[实用新型]一种高频磁耦合谐振式无线电能传输线圈

说明书

本实用新型公开了一种高频磁耦合谐振式无线电能传输线圈，涉及无线电能传输，由多股绞线导电体、第一绝缘层、特定开口角度特定厚度导电金属薄层、第二绝缘层构成；多股绞线导电体构成高频磁耦合谐振式无线电能传输线圈的发射线圈或接收线圈，特定开口角度特定厚度导电金属薄层构成高频磁耦合谐振式无线电能传输线圈的激励线圈或负载线圈。本实用新型不仅能够有效解决传统线圈对设备空间占用过高的问题，而且还能在占用同等大小设备空间的前提下大大提高各个线圈自身的自感系数、品质因数以及线圈两两之间的互感系数、耦合系数，有效抑制集肤效应与邻近效应引起的高频损耗电阻过高问题，提升系统整体的传输效率。

技术领域

本实用新型涉及无线电能传输领域，具体涉及一种高频磁耦合谐振式无线电能传输线圈。

背景技术

目前，电能是人们生活中使用最广泛的一种能源形式，其具备绿色、环保、便捷等一系列优势，在现代工业文明中扮演着极其重要的角色。传统的电能传输一般采用输电网络，借助于电力电缆进行电能输送。但是随着科技的进步，现有的电能传输手段已无法满足譬如植入式设备、水下装置、移动终端等设备的需求。对于无线电能传输技术的迫切需求，催生了许多类型的技术方案，包括电磁感应式、微波式、激光式、磁耦合谐振式等传输技术。基于目前的研究成果，最具前景与商业应用价值的中距离、中等功率、高效率的无线输电手段是磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）技术。

磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）系统主要包括能量发送端跟接收端两大部分，其核心组件是发射线圈、接收线圈与谐振电容。由于谐振电容具有很高的品质因数，其高频损耗基本上可以忽略不计。因此，磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）最核心的技术难点在于研发高性能的能量传输线圈。

磁耦合谐振式无线电能传输（MCR-WPT）系统均采用四线圈结构模式，即激励线圈、发射线圈、接收线圈、负载线圈。四线圈结构相较于双线圈结构的电磁感应式无线电能传输（MCI-WPT）系统由于额外增加了两个线圈，小型化器件以及对于设备空间要求较高的精密仪器等应用场景下，为安装线圈所能预留的设备空间是十分有限的，过多的线圈无疑对设备空间占用太大。同时，为了尽可能减小线圈对设备空间的占比，发射端与接收端两组线圈，两两之间均采用同轴共面的排布方式。一般来说，在设备空间有限情况下为了保证发射线圈、接收线圈的性能要求，常规的做法是降低激励线圈、负载线圈的性能，即减少激励线圈、负载线圈的匝数用来增加发射线圈、接收线圈的匝数。此时，由于激励线圈、负载线圈的匝数较少，降低了它们与发射线圈、接收线圈之间的电磁耦合度，并且这种做法不可避免的降低了线圈两两之间的耦合系数、互感系数等重要性能指标，进而影响了系统整体的传输效率，所以现有的磁耦合谐振式无线电能传输线圈严重制约了磁耦合谐振式无线电能传输技术的推广使用。

发明内容

本实用新型针对上述问题，提供一种高频磁耦合谐振式无线电能传输线圈，包括多股绞线导电体、第一绝缘层、导电金属薄层、第二绝缘层；所述导电金属薄层的开口带有角度；

所述导电金属薄层构成所述高频磁耦合谐振式无线电能传输线圈的激励线圈或负载线圈，所述多股绞线导电体构成所述高频磁耦合谐振式无线电能传输线圈的发射线圈或接收线圈。

进一步地，所述多股绞线导电体、导电金属薄层的材质均为银、铜、铝或其合金中的任意一种。

更进一步地，所述导电金属薄层的厚度等于高频系统工作频率下所使用导电材料集肤深度的π/2倍。

更进一步地，所述导电金属薄层开口角度范围在0°~360°之间，不包括 0°或360°。

更进一步地，所述导电金属薄层的位置，位于第一绝缘层表面的任意位置。

更进一步地，所述导电金属薄层在第一绝缘层表面不同位置的总数量，为至少一片。

更进一步地，所述导电金属薄层在第一绝缘层表面不同位置由多片组成时，不同片导电金属薄层为相同开口角度或不同开口角度中的任意一种方式。