CN109799408A - 一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置 - Google Patents

一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开的属于无线电能传输技术领域，具体为一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置，包括上板部分、中间内支撑部分和下板部分，所述上板部分的具有接收线圈和上连接板，所述接收线圈与所述上连接板固定连接,上连接板具有上基础板和定位柱，所述上连接板通过硅胶螺钉与接收线圈相连接，所述上连接板通过所述定位柱与所述中间内支撑部分相连接，所述中间内支撑部分具有上层支撑、第一内填充块、第一外圈框架、基础支撑、第二内填充块和第二外圈框架，所述中间内支撑部分的底部固定安装所述下板部分，所述下板部分具有发射线圈和下连接板，该发明实现了两线圈的轴向距离的定间距变化、降低生产成本的综合效果。

Description

一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置
技术领域
本发明涉及无线电能传输技术领域，具体为一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置。
背景技术
随着近期雾霾污染问题的持续发酵，人们已经越来越重视环境保护问题，类似“PM2.5”这样的污染物词汇也进入每个普通人的脑海里。在这种背景下，电动汽车因其零尾气排放的特点也越来越受到人们关注，而作为电动汽车获取能源的方式，充电问题也开始收到更加广泛的关注。现在的有线充电方式，例如充电桩会占用较大空间，且其电线裸露在外也具有一定的危险性。而无线充电方式更为灵活，在安全性和空间占用率上也具有优势，可以轻松减轻充电时间，范围和成本的障碍，成为当今电动汽车充电领域的一大热点，因此对于电动汽车无线充电的实验研究也是研究领域的一个重点，需要相应的配套实验装置。一般电动汽车无线充电系统的硬件组成，电能由直流稳压电源流出，经过单相全桥逆变器变成交流电进入补偿电路，由补偿电路进入到发射主线圈中，隔空将电能传输到接收主线圈，然后由接收主线圈进入接收端补偿电路，整流成为直流电进入直流负载(电池)。主控板是整个电路的控制器，起到控制和保护等作用。由于是无线充电，汽车与充电设施之间无物理连接，两线圈之间难免会有错位的情况发生，线圈错位时会降低两线圈之间的耦合系数，当耦合系数过小时便无法进行有效充电。因此在电动汽车无线充电的相关实验中，通常会考虑汽车上的接收线圈相对于充电设施中的发射线圈的错位问题。而电动汽车无线充电的线圈实验由于其电能传输的特点，在两线圈之间的气隙及周围近距离区域内不能存在导磁体，若存在则会导致线圈发射的磁场受到干扰，致使实验结果出现偏差。因此对于这类实验装置的设计，只能使用非导磁材料，这给整个实验装置的设计带来了较大的挑战。而现有的各种专利对于实验装置的设计涉及很少，主要是运用于实际充电过程。
现有技术均着眼于实际充电情景，辅助驾驶员进行停车位置的调节，但是现实情况中很难存在两线圈精准对正的情况，并且不同汽车的底盘距离地面的高度也不同，这样会出现接收线圈与发射线圈水平位置的错位从而影响线圈的耦合系数等参数，因此有必要对线圈进行错位特性的研究，这就需要有相应的实验装置来支持，要求线圈在该装置的作用下进行水平和垂直方向的移动。
现有可以见到的国内外各论文中的线圈支撑装置通常是以一定的高度支撑在发射线圈之上，或是在水平位置上运动，在多方向可以自由移动的装置通常带有轴承等部件，含有金属等导磁材料，会对实验精度造成一定程度的影响。同时，都没有涉及实验装置的设计，由于实际情况下司机的能力有差别，辅助对位装置虽然一定程度上帮助司机停车，但是错位仍是普遍存在的，因此应该在设计完线圈后，需要进行线圈错位特性实验，从而在实际应用中画出可充电区域，也就需要相应的错位特性实验装置，因此亟需研发一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置，以解决上述背景技术中提出的电动汽车无线充电线圈错位实验装置一般含有金属材料部分，同时两线圈的轴向距离不易实现定间距变化，其次生产成本较高等特性的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置，包括上板部分、中间内支撑部分和下板部分，所述上板部分的具有接收线圈和上连接板，所述接收线圈与所述上连接板固定连接,上连接板具有上基础板和定位柱，所述上连接板通过硅胶螺钉与接收线圈相连接，所述上连接板通过所述定位柱与所述中间内支撑部分相连接，所述中间内支撑部分具有上层支撑、第一内填充块、第一外圈框架、基础支撑、第二内填充块和第二外圈框架，所述中间内支撑部分的底部固定安装所述下板部分，所述下板部分具有发射线圈和下连接板，所述发射线圈与所述下连接板固定连接，所述发射线圈通过硅胶螺钉与下基础板相连接，所述下连接板具有下基础板和定位槽,所述定位槽与所述基础支撑相卡接，所述中间内支撑部分内部固定安装多个所述第一内填充块和所述第一外圈框架，多个所述第一内填充块和所述第一外圈框架之间逐层堆积而成。
