TWI839689B - 無線充電裝置及具有該裝置的電動車 - Google Patents

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Abstract

本發明的無線充電裝置包括散熱模組、設置在該散熱模組中的電路板、以及設置在該散熱模組中並且具有用於無線充電的線圈的電源模組，其中該散熱模組包括容納有該電路板和該電源模組的殼體、以及形成在該殼體內部以形成位於該電路板和該電源模組之間的分隔空間的分隔部。

Description

無線充電裝置及具有該裝置的電動車
本發明係關於一種無線充電裝置及具有該裝置的電動車，更具體地，係關於一種具有改進結構的無線充電裝置及具有該無線充電裝置的電動車。
一般而言，無線充電方法是一種利用電磁感應(electromagnetic induction)對電池進行充電的方法，在此方法中，無線充電器(無線電力傳輸裝置)設置有主線圈(傳輸線圈)，並且待充電的電子裝置(無線電力接收裝置)設置有副線圈(接收線圈)，使得主線圈和副線圈之間通過磁感應方式產生的電流轉化為電能，以對電池充電。
如圖1所示，習知的無線充電裝置1，亦即，無線電力傳輸裝置或無線電力接收裝置，包括殼體2、電路板3、磁性構件4及線圈5。電路板3、磁性構件4及線圈5設置在殼體2內。
在通過上述無線充電裝置對電子裝置進行無線充電的過程中，無線充電裝置的線圈和電路板會產生大量的熱。
因此，線圈和電路板需要通過遮蔽板(shielding plate)或散熱板，將熱散發到外部。然而，存在熱殘留在殼體內部或在線圈和電路板之間傳遞的問題，使得散熱效率顯著降低。
當無法有效地控制電子裝置或無線充電裝置的熱產生時，可能會造成使用者的不便與裝置本身的壽命縮短。
此外，隨著近年來無線充電方法的商業化，需要一種能夠提高無線充電效率的高輸出無線充電裝置。然而，當無線充電裝置的輸出增加時，雖然有提高充電速度的效果，但熱產生的量也會相應增加。因此，需要研究如何有效地消散無線充電裝置產生的熱。
因此，本發明的一個目的在於提供一種具有改進結構的無線充電裝置及具有該裝置的電動車。
再者，本發明的另一個目的在於提供一種具有提高的散熱效率的無線充電裝置及具有該裝置的電動車。
此外，本發明的另一個目的在於提供一種具有改進的耐久性和密封性的無線充電裝置及具有該裝置的電動車。
為實現上述目的，根據本發明的一個面向，提供了一種無線充電裝置，包括：散熱模組；電路板，設置在該散熱模組中；以及電源模組，設置在該散熱模組中，且包括用於無線充電的線圈，其中，該散熱模組包括：殼體，容納有該電路板和該電源模組；以及分隔部，形成在該殼體內部，以形成位於該電路板和該電源模組之間的分隔空間。
該散熱模組可以包括設置有該電路板的第一空間及設置有該電源模組的第二空間，其中，該分隔部可以配置為分隔該第一空間和該第二空間。
該分隔部可以包括：隔板，連接於該殼體的內表面；以及至少一散熱鰭片，從該隔板突出至該電路板或該電源模組，其中，該分隔空間可以沿該散熱鰭片突出的方向形成。
該分隔部可以包括第一隔板及第二隔板，該第一隔板及該第二隔板連接於該殼體的內表面並形成為彼此間隔開，其中，該分隔空間可以形成於該第一隔板與該第二隔板之間。
該散熱模組的該殼體與該分隔部可以為一體成型。
該散熱模組可以包括外散熱鰭片，其從該殼體向外延伸並沿徑向方向形成。
該外散熱鰭片可以包括複數個安裝散熱鰭片，各該安裝散熱鰭片從該殼體突出的高度不同，以具有與安裝在該散熱模組上的安裝表面的形狀相對應的形狀。
此外，根據本發明的另一個面向，提供了一種電動車，配置為使用電力作為動力源移動，其包括：無線充電裝置；以及電池，配置為通過該無線充電裝置充電，該無線充電裝置包括：散熱模組；電路板，設置在該散熱模組中；以及電源模組，設置在該散熱模組中，且包括用於無線充電的線圈，其中，該散熱模組包括：殼體，容納有該電路板和該電源模組；以及分隔部，形成在該殼體內部，以形成位於該電路板和該電源模組之間的分隔空間。
此外，根據本發明的另一個面向，提供了一種無線充電裝置，包括：散熱模組；電路板，設置在該散熱模組中；以及電源模組，設置在該散熱模組中，且包括用於無線充電的線圈，其中，由以下等式表示的升溫速率(HR，℃/分鐘)大於0且小於2.0：
升溫速率(HR)=△升溫溫度(℃)/60分鐘
(在上述等式中，60分鐘為該無線充電裝置充電的時間，並且△升溫溫度為當該無線充電裝置充電60分鐘時的溫度變化)。
