CN106920665A - 集成式无线充电线圈 - Google Patents

集成式无线充电线圈 Download PDF

Info

Publication number
CN106920665A
CN106920665A CN201710132556.XA CN201710132556A CN106920665A CN 106920665 A CN106920665 A CN 106920665A CN 201710132556 A CN201710132556 A CN 201710132556A CN 106920665 A CN106920665 A CN 106920665A
Authority
CN
China
Prior art keywords
primary side
coil
secondary coil
side main
main coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710132556.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN106920665B (zh
Inventor
张智敏
张希
赖梓扬
宋亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Yuzheng New Energy Technology Co., Ltd
Original Assignee
张智敏
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 张智敏 filed Critical 张智敏
Priority to CN201710132556.XA priority Critical patent/CN106920665B/zh
Publication of CN106920665A publication Critical patent/CN106920665A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106920665B publication Critical patent/CN106920665B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823—Wires
    • H01F27/2828—Construction of conductive connections, of leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/30—Fastening or clamping coils, windings, or parts thereof together; Fastening or mounting coils or windings on core, casing, or other support
    • H01F27/306—Fastening or mounting coils or windings on core, casing or other support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H01F2038/143—Inductive couplings for signals

Abstract

本发明公开了一种属于无线电能传输技术领域的集成式无线充电线圈，该无线充电线圈包括对称的初级侧和次级侧两部分；每侧由两个不同绕线方式的线圈组成，分别定义为主线圈和副线圈，每个线圈都成双矩形结构；其中次级侧中副线圈与初级侧副线圈线圈成90度角放置；四个线圈通过绕线方式的不同，各线圈之间可以到达增强或者消除互感的效果。本发明用于无线充电时，在不影响电能传输的情况下可以提高线圈的集成度，简化线圈的结构。

