汽车无线充电发射模块的制作方法
【专利摘要】本发明揭示了一种汽车无线充电发射模块，其具有本体部及其内集成而设的发射线圈部和PCB，其中本体部的内腔设为安装空间，本体部的顶侧面设为与外界隔离、对应需要进行无线充电的便携式终端机的安放面，发射线圈部设于安装空间内且贴设于安放面内侧，PCB设于安装空间内且与发射线圈部的磁场输出隔离屏蔽。应用本发明的技术方案，通过在本体部的安装空间内所配置的发射线圈部和PCB的位置合理化设计，使得无线充电发射模块的体积得以简化，具有提高汽车内部空间利用率的效果。
【专利说明】汽车无线充电发射模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车无线充电发射模块，尤其涉及一种为了在汽车内部构建无线充电系统，而在安装无线充电发射模块时，在确保最佳的无线充电区域的情况下实现整个模块体积的高效设计，从而提高驾乘者使用方便性。
【背景技术】
[0002]随着无线通信技术的发达，对自己所希望交流的信息，任何人在任何地点都能按需获取和传递的普适信息环境，正在构建之中。然而，现实情况是，到目前为止大部分通信信息设备还在依赖着电池，通信信息设备的使用受到通过有线电缆获得电源供给的限制。
[0003]因此，在终端机电源问题得到解决之前，不能说无线信息网络环境真正实现了自由。
[0004]为了解决这些问题，以无线方式传输电力的各种技术正在开发之中。利用电波的电波接收方式、利用电磁场的磁感应方式，以及利用磁场和电场能量转换的磁共振方式，就是具有代表性的典型方法。
[0005]在此，电波接收方式是利用天线使电波在空气中辐射传播，虽然具有电力传输距离远的优点，但因其在空气中的辐射损耗非常大，电力传输效率受到很大限制。
[0006]另外，磁感应方式是在发射机上安装一次线圈，在接收机上安装二次线圈，利用一次线圈和二次线圈的磁能量结合技术，来实现电力传输的一种方式，虽然它具有提高了电力传输效率的优点，但为了实现电力传输，一次线圈与二次线圈必须保持在仅几毫米的近距离以内，一次线圈与二次线圈的定位校准程度会直接影响到电力传输效率的巨大变化。这是磁感应方式的一个缺点。
[0007]因此，最近开发出一种虽然与磁感应方式相类似，但却凭借线圈型感应器和电容，使能量集中到一特定共振频率，以磁能量形态传输电力的磁共振方式。这种磁共振方式具有将较大的能量传输至数米远的优点，但它要求很高的共振特性(High Quality Factor)。也就是说，磁共振方式会因阻抗是否匹配，共振频率是否一致而直接影响到效率的巨大变化。这是磁共振方式的一个缺点。
[0008]如上所述，在行驶中的汽车内也可以实现无线充电系统，尤其是拟在汽车内构建无线充电系统时，最大的问题是能否最大限度地克服行驶中汽车所传递的振动？采用哪一种方式更为有效？和怎样切合实际地高效利用汽车室内空间的问题。本发明就是关于无线充电发射模块体积的发明。
[0009]在上述各种无线充电方式中，尤其是上述磁感应方式，当将用于无线充电的无线充电发射模块安装在行驶中的汽车内部时，必须另外有一个防止安装有一次线圈的便携式终端机与二次线圈之间位置窜动的固定装置。增设上述另外的固定装置将使体积增大，势必导致汽车室内收纳携带物品的空间被挤占的问题。
[0010]另外，最终的设计成果会因无线充电发射模块的外形而导致可充电区域的不同。因此，最适用的外形设计是起非常重要作用的因素。
【发明内容】
[0011]鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种汽车无线充电发射模块，在确保便携式终端机最佳的无线充电区域的同时还使无线充电区域的固定装置位置合理，占用汽车室内空间的体积达到最理想状态，提高驾乘者使用便利的体验。
[0012]本发明的上述目的，其得以实现的技术解决方案是:汽车无线充电发射模块，其特征在于:所述发射模块具有本体部及其内集成而设的发射线圈部和PCB，其中所述本体部的内腔设为安装空间，所述本体部的顶侧面设为与外界隔离、对应需要进行无线充电的便携式终端机的安放面，所述发射线圈部设于安装空间内且贴设于安放面内侧，所述PCB设于安装空间内且与发射线圈部的磁场输出隔离屏蔽。
