TW201429109A - 在低電磁放射之無線功率轉換系統中的線圈配置 - Google Patents

在低電磁放射之無線功率轉換系統中的線圈配置 Download PDF

Info

Publication number
TW201429109A
TW201429109A TW102138311A TW102138311A TW201429109A TW 201429109 A TW201429109 A TW 201429109A TW 102138311 A TW102138311 A TW 102138311A TW 102138311 A TW102138311 A TW 102138311A TW 201429109 A TW201429109 A TW 201429109A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
conductive structure
power
coil
coupling
ring
Prior art date
Application number
TW102138311A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI550990B (zh
Inventor
漢斯彼得 偉德默
尼可拉斯Ａ 奇林
Original Assignee
高通公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 高通公司 filed Critical 高通公司
Publication of TW201429109A publication Critical patent/TW201429109A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI550990B publication Critical patent/TWI550990B/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B60L53/122—Circuits or methods for driving the primary coil, e.g. supplying electric power to the coil
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B60L53/124—Detection or removal of foreign bodies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B60L53/126—Methods for pairing a vehicle and a charging station, e.g. establishing a one-to-one relation between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/70—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the reduction of electric, magnetic or electromagnetic leakage fields
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/00032—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by data exchange
    • H02J7/00034—Charger exchanging data with an electronic device, i.e. telephone, whose internal battery is under charge
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F3/00—Cores, Yokes, or armatures
    • H01F2003/005—Magnetic cores for receiving several windings with perpendicular axes, e.g. for antennae or inductive power transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本發明提供一種用於無線功率傳送之系統、方法及裝置。在一個態樣中，本發明提供一種用於無線地傳達功率之裝置。該裝置包括第一導電結構，該第一導電結構具有大於寬度之長度且經組態以經由磁場來無線地接收功率。第一導電結構包括兩個實質上共平面環。第一導電結構具有各自沿第一導電結構之長度而與幾何線相交的第一邊緣及第二邊緣。該裝置進一步包括第二導電結構，該第二導電結構具有大於寬度之長度，定位於第一導電結構與磁性材料之間且經組態以經由磁場來無線地接收功率。第二導電結構之長度實質上至少等於沿幾何線之在第一導電結構之第一邊緣與第二邊緣之間的距離。

Description

在低電磁放射之無線功率轉換系統中的線圈配置
本發明大體而言係關於無線功率傳送，且更具體言之係關於與無線功率傳送至遠端系統(諸如包括電池之車輛)有關之器件、系統及方法。更特定言之，本發明係關於無線功率傳送系統中之感應線圈的線圈配置。
已引進諸如車輛之遠端系統，其包括得自接收自諸如電池之能量儲存器件接收之電的運轉功率。舉例而言，混合電動車輛包括使用來自車輛制動之功率的車載充電器及用以對車輛充電之傳統馬達。僅為電動之車輛大體自其他源接收電以用於對電池充電。電池型電動車輛(電動車輛)常常被提議經由某一類型之有線交流電(AC)(諸如家用或商用AC電源)來充電。有線充電連接需要電纜或實體連接至電源供應器之其他類似之連接器。電纜及類似之連接器可能有時不方便或麻煩且具有其他缺陷。能夠在自由空間中傳送功率(例如，經由無線場)以用於對電動車輛充電的無線充電系統可克服有線充電解決方案的一些缺點。因而，需要有效且安全地傳送功率以用於對電動車輛充電的無線充電系統及方法。
在所附申請專利範圍之範疇內的系統、方法及器件之各種實施 主張各自具有若干態樣，該等態樣中沒有單一一個態樣單獨地負責本文中所描述之所要屬性。在不限制所附申請專利範圍之範疇的情況下，本文中描述一些顯著特徵。
本說明書中所描述之標的之一或多個實施的細節在隨附圖式及以下描述中予以闡述。其他特徵、態樣及優點將自該描述、該等圖式及申請專利範圍而變得顯而易見。應注意，以下諸圖之相對尺寸可能未按比例繪製。
本發明中所描述之標的之一個態樣提供一用於無線地傳達功率之裝置。該裝置包括一經組態以經由磁場來無線地接收功率之第一導電結構。第一導電結構具有大於寬度之長度。第一導電結構包括分別封閉第一區及第二區之第一環及第二環。第一環具有第一下表面且第二環具有第二下表面，該第一下表面與該第二下表面實質上共平面。第一導電結構具有各自沿第一導電結構之長度而與第一幾何線相交的第一邊緣及第二邊緣。該裝置進一步包括第二導電結構，該第二導電結構定位於第一導電結構與磁性材料之間且經組態以經由磁場來無線地接收功率。第二導電結構包括一封閉第三區之第三環。第二導電結構具有大於寬度之長度。第二導電結構之長度實質上至少等於沿第一幾何線之在第一導電結構之第一邊緣與第二邊緣之間的距離。
本發明中所描述之標的之另一態樣提供一種無線地傳達功率之方法之實施。該方法包括經由第一導電結構經由磁場來無線地接收功率。第一導電結構具有大於寬度之長度。第一導電結構包括分別封閉第一區及第二區之第一環及第二環。第一環具有第一下表面且第二環具有第二下表面，該第一下表面與該第二下表面實質上共平面。第一導電結構具有各自沿第一導電結構之長度而與幾何線相交的第一邊緣及第二邊緣。該方法進一步包括經由定位於第一導電結構與磁性材料之間的第二導電結構來無線地接收功率。第二導電結構封閉第三區。 第二導電結構具有大於寬度之長度。第二導電結構之長度實質上至少等於沿幾何線之在第一導電結構之第一邊緣與第二邊緣之間的距離。
本發明中所描述之標的之又一態樣提供一用於無線地接收傳達功率之裝置。該裝置包括一用於經由磁場來無線地接收功率之第一構件。第一接收構件具有大於寬度之長度。第一接收構件包括分別封閉第一區及第二區之第一環及第二環。第一環具有第一下表面且第二環具有第二下表面，該第一下表面與該第二下表面實質上共平面。第一接收構件具有各自沿第一接收構件之長度而與幾何線相交的第一邊緣及第二邊緣。該裝置進一步包括一用於經由磁場來無線地接收功率且定位於第一接收構件與磁性材料之間的第二構件。第二接收構件封閉一第三區。第二接收構件具有大於寬度之長度。第二接收構件之長度實質上至少等於沿幾何線之在第一接收構件之第一邊緣與第二邊緣之間的距離。
本發明中所描述之標的之另一態樣提供一用於無線地傳達功率之裝置。該裝置包括一經組態以輸出時變信號之傳輸電路。該裝置進一步包括導電結構，該導電結構經組態以接收時變信號及在足以無線地傳送功率以用於對接收器器件供電或充電的位準下產生電磁場。導電結構具有一具有寬度a及長度a+b之矩形外觀尺寸，且其中a除以b實質上等於a+b除以a。
本發明中所描述之標的之另一態樣提供一種無線地傳達功率之方法之實施。該方法包括自傳輸電路輸出時變信號。該方法進一步包括接收時變信號，且在導電結構處在足以無線地傳送功率以用於對接收器器件供電或充電的位準下產生電磁場，該導電結構具有一具有寬度a及長度a+b之矩形外觀尺寸，且其中a除以b實質上等於a+b除以a。
本發明中所描述之標的之另一態樣提供一無線地傳達功率之裝 置。該裝置包括用於輸出時變信號的構件。該裝置進一步包括用於基於時變信號來產生電磁場的構件。該電磁場係處於足以無線地傳送功率以用於對接收器器件供電或充電的位準。產生構件具有一具有寬度a及長度a+b之矩形外觀尺寸，且其中a除以b實質上等於a+b除以a。
本發明中所描述之標的之另一態樣提供一用於無線地傳達功率之裝置。該裝置包括第一導電結構，該第一導電結構經組態以在足以對負載供電或充電之位準下經由第一電磁場來無線地傳輸或接收功率。第一導電結構包括一封閉第一區之第一環。該裝置進一步包括第二導電結構，該第二導電結構經組態以經由在足以對負載供電或充電之位準下經由第二電磁場來無線地傳輸或接收功率。第二導電結構定位於第一區內部且實質上與第一導電結構共平面。第二導電結構包括分別封閉第二區及第三區之第二環及第三環。第二環具有第二下表面且第三環具有第三下表面，該第二下表面與該第三下表面實質上共平面。
本發明中所描述之標的之另一態樣提供一種無線地傳達功率之方法之實施。該方法包括在第一導電結構處在足以對負載供電或充電之位準下經由第一電磁場來無線地傳輸或接收功率。第一導電結構包括一封閉第一區之第一環。該方法進一步包括在第二導電結構處在足以對負載供電或充電之位準下經由第二電磁場來無線地傳輸或接收功率。第二導電結構定位於第一區內部且實質上與第一導電結構共平面。第二導電結構包括分別封閉第二區及第三區之第二環及第三環。第二環具有第二下表面且第三環具有第三下表面，該第二下表面與該第三下表面實質上共平面。
本發明中所描述之標的之另一態樣提供一用於無線地傳達功率之裝置。該裝置包括第一構件，該第一構件用於在足以對負載供電或充電之位準下經由第一電磁場來無線地傳輸或接收功率。第一構件包 括一封閉第一區之第一環。該裝置進一步包括第二構件，該第二構件用於在足以對負載供電或充電之位準下經由第二電磁場來無線地傳輸或接收功率。第二構件定位於第一區內部且實質上與第一構件共平面。第二構件包括分別封閉第二區及第三區之第二環及第三環。第二環具有第二下表面且第三環具有第三下表面，該第二下表面與該第三下表面實質上共平面。
100‧‧‧無線功率傳送系統
102a‧‧‧基底無線充電系統
102b‧‧‧基底無線充電系統
104a‧‧‧基底系統感應線圈
108‧‧‧通信鏈路
110‧‧‧功率鏈路
112‧‧‧電動車輛
114‧‧‧電動車輛無線充電系統
116‧‧‧電動車輛感應線圈
118‧‧‧電池單元
130‧‧‧區域分配中心
132‧‧‧功率主幹線
134‧‧‧通信回程
200‧‧‧無線功率傳送系統
202‧‧‧基底無線功率充電系統
204‧‧‧基底系統感應線圈
205‧‧‧基底充電系統調諧電路
206‧‧‧基底系統傳輸電路
208‧‧‧電源供應器
214‧‧‧電動車輛充電系統
216‧‧‧電動車輛感應線圈
218‧‧‧電動車輛電池單元
221‧‧‧電動車輛充電系統調諧電路
222‧‧‧電動車輛接收電路
236‧‧‧基底充電系統功率轉換器
238‧‧‧電動車輛功率轉換器
300‧‧‧感應式功率傳送系統
302‧‧‧基底墊片
304‧‧‧初級線圈
314‧‧‧車輛墊片
316‧‧‧線圈
350‧‧‧磁性材料
352‧‧‧磁性材料
360‧‧‧導電背板
362‧‧‧導電背板
600‧‧‧充電系統
602‧‧‧基底墊片
604a-b‧‧‧DD線圈
614‧‧‧車輛墊片
616a-b‧‧‧DD線圈
616c‧‧‧Q線圈
650‧‧‧磁性材料
652‧‧‧磁性材料
660‧‧‧導電背板
662‧‧‧導電背板/墊片
700‧‧‧感應式功率傳送系統
702‧‧‧基底墊片
704‧‧‧線圈
714‧‧‧車輛墊片
716a-b‧‧‧DD線圈
716c‧‧‧Q線圈
750‧‧‧磁性材料
752‧‧‧磁性材料/磁心
760‧‧‧導電背板
762‧‧‧導電背板
900‧‧‧感應式功率傳送系統
902‧‧‧基底墊片
904‧‧‧線圈
914‧‧‧車輛墊片
916a-b‧‧‧DD線圈
916c‧‧‧Q線圈
950‧‧‧磁性材料
952‧‧‧磁性材料
960‧‧‧導電背板
1214‧‧‧墊片
1216a-b‧‧‧DD線圈
1216c‧‧‧Q線圈
1240‧‧‧箭頭
1242‧‧‧箭頭
1244‧‧‧箭頭
1250‧‧‧磁性材料
1302‧‧‧墊片
1304‧‧‧線圈
1304‧‧‧線圈
1350‧‧‧磁性材料
1350‧‧‧磁性材料
1360‧‧‧導電背板
1362‧‧‧第一絕緣層
1364‧‧‧絕緣層
1372‧‧‧尺寸
1374‧‧‧尺寸
1376‧‧‧尺寸
1378‧‧‧尺寸
1382‧‧‧尺寸
1384‧‧‧尺寸
1386‧‧‧尺寸
1388‧‧‧尺寸
1414‧‧‧墊片
1416a-b‧‧‧DD線圈
1416c‧‧‧Q線圈
1420‧‧‧尺寸
1422‧‧‧尺寸
1424‧‧‧尺寸
1426‧‧‧尺寸
1428‧‧‧尺寸
1430‧‧‧尺寸
1432‧‧‧尺寸
1434‧‧‧尺寸
1440‧‧‧尺寸
1442‧‧‧尺寸
1444‧‧‧尺寸
1446‧‧‧尺寸
1448‧‧‧尺寸
1450‧‧‧磁性材料
1460‧‧‧導電背板
1462‧‧‧絕緣層
1464‧‧‧絕緣層
1466‧‧‧絕緣層
1500‧‧‧感應式功率傳送系統
1502‧‧‧基底墊片
1504a-b‧‧‧DD線圈
1504c‧‧‧Q線圈
1514‧‧‧車輛墊片
1514B‧‧‧車輛墊片
1516a-b‧‧‧DD線圈
1516c‧‧‧Q線圈
1516B-c‧‧‧Q線圈
1516B-a-b‧‧‧DD線圈
1552‧‧‧磁性材料
1600‧‧‧感應式功率傳送系統
1602‧‧‧基底墊片
1604a-b‧‧‧DD線圈
1604c‧‧‧Q線圈
1614‧‧‧車輛墊片
1616a-b‧‧‧DD線圈
1616c‧‧‧Q線圈
