包括与所述多个线圈分别对应的电容器。所述电容器中的每个电容器可以连接至所述多个线圈中的对应的线圈的两端。本发明第二方面涉及一种非接触式功率接收装置，所述非接触式功率接收装置以非接触方式从功率发送装置接收电功率。所述功率发送装置面对所述非接触式功率接收装置。所述非接触式功率接收装置包括谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且被配置成使用所述谐振线圈与所述功率发送装置之间的电磁谐振来从所述功率发送装置接收电功率。所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率发送装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。本发明第三方面涉及一种非接触式功率发送装置，所述非接触式功率发送装置以非接触方式向功率接收装置发送电功率。所述功率接收装置面对所述非接触式功率发送装置。所述非接触式功率发送装置包括谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且被配置成使用所述谐振线圈与所述功率接收装置之间的电磁谐振来将从电源装置提供的电功率提供给所述功率接收装置。所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率接收装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。本发明第四方面涉及一种用于电功率的非接触式传输的非接触式供电系统。所述非接触式供电系统包括功率发送装置；以及功率接收装置，所述功率接收装置面对所述功率发送装置，并且从所述功率发送装置接收电功率。所述功率发送装置包括谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且所述谐振线圈被配置成使用所述谐振线圈与所述功率接收装置之间的电磁谐振来将从电源装置提供的电功率提供给所述功率接收装置。所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率接收装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。本发明第五方面涉及一种用于电功率的非接触式传输的非接触式供电系统。所述非接触式供电系统包括功率发送装置，所述功率发送装置发送从电源装置提供的电功率;以及功率接收装置，所述功率接收装置面对所述功率发送装置。所述功率接收装置包括谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且所述谐振线圈被配置成使用所述谐振线圈与所述功率发送装置之间的电磁谐振来从所述功率发送装置接收电功率。所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率发送装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。本发明第六方面涉及一种用于电功率的非接触式传输的非接触式供电系统。所述非接触式供电系统包括功率发送装置；以及功率接收装置，所述功率接收装置面对所述功率发送装置。所述功率发送装置包括主谐振线圈，所述主谐振线圈包括多个功率发送线圈，并且所述主谐振线圈被配置成使用所述主谐振线圈与所述功率接收装置之间的电磁谐振来将从电源装置提供的电功率提供给所述功率接收装置。所述多个功率发送线圈中的第一发送线圈相对于面对所述功率接收装置的平面被布置为使得由所述第一发送线圈生成的磁场具有与由所述多个功率发送线圈中的除了所述第一发送线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。所述功率接收装置包括次级谐振线圈，所述次级谐振线圈包括多个功率接收线圈，并且所述次级谐振线圈被配置成使用所述次级谐振线圈与所述主谐振线圈之间的电磁谐振来从所述功率发送装置接收电功率。所述多个功率接收线圈中的第一接收线圈相对于面对所述功率发送装置的平面被布置为使得由所述第一接收线圈生成的磁场具有与由所述多个功率接收线圈中的除了所述第一接收线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。所述多个功率发送线圈和所述多个功率接收线圈可以被布置为使得由所述功率发送线圈中的每个功率发送线圈生成的磁场的相位与由所述功率接收线圈中的面对该功率发送线圈的、对应的功率接收线圈生成的磁场的相位相同。所述多个功率发送线圈和所述多个功率接收线圈具有基本上相同的形状。本发明第七方面涉及一种非接触式供电系统，其中以非接触方式发送和接收电功率。所述非接触式供电系统包括第一传输装置；以及第二传输装置，所述第二传输装置面对所述第一传输装置。所述第一传输装置包括主谐振线圈，所述主谐振线圈包括多个第一功率传输接收线圈，并且所述主谐振线圈被配置成使用所述主谐振线圈与所述第二传输装置之间的电磁谐振来从所述第二传输装置接收电功率以及从所述第一传输装置发送电功率。所述多个第一功率传输接收线圈中的第一线圈相对于面对所述第二传输装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个第一功率传输接收线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。所述第二传输装置包括次级谐振线圈，所述次级谐振线圈包括多个第二功率传输接收线圈，并且所述次级谐振线圈被配置成使用所述次级谐振线圈与所述第一传输装置之间的电磁谐振来从所述第一传输装置接收电功率以及从所述第二传输装置发送电功率。所述多个第二功率传输接收线圈中的第二线圈相对于面对所述第一传输装置的平面被布置为使得由所述第二线圈生成的磁场具有与由所述多个第二功率传输接收线圈中的除了所述第二线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。本发明第八方面涉及一种交通工具，所述交通工具以非接触方式从位于所述交通工具外部的、并且面对所述交通工具的功率发送装置接收电功率。所述交通工具包括功率接收装置；功率存储装置，所述功率存储装置由所述功率接收装置所接收的电功率来充电；以及驱动装置，所述驱动装置被配置成使用从所述功率存储装置提供的电功率来生成用于驱动所述交通工具的驱动功率。所述功率接收装置包括谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且所述谐振线圈被配置成使用所述谐振线圈与所述功率发送装置之间的电磁谐振来从所述功率发送装置接收电功率。所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率发送装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。根据本发明的上述方面，可以提供一种用于减小在使用谐振法以非接触方式提供电功率时出现的泄漏电磁场的线圈单元、非接触式功率发送装置、非接触式功率接收装置、非接触式供电系统以及交通工具。
