CN105473375B - 用于对无线电力传送系统进行对准及兼容性检测的系统及方法 - Google Patents

用于对无线电力传送系统进行对准及兼容性检测的系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105473375B
CN105473375B CN201480047010.9A CN201480047010A CN105473375B CN 105473375 B CN105473375 B CN 105473375B CN 201480047010 A CN201480047010 A CN 201480047010A CN 105473375 B CN105473375 B CN 105473375B
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
current
value
charging
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201480047010.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105473375A (zh
Inventor
尼古拉斯·阿索尔·基林
迈克尔·勒·加莱·基森
常-雨·黄
乔纳森·比弗
米克尔·拜平·布迪亚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WiTricity Corp
Original Assignee
Qualcomm Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qualcomm Inc filed Critical Qualcomm Inc
Publication of CN105473375A publication Critical patent/CN105473375A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105473375B publication Critical patent/CN105473375B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B60L53/122—Circuits or methods for driving the primary coil, e.g. supplying electric power to the coil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B60L53/124—Detection or removal of foreign bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B60L53/126—Methods for pairing a vehicle and a charging station, e.g. establishing a one-to-one relation between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00036—Charger exchanging data with battery
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00047—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with provisions for charging different types of batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H04B5/26—Inductive coupling using coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H04B5/26—Inductive coupling using coils
    • H04B5/266—One coil at each side, e.g. with primary and secondary coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/72—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for local intradevice communication
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明描述用于无线地接收充电电力的系统、方法及设备。一个实施方案可包含一种用于从具有发射线圈(614)的充电发射器(604)无线地接收充电电力的设备(608)。所述设备包括耦合到接收线圈(618)且耦合到负载(636)的接收器通信电路(639)。所述接收器通信电路经配置以接收与所述充电发射器的至少一个特性相关联的信息。所述设备进一步包括传感器电路(635)，所述传感器电路经配置以测量与所述接收线圈相关联的短路电流或开路电压的值。所述设备进一步包括控制器(638)，所述控制器经配置以比较所述短路电流或所述开路电压的所述值与阈值充电参数，所述阈值充电参数设定于提供足以对所述负载充电的充电电力的电平。所述控制器可经进一步配置以在与所述接收线圈相关联的所述短路电流或所述开路电压大于或等于所述阈值充电参数时起始从所述充电发射器接收所述充电电力。

