CN105186713B - 一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端 - Google Patents

Abstract

一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端，涉及无线电能传输技术领域。本发明是为了解决现有的电动汽车使用电池进行供电在双极型发射导轨上行走，导致电池用量大、节能性差的问题。所述第一组桥臂磁芯中的每一块桥臂磁芯依次跨接在第一块平板磁芯、第n+1块平板磁芯、第2n+1块平板磁芯，……，及第(m‑1)×n+1块平板磁芯之间；第二组桥臂磁芯中的每一块桥臂磁芯依次跨接在第二块平板磁芯、第n+2块平板磁芯、第2n+2块平板磁芯，……，及第(m‑1)×n+2块平板磁芯之间；……；第n组桥臂磁芯中的每一块桥臂磁芯依次跨接在第n块平板磁芯、第2n块平板磁芯、第3n块平板磁芯，……，及第m×n块平板磁芯之间。它可用在电动汽车上。

Description

一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接 收端

技术领域

本发明涉及一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端。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，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；另一个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。

发明内容

本发明是为了解决现有的电动汽车使用电池进行供电在双极型发射导轨上行走，能量传输不连续、稳定性差，导致能量传输效率低的问题。现提供一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端。

一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端，所述磁芯接收端包括m×n块平板磁芯、n组桥臂磁芯及m×n个接收线圈，m和n均为大于1的整数，

每组桥臂磁芯包括a块桥臂磁芯，a为大于或等于1的正整数；

m×n块平板磁芯依次相并行等间距放置，第一组桥臂磁芯中的每一块桥臂磁芯依次跨接在第一块平板磁芯、第n+1块平板磁芯、第2n+1块平板磁芯，……，及第(m-1)×n+1块平板磁芯之间；第二组桥臂磁芯中的每一块桥臂磁芯依次跨接在第二块平板磁芯、第n+2块平板磁芯、第2n+2块平板磁芯，……，及第(m-1)×n+2块平板磁芯之间；……；第n组桥臂磁芯中的每一块桥臂磁芯依次跨接在第n块平板磁芯、第2n块平板磁芯、第3n块平板磁芯，……，及第m×n块平板磁芯之间；

所有桥臂磁芯在平板磁芯上依次相平行布置；

平板磁芯上n组桥臂磁芯的排布顺序依次为：第一组桥臂磁芯中第一块桥臂磁芯，第二组桥臂磁芯中第一块桥臂磁芯，……，第n组桥臂磁芯中第一块桥臂磁芯；第一组桥臂磁芯中第二块桥臂磁芯，第二组桥臂磁芯中第二块桥臂磁芯，……，第n组桥臂磁芯中第二块桥臂磁芯；……；第一组桥臂磁芯中第a块桥臂磁芯，第二组桥臂磁芯中第a块桥臂磁芯，……，第n组桥臂磁芯中第a块桥臂磁芯；

每个平板磁芯的下表面紧贴有一个接收线圈，每块桥臂磁芯和该桥臂磁芯所跨接的平板磁芯组成一相接收单元，每相接收单元中的相邻的两个接收线圈产生的磁场方向相反。

本发明的有益效果为：本发明的m×n块平板磁芯依次相并行等间距放置，每个平板磁芯的底部紧贴有一个线圈，每块桥臂磁芯和该桥臂磁芯所跨接的平板磁芯组成一相接收单元，每相接收单元中的相邻的两个线圈的绕制方向相反，

这种能量接收端结构与双极型发射导轨配合使用。双极型发射导轨中相邻两个导轨的磁极极性相反，该接收端机构与双极型发射导轨单元组成的无线电能传输结构。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，还能保证电能传输的功率与效率，同比现有的采用电池进行供电的方式操作简单、节能型好。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

