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CN108053987A - 3d结构充电线圈 - Google Patents

3d结构充电线圈 Download PDF

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CN108053987A
CN108053987A CN201711206525.0A CN201711206525A CN108053987A CN 108053987 A CN108053987 A CN 108053987A CN 201711206525 A CN201711206525 A CN 201711206525A CN 108053987 A CN108053987 A CN 108053987A
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周小舟
徐维
周宁宁
蒋渭忠
刘慧博
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Jiangsu Aoneng Technology Co ltd
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Abstract

一种3D结构充电线圈，包括发射线圈及接收线圈，所述发射线圈及接收线圈均为空心线圈或感应线圈；所述发射线圈的顶壁上设置着线圈绕组构成的凸起；所述接收线圈的底壁上也设置着线圈绕组，该线圈绕组的内部构成凹槽。所述凸起为若干个，所述凹槽为若干个，所述凸起与所述凹槽数量一致且所述凸起与所述凹槽一一对应。每个所述凸起能够伸进其对应的那个凹槽中并且所述凸起的外壁与所述凹槽的内壁相贴合。有效避免了现有技术中发射线圈与接收线圈在该间隙之间的磁力线部分白白耗损而降低了无线充电效率和速度的缺陷。

Description

3D结构充电线圈
技术领域
本发明涉及无线充电技术领域，具体涉及一种3D结构充电线圈。
背景技术
无线充电技术作为一个更方便、安全、环境适应能力强、占用空间资源小的电能供给技术，是大力发展环保充电的必经之路,特别是电动汽车的无线充电。无线充电又被称为无线电能传输技术(Wireless Power Transfer，WPT)，已经熟练的应用在电子产品中。目前的无线充电技术主要以磁场感应式为主，采用了具有耦合能力的两个线圈，并过加入合适的谐振补偿电容，以达到发射线圈(原边)与接收线圈(副边)能量传输的目的。
感应充电线圈是无线电力输送领域里的一种新型充电技术。发射线圈与接收线圈均为感应充电线圈，即通过发射线圈与接受线圈之间电磁感应传输电能。其中平面结构的感应线圈由于结构简单，开始在无线充电装置得到采用。
现有的平面结构的感应线圈，其采用的单时针绕行方式的结构非常简单，但是平面结构线圈存在的问题在相邻的发射线圈与接收线圈之间存在不小的间隙，在无线充电的时候，发射线圈与接收线圈在该间隙之间的磁力线部分无法耦合来作为充电用，导致了发射线圈与接收线圈在该间隙之间的磁力线部分白白耗损，降低了无线充电效率和速度，这样的平面结构的感应线圈由于其平面结构特性，在单位面积上，发射和接收线圈之间耦合系数低，直接影响了充电效率，尤其是在大功率无线充电中，耗损尤为严重。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种3D结构充电线圈，有效避免了现有技术中发射线圈与接收线圈在该间隙之间的磁力线部分白白耗损而降低了无线充电效率和速度的缺陷。在相同等效面积下，本发明大大提高了线圈之间的有效耦合系数，增大了磁力线的利用率，从而完全克服了现有平面线圈在无线充电中效率低的问题。
为了克服现有技术中的不足，本发明提供了一种3D结构充电线圈的解决方案，具体如下：
一种3D结构充电线圈，包括发射线圈1及接收线圈2，所述发射线圈1及接收线圈2均为空心线圈或感应线圈；
所述发射线圈1的顶壁上设置着线圈绕组构成的凸起3；
所述接收线圈2的底壁上也设置着线圈绕组，该线圈绕组的内部构成凹槽4。
进一步的，所述凸起3为若干个，所述凹槽4为若干个，所述凸起3与所述凹槽4数量一致且所述凸起3与所述凹槽4一一对应。
进一步的，每个所述凸起3能够伸进其对应的那个凹槽4中并且所述凸起3的外壁与所述凹槽4的内壁相贴合。
进一步的，所述凸起3和凹槽4分别均匀分布在所述发射线圈1的顶壁和所述接收线圈2的底壁上。
进一步的，所述凸起3的横截面形状为圆形、矩形、三角形或者弧状，所述凹槽4的形状为圆形、矩形、三角形或者弧状。
进一步的，所述凸起3与所述发射线圈1的顶壁一体化连接。
进一步的，所述凸起3能够为所述凹槽4而替代，这样所述凹槽4也为所述凸起3所替代。
进一步的，在所述凸起3伸进其对应的凹槽4后，所述发射线圈1及接收线圈2之间的间隔大小能保持为无线充电时所述发射线圈1及接收线圈2之间应该保持的最小的绝缘要求。
本发明的有益效果为：
在无线充电期间，所述凸起3和其对应的凹槽4之间就会有磁力线作用，这样就会增加凸起3和其对应的凹槽4之间的磁通量，并转化成电能，这样就增加了无线充电时形成的电能，加深了耦合，让发射线圈与接收线圈在它们的间隙之间的磁力线部分得到转化，提高了无线充电效率和速度，并且在保持原来的发射线圈与接收线圈的面积大小不变和发射线圈与接收线圈之间的间隙大小不变的情况下，提高了有效的耦合面积。
附图说明
图1是本发明的一种形状的横截面结构示意图。
图2是本发明的另一种形状的横截面结构示意图。
图3是本发明的另一种形状的横截面结构示意图。
图4是本发明的3D结构充电线圈的凸起伸入凹槽中的矩形对视面示意图。
图5是本发明的3D结构充电线圈的凸起伸入凹槽中的圆形对视面示意图。
图6为本发明的附件的联结示意图。
图7为本发明的直角折尺状联结件的三维示意图。
图8为本发明的图7相应的直角折尺状联结件的示意图。
图9为本发明的局部示意图。
图10为本发明的用于定位的嵌接片的截面示意图。
图11为本发明的用于定位的嵌接片的三维示意图。
