感应式无线电力传输系统技术方案

本公开涉及一种感应式无线电力传输系统。一种无线电力传输系统，包括：线圈组件，所述线圈组件包括位于铁氧体垫的同侧上的一对分隔开的感应线圈；开关网络。所述开关网络响应于相应的感应线圈组件配置的指示，选择性地以两极模式或三极模式操作所述线圈。

Inductive wireless power transmission system

The invention relates to an inductive wireless power transmission system. The utility model relates to a wireless power transmission system, which comprises a coil assembly which comprises a pair of separated induction coils arranged on the same side of the ferrite pad. The switching network operates selectively in a bipolar mode or a triode mode in response to the indication of the corresponding induction coil assembly configuration.

【技术实现步骤摘要】

这里描述的是无线电力传输系统。
技术介绍
感应式无线电力传输(wirelesspowertransfer，WPT)利用两个磁场耦合单元(初级线圈和次级线圈)之间的磁耦合。WPT系统可被用于为电动车辆(EV)以及移动装置、医疗装置等充电。在一些示例中，次级线圈或者接收线圈可使用螺线管型绕组拓扑结构(topology)。在其它示例中，次级线圈可使用圆型绕组拓扑结构。
技术实现思路
一种无线电力传输方法，包括：响应于表明次级线圈组件具有两极配置的指示，控制在一对初级线圈的每个线圈中的电流流动，以使在所述初级线圈中的电流流动的方向相反，其中，所述一对初级线圈被分隔开且位于铁氧体垫的同侧上；响应于表明所述次级线圈具有三极配置的指示，控制在所述初级线圈的每个线圈中的电流流动，以使在所述初级线圈中的电流流动的方向相同。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：请求所述次级线圈组件指示出所述次级线圈组件是具有两极配置还是三极配置。一种无线电力传输系统，具有：线圈组件，所述线圈组件包括位于铁氧体垫的同侧上的一对分隔开的感应线圈；开关网络，被配置为：响应于相应的感应线圈组件配置的指示，选择性地以两极模式或三极模式操作所述线圈。一种车辆包括牵引电池和次级线圈组件，所述次级线圈组件可操作地布置为与牵引电池连接，并被配置为从对应的初级线圈组件接收电力。所述次级线圈组件包括铁氧体垫和一对次级感应线圈，所述一对次级感应线圈被分隔开且位于所述铁氧体垫上。所述车辆还包括控制器，所述控制器被配置为将指示针对所述次级线圈组件的两极配置或三极配置的数据发送至对应的初级线圈组件。根据本专利技术的一个实施例，其中，所述控制器还被配置为：响应于所述次级线圈组件和所述对应的初级线圈组件之间的错位的指示，使所述次级感应线圈中的一个线圈短接。根据本专利技术的一个实施例，其中，所述次级线圈组件还包括：调谐网络和整流器，所述调谐网络和所述整流器被布置为与所述次级感应线圈的每个线圈连接，以使在所述次级感应线圈的每个线圈中的电流彼此独立地被调谐和整流。根据本专利技术的一个实施例，其中，所述次级线圈组件还包括整流器，所述整流器被配置为将AC电力转换为DC电力来为牵引电池充电。附图说明图1是无线电力传输系统的示意视图；图2、图3、图5、图9、图11和图16是初级线圈组件的示意透视图；图4和图6分别是用于两极配置和三极配置的初级线圈组件和次级线圈组件的截面侧视图；图7、图8、图12和图14是初级线圈组件和次级线圈组件的透视图；图10是图9的初级线圈组件的截面侧视图；图13和图15分别是用于两极配置和三极配置的初级线圈组件和次级线圈组件的截面侧视图；图17是图12和图14的初级线圈组件的一部分的截面侧视图；图18是无线电力传输系统的框图；图19、图20和图22是用于无线电力传输系统的线圈组合网络的框图；图21a至图21f是用于图18的系统的线圈布置的示意图。