應(yīng)用于移動運(yùn)輸設(shè)備無線供電的線圈自去耦雙相接收裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于磁耦合諧振式無線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著低碳環(huán)保、綠色節(jié)能意識的增強(qiáng)，越來越多的移動運(yùn)輸設(shè)備采用電能作為其動力來源，常見的供電方式有滑動接觸式、電纜拖鏈?zhǔn)胶碗姵毓╇娛饺N。其中，滑動接觸方式安全可靠性低，維護(hù)成本高，電纜拖鏈?zhǔn)綄σ苿泳嚯x有嚴(yán)格限制，使用環(huán)境非常有限。在對設(shè)備的靈活性要求較高的場合，通常是用電池供電的方式。而電池供電方式存在兩種缺點(diǎn)，一種是存在電池的體積、重量、價格、材料、安全、充電速度、壽命等多方面問題，還有電池的生產(chǎn)過程屬于高污染、耗費(fèi)資源、破壞生態(tài)環(huán)境的過程，這些缺點(diǎn)給電動汽車的產(chǎn)業(yè)化帶來困難。另一種是地面上的充電基礎(chǔ)設(shè)施問題，一方面表現(xiàn)在由于充電時間長，需要大量的充電或換電設(shè)施，這些設(shè)施需要占用大量的地面面積，同時需要頻繁維護(hù)，另一方面表現(xiàn)在設(shè)備需要頻繁的停下充電，較低了設(shè)備的運(yùn)行效率。而利用無線電能傳輸技術(shù)剛好能夠解決這些問題。
[0003]移動運(yùn)輸設(shè)備無線供電系統(tǒng)可以使設(shè)備在工作中可以實(shí)時供電或者為電池補(bǔ)充電能。該技術(shù)不僅可以大幅度甚至無限制的提高設(shè)備的續(xù)航時間，而且設(shè)備上需攜帶的動力電池的數(shù)量也可以大幅度降低，甚至可以完全不需要電池，地面上將不再有充電站、換電站。所有供電設(shè)施均在地面以下。設(shè)備不要再存在充電問題，電能問題均由地面下的供電網(wǎng)絡(luò)自動解決。而在實(shí)現(xiàn)對移動運(yùn)輸設(shè)備無線供電中，無線電能傳輸結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)的性能及建設(shè)成本起到極其重要的作用，這些性能包括供電效率、最大傳輸能力、空氣間隔、側(cè)移能力、耐久度、電磁輻射強(qiáng)度、對環(huán)境影響程度等等多個方面。如何通過對供電軌道鐵氧體磁芯結(jié)構(gòu)以及電能接收裝置的結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的設(shè)計，從而改善上述性能，是本領(lǐng)域亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的移動運(yùn)輸設(shè)備的電力供給安全可靠性低、維護(hù)成本高、供電效率低的問題，提出了應(yīng)用于移動運(yùn)輸設(shè)備無線供電的線圈自去耦雙相接收裝置。
[0005]應(yīng)用于移動運(yùn)輸設(shè)備無線供電的線圈自去耦雙相接收裝置，該線圈自去耦雙相接收裝置配合雙極型供電軌道實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸；它包括一塊平板磁芯4和2η個接收線圈，η大于等于1 ;
[0006]2η個接收線圈依次沿實(shí)際運(yùn)動方向平鋪排列，后一個接收線圈的前端壓在前一個接收線圈的后端，且重疊區(qū)域等寬，平鋪后的2η個接收線圈放置在平板磁芯4的上表面；且平板磁芯4至少覆蓋2η個接收線圈的內(nèi)邊緣圍成的區(qū)域；
[0007]從一側(cè)算起，第1個接收線圈、第3個接收線圈、第5個接收線圈，……，及第2η_1個接收線圈組成第1相接收線圈1，第1相接收線圈1內(nèi)的相鄰兩個接收線圈按異名端依次串接；
[0008]第2個接收線圈、第4個接收線圈、第6個接收線圈，……，及第2η個接收線圈組成第2相接收線圈2，第2相接收線圈2內(nèi)的相鄰兩個接收線圈按異名端依次串接；
[0009]重疊區(qū)域的寬度為單個接收線圈的寬度的1/3?1/2之間。
[0010]相鄰兩個接收線圈的中心距離D為與線圈自去耦雙相接收裝置配合的雙極型供電軌道中的相鄰兩個磁極的中心距離的1/2。
[0011]接收線圈采用LITZ線或者多股絕緣漆包線繞制。
[0012]應(yīng)用于移動運(yùn)輸設(shè)備無線供電的線圈自去耦雙相接收裝置，線圈自去耦雙相接收裝置與雙極型供電軌道配合使用，完成無線供電；雙極型供電軌道包括供電線纜、磁極和鐵氧體磁芯，磁極位于鐵氧體磁芯上，供電線纜纏繞在磁極上，且相鄰磁極上的磁場方向相反；發(fā)射線圈與原邊補(bǔ)償電容串聯(lián)，利用高頻逆變電源進(jìn)行供電；
[0013]它還包括第1相諧振補(bǔ)償電容5、第2相諧振補(bǔ)償電容6和兩個整流橋7 ;
[0014]第1相接收線圈1與第1相諧振補(bǔ)償電容5串聯(lián)，第1相諧振補(bǔ)償電容5連接一個整流橋7 ;
[0015]第2相接收線圈2與第2相諧振補(bǔ)償電容6串聯(lián)，第2相諧振補(bǔ)償電容6連接另一個整流橋7 ;
[0016]兩個整流橋7串接后作為應(yīng)用于移動運(yùn)輸設(shè)備無線供電的線圈自去耦雙相接收裝置的輸出端。
[0017]本發(fā)明所述的接收裝置配合雙極型發(fā)射導(dǎo)軌(發(fā)射裝置)進(jìn)行電能的無線傳輸，要求導(dǎo)軌相鄰磁極上磁場方向相反。接收裝置結(jié)合發(fā)射裝置工作時，交變的電流通過供電線纜在相鄰的磁極上產(chǎn)生實(shí)時相反的交變的磁場，發(fā)射裝置與接收裝置通過磁場耦合作用即能實(shí)現(xiàn)電能的無線傳輸。
[0018]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的接收裝置中，兩相接收線圈利用線圈部分重疊的方式，通過合理設(shè)計線圈位置與尺寸，實(shí)現(xiàn)兩相線圈的耦合系數(shù)為零，保證兩相接收線圈諧振時不會相互影響。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明有以下優(yōu)點(diǎn):
[0020]1、接收裝置沿供電軌道移動時，不存在功率零點(diǎn)，傳輸功率波動范圍小；
[0021]2、兩相接收線圈間耦合系數(shù)為0，因此接收端在供電軌道上任意位置、任意時刻，兩相接收線圈都可以同時工作，同早期相同尺寸的雙相接收端相比，傳輸功率更大；
[0022]3、接收裝置采用平面型結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)輕薄，占用空間??；
[0023]4、同現(xiàn)有的雙相接收端相比，接收線圈采用部分重疊結(jié)構(gòu)，接收線圈尺寸更大，與供電軌道之間的耦合程度更高。
[0024]本發(fā)明提出的應(yīng)用于移動運(yùn)輸設(shè)備無線供電的線圈自去耦雙相接收裝置，配合雙極型供電軌道實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸。解決了現(xiàn)有的移動運(yùn)輸設(shè)備的電力供給安全可靠性低、維護(hù)成本高、供電效率低的問題。
[0025]本發(fā)明適用于電動汽車無線供電。
【附圖說明】
[0026]圖1為無磁芯兩線圈自去耦雙相接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為圖1的俯視圖；
[0028]圖3為有磁芯兩線圈自去耦雙相接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖4為圖3的底視圖；
[0030]圖5為無磁芯四線圈自去耦雙相接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖6為圖5的俯視圖；
[0032]圖7為有磁芯四線圈自去耦雙相接收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖8為圖7的底視圖；
[0034]圖9為有磁芯兩線圈自去耦雙相接收裝置與一種雙極型供電軌道傳能結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖10為圖9側(cè)視圖，及磁力線走向示意圖；
[0036]圖11為實(shí)施方式五中的線圈自去耦雙相接收裝置進(jìn)行無線電能傳輸時系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖12為兩個接收線圈之間異名端串聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖13為兩個接收線圈之間同名端串聯(lián)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]【具體實(shí)施方式】一、參照圖1至圖8、圖12和圖13具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的應(yīng)用于移動運(yùn)輸設(shè)備無線供電的線圈自去耦雙相接收裝置，該線圈自去耦雙相接收裝置配合雙極型供電軌道實(shí)現(xiàn)無線電能傳輸；它包括一塊平板磁芯4和2η個接收線圈，η大于等于1 ;
[0040]2η個接收線圈依次沿實(shí)際運(yùn)動方向平鋪排列，后一個接收線圈的前端壓在前一個接收線圈的后端，且重疊區(qū)域等寬，平鋪后的2η個接收線圈放置在平板磁芯4的上表面；且平板磁芯4至少覆蓋2η個接收線圈的內(nèi)邊緣圍成的區(qū)域；
[0041]從一側(cè)算起，第1個接收線圈、第3個接收線圈、第5個接收線圈，……，及第2η_1個接收線圈組成第1相接收線圈1，第1相接收線圈1內(nèi)的相鄰兩個接收線圈按異名端依次串接；
[0042]第2個接收線圈、第4個接收線圈、第6個接收線圈，……，及第2η個接收線圈組成第2相接收線圈2，第2相接收線圈2內(nèi)的相鄰兩個接收線圈按異名端依次串接；
[0043]重疊區(qū)域的寬度為單個接收線圈的寬度的1/3?1/2之間。
[0044]本實(shí)施方式中，合理設(shè)計接收線圈的大小，通過接收線圈部分重疊的方式，使得兩相接收線圈之間的耦合系數(shù)為零，這種通過空間位置關(guān)系實(shí)現(xiàn)線圈去除耦合的方式稱為自去耦，兩相接收線圈可以同時工作在諧振狀態(tài)而不