CN108123523A - 一种无线充电的发送装置、接收装置及无线充电系统 - Google Patents

一种无线充电的发送装置、接收装置及无线充电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种无线充电的发送装置，包括：功率传输控制器、发送线圈以及磁片；其中，所述磁片设置有长通孔；所述功率传输控制器与所述发送线圈通过强电线连接；所述功率传输控制器，用于将电网的电能逆变为高频交流电；所述发送线圈及磁片，用于利用所述功率传输控制器输出的高频交流电生成电磁波并发送。磁片具有长通孔，可以有效降低磁通量，进而由于磁通量变小，可以防止磁片饱和，避免磁片极速发热。同时，因为所述磁片具有长通孔，所以，相比较于没有长通孔的完整磁片，所述磁片的磁阻变大，从而使线圈的感应电流变小，减少了线圈发热。本发明还公开了一种无线充电的接收装置以及无线充电系统，均具有上述技术效果。

Description

一种无线充电的发送装置、接收装置及无线充电系统
技术领域
本发明涉及无线充电领域，特别涉及一种无线充电的发送装置；还涉及一种无线充电的接收装置以及无线充电系统。
背景技术
目前随着新能源电动汽车的普及，无线充电技术得到越来越广泛的应用，而无线充电的电磁转换就存在于无线充电供电端的线圈与无线充电接收端的线圈之间；然而，长时间的充电运行，无线充电系统中的磁片会发热，进而影响整个充电系统的温度。尤其当磁片达到饱和状态而极速发热时，磁片自身会崩裂，使线圈的磁感量发生变化，甚至产生故障和设备损坏。
因此，如何降低磁片温度，减少无线充电系统发热是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线充电的发送装置，所述无线充电的发送装置的磁片设置有长通孔，可以有效减少无线充电过程中磁片发热；本发明的另一个目的是提供一种无线充电的接收装置以及无线充电系统。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种无线充电的发送装置，所述发送装置包括：功率传输控制器、发送线圈以及磁片；其中，所述磁片设置有长通孔；所述功率传输控制器与所述发送线圈通过强电线连接；
所述功率传输控制器，用于将电网的电能逆变为高频交流电；
所述发送线圈及磁片，用于利用所述功率传输控制器输出的高频交流电生成电磁波并发送。
优选的，所述长通孔包括相互平行分布的第一长通孔。
优选的，所述第一长通孔在所述磁片的中间部位分布密集，在所述磁片的边缘部位分布稀疏。
优选的，所述长通孔还包括与所述第一长通孔相互垂直分布的第二长通孔。
优选的，所述磁片中间部位的所述长通孔的宽度大，边缘部位的所述长通孔的宽度小。
本发明还提供了一种无线充电的接收装置，所述接收装置包括：
功率接收控制器、接收线圈以及磁片；其中，所述磁片设置有长通孔；所述功率接收控制器与所述接收线圈通过强电线连接；
所述接收线圈及磁片，用于利用电磁波生成高频交流电；
所述功率接收控制器，用于将所述接收线圈输出的所述高频交流电逆变为直流电对电池进行充电。
优选的，所述长通孔包括相互平行分布的第一长通孔。
优选的，所述第一长通孔在所述磁片的中间部位分布密集，在所述磁片的边缘部位分布稀疏。
优选的，所述长通孔还包括与所述第一长通孔相互垂直分布的第二长通孔。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种无线充电系统，所述系统包括如上述任一项所述的无线充电的发送装置以及如上述任一项所述的无线充电的接收装置。
本发明所提供的无线充电的发送装置包括：功率传输控制器、发送线圈以及磁片；其中，所述磁片设置有长通孔；所述功率传输控制器与所述发送线圈通过强电线连接；所述功率传输控制器，用于将电网的电能逆变为高频交流电；所述发送线圈及磁片，用于利用所述功率传输控制器输出的高频交流电生成电磁波并发送。本发明所提供的无线充电的发送装置的磁片具有长通孔，所以可以有效降低磁通量，进而由于磁通量变小，可以防止磁片饱和，避免磁片极速发热；同时，因为所述磁片具有长通孔，所以，相比较于没有长通孔的完整磁片，所述磁片的磁阻变大，从而使感应电流变小，减少了线圈发热。
本发明所提供的无线充电的接收装置以及无线充电系统均具有上述技术效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的无线充电的发送装置的示意图；
图2为本发明实施例所提供的一种磁片的示意图；
图3为本发明实施例所提供的另一种磁片的示意图；
图4为本发明实施例所提供的又一种磁片的示意图；
图5为本发明实施例所提供的又一种磁片的示意图；
图6为本发明实施例所提供的再一种磁片的示意图；
图7为本发明实施例所提供的无线充电的接收装置的示意图；
图8为本发明实施例所提供的整块磁片的磁场仿真图；
图9为本发明实施例所提供的整块磁片的温度分布实测图；
图10为本发明实施例所提供的设置有长通孔的磁片的磁场仿真图；
图11为本发明实施例所提供的设置有长通孔的磁片的温度分布实测图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种无线充电的发送装置，该无线充电的发送装置的磁片设置有长通孔，可以有效减少磁片发热；本发明的另一个核心是提供一种无线充电的接收装置以及无线充电系统。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1，图1为本发明实施例所提供的无线充电的发送装置的示意图，结合该示意图可知，该发送装置可以包括：
功率传输控制器101、发送线圈102以及磁片103；其中，磁片103设置有长通孔；功率传输控制器101与发送线圈102通过强电线连接；
功率传输控制器101，用于将电网的电能逆变为高频交流电；
发送线圈102及磁片103，用于利用功率传输控制器输出的高频交流电生成电磁波并发送。
具体的，由于无线充电的过程是电磁不断转换的过程，在此过程中，功率传输控制器101将电网的电能逆变为高频交流电；该高频交流电通过强电线传输至发送线圈102，在高频交流电的作用下，发送线圈102及磁片103生成电磁波并发送；而与此过程中，发送线圈102与其对应的磁片103会出现发热现象，磁片103上的温度甚至可能极速上升至90℃以上，造成磁片103自身崩裂，使磁感量发生变化，影响无线充电过程的运行。为了保障无线充电过程的正常运行，可以将原有完整的磁片进行分割，使磁片具有长通孔，通过该具有长通孔的磁片达到减少发热、提高无线充电可靠性的目的。
其中，上述长通孔为沿垂直方向贯穿磁片的上表面与下表面，其横截面的长度值远大于宽度值的长条形通孔。例如，横截面为矩形的长通孔。当然，本实施例对磁片103上长通孔的横截面的形状不作具体限定，该长通孔的横截面的长边可以为直线，也可以为曲线。同样，该长通孔的横截面的短边也可以为直线或者曲线。可以达到减少磁通量，进而减少磁片发热的目的即可。
此外，本发明对磁片103上长通孔的个数也不作具体限定，长通孔个数过少，减少发热的效果会相对不明显，长通孔的个数过多，无线充电效率会相对降低。所以，可以综合无线充电效率以及减少发热等因素做出差异性的选择。
另外，本发明对磁片103上长通孔的分布位置同样不作具体限定，长通孔可以相互平行的分布于磁片103上，也可以分别分布于相互垂直的方向上，或者还可以不规则的分布于磁片103上。此外，各长通孔之间可以全部连通，也可以部分连通，可以达到阻断磁感线的目的即可。
进一步，对于长通孔的横截面的长度值与宽度值，本发明同样不作具体限定，可根据实际需要确定。重要的是，需使长通孔的长度值远大于宽度值，即确保该长通孔的横截面呈长条形。
