一种磁偶极子线圈多向无线电能传输系统技术方案

本申请提供了一种磁偶极子线圈多向无线电能传输系统，包括：能量发射机构和能量接收机构；能量发射机构包括能量发射线圈和发射端长棒状磁芯，能量发射线圈绕制在发射端长棒状磁芯外表面；能量接收机构包括能量接收线圈和接收端长棒状磁芯，能量接收线圈绕制在接收端长棒状磁芯外表面；能量发射线圈与能量接收线圈相互耦合实现无线传能。本实施例采用长棒状磁芯，且在长棒状磁芯外表面绕制线圈，使得该系统具有360

【技术实现步骤摘要】
一种磁偶极子线圈多向无线电能传输系统


[0001]本专利技术属于无线电能传输
，具体涉及一种磁偶极子线圈多向无线电能传输系统。

技术介绍

[0002]无线电能传输(Wireless Power Transfer，WPT)技术因其卓越的供电灵活性而受到广泛关注，当电源和负载完全电气隔离时，可以更安全可靠地实现电能交换。该技术已应用于交通领域，如电动汽车无线充电、便携式设备、生物医学等领域的无线电能传输。
[0003]传统的WPT技术主要研究二维平面传输系统，即发射线圈始终与接收线圈平行。然而，在一些特殊的应用场景中，接收线圈不可避免地会在空间中移动或旋转。当存在较大的横向或角度偏移时，系统的传输性能可能会急剧下降，大大降低系统的可靠性和灵活性。因此，如何在多自由度的无线电能传输系统中实现能量传输，是WPT技术亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种磁偶极子线圈多向无线电能传输系统，实现了在多自由度的无线电能传输系统中实现能量传输。
[0005]为了解决上述问题，本申请的实施例通过如下方式实现：
[0006]本申请实施例提供了一种磁偶极子线圈多向无线电能传输系统，包括：
[0007]能量发射机构和能量接收机构；
[0008]所述能量发射机构包括能量发射线圈和发射端长棒状磁芯，所述能量发射线圈绕制在所述发射端长棒状磁芯外表面；
[0009]所述能量接收机构包括能量接收线圈和接收端长棒状磁芯，所述能量接收线圈绕制在所述接收端长棒状磁芯外表面；
[0010]所述能量发射线圈与所述能量接收线圈相互耦合实现无线传能。
[0011]进一步地，所述能量发射线圈绕制在所述发射端长棒状磁芯中间段的外表面；所述能量接收线圈绕制在所述接收端长棒状磁芯中间段的外表面。
[0012]进一步地，所述发射端长棒状磁芯和所述接收端长棒状磁芯均为矩形长棒状，所述能量发射线圈和所述能量接收线圈均为方形螺旋线圈。
[0013]进一步地，所述发射端长棒状磁芯的长度是所述能量发射线圈长度的2倍，所述接收端长棒状磁芯的长度是所述能量接收线圈长度的2倍。
[0014]进一步地，所述能量发射线圈与所述能量接收线圈的长度相等，所述能量发射线圈与所述能量接收线圈之间的传输距离与所述能量发射线圈或所述能量接收线圈的长度之比的范围为0.5至1。
[0015]进一步地，所述发射端长棒状磁芯和所述接收端长棒状磁芯均采用PC95类型的铁氧体。
[0016]有益效果
[0017]本申请提供了一种磁偶极子线圈多向无线电能传输系统，包括：能量发射机构和能量接收机构；能量发射机构包括能量发射线圈和发射端长棒状磁芯，能量发射线圈绕制在发射端长棒状磁芯外表面；能量接收机构包括能量接收线圈和接收端长棒状磁芯，能量接收线圈绕制在接收端长棒状磁芯外表面；能量发射线圈与能量接收线圈相互耦合实现无线传能。本实施例采用长棒状磁芯，且在长棒状磁芯外表面绕制线圈，使得该系统具有360
°
范围的多向无线电能传输能力，提高供电自由度，使得充电更灵活。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
[0019]图1为实施例提供的一种在长棒状磁芯外表面绕制线圈的示意图；
[0020]图2为实施例提供的一种磁偶极子线圈多向无线电能传输系统的示意图；
