CN108177546A - 一种适用于汽车无线充电系统的线圈结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于汽车无线充电系统的线圈结构，包括发射端线圈与接收端线圈，所述发射端线圈上紧贴着多根相互平行、间距相等、且由导磁材料制成的发射端导磁条，所述接收端线圈上紧贴着多根相互平行、间距相等、且由导磁材料制成的接收端导磁条；理想充电状态下，发射端导磁条与接收端导磁条相互平行，且两者的长度方向为汽车的前进后退方向。本发明的适用于汽车无线充电系统的线圈结构具有司机控制汽车时前后纵向移动很容易、而左右横向调整位置比较困难的特点，对传统无线充电系统的线圈进行了改造，使得相比于汽车的前后纵向移动，左右横向移动对能量传输影响要小，这样可以大大提高停车时线圈之间的对准成功效率。

Description

一种适用于汽车无线充电系统的线圈结构
技术领域
本发明涉及无线充电领域，特别是涉及一种无线充电系统的线圈结构。
背景技术
电磁感应式无线充电已被广泛应用于电动汽车、电子设备等领域。该充电方式中的能量发射线圈与接收线圈间的相对位置对于电能传输的效率有着严重的影响。通常，两线圈间的耦合系数越大，传输电能的效率越高。但线圈不同的相对位置，将会使两线圈的耦合系数产生很大的差异，从而带来效率的急剧变化。
汽车无线充电系统包括发射端线圈(Tx线圈)与接收端线圈(Rx线圈)两部分组成。Tx线圈的位置一般相对固定，而Rx线圈是安装在汽车底部，见附图1。汽车进行充电时，司机需要将汽车开Tx线圈的发射线圈上方，将汽车底部的Rx线圈与之对准。Rx线圈与Tx线圈之间通过电磁感应进行能量传输。基于现有线圈结构的无线充电汽车，司机要精准控制横向距离是比较困难的。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种对汽车横向偏移距离不敏感的适用于汽车无线充电系统的线圈结构。
技术方案：为实现上述目的，本发明的适用于汽车无线充电系统的线圈结构，包括发射端线圈与接收端线圈，所述发射端线圈上紧贴着多根相互平行、间距相等、且由导磁材料制成的发射端导磁条，所述接收端线圈上紧贴着多根相互平行、间距相等、且由导磁材料制成的接收端导磁条；理想充电状态下，发射端导磁条与接收端导磁条相互平行，且两者的长度方向为汽车的前进后退方向。
进一步地，所述发射端线圈的外轮廓整体较所述接收端线圈的外轮廓大。
进一步地，所述发射端导磁条的长度大于发射端线圈在其长度方向的总有效长度。
进一步地，所述接收端导磁条的长度不小于接收端线圈在其长度方向的总有效长度。
进一步地，所述发射端导磁条以及接收端导磁条均由铁氧体材料制成。
进一步地，所述发射端导磁条有四根，所述接收端导磁条有三根。
进一步地，所述发射端导磁条贴在所述发射端线圈的下端，所述接收端导磁条贴在所述接收端线圈的上端。
有益效果：本发明的适用于汽车无线充电系统的线圈结构具有司机控制汽车时前后纵向移动很容易、而左右横向调整位置比较困难的特点，对传统无线充电系统的线圈进行了改造，使得接收端线圈在相对于发射端线圈横向移动时，两线圈之间耦合系数变化率比纵向移动时要低，即相比于汽车的前后纵向移动，左右横向移动对能量传输影响要小，这样可以大大提高停车时线圈之间的对准成功效率。
附图说明
附图1为传统汽车无线充电系统的结构图。
附图2为适用于汽车无线充电系统的线圈结构的结构图；
附图3为传统汽车无线充电系统的耦合系数与横向方向偏移的关系图；
附图4为本发明的汽车无线充电系统的耦合系数与横向方向偏移的关系图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图2所示的适用于汽车无线充电系统的线圈结构，包括发射端线圈1与接收端线圈2，所述发射端线圈1上紧贴着多根相互平行、间距相等、且由导磁材料制成的发射端导磁条3，所述接收端线圈2上紧贴着多根相互平行、间距相等、且由导磁材料制成的接收端导磁条4；理想充电状态下，发射端导磁条3与接收端导磁条4相互平行，且两者的长度方向为汽车的前进后退方向。
为了使接收端线圈2相对于发射端线圈1可以有较大的浮动空间，所述发射端线圈1的外轮廓整体较所述接收端线圈2的外轮廓大。
所述发射端导磁条3的长度大于发射端线圈1在其长度方向的总有效长度。所述接收端导磁条4的长度不小于接收端线圈2在其长度方向的总有效长度。所述发射端导磁条3以及接收端导磁条4均由铁氧体材料制成。
本实施例中，所述发射端导磁条3有四根，所述接收端导磁条4有三根。
所述发射端导磁条3贴在所述发射端线圈1的下端，所述接收端导磁条4贴在所述接收端线圈2的上端。
针对图2中线圈结构进行仿真，可得Tx和Rx线圈之间的耦合系数k与二者之间纵向偏移距离和横向偏移距离之间的关系，分别如附图3和附图4所示。由图对比可知，基于该线圈组合结构的耦合系数对横向偏移不敏感，对纵向偏移距离相对敏感。这正好解决了司机控制汽车纵向偏移容易，而横向偏移难的问题。
本发明的适用于汽车无线充电系统的线圈结构具有司机控制汽车时前后纵向移动很容易、而左右横向调整位置比较困难的特点，对传统无线充电系统的线圈进行了改造，使得接收端线圈在相对于发射端线圈横向移动时，两线圈之间耦合系数变化率比纵向移动时要低，即相比于汽车的前后纵向移动，左右横向移动对能量传输影响要小，这样可以大大提高停车时线圈之间的对准成功效率。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种适用于汽车无线充电系统的线圈结构，其特征在于：包括发射端线圈(1)与接收端线圈(2)，所述发射端线圈(1)上紧贴着多根相互平行、间距相等、且由导磁材料制成的发射端导磁条(3)，所述接收端线圈(2)上紧贴着多根相互平行、间距相等、且由导磁材料制成的接收端导磁条(4)；理想充电状态下，发射端导磁条(3)与接收端导磁条(4)相互平行，且两者的长度方向为汽车的前进后退方向。
2.根据权利要求1所述的一种适用于汽车无线充电系统的线圈结构，其特征在于：所述发射端线圈(1)的外轮廓整体较所述接收端线圈(2)的外轮廓大。
3.根据权利要求1所述的一种适用于汽车无线充电系统的线圈结构，其特征在于：所述发射端导磁条(3)的长度大于发射端线圈(1)在其长度方向的总有效长度。
4.根据权利要求1所述的一种适用于汽车无线充电系统的线圈结构，其特征在于：所述接收端导磁条(4)的长度不小于接收端线圈(2)在其长度方向的总有效长度。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种适用于汽车无线充电系统的线圈结构，其特征在于：所述发射端导磁条(3)以及接收端导磁条(4)均由铁氧体材料制成。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种适用于汽车无线充电系统的线圈结构，其特征在于：所述发射端导磁条(3)有四根，所述接收端导磁条(4)有三根。
7.根据权利要求1-4任一项所述的一种适用于汽车无线充电系统的线圈结构，其特征在于：所述发射端导磁条(3)贴在所述发射端线圈(1)的下端，所述接收端导磁条(4)贴在所述接收端线圈(2)的上端。
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