具体实施方式根据需要，在此描述本专利技术的具体实施例；然而，应理解的是，所公开的实施例仅为本专利技术的示例，本专利技术可以以各种可替代形式实现。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式采用本专利技术的代表性基础。用于电动车辆的WPT可在公共充电站中实现。这些充电站可被安装在停车位、公共停车场等以使能够对电动车辆频繁充电，从而提高电动车辆的可行驶里程和可用性。WPT系统中的磁场耦合单元的主要部件是载流导线的单圈或多圈绕组、铁氧体块、非磁性高导电屏蔽金属板和塑料包装。绕组和磁芯拓扑结构设计连同电流激励一起确定由耦合单元产生的磁场分布。当前的无线电力传输系统可由具有相同绕组拓扑结构但不同尺寸的耦合器组成以使车辆容纳包装限制。在一些示例中，线圈可使用产生分布于耦合器的相对两侧的一对磁极的绕组拓扑结构(线性两极磁通分布)。这种类型的两极拓扑结构的示例是螺线管型绕组拓扑结构。在其它示例中，线圈可产生一个中心磁极(centralpole)和围绕着耦合器外围的一个分布磁极(圆型两极磁通分布)，例如，圆型绕组拓扑结构或者框架耦合器(framecoupler)。由于这些线圈拓扑结构的磁极位置是不同的，因此具有圆型接收线圈的车辆不能通过产生线性两极磁通分布的线圈来进行有效的充电。这里公开的是既可产生线性两极磁通分布又可产生线性三极磁通分布的绕组拓扑结构。提出的线圈的两极磁通产生操作可支持螺线管型线圈(并还支持其它类似的线圈拓扑结构)，而提出的线圈的三极磁通产生操作可支持圆型线圈(以及其它三极磁通分布产生线圈)。提出的线圈可被用作初级线圈或次级线圈。在汽车领域中，不同的汽车制造商可在其车辆内实现不同的系统。例如，一些系统可实现使用中心磁极用于无线电力传输的圆型次级线圈。另一些系统可实现在车辆对称轴上没有磁极的螺线管型次级线圈。次级线圈组件中的这种差异可造成难以实现充电站的互操作性，和/或需要在车辆和初级垫(primarypad)之间的偏置条件，所述偏置条件可能给停车带来问题。这里描述的是可允许充电站有效且高效地对具有两极配置或者三极配置的车辆进行无线充电的无线电力传输系统。这些无线电力传输系统可被配置为将电力从初级线圈组件无线传输至次级线圈组件。线圈组件可包括两个线圈，其中，两个线圈限定了它们之间的中心距。当次级线圈组件是两极配置或者三极配置时，中心距可被优化以用于高效的电力传输。图1是示出车辆115内的初级线圈组件105和次级线圈组件110的示例性无线电力传输系统100。初级线圈组件105可连接至外部电源120。车辆115可包括可再充电电池125和用于与电池125通信的充电控制器135。充电控制器135可连接至整流器130。整流器130可将次级线圈组件110的交流电流(AC)转换为直流电流(DC)。然后，整流器130可将电流从次级线圈组件110传输至电池125，来为电池125充电。下面更详细地描述初级线圈105和次级线圈110。每个线圈组件可包括至少一个线圈。初级线圈组件105的线圈可耦合至次级线圈组件110的次级线圈。随着电流流经初级线圈，从初级线圈释放的能量可在次级线圈被接收，所述能量进而用于为电池充电。图2是示例性的初级线圈组件105。初级线圈组件105可包括底板(backingplate)140、铁氧体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线电力传输系统，包括：线圈组件，包括位于铁氧体垫的同侧上的一对分隔开的感应线圈；开关网络，被配置为：响应于相应的感应线圈组件配置的指示，选择性地以两极模式或三极模式操作所述线圈。

【技术特征摘要】
2014.12.19 US 14/577,4041.一种无线电力传输系统，包括：
线圈组件，包括位于铁氧体垫的同侧上的一对分隔开的感应线圈；
开关网络，被配置为：响应于相应的感应线圈组件配置的指示，选择性
地以两极模式或三极模式操作所述线圈。
2.如权利要求1所述的系统，其中，选择性地以两极模式或三极模式操
作所述线圈的操作包括：控制流经所述线圈中的每个线圈的电流的流动方向。
3.如权利要求2所述的系统，其中，在所述三极模式下，流经所述线圈
的电流的流动方向是相同的。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·威廉姆·卡伍兹，内文·奥图尤特，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US