CN105210254A - 与电动交通工具有线和无线充电有关的系统、方法和设备 - Google Patents
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Abstract
一个方面提供一种经配置以接收无线充电电力和有线充电电力的设备。所述设备包含第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出。所述设备进一步包含第二整流器,其经配置以接收无线充电电力,且提供第二经整流输出。所述设备进一步包含功率因数校正PFC模块,其经配置以接收所述第一和第二经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出。所述设备进一步包含经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,且提供经隔离的DC输出。所述设备进一步包含电池,其经配置以接收所述经隔离的DC输出。
Description
技术领域
本发明大体上涉及无线电力输送,且更明确地说,涉及与向例如包含电池的交通工具等远程系统进行有线和无线电力输送有关的装置、系统和方法。
背景技术
已介绍了包含从自例如电池等储能装置接收到的电得到的动力的远程系统,例如交通工具。举例来说,混合电动交通工具包含板上充电器,其使用来自交通工具制动和传统电动机的电力来为交通工具充电。仅电动的交通工具通常接收从其它来源接收电来为电池充电。通常提议通过某一类型的有线交流(AC)(例如家用或商用AC供应源)来为电池电动交通工具(电动交通工具)充电。有线充电连接需要物理上连接到电力供应器的缆线或其它类似连接件。缆线和类似的连接件有时可能是不方便或笨重的,且具有其它缺点。能够在自由空间中(例如,经由无线场)输送电力以用于为电动交通工具充电的无线充电系统可克服有线充电解决方案的一些缺陷。
在一些设计中,电动交通工具可经配置以通过有线电力供应器和无线电力供应器两者接收电荷。各种双源电动交通工具可交替地或同时接收有线和无线电力。由此,需要高效且有效地促进有线和无线电力的接收、调节和储存的无线充电系统和方法。
发明内容
在所附权利要求书的范围内的系统、方法和装置的各种实施方案各自具有若干方面,其中无单个方面单独负责本文所描述的合意属性。在不限制所附权利要求书的范围的情况下,本文描述一些突出特征。
附图以及下文的描述中陈述本说明书中所描述的标的物的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面和优点将从描述、图式和所附权利要求书变得明显。注意,下图的相对尺寸可能不是按比例绘制的。
一个方面提供一种经配置以接收无线充电电力和有线充电电力的设备。所述设备包含第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出。所述设备进一步包含第二整流器,其经配置以接收无线充电电力,且提供第二经整流输出。所述设备进一步包含功率因数校正(PFC)模块,其经配置以接收所述第一和第二经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出。所述设备进一步包含经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收经功率因数校正的输出,并提供经隔离的DC输出。所述设备进一步包含电池,其经配置以接收经隔离的DC输出。
另一方面提供另一设备,其经配置以接收无线充电电力和有线充电电力。所述设备包含第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出。所述设备进一步包含功率因数校正(PFC)模块,其经配置以从电磁干扰(EMI)滤波器和整流器接收第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出。所述设备进一步包含经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收经功率因数校正的输出,且提供经隔离的DC输出。所述设备进一步包含线圈,其经配置以接收无线充电电力。所述设备进一步包含去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收无线充电电力,并接收经隔离的输出,并提供第二经整流输出。所述设备进一步包含电池,其经配置以接收第二经整流输出。
在各种实施例中,所述无线充电电力包括恒定振幅。在各种实施例中,所述设备可进一步包含以下各项中的一或多者:并联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;电磁干扰(EMI)滤波器,其经配置以对有线充电电力进行滤波;大容量电容,其经配置以对经功率因数校正的输出进行滤波;以及输出滤波器,其经配置以对第二经整流输出进行滤波。
另一方面提供另一设备,其经配置以接收无线充电电力和有线充电电力。所述设备包含第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出。所述设备进一步包含功率因数校正(PFC)模块,其经配置以从电磁干扰(EMI)滤波器和整流器接收第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出。所述设备进一步包含线圈,其经配置以接收无线充电电力。所述设备进一步包含并联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈。所述设备进一步包含去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收无线充电电力,并提供第二经整流输出。所述设备进一步包含输出滤波器,其经配置以对第二经整流输出进行滤波,并提供经滤波的输出。所述设备进一步包含经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,并接收所述经滤波的输出,且提供经隔离的DC输出。所述设备进一步包含电池,其经配置以接收经隔离的DC输出。
在各种实施例中,所述无线充电电力可包含恒定振幅。在各种实施例中,所述设备可进一步包含以下各项中的一或多者:电磁干扰(EMI)滤波器,其经配置以对所述有线充电电力进行滤波;输出滤波器,其经配置以对所述第二经整流输出进行滤波;以及大容量电容,其经配置以对所述经功率因数校正的输出和所述第二经整流输出进行滤波。
另一方面提供另一设备,其经配置以接收无线充电电力和有线充电电力。所述设备包含第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出。所述设备进一步包含功率因数校正(PFC)模块,其经配置以从电磁干扰(EMI)滤波器和整流器接收第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出。所述设备进一步包含线圈,其经配置以接收无线充电电力。所述设备进一步包含串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈。所述设备进一步包含去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收无线充电电力,并提供第二经整流输出。所述设备进一步包含经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,并接收所述第二经整流输出,且提供经隔离的DC输出。所述设备进一步包含电池,其经配置以接收经隔离的DC输出。
在各种实施例中,所述无线充电电力可包含恒定振幅。在各种实施例中,所述设备可进一步包含以下各项中的一或多者:电磁干扰(EMI)滤波器,其经配置以对所述有线充电电力进行滤波;以及大容量电容,其经配置以对所述经功率因数校正的输出和所述第二经整流输出进行滤波。
另一方面提供另一设备,其经配置以接收无线充电电力和有线充电电力。所述设备包含线圈,其经配置以接收无线充电电力。所述设备进一步包含并联和局部串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈。所述设备进一步包含第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并从线圈接收无线充电电力,且提供第一经整流输出。所述设备进一步包含功率因数校正(PFC)模块,其经配置以从电磁干扰(EMI)滤波器和整流器接收第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出。所述设备进一步包含经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,并接收所述第二经整流输出,且提供经隔离的DC输出。所述设备进一步包含电池,其经配置以接收经隔离的DC输出。
在各种实施例中,所述无线充电电力可包含恒定振幅。在各种实施例中,所述设备可进一步包含以下各项中的一或多者:电磁干扰(EMI)滤波器,其经配置以对有线充电电力进行滤波;快速切换控制器,其与所述PFC模块相关联;以及大容量电容,其经配置以对经功率因数校正的输出进行滤波。
另一方面提供另一设备,其经配置以接收无线充电电力和有线充电电力。所述设备包含第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出。所述设备进一步包含功率因数校正(PFC)模块,其经配置以从电磁干扰(EMI)滤波器和整流器接收第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出。所述设备进一步包含线圈,其经配置以接收无线充电电力。所述设备进一步包含去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收无线充电电力,并提供第二经整流输出。所述设备进一步包含波形整形控制器,其经配置以对第二经整流输出进行整形,并提供经波形整形的输出。所述设备进一步包含经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,并接收所述经波形整形的输出,且提供经隔离的DC输出。所述设备进一步包含电池,其经配置以接收经隔离的DC输出。
在各种实施例中,所述无线充电电力可包含经调制的振幅。在各种实施例中,所述设备可进一步包含以下各项中的一或多者:电磁干扰(EMI)滤波器,其经配置以对所述有线充电电力进行滤波;并联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;以及大容量电容,其经配置以对所述经功率因数校正的输出和所述经波形整形的输出进行滤波。
另一方面提供另一设备,其经配置以接收无线充电电力和有线充电电力。所述设备包含第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出。所述设备进一步包含线圈,其经配置以接收无线充电电力。所述设备进一步包含并联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈。所述设备进一步包含去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收无线充电电力,并提供第二经整流输出。所述设备进一步包含双模式功率因数校正(PFC)和波形整形模块,其经配置以接收所述第一经整流输出和所述第二经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出。所述设备进一步包含经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,并接收所述经波形整形的输出,且提供经隔离的DC输出。所述设备进一步包含电池,其经配置以接收经隔离的DC输出。
在各种实施例中,所述无线充电电力可包含经调制的振幅。在各种实施例中,所述设备可进一步包含以下各项中的一或多者:电磁干扰(EMI)滤波器,其经配置以对所述有线充电电力进行滤波;以及大容量电容,其经配置以对所述经功率因数校正的输出进行滤波。
另一方面提供另一设备,其经配置以接收无线充电电力和有线充电电力。所述设备包含第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出。所述设备进一步包含线圈,其经配置以接收无线充电电力。所述设备进一步包含串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈。所述设备进一步包含去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收无线充电电力,并提供第二经整流输出。所述设备进一步包含功率因数校正(PFC)模块,其经配置以接收所述第一经整流输出和所述第二经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出。所述设备进一步包含经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,并接收所述经波形整形的输出,且提供经隔离的DC输出。所述设备进一步包含电池,其经配置以接收经隔离的DC输出。
在各种实施例中,所述无线充电电力可包含经调制的振幅。在各种实施例中,所述设备可进一步包含以下各项中的一或多者:电磁干扰(EMI)滤波器,其经配置以对所述有线充电电力进行滤波;以及大容量电容,其经配置以对所述经功率因数校正的输出进行滤波。
另一方面提供另一设备,其经配置以接收无线充电电力和有线充电电力。所述设备包含线圈,其经配置以接收无线充电电力。所述设备进一步包含串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈。所述设备进一步包含:整流器,其经配置以接收有线充电电力,从线圈接收无线充电电力,且提供第一经整流输出;功率因数校正(PFC)模块,其经配置以接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出。所述设备进一步包含经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,并接收所述经波形整形的输出,且提供经隔离的DC输出。所述设备进一步包含电池,其经配置以接收经隔离的DC输出。
在各种实施例中,所述无线充电电力可包含经调制的振幅。在各种实施例中,所述设备可进一步包含以下各项中的一或多者:电磁干扰(EMI)滤波器,其经配置以对所述有线充电电力进行滤波;以及大容量电容,其经配置以对所述经功率因数校正的输出进行滤波。
另一方面提供另一设备,其经配置以接收无线充电电力和有线充电电力。所述设备包含线圈,其经配置以接收无线充电电力。所述设备进一步包含并联和局部串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈。所述设备进一步包含:整流器,其经配置以接收有线充电电力,从线圈接收无线充电电力,且提供第一经整流输出;双模式功率因数校正(PFC)和波形整形模块,其经配置以接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出。所述设备进一步包含经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,并接收所述经波形整形的输出,且提供经隔离的DC输出。所述设备进一步包含电池,其经配置以接收经隔离的DC输出。
在各种实施例中,所述无线充电电力可包含经调制的振幅。在各种实施例中,所述设备可进一步包含以下各项中的一或多者:电磁干扰(EMI)滤波器,其经配置以对所述有线充电电力进行滤波;以及大容量电容,其经配置以对所述经功率因数校正的输出进行滤波。
另一方面提供另一设备,其经配置以接收无线充电电力和有线充电电力。所述设备包含第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出。所述设备进一步包含低能经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收第一经整流输出,且提供经隔离的DC输出。所述设备进一步包含线圈,其经配置以接收无线充电电力。所述设备进一步包含串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈。所述设备进一步包含第二整流器,其经配置以从所述线圈接收无线充电电力,并接收经隔离的输出,并提供第二经整流输出。所述设备进一步包含电流源功率因数校正(PFC)模块,其经配置以接收第二经整流输出,且进一步经配置以提供电流源输出。所述设备进一步包含电池,其经配置以接收电流源输出。
在各种实施例中,所述无线充电电力可包含经调制的振幅。所述设备可进一步包含电磁干扰(EMI)滤波器,其经配置以对所述有线充电电力进行滤波。
附图说明
图1是根据本发明示范性实施例的用于为电动交通工具充电的示范性无线电力输送系统的图。
图2是图1的无线电力输送系统的示范性组件的示意图。
图3是展示图1的无线电力输送系统的示范性核心和辅助组件的另一功能框图。
图4是根据本发明示范性实施例的展示安置在电动交通工具中的可更换非接触式电池的功能框图。
图5A、5B、5C和5D是根据本发明示范性实施例的感应线圈和铁氧体材料相对于电池的放置的示范性配置的图。
图6是根据本发明示范性实施例的展示可用于为电动交通工具无线充电的示范性频率的频谱的图标。
图7是根据本发明示范性实施例的展示可用于无线充电电动交通工具中的示范性频率和发射距离的图表。
图8是展示双源电力输送系统的示范性组件的功能框图。
图9是展示另一双源电力输送系统的示范性组件的功能框图。
图10是展示另一双源电力输送系统的示范性组件的功能框图。
图11是展示另一双源电力输送系统的示范性组件的功能框图。
图12是展示另一双源电力输送系统的示范性组件的功能框图。
图13是展示另一双源电力输送系统的示范性组件的功能框图。
图14是展示另一双源电力输送系统的示范性组件的功能框图。
图15是展示另一双源电力输送系统的示范性组件的功能框图。
图16是展示另一双源电力输送系统的示范性组件的功能框图。
图17是展示另一双源电力输送系统的示范性组件的功能框图。
图18是展示另一双源电力输送系统的示范性组件的功能框图。
图中所说明的各种特征可不按比例绘制。因此,为了清楚,可任意扩大或减小各种特征的尺寸。另外,图中的一些可不描绘给定系统、方法或装置的所有组成部分。最后,贯穿说明书和图,可使用相同参考标号来表示相同特征。
具体实施方式
下文结合附图所陈述的详细描述意在作为对本发明示范性实施例的描述,且无意表示可实践本发明的仅有实施例。术语“示范性”在本描述通篇用来表示“充当实例、例子或说明”,且不应必然解释为比其它示范性实施例优选或有利。为了提供对本发明的示范性实施例的透彻理解,详细描述包含具体细节。在一些例子中,以框图形成展示一些装置。
无线输送电力可指代将与电场、磁场、电磁场相关联的任何形式或其它形式的能量从发射器输送到接收器,而不是用物理电导体(例如,可通过自由空间输送电力)。输出到无线场(例如,磁场)中的电力可由“接收线圈”接收、捕获或耦合,以实现电力输送。
本文使用电动交通工具来描述远程系统,其实例为包含从可充电储能装置(例如,一或多个可再充电电化学电池或其它类型的电池)获得的电力作为其运动能力的一部分的交通工具。作为非限制实例,一些电动交通工具可为混合电动交通工具,其除电动机之外,还包含传统的内燃机,用于直接运动或为交通工具的电池充电。其它电动交通工具可从电力获得所有运动能力。电动交通工具不限于汽车,而是可包含摩托车、二轮运货马车、小型摩托车等。作为实例而非限制,本文以电动交通工具(EV)的形式来描述远程系统。此外,还包含可至少部分地使用可充电储能装置来供电的其它远程系统(例如,电子装置,如个人计算装置等)。