1650‧‧‧磁性材料
1652‧‧‧磁性材料
1704‧‧‧基底墊片
1714‧‧‧車輛墊片
1716a-b‧‧‧DD線圈
1716c‧‧‧Q線圈
1752‧‧‧磁性材料
1802‧‧‧「圓角矩形」基底墊片
1814‧‧‧車輛墊片
1902‧‧‧基底墊片
1904‧‧‧「圓角矩形」線圈
1950‧‧‧磁性材料
1960‧‧‧導電背板
1982‧‧‧中心點
2014‧‧‧墊片
2016c‧‧‧Q線圈
2016a-b‧‧‧DD線圈
2052‧‧‧磁性材料
2062‧‧‧導電背板
2082‧‧‧中心點
2102‧‧‧基底墊片
2104‧‧‧車輛墊片
2114‧‧‧車輛墊片
2116a-b‧‧‧DD線圈
2116c‧‧‧Q線圈
2180‧‧‧對準容限區域
2308‧‧‧基底系統感應線圈
2310‧‧‧無線功率傳送系統
2312‧‧‧基底無線功率充電系統
2314‧‧‧電動車輛充電系統
2316‧‧‧電動車輛感應線圈
2336‧‧‧基底充電系統功率轉換器
2338‧‧‧電動車輛功率轉換器
2342‧‧‧基底充電系統控制器
2344‧‧‧電動車輛控制器
2352‧‧‧基底充電對準系統
2354‧‧‧電動車輛對準系統
2362‧‧‧基底充電導引系統
2364‧‧‧電動車輛導引系統
2366‧‧‧導引鏈路
2372‧‧‧基底充電通信系統
2374‧‧‧電動車輛通信系統
2376‧‧‧通信鏈路
圖1為根據一例示性實施例之用於對電動車輛充電之例示性無線功率傳送系統的圖。
圖2為圖1之無線功率傳送系統之例示性組件的示意圖。
圖3為包括基底墊片及車輛墊片之例示性實施例之感應式功率傳送系統的俯視圖及剖面圖。
圖4為根據圖3之墊片之實施例的曲線，其說明作為x及y方向上之對準偏移之函數的耦合係數k之例示性值。
圖5為根據圖3之墊片之實施例的曲線，其說明作為x及y方向上之偏移之函數的初級電流變化之例示性值。
圖6為根據一實施例之充電系統的透視圖，該充電系統包括一配置於基底墊片上方之車輛墊片。
圖7為根據一實施例之包括基底墊片及車輛墊片之例示性實施例之感應式功率傳送系統的俯視圖及剖面圖。
圖8為作為圖7之基底墊片及車輛墊片之對準偏移之函數的初級電流變化之例示性值之曲線。
圖9為根據一實施例之包括基底墊片及車輛墊片之例示性感應式功率傳送系統的俯視圖及剖面圖。
圖10為根據圖7及圖9之墊片的曲線，其說明作為x及y方向上之對準偏移之函數的耦合係數k之例示性值。
圖11為作為圖9之基底墊片及車輛墊片之對準偏移之函數的初級電流變化之例示性值之曲線。
圖12A、圖12B及圖12C為根據圖9之墊片之例示性墊片的圖，其展示Q線圈及DD線圈之例示性電流組態。
圖13為根據一實施例之無線功率傳送墊片之例示性實施例的俯視圖及剖面圖。
圖14為根據一實施例之另一例示性無線功率傳送墊片的俯視圖及剖面圖。
圖15A為根據一實施例之包括基底墊片及車輛墊片之例示性感應式功率傳送系統的俯視圖及剖面圖。
圖15B為根據一實施例之可用於感應式功率傳送系統中之例示性車輛墊片的俯視圖及剖面圖。
圖16為根據一實施例之包括基底墊片及車輛墊片之另一例示性感應式功率傳送系統的俯視圖及剖面圖。
圖17展示根據一實施例之圖9之感應式功率傳送系統，其具有用於對基底墊片及車輛墊片標註尺寸以達成選定之對準容限的資訊。
圖18展示圖9之車輛墊片在圖9之「圓角矩形」基底墊片上方之對準情況。
圖19為根據一實施例之圖9之例示性基底墊片的俯視圖。
圖20為根據一實施例之圖9之例示性車輛墊片的俯視圖及剖面圖。
圖21A及圖21B為說明當圖20之車輛墊片對準於圖19之基底墊片上方時感應式功率傳送系統之對準容限的圖。
圖22A為作為水平偏移(y方向)之函數之在兩個不同例示性墊片高度之例示性耦合係數k的曲線，其說明系統水平對準容限。
圖22B為作為垂直偏移(x方向)之函數之在兩個不同例示性墊片高 度之例示性耦合係數k的曲線，其說明系統垂直對準容限。
圖23為展示圖1之無線功率傳送系統之例示性核心組件及輔助組件的另一功能方塊圖。
圖24為根據一實施例之無線地傳達功率之方法之實施的流程圖。
圖25為根據一例示性實施例之無線功率接收器的功能方塊圖。
圖式中所說明之各種特徵可能未按比例繪製。因此，為清楚起見，可任意擴大或縮小各種特徵之尺寸。另外，一些圖式可能未描繪一給定系統、方法或器件之所有組件。最後，相似參考數字可用以貫穿說明書及諸圖表示相似特徵。
下文結合所附圖式而闡述之詳細描述意欲作為例示性實施例之描述而並不意欲表示其中可實踐本發明之唯一實施例。貫穿此描述所使用之術語「例示性」意謂「充當實例、例子或說明」，且未必應被解釋為相比其他例示性實施例較佳或有利。為了提供對例示性實施例之透徹理解，該詳細描述包括特定細節。熟習此項技術者應顯而易見，可在無此等特定細節的情況下實踐例示性實施例。在一些例子中，以方塊圖形式展示熟知結構及器件以便避免混淆本文中所呈現之例示性實施例的新穎性。
無線地傳送功率可係指在不使用實體電導體的情況下將與電場、磁場、電磁場或其他者相關聯之任何形式的能量自傳輸器傳送至接收器(例如，可經由自由空間來傳送功率)。至無線場(例如，磁場)中之功率輸出可由「接收線圈」加以接收、俘獲或耦合以達成功率傳送。
本文中使用電動車輛來描述遠端系統，遠端系統之實例為包括(作為其運轉能力之一部分)得自可充電之能量儲存器件(例如，一或多 個可再充電電化學電池或其他類型之電池)之電功率的車輛。作為非限制性實例，一些電動車輛可為混合電動車輛，除電動馬達之外，該等混合電動車輛包括一用於直接運轉或用以對車輛之電池充電的傳統內燃機。其他電動車輛可自電功率吸取所有運轉能力。電動車輛並不限於汽車而是可包括機車、搬運車、小型機車及其類似者。藉由實例且非限制，本文中以電動車輛(EV)之形式來描述遠端系統。此外，亦預期可使用可充電之能量儲存器件而被至少部分地供電的其他遠端系統(例如，諸如個人計算器件及其類似者之電子器件)。
圖1為根據一例示性實施例之用於對電動車輛112充電之例示性無線功率傳送系統100的圖。當電動車輛112停放於基底無線充電系統102a附近時，無線功率傳送系統100使得能夠對電動車輛112充電。說明了在停車場中之用於待停放於相應之基底無線充電系統102a及102b上方之兩輛電動車輛的空間。在一些實施例中，區域分配中心130可連接至功率主幹線132，且經組態以經由功率鏈路110將交流電(AC)或直流電(DC)供電提供至基底無線充電系統102a。基底無線充電系統102a亦包括一用於無線地傳送或接收功率之基底系統感應線圈104a。電動車輛112可包括電池單元118、電動車輛感應線圈116及電動車輛無線充電系統114。電動車輛感應線圈116可(例如)經由由基底系統感應線圈104a所產生之電磁場之區域來與基底系統感應線圈104a相互作用。
在一些例示性實施例中，當電動車輛感應線圈116位於由基底系統感應線圈104a所產生之能量場中時，電動車輛感應線圈116可接收功率。該場對應於其中可由電動車輛感應線圈116俘獲由基底系統感應線圈104a所輸出之能量的區域。在一些狀況下，該場可對應於基底系統感應線圈104a之「近場」。近場可對應於其中存在由基底系統感應線圈104a中之電流及電荷產生之強反應場的區域，該等強反應場不 將功率輻射遠離基底系統感應線圈104a。在一些狀況下，近場可對應於在基底系統感應線圈104a之約1/2π波長內的區域(且對於電動車輛感應線圈116而言反之亦然)，如下文將予以進一步描述。
區域分配1130可經組態以經由通信回程134而與外部源(例如，功率柵格)通信且經由通信鏈路108而與基底無線充電系統102a通信。
在一些實施例中，電動車輛感應線圈116可與基底系統感應線圈104a對準，且因此僅藉由駕駛員相對於基底系統感應線圈104a來正確地定位電動車輛112便可安置於近場區域內。在其他實施例中，可給予駕駛員視覺回饋、聽覺回饋或其組合以判定電動車輛112何時被恰當地置放以用於達成無線功率傳送。在又其他實施例中，可藉由自動駕駛儀系統來定位電動車輛112，該自動駕駛儀系統可來回移動電動車輛112(例如，呈Z字形移動)直至對準誤差已達到容許值。此可在無駕駛員干涉的情況下或在具有僅最少駕駛員干涉的情況下(只要電動車輛112配備有伺服方向盤、超音波感測器及智能裝置以調整車輛)由電動車輛112自動地及自主地執行。在其他實施例中，電動車輛感應線圈116、基底系統感應線圈104a或其組合可具有用於使該等感應線圈116及104a相對於彼此移位及移動以更精確地定向其並在其間逐漸形成更有效之耦合的功能性。
基底無線充電系統102a可位於多種位置中。作為非限制性實例，一些合適位置包括在電動車輛112所有者之家中的停車場、為模仿習知之基於石油之加油站的電動車輛無線充電而保留的停車場及在諸如購物中心及就業場所之其他位置的停車坪。
對電動車輛無線地充電可提供眾多益處。舉例而言，可在實際上無駕駛員干涉及操縱的情況下自動地執行充電，藉此改良對使用者之便利性。亦可不存在曝露之電接點且無機械磨損，藉此改良無線功率傳送系統100之可靠性。可能不需要對電纜及連接器之操縱，且可 不存在可在室外環境中曝露於濕氣及水的電纜、插頭或插座，藉此改良安全性。亦可不存在看得見或可接近之插座、電纜及插頭，藉此減少對功率充電器件之潛在破壞行為。另外，由於可將電動車輛112用作分配式儲存器件以使功率柵格穩定，所以可使用銜接至柵格解決方案來增加針對車輛至柵格(V2G)操作之車輛可用性。
如參看圖1所描述之無線功率傳送系統100亦可提供美學及無阻礙優點。舉例而言，可不存在可阻礙車輛及/或行人之充電柱及電纜。
作為車輛至柵格能力之進一步解釋，無線功率傳輸及接收能力可經組態成互逆的，使得基底無線充電系統102a將功率傳送至電動車輛112抑或電動車輛112將功率傳送至基底無線充電系統102a(例如，在能量不足時)。此能力可有用於藉由允許電動車輛在由可再生能量生產(例如，風或太陽能)中之過度需求或不足引起之能量不足時將功率貢獻給整個分配系統來使功率分配柵格穩定。
在一些其他用例中，反方向上之功率流可僅為少量的，以作為用以改良傳輸器器件與接收器器件之對準或用以識別哪一傳輸器器件經適當地置放以用於將功率傳送至接收器器件之程序的一部分。
因此應理解，本文中使用術語「傳輸器」、「接收器」、「初級」及「次級」以及其類似者以指無線功率傳送系統之組件在用於將功率自電源供應器傳送至電動車輛(亦即，自傳輸器或初級器件傳送至接收器或次級器件)時的正常使用。因此，「傳輸器」亦可用以接收功率且「接收器」亦可用以傳輸功率。雖然出於容易理解起見此等術語之使用係指系統之某些組件之正常操作意義，但此等術語之使用並未將本發明限於此類組件之任何特定操作。
圖2為圖1之無線功率傳送系統100之例示性組件的示意圖。如圖2中所示，無線功率傳送系統200可包括基底系統傳輸電路206，該基 底系統傳輸電路206包括一具有電感L1之基底系統感應線圈204。無線功率傳送系統200進一步包括電動車輛接收電路222，該電動車輛接收電路222包括一具有電感L2之電動車輛感應線圈216。本文中所描述之實施例可使用電容性負載型線環(亦即，多匝線圈)，從而形成能夠經由磁近場或電磁近場將能量自初級結構(傳輸器)有效地耦合至次級結構(接收器)(若初級結構與次級結構兩者經調諧至共同諧振頻率)的諧振結構。
諧振頻率可基於包括如上文所描述之感應線圈(例如，基底系統感應線圈204)之傳輸電路的電感及電容。如圖2中所示，電感可大體為感應線圈之電感，而電容可被加至感應線圈以在所要諧振頻率下創建諧振結構。作為一非限制性實例，可添加與感應線圈串聯之電容器以創建一產生電磁場之諧振電路(例如，基底系統傳輸電路206)。因此，對於較大直徑之感應線圈而言，用於誘發諧振之電容值可隨線圈之直徑或電感增加而減小。電感亦可取決於感應線圈之匝數。此外，隨著感應線圈之直徑增加，近場之有效能量傳送區可增大。其他諧振電路係可能的。作為另一非限制性實例，可將電容器並聯置放於感應線圈之兩個端子之間(例如，並聯諧振電路)。此外，感應線圈可經設計成具有高品質(Q)因子以改良感應線圈之諧振。
可將線圈用於電動車輛感應線圈216及基底系統感應線圈204。將諧振結構用於耦合能量可被稱為「磁耦合諧振」、「電磁耦合諧振」及/或「諧振感應」。將基於自基底無線功率充電系統202至電動車輛112之功率傳送來描述無線功率傳送系統200之操作，但該操作並不限於此。舉例而言，如上文所論述，電動車輛112可將功率傳送至基底無線充電系統102a。
參看圖2，電源供應器208(例如，AC或DC)將功率PSDC供應至基底無線功率充電系統202以將能量傳送至電動車輛112。基底無線功率 充電系統202包括基底充電系統功率轉換器236。該基底充電系統功率轉換器236可包括諸如以下各者之電路：AC/DC轉換器，其經組態以將功率自標準市電AC轉換至處於合適電壓位準之DC功率；及DC/低頻(LF)轉換器，其經組態以將DC功率轉換至處於適於無線高功率傳送之操作頻率的功率。基底充電系統功率轉換器236將功率P1供應至包括基底充電系統調諧電路205之基底系統傳輸電路206。可提供基底充電系統調諧電路205以在所要頻率下與基底系統感應線圈204形成諧振電路。調諧電路205可包括耦接至基底系統感應線圈204之一或多個反應性調諧組件(例如，一或多個電容器)。該等反應性調諧組件可以與基底系統感應線圈204之串聯或並聯組態或串聯及並聯組態之任何組合而電連接。
包括基底系統感應線圈204之基底系統傳輸電路206與包括電動車輛感應線圈216之電動車輛接收電路222可經調諧至實質上相同之頻率，且可定位於由基底系統感應線圈204及電動車輛感應線圈216中之一者所傳輸之電磁場的近場內。在此狀況下，基底系統感應線圈204及電動車輛感應線圈216可變成彼此耦接，使得功率可被傳送至包括電動車輛充電系統調諧電路221及電動車輛感應線圈116之電動車輛接收電路222。可提供電動車輛充電系統調諧電路221以在所要頻率下與電動車輛感應線圈216形成諧振電路。調諧電路221可包括耦接至電動車輛感應線圈216之一或多個反應性調諧組件(例如，一或多個電容器)。該等反應性調諧組件可以與電動車輛感應線圈216之串聯或並聯組態或串聯及並聯組態之任何組合而電連接。在線圈分離時產生之互耦係數由元素k(d)表示。等效電阻Req,1及Req,2表示可為感應線圈204及216以及任何抗電抗電容器所固有的損耗，在一些實施例中該等抗電抗電容器可分別提供於基底充電系統調諧電路205及電動車輛充電系統調諧電路221中。包括電動車輛感應線圈316及電動車輛充電系統調 諧電路221之電動車輛接收電路222接收功率P2，且將功率P2提供至電動車輛充電系統214之電動車輛功率轉換器238。
其中，電動車輛功率轉換器238可包括LF/DC轉換器，該LF/DC轉換器經組態以將處於操作頻率之功率轉換回至處於經匹配至電動車輛電池單元218之電壓位準之電壓位準的DC功率。電動車輛功率轉換器238可提供經轉換之功率PLDC以對電動車輛電池單元218充電。電源供應器208、基底充電系統功率轉換器236及基底系統感應線圈204可為固定的且位於多種位置處，如上文所論述。電池單元218、電動車輛功率轉換器238及電動車輛感應線圈216可包括於為電動車輛112之一部分或電池組(未圖示)之一部分的電動車輛充電系統214中。電動車輛充電系統214亦可經組態以經由電動車輛感應線圈216將功率無線地提供至基底無線功率充電系統202從而將功率回饋至柵格。電動車輛感應線圈216及基底系統感應線圈204中之每一者可基於操作模式而充當傳輸感應線圈或接收感應線圈。
應理解，為了簡單性起見，已將以上描述及圖2之方塊圖限於單通道無線功率傳輸器及單通道無線功率接收器，此意謂存在驅動單一初級感應線圈之單一電源且存在將功率遞送至單一功率耗散器(power sink)(例如，整流器)之單一次級感應線圈(拾取器)。然而，無線功率傳送系統200可為多通道型系統，其包含驅動多個初級感應線圈之多個(聚集)電源及將功率遞送至多個功率耗散器(例如，整流器)之多個次級感應線圈。雙通道組態可用以根據本文中所描述之某些實施例使用線圈配置來操作系統。
儘管未展示，但無線功率傳送系統200可包括用以使電動車輛電池單元218或電源供應器208自無線功率傳送系統200安全地斷開的負載斷開單元(LDU)。舉例而言，倘若發生緊急情況或系統故障，便可觸發LDU以使負載自無線功率傳送系統200斷開。除了用於管理對電 池之充電的電池管理系統之外可提供LDU，或LDU可為電池管理系統之一部分。
另外，電動車輛充電系統214可包括用於將電動車輛感應線圈216選擇性地連接至電動車輛功率轉換器238及與電動車輛功率轉換器238斷開的切換電路(未圖示)。斷開電動車輛感應線圈216可暫停充電且亦可調整如由基底無線充電系統102a(充當傳輸器)「看見」之「負載」，其可用以使電動車輛充電系統114(充當接收器)自基底無線充電系統102a去耦。若傳輸器包括負載感測電路，則可偵測到負載改變。因此，傳輸器(諸如基底無線充電系統202)可具有用於判定接收器(諸如電動車輛充電系統214)何時存在於基底系統感應線圈204之近場中的機構。
如上文所描述，在操作中，假定能量傳送朝向車輛或電池，提供來自電源供應器208之輸入功率使得基底系統感應線圈204產生用於提供能量傳送的場。電動車輛感應線圈216耦合至電磁場且產生輸出功率以供電動車輛112儲存或消耗。如上文所描述，在一些實施例中，基底系統感應線圈204及電動車輛感應線圈216係根據互諧振關係而組態，使得當電動車輛感應線圈216之諧振頻率及基底系統感應線圈204之諧振頻率非常接近或實質上相同時。當電動車輛感應線圈216位於基底系統感應線圈204之近場中時，基底無線功率充電系統202與電動車輛充電系統214之間的傳輸損耗為最小的。
如所陳述，藉由將位於傳輸感應線圈之近場中之能量的大部分耦合至接收感應線圈而非將電磁波中之大多數能量傳播至遠場而發生有效能量傳送。當位於近場中時，可在傳輸感應線圈與接收感應線圈之間建立一耦合模式。本文中將位於感應線圈周圍且其中可發生此近場耦合的區稱作近場耦合模式區域。
如上文所論述，在傳輸器與接收器之間的匹配或近似匹配之諧 振期間發生傳輸器與接收器之間的有效能量傳送。然而，即使當傳輸器與接收器之間的諧振未被匹配時，仍可以較低效率及/或以較低功率來傳送能量。能量之傳送係藉由將能量自傳輸感應線圈之近場耦合至駐留於建立有此近場之區域內(例如，在諧振頻率之預定頻率範圍內，或在近場區域之預定距離內)的接收感應線圈而非將能量自傳輸感應線圈傳播至自由空間中來發生。
如上文所描述，根據一些實施例，揭示了將功率耦合於在彼此之近場中的兩個感應線圈之間。如上文所描述，近場可對應於在感應線圈周圍且電磁場存在於其中但可不傳播或輻射遠離感應線圈的區域。近場耦合模式區域可對應於在感應線圈之實體體積附近的體積，其通常係在波長之小部分內。根據一些實施例，將電磁感應線圈(諸如單匝迴圈天線及多匝迴圈天線)用於傳輸與接收兩者，此係因為在實際實施例中與電型天線(例如，小偶極)之電近場相比磁型線圈之磁近場振幅趨向於較高。此允許該對天線之間的潛在較高耦合。此外，可使用「電」天線(例如，偶極及單極)或磁天線與電天線之組合。在此說明書中，術語「線圈」可在導電結構或具有諸多匝導電材料(皆纏繞在單一中心點上)的意義上加以使用。術語「線圈配置」用以意謂導電材料之任何纏繞配置，其可包含諸多「線圈」。在一些例示性實施例中，絞合漆包線可用以形成線圈配置。
儘管未展示，但基底充電系統功率轉換器236及電動車輛功率轉換器238兩者可包括振盪器、驅動器電路(諸如功率放大器)、濾波器及用於與無線功率感應線圈有效耦接之匹配電路。振盪器可經組態以產生所要頻率，該所要頻率可回應於調整信號而加以調整。振盪器信號可回應於控制信號藉由功率放大器而放大一放大量。可包括濾波器及匹配電路以濾除諧波或其他不當頻率，且使功率轉換模組之阻抗匹配至無線功率感應線圈。功率轉換器236及238亦可包括一整流器及切 換電路以產生合適之功率輸出從而對電池充電。
可將如貫穿所揭示之實施例而描述的電動車輛感應線圈216及基底系統感應線圈204稱作或組態為「迴圈」天線，且更具體言之多匝迴圈天線。本文中亦可將感應線圈204及216稱作或組態為「磁性」天線。亦可將線圈稱作經組態以無線地輸出或接收功率之類型的「天線」。迴圈(例如，多匝迴圈)天線可經組態以包括空心或實心(諸如鐵氧體磁心)。空心迴圈天線可允許將其他組件置放於核心區內。包括鐵磁或亞鐵磁材料之實心天線可允許逐漸形成較強之電磁場及改良之耦合。
如部分地參看圖1及圖2所描述之感應功率傳送(IPT)系統提供無線能量傳送之一個實例。在IPT中，初級(或「傳輸器」)功率器件將功率傳輸至次級(或「接收器」)功率接收器器件。傳輸器功率器件及接收器功率器件中之每一者包括電感器，其通常為電流輸送媒介之線圈或繞組的配置。初級電感器中之交流電流產生交變磁場。當次級電感器被置放成最接近初級電感器時，該交變磁場感應次級電感器中之電動勢(EMF)，藉此將功率傳送至次級功率接收器器件。
圖3為包括基底墊片302及車輛墊片314之例示性實施例之感應式功率傳送系統300的俯視圖及剖面圖。在電動車輛及插入式混合車輛IPT系統中，初級功率器件可位於地面上且可被稱為「基底」器件或基底墊片302。在一態樣中，基底墊片302可對應於包括基底系統感應線圈104之基底無線充電系統102a，如上文參看圖1及圖2所描述。次級功率器件可位於電動車輛上且可被稱為「拾取」器件或車輛墊片314。在一態樣中，車輛墊片314可對應於包括電動車輛感應線圈116之電動車輛無線充電系統114，如上文參看圖1及圖2所描述。此等器件用以將功率自地面傳輸至車輛112(圖1)。
基底墊片302包括初級線圈304，該初級線圈304經組態以產生用 於提供如上文所描述之功率傳送的交變磁場。基底墊片302進一步包括磁性材料350(例如，鐵氧體結構)及導電背板360。磁性材料350定位於線圈304與導電背板360之間。車輛墊片314包括次級線圈316，該次級線圈316經組態以回應於由初級線圈304產生之磁場而產生電流，使得可將功率提供至負載(未圖示)。車輛墊片314進一步包括定位於線圈316與導電背板362之間的磁性材料352。應瞭解，IPT系統可進一步包括圖1或圖2中所示或以其他方式在下文描述之組件中的一或多者。
在以下描述中，假定基底墊片302位於地面上且車輛墊片314安裝於車輛112之底部(車身下部)，例如，在提供最大距離及保護而使人免於曝露至磁場的車輛112中心中。此外，根據某些實施例，基底墊片302與車輛墊片314兩者實質上為在水平方向(x、y維度)上擴展且在垂直(z)維度上具有低高度(剖面)的平面結構。
IPT系統300亦可能夠以其中功率以其他方式而被傳送(亦即，自車輛至柵格(V2G))之模式起作用。在此模式中，車輛墊片314在技術上為初級器件且基底墊片302為次級器件，此係因為車輛墊片314感應基底中之電動勢(EMF)。此可允許儲存於電動車輛電池118(圖1)中之功率被傳送回至市電柵格。
在電動車輛IPT系統300中，需要縱向(亦即，相對於車輛112之向前/向後)方向及橫向(亦即，側面對側面)方向上之容限。在不同情形中，具有對在縱向或橫向方向上之未對準之較大容限度可為有益的。因此需要電動車輛IPT系統300具有容限方面之靈活性以適合特定情形之要求。
PCT公開案第WO 2010/090539號揭示一種用於對電動車輛供電之IPT系統，其中基底(通常為初級)線圈配置(通常定位於地面上)包括定位於由高磁導率之材料(諸如鐵氧體)形成之核心上方的兩個單獨共平 面線圈。此外，可存在位於磁心下方之導電背板，其充當屏蔽件及額外通量整形器。在此配置中，貫穿核心而不存在穿過該等線圈的直線路徑。因而，若在相反意義上藉由電流加以特定地驅動，則此線圈配置(稱作「雙D」配置)在線圈上方產生兩個不同磁極區及位於其間之呈「通量管」形式的磁通量弧線(被稱為IPT系統之功能空間的高通量濃度區)。與被稱為「圓形」墊片之平面單線圈結構的磁矩(其實質上為垂直的)相反，由此結構產生之磁矩實質上為水平的。
根據本文中所描述之各種實施例，亦可將三個或三個以上之線圈用於接收器(拾取)器件之線圈配置中。接收器器件在本文中亦被稱作車輛墊片。最初兩個線圈可為如在基底線圈配置中之形成「雙D」之單獨共平面線圈。在能量傳送期間，此「雙D」與傳輸器(基底)器件中之「雙D」對準。第三線圈(本文中稱作「正交」線圈)在磁導核心之相同側上定位於「雙D」中心上方。「正交」線圈允許除水平分量(其藉由「雙D」提取)之外自接收器器件所攔截之磁場垂直分量來提取功率。至於螺線管線圈結構，「雙D」具有對傳輸器器件與接收器器件之間的在垂直於其磁矩之方向上之未對準的容限，但具有對在平行於其磁矩之方向上之未對準的較小容限。由車輛墊片中之「雙D」(DD)及「正交」(Q)建置之三線圈配置可改良IPT系統在平行方向上之容限，因此增加系統對在任何方向上之未對準的總容限。
本文中所描述之實施例的一個態樣係針對改良達成低放射位準(例如，低於ICNIRP'98參考位準之EMF曝露位準或(例如)低於如由歐洲標準EN 300330或FCC部分15所定義之限度的射頻干擾位準)同時執行對電動車輛之充電的能力的線圈結構。舉例而言，某些實施例可達成低放射位準，即使在車輛車身下部為金屬及/或包括金屬屏蔽件的情況下及/或在地面結構包括優質導電材料(例如，鋼筋混凝土地面中之鐵條)的情況下亦如此。
位於車輛墊片上方及基底墊片下面之水平平面導電結構大體可實質上不抑制在正常用例中人所在之某些位置處的磁場。相比之下，若與在缺乏此類導電結構之情況下加以操作的系統相比，則該等水平平面導電結構可充當增加此等位置處之磁通量密度的磁通量通道。
與「圓形」單線圈墊片相對，可圍繞墊片之磁性結構的導電背板及其任何擴展部(諸如美國公開案第US 2010/0109604號中所揭示)或其他導電表面(諸如車輛鋼製車身下部或任何其他額外車身下部屏蔽件或導電性地面結構)可不幫助抑制在關鍵位置處(車輛內部(乘客室)中除外)之放射位準。此可與磁場邊界條件有關。垂直於優質導電表面之磁場分量實質上不存在。該等磁場分量藉由所感應之渦電流而被消除(楞次定律)。
為有效地消除在車輛下方外張之水平通量，可使用垂直導電屏蔽件。若安裝於車輛底部，則此類屏蔽件可需要用於收縮之機械構件(例如，片狀物、金屬裙板)，該機械構件可被視為不切實際的、不可靠的、太昂貴及缺乏美感。
根據本文中所描述之各種實施例，「圓形」墊片可具有低放射之潛力。圖3之基底墊片302及車輛墊片316展示「圓形」組態之一個實例。此外，磁心上之「雙D」或螺線管線圈結構(未圖示)可提供對對準偏移之更大容限且因此用於車輛停放之更大自由度。
可藉由提供高對稱度之實質上經完美地對準之「圓形」墊片(例如，同軸線圈配置)來提供低放射位準。任何不對稱性(例如，歸因於對準偏移)可產生可不藉由屏蔽結構而消除之水平磁矩且可增加如在車輛周圍環境中所量測之放射。
圖4為根據圖3中所示之墊片302及314之實施例的曲線，其說明作為x及y方向上之對準偏移之函數的耦合係數k之例示性值。圖4說明對於一給定氣隙高度(被定義為基底墊片表面至車輛墊片表面)而言耦 合係數k與對準偏移之間的例示性關係。氣隙高度可考慮到墊片302及314之外殼的某一厚度。圖4說明可隨著增加x及y方向上之偏移而發生耦合之相對快速衰減。此行為可至少部分地為如圖3中所示之圓形線圈幾何形狀的結果。
圖5為根據圖3中所示之墊片302及314之實施例的曲線，其說明作為x及y方向上之偏移之函數的初級電流變化之例示性值。圖5中所示之值假定被遞送至負載之恆定功率、恆定之次級側負載電壓(電動車輛電池)及使用一簡單被動式整流器(由於為電路複雜性及成本)之非自適應性無線功率接收器，使得次級諧振電流在所要x及y偏移範圍中保持實質上恆定。圖5說明初級電流變化可至少部分地基於如圖3中所示之圓形線圈幾何形狀之線圈的對準而顯著地變化。舉例而言，作為一例示性值，圖5說明針對一特定偏移半徑之約40%電流變化，其將正規化初級電流變化定義為：
圖6為根據一實施例之充電系統600的透視圖，該充電系統600包括配置於基底墊片602上方之車輛墊片614。基底墊片602包括導電背板660(例如，屏蔽件)及磁性材料650(例如，鐵氧體結構)。「雙D」線圈(下文中稱作「DD線圈」)包含實質上直接擱置在基底墊片602之磁性材料650上的線圈604b及604a(下文中參看圖6而被稱作DD線圈604a-b)。DD線圈604a-b可由各自封閉各別區之兩個環616a及616b形成。根據實施例，DD線圈604a-b可由單獨之線圈616a及616b抑或單一導電結構(諸如以如此之方式纏繞或形成以包含封閉各別區之兩個環的任何導電材料)形成。車輛墊片614亦包括導電背板(例如，屏蔽件)662及磁性材料652。車輛墊片614包括直接定位於磁性材料652上之DD線圈616a及616b(下文中稱作DD線圈616a-b)。車輛墊片614進一步包括一 額外線圈616c。當除DD線圈616a-b之外加以使用時，可將該線圈616c稱作「正交」線圈(下文中稱作「Q線圈」)。在一些實施例中，當線圈616c經纏繞以封閉單一區時，該線圈616c被另外稱作「圓形」線圈。Q線圈616c定位於DD線圈616a-b上。如圖6中所示，Q線圈616c之寬度實質上與磁性材料652之寬度相同。Q線圈616c之長度實質上短於磁性材料652之長度。
放射位準及未對準容限可為根本上相關的。同時達成最小放射及高容限可為困難的。此可被視為在嚴格之放射約束下達成感應功率傳送的困境。
然而，根據下文所描述之實施例，可存在放射與容限之間的可接受取捨。在一實施例中，可使用當特定地相對於產生實質上水平磁矩之第二線圈結構來定位時在偏移條件中得到支撐之「圓形」線圈結構(例如，圖6之Q線圈616c)。此第二配置可為DD線圈(例如，圖6之DD線圈616a-b)，其可為基底墊片之一部分或車輛墊片之一部分或基底墊片與車輛墊片兩者之一部分。在操作為接收器的情況下，此第二結構提取攔截能量接收墊片之磁通量之水平分量。在經組態為無線功率傳輸器的情況下，此第二線圈配置產生允許在偏移條件下藉由無線功率接收器之「圓形」線圈來提取能量的磁場。
可將使用Q線圈616c及DD線圈616a-b之墊片稱作DDQ型墊片。本文中可將可產生垂直磁矩與水平磁矩兩者或可拾取垂直通量分量與水平通量分量兩者之墊片662稱作交叉極墊片，此係因為其支援垂直極化與水平極化兩者。
圖7為根據一實施例之包括基底墊片702及車輛墊片714之例示性感應式功率傳送系統700的俯視圖及剖面圖。基底墊片702包含具有定位於磁性材料750(例如，鐵氧體結構)上方之「圓形」幾何形狀的線圈704。磁性材料750定位於導電背板760上方。車輛墊片714亦包括導 電背板762。車輛墊片714為交叉極墊片且經組態以拾取垂直通量分量與水平通量分量兩者並支援垂直極化與水平極化兩者。為此，車輛墊片714包括DD線圈716a-b及Q線圈716c。Q線圈716c定位於磁性材料752與DD線圈716a-b之間。根據實施例，DD線圈716a-b可由單獨之線圈716a及716b抑或單一導電結構(諸如經纏繞以包括封閉各別區之兩個環716a及716b的單一線圈)形成。
由於來自水平極化之磁性結構(例如，DD線圈716a-b)的放射趨向於更為顯著，所以水平極化之磁性結構(例如，DD線圈716c)的用途可為「間隙填補劑」以增強/提高在偏移條件(其中完全垂直極化之系統中的耦合通常降級)下的系統效能。根據本文中所描述之實施例，此可藉由將線圈適當地定尺寸及藉由控制墊片電流使得所得雜散磁場在感興趣點處被最小化來實現。因為可著重於「圓形」或Q線圈716c而非DD線圈716a-b(假定DDQ型墊片)，所以將本文中所描述之對應實施例稱作QDD墊片。
來自交叉極配置(例如，車輛墊片線圈716a-b及716c)之至少一個益處可為較小墊片電流變化產生較小應力且因此較低之功率轉換損耗(若被遞送至負載之功率在指定之容限範圍內經維持為在所有偏移條件下恆定)。另有說明，藉由使用交叉極線圈配置，可減小及/或最小化系統之操作或負載品質因子(下文中稱作Q因子)的變化，從而使系統針對可發生於車輛或地面設施之實際環境中的去諧及損耗效應而變得較穩固。交叉極磁性結構(例如，車輛墊片線圈716a-b及716c)之使用可避免為達成自適應性阻抗調諧及匹配之對額外有損電路的使用或放鬆要求。藉由使用交叉極方法，可保留此類額外電路(例如，主要係為了將系統調適至不同氣隙高度及/或如由車輛電池在充電週期中改變其電壓而產生的不同負載條件的目的)。根據參看圖3至圖7及以其他方式在本文中所描述之實施例，可將術語「圓形」線圈用於產生 實質上垂直極化之磁矩之任何幾何形狀之單一線圈結構。「圓形」線圈可具有(例如)圓形、方形或實質上矩形幾何形狀。可將術語「圓形」墊片用於整合「圓形」線圈之任何墊片。「圓形」墊片以及其屏蔽部件及其磁心部件可具有(例如)圓形、方形或矩形幾何形狀。
根據參看圖3至圖7及以其他方式在本文中所描述之實施例，術語「雙D」或「DD」可用以指明雙線圈結構且可經組態以產生實質上水平極化之磁矩。
根據參看圖3至圖7及以其他方式在本文中所描述之實施例，本文中使用術語「DDQ」或「QDD」來描述經組態以產生垂直極化之磁矩與水平極化之磁矩兩者的三線圈配置。
根據參看圖3至圖7及以其他方式在本文中所描述之實施例，本文中使用術語「單體」來描述由至少一塊高磁導率磁性材料(例如，鐵氧體)構成的磁心結構，其中在複數個塊(例如，鐵氧體方塊)的狀況下，塊之間的間隙相對於塊大小而為小的(例如，<其長度之10%且<其寬度之10%)，使得該結構引用與真正單體結構類似之效應。
如上文所描述，根據一例示性實施例，圖7之基底墊片702包含「圓形」線圈組態，而車輛墊片714為具有Q線圈716c及DD線圈716a-b之「QDD」型車輛墊片。圖7進一步展示一座標系統(x,y)。
車輛墊片714經組態而使得著重於Q線圈716c而非DD線圈716a-b。此係至少藉由以下例示性性質來表達。首先，Q線圈716c之區相對於墊片區而較大(例如，與圖6中所示之Q線圈616c相比)。在一實施例中，藉由實質上直接鄰近於磁心之垂直位置(見圖7中之剖面)來界定Q線圈716c相對於墊片區的較大區，此既增加了電感、自然Q因子又增加了耦合。第二，Q線圈716c之寬度相對於磁心752之寬度而減小(例如，Q線圈716c之寬度小於磁心752之寬度)。在一態樣中，Q線圈716c之減小寬度減少了在導電背板762中及在可圍繞車輛墊片714之 任何導電結構(例如，背板762及車輛鋼製車身下部)中的損耗，此又增加了線圈之自然Q因子。第三，Q線圈716c定位於磁心752與DD線圈716a-b之間。DD線圈716a-b位於Q線圈716c之頂部上且與磁心752相隔至少Q線圈716c之厚度。在一態樣中，此定位至少部分地損害了DD線圈716a-b線圈之效能而有利於Q線圈716c。
主要依賴DD線圈組態之系統可大體受益於相對強大之耦合。基於「圓形」之系統大體可經歷較弱之耦合，因此使線圈結構亦依據自然Q因子(給定效率為耦合係數與初級Q因子及次級Q因子之幾何平均數的乘積的函數)而被最佳化。此可導致不同幾何形狀及以上不同之特徵。
圖8為作為圖7之基底墊片702及車輛墊片714之對準偏移之函數的初級電流變化之例示性值之曲線。如在圖5中，該等值基於以下假定來說明例示性初級電流變化：當有效時，DD線圈716a-b與Q線圈716c兩者之諧振電流在所要之x及y偏移範圍中保持實質上恆定，且DD線圈716a-b僅對於實質上大於臨限值之x偏移才有效。
對於較小之x偏移而言，在某些實施例中可將DD線圈716a-b假定為經停用或去耦而使得在DD線圈716-b上實質上不存在電流。圖8中所示之例示性值假定DD線圈716a-b經停用。在某些實施例中，DD線圈716a-b基於對準偏移而經選擇性地去耦。DD線圈716a-b基於對準偏移之選擇性去耦大體改良了DD線圈716a-b不能實質上促成總能量傳送之彼等偏移點處的效率。應注意，根據本文中所描述之實施例，可基於耦合量測來選擇性地去耦Q線圈716c抑或DD線圈716a-b。舉例而言，如剛才所註釋，在DD線圈716a-b不能實質上促成總能量傳送的情形中，其他損耗(當啟動時)可降低總效率。因而，可藉由在此情形中停用DD線圈716a-b來提高效率。應注意，給定以上假定，Q線圈716c與DD線圈716a-b兩者之電流(因此功率損耗)亦獨立於其對功率傳 送之貢獻而保持實質上恆定。因此，可將線圈去耦視為一種用以最佳化效率之有效方式。代替兩個線圈組態之硬去耦、軟組合或軟耦合的做法，可提供Q線圈716c及DD線圈716a-b。在此狀況下，可藉由選擇性地調適如(例如)在每一整流器輸入處所看見之負載電阻(例如，使用受控整流器(例如，同步整流器))來個別地控制由每一線圈716c及716a-b達成之功率貢獻。
圖8說明根據一個例示性實施例之圖7之DD線圈716a-b的效應，其實質上將x偏移方向上之初級電流變化減小至大約10%，從而預期系統可應付超過150mm或更大之x偏移或應付不對稱偏移容限要求(例如，橢圓容限區而非圓形)。針對x及y方向上之相等容限要求的總電流變化可相對於針對圖7之墊片組態之x及y方向上之相等容限要求的總電流變化而類似。
圖9為根據一實施例之包括基底墊片902及車輛墊片914之另一實施例的例示性感應式功率傳送系統900的俯視圖及剖面圖。圖9進一步展示座標系統(x,y)之定義。車輛墊片914經組態成類似於圖7之車輛墊片714，且包括一定位於磁性材料952(例如，鐵氧體結構)與DD線圈916a-b之間的Q線圈916c。圖9中所示之基底墊片902為具有矩形外觀尺寸之「圓形」基底墊片組態。與圖3及圖7之「圓形」墊片及圖6之「QDD」墊片相比，基底墊片902之長度稍大但寬度及面積顯著較小。基底墊片902包括線圈904，該線圈904具有一定位於磁性材料950上方之實質上矩形幾何形狀。磁性材料950定位於導電背板960上方。磁性材料950及導電背板960具有矩形幾何形狀。在一些態樣中，圖9中所示之「圓角矩形」基底墊片902可關於相對於圖7之墊片組態之初級電流變化而具有改良之效能。
如上文所描述，DD線圈916a-b經組態以經由磁場來無線地接收功率。DD線圈916a-b具有大於寬度之長度且包括：導電材料之第一 部分，其經纏繞以封閉具有第一中心點之第一區；及導電材料之第二部分，其經纏繞以封閉具有第二中心點之第二區。第一部分及第二部分具有實質上共平面之下表面。DD線圈916a-b具有各自沿DD線圈916a-b之長度而與幾何線相交的第一邊緣及第二邊緣。Q線圈916c定位於DD線圈916a-b與磁性材料(例如，磁性材料950或具有類似於磁性材料950之性質的其他材料)之間。Q線圈916c經進一步組態以經由磁場來無線地接收功率。Q線圈916c包含經纏繞以封閉具有第三中心點之第三區的導電材料。Q線圈916c進一步具有大於寬度之長度。Q線圈916c之長度實質上至少等於沿幾何線之在DD線圈916a-b之第一邊緣與第二邊緣之間的距離。
圖10為根據圖7及圖9之墊片組態的曲線，其說明作為x及y方向上之對準偏移之函數的耦合係數k之例示性值。圖10藉由比較基底墊片902與圖7之墊片組態之「QDD」車輛墊片714的Q線圈716c(亦即，「圓形」及「QDD」)及圖9之Q線圈916c(「圓角矩形」及「QDD」)兩者之間的耦接來說明圖9之基底墊片902之矩形形狀的效應。雖然耦接係數可針對圖7之墊片組態的x及y偏移而類似地衰減，但對於使用矩形狀基底墊片902之圖9之組態而言，存在y方向上之實質上平坦進程及x方向上之較快速衰減。如由此等例示性值所示，根據圖9，若DD線圈916a-b之極化軸線實質上被垂直定向至基底墊片902之較長軸線，則該行為有利地與車輛側上之「QDD」配置匹配。在圖9之組態中，DD線圈916a-b補償x方向上之較快速之耦合衰減，但無需y方向上之任何補償。
圖11為作為圖9之基底墊片902及車輛墊片914之對準偏移之函數的初級電流變化之例示性值的曲線。此外，假定次級側諧振電流在所要之x及y偏移範圍中保持實質上恆定且僅將DD線圈916a-b用於大於臨限值之x偏移。如上文參看圖7所描述，對於較小之x偏移而言，在 某些實施例中可假定DD線圈916a-b可經停用使得在DD線圈916a-b上實質上不存在電流。在圖11中，假定DD線圈916a-b針對小於臨限值之x偏移而經停用。圖11說明根據一個實施例之歸因於水平墊片未對準可為大約20%的例示性總初級電流變化，在一些情形中其可為可藉由(例如)與圖3中所示之墊片組態類似之墊片組態而達成之總初級電流變化的大約一半。
如在圖7及圖9中所示之車輛墊片714及914中所示的「QDD」配置提供電流組態方面之某種自由度，其可用以控制如(例如)沿車輛輪圈或在特定磁場「熱點」中所量測之放射，此被視為對於系統安全性而言為重要的。可藉由改變線圈916a、916b或916c中之一者之電流的相對振幅及/或相位來實現放射控制。使用電流控制，可實質上減小曝露位準(例如，以達成關於參考位準之ICNIRP'98順應性)。
在一些實施例中，選擇Q線圈916c及DD線圈916a-b中之電流的相對方向(相對相位)以減小在最壞狀況位置(「熱點」)處之磁場強度。
圖12A、圖12B及圖12C為例示性墊片1214(例如，對應於圖9之車輛墊片914)之圖，其展示Q線圈1216c及DD線圈1216a-b之例示性電流。墊片1214包括定位於磁性材料1250(例如，鐵氧體結構)與DD線圈1216a-b之間的Q線圈1216c。圖12A展示箭頭1240，該箭頭1240指示相對於DD線圈1216a-b中之線圈1216a中之一者的位置的相對電流方向。圖12B展示箭頭1242，該箭頭1242指示相對於DD線圈1216a-b中之另一線圈1216b之位置的相對電流方向。圖12C展示箭頭1244，該箭頭1244指示相對於墊片之Q線圈1216c的相對電流方向。應注意，可將圖12A、圖12B及圖12C中所示之線圈組態用於車輛墊片抑或基底墊片。
雖然電流正高頻率地進行交替，但可將相對意義上之電流方向指派給每一線圈1216a、1216b及1216c(例如，感應電壓之極性)。
在一個實施例中，可藉由使用線圈之端子至功率轉換器之固定連接來減小放射。應注意，當車輛墊片在x方向上自負偏移移至正偏移時，DD線圈1216a-b之極性且因此電流方向改變其相對於Q線圈1216c之正負號(180度之相位改變)，此係因為耦合係數將改變其正負號。此效應可協作地起作用，此係因為場熱點(最大)亦可自(例如)車輛112(圖1)之左側移至車輛112之右側從而需要使電流之相對方向反向以用於達成最小場強。
在另一實施例中，可藉由使用換向器開關來改變感應線圈1216a、1216b或1216c之極性而動態地更改電流方向。
如上文業已描述，亦可使用「QDD」線圈配置中之電流控制以用於減小功率損耗。
圖13為根據一實施例之墊片1302之例示性實施例的俯視圖及剖面圖。雖然墊片1302可經組態為基底墊片或車輛墊片，但根據一實施例墊片1302可經特定地組態以用作基底墊片。圖13展示根據一實施例之「圓角矩形」墊片1302(例如，類似於如上文參看圖9之基底墊片902所描述)的結構，且展示可針對墊片1302加以界定及組態之一些尺寸。可將矩形墊片1302之較長邊稱作長度。因此將墊片1302之較短邊稱作寬度。墊片1302包括具有矩形幾何形狀之線圈1304。根據一實施例，線圈1304可由絞合漆包線線圈形成。線圈1304具有由尺寸1374界定之外長及由尺寸1372界定之內長。此外，線圈1304具有由尺寸1384界定之外寬及由尺寸1382界定之內寬。線圈1304定位於磁性材料1350(例如，鐵氧體結構)上方，該磁性材料1350具有由尺寸1376界定之長度及由尺寸1386界定之寬度。磁性材料1350定位於導電背板1360上方，該導電背板1360具有由尺寸1378界定之長度及由尺寸1388界定之寬度。另外，墊片1302可包括位於導電屏蔽件1360與磁性材料1350之間的第一絕緣層1362。墊片1302亦可包括位於磁性材料1350與線圈 1350之間的絕緣層1364。
圖14為根據一實施例之墊片1414之例示性實施例的俯視圖及剖面圖。雖然墊片1414可經組態為基底墊片或車輛墊片，但根據一實施例墊片1414可經特定地組態以用作車輛墊片。圖14展示根據一例示性實施例之「QDD」型墊片1414(類似於圖9之車輛墊片914)之結構的實施例，且展示可針對墊片1414加以界定及組態之一些尺寸。可將矩形墊片1414之較長邊稱作長度。因此將墊片1414之較短邊稱作寬度。墊片1414包括一具有矩形幾何形狀之Q線圈1416c。根據一實施例，線圈1416c可由絞合漆包線線圈形成。Q線圈1416c可為包含導電材料之導電結構，該導電材料經組態成被纏繞以封閉具有中心點之內部分。Q線圈1416c之長度由尺寸1424界定，且Q線圈1416c之寬度由尺寸1446界定。另外，沿Q線圈1416c之長度之自沿該長度之Q線圈1416之邊緣至內區域之邊緣的距離由尺寸1432界定。沿Q線圈1416c之寬度之自沿該寬度之Q線圈1416之邊緣至內區域之邊緣的距離由尺寸1444界定。
Q線圈1415c定位於DD線圈1416a-b與磁性材料1450(例如，鐵氧體結構)之間。可將DD線圈1416a-b視為具有導電材料之至少兩個環，該等環經纏繞以封閉具有兩個中心點之兩個內區域。DD線圈1416a-b之每一部分的長度由尺寸1422界定。DD線圈1416a-b之每一部分的寬度由尺寸1448界定。另外，沿DD線圈1416a-b之長度之自沿該長度之DD線圈1416a-b之邊緣至內區域之邊緣的距離由尺寸1430界定。沿DD線圈1416a-b之長度之自劃分DD線圈1416a-b之兩個部分的點與內區域之相反邊緣的距離由尺寸1434界定。此外，沿DD線圈1416a-b之寬度之自沿該寬度之DD線圈1416a-b之邊緣至內區域之邊緣的距離由尺寸1442界定。磁性材料1450具有由尺寸1426界定之長度及由尺寸1448界定之寬度。磁性材料1450定位於導電背板1460上方，該導電背板1460 具有由尺寸1428界定之長度及由尺寸1440界定之寬度。導電背板1460、磁性材料1450、Q線圈1416c及DD線圈1416a-b中之每一者的中心點係對準的。墊片1414之厚度由尺寸1420界定。
如上文所描述，DD線圈1416a-b經組態以經由磁場來無線地接收功率。DD線圈1416a-b具有大於寬度之長度，且包括：導電材料之第一環，其經纏繞以封閉具有第一中心點之第一區；及導電材料之第二環，其經纏繞以封閉具有第二中心點之第二區。第一環及第二環具有實質上共平面之下表面。DD線圈1416a-b具有各自沿DD線圈1416a-b之長度而與幾何線相交的第一邊緣及第二邊緣。Q線圈1416c定位於DD線圈1416a-b與磁性材料(例如，磁性材料1450或具有類似於磁性材料1450之性質的其他材料)之間。Q線圈1416c經進一步組態以經由磁場來無線地接收功率。Q線圈1416c包含經纏繞以封閉具有第三中心點之第三區的導電材料。Q線圈1416c進一步具有大於寬度之長度。Q線圈1416c之長度實質上至少等於沿幾何線之在DD線圈1416a-b之第一邊緣與第二邊緣之間的距離。
墊片1414可進一步包括定位於導電背板1460與磁性材料1450之間的絕緣層1462。墊片1414可進一步包括定位於磁性材料1450與Q線圈1416c之間的絕緣層1464。墊片1414可進一步包括位於Q線圈1416c與DD線圈1416a-b之間的絕緣層1466。
圖15A為根據一實施例之包括基底墊片1502及車輛墊片1514之另一實施例之例示性感應式功率傳送系統1500的俯視圖及剖面圖。圖15進一步展示座標系統(x,y)之定義。車輛墊片1514經組態成類似於圖9之車輛墊片914，且包括定位於磁性材料1552(例如，鐵氧體結構)與DD線圈1516a-b之間的Q線圈1516c。該墊片組態包含「QDD」型基底墊片1502及「QDD」型車輛墊片1514。基底墊片1502包括DD線圈1504a-b及Q線圈1504c。DD線圈1504a使用如由Q線圈1504c之開口所 給予的自由空間而經實質上配置於與Q線圈1504c相同的平面中。因此，墊片之總厚度保持為相同。
根據圖15A之線圈組態，基底墊片DD線圈1504a-b之效能經組態成「被損害」而有利於Q線圈1504c，此係根據如上文參看圖7所描述之著重於Q線圈1504。此外，DD線圈1504a-b之磁矩的極化相對於車輛墊片DD線圈1516a-b而為垂直的。當依據來自雙通道電源之電流振幅及相位加以選擇性地驅動時，此組態可提供增加之未對準容限及/或耦合(初級電流)之平度對y方向上之偏移。
圖15B為根據一實施例之可用於感應式功率傳送系統中之例示性車輛墊片1514B的俯視圖及剖面圖。圖15B展示可經組態成類似於圖15A之基底墊片1502的車輛墊片1514B之實例。舉例而言，車輛墊片1514B包括DD線圈1516B-a-b及Q線圈1516B-c。DD線圈1516B-a-b使用如由Q線圈1516B-c之開口所給予的自由空間而經實質上配置於與Q線圈1516B-c相同的平面中。車輛墊片1514B經組態以經由藉由上文所描述之基底墊片組態中之任一者所產生的磁場來無線地接收功率。
圖16為根據一實施例之包括基底墊片1602及車輛墊片1614之另一實施例之例示性感應式功率傳送系統1600的俯視圖及剖面圖。車輛墊片1614經組態成類似於圖9之車輛墊片914，且包括定位於磁性材料1652(例如，鐵氧體結構)與DD線圈1616a-b之間的Q線圈1616c。圖16之墊片組態包括「QDD」型基底墊片1602及「QDD」型車輛墊片1604。基底墊片1602包括DD線圈1504a-b及Q線圈1504c。類似於車輛墊片1614之組態，基底墊片Q線圈1604c經定位於DD線圈1604a-b與磁性材料1650之間。此外，如上文所描述，基底墊片Q線圈1604c相對於基底墊片1602之區而較大，使得Q線圈1604c之長度橫跨DD線圈1604a-b之邊緣的長度。
根據參看圖7至圖16所描述之實施例，該等墊片組態可用以滿足 在x與y方向兩者上之所要對準容限同時允許達成減少之放射。
另外，如本文中所描述之組態可提供設計一墊片以滿足所要對準容限同時避免供證實之顯著之模擬量。換言之，使用上文所描述(例如，參看圖9、圖13、圖14、圖15及圖16)之基本幾何形狀之墊片可允許根據一般幾何形狀來選擇將產生特定對準容限之特定尺寸。若墊片之一般幾何形狀係基於上文所描述(例如，參看圖9)之墊片的幾何形狀，則可無需顯著測試及/或模擬以證實所要對準容限得以滿足。下文進一步描述了此。
圖17展示根據一實施例之圖9之感應式功率傳送系統，其具有用於對基底墊片1704及車輛墊片1714標註尺寸以達成選定之對準容限的資訊。基底墊片線圈1704具有一具有寬度a之矩形外觀尺寸。可藉由寬度a+值b來界定基底墊片線圈1704之長度。根據一實施例，可選擇長度a及b使得該等長度a及b實質上滿足「黃金」比例，從而使得：
特定對準容限可依據此標註尺寸，使得設計一墊片以滿足此比例可產生具有可預測之對準容限之墊片。另外，在一些實施例中，磁性材料在兩個維度中延伸超出矩形基底墊片線圈實質上0.15*a。
由Q+DD線圈716a-b及716c形成之車輛墊片1714亦具有一具有寬度c及由c+另一值d界定之長度的矩形外觀尺寸。根據一實施例，可選擇該等長度c及d使得該等長度c及d實質上滿足「黃金」比例，從而使得
因此，按照以上比例而被標註尺寸之車輛墊片1714可允許容易判定對準容限而無需參與顯著測試。在一些實施例中，車輛墊片1714之長度c+d實質上等於基底墊片1704之寬度w。如上文所描述，Q線 圈1716c經直接定位於磁性材料上(例如，1毫米氣隙)，其中Q線圈1716c為磁性材料1752之大小的約95%，而DD線圈1716a-b約為磁性材料1752之大小。
參看圖7及圖9，例如，具有一具有「圓形」線圈904(例如，封閉單一區之圓形或矩形外觀尺寸)之基底墊片902的實施例可允許達成低放射。基底墊片902中之「圓形」線圈904產生一具有環形雜散場之垂直極化之磁矩，該雜散場藉由基底墊片之金屬導電背板960及藉由車輛112(圖1)之車身下部金屬或藉由任何額外屏蔽結構而得到有效地抑制。相比之下，DD或「螺線管」結構產生一具有漏洩場之水平分量，該洩漏場特定地在鋼筋混凝土地面之狀況下藉由水平金屬表面而被「擠」出。擴展「圓形」基底墊片902之y維度以形成矩形外觀尺寸可增加y方向上之對準偏移容限，但減小x方向上之容限。可接著使用車輛墊片914中之補充DD線圈916a-b結構(例如，補充Q線圈916c)來補償x容限方面之不足。DD線圈916a-b(其可潛在地為顯著放射之源)係藉由減少之安培匝數來操作，但對於達成所需之x容限已足夠。選擇DD線圈916a-b相對於Q線圈916c之電流方向而使得如藉由Q線圈916c及DD線圈916a-b在特定位置(例如，場「熱點」)處所產生之磁場分量趨向於實質上抵消。可定位Q線圈916c及DD線圈916a-b而使得在Q線圈916c與DD線圈916a-b之間存在實質上零互耦合。舉例而言，Q線圈916c中之時變信號可實質上不感應DD線圈916a-b中之任何電壓(由於Q線圈916c中之時變信號)。類似地，DD線圈916a-b中之時變信號可實質上不感應Q線圈916a-b中之任何電壓(由於DD線圈916a-b中之時變信號)。
另外，與可放鬆外來目標偵測之敏感性要求的DD基底墊片602(圖6)相比，基底墊片之磁通量密度可為較低(例如，大約30%)。
圖18展示車輛墊片1814(如在圖9中)在「圓角矩形」基底墊片 1802(如在圖9中)上方之對準。在圖18中，DD-Q車輛墊片1814經展示為對準於基底墊片1802上方。如所示，DD-Q車輛墊片1814之縱向軸線垂直於基底墊片1802之縱向軸線。換言之，沿車輛墊片1814之長度(亦即，較長尺寸)而延伸的幾何線垂直於沿基底墊片1802之長度(亦即，較長尺寸)而延伸的幾何線。
圖19為根據一實施例之例示性基底墊片1902(如在圖9中)的俯視圖。圖19進一步說明用於對基底墊片1902標註尺寸以用於判定對準容限的資訊。圖19展示一圓角矩形基底墊片1902，該圓角矩形基底墊片1902具有定位於磁性材料1950(例如，鐵氧體結構)上方之「圓角矩形」線圈1904。磁性材料1950定位於導電背板1960上方。「圓角矩形」線圈1904具有沿寬度之自線圈1904之每一邊之中心的例示性矩形尺寸A。「圓角矩形」線圈1904進一步具有界定y方向上之窗長度(例如，被線圈1904封閉之區的長度)的尺寸B。將中心點1982展示為被共同地界定為覆蓋墊片1902之表面積之矩形的中心。
圖20為根據一實施例之例示性車輛墊片2014(如在圖9中)的俯視圖及剖面圖。圖20結合圖19進一步說明用於對車輛墊片2014標註尺寸以用於判定對準容限的資訊。圖20展示DDQ車輛墊片2014之層，該等層具有例示性尺寸以形成矩形車輛墊片2014。該車輛墊片包括導電背板2062及磁性材料2052(例如，鐵氧體結構)。在第一層中，Q線圈2016c定位於磁性材料2052上方。Q線圈具有矩形幾何形狀，其中C界定Q線圈2016c之窗寬度(被封閉之區的寬度)的寬度。在第二層中，DD線圈2016a-b定位於Q線圈2106c上方。將中心點2082展示為被共同地界定為覆蓋墊片2014之表面積之矩形的中心。如所示，窗(例如，被DD線圈封閉之區)之寬度至少與尺寸C一樣寬。
圖21A及圖21B為說明當車輛墊片2114(如在圖20中)對準於基底墊片2102(如在圖19中)上方時感應式功率傳送系統之對準容限的圖。 藉由箭頭所界定之區域2180展示系統之對準容限區域，在其中達成墊片2102及2216之線圈間之充分耦合。如圖21A中所指示，根據關於圖19及圖20所描述之尺寸，當在y方向上移動時系統對準容限藉由實質上正或負的二分之一乘以B-C的值來界定。另外，如圖21B中所指示，根據關於圖19及圖20所描述之尺寸，x方向上之系統對準容限係藉由實質上正或負的二分之一乘以A的值來界定。因此，藉由根據參看圖19及圖20所描述之墊片組態來使用標註尺寸，可容易判定對準容限。可不需要顯著測試及模擬。
換言之，可藉由實質上矩形區域來界定對準容限區域2180。此對準容限區域2180可對應於其中功率傳送之量高於臨限值(例如，車輛墊片2114與基底墊片2102之間的耦合高於臨限值)的區域。根據本文中所描述之實施例，該臨限值可對應於足以對負載充電之功率量。換言之，藉由車輛墊片之中心點2082與基底墊片1902之中心點1982之間的偏移距離所界定的一組點(在該組點處，耦合量或效率高於臨限值)界定一實質上矩形區域。可藉由得自一組耦合係數(量測不同之初級線圈及次級線圈對中之每一者之間的耦合)之值來界定耦合量，使得耦合量為不同之初級及次級對之間的耦合中之每一者之組合。可將效率界定為可藉由多線圈感應式耦合系統之最佳使用來達成之最大能量傳送效率。在一些實施中，該等耦合之組合可實質上與效率等效。對準容限區域2180之長度(例如，在y方向上)可實質上等於正或負的二分之一乘以尺寸B與C之間的差。此外，對準容限區域2180之寬度(例如，在x方向上)可實質上等於正或負的二分之一乘以尺寸A。以此方式，給定目標對準容限區域2180，可容易判定車輛墊片2114及基底墊片2102之線圈之達成目標對準容限的尺寸(例如，不需要使用顯著測試)。
圖22A為作為水平偏移(y方向)之函數之在兩個不同例示性墊片高 度之例示性耦合係數k的曲線，其說明系統水平對準容限。圖22A之曲線可對應於當圖21A之車輛墊片2102在圖21B之基底墊片2102上方水平地移動時在不同高度之耦合係數。所展示之耦合係數可為在基底墊片2102之「圓角矩形」線圈2104與車輛墊片2102之Q線圈2116c之間所量測的耦合係數。如上文所描述，根據一些實施例，沿水平軸線之在基底墊片線圈2104與車輛墊片2102之DD線圈2116a-b之間的耦合可為可忽略的，或可停用DD線圈2116a-b。該等例示性耦合係數說明對於圖21A之墊片組態的水平偏移而言耦合在y方向上之大範圍中保持實質上恆定。垂直線指示耦合可下降到臨限值以下所在的點。在一個態樣中，可因此將系統y容限界定為其中耦合高於臨限值的區域。該臨限值可對應於用以達成充分功率傳送以用於對電動車輛供電或充電的充足耦合量。
圖22B為作為垂直偏移(x方向)之函數之在兩個不同例示性墊片高度之例示性耦合係數k的曲線，其說明系統垂直對準容限。圖22B之曲線可對應於當圖21B之車輛墊片2102在圖21B之基底墊片2102上方垂直地(在x方向上)移動時在不同高度之耦合係數。被指明為k_12之耦合係數對應於基底墊片線圈2104與車輛墊片2114之DD線圈2116a-b之間的耦合。如上文所描述，當車輛墊片2114在x方向上相對於基底墊片2102移動時，基底墊片線圈2104與DD線圈2116a-b之間的耦合增加。被指明為k_13之耦合係數對應於基底墊片線圈2104與車輛墊片2114之Q線圈2116c之間的耦合。如上文所描述，當車輛墊片2114在x方向上相對於基底墊片2102移動時，基底墊片線圈2104與Q線圈2116c之間的耦合減小。對於容限區域2180(圖22B)而言，基底墊片2102與車輛墊片線圈2116a-b及2116c之間的組合耦合可高於臨限值，此係因為與Q線圈2116c之耦合的減小可藉由與DD線圈2216a-b之耦合的增加而相抵。因而，在x方向上可存在大的偏移範圍，其中用於達成足夠 功率傳送之充分耦合係高於臨限值。因此，達成了大的對準容限，其中基底墊片2102與車輛墊片2104之間的耦合在x與y方向兩者上保持高於臨限值。
因而，根據所描述之實施例，提供藉由較少之總基底墊片電流變化來改良改良未對準容限的若干墊片組態。此外，達成了可提供在x與y方向兩者上之顯著容限的矩形或方形容限區域。此外，實施例經組態以具有減少之放射(在一個態樣中歸因於由基底墊片產生之垂直通量極)。另外，在一些實施例中，可減小基底墊片之大小(特別在DD方向上)。另外，給定上文所描述之標註尺寸，對於不同容限區域及車輛組態可較簡單地定製墊片組態。另外，實施例可產生較低之基底墊片表面通量密度。
在一態樣中，如參看圖7至圖21所描述之墊片組態在大且實質上「方形」容限區域中提供高效率。因此，本文中所描述之組態可以高功率傳送效率來達成大的對準容限區域，同時減少放射。
圖23為展示圖1之無線功率傳送系統100之例示性核心組件及輔助組件的另一功能方塊圖。上文所描述之車輛墊片或基底墊片中之任一者可併入至圖23之無線功率傳送系統中，或可使用參看圖23所描述之組件中之任何一者或多者。無線功率傳送系統2310說明通信鏈路2376、導引鏈路2366及用於基底系統感應線圈2308及電動車輛感應線圈2316之對準系統2352、2354。如上文參看圖2所描述及假定能量流係朝向電動車輛112，在圖23中，基底充電系統功率介面2354可經組態以將功率自電源(諸如AC或DC電源供應器126)提供至充電系統功率轉換器2336。基底充電系統功率轉換器2336可自基底充電系統功率介面2354接收AC或DC功率，以在基底系統感應線圈2308之諧振頻率或接近該諧振頻率下激發基底系統感應線圈2308。電動車輛感應線圈2316在位於近場耦合模式區域中時可自該近場耦合模式區域接收能量 以在諧振頻率或接近諧振頻率下振盪。電動車輛功率轉換器2338將來自電動車輛感應線圈2316之振盪信號轉換至適於經由電動車輛功率介面來對電池充電的功率信號。
基底無線充電系統2312包括基底充電系統控制器2342，且電動車輛充電系統2314包括電動車輛控制器2344。基底充電系統控制器2342可包括至其他系統(未圖示)(諸如電腦及功率分配中心或智慧功率柵格)之基底充電系統通信介面。電動車輛控制器2344可包括至其他系統(未圖示)(諸如車輛上之車載電腦、其他電池充電控制器、車輛內之其他電子系統及遠端電子系統)之電動車輛通信介面。
基底充電系統控制器2342及電動車輛控制器2344可包括用於具有單獨通信通道之特定應用的子系統或模組。此等通信通道可為單獨之實體通道或單獨之邏輯通道。作為非限制性實例，基底充電對準系統2352可經由通信鏈路2376而與電動車輛對準系統2354通信，以提供一用於自主地抑或在操作者幫助下更緊密地對準基底系統感應線圈2308與電動車輛感應線圈2316的回饋機制。類似地，基底充電導引系統2362可經由導引鏈路而與電動車輛導引系統2364通信，以提供用以導引操作者對準基底系統感應線圈2308及電動車輛感應線圈2316的回饋機制。另外，可存在由基底充電通信系統2372及電動車輛通信系統2374支援之單獨通用通信鏈路(例如，通道)，以用於在基底無線功率充電系統2312與電動車輛充電系統1314之間傳達其他資訊。此資訊可包括關於電動車輛特性、電池特性、充電狀態及基底無線功率充電系統2312與電動車輛充電系統2314兩者之功率能力的資訊以及電動車輛112之維修及診斷資料。此等通信通道可為單獨之實體通信通道(諸如藍芽、紫蜂(zigbee)、蜂巢式等)。此等系統可操作而以任何適當之方式來判定並傳達基底系統感應線圈2308及電動車輛感應線圈2316之相對位置及/或相對定向。
為在基底無線充電系統2312與電動車輛充電系統2314之間進行通信，無線功率傳送系統2310可使用頻帶內發信與RF資料數據機(例如，在未經許可之頻帶中的無線電上之乙太網路(Ethernet over radio))兩者。頻帶外通信可提供足夠頻寬以用於將增值服務配置給車輛使用者/擁有者。無線功率載波之低深度振幅或相位調變可充當具有最小干擾之頻帶內發信系統。
另外，可在不使用特定通信天線的情況下經由無線功率鏈路來執行某種通信。舉例而言，無線功率感應線圈2308及2316亦可經組態以充當無線通信傳輸器。因此，基底無線功率充電系統2312之一些實施例可包括一用於在無線功率路徑上啟用鍵控型協定的控制器(未圖示)。藉由以預定時間間隔用預定協定來鍵控傳輸功率位準(幅移鍵控)，接收器可偵測來自傳輸器之串列通信。基底充電系統功率轉換器2336可包括一用於偵測在由基底系統感應線圈2308所產生之近場附近有效電動車輛接收器之存在或缺乏的負載感測電路(未圖示)。藉由實例，負載感測電路監視流至功率放大器之電流，其受在由基底系統感應線圈104a所產生之近場附近有效接收器之存在或缺乏的影響。可藉由基底充電系統控制器2342來監視對功率放大器上之負載之改變的偵測，以用於判定是否將啟用振盪器以用於傳輸能量、是否將與有效接收器通信或其組合。
為實現無線高功率傳送，一些實施例可經組態以在在10-60kHz之範圍中之頻率下傳送功率。此低頻耦合可允許高度有效之功率轉換，可使用固態器件來達成高度有效之功率轉換。另外，與其他頻帶相比，無線電系統可存在較少之共存問題。
圖24為根據一實施例之無線地傳達功率之方法2400之實施的流程圖。在區塊2402處，經由第一導電結構經由磁場來無線地接收功率。第一導電結構具有大於寬度之長度。第一導電結構包含分別封閉 第一區及第二區之第一環及第二環。第一環具有第一下表面且第二環具有第二下表面，該第一下表面與該第二下表面實質上共平面。第一導電結構具有各自沿第一導電結構之長度而與幾何線相交的第一邊緣及第二邊緣。在區塊2404處，經由定位於第一導電結構與磁性材料之間的第二導電結構來無線地接收功率。第二導電結構封閉第三區。第二導電結構具有大於寬度之長度，第二導電結構之長度實質上至少等於沿幾何線之在第一導電結構之第一邊緣與第二邊緣之間的距離。
圖25為根據一例示性實施例之無線功率接收器2500的功能方塊圖。無線功率接收器2500包含用於關於圖1至圖24所論述之各種動作的構件2502及2504。
上文所描述之方法之各種操作可藉由能夠執行該等操作之任何合適構件(諸如各種硬體及/或軟體組件、電路及/或模組)來執行。大體而言，諸圖中所說明之任何操作可藉由能夠執行該等操作之對應之功能構件來執行。
可使用多種不同技藝及技術中之任一者來表示資訊及信號。舉例而言，可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或其任何組合來表示可貫穿以上描述所參考之資料、指令、命令、資訊、信號、位元、符號及碼片。
結合本文中所揭示之實施例而描述之各種說明性邏輯區塊、模組、電路及演算法步驟可被實施為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。為了清楚地說明硬體與軟體之此可互換性，上文已大體在功能性方面描述了各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟。將此類功能性實施為硬體或是軟體取決於特定應用及強加於整個系統之設計約束而定。可針對每一特定應用而以變化之方式來實施所描述之功能性，但此類實施決策不應解釋為導致脫離該等實施例之範疇。
可藉由通用處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路 (ASIC)、場可程式化閘陣列(FPGA)或經設計以執行本文中所描述之功能的其他可程式化邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件或其任何組合來實施或執行結合本文中所揭示之實施例而描述的各種說明性區塊、模組及電路。通用處理器可為微處理器，但在替代例中，處理器可為任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可經實施為計算器件之組合，例如DSP與微處理器之組合、複數個微處理器、結合DSP核心之一或多個微處理器，或任何其他此類組態。
結合本文中所揭示之實施例而描述之方法或演算法及功能的步驟可直接以硬體、以由處理器執行之軟體模組或以該兩者之組合來體現。若以軟體實施，則該等功能可作為有形、非暫時性電腦可讀媒體上之一或多個指令或程式碼而加以儲存或傳輸。軟體模組可駐留於隨機存取記憶體(RAM)、快閃記憶體、唯讀記憶體(ROM)、電可程式化ROM(EPROM)、電可抹除可程式化ROM(EEPROM)、暫存器、硬碟、可移除式磁碟、CD-ROM或此項技術中已知之任何其他形式的儲存媒體中。將一儲存媒體耦接至處理器使得該處理器可自該儲存媒體讀取資訊及將資訊寫入至該儲存媒體。在替代例中，儲存媒體可整合至處理器。如本文中所使用，磁碟及光碟包括緊密光碟(CD)、雷射光碟、光碟、數位影音光碟(DVD)、軟性磁碟及藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式再生資料，而光碟藉由雷射以光學方式再生資料。以上各者之組合亦應包括於電腦可讀媒體之範疇內。處理器及儲存媒體可駐留於ASIC中。該ASIC可駐留於使用者終端機中。在替代例中，處理器及儲存媒體可作為離散組件而駐留於使用者終端機中。
出於概述本發明之目的，已在本文中描述本發明之某些態樣、優點及新穎特徵。應瞭解，根據本發明之任何特定實施例未必可達成所有此類優點。因此，可以達成或最佳化如本文中所教示之一個優點 或一群優點而不必達成如本文中可能教示或提出之其他優點的方式來體現或實施本發明。
上文所描述之實施例之各種修改將容易顯而易見，且可在不脫離本發明之精神或範疇的情況下將本文中所定義之一般原理應用於其他實施例。因此，本發明並不意欲限於本文中所展示之實施例，而是應符合與本文中所揭示之原理及新穎特徵相一致的最廣範疇。
900‧‧‧感應式功率傳送系統
902‧‧‧基底墊片
904‧‧‧線圈
914‧‧‧車輛墊片
916a-b‧‧‧DD線圈
916c‧‧‧Q線圈
950‧‧‧磁性材料
952‧‧‧磁性材料
960‧‧‧導電背板

Claims (52)

  1. 一種用於無線地傳達功率之裝置，其包含：一第一導電結構，其經組態以經由一磁場來無線地接收功率，該第一導電結構具有一大於一寬度之長度，該第一導電結構包含分別封閉一第一區及一第二區之一第一環及一第二環，該第一環具有一第一下表面且該第二環具有一第二下表面，該第一下表面與該第二下表面實質上共平面，該第一導電結構具有各自沿該第一導電結構之該長度而與一第一幾何線相交的一第一邊緣及一第二邊緣；及一第二導電結構，其定位於該第一導電結構與一磁性材料之間且經組態以經由該磁場來無線地接收功率，該第二導電結構包含一封閉一第三區之第三環，該第二導電結構具有一大於一寬度之長度，該第二導電結構之該長度實質上至少等於一沿該第一幾何線之在該第一導電結構之該第一邊緣與該第二邊緣之間的距離。
  2. 如請求項1之裝置，其中該磁性材料、該第一導電結構及該第二導電結構為實質上矩形，其具有沿該第一幾何線而對準之長度。
  3. 如請求項2之裝置，其中該第一導電結構及該第二導電結構經組態成定位於一經組態以產生該磁場之第三導電結構上方，該第三導電結構為實質上矩形且具有一與該第三導電結構之該長度相交的第二幾何線，當該第一導電結構及該第二導電結構定位於該第三導電結構上方時，該第二幾何線垂直於該第一幾何線。
  4. 如請求項2之裝置，其中由該磁性材料、該第一導電結構及該第 二導電結構共同界定之一第一矩形具有一寬度c及一長度c+d，且其中c除以d實質上等於c+d除以c。
  5. 如請求項3之裝置，其中由該第三導電結構形成之一第二矩形具有一寬度a及一長度a+b，且其中a除以b實質上等於a+b除以a。
  6. 如請求項2之裝置，其中該第一導電結構及該第二導電結構共同地界定一第一中心點，該第一中心點位於一覆蓋該第一導電結構及該第二導電結構之表面積之幾何矩形的一中心中，其中該第三導電結構界定一第二中心點，該第二中心點位於一覆蓋該第三導電結構之表面積之幾何矩形的一中心中，且其中藉由該第一點與該第二點之間的偏移距離所界定且一耦合量高於一臨限值所在的一組點界定一實質上矩形區域，該耦合量至少部分地由一得自一第一耦合係數及一第二耦合係數之值來界定，該第一耦合係數量測該第一導電結構與該第三導電結構之間的耦合，且該第二耦合係數量測該第二導電結構與該第三導電結構之間的耦合。
  7. 如請求項6之裝置，其中該第三導電結構包含一界定一第四區之環，其中該實質上矩形區域之一長度實質上等於正或負的二分之一乘以一得自該第四區之一長度與該第三區之一寬度之間的一差的值。
  8. 如請求項7之裝置，其中該第三導電結構具有一沿一第一邊之第一外邊緣、及一沿該第一邊之第一內邊緣、及一沿一第二邊之第二外邊緣及一沿該第二邊之第二內邊緣，且其中該實質上矩形區域之一寬度實質上等於正或負的二分之一乘以在該第一外邊緣與該第一內邊緣之間的一第一中心點與該第二外邊緣與該第二內邊緣之間的一第二中心點之間的一距離。
  9. 如請求項1之裝置，其中該第一導電結構具有一實質上水平極化 之磁矩，其中該第二導電結構具有一實質上垂直極化之磁矩。
  10. 如請求項1之裝置，其中該第一導電結構及該第二導電結構經定位以維持該第一導電結構與該第二導電結構之間的互耦合的一實質缺乏。
  11. 如請求項10之裝置，其中由該第一導電結構產生且與該第二導電結構相交之一磁場的一淨和實質上為零。
  12. 如請求項1之裝置，其中該第一導電結構包含以下中之至少一者：一第一線圈，其經纏繞以封閉該第一區及該第二區；或一第二及第三線圈，其經纏繞以分別封閉該第一區及該第二區。
  13. 如請求項1之裝置，其中該第一導電結構及該第二導電結構為電容性負載型且經組態以在一實質上等於該磁場之一頻率的諧振頻率下諧振，且其中該第一導電結構及該第二導電結構經組態以在一足以對一車輛充電或供電之位準下經由該磁場來感應性地接收功率。
  14. 如請求項1之裝置，其進一步包含一接收電路，該接收電路耦接至該第一導電結構及該第二導電結構且經組態以基於經由該第一導電結構及該第二導電結構所接收之該功率之一組合之至少一部分來對一電動車輛供電或充電。
  15. 如請求項1之裝置，其進一步包含一控制器，該控制器經組態以接收指示該第一導電結構及該第二導電結構中之每一者與一傳輸器導電結構之間的一耦合量的量測，該控制器經組態以基於該耦合量來選擇性地停用該第一導電結構或該第二導電結構。
  16. 如請求項1之裝置，其中該裝置進一步包含一控制器，該控制器經組態以偵測該第一導電結構及該第二導電結構中之每一者與 一傳輸器導電結構之間的一耦合量，且經組態以基於該耦合量來控制該第一導電結構及該第二導電結構中之電流之一振幅或一相位中的至少一者。
  17. 如請求項16之裝置，其中該控制器經組態以控制該等電流之該振幅或該相位中之至少一者從而將電磁放射之一位準維持低於一臨限值。
  18. 一種無線地傳達功率之方法，其包含：經由一第一導電結構經由一磁場來無線地接收功率，該第一導電結構具有一大於一寬度之長度，該第一導電結構包含分別封閉一第一區及一第二區之一第一環及一第二環，該第一環具有一第一下表面且該第二環具有一第二下表面，該第一下表面與該第二下表面實質上共平面，該第一導電結構具有各自沿該第一導電結構之該長度而與一幾何線相交的一第一邊緣及一第二邊緣；及經由一定位於該第一導電結構與一磁性材料之間的第二導電結構來無線地接收功率，該第二導電結構封閉一第三區，該第二導電結構具有一大於一寬度之長度，該第二導電結構之該長度實質上至少等於一沿該幾何線之在該第一導電結構之該第一邊緣與該第二邊緣之間的距離。
  19. 如請求項18之方法，其中該磁性材料、該第一導電結構及該第二導電結構為實質上矩形，其具有沿該第一幾何線而對準之長度，其中該第一導電結構及該第二導電結構經組態成定位於一經組態以產生該磁場之第三導電結構上方，該第三導電結構為實質上矩形且具有一與該第三導電結構之該長度相交的第二幾何線，當該第一導電結構及該第二導電結構定位於該第三導電結構上方時，該第二幾何線垂直於該第一幾何線。
  20. 如請求項19之方法，其中該第一導電結構及該第二導電結構共同地界定一第一中心點，該第一中心點位於一覆蓋該第一導電結構及該第二導電結構之表面積之幾何矩形的一中心中，其中該第三導電結構界定一第二中心點，該第二中心點位於一覆蓋該第三導電結構之表面積之幾何矩形的一中心中，且其中藉由該第一點與該第二點之間的偏移距離所界定且一耦合量高於一臨限值所在的一組點界定一實質上矩形區域，該耦合量至少部分地由一得自一第一耦合係數及一第二耦合係數之值來界定，該第一耦合係數量測該第一導電結構與該第三導電結構之間的耦合，且該第二耦合係數量測該第二導電結構與該第三導電結構之間的耦合。
  21. 如請求項18之方法，其中該第一導電結構及該第二導電結構經定位以維持該第一導電結構與該第二導電結構之間的互耦合的一實質缺乏。
  22. 如請求項18之方法，其中該第一導電結構及該第二導電結構為電容性負載型且經組態以在一實質上等於該磁場之一頻率的諧振頻率下諧振，且其中該無線地接收功率包含在該第一導電結構及該第二導電結構處在一足以對一車輛充電或供電的位準下經由該磁場來感應性地接收功率。
  23. 一種用於無線地傳達功率之裝置，其包含：一用於經由一磁場來無線地接收功率之第一構件，該第一接收構件具有一大於一寬度之長度，該第一接收構件包含分別封閉一第一區及一第二區之一第一環及一第二環，該第一環具有一第一下表面且該第二環具有一第二下表面，該第一下表面與該第二下表面實質上共平面，該第一接收構件具有各自沿該第一接收構件之該長度而與一幾何線相交的一第一邊緣及一第二 邊緣；及一用於經由定位於該第一接收構件與一磁性材料之間的該磁場來無線地接收功率之第二構件，該第二接收構件封閉一第三區，該第二接收構件具有一大於一寬度之長度，該第二接收構件之該長度實質上至少等於一沿該幾何線之在該第一接收構件之該第一邊緣與該第二邊緣之間的距離。
  24. 如請求項23之裝置，其中該磁性材料、該第一接收構件及該第二接收構件為實質上矩形，其具有沿該第一幾何線而對準之長度，其中該第一接收構件及該第二接收構件經組態成定位於一用於產生該磁場之構件上方，該產生構件為實質上矩形且具有一第二幾何線，當該第一接收構件及該第二接收構件定位於該產生構件上方時，該第二幾何線垂直於該第一幾何線。
  25. 如請求項24之裝置，其中該第一接收構件及該第二接收構件共同地界定一第一中心點，該第一中心點位於一覆蓋該第一接收構件及該第二接收構件之表面積之幾何矩形的一中心中，其中該產生構件界定一第二中心點，該第二中心點位於一覆蓋該產生構件之表面積之幾何矩形的一中心中，且其中藉由該第一點與該第二點之間的偏移距離所界定且一耦合量高於一臨限值所在的一組點界定一實質上矩形區域，該耦合量至少部分地由一得自一第一耦合係數及一第二耦合係數之值來界定，該第一耦合係數量測該第一接收構件與該產生構件之間的耦合，且該第二耦合係數量測該第二接收構件與該產生構件之間的耦合。
  26. 如請求項23之裝置，其中該第一接收構件及該第二接收構件經定位以維持該第一接收構件與該第二接收構件之間的互耦合的一實質缺乏。
  27. 如請求項23之裝置，其中該第一接收構件及該第二接收構件為 電容性負載型且經組態以在一實質上等於該磁場之一頻率的諧振頻率下諧振，且其中該無線地接收功率包含在該第一接收構件及該第二接收構件處在一足以對一車輛充電或供電的位準下經由該磁場來感應性地接收功率。
  28. 一種用於無線地傳達功率之裝置，其包含：一傳輸電路，其經組態以輸出一時變信號；及一導電結構，其經組態以接收該時變信號及在一足以無線地傳送功率以用於對一接收器器件供電或充電的位準下產生一電磁場，該導電結構具有一具有一寬度a及一長度a+b之矩形外觀尺寸，且其中a除以b實質上等於a+b除以a。
  29. 如請求項28之裝置，其中導電結構形成一第一層，其中該裝置進一步包含一形成一第二層之磁性材料及一形成一第三層之導電背板，其中該磁性材料定位於該導電結構與該導電背板之間。
  30. 如請求項29之裝置，其中一由該磁性材料所界定之矩形沿該長度與該寬度兩者而延伸超出該導電結構。
  31. 如請求項30之裝置，其中由該磁性材料所界定之該矩形延伸超出該導電結構實質上一得自0.15乘以該寬度a的值。
  32. 如請求項28之裝置，其中該接收器器件包含一附貼至一車輛之墊片，該墊片包含一經組態以無線地接收該功率之導電結構，其中一由該墊片所界定之矩形具有一寬度c及一長度c+d，且其中c除以d實質上等於c+d除以c。
  33. 如請求項28之裝置，其中該導電結構具有一實質上垂直極化之磁矩。
  34. 如請求項28之裝置，其中該導電結構為電容性負載型且經組態以在該時變信號之一頻率下諧振。
  35. 如請求項28之裝置，其中該導電結構包含一經纏繞以封閉一單一區之線圈。
  36. 一種無線地傳達功率之方法，其包含：自一傳輸電路輸出一時變信號；及接收該時變信號且在一導電結構處在一足以無線地傳送功率以用於對一接收器器件供電或充電的位準下產生一電磁場，該導電結構具有一具有一寬度a及一長度a+b之矩形外觀尺寸，且其中a除以b實質上等於a+b除以a。
  37. 如請求項36之方法，其中該導電結構具有一實質上垂直極化之磁矩，其中該導電結構為電容性負載型且經組態以在該時變信號之一頻率下諧振。
  38. 如請求項36之方法，其中該導電結構包含一經纏繞以封閉一單一區之線圈。
  39. 一種無線地傳達功率之裝置，其包含：用於輸出一時變信號的構件；及用於基於該時變信號而產生一電磁場的構件，該電磁場處於一足以無線地傳送功率以用於對一接收器器件供電或充電的位準，該產生構件具有一具有一寬度a及一長度a+b之矩形外觀尺寸，且其中a除以b實質上等於a+b除以a。
  40. 如請求項39之裝置，其中該產生構件形成一第一層，其中該裝置進一步包含一形成一第二層之磁性材料及一形成一第三層之導電背板，其中該磁性材料定位於該導電結構與該導電背板之間，其中由該磁性材料所界定之一矩形沿該長度與該寬度兩者而延伸超出該導電結構。
  41. 如請求項39之裝置，其中該產生構件具有一實質上垂直極化之磁矩，其中該產生構件為電容性負載型且經組態以在該時變信 號之一頻率下諧振。
  42. 如請求項39之裝置，其中該產生構件包含一經纏繞以封閉一單一區之線圈。
  43. 一種用於無線地傳達功率之裝置，其包含：一第一導電結構，其經組態以在一足以對一負載供電或充電的位準下經由一第一電磁場來無線地傳輸或接收功率，該第一導電結構包含一封閉一第一區之第一環；及一第二導電結構，其經組態以在一足以對該負載供電或充電的位準下經由一第二電磁場來無線地傳輸或接收功率，該第二導電結構定位於該第一區內部且實質上與該第一導電結構共平面，該第二導電結構包含分別封閉一第二區及一第三區之一第二環及一第三環，該第二環具有一第二下表面且該第三環具有一第三下表面，該第二下表面與該第三下表面實質上共平面。
  44. 如請求項43之裝置，其中該裝置進一步包含一控制器，該控制器經組態以偵測該第一導電結構及該第二導電結構中之每一者與一第三導電結構之間的一耦合量，且經組態以基於該耦合量來控制該第一導電結構及該第二導電結構中之電流之一振幅或一相位中的至少一者。
  45. 如請求項43之裝置，其中該第一導電結構及該第二導電結構經定位以維持該第一導電結構與該第二導電結構之間的互耦合的一實質缺乏。
  46. 如請求項43之裝置，其中該第一導電結構及該第二導電結構為電容性負載型且經組態以分別在該第一時變信號之一第一頻率及該第二時變電壓之一第二頻率下諧振。
  47. 一種無線地傳達功率之方法，其包含：在一第一導電結構處在一足以對一負載供電或充電的位準下 經由一第一電磁場來無線地傳輸或接收功率，該第一導電結構包含一封閉一第一區之第一環；及在一第二導電結構處在一足以對該負載供電或充電的位準下經由一第二電磁場來無線地傳輸或接收功率，該第二導電結構定位於該第一區內部且實質上與該第一導電結構共平面，該第二導電結構包含分別封閉一第二區及一第三區之一第二環及一第三環，該第二環具有一第二下表面且該第三環具有一第三下表面，該第二下表面與該第三下表面實質上共平面。
  48. 如請求項47之方法，其中該第一導電結構及該第二導電結構經定位以維持該第一導電結構與該第二導電結構之間的互耦合的一實質缺乏。
  49. 如請求項47之方法，其中該第一導電結構及該第二導電結構為電容性負載型且經組態以分別在一第一頻率及一第二頻率下諧振。
  50. 一種用於無線地傳達功率之裝置，其包含：一用於在一足以對一負載供電或充電之位準下經由一第一電磁場來無線地傳輸或接收功率的第一構件，該第一構件包含一封閉一第一區之第一環；及一用於在一足以對該負載供電或充電之位準下經由一第二電磁場來無線地傳輸或接收功率的第二構件，該第二構件定位於該第一區內部且實質上與該第一構件共平面，該第二構件包含分別封閉一第二區及一第三區之一第二環及一第三環，該第二環具有一第二下表面且該第三環具有一第三下表面，該第二下表面與該第三下表面實質上共平面。
  51. 如請求項50之裝置，其中該第一構件及該第二構件經定位以維持該第一構件與該第二構件之間的互耦合的一實質缺乏。
  52. 如請求項50之裝置，其中該第一構件及該第二構件包含為電容性負載型且經組態以分別在一第一頻率及一第二頻率下諧振的線圈。
TW102138311A 2012-11-02 2013-10-23 在低電磁放射之無線功率轉換系統中的線圈配置 TWI550990B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261722077P 2012-11-02 2012-11-02
US13/786,231 US10014104B2 (en) 2012-11-02 2013-03-05 Coil arrangements in wireless power transfer systems for low electromagnetic emissions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201429109A true TW201429109A (zh) 2014-07-16
TWI550990B TWI550990B (zh) 2016-09-21

Family

ID=50621682

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102138311A TWI550990B (zh) 2012-11-02 2013-10-23 在低電磁放射之無線功率轉換系統中的線圈配置

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10014104B2 (zh)
EP (1) EP2914454B1 (zh)
JP (1) JP6490585B2 (zh)
KR (1) KR20150082419A (zh)
CN (1) CN104768795B (zh)
BR (1) BR112015009778A2 (zh)
TW (1) TWI550990B (zh)
WO (1) WO2014070443A2 (zh)

Families Citing this family (76)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9631950B2 (en) * 2011-08-05 2017-04-25 Evatran Group, Inc. Method and apparatus for aligning a vehicle with an inductive charging system
US20190199132A1 (en) * 2012-09-03 2019-06-27 Yuki Ota Contactless power transmission apparatus and contactless power transmission method
JP6091262B2 (ja) * 2012-11-01 2017-03-08 矢崎総業株式会社 給電部、受電部及び給電システム
US9586493B2 (en) * 2013-02-27 2017-03-07 Satyajit Patwardhan Hands free conductive charging system for electric vehicles
US9676285B2 (en) * 2013-05-01 2017-06-13 Qualcomm Incorporated Vehicle charging pad having reduced thickness
US10040360B1 (en) * 2013-11-14 2018-08-07 Momentum Dynamics Corporation Method and apparatus for the alignment of vehicles prior to wireless charging including a transmission line that leaks a signal for alignment
US11241970B2 (en) 2013-11-14 2022-02-08 Momentum Dynamics Corporation Method and apparatus for the alignment of vehicles prior to wireless charging
US10814729B2 (en) 2013-11-14 2020-10-27 Momentum Dynamics Corporation Method and apparatus for the alignment of a vehicle and charging coil prior to wireless charging
US10003217B2 (en) * 2014-03-04 2018-06-19 Qualcomm Incorporated System and method for reducing emissions for polarized coil systems for wireless inductive power transfer
KR101762778B1 (ko) 2014-03-04 2017-07-28 엘지이노텍 주식회사 무선 충전 및 통신 기판 그리고 무선 충전 및 통신 장치
EP2950422A1 (en) 2014-05-16 2015-12-02 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Wireless charging transmitter and wireless charging system using the same
DE102014209501A1 (de) * 2014-05-20 2015-11-26 Siemens Aktiengesellschaft Anordnung, System und Verfahren zum induktiven Übertragen von Energie für das Laden mindestens eines Energiespeichers eines Schienenfahrzeugs
KR101535038B1 (ko) * 2014-08-27 2015-07-08 현대자동차주식회사 차량의 무선 충전 방법
US9929585B2 (en) 2014-09-03 2018-03-27 Kettering University Power transfer system
DE102014217937A1 (de) * 2014-09-08 2016-03-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren und System zur Sicherung eines berührungslosen Lade-/Entladevorgangs eines batteriebetriebenen Objekts, insbesondere eines Elektrofahrzeugs
KR101535048B1 (ko) * 2014-09-30 2015-07-09 엘지이노텍 주식회사 무선 전력 송신 장치
EP3026684B1 (de) * 2014-11-27 2017-11-15 Brusa Elektronik AG Sendespule für ein kontaktloses Energieübertragungssystem mit verbesserter Kopplung und verbessertem Streufeld
US9912172B2 (en) 2015-01-14 2018-03-06 Qualcomm Incorporated Asymmetrically layered stacked coils and/or chamfered ferrite in wireless power transfer applications
JP6623522B2 (ja) * 2015-01-26 2019-12-25 セイコーエプソン株式会社 ロボット、ロボットシステムおよびサーバー
