无线充电板、配备有该板的蓄能单元以及可充电电源系统技术方案

一种充电板，其包括多个螺旋形有源元件(11re)并以层压的形式制造，有源元件中的每一个包括具有螺旋形有源导电条(110)的有源表面(11AV)。有源表面在板的第一表面上形成，该板是多层类型的并至少包括介电层和导电层。螺旋形有源元件中的每一个包括磁屏蔽板(112r)，其覆盖有源表面的后部表面。根据本发明专利技术，有源元件中的每一个包括多个磁屏蔽细线(112)，其界定有源表面并连接到磁屏蔽板，并且无线充电板在所述磁屏蔽板的后方还包括连接导电条(110r)，其通过导电细线(110v)连接到有源导电条，并且有源导电条包括在有源导电条的长度上分布的多个连接接头(111A、111B、111)，连接接头通过导电细线分别连接到连接导电条。

Wireless charging board, energy storage unit equipped with the board and rechargeable power supply system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线充电板、配备有该板的蓄能单元以及可充电电源系统相关申请的交叉引用本专利技术要求2017年1月19日提交的申请号为1750408的法国申请的优先权，其内容(文本、附图和权利要求)通过引用并入本文。
本专利技术一般涉及电池的无线充电领域。更具体地，本专利技术涉及为用于电牵引运输车辆的电池充电。本专利技术涉及一种具有螺旋形有源元件的充电板，该充电板以层压形式制成。本专利技术还涉及一种配备有该板的蓄能单元，以及一种可充电电源系统。
技术介绍
承受严格限制的污染排放标准的运输行业正在通过车辆电气化进行真正的技术变革。有必要减少诸如CO2的污染物的排放。在现有技术情况下，由于电池的蓄能能力有限，所以电动车辆和混合动力车辆在电动模式下行驶时面临着里程自主性的问题。电池的重量、体积和成本及其可修复性也是主要的限制因素。在用户舒适性方面并在隐蔽时间(tempsmasqué)期间进行充电方面为电池充电所带来的改进可以是补偿电池的有限储蓄能力的装置。近场或远场的无线充电技术提供了令人瞩目的效率，尤其是在谐振耦合模式中，并且具有无需用于给车辆的电池充电的电缆和电源插座的优点。在近场中可以使用几十kHz至几MHz范围内的频率。在远场中适用几百MHz至几GHz范围内的频率。无线充电技术可防止用户进行有时存在客观风险的电操作。此外，当车辆在包含施感体的道路上行驶时，可以在行驶模式中考虑无线充电，这样的优点在于通过对用户完全公开的充电来延长车辆的自主性。通过文献US20080067874A1已知，将多个基本平面螺旋形元件相关联以在印刷电路板上形成施感板。所提出的装置包括方形螺旋，其允许空间优化并提升紧凑性。设置成通过使诸如人移动电话小型电子设备感应而充电的该装置似乎不太适合运输领域中所需要的大功率。类似于文献US20080067874A1中的装置，文献US2012086394A1描述了一种电感类型的用于电池充电的装置，该装置用于为诸如移动电话的小型设备充电。所描述的装置包括发射充电板，其由多个螺旋形天线形成，在该发射充电板上放置待充电的设备。在发射充电板的螺旋形天线和集成在待充电设备中的充电线圈之间通过电感耦合来完成能量传递。文献US2012086394A1还公开了一种接收充电模块，其包括电感耦合电路，并且待充电装置可以有线连接到该电感耦合电路。专利US2012086394A1所描述的解决方案不会产生令人满意的能量传递效率，并且不适用于运输领域中所需要的充电功率水平。文献US2009096413A1描述了一种可变功率感应充电系统。在该系统中，施感板的螺旋形元件可以单独激活。系统针对不同待充电装置和不同功率自动进行自我配置，并且具有充电板的形式，在该充电板上放置待充电的装置。通过文献WO2010001339A2已知一种高电感平面线圈，其通过单片技术集成到硅中。通过由特殊材料制成的前后屏蔽而实现的该线圈的高电感允许显著减小线圈的体积，这有利于该线圈的单片集成。这种具有完整磁屏蔽的线圈没有设计成集成到电感耦合式充电板中，无论该充电板是发射类型还是接收类型。无线充电需要技术进步以在运输领域大规模的展开应用。实际上，该技术需要优化，从而在电阻、电绝缘、磁屏蔽和机械稳定性方面实现更高的性能。此外，所提出的架构和类型必须与机动车辆的大规模生产以及严格受限的成本相兼容。
技术实现思路
根据第一方面，本专利技术涉及一种无线充电板，其包括多个螺旋形有源元件，该板是层压板，螺旋形有源元件中的每一个包括具有螺旋形有源导电条的有源表面，有源表面在该板的第一表面上形成，该板是包括介电层和导电层的多层电路，并且该螺旋形有源元件中的每一个包括多个磁屏蔽后部板，其位于多层电路的第一内部层中并覆盖有源表面的后部表面。根据本专利技术，无线充电板的螺旋形有源元件中的每一个包括多个第一磁屏蔽细线，其界定有源表面并连接到磁屏蔽后部板，并且无线充电板在位于磁屏蔽后部板的后方处的另一内部层中还包括连接导电条，其通过导电细线连接到有源导电条，并且有源导电条包括在有源导电条的长度上分布的多个连接接头，连接接头通过导电细线分别连接到连接导电条。根据特定实施例，螺旋形有源元件设置在不同层压平面中，以便形成由螺旋形有源元件构成的多个平面层，在不同平面层中的螺旋形有源元件是对齐或偏移的。根据特定特征，螺旋形有源元件设置在不同层压平面中，以便形成由螺旋形有源元件构成的多个平面层，在不同平面层中的螺旋形有源元件是对齐或偏移的。根据另一特定特征，螺旋形有源元件中的每一个包括多个第二磁屏蔽细线，其位于有源表面的中心并连接到磁屏蔽后部板。根据另一特定特征，磁屏蔽细线由填充有高磁导率材料的孔口形成，该孔口在有源表面和磁屏蔽后部板之间延伸。根据另一特定特征，磁屏蔽后部板和磁屏蔽细线通过μ合金、坡莫合金或填充有高磁导率材料的环氧树脂制成。根据另一特定特征，导电细线由填充有金属的孔口形成，该孔口在连接导电条和有源导电条之间延伸。根据另一特定特征，导电条和导电细线由铜制成。根据另一特定特征，有源元件的螺旋是方形、矩形或六边形螺旋。根据另一方面，本专利技术还涉及一种无线可充电蓄能单元，该单元配备有如上简述的充电板，该板是接收充电板。根据特定特征，蓄能单元还包括电压整流分总成、开关分总成、互连分总成和控制电路。应注意到，这些分总成的组合形成用于能量分配的智能微电网络或英文术语中的“智能微电网(smartmicrogrid)”。根据另一特定特征，接收充电板、电压整流分总成、开关分总成、互连分总成和控制电路形成在至少三个层压板中。根据另一方面，本专利技术还涉及一种无线可充电电源系统。根据本专利技术，该系统包括无线充电单元和如上简述的蓄能单元，该无线充电单元配备有如上简述的充电板，该板是发射充电板。本专利技术还涉及一种车辆，其配备有如上简述的蓄能单元。附图说明参照附图阅读下面对本专利技术的多个具体实施例的详细描述，本专利技术的其他优点和特征将更清楚地显现，在附图中：-图1是根据本专利技术的可充电电源系统的框图；-图2是根据本专利技术的无线可充电蓄能单元的外部透视图；-图3是包括根据本专利技术的无线接收充电板的电子充电装置的外部透视图；-图4是示出包括在图3的板中的螺旋形有源元件的有源表面的顶视图；-图5是图4的螺旋形有源元件的剖视图；-图6是示出螺旋形接收有源元件和螺旋形发射有源元件的耦合关系的剖视图；并且-图7是示出配备有根据本专利技术的无线可充电蓄能单元的机动车辆的简化视图。具体实施方式通常，为了制造根据本专利技术的具有螺旋形有源元件的充电板，使用已经良好掌握的制造印刷电路的技术。因此，可以使用称为CCL(英文中的“覆铜箔层压板(CopperCladLaminate)”)的柔性或刚性覆铜层压板、通常由铜制成的金属箔或金属薄片、预浸渍环氧型树脂的电介质、以及粘合剂。可以使用包括层压、光刻、丝网印刷、自催化沉积、电沉积、机械或激光钻孔、以及冲孔的技术的组合。参照图1至图3，首先描述根据本专利技术的无线可充电电源系统的具体实施例PS的总体架构和运行。如图1中所示，根据本专利技术的电源系统PS包括无线可充电蓄能单元1和无线充电单元2。可充电蓄能单元1包括电池组10，该电池组10配备有该可充电蓄能单元1的电子充电装置11。有利地，如图2中所示，蓄能单元1可以以紧凑的形式制成，其中充电装置11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线充电板，其包括多个螺旋形有源元件(11re)，所述板(11RE、20TR)是层压板，所述螺旋形有源元件中的每一个(11re)包括具有螺旋形有源导电条(110)的有源表面(11AV)，所述有源表面(11AV)在所述板的第一表面上形成，所述板是包括介电层和导电层的多层电路，并且所述螺旋形有源元件中的每一个(11re)包括多个磁屏蔽后部板(112r)，其位于所述多层电路的第一内部层中并覆盖所述有源表面(11AV)的后部表面，其特征在于，所述螺旋形有源元件中的每一个(11re)包括多个第一磁屏蔽细线(112)，其界定所述有源表面(11AV)并连接到所述磁屏蔽后部板(112r)，并且，所述板在位于所述磁屏蔽后部板(112r)的后方处的另一内部层中还包括连接导电条(110r)，其通过导电细线(110v)连接到所述有源导电条(110)，并且所述有源导电条(110)包括在所述有源导电条(110)的长度上分布的多个连接接头(111A、111B、111)，所述连接接头(111A、111B、111)通过所述导电细线(110v)分别连接到所述连接导电条(110r)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.19 FR 17504081.一种无线充电板，其包括多个螺旋形有源元件(11re)，所述板(11RE、20TR)是层压板，所述螺旋形有源元件中的每一个(11re)包括具有螺旋形有源导电条(110)的有源表面(11AV)，所述有源表面(11AV)在所述板的第一表面上形成，所述板是包括介电层和导电层的多层电路，并且所述螺旋形有源元件中的每一个(11re)包括多个磁屏蔽后部板(112r)，其位于所述多层电路的第一内部层中并覆盖所述有源表面(11AV)的后部表面，其特征在于，所述螺旋形有源元件中的每一个(11re)包括多个第一磁屏蔽细线(112)，其界定所述有源表面(11AV)并连接到所述磁屏蔽后部板(112r)，并且，所述板在位于所述磁屏蔽后部板(112r)的后方处的另一内部层中还包括连接导电条(110r)，其通过导电细线(110v)连接到所述有源导电条(110)，并且所述有源导电条(110)包括在所述有源导电条(110)的长度上分布的多个连接接头(111A、111B、111)，所述连接接头(111A、111B、111)通过所述导电细线(110v)分别连接到所述连接导电条(110r)。2.根据权利要求1所述的充电板，其特征在于，所述螺旋形有源元件(11re)设置在不同层压平面(P11至P1n)中，以便形成由螺旋形有源元件(11re)构成的多个平面层，在不同平面层中的所述螺旋形有源元件(11re)是对齐或偏移的。3.根据权利要求1或2所述的充电板，其特征在于，所述螺旋形有源元件中的每一个(11re)包括多个第二磁屏蔽细线(112)，其位于所述有源表面(11AV)的中心并连接到所述磁屏蔽后部板(112r)。4.根据权利要求1至3中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗里德瓦尔德·基尔，
申请(专利权)人：维迪科研究所，
类型：发明
国别省市：法国,FR