参考附图，根据对示例实施方式的以下描述，本发明的上述以及另外的目的、特征和优点将变得明显，附图中，相似的附图标记用于表示相似的元件，其中图1是示出了非接触式供电系统的整体配置的图；图2是用于说明使用谐振法的功率传输的原理的图；图3是示出了距电流源(磁流源)的距离与电磁场强度之间的关系的图；图4是示出了图1所示的交通工具中的线圈单元的示意图；图5是示出了根据本发明实施方式的线圈单元的第一示例的示意6是示出了根据本发明实施方式的线圈单元的第二示例的示意7是示出了根据本发明实施方式的线圈单元的第三示例的示意8是示出了根据本发明实施方式的线圈单元的第四示例的示意9是示出了根据本发明实施方式的线圈单元的第五示例的示意10是示出了根据本发明实施方式的线圈单元的第六示例的示意图；图11是用于说明与一个点处所存在的电磁场有关的电场的大小的示例的图，其中因为由电流流经两个线圈而生成的电磁场而导致该电磁场存在于该点处；图12是示出了在如下两种情况中的每种情况下在每个点处生成的电场的大小的示例的曲线图一种情况一流经两个线圈的电流的相位相同；一种情况一流经两个线圈的电流的相位彼此相反；图13是示出了在供电装置和功率接收装置中都使用根据实施方式的线圈单元的示例的图；图14是示出了根据实施方式的线圈单元的布置的第一示例的15是示出了根据实施方式的线圈单元的布置的第二示例的16是示出了根据实施方式的线圈单元的布置的第三示例的17是示出了在交通工具和供电装置中都使用根据实施方式的线圈单元的情况下的非接触式供电系统的整体配置的图；图18是示出了在交通工具中使用根据实施方式的线圈单元的情况下的非接触式供电系统的整体配置的图；图19是示出了在供电装置中使用根据实施方式的线圈单元的情况下的非接触式供电系统的整体配置的图；以及图20是示出了在交通工具与供电装置之间在两个方向上传输电功率的非接触式供电系统的电路的示例的图。
具体实施例方式下文中，将参考附图对本发明的实施方式进行详细描述。用相同的附图标记表示附图中的相同和相应的部分，并且将不重复其描述。图1是示出了基本的非接触式供电系统的整体配置的图。如图1所示，非接触式供电系统包括交通工具100和供电装置200。交通工具100包括次级谐振线圈110、次级电磁感应线圈120、整流器130、DC-DC变换器140、功率存储装置150、功率控制单元(下文中称为“P⑶”)160、电机170和交通工具电子控制单元(ECT) 180。交通工具100的配置不限于图1所示的配置，只要交通工具100为由电机驱动的交通工具即可。交通工具100的示例包括包括有电机和内燃机的混合动力交通工具、包括有燃料电池的燃料电池交通工具、以及电动交通工具。次级谐振线圈110设置在例如交通工具主体的下部。次级谐振线圈110是两端都没有连接任何器件的LC谐振器。当次级谐振线圈110经由电磁场与供电装置200的主谐振线圈240谐振时，次级谐振线圈110从供电装置200接收电功率。次级谐振线圈110的电容分量是线圈的寄生电容。可以在次级谐振线圈110的两端另外连接电容器(未示出)，以获得预定的静电电容。基于例如供电装置200的主谐振线圈240与次级谐振线圈110之间的距离以及主谐振线圈240与次级谐振线圈110的谐振频率，适当地设置次级谐振线圈110的匝数，使得例如，表示主谐振线圈240与次级谐振线圈110之间的谐振强度的Q值变大(例如，Q值变为大于100)，并且，表示主谐振线圈240与次级谐振线圈110之间的耦合度的k变大。次级电磁感应线圈120与次级谐振线圈110同轴地安装。次级电磁感应线圈120通过电磁感应与次级谐振线圈110磁稱合。次级电磁感应线圈120使用电磁感应取出通过次级感应线圈110接收的电功率，并且将该电功率输出给整流器130。整流器130对通过次级电磁感应线圈120取出的交流功率(AC功率)进行整流，并且向DC-DC变换器140输出直流功率(DC功率)。DC-DC变换器140将通过整流器130整流的电功率的电压水平变换成功率存储装置150的电压水平，并且将电压水平已经变换了的电功率输出给功率存储装置150。当在交通工具100行驶的同时从供电装置200接收电功率时，DC-DC变换器140可以将通过整流器130整流的电功率的电压水平变换成系统电压水平，并且可以将电压水平已经变换了的电功率直接提供给POT 160。并不是必须设置DC-DC变换器140。可以在通过整流器130对由次级电磁感应线圈120取出的AC功率进行整流之后，将DC功率直接提供给功率存储装置150。功率存储装置150是可再充电DC电源。功率存储装置150被配置成包括二次电池，如锂离子二次电池或镍氢二次电池。功率存储装置150存储从DC-DC变换器140提供的电功率和由电机170生成的再生电功率。功率存储装置150将所存储的电功率提供给PCU160。可以采用电容很大的电容器作为功率存储装置150。可以采用任何装置作为功率存储装置150，只要该装置用作暂时存储从供电装置200提供的电功率和从电机170提供的再生电功率的电功率缓冲器并且将所存储的电功率提供给PCU160即可。P⑶160使用从功率存储装置150输出的电功率或者从DC-DC变换器140直接提供的电功率来驱动电机170。P⑶160将由电机170生成的再生电功率(AC功率)变换成DC功率，并且将DC功率输出给功率存储装置150以对功率存储装置150进行充电。电机170由P⑶160来驱动，因此，电机170生成用于驱动交通工具100的驱动功率，并且将驱动功率输出给驱动轮。电机170使用从驱动轮接收(以及在交通工具100为混合动力交通工具时从引擎(未示出)接收)的动能来生成电功率。电机170将所生成的再生电功率输出给PCU160。