图1是根据本发明示范性实施例的用于为电动交通工具112充电的示范性无线电力输送系统100的图。当电动交通工具112停在基座无线充电系统102a附近时,无线电力输送系统100实现电动交通工具112的充电。在停车区域中说明用于将停在对应的基座无线充电系统102a和102b上方的两个电动交通工具的空间。在一些实施例中,本地配电中心130可连接到电力干线132,且经配置以通过电力链路110向基座无线充电系统102a提供交流(AC)或直流(DC)供应。基座无线充电系统102a还包含:基座系统感应线圈104a,用于无线无线输送或接收电力;以及天线136。电动交通工具112可包含电池单元118、电动交通工具感应线圈116、电动交通工具无线充电系统114和天线140。电动交通工具感应线圈116可例如经由基座系统感应线圈104a所产生的电磁场区,与基座系统感应线圈104a交互。
在一些示范性实施例中,当电动交通工具感应线圈116位于基座系统感应线圈104a所产生的能量场中时,电动交通工具感应线圈116可接收电力。所述场对应于基座系统感应线圈104a所输出的能量可由电动交通工具感应线圈116捕获的区。举例来说,基座系统感应线圈104a所输出的能量可处于足以为电动交通工具112充电或供电(例如,为电池单元118充电)的电平。在一些情况下,所述场可对应于基座系统感应线圈104a的“近场”。近场可对应于其中因此基座系统感应线圈104a中的电流和电荷而产生不会将电力辐射离开基座系统感应线圈104a的较强反应场的区。在一些情况下,如下文将进一步描述,近场可对应于在基座系统感应线圈104a的波长的约1/2π内的区(且反过来对于电动交通工具感应线圈116也一样)。
本地配电中心130可经配置以经由通信回程134与外部源(例如,电网)通信,且经由通信链路108与基座无线充电系统102a通信。
基座无线充电系统102a和102b可经配置以经由天线136和138与电动交通工具无线充电系统114通信。举例来说,无线充电系统102a可使用天线138和140之间的通信信道与电动交通工具无线充电系统114通信。通信信道可为任何类型的通信信道,例如蓝牙、紫峰、蜂窝式、无线局域网(WLAN)等。
在一些实施例中,电动交通工具感应线圈116可与基座系统感应线圈104a对准,且因此简单地通过驾驶员将电动交通工具112相对于基座系统感应线圈104a正确地定位,来安置在近场区内。在其它实施例中,可给予驾驶员可视觉反馈、听觉反馈或其组合,以确定电动交通工具112合适恰当放置来进行无线电力输送。在其它实施例中,可通过自动驾驶系统来定位电动交通工具112,自动驾驶系统可前后(例如,以之字形移动)移动电动交通工具112,直到对准误差已达到可容忍值为止。这可通过电动交通工具112自动或自主执行,而不具有或仅具有最小的驾驶员干预,前提是电动交通工具112配备有伺服方向盘、超声波传感器以及调整交通工具的智能。在其它实施例中,电动交通工具感应线圈116、基座系统感应线圈104a或其组合可具有用于使感应线圈116和104a相对于彼此移位和移动以使其更准确地定向并在其之间形成更高效的耦合的功能性。
基座无线充电系统102a可位于多种位置中。作为非限制实例,一些合适的位置包含电动交通工具112所有人的家中的停车区域、模仿常规的基于石油的加油站的为电动交通工具无线充电保留的停车区域,以及例如购物中心和工作地点等其它位置处的停车场。
为电动交通工具无线充电可提供许多益处。举例来说,充电可自动执行,实际上无驾驶员干预和操纵,从而改进用户体验。也可能不存在暴露的电触点以及外部的机械磨损,从而改进无线电力输送系统100的可靠性。可能不需要操纵缆线和连接件,且可能不存在可暴露于户外环境中的湿气和水的缆线、插头或插座,从而改进安全性。也可能不存在看得见或可接近的插座、缆线和插头,从而减少充电装置的潜在破坏行为。另外,由于电动交通工具112可用作分布式储存装置来使电网稳定,因此可使用对接到电网解决方案来增加交通工具对交通工具到电网(V2G)操作的可用性。
如参考图1所述的无线电力输送系统100也可提供美学和无障碍优点。举例来说,可不存在可能成为交通工具和/或行人的障碍的充电柱和缆线。
作为交通工具到电网能力的进一步阐释,无线电力发射和接收能力可配置为相互的,使得基座无线充电系统102a将电力输送到电动交通工具112,且电动交通工具112将电力输送到基座无线充电系统102a,例如以能量短缺的倍数。此能力可通过允许电动交通工具以可再生能量生产(例如,风或太阳能)中的过量需求或短缺所导致的能量短缺的倍数,将电力贡献给整个配电系统,来使配电网稳定。
图2是图1的无线电力输送系统100的示范性组件的示意图。如图2中所示,无线电力输送系统200可包含基座系统发射电路206,其包含具有电感L1的基座系统感应线圈204。无线电力输送系统200进一步包含电动交通工具接收电路222,其包含具有电感L2的电动交通工具感应线圈216。本文所描述的实施例可使用形成共振结构的电容性负载引线回路(即,多匝线圈),其能够经由磁性或电磁性近场,将来自主要结构(发射器)的能量高效地耦合到次要结构(接收器),如果主要和次要结构两者均被调谐到共用的共振频率的话。所述线圈可用于电动交通工具感应线圈216和基座系统感应线圈204。使用共振结构来耦合能量可称为“磁性耦合共振”、“电磁耦合共振”和/或“共振感应”。将基于从基座无线电力充电系统202到电动交通工具112的电力输送来描述无线电力输送系统200的操作,但不限于此。举例来说,如上文所论述,电动交通工具112可将电力输送到基座无线充电系统102a。
参看图2,电力供应器208(例如,AC或DC)将电力PSDC供应到基座无线电力充电系统202,以将能量输送到电动交通工具112。基座无线电力充电系统202包含基座充电系统电力转换器236。基座充电系统电力转换器236可包含例如以下各项的电路:AC/DC转换器,其经配置以将来自标准电源AC的电力转换成处于合适的电压电平的DC电力;以及DC/低频(LF)转换器,其经配置以将DC电力转换成处于适合无线高电力输送的操作频率的电力。基座充电系统电力转换器236将电力P1供应到系统发射电路206,其包含与基座系统感应线圈204串联的电容器C1,以在所要频率下发射电磁场。可提供电容器C1来与在所要频率下共振的基座系统感应线圈204形成共振电路。基座系统感应线圈204接收电力P1,并无线发射处于足以为电动交通工具112充电或供电的电平的电力。举例来说,基座系统感应线圈204无线提供的电力电平可大约为千瓦(kW)数量级(例如,从1kW到110kW的任一数字,或较高或较低)。
包含基座系统感应线圈204的基座系统发射电路206以及包含电动交通工具感应线圈216的电动交通工具接收电路222可调谐到大体上相同的频率,且可位于基座系统感应线圈204和电动交通工具感应线圈116中的一者所发射的电磁场的近场内。在此情况下,基座系统感应线圈204和电动交通工具感应线圈116可变为彼此耦合,使得电力可输送到包含电容器C2和电动交通工具感应线圈116的电动交通工具接收电路222。可提供电容器C2来与电动交通工具感应线圈216形成在所要频率下共振的共振电路。元素k(d)表示线圈分离时所产生的互耦系数。等效电阻Req,1和Req,2表示感应线圈204和216以及防电抗电容器C1和C2可固有的损耗。包含电动交通工具感应线圈316和电容器C2的电动交通工具接收电路222接收电力P2,并将电力P2提供给电动交通工具充电系统214的电动交通工具电力转换器238
除了别的以外,电动交通工具电力转换器238可包含LF/DC转换器,其经配置以将处于操作频率的电力转换回到处于与电动交通工具电池单元218的电压电平匹配的电压电平的DC电力。电动交通工具电力转换器238可提供经转换的电力PLDC来为电动交通工具电池单元218充电。电力供应器208、基座充电系统电力转换器236和基座系统感应线圈204可为静止的,且如上文所论述,位于多种位置处。电池单元218、电动交通工具电力转换器238和电动交通工具感应线圈216可作为电动交通工具112的零件或电池组(未图示)的零件,包含在电动交通工具充电系统214中。电动交通工具充电系统214也可经配置以通过电动交通工具感应线圈216将电力无线提供给基座无线电力充电系统202,来将电力馈送回到电网。电动交通工具感应线圈216和基座系统感应线圈204中的每一者可基于操作模式用作发射或接收感应线圈。
虽然未图示,但无线电力输送系统200可包含负载断开单元(LDU),以使电动交通工具电池单元218或电力供应器208从无线电力输送系统200安全地断开。举例来说,在紧急或系统失效的情况下,可触发LDU来使负载从无线电力输送系统200断开。除电池管理系统之外可提供LDU来管理对电池的充电,或LDU可作为电池管理系统的部分。
另外,电动交通工具充电系统214可包含切换电路(未图示),用于选择性地将电动交通工具感应线圈216连接到电动交通工具电力转换器238以及从其断开。断开电动交通工具感应线圈216可暂停充电,且也可调整如基座无线充电系统102a(充当发射器)“看到”的“负载”,这可用来“掩护”电动交通工具充电系统114(充当接收器),使其不被基座无线充电系统102a看到。如果发射器包含负荷感测电路,那么可检测负载变化。因此,发射器,例如基座无线充电系统202,可具有用于确定接收器(例如电动交通工具充电系统114)合适存在于基座系统感应线圈204的近场中的机制。
如上文所述,在操作中,假定能量朝交通工具或电池输送,那么输入电力从电力供应器208提供,使得基座系统感应线圈204产生用于提供能量输送的场。电动交通工具感应线圈216耦合到辐射的场,并产生输出电力供电动交通工具112储存或消耗。如上文所述,在一些实施例中,基座系统感应线圈204和电动交通工具感应线圈116根据相互共振关系来配置,使得电动交通工具感应线圈116的共振频率与基座系统感应线圈204的共振频率非常接近或大体上相同。当电动交通工具感应线圈216位于基座系统感应线圈204的近场中时,基座无线电力充电系统202与电动交通工具充电系统214之间的发射损耗最小。
如所陈述,通过将发射感应线圈的近场中的能量的大部分耦合到接收感应线圈,而不是以电磁波的形式将能量中的大部分传播到远场,发生高效能量输送。当在近场中时,可在发射感应线圈与接收感应线圈之间建立耦合模式。此近场耦合可发生的感应线圈周围的区域在本文称为近场耦合模式区。
虽然未图示,但基座充电系统电力转换器236和电动交通工具电力转换器238两者均可包含振荡器、例如电力放大器等驱动器电路、滤波器,以及用于与无线电力感应线圈的高效耦合的匹配电路。振荡器可经配置以产生所要的频率,可响应于调整信号来调整所述频率。可通过具有响应控制信号的放大量的功率放大器来放大振荡器信号。可包含滤波器与匹配电路,以滤除谐波或其它不想要的频率,并使功率转换模块的阻抗与无线电力感应线圈匹配。功率转换器236和238还可包含整流器和切换电路,以产生合适的功率输出来为电池充电。
如贯穿所揭示的实施例而描述的电动交通工具感应线圈216和基座系统感应线圈204可称为或配置为“环形”天线,且更明确地说,多匝环形天线。感应线圈204和216在本文中也可称为或配置为“磁性”天线。术语“线圈”意在指代可无线输出或接收能量以耦合到另一“线圈”的组件。所述线圈也可称为经配置以无线输出或接收电力的类型的“天线”。如本文所使用,线圈204和216是经配置以无线输出、无线接收,和/或无线中继电力的类型的“电力输送组件”的实例。环形(例如,多匝环形)天线可经配置以包含空气芯或物理芯(例如铁氧体芯)。空气芯环形天线可允许其它组件放置在芯区域内。包含铁磁体或铁磁体材料的物理芯天线可允许形成较强的电磁场和改进的耦合。
如上文所论述,发射器与接收器之间的高效能量输送在发射器与接收器之间的匹配或几乎匹配的共振期间发生。然而,即使在发射器与接收器之间的共振不匹配时,能量也可以较低效率输送。能量的输送是通过将能量从发射感应线圈的近场耦合到驻留在一区内(例如,共振频率的预定频率范围内,或近场区的预定距离内)的接收感应线圈而发生,在所述区中,建立此近场,而不是将能量从发射感应线圈传播到自由空间中。
共振频率可基于包含感应线圈(例如,基座系统感应线圈204)的发射电路的电感和电容,如上文所述。如图2中所示,电感可通常为感应线圈的电感,而电容可添加到感应线圈,以在所要共振频率下形成共振结构。作为非限制实例,如图2中所示,可添加与感应线圈串联的电容器,以形成产生电磁场的共振电路(例如,基座系统发射电路206)。因此,对于较大直径的感应线圈,感应共振所需的电容的值可随着线圈的直径或电感增加而减小。电感也可取决于感应线圈的匝数。此外,随着感应线圈的直径增加,近场的高效能量传送区域可增加。其它共振电路是可能的。作为另一非限制实例,电容器可在感应线圈(例如,并联共振电路)的两个端子之间并联放置。此外,可将感应线圈设计成具有高品质(Q)因数,以改进感应线圈的共振。举例来说,Q因数可为300或以上。
如上文所述,根据一些实施例,揭示在彼此的近场中的两个感应线圈之间的耦合功率。如上文所述,近场可对应于感应线圈周围的区,其中存在电磁场,但无法传播或辐射远离感应线圈。近场耦合模式区可对应于接近感应线圈的物理容积的容积,通常在波长的较小分数内。根据一些实施例,电磁感应线圈,例如单匝和多匝环形天线,用于发射和接收两者,因为与电类型天线(例如,小偶极子)的电近场相比,实际实施例中的磁性近场振幅对于磁性类型的线圈来说较高。这允许配对之间潜在较高的耦合。此外,可使用“电”天线(例如,偶极子和单极子)或磁性和电天线的组合。
图3是展示图1的无线电力输送系统100的示范性核心和辅助组件的另一功能框图。无线电力输送系统300说明通信链路376、引导链路366,以及用于基座系统感应线圈304和电动交通工具感应线圈316的对准系统352、354。如上文参考图2所述,且假定能量朝电动交通工具112流动,在图3中,基座充电系统电力接口360可经配置以将电力从电源(例如,AC或DC电力供应器126)提供到充电系统电力转换器336。基座充电系统电力转换器336可从基座充电系统电力接口360接收AC或DC电力,以在其共振频率下或接近其共振频率激励基座系统感应线圈304。电动交通工具感应线圈316在处于近场耦合模式区中时,可从近场耦合模式区接收能量,以在共振频率下或接近共振频率而振荡。电动交通工具电力转换器338将来自电动交通工具感应线圈316的振荡信号转换成适合经由电动交通工具电力接口为电池充电的电力信号。
基座无线充电系统302包含基座充电系统控制器342,且电动交通工具充电系统314包含电动交通工具控制器344。基座充电系统控制器342可包含去往其它系统(未图示)(例如计算机、无线装置以及配电中心,或智能电网)的基座充电系统通信接口。电动交通工具控制器344可包含去往其它系统(未图示)的电动交通工具通信接口,所述其它系统例如为交通工具上的板上计算机、其它电池充电控制器、交通工具内的其它电子系统,以及远程电子系统。
基座充电系统控制器342和电动交通工具控制器344可包含用于具有单独的通信信道的特定应用的子系统或模块。这些通信信道可为单独的物理信道或单独的逻辑信道。作为非限制实例,基座充电对准系统352可通过通信链路356与电动交通工具对准系统354通信,以提供反馈机制来自主地或在操作者的辅助下使基座系统感应线圈304与电动交通工具感应线圈316更接近地对准。类似地,基座充电引导系统362可通过引导链路366与电动交通工具引导系统364通信,以提供反馈机制来引导操作者将基座系统感应线圈304与电动交通工具感应线圈316对准。另外,可存在由基座充电通信系统372和电动交通工具通信系统374支持的单独的通用通信链路(例如,信道),例如通信链路376,用于在基座无线电力充电系统302与电动交通工具充电系统314之间传送其它信息。此信息可包含关于电动交通工具特性、电池特性、充电状态,和基座无线电力充电系统302和电动交通工具充电系统314两者的电力容量,以及电动交通工具112的维护和诊断数据的信息。这些通信链路或信道可为单独的物理通信信道,例如专用短程通信(DSRC)、IEEE802.11x(例如,Wi-Fi)、蓝牙、紫峰、蜂窝式、红外线等。
电动交通工具控制器344还可包含管理以下各项的充电和放电的电池管理系统(BMS)(未图示):电池管理系统(BMS)(未图示),其管理电动交通工具主电池、基于微波或超声波雷达原理的停车辅助系统、经配置以执行半自动停车操作的刹车系统以及方向盘伺服系统,所述方向盘伺服系统经配置以辅助大部分自动的停车“电子手刹(parkbywire)”,其可提供较高的停车准确度,从而减少对基座无线充电系统102a和电动交通工具充电系统114的任一者中的机械水平感应线圈对准的需要。另外,电动交通工具控制器344可经配置以与电动交通工具112的电子器件通信。举例来说,电动交通工具控制器344可经配置以与视觉输出装置(例如,仪表盘显示器)、听觉/音频输出装置(例如,蜂音器、扬声器)、机械输入装置(例如,键盘、触摸屏和指示装置,例如控制杆、追踪球等),以及音频输入装置(例如,具有电子语音辨别的麦克风)通信。
此外,无线电力输送系统300可包含检测和传感器系统。举例来说,无线电力输送系统300可包含:结合系统使用以将驱动器或交通工具恰当地引导到充电点的传感器;用以使感应线圈以所需的间隔/耦合相互对准的传感器;用以检测可阻碍电动交通工具感应线圈316移到特定高度和/或位置以实现耦合的传感器;以及结合系统使用以执行系统的可靠、无损且安全的操作的安全传感器。举例来说,安全传感器可包含用于以下作用的传感器:检测超过安全半径的接近无线电力感应线圈104a、116的动物或儿童的存在;检测接近基座系统感应线圈304的可能升温(感应加热)的金属物体;检测危险事件,例如基座系统感应线圈304上的炽热物体;以及基座无线电力充电系统302和电动交通工具充电系统314的组件的温度监视。
无线电力输送系统300也可经由有线连接来支持插件充电。在将电力输送到电动交通工具112或从电动交通工具112输送电力之前,有线充电端口可整合两个不同充电器的输出。切换电路可根据需要提供功能性来支持无线充电和经由有线充电端口的充电两者。
为了在基座无线充电系统302与电动交通工具充电系统314之间通信,无线电力输送系统300可使用带内信令和RF数据调制解调器(例如,经由无许可带中的无线电的以太网)两者。带外通信可提供充足的带宽来将增值服务分配给交通工具用户/所有人。无线电力载波的低深度振幅或相位调制可用作具有最小干扰的带内信令系统。
另外,可在不使用特定通信天线的情况下,经由无线电力链路执行一些通信。举例来说,无线电力感应线圈304和316也可经配置以用作无线通信发射器。因此,基座无线电力充电系统302的一些实施例可包含用于实现无线电力路径上的键控类型协议的控制器(未图示)。通过用预定义协议以预定义间隔键控发射功率电平(幅移键控),接收器可检测来自发射器的串联通信。基座充电系统电力转换器336可包含负载感测电路(未图示),其用于检测基座系统感应线圈304所产生的近场附近的活动电动交通工具接收器的存在或不存在。举例来说,负载感测电路监视流向功率放大器的电流,其受基座系统感应线圈104a所产生的近场附近的活动接收器的存在还是不存在影响。对功率放大器上的负载的变化的检测可由基座充电系统控制器342监视,基座充电系统控制器342用于确定是否使用于发射能量的振荡器能够与活动接收器或其组合通信。
为了实现无线高电力输送,一些实施例可经配置以在从10kHz到60kHz的范围中的频率下输送电力。此低频耦合可允许非常高效的电力转换,其可使用固态装置来实现。另外,与其它带相比,无线电系统可存在较少的共存问题。
所描述的无线电力输送系统100可结合包含可再充电或可更换电池的多种电动交通工具102使用。
图4是根据本发明示范性实施例的展示安置在电动交通工具412中的可更换非接触式电池的功能框图。在此实施例中,低电池位置可用于电动交通工具电池单元,其集成无线电力接口(例如,充电器到电池无绳接口426),且可从嵌入地面中的充电器(未图示)接收电力。在图4中,电动交通工具电池单元可为可再充电电池单元,且可容纳在电池箱424中。电动交通工具电池单元还提供无线电力接口426,其可集成整个电动交通工具无线电力子系统,其包含共振感应线圈、电力转换电路,以及基于接地的无线充电单元与电动交通工具电池单元之间的高效且安全的无线能量传送所需的其它控制和通信功能。
对于电动交通工具感应线圈来说,集成为与电动交通工具电池单元或交通工具主体的底部侧齐平可为有用的,使得不存在突出部分,且使得可维持指定的接地到交通工具主体间隙。此配置可需要电动交通工具电池单元中专用于电动交通工具无线电力子系统的一些空间。电动交通工具电池单元422还可包含电池到EV无绳接口422,以及充电器到电池无绳接口426,其在电动交通工具412与基座无线充电系统102a之间提供无接触电力和通信,如图1中所示。
在一些实施例中,且参看图1,基座系统感应线圈104a和电动交通工具感应线圈116可位于固定位置中,且通过电动交通工具感应线圈116相对于基座无线充电系统102a的总体放置,来使感应线圈位于近场耦合区内。然而,为了快速、高效且安全地执行能量传送,可需要减小基座系统感应线圈104a与电动交通工具感应线圈116之间的距离来改进耦合。因此,在一些实施例中,基座系统感应线圈104a和/或电动交通工具感应线圈116可为可部署和/或可移动的,来使其更好地对准。
图5A、5B、5C和5D是根据本发明示范性实施例的用于将感应线圈和铁氧体材料相对于电池放置的示范性配置的图。图5A展示全铁氧体嵌入式感应线圈536a。无线电力感应线圈可包含铁氧体材料538a,以及围绕铁氧体材料538a缠绕的线圈536a。线圈536a本身可由合股的利兹(Litz)线制成。可提供导电防护层532a来保护交通工具的乘客免于过多的EMF发射。导电防护可在由塑料或复合物制成的交通工具中有用。
图5B展示用以增强耦合且减少导电防护件532b中的涡流(热量耗散)的尺寸最佳铁氧体板(即,铁氧体衬背)。线圈536b可完全嵌入不导电非磁性(例如,塑料)材料中。举例来说,如图5A到5D中所说明,线圈536b可嵌入保护性外壳534b中。由于磁性耦合与铁氧体磁滞损耗之间的折衷,线圈536b与铁氧体材料538b之间可存在间隔。
图5C说明其中线圈536c(例如,铜利兹线多匝线圈)可在横向(“X”)方向上移动的另一实施例。图5D说明其中感应线圈模块部署在向下方向上的另一实施例。在一些实施例中,电池单元包含可部署和不可部署电动交通工具感应线圈模块542d中的一者,作为无线电力接口的部分。为了防止磁场渗入电池空间530d中,且渗入交通工具的内部中,电池空间530d与交通工具之间可存在导电层防护件532d(例如,铜片)。此外,非导电(例如,塑料)保护层534d可用来保护导电层防护件532d、线圈536d和铁氧体材料538d免于环境影响(例如,机械损害、氧化等)。此外,线圈536d可在横向X和/或Y方向上移动。图5D说明其中电动交通工具感应线圈模块540d相对于电池单元主体部署在向下Z方向上的实施例。
此可部署电动交通工具感应线圈模块542d的设计类似于图5B的设计,除了电动交通工具感应线圈模块542d处不存在导电防护。导电防护件532d与电池单元主体留在一起。当电动交通工具感应线圈模块542d不处于部署状态时,保护层534d(例如,塑料层)提供于导电防护件532d与电动交通工具感应线圈模块542d之间。电动交通工具感应线圈模块542d与电池单元主体的物理分离可对感应线圈的性能具有积极影响。
如上文所论述,可部署的电动交通工具感应线圈模块542d可仅含有线圈536d(例如,利兹线)和铁氧体材料538d。可提供铁氧体衬背以增强耦合,且防止交通工具的底部中或导电层防护件532d中的过多涡流损失。此外,电动交通工具感应线圈模块542d可包含到电力转换电子器件和传感器电子器件的柔性线连接。此线束可集成到用于部署电动交通工具感应线圈模块542d的机械齿轮中。
参看图1,上文所描述的充电系统可在多种位置中,用于为电动交通工具112充电,或将电力输送回到电网。举例来说,电力的输送可发生在停车场环境中。注意,“停车区域”在本文中也可称为“停车空间”。为了提高交通工具无线电力输送系统100的效率,电动交通工具112可沿X方向和Y方向对准,以使电动交通工具112内的电动交通工具感应线圈116能够与相关联的停车区域内的基座无线充电系统102a充分对准。
此外,所揭示的实施例适用于具有一或多个停车空间或停车区域的停车场,其中停车场内的至少一个停车空间可包括基座无线充电系统102a。可使用引导系统(未图示)来辅助交通工具操作者将电动交通工具112定位在停车区域中,以使电动交通工具112内的电动交通工具感应线圈116与基座无线充电系统102a对准。引导系统可包含基于电子的方法(例如,无线电定位、测向原理和/或光学、准光学和/或超声波感测方法),或基于机械的方法(例如,交通工具车轮引导、跟踪或止动),或其任何组合,用于辅助电动交通工具操作者定位电动交通工具112,以使电动交通工具112内的感应线圈116能够与充电基座(例如,基座无线充电系统102a)内的充电感应线圈充分对准。
如上文所论述,可将电动交通工具充电系统114放置在电动交通工具112的下侧上,用于将电力发射到基座无线充电系统102a和从基座无线充电系统102a接收电力。举例来说,电动交通工具感应线圈116可集成到交通工具底部中,优选在中心位置附近,从而提供关于EM暴露的最大安全距离,并允许电动交通工具的正向和反向停车。
图6是根据本发明示范性实施例的展示可用于为电动交通工具无线充电的示范性频率的频谱的图表。如图6中所示,用于向电动交通工具的无线高电力输送的潜在频率范围可包含:在3kHz到30kHz频带内的VLF;在30kHz到150kHz频带(用于类似于ISM的应用程序)内的较低LF,有一些除外,HF6.78MHz(ITU-RISM频带,6.765到6.795MHz)、HF13.56MHz(ITU-RISM频带13.553到13.567),以及HF27.12MHz(ITU-RISM频带26.957到27.283)。
图7是根据本发明示范性实施例的展示可用于无线充电电动交通工具中的示范性频率和发射距离的图表。可用于电动交通工具无线充电的一些实例发射距离为约30mm、约75mm和约150mm。一些示范性频率可为VLF频带中的约27kHz,以及LF频带中的约135kHz。
在电动交通工具的充电循环期间,无线电力输送系统的基座充电单元(BCU)可经历各种操作状态。无线电力输送系统可称为“充电系统”。BCU可包含图1的基座无线充电系统102a和/或102b。BCU还可包含控制器和/或电力转换单元,例如如图2中所说明的电力转换器236。另外,BCU可包含一或多个基座充电垫,其包含感应线圈,例如如图1中所说明的感应线圈104a和104b。当BCU经历各种状态时,BCU与充电站交互。充电站可包含本地配电中心130,如图1中所说明,且可进一步包含控制器、图形用户接口、通信模块和到远程服务器或服务器群组的网络连接。
参考图1,上文所描述的无线充电系统可结合有线充电系统使用。举例来说,电动交通工具112可经配置以经由有线连接件接收电力。包含有线和无线电力输送系统两者的电力输送系统在本文可称为双源电力输送系统。在下文描述的与图8到18相关联的实例实施例中,基础设施侧可将电力输送到仅可能有线连接的交通工具侧,或输送到仅能够无线连接的交通工具侧,或能够有线连接或无线连接两者的交通工具侧。在某些实施例中,交通工具侧可能够从仅能够通过有线连接进行电力输送的基础设施侧,或仅能够通过有线连接进行电力输送的基础设施侧,或能够经由有线连接或无线连接或两者进行电力输送的基础设施侧接收电力。
图8是展示双源电力输送系统800的示范性组件的功能框图。双源电力输送系统800包含基础设施侧802和交通工具侧804,其中电力可经由有线连接806或无线连接808或两者从基础设施侧802输送到交通工具侧804。在一些实施例中,有线连接806可包含50/60Hz的AC电源信号。无线连接808可包含恒幅感应充电场。尽管本文可将基础设施侧802和交通工具侧804的各个方面论述为内聚单元,但所属领域的技术人员将了解,可将基础设施侧802和交通工具侧804中的任一者分为一或多个单独的组件或子系统,且所论述的个别组件或子系统可分开实施或可集成。
基础设施侧802用来经由有线连接806和/或无线连接808,将充电电力提供给交通工具侧804。如图8中所示,基础设施侧804包含AC电源810、功率因数校正(PFC)单元812、大容量电容814、低频(LF)逆变器816、LCL基座调谐与匹配单元818,以及基座衬垫820。在各种实施例中,基础设施侧802可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统100的一或多个组件。举例来说,基础设施侧802可包含本地配电中心130和基座无线充电系统102a。基础设施侧802可经配置以经由无线连接808来发射无线充电电力,如上文相对于图2到3所述。尽管图8中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
AC源810用于将AC电力提供给有线连接806,且提供给驱动无线连接808的一或多个组件。如图所示,AC源810将电力提供给PFC单元812。AC源810可包含例如本地配电中心130(图1)和/或电力干线132(图1)。在一些实施例中,源810可包含DC源。
PFC单元812用于减少AC源810的电流中的谐波含量。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。在各种实施例中,PFC单元812可包含有源或无源PFC。在一些实施例中,PFC单元812可经配置以控制输出电压。如图所示,PFC单元812驱动大容量电容814和LF逆变器816。
大容量电容814用于使进入LF逆变器816的波形平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容814可并入到PFC单元812和/或LF逆变器816中。
LF逆变器816用于为感应场产生而产生低频信号。在一实施例中,LF逆变器816可称为LF转换器。在各种实施例中,LF逆变器816可从PFC单元812接收信号,并将低频信号输出到LCL基座调谐与匹配单元818。
LCL基座调谐与匹配单元818用于滤除谐波或其它不想要的频率,并使LF逆变器816的阻抗与无线电力感应线圈匹配。如图所示,LCL基座调谐与匹配单元818经配置以从LF逆变器816接收LF信号,并将经调谐/匹配的信号输出到基座衬垫820。
基座衬垫820用于经由无线连接808将无线充电电力发射到交通工具侧804。在一些实施例中,基座衬垫820可包含基座感应线圈304(图3)。如图所示,基座衬垫820通过LCL基座调谐和匹配电路818接收经调谐/匹配的LF信号,并为无线连接808产生无线充电场。在一些实施例中,基座衬垫820可包含发射电路,其经配置以提供到交通工具侧804的恒幅无线连接808,如上文相对于图1到3所述。
交通工具侧804用来经由有线连接806和/或无线连接808从基础设施侧802接收充电电力。如图8中所示,交通工具侧804包含有线路径822,其包含主要电磁干扰(EMI)滤波器和整流器824、PFC单元826、大容量电容828和经隔离DC到DC转换器830。交通工具侧804进一步包含无线路径832,其包含交通工具衬垫834、交通工具调谐电路836、交通工具衬垫去耦整流器838和输出滤波器840。有线路径822和无线路径832两者将电力馈送到电池842中。
在各种实施例中,交通工具侧804可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统100的一或多个组件。举例来说,交通工具侧804可包含电池单元118、电动交通工具感应线圈116、电动交通工具无线充电系统114和天线140。交通工具侧804可经配置以经由无线连接808接收无线充电电力,如上文相对于图1到3所述。尽管图8中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
在有线路径822中,主要EMI滤波器和整流器824用于对传入有线连接806进行整流,并对整流(或其它原因)所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波。如图所示,主要EMI滤波器和整流器824经由有线连接806接收AC信号,并将经整流的信号提供给PFC单元826。
PFC单元826用于减少AC源810的电流中的谐波含量。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。如图所示,PFC单元826从主要EMI滤波器和整流器824接收所述信号,并提供具有经功率因数校正的信号的大容量电容828。
大容量电容828用于使进入经隔离DC到DC转换器830的信号平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容828可并入到PFC单元826和/或经隔离DC到DC转换器830中。
DC到DC转换器830用于使电池842从来自AC源810的电力隔离。DC到DC转换器830可包含例如一对感应线圈。在各种实施例中,DC到DC转换器830可经配置以将来自有线连接806的电压电平调整为适合为电池842充电。
在无线路径832中,交通工具衬垫834经配置以经由无线连接808从基础设施侧802接收无线充电电力。在一些实施例中,交通工具衬垫834可包含电动交通工具感应线圈316(图3)。如图所示,交通工具衬垫834从无线连接808接收无线充电场,并将输出信号提供给并联交通工具调谐模块836
交通工具调谐电路836用于调谐无线路径832的阻抗,以用于高效无线电力输送。在所示出的实施例中,将交通工具调谐电路836配置为并联LC电路。在其它实施例中,交通工具调谐电路836可配置为串联LC电路。如图所示,交通工具调谐电路836从交通工具衬垫834接收输入信号,并将输出信号提供给交通工具衬垫去耦整流器838。
交通工具衬垫去耦整流器838用于从LF信号提供经整流电力。交通工具衬垫去耦整流器838可经由整流来产生经整流的信号。如图所示,去耦整流器838从交通工具调谐电路836接收LF输入信号,并将经整流的功率输出提供给输出滤波器840。
输出滤波器840用于对整流(或其它原因)所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波,并以其它方式来使来自交通工具衬垫去耦整流器838的输出平滑。如图所示,输出滤波器840从交通工具衬垫去耦整流器838接收信号,并将经滤波的输出信号提供给电池842。
在图8的实施例中,交通工具侧804以及基础设施侧802的有线路径822和无线路径832中的各种组件可提供重复或重叠功能。在一些实施例中,有线路径822中的组件可在无线路径832中使用,且反之亦然。举例来说,有线路径822和无线路径832两者包含整流器、滤波器等。类似地,基础设施侧802和交通工具侧804两者包含PFC单元、大容量电容、调谐与匹配电路等。如下文相对于图9到18将论述,在各种实施例中,有线路径822和无线路径832的一或多个方面可组合、共享或以其它方式合并。
在下文相对于图9更详细描述的一个实施例中,有线路径822和无线路径832可共享去耦整流器838和输出滤波器840。在一些实施例中,此配置可减少总体成本。在一些实施例中,此配置可增加有线路径822的成本,和/或降低有线路径822的效率。
在下文相对于图10更详细描述的一个实施例中,有线路径822和无线路径832可共享大容量电容828和经隔离DC到DC转换器830。在一些实施例中,此配置可减少或消除电池变化,从而增加无线路径832中的平均效率和/或容差。在一些实施例中,可使用较高的电压。在一些实施例中,此配置可降低无线路径832的峰值效率。
在下文相对于图11更详细描述的一个实施例中,有线路径822和无线路径832可共享大容量电容828和经隔离DC到DC转换器830。此外,交通工具调谐电路836可包含串联配置。因此,输出滤波器840可省略。在一些实施例中,此配置可减少或消除电池变化,从而增加无线路径832中的平均效率和/或容差。在一些实施例中,此配置可降低无线路径832的生产费用。在一些实施例中,可使用较高电压。在一些实施例中,此配置可降低无线路径832的峰值效率。此外,所述配置可使大容量电容828经受无线充电器纹波电流和涌流。
在下文相对于图11更详细描述的一个实施例中,有线路径822和无线路径832可共享大容量电容828和经隔离DC到DC转换器830。此外,交通工具调谐电路836可包含串联配置。因此,输出滤波器840可省略。在一些实施例中,此配置可减少或消除电池变化,从而增加无线路径832中的平均效率和/或容差。在一些实施例中,此配置可降低无线路径832的生产费用。在一些实施例中,可使用较高电压。在一些实施例中,此配置可降低无线路径832的峰值效率。此外,所述配置可使大容量电容828经受无线充电器纹波电流和涌流。
在下文相对于图12更详细描述的一个实施例中,有线路径822和无线路径832可共享主要EMI滤波器和整流器824、PFC单元826、大容量电容828和经隔离DC到DC转换器830。此外,交通工具调谐电路836可包含并联与局部串联配置。因此,输出滤波器840和交通工具衬垫去耦整流器838可省略。在一些实施例中,此配置可降低总体生产成本,且可增加无线系统中的容差和/或稳健性。在一些实施例中,可使用较高电压。在一些实施例中,此配置可降低无线路径832的峰值效率。在一些实施例中,PFC单元826可包含快速切换控制器,从而增加复杂性。
在下文相对于图13更详细描述的一个实施例中,可用整流器和低能量总线来代替PFC单元812。因此,基础设施侧802可经配置以产生调幅无线场。有线路径822和无线路径832可共享大容量电容828和经隔离DC到DC转换器830。可用波成形控制器来代替输出滤波器840。在一些实施例中,此配置可降低整体基础设施生产成本,且可增加对耦合变化的容差。在一些实施例中,可使用较高的电压。在一些实施例中,此配置可能降低无线路径832的效率。此外,所述配置可使大容量电容828经受无线充电器纹波电流和涌流,增加发射和/或增加衬垫损失。
在下文相对于图14更详细描述的一个实施例中,可用整流器和低能量总线来代替PFC单元812。因此,基础设施侧802可经配置以产生调幅无线场。有线路径822和无线路径832可共享双模式PFC和波成形控制器、大容量电容828和经隔离DC到DC转换器830。因此,输出滤波器840可省略。在一些实施例中,此配置可降低总体基础设施和无线路径832生产成本,且可增加对耦合变化的容差。在一些实施例中,可使用较高电压。在一些实施例中,此配置可能降低无线路径832的效率。此外,所述配置可增加发射,和/或增加衬垫损失。双模式PFC和波成形控制器可增加性。
在下文相对于图15更详细描述的一个实施例中,可用整流器和低能量总线来代替PFC单元812。因此,基础设施侧802可经配置以产生调幅无线场。有线路径822和无线路径832可共享PFC单元826,大容量电容828和经隔离DC到DC转换器830。此外,交通工具调谐电路836可包含串联配置。因此,输出滤波器840可省略。在一些实施例中,此配置可降低总体基础设施和无线路径832生产成本,且可增加对耦合变化的容差。在一些实施例中,可使用较高电压。在一些实施例中,此配置可能降低无线路径832的效率。此外,所述配置可增加发射,和/或增加衬垫损失。
