高效稳健的无线能量传输制造技术

一种用于在源线圈和漏线圈之间传输能量的方法或装置，包括：设定源线圈的初始谐振频率作为第一条件；设定源线圈和漏线圈的相对彼此的位置以定义其间的初始耦合系数，从而初始耦合系数构成第二条件；以及当将能量泵入源线圈时绝热地改变一个或两个条件。源线圈能量通过绝热改变的过程被传输至露线圈。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于无线能量传输的装置和方法。
技术介绍
无线电力传输技术的探索与电力的专利技术一样久远。从特斯拉开始，并且通过20世纪期间巨大的技术发展，在此研究领域中很多的建议被提出并实现。已知进行无线能量传输的已制定的技术有近场和远场耦合方式。近场示例可见于光波导、腔耦合器和谐振电感式变压器。对于远场示例，有电力传播机制，其中电力被传播到接收器处并转换为可用的电能。尽管其达成了足够高效率的能量传输，但这些技术仍存在短距离交感(近场耦合)、或远场方法中视线要求的缺点。近来，可以看到两个相同的典型谐振对象之间的微弱辐射的无线能量传输策略可以具有足够高的效率。这种可行性来源于在电力传输领域使用耦合模式理论。在此研究中，Kurz等示出了无线能量可在两米的范围内被有效地传输，通常认为该区域为中等距离。此技术也被他人所采用，尤其是Intel，其中传输效率被从之前对于此距离取得的最佳的40%的效率极大地提闻到最近得到的75%左右的值。现今，大多数高效的无线能量传输装置依赖于谐振约束。这样的谐振约束一般意为当有意地或由于随机噪声而使得源的频率从装置的频率偏移时，无线能量传输的效率将极大的降低。随机噪声可能是因为外部对象被靠近两个线圈之一放置，这时谐振条件受到干扰，所以需要提供反馈电路以避免能量传输可能的降低。
技术实现思路
相比于上述的、对在由于谐振能量传输而产生的线圈附近的噪声和其他干扰的敏感性，本实施方式通过如下文所解释地采用用于被相干驱动的双模系统的快速绝热变迁(RAP)进程，提出了一种用于在两个线圈之间进行稳健和高效的中等距离无线电力传输的技术。对于驱动进程的参数(诸如线圈谐振频率和耦合系数变量)的变化，动态绝热解决方案表现出是稳健且高效的。根据本专利技术的一个方面，提出了一种在源线圈和漏线圈之间传输能量的方法，包括设定源线圈的初始谐振频率作为第一条件；设定源线圈和漏线圈彼此的相对位置以定义其间的初始耦合系数、初始耦合系数组成了第二条件；以及当将能量泵入源线圈时绝热地改变由第一条件和第二条件组成的组中的至少一个成员，从而将所泵入的能量传输至漏线圈。在实施方式中，第一和第二条件均被绝热地改变。 在实施方式中，第一条件被绝热地改变。可选地，第二条件可被绝热地改变。在实施方式中，源线圈是谐振电路的一部分，该谐振电路具有可变组件以使初始谐振频率可以被改变。在实施方式中，源线圈和漏线圈相对于彼此是可移动的，从而允许初始耦合系数的改变。在实施方式中，在绝热改变的任何给定时间处均存在解谐值，该解谐值是源线圈的谐振频率的当前值和漏线圈的谐振频率之间的差，而该绝热改变提供了耦合系数(K (t))和解谐值(Λ (t))的平滑时间相关性。在实施方式中，绝热改变包括履行涉及耦合系数和解谐值的绝热条件κ( )Α( -κ( &( |4^2( )+Δ2(ι)] 1,2 ■·在实施方式中，稱合系数k(t)相对地大于损耗率(Γ ),其中，初始的和最终的解谐均相对地大于耦合系数，(r〈 K〈 Λ )。实施方式可包括改变源线圈的谐振频率，以使解谐值(Δ⑴)(该解谐值是源线圈的谐振频率与漏线圈的谐振频率之间的差)缓慢地从负值(该负值大于源线圈和漏线圈之间的耦合)向正值(该正值大于源线圈和漏线圈之间的耦合)扫动。实施方式可包括修改所述改变以减少能量被保持在源线圈内的时间量。实施方式可包括在一毫秒和三毫秒之间的时间段上改变直至百分之十的量的源线圈的谐振频率。实施方式可包括在超过二毫秒的时间段上改变直至百分之十的量的源线圈的谐振频率。实施方式可包括在所述时间段上改变耦合系数。根据本专利技术的第二方面，提出了一种用于传输能量的装置，包括源线圈，具有用于改变源线圈的谐振频率的谐振改变电路；定位单元，用于改变源线圈的位置或方位，以改变源线圈和与源线圈无线耦合的各漏线圈的耦合系数；以及控制器，被配置为当将能量泵入源线圈时，绝热地改变谐振频率和耦合系数中的至少一个，从而将所泵入的能量传输至漏线圈。在实施方式中，谐振频率和耦合系数均被绝热地改变。在实施方式中，谐振频率被绝热地改变。在实施方式中，耦合系数被绝热地改变。在实施方式中，定位单元可用于旋转源线圈，从而允许绝热地改变初始耦合系数。在实施方式中，在绝热改变的任何给定时间处均存在解谐值，该解谐值是源线圈的谐振频率的当前值和漏线圈的谐振频率之间的差，而该绝热改变提供了耦合系数(K (t))和解谐值(Λ (t))的平滑时间相关性。在实施方式中，稱合系数k(t)相对地大于损耗率(Γ ),其中，初始的和最终的解谐均相对地大于耦合系数，(Γ〈 K〈 Λ )。在实施方式中，控制器被配置为改变源线圈的谐振频率，以使解谐值(Λ (t))(该解谐值是源线圈的谐振频率与漏线圈的谐振频率之间的差)缓慢地从负值(该负值大于源线圈和漏线圈之间的耦合)向正值(该正值大于源线圈和漏线圈之间的耦合)扫动。在实施方式中，控制器可用于修改所述改变以减少能量被保持在源线圈内的时间量。在实施方式中，控制器可用于在一毫秒和三毫秒之间的时间段上改变直至百分之十的量的源线圈的谐振频率。在实施方式中，控制器可用于在超过二毫秒的时间段上改变直至百分之十的量的源线圈谐振频率。在实施方式中，控制器可用于在所述时间段上改变耦合系数。 除非另外定义，本文所用的所有的技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员通常的理解相同的含义。本文所提出的材料、方法和示例仅是示例性的并不意味着有所限制。本文所用的词“示例的”意为“用作例子、实例或例证”。任何被描述为“示例的”实施方式不必解释为比其他实施方式优选或有利和/或不必排除来自其他实施方式的特征的并入。本文所用的词“可选地”意为“在某些实施方式中被提供而在其他实施方式中不被提供”。本专利技术的任何具体实施方式可包括多种“可选的”特征，除非这些特征相互冲突。本专利技术的实施方式的方法和/或系统的实现方式可包括手工、自动或其结合地进行或完成所选任务。在此具体指包括设定传输参数的任务。此外，根据本专利技术的方法和/或系统的实施方式的实际使用设备和装置，一些所选任务可利用操作系统通过硬件、通过软件、或通过固件或其组合实现。例如，用于进行根据本专利技术实施方式的所选任务的硬件可被实现为芯片或电路。作为软件，根据本专利技术实施方式的所选任务可被实现为由使用任何适当的操作系统的计算机执行的多个软件指令。在本专利技术示例实施方式中，根据本文所述的方法和/或系统的示例实施方式的一个或多个任务通过诸如用于执行多个指令的运算平台的数据处理器进行。可选地，数据处理器包括用于存储指令和/或数据的易失性存储器和/或用于存储指令和/或数据的非易失性存储器，例如磁硬盘和/或可移动介质。可选地，网络连接也被提供。显示器和/或诸如键盘或鼠标的用户输入装置也被可选地提供。附图说明参照附图，本文仅通过示例描述本专利技术。现关于对详细附图的具体的引用，强调所示的细节是通过示例、仅出于对本专利技术优选实施方式的例证性的讨论的目的而被示出，并且这些细节的呈现为了提出被认为是最有用并易于理解的、本专利技术原理和概念方面的描述。基于这种理念，并未尝试超出对本专利技术基本理解所需地更详细地示出本专利技术的结构细节，带有图的说明使本领域技术人员清楚地了解本专利技术的一些形式是如何在实际中被实施的。在图中图IA是示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚龙·西尔伯贝格，哈伊姆·苏霍夫斯基，尼古拉·V·维塔诺夫，安东·A·朗格洛夫，
申请(专利权)人：耶达研究及发展有限公司，
类型：
国别省市：