[0021]图3(a)为实施例提供的一种基本单边RLC串联谐振结构的示意图；
[0022]图3(b)为实施例提供的一种带磁芯的单边电路拓扑的示意图；
[0023]图3(c)为实施例提供的一种一次侧和二次侧的等效RLC耦合拓扑的示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
[0026]还应当理解，在本专利技术说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本专利技术。如在本专利技术说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
[0027]还应当进一步理解，在本专利技术说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。
[0028]为了在多自由度的无线电能传输系统中实现能量传输，本实施例提出一种磁偶极子线圈多向无线电能传输系统，可以应用于电动汽车、便携式设备、无人智能系统等的无线充电场景，参见图1至图3，磁偶极子线圈多向无线电能传输系统包括：
[0029]能量发射机构和能量接收机构；
[0030]能量发射机构包括能量发射线圈和发射端长棒状磁芯，能量发射线圈绕制在发射端长棒状磁芯外表面；
[0031]能量接收机构包括能量接收线圈和接收端长棒状磁芯，能量接收线圈绕制在接收端长棒状磁芯外表面；
[0032]能量发射线圈与能量接收线圈相互耦合实现无线传能。
[0033]参见图1，图1是在长棒状磁芯外表面绕制线圈的示意图，本实施例采用长棒状磁芯，且在长棒状磁芯外表面绕制线圈，使得该系统具有360
°
范围的多向无线电能传输能力，提高供电自由度，使得充电更灵活。
[0034]可选地，在本实施例中，能量发射线圈绕制在发射端长棒状磁芯中间段的外表面；能量接收线圈绕制在接收端长棒状磁芯中间段的外表面。
[0035]可选地，在本实施例中，发射端长棒状磁芯和接收端长棒状磁芯均为矩形长棒状，能量发射线圈和能量接收线圈均为方形螺旋线圈。
[0036]可选地，在本实施例中，发射端长棒状磁芯的长度是能量发射线圈长度的2倍，接收端长棒状磁芯的长度是能量接收线圈长度的2倍，使得无线电能传输更加高效、稳定。
[0037]可选地，在本实施例中，能量发射线圈与能量接收线圈的长度相等，能量发射线圈与能量接收线圈之间的传输距离与能量发射线圈或能量接收线圈的长度之比的范围为0.5至1，大大提高功率传输效率，使得无线电能传输更加高效、稳定。
[0038]可选地，在本实施例中，发射端长棒状磁芯和接收端长棒状磁芯均采用PC95类型的铁氧体。
[0039]现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁偶极子线圈多向无线电能传输系统，其特征在于，包括：能量发射机构和能量接收机构；所述能量发射机构包括能量发射线圈和发射端长棒状磁芯，所述能量发射线圈绕制在所述发射端长棒状磁芯外表面；所述能量接收机构包括能量接收线圈和接收端长棒状磁芯，所述能量接收线圈绕制在所述接收端长棒状磁芯外表面；所述能量发射线圈与所述能量接收线圈相互耦合实现无线传能。2.根据权利要求1所述的磁偶极子线圈多向无线电能传输系统，其特征在于，所述能量发射线圈绕制在所述发射端长棒状磁芯中间段的外表面；所述能量接收线圈绕制在所述接收端长棒状磁芯中间段的外表面。3.根据权利要求1或2所述的磁偶极子线圈多向无线电能传输系统，其特征在于，所述发射端长棒状磁芯和所述接收端长棒状磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆胜，官国飞，王成亮，宋庆武，李春鹏，徐妍，蒋峰，王智慧，左志平，李小飞，
申请(专利权)人：重庆华创智能科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：