在下文相对于图16更详细描述的一个实施例中,可用整流器和低能量总线来代替PFC单元812。因此,基础设施侧802可经配置以产生调幅无线场。有线路径822和无线路径832可共享整流器和滤波器838、PFC单元826、大容量电容828和经隔离DC到DC转换器830。此外,交通工具调谐电路836可包含串联配置。因此,输出滤波器840可省略。在一些实施例中,此配置可降低总体基础设施和无线路径832生产成本,且可增加对耦合变化的容差。在一些实施例中,可使用较高电压。在一些实施例中,此配置可能降低无线路径832的效率。此外,所述配置可增加发射,和/或增加衬垫损失。可修改整流器1638来处置低频(LF)和AC信号两者。
在下文相对于图17更详细描述的一个实施例中,可用整流器和低能量总线来代替PFC单元812。因此,基础设施侧802可经配置以产生调幅无线场。有线路径822和无线路径832可共享整流器和滤波器1638、双模式PFC和波成形控制器、大容量电容828和经隔离DC到DC转换器830。此外,交通工具调谐电路836可包含并联与局部串联配置。因此,输出滤波器840可省略。在一些实施例中,此配置可降低总体基础设施和无线路径832生产成本,且可增加对耦合变化的容差。在一些实施例中,可使用较高电压。在一些实施例中,此配置可能降低无线路径832的效率。此外,所述配置可增加发射,和/或增加衬垫损失。双模式PFC和波成形控制器可增加性。
在下文相对于图18更详细描述的一个实施例中,可用整流器和低能量总线来代替PFC单元812。因此,基础设施侧802可经配置以产生调幅无线场。有线路径822和无线路径832可共享整流器和滤波器1638,以及电流源输出PFC。可用低能经隔离DC到DC转换器来代替经隔离DC到DC转换器830。因此,输出滤波器840和大容量电容828可省略。
图9是展示另一双源电力输送系统900的示范性组件的功能框图。双源电力输送系统900包含基础设施侧902和交通工具侧904,其中可经由通过有线连接906和无线连接908连接的有线连接906或无线连接908,或两者,将电力从基础设施侧902输送到交通工具侧904。在一些实施例中,有线连接906可包含50/60Hz的AC电源信号。无线连接908可包含恒幅感应充电场。尽管本文可将基础设施侧902和交通工具侧904的各个方面论述为内聚单元,但所属领域的技术人员将了解,可将基础设施侧902和交通工具侧904中的任一者分为一或多个单独的组件或子系统,且所论述的个别组件或子系统可分开实施或可集成。
基础设施侧902用来经由有线连接906和/或无线连接908,将充电电力提供给交通工具侧904。如图9中所示,基础设施侧904包含AC电源910、功率因数校正(PFC)单元912、大容量电容914、低频(LF)逆变器916、LCL基座调谐与匹配单元918,以及基座衬垫920。在各种实施例中,基础设施侧902可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统100的一或多个组件。举例来说,基础设施侧902可包含本地配电中心130和基座无线充电系统102a。基础设施侧902可经配置以经由无线连接908来发射无线充电电力,如上文相对于图2到3所述。尽管图9中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
AC源910用于将AC电力提供给有线连接906,且提供给驱动无线连接908的一或多个组件。如图所示,AC源910将电力提供给PFC单元912。AC源910可包含例如本地配电中心130(图1)和/或电力干线132(图1)。在一些实施例中,源910可包含DC源。
PFC单元912用于减少AC源910的电流中的谐波含量。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。在各种实施例中,PFC单元912可包含有源或无源PFC。在一些实施例中,PFC单元912可经配置以控制输出电压。如图所示,PFC单元912驱动大容量电容914和LF逆变器916。
大容量电容914用于使进入LF逆变器916的波形平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容914可并入到PFC单元912和/或LF逆变器916中。
LF逆变器916用于为感应场产生而产生低频信号。在一实施例中,LF逆变器916可称为LF转换器。在各种实施例中,LF逆变器916可从PFC单元912接收信号,并将低频信号输出到LCL基座调谐与匹配单元918。
LCL基座调谐与匹配单元918用于滤除谐波或其它不想要的频率,并使LF逆变器916的阻抗与无线电力感应线圈匹配。如图所示,LCL基座调谐与匹配单元918经配置以从LF逆变器916接收LF信号,并将经调谐/匹配的信号输出到基座衬垫920。
基座衬垫920用于经由无线连接908将无线充电电力发射到交通工具侧904。在一些实施例中,基座衬垫920可包含基座感应线圈304(图3)。如图所示,基座衬垫920通过LCL基座调谐和匹配电路918接收经调谐/匹配的LF信号,并为无线连接908产生无线充电场。在一些实施例中,基座衬垫920可包含发射电路,其经配置以提供到交通工具侧904的恒幅无线连接908,如上文相对于图1到3所述。
交通工具侧904用来经由有线连接906和/或无线连接908从基础设施侧902接收充电电力。如图9中所示,交通工具侧904包含有线路径922,其包含主要电磁干扰(EMI)滤波器和整流器924、PFC单元926、大容量电容928和经隔离DC到DC转换器930。交通工具侧904进一步包含无线路径932,其包含交通工具衬垫934,以及交通工具调谐电路936。交通工具侧904进一步包含组合路径944,其包含去耦整流器938、输出滤波器940和电池942。
在各种实施例中,有线路径922、无线路径932或两者可在任何给定时间均为活动的。因此,尽管本文将组合路径944中的各种组件描述为从一个以上来源接收电力,但在某些实施例中,在同一时间,仅一个来源是活动的。在其它实施例中,在同一时间,多个来源为活动的。
在各种实施例中,交通工具侧904可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统100的一或多个组件。举例来说,交通工具侧904可包含电池单元118、电动交通工具感应线圈116、电动交通工具无线充电系统114和天线140。交通工具侧904可经配置以经由无线连接908接收无线充电电力,如上文相对于图1到3所述。尽管图9中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
在有线路径922中,主要EMI滤波器和整流器924用于对传入有线连接906进行整流,并对整流(或其它原因)所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波。如图所示,主要EMI滤波器和整流器924经由有线连接906接收AC信号,并将经整流的信号提供给PFC单元926。
PFC单元926用于减少AC源910的电流中的谐波含量。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。如图所示,PFC单元926从主要EMI滤波器和整流器924接收所述信号,并提供具有经功率因数校正的信号的大容量电容928。
大容量电容928用于使进入经隔离DC到DC转换器930的信号平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容928可并入到PFC单元926和/或经隔离DC到DC转换器930中。
DC到DC转换器930用来使组合路径944从来自AC源910的电源隔离。DC到DC转换器930可包含例如一对感应线圈。在各种实施例中,DC到DC转换器930可经配置以将来自有线连接906的电压电平调整为适合为电池942充电。
在无线路径932中,交通工具衬垫934经配置以经由无线连接908从基础设施侧902接收无线充电电力。在一些实施例中,交通工具衬垫934可包含电动交通工具感应线圈316(图3)。如图所示,交通工具衬垫934从无线连接908接收无线充电场,并将输出信号提供给并联交通工具调谐模块936。
交通工具调谐电路936用于调谐无线路径932的阻抗,以用于高效无线电力输送。在所示出的实施例中,将交通工具调谐电路936配置为并联LC电路。在其它实施例中,交通工具调谐电路936可配置为串联LC电路。如图所示,交通工具调谐电路936从交通工具衬垫934接收输入信号,并将输出信号提供给去耦整流器938。
在组合路径944中,去耦整流器938用于从LF或DC信号提供DC电力。去耦整流器938可经由整流产生经整流的信号。如图所示,去耦整流器938从交通工具调谐电路936接收LF输入信号,从经隔离DC到DC转换器930接收DC输入信号,并将经整流的功率输出提供给输出滤波器940。
输出滤波器940用于对整流(或其它原因)所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波,并以其它方式来使来自去耦整流器938的输出平滑。如图所示,输出滤波器940从去耦整流器938接收信号,并将经滤波的输出信号提供给电池942。
图10是展示另一双源电力输送系统1000的示范性组件的功能框图。双源电力输送系统1000包含基础设施侧1002和交通工具侧1004,其中可经由通过有线连接1006和无线连接1008连接的有线连接1006或无线连接1008,或两者,将电力从基础设施侧1002输送到交通工具侧1004。在一些实施例中,有线连接1006可包含50/60Hz的AC电源信号。无线连接1008可包含恒幅感应充电场。尽管本文可将基础设施侧1002和交通工具侧1004的各个方面论述为内聚单元,但所属领域的技术人员将了解,可将基础设施侧1002和交通工具侧1004中的任一者分为一或多个单独的组件或子系统,且所论述的个别组件或子系统可分开实施或可集成。
基础设施侧1002用来经由有线连接1006和/或无线连接1008,将充电电力提供给交通工具侧1004。如图10中所示,基础设施侧1004包含AC电源1010、功率因数校正(PFC)单元1012、大容量电容1014、低频(LF)逆变器1016、LCL基座调谐与匹配单元1018,以及基座衬垫1020。在各种实施例中,基础设施侧1002可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统100的一或多个组件。举例来说,基础设施侧1002可包含本地配电中心130和基座无线充电系统102a。基础设施侧1002可经配置以经由无线连接1008来发射无线充电电力,如上文相对于图2到3所述。尽管图10中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
AC源1010用于将AC电力提供给有线连接1006,且提供给驱动无线连接1008的一或多个组件。如图所示,AC源1010将电力提供给PFC单元1012。AC源1010可包含例如本地配电中心130(图1)和/或电力干线132(图1)。在一些实施例中,源1010可包含DC源。
PFC单元1012用于减少AC源1010的电流中的谐波含量。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。在各种实施例中,PFC单元1012可包含有源或无源PFC。在一些实施例中,PFC单元1012可经配置以控制输出电压。如图所示,PFC单元1012驱动大容量电容1014和LF逆变器1016。
大容量电容1014用于使进入LF逆变器1016的波形平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容1014可并入到PFC单元1012和/或LF逆变器1016中。
LF逆变器1016用于为感应场产生而产生低频信号。在一实施例中,LF逆变器1016可称为LF转换器。在各种实施例中,LF逆变器1016可从PFC单元1012接收信号,并将低频信号输出到LCL基座调谐与匹配单元1018。
LCL基座调谐与匹配单元1018用于滤除谐波或其它不想要的频率,并使LF逆变器1016的阻抗与无线电力感应线圈匹配。如图所示,LCL基座调谐与匹配单元1018经配置以从LF逆变器1016接收LF信号,并将经调谐/匹配的信号输出到基座衬垫1020。
基座衬垫1020用于经由无线连接1008将无线充电电力发射到交通工具侧1004。在一些实施例中,基座衬垫1020可包含基座感应线圈304(图3)。如图所示,基座衬垫1020通过LCL基座调谐和匹配电路1018接收经调谐/匹配的LF信号,并为无线连接1008产生无线充电场。在一些实施例中,基座衬垫1020可包含发射电路,其经配置以提供到交通工具侧1004的恒幅无线连接1008,如上文相对于图1到3所述。
交通工具侧1004用来经由有线连接1006和/或无线连接1008从基础设施侧1002接收充电电力。如图10中所示,交通工具侧1004包含有线路径1022,其包含主要电磁干扰(EMI)滤波器和整流器1024,以及PFC单元1026。交通工具侧1004进一步包含无线路径1032,其包含交通工具衬垫1034、交通工具调谐电路1036、交通工具衬垫去耦整流器1038和输出滤波器1040。交通工具侧1004进一步包含组合路径1044,其包含大容量电容1028、经隔离DC到DC转换器1030和电池1042。
在各种实施例中,有线路径1022、无线路径1032或两者可在任何给定时间均为活动的。因此,尽管本文将组合路径1044中的各种组件描述为从一个以上来源接收电力,但在某些实施例中,在同一时间,仅一个来源是活动的。在其它实施例中,在同一时间,多个来源为活动的。
在各种实施例中,交通工具侧1004可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统100的一或多个组件。举例来说,交通工具侧1004可包含电池单元118、电动交通工具感应线圈116、电动交通工具无线充电系统114和天线140。交通工具侧1004可经配置以经由无线连接1008接收无线充电电力,如上文相对于图1到3所述。尽管图10中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
在有线路径1022中,主要EMI滤波器和整流器1024用于对传入有线连接1006进行整流,并对整流(或其它原因)所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波。如图所示,主要EMI滤波器和整流器1024经由有线连接1006接收AC信号,并将经整流的信号提供给PFC单元1026。
PFC单元1026用于减少AC源1010的电流中的谐波含量。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。如图所示,PFC单元1026从主要EMI滤波器和整流器1024接收所述信号,并提供具有经功率因数校正的信号的大容量电容1028。
在无线路径1032中,交通工具衬垫1034经配置以经由无线连接1008从基础设施侧1002接收无线充电电力。在一些实施例中,交通工具衬垫1034可包含电动交通工具感应线圈316(图3)。如图所示,交通工具衬垫1034从无线连接1008接收无线充电场,并将输出信号提供给并联交通工具调谐模块1036。
交通工具调谐电路1036用于调谐无线路径1032的阻抗,以用于高效无线电力输送。在所示出的实施例中,将交通工具调谐电路1036配置为并联LC电路。在其它实施例中,交通工具调谐电路1036可配置为串联LC电路。如图所示,交通工具调谐电路1036从交通工具衬垫1034接收输入信号,并将输出信号提供给交通工具衬垫去耦整流器1038。
交通工具衬垫去耦整流器1038用于从LF信号提供经整流电力。交通工具衬垫去耦整流器1038可经由整流来产生经整流的信号。如图所示,去耦整流器1038从交通工具调谐电路1036接收LF输入信号,并将经整流的功率输出提供给输出滤波器1040。
输出滤波器1040用于对整流(或其它原因)所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波,并以其它方式来使来自交通工具衬垫去耦整流器1038的输出平滑。如图所示,输出滤波器1040从交通工具衬垫去耦整流器1038接收信号,并将经滤波的输出信号提供给大容量电容1028。
在组合路径1044中,大容量电容1028用于使进入经隔离DC到DC转换器1030的信号平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容1028可并入到PFC单元1026和/或经隔离DC到DC转换器1030中。
DC到DC转换器1030用于使电池1042从来自AC源1010的电源隔离。DC到DC转换器1030可包含例如一对感应线圈。在各种实施例中,DC到DC转换器1030可经配置以将来自有线连接1006的电压电平调整为适合为电池1042充电。
图11是展示另一双源电力输送系统1100的示范性组件的功能框图。双源电力输送系统1100包含基础设施侧1102和交通工具侧1104,其中可经由通过有线连接1106和无线连接1108连接的有线连接1106或无线连接1108,或两者,将电力从基础设施侧1102输送到交通工具侧1104。在一些实施例中,有线连接1106可包含50/60Hz的AC电源信号。无线连接1108可包含恒幅感应充电场。尽管本文可将基础设施侧1102和交通工具侧1104的各个方面论述为内聚单元,但所属领域的技术人员将了解,可将基础设施侧1102和交通工具侧1104中的任一者分为一或多个单独的组件或子系统,且所论述的个别组件或子系统可分开实施或可集成。
基础设施侧1102用来经由有线连接1106和/或无线连接1108,将充电电力提供给交通工具侧1104。如图11中所示,基础设施侧1104包含AC电源1110、功率因数校正(PFC)单元1112、大容量电容1114、低频(LF)逆变器1116、LCL基座调谐与匹配单元1118,以及基座衬垫1120。在各种实施例中,基础设施侧1102可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统110的一或多个组件。举例来说,基础设施侧1102可包含本地配电中心130和基座无线充电系统112a。基础设施侧1102可经配置以经由无线连接1108来发射无线充电电力,如上文相对于图2到3所述。尽管图11中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
AC源1110用于将AC电力提供给有线连接1106,且提供给驱动无线连接1108的一或多个组件。如图所示,AC源1110将电力提供给PFC单元1112。AC源1110可包含例如本地配电中心130(图1)和/或电力干线132(图1)。在一些实施例中,源1110可包含DC源。
PFC单元1112用于减少AC源1110的电流中的谐波含量。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。在各种实施例中,PFC单元1112可包含有源或无源PFC。在一些实施例中,PFC单元1112可经配置以控制输出电压。如图所示,PFC单元1112驱动大容量电容1114和LF逆变器1116。
大容量电容1114用于使进入LF逆变器1116的波形平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容1114可并入到PFC单元1112和/或LF逆变器1116中。
LF逆变器1116用于为感应场产生而产生低频信号。在一实施例中,LF逆变器1116可称为LF转换器。在各种实施例中,LF逆变器1116可从PFC单元1112接收信号,并将低频信号输出到LCL基座调谐与匹配单元1118。