尽管图1中未示出，但是交通工具ECU 180包括中央处理单元(CPU)、存储器装置和输入/输出缓冲器。交通工具E⑶180接收来自传感器等的信号，并且向装置输出控制信号。此外，交通工具E⑶180执行对交通工具100和装置的控制。这些控制不限于通过软件来执行的控制，并且这些控制可以通过专用的硬件(电子电路)来执行。在图1中，交通工具E⑶180被配置成对交通工具100的行驶和从供电装置200接收电功率进行控制。然而，本发明实施方式中的控制装置的配置不限于该配置。也就是说，交通工具100可以包括针对各个装置或各个功能单独设置的控制装置。例如，交通工具100可以包括用于主要对电功率的接收进行控制的功率接收ECU。当从供电装置200向交通工具100提供电功率时，交通工具ECU 180对DC-DC变换器140进行控制。例如，交通工具E⑶180通过控制DC-DC变换器140而将从整流器130输入给DC-DC变换器140的电压控制为预定的目标电压。此外，当交通工具100在行驶中时，交通工具E⑶180基于交通工具的行驶状态和功率存储装置150的荷电状态(SOC)对PCU 160进行控制。供电装置200包括AC电源210、高频功率驱动器220、主电磁感应线圈230和主谐振线圈240。AC电源210是交通工具外部的电源。例如，AC电源210是商用电源。高频功率驱动器220将从AC电源210接收的电功率变换成高频电功率，并且将高频电功率提供给主电磁感应线圈230。由高频功率驱动器220生成的高频电功率的频率例如为IMHz至几十MHz。主电磁感应线圈230与主谐振线圈240同轴地安装。主电磁感应线圈230通过电磁感应与主谐振线圈240磁耦合。主电磁感应线圈230将从高频功率驱动器220提供的高频电功率 提供给主谐振线圈240。主谐振线圈240安装在例如地表面附近的位置处。与次级谐振线圈110相同，主谐振线圈240也是两端没有连接任何器件的LC谐振器。当主谐振线圈240经由电磁场与交通工具100的次级谐振线圈110谐振时，主谐振线圈240向交通工具100发送电功率。主谐振线圈240的电容分量为线圈的寄生电容。此外，如在次级谐振线圈IlOA的情况下那样，可以在主谐振线圈240的两端另外连接电容器(未示出)。基于例如主谐振线圈240与交通工具100的次级谐振线圈110之间的距离以及主谐振线圈240与次级谐振线圈110的谐振频率，适当地设置主谐振线圈240的匝数，使得例如Q值变大(例如，Q值变为大于100)并且耦合度k变大。图2示出了用于说明使用谐振法的电功率传输的原理的图。如图2所示，在谐振法中，当特征频率相同的两个LC谐振器以与两个音叉彼此谐振的方式相同的方式在电磁场(近场)中彼此谐振时，经由电磁场将电功率从一个线圈传输至另一个线圈。更具体地，主电磁感应线圈320连接至高频电源310，并且IMHz至几十MHz的高频电功率被提供给通过电磁感应与主电磁感应线圈320磁耦合的主谐振线圈330。主谐振线圈330是由于线圈本身的寄生电容和电感(以及当线圈连接有电容器时电容器的电容)而谐振的LC谐振器。主谐振线圈330经由电磁场(近场)与谐振频率与主谐振线圈330的谐振频率相同的次级谐振线圈340谐振。因此，经由电磁场将能量(电功率)从主谐振线圈330转移至次级谐振线圈340。转移至次级谐振线圈340的能量(电功率)通过经由电磁感应与次级谐振线圈340磁耦合的次级电磁感应线圈350来取出，并且该能量(电功率)被提供给负载360。在谐振法中，当表示主谐振线圈330与次级谐振线圈340之间的谐振强度的Q值大于100时，传输电功率。将对图1和图2之间的对应关系进行描述。AC电源210和高频功率驱动器220与图2中的高频电源310对应。图1中的主电磁感应线圈230和主谐振线圈240分别与图2中的主电磁感应线圈320和主谐振线圈330对应。图1中的次级谐振线圈110和次级电磁感应线圈120分别与图2中的次级谐振线圈340和次级电磁感应线圈350对应。图1中的整流器130至电机170共同对应于图2中的负载360。图3是示出了距电流源(磁流源)的距离与电磁场强度之间的关系的图。如图3所示，电磁场包括三个分量。曲线kl表示与距波源的距离成反比的、并且称为“辐射磁场”的分量。曲线k2表示与距波源的距离的平方成反比的、并且称为“感应电磁场”的分量。曲线k3表示与距波源的距离的三次方成反比的、并且称为“静态电磁场”的分量。“静态电磁场”是电磁场强度随着距波源的距离的增加而急剧减小的区域。在谐振法中，使用“静态电磁场”为主导的近场(渐逝场)来传输能量(电功率)。也就是说，特征频率相同的成对的谐振器(例如，成对的LC谐振器)在“静态电磁场”为主导的近场中彼此谐振。因此，能量(电功率)从一个谐振器(主谐振线圈)传输至另一个谐振器(次级谐振线圈)。“静态电磁场”不向远区发送能量。因此，与通过向远区发送能量的“辐射电磁场”来传输能量(电能)的使用电磁场的情况相比，在谐振法中，以较少的能量损失来传输能量。图4是示出了图1中的交通工具100中的线圈单元的示意图。供电装置200中的线圈单元的配置与交通工具100中的线圈单元的配置相同，因此，将不重复其描述。如图4所示,线圈单元125包括线轴115、电容器116以及如图1所示的次级谐振线圈110和次级电磁感应线圈120。次级谐振线圈110的线圈材料围绕线轴115缠绕。次级谐振线圈110的两端连接至电容器116，因此，配置了 LC谐振器。电容器116可以设置在线轴115的内部，以减小线圈单元125的尺寸。并不是必须设置电容器116。在使用次级谐振线圈110的寄生电容获取了期望的电容分量的情况下，次级谐振线圈110的两端不连接任何器件。次级电磁感应线圈120的线圈材料围绕着为柱状并且具有绝缘属性的线轴115缠绕。次级电磁感应线圈120与次级谐振线圈110同轴地布置。次级电磁感应线圈120的两端形成为例如盒子状，并且布置在容置线圈单元125的线圈盒(未示出)外部。因此，次级电磁感应线圈120的两端连接至负载。次级电磁感应线圈120使用电磁感应来取出通过次级谐振线圈110接收的电功率。当次级谐振线圈110与供电装置200的、面对次级谐振线圈110的主谐振线圈240(参考图1)谐振时，次级谐振线圈110从供电装置200接收电功率。通过电磁感应在次级谐振线圈110与次级电磁感应线圈120之间传输电功率。在使用谐振法的电功率传输中，如上所述经由电磁场来传输能量(电功率)。