CN215071688U - 无线充电地端设备和无线充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无线充电地端设备，包括：基座内部固定整流电路和原边线圈，其用于所受应力传导至地面；整流电路固定于基座顶面的容置部中，其用于将外部交流电转换为直流电传输至原边线圈；原边线圈盖装固定于基座上且位于整流电路上方，其用于执行电磁能量转换；盖部密封盖装在基座上，且与原边线圈顶面形成面接触。本实用新型还公开了一种具有所述无线充电地端设备的无线充电系统。本实用新型将整流电路集成在无线充电地端设备中，能避免利兹线受到水和/或压力的损伤，避免高频辐射，减少了对生命健康的影响。并且，本实用新型具有良好的散热性能和抗碾压强度。

Description

无线充电地端设备和无线充电系统

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车领域，特别是涉及一种用于新能源汽车的无线充电地端设备。以及，一种用于新能源汽车的无线充电系统。

背景技术

近年来新能源汽车发展迅速，越来越多的人开始选择接受电动汽车这种环保的出行方式。同时也被许多汽车厂家认为是未来汽车发展的方向，而且都投入了大笔资金进行研发。不过，由于充电问题的现实阻碍，一直以来还没有得到充分推广。目前，电动车最重要的部分莫过于电池和充电设备，由于技术瓶颈，短时间内它们只能使用锂电池，所以无线(感应)充电系统变成了另一个研发重点。与有线充电系统相比，无线充电有多种优势，能够顺应新能源汽车未来的发展趋势。

无线充电系统主要分划分为墙端设备(电能转换装置Wall Box)、原边线圈(BP)、车端控制器(VCU)和副边线圈(VP)。其中，原边线圈(BP)需要安装或放置在地面。无线充电的收发线圈，主要进行功率收发传送作用，是无线充电能量转换的关键，由于无线充电所用频率一般较高，在无线充电的收发线圈中如果用普通铜线绕制会有较高的集肤效应和涡流效应.目前的解决方案是采用利兹线绕制，一般是直径非常小的线多股并绕形成一根利兹线，利兹线截面均是圆形。利兹线指一根导体是由多根独立绝缘的导体绞合或编织而成。

参考图1所示，现有无线充电功率传输原理框图，包括：交流源(AC Source)A、功率因数校正电路(PFC)B、整流电路(Inverter)C、原边线圈(BP)D、原边线圈(BP)E、车端控制器(VCU)F和车载蓄电池G。现有技术将功率因数校正电路(PFC)及整流电路(Inverter)组装在一起，形成地端的电能转换装置(Wallbox)。然后电能转换装置使用裸露在外部长3m的利兹线连接到地端线圈(BP)上。

使用裸露在外的利兹线连接电能转换装置(Wallbox)与端线圈(BP)，存在以下问题：

1、利兹线需保证防水，抗碾压，增加了结构成本。

2、利兹线裸露在外，容易造成自身性能的损坏，增加系统的损坏风险，减少了系统的使用寿命。

3、设备运行时，裸露在外的利兹线产生高频辐射，不仅对生命物质产生健康影响，而且会对周围的设施造成一定的辐射干扰。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种能避免外部因素(包括但不限于水和/或外部压力)电能转换装置和地端线圈之间利兹线损坏，能降低辐射干扰，并能提高散热性能的无线充电地端设备。

相应的，本实用新型还提供了一种具有所述无线充电地端设备的无线充电系统。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的无线充电地端设备，包括：

基座1，其内部固定整流电路2和原边线圈3，其用于所受应力传导至地面；

整流电路2，其固定于基座1顶面的容置部4中，其用于将外部交流电转换为直流电传输至原边线圈3；

原边线圈3，其盖装固定于基座1上且位于整流电路2上方，其用于执行电磁能量转换；原边线圈3是地端发射线圈。

盖部5，其盖装在基座1上，且与电磁转换部3顶面形成面接触。

可选择的，进一步改进所述的无线充电地端设备，还包括：

散热结构6，其形成基座1底面，且围绕整流电路2布置；

整流电路2的电气元件通过导热介质与散热结构6形成接触。导热介质优选导热硅脂。

可选择的，进一步改进所述的无线充电地端设备，基座1由导热材料制造，例如铝合金或铜合金材料制造。

可选择的，进一步改进所述的无线充电地端设备，散热结构6是冷却液循环散热流道，导热介质是陶瓷垫片或导热硅脂。

可选择的，进一步改进所述的无线充电地端设备，冷却液循环散热流道的出液口7和进液口8形成在与整流电路2距离最近的基座1侧壁上。

可选择的，进一步改进所述的无线充电地端设备，还包括：防护部9，其形成在冷却液循环散热流道出液口7和进液口8的基座1侧壁上，其用于防止冷却液循环散热流道的出液口7和进液口8受外力挤压。

