无线充电设备、充电自行车及充电方法技术

本发明专利技术公开了一种无线充电设备、充电自行车及充电方法，无线充电设备包括接收线圈和发射线圈，所述接收线圈能够轴向嵌入或脱离所述发射线圈的内部，当接收线圈轴向嵌入发射线圈内部时，发射线圈和接收线圈同轴耦合。本发明专利技术发射端及接收端结构能够完全藏于设备内部，减少了用线量，减少了尺寸，降低了重量及成本，提高了充电效率。高了充电效率。高了充电效率。

【技术实现步骤摘要】
无线充电设备、充电自行车及充电方法


[0001]本专利技术属于无线充电
，涉及一种无线充电设备、充电自行车及充电方法。

技术介绍

[0002]传统的接触式导电滑环高速摩擦会产生热量和噪声，久而久之，甚至会有电弧和火花，并且会导致传输信号的畸变。非接触式的电容耦合技术是在空气气隙上采用不断变化的电场来传输信息，适用于近距离的信号传输。
[0003]现有的非接触式的供电设备有几个缺点：
[0004]1，一般是kHz级传输系统，线圈用线比较长。线是铜线及利兹线，重量大，成本高。
[0005]2，线圈主要使用平面线圈或者大型套筒结构，综合效率欠佳。功率效率的差别直接影响耗电量和温升；而且平面线圈没有包覆型结构，电磁侧漏比较大，容易对周边造成干扰和其他不良影响。
[0006]3，现有的设计模块是从设计简易出发，为了容易嵌入系统里，所以多数是扁平的模块，人性化设计不足。
[0007]此外，电动自行车已越来越普及，现行电动自行车的充电方式只是单个外部电源对应一耦合线圈，仅对单个电动自行车进行充电，而不能使得单个电源对应给多个电动车之间充电，更不能使电动自行车之间相互充电。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本专利技术提供一种无线充电设备，发射端及接收端结构能够完全藏于设备内部，减少了用线量，减少了尺寸，降低了重量及成本，提高了充电效率，解决了现有技术中存在的问题。
[0009]本专利技术的另一目的是，提供一种充电自行车。
[0010]本专利技术的第三目的是，提供一种充电方法。
[0011]本专利技术所采用的技术方案是，一种无线充电设备，包括接收线圈和发射线圈，所述接收线圈能够轴向嵌入或脱离所述发射线圈的内部，当接收线圈轴向嵌入发射线圈内部时，发射线圈和接收线圈同轴耦合。
[0012]进一步的，所述发射线圈和接收线圈的线圈半径均在6
‑
200mm内，同轴耦合时发射线圈和接收线圈的径向间距为0.1
‑
20mm。
[0013]进一步的，所述发射线圈和接收线圈的轴向高度相同，高度为5mm
‑
100mm。
[0014]进一步的，所述发射线圈和接收线圈的匝数为2
‑
100圈，绕制方向相同；工作频率20KHz
‑
6.78MHz。
[0015]进一步的，所述发射线圈和接收线圈均绕制于对应的绝缘骨架上，当接收线圈位于发射线圈的上方时，发射线圈的外部、底部敷设有软导磁层，接收线圈的内部、上部敷设有软导磁层。
[0016]一种充电自行车，包括上述无线充电设备，包括智能充电柜发射端和电动自行车
接收端；所述智能充电柜发射端包括发射端逆变器，发射端逆变器与无线充电设备的发射线圈电连接；
[0017]所述电动自行车接收端包括整流稳压模块，整流稳压模块连接无线充电设备的接收线圈；经整流稳压后连接充电电池；接收线圈在充电时能够同轴嵌入到发射线圈内，进行无线充电。
[0018]进一步的，所述电动自行车接收端设置在自行车车把横梁的中间位置、车架或座椅底部。
[0019]进一步的，所述电动自行车上还设置有接收端逆变器、电动自行车发射线圈，整流稳压模块的输出端分别连接充电电池和设置在车把内的接收端逆变器，接收端逆变器通过设置在该自行车车把横梁内的直流传输线连接电动自行车发射线圈，接收线圈通过线路与整流稳压模块的输入端连接，电动自行车发射线圈的结构与发射线圈的结构相同；自行车的接收线圈与另一自行车的电动自行车发射线圈耦合，或者自行车的接收线圈与智能充电柜发射端的发射线圈耦合。
[0020]一种充电自行车的充电方法，包括以下步骤：
[0021]当第一辆电动自行车需要充电时，智能充电柜发射端的逆变器输出电能，将第一辆电动自行车的接收线圈同轴嵌入智能充电柜发射端的发射线圈内，接收线圈通过整流稳压模块输出电能至充电电池；
[0022]当第二辆电动自行车需要充电时，将第二辆电动自行车放置在第一辆电动自行车的旁边，第二辆电动自行车的接收线圈同轴嵌入第一辆电动自行车发射线圈内；此时第一辆电动自行车输出部分电能至电动自行车发射线圈，第二辆电动自行车通过接收线圈无线接收电能并通过整流稳压模块给第二辆电动自行车的充电电池充电；同理，第n+1辆电动自行车放置在第n辆电动自行车的旁边进行充电；此时第一辆电动自行车可以在智能充电柜上边充电边给第二辆电动自行车充电，也可以不充电仅放电。
