水冷式無線能量拾取裝置
1.本發明涉及無線能量傳輸技術，具體地說，涉及一種水冷式無線能量拾取裝置。
背景技術：
2.無線電能傳輸(wireless power transmission，wpt)又稱無線電力傳輸，非接觸電能傳輸，是通過發射器將電能轉換為其他形式的中繼能量(如電磁場能、激光、微波及機械波等)，隔空傳輸一段距離后，在通過接收器將中繼能量轉換為電能，實現無線電能傳輸。
3.根據能量傳輸過程中中繼能量形式的不同，無線電能傳輸可分為:磁(場) 耦合式、電(場)耦合式、電磁輻射式(如太陽輻射)、機械波耦合式(超聲)。其中，磁耦合式是目前(21世紀初)研究最為火熱的一種無線電能傳輸方式，也就是將高頻電源加載到發射線圈，使發射線圈在電源激勵下產生高頻磁場，接收線圈在此高頻磁場作用下，耦合產生電流，實現無線電能傳輸。
4.在無線能量傳輸過程中，當系統持續工作時，由于金屬導體的電阻率有正的溫度系數，溫度升高的同時耦合線圈的電阻隨之增大，同時過高的溫度還會導致電路器件的性能下降，超過其極限時會發生擊穿、短路、斷路等器件損壞性事故，嚴重影響無線能量傳輸系統的安全穩定運行。因此針對上述問題，提出一種優化的裝置顯得頗有意義。
技術實現要素：
5.為了解決上述技術問題，本發明提供一種水冷式無線能量拾取裝置，在無線電能持續傳輸的過程中，利用外部冷卻液循環同時對無線能量拾取線圈及無線能量拾取電路降溫，以確保系統穩定運行，提高無線供電效率，從而解決背景技術中所闡述的技術問題。
6.為實現上述目的，本發明所采用的具體技術方案如下：
7.一種水冷式無線能量拾取裝置，其關鍵在于：包括導磁材料構成的底殼，設置于所述底殼中的無線能量拾取線圈，鋪設在所述無線能量拾取線圈上方的磁芯，設置于所述磁芯上方的金屬散熱件，設置于所述金屬散熱件上的無線能量拾取電路，以及殼蓋，所述無線能量拾取電路與所述無線能量拾取線圈電性連接，在所述金屬散熱件的內部設置有水冷通道。
8.更進一步地，所述金屬散熱件包括金屬殼體，所述金屬殼體的下表面為平面且作為金屬屏蔽板，所述金屬殼體中的水冷通道采用迂回式設置，其進液口和出液口位于所述金屬殼體的一側。
9.更進一步地，所述水冷通道按照所述無線能量拾取電路中的二極管、電容pcb板和功率管的位置依次對應設置有第一迂回區域、第二迂回區域和第三迂回區域，所述無線能量拾取電路中的四個二極管緊貼在所述第一迂回區域所對應的金屬殼體上，所述無線能量拾取電路中的電容pcb板緊貼在所述第二迂回區域所對應的金屬殼體上，所述無線能量拾取電路中的多個功率管緊貼在所述第二迂回區域所對應的金屬殼體上。
10.更進一步地，所述無線能量拾取線圈為平面線圈，且繞制在所述底殼內部的底壁
上。
11.更進一步地，所述磁芯為多塊矩形磁片沿同一平面拼接而成。
12.更進一步地，在所述無線能量拾取線圈與所述磁芯間設置有第一絕緣導熱板。
13.更進一步地，在所述磁芯與所述金屬散熱件之間還設置有第二絕緣導熱板第二絕緣導熱板。
14.更進一步地，在所述殼蓋與所述無線能量拾取電路之間還設置有蓋板絕緣膜。
15.更進一步地，所述底殼中央設置有第一連接座，所述無線能量拾取電路上設置有與第一連接座配合的第二連接座，在所述第一絕緣導熱板、所述磁芯、所述第二絕緣導熱板和所述金屬散熱件上均對應所述第二連接座開設有避讓口。
16.更進一步地，在所述金屬散熱件上還設置有能量傳輸通道接口和信號傳輸通道接口。
17.本發明的顯著效果是：
18.1、將循環流動的冷卻液通過水冷通道引入到金屬散熱件中，使得冷卻液帶走無線能量拾取線圈和無線能量拾取電路的熱量，降低電路器件的溫度以減少能量損耗，使得無線電能傳輸更加高效。
19.2.通過控制水冷通道中冷卻液的流速能夠控制電路器件的溫度，以確保拾取裝置穩定工作，避免其在進行大功率電能傳輸作業時過載，從而降低電路器件擊穿、短路、斷路等損壞性事故風險，有利于提升裝置的使用壽命。
附圖說明
20.下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：
21.圖1為實施例一的立體圖；
22.圖2為實施例一的爆炸圖；
23.圖3為實施例一的俯視圖；
24.圖4為實施例一在a-a方向上的剖視圖；；
25.圖5為電路器件相對水冷通道的分布圖；
26.圖中標注：1-底殼、2-無線能量拾取線圈、3-磁芯、4-金屬散熱件、5
??