因此，在提供电功率时，在线圈单元的周围形成了电磁场。由于线圈单元周围生成的电磁场，可能产生对其他电气装置的电磁噪声。例如，由于电磁场，可能在无线电广播设备等中产生噪声。此外，在电磁场中布置有导体的情况下，由于由电磁场产生的电磁感应，导体可能被加热。在这种情况下，由于由电磁感应导致的温度增加，装置可能发生故障。特别地，在如图1所示向交通工具提供电功率的情况下，供电装置通常安装在户夕卜，因此，上述对周围区域的影响可能会成为问题。此外，因为传输大的电功率，所以有大的电流流经线圈，因此，所生成的电磁场的强度很大。因此，为了减小上述影响，期望尽可能地屏蔽在除以下方向之外的方向上产生的所谓的泄漏电磁场在该方向上在供电装置200与交通工具100之间发送和接收电功率。为了实现该目的，除了面对发送和接收电功率的方向的那个表面以外，可以在容置线圈单元的线圈盒(未示出)的各表面上安装使用电磁屏蔽材料制造的屏蔽物。然而，在线圈单元被设置在交通工具中的情况下，如图1所示，线圈单元布置在例如交通工具主体的下部，并且当要用屏蔽物完全屏蔽泄漏电磁场时，安装屏蔽物增加了线圈盒的大小。因而，在诸如小型汽车的小型交通工具中，可能难以确保用于安装线圈单元的安装位置。因而，在本实施方式中的线圈单元中，占据线圈单元的大部分的谐振线圈包括彼此串联连接的多个线圈。此外，在与发送和接收电功率的表面平行的平面上，所述多个线圈彼此相邻地布置。此外，线圈被定向成使得由彼此相邻的线圈生成的电磁场的相位彼此相反。谐振线圈可以包括彼此并联连接的多个线圈。通过按照上述方式配置线圈单元，减小了每个线圈的尺寸(更具体地，减小了线圈所围绕缠绕的中心轴线的方向上的每个线圈的长度)，因此，减小了整个线圈单元的高度。也就是说，提供了厚度减小的线圈单元。此外，通过将线圈布置为使得由彼此相邻的线圈生成的电磁场的相位彼此相反，可以减小泄漏至周围区域的电磁场的至少一部分。因此，可以减小在传输电功率时在周围区域中生成的电磁场。因此，预期减小对于要安装线圈单元的位置的限制。图5是示出了根据本发明实施方式的线圈单元的示意图。除了图4以外，图5也示出了交通工具中的线圈单元的示例，并且图5示出了谐振线圈包括两个线圈的情况。供电装置中的线圈单元的配置可以与交通工具中的线圈单元的配置相同。如图5所示，线圈单元125A包括次级谐振线圈IlOA和110B、线轴115A和115B、电容器116和次级电磁感应线圈120。次级谐振线圈IlOA和IlOB分别围绕线轴115A和115B缠绕。次级谐振线圈IlOA的一端和次级谐振线圈IlOB的一端彼此连接。次级谐振线圈IlOA的另一端和次级谐振线圈IlOB的另一端连接至电容器116的相应端子。由于次级谐振线圈IlOA的一端和次级谐振线圈IlOB的一端彼此连接，因此次级谐振线圈IlOA的另一端和次级谐振线圈IlOB的另一端可以被视作次级谐振线圈IlOA和IlOB的两端。因此，电容器116连接至次级谐振线圈IlOA和IlOB的两端。电容器116可以设置在线轴115A和115B中的一个的内部。次级谐振线圈IlOA和IlOB在与次级谐振线圈IlOA和IlOB所围绕缠绕的中心轴线的方向垂直的平面上布置成彼此相邻。也就是说，次级谐振线圈IlOA和IlOB在与由次级谐振线圈IlOA和IlOB中的每个在中心轴线处生成的磁场的方向垂直的平面上布置成彼此相邻。在这种情况下，次级谐振线圈IlOA和IlOB的缠绕方向以及次级谐振线圈IlOA和IlOB彼此连接的方式被设置成使得由次级谐振线圈IlOA和IlOB生成的电磁场的相位彼此相反。更具体地，次级谐振线圈IlOA和IlOB相对于面对主谐振线圈的平面被布置为使得由次级谐振线圈IlOA和IlOB生成的电磁场的相位彼此相反。例如，图4中的次级谐振线圈110在次级线圈110的基本上为中心的部分附近的位置处被分成两个线圈(也就是说，次级谐振线圈IlOA和110B)，使得这两个线圈的谐振基本上彼此相等，并且，这两个线圈被布置成使得在从供电装置来看这两个线圈时，这两个线圈的缠绕方向相同。次级谐振线圈IlOA和IlOB的、比次级谐振线圈IlOA和IlOB的其他端部更靠近供电装置的端部彼此连接，并且，次级谐振线圈IlOA和IlOB的、比次级谐振线圈IlOA和IlOB的其他端部更远离供电装置的端部通过电容器彼此连接，使得在从供电装置来看次级谐振线圈IIOA和IlOB时,流经次级谐振线圈IlOA的电流的方向与流经次级谐振线圈IlOB的电流的方向相反。通过以上述方式布置和连接次级谐振线圈IlOA和110B，产生了图5中的次级谐振线圈IlOA和110B。接着将假定电流沿着例如图5中的实线箭头ARO所示的方向流经线圈的情况。在这种情况下，在次级谐振线圈IlOA中，在虚线ARl所示的方向上生成了电磁场，也就是说，在线圈所围绕缠绕的中心轴线处，在从图5中的下部位置到上部位置的方向上生成了电磁场。次级谐振线圈IIOB被布置成与次级谐振线圈IIOA相邻，使得在次级谐振线圈IlOB中，在虚线AR2所示的方向上生成了电磁场，也就是说，在线圈所围绕缠绕的中心轴线处，在从图5中的上部位置到下部位置的方向上生成了电磁场。次级电磁感应线圈120与次级谐振线圈IlOA和IlOB中的一个同心地布置。图5示出了次级电磁感应线圈120与次级谐振线圈IlOB同心地布置的示例。根据该配置，图5中的线圈的高度H2小于图4中的线圈的高度H1，只要线圈是谐振频率相同的谐振线圈即可。因此，可以提供厚度减小的线圈单元。在谐振频率很高的情况下，谐振线圈的匝数很小，并且使得线圈的厚度与线圈的直径相比很小。因此，在这种情况下，线圈单元的厚度的很大一部分由用于防止电磁场泄漏到周围区域的屏蔽盒(未示出)的厚度构成。屏蔽盒被设计成包围由线圈生成的电磁场。因此，当线圈的直径变大时，屏蔽盒的厚度变大。因此，通过在如图5所示那样划分线圈的情况下减小每个线圈的缠绕半径，可以进一步减小线圈单元的厚度。在图5中，次级谐振线圈IlOA和IlOB被布置为使得在从供电装置来看次级谐振线圈IlOA和IlOB时，次级谐振线圈IlOA和IlOB的缠绕方向相同。然而，次级谐振线圈可以被布置为使得如在图6中的线圈单元125B中那样，次级谐振线圈的缠绕方向彼此相反，在线圈单元125B中中，次级谐振线圈IlOA和IlOC被布置为使得次级谐振线圈IlOA和IlOC的缠绕方向彼此相反。在这种情况下，次级谐振线圈IlOA的更靠近供电装置的端部连接至次级谐振线圈IlOC的远离供电装置的端部，并且，次级谐振线圈IlOA的远离供电装置的端部通过电容器116连接至次级谐振线圈IlOC的更靠近供电装置的端部。