[0023]进一步的，当所述自行车通过电网或自行车内充电电池获取电能时，根据所有已经串联自行车的电量进平衡充电，优先给末端及低电量设备充电，通过级联方式配合电池BMS及相互无线通信进行实时匹配控制。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]1.本专利技术无线充电设备为非接触式传能，发射端及接收端结构完全藏于设备内部，可做全封闭处理，以及防水、防尘、防震、防爆等需要；所有金属点不外露，大幅降低了漏电风险或者因漏电造成的电池或电路故障。
[0026]2.本专利技术基于高频共振原理，工作频率为100KHz
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13.56MHz；用线量比现有的绕法少很多，减少了尺寸，降低了重量及成本。
[0027]3.本专利技术无线充电收发装置可以安装在自行车的不同位置，便于综合考虑环境因素、人体惯性、用户习惯等进行设计，对用户来说更人性化，经久耐用，方便操作、维护。
[0028]4.当设备通过电网或储能电池获取电力时，将根据所有已经串联设备电量进平衡充电，优先给末端及低电量设备充电，通过上述级联方式配合电池BMS及相互无线通信进行实时匹配控制，也可兼顾其他优先级设计。当设备通过自身电量充电时，将以平衡充电逻辑进行，也可兼顾其他优先级设计。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1是本专利技术实施例单个电动自行车充电原理图。
[0031]图2是本专利技术实施例两个及以上电动自行车图相互充电原理图。
[0032]图3是本专利技术实施例自行车充电时效率图。
[0033]图4是本专利技术实施例线圈耦合结构示意图。
[0034]图5是本专利技术实施例中电动自行车及其充电位置的结构示意图。
[0035]图6是本专利技术实施例中电动自行车发射线圈与接收线圈分离状态的结构示意图。
[0036]图7是本专利技术实施例中接收线圈置于电动自行车发射线圈内的结构示意图。
[0037]图8是本专利技术实施例中智能充电柜发射端给电动自行车级联充电的示意图。
[0038]图9是本专利技术实施例中车头充电器的侧图。
[0039]图10是本专利技术实施例中车头充电器横图。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无线充电设备，其特征在于，包括接收线圈(4)和发射线圈(3)，所述接收线圈(4)能够轴向嵌入或脱离所述发射线圈(3)的内部，当接收线圈(4)轴向嵌入发射线圈(3)内部时，发射线圈(3)和接收线圈(4)同轴耦合。2.根据权利要求1所述一种无线充电设备，其特征在于，所述发射线圈(3)和接收线圈(4)的线圈半径均在6
‑
200mm内，同轴耦合时发射线圈(3)和接收线圈(4)的径向间距为0.1
‑
20mm。3.根据权利要求1所述一种无线充电设备，其特征在于，所述发射线圈(3)和接收线圈(4)的轴向高度相同，高度为5mm
‑
100mm。4.根据权利要求1所述一种无线充电设备，其特征在于，所述发射线圈(3)和接收线圈(4)的匝数为2
‑
100圈，绕制方向相同；工作频率20KHz
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6.78MHz。5.根据权利要求1所述一种无线充电设备，其特征在于，所述发射线圈(3)和接收线圈(4)均绕制于对应的绝缘骨架上，当接收线圈(4)位于发射线圈(3)的上方时，发射线圈(3)的外部、底部敷设有软导磁层(7)，接收线圈(4)的内部、上部敷设有软导磁层(7)。6.一种充电自行车，包括如权利要求1所述一种无线充电设备，其特征在于，包括智能充电柜发射端(1)和电动自行车接收端(2)；所述智能充电柜发射端(1)包括发射端逆变器，发射端逆变器与无线充电设备的发射线圈(3)电连接；所述电动自行车接收端(2)包括整流稳压模块(6)，整流稳压模块(6)连接无线充电设备的接收线圈(4)；经整流稳压后连接充电电池；接收线圈(4)能够同轴嵌入到发射线圈(3)内，进行无线充电。7.根据权利要求6所述一种充电自行车，其特征在于，所述电动自行车接收端(2)设置在自行...

【专利技术属性】
技术研发人员：李谦，
申请(专利权)人：西安电掣风云智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：