應(yīng)用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電的n型供電軌道的制作方法
【專利摘要】應(yīng)用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電的n型供電軌道，屬于移動設(shè)備無線供電技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的移動設(shè)備動態(tài)無線供電的供電軌道存在的傳輸效率低、成本高及漏磁嚴(yán)重的問題。它包括m個(gè)磁極、m?1個(gè)連接磁芯和供電線纜，m個(gè)磁極的結(jié)構(gòu)相同；m為大于或者等于2的整數(shù)；磁極呈n型，m個(gè)磁極呈直線式排布，相鄰兩個(gè)磁極中前一磁極的后臂與后一磁極的前臂通過一個(gè)連接磁芯連接；供電線纜纏繞在每個(gè)磁極上；供電線纜的纏繞方式為8字型交叉纏繞或者順序纏繞；本發(fā)明用于移動設(shè)備的無線供電。
【專利說明】
應(yīng)用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電的η型供電軌道
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及應(yīng)用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電的η型供電軌道，屬于移動設(shè)備無線供電技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)境污染與石油危機(jī)的爆發(fā)，低碳環(huán)保、綠色節(jié)能意識的增強(qiáng)，采用電能作為移動設(shè)備的動力來源的優(yōu)勢越來越突出，常見的供電方式有滑動接觸式、電纜拖鏈?zhǔn)胶碗姵毓╇娛饺N。其中接觸式供電受到接口限制，供電軌道及移動設(shè)備之間存在接觸損耗，需頻繁維護(hù)。電池則受到電池體積、重量、成本的制約，影響移動設(shè)備的行駛里程。同時(shí)地面上需要建設(shè)足夠的基礎(chǔ)充電設(shè)施。供電不便、運(yùn)行效率低、續(xù)航能力差、維護(hù)成本高及安全等問題制約了移動設(shè)備無線供電的發(fā)展。而采用無線電能傳輸技術(shù)進(jìn)行無線供電能很好地解決這些問題。
[0003]移動設(shè)備的無線供電技術(shù)可以保證移動設(shè)備在移動過程中實(shí)時(shí)供電或?yàn)槠鋽y帶電池充電。這樣可以有效提升移動設(shè)備的續(xù)航里程，減少設(shè)備上攜帶的電池?cái)?shù)量，地面上不需要充電站、換電站，供電設(shè)施均在地面以下。同時(shí)也克服了接觸式供電接觸頭存在的弊端。
[0004]目前，已有人開發(fā)出多種用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電的供電軌道結(jié)構(gòu)，如韓國科學(xué)技術(shù)研究院KAIST團(tuán)隊(duì)開發(fā)的E型、U型、I型結(jié)構(gòu)等供電軌道。但其中E型、U型供電軌道存在磁芯用量大、軌道過寬、漏磁較高、電磁輻射較大的問題，I型結(jié)構(gòu)存在磁芯成本高、穩(wěn)定性不好等缺點(diǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有的移動設(shè)備動態(tài)無線供電的供電軌道存在的傳輸效率低、成本高及漏磁嚴(yán)重的問題，提供了一種應(yīng)用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電的η型供電軌道。
[0006]本發(fā)明所述應(yīng)用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電的η型供電軌道，它包括m個(gè)磁極、m-1個(gè)連接磁芯和供電線纜，m個(gè)磁極的結(jié)構(gòu)相同;m為大于或者等于2的整數(shù)；
[0007]磁極呈η型，m個(gè)磁極呈直線式排布，相鄰兩個(gè)磁極中前一磁極的后臂與后一磁極的前臂通過一個(gè)連接磁芯連接；
[0008]供電線纜纏繞在每個(gè)磁極上；
[0009]供電線纜的纏繞方式為8字型交叉纏繞或者順序纏繞；
[0010]8字型交叉纏繞方式為:供電線纜沿第一個(gè)磁極一側(cè)延伸至第二個(gè)磁極另一側(cè)，再延伸至第三個(gè)磁極一側(cè)，……，直至延伸至第m個(gè)磁極的相應(yīng)側(cè)后，返程沿相對應(yīng)的路線繼續(xù)延伸直至第一個(gè)磁極的另一側(cè)后，形成相鄰兩個(gè)磁極上供電線纜為8字型纏繞的方式；[0011 ]順序纏繞方式為:供電線纜依次纏繞第一個(gè)磁極的前臂、后臂，第二個(gè)磁極的前臂、后臂，……，直至第m個(gè)磁極的前臂、后臂，并且同一磁極上供電線纜的繞制方向相同，相鄰兩個(gè)磁極上供電線纜的繞制方向相反。
[0012]所述磁極和連接磁芯采用鐵磁材料制成。
[0013]該η型供電軌道包括多個(gè)分段，多個(gè)分段首尾相接或者相隔預(yù)定間距通過導(dǎo)線連接。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):本發(fā)明所述供電軌道將主磁通固定在軌道上方，具備能量傳輸性能好、成本低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、電磁輻射小等特點(diǎn)。同現(xiàn)有其他類型供電軌道相比，η型供電軌道發(fā)射端與接收端之間耦合性能更好，對軌道兩側(cè)電磁輻射較小，同時(shí)極大節(jié)約了鐵氧體磁芯材料，制作難度、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上也較優(yōu)，適用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電領(lǐng)域。