Description

集成式无线充电线圈
技术领域
本发明涉及无线电能传输技术领域，特别是涉及一种带有初级侧和次级侧的集成式无线充电线圈。
背景技术
近年来，随着电力电子技术的不断发展，无线充电系统的效率和功率不断提高，应用范围不断扩大。无线充电，目前主要的一个应用是电动汽车领域。由于电池技术瓶颈，相比较于内燃机汽车，电动汽车存在续航时间短、成本高昂等短期内无法解决的问题。利用无线充电技术可以避开电池的技术问题。通过在地下铺设发射线圈，电动汽车底盘固定接收线圈，电动汽车在停车场或者在道路上行驶时便可以实现充电。
无线电能传输目前采用的主流方法是将能量通过一对耦合的线圈进行传输。目前常见的线圈结构有圆形线圈、矩形线圈、螺线管型线圈等等。普通结构的线圈漏感较大、耦合系数较低，因而传输效率较低。普通结构的线圈发射端和接收端一般只有一个线圈，如果相应的电路拓扑结构有两个电感或多个电感的话，需要额外制作电感，增加了系统的复杂性。此外，由于电动汽车在充电的过程中，汽车底盘上的接收线圈与铺在地下的发射线圈不容易对齐，容易发生偏移。这种情况下普通结构的线圈传输效率会进一步降低。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种集成式的无线充电线圈，在增大两侧线圈耦合系数的同时，可以适用于多电感的电路拓扑中，提高线圈的集成度。应用于电动汽车无线充电时，能够更好的适应两侧线圈发生偏移的情况，从而可以提高传输效率。
为了实现上述目的，本发明是通过以下技术来实现的，本发明包括初级侧和次级侧，其中初级侧包括初级侧主线圈和初级侧副线圈，次级侧包括次级侧主线圈和次级侧副线圈。
优选地，在本发明中，初级侧主线圈和所述次级侧主线圈关于与所述初级侧和所述次级侧距离相等的面对称。
优选地，在本发明中，初级侧副线圈位于所述初级侧主线圈正中央，所述初级侧副线圈的长宽分别与所述初级侧主线圈的长宽平行。
优选地，在本发明中，次级侧副线圈位于所述次级侧主线圈正中央，所述次级侧副线圈的长宽分别与所述次级侧主线圈的宽长平行。
优选地，在本发明中，初级侧主线圈、初级侧副线圈、次级侧主线圈和次级侧副线圈由左右两个矩形线圈串联组成双矩形结构；所述初级侧主线圈和所述次级侧主线圈的左右两个矩形线圈按照形串联，所述初级侧副线圈和所述次级侧副线圈的左右两个矩形线圈按照形串联。
更优选地，在本发明中，次级侧副线圈与初级侧副线圈线圈成90度角放置。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：首先，相比于普通线圈结构，本发明初级侧主线圈和次级侧主线圈采用了按照形串联的双矩形结构。由于双矩形结构的线圈磁场耦合程度较大，因而耦合系数较大，有效提高了线圈的传输效率。初级侧副线圈和次级侧副线圈采用了按照形串联的双矩形结构。采用这样的排布方式，可以消除主线圈和副线圈之间的互感，而且初级侧副线圈和次级侧副线圈由于距离较远，放置位置成90度，它们之间的互感可以忽略不计，使得该线圈在多电感谐振电路中使用时在提高线圈集成度的情况下主电感和副电感之间不会相互产生影响。此外，本发明能够更好地适应汽车在充电过程中发生偏移的情况。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的立体结构示意图；
图2是本发明基于LCL谐振拓扑网络的电能传输示意图；
图3是本发明的初级侧主线圈中电流流向示意图；
图4是本发明的初级侧副线圈中电流流向示意图；
附图中各部件的标记如下：101、直流电源，102、直流到交流变换器，103、初级侧副线圈，104、初级侧补偿电容，105、初级侧主线圈，106、次级侧主线圈，107、次级侧补偿电容，108、次级侧补偿电容，109、整流滤波装置，110、负载。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
在本发明的描述中需要理解的是，术语“上”“下”“左”“右”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位和位置关系，仅仅是为了方便描述本发明的结构和操作方式，而不是指示或者暗示所指的部分必须具有特定的方位、以特定的方位操作，因而不能理解为对本发明的限制。
图1是本发明提供的一种集成式的无线充电线圈一较佳实施例的立体结构示意图，包括初级侧主线圈105、初级侧副线圈103、次级侧主线圈106和次级侧副线圈108，初级侧主线圈105和次级侧主线圈106关于与所述初级侧和所述次级侧距离相等的面对称；初级侧副线圈103位于初级侧主线圈105的正中央，初级侧副线圈103长宽分别与初级侧主线圈105长宽平行；次级侧副线圈2位于所述次级侧主线圈106正中央，次级侧副线圈的长宽分别与次级侧主线圈106宽长平行；初级侧主线圈105、初级侧副线圈103、次级侧主线圈106和次级侧副线圈108由左右两个矩形线圈串联组成双矩形结构。初级侧主线圈105和次级侧主线圈106左右两个矩形线圈按照形串联，初级侧副线圈103和次级侧副线圈108左右两个矩形线圈按照形串联。采用这样的排布方式，可以消除主线圈和副线圈之间的互感，而且初级侧副线圈103和次级侧副线圈108由于距离较远，放置方向成90度，它们之间的互感可以忽略不计。
图2本发明提供的一种集成式的无线充电线圈的电能传输系统示意图，包括：直流电源101，直流到交流变换器102，初级侧副线圈103，初级侧补偿电容104，初级侧主线圈105、次级侧主线圈106，次级侧补偿电容107，次级侧副线圈108、整流滤波装置109，负载110。其中，直流电源101供给直流到交流变换器102稳定的电能，直流到交流变换器102将电流转变为高频交流电传输给初级侧LCL拓扑网络，初级侧LCL拓扑网络由初级侧副线圈103、初级侧补偿电容104、初级侧主线圈105组成。通过初级侧主线圈105与次级侧主线圈106的磁场耦合次级侧主线圈106中感应出高频交流电，从而电能由初级侧传输到了次级侧，然后电能经过由次级侧主线圈106、次级侧补偿电容107和次级侧副线圈108组成的次级侧LCL拓扑网络以及整流滤波装置109传输给负载110。由于组成副线圈和主线圈两侧矩形特殊的缠绕方式，主线圈和副线圈在集成到一体的情况下之间没有互感，以及初级侧副线圈和次级侧副线圈之间互感很小，这样在提高了线圈集成度的情况下并不影响电能的传输。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种集成式无线充电线圈，包括初级侧和次级侧，其特征在于，初级侧包括初级侧主线圈和初级侧副线圈，次级侧包括次级侧主线圈和次级侧副线圈。
2.根据权利要求1所述的集成式无线充电线圈，其特征在于，所述初级侧主线圈和所述次级侧主线圈关于与所述初级侧和所述次级侧距离相等的面对称。
3.根据权利要求2所述的集成式无线充电线圈，其特征在于，所述初级侧副线圈位于所述初级侧主线圈正中央，所述初级侧副线圈的长宽分别与所述初级侧主线圈的长宽平行。
4.根据权利要求3所述的集成式无线充电线圈，其特征在于，所述次级侧副线圈位于所述次级侧主线圈正中央，所述次级侧副线圈的长宽分别与所述次级侧主线圈的宽长平行。
5.根据权利要求4所述的集成式无线充电线圈，其特征在于，所述初级侧主线圈、初级侧副线圈、次级侧主线圈和次级侧副线圈由左右两个矩形线圈串联组成双矩形结构；所述初级侧主线圈和所述次级侧主线圈的左右两个矩形线圈按照形串联，所述初级侧副线圈和所述次级侧副线圈的左右两个矩形线圈按照形串联。
6.根据权利要求5所述的集成式无线充电线圈，其特征在于，所述次级侧副线圈与初级侧副线圈线圈成90度角放置。
CN201710132556.XA 2017-03-07 2017-03-07 集成式无线充电线圈 Active CN106920665B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710132556.XA CN106920665B (zh) 2017-03-07 2017-03-07 集成式无线充电线圈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710132556.XA CN106920665B (zh) 2017-03-07 2017-03-07 集成式无线充电线圈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106920665A true CN106920665A (zh) 2017-07-04
CN106920665B CN106920665B (zh) 2018-11-16

Family

ID=59460940

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710132556.XA Active CN106920665B (zh) 2017-03-07 2017-03-07 集成式无线充电线圈

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106920665B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107370245A (zh) * 2017-07-13 2017-11-21 上海交通大学 一种集成式无线充电线圈及其电能传输系统
CN108878111A (zh) * 2018-06-05 2018-11-23 上海交通大学 一种重叠式无线充电线圈及电能传输系统
CN109177760A (zh) * 2018-09-19 2019-01-11 北京理工大学 一种可投切无线充电装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010027639A1 (de) * 2010-07-19 2012-01-19 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Spuleneinrichtung und Spulenanordnung
CN103296766A (zh) * 2012-02-29 2013-09-11 深圳光启创新技术有限公司 一种无线能量传输系统
DE102013000900A1 (de) * 2013-01-18 2014-07-24 Peter Russer Verfahren und Anordnung zur drahtlosen Energieübertragung
CN104768795A (zh) * 2012-11-02 2015-07-08 高通股份有限公司 在低电磁发射的无线功率传递系统中的线圈布置
JP5958423B2 (ja) * 2013-06-10 2016-08-02 株式会社ダイフク 非接触給電用パッドの製造方法、その製造方法により製作される非接触給電用パッド、およびその非接触給電用パッドを用いたフォークリフトの非接触充電システム
CN106205986A (zh) * 2016-08-15 2016-12-07 上海交通大学 双极性无线充电线圈

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010027639A1 (de) * 2010-07-19 2012-01-19 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Spuleneinrichtung und Spulenanordnung
CN103296766A (zh) * 2012-02-29 2013-09-11 深圳光启创新技术有限公司 一种无线能量传输系统
CN104768795A (zh) * 2012-11-02 2015-07-08 高通股份有限公司 在低电磁发射的无线功率传递系统中的线圈布置
DE102013000900A1 (de) * 2013-01-18 2014-07-24 Peter Russer Verfahren und Anordnung zur drahtlosen Energieübertragung
JP5958423B2 (ja) * 2013-06-10 2016-08-02 株式会社ダイフク 非接触給電用パッドの製造方法、その製造方法により製作される非接触給電用パッド、およびその非接触給電用パッドを用いたフォークリフトの非接触充電システム
CN106205986A (zh) * 2016-08-15 2016-12-07 上海交通大学 双极性无线充电线圈

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107370245A (zh) * 2017-07-13 2017-11-21 上海交通大学 一种集成式无线充电线圈及其电能传输系统
CN108878111A (zh) * 2018-06-05 2018-11-23 上海交通大学 一种重叠式无线充电线圈及电能传输系统
CN108878111B (zh) * 2018-06-05 2021-03-30 上海交通大学 一种重叠式无线充电线圈及电能传输系统
CN109177760A (zh) * 2018-09-19 2019-01-11 北京理工大学 一种可投切无线充电装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN106920665B (zh) 2018-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2555377B1 (en) Contactless power feeding apparatus and contactless power feeding method
CN106205986A (zh) 双极性无线充电线圈
CN110386008B (zh) 一种基于双发射-双拾取模式的电动汽车无线充电方法及系统
CN106876116A (zh) 新型双矩形结构无线充电线圈
CN106953417A (zh) 无线充电线圈组件及使用该组件的电能传输系统
CN103986245A (zh) 基于双层双向螺旋线圈的无线电能传输系统及方法
CN106816962B (zh) 一种大功率感应电能传输系统的电磁耦合机构
CN106920665B (zh) 集成式无线充电线圈
CN106458048A (zh) 用于电驱动车辆的感应式充电的传输系统和方法和车辆设备
CN106972647A (zh) 一种提高动态无线充电平均效率的方法
CN109638978A (zh) 一种高效率的恒压恒流切换无线充电拓扑结构
WO2022116413A1 (zh) 一种可切换无线电能传输线圈与补偿电容的可变电路拓扑
CN107370245A (zh) 一种集成式无线充电线圈及其电能传输系统
CN109728654A (zh) 三线圈结构无线电能传输系统
CN109861402A (zh) 一种应用于电动汽车无线供电系统的三极型磁耦合机构发射端及其磁耦合机构
CN103872800A (zh) 一种应用于磁共振无线电能传输装置的发射端
CN106427653B (zh) 基于阵列线圈式无线能量传输的π型lcl结构及该结构的工作方法
CN106787240B (zh) 基于阵列线圈式无线能量传输的复用型lcl结构及该结构的工作方法
CN107040051A (zh) 一种高输出功率的无线电能输出装置
Shimizu et al. A new he core transmitter of a contactless power transfer system that is compatible with circular core receivers and H-shaped core receivers
CN108162775A (zh) 用于恒功率充电的电动汽车无线能量传输装置
CN206164224U (zh) 无线传输地铁供电系统
CN204012949U (zh) 基于双层双向螺旋线圈的无线电能传输系统
CN106961165A (zh) 无线电能传输电路、无线电能发射端和无线电能接收端
CN210724332U (zh) 多负载无线充电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Zhang Xi

Inventor after: Zhang Zhimin

Inventor after: Lai Ziyang

Inventor after: Song Liang

Inventor before: Zhang Zhimin

Inventor before: Zhang Xi

Inventor before: Lai Ziyang

Inventor before: Song Liang

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20170929

Address after: 200240 Dongchuan Road, Shanghai, No. 800, No.

Applicant after: Shanghai Jiao Tong University

Address before: 200240 building D, School of mechanical and power engineering, 800 Dongchuan Road, Shanghai, Minhang District, 300A

Applicant before: Zhang Zhimin

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190402

Address after: Room 2201 J55, 888 Moyunan Road, Anting Town, Jiading District, Shanghai, 201800

Patentee after: Shanghai Yizheng New Energy Technology Co., Ltd.

Address before: 200240 No. 800, Dongchuan Road, Shanghai, Minhang District

Patentee before: Shanghai Jiao Tong University

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201105

Address after: Room a2386, No. 918, Renmin North Road, Qingcun Town, Fengxian District, Shanghai, 201414

Patentee after: Shanghai Yuzheng New Energy Technology Co., Ltd

Address before: Room 2201 J55, 888 Moyunan Road, Anting Town, Jiading District, Shanghai, 201800

Patentee before: SHANGHAI YIZHENG NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd.