CN105186708B - 应用于电动汽车无线供电的双c并联交替排列型供电轨道 - Google Patents

Abstract

应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道，属于电动汽车无线电能传输技术领域。解决了现有的电动汽车无线电能传输装置中的轨道宽度大，电磁兼容性差，漏磁严重，对道路两侧电磁辐射水平较高，施工难度大的问题。它包括N个T型磁极、M个双C型磁极、供电线缆和长条形磁芯；在长条形磁芯上，N个T型磁极和M个双C型磁极沿供电线缆长度方向上按照预设间隔d依次相间排列，供电线缆的一端依次穿过交错设置的M个双C型磁极一侧的C型口和N个T型磁极的一侧后反向穿过交错设置的M个双C型磁极另一侧的C型口和N个T型磁极的另一侧后穿出。它主要应用在电动汽车上。

Description

应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道

技术领域

本发明属于电动汽车无线电能传输技术领域。

背景技术

目前电动汽车发展中存在两大瓶颈问题，一个是车上的电池问题，从近期的技术角度看，存在体积、重量、价格、材料、安全、充电速度、寿命等多方面问题，此外电池的生产过程属于高污染、耗费资源、破坏生态环境的过程，这些特点给电动汽车的产业化带来困难；另一个是地面上的充电基础设施问题，一方面，由于充电时间长，需要大量的充电或换电设施，给市政建设带来很大困难，这些设施需要占用大量的地面面积，且不利于统一管理，运营维护成本高，另一方面，电动汽车需要频繁的停车充电，给车辆使用者带来极大的不便，且续驶里程短造成了无法长途旅行。而电动汽车无线供电技术刚好解决了这两大瓶颈问题。

电动汽车动、静态无线供电系统可以使电动汽车无论在停车场、停车位、等红灯以及在公路上行驶过程中，均可以实时供电或者为电池补充电能。该技术不仅可以大幅度甚至无限制的提高车辆的续驶里程，而且车载动力电池的数量也可以大幅度降低，变为原来用量的几分之一，地面上将不再有充电站、换电站。所有供电设施均在地面以下。而且驾驶员不需要再考虑充电问题，电能问题均由地面下的供电网络自动解决。而在实现对电动汽车无线供电中，无线电能传输结构对系统的性能及建设成本起到极其重要的作用，这些性能包括供电效率、最大传输能力、空气间隔、侧移能力、耐久度、电磁辐射强度、对环境影响程度等等多个方面。通过对供电轨道铁氧体磁芯结构以及电能接收装置的结构进行合理的设计，可以极大改善上述性能。

发明内容

本发明是为了解决现有的电动汽车无线电能传输装置施工难度大、后期维护难及不利于桥梁等特殊环境下供电轨道的铺设的问题，本发明提供了一种应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道。

应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道，它包括N个T型磁极、M个双C型磁极、供电线缆和长条形磁芯；N和M均为正整数，M和N的差值的绝对值小于或等于1；

所述的双C型磁极包括两个具有C型开口方向的长方形块体，且两个具有C型开口方向的长方形块体相对设置；

在长条形磁芯上，N个T型磁极和M个双C型磁极沿供电线缆长度方向上按照预设间隔d依次相间排列，所述的预设间隔d为沿长条形磁芯长度方向上任意相邻的T型磁极和双C型磁极中，前一个T型磁极的尾端与后一个双C型磁极的首端之间的距离；

供电线缆的一端依次穿过交错设置的M个双C型磁极一侧的C型口和N个T型磁极的一侧后反向穿过交错设置的M个双C型磁极另一侧的C型口和N个T型磁极的另一侧后穿出；

交变电流通过供电线缆，供电线缆中的电流产生的磁场通过长条形磁芯引导，使得在长条形磁芯上的T型磁极和双C型磁极之间产生交变的磁场，任意相邻的T型磁极和双C型磁极上磁场方向相反，通过磁场耦合实现电能的无线传输。

工作原理为：

交变的电流通过供电线缆产生交变的磁场，在铁氧体磁芯的约束下，使磁束尽可能的限制在轨道上方，同时减小轨道下方的漏磁，此时若轨道上方存在电能接收单元，通过磁场耦合在接收单元上感应出电流，具体参见图5至图8通过合理的参数配置可以实现电能的高效无线传输。

与现有技术相比，本发明有以下优点。

1、在相同的要求下，同已知的其他类型的供电轨道相比，采用双C并联交替排列型供电轨道结构，供电线缆与接收线圈间的耦合系数更高。

2、供电轨道中供电线缆走线呈直线型且，而无需盘绕，极大的方便了供电轨道的制作、安装以及维护。

3、磁场泄露极小，电磁兼容性好；

4、双C并联交替排列型供电轨道宽度非常窄，极大的节约了供电轨道制作所需原材料，同时极大降低了施工难度。

附图说明

图1为本发明所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图1的侧视图；

图5为本发明所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道与一种二相四线圈接收装置的相对位置关系图；

图6为图5的主视图；

图7为图5的俯视图；

图8为图5的侧视图。

具体实施方式

具体实施方式一：参见图1至4说明本实施方式，本实施方式所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道，它包括N个T型磁极1、M个双C型磁极2、供电线缆3和长条形磁芯4；N和M均为正整数，M和N的差值的绝对值小于或等于1；

所述的双C型磁极2包括两个具有C型开口方向的长方形块体2-1，且两个具有C型开口方向的长方形块体2-1相对设置；

在长条形磁芯4上，N个T型磁极1和M个双C型磁极2沿供电线缆3长度方向上按照预设间隔d依次相间排列，所述的预设间隔d为沿长条形磁芯4长度方向上任意相邻的T型磁极1和双C型磁极2中，前一个T型磁极1的尾端与后一个双C型磁极2的首端之间的距离；

供电线缆3的一端依次穿过交错设置的M个双C型磁极2一侧的C型口和N个T型磁极1的一侧后反向穿过交错设置的M个双C型磁极2另一侧的C型口和N个T型磁极1的另一侧后穿出；

交变电流通过供电线缆3，供电线缆3中的电流产生的磁场通过长条形磁芯4引导，使得在长条形磁芯4上的T型磁极1和双C型磁极2之间产生交变的磁场，任意相邻的T型磁极1和双C型磁极2上磁场方向相反，通过磁场耦合实现电能的无线传输。

本实施方式，供电线缆3采用双路直线走线方式，两路供电线缆3上流经的电流大小相等、方向相反；

通过将多段独立开关控制的双C并联交替排列型供电轨道依次铺设，配合相应的控制系统，可以组成长距离的供电轨道。

双C并联交替排列型供电轨道正常工作时，供电线缆中电流产生的磁场通过铁氧体磁芯进行引导，供使得在供电轨道4上的T型磁极1和双C型磁极2之间产生交变的磁场，任意相邻的T型磁极1和双C型磁极2上磁场方向相反，通过磁场耦合实现电能的无线传输，供电轨道上方的磁束集中性好，轨道上某一时刻的磁场方向如图6所示。

具体实施方式二：参见图1至图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道的区别在于，所述的N个T型磁极1、M个双C型磁极2和长条形磁芯4均采用铁氧体磁芯实现。

具体实施方式三：参见图1至图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道的区别在于，所述的长条形磁芯4的宽度小于或等于长方形块体2-1的C型开口的上端面的宽度。

本实施方式中，供电轨道4的宽度非常窄，极大的节约了供电轨道制作所需原材料，同时极大降低了施工难度。

具体实施方式四：参见图1至图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道的区别在于，所述的长方形块体2-1的C型开口的上端面的宽度大于该长方形块体2-1C型开口的下端面的宽度。

