[发明专利]一种电磁耦合能量传输装置

权利要求书

1.一种电磁耦合能量传输装置，其特征是，具有线圈模组、交流电能转换模块；

所述线圈模组包括螺旋线圈、第一软磁材料；

所述螺旋线圈为旋转轴朝向电磁耦合能量输出/输入方向的螺旋线圈，所述螺旋线圈在所述螺旋线圈的径向平面上的投影的第一外轮廓类似鼓形、第一内轮廓类似长方形，且所述第一外轮廓的短边包括与长边相接的半径为r小弧形和两个所述小弧形之间半径为R的大弧形，所述第一外轮廓长为L和宽为W、所述第一内轮廓的长为a和宽为b、长边的线圈径向厚度为x=(L-a)/2和短边的线圈径向厚度y=(W-b)/2，且（π*r+arcsin((W-2*r)/L)*L）/(a+b)的范围是0.9~1.2，所述π是圆周率的数值，同时所述螺旋线圈还具有轴向上厚度t；

所述螺旋线圈具有相对的A面和B面，所述A面朝向电磁耦合能量输出/输入方向，所述B面更加靠近所述第一软磁材料；

所述第一软磁材料在所述螺旋线圈的径向平面上的投影的第二外轮廓类似鼓形，且所述鼓形的一对相对的短边为外凸的弧形，所述第二外轮廓的长D的范围是(L+1)~46mm、宽E的范围是W~(W+1)mm；

所述交流电能转换模块，与所述线圈电连接，将所述线圈上传导的第一交流电与外界的直流电或者第二交流电进行转换，所述交流电能转换模块的第一交流电传输端与所述螺旋线圈电连接。

2.根据权利要求1所述一种电磁耦合能量传输装置，其特征是，L的范围是38~42mm、W的范围是23~27mm、a的范围是22~26mm、b的范围是5~10mm；

所述大弧形的半径R≥0.35*L，所述小弧形的半径r≤8mm，且r/R≤0.4。

3.根据权利要求1所述一种电磁耦合能量传输装置，其特征是，所述螺旋线圈采用多片扁平漆包金属箔或者超过一束多股漆包线绕制而成，在所述螺旋线圈的轴向剖面上，所述螺旋线圈的过半匝数的绕组的轴向长度i≥径向长度j。

4.根据权利要求1所述一种电磁耦合能量传输装置，其特征是，具有稳定电势涡流阻尼器和高频低阻功率电缆，

所述稳定电势涡流阻尼器为相对磁导率＜10的连续导体，并且与所述交流电能转换模块上一稳定电平VEE通过高频低阻导体，或者高频低阻电路，或者高频低阻导体与电路实现电连接；

所述稳定电势涡流阻尼器设置在所述螺旋线圈A面，或者设置在所述螺旋线圈的B面，或者设置在所述第一软磁材料远离所述螺旋线圈的一面，或者所述三种设置方式的组合；

所述稳定电势涡流阻尼器在所述螺旋线圈的径向平面上的投影具有第三外轮廓和第三内轮廓，所述第三内轮廓位于所述第一内轮廓的外部或者所述第三内轮廓与所述第一内轮廓重合；

所述第三内轮廓到所述第三外轮廓具有一开口；

所述高频低阻功率电缆用于电连接所述交流电能转换模块的第一交流电传输端与所述螺旋线圈的引线，以及所述高频低阻功率电缆内一导体电连接所述稳定电势涡流阻尼器和所述交流电能转换模块上一稳定电平VEE。

5.根据权利要求1所述一种电磁耦合能量传输装置，其特征是，所述第一软磁靠近所述螺旋线圈的一侧为平面或者具有远离所述螺旋线圈的斜面。

6.根据权利要求1所述一种电磁耦合能量传输装置，其特征是，所述第一软磁与所述螺旋线圈之间有缝隙d，d≤(2t+x)/3或d≤(2t+y)/3。

7.根据权利要求1所述一种电磁耦合能量传输装置，其特征是，具有磁铁结构，

所述磁铁结构包括至少一对磁铁单元，所述磁铁结构在所述螺旋线圈的径向平面上的投影是第三外轮廓，所述第三外轮廓位于第二外轮廓的一对短边的远离所述螺旋线圈轴线方向的外侧。

8.根据权利要求7所述一种电磁耦合能量传输装置，其特征是，至少一对所述磁铁单元在基本平行于所述螺旋线圈径向平面的表面具有两个异性磁极，分别为磁极A和磁极B，并且磁极A相比磁极B更靠近所述螺旋线圈的轴心。