汽車無線充電發(fā)射模塊的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭示了一種汽車無線充電發(fā)射模塊，其具有本體部及其內(nèi)集成而設(shè)的發(fā)射線圈部和PCB，其中本體部的內(nèi)腔設(shè)為安裝空間，本體部的頂側(cè)面設(shè)為與外界隔離、對應(yīng)需要進(jìn)行無線充電的便攜式終端機(jī)的安放面，發(fā)射線圈部設(shè)于安裝空間內(nèi)且貼設(shè)于安放面內(nèi)側(cè)，PCB設(shè)于安裝空間內(nèi)且與發(fā)射線圈部的磁場輸出隔離屏蔽。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，通過在本體部的安裝空間內(nèi)所配置的發(fā)射線圈部和PCB的位置合理化設(shè)計(jì)，使得無線充電發(fā)射模塊的體積得以簡化，具有提高汽車內(nèi)部空間利用率的效果。
【專利說明】汽車無線充電發(fā)射模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車無線充電發(fā)射模塊，尤其涉及一種為了在汽車內(nèi)部構(gòu)建無線充電系統(tǒng)，而在安裝無線充電發(fā)射模塊時(shí)，在確保最佳的無線充電區(qū)域的情況下實(shí)現(xiàn)整個(gè)模塊體積的高效設(shè)計(jì)，從而提高駕乘者使用方便性。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著無線通信技術(shù)的發(fā)達(dá)，對自己所希望交流的信息，任何人在任何地點(diǎn)都能按需獲取和傳遞的普適信息環(huán)境，正在構(gòu)建之中。然而，現(xiàn)實(shí)情況是，到目前為止大部分通信信息設(shè)備還在依賴著電池，通信信息設(shè)備的使用受到通過有線電纜獲得電源供給的限制。
[0003]因此，在終端機(jī)電源問題得到解決之前，不能說無線信息網(wǎng)絡(luò)環(huán)境真正實(shí)現(xiàn)了自由。
[0004]為了解決這些問題，以無線方式傳輸電力的各種技術(shù)正在開發(fā)之中。利用電波的電波接收方式、利用電磁場的磁感應(yīng)方式，以及利用磁場和電場能量轉(zhuǎn)換的磁共振方式，就是具有代表性的典型方法。
[0005]在此，電波接收方式是利用天線使電波在空氣中輻射傳播，雖然具有電力傳輸距離遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，但因其在空氣中的輻射損耗非常大，電力傳輸效率受到很大限制。
[0006]另外，磁感應(yīng)方式是在發(fā)射機(jī)上安裝一次線圈，在接收機(jī)上安裝二次線圈，利用一次線圈和二次線圈的磁能量結(jié)合技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)電力傳輸?shù)囊环N方式，雖然它具有提高了電力傳輸效率的優(yōu)點(diǎn)，但為了實(shí)現(xiàn)電力傳輸，一次線圈與二次線圈必須保持在僅幾毫米的近距離以內(nèi)，一次線圈與二次線圈的定位校準(zhǔn)程度會直接影響到電力傳輸效率的巨大變化。這是磁感應(yīng)方式的一個(gè)缺點(diǎn)。
[0007]因此，最近開發(fā)出一種雖然與磁感應(yīng)方式相類似，但卻憑借線圈型感應(yīng)器和電容，使能量集中到一特定共振頻率，以磁能量形態(tài)傳輸電力的磁共振方式。這種磁共振方式具有將較大的能量傳輸至數(shù)米遠(yuǎn)的優(yōu)點(diǎn)，但它要求很高的共振特性(High Quality Factor)。也就是說，磁共振方式會因阻抗是否匹配，共振頻率是否一致而直接影響到效率的巨大變化。這是磁共振方式的一個(gè)缺點(diǎn)。
[0008]如上所述，在行駛中的汽車內(nèi)也可以實(shí)現(xiàn)無線充電系統(tǒng)，尤其是擬在汽車內(nèi)構(gòu)建無線充電系統(tǒng)時(shí)，最大的問題是能否最大限度地克服行駛中汽車所傳遞的振動？采用哪一種方式更為有效？和怎樣切合實(shí)際地高效利用汽車室內(nèi)空間的問題。本發(fā)明就是關(guān)于無線充電發(fā)射模塊體積的發(fā)明。
[0009]在上述各種無線充電方式中，尤其是上述磁感應(yīng)方式，當(dāng)將用于無線充電的無線充電發(fā)射模塊安裝在行駛中的汽車內(nèi)部時(shí)，必須另外有一個(gè)防止安裝有一次線圈的便攜式終端機(jī)與二次線圈之間位置竄動的固定裝置。增設(shè)上述另外的固定裝置將使體積增大，勢必導(dǎo)致汽車室內(nèi)收納攜帶物品的空間被擠占的問題。
[0010]另外，最終的設(shè)計(jì)成果會因無線充電發(fā)射模塊的外形而導(dǎo)致可充電區(qū)域的不同。因此，最適用的外形設(shè)計(jì)是起非常重要作用的因素。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提出一種汽車無線充電發(fā)射模塊，在確保便攜式終端機(jī)最佳的無線充電區(qū)域的同時(shí)還使無線充電區(qū)域的固定裝置位置合理，占用汽車室內(nèi)空間的體積達(dá)到最理想狀態(tài)，提高駕乘者使用便利的體驗(yàn)。
[0012]本發(fā)明的上述目的，其得以實(shí)現(xiàn)的技術(shù)解決方案是:汽車無線充電發(fā)射模塊，其特征在于:所述發(fā)射模塊具有本體部及其內(nèi)集成而設(shè)的發(fā)射線圈部和PCB，其中所述本體部的內(nèi)腔設(shè)為安裝空間，所述本體部的頂側(cè)面設(shè)為與外界隔離、對應(yīng)需要進(jìn)行無線充電的便攜式終端機(jī)的安放面，所述發(fā)射線圈部設(shè)于安裝空間內(nèi)且貼設(shè)于安放面內(nèi)側(cè)，所述PCB設(shè)于安裝空間內(nèi)且與發(fā)射線圈部的磁場輸出隔離屏蔽。
[0013]進(jìn)一步地，所述發(fā)射線圈部和PCB均為具一定厚度的長條形板體且沿同一長度方向平行排列設(shè)于安裝空間的兩側(cè)。
[0014]更進(jìn)一步地，所述發(fā)射線圈部和PCB呈水平狀設(shè)置，且各自的上表面貼設(shè)于安放面內(nèi)側(cè)，各自的下表面與安裝空間底面相對而設(shè)。
[0015]更進(jìn)一步地，所述發(fā)射線圈部的上表面和下表面分別與安放面內(nèi)側(cè)和安裝空間底面對向而設(shè)，所述PCB呈相對安放面內(nèi)側(cè)和安裝空間底面垂直相交的縱向而設(shè)且PCB位于發(fā)射線圈部旁側(cè)。
[0016]再進(jìn)一步地，所述發(fā)射線圈部位于縱向的PCB的上端旁側(cè)。
[0017]更進(jìn)一步地，所述發(fā)射線圈部和PCB呈水平狀設(shè)置，且發(fā)射線圈部在上PCB在下平行相疊而設(shè)。
[0018]再進(jìn)一步地，所述發(fā)射線圈部和PCB紙件設(shè)有片狀屏蔽體。
[0019]應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，其相對現(xiàn)有技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)為:通過在本體部的安裝空間內(nèi)所配置的發(fā)射線圈部和PCB的位置合理化設(shè)計(jì)，使得無線充電發(fā)射模塊的體積得以簡化，具有提高汽車內(nèi)部空間利用率的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明汽車無線充電發(fā)射模塊第一實(shí)施例的斜視圖。
