CN108528253A - 一种基于磁耦合谐振技术的汽车无线充电装置 - Google Patents

一种基于磁耦合谐振技术的汽车无线充电装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种基于磁耦合谐振技术的汽车无线充电装置，无线充电装置包括无线电能发射装置、无线电能接收装置、主控制台、副控制台、外界电源，无线电能发射装置包括：发射线圈、发射电路，所述发射电路位于所述无线电能发射装置内部，且与发射线圈相连；主控制台与外界电源相连；无线电能接收装置包括蓄电池和接收线圈、充电电路，蓄电池位于所述无线电能接收装置内部，接收线圈位于所述蓄电池中央，充电电路位于无线电能接收装置内部并且用于连接所述蓄电池和所述接收线圈；无线充电装置还包括介质磁导率增强装置，介质磁导率增强装置设置于接收线圈内部，介质磁导率增强装置用于增强发射线圈与接收线圈之间介质的磁导率。

Description

一种基于磁耦合谐振技术的汽车无线充电装置
技术领域
本发明涉及无线电能传输技术领域，特别涉及一种基于磁耦合谐振技术的汽车无线充电装置。
背景技术
现在电动汽车主要以有线充电为主，为了满足充电时间的要求，往往充电桩的充电功率都设计的很大，充电桩与汽车连接的线路将有很大的电流流过，对操作人员存在很大安全隐患。充电线与汽车连接采用插拔的形式限制了电动汽车充电的灵活性，这种连接有可能在插拔过程中产生火花或者接触不良，不但增加了潜在的充电时间也降低了***充电效率。充电线长期暴露在空气中需要定期检测其安全性能，增加设备维护成本，同时有可能对路过的行人产生危害。
电磁耦合谐振式无线电能传输技术是利用电磁谐振耦合原理，使其在中等距离电能传输时，仍然能够得到较大的传输功率和较高的传输效率，并且在传输过程中几乎不受空间非磁性障碍物的干扰。磁耦合谐振式无线电能传输技术在传输距离、传输功率以及传输效率上均衡的性能表现，使其特别适合应用于电动汽车无线充电领域。
有线充电方式存在易磨损、易产生电火花、不够安全等诸多问题，而无线充电以供电灵活安全、取电方便、无电气连接的特点完美解决了有线充电的送些缺陷，能够有效促进电动汽车大规模推广应用。尽管磁耦合谐振式无线充电技术具有很多优点，但其相对于有线充电存在低效率问题制约了其推广应用，也为研发人员带来了挑战。
因此，亟需一种汽车无线充电装置，能够提高充电效率。
发明内容
本申请提供一种基于磁耦合谐振技术的汽车无线充电装置，能够提高无线充电效率。
第一方面，提供一种基于磁耦合谐振技术的汽车无线充电装置，所述无线充电装置包括无线电能发射装置、无线电能接收装置、主控制台、副控制台、外界电源，其中，所述无线电能发射装置包括：发射线圈、发射电路，其中，所述发射电路位于所述无线电能发射装置内部，且与所述发射线圈相连；所述主控制台与所述外界电源相连；所述无线电能接收装置包括蓄电池和接收线圈、充电电路，其中，所述蓄电池位于所述无线电能接收装置内部，所述接收线圈位于所述蓄电池中央，所述充电电路位于所述无线电能接收装置内部并且用于连接所述蓄电池和所述接收线圈；所述无线充电装置还包括介质磁导率增强装置，所述介质磁导率增强装置设置于接收线圈内部，所述介质磁导率增强装置用于增强发射线圈与接收线圈之间介质的磁导率。
结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述的介质磁导率增强装置可为下列材质中的一种：固态高磁导率的非金属材料、气态高磁导率的非金属材料、液态高磁导率的非金属材料。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述的介质磁导率增强装置设置于所述接收线圈内侧，所述介质磁导率增强装置内部设有连接装置，所述连接装置用于伸缩所述介质磁导率增强装置。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述连接装置用于使介质磁导率增强装置在所述接收线圈与所述发射线圈之间伸缩。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述主控制台设置于所述无线电能发射装置外侧，所述主控制台用于整机控制、故障检测、紧急断电、电源开关，在主控制台上设置启停控制按钮与紧急断电按钮，设置于主控制台上的还包括显示屏，所述显示屏用于显示实时电能传输的电压、电流等相关参数以及无线电能发射装置的工作状态。