LCL基座调谐与匹配单元1118用于滤除谐波或其它不想要的频率,并使LF逆变器1116的阻抗与无线电力感应线圈匹配。如图所示,LCL基座调谐与匹配单元1118经配置以从LF逆变器1116接收LF信号,并将经调谐/匹配的信号输出到基座衬垫1120。
基座衬垫1120用于经由无线连接1108将无线充电电力发射到交通工具侧1104。在一些实施例中,基座衬垫1120可包含基座感应线圈304(图3)。如图所示,基座衬垫1120通过LCL基座调谐和匹配电路1118接收经调谐/匹配的LF信号,并为无线连接1108产生无线充电场。在一些实施例中,基座衬垫1120可包含发射电路,其经配置以提供到交通工具侧1104的恒幅无线连接1108,如上文相对于图1到3所述。
交通工具侧1104用来经由有线连接1106和/或无线连接1108从基础设施侧1102接收充电电力。如图11中所示,交通工具侧1104包含有线路径1122,其包含主要电磁干扰(EMI)滤波器和整流器1124,以及PFC单元1126。交通工具侧1104进一步包含无线路径1132,其包含交通工具衬垫1134、交通工具调谐电路1136和交通工具衬垫去耦整流器1138。交通工具侧1104进一步包含组合路径1144,其包含大容量电容1128、经隔离DC到DC转换器1130和电池1142。
在各种实施例中,有线路径1122、无线路径1132或两者可在任何给定时间均为活动的。因此,尽管本文将组合路径1144中的各种组件描述为从一个以上来源接收电力,但在某些实施例中,在同一时间,仅一个来源是活动的。在其它实施例中,在同一时间,多个来源为活动的。
在各种实施例中,交通工具侧1104可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统110的一或多个组件。举例来说,交通工具侧1104可包含电池单元118、电动交通工具感应线圈116、电动交通工具无线充电系统114和天线140。交通工具侧1104可经配置以经由无线连接1108接收无线充电电力,如上文相对于图1到3所述。尽管图11中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
在有线路径1122中,主要EMI滤波器和整流器1124用于对传入有线连接1106进行整流,并对整流(或其它原因)所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波。如图所示,主要EMI滤波器和整流器1124经由有线连接1106接收AC信号,并将经整流的信号提供给PFC单元1126。
PFC单元1126用于减少AC源1110的电流中的谐波含量。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。如图所示,PFC单元1126从主要EMI滤波器和整流器1124接收所述信号,并提供具有经功率因数校正的信号的大容量电容1128。
在无线路径1132中,交通工具衬垫1134经配置以经由无线连接1108从基础设施侧1102接收无线充电电力。在一些实施例中,交通工具衬垫1134可包含电动交通工具感应线圈316(图3)。如图所示,交通工具衬垫1134从无线连接1108接收无线充电场,并将输出信号提供给串联交通工具调谐模块1136。
交通工具调谐电路1136用于调谐无线路径1132的阻抗,以用于高效无线电力输送。在所示出的实施例中,将交通工具调谐电路1136配置为串联LC电路。在其它实施例中,交通工具调谐电路1136可配置为并联LC电路。如图所示,交通工具调谐电路1136从交通工具衬垫1134接收输入信号,并将输出信号提供给交通工具衬垫去耦整流器1138。
交通工具衬垫去耦整流器1138用于从LF信号提供经整流电力。交通工具衬垫去耦整流器1138可经由整流来产生经整流的信号。如图所示,去耦整流器1138从交通工具调谐电路1136接收LF输入信号,并将经整流的功率输出提供给大容量电容1128。
在组合路径1144中,大容量电容1128用于使进入经隔离DC到DC转换器1130的信号平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容1128可并入到PFC单元1126和/或经隔离DC到DC转换器1130中。
DC到DC转换器1130用于使电池1142从来自AC源1110的电源隔离。DC到DC转换器1130可包含例如一对感应线圈。在各种实施例中,DC到DC转换器1130可经配置以将来自有线连接1106的电压电平调整为适合为电池1142充电。
图12是展示另一双源电力输送系统1200的示范性组件的功能框图。双源电力输送系统1200包含基础设施侧1202和交通工具侧1204,其中可经由通过有线连接1206和无线连接1208连接的有线连接1206或无线连接1208,或两者,将电力从基础设施侧1202输送到交通工具侧1204。在一些实施例中,有线连接1206可包含50/60Hz的AC电源信号。无线连接1208可包含恒幅感应充电场。尽管本文可将基础设施侧1202和交通工具侧1204的各个方面论述为内聚单元,但所属领域的技术人员将了解,可将基础设施侧1202和交通工具侧1204中的任一者分为一或多个单独的组件或子系统,且所论述的个别组件或子系统可分开实施或可集成。
基础设施侧1202用来经由有线连接1206和/或无线连接1208,将充电电力提供给交通工具侧1204。如图12中所示,基础设施侧1204包含AC电源1210、功率因数校正(PFC)单元1212、大容量电容1214、低频(LF)逆变器1216、LCL基座调谐与匹配单元1218,以及基座衬垫1220。在各种实施例中,基础设施侧1202可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统120的一或多个组件。举例来说,基础设施侧1202可包含本地配电中心130和基座无线充电系统122a。基础设施侧1202可经配置以经由无线连接1208来发射无线充电电力,如上文相对于图2到3所述。尽管图12中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
AC源1210用于将AC电力提供给有线连接1206,且提供给驱动无线连接1208的一或多个组件。如图所示,AC源1210将电力提供给PFC单元1212。AC源1210可包含例如本地配电中心130(图1)和/或电力干线132(图1)。在一些实施例中,源1210可包含DC源。
PFC单元1212用于减少AC源1210的电流中的谐波含量。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。在各种实施例中,PFC单元1212可包含有源或无源PFC。在一些实施例中,PFC单元1212可经配置以控制输出电压。如图所示,PFC单元1212驱动大容量电容1214和LF逆变器1216。
大容量电容1214用于使进入LF逆变器1216的波形平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容1214可并入到PFC单元1212和/或LF逆变器1216中。
LF逆变器1216用于为感应场产生而产生低频信号。在一实施例中,LF逆变器1216可称为LF转换器。在各种实施例中,LF逆变器1216可从PFC单元1212接收信号,并将低频信号输出到LCL基座调谐与匹配单元1218。
LCL基座调谐与匹配单元1218用于滤除谐波或其它不想要的频率,并使LF逆变器1216的阻抗与无线电力感应线圈匹配。如图所示,LCL基座调谐与匹配单元1218经配置以从LF逆变器1216接收LF信号,并将经调谐/匹配的信号输出到基座衬垫1220。
基座衬垫1220用于经由无线连接1208将无线充电电力发射到交通工具侧1204。在一些实施例中,基座衬垫1220可包含基座感应线圈304(图3)。如图所示,基座衬垫1220通过LCL基座调谐和匹配电路1218接收经调谐/匹配的LF信号,并为无线连接1208产生无线充电场。在一些实施例中,基座衬垫1220可包含发射电路,其经配置以提供到交通工具侧1204的恒幅无线连接1208,如上文相对于图1到3所述。
交通工具侧1204用来经由有线连接1206和/或无线连接1208从基础设施侧1202接收充电电力。如图12中所示,交通工具侧1204包含组合路径1244,其包含主要电磁干扰(EMI)滤波器和整流器1224、PFC单元1226、大容量电容1228、经隔离DC到DC转换器1230和电池1242。交通工具侧1204进一步包含无线路径1232,其包含交通工具衬垫1234、交通工具调谐电路1236和交通工具衬垫去耦整流器1238。
在各种实施例中,有线路径1222、无线路径1232或两者可在任何给定时间均为活动的。因此,尽管本文将组合路径1244中的各种组件描述为从一个以上来源接收电力,但在某些实施例中,在同一时间,仅一个来源是活动的。在其它实施例中,在同一时间,多个来源为活动的。
在各种实施例中,交通工具侧1204可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统120的一或多个组件。举例来说,交通工具侧1204可包含电池单元128、电动交通工具感应线圈126、电动交通工具无线充电系统124和天线140。交通工具侧1204可经配置以经由无线连接1208接收无线充电电力,如上文相对于图1到3所述。尽管图12中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
在组合路径1244中,主要EMI滤波器和整流器1224用于对传入有线连接1206进行整流,并对整流(或其它原因)所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波。在所示出的实施例中,主要EMI滤波器和整流器1224进一步用于对传入无线连接1208进行整流并使其去耦。如图所示,主要EMI滤波器和整流器1224经由有线连接1206接收AC信号,从交通工具衬垫1234(通过交通工具调谐电路1236)接收LF信号,并将经整流的信号提供给PFC单元1226。
PFC单元1226用于减少AC源1210的电流中的谐波含量。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。如图所示,PFC单元1226从主要EMI滤波器和整流器1224接收所述信号,并提供具有经功率因数校正的信号的大容量电容1228。
因为所说明的PFC单元1226接收由有线连接1206和/或无线连接1208两者供电的信号,所以功率因数校正可更复杂。举例来说,在交通工具衬垫1234处接收到的LF信号可在电流中导致比经由有线连接1206接收到的AC信号快的变化。PFC单元1226可包含快速切换控制器,其经配置以响应电流中的较快变化。
大容量电容1228用于使进入经隔离DC到DC转换器1230的信号平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容1228可并入到PFC单元1226和/或经隔离DC到DC转换器1230中。
DC到DC转换器1230用于使电池1242从来自AC源1210的电源隔离。DC到DC转换器1230可包含例如一对感应线圈。在各种实施例中,DC到DC转换器1230可经配置以将来自有线连接1206的电压电平调整为适合为电池1242充电。
在无线路径1232中,交通工具衬垫1234经配置以经由无线连接1208从基础设施侧1202接收无线充电电力。在一些实施例中,交通工具衬垫1234可包含电动交通工具感应线圈316(图3)。如图所示,交通工具衬垫1234从无线连接1208接收无线充电场,并将输出信号提供给局部串联交通工具调谐模块1236。
交通工具调谐电路1236用于调谐无线路径1232的阻抗,以用于高效无线电力输送。在所示出的实施例中,将交通工具调谐电路1236配置为并联与局部串联LC电路。在其它实施例中,交通工具调谐电路1236可配置为串联LC电路或并联LC电路。如图所示,交通工具调谐电路1236从交通工具衬垫1234接收输入信号,并将输出信号提供给主要EMI滤波器和整流器1224。
图13是展示另一双源电力输送系统1300的示范性组件的功能框图。双源电力输送系统1300包含基础设施侧1302和交通工具侧1304,其中可经由通过有线连接1306和无线连接1308连接的有线连接1306或无线连接1308,或两者,将电力从基础设施侧1302输送到交通工具侧1304。在一些实施例中,有线连接1306可包含50/60Hz的AC电源信号。无线连接1308可包含调幅感应充电场。尽管本文可将基础设施侧1302和交通工具侧1304的各个方面论述为内聚单元,但所属领域的技术人员将了解,可将基础设施侧1302和交通工具侧1304中的任一者分为一或多个单独的组件或子系统,且所论述的个别组件或子系统可分开实施或可集成。
基础设施侧1302用来经由有线连接1306和/或无线连接1308,将充电电力提供给交通工具侧1304。如图13中所示,基础设施侧1304包含AC电源1310、整流器和低能量总线1312、低频(LF)逆变器1316、LCL基座调谐与匹配单元1318和基座衬垫1320。在各种实施例中,基础设施侧1302可包含上文关于图1所述的无线电力输送系统130的一或多个组件。举例来说,基础设施侧1302可包含本地配电中心130和基座无线充电系统132a。基础设施侧1302可经配置以经由无线连接1308来发射无线充电电力,如上文关于图2到3所述。尽管图13中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
AC源1310用于将AC电力提供给有线连接1306,且提供给驱动无线连接1308的一或多个组件。如图所示,AC源1310将电力提供给整流器和低能量总线1312。AC源1310可包含例如本地配电中心130(图1)和/或电力干线132(图1)。在一些实施例中,源1310可包含DC源。
整流器和低能量总线1312用于从AC源1310信号提供经调制的电力信号。整流器和低能量总线1312可经由整流产生经调制的电力信号。如图所示,整流器和低能量总线1312从AC源1310接收AC输入信号,并在低能量总线上将经整流的功率输出提供给LF逆变器1316。
LF逆变器1316用于为感应场产生而产生低频信号。在一实施例中,LF逆变器1316可称为LF转换器。在各种实施例中,LF逆变器1316可从整流器和低能量总线1312接收信号,并将低频信号输出到LCL基座调谐与匹配单元1318。
LCL基座调谐与匹配单元1318用于滤除谐波或其它不想要的频率,并使LF逆变器1316的阻抗与无线电力感应线圈匹配。如图所示,LCL基座调谐与匹配单元1318经配置以从LF逆变器1316接收LF信号,并将经调谐/匹配的信号输出到基座衬垫1320。
基座衬垫1320用于经由无线连接1308将无线充电电力发射到交通工具侧1304。在一些实施例中,基座衬垫1320可包含基座感应线圈304(图3)。如图所示,基座衬垫1320通过LCL基座调谐和匹配电路1318接收经调谐/匹配的LF信号,并为无线连接1308产生无线充电场。在一些实施例中,基座衬垫1320可包含发射电路,其经配置以提供到交通工具侧1304的调幅无线连接1308,如上文相对于图1到3所述。
交通工具侧1304用来经由有线连接1306和/或无线连接1308从基础设施侧1302接收充电电力。如图13中所示,交通工具侧1304包含有线路径1322,其包含主要电磁干扰(EMI)滤波器和整流器1324,以及PFC单元1326。交通工具侧1304进一步包含无线路径1332,其包含交通工具衬垫1334、交通工具调谐电路1336、交通工具衬垫去耦整流器1338和波成形控制器1340。交通工具侧1304进一步包含组合路径1344,其包含大容量电容1328、经隔离DC到DC转换器1330和电池1342。
在各种实施例中,有线路径1322、无线路径1332或两者可在任何给定时间均为活动的。因此,尽管本文将组合路径1344中的各种组件描述为从一个以上来源接收电力,但在某些实施例中,在同一时间,仅一个来源是活动的。在其它实施例中,在同一时间,多个来源为活动的。
在各种实施例中,交通工具侧1304可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统130的一或多个组件。举例来说,交通工具侧1304可包含电池单元118、电动交通工具感应线圈116、电动交通工具无线充电系统114和天线140。交通工具侧1304可经配置以经由无线连接1308接收无线充电电力,如上文相对于图1到3所述。尽管图13中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
在有线路径1322中,主要EMI滤波器和整流器1324用于对传入有线连接1306进行整流,并对整流(或其它原因)所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波。如图所示,主要EMI滤波器和整流器1324经由有线连接1306接收AC信号,并将经整流的信号提供给PFC单元1326。
PFC单元1326用于减少AC源1310的电流中的谐波含量。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。如图所示,PFC单元1326从主要EMI滤波器和整流器1324接收所述信号,并提供具有经功率因数校正的信号的大容量电容1328。
在无线路径1332中,交通工具衬垫1334经配置以经由无线连接1308从基础设施侧1302接收无线充电电力。在一些实施例中,交通工具衬垫1334可包含电动交通工具感应线圈316(图3)。如图所示,交通工具衬垫1334从无线连接1308接收无线充电场,并将输出信号提供给并联交通工具调谐模块1336。
交通工具调谐电路1336用于调谐无线路径1332的阻抗,以用于高效无线电力输送。在所示出的实施例中,将交通工具调谐电路1336配置为并联LC电路。在其它实施例中,交通工具调谐电路1336可配置为串联LC电路。如图所示,交通工具调谐电路1336从交通工具衬垫1334接收输入信号,并将输出信号提供给交通工具衬垫去耦整流器1338。
交通工具衬垫去耦整流器1338用于从LF信号提供经整流电力。交通工具衬垫去耦整流器1338可经由整流来产生经整流的信号。如图所示,去耦整流器1338从交通工具调谐电路1336接收LF输入信号,并将经整流的功率输出提供给波成形控制器1340。
波成形控制器1340用于减少谐波含量,并维持电力品质。在一些实施例中,波成形控制器1340可包含PFC单元或类似电路。如图所示,波成形控制器1340从交通工具衬垫去耦整流器1338接收信号,并提供具有经波形整形信号的大容量电容1328。
在组合路径1344中,大容量电容1328用于使进入经隔离DC到DC转换器1330的信号平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容1328可并入到PFC单元1326和/或经隔离DC到DC转换器1330中。
DC到DC转换器1330用于使电池1342从来自AC源1310的电源隔离。DC到DC转换器1330可包含例如一对感应线圈。在各种实施例中,DC到DC转换器1330可经配置以将来自有线连接1306的电压电平调整为适合为电池1342充电。
图14是展示另一双源电力输送系统1400的示范性组件的功能框图。双源电力输送系统1400包含基础设施侧1402和交通工具侧1404,其中可经由通过有线连接1406和无线连接1408连接的有线连接1406或无线连接1408,或两者,将电力从基础设施侧1402输送到交通工具侧1404。在一些实施例中,有线连接1406可包含50/60Hz的AC电源信号。无线连接1408可包含调幅感应充电场。尽管本文可将基础设施侧1402和交通工具侧1404的各个方面论述为内聚单元,但所属领域的技术人员将了解,可将基础设施侧1402和交通工具侧1404中的任一者分为一或多个单独的组件或子系统,且所论述的个别组件或子系统可分开实施或可集成。
