无线电力传递系统线圈布置及操作方法技术方案

本发明专利技术提供用于无线电力传递的系统、方法及设备。在一个方面中，提供一种设备，其包含经配置以经由由具有大于宽度的长度的发射器导电结构产生的磁场无线地接收电力的第一导电结构。所述第一导电结构具有大于宽度的长度且包含封围第一和第二区域的共面环。所述第一导电结构具有第一和第二边缘，所述第一和第二边缘各自与沿着所述第一导电结构的所述长度延伸的第一几何线相交。所述设备包含经配置以经由所述磁场无线地接收电力的第二导电结构。所述第二导电具有大于宽度的长度。所述第一几何线沿着所述第二导电结构的所述长度延伸。所述第一几何线大体上垂直于沿着所述发射器导电结构的所述长度延伸的第二几何线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线电力传递系统线圈布置及操作方法
本专利技术大体上涉及无线电力传递，且更具体来说，涉及与到远程系统(例如，包含电池的车辆)的无线电力传递相关的装置、系统及方法。更具体来说，本专利技术涉及无线电力传递系统中的感应线圈的线圈布置。
技术介绍
已经引入了包含从例如电池等能量存储装置接收的电导出的运动动力的远程系统，例如车辆。举例来说，混合动力电动车辆包含机载充电器，所述机载充电器使用来自车辆制动和传统马达的电力给车辆充电。纯电动车辆一股从其它来源接收电来给电池充电。通常提议通过例如家用或商用AC供应源等某种类型的有线交流电(AC)给电池电动车辆(电动车辆)充电。有线充电连接需要物理上连接到电力供应器的电缆或其它类似连接器。电缆和类似连接器有时可能不方便或繁琐，且具有其它缺点。能够在自由空间中(例如，经由无线场)传递电力以便用于给电动车辆充电的无线充电系统可以克服有线充电解决方案的一些缺陷。由此，有效且安全地传递电力以给电动车辆充电的无线充电系统和方法是合乎需要的。
技术实现思路
在所附权利要求书的范围内的系统、方法和装置的各种实施方案各自具有若干方面，其中的单个方面并不单独负责本文所述的合乎需要的属性。在不限制所附权利要求书的范围的情况下，本文描述一些显要特征。在附图及以下描述中阐述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面及优点将从所述描述、图式及权利要求书而变得显而易见。应注意，下图的相对尺寸可能未按比例绘制。本专利技术的一个方面提供一种用于无线地发射电力的设备。所述设备包含经配置以响应于从电源接收到第一时变信号而产生第一磁场的第一导电结构。所述设备进一步包含经配置以响应于从所述电源接收到第二时变信号而产生第二磁场的第二导电结构。所述第一和第二结构经定位以维持所述第一和第二磁场之间的互耦合实质性不存在。本专利技术的另一方面提供一种无线地发射电力的方法的实施方案。所述方法包含响应于从电源接收到第一时变信号而经由第一导电结构产生第一磁场。所述方法进一步包含响应于从所述电源接收到第二时变信号而经由第二导电结构产生第二磁场。所述第一和第二结构经定位以维持所述第一和第二磁场之间的互耦合实质性不存在。本专利技术的又一方面提供一种用于无线地发射电力的设备。所述设备包含用于响应于从电源接收到第一时变信号而产生第一磁场的第一装置。所述设备进一步包含用于响应于从所述电源接收到第二时变信号而产生第二磁场的第二装置。所述第一和第二产生装置经定位以维持所述第一和第二磁场之间的互耦合实质性不存在。本专利技术中描述的标的物的另一方面提供一种用于无线地发射电力的设备。所述设备包含经配置以基于从电源接收的第一电流而产生第一磁场的第一导电结构。所述设备进一步包含经配置以基于来自所述电源的第二电流而产生第二磁场的第二导电结构。所述设备进一步包含控制器，所述控制器经配置以确定所述第一和第二导电结构中的每一者与经配置以经由所述第一或第二磁场接收电力的第三导电结构之间的相应的耦合系数。所述控制器进一步经配置以至少部分基于所述耦合系数而调整施加到所述第一和第二导电结构的所述第一或第二电流。本专利技术中描述的标的物的另一方面提供一种用于无线地发射电力的方法的实施方案。所述方法包含基于从电源接收的第一电流而经由第一导电结构产生第一磁场。所述方法进一步包含基于来自所述电源的第二电流而经由第二导电结构产生第二磁场。所述方法进一步包含确定所述第一和第二导电结构中的每一者与经配置以经由所述第一或第二磁场接收电力的第三导电结构之间的相应的耦合系数。所述方法进一步包含至少部分基于所述耦合系数而调整施加到所述第一和第二导电结构的所述第一或第二电流。本专利技术中描述的标的物的另一方面提供一种用于无线地发射电力的设备。所述设备包含用于基于从电源接收的第一电流而产生第一磁场的第一装置。所述设备进一步包含用于基于来自所述电源的第二电流而产生第二磁场的第二装置。所述设备进一步包含用于确定所述第一和第二产生装置中的每一者与用于经由所述第一或所述第二磁场接收电力的装置之间的相应的耦合系数的装置。所述设备进一步包含至少部分基于所述耦合系数而调整施加到所述第一和第二导电结构的所述第一或第二电流。本专利技术中描述的标的物的另一方面提供一种用于无线地接收电力的设备。