一种无线充电接收端结构的制作方法

1.本实用新型属于电动汽车无线充电技术领域，特别是一种无线充电接收端结构。


背景技术：

2.随着我国近年来在电动汽车领域的高速发展，如何实现电动汽车的安全、便捷和快速的充电意义重大。电动汽车充电的传统方案是通过充电桩从电网直接获取电能，然而电动汽车进行有线充电时，充电插座或者电缆线通常有裸露在外的部分，在大功率充电时，容易产生电火花和电弧，存在重大安全隐患；同时传统的有线充电需要用户进行手动操作，人为的疏忽和充电插座的频繁插拔产生的硬件磨损均容易造成接触不良的现象，导致发生大功率环境下的人身安全事件。
3.为解决以上问题，通常采用近距离无线输电技术来实现电动汽车无线充电。电动汽车无线充电技术，通常是在电动汽车底盘安装一个接收端，并通过安装在地面或地下的发射端产生的磁场来产生感应电流，经整流成直流后向电动汽车电池充电，然而由于接收端与发射端的距离较大，耦合系数较低，为了提高充电效率，无线充电发射端与接收端均装有大量磁芯，磁芯属于易碎品，发射端位置固定，磁芯碎裂风险小，而安装在车上的接收端，受到各种惯性，振动的作用，其磁芯碎裂的风险加大，因此，如何提高接收端的磁芯结构强度，是亟需解决的一个问题。
4.因此，如何设计一种无线充电接收端结构，能够提高接收端的磁芯结构强度，是业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.针对现有技术中，无线充电接收端的磁芯结构强度不高的问题，本实用新型提出了一种无线充电接收端结构。
6.本实用新型的技术方案为，提出了一种无线充电接收端结构，包括用于产生感应电流的线圈绕组、安装所述线圈绕组的底盘、与所述底盘配合共同封装所述线圈绕组的金属外壳、以及设于所述线圈绕组与所述金属外壳之间用于增强磁感应能力的平铺磁芯，所述平铺磁芯朝向金属外壳的一面还设有至少一条凸起的加强筋。
7.进一步，所述平铺磁芯由多个相互贴合的块状磁芯相互拼接构成，所述加强筋设于所述块状磁芯上，且每条所述加器筋的宽度为所述块状磁芯宽度的5%~30%，每条所述加强筋的长度为所述块状磁芯长度的60%~100%。
8.进一步，所述平铺磁芯上设有用于走线的缺口，所述加强筋避开所述缺口设置。
9.进一步，还包括开设于所述平铺磁芯上的至少一个通孔，所述金属外壳与所述底盘通过所述通孔螺钉固定。
10.进一步，还包括设于所述金属外壳或所述底盘上的螺孔，当所述螺孔开设于所述金属外壳上时，所述螺钉自底盘依次穿过所述通孔和螺孔至所述金属外壳设置；当所述螺孔开设于所述底盘上时，所述螺钉自金属外壳依次穿过所述通孔和螺孔至所述底盘设置。
11.进一步，所述块状磁芯的个数为偶数，所述通孔设于所述平铺磁芯中心四个块状磁芯的连接处。
12.进一步，所述通孔由四个角度为90度的扇形通孔拼接形成，所述平铺磁芯中心四个块状磁芯的连接处均设有一个所述扇形通孔。
13.进一步，还包括设于所述平铺磁芯与所述金属外壳之间的导热胶，所述导热胶分别连接所述平铺磁芯与金属外壳，并用于通过所述金属外壳向外部散热。
14.进一步，所述底盘上设有容纳所述线圈绕组放置的走线槽，所述走线槽的形状与所述线圈绕组向匹配，使每圈所述线圈绕组均置于所述走线槽内。
15.进一步，所述金属外壳为铝制外壳。
16.与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：
17.1、通过在平铺磁芯上设置加强筋，使平铺磁芯的表面从平面变为含有凸起的截面，使其抵抗应力的能力增加，增强了结构强度。
18.2、加强筋还增大了平铺磁芯的面积，使磁芯内部的磁通减少，磁损降低，且凸起的加强筋会使导热胶的粘接更牢固，散热效果更好。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为现有技术中无线充电接收端的结构示意图；
21.图2为本实用新型无线充电接收端的结构示意图；
22.图3为本实用新型无线充电接收端磁芯开口的结构示意图；
23.图4、图5为本实用新型开孔位置的整体剖面图；
24.图6为平铺磁芯开孔后的示意图；