基础设施侧1402用来经由有线连接1406和/或无线连接1408,将充电电力提供给交通工具侧1404。如图14中所示,基础设施侧1404包含AC电源1410、整流器和低能量总线1412、低频(LF)逆变器1416、LCL基座调谐与匹配单元1418和基座衬垫1420。在各种实施例中,基础设施侧1402可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统140的一或多个组件。举例来说,基础设施侧1402可包含本地配电中心140和基座无线充电系统142a。基础设施侧1402可经配置以经由无线连接1408来发射无线充电电力,如上文相对于图2到3所述。尽管图14中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
AC源1410用于将AC电力提供给有线连接1406,且提供给驱动无线连接1408的一或多个组件。如图所示,AC源1410将电力提供给整流器和低能量总线1412。AC源1410可包含例如本地配电中心140(图1)和/或电力干线142(图1)。在一些实施例中,源1410可包含DC源。
整流器和低能量总线1412用于从AC源1410信号提供经调制的电力信号。整流器和低能量总线1412可经由整流产生经调制的电力信号。如图所示,整流器和低能量总线1412从AC源1410接收AC输入信号,并在低能量总线上将经整流的功率输出提供给LF逆变器1416。
LF逆变器1416用于为感应场产生而产生低频信号。在一实施例中,LF逆变器1416可称为LF转换器。在各种实施例中,LF逆变器1416可从整流器和低能量总线1412接收信号,并将低频信号输出到LCL基座调谐与匹配单元1418。
LCL基座调谐与匹配单元1418用于滤除谐波或其它不想要的频率,并使LF逆变器1416的阻抗与无线电力感应线圈匹配。如图所示,LCL基座调谐与匹配单元1418经配置以从LF逆变器1416接收LF信号,并将经调谐/匹配的信号输出到基座衬垫1420。
基座衬垫1420用于经由无线连接1408将无线充电电力发射到交通工具侧1404。在一些实施例中,基座衬垫1420可包含基座感应线圈304(图3)。如图所示,基座衬垫1420通过LCL基座调谐和匹配电路1418接收经调谐/匹配的LF信号,并为无线连接1408产生无线充电场。在一些实施例中,基座衬垫1420可包含发射电路,其经配置以提供到交通工具侧1404的调幅无线连接1408,如上文相对于图1到3所述。
交通工具侧1404用来经由有线连接1406和/或无线连接1408从基础设施侧1402接收充电电力。如图14中所示,交通工具侧1404包含有线路径1422,其包含主要电磁干扰(EMI)滤波器和整流器1424。交通工具侧1404进一步包含无线路径1432,其包含交通工具衬垫1434、交通工具调谐电路1436,以及交通工具衬垫去耦整流器和滤波器1438。交通工具侧1404进一步包含组合路径1444,其包含双模式PFC和波形整形单元1426、大容量电容1428、经隔离DC到DC转换器1430和电池1442。
在各种实施例中,有线路径1422、无线路径1432或两者可在任何给定时间均为活动的。因此,尽管本文将组合路径1444中的各种组件描述为从一个以上来源接收电力,但在某些实施例中,在同一时间,仅一个来源是活动的。在其它实施例中,在同一时间,多个来源为活动的。
在各种实施例中,交通工具侧1404可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统140的一或多个组件。举例来说,交通工具侧1404可包含电池单元118、电动交通工具感应线圈116、电动交通工具无线充电系统114和天线140。交通工具侧1404可经配置以经由无线连接1408接收无线充电电力,如上文相对于图1到3所述。尽管图14中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
在有线路径1422中,主要EMI滤波器和整流器1424用于对传入有线连接1406进行整流,并对整流(或其它原因)所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波。如图所示,主要EMI滤波器和整流器1424经由有线连接1406接收AC信号,并将经整流的信号提供给双模式PFC和波形整形单元1426。
在无线路径1432中,交通工具衬垫1434经配置以经由无线连接1408从基础设施侧1402接收无线充电电力。在一些实施例中,交通工具衬垫1434可包含电动交通工具感应线圈316(图3)。如图所示,交通工具衬垫1434从无线连接1408接收无线充电场,并将输出信号提供给并联交通工具调谐模块1436。
交通工具调谐电路1436用于调谐无线路径1432的阻抗,以用于高效无线电力输送。在所示出的实施例中,将交通工具调谐电路1436配置为并联LC电路。在其它实施例中,交通工具调谐电路1436可配置为串联LC电路。如图所示,交通工具调谐电路1436从交通工具衬垫1434接收输入信号,并将输出信号提供给交通工具衬垫去耦整流器和滤波器1438。
交通工具衬垫去耦整流器和滤波器1438用于从LF信号提供经整流电力。交通工具衬垫去耦整流器和滤波器1438可经由整流来产生经整流的信号。交通工具衬垫去耦整流器和滤波器1438进一步经配置以对经整流的信号进行滤波。如图所示,去耦整流器和滤波器1438从交通工具调谐电路1436接收LF输入信号,并将经整流的信号提供给双模式PFC和波形整形单元1426。
在组合路径1444中,双模式PFC和波形整形单元1426用于减少AC源1410的电流中的谐波含量,并维持电力品质。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。双模式PFC和波形整形单元1426配置为PFC和波形整形单元两者。如图所示,双模式PFC和波形整形单元1426从主要EMI滤波器和整流器1424接收所述信号,并提供具有经功率因数校正的信号的大容量电容1428。
大容量电容1428用于使进入经隔离DC到DC转换器1430的信号平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容1428可并入到双模式PFC和波形整形单元1426和/或经隔离DC到DC转换器1430中。
DC到DC转换器1430用于使电池1442从来自AC源1410的电源隔离。DC到DC转换器1430可包含例如一对感应线圈。在各种实施例中,DC到DC转换器1430可经配置以将来自有线连接1406的电压电平调整为适合为电池1442充电。
图15是展示另一双源电力输送系统1500的示范性组件的功能框图。双源电力输送系统1500包含基础设施侧1502和交通工具侧1504,其中可经由通过有线连接1506和无线连接1508连接的有线连接1506或无线连接1508,或两者,将电力从基础设施侧1502输送到交通工具侧1504。在一些实施例中,有线连接1506可包含50/60HzAC电源信号。无线连接1508可包含调幅感应充电场。尽管本文可将基础设施侧1502和交通工具侧1504的各个方面论述为内聚单元,但所属领域的技术人员将了解,可将基础设施侧1502和交通工具侧1504中的任一者分为一或多个单独的组件或子系统,且所论述的个别组件或子系统可分开实施或可集成。
基础设施侧1502用来经由有线连接1506和/或无线连接1508,将充电电力提供给交通工具侧1504。如图15中所示,基础设施侧1504包含AC电源1510、整流器和低能量总线1512、低频(LF)逆变器1516、LCL基座调谐与匹配单元1518和基座衬垫1520。在各种实施例中,基础设施侧1502可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统150的一或多个组件。举例来说,基础设施侧1502可包含本地配电中心150和基座无线充电系统152a。基础设施侧1502可经配置以经由无线连接1508来发射无线充电电力,如上文相对于图2到3所述。尽管图15中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
AC源1510用于将AC电力提供给有线连接1506,且提供给驱动无线连接1508的一或多个组件。如图所示,AC源1510将电力提供给整流器和低能量总线1512。AC源1510可包含例如本地配电中心150(图1)和/或电力干线152(图1)。在一些实施例中,源1510可包含DC源。
整流器和低能量总线1512用于从AC源1510信号提供经调制的电力信号。整流器和低能量总线1512可经由整流产生经调制的电力信号。如图所示,整流器和低能量总线1512从AC源1510接收AC输入信号,并在低能量总线上将经整流的功率输出提供给LF逆变器1516。
LF逆变器1516用于为感应场产生而产生低频信号。在一实施例中,LF逆变器1516可称为LF转换器。在各种实施例中,LF逆变器1516可从整流器和低能量总线1512接收信号,并将低频信号输出到LCL基座调谐与匹配单元1518。
LCL基座调谐与匹配单元1518用于滤除谐波或其它不想要的频率,并使LF逆变器1516的阻抗与无线电力感应线圈匹配。如图所示,LCL基座调谐与匹配单元1518经配置以从LF逆变器1516接收LF信号,并将经调谐/匹配的信号输出到基座衬垫1520。
基座衬垫1520用于经由无线连接1508将无线充电电力发射到交通工具侧1504。在一些实施例中,基座衬垫1520可包含基座感应线圈304(图3)。如图所示,基座衬垫1520通过LCL基座调谐和匹配电路1518接收经调谐/匹配的LF信号,并为无线连接1508产生无线充电场。在一些实施例中,基座衬垫1520可包含发射电路,其经配置以提供到交通工具侧1504的调幅无线连接1508,如上文相对于图1到3所述。
交通工具侧1504用来经由有线连接1506和/或无线连接1508从基础设施侧1502接收充电电力。如图15中所示,交通工具侧1504包含有线路径1522,其包含主要电磁干扰(EMI)滤波器1524。交通工具侧1504进一步包含无线路径1532,其包含交通工具衬垫1534、交通工具调谐电路1536,以及整流器和滤波器1538。交通工具侧1504进一步包含组合路径1544,其包含PFC单元1526、大容量电容1528、经隔离DC到DC转换器1530和电池1542。
在各种实施例中,有线路径1522、无线路径1532或两者可在任何给定时间均为活动的。因此,尽管本文将组合路径1544中的各种组件描述为从一个以上来源接收电力,但在某些实施例中,在同一时间,仅一个来源是活动的。在其它实施例中,在同一时间,多个来源为活动的。
在各种实施例中,交通工具侧1504可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统150的一或多个组件。举例来说,交通工具侧1504可包含电池单元118、电动交通工具感应线圈116、电动交通工具无线充电系统114和天线150。交通工具侧1504可经配置以经由无线连接1508接收无线充电电力,如上文相对于图1到3所述。尽管图15中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
在有线路径1522中,主要EMI滤波器1524用于对传入有线连接1506进行整流,并对整流(或其它原因)所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波。如图所示,主要EMI滤波器1524经由有线连接1506接收AC信号,并将经整流的信号提供给PFC单元1526。
在无线路径1532中,交通工具衬垫1534经配置以经由无线连接1508从基础设施侧1502接收无线充电电力。在一些实施例中,交通工具衬垫1534可包含电动交通工具感应线圈316(图3)。如图所示,交通工具衬垫1534从无线连接1508接收无线充电场,并将输出信号提供给串联交通工具调谐模块1536。
交通工具调谐电路1536用于调谐无线路径1532的阻抗,以用于高效无线电力输送。在所示出的实施例中,将交通工具调谐电路1536配置为串联LC电路。在其它实施例中,交通工具调谐电路1536可配置为并联LC电路。如图所示,交通工具调谐电路1536从交通工具衬垫1534接收输入信号,并将输出信号提供给整流器和滤波器1538。
整流器和滤波器1538用于从LF信号提供经整流电力。整流器和滤波器1538可经由整流来产生经整流的信号。整流器和滤波器1538进一步经配置以对经整流的信号进行滤波。如图所示,去耦整流器和滤波器1538从交通工具调谐电路1536接收LF输入信号,并将经整流的信号提供给PFC单元1526。
在组合路径1544中,PFC单元1526用于减少AC源1510的电流中的谐波含量,并维持电力品质。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。在一实施例中,PFC单元1526配置为PFC和波形整形单元两者。如图所示,PFC单元1526从主要EMI滤波器1524接收所述信号,并提供具有经功率因数校正的信号的大容量电容1528。
大容量电容1528用于使进入经隔离DC到DC转换器1530的信号平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容1528可并入到PFC单元1526和/或经隔离DC到DC转换器1530中。
DC到DC转换器1530用于使电池1542从来自AC源1510的电源隔离。DC到DC转换器1530可包含例如一对感应线圈。在各种实施例中,DC到DC转换器1530可经配置以将来自有线连接1506的电压电平调整为适合为电池1542充电。
图16是展示另一双源电力输送系统1600的示范性组件的功能框图。双源电力输送系统1600包含基础设施侧1602和交通工具侧1604,其中可经由通过有线连接1606和无线连接1608连接的有线连接1606或无线连接1608,或两者,将电力从基础设施侧1602输送到交通工具侧1604。在一些实施例中,有线连接1606可包含50/60HzAC电源信号。无线连接1608可包含调幅感应充电场。尽管本文可将基础设施侧1602和交通工具侧1604的各个方面论述为内聚单元,但所属领域的技术人员将了解,可将基础设施侧1602和交通工具侧1604中的任一者分为一或多个单独的组件或子系统,且所论述的个别组件或子系统可分开实施或可集成。
基础设施侧1602用来经由有线连接1606和/或无线连接1608,将充电电力提供给交通工具侧1604。如图16中所示,基础设施侧1604包含AC电源1610、整流器和低能量总线1612、低频(LF)逆变器1616、LCL基座调谐与匹配单元1618和基座衬垫1620。在各种实施例中,基础设施侧1602可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统160的一或多个组件。举例来说,基础设施侧1602可包含本地配电中心160和基座无线充电系统162a。基础设施侧1602可经配置以经由无线连接1608来发射无线充电电力,如上文相对于图2到3所述。尽管图16中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
AC源1610用于将AC电力提供给有线连接1606,且提供给驱动无线连接1608的一或多个组件。如图所示,AC源1610将电力提供给整流器和低能量总线1612。AC源1610可包含例如本地配电中心160(图1)和/或电力干线162(图1)。在一些实施例中,源1610可包含DC源。
整流器和低能量总线1612用于从AC源1610信号提供经调制的电力信号。整流器和低能量总线1612可经由整流产生经调制的电力信号。如图所示,整流器和低能量总线1612从AC源1610接收AC输入信号,并在低能量总线上将经整流的功率输出提供给LF逆变器1616。
LF逆变器1616用于为感应场产生而产生低频信号。在一实施例中,LF逆变器1616可称为LF转换器。在各种实施例中,LF逆变器1616可从整流器和低能量总线1612接收信号,并将低频信号输出到LCL基座调谐与匹配单元1618。
LCL基座调谐与匹配单元1618用于滤除谐波或其它不想要的频率,并使LF逆变器1616的阻抗与无线电力感应线圈匹配。如图所示,LCL基座调谐与匹配单元1618经配置以从LF逆变器1616接收LF信号,并将经调谐/匹配的信号输出到基座衬垫1620。
基座衬垫1620用于经由无线连接1608将无线充电电力发射到交通工具侧1604。在一些实施例中,基座衬垫1620可包含基座感应线圈304(图3)。如图所示,基座衬垫1620通过LCL基座调谐和匹配电路1618接收经调谐/匹配的LF信号,并为无线连接1608产生无线充电场。在一些实施例中,基座衬垫1620可包含发射电路,其经配置以提供到交通工具侧1604的调幅无线连接1608,如上文相对于图1到3所述。
交通工具侧1604用来经由有线连接1606和/或无线连接1608从基础设施侧1602接收充电电力。如图16中所示,交通工具侧1604包含有线路径1622,其包含主要电磁干扰(EMI)滤波器1624。交通工具侧1604进一步包含无线路径1632,其包含交通工具衬垫1634,以及交通工具调谐电路1636。交通工具侧1604进一步包含组合路径1644,其包含整流器和滤波器1638、PFC单元1626、大容量电容1628、经隔离DC到DC转换器1630和电池1642。
在各种实施例中,有线路径1622、无线路径1632或两者可在任何给定时间均为活动的。因此,尽管本文将组合路径1644中的各种组件描述为从一个以上来源接收电力,但在某些实施例中,在同一时间,仅一个来源是活动的。在其它实施例中,在同一时间,多个来源为活动的。
在各种实施例中,交通工具侧1604可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统160的一或多个组件。举例来说,交通工具侧1604可包含电池单元118、电动交通工具感应线圈116、电动交通工具无线充电系统114和天线160。交通工具侧1604可经配置以经由无线连接1608接收无线充电电力,如上文相对于图1到3所述。尽管图16中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
在有线路径1622中,主要EMI滤波器1624用于对所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波。如图所示,主要EMI滤波器1624经由有线连接1606接收AC信号,并将经滤波的信号提供给整流器和滤波器1638。
在无线路径1632中,交通工具衬垫1634经配置以经由无线连接1608从基础设施侧1602接收无线充电电力。在一些实施例中,交通工具衬垫1634可包含电动交通工具感应线圈316(图3)。如图所示,交通工具衬垫1634从无线连接1608接收无线充电场,并将输出信号提供给串联交通工具调谐模块1636。
交通工具调谐电路1636用于调谐无线路径1632的阻抗,以用于高效无线电力输送。在所示出的实施例中,将交通工具调谐电路1636配置为串联LC电路。在其它实施例中,交通工具调谐电路1636可配置为并联LC电路。如图所示,交通工具调谐电路1636从交通工具衬垫1634接收输入信号,并将输出信号提供给整流器和滤波器1638。
