CN117294028A - 一种电磁耦合能量传输系统 - Google Patents
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Abstract
一种电磁耦合能量传输系统，其特征是，具有能量输出侧与能量输入侧，所述能量输出侧具有第一电能转换模块、第一控制模块、第一通信模块、第一电场耦合电极模块和第一线圈，所述能量输入侧具有第二电能转换模块、第二电能监控模块、第二控制模块、第二通信模块、第二电场耦合电极模块和第二线圈。
Description
技术领域
本发明涉及一种采用电场耦合实现信号传递的电磁耦合能量传输系统，尤其是实现电场耦合信号传递中的电路拓扑进行了设计。
背景技术
经过多年的实践，电磁耦合能量传输技术是唯一可以商业化的无电接触能量传输技术，因此从传输0.1W到传输100kW都采用了电磁耦合能量传输技术。
但是直至本文撰写阶段，在超过100W级别的商品化无电接触能量传输系统中，几乎都采用射频通信技术作为能量输出侧与能量输入侧的通信手段，尤其是用于能量输入侧向能量输出侧提供功率调节信号的反馈以指导能量输出侧调整输出的功率。
但是，出于抗干扰、避免射频信号非法占用、商业成熟度等综合考量，当前采用的射频通信技术往往是BLE、ISM频段私有协议等技术，这类技术的通信延时短则几个ms，长则几百ms，因此在实际应用中一秒钟只能传递不超过10次的功率调节信息反馈。
如此低频次的功率调节信息反馈完全无法满足实际应用中的需求，因为实际应用中需要至少每秒1000次以上的功率调节信息反馈。
因此，为了避免外部输入电源波动带来的系统安全风险，能量输出侧必然需要配备一个输入稳压模块进行供电。而且所述输入稳压模块的功率等级必须大于所述无电接触能量传输所用的电磁耦合能量传输模块。
同时，为了避免电磁耦合能量传输中因为温度、空间位置变化等造成的剧烈的能量耦合效率变化，能量输入侧必然会具有一个输出稳压模块，用于将整流输出的第一级直流电能稳压为负载所需的第二级直流电能，而且所述输出稳压模块的功率等级往往大于所述无电接触能量传输所用的电磁耦合能量传输模块。
因此，所述商品化无电接触能量传输系统的成本是输入稳压模块+电磁耦合能量传输模块+输出稳压模块之和，一般是同等功率的直流调压电源的4倍以上。
进一步，所述输入稳压模块和输出稳压模块的转换效率<100%，因此必然产生与最终输出功率成比例的热量以及温度，因此需要大尺寸散热装置甚至主动制冷散热机构限制能量输入侧的温升，不仅大幅度增加体积、噪音，而且还增加了成本。
综合而言，当前的商品化无电接触能量传输系统的缺点是：成本高、体积大、温度高、效率低。在现实生活中，一套采用50Hz 220V交流电供电的200W级无电接触能量传输系统商品，批发价大约1200元，而同等功率的采用50Hz 220V交流电供电的直流输出电源批发价不到200元，而且具有1000Wh锂电池并采用200W充电的电动工具、电动交通工具批发价也仅仅1200至1800元。
因此直至本文撰写阶段，还没有一款大规模商业推广的超过100W级别的商品化无电接触能量传输系统。
参考当前已经非常成熟的50Hz 220V交流电供电的直流输出电源，可知如果能实现高频次、高抗干扰、准确的功率调节信息反馈，必然可以移除输入稳压模块和输出稳压模块以及配套的散热机构，当然可以大幅度降低成本、降低温度、减小体积和提高效率。
根据上述背景情况的分析可知，采用射频方式进行功率调节信息反馈的技术路线是低频次的，而采用WPC组织推行的带内数字通信技术也是低频次的，因此电磁波、磁场耦合两条技术路线都不行。但是由于声波/振动很容易被外界干扰，以及对外界产生噪声，因此也不适合用于商业化复杂环境中的高频次实时准确功率调节信息反馈。而光通信虽然抗干扰性非常强、高频次实时性也非常好，但是由于抗污特性差，而且要求商品外壳需要对通信用光谱透明，因此也很难被商业化普及。
综上所述，必须发明一种全新的通信方式用于电磁耦合能量传输领域，通过达成高频次、高抗干扰、准确的功率调节信息反馈进而实现大幅度降低成本、降低温度、减小体积和提高效率的最终目标。
发明内容
本发明揭示了一种采用电场耦合技术进行功率调节信息反馈的电磁耦合能量传输系统，所述电场耦合技术实现了高频次的功率调节信息反馈，不仅抗干扰性强、对外界干扰少，而且抗污性很好、通信范围较大，因此本发明揭示的电磁耦合能量传输系统能实现大幅度降低成本、降低温度、减小体积和提高效率的最终目标。
本发明的技术路线是在电磁耦合能量传输系统上增加一套采用“信号输出端数字信号-信号输出端电压信号-信号输出端电场信号-空间电场耦合-信号输入端电场信号-信号输入端电压信号-信号输入端数字信号”分级信号传递的电路系统，从而实现了通过电场耦合技术实现信号传递的功能。
具体实现方法是，电磁耦合能量传输系统具有能量输出侧与能量输入侧，所述能量输出侧具有第一电能转换模块、第一控制模块、第一通信模块、第一电场耦合电极模块和第一线圈，所述能量输入侧具有第二电能转换模块、第二电能监控模块、第二控制模块、第二通信模块、第二电场耦合电极模块和第二线圈；所述第一控制模块控制所述第一能量转换模块将外部电源转换产生第一交流电后传输给所述第一线圈，由所述第一线圈产生交变磁场感应所述第二线圈后产生相应的第二交流电，所述第二电能转换模块将所述第二交流电转换产生第三电能后再经过所述第二电能监控模块提供给负载，从而完成电磁耦合能量系统的能量传递功能；所述第二电能监控模块将采集到的所述第三电能信息传递给所述第二控制模块，所述第二控制模块将接收到的所述第三电能信息经过预设的第二程序生成第二信息并传递给所述第二通信模块，所述第二通信模块将所述第二信息调制产生第二信号后传递给所述第二电场耦合电极模块，所述第二电场耦合电极模块产生与所述第二信号一致的第二电场，再通过电场耦合方式将所述第二电场耦合到所述第一电场耦合电极模块并产生第一电场，所述第一电场会产生第一信号并传递给所述第一通信模块，所述第一通信模块收到所述第一信号后解调产生第一信息并传递给所述第一控制模块，所述第一控制模块根据所述第一信息经过预设的第一程序产生控制所述第一电能转换模块的控制信号，从而完成电磁耦合能量系统的功率调节信息反馈；所述第一信号和所述第二信号为具有频率信息、相位信息、幅值信息、高电平占比信息中一种或者多种的电压信号，尤其频率信息、相位信息是具有极强抗干扰性的。并且第一电场耦合电极模块和所述第二电场耦合电极模块分别具有至少一片导体制作的电极片单元。
在实际应用中，能量输出侧也有可能需要根据需要向能量输入侧传递前馈信息。具体实现方式是所述第一控制模块根据预设的第三程序生成包含前馈信息的第三信息后传递给所述第一通信模块，所述第一通信模块调制产生第三信号后传递给所述第一电场耦合电极模块，所述第一电场耦合电极模块产生与所述第三信号一致的第三电场，通过电场耦合方式将所述第三电场耦合到所述第二电场耦合电极模块并产生第四电场，所述第四电场会产生第四信号并传递给所述第二通信模块，所述第二通信模块收到所述第四信号后解调产生第四信息并传递给所述第二控制模块；而所述第三信号和所述第四信号为具有频率信息、相位信息、幅值信息、高电平占比信息中一种或者多种的电压信号。
在现实使用中，由于第一电场耦合电极模块和第一线圈这两者与所述第一电能转换模块、第一控制模块和第一通信模块这三者很可能是分隔在一条将电路相关方电连接的电缆两端的，因此第一电场耦合电极模块与第一通信模块之间传递的第一信号或者第三信号很容易被第一能量转换模块与第一线圈之间传递的高功率电压电流干扰的，因此需要第一电场耦合电极模块与第一通信模块之间传递的第一信号或者第三信号采用差分信号模式应对，通过差分信号模式具有抗共模干扰能力强的优点应对第一能量转换模块与第一线圈之间传递的高功率电压电流干扰或者其他外界电干扰。具体实现方式是在第一电场耦合电极模块旁设置第一差分信号产生模块，所述第一信号输入到所述第一差分信号产生模块产生所述第一差分信号再传递给所述第一通信模块；以及第一差分信号产生模块具有将差分信号转换为单电压信号的功能，所述第一通信模块产生第三差分信号并传递给第一差分信号产生模块后生成单电压的第三信号，最终传递给第一电场耦合电极模块。
同样情况，由于第二电场耦合电极模块和第二线圈这两者与所述第二电能转换模块、第二控制模块和第二通信模块这三者也可能是分隔在一条将电路相关方电连接的电缆两端的，因此在第二电场耦合电极模块旁设置第二差分信号产生模块，所述第四信号输入到所述第二差分信号产生模块产生所述第四差分信号再传递给所述第二通信模块；以及第二差分信号产生模块具有将差分信号转换为单电压信号的功能，所述第二通信模块产生第二差分信号并传递给第二差分信号产生模块后生成单电压的第二信号，最终传递给第二电场耦合电极模块。
在现实使用中，又由于第一电场耦合电极模块和第二电场耦合电极模块靠近第一线圈和第二线圈，而第一线圈和第二线圈工作时产生的空间交变磁场在第一电场耦合电极模块和第二电场耦合电极模块上感应产生的交变电压V1M与V2M，叠加第一线圈和第二线圈的各自配套功率电路工作时产生的交变电势在第一电场耦合电极模块和第二电场耦合电极模块上耦合产生的交变电压V1E与V2E之和为V1与V2，此V1与V2会严重干扰第一信号、第二信号、第三信号和第四信号。为了解决这一问题，本发明设置第一电场耦合电极模块具有第一组电极和第二组电极，并且所述第一组电极和所述第二组电极分别具有至少一个电极片；所述第二电场耦合电极模块具有第三组电极和第四组电极，并且所述第三组电极和所述第四组电极分别具有至少一个电极片；所述第一组电极的至少一个电极片与所述第三组电极的至少一个电极片在空间上处于基本正对位置，所述第二组电极片的至少一个电极片与所述第四组电极的至少一个电极片在空间上处于基本正对位置；以及还具有靠近所第一电场耦合电极模块的第三信号产生模块和靠近第二电场耦合电极模块的第四差分信号产生模块；第二通信模块产生的第二信号输入到第四差分信号产生模块产生一对第二差分电压信号，所述第二差分电压信号中的编号2-1信号传递给所述第三组电极，所述第二差分电压信号中的编号2-2信号传递给所述第四组电极；通过电场耦合作用，第一组电极产生编号1-1信号，第二组电极产生编号1-2信号，编号1-1信号与编号1-2信号同时传递到第三信号产生模块后产生第一信号再传递给第一通信模块；此时第一信号为单电平信号或者一对具有差分特征的差分信号。
当第一通信模块需要向第二通信模块传递前馈信息时，为了克服上述V1与V2的干扰，不仅设置靠近第一电场耦合电极模块的具有产生差分信号的功能的第三差分信号产生模块、靠近第二电场耦合电极模块的具有输入差分信号并输出差分信号或者单电压信号的功能的第四信号产生模块，而且同样采用第一电场耦合电极模块具有第一组电极和第二组电极，并且第一组电极和第二组电极分别具有至少一个电极片，以及第二电场耦合电极模块具有第三组电极和第四组电极，并且第三组电极和第四组电极分别具有至少一个电极片；第一组电极的至少一个电极片与所述第三组电极的至少一个电极片在空间上处于基本正对位置，第二组电极片的至少一个电极片与所述第四组电极的至少一个电极片在空间上处于基本正对位置；第一通信模块产生的第三信号输入到第三差分信号产生模块产生一对第一差分电压信号，第一差分电压信号中的编号1-3信号传递给第一组电极片，第一差分电压信号中的编号1-4信号传递给第二组电极片；通过电场耦合作用，第三组电极片产生编号2-3信号，第四组电极片产生编号2-4信号，编号2-3信号与编号2-4信号同时传递给第四信号产生模块后产生第四信号再传递给第二通信模块。第四信号为单电平信号或者一对具有差分特征的差分信号。
依据前述几个段落描述的内容第一电场耦合电极模块具有至少一个电极片，编号A1、A2至AN，第二电场耦合电极模块具有至少一个电极片，编号B1、B2至BN；在所述一种电磁耦合能量传输系统工作时，A1电极片必然有空间上几乎正对的B1电极片，A2电极片必然有空间上几乎正对的B2电极片，所述对应关系还延伸至AN电极片必然有空间上几乎正对的2N电极片，并且A1电极片与B1电极片的面积之比不超过10倍，A2电极片与B2电极片的面积之比不超过10倍，所述面积之比关系还延伸至AN电极片与AN电极片的面积之比不超过10倍。
为了减少电磁耦合能量过程中交变磁场在电池片单元上产生的涡流损耗，任一与所述第一线圈或者第二线圈最小间距小于5mm的所述电极片单元在所述第一线圈靠近所述第二线圈一侧面所在平面的投影内任一点a都具有至少一条穿过所述点a的直线段L，所述直线段L的两个端点b和c分别为此所述电极片在所述第一线圈靠近所述第二线圈一侧面所在平面的投影的轮廓线上的点，且所述直线段L的长度小于所述一种电磁耦合能量传输系统工作时所述第一交流电的频率对应的趋肤深度的30倍。
通过上述方式，本发明具有的有益效果是：可以通过极低成本实现高效率电磁耦合能量传输距离内高频次、高准确性、高实时性、高抗扰性、低对外噪声的有效信息交互，帮助电磁耦合能量传输系统大幅度精简设计，降低商业化中的成本、体积、热量，提高产品的寿命与功率密度。
附图说明
图1是本发明的第一种实施例。
图2是本发明的第二种实施例。
图3是本发明的第三种实施例。
图4是本发明的第四种实施例。
图5是本发明的第五种实施例。
图6是本发明的电场耦合电极模块的第一种实施例。
图7是本发明的电场耦合电极模块的第二种实施例。
图8是本发明的电场耦合电极模块的第三种实施例。
图9是本发明的电场耦合电极模块的第四种实施例。
图10是本发明的电场耦合电极模块的第五种实施例。
图11是本发明的第一种信息与信号特征。
图12是本发明的第二种信息与信号特征。
图13是本发明的第三种信息与信号特征。
图14是本发明的第四种信息与信号特征。
图15是本发明的电场耦合电极模块的第一种波形特征。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，并不限定本发明的应用范围，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图将本发明应用于其他类似场景；如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词语并非特指单数，也可以包括复数。一般来说，术语“包括”或“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。
如图1所示，电磁耦合能量输出侧包括有第一电能转换模块AC OUTPUT、第一控制模块CONTROLLOR-T、第一通信模块COM MODEL-T、第一电场耦合电极模块101和第一线圈301，电磁耦合能量输入侧包括有第二电能转换模块REAC MODEL、第二电能监控模块OUTPUTMONITOR MODEL、第二控制模块CONTROLLOR-R、第二通信模块COM MODEL-R、第二电场耦合电极模块102和第二线圈302。在本发明的电磁耦合能量传输系统工作时，第一电场耦合电极模块101与第二电场耦合电极模块102基本正对，第一通信模块COM MODEL-T与第二通信模块COM MODEL-R之间通过向各自电连接的电场耦合电极模块101/102输出或者接收电压信号实现实时通信。图11展示了第二通信模块COM MODEL-R向第一通信模块COM MODEL-T传输信息时的信号特征，其中第二信号2ndsignal是第二通信模块COM MODEL-R产生并传递给第二电场耦合电极模块102的，经过电场耦合作用，第一电场耦合电极模块101产生了第一信号1stsignal并传递给第一通信模块COM MODEL-T。因为电场耦合的效率无法做到100%，因此第二信号2ndsignal的电压值是大于第一信号1stsignal的。因为第二信号2ndsignal是一种调频与调占空比的方波类型信号，因此第一信号1stsignal也是具有相同频率特性与占空比特性的方波类型信号，第一通信模块COM MODEL-T只需要识别出第一信号1stsignal的频率特性与占空比特性，就能实时获得第二通信模块COM MODEL-R传输的信息。在图11中，频率为A时，电磁耦合能量输出侧无需改变输出的能量，而频率为A+b时，电磁耦合能量输出侧需要增加f(b)%的能量；一个或者连续多个占空比大约50%的方波，代表传递的数字信号是布尔数字1，一个或者连续多个占空比大约25%的方波，代表传递的数字信号是布尔数字0。
图2的实施例相比图1增加了A类差分信号产生模块201/202，第一通信模块COMMODEL-T与第一A类差分信号产生模块201之间采用差分信号通信，通信的信息是第一信息或者第三信息；第一电场耦合电极模块101与第一A类差分信号产生模块201之间采用单电压信号通信，通信的信号是第一信号或者第三信号；第一信号和第一信息通过第一A类差分信号产生模块201实现转换；第三信号和第三信息通过第一A类差分信号产生模块201实现转换。第二通信模块COM MODEL-R与第二A类差分信号产生模块202之间采用差分信号通信，通信的信息是第二信息或者第四信息；第二电场耦合电极模块102与第二A类差分信号产生模块202之间采用单电压信号通信，通信的信号是第二信号或者第四信号；第二信号和第二信息通过第二A类差分信号产生模块202实现转换；第四信号和第四信息通过第二A类差分信号产生模块202实现转换。图12展示了第二通信模块COM MODEL-R向第一通信模块COMMODEL-T传输信息时的信号特征，第二通信模块COM MODEL-R输出一对2ndmassage+与2ndmassage-差分信号传递到第二A类差分信号产生模块202后产生2ndsignal，通过电场耦合作用，第一电场耦合电极模块101产生1stsignal并传递给第一A类差分信号产生模块201，第一A类差分信号产生模块201从而产生一对1ndmassage+与1ndmassage-差分信号传递到第一通信模块COM MODEL-T。
图3的实施例相比图1增加了B类差分信号产生模块203/204，第一通信模块COMMODEL-T与第一B类差分信号产生模块203之间采用单电压信号通信，通信的信息是第一信息或者第三信息；第一电场耦合电极模块101具有第一组电极1011和第二组电机1012，分别与第一B类差分信号产生模块203的差分信号输入输出引脚电连接，通信的信号是第一信号或者第三信号；第一信号和第一信息通过第一B类差分信号产生模块203实现转换；第三信号和第三信息通过第一B类差分信号产生模块203实现转换。第二通信模块COM MODEL-R与第二B类差分信号产生模块204之间采用单电压信号通信，通信的信息是第二信息或者第四信息；第二电场耦合电极模块102具有第三电极1021和第四电极1022，分别与第二B类差分信号产生模块204的差分信号输入输出引脚电连接，通信的信号是第二信号或者第四信号；第二信号和第二信息通过第二B类差分信号产生模块204实现转换；第四信号和第四信息通过第二B类差分信号产生模块204实现转换。图13展示了第二通信模块COM MODEL-R向第一通信模块COM MODEL-T传输信息时的信号特征，第二通信模块COM MODEL-R输出2ndmassage信号传递到第二B类差分信号产生模块204后产生2ndsignal+与2ndsignal-再分别传递给第三电极1021和第四电极1022，通过电场耦合作用，第一组电极1011和第二组电机1012分别产生1stsignal+和1st signal-并传递给第一B类差分信号产生模块203，第一B类差分信号产生模块203从而产生1ndmassage传递到第一通信模块COM MODEL-T。
图4的实施例相比图1增加了C类差分信号产生模块205/206，第一通信模块COMMODEL-T与第一C类差分信号产生模块205之间采用差分信号通信，通信的信息是第一信息或者第三信息；第一电场耦合电极模块101具有第一组电极1011和第二组电机1012，分别与第一C类差分信号产生模块205的差分信号输入输出引脚电连接，通信的信号是第一信号或者第三信号；第一信号和第一信息通过第一C类差分信号产生模块205实现转换；第三信号和第三信息通过第一C类差分信号产生模块205实现转换。第二通信模块COM MODEL-R与第二C类差分信号产生模块206之间采用差分信号通信，通信的信息是第二信息或者第四信息；第二电场耦合电极模块102具有第三电极1021和第四电极1022，分别与第二C类差分信号产生模块206的差分信号输入输出引脚电连接，通信的信号是第二信号或者第四信号；第二信号和第二信息通过第二C类差分信号产生模块206实现转换；第四信号和第四信息通过第二C类差分信号产生模块206实现转换。图14展示了第二通信模块COM MODEL-R向第一通信模块COM MODEL-T传输信息时的信号特征，第二通信模块COM MODEL-R输出一对2ndmassage+与2ndmassage-差分信号传递到第二C类差分信号产生模块206后产生2ndsignal+与2ndsignal-再分别传递给第三电极1021和第四电极1022，通过电场耦合作用，第一组电极1011和第二组电机1012分别产生1stsignal+和1st signal-并传递给第一C类差分信号产生模块205，第一C类差分信号产生模块205从而产生一对1ndmassage+与1ndmassage-差分信号传递到第一通信模块COM MODEL-T。
图5是在图4基础上，为电磁耦合能量输出侧增加了电缆4。
图6至10是五种电场耦合电极模块101/102的电极片的形态，以及与第一或第二线圈301/302的位置关系。经过测试，较优秀的是图10的位置关系：第一电场耦合电极模块101的第一组电极1011设置于第一线圈301的中心孔内侧、第二组电极1012设置于第一线圈301的外周外侧，第二电场耦合电极模块102的第三组电极1021设置于第二线圈302的中心孔内侧、第四组电极1022设置于第二线圈302的外周外侧，并且第一电场耦合电极模块101的电极片到第一线圈301的最短距离大于2mm、第二电场耦合电极模块102的电极片到第二线圈302的最短距离大于2mm，还并且在本发明所述电磁耦合能量传输系统工作时，第一组电极1011与第三组电极1021基本正对、第二组电极1012与第四组电极1022基本正对。因此如图15所示，采用图10形态的电磁耦合能量传输系统，电磁耦合能量输入侧通过图14的实施例向电磁耦合能量输出侧通过电场耦合作用传递信号时，第一组电极1011与第二组电极1012上的信号具有明显的抑制第一线圈301或者第二线圈302或者外界电信号共模干扰的差分信号特征。进一步，即使电磁耦合能量输出侧与电磁耦合能量输入侧之间有了明显的偏移，由于第一组电极1011和第二组电极1012到第二线圈的距离是等值变化的，因此作用在第一组电极1011与第二组电极1012上的共模干扰信号也会等值变化，不影响对差分信号的识别。
Claims (10)
1.一种电磁耦合能量传输系统，其特征是，具有能量输出侧与能量输入侧，所述能量输出侧具有第一电能转换模块、第一控制模块、第一通信模块、第一电场耦合电极模块和第一线圈，所述能量输入侧具有第二电能转换模块、第二电能监控模块、第二控制模块、第二通信模块、第二电场耦合电极模块和第二线圈；
所述第一控制模块控制所述第一能量转换模块将外部电源转换产生第一交流电后传输给所述第一线圈，由所述第一线圈产生交变磁场感应所述第二线圈后产生相应的第二交流电，所述第二电能转换模块将所述第二交流电转换产生第三电能后再经过所述第二电能监控模块提供给负载；
所述第二电能监控模块将采集到的所述第三电能信息传递给所述第二控制模块，所述第二控制模块将接收到的所述第三电能信息经过预设的第二程序生成第二信息并传递给所述第二通信模块，所述第二通信模块将所述第二信息调制产生第二信号后传递给所述第二电场耦合电极模块，所述第二电场耦合电极模块产生与所述第二信号一致的第二电场，再通过电场耦合方式将所述第二电场耦合到所述第一电场耦合电极模块并产生第一电场，所述第一电场会产生第一信号并传递给所述第一通信模块，所述第一通信模块收到所述第一信号后解调产生第一信息并传递给所述第一控制模块，所述第一控制模块根据所述第一信息经过预设的第一程序产生控制所述第一电能转换模块的控制信号；
所述第一信号和所述第二信号为具有频率信息、相位信息、幅值信息、高电平占比信息中一种或者多种的电压信号；
所述第一电场耦合电极模块和所述第二电场耦合电极模块分别具有至少一片导体制作的电极片单元。
2.根据权利要求1所述一种电磁耦合能量传输系统，其特征是，所述第一控制模块根据预设的第三程序生成第三信息后传递给所述第一通信模块，所述第一通信模块调制产生第三信号后传递给所述第一电场耦合电极模块，所述第一电场耦合电极模块产生与所述第三信号一致的第三电场，通过电场耦合方式将所述第三电场耦合到所述第二电场耦合电极模块并产生第四电场，所述第四电场会产生第四信号并传递给所述第二通信模块，所述第二通信模块收到所述第四信号后解调产生第四信息并传递给所述第二控制模块；
所述第三信号和所述第四信号为具有频率信息、相位信息、幅值信息、高电平占比信息中一种或者多种的电压信号。
3.根据权利要求1所述一种电磁耦合能量传输系统，其特征是，还具有第一差分信号产生模块，所述第一信号为一对具有差分特征的第一差分信号；
所述第一信号输入到所述第一差分信号产生模块产生所述第一差分信号再传递给所述第一通信模块。
4.根据权利要求3所述一种电磁耦合能量传输系统，其特征是，所述第一差分信号产生模块具有将差分信号转换为单电压信号的功能，并且所述第三信号为一对具有差分特征的第三差分信号；
所述第一通信模块产生第三差分信号并传递给第一差分信号产生模块后生成单电压的第三信号，最终传递给第一电场耦合电极模块。
5.根据权利要求2所述一种电磁耦合能量传输系统，其特征是，还具有第二差分信号产生模块，所述第四信号为一对具有差分特征的第四差分信号；
所述第四信号输入到所述第二差分信号产生模块产生所述第四差分信号再传递给所述第二通信模块。
6.根据权利要求5所述一种电磁耦合能量传输系统，其特征是，所述第二差分信号产生模块具有将差分信号转换为单电压信号的功能，并且所述第二信号为一对具有差分特征的第二差分信号；
所述第二通信模块产生第二差分信号并传递给第二差分信号产生模块后生成单电压的第二信号，最终传递给第一电场耦合电极模块。
7.根据权利要求1所述一种电磁耦合能量传输系统，其特征是，还具有第三信号产生模块和第四差分信号产生模块；
所述第一电场耦合电极模块具有第一组电极和第二组电极，并且所述第一组电极和所述第二组电极分别具有至少一个电极片；
所述第二电场耦合电极模块具有第三组电极和第四组电极，并且所述第三组电极和所述第四组电极分别具有至少一个电极片；
所述第一组电极的至少一个电极片与所述第三组电极的至少一个电极片在空间上处于基本正对位置，所述第二组电极片的至少一个电极片与所述第四组电极的至少一个电极片在空间上处于基本正对位置；
所述第一信号为单电平信号或者一对具有差分特征的差分信号；
所述第二信号输入到所述第四差分信号产生模块产生一对第二差分电压信号，所述第二差分电压信号中的编号2-1信号传递给所述第三组电极，所述第二差分电压信号中的编号2-2信号传递给所述第四组电极；
所述第一组电极通过电场耦合产生编号1-1信号，所述第二组电极通过电场耦合产生编号1-2信号，所述编号1-1信号与所述编号1-2信号同时传递到所述第三信号产生模块后产生所述第一信号再传递给所述第一通信模块。
8.根据权利要求2所述一种电磁耦合能量传输系统，其特征是，还具有第三差分信号产生模块和第四信号产生模块；
所述第一电场耦合电极模块具有第一组电极和第二组电极，并且所述第一组电极和所述第二组电极分别具有至少一个电极片；
所述第二电场耦合电极模块具有第三组电极和第四组电极，并且所述第三组电极和所述第四组电极分别具有至少一个电极片；
所述第一组电极的至少一个电极片与所述第三组电极的至少一个电极片在空间上处于基本正对位置，所述第二组电极片的至少一个电极片与所述第四组电极的至少一个电极片在空间上处于基本正对位置；
所述第四信号为单电平信号或者一对具有差分特征的差分信号；
所述第三信号输入到所述第三差分信号产生模块产生一对第一差分电压信号，所述第一差分电压信号中的编号1-3信号传递给所述第一组电极片，所述第一差分电压信号中的编号1-4信号传递给所述第二组电极片；
所述第三组电极片通过电场耦合产生编号2-3信号，所述第四组电极片通过电场耦合产生编号2-4信号，所述编号2-3信号与所述编号2-4信号同时传递给所述第四信号产生模块后产生所述第四信号再传递给所述第二通信模块。
9.根据权利要求1或2所述一种电磁耦合能量传输系统，其特征是，所述第一电场耦合电极模块具有超过一个电极片，编号A1、A2至AN，所述第二电场耦合电极模块具有超过一个电极片，编号B1、B2至BN；
在所述一种电磁耦合能量传输系统工作时，A1电极片必然有空间上几乎正对的B1电极片，A2电极片必然有空间上几乎正对的B2电极片，所述对应关系还延伸至AN电极片必然有空间上几乎正对的BN电极片，并且A1电极片与B1电极片的面积之比不超过10倍，A2电极片与B2电极片的面积之比不超过10倍，所述面积之比关系还延伸至AN电极片与BN电极片的面积之比不超过10倍。
10.根据权利要求1所述一种电磁耦合能量传输系统，其特征是，任一与所述第一线圈或者第二线圈最小间距小于5mm的所述电极片单元在所述第一线圈靠近所述第二线圈一侧面所在平面的投影内任一点a都具有至少一条穿过所述点a的直线段L，所述直线段L的两个端点b和c分别为此所述电极片在所述第一线圈靠近所述第二线圈一侧面所在平面的投影的轮廓线上的点，且所述直线段L的长度小于所述一种电磁耦合能量传输系统工作时所述第一交流电的频率对应的趋肤深度的30倍。
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