該散熱模組可以包括：殼體，容納有該電路板和該電源模組；以及分隔部，形成在該殼體內部，以形成位於該電路板和該電源模組之間的分隔空間。
根據本發明的一個面向，通過增強散熱結構，可以提高無線充電裝置的散熱效率。
再者，根據本發明的另一個面向，通過最小化線圈與諸如PCB的電路板之間的熱傳遞，可以最小化殘留在裝置內部的熱並最大化向外部的散熱。
此外，根據本發明的另一個面向，殼體和分隔部，或者殼體和分隔部和外散熱鰭片形成為一個模組，如此可以提升無線充電裝置的密封性和密封效率。
1:無線充電裝置
2:殼體
3:電路板
4:磁性構件
5:線圈
10:電動滑板車
12:板體
14:轉向單元
16:車把
17:轉向管
17a:安裝表面
20:折疊部
22:前輪
24:後輪
26:驅動馬達
28:煞車
30:電池
50:無線充電裝置
60:散熱殼
61a:第一空間
61b:第二空間
62:散熱模組
63:殼體
64:開口
66:殼蓋
66a:充電表面
68:外散熱鰭片
68a:第一外散熱鰭片
68b:第二外散熱鰭片
69:安裝部
70:分隔部
72:隔板
74:散熱鰭片
76:分隔空間
80:電路板
84:電源模組
86:線圈部
88:磁性構件
90:傳熱構件
150:無線充電裝置
170:分隔部
171:第一隔板
172:第二隔板
174:分隔空間
250:無線充電裝置
263:殼體
263a:第一殼體
263b:第二殼體
270:分隔部
271:第一隔板
272:第二隔板
274:分隔空間
本發明的上述和其他目的、特徵及其他優點將從以下詳細描述結合所附圖式中得到更清楚的理解，其中：
圖1為習知的無線充電裝置的示意圖。
圖2為根據本發明一實施例的電動車的立體圖。
圖3為根據本發明一實施例的電動車的前視圖。
圖4為根據本發明一實施例的無線充電裝置的立體圖。
圖5為根據本發明一實施例的無線充電裝置的剖面圖。
圖6為表示根據本發明一實施例的無線充電裝置與習知的無線充電裝置的升溫溫度隨時間變化的曲線圖。
圖7為根據本發明另一實施例的無線充電裝置的剖面圖。
圖8為根據本發明另一實施例的無線充電裝置的剖面圖。
本揭露的實施例和圖式中所出示的形態僅是本發明的較佳示例，在提交本申請時可以進行多種能夠替換本揭露的實施例和圖式的修改。
此外，本揭露的圖式中相同的元件編號或符號將表示具有基本相同功能的部分或部件。
此外，此處使用的術語僅是為了描述特定實施例，並非旨在將本發明限制於此。如本文所使用的，單數形式「一(個)(a/an/the)」也意圖包括複數形式，除非上下文另有明確指示。將進一步理解的是，當在本文中使用術語「包括」、「包含」、「含有」及/或「具有」時，係指定所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或部件的存在，但並不排除存在或添加一個或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、部件及/或其組合。
此外，在本揭露中包括諸如「第一」、「第二」等數字的術語可以用於描述不同的部件，但這些部件並不限於此。這些術語僅用於將一個部件與其他部件區分開來。例如，在不脫離本發明的範圍的情況下，第一部件也可以命名為第二部件。同樣，第二部件也可以命名為第一部件。術語「及/或」可以包括複數個相關項目的組合及/或該複數個相關項目中的任何一項。
此外，諸如「部分」、「裝置」、「塊」、「構件」、「模組」等術語可以指執行至少一個功能或操作的單元。例如，這些術語可以指至少一種硬體，例如現場可程式邏輯閘陣列(field-programmable gate array,FPGA)或特殊應用積體電路(application specific integrated circuit,ASIC)，至少一種操作過程，由儲存在記憶體或處理器中的至少一種軟體執行。
在下文中，將參照所附圖式詳細描述本發明的較佳實施例。然而，由於本揭露所附的圖式僅用於說明本發明的許多較佳實施例中的一個，以便通過以上描述的發明容易地理解本發明的技術精神，但不應將其解釋為僅限於圖式中所出示的這種形態。
圖2為根據本發明一實施例的電動車的立體圖，並且圖3為根據本發明一實施例的電動車的前視圖。
電動車可以指配置為使用電力作為動力源而可移動的裝置。電動車可以包括電動滑板車、電動汽車、電動單輪車(electric wheel)、電動自行車、電動摩托車、具有兩個平行輪的電動車、掃地機器人等。在本 實施例中，圖1和圖2出示了電動車是電動滑板車10的情況作為示例進行說明，但並不限於此。
電動滑板車10可以包括板體12和轉向單元14。
板體12可用於提供讓使用者騎乘的支撐表面。此外，板體12的設計可以改變移動結構的形式，以實現智能移動的功能。在這種情況下，板體可以指電動單輪車、電動自行車或電動自行車的主體。
此外，板體12為腳踏板，使用者可以通過抬起他或她的腳來騎乘在腳踏板上。板體12可以製造成板型結構，使用者在該板型結構上站立並騎乘。替代地，雖然圖中未出示，但板體12也可以通過在其上表面進一步包括座部而構成座式結構。或者，雖然圖中未示出，但板體12也可以通過在輪子的側面進一步包括底部支撐部而構成單輪車式結構。然而，板體12並不限於特定結構。
轉向單元14可以可旋轉地耦接到板體12的前端，以執行轉向功能。轉向單元14可以包括安裝有煞車桿和變速桿的車把16、以及用於支撐車把16以與其一起旋轉的轉向管17。
轉向單元14可以設置在板體12的遠端(例如，前端)處，以改變板體12的行進方向。
電動滑板車10可以包括折疊部20。
折疊部20可以配置為連接板體12和轉向單元14的轉向管17。折疊部20可以配置為使轉向單元14相對於板體12折疊。通過折疊部20，電動滑板車10的外部結構可以轉變成緊密的形式，因此有利於其儲存和運輸。
電動滑板車10可以包括前輪22、後輪24、驅動馬達26及煞車28。
前輪22可以安裝在轉向單元14的下端，前輪22在轉向單元14的下端可旋轉地支撐在上述車把16下方。
通過從車把16傳遞的使用者的轉向操作，可以控制前輪22的轉向角度。
可以理解的是，前輪22和後輪24指包括輪胎、輪框、軸承等各個部件的統稱。
後輪24是一種驅動輪，其安裝在板體12的後端，並配置為由驅動馬達26來驅動。驅動馬達26的驅動軸可以與輪架重合，並且後輪24的車輪旋轉軸具有車輪與馬達整合(wheel integrated motor)的結構。
驅動馬達26可以用於驅動後輪24。由於單獨的驅動馬達26也可以通過設計上的改變安裝在前輪22上，因此驅動馬達26的安裝位置不限於特定位置。驅動馬達26可以指一般的無刷直流電馬達(BLDC)或驅動和再生煞車型馬達(例如，用作發電機的電動馬達)。
煞車28也可以安裝在前輪22或後輪24上，或者可以安裝在前輪22和後輪24中的每一個上。煞車28可以是使用摩擦的機械煞車或電磁煞車。此處，電磁煞車是指再生煞車或動力再生煞車，且其可以具有一種結構，其中以扭力運動的電動馬達(例如，驅動馬達26或單獨安裝在前輪22上的煞車用電動馬達)處於閉路狀態並連接到前輪22或後輪24等，前輪22或後輪24等旋轉產生的慣性力使電動馬達作為發電機功能運行，動能轉換成電能並回收，從而能夠執行煞車。
這樣的煞車28可以用於停止前輪22和後輪24或降低車輪轉速，並且還可以與下文描述的控制單元(圖未示)一起用於在傾斜部分執行踢即走(kick and go)功能或巡航功能。
電池30包括彼此以並聯連接的複數個電池單元，並且可以指可充電電池組。
電池30可以用於向驅動馬達26和控制單元(圖未示)供電。此外，電池30可以作為用於諸如電動滑板車10的電氣和電子部件的運作的動力源。
電動滑板車10可以包括無線充電裝置50。無線充電裝置50可以安裝在轉向單元14的轉向管17上。無線充電裝置50可以配置為無線地接收電力並將其提供給電池30。
圖4為根據本發明一實施例的無線充電裝置的立體圖，並且圖5為根據本發明一實施例的無線充電裝置的剖面圖。
無線充電裝置50可以包括用於傳輸電力的電力傳輸裝置以及用於接收電力的電力接收裝置。圖2和圖3出示了無線充電裝置50是設置在電動滑板車10上的電力接收裝置的情況作為示例，但並不限於此。無線充電裝置50可以指設置在對電動車進行充電的充電室中的電力傳輸裝置。也就是說，本實施例的無線充電裝置50可以指設置在放置有電動滑板車10的充電室(圖未示)中的電力傳輸裝置。
無線充電裝置50可以通過磁感應(magnetic induction)的方式、磁共振(magnetic resonance)的方式或電磁波(electromagnetic wave)的方式，來無線地接收電力。
無線充電裝置50可以包括散熱殼60、電路板80及電源模組84。
散熱殼60可以形成無線充電裝置50的外觀，並且可以配置為使電路板80和電源模組84設置在其中，這將在下面進行描述。
散熱殼60可以包括散熱模組62和殼蓋66。散熱模組62可以包括殼體63和分隔部70。此外，散熱模組62可以進一步包括外散熱鰭片68。下面將詳細描述散熱殼60。
電源模組84可以包括線圈部86和磁性構件88。
線圈部86可以包括導線。
包括在線圈部86中的導線可以包括導電材料。例如，導線可以包括導電金屬。具體而言，導線可以包括選自由銅、鎳、金、銀、鋅和錫組成的群組中的至少一種金屬。
此外，導線可以具有絕緣殼。例如，絕緣殼可以包括絕緣聚合物樹脂。具體而言，絕緣殼可以包括聚氯乙烯(polyvinyl chloride,PVC)樹脂、聚乙烯(polyethylene,PE)樹脂、聚四氟乙烯(Teflon)樹脂、矽樹脂、聚氨酯(polyurethane)樹脂等。
導線的直徑可以例如在0.1至10mm的範圍內、0.1至5mm的範圍內、或0.1至3mm的範圍內。
導線可以以平面線圈的形式纏繞。具體而言，平面線圈可以包括平面螺旋線圈。在這種情況下，平面線圈的形狀可以是橢圓形或多邊形，或者具有圓角的多邊形，但沒有特別限制。
平面線圈的外徑可以為2至20cm、3至12cm、3至10cm、5至16cm、或6至15cm。作為具體示例，平面線圈的外徑可以為3至12cm。
此外，平面線圈的內徑可以為0.5至10cm、1至8cm、或2至7cm。
平面線圈的匝數可以為5至50次、7至30次、5至30次、或10至50次。作為具體示例，可以通過將導線纏繞10至30次來形成平面線圈。
在上述較佳的平面線圈尺寸和規定範圍內，可以適用於諸如電動汽車的需要大容量電力傳輸的領域。
磁性構件88可以配置為支撐線圈部86的一側。
磁性構件88可以包括聚合物型磁性部件，其包括黏合劑樹脂和填料。具體而言，磁性構件88可以包括聚合物型磁性部件，其包括黏合劑樹脂和分散在黏合劑樹脂中的填料。聚合物型磁性部件可以包括聚合物型磁塊(PMB)。在聚合物型磁性部件中，填料通過黏合劑樹脂彼此結合，從而在整體上減少大面積缺陷的同時，可以減少由衝擊造成的損壞。
磁性構件88可以包括鐵氧體(ferrite)。具體而言，磁性構件88可以包括鎳-鋅基鐵氧體、鎂-鋅基鐵氧體、或錳-鋅基鐵氧體。
電路板80可以設置成控制無線充電裝置50的整體驅動。電路板80可以設置成以線圈部86產生的感應電流對電池30充電。
在本實施例中，以無線充電裝置50是電力接收裝置的情況作為示例進行說明，但在無線充電裝置50是電力傳輸裝置的情況下，電路板 80將從外部提供的交流電轉換成直流電，再將其轉換回特定頻率的交流電，接著將其提供給電源模組84的線圈部86。此外，當直流電直接從外部提供時，電路板80將提供的直流電轉換成特定頻率的交流電壓，接著將其提供給電源模組84的線圈部86。由此，當無線充電裝置50是電力傳輸裝置時，電流在電源模組84的線圈部86中流動，從而產生用於產生感應電流的磁場。
無線充電裝置50可以包括傳熱構件90。傳熱構件90可以設置在電路板80和電源模組84的至少一側。具體而言，傳熱構件90可以設置在電路板80和殼體63或分隔部70的內表面之間，或者設置在電源模組84和分隔部70之間。
電路板80和電源模組84的面向散熱模組62的表面可以不是平坦的，並且可以具有凸狀結構或凹狀結構。傳熱構件90設置在可以形成為上述凹凸結構的電路板80和電源模組84的表面與散熱模組62之間，從而增加其間的傳熱面積。也就是說，傳熱構件90通過如上所述的配置，能夠增加電路板80或電源模組84向散熱模組62的傳熱面積，並提高傳熱效率。
如上所述，散熱殼60可以包括散熱模組62和殼蓋66。
散熱模組62可以由散熱材料製成。包括在散熱模組62中的部件可以為彼此一體成型。散熱模組62可以包括殼體63和分隔部70。此外，散熱模組62可以進一步包括外散熱鰭片68。散熱模組62可以暴露在外，以將熱散發到外部。
殼體63和分隔部70或殼體63和分隔部70和外散熱鰭片68中的全部都可以為彼此一體成型。然而，並不限於此，外散熱鰭片68和分隔部70中的至少一個可以可拆卸地安裝到殼體63上。當外散熱鰭片68以可拆卸的方式安裝在殼體63上時，外散熱鰭片68本身可以與殼體63可拆卸地安裝。替代地，當外散熱鰭片68與殼體63的一部分一體成型時，殼體63的該部分可以與殼體63的其他部分可拆卸地安裝。
由於殼體63、分隔部70和外散熱鰭片68中的每一個都是散熱模組的一個部件，因此全部都可以由散熱材料製成。散熱材料可以例如包括鋁。然而，散熱材料的類型並不限於此。
殼體63配置為暴露於外部，因此從電路板80和設置在其中的電源模組84產生的熱可以向外部輻射。如此，散熱模組62本身可以執行容納和冷卻部件的功能。
外散熱鰭片68可以配置為從殼體63沿徑向突出，如圖5所示。外散熱鰭片68可以是殼體63的一個部件。此外，外散熱鰭片68可以與殼體63一體成型。外散熱鰭片68可以配置為從殼體63突出，以與外部空氣進行熱交換。外散熱鰭片68可以將散熱模組62的暴露區域擴大到外部空間，從而提高散熱效率。外散熱鰭片68的數量不限於此，可以考慮散熱模組62的尺寸、配置和所需的散熱量而不同地應用。
外散熱鰭片68可以包括從殼體63的一側沿徑向突出的第一外散熱鰭片68a、以及沿殼體63的縱向(例如，向後)突出的第二外散熱鰭片68b。在本揭露中，前側可以指殼體63面對充電表面66a的方向，並且後側可指與其相反的方向。
第二外散熱鰭片68b可以包括安裝部69，以安裝在電動車的所需安裝表面上。安裝部69可以形成在第二外散熱鰭片68b上，如圖5所示。具體而言，第二外散熱鰭片68b從殼體63突出的高度可以不同，以具有與整個電動車的所需安裝表面相對應的形狀，並且安裝部69可以通過上述配置形成。安裝部69可以形成為凹狀，以對應於電動踏板車10的轉向管17的安裝表面17a，如圖5所示，或者可以形成為對應於電動車的相應安裝表面的形狀。在圖5中，轉向管17的安裝表面17a形成為曲面，並且安裝部69形成為與其對應的凹狀，但不限於此。作為一示例，安裝表面17a可以形成為多邊形或橢圓形或弧形的表面，並且安裝部69可以形成為與其對應的形狀。如此，形成有安裝部69的第二外散熱鰭片68b可以定義為安裝散熱鰭片。
安裝部69可以通過第二外散熱鰭片68b與殼體63間隔開。因此，即使在將無線充電裝置50安裝在電動車的情況下，也能夠最大限度地確保散熱面積，並且在散熱殼體60安裝在電動車上的同時防止散熱殼體60的散熱區域減小。
散熱模組62可以包括分隔部70。分隔部70可以設置在殼體63內部，並且可以配置為分隔形成在殼體63內部的空間。分隔部70是散熱模組62的一個部件，其可以由散熱材料製成，並且可以例如包括鋁材料。分隔部70可以配置為將從電路板80或電源模組84接收的熱量傳遞到殼體63。
分隔部70可以配置為分隔殼體63的內部，以防止電路板80和電源模組84產生的熱在其間傳遞。分隔部70可以與殼體63一體成型，因此分隔部70能夠接收將要傳遞到殼體63的熱。
分隔部70可以包括隔板72和散熱鰭片74。
隔板72可以配置分隔設置有電路板80的第一空間61a及設置有電源模組84的第二空間61b。在無線充電裝置50中，其中形成有充電表面66a的殼蓋66、電源模組84和電路板80可以按此順序沿一個方向(例如，圖5中的上下方向)排列，並且隔板72可以沿與該一個方向不同的方向形成，例如，垂直於該一個方向的方向(例如，圖5中的左右方向)，以分隔電源模組84和電路板80。
隔板72可以沿殼體63的內周連接到其內表面。因此，可以防止在第一空間61a和第二空間61b之間發生由熱引起的對流，並且控制分別設置有電路板80和電源模組84的第一空間61a和第二空間61b中的每一個的散熱。
散熱鰭片74可以設置在隔板72上。散熱鰭片74設置在隔板72上，並且可以配置為沿一個方向延伸。該一個方向是上述的殼蓋66、電源模組84、電路板80的排列方向，並且可以指與隔板72垂直的方向。在本實施例中，散熱鰭片74出示為從隔板72的面向電路板80的一側突出，但不限於此。散熱鰭片74也可以配置為從隔板72的面向電源模組84的另一側突出。
可以設置有複數個散熱鰭片74，並且可以在隔板72上以彼此間隔開的方式形成。散熱鰭片74可以與隔板72一體成型。
分隔部70可以包括分隔空間76。
分隔空間76可以限定在複數個散熱鰭片74之間。分隔空間76可以形成在電路板80和電源模組84之間，從而由空氣執行隔熱功能。在本實施例中，通過分隔空間76，可以配置成使從電路板80產生的熱僅通過散熱鰭片74傳遞到分隔部70。
殼蓋66可以包括用於通過電源模組84進行無線充電的樹脂材料。殼蓋66可以結合到殼體63，以覆蓋設置在其中的電源模組84，並密封殼體63的開口64。也就是說，殼體66可以結合到殼體63，以覆蓋第二空間61b。
在下文中，將描述根據本發明的具有上述配置的無線充電裝置的熱產生。
在無線充電裝置50中的充電過程中產生的熱的量(「熱產生量」)可以滿足以下等式1。如上所述，將描述無線充電裝置50是用於接收電力的電力接收裝置的情況。
[等式1]Q h =0.24×P×t
在等式1中，Qh是熱產生量(kcal)，P是施加到無線充電裝置50的功率(W)，並且t是驅動時間(秒)。如本文所使用的，Qh可以指從電源模組84和電路板80產生的熱的量。
基於此，可以比較充電效率為理想的100%時的熱產生量與由於電阻或外部因素充電效率實際上低於100%時的熱產生量。
在具有理想充電效率的情況下(以下稱為情況1)，可以將熱產生量定義為Qh_i，並且在具有實際充電效率的情況下(以下稱為情況2)，也就是實際熱產生量可以定義為Qh_r。在本實施例中，將描述情況2的充電效率設定為85%的情況作為示例，但並不限於此。
在情況1和情況2中，從電力傳輸裝置產生的電力的電壓可以設定為48V。在情況1和情況2中，通過感應電流從電力接收裝置傳輸到電池30的功率可以設定為彼此相同，並且電力接收裝置的電壓也可以設定為彼此相同的54.6V。此外，在情況1和情況2中，電力接收裝置中的電流可以設定為彼此相同的3A。此外，當情況1的充電效率為100%時，以及當作為情況2的示例的充電效率為85%時，從電力傳輸裝置向電力接收裝置傳輸的輸入電力、來自電力接收裝置的輸出電力、以及電力接收裝置在90分鐘內的熱產生量可以分別滿足下表1。
[表1]
Figure 111106568-A0202-12-0017-1
在充電過程中從散熱模組輻射的熱(「散熱量」)可以滿足以下等式2。
[等式2] Q c =C×A×m×△T
在等式2中，QC為散熱模組的散熱量(kcal)，C為散熱模組的比熱(kcal/g*℃)，m為散熱模組的質量(g)，並且△T為散熱模組的溫度變化(℃)。A是校正因數。
校正因數A的設定可以考慮到，外散熱鰭片68、通過殼體63露出到外部的散熱殼體60、和散熱模組62的表面積、以及散熱殼體60和散熱模組62的厚度等。校正因數A可以大於等於10，且小於等於35。
基於以上內容，散熱模組62可以滿足電路板80和電源模組84的熱產生量之間的關係，如以下等式3所示。
[等式3]
Figure 111106568-A0202-12-0018-2
為了控制升溫溫度，散熱模組的質量和校正因數A可以根據如下表2所示的設定升溫溫度來設定。
[表2]
Figure 111106568-A0202-12-0018-3
也就是說，在散熱殼體60的設計中，可以考慮實際的充電效率，通過設定溫度變化的最大量來設計校正因數A和質量m因此，可以設 計出較佳的無線充電裝置的散熱模組，並實現重量的減少和散熱效率的提高。
在下文中將描述，具有通過上述設計構成的本發明的散熱殼體60的無線充電裝置50的升溫溫度隨時間變化的比較例，以及圖1所示的習知的無線充電裝置。
在升溫溫度測量中，充電頻率設定為125kHz，並且電力傳輸裝置配置為通過交流電-直流電轉換接頭連接到220V的牆壁插座。電力傳輸裝置連接交流電-直流電轉換接頭。電負載設定為54.6V、3A，並且與電力接收裝置連接。電力接收裝置設置在電力傳輸裝置上，使得電力傳輸裝置的電力傳輸線圈和電力接收裝置的電力接收線圈能夠適當地對準。此後，在預定時間內實時測量電力接收裝置的電路板的溫度，並且測量每個充電時間的升溫溫度。
以下表3出示了本實施例的無線充電裝置50的充電時間與升溫溫度相關的值。以下表4出示了習知的無線充電裝置1的充電時間與升溫溫度相關的值。與此相關的圖表如圖6所示。作為參考，如上所述，將主要描述無線充電裝置50是電力接收裝置的情況。
[表3]
Figure 111106568-A0202-12-0019-4
[表4]
Figure 111106568-A0202-12-0020-5
如上所述，在本發明中，可以通過散熱模組62的配置和設計來控制最高升溫溫度設定。
如表3、表4及圖6所示，在經過預定時間後，本實施例的無線充電裝置與習知的無線充電裝置(參照圖1)的升溫溫度保持不變。在表3、表4及圖6中，本實施例的無線充電裝置和習知的無線充電裝置的升溫溫度隨充電時間的變化分別以90分鐘和60分鐘來測量和說明，但此後的充電時間中升溫溫度保持不變，因此在圖6中將不出示。也就是說，從電路板和電源模組產生的熱的量和向外輻射的熱的量相同的點開始，升溫溫度可以保持不變。
在本實施例中，無線充電裝置的升溫溫度從充電開始時間(「充電開始時間」)起在大約90分鐘的時間點保持不變，並且從充電開始時間起大約90分鐘的升溫溫度的變化量大約為40度。然而，習知的無線充電裝置的升溫溫度從充電開始時間起在大約60分鐘的時間點保持不變，並且從充電開始時間起大約60分鐘的升溫溫度變化量為大約75度。
如本文所使用的，升溫速率(HR)可以指充電時間與升溫溫度的變化量的比率。充電時間可以指從充電開始時間到特定時間的時間。
也就是說，升溫速率(HR)可以滿足以下等式4。
[等式4]升溫速率(HR，℃/分鐘)=△升溫溫度(℃)/60分鐘
升溫速率(HR)可以指升溫溫度相對於預定充電時間的斜率。如圖6所示，根據本實施例的無線充電裝置的升溫速率可以大約為0.67℃/分鐘(升溫溫度=65℃-25℃，充電時間=60分鐘，參見圖6中HR1)，習知的無線充電裝置的升溫速率可以大約為1.25℃/分鐘(升溫溫度=100℃-25℃，充電時間=60分鐘，參見圖6中的HR2)。
根據本發明實施例的無線充電裝置的升溫速率(HR)可以大於0且小於2.0、大於等於0.3且小於等於1.6、大於等於0.5且小於等於1.4、及大於等於0.6且小於等於1.3。
在根據上述等式4的升溫速率(HR)中，60分鐘是指對無線充電裝置進行充電的時間，並且△升溫溫度是指對無線充電裝置充電60分鐘時的溫度變化。也就是說，圖6中HR1的斜率可以滿足上述升溫速率(HR)的數值範圍。為了描述方便，以圖4和圖5中的無線充電裝置作為示例進行描述，但是升溫速率(HR)的範圍可以同樣適用於以下將描述的圖7及圖8中的無線充電裝置的升溫速率(HR)。
當升溫溫度快速增加時，可能會導致諸如電路板、電源模組的無線充電裝置內部部件損壞，也可能縮短無線充電裝置的使用壽命，並降低電池充電效率。在本發明中，通過控制升溫溫度隨充電時間的變化量，可以提高無線充電裝置的散熱效率。
此外，通過提高無線充電裝置的散熱效率，不需要單獨的冷卻部件，使得無線充電裝置可以配置得更緊湊。此外，由於散熱模組本身 具有容納和冷卻內部部件的功能，因此可以提高無線充電裝置的密封性和密封效率。
在下文中，將描述根據本發明另一實施例的無線充電裝置。在以下說明中，對與上述實施例相同的結構標註相同的元件編號，並省略重複說明。
圖7為根據本發明另一實施例的無線充電裝置的剖面圖。
無線充電裝置150可以包括散熱模組62。
散熱模組62可以包括分隔部170。分隔部170可以設置在殼體63內部，並且可以配置為分隔形成在殼體63內部的空間。分隔部170是散熱模組62的一個部件，其可以由散熱材料製成，並且可以例如包括鋁材料。分隔部170可以配置為將從電路板80或電源模組84接收的熱傳遞到殼體63。
分隔部170可以配置為分隔殼體63的內部，以防止從電路板80和電源模組84產生的熱在其間傳遞。分隔部170可以與殼體63一體成型，因此分隔部70能夠接收將要傳遞到殼體63的熱。
分隔部170可以包括第一隔板171和第二隔板172。
第一隔板171和第二隔板172可以配置為分隔設置有電路板80的第一空間61a及設置有電源模組84的第二空間61b。第一隔板171可以設置為面對第一空間61a，並且第二隔板172可以設置為面對第二空間61b。
在無線充電裝置150中，其中形成有充電表面66a的殼蓋66、電源模組84和電路板80可以按此順序沿一個方向(例如，圖7中的上下方 向)排列，並且第一隔板171和第二隔板172可以沿與該一個方向不同的方向形成，例如，垂直於該一個方向的方向(例如，圖7中的左右方向)，以分隔電源模組84和電路板80。
隔板171和172可以沿著殼體63的內周連接到其內表面。因此，可以防止在第一空間61a和第二空間61b之間發生由熱引起的對流，並且控制分別設置有電路板80和電源模組84的第一空間61a和第二空間61b中的每一個的散熱。
第一隔板171和第二隔板172可以形成為彼此間隔開，從而在其間形成分隔空間174。第一隔板171和第二隔板172可以彼此並排佈置，並且可以在其間形成分隔空間174。
由於分隔空間174設置在第一隔板171和第二隔板172之間，分隔空間174可以由空氣執行隔熱功能。因此，可以執行第一隔板171和第二隔板172之間以及電路板80和電源模組84之間的絕緣功能。
在本實施例中，通過第一隔板171、第二隔板172以及分隔空間174，電路板80和電源模組84產生的熱通過第一隔板171和第二隔板172傳遞到散熱模組62和殼體63。此外，通過第一隔板171和第二隔板172，可以防止電路板80產生的熱傳遞到電源模組84，或者防止電源模組84產生的熱傳遞到電路板80。
在下文中，將描述根據本發明另一實施例的無線充電模組。在以下說明中，對與上述實施例相同的結構標註相同的元件編號，並省略重複說明。
圖8為根據本發明另一實施例的無線充電裝置的剖面圖。
無線充電裝置250可以包括散熱模組62。
散熱模組62可以包括殼體263。殼體263可以包括第一殼體263a和第二殼體263b。第一殼體263a和第二殼體263b可以設置為彼此間隔開，從而可以控制分別設置有電路板80和電源模組84的第一空間61a和第二空間61b中的每一個的散熱。
第一殼體263a可以形成設置有電路板80的第一空間61a，並且第二殼體263b可以形成設置有電源模組84的第二空間61b。分別設置在第一殼體263a和第二殼體263b中的電路板80和電源模組84可以通過單獨的導線彼此電性連接。
散熱模組62可以包括分隔部270。分隔部270可以形成為殼體263的一個部件。分隔部270是散熱模組62的一個部件，可以由散熱材料製成，並且可以例如包括鋁材料。在本實施例中，分隔部270是殼體263的一個部件，並且配置為暴露於外部，使得分隔部270可以將從電路板80或電源模組84接收的熱傳遞到殼體63或將熱散發到外部。
分隔部270可以包括第一隔板271和第二隔板272。
第一隔板271可以配置為與第一殼體263a一起形成第一空間61a，並且第二隔板272可以配置為與第二殼體263b一起形成第二空間61b。電動車的轉向管17可以設置在第一隔板271和第二隔板272之間。
在無線充電裝置250中，其中形成有充電表面66a的殼蓋66、電源模組84和電路板80可以按此順序沿一個方向(例如，圖8中的上下方向)排列，並且第一隔板271和第二隔板272可以沿與該一個方向不同的方 向形成，例如，垂直於該一個方向的方向(例如，圖8中的左右方向)，以分隔電源模組84和電路板80。
第一隔板271和第二隔板272可以形成為彼此間隔開，從而在其間形成分隔空間274。第一隔板271和第二隔板272可以彼此並排設置，並且可以在其間形成分隔空間274。電動車的轉向管17可以設置在分隔空間274中。
由於分隔空間274設置在第一隔板271和第二隔板272之間，因此第一空間61a和第二空間61b可以彼此間隔開，並且可以最小化第一隔板271和第二隔板272之間以及電路板80和電源模組84之間的相互影響。
據此，已經詳細說明和描述了本發明的具體實施例。然而，本發明不限於上述實施例，所屬領域中具有通常知識者將理解的是，在不脫離所附申請專利範圍中描述的本發明的技術精神的情況下，可以實施各種改變和修改。
1:無線充電裝置
2:殼體
3:電路板
4:磁性構件
5:線圈

Claims (6)

  1. 一種無線充電裝置，包括：散熱模組；電路板，設置在該散熱模組中；以及電源模組，設置在該散熱模組中，且包括用於無線充電的線圈，其中，該散熱模組包括：殼體，容納有該電路板和該電源模組；以及分隔部，形成在該殼體內部，以形成位於該電路板和該電源模組之間的分隔空間，其中，該分隔部包括：隔板，連接於該殼體的內表面；以及至少一散熱鰭片，從該隔板突出至該電路板或該電源模組，其中，該分隔空間沿該至少一散熱鰭片突出的方向形成，其中，該至少一散熱鰭片設置在該電路板與該電源模組之間。
  2. 如請求項1所述之無線充電裝置，其中，該散熱模組包括設置有該電路板的第一空間及設置有該電源模組的第二空間，其中，該分隔部配置為分隔該第一空間和該第二空間。
  3. 如請求項1所述之無線充電裝置，其中，該散熱模組的該殼體與該分隔部為一體成型。
  4. 如請求項1所述之無線充電裝置，其中，該散熱模組包括外散熱鰭片，其從該殼體向外延伸並沿徑向方向形成。
  5. 如請求項4所述之無線充電裝置，其中，該外散熱鰭片包括複數個安裝散熱鰭片，各該安裝散熱鰭片從該殼體突出的高度不同，以具有與安裝在該散熱模組上的安裝表面的形狀相對應的形狀。
  6. 一種電動車，配置為使用電力作為動力源移動，其包括：無線充電裝置；以及電池，配置為通過該無線充電裝置充電，該無線充電裝置包括：散熱模組；電路板，設置在該散熱模組中；以及電源模組，設置在該散熱模組中，且包括用於無線充電的線圈，其中，該散熱模組包括：殼體，容納有該電路板和該電源模組；以及分隔部，形成在該殼體內部，以形成位於該電路板和該電源模組之間的分隔空間，其中，該分隔部包括：隔板，連接於該殼體的內表面；以及至少一散熱鰭片，從該隔板突出至該電路板或該電源模組，其中，該分隔空間沿該至少一散熱鰭片突出的方向形成，其中，該至少一散熱鰭片設置在該電路板與該電源模組之間。
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