應用于電動汽車無線供電的橋臂交叉繞制型平板磁芯接收端的制作方法
【專利說明】應用于電動汽車無線供電的橋臂交叉繞制型平板磁芯接收
2.LU
?而
技術領域
[0001]本發明涉及應用于電動汽車無線供電的橋臂交叉繞制型平板磁芯接收端，屬于無線電能傳輸技術領域。
【背景技術】
[0002]目前電動汽車發展中存在兩大瓶頸問題，一個是車上的電池問題，從近期的技術角度看，存在體積、重量、價格、材料、安全、充電速度、壽命等多方面問題；并且電池的生產過程屬于高污染、耗費資源、破壞生態環境的過程，這些特點給電動汽車的產業化帶來困難；二是地面上的充電基礎設施問題，一方面，由于充電時間長，需要大量的充電或換電設施，給市政建設帶來很大困難，這些設施需要占用大量的地面面積，且不利于統一管理，運營維護成本高；另一方面，電動汽車需要頻繁的停車充電，給車輛使用者帶來極大的不便，且續駛里程短造成了無法長途旅行。而電動汽車無線供電技術剛好解決了這兩大瓶頸問題。
[0003]電動汽車動、靜態無線供電系統可以使電動汽車無論在停車場、停車位、等紅燈以及在公路上行駛過程中，均可以實時供電或者為電池補充電能。該技術不僅可以大幅度甚至無限制的提高車輛的續駛里程，而且車載動力電池的數量也可以大幅度降低，變為原來用量的幾分之一，地面上將不再有充電站、換電站。所有供電設施均在地面以下。而且駕駛員不需要再考慮充電問題，電能問題均由地面下的供電網絡自動解決。而在實現對電動汽車無線供電中，無線電能傳輸結構對系統的性能及建設成本起到極其重要的作用，這些性能包括供電效率、最大傳輸能力、空氣間隔、側移能力、耐久度、電磁輻射強度、對環境影響程度等等多個方面。通過對供電軌道鐵氧體磁芯結構以及電能接收裝置的結構進行合理的設計，可以極大改善上述性能。

【發明內容】

[0004]本發明目的是為了改善電動汽車無線供電中，供電軌道鐵氧體磁芯結構導致供電效率差的問題，提供了一種應用于電動汽車無線供電的橋臂交叉繞制型平板磁芯接收端。
[0005]本發明所述應用于電動汽車無線供電的橋臂交叉繞制型平板磁芯接收端，它適配于無線電能發射端的雙極型無線發射導軌，該發射導軌相鄰磁極的磁場方向相反；所述平板磁芯接收端包括η塊平板磁芯、橋臂磁芯及接收線圈，
[0006]η塊平板磁芯相并行布置，并且相鄰兩塊平板磁芯之間具有間隙，橋臂磁芯依次跨接在η塊平板磁芯之間，橋臂磁芯跨接在η塊平板磁芯上的η個末端纏繞接收線圈；
[0007]接收線圈在所述η個末端依次交叉繞制。
[0008]橋臂磁芯的η個末端分別連接于相應平板磁芯的中心。
[0009]所述橋臂磁芯由η個豎直段與一個水平段組成，η個豎直段與一個水平段形成依次連接在一起的η-1個矩形框架；或者所述橋臂磁芯為依次連接在一起的η-1個弧形框架。
[0010]相鄰兩塊平板磁芯的中心間距與雙極型無線發射導軌相鄰磁極的中心間距相同。
[0011]本發明的優點:本發明所述的能量接收端與雙極型發射導軌配合使用，在考慮雙極型發射導軌產生的磁場分布后，設計出橋臂交叉繞制型平板磁芯接收端機構，它與雙極型發射導軌單元組成無線電能傳輸結構。這種接收端結構簡單、輕薄，與原邊導軌耦合程度高，不易發生磁飽和，且對磁場屏蔽效果好，電磁兼容性高，能保證電能傳輸的功率與效率，進而保障供電效率。
[0012]本發明所述接收端的接收線圈采用橋臂交叉繞制型結構，與導軌之間的耦合系數更高；接收端底端的平板磁芯結構，使接收端相對于發射導軌的側向偏移能力更強。相鄰兩塊平板磁芯由橋臂磁芯連接起來，形成完整的磁回路，可以保證接收端上方磁場泄露極小，電磁兼容性好。接收端只有底端平板磁芯與上方的連接橋臂構成，結構更輕薄，節省磁芯材料，降低制造成本。接收線圈交叉繞制，降低了線圈的繞制難度，且相同長度的導線可以得到更大的電感量，降低了制造成本。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明所述應用于電動汽車無線供電的橋臂交叉繞制型平板磁芯接收端的透視結構示意圖，其中平板磁芯為兩塊；
[0014]圖2是圖1的主視圖；
[0015]圖3是圖1的俯視圖；
[0016]圖4是圖1的側視圖；
[0017]圖5是本發明所述平板磁芯接收端與雙極型無線發射導軌相配合的結構示意圖，其中平板磁芯為兩塊；
[0018]圖6是圖5的主視圖；
[0019]圖7是圖5的俯視圖；
[0020]圖8是圖5的側視圖；
[0021]圖9是本發明所述平板磁芯接收端與雙極型無線發射導軌相配合的結構示意圖，其中平板磁芯為三塊；
[0022]圖10是圖9的主視圖；
[0023]圖11是圖9的俯視圖。
【具體實施方式】
[0024]【具體實施方式】一:下面結合圖1至圖11說明本實施方式，本實施方式所述應用于電動汽車無線供電的橋臂交叉繞制型平板磁芯接收端，它適配于無線電能發射端的雙極型無線發射導軌，該發射導軌相鄰磁極的磁場方向相反；所述平板磁芯接收端包括η塊平板磁芯1、橋臂磁芯2及接收線圈3，
[0025]η塊平板磁芯I相并行布置，并且相鄰兩塊平板磁芯I之間具有間隙，橋臂磁芯2依次跨接在η塊平板磁芯I之間，橋臂磁芯2跨接在η塊平板磁芯I上的η個末端纏繞接收線圈3 ；
[0026]接收線圈3在所述η個末端依次交叉繞制。
[0027]本實施方式中的平板磁芯I與橋臂磁芯2均為鐵氧體磁芯，η塊平板磁芯I構成接收端的底端，相鄰兩塊平板磁芯I分別對應發射導軌相鄰的兩個磁極。當無線供電工作時，交變的電流通過供電線纜在發射導軌相鄰的磁極上產生實時相反的交變的磁場，使無線供電的發射端與接收端通過磁場耦合作用實現電能的無線傳輸。
[0028]接收線圈3的繞制形狀為多個連接在一起的“8”字形。
[0029]【具體實施方式】二:下面結合圖1至圖4說明本實施方式，本實施方式對實施方式一作進一步說明，橋臂磁芯2的η個末端分別連接于相應平板磁芯I的中心。
[0030]本實施方式中橋臂磁芯2的寬度及高度均可以隨工程需要調整。
[0031]【具體實施方式】三:下面結合圖1說明本實施方式，本實施方式對實施方式一或二作進一步說明，所述橋臂磁芯2由η個豎直段與一個水平段組成，η個豎直段與一個水平段形成依次連接在一起的η-1個矩形框架；或者所述橋臂磁芯2為依次連接在一起的η-1個弧形框架。
[0032]所述橋臂磁芯2為矩形框架時，接收線圈3依次交叉繞制在相鄰的豎直段上。
[0033]【具體實施方式】四:下面結合圖5至圖8說明本實施方式，本實施方式對實施方式一、二或三作進一步說明，相鄰兩塊平板磁芯I的中心間距與雙極型無線發射導軌相鄰磁極的中心間距相同。
[0034]本發明中平板磁芯I沿橋臂磁芯2跨接方向的長度略短于發射端導軌磁極中心間隔，以使相鄰兩塊平板磁芯I之間存在一定的氣隙。相鄰兩塊平板磁芯I沿導軌行進方向總尺寸兩倍于導軌磁極中心間距。所述接收端垂直于導軌行進方向的尺寸一般比導軌的寬度大，可根據應用設備的尺寸調整。
[0035]接收線圈3可以由LITZ線或者多股絕緣漆包線混合繞制，繞制匝數不做限定。
【主權項】
1.一種應用于電動汽車無線供電的橋臂交叉繞制型平板磁芯接收端，它適配于無線電能發射端的雙極型無線發射導軌，該發射導軌相鄰磁極的磁場方向相反；其特征在于，所述平板磁芯接收端包括η塊平板磁芯(I)、橋臂磁芯(2)及接收線圈(3)， η塊平板磁芯(I)相并行布置，并且相鄰兩塊平板磁芯(I)之間具有間隙，橋臂磁芯(2)依次跨接在η塊平板磁芯(I)之間，橋臂磁芯(2)跨接在η塊平板磁芯(I)上的η個末端纏繞接收線圈⑶； 接收線圈(3)在所述η個末端依次交叉繞制。2.根據權利要求1所述的應用于電動汽車無線供電的橋臂交叉繞制型平板磁芯接收端，其特征在于，橋臂磁芯(2)的η個末端分別連接于相應平板磁芯(I)的中心。3.根據權利要求2所述的應用于電動汽車無線供電的橋臂交叉繞制型平板磁芯接收端，其特征在于，所述橋臂磁芯(2)由η個豎直段與一個水平段組成，η個豎直段與一個水平段形成依次連接在一起的η-1個矩形框架；或者所述橋臂磁芯(2)為依次連接在一起的η-1個弧形框架。4.根據權利要求3所述的應用于電動汽車無線供電的橋臂交叉繞制型平板磁芯接收端，其特征在于，相鄰兩塊平板磁芯(I)的中心間距與雙極型無線發射導軌相鄰磁極的中心間距相同。
【專利摘要】應用于電動汽車無線供電的橋臂交叉繞制型平板磁芯接收端，屬于無線電能傳輸技術領域。本發明是為了改善電動汽車無線供電中，供電軌道鐵氧體磁芯結構導致供電效率差的問題。它適配于無線電能發射端的雙極型無線發射導軌，該發射導軌相鄰磁極的磁場方向相反；所述接收端包括n塊平板磁芯、橋臂磁芯及接收線圈，n塊平板磁芯相并行布置，并且相鄰兩塊平板磁芯之間具有間隙，橋臂磁芯依次跨接在n塊平板磁芯之間，橋臂磁芯跨接在n塊平板磁芯上的n個末端纏繞接收線圈；接收線圈在所述n個末端依次交叉繞制。本發明作為電動汽車無線供電的電能接收端。
【IPC分類】H01F27/30, H01F27/26
【公開號】CN105186712
【申請號】CN201510560609
【發明人】朱春波, 魏國, 姜金海, 汪超
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月6日