CN111566765B - 大面积型复合磁场屏蔽垫及包括此的无线电力传输模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供大面积型复合磁场屏蔽垫及包括此的无线电力传输模块。本发明的示例性实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫作为总宽度、总长度及直径中的至少一种在100mm以上的大面积型磁场屏蔽垫，包括：主屏蔽层，具有相邻配置且具有预定面积的多个铁氧体块；及辅助屏蔽层，由至少一个具有预定面积的磁性片构成，通过粘合层层叠于所述主屏蔽层的一面；其中，在相邻配置的两个铁氧体块之间的边界区域位于所述磁性片的内侧区域，使得通过所述磁性片屏蔽向所述两个铁氧体块之间的间隙泄漏的磁场。

Description

大面积型复合磁场屏蔽垫及包括此的无线电力传输模块

技术领域

本发明涉及无线电力传输技术，更详细地说涉及大面积型复合磁场屏蔽垫及包括此的无线电力传输模块。

背景技术

由使用石油的汽车排放的排放气体正作为造成环境污染的主要原因而受到关注。据此，正在尝试努力减少汽车排放气体，并且正在进行可减少排放气体的汽车的研究及开发。

在如上所述的状况下，使用天然气、乙醇等的代替能源和电能的电动汽车的开发成为代表性的新一代汽车技术。然而，现在正在开发的电动汽车在行驶距离、重量、价格、充电时间、基础设施建设等方面存在局限性。

即，电动汽车的用于提供驱动电源的电池容量有限，因此难以长距离驾驶。为了解决这一问题有必要提高电池效率或者增加电池容量。

然而，对于提高电池效率，因为可用作电池的材料的局限性，如果没有创新的技术发展几乎是不可能的；且为了增加电池容量，存在不得不增加电池重量或者体积的局限性。

据此，正在开发一种无线充电电动汽车系统，克服当前正在开发的电动汽车的局限性，最终在行驶中可对电池进行充电。

如此的无线充电方式包括：无线传输或者接收从外部供应的电力的线圈；配置在所述线圈的一面并且屏蔽在线圈产生的磁场的屏蔽垫。

此时，所述屏蔽垫通常使用由铁氧体材料构成的磁性片。然而，用于充电电动汽车的车辆用无线电力传输模块相比于移动用无线电力传输模块使用的电力及传输距离大，因此要求大尺寸的屏蔽垫。据此，屏蔽垫也由100mm×100mm以上的大面积构成。

通常，在车辆用无线电力传输模块及接收模块使用的屏蔽垫使用铁氧体材料。如此的铁氧体材料的屏蔽垫通过塑性加工形成，因此在构成100mm×100mm以上的大面积的情况下，在塑性加工过程中出现弯曲或变形，因此在增加尺寸方面存在局限性。

据此，现有的车辆用屏蔽垫通常是以将具有100mm×100mm以下的尺寸的铁氧体块相邻配置的形态构成。在如此的情况下，铁氧体块是在研磨表面之后使铁氧体块之间保持预定间距。

因此，在将多个铁氧体块相邻配置的情况下，在相邻配置的两个铁氧体块之间不得不出现间隙。

另外，因为在相互面对的面之间凸出形成微小凸起导致磁场集中于局部部位，进而存在出现诸如热点(hot spot)的局限性。

发明内容

(要解决的问题)

本发明是考虑到如上所述的问题而提出的，其目的在于提供在总宽度、总长度及直径中的至少一种在100mm以上的大面积的尺寸下也可顺利运行的大面积型复合磁场屏蔽垫及包括此的无线电力传输模块。

(解决问题的手段)

为了解决上述的问题，本发明提供大面积型复合磁场屏蔽垫，作为总宽度、总长度及直径中的至少一种在100mm以上的大面积型磁场屏蔽垫，包括：主屏蔽层，具有相邻配置且具有预定面积的多个铁氧体块；及辅助屏蔽层，由至少一个具有预定面积的磁性片构成，通过粘合层层叠于所述主屏蔽层的一面；其中，在相邻配置的两个铁氧体块之间的边界区域位于所述磁性片的内侧区域，使得通过所述磁性片屏蔽向所述两个铁氧体块之间的间隙泄漏的磁场。

