CN108891269B - 一种无线电能接收装置及无线充电汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种无线电能接收装置及无线充电汽车，无线电能接收装置包括至少两个沿同一平面紧密排列的电能接收单元，每个电能接收单元包括线圈和磁芯结构，所述至少两个电能接收单元拾取的电能通过并联方式进行传送。而所述无线充电汽车则包括上述所述的无线电能接收装置以及电能接收电路和蓄电池。本发明利用多个能量接收单元并排式获取无线能量传输信号，确保了分段式能量发射装置的能量传输效率；同时能够保证至少一个电能接收单元正常拾取的情况下，最前端的一个电能接收单元能够及时响应，从而确保汽车动态充电的平滑过渡；而基于磁芯机构的改进，能够在满足电能传输效率的前提下，节约磁芯材料，降低设备成本。

Description

一种无线电能接收装置及无线充电汽车
技术领域
本发明涉及无线电能传输技术领域，具体涉及一种无线能量接收装置及无线充电汽车。
背景技术
电动汽车相对于传统汽车具有节能、环保和低碳经济等优势，但是现实中电动汽车也存在一些发展的瓶颈。随着电动汽车的发展，便捷多样的充电方式越来越受欢迎。现有电动汽车多采用有线充电方式，充电时间较长，占用空间大，同时频繁拔插电源电线既不安全，也容易造成设备老化磨损，因此无线电能传输技术在电动汽车的应用受到越来越多的关注。
无线电能传输技术（Wireless Power Transfer Technology）泛指一种借助存在于物理空间中的传能介质，实现将电能以电气隔离的形式由源级传输至受电级的全新电能供给模式，其有效地解决了电源的便捷、安全接入问题，解决了传统依靠电导体直接进行物理接触的电源直接接触式输电模式所带来的插电火花、积碳、不易维护、易产生磨损等问题，特别是在特殊环境下用电存在的安全隐患问题。无线电能传输技术具有环境亲和力强、绿色环保、便捷、灵活、安全等接触式电能传输所无法比拟的优点，目前已经得到了较为广泛的应用。
但是，无线电能传输技术最关键的技术是耦合机构的设计，包括耦合机构参数设计，原副线圈结构设计，磁芯设计等，如何优化这些结构以保证电磁能量转换效率最高是耦合机构的重点和难点。
现有的无线电能传输耦合机构大多采用平面线圈定点传输，停滞时间较长，针对电动汽车无线充电而言，要想实现行进过程中动态充电，目前还缺乏相对高效的能量耦合机构。
发明内容
本发明提供一种无线能量接收机构，使其能够应用于轨道式无线充电专用车道，实现无线充电汽车在行驶过程中动态充电。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案实现：
一种无线电能接收装置，包括至少两个沿同一平面紧密排列的电能接收单元，每个电能接收单元包括线圈和磁芯结构，所述电能接收单元拾取的电能通过并联方式进行传送。
进一步地，所述线圈绕制成跑道形，所述跑道形线圈的左右两侧上表面分别覆盖一块矩形磁块、前后两侧上表面分别覆盖一块直角弯折状磁块，所述直角弯折状磁块的竖立面与所述跑道形线圈的内侧面贴合。
进一步地，所述跑道形线圈的中央空白区域填充有矩形磁条。
进一步地，所述矩形磁条拼接成若干个“王”字形，所述“王”字形中的两条横向磁条与所述跑道形线圈的左右两侧内侧壁贴合。
进一步地，所述跑道形线圈的长为38cm~42cm，宽为88cm~92cm。
进一步地，所述跑道形线圈的长为40cm，宽为90cm。
进一步地，所述矩形磁块的尺寸为（8cm~10cm）*（63cm~65cm），所述直角弯折状磁块的水平面尺寸为（12cm~14cm）*（19cm~21cm），竖立面尺寸为（3cm~5cm）*（19cm~21cm）。
进一步地，所述矩形磁块尺寸为9cm*64cm的，所述直角弯折状磁块的水平面尺寸为13cm*20cm，竖立面尺寸为4cm*20cm。
本发明还提出一种无线充电汽车，所述汽车包括上述所述的无线电能接收装置以及电能接收电路和蓄电池。
进一步地，所述电能接收装置位于所述汽车车身下方并沿车身长度方向排列。
与现有技术相比，本申请提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：
本发明结合无线充电汽车动态充电需要，利用多个电能接收单元并排式获取无线电能传输信号，确保了分段式电能发射装置的电能传输效率；同时能够保证至少一个电能接收单元正常拾取的情况下，最前端的一个电能接收单元能够及时响应，从而确保无线充电汽车动态充电的平滑过渡；基于磁芯机构的改进，能够在满足电能传输效率的前提下，节约磁芯材料，降低设备成本。
附图说明
图1为本发明安装结构示意图。
图2为本发明具体应用效果图。
具体实施方式
如图1所示，一种无线电能接收装置，包括至少两个沿同一平面紧密排列的电能接收单元，每个电能接收单元包括线圈和磁芯结构，所述至少两个电能接收单元拾取的电能通过并联方式进行传送。本实施例的无线电能接收装置包括四个电能接收单元，这些电能接收单元沿同一平面紧密排列着。
电能接收单元的线圈绕制成长为38cm~42cm、宽为88cm~92cm的跑道形或矩形。由图1可知，在所述跑道形线圈的左右两侧上表面分别覆盖一块矩形磁块、前后两侧上表面分别覆盖一块直角弯折状磁块、中央空白区域填充有矩形磁条，所述直角弯折状磁块的竖立面与所述跑道形线圈的内侧面贴合。同时，跑道形线圈中央空白区域的矩形磁条被拼接成多个“王”字形，“王”字形中的两条横向磁条与跑道形线圈左右两侧的内侧壁贴合。其中，所述矩形磁块的尺寸为（8cm~10cm）*（63cm~65cm），所述直角弯折状磁块的水平面尺寸为（12cm~14cm）*（19cm~21cm），竖立面尺寸为（3cm~5cm）*（19cm~21cm）。这样设计，在满足磁力线约束能力的同时，节约了材料，减少设备成本和重量。
在具体实施过程中，结合公交车的底盘尺寸以及电能传输功率的需要，每个电能接收单元的线圈长为40cm，宽90cm，在线圈左右两侧的上表面分别覆盖有一块9cm*64cm的矩形磁块，所述直角弯折状磁块的水平面尺寸为13cm*20cm，竖立面尺寸为4cm*20cm。
上述无线电能接收装置，主要用于无线充电汽车中，在具体实施时，四个电能接收单元位于车身下方并沿车身长度方向排列，在无线充电汽车中还包括电能接收电路以及蓄电池。
结合图2可以看出，以动态无线充电公交车为例，在所述汽车车身上安装有本发明提供的无线电能接收装置，而无线电能发射装置则建设在每一个公交车站台处，通过连续布置多段充电导轨，当公交车运行到某一段充电导轨上方时，其对应的那一段充电导轨通电工作。基于分段式供电，能够有效提升电能传输效率。同时，采用多个电能接收单元并联式接收，能够有效保证相邻两段导轨切换期间电源传输的稳定性，同时基于负载识别等技术，能够实现充电导轨供电切换的智能化控制。通过对每一个电能接收单元的磁芯结构进行优化设计，在满足电能拾取效率的前提下，节约了磁性材料，降低了硬件成本。

Claims (7)

1.一种无线电能接收装置，其特征在于：包括至少两个沿同一平面紧密排列的电能接收单元，每个电能接收单元包括线圈和磁芯结构，所述电能接收单元拾取的电能通过并联方式进行传送；
所述线圈绕制成跑道形，所述跑道形线圈的左右两侧上表面分别覆盖一块矩形磁块、前后两侧上表面分别覆盖一块直角弯折状磁块，所述直角弯折状磁块的竖立面与所述跑道形线圈的内侧面贴合；
所述跑道形线圈的中央空白区域填充有矩形磁条；
所述矩形磁条拼接成若干个“王”字形，所述“王”字形中的两条横向磁条与所述跑道形线圈的左右两侧内侧壁贴合，沿着所述跑道形 线圈的前后侧内壁依次设有多个“王”字形的磁芯。
2.根据权利要求1所述的一种无线电能接收装置，其特征在于：所述跑道形线圈的长为38cm~42cm，宽为88cm~92cm。
3.根据权利要求1所述的一种无线电能接收装置，其特征在于：所述跑道形线圈的长为40cm，宽为90cm。
4.根据权利要求1所述的一种无线电能接收装置，其特征在于：所述矩形磁块的尺寸为（8cm~10cm）*（63cm~65cm），所述直角弯折状磁块的水平面尺寸为（12cm~14cm）*（19cm~21cm），竖立面尺寸为（3cm~5cm）*（19cm~21cm）。
5.根据权利要求1所述的一种无线电能接收装置，其特征在于：所述矩形磁块尺寸为9cm*64cm的，所述直角弯折状磁块的水平面尺寸为13cm*20cm，竖立面尺寸为4cm*20cm。
6.一种无线充电汽车，其特征在于：所述汽车包括：根据权利要求1至5中任一权利要求所述的无线电能接收装置；以及电能接收电路和蓄电池。
7.根据权利要求6所述的一种无线充电汽车，其特征在于：所述无线 电能接收装置位于所述汽车车身下方并沿车身长度方向排列。
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