[实用新型]一种具有最短磁路的无线充电装置

说明书

本实用新型提出了一种具有最短磁路的无线充电装置，用以解决电动汽车大功率无线充电过程中线圈背面磁力线无法处理而对仪表或传感器等其它设备产生影响以及在发射线圈和接收线圈的背面采用反磁材料而严重降低线圈正面磁场强度的问题，包括接收单元和发射单元，所述发射单元包括发射线圈以及发射单元高导磁结构体，接收单元包括接收线圈以及接收单元高导磁结构体，接收单元高导磁结构体与发射单元高导磁结构体之间形成磁路通道。本实用新型在现有的充电线圈的背面设置了磁路通道，为发射线圈正面产生的磁力线提供了磁路的闭合回路，使原来散逸在空间的磁力线汇聚在充电线圈周围，实现了最短磁路，具有更高的耦合系数，提高了无线充电效率。

技术领域

本实用新型涉及无线电能传输技术领域，尤其是涉及一种具有最短磁路的无线充电装置。

背景技术

目前的电动汽车无线充电的线圈方式基本有两种，一种是盘状的空芯结构，另外一种是内部带磁芯外部环绕线圈的结构。其它还有衍生的8字形结构、DD形绕组结构等，它们具有一个共同的特点，都是平面结构，发射线圈和接收线圈结构基本相同，发射线圈接入交流电后会在接收线圈和发射线圈之间产生磁场，利用该磁场传输能量。但是由于磁力线是必须形成闭合磁路才能形成，这种平面方式的线圈产生的磁场，在接收线圈与发射线圈的正对面部分磁力线具备最短距离，但由于磁力线需要构成闭合磁路，磁力线无法切割，在线圈的正面，也就是说接收线圈与发射线圈之间有多强的磁场，那么接收线圈和发射线圈的背面一定存在对应强度的磁场。

一种方案是，这些磁场散逸在空间，散逸在空中磁力线的需要与线圈之间的磁力线构成回路，那么散逸在空间的磁力线会带来两个影响，一是对其它金属物质产生影响，另一是增加了磁场磁路的长度。磁场磁路长度过长，根据磁场强度的计算公式：H＝N×I/Le，式中：H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流(测量值)，单位A；Le为有效磁路长度，单位为m，可见，磁场强度和磁路长度成反比。另外，根据磁路的基尔霍夫第二定律，磁场强度H与该段磁路平均长度Le的乘积，叫做该段磁路的磁位差或者说磁压降，也就是说，磁路长度越长，产生的磁压降越大，从而在发射线圈与接收线圈之间的磁压降会变小。因此，总磁路过长会降低发射线圈与接收线圈的能量传输效率和耦合系数。

对于大功率汽车无线充电的线圈，如果不对正在充电的发射线圈和接收线圈之外空间的磁力线进行处理，会造成效率下降，并且散逸的磁力线还会对其它设备或物质产生不良影响，比如会在金属上产生涡流发热，变化的磁场会在导线上产生感应电流，会对仪表或传感器产生影响等等。

为了避免线圈背面磁力线不处理会对仪表或传感器等其它设备产生影响，现有的无线充电装置采用在发射线圈和接收线圈的背面均采用反磁材料对背面的磁力线进行屏蔽。但是反磁材料在阻断线圈背面磁力线的同时，也会阻碍线圈正面磁场的磁力线形成有效闭合路径，简单地说，线圈背面用屏蔽材料屏蔽后，会严重降低线圈正面产生磁场的强度，是非常不可取的方式。

因此，需要提出一种装置，以能够解决目前电动汽车大功率无线充电过程中对线圈背后的磁力线无法正确处理的问题。

实用新型内容

本实用新型提出一种具有最短磁路的无线充电装置，以解决电动汽车大功率无线充电过程中线圈背面磁力线无法处理而对仪表或传感器等其它设备产生影响以及在发射线圈和接收线圈的背面采用反磁材料而严重降低线圈正面磁场强度的问题，以使得发射线圈的电流产生的磁力线在线圈的正面和背面都有良好的磁场回路，以提高无线充电效率，增加线圈耦合系数，防止磁力线散逸到空中，对外部的其它物质产生的影响降到最低。

本实用新型的技术方案是这样实现的：