25.其中，1为底盘、11为走线槽、2为线圈绕组、3为平铺磁芯、31为凸起的加强筋、32为缺口、33为通孔、4为金属外壳，5为螺钉。
具体实施方式
26.在本实用新型中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为 指示或暗示相对重要性:术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”连接”“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.本实用新型的描述中,需要理解的是，术语“上”“下”“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向，以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本实用新型的限制。
28.在本说明书的描述中,术语“一个实施例”“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
29.下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。
30.电动汽车无线充电技术，通常是在电动汽车底盘安装一个接收端，并通过安装在地面或地下的发射端产生的磁场来产生感应电流，经整流成直流后向电动汽车电池充电。其无线充电接收端中装有大量磁芯，而磁芯属于易碎品，由于受到各种惯性、振动的作用，磁芯碎裂的风险加大。本实用新型的思路在于，通过在磁芯上增设凸起的加强筋，从而增强其抵抗应力的能力，增强结构强度。
31.请参见图2，本实用新型提出的无线充电接收端结构包括：底盘1、线圈绕组2、平铺磁芯3和金属外壳4，其中，底盘1设置在无线充电接收端结构的最底端，用于固定线圈绕组2和起到支撑作用，为确保磁场的能量传输，其一般采用塑料材料；线圈绕组2安装于底盘1上，并通过底盘1上的走线槽11固定，能够与磁场作用产生交变的电流，该交变的电流经过整流后可以提供给汽车的高压电池进行充电；平铺磁芯3设于线圈绕组2的上方，并覆盖线圈绕组2，用于降低接收端与发射端之间的磁阻，能够让发射端产生的磁通更多的集中到与接收端的磁通耦合路径上，增大耦合系统，并提高传输能力；金属外壳4设于装置的最顶端，其与底盘1拼装在一起，形成无线充电接收端的壳体，并将线圈绕组2和平铺磁芯3置于壳体内部，其一般采用金属材料，本实用新型中优选采用铝制材料。由于发射端与接收端之间的距离一般较远，耦合路径较长，通常会产生较大的漏磁，本实用新型中通过金属外壳4的设置，能够吸收漏磁，避免其对接收端上方的工作电路产生影响。
32.进一步的，在平铺磁芯3朝向金属壳体4的一面上设置有凸起的加强筋31，加强筋31整体成条状，通过加强筋31的设置，使平铺磁芯3的上表面从平面变为了含有凸起的截面，其抵抗应力的能力增加，增强了结构强度，使平铺磁芯3在车辆行驶过程中受惯性、冲击、振动等影响下不易碎裂。
33.请参见图2及图6，平铺磁芯3由多个相互贴合的块状磁芯相互拼接构成，加强筋31设置在每个块状磁芯上，且各块状磁芯上加强筋31的数量不受限制，其数量可以为1、2、3
···
n条。其中，每条加强筋31的宽度为块状磁芯宽度的5%~30%、长度为块状磁芯长度的60%~100%，若块状磁芯为正方形，则每条加强筋31的宽度为其边长的5%~30%、长度为块状磁芯长度的60%~100%，在该设置条件下，平铺磁芯3抵抗应力的效果最佳，结构强度最好。
34.进一步的，在平铺磁芯3上还开设有用于走线的缺口32，加强筋31的设置避开平铺磁芯3上的缺口32设置。具体的，加强筋31可以适配缺口处的磁芯修改尺寸，在磁芯的开孔、缺口处适配调整加强筋31的尺寸，能够防止干涉。
35.请参见图3及图6，为提高无线充电接收端整体的结构强度，在平铺磁芯3上还开设有用于螺钉固定的通孔33，通过该通孔33可以实现金属外壳4与底盘1之间的螺钉固定。具体的，在金属外壳4或底盘1上设有螺孔，通过螺钉从另一侧打入，依次穿过通孔33和螺孔实现金属外壳4与底盘1的固定。
36.请参见图4，当螺孔设于金属外壳4上时，螺钉5自底盘1朝向金属外壳4设置，其依
次通过平铺磁芯3上的通孔33和金属外壳4上的螺孔实现金属外壳4与底盘1的固定；
37.请参见图5，当螺孔设于底盘1上时，螺钉自金属外壳4朝向底盘1设置，其依次通过平铺磁芯3上的通孔33和底盘1上的螺孔实现底盘1与金属外壳4的固定。需要说明的是，在底盘1与金属外壳4之间还设有线圈绕组2，而线圈绕组2的中间一般不做绕制，通孔33设于平铺磁芯3的中心处，其刚好与线圈绕组2的中间部分对齐，因此在螺钉打孔时，可以直接穿过线圈绕组2，不用再对线圈绕组2做额外的设计。
38.本实用新型中，通过螺钉固定方式，能够实现金属外壳4与底盘1之间的良好固定，进一步提升了装置整体结构强度。
39.进一步的，通孔33开设于平铺磁芯3的中间，当块状磁芯的个数为奇数时，其开设于构成平铺磁芯3最中央的一个块状磁芯上，此时通孔能够位于平铺磁芯3的重心处，使得最终在进行螺钉固定时，能够保证螺钉安装于装置整体的重心处，整个装置四周的受力平衡，提高装置整体的稳定性。
40.请参见图6，在本实用新型一实施例中，块状磁芯的个数为偶数，此时通孔33设置于平铺磁芯3最中央的四个块状磁芯的连接处，该连接处也为平铺磁芯3的重心，将通孔设置在该连接处后，在进行螺钉固定时，能够保证平铺磁芯3四周的受力平衡，提高装置整体的稳定性。
41.具体的，其设置方式为，在中间4个块状磁芯的相互连接处分别给4个块状磁芯进行开孔，每个块状磁芯在其顶角处开设一个90度的扇形通孔，并将4个块状磁芯的扇形通孔合并组成通孔33，4个90度的扇形通孔刚好可以组成一个圆形的通孔，使其供螺钉的杆部穿过。
42.需要说明的是，该设置方法只针对平铺磁芯3上块状磁芯的个数为偶数时，当块状磁芯的个数为奇数时，平铺磁芯3的重心将会位于其正中央的一个块状磁芯上，此时只用在该块状磁芯上开孔即可。
43.进一步，在金属外壳4与平铺磁芯3之间填充有导热胶，由于无线充电接收端在进行工作时会产生热量，如果热量过高容易烧坏器件，故在平铺磁芯3与金属外壳4之间填充有导热胶，并通过导热胶分别连接金属外壳4和平铺磁芯3，由于金属外壳4为无线充电接收端壳体的一部分，其与外部相互连接，因此导热胶能够通过金属外壳4将热量散发出去，避免器件的损坏。
44.在无线充电接收端工作时，由于导热胶的热胀冷缩，容易造成导热胶与金属外壳4或平铺磁芯3的连接不牢固，从而松开与平铺磁芯3和金属外壳4之间的连接，从而导致散热效果不佳，为解决上述问题，本实用新型中采用粘性强的导热胶，如聚氨酯胶等材料，能够增强导热胶与平铺磁芯3和金属外壳4之间的粘结效果。
45.其中，本实用新型由于在平铺磁芯3上开设有凸起的加强筋31，其增大了平铺磁芯3与导热胶之间的接触面积，可以在一定程度上提高平铺磁芯3与导热胶之间的连接牢固性，提升散热效果。优选的，还可以在金属外壳4上开设条纹状的凸起，通过条纹状的凸起可以增大金属外壳4与导热胶的接触面积，提高金属外壳4与导热胶之间的连接牢固性，提高散热效果。
46.进一步，在底盘1上还设有容纳线圈绕组2放置的走线槽11，其用于更好的安装线圈绕组2，以保证线圈绕组2的稳定性，走线槽11的形状与线圈绕组2的形状相匹配，线圈绕
组2由至少一根利兹线绕制而成，整体呈涡流形，走线槽11的形状也呈涡流形，使得每一圈线圈绕组2均能置于走线槽11内，起到良好的固定效果，避免线圈绕组发生偏移影响感应电流的产生。
47.与现有技术相比，本实用新型通过在平铺磁芯3上设置凸起的加强筋31，使平铺磁芯3的表面从平面变为带有凸起的截面，其抵抗应力的能力增加，增强了结构强度，使平铺磁芯3在车辆行驶过程中受惯性、冲击、振动等影响下不易碎裂。同时凸起的加强筋31相当于增大了平铺磁芯3的面积，使平铺磁芯3内部的磁通减少，磁损降低，且其含凸起的结构会使导热胶粘接的更牢固，散热效果更好。
48.上述实施例仅用于说明本实用新型的具体实施方式，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和变化，这些变形和变化都应属于本实用新型的保护范围。