无线电力传输系统技术方案

一种无线电力传输系统(1)，包括初级线圈(2)，其用于产生振荡电磁场以用于将电力无线传输到次级线圈。该系统还包括发射线圈(6)，其布置成产生电磁场以用于在暴露于由发射线圈产生的电磁场的动物(7)的生物材料中激发核四极共振。该系统还包括检测线圈(6)，其用于检测由核四极共振激发引起的电磁辐射吸收和/或来自核四极共振激发的电磁辐射发射。该系统布置成：当检测线圈检测到电磁辐射吸收或发射时，防止初级线圈产生振荡电磁场或使初级线圈减小振荡电磁场的幅度。

Radio power transmission system

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无线电力传输系统本专利技术涉及一种无线电力传输系统，更具体地，涉及这样一种配置成用于检测生物材料的系统。用于由电池供电的电动设备(例如，用于电动和混合动力车辆)的无线充电系统正变得越来越普遍。此类系统通常具有初级线圈和次级线圈，初级线圈位于产生磁场的地面中，并且次级线圈在暴露于磁场的车辆中，从而感应地对车辆中的电池再充电。为了以即时的方式给电池再充电，可能需要通过初级线圈产生相对强的磁场，例如，为电池提供3.3kW至22kW的功率。与传统的有线充电系统相比，此类无线充电系统提供了许多便利益处，例如清洁、易用性等。然而，应当理解，由于来自磁场的非电离辐射，所使用的高功率磁场可能对碰巧靠近无线充电系统的人和其他动物造成安全危害。实际上，可能要求此种系统遵守安全规定，例如，那些涉及国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)的指导原则，使得此种系统不会使人类暴露于有害水平的非电离电磁辐射。因此，对于此类无线充电系统，重要的是采取措施来遵守规定，以防止人类和例如其他动物不良地暴露于来自所用电磁场的非电离辐射。因此，本专利技术旨在提供一种改进的无线电力传输系统。当从第一方面看时，本专利技术提供了一种无线电力传输系统，其包括：一个或多个初级线圈，其用于产生振荡电磁场以用于将电力无线传输到一个或多个次级线圈；一个或多个发射线圈，其布置成产生电磁场以用于在暴露于由一个或多个发射线圈产生的电磁场中的动物的生物材料中激发核四极共振；以及一个或多个检测线圈，其用于检测由核四极共振的激发引起的电磁辐射吸收和/或电磁辐射发射；其中该系统被布置成：当一个或多个检测线圈检测到动物的生物材料中核四极共振的激发吸收电磁辐射和/或发射电磁辐射时，防止所述一个或多个初级线圈产生振荡电磁场或使所述一个或多个初级线圈减小振荡电磁场的幅度。当从第二方面看时，本专利技术提供了一种操作无线电力传输系统的方法，无线电力传输系统包括：一个或多个初级线圈，其用于产生振荡电磁场以用于将电力无线传输到一个或多个次级线圈；一个或多个发射线圈，其用于产生电磁场以用于在暴露于由一个或多个发射线圈产生的电磁场中的动物的生物材料中激发核四极共振；以及一个或多个检测线圈，其用于检测由核四极共振的激发引起的电磁辐射吸收和/或电磁辐射发射；其中，该方法包括：使用一个或多个发射线圈产生电磁场以在暴露于电磁场的动物的生物材料中激发核四极共振；使用一个或多个检测线圈，检测由核四极共振的激发引起的电磁辐射吸收和/或电磁辐射发射；以及当所述一个或多个检测线圈检测到动物的生物材料中核四极共振的激发吸收电磁辐射和/或发射电磁辐射时，防止所述一个或多个初级线圈产生振荡电磁场或使所述一个或多个初级线圈减小振荡电磁场的幅度。本专利技术提供了一种无线电力传输系统以用于例如无线地将电力传输到在电动设备中的一个或多个次级线圈。该系统包括一个或多个初级线圈，其布置成产生振荡电磁场，振荡电磁场用于将电力传输到一个或多个次级线圈(因此优选地，该方法包括使用一个或多个初级线圈产生振荡电磁场以用于例如无线地将电力传输到电动设备中的一个或多个次级线圈)。系统还包括一个或多个发射线圈，其布置成产生电磁场。由一个或多个发射线圈产生的电磁场被布置成在物暴露于由一个或多个发射线圈产生的电磁场中的任何目标动物的生物材料中激发核四极共振(NQR)。然后，通过一个或多个检测线圈检测由生物材料中的NQR吸收的电磁辐射(即，从由一个或多个发射线圈产生的电磁场吸收的电磁辐射)和/或从生物材料的NQR发射的电磁辐射(在激发NQR之后)。