本实施方式，长方形块体2-1的C型开口的上端面的宽度大于该长方形块体2-1C型开口的下端面的宽度，节约了双C并联交替排列型供电轨道作所需原材料，同时极大降低了施工难度。

具体实施方式五：参见图1至图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一或二所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道的区别在于，所述的长条形磁芯4为长直型轨道。

本实施方式中，长直型轨道的好处一方面是便于制作，另一方面，在实际情况下，长直型轨道符合绝大多数的应用需求。

具体实施方式六：参见图1至图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道的区别在于，所述的供电线缆3采用多匝绕制的方式实现。

本实施方式中，所述供电线缆3可采用多匝绕制的方式实现，不限于一匝。

具体实施方式七：参见图1至图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式一所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道的区别在于，所述的长方形块体2-1的高度大于该长方形块体2-1的C型开口的竖直高度，长方形块体2-1的底部与长条形磁芯4底部平齐，长方形块体2-1的C型开口位于长条形磁芯4上。

本实施方式中，长方形块体2-1的C型开口的底部位于长方形块体2-1的高度方向上的上、下边界之间。

具体实施方式八：参见图1至图4说明本实施方式，本实施方式与具体实施方式七所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道的区别在于，所述的长方形块体2-1的侧壁嵌入在长条形磁芯4内。

Claims (8)

1.应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道，其特征在于，它包括N个T型磁极(1)、M个双C型磁极(2)、供电线缆(3)和长条形磁芯(4)；N和M均为正整数，M和N的差值的绝对值小于或等于1；

所述的双C型磁极(2)包括两个具有C型开口方向的长方形块体(2-1)，且两个具有C型开口方向的长方形块体(2-1)相对设置；

在长条形磁芯(4)上，N个T型磁极(1)和M个双C型磁极(2)沿供电线缆(3)长度方向上按照预设间隔d依次相间排列，所述的预设间隔d为沿长条形磁芯(4)长度方向上任意相邻的T型磁极(1)和双C型磁极(2)中，前一个T型磁极(1)的尾端与后一个双C型磁极(2)的首端之间的距离；

供电线缆(3)的一端依次穿过交错设置的M个双C型磁极(2)一侧的C型口和N个T型磁极(1)的一侧后反向穿过交错设置的M个双C型磁极(2)另一侧的C型口和N个T型磁极(1)的另一侧后穿出；

交变电流通过供电线缆(3)，供电线缆(3)中的电流产生的磁场通过长条形磁芯(4)引导，使得在长条形磁芯(4)上的T型磁极(1)和双C型磁极(2)之间产生交变的磁场，任意相邻的T型磁极(1)和双C型磁极(2)上磁场方向相反，通过磁场耦合实现电能的无线传输。

2.根据权利要求1所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道，其特征在于，所述的N个T型磁极(1)、M个双C型磁极(2)和长条形磁芯(4)均采用铁氧体磁芯实现。

3.根据权利要求1或2所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道，其特征在于，所述的长条形磁芯(4)的宽度小于或等于长方形块体(2-1)的C型开口的上端面的宽度。

4.根据权利要求1或2所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道，其特征在于，所述的长方形块体(2-1)的C型开口的上端面的宽度大于该长方形块体(2-1)C型开口的下端面的宽度。

5.根据权利要求1所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道，其特征在于，所述的长条形磁芯(4)为长直型轨道。

6.根据权利要求1所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道，其特征在于，所述的供电线缆(3)采用多匝绕制的方式实现。

7.根据权利要求1所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道，其特征在于，所述的长方形块体(2-1)的高度大于该长方形块体(2-1)的C型开口的竖直高度，长方形块体(2-1)的底部与长条形磁芯(4)底部平齐，长方形块体(2-1)的C型开口位于长条形磁芯(4)上。

8.根据权利要求7所述的应用于电动汽车无线供电的双C并联交替排列型供电轨道，其特征在于，所述的长方形块体(2-1)的侧壁嵌入在长条形磁芯(4)内。