CN109494827A - 无线充电器和无线充电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及无线充电器和无线充电系统，无线充电器包括壳体、磁屏蔽层和设置在壳体内的线圈，所述壳体包括顶壳和底座，所述顶壳和底座密封配合围成容纳线圈的封闭腔，顶壳上具有与底座密封配合的顶壳密封面，底座上具有与顶壳密封配合的底座密封面，所述底座密封面上设有环形凸起，顶壳密封面上设有容纳环形凸起并与环形凸起密封配合的环形凹槽。即便有水处于环形凹槽外壁与环形凸起之间的密封配合处，水的液位也要高于环形凸起的高度才有可能进入壳体内部，有利于提高壳体的防水性能。且环形凸起和环形凹槽的加工、顶壳与底座的装配方便，解决了现有技术中无线充电器的壳体防水方式加工工艺复杂，生产成本高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及无线充电器和无线充电系统。
背景技术
电动汽车无线充电系统是通过非接触磁耦合方式将交流电转换为直流电给电动汽车充电的系统。授权公告号为CN207458744U，授权公告日为2018.06.05的中国专利公开了一种无线充电线圈和无线充电系统，该无线充电线圈包括依次固定的聚磁线盘、线圈、磁基板和屏蔽层，所述聚磁线盘包括绝缘基板和薄板铁氧体，所述绝缘基板上设有间隔设置的绕线凹槽和间隔导槽，线圈绕制在绕线凹槽中，薄板铁氧体嵌入间隔导槽中。磁基板的底板上表面依次放置铁氧体板和下表面板，磁基板的底板四周做成唇边结构使其整体形成凹槽用于安装放置铁氧体板。上述绝缘基板、磁基板和下表面板分别相当于无线充电器的顶壳、护板和底壳，护板和底壳组成无线充电器的底座，底壳、护板和顶壳组成无线充电器的壳体，铁氧体板相当于无线充电器的励磁层，组成铁氧体板的各铁氧体即为磁块。现有技术中一般采用灌胶或增加橡胶垫等方式实现顶壳与底座之间的密封，保证无线充电器的防水性能。但是上述这些防水方式加工工艺较复杂，成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线充电器，以解决现有技术中无线充电器的壳体防水方式加工工艺复杂，生产成本高的问题；本发明的目的还在于提供一种解决上述问题的无线充电系统。
本发明的无线充电器采用如下技术方案：
无线充电器包括壳体、磁屏蔽层和设置在壳体内的线圈，所述壳体包括顶壳和底座，所述顶壳和底座密封配合围成容纳线圈的封闭腔，顶壳上具有与底座密封配合的顶壳密封面，底座上具有与顶壳密封配合的底座密封面，所述底座密封面上设有环形凸起，顶壳密封面上设有容纳环形凸起并与环形凸起密封配合的环形凹槽。
本发明的有益效果是：底座上的底座密封面与顶壳上的顶壳密封面密封配合使壳体具有防水性；另外，底座上设有环形凸起，顶壳上设有环形凹槽，通过环形凸起与环形凹槽密封配合，增加壳体的防水性能。即便有水进入环形凹槽外壁与环形凸起之间，水的液位也要高于环形凸起的高度才有可能进入壳体内部，有利于提高壳体的防水性能。且环形凸起和环形凹槽的加工、顶壳与底座的装配方便，解决了现有技术中无线充电器的壳体防水方式加工工艺复杂，生产成本高的问题。
为增加底座与顶壳的密封性，本方案中所述无线充电器还包括设置在环形凹槽与环形凸起之间的密封件，通过密封件增加环形凸起与环形凹槽之间的密封性。
为进一步增加顶壳与底座的密封性，本方案中所述密封件夹装在环形凹槽的槽底与环形凸起的顶部之间，这样在压紧顶壳与底座时密封件可通过变形实现顶壳与底座之间良好的密封，增加顶壳与底座之间的密封性。
为保证顶壳与底座的连接稳定性，同时保证壳体的防水性能，本方案中所述底座与顶壳通过螺钉连接，底座上设有供螺钉穿过的阶梯孔，阶梯孔包括容纳螺帽的大径段，所述大径段的孔口背向顶壳密封面设置，所述磁屏蔽层粘接固定在底座的与底座密封面相背的一侧底面上以封堵大径段的孔口。通过螺钉连接使顶壳与底座之间具有较好的连接稳定性，而阶梯孔和磁屏蔽层的设计又避免了水从阶梯孔处进入，保证了壳体的防水性能。
为保证壳体的防水性能，本方案中所述底座与顶壳通过螺纹紧固件固定连接，底座上设有供螺纹紧固件穿过的固定孔，所述固定孔处于底座密封面上的孔口设置在环形凸起外侧。固定孔设置在环形凸起外侧可防止水由固定孔进入壳体，保证了壳体的防水性能。
为避免水从过线孔处穿过，本方案中壳体上供线圈的进线端和出线端穿过的两个过线孔的中心线平行于底座密封面设置，过线孔处设有与过线孔密封配合的转接连接器。通过转接连接器可有效增加过线孔处的防水防尘效果，保证壳体的防护等级。
为方便加工和装配，本方案中两个过线孔均设置在底座上，这样仅需在底座上加工两个穿孔即可，避免分别在顶壳和底座上分别加工部分穿孔，不仅方便过线孔的加工，且避免了因为加工误差造成顶壳和底座难以装配的问题。
为保证无线充电器处于设定的工作温度，本方案中所述封闭腔内设有供冷却流体进入以对线圈进行冷却的冷却管道。通过冷却管道向封闭腔内通冷却流体对线圈进行冷却，对线圈进行散热，可使线圈处于合适的工作温度范围。
本发明的无线充电系统采用如下技术方案：
无线充电系统，包括发射器和接收器，所述发射器和接收器至少一个为无线充电器，无线充电器包括壳体、磁屏蔽层和设置在壳体内的线圈，所述壳体包括顶壳和底座，所述顶壳和底座密封配合围成容纳线圈的封闭腔，顶壳上具有与底座密封配合的顶壳密封面，底座上具有与顶壳密封配合的底座密封面，所述底座密封面上设有环形凸起，顶壳密封面上设有容纳环形凸起并与环形凸起密封配合的环形凹槽。
为增加底座与顶壳的密封性，本方案中所述无线充电器还包括设置在环形凹槽与环形凸起之间的密封件，通过密封件增加环形凸起与环形凹槽之间的密封性。
为进一步增加顶壳与底座的密封性，本方案中所述密封件夹装在环形凹槽的槽底与环形凸起的顶部之间，这样在压紧顶壳与底座时密封件可通过变形实现顶壳与底座之间良好的密封，增加顶壳与底座之间的密封性。
为保证顶壳与底座的连接稳定性，同时保证壳体的防水性能，本方案中所述底座与顶壳通过螺钉连接，底座上设有供螺钉穿过的阶梯孔，阶梯孔包括容纳螺帽的大径段，所述大经段的孔口背向顶壳密封面设置，所述磁屏蔽层粘接固定在底座的与底座密封面相背的一侧底面上以封堵大径段的孔口。通过螺钉连接使顶壳与底座之间具有较好的连接稳定性，而阶梯孔和磁屏蔽层的设计又避免了水从阶梯孔处进入，保证了壳体的防水性能。
为保证壳体的防水性能，本方案中所述底座与顶壳通过螺纹紧固件固定连接，底座上设有供螺纹紧固件穿过的固定孔，所述固定孔处于底座密封面上的孔口设置在环形凸起外侧。固定孔设置在环形凸起外侧可防止水由固定孔进入壳体，保证了壳体的防水性能。
为避免水从过线孔处穿过，本方案中壳体上供线圈的进线端和出线端穿过的两个过线孔的中心线平行于底座密封面设置，过线孔处设有与过线孔密封配合的转接连接器。通过转接连接器可有效增加过线孔处的防水防尘效果，保证壳体的防护等级。
为方便加工和装配，本方案中两个过线孔均设置在底座上，这样仅需在底座上加工两个穿孔即可，避免分别在顶壳和底座上分别加工部分穿孔，不仅方便过线孔的加工，且避免了因为加工误差造成顶壳和底座难以装配的问题。
为保证无线充电器处于设定的工作温度，本方案中所述封闭腔内设有供冷却流体进入以对线圈进行冷却的冷却管道。通过冷却管道向封闭腔内通冷却流体对线圈进行冷却，对线圈进行散热，可使线圈处于合适的工作温度范围。
附图说明
图1为本发明的无线充电器的具体实施例的结构示意图；
图2为图1中另一视角的结构示意图；
图3为图1去掉顶盖的结构示意图；
图4为图1中底座的结构示意图；
图5为图4另一视角的结构示意图；
图6为图1中顶壳的结构示意图；
图7为图6另一视角的结构示意图；
图8为图7中顶壳上安装密封圈时的结构示意图。
