无线能量发射装置及电动汽车地埋式无线充电系统

1.本发明涉及无线能量传输技术，具体地说，涉及一种无线能量发射装置及电动汽车地埋式无线充电系统。

背景技术：

2.能源在当今高速发展社会中是一种趋之若鹜的珍宝。能源的消耗与经济发展的正比关系已经成为一条常识刻入每个人的潜意识。利用新能源的交通工具由于其对环境友好、能源来源广泛等近来越来越受到重视。对于以电作为动力能源的交通工具，例如电动汽车，需要配套的电池和电池的充电装置，才能使其更为大范围推广。
3.目前，电动汽车主要依赖充电桩为电池充电(如发明专利 zl201510635457.4)，当电动汽车行驶到专门的充电车位后，需要人工将充电桩上的插头解开拉出，插至电动汽车的充电插座上，充电完毕还需由人工将插头拔下收纳至充电桩。整个充电过程需由人工干预步骤较多，操作比较繁琐。

技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本发明的其中一个目的在于提供一种无线能量发射装置，采用无线耦合的电能传输方式，在充电时无需人为插接线，操作简单，使用方便；本发明的另一个目的在于提供一种基于前述无线能量发射装置的电动汽车地埋式无线充电系统，以克服现有技术中利用充电桩实现电动汽车充电的弊端，从而解决背景技术中所阐述的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：
6.一种无线能量发射装置，其关键在于：包括发射端外壳，所述发射端外壳中设置有线圈承载板，所述线圈承载板上方承载有无线能量发射线圈，所述线圈承载板的下方紧贴铺设有磁芯，在所述磁芯的下方还设置有无线能量发射电路，所述无线能量发射电路与所述无线能量发射线圈电性连接。
7.更进一步地，所述发射端外壳是由盖板、底板与侧边围合而成的矩形壳体，所述盖板由导磁材料构成，所述底板由磁屏蔽材料构成。
8.更进一步地，在所述磁芯与所述无线能量发射电路之间还设置有隔磁板。
9.更进一步地，在所述无线能量发射电路与所述底板间还设置有绝缘板，所述隔磁板通过支撑条支撑于所述绝缘板上。
10.更进一步地，所述无线能量拾取线圈为平面线圈，在所述线圈承载板的板面上还开设有用于绕制该平面线圈的绕线槽。
11.更进一步地，所述磁芯为多块矩形磁片沿同一平面拼接组成的板状结构。
12.更进一步地，在所述磁芯的四周围合有限位框，所述限位框通过开设于所述侧边内表面的卡槽与所述侧边卡接。
13.更进一步地，所述无线能量发射电路包括若干谐振电容，所述谐振电容通过电容
支撑条、13-绕线槽、14-矩形磁片、15-限位框、16
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卡槽、17-谐振电容、18-电容铜排、19-基坑、20-对开式闸门、21-液压缸、 22-调节装置、23-对位装置、24-第一方向调节机构、25-第二方向调节机构、 26-第三方向调节机构、27-第一波纹罩、28-第二波纹罩、29-第三波纹罩、30
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通风散热装置、31-无线能量接收装置、32-对位参照物。
具体实施方式
34.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
35.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
36.图1和图2示出了本发明的第一种实施例：一种无线能量发射装置1，包括发射端外壳2，所述发射端外壳2中设置有线圈承载板3，所述线圈承载板 3上方承载有无线能量发射线圈4，所述线圈承载板3的下方紧贴铺设有磁芯 5，在所述磁芯5的下方还设置有无线能量发射电路6，所述无线能量发射电路6与所述无线能量发射线圈4电性连接。
37.从图3和图4可以看出，为了方便装配，所述发射端外壳2是由盖板7、底板8与侧边9围合而成的矩形壳体；为了控制磁能方向，使得无线传输更加高效，所述盖板7由导磁材料构成，所述底板8由磁屏蔽材料构成。作为优选，为了杜绝磁芯5与无线能量发射电路6的相互影响，在所述磁芯5与所述无线能量发射电路6之间还设置有隔磁板10。
38.具体实施时，为了避免发射端外壳2带电，减少安全隐患，同时为无线能量发射电路6预留一定的散热空间，在所述无线能量发射电路6与所述底板8 间还设置有绝缘板11，所述隔磁板10通过支撑条12支撑于所述绝缘板11上。为了确保装置的紧凑性，所述无线能量拾取线圈为平面线圈，在所述线圈承载板3的板面上还开设有用于绕制该平面线圈的绕线槽13(具体如图3和图5 所示)。所述磁芯5为多块矩形磁片14沿同一平面拼接组成的板状结构。为了固定铺设完毕的矩形磁片14，在所述磁芯5的四周围合有限位框15，所述限位框15通过开设于所述侧边9内表面的卡槽16与所述侧边9卡接。
39.如图6所示，具体地，为了适应无线能量发射电路6的大电流导电，所述无线能量发射电路6包括若干谐振电容17，所述谐振电容17通过电容铜排18 成排布置于所述隔磁板10的底部。
40.请参阅图7和图8，基于上述结构，本实施例还公开了一种电动汽车地埋式无线充电系统，包括开设在充电车位上的基坑19，所述基坑19的开口处设置有对开式闸门20，所述对开式闸门20通过液压缸21实现开合，在所述基坑19中还通过调节装置22设置有前文描述的无线能量发射装置1，所述调节装置22可驱动所述无线能量发射装置1分别沿所述基坑19的长度方向、宽度方向及深度方向位移。
41.如图9所示，具体实施时，为了自动实现所述无线能量发射装置1与电动汽车无线能量接收装置31的位置校准，在所述调节装置22上还设置有对位装置23，所述对位装置23
与电动汽车上的对位参照物32相配合，用于实现所述无线能量发射装置1与电动汽车无线能量接收装置31的位置校准。
42.从图10可以看出，本实施方式中，所述调节装置22包括第一方向调节机构24，通过第一方向调节机构24驱动的第二方向调节机构25，以及通过第二方向调节机构25驱动的第三方向调节机构26，其中：第一方向为基坑19长度方向，第二方向为基坑19宽度方向，第三方向为基坑19的深度方向。作为优选，为了避免调节机构在进水或湿度过高时受损，从而延长其使用寿命，在所述第一方向调节机构24上设置有第一波纹罩27，所述第一波纹罩27用于在所述第一方向调节机构24动作时使所述第一方向调节机构24始终处于密封状态；在所述第二方向调节机构25上设置有第二波纹罩28，所述第二波纹罩 28用于在所述第二方向调节机构25动作时使所述第二方向调节机构25始终处于密封状态；在所述第三方向调节机构26上设置有第三波纹罩29，所述第三波纹罩29用于在所述第三方向调节机构26动作时使所述第三方向调节机构 26始终处于密封状态。
43.具体地，为了防止无需能量发射装置在持续充电时间过长时过载，在基坑 19中还设置有通风散热装置30(参照图8)。
44.综上所述，无线能量发射装置1可布置于电动汽车的充电区域，利用无线能量发射线圈4与电动汽车的接收线圈进行无线耦合的方式，使得电能可从无线能量发射线圈4高效传输至电动车接收线圈，以实现对电动汽车蓄电池的无线充电，全程无需插接线，人为干预小，操作更加方便；将无线能量发射线圈 4与无线能量发射电路6集成于发射端外壳2中，结构紧凑，布线方便，能够广泛应用于各种场景中，灵活性更好；采用地埋式充电，不占用外部空间，且利用对开式闸门20使基坑19处于常闭状态，只有当电动汽车驶入车位并进行必要的充电认证后液压缸21才会开启闸门，有利于降低安全隐患，确保无线充电有序进行；利用调节装置22能够分别驱动无线能量发射装置1在基坑19 的长度、宽度、高度方向位移，无线能量发射装置1在三个方向的运动相互独立，有利于快速校正无线能量发射装置1相对于电动汽车无线能量接收装置 31的位置，从而确保电能传输更加高效；通过对位装置23与电动汽车上的对位参照物32相配合，能够自动控制调节装置22校准无线能量发射装置1与电动车无线能量接收装置31的位置，全程无需人工参与，自动化程度高。
45.最后需要说明的是，以上所揭露的技术方案仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

技术特征：

1.一种无线能量发射装置，其特征在于：包括发射端外壳，所述发射端外壳中设置有线圈承载板，所述线圈承载板上方承载有无线能量发射线圈，所述线圈承载板的下方紧贴铺设有磁芯，在所述磁芯的下方还设置有无线能量发射电路，所述无线能量发射电路与所述无线能量发射线圈电性连接。2.根据权利要求1所述的无线能量发射装置，其特征在于：所述发射端外壳是由盖板、底板与侧边围合而成的矩形壳体，所述盖板由导磁材料构成，所述底板由磁屏蔽材料构成。3.根据权利要求2所述的无线能量发射装置，其特征在于：在所述磁芯与所述无线能量发射电路之间还设置有隔磁板。4.根据权利要求3所述的无线能量发射装置，其特征在于：在所述无线能量发射电路与所述底板间还设置有绝缘板，所述隔磁板通过支撑条支撑于所述绝缘板上。5.根据权利要求1-3任一所述的无线能量发射装置，其特征在于：所述无线能量拾取线圈为平面线圈，在所述线圈承载板的板面上还开设有用于绕制该平面线圈的绕线槽。6.根据权利要求5所述的无线能量发射装置，其特征在于：所述磁芯为多块矩形磁片沿同一平面拼接组成的板状结构。7.根据权利要求6所述的无线能量发射装置，其特征在于：在所述磁芯的四周围合有限位框，所述限位框通过开设于所述侧边内表面的卡槽与所述侧边卡接。8.根据权利要求7所述的无线能量发射装置，其特征在于：所述无线能量发射电路包括若干谐振电容，所述谐振电容通过电容铜排成排布置于所述隔磁板的底部。9.一种电动汽车地埋式无线充电系统，其特征在于，包括开设在充电车位上的基坑，所述基坑的开口处设置有对开式闸门，所述对开式闸门通过液压缸实现开合，在所述基坑中还通过调节装置设置有如权利要求1-8任一所述的无线能量发射装置，所述调节装置可驱动所述无线能量发射装置分别沿所述基坑的长度方向、宽度方向及深度方向位移。10.根据权利要求9所述的电动汽车地埋式无线充电系统，其特征在于：在所述调节装置上还设置有对位装置，所述对位装置与电动汽车上的对位参照物相配合，用于实现所述无线能量发射装置与电动汽车无线能量接收装置的位置校准。

技术总结

本发明公开了一种无线能量发射装置及电动汽车地埋式无线充电系统，包括发射端外壳，所述发射端外壳中设置有线圈承载板，所述线圈承载板上方承载有无线能量发射线圈，所述线圈承载板的下方紧贴铺设有磁芯，在所述磁芯的下方还设置有无线能量发射电路，所述无线能量发射电路与所述无线能量发射线圈电性连接。其效果为：无线能量发射装置可布置于电动汽车的充电区域，利用无线能量发射线圈与电动汽车的接收线圈进行无线耦合的方式，使得电能可从无线能量发射线圈高效传输至电动车接收线圈，以实现对电动汽车蓄电池的无线充电，全程无需插接线，人为干预小，操作更加方便。操作更加方便。操作更加方便。