一种用于电动汽车无线充电的埋地式磁耦合机构的制作方法

本发明涉及一种用于电动汽车无线充电的埋地式磁耦合机构，属于电动汽车无线充电领域。

背景技术：

近些年来，由于其便捷、安全、美观等特点，无线充电技术在电动汽车充电领域获得广泛应用。电动汽车无线充电系统的结构及工作过程如下：发射端——逆变器通过dc-ac转换将直流电逆变为高频交变电,逆变器输出的交流电流通入安装在地面或地下的发射线圈中,在充电区域内产生高频电磁场；接收端——安装在汽车底盘的接收线圈感应到发射线圈的高频电磁场，产生高频电压，再经过整流电路转化为直流电，用以给车载电池充电。当发射端和接收端的电路均处于谐振状态时，能减小系统的无功功率，提高系统的传输功率和效率。

目前，电动汽车无线充电系统的发射端更多地安装在地面上，略微凸出地面。然而，这种安装方式存在一些难以克服的问题。例如，容易在车辆停靠过程中造成磁耦合机构外壳损坏；为提升耦合程度，通常增加线圈面积，造成了磁耦合机构占地面积过大，不利于电动汽车大规模集群充电。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种用于电动汽车无线充电的埋地式磁耦合机构，解决现有技术中容易在车辆停靠过程中造成磁耦合机构外壳损坏；为提升耦合程度，通常增加线圈面积，造成了磁耦合机构占地面积过大，不利于电动汽车大规模集群充电的问题。

为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

本发明提供了一种用于电动汽车无线充电的埋地式磁耦合机构，包括设置在地面下方的发射端和设置在车辆底盘的接收端；

所述接收端包括接收磁芯和接收线圈，所述接收线圈绕制于接收磁芯的外围；

所述发射端包括多片发射磁芯和绕设在多片发射磁芯上的发射线圈；所述多片发射磁芯周向分布，围成上大下小的锥形结构；

所述发射线圈为单层线圈，螺旋绕制于多片发射磁芯的内壁上。

进一步的，所述发射线圈中间所形成的锥形凹部与地面安装口相互匹配。

进一步的，所述接收线圈和发射线圈采用利兹线绕制。

进一步的，所述接收磁芯和/或发射磁芯选用软磁体磁芯材料。

进一步的，所述软磁体磁芯材料为铁氧体或纳米晶合金。

进一步的，所述接收线圈呈平面螺旋结构绕制于接收磁芯的外围。

进一步的，所述接收端还包括用于固定接收磁芯的安装外壳。

进一步的，所述发射线圈外侧与发射磁芯的内壁紧密贴合。

进一步的，所述发射磁芯和发射线圈的中心轴线重合。

进一步的，所述发射磁芯为薄片形立方体结构。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明提出的磁耦合机构发射端能够与地面融为一体，不会改变地面基础设施安装环境，有利于实现多台电动汽车集群充电；磁耦合机构发射端安装于地面下方，电磁兼容性好；薄片形磁芯分散排列，体积小，不过多占用安装空间；发射端通过增加线圈层数可以提高线圈自感、互感等耦合参数，不会扩大线圈的占地面积及安装口口径，因此可以有效避免安装过程产生的工程量。

附图说明

图1为本实施例中接收端磁耦合机构示意图；

图2为本实施例中发射端磁耦合机构示意图；

图3为本实施例中发射与接收磁耦合机构工作示意图；

图4为本实施例中发射端安装于地面下方的示意图。

图中：1、接收线圈；2、接收磁芯；3、发射线圈；4、发射磁芯；5、发射端；6、接收端。

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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图3、图4所示，本发明实施例提供的用于电动汽车无线充电的埋地式磁耦合机构包括设置在地面下方的发射端5和设置在车辆底盘的接收端6；发射端5能够与地面融为一体，不会改变地面基础设施安装环境，有利于实现多台电动汽车集群充电；磁耦合机构发射端5安装于地面下方，电磁兼容性好；

如图1所示，所述接收端6包括接收磁芯2和接收线圈1，所述接收磁芯2构安装于电动汽车底盘的空间中，所述接收磁芯2构造为圆形结构的软磁体磁芯材料，所述软磁体磁芯材料为铁氧体或纳米晶合金，设置软磁体磁芯能提高磁耦合结构的耦合能力、降低磁耦合结构的漏磁；所述接收线圈1呈平面螺旋结构绕制于接收磁芯2的外围，为了便于安装，所述接收端6还包括用于固定磁芯的安装外壳，所述接收端6由内到外依次为磁芯、接收线圈1和安装外壳的结构；

如图2所示，所述发射端5包括多片发射磁芯4和绕设在多片发射磁芯4上的发射线圈3，所述多片发射磁芯4周向分布，围成上大下小的锥形结构；所述发射磁芯4为薄片形立方体结构，薄片形磁芯分散排列，体积小，不过多占用安装空间；所述发射磁芯4的材质为铁氧体或纳米晶合金，设置软磁体磁芯能提高磁耦合结构的耦合能力、降低磁耦合结构的漏磁；所述发射线圈3为单层线圈，螺旋绕制于多片发射磁芯4的内壁上；发射端5通过增加线圈层数可以提高线圈自感、互感等耦合参数，不会扩大线圈的占地面积及安装口口径，因此可以有效避免安装过程产生的工程量；所述发射线圈3外侧与发射磁芯4的内壁紧密贴合，提高稳定性，所述发射磁芯4和发射线圈3的中心轴线重合，分布更为均匀，便于提高磁耦合结构的耦合能力，为了便于装配，所述发射线圈3中间所形成的圆锥形凹部与地面安装口相互匹配；

如图1、图2所示，所述接收端6线圈为平面螺旋型、发射端5线圈为锥形，均采用利兹线绕制，此种结构通过增加线圈层数可以提高线圈自感、互感等耦合参数，不会扩大线圈的占地面积及安装口口径，因此可以有效避免安装过程产生的工程量。

实际应用中，经测试，使得接收线圈1位于发射端5线圈的正上方，接收曲面线圈的中心轴线与发射弧形线圈的中心轴线重合时，为最优对准位置，充电效率最高。

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。