考虑到横向偏差的磁感应式供电装置、集电装置及电力输送装置制造方法
【专利摘要】本发明的实施例涉及一种考虑到横向偏差的磁感应式供电装置、集电装置及电力输送装置。本发明的实施例提出一种包括供电装置和集电装置的电力输送装置。其中，所述供电装置包括供电磁芯和一对供电线。所述供电磁芯具备规定宽度和长度的供电主要单元；以及所述供电主要单元沿所述长度方向垂直被切开的截面形状在所述宽度方向的左侧端和右侧端与所述宽度方向及所述长度方向全部垂直并分别以相同的方向突出的供电突出单元。所述一对供电线分别被卷绕在所述供电主要单元的左侧端及右侧端。所述集电装置包括集电磁芯和集电线。所述集电磁芯具备规定宽度和长度的集电主要单元；所述集电主要单元沿所述长度方向垂直被切开的截面形状与所述宽度方向及所述长度方向全部垂直并在所述宽度方向的左侧端和右侧端分别以相同的方向突出的集电突出单元；以及在集电突出单元中分别以所述宽度方向延伸的延伸单元。所述集电线分别被卷绕在所述集电磁芯的左侧集电突出单元及右侧集电突出单元。
【专利说明】考虑到横向偏差的磁感应式供电装置、集电装置及电力输送装置
【技术领域】
[0001]本发明的实施例是涉及一种考虑到横向偏差的磁感应式供电装置、集电装置及电力输送装置。特别是，当电动汽车等移动体在道路上行驶时进行充电并接收行驶所需的电力时，就算从道路中所埋设的供电线路往左侧或右侧脱离一定的距离，也可有效地提供行驶所需的电力的考虑到横向偏差的磁感应式供电装置、集电装置及电力输送装置。
【背景技术】
[0002]本部分中所说明的内容仅提供有关本发明的实施例的背景信息，不构成现有技术。
[0003]图1a是示出电动汽车接收由道路中所埋设的供电线路所提供的电力，在道路上行驶的示图。图1b是将图1a中的车辆和道路排除在外，仅示出电力输送所需的供电磁芯、供电线路、和集电装置的示图。
[0004]如图1a和图1b所示，当位于供电磁芯112上的供电线路114提供高频电力时，电动汽车100在道路行驶中根据供电装置110和集电装置130之间的电磁感应原理来接收行驶所需的电力。其中，供电装置110包括供电磁芯112和供电线路114。
[0005]图1c是示出沿图1b的A-A’线切断的截面在X方向中所看到的形状的示图。
[0006]在图1c中为了重点说明磁场，省略了附图中的符号，图1c的说明中所出现的附图符号参照图lb。
[0007]如图1c所示，经供电线路114产生的磁束以半圆的箭头方向产生磁束，从而集电线134中产生磁感应电力。
[0008]图2是示出根据图1c中的供电磁芯112、供电线路114、和集电装置130的位置关系所产生的磁场的例示图。
[0009]图2a是示出电动汽车100在道路上行驶时(B卩，集电装置130的位置为定位置时)的供电磁芯112、供电线路114、和集电装置130的配置图和产生的磁场的示图，为了使电动汽车100的集电装置130接收到最大的电力，集电装置130位于埋设在道路中的供电磁芯112及供电线路114的中心部的上部，且图2b是示出当集电装置130从供电磁芯112及供电线路114的中心部往左侧或右侧脱离一定距离时(B卩，集电装置130未对准(Misalignment)时)的供电磁芯112、供电线路114、和集电装置130的配置图和产生的磁场的示图。
[0010]如图2a所示，当电动汽车100行驶中集电装置110位于供电装置110的中心部的上部时，卷绕在集电磁芯132的集电线134中能够产生常规大小的磁感应电力的输出。图2a中以半圆示出的箭头概念性地示出形成集电装置130的磁感应电力的磁场方向。
[0011]此外，图2b示出，当电动汽车100行驶时集电装置110没有被对准的距离大于预定距离时，不仅使没有形成磁感应电力的磁束增多，而且也使与形成磁感应电力的方向为相反方向的磁束量增多，因此，具有电力不能顺畅地从供电装置110输送至集电装置130的问题。
【发明内容】
[0012]技术问题
[0013]为了解决上述问题，本发明的一个实施例目的在于，当电动汽车在道路上行驶时进行充电并接收行驶所需的电力时，就算从道路中所埋设的供电线路往左侧或右侧脱离一定的距离，电动汽车中安装的集电装置也可有效地提供行驶所需的电力。
[0014]此外，本发明的目的在于供电磁芯中具备切开单元，在不降低电力输送效率的同时可减少磁芯的使用量。
[0015]技术手段
[0016]为了实现上述目的，根据本发明的实施例提供一种供电装置，该供电装置包括供电磁芯和一对供电线。其中，所述供电磁芯，其为U字形，具备规定宽度和长度的供电主要单元；以及所述供电主要单元沿所述长度方向垂直被切开的截面形状在所述宽度方向的左侧端和右侧端与所述宽度方向及所述长度方向全部垂直并分别以相同的方向突出的供电突出单元。所述一对供电线，分别被卷绕在所述供电主要单元的左侧端及右侧端。
[0017]所述供电线，可与所述供电突出单元相邻并被卷绕。
[0018]所述供电线，可卷绕在所述供电突出单元中。
[0019]所述供电磁芯，可具备与所述宽度方向平行的多个切开单元。
[0020]所述供电磁芯中，所述多个切开单元中各切开单元之间可具备一定的间隔。
[0021]为实现上述目的，根据本发明的另一个实施例提供一种供电装置，所述供电装置包括供电磁芯和一对供电线。其中，所述电磁芯，其为E字形，具备规定宽度和长度的供电主要单元；以及所述供电主要单元沿所述长度方向垂直被切开的截面形状在所述宽度方向的左侧端和右侧端与所述宽度方向及所述长度方向全部垂直并分别以相同的方向突出的供电突出单元，且所述宽度方向的中央部配置有与所述供电突出单元为相同方向的中央突出单元。所述一对供电线，分别被卷绕在所述供电主要单元的左侧端及右侧端。
[0022]所述供电线，可与所述供电突出单元相邻并被卷绕，或是卷绕在所述供电突出单元中。
[0023]所述供电磁芯，可具备与所述宽度方向平行的多个切开单元，并将所述供电磁芯分成多个磁芯片。
[0024]所述供电磁芯中，所述长度方向的所述切开单元的厚度比所述磁芯片的厚度要大。
[0025]为了实现上述目的，根据本发明的另一个实施例提供一种供电装置，所述供电装置包括供电磁芯和供电线。其中，所述供电磁芯，其为U字形，具备规定宽度和长度的供电主要单元；以及所述供电主要单元沿所述长度方向垂直被切开的截面形状在所述宽度方向的左侧端和右侧端与所述宽度方向及所述长度方向全部垂直并分别以相同的方向突出的供电突出单元。所述供电线，以所述供电磁芯的长度方向被卷绕在所述供电主要单元的宽度方向的中央部。
[0026]所述供电磁芯，可具备与所述宽度方向平行的多个切开单元，并将所述供电磁芯分成多个磁芯片。
[0027]所述供电磁芯中，所述长度方向的所述切开单元的厚度与所述磁芯片的厚度相似。[0028]所述供电磁芯中，所述多个切开单元中各切开单元之间的距离可被预先设定。
[0029]为了实现上述目的，根据本发明的另一个实施例提供一种集电装置，所述集电装置包括集电磁芯和集电线。其中，所述集电磁芯，其为η字形，具备规定宽度和长度的集电主要单元；以及所述集电主要单元沿所述长度方向垂直被切开的截面形状与所述宽度方向及所述长度方向全部垂直并在所述宽度方向的左侧端和右侧端分别以相同的方向突出的集电突出单元。所述集电线，被卷绕在所述集电磁芯中。
[0030]所述集电线，可分别被卷绕在所述左侧端及所述右侧端突出的集电突出单元中。
[0031]所述集电磁芯，可在所述左侧端及所述右侧端突出的集电突出单元的末端分别具备以所述宽度方向延伸的延伸单元。
[0032]所述集电装置，可被安装在车辆的下部。
[0033]此外，为了实现上述目的，根据本发明的另一个实施例提供一种电力输送装置，所述电力输送装置包括:权利要求1至权利要求13中任何一项的供电装置；和权利要求14至权利要求17中任何一项的集电装置。其中，所述供电突出单元与所述集电突出单元以互相相对的方向被突出。
[0034]有益效果
[0035]如上所述，根据本发明的一个实施例，具有以下效果:当电动汽车在道路上行驶时进行充电并接收行驶所需的电力时，就算从道路中所埋设的供电线路往左侧或右侧脱离一定的距离，也可有效地提供行驶所需的电力。
[0036]此外，由于在供电磁芯中具备切开单元，因此，具有在不降低电力输送效率的同时可减少磁芯的使用量的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0037]图1a是示出电动汽车接收由道路中所埋设的供电线路所提供的电力，在道路上行驶的示图；
[0038]图1b是将图1a中的车辆和道路排除在外，仅示出电力输送所需的供电磁芯、供电线路、和集电装置的示图；
[0039]图1c是示出沿图1b中Α-Α’线切断的在X方向中观察到的截面形状的示图；
[0040]图2是示出根据图1c中的供电磁芯112、供电线路114、和集电装置130的位置关系所产生的磁场的例示图；
[0041]图3a是示出根据本发明的第I实施例的电力输送装置的例示图；
[0042]图3b是示出没有切开单元将供电磁芯制备成U字形的一体型和没有切开单元将供电磁芯制备成E字形的一体型的例示图；
[0043]图4是示出沿图3a中A_A’线切断以X方向观察的截面的示图；
[0044]图5是示出图3a和图4的电力输送装置中所产生的磁场的例示图；
[0045]图6是示出根据本发明的第2实施例的电力输送装置的例示图；
[0046]图7是示出沿图6中A-A’线切断以X方向观察的截面的示图；
[0047]图8是示出图6和图7的电力输送装置中所产生的磁场的示图。
【具体实施方式】[0048]以下，通过例示的附图对本发明的一部分实施例进行详细地说明。各附图的结构部件标有参照符号，且不同附图中标示的相同的符号表示相同的部件。此外，在本发明的说明中，当有关已知的结构或功能的详细说明被判断会使本发明的要点变得模糊不清时，将该详细说明省略。
[0049]此外，在说明本发明的结构部件时，可能会使用第1、第2、A、B、(a)、(b)等词语。该词语仅用于使该结构部件区别于其他部件，相关结构部件的本质或步骤顺序等不受上述词语所限制。当结构部件被记载为“连接”、“结合”、或“接入”时，该结构部件可以是被直接连接或接入至其他结构部件，但也可以是其他结构部件被“连接”、“结合”、或“接入”至各结构部件之间。
[0050]图3a是示出根据本发明的第I实施例的电力输送装置的例示图，且图4是示出沿图3a中A-A’线切断以X方向观察的截面的示图。此外，图3b是示出没有切开单元将供电磁芯制备成U字形的一体型和没有切开单元将供电磁芯制备成E字形的一体型的例示图。
[0051]以下，参照图3a、图3b、及图4，对根据本发明的第I实施例的电力输送装置进行说明。
[0052]如图3a及图4所示，根据本发明的第I实施例的电力传输装置包括供电装置300和集电装置400。
[0053]根据本发明的第I实施例的供电装置300可包括供电磁芯310、供电线320、和输入电源330，且根据本发明的第I实施例的集电装置400可包括集电磁芯410、集电线420、集电电路430、和电池440。
[0054]供电磁芯310，其具备规定宽度和长度的供电主要单元312 ;以及供电主要单元312沿供电磁芯310的长度方向垂直被切开的截面形状在供电磁芯310的宽度方向的左侧端和右侧端被突出的供电突出单元314、315。其中，供电突出单元314、315与供电磁芯310的宽度方向及供电磁芯310的长度方向全部垂直，从而供电磁芯310的形状为U字形。由于供电磁芯310中具备供电突出单元314、315，因此，可容易地将磁场传输至集电装置400
[0055]此外，根据实施例，供电磁芯310可进一步包括中央突出单元316，其在供电主要单元312的宽度方向的中央部以和供电突出单元314、315相同的方向突出，由此，使供电磁芯310的形状成为将E字横放的形状，从而相比U字形，输送至集电装置400的磁场的总量被增加。
[0056]一对供电线320，分别被卷绕在供电主要单元312的左侧端及右侧端。
[0057]左侧供电线320a与左侧的供电突出单元314相邻，以供电磁芯310的长度方向被卷绕在供电主要单元312的左侧端，且右侧供电线320b与右侧的供电突出单元315相邻，以供电磁芯310的长度方向被卷绕在供电主要单元312的右侧端。根据情况，成对的供电线320a、32b可分别被卷绕在左右侧的供电突出单元314、315中。
[0058]供电磁芯310可制备成如图3b所示的一体型，也可如3a所示的具备切开单元的形状。
[0059]供电磁芯310可具有多个切开单元340，与供电磁芯310的宽度方向平行，可以是将供电磁芯310分成E字形(或U字形)的多个磁芯片的形状。
[0060]在这种情况下，如图3a所示，相邻的切开单元340之间保持一定的距离，切开单元340的厚度可以比E字形(或U字形)的磁芯片的厚度要大，或是相似、或是要小。[0061]如图3a所示，由于供电磁芯310中制备有切开单元340，因此，与图3b所示的以一体型来制备供电磁芯时的容量相比仅以1/2的容量来制备供电磁芯时，显示出供电装置400中所感应的输出比图3a的情况减少了约10%。但是，供电磁芯310中所使用的铁氧体磁芯的容量可能会减少近一半，与节约的铁氧体容量相比，供电装置400中所感应的输出并没有减少很多，因此，具经济效益。
[0062]同时，集电磁芯410，其具备规定宽度和长度的集电主要单元412;以及将集电主要单元412在集电磁芯410宽度方向的左侧端及右侧端分别以相同的方向突出的集电突出单元414、415，且集电突出单元414、415的突出方向与集电磁芯410的宽度方向及集电磁芯410的长度方向全部垂直，从而将集电主要单元412沿长度方向垂直地切开，其截面形状为H形。其中，集电突出单元414、415与供电突出单元314、315以互相相对的方向被突出。
[0063]此外，集电突出单元414、415的端部可分别具备以集电磁芯410的宽度方向被延伸的延伸单元416、417。由于集电突出单元414、415在集电突出单元414、415的端部具备延伸单元416、417，因此，可增大磁道上的有效截面面积，从而具有可减少磁阻的效果。
[0064]同时，如附图符号418、417所示，延伸单元的形状可以是以集电主要单元412为中心从集电突出单元414、415往外延伸的形状，并可进一步包括突出部分，其以集电磁芯410的宽度方向从集电突出单元414、415往集电主要单元412中心的方向(B卩，以集电突出单元414,415为基准，与附图符号418、417相反方向)被突出。
[0065]集电线420可分别被卷绕在集电磁芯410的左侧集电突出单元414和右侧集电突出单元415中，并根据情况，也可被卷绕在集电主要单元412中。
[0066]当图3a的供电线320中输入电源330被认可时，供电线320中产生磁场，并通过磁场被感应从而集电线420中产生磁感应电力。集电磁芯410左右的集电突出单元414、415中所卷绕的集电线420a、420b分别并联地被连接至集电电路430，产生所需级别的电压后，对连接的电池进行充电，且两个集电线420a、420b也可串联地被连接至集电电路430，对电池440进行充电。作为参考，集电电路430可包括整流器和调节器。
[0067]图5是示出图3a和图4的电力输送装置中所产生的磁场的例示图。在图5中，为了对磁场进行具体说明，省略了附图符号，且有关说明图5时所涉及的附图符号请参照图4。
[0068]图5a是示出为了使集电装置400可最大地接收到所传输的电力，集电装置400的位置为定位置时所发生的磁场的示图。图5b是示出集电装置400未对准时所发生的磁场。
[0069]如图5a所示，当集电装置400的位置为定位置时，卷绕在集电磁芯410中的集电线420中可产生正常的磁感应电力的输出。图5a中所示出的半圆形的箭头概念性地示出形成集电装置400的磁感应电力的磁束方向。
[0070]如图5b所示，当集电装置400未对准时,没有形成磁感应电力的磁束量增多,或是与形成磁感应电力的磁束方向为相反方向的磁束量较少。
[0071]同时，如图2所示，在电力输送装置中，供电磁芯110的宽度为72cm，集电装置130的宽度为110cm，且如图2a所示，在集电装置130位置为定位置的条件下将集电线134中集电的输出进行模拟后，集电线中所产生的电压量为1651v，且如图2b所示出，当集电装置130未对准的距离为30cm时，集电线134中所产生的电压量为148v，由此可得知产生的电压被大量减少。由于集电装置130中所感应的电压减少时，所感应的电流也随之减少，因此，集电装置130中感应的输出也急剧减少。
[0072]但是，在如图5所示的形状的电力输送装置中，使用与图2相同的条件，供电磁芯310的宽度为72cm，供电装置400的宽度为110cm。如图5a所示，在集电装置400的位置为定位置的条件下将集电的电压进行模拟后，集电线420中产生的电压量为1726v，且与图2b的情况相同，当集电装置400未对准的距离为30cm时，集电线420中产生的电压量为1559v,由此可得知产生的电压没有大量减少，从而比图2b的情况更具效果。
[0073]图6是示出根据本发明的第2实施例的电力输送装置的例示图。图7是示出沿图6的A-A’线切断，以X方向观察的截面的示图。
[0074]如图6和图7所示，根据本发明的第2实施例的电力传输装置包括供电装置600和集电装置700。
[0075]由于图6和图7中供电磁芯610的形状与上述的图3a及图4的供电磁芯300的形状相似，在此，省略有关供电磁芯610的详细说明。
[0076]供电线620以供电磁芯610的长度方向被卷绕在供电主要单元612宽度方向的中心部。
[0077]当图6的供电线620中输入电源630被认可时，供电线620中产生磁场，并通过磁场被感应从而集电线720中产生磁感应电力。集电磁芯710左右的集电突出单元714、715中所卷绕的集电线720a、720b分别并联地被连接至集电电路730，产生所需级别的电压后对连接的电池进行充电，且两个集电线720a、720b也可串联地被连接至集电电路730，对连接的电池740进行充电。供电装置600的形状和功能与上述的图3a和图4的集电装置400的形状和功能相似，在此省略详细说明。
[0078]图8是示出图6和图7的电力输送装置中所产生的磁场的示图。在图8中，为了对磁场进行具体说明，省略了附图符号，且有关说明图8时所涉及的附图符号请参照图7。
[0079]图8a是示出为了使集电装置700可最大地接收到所传输的电力，集电装置700的宽度方向中央部为供电装置600的宽度方向中央部上方位置时(即，集电装置700的位置为定位置时)所发生的磁场的示图。图8b是示出集电装置700未对准时所发生的磁场。
[0080]如图8a所示，当集电装置700的位置为定位置时，卷绕在集电磁芯710中的集电线720中可产生正常的磁感应电力的输出。图8a中所示出的半圆形的箭头概念性地示出形成集电装置700的磁感应电力的磁束方向。
[0081]如图Sb所示，当集电装置700在一定距离上未对准时，没有形成磁感应电力的磁束量增多，或是与形成磁感应电力的磁束方向为相反方向的磁束量较少，因此，与图2中集电装置130在一定距离上未对准的情况相比，集电装置130的电压减少幅度较小。
[0082]例如，在如图8所示的形状的电力输送装置中，使用与图5相同的条件，供电磁芯610的宽度为72cm，集电装置700的宽度为110cm。在如图8a所示的集电装置700的位置为定位置的条件下集电装置700中所产生的电压为2782v，且图8b中所示出的集电装置700未对准的距离为30cm时，集电装置700的电压为1870v，由此可得知产生的电压所减少的比率并不大，与图2b的情况相比更具效果。
[0083]以下，将图2、图5、图8中集电装置700的位置为定位置时以及未对准的距离为30cm时的磁感应电压的输出电压进行比较，并在表I中不出。