结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述副控制台用于故障检测、故障提醒、自动断电、所述介质磁导率增强装置的控制，在所述副控制台上设置所述介质磁导率增强装置的启停控制按钮与紧急停止充电按钮，所述副控制台设表面设置显示屏，所述显示屏用于显示电池电量及所述无线电能接收装置工作状态、所述介质磁导率增强装置的状态。
因此，本发明所涉及的无线充电装置能够用以解决汽车无线充电效率低速度慢的问题，同时解决了实现装置便于汽车携带的问题，操作方便，提高大功率无线充电效率。
附图说明
图1为本申请一个实施例的汽车无线充电装置的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。
具体地，图1中的标号说明如下：1-接收线圈，2-发射线圈，3-介质磁导率增强装置，4-副控制台，5-主控制台，6-蓄电池。
如图1所示，该所述无线充电装置包括无线电能发射装置、无线电能接收装置、主控制台(5)、副控制台(4)、外界电源，其中，所述无线电能发射装置包括：发射线圈(2)、发射电路，其中，所述发射电路位于所述无线电能发射装置内部，且与所述发射线圈相连；
所述主控制台(5)与所述外界电源相连；
所述无线电能接收装置包括蓄电池(6)和接收线圈(1)、充电电路，其中，所述蓄电池(6)位于所述无线电能接收装置内部，所述接收线圈(1)位于所述蓄电池(6)中央，所述充电电路位于所述无线电能接收装置内部并且用于连接所述蓄电池(6)和所述接收线圈(1)；
所述无线充电装置还包括介质磁导率增强装置(3)，所述介质磁导率增强装置(3)设置于接收线圈(1)内部，所述介质磁导率增强装置(3)用于增强发射线圈(2)与接收线圈(1)之间介质的磁导率。
也就是说，包括无线电能发射装置，还包括设置于无线电能发射装置内部中央位置的发射线圈(2)、设置于无线电能发射装置内部且与发射线圈(2)相连接的发射电路，且发射电路与在无线电能发射装置外侧设置的主控制台(5)相连接，主控制台(5)与外界电源相连接，还包括无线电能接收装置，包括设置于无线电能接收装置内部的蓄电池(6)、设置于无线电能接收装置内部且位于蓄电池(6)中央的接收线圈(1)、设置于无线电能接收装置内部且连接蓄电池(6)与接收线圈(1)的充电电路、设置于接收线圈(1)内部的介质磁导率增强装置(3)用于增强发射线圈(2)与接收线圈(1)之间介质的磁导率、减少磁通量的散发，还包括设置于汽车内部的副控制台(4)。实现解决汽车无线充电效率低、速度慢的问题，同时解决了实现装置便于汽车携带的问题，操作方便，提高大功率无线充电效率。
可选地，作为本申请一个实施例，所述的介质磁导率增强装置可为下列材质中的一种：固态高磁导率的非金属材料、气态高磁导率的非金属材料、液态高磁导率的非金属材料。
也就是说，设置于接收线圈(1)内的介质磁导率增强装置(3)可为固态有高磁导率的非金属材料，也可为气态、液态的有高磁导率的非金属材料发生器用于增强装置内部空间所述的气态、液态的有高磁导率的非金属材料浓度增大从而增强装置内部介质磁导率、改善电能传输效率，对材料的选择更灵活。
可选地，作为本申请一个实施例，所述的介质磁导率增强装置设置于所述接收线圈内侧，所述介质磁导率增强装置内部设有连接装置，所述连接装置用于伸缩所述介质磁导率增强装置。
也就是说，设置于磁导率增强装置的连接装置(31)用于伸缩所述介质磁导率增强装置(3)，可更灵活更方便对磁导率增强装置进行收放。
可选地，作为本申请一个实施例，所述连接装置用于使介质磁导率增强装置在所述接收线圈与所述发射线圈之间伸缩。
也就是说，所述的介质磁导率增强装置(3)伸缩范围在接收线圈(1)与发射线圈(2)之间。
