无线充电线圈制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无线充电线圈，包括发射线圈及接收线圈，该发射线圈及该接收线圈的匝数相同，该发射线圈及该接收线圈在垂直于轴线方向的横截面为尺寸相同的矩形，且该发射线圈及该接收线圈构成的谐振拓扑具有相同的谐振频率，该发射线圈设于地面，该接收线圈设于汽车的底盘，该发射线圈与该接收线圈的轴线方向一致，且该接收线圈的轴线方向与该汽车的行驶方向一致。因此，本实用新型专利技术提供的无线充电线圈，通过设置两个完全对称的矩形线圈，并将两个线圈分别安装在地面及汽车底盘，使得两个线圈的轴线方向与该汽车的行驶方向一致，从而减小了线圈的相对位移变化对线圈耦合系数的影响，提高了系统的充电效率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无线充电领域，尤其涉及一种无线充电线圈。
技术介绍
目前，随着经济的发展，家用汽车也从以前的奢侈品变成了百姓生活的必需品，但是随着石油燃料的枯竭和国家对未来低碳汽车的政策扶持，尤其目前电动汽车作为未来替换石油汽车的唯一选择，发展电动汽车是必然趋势。而充电技术作为电动汽车的核心配套行业，它的技术预研对未来人们的生活、出行和工作也具有相当的影响，因此在电动汽车领域需要一种安全可靠，占地资源小，能长久给予电动汽车能量的技术。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，是大力发展纯电动汽车之后的必经之路。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共振式为主，采用了具有强耦合能力的两个线圈通，并过加入合适的谐振补偿电容，以达到发射线圈(原边)与接受线圈(副边)谐振的目的。根据这一补偿电容与线圈连接关系，无线充电系统拓扑结构可分为串-串、串-并、并-串及并-并四种拓扑，主要是指原边线圈与副边线圈的谐振拓扑。然而，现有技术中无线充电系统由于电动汽车底盘的高低不同及停车时车个人技术的差异，导致发射线圈与车低的垂直距离和发射线圈与车的水平相对位移变化较大，使得充电系统的充电效率随着线圈位移的变化较大，降低了系统的充电效率与充电功率。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种无线充电线圈，解决了现有技术中无线充电系统效率低的问题。本技术提供的无线充电线圈包括发射线圈及接收线圈，该发射线圈及该接收线圈的匝数相同，该发射线圈及该接收线圈在垂直轴线方向的横截面为尺寸相同的矩形，且该发射线圈及该接收线圈构成的谐振拓扑具有相同的谐振频率，该发射线圈设于地面，该接收线圈设于汽车的底盘，该发射线圈与该接收线圈的轴线方向一致，且该接收线圈的轴线方向与该汽车的行驶方向一致。综上，本技术实施例提供的无线充电线圈，通过设置两个完全对称的矩形线圈，并将两个线圈分别安装在地面及汽车底盘，使得两个线圈的轴线方向与该汽车的行驶方向一致，从而减小了线圈相对位移变化对线圈耦合系数的影响，提高了系统的充电效率与充电功率。附图说明图1为无线充电系统的串-串拓扑结构的等效变压器模型图；图2为本技术实施例提供的无线充电线圈的结构示意图；图3为本技术实施例提供的无线充电线圈的耦合系数与线圈在Y方向的相对位移的关系的仿真结果；图4为本技术实施例提供的无线充电线圈的耦合系数与线圈在X方向的相对位移的关系的仿真结果；图5为本技术实施例提供的无线充电线圈的充电效率与线圈在Y方向的相对位移的关系的仿真结果；图6为本技术实施例提供的无线充电线圈的充电效率与线圈在X方向的相对位移的关系的仿真结果。附图标记说明：100-发射线圈，200-接收线圈。具体实施方式下面结合本技术中的附图，对本技术实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本技术保护的范围。应理解，无线充电技术主要原理是具有强耦合能力的两个线圈通过加入合适的谐振补偿电容，以达到发射线圈(原边)与接受线圈(副边)谐振的目的，其电能发射线圈与电能的接受线圈构成的谐振拓扑具有相同的谐振频率。图1所示为无线充电系统的串-串拓扑结构的等效变压器模型图。如图1所示，Cp、Lp分别是发射线圈的谐振电容及电感，Cs、Ls分别是接收线圈的谐振电容及电感，M是发射线圈Lp和接收线圈Ls的互感系数。电源为AC输入，L1为原边线圈的漏感，Lm是发射线圈自感与接收线圈自感的互感，L2为接收线圈的漏感。电阻R1是发射线圈的内阻，R2是接收线圈Ls的内阻，RL为负载，w为角频率。则：发射线圈的阻抗Z1为： Z 1 = R 1 + j * w * L p - j w * C p ]]>接收线圈的阻抗Z2为： Z 2 = R 2 + R L + j * w * L s - j w * C s ]]>X方向上的互感为：Xm＝w*LmZ方向上的互感为：Zm＝j*w*Lm因此，由变压器原理可知： Z 1 * I 1 - Z m * I 2 = U i n I 1 * Z m - I 2 * Z 2 = 0 ]]>其中，I1、I2为发射线圈及接收线圈的输入电流，Uin为发射线圈的输入电压值。由上述方程式可知： I 1 = U 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线充电线圈，其特征在于，包括：发射线圈(100)及接收线圈(200)，所述发射线圈(100)及所述接收线圈(200)的匝数相同，所述发射线圈(100)及所述接收线圈(200)在垂直于轴线方向的横截面为尺寸相同的矩形，且所述发射线圈(100)及所述接收线圈(200)构成的谐振拓扑具有相同的谐振频率，所述发射线圈(100)设于地面，所述接收线圈(200)设于汽车的底盘，所述发射线圈(100)与所述接收线圈(200)的轴线方向一致，且所述接收线圈(200)的轴线方向与所述汽车的行驶方向一致。

【技术特征摘要】
1.一种无线充电线圈，其特征在于，包括：发射线圈(100)及接收线圈(200)，所述发射线圈(100)及所述接收线圈(200)的匝数相同，所述发射线圈(100)及所述接收线圈(200)在垂直于轴线方向的横截面为尺寸相同的矩形，且所述发射线圈(100)...

【专利技术属性】
技术研发人员：付永升，雷鸣，雷志勇，李静，李翰山，刘星，王泽民，高俊钗，闫克丁，刘敏，
申请(专利权)人：西安工业大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61