所述设备包含经配置以经由由具有大于宽度的长度的发射器导电结构产生的磁场而无线地接收电力的第一导电结构。所述第一导电结构具有大于宽度的长度。所述第一导电结构包含分别封围第一区域及第二区域的第一环及第二环。所述第一环具有第一下表面且所述第二环具有大体上共面的第二下表面。所述第一导电结构具有第一边缘及第二边缘，其各自与沿着所述第一导电结构的所述长度延伸的第一几何线相交。所述设备进一步包含经配置以经由所述磁场无线地接收电力的第二导电结构。所述第二导电结构封围第三区域且具有大于宽度的长度。所述第一几何线沿着所述第二导电结构的所述长度延伸。所述第一几何线大体上垂直于沿着所述发射器导电结构的所述长度延伸的第二几何线。本专利技术的另一方面提供一种无线地接收电力的方法的实施方案。所述方法包含在第一导电结构处经由由具有大于宽度的长度的发射器导电结构产生的磁场而无线地接收电力。所述第一导电结构具有大于宽度的长度。所述第一导电结构包含分别封围第一区域及第二区域的第一环及第二环。所述第一环具有第一下表面且所述第二环具有大体上共面的第二下表面。所述第一导电结构具有第一边缘及第二边缘，其各自与沿着所述第一导电结构的所述长度延伸的第一几何线相交。所述方法进一步包含在第二导电结构处经由所述磁场无线地接收电力。所述第二导电结构封围第三区域且具有大于宽度的长度。所述第一几何线沿着所述第二导电结构的所述长度延伸。所述第一几何线大体上垂直于沿着所述发射器导电结构的所述长度延伸的第二几何线。本专利技术的另一方面提供一种用于无线地接收电力的设备。所述设备包含用于经由由具有大于宽度的长度的发射器导电结构产生的磁场而无线地接收电力的第一装置。所述第一接收装置具有大于宽度的长度。所述第一接收装置包含分别封围第一区域及第二区域的第一环及第二环。所述第一环具有第一下表面且所述第二环具有大体上共面的第二下表面。所述第一接收装置具有第一边缘及第二边缘，其各自与沿着所述第一接收装置的所述长度延伸的第一几何线相交。所述设备进一步包含用于经由所述磁场而无线地接收电力的第二装置，所述第二接收装置封围第三区域且具有大于宽度的长度。所述第一几何线沿着所述第二接收装置的所述长度延伸。所述第一几何线大体上垂直于沿着所述发射器导电结构的所述长度延伸的第二几何线。附图说明图1是根据示范性实施例的用于对电动车辆充电的示范性无线电力传递系统的图。图2是图1的无线电力传递系统的示范性组件的示意图。图3是用于电动车辆无线电力传递系统中的示范性感应线圈的透视图说明。图4是说明图3中展示的线圈在无线电力传递期间的电力贡献的空间分布的图。图5是根据示范性实施例的无线电力发射器设备的感应线圈的透视图说明。图6是根据另一示范性实施例的无线电力发射器设备的感应线圈的透视图说明。图7是根据示范性实施例的无线电力传递系统中的感应线圈的透视图说明。图8是说明图7中展示的线圈在无线电力传递期间的电力贡献的空间分布的图。图9是根据示范性实施例的无本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于无线地接收电力的设备，所述设备包括第一导电结构，其经配置以经由由具有大于宽度的长度的发射器导电结构产生的磁场无线地接收电力，所述第一导电结构具有大于宽度的长度，所述第一导电结构包括分别封围第一区域及第二区域的第一环及第二环，所述第一环具有第一下表面且所述第二环具有大体上共面的第二下表面，所述第一导电结构具有第一边缘及第二边缘，所述第一边缘及第二边缘各自与沿着所述第一导电结构的所述长度延伸的第一几何线相交；及第二导电结构，其经配置以经由所述磁场无线地接收电力，所述第二导电结构封围第三区域且具有大于宽度的长度，所述第一几何线沿着所述第二导电结构的所述长度延伸，所述第一几何线大体上垂直于沿着所述发射器导电结构的所述长度延伸的第二几何线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.09.11 US 61/699,700;2012.09.11 US 61/699,717;1.一种用于无线地接收电力的设备，所述设备包括第一导电结构，其经配置以经由由具有大于宽度的长度的发射器导电结构产生的磁场无线地接收电力，所述第一导电结构具有大于宽度的长度，所述第一导电结构包括分别封围第一区域及第二区域的第一环及第二环，所述第一环具有第一下表面且所述第二环具有大体上共面的第二下表面，所述第一导电结构具有第一边缘及第二边缘，所述第一边缘及第二边缘各自与沿着所述第一导电结构的所述长度延伸的第一几何线相交；及第二导电结构，其经配置以经由所述磁场无线地接收电力，所述第二导电结构封围第三区域且具有大于宽度的长度，所述第一几何线沿着所述第二导电结构的所述长度延伸，所述第一几何线大体上垂直于沿着所述发射器导电结构的所述长度延伸的第二几何线。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二导电结构经定位以使得由所述第二导电结构封围的所述第三区域的中心大体上定位在所述第一环与所述第二环之间的点上方。