[发明专利]无线能量传输装置、系统及无线充电系统

说明书

本发明实施例提供一种无线能量传输装置，包括：发射端线圈以及接收端线圈，发射端线圈与接收端线圈通过电磁感应相互耦合并进行能量传输；其中，发射端线圈包括多个第一线圈，多个第二线圈以及发射端外壳，多个第一线圈沿所述发射端外壳的长边排布形成至少一排第一线圈排；多个第二线圈沿所述发射端外壳的长边排布形成至少一排第二线圈排。其中，至少一排第一线圈排与至少一排第二线圈排交替排布于所述发射端外壳内部。实施本发明的技术方案，发射端线圈与接收端线圈的耦合程度高，发射端线圈采用多种发射线圈组合，其面积远大于接收端线圈的面积。当接收端线圈与发射端线圈发生一定的位置偏移时，也可以进行无线电能传输，保证了电能传输过程中的稳定性。

技术领域

本发明涉及能量传输领域，具体涉及一种无线能量传输装置、系统及无线充电系统。

背景技术

无线充电技术(Wireless charging technology)由于在充电过程中供电端和受电端无需直接接触而越来越受到欢迎。无线能量传输技术具有传输距离远、传输效率高的特点，引起了研究热潮。当前无线充电主要有4种方式：电场耦合方式、电磁感应方式、无线电波方式、磁共振方式，而电磁感应方式在无线充电中占据主导地位。

然而，采取电磁感应方式的无线充电技术存在传输距离短、覆盖范围窄以及适用角度小的问题，磁耦合线圈作为无线能量传输技术的关键部件，其性能对无线能量传输具有较大影响。由于电磁耦合线圈的要求，发射端线圈和接收端线圈需要完全契合才可以高效工作，如果出现线圈横移或者是相对角度的变化，使得发射端线圈和接收端线圈无法垂直重合的情况下，传输效率会大幅下降。由此，接收端线圈不能进行大角度翻滚。此外，磁耦合线圈的半径、匝数、形状与传输功率和充电效率之间存在一定的关系，目前市场上的充电线圈传输效率较小。

针对上述现有技术的不足，本发明通过对现有无线充电线圈进行了改进，提供一种传输效率更高，设计尺寸更合理的无线能量传输装置，该无线能量传输装置的输出频率多样化，且允许接收端线圈与发射端线圈相对位置有较大的偏移范围，保证了电能传输过程中的稳定性，适用于众多领域之中，尤其适合用于如植入式医疗设备等领域。

发明内容

本发明实施例提供一种无线能量传输装置、系统及无线充电系统，其设计结构简单，输出效率更高，输出频率多样化，并且在一定范围内允许接收端线圈与发射端线圈的相对位置存在偏移，增强了能量传输的可靠性。

一方面，本发明实施例提供了一种无线能量传输装置，其包括：

发射端线圈以及接收端线圈，发射端线圈与接收端线圈通过电磁感应相互耦合并进行能量传输；

其中，发射端线圈包括多个第一线圈，多个第二线圈以及发射端外壳，多个第一线圈沿发射端外壳的长边排布形成至少一排第一线圈排；多个第二线圈沿发射端外壳的长边排布形成至少一排第二线圈排；

其中，至少一排第一线圈排与至少一排第二线圈排交替排布于发射端外壳内部。

在一些可选的实施例中，发射端线圈包括的多个第一线圈为分段式的圆角矩形线圈，发射端线圈包括的多个第二线圈为圆形线圈；

接收端线圈为双层螺旋结构线圈。

在一些可选的实施例中，发射端线圈包括两排第一线圈排以及一排第二线圈排，并且一排第二线圈排布置于两排第一线圈排之间。

在一些可选的实施例中，发射端线圈所包括的第一线圈和第二线圈均包括：第一保护外壳、第一支撑层、第一线圈层、第一磁屏蔽层和第一磁介质层；

其中，第一磁屏蔽层、第一支撑层、第一次线圈层和第一磁介质层依次自上而下紧密的压接于第一保护外壳内部。

在一些可选的实施例中，接收端线圈包括：第二支撑层、第二磁屏蔽层、第二线圈层和第二保护外壳；