另外，所述磁性片可以是非晶态带片；所述铁氧体块可由Mn-Zn铁氧体构成；所述磁性片可具有相对小于铁氧体块的厚度。

另外，所述辅助屏蔽层可分别配置在所述主屏蔽层的上面及下面；所述辅助屏蔽层及主屏蔽层能够以层叠方向交替层叠；所述主屏蔽层可位于两个辅助屏蔽层之间。

另外，在相邻配置的两个铁氧体块之间形成的间隙可形成为使得至少一部分不平行于所述辅助屏蔽层的厚度方向。

另外，所述大面积型复合磁场屏蔽垫还可包括散热板，所述散热板具有板形状并且配置在所述辅助屏蔽层的一面，以改善散热性。

另一方面，本发明提供一种无线电力传输模块，包括：上述的大面积型复合磁场屏蔽垫；及配置在所述大面积型复合磁场屏蔽垫的一面的至少一个无线电力传输用天线。

(发明的效果)

根据本发明，屏蔽垫包括相邻配置的多个铁氧体，并且实现总宽度、总长度及直径中的至少一种在100mm以上的大面积尺寸，即便如此也可改善通过铁氧体块之间的间隙泄漏磁场的问题。据此，可改善诸如磁场泄漏导致效率降低或者发热等的整体问题。

附图说明

图1是示出本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫的图；

图2是图1的分解图；

图3是图1的A-A方向剖面图；

图4是示出在本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫中用于构成辅助屏蔽层的磁性片的一形态的图；

图5是示出在图3中在主屏蔽层的上面配置辅助屏蔽层的形态的剖面图；

图6是示出在图5中在辅助屏蔽层的上面配置另一主屏蔽层的形态的剖面图；

图7是示出在图6中在另一主屏蔽层的上面配置辅助屏蔽层的形态的剖面图；

图8是示出本发明的另一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫的分解图；

图9是图8的结合剖面图；

图10是示出在图9中在主屏蔽层的上面配置辅助屏蔽层的形态的剖面图；以及

图11是示出适用本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫的无线电力传输模块的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细本发明的实施例，以使本发明所属技术领域中具有常规知识人员可容易实施。本发明可由各种不同的形态实现，不限于在此说明的实施例。为了明确说明本发明，在附图中省略与说明无关的部分，在说明书全文中对于相同或者类似的构件赋予相同的附图标记。

本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100可实现总宽度、总长度及直径中的至少一种在100mm以上的大面积。举一示例，所述大面积型复合磁场屏蔽垫100可以是总宽度和总长度分别在100mm以上，并且可实现400mm×400mm的尺寸。

然而，所述大面积型复合磁场屏蔽垫100的尺寸不限于此，只要是尺寸在100mm×100mm以上或者直径在100mm以上，则可根据设计条件修改成各种尺寸。

此时，对于本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100，为了即使实现了100mm×100mm以上的尺寸，也在将生产成本的增加最少化的同时可实现优秀的屏蔽功能，可至少包括两个屏蔽层，所述两个屏蔽层可相互层叠。

即，如图1至图3所示，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100可包括：用于屏蔽磁场的主屏蔽层110和用于补充所述主屏蔽层110的辅助屏蔽层120；其中，所述主屏蔽层110和辅助屏蔽层120可相互层叠。

具体地说，所述主屏蔽层110可由具有预定面积的多个铁氧体块112构成，多个铁氧体块112至少可使一侧相互相邻配置。

在本发明中，所述铁氧体块112可以是加压铁氧体粉末之后通过塑性加工烧结而成。此时，所述铁氧体块112可由Ni-Zn铁氧体或者Mn-Zn铁氧体构成，但是为了能够在100～350kHz的频带中发挥相对优秀的性能，可由Mn-Zn铁氧体构成。

如上所述，如此的铁氧体块112使一侧相邻配置，进而可构成作为屏蔽磁场的主要屏蔽层的主屏蔽层110。

在此，构成所述主屏蔽层110的多个铁氧体块112能够以m×n(m、n为自然数)的行列结构排列，也可具有相同的尺寸或相互不同的尺寸。

此时，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100可包括至少配置在所述主屏蔽层110的一面的辅助屏蔽层120；可使相邻配置的两个铁氧体块112之间的边界区域L位于所述辅助屏蔽层120的内部区域。

为此，所述辅助屏蔽层120可以是具有预定面积的板形状的磁性片122，可具有比所述铁氧体块112相对更大的尺寸或者面积。

优选为，所述磁性片122可具有与相邻配置的两个铁氧体块112、212之和的面积相同或者更大的面积，并且可具有与所述主屏蔽层110、210的总面积相同的面积或者所述主屏蔽层110的总面积的1/2的面积。

