應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心t型供電軌道及含有該供電軌道的軌道設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于無線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道。
【背景技術(shù)】
[0002]目前電動(dòng)汽車發(fā)展中存在兩大瓶頸問題，一個(gè)是車上的電池問題，從近期的技術(shù)角度看，存在體積、重量、價(jià)格、材料、安全、充電速度、壽命等多方面問題，此外電池的生產(chǎn)過程屬于高污染、耗費(fèi)資源、破壞生態(tài)環(huán)境的過程，這些特點(diǎn)給電動(dòng)汽車的產(chǎn)業(yè)化帶來困難；另一個(gè)是地面上的充電基礎(chǔ)設(shè)施問題，一方面，由于充電時(shí)間長，需要大量的充電或換電設(shè)施，給市政建設(shè)帶來很大困難，這些設(shè)施需要占用大量的地面面積，且不利于統(tǒng)一管理，運(yùn)營維護(hù)成本高，另一方面，電動(dòng)汽車需要頻繁的停車充電，給車輛使用者帶來極大的不便，且續(xù)駛里程短造成了無法長途旅行。而電動(dòng)汽車無線供電技術(shù)剛好解決了這兩大瓶頸問題。
[0003]電動(dòng)汽車動(dòng)、靜態(tài)無線供電系統(tǒng)可以使電動(dòng)汽車無論在停車場(chǎng)、停車位、等紅燈以及在公路上行駛過程中，均可以實(shí)時(shí)供電或者為電池補(bǔ)充電能。該技術(shù)不僅可以大幅度甚至無限制的提高車輛的續(xù)駛里程，而且車載動(dòng)力電池的數(shù)量也可以大幅度降低，變?yōu)樵瓉碛昧康膸追种唬孛嫔蠈⒉辉儆谐潆娬?、換電站。所有供電設(shè)施均在地面以下。而且駕駛員不需要再考慮充電問題，電能問題均由地面下的供電網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)解決。而在實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車無線供電中，無線電能傳輸結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)的性能及建設(shè)成本起到極其重要的作用，這些性能包括供電效率、最大傳輸能力、空氣間隔、側(cè)移能力、耐久度、電磁輻射強(qiáng)度、對(duì)環(huán)境影響程度等等多個(gè)方面。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型是為了達(dá)到在實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車無線供電中，提高系統(tǒng)的性能的目的，現(xiàn)提供應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道及含有該供電軌道的軌道設(shè)備。
[0005]應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道，它包括:至少2個(gè)磁極1、供電線纜2和磁芯3 ；
[0006]磁極I為橫截面為矩形的空心塊體，且矩形頂邊的兩端同時(shí)向外伸出；
[0007]磁芯3為條狀，所有磁極I的底部均固定在磁芯3上，所有磁極I均沿磁芯3的長度方向依次排列，且相鄰兩個(gè)磁極I之間的距離均相等；
[0008]磁極I的底部寬度等于磁芯3的寬度；
[0009]供電線纜2分為左側(cè)線纜和右側(cè)線纜，左側(cè)線纜呈正弦波的形式纏繞在所有磁極I上，右側(cè)線纜與左側(cè)線纜呈鏡像對(duì)稱的形式纏繞在所有磁極I上，且左側(cè)線纜和右側(cè)線纜在軌道的一端相連。
[0010]磁極I為鐵氧體磁極。
[0011]磁芯3為鐵氧體磁芯。
[0012]供電線纜2的匝數(shù)至少為I匝。
[0013]含有上述應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道的軌道設(shè)備，它包括:多段應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道，每段供電軌道成一條直線、首尾相接鋪設(shè)，每段供電軌道均通過軌道控制系統(tǒng)控制其開通或關(guān)斷。
[0014]本來實(shí)用新型所述的用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道，經(jīng)過綜合考量其具備電能傳輸性能好、制造成本低、施工難度小、輻射水平低等特點(diǎn)。在相同的磁芯用料下，同現(xiàn)有的其他類型的供電軌道相比，采用空心T型供電軌道結(jié)構(gòu)，供電線纜與接收線圈間的耦合系數(shù)更高；磁場(chǎng)泄露極小，電磁兼容性好；空心T型供電軌道寬度非常窄，極大的節(jié)約了供電軌道制作所需原材料，同時(shí)極大降低了施工難度。適用實(shí)現(xiàn)于對(duì)電動(dòng)汽車無線供電領(lǐng)域。
[0015]含有用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道的軌道設(shè)備通過將多段獨(dú)立開關(guān)控制的空心T型供電軌道依次鋪設(shè)，配合相應(yīng)的控制系統(tǒng)，可以組成長距離的供電軌道。
【附圖說明】
[0016]圖1為應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道的主視圖；
[0018]圖3為圖2的俯視圖；
[0019]圖4為應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道的側(cè)視圖；
[0020]圖5為應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道與二相四線圈接收裝置傳能時(shí)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖6為應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道與二相四線圈接收裝置傳能時(shí)的主視圖，圖中虛線表示磁場(chǎng)方向；
[0022]圖7為圖6的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]【具體實(shí)施方式】一:參照?qǐng)D1至圖4具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道，它包括:至少2個(gè)磁極1、供電線纜2和磁芯3 ;
[0024]磁極I為橫截面為矩形的空心塊體，且矩形頂邊的兩端同時(shí)向外伸出；
[0025]磁芯3為條狀，所有磁極I的底部均固定在磁芯3上，所有磁極I均沿磁芯3的長度方向依次排列，且相鄰兩個(gè)磁極I之間的距離均相等；
[0026]磁極I的底部寬度等于磁芯3的寬度；
