磁性可滲透結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】揭示用于無(wú)線功率傳遞的一種設(shè)備、一種系統(tǒng)和一種方法。一種形成無(wú)線功率傳遞裝置的物理芯的方法包含鄰近于彼此地定位兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件，以及對(duì)所述電磁可滲透部件的末端施加縱向壓力，所述電磁可滲透部件至少部分地囊封在保持復(fù)合物中。一種無(wú)線功率傳遞裝置包含罩殼，其中遮罩著感應(yīng)線圈、布置成行的多個(gè)電磁可滲透部件和保持復(fù)合物。
【專利說(shuō)明】磁性可滲透結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】總體上涉及無(wú)線功率傳遞，并且更具體來(lái)說(shuō)涉及與對(duì)例如包含電池的車輛等遠(yuǎn)端系統(tǒng)的無(wú)線功率傳遞有關(guān)的裝置、系統(tǒng)和方法。具體來(lái)說(shuō)，本發(fā)明涉及感應(yīng)式功率傳遞電路的效率改進(jìn)。

【背景技術(shù)】
[0002]已經(jīng)引入例如車輛等遠(yuǎn)端系統(tǒng)，其包含從由例如電池等能量?jī)?chǔ)存裝置接收的電力導(dǎo)出的動(dòng)力。舉例來(lái)說(shuō)，混合動(dòng)力電動(dòng)車包含車載充電器，其使用來(lái)自車輛制動(dòng)和傳統(tǒng)電機(jī)的功率給車輛充電。完全電力的車輛一般從其它源接收電力來(lái)給電池充電。通常提議通過(guò)例如家用或商用AC電源等某種類型的有線交流電(AC)給電池電動(dòng)車(電動(dòng)車)充電。有線充電連接必需被物理上連接到功率源的電纜或其它類似連接器。電纜和類似連接器有時(shí)候可能不方便或者麻煩，并且具有其它缺點(diǎn)。能夠(舉例來(lái)說(shuō)，經(jīng)由無(wú)線場(chǎng))在自由空間中傳遞要用于給電動(dòng)車充電的功率的無(wú)線充電系統(tǒng)可以克服有線充電解決方案的一些不足。如此，需要高效地并且安全地傳遞用于給電動(dòng)車充電的功率的無(wú)線充電系統(tǒng)和方法。
[0003]無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)可以利用感應(yīng)式功率傳遞(IPT)在無(wú)線充電系統(tǒng)底座與移動(dòng)裝置拾取器之間傳遞功率。IPT系統(tǒng)具有包含調(diào)諧感應(yīng)線圈和驅(qū)動(dòng)電路的底座單元，以及包含類似地調(diào)諧的感應(yīng)線圈和接收電路的移動(dòng)裝置。由于調(diào)諧感應(yīng)線圈之間的耦合，所以可以在充電系統(tǒng)底座與移動(dòng)裝置拾取器之間傳遞功率。在單向功率傳遞中，借助于所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)從底座單元感應(yīng)線圈傳遞能量，移動(dòng)裝置感應(yīng)線圈需要定位在所述電磁場(chǎng)內(nèi)。為了高效地傳遞能量，移動(dòng)裝置感應(yīng)線圈通常將定位在底座單元感應(yīng)線圈靠近的上方并且基本上與底座單元感應(yīng)線圈同軸，以便實(shí)現(xiàn)電磁場(chǎng)與移動(dòng)裝置感應(yīng)線圈之間的較強(qiáng)程度的耦口 O
[0004]許多IPT系統(tǒng)還包含由具有高電磁滲透率的材料制成的物理芯。常用的材料是鐵氧體。物理芯通常對(duì)電磁場(chǎng)有高滲透性，并且因此極大地增加了所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的量值。
[0005]一些IPT系統(tǒng)包含以背襯的方式位于鐵氧體芯上方的感應(yīng)線圈。使用鐵氧體芯作為背襯的另一優(yōu)點(diǎn)是圍繞感應(yīng)線圈的電磁場(chǎng)被局限于位于感應(yīng)線圈的所述側(cè)上的鐵氧體背襯材料。這種情況的原因是電磁場(chǎng)穿過(guò)鐵氧體材料比空氣或其它滲透率較低的組件要容易很多。
[0006]由于鐵氧體對(duì)感應(yīng)線圈所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的效應(yīng),鐵氧體的存在對(duì)感應(yīng)線圈的電感并且因此對(duì)耦合頻率也有較大影響。如果鐵氧體材料的滲透率有較大變動(dòng)，那么感應(yīng)線圈將有類似大的電感和調(diào)諧變動(dòng)，從而使得難以實(shí)現(xiàn)一致的調(diào)諧。
[0007]WO 2010/090539揭示了用于給電動(dòng)車供電的IPT系統(tǒng)，其中底座(通常是主)線圈由兩個(gè)分開(kāi)的共平面線圈組成，所述共平面線圈位于由高電磁滲透率的材料(例如鐵氧體)的平行條形成的芯上方。在這個(gè)布置中，沒(méi)有通過(guò)芯的穿過(guò)線圈的筆直路徑。如此，線圈充當(dāng)極區(qū)，并且電磁通量線在其間以“通量管”的形式(具有高通量濃度的區(qū)域)在線圈上方形成弧形。有利的是，所述布置使得芯的側(cè)面、線圈下方?jīng)]有多少通量泄露。
[0008]在無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)中使用時(shí)所必需的大小的有高度電磁滲透率的材料的單均質(zhì)板或條是易碎的，難以獲得，成本較高，而且可能并不提供合適的一致滲透率。
[0009]所揭示的實(shí)施例的一個(gè)目的是解決以上問(wèn)題，或者至少給公眾提供一種有用的選擇。本發(fā)明的更多方面和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)接下來(lái)的描述變得清楚，接下來(lái)的描述只是作為實(shí)例給出的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]在所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)的系統(tǒng)、方法和裝置的各種實(shí)施方案各自具有若干方面，其中沒(méi)有哪單個(gè)方面單獨(dú)負(fù)責(zé)本文中描述的期望屬性。本文中描述了一些顯著特征，而并不限制所附權(quán)利要求書(shū)的范圍。
[0011]附圖和下面的描述中闡述了本說(shuō)明書(shū)中描述的主題的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案的細(xì)節(jié)。從描述、圖式和權(quán)利要求書(shū)中將清楚其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。請(qǐng)注意，下面各圖的相對(duì)尺寸可能不是按比例繪制的。
[0012]本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種形成無(wú)線功率傳遞裝置的物理芯的方法。所述方法可包含(舉例來(lái)說(shuō))在電磁可滲透部件的行中鄰近于彼此定位兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件。所述定位步驟可涉及在無(wú)線功率傳遞裝置罩殼中彼此鄰近地定位兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含(舉例來(lái)說(shuō))對(duì)電磁可滲透部件的行的末端施加縱向壓力?？梢酝ㄟ^(guò)將彈性彈簧部件定位在電磁可滲透部件的每一行的一個(gè)末端與所述罩殼的第一部分之間而施加所述施加縱向壓力。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含(舉例來(lái)說(shuō))將另一彈性彈簧部件定位在電磁可滲透部件的每一行的與所述彈性彈簧部件相反的末端與罩殼的第二部分之間。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含(舉例來(lái)說(shuō))在保持復(fù)合物中囊封所述電磁可滲透部件。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含(舉例來(lái)說(shuō))允許保持復(fù)合物至少部分地凝固，以及釋放對(duì)電磁可滲透部件的每一行的末端施加的縱向壓力。
[0013]本發(fā)明的另一方面提供了一種形成無(wú)線功率傳遞裝置的方法。所述方法可包含(舉例來(lái)說(shuō))在罩殼內(nèi)定位兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件和一個(gè)感應(yīng)線圈。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含(舉例來(lái)說(shuō))布置所述電磁可滲透部件以形成電磁可滲透部件的行。所述定位所述電磁可滲透部件可包含(舉例來(lái)說(shuō))在無(wú)線功率傳遞裝置罩殼內(nèi)彼此鄰近地定位兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含(舉例來(lái)說(shuō))與感應(yīng)線圈成電磁關(guān)聯(lián)地定位所述電磁可滲透部件。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含(舉例來(lái)說(shuō))對(duì)電磁可滲透部件的每一行的一個(gè)末端施加縱向壓力。施加縱向壓力可以包含(舉例來(lái)說(shuō))將彈性彈簧部件定位在電磁可滲透部件的每一行的一個(gè)末端與所述罩殼的第一部分之間。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含(舉例來(lái)說(shuō))至少部分地在保持復(fù)合物中囊封所述電磁可滲透部件。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含(舉例來(lái)說(shuō))允許保持復(fù)合物至少部分地凝固，以及釋放對(duì)電磁可滲透部件的每一行的末端施加的縱向壓力。在一些實(shí)施例中，所述方法進(jìn)一步包含(舉例來(lái)說(shuō))將另一彈性彈簧部件定位在電磁可滲透部件的每一行的與所述彈性彈簧部件相反的末端與罩殼的第二部分之間。
[0014]在另一方面中，提供一種無(wú)線功率傳遞裝置。在一些實(shí)施例中，所述裝置包含罩殼。在一些實(shí)施例中，所述罩殼遮罩著感應(yīng)線圈、布置成行的多個(gè)電磁可滲透部件以及至少部分地囊封所述電磁可滲透部件的保持復(fù)合物。在一些實(shí)施例中，每一行可包含(舉例來(lái)說(shuō))彼此鄰接的兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件。所述電磁可滲透部件可布置成多個(gè)基本上平行的行。鄰近平行行之間的間距可經(jīng)配置以允許所述感應(yīng)線圈產(chǎn)生的所述電磁場(chǎng)的實(shí)質(zhì)性部分穿過(guò)電磁可滲透部件的所述平行行。所述電磁可滲透部件可包含(舉例來(lái)說(shuō))鐵氧體條。所述電磁可滲透部件和感應(yīng)線圈可遮罩在罩殼內(nèi)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]這些和/或其它方面將通過(guò)下面的圖變得清楚并且更加容易理解，附圖配合【具體實(shí)施方式】部分和本申請(qǐng)案的其它部分用于解釋本發(fā)明的原理。
[0016]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于給電動(dòng)車充電的示范性無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)的透視圖。
[0017]圖2是圖1的無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)的示范性芯組件的示意圖。
[0018]圖3是展示圖1的無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)的示范性芯和輔助組件的框圖。
[0019]圖4是展示根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的設(shè)置在電動(dòng)車中的可更換無(wú)觸點(diǎn)電池的功能框圖。
[0020]圖5A、5B、5C和是根據(jù)本發(fā)明的不范性實(shí)施例的用于相對(duì)于電池放置感應(yīng)線圈和鐵氧體材料的示范性配置的側(cè)截面圖。
[0021]圖6是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的感應(yīng)線圈的鐵氧體芯的示意圖。
[0022]圖7是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的鐵氧體芯的示意圖。
[0023]圖8是其中鐵氧體材料相對(duì)于感應(yīng)線圈橫向放置的鐵氧體芯的示意圖。
[0024]圖9是其中鐵氧體材料相對(duì)于感應(yīng)線圈在縱向方向上放置的鐵氧體芯的示意圖。
[0025]圖10是其中鐵氧體材料相對(duì)于感應(yīng)線圈徑向放置的鐵氧體芯的示意圖。
[0026]圖中說(shuō)明的各種特征可能不是按比例繪制的。因此，為了清晰起見(jiàn)，各種特征的尺寸可以任意擴(kuò)大或縮小。此外，一些圖可能并未描繪給定系統(tǒng)、方法或裝置的所有組成部分。最后，在說(shuō)明書(shū)和圖中，相同的附圖標(biāo)記可以用于指示相同的特征。

【具體實(shí)施方式】
[0027]在下面的具體描述中，只用說(shuō)明方式僅僅展示和描述了某些示范性實(shí)施例。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，所描述的實(shí)施例可以用各種不同的方式修改，而全都不脫離本發(fā)明的精神或范圍。因此，圖和描述應(yīng)被視為是說(shuō)明性質(zhì)的而不是限制性的。此外，當(dāng)一個(gè)元件被稱為在另一元件“上”時(shí)，其可以直接在另一元件上，或者間接地在另一元件上，其間插入有一或多個(gè)介入元件。此外，當(dāng)一個(gè)元件被稱為“連接到”另一元件時(shí)，其可以直接連接到另一元件，或者間接地連接到另一元件，其間插入有一或多個(gè)介入元件?，F(xiàn)在將具體參照實(shí)施例，附圖中說(shuō)明了所述實(shí)施例的實(shí)例，其中全文中相同的附圖標(biāo)記指代相同的元件。在此方面，本發(fā)明的實(shí)施例可以具有不同形式，并且不應(yīng)被理解為限于本文中陳述的描述。因此，下文中僅通過(guò)參考附圖而描述實(shí)施例以解釋本發(fā)明的方面。
[0028]下文中結(jié)合附圖闡述的具體描述意在用作對(duì)示范性實(shí)施例的描述，并且不意在代表可實(shí)踐本發(fā)明的僅有的實(shí)施例。本描述全文中使用的術(shù)語(yǔ)“示范性”意味著“用作實(shí)例、例子或說(shuō)明”，并且未必應(yīng)被理解為比其它示范性實(shí)施例優(yōu)選或有利。具體描述為了提供對(duì)示范性實(shí)施例的透徹理解而包含了具體細(xì)節(jié)。將清楚的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐示范性實(shí)施例。在一些例子中，用框圖形式展示了一些裝置。
[0029]本文中使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述特定實(shí)施例，并且不意在限制本發(fā)明。如本文中使用，單數(shù)形式“一”和“所述”意在也包含復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有清楚指示。如本文中所使用，術(shù)語(yǔ)“和/或”包含相關(guān)聯(lián)的所列舉的項(xiàng)中的一或多者的任何和所有組合。將進(jìn)一步了解，術(shù)語(yǔ)“包括”和/或“包括著”在本說(shuō)明書(shū)中使用時(shí)是指明存在所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一或多個(gè)其它特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其群組。例如“中的至少一者”等表述當(dāng)在元件列表前面時(shí)，修改了整個(gè)兀件列表，并且未修改列表的各個(gè)兀件。
[0030]無(wú)線地傳遞功率可以指不使用物理電導(dǎo)體(舉例來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)自由空間傳遞功率)將與電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)或其它相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量從發(fā)射器傳遞到接收器。輸出到無(wú)線場(chǎng)(例如，磁場(chǎng)或電磁場(chǎng))中的功率可以被“接收線圈”接收、捕獲或耦合以實(shí)現(xiàn)功率傳遞。因此，術(shù)語(yǔ)“無(wú)線”和“無(wú)線地”用于指示充電站與遠(yuǎn)端系統(tǒng)之間的功率傳遞是不使用其間的電線型電導(dǎo)體而實(shí)現(xiàn)的。
[0031]本文中使用電動(dòng)車來(lái)描述遠(yuǎn)端系統(tǒng)，其一個(gè)實(shí)例是作為其動(dòng)力能力的一部分包含從可充電能量?jī)?chǔ)存裝置(例如，可再充電電化學(xué)電池組或其它類型的電池)導(dǎo)出的電功率的車輛。作為非限制性實(shí)例，一些電動(dòng)車可以是混合動(dòng)力電動(dòng)車，其除了電動(dòng)機(jī)之外還包含用于直接動(dòng)力或者給車輛的電池充電的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)。其它電動(dòng)車可以從電功率汲取所有動(dòng)力能力。電動(dòng)車不限于汽車，并且可以包含摩托車、手推車、踏板車等等。舉例來(lái)說(shuō)并且不是作為限制，本文中用電動(dòng)車(EV)的形式描述遠(yuǎn)端系統(tǒng)。此外，還涵蓋其它可以至少部分地使用可充電能量?jī)?chǔ)存裝置來(lái)供電的遠(yuǎn)端系統(tǒng)(舉例來(lái)說(shuō)，例如，個(gè)人計(jì)算裝置、移動(dòng)電話等等電子裝置)。
[0032]圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的用于給電動(dòng)車112充電的示范性無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)100的透視圖。當(dāng)電動(dòng)車112?？吭诘鬃鶡o(wú)線充電系統(tǒng)102a附近的同時(shí)，無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)100啟用對(duì)電動(dòng)車112的充電。在一個(gè)停車區(qū)域中說(shuō)明了用于兩輛電動(dòng)車的充電空間。每一充電空間經(jīng)配置使得電動(dòng)車可以開(kāi)到充電空間中，并且?？吭诘鬃鶡o(wú)線充電系統(tǒng)上，例如底座無(wú)線充電系統(tǒng)102a和102b。在一些實(shí)施例中，本地分配中心130可以連接到功率主干網(wǎng)132，并且經(jīng)配置以通過(guò)功率鏈路110向底座無(wú)線充電系統(tǒng)102b提供交流電(AC)或直流電(DC)供應(yīng)。功率鏈路可以是電纜、電線、金屬線或其它用于沿著一段距離傳送功率的裝置。在一些實(shí)施例中，功率主干網(wǎng)132經(jīng)由功率鏈路110向一個(gè)底座無(wú)線充電系統(tǒng)供應(yīng)功率；在其它實(shí)施例中，功率主干網(wǎng)132可以經(jīng)由功率鏈路110向兩個(gè)或更多個(gè)底座無(wú)線充電系統(tǒng)供應(yīng)功率。因此，在一些實(shí)施例中，功率鏈路110延伸超出底座無(wú)線充電系統(tǒng)102b，從而向額外底座無(wú)線充電系統(tǒng)(例如底座無(wú)線充電系統(tǒng)102a)遞送功率。雖然下文中的描述是指底座無(wú)線充電系統(tǒng)102a及其各種組件，但是所述描述也適用于底座無(wú)線充電系統(tǒng)102b，并且適用于無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)100內(nèi)包含的任何額外底座無(wú)線充電系統(tǒng)。
[0033]各種實(shí)施例的底座無(wú)線充電系統(tǒng)102a包含底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a，用于無(wú)線地傳遞或接收功率。當(dāng)電動(dòng)車112在底座系統(tǒng)充電系統(tǒng)102a的范圍內(nèi)時(shí)，可以在底座無(wú)線感應(yīng)線圈104a與電動(dòng)車112內(nèi)的電動(dòng)車感應(yīng)線圈116之間傳遞功率。在一些實(shí)施例中，可以將功率從底座無(wú)線感應(yīng)線圈104a發(fā)射到電動(dòng)車感應(yīng)線圈116。可以接著將電動(dòng)車感應(yīng)線圈116接收到的功率傳送到電動(dòng)車112內(nèi)的一或多個(gè)組件以便向電動(dòng)車112提供功率。電動(dòng)車112內(nèi)的此些組件包含(舉例來(lái)說(shuō))電池單元118和電動(dòng)車無(wú)線充電系統(tǒng)114。
[0034]在一些示范性實(shí)施例中，當(dāng)電動(dòng)車感應(yīng)線圈116位于底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的目標(biāo)區(qū)域內(nèi)時(shí),稱電動(dòng)車感應(yīng)線圈116在底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a的范圍內(nèi)，并且可以從其接收功率。目標(biāo)區(qū)域?qū)?yīng)于底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a輸出的能量可以被電動(dòng)車感應(yīng)線圈116捕獲到的區(qū)域的至少一部分。在一些情況下，目標(biāo)區(qū)域可以對(duì)應(yīng)于底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a的“近場(chǎng)”。近場(chǎng)是底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的至少一部分。近場(chǎng)可以對(duì)應(yīng)于存在從底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a中的電流和電荷得到的強(qiáng)反應(yīng)場(chǎng)并且強(qiáng)反應(yīng)場(chǎng)不遠(yuǎn)離底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a輻射功率的區(qū)域。在一些情況下,近場(chǎng)可以對(duì)應(yīng)于在底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a的波長(zhǎng)的大約1/2 π內(nèi)的區(qū)域。此外，在下文更詳細(xì)描述的各種實(shí)施例中，可以將功率從電動(dòng)車感應(yīng)線圈116發(fā)射到底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a。在此些實(shí)施例中，近場(chǎng)可以對(duì)應(yīng)于在電動(dòng)車感應(yīng)線圈116的波長(zhǎng)的大概1/2JI內(nèi)的區(qū)域。
[0035]本地分配中心130可以經(jīng)配置以經(jīng)由通信回程134與外部源(舉例來(lái)說(shuō)，電網(wǎng))通信，并且經(jīng)由通信鏈路108與底座無(wú)線充電系統(tǒng)102a通信。
[0036]在各種實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)電動(dòng)車感應(yīng)線圈116，使得其設(shè)置在底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a的近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，可以有利地改進(jìn)或盡可能增大功率傳遞效率。在一些實(shí)施例中，電動(dòng)車感應(yīng)線圈116可以與底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a對(duì)準(zhǔn)，并且因此設(shè)置在近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，方法就是簡(jiǎn)單地通過(guò)駕駛員將電動(dòng)車112相對(duì)于底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a正確地對(duì)準(zhǔn)。在其它實(shí)施例中，可以給駕駛員視覺(jué)反饋、聽(tīng)覺(jué)反饋或其組合以確定何時(shí)電動(dòng)車112被正確地放置以進(jìn)行無(wú)線功率傳遞。在另外其它實(shí)施例中，可以通過(guò)自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)來(lái)定位電動(dòng)車112，自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)可以將電動(dòng)車112前后移動(dòng)(舉例來(lái)說(shuō)，以之字形移動(dòng))，直到對(duì)準(zhǔn)誤差已經(jīng)達(dá)到可容忍的值為止。這可以由電動(dòng)車112自動(dòng)并且自主地執(zhí)行，不需要駕駛員的介入或者只需要駕駛員稍加介入，前提是電動(dòng)車112配備有伺服轉(zhuǎn)向輪、超聲傳感器和調(diào)整車輛用的智能功能。在另外其它實(shí)施例中，電動(dòng)車感應(yīng)線圈116、底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a或其組合可以具有使感應(yīng)線圈116和104a相對(duì)于彼此位移和移動(dòng)以將其更加準(zhǔn)確地定向并且在其間形成更有效率的耦合的功能性。
[0037]底座無(wú)線充電系統(tǒng)102a可以位于多種位置。作為非限制性實(shí)例，一些合適的位置包含電動(dòng)車112主人家里的停車區(qū)域、按照汽油加油站建造的為電動(dòng)車無(wú)線充電預(yù)留的停車區(qū)域，以及在購(gòu)物中心和辦公地點(diǎn)等其它位置的停車場(chǎng)。
[0038]給電動(dòng)車無(wú)線地充電可以提供許多益處。舉例來(lái)說(shuō)，充電可以自動(dòng)地執(zhí)行，基本上不需要駕駛員的介入和操縱，因而改善了用戶的方便度。而且可以沒(méi)有暴露的電觸點(diǎn)并且沒(méi)有機(jī)械磨損，因而改善了無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)100的可靠性?？梢员苊馓幹秒娎|和連接器，并且可以沒(méi)有可能在戶外環(huán)境中暴露于濕氣和水分的電纜、插頭或插座，因而改善了安全性。而且沒(méi)有能看到或能碰到的插座、電纜和插頭，因而減少了功率充電裝置遭受破壞的可能性。此外，因?yàn)殡妱?dòng)車112可以用作分布式儲(chǔ)存裝置以使電網(wǎng)保持穩(wěn)定，所以可以用對(duì)接到電網(wǎng)式解決方案來(lái)增加車輛對(duì)于車輛到電網(wǎng)(V2G)操作的可用性。
[0039]參看圖1描述的無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)100還可以提供美觀并且無(wú)障礙的優(yōu)點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，可能沒(méi)有可能會(huì)妨礙車輛和/或行人的充電樁和電纜。
[0040]作為對(duì)車輛到電網(wǎng)能力的進(jìn)一步解釋，無(wú)線功率發(fā)射和接收能力可以配置成互逆的，這樣的話底座無(wú)線充電系統(tǒng)102a將功率傳遞到電動(dòng)車112，并且(舉例來(lái)說(shuō)，在能量不足的時(shí)候)電動(dòng)車112將功率傳遞到底座無(wú)線充電系統(tǒng)102a。這種能力可以用于使功率分配電網(wǎng)保持穩(wěn)定，方法是通過(guò)允許電動(dòng)車在需求過(guò)高或可再生能量產(chǎn)生(舉例來(lái)說(shuō)，風(fēng)能或太陽(yáng)能)不足導(dǎo)致能量不足的時(shí)候給總分配系統(tǒng)貢獻(xiàn)功率。
[0041]圖2是圖1的無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)100的示范性組件的示意圖。如圖2所示,無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)200可以包含底座無(wú)線功率充電系統(tǒng)202，其包含底座系統(tǒng)發(fā)射電路206，底座系統(tǒng)發(fā)射電路206包含具有電感LI的底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204。無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)200進(jìn)一步包含電動(dòng)車充電系統(tǒng)，其包含電動(dòng)車接收電路222，電動(dòng)車接收電路222包含具有電感L2的電動(dòng)車感應(yīng)線圈216。本文中描述的實(shí)施例可以使用電容加載型線環(huán)(舉例來(lái)說(shuō),多匝線圈)以形成能夠經(jīng)由磁或電磁近場(chǎng)高效地將能量從主結(jié)構(gòu)(發(fā)射器)耦合到次級(jí)結(jié)構(gòu)(接收器)的諧振結(jié)構(gòu)(如果主結(jié)構(gòu)和次級(jí)結(jié)構(gòu)兩者被調(diào)諧到共同的諧振頻率的話)。在一些此些實(shí)施例中，電動(dòng)車感應(yīng)線圈216和底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204可以各自包括多匝線圈。使用諧振結(jié)構(gòu)來(lái)耦合能量可以稱為“磁性耦合諧振”、“電磁耦合諧振”和/或“諧振感應(yīng)”。將基于從底座無(wú)線功率充電系統(tǒng)202到電動(dòng)車112的功率傳遞來(lái)描述無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)200的操作，但是其操作不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，如上所述，電動(dòng)車112可以將功率傳遞到底座無(wú)線充電系統(tǒng)102a。
[0042]參看圖2，功率源208 (舉例來(lái)說(shuō)，AC或DC)將功率PSDC供應(yīng)到底座無(wú)線功率充電系統(tǒng)202，以便向電動(dòng)車112傳遞能量。底座無(wú)線功率充電系統(tǒng)202包含底座充電系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換器236。底座充電系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換器236可以包含電路，例如經(jīng)配置以將功率從標(biāo)準(zhǔn)主干AC轉(zhuǎn)換成合適的電壓電平下的DC功率的AC/DC轉(zhuǎn)換器，以及經(jīng)配置以將DC功率轉(zhuǎn)換成適合于無(wú)線高功率傳遞的操作頻率下的功率的DC/低頻(LF)轉(zhuǎn)換器。底座充電系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換器236向包含調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)205的底座系統(tǒng)發(fā)射電路206供應(yīng)功率P1，所述調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)205可以由串聯(lián)或并聯(lián)配置或者這兩者的組合的反應(yīng)性調(diào)諧組件與底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204組成，以在期望頻率下發(fā)射電磁場(chǎng)?？梢蕴峁╇娙萜饕耘c經(jīng)配置以在期望頻率下諧振的底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204形成諧振電路。底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204接收功率P1，并且在足以給電動(dòng)車112充電或供電的電平下無(wú)線地發(fā)射功率。舉例來(lái)說(shuō)，由底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204無(wú)線地提供的功率電平可以在大約數(shù)千瓦(kw)(舉例來(lái)說(shuō)，從IkW到IlOkW或者更高或更低的任何數(shù)值)。
[0043]包含底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204的底座系統(tǒng)發(fā)射電路206和包含電動(dòng)車感應(yīng)線圈216的電動(dòng)車接收電路222可以調(diào)諧成基本上相同的頻率，并且可以位于通過(guò)底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204和電動(dòng)車感應(yīng)線圈216中的一者發(fā)射的電磁場(chǎng)的近場(chǎng)內(nèi)。在這種情況下,底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204和電動(dòng)車感應(yīng)線圈216可以通過(guò)其間的電磁場(chǎng)變成彼此耦合，以便可以將功率傳遞到包含調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)221和電動(dòng)車感應(yīng)線圈216的電動(dòng)車接收電路222?？梢蕴峁┱{(diào)諧網(wǎng)絡(luò)221以與電動(dòng)車感應(yīng)線圈216 —起形成經(jīng)配置以在期望頻率下諧振的諧振電路。在線圈分離下得出的相互耦合系數(shù)由k(d)表示。等效電阻Req，l和Req，2表示感應(yīng)線圈204和216以及任何抗電抗電容器可能固有的損失,所述抗電抗電容器在一些實(shí)施例中可以分別在底座充電系統(tǒng)調(diào)諧電路205和電動(dòng)車充電系統(tǒng)調(diào)諧電路221中提供。包含電動(dòng)車感應(yīng)線圈316和調(diào)諧網(wǎng)絡(luò)221的電動(dòng)車接收電路222經(jīng)由感應(yīng)線圈204與216之間的電磁場(chǎng)從底座無(wú)線功率充電系統(tǒng)202接收功率P2。電動(dòng)車接收電路222接著向電動(dòng)車充電系統(tǒng)214的電動(dòng)車功率轉(zhuǎn)換器238提供功率P2以使得電動(dòng)車112能使用功率。
[0044]電動(dòng)車功率轉(zhuǎn)換器238可以包含LF/DC轉(zhuǎn)換器等等，所述LF/DC轉(zhuǎn)換器經(jīng)配置以將操作頻率下的功率轉(zhuǎn)換回與電動(dòng)車電池單元218的電壓電平匹配的電壓電平的DC功率。電動(dòng)車功率轉(zhuǎn)換器238可以提供經(jīng)轉(zhuǎn)換的功率PLDC以給電動(dòng)車電池單元218充電。功率源208、底座充電系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換器236和底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204可以是固定的，并且位于多種位置，如上所述。電池單元218、電動(dòng)車功率轉(zhuǎn)換器238和電動(dòng)車感應(yīng)線圈216可以包含在電動(dòng)車充電系統(tǒng)214中，所述電動(dòng)車充電系統(tǒng)214包含或形成為電動(dòng)車112的一部分或電池組(未圖示)的一部分。電動(dòng)車充電系統(tǒng)214還可經(jīng)配置以通過(guò)電動(dòng)車感應(yīng)線圈216向底座無(wú)線功率充電系統(tǒng)202無(wú)線地提供功率以將功率饋回給電網(wǎng)。電動(dòng)車感應(yīng)線圈216和底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204中的每一者可以基于操作模式充當(dāng)發(fā)射或接收感應(yīng)線圈。
[0045]雖然未圖示，但是無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)200可以包含負(fù)載斷開(kāi)單元(LDU)以將電動(dòng)車電池單元218或功率源208從無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)200上安全地?cái)嚅_(kāi)。舉例來(lái)說(shuō)，在緊急事件或系統(tǒng)故障的情況下，LDU可以被觸發(fā)以將負(fù)載從無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)200上斷開(kāi)。除了電池管理系統(tǒng)之外，還提供LDU，以便管理給電池的充電，或者LDU可以是電池管理系統(tǒng)的一部分。
[0046]此外，電動(dòng)車充電系統(tǒng)214可以包含切換電路(未圖示)，用于選擇性地將電動(dòng)車感應(yīng)線圈216連接到電動(dòng)車功率轉(zhuǎn)換器238或者從其斷開(kāi)。使電動(dòng)車感應(yīng)線圈216斷開(kāi)可以使充電暫停，并且還可調(diào)整底座無(wú)線充電系統(tǒng)202 (充當(dāng)發(fā)射器)“看到”的“負(fù)載”，這可用于將電動(dòng)車充電系統(tǒng)214(充當(dāng)接收器)從底座無(wú)線充電系統(tǒng)202解耦。如果發(fā)射器包含負(fù)載感測(cè)電路，則可以檢測(cè)到負(fù)載變化。因此，例如底座無(wú)線充電系統(tǒng)202等發(fā)射器可具有用于確定底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204的近場(chǎng)中何時(shí)存在例如電動(dòng)車充電系統(tǒng)214等接收器的機(jī)構(gòu)。
[0047]如上所述，在操作中，假設(shè)能量傳遞是朝向車輛或電池，那么從功率源208提供輸入功率，使得底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204產(chǎn)生用于提供能量傳遞的場(chǎng)。電動(dòng)車感應(yīng)線圈216耦合到輻射場(chǎng)并且產(chǎn)生輸出功率，供電動(dòng)車112儲(chǔ)存或消耗。如上所述，在一些實(shí)施例中，底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204和電動(dòng)車感應(yīng)線圈216是根據(jù)相互諧振關(guān)系配置的，使得電動(dòng)車感應(yīng)線圈216的諧振頻率和底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204的諧振頻率非常接近或者基本上相同。當(dāng)電動(dòng)車感應(yīng)線圈216位于底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204的近場(chǎng)中時(shí)，底座無(wú)線功率充電系統(tǒng)202與電動(dòng)車充電系統(tǒng)214之間的發(fā)射損失非常小。
[0048]如所陳述的，通過(guò)將發(fā)射感應(yīng)線圈的近場(chǎng)中的較大部分能量耦合到接收感應(yīng)線圈而不是使大部分能量超出近場(chǎng)在電磁波中傳播，會(huì)發(fā)生高效的能量傳遞。當(dāng)在近場(chǎng)中時(shí)，可以在發(fā)射感應(yīng)線圈與接收感應(yīng)線圈之間建立耦合模式。感應(yīng)線圈周圍可以發(fā)生這個(gè)近場(chǎng)耦合的區(qū)域在本文中稱為近場(chǎng)耦合模式區(qū)域。
[0049]雖然未圖示，但是底座充電系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換器236和電動(dòng)車功率轉(zhuǎn)換器238兩者都可以包含振蕩器、例如功率放大器等驅(qū)動(dòng)器電路、濾波器和匹配電路，用于與無(wú)線功率感應(yīng)線圈高效地耦合。振蕩器可以經(jīng)配置以產(chǎn)生期望頻率，期望頻率可以響應(yīng)于調(diào)整信號(hào)得到調(diào)整。功率放大器可響應(yīng)于控制信號(hào)以某個(gè)放大量放大振蕩器信號(hào)?？梢园瑸V波器和匹配電路以過(guò)濾掉諧波或其它不需要的頻率，并且使功率轉(zhuǎn)換模塊的阻抗與無(wú)線功率感應(yīng)線圈匹配。功率轉(zhuǎn)換器236和238還可包含整流器和切換電路，以產(chǎn)生合適的功率輸出以給電池充電或給負(fù)載供電。
[0050]所揭示的實(shí)施例中描述的電動(dòng)車感應(yīng)線圈216和底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204可以稱為或者配置為“環(huán)路”天線，并且更具體來(lái)說(shuō)，是多匝環(huán)路天線。感應(yīng)線圈204和216也可以在本文中稱為或配置為“磁性”天線。術(shù)語(yǔ)“線圈”意在指代可以無(wú)線地輸出或接收能量以便耦合到另一“線圈”的組件。線圈也可以稱為經(jīng)配置以無(wú)線地輸出或接收功率的類型的“天線”。如本文中使用，線圈204和216是經(jīng)配置以無(wú)線地輸出、無(wú)線地接收和/或無(wú)線地中繼功率的類型的“功率傳遞組件”的實(shí)例。環(huán)路(舉例來(lái)說(shuō)，多匝環(huán)路)天線可以經(jīng)配置以包含空氣芯或物理芯，例如鐵氧體芯?？諝庑经h(huán)路天線可以允許將其它組件放置在芯區(qū)域內(nèi)。包含鐵磁或亞鐵磁材料的物理芯天線可以允許形成較強(qiáng)的電磁場(chǎng)和改進(jìn)的耦合。不同于變壓器芯，IPT線圈的物理芯不必穿過(guò)線圈中心，芯可以簡(jiǎn)單地位于相關(guān)聯(lián)的線圈的靠近的附近。
[0051]如上所述，在發(fā)射器與接收器之間的匹配或接近匹配的諧振期間，會(huì)發(fā)生發(fā)射器與接收器之間的高效的能量傳遞。然而，即使當(dāng)發(fā)射器與接收器之間的諧振不匹配時(shí)，也可以在較低效率下傳遞能量。通過(guò)將能量從發(fā)射感應(yīng)線圈的近場(chǎng)耦合到駐留在其中建立這個(gè)近場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)(舉例來(lái)說(shuō)，在諧振頻率的預(yù)定頻率范圍內(nèi)，或在近場(chǎng)區(qū)域的預(yù)定距離內(nèi))的接收感應(yīng)線圈而不是將能量從發(fā)射感應(yīng)線圈傳播到自由空間中，發(fā)生能量傳遞。
[0052]諧振頻率可以基于包含感應(yīng)線圈(舉例來(lái)說(shuō)，底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈204)的發(fā)射電路的電感和電容,如上所述。如圖2所示，電感可以總體上是感應(yīng)線圈的電感，而電容可以添加到感應(yīng)線圈，以在期望的諧振頻率下產(chǎn)生諧振結(jié)構(gòu)。作為非限制性實(shí)例，可以與感應(yīng)線圈(舉例來(lái)說(shuō)，感應(yīng)線圈204)串聯(lián)地添加電容器(未圖示)以產(chǎn)生經(jīng)配置以產(chǎn)生電磁場(chǎng)的諧振電路(舉例來(lái)說(shuō)，底座系統(tǒng)發(fā)射電路206)。因此，對(duì)于較大直徑的感應(yīng)線圈，用于誘發(fā)諧振的電容值可以隨著線圈直徑或電感的增加而減小。電感還可以取決于感應(yīng)線圈的匝數(shù)。此外，隨著感應(yīng)線圈的直徑增加，近場(chǎng)的高效能量傳遞區(qū)域可以增加。其它諧振電路也是可能的。作為另一非限制性實(shí)例，可以將電容器并聯(lián)放置在感應(yīng)線圈的兩個(gè)端子之間(舉例來(lái)說(shuō)，并聯(lián)諧振電路)。此外，感應(yīng)線圈可以經(jīng)設(shè)計(jì)而具有高質(zhì)量(Q)因子以改進(jìn)感應(yīng)線圈的諧振。
[0053]如上所述，根據(jù)一些實(shí)施例，揭示了在彼此的近場(chǎng)中的兩個(gè)感應(yīng)線圈之間耦合功率。如上所述，近場(chǎng)可以對(duì)應(yīng)于在感應(yīng)線圈周圍的其中存在電磁場(chǎng)但是電磁場(chǎng)可能不遠(yuǎn)離感應(yīng)線圈而傳播或輻射的區(qū)域。近場(chǎng)耦合模式區(qū)域可以對(duì)應(yīng)于在感應(yīng)線圈的物理體積附近的一個(gè)體積，通常在波形的較小部分內(nèi)。根據(jù)一些實(shí)施例，對(duì)發(fā)射和接收兩者都使用例如單匝和多匝環(huán)路天線等電磁感應(yīng)線圈，因?yàn)樵趯?shí)際實(shí)施例中，與電力型天線(舉例來(lái)說(shuō)，小型雙極天線)的電近場(chǎng)相比，對(duì)于磁性型線圈來(lái)說(shuō)磁性近場(chǎng)振幅傾向于更高。這允許成對(duì)裝置之間可能更高的耦合。此外，可以使用“電力”天線(舉例來(lái)說(shuō)，雙極天線和單極天線)或磁性天線與電力天線的組合。
[0054]圖3是展示圖1的無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)300的示范性芯和輔助組件的功能框圖。無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)300說(shuō)明通信鏈路376、引導(dǎo)鏈路366和用于底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈304和電動(dòng)車感應(yīng)線圈316的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)352、354。如上文參看圖2所述，展示了朝向電動(dòng)車112的實(shí)例能量流，圖3描繪了底座充電系統(tǒng)功率接口 354，其也可以經(jīng)配置以從電源(例如AC或DC功率源126)向充電系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換器336提供電力。底座充電系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換器336可以從底座充電系統(tǒng)功率接口 354接收AC或DC功率以在其諧振頻率下或其諧振頻率附近激發(fā)底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈304。電動(dòng)車感應(yīng)線圈316當(dāng)處在近場(chǎng)耦合模式區(qū)域中時(shí)可以從近場(chǎng)耦合模式區(qū)域接收能量以在諧振頻率下或諧振頻率附近振蕩。電動(dòng)車功率轉(zhuǎn)換器338將來(lái)自電動(dòng)車感應(yīng)線圈316的振蕩信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合于經(jīng)由電動(dòng)車功率接口給電池充電的功率信號(hào)。
[0055]底座無(wú)線充電系統(tǒng)302包含底座充電系統(tǒng)控制器342，并且電動(dòng)車充電系統(tǒng)314包含電動(dòng)車控制器344。底座充電系統(tǒng)控制器342可以包含到其它系統(tǒng)(未圖示)的底座充電系統(tǒng)通信接口 162，所述其它系統(tǒng)例如是計(jì)算機(jī)和功率分配中心或智能電網(wǎng)。電動(dòng)車控制器344可以包含到其它系統(tǒng)(未圖示)的電動(dòng)車通信接口，所述其它系統(tǒng)例如是車輛上的車載計(jì)算機(jī)、其它電池充電控制器、車輛內(nèi)的其它電子系統(tǒng)和遠(yuǎn)端電子系統(tǒng)。
[0056]底座充電系統(tǒng)控制器342和電動(dòng)車控制器344可以包含用于使用分開(kāi)的通信信道的特定應(yīng)用的子系統(tǒng)或模塊。這些通信信道可以是分開(kāi)的物理信道或分開(kāi)的邏輯信道。作為非限制性實(shí)例，底座充電對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)352可以通過(guò)通信鏈路376與電動(dòng)車對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)354通信以提供反饋機(jī)構(gòu)，用于自主地或用操作者輔助來(lái)使底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈304與電動(dòng)車感應(yīng)線圈316更緊密地對(duì)準(zhǔn)。類似地，底座充電引導(dǎo)系統(tǒng)362可以通過(guò)引導(dǎo)鏈路與電動(dòng)車引導(dǎo)系統(tǒng)364通信，以提供反饋機(jī)構(gòu)，用以引導(dǎo)操作者使底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈304與電動(dòng)車感應(yīng)線圈316對(duì)準(zhǔn)。此外，可以存在由底座充電通信系統(tǒng)372和電動(dòng)車通信系統(tǒng)374支持的分開(kāi)的通用通信鏈路(舉例來(lái)說(shuō)，信道)，用于在底座無(wú)線功率充電系統(tǒng)302與電動(dòng)車充電系統(tǒng)314之間傳達(dá)其它信息。這個(gè)信息可以包含關(guān)于電動(dòng)車特性、電池特性、充電狀態(tài)和底座無(wú)線功率充電系統(tǒng)302和電動(dòng)車充電系統(tǒng)314兩者的功率能力的信息以及電動(dòng)車112的維護(hù)和診斷數(shù)據(jù)。這些通信信道可以是分開(kāi)的物理通信信道，例如藍(lán)牙、紫蜂(zigbee)、蜂窩等坐寸ο
[0057]電動(dòng)車控制器344還可包含:電池管理系統(tǒng)(BMS)(未圖示)，其經(jīng)配置以管理電動(dòng)車主電池的充電和放電；基于微波或超聲雷達(dá)原理的停車輔助系統(tǒng)；制動(dòng)系統(tǒng)，其經(jīng)配置以執(zhí)行半自動(dòng)停車操作；以及轉(zhuǎn)向輪伺服系統(tǒng)，其經(jīng)配置以輔助很大程度上自動(dòng)“靠線停車”式停車，這因此可以提供更高的停車準(zhǔn)確度，因而減少了底座無(wú)線充電系統(tǒng)102a與電動(dòng)車充電系統(tǒng)114中的任一者中的機(jī)械水平感應(yīng)線圈對(duì)準(zhǔn)的需要。此外，電動(dòng)車控制器344可經(jīng)配置以與電動(dòng)車112的電子器件通信。舉例來(lái)說(shuō)，電動(dòng)車控制器344可以經(jīng)配置以與視覺(jué)輸出裝置(舉例來(lái)說(shuō)，儀表板顯示器)、聲學(xué)/音頻輸出裝置(舉例來(lái)說(shuō)，蜂鳴器、揚(yáng)聲器)、機(jī)械輸入裝置(舉例來(lái)說(shuō)，鍵盤、觸摸屏和例如操縱桿、軌跡球等指向裝置)和音頻輸入裝置(舉例來(lái)說(shuō)，具有電子語(yǔ)音辨識(shí)的麥克風(fēng))通信。
[0058]此外，無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)300可以包含檢測(cè)和傳感器系統(tǒng)。舉例來(lái)說(shuō)，無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)300可以包含與系統(tǒng)一起使用以將駕駛員或車輛正確地引導(dǎo)到充電點(diǎn)的傳感器、用以使用必需的分離/耦合將感應(yīng)線圈相互對(duì)準(zhǔn)的傳感器、經(jīng)配置以檢測(cè)可能阻礙電動(dòng)車感應(yīng)線圈316移動(dòng)到特定高度和/或位置以實(shí)現(xiàn)耦合的物體的傳感器，以及與系統(tǒng)一起使用以執(zhí)行系統(tǒng)的可靠、不受損壞和安全的操作的安全傳感器。舉例來(lái)說(shuō)，安全傳感器可以包含特定的傳感器，用于檢測(cè)超出安全半徑的接近無(wú)線功率感應(yīng)線圈104a、116的動(dòng)物或兒童的存在，檢測(cè)可以被加熱(感應(yīng)加熱)的接近底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈304的金屬物體，檢測(cè)例如底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈304上的白熾物體等危險(xiǎn)事件，以及對(duì)底座無(wú)線功率充電系統(tǒng)302和電動(dòng)車充電系統(tǒng)314的組件的溫度監(jiān)測(cè)。
[0059]無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)300還可以支持經(jīng)由有線連接的插入式充電。有線充電端口可以在將功率傳遞到電動(dòng)車112或從電動(dòng)車112傳遞功率之前集成兩個(gè)不同充電器的輸出。切換電路可以提供功能性以支持無(wú)線充電和經(jīng)由有線充電端口的充電兩者。
[0060]為了在底座無(wú)線充電系統(tǒng)302與電動(dòng)車充電系統(tǒng)314之間通信，無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)300可以采用帶內(nèi)信令或RF數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器(舉例來(lái)說(shuō)，未經(jīng)許可的頻帶中的無(wú)線電上的以太網(wǎng))或者兩者。帶外通信可以提供用于向車輛用戶/主人分配附加值服務(wù)的足夠帶寬。無(wú)線功率載波的低深度振幅或相位調(diào)制可以用作具有極小干擾的帶內(nèi)信令系統(tǒng)。
[0061]在一些實(shí)施例中，可以經(jīng)由無(wú)線功率鏈路而不使用特定通信天線執(zhí)行通信。舉例來(lái)說(shuō)，無(wú)線功率感應(yīng)線圈304和316還可以經(jīng)配置以用作無(wú)線通信發(fā)射器和/或接收器。因此，底座無(wú)線功率充電系統(tǒng)302的一些實(shí)施例可以包含用于啟用無(wú)線功率路徑上的鍵控類型協(xié)議的控制器(未圖示)。通過(guò)說(shuō)明，使用預(yù)定義的協(xié)議在預(yù)定義的間隔下鍵控發(fā)射功率電平(振幅移位鍵控)可以提供一種機(jī)構(gòu)，接收器可以通過(guò)所述機(jī)構(gòu)來(lái)檢測(cè)從發(fā)射器的串行通信。底座充電系統(tǒng)功率轉(zhuǎn)換器336可以包含負(fù)載感測(cè)電路(未圖示)，用于檢測(cè)底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈304產(chǎn)生的近場(chǎng)附近存在還是不存在活動(dòng)的電動(dòng)車接收器。舉例來(lái)說(shuō)，負(fù)載感測(cè)電路監(jiān)測(cè)流動(dòng)到驅(qū)動(dòng)器或功率放大器的電流，這會(huì)受到底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a產(chǎn)生的近場(chǎng)附近存在還是不存在活動(dòng)接收器的影響。底座充電系統(tǒng)控制器342可以監(jiān)測(cè)功率放大器上的負(fù)載的變化的檢測(cè)，以用于確定是否啟用振蕩器發(fā)射能量、是否與活動(dòng)接收器通信或其組合。
[0062]為了啟用無(wú)線高功率傳遞，一些實(shí)施例可經(jīng)配置以在從10到60kHz的范圍中的頻率下傳遞功率。這個(gè)低頻耦合可以允許高效功率轉(zhuǎn)換，其可以使用固態(tài)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，與其它頻帶相比，可以存在與無(wú)線電系統(tǒng)的較少的共存問(wèn)題。
[0063]所描述的無(wú)線功率傳遞系統(tǒng)100可以與包含可再充電或可更換電池的各種電動(dòng)車102 —起使用。圖4是展示根據(jù)示范性實(shí)施例的設(shè)置在電動(dòng)車412中的可更換無(wú)觸點(diǎn)電池422的功能圖。在這個(gè)實(shí)施例中，低電池位置可以用于電動(dòng)車電池單元，其經(jīng)配置以集成無(wú)線功率接口(舉例來(lái)說(shuō)，充電器到電池?zé)o繩接口 426)，并且可經(jīng)配置以從嵌入在地面中的充電器(未圖示)接收功率。在圖4中，電動(dòng)車電池單元可以是可再充電電池單元，并且可以容納在電池艙424中。電動(dòng)車電池單元還提供無(wú)線功率接口 426，其可以集成整個(gè)電動(dòng)車無(wú)線功率子系統(tǒng)，包含諧振感應(yīng)線圈、功率轉(zhuǎn)換電路以及其它控制和通信功能，用于基于地面的無(wú)線充電單元與電動(dòng)車電池單元之間的高效且安全的無(wú)線能量傳遞。
[0064]電動(dòng)車感應(yīng)線圈與電動(dòng)車電池單元或車身的底側(cè)齊平地集成可能是有用的，使得沒(méi)有突出部分和/或使得可以維持指定的地面到車身間隙。這個(gè)配置可能必需在電動(dòng)車電池單元中有一些空間專用于電動(dòng)車無(wú)線功率子系統(tǒng)。電動(dòng)車電池單元422還可包含電池到EV無(wú)繩接口 422，以及充電器到電池?zé)o繩接口 426，其經(jīng)配置以在電動(dòng)車412與圖1所示的底座無(wú)線充電系統(tǒng)102a之間提供無(wú)觸點(diǎn)功率和通信。
[0065]在一些實(shí)施例中，并且參看圖1，底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a和電動(dòng)車感應(yīng)線圈116可以處在固定位置，并且通過(guò)將電動(dòng)車感應(yīng)線圈116相對(duì)于底座無(wú)線充電系統(tǒng)102a整體放置而將感應(yīng)線圈放在近場(chǎng)耦合區(qū)域內(nèi)。然而，為了快速、高效并且安全地執(zhí)行能量傳遞，可以縮小底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a與電動(dòng)車感應(yīng)線圈116之間的距離以改進(jìn)耦合。因此，在一些實(shí)施例中，底座系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a和/或電動(dòng)車感應(yīng)線圈116可以是可部署和/或可移動(dòng)的以使其更好地對(duì)準(zhǔn)。
[0066]圖5A、5B、5C和是根據(jù)不范性實(shí)施例的用于相對(duì)于電池放置感應(yīng)線圈和鐵氧體材料的示范性配置的側(cè)截面圖。下文描述對(duì)這些配置的額外變動(dòng)和增強(qiáng)。
[0067]圖5A展示了實(shí)例鐵氧體嵌入感應(yīng)線圈536a的截面圖。無(wú)線功率感應(yīng)線圈可以包含鐵氧體材料538a和圍繞鐵氧體材料538a卷繞的線圈536a。線圈536a本身可以由擰成股的利茲線制成。可以提供導(dǎo)電護(hù)套532a以保護(hù)車輛乘客免受過(guò)量EMF發(fā)射的傷害。導(dǎo)電護(hù)套在由塑料或復(fù)合物制成的車輛中可能尤其有用。
[0068]圖5B展示了用以在導(dǎo)電護(hù)套532b中增強(qiáng)耦合并且減少渦電流(散熱)的最優(yōu)確定尺寸的鐵氧體板538b (舉例來(lái)說(shuō)，鐵氧體背襯)。線圈536b可以完全嵌入在不導(dǎo)電非磁性(舉例來(lái)說(shuō)，塑料)材料中。舉例來(lái)說(shuō)，如圖5A到中說(shuō)明，線圈536b可以嵌入在保護(hù)性外殼534b中。由于磁性稱合與鐵氧體滯后損失之間的折中，線圈536b與鐵氧體材料538b之間可以存在分離。
[0069]圖5C說(shuō)明另一實(shí)施例，其中線圈536c (舉例來(lái)說(shuō)，銅利茲線多匝線圈)可以在橫向(“X”)方向上可移動(dòng)?？梢蕴峁├澗€以用于高頻交流電。利茲線包含絕緣護(hù)罩，其包含許多細(xì)線股，其中的每一者各個(gè)絕緣，并且接著被扭搓或紡織在一起。多個(gè)股會(huì)防止可能在高頻下發(fā)生的皮膚效應(yīng)，方法是通過(guò)具有許多個(gè)可供電流行進(jìn)穿過(guò)的芯。然而，應(yīng)清楚的是，利茲線只是一種類型的導(dǎo)電細(xì)線，其可以相對(duì)于本文中描述的某些實(shí)施例使用，并且是作為實(shí)例給出的。在一個(gè)實(shí)施例中，使用具有圍繞線束的外部絲或尼龍護(hù)罩絕緣物的利茲線。可以使用兩層尼龍，這會(huì)輔助環(huán)氧樹(shù)脂浸潤(rùn)到利茲線里。所使用的編織帶可以足夠精細(xì)，以便不會(huì)減小線的柔性并且不會(huì)給電纜增加太大厚度。護(hù)罩的用途首先是給線股提供絕緣，以使得線股就像單個(gè)導(dǎo)線一樣協(xié)作。利茲線的線股可能脆弱并且容易斷裂，尤其是在用于暴露于沖擊的情形中的時(shí)候。各個(gè)線股上可以涂布有例如搪瓷或聚氨酯等絕緣層。
[0070]圖說(shuō)明在向下方向上部署感應(yīng)線圈模塊的另一實(shí)施例。在一些實(shí)施例中，電池單元包含作為無(wú)線功率接口的一部分的可部署和不可部署的電動(dòng)車感應(yīng)線圈模塊540d中的一者。為了防止電磁場(chǎng)滲透到電池空間530d中和車輛內(nèi)部，在電池空間530d與車輛之間可以存在導(dǎo)電護(hù)套532d(舉例來(lái)說(shuō)，銅片)。此外，可以使用不導(dǎo)電(舉例來(lái)說(shuō)，塑料)保護(hù)層533d來(lái)保護(hù)導(dǎo)電護(hù)套532d、線圈536d和鐵氧體材料538d免受環(huán)境影響(舉例來(lái)說(shuō)，機(jī)械損壞、氧化等)。此外，線圈536d可以在橫向X和/或Y方向上可移動(dòng)。圖說(shuō)明相對(duì)于電池單兀主體在向下Z方向上部署的電動(dòng)車感應(yīng)線圈模塊540d的實(shí)施例。
[0071]這個(gè)可部署電動(dòng)車感應(yīng)線圈模塊542b的設(shè)計(jì)類似于圖5B的設(shè)計(jì)，只不過(guò)在電動(dòng)車感應(yīng)線圈模塊542d處不存在導(dǎo)電護(hù)罩。導(dǎo)電護(hù)罩532d與電池單元主體設(shè)置在一起。當(dāng)電動(dòng)車感應(yīng)線圈模塊542d不處在部署狀態(tài)時(shí)，在導(dǎo)電護(hù)套432d與電動(dòng)車感應(yīng)線圈模塊542d之間提供保護(hù)層533d (舉例來(lái)說(shuō)，塑料層)。電動(dòng)車感應(yīng)線圈模塊542與電池單元主體的物理分離可以對(duì)感應(yīng)線圈的性能有正面影響。
[0072]如上所述，所部署的電動(dòng)車感應(yīng)線圈542d可以只含有線圈536d(舉例來(lái)說(shuō)，利茲線)和鐵氧體材料538d。可以提供鐵氧體背襯以增強(qiáng)耦合并且防止下車身或?qū)щ娮o(hù)套532d中發(fā)生過(guò)量的渦電流損失。此外，電動(dòng)車感應(yīng)線圈模塊542d可以包含與功率轉(zhuǎn)換電子器件和傳感器電子器件的柔性線連接。這個(gè)線束可以集成到機(jī)械齒輪中，以便部署電動(dòng)車感應(yīng)線圈模塊542d。
[0073]圖6是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的無(wú)線功率傳遞裝置600的示意圖。舉例來(lái)說(shuō)，無(wú)線功率傳遞裝置600包含感應(yīng)線圈601，其位于由電磁可滲透部件形成的物理芯602上方。在圖6所示的實(shí)施例中，無(wú)線功率傳遞裝置600包含兩個(gè)感應(yīng)線圈601a和601b，并且物理芯602包含彼此基本上平行布置的六根條604a-f，這些條之間有氣隙。當(dāng)電流穿過(guò)線圈時(shí)，磁性通量線在線圈之間形成弧形，并且穿過(guò)平行條以產(chǎn)生“通量管”(如果線圈上方有高通量濃度的話)。
[0074]在某些實(shí)施例中，物理芯是由鐵氧體制成的。對(duì)感應(yīng)體線圈通常使用鐵氧體，因?yàn)槠潆姶艥B透率高而且導(dǎo)電性低。然而，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中可以使用其它材料。在下面的描述中，將舉例論述鐵氧體芯和本發(fā)明的包含(舉例來(lái)說(shuō))鐵氧體芯的實(shí)施例的特性。將理解，這些屬性也可以是其它適合用于無(wú)線功率傳遞裝置的物理芯的材料的特性，并且實(shí)施例也可包含此些其它材料。舉例來(lái)說(shuō)，非晶金屬合金或回火的硅鋼。
[0075]物理芯602通常比感應(yīng)線圈601所覆蓋的區(qū)域?qū)挷⑶议L(zhǎng)。這確保了感應(yīng)線圈601的鐵氧體側(cè)上的任何電磁場(chǎng)局限于鐵氧體芯。
[0076]實(shí)踐中，由于鐵氧體材料制造的局限性及其成本，從單片鐵氧體構(gòu)造的圖6所示的鐵氧體條604a_f是不實(shí)際的。由于這些局限性和成本，所以鐵氧體通常限于一定范圍的標(biāo)準(zhǔn)大小的鐵氧體條和標(biāo)準(zhǔn)E形芯。如果無(wú)線功率傳遞裝置的期望大小不同于標(biāo)準(zhǔn)可用大小，那么必須定制由均質(zhì)的鐵氧體塊組成的芯，這樣成本較高。
[0077]如圖6所示，在一個(gè)實(shí)施例中，將多個(gè)短鐵氧體條603端對(duì)端鄰接，以便構(gòu)造每一長(zhǎng)條 604a_f。
[0078]在一個(gè)實(shí)施例中，物理芯包含單個(gè)鐵氧體條，其本身包含多個(gè)端對(duì)端鄰接的較小條。依據(jù)所必需的物理芯的尺寸，在一些實(shí)施例中可以并排而不是端對(duì)端地放置不同大小(包含可用的標(biāo)準(zhǔn)大小)的鐵氧體條。
[0079]因?yàn)殍F氧體的磁性滲透性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣，所以電磁場(chǎng)將集中，以便穿過(guò)鐵氧體的低磁阻路徑，而不是穿過(guò)空氣或任何其它具有較高磁阻的附近材料。這個(gè)特性意味著可以通過(guò)一系列平行的隔開(kāi)的鐵氧體材料條(如圖6所示)取代單個(gè)鐵氧體板，而在功率傳遞中沒(méi)有明顯損失。圖6展示物理芯或背襯602，其包含(舉例來(lái)說(shuō))六個(gè)平行的鐵氧體條604a-f。條之間的間距通常將被優(yōu)化，使得鄰近感應(yīng)線圈601所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)或任何其它附近電磁場(chǎng)將大部分穿過(guò)鐵氧體條604a-f內(nèi)。將清楚的是，隨著條604a-f變得間距更寬，未與條直接對(duì)準(zhǔn)的場(chǎng)的磁阻路徑將增加。通常條604a-f將在感應(yīng)線圈的整個(gè)長(zhǎng)度或?qū)挾壬涎由??？梢赃x擇條的數(shù)目及其間的間距，以實(shí)現(xiàn)給定感應(yīng)線圈的特定優(yōu)選電感值。這樣做的原因是，鄰近于條的感應(yīng)線圈的電感將隨材料、接近度和鐵氧體背襯的配置的改變而變化。
[0080]例如圖6所示的鐵氧體條604a-f等從多個(gè)分開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)大小的鐵氧體構(gòu)造的鐵氧體結(jié)構(gòu)可能發(fā)生的一個(gè)具體的問(wèn)題是，所述結(jié)構(gòu)的電磁滲透率相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)大小的鐵氧體的指定滲透率的任何改變都可能會(huì)對(duì)鄰近感應(yīng)線圈的電感產(chǎn)生顯著影響。滲透率的變化可能是由多種因素引起的，包含制造容差，然而，滲透率變化的一個(gè)重要原因是鄰近鐵氧體之間的耦合。鐵氧體材料的鄰接面之間存在氣隙或污染，可能會(huì)因此極大地影響發(fā)射線圈或接收線圈的調(diào)諧，并且隨后因發(fā)射與接收感應(yīng)線圈之間的不良耦合而導(dǎo)致低效的能量傳遞。這種情況的原因是鐵氧體就像一個(gè)管子，電磁場(chǎng)穿過(guò)這個(gè)管子流動(dòng)，減小的滲透率等效于管子中的限制，并且因此等效于可以沿著管子流動(dòng)的電磁場(chǎng)的量值的減小。
[0081]當(dāng)鄰近鐵氧體條603端對(duì)端定位以形成條604或定位在一起以形成網(wǎng)格時(shí)，為了減小鄰近鐵氧體條603之間的氣隙，在一些實(shí)施例中，可以沿著短鐵氧體條的行施加縱向壓力。這個(gè)壓力確保鐵氧體條之間的緊密耦合，并且因此產(chǎn)生與從單片鐵氧體形成鐵氧體的情況基本上相同的滲透率。
[0082]圖7展示了形成鐵氧體芯或背襯的鐵氧體條900的一系列平行的行。背襯遮罩在無(wú)線功率傳遞裝置罩殼902內(nèi)。鐵氧體條900起初彼此鄰近地定位，并且接著借助于彈性彈黃部件903施加的縱向力被壓在一起。在圖不的實(shí)施例中，彈性彈黃部件903按壓罩殼902的壁904和最外面的鐵氧體條905的末端。通過(guò)彈性彈簧部件903在最外面的鐵氧體條905與罩殼902的壁904之間施加的擠壓壓力使各個(gè)鐵氧體條900之間的氣隙最小化。
[0083]當(dāng)如上所述對(duì)一系列鐵氧體條施加縱向壓力時(shí)，條可能跳出原來(lái)的位置，特別是如果它們不是被放置在平坦表面上的話。這就類似于使多個(gè)塊端對(duì)端排成行，并且在塊的行的最外面的末端上向內(nèi)按壓。隨著壓力增加，塊中的任何不規(guī)律性將導(dǎo)致塊的行彎曲并且跳出原來(lái)的位置。此外，可以用于非永久磁性結(jié)構(gòu)中的類型的鐵氧體可以稱為“軟鐵氧體”。“軟鐵氧體”是指材料的矯頑力而不是其物理屬性。與大多其它陶瓷一樣，軟鐵氧體是堅(jiān)硬并且易碎的。因此，如果施加的力不均勻或者過(guò)大，鐵氧體就容易剪斷。
[0084]為了解決這個(gè)問(wèn)題，本發(fā)明的一些實(shí)施例包含(舉例來(lái)說(shuō))一種方法，其中一旦條處在合適位置并且通過(guò)彈簧部件903施加了擠壓壓力，就至少部分地在罩殼中填充例如樹(shù)脂901等保持復(fù)合物，并且允許其凝固。一旦保持復(fù)合物已經(jīng)凝固，就可以移除彈簧部件903。由于保持復(fù)合物的作用，所以在鐵氧體條900之間維持了緊密耦合。罩殼902還可以遮罩IPT系統(tǒng)的其它組件，包含感應(yīng)線圈(未圖示)。因此，保持復(fù)合物901保持了鄰近鐵氧體條之間的相對(duì)間距和壓力，以及相關(guān)聯(lián)的感應(yīng)線圈的間距和定向。
[0085]在一些實(shí)施例中，一旦用彈性彈簧部件903對(duì)鐵氧體條900施加了壓力，就可以使用粘膠或其它粘合劑將鐵氧體條900接合在一起，以在一旦彈性彈簧部件903被移除后立刻維持所施加的壓力。
[0086]在一些實(shí)施例中，彈性彈簧部件903可以位于鐵氧體行的一個(gè)末端處，鐵氧體條900行的另一末端可以按壓著罩殼902的與被彈性彈簧部件903推動(dòng)的相反的側(cè)?；蛘?雖然罩殼902的壁提供了一個(gè)方便的固定表面，彈性彈簧部件通過(guò)這個(gè)固定表面能夠在鐵氧體條900上施加向內(nèi)的力，但是在其它實(shí)施例中，彈性彈簧部件或鐵氧體條900的行的一個(gè)末端可以按壓著罩殼902中的任何其它固定結(jié)構(gòu)。
[0087]在圖7的實(shí)施例中，每一彈性彈簧部件903展示為一個(gè)螺旋彈簧管。當(dāng)所述管靠自身向內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，其直徑減小，并且一旦被釋放，管展開(kāi)，從而增加其直徑，并且圍繞其周邊施加向外的壓力。通過(guò)將卷繞的管放置在鐵氧體行的每一末端處，并且允許管展開(kāi)，以便鄰接鐵氧體行的末端和鐵氧體被放置進(jìn)的罩殼的一部分這兩者，就沿著鐵氧體行的長(zhǎng)度施加縱向力?？梢酝ㄟ^(guò)簡(jiǎn)單地?cái)D壓和將管拉開(kāi)而釋放管。然而，將清楚的是，容易獲得許多個(gè)彈性彈簧，其可用于在殼體與鐵氧體行的末端之間施加壓力。
[0088]在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，將彈性彈簧部件留在無(wú)線功率傳遞裝置中的合適位置。這可被視為使用樹(shù)脂將鐵氧體條固持在合適位置的替代或補(bǔ)充。在此些實(shí)施例中，彈性彈簧部件可以由磁性和電絕緣材料形成，以避免干擾與另一無(wú)線功率傳遞裝置的功率傳遞。
[0089]在某些實(shí)施例中，通過(guò)樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂等等將鐵氧體固持在一起。在此些實(shí)施例中，一旦樹(shù)脂已經(jīng)充分凝固以將鐵氧體相對(duì)于彼此固持在合適位置，就可以移除彈簧部件903。
[0090]在此些實(shí)施例中，通過(guò)彈簧部件903施加于鐵氧體條900的行的力可以經(jīng)配置以在鄰近鐵氧體之間建立一定程度的磁性耦合，且/或防止樹(shù)脂等侵入到鄰近鐵氧體之間。
[0091]圖8是其中鐵氧體材料相對(duì)于感應(yīng)線圈橫向放置成行的鐵氧體芯的示意圖。圖9是其中鐵氧體材料相對(duì)于感應(yīng)線圈在縱向方向上放置的鐵氧體芯的示意圖。圖10是其中鐵氧體材料相對(duì)于感應(yīng)線圈徑向放置的鐵氧體芯的示意圖。在圖8、9和10中的每一者中，箭頭指示施加于鐵氧體材料行的一個(gè)末端的壓力(力)。在一些實(shí)施例中，通過(guò)類似于圖7中說(shuō)明的那些的彈簧部件施加壓力。在一些實(shí)施例中，通過(guò)樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂或其它類似的粘合劑型材料施加壓力。在一些實(shí)施例中，通過(guò)圍繞鐵氧體芯的外殼施加壓力。
[0092]可以通過(guò)能夠執(zhí)行上述方法的各種操作的任何合適裝置(例如各種硬件和/或軟件組件、電路和/或模塊)來(lái)執(zhí)行所述操作?？偟貋?lái)說(shuō)，可以通過(guò)能夠執(zhí)行圖中說(shuō)明的任何操作的對(duì)應(yīng)功能裝置來(lái)執(zhí)行所述操作。
[0093]可以使用多種不同技藝和技術(shù)中的任一者來(lái)表示信息和信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，在上面的描述中參照的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、位、符號(hào)和碼片可以通過(guò)電壓、電流、電磁波、電磁場(chǎng)或粒子、光場(chǎng)或粒子或其任何組合來(lái)表示。
[0094]結(jié)合本文中揭示的實(shí)施例描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或這兩者的組合。為了清楚地說(shuō)明硬件與軟件的這種可互換性，上文已經(jīng)在功能性方面總體上描述了各種說(shuō)明性組件、塊、模塊、電路和步驟。此功能性是實(shí)施為硬件還是軟件取決于特定的應(yīng)用和施加于整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。所描述的功能性可以針對(duì)每一特定應(yīng)用而用不同的方式實(shí)施，但是此些實(shí)施決策不應(yīng)被解釋為導(dǎo)致偏離本發(fā)明的實(shí)施例的范圍。
[0095]結(jié)合本文中揭示的實(shí)施例描述的各種說(shuō)明性塊、模塊和電路可以用通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或其經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中描述的功能的任何組合來(lái)實(shí)施或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但是在替代方案中，處理器可以是任何處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例如DSP與微處理器的組合或多個(gè)微處理器配合DSP核心或任何其它此配置。
[0096]配合本文中揭示的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟和功能可以直接在硬件中體現(xiàn)，在處理器執(zhí)行的軟件模塊中體現(xiàn)，或者用兩者的組合來(lái)體現(xiàn)。如果在軟件中實(shí)施，那么所述功能可以作為指令或代碼在有形的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體上存儲(chǔ)或經(jīng)由其傳輸。軟件模塊可以駐留在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、快閃存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤、可裝卸盤、CD ROM或所屬領(lǐng)域中已知的任何其它形式的存儲(chǔ)媒體中。存儲(chǔ)媒體耦合到處理器，使得處理器可以從存儲(chǔ)媒體讀取信息和將信息寫入到存儲(chǔ)媒體。在替代方案中，存儲(chǔ)媒體可以與處理器形成一體。如本文所使用的磁盤和光盤包含壓縮光盤(CD)、激光光盤、光學(xué)光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、軟磁盤和藍(lán)光光盤，其中磁盤通常磁性地復(fù)制數(shù)據(jù)，而光盤用激光光學(xué)地復(fù)制數(shù)據(jù)。上述各項(xiàng)的組合也應(yīng)包含在計(jì)算機(jī)可讀媒體的范圍內(nèi)。處理器和存儲(chǔ)媒體可以駐留在ASIC中。ASIC可以駐留在用戶終端中。在替代方案中，處理器和存儲(chǔ)媒體可以作為離散組件駐留在用戶終端中。
[0097]可以使用多種不同技藝和技術(shù)中的任一者來(lái)表示信息和信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，在上面的描述中參照的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、位、符號(hào)和碼片可以通過(guò)電壓、電流、電磁波、電磁場(chǎng)或粒子、光場(chǎng)或粒子或其任何組合來(lái)表示。
[0098]結(jié)合本文中揭示的實(shí)施例描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或這兩者的組合。為了清楚地說(shuō)明硬件與軟件的這種可互換性，上文已經(jīng)在功能性方面總體上描述了各種說(shuō)明性組件、塊、模塊、電路和步驟。此功能性是實(shí)施為硬件還是軟件取決于特定的應(yīng)用和施加于整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束。所描述的功能性可以針對(duì)每一特定應(yīng)用而用不同的方式實(shí)施，但是此些實(shí)施決策不應(yīng)被解釋為導(dǎo)致偏離本文中描述的實(shí)施例的范圍。
[0099]結(jié)合本文中揭示的實(shí)施例描述的各種說(shuō)明性塊、模塊和電路可以用通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件或其經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中描述的功能的任何組合來(lái)實(shí)施或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但是在替代方案中，處理器可以是任何常規(guī)處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例如DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器、一或多個(gè)微處理器配合DSP核心或任何其它此配置。
[0100]配合本文中揭示的實(shí)施例描述的方法或算法的步驟和功能可以直接在硬件中體現(xiàn)，在處理器執(zhí)行的軟件模塊中體現(xiàn)，或者用兩者的組合來(lái)體現(xiàn)。如果在軟件中實(shí)施，那么所述功能可以作為一或多個(gè)指令或代碼在有形的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體上存儲(chǔ)或經(jīng)由其傳輸。軟件模塊可以駐留在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、快閃存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤、可裝卸盤、CD ROM或所屬領(lǐng)域中已知的任何其它形式的存儲(chǔ)媒體中。存儲(chǔ)媒體耦合到處理器，使得處理器可以從存儲(chǔ)媒體讀取信息和將信息寫入到存儲(chǔ)媒體。在替代方案中，存儲(chǔ)媒體可以與處理器形成一體。本文中使用的磁盤和光盤包含壓縮光盤(CD)、激光光盤、光學(xué)光盤、數(shù)字通用光盤(DVD)、軟磁盤和藍(lán)光光盤，其中磁盤通常磁性地復(fù)制數(shù)據(jù)，而光盤使用激光光學(xué)地復(fù)制數(shù)據(jù)。上述各項(xiàng)的組合也應(yīng)包含在計(jì)算機(jī)可讀媒體的范圍內(nèi)。處理器和存儲(chǔ)媒體可以駐留在ASIC中。ASIC可以駐留在用戶終端中。在替代方案中，處理器和存儲(chǔ)媒體可以作為離散組件駐留在用戶終端中。
[0101]為了概述本發(fā)明，本文中已經(jīng)描述了某些方面、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征。應(yīng)理解，根據(jù)任何特定實(shí)施例，未必可以實(shí)現(xiàn)所有此些優(yōu)點(diǎn)。因此，可以用實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化本文中教示的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn)而未必實(shí)現(xiàn)本文中可能教示或提示的其它優(yōu)點(diǎn)的方式來(lái)體現(xiàn)或執(zhí)行本發(fā)明。
[0102]雖然已經(jīng)結(jié)合目前視為實(shí)際實(shí)施例的內(nèi)容描述了本發(fā)明，但是所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚的是，可以進(jìn)行各種修改和改變，而不會(huì)偏離本發(fā)明的范圍。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還將清楚的是，與一個(gè)實(shí)施例混合的部分可以與其它實(shí)施例互換；來(lái)自所描繪的實(shí)施例的一或多個(gè)部分可以用任何組合包含在其它所描繪的實(shí)施例中。舉例來(lái)說(shuō)，本文中描述和/或圖中描繪的各種組件中的任何組件可以組合、互換或從其它實(shí)施例中排除。關(guān)于本文中的基本上任何復(fù)數(shù)和/或單數(shù)項(xiàng)的使用，所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以按照上下文和/或應(yīng)用合適的情況從復(fù)數(shù)翻譯成單數(shù)和/或從單數(shù)翻譯成復(fù)數(shù)。本文中為了清楚起見(jiàn)可以明確地闡述各種單數(shù)/復(fù)數(shù)的交換。因此，雖然本發(fā)明已經(jīng)描述了某些示范性實(shí)施例，但是應(yīng)理解，本發(fā)明不限于所揭示的實(shí)施例，而是相反，意在涵蓋包含在所附權(quán)利要求書(shū)及其等效物的范圍內(nèi)的各種修改和等效布置。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線功率傳遞裝置，其包括: 罩殼，其中遮罩著: 感應(yīng)線圈； 多個(gè)電磁可滲透部件，所述電磁可滲透部件中的兩者或更多者彼此鄰接；以及 保持復(fù)合物，其至少部分地囊封所述電磁可滲透部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線功率傳遞裝置，其中所述電磁可滲透部件布置成多個(gè)基本上平行的行。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線功率傳遞裝置，其中鄰近平行行之間的間距經(jīng)配置以允許所述感應(yīng)線圈產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的實(shí)質(zhì)性部分穿過(guò)所述平行行的電磁可滲透部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3所述的無(wú)線功率傳遞裝置，其中所述電磁可滲透部件包含鐵氧體條。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4所述的無(wú)線功率傳遞裝置，其中所述電磁可滲透部件和感應(yīng)線圈被遮罩在所述罩殼內(nèi)。
6.一種形成無(wú)線功率傳遞裝置的物理芯的方法，其包括: 將兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件鄰近于彼此定位； 對(duì)所述電磁可滲透部件中的一者的第一末端施加縱向壓力；以及 至少部分地在保持復(fù)合物中囊封所述電磁可滲透部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其進(jìn)一步包括: 允許所述保持復(fù)合物至少部分地凝固；以及 釋放施加于所述一個(gè)電磁可滲透部件的所述第一末端的所述縱向壓力。
8.根據(jù)權(quán)利要求6到7所述的方法，其中所述定位兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件的步驟包含在無(wú)線功率傳遞裝置罩殼內(nèi)彼此鄰近地定位所述兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件。
9.根據(jù)權(quán)利要求6到8所述的方法，其中通過(guò)將彈性彈簧部件定位在所述一個(gè)電磁可滲透部件的所述第一末端與所述罩殼的第一部分之間而施加所述施加縱向壓力。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中將所述兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件布置成行，其中將額外彈性彈簧部件定位在所述兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件的第二末端與所述罩殼的第二部分之間。
11.一種形成無(wú)線功率傳遞裝置的方法，其包括下面的步驟: 在罩殼內(nèi)定位兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件和一個(gè)感應(yīng)線圈； 布置所述電磁可滲透部件以形成一行電磁可滲透部件； 與所述感應(yīng)線圈成電磁關(guān)聯(lián)地定位所述電磁可滲透部件； 對(duì)所述行電磁可滲透部件的第一末端施加縱向壓力；以及 至少部分地在保持復(fù)合物中囊封所述電磁可滲透部件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進(jìn)一步包括: 允許所述保持復(fù)合物至少部分地凝固；以及 釋放施加于每一行電磁可滲透部件的所述末端的所述縱向壓力。
13.根據(jù)權(quán)利要求11到12所述的方法，其中所述定位兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件的步驟包含在無(wú)線功率傳遞裝置罩殼內(nèi)彼此鄰近地定位所述兩個(gè)或更多個(gè)電磁可滲透部件。
14.根據(jù)權(quán)利要求11到13所述的方法，其中通過(guò)將彈性彈簧部件定位在所述行電磁可滲透部件的所述第一末端與所述罩殼的第一部分之間而施加所述施加縱向壓力。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中將額外彈性彈簧部件定位在所述行電磁可滲透部件的第二末端與所述罩殼的第二部分之間。
【文檔編號(hào)】H01F27/02GK104205254SQ201380014530
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月20日
【發(fā)明者】尼古拉斯·A·基林, 愛(ài)德華·范博埃梅恩, 邁克爾·基辛, 喬納森·比弗 申請(qǐng)人:高通股份有限公司