CN105186712B - 应用于电动汽车无线供电的桥臂交叉绕制型平板磁芯接收端 - Google Patents

Abstract

应用于电动汽车无线供电的桥臂交叉绕制型平板磁芯接收端，属于无线电能传输技术领域。本发明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；所述接收端包括n块平板磁芯、桥臂磁芯及接收线圈，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，桥臂磁芯跨接在n块平板磁芯上的n个末端缠绕接收线圈；接收线圈在所述n个末端依次交叉绕制。本发明作为电动汽车无线供电的电能接收端。

Description

应用于电动汽车无线供电的桥臂交叉绕制型平板磁芯接收端

技术领域

本发明涉及应用于电动汽车无线供电的桥臂交叉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

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；并且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。

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

本发明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交叉绕制型平板磁芯接收端。

本发明所述应用于电动汽车无线供电的桥臂交叉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n块平板磁芯、桥臂磁芯及接收线圈，

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，桥臂磁芯跨接在n块平板磁芯上的n个末端缠绕接收线圈；

接收线圈在所述n个末端依次交叉绕制。

桥臂磁芯的n个末端分别连接于相应平板磁芯的中心。

所述桥臂磁芯由n个竖直段与一个水平段组成，n个竖直段与一个水平段形成依次连接在一起的n-1个矩形框架；或者所述桥臂磁芯为依次连接在一起的n-1个弧形框架。

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。

本发明的优点：本发明所述的能量接收端与双极型发射导轨配合使用，在考虑双极型发射导轨产生的磁场分布后，设计出桥臂交叉绕制型平板磁芯接收端机构，它与双极型发射导轨单元组成无线电能传输结构。这种接收端结构简单、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，能保证电能传输的功率与效率，进而保障供电效率。

本发明所述接收端的接收线圈采用桥臂交叉绕制型结构，与导轨之间的耦合系数更高；接收端底端的平板磁芯结构，使接收端相对于发射导轨的侧向偏移能力更强。相邻两块平板磁芯由桥臂磁芯连接起来，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，结构更轻薄，节省磁芯材料，降低制造成本。接收线圈交叉绕制，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

图1是本发明所述应用于电动汽车无线供电的桥臂交叉绕制型平板磁芯接收端的透视结构示意图，其中平板磁芯为两块；

图2是图1的主视图；

图3是图1的俯视图；

图4是图1的侧视图；

图5是本发明所述平板磁芯接收端与双极型无线发射导轨相配合的结构示意图，其中平板磁芯为两块；

图6是图5的主视图；

图7是图5的俯视图；

图8是图5的侧视图；

图9是本发明所述平板磁芯接收端与双极型无线发射导轨相配合的结构示意图，其中平板磁芯为三块；

图10是图9的主视图；

图11是图9的俯视图。

具体实施方式

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交叉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n块平板磁芯1、桥臂磁芯2及接收线圈3，

n块平板磁芯1相并行布置，并且相邻两块平板磁芯1之间具有间隙，桥臂磁芯2依次跨接在n块平板磁芯1之间，桥臂磁芯2跨接在n块平板磁芯1上的n个末端缠绕接收线圈3；

接收线圈3在所述n个末端依次交叉绕制。

本实施方式中的平板磁芯1与桥臂磁芯2均为铁氧体磁芯，n块平板磁芯1构成接收端的底端，相邻两块平板磁芯1分别对应发射导轨相邻的两个磁极。当无线供电工作时，交变的电流通过供电线缆在发射导轨相邻的磁极上产生实时相反的交变的磁场，使无线供电的发射端与接收端通过磁场耦合作用实现电能的无线传输。

接收线圈3的绕制形状为多个连接在一起的“8”字形。

具体实施方式二：下面结合图1至图4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n个末端分别连接于相应平板磁芯1的中心。

本实施方式中桥臂磁芯2的宽度及高度均可以随工程需要调整。

具体实施方式三：下面结合图1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n个竖直段与一个水平段组成，n个竖直段与一个水平段形成依次连接在一起的n-1个矩形框架；或者所述桥臂磁芯2为依次连接在一起的n-1个弧形框架。

所述桥臂磁芯2为矩形框架时，接收线圈3依次交叉绕制在相邻的竖直段上。

具体实施方式四：下面结合图5至图8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1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。

本发明中平板磁芯1沿桥臂磁芯2跨接方向的长度略短于发射端导轨磁极中心间隔，以使相邻两块平板磁芯1之间存在一定的气隙。相邻两块平板磁芯1沿导轨行进方向总尺寸两倍于导轨磁极中心间距。所述接收端垂直于导轨行进方向的尺寸一般比导轨的宽度大，可根据应用设备的尺寸调整。

接收线圈3可以由LITZ线或者多股绝缘漆包线混合绕制，绕制匝数不做限定。

Claims (4)

1.一种应用于电动汽车无线供电的桥臂交叉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n块平板磁芯(1)、桥臂磁芯(2)及接收线圈(3)，

n块平板磁芯(1)相并行布置，并且相邻两块平板磁芯(1)之间具有间隙，桥臂磁芯(2)依次跨接在n块平板磁芯(1)之间，桥臂磁芯(2)跨接在n块平板磁芯(1)上的n个末端缠绕接收线圈(3)；

接收线圈(3)在所述n个末端依次交叉绕制。

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交叉绕制型平板磁芯接收端，其特征在于，桥臂磁芯(2)的n个末端分别连接于相应平板磁芯(1)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交叉绕制型平板磁芯接收端，其特征在于，所述桥臂磁芯(2)由n个竖直段与一个水平段组成，n个竖直段与一个水平段形成依次连接在一起的n-1个矩形框架；或者所述桥臂磁芯(2)为依次连接在一起的n-1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交叉绕制型平板磁芯接收端，其特征在于，相邻两块平板磁芯(1)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。