[發(fā)明專利]分組密繞式無線能量發(fā)射機(jī)構(gòu)及其繞線參數(shù)選取方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611209031.3
• 申請(qǐng)日: 2016-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN106787235B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫躍;唐春森;譚若兮;王智慧;戴欣;葉兆虹;朱婉婷;蘇玉剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J50/10
• 分類號(hào): H02J50/10;H01F41/06
• 代理公司: 北京酷愛智慧知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11514
• 代理人: 安娜

本發(fā)明提供了一種分組密繞式無線能量發(fā)射機(jī)構(gòu)及其繞線參數(shù)選取方法，包括原邊線圈和原邊磁芯，原邊線圈為兩組線圈串繞組成的回型盤狀線圈，該第一組線圈設(shè)置在第二組線圈的內(nèi)部，所述原邊線圈的尺寸大于無線能量接收機(jī)構(gòu)的副邊線圈的尺寸。在無線電能傳輸系統(tǒng)的發(fā)射端采用分組密繞式回型線圈，其互感耦合值與橫向抗偏移能力均大幅度提升，當(dāng)副邊線圈發(fā)生橫向偏移時(shí)，原邊仍有線圈與副邊線圈相對(duì)應(yīng)，以保證總是有較多的磁力線穿過副邊線圈，從而使接收端耦合到更多能量，本發(fā)明在保證足夠縱向耦合能力的同時(shí)，提高其橫向抗偏移能力，有效減少空氣中的漏磁，且保證線圈尺寸不增加。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種分組密繞式無線能量發(fā)射機(jī)構(gòu)及其繞線參數(shù)選取方法。

背景技術(shù)

隨著社會(huì)的進(jìn)步、科技的發(fā)展、環(huán)境和能源問題的日益突出，發(fā)展和普及電動(dòng)汽車等新能源汽車的呼聲日趨高漲，在電動(dòng)汽車充電技術(shù)方面，非接觸式的無線充電技術(shù)也隨之發(fā)展起來。電動(dòng)汽車采用的非接觸式無線充電技術(shù)有3大類，分別為電磁感應(yīng)式、微波式和電磁共振式，其中，電磁感應(yīng)式利用線圈間產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象傳輸電力，是目前最接近實(shí)用化的充電技術(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)中原、副邊線圈采用的是嚴(yán)格密繞或者蚊香式(有間隔)纏繞方法，當(dāng)電動(dòng)汽車靜態(tài)充電位置發(fā)生橫向偏移時(shí)，其耦合效果將大大降低，從而導(dǎo)致無線電能傳輸系統(tǒng)不穩(wěn)定。雖然DDQ與BBP可以提高橫向與縱向的偏移能力，但是尺寸相對(duì)較大，對(duì)于電動(dòng)汽車靜態(tài)充電而言，考慮到電動(dòng)汽車底盤體積等因素，我們的理念是線圈尺寸越小越好，尤其是副邊線圈尺寸有要求時(shí)，DDP+BBP的組合便不再適用了。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)通過提供一種分組密繞式無線能量發(fā)射機(jī)構(gòu)及其繞線參數(shù)選取方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中電動(dòng)汽車靜態(tài)充電位置發(fā)生橫向偏移時(shí)，耦合效果大大下降而導(dǎo)致的無線電能傳輸系統(tǒng)不穩(wěn)定的技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本申請(qǐng)采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種分組密繞式無線能量發(fā)射機(jī)構(gòu)，包括原邊線圈和原邊磁芯，所述原邊線圈為第一組線圈和第二組線圈串繞組成的回型盤狀線圈，該第一組線圈設(shè)置在第二組線圈的內(nèi)部，所述原邊線圈的尺寸大于無線能量接收機(jī)構(gòu)的副邊線圈的尺寸。

進(jìn)一步地,所述原邊磁芯包括N條T型原邊磁芯，所述T型原邊磁芯包括橫向原邊磁芯和豎向原邊磁芯，所述T型原邊磁芯呈中心對(duì)稱均勻沿回型盤狀線圈的徑向貼附在所述原邊線圈的盤面上。

進(jìn)一步地，還設(shè)置有原邊殼體，該原邊殼體包括第一殼體和第二殼體，在所述第一殼體的內(nèi)表面開設(shè)有原邊線圈容置槽，所述原邊線圈固設(shè)在所述原邊線圈容置槽內(nèi)；在所述第二殼體的內(nèi)表面開設(shè)有原邊磁芯容置槽，所述原邊磁芯容置槽包括T型原邊磁芯容置槽，所述T型原邊磁芯固設(shè)在所述T型原邊磁芯容置槽內(nèi)。

作為一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一組線圈為方形盤狀線圈，所述第二組線圈為方形盤狀線圈。

作為另一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述第一組線圈為圓形盤狀線圈，所述第二組線圈為方形盤狀線圈。

為了減輕原邊殼體的重量，減少生產(chǎn)原邊殼體用材，在所述第二殼體的內(nèi)表面上設(shè)置有空槽。

一種分組密繞式無線能量發(fā)射機(jī)構(gòu)的繞線參數(shù)選取方法，包括如下步驟：

S1：將互感耦合值M鎖定在某個(gè)區(qū)域范圍內(nèi)；

S2：設(shè)置參數(shù)：第一組線圈的1/2外徑為d₁、第二組線圈的1/2外徑為d₂、線徑為R，其中，第一組線圈的匝數(shù)為N₁，第二組線圈的匝數(shù)為N₂，第一組線圈的內(nèi)徑r₁，第一組線圈的外徑與第二組線圈的內(nèi)徑的間距Δd均為待定值；