通过以上述方式连接次级谐振线圈IlOA和110C，在从供电装置来看次级谐振线圈IlOA和IlOC时，流经次级谐振线圈IlOA的电流的方向与流经次级谐振线圈IlOC的电流的方向相反。因此，与图5所示的情况相同，由次级谐振线圈IlOA和IlOC生成的电磁场的相位相反。图5中的次级谐振线圈IlOA和IlOB可以如在图7所示的线圈单元125C中那样是彼此不连接的分离的线圈。在这种情况下，为了调整谐振频率，次级谐振线圈IlOA和IlOB分别设置有电容器117A和117B。可以用与布置图7中的次级电磁感应线圈120A的方式相同的方式来布置用于从次级谐振线圈IlOA和IlOB取出电功率的次级电磁感应线圈，也就是说，次级电磁感应线圈可以被布置为使得次级电磁感应线圈与在和下述轴线的方向相同的方向上延伸的电磁场耦合次级谐振线圈IlOA和IlOB围绕所述轴线缠绕。此外，次级电磁感应线圈可以按照与布置图8中的线圈单元12 中的次级电磁感应线圈120B的方式相同的方式布置，也就是说，次级电磁感应线圈可以被布置为使得次级电磁感应线圈与在和下述轴线正交的方向上延伸的电磁场耦合次级谐振线圈IlOA和IlOB围绕所述轴线缠绕。此外，可以设置与次级谐振线圈IlOA和IlOB对应的多个次级电磁感应线圈。多个次级电磁感应线圈可以如在图9中的线圈单元125E中那样彼此串联连接，在线圈单元125E中，次级电磁感应线圈120C彼此串联连接。此外，多个次级电磁感应线圈可以如在图10中的线圈单元125F中那样彼此并联连接，在线圈单元125F中，次级电磁感应线圈120D彼此并联连接。图5至图10中的每个均示出了每个线圈的匝数多于I的示例，以说明线圈的缠绕方向。然而，每个线圈可以是匝数为I的单匝线圈，只要获得期望的谐振频率即可。接着，将参考图11和图12对具有上述配置的线圈单元周围生成的电磁场进行描述。 图11是示出了在计算与一个点处所存在的电磁场有关的电场的大小时用作基本配置的配置的图，其中因为由电流流经两个线圈而生成的电磁场而导致该电磁场存在于该点处。如图11所示，线圈Cl和C2被布置在X-Y平面上，使得线圈Cl的中心在X轴正方向上的距原点距离β处位于X轴上，并且线圈C2的中心在X轴负方向上的距原点距离β处位于X轴上。线圈Cl的规格与线圈C2相同。例如，线圈Cl的匝数与线圈C2相同，线圈Cl的直径与线圈C2相同，线圈Cl的缠绕方向与线圈C2相同，并且线圈Cl的材料与线圈C2相同。当电流Il和12分别流经线圈Cl和C2时，计算X轴上的点Rl处的电场强度E Φ。图11中的箭头示出了电流Il和12的正方向。图12示出了在如下情况下的计算结果的示例一种情况一电流Il和12的值均为+α (也就是说，生成了相位相同的电磁场)，一种情况一电流Il的值为+α，而电流12的值为-α (也就是说，生成了相位彼此相反的电磁场)。在图12中，横轴以对数形式表示X轴上的测量点Rl与原点之间的距离，而纵轴以对数形式表示测量点Rl处的电场强度ΕΦ。在图12中，虚线WlO表示当线圈Cl和C2生成了相位相同的电磁场时的电场强度ΕΦ。实线W20表示当线圈Cl和C2生成了相位彼此相反的电磁场时的电场强度E Φ。可知，在图12所示的示例中，在生成相位彼此相反的电磁场时的电场强度ΕΦ的值近似为在生成相位相同的电磁场时的电场强度ΕΦ的值的十分之一。因电场强度而生成的电功率与电场强度的平方成正比。因此，在生成相位彼此相反的电磁场时的电功率的值近似为在生成相位相同的电磁场时的电功率的值的百分之一。特别地，在线圈Cl与C2之间的距离2β可以忽略不计的、足够远的点处，可以认为从基本上相同的位置处发出了相位彼此相反的电磁场，因此，该点处的电场强度EΦ基本上为零。在图11中，Y轴上的每个点与线圈Cl之间的距离等于Y轴上的该点与线圈C2之间的距离。因此，由于相位彼此相反的电磁场而在Y轴上的每个点处产生的电场强度ΕΦ在理论上恒定地为零。因此，可以通过适当地调整线圈Cl和C2的位置来在特定方向上特别地减小电磁场。因此，通过使用包括有生成相位彼此相反的电磁场的多个谐振线圈的线圈单元，可以减小线圈单元周围的泄漏电磁场。因此，可以减小需要屏蔽物提供的电磁屏蔽能力。这使得可以减小屏蔽物的厚度并减小线圈盒的大小。因此，可以进一步减小对要安装线圈单元的位置的限制，并且减小线圈单元的成本和线圈盒的成本。图13是示出了在供电装置200和用作功率接收装置的交通工具100中都使用图5所示的线圈单元的示例的图。交通工具100中的线圈单元125A与图5所示的线圈单元125A相同。由次级电磁感应线圈120取出的电功率被输出给负载105，负载105包括整流器130和功率存储装置150。供电装置200中的线圈单元245A包括主电磁感应线圈230、线轴235A和235B、主谐振线圈240A和240B、以及电容器236。这些元件的规格(诸如这些元件的形状、布置、大小和连接配置)可以与设置在交通工具100中的线圈单元125A中的那些元件相同。此外，谐振线圈可以被安装为使得主谐振线圈240A面对次级谐振线圈IIOA并且主谐振线圈240B面对次级谐振线圈110B。当在这种情况下从高频电源205向主电磁感应线圈230提供电功率时，例如，生成了图13中箭头所示的方向上的电磁场，并且，在主谐振线圈240A与次级谐振线圈IlOA之间以及主谐振线圈240B与次级谐振线圈IlOB之间传输电功率。由主谐振线圈240A和次级谐振线圈IlOA生成的电磁场的相位相同，并且，由主谐振线圈240B和次级谐振线圈IlOB生成的电磁场的相位相同。虽然描述了每个线圈单元中设置有两个谐振线圈的情况，但是谐振线圈的数量不限于两个。图14示出了设置有四个谐振线圈IllA至IllD的示例。在以下描述的图14以及图15和图16中的每个中，没有详细示出谐振线圈之间的连接的配置以及每个谐振线圈的缠绕方向。然而，在整个线圈单元中，多个谐振线圈彼此串联连接，并且，彼此面对的谐振线圈彼此电磁谐振。在图14中，四个谐振线圈IllA至IllD例如布置成Z字型布置。也就是说，四个谐振线圈IllA至IllD所围绕缠绕的各中心被定位成四边形。由布置在正方形的一条对角线上的线圈(例如，谐振线圈IllA和111D)生成的电磁场的相位相同。由布置在正方形的另一条对角线上的线圈(例如，谐振线圈IllB和111C)生成的电磁场的相位与由谐振线圈11IA和11ID生成的电磁场的相位相反。由谐振线圈11IA和11IB生成的电磁场的相位可以相同，并且由谐振线圈11IC和IllD生成的电磁场的相位可以与由谐振线圈IllA和IllB生成的电磁场的相位相反。此夕卜，四个谐振线圈IllA至IllD可以以如下方式被布置成直线该方式使得由彼此相邻的每对谐振线圈生成的电磁场的相位彼此相反。图15示出了线圈单元包括有六个谐振线圈IllA至IllF的示例。在这种情况下，例如，谐振线圈也布置成Z字型布置。当如图14和图15所示布置偶数个谐振线圈时，生成相位相同的电磁场的线圈的数量可以等于生成相位相反的电磁场的线圈的数量。在这种情况下，可以将形状相同的多个线圈布置成均衡的布置。如在图16中的示例中那样，可以布置奇数个谐振线圈(图16中为三个线圈)。图16示出了线圈单元包括有谐振线圈112A至112C的示例。在本示例中，谐振线圈112A被布置在中心处，谐振线圈112B和112C被布置在谐振线圈112A的两侧。适当地确定每个线圈的电抗、每个线圈的匝数、每个线圈的缠绕方向、以及线圈之间的连接的配置，使得由谐振线圈112B和112C生成的电磁场的相位与由谐振线圈112A生成的电磁场的相位相反，并且由谐振线圈112B和112C生成的电磁场的大小之和等于由谐振线圈112A生成的电磁场的大小。例如，在谐振线圈被划分成“η”个谐振线圈的情况下，如果每单位面积的平均功率强度是恒定的，则每个线圈的直径变为近似I/^。因为也减小了磁场的分布轮廓，所以，屏蔽物的高度，也就是线圈单元的高度也变为I/^。因此，可以提供厚度减小的线圈单元。然而，功率传输效率的空间分布也变为I/Λ。因此，也减小了能够传输电功率的距离(即，功率发送装置与功率接收装置之间的距离)。因此，线圈的数量受到功率发送装置与功率接收装置之间的距离的设计的限制。图17是示出了在交通工具和供电装置中都使用图13所示的线圈单元的情况下的图1中的非接触式供电系统的整体配置的图。在图17中，在交通工具100Α中，使用图13中的次级谐振线圈IlOA和IlOB代替图1中的交通工具100中的次级谐振线圈110。在供电装置200Α中，使用图13中的主谐振线圈240Α和240Β代替图1中的供电装置200中的主谐振线圈240。图18是示出了在交通工具中使用图13中的线圈单元125Α而在供电装置中没有使用图13中的线圈单元245Α的情况下的非接触式供电系统的整体配置的图。图19是示出了在供电装置中使用图13中的线圈单元245Α而在交通工具中没有使用图13中的线圈单元125Α的情况下的非接触 式供电系统的整体配置的图。将不重复对图17至图19中的那些已在图1至图13中示出的元件的描述。在图18和图19中，交通工具和供电装置中的一个包括一个谐振线圈，并且交通工具和供电装置中的另一个包括两个谐振线圈。在这些情况下，通过使得包括有电容器和两个谐振线圈的整个线圈单元的谐振频率基本上等于包括有与两个谐振线圈面对的一个谐振线圈的线圈单元的谐振频率，同样可以使用电磁谐振来传输电功率。此外，近来，已经检验了所谓的智能电网系统。在智能电网系统中，交通工具被视作用于家用的一种供电装置；利用使用太阳能电池等在家里生成的电功率来对设置在交通工具中的功率储存装置充电；并且，在家里使用交通工具中的功率存储装置中所存储的电功率，或者将该电功率提供给商用电源的系统以用于销售。当能在交通工具与供电装置之间在两个方向上传输电功率时，也就是说，当在实施方式中的非接触式供电系统中，能从交通工具向供电装置传输电功率并且能从供电装置向交通工具传输电功率的时候，实施方式中的非接触式供电系统可以用在智能电网系统中。图20是示出了能在交通工具与供电装置之间在两个方向上传输电功率的非接触式供电系统的电路的示例的图。将不重复对图20中的那些已在图17至图19中示出的元件的描述。如图20所示，能在两个方向上传输电功率的非接触式供电系统包括交通工具100B和供电装置200B。基本上，交通工具100B与图17的交通工具100A的配置相同。然而，在交通工具100B中，使用可将AC功率转换成DC功率并且可将DC功率转换成AC功率的逆变器130A来代替图17中的整流器130，并且使用DC-DC变换器140A来代替图17中的DC-DC变换器14。例如，逆变器130A是全桥型逆变器，并且包括开关元件Qll至Q14、二极管Dll至D14、以及电容器131。当对功率存储装置150充电时，逆变器130A将通过电磁谐振从供电装置200B传输的AC功率变换成DC功率。当存储在功率存储装置150中的电功率被提供给供电装置200B时，逆变器130A将从功率存储装置150提供的DC功率变换成AC功率。例如，DC-DC变换器140A被配置成包括用于逐步增加和逐步减小电压的斩波器电路。DC-DC变换器140A布置在功率存储装置150与逆变器130A之间，以对电压进行变换。供电装置200B包括功率调节器(power conditioner) 215和逆变器220A。功率调节器215将由安装在例如屋顶的太阳能电池216生成的DC电压调节成预定电压，然后提供DC电压。功率调节器215将从商用电源210A提供的AC功率变换成DC功率，并且将DC功率提供给逆变器220A。此外，功率调节器215将由太阳能电池216生成的DC功率或者经由逆变器220A从设置在交通工具100B中的功率存储装置150提供的DC功率转换成AC功率，并且将AC功率提供给商用电源210A的系统。例如，与交通工具100B中的逆变器130A—样，逆变器220A是全桥型逆变器。因此，逆变器220A包括开关元件Ql至Q4、二极管Dl至D4、以及电容器221。逆变器220A将从功率调节器215提供的DC功率变换成AC功率，并且将AC功率提供给主电磁感应线圈230。逆变器220A将通过电磁谐振从交通工具100B传输的AC功率变换成DC功率，并且将DC功率提供给功率调节器215。通过形成该电路，可以通过电磁谐振来传输从商用电源提供的电功率或者使用太阳能电池生成的电功率，以对设置在交通工具中的功率存储装置进行充电，此外，可以通过电磁谐振来传输交通工具中的功率存储装置中所存储的电功率，以在家里使用或者提供给商用电源的系统。因此，应当在各个方面将在本说明书中公开的本发明的实施方式理解为示意性的而非限制性的。本发明的技术范围由权利要求限定，因此，旨在将落入权利要求的等同方案的含义和范围内的所有改变包括在本发明的技术范围中。
权利要求
