本發(fā)明涉及無線電能傳輸技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種無線充電線圈組件及使用該組件的電能傳輸系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，無線充電系統(tǒng)的效率和功率不斷提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大。無線充電，目前主要的一個應(yīng)用是電動汽車領(lǐng)域。由于電池技術(shù)瓶頸，相比較于內(nèi)燃機(jī)汽車，電動汽車存在續(xù)航時間短、成本高昂等短期內(nèi)無法解決的問題。利用無線充電技術(shù)可以避開電池的技術(shù)問題。通過在地下鋪設(shè)發(fā)射線圈，電動汽車底盤固定接收線圈，電動汽車在停車場或者在道路上行駛時便可以實現(xiàn)充電。

無線電能傳輸目前采用的主流方法是將能量通過一對耦合的線圈進(jìn)行傳輸。目前常見的線圈結(jié)構(gòu)有圓形線圈、矩形線圈、螺線管型線圈等等。普通結(jié)構(gòu)的線圈漏感較大、耦合系數(shù)較低，因而傳輸效率較低。普通結(jié)構(gòu)的線圈發(fā)射端和接收端一般只有一個線圈，如果相應(yīng)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有兩個電感或多個電感的話，需要額外制作電感，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。此外，由于電動汽車在充電的過程中，汽車底盤上的接收線圈與鋪在地下的發(fā)射線圈不容易對齊，容易發(fā)生偏移。這種情況下普通結(jié)構(gòu)的線圈傳輸效率會進(jìn)一步降低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明目的在于提供一種在增大兩側(cè)線圈耦合系數(shù)的同時，可以適用于多電感的電路拓?fù)渲?，提高線圈的集成度，應(yīng)用于電動汽車無線充電時，能夠更好的適應(yīng)兩側(cè)線圈發(fā)生偏移的情況，從而可以提高傳輸效率的無線充電線圈組件及使用該組件的電能傳輸系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種無線充電線圈組件，包括：第一無線充電圈單元及第二無線充電圈單元；其中所述第一無線充電圈單元包括初級側(cè)主線圈和初級側(cè)副線圈，所述初級側(cè)副線圈與所述初級側(cè)主線圈串聯(lián)；所述第二無線充電圈單元包括次級側(cè)主線圈和次級側(cè)副線圈，所述次級側(cè)副線圈與所述次級側(cè)主線圈串聯(lián)；所述第一無線充電圈單元與所述第二無線充電圈單元對稱設(shè)置。

優(yōu)選地，所述初級側(cè)主線圈、所述初級側(cè)副線圈、所述次級側(cè)主線圈及所述次級側(cè)副線圈為雙矩形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述初級側(cè)主線圈及所述次級側(cè)主線圈的左右兩個矩形線圈按照形串聯(lián)。

優(yōu)選地，所述初級側(cè)副線圈和所述次級側(cè)副線圈的左右兩個矩形線圈按照形串聯(lián)。

優(yōu)選地，所述初級側(cè)副線圈位于所述初級側(cè)主線圈的正中央，所述初級側(cè)副線圈的側(cè)邊分別與所述初級側(cè)主線圈的側(cè)邊平行。

優(yōu)選地，所述次級側(cè)副線圈位于所述次級側(cè)主線圈的正中央，所述次級側(cè)副線圈的側(cè)邊分別與所述次級側(cè)主線圈的側(cè)邊平行。

一種電能傳輸系統(tǒng)，包括原邊電路及副邊電路；所述原邊電路包括直流電源、直流到交流變換器、初級側(cè)副線圈、初級側(cè)補(bǔ)償電容及初級側(cè)主線圈；所述副邊電路包括次級側(cè)主線圈、次級側(cè)補(bǔ)償電容、次級側(cè)副線圈、整流濾波裝置及負(fù)載。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：初級側(cè)主線圈和次級側(cè)主線圈采用了按照形串聯(lián)的雙矩形結(jié)構(gòu)。由于雙矩形結(jié)構(gòu)的線圈磁場耦合程度較大，因而耦合系數(shù)較大，有效提高了線圈的傳輸效率。初級側(cè)副線圈和次級側(cè)副線圈采用了按照形串聯(lián)的雙矩形結(jié)構(gòu)。采用這樣的排布方式，可以消除主線圈和副線圈之間的互感，而且初級側(cè)副線圈和次級側(cè)副線圈由于距離較遠(yuǎn)，它們之間的互感可以忽略不計，使得該線圈在多電感諧振電路中使用時在提高線圈集成度的情況下主電感和副電感之間不會相互產(chǎn)生影響。此外，本發(fā)明能夠更好地適應(yīng)汽車在充電過程中發(fā)生偏移的情況。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征目的和優(yōu)點將會變得更明顯。

圖1為本發(fā)明無線充電線圈組件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明電能傳輸系統(tǒng)原理框圖；

圖3為本發(fā)明無線充電線圈組件初級側(cè)主線圈中電流流向示意圖；

圖4為本發(fā)明無線充電線圈組件初級側(cè)副線圈中電流流向示意圖。

圖中：

1-直流電源2-直流到交流變換器3-初級側(cè)副線圈

4-初級側(cè)補(bǔ)償電容5-初級側(cè)主線圈6-次級側(cè)主線圈

7-次級側(cè)補(bǔ)償電容8-次級側(cè)副線圈9-整流濾波裝置

10-負(fù)載

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變化和改進(jìn)。

如圖1～圖4所示，本發(fā)明無線充電線圈組件，包括：初級側(cè)主線圈5、初級側(cè)副線圈3、次級側(cè)主線圈6和次級側(cè)副線圈8。

第一無線充電圈單元(初級側(cè))和第二無線充電圈單元(次級側(cè))關(guān)于與初級側(cè)和次級側(cè)距離相等的面對稱。初級側(cè)副線圈3位于初級側(cè)主線圈5正中央，初級側(cè)副線圈3長寬分別與初級側(cè)主線圈5長寬平行。

初級側(cè)主線圈5、初級側(cè)副線圈3、次級側(cè)主線圈6和次級側(cè)副線圈8由左右兩個矩形線圈串聯(lián)組成雙矩形結(jié)構(gòu)。初級側(cè)主線圈5和次級側(cè)主線圈6左右兩個矩形線圈按照形串聯(lián)，初級側(cè)副線圈3和次級側(cè)副線圈8左右兩個矩形線圈按照形串聯(lián)。采用這樣的排布方式，可以消除主線圈和副線圈之間的互感，而且初級側(cè)副線圈3和次級側(cè)副線圈8由于距離較遠(yuǎn)，它們之間的互感可以忽略不計。

圖2為本發(fā)明提供的一種電能傳輸系統(tǒng)示意圖，包括：直流電源1，直流到交流變換器2，初級側(cè)副線圈3，初級側(cè)補(bǔ)償電容4，初級側(cè)主線圈5、次級側(cè)主線圈6，次級側(cè)補(bǔ)償電容7，次級側(cè)副線圈8、整流濾波裝置9，負(fù)載10。

其中，直流電源1供給直流到交流變換器2穩(wěn)定的電能，直流到交流變換器2將電流轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l交流電傳輸給初級側(cè)lcl拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)，初級側(cè)lcl拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)由初級側(cè)副線圈3、初級側(cè)補(bǔ)償電容4、初級側(cè)主線圈5組成。通過初級側(cè)主線圈5與次級側(cè)主線圈6的磁場耦合次級側(cè)主線圈6中感應(yīng)出高頻交流電，從而電能由初級側(cè)傳輸?shù)搅舜渭墏?cè)，然后電能經(jīng)過由次級側(cè)主線圈6、次級側(cè)補(bǔ)償電容7和次級側(cè)副線圈8組成的次級側(cè)lcl拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)以及整流濾波裝置9傳輸給負(fù)載10。由于組成副線圈和主線圈兩側(cè)矩形特殊的纏繞方式，主線圈和副線圈在集成到一體的情況下之間沒有互感，以及初級側(cè)副線圈和次級側(cè)副線圈之間互感很小，這樣在提高了線圈集成度的情況下并不影響電能的傳輸。

以上對本發(fā)明的具體實施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變化或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相互組合。