在如上所述的情况下，如图3所示，构成所述主屏蔽层110的多个铁氧体块112通过配置在所述辅助屏蔽层120一面的粘合层140可附着于所述辅助屏蔽层120的一面。据此，构成所述主屏蔽层110的多个铁氧体块112可通过粘合层140可在所述辅助屏蔽层120的一面固定位置。

据此，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100为，即使在通过所述主屏蔽层110屏蔽磁场的过程中向在相邻配置的两个铁氧体块112形成的间隙泄漏磁场，也可通过所述辅助屏蔽层120屏蔽通过所述间隙泄漏的磁场。

因此，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100通过辅助屏蔽层120屏蔽向铁氧体块112之间的间隙泄漏的磁场，进而降低磁场的泄漏量，可提高屏蔽性能。

另外，对于构成所述主屏蔽层110的多个铁氧体块112，即使在表面不平坦并且包含从表面凸出的微小凸起的状态下与其他铁氧体块112相邻配置，向两个铁氧体块112之间的间隙泄漏的磁场也被引导至所述辅助屏蔽层120，进而可防止向所述凸起侧集中磁场。

因此，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100向辅助屏蔽层120引导向铁氧体块112之间的间隙泄漏的磁场，屏蔽磁场集中于所述凸起侧，进而可改善诸如因磁场集中导致的热点(hot spot)的发热问题。

另一方面，如上所述，构成所述辅助屏蔽层120的磁性片122可以为磁性体，以屏蔽从所述主屏蔽层110泄漏的磁场。作为一示例，所述磁性片122可以是在聚合物分散磁性体的复合材料、铁氧体、非晶态带片等，只要是可屏蔽磁场的材料，可无限制使用。

此时，所述磁性片122可具有构成所述主屏蔽层110的铁氧体块112厚度的1/2以下的厚度。即，所述磁性片122可具有非常薄的厚度的同时可由实现高透磁率的材料构成。

然而，在本发明中表明所述磁性片122的厚度不限于此，而是相比于所述铁氧体块112所述磁性片122相对具有非常薄的厚度。

作为具体的一示例，所述磁性片122可以是包含在非晶态合金及纳米晶粒合金中至少一种的带片；所述带片可以是通过薄片化处理分解成多个微小碎片的垫片。

另外，所述磁性片122可以是多个带片通过粘合层层叠成多层的多层垫片。在如此的情况下，所述磁性片122可在上面和下面通过粘合层122b分别粘贴保护膜122c，进而可防止所述碎片脱落。

即，如图4所示，所述磁性片122是薄片化处理带片122a可分离成多个微小碎片，而且各个微小碎片可以是非定型的。据此，所述磁性片122提高整体电阻，抑制涡电流的产生，进而可减少因为涡电流引起的损耗。

同时，所述磁性片122可以是被薄片化处理而分解成多个微小碎片的多个带片122a层叠成多层的多层垫片。此时，在各个带片122a之间可配置含有非导电性成分的粘合层122b。这种粘合层122b的一部分或者全部可向相互层叠的各个带片122a渗透。据此，可绝缘构成带片122a的微小碎片。在此，所述粘合层也可以是粘合剂，也可包括诸如薄膜形态的基材和在所述基材的一面或者两面涂敷的粘合剂。

据此，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100能够以非常薄的厚度构成所述辅助屏蔽层120。因此，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100可将构成所述辅助屏蔽层120的磁性片122的使用量最少化，进而可实现优秀的屏蔽性能的同时可将生产成本的增加最少化。

另一方面，如上所述，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100只形成在所述主屏蔽层110的一面，但是如图5至图8所示能够以各种层叠方式构成所述主屏蔽层110和辅助屏蔽层120。

即，如图5所示，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100可在所述主屏蔽层110的上面和下面分别配置上述的辅助屏蔽层120。

在如上所述的情况下，由于无线电力传输用天线10传输或者接收的磁场向所述主屏蔽层110和辅助屏蔽层120分散，因此可通过辅助屏蔽层120屏蔽全部磁场中的一部分磁场。

据此，可减少需要由所述主屏蔽层110屏蔽的磁场的量，并且可减少未被所述主屏蔽层110屏蔽而是向相邻配置的两个铁氧体块112之间的间隙泄漏的磁场的泄漏量。因此在与上述的实施例比较时，能够更加减少磁场的泄漏量，进而可提高整体屏蔽性能。

作为另一示例，如图6所示，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100可具有多个所述主屏蔽层110和辅助屏蔽层120，能够以层叠方向依次层叠所述辅助屏蔽层120及主屏蔽层110。

