具有受控磁通抵消的磁通耦合结构制造技术

一种感应电力传输磁通耦合装置，包括：第一线圈(15)，所述第一线圈布置在第一层中并且被配置成在磁通耦合区域中产生或接收磁耦合磁通；以及第二线圈(16)。所述第二线圈的至少一部分被布置在第二层中并且被配置成产生反射来自所述第一线圈的磁通的磁通。射来自所述第一线圈的磁通的磁通。射来自所述第一线圈的磁通的磁通。

【技术实现步骤摘要】
具有受控磁通抵消的磁通耦合结构
[0001]分案申请
[0002]本申请是于2015年9月10日向中国国家知识产权局所提交的标题为“具有受控磁通抵消的磁通耦合结构”的第201580060970.3号专利申请的分案申请。


[0003]本专利技术涉及用于从电能源产生磁通或接收磁通以提供电能源的装置。在一个应用中，本专利技术提供了用于感应电力传输(IPT)(即，无线电力传输应用)的磁通耦合结构。这样的应用可以包括静态和动态电动车辆充电，以及诸如为移动通信设备充电的低功率应用。

技术介绍

[0004]总体上并且具体地结合在公开的国际专利公开WO 2011/016736中的电动道路应用来讨论IPT系统。在所述公开描述的系统中，使用焊盘到焊盘IPT传输方法。焊盘在发射器和接收器焊盘两者中包括诸如铁氧体的透磁材料，以便在仍然传输所需功率的同时保持那些器件的尺寸尽可能小。在国际专利公开WO 2010/090539中描述了用于IPT道路应用的合适的焊盘的具体构造，其包括IPT磁通发射器或接收器，其在所述文献中被称为“双D”焊盘设计(并且在本文中也将被称为“双D”焊盘设计)。双D焊盘设计具有优异的性能，并且根据所述设计构造的焊盘布置可以制成小于25
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30mm厚，使得如果例如在车辆充电应用中使用，则接收焊盘在车辆下面占据非常小的空间。类似地，根据双D设计的发射器焊盘可以制造得足够薄，使得其可以放置在车库的地板上或地板中，例如用于充电目的。
[0005]双D焊盘设计和许多其它焊盘结构使用透磁材料(诸如铁氧体)以产生所需的磁通。铁氧体具有脆性和昂贵的缺点。特别地，在车辆和道路环境中，容易损坏铁氧体。需要开发一种IPT磁通耦合装置，所述耦合装置当被放置在道路环境中时可以承受车辆(如，40
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50吨的卡车)连续地在它上面行驶。铁氧体的缺点还延伸到其它应用，例如为移动电话等其它设备充电。减少诸如铁氧体的材料的量将降低成本，增加健壮性并节省空间。
[0006]国际专利公开WO2013062427公开了一些极化的无铁氧体磁通耦合结构。图1示出了源自WO2013062427的附图，其是通过具有中心线圈2和端部线圈3和4的磁通耦合结构1的实施例的截面图。所述装置产生主要是单侧的磁场，用于使磁通可用于在所述结构的一侧的磁通耦合区域5中耦合。示出了磁场线，以表示当线圈2
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4通电时产生的磁通。磁场线的密度与磁场的大小成比例。磁场线6表示耦合磁通，即，主要用于与借助时变磁场传输功率的另一磁结构耦合的磁通。然而，磁场线7不会有助于耦合功率并且包括漏磁通。
[0007]特别是在没有铁氧体的情况下使具有最小漏磁通的耦合磁通有效地最大化是一个持续存在的问题。存在持续需要提供低成本、健壮并且允许为了效率和安全原因而控制或成形由磁通耦合装置产生的磁场的解决方案。在车辆应用中，这个问题还涉及在道路与车辆之间跨显著且可变的气隙高效且安全地无线传输电力。
[0008]贯穿整个说明书对现有技术的任何讨论不应被认为是承认这样的现有技术是广泛已知的或构成本领域的公知常识的一部分。上述文献的公开内容全部通过引用并入本
文。
[0009]专利技术目的
[0010]本专利技术的目的是提供一种克服现有结构的一个或多个缺点的感应电力传输磁通耦合装置或模块或者无线或感应电力传输方法。可替代地，本专利技术的目的是至少向公众提供有用的选择。
[0011]本专利技术的其它目的将从下面的描述中变得显而易见。

技术实现思路

[0012]在一个方面，本专利技术提供了一种感应电力传输磁通耦合装置，所述装置包括：
[0013]布置在第一层中的至少一匝的第一线圈，所述第一线圈被配置成在磁通耦合区域中产生或接收磁耦合磁通；以及
[0014]至少一匝的第二线圈，并且所述第二线圈的至少一部分被布置在第二层中，所述第二线圈被配置成产生与来自所述第一线圈的磁通相反的磁通。
[0015]由所述第二线圈产生的磁通可以使磁通耦合区域中的磁场成形，或者减少所述磁通耦合区域外部的漏磁通。
[0016]优选地，所述磁通耦合区域是所述第一线圈的一侧。
[0017]在一个实施例中，所述第二线圈设置在所述第一线圈的与所述磁通耦合区域相对的一侧。
[0018]由所述第二线圈产生的磁通可以减少所述装置上与所述磁通耦合区域相对的一侧的磁通。
[0019]在一个实施例中，所述第二线圈具有比所述第一线圈少的匝数。
[0020]所述第二线圈可以被短路，即，无源的。在另一个实施例中，所述第二线圈与所述第一线圈单独驱动。
[0021]优选地，所述第二线圈与所述第一线圈相连接，但是与所述第一线圈以相反的方向绕线。所述第二线圈可以具有比所述第一线圈少的安培匝数。
[0022]在一个实施例中，提供了至少一匝的第三线圈，所述第三线圈被配置成产生与来自所述第一或所述第二线圈的磁通相反的磁通。
[0023]另一方面，本专利技术广义地提供了一种感应电力传输磁通耦合装置，包括：
[0024]第一磁结构，所述第一磁结构具有布置在平面中并且与所述装置的第一侧相邻的至少一匝的第一线圈，所述线圈被配置成在超出所述装置的所述第一侧的磁通耦合区域中产生或接收磁通；以及
[0025]第二磁结构，所述第二磁结构包括被配置成产生与来自所述第一线圈的磁通相反的磁通的导电元件。
[0026]优选地，所述第一线圈位于所述导电元件的至少一部分与所述第一侧之间。
[0027]优选地，所述装置具有与所述第一侧相对的第二侧，所述第一和第二线圈设置在所述第一侧与第二侧之间，并且其中由所述第二磁结构产生的所述相反的磁通充分减小所述装置的第二侧处或之外的磁通。
[0028]在一个实施例中，导电元件的一部分可以与第一线圈所处的平面相交。
[0029]在一个实施例中，导电元件的一个或多个部分比导电元件的一个或多个其它部分
更靠近第一线圈。
[0030]在一个实施例中，第一线圈和导电元件成形为具有两侧和两端，并且导电元件被配置成使得所述导电元件和所述第一线圈的侧面比所述导电元件和所述第一线圈的端部更靠近彼此。
[0031]在一个实施例中，第二磁结构电连接到第一磁结构。
[0032]优选地，导电元件包括具有至少一匝的第二线圈。
[0033]优选地，第二线圈被布置成具有比第一线圈更少的安培匝数。
[0034]优选地，第二线圈具有基本上为第一线圈的一半的安培匝数。
[0035]优选地，第二线圈是无源线圈。
[0036]优选地，第二线圈包括短接电路。
[0037]优选地，第二线圈包括扁平线圈。
[0038]优选地，第二线圈在基本上平行于第一线圈的平面但与第一线圈的平面间隔开的平面中。
[0039]优选地，第一线圈和第二线圈基本上是同轴的。
[0040]在一个实施例中，第二线圈包括短接电路并且相对于第一线圈成形和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种感应电力传输磁通耦合装置，包括：布置在第一层中的至少一匝的第一线圈，所述第一线圈被配置成在磁通耦合区域中产生或接收磁耦合磁通；以及至少一匝的第二线圈，并且所述第二线圈的至少一部分被布置在第二层中，所述第二线圈被配置成产生与来自所述第一线圈的磁通相反的磁通。2.如权利要求1所述的装置，其中由所述第二线圈产生的磁通使所述磁通耦合区域中的磁场成形。3.如权利要求1或2所述的装置，其中由所述第二线圈产生的磁通减少所述磁通耦合区域外部的漏磁通。4.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述磁通耦合区域是所述第一线圈的一侧。5.如权利要求4所述的装置，其中所述第二线圈设置在所述第一线圈的与所述磁通耦合区域相对的一侧。6.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中由所述第二线圈产生的磁通减少所述装置上与所述磁通耦合区域相对的一侧的磁通。7.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第二线圈具有比所述第一线圈少的匝数。8.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第二线圈被短路。9.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述第二线圈与所述第一线圈单独驱动。10.如权利要求1至7中任一项所述的装置，其中所述第二线圈与所述第一线圈相连接，但是与所述第一线圈以相反的方向绕线。11.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第二线圈具有比所述第一线圈少的安培匝数。12.如前述权利要求中任一项所述的装置，还包括至少一匝的第三线圈，所述第三线圈被配置成产生与来自所述第一或所述第二线圈的磁通相反的磁通。13.如前述权利要求中任一项所述的装置，其中所述第一、第二或第三线圈包括环。14.如权利要求13所述的装置，其中所述环包括圆形、矩形或正方形之一。15.一种产生用于感应电力传输的磁通的方法，所述方法包括：使用第一线圈产生磁通以提供磁耦合磁通；使用第二线圈产生与由所述第一线圈产生的磁通相反的磁通，从而控制可用于电力传输的磁通。16.如权利要求15所述的方法，其中所述第二线圈用于将来自所述第一线圈的磁通引导到磁通耦合区域中。17.如权利要求15或权利要求16所述的方法，还包括调节所述第一线圈和所述第二线圈的相对位置。18.如权利要求13至17中任一项所述的方法，还包括提供中间线圈以延伸所述磁通耦合区域。19.一种用于感应电力传输的装置，所述装置包括多个相邻的电力传输模块，每个模块
包括至少一个线圈，其中模块中的所述线圈可以被通电以提供来自所述模块的用于感应电力传输的磁场，并且其中相邻模块中的一个或多个线圈可以被通电以提供在这些模块之间延伸的用于感应电力传输的磁场。20.如权利要求19所述的装置，其中所述模块并排布置。21.如权利要求19或权利要求20所述的装置，其中所述线圈根据被适配成用于以感应方式接收电力的可移动物体的存在而被通电。22.如权利要求19至21中任一项所述的装置，包括用于使来自一个或多个模块的磁场成形的反射器线圈。23.一种用于向可移动物体感应传输电力的方法，所述方法包括选择性地通电模块中的多个线圈中的任一线圈，或通电相邻模块中的至少一个线圈以提供用于向所述可移动物体感应传输电力的磁场。24.如权利要求23所述的方法，包括使用第一反射器线圈来使用于感应电力传输的磁场成形。25.如权利要求24所述的方法，还包括使用第二反射器线圈来使用于感应电力传输的磁场成形。26.一种感应电力传输磁通耦合装置，包括：至少一匝的第一线圈，所述第一线圈被配置成在磁通耦合区域中产生或接收磁耦合磁通；以及至少一匝的第二线圈，所述第二线圈被配置成反射从所述第一线圈发出的磁通。27.一种感应电力传输磁通耦合装置，包括：第一线圈，所述第一线...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：约翰，
类型：发明
国别省市：