图中：1-底座，2-顶壳，3-磁屏蔽板，4-转接连接器，5-气动接头，6-线圈，7-冷却管道，8-环形凸起，9-磁块，10-隔板，11-磁屏蔽板槽，12-阶梯孔，13-过线孔，14-线圈容纳部，15-磁块容纳部，16-安装孔，17-密封圈，18-螺纹孔，19-环形凹槽，20-顶壳斜坡面，21-底座斜坡面。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的无线充电器的具体实施例，如图1和图2所示，无线充电器包括壳体、磁屏蔽层和设置在壳体内的线圈6。壳体包括底座1和顶壳2，底座1与顶壳2密封配合围成容纳线圈6的封闭腔，顶壳2上具有与底座1密封配合的顶壳密封面，底座1上具有与顶壳密封配合的底座密封面。底座1的底部设有矩形的磁屏蔽板槽11，磁屏蔽板3粘接固定在磁屏蔽板槽11内，磁屏蔽板3即为本实施例中无线充电器的磁屏蔽层，磁屏蔽板3与底座1的中心线重合，且磁屏蔽板3的下底面与底座1的下底面处于同一平面内。如图3至图5所示，底座1上设有线圈容纳部14和磁块容纳部15，各磁块9分别放置在对应的磁块容纳部15内，线圈6放置在线圈容纳部14内并压紧在磁块9上方。为保证线圈6的安装稳定性，底座1的线圈容纳部14内间隔布置有多个隔板10，相邻的隔板10将组成线圈6的导线压实，将线圈6稳定的固定在线圈容纳部14内。
如图4至图7所示，为保证壳体的防水性能，底座密封面上设有环形凸起8，相应的顶壳密封面上设有容纳环形凸起8并与环形凸起8密封配合的环形凹槽19，增加壳体的防水性能；另外，即便有水处于环形凹槽19与环形凸起8之间，水的液位也要高于环形凸起8的高度才有可能进入壳体内部，有利于壳体防水性能的提高。环形凸起和环形凹槽的加工、顶壳与底座的装配方便，解决了现有技术中无线充电器的壳体防水方式加工工艺复杂，生产成本高的问题。
底座1上还设有供线圈6的进线端和出线端穿过的过线孔13，过线孔13的中心线平行于底座密封面设置，过线孔13内密封装配有转接连接器4。在进行线圈6的安装时，先在过线孔13处安装线圈的进线端和出线端，然后再安装具有防水防松动功能的转接连接器4，保证过线孔13处的防水性能。本实施例中的底座1同时起到护板和底壳的作用。底座1上设有用于将无线充电器安装至地面或试验设备上的安装孔16，本实施例中的安装孔16设置在底座密封面的外侧，避免水从安装孔16进入壳体内部。在其他实施例中，底座可包括底壳和护板，顶壳与底壳密封配合围成容纳线圈的封闭腔；底座上也可不设置安装孔，通过粘接或焊接等方式将底座固定在地面或试验设备上；过线孔处可不设置转接连接器，直接将线圈的进线端和出线端从过线孔处穿出即可；过线孔也可由底座和顶壳上的豁口围成；过线孔的中心线也可垂直于底座密封面和顶壳密封面设置；也可将两过线孔设置在顶壳上，或者分别在底座、顶壳上各设置一个过线孔。
如图8所示，为增加底座1与顶壳2的密封性，环形凹槽19内设有密封圈17，底座1与顶壳2密封配合时密封圈17压紧在环形凹槽19的槽底与环形凸起8的顶部之间。在其他实施例中环形凹槽与环形凸起之间可不设置密封圈；也可在环形凸起与环形凹槽之间涂覆密封胶或设置密封件增加壳体密封性；或者将密封圈设置在环形凹槽的侧壁与环形凸起的侧壁之间；也可在环形凸起的顶部与环形凹槽槽底、环形凹槽的侧壁与环形凸起的侧壁之间均设置密封件。底座1上设有阶梯孔12，顶壳2上设有螺纹孔18，螺钉将相对应的阶梯孔12与螺纹孔18固定连接以将顶壳2与顶壳2固定连接。其中阶梯孔12包括容纳螺帽的大径段，且大径段的孔口背向底座密封面设置，避免螺钉凸出磁屏蔽板槽11的槽底。磁屏蔽板3粘接固定在底座的与底座密封面相背的一侧底面上并封堵在阶梯孔12的孔口处，避免水由阶梯孔12进入底座1内部，保证无线充电器的防水性。需要说明的是，阶梯孔12处于底座密封面上的孔口设置在环形凸起8外侧，防止水由阶梯孔12进入壳体，保证了壳体的防水性能。在其他实施例中顶壳与底座可通过粘接固定；阶梯孔的孔口也可设置在磁屏蔽板外部，即螺钉的螺帽露在底座外部，此时可在螺钉上穿装密封件，增加壳体的防水、防尘性能；阶梯孔处于底座密封面上的孔口也可处于环形凸起内侧。
考虑到壳体具有较好的密封性时对散热性会有较大影响，如图3所示，本实施例中在壳体1内线圈6位置处设有冷却管道7，冷却管道7内通有压缩空气，通过压缩空气冷却散热。需要说明的是，冷却管道7位于线圈6的上侧空间，顶壳2上设有分别与冷却管道7的进口和出口连通的气动接头5。需要对无线充电器进行冷却时，利用空压机制作冷空气，通过其中一个气动接头5将冷空气引入冷却管道7内以将无线充电器内的热量带走，然后通过另一气动接头5带出壳体外部，形成强迫风道。在其他实施例中，也可通过液冷方式对无线充电器进行冷却散热。为保证壳体的抗碾压性能，本实施例中的底座1外周设有底座斜坡面21，顶壳2外周设有顶壳斜坡面20，且顶壳斜坡面20与底座斜坡面21形成平整的斜坡表面。底座1、顶壳2分别采用塑钢材料整体注塑成型，保证壳体的结构强度。
本发明的无线充电器的具体装配过程：首先将磁块9放置在磁块容纳部15内、线圈6放置在线圈容纳部14内；然后将密封圈17放置在顶壳2的环形凹槽19内，并将顶壳2与底座1密封配合，保证底座1的环形凸起8处于环形凹槽19内；之后从底座1的底部穿装螺钉将底座1与顶壳2固定在一起；最后在底座1的磁屏蔽板槽11内涂一层密封胶，然后再粘上磁屏蔽板3，完成无线充电器的装配。本发明的无线充电器的防护等级为IP67。用规格为P225/75R15或同等负载的传统汽车轮胎以（5000±250）N的压力，以（8±2）km/h的速度压过此无线充电器，轮胎充气压力为（220±10）kPa。当车轮从此无线充电器压过之前，该无线充电器随意地以正常方式放在平整的地面上，测试中的该无线充电器无明显移动。
本发明的无线充电系统的具体实施例，无线充电系统包括发射器和接收器，所述发射器和接收器的结构均与上述无线充电器的具体实施例中所述的无线充电器的结构相同，不再赘述。在其他实施例中，无线充电系统中仅发射器与上述无线充电器的具体实施例中所述的无线充电器的结构相同；或者无线充电系统中仅接收器与上述无线充电器的具体实施例中所述的无线充电器的结构相同。
Claims (9)
1.无线充电器，包括壳体、磁屏蔽层和设置在壳体内的线圈，所述壳体包括顶壳和底座，所述顶壳和底座密封配合围成容纳线圈的封闭腔，顶壳上具有与底座密封配合的顶壳密封面，底座上具有与顶壳密封配合的底座密封面，其特征是，所述底座密封面上设有环形凸起，顶壳密封面上设有容纳环形凸起并与环形凸起密封配合的环形凹槽。
2.根据权利要求1所述的无线充电器，其特征是，所述无线充电器还包括设置在环形凹槽与环形凸起之间的密封件。
3.根据权利要求2所述的无线充电器，其特征是，所述密封件夹装在环形凹槽的槽底与环形凸起的顶部之间。
4.根据权利要求1或2或3所述的无线充电器，其特征是，所述底座与顶壳通过螺钉连接，底座上设有供螺钉穿过的阶梯孔，阶梯孔包括容纳螺帽的大径段，所述大径段的孔口背向顶壳密封面设置，所述磁屏蔽层粘接固定在底座的与底座密封面相背的一侧底面上以封堵大径段的孔口。
5.根据权利要求1或2或3所述的无线充电器，其特征是，所述底座与顶壳通过螺纹紧固件固定连接，底座上设有供螺纹紧固件穿过的固定孔，所述固定孔处于底座密封面上的孔口设置在环形凸起外侧。
6.根据权利要求1或2或3所述的无线充电器，其特征是，壳体上供线圈的进线端和出线端穿过的两个过线孔的中心线平行于底座密封面设置，过线孔处设有与过线孔密封配合的转接连接器。
7.根据权利要求6所述的无线充电器，其特征是，两个过线孔均设置在底座上。
8.根据权利要求1或2或3所述的无线充电器，其特征是，所述封闭腔内设有供冷却流体进入以对线圈进行冷却的冷却管道。
9.无线充电系统，包括发射器和接收器，其特征是，所述发射器和接收器至少一个为权利要求1至权利要求8中任意一个所述的无线充电器。
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