[发明专利]无线充电用隔磁材料、具有无线充电功能的装置及应用

说明书

本发明提供了一种无线充电用隔磁材料、具有无线充电功能的装置及应用。上述无线充电用隔磁材料包括：隔磁基板、第一屏蔽材料和纳米晶软磁屏蔽材料。第一屏蔽材料设置在隔磁基板的一侧的表面上，第一屏蔽材料的电阻率为1～15Ω·m，且以占隔磁基板的表面积的百分含量计，第一屏蔽材料的比例为30～60％；纳米晶软磁屏蔽材料设置在第一屏蔽材料的周围。将特定电阻率的第一屏蔽材料替代原有部分面积的纳米晶软磁屏蔽材料，并将其以特定的布局方式和占比设置在隔磁基板上，这有利于降低无线充电用隔磁材料的涡流损耗，进而减少无线充电过程中的发热量，从而提高无线充电系统的电能传输效率。

技术领域

本发明涉及无线充电技术及电磁屏蔽技术领域，具体而言，涉及一种无线充电用隔磁材料、具有无线充电功能的装置及应用。

背景技术

无线充电技术是将电能从供电发射端线圈传送到用电接收端线圈，并为设备的电池进行充电的技术。无线充电技术可实现电源与负载之间的电气隔离，具有便捷灵活、安全可靠的特点，因而近年来受到广泛关注。

无线充电技术作为一项新兴技术，目前已成功商业化应用在智能手机、智能平板、数码设备及其他小型穿戴移动设备上，解决了电子产品的充电接口、充电器和数据线极其繁多且极容易损坏的问题，给人们的工作生活带来了极大的便捷。而在电动汽车领域，无线充电技术目前还是一个全新的概念。由于无线充电技术的非接触供电可以解决传统传导式充电面临的接口限制、安全问题等问题而被各大汽车企业所关注。无线充电即停即充，不需手动操作，没有线缆拖拽，简单方便，这大大提高了用户体验。此外，无线充电不受气候条件的影响，在雨雪天气都可以安全充电。随着无人驾驶技术的飞速发展，使得无线充电成为汽车配备成为刚需。可以预见的是，在电动汽车不断普及和无线充电技术不断发展成熟的趋势下，电动汽车必将是无线充电设备最具潜力的应用市场。

目前无线充电系统导磁结构主要由方形铁氧体材料拼接而成。软磁铁氧体制成的导磁体电阻率较高，可抑制涡流，使导磁体能够应用于高频领域，并具有化学特性稳定、形状尺寸可定制等特点。然而，软磁铁氧体导磁体的缺点在于饱和磁通密度较低，这直接导致大功率无线充电系统的电能耦合机构体积较大、重量较高，整体装置非常笨重。其次，块状烧结的铁氧体材质脆，不太适合移动类交通工具无线充电环境，长期的振动会导致材料碎裂。上述因素均导致了铁氧体材料在强电磁耦合过程中工作效果变差。

纳米晶相对于铁氧体有更高的饱和磁密度和磁导率，当纳米晶和铁氧体在同等尺寸条件下时，纳米晶具有更高的充电效率。目前，常用的纳米晶基础带材厚度为18～ 37um，部分产品已经在手机无线充电模组上实现了小功率应用。大功率应用场景下，无线充电系统内磁场强度相较于小功率应用场景更大，将导致现有纳米晶带材损耗严重并产生发热问题，影响无线充电系统电能传输效率。

现有文献(公告号CN209087527U)提供了一种无线充电用大尺寸非晶纳米晶隔磁片叠构，其主要由非晶纳米晶带材、粘接剂、离型膜和绝缘胶带组成，将非晶纳米晶带材覆上粘接剂后逐层叠加后辊压并覆上离型膜制成非晶纳米晶单体；采用粘接剂将非晶纳米晶单体逐个拼接制成非晶纳米晶单体板；将非晶纳米晶单体板下表面的离型膜撕开后通过粘接剂按照相邻单体板的拼接间隙互相错开的方法进行逐层堆叠并辊压制成非晶纳米晶单体板叠构；最后在整体外表面包覆绝缘胶带即制得成品。但是相比于小功率应用场景，在大功率下无线充电系统内的磁场强度更大，平铺的纳米晶带材会在带材表面产生涡流损耗，将导致现有纳米晶带材损耗严重并产生发热问题，影响无线充电系统电能传输效率。