可选择的，进一步改进所述的无线充电地端设备，还包括：

承载部10，其形成在基座1顶面四周边缘，其用于支撑原边线圈3，并将所受应力通过基座1传导至地面。

可选择的，进一步改进所述的无线充电地端设备，还包括：

缓冲部11，其形成在盖部5四周边缘，其用于缓冲外力对无线充电地端设备的冲击力。

可选择的，进一步改进所述的无线充电地端设备，缓冲部11是形成在盖部5四周边缘的圆形倒角。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种具有所述无线充电地端设备的无线充电系统。该无线充电系统的墙端设备、车端控制器和副边线圈(车载)可以选用任意一种现有技术中的产品/设备，其无线充电地端设备选用上述任意一种所述的无线充电地端设备。

本实用新型至少能实现以下技术效果：

1、参考图2所示，本实用新型将整流电路集成在无线充电原边线圈中，使整流电路与原边线圈(地端发射线圈)相邻布置。由于基座和盖部之间是密封的，进而能避免利兹线受到水和/或压力的损伤。

由于整流电路与电磁转换部集成相邻安装，减少了利兹线的长度，能缩减生产成本。因为没有裸露在外的利兹线，从而有效解决上述由于利兹线裸露在外带来的高频辐射问题。提高了系统整体的可靠性和安全性，减少了对生命健康的影响。

2、随着无线充电技术的发展，无线充电地端设备被要求运行于高频，大电流的环境。无线充电地端设备自身将产生极大的功率损耗，因此无线充电地端设备内部将产生极大的温度,为了有效提高无线充电地端设备自身的可靠性，提高无线充电地端设备的散热能力。本实用新型的优先实施例在整流电路周围设置了冷却液循环散热流道，将整流电路电气元件(MOS、电感等)产生的热通过导热介质传导至冷却液循环散热流道(导热介质可以选择陶瓷垫片、导热硅脂等)，并且选用导热材料制造基座能大大提高无线充电地端设备散热性能。

3、无线充电地端设备是安装在地面上的，有可能会被车轮碾压。本实用新型盖部四周边缘形成有缓冲部(圆角结构)，能减少盖部与车轮直接接触时，因尖锐棱角而造成的应力集中，避免碾压造成的轮胎和线圈结构损伤。

4、本实用新型设计了承载部，用于支撑原边线圈，并将原边线圈(自盖部传导来的应力)所受应力通过基座传导至地面，进而提高无线充电地端设备的抗碾压强度。

5、本实用新型提供的无线充电系统，其具有所述任意一种无线充电地端设备的全部技术特征，因此相对现有的无线充电系统其也能实现上述第1～第4点记载的技术效果。

附图说明

本实用新型附图旨在示出根据本实用新型的特定示例性实施例中所使用的方法、和/或材料的一般特性，对说明书中的描述进行补充。然而，本实用新型附图是未按比例绘制的示意图，因而可能未能够准确反映任何所给出的实施例的精确或性能特点，本实用新型附图不应当被解释为限定或限制由根据本实用新型的示例性实施例所涵盖的数值或属性的范围。下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1是现有无线充电功率传输原理框图。

图2是本实用新型无线充电功率传输原理框图。

图3是本实用新型实施例结构示意图，其显示本实用新型整体分解结构。

图4是本实用新型第二实施例结构示意图，其显示基座底面视角。

图5是本实用新型第三实施例结构示意图，其显示基座底面视角。

图6是本实用新型第四实施例结构示意图，其显示基座顶面视角。

图7是本实用新型第五实施例结构示意图，其显示盖部结构。

附图标记说明

A是交流源

B是功率因数校正电路

C是整流电路

D是发射线圈

E是接收线圈

F是车端控制器

G是车载蓄电池

基座1

整流电路2

原边线圈3

容置部4

盖部5

散热结构6

出液口7

进液口8

防护部9

承载部10

缓冲部11。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容充分地了解本实用新型的其他优点与技术效果。本实用新型还可以通过不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点加以应用，在没有背离实用新型总的设计思路下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型下述示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的具体实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本实用新型的公开彻底且完整，并且将这些示例性具体实施例的技术方案充分传达给本领域技术人员。