Description

用于对无线电力传送系统进行对准及兼容性检测的系统及 方法
技术领域
所描述技术大体上涉及无线电力。更具体言之，本发明涉及与用于无线电力传送系统与例如包含电池组的车辆的远程系统的对准及兼容性检测相关的装置、系统及方法。
背景技术
无线电力传送系统可在许多方面不同，包含电路拓扑、磁性布局及电力发射能力或需求。此外，可从特定电力传送系统传送到车辆的电力量可取决于所述系统与电动车辆之间的实体对准。因此，存在评估特定无线电力传送系统与电动车辆之间的兼容性水平的需要。
发明内容
提供一种用于从具有发射线圈的充电发射器无线地接收充电电力的设备。所述设备包括耦合到接收线圈且耦合到负载的接收器通信电路。所述接收器通信电路经配置以接收与所述充电发射器的至少一个特性相关联的信息。所述设备进一步包括传感器电路，所述传感器电路经配置以测量与所述接收线圈相关联的短路电流或开路电压的值。所述设备进一步包括控制器，所述控制器经配置以比较所述短路电流或所述开路电压的所述值与阈值充电参数，所述阈值充电参数设定于提供足以对所述负载充电的充电电力的电平。所述控制器经进一步配置以在与所述接收线圈相关联的所述短路电流或所述开路电压大于或等于所述阈值充电参数时起始从所述充电发射器接收所述充电电力。
提供一种无线地接收充电电力的方法。所述方法包括接收与充电发射器的至少一个特性相关联的信息。所述方法进一步包括测量与接收线圈相关联的短路电流或开路电压的值。所述方法进一步包括比较所述短路电流或所述开路电压的所述值与阈值充电参数，所述阈值设定于提供足以对负载充电的充电电力的电平。所述方法进一步包括在与所述接收线圈相关联的所述短路电流或所述开路电压大于或等于所述阈值充电参数时起始从所述充电发射器接收所述充电电力。
提供一种用于无线地接收充电电力的设备。所述设备包括用于接收与充电发射器的至少一个特性相关联的信息的装置。用于接收所述信息的所述装置以操作方式连接到负载。所述设备进一步包括用于测量与所述接收装置相关联的短路电流或开路电压的值的装置。所述设备进一步包括用于比较所述短路电流或所述开路电压的所述值与阈值充电参数的装置。所述阈值设定于提供足以对所述负载充电的充电电力的电平。所述设备进一步包括用于在与所述接收装置相关联的所述短路电流或所述开路电压大于或等于所述阈值充电参数时起始从所述充电发射器接收所述充电电力的装置。
提供一种用于将充电电力无线地发射到接收器的接收线圈的设备。所述设备包括耦合到发射线圈的发射电路。所述设备进一步包括耦合到所述发射电路的传感器电路。所述传感器电路经配置以测量所述发射电路的至少一个特性的值。所述设备进一步包括通信电路，所述通信电路经配置以将所述发射电路的所述至少一个特性的所述值的指示发射到所述接收器。所述指示致使所述接收器基于所述指示而确定阈值充电参数。所述指示致使所述接收器在与所述接收线圈相关联的短路电流或开路电压大于或等于所述阈值充电参数时起始接收所述充电电力。
附图说明
图1为根据一个例示性实施方案的无线电力传送系统的功能框图。
图2为根据另一例示性实施方案的无线电力传送系统的功能框图。
图3为根据例示性实施方案的包含发射或接收天线的图2的发射电路或接收电路的一部分的示意图。
图4A至4E为根据例示性实施方案的电动车辆与无线电力传送系统的对准操作的描绘。
图5为根据例示性实施方案的经由发射器线圈对准的车辆的图。
图6为根据例示性实施方案的具有对准及兼容性检测的无线电力传送系统的功能框图。
图7为根据例示性实施方案的图6的接收电路的一部分的示意图。
图8说明根据例示性实施方案的用于无线电力传送系统的对准及兼容性检测的方法的流程图。
图9说明根据例示性实施方案的用于无线电力传送系统的对准及兼容性检测的另一方法的流程图。
图10展示根据例示性实施方案的包括电力发射器系统及电力接收器系统连同信号流的无线电力传送系统。
图11展示根据例示性实施方案的图10的电力接收器系统的次要电流控制器的状态图。
图12展示根据例示性实施方案的图10的电力接收器系统的次要配置控制器的状态图。
图13展示根据例示性实施方案的图10的电力发射器系统的基础电流控制器的状态图。
图14展示根据例示性实施方案的图10的电力发射器系统的DC总线控制器的状态图。
图15展示根据例示性实施方案的图10的电力发射器系统的限流器的状态图。
图16展示根据例示性实施方案的用于接收无线电力及对负载充电的方法的流程图。
图17展示根据例示性实施方案的用于发射无线电力及对负载充电的方法的流程图。
图式中所说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，为清楚起见，可任意扩大或减小各种特征的尺寸。另外，一些图式可能未描绘给定系统、方法或装置的全部组件。最后，可在整个说明书及诸图中使用类似参考数字来表示类似特征。
具体实施方式
下文结合附加图式所阐述的【具体实施方式】意欲作为本发明的特定实施例的描述，且不意欲表示可供实践本发明的唯一实施例。贯穿此描述所使用的术语“例示性”意谓“充当实例、例子或说明”，且未必应解释为比例示性实施方案优选或有利。出于提供对所揭示实施方案的透彻理解的目的，【具体实施方式】包含具体细节。在一些例子中，一些装置以框图的形式予以展示。
无线电力传送可指在不使用实体电导体的情况下将与电场、磁场、电磁场或其它者相关联的任何形式的能量自发射器传送至接收器(例如，可经由自由空间传送电力)。至无线场(例如，磁场或电磁场)的电力输出可由“接收天线”接收、俘获或耦合以达成电力传送。
图1为根据一个例示性实施方案的无线电力传送系统100的功能框图。可从电源(未图示)将输入电力102提供到发射器104以产生无线(例如，磁性或电磁)场105以用于执行能量传送。接收器108可耦合到无线场105，且产生输出电力110供耦合到输出电力110的装置(未图示)存储或消耗。发射器104及接收器108两者分离开距离112。
在一个例示性实施方案中，发射器104及接收器108根据相互谐振关系而配置。当接收器108的谐振频率与发射器104的谐振频率实质上相同或非常接近时，发射器104与接收器108之间的发射损耗最小。因而，与可需要非常接近(例如，有时在几毫米内)的大天线线圈的纯电感式解决方案相比，可经由较大距离来提供无线电力传送。谐振电感式耦合技术因此可允许经由各种距离且利用多种电感式线圈配置的改良的效率及电力传送。
当接收器108位于发射器104所产生的无线场105中时，接收器108可接收电力。无线场105对应于其中发射器104所输出的能量可由接收器108俘获的区域。无线场105可对应于发射器104的“近场”，如下文将进一步描述。发射器104可包含用于发射能量到接收器108的发射天线或线圈114。接收器108可包含用于接收或俘获从发射器104发射的能量的接收天线或线圈118。近场可对应于其中存在由发射线圈114中的电流及电荷引起的最低限度地将电力辐射远离发射线圈114的强反应性场的区域。近场可对应于在发射线圈114的约一个波长(或其分数)内的区域。
如上文所描述，可通过将无线场105中的能量的大部分耦合到接收线圈118而非将大多数能量以电磁波传播到远场来发生有性能量传送。当定位于无线场105内时，可在发射线圈114与接收线圈118之间产生“耦合模式”。在发射天线114及接收天线118周围可发生此耦合的区在本文中被称作耦合模式区域。
图2为根据另一例示性实施方案的无线电力传送系统200的功能框图。系统200包含发射器204及接收器208。发射器204可包含发射电路206，其可包含振荡器222、驱动器电路224以及滤波器及匹配电路226。振荡器222可经布置以产生所要频率的信号，所要频率可响应于频率控制信号223而调整。振荡器222可将振荡器信号提供到驱动器电路224。驱动器电路224可经配置以基于输入电压信号(VD)225而在(例如)发射天线214的谐振频率下驱动发射天线214。驱动器电路224可为开关放大器，其经配置以从振荡器222接收方波并且输出正弦波。举例来说，驱动器电路224可为E类放大器。
滤波器及匹配电路226可滤出谐波或其它不必要的频率，且将发射器204的阻抗匹配到发射天线214。由于驱动发射天线214，发射天线214可产生无线场205以在足够用于对(例如)电动车辆的电池组236充电的水平下无线地输出电力。
接收器208可包含接收电路210，其可包含匹配电路232及整流器电路234。匹配电路232可将接收电路210的阻抗匹配到接收天线218。整流器电路234可从交流电(AC)电力输入产生直流电(DC)电力输出以对电池组236充电，如图2中所示。接收器208及发射器204可另外在单独通信信道219(例如，蓝牙、紫蜂、蜂巢式等)上通信。接收器208及发射器204可或者使用无线场205的特性经由带内信令而通信。
接收器208可经配置以确定发射器204所发射及接收器208所接收的电力量释放适于对电池组236充电。
图3为根据例示性实施方案的包含发射或接收天线的图2的发射电路206或接收电路210的一部分的示意图。如图3中所说明，发射或接收电路350可包含天线352。天线352也可称为或经配置为“回路”天线352。天线352也可在本文称为或经配置为“磁性”天线或感应线圈。术语“天线”大体上指可无线地输出或接收用于耦合到另一“天线”的能量的组件。天线也可被称作经配置以无线地输出或接收电力的类型的线圈。如本文所使用，天线352为经配置以无线地输出及/或接收电力的类型的“电力传送组件”的实例。
天线352可包含空心或例如铁心(未图示)的实体心。空心回路天线可在更大程度上耐受置放于核心附近的外来实体装置。此外，空心环形天线352允许将其它组件置放在所述核心区内。另外，空心回路可更容易使得将接收线圈218(图2)能够置放于发射天线214(图2)的平面内，在所述平面中，发射天线214的耦合模式区域可能较强大。
如所描述，发射器104/204与接收器108/208之间的有效能量传送可在发射器104/204与接收器108/208之间的匹配或几乎匹配谐振期间发生。然而，即使当发射器104/204与接收器108/208之间的谐振不匹配时，也可传送能量，但效率可能受到影响。举例来说，效率可在谐振不匹配时较低。能量传送的产生通过将能量从发射线圈114/214的无线场105/205耦合到驻留在无线场105/205附近的接收线圈118/218，而非将能量从发射线圈114/214传播到自由空间中。
回路或磁性天线的谐振频率是基于电感及电容。电感可仅为天线352所产生的电感，而可将电容添加到天线的电感以产生所要谐振频率下的谐振结构。作为非限制性实例，可将电容器354及电容器356添加到发射或接收电路350以产生谐振电路，其选择谐振频率下的信号358。因此，对于较大直径的天线，承受谐振所需的电容大小可随着回路的直径或电感的增加而减小。
此外，随着天线的直径增加，近场的有效能量传送区可增加。也有可能使用其它组件形成其它谐振电路。作为另一非限制性实例，可将电容器并联置放于电路350的两端子之间。对于发射天线，频率实质上对应于天线352的谐振频率的信号358可为天线352的输入。
参看图1及图2，发射器104/204可输出时变磁场(或电磁场)，其频率对应于发射线圈114/214的谐振频率。当接收器108/208在无线场105/205内时，时变磁场(或电磁场)可诱发接收线圈118/218中的电流。如上文所描述，如果接收线圈118/218经配置以在发射线圈114/214的频率下谐振，那么能量可经有效地传送。可如上文所描述整流在接收线圈118/218中诱发的AC信号以产生可经提供以为负载充电或供电的DC信号。
图4A、4B、4C、4D及4E为根据本发明的例示性实施方案的电动车辆与无线电力传送系统之间的对准操作的描绘。图4A展示电动车辆401，其包含电连接到接收天线或线圈418及通信天线427的无线电力传送及通信接收器408。图4A也展示无线电力传送及通信发射器404，其电连接到发射天线或线圈414及通信天线437。通信天线427可不同于接收线圈418。通信天线437可不同于发射线圈414。通信天线427及437可经配置以分别促进接收器408与发射器404之间的通信，当车辆401接近时。图4B展示车辆401车载接收器408与发射器404建立通信。在图4C中，对准过程可在车辆401移动朝向发射线圈414时开始。通信链路提供视觉反馈、听觉反馈或其组合到车辆401的驱动器。驱动器可使用此反馈来确定车辆401何时经适当地定位以用于无线电力传送。在图4D中，对准过程在车辆401通过使车辆401定位而完成时继续，使得安装到车辆410的接收线圈418实质上与发射线圈414对准。最终，图4D展示车辆401经定位而使得接收线圈418实质上与发射器404的发射线圈414对准。
图5为根据本发明的例示性实施方案的经由发射器线圈对准的车辆的图。无线电力传送系统500能够在车辆401停放在发射器404附近时实现车辆401的充电。展示用于车辆401将停放在发射线圈414上的空间。发射线圈414可位于基础衬垫415内。在一些实施方案中，发射器404可连接到电力主干502。发射器404可经配置以经由电连接503而提供交流电(AC)到位于基础衬垫415内的发射线圈414。如上文图4的连接中所描述，车辆401可包含各自连接到接收器408的电池组536、接收线圈418及天线427。
在一些实施方案中，接收线圈418可在接收线圈418位于发射线圈414所产生的无线(例如，磁性或电磁)场中时接收电力。无线场对应于其中发射线圈414所输出的能量可由接收线圈418俘获的区域。在一些状况下，无线场可对应于发射线圈414的“近场”。
接收线圈418需要提供至少最小额定电流或功率到接收器404以便对电池组536充电或为车辆401供电。最小额定电流或功率可包含除了对电池组536充电以外的额外电力负载需求，例如，车辆401内及由其供电的一或多个电子装置的任何电需求。并非所有车辆均经设计以与所有充电系统兼容。此类不兼容性可影响无线充电系统的性能。一个解决方案可包含用若干电动车辆来预测试若干无线充电系统以提供兼容性列表。另一解决方案可进一步包含相对于用于电动车辆侧充电的标准磁性集合进行预测试。除了针对每一无线充电系统及电动车辆组合(或标准磁性集合)测试多个对准位置之外，此类解决方案可不提供全面、精确的兼容性评估。