[0021]圖2是圖1的二視不意圖。
[0022]圖3是本發(fā)明汽車無線充電發(fā)射模塊第二實(shí)施例的斜視圖。
[0023]圖4是圖3的三視示意圖。
[0024]圖5是本發(fā)明汽車無線充電發(fā)射模塊第三實(shí)施例的斜視圖。
[0025]圖6是圖5的三視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下便結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳述，以使本發(fā)明技術(shù)方案更易于理解、掌握。
[0027]本發(fā)明汽車無線充電發(fā)射模塊，是為了使乘坐汽車的乘員，能夠?qū)λ鶖y帶的便攜式終端機(jī)的電池，按照無線充電方式進(jìn)行充電而構(gòu)成的，這是本發(fā)明的前提。
[0028]為了理解上的方便，就本發(fā)明的汽車無線充電發(fā)射模塊，在多種無線充電方式中，選擇采用了適合于WPC (Wireless Power Consortium)標(biāo)準(zhǔn)方式的磁感應(yīng)方式進(jìn)行無線充電的情況加以說明。在磁感應(yīng)方式下，配置在上述便攜式終端機(jī)上作為接收線圈部的二次線圈與無線充電模塊構(gòu)成組件，作為發(fā)射線圈部的一次線圈之間可能會產(chǎn)生竄動，從而發(fā)生脫離可充電范圍的情況，這時(shí)需要采取另外的固定裝置來防止其竄動，本發(fā)明尤其以提供固定裝置的安裝位置信息為基本框架。
[0029]但是，本發(fā)明的汽車無線充電發(fā)射模塊實(shí)施例，并非局限于上述無線充電方式中的WPC標(biāo)準(zhǔn)方式。在后述的本體部最佳體積設(shè)計(jì)中，在縮小體積的效果方面其顯著性得到認(rèn)定，且同樣適用于A4WP標(biāo)準(zhǔn)方式的磁共振方式。
[0030]本發(fā)明汽車無線充電發(fā)射模塊，其具有本體部及其內(nèi)集成而設(shè)的發(fā)射線圈部和PCB，其中本體部的內(nèi)腔設(shè)為安裝空間，本體部的頂側(cè)面設(shè)為與外界隔離、對應(yīng)需要進(jìn)行無線充電的便攜式終端機(jī)的安放面，發(fā)射線圈部設(shè)于安裝空間內(nèi)且貼設(shè)于安放面內(nèi)側(cè)，而PCB設(shè)于安裝空間內(nèi)且與發(fā)射線圈部的磁場輸出隔離屏蔽。并且在具體實(shí)施時(shí)可以設(shè)定:發(fā)射線圈部和PCB均為具一定厚度的長條形板體且沿同一長度方向平行排列設(shè)于安裝空間的兩側(cè)。上述安放面內(nèi)側(cè)也可以理解為發(fā)射線圈部的頂棚面，而該頂棚面與帶安裝空間的本體部始終作為必要、通用要素，貫徹本發(fā)明汽車無線充電發(fā)射模塊的諸多實(shí)施方式，特此說明圖1為顯示本發(fā)明的汽車無線充電發(fā)射模塊第一實(shí)施例的斜視圖，圖2為圖1的平面圖、正面圖和側(cè)面圖。
[0031]本發(fā)明的汽車無線充電發(fā)射模塊第一實(shí)施例1A，如圖1和圖2所示，在本體部10上形成了安裝各種電氣部件的安裝空間；在安裝空間至少安裝有一次線圈即發(fā)射線圈部30A ;發(fā)射線圈部30A連接到一同安裝在安裝空間的PCB40A上，實(shí)現(xiàn)啟動和控制。
[0032]發(fā)射線圈部30A，可以是線圈以多匝纏繞的，三個(gè)單個(gè)線圈相連接的狀態(tài)，使其形成恰當(dāng)?shù)碾姶艌?；具有既定的寬度和厚度，沿長度方向延長形成的板式形狀。