[0084]表I[0085]
[0086]
【权利要求】
1.一种供电装置，所述供电装置包括: 供电磁芯，其为U字形，具备规定宽度和长度的供电主要单元，以及所述供电主要单元沿所述长度方向垂直被切开的截面形状在所述宽度方向的左侧端和右侧端与所述宽度方向及所述长度方向全部垂直并分别以相同的方向突出的供电突出单元；和一对供电线，分别被卷绕在所述供电主要单元的左侧端及右侧端。
2.如权利要求1所述的供电装置，其中，所述供电线，与所述供电突出单元相邻并被卷绕。
3.如权利要求1所述的供电装置，其中，所述供电线，卷绕在所述供电突出单元中。
4.如权利要求1所述的供电装置，其中，所述供电磁芯，具备与所述宽度方向平行的多个切开单元。
5.如权利要求4所述的供电装置，其中，所述供电磁芯中，所述多个切开单元中各切开单元之间具备一定的间隔。
6.一种供电装置，所述供电装置包括: 供电磁芯，其为E字形，具备规定宽度和长度的供电主要单元，以及所述供电主要单元沿所述长度方向垂直被切开的截面形状在所述宽度方向的左侧端和右侧端与所述宽度方向及所述长度方向全部垂直并分别以相同的方向突出的供电突出单元，且其中所述宽度方向的中央部配置有与所述供电突出单元为相同方向的中央突出单元；和一对供电线，分别被卷绕在所述供电主要单元的左侧端及右侧端。
7.如权利要求6所述的供电装置，其中，所述供电线，与所述供电突出单元相邻并被卷绕，或是卷绕在所述供电突出单元中。
8.如权利要求6所述的供电装置，其中，所述供电磁芯，具备与所述宽度方向平行的多个切开单元，并将所述供电磁芯分成多个磁芯片。
9.如权利要求8所述的供电装置，其中，所述供电磁芯中，所述长度方向的所述切开单元的厚度比所述磁芯片的厚度要大。
10.一种供电装置，所述供电装置包括: 供电磁芯，其为U字形，具备规定宽度和长度的供电主要单元，以及所述供电主要单元沿所述长度方向垂直被切开的截面形状在所述宽度方向的左侧端和右侧端与所述宽度方向及所述长度方向全部垂直并分别以相同的方向突出的供电突出单元；和 供电线，以所述供电磁芯的长度方向被卷绕在所述供电主要单元的宽度方向的中央部。
11.如权利要求10所述的供电装置，其中，所述供电磁芯，具备与所述宽度方向平行的多个切开单元，并将所述供电磁芯分成多个磁芯片。
12.如权利要求11所述的供电装置，其中，所述供电磁芯中，所述长度方向的所述切开单元的厚度与所述磁芯片的厚度相似。
13.如权利要求12所述的供电装置，其中，所述供电磁芯中，所述多个切开单元中各切开单元之间的距离被预先设定。
14.一种集电装置，所述集电装置包括: 集电磁芯，其为η字形，具备规定宽度和长度的集电主要单元，以及所述集电主要单元沿所述长度方向垂直被切开的截面形状与所述宽度方向及所述长度方向全部垂直并在所述宽度方向的左侧端和右侧端分别以相同的方向突出的集电突出单元；和 集电线，被卷绕在所述集电磁芯中。
15.如权利要求14所述的集电装置，其中，所述集电线，分别被卷绕在所述左侧端及所述右侧端突出的集电突出单元中。
16.如权利要求14所述的集电装置，其中，所述集电磁芯具备延伸单元，在所述左侧端及所述右侧端突出的集电突出单元的末端分别以所述宽度方向被延伸。
17.如权利要求14所述的集电装置，其中，所述集电装置，被安装在车辆的下部。
18.一种电力输送装置，所述电力输送装置包括: 权利要求1至权利要求13中任何一项的供电装置；和 权利要求14至权利要求17中任何一项的集电装置，且 其中，所述供电突出单元 与所述集电突出单元以互相相对的方向被突出。
【文档编号】H02J17/00GK103548236SQ201280013289
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年4月25日 优先权日:2011年4月26日
【发明者】田成缉, 宋保润, 申宰圭, 孙晟准 申请人:韩国科学技术院