为了稳固及可靠的操作，在车辆401车上的接收器404可确定发射线圈414与接收线圈418之间的兼容性。如果发射线圈414及接收线圈418能够在一起工作以提供至少最小额定电力输出用于车辆401进行给定对准，则发射线圈414及接收线圈418可经确定为兼容的。此类兼容性确定可不管发射线圈414与接收线圈418之间的对准来进行。此类兼容性确定可进一步进行而不管发射线圈414及接收线圈418是否属于同一无线电力传送系统。进一步在下文关于图6及7描述兼容性检测。
图6为根据本发明的例示性实施方案的具有对准及兼容性检测的无线电力传送系统600的功能框图。系统600包含发射器604及接收器608。发射器604可包含电连接到发射电路606的通信电路629。发射电路606可包含振荡器622、驱动器电路624以及滤波器及匹配电路626。振荡器622可经配置以产生所要频率的信号，所要频率可响应于频率控制信号623而调整。振荡器622可将振荡器信号提供到驱动器电路624。驱动器电路624可经配置以基于输入电压信号(VD)625而在(例如)发射线圈614的谐振频率下驱动发射线圈614。在一个非限制性实例中，驱动器电路624可为经配置以从振荡器622接收方波及输出正弦波的开关放大器。
滤波器及匹配电路626可滤出谐波或其它不必要的频率，且将发射器604的阻抗匹配到发射线圈614。由于驱动发射线圈614，发射线圈614可产生无线场605以在(例如)足够用于对电动车辆的电池组636充电的电平下无线地输出电力。除非另有说明，否则发射电路606内的每一组件可具有实质上与发射电路206内的相应组件相同的功能性，如先前关于图2所描述。
发射器604可进一步包含电连接到通信电路629的控制器电路628。通信电路629可经配置以经由通信链路619与接收器604内的通信电路639通信。发射器603可进一步包含耦合到发射电路606及耦合到控制器电路628的传感器电路625。传感器电路625可经配置以测量由发射电路606输出到发射线圈614的电流，且可将所述信息传达到控制器电路628。
接收器608可包含接收线圈618及接收电路610。接收电路610可包含切换电路630、匹配电路632及整流器电路634。接收线圈618可电连接到切换电路630。切换电路可选择性地将接收线圈618连接到匹配电路632或将接收线圈618的短路端子连接在一起。匹配电路632可电连接到整流器电路634。整流器电路634可将DC电流提供到电池组636。除非另有说明，否则接收电路610内的每一组件可具有实质上与接收电路210内的相应组件相同的功能性，如先前关于图2所描述。
接收器608可进一步包含传感器电路635，其经配置以感应接收线圈618的短路电流或开路电压及/或来自整流器电路634的DC电流输出。控制器电路638可电连接到传感器电路635及从传感器电路635接收传感器数据。用户接口650也可电连接到控制器电路638，及经配置以将关于接收线圈618与发射线圈614之间的耦合、对准或兼容性程度的反馈提供到车辆的驱动器。通信电路639可连接到控制器电路638。通信电路639可经配置以经由通信链路619而与发射器604内的通信电路629通信。
为从发射器604将电力提供到接收器608，可经由无线场(例如，磁场或电磁场)605而从发射线圈614将能量发射到接收线圈618。发射线圈614及发射电路606形成具有特定谐振频率的谐振电路。接收线圈618及接收电路610形成具有特定谐振频率的另一谐振电路。因为电磁损耗在具有相同谐振频率的两耦合谐振系统之间最小化，所以需要与接收线圈618相关联的谐振频率将与发射线圈614所关联的谐振频率实质上相同。因此，进一步需要用于发射线圈614及接收线圈618中的一或两者的调谐拓扑不受电感或负载改变显著影响。
在一个实施方案中，根据以下方程式，发射电路606提供AC电流I1(例如，有时称为一次电流)到发射线圈614：
I1＝I1max/β
其中I1max为发射电路606可提供到发射线圈614的最大AC电流。
需要电流I1为最大电流I1max的分数或百分比，例如I1max的10％、15％、20％、25％等。因此，比率β对应于所述百分比或分数的倒数。进一步需要发射电路606能够将电流I1提供作为实质上恒定电流。发射线圈614基于电流I1而产生无线场605。当实质上与发射线圈614对准时，接收线圈618可实质上位于无线场605内。因此，接收线圈618可磁性或电磁地耦合到发射线圈614。无线场605诱发接收线圈618中的AC电流I2，例如，有时称为二次电流。
在充电模式中，整流器电路643将AC电流I2转换为直流(DC)充电电流Idc。根据以下方程式，DC充电电流Idc与电流I1成比例：
Idc＝1.1k12√(L1/L2)I1＝1.1K12I1
其中Idc以安培来测量，1.1为等于π/(2√2)的大致整流比例因数，k12为发射线圈614与接收线圈614之间的耦合因数，L1及L2分别为发射线圈614及接收线圈618的电感，I1表示为以安培计的AC电流的均方根(RMS)，且K12为正规化为发射线圈614电感与接收线圈618电感的比的“卡帕(kappa)”或耦合因数k12。
因此，接收线圈618可产生的最大DC充电电流Idcmax与提供到发射线圈614的最大电流I1max成比例。根据以下方程式，此对于发射线圈614与接收线圈618之间的任何给定对准为成立的：
Idcmax＝1.1K12I1max
此外，K12可取决于发射线圈614与接收线圈618之间的对准而变化。因为K12表示发射线圈614与接收线圈618之间的正规化耦合因数，所以根据以下方程式，K12可表示为流经接收线圈618的短路电流I2sc与流经发射线圈614的电流I1的比：
K12＝I2sc/I1
根据以下方程式，K12也可表示为接收线圈618上的开路电压Voc与发射线圈614上的电压V1的比：
K12＝Voc/V1
为测量电流I2sc，切换电路630经由传感器电路635而使接收线圈618的端子短路，如在下文图7中更详细地进一步描述。在另一实施方案中，可使用在接收器电路610提供电力到电池组636时的充电电流Idc来推断或确定短路电流I2sc。举例来说，可根据以下方程式来推断或确定充电电流Idc与短路电流I2sc将为多少之间的关系：
I2sc＝Idc/1.1
在另一实施方案中，可通过测量跨越接收线圈618的端子的开路电压Voc来推断或确定短路电流I2sc的值。举例来说，可根据以下方程式来推断或确定开路电压Voc与短路电流I2sc之间的关系：
I2sc＝Voc/ωL2
其中ω为以弧度每秒为单位的AC频率，且L2为接收线圈618的电感。为测量电压Voc，切换电路630可使接收线圈618的跨越传感器电路635的端子开路，如在下文图7中更详细地进一步描述。
参看图6，发射电路606可将电流I1设置为最大电流I1max的比率β。发射电路606可将电流I1提供到发射线圈614。当需要电流I1的动态测量时，传感器电路625可测量施加到发射线圈614的电流I1，使得接收器608可接收电流I1的值的指示。传感器电路625可将测量值传达到控制器电路628。在其中可测量跨越接收线圈618的开路电压Voc的实施方案中，传感器电路625可测量跨越发射线圈614的端子的电压V1。传感器电路625可将测量值传达到控制器电路628。类似于I1与I1max之间的关系，电流I1max所诱发的跨越发射线圈614的最大电压V1max与电流I1所诱发的电压V1的比也为β。
在一个实施方案中，接收器608可从发射器604请求比率β。通信电路629可将比率β传达到接收器608内的通信电路639。通信电路629可进一步将电流I1的值及电压V1的值中的至少一者传达到通信电路629。通信电路639可将接收的比率β以及I1的值及V1的值中的至少一者传达到控制器电路638。以此方式，接收器608可基于发射器604所提供的信息而在存储器单元(未图示)中存储比率β以及电流I1及电压V1中的至少一者的值。在β经标准化的替代实施方案中，控制器电路638可已经将β保存到存储器单元。在此状况下，通信电路629可仅传达电流I1的值及电压V1的值中的至少一者且不传达β的标准化值到通信电路639。
一旦将电流I1施加到发射线圈614，发射线圈即形成无线场605。无线场605可诱发接收线圈618中的短路电流I2sc，此是因为接收线圈618的端子短路连接在一起。传感器电路635可测量电流I2sc的值。传感器电路626接着可将电流I2sc的值传达到控制器电路638。
在其中测量开路电压Voc的实施方案中，切换电路630可使接收线圈618的端子开路，且传感器电路635可测量电压Voc的值。传感器电路635接着可将电压Voc的值传达到控制器电路638。
控制器电路638可接着根据先前所描述的方程式K12＝I2sc/I1而使用所测量电流I2sc及电流I1的接收值来确定正规化耦合因数K12。在测量开路电压Voc的实施方案中，控制器电路638可根据先前所描述的方程式K12＝Voc/V1而使用测量电压Voc及接收的电压V1来确定正规化耦合因数K12。控制器电路638可根据先前所描述的方程式I1＝I1max/β(其可重排为I1max＝βI1)而利用比率β及电流I1的接收的值来确定I1max。控制器电路638可接着根据先前所描述的方程式Idcmax＝1.1K12I1max而使用K12及I1max的确定值来确定接收器608的最大DC充电电流。
可能需要确定发射器604是否能够提供至少所需阈值充电电流Ithresh到处于特定对准的电池组。电流Ithresh可为与特定电池组或车辆系统相关的预定或已知电流。为进行此类确定，控制器电路638可根据以下不等式来比较短路电流I2sc与除以1.1倍的比率β的所需阈值充电电流Ithresh：
I2sc>Ithresh/1.1β
如果I2sc大于电流Ithresh/1.1β，则控制器电路638确定发射器604可能够使用电流对准而提供至少所需阈值充电电流到电池组636。控制器电路638可引导通信电路639经由通信链路619发射起始充电的指示到通信电路629。控制器电路638可进一步经由(例如)用户接口650提供在电流对准中适当(例如，兼容)充电为可能的指示到车辆401的驱动器及/或到一或多个其它系统。控制器电路638接着可引导切换电路630从接收线圈618移除短路。切换电路630可将接收线圈618连接到匹配电路632。接收线圈618现可提供电力到电池组636且充电可开始。
如果I2sc小于电流Ithresh/1.1β，则控制器电路638确定发射器604可不能够在现有对准情况下提供至少所需阈值充电电流到电池组636。控制器电路638可引导通信电路639经由通信链路619发射不起始充电的指示到通信电路629。控制器电路638可进一步经由(例如)用户接口650提供在电流对准中适当(例如，兼容)充电不可能的指示到车辆401的驱动器及/或到一或多个其它系统。在此类情况下，接收线圈618将不提供电力到电池组636且充电将不开始。以此方式，发射器604可接收系统600在用于提供额定能力的可接受对准或操作区(未图示)之外的指示。控制器电路638可将操作区确定为发射线圈614上方、周围或附近的几何区域。在操作区内，当发射线圈614由一次电流I1驱动时，接收线圈618的短路电流I2sc将使得不等式I2sc>Ithresh/1.1β得到满足。更特定来说，控制器电路638可界定接收线圈618的操作区内相对于发射线圈614的位置以维持不等式I2sc>Ithresh/1.1β的满足。相比来说，接收线圈618的其中不满足所述不等式的位置在操作区之外。因此，一些实施方案可允许在没有车辆或充电系统的特性的任何预先了解的情况下建立用于接收线圈618的操作区。
在另一实施方案中，可能需要确定发射器604是否能够提供至少所需阈值充电电压Vthresh到处于特定对准的电池组。电压Vthresh可为与特定电池组或车辆系统相关的预定或已知电流。为进行此类确定，控制器电路638可根据以下不等式来比较开路电压Voc与除以1.1倍的比率β的电压Vthresh：
Voc>Vthresh/1.1β
如果Voc大于电压Vthresh/1.1β，则控制器电路638确定发射器604可能够使用电流对准而提供至少所需阈值充电电压到电池组636。控制器电路638可引导通信电路639经由通信链路619发射起始对通信电路629的充电的指示。控制器电路638可进一步提供在所述电流对准中适当充电为可能的指示到车辆401的驱动器及/或到一或多个其它系统。控制器电路638接着可引导切换电路630从接收线圈618移除开路连接。切换电路630可将接收线圈618连接到匹配电路632。接收线圈618现可提供电力到电池组636及可开始充电。
如果Voc小于电压Vthresh/1.1β，则控制器电路638确定发射器604可能不能够在现有对准情况下提供至少所需阈值充电电压到电池组636。控制器电路638可引导通信电路639经由通信链路619发射不起始对通信电路629的充电的指示。控制器电路638可进一步提供在所述电流对准中适当充电为不可能的指示到车辆401的驱动器及/或到一或多个其它系统。在此类情况下，接收线圈618将不提供电力到电池组636及充电将不开始。以此方式，发射器604可接收系统600在用于提供额定能力的可接受对准或操作区之外的指示，类似于上文关于以上短路电流I2sc所揭示。
根据以上描述，控制器电路638可确定用于接收线圈618的相对于发射线圈614的任何位置的最大可能输出电流或电压。控制器电路638可在供应电流到电池组636之前进行此类确定。在另一实施方案中，控制器电路638可在电池组636的充电期间进行此类确定。在另一实施方案中，控制器电路638可在车辆401的驱动器正驱动车辆401到用于充电的空间中时进行此类确定。此类实施方案可提供安全机制以确保在充电循环期间充电电流及/或电压保持在安全限制内。