1、在相同的要求下，同已知的其他类型的接收端结构相比，采用桥臂连接型多相平板磁芯接收端机构，与导轨之间的耦合系数更高，

2、由于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，

3、接收端顶端由桥臂磁芯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，

4、接收端只有底端平板磁芯与上方的桥臂磁芯构成，可以使结构更轻薄，节省磁芯材料，降低制造成本，

5、线圈为平面绕制，有利于线圈的散热，磁芯导热性能好，不需要外加散热系统，节省空间，

6、n块桥臂磁芯分别跨接在m×n块平板磁芯构成多相电能接收单元，该多相电能接收单元一方面能够接收更大的功率，另一方面保证了电能接收的稳定性。

附图说明

图1为两个桥臂磁芯连接型两相平板磁芯接收端机构示意图；

图2为图1的仰视图；

图3为图1中一相接收单元的结构示意图；

图4为一种三个桥臂磁芯连接型三相平板磁芯接收端机构示意图；

图5为另一种三个桥臂磁芯连接型三相平板磁芯接收端机构示意图；

图6为图5中一相接收单元的结构示意图；

图7为两个桥臂磁芯连接型两相平板磁芯接收端与一种双极型导轨传能结构示意图；

图8为图7的仰视图；

图9为图7中两个桥臂磁芯连接型两相平板磁芯接收端的侧视图；

图10为图7中一种双极型导轨的侧视图；

图11为三组桥臂磁芯的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1至图11具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端，所述磁芯接收端包括m×n块平板磁芯1、n组桥臂磁芯2及m×n个接收线圈3，m和n均为大于1的整数，

每组桥臂磁芯2包括a块桥臂磁芯2，a为大于或等于1的正整数；

m×n块平板磁芯1依次相并行等间距放置，第一组桥臂磁芯2中的每一块桥臂磁芯2依次跨接在第一块平板磁芯1、第n+1块平板磁芯1、第2n+1块平板磁芯1，……，及第(m-1)×n+1块平板磁芯1之间；第二组桥臂磁芯2中的每一块桥臂磁芯2依次跨接在第二块平板磁芯1、第n+2块平板磁芯1、第2n+2块平板磁芯1，……，及第(m-1)×n+2块平板磁芯1之间；……；第n组桥臂磁芯2中的每一块桥臂磁芯2依次跨接在第n块平板磁芯1、第2n块平板磁芯1、第3n块平板磁芯1，……，及第m×n块平板磁芯1之间；

所有桥臂磁芯2在平板磁芯1上依次相平行布置；

平板磁芯1上n组桥臂磁芯2的排布顺序依次为：第一组桥臂磁芯2中第一块桥臂磁芯2，第二组桥臂磁芯2中第一块桥臂磁芯2，……，第n组桥臂磁芯2中第一块桥臂磁芯2；第一组桥臂磁芯2中第二块桥臂磁芯2，第二组桥臂磁芯2中第二块桥臂磁芯2，……，第n组桥臂磁芯2中第二块桥臂磁芯2；……；第一组桥臂磁芯2中第a块桥臂磁芯2，第二组桥臂磁芯2中第a块桥臂磁芯2，……，第n组桥臂磁芯2中第a块桥臂磁芯2；

每个平板磁芯1的下表面紧贴有一个接收线圈3，每块桥臂磁芯2和该桥臂磁芯2所跨接的平板磁芯组成一相接收单元，每相接收单元中的相邻的两个接收线圈3产生的磁场方向相反。

本实施方式中，每相接收单元中的相邻的两个接收线圈3的绕制方向可以相同也可以相反，但必须保证两线圈串联工作时，从线圈的一侧看过去，两线圈中的电流方向(顺时针或逆时针)相反。

当单相接收单元的线圈中心与供电轨道磁极中心对齐时，该单相电能接收单元具有最大的传输功率。

双极型发射端导轨中相邻两个导轨上的磁极极性相反。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端作进一步说明，本实施方式中，每相接收单元中相邻两个平板型磁芯1的中心间距等于发射端导轨上两个相邻磁极的中心间距。

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端作进一步说明，本实施方式中，沿平板磁芯排布方向的一个平板磁芯1宽度小于发射端导轨的相邻两个磁极的中心间距的1/n，所述一个平板磁芯1宽度为沿平板磁芯排布方向的宽度。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端作进一步说明，本实施方式中，接收线圈3采用LITZ线或者多股绝缘漆包线绕制。

工作原理：

高频交变电流通过原边双极型导轨的供电线缆，在原边双极型导轨的约束下，在双极型导轨上方形成高频交变磁场，位于双极型导轨正上方的接收端与双极型导轨形成的磁场耦合，在接收线圈中感应出电流，接收端磁芯与双极型导轨的磁极形成磁回路，且减小接收端上方的漏磁，实现电能的高效无线传输。

Claims (4)

1.一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端，其特征在于，所述磁芯接收端包括m×n块平板磁芯(1)、n组桥臂磁芯及m×n个接收线圈(3)，m和n均为大于1的整数，

每组桥臂磁芯包括a块桥臂磁芯(2)，a为大于或等于1的正整数；

m×n块平板磁芯(1)依次相并行等间距放置，第一组桥臂磁芯中的每一块桥臂磁芯(2)依次跨接在第一块平板磁芯(1)、第n+1块平板磁芯(1)、第2n+1块平板磁芯(1)，……，及第(m-1)×n+1块平板磁芯(1)之间；第二组桥臂磁芯中的每一块桥臂磁芯(2)依次跨接在第二块平板磁芯(1)、第n+2块平板磁芯(1)、第2n+2块平板磁芯(1)，……，及第(m-1)×n+2块平板磁芯(1)之间；……；第n组桥臂磁芯中的每一块桥臂磁芯(2)依次跨接在第n块平板磁芯(1)、第2n块平板磁芯(1)、第3n块平板磁芯(1)，……，及第m×n块平板磁芯(1)之间；

所有桥臂磁芯(2)在平板磁芯(1)上依次相平行布置；

平板磁芯(1)上n组桥臂磁芯的排布顺序依次为：第一组桥臂磁芯中第一块桥臂磁芯(2)，第二组桥臂磁芯中第一块桥臂磁芯(2)，……，第n组桥臂磁芯中第一块桥臂磁芯(2)；第一组桥臂磁芯中第二块桥臂磁芯(2)，第二组桥臂磁芯中第二块桥臂磁芯(2)，……，第n组桥臂磁芯中第二块桥臂磁芯(2)；……；第一组桥臂磁芯中第a块桥臂磁芯(2)，第二组桥臂磁芯中第a块桥臂磁芯(2)，……，第n组桥臂磁芯中第a块桥臂磁芯(2)；

每个平板磁芯(1)的下表面紧贴有一个接收线圈(3)，每块桥臂磁芯(2)和该桥臂磁芯(2)所跨接的平板磁芯组成一相接收单元，每相接收单元中的相邻的两个接收线圈(3)产生的磁场方向相反；

n块桥臂磁芯分别跨接在m×n块平板磁芯构成多相电能接收单元，该多相电能接收单元一方面能够接收更大的功率，另一方面保证了电能接收的稳定性；

在同尺寸下，所述磁芯接收端与现有的其他接收端相比，与导轨之间的耦合系数更高。

2.根据权利要求1所述的一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端，其特征在于，每相接收单元中相邻两个平板型磁芯(1)的中心间距等于发射端导轨上两个相邻磁极的中心间距。

3.根据权利要求1所述的一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端，其特征在于，一个平板磁芯(1)宽度小于发射端导轨的相邻两个磁极的中心间距的1/n，所述一个平板磁芯(1)宽度为沿平板磁芯排布方向的宽度。

4.根据权利要求1所述的一种应用于电动汽车无线供电的桥臂连接型多相平板磁芯接收端，其特征在于，接收线圈(3)采用LITZ线或者多股绝缘漆包线绕制。