[0013]进一步地，所述发射线圈部和PCB均为具一定厚度的长条形板体且沿同一长度方向平行排列设于安装空间的两侧。
[0014]更进一步地，所述发射线圈部和PCB呈水平状设置，且各自的上表面贴设于安放面内侧，各自的下表面与安装空间底面相对而设。
[0015]更进一步地，所述发射线圈部的上表面和下表面分别与安放面内侧和安装空间底面对向而设，所述PCB呈相对安放面内侧和安装空间底面垂直相交的纵向而设且PCB位于发射线圈部旁侧。
[0016]再进一步地，所述发射线圈部位于纵向的PCB的上端旁侧。
[0017]更进一步地，所述发射线圈部和PCB呈水平状设置，且发射线圈部在上PCB在下平行相叠而设。
[0018]再进一步地，所述发射线圈部和PCB纸件设有片状屏蔽体。
[0019]应用本发明的技术方案，其相对现有技术的优点体现为:通过在本体部的安装空间内所配置的发射线圈部和PCB的位置合理化设计，使得无线充电发射模块的体积得以简化，具有提高汽车内部空间利用率的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明汽车无线充电发射模块第一实施例的斜视图。
[0021]图2是图1的二视不意图。
[0022]图3是本发明汽车无线充电发射模块第二实施例的斜视图。
[0023]图4是图3的三视示意图。
[0024]图5是本发明汽车无线充电发射模块第三实施例的斜视图。
[0025]图6是图5的三视示意图。
【具体实施方式】
[0026]以下便结合优选实施例附图，对本发明的【具体实施方式】作进一步的详述，以使本发明技术方案更易于理解、掌握。
[0027]本发明汽车无线充电发射模块，是为了使乘坐汽车的乘员，能够对所携带的便携式终端机的电池，按照无线充电方式进行充电而构成的，这是本发明的前提。
[0028]为了理解上的方便，就本发明的汽车无线充电发射模块，在多种无线充电方式中，选择采用了适合于WPC (Wireless Power Consortium)标准方式的磁感应方式进行无线充电的情况加以说明。在磁感应方式下，配置在上述便携式终端机上作为接收线圈部的二次线圈与无线充电模块构成组件，作为发射线圈部的一次线圈之间可能会产生窜动，从而发生脱离可充电范围的情况，这时需要采取另外的固定装置来防止其窜动，本发明尤其以提供固定装置的安装位置信息为基本框架。
[0029]但是，本发明的汽车无线充电发射模块实施例，并非局限于上述无线充电方式中的WPC标准方式。在后述的本体部最佳体积设计中，在缩小体积的效果方面其显著性得到认定，且同样适用于A4WP标准方式的磁共振方式。
[0030]本发明汽车无线充电发射模块，其具有本体部及其内集成而设的发射线圈部和PCB，其中本体部的内腔设为安装空间，本体部的顶侧面设为与外界隔离、对应需要进行无线充电的便携式终端机的安放面，发射线圈部设于安装空间内且贴设于安放面内侧，而PCB设于安装空间内且与发射线圈部的磁场输出隔离屏蔽。并且在具体实施时可以设定:发射线圈部和PCB均为具一定厚度的长条形板体且沿同一长度方向平行排列设于安装空间的两侧。上述安放面内侧也可以理解为发射线圈部的顶棚面，而该顶棚面与带安装空间的本体部始终作为必要、通用要素，贯彻本发明汽车无线充电发射模块的诸多实施方式，特此说明图1为显示本发明的汽车无线充电发射模块第一实施例的斜视图，图2为图1的平面图、正面图和侧面图。
[0031]本发明的汽车无线充电发射模块第一实施例1A，如图1和图2所示，在本体部10上形成了安装各种电气部件的安装空间；在安装空间至少安装有一次线圈即发射线圈部30A ;发射线圈部30A连接到一同安装在安装空间的PCB40A上，实现启动和控制。
[0032]发射线圈部30A，可以是线圈以多匝缠绕的，三个单个线圈相连接的状态，使其形成恰当的电磁场；具有既定的宽度和厚度，沿长度方向延长形成的板式形状。
[0033]为了避免理解上的混淆，以下所说的厚度指上下Z方向的距离；宽度指前后X方向的距离；长度指左右Y方向的距离。该定义可同样适用于后述的PCB40A。
[0034]发射线圈部30A是生成电力的必不可少的构成元素。当加电时，凭借沿线圈流动的电流的作用，感应生成电磁场后，凭借电磁场与采用无线充电方式的便携式终端机的相互作用，产生电力。
[0035]另外，PCB40A同发射部线圈一样，具有既定的宽度和厚度，且理所当然地可沿长度方向延长形成板式形状。如本领域技术人员所周知，PCB40A可由各种电气元件焊接结合而成，其电气元件的选择、组合非本专利申请关注的重点，故省略。
[0036]也就是说，本发明汽车无线充电发射模块，以在有限的本体部10的安装空间内，安装必备构成元素发射线圈部30和PCB40 ;且本体部顶侧面设为对便携式终端机具位置固定作用的安放面，选定并设计出最佳的位置为目的。
[0037]另外，本发明的汽车无线充电发射模块，当与发射线圈部30相互作用的便携式终端机的二次线圈，其位安装置在具有既定长度的长方形便携式终端机的中间部位时，在设计上要尽可能确保携式终端机的发射线圈部30拥有最大的可充电区域。这是为了实现本发明结构紧凑的同时无线充电效率得以保证的目的的。因此，在后面将要提到的全部实施例1A、1B、1C中，在本体部10的安装空间内发射线圈部的上面可配置成与安装空间的顶棚面贴紧的状态。[0038]如上所述，在本发明第一实施例1A的汽车无线充电发射模块中，本体部10可包括安放需要进行无线充电的便携式终端机的安放面20。安放面20在构成本体部10上面的一部分的同时将本体部10的安装空间上部与外界隔离，从而构成安装空间顶棚面的一部分。
[0039]便携式终端机虽然紧贴于安放面20放置，但根据无线充电方式的不同，还可采用安装另外的固定装置的结构，将安放在安放面20上的便携式终端机固定起来，以防止汽车行驶中安放在安放面上的便携式终端机发生窜动。
[0040]在此，最理想的是将PCB40A安装在安装空间中发射线圈部30A的周围，不受从发射线圈部30A输出的磁场(包括电磁场)影响的位置上。
[0041]本发明第一实施例1A的汽车无线充电发射模块，如图1和图2所示，假定发射线圈部30A和PCB40A各自如上所述，具有既定的厚度和宽度，沿长度方向成长条状，则发射线圈部30A和PCB40A可各自在一侧按同一长度方向平行排列配置。
[0042]也就是说，在图1和图2中，当将图示的左右方向定义为X方向，将图示的前后方向定义为Y方向，将图示的上下方向定义为Z方向时，要使发射线圈部30A以X方向为宽度，以Y方向为长度，以Z方向为厚度配置在安装空间；且如上所述要使其上面与安装空间的顶棚面贴紧配置。
[0043]另外如上述方向定义，PCB40A如图1和图2所示，要使其以X方向为宽度，以Y方向为长度，以Z方向为厚度配置在安装空间，且要使其在发射线圈部30A的一侧平行排列配置。
[0044]也就是说，发射线圈部30A和PCB40A各自的上面，可使其邻接于上述顶棚面配置；而各自的下面可以使其相对于安装空间的底面配置。
[0045]上述第一实施例1A中的汽车无线充电发射模块，因Z方向的厚度非常小，能够使无线充电发射模块实现薄型化，还可将便携式终端机按X方向配置长度，从而可以扩展其可充电区域，因而具有在进行另外的固定装置设计时比较自由的优点。
[0046]图3为显示本发明汽车无线充电发射模块第二实施例的斜视图，图4为图3的平面图、正面图和侧面图。
[0047]本发明第二实施例1B中的汽车无线充电发射模块，如图3和图4所示，发射线圈部30B配置在与第一实施例1A相同的位置上；PCB40B在安装空间配置为:沿X方向形成厚度，沿Y方向形成长度，沿Z方向形成宽度，且在发射线圈部30B的一侧成平行排列配置。
[0048]换句话说，发射线圈部30B的上面和下面，分别与安装空间的顶棚面和底面成对向配置；PCB40B则分别垂直相交于安装空间的顶棚面和底面且与安装空间的左侧面和右侧面对向配置。在此，在PCB40B上端部的一侧配置发射线圈部30B。
[0049]因此，PCB40B沿发射线圈部30B的下方形成宽度并延伸，所以与第一实施例1A相t匕，存在着本体部10的上下厚度增加的缺点。虽然存在本体部10的上下厚度增加的缺点，但是PCB40B在Z方向上形成宽度这一点，可以大幅缩小本体部10的X方向的宽度。
