绕组结构、变压器以及汽车无线充电系统的制作方法

1.本实用新型涉及变压器技术领域，尤其涉及一种绕组结构、变压器以及汽车无线充电系统。


背景技术：

2.电动汽车无线充电模式，是一种利用电磁感应耦合的原理，将电网能量以非接触的方式传递到电池的技术。松耦合变压器作为无线充电的核心部件，其原边线圈和副边线圈分别布置在基建和车载两个子系统上，分别用于能量的发送和接收，实现能量的传输。
3.现有技术中，原边线圈和副边线圈为多股绕制的绕组，而多股绕制的绕组存在不均流现象，即由于阻抗的不一致造成流过线圈中的每根线缆的电流并不是相等的。这种不均流现象会影响到并联绕制的效果和系统的性能，甚至会使并联绕制方法失效。


技术实现要素：

4.本实用新型的主要目的在于提供一种绕组结构、变压器以及汽车无线充电系统，旨在解决多股绕制的绕组存在不均流现象的问题。
5.为实现上述目的，本实用新型提供的一种绕组结构，所述绕组结构至少包括并联的第一绕组和第二绕组，所述第一绕组和第二绕组各由单独的导线绕制形成，且第一绕组和第二绕组并绕，所述第一绕组包括多匝第一线圈，所述第二绕组包括多匝第二线圈，多个所述第一线圈包括自内向外绕制形成第一匝线圈、第二匝线圈、第三匝线圈
……
第n匝线圈，多个所述第二线圈也包括自内向外绕制形成第一匝线圈、第二匝线圈、第三匝线圈
……
第n匝线圈，所述第二绕组的第一匝线圈包绕于对应的所述第一绕组的第一匝线圈的外围，其中，所述第一绕组与所述第二绕组的阻抗相等，或者，所述第一绕组与所述第二绕组的阻抗的差值处于预定范围内。
6.在一实施例中，所述第一绕组和第二绕组通过相同材质的导线制成，且通过调节所述第二绕组相对于所述第一绕组的导线长度，以使所述第一绕组与所述第二绕组的阻抗相等，或者，所述第一绕组与所述第二绕组的阻抗的差值处于预定范围内。
7.在一实施例中，所述第一绕组和第二绕组通过相同材质的导线制成，且通过调节所述第一绕组相对于所述第二绕组的导线长度，以使所述第一绕组与所述第二绕组的阻抗相等，或者，所述第一绕组与所述第二绕组的阻抗的差值处于预定范围内。
8.在一实施例中，所述第一绕组具有第一内部连接端和第一外部连接端，所述第二绕组具有第二内部连接端和第二外部连接端，所述第一内部连接端与所述第二内部连接端具有不同的绕制起点，和/或，所述第一外部连接端与第二外部连接端具有不同的绕制终点。
9.在一实施例中，每一所述第二线圈均包绕于对应的每一所述第一线圈的外围，所述第二绕组对应的导线长度大于所述第一绕组对应的导线长度，所述第一绕组和第二绕组通过不同材质的导线并绕形成，且形成所述第一绕组的导线的材质的内阻大于形成所述第
二绕组的导线的材质的内阻。
10.在一实施例中，将所述第一绕组的多个第一线圈划分为第一内部线圈和第一外部线圈，将所述第二绕组的多个第二线圈划分为多个第二内部线圈和多个第二外部线圈，其中，所述第二内部线圈包绕于对应的第一内部线圈的外围，所述第一外部线圈包绕于对应的第二外部线圈的外围，以使所述第一绕组与所述第二绕组的阻抗相等，或者，所述第一绕组与所述第二绕组的阻抗的差值处于预定范围内。
11.在一实施例中，所述第一绕组和/或第二绕组包括绕组本体以及与所述绕组本体电性连接的阻抗调整电路，所述阻抗调整电路用于调整所述第一绕组和/或第二绕组的阻抗，以使所述第一绕组与所述第二绕组的阻抗相等，或者，所述第一绕组与所述第二绕组的阻抗的差值处于预定范围内。
12.为实现上述目的，本实用新型提供的一种变压器，所述变压器包括原边绕组以及与原边绕组耦合设置的副边绕组，所述原边绕组和/或所述副边绕组包括如上所述的绕组结构。
13.为实现上述目的，本实用新型提供的一种汽车无线充电系统，所述无线充电系统包括如上所述的变压器，所述无线充电系统还包括：
14.供电装置，所述原边绕组设置于所述供电装置内；
15.受电装置，所述副边绕组设置于所述受电装置内并所述受电装置的电池电性连接。
16.本申请提供的技术方案中，所述绕组结构至少包括并联的第一绕组和第二绕组，所述第一绕组和第二绕组各由单独的导线绕制形成，且第一绕组和第二绕组并绕，所述第一绕组包括多匝第一线圈，所述第二绕组包括多匝第二线圈，多个所述第一线圈包括自内向外绕制形成第一匝线圈、第二匝线圈、第三匝线圈
……
第n匝线圈，多个所述第二线圈也包括自内向外绕制形成第一匝线圈、第二匝线圈、第三匝线圈
……
第n匝线圈，所述第二绕组的第一匝线圈包绕于对应的所述第一绕组的第一匝线圈的外围，其中，所述第一绕组与所述第二绕组的阻抗相等，或者，所述第一绕组与所述第二绕组的阻抗的差值处于预定范围内。该绕组结构中第一绕组与第二绕组的阻抗相等，可以使得第一绕组和第二绕组的电流相等，第一绕组与第二绕组的阻抗的差值处于预定范围内，可以使得第一绕组和第二绕组的电流差值处于预定范围内，解决了多股绕制的绕组存在不均流现象的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
18.图1为本实用新型绕组结构的第四实施例的结构示意图；
19.图2为本实用新型绕组结构的第四实施例的结构示意图；
20.图3为本实用新型变压器的结构示意图；
21.图4为本实用新型汽车无线充电系统的结构示意图；
22.附图标号说明：
23.标号名称标号名称10第一绕组20第二绕组a1第一外部连接端a2第二外部连接端b1第一内部连接端b2第二内部连接端lp原边绕组ls副边绕组100供电装置200受电装置
24.本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
25.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
27.另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
28.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
30.参照图1或图2，本实用新型提供一种绕组结构，提出了本实用新型的第一实施例，所述绕组结构至少包括并联的第一绕组10和第二绕组20，所述第一绕组10和第二绕组20各由单独的导线绕制形成，且第一绕组10和第二绕组20并绕，所述第一绕组10包括多匝第一线圈，所述第二绕组20包括多匝第二线圈，多个所述第一线圈包括自内向外绕制形成第一匝线圈、第二匝线圈、第三匝线圈
……
第n匝线圈，多个所述第二线圈也包括自内向外绕制形成第一匝线圈、第二匝线圈、第三匝线圈
……
第n匝线圈，所述第二绕组20 的第一匝线圈包绕于对应的所述第一绕组10的第一匝线圈的外围，其中，所述第一绕组10与所述第二绕组20的阻抗相等，或者，所述第一绕组10与所述第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围内。
31.在本实施例提出的技术方案中，绕组结构至少包括并联的第一绕组10和第二绕组20，第一绕组10和第二绕组20之间可以有一定间隙，也可没有。第一绕组10包括多匝第一线圈，其中，第一线圈是从第一绕组10起点位置开始，到起点位置的一圈为一个完整的第一线
圈，多个第一线圈自内向外绕制形成第一匝线圈、第二匝线圈、第三匝线圈，
……
第n匝线圈，在最外圈的第一线圈可以是一个完整的线圈，也可以是部分线圈。第二线圈是从第二绕组20起点位置开始，到起点位置的一圈为一个完整的第二线圈，多个第二线圈也包括自内向外绕制形成第一匝线圈、第二匝线圈、第三匝线圈
……
第n 匝线圈，在最外圈的第二线圈可以是一个完整的线圈，也可以是部分线圈。第二绕组20的第一匝线圈包绕于对应的第一绕组10的第一匝线圈的外围，其余的第二线圈可以包饶于对应的第一线圈的外围，其余的第一线圈也可以包饶在对应的第二线圈的外围。
32.绕线阻抗主要由绕线内阻和绕线自感决定，其中绕线内阻的主要影响因素是绕线长度，而绕线自感的主要影响因素为绕线面积及磁通强度。通过调节绕线长度，不仅调节绕线的内阻，同时也在调节绕线面积。
33.可以通过减小第二绕组20中任一匝绕线长度，从而减小第二绕组20的阻抗，使第二绕组20的阻抗等于所述第一绕组10阻抗，或使所述第二绕组 20与所述第一绕组10的阻抗处于预定范围内。
34.可以通过增大第一绕组10中任一匝绕线长度，从而增大第一绕组10阻抗，使第一绕组10的阻抗等于所述第二绕组20阻抗，或使所述第一绕组10 与所述第二绕组20的阻抗处于预定范围内。
35.也可以通过减小第二绕组20中任一匝绕线长度，从而减小第二绕组20 的阻抗，和/或通过增大第一绕组10中任一匝绕线长度，从而增大第一绕组 10阻抗，使第一绕组10的阻抗等于所述第二绕组20阻抗，或使所述第一绕组10与所述第二绕组20的阻抗处于预定范围内。
36.本实施例的绕组结构中第一绕组10与第二绕组20的阻抗相等，可以使得第一绕组10和第二绕组20的电流相等，第一绕组10与第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围内，可以使得第一绕组10和第二绕组20的电流差值处于预定范围内，解决了多股绕制的绕组存在不均流现象的问题。
37.参照图1或图2，基于第一实施例，提出了本实用新型的第二实施例，所述第一绕组10和第二绕组20通过相同材质的导线制成，且通过调节所述第二绕组20相对于所述第一绕组10的导线长度，以使所述第一绕组10与所述第二绕组20的阻抗相等，或者，所述第一绕组10与所述第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围内。
38.在本实施例提出的技术方案中，第一绕组10与第二绕组20用相同材质的导线，从而相同长度的第一绕组10与第二绕组20的内阻相同，通过调节所述第二绕组20相对于所述第一绕组10的导线长度，以使所述第一绕组10 与所述第二绕组20的阻抗相等，或者，所述第一绕组10与所述第二绕组20 的阻抗的差值处于预定范围内。因此第一绕组10和第二绕组20两端加相同的电压，第一绕组10与第二绕组20的阻抗相等，可以使得第一绕组10和第二绕组20的电流相等，第一绕组10与第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围内，可以使得第一绕组10和第二绕组20的电流差值处于预定范围内，解决了多股绕制的绕组存在不均流现象的问题。
39.参照图1或图2，基于第一或者第二实施例，提出了本实用新型的第三实施例，所述第一绕组10和第二绕组20通过相同材质的导线制成，且通过调节所述第一绕组10相对于所述第二绕组20的导线长度，以使所述第一绕组 10与所述第二绕组20的阻抗相等，或者，所
述第一绕组10与所述第二绕组 20的阻抗的差值处于预定范围内。
40.在本实施例提出的技术方案中，第一绕组10与第二绕组20用相同材质的导线，从而相同长度的第一绕组10与第二绕组20的内阻相同，通过调节所述第一绕组10相对于所述第二绕组20的导线长度，以使所述第一绕组与所述第二绕组20的阻抗相等，或者，所述第一绕组10与所述第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围内。因此第一绕组10和第二绕组20两端加相同的电压，第一绕组10与第二绕组20的阻抗相等，可以使得第一绕组10和第二绕组20的电流相等，第一绕组10与第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围内，可以使得第一绕组10和第二绕组20的电流差值处于预定范围内，解决了多股绕制的绕组存在不均流现象的问题。
41.参照图1或图2，基于第一至第三中任一实施例，提出了本实用新型的第四实施例，所述第一绕组10具有第一内部连接端b1和第一外部连接端a1，所述第二绕组20具有第二内部连接端b2和第二外部连接端a2，所述第一内部连接端b1与所述第二内部连接端b2具有不同的绕制起点，和/或，所述第一外部连接端a1与第二外部连接端a2具有不同的绕制终点。
42.在本实施例提出的技术方案中，第一绕组10的第一内部连接端b1为最内圈的第一线圈的起点位置，第一外部连接端a1为最外圈的第一线圈的终点位置。第二绕组20的第二内部连接端b2为最内圈的第二线圈的起点位置，第二外部连接端a2为最外圈的第二线圈的终点位置。
43.如图1所示，固定第一外部连接端a1与第二外部连接端a2的绕制终点，通过调节第一内部连接端b1的绕制起点来调节第一绕组10的长度，和/或，通过调节第二内部连接端b2的绕制起点来调节第二绕组20的长度，从而调节第一绕组10和/或第二绕组20的阻抗。可以使得第一绕组10与第二绕组 20的阻抗相同，在第一绕组10与第二绕组20两端的电压相同的情况下，可以使得流经第一绕组10与第二绕组20的电流相等。也可以使得第一绕组10 与第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围，在第一绕组10与第二绕组20两端的电压相同的情况下，流经第一绕组10与第二绕组20的电流的差值处于预定范围内。
44.如图2所示，固定第一内部连接端b1与第二内部连接端b2的绕制起点，通过调节第一外部连接端a1的绕制终点来调节第一绕组10的长度，和/或，通过调节第二外部连接端a2的绕制终点来调节第二绕组20的长度，从而调节第一绕组10和/或第二绕组20的阻抗。可以使得第一绕组10与第二绕组 20的阻抗相同，在第一绕组10与第二绕组20两端的电压相同的情况下，可以使得流经第一绕组10与第二绕组20的电流相等。也可以使得第一绕组10 与第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围，在第一绕组10与第二绕组20两端的电压相同的情况下，流经第一绕组10与第二绕组20的电流的差值处于预定范围内。
45.还可以同时调整第一内部连接端b1、第二内部连接端b2、第一外部连接端a1以及第二外部连接端a2，来调节第一绕组10和第二绕组20的长度，从而调节第一绕组10和第二绕组20的阻抗。可以使得第一绕组10与第二绕组 20的阻抗相同，在第一绕组10与第二绕组20两端的电压相同的情况下，可以使得流经第一绕组10与第二绕组20的电流相等。也可以使得第一绕组10 与第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围，在第一绕组10与第二绕组20两端的电压相同的情况下，流经第一绕组10与第二绕组20的电流的差值处于预定范围内。