图12为嵌接柱的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步地说明。
根据附图1-图12可知，本实施例的3D结构充电线圈，所述发射线圈1及接收线圈2均为空心线圈或感应线圈；
所述发射线圈1的顶壁上设置着线圈绕组构成的凸起3；
所述接收线圈2的底壁上也设置着线圈绕组，该线圈绕组的内部构成凹槽4。
所述凸起3为若干个，所述凹槽4为若干个，所述凸起3与所述凹槽4数量一致且所述凸起3与所述凹槽4一一对应。
每个所述凸起3能够伸进其对应的那个凹槽4中并且所述凸起3的外壁与所述凹槽4的内壁相贴合。
所述凸起3和凹槽4分别均匀分布在所述发射线圈1的顶壁和所述接收线圈2的底壁上。
所述凸起3的横截面形状为圆形、矩形、三角形或者弧状，所述凹槽4的形状为圆形、矩形、三角形或者弧状。
所述凸起3与所述发射线圈1的顶壁一体化连接。所述发射线圈可以设于地面，所述接收线圈可以设于汽车的底盘。
所述凸起3能够为所述凹槽4而替代，这样所述凹槽4也为所述凸起3所替代。
在所述凸起3伸进其对应的凹槽4后，所述发射线圈1及接收线圈2之间的间隔大小能保持为无线充电时所述发射线圈1及接收线圈2之间应该保持的最小的绝缘要求。
这样在进行无线充电时，发射线圈1及接收线圈2面对面相对，所述凸起3伸进其对应的凹槽4后，所述发射线圈1及接收线圈2之间的间隔大小保持为无线充电时所述发射线圈1及接收线圈2之间应该保持的间隔大小，接着当发射线圈的交流输入电压通电后，就进行无线充电，这样在无线充电期间，所述凸起3和其对应的凹槽4之间就会有磁力线作用，这样就会增加凸起3和其对应的凹槽4之间的磁通量，并转化成电能，这样就增加了无线充电时形成的电能，加深了耦合，让发射线圈与接收线圈在它们的间隙之间的磁力线部分得到转化，提高了无线充电效率和速度，并且在保持原来的发射线圈与接收线圈的大小不变和发射线圈与接收线圈之间的间隙大小不变的情况下，提高了耦合面积。
所述接收线圈设于汽车的底盘，现有的所述接收线圈设于汽车的底盘的结构为通过焊接的方式把接收线圈固定地连接所述汽车的底盘的外表面，这样就使得若需要调整接收线圈，但接收线圈难以从所述汽车的底盘上分解出，而接收线圈和所述汽车的底盘的外表面之间采用目前的卡接结构来连接，这样易于接收线圈的分解，然后现有的卡接结构通常因为结合部存在间隔，使得接收线圈和所述汽车的底盘的外表面之间的彼此摆动效果不好；在外界发生震动的条件下，会引发结合部受到的震动作用更大常常毁损。
所述汽车的底盘的底壁一体化连接着第一纵向柱的一头，而所述接收线圈的侧壁面上一体化连接着第二横向柱，所述第二横向柱的一头与所述接收线圈的侧壁面相连接，所述第二横向柱的另一头与第二纵向柱的一头相连接，所述第一纵向柱与所述第二纵向柱的形状大小都一致；
所述第一纵向柱与所述第二纵向柱经由附件相连，所述附件具有两个直角折尺状联结件A1，一用于定位的嵌接片A2，一嵌接柱A3；所述两个直角折尺状联结件A1彼此结合且并列为镜像结构；
所述直角折尺状联结件A1具有相互垂直的第一联结板B01和第二联结板B02，所述第二联结板B02比第一联结板B01更短，一个所述直角折尺状联结件A1的第一联结板B01具有让另一个所述直角折尺状联结件A1的第二联结板B02伸进的第一定位口；
第一定位口下部开有让嵌接柱嵌接的嵌接口一B011，所述第二联结板B02开有相应的嵌接口二B021，所述嵌接口二B021是拱形开口；
所述用于定位的嵌接片A2上开有嵌接口三C01；
所述嵌接柱A3嵌接进所述两个直角折尺状联结件A1的嵌接口一B011和嵌接口二B021，还有用于定位的嵌接片A2上的嵌接口三C01把两个直角折尺状联结件A1和一用于定位的嵌接片A2装配到位。
所述用于定位的嵌接片A2两边具有拱形壁C02，所述拱形壁C02同所述直角折尺状联结件A1的拱形壁构成柱状的联结口，用来联结所述第一纵向柱与所述第二纵向柱。
所述直角折尺状联结件A1两边的跨度比所述嵌接柱A3更长，所述嵌接口一B011外边部具有丝槽，用来同丝杠丝接，把嵌接柱A3定位于所述附件里面。
第一联结板B01里部壁面朝里设置着用来导向所述用于定位的嵌接片的突起，所述用于定位的嵌接片的突起带有倾斜壁，第二联结板B02开有同用来导向所述用于定位的嵌接片的突起相结合的第二定位口C03，用来对所述用于定位的嵌接片A2的增强性定位。
所述用来导向所述用于定位的嵌接片的突起确定所述附件同所述第一纵向柱与所述第二纵向柱之间的结合间隔，用来导向所述用于定位的嵌接片的突起同所述第二定位口C03静配合，用来确保两个直角折尺状联结件A1结合牢靠。
所述嵌接柱A3同所述嵌接口一B011、嵌接口二B021和嵌接口三C01之间静配合，嵌接柱A3于外部振动期间，不会受到外部振动的影响而相互错位毁损。
所述直角折尺状联结件A1的直角处为圆角过渡区。
本发明两个形状大小一样的所述直角折尺状联结件A1能够结合牢靠，把第一纵向柱与第二纵向柱两边牢靠相联，用于定位的嵌接片A2与嵌接柱能把第一纵向柱与第二纵向柱纵向稳定；这样的联结架构构思新颖，分解不难，在底盘或接收线圈毁损之际，能够现场分解附件，修理毁损部件；配置架构构思特别，牢靠性佳；直角折尺状联结件彼此为镜像结构，组件不多，构造、存贮、采用均不难操作。
一.两形状大小一样的直角折尺状联结件结合新颖，能牢靠结合，所述附件把第一纵向柱与第二纵向柱两边间隔相联，可确保底盘同接收线圈至间在外部抖动的条件下能纵向扯动，用于定位的嵌接片能把第一纵向柱与第二纵向柱纵向定位，嵌接柱能把用于定位的嵌接片定位，避免用于定位的嵌接片脱离；
二.带有倾斜壁的用来导向所述用于定位的嵌接片的突起一则有利于用于定位的嵌接片的配置，二则确保了突起同与第二定位口之间可以静配合，避免附件的结合不紧密；
三.附件构思奇特，分解不难，在底盘或接收线圈毁损之际，能够现场分解附件，修理毁损部件；
四.配置架构也奇特，附件本身牢靠，安全度佳，另外也可以确保底盘同接收线圈的间隔，达到能纵向扯动的效果。
五.直角折尺状联结件彼此为镜像结构，组件不多，构造、存贮、采用均不难操作。
以上以附图说明的方式对本发明作了描述，本领域的技术人员应当理解，本公开不限于以上描述的实施例，在不偏离本发明的范围的情况下，可以做出各种变化、改变和替换。