[0050]如上所述，第二实施例1B中的汽车无线充电发射模块，本体部IOZ方向上厚度的增加由X方向上宽度的缩小取而代之，因此虽然不是薄型，但是具有可以整体设计成小巧紧凑型的优点。然而便携式终端机的大小是既定的，因X方向上宽度缩小，只能将便携式终端机的长度按Y方向安置，因而在设计上会受到一定限制。
[0051]如图5所示是本发明汽车无线充电发射模块第三实施例的斜视图，图6为图5的平面图、正面图和侧面图。
[0052]本发明第三实施例1C中的汽车无线充电发射模块如图5和图6所示，发射线圈部30C配置在与第一实施例1A和第二实施例1B相同的位置上；PCB40C可在发射部线圈下部成平行状配置。
[0053]更详细的情况是，PCB40C以与发射部线圈相同的X方向形成宽度、按Y方向形成长度、按Z方向形成厚度配置在安装空间，且与发射线圈部30C的下部成平行排列配置。
[0054]如上所述，第三实施例1C中的汽车无线充电发射模块，在发射线圈部30C的下部配置了 PCB40C，缩小了本体部IOX方向的宽度，代之以厚度较薄的发射线圈部30C和PCB40C按上下相叠配置，因此具有可以实现准薄型设计的优点。然而，同第二实施例1B —样，便携式终端机的大小是既定的，因X方向上宽度缩小，只能将便携式终端机的长度按Y方向安置，才能实现正常的无线充电。因此，存在可充电区域缩小的缺点。
[0055]另外，本发明汽车无线充电发射模块的全部实施例1A、1B、1C还包括在发射线圈部30和PCB40之间配置的屏蔽片50。屏蔽片50对发射线圈部30所产生的磁场(包括电磁场)起着屏蔽作用，以防止磁场影响到焊接的电气元件。一般情况下，发射线圈部30所产生的电磁场(磁场)，是按Z轴方向(即发射线圈部30的上部和下部)生成。屏蔽片50在第一实施例1A和第二实施例1B中的汽车无线充电发射模块上的作用程度虽然低，但在第三实施例IC中作用却很强大。
[0056]由于配置了屏蔽片50，使得本发明汽车无线充电发射模块的各实施例1A、1B、1C具备了营造更加稳定的无线充电环境的优点。通过在本体部的安装空间内所配置的发射线圈部和PCB的位置合理化设计，使得无线充电发射模块的体积得以简化，具有提高汽车内部空间利用率的效果。
[0057]除上述优选实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。
【权利要求】
1.汽车无线充电发射模块，其特征在于:所述发射模块具有本体部及其内集成而设的发射线圈部和PCB，其中所述本体部的内腔设为安装空间，所述本体部的顶侧面设为与外界隔离、对应需要进行无线 充电的便携式终端机的安放面，所述发射线圈部设于安装空间内且贴设于安放面内侧，所述PCB设于安装空间内且与发射线圈部的磁场输出隔离屏蔽。
2.根据权利要求1所述汽车无线充电发射模块，其特征在于:所述发射线圈部和PCB均为具一定厚度的长条形板体且沿同一长度方向平行排列设于安装空间的两侧。
3.根据权利要求2所述汽车无线充电发射模块，其特征在于:所述发射线圈部和PCB呈水平状设置，且各自的上表面贴设于安放面内侧，各自的下表面与安装空间底面相对而设。
4.根据权利要求2所述汽车无线充电发射模块，其特征在于:所述发射线圈部的上表面和下表面分别与安放面内侧和安装空间底面对向而设，所述PCB呈相对安放面内侧和安装空间底面垂直相交的纵向而设且PCB位于发射线圈部旁侧。
5.根据权利要求4所述汽车无线充电发射模块，其特征在于:所述发射线圈部位于纵向的PCB的上端旁侧。
6.根据权利要求2所述汽车无线充电发射模块，其特征在于:所述发射线圈部和PCB呈水平状设置，且发射线圈部在上PCB在下平行相叠而设。
7.根据权利要求1至6中任一项所述汽车无线充电发射模块，其特征在于:所述发射线圈部和PCB纸件设有片状屏蔽体。
【文档编号】H01F38/14GK103904783SQ201410115261
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】洪振义 申请人:苏州旲烔机电科技有限公司, 株式会社旲烔