46.参照图1或图2，基于第一至第四中任一实施例，提出了本实用新型的第五实施例，每一所述第二线圈均包绕于对应的每一所述第一线圈的外围，所述第二绕组20对应的导线
长度大于所述第一绕组10对应的导线长度，所述第一绕组10和第二绕组20通过不同材质的导线并绕形成，且形成所述第一绕组10的导线的材质的内阻大于形成所述第二绕组20的导线的材质的内阻。
47.在本实施例提出的技术方案中，第二绕组20的每一第二线圈均包绕于对应的第一绕组10的每一所述第一线圈的外围，第二绕组20对应的导线长度大于所述第一绕组10对应的导线长度，这里的第一绕组10小于第二绕组20 的阻抗。将第二绕组20换为更小内阻的材质，和/或，将第一绕组10换为更大内阻的材质，从而使得第一绕组10与第二绕组20的阻抗相同，在第一绕组10与第二绕组20两端的电压相同的情况下，可以使得流经第一绕组10与第二绕组20的电流相等。也可以使得第一绕组10与第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围，在第一绕组10与第二绕组20两端的电压相同的情况下，流经第一绕组10与第二绕组20的电流的差值处于预定范围内。
48.参照图1或图2，基于第一至第六中任一实施例，提出了本实用新型的第七实施例，将所述第二绕组20的多个第二线圈划分为多个第二内部线圈和多个第二外部线圈，其中，所述第二内部线圈包绕于对应的第一内部线圈的外围，所述第一外部线圈包绕于对应的第二外部线圈的外围，以使所述第一绕组10与所述第二绕组20的阻抗相等，或者，所述第一绕组10与所述第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围内。
49.在本实施例提出的技术方案中，第二绕组20的第二内部线圈包饶于第一绕组10的第一内部线圈的外围。第一绕组10的第一外部线圈包饶于第二绕组20的第二外部线圈的外围。通过改变第一绕组10的多个第一线圈与第二绕组20的多个第二线圈绕制的内外关系，使得第一绕组10与第二绕组20的长度相同或者长度差值满足预定范围。可以使得第一绕组10与第二绕组20 的阻抗相同，在第一绕组10与第二绕组20两端的电压相同的情况下，可以使得流经第一绕组10与第二绕组20的电流相等。也可以使得第一绕组10与第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围，在第一绕组10与第二绕组20两端的电压相同的情况下，流经第一绕组10与第二绕组20的电流的差值处于预定范围内。
50.参照图1或图2，基于第一至第七中任一实施例，提出了本实用新型的第八实施例，所述第一绕组10和/或第二绕组20包括绕组本体以及与所述绕组本体电性连接的阻抗调整电路，所述阻抗调整电路用于调整所述第一绕组10 和/或第二绕组20的阻抗，以使所述第一绕组10与所述第二绕组20的阻抗相等，或者，所述第一绕组10与所述第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围内。
51.在本实施例提出的技术方案中，通过阻抗调整电路改变第一绕组10和/ 或第二绕组20的阻抗的大小，例如可以通过阻抗调整电路减小第二绕组20 的阻抗，和/或，通过阻抗调整电路增大第一绕组10的阻抗。以使所述第一绕组10与所述第二绕组20的阻抗相等，或者，所述第一绕组10与所述第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围内。因此第一绕组10和第二绕组20两端加相同的电压，第一绕组10与第二绕组20的阻抗相等，可以使得第一绕组10 和第二绕组20的电流相等，第一绕组10与第二绕组20的阻抗的差值处于预定范围内，可以使得第一绕组10和第二绕组20的电流差值处于预定范围内，解决了多股绕制的绕组存在不均流现象的问题。
52.参照图3，基于上述绕组结构，本实用新型还提出了一种变压器，所述变压器包括原边绕组lp以及与原边绕组lp耦合设置的副边绕组ls，所述原边绕组lp和/或所述副边绕
组ls包括如上所述的绕组结构。
53.参照图4，基于上述绕组结构，本实用新型还提出了一种汽车无线充电系统，所述无线充电系统如上所述的变压器，所述无线充电系统还包括：供电装置100，所述原边绕组lp设置于所述供电装置内；受电装置200，所述副边绕组ls设置于所述受电装置200内并所述受电装置200的电池电性连接。
54.以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。