[發明專利]一種線圈拓補結構及充電設備

在審

• 申請號: 202010563832.X
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111799071A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 孫睿;侯倡同;謝滿承;許康旺;國家棟;王越;劉水根;陸瀏屹
• 申請（專利權）人: 廣西電網有限責任公司南寧供電局
• 主分類號: H01F27/28
• 分類號: H01F27/28;H01F27/30;H01F27/34;H01F38/14;B60L53/12;H02J50/10;H02J50/70
• 代理公司: 北京國帆知識產權代理事務所(普通合伙) 11334
• 代理人: 李增朝;徐愛萍

本發明公開了一種線圈拓補結構，包括鐵氧體基層、中心銅層和線圈導線；所述中心銅層環繞覆蓋在所述鐵氧體基層的中部表面上；所述線圈導線中至少部分線圈導線繞經所述中心銅層表面形成螺線管線圈，所述螺線管線圈與所述中心銅層組合形成螺線管；在鐵氧體基層的其余表面上設置有封閉輪廓的引導線圈。該線圈拓補結構通過在螺線管兩端的鐵氧體基層上方和下方分別設置引導線圈，通過調節這些導向線圈的匝數比，以線圈拓補結構的整體磁通向上彎曲，以顯著提高耦合系數和螺線管的場發射水平，一方面，可相應增加該線圈拓補結構的大磁通影響區域的高度，另一方面，可相應增加該線圈拓補結構在正面上的磁通強度。

技術領域

本發明涉及到無線充電領域，具體而言，涉及到一種線圈拓補結構及充電設備。

背景技術

在電動汽車無線充電的應用中，需通過線圈的大電流產生強電磁場(EMF)。在SAETIR J2954標準中，規定了不同的功率等級(WPT1:3.3kW、WPT2:7.7kW和WPT3:11kW)和離地間隙等級(Z1:100-150mm、Z2:140-210mm和Z3:170-250mm)，并提供了單線圈拓撲(如CP和DDP焊盤)的參考設計。盡管螺線管的耦合系數很高，但它受到高雜散磁場的影響，這些磁場可以從磁極端向各個方向輻射，導致磁通損耗率和泄漏率增加。

為了克服這一問題，許多人嘗試重新設計螺線管結構，如通過增加極面以增強耦合并吸引場，如通過用鋁屏蔽線圈以及鐵氧體結構的背面，消除背面和末端的焊劑以減少相應的磁場并向上重新接收磁場，如圍繞一次焊盤增加放置鐵氧體結構等。

然而，這類型的方法都沒有直接解決問題的根源，即主磁通量自然地被迫水平地從螺線管的末端流出，而不是垂直地向次級磁通量流出(如CP和DDP)，這會導致汽車側面的泄露量增加，增加與異物相互作用的可能性。另一方面，CP和DDP的單側磁場結構將其主磁通垂直定向，只需要一個鋁背板來限制雜散場發射，而不需要重定向主磁場，因此在CP和DDP結構中磁通幾乎沒有損失，如CP和DDP系統的磁效率可達98％，而對于螺線管結構改進所述涉及的系統的次效率只有90％左右。

因此，迄今為止，螺線管設計已被排除在SAE標準建議的設計之外，很少會有開發人員針對螺線管結構進行開發。

發明內容

本發明提供了一種線圈拓補結構及充電設備，在線圈結構方面對現有螺線管結構進行改進，以提高螺線管的性能。

相應的，本發明提供了一種線圈拓補結構，包括鐵氧體基層、中心銅層和線圈導線；

所述中心銅層環繞覆蓋在所述鐵氧體基層的中部表面上，所述中心銅層的開口指向方向為第一方向，所述鐵氧體基層在所述中心銅層第一方向正向的正面為第一正面，所述鐵氧體基層在所述中心銅層第一方向正向的背面為第一背面，所述鐵氧體基層在所述中心銅層第一方向負向的正面為第二正面，所述鐵氧體基層在所述中心銅層第一方向負向的背面為第二背面；

所述線圈導線中至少部分線圈導線繞經所述中心銅層表面形成螺線管線圈，所述螺線管線圈與所述中心銅層組合形成螺線管；

所述線圈導線中至少部分線圈導線在所述第一正面繞封閉輪廓環繞形成第一正面引導線圈，和/或所述線圈導線中至少部分線圈導線在所述第一背面繞封閉輪廓環繞形成第一背面引導線圈，和/或所述線圈導線中至少部分線圈導線在所述第二正面繞封閉輪廓環繞形成第二正面引導線圈，和/或所述線圈導線中至少部分線圈導線在所述第二背面繞封閉輪廓環繞形成第二背面引導線圈。

可選的實施方式，在所述線圈導線形成所述第一正面引導線圈時，所述第一正面上對應于所述第一正面引導線圈輪廓設置有第一正面引導銅層，所述第一正面引導線圈設置在所述第一正面引導銅層表面上；

和/或在所述線圈導線形成所述第一背面引導線圈時，所述第一背面上對應于所述第一背面引導線圈輪廓設置有第一背面引導銅層，所述第一背面引導線圈設置在所述第一背面引導銅層表面上；