在组合路径1644中,整流器和滤波器1638用于从AC或LF信号提供经整流的电力。整流器和滤波器1638可经由整流来产生经整流的信号。整流器和滤波器1638进一步经配置以对经整流的信号进行滤波。如图所示,整流器和滤波器1638从交通工具调谐电路1636接收LF输入信号,从主要EMI滤波器1624接收经滤波的AC信号,并将经整流信号提供给PFC单元1626。
PFC单元1626用于减少AC源1610的电流中的谐波含量,并维持电力品质。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。在一实施例中,PFC单元1626配置为PFC和波形整形单元两者。如图所示,PFC单元1626从主要EMI滤波器1624接收所述信号,并提供具有经功率因数校正的信号的大容量电容1628。
大容量电容1628用于使进入经隔离DC到DC转换器1630的信号平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容1628可并入到PFC单元1626和/或经隔离DC到DC转换器1630中。
DC到DC转换器1630用于使电池1642从来自AC源1610的电源隔离。DC到DC转换器1630可包含例如一对感应线圈。在各种实施例中,DC到DC转换器1630可经配置以将来自有线连接1606的电压电平调整为适合为电池1642充电。
图17是展示另一双源电力输送系统1700的示范性组件的功能框图。双源电力输送系统1700包含基础设施侧1702和交通工具侧1704,其中可经由通过有线连接1706和无线连接1708连接的有线连接1706或无线连接1708,或两者,将电力从基础设施侧1702输送到交通工具侧1704。在一些实施例中,有线连接1706可包含50/60HzAC电源信号。无线连接1708可包含调幅感应充电场。尽管本文可将基础设施侧1702和交通工具侧1704的各个方面论述为内聚单元,但所属领域的技术人员将了解,可将基础设施侧1702和交通工具侧1704中的任一者分为一或多个单独的组件或子系统,且所论述的个别组件或子系统可分开实施或可集成。
基础设施侧1702用来经由有线连接1706和/或无线连接1708,将充电电力提供给交通工具侧1704。如图17中所示,基础设施侧1704包含AC电源1710、整流器和低能量总线1712、低频(LF)逆变器1716、LCL基座调谐与匹配单元1718和基座衬垫1720。在各种实施例中,基础设施侧1702可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统170的一或多个组件。举例来说,基础设施侧1702可包含本地配电中心170和基座无线充电系统172a。基础设施侧1702可经配置以经由无线连接1708来发射无线充电电力,如上文相对于图2到3所述。尽管图17中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
AC源1710用于将AC电力提供给有线连接1706,且提供给驱动无线连接1708的一或多个组件。如图所示,AC源1710将电力提供给整流器和低能量总线1712。AC源1710可包含例如本地配电中心170(图1)和/或电力干线172(图1)。在一些实施例中,源1710可包含DC源。
整流器和低能量总线1712用于从AC源1710信号提供经调制的电力信号。整流器和低能量总线1712可经由整流产生经调制的电力信号。如图所示,整流器和低能量总线1712从AC源1710接收AC输入信号,并在低能量总线上将经整流的功率输出提供给LF逆变器1716。
LF逆变器1716用于为感应场产生而产生低频信号。在一实施例中,LF逆变器1716可称为LF转换器。在各种实施例中,LF逆变器1716可从整流器和低能量总线1712接收信号,并将低频信号输出到LCL基座调谐与匹配单元1718。
LCL基座调谐与匹配单元1718用于滤除谐波或其它不想要的频率,并使LF逆变器1716的阻抗与无线电力感应线圈匹配。如图所示,LCL基座调谐与匹配单元1718经配置以从LF逆变器1716接收LF信号,并将经调谐/匹配的信号输出到基座衬垫1720。
基座衬垫1720用于经由无线连接1708将无线充电电力发射到交通工具侧1704。在一些实施例中,基座衬垫1720可包含基座感应线圈304(图3)。如图所示,基座衬垫1720通过LCL基座调谐和匹配电路1718接收经调谐/匹配的LF信号,并为无线连接1708产生无线充电场。在一些实施例中,基座衬垫1720可包含发射电路,其经配置以提供到交通工具侧1704的调幅无线连接1708,如上文相对于图1到3所述。
交通工具侧1704用来经由有线连接1706和/或无线连接1708从基础设施侧1702接收充电电力。如图17中所示,交通工具侧1704包含有线路径1722,其包含主要电磁干扰(EMI)滤波器1724。交通工具侧1704进一步包含无线路径1732,其包含交通工具衬垫1734,以及交通工具调谐电路1736。交通工具侧1704进一步包含组合路径1744,其包含整流器和滤波器1738、双模式PFC和波成形控制器1726、大容量电容1728、经隔离DC到DC转换器1730和电池1742。
在各种实施例中,有线路径1722、无线路径1732或两者可在任何给定时间均为活动的。因此,尽管本文将组合路径1744中的各种组件描述为从一个以上来源接收电力,但在某些实施例中,在同一时间,仅一个来源是活动的。在其它实施例中,在同一时间,多个来源为活动的。
在各种实施例中,交通工具侧1704可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统170的一或多个组件。举例来说,交通工具侧1704可包含电池单元118、电动交通工具感应线圈116、电动交通工具无线充电系统114和天线170。交通工具侧1704可经配置以经由无线连接1708接收无线充电电力,如上文相对于图1到3所述。尽管图17中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
在有线路径1722中,主要EMI滤波器1724用于对所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波。如图所示,主要EMI滤波器1724经由有线连接1706接收AC信号,并将经滤波的信号提供给整流器和滤波器1738。
在无线路径1732中,交通工具衬垫1734经配置以经由无线连接1708从基础设施侧1702接收无线充电电力。在一些实施例中,交通工具衬垫1734可包含电动交通工具感应线圈316(图3)。如图所示,交通工具衬垫1734从无线连接1708接收无线充电场,并将输出信号提供给局部串联交通工具调谐模块1736。
交通工具调谐电路1736用于调谐无线路径1732的阻抗,以用于高效无线电力输送。在所示出的实施例中,将交通工具调谐电路1736配置为并联与局部串联LC电路。在其它实施例中,交通工具调谐电路1736可配置为并联LC电路或串联LC电路。如图所示,交通工具调谐电路1736从交通工具衬垫1734接收输入信号,并将输出信号提供给整流器和滤波器1738。
在组合路径1744中,整流器和滤波器1738用于从AC或LF信号提供经整流的电力。整流器和滤波器1738可经由整流来产生经整流的信号。整流器和滤波器1738进一步经配置以对经整流的信号进行滤波。如图所示,整流器和滤波器1738从交通工具调谐电路1736接收LF输入信号,从主要EMI滤波器1724接收经滤波的AC信号,并将经整流信号提供给双模式PFC和波成形控制器1726。
双模式PFC和波成形控制器1726用于减少AC源1710的电流中的谐波含量,并维持电力品质。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。在一实施例中,双模式PFC和波成形控制器1726配置为PFC和波形整形单元两者。如图所示,双模式PFC和波成形控制器1726从主要EMI滤波器1724接收所述信号,并提供具有经功率因数校正的信号的大容量电容1728。
大容量电容1728用于使进入经隔离DC到DC转换器1730的信号平滑,并抵消其它组件的感应效果。在各种实施例中,大容量电容1728可并入到双模式PFC和波成形控制器1726和/或经隔离DC到DC转换器1730中。
DC到DC转换器1730用于使电池1742从来自AC源1710的电源隔离。DC到DC转换器1730可包含例如一对感应线圈。在各种实施例中,DC到DC转换器1730可经配置以将来自有线连接1706的电压电平调整为适合为电池1742充电。
图18是展示另一双源电力输送系统1800的示范性组件的功能框图。双源电力输送系统1800包含基础设施侧1802和交通工具侧1804,其中可经由通过有线连接1806和无线连接1808连接的有线连接1806或无线连接1808,或两者,将电力从基础设施侧1802输送到交通工具侧1804。在一些实施例中,有线连接1806可包含50/60HzAC电源信号。无线连接1808可包含调幅感应充电场。尽管本文可将基础设施侧1802和交通工具侧1804的各个方面论述为内聚单元,但所属领域的技术人员将了解,可将基础设施侧1802和交通工具侧1804中的任一者分为一或多个单独的组件或子系统,且所论述的个别组件或子系统可分开实施或可集成。
基础设施侧1802用来经由有线连接1806和/或无线连接1808,将充电电力提供给交通工具侧1804。如图18中所示,基础设施侧1804包含AC电源1810、整流器和低能量总线1812、低频(LF)逆变器1816、LCL基座调谐与匹配单元1818和基座衬垫1820。在各种实施例中,基础设施侧1802可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统180的一或多个组件。举例来说,基础设施侧1802可包含本地配电中心180和基座无线充电系统182a。基础设施侧1802可经配置以经由无线连接1808来发射无线充电电力,如上文相对于图2到3所述。尽管图18中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
AC源1810用于将AC电力提供给有线连接1806,且提供给驱动无线连接1808的一或多个组件。如图所示,AC源1810将电力提供给整流器和低能量总线1812。AC源1810可包含例如本地配电中心180(图1)和/或电力干线182(图1)。在一些实施例中,源1810可包含DC源。
整流器和低能量总线1812用于从AC源1810信号提供经调制的电力信号。整流器和低能量总线1812可经由整流产生经调制的电力信号。如图所示,整流器和低能量总线1812从AC源1810接收AC输入信号,并在低能量总线上将经整流的功率输出提供给LF逆变器1816。
LF逆变器1816用于为感应场产生而产生低频信号。在一实施例中,LF逆变器1816可称为LF转换器。在各种实施例中,LF逆变器1816可从整流器和低能量总线1812接收信号,并将低频信号输出到LCL基座调谐与匹配单元1818。
LCL基座调谐与匹配单元1818用于滤除谐波或其它不想要的频率,并使LF逆变器1816的阻抗与无线电力感应线圈匹配。如图所示,LCL基座调谐与匹配单元1818经配置以从LF逆变器1816接收LF信号,并将经调谐/匹配的信号输出到基座衬垫1820。
基座衬垫1820用于经由无线连接1808将无线充电电力发射到交通工具侧1804。在一些实施例中,基座衬垫1820可包含基座感应线圈304(图3)。如图所示,基座衬垫1820通过LCL基座调谐和匹配电路1818接收经调谐/匹配的LF信号,并为无线连接1808产生无线充电场。在一些实施例中,基座衬垫1820可包含发射电路,其经配置以提供到交通工具侧1804的调幅无线连接1808,如上文相对于图1到3所述。
交通工具侧1804用来经由有线连接1806和/或无线连接1808从基础设施侧1802接收充电电力。如图18中所示,交通工具侧1804包含有线路径1822,其包含主要电磁干扰(EMI)滤波器1824、整流器和滤波器1825,以及经隔离低能DC到DC转换器1830。交通工具侧1804进一步包含无线路径1832,其包含交通工具衬垫1834,以及交通工具调谐电路1836。交通工具侧1804进一步包含组合路径1844,其包含整流器和滤波器1838、电流源输出PFC单元1826和电池1842。
在各种实施例中,有线路径1822、无线路径1832或两者可在任何给定时间均为活动的。因此,尽管本文将组合路径1844中的各种组件描述为从一个以上来源接收电力,但在某些实施例中,在同一时间,仅一个来源是活动的。在其它实施例中,在同一时间,多个来源为活动的。
在各种实施例中,交通工具侧1804可包含上文相对于图1所述的无线电力输送系统180的一或多个组件。举例来说,交通工具侧1804可包含电池单元118、电动交通工具感应线圈116、电动交通工具无线充电系统114和天线180。交通工具侧1804可经配置以经由无线连接1808接收无线充电电力,如上文相对于图1到3所述。尽管图18中展示某些示范性组件,但所属领域的技术人员将了解,可添加、省略和/或重新排序某些组件。
在有线路径1822中,主要EMI滤波器1824用于对所导致的可能发射不想要的电磁干扰的频率进行滤波。如图所示,主要EMI滤波器1824经由有线连接1806接收AC信号,并将经滤波的信号提供给整流器和滤波器1825。
整流器和滤波器1825用于从AC信号提供经整流电力。整流器和滤波器1825可经由整流来产生经整流的信号。整流器和滤波器1825进一步经配置以对经整流的信号进行滤波。如图所示,整流器和滤波器1825从主要EMI滤波器1824接收经滤波的AC信号,并将经整流的信号提供给经隔离的低能DC到DC转换器1830。
DC到DC转换器1830用于使电池1842从来自AC源1810的电源隔离。DC到DC转换器1830可包含例如一对感应线圈。在各种实施例中,DC到DC转换器1830可配置为低能DC到DC转换器。如图所示,DC到DC转换器1830经配置以从整流器和滤波器1825接收经整流的信号,并将隔离的低能DC电力提供给整流器和滤波器1838。
在无线路径1832中,交通工具衬垫1834经配置以经由无线连接1808从基础设施侧1802接收无线充电电力。在一些实施例中,交通工具衬垫1834可包含电动交通工具感应线圈316(图3)。如图所示,交通工具衬垫1834从无线连接1808接收无线充电场,并将输出信号提供给局部串联交通工具调谐模块1836。
交通工具调谐电路1836用于调谐无线路径1832的阻抗,以用于高效无线电力输送。在所示出的实施例中,将交通工具调谐电路1836配置为并联与局部串联LC电路。在其它实施例中,交通工具调谐电路1836可配置为并联LC电路或串联LC电路。如图所示,交通工具调谐电路1836从交通工具衬垫1834接收输入信号,并将输出信号提供给整流器和滤波器1838。
在组合路径1844中,整流器和滤波器1838用于从经整流的或LF信号提供经整流的电力。整流器和滤波器1838可经由整流来产生经整流的信号。整流器和滤波器1838进一步经配置以对经整流的信号进行滤波。如图所示,整流器和滤波器1838从交通工具调谐电路1836接收LF输入信号,从经隔离的低能DC到DC转换器1830接收经整流的信号,并将经整流的信号提供给电流源输出PFC单元1826。
电流源输出PFC单元1826用于减少AC源1810的电流中的谐波含量,并维持电力品质。减少电流谐波含量可为消耗高于根据国际或国家标准(例如,IEC61000-3-2)而制定的限制的电力的电器顺应要求。减少AC电流谐波可有助于能量供应器减少电网中的过多电力损失,且使电源电压维持大体上为正弦曲线。在一实施例中,电流源输出PFC单元1826配置为PFC和波形整形单元两者。在所示出的实施例中,PFC单元1826经配置以提供电流源输出。如图所示,电流源输出PFC单元1826从整流器和滤波器1838接收经整流的信号,并提供具有经功率因数校正的电流源输出的电池1842。
上文所描述的方法的各种操作可由能够执行所述操作的任何合适装置执行,例如各种硬件和/或软件组件、电路和/或模块。通常,图中所说明的任何操作可由能够执行所述操作的对应功能装置执行。
可使用多种不同技术和技艺中的任一者来表示信息和信号。举例来说,贯穿以上描述可参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符合和码片可由电压、电流、电磁波、磁场或颗粒、光场或微粒,或其任何组合来表示。
结合本文所揭示的实施例而描述的各种例示性逻辑块、模块、电路和算法可实施为电子硬件、计算机软件,或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的这种可互换性,上文已大体上依据其功能性描述了各种例示性组件、块、模块、电路和步骤。将此功能性实施为硬件还软件取决于特定应用,以及强加于整个系统上的设计约束。所描述的功能性对于每一特定应用可以不同方式实施,但此类实施决策不应被解释为导致脱离本发明的实施例的范围。
结合本文所揭示的实施例而描述的各种例示性块、模块和电路可用经设计以执行本文所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合来实施或执行。通用处理器可为微处理器,但在替代方案中,处理器可为任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可实施为计算装置的组合,例如,DSP与微处理器的组合、多个微处理器的联合、结合DSP核的一个或一个以上微处理器,或任何其它此类配置。
结合本文所揭示的实施例而描述的方法或算法和功能的步骤可直接在硬件中、在处理器所执行的软件模块中,或在两者的组合中实施。如果在软件中实施,那么所述功能可作为一或多个指令或代码存储在有形、非暂时性计算机可读媒体上或经由其传输。软件模块可驻存在随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可装卸磁盘、CDROM,或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体。存储媒体耦合到处理器,使得所述处理器可从存储媒体读取信息,并将信息写入到存储媒体。在替代方案中,存储媒体可与处理器成一体式。磁盘和光盘,如本文所使用,包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘以及蓝光光盘,其中磁盘通常以磁性方式再现数据,而光盘用激光以光学方式再现数据。上述各项的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。处理器和存储媒体可驻存在ASIC中。ASIC可驻存在用户终端中。在替代方案中,处理器和存储媒体可作为离散组件驻存在用户终端中。
出于概述本发明的目的,本文已描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。将理解,根据本发明的任一特定实施例,不一定可实现所有此类优点。因此,本发明可以实现或优化如本文所教示的一个优点或优点群组,而不必实现本文可教示或建议的其它优点的方式来体现或进行。
所属领域的技术人员将容易明白对上文所述的实施例的各种修改,且在不脱离本发明的精神或范围的情况下,本文所界定的一般原理可应用于其它实施例。因此,本发明无意限于本文所展示的实施例,但将被赋予与本文所揭示的原理和新颖特征一致的最宽范围。
Claims (26)
1.一种经配置以接收无线充电电力和有线充电电力的设备,其包括:
电池;
无线连接,其经配置以接收无线充电电力,并沿无线充电路径为所述电池充电;
有线连接,其经配置以接收有线充电电力,并沿有线充电路径为所述电池充电,
其中所述有线充电路径和所述无线充电路径在包括整流器的组合充电路径中重叠。
2.根据权利要求1所述的设备,其中:
所述无线充电路径包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;以及
串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;
所述有线充电路径包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;
功率因数校正PFC模块,其经配置以从电磁干扰EMI滤波器和整流器接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,并提供经隔离的DC输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,接收所述经隔离的输出,并将第二经整流输出提供给所述电池。
3.根据权利要求1所述的设备,其中:
所述无线充电路径包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;
并联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;
去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第二经整流输出;以及
输出滤波器,其经配置以对所述第二经整流输出进行滤波,并提供经滤波的输出;
所述有线充电路径包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;以及
功率因数校正PFC模块,其经配置以从所述电磁干扰EMI滤波器和整流器接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述经滤波的输出,并将经隔离的DC输出提供给所述电池。
4.根据权利要求1所述的设备,其中:
所述无线充电路径包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;
串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;以及
去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第二经整流输出;
所述有线充电路径包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;以及
功率因数校正PFC模块,其经配置以从所述电磁干扰EMI滤波器和整流器接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述第二经整流输出,并将经隔离的DC输出提供给所述电池。
5.根据权利要求1所述的设备,其中:
所述无线充电路径包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;以及
并联和局部串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;
所述组合充电路径进一步包括:
第一整流器,其经配置以通过所述有线连接接收有线充电电力,从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第一经整流输出;
功率因数校正PFC模块,其经配置以从所述电磁干扰EMI滤波器和整流器接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述第二经整流输出,并将经隔离的DC输出提供给所述电池。
6.根据权利要求1所述的设备,其中:
所述无线充电路径包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;
去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第二经整流输出;以及
波形整形控制器,其经配置以对所述第二经整流输出进行整形,并提供经波形整形的输出;
所述有线充电路径包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;以及
功率因数校正PFC模块,其经配置以从所述电磁干扰EMI滤波器和整流器接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述经波形整形的输出,并将经隔离的DC输出提供给所述电池。
7.根据权利要求1所述的设备,其中:
所述无线充电路径包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;
并联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;以及
去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第二经整流输出;
所述有线充电路径包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
双模式功率因数校正PFC和波形整形模块,其经配置以接收所述第一经整流输出和所述第二经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述经波形整形的输出,并将经隔离的DC输出提供给所述电池。
8.根据权利要求1所述的设备,其中:
所述无线充电路径包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;
串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;以及
去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第二经整流输出;
所述有线充电路径包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
功率因数校正PFC模块,其经配置以接收所述第一经整流输出和所述第二经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述经波形整形的输出,并将经隔离的DC输出提供给所述电池。
9.根据权利要求1所述的设备,其中:
所述无线充电路径包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;以及
串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;以及
所述组合充电路径进一步包括:
整流器,其经配置以从所述有线连接接收有线充电电力,从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第一经整流输出;
功率因数校正PFC模块,其经配置以接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述经波形整形的输出,并将经隔离的DC输出提供给所述电池。
10.根据权利要求1所述的设备,其中:
所述无线充电路径包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;以及
并联和局部串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;以及
所述组合充电路径进一步包括:
整流器,其经配置以从所述有线连接接收有线充电电力,从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第一经整流输出;
双模式功率因数校正PFC和波形整形模块,其经配置以接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述经波形整形的输出,并将经隔离的DC输出提供给所述电池。
11.根据权利要求1所述的设备,其中:
所述无线充电路径包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;以及
串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;
所述有线充电路径包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;以及
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述第一经整流输出,且提供经隔离的DC输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
第二整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,接收所述经隔离的DC输出,并提供第二经整流输出;以及
电流源功率因数校正PFC模块,其经配置以接收所述第二经整流输出,且进一步经配置以将电流源输出提供给所述电池。
12.根据权利要求1所述的设备,其中所述无线充电电力包括经调制的振幅。
13.根据权利要求1所述的设备,其进一步包括以下各项中的一或多者:并联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;电磁干扰EMI滤波器,其经配置以对所述有线充电电力进行滤波;大容量电容,其经配置以对所述经功率因数校正的输出进行滤波;以及输出滤波器,其经配置以对所述第二经整流输出进行滤波。
14.一种用于接收无线充电电力和有线充电电力的设备,其包括:
用于储存充电电力的装置;
用于沿无线充电路径接收无线充电电力的装置;
用于沿有线充电路径接收有线充电电力的装置;
其中所述有线充电路径和所述无线充电路径在包括整流器的组合充电路径中重叠。
15.根据权利要求14所述的设备,其中:
用于沿所述无线充电路径接收无线充电电力的装置包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;以及
串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;
用于沿所述有线充电路径接收有线充电电力的装置包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;
功率因数校正PFC模块,其经配置以从电磁干扰EMI滤波器和整流器接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,并提供经隔离的DC输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,接收所述经隔离的输出,并将第二经整流输出提供给所述用于储存充电电力的装置。
16.根据权利要求14所述的设备,其中:
用于沿所述无线充电路径接收无线充电电力的装置包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;
并联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;
去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第二经整流输出;以及
输出滤波器,其经配置以对所述第二经整流输出进行滤波,并提供经滤波的输出;
用于沿所述有线充电路径接收有线充电电力的装置包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;以及
功率因数校正PFC模块,其经配置以从所述电磁干扰EMI滤波器和整流器接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述经滤波的输出,并将经隔离的DC输出提供给所述用于储存充电电力的装置。
17.根据权利要求14所述的设备,其中:
用于沿所述无线充电路径接收无线充电电力的装置包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;
串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;以及
去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第二经整流输出;
用于沿所述有线充电路径接收有线充电电力的装置包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;以及
功率因数校正PFC模块,其经配置以从所述电磁干扰EMI滤波器和整流器接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述第二经整流输出,并将经隔离的DC输出提供给所述用于储存充电电力的装置。
18.根据权利要求14所述的设备,其中:
用于沿所述无线充电路径接收无线充电电力的装置包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;以及
并联和局部串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;
所述组合充电路径进一步包括:
第一整流器,其经配置以通过有线连接接收有线充电电力,从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第一经整流输出;
功率因数校正PFC模块,其经配置以从所述电磁干扰EMI滤波器和整流器接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收
所述第二经整流输出,并将经隔离的DC输出提供给电池。
19.根据权利要求14所述的设备,其中:
用于沿所述无线充电路径接收无线充电电力的装置包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;
去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第二经整流输出;以及
波形整形控制器,其经配置以对所述第二经整流输出进行整形,并提供经波形整形的输出;
用于沿所述有线充电路径接收有线充电电力的装置包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;以及
功率因数校正PFC模块,其经配置以从所述电磁干扰EMI滤波器和整流器接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述经波形整形的输出,并将经隔离的DC输出提供给所述用于储存充电电力的装置。
20.根据权利要求14所述的设备,其中:
用于沿所述无线充电路径接收无线充电电力的装置包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;
并联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;以及
去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第二经整流输出;
用于沿所述有线充电路径接收有线充电电力的装置包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
双模式功率因数校正PFC和波形整形模块,其经配置以接收所述第一经整流输出和所述第二经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述经波形整形的输出,并将经隔离的DC输出提供给所述用于储存充电电力的装置。
21.根据权利要求14所述的设备,其中:
用于沿所述无线充电路径接收无线充电电力的装置包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;
串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;以及
去耦整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第二经整流输出;
用于沿所述有线充电路径接收有线充电电力的装置包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
功率因数校正PFC模块,其经配置以接收所述第一经整流输出和所述第二经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述经波形整形的输出,并将经隔离的DC输出提供给所述用于储存充电电力的装置。
22.根据权利要求14所述的设备,其中:
用于沿所述无线充电路径接收无线充电电力的装置包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;以及
串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;以及
所述组合充电路径进一步包括:
整流器,其经配置以从有线连接接收有线充电电力,从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第一经整流输出;
功率因数校正PFC模块,其经配置以接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述经波形整形的输出,并将经隔离的DC输出提供给所述用于储存充电电力的装置。
23.根据权利要求14所述的设备,其中:
用于沿所述无线充电路径接收无线充电电力的装置包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;以及
并联和局部串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;以及
所述组合充电路径进一步包括:
整流器,其经配置以从有线连接接收有线充电电力,从所述线圈接收所述无线充电电力,并提供第一经整流输出;
双模式功率因数校正PFC和波形整形模块,其经配置以接收所述第一经整流输出,且进一步经配置以提供经功率因数校正的输出;以及
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述经功率因数校正的输出,接收所述经波形整形的输出,并将经隔离的DC输出提供给所述用于储存充电电力的装置。
24.根据权利要求14所述的设备,其中:
用于沿所述无线充电路径接收无线充电电力的装置包括:
线圈,其经配置以接收无线充电电力;以及
串联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;
用于沿所述有线充电路径接收有线充电电力的装置包括:
第一整流器,其经配置以接收有线充电电力,并提供第一经整流输出;以及
经隔离DC到DC转换器,其经配置以接收所述第一经整流输出,且提供经隔离的DC输出;以及
所述组合充电路径进一步包括:
第二整流器,其经配置以从所述线圈接收所述无线充电电力,接收所述经隔离的DC输出,并提供第二经整流输出;以及
电流源功率因数校正PFC模块,其经配置以接收所述第二经整流输出,且进一步经配置以将电流源输出提供给所述用于储存充电电力的装置。
25.根据权利要求14所述的设备,其中所述无线充电电力包括经调制的振幅。
26.根据权利要求14所述的设备,其进一步包括以下各项中的一或多者:并联调谐电路,其经配置以调谐所述线圈;电磁干扰EMI滤波器,其经配置以对所述有线充电电力进行滤波;大容量电容,其经配置以对所述经功率因数校正的输出进行滤波;以及输出滤波器,其经配置以对所述第二经整流输出进行滤波。
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