[发明专利]一种用于新能源汽车无线充电的磁导率增强技术与方法

说明书

技术领域

本发明公开了一种用于新能源汽车无线充电的磁导率和磁通密度增强技术与方法，包括增强新能源汽车无线充电发射设备端和接收设备端之间或发射板和接收板之间的空间内的综合磁导率和磁通密度的技术与方法，用于增强新能源汽车无线充电发射板和接收板之间综合磁导率和磁通密度的刷状或毯状物体，简称导磁刷或导磁毯的制作技术与方法。所述技术和方法在增强了新能源汽车无线充电发射端设备和接收端设备之间的磁导率和磁通密度的同时，保持无线充电发射端设备和接收端设备之间的无线连接特性、可相互移动性和方便性能。所述技术与方法可以应用于无线电力传输、新能源汽车无线充电，属新能源汽车领域。

背景技术

新能源汽车是未来的发展方向，随着新能源汽车的大量商用，充电问题将日益突出，甚至成了限制新能源汽车普及推广的咽喉。新能源汽车的充电方法大体上可以分为有线静态充电，有线移动充电，无线静态充电和无线移动充电四种充电方式。有线移动充电在早期的有轨电车、无轨电车上已经有所应用，目前的地铁以及高铁还都是采用有线移动充电或供电方式。有线静态充电就是所谓的充电站和充电桩，目前正在大规模建设的有线接触型充电桩可以解决新能源汽车在停泊中充电，但是由于充电时间相对较长，一般的充电桩需要6-8小时才能将一部新能源汽车的电池充满，在路途中等待6-8小时充电是很难让大部分车主和乘客所接受的，因此，即便是旅行线路上建了很多的充电桩也很难解决旅途中充电的问题。大功率快速充电桩可以将充电时间缩短到20分钟左右，但是快速充电的能量消耗将是普通充电的几十倍，不但对电网将是个短期负载冲击，而且浪费能源，经常快充也将会对电池造成一定的损伤。

无线静态充电技术十几年前就已在实验室实现了，近距离非接触无线充电技术几年前已经应用在电话机的充电器中、各种电动工具的充电器中。常用的技术主要有三种：一种是电磁耦合技术，第二种是电磁共振技术，第三种是微波技术。三种技术各有优缺点，微波技术传输能量的距离相对比较远，然而大功率的微波对人体有一定的伤害而且效率也比较低，因此就不予考虑用在民用新能源汽车领域；电磁共振技术的能量传输距离可以达到几十厘米，但是传输功率相对没有电磁耦合技术的大；电磁耦合技术比较适合大功率能量传输，然而所使用的环境都是近距离：充电发射器和接收器之间的距离都小于几十毫米。随着新能源汽车技术的发展，无线充电在新能源汽车领域的需求越来越高。不少人提出了将现有的电磁耦合充电技术和电磁共振充电技术应用于新能源汽车领域。许多大专院校及企事业单位的科研团队，包括本发明人及其合作的国内外科研团队，都在大功率无线移动能量传输技术方面做了大量的研究工作，包括电磁耦合充电技术和电磁共振技术的应用。

在电磁共振技术方面，美国麻省理工学院的研究小组在2007年提出的突破性技术，他们在实验室使用两个半径30cm的螺旋线圈，在9.9MHz的频率下进行能量传输，相隔2m传输60W功率，成功点亮了一个60W的灯泡，传输效率为40%。后续在国内的几个科研团队，通过微调电磁共振技术及参数设置，使效率得到了进一步的提高。本发明人及其合作的国内外科研团队也对电磁共振式无线充电技术进行了大量全面的实验研究与测试，首先提出了“电磁自动聚焦”技术和“电磁动态阵列自动聚焦”技术（专利申请号：201410559492.8 、201410627463.0）使无线移动充电能量传输效率提高到90%以上。然而这些聚焦技术虽然聚焦比较精确但是实施相对比较复杂。