TR2023006869T2 - Kablosuz şarj i̇çi̇n bi̇r fi̇şli̇ modül - Google Patents

Abstract

Buluş, elektromanyetik enerjinin kablosuz girişini almak üzere yapılandırılmış bir tampon elemanı; tampon elemanına bağlı ve elektronik cihazın bir şarj yuvasına takılmak üzere yapılandırılmış bir fiş bağlantısı ile donatılmış bir şasi içeren ve şasinin entegre enerji iletim kanalları ve tampon elemanından gelen elektromanyetik enerjiyi fiş bağlantısına sağlanan bir şarj akımına aktarmak ve dönüştürmek üzere yapılandırılmış bir devre kartı içerdiği bir elektronik cihazdaki akülerin şarj edilmesi için bir fişli modül anlamına gelmektedir. (Şekil 2a)

Description

TARIFNAME KABLOSUZ SARJ IÇIN BIR FISLI MODÜL Teknik Alan Mevcut bulus, kablosuz sarj teknik alanina atifta bulunmakta ve özellikle bir elektronik cihazdaki akülerin sarj edilmesi için bir fisli modül saglamaktadir. Bulus, ElektrikliTasitlarin (EV'ler) sarj edilmesi etrafinda tasarlanmis olsa da, bu özel sarj uygulamasiylasinirli degildir. Örnegin, evsel, mühendislik, endüstriyel, tibbi ve askeri ortamlar gibi çok çesitli diger uygulamalarda kullanilabilir, aslinda bulus bir akünün / güç kaynaginin sarj edilmesinin gerekli oldugu herhangi bir ortamda kullanilabilir. Önceki Teknik Bir elektrikli tasitin sarj edilmesi, kulaga basit gelse de, aslinda sadece tasitin bir güç kaynagina takilmasindan ibaret degildir. Ilk olarak, tasit ve sarj noktasi/istasyonunun ayni dili konusmasi gerekir (sarj modu, su anda 4 farkli türde). Daha sonra, tasit ile sarj noktasi/istasyonu arasinda fiziksel baglanti (bir sarj kablosu araciligiyla) vardir. Sarj modu temel olarak tasitin ne kadar hizli sarj edilebilecegini belirler, ancak sarj kablosu söz konusu oldugunda farkli tipler vardir (konektör tipi). Baglanti türü ayrica belirli bir tasit üreticisine, cografi bölgeye, sarj noktasina/ istasyonuna veya evdeki elektrik kaynagina baglidir. Elektrikli tasitlarin popülaritesi artarken ve konnektör tiplerinin standardizasyonu gelisirken, bir elektrikli tasit ile sarj noktasi/istasyonu arasindaki fiziksel baglanti, bir elektrikli tasita sahip olmanin hala büyük bir dezavantajidir. Ayni durum diger elektronik cihaz alanlari için de geçerlidir. Örnegin akilli cihazlarin üreticiden üreticiye farklilik gösteren sarj ekipmanlarina sahip oldugu bilinmektedir. Bunedenle, bu sorunun üstesinden gelmeye yardimci olacak her türlü teknoloji memnuniyetle karsilanmalidir. Bulusun Kisa Açiklamasi Bulus, istem 1'e göre bir elektronik cihazdaki akünün sarj edilmesi için bir fislimodül, istem 11'e göre bir sistem ve istem 12'ye göre bir yöntem sunmaktadir. Mevcut bulusun fisli modülü, bir elektronik cihazin sarj yuvasina baglanmak üzere yapilandirilmistir. Dolayisiyla, elektronik cihazin kendisi kablosuz sarj için yapilandirilmamis olsa bile, geçmeli modül elektronik cihazin aküsünün kablosuz olarak sarj edilmesini saglar. Geçmeli modülün tampon elemani, elektronik cihazi ya elektromanyetik enerjiyi iletmek için benzer bir tampon elemanina sahip bir güç kaynagindan ya da kendisi bir aküye sahip olan ve bulusun tercih edilen düzenlemelerine uygun olarak örnegin bir geçmeli modülün tampon elemani olan bir tampon elemani araciligiyla farkli bir elektronik cihazi sarj etmeye izin veren ikinci bir elektronik cihazdan alacak sekilde yapilandirilmistir. Bulusun bir baska yönüne göre, bulus elektronik cihazlar arasinda elektromanyetik enerjinin iki yönlü kablosuz iletimini saglayan bir yöntem sunmaktadir. Bu bulusun fisli modülü elektronik cihazin dis yapisi olarak kullanilabilir. Fisli modülün bir ucundaki tampon elemani, tercih edilen bir düzenlemeye göre, bir ray sistemi üzerinde ileri geri hareket edebilir ve böylece baglanti noktasi gerektiginde hedefe dogru hareket ettirilebilir. Manyetik rezonans prensibi ve mikrodalga prensibi olmak üzere iki farkli sarj prensibi kullanilabilir ve burada açiklanmaktadir. Sistem Yapay Zeka (AI) veya akilli cihaz uygulamasi ile kontrol edilebilir. Sistem bobinler, transformatörler ve bir enerji dönüstürücü içerebilir, iletken malzeme kullanilarak verimlilik arttirilabilir. Manyetik rezonans sarj yönteminde enerjinin yönü, manyetik rezonans baglanti devresinin birbirine bagli parametrelerinin farkli konfigürasyonlar kullanilarak eslestirilmesiyle saglanacaktir. Bu sekilde, enerji kablosuz tampon elemanlarindan alicilara aktarilacaktir. Eklenti modülüne akilli bir transformatör rezonans dengeleme sistemi entegre edilebilir ve enerji belirli sinirlar dahilinde yönlendirilip aktarilabilir. Tampon elemani konsepti olarak, vericiler dairesel alanin merkezine yerlestirilebilir ve alicilar dis muhafazalarda yer alacaktir. Böylece tampon elemani paralel düzlemlere yerlestirilebilir. Sistem yapay zeka veya bir akilli cihaz uygulamasi tarafindan kontrol edilebilir. Bulusun bir düzenlemesine göre, tampon elemani ayrica elektromanyetik enerjinin kablosuz çikisini iletmek için yapilandirilmistir ve enerji iletim kanallari ve devre karti ayrica elektrik enerjisini sarj yuvasindan tampon elemanina aktarmak ve dönüstürmek için yapilandirilmistir, böylece eklenti modülü elektrik enerjisinin iki yönlü kablosuz iletimini saglayabilir. Bu düzenlemede, bir elektronik cihazin sarj edilmesi, bulusa göre biri hedef elektronik cihaz ve digeri bir güç kaynagi için olmak üzere iki fisli modül kullanilarak gerçeklestirilebilir. Ayrica, diger uygulamalarda, güç kaynagi, fisli modülün fisli elemanina benzer sekilde yapilandirilmis ancak güç kaynagina sabit olarak takilmis ve elektromanyetik enerjiyi sarj edilecek elektronik cihazin sarj yuvasina takilan fisli modülün fisli elemanina iletmek üzere tasarlanmis entegre bir fisli elemana sahip olabilir. Tercih edilen bir düzenlemeye göre, sasi, tampon elemani ile fis baglantisi arasindaki açiyi ayarlamak üzere yapilandirilmis bir mafsal içerir; burada mafsalin bir ekseni tampon elemaninin düz bir iletim yüzeyine paralel bir düzlemdedir. Mafsal, elektronik cihazi sarj etmek için elektromanyetik enerjiyi ileten bir güç kaynaginin benzer bir tampon elemanina paralel olarak tampon elemaninin ayarlanmasini saglar. Tampon elemanlari birbirineparalel olarak düzenlenerek iletim verimliligi optimize edilebilir. Ayrica veya alternatif olarak, geçmeli modül, fis-konnektör ile tampon elemani arasindaki mesafeyi ayarlamak