应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端的制作方法
【专利摘要】应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端，属于无线能量传输技术领域。本发明是为了解决现有电动无线供电设备磁芯间没有间隙，不方便结构调整，灵活性较差的问题。它的每个凸型磁芯由长条形底面磁芯分部和长条形立面磁芯分部连接组成，长条形立面磁芯分部居中连接于长条形底面磁芯分部的上表面，凸型磁芯在俯视方向呈回字形；n个凸型磁芯沿其长度方向依次排列，第奇数个凸型磁芯与相邻下一个凸型磁芯的间距为q，第偶数个凸型磁芯与相邻下一个凸型磁芯的间距为d；供电线缆顺次缠绕在每一个凸型磁芯的长条形立面磁芯分部上。本发明作为电动汽车无线供电的能量发射端。
【专利说明】
应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端
技术领域
[0001]本发明涉及应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端，属于无线能量传输技术领域。
【背景技术】
[0002]随着环境问题与能源压力的突出，电动汽车的推广受到了世界各国的青睐。电动汽车无线充电技术相比传统插拔式充电技术有着更好的安全性和灵活性，应用前景十分广阔。其中，动态无线充电技术可有效的提升电动汽车的续航里程，并减少电池组数目，既降低了电动汽车的成本，又延长了其使用寿命，使得电能补给更加安全可靠。
[0003]目前，具有磁芯结构的轨道式无线供电设备凭借其优越的耦合性能，能够获得较高的传输功率及传输效率，如公开号为105186707A的中国专利《应用于电动汽车无线供电的空心T型供电轨道及含有该供电轨道的轨道设备》、公开号为105048653A的中国专利《一种用于电动汽车无线供电的工口交替型磁耦合机构及其实现方法》及公开号为105186708A的中国专利《应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道》等，其有提高无线能量传输效率方面均取得了一定的进步，但这些轨道式的电动无线供电设备均存在以下弊端:
[0004]1、磁芯结构较复杂，磁芯制造成型难度大，成本较高；
[0005]2、轨道式布局的磁芯间没有间隙，在针对不同接收端结构时，难以做出结构的调整，灵活性较差；
[0006]3、在磁芯结构复杂的基础上，绕线难度加大，对施工不利；
[0007]4、一旦某部分磁芯或线缆出现损坏，替换较难，维护不便。
【发明内容】
[0008]本发明目的是为了解决现有电动无线供电设备磁芯间没有间隙，不方便结构调整，灵活性较差的问题，提供了一种应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端。
[0009]本发明所述应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端，它包括供电线缆和η个凸型磁芯，η为大于I的整数；
[0010]每个凸型磁芯由长条形底面磁芯分部和长条形立面磁芯分部连接组成，长条形立面磁芯分部居中连接于长条形底面磁芯分部的上表面，长条形立面磁芯分部的长和宽相对应小于长条形底面磁芯分部的长和宽，凸型磁芯在俯视方向呈回字形；
[0011]η个凸型磁芯沿其长度方向依次排列，由η个凸型磁芯的起始端起，第奇数个凸型磁芯与相邻下一个凸型磁芯的间距为q，第偶数个凸型磁芯与相邻下一个凸型磁芯的间距为d，d会0，q会O;
[0012]供电线缆顺次缠绕在每一个凸型磁芯的长条形立面磁芯分部上。
[0013]供电线缆顺次缠绕在每一个凸型磁芯的长条形立面磁芯分部上的第一种具体方式为:
[0014]将供电线缆分为左侧线缆和右侧线缆，左侧线缆和右侧线缆的起始端连接在一起，左侧线缆呈正弦波的形式依次缠绕在每一个凸型磁芯的长条形立面磁芯分部上，右侧线缆与左侧线缆呈镜像对称的形式依次缠绕在每一个凸型磁芯的长条形立面磁芯分部上。
[0015]供电线缆顺次缠绕在每一个凸型磁芯的长条形立面磁芯分部上的第二种具体方式为:
