JP2017515445A - 動的ワイヤレス充電のためのベース配電ネットワーク - Google Patents

Abstract

動的システムは、電気車両が車道に沿って移動する時に電気車両に電力をワイヤレスに提供するために車道内に設置され得る多数のコイル(充電パッド)を必要とする可能性がある。これらのコイルの各々内の電流は、電力を効率的に利用し、通過する車両に電力を正しく伝えるために、車両がコイルの上を運転する時にオンおよびオフに切り替えられる必要があるものとされ得る。これらのコイルの背後の供給ネットワークは、最小限のインフラストラクチャおよびコストを伴って個々のコイルを管理できると同時に、要求される電力を電力グリッドからこれらのパッドに効率的かつ安全に配電できることが必要である可能性がある。供給ネットワークは、モジュラ要素内に充電コイル、スイッチ、ローカルコントローラ、および配電回路構成を含むことができ、このモジュラ要素は、外部源から電力を受電することができ、中央コントローラによって制御され得る。

Description

本願は、全般的には電気車両などの充電可能デバイスのワイヤレス電力充電(wireless power charging)に関する。

バッテリなどのエネルギー貯蔵デバイスから受電される電気から導出される移動力を含む、車両などの充電可能システムが導入されてきた。たとえば、ハイブリッド電気車両は、車両を充電するために、車両制動および伝統的なモータからの電力を使用する車載充電器を含む。純粋に電気的な車両は、一般に、他の源からバッテリを充電するための電気を受電する。バッテリ電気車両は、しばしば、家庭用交流(AC)供給源または商用AC供給源など、何らかのタイプの有線ACを介して充電されるように提案される。有線の充電接続は、電源に物理的に接続されるケーブルまたは他の同様のコネクタを必要とする。ケーブルおよび同様のコネクタは、時々、不便または面倒であり、他の欠点を有する可能性がある。有線充電解決策の欠陥の一部を克服するために、電気車両を充電するのに使用される、自由空間内で電力を転送することのできる(たとえば、ワイヤレス場を介して)ワイヤレス充電システムを提供することが望ましい。さらに、ワイヤレス充電システムは、実用的な形における延長された移動距離を介して、移動する受電器への連続的な電力の転送を正しく調整するために、複数のベースパッドを調整できなければならない。

本明細書において開示される実施形態は、それぞれ、複数の革新的態様を有し、それらの態様のどの単一の1つであっても、単独で本発明の望ましい属性の責任を負うものではない。以下の特許請求の範囲によって表される範囲を限定することなく、より顕著な特徴が、ここで短く開示される。この議論を検討した後には、様々な実施形態の特徴が、現在の動的ワイヤレス充電システムに対する様々な利点をどのようにして提供するのかが理解される。

本発明の一実施形態は、ワイヤレス電力を提供するように構成された充電コイルの第1のセットと、充電コイルの第1のセットへの電力を選択的に制御するように構成されたスイッチの第1のセットと、ワイヤレス電力を提供するように構成された充電コイルの第2のセットと、充電コイルの第2のセットへの電力を選択的に制御するように構成されたスイッチの第2のセットと、スイッチの第1のセットおよび第2のセットを制御するように構成された制御ユニットとを含む、電力を配電するためのデバイスを含む。充電コイルの第1のセットおよび第2のセットは、インターリーブされ得、スイッチの第1のセットは、充電コイルの第1のセットの1つの充電コイルを制御ユニットにそれぞれ結合するように構成され得、スイッチの第2のセットは、充電コイルの第2のセットの1つの充電コイルを制御ユニットにそれぞれ結合するように構成され得る。

別の実施形態において、本発明は、電力を配電するための方法であって、スイッチの第1のセットを介して充電コイルの第1のセットの1つの充電コイルを制御ユニットに選択的に結合するステップであって、充電コイルは、ワイヤレス電力を提供するように構成される、結合するステップを含む方法を含むことができる。この方法は、スイッチの第2のセットを介して充電コイルの第2のセットの1つの充電コイルを制御ユニットに選択的に結合するステップであって、充電コイルは、ワイヤレス電力を提供するように構成される、結合するステップをさらに含む。この方法は、電力を配電するために、充電コイルの第1のセットの1つの充電コイルと充電コイルの第2のセットの1つの充電コイルとを介してワイヤレス場を生成するステップをさらに含む。充電コイルの第1のセットおよび第2のセットは、インターリーブされる。

代替実施形態は、ワイヤレス電力を提供するための手段の第1のセットと、ワイヤレス電力を提供するための手段の第2のセットと、ワイヤレス電力提供手段の第1のセットに電力を選択的に提供するように構成された選択的に制御するための手段の第1のセットと、ワイヤレス電力提供手段の第2のセットに電力を選択的に提供するように構成された選択的に制御するための手段の第2のセットと、選択的に制御する手段の第1のセットおよび選択的に制御する手段の第2のセットを制御するための手段とを含む、電力を配電するためのデバイスを含むことができる。ワイヤレス電力提供手段の第1のセットおよび第2のセットは、インターリーブされる。選択的に制御する手段の第1のセットの各々は、ワイヤレス電力提供手段の第1のセットの1つを制御する手段にそれぞれ結合するようにさらに構成され、選択的に制御する手段の第2のセットの各々は、ワイヤレス電力提供手段の第2のセットの1つを制御する手段にそれぞれ結合するようにさらに構成される。

上で述べた諸態様ならびに本技術の他の特徴、態様、および利点について、これから添付図面を参照して様々な実施形態に関連して説明する。しかしながら、図示の実施形態は、単なる例であり、限定的であることは意図されていない。図面全体を通じて、同様の記号は、文脈がそうではないと規定しない限り、通常は同様のコンポーネントを識別する。以下の図面の相対的な寸法が、原寸通りに描かれていない場合があることに留意されたい。

一実施態様の例による、ワイヤレス給電システムを示す機能ブロック図である。 別の例の実施態様による、ワイヤレス給電システムを示す機能ブロック図である。 いくつかの例の実施態様による、送電アンテナまたは受電アンテナを含む図2の送電回路構成または受電回路構成の一部を示す概略図である。 動的ワイヤレス充電システムの様々なコンポーネントが車道の下に設置される、車道に沿って移動する少なくとも1つの車両パッドを有する電気車両を示す概略図である。 並列化された配電ネットワークを含むモジュラベースアレイネットワーク(BAN:base array network)を示す概略図である。 モジュラエンクロージャの例に含まれる図5aに示されたベースアレイネットワーク(BAN)モジュールの実施形態を示す図である。 導管およびエンクロージャに接続されている間の、車道内の図5からの複数のBANモジュールの設置の例を示す図である。 図4〜図6のBANモジュールの実施形態の2つの連続する例を示す、概略図および対応する透視図である。 ワイヤレス電力を配電する1つの方法を示す流れ図である。

以下の詳細な説明では、本開示の一部を形成する添付図面を参照する。詳細な説明、図面、および特許請求の範囲において説明される例示的な実施形態は、限定的であることは意図されていない。本明細書において提示される主題の趣旨または範囲から逸脱することなく、他の実施形態が利用されてよく、他の変更が行われてよい。本明細書において全体的に説明され、図に示される本開示の態様は、様々な異なる構成で配置され、置換され、結合され、設計されてよく、それらのすべては、明示的に企図され、本開示の一部を形成することが容易に理解されよう。

ワイヤレス給電は、物理的な電気導体の使用を伴わない、送電器から受電器への電場、磁場、電磁場、または他に関連する任意の形のエネルギーの転送を指すことができる(たとえば、電力は、自由空間を介して転送され得る)。給電を達成するために、ワイヤレス場(たとえば、磁場または電磁場)の中に出力される電力を、「受電アンテナ」によって受電するか、取り込むか、または結合することができる。

本明細書では、リモートシステムについて説明するために電気車両が使用され、電気車両の例は、その移動能力の一部として、充電可能なエネルギー貯蔵デバイス(たとえば、1つまたは複数の再充電可能な電気化学電池または他のタイプのバッテリ)から導出される電力を含む車両である。非限定的な例として、一部の電気車両は、電気モータのほかに、直接移動のためまたは車両のバッテリを充電するために伝統的な燃焼機関を含むハイブリッド電気車両とされ得る。他の電気車両は、電力からすべての移動能力を引き出すことができる。電気車両は、自動車に限定されず、オートバイ、カート、スクータ、および類似物を含むことができる。限定ではなく例として、リモートシステムが、電気車両(EV)の形で本明細書で説明される。さらに、充電可能なエネルギー貯蔵デバイスを使用して少なくとも部分的に電力を与えられ得る他のリモートシステムも企図されている(たとえば、パーソナルコンピューティングデバイスおよび類似物などの電子デバイス)。

本明細書で用いられる用語は、特定の実施形態について説明することのみを目的とするものであり、本開示を限定することは意図されない。特定の数の特許請求要素が意図されている場合に、そのような意図は特許請求の範囲に明示的に記載されることになり、そのような記載がなければ、そのような意図は存在しないことが、当業者によって理解されよう。たとえば、本明細書で使用される単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈がはっきりと別段に指示しない限り、複数形も含むものとする。本明細書で使用される「および/または」という用語は、関連する列挙される項目のうちの1つまたは複数の項目のあらゆる組合せを含む。さらに、「含む(comprises)」、「含んでいる(comprising)」、「含む(includes)」、および「含んでいる(including)」という用語は、本明細書で使用される場合、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および/またはコンポーネントの存在を明示するが、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および/またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことが理解されよう。「のうちの少なくとも1つ」などの表現は、要素の列挙に先行する時に、要素のリスト全体を修飾するものであり、リストの個別の要素を修飾するのではない。

図1は、1つの例の実施態様による、ワイヤレス給電システム100の機能ブロック図である。入力電力102は、エネルギー転送を実行するためのワイヤレス場(たとえば、磁場または電磁場)105を生成するために、電源(この図には図示せず)から送電器104に供給され得る。受電器108は、ワイヤレス場105に結合し、出力電力110に結合されたデバイス(この図には図示せず)による貯蔵または消費のために出力電力110を生成することができる。送電器104と受電器108との両方が、距離112だけ分離される。

1つの例の実施態様において、送電器104および受電器108は、相互共振関係に従って構成される。受電器108の共振周波数および送電器104の共振周波数が実質的に同一であるか非常に近い時に、送電器104と受電器108との間の伝送損失は、最小限である。したがって、非常に近い(たとえば、時には数ミリメートル以内の)大型アンテナコイルを必要とする場合がある純粋に誘導性の解決策とは対照的に、より長い距離にわたって、ワイヤレス給電を提供することができる。したがって、共振誘導結合技法は、改善された効率と、様々な距離にわたる、様々な誘導コイル構成による給電とを可能にすることができる。

受電器108は、受電器108が送電器104によって作られたワイヤレス場105内に配置される時に、電力を受電することができる。ワイヤレス場105は、送電器104によって出力されたエネルギーを受電器108によって取り込むことができる領域に対応する。ワイヤレス場105は、下でさらに説明されるように、送電器104の「近接場」に対応することができる。送電器104は、エネルギーを受電器108に送電するための送電アンテナまたはコイル114を含むことができる。受電器108は、送電器104から送電されたエネルギーを受電するか、または取り込むための受電アンテナまたはコイル118を含むことができる。近接場は、送電コイル114から電力を最小限に放射する送電コイル114内の電流および電荷から生じる強い反応場が存在する領域に対応することができる。近接場は、送電コイル114の約1波長(または波長の分数)内にある領域に対応することができる。

上で説明されるように、電磁波内のエネルギーのほとんどを遠隔場に伝搬させるのではなく、ワイヤレス場105内のエネルギーの大きい部分を受電コイル118に結合することによって、効率的なエネルギー転送を行うことができる。ワイヤレス場105内に位置決めされる時に、送電コイル114と受電コイル118との間に、「結合モード」を発生させることができる。この結合が発生することのできる、送電アンテナ114および受電アンテナ118の周囲の区域は、本明細書において結合モード領域と呼ばれる。

図2は、別の例の実施態様による、ワイヤレス給電システム200の機能ブロック図である。システム200は、図1のシステム100と同様の動作および機能性を有するワイヤレス給電システムとされ得る。しかしながら、システム200は、ワイヤレス給電システム200のコンポーネントに関して、図1に対する追加の詳細を提供する。システム200は、送電器204および受電器208を含む。送電器204は、発振器222とドライバ回路224とフィルタおよび整合回路226とを含むことができる送電回路構成206を含むことができる。発振器222は、周波数制御信号223に応答して調整され得る所望の周波数において信号を生成するように構成され得る。発振器222は、発振器信号をドライバ回路224に供給することができる。ドライバ回路224は、入力電圧信号(VD)225に基づいて、たとえば送電アンテナ214の共振周波数において、送電アンテナ214を駆動するように構成され得る。ドライバ回路224は、発振器222から方形波を受け取り、正弦波を出力するように構成されたスイッチング増幅器とされ得る。たとえば、ドライバ回路224は、E級増幅器とされ得る。

フィルタおよび整合回路226は、高調波または他の望まれない周波数をフィルタリングによって除去し、送電器204のインピーダンスを送電アンテナ214に整合させることができる。送電アンテナ214の駆動の結果として、送電アンテナ214は、たとえば電気車両405のバッテリ236を充電するのに十分なレベルにおいて電力をワイヤレスに出力するために、ワイヤレス場205を生成することができる。

受電器208は、整合回路232と整流器回路234とを含むことができる受電回路構成210を含むことができる。整合回路232は、受電回路構成210のインピーダンスを受電アンテナ218に整合させることができる。整流器回路234は、図2に示されているように、交流(AC)電力入力から直流(DC)電力出力を生成してバッテリ236を充電することができる。受電器208および送電器204は、さらに、別々の通信チャネル219(たとえば、Bluetooth(登録商標)、Zigbee、セルラーなど)上で通信することができる。受電器208および送電器204は、その代わりに、ワイヤレス場205の特性を使用する帯域内シグナリングを介して通信することができる。

受電器208は、送電器204によって送電され受電器208によって受電される電力の量が、バッテリ236を充電するのに適当であるかどうかを判定するように構成され得る。

図3は、いくつかの例の実施態様による、図2の送電回路構成206または受電回路構成210の一部を示す概略図である。図3に示されているように、送電回路構成または受電回路構成350は、アンテナ352を含むことができる。アンテナ352は、「ループ」アンテナ352と呼ばれる場合もあり、あるいは、「ループ」アンテナ352として構成され得る。アンテナ352は、本明細書において「磁気」アンテナまたは誘導コイルと呼ばれる場合もあり、あるいは、「磁気」アンテナまたは誘導コイルとして構成され得る。「アンテナ」という用語は、一般に、別の「アンテナ」に結合するためのエネルギーをワイヤレスに出力するか、または受電することができるコンポーネントを指す。アンテナは、電力をワイヤレスに出力するか、または受電するように構成されるタイプのコイルと呼ばれる場合もある。本明細書において使用される時に、アンテナ352は、電力をワイヤレスに出力し、かつ/または受電するように構成されるタイプの「給電コンポーネント」の一例である。

アンテナ352は、空芯またはフェライトコアなどの物理的なコア(この図には図示せず)を含むことができる。空芯ループアンテナは、コアの付近に配置される外来物理デバイスに対してより許容力がある可能性がある。さらに、空芯ループアンテナ352は、コア区域内での他のコンポーネントの配置を可能にする。加えて、空芯ループは、送電アンテナ214(図2)の結合モード領域がより強力である可能性がある、送電アンテナ214の平面内での受電アンテナ218(図2)の配置をよりたやすく可能にすることができる。

上で述べたように、送電器104(図2では送電器204)と受電器108(図2では受電器208)との間のエネルギーの効率的な転送は、送電器104と受電器108との間の整合されたまたはほぼ整合された共振中に発生することができる。しかしながら、送電器104と受電器108との間の共振が整合されない時であっても、効率が影響を受ける可能性はあるが、エネルギーは転送され得る。たとえば、共振が整合されない時には、効率がより低くなる可能性がある。エネルギーの転送は、送電コイル114からのエネルギーを自由空間に伝搬させるのではなく、送電コイル114(図2では送電コイル214)のワイヤレス場105(図2ではワイヤレス場205)から、ワイヤレス場105の付近に存在する受電コイル118(図2では受電コイル218)にエネルギーを結合することによって行われる。

ループアンテナまたは磁気アンテナの共振周波数は、インダクタンスおよびキャパシタンスに基づく。インダクタンスは、単にアンテナ352によって作成されたインダクタンスとすることができるのに対して、キャパシタンスは、所望の共振周波数において共振構造を作成するために、アンテナのインダクタンスに加えられる場合がある。非限定的な例として、共振周波数の信号358を選択する共振回路を作成するために、送電回路構成または受電回路構成350にキャパシタ354およびキャパシタ356を追加することができる。したがって、より大きい直径のアンテナに関して、共振を持続させるのに必要なキャパシタンスのサイズは、ループの直径またはインダクタンスが増加するにつれて減少する可能性がある。

さらに、アンテナの直径が増加する時に、近接場の効率的なエネルギー転送面積は、増加する可能性がある。他のコンポーネントを使用して形成される他の共振回路も可能である。別の非限定的な例として、キャパシタを、回路構成350の2つの端子の間に並列に配置することができる。送電アンテナに関して、アンテナ352の共振周波数に実質的に対応する周波数を有する信号358を、アンテナ352への入力とすることができる。

図1において、送電器104は、送電コイル114の共振周波数に対応する周波数を有する、時間変動する磁場(または電磁場)を出力することができる。受電器108が、ワイヤレス場105内にある時に、時間変動する磁場(または電磁場)は、受電コイル118内に電流を誘導することができる。上で説明されるように、受電コイル118が、送電コイル114の周波数で共振するように構成される場合に、エネルギーは、効率的に転送され得る。受電コイル118内に誘導されるAC信号は、負荷を充電しまたはこれに電力を与えるために供給され得るDC信号を作るために、上で説明されたように整流され得る。

多くの現在のワイヤレス車両充電システムは、充電される電気車両が静止状態である、すなわち、ワイヤレス充電システムの付近または上で停止し、電気車両が、電荷を転送するためにワイヤレス充電システムによって生成されるワイヤレス場内に存在することを必要とする。したがって、電気車両がそのようなワイヤレス充電システムによって充電されつつある間は、その電気車両を輸送に使用することはできない。自由空間を介して電力を転送することができる動的ワイヤレス充電システムは、静止ワイヤレス充電ステーションの欠点の一部を克服することができる。

移動の経路に沿って直線的に配置された複数のベースパッドを含む動的ワイヤレス充電システムを有する車道上で、電気車両は、道路上で移動する間に複数のベースパッドの付近を移動することができる。電気車両が、その到達範囲を延長しまたは後に充電する必要を減らすために、移動している間に電気車両に電力を与えるためにそのバッテリまたはソースエネルギーを充電することを望む場合には、電気車両は、動的ワイヤレス充電システムが電気車両の移動の経路に沿ったベースパッドをアクティブ化することを要求することができる。そのような動的充電は、電気車両の電気移動システムに加えられる補助のまたは補足のモータシステム(たとえば、ハイブリッド/電気車両の二次ガソリンエンジン)の必要を減らしまたは除去するようにも働くことができる。したがって、電気車両の移動の経路に沿ってベースパッドを効率的かつ効果的にアクティブ化する動的ワイヤレス充電のシステムおよび方法が、必要である。

図4に、電気車両405にワイヤレス電力を供給するための、動的ワイヤレス充電システム400の並列化された配電ネットワークの様々なコンポーネントが車道410の下または横に設置される、車道410に沿って移動する少なくとも1つの車両パッド406を有する電気車両405の概略図を示す。車道410は、ページの左側からページの右側へ延びるものとして図示され、電気車両405は、車道410に沿って移動方向において左から右へ移動している。電気車両405は、1つまたは複数の車両パッド406を含むことができる。図4に示されているように、電気車両405は、車道410内で移動方向に設置されたベースパッド415a〜415rの上を通過しつつある。代替実施形態において、ベースパッド415は、車道410の表面の上、車道410の横、車道410の表面と同一平面、または車道410に沿って移動する電気車両405へのエネルギーのワイヤレス転送を可能にする任意の実施形態で設置され得る。

ベースパッド415a〜415rは、アクティブ化された時にワイヤレス場(この図には図示せず)を発し、少なくとも1つの車両パッド406を介して電気車両405に電力をワイヤレスに転送することができる。図示されているように、ベースパッド415a〜415rの真下には、スイッチ420a〜420rがあり、スイッチ420a〜420rには、ベースパッド415a〜415rが電気的に接続され得る。スイッチ420a〜420rの各々は、さらに、配電回路421a〜421fを介してローカルコントローラ425a〜425fに接続され得る。ローカルコントローラ425a〜425fは、バックボーン430を介して電源/インバータ435にも接続され得る。配電コントローラ445も、電源/インバータ435に接続され得る。電源/インバータ435は、さらに、電力源440に接続され得る。図示されているように、ベースパッド415、スイッチ420、およびローカルコントローラ425のグループは、ベースアレイネットワーク(BAN)モジュール450a〜450cのコンポーネントとされ得る。図示されているように、BANモジュール450のそれぞれのコンポーネントは、それぞれの共通の電流経路を示すために陰影を付けられている(BANモジュール450の詳細な議論は、下で図5aおよび図5bを参照して提供する)。

ベースパッド415は、電力をワイヤレスに転送するためにワイヤレス場(ここでは図示せず)を生成することのできるコイルを含むことができる。本明細書において使用される時に、充電パッドおよびベースパッドは、同一のコンポーネントを指すことができる。いくつかの実施形態において、ベースパッド415は、ワイヤレス電力を転送するためにワイヤレス場を生成するように構成された装置を含むことができ、この装置は、ワイヤレス場を生成することのできる1つまたは複数の誘導コイルまたは他のデバイスを含むことができる。いくつかの他の実施形態において、ベースパッド415は、ワイヤレス配電のためにワイヤレス場を生成することのできる個々の誘導コイルまたは同様のデバイスを指すことができる。電力をワイヤレスに転送するためにワイヤレス場を生成することのできる任意の構造が、本明細書において説明されるシステム内でベースパッド415として機能することができる。同様に、下で議論されるように、車両パッド406は、同様に、少なくとも1つの誘導コイルまたは同様のデバイスを含む装置を同様に記述することができ、あるいは、誘導コイルまたは同様のデバイスを直接に示すことができる。

電気車両405および車両パッド406が、動的ワイヤレス充電システム400を通って個々のベースパッド415a〜415rの上を移動する時に、配電コントローラ445は、電気車両405、電源/インバータ435、およびローカルコントローラ425a〜425fと通信することができる。動的ワイヤレス充電システム400に関する電気車両405の位置に依存して、配電コントローラ445は、電流を生成し、これをバックボーン430に配電するように電源/インバータ435に命令することができる。バックボーン430は、すべての接続されたローカルコントローラ425a〜425fに電流を供給するように働くことができ、この電流は、電気車両405に電力をワイヤレスに転送するためにベースパッド415a〜415rにさらに配電され得る。

ローカルコントローラ425a〜425fは、バックボーン430からの電流を制御することができ、あるいは、バックボーン430からの電流を調整することができる。いくつかの実施形態において、各BANモジュール450内のローカルコントローラ425は、お互いとは独立の制御が可能な個々の制御ユニットを含むことができる。いくつかの他の実施形態において、BANモジュール450内のローカルコントローラ425は、ローカルコントローラ425の両方を制御する単一の共有される制御ユニットまたはプロセッサを含むことができ、これと同時に、各ローカルコントローラは、独立の配電コンポーネントおよびバックボーン430からの電力入力と、単一のプロセッサの共有を介して他のローカルコントローラ425の動作とは独立に動作し機能する能力とを維持する。制御される電流または生成される電流は、ローカルコントローラ425a〜425fによって各接続されたベースパッド415a〜415rに配電され得る。配電回路421a〜421fは、ローカルコントローラ425a〜425fからの電流がそれを介してベースパッド415a〜415rに配電される電気構造を識別することができる。各ベースパッド415a〜415rに接続するスイッチ420a〜420r機能は、ローカルコントローラ425a〜425fによって供給される電流が接続されたベースパッド415a〜415rに達することを可能にすることができる。ベースパッド415a〜415rは、スイッチ420a〜420rを介してローカルコントローラ425a〜425fから電流を受電する時にワイヤレス場を生成することができ、電気車両405に電力をワイヤレスに転送するために車両パッド406に結合することができる。

動作中に、電気車両405は、ベースパッド415から電力を受電するようにその車両パッド406を位置決めされ、構成された状態で、車道410に沿って移動することができる。ベースパッド415a〜415rの各々は、ワイヤレス場を生成することができる。ベースパッド415a〜415rは、ベースパッド415によって生成されたワイヤレス場を通過する車両パッド406と結合することができ、ベースパッド415から車両パッド406に電力をワイヤレスに転送することができ、ワイヤレス電力は、電気車両405のシステムによって使用され得る。一実施形態において、車両パッド406は、電気車両405に沿った1つまたは複数の位置に位置決めされた1つまたは複数の車両パッド406を含むことができる。一実施形態において、電気車両405上の車両パッド406の位置は、車道410に関するベースパッド415の位置決めと電気車両405移動経路とによって決定され得る。いくつかの実施形態において、車両パッド406は、偏波結合(polarized coupling)システム(たとえば、ダブルDコイル(double-D coil))および直角位相コイルのうちの少なくとも1つを含むことができる。別の実施形態において、車両パッド406は、組み合わされたダブルD直角位相コイルを含むことができる。いくつかの他の実施形態において、車両パッド406は、別のタイプのコイルを含むことができる。いくつかの他の実施形態において、車両パッド406は、円形コイルおよびソレノイド巻きコイルのうちの1つ、または上で言及されたコイルのいずれかの組合せを含むことができる。

電気車両405またはそのオペレータは、動的ワイヤレス充電システム400の利用が有益であるかどうかを判定することができる。いくつかの実施形態において、動的ワイヤレス充電システム400の利用は、電気車両405と充電システム400との間の予備通信を必要とする場合がある。これらの初期通信は、配電コントローラ445を含む場合がある。これらの通信は、電気車両405と動的ワイヤレス充電システム400との両方に関する充電手順を開始し、電気車両405が動的ワイヤレス充電システム400を使用できることを検証することができる。さらに、予備通信は、電気車両405の車両パッド406をアクティブ化することと、電気車両405がベースパッド415a〜415rの上を移動できるように、電気車両405の移動経路の正しいアライメントを電気車両405またはそのオペレータに示すこととを含むことができる。代替実施形態において、配電コントローラ445は、初期通信に含まれないものとされ得、その代わりに、電気車両405がベースパッド415a〜415rの上を移動する時に動的ワイヤレス充電システム400内の電気車両405位置を判定するための電気車両405との通信に含まれるのみとされ得る。

ベースパッド415によって生成されたワイヤレス場を通過する間に、車両パッド406は、車両パッド406によって受電される電力を使用してエネルギー貯蔵デバイス(この図には図示せず)を充電するように構成された充電回路に、または電気車両405のエレクトロニクスに選択的に電力を供給し、移動のための電力を提供するために電気車両405に直接に、選択的に接続され得る。これらの選択は、電気車両405のオペレータによって、電気車両405によって、または動的ワイヤレス充電システム400によって、行われ得る。したがって、車両パッド406によって受電されたワイヤレス電力は、電気車両405がその到達範囲を延長し、後続の充電サイクルに関する必要を低減することを可能にすることができる。ベースパッド415と車両パッド406との間の結合のレベルは、転送される電力の量または電力がワイヤレス場を介して電気車両405に転送される効率に影響する可能性がある。

配電コントローラ445は、通信および制御を提供するために、電源/インバータ435およびローカルコントローラ425a〜425fと通信することができる。別の実施形態において、配電コントローラ445は、電気車両405と通信されることも可能である。いくつかの実施形態において、配電コントローラ445と、ローカルコントローラ425と、電源/インバータ435と、電気車両405との間の通信および制御接続は、配電コントローラ445および電気車両405が物理的に接続されまたは配線される必要がなくなるように、ワイヤレスとされ得る。いくつかの追加の実施形態において、配電コントローラ445は、ローカルコントローラ425または電力生成デバイス(電源/インバータ435および電力源440)のいずれかに一体化され得る。配電コントローラ445は、ベースパッド415のアクティブ化および非アクティブ化を調整するように機能することができ、複数のBANモジュール450の間のすべての通信またはアクションを調整することができる。配電コントローラ445からの調整は、特定のベースパッド415への電流を調整するローカルコントローラ425を用いるより局所化された電流分配と組み合わされて、より効率的でより応答性の良い動的ワイヤレス充電システム400を作成するのを助ける。というのは、電流が、すでにベースパッド415への経路上にあり、ローカルコントローラ425および/または配電コントローラ445からの信号が、スイッチ420に、ベースパッド415を電流に結合させ、これをアクティブ化することを単純に必要とするからである。配電コントローラ445は、電気車両405が動的ワイヤレス充電システム400を使用する車道410に沿って移動する時に、個々のベースパッド415のアクティブ化を制御するように動作することができる。配電コントローラ445は、ベースパッド415の需要および所与の瞬間における電力の転送を提供する必要に基づいて、電力源440および電源/インバータ435に制御を提供することができる。別の実施形態において、配電コントローラ445は、単純に、BANモジュール450またはローカルコントローラ425の間の通信を調整することができ、ローカルコントローラ425は、ベースパッド415のシーケンシングを制御する。いくつかの他の実施形態において、配電コントローラ445は、BANモジュール450をアクティブ化することができるが、ベースパッド415アクティブ化のタイミングをローカルコントローラ425に委ねることができる。代替案では、配電コントローラ445は、ローカルコントローラ425に非クリティカル情報だけを通信し、ベースパッド415アクティブ化情報を提供しないものとされ得る。

電源/インバータ435をアクティブ化した後に、配電コントローラ445は、電気車両405のベクトルまたは経路と電気車両405の速度とに関する情報を入手することができる。配電コントローラ445は、この情報を電気車両405自体からまたは様々なセンサもしくはベースパッド415の負荷分析から入手することができる。電気車両405および車両パッド406の位置に関して、配電コントローラ445は、ある瞬間における電気車両405の位置に依存して特定のベースパッド415をアクティブ化するために、電気車両405の付近のローカルコントローラ425に信号を送ることができる。たとえば、図4に取り込まれた瞬間によって示されるように、配電コントローラ445は、車両パッド406に電力をワイヤレスに転送するためにベースパッド415jおよび415kをアクティブ化するように動的ワイヤレス充電システム400、ローカルコントローラ425cおよび425dに指令するために、これらに関する車両パッド406の位置を判定するために、電気車両405と通信しつつあるものとされ得る。

電気車両405が、ページの右側に向かって車道410を移動し続ける時に、配電コントローラ445は、電気車両405がそれぞれのベースパッド415の上にある時に従う適当な時にベースパッド415l〜415rをアクティブ化するために、電気車両405と通信し続け、ローカルコントローラ425a〜425fにコマンドを連続的に送る。代替実施形態において、配電コントローラ445は、電気車両405への給電を調整するために、車道410に沿ったローカルコントローラ425と通信することができる。別の代替案として、BANモジュール450の各々は、電気車両405の存在を感知し、電気車両405の検出された存在に基づいて、ベースパッド415のうちの1つを自律的に選択的にアクティブ化することができる。別の実施形態において、BANモジュール450は、隣接するBANモジュール450から信号を受信することができる。この信号は、電気車両405の速度、位置、および方向に関する情報を含むことができ、あるいは、アクティブ化すべき信号を含むことができる。受信される信号は、隣接するBANモジュール450から直接に、または配電コントローラ445を介して来るものとされ得る。

電力源440および電源/インバータ435は、上で議論されたように、動的ワイヤレス充電システム400によって使用される電力を供給することができる。図示されているように、電力源440および電源/インバータ435は、車道410からはずれ、移動の経路からある距離に配置され得る。この位置は、交流(AC)を供給する高電圧電力線が車道410自体の長さに沿って走る必要を除去するのを助けることができ、この必要は、安全性の難題をもたらし、車道410および動的ワイヤレス充電システム400の設置および維持を危険にする可能性がある。さらに、電力源440および電源/インバータ435を車道410自体の単一の位置に配置することは、単一の電力源440および電源/インバータ435が複数のBANモジュール450およびその中に含まれるベースパッド415と共に使用されることを可能にすることによって、動的ワイヤレス充電システム400のコストを低下させるのを助けることができる。したがって、電力源440および電源/インバータ435から生成される電流は、より長い距離にわたって様々なベースパッド415の間で配電され得、これは、大きく広がる車道410のために働く動的ワイヤレス充電システム400に必要な電力源440および電源/インバータ435の個数を減らすことができる。電力源440および電源/インバータ435は、保守、サービス、または交換が簡単な形で設置され得、たとえば、ラック内に配置されまたはアクセス可能なハウジング内に設置され得る。そのような設置は、動的ワイヤレス充電システム400の非常に複雑なコンポーネントが、車道410内に設置されるより低い複雑さのコンポーネントより簡単にアクセスされ得ることを保証することができる。いくつかの実施形態において、配電コントローラ445は、電力源440および電源/インバータ435と共にエンクロージャ内に設置され得る。

電力源440および電源/インバータ435は、多数のベースパッド415に十分な電流を供給するサイズを与えられ得る。例としてのみ、電力源440および電源/インバータ435は、25kWまたは50kWのサイズを与えられ得る。別の実施形態において、電力源440および電源/インバータ435は、50kWを超えるサイズを有することができる。電力源440および電源/インバータ435のサイズは、ベースパッド415の個数、充電される電気車両405の個数もしくはタイプ、ならびに/または電力源440および電源/インバータ435によって供給されるローカルコントローラ425の個数によって決定され得る。25kW電源/インバータは、1つと3つとの間の電気車両405に同時にワイヤレス充電を提供するのに十分である可能性がある。電力源440および電源/インバータ435によって供給されるより多数のローカルコントローラ425は、これらのコンポーネントが50kWを超えるサイズを有することを必要とする可能性がある。一実施形態において、電力源440および電源/インバータ435は、エネルギーを転送できるワイヤレス場を作るためにベースパッド415によって要求される可能性がある85kHz電流を作ることができる。代替実施形態において、より高いまたはより低いkHz値の電流が、ワイヤレス電力を転送するのに利用されるベースパッド415に依存して生成され得る。

バックボーン430は、電力源440および電源/インバータ435を、電源/インバータ435および電力源440から電流を受電するローカルコントローラ425に接続することができる。バックボーン430は、ローカルコントローラ425に供給される電流が電流をローカルコントローラ425、スイッチ420、またはベースパッド415によって使用不能にするように干渉または送信の距離に起因して質を下げられまたは劣化されることをなくすために、または、ベースパッド415に供給される電流が、たとえば要求される電圧が高すぎる場合に、その電流を用いてワイヤレス場を生成することに関する難題を生じる可能性をなくすために、任意の長さを有するものとされ得る。バックボーン430は、高周波(HF)電力を分配するループ導体とされ得、お互いに近くにあるベースパッドを単一の位相に同期化できるものとされ得る。バックボーン430は、電力をも分配する位相基準と考えることができる。したがって、バックボーン430は、位相測定にまたは関連するコンポーネント(たとえば、ローカルコントローラ425)を位相アライメントに保つのに使用され得る。さらに、バックボーン430は、一定の大きさを有することができ、これは、関連するコンポーネントの実際の消費電力などの測定をもたらすことができる。一実施形態において、バックボーン430は、ローカルコントローラ425および任意の他のデバイスがバックボーン430にワイヤレスに結合することによってバックボーン430から電力を調達する形で構成され得る。ワイヤレス結合は、変圧器またはワイヤレス充電において見られる結合に類似するものとされ得る。このソース電力への結合のワイヤレスな形は、バックボーン430と、ローカルコントローラと、バックボーン430から電力を調達する他のデバイスとの間の給電の安全性、信頼性、および耐久性を高めることができる。バックボーン430とローカルコントローラ425との間のワイヤレス接続の別の利益は、バックボーン430に沿った任意の位置のローカルコントローラ425を突き止める能力、またはいずれのコンポーネントへの物理的変更をも必要とせずにローカルコントローラ425を簡単に移動する能力とすることができる。別の実施形態において、バックボーン430は、ローカルコントローラ425およびバックボーン430から電力を調達する任意の他のデバイスが電気接続を介してバックボーン430に物理的に接続するように構成され得る。

ローカルコントローラ425a〜425fは、バックボーン430から電流を受電し、この電流をベースパッド415a〜415rに配電し、ベースパッド415a〜415rには、ローカルコントローラ425a〜425fが、配電回路421a〜421fおよびスイッチ420a〜420rを介して電気的に接続される。いくつかの実施形態において、ローカルコントローラ425a〜425fは、電流がバックボーン430からそれぞれの配電回路421a〜421fに流れることを可能にするために、オン/オフ制御ポイントまたはスイッチとして機能することができる。別の実施形態において、ローカルコントローラ425a〜425fは、より多くの調整制御を実行することができる。さらに、ローカルコントローラ425は、バックボーン430電流から可変出力電流を作ることができる。たとえば、ローカルコントローラは、0と、ベースパッド415に供給するためにバックボーン430において使用可能な最大電流との間の任意の量の出力電流を作ることができ、たとえば、ローカルコントローラは、ベースパッド415に供給するために、バックボーン430からの結合された電圧または電流の0%と100%との間のどの点でも作ることができる。いくつかの他の実施形態において、ローカルコントローラ425a〜425fは、それぞれ、現在アクティブ化されているベースパッド415に流れる電流をチューニングするために、チューニング回路またはチューニングネットワークを含むことができる。一実施形態において、チューニング回路またはチューニングネットワークは、アクティブ化されている1つのベースパッド415のみと共に機能するように構成され得る。別の実施形態において、チューニング回路またはチューニングネットワークは、アクティブ化されている複数のベースパッド415と共に機能するように構成され得る。代替実施形態は、チューニング回路またはチューニングネットワークが、単一のベースパッド415と共に、またはアクティブ化され、ローカルコントローラ425から電流を受電しつつある複数のベースパッド415と共に機能するように構成され得ることを提供することができる。

ローカルコントローラ425a〜425fが、特定のベースパッド415をアクティブ化するために配電コントローラ445から信号を受信する時に、アクティブ化されるベースパッド415に接続されたそれぞれのローカルコントローラ425は、アクティブ化されるベースパッド415とローカルコントローラ425との間にあるスイッチ420への信号を生成することができる。たとえば、図4に示されている瞬間に、ローカルコントローラ425cは、ベースパッド415iをアクティブ化するための信号を配電コントローラ445から受信することができる。一実施形態において、これに応答して、ローカルコントローラ425cは、ベースパッド415iを配電回路421cに接続するようにスイッチ420iに命令する、スイッチ420iへの信号を生成するように構成され得る。別の実施形態において、ローカルコントローラ425は、受信された信号をスイッチ420に送ることができる。いくつかの他の実施形態において、配電コントローラ445は、スイッチ420およびローカルコントローラ425と直接に通信することができる。それと同時に、ローカルコントローラ425dは、配電コントローラ445から信号を受信することができ、この信号は、ローカルコントローラ425dに、ベースパッド415jを配電回路421dに接続するようにスイッチ420jに命令するスイッチ420jへの信号を生成させることができる。車両405が、移動の方向において継続する時に、ローカルコントローラ425a〜425fは、特定のベースパッド415k〜415rをアクティブ化するためのコマンドを配電コントローラ445から受信することができる。このコマンドに応答して、示されたベースパッド415に電力を配電する特定のローカルコントローラ425は、ベースパッド415をそれぞれの配電回路421d〜421fに接続するように、ベースパッド415に対応するスイッチ420に命令することができる。ローカルコントローラ425a〜425fは、バックボーン430からの電流をさらに制御することができ、あるいは、バックボーン430からの電流を調整することができる。

スイッチ420a〜420rは、配電回路421a〜421fおよびローカルコントローラ425a〜425fからの、スイッチ420a〜420rの下流に接続されたそれぞれのベースパッド415a〜415rへの電流の流れを制御することができる。スイッチ420a〜420rは、ローカルコントローラ425からの電流が、スイッチ420が接続されたそれぞれのベースパッド415a〜415rへ通過することを可能にするデバイスまたは回路構成を含むことができる。一実施形態において、スイッチ420は、ローカルコントローラ425からの信号に応答して動作する。この実施形態は、ローカルコントローラ425がより複雑でなく、その配電を直接に制御する必要がないものとされ得る、より低コストのシステムを提供することができる。別の実施形態において、ローカルコントローラ425は、バックボーン430から受電された電流を、配電回路421全体に盲目的に配電するのではなく特定のスイッチ420およびベースパッド415に選択的に配電することができる。別の実施形態において、スイッチは、配電コントローラ445からの信号に応答して、電流を接続されたベースパッド415に渡すことができる。いくつかの実施形態において、スイッチ420は、別のデバイスから信号を受信することなく、デフォルトで電流をベースパッド415に渡すことができる。一実施形態において、ローカルコントローラ425が、バックボーン430からの電流を接続されたベースパッド415のうちの1つに配電するために、バックボーン430から電流を引き出す時に、ローカルコントローラ425は、その電流を配電回路421全体に配電することができる。その実施形態において、スイッチ420は、信号またはデフォルト条件に基づいて、特定のベースパッド415を配電回路421の電流に結合するのに使用され得る。別の実施形態において、配電回路421は、どのベースパッド415が電流を受電すべきかに基づいて、個々のスイッチ420をローカルコントローラ425に接続するのに必要な配線または他の回路構成を含むことができる。いくつかの実施形態において、スイッチ420a〜420rは、ベースパッド415a〜415r内に、ローカルコントローラ425a〜425f内に、または配電回路421a〜421f内に組み込まれ得る。

ベースパッド415a〜415rは、それぞれのスイッチ420a〜420rに直接に接続され得、車道410に沿って上を通過する電気車両405にワイヤレス電力を提供できるようにし得るように、車道410の真下に配置され得る。図4のベースパッド415a〜415rは、お互いに隣接するものとして図示され得る。別の実施形態において、ベースパッド415a〜415rは、オーバーラップする形で設置され得る(図7において参照されるように)。いくつかの他の実施形態において、ベースパッド415は、いくつかのベースパッド415が他のベースパッド415にオーバーラップするが、いくつかのベースパッド415が他のベースパッド415にオーバーラップせずに隣接し得る形で設置され得る。

図示されているように、連続するローカルコントローラ425からのベースパッド415は、単一のローカルコントローラ425が連続するベースパッド415に電力を絶対に供給しないように、インターリーブされまたはインターレースされ得る。したがって、下でより詳細に説明されるように、第1および第2のローカルコントローラ425が同一のベースアレイネットワーク450内にある時に、第1のローカルコントローラ425からのベースパッド415は、第2のローカルコントローラ425によって制御されるベースパッド415に近接してインターリーブされまたはインターレースされ得る。ベースパッド415のインターリービングは、交番するベースパッド415が異なるローカルコントローラ425によって電力を与えられ、1つのローカルコントローラが2つのベースパッド415に電力を与える必要が絶対にないことを意味する。複数のベースパッド415に供給する可能性がある複数のローカルコントローラ425を提供することは、ローカルコントローラ425が、複数のベースパッド415に電流を供給している間に使用中になるので、ローカルコントローラ425がより効率的な形で利用され得る、よりコスト効率の良いシステムを提供することができる。さらに、単一のローカルコントローラ425が連続するベースパッド415に電流を供給することを防止することは、バックボーン430とベースパッド415との間の各コンポーネントが、単一のベースパッド415の電流負荷を処理できることだけを必要とするので、バックボーン430とベースパッド415との間のすべてのコンポーネントの電流定格要件を低下させるのを助ける。非並列のインターリーブされない配電システムにおいて、複数のベースパッド415に電流を供給する可能性があるすべてのデバイスは、複数のベースパッド415にわたる滑らかな給電を提供するために必要になる可能性があるので、複数のベースパッド415に同時に供給するために要求される、より大きい電流において定格を定められる必要がある可能性がある。

図5aに、ベースアレイネットワーク(BAN)モジュール450と、BANモジュール450を構成するコンポーネントとの概略図を示す。図5aは、モジュラエンクロージャ(この図には図示せず)内に複数のベースパッド415a〜415fと、複数のスイッチ420a〜420fと、複数のローカルコントローラ425aおよび425bとを含むモジュラデバイスとしてBANモジュール450を示す。図示されているように、ローカルコントローラ425aは、配電回路421aに接続され得、配電回路421aは、スイッチ420a、420c、および420eに接続され、スイッチ420a、420c、および420eは、ベースパッド415a、415c、および415eにつながる。同様に、ローカルコントローラ425bは、配電回路421bと、スイッチ420b、420d、および420fと、ベースパッド415b、415d、および415fとに、この順序で接続され得る。図示されているように、BANモジュール450のそれぞれのコンポーネントは、共通の配電経路を示すために陰影を付けられている。ベースパッド415は、異なるローカルコントローラ425からのベースパッド415が、BANモジュール450内でのそのレイアウトにおいて交番する形でレイアウトされる。たとえば、それぞれスイッチ420a、420c、および420eを介してローカルコントローラ425aに接続され得るベースパッド415a、415c、および415eは、それぞれスイッチ420b、420d、および420fを介してローカルコントローラ425bに接続され得るベースパッド415b、415d、および415fに関してインターリーブされた形でBANモジュール450内に設置され得る。したがって、電気車両405移動の順序における設置されるベースパッド415のパターンは、415a、415b、415c、415d、415e、および415fとすることができる。

図5aに示されたBANモジュール450は、約2メートルの長さとすることができる。ローカルコントローラ425aおよび425bの各々は、配電回路421aおよび421bとスイッチ420a〜420fとを介してベースパッド415a〜415fのサブセットに電流を配電するように機能することができる。ローカルコントローラ425aおよび425bは、それぞれ配電回路421aおよび421bに接続され得る。したがって、各ローカルコントローラ425は、それぞれの配電回路421を介して、受電された電流を配電することができる。したがって、配電回路421aは、3つ以上のスイッチ420a、420c、および420eを介して3つ以上のベースパッド415a、415c、および415eにローカルコントローラ425aを接続することができ、配電回路421bは、3つ以上のスイッチ420b、420d、および420fを介して3つ以上のベースパッド415b、415d、および415fにローカルコントローラ425bを接続することができる。これらの接続は、ローカルコントローラ425が、バックボーン430から受電された電流をスイッチ420の各々に配電することを可能にすることができる。これらの接続は、ローカルコントローラ425が、配電コントローラ445から受電された制御信号を宛先デバイスに分配することを可能にすることもできる。

スイッチ420a〜420fは、それぞれベースパッド415a〜415fをそれぞれの配電回路421に選択的に結合するように機能することができる。選択的結合は、ローカルコントローラ425aもしくは425bのうちの1つからまたは配電コントローラ445から受信された信号に応答するものとされ得る。結合された時に、ベースパッド415は、配電回路421を介してローカルコントローラ425から電流を受電できるものとされ得る。一実施形態において、ローカルコントローラ425a〜425fは、ベースパッド415a〜415rへの電流の流れを制御することができ、ベースパッド415a〜415rを通る電流の流れの方向を制御することができる。代替実施形態においては、スイッチ420a〜420r、配電回路421、またはベースパッド415a〜415r自体が、ベースパッド415a〜415rを通る電流の流れの方向を制御することができる。ベースパッド415を通る電流の流れの方向の制御は、同時にアクティブ化されたベースパッド415と隣接するベースパッド415との間の相互結合および交差結合の最小化を提供することができる。上で議論された配電回路421、ローカルコントローラ425、またはスイッチ420による電流の制御は、ベースパッド415に送られつつある電流の大きさまたは電流の位相のうちの少なくとも1つを制御することを含むことができる。配電回路421、ローカルコントローラ425、またはスイッチ420によるそのような制御は、ベースパッド415によって生成されるワイヤレス場の操作を提供することができる。いくつかの実施形態において、接続されたベースパッド415を通る電流の流れの位相は、0度または180度のうちの1つに制限され得る。いくつかの他の実施形態において、電流の流れの位相は、0度と360度との間の任意の値とされ得る。動作中に、図5aのBAN 450は、動的ワイヤレス充電システム400のサブツリーネットワークとして動作することができる。BANモジュール450は、BANモジュール450が、制限された距離にわたって電流を配電し、電流分配を制御するように設計されるように、その内部コンポーネントが調整され、事前に組み立てられ、接続され得る、自己完結型のユニットとして機能することができる。図示されているように、内部的には、2つのローカルコントローラ425aおよび425bと、2つの配電回路421aおよび421bと、スイッチ420a〜420fと、ベースパッド415a〜415fとがある。

ローカルコントローラ425は、BANモジュール450の外部の電力源440、インバータ435、または配電コントローラ445から電力を受電し、制御を受信することができる。ローカルコントローラ425aおよび425bは、車両パッド406を介して電気車両405を効率的かつ効果的に充電するために、配電回路421a、スイッチ420a、420c、および420e、ならびにその後にベースパッド415a、415c、および415eなど、BANモジュール450の内部コンポーネントのうちの1つまたは複数にその電力および制御を選択的かつ制御可能に分配するように機能することができる。たとえば、ローカルコントローラ425aは、バックボーン430から電流を受電し、配電コントローラ445から配電信号を受信することができる。配電信号は、電気車両が動的ワイヤレス充電システム400を通って移動しつつある時に、このシステム内で適当に機能するために、所与の瞬間にどのコンポーネントをアクティブ化すべきなのかを示す信号を表すことができる。

いくつかの実施形態において、ローカルコントローラ425aおよび425bは、配電信号を受信しないものとされ得、その代わりに、下流コンポーネントに電流を配電すべき時に限って電流を受電することができる。いくつかの他の実施形態において、ローカルコントローラ425aおよび425bは、電流を受電するのではなく、配電信号に応答してまたは入力電力が供給されることに応答して、入力電力から電流を生成するように構成され得る。いくつかの他の実施形態において、ローカルコントローラ425は、電源/インバータ435および電流分配機器の組合せとされ得、ベースパッド415をアクティブ化すべき時のそれ自体の判定(たとえば、負荷監視または電気車両405との直接通信を使用する)の際に、ベースパッド415に電力を提供するように構成され得る。追加の実施形態において、ローカルコントローラ425は、電気車両405からの信号に応答して、ベースパッド415に電力を提供するように構成され得る。電気車両405からの信号は、ワイヤレス通信(たとえば、Bluetooth(登録商標)、Wi-Fiなど)を介する、電気車両405からローカルコントローラ425への直接通信を含むことができる。別の実施形態において、ローカルコントローラ425は、負荷監視通信または負荷監視信号に応答して、ベースパッド415に電力を提供するように構成され得、ベースパッド415は、車両パッド406からの誘導された電圧信号または電流信号のうちの1つに基づいて、電気車両405の存在または配置を判定することができる。いくつかの他の実施形態において、ローカルコントローラ425は、現在のローカルコントローラ425に通信される、前のBANモジュール450のコンポーネント(たとえば、前のBANモジュール450のベースパッド415またはローカルコントローラ425)によって生成され得る、ベースパッド415に電力を提供するための信号を受信することができる。この通信は、任意の有線のまたはワイヤレスの通信方法を介するものとされ得る。この通信は、電力の供給を開始すべき時を現在のローカルコントローラ425に知らせる情報を含むことができ、あるいは、電気車両405の位置、速度、および/または方向に関する情報を含むことができる。これらの通信は、同一のまたは異なるBANモジュール450のローカルコントローラ425の間で直接とされ得、あるいは、配電コントローラ445を介し、次いで他のローカルコントローラ425に向けられ得る。たとえば、一実施形態において、BANモジュール450a内のローカルコントローラ425aは、充電を開始するように、BANモジュール450a内のローカルコントローラ425bまたはBANモジュール450b内のローカルコントローラ425cに通信することができる。別の実施形態において、同一のローカルコントローラ425aが、電気車両405の速度、位置、または方向に関する情報をローカルコントローラ425bまたはローカルコントローラ425cに通信することができる。いくつかの他の実施形態において、BANモジュール450のローカルコントローラ425は、以前にイネーブルされたBANモジュールから、車両パッド406から誘導された電圧信号または電流信号を検出し、ローカルコントローラの間の通信に頼らないものとされ得る。そのような実施形態において、BANモジュールは、前のBANモジュールのベースパッド415から直接に、誘導された電圧信号または電流信号を受信することができる。いくつかの追加の実施形態において、BANモジュール450のローカルコントローラ425は、以前にイネーブルされたBANブロックから誘導された電圧信号または電流信号を検出することができる。

一実施形態において、ローカルコントローラ425aおよび425bは、配電コントローラ445からの信号に応答して、それぞれの配電回路421aおよび421bの全体に、受電された電流および/または受信された通信を分配することができる。別の実施形態において、ローカルコントローラ425は、配電回路421を介して特定のスイッチに電流および通信を分配することができ、このローカルコントローラ425は、配電を直接に制御する能力を有することができる。いくつかの他の実施形態において、ローカルコントローラ425は、配電コントローラ445からの信号を必要とせずに、デフォルトで、受電された電流を配電することができる。いくつかの実施形態において、BANモジュール450内のローカルコントローラ425は、お互いと通信するように構成され得るが、他の実施形態は、そのような相互作用を禁止し、ローカルコントローラ425をお互いから絶縁された状態に保つことができる。ローカルコントローラ425は、高速のベースパッド415シーケンシングを提供することができ、ここで、ベースパッド415がワイヤレス場を生成するために必要な電流は、本質的に、ベースパッド415を配電回路421およびその中で待っている電流に結合するように指示する信号のみを待っており、したがって、相互通信中に発生し得る転送時間または中間制御時間を除去する。

次いで、配電回路421aは、上で図4を参照してより詳細に議論されるように、それが接続されたすべてのスイッチ420、たとえばスイッチ420a、420c、および420eに電流を伝えることができる。いくつかの実施形態において、配電回路421a自体は、内部制御を全く含まないものとされ得、あるいは、所定の経路またはベースパッドアクティブ化シーケンス以外には電流を向けることができないものとされ得る。別の実施形態において、配電回路421aは、配電回路421aが制御できる動的経路に沿って電流を選択的に配電することを可能にする制御およびコンポーネントを含むことができる。

スイッチ420a、420c、および420eは、受電された電流をそれぞれのベースパッド415a、415c、および415eに配電することができる。スイッチ420は、配電コントローラ445のローカルコントローラ425からの信号に応答して、スイッチ420が接続されたベースパッド415をアクティブ化することができる。いくつかの実施形態において、各スイッチ420a〜420fは、それぞれの配電回路421を介するそれぞれのローカルコントローラ425との電流接続と、それぞれのローカルコントローラ425との別々の通信接続または制御接続とを有することができる。いくつかの他の実施形態において、電力配線と通信接続または制御接続との両方が、BANモジュール450内の配線を単純化するために、配電回路421aおよび421bに一体化され得る。別の実施形態において、ローカルコントローラ425とスイッチ420との間のシグナリングは、ローカルコントローラ425とスイッチ420との間に単一の回路のみがあるようなものにされ得る。いくつかの実施形態において、スイッチ420は、使用中ではないベースパッド415がチューニングまたは現在の電力経路に影響しないようにするために、ベースパッド415を配電回路421から切断するように機能することができる。いくつかの実施形態において、スイッチ420は、ベースパッド415を、反射負荷監視が可能なセンサに接続するように機能することができる。

上で短く議論されるように、ローカルコントローラ425、配電回路421、スイッチ420、およびベースパッド415のいずれもが、ベースパッド415を通る電流の流れの方向を選択的に制御するように構成され得る。これは、接続を逆転すること、より複雑な回路構成、または変換プロセスによって実行され得る。

使用中に、モジュラデバイスBANモジュール450は、動的ワイヤレス充電システム400内に設置され得る自己完結型コンポーネントとされ得る。BANモジュール450および動的ワイヤレス充電システム400は、BANモジュール450が最小限のコストおよび困難さを伴って設置され、かつ/または除去され得るように設計され得る。たとえば、極度に単純化された動的ワイヤレス充電システム400において、BANモジュール450は、すべての外部コンポーネント(たとえば、バックボーン430、配電コントローラ445、および電気車両405)とワイヤレスに接続するように構成された「ドロップイン」モジュールとされ得る。すべての外部コンポーネントとのワイヤレス接続の維持は、設置または除去を単純化することができ、物理的な接続が最小化され得る場合に、設置コストおよび維持コストを削減することができる。いくつかの他の実施形態において、BANモジュール450は、要求されまたは期待される入力ごとの個々の接続を含むことができる。たとえば、一実施形態において、BANモジュール450は、その中のローカルコントローラ425ごとに入力電力を受電するための電力接続と、配電コントローラ445および/または電気車両から通信を受信するためのローカルコントローラ425ごとの通信信号とを含むことができる。

さらに、BANモジュール450の内部の並列配電構造は、動的ワイヤレス充電システム400の動作において別個の特徴を提供する。ローカルコントローラ425が、複数のベースパッド415に同時に電力を供給することができない実施形態において、ベースパッド415とバックボーンとの間の配電経路のコンポーネントは、単一のベースパッド415の需要に対処するためのみのサイズを与えられ得る。したがって、その配電経路内で使用されるコンポーネントは、単一の負荷に関する定格を与えられることだけを必要とし、コストを削減するのを助ける。さらに、ベースパッド415のインターリーブされたレイアウトは、別々のローカルコントローラ425が隣接する(またはオーバーラップする)ベースパッド415に電力を供給責任を負い得る場合に、ベースパッド415の間のより滑らかな遷移を提供するのを助けることができる。ベースパッド415のインターリーブされたレイアウトは、より良いコンポーネント使用をも提供することができる。並列電力経路がなければ、各ローカルコントローラ425は、電力を単一のベースパッド415に供給することができる。並列構造においては、単一のローカルコントローラ425が、複数のベースパッド415に電力を供給することはできない。したがって、ローカルコントローラ425は、並列化されていないシステム内のローカルコントローラ425に対する追加の使用を維持し、並列化された配電の価値および利益をさらに高めることができる。

図5bに、モジュラエンクロージャ内に含まれるBANモジュール450の実施形態の例を示す。図5bは、完全な統合されたユニットとしてのBANモジュールを示すことができる。図示されているように、BANモジュール450は、ベースパッド415a〜415f、スイッチ420a〜420f(この図には図示せず)、配電回路421aおよび421b(この図には図示せず)、およびローカルコントローラ425aおよび425b(この図には図示せず)を含む、図5aのコンポーネントをその中に含む長方形のエンクロージャ505を含むことができる。エンクロージャは、その中のコンポーネントが、物理的であれ電気的であれ、環境要素および不正な干渉から保護されたままになることができるように、コンクリートまたは任意の他の材料からなるものとされ得る。しかしながら、エンクロージャ材料は、ベースパッド415によって作られる磁場によって大きく影響されないものとされ得、この材料は、ベースパッド415によって作られる磁場に大きく影響しないものとされ得る。さらに、材料は、BANモジュール450内のコンポーネントおよび接続の完全性を維持することができる。図示されているように、6つのベースパッド415a〜415fが、電気車両405の移動の方向でのシーケンシャル順でBANモジュール450の上面510に沿って可視とされ得る。別の実施形態において、BANモジュール450は、アプリケーションによって決定される任意の形状のモジュラエンクロージャ内に含まれ得る。

BANエンクロージャは、BANモジュール450のコンポーネントを保護し、動的ワイヤレス充電システム400におけるその中でのコンポーネントの実施を単純化するように機能することができる。BANモジュール450およびエンクロージャ505の利用は、集中化された接続ポイントを提供し、内部接続がテストされ、正しいと検証された状態で、その中のコンポーネントが正しく機能していることを保証することができる。

BANエンクロージャ505は、標準的な動的ワイヤレス充電システム400に簡単に挿入され、上で議論されるように設置、除去、および保守を単純化し、関連するコストを低減することのできるモジュールを作成するのに使用され得る。モジュラコンポーネントが標準形状を有し、物理的接続が最小化されまたは標準化される場合に、設置および除去は、単純化され得、したがって、関連するコストは、減らされ得る。一実施形態において、BANエンクロージャ505は、エンクロージャ505の上面510が車道410の上面と同一平面になるように、車道410内に設置される。そのような実施形態において、BANエンクロージャ505の上面510は、図示のようにベースパッド415a〜415fの上面を露出させることができ、あるいは、ベースパッド415a〜415fの上面をカバーすることができる。ベースパッド415の上面を露出されたままにすることは、干渉または他の問題を導入する可能性がある中間要素を減らすことによって、ベースパッド415によって可能な給電を増加させることができる。しかしながら、ベースパッド415の上面を露出されたままにすることは、ベースパッド415に対する損傷の危険性を高める可能性がある。別の実施形態において、BANエンクロージャ505は、BANモジュール450およびBANエンクロージャ505のどの部分もが車道410内で露出されないように、車道410の下に設置され得る。

図6に、導管610およびエンクロージャ605に接続されている間の、車道410内の複数のBANモジュール450の設置の例を示す。図6は、ページを横切って車道410を示す。車道410の中央には、ストリップがあり、このストリップ内に、BANモジュール450aおよび450bが配置される。図示されているように、BANモジュール450aおよび450bは、すでに車道410内に設置されており、BANモジュール450cは、車道410の上に示され、BANモジュール450bと並んだ設置を示す。いくつかの実施形態において、接続615は、BANモジュール450cの下に見られるように、BANモジュール450の下に配置され得る。別の実施形態において、接続615は、BANモジュール450の横に、または設置の助けとなるか設置のために実現可能である、BANモジュール450に対する相対的な任意の他の位置に配置され得る。バックボーン接続615は、BANモジュール450が車道410に設置され得るところの下で、導管610において図示されている。代替案では、バックボーン接続615は、BANモジュール450とバックボーン430との間の給電がワイヤレス接続を介する(たとえば、誘導性など)応用例において、存在しないものとされ得る。導管610は、BANモジュール450の下で、車道410の長さに沿って走る。BANモジュール450a〜450cの長さの終りにおいて、導管610は、車道を横切って道路の横に走り、次いで垂直にエンクロージャ605内に走る。

図6に示されたコンポーネントは、動的ワイヤレス充電システム400のコンポーネントがある範囲の車道410に沿ってどのように設置され得るかの例である。車道410の側面に沿ったエンクロージャ605は、電源/インバータ435、電力源440、および配電コントローラ445のうちの少なくとも1つを含むことができる。上で説明されるように、導管610は、エンクロージャ605から下へ、車道410の表面の下で車道410の中央に走り、その点で、向きを変え、所与の距離だけ車道410の長さに沿って移動する。いくつかの実施形態において、導管610は、車道410の側面に沿って、車道410の中央と側面との間で、またはBANモジュール450が導管610に接続され得るように車道410の経路に沿った任意の他の位置に、設置され得る。導管610は、それによって電流がエンクロージャ605内の電源/インバータ435および電力源440から設置されたBANモジュール450の各々に伝えられ得るバックボーン430を含むことができる。代替案では、導管610は、エンクロージャ605内の配電コントローラ445と他の動的ワイヤレス充電システム400コンポーネントとの間の通信がそれによって通信する通信経路を表すことができる。代替実施形態において、導管610は、バックボーン430と通信経路との両方を提供することができる。

図6は、モジュラBANモジュール450モジュールを使用することを含む設置の単純さの表示を提供する。動的ワイヤレス充電システム400の設置は、3つの個々のコンポーネントすなわち、配電コントローラ445、電力源440、および電源/インバータ435を含むエンクロージャ605と、バックボーン430および潜在的に通信配線を含む導管610と、BANモジュール450とを設置することだけを含むものとされ得る。車道410の下ではなく車道410に沿ったエンクロージャ605内の配電コントローラ445、電力源440、および電源/インバータ435の保守は、これらのコンポーネントがサービスまたは保守の必要においてよりアクセス可能にされることを可能にすることによって、保守のしやすさを維持することができる。車道410の下に導管610を設置することは、BANモジュール450への接続性のしやすさと、電力に、偶発的な露出が制限されなければならない車道410の下でシステムの長さを走らせることによる追加の安全性とを提供することができる。BANモジュール450の保守コストおよび設置コストは、接続が最小化され、モジュール450が組み立てられまたは構成される時にBANモジュール450のコンポーネントの接続が完了される場合に、低減され得る。

図7に、BANモジュール450の2つの連続する例の実施形態の概略図および対応する透視図を示す。上で議論されるように、BANモジュール450の各々は、複数のベースパッド415、複数のスイッチ420、配電回路421、および複数のローカルコントローラ425を含む。具体的には、BANモジュール450aは、ベースパッド415a〜415fと、スイッチ420a〜420fと、配電回路421aおよび421bと、ローカルコントローラ425aおよび425bとを含む。BANモジュール450bは、ベースパッド415g〜415lと、スイッチ420g〜420lと、配電回路421cおよび421dと、ローカルコントローラ425cおよび425dとを含む。各ローカルコントローラ425aおよび425bは、それぞれ配電回路421aおよび421bに接続され、配電回路421aおよび421bは、各ローカルコントローラ425aおよび425bを、BANモジュール450aのスイッチ420(ローカルコントローラ425aに対してスイッチ420a、420c、および420eと、ローカルコントローラ425bに対してスイッチ420b、420d、および420fと)を介してベースパッド415のうちの半分(ローカルコントローラ425aにはベースパッド415a、415c、および415e、ローカルコントローラ425bにはベースパッド415b、415d、および415f)を接続する。同様の接続構造が、BANモジュール450bにあてはまる。BANモジュール450は、オーバーラップする配向においてベースパッド415を示すことによって、他の図面内の描写とは異なる。この変形形態は、BANモジュール450内のベースパッド415のレイアウトの追加実施形態を提示することだけを意図されたものであって、限定的であることは意図されていない。BANモジュール450の端以外の各ベースパッド415は、2つの他のベースパッド415とオーバーラップすることができ、BANモジュール450の端の2つのベースパッドは、1つのみの他のベースパッド415とオーバーラップすることができる。ベースパッド415のオーバーラップするレイアウトは、ベースパッド415、スイッチ420、配電回路421、またはローカルコントローラ425の電気接続またはレイアウトに影響しないものとされ得る。この概略図は、各ベースパッド415が、後続のベースパッド415によって少なくとも部分的にオーバーラップされることを示す。たとえば、移動の方向においてBANモジュール450a内の最初のベースパッド415であるベースパッド415aは、ベースパッド415bによってオーバーラップされるものとして図示され、ベースパッド415bは、ベースパッド415aにオーバーラップし、ベースパッド415cによってオーバーラップされて図示されている。これは、ベースパッド415fが、BANモジュール450aの最後のベースパッド415なので、ベースパッド415fが、ベースパッド415eにオーバーラップして図示されるが、別のベースパッド415によってオーバーラップされなくなるまで、BANモジュール450aを介して継続する。同様のレイアウトが、BANモジュール450bおよびそのベースパッド415g〜415lにあてはまる。いくつかの実施形態において、隣接するBANモジュール450のエッジにあるベースパッド415は、お互いにオーバーラップせず、その代わりに端と端を接して設置され得る。そのような実施形態において、上で説明されるように、BANモジュール450の両端のベースパッド415は、1つのみの他のベースパッド415とオーバーラップすることができる。別の実施形態において、隣接するBANモジュール450のエッジにあるベースパッド415は、BANモジュール450が別のBANモジュール450にオーバーラップできるように、お互いにオーバーラップすることができる。この実施形態において、BANモジュール450の両端にあるベースパッド415は、複数の他のベースパッド415すなわち、エッジのベースパッド415と同一のBANモジュール450からのベースパッドと、隣接するBANモジュール450のエッジのベースパッド415とにオーバーラップすることができる。図示されているように、BANモジュール450のそれぞれのコンポーネントは、それぞれの電力経路を示すために陰影を付けられている(BANモジュール450の詳細な議論は、上で図4〜図6を参照して提供される)。

BANモジュール450aおよび450bの概略図上に示されているのは、設置を見下ろしてベースパッド415の上から見ることのできる、ベースパッド415a〜415lのレイアウトの透視図の例である。上で議論されるように、BANモジュール450の各々は、6つのベースパッド415(BANモジュール450aに関して415a〜415f、BANモジュール450bに関して415g〜415l)を含む。この透視図は、オーバーラップするベースパッド415の別の図を示す。この図は、先行するベースパッド415にオーバーラップする後続ベースパッド415のオーバーラップするパターン/性質をより明瞭に示す。図示の実施形態は、エッジのベースパッド415が端と端を接して設置されるように隣接するBANモジュール450aおよび450bを有する。いくつかの実施形態において、この図に示されるように、BANモジュール450のエッジにあるベースパッド415は、複数のベースパッド415にオーバーラップするベースパッド415より小さいサイズを有することができる。別の実施形態においては、BANモジュール450のすべてのベースパッド415が、同一のサイズを有することができる。いくつかの他の実施形態において、BANモジュール450のベースパッド415は、異なる形状、寸法、またはサイズを有することができる。上で議論されるように、BANモジュール450のそれぞれのベースパッド415は、配電経路を示すために陰影を付けられ得る。

いくつかの実施形態において、ここで図7において示されるように、BANモジュール450の両端のベースパッド415は、2つの他のベースパッド415にオーバーラップするBANモジュール450内の残りのベースパッド415より小さいサイズを有することができる。いくつかの実施形態において、これらの端のベースパッド415は、BANモジュール450の間の滑らかな遷移を提供するために、中央のベースパッド415のサイズの半分とされ得る。別の実施形態において、端のベースパッド415は、中央のベースパッド415の任意の分数の長さとされ得る。

図8に、ワイヤレス電力を配電する1つの方法を示す流れ図を示す。

方法800のブロック805は、スイッチ420の第1のセットを介して、ベースパッド415の第1のセットの1つのベースパッド415(充電パッドまたは充電コイル)をローカルコントローラ425(制御ユニット)に選択的に結合する。この結合は、1つのベースパッド415に関連するそれぞれのスイッチ420によって実行され得る。ベースパッド415(たとえば、充電パッド)の結合は、アクティブ化と、ローカルコントローラ425から配電回路421を介してスイッチ420へおよびさらにベースパッド415へ、電流を配電することとを含むことができる。代替案では、結合は、配電回路421がローカルコントローラ425とベースパッド415および/またはスイッチ420との間に配線および回路構成を含むことによって実行され得る。いくつかの実施形態において、スイッチ420は、ベースパッド415内、ローカルコントローラ425内、または配電回路421内のコンポーネントとされ得る。代替案では、ベースパッド415の結合は、電流を受電し、ワイヤレス場を生成するためにベースパッド415を準備することを含むことができる。

ブロック810において、ベースパッド415の第2のセットの1つのベースパッド415(充電パッドまたは充電コイル)が、スイッチの第2のセットを介してローカルコントローラ425(制御ユニット)に選択的に結合される。この結合は、1つのベースパッド415に関連するそれぞれのスイッチ420によって実行され得る。ベースパッド415(たとえば、充電パッド)の結合は、アクティブ化と、ローカルコントローラ425から配電回路421を介してスイッチ420へおよびさらにベースパッド415へ、電流を配電することとを含むことができる。代替案では、結合は、配電回路421がローカルコントローラ425とベースパッド415および/またはスイッチ420との間に配線および回路構成を含むことによって実行され得る。いくつかの実施形態において、スイッチ420は、ベースパッド415内、ローカルコントローラ425内、または配電回路421内のコンポーネントとされ得る。代替案では、ベースパッド415の結合は、電流を受電し、ワイヤレス場を生成するためにベースパッド415を準備することを含むことができる。

方法800のブロック815は、ベースパッド415の第1のセットの1つのベースパッド415およびベースパッド415の第2のセットの1つのベースパッド415を介して、電力を配電するために、結合されたベースパッド415ごとにワイヤレス場を生成し、充電コイルの第1のセットおよび第2のセットは、インターリーブされる。いくつかの実施形態において、ワイヤレス場は、それを介して電力がワイヤレスに配電される媒体である。

上で説明される方法の様々な動作は、様々なハードウェアコンポーネントおよび/もしくはソフトウェアコンポーネント、回路、ならびに/またはモジュールなど、動作を実行できる任意の適切な手段によって実行され得る。一般に、図に示された任意の動作は、その動作を実行することができる対応する機能的手段によって実行され得る。

情報および信号は、様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表現され得る。たとえば、上の説明全体にわたって参照される場合があるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光学場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表現され得る。

本明細書において開示される実施形態に関連して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組合せとして実施され得る。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的コンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、一般にそれらの機能に関して上で説明された。そのような機能性がハードウェアまたはソフトウェアのいずれとして実装されるかは、特定の応用例および全体的なシステムに課された設計制約に依存する。説明される機能性は、特定の応用例ごとに変化する形で実施され得るが、そのような実装判断が、本発明の実施形態の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈してはならない。

本明細書において開示される実施形態に関連して説明される様々な例示的なブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートもしくはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、または本明細書において説明される機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せを用いて実施されまたは実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサとされ得るが、代替案では、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械とされ得る。プロセッサは、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPおよびマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアに関連する1つまたは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成としても実施され得る。

本明細書において開示される実施形態に関連して説明される方法またはアルゴリズムのステップおよび機能は、直接にハードウェア内で、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュール内で、またはこの2つの組合せにおいて実施され得る。ソフトウェア内で実施される場合に、機能は、有形の非一時的コンピュータ可読媒体上の1つまたは複数の命令またはコードとして記憶されまたは送信され得る。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、読取専用メモリ(ROM)、電気的プログラム可能ROM(EPROM)、電気的消去可能プログラム可能ROM(EEPROM)、レジスタ、ハードディスク(disk)、リムーバブルディスク(disk)、CD ROM、または当技術分野で既知の任意の他の形の記憶媒体内に存在することができる。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込めるように、プロセッサに結合される。代替案では、記憶媒体は、プロセッサに一体化され得る。ディスク(diskおよびdisc)は、本明細書で使用される時に、コンパクトディスク(disc)(CD)、レーザディスク(disc)、光ディスク(disc)、デジタル多用途ディスク(disc)(DVD)、フロッピディスク(disk)、およびブルーレイディスク(disc)、を含み、ディスク(disk)は、通常はデータを磁気的に再生し、ディスク(disc)は、レーザを用いてデータを光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれなければならない。プロセッサおよび記憶媒体は、ASIC内に存在することができる。ASICは、ユーザ端末内に存在することができる。代替案では、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内にディスクリートコンポーネントとして存在することができる。

本開示を要約するために、本発明のある種の態様、利点、および新規の特徴が、本明細書において説明された。そのような利点のすべてが、本発明の任意の特定の実施形態に従って必ず達成されるとは限らないことを理解されたい。したがって、本発明は、本明細書で教示されまたは示唆され得る他の利点を必ずしも実現することなく、本明細書において教示された1つの利点または利点のグループを達成しまたは最適化する形で実施されまたは実行され得る。

上で説明される実施形態の様々な変形形態が、たやすく明白になり、本明細書において定義される包括的原理は、本発明の趣旨または範囲から逸脱することなく他の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は、本明細書内に示された実施形態に限定されることを意図されているのではなく、本明細書において開示される原理および新規の特徴と一貫する最も広い範囲を与えられなければならない。

100 ワイヤレス給電システム
102 入力電力
104 送電器
105 ワイヤレス場
108 受電器
110 出力電力
112 距離
114 送電アンテナまたはコイル
118 受電アンテナまたはコイル
200 ワイヤレス給電システム
204 送電器
205 ワイヤレス場
206 送電回路構成
208 受電器
210 受電回路構成
214 送電アンテナ
218 受電アンテナ
219 通信チャネル
222 発振器
223 周波数制御信号
224 ドライバ回路
225 入力電圧信号(VD)
226 フィルタおよび整合回路
232 整合回路
234 整流器回路
236 バッテリ
350 送電回路構成または受電回路構成
352 アンテナ
354 キャパシタ
356 キャパシタ
358 信号
400 動的ワイヤレス充電システム
405 電気車両
406 車両パッド
410 車道
415a〜415r ベースパッド
420a〜420r スイッチ
421a〜421f 配電回路
425a〜425f ローカルコントローラ
430 バックボーン
435 電源/インバータ
440 電力源
445 配電コントローラ
450 ベースアレイネットワーク(BAN)モジュール
450a〜450c ベースアレイネットワーク(BAN)モジュール
505 エンクロージャ
510 上面
605 エンクロージャ
610 導管
615 接続
800 方法

Claims (33)

1. 電力を配電するためのデバイスであって、
   ワイヤレス電力を提供するように構成された充電コイルの第1のセットと、
   充電コイルの前記第1のセットへの電力を選択的に制御するように構成されたスイッチの第1のセットと、
   ワイヤレス電力を提供するように構成された充電コイルの第2のセットと、
   充電コイルの前記第2のセットへの電力を選択的に制御するように構成されたスイッチの第2のセットと、
   スイッチの前記第1のセットおよび前記第2のセットを制御するように構成された制御ユニットであって、充電コイルの前記第1のセットおよび前記第2のセットは、インターリーブされ、スイッチの前記第1のセットは、充電コイルの前記第1のセットの1つの充電コイルを前記制御ユニットにそれぞれ結合するように構成され、スイッチの前記第2のセットは、充電コイルの前記第2のセットの1つの充電コイルを前記制御ユニットにそれぞれ結合するように構成される、制御ユニットと
   を含む、デバイス。
2. 前記制御ユニットは、複数の電力経路を介して電力源に結合するようにさらに構成され、第1の電力経路は、スイッチの前記第1のセットに結合され、第2の電力経路は、スイッチの前記第2のセットに結合される、請求項1に記載のデバイス。
3. 電流を生成するように構成されたインバータと、前記生成された電流を前記制御ユニットに提供するように構成されたバックボーンとをさらに含む、請求項1に記載のデバイス。
4. スイッチの前記第1のセットおよび前記第2のセットと前記制御ユニットとのうちの少なくとも1つは、充電コイルを通る電流の流れの位相を0度または180度のうちの1つになるように制限するようにさらに構成される、請求項1に記載のデバイス。
5. 前記制御ユニットは、前記電力源から電流を受電し、前記電流を前記第1の電力経路および前記第2の電力経路を介してスイッチの前記第1のセットおよび前記第2のセットに配電する、請求項2に記載のデバイス。
6. 前記制御ユニットは、システムコントローラから制御信号を受信し、前記制御信号に基づいてスイッチの前記第1のセットまたは前記第2のセットの前記スイッチのうちの少なくとも1つをアクティブ化するようにさらに構成される、請求項1に記載のデバイス。
7. 前記制御ユニットは、ある瞬間における前記第1の電力経路および前記第2の電力経路の各々を介して1つの充電コイルに電力を配電するようにさらに構成される、請求項1に記載のデバイス。
8. エンクロージャをさらに含み、充電コイルの前記第1のセットおよび前記第2のセットと、前記制御ユニットと、スイッチの前記第1のセットおよび前記第2のセットとは、前記エンクロージャ内に封入され、前記エンクロージャと、充電コイルの前記第1のセットおよび前記第2のセットと、前記制御ユニットと、スイッチの前記第1のセットおよび前記第2のセットとは、モジュラデバイスを形成する、請求項1に記載のデバイス。
9. 前記制御ユニットは、充電コイルの前記第1のセットの1つの充電コイルと充電コイルの前記第2のセットの1つの充電コイルとを同時にアクティブ化するようにさらに構成される、請求項1に記載のデバイス。
10. 電力を配電するための方法であって、
    スイッチの第1のセットを介して充電コイルの第1のセットの1つの充電コイルを制御ユニットに選択的に結合するステップであって、前記充電コイルは、ワイヤレス電力を提供するように構成される、結合するステップと、
    スイッチの第2のセットを介して充電コイルの第2のセットの1つの充電コイルを前記制御ユニットに選択的に結合するステップと、
    電力を配電するために、充電コイルの前記第1のセットの前記1つの充電コイルと充電コイルの前記第2のセットの前記1つの充電コイルとを介してワイヤレス場を生成するステップであって、充電コイルの前記第1のセットおよび前記第2のセットは、インターリーブされる、生成するステップと
    を含む、方法。
11. システムコントローラから制御信号を受信し、前記制御信号に基づいて充電コイルの前記第1のセットの1つの充電コイルを前記制御ユニットに選択的に結合するステップ
    をさらに含む、請求項10に記載の方法。
12. 電力源から電流を受電するステップと、
    第1の電力経路および第2の電力経路を介してスイッチの前記第1のセットおよび前記第2のセットに前記電流を結合するステップであって、前記第1の電力経路は、前記電力源をスイッチの前記第1のセットに結合し、前記第2の電力経路は、前記電力源をスイッチの前記第2のセットに結合する、結合するステップと
    をさらに含む、請求項10に記載の方法。
13. インバータを介して電流を生成し、バックボーンを介して前記インバータから前記制御ユニットに前記電流を提供するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
14. 前記充電コイルを通る電流の流れの位相を0度および180度のうちの1つになるように制限するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
15. 前記第1の電力経路および前記第2の電力経路を介してスイッチの前記第1のセットおよび前記第2のセットに前記電流を選択的に配電するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
16. 前記第1の電力経路および前記第2の電力経路を介してスイッチの前記第1のセットおよび前記第2のセットに同時に電力を配電し、ある瞬間における充電コイルの前記第1のセットおよび前記第2のセットの各々から単一の充電コイルに電力を配電するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
17. エンクロージャ内に、充電コイルの前記第1のセットおよび前記第2のセットと、前記制御ユニットと、スイッチの前記第1のセットおよび前記第2のセットとを封入するステップであって、前記エンクロージャと、充電コイルの前記第1のセットおよび前記第2のセットと、前記制御ユニットと、スイッチの前記第1のセットおよび前記第2のセットとは、モジュラデバイスを形成する、封入するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
18. 充電コイルの前記第1のセットの1つの充電コイルと充電コイルの前記第2のセットの1つの充電コイルとを同時にアクティブ化するステップをさらに含む、請求項10に記載の方法。
19. 電力を配電するためのデバイスであって、
    ワイヤレス電力を提供するための手段の第1のセットと、
    ワイヤレス電力を提供するための手段の第2のセットと、
    ワイヤレス電力提供手段の前記第1のセットに電力を選択的に提供するように構成された選択的に制御するための手段の第1のセットと、
    ワイヤレス電力提供手段の前記第2のセットに電力を選択的に提供するように構成された選択的に制御するための手段の第2のセットと、
    選択的に制御する手段の前記第1のセットおよび選択的に制御する手段の前記第2のセットを制御するための手段であって、ワイヤレス電力提供手段の前記第1のセットおよび前記第2のセットは、インターリーブされ、選択的に制御する手段の前記第1のセットの各々は、ワイヤレス電力提供手段の前記第1のセットの1つを前記制御する手段にそれぞれ結合するようにさらに構成され、選択的に制御する手段の前記第2のセットの各々は、ワイヤレス電力提供手段の前記第2のセットの1つを前記制御する手段にそれぞれ結合するようにさらに構成される、制御するための手段と
    を含む、デバイス。
20. ワイヤレス電力提供手段の前記第1のセットは、充電コイルの第1のセットを含む、請求項19に記載のデバイス。
21. ワイヤレス電力提供手段の前記第2のセットは、充電コイルの第2のセットを含む、請求項19に記載のデバイス。
22. 選択的に制御する手段の前記第1のセットは、スイッチの第1のセットを含む、請求項19に記載のデバイス。
23. 選択的に制御する手段の前記第2のセットは、スイッチの第2のセットを含む、請求項19に記載のデバイス。
24. 前記制御する手段は、制御ユニットを含む、請求項19に記載のデバイス。
25. 前記制御する手段は、複数の電力経路を介して電力源に結合するようにさらに構成され、第1の電力経路は、選択的に制御する手段の前記第1のセットに結合され、第2の電力経路は、選択的に制御する手段の前記第2のセットに結合される、請求項19に記載のデバイス。
26. 電流を生成するように構成された反転するための手段と、前記生成された電流を反転するための前記手段から制御するための前記手段に提供するように構成された前記電流を伝えるための手段とをさらに含む、請求項19に記載のデバイス。
27. 選択的に制御する手段の前記第1のセットおよび前記第2のセットの少なくとも1つの選択的に制御する手段は、前記結合されたワイヤレス電力提供手段を通る電流の流れの位相を0度または180度のうちの1つになるように制限するようにさらに構成される、請求項19に記載のデバイス。
28. 前記制御する手段は、前記電力源から電流を受電し、前記第1の電力経路および前記第2の電力経路を介して選択的に制御する手段の前記第1のセットおよび前記第2のセットに前記電流を配電するようにさらに構成される、請求項25に記載のデバイス。
29. 前記制御する手段は、システムコントローラから制御信号を受信し、前記制御信号に基づいて選択的に制御する手段の前記第1のセットまたは前記第2のセットの前記選択的に制御する手段のうちの1つをアクティブ化するようにさらに構成される、請求項19に記載のデバイス。
30. 前記制御する手段は、ある瞬間における前記第1の電力経路および前記第2の電力経路の各々を介して単一のワイヤレス電力提供手段に電力を配電するようにさらに構成される、請求項19に記載のデバイス。
31. 封入するための手段をさらに含み、ワイヤレス提供手段の前記第1のセットおよび前記第2のセットと、前記制御する手段と、選択的に制御する手段の前記第1のセットおよび前記第2のセットとは、それぞれ、前記封入手段内に封入される、請求項19に記載のデバイス。
32. 前記封入手段と、ワイヤレス提供手段の前記第1のセットおよび前記第2のセットと、前記制御する手段と、選択的に制御する手段の前記第1のセットおよび前記第2のセットとは、モジュラデバイスを形成する、請求項31に記載のデバイス。
33. 前記制御する手段は、ワイヤレス提供手段の前記第1のセットの1つのワイヤレス提供手段とワイヤレス提供手段の前記第2のセットの前記ワイヤレス提供手段のうちの1つとを同時にアクティブ化するように構成される、請求項19に記載のデバイス。

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