可选地，作为本申请一个实施例，所述主控制台设置于所述无线电能发射装置外侧，所述主控制台用于整机控制、故障检测、紧急断电、电源开关，在主控制台上设置启停控制按钮与紧急断电按钮，设置于主控制台上的还包括显示屏，所述显示屏用于显示实时电能传输的电压、电流等相关参数以及无线电能发射装置的工作状态。
也就是说，设置于无线电能发射装置外侧的主控制台(5)，用于整机控制、故障检测、紧急断电、电源开关，在主控制台(5)上设置启停控制按钮与紧急断电按钮，设置于主控制台(5)上的还有显示屏，用于显示实时电能传输的电压、电流等相关参数的显示及无线电能发射装置工作状态等，提高了无线充电时的安全性同时提升了用户的便利性。
可选地，作为本申请一个实施例，所述副控制台用于故障检测、故障提醒、自动断电、所述介质磁导率增强装置的控制，在所述副控制台上设置所述介质磁导率增强装置的启停控制按钮与紧急停止充电按钮，所述副控制台设表面设置显示屏，所述显示屏用于显示电池电量及所述无线电能接收装置工作状态、所述介质磁导率增强装置的状态。
也就是说，设置于汽车内部的副控制台(4)用于故障检测、故障提醒、自动断电、介质磁导率增强装置(3)的控制，在副控制台(4)上设置介质磁导率增强装置(3)启停控制按钮与紧急停止充电按钮，设置于副控制台(4)表面的显示屏用于显示电池电量及无线电能接收装置工作状态、介质磁导率增强装置(3)状态。让用户更安全更直观更方便的使用产品。
因此，本发明所涉及的无线充电装置能够用以解决汽车无线充电效率低速度慢的问题，同时解决了实现装置便于汽车携带的问题，操作方便，提高大功率无线充电效率。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者第二设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于磁耦合谐振技术的汽车无线充电装置，其特征在于，所述无线充电装置包括无线电能发射装置、无线电能接收装置、主控制台、副控制台、外界电源，其中，所述无线电能发射装置包括：发射线圈、发射电路，其中，所述发射电路位于所述无线电能发射装置内部，且与所述发射线圈相连；
所述主控制台与所述外界电源相连；
所述无线电能接收装置包括蓄电池和接收线圈、充电电路，其中，所述蓄电池位于所述无线电能接收装置内部，所述接收线圈位于所述蓄电池中央，所述充电电路位于所述无线电能接收装置内部并且用于连接所述蓄电池和所述接收线圈；
所述无线充电装置还包括介质磁导率增强装置，所述介质磁导率增强装置设置于接收线圈内部，所述介质磁导率增强装置用于增强发射线圈与接收线圈之间介质的磁导率。
2.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述的介质磁导率增强装置可为下列材质中的一种：固态高磁导率的非金属材料、气态高磁导率的非金属材料、液态高磁导率的非金属材料。
3.根据权利要求1或2所述的无线充电装置，其特征在于，所述的介质磁导率增强装置设置于所述接收线圈内侧，所述介质磁导率增强装置内部设有连接装置，所述连接装置用于伸缩所述介质磁导率增强装置。
4.根据权利要求3所述无线充电装置，其特征在于，所述连接装置用于使介质磁导率增强装置在所述接收线圈与所述发射线圈之间伸缩。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的无线充电装置，其特征在于，所述主控制台设置于所述无线电能发射装置外侧，所述主控制台用于整机控制、故障检测、紧急断电、电源开关，在主控制台上设置启停控制按钮与紧急断电按钮，设置于主控制台上的还包括显示屏，所述显示屏用于显示实时电能传输的电压、电流等相关参数以及无线电能发射装置的工作状态。
6.根据权利要求1所述的无线充电装置，其特征在于，所述副控制台用于故障检测、故障提醒、自动断电、所述介质磁导率增强装置的控制，在所述副控制台上设置所述介质磁导率增强装置的启停控制按钮与紧急停止充电按钮，所述副控制台设表面设置显示屏，所述显示屏用于显示电池电量及所述无线电能接收装置工作状态、所述介质磁导率增强装置的状态。
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