耦合装置和无线电能传输系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106998101A(43)申请公布日2017.08.01(21)申请号201710256326.4(22)申请日2017.04.19(71)申请人青岛鲁渝能源科技有限公司地址266000山东省青岛市高新区火炬路100号盘谷创客空间C栋209申请人青岛大学(72)发明人李聃王春芳闫雪峰(74)专利代理机构青岛联信知识产权代理事务所37227代理人苗彩娟(51)Int.Cl.H02J50/10(2016.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称耦合装置和无线电能传输系统(57)摘要本发明提出一种耦合装置和无线电能传输系统，其中耦合装置包括发射线圈，以及与发射线圈间隔设置的接收线圈，发射线圈与接收线圈同轴设置，发射线圈包括由漆包线缠绕而成的第一线圈，以及形成于第一线圈内轮廓内部的第一中空部；接收线圈包括由漆包线缠绕而成的第二线圈，以及形成于第二线圈内轮廓内部的第二中空部；其中，第二线圈的外轮廓在发射线圈上的垂直投影与第一线圈的内轮廓在误差范围内重合；无线电能传输系统包括上述耦合装置。本发明通过耦合装置的合理配置，增强了无线电能传输系统获得的耦合能力，提高了无线电能传输的效率。CN106998101ACN106998101A权利要求书1/1页1.一种耦合装置，包括发射线圈，以及与发射线圈间隔设置的接收线圈，其特征在于：发射线圈与接收线圈同轴设置，发射线圈包括由漆包线缠绕而成的第一线圈，以及形成于第一线圈内轮廓内部的第一中空部；接收线圈包括由漆包线缠绕而成的第二线圈，以及形成于第二线圈内轮廓内部的第二中空部；其中，第二线圈的外轮廓在发射线圈上的垂直投影与第一线圈的内轮廓在误差范围内重合。2.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于：第二线圈的外轮廓在发射线圈上的垂直投影与第一线圈的内轮廓重合的误差为第二线圈的外轮廓在发射线圈上的垂直投影相对于第一线圈内轮廓的偏差，该偏差范围为第一线圈内轮廓的0.2倍之内。3.根据权利要求1或2所述的耦合装置，其特征在于：第一线圈的横截面为圆环形，其中第一线圈外轮廓直径为第一线圈内轮廓直径的1.1-1.5倍。4.根据权利要求1所述的耦合装置，其特征在于：发射线圈与接收线圈背离面以及接收线圈与发射线圈的背离面上均设置有导磁性材质的屏蔽层。5.一种无线电能传输系统，其特征在于：包括权利要求1-4中任一项所述耦合装置。6.根据权利要求5所述的无线电能传输系统，其特征在于：进一步包括连接于电网的无线发射端，以及可接收无线发射端电能的无线接收端，耦合装置的发射线圈设置于无线发射端，接收线圈设置于无线接收端。7.根据权利要求6所述的无线电能传输系统，其特征在于：无线发射端进一步包括发射端整流滤波电路和可接收通讯信号的通信接收模块，发射端整流滤波电路的输出端连接有逆变电路，发射线圈连接逆变电路的输出端，发射线圈内设有可感应发射线圈与接收线圈位置的传感器，传感器根据发射线圈与接收线圈距离形成感应信号，传感器连接有发射端MCU，以接收传感器形成的感应信号；发射端MCU电连通信接收模块的输出端，以接收通信接收模块中的通讯信号，发射端MCU电连逆变电路的控制端，以控制逆变电路中转换的高频交流电频率；发射端MCU中包括可接收感应信号和通讯信号的判断模块以及与判断模块电连的控制模块，判断模块根据感应信号判断无线接收端是否在工作区域内，如在工作区域内，则将通讯信号转化为判断信号发送至控制模块，控制模块根据该判断信号转化为控制信号控制无线发射端的工作频率；如不在工作区域，则判断模块内形成复位判断信号，并将该复位判断信号发送至控制模块，控制模块根据该复位判断信号转化为控制信号控制无线发射端处于待机状态。8.根据权利要求7所述的无线电能传输系统，其特征在于：接收线圈内置有可增强接近式传感器感应强度的感应物。9.根据权利要求7或8所述无线电能传输系统，其特征在于：无线接收端的接收线圈连接有接收端整流滤波电路，接收端整流滤波电路的输出端连接有DC/DC变换电路和辅助供电模块，其中，辅助供电模块的输出端连接接收端MCU，接收端MCU连接有可发射通信信号的通信发射模块，以将转换后的数字信号传输至通信发射模块形成通讯信号。10.根据权利要求7所述无线电能传输系统，其特征在于：传感器设置于可避免电磁场干扰的发射线圈中心处。2CN106998101A说明书1/5页耦合装置和无线电能传输系统技术领域[0001]本发明属于无线电能传输领域，尤其涉及一种用于无线电能传输系统中的耦合装置。背景技术[0002]无线电能传输是一种通过空间电磁场耦合进行电能传输的技术，其主要优点是：不需要插拔，使用简单方便；不会产生电火花，可以在易燃易爆的工业环境中使用；可以在水中进行能量