系统布置成使得当所述一个或多个检测线圈通过检测NQR的激发吸收和/或发射电磁辐射而检测到在暴露于所述一个或多个发射线圈所产生的电磁场中的动物的生物材料中已引起NQR时，防止所述一个或多个初级线圈产生振荡电磁场(例如，通过停止产生振荡电磁场或防止其(重新)启动)或者使所述一个或多个初级线圈减小振荡电磁场的幅度(并因此降低其功率)。因此，应当理解，本专利技术的无线电力传输系统方便地使用NQR来检测暴露于由一个或多个发射线圈产生的电磁场中的动物的存在(通过检测在其生物材料中激发的NQR)，因此使得能够在检测之后防止、停止或减小振荡电磁场。这有助于防止动物暴露于由一个或多个初级线圈产生的振荡电磁场的有害的非电离辐射(与核磁共振(NMR)不同，NQR不需要施加外部场(例如磁场)来感应共振跃迁)。因此，使用NQR来检测动物的生物材料对于目标是有选择性的和特定的，该目标希望被保护以免受来自由一个或多个初级线圈产生的振荡电磁场的有害的非电离辐射。因此，检测系统不太可能给出误报，例如，与无源红外(PIR)传感器或雷达检测系统相比。与替代的推定检测系统(例如，PIR、光检测和测距(LIDAR)或雷达)相比，检测系统还可以提供更快的响应、更好的位置分辨率、更好的可靠性和/或成本效益。从一个或多个初级线圈到一个或多个次级线圈的电力传输可以用于任何合适和期望的目的。在优选实施例中，一个或多个初级线圈布置成产生振荡电磁场以用于无线地将电力传输到电动设备，例如电动设备包括(或连接到)一个或多个次级线圈。因此，例如，一个或多个初级线圈布置成连接到例如主电源。优选地，电动设备通过从一个或多个初级线圈无线传输的电力进行充电，例如，电动设备包括(例如，经由功率电子器件)连接到一个或多个次级线圈的电池。还应当理解，电力可以直接传输到电池(例如，从电动设备移除的电池)，例如电池包括一个或多个次级线圈。在另一个实施例中，一个或多个初级线圈布置成产生振荡电磁场以用于从电动设备或从电池(例如在电动设备中的电池)无线地传输电力，例如电动设备包括(或连接到)一个或多个初级线圈。因此，例如，一个或多个次级线圈布置成连接到电力存储系统，例如电池或配电网络(诸如，本地网络，例如家庭；或更大的网络，例如主电网网络)。这允许电力，例如存储在电动设备(例如，其电池)中或由其产生的电力，从电动设备或电池无线传输到例如远程电力存储系统。还应当理解，无线电力传输系统可以布置成在任一方向上例如将电力传输到电动设备或电池，或从其传输电力。在本实施例中，一个或多个初级线圈和一个或多个次级线圈布置成改变它们的功能，例如优选地，一个或多个初级线圈和一个或多个次级线圈布置成产生或接收振荡电磁场。因此，优选地，当一个或多个检测线圈检测到动物的生物材料中的核四极共振发射和/或吸收电磁辐射时，所述一个或多个初级线圈和一个或多个次级线圈各自布置成防止产生振荡电磁场或者使其减小振荡电磁场的幅度。其中电力无线传输到或从其无线传输的设备(例如，具有待充电或放电的电池)可以是任何合适的和期望的电动设备，其能够将电力无线传输到其上或从其传输，例如，能够无线充电。因此，当电动设备具有无线传输到其的电力时，优选地，电动设备包括一个或多个次级线圈，其布置成通过振荡电磁场在其中感应出电流，例如，用于对电动设备(例如，其电池)进行充电。当电动设备从其无线地传输电力时，优选地，电动设备包括一个或多个初级线圈。电动设备可以包括任何数量的不同类型的电动设备中的一种，例如，电动公交车、电动自行车、电动飞行器、电动无人机、消费电子设备、电动家用电器(例如计算机设备、电视机、显示设备、平板电脑、冰箱、电动工具、厨房用具)。优选地，电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线电力传输系统，其包括：一个或多个初级线圈，其用于产生振荡电磁场以用于将电力无线传输到一个或多个次级线圈；一个或多个发射线圈，其布置成产生电磁场以用于在暴露于所述一个或多个发射线圈所产生的所述电磁场中的动物的生物材料中激发核四极共振；以及一个或多个检测线圈，其用于检测由所述核四极共振的激发引起的电磁辐射吸收和/或来自所述核四极共振的激发的电磁辐射发射；其中所述系统被布置成：当所述一个或多个检测线圈检测到动物的生物材料中所述核四极共振的激发吸收电磁辐射和/或发射电磁辐射时，防止所述一个或多个初级线圈产生所述振荡电磁场或使所述一个或多个初级线圈减小所述振荡电磁场的幅度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.25 GB 1609254.61.