无线充电设备及包括其的移动工具制造技术

根据本发明专利技术的无线充电设备包括混合型磁性部分，混合型磁性部分包括第一磁性部分和第二磁性部分，通过调整部分的磁导率、电感和布置结构，可以有效减少高功率密度无线充电期间产生的热量，提高充电效率。因此，该无线充电设备可以有效地应用于个人交通工具的各个领域，如电动摩托车、电动踏板、电动滑板车、电动轮椅和电动自行车，以及需要大容量电力传输的领域，如电动汽车。如电动汽车。如电动汽车。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线充电设备及包括其的移动工具


[0001]本专利技术涉及一种无线充电设备及包括其的交通工具。更具体地，实施例涉及通过散热结构来提升充电效率的无线充电设备及包括其的交通工具。

技术介绍

[0002]近年来，信息和通信领域正在快速发展，并且将电力、电子、通信、半导体全面结合的各种技术也在不断发展。此外，随着电子设备的移动性越来越强，无线通信和无线电力传输技术的研究正在通信领域积极开展。具体地，正在积极地进行关于将电力无线传输到电子设备的方法的研究。
[0003]同时，随着近年来对电动汽车的兴趣迅速增加，对建设充电基础设施的兴趣也在增加。各种充电方法已经出现，例如使用家用充电器、电池更换、快速充电设备和无线充电设备来为电动车充电。一种新的充电商业模式也开始出现(见韩国已公开专利，公开号2011
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0042403)。此外，正在测试的电动汽车和充电站开始在欧洲脱颖而出。在日本，由汽车制造商和电力公司领头，电动汽车和充电站正在进行试点。
[0004]在用于电动汽车的传统无线充电设备中，磁性单元被设置为与线圈单元相邻以提高无线充电效率，并且用于屏蔽的屏蔽单元(金属板)被设置为以预定间隔与磁性单元间隔开。
[0005]无线充电设备在无线充电操作期间由于线圈单元的电阻和磁性单元的磁损耗而产生热量。具体地，无线充电设备中的磁性单元在靠近具有高电磁波能量密度的线圈单元的部分产生热量。产生的热量可以改变磁性单元的磁特性，并导致发射盘和接收盘之间的阻抗不匹配，这会降低充电效率。结果，反而加剧了热量的产生。
[0006]具体地，在传统的无线充电设备中，作为磁性单元的烧结铁氧体片主要设置在线圈单元和屏蔽单元之间，特别是在靠近线圈单元的一侧。烧结铁氧体片抗冲击性弱，比重大。如果将其放置在线圈单元附近，则在充电过程中，线圈单元和烧结铁氧体片会产生热量。具体地，从烧结铁氧体片产生的热量几乎不传递和消散到空气中或具有低导热特性的隔板单元中。因此，温度升高的烧结铁氧体片的磁性变差，这改变了线圈单元的电感值，导致充电效率变差和更严重的发热的问题。
[0007]特别是，如果在快速充电和大功率无线充电过程中产生的热量增加，可能会因安全问题而对可用性造成限制。因此，需要开发一种能够在高功率下同时提高减热特性、散热特性和充电效率的无线充电设备。
[0008]【现有技术文件】
[0009]【专利文件】
[0010](专利文件1)韩国已公开专利，公开号2011
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0042403

技术实现思路

[0011]技术问题
[0012]本专利技术旨在解决上述现有技术中的问题。
[0013]本专利技术的目的是提供一种无线充电设备，其使用具有不同磁导率的两种或更多种类型的混合型(hybrid)磁性单元，并且考虑到它们的特性进行设置，由此可以提高无线充电期间的充电效率和减热特性。
[0014]本专利技术的另一个目的是提供一种无线充电设备，其包括混合型(hybrid)磁性单元，该混合型磁性单元包括彼此不同的第一磁性单元和与第一磁性单元相邻设置的第二磁性单元，其中，在仅保留第二磁性单元的状态下的第二电感和在仅保留第一磁性单元的状态下的第一电感被设计为彼此不同，由此可以在高功率无线充电期间提高充电效率和减热特性。
[0015]本专利技术的又一个目的是提供一种无线充电设备，其使用具有不同磁导率的两种或更多种类型的混合型(hybrid)磁性单元，其中具有较高磁导率的磁性单元设置在磁性单元的中心(center)，由此可以有效地消散所产生的热量，并提高无线充电期间的充电效率和减热特性。
[0016]本专利技术的又一个目的是提供一种包括无线充电设备的交通工具。
[0017]问题的解决方案
[0018]本专利技术提供一种无线充电设备，其包括线圈单元；以及设置在线圈单元上的磁性单元，其中磁性单元包括设置在线圈单元上的第一磁性单元；以及与第一磁性单元相邻设置且具有与第一磁性单元的磁导率不同的磁导率的第二磁性单元。
[0019]此外，本专利技术提供一种无线充电设备，其包括线圈单元；以及设置在线圈单元上的磁性单元，其中磁性单元包括设置在线圈单元上的第一磁性单元；以及与第一磁性单元相邻设置的第二磁性单元，并且仅保留第二磁性单元的状态下的第二电感和仅保留第一磁性单元的状态下的第一电感彼此不同。
[0020]此外，本专利技术提供一种无线充电设备，其包括线圈单元；以及设置在线圈单元上的磁性单元，其中磁性单元包括第一磁性单元和第二磁性单元，第二磁性单元位于磁性单元的中心，第一磁性单元围绕第二磁性单元的整个表面或周向表面，并且第二磁性单元的磁导率高于第一磁性单元的磁导率。
[0021]此外，本专利技术提供了一种包括无线充电设备的交通工具。
[0022]本专利技术的有益效果
[0023]根据本专利技术的一实施例，采用了具有不同磁导率的两种或更多种类型的混合型(hybrid)磁性单元，由此可以在无线充电期间减少热量的产生并提高充电效率。特别地，如果适当地调节混合型磁性单元中的第一磁性单元和第二磁性单元的厚度和磁导率以控制它们的复合磁导率(CP)，则可以使充电效率最大化，并且可以进一步提高减热特性。
[0024]根据本专利技术的另一实施例，采用了两种或更多种类型的混合型(hybrid)磁性单元，并且它们的电感被设计为彼此不同，由此可以在无线充电期间减少热量的产生并提高充电效率。特别地，如果适当地调节混合型磁性单元中的第一磁性单元和第二磁性单元的铁损耗和磁导率以将它们的复合铁损耗(Ci)控制在特定范围内，则可以使充电效率最大化，并且可以进一步提高减热特性。
[0025]根据本专利技术的又一实施例，采用了具有不同磁导率的两种或更多种类型的混合型(hybrid)磁性单元，并且具有较高磁导率的磁性单元设置在磁性单元的中心，由此在无线
充电期间聚焦的磁通量可以朝着磁通量分布相对较小的中心分散。从而，可以在无线充电期间有效地分配磁通量和热量以及有效地提高减热特性和无线充电效率。
[0026]因此，无线充电设备可以有利地用于需要在发射端和接收端之间进行大容量电力传输的电动汽车，以及各种个人交通工具，例如电动摩托车、电动踏板、电动滑板车、电动轮椅、电动自行车等。
附图说明
[0027]图1至图3分别是根据实施例的无线充电设备的分解透视图。
[0028]图4至图6分别是根据实施例的无线充电设备的透视图。
[0029]图7至图17分别是根据各种实施例的无线充电设备的截面图。
[0030]图18示出了用于测量磁性单元的基本铁损耗的磁性单元的外径(Od)、内径(Id)和厚度(T
M
)的示意图。
[0031]图19(a)和图19(b)分别是用于定义无线充电设备中采用的第二磁性单元的结构的图。
[0032]图20示出了示例3
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1和3
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2以及比较示例3
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1至3
‑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种无线充电设备，包括线圈单元；以及设置在所述线圈单元上的磁性单元，其中所述磁性单元包括设置在所述线圈单元上的第一磁性单元；以及与所述第一磁性单元相邻设置且具有与所述第一磁性单元的磁导率不同的磁导率的第二磁性单元。2.根据权利要求1所述的无线充电设备，其中所述磁性单元中由以下等式1表示的复合磁导率(CP)为101至290：[等式1]在等式1中，P1是所述第一磁性单元的磁导率，P2是所述第二磁性单元的磁导率，T1是所述第一磁性单元中对应于所述线圈单元的区域的厚度，T2是所述第二磁性单元中对应于所述线圈单元的区域的厚度，当P1为10至1000时，a为1；当P1大于1000至8000时为10；当P1大于8000至30000时为20；以及当P2为10至1000时，b为1；当P12大于1000至8000时为10；当P2大于8000至30000时为20。3.根据权利要求2所述的无线充电设备，其中，P1为50至200，P2为2000至5000，T1为1mm至10mm，T2为0.04mm至5mm；或P1为50至200，P2为12000至18000，T1为1mm至11mm，T2为0.02mm至3mm。4.根据权利要求1所述的无线充电设备，其中，所述第二磁性单元的磁导率大于所述第一磁性单元的磁导率，并且所述第一磁性单元中与所述线圈单元相对应的区域的厚度大于所述第二磁性单元中与所述线圈单元相对应的区域的厚度。5.根据权利要求1所述的无线充电设备，进一步包括设置在所述磁性单元上的屏蔽单元，其中，所述第二磁性单元设置在所述屏蔽单元和所述第一磁性单元之间，以及所述第二磁性单元与所述屏蔽单元热连接并与所述屏蔽单元电绝缘。6.根据权利要求1所述的无线充电设备，其中，所述第一磁性单元包括聚合物型磁性块(PMB)，所述聚合物型磁性块包括粘合剂树脂和分散在所述粘合剂树脂中的磁粉，以及所述第二磁性单元包括铁氧体基磁性材料、纳米晶(nanocrystalline)磁性材料或其组合。7.一种无线充电设备，包括线圈单元；以及设置在所述线圈单元上的磁性单元，其中所述磁性单元包括设置在所述线圈单元上的第一磁性单元；以及与所述第一磁性单元相邻设置的第二磁性单元，并且在仅保留所述第二磁性单元的状态下的第二电感和在仅保留所述第一磁性单元的状态下的第一电感彼此不同。8.根据权利要求7所述的无线充电设备，其中根据以下等式2的所述磁性单元的复合铁
损耗(Ci)为1200W/m3或更小：[等式2]Ci＝0.51
×
Lt
×
(a/La+c/Lc)在等式2中，a是所述第二磁性单元的每测量单位的铁损耗，c是所述第一磁性单元的每测量单位的铁损耗，Lt是在安装了所述第一磁性单元和所述第二磁性单元的状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：金奈映，李承宦，崔种鹤，金泰庆，
申请(专利权)人：SKC株式会社，
类型：发明
国别省市：