[发明专利]一种应用于无线电能传输的皮亚诺分型线圈传输装置

说明书

本发明涉及无线电能传输技术领域，特别是涉及一种应用于无线电能传输的皮亚诺分型线圈传输装置。包括发射装置：包括发射线圈及其外围电路，所述发射线圈的绕制方式为皮亚诺分型；接收装置：包括接收线圈及其外围电路，所述接收线圈的绕制方式为方形。本发明可以用作电动汽车发射线圈的辅助线圈，提高发射线圈的抗偏移能力。当发射线圈和接收线圈发生误差偏移时，使接收线圈仍能接收到较多磁通，提高发射线圈在发生抗偏移情况下的传输效率。

技术领域

本发明涉及无线电能传输技术领域，特别是涉及一种应用于无线电能传输的皮亚诺分型线圈传输装置。

背景技术

随着科技的发展和对环境的更高要求，人们对用电设备的功能、使用范围有了更高的标准和要求。而传统导线传输方式的局限性越发突出，存在线材磨损、接触火花和插头电蚀磨损等问题。

无线电能传输技术(WPT，WirelessPowerTransfer)作为一种极具前景的电能传输技术出现。主要有电磁感应式、磁共振式、无线电波式等方式。其中，电磁感应式传输应用范围广，且具有实现简单、开关频率低、负载宽等优点，可以实现短距离和大功率能量传输。对于电磁感应式传输系统而言，耦合线圈的品质对系统的传输距离、传输功率和传输效率等有着直接的影响。因此，为了提高WPT系统的传输效率，需要对耦合线圈的形状和结构进行相应的设计与优化。

与此同时，电动汽车取得了显著的进步和发展。相较于传统汽车，电动汽车在运行过程中的排放量小不少，电动汽车的普及可以极大改善能源结构。并且WPT在电动汽车充电方式占比上越来越大。当WPT技术实际应用于电动汽车时，在汽车停驻到预定充电位置的过程中，存在位于汽车底板位置的接收端和位于地面的无线充电发射端之间发生误差偏移的情况，这会降低无线充电系统的输出功率和效率，延长充电时间并且影响设备的寿命，故需要提升耦合线圈的抗偏移能力或者添加辅助线圈来增加其抗偏移能力。

现有电动汽车WPT系统中耦合线圈一般有圆形线圈、矩形线圈和DD线圈等。其中，圆形线圈和矩形线圈的抗偏移能力较差；对于DD线圈，其平行于两个D型线圈共边方向有较强的抗偏移能力，但其垂直于两个D型线圈共边方向的抗偏移能力较弱。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提出一种应用于无线电能传输的皮亚诺分型线圈结构，可以起到辅助线圈的作用，增加主线圈的抗偏移能力。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种应用于无线电能传输的皮亚诺分型线圈传输装置，其特征在于，包括:

发射装置：包括发射线圈及其外围电路，所述发射线圈的绕制方式为皮亚诺分型；

接收装置：包括接收线圈及其外围电路，所述接收线圈的绕制方式为方形。

在上述的一种应用于无线电能传输的皮亚诺分型线圈传输装置，皮亚诺分型是按皮亚诺曲线构造方式绕制，即取一个正方形将其分出9个相等的小正方形，再将每个小正方形分成9个相等的正方形……，最后得到N个正方形，然后从左下角的正方形开始至右上角的正方形结束，依次把小正方形的中心用线段连接起来，构成皮亚诺分型线圈。

在上述的一种应用于无线电能传输的皮亚诺分型线圈传输装置，所述方形接收线圈按照对应皮亚诺分型曲线线圈大小绕制，长度为对应次数的皮亚诺分型曲线线圈的边长，宽度为对应皮亚诺分型线圈曲线的X的倍数长度。

在上述的一种应用于无线电能传输的皮亚诺分型线圈传输装置，所述发射线圈和接收线圈的外围电路为电容补偿电路，分别与发射线圈和接收线圈串联。

在上述的一种应用于无线电能传输的皮亚诺分型线圈传输装置，所述发射线圈依次连接外围电路、阻抗匹配电路、功率放大器、高频信号发生器后构成发射系统。