[實用新型]一種高效率大功率非接觸充電系統電能發射與接收裝置有效

申請號：	201320250048.9	申請日：	2013-05-09
公開（公告）號：	CN203225594U	公開（公告）日：	2013-10-02
發明（設計）人：	楊世春;李明;宋生壯;郭斌;周劍文	申請（專利權）人：	北京航空航天大學
主分類號：	H02J17/00	分類號：	H02J17/00;H02J7/00
代理公司：	北京永創新實專利事務所 11121	代理人：	趙文利
地址：	100191***	國省代碼：	北京;11
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種高效率大功率接觸充電系統電能發射接收裝置
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【說明書】：

技術領域

本實用新型屬于新能源汽車工程領域，涉及一種電動汽車的非接觸充電裝置，具體涉及一種高效率大功率非接觸充電系統電能發射與接收裝置。

背景技術

電動汽車采用傳統導線式充電方式時，帶電導體裸露在外，容易產生火花，發生接觸不良、觸電等事故，給用戶帶來安全隱患。在雨雪等惡劣天氣環境條件時，不適合采用導線接觸式充電，會影響到電動公交車輛、環衛車輛等公共車輛的室外充電和正常運行。電動汽車的非接觸充電可以很好地解決以上問題。非接觸充電過程中，線圈的結構是非接觸充電效率提升的關鍵因素之一，因此設計良好的線圈結構對非接觸充電技術的研究與開發有著重要的意義。

目前，國內外對非接觸充電的研究多采用線圈結構進行能量的傳遞。線圈結構的設計主要有兩種方式：在距離較近的情況下，采用分離式變壓器的設計方法，即在線圈周圍引入導磁材料，使得高頻電流通過的線圈所產生的磁場沿著導磁材料的方向進行能量交換；在距離較遠的情況下，不加入導磁材料，利用線圈之間的互感進行能量交互。然而，第一種方式受限于傳輸的距離，在距離較大的情況下，線圈之間的漏磁大大的增加，使得導磁材料所起的作用大打折扣；第二種方式，線圈之間的耦合程度非常低，要通過提高頻率的方式提升系統的效率，系統工作頻率的提升會引起前端逆變電路的損耗增大，導致系統效率的下降，同時，系統工作過程中，高頻交變磁場對外會有一定的輻射，電磁兼容問題非常嚴重。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本實用新型提出了一種在距離較遠、系統工作頻率較低的情況下，大功率、高效率的電能發射與接收裝置，包括一個電能發射線圈和一個電能接收線圈。利用高頻交流電流通過電能發射線圈產生交變磁場，在磁場的另一端設置電能接收線圈，基于電磁感應原理，交變的磁場在電能接收線圈上感應出交變的電流，實現電能的發射與接收。電能發射線圈和電能接收線圈均采用雙層、大面積、多匝數的纏繞結構，電能發射線圈和電能接收線圈的底部引入特殊形狀的氧化鐵磁條對磁場方向進行有效的束縛，可以顯著的提高系統的工作效率，同時，電能接收線圈引入的絕磁材料可以解決電磁兼容問題。電能發射線圈、電能接收線圈以及特殊形狀的氧化鐵磁條被固定在支架上，絕磁材料覆蓋在電能接收線圈所對應的支架下方蓋板上。

一種大功率、高效率的電動汽車非接觸充電的電能發射與接收裝置，包括電能發射線圈、電能接收線圈和絕磁板；

電能發射線圈與電能接收線圈結構相同，電能發射線圈包括支架、線圈和磁條；支架上方設有環形凹槽，環形凹槽形成線圈盤，線圈盤用于排放線圈，線圈盤與支架同心設置，線圈盤繞在線圈盤上；支架的下方設有磁條槽，磁條槽為延直徑方向，磁條位于磁條槽內；絕磁板位于電能接收線圈中磁條的外側；電能發射線圈中的線圈與電能接收線圈中的線圈相對設置，電能發射線圈成為初級線圈，電能接收線圈成為次級線圈。

本實用新型的優點在于：

1、本實用新型所提供的電能發射與接收裝置為盤式線圈，可以是兩個線圈之間的磁場達到最大程度的耦合，為了進一步增加線圈之間的耦合程度，選擇了雙層線圈的排列方式，使得系統的整體效率大大的提升；

2、本實用新型所提供的線圈尺寸較大，大尺寸的線圈可以有效的增加線圈之間的互感值，互感值得提升可以保證系統的較低的工作頻率（約為20kHz～40kHz）下依然能夠有很高的工作效率（大于80%）；

3、本實用新型所提供的氧化鐵磁條起到了束縛磁場方向的作用，薄片疊加的方式可以有效的減小高頻磁場的渦流損耗。帶有角度的U型氧化鐵磁條設計，可以在中距離（約為10～20cm）的情況下，對磁場有一定的引導作用，進而增加線圈的耦合程度；

4、本實用新型所提供的絕緣板有效地隔離了線圈與車輛之間的磁場，避免了電磁兼容的問題。

附圖說明

圖1：本實用新型電能發射與接收裝置的俯視圖；

圖2：本實用新型圖1中A-A剖面圖；

圖3：本實用新型的電能接收線圈的俯視圖；

圖4：本實用新型圖3中B-B剖面圖；

圖5：本實用新型的氧化鐵磁條結構示意圖；

圖6：本實用新型圖4中的局部放大圖。