[发明专利]分组密绕式无线能量发射机构及其绕线参数选取方法

说明书

本发明提供了一种分组密绕式无线能量发射机构及其绕线参数选取方法，包括原边线圈和原边磁芯，原边线圈为两组线圈串绕组成的回型盘状线圈，该第一组线圈设置在第二组线圈的内部，所述原边线圈的尺寸大于无线能量接收机构的副边线圈的尺寸。在无线电能传输系统的发射端采用分组密绕式回型线圈，其互感耦合值与横向抗偏移能力均大幅度提升，当副边线圈发生横向偏移时，原边仍有线圈与副边线圈相对应，以保证总是有较多的磁力线穿过副边线圈，从而使接收端耦合到更多能量，本发明在保证足够纵向耦合能力的同时，提高其横向抗偏移能力，有效减少空气中的漏磁，且保证线圈尺寸不增加。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，具体涉及一种分组密绕式无线能量发射机构及其绕线参数选取方法。

背景技术

随着社会的进步、科技的发展、环境和能源问题的日益突出，发展和普及电动汽车等新能源汽车的呼声日趋高涨，在电动汽车充电技术方面，非接触式的无线充电技术也随之发展起来。电动汽车采用的非接触式无线充电技术有3大类，分别为电磁感应式、微波式和电磁共振式，其中，电磁感应式利用线圈间产生的电磁感应现象传输电力，是目前最接近实用化的充电技术。

现有技术中原、副边线圈采用的是严格密绕或者蚊香式(有间隔)缠绕方法，当电动汽车静态充电位置发生横向偏移时，其耦合效果将大大降低，从而导致无线电能传输系统不稳定。虽然DDQ与BBP可以提高横向与纵向的偏移能力，但是尺寸相对较大，对于电动汽车静态充电而言，考虑到电动汽车底盘体积等因素，我们的理念是线圈尺寸越小越好，尤其是副边线圈尺寸有要求时，DDP+BBP的组合便不再适用了。

发明内容

本申请通过提供一种分组密绕式无线能量发射机构及其绕线参数选取方法，以解决现有技术中电动汽车静态充电位置发生横向偏移时，耦合效果大大下降而导致的无线电能传输系统不稳定的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请采用以下技术方案予以实现：

一种分组密绕式无线能量发射机构，包括原边线圈和原边磁芯，所述原边线圈为第一组线圈和第二组线圈串绕组成的回型盘状线圈，该第一组线圈设置在第二组线圈的内部，所述原边线圈的尺寸大于无线能量接收机构的副边线圈的尺寸。

进一步地,所述原边磁芯包括N条T型原边磁芯，所述T型原边磁芯包括横向原边磁芯和竖向原边磁芯，所述T型原边磁芯呈中心对称均匀沿回型盘状线圈的径向贴附在所述原边线圈的盘面上。

进一步地，还设置有原边壳体，该原边壳体包括第一壳体和第二壳体，在所述第一壳体的内表面开设有原边线圈容置槽，所述原边线圈固设在所述原边线圈容置槽内；在所述第二壳体的内表面开设有原边磁芯容置槽，所述原边磁芯容置槽包括T型原边磁芯容置槽，所述T型原边磁芯固设在所述T型原边磁芯容置槽内。

作为一种优选的技术方案，所述第一组线圈为方形盘状线圈，所述第二组线圈为方形盘状线圈。

作为另一种优选的技术方案，所述第一组线圈为圆形盘状线圈，所述第二组线圈为方形盘状线圈。

为了减轻原边壳体的重量，减少生产原边壳体用材，在所述第二壳体的内表面上设置有空槽。

一种分组密绕式无线能量发射机构的绕线参数选取方法，包括如下步骤：

S1：将互感耦合值M锁定在某个区域范围内；

S2：设置参数：第一组线圈的1/2外径为d₁、第二组线圈的1/2外径为d₂、线径为R，其中，第一组线圈的匝数为N₁，第二组线圈的匝数为N₂，第一组线圈的内径r₁，第一组线圈的外径与第二组线圈的内径的间距Δd均为待定值；