一种无线能量发射导轨及多导轨无线能量传输系统的制作方法

1.本实用新型涉及无线能量技术领域，具体涉及一种无线能量发射导轨及多导轨无线能量传输系统。


背景技术：

2.电动汽车无线充电技术源于无线电能传输技术，可以采用电磁感应式或谐振式无线传输方式，将电能由供电设备传送至电动汽车，该电动汽车依据接收到的电能对电池充电。但是，由于电池的能量密度和储存电量的限制，其充电速度受电池技术、充电技术和电网兼容性等因素制约不能有较大的提高，进而降低了电动汽车的续航能力。
3.目前可以通过在电动汽车的行驶车道上铺设能量发射线圈，在电动汽车车身上设置能量接收线圈，对行驶中的电动汽车进行移动式动态无线充电，以提高电动汽车的续航能力。但是移动式动态无线充电方式需要在行驶车道上铺设含有能量发射线圈的导轨。若铺设长段导轨，则系统的造价成本和电能损耗则十分巨大。为了解决上述问题，现有技术采用图1所示多段导轨式无线充电道路解决了导轨设置过长的问题，并通常结合使用红外线感应、rfid标签等技术实现导轨的识别切换。
4.但现有技术存在的技术缺陷是:
5.采用图1所示的多段导轨耦合机构，以两段线圈为例，图中标注1为能量发射线圈，2为能量接收线圈，由于导轨端部横向电流的影响，在相邻两段导轨的过渡区域会遇到互感跌落，从而导致输出功率跌落的问题，除此之外，在进入和离开线圈时，也会遇到输出功率波动的问题，影响的效果如图2所示，图中a处为刚进入无线充电区域，c处为离开无线充电区域，b处为相邻两段无线能量发射导轨的过渡区域，可以看出a、c两处功率波动比较严重，b处的功率跌落现象比较严重。


技术实现要素：

6.针对现有技术中的缺陷，本实用新型提出了一种无线能量发射导轨，通过对导轨结构进行改进，使其应用于多导轨无线能量传输系统中时，能够有效减小线圈端部横向电流对互感的影响。
7.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：
8.一种无线能量发射导轨，包括能量发射线圈和磁芯，其关键在于：所述能量发射线圈由利兹线按矩形线圈绕制，其中部的能量传输段设于所述磁芯的上表面，其左右两端的能量过渡段沿所述磁芯的边缘绕设于所述磁芯的下表面。
9.可选地，所述磁芯呈长条状，在所述磁芯的左右两端中间设有凸出部，在每一端凸出部的两肩侧均留有豁口，所述能量发射线圈左右两端的过渡段分别沿着对应一侧的豁口绕制到所述磁芯的下表面。
10.可选地，所述磁芯左右两端凸出部凸出的长度与所述利兹线的线径相适应，使得所述凸出部的端缘与所述能量发射线圈左右外径相切。
11.可选地，所述能量发射线圈中部的能量传输段贴附于所述磁芯的上表面，所述能量发射线圈左右两端的能量过渡段贴附于所述磁芯的下表面。
12.结合上述无线能量发射导轨的描述，本实用新型的另一目的在于提供一种多导轨无线能量传输系统，其关键在于：包括多段前文所述的无线能量发射导轨，且多段所述的无线能量发射导轨依次按长度方向排列，每一段无线能量发射导轨中的能量发射线圈上均连接有无线能量发射电路。
13.可选地，所述无线能量发射电路中设置有直流电源、逆变电路以及与所述能量发射线圈串联或并联的谐振电容。
14.可选地，所述能量发射导轨预埋在地面下方，与所述能量发射线圈耦合的接收线圈设置在电动小车上。
15.本实用新型的显著效果是：
16.提出的无线能量发射导轨结构简单，安装方便，将其用于多导轨无线能量传输系统中时，能够有效克服线圈前后两端引起的互感衰落问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
18.图1为现有技术中的能量发射线圈及多导轨无线能量传输系统的结构示意图；
19.图2为现有技术中的能量发射线圈导致的互感衰落效果图；
20.图3为本实用新型提出的无线能量发射导轨的侧视图；
21.图4为本实用新型提出的无线能量发射导轨的后视图；
22.图5为本实用新型提出的无线能量发射导轨中磁芯结构示意图；
23.图6为本实用新型提出的无线能量发射导轨及多导轨无线能量传输系统的结构示意图；
24.图7为本实用新型的无线能量发射导轨导致的互感衰落效果图。
具体实施方式
25.下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
26.从图3、图4可以看出，本实施例提供了一种无线能量发射导轨，包括能量发射线圈1和磁芯3，所述能量发射线圈1由利兹线按矩形线圈绕制，其中部的能量传输段设于所述磁芯3的上表面，其左右两端的能量过渡段沿所述磁芯3的边缘绕设于所述磁芯3的下表面。
27.具体实施时，所述磁芯3呈长条状，如图5所示，在所述磁芯3的左右两端中间设有凸出部，在每一端凸出部的两肩侧均留有豁口，所述能量发射线圈1左右两端的过渡段分别沿着对应一侧的豁口绕制到所述磁芯3的下表面。
28.为了便于安装，所述磁芯3左右两端凸出部凸出的长度与所述利兹线的线径相适
应，使得所述凸出部的端缘与所述能量发射线圈1左右外径相切。使其相邻两段无线能量发射导轨可以更好的靠近贴合，可以更好地减小相邻两段无线能量发射导轨过渡区域的互感跌落现象，确保能量传输的延续性。
29.从图3，图4还可以看出，所述能量发射线圈中部的能量传输段贴附于所述磁芯的上表面，所述能量发射线圈左右两端的能量过渡段贴附于所述磁芯的下表面。
30.从图6可以看出，本实施例还提出一种多导轨无线能量传输系统，包括多段无线能量发射导轨，且多段所述的无线能量发射导轨依次按长度方向排列，每一段无线能量发射导轨中的能量发射线圈上均连接有无线能量发射电路。图6中还对应设置有与所述能量发射线圈1耦合的能量接收线圈2，结合电动小车无线供电应用场景，所述能量发射线圈1通常预埋在地面下方，能量接收线圈2设置在电动小车上。
31.为了实现能量发射线圈1与能量接收线圈2之间的无线能量传输，通常在所述无线能量发射电路中设置有直流电源、逆变电路以及与所述能量发射线圈串联或并联的谐振电容。在所述能量接收线圈2的一侧通常也设置了对应的能量接收电路。
32.通过图7可以看出，采用本实用新型提出的无线能量发射导轨构成多导轨无线能量传输系统，能量接收线圈在刚开始进入无线充电区域和最后离开无线充电区域时，其拾取能量的波动性较小，而且在相邻两段能量发射导轨的过渡区域处，互感跌落也较小，与图2所示效果相比，本系统整体处于相对平稳过渡状态，有效克服了背景技术中所提出的技术问题。
33.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。