一种变结构无线充电装置的制作方法

本发明涉及一种变结构无线充电装置，属于电动汽车充电技术领域。

背景技术：

电动汽车可以很好地解决机动车污染排放和能源短缺问题，因此受到了很多国家和政府的鼓励，许多汽车厂商也投入到了电动汽车的研发和生产当中。电动汽车的充电方法主要有两种：一种是有线充电，也叫接触式充电。它主要包括标准充电、快速充电和电池更换3种方式；一种是无线充电，也叫无接触式充电，这是一种新型的充电方式。感应式无线输电是松散耦合结构，相当于可分离变压器；谐振式无线电能传输利用近场电磁共振耦合，可以实现电能中距离有效传输；微波电能传输是一种远场辐射型能量传输方式，由于其传输效率很低，且容产生辐射对人体造成伤害，因此不适用于汽车的充电。

感应充电方式和谐振式充电方式相比，其特征是磁通量基本只存在于磁芯中，在磁场的流通路径上导磁率较高，因此磁路的磁阻较小，激磁虽然无线传输的距离较小，但是效率较高、传输功率较大、辐射量较小，因此相对于谐振式充电方式，更适用于电动汽车大功率、高效率的要求。

传统的感应充电方式，基本是可分离变压器的形式，磁路主要由原边和副边组成，因此原边和副边是相互接触的，中间没有相应的隔离。但是在电动汽车充电技术中，通常为了节约用地，原边是放置在地面上的，这就会造成以下几个问题：

第一，直接裸露的原边磁芯会受到尘土、积水、积雪、车辆碾压甚至路面垃圾等外物的侵蚀和损害，会造成原边磁芯容易损坏的问题，引起系统的可靠性下降、相关的维护和使用成本增加的问题。但是如果采用隔板将地面的磁芯与外部空间隔离开的话，又会造成原副边的气隙增加，不利于增加系统的传输效率和功率。

第二，由于电动汽车的充电虽然处于静止状态，但是由于车型的不同、车体停放位置的不同和车辆安装无线充电装置的位置不同，会造成实际上难以确定车辆侧磁芯的具体位置，由于分离变压器方式的传输距离较小，意味着如果不能准确对中，会造成系统工作不正常，效率和功率无法达到设计指标。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种变结构无线充电装置。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种变结构无线充电装置，包括可分离变压器和定向导磁板，所述可分离变压器原边通过第一移动机构设置在地面上或地面凹槽内，所述定向导磁板盖在可分离变压器原边上方，所述可分离变压器副边通过第二移动机构设在电动汽车底部或者底部凹槽内。

可分离变压器原边可拆卸式固定在第一移动机构上，第一移动机构带动可分离变压器原边在水平和垂直方向移动。

可分离变压器副边可拆卸式固定在第二移动机构上，第二移动机构为升降端朝下的第二升降装置，第二移动机构带动可分离变压器副边升降。

所述定向导磁板包括支撑板和若干导磁体，所述支撑板上开有若干嵌导磁体的通孔，所述导磁体嵌入并固定在通孔内。

导磁体的端面与支撑板的表面齐平。

导磁体呈柱体。

所述支撑板内设置有金属骨架。

所述定向导磁板的表面涂有一层用以保护磁性材料的保护层。

可分离变压器磁芯的分离端设置有外延边。

本发明所达到的有益效果：1、本发明通过定向导磁板隔离变压器原副边，定向导磁板能够实现磁通的强耦合，实现电能和信号在可分离变压器间高效和大功率传输；2、通过定向导磁板盖住可分离变压器原边，避免分离变压器原边损坏；增强了系统可靠性，降低了相关维护；3、在充电时，通过第一移动机构和第二移动机构使分离变压器原副边对准，充电简单方便，不会造成系统工作不正常，效率和功率无法达到设计指标的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为第一移动机构的结构示意图；

图3为定向导磁板的俯视图；

图4为定向导磁板的剖视图；

图5为变压器外延边的示意图；

图6为充电时的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种变结构无线充电装置，包括第一移动机构9、第二移动机构10、可分离变压器和定向导磁板6。

可分离变压器原边7可拆卸式固定在第一移动机构9上，可分离变压器原边7通过第一移动机构9设置在地面上或地面凹槽内，定向导磁板6盖在可分离变压器原边7上方，可分离变压器副边8可拆卸式固定在第二移动机构10上，可分离变压器副边8通过第二移动机构10设在电动汽车底部或者底部凹槽内。

为了底面整洁平正，大多数情况下，上述可分离变压器原边7设置在地面凹槽内，此时要尽量使定向导磁板6盖与地面齐平，如果不齐平，定向导磁板6盖的侧边采用斜坡与地面连接。为了保证电动汽车底盘的高度，大多数情况下，上述可分离变压器副边8设置在电动汽车底部凹槽内。

第一移动机构9带动可分离变压器原边7在水平和垂直方向移动，第一移动机构9的结构有多种，如机械臂、滑轨、齿轮条、丝杠、气缸等一种或多种组合而成的结构；如图2所示为第一移动机构9的具体实施例，具体包括纵向运动装置11、横向运动装置12和第一升降装置13；横向运动装置12设置在纵向运动装置11上，第一升降装置13设置在横向运动装置12上，可分离变压器原边7可拆卸式固定在第一升降装置13上，第一升降装置13的升降端朝上。纵向运动装置11和横向运动装置12带动可分离变压器原边7在水平移动，第一升降装置13带动可分离变压器原边7在垂直方向移动。

第二移动机构10为升降端朝下的第二升降装置，第二移动机构10带动可分离变压器副边8升降，其结构也有多种，如机械臂、气缸等。

如图3和4所示，定向导磁板6包括支撑板1和若干导磁体2，支撑板1上开有若干按照一定规律平均分布的嵌导磁体2的通孔，为了增强定向导磁板6的机械强度，支撑板1内设置有金属骨架，外部通过环氧树脂或塑料注塑而成；导磁体2主要由由铁氧体、坡莫合金、非晶合金、硅钢片等高导磁材料制成，导磁体2呈柱体，每个柱体的横截面可以是正方形、六角形、圆形等，一般与通孔匹配，导磁体2嵌入通孔，并且通过注塑方式固定，导磁体2的端面与支撑板1的表面齐平；为了保护定向导磁板6中的磁性材料（导磁体2），在定向导磁板6的表面涂有一层保护层。

可分离变压器主体采用保持扁平结构，可分离变压器的磁芯可以是e型或罐式磁芯，但是为了减少漏磁和减少电磁辐射这里采用全包围的罐式磁芯，为增强了可分离变压器与定向导磁板6的接触面积，增加面积后有助于降低磁阻，进而降低损耗，提高效率。可分离变压器磁芯的分离端设置有外延边5，如图5所示，可分离变压器的磁芯为全包围的罐式磁芯，包括芯柱3和侧柱4，侧芯柱3和侧柱4的外侧均增加外延边5，外延边5的剖面为环状结构。

如图6所示，上述充电装置，在充电时，第一移动机构9带动可分离变压器原边7在水平移动，使可分离变压器原边7与可分离变压器副边8对准，第一移动机构9带动可分离变压器原边7在垂直方向移动，使可分离变压器原边7靠近定向导磁板6的下表面或者贴靠在定向导磁板6的下表面上（一般情况下是贴靠在定向导磁板6的下表面上），第二移动机构10带动可分离变压器副边8下降，使可分离变压器副边8靠近定向导磁板6的上表面或者贴靠在定向导磁板6的上表面上（一般情况下是贴靠在定向导磁板6的上表面上），通过定向导磁板6实现磁通的强耦合，实现电能和信号在可分离变压器间高效和大功率传输。

上述充电装置通过定向导磁板6隔离变压器原副边，定向导磁板6能够实现磁通的强耦合，实现电能和信号在可分离变压器间高效和大功率传输；通过定向导磁板6盖住可分离变压器原边7，避免分离变压器原边损坏；增强了系统可靠性，降低了相关维护；同时充电简单方便，不会造成系统工作不正常，效率和功率无法达到设计指标的问题。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。