综上所述，本发明所提供的无线充电的发送装置的磁片103设置有长通孔，因为磁片103具有长通孔，所以可以有效降低磁通量，进而由于磁通量变小，可以防止磁片103饱和，避免磁片103极速发热。同时，因为磁片103具有长通孔，所以，相比较于没有长通孔的完整磁片，该磁片103的磁阻变大，从而使线圈的感应电流变小，减少了线圈的发热。
基于上述实施例，本实施例中提供的长通孔包括相互平行分布的第一长通孔。
具体的，请参考图2，图2为本发明实施例所提供的一种磁片的示意图；该示意图中，各长通孔相互平行的分布于磁片103上，这样在降低磁密度、减少发热的基础上，可以简化磁片上长通孔的设置操作过程。
基于上述任意实施例，本实施例中提供的第一长通孔在磁片103的中间部位分布密集，在磁片103的边缘部位分布稀疏。
具体的，请参考图3，图3为本发明实施例所提供的另一种磁片的示意图；可见，该磁片103上的长通孔呈现非均等分布，在磁片103的中间部位分布密集，在磁片103的边缘部位分布稀疏。即磁片103的中间部位的长通孔的个数相对多，磁片的边缘部位的长通孔的个数相对少。由于磁片103的中间部位的温度较高，而磁片边缘部位的温度相对低于中间部位的温度。所以，将磁片103中间部位的长通孔设置密集，边缘部位的长通孔设置稀疏，可以进一步降低磁片103中间部位的温度，减少磁片103各部位的温度差，防止磁片103崩裂。
基于上述任意实施例，本实施例中提供的长通孔还包括与第一长通孔相互垂直分布的第二长通孔。
具体的，第一长通孔与第二长通孔相互垂直分布且可以部分或者全部连通。请参考图4，图4为本发明实施例所提供的又一种磁片的示意图；可见，该磁片103在相互垂直的两个方向上分别设置有一定数量的长通孔，其中，水平分布的长通孔未连通，竖直分布的长通孔连通，即第一长通孔与第二长通孔相互垂直且部分连通。因为磁感线的方向由磁片103边缘部位指向磁片103中间部位，所以可以通过上述水平分布的长通孔与竖直分布的长通孔阻断磁感线，达到降低磁通量、减少发热的目的。
此外，请参考图5，图5为本发明实施例所提供的又一种磁片的示意图；可见，该磁片103在相互垂直的两个方向上分别设置有一定数量的第一长通孔与第二长通孔，且位于磁片103中间部位的第一长通孔与第二长通孔相互连通，同样可以达到阻断磁感线，达到降低磁通量、减少发热的目的。
基于上述任意实施例，本实施例中提供的磁片103的中间部位的长通孔的宽度大，边缘部位的长通孔的宽度小。
请参考图6，图6为本发明实施例所提供的再一种磁片的示意图；由该示意图可知，该磁片103上各长通孔的宽度不完全相等，其中，中间部位的连通的长通孔的宽度相对大，边缘部位的长通孔的宽度相对小。这样增大中间部位的长通孔的宽度，可以进一步降低磁片中间部位的温度，减少磁片各部位的温度差。
本发明还提供了一种无线充电的接收装置，请参考图7，图7为本发明实施例所提供的无线充电的接收装置的示意图；包括功率接收控制器201、接收线圈202以及磁片203；其中，磁片203设置有长通孔；功率接收控制器201与接收线圈202通过强电线连接；
接收线圈202及磁片203，用于利用电磁波生成高频交流电；
功率接收控制器201，用于将接收线圈202输出的高频交流电逆变为直流电对电池进行充电。
具体的，接收线圈201在电磁波的作用下，会生成高频交流电，即实现了电磁转化。功率接收控制器201，将接收线圈202输出的高频交流电逆变为直流电对电池进行充电。而在上述电磁转化的过程中，接收线圈201与其对应的磁片203会出现发热现象，磁片203上的温度甚至可能极速上升至90℃以上，造成磁片203自身崩裂，使磁感量发生变化，影响无线充电过程的运行。为了保障无线充电过程的正常运行，可以将原有完整的磁片进行分割，使磁片203具有长通孔，通过该具有长通孔的磁片203达到减少发热、进而提高无线充电的可靠性的目的。
基于上述任意实施例，本实施例中提供的长通孔包括相互平行分布的第一长通孔。
基于上述任意实施例，本实施例中提供的第一长通孔在磁片203的中间部位分布密集，在磁片203的边缘部位分布稀疏。
基于上述任意实施例，本实施例中提供的长通孔还包括与第一长通孔相互垂直分布的第二长通孔。
磁片203的介绍可参照上述磁片103的描述，本实施例在此不作赘述。
为加深对本实施例的技术效果的了解，请参考图8至图11，其中，图8为本发明实施例所提供的整块磁片的磁场实测图；图9为本发明实施例所提供的整块磁片的温度分布实测图；图10为本发明实施例所提供设置有长通孔的磁片的磁场实测图，图11为本发明实施例所提供的设置有长通孔的磁片的温度分布实测图。结合各实测图可以知道：
当磁片为一整张，即磁片不具有长通孔时，磁通量在线圈上的大小分布基本上都在线圈的实际位置，且大小为1.5837e-003B。而磁通量的大小可以从侧面反映出温度的分布情况。相应的，此时磁片平均温度较高，且会出现中心磁片的温度过高的情况，即中心温度达到91℃。这样无线充电过程运行几秒钟，磁片便可达到饱和情况，磁片中心饱和达到90℃以上，会失去作用，并在一段时间后自身崩裂。而将磁片进行了分割，即磁片具有长通孔后，通过实际测试可以发现原来相同位置的磁通量大小变成1.2047e-003B左右，明显降低。相应的，磁片的平均温度大幅降低，最高温度由91.8℃降低为37.0℃，且温度分布均匀。
本发明还提供了一种无线充电系统，该无线充电系统包括如上述任意实施例所述的无线充电的发送装置以及上述任意实施例所述的无线充电的接收装置，对于本发明提供的无线充电系统的介绍可以参照无线充电的发送装置与无线充电的接收装置的相关描述，本发明在此不作赘述。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的无线充电的发送装置、接收装置以及无线充电系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线充电的发送装置，其特征在于，所述发送装置包括：
功率传输控制器、发送线圈以及磁片；其中，所述磁片设置有长通孔；所述功率传输控制器与所述发送线圈通过强电线连接；
所述功率传输控制器，用于将电网的电能逆变为高频交流电；
所述发送线圈及磁片，用于利用所述功率传输控制器输出的高频交流电生成电磁波并发送。
2.根据权利要求1所述的发送装置，其特征在于，所述长通孔包括：
相互平行分布的第一长通孔。
3.根据权利要求2所述的发送装置，其特征在于，所述第一长通孔在所述磁片的中间部位分布密集，在所述磁片的边缘部位分布稀疏。
4.根据权利要求3所述的发送装置，其特征在于，所述长通孔还包括：
与所述第一长通孔相互垂直分布的第二长通孔。
5.根据权利要求4所述的发送装置，其特征在于，所述磁片中间部位的所述长通孔的宽度大，边缘部位的所述长通孔的宽度小。
6.一种无线充电的接收装置，其特征在于，所述接收装置包括：
功率接收控制器、接收线圈以及磁片；其中，所述磁片设置有长通孔；所述功率接收控制器与所述接收线圈通过强电线连接；
所述接收线圈及磁片，用于利用电磁波生成高频交流电；
所述功率接收控制器，用于将所述接收线圈输出的所述高频交流电逆变为直流电对电池进行充电。
7.根据权利要求6所述的接收装置，其特征在于，所述长通孔包括：
相互平行分布的第一长通孔。
8.根据权利要求7所述的接收装置，其特征在于，所述第一长通孔在所述磁片的中间部位分布密集，在所述磁片的边缘部位分布稀疏。
9.根据权利要求8所述的接收装置，其特征在于，所述长通孔还包括：
与所述第一长通孔相互垂直分布的第二长通孔。
10.一种无线充电系统，其特征在于，所述系统包括如权利要求1至5任一项所述的无线充电的发送装置以及如权利要求6至9任一项所述的无线充电的接收装置。
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