三发射线圈耦合机构及其构成的磁耦合WPT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CN111193329A(43)申请公布日2020.05.22(21)申请号202010095041.9(22)申请日2020.02.12(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人苏玉刚孙跃王智慧唐春森戴欣(74)专利代理机构重庆敏创专利代理事务所(普通合伙)50253代理人陈千(51)Int.Cl.H02J50/12(2016.01)H02J7/00(2006.01)H01F27/24(2006.01)H01F27/28(2006.01)H01F38/14(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图6页(54)发明名称三发射线圈耦合机构及其构成的磁耦合WPT系统(57)摘要本发明提供一种三发射线圈耦合机构及其构成的磁耦合WPT系统，发射端包括第一线圈、第二线圈和第三线圈，第一线圈是由一根单独的导线绕制形成的多匝线圈，并构成外围充电区域，所述第二线圈和第三线圈是由另一根单独的导线在所述第一线圈内部未绕线区域内串联连接并分段绕制形成的多匝线圈，且构成中心充电区域，在所述第三线圈内部以及所述第三线圈与所述第二线圈之间均预留有未绕线区域，所述第一线圈与第一谐振补偿电路相连并工作在第一谐振频率上，所述第二线圈和所述第三线圈串联连接后与第二谐振补偿电路连接并工作在第二谐振频率上。其效果是：抗偏移能力得到提升，系统成本降低，可适用于不同功率等级的移动设备应用场合。CN111193329ACN111193329A权利要求书1/1页1.一种三发射线圈耦合机构，其特征在于：发射端包括第一线圈、第二线圈和第三线圈，所述第一线圈是由一根单独的导线绕制形成的多匝线圈，并构成外围充电区域，所述第二线圈和第三线圈是由另一根单独的导线在所述第一线圈内部未绕线区域内串联连接并分段绕制形成的多匝线圈，且构成中心充电区域，在所述第三线圈内部以及所述第三线圈与所述第二线圈之间均预留有未绕线区域，所述第一线圈与第一谐振补偿电路相连并工作在第一谐振频率上，所述第二线圈和所述第三线圈串联连接后与第二谐振补偿电路连接并工作在第二谐振频率上。2.根据权利要求1所述的三发射线圈耦合机构，其特征在于：所述第一线圈、第二线圈以及第三线圈均为圆盘式线圈。3.根据权利要求1或2所述的三发射线圈耦合机构，其特征在于：接收端的电能拾取线圈采用圆盘式单线圈结构。4.根据权利要求3所述的三发射线圈耦合机构，其特征在于：所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈以及所述电能拾取线圈均为多层线圈。5.根据权利要求1或4所述的三发射线圈耦合机构，其特征在于：所述发射线圈设置有磁芯结构，所述磁芯结构包括多根端头凸起式磁条呈并环形均匀分布，在多根磁条两个端头之间围合形成的环形凹槽内依次绕制所述第一线圈、所述第二线圈和所述第三线圈。6.根据权利要求5所述的三发射线圈耦合机构，其特征在于：所述第二线圈的外径为最大磁通密度半径。7.采用权利要求1-6任一所述的三发射线圈耦合机构构成的磁耦合WPT系统，其特征在于：发射端还设置有交流电源接口及初级能量变换装置，接收端设置有次级能量变换装置，所述初级能量变换装置包括整流电路和逆变电路，所述逆变电路输出高频交流电源送入所述第一线圈与第一谐振补偿电路相连构成的第一谐振回路中；或者送入所述第二线圈和所述第三线圈串联连接后与第二谐振补偿电路相连构成的第二谐振回路中。8.根据权利要求7所述的磁耦合WPT系统，其特征在于：所述接收端设置有拾取电压检测模块，系统预先开通所述中心充电区域，当所述拾取电压检测模块检测到接收端的电能拾取线圈两端电压有效值Us小于预设的临界拾取电压us0时，系统开通所述外围充电区域。9.采用权利要求7或8所述的磁耦合WPT系统，其特征在于：所述接收端设置在电动汽车上，接收端的电能拾取线圈通过所述次级能量变换装置为电动汽车的蓄电池充电。2CN111193329A说明书1/7页三发射线圈耦合机构及其构成的磁耦合WPT系统技术领域[0001]本发明涉及无线电能传输技术，具体涉及一种三发射线圈耦合机构及其构成的磁耦合WPT系统。背景技术[0002]纯电动汽车在运行过程中可以做到零污染，电动汽车的普及能够改善能源结构，但充电是电动汽车所面临的一大难题，传统插拔式充电方式具有安全隐患，例如雨天或雪天充电容易漏电，充电线老化，经常拔插易产生电火花等问题。无线电能传输技术(WPT，WirelessPowerTransferr)可以克服上述问题，而且具有充电便利性高，不受环境影响，充电设施可无人值守、后期维护成本低等优势。磁场耦合无线电能传输技术因具有传输距离大，效率较高等优点是电动汽车无线充电最主要的电能传输方式。[0003]在电动汽车WPT系统实际应用中