1.一种线圈单元，所述线圈单元使用所述线圈单元与被布置成面对所述线圈单元的主谐振线圈之间的电磁谐振来执行电功率的发送和接收中的至少一个，所述线圈单元包括 次级谐振线圈，所述次级谐振线圈包括多个线圈并且与所述主谐振线圈电磁谐振，其中， 所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述主谐振线圈的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。
2.根据权利要求1所述的线圈单元，其中， 在与由所述第一线圈生成的磁场的方向垂直的平面上，所述第一线圈被布置成与所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈相邻。
3.根据权利要求2所述的线圈单元，其中， 所述第一线圈被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场的相位与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的、与所述第一线圈相邻的所述至少一个线圈生成的磁场的相位相反。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈的数量为偶数。
5.根据权利要求4所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈的数量为两个。
6.根据权利要求5所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈还包括第二线圈； 所述第一线圈和所述第二线圈被布置为使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，所述第一线圈的缠绕方向与所述第二线圈的缠绕方向相反；以及 所述第一线圈连接至所述第二线圈，使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，流经所述第一线圈的电流的方向与流经所述第二线圈的电流的方向相反。
7.根据权利要求5所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈还包括第二线圈； 所述第一线圈和所述第二线圈被布置为使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，所述第一线圈的缠绕方向与所述第二线圈的缠绕方向相同；以及 所述第一线圈连接至所述第二线圈，使得在从所述主谐振线圈来看所述第一线圈和所述第二线圈时，流经所述第一线圈的电流的方向与流经所述第二线圈的电流的方向相反。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈具有基本上相同的电抗。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈彼此串联连接。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈彼此并联连接。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的线圈单元，还包括 连接至所述次级谐振线圈的两端的电容器。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的线圈单元，还包括电磁感应线圈，所述电磁感应线圈被配置成使用电磁感应来执行以下中的至少一个向所述次级谐振线圈发送电功率和从所述次级谐振线圈接收电功率，其中， 所述电磁感应线圈与所述多个线圈中的至少一个磁耦合。
13.根据权利要求1所述的线圈单元，其中， 所述多个线圈是彼此不连接的分离的线圈。
14.根据权利要求13所述的线圈单元，还包括 电磁感应线圈，所述电磁感应线圈被配置成使用电磁感应来执行以下中的至少一个向所述次级谐振线圈发送电功率和从所述次级谐振线圈接收电功率，其中， 所述电磁感应线圈与所述多个线圈中的至少一个磁耦合。
15.根据权利要求14所述的线圈单元，其中， 所述电磁感应线圈被布置为使得所述电磁感应线圈与在和下述轴线的方向相同的方向上生成的磁场磁耦合所述多个线圈围绕该轴线缠绕。
16.根据权利要求14所述的线圈单元，其中， 所述电磁感应线圈被布置为使得所述电磁感应线圈与在和下述轴线的方向正交的方向上生成的磁场磁耦合所述多个线圈围绕该轴线缠绕。
17.根据权利要求13所述的线圈单元，还包括 与所述多个线圈分别对应的多个电磁感应线圈，其中， 所述多个电磁感应线圈被配置成使用电磁感应来执行以下中的至少一个向对应的所述线圈发送电功率和从对应的所述线圈接收电功率。
18.根据权利要求17所述的线圈单元，其中， 所述多个电磁感应线圈彼此串联连接。
19.根据权利要求17所述的线圈单元，其中， 所述多个电磁感应线圈彼此并联连接。
20.根据11至19中任一项所述的线圈单元，还包括 与所述多个线圈分别对应的电容器，其中，所述电容器中的每个电容器连接至所述多个线圈中的对应的线圈的两端。
21.一种非接触式功率接收装置，所述非接触式功率接收装置以非接触方式从功率发送装置接收电功率，其中，所述功率发送装置面对所述非接触式功率接收装置，所述非接触式功率接收装置包括 谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且被配置成使用所述谐振线圈与所述功率发送装置之间的电磁谐振来从所述功率发送装置接收电功率，其中， 所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率发送装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。
22.一种非接触式功率发送装置，所述非接触式功率发送装置以非接触方式向功率接收装置发送电功率，其中，所述功率接收装置面对所述非接触式功率发送装置，所述非接触式功率发送装置包括 谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且被配置成使用所述谐振线圈与所述功率接收装置之间的电磁谐振来将从电源装置提供的电功率提供给所述功率接收装置，其中，所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率接收装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。
