[發明專利]一種電動汽車無線充電感應功率傳輸系統中線圈磁芯結構

在審

• 申請號: 202110259319.6
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112908656A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 劉之濤;孫旭輝;蘇宏業
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01F38/14
• 分類號: H01F38/14;H01F27/24;B60L53/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種電動汽車無線充電感應功率傳輸系統中線圈磁芯結構。包含磁芯和線圈，磁芯由兩個“工”字形結構在兩側對稱平行拼接構成，每個“工”字形結構周圍分別繞制布置有線圈；兩個“工”字形結構中，底板位于同一平面且一體成型，頂板位于同一平面，頂板尺寸小于底板尺寸。本發明具有更高的耦合系數，使得接收線圈與發送線圈的互感更高，在維持高效率情況下可以大幅提高傳輸功率，各部分尺寸可調節，能對不同應用場景具有適應性。

技術領域

本發明涉及電動汽車感應功率無線傳輸領域，具體是一種電動汽車無線充電系統“雙D”線圈的“雙工形”磁芯的結構。

背景技術

在工業最新的一個時代，半導體功率電力電子技術和先進的傳感器終于推動了電動汽車充電技術的復興。同時為了響應清潔能源的號召，擺脫化石燃料的債務般的依賴性并在產業鏈中實現繁榮，無線充電技術正在顯示出應對其他充電方式不斷變化的危害的潛在解決方案，無線充電通過發射線圈和接收線圈之間的耦合磁場為電池充電。它可以有效避免插拔時產生火花，使充電過程方便靈活，防風防雨防觸電保護。

近年來，靜態或動態無線充電領域成為能源與電力電子的焦點。由于車輛底盤離地距離難以自由調節的限制，耦合諧振線圈在傳輸間隙較大時，線圈耦合系數較小，漏感較大，導致無線充電系統較低的功率傳輸和效率，合理的磁芯結構能有效引導磁力線，提高系統傳輸的功率和效率。要滿足某些特定場合的大功率充電需求，可以通過增大輸入電壓，縮小發送線圈與接收線圈的充電間隙，或者優化線圈與磁芯結構等途徑。因此，在無線充電感應功率傳輸系統中，磁芯結構的采用和優化對無線充電技術的發展與完善具有重要意義。

發明內容

為了克服無線充電感應功率傳輸系統在較大收發線圈間隙場景下傳輸功率不足的缺點，能在不改變輸入電壓和發送線圈與接收線圈的充電間隙前提下提高無線充電系統傳輸功率，以滿足特定大功率場合，本發明提出一種電動汽車無線充電系統“雙D形”線圈的“雙工形”磁芯的線圈磁芯結構。

本發明所采用的技術方案是：

一、一種電動汽車無線充電感應功率傳輸系統中線圈磁芯結構：

所述線圈磁芯結構包含磁芯和線圈，磁芯主要由兩個“工”字形結構在兩側對稱平行拼接構成，“工”字形結構的截面為“工”字形；每個“工”字形結構周圍分別繞制布置有線圈。

兩個“工”字形結構的底板位于同一平面且一體成型，兩個“工”字形結構的頂板位于同一平面，每個“工”字形結構的頂板尺寸小于底板尺寸。

兩個“工”字形結構的底板側均布置線圈。

所述的磁芯材料采用鐵氧體。

二、一種電動汽車無線充電感應功率傳輸系統：

包括權利要求1所述的兩個線圈磁芯結構，所述的兩個線圈磁芯結構分別上下對稱布置，其中一個線圈磁芯結構作為發射端，另一個線圈磁芯結構作為接收端。

發射端的線圈磁芯結構和接收端的線圈磁芯結構分別連接到補償電路，補償電路包括發射部分和接收部分，接收部分包括次級補償網絡、整流器和電池負載，電池負載經整流器、次級補償網絡和接收端的線圈磁芯結構中的線圈連接；發射部分包括初級補償網絡、高頻逆變器和直流輸入電源，直流輸入電源和高頻逆變器并聯，高頻逆變器經初級補償網絡和發射端的線圈磁芯結構中的線圈連接；發射端的線圈磁芯結構中的線圈和接收端的線圈磁芯結構中的線圈構成耦合器。