举例来说，在某些条件下，发射线圈614与接收线圈618之间的过耦合可致使发射器604及接收器608中的一或两者中的非所要应力。接收器608中的控制器电路638或发射器604中的控制器电路628中的任一者可检测此类过耦合。接收器608中的控制器电路638或发射器604中的控制器电路628中的任一者可响应于检测到过耦合而采取校正动作。此类校正动作可包含减少耦合K12，减少驱动电流I1，经由用户接口650提供指示以调整对准，关闭接收器608侧上到电池组636的电力，及/或关闭发射器604侧上到发射线圈614的电力。
如先前所描述，控制器电路638可分别根据上述等式K12＝I2sc/I1及K12＝Voc/V1而利用短路电流I2sc或开路电压Voc的测量值来确定用于每一接收线圈618的耦合因数K12。在其它实施方案中，根据上述DC电流到短路电流转换方程式I2sc＝Idc/1.1，控制器电路638可确定在充电期间的耦合因数K12。因为控制器电路638可确定在充电的前校准期间及在充电期间两者的耦合因数K12，所以控制器电路638可持续监视耦合因数K12。控制器电路638接着可根据以下不等式来比较所确定耦合因数K12与最大耦合因数K12max：
K12>K12max
控制器电路638可确定最大耦合因数K12max。在替代例中，控制器电路638可存取存储于控制器电路638可存取的存储器(未图示)中的K12max的值。如果以上不等式得到满足，则控制器电路638可确定过耦合的状态。控制器电路638接着致使执行上述校正性动作中的一者。
图7为根据本发明的例示性实施方案的图6的接收电路的一部分的示意图。图7展示电连接到切换电路630的接收线圈618。切换电路630可包含开关731及开关732。开关731的第一端子电连接到接收线圈618的第一端子及电连接到匹配电路632。开关731的第二端子电连接到传感器电路。开关732的第一端子电连接到接收线圈618的第二端子及电连接到传感器电路。开关732的第二端子电连接到匹配电路。尽管接收线圈618经展示为连接到切换电路630，但一或多个谐振电路组件可连接于接收线圈618与切换电路630之间，如虚线所表示。闭合开关731使接收线圈618的端子经由传感器电路635而短路连接。断开开关732有效地使接收线圈618与匹配电路632断开。断开开关732也有效地使位于下行的电池组636(未图示)与匹配电路632断开。当测量短路电流I2sc将不指示电力供应电位时，传感器电路635可测量接收线圈618的端子上的开路电压。在此类实施方案中，可断开开关731及开关732两者，使得切换电路630可测量接收线圈618的第一端子及第二端子上的开路电压。尽管切换电路630经展示为位于接收线圈618与匹配电路632之间，但本申请案并不如此限制。举例来说，对于特定调谐拓扑，切换电路630可位于匹配电路632之后，只要可进行或推断短路电流I2sc或开路电压Voc的有效测量即可。
图8说明根据例示性实施方案的用于无线电力传送系统的对准及兼容性检测的方法的流程图。本文参考无线电力传送系统600来描述流程图800的方法，如先前关于图6所描述。在一实施方案中，可通过例如图6的控制器电路638的控制器来执行流程图800中的步骤中的一或多者。尽管在本文参考特定次序来描述流程图800的方法，但在各种实施例中，本文中的步骤可以不同次序来执行，或可省略，且可添加额外步骤。
在步骤802处，方法开始。在步骤804处方法通过使无线电力接收器的接收线圈与无线充电发射器的发射线圈对准来继续。举例来说，车辆401可经对准而使得接收器408的接收线圈418实质上在发射器404的发射线圈414上对准，如先前关于图5所描述。
在步骤806处，所述方法包含经由第一通信链路接收与充电发射器的至少一个特性相关联的信息。举例来说，通信电路639可经由通信链路619接收来自发射器604的通信电路629的电流I1及电压V1中的至少一者的值。在另一实施方案中，可经由通信链路619接收表示电流I1或电压V1的值中的至少一者的信息。可基于信息信号(例如经由存储器中的查找表或查询数据服务(未图示))来确定电流I1的值及电压V1的值中的至少一者。
在步骤808处，所述方法包含经由第一通信链路获得β的值。举例来说，通信电路639可经由通信链路619接收来自发射器604的通信电路629的比率β。通信链路619可为任何类型的通信链路，包含(但不限于)蓝牙、紫蜂或蜂巢式通信链路。在另一实施方案中，比率β可已为已知的，如标准化值。在此类实施方案中，通信电路639可不经由通信链路619接收所述比率β，但实际上可从存储器或来自已知数据服务的查询(未图示)来确定β。
方法可在步骤810处继续，其包含测量与接收线圈618相关联的操作参数的值。举例来说，传感器电路635可测量经过接收线圈618的短路电流I2sc，如先前关于图6及7所描述。在另一实施方案中，传感器电路635可测量接收线圈618上的开路电压Voc，如先前关于图6及7所描述。
在步骤812处，方法通过比较参数的值与足以对负载充电的阈值充电参数而继续。控制器电路638可执行电流I2sc与除以1.1倍的β的所需阈值充电电流Ithresh之间的比较。如果I2sc大于阈值充电电流Ithresh/1.1β，则发射器604可能能够通过电流对准而提供至少最小所需充电电流到电池组636。在此状况下，方法可继续到步骤814，其包含经由第一通信链路发射起始充电的指示。举例来说，通信电路639可经由通信链路619发射起始对通信电路629的充电的指示。此时方法可以结束步骤818结束。
返回到决策块812，如果I2sc不大于所需阈值充电电流Ithresh/1.1β，则接收器608可被视为在电流对准中与发射器604不兼容。发射器604可能不能够通过电流对准来提供至少最小所需充电电流到电池组636。在此状况下，方法可继续到步骤816，其包含经由第一通信链路发射不起始充电的指示。举例来说，通信电路639可经由通信链路619发射不起始对通信电路629的充电的指示。在另一实施方案中，通信电路639可不发射无论任何指示，且充电将不开始。在另一实施方案中，通信电路639可发射接收线圈618在可接受对准或操作区之外及/或将不能提供额定电力的指示。此时方法可以结束步骤818结束。
在另一实施方案中，其中测量开路电压Voc而非短路电流I2sc，步骤812可包含控制器电路638执行电压Voc与除以1.1倍的β的所需阈值充电电压Vthresh之间的比较。如果Voc大于阈值充电电压Vthresh/1.1β，则发射器604可能能够通过电流对准而提供至少最小所需充电电压到电池组636。如果Voc小于所需阈值充电电压Vthresh/1.1β，则接收器608可被视为在电流对准中与发射器604不兼容。发射器604可能不能够通过电流对准来提供至少最小所需充电电压到电池组636。
图9说明根据例示性实施方案的用于无线电力传送系统的对准及兼容性检测的另一方法的流程图。本文参考无线电力传送系统600来描述流程图900的方法，如先前关于图6所描述。在一实施方案中，可通过例如图6的控制器电路628的控制器来执行流程图900中的步骤中的一或多者。尽管在本文参考特定次序来描述流程图900的方法，但在各种实施例中，本文中的步骤可以不同次序来执行，或可省略，且可添加额外步骤。
在步骤902处，方法开始。在步骤904处，方法通过将发射线圈的电流设定为相对于最大发射线圈电流的比率β来继续。举例来说，发射电路606及/或控制器电路628可设定电流I1使得其具有与最大电流I1max的预定比率β。在一个实施方案中，传感器电路(未图示)可测量施加到发射线圈614的电流I1。传感器电路可将测量值传达到控制器电路628。在另一实施方案中，可将发射线圈上的电压设定为相对于最大发射线圈电压的比率β。举例来说，发射电路606及/或控制器电路628可设定电压V1使得其具有与最大电压V1max的预定比率β。传感器电路(未图示)可测量施加到发射线圈614的电压V1。传感器电路可将测量值传达到控制器电路628。
在步骤906处，方法通过经由第一通信链路发射发射线圈电流的值而继续。举例来说，控制器电路628可引导通信电路629以将电流I1的值传达到通信电路629。在另一实施方案中，可经由第一通信链路发射发射电压的值。举例来说，控制器电路628可引导通信电路629以将电压V1的值传达到通信电路。
在步骤908处，方法通过经由第一通信链路提供比率β而继续。举例来说，控制器电路628可引导通信电路629经由通信链路619将比率β发射到通信电路639。
在流程图900此处，方法可包含决策块910，其与如上文所描述的流程图800的决策块812相关。如果确定I2sc大于Ithresh/1.1β，则方法可继续到步骤912，其包含经由第一通信链路接收起始充电的指示。举例来说，通信电路629可经由通信链路619接收从通信电路639起始充电的此类指示。在此状况下，方法可以步骤914继续，其可包含起始充电。举例来说，控制器电路628可引导发射电路606以将电流I1增加到最小所需充电电流以开始充电。此时方法可以结束步骤920结束。
返回到决策块910，如果I2sc不大于Ithresh/1.1β，则方法可继续到步骤916，其包含经由通信链路接收不起始充电的指示。举例来说，通信电路629可经由通信链路619接收不起始从通信电路639充电的指示。在此状况下，方法可以步骤920继续，其可包含不起始充电。举例来说，控制器电路628可引导发射电路606继续以最大电流I1max的先前分数来产生电流I1，其可低于最小所需充电电流。在另一实施方案中，控制器电路628可引导发射电路606完全停止产生电流I1。在另一实施方案中，通信电路639可发射接收线圈618在可接受对准区之外及/或将不能提供最小所需充电电流的指示。此时方法可以结束步骤920结束。
在其中测量Voc而非I2sc的另一实施方案中，决策块910可确定Voc是否大于Vthresh/1.1β。如果是，则方法可继续到步骤912，其包含经由第一通信链路接收起始充电的指示。方法接着可如上文所描述而前进。如果Voc小于Vthresh/1.1β，则方法可继续到步骤916，如上文所描述。
图10展示根据例示性实施方案的包括电力发射器系统1002及电力接收器系统1004的无线电力传送系统1000。在本文所描述的各种实施例的一个方面中，无线电力传送系统1000可提供不同接收器与发射器之间的互操作性。举例来说，一个特定实施例提供接收器与发射器之间的接口，其以通用方式(例如，正规化/相对层级)利用小信息集合(例如，仅基础电流请求)。除非另有说明，否则无线电力传送系统1000内的每一组件可具有与相应组件实质上相同的功能性，如先前关于图2、6、7所描述。
所说明电力发射器系统1002包含电源、接口或基础结构1006、基础控制单元(BCU)功率因数校正(PFC)块1008、BCU反相器1010、基础衬垫1012、可选通信天线(例如，蓝牙天线1014)、决策块1015、基础电流控制器1016、DC总线控制器1018及限流器1020。BCU PFC块1008及BCU反相器1010可对应于图6的驱动器624及滤波器/匹配网路626。基础衬垫1012可对应于图6的发射线圈614，但将了解，基础衬垫1012无需具有衬垫或线圈配置。也就是说，可选择及使用任何合适的电力天线，其产生足够用于对待充电的装置充电或供电的水平下的无线场。决策块1015、基础电流控制器1016、DC总线控制器1018及限流器1020可对应于图6的控制器电路628。可选通信天线(例如，蓝牙天线1014)可对应于图6的通信电路629。
电力接收器系统1004可包括二次衬垫1022、调谐/整流器1024、输出滤波器1026、主机装置1028、充电曲线控制块1030、二次电流控制器1032、二次配置控制器1034及可选通信天线(例如，蓝牙天线1036)。二次衬垫1022可对应于图6的接收线圈618，但将了解，二次衬垫1022无需具有衬垫或线圈配置。也就是说，可选择及使用任何合适的电力天线，其可接收足够用于对待充电的装置充电或供电的电平下的无线场。另外或替代地，二次衬垫1022可包含可选择性地启动(例如，连接到负载)的一或多个天线(未图示)。调谐/整流器1024及输出滤波器1026可对应于图6的切换电路630、匹配电路632、整流器电路634及传感器电路635。另外或替代地，调谐/整流器1024及输出滤波器1026可基于二次衬垫电流Isecondary及配置控制信号Ds提供可变电平输出电流。充电曲线控制块1030、二次电流控制器1032及二次配置控制器1034可对应于图6的控制器电路638。可选通信天线(例如，蓝牙天线1036)可对应于图6的通信电路639。
基础结构1006可经配置以提供电力电流Iac。基础结构1006可对应于主电源、一或多个电池组、太阳能面板或经配置以提供电力电流Iac的电源的类似者中的一或多者。在所说明电力发射器系统1002中，基础结构1006以操作方式耦合到BCU PFC块1008且为BCU PFC块1008提供电力电流Iac。
BCU PFC块1008可经配置以接收电力电流Iac及命令偏压信号VDC,CMD，且经配置以提供偏压信号VDC及电力电流Iac的测量值yac。在所说明电力发射器系统1002中，BCU PFC块1008接收来自基础结构的电力电流Iac，接收来自DC总线控制器1018的命令偏压信号VDC,CMD，将偏压VDC提供到BCU反相器，及将测量信号yac提供到限流器1020。
BCU反相器可经配置以接收偏压VDC及相位控制信号θ(或“传导角”及产生发射天线电流Ibase(或“基础衬垫电流”)。举例来说，BCU反相器可至少基于偏压VDC及/或相位控制信号θ来产生发射天线电流Ibase。在所说明的实施例中，BCU反相器接收来自BCU PFC块1008的偏压VDC，接收来自基础电流控制器1016的相位控制信号θ，及向基础衬垫1012提供发射天线电流Ibase。
在一个方面中，BCU PFC块1008可用以避免归因于异相电压及电流的来自公用电网的过量电流，避免归因于电路的其它部分(例如，整流器的开关动作)的谐波失真，及在50/60Hz下对公用电力进行滤波。可将来自BCU PFC块1008的DC电压供应到BCU反相器，所述BCU反相器的输出可称为桥接电流或基础电流。根据以下方程式，BCU反相器的输出的基本量值取决于从BCU PFC块1008接收的DC偏压电压VDC及反相器桥的相位控制信号θ(其可采取自0°至180°的任何值)：