另外，如图7所示，所述辅助屏蔽层120也可配置在多个主屏蔽层110中配置在最上层的主屏蔽层110的上面。即，所述多个主屏蔽层110可分别位于两个辅助屏蔽层120之间。

此时，构成所述主屏蔽层110的多个铁氧体块112可具有相对小于在图3及图5示出的铁氧体块112的厚度，多个主屏蔽层110的总厚度可与在图3及图5示出的主屏蔽层110的厚度相同。

据此，在图6及与7示出的实施例中，构成各个主屏蔽层110的铁氧体块112的厚度可相对小于图3及图5示出的构成主屏蔽层110的铁氧体块112的厚度。

因此，可缩小用于构成各个主屏蔽层110的铁氧体块112的尺寸，因此可更加减少制造方面的缺陷，诸如在塑性过程中可发生的变形。同时，在与图3及图5示出的实施例比较时，在图6及图7示出的实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100在保持同等水平的厚度的同时可增加辅助屏蔽层120的层数，进而可更加提高整体屏蔽性能。

另一方面，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫200通过构成所述主屏蔽层210的铁氧体块212的形状可更加降低磁场的泄漏量。

为此，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫200为，构成所述主屏蔽层210的多个铁氧体212可以是除了直角六面体以外的形状，而相邻配置的两个铁氧体块212可具有相互匹配的部分。

作为一示例，如图8至图10所示，所述铁氧体块212可包括：直角六面体形状的主体212a；从所述主体212a延伸的至少一个凸出部212b。

此时，所述凸出部212b能够以不与所述主体212a的厚度方向平行的方向延伸，并且可具有与从相邻配置的另一铁氧体块212的主体212a延伸的另一凸出部212b相互匹配的位置及形状。

具体地说，所述凸出部212b可从所述主体212a的侧面以与长度方向或者宽度方向平行的方向延伸；在所述凸出部212b分别从所述主体212a的两侧面延伸的情况下，两个凸出部212b彼此能够以反方向延伸。

据此，如图9及图10所示，在相邻配置的两个铁氧体块212之间形成的间隙可包括至少一部分不与所述辅助屏蔽层120的厚度方向平行的部分。

因此，即使向所述间隙泄漏磁场，泄漏路径弯曲形成而非直线形成，进而降低磁场的泄漏量，可更加提高整体屏蔽性能。

在如上所述的情况下，如图8及图9所示，所述辅助屏蔽层120也可只形成在所述主屏蔽层210的一面，也都可形成在所述主屏蔽层210的两面。

然而，所述凸出部212b的位置及形状不限于此，只要通过所述凸出部212b可弯曲形成相邻配置的两个铁氧体块212之间的间隙的路径，可适当改变所述凸出部212b的形状。再则，对于所述凸出部212b的形成位置，只要相邻配置的两个铁氧体块212通过所述凸出部212b相连，则可适当改变所述凸出部212b的形成位置。

另外，虽未在附图中示出，但是在图8至图10示出的大面积型复合磁场屏蔽垫200也可适用于在图6及图7示出的方式，再则，在图8至图10示出的实施例的情况下，除了铁氧体块212的形状以外，其他技术内容与上述的实施例相同，因此省略详细说明。

另一方面，本发明的一实施例的大面积型复合磁场屏蔽垫100、200还可包括具有散热性的板形状的散热板130。

如上所述的散热板130可配置在所述辅助屏蔽层120的一面。据此，所述散热板130在支撑所述辅助屏蔽层120的同时分散通过所述辅助屏蔽层120传递的热可向外部散热。据此，所述散热板130向外部散热在屏蔽磁场时可产生的热来改善热方面的问题，进而可改善因热导致的性能降低。

为此，所述散热板130可由导热性优秀的材料构成。

作为一示例，所述散热板130也可以是诸如铜或者铝的板形状的金属板，也可以是包含石墨的板形状的金属板，也可由具有散热性的塑料材料。再则，所述散热板130不限于以上列出的，只要是导热系数在200W/m·K以上的材料，可以无限制使用。再则，为了提高散热性能，所述散热板130也可在外面形成散热涂层(未示出)。

另一方面，上述的大面积用复合磁场屏蔽垫100、200可实现用于充电电动汽车的电池的无线电力传输模块1。

作为一示例，如图11所示，所述无线电力传输模块1可包括：用于利用预定频带的磁场接收或者传输电力的至少一个无线电力传输用天线10；及用于屏蔽从所述无线电力传输用天线10产生的磁场的屏蔽垫；其中，所述屏蔽垫可以是上述的大面积用复合磁场屏蔽垫100、200。