無線能量拾取電路、6-殼蓋、7-底殼、8-水冷通道、9-二極管、10-功率管、11-電容pcb、12-進液口、13-出液口、14-矩形磁片、15-第一絕緣導熱板、 16-第二絕緣導熱板、17-蓋板絕緣膜、18-第一連接座、19-第二連接座、20
??
透氣閥。
具體實施方式
27.下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
28.在本發明的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限
制。此外，在本發明的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
29.圖1至圖4示出了本發明的第一種實施例：一種水冷式無線能量拾取裝置，包括導磁材料構成的底殼71，設置于所述底殼71中的無線能量拾取線圈2，鋪設在所述無線能量拾取線圈2上方的磁芯3，設置于所述磁芯3上方的金屬散熱件4，設置于所述金屬散熱件4上的無線能量拾取電路5，以及殼蓋6，所述無線能量拾取電路5與所述無線能量拾取線圈2電性連接，在所述金屬散熱件4的內部設置有水冷通道8。
30.如圖5所示，具體實施時，為了使確保無線電能定向傳輸，金屬散熱件4 包括金屬殼體，所述金屬殼體的下表面為平面且作為金屬屏蔽板；為了延長冷卻液對易發熱電路器件的作用時間，以獲得更好的散熱降溫效果，所述金屬殼體中的水冷通道8采用迂回式設置，其進液口12和出液口13位于所述金屬殼體的一側。作為優選，所述水冷通道8按照所述無線能量拾取電路5中的二極管9、電容pcb11板和功率管10的位置依次對應設置有第一迂回區域、第二迂回區域和第三迂回區域，所述無線能量拾取電路5中的四個二極管9緊貼在所述第一迂回區域所對應的金屬殼體上，所述無線能量拾取電路5中的電容 pcb11板緊貼在所述第二迂回區域所對應的金屬殼體上，所述無線能量拾取電路5中的多個功率管10緊貼在所述第二迂回區域所對應的金屬殼體上。更進一步地，所述金屬殼體的四周向上凸起形成與底殼1側壁配合的側邊21，所述殼蓋6設置在所述側邊21上。具體的，在所述殼蓋6上開設有第一定位孔，在所述金屬殼體的側邊21上開設有第二定位孔，在所述底殼1的側壁上開設有第三定位孔，且所述殼蓋6、所述金屬殼體和所述底殼1通過螺栓連接固定。優選地，為了更好的適應無線能量拾取電路5中各電器元件的凸起，在所述金屬殼體的上表面適應性設置有凹槽22。
31.從圖2和圖4可以看出，為了增大無線能量拾取線圈2散熱面積，從而提高散熱效果，所述無線能量拾取線圈2為平面線圈，且繞制在所述底殼71內部的底壁上。同理，為了使磁性與無線能量拾取線圈2的尺寸相適應，以在增大功率的同時提升導熱效果，所述磁芯3為多塊矩形磁片14沿同一平面拼接而成。
32.如圖1和圖3所示，為了避免熱量囤積于裝置中造成裝置內壓力過大，在所述底殼71的殼壁上還設置透氣閥20。
33.從圖2可以看出，具體應用場景下，在所述無線能量拾取線圈2與所述磁芯3間設置有第一絕緣導熱板15。在所述磁芯3與所述金屬散熱件4之間還設置有第二絕緣導熱板16第二絕緣導熱板16。采用導熱絕緣材料構成的第一絕緣導熱板15和第二絕緣導熱板16一方面能夠避免無線能量傳輸線圈和無線能量傳輸電路周邊的部件帶電，從而降低安全隱患，另一方面能夠確保熱量通過第一絕緣導熱板15和第二絕緣導熱板16傳遞到金屬散熱件4上，再由水冷通道8中流通的冷卻液將熱量帶走，以達到為電路器件高效降溫的技術效果。作為優選，為了避免殼蓋6帶電，在所述無線能量拾取電路5與所述殼蓋6 之間還設置有蓋板絕緣膜17。
34.如圖2所示，為了方便各部件的裝配，所述底殼71中央設置有第一連接座18，所述無線能量拾取電路5上設置有與第一連接座18配合的第二連接座 19，在所述第一絕緣導熱板15、所述磁芯3、所述第二絕緣導熱板16和所述金屬散熱件4上均對應所述第二連接座19開設有避讓口。具體地，在所述金屬散熱件上還設置有能量傳輸通道接口和信號傳輸通道接口。
35.綜上所述，將循環流動的冷卻液通過水冷通道8引入到金屬散熱件4中，使得冷卻液帶走無線能量拾取線圈2和無線能量拾取電路5的熱量，降低電路器件的溫度以減少能量損耗，使得無線電能傳輸更加高效。通過控制水冷通道 8中冷卻液的流速能夠控制電路器件的溫度，以確保拾取裝置穩定工作，避免其在進行大功率電能傳輸作業時過載，從而降低電路器件擊穿、短路、斷路等損壞性事故風險，有利于提升裝置的使用壽命。
36.最后需要說明的是，以上所揭露的技術方案僅為本發明一種較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例的全部或部分流程，并依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬于發明所涵蓋的范圍。