23.一种用于电功率的非接触式传输的非接触式供电系统，所述非接触式供电系统包括 功率发送装置；以及 功率接收装置，所述功率接收装置面对所述功率发送装置，并且从所述功率发送装置接收电功率，其中， 所述功率发送装置包括谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且所述谐振线圈被配置成使用所述谐振线圈与所述功率接收装置之间的电磁谐振来将从电源装置提供的电功率提供给所述功率接收装置；以及 所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率接收装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。
24.一种用于电功率的非接触式传输的非接触式供电系统，所述非接触式供电系统包括 功率发送装置，所述功率发送装置发送从电源装置提供的电功率；以及 功率接收装置，所述功率接收装置面对所述功率发送装置，其中， 所述功率接收装置包括谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且所述谐振线圈被配置成使用所述谐振线圈与所述功率发送装置之间的电磁谐振来从所述功率发送装置接收电功率；以及 所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率发送装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。
25.一种用于电功率的非接触式传输的非接触式供电系统，所述非接触式供电系统包 括 功率发送装置；以及 功率接收装置，所述功率接收装置面对所述功率发送装置，其中， 所述功率发送装置包括主谐振线圈，所述主谐振线圈包括多个功率发送线圈，并且所述主谐振线圈被配置成使用所述主谐振线圈与所述功率接收装置之间的电磁谐振来将从电源装置提供的电功率提供给所述功率接收装置； 所述多个功率发送线圈中的第一发送线圈相对于面对所述功率接收装置的平面被布置为使得由所述第一发送线圈生成的磁场具有与由所述多个功率发送线圈中的除了所述第一发送线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位； 所述功率接收装置包括次级谐振线圈，所述次级谐振线圈包括多个功率接收线圈，并且所述次级谐振线圈被配置成使用所述次级谐振线圈与所述主谐振线圈之间的电磁谐振来从所述功率发送装置接收电功率；以及 所述多个功率接收线圈中的第一接收线圈相对于面对所述功率发送装置的平面被布置为使得由所述第一接收线圈生成的磁场具有与由所述多个功率接收线圈中的除了所述第一接收线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。
26.根据权利要求25所述的非接触式供电系统，其中， 所述多个功率发送线圈和所述多个功率接收线圈被布置为使得由所述功率发送线圈中的每个功率发送线圈生成的磁场的相位与由所述功率接收线圈中的面对该功率发送线圈的、对应的功率接收线圈生成的磁场的相位相同。
27.根据权利要求25所述的非接触式供电系统，其中， 所述多个功率接收线圈和所述多个功率接收线圈具有基本上相同的形状。
28.一种非接触式供电系统，其中以非接触方式发送和接收电功率，所述非接触式供电系统包括 第一传输装置；以及 第二传输装置，所述第二传输装置面对所述第一传输装置，其中， 所述第一传输装置包括主谐振线圈，所述主谐振线圈包括多个第一功率传输接收线圈，并且所述主谐振线圈被配置成使用所述主谐振线圈与所述第二传输装置之间的电磁谐振来从所述第二传输装置接收电功率以及从所述第一传输装置发送电功率； 所述多个第一功率传输接收线圈中的第一线圈相对于面对所述第二传输装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个第一功率传输接收线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位； 所述第二传输装置包括次级谐振线圈，所述次级谐振线圈包括多个第二功率传输接收线圈，并且所述次级谐振线圈被配置成使用所述次级谐振线圈与所述第一传输装置之间的电磁谐振来从所述第一传输装置接收电功率以及从所述第二传输装置发送电功率；以及 所述多个第二功率传输接收线圈中的第二线圈相对于面对所述第一传输装置的平面被布置为使得由所述第二线圈生成的磁场具有与由所述多个第二功率传输接收线圈中的除了所述第二线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。
29.—种交通工具，所述交通工具以非接触方式从位于所述交通工具外部的、并且面对所述交通工具的功率发送装置接收电功率，所述交通工具包括 功率接收装置； 功率存储装置，所述功率存储装置由所述功率接收装置所接收的电功率来充电；以及 驱动装置，所述驱动装置被配置成使用从所述功率存储装置提供的电功率来生成用于驱动所述交通工具的驱动功率，其中， 所述功率接收装置包括谐振线圈，所述谐振线圈包括多个线圈，并且所述谐振线圈被配置成使用所述谐振线圈与所述功率发送装置之间的电磁谐振来从所述功率发送装置接收电功率，其中， 所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述功率发送装置的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。
全文摘要
线圈单元使用所述线圈单元与被布置成面对所述线圈单元的主谐振线圈之间的电磁谐振来执行电功率的发送和接收中的至少一个。所述线圈单元包括次级谐振线圈(110A，110B)，所述次级谐振线圈(110A，110B)包括多个线圈并且与所述主谐振线圈电磁谐振。所述多个线圈中的第一线圈相对于面对所述主谐振线圈的平面被布置为使得由所述第一线圈生成的磁场具有与由所述多个线圈中的除了所述第一线圈以外的至少一个线圈生成的磁场的相位相反的相位。
文档编号H01F38/14GK103038087SQ201180021343
公开日2013年4月10日 申请日期2011年4月21日 优先权日2010年4月27日
发明者榊原启之, 市川真士 申请人:丰田自动车株式会社