3.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一导电结构包括以下各者中的一者：第一线圈，其缠绕成封围所述第一区域及所述第二区域；或第一和第二线圈，其各自分别封围所述第一区域及所述第二区域，且其中所述第二导电结构包括缠绕成封围所述第三区域的第三线圈。4.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一导电结构及所述第二导电结构经定位以维持所述第一导电结构与所述第二导电结构之间的互耦合实质性不存在。5.根据权利要求4所述的设备，其中至少部分在所述第一导电结构的与所述第二导电结构相交的磁场的净总和大体上为零时出现所述互耦合实质性不存在。6.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二导电结构共同地具有由覆盖所述第一和第二导电结构的表面积的第一几何矩形界定的第一中心点，其中所述发射器导电结构具有由覆盖所述发射器导电结构的表面积的第二几何矩形界定的第二中心点，且其中由所述第一和第二中心点之间的其中耦合量高于阈值的偏移距离界定的一组点是大体上矩形，至少部分通过从测量所述第一导电结构与所述发射器导电结构之间的耦合的第一耦合系数及测量所述第二导电结构与所述发射器导电结构之间的耦合的第二耦合系数导出的值界定所述耦合量。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二导电结构经配置以附着到电动车辆，所述第一几何线大体上垂直于所述电动车辆的纵向轴线。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一和第二导电结构是可调谐的且可在谐振频率下操作。9.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括接收电路，所述接收电路耦合到所述第一和第二导电结构且经配置以基于经由所述第一和第二导电结构接收的所述电力的组合的至少一部分而向电动车辆供电或充电。10.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一导电结构具有大体上水平极化的磁矩，且其中所述第二导电结构具有大体上垂直极化的力矩。11.一种无线地接收电力的方法，所述方法包括在第一导电结构处经由由具有大于宽度的长度的发射器导电结构产生的磁场无线地接收电力，所述第一导电结构具有大于宽度的长度，所述第一导电结构包括分别封围第一区域及第二区域的第一环及第二环，所述第一环具有第一下表面且所述第二环具有大体上共面的第二下表面，所述第一导电结构具有第一边缘及第二边缘，所述第一边缘及第二边缘各自与沿着所述第一导电结构的所述长度延伸的第一几何线相交；及在第二导电结构处经由所述磁场无线地接收电力，所述第二导电结构封围第三区域且具有大于宽度的长度，所述第一几何线沿着所述第二导电结构的所述长度延伸，所述第一几何线大体上垂直于沿着所述发射器导电结构的所述长度延伸的第二几何线。12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第二导电结构经定位以使得由所述第二导电结构封围的所述第三区域的中心大体上定位在所述第一环与所述第二环之间的点上方。13.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一导电结构包括以下各者中的一者：第一线圈，其缠绕成封围所述第一区域及所述第二区域；或第一和第二线圈，其各自分别封围所述第一区域及所述第二区域，且其中所述第二导电结构包括缠绕成封围所述第三区域的第三线圈。14.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一导电结构及所述第二导电结构经定位以维持所述第一导电结构与所述第二导电结构之间的互耦合实质性不存在。15.根据权利要求14所述的方法，其中至少部分在所述第一导电结构的与所述第二导电结构相交的磁场的净总和大体上为零时出现所述互耦合实质性不存在。16.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一和第二导电结构共同地具有由覆盖所述第一和第二导电结构的表面积的第一几何矩形界定的第一中心点，其中所述发射器导电结构具有由覆盖所述发射器导电结构的表面积的第二几何矩形界定的第二中心点，且其中由所述第一和第二中心点之间的其中耦合量高于阈值的偏移距离界定的一组点是大体上矩形，至少部分通过从测量所述第一导电结构与所述发射器导电结构之间的耦合的第一耦合系数及测量所述第二导电结构与所述发射器导电结构之间的耦合的第二耦合系数导出的值界定...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼古拉斯·A·基林，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US