應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端的制作方法
【專利摘要】應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端，屬于無線能量傳輸技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有電動(dòng)無線供電設(shè)備磁芯間沒有間隙，不方便結(jié)構(gòu)調(diào)整，靈活性較差的問題。它的每個(gè)凸型磁芯由長條形底面磁芯分部和長條形立面磁芯分部連接組成，長條形立面磁芯分部居中連接于長條形底面磁芯分部的上表面，凸型磁芯在俯視方向呈回字形；n個(gè)凸型磁芯沿其長度方向依次排列，第奇數(shù)個(gè)凸型磁芯與相鄰下一個(gè)凸型磁芯的間距為q，第偶數(shù)個(gè)凸型磁芯與相鄰下一個(gè)凸型磁芯的間距為d；供電線纜順次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯的長條形立面磁芯分部上。本發(fā)明作為電動(dòng)汽車無線供電的能量發(fā)射端。
【專利說明】
應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端，屬于無線能量傳輸技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)境問題與能源壓力的突出，電動(dòng)汽車的推廣受到了世界各國的青睞。電動(dòng)汽車無線充電技術(shù)相比傳統(tǒng)插拔式充電技術(shù)有著更好的安全性和靈活性，應(yīng)用前景十分廣闊。其中，動(dòng)態(tài)無線充電技術(shù)可有效的提升電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，并減少電池組數(shù)目，既降低了電動(dòng)汽車的成本，又延長了其使用壽命，使得電能補(bǔ)給更加安全可靠。
[0003]目前，具有磁芯結(jié)構(gòu)的軌道式無線供電設(shè)備憑借其優(yōu)越的耦合性能，能夠獲得較高的傳輸功率及傳輸效率，如公開號(hào)為105186707A的中國專利《應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道及含有該供電軌道的軌道設(shè)備》、公開號(hào)為105048653A的中國專利《一種用于電動(dòng)汽車無線供電的工口交替型磁耦合機(jī)構(gòu)及其實(shí)現(xiàn)方法》及公開號(hào)為105186708A的中國專利《應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的雙C并聯(lián)交替排列型供電軌道》等，其有提高無線能量傳輸效率方面均取得了一定的進(jìn)步，但這些軌道式的電動(dòng)無線供電設(shè)備均存在以下弊端:
[0004]1、磁芯結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，磁芯制造成型難度大，成本較高；
[0005]2、軌道式布局的磁芯間沒有間隙，在針對(duì)不同接收端結(jié)構(gòu)時(shí)，難以做出結(jié)構(gòu)的調(diào)整，靈活性較差；
[0006]3、在磁芯結(jié)構(gòu)復(fù)雜的基礎(chǔ)上，繞線難度加大，對(duì)施工不利；
[0007]4、一旦某部分磁芯或線纜出現(xiàn)損壞，替換較難，維護(hù)不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有電動(dòng)無線供電設(shè)備磁芯間沒有間隙，不方便結(jié)構(gòu)調(diào)整，靈活性較差的問題，提供了一種應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端。
[0009]本發(fā)明所述應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端，它包括供電線纜和η個(gè)凸型磁芯，η為大于I的整數(shù)；
[0010]每個(gè)凸型磁芯由長條形底面磁芯分部和長條形立面磁芯分部連接組成，長條形立面磁芯分部居中連接于長條形底面磁芯分部的上表面，長條形立面磁芯分部的長和寬相對(duì)應(yīng)小于長條形底面磁芯分部的長和寬，凸型磁芯在俯視方向呈回字形；
[0011]η個(gè)凸型磁芯沿其長度方向依次排列，由η個(gè)凸型磁芯的起始端起，第奇數(shù)個(gè)凸型磁芯與相鄰下一個(gè)凸型磁芯的間距為q，第偶數(shù)個(gè)凸型磁芯與相鄰下一個(gè)凸型磁芯的間距為d，d會(huì)0，q會(huì)O;
[0012]供電線纜順次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯的長條形立面磁芯分部上。
[0013]供電線纜順次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯的長條形立面磁芯分部上的第一種具體方式為:
[0014]將供電線纜分為左側(cè)線纜和右側(cè)線纜，左側(cè)線纜和右側(cè)線纜的起始端連接在一起，左側(cè)線纜呈正弦波的形式依次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯的長條形立面磁芯分部上，右側(cè)線纜與左側(cè)線纜呈鏡像對(duì)稱的形式依次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯的長條形立面磁芯分部上。
[0015]供電線纜順次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯的長條形立面磁芯分部上的第二種具體方式為:
[0016]由第一個(gè)凸型磁芯的起始端開始，在第一個(gè)長條形立面磁芯分部沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向繞制N匝加半匝供電線纜，在第二個(gè)凸型磁芯的長條形立面磁芯分部沿逆時(shí)針或順時(shí)針方向繞制N匝加半匝供電線纜，順次向后按照與相鄰前一個(gè)相反的方向在凸型磁芯的長條形立面磁芯分部繞制N匝加半匝供電線纜，直至在最后一個(gè)凸型磁芯的長條形立面磁芯分部繞制N+M+1匝供電線纜;再按相同的方式順次向前在后續(xù)的每個(gè)長條形立面磁芯分部繞制M匝加半匝供電線纜，使每個(gè)長條形立面磁芯分部上均繞制N+M+1匝供電線纜;其中N為零或正整數(shù)，M為零或正整數(shù)。
[0017]所述凸型磁芯為鐵氧體磁芯。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明具備電能傳輸功率高、效率高、輻射水平低、制造成本低、施工容易及布局靈活等特點(diǎn)，具體如下:
[0019]1、供電線纜緊繞凸型磁芯繞制，使得磁場(chǎng)集中于凸型磁芯上方，有利于傳遞的能量與接收端的耦合，提高了耦合性能，同時(shí)凸型磁芯能夠有效限制漏磁，提高電磁安全性。
[0020]2、磁芯采用上窄下寬的規(guī)則型幾何構(gòu)造，在工藝制造上更加容易，在施工布局上使得線纜繞制難度大大降低，在機(jī)械應(yīng)力的承受上也更加優(yōu)秀。
[0021]3、凸型磁芯以陣列的形式排列，布局靈活，在應(yīng)對(duì)不同尺寸的接收裝置時(shí)，可以有效的調(diào)整相鄰磁芯間距，具有較強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性。
[0022]4、凸型磁芯單元模塊的應(yīng)用，使得磁芯及線纜的替換更為容易，有效降低了維護(hù)成本。
[0023]5、本發(fā)明的窄磁芯結(jié)構(gòu)在獲取相同電能傳輸能力的同時(shí)使用更少的磁芯用料，制造成本低。
【附圖說明】
[0024]圖1為本發(fā)明所述應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端的供電線纜采用第一種繞制方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為圖1的主視圖；
[0026]圖3為圖1的俯視圖；
[0027]圖4為圖1的側(cè)視圖；
[0028]圖5為本發(fā)明所述應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端的供電線纜采用第二種繞制方式的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6為圖5的主視圖；
[0030]圖7為圖5的俯視圖；
[0031]圖8為圖5的側(cè)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0032]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1至圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端，它包括供電線纜I和η個(gè)凸型磁芯2，n為大于I的整數(shù)；
[0033]每個(gè)凸型磁芯2由長條形底面磁芯分部和長條形立面磁芯分部連接組成，長條形立面磁芯分部居中連接于長條形底面磁芯分部的上表面，長條形立面磁芯分部的長和寬相對(duì)應(yīng)小于長條形底面磁芯分部的長和寬，凸型磁芯2在俯視方向呈回字形；
[0034]η個(gè)凸型磁芯2沿其長度方向依次排列，由η個(gè)凸型磁芯2的起始端起，第奇數(shù)個(gè)凸型磁芯2與相鄰下一個(gè)凸型磁芯2的間距為q，第偶數(shù)個(gè)凸型磁芯2與相鄰下一個(gè)凸型磁芯2的間距為d，d蘭0，q蘭O;
[0035]供電線纜I順次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯2的長條形立面磁芯分部上。
[0036]供電線纜I順次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯2的長條形立面磁芯分部上的具體方式為:
[0037]將供電線纜I分為左側(cè)線纜和右側(cè)線纜，左側(cè)線纜和右側(cè)線纜的起始端連接在一起，左側(cè)線纜呈正弦波的形式依次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯2的長條形立面磁芯分部上，右側(cè)線纜與左側(cè)線纜呈鏡像對(duì)稱的形式依次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯2的長條形立面磁芯分部上。
[0038]所述凸型磁芯2為鐵氧體磁芯。
[0039]本實(shí)施方式中供電線纜I的左側(cè)線纜和右側(cè)線纜其實(shí)是一根線纜，其纏繞終端的兩個(gè)線圈端頭與下一段凸型結(jié)構(gòu)的供電線纜的輸入接口接在一起，如果沒有下一段凸型結(jié)構(gòu)，則這兩個(gè)端頭就短接在一起。
[0040]【具體實(shí)施方式】二:下面結(jié)合圖5至圖8說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端，它包括供電線纜I和η個(gè)凸型磁芯2，n為大于I的整數(shù)；
[0041]每個(gè)凸型磁芯2由長條形底面磁芯分部和長條形立面磁芯分部連接組成，長條形立面磁芯分部居中連接于長條形底面磁芯分部的上表面，長條形立面磁芯分部的長和寬相對(duì)應(yīng)小于長條形底面磁芯分部的長和寬，凸型磁芯2在俯視方向呈回字形；
[0042]η個(gè)凸型磁芯2沿其長度方向依次排列，由η個(gè)凸型磁芯2的起始端起，第奇數(shù)個(gè)凸型磁芯2與相鄰下一個(gè)凸型磁芯2的間距為q，第偶數(shù)個(gè)凸型磁芯2與相鄰下一個(gè)凸型磁芯2的間距為d，d蘭0，q蘭O;
[0043]供電線纜I順次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯2的長條形立面磁芯分部上。
[0044]供電線纜I順次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯2的長條形立面磁芯分部上的具體方式為:
[0045]由第一個(gè)凸型磁芯2的起始端開始，在第一個(gè)長條形立面磁芯分部沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向繞制N匝加半匝供電線纜I，在第二個(gè)凸型磁芯2的長條形立面磁芯分部沿逆時(shí)針或順時(shí)針方向繞制N匝加半匝供電線纜I，順次向后按照與相鄰前一個(gè)相反的方向在凸型磁芯2的長條形立面磁芯分部繞制N匝加半匝供電線纜I，直至在最后一個(gè)凸型磁芯2的長條形立面磁芯分部繞制N+M+1匝供電線纜I;再按相同的方式順次向前在后續(xù)的每個(gè)長條形立面磁芯分部繞制M匝加半匝供電線纜I，使每個(gè)長條形立面磁芯分部上均繞制N+M+1匝供電線纜I;其中N為零或正整數(shù)，M為零或正整數(shù)。
[0046]所述凸型磁芯2為鐵氧體磁芯。
[0047]本實(shí)施方式中，相鄰?fù)剐痛判?的長條形立面磁芯分部上的供電線纜I繞制方向相反，最終所有長條形立面磁芯分部上的繞線匝數(shù)相同。供電線纜I的匝數(shù)至少為I匝。
[0048]本發(fā)明所述凸型磁芯2至少為兩個(gè)，長條形底面磁芯分部和長條形立面磁芯分部的長與長、寬與寬分別相互平行，凸型磁芯2的縱截面呈凸字型；間距q值和間距d值可以相等，也可以不相等。
[0049]本發(fā)明所述的能量發(fā)射端分段式應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型供電機(jī)構(gòu)中，每段供電機(jī)構(gòu)至少包含2個(gè)凸型磁芯2，相鄰分段首尾銜接以直線敷設(shè)，每段供電機(jī)構(gòu)分別通過系統(tǒng)控制單元控制其導(dǎo)通或關(guān)斷。
[0050]工作原理:交變電流經(jīng)供電線纜I在凸型磁芯2上產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，相鄰?fù)剐痛判?的磁場(chǎng)方向相反，凸型磁芯2由于其凸型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，其上方的磁場(chǎng)集中性好，再通過磁場(chǎng)耦合實(shí)現(xiàn)電能的無線傳輸。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端，其特征在于，它包括供電線纜(I)和η個(gè)凸型磁芯(2)，n為大于I的整數(shù)； 每個(gè)凸型磁芯(2)由長條形底面磁芯分部和長條形立面磁芯分部連接組成，長條形立面磁芯分部居中連接于長條形底面磁芯分部的上表面，長條形立面磁芯分部的長和寬相對(duì)應(yīng)小于長條形底面磁芯分部的長和寬，凸型磁芯(2)在俯視方向呈回字形； η個(gè)凸型磁芯(2)沿其長度方向依次排列，由η個(gè)凸型磁芯(2)的起始端起，第奇數(shù)個(gè)凸型磁芯(2)與相鄰下一個(gè)凸型磁芯(2)的間距為q，第偶數(shù)個(gè)凸型磁芯(2)與相鄰下一個(gè)凸型磁芯(2)的間距為d，d蘭0，q30; 供電線纜(I)順次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯(2)的長條形立面磁芯分部上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端，其特征在于，供電線纜(I)順次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯(2)的長條形立面磁芯分部上的具體方式為: 將供電線纜(I)分為左側(cè)線纜和右側(cè)線纜，左側(cè)線纜和右側(cè)線纜的起始端連接在一起，左側(cè)線纜呈正弦波的形式依次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯(2)的長條形立面磁芯分部上，右側(cè)線纜與左側(cè)線纜呈鏡像對(duì)稱的形式依次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯(2)的長條形立面磁芯分部上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端，其特征在于，供電線纜(I)順次纏繞在每一個(gè)凸型磁芯(2)的長條形立面磁芯分部上的具體方式為: 由第一個(gè)凸型磁芯(2)的起始端開始，在第一個(gè)長條形立面磁芯分部沿順時(shí)針或逆時(shí)針方向繞制N匝加半匝供電線纜(I)，在第二個(gè)凸型磁芯(2)的長條形立面磁芯分部沿逆時(shí)針或順時(shí)針方向繞制N匝加半匝供電線纜(I)，順次向后按照與相鄰前一個(gè)相反的方向在凸型磁芯(2)的長條形立面磁芯分部繞制N匝加半匝供電線纜(I)，直至在最后一個(gè)凸型磁芯(2)的長條形立面磁芯分部繞制N+M+1匝供電線纜(I);再按相同的方式順次向前在后續(xù)的每個(gè)長條形立面磁芯分部繞制M匝加半匝供電線纜(I)，使每個(gè)長條形立面磁芯分部上均繞制N+M+1匝供電線纜(I);其中N為零或正整數(shù)，M為零或正整數(shù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的凸型磁耦合機(jī)構(gòu)能量發(fā)射端，其特征在于，所述凸型磁芯(2)為鐵氧體磁芯。
【文檔編號(hào)】H01F38/14GK106026415SQ201610638264
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年8月5日
【發(fā)明人】朱春波, 周少聰, 崔淑梅, 王志遠(yuǎn)
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)