应当理解的是，当元件被称作“连接”或“结合”到另一元件时，该元件可以直接连接或结合到另一元件，或者可以存在中间元件。不同的是，当元件被称作“直接连接”或“直接结合”到另一元件时，不存在中间元件。在全部附图中，相同的附图标记始终表示相同的元件。此外，还应当理解的是，尽管在这里可以使用术语“”、“第二”等来描述不同的元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应当受这些术语的限制。这些术语仅是用来将一个元件、组件、区域、层或部分与另一个元件、组件、区域、层或部分区分开来。因此，在不脱离根据本实用新型的示例性实施例的教导的情况下，以下所讨论的元件、组件、区域、层或部分也可以被称作第二元件、组件、区域、层或部分。

第一实施例；

如图3所示，本实用新型提供一种无线充电地端设备，包括：

基座1，其内部固定整流电路2和原边线圈3，其用于所受应力传导至地面；

整流电路2，其固定于基座1顶面的容置部4中，容置部4是一凹部，其用于将外部交流电转换为直流电传输至原边线圈3；

原边线圈3，其盖装固定于基座1上且位于整流电路2上方，其用于执行电磁能量转换；

盖部5，其密封盖装在基座1上，且与原边线圈3顶面形成面接触。

第二实施例；

如图3结合图4所示，本实用新型提供一种无线充电地端设备，包括：

基座1，其内部固定整流电路2和电磁转换部3，其用于所受应力传导至地面；

整流电路2，其通过螺丝或锁扣固定于基座1顶面的容置部4中，容置部4是一凹部，其用于将外部交流电转换为直流电传输至电磁转换部3；

电磁转换部3，其通过螺丝或锁扣盖装固定于基座1上且位于整流电路2上方，其用于执行电磁能量转换；

盖部5，其通过螺丝或锁扣密封盖装在基座1上，且与电磁转换部3顶面形成面接触；

散热结构6，其形成基座1底面，且围绕整流电路2布置；

整流电路2的电气元件通过导热介质与散热结构6形成接触。

第三实施例；

继续图3结合图5所示，本实用新型提供一种无线充电地端设备，包括：

基座1，其内部固定整流电路2和原边线圈3，其用于所受应力传导至地面，其采用导热材料制造，例如铝合金或铜合金；

整流电路2，其通过螺丝或锁扣固定于基座1顶面的容置部4中，容置部4是一凹部，其用于将外部交流电转换为直流电传输至原边线圈3；

原边线圈3，其通过螺丝或锁扣盖装固定于基座1上且位于整流电路2上方，其用于执行电磁能量转换；

盖部5，其通过螺丝或锁扣密封盖装在基座1上，且与原边线圈3顶面形成面接触；

散热结构6，其形成基座1底面，例如嵌入基座1底面的凹槽，且围绕整流电路2布置，散热结构6是冷却液循环散热流道，冷却液循环散热流道的出液口7和进液口8形成在与整流电路2距离最近的基座1侧壁上；

整流电路2的电气元件通过导热介质与散热结构6形成接触，导热介质可选择陶瓷垫片或导热硅脂；

防护部9，其形成在冷却液循环散热流道出液口7和进液口8的基座1侧壁上，本实施是一个形成在基座1侧壁上的拱形防护部，其用于防止冷却液循环散热流道的出液口7和进液口8受外力挤压。

第四实施例；

如图3结合图6所示，本实用新型提供一种无线充电地端设备，包括：

基座1，其内部固定整流电路2和原边线圈3，其用于所受应力传导至地面，其采用导热材料制造，例如铝合金或铜合金；

整流电路2，其通过螺丝或锁扣固定于基座1顶面的容置部4中，容置部4是一凹部，其用于将外部交流电转换为直流电传输至原边线圈3；

原边线圈3，其通过螺丝或锁扣盖装固定于基座1上且位于整流电路2上方，其用于执行电磁能量转换；

盖部5，其通过螺丝或锁扣密封盖装在基座1上，且与原边线圈3顶面形成面接触；

散热结构6，其形成基座1底面，例如嵌入基座1底面的凹槽，且围绕整流电路2布置，散热结构6是冷却液循环散热流道，冷却液循环散热流道的出液口7和进液口8形成在与整流电路2距离最近的基座1侧壁上；

整流电路2的电气元件通过导热介质与散热结构6形成接触，导热介质可选择陶瓷垫片或导热硅脂；

防护部9，其形成在冷却液循环散热流道出液口7和进液口8的基座1侧壁上，本实施是一个形成在基座1侧壁上的拱形防护部，其用于防止冷却液循环散热流道的出液口7和进液口8受外力挤压；

承载部10，其形成在基座1顶面四周边缘，其用于支撑电磁转换部3可通过螺丝或锁扣固定连接，并将所受应力通过基座1传导至地面；

第五实施例；

如图3结合图7所示，本实用新型提供一种无线充电地端设备，包括：

基座1，其内部固定整流电路2和电磁转换部3，其用于所受应力传导至地面，其采用导热材料制造，例如铝合金或铜合金；

整流电路2，其通过螺丝或锁扣固定于基座1顶面的容置部4中，容置部4是一凹部，其用于将外部交流电转换为直流电传输至原边线圈3；

原边线圈3，其通过螺丝或锁扣盖装固定于基座1上且位于整流电路2上方，其用于执行电磁能量转换；

盖部5，其通过螺丝或锁扣密封盖装在基座1上，且与电磁转换部3顶面形成面接触；

散热结构6，其形成基座1底面，且围绕整流电路2布置，散热结构6是冷却液循环散热流道，冷却液循环散热流道的出液口7和进液口8形成在与整流电路2距离最近的基座1侧壁上；

整流电路2的电气元件通过导热介质与散热结构6形成接触，导热介质可选择陶瓷垫片或导热硅脂；

防护部9，其形成在冷却液循环散热流道出液口7和进液口8的基座1侧壁上，本实施是一个形成在基座1侧壁上的拱形防护部，其用于防止冷却液循环散热流道的出液口7和进液口8受外力挤压；

承载部10，其形成在基座1顶面四周边缘，其用于支撑电磁转换部3可通过螺丝或锁扣固定连接，并将所受应力通过基座1传导至地面；

缓冲部11，其形成在盖部5四周边缘，其用于缓冲外力对无线充电地端设备的冲击力；缓冲部11是形成在盖部5四周边缘的圆形倒角。

第六实施例；

本实用新型提供一种无线充电系统，该无线充电系统的墙端设备、车端控制器和副边线圈(车载)可以选用任意一种现有技术中的产品/设备，其无线充电地端设备选用上述第一实施例～第五实施例任意一项所述的无线充电地端设备。

除非另有定义，否则这里所使用的全部术语(包括技术术语和科学术语)都具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常理解的意思相同的意思。还将理解的是，除非这里明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语这类术语应当被解释为具有与它们在相关领域语境中的意思相一致的意思，而不以理想的或过于正式的含义加以解释。

以上通过具体实施方式和实施例对本实用新型进行了详细的说明，但这些并非构成对本实用新型的限制。在不脱离本实用新型原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种无线充电地端设备，其特征在于，包括：

基座(1)，其内部固定整流电路(2)和原边线圈(3)；

整流电路(2)，其固定于基座(1)顶面的容置部(4)中，其用于将外部交流电转换为直流电传输至原边线圈(3)；

原边线圈(3)，其固定于基座(1)上且位于整流电路(2)上方，其用于执行电磁能量转换；

盖部(5)，其密封盖装在基座(1)上。

2.如权利要求1所述的无线充电地端设备，其特征在于，还包括：

散热结构(6)，其形成基座(1)底面，且围绕整流电路(2)布置；

整流电路(2)的电气元件通过导热介质与散热结构(6)形成接触。

3.如权利要求1所述的无线充电地端设备，其特征在于：基座(1)由导热材料制造。

4.如权利要求2所述的无线充电地端设备，其特征在于：散热结构(6)是冷却液循环散热流道，导热介质是陶瓷垫片或导热硅脂。

5.如权利要求4所述的无线充电地端设备，其特征在于：冷却液循环散热流道的出液口(7)和进液口(8)形成在与整流电路(2)距离最近的基座(1)侧壁上。

6.如权利要求5所述的无线充电地端设备，其特征在于，还包括：

防护部(9)，其形成在冷却液循环散热流道出液口(7)和进液口(8)的基座(1)侧壁上，其用于防止冷却液循环散热流道的出液口(7)和进液口(8)受外力挤压。

7.如权利要求1所述的无线充电地端设备，其特征在于，还包括：

承载部(10)，其形成在基座(1)顶面四周边缘，其用于支撑原边线圈(3)，并将所受应力通过基座(1)传导至地面。

8.如权利要求1所述的无线充电地端设备，其特征在于，还包括：

缓冲部(11)，其形成在盖部(5)四周边缘，其用于缓冲外力对无线充电地端设备的冲击力。

9.如权利要求8所述的无线充电地端设备，其特征在于：缓冲部(11)是形成在盖部(5)四周边缘的圆形倒角。

10.一种具有权利要求1-9任意一项所述无线充电地端设备的无线充电系统。

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