优选的，所述中间内支撑部分的中部开设有空隙，所述空隙为方形空隙。
优选的，所述定位槽为十字形，定位槽的深度为3mm，定位槽的每个桥臂的长度为200mm。
优选的，所述第一内填充块与所述第二内填充块和所述第一外圈框架与所述第二外圈框架的结构相同，所述第一外圈框架与所述第一内填充块相配合卡接。
优选的，所述第一外圈框架的内腔卡接有两个所述第一内填充块。
优选的，所述第一外圈框架和所述第二外圈框架上均开设有小孔，多个所述小孔之间插接有POM棒。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该发明提供了一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置，整套装置可以全部使用非金属材料实现，生产成本较低，实现发射线圈与接收线圈的简易对中，以及沿水平方向的X轴或Y轴定间距移动，同时可以使得两线圈的轴向距离定间距变化。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明结构的正视图；
图3为本发明支撑装置下板立体图；
图4为本发明支撑装置上板立体图；
图5为本发明中间支撑部分的俯视图；
图6为本发明中间支撑部分外圈框架的立体图；
图7为本发明中间支撑部分内填充块的立体图；
图8为本发明结构的Z方向间距调整步骤示意图。
图中：100上板部分、110接收线圈、120上连接板、121上基础板、122定位柱、200中间内支撑部分、210上层支撑、211第一内填充块、212第一外圈框架、220基础支撑、221第二内填充块、222第二外圈框架、230空隙、300下板部分、310发射线圈、320下连接板、321下基础板、322定位槽。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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。
本发明提供一种技术方案：一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置，用于实现两线圈的轴向距离的定间距变化、降低生产成本，请参阅图1和图2，包括上板部分100、中间内支撑部分200和下板部分300，上板部分100的具有接收线圈110和上连接板120，接收线圈110与上连接板120固定连接,上连接板120具有上基础板121和定位柱122，上连接板120通过硅胶螺钉与接收线圈110相连接，上基础板121的作用是连接接收线圈110，使得接收线圈110可以被精确定位和支撑，上连接板120通过定位柱122与中间内支撑部分200相连接，上连接板120通过定位柱122和中间内支撑部分200配合确定上板部分100的位置，通过中间内支撑部分200的活动，和上板部分100隔开预期的距离，并且实现实验所预期的错位现象，中间内支撑部分200具有上层支撑210、第一内填充块211、第一外圈框架212、基础支撑220、第二内填充块221和第二外圈框架222，中间内支撑部分200的底部固定安装下板部分300，下板部分300具有发射线圈310和下连接板320，发射线圈310与下连接板320固定连接，发射线圈310通过硅胶螺钉与下基础板321相连接，上板部分100、中间内支撑部分200和下板部分300均为非金属材料制成，请参阅图2和图3，下连接板320具有下基础板321和定位槽322,定位槽322与基础支撑220相卡接，中间内支撑部分200内部固定安装多个第一内填充块211和第一外圈框架212，多个第一内填充块211和第一外圈框架212之间逐层堆积而成，交替支撑上板部分100，达到改变接收线圈110和发射线圈310Z方向间距的作用，同时通过第一内填充块211和第二内填充块221的水平移动来达到使线圈产生水平方向错位的目的，定位槽322为十字形，定位槽322的深度为3mm，定位槽322的每个桥臂的长度为200mm。请参阅图5和图7，第一内填充块211与第二内填充块221和第一外圈框架212与第二外圈框架222的结构相同，第一外圈框架212与第一内填充块211相配合卡接，用较少的第二内填充块221和第二外圈框架222搭建，使得上板部分100的定位柱122在放置时不能碰触到下板部分300，第一外圈框架212的内腔卡接有两个第一内填充块211，第一外圈框架212和第二外圈框架222上均开设有小孔，多个小孔之间插接有POM棒，实现将第一外圈框架212和第二外圈框架222相连接，请参阅图5，中间内支撑部分200的中部开设有空隙230，空隙230为方形空隙。