(方程式6)
在方程式6中，相位控制信号θ可对应于工作循环。较高相位控制信号θ对应于电力经传递的较多时间。较低相位控制信号θ转译为用于相同电力的较低电压及较高电流。较低相位控制信号θ需要较高电流。在一些实施方案中，BCU反相器以超过90°的相位控制信号θ操作。避免较低相位控制信号θ及其相关联较高电流可减少组件应力。如果BCU反相器在实质上130°执行，则输出电压的总谐波失真(THD)可减小。当BCU反相器将相位控制信号θ从120°增加至大致130°时，三次谐波随着五次谐波减少而增加。THD并未在120°与130°之间变化太多，且在其接近140°时缓慢增加。一些实施方案在115°至140°的范围内操作。
基础衬垫1012可经配置以接收发射天线电流Ibase及产生用于发射电力的无线场。在一些实施例中，基础衬垫1012可经配置以提供指示发射天线电流Ibase的电平的测量值ybase。测量信号ybase可对应于与发射天线电流Ibase相关的任何合适的特性，未必为电流。举例来说，样本特性可包含类似特性中的感应电压、辅助电流、阻抗、电磁场。在所说明的实施例中，基础衬垫1012接收来自BCU反相器的发射天线电流Ibase且将测量值ybase提供到基础电流控制器1016及/或蓝牙天线1014。基础衬垫1012可包含一或多个天线，包含环形天线、平面天线，及产生足够用于对装置供电及/或充电的无线场的类似装置。
可选通信天线，例如电力发射器系统1002的蓝牙天线1014，可经配置以接收一或多个类型的通信。举例来说，通信天线可经配置以接收信号(例如电流请求信号IbaseIn)，且可经配置以发射信号(例如测量信号ybase)。将了解，并不需要来自基础衬垫1012的单独天线用于通信。实际上，电力发射器系统1002与电力接收器系统1004可(例如)使用单向或双向信道通过基础衬垫1012与二次衬垫1022之间的频带内传信而通信。此外，除了或替代无线通信，可通过实体链接(例如，互连有线数据通信路径)来进行通信。
电流请求信号IbaseIn可用以控制流经基础衬垫1012的电流量，且继而控制无线场的强度。举例来说，电力接收器系统1004可经配置以通过经由蓝牙通信发射电流请求信号IbaseIn到电力发射器系统1002而控制发射天线的电流。电流请求信号IbaseIn可指示用于发射天线的电流的参考电平。“参考电平”可意谓“目标电平”、“命令电平”、“所要值”，或指示电力接收器正请求基础衬垫传导的基础电流的(正规化)电平的类似描述。举例来说，电流请求信号IbaseIn可指示与预定值成比例或通过预定值正规化的电流量。正规化电流请求信号可指示应根据电流请求信号IbaseIn将基础衬垫电流Ibase调整到可能程度。预定值可对应于电力发射协议的电流电平(例如，基础衬垫电流归因于安全、标准及/或类似需求/目标的上限)。电力发射协议可对应于任何合适的标准。
在操作中，电力接收器系统1004可接收例如因数或比率β的请求。所述请求可相对于预定电流电平，例如基础衬垫1012的操作限制的某一百分比，例如“最大”基础电流的-10％、30％、40％、57％、90％、100％或110％，与请求某一指定电流电平(例如指定安培量)相对比。
在一些实施例中，电力接收器系统1004可不能存取用于相应电力发射器系统1002的预定电流电平。如将论述，电力接收器系统1004的控制器可有效用于补偿未知预定电流电平。此外，电力接收器系统1004的控制器可有效用于感应电力发射系统的能力，且用于相应地调整电流请求信号IbaseIn以便不损坏电力发射器系统1002。此外，电力发射器系统1002的控制器(例如，限流器1020)可有效用于防止电力发射器进入可损坏电力发射器系统1002的操作点。因此，如本文所描述，请求与绝对量相对的电流的相对量可帮助改良各种类型的电力发射器系统1002与各种类型的电力接收器系统1004之间的互操作性，同时简化无线电力传送的过程。
决策块1015可经配置以接收电流请求信号IbaseIn及上限信号IbaseBound作为输入，及产生有限电流请求信号IbaseIn*作为输出。举例来说，在所说明的实施例中，决策块1015以操作方式耦合到可选蓝牙天线1014以接收电流请求信号IbaseIn。所说明决策块1015以操作方式耦合到限流器1020以接收上限信号IbaseBound。所说明决策块1015以操作方式耦合到基础电流控制器1016以提供有限电流。
在操作中，决策块1015可经配置以基于电流请求信号IbaseIn及上限信号IbaseBoundIn而产生有限电流请求信号IbaseIn*。在一个实施例中，决策块1015可经配置以在电流请求信号IbaseIn小于上限信号IbaseBound的情况下输出有限电流请求信号IbaseIn*作为实质上等于电流请求信号IbaseIn，及否则输出有限电流请求信号IbaseIn*作为实质上等于上限信号IbaseBound。
基础电流控制器1016可经配置以接收发射天线电流Ibase的测量值ybase及电流请求信号IbaseIn(或者有限电流请求信号IbaseIn*)，且进一步经配置以产生相位控制信号θ以调整基础衬垫1012所产生的无线场的功率电平。在所说明的实施例中，基础电流控制器1016以操作方式耦合到基础衬垫1012、可选蓝牙天线1014、决策块1015、BCU反相器及DC总线控制器1018。基础电流控制器1016基于测量信号ybase及有限电流请求信号IbaseIn*而产生相位控制信号θ。在一些实施例中，有限电流请求信号IbaseIn*对应于小于约(例如)由限流器1020产生的上限信号IbaseBound的电流请求信号IbaseIn的版本。将关于图13更详细地描述基础电流控制器1016。
DC总线控制器1018经配置以接收相位控制信号θ及参考相位θR作为输入，及进一步经配置以产生命令偏压信号VDC,CMD作为输出。在所说明的实施例中，DC总线控制器1018可提供命令偏压信号VDC,CMD到BCU PFC块1008，及可从基础电流控制器1016接收相位控制信号θ。DC总线控制器1018可基于相位控制信号θ与参考相位的比较而产生命令偏压信号VDC,CMD。将关于图14更详细地描述DC总线控制器1018。
限流器1020可经配置以接收AC参考信号AC Ref及提供到BCU PFC块1008的电流Iac的测量值yac。限流器1020可进一步经配置以基于AC参考信号与测量信号yac的比较而产生上限信号IbaseBound。AC参考信号AC Ref可为表示偏压朝向(例如，偏好)的电力电流的外源信号。将在稍后参看图15更详细地描述限流器1020。
现转到图10的电力接收器系统1004，车辆衬垫可经配置以耦合到基础衬垫1012所产生的无线场，及经配置以基于所述无线场产生电流Isecondary。二次衬垫1022可对应于(例如)图1的电动车辆感应线圈116。可将电流Isecondary提供到调谐/整流器1024及输出滤波器1026块以用于产生输出电流IOUT。调谐/整流器1024块可包含经配置以使二次衬垫1022的阻抗变化以使基础衬垫1012与二次衬垫1022之间的耦合的电路变化。调谐/整流器1024块可包含经配置以转换及/或调节电流Isecondary的电路。输出滤波器1026可包含用于将整流电流Isecondary滤波为适合于对主机装置1028充电及/或供电的信号的电路。
主机装置1028可经配置以接收用于对主机装置1028充电或供电的输出电流。主机装置1028的变体实例包含电动车辆及/或消费型电子装置。主机装置1028可向电力接收器系统1004的其它组件提供各种充电参数，例如最大电流、最大电压、最大电力及类似特性。在所说明的实施例中，主机装置1028提供这些参数到充电曲线控制块1030。
充电曲线控制块1030可经配置以产生参考输出电流IoutIn。参考输出电流IoutIn可对应于所要输出电流，其将基于输出滤波器1026的偏压电平VSC,DC及主机装置1028的各种参数(例如最大容许电流、电压、电力及类似物)而达成有效无线电力传送。可基于效率考量来选择参考输出电流IoutIn。举例来说，给定输出滤波器1026的偏压电平VSC,DC，可选择输出电流Iout，其改良电力发射的效率以及二次考量(例如电压及/或电力电平)。维持输出(例如，输出电压、输出电力)的操作参数在与电流的有效使用兼容的预定范围内可增加电力传送有效性及/或效率。举例来说，当使用电力接收器的输出对电池组充电时，可选择操作参数以匹配对应于电池组的有效充电的“电池组充电曲线”。
二次电流控制器1032可经配置以接收参考输出电流IoutIn及输出电流Iout的测量值yout，及可经配置以产生电流请求信号IbaseIn。举例来说，电流请求信号IbaseIn可对应于电力接收器系统1004命令电力传送系统传导经过基础衬垫1012的电流的正规化或相对电平。如所陈述，正规化相对电平可相对于预定值，例如最大发射天线电流Ibase。在一个实施例中，二次电流控制器1032可经配置以按驱动输出电流朝向参考输出电流IoutIn的方式来调整电流请求信号IbaseIn。二次电流控制器1032可经配置以提供电流请求信号IbaseIn到通信天线(例如，蓝牙天线1036)以发射电流请求信号IbaseIn到电力发射器系统1002。将在稍后关于图11更详细地描述二次电流控制器1032。
二次配置控制器1034可经配置以接收参考输出电流IoutIn、二次衬垫1022电流Isecondary的估计(例如，根据方程式的二次线圈的短路电流的估计)，及发射天线电流Ibase的测量值ybase。在一个实施例中，估计可对应于上文关于图6及7所描述的短路电流I2sc。将了解，二次配置控制器1034可接收除了或替代估计的二次线圈的开路电压的估计。
二次配置控制器1034可经进一步配置以基于至少接收的输入信号而产生配置控制信号Ds作为输出。配置控制信号Ds可用以调整调谐整流器块、输出滤波器1026及/或二次衬垫1022的各种参数。对于非限制性实例，二次配置控制器1034可调整线圈比率、有效线圈的数目及/或从电力接收器系统1004的二次衬垫1022抽取的电流。将关于图12更详细地描述二次配置控制器1034。
图11展示根据例示性实施方案的图10的电力接收器系统1004的二次电流控制器1032的状态图。所说明二次电流1032包含可选斜坡率控制器1102、第一求和接合点1104及第二求和接合点1106、比例增益1110及积分增益1112。可选斜坡率控制器1102可经配置以限制或固定参考输出电流IoutIn的改变速率。限制改变速率可帮助防止或抑制积分增益项归因于参考输出电流IoutIn的快速改变的积分饱卷(integral wind-up)及快速增加所引起的振荡。限制改变的速率也可帮助减少电流请求信号IbaseIn中的原本引起不稳定性的高频分量。举例来说，如果二次电流控制器在相对于时间延迟的高频下驱动基础电流Ibase(例如，在大于约1/τHz的频率下，其中τ表示以秒计的时间延迟)，则系统中的时间延迟可引起振荡或甚至不稳定性。对参考输出电流IoutIn速率限制可限制二次电流控制器1034的整体频宽。因此，可选斜坡率控制器1102可改良稳固性及稳定性。
参考输出电流IoutIn或视情况斜坡率控制器1102的输出可与第一求和接合点1104的测量信号yout相比以产生误差信号e。通过组合与误差信号e成比例的项及与误差信号e的积分成比例的项来产生电流请求信号IbaseIn。与误差信号e成比例的项可改良二次电流控制器1032的频宽，其可改良响应速度。与误差信号e积分成比例的项的“积分动作”可帮助减少稳态误差及补偿电力发射器系统1002处的未知电流电平。
在一个实施例中，二次电流控制器1032具有约250Hz的频宽。可基于例如以下各者的特定应用考量来选择其它频宽：响应速度、通信延迟稳固性、其它非最小相位动力学及模型不确定性。举例来说，在一个实施例中，二次电流控制器1032具有小于约1/τ的频宽(以赫兹计)，其中τ表示与传达电流请求信号IbaseIn及电力发射器系统1002响应于所述电流请求信号IbaseIn而采取动作相关联的时间延迟(以秒计)。在另一实施例中，二次电流控制器1032具有小于约1/(2τ)的频宽。在另一实施例中，二次电流控制器1032具有小于约1/(16τ)的频宽。选择小于约1/(16τ)的频宽可提供大于约45度的相位边限。
图12展示根据例示性实施方案的图10的电力接收器系统1004的二次配置控制器1034的状态图。虽然图12的一些元件使用如本文所使用的术语“理想”或“优选”来标记，但术语“理想”及“优选”意谓表示所述“理想”或“优选”元件为提供IPT系统的满意操作的许多元件中的一者，但所述“理想”或“优选”元素中的操作以某一方式比某一其它元件优选。在图12中使用术语“理想”及“优选”并不暗示IPT系统或电力接收器的操作必定通过选定元件而最佳化或最大化，但在某些实施例中，可选择元件以达成IPT系统或电力接收器(例如，电池组的充电)的高级、最佳化或最大化操作。
二次配置控制器1034包含划分块1202、状态估计器1206及稳定性估计器1208。使用划分块1202，二次配置控制器1034可经配置以用发射天线电流Ibase的测量值ybase来划分估计二次电流以产生估计耦合系数κ。状态估计器1206可经配置以接收估计耦合系数κ、参考输出电流IoutIn及指示优选基础衬垫电流Ibase的信号Ibase*作为输入，及产生优选配置信号Ds*作为输出。在一个实施例中，信号Ibase*可(例如)在初始化期间及/或电力传送期间由电力发射器系统1002提供。然而，将了解，信号Ibase*可由任何源提供，包含电力接收器系统1004的组件，例如存储器装置(未图示)。在一个方面中，电力接收器系统1004将电流请求信号IbaseIn的产生及配置控制信号Ds的产生偏压朝向达成基础衬垫电流Ibase，其大致为优选基础衬垫电流Ibase*(如果可行的话)。然而，归因于电力发射器系统1002处的约束，达成电流Ibase*并不总是发生。举例来说，电力发射器系统1002的限流器块1020可将基础衬垫电流Ibase抑制在某一界限以上。
如上所述，状态估计器1206经配置以产生优选配置信号Ds*。信号Ds*可用以指示二次衬垫1022的一或多个参数的优选选择及/或基础衬垫1012与二次衬垫1022之间的耦合的特性。举例来说，信号Ds*可对应于待启动/去启动的二次衬垫1022的优选数目个线圈、待从充电衬垫1022抽取的电流量及与无线电力传送的性能相关的类似特性。此等特性可影响电力发射器系统1002处的加载，且因此可影响电力发射器1002的效率。可至少基于参考输出电流IoutIn、估计耦合系数κ及优选基础电流Ibase*来选择优选配置信号Ds*参数。
稳定性估计器1208经配置以接收优选配置信号Ds*及测量信号ybase作为输入及产生配置信号Ds作为输出，以调整无线电力接收器1004的操作。因此，配置信号Ds可至少部分地基于测量信号ybase来调整接收天线与发射天线之间的耦合的特性(例如，耦合效率、在发射器1002处看见的负载及类似物)。继而，配置信号Ds可至少部分地基于电流请求信号IbaseIn与基础衬垫测量信号ybase的比较而调整电力发射器1002的效率，如下文更详细所描述。
状态估计器1206及稳定性估计器1208可经配置以调整电力接收器系统1004的操作点以达成有效操作(例如，通过请求大致等于优选基础电流Ibase*的基础电流Ibase)，同时保护无线电力发射器及接收器系统1002、1004的操作。举例来说，如果测量值ybase不匹配电流请求IbaseIn或如果估计基础衬垫电流Ibase不能达成IbaseIn，则稳定性估计器1208可防止二次配置控制器1034以原本将使电力发射器系统1002过载或损坏的方式来改变电力接收器系统1004的操作点。
二次电流控制器1032及/或二次配置控制器1034可经配置以至少部分地基于电流请求信号IbaseIn与基础衬垫测量信号ybase的比较来调整电力发射器1002的效率。在一个实施例中，如果推断或请求的电流Ibase(例如，由ybase指示)接近最大值，则稳定性估计器1208将尝试通过增加经启动的线圈的数目及/或增加所述线圈所产生的电流Isecondary的比例而增加接收器1004可产生的输出电流Iout的量。如果基础电流Ibase小于一电平，则稳定性估计器1208经配置以通过(例如)关闭线圈或减少从所述线圈抽取的电流的量而减少基础衬垫1012与二次衬垫1022之间的耦合。如果测量值ybase指示基础衬垫电流Ibase大致为优选电流Ibase*，且状态估计器1206未确定更佳配置，则稳定性估计器1208将不调整配置信号Ds。
如果电力发射器系统1002减少电力，则电力接收器系统1004应维持稳定性，此是因为在所述状况下，发射器1002不应增加基础衬垫电流Ibase且电力接收器系统1004不应增加耦合，因为电流Ibase将低于所请求的且应低于理想基础电流Ibase*。
在一个实施例中，配置控制信号Ds可通过估计将由当前优选基础电流Ibase*产生的输出电流Iout的数目以及用于许多不同配置状态Ds的当前估计耦合系数κ来产生。因此，可通过选择将提供最接近参考电流IoutIn的估计输出电流Iout的配置来选择配置。在一个实施例中，查找表可用以至少基于优选基础电流Ibase*及估计耦合系数κ来选择配置信号Ds。
图13展示根据例示性实施方案的图10的电力发射器系统1002的基础电流控制器1016的状态图。所说明基础电流控制器1016包括第一求和接合点1302及第二求和接合点1304、比例增益1306及积分增益1308。通过使用第一求和接合点1302来比较电流请求信号IbaseIn与测量信号ybase。第一求和接合点1302产生误差信号ebase(t)。相位控制信号θ通过组合与误差信号成比例的项及与误差信号的积分成比例的项而产生。举例来说，比例增益1306接收误差信号ebase(t)作为输入，且产生与所述误差成比例的项作为输出。积分增益1308接收误差信号ebase(t)作为输入，且产生与所述误差信号的积分成比例的项。所述两项可通过第二求和接合点1304来组合。与误差信号成比例的项可改良基础电流控制器1016的频宽以用于改良响应速度。与误差信号的积分成比例的项可帮助减少稳态误差。
在一个实施例中，基础电流控制器1016具有约250Hz的频宽。可基于例如以下各者的特定应用考量来选择其它频宽：响应速度、通信延迟稳固性及其它非最小相位动力学及模型不确定性及与电力接收器系统1004的时间标度分离。举例来说，在一个实施例中，基础电流控制器1016具有大于约二次电流控制器1032的频宽的频宽。在另一实施例中，基础电流控制器1016具有约二次电流控制器1032的频宽两倍的频宽。在另一实施例中，基础电流控制器1016具有约二次电流控制器1032的频宽十倍的频宽。
图14展示根据例示性实施方案的图10的电力发射器系统1002的DC总线控制器1018的状态图。所说明DC总线控制器1018包括求和接合点1402及积分增益1404。DC总线控制器1018经配置以使用求和接合点1402来比较相位控制信号θ与参考相位信号θR。参考相位信号θR可对应于BCU反相器1010的提供优于BCU反相器1010的其它相位角的益处(例如，效率)的相位。在一个实施例中，参考相位信号θR为约130度。积分增益1404经配置以基于误差信号ephase的积分的比例增益而产生偏压VDC。将DC总线控制信号VDC提供到BCU反相器1010以用于直接偏压BCU反相器1010或控制BCU反相器1010的偏压。与误差信号的积分成比例的项可帮助减少相位控制信号θ与参考相位信号θR之间的稳态误差，及防止工作循环到达损坏条件。在一个实施例中，DC总线控制器1018具有约20Hz的频宽。可基于例如以下各者的特定应用考量来选择其它频宽：与基础电流控制器1016的时间标度分离以及稳定性及稳固性考量。举例来说，DC总线控制器1018可具有小于约基础电流控制器1016的频宽除以十的频宽。另外或替代地，DC总线控制器1018可具有大于约二次电流控制器1032的频宽的频宽。
图15展示根据例示性实施方案的图10的电力发射器系统1002的限流器1020的状态图。所说明限流器1020包括第一求和接合点1502及第二求和接合点1504、比例增益1506及积分增益1508。限流器1020经配置以使用第一求和接合点1302来比较测量值yac与AC参考信号AC Ref。AC参考AC Ref信号可与应从图10的基础结构1006抽取的最大容许AC电流相关。因此，第一求和接合点1502可经配置以产生误差信号eac。比例增益1506经配置以产生与误差信号eac成比例的项。积分增益1508经配置以产生与误差信号eac的积分成比例的项。基于比例增益及积分增益，第二求和接合点1504经配置以组合此等两项以产生上限信号IbaseBound。上限信号IbaseBound可帮助保护图10的基础衬垫1012免于由于天线因响应于电流请求信号IbaseIn而产生的电流而超应力所引起的损坏。
图16展示根据例示性实施方案的用于接收无线电力及对负载充电的方法1600的流程图。方法1600可在块1602开始，以用于将接收天线耦合到电力发射器的发射天线所产生的无线场。举例来说，接收天线可对应于图10的电力接收器系统1004的二次衬垫1022的接收天线。此外，无线场可由(例如)图10的基础衬垫1012产生。在将接收天线耦合到无线场之后，方法1600可继续到块1604以用于基于与无线场耦合而产生输出电流。举例来说，输出电流可通过二次衬垫1022以及调谐/整流器1024及输出滤波器1026产生以产生输出电流Iout，如图10中所示。
在使接收天线与无线场耦合之前、期间或之后，方法1600可移动到块1606以用于向电力发射器发射指示用于发射天线的目标电流的第一信号。举例来说，第一信号可对应于电力发射器的请求以传导正规化电流经过基础衬垫。在图10的实施例中，电力接收器系统1004可经配置以经由蓝牙天线1036发射电流-请求信号IbaseIn。方法可继续到块1608，将输出电流供应到负载。在各种实施例的一个方面中，第一信号可用以控制流经基础衬垫的电流量，及继而在电力接收器系统处产生输出电流。
图17展示根据例示性实施方案的用于发射无线电力及对负载充电的方法1700的流程图。方法1700可在块1702开始，以用于通过传导可变电流经过发射天线而产生无线场。举例来说，无线场可由(例如)图10的基础衬垫1012产生。可变电流可通过选择BCU反相器1010的相位控制信号θ及/或偏压VDC而变化。在产生无线场之后，方法1700可继续到块1704，用于对具有与无线场耦合的接收天线的设备无线地充电，基于与所述无线场的耦合而产生输出电流。举例来说，接收天线可对应于图10的二次衬垫1022的接收天线。在将接收天线与无线场耦合之前、期间或之后，方法1700可移动到块1706，以用于接收来自设备的第一信号。举例来说，第一信号可对应于电力发射器的请求以传导正规化电流经过基础衬垫。在图10的实施例中，电力发射器系统1002可经配置以经由蓝牙天线1014接收电流请求信号IbaseIn。在接收第一信号之后，方法可继续到块1708，以用于基于所述第一信号调整可变电流，其中所述第一信号指示用于发射天线的正规化电流。
上文所描述的方法的各种操作可通过能够执行所述操作的任何合适装置(例如，各种硬件及/或软件组件、电路及/或模块)执行。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。举例来说，经配置以供应电流到负载及待以操作方式无线地耦合到电力发射器的电力接收器可包括用于耦合到无线场及用于基于与所述无线场的耦合而产生输出电流的装置(例如，二次衬垫1022，及视情况图10的调谐/整流器1024或输出滤波器1026中的一或多者)。电力接收器可进一步包括用于向电力发射器产生及发射指示用于发射天线的目标电流的第一信号的装置(例如，二次电流控制器，及视情况充电曲线控制1030或例如蓝牙天线1036的通信天线中的一或多者)。对于另一实例，经配置以产生无线场及对耦合到所述无线场的设备充电的电力发射器可包括用于通过传导可变电流经过发射天线而产生无线场的装置(例如，基础衬垫1012，及视情况图10的基础结构1006或BCU反相器1010中的一或多者)。电力发射器可进一步包括用于接收第一信号及基于所述第一信号调整可变电流的装置，其中所述第一信号指示正规化电流(例如，基础控制器1016，及视情况例如蓝牙装置1014的通信天线、决策块1015、基础电流控制器1016、DC总线控制器1018或限流器1020中的一或多者)。
上文所描述的方法的各种操作可通过能够执行所述操作的任何合适装置(例如，各种硬件及/或软件组件、电路及/或模块)执行。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。
可使用多种不同技艺及技术中的任一者来表示信息及信号。举例来说，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或其任何组合表示在整个以上描述中可能提及的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及芯片。
结合本文揭示的实施方案所描述的各种说明性逻辑块、模制、电路及算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件，或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此可互换性，各种说明性组件、块、模块、电路及步骤已在上文大体按其功能性加以描述。将此类功能性实施为硬件抑或软件取决于特定应用及强加于整个系统的设计约束。可针对每一特定应用以变化的方式来实施所描述功能性，但此类实施决策不应被解释为致使脱离本发明的实施方案的范畴。
可通过通用处理器、数字信号处理器(DSP)、特殊应用集成电路(ASIC)、场可编程门阵列(FPGA)或经设计以执行本文中所描述的功能的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结合本文中的揭示内容而描述的各种说明性逻辑块、模块及电路。通用处理器可为微处理器，但在替代实施例中，处理器可为任何习知处理器、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、结合DSP核心的一或多个微处理器，或任何其它此类配置。
结合本文中所揭示的实施方案而描述的以下方法步骤或算法及功能可直接体现于硬件、由处理器执行的软件模块或其两者的组合中。若以软件实施，则所述功能可作为一或多个指令或代码而存储于有形非暂时性计算机可读媒体上或经由有形非暂时性计算机可读媒体而发射。软件模块可驻留于随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可抹除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、抽取式磁盘、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。在替代例中，存储媒体可与处理器成一体式。如本文所使用，磁盘及光盘包含紧密光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，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。以上各者的组合也应包含于计算机可读媒体的范畴内。处理器及存储媒体可驻留于ASIC中。ASIC可驻留在用户终端机中。在替代例中，处理器及存储媒体可作为离散组件驻留于用户终端机中。
出于概述本发明的目的，本文中已描述本发明的某些方面、优势以及新颖特征。应理解所有此类优点可未必根据本发明的任何特定实施方案而达成。因此，可以达成或最佳化如本文所教示的一个优点或优点的群组而未必达成如可在本文中教示或建议的其它优点的方式来体现或进行本发明。
上述实施方案的各种修改将易于显而易见，且本文所定义的通用原理可在不脱离本发明的精神或范畴的情况下应用于其它实施方案。因此，本发明并不意欲限于本文所展示的实施方案，而应符合与本文中所揭示的原理及新颖特征一致的最广泛范畴。

Claims (30)

1.一种用于从具有发射线圈的充电发射器无线地接收充电电力的设备，所述设备包括：
耦合到接收线圈且耦合到负载的接收器通信电路，其经配置以接收与所述充电发射器的至少一个特性相关联的信息；
传感器电路，其经配置以测量与所述接收线圈相关联的短路电流或开路电压的值；以及
控制器，其经配置以：
比较所述短路电流或所述开路电压的所述值与阈值充电参数，所述阈值设定于提供足以对所述负载充电的充电电力的电平；以及
当与所述接收线圈相关联的所述短路电流或所述开路电压大于或等于所述阈值充电参数时，起始从所述充电发射器接收所述充电电力。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述阈值充电参数包括充电电流及充电电压中的至少一者。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述阈值充电参数包括：充电电流的值乘以最大发射线圈电流的值再除以发射线圈电流的值。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述传感器电路经配置以测量由穿过所述发射线圈的发射线圈电流所诱发的所述短路电流或所述开路电压的所述值，所述发射线圈电流具有小于最大发射线圈电流的值的值。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述信息包括所述充电发射器的发射线圈电流的值。
6.根据权利要求5所述的设备，其中所述信息进一步包括最大发射线圈电流的值与所述发射线圈电流的所述值的比率。
7.根据权利要求5所述的设备，其中所述控制器经进一步配置以基于所述发射线圈电流的所述值及所述接收线圈的所述短路电流或所述开路电压的所述值而确定所述发射线圈与所述接收线圈之间的耦合系数。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述接收器通信电路经进一步配置以在所述控制器确定与所述接收线圈相关联的所述短路电流或所述开路电压小于所述阈值充电参数时发射抑制起始充电的指示。
9.根据权利要求1所述的设备，其进一步包括经配置以使所述接收线圈短路或使所述接收线圈开路的切换电路。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器经进一步配置以确定操作区作为满足以下情形的几何区域：在所述几何区域内，与所述接收线圈相关联的所述短路电流或所述开路电压大于或等于所述阈值充电参数。
11.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器经进一步配置以在与所述接收线圈相关联的所述短路电流或所述开路电压大于或等于所述阈值充电参数时向用户接口提供所述接收线圈与所述充电发射器之间的兼容性的指示。
12.一种无线地接收充电电力的方法，所述方法包括：
接收与充电发射器的至少一个特性相关联的信息；
测量与接收线圈相关联的短路电流或开路电压的值；
比较所述短路电流或所述开路电压的所述值与阈值充电参数，所述阈值设定于提供足以对负载充电的充电电力的电平；以及
当与所述接收线圈相关联的所述短路电流或所述开路电压大于或等于所述阈值充电参数时，起始从所述充电发射器接收所述充电电力。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述阈值充电参数包括充电电流及充电电压中的至少一者。
14.根据权利要求12所述的方法，其中所述阈值充电参数包括：充电电流的值乘以最大发射线圈电流的值再除以发射线圈电流的值。
15.根据权利要求12所述的方法，其中通过穿过发射线圈的发射线圈电流诱发所述短路电流或所述开路电压，所述发射线圈电流具有小于最大发射线圈电流的值的值。
16.根据权利要求12所述的方法，其中所述信息包括最大发射线圈电流的值与发射线圈电流的所述值的比率。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述信息进一步包括最大发射线圈电流的值与所述发射线圈电流的所述值的比率。
18.根据权利要求16所述的方法，其进一步包括基于所述发射线圈电流的所述值及所述接收线圈的所述短路电流或所述开路电压的所述值而确定所述发射线圈与所述接收线圈之间的耦合系数。
19.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括在与所述接收线圈相关联的所述短路电流或所述开路电压小于所述阈值充电参数时发射抑制起始充电的指示。
20.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括使所述接收线圈短路或使所述接收线圈开路。
21.根据权利要求12所述的方法，其进一步包括确定操作区作为满足以下情形的几何区域：在所述几何区域内，与所述接收线圈相关联的所述短路电流或所述开路电压大于或等于所述阈值充电参数。
22.一种用于无线地接收充电电力的设备，所述设备包括：
用于接收与充电发射器的至少一个特性相关联的信息的装置，用于接收所述信息的所述装置以操作方式连接到负载；
用于测量与所述接收装置相关联的短路电流或开路电压的值的装置；
用于比较所述短路电流或所述开路电压的所述值与阈值充电参数的装置，所述阈值设定于提供足以对所述负载充电的充电电力的电平；以及
用于在与用于接收的所述装置相关联的所述短路电流或所述开路电压大于或等于所述阈值充电参数时起始从所述充电发射器接收所述充电电力的装置。
23.根据权利要求22所述的设备，其进一步包括用于在与用于接收的所述装置相关联的所述短路电流或所述开路电压小于所述阈值充电参数时发射抑制起始充电的指示的装置。
24.根据权利要求22所述的设备，其中：
用于接收信息的所述装置包括接收器通信电路；
用于测量所述短路电流或所述开路电压的值的所述装置包括传感器电路；以及
用于比较所述短路电流或所述开路电压的所述值的所述装置及用于起始接收所述充电电力的所述装置包括控制器。
25.根据权利要求22所述的设备，其中所述阈值充电参数包括充电电流及充电电压中的至少一者。
26.根据权利要求22所述的设备，其中所述信息包括最大发射线圈电流的值与发射线圈电流的值的比率。
27.一种用于将充电电力无线地发射到接收器的接收线圈的设备，所述设备包括：
耦合到发射线圈的发射电路；
耦合到所述发射电路的传感器电路，所述传感器电路经配置以测量所述发射电路的至少一个特性的值；以及
通信电路，其经配置以发射所述发射电路的所述至少一个特性的所述值的指示到所述接收器，所述指示致使所述接收器基于所述指示而确定阈值充电参数且致使所述接收器在与所述接收线圈相关联的短路电流或开路电压大于或等于所述阈值充电参数时起始接收所述充电电力。
28.根据权利要求27所述的设备，其中所述发射电路的所述至少一个特性包括与所述发射线圈相关联的电流，与所述发射线圈相关联的所述电流的所述值为可驱动经过
所述发射线圈的最大发射线圈电流的值的百分比。
29.根据权利要求28所述的设备，其中所述通信电路经进一步配置以发射所述百分比的指示到所述接收器。
30.根据权利要求27所述的设备，其中：
所述通信电路经进一步配置以从所述接收器接收起始充电的指示；且
所述发射电路经进一步配置以在所述通信电路从所述接收器接收起始充电的所述指示时起始在足以对负载充电的电平下发射所述充电电力到所述接收线圈。
CN201480047010.9A 2013-08-30 2014-08-14 用于对无线电力传送系统进行对准及兼容性检测的系统及方法 Active CN105473375B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201361872526P 2013-08-30 2013-08-30
US61/872,526 2013-08-30
US201361873271P 2013-09-03 2013-09-03
US61/873,271 2013-09-03
US14/218,246 US9438064B2 (en) 2013-08-30 2014-03-18 System and method for alignment and compatibility detection for a wireless power transfer system
US14/218,246 2014-03-18
PCT/US2014/051141 WO2015031068A1 (en) 2013-08-30 2014-08-14 System and method for alignment and compatibility detection for a wireless power transfer system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105473375A CN105473375A (zh) 2016-04-06
CN105473375B true CN105473375B (zh) 2018-04-24

Family

ID=52582280

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201480047010.9A Active CN105473375B (zh) 2013-08-30 2014-08-14 用于对无线电力传送系统进行对准及兼容性检测的系统及方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9438064B2 (zh)
EP (1) EP3031117B1 (zh)
JP (1) JP6427578B2 (zh)
KR (1) KR20160045899A (zh)
CN (1) CN105473375B (zh)
CA (1) CA2919719A1 (zh)
ES (1) ES2639362T3 (zh)
TW (1) TWI660554B (zh)
WO (1) WO2015031068A1 (zh)

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3799248B1 (en) * 2010-10-27 2022-06-22 The AES Corporation Method to manage energy services for a plurality of assets of different types.
US9631950B2 (en) * 2011-08-05 2017-04-25 Evatran Group, Inc. Method and apparatus for aligning a vehicle with an inductive charging system
US9725003B2 (en) * 2011-08-06 2017-08-08 Delphi Technologies, Inc. Wireless battery charging system varying magnetic field frequency to maintain a desired voltage-current phase relationship
US9325198B2 (en) * 2013-03-13 2016-04-26 Asustek Computer Inc. Wireless charging device
JP6168829B2 (ja) * 2013-04-17 2017-07-26 キヤノン株式会社 給電装置、給電方法及びプログラム
CN104065179B (zh) * 2014-06-27 2016-11-02 南京矽力杰半导体技术有限公司 供电装置、集成电路、电能发射端和阻抗匹配方法
KR101898185B1 (ko) * 2014-11-11 2018-09-12 광동 오포 모바일 텔레커뮤니케이션즈 코포레이션 리미티드 전원 어댑터, 단말기 및 충전 시스템
JP6590497B2 (ja) * 2015-03-18 2019-10-16 キヤノン株式会社 送電装置、送電装置が行う制御方法、受電装置、受電装置が行う制御方法、及びプログラム
TWI570406B (zh) * 2015-05-15 2017-02-11 Ball environment detection device with solar module
US9571038B1 (en) * 2015-08-31 2017-02-14 Nxp B.V. Driver circuit for a power stage of a class-D amplifier
US10199885B2 (en) * 2015-09-18 2019-02-05 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus utilizing multi-filar alignment assistance in wireless power transfer applications
US10538165B2 (en) * 2015-09-22 2020-01-21 Ford Global Technologies, Llc Parameter estimation of loosely coupled transformer
US10189363B2 (en) 2015-11-13 2019-01-29 Nio Usa, Inc. Electric vehicle roadway charging system and method of use
US10059213B2 (en) 2015-11-13 2018-08-28 Nio Usa, Inc. Charging devices within wheel portions
US10336194B2 (en) * 2015-11-13 2019-07-02 Nio Usa, Inc. Electric vehicle charging device alignment and method of use
US10093195B2 (en) 2015-11-13 2018-10-09 Nio Usa, Inc. Integrated vehicle charging panel system and method of use
DE102015223230A1 (de) * 2015-11-24 2017-05-24 Robert Bosch Gmbh Ladestation, Ladevorrichtung und Ladesystem zum induktiven Aufladen eines Energiespeichers sowie Verfahren zum induktiven Aufladen eines Energiespeichers
ES2896245T3 (es) * 2016-01-05 2022-02-24 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp Ltd Método de carga rápida, terminal móvil y adaptador de corriente
US10193375B2 (en) * 2016-01-28 2019-01-29 Mediatek Inc. Closed loop current control in a wireless power system
GB2546788A (en) * 2016-01-29 2017-08-02 Bombardier Primove Gmbh A system and a method for detecting an authorized secondary unit in a system for inductive power transfer
EP3220505B8 (en) * 2016-03-16 2018-10-31 Blue Inductive GmbH Inductive power transfer control
TWI612314B (zh) * 2016-03-29 2018-01-21 國立臺灣大學 感測裝置及應用該感測裝置之輸電線路監測系統
EP3226431B1 (en) * 2016-04-01 2019-09-04 Intel IP Corporation Apparatus and method for aligning a wireless chargeable device with a wireless charger
US10771113B2 (en) 2016-04-01 2020-09-08 Intel Corporation Method and apparatus for PTU detection of NFC devices
EP3229360B1 (en) 2016-04-08 2019-06-05 Blue Inductive GmbH Mimo converter
US10029577B2 (en) * 2016-06-15 2018-07-24 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus for positioning a vehicle
US10461587B2 (en) * 2016-09-19 2019-10-29 Witricity Corporation Methods and apparatus for positioning a vehicle using foreign object detection
SG10201707385XA (en) * 2016-09-30 2018-04-27 Gen Electric Over voltage protection for a wireless power transfer system
JP6565858B2 (ja) * 2016-10-11 2019-08-28 Tdk株式会社 ワイヤレス電力伝送装置
CN106532859A (zh) * 2016-12-28 2017-03-22 齐齐哈尔微能电子科技有限公司 一种利用传输路返还方式的无线充电和供电的装置和方法
WO2018144806A1 (en) * 2017-02-03 2018-08-09 AMI Research & Development, LLC Electric vehicle charging via rf loops to avoid need for precise alignment with wireless charging equipment
US10369891B2 (en) * 2017-02-20 2019-08-06 Ford Global Technologies, Llc Wireless power transfer system parameter estimation
US10411525B2 (en) 2017-03-07 2019-09-10 Witricity Corporation System and method for frequency prediction
US20180309314A1 (en) * 2017-04-24 2018-10-25 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer protection
CN107093883B (zh) * 2017-06-27 2020-12-25 青岛鲁渝能源科技有限公司 保护电路、无线电能传输系统及过流/短路保护方法
DE102017211687A1 (de) * 2017-07-07 2019-01-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Testen einer Sekundärspule eines induktiven Ladesystems
JP6798443B2 (ja) * 2017-08-02 2020-12-09 トヨタ自動車株式会社 非接触受電装置
KR102088093B1 (ko) * 2018-01-08 2020-04-29 한국과학기술원 자기 공진 무선 전력 전송 다중 코일 시스템에서 최적의 송신단 코일 전류와 수신단 코일 그룹 선택 방법 및 시스템
US11173798B2 (en) * 2018-02-12 2021-11-16 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for vehicle wireless charging
NL2020660B1 (en) * 2018-03-23 2019-10-02 Prodrive Tech Bv Determining system parameters of a contactless electrical energy transfer system
JP2019176707A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 Tdk株式会社 ワイヤレス送電装置、及びワイヤレス電力伝送システム
EP3815265B1 (en) * 2018-06-27 2024-04-03 Powermat Technologies Ltd. Enhanced method for foreign objects detection
CN110733373B (zh) * 2018-07-03 2023-10-03 奥迪股份公司 用于车辆充电的导引方法及系统、装置以及计算机设备
CN110707767B (zh) * 2018-07-10 2021-09-21 华为技术有限公司 无线充电控制方法、无线充电发射器及系统
CN110768381A (zh) * 2018-07-25 2020-02-07 青岛众海汇智能源科技有限责任公司 无线电能传输控制方法及控制系统
WO2020042643A1 (en) * 2018-08-29 2020-03-05 Huawei Technologies Co., Ltd. In-band communication during wireless battery charging
CN111030763B (zh) * 2018-10-10 2021-08-13 哈尔滨工业大学 基于复阻抗表征参量的电动汽车无线充电系统磁传输部件互操作性测试方法
US11159055B2 (en) 2018-11-30 2021-10-26 Witricity Corporation Systems and methods for low power excitation in high power wireless power systems
CN109510268B (zh) * 2018-11-30 2024-04-02 努比亚技术有限公司 终端充电方法、移动终端及计算机可读存储介质
JP7047782B2 (ja) * 2019-01-11 2022-04-05 オムロン株式会社 送電装置の制御装置、送電装置、及び非接触電力伝送システム
EP3910756A4 (en) * 2019-01-18 2021-12-29 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Wireless charging control method and charging control apparatus
CN109802472B (zh) * 2019-01-28 2022-08-19 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 无线发射端、充电设备、线圈及提高耦合系数的方法
CN109742824A (zh) * 2019-02-23 2019-05-10 华为技术有限公司 充电系统和电子设备
US11658350B2 (en) * 2019-02-28 2023-05-23 Purdue Research Foundation Smart battery management systems
CN111823916B (zh) * 2019-04-18 2022-01-14 华为技术有限公司 无线充电对位方法及装置、无线充电系统、电动车辆
KR20220011667A (ko) 2019-05-24 2022-01-28 위트리시티 코포레이션 무선 전력 수신기용 보호 회로
CN110146760A (zh) * 2019-05-30 2019-08-20 上海瞳鳗智能科技有限公司 检测无线充电耦合度的方法及系统
EP4022739A1 (en) 2019-08-26 2022-07-06 Witricity Corporation Control of active rectification in wireless power systems
CN110764023B (zh) * 2019-09-18 2021-07-09 华为技术有限公司 一种整流芯片及终端设备
EP4094344A1 (en) 2020-01-23 2022-11-30 WiTricity Corporation Tunable reactance circuits for wireless power systems
KR20210096755A (ko) * 2020-01-29 2021-08-06 현대자동차주식회사 탈착시트 무선 전력전달 및 통신 시스템
KR20220129067A (ko) 2020-01-29 2022-09-22 위트리시티 코포레이션 무선 전력 전송 시스템을 위한 보조 전력 드롭아웃 보호
CN111371192B (zh) * 2020-03-24 2022-06-10 山东大学 一种机器人无线充电功率匹配及开路保护的方法及系统
CN111431259B (zh) * 2020-04-30 2021-11-23 中兴新能源汽车有限责任公司 无线充电的启动方法、装置及存储介质
CN111817285B (zh) * 2020-05-29 2022-06-07 苏州浪潮智能科技有限公司 一种电源的控制方法、系统、设备以及介质
CN112319254B (zh) * 2020-10-27 2022-08-30 河北工业大学 一种可选择充电方式的电动汽车无线充电副边鲁棒性控制系统
TWI738554B (zh) * 2020-11-02 2021-09-01 富達通科技股份有限公司 訊號解析電路及方法
MX2024006762A (es) * 2021-12-03 2024-06-19 Nextracker Llc Sistemas y metodos electronicos de energia de linea colectiva de corriente directa fijada.

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ274939A (en) * 1993-10-21 1997-06-24 Auckland Uniservices Ltd Inductive power pick-up coils best aligned activated by controller
CN103249592A (zh) * 2010-10-29 2013-08-14 高通股份有限公司 经由耦合寄生谐振器的无线能量传递
JP2013162626A (ja) * 2012-02-03 2013-08-19 Nec Corp 電子棚札システム

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69432262D1 (de) * 1993-10-21 2003-04-17 Auckland Uniservices Ltd Induktive leitungswicklungen
WO2007048052A2 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 The Regents Of The University Of Colorado Systems and methods for receiving and managing power in wireless devices
JP4649430B2 (ja) * 2007-03-20 2011-03-09 セイコーエプソン株式会社 非接触電力伝送装置
US8629650B2 (en) * 2008-05-13 2014-01-14 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer using multiple transmit antennas
JP2010016985A (ja) * 2008-07-03 2010-01-21 Sanyo Electric Co Ltd 電力搬送における情報伝送方法とこの情報伝送方法を使用する充電台と電池内蔵機器
JP2011029799A (ja) * 2009-07-23 2011-02-10 Sony Corp 非接触給電通信装置、非接触受電通信装置、給電通信制御方法および受電通信制御方法
IN2012DN01935A (zh) * 2009-08-07 2015-08-21 Auckland Uniservices Ltd
EP2515414A4 (en) 2009-11-18 2016-04-06 Toshiba Kk WIRELESS POWER TRANSMISSION DEVICE
US20110127953A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-02 Broadcom Corporation Wireless power system
JP4905571B2 (ja) * 2010-03-10 2012-03-28 トヨタ自動車株式会社 車両の駐車支援装置およびそれを備える車両
CN102299567B (zh) 2010-06-24 2013-11-06 海尔集团公司 电子装置及其无线供电系统、无线供电方法
US9148201B2 (en) 2011-02-11 2015-09-29 Qualcomm Incorporated Systems and methods for calibration of a wireless power transmitter
CN103891099B (zh) 2011-10-27 2017-05-31 丰田自动车株式会社 非接触受电装置、非接触输电装置和非接触输电受电系统
JP2013132170A (ja) * 2011-12-22 2013-07-04 Toyota Motor Corp 車両、非接触受電装置、非接触送電装置、非接触給電システム、および非接触送電方法
US9818530B2 (en) 2012-01-17 2017-11-14 Texas Instruments Incorporated Adaptive wireless power transfer system and method
CN104205264B (zh) * 2012-01-23 2016-11-09 犹他州立大学 无线电力传输系统
JP5749208B2 (ja) 2012-03-26 2015-07-15 株式会社東芝 送電装置、受電装置、制御装置および無線電力伝送システム
US9679695B2 (en) * 2012-07-16 2017-06-13 Qualcomm Incorporated Tuning circuit and method for wireless power transfer systems

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NZ274939A (en) * 1993-10-21 1997-06-24 Auckland Uniservices Ltd Inductive power pick-up coils best aligned activated by controller
CN103249592A (zh) * 2010-10-29 2013-08-14 高通股份有限公司 经由耦合寄生谐振器的无线能量传递
JP2013162626A (ja) * 2012-02-03 2013-08-19 Nec Corp 電子棚札システム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015031068A1 (en) 2015-03-05
ES2639362T3 (es) 2017-10-26
JP2016532425A (ja) 2016-10-13
KR20160045899A (ko) 2016-04-27
EP3031117A1 (en) 2016-06-15
TW201517442A (zh) 2015-05-01
TWI660554B (zh) 2019-05-21
JP6427578B2 (ja) 2018-11-21
US20150061578A1 (en) 2015-03-05
CA2919719A1 (en) 2015-03-05
CN105473375A (zh) 2016-04-06
EP3031117B1 (en) 2017-06-21
US9438064B2 (en) 2016-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105473375B (zh) 用于对无线电力传送系统进行对准及兼容性检测的系统及方法
US10250079B2 (en) Method and apparatus for wirelessly transmitting power and power transmission information
CN104471821B (zh) 用于无线电力传递系统的调谐电路及方法
CN106132754B (zh) 用于无线充电中的频率保护的系统和方法
EP2949024B1 (en) Wireless power transmission apparatus and wireless power transmission method
US9391469B2 (en) Apparatus and method for transmitting power and transceiving data using mutual resonance, and apparatus and method for receiving power and transceiving data using mutual resonance
US9633780B2 (en) Apparatus and method for controlling resonator of wireless power transmission system
US9984814B2 (en) Wireless power transmitter, wireless power relay apparatus, and wireless power receiver
KR101930805B1 (ko) 무선 전력 수신 장치 및 방법
US9882392B2 (en) Method of controlling impedance matching with respect to multiple targets in wireless power transmission system, and wireless power transmission system adopting the method
US9748800B2 (en) Wireless power transmission system, and method of controlling power in wireless power transmission system based on detection parameter
EP3025537B1 (en) Method and apparatus for authentication in wireless power transmission system
KR102122514B1 (ko) 무선 전력 전송 시스템에서 전력 전송 유닛 및 전력 수신 유닛과 그 통신 방법
KR20130070451A (ko) 무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치, 무선전력 전송 시스템 및 무선전력 전송 방법
KR20150000028A (ko) 충전 환경 판별이 가능한 무선 전력 전송 시스템
US20170133885A1 (en) Notch filter utilized for near field communication and wireless power transfer dual mode antennas
KR102042658B1 (ko) 무선 전력 전송 시스템에서 전력 송신 유닛, 전력 수신 유닛 및 외부 기기와 그 동작 방법
KR20130096210A (ko) 무선전력 송신장치, 무선전력 수신장치, 무선전력 전송 시스템 및 무선전력 전송 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190411

Address after: Massachusetts, USA

Patentee after: Witricity Corp.

Address before: American California

Patentee before: Qualcomm Inc.

TR01 Transfer of patent right