[0033]為了避免理解上的混淆，以下所說的厚度指上下Z方向的距離；寬度指前后X方向的距離；長度指左右Y方向的距離。該定義可同樣適用于后述的PCB40A。
[0034]發(fā)射線圈部30A是生成電力的必不可少的構(gòu)成元素。當(dāng)加電時(shí)，憑借沿線圈流動的電流的作用，感應(yīng)生成電磁場后，憑借電磁場與采用無線充電方式的便攜式終端機(jī)的相互作用，產(chǎn)生電力。
[0035]另外，PCB40A同發(fā)射部線圈一樣，具有既定的寬度和厚度，且理所當(dāng)然地可沿長度方向延長形成板式形狀。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所周知，PCB40A可由各種電氣元件焊接結(jié)合而成，其電氣元件的選擇、組合非本專利申請關(guān)注的重點(diǎn)，故省略。
[0036]也就是說，本發(fā)明汽車無線充電發(fā)射模塊，以在有限的本體部10的安裝空間內(nèi)，安裝必備構(gòu)成元素發(fā)射線圈部30和PCB40 ;且本體部頂側(cè)面設(shè)為對便攜式終端機(jī)具位置固定作用的安放面，選定并設(shè)計(jì)出最佳的位置為目的。
[0037]另外，本發(fā)明的汽車無線充電發(fā)射模塊，當(dāng)與發(fā)射線圈部30相互作用的便攜式終端機(jī)的二次線圈，其位安裝置在具有既定長度的長方形便攜式終端機(jī)的中間部位時(shí)，在設(shè)計(jì)上要盡可能確保攜式終端機(jī)的發(fā)射線圈部30擁有最大的可充電區(qū)域。這是為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊的同時(shí)無線充電效率得以保證的目的的。因此，在后面將要提到的全部實(shí)施例1A、1B、1C中，在本體部10的安裝空間內(nèi)發(fā)射線圈部的上面可配置成與安裝空間的頂棚面貼緊的狀態(tài)。[0038]如上所述，在本發(fā)明第一實(shí)施例1A的汽車無線充電發(fā)射模塊中，本體部10可包括安放需要進(jìn)行無線充電的便攜式終端機(jī)的安放面20。安放面20在構(gòu)成本體部10上面的一部分的同時(shí)將本體部10的安裝空間上部與外界隔離，從而構(gòu)成安裝空間頂棚面的一部分。
[0039]便攜式終端機(jī)雖然緊貼于安放面20放置，但根據(jù)無線充電方式的不同，還可采用安裝另外的固定裝置的結(jié)構(gòu)，將安放在安放面20上的便攜式終端機(jī)固定起來，以防止汽車行駛中安放在安放面上的便攜式終端機(jī)發(fā)生竄動。
[0040]在此，最理想的是將PCB40A安裝在安裝空間中發(fā)射線圈部30A的周圍，不受從發(fā)射線圈部30A輸出的磁場(包括電磁場)影響的位置上。
[0041]本發(fā)明第一實(shí)施例1A的汽車無線充電發(fā)射模塊，如圖1和圖2所示，假定發(fā)射線圈部30A和PCB40A各自如上所述，具有既定的厚度和寬度，沿長度方向成長條狀，則發(fā)射線圈部30A和PCB40A可各自在一側(cè)按同一長度方向平行排列配置。
[0042]也就是說，在圖1和圖2中，當(dāng)將圖示的左右方向定義為X方向，將圖示的前后方向定義為Y方向，將圖示的上下方向定義為Z方向時(shí)，要使發(fā)射線圈部30A以X方向?yàn)閷挾?，以Y方向?yàn)殚L度，以Z方向?yàn)楹穸扰渲迷诎惭b空間；且如上所述要使其上面與安裝空間的頂棚面貼緊配置。
[0043]另外如上述方向定義，PCB40A如圖1和圖2所示，要使其以X方向?yàn)閷挾龋訷方向?yàn)殚L度，以Z方向?yàn)楹穸扰渲迷诎惭b空間，且要使其在發(fā)射線圈部30A的一側(cè)平行排列配置。
[0044]也就是說，發(fā)射線圈部30A和PCB40A各自的上面，可使其鄰接于上述頂棚面配置；而各自的下面可以使其相對于安裝空間的底面配置。
[0045]上述第一實(shí)施例1A中的汽車無線充電發(fā)射模塊，因Z方向的厚度非常小，能夠使無線充電發(fā)射模塊實(shí)現(xiàn)薄型化，還可將便攜式終端機(jī)按X方向配置長度，從而可以擴(kuò)展其可充電區(qū)域，因而具有在進(jìn)行另外的固定裝置設(shè)計(jì)時(shí)比較自由的優(yōu)點(diǎn)。
[0046]圖3為顯示本發(fā)明汽車無線充電發(fā)射模塊第二實(shí)施例的斜視圖，圖4為圖3的平面圖、正面圖和側(cè)面圖。
[0047]本發(fā)明第二實(shí)施例1B中的汽車無線充電發(fā)射模塊，如圖3和圖4所示，發(fā)射線圈部30B配置在與第一實(shí)施例1A相同的位置上；PCB40B在安裝空間配置為:沿X方向形成厚度，沿Y方向形成長度，沿Z方向形成寬度，且在發(fā)射線圈部30B的一側(cè)成平行排列配置。
[0048]換句話說，發(fā)射線圈部30B的上面和下面，分別與安裝空間的頂棚面和底面成對向配置；PCB40B則分別垂直相交于安裝空間的頂棚面和底面且與安裝空間的左側(cè)面和右側(cè)面對向配置。在此，在PCB40B上端部的一側(cè)配置發(fā)射線圈部30B。
[0049]因此，PCB40B沿發(fā)射線圈部30B的下方形成寬度并延伸，所以與第一實(shí)施例1A相t匕，存在著本體部10的上下厚度增加的缺點(diǎn)。雖然存在本體部10的上下厚度增加的缺點(diǎn)，但是PCB40B在Z方向上形成寬度這一點(diǎn)，可以大幅縮小本體部10的X方向的寬度。
[0050]如上所述，第二實(shí)施例1B中的汽車無線充電發(fā)射模塊，本體部IOZ方向上厚度的增加由X方向上寬度的縮小取而代之，因此雖然不是薄型，但是具有可以整體設(shè)計(jì)成小巧緊湊型的優(yōu)點(diǎn)。然而便攜式終端機(jī)的大小是既定的，因X方向上寬度縮小，只能將便攜式終端機(jī)的長度按Y方向安置，因而在設(shè)計(jì)上會受到一定限制。
[0051]如圖5所示是本發(fā)明汽車無線充電發(fā)射模塊第三實(shí)施例的斜視圖，圖6為圖5的平面圖、正面圖和側(cè)面圖。
[0052]本發(fā)明第三實(shí)施例1C中的汽車無線充電發(fā)射模塊如圖5和圖6所示，發(fā)射線圈部30C配置在與第一實(shí)施例1A和第二實(shí)施例1B相同的位置上；PCB40C可在發(fā)射部線圈下部成平行狀配置。
[0053]更詳細(xì)的情況是，PCB40C以與發(fā)射部線圈相同的X方向形成寬度、按Y方向形成長度、按Z方向形成厚度配置在安裝空間，且與發(fā)射線圈部30C的下部成平行排列配置。
[0054]如上所述，第三實(shí)施例1C中的汽車無線充電發(fā)射模塊，在發(fā)射線圈部30C的下部配置了 PCB40C，縮小了本體部IOX方向的寬度，代之以厚度較薄的發(fā)射線圈部30C和PCB40C按上下相疊配置，因此具有可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)薄型設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。然而，同第二實(shí)施例1B —樣，便攜式終端機(jī)的大小是既定的，因X方向上寬度縮小，只能將便攜式終端機(jī)的長度按Y方向安置，才能實(shí)現(xiàn)正常的無線充電。因此，存在可充電區(qū)域縮小的缺點(diǎn)。