[0015]本發(fā)明適用于電動汽車動態(tài)無線供電。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明所述應(yīng)用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電的η型供電軌道的磁極和連接磁芯的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是供電線纜的纏繞方式為8字型交叉纏繞的η型供電軌道的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是圖2的俯視圖；
[0019]圖4是圖2的仰視圖；
[0020]圖5是圖2的主視圖；
[0021 ]圖6是供電線纜的纏繞方式為順序纏繞的η型供電軌道的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]【具體實(shí)施方式】一:下面結(jié)合圖1至圖6說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述應(yīng)用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電的η型供電軌道，它包括m個(gè)磁極l、m-l個(gè)連接磁芯2和供電線纜3，m個(gè)磁極I的結(jié)構(gòu)相同池為大于或者等于2的整數(shù)；
[0023]磁極I呈η型，m個(gè)磁極I呈直線式排布，相鄰兩個(gè)磁極I中前一磁極的后臂與后一磁極的前臂通過一個(gè)連接磁芯2連接；
[0024]供電線纜3纏繞在每個(gè)磁極I上；
[0025]供電線纜3的纏繞方式為8字型交叉纏繞或者順序纏繞；
[0026]8字型交叉纏繞方式為:供電線纜3沿第一個(gè)磁極I一側(cè)延伸至第二個(gè)磁極I另一側(cè)，再延伸至第三個(gè)磁極I一側(cè)，……，直至延伸至第m個(gè)磁極I的相應(yīng)側(cè)后，返程沿相對應(yīng)的路線繼續(xù)延伸直至第一個(gè)磁極I的另一側(cè)后，形成相鄰兩個(gè)磁極I上供電線纜3為8字型纏繞的方式；
[0027]順序纏繞方式為:供電線纜3依次纏繞第一個(gè)磁極I的前臂、后臂，第二個(gè)磁極I的前臂、后臂，……，直至第m個(gè)磁極I的前臂、后臂，并且同一磁極上供電線纜3的繞制方向相同，相鄰兩個(gè)磁極上供電線纜3的繞制方向相反。
[0028]所述m個(gè)磁極I完全相同。連接磁芯2為平板型磁芯，每個(gè)連接磁芯2兩側(cè)各連接一個(gè)磁極I。8字型交叉纏繞方式中，供電線纜3沿磁極I的外表面纏繞。各個(gè)磁極I和各個(gè)連接磁芯2的厚度需保證不出現(xiàn)磁飽和情況;相鄰磁極I的磁場方向相反。供電線纜3的兩端連接供電電源。
[0029]本實(shí)施方式中，供電線纜3采用8字型交叉纏繞方式工作時(shí)，交變電流通過供電線纜產(chǎn)生交變磁場，在磁極的約束下，相鄰磁極上磁場方向相反，磁通約束在軌道上方，能夠減少對軌道兩側(cè)的漏磁。此時(shí)軌道上方存在能量接收設(shè)備，在磁場耦合作用下在接收設(shè)備上感應(yīng)出電動勢，通過合理的參數(shù)匹配可以實(shí)現(xiàn)高效的無線電能傳輸。
[0030]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式對實(shí)施方式一作進(jìn)一步說明，所述磁極I和連接磁芯2采用鐵磁材料制成。
[0031 ]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式對實(shí)施方式一或二作進(jìn)一步說明，該η型供電軌道包括多個(gè)分段，多個(gè)分段首尾相接或者相隔預(yù)定間距通過導(dǎo)線連接。
[0032]本發(fā)明所述的η型供電軌道可由多塊平板磁芯拼接而成，也可由較大體積材料直接鑄造成η型軌道整體結(jié)構(gòu)。當(dāng)η型供電軌道包括多段上述的η型供電軌道結(jié)構(gòu)時(shí)，多段上述的η型供電軌道結(jié)構(gòu)位于一條線上，首尾相連或間隔一定距離，每段供電軌道結(jié)構(gòu)均通過相連接的控制系統(tǒng)控制其開通或關(guān)斷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電的η型供電軌道，其特征在于，它包括m個(gè)磁極(I)、m-l個(gè)連接磁芯(2)和供電線纜(3)，m個(gè)磁極(I)的結(jié)構(gòu)相同;m為大于或者等于2的整數(shù)； 磁極(I)呈η型，m個(gè)磁極(I)呈直線式排布，相鄰兩個(gè)磁極(I)中前一磁極的后臂與后一磁極的前臂通過一個(gè)連接磁芯(2)連接； 供電線纜(3)纏繞在每個(gè)磁極(I)上； 供電線纜(3)的纏繞方式為8字型交叉纏繞或者順序纏繞； 8字型交叉纏繞方式為:供電線纜(3)沿第一個(gè)磁極(I) 一側(cè)延伸至第二個(gè)磁極(I)另一側(cè)，再延伸至第三個(gè)磁極(I)一側(cè)，……，直至延伸至第m個(gè)磁極(I)的相應(yīng)側(cè)后，返程沿相對應(yīng)的路線繼續(xù)延伸直至第一個(gè)磁極(I)的另一側(cè)后，形成相鄰兩個(gè)磁極(I)上供電線纜(3)為8字型纏繞的方式； 順序纏繞方式為:供電線纜(3)依次纏繞第一個(gè)磁極(I)的前臂、后臂，第二個(gè)磁極(I)的前臂、后臂，……，直至第m個(gè)磁極(I)的前臂、后臂，并且同一磁極上供電線纜(3)的繞制方向相同，相鄰兩個(gè)磁極上供電線纜(3)的繞制方向相反。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電的η型供電軌道，其特征在于，所述磁極(I)和連接磁芯(2)采用鐵磁材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的應(yīng)用于移動設(shè)備動態(tài)無線供電的η型供電軌道，其特征在于，該η型供電軌道包括多個(gè)分段，多個(gè)分段首尾相接或者相隔預(yù)定間距通過導(dǎo)線連接。
【文檔編號】H02J50/10GK105835724SQ201610161553
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月21日
【發(fā)明人】崔淑梅, 王志遠(yuǎn), 吳紹朋, 宋凱, 朱春波, 魏國
【申請人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)