[0027]供電線纜2分為左側(cè)線纜和右側(cè)線纜，左側(cè)線纜呈正弦波的形式纏繞在所有磁極I上，右側(cè)線纜與左側(cè)線纜呈鏡像對(duì)稱的形式纏繞在所有磁極I上，且左側(cè)線纜和右側(cè)線纜在軌道的一端相連。
[0028]本實(shí)施方式所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道，磁極I為橫截面為矩形的空心塊體，且矩形頂邊的兩端同時(shí)向外伸出，能夠近似地看做為空心的“T”字形，因此命名為空心T型供電軌道。
[0029]供電線纜在磁極上交叉繞制，構(gòu)成電流回路，兩側(cè)線纜均呈正弦波的形式纏繞在所有磁極I上，即:波峰位于一個(gè)磁極I的一側(cè)，與該波峰相鄰的波谷位于該磁極相鄰磁極的另一側(cè)。
[0030]本實(shí)施方式所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道工作時(shí)，交變的電流通過供電線纜在磁極上產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，相鄰的磁極上磁場(chǎng)方向相反，磁極兩側(cè)線纜中電流大小相等，方向相反，通過線纜在磁極上交叉繞制的方式，使得相鄰磁極上磁場(chǎng)方向相反，供電軌道上方的磁束集中性好，軌道上，磁場(chǎng)方向如圖6所示。通過磁場(chǎng)耦合實(shí)現(xiàn)電能的無線傳輸。供電線纜的匝數(shù)根據(jù)導(dǎo)線允許通過的最大電流以及所需最大傳輸功率確定。實(shí)際應(yīng)用時(shí)在滿足系統(tǒng)尺寸要求下，供電軌道的高度盡可能的小。
[0031]本實(shí)用新型所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道配合二相四線圈接收裝置進(jìn)行傳能時(shí)，如圖5-6所示，交變的電流通過供電線纜產(chǎn)生交變的磁場(chǎng)，在鐵氧體磁芯的約束下，使磁束盡可能的限制在軌道上方，同時(shí)減小軌道下方的漏磁，此時(shí)若軌道上方存在電能接收單元，在磁場(chǎng)親合作用下便能在接收單元上感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，通過合理的參數(shù)配置可以實(shí)現(xiàn)電能的高效無線傳輸。
[0032]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，磁極I為鐵氧體磁極。
[0033]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，磁芯3為鐵氧體磁芯。
[0034]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式是對(duì)【具體實(shí)施方式】一所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，供電線纜2的匝數(shù)至少為I匝。
[0035]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式所述的含有【具體實(shí)施方式】一所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道的軌道設(shè)備，它包括:多段應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道，每段供電軌道成一條直線、首尾相接鋪設(shè)，每段供電軌道均通過軌道控制系統(tǒng)控制其開通或關(guān)斷。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道，其特征在于，它包括:至少2個(gè)磁極(I)、供電線纜⑵和磁芯⑶； 磁極(I)為橫截面為矩形的空心塊體，且矩形頂邊的兩端同時(shí)向外伸出； 磁芯(3)為條狀，所有磁極(I)的底部均固定在磁芯(3)上，所有磁極(I)均沿磁芯(3)的長度方向依次排列，且相鄰兩個(gè)磁極(I)之間的距離均相等； 磁極(I)的底部寬度等于磁芯(3)的寬度； 供電線纜(2)分為左側(cè)線纜和右側(cè)線纜，左側(cè)線纜呈正弦波的形式纏繞在所有磁極(I)上，右側(cè)線纜與左側(cè)線纜呈鏡像對(duì)稱的形式纏繞在所有磁極(I)上，且左側(cè)線纜和右側(cè)線纜在軌道的一端相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道，其特征在于，磁極(I)為鐵氧體磁極。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道，其特征在于，磁芯(3)為鐵氧體磁芯。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道，其特征在于，供電線纜(2)的匝數(shù)至少為I匝。5.含有權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道的軌道設(shè)備，其特征在于，它包括:多段應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道，每段供電軌道成一條直線、首尾相接鋪設(shè)，每段供電軌道均通過軌道控制系統(tǒng)控制其開通或關(guān)斷。
【專利摘要】應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道及含有該供電軌道的軌道設(shè)備，屬于無線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域。它是為了達(dá)到在實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車無線供電中，提高系統(tǒng)的性能的目的。本實(shí)用新型所述的應(yīng)用于電動(dòng)汽車無線供電的空心T型供電軌道，磁極為橫截面為矩形的空心塊體，且矩形頂邊的兩端同時(shí)向外伸出；所有磁極的底部均固定在磁芯上，所有磁極均沿磁芯的長度方向依次排列，且相鄰兩個(gè)磁極之間的距離均相等；磁極的底部寬度等于磁芯的寬度；供電線纜分為左側(cè)線纜和右側(cè)線纜，左側(cè)線纜呈正弦波的形式纏繞在所有磁極上，右側(cè)線纜與左側(cè)線纜呈鏡像對(duì)稱的形式纏繞在所有磁極上，且左側(cè)線纜和右側(cè)線纜在軌道的一端相連。適用實(shí)現(xiàn)于對(duì)電動(dòng)汽車無線供電領(lǐng)域。
【IPC分類】H01F27/30, H02J17/00
【公開號(hào)】CN204858763
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520683896
【發(fā)明人】朱春波, 魏國, 汪超, 姜金海
【申請(qǐng)人】哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月6日