[0055]另外，本發(fā)明汽車無線充電發(fā)射模塊的全部實(shí)施例1A、1B、1C還包括在發(fā)射線圈部30和PCB40之間配置的屏蔽片50。屏蔽片50對發(fā)射線圈部30所產(chǎn)生的磁場(包括電磁場)起著屏蔽作用，以防止磁場影響到焊接的電氣元件。一般情況下，發(fā)射線圈部30所產(chǎn)生的電磁場(磁場)，是按Z軸方向(即發(fā)射線圈部30的上部和下部)生成。屏蔽片50在第一實(shí)施例1A和第二實(shí)施例1B中的汽車無線充電發(fā)射模塊上的作用程度雖然低，但在第三實(shí)施例IC中作用卻很強(qiáng)大。
[0056]由于配置了屏蔽片50，使得本發(fā)明汽車無線充電發(fā)射模塊的各實(shí)施例1A、1B、1C具備了營造更加穩(wěn)定的無線充電環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)。通過在本體部的安裝空間內(nèi)所配置的發(fā)射線圈部和PCB的位置合理化設(shè)計(jì)，使得無線充電發(fā)射模塊的體積得以簡化，具有提高汽車內(nèi)部空間利用率的效果。
[0057]除上述優(yōu)選實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其它實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.汽車無線充電發(fā)射模塊，其特征在于:所述發(fā)射模塊具有本體部及其內(nèi)集成而設(shè)的發(fā)射線圈部和PCB，其中所述本體部的內(nèi)腔設(shè)為安裝空間，所述本體部的頂側(cè)面設(shè)為與外界隔離、對應(yīng)需要進(jìn)行無線 充電的便攜式終端機(jī)的安放面，所述發(fā)射線圈部設(shè)于安裝空間內(nèi)且貼設(shè)于安放面內(nèi)側(cè)，所述PCB設(shè)于安裝空間內(nèi)且與發(fā)射線圈部的磁場輸出隔離屏蔽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述汽車無線充電發(fā)射模塊，其特征在于:所述發(fā)射線圈部和PCB均為具一定厚度的長條形板體且沿同一長度方向平行排列設(shè)于安裝空間的兩側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車無線充電發(fā)射模塊，其特征在于:所述發(fā)射線圈部和PCB呈水平狀設(shè)置，且各自的上表面貼設(shè)于安放面內(nèi)側(cè)，各自的下表面與安裝空間底面相對而設(shè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車無線充電發(fā)射模塊，其特征在于:所述發(fā)射線圈部的上表面和下表面分別與安放面內(nèi)側(cè)和安裝空間底面對向而設(shè)，所述PCB呈相對安放面內(nèi)側(cè)和安裝空間底面垂直相交的縱向而設(shè)且PCB位于發(fā)射線圈部旁側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述汽車無線充電發(fā)射模塊，其特征在于:所述發(fā)射線圈部位于縱向的PCB的上端旁側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述汽車無線充電發(fā)射模塊，其特征在于:所述發(fā)射線圈部和PCB呈水平狀設(shè)置，且發(fā)射線圈部在上PCB在下平行相疊而設(shè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述汽車無線充電發(fā)射模塊，其特征在于:所述發(fā)射線圈部和PCB紙件設(shè)有片狀屏蔽體。
【文檔編號】H01F38/14GK103904783SQ201410115261
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月17日
【發(fā)明者】洪振義 申請人:蘇州旲烔機(jī)電科技有限公司, 株式會社旲烔