[0016]由第一个凸型磁芯的起始端开始，在第一个长条形立面磁芯分部沿顺时针或逆时针方向绕制N匝加半匝供电线缆，在第二个凸型磁芯的长条形立面磁芯分部沿逆时针或顺时针方向绕制N匝加半匝供电线缆，顺次向后按照与相邻前一个相反的方向在凸型磁芯的长条形立面磁芯分部绕制N匝加半匝供电线缆，直至在最后一个凸型磁芯的长条形立面磁芯分部绕制N+M+1匝供电线缆;再按相同的方式顺次向前在后续的每个长条形立面磁芯分部绕制M匝加半匝供电线缆，使每个长条形立面磁芯分部上均绕制N+M+1匝供电线缆;其中N为零或正整数，M为零或正整数。
[0017]所述凸型磁芯为铁氧体磁芯。
[0018]本发明的优点:本发明具备电能传输功率高、效率高、辐射水平低、制造成本低、施工容易及布局灵活等特点，具体如下:
[0019]1、供电线缆紧绕凸型磁芯绕制，使得磁场集中于凸型磁芯上方，有利于传递的能量与接收端的耦合，提高了耦合性能，同时凸型磁芯能够有效限制漏磁，提高电磁安全性。
[0020]2、磁芯采用上窄下宽的规则型几何构造，在工艺制造上更加容易，在施工布局上使得线缆绕制难度大大降低，在机械应力的承受上也更加优秀。
[0021]3、凸型磁芯以阵列的形式排列，布局灵活，在应对不同尺寸的接收装置时，可以有效的调整相邻磁芯间距，具有较强的灵活性和适应性。
[0022]4、凸型磁芯单元模块的应用，使得磁芯及线缆的替换更为容易，有效降低了维护成本。
[0023]5、本发明的窄磁芯结构在获取相同电能传输能力的同时使用更少的磁芯用料，制造成本低。
【附图说明】
[0024]图1为本发明所述应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端的供电线缆采用第一种绕制方式的立体结构示意图；
[0025]图2为图1的主视图；
[0026]图3为图1的俯视图；
[0027]图4为图1的侧视图；
[0028]图5为本发明所述应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端的供电线缆采用第二种绕制方式的立体结构示意图；
[0029]图6为图5的主视图；
[0030]图7为图5的俯视图；
[0031]图8为图5的侧视图。
【具体实施方式】
[0032]【具体实施方式】一:下面结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端，它包括供电线缆I和η个凸型磁芯2，n为大于I的整数；
[0033]每个凸型磁芯2由长条形底面磁芯分部和长条形立面磁芯分部连接组成，长条形立面磁芯分部居中连接于长条形底面磁芯分部的上表面，长条形立面磁芯分部的长和宽相对应小于长条形底面磁芯分部的长和宽，凸型磁芯2在俯视方向呈回字形；
[0034]η个凸型磁芯2沿其长度方向依次排列，由η个凸型磁芯2的起始端起，第奇数个凸型磁芯2与相邻下一个凸型磁芯2的间距为q，第偶数个凸型磁芯2与相邻下一个凸型磁芯2的间距为d，d兰0，q兰O;
[0035]供电线缆I顺次缠绕在每一个凸型磁芯2的长条形立面磁芯分部上。
[0036]供电线缆I顺次缠绕在每一个凸型磁芯2的长条形立面磁芯分部上的具体方式为:
[0037]将供电线缆I分为左侧线缆和右侧线缆，左侧线缆和右侧线缆的起始端连接在一起，左侧线缆呈正弦波的形式依次缠绕在每一个凸型磁芯2的长条形立面磁芯分部上，右侧线缆与左侧线缆呈镜像对称的形式依次缠绕在每一个凸型磁芯2的长条形立面磁芯分部上。
[0038]所述凸型磁芯2为铁氧体磁芯。
[0039]本实施方式中供电线缆I的左侧线缆和右侧线缆其实是一根线缆，其缠绕终端的两个线圈端头与下一段凸型结构的供电线缆的输入接口接在一起，如果没有下一段凸型结构，则这两个端头就短接在一起。
[0040]【具体实施方式】二:下面结合图5至图8说明本实施方式，本实施方式所述应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端，它包括供电线缆I和η个凸型磁芯2，n为大于I的整数；
[0041]每个凸型磁芯2由长条形底面磁芯分部和长条形立面磁芯分部连接组成，长条形立面磁芯分部居中连接于长条形底面磁芯分部的上表面，长条形立面磁芯分部的长和宽相对应小于长条形底面磁芯分部的长和宽，凸型磁芯2在俯视方向呈回字形；
[0042]η个凸型磁芯2沿其长度方向依次排列，由η个凸型磁芯2的起始端起，第奇数个凸型磁芯2与相邻下一个凸型磁芯2的间距为q，第偶数个凸型磁芯2与相邻下一个凸型磁芯2的间距为d，d兰0，q兰O;
[0043]供电线缆I顺次缠绕在每一个凸型磁芯2的长条形立面磁芯分部上。
[0044]供电线缆I顺次缠绕在每一个凸型磁芯2的长条形立面磁芯分部上的具体方式为:
[0045]由第一个凸型磁芯2的起始端开始，在第一个长条形立面磁芯分部沿顺时针或逆时针方向绕制N匝加半匝供电线缆I，在第二个凸型磁芯2的长条形立面磁芯分部沿逆时针或顺时针方向绕制N匝加半匝供电线缆I，顺次向后按照与相邻前一个相反的方向在凸型磁芯2的长条形立面磁芯分部绕制N匝加半匝供电线缆I，直至在最后一个凸型磁芯2的长条形立面磁芯分部绕制N+M+1匝供电线缆I;再按相同的方式顺次向前在后续的每个长条形立面磁芯分部绕制M匝加半匝供电线缆I，使每个长条形立面磁芯分部上均绕制N+M+1匝供电线缆I;其中N为零或正整数，M为零或正整数。
[0046]所述凸型磁芯2为铁氧体磁芯。
[0047]本实施方式中，相邻凸型磁芯2的长条形立面磁芯分部上的供电线缆I绕制方向相反，最终所有长条形立面磁芯分部上的绕线匝数相同。供电线缆I的匝数至少为I匝。
[0048]本发明所述凸型磁芯2至少为两个，长条形底面磁芯分部和长条形立面磁芯分部的长与长、宽与宽分别相互平行，凸型磁芯2的纵截面呈凸字型；间距q值和间距d值可以相等，也可以不相等。
[0049]本发明所述的能量发射端分段式应用于电动汽车无线供电的凸型供电机构中，每段供电机构至少包含2个凸型磁芯2，相邻分段首尾衔接以直线敷设，每段供电机构分别通过系统控制单元控制其导通或关断。
[0050]工作原理:交变电流经供电线缆I在凸型磁芯2上产生交变磁场，相邻凸型磁芯2的磁场方向相反，凸型磁芯2由于其凸型结构的特点，其上方的磁场集中性好，再通过磁场耦合实现电能的无线传输。
【主权项】
1.一种应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端，其特征在于，它包括供电线缆(I)和η个凸型磁芯(2)，n为大于I的整数； 每个凸型磁芯(2)由长条形底面磁芯分部和长条形立面磁芯分部连接组成，长条形立面磁芯分部居中连接于长条形底面磁芯分部的上表面，长条形立面磁芯分部的长和宽相对应小于长条形底面磁芯分部的长和宽，凸型磁芯(2)在俯视方向呈回字形； η个凸型磁芯(2)沿其长度方向依次排列，由η个凸型磁芯(2)的起始端起，第奇数个凸型磁芯(2)与相邻下一个凸型磁芯(2)的间距为q，第偶数个凸型磁芯(2)与相邻下一个凸型磁芯(2)的间距为d，d兰0，q30; 供电线缆(I)顺次缠绕在每一个凸型磁芯(2)的长条形立面磁芯分部上。2.根据权利要求1所述的应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端，其特征在于，供电线缆(I)顺次缠绕在每一个凸型磁芯(2)的长条形立面磁芯分部上的具体方式为: 将供电线缆(I)分为左侧线缆和右侧线缆，左侧线缆和右侧线缆的起始端连接在一起，左侧线缆呈正弦波的形式依次缠绕在每一个凸型磁芯(2)的长条形立面磁芯分部上，右侧线缆与左侧线缆呈镜像对称的形式依次缠绕在每一个凸型磁芯(2)的长条形立面磁芯分部上。3.根据权利要求1所述的应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端，其特征在于，供电线缆(I)顺次缠绕在每一个凸型磁芯(2)的长条形立面磁芯分部上的具体方式为: 由第一个凸型磁芯(2)的起始端开始，在第一个长条形立面磁芯分部沿顺时针或逆时针方向绕制N匝加半匝供电线缆(I)，在第二个凸型磁芯(2)的长条形立面磁芯分部沿逆时针或顺时针方向绕制N匝加半匝供电线缆(I)，顺次向后按照与相邻前一个相反的方向在凸型磁芯(2)的长条形立面磁芯分部绕制N匝加半匝供电线缆(I)，直至在最后一个凸型磁芯(2)的长条形立面磁芯分部绕制N+M+1匝供电线缆(I);再按相同的方式顺次向前在后续的每个长条形立面磁芯分部绕制M匝加半匝供电线缆(I)，使每个长条形立面磁芯分部上均绕制N+M+1匝供电线缆(I);其中N为零或正整数，M为零或正整数。4.根据权利要求1、2或3所述的应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端，其特征在于，所述凸型磁芯(2)为铁氧体磁芯。
【文档编号】H01F38/14GK106026415SQ201610638264
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年8月5日
【发明人】朱春波, 周少聪, 崔淑梅, 王志远
【申请人】哈尔滨工业大学