[发明专利]电动车无线供电的电磁耦合机构

说明书

本发明提供了一种电动车无线供电的电磁耦合机构，在分段式导轨供电模式的基础上，原边能量发射机构采用T型磁芯和L型线圈，减小自感值，降低谐振电压，保证系统的安全性，降低线圈内阻，提升系统效率。副边能量拾取机构采用多线圈并联的模式，优化拾取端电能拾取能力，使其能够拾取到更大的功率，提升能量传输的抗偏移能力，保证电能传输的稳定性。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，具体涉及一种电动车无线供电的电磁耦合机构。

背景技术

无线电能传输(Wireless Power Transmission)技术，简称WPT技术，是一种通过电磁耦合的方式进行电能传输的技术。耦合机构的设计是无线电能传输技术中的核心点，直接影响到整个系统的功率、效率、传输距离、偏移程度、体积和成本等指标。

WPT系统中，电能从电网输入到能量变换装置，产生高频电流注入到能量发射机构产生高频磁场；副边能量拾取机构通过电磁耦合方式拾取到电能后再经过电能变换装置给供电设备供电。原边能量发射机构埋设于地下，副边能量拾取机构安装在电动车上。当电动车驶入埋设有能量发射机构的地面时，对电动车电机供电和车载电池充电。

现有耦合机构中，能量发射机构主要分为两种：长导轨和分段式导轨。能量拾取机构主要也分为两种：单线圈拾取和多线圈拾取。如图1所示的原边长导轨供电模式，长导轨会使导轨线圈自感大，导致线圈两段的谐振电压很大，应用于大功率系统中，过高的谐振电压会击穿线圈，引发安全事故，且线圈内阻大，影响系统的效率，同时导轨长度过长，会出现无车辆区域的磁辐射问题。图2所示为分段导轨式供电模式。

单线圈拾取应用于电动车的大功率系统中，由于单线圈交流阻抗大，导致能量接收端交流损耗增加，影响系统效率，还会引起发热问题。

发明内容

针对上述问题，本申请提供了一种电动车无线供电的电磁耦合机构，提升系统功率和效率，降低耦合机构的磁辐射值和发热量。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

一种电动车无线供电的电磁耦合机构，包括分段导轨式的原边能量发射机构和副边能量拾取机构，所述原边能量发射机构的每段导轨均由若干个等间距设置的T型磁芯和设置在该T型磁芯上方的原边线圈组成，所述原边线圈包括上下两层线圈，上层线圈为绕制在下层线圈中最外层线圈上面的一匝线圈，所述原边线圈的截面呈L型，所述副边能量拾取机构为若干个副边线圈并联而成，该副边线圈为里外两层线圈，所述副边磁芯为弓字型磁芯，该弓字型磁芯两端的凸形部分卡扣在该副边线圈上，该弓字型磁芯中间的凹形部分与该副边线圈底部处于同一平面上。

作为一种优选的技术方案，所述原边线圈包括上下两层线圈，上层为逆时针绕制在下层线圈中最外层线圈上面的一匝线圈，下层为逆时针绕制的两匝线圈。

进一步地，所述T型磁芯由导轨中心向左右两边按20cm间隔摆放，所述导轨两端40cm范围内不铺设T型磁芯。作为一种优选的技术方案，所述副边能量拾取机构为三个副边线圈并联而成，每个副边线圈上按等间隔铺设三块弓字型磁芯。

进一步地，所述原边能量发射机构的T型磁芯和所述副边能量拾取机构的弓字型磁芯均使用锰锌铁氧体。高频低功耗锰锌铁氧体具有高磁导率，高饱和磁感应强度B，高居里温度，高电阻率和低功耗的特点，可以满足系统的要求。

进一步地，所述电磁耦合机构的耦合距离为35cm。

与现有技术相比，本申请提供的技术方案，具有的技术效果或优点是：在分段式导轨供电模式的基础上，原边能量发射机构采用T型磁芯和L型线圈，减小自感值，降低谐振电压，保证系统的安全性，降低线圈内阻，提升系统效率。副边能量拾取机构采用多线圈并联的模式，优化拾取端电能拾取能力，使其能够拾取到更大的功率，提升能量传输的抗偏移能力，保证电能传输的稳定性。

附图说明