一种无线电力传输系统，其包括：一个或多个初级线圈，其用于产生振荡电磁场以用于将电力无线传输到一个或多个次级线圈；一个或多个发射线圈，其布置成产生电磁场以用于在暴露于所述一个或多个发射线圈所产生的所述电磁场中的动物的生物材料中激发核四极共振；以及一个或多个检测线圈，其用于检测由所述核四极共振的激发引起的电磁辐射吸收和/或来自所述核四极共振的激发的电磁辐射发射；其中所述系统被布置成：当所述一个或多个检测线圈检测到动物的生物材料中所述核四极共振的激发吸收电磁辐射和/或发射电磁辐射时，防止所述一个或多个初级线圈产生所述振荡电磁场或使所述一个或多个初级线圈减小所述振荡电磁场的幅度。2.根据权利要求1所述的无线电力传输系统，其中所述一个或多个初级线圈布置成产生振荡电磁场以用于将电力无线传输到包括所述一个或多个次级线圈的电动设备。3.根据权利要求2所述的无线电力传输系统，其中所述电动设备是电动机动车辆。4.根据权利要求1、2或3所述的无线电力传输系统，其中所述一个或多个发射线圈布置成产生振荡磁场。5.根据任一前述权利要求所述的无线电力传输系统，其中所述一个或多个发射线圈布置成以多个不同的频率产生所述电磁场。6.根据任一前述权利要求所述的无线电力传输系统，其中所述一个或多个发射线圈布置成产生其频率在1MHz和100MHz之间，例如在1MHz和20MHz之间，例如在1MHz和5MHz之间的电磁场。7.根据任一前述权利要求所述的无线电力传输系统，其中由所述一个或多个发射线圈产生的所述电磁场包括连续波和/或脉冲电磁场。8.根据任一前述权利要求所述的无线电力传输系统，其中所述一个或多个检测线圈包括一个或多个感应线圈，所述感应线圈布置成检测在激发所述核四极共振期间由电磁辐射的吸收而引起的所述一个或多个感应线圈的阻抗的变化。9.根据任一前述权利要求所述的无线电力传输系统，其中所述无线电力传输系统布置成使用由所述核四极共振发射的所述电磁辐射来执行时域或频域反射测量。10.根据任一前述权利要求所述的无线电力传输系统，其中所述一个或多个检测线圈包括一个或多个感应线圈，所述感应线圈布置成检测由来自所述核四极共振激发的电磁辐射发射引起的所述一个或多个感应线圈中的感应电流。11.根据任一前述权利要求所述的无线电力传输系统，其中所述无线电力传输系统包括一个或多个发射和检测线圈，其布置成：产生电磁场以用于在暴露于所述电磁场中的动物的生物材料中激发核四极共振，以及检测由所述核四极共振引起的电磁辐射吸收和/或来自所述核四极共振的电磁辐射发射。12.根据权利要求11所述的无线电力传输系统，其中所述一个或多个发射和检测线圈包括储能电路。13.根据权利要求12所述的无线电力传输系统，其中所述储能电路布置成相比于跨所述一个或多个发射和检测线圈而检测到的电压来测量跨所述一个或多个发射和检测线圈施加的电压。14.根据任一前述权利要求所述的无线电力传输系统，其中所述生物材料包括一种或多种氨基酸。15.根据任一前述权利要求所述的无线电力传输系统，其中所述一个或多个发射线圈布置成产生电磁场以用于在所述生物材料中的氮-14中激发核四极共振。16.根据任一前述权利要求所述的无线电力传输系统，其中所述一个或多个发射线圈布置成产生电磁场，并且所述一个或多个检测线圈布置成检测区域中的所述核四极共振，使得在进入或通过所述区域的动物的生物材料中激发和检测所述核四极共振。17.根据权利要求16所述的无线电力传输系统，其中所述区域在一体积上围绕所述无线电力传输系统，所述体积大于或等于其上由所述初级线圈产生的所述振荡电磁场的幅度大于特定值的体积。18.根据任一前述权利要求所述的无线电力传输系统，其中所述无线电力传输系统包括围绕所述初级线圈的发射线圈阵列和检测线圈阵列。19.根据任一前述权利要求所述的无线电力传输系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·阿尔达万，J·赛姆佩，
申请(专利权)人：牛津大学创新有限公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB