[发明专利]一种线圈拓补结构及充电设备

说明书

本发明公开了一种线圈拓补结构，包括铁氧体基层、中心铜层和线圈导线；所述中心铜层环绕覆盖在所述铁氧体基层的中部表面上；所述线圈导线中至少部分线圈导线绕经所述中心铜层表面形成螺线管线圈，所述螺线管线圈与所述中心铜层组合形成螺线管；在铁氧体基层的其余表面上设置有封闭轮廓的引导线圈。该线圈拓补结构通过在螺线管两端的铁氧体基层上方和下方分别设置引导线圈，通过调节这些导向线圈的匝数比，以线圈拓补结构的整体磁通向上弯曲，以显着提高耦合系数和螺线管的场发射水平，一方面，可相应增加该线圈拓补结构的大磁通影响区域的高度，另一方面，可相应增加该线圈拓补结构在正面上的磁通强度。

技术领域

本发明涉及到无线充电领域，具体而言，涉及到一种线圈拓补结构及充电设备。

背景技术

在电动汽车无线充电的应用中，需通过线圈的大电流产生强电磁场(EMF)。在SAETIR J2954标准中，规定了不同的功率等级(WPT1:3.3kW、WPT2:7.7kW和WPT3:11kW)和离地间隙等级(Z1:100-150mm、Z2:140-210mm和Z3:170-250mm)，并提供了单线圈拓扑(如CP和DDP焊盘)的参考设计。尽管螺线管的耦合系数很高，但它受到高杂散磁场的影响，这些磁场可以从磁极端向各个方向辐射，导致磁通损耗率和泄漏率增加。

为了克服这一问题，许多人尝试重新设计螺线管结构，如通过增加极面以增强耦合并吸引场，如通过用铝屏蔽线圈以及铁氧体结构的背面，消除背面和末端的焊剂以减少相应的磁场并向上重新接收磁场，如围绕一次焊盘增加放置铁氧体结构等。

然而，这类型的方法都没有直接解决问题的根源，即主磁通量自然地被迫水平地从螺线管的末端流出，而不是垂直地向次级磁通量流出(如CP和DDP)，这会导致汽车侧面的泄露量增加，增加与异物相互作用的可能性。另一方面，CP和DDP的单侧磁场结构将其主磁通垂直定向，只需要一个铝背板来限制杂散场发射，而不需要重定向主磁场，因此在CP和DDP结构中磁通几乎没有损失，如CP和DDP系统的磁效率可达98％，而对于螺线管结构改进所述涉及的系统的次效率只有90％左右。

因此，迄今为止，螺线管设计已被排除在SAE标准建议的设计之外，很少会有开发人员针对螺线管结构进行开发。

发明内容

本发明提供了一种线圈拓补结构及充电设备，在线圈结构方面对现有螺线管结构进行改进，以提高螺线管的性能。

相应的，本发明提供了一种线圈拓补结构，包括铁氧体基层、中心铜层和线圈导线；

所述中心铜层环绕覆盖在所述铁氧体基层的中部表面上，所述中心铜层的开口指向方向为第一方向，所述铁氧体基层在所述中心铜层第一方向正向的正面为第一正面，所述铁氧体基层在所述中心铜层第一方向正向的背面为第一背面，所述铁氧体基层在所述中心铜层第一方向负向的正面为第二正面，所述铁氧体基层在所述中心铜层第一方向负向的背面为第二背面；

所述线圈导线中至少部分线圈导线绕经所述中心铜层表面形成螺线管线圈，所述螺线管线圈与所述中心铜层组合形成螺线管；

所述线圈导线中至少部分线圈导线在所述第一正面绕封闭轮廓环绕形成第一正面引导线圈，和/或所述线圈导线中至少部分线圈导线在所述第一背面绕封闭轮廓环绕形成第一背面引导线圈，和/或所述线圈导线中至少部分线圈导线在所述第二正面绕封闭轮廓环绕形成第二正面引导线圈，和/或所述线圈导线中至少部分线圈导线在所述第二背面绕封闭轮廓环绕形成第二背面引导线圈。

可选的实施方式，在所述线圈导线形成所述第一正面引导线圈时，所述第一正面上对应于所述第一正面引导线圈轮廓设置有第一正面引导铜层，所述第一正面引导线圈设置在所述第一正面引导铜层表面上；

和/或在所述线圈导线形成所述第一背面引导线圈时，所述第一背面上对应于所述第一背面引导线圈轮廓设置有第一背面引导铜层，所述第一背面引导线圈设置在所述第一背面引导铜层表面上；