Claims (8)

1.一种3D结构充电线圈，其特征在于，包括发射线圈及接收线圈，所述发射线圈及接收线圈均为空心线圈或感应线圈；
所述发射线圈的顶壁上设置着线圈绕组构成的凸起；
所述接收线圈的底壁上也设置着线圈绕组，该线圈绕组的内部构成凹槽。
2.根据权利要求1所述的3D结构充电线圈，其特征在于，所述凸起为若干个，所述凹槽为若干个，所述凸起与所述凹槽数量一致且所述凸起与所述凹槽一一对应。
3.根据权利要求2所述的3D结构充电线圈，其特征在于，每个所述凸起能够伸进其对应的那个凹槽中并且所述凸起的外壁与所述凹槽的内壁相贴合。
4.根据权利要求3所述的3D结构充电线圈，其特征在于，所述凸起和凹槽分别均匀分布在所述发射线圈的顶壁和所述接收线圈的底壁上。
5.根据权利要求4所述的3D结构充电线圈，其特征在于，所述凸起的横截面形状为圆形、矩形、三角形或者弧状，所述凹槽的形状为圆形、矩形、三角形或者弧状。
6.根据权利要求5所述的3D结构充电线圈，其特征在于，所述凸起与所述发射线圈的顶壁一体化连接。
7.根据权利要求6所述的3D结构充电线圈，其特征在于，所述凸起能够为所述凹槽而替代，这样所述凹槽也为所述凸起所替代。
8.根据权利要求7所述的3D结构充电线圈，其特征在于，在所述凸起伸进其对应的凹槽后，所述发射线圈及接收线圈之间的间隔大小能保持为无线充电时所述发射线圈及接收线圈之间应该保持的最小的绝缘要求。
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