应用于电动汽车无线供电的桥臂绕制型平板磁芯接收端的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及应用于电动汽车无线供电的桥臂绕制型平板磁芯接收端，属于无线电能传输技术领域。
【背景技术】
[0002]目前电动汽车发展中存在两大瓶颈问题，一个是车上的电池问题，从近期的技术角度看，存在体积、重量、价格、材料、安全、充电速度、寿命等多方面问题，此外电池的生产过程属于高污染、耗费资源、破坏生态环境的过程，这些特点给电动汽车的产业化带来困难；二是地面上的充电基础设施问题，一方面，由于充电时间长，需要大量的充电或换电设施，给市政建设带来很大困难，这些设施需要占用大量的地面面积，且不利于统一管理，运营维护成本高；另一方面，电动汽车需要频繁的停车充电，给车辆使用者带来极大的不便，且续驶里程短造成了无法长途旅行。而电动汽车无线供电技术刚好解决了这两大瓶颈问题。
[0003]电动汽车动、静态无线供电系统可以使电动汽车无论在停车场、停车位、等红灯以及在公路上行驶过程中，均可以实时供电或者为电池补充电能。该技术不仅可以大幅度甚至无限制的提高车辆的续驶里程，而且车载动力电池的数量也可以大幅度降低，变为原来用量的几分之一，地面上将不再有充电站、换电站。所有供电设施均在地面以下。而且驾驶员不需要再考虑充电问题，电能问题均由地面下的供电网络自动解决。而在实现对电动汽车无线供电中，无线电能传输结构对系统的性能及建设成本起到极其重要的作用，这些性能包括供电效率、最大传输能力、空气间隔、侧移能力、耐久度、电磁辐射强度、对环境影响程度等等多个方面。通过对供电轨道铁氧体磁芯结构以及电能接收装置的结构进行合理的设计，可以极大改善上述性能。
【发明内容】
[0004]本实用新型目的是为了改善电动汽车无线供电中，供电轨道铁氧体磁芯结构导致供电效率差的问题，提供了一种应用于电动汽车无线供电的桥臂绕制型平板磁芯接收端。
[0005]本实用新型所述应用于电动汽车无线供电的桥臂绕制型平板磁芯接收端，它适配于无线电能发射端的双极型无线发射导轨，该发射导轨相邻磁极的磁场方向相反；所述平板磁芯接收端包括η块平板磁芯、桥臂磁芯及η-1个接收线圈，
[0006]η块平板磁芯相并行布置，并且相邻两块平板磁芯之间具有间隙，桥臂磁芯依次跨接在η块平板磁芯之间，相邻两块平板磁芯之间的桥臂磁芯的磁芯分段上居中螺旋缠绕接收线圈。
[0007]桥臂磁芯的η个末端分别连接于相应平板磁芯的中心。
[0008]所述桥臂磁芯由η个竖直段与一个水平段组成，η个竖直段与一个水平段形成依次连接在一起的η-1个矩形框架；或者所述桥臂磁芯为依次连接在一起的η-1个弧形框架。
[0009]相邻两块平板磁芯的中心间距与双极型无线发射导轨相邻磁极的中心间距相同。
[0010]本实用新型的优点:本实用新型与双极型发射导轨配合使用，结构简单、轻薄，与原边导轨耦合程度高，不易发生磁饱和，且对磁场屏蔽效果好，电磁兼容性高，还能保证电能传输的功率与效率。
[0011]本实用新型与双极型发射导轨配合使用时，高频交变电流通过原边导轨的供电线缆，在原边双磁极结构导轨的约束下，在导轨上方形成高频交变磁场，位于发射导轨正上方的接收端与发射端形成磁场耦合，在接收线圈中感应出电流，接收端的结构设计，使接收端磁芯与双极型发射端的磁极形成磁回路，且减小接收端上方的漏磁，实现电能的高效无线传输。
[0012]本实用新型采用桥臂绕制型接收线圈，与导轨之间的耦合系数更高；接收端底端采用平板磁芯结构设计，使接收端相对于发射导轨的侧向偏移能力更强；接收端顶端由桥臂将底端平板磁芯连接起来，形成完整的磁回路，可以保证接收端上方磁场泄露极小，电磁兼容性好；接收端只有底端平板磁芯与上方的连接桥臂构成，可以使结构更轻薄，节省磁芯材料，降低制造成本；接收线圈在连接桥臂上螺旋绕制，降低了线圈的绕制难度，且相同长度的导线可以得到更大的电感量，降低了制造成本。
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型所述应用于电动汽车无线供电的桥臂绕制型平板磁芯接收端的结构示意图，其平板磁芯为两块；
[0014]图2是图1的主视图；
[0015]图3是图1的俯视图；
[0016]图4是图1的侧视图；
[0017]图5是本实用新型所述接收端与双极型无线发射导轨相配合的示意图，其接收端平板磁芯为两块；
[0018]图6是图5的主视图；
[0019]图7是图5的俯视图；
[0020]图8是图5的侧视图；
[0021]图9是本实用新型所述应用于电动汽车无线供电的桥臂绕制型平板磁芯接收端的结构示意图，其平板磁芯为η块；
[0022]图10是图9的主视图；
[0023]图11是图9的俯视图。
【具体实施方式】
[0024]【具体实施方式】一:下面结合图1至图11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桥臂绕制型平板磁芯接收端，它适配于无线电能发射端的双极型无线发射导轨，该发射导轨相邻磁极的磁场方向相反；所述平板磁芯接收端包括η块平板磁芯1、桥臂磁芯2及η-1个接收线圈3，
[0025]η块平板磁芯I相并行布置，并且相邻两块平板磁芯I之间具有间隙，桥臂磁芯2依次跨接在η块平板磁芯I之间，相邻两块平板磁芯I之间的桥臂磁芯2的磁芯分段上居中螺旋缠绕接收线圈3。
[0026]本实施方式中所述平板磁芯I和桥臂磁芯2均为铁氧体磁芯，所述接收端的底端由η块平板磁芯构成，相邻两块平板磁芯分别对应发射导轨相邻的两个磁极，底端平板磁芯由上方的桥臂磁芯2连接，桥臂的宽度及高度均可以随工程需要调整。无线供电系统工作时，交变的电流通过供电线缆在相邻的磁极上产生实时相反的交变的磁场，电能发射端与接收端通过磁场耦合作用即能实现电能的无线传输。
[0027]图9所示的接收端包含三个平板磁芯和两个线圈，当包含η个平板磁芯时，则具有η-1个接收线圈，每个接收线圈单独配接谐振电路或者在保证相邻两个接收线圈工作电流实时相反的情况下串接后配接谐振电路。
[0028]【具体实施方式】二:下面结合图1至图8说明本实施方式，本实施方式对实施方式一作进一步说明，桥臂磁芯2的η个末端分别连接于相应平板磁芯I的中心。
[0029]【具体实施方式】三:下面结合图1、图2、图5和图6说明本实施方式，本实施方式对实施方式一或二作进一步说明，所述桥臂磁芯2由η个竖直段与一个水平段组成，η个竖直段与一个水平段形成依次连接在一起的η-1个矩形框架；或者所述桥臂磁芯2为依次连接在一起的η-1个弧形框架。
[0030]【具体实施方式】四:下面结合图6说明本实施方式，本实施方式对实施方式一、二或三作进一步说明，相邻两块平板磁芯I的中心间距与双极型无线发射导轨相邻磁极的中心间距相同。
[0031]平板磁芯I沿导轨行进方向的尺寸即长度略短于发射端导轨磁极中心间隔，使相邻两个底端平板磁芯之间存在一定的气隙。接收线圈3可以由LITZ线或者多股绝缘漆包线混合绕制，绕制匝数根据需要设置，桥臂磁芯2的每个磁芯分段中心的接收线圈3绕制为螺线管外形。
[0032]接收端沿导轨行进方向的总尺寸为两倍导轨磁极中心间距。平板磁芯I的宽度大比导轨宽度，根据实际需要进行设置。
【主权项】
1.一种应用于电动汽车无线供电的桥臂绕制型平板磁芯接收端，它适配于无线电能发射端的双极型无线发射导轨，该发射导轨相邻磁极的磁场方向相反；其特征在于，所述平板磁芯接收端包括η块平板磁芯(I)、桥臂磁芯(2)及η-l个接收线圈(3)， η块平板磁芯(I)相并行布置，并且相邻两块平板磁芯(I)之间具有间隙，桥臂磁芯(2)依次跨接在η块平板磁芯(I)之间，相邻两块平板磁芯(I)之间的桥臂磁芯(2)的磁芯分段上居中螺旋缠绕接收线圈(3)。2.根据权利要求1所述的应用于电动汽车无线供电的桥臂绕制型平板磁芯接收端，其特征在于，桥臂磁芯(2)的η个末端分别连接于相应平板磁芯(I)的中心。3.根据权利要求2所述的应用于电动汽车无线供电的桥臂绕制型平板磁芯接收端，其特征在于，所述桥臂磁芯(2)由η个竖直段与一个水平段组成，η个竖直段与一个水平段形成依次连接在一起的η-l个矩形框架；或者所述桥臂磁芯(2)为依次连接在一起的η-l个弧形框架。4.根据权利要求3所述的应用于电动汽车无线供电的桥臂绕制型平板磁芯接收端，其特征在于，相邻两块平板磁芯(I)的中心间距与双极型无线发射导轨相邻磁极的中心间距相同。
【专利摘要】应用于电动汽车无线供电的桥臂绕制型平板磁芯接收端，属于无线电能传输技术领域。本实用新型是为了改善电动汽车无线供电中，供电轨道铁氧体磁芯结构导致供电效率差的问题。它适配于无线电能发射端的双极型无线发射导轨，该发射导轨相邻磁极的磁场方向相反；所述平板磁芯接收端包括n块平板磁芯、桥臂磁芯及n-1个接收线圈，n块平板磁芯相并行布置，并且相邻两块平板磁芯之间具有间隙，桥臂磁芯依次跨接在n块平板磁芯之间，相邻两块平板磁芯之间的桥臂磁芯的磁芯分段上居中螺旋缠绕接收线圈。本实用新型作为电动汽车无线供电的电能接收端。
【IPC分类】H01F27/30, H02J17/00, H01F27/26
【公开号】CN204858762
【申请号】CN201520683681
【发明人】朱春波, 魏国, 姜金海, 汪超
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月6日