içinbir ray sistemi de içerebilir. Bu düzenlemeye göre, tampon elemaninin bir vericiye göre mesafesi, emisyon verimliligini artirmak için daha da ayarlanabilir. Tercih edilen bir düzenlemeye göre, tampon elemani, tampon elemaninin LC rezonatörü ile rezonans halinde bir LC rezonatörüne sahip bir kaynaktan elektromanyetik enerji almaküzere yapilandirilmis bir LC rezonatörü içerir. Özellikle, elektrik enerjisinin iki yönlü kablosuz iletimini mümkün kilan tercih edilen düzenlemelere atifta bulunarak, geçmeli modülün LC rezonatörü ayni zamanda elektromanyetik enerjiyi tampon elemaninin LC rezonatörü ile rezonans halinde bir LC rezonatörü olan bir aliciya iletmek üzere yapilandirilmistir. Örnegin, rezonans frekansi 100 kHz ile 13,6 MHz arasinda olabilir. Bu düzenlemelere göre, iletim verimliligi çok yüksektir. Tercih edilen düzenlemelere göre, LC rezonatörü en az bir bobin ve bir kondansatör içeren seri veya paralel rezistör, indüktör ve kondansatör devreleri içerir. Ayrica, tercihen LC rezonatörü, LC rezonatörünün rezonans frekansini ayarlamak için yapilandirilmis degisken empedansli bir elektronik eleman içerir. Bu düzenlemelere göre, vericinin (güç kaynagi) ve alicinin (sarj edilecek elektronik cihaz) LC rezonatörlerinin rezonans frekansi ayarlanabilir. LC rezonatörlerinin rezonans frekanslari ayni veya en azindan çok benzer ise (örnegin ± bile, örnegin vericinin ve alicinin tampon elemaninin iletim yüzeylerinin düzlemleri paralel degilse veya tampon elemanlarinin merkezi vericinin veya alicinin tampon elemaninin iletim yüzeyine dik ayni çizgi üzerinde degilse, iletim verimliligi çok yüksektir. Alternatif bir düzenlemeye göre, tampon elemani mikrodalgalar spektrumunda elektromanyetik enerji almak üzere yapilandirilmis bir anten dizisi içerir. Ayrica, elektrik enerjisinin iki yönlü kablosuz iletimini mümkün kilan düzenlemelere atifta bulunarak, tampon elemani ve sasinin devresi, anten dizisi tarafindan mikrodalgalari almak ve iletmek üzere yapilandirilabilir. Elektromanyetik enerjinin mikrodalga enerjisi araciligiyla iletilmesi, özellikle verici ile alici arasindaki mesafenin nispeten büyük oldugu durumlarda faydalidir. Bulusun diger yönleri, yukarida açiklanan düzenlemelerden herhangi birine göre bir aküye ve bir fisli modüle sahip bir elektronik cihaz içeren bir sisteme atifta bulunmaktadir. Ayrica, bulusun bir yönü de elektromanyetik enerjinin iki yönlü iletimi için bir yönteme atifta bulunmaktadir. Bu düzenleme, elektronik cihazin baska bir elektronik cihaz araciligiyla sarj edilmesine, örnegin iki elektronik araç arasinda veya ikiakilli cihaz arasinda enerji aktarimina izin verir. Dahasi, farkli kategorilerdeki elektronikcihazlar arasinda iki yönlü enerji aktarimi bile mümkündür. Mevcut bulusun diger teknik özellikleri ve faydalari, ekli çizimlerle baglantili olarak verilen tercih edilen düzenlemelerin asagidaki açiklamasindan açikça anlasilmaktadir.Çizimler asagidakileri göstermektedir: Sekil 2a Sekil 2b Sekil 2c Sekil 2d mevcut bulusun bir düzenlemesine göre fisli modüllü bir elektronik tasiti göstermektedir. mevcut bulusun bir düzenlemesine göre eklenti modülünü göstermektedir. Sekil 2a'daki fisli modülün bir sasisini göstermektedir. Sekil 2b'deki sasinin patlatilmis bir görünümünü göstermektedir. Sekil 2b'deki sasiyi farkli ön uç fis sistemleri ve bir güç baglantisi ile göstermektedir. bulusun düzenlemelerine göre iki yönlü enerji aktarimi için yapilandirilmis iki elektronik tasiti göstermektedir. mevcut bulusun düzenlemeleri için faydali bir sarj istasyonununsemasini göstermektedir. bir empedans eslestirmesi içeren mevcut bulusun bir düzenlemesinin bir eklenti modülü için bir devreyi göstermektedir. mevcut bulusun uygulamalarinda kullanilabilecek rezonans devreleri gösterilmektedir. mevcut bulusun düzenlemelerine uygun olarak kablosuz sarj için birverici ve bir alici devresini göstermektedir. rezonans manyetik kuplajina dayali mevcut bulusun bir düzenlemesine görebir sarj sisteminin blok diyagramini göstermektedir. mevcut bulusun düzenlemelerine göre bir sarj sistemi için güç dönüstürücüleri kullanan bir sarj sisteminin devresini göstermektedir. mevcut bulusun bir düzenlemesine göre mikrodalga güç iletimine dayali bir eklenti modülünün anten dizisini göstermektedir. mevcut bulusun düzenlemeleri için faydali bir güç kaynagi için bir devreyi göstermektedir. mevcut bulus için faydali bir sarj sisteminin semasi gösterilmektedir. mevcut bulusun düzenlemeleri için faydali bir sarj cihazinin devresini göstermektedir. mevcut bulusun bir uygulamasi için faydali bir verici ve kalp implantinin bir devresini göstermektedir. mevcut bulusun düzenlemeleri için yararli olan bir elektrikli tasiti sarj etmek için bir devreyi göstermektedir. mevcut bulusun düzenlemeleri için yararli olan bir elektrikli tasitin sarj cihazinin bir diyagramini göstermektedir. Düzenlemelerin Açiklamasi Asagida, mevcut bulusu uygulamak ve kullanmak için teknikte uzman herhangi bir kisiye yardimci olmak amaciyla, eslik eden çizimlere atifta bulunularak bu uygulamadaki teknik çözümler açiklanmaktadir. Iyi bilinen yapilar ve süreçler, açiklamanin gereksiz ayrintilarla gizlenmesini önlemek amaciyla ayrintili olarak açiklanmamistir. Asagidaki düzenlemeler, elektrik enerjisinin iki yönlü kablosuz iletimini saglayan ve bu açiklama boyunca eklenti modülü olarak adlandirilan, öncelikle dahili bir modül ve eklenti sistemi olmak üzere bir yöntemi ve yeni bilesenleri tanimlamaktadir. Konsept esas olarak elektrikli tasitlarin sarj edilmesi baglaminda incelenmistir, ancak bu kapsamla sinirli degildir ve örnegin evsel, mühendislik, endüstriyel, tibbi ve askeri ortamlardaki cihazlari sarj etmek için kullanilabilir. Belirtildigi üzere, elektronik cihazlarin akülerini sarj etmek için bir fis modülü açiklanmistir. Bu modül, kablosuz elektromanyetik enerji girisinin alicisi olarak görev yapan bir tampon elemani, tampon elemanina bagli bir sasi ve bir fis baglantisi içermektedir; burada sasi, entegre enerji iletim kanallari ve elektromanyetik enerjinin tampon elemanindan fis baglantisina sarj akimina aktarilmasi ve dönüstürülmesi için bir devre karti içermektedir. Fis baglantisi, bir elektronik cihazin sarj yuvasina takilacak sekilde yapilandirilmistir. Sekil 1, burada verilen açiklama dogrultusunda bir elektrikli tasitin mevcut bulusa göre nasil yapilandirildigini göstermektedir. Fisli modül 1, tampon elemani, sasi ve fis baglantisi olmak üzere üç ana yönünü gösterecek sekilde ayrik bir sekilde tasvir edilmistir. EV'nin enerji yönetim sisteminin ana yönleri sunulmakta olup, bu sistem asagidakileri içermektedir. Enerji depolamadan sorumlu olan akü paketinin 3 sarj islemini saglayan bir sarj cihazi 2. Elektrik enerjisini mekanige dönüstüren ve böylece tekerleklere çekis gücü saglayan elektrik motoru 4, bir formdan digerine güç dönüsümünden sorumlu invertör 5 ve bir dogru akim, DC, kaynagini bir voltaj seviyesinden digerine dönüstüren DC/ DC dönüstürücü. Sekil 2a, Sekil 1'de açiklanan fisli modülü 1 göstermektedir. Bu tasvirde öne çikan özellik tampon elemanidir 11. Mevcut bulus kapsaminda bu bilesen elektromanyetik enerjinin hem kablosuz alicisi hem de vericisi olarak islev görmektedir. Fislimodül, elektrik enerjisinin iki yönlü kablosuz iletimini gerçeklestirebilmektedir. Enerji iletim kanallari ve devre karti, sarj yuvasindan tampon elemanina enerji aktarmak ve dönüstürmek üzere yapilandirilmistir. Sekil 2b, önceki sekillerde tampon elemanina 11 bagli olarak görülen ve elektronik sistem yuvasini 13 barindiran sasiyi 12 göstermektedir. Bu yuva, elektronik sistemin konumlandirilacagi ana alan olarak hizmet vermektedir. Elektronik sistem yuvasinin 13, dönme kabiliyetine isaret eden dairesel oklarla gösterilen, sasi 12'ye bagli döner bir mafsala sahip oldugu gösterilmektedir. Dönen eksen, tampon elemaninin 11 düz yüzeyine paraleldir ve tampon elemani 11 ile kisa bir süre sonra tartisilacak bir bilesen olan fis baglantisi arasindaki açiyi ayarlama amacina hizmet eder. Bu amaca, tampon elemaninibir ray sistemi (sekilde gösterilmemistir) üzerinde ileri geri hareket ettirme kabiliyeti veren ek bir özellik ile daha fazla hizmet edilir, böylece baglanti noktasi gerektiginde hedefe dogru hareket ettirilebilir. Sekil 2c, Sekil 2b'deki sasiyi 12 patlatilmis bir görünümde göstermektedir. Ayni zamanda sunlari da barindirdigi gösterilmektedir entegre enerji iletim devreleri 14 ve elektronik devre karti 15, bunlar daha önce belirtildigi gibi güç yükseltme ve dönüstürme rollerine hizmet eder. Sekil 2d'de yine sasi 12 bileseni, çikis voltajlarini ve frekanslarini ayarlamak için kullanilan ve fis baglantisi 16 olarak adlandirilan bir ön uç fis sisteminin istege bagli olarak eklenmesiyle gösterilmektedir. Ayrica, Sekil 2d'de bir güç baglantisi 17 gösterilmektedir. Sasi 12, fis baglantisi 16 ile güç baglantisi 17 arasinda yer almaktadir. Sekil 3, mevcut bulusun özelliklerine göre iki yönlü enerji aktarimi için yapilandirilmis iki elektrikli tasiti göstermektedir. Her bir fisli modülün 1 tampon elemanlari 11, her bir tasitin farlarinin arasina yerlestirilmis olarak açikça görülebilir. Olasi bir uygulamada, fisli modül elektrikli tasitin dahili bir bileseni olacak sekilde tasarlanmistir. Bir alternatife göre, modül, gerekli bilesenler monte edildiginde disyapilarda kullanilmak üzere donatilabilir, bu baglamda, Sekil 4 bir sarj istasyonunun devre semasini göstermektedir, bunun dahil edilmesinin amaci, fisli modül 1'in istasyonun yuvasina uyumlu hale getirilebilmesi nedeniyle mevcut bulus baglaminda kullanisliligini vurgulamaktir. Böylece, sarj istasyonuna ikinci bir fisli modül monte edilerek iç kismina entegre bir fisli modülü olan bir tasitin sarj edilmesi mümkündür. Manyetik Rezonans prensibi ve Mikrodalga prensibi olmak üzere iki farkli sarj prensibi kullanilabilir ve burada açiklanmaktadir. Sistem, Yapay Zeka (AI) veya bir akilli cihaz uygulamasi ile kontrol edilecektir. Sistem bobinler, transformatörler ve bir enerji dönüstürücü içerecek, iletken malzeme kullanilarak verimlilik artirilacaktir. Ilk olarak, her bir yöntemin uygulanmasi için gerekli ana bilesenler sunulmakta, ardindan her iki durumun yönetim ilkeleri açiklanmaktadir. Manyetik rezonans sarj yönteminde enerjinin yönü, manyetik rezonans baglanti devresinin birbirine bagli parametrelerinin farkli konfigürasyonlar kullanilarak eslestirilmesiyle saglanacaktir. Bu sekilde enerji kablosuz tamponlardan alicilara aktarilacaktir. Bu baglamda, akilli bir transformatör rezonans dengeleme sistemi ortada yer almakta, enerji belirli sinirlar dahilinde yönlendirilmekte ve aktarilmaktadir. Tampon eleman konsepti olarak, vericiler dairesel alanin merkezine, alicilar ise dis muhafazalara konumlandirilacaktir. Böylece alici-verici ayni düzlem üzerine yerlestirilmis olacaktir. Manyetik Rezonans Sarj Prensibini içeren özellik asagidaki bilesenleri içerir, güç osilatörleri, RF (Radyo Frekansi) güç amplifikatörleri (E tipi), alici-verici antenler, iki yönlü AC/DC dogrultucular, voltaj amplifikatörleri, akim dönüstürücüler, bir empedans adaptasyon aparati, bir elektronik ve bir elektronik devre karti. Daha fazla ayrinti ve herbirinin amaci asagida verilmistir. Güç osilatörleri, elektrik kaynagindan gelen frekans ve dalga boyunu ayarlamak için kullanilan, ulasilmak istenen frekans ve dalga boyu seklinde elektrik titresimleri üreten geri beslemeli yükselteçlerdir. RF güç amplifikatörleri (E tipi), modüle edilmis dalgalari uzun mesafelerde hava yoluyla iletmek için kullanilir, islevleri girisi yükseltmek ve kaldirmaktir. Alici-verici antenler, elektrik enerjisini alan ve enerjiyi hedef kaynaga yönlendiren iletken sistemlerdir. Iki yönlü AC/ DC dogrultucular, AC gerilimi DC gerilime dönüstüren güç elektronigi devreleridir. Gerilim yükselticileri, küçük genlikli elektrik sinyallerini yükseltmek ve böylece gerekli sinyali yakalamak için eklenti modülünde kullanilir. Bir DC akim kaynagini bir gerilim seviyesinden digerine dönüstüren ve olusabilecek düzensizlikleri ortadan kaldirarak gerilimi yükselten bir elektronik cihaz türüdür. Akim dönüstürücüler, elektrik enerjisini kontrol etmek ve herhangi bir akim enerji formunu diger akim formlarina dönüstürmekiçin kullanilir. Empedans adaptasyon aparati, impendanslar farkli olsa bile belirli bir seviyede uyumlu çalisacak sekilde impendanslarin eslestirilmesine izin vermek için kullanilir. Sistemin bobin çikisinda olusturdugu alternatif akima karsi direnci (empedans) dengelemek için kullanilir. Elektronik devre karti, elektronik devre elemanlarini kontrol etmek için yüzeyinde iletken yollar ve adalar bulunan farkli yalitkan malzemelerden yapilmis plakalardan olusan bir elemandir. Ayrica yüzeyler arasinda lehim kapli delikler debulunacaktir. Mikrodalga sarj prensibini kullanan yön için, temel bilesenler ve islevleri asagida verilmistir. Birbirine dik bir elektrik ve manyetik alan yaratan bir enerji kaynagi olarak küçük, düsük kapasiteli bir magnetron kullanilir. Bu, enerji yetersiz oldugunda yüksek frekansli salinimlar ve güç üretir. Sinyali yükselterek voltaj ve akimi artirmak için kullanilan anahtarlama özelligine sahip bir transistör devre elemani. Devre üzerinden elektrik akiminin iletimini ve yönünü saglayan yari iletken malzemelerden yapilmis 4 diyot düzenekli, 2 terminalli bir devre elemanina ihtiyaç duyulmaktadir. Sistemdeki 4 adet dikdörtgen konumlandirmanin amaci akimin iki yönde hareket etmesine izin vermektir. Gelen yöne bagli olarak 2 diyot kapanacak ve diger yönde iletime izin verecektir. Yani alici ve verici diyot olarak çalisacaktir. Iletken dizi rektenna sistemleri, kaynaktan gelen enerji veya akimi elektromanyetik dalgalarla hedef kaynaga yönlendirir. Nikel-Titanyum kompoziti tercih edilen malzeme olarak belirlenmistir. Çikis voltajini stabilize etmek için bir voltaj regülatörü kullanilir. Frekans dengeleyici, voltaj regülatörünü tamamlayici bir unsur olarak görev yapar. Çikis geriliminin frekansini sabit tutmak için salinimlarda denge durumu olusturan bir aparattir. Manyetik rezonans senaryosunda oldugu gibi ayni özelliklere sahip bir elektronik devre kartina da ihtiyaç vardir. Her iki sarj yönteminde de tampon elemanlari her iki yönde de enerji transferi geçisine izin verecek sekilde konumlandirilacaktir. Bununla birlikte, enerji aktarimi bobinlerde (geçisin saglandigi yerde) gerçeklestiginde, 4 diyot bir 2 diyota geçer ve bu nedenle enerji aktarimi yönlü hale gelir. Bu yönlü anahtarlama islevi, bulusun Yapay Zeka (AI) entegrasyon unsuru tarafindan saglanacaktir. Iki ücretlendirme stratejisi hakkinda daha fazla bilgi asagida verilmektedir. Bir yönü, manyetik rezonansa sahip kapasitif sistemlerin kullanildigi manyetik rezonans yöntemini takip eder. Bobinlerden veya kaynaktan gelen enerjiyi, verimliligini artirmak için indüksiyon akimina yönlendirmek üzere voltaj artirici bir transformatör sistemi gelistirilecektir. Bunu yapmak için Gelismis Frekans Regülatör Modülü kullanilir. Rezonans dengeleyiciler aküden enerjiyi vakumlamak için kullanilir, yani sebekeden enerji çekilemese bile manyetik rezonans tarafindan olusturulan alana enerji çekilebilir. Gelismis Transformatör Modülü de enerjiyi baska bir elektrik alanina aktarmak için kullanilir ve böylece enerji sadece kaynaktan beslenmez. Son olarak, kaynaklar arasindaki etkilesim üniteden tasita, tasittan tasita ve tasittan üniteye seklinde olacaktir. Sekil 5 fisli modülün 1 dahili devresini açiklamaktadir ve yüksek frekansli devreler için tasarlanmistir, bu da verimli bir çalisma performansi ve minimum kayip saglar. Alicive verici bilesenlerindeki empedans uyumu sistemin verimliligini büyük ölçüde artiracaktir. Buna ek olarak, baskili devre karti, PCB, izlerinin geometrileri kayiplarin azaltilmasinda önemli bir rol oynamaktadir; bulusta kavisli tasarimlarin aksine dik açilara yakin iz tasarimlari kullanilmistir, bu da verimliligi artirarak çok daha iyi performans özellikleri saglar. Tampon elemani 11 ayrica, alicinin LC rezonatörü ile rezonans halinde olan bir LC rezonatörüne sahip bir kaynaktan elektromanyetik enerji almak üzere yapilandirilmis bir LC rezonatörü içerir, çünkü LC rezonatörü ayni zamanda elektromanyetik enerji iletmek üzere yapilandirilmistir. LC rezonatörü, her birinden en az bir tane olmak üzere bobin ve kondansatörlerden olusan seri veya paralel rezistör, indüktör ve kondansatör (RLC) devrelerini içerir. Bunlar, enerjinin elektrik ve manyetik alanlar arasinda salinmasina ve istenen frekans ve dalga formunda çikmasina izin verir. Ayrica, yüksek frekansli enerji için AC/ DC dogrultucular, bir voltaj yükseltici ve bir akim düsürücü kullanilacaktir. Ortada kesisen çift tarafli sargi yapilari güç iletimi için kullanilir - sargilar merkezden esit uzakliktadir. Teorik yaklasimlara dayanan deneysel çalismalar, 100 kHz ile 13.56 MHz arasindaki iletim frekanslarinda rezonans frekanslarinin ortaya çiktigini göstermistir; Qi: ~ 190 kHz - 23okHz Biyomedikal: 13.56 MHz Sekil 6 bir LC rezonatörünün devresini göstermektedir. Hem seri hem de paralel bir düzenleme gösterilmektedir. LC rezonatörü, rezonans frekansini ayarlamak için degisken empedansa sahip bir elektronik elemani gösterebilir. Amaçlari, çevre ile devre arasinda empedans uyumu saglamak ve mümkün oldugunca az kayipla enerji iletimi saglamaktir. Literatürde çogunlukla halka ve sarmal antenler veya serit ve PCB antenler kullanilmaktadir, ancak bu uygulamaya baglidir. Yüksek frekansta anahtarlama (osilasyon) yapilarak verici bobin üzerinde olusturulan degisken akim manyetik alan olusturur. Bu devre ile ayni rezonans frekansina sahip alici devrenin bobini üzerinde manyetik alanda (verici devre) akim olusturularak güç iletimi saglanir. Bobin ve kondansatör çiftlerinin (alici ve verici) devrelerindeki rezonans frekanslarinin ayni olmasi tercih edilir. Sekil 7, yukarida belirtilenlere göre mevcut bulus kapsaminda kablosuz sarj için bir verici ve alicinin devresini göstermektedir. Burada akim bazi ayrik kondansatörlerden geçirilir; bu da potansiyel olarak zararli elektrik alanlarini manyetik alanlardan ayirir. Böylece, odanin rezonans frekansi önemli ölçüde düsürülür, böylece alan derin alt dalga boyu modeline girer. Derin alt dalga boyu rejiminde çalisan bosluk, üretilen elektrik alanlardan daha güçlü manyetik alanlar üretir. Sonuç olarak yöntem, iletim gücünden ödün vermeden büyük elektrik alanlarinin zararli etkilerini basariyla önler. Kablosuz enerji aktariminda temel amaç, bobinde (manyetik rezonans devresinde kullanilan) enerji depolamak ve depolanan bu enerjiyi devredeki diger bobineaktarmaktir. Sebeke gerilimi, verici bobinde bir manyetik alan indüksiyonu olusturmak için yüksek frekansli alternatif akima dönüstürülür. Bitisikteki alici bobin daha sonra manyetik alandan indüklenir ve akim üretir. Bu sekilde, Sekil 7'nin orta bölümünde yer alan verici ve alicinin komsu taraflarinda bulunan iki bobin arasinda enerji transferi gerçeklesir. Sekil 8, mevcut bulusa göre manyetik rezonans sarjina dayali bir sarj sisteminin blok diyagramidir ve manyetik rezonans baglantisinda kullanilan temel bilesenleri göstermektedir. Açiklanan diyagram sol üst siradan baslar ve soldan saga dogru hareketeder, böylece bir verici (sol) ve bir alici (sag) arasinda akis saglanir. Enerjinin kablosuz iletiminde yer alan iki tarafi gösteren Sekil 7 ve 9'daki devre semalari ile dogrudan bir iliski kurulabilir. Enerji aktarimi, Sekil 8'in ortasinda bulunan rezonans manyetik baglanti bölümünde bir önceki paragrafin özelliklerine göre gerçeklesir. Sistemin giris gücü genellikle AC kaynagi, AC/ DC dogrultucu blogu veya dogrudan EV aküsünden veya baska bir DC kaynagindan DC voltaji beslenerek saglanir. Yüksek güçlü uygulamalarda, güç faktörü düzeltme asamasi da bu bloga dahil edilebilir. Yüksek verimli anahtarlamali dönüstürücüler DC gerilimini bir RF gerilim dalgasina dönüstürür. Bu voltaj dalgasi daha sonra kaynak rezonatörü sürmek için kullanilir. Dönüstürücünün çikisini kaynak rezonatör ile etkin bir sekilde eslestirmek için bir empedans eslestirme baglantisi kullanilir. Bu baglanti, anahtar modlu dönüstürücünün verimli çalismasini saglar; ancak en yüksek verimlilik için genellikle endüktif bir yük empedansi gerektirir. Empedans yakalama baglantisi, kaynak rezonatörün empedansinin, cihaz rezonatörünün empedansinin ve üzerine etki eden çikis yükünün kaynak dönüstürücünün uygun bir empedansina baglanmasini saglar. Kaynak rezonatör tarafindan üretilen manyetik alan, cihaz rezonatörü ve verici rezonatör çifti içinde enerji birikmesine neden olur. Bu enerji cihazin rezonatörüne baglandiginda,dogrudan bir yüke güç saglayabilir veya akü sarji için kullanilabilir. Burada ikinci empedans yakalama baglantisi, rezonatörden yüke verimli bir enerji baglantisi içinkullanilabilir. Ayrica gerçek yük empedansini cihaz rezonatörü tarafindan görülen etkin yük empedansina dönüstürebilir ve daha sonra optimum verimlilik için yüke dahayakindan eslestirilebilir. DC gerilimi gerektiren yükler için dogrultucu, alinan AC gücünüDC gücüne dönüstürür. Primer taraftaki güç dönüstürücünün amaci primer sargida yüksek frekansli akim üretmektir, sekonder taraftaki bir dönüstürücü ise dogrultma için kullanilir. Invertör devresi tarafindan üretilen kare dalga gerilimi daha sonra kompanzasyon devresine uygulanir. Ikincil taraftaki dogrultucuda kullanilan iki anahtar, ikinci bir dönüstürücüye gerek kalmadan güç akisinin kontrol edilmesini saglar. Sekil 9, manyetik rezonans sarj yöntemi kullanildiginda mevcut bulus baglaminda yukaridaki ifadelere göre güç dönüstürücüleri kullanan bir sarj sisteminin devresini göstermektedir. Potansiyel özelliklerle ilgili olarak, Araç Konektörü Tip 2 disi ve açik uçlu (kabloda yalnizca bir konektör vardir), U-kilidi ve koruyucu kapaklar için kilitleme seçenegine sahip, 32 A, 480 V (AC) yüksek kaliteli bir mobil EV sarj kablosu. Ürün Tanimi Tip C-Line Standartlar/yönetmelikler: IEC 62196-2Sarj Standardi: Tip 2 Sarj Modu: Mod 3, Durum B Sarj Akimi Türü: AC 1 veya 3 fazli Ortam Kosullari Ortam Sicakligi (çalisma): -30°C ila 50°C Ortam Sicakligi (depolama/tasima): -40°C ila 80°C Maks. Yükseklik: 5000m (deniz seviyesinden yüksek)Koruma Derecesi: IP44 (fise takili) Koruma Derecesi: IP54 (Koruyucu kapak) Elektriksel Özellikler Maksimum Sarj Gücü: 7,4 ila 22kW Asama Sayisi: 1 veya 3 Güç Kontaklarinin Sayisi: 3 veya 5 (L1, L2, L3, N, PE) Güç Kontaklarinin Anma Akimi: 32A Güç Kontaklari için Nominal Gerilim: 480V AC Sinyal Kontaklarinin Sayisi: 2 (CP, PP) Sinyal Kontaklari için Nominal Akim: 2A Sinyal Kontaklari için Nominal Gerilim: 30V AC Sinyal Iletim Türü: Darbe genislik modülasyonu Direnç Kodlamasi: Mekanik Özellikler Yerlestirme/ Çekme Döngüleri: 1o.ooo Yerlestirme Kuvveti: <1ooN Geri Çekme Kuvveti: <1ooN Malzeme Gövde Malzemesi: Plastik Malzeme Baglanti Profili: Plastik Malzeme Tutamak Alani: Yumusak plastik Malzeme Koruyucu Kapak: Yumusak plastik Kablo Yapisi: 3 veya 5 x 6.omm2 + 1 x o.5mm2 (prEN Iletken Tipi: Düz Dis Kilif Malzemesi: TPE-UDis Kilif Rengi: Siyah Minimum Bükme Yariçapi: 255 mm (15 X çap) Bir alternatif de mikrodalga sarj prensibidir. Elektrikli tas1ttaki akü ve iletim ortami dalgayi tasiyabilecek bir madde veya malzeme olmalidir - dalga ortami sadece dalgayi kaynagindan diger yerlere tasir. Bir ortamdaki parçaciklar düzensizlestikçe ve böylece bir çalkantiya neden oldukça ve süreç her bir parçacigin bitisikteki parçacigin yerini almak üzere hareket etmesiyle sirali olarak devam ettikçe, çalkanti/düzensizligin bir ortamda ilerledigi bilinmektedir. Mevcut bulus kapsaminda, eklenti modülü 1'de olusturulan manyetik alan parçaciklarda düzensizliklere neden olacak ve bu da eklenti modülü 1'deki transformatörler ile mikrodalgalara dönüstürülerek enerjinin tasinmasini ve iletilmesini saglayacaktir. Süperpozisyon prensibi nedeniyle, spektrumun her dalgasi faz hizina sahip enerji tasir. Bu durumda, mikrodalgalardan gelen periyodik darbe dizisinin jeneratörden aliciya hareket etmesine izin verilir (bu dizinin frekans spektrumu ayriktir ve spektrum bir dizi tek renkli dalgadan olusur). Normal dagilimin varliginda bile, tüm tek renkli bilesenlerin faz hizlari ile tek yönde hareket eder. Enerji Transferi Seviye 1: 1,4 ila 3,3kWh Seviye 2: 7,2kWh Seviye 3: 350kWh Uyumluluk SAE J 1772 CCS DC Combo 1 Konnektör Tip 1SAE CCS DC Combo 2 Konnektör AB Tip 2 Tesla Supercharger Tesla Sarj Cihazi CCS CHAdeMO AC: SAE J 1772, IEC 62196, Tesla Sarj Cihazi DC: CCS, CHAdeMO, TESLA Supercharger Kullanilan küçük magnetron ile gerektiginde enerji transferi saglanacaktir. Ancak bu sistem, örnegin tasittan tasita enerji aktarimi durumunda nispeten pasif olarak çalisacaktir. Genel olarak, yüksek frekansli enerji bir magnetron halkasi tarafindan saglanir, halka 10 GHz'in altindaki frekanslarda bir koaksiyel kablonun orta iletkeninin bükülmesi ve kablonun dis iletkeninin anoda lehimlenmesi ile olusturulur. Bu sekilde olusturulan halka daha sonra herhangi bir boslugun içine yerlestirilir. Daha yüksek frekanslarda, halka halkadan uzaklastirildiginda daha verimli olur, bunun nedeni gücün kontrolsüz bir sekilde artmasini önlemektir. Halkalar birbirlerinden uzaklastiklarinda aralarindaki etkilesim ve gerilim nispeten azalacagindan karsi kaynagin devrelerini yakmayacaklardir. Böylece enerji akisi daha stabil olacaktir. RF/ DC dönüsümü, genellikle Rectenna olarak bilinen bir anten (PCB) ve buna karsilikgelen bir dogrultma devresinden olusan bir elemanin tasarlanmasi ve karakterize edilmesiyle gerçeklestirilir. Tasariminda dört mikroserit yama anten, bazi sifir önyargili Schottky diyotlar, bir Wilkinson güç bölücü ve diger bazi pasif bilesenlerden olusan basit ve ucuz bir devre kullanilir. Devre 50 mil RO4350B alt tabaka ve bakir telden üretilmistir. Amaç, bir RF kaynagindan yüksek verimlilikle kablosuz olarak enerji elde etmek ve bunu elektrikli tasiti sarj etmek için kullanilabilecek DC gücüne dönüstürmektir. Dört mikroserit yama anten 5-6dBi kazanca sahiptir ve istenen gücü elde etmek ve alanlarda verimlilik saglamak için kullanilir. Anten f=3.00GHz frekansinda çalisacak sekilde tasarlanmistir. Kuplör için çesitli alternatifler kullanilabilir. Mikrodenetleyici, gerekli DC voltajini ve gücünü ayarlayan radyo frekansi tanimlama, RFID, etiketinin önemli bir parçasidir. Düsük güçlü RFID uygulamalarinda, çogu mikrodenetleyici 1 ila 3,5V arasinda bir DC çalisma voltajina ve 0,5 uA ile 100uA arasindabir akim çekisine sahip olacaktir (en yüksek güç çalismasi sirasinda). Gerilim duyarliligi ß akim duyarliligidir ve teorik degeri 20 A/W'dir. Sekil 10, mevcut bulus mikrodalga güç iletimi baglaminda kullanildiginda yukarida verilen açiklamaya göre bir fisli modülün 1 anten dizisi semasini göstermektedir. Örnek anten özelliklerini içeren bir tablo asagida açiklanmistir. Çalisma Frekansi 3.00GHz Tek Yama Genisligi (W) 45mm Tek Yama Uzunlugu (L) 32mm Yükseklikler 60 mil Dielektrik Sabiti (Cr) 3.66 Elemanlar Arasi Mesafe 0.5Ä Giris Empedansi 206.90hm Yayilan Güç (Watt) 0.0007 Etkili açi 0.42 sterdian Kazanç (dB) 9.1128 Metalizasyon Kalinligi 50 um Yönlülük (dB) 10.3455 Daha önce de belirtildigi gibi RF/ DC dönüsümü, verimliligini belirlemek için bir dogrultma devresinin katkisini gerektirir. Bu devrede iki farkli sifir öngerilim Schottky diyot kullanilir. Schottky diyot, bir metal ile n-katkili veya p-katkili bir yari iletken arasindaki metal-yari iletken kontagidir. Bir metal-yari iletkende, serbest elektronlar yari iletkenden baglanti noktasindan akar ve metaldeki serbest enerji durumlarini doldurur. Uygulanan önyargi iletim potansiyelini astiginda, ara/ arayüz frekansi, IF ve ileri voltaj düsüsü, VF, arttikça ileri akim hizla artacaktir. Silikon veya Germanyumdan yapilmis diyotlar kullanilabilir. Diyot örnekleri için örnek bir tablo asagida açiklanmistir. Parametre Birimler HSMS-286C HSMS-8202 N - 1.08 1.09 Schottky diyotlar bir voltaj katlayici sisteme yerlestirilebilir. Gerilim katlayici, giristeki güce kiyasla çikisin gücünü artirir ve ayrica empedans eslestirme agini optimize eder. Dogrultucunun boyutunu azaltmak için çip kondansatörü çikarilarak bir açik devre sönt saplama kullanilabilir. Sekil 11 dogrultucunun devresini açiklamaktadir. Bu düzenlemede, gösterilen dört diyottan (D1-4) sadece ikisi herhangi bir anda akim geçisine izin verir. Schottky diyotundaki akim elektronlar tarafindan tasinir. Genellikle diyotlarin 100 saniyeden daha kisa bir tasiyici ömrü vardir. Bu son derece hizli anahtarlama süresi, Schottky diyotu 50GHz ve üzeri frekanslarda ideal bir dogrultucu haline getirir. vt = KT , VE T=293K`da 25mV n= Idealite faktörü, 1 ile 2 arasinda degerler alir Bu da diyotun malzemesine ve fiziksel yapisina baglidir. Örnegin, nokta temasli bir diyotiçin n=2 iken, Schottky bariyerli bir diyot için n=1.2 Diyot empedansi Ilk olarak baglanti direnci ve kapasitif reaktans için empedans türetilir, d1 Rj B (11 Yd1 Böylece toplam diyot empedansi asagidaki gibi hesaplanabilir, Zd235 :Zdl'i'Rî ;Yd2= Z: Zdi'yot = 2113 + jwLpKg Daha yüksek hassasiyet için, düsük doygunluk akimina sahip diyotlar seçmeliyiz. Yansima kaybini azaltmak ve maksimum güç aktarimi ile daha verimli bir sistem saglamak için anten ile dogrultucu devresinin girisi arasinda iyi bir empedans eslestirme agi uygulanmalidir. Diyotun esdeger empedansinin 1.90 ile 3.00 GHz arasinda oldugu tahmin edilmektedir. Giris gücü -20dBm ile 10dBm arasinda seçilmistir. Pasif devre analizi için 3D düzlemselbir elektromanyetik (EM) simülatör olan ADS Momentum kullanilarak, elemanlar arasinda iyi bir tasima olgusu elde edilecektir. Diyotu yerlestirmek için, kisa bir seri hat segmenti ve bir dizi indüktör, diyot çiftinin empedansini Smith diyagrami etrafindaki orijinden geçen sabit hassasiyet çizgisine döndürür, RF mühendisliginde uzmanlasmis elektrik ve elektronik mühendisleri için tasarlanmis bir grafik hesap makinesi veya nomogram, iletim hatlari ve eslestirme devreleriyle ilgili sorunlari çözmeye yardimci olmak için, ayni anda birden fazla parametreyi görüntülemek için kullanilir Bu tasarim, Dickson'in formülünü kullanarak iki asamali bir sarj pompasi kullanir, ancak çok asamali redresörlere yükseltilebilir. DC'den DC'ye dönüstürücüler farkli uygulama ve amaçlarda yaygin olarak kullanilmaktadir. Buck-boost ve soguk dönüstürücüler %90 civarinda gerçekçi güç verimliligine sahip olabilir. Büyük bir kondansatörden olusan DC Geçis/ Çikis Filtresi, mevcut bulusun bir diger önemli yönüdür. Mikrodalga enerjisini etkili bir sekilde kisaltir ve DC gücünü geçirir. Diyot ve çikis kondansatörü arasindaki mesafe diyotun kapasitif reaktansini rezonansa sokmak için kullanilir. Hem giris hem de çikis kondansatörleri, diyot kapali oldugu sürece mikrodalga enerjisini depolamak için kullanilir. Son olarak, kondansatör RF'yi devrenin video taraflarindan ayirir. Not: Diyot, tüm RF voltajinin diyot terminallerinde görünmesini saglamak için iyi bir RFkisa devresi saglamalidir. Ancak, video devrelerini yüklememesi için video frekanslarinda düsük olmalidir. Ek bir anten parametreleri seti asagida açiklanmistir. Yükseltilen Güç (Watt) 0.0018 Etkili açi (Derece) 50.33 Yönlülük (dB) 11.56 Kazanç (dB) 10.36 Maks. Yogunluk 0.00205 (Watt / Steradyan) U Açisi Maks. (Teta, phi) 18.00 90 E(teta) Maks(mag, faz) 1.24 24.67 Sekil 12, mevcut bulus için faydali bir sarj sistemini basit bir sekilde göstermektedir. Gösterilen üç senaryodan ikisinde, bir durumda dogrudan elektrik sebekesinden gelen güç girisinin dogasi nedeniyle bir AC/DC dönüstürücüye ihtiyaç duyulmaktadir. Üçüncü senaryoda ise giris bir süper kondansatör oldugu için bir DC/DC dönüstürücü kullanilmaktadir. Tüm durumlarda, voltaji ayarlamak için bir DC/ DC dönüstürücü takipeder, bu da fisli bir elektrikli tasitin aküsüne yol açar. Asagidaki tablo, simdiye kadar yapilan degerlendirmelere dayali olarak ilgili parametreleri ve bunlarin derecelendirmelerini içermektedir. Parametre Degerlendirme Giris Gerilimi 230V Dis Gerilim 12V Birincil Taraf Dogrultucu: Giris Gerilimi 12V Çikis Gerilimi 12V Kondansatör 1mF Boost Dönüstürücü: Giris Gerilimi 12V Kondansatör 2oouF Anahtarlama Frekansi 25000Hz Görev Orani %50 Çikis Gerilimi 23V Tek Fazli PWM Invertör: 0.7 Tasiyici Frekans 1050Hz Kondansatör 22ouF Sekil 13, elektrikli tasitlar baglaminda standart bir sarj prizinin devresini göstermektedir. Burada sunulan fisli modül 1 ile bazi temel hususlar açisindan karsilastirma yapmak için kullanilacak temel bir semadir ve okuyucuyu bu kapsamin ötesinde ilgilendirmemelidir. Mevcut bulusun diger olasi uygulama yollari, elektrikli tasitlarin kablosuz sarj edilmesine yönelik birincil gelistirme hedefinin yani sira asagida verilmistir. Fisli modül, ev ortamindan askeri ortamlara kadar bir akü/ güç kaynaginin sarj edilmesinin gerekli oldugu her ortamda kullanilabilir. Bazi örnekler sunlardir; 0 Tibbi ürünler için kablosuz enerji iletim sistemleri 0 Implant sistemlerinin sarj edilmesi 0 Hasta destek sistemlerine kablosuz enerji aktarimi 0 Otomobil ve endüstriyel sistemlerde kablosuz yüksek enerji iletimi o Dinamik ve statik araç sarj sistemleri 0 Elektrik kablolarinin kullaniminin sorunlu oldugu endüstriyel kosullar o Askeri uygulamalarda kablosuz elektrik iletim sistemleri 0 Insansiz araçlarin enerji ihtiyaçlarinin karsilanmasi o Askeri tasinabilir cihazlara enerji aktarimi o Askeri iletisim sistemleri akü sarji Burada, bir hastaya kalp pili yerlestirilmesi baglaminda fisli modülün 1 degeri tartisilmaktadir. Kalp pillerinin degistirilmesi sirasinda bazi cerrahi operasyonlar gereklidir. Fisli modül 1, enerjinin frekansini ve degerini hedef kaynaktaki implantin kapasitesi ile eslestirerek çok düsük bir frekansta enerji aktarimina izin verir. Bu sayede deri altindaki implantlarin uzak bir kaynaktan sarj edilmesi amaçlanmaktadir. Burada enerji çikisinin oldugu kisimda salinim yapan devre hedef kaynaktaki implanta enerji yogunlugunu gönderir ve tanimlanan kapasite kadar enerji transferi gerçeklestiginde enerji transferi durdurulur. Bu süreçte enerji voltajini yükseltmeye veya dönüstürmeye gerek yoktur. Sadece enerjinin kablosuz olarak iletilmesi prensibi öngörülmektedir. Sekil 14, özellikle kalbe yerlestirilen bir tibbi aletin enerji aktariminda ve dolayisiyla sarj edilmesinde kullanilan devreyi göstermektedir. Hem verici hem de implant tasvir edilmistir. Implantin kendisi daha önce tartisilan fisli modül 1'in özelliklerine uymasa da, verici cihaz mevcut bulusun uygulanmasi için bir örnektir. Kablosuz elektrikli tasit sarjinin birincil hedefine geri dönerek, elektrikli tasitlar arasindaenerji aktarimini saglayan bir fis baglantisinin 16 gelistirilmesi yapilacaktir. Bununla birlikte, mevcut bulusun kapsaminin endüstriyel cihazlari ve tüketici elektronigini de içermesi amaçlanmaktadir. Bu bulusta açiklanan kablosuz enerji aktarimini saglayan fis baglantisi 16, kablosuz güç aktarimi için rezonans devreleri kullanir, bu bölüm elektronik devre kartinin 15 ve ana kartin enerji aktarimi için hazirlanmasiyla ilgili özelliklerle ilgilidir. Bu noktada halihazirda hazirda bulunan openEVSE kitleri kullanilacaktir. Nihai üründeki EVSE ünitesi, tek yönlü aktarim haricinde, tasittan tasita ve tasittan üniteye enerji aktarimi yapabilen elektronik ekipmanlarla gelistirilecektir. OpenEVSE kullanimi, en yaygin olarak bulunan sarj istasyonlarinin birçogu için hazir, kullanima hazir birçok parça sunar. Ayrica, bu parçalarin birçogu UL ve CE testlerini çoktan geçmistir. Dolayisiyla, ticari müsteriler bu tür parçalari kullanabilmek için sayisiz gelistirme süresinden tasarruf edeceklerdir. Buna ek olarak OpenEVSE, WiFi üzerinden Enerji Izleme kurulumu ve kontrolü, Message Queuing Telemetry Transport (MQ'IT) ile otomasyon ve açik kaynak API, uygulama programlama arayüzü ile gelistirme firsatlari sunar ve bunlarin tümü ürünün basarisi için hayati önem tasir. Böylece devre sifirdan gelistirilmeyecek, sadece yeni fonksiyonlar eklenecektir. Prototip piyasaya sürüldükten sonra openEVSE'ye bagli kalma zorunlulugu yoktur. Gerekli parçalar daha ucuz yollarlaelde edilebilir ve monte edilebilir. Burada okuyucuya, elektrikli tasit sahiplerinin sarj için kullanabilecekleri 3 farkli enerji aktarim türüne iliskin bazi bilgiler verilmektedir. Bunlar, enerji aktarim türü, kapasitesi ve sarj süresine göre seviye seviye 1, 2 ve 3 kategorilerine ayrilmistir. Seviye 1 AC sarj tipi 120 Volt, 20Amp devre ve 1.4kW sarj kapasitesine sahiptir. EV tipi, termal verimlilik, akü teknolojisi ve diger teknik özellikler gibi faktörlere bagli olarak, 1. seviye bir sistem kullanarak 100 mil menzilli bir EV'yi sarj etmek 17 ila 25 saat arasinda sürecektir. Seviye 1 elektrikli tasit sarjina dahil olan devre Sekil 15'te gösterilmistir. Sadece en soldaki bölüm bu açiklamanin amaçlariyla dogrudan ilgilidir (bobin arayüzünün solu), çünkü bu, mevcut bulusun açiklanan devrenin yerini almak üzere kullanilabilecegi yerdir. söz konusu oldugunda, 100 mil menzile sahip bir elektrikli tasit 4 ila 5 saatte sarj edilebilir. Elbette bu durum elektrikli tasitin türüne, termal verimliligine, akü teknolojisine ve diger Son olarak, tipik 50 ila 350KW sarj kapasitesine sahip seviye 3 hizli DC sarj tipi söz konusu oldugunda, sarj islemi -3o°C'ye kadar düsük sicakliklardan 50°C'ye kadar yüksek sicakliklara kadar sorunsuz bir sekilde gerçeklestirilebilir. Seviye 3 hizli DC sarj sistemi ile 100 mil menzile sahip bir EV için tipik sarj süresi, 5OKW sarj kapasitesinde ortalama sadece 35 dakikadir. Bu elbette elektrikli tasitin türüne, termal verimliligine, akü teknolojisine ve diger Sekil 16, seviye 1 ve seviye 3 sarj türlerinin temel yönlerini karsilastirmakta ve karsilastirmaktadir. Daha yavas olan AC sarj yöntemi sol tarafta gösterilmekte olup, burada elektrikli tasitin yerlesik sarj cihazini uygun bir priz araciligiyla elektrik sebekesine baglamak için bir kablo gösterilmektedir. Sag taraf ise daha hizli DC sarj yöntemini ifade etmektedir. Tasit aküsü ile sebeke arasinda bir ara adim olarak kullanilmak üzere bir DC hizli sarj istasyonu gösterilmektedir. Bu tür bir altyapi birden fazla kullanici tarafindan paylasilabilecek ve günes enerjisi gibi yenilenebilir enerji kaynaklarini dogrudan entegre edebilecektir. Her iki durumda da Akü YönetimSistemi (BSM) tasitin bir parçasidir. Mevcut bulusun fisli modülün 1 bir baska yönü de soket yaziliminin gelistirilmesidir. EV donanim sistemindeki temel bilesenler, akilli bir cihaz araciligiyla uygulama ile "konusacak" ve böylece çesitli devre elemanlarinin dogru çalismasini saglayacaktir. Sarj islemi sirasinda tasitan tasita durumundan çekilecek enerjinin planlanmasi, Elektrikli Tasit Donanim Sistemindeki mikroçipler ve ilgili tasitlarin Akü Yönetim Sistemi (BMS) ile haberlesme yoluyla gerçeklestirilecektir. Arduino yazilimi sifirdan gelistirilecektir; bunun nedeni eski kaynak kodlarinin kullanimindan kaçinmaktir. Donanim kullanima hazir hale geldiginde, Elektrikli Tasit Donanim Sistemi ile akilli cihaz arasindaki iletisim Blynk tarafindan saglanacaktir. Ayrica, EVHS'deki donanimin akilli cihazlariyla iletisim sirasinda kullandigi toplam enerjiyi azaltmak ve etkin bant genisligi saglamak için özel proxy sunuculari kullanilacaktir. Burada kullanilan teknikler arasinda paket boyutunun optimize edilmesi, gereksiz trafigin ortadan kaldirilmasi ve kablosuz paket kaybininmaskelenmesi yer almaktadir. Her biri bir sarj yuvasina sahip olan iki elektronik cihaz arasinda kablosuz enerji aktarimiiçin bir yöntem tartisilmistir. Bu yöntem; yukaridaki düzenlemelere sahip bir fislimodülün 1 iki cihazin her birine baglanmasini içermektedir. Enerji transferi, iki fisli modülün 1 tampon elemanlari 11 arasinda gerçeklesir, böylece bir elektronik cihazin aküsü bosalir ve digerinin aküsü sarj olur. Yöntem yukarida belirtilen olasilikla sinirlandirilmamalidir ve bir elektronik cihazin aküsünün sarj edilmesini içeren herhangi bir senaryoda uygulanabilir. Çesitli yönler ve uygulamalar burada çesitli düzenlemelerle baglantili olarak açiklanmistir. Bununla birlikte, açiklanan düzenlemelerin diger varyasyonlari, çizimler, açiklama ve ekli istemlerin incelenmesinden, talep edilen konunun uygulanmasinda teknikte uzman kisiler tarafindan anlasilabilir ve gerçeklestirilebilir. Bunlar bu basvurunun koruma kapsamina girmektedir. Bu nedenle, bu basvurunun koruma kapsami, istemlerin koruma kapsamina tabi olacaktir. TR

Claims (1)

1.STEMLER Bir elektronik cihazda akülerin sarj edilmesine yönelik bir fisli modül (1) olup, asagidakileri içerir elektromanyetik enerjinin kablosuz girisini almak üzere konfigüre edilen bir tampon elemani (11); tampon elemanina (11) baglanan ve elektronik cihazin bir sarj yuvasi içine takilmak üzere konfigüre edilen bir fis baglantisi ile donatilan bir sasi (12), özelligi, sasinin (12) tampon elemanindan (11) gelen elektromanyetik enerjiyi, fis baglantisinda saglanan bir sarj akimina aktarmak ve dönüstürmek üzere konfigüre edilen bir devre karti (7) ve entegre enerji iletim kanallari (5) içermesidir. Istem 1,e göre fisli modül (1) olup, özelligi, tampon elemaninin (11) ilaveten elektromanyetik enerjinin kablosuz çikisini iletmek üzere konfigüre edilmesi, ve enerji iletim kanallari ve devre kartinin ilaveten sarj yuvasindan gelen elektrik enerjisini tampon elemanina aktarmak ve dönüstürmek üzere konfigüre edilmesi, böylelikle fisli modülün (1) elektrik enerjisinin iki yönlü kablosuz iletimini saglayabilmesidir. Önceki istemlerden herhangi birine göre ûsli modül (1) olup, özelligi, sasinin (12) tampon elemani (11) ile fis baglantisi arasindaki bir açiyi uyarlamak üzere konfigüre edilen bir mafsal (13) ihtiva etmesi, mafsalin (13) bir açisinin, tampon elemaninin bir düz iletim yüzeyine paralel bir düzlemde olmasidir. Önceki istemlerden herhangi birine göre lisli modül (1) olup, özelligi, tampon elemaninin (11), tampon elemaninin LC rezonatörü ile rezonans halinde olan bir LC rezonatörüne sahip bir kaynaktan gelen elektromanyetik enerjiyi almak üzere konfigüre edilen bir LC rezonatörü ihtiva etmesidir. Istem 2,ye bagli oldugunda, Istem 4,e göre fisli modül (1) olup, özelligi, LC rezonatörünün, ayrica tampon elemaninin LC rezonatörü ile rezonans halinde bir LC rezonatörüne sahip bir aliciya elektromanyetik enerjiyi iletmek üzere konfigüre edilmesidir. Istem 4 veya 5,e göre fisli modül (1) olup, 100 KHz ile 13,6 MHz arasinda bir rezonans frekansinda LC rezonatörüne sahiptir. Istemler 4 ila 6,dan herhangi birine göre fisli modül (1) olup, özelligi, LC rezonatörünün en az bir bobin ve en az bir kondansatör ihtiva eden seri veya paralel rezistör, indüktör ve kondansatör devreleri ihtiva etmesidir. Istemler 4 ila 7,den herhangi birine göre fisli modül (1) olup, özelligi, LC rezonatörünün, LC rezonatörünün rezonans frekansini ayarlamaya yönelik konfigüre edilen bir degisken empedansa sahip bir elektronik eleman içermesidir. Istemler 1 ila 4,ten herhangi birine göre fisli modül (1) olup, özelligi, tampon elemaninin (11), mikrodalga spektrumunda elektromanyetik enerji almak üzere konfigüre edilen bir anten dizisi ihtiva etmesidir. Istem 2,ye bagli oldugunda, Istem 9,a göre fisli modül (1) olup, özelligi, tampon elemaninin (11) ve sasideki (12) devrenin, mikrodalga enerjiyi anten dizisi ile almak ve iletmek üzere konfigüre edilmesidir. Bir elektronik cihaza, özellikle bir elektronik tasita veya bir akilli cihaza yönelik bir sistem olup, önceki istemlerden herhangi birine göre fisli modüle (1) ve bir sarj yuvasina sahiptir. Her biri bir sarj yuvasina sahip iki elektronik cihaz arasinda enerjinin aktarilmasina yönelik bir yöntem olup, yöntem asagidakileri içerir: Istemler 1 ila 10,dan herhangi birine göre bir fisli modülün (1) birinci cihaza ait bir sarj yuvasina baglanmasi; Istemler 1 ila 10,dan herhangi birine göre bir fisli modülün (1) ikinci elektronik cihaza ait bir sarj yuvasina baglanmasi; ve iki fisli cihazin tampon elemanlari arasinda enerjiyi aktararak birinci elektronik cihazdan ikinci elektronik cihaza dogru bir sarj prosesinin baslatilmasi, böylelikle birinci elektronik cihazin bir aküsünün sarjinin bosaltilmasi ve ikinci elektronik cihazin bir aküsünün sarj edilmesi. TR