在具体的使用过程中，当需要本发明在使用的过程中当第一外圈框架212或第二外圈框架222为上板部分100提供支撑面时：要增加两线圈之间的Z方向间距，可以按照第一内填充块211—第一外圈框架212—第一内填充块211—第一外圈框架212……搭建中间内支撑部分200到达到预期的Z方向间距为止。要减少两线圈之间的Z方向间距，可以按照第一外圈框架212—第一内填充块211—第一外圈框架212—第一内填充块211……去掉上层支撑210的各层直到达到预期的Z方向间距为止，当第一内填充块211或第二内填充块221为上板部分100提供支撑面时：要增加两线圈之间的Z方向间距，可以按照第一外圈框架212—第一内填充块211—第一外圈框架212—第一内填充块211……搭建中间内支撑部分200到达到预期的Z方向间距为止。要减少两线圈之间的Z方向间距，可以按照第一内填充块211—第一外圈框架212—第一内填充块211—第一外圈框架212……去掉上层支撑210的各层直到达到预期的Z方向间距为止，另外，定位柱122的高度应足够高，使得当第一外圈框架212或第二外圈框架222为上板部分100提供支撑面时最上层第一内填充块211或第二内填充块221仍然可以通过与定位柱122接触来约束上板部分100的水平位置。不存在水平方向由于定位柱122不够高而无法约束上板部分100位置的问题，改变上板部分100水平位置，以进行错位特性试验只需要移动某一或若干竖排的第一内填充块211和第二内填充块221至另一侧，移动的第一内填充块211和第二内填充块221总长度等于预期调整水平位置的长度，即可完成上板部分100水平位置的移动和固定。
虽然在上文中已经参考实施例对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施例中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置，其特征在于：包括上板部分(100)、中间内支撑部分(200)和下板部分(300)，所述上板部分(100)的具有接收线圈(110)和上连接板(120)，所述接收线圈(110)与所述上连接板(120)固定连接,上连接板(120)具有上基础板(121)和定位柱(122)，所述上连接板(120)通过硅胶螺钉与接收线圈(110)相连接，所述上连接板(120)通过所述定位柱(122)与所述中间内支撑部分(200)相连接，所述中间内支撑部分(200)具有上层支撑(210)、第一内填充块(211)、第一外圈框架(212)、基础支撑(220)、第二内填充块(221)和第二外圈框架(222)，所述中间内支撑部分(200)的底部固定安装所述下板部分(300)，所述下板部分(300)具有发射线圈(310)和下连接板(320)，所述发射线圈(310)与所述下连接板(320)固定连接，所述发射线圈(310)通过硅胶螺钉与下基础板(321)相连接，所述下连接板(320)具有下基础板(321)和定位槽(322),所述定位槽(322)与所述基础支撑(220)相卡接，所述中间内支撑部分(200)内部固定安装多个所述第一内填充块(211)和所述第一外圈框架(212)，多个所述第一内填充块(211)和所述第一外圈框架(212)之间逐层堆积而成。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置，其特征在于：所述中间内支撑部分(200)的中部开设有空隙(230)，所述空隙(230)为方形空隙。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置，其特征在于：所述定位槽(322)为十字形，定位槽(322)的深度为3mm，所述定位槽(322)的每个桥臂的长度为200mm。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置，其特征在于：所述第一内填充块(211)与所述第二内填充块(221)和所述第一外圈框架(212)与所述第二外圈框架(222)的结构相同，所述第一外圈框架(212)与所述第一内填充块(211)相配合卡接。
5.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置，其特征在于：所述第一外圈框架(212)的内腔卡接有两个所述第一内填充块(211)。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车无线充电线圈错位实验装置，其特征在于：所述第一外圈框架(212)和所述第二外圈框架(222)上均开设有小孔，多个所述小孔之间插接有POM棒。
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