[發明專利]一種無線能量發射裝置及多導軌無線能量傳輸系統

有效

• 申請號: 202110643013.0
• 申請日: 2021-06-09
• 公開（公告）號: CN113258689B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 夏瑞;鄧志鵬;蘇茂春;吳朝棟;李健兵;呂星初;石霜
• 申請（專利權）人: 重慶前衛無線電能傳輸研究院有限公司
• 主分類號: H02J50/12
• 分類號: H02J50/12;H02J50/00
• 代理公司: 重慶敏創專利代理事務所(普通合伙) 50253
• 代理人: 陳千

本發明屬于無線電能傳輸技術領域，具體提出了一種無線能量發射裝置及多導軌無線能量傳輸系統，其中無線能量發射裝置包括能量發射線圈，其特征在于：所述能量發射線圈由利茲線按矩形線圈繞制，且左右兩端按遠離接收端方向彎折呈跌落狀，在中部的能量傳輸段下方設有第一磁芯，在左右兩端跌落段的上方設有第二磁芯。其效果是：將本發明提出的無線能量發射裝置應用在多導軌無線電能傳輸系統中時，能夠有效克服線圈前后兩端引起的互感衰落問題，而且結構簡單，安裝方便。

技術領域

本發明涉及無線能量技術領域，具體涉及一種無線能量發射裝置及多導軌無線能量傳輸系統。

背景技術

電動汽車無線充電技術源于無線電能傳輸技術，可以采用電磁感應式或諧振式無線傳輸方式，將電能由供電設備傳送至電動汽車，該電動汽車依據接收到的電能對電池充電。但是，由于電池的能量密度和儲存電量的限制，其充電速度受電池技術、充電技術和電網兼容性等因素制約不能有較大的提高，進而降低了電動汽車的續航能力。

目前可以通過在電動汽車的行駛車道上鋪設能量發射線圈，在電動汽車車身上設置能量接收線圈，對行駛中的電動汽車進行移動式動態無線充電，以提高電動汽車的續航能力。但是移動式動態無線充電方式需要在行駛車道上鋪設含有能量發射線圈的導軌。若鋪設長段導軌，則系統的造價成本和電能損耗則十分巨大。為了解決上述問題，現有技術采用圖1所示多段導軌式無線充電道路解決了導軌設置過長的問題，并通常結合使用紅外線感應、RFID標簽等技術實現導軌的識別切換。

但現有技術存在的技術缺陷是:

采用圖1所示的多段導軌耦合機構，以兩段線圈為例，圖中標注1為能量發射線圈，2為能量接收線圈，由于導軌端部橫向電流的影響，在相鄰兩段導軌的過渡區域會遇到互感跌落，從而導致輸出功率跌落的問題，除此之外，在進入和離開線圈時，也會遇到輸出功率波動的問題，影響的效果如圖2所示，圖中A處為剛進入無線充電區域，C處為離開無線充電區域，B處為相鄰兩段無線能量發射裝置的過渡區域，可以看出A、C兩處功率波動比較嚴重，B處的功率跌落現象比較嚴重。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明提出了一種無線能量發射裝置，通過對導軌結構進行改進，使其應用于多導軌無線能量傳輸系統中時，能夠有效減小線圈端部橫向電流對互感的影響。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案如下：

一種無線能量發射裝置，包括能量發射線圈，其關鍵在于：所述能量發射線圈由利茲線按矩形線圈繞制，且左右兩端按遠離接收端方向彎折呈跌落狀，在中部的能量傳輸段下方設有第一磁芯，在左右兩端跌落段的上方設有第二磁芯。

可選地，所述能量發射線圈左右兩端彎折的角度為90°。

可選地，左右兩端跌落的深度相同。

可選地，所述第一磁芯的厚度與所述第二磁芯的厚度相同，且等于所述能量發射線圈左右兩端跌落的深度。

可選地，所述第一磁芯與所述第二磁芯均成方條狀，且左右對稱設置。

可選地，所述能量發射線圈繞制有N匝，N為正整數，所述第二磁芯的寬度為N匝利茲線緊密排列的寬度。

可選地，裝置的厚度等于第一磁芯或第二磁芯的厚度加上單匝利茲線的厚度。

結合上述無線能量發射裝置的描述，本發明的另一目的在于提供一種多導軌無線能量傳輸系統，包括多段前文所述的無線能量發射裝置，且多段所述的無線能量發射裝置依次按長度方向排列，每一段無線能量發射裝置中的能量發射線圈上均連接有無線能量發射電路。

可選地，所述無線能量發射電路中設置有直流電源、逆變電路以及與所述能量發射線圈串聯或并聯的諧振電容。

可選地，所述能量發射裝置預埋在地面下方，與所述能量發射線圈耦合的接收線圈設置在電動小車上。