此时，在所述无线电力传输用天线10向外部传输无线电力的情况下，可由无线电力传输模块实现所述无线电力传输模块1；在所述无线电力传输用天线10接收无线电力的情况下，也可由无线电力接收模块实现所述无线电力传输模块1。

同时，作为一示例示例了上述的大面积型复合磁场屏蔽垫100、200适用于用于充电电动汽车的电池的无线电力传输模块1，但是并不限于此，而是诸如家电产品或者生活用品等，只要是用于在100mm×100mm以上的大面积中屏蔽磁场，则可无限制地适用于所有的产品或者用途。

以上，说明了本发明的一实施例，但是本发明的思想不限于在说明书揭示的实施例，理解本发明的思想的本领域的技术人员在相同的思想范围内通过构件的附加、变更、删除、添加等可容易提出其他实施例，而且这也属于本发明的思想范围内。

Claims (12)

1.一种大面积型复合磁场屏蔽垫，作为总宽度、总长度及直径中的至少一种在100mm以上的大面积型复合磁场屏蔽垫，包括：

主屏蔽层，所述主屏蔽层包括多个铁氧体块，所述多个铁氧体块使一侧彼此相邻配置，进而构成屏蔽磁场的主屏蔽层；及

辅助屏蔽层，由至少一个具有预定面积的磁性片构成，通过粘合层层叠于所述主屏蔽层的一面上以便补充所述主屏蔽层；

其中，所述铁氧体块由Ni-Zn铁氧体或Mn-Zn铁氧体构成，所述磁性片由磁性材料构成，

其中，所述辅助屏蔽层被设置成具有比所述铁氧体块相对更大的尺寸或者面积，

其中，所述磁性片具有与彼此相邻配置的两个铁氧体块之和的面积相同或更大的面积，

其中，所述辅助屏蔽层附着于所述主屏蔽层的一面上以覆盖形成在彼此相邻配置的至少两个铁氧体块之间的间隙，

其中，通过所述磁性片屏蔽向所述两个铁氧体块之间的间隙泄漏的磁场，

其中，在相邻配置的两个铁氧体块之间形成的间隙形成为使得至少一部分不平行于所述辅助屏蔽层的厚度方向。

2.根据权利要求1所述的大面积型复合磁场屏蔽垫，其特征在于，

所述磁性片为非晶态带片。

3.根据权利要求1所述的大面积型复合磁场屏蔽垫，其特征在于，

所述多个铁氧体块以m×n的行列结构排列在所述辅助屏蔽层的一面，其中，m、n为自然数。

4.根据权利要求1所述的大面积型复合磁场屏蔽垫，其特征在于，

所述辅助屏蔽层设置成一对，分别配置在所述主屏蔽层的上面及下面。

5.根据权利要求1所述的大面积型复合磁场屏蔽垫，其特征在于，

所述辅助屏蔽层及主屏蔽层分别设置成多个；多个所述辅助屏蔽层及主屏蔽层以层叠方向交替层叠。

6.根据权利要求1所述的大面积型复合磁场屏蔽垫，其特征在于，

所述辅助屏蔽层及主屏蔽层分别设置成多个；多个所述主屏蔽层分别配置在两个辅助屏蔽层之间。

7.根据权利要求1所述的大面积型复合磁场屏蔽垫，其特征在于，

所述大面积型复合磁场屏蔽垫还包括：

散热板，具有板形状并且配置在所述辅助屏蔽层的一面。

8.根据权利要求7所述的大面积型复合磁场屏蔽垫，其特征在于，

所述散热板由金属材料构成。

9.根据权利要求7所述的大面积型复合磁场屏蔽垫，其特征在于，

所述散热板为散热塑料。

10.根据权利要求1所述的大面积型复合磁场屏蔽垫，其特征在于，

所述辅助屏蔽层的厚度为所述主屏蔽层的总厚度的1/2以下的厚度。

11.根据权利要求1所述的大面积型复合磁场屏蔽垫，其特征在于，

所述磁性片被薄片化处理分解成多个碎片。

12.一种无线电力传输模块，包括：

根据权利要求1至11中任一项所述的大面积型复合磁场屏蔽垫；及

至少一个无线电力传输用天线，配置在所述大面积型复合磁场屏蔽垫的一面。

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