CN215204460U

CN215204460U - 汽车无线充电装置

Info

Publication number: CN215204460U
Application number: CN202121446729.3U
Authority: CN
Inventors: 程静; 赵德琦; 吴书亚
Original assignee: Shenzhen Shinry Technologies Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Shinry Technologies Co Ltd
Priority date: 2021-06-26
Filing date: 2021-06-26
Publication date: 2021-12-17
Anticipated expiration: 2031-06-26

Abstract

本实用新型提供了一种汽车无线充电装置，包括地面电能发射单元和车载电能接收单元，地面电能发射单元用于设置于地面，车载电能接收单元用于设置于汽车；地面电能发射单元包括第一磁表面和第二磁表面，车载电能接收单元包括第三磁表面和第四磁表面；当汽车进行充电时，第一磁表面与第三磁表面接触，第二磁表面与第四磁表面接触；其中，第三磁表面的面积小于第一磁表面的面积，第四磁表面的面积小于第二磁表面的面积，使得车载电能接收单元和地面电能发射单元之间无间距，能够提升充电效率，并且在车载电能接收单元与地面电能发射单元之间有一定偏移距离时也能保证充电效率。

Description

汽车无线充电装置

技术领域

本申请属于汽车无线充电技术领域，尤其涉及一种汽车无线充电装置。

背景技术

随着新能源汽车产业的发展，汽车无线充电技术越来越被重视。目前的汽车无线充电技术通常是利用电磁感应原理设计，通过激励线圈激励发射磁芯产生磁场，再利用感应磁芯在发射磁芯的磁场中被磁化，进而使得绕在感应磁芯的感应线圈产生电流，实现无线充电。

目前的无线充电技术中，发射磁芯和感应磁芯偏移过大，且两者存在间距，导致充电效率低下。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种汽车无线充电装置，能提高汽车无线充电的效率。

为实现本实用新型的目的，本实用新型提供了如下的技术方案：

本申请提供一种汽车无线充电装置，包括地面电能发射单元和车载电能接收单元，所述地面电能发射单元用于设置于地面，所述车载电能接收单元用于设置于汽车；所述地面电能发射单元包括第一磁表面和第二磁表面，所述车载电能接收单元包括第三磁表面和第四磁表面；当所述汽车进行充电时，所述第一磁表面与所述第三磁表面接触，所述第二磁表面与所述第四磁表面接触；其中，所述第三磁表面的面积小于所述第一磁表面的面积，所述第四磁表面的面积小于所述第二磁表面的面积。

一种实施方式中，在所述汽车进行充电时，所述第三磁表面全部位于所述第一磁表面内，所述第四磁表面全部位于所述第二磁表面内。

一种实施方式中，所述第一磁表面和所述第二磁表面的形状和尺寸相同。

一种实施方式中，所述第一磁表面和所述第二磁表面相对两者连线的中垂线对称。

一种实施方式中，所述第三磁表面和所述第四磁表面的形状和尺寸相同。

一种实施方式中，所述第三磁表面和所述第四磁表面相对两者连线的中垂线对称。

一种实施方式中，在所述汽车进行充电且所述第一磁表面的中心和所述第三磁表面的中心重合时，所述第一磁表面在第一方向上的边沿与所述第三磁表面的对应边沿的间隔距离为第一距离，所述第一磁表面在第二方向上的边沿与所述第三磁表面的对应边沿的间隔距离为第二距离，所述第一距离和所述第二距离均不小于零，所述第一方向和所述第二方向具有夹角。

一种实施方式中，所述第一距离和所述第二距离相等，且均大于零。

一种实施方式中，所述第一距离大于所述第二距离，且所述第二距离大于等于零。

一种实施方式中，所述第二距离大于所述第一距离，且所述第一距离大于等于零。

通过设置汽车充电时，第一磁表面和第三磁表面接触，第二磁表面和第四磁表面接触，且第三磁表面的面积小于第一磁表面的面积，第四磁表面的面积小于第二磁表面的面积，使得车载电能接收单元和地面电能发射单元之间无间距，能够提升充电效率，并且在车载电能接收单元与地面电能发射单元之间有一定偏移距离时也能保证充电效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是一种实施方式的汽车无线充电装置的示意图；

图2是图1的汽车无线充电装置使用时的示意图；

图3是一种实施方式的地面电能发射单元的示意图；

图4是一种实施方式的车载电能接收单元的示意图；

图5是一种实施方式的汽车无线充电装置的内部结构示意图；

图6a－图6e是一些实施例的第一磁表面和第三磁表面的示意图。

附图标记说明：

100－车位，101－支架，102－行驶指示标志，105－地面，106－车轮定位墩；

200－汽车；

11－地面电能发射单元，111－接触件，112－变形件，113－绝缘盖板，114－第一充电面，115－第一磁表面，116－第二磁表面，12－地面电力电子控制单元，13－车载电能接收单元，131－壳体，132－第二充电面，133－第三磁表面，134－第四磁表面，135－安装件，136－先导件，137－连接板，138－接头，14－车载电力电子控制单元，180－第一磁芯，181－磁芯一，182－磁芯二，183－磁芯三，185－第一线圈，190－第二磁芯，191－磁芯四，192－磁芯五，193－磁芯六，195－第二线圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1和图2，本申请实施例提供一种汽车无线充电装置，包括地面电能发射单元11和车载电能接收单元13。地面电能发射单元11设置在地面105，车载电能接收单元13设置在汽车200上。

具体的，当具有充电用的车位100时，地面电能发射单元11设置在车位100的地面105上，车位100还可包括行驶指示标志102，汽车200根据行驶指示标志102的指引进行行驶并达到充电的位置，此时，汽车200上的车载电能接收单元13与车位100中的地面电能发射单元11对位，进而可进行充电。为便于定位汽车200充电的位置，在车位100中可设置车轮定位墩106，当汽车200行驶到车轮接触到车轮定位墩106时停车，此时正好车载电能接收单元13与地面电能发射单元11对位。

汽车无线充电装置还包括地面电力电子控制单元12和车载电力电子控制单元14，地面电力电子控制单元12设置在地面105或设置在地面105上的支架101上。地面电力电子控制单元12与地面电能发射单元11电连接，用于控制地面电能发射单元11提供电能。车载电力电子控制单元14与车载电能接收单元13电连接，用于控制车载电能接收单元13接收电能，进而完成充电。

请参考图3和图4，地面电能发射单元11包括第一磁表面115和第二磁表面116，第一磁表面115和第二磁表面116齐平共面并构成一整体的第一充电面114；车载电能接收单元13包括第三磁表面133和第四磁表面134，第三磁表面133和第四磁表面134齐平共面并构成一整体的第二充电面132。汽车200充电时，第二充电面132与第一充电面114接触，具体为第一磁表面115和第三磁表面133接触，第二磁表面116和第四磁表面134接触。地面电能发射单元11的电能通过第一充电面114和第二充电面132传输到车载电能接收单元13。其中，第二充电面132和第一充电面114接触是指，第二充电面132和第一充电面114紧密连接而无间距。

其中，第三磁表面133的面积小于第一磁表面115的面积，第四磁表面134的面积小于第二磁表面116的面积。如此，在汽车进行充电时，车载电能接收单元13可相对地面电能发射单元11具有一定范围内的允许偏移量，都能够保证第一磁表面115和第三磁表面133具有足够的重叠面积，第二磁表面116和第四磁表面134具有足够的重叠面积，从而降低汽车停车位置的精确性要求，具有更高的可操作性。

本申请通过设置汽车200充电时，第一磁表面115和第三磁表面133接触，第二磁表面116和第四磁表面134接触，且第三磁表面133的面积小于第一磁表面115的面积，第四磁表面134的面积小于第二磁表面116的面积，使得车载电能接收单元13和地面电能发射单元11之间无间距，能够提升充电效率，并且在车载电能接收单元13与地面电能发射单元11之间有一定偏移距离时也能保证充电效率。

请参考图3，地面电能发射单元11还包括接触件111和变形件112，变形件112与地面105连接，接触件111设置在变形件112上，接触件111用于与车载电能接收单元13接触，变形件112在竖直方向上能进行弹性形变。在汽车200充电时，变形件112可为压缩状态，从而可使得地面电能发射单元11和车载电能接收单元13保持抵持，从而稳定的进行充电。接触件111上设有绝缘盖板113，绝缘盖板113上设有通孔，第一磁表面115和第二磁表面116通过绝缘盖板113的通孔露出。绝缘盖板113在竖直方向上的高度略低于第一磁表面115和第二磁表面116的高度，即第一磁表面115和第二磁表面116略凸出于绝缘盖板113。第一磁表面115和第二磁表面116大致齐平共面，两者共同形成第一充电面114。

请参考图4，车载电能接收单元13还包括壳体131、连接板137、先导件136、安装件135和接头138，壳体131设有通孔，第三磁表面133和第四磁表面134通过壳体131的通孔露出。第三磁表面133和第四磁表面134亦可略突出于壳体131的通孔处的外表面。第三磁表面133和第四磁表面134大致齐平共面，两者共同形成第二充电面132。先导件136通过连接板137连接在壳体131的一侧，在汽车200行驶到车位100进行充电时，先导件136先与地面电能发射单元11的接触件111接触，先导件136用于去除接触件111上的异物，从而使得本申请的汽车无线充电装置不需要再设置异物检测功能。安装件135设置在壳体131的四周侧壁，用于与汽车200上对应的安装结构安装固定。接头138设置在壳体131的侧壁，用于与车载电能接收单元13电连接。

请参考图5，地面电能发射单元11包括第一磁芯180和第一线圈185，第一磁芯180包括呈直线排布并依次连接的磁芯一181、磁芯二182和磁芯三183，第一线圈185绕设在磁芯二182外周。车载电能接收单元13包括第二磁芯190和第二线圈195，第二磁芯190包括呈直线排布并依次连接的磁芯四191、磁芯五192和磁芯六193。第一磁表面115为磁芯一181一侧的外表面，第二磁表面116为磁芯三183一侧的外表面，第三磁表面133为磁芯四191一侧的外表面，第四磁表面134为磁芯六193一侧的外表面。

充电原理为：第一线圈185通电，使得第一磁芯180被磁化而产生磁场，第二磁芯190在第一磁芯180的磁场内也被磁化，进而在第二线圈195上产生感应电流，感应电流被输送到汽车200的蓄电池中而进行充电。图5中的箭头示出了磁路的路径，由图5可知，本申请的第一磁芯180和第二磁芯190的磁路各为一U形磁路，两者共同形成一闭环磁路。

通过设置第一磁芯180和第二磁芯190相对，使得第一磁表面115和第三磁表面133正对并接触，第二磁表面116和第四磁表面134正对并接触，结构简单，且能形成闭环磁路，能提高充电效率。

第一磁芯180和第二磁性190的四个磁表面正对并接触以形成闭环磁路的方式，可在较小的磁芯体积的条件下实现大功率的无线充电，能缩减磁芯的体积。在此基础上，汽车无线充电装置的零部件少，结构紧凑，相比于目前常规的汽车无线充电装置，亦能大幅的缩减体积，有利于在车位的狭小位置进行安装，降低成本。

请参考图6a至图6e，在汽车进行充电时，第三磁表面133全部位于第一磁表面115内。同理的，结合图5，第四磁表面134亦全部位于第二磁表面116内。如此可使得车载电能接收单元13相对地面电能发射单元11有一定偏移时，第三磁表面133和第一磁表面115都具有最大的重叠面积，第四磁表面134和第二磁表面116都具有最大的重叠面积，能获得最佳的充电效率。

可选的，请参考图3和图5，第一磁表面115和第二磁表面116的形状和尺寸相同。两个磁表面的形状可为圆形、椭圆形、多边形等，多边形具体可为三角形、四边形(矩形、平行四边形、梯形、菱形等)、五边形、六边形等。形状相同是指两者形状相同，可按比例缩放；尺寸相同是指两个磁表面的比例为1：1。

可选的，请参考图3和图5，第一磁表面115和第二磁表面116相对两者连线的中垂线对称。两者连线是指两者的几何中心点之间的连线，两个磁表面位于同一直线的延伸方向上，且形状对称。如此设置，使得第一磁表面115和第二磁表面116的结构简单且规则，便于制作，也方便与对应的第三磁表面133和第四磁表面134的对位。

可选的，请参考图4和图5，第三磁表面133和第四磁表面134的形状和尺寸相同。

可选的，请参考图4和图5，第三磁表面133和第四磁表面134相对两者连线的中垂线对称。

可选的，请参考图6a至图6e，第一磁表面115和第三磁表面133均为矩形，在汽车进行充电且第一磁表面115的中心和第三磁表面133的中心重合时，第一磁表面115在第一方向(X)上的边沿与第三磁表面133的对应边沿的间隔距离为第一距离X，第一磁表面115在第二方向(Y)上的边沿与第三磁表面133的对应边沿的间隔距离为第二距离Y，第一距离X和第二距离Y均不小于零，第一方向(X)和第二方向(Y)具有夹角，可选的，该夹角为90°。其他实施例中，第一磁表面115和第三磁表面133可为其他形状，两个磁表面的形状可相同也可不同，第一方向(X)和第二方向(Y)的夹角范围可为30°－150°。

可选的，请参考图6a，第一距离X和第二距离Y相等，且均大于零。此时车载电能接收单元13能够相对地面电能发射单元11具有第一方向(X)和第二方向(Y)的允许偏差，且允许偏差的值相同。

可选的，请参考图6b，第一距离X大于第二距离Y，且第二距离Y等于零。此时车载电能接收单元13能够相对地面电能发射单元11具有第一方向(X)的允许偏差。

可选的，请参考图6c，第二距离Y大于第一距离X，且第一距离X等于零。此时车载电能接收单元13能够相对地面电能发射单元11具有第二方向(Y)的允许偏差。

可选的，请参考图6d，第一距离X大于第二距离Y，且第二距离Y大于零。此时车载电能接收单元13能够相对地面电能发射单元11具有第一方向(X)和第二方向(Y)的允许偏差，且第一方向(X)的允许偏差大于第二方向(Y)的允许偏差。

可选的，请参考图6e，第二距离Y大于第一距离X，且第一距离X大于零。此时车载电能接收单元13能够相对地面电能发射单元11具有第一方向(X)和第二方向(Y)的允许偏差，且第二方向(Y)的允许偏差大于第一方向(X)的允许偏差。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims

1.一种汽车无线充电装置，其特征在于，包括地面电能发射单元和车载电能接收单元，所述地面电能发射单元用于设置于地面，所述车载电能接收单元用于设置于汽车；所述地面电能发射单元包括第一磁表面和第二磁表面，所述车载电能接收单元包括第三磁表面和第四磁表面；当所述汽车进行充电时，所述第一磁表面与所述第三磁表面接触，所述第二磁表面与所述第四磁表面接触；其中，所述第三磁表面的面积小于所述第一磁表面的面积，所述第四磁表面的面积小于所述第二磁表面的面积。

2.根据权利要求1所述的汽车无线充电装置，其特征在于，在所述汽车进行充电时，所述第三磁表面全部位于所述第一磁表面内，所述第四磁表面全部位于所述第二磁表面内。

3.根据权利要求2所述的汽车无线充电装置，其特征在于，所述第一磁表面和所述第二磁表面的形状和尺寸相同。

4.根据权利要求3所述的汽车无线充电装置，其特征在于，所述第一磁表面和所述第二磁表面相对两者连线的中垂线对称。

5.根据权利要求2所述的汽车无线充电装置，其特征在于，所述第三磁表面和所述第四磁表面的形状和尺寸相同。

6.根据权利要求5所述的汽车无线充电装置，其特征在于，所述第三磁表面和所述第四磁表面相对两者连线的中垂线对称。

7.根据权利要求2所述的汽车无线充电装置，其特征在于，在所述汽车进行充电且所述第一磁表面的中心和所述第三磁表面的中心重合时，所述第一磁表面在第一方向上的边沿与所述第三磁表面的对应边沿的间隔距离为第一距离，所述第一磁表面在第二方向上的边沿与所述第三磁表面的对应边沿的间隔距离为第二距离，所述第一距离和所述第二距离均不小于零，所述第一方向和所述第二方向具有夹角。

8.根据权利要求7所述的汽车无线充电装置，其特征在于，所述第一距离和所述第二距离相等，且均大于零。

9.根据权利要求7所述的汽车无线充电装置，其特征在于，所述第一距离大于所述第二距离，且所述第二距离大于等于零。

10.根据权利要求7所述的汽车无线充电装置，其特征在于，所述第二距离大于所述第一距离，且所述第一距离大于等于零。