US10122192B2 (en) 2015-02-17 2018-11-06 Qualcomm Incorporated Sense coil geometries with improved sensitivity for metallic object detection in a predetermined space
US10122182B2 (en) * 2015-02-27 2018-11-06 Qualcomm Incorporated Multi-turn coil on metal backplate
US10374459B2 (en) 2015-03-29 2019-08-06 Chargedge, Inc. Wireless power transfer using multiple coil arrays
DE102015005871B4 (de) * 2015-05-11 2024-05-08 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg System zur kontaktlosen Energieübertragung von einem bodenverlegten Primärleiter an ein insbesondere auf dem Boden verfahrbares Fahrzeug
US20160341573A1 (en) * 2015-05-18 2016-11-24 Qualcomm Incorporated Integration of solenoid positioning antennas in wireless inductive charging power applications
WO2016205508A1 (en) * 2015-06-16 2016-12-22 Apple Inc. Wireless charging station
CN104917302B (zh) * 2015-07-08 2017-03-08 重庆大学 电动汽车无线供电系统的对嵌式能量发射线圈、设计方法及线圈系统
US10855115B2 (en) 2015-07-08 2020-12-01 The Regents Of The University Of California Wireless power transfer device and method with dual-frequency operation
CN105099005B (zh) * 2015-08-16 2017-11-24 中国科学院电工研究所 一种无线能量传输系统的磁场屏蔽装置
US10199885B2 (en) * 2015-09-18 2019-02-05 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus utilizing multi-filar alignment assistance in wireless power transfer applications
DE102015218410A1 (de) * 2015-09-24 2017-03-30 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Einrichtung zum Bestimmen der Absolutposition eines Fahrzeuges
US9876366B2 (en) * 2015-09-25 2018-01-23 Qualcomm Incorporated Methods and apparatus utilizing a bipolar double D vehicle coupler in wireless power transfer applications
JP6916917B2 (ja) * 2015-10-13 2021-08-11 国立大学法人広島大学 非接触給電システム
WO2017078473A1 (ko) 2015-11-05 2017-05-11 엘지전자(주) 차량용 무선 전력 송신기 및 수신기
US10075019B2 (en) * 2015-11-20 2018-09-11 Witricity Corporation Voltage source isolation in wireless power transfer systems
US10759281B2 (en) * 2016-01-19 2020-09-01 Ford Global Technologies, Llc Controlling operation of electrified vehicle travelling on inductive roadway to influence electrical grid
US11239027B2 (en) 2016-03-28 2022-02-01 Chargedge, Inc. Bent coil structure for wireless power transfer
US10358045B2 (en) 2016-05-11 2019-07-23 Witricity Corporation Methods and apparatus for wirelessly transferring power
WO2017209630A1 (en) 2016-06-01 2017-12-07 Powerbyproxi Limited A powered joint with wireless transfer
US10566850B2 (en) * 2016-06-10 2020-02-18 Witricity Corporation Apparatus and methods for reducing magnetic field emissions between wireless power transmitters
CN106026415A (zh) * 2016-08-05 2016-10-12 哈尔滨工业大学 应用于电动汽车无线供电的凸型磁耦合机构能量发射端
WO2018031767A1 (en) * 2016-08-11 2018-02-15 Evatran Group, Inc. Inductive coupling gap compensation
US10923939B2 (en) 2016-08-16 2021-02-16 Lg Electronics Inc. Wireless power transmitter and receiver
US10124687B2 (en) 2016-09-14 2018-11-13 Qualcomm Incorporated Hybrid foreign object detection (FOD) loop array board
US11049648B2 (en) 2016-10-07 2021-06-29 Lg Electronics Inc. Coil structure of wireless power transmitter
KR102401219B1 (ko) * 2016-10-17 2022-05-23 현대자동차주식회사 무선 전력 전송 시스템의 수신 패드 및 그 제조 방법
CN109923755A (zh) * 2016-11-04 2019-06-21 苹果公司 感应式功率发射器、接收器及操作方法
US10530193B2 (en) * 2016-11-04 2020-01-07 Wireless Advanced Vehicle Electrification, Inc. Passive magnetic field attenuation
DE102016223534A1 (de) * 2016-11-28 2018-05-30 SUMIDA Components & Modules GmbH Induktives Bauelement und Sekundärresonatoreinrichtung zur Montage an einem Elektrokraftfahrzeug
JP6891369B2 (ja) * 2017-01-11 2021-06-18 国立大学法人静岡大学 電力伝送システム及び電力送電用シート
WO2018151610A1 (en) * 2017-02-14 2018-08-23 Aiguo Hu Inductive power transfer
US10985581B2 (en) * 2017-02-17 2021-04-20 Shenzhen Yichong Wireless Power Technology Co. Ltd Multi-coil placement method for power transmitter in wireless charging system
US10516297B2 (en) * 2017-03-07 2019-12-24 Hyundai Motor Company Wireless power transfer pad and ground assembly having the same
CN106920665B (zh) * 2017-03-07 2018-11-16 上海交通大学 集成式无线充电线圈
CN106816967B (zh) * 2017-03-29 2019-08-20 武汉大学 用于无人机动态无线续航的共振耦合系统及动态充电方法
CN106953417A (zh) * 2017-03-30 2017-07-14 上海交通大学 无线充电线圈组件及使用该组件的电能传输系统
EP3385964B1 (en) 2017-04-03 2019-10-02 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co. Ltd. A device for a wireless power transfer system
US10361591B2 (en) 2017-05-19 2019-07-23 Witricity Corporation Inductive power transfer coils with parasitic resonators
JP2020527929A (ja) * 2017-07-20 2020-09-10 Tdk株式会社 無線電力伝送システムに用いられる１次アセンブリ、測位システム、及び１次アセンブリと２次アセンブリの間の距離を決定する方法
US10381881B2 (en) * 2017-09-06 2019-08-13 Apple Inc. Architecture of portable electronic devices with wireless charging receiver systems
CN107579580A (zh) * 2017-11-01 2018-01-12 无锡华润矽科微电子有限公司 无线充电系统
US10826329B2 (en) 2017-12-22 2020-11-03 Wireless Advanced Vehicle Electrification, Inc. Wireless power transfer pad with multiple windings and magnetic pathway between windings
WO2019148070A2 (en) * 2018-01-26 2019-08-01 Indigo Technologies, Inc. Wireless power transfer systems with integrated impedance matching and methods for using the same
US11462943B2 (en) 2018-01-30 2022-10-04 Wireless Advanced Vehicle Electrification, Llc DC link charging of capacitor in a wireless power transfer pad
US11437854B2 (en) 2018-02-12 2022-09-06 Wireless Advanced Vehicle Electrification, Llc Variable wireless power transfer system
CN108691534B (zh) * 2018-05-11 2022-03-29 中国石油天然气集团有限公司 一种井下电磁无线通讯系统及方法
CN109510328B (zh) * 2018-11-27 2022-06-28 南京理工大学 一种偏移自适应的可重构无线电能传输系统
DE102018133118A1 (de) 2018-12-20 2020-06-25 Preh Gmbh Spulenanordnung für ein kontaktloses elektrisches Energieübertragungssystem mit Streufeldreduzierung
JP7283127B2 (ja) * 2019-02-27 2023-05-30 Tdk株式会社 コイル部品
CN110386008B (zh) * 2019-06-27 2022-09-30 中国电力科学研究院有限公司 一种基于双发射-双拾取模式的电动汽车无线充电方法及系统
US11571975B2 (en) * 2019-09-16 2023-02-07 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Dynamic wireless power transfer base pad
CN110926507A (zh) * 2019-11-20 2020-03-27 武汉天喻信息产业股份有限公司 一种基于电磁感应监测设备偏转和位移的装置和方法
CN112104102B (zh) * 2020-08-21 2022-10-11 广东希荻微电子股份有限公司 一种无线充电发射端及无线充电器
KR102283986B1 (ko) * 2021-06-29 2021-07-29 양황순 무선충전용 코일 어셈블리
CN114132189B (zh) * 2021-10-15 2023-04-11 深圳职业技术学院 电动汽车大功率多端口无线充电桩
CN114243944B (zh) * 2021-11-03 2023-07-11 三峡大学 一种非对称t-dd型无线电能传输磁耦合结构
CN113772588A (zh) * 2021-11-09 2021-12-10 杭州赛奇机械股份有限公司 一种新能源汽车维修抬升装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3247186B2 (ja) * 1993-03-29 2002-01-15 江藤電気株式会社 可動体側電動駆動手段への給電装置
WO1997042695A1 (en) * 1996-05-03 1997-11-13 Auckland Uniservices Limited Inductively powered battery charger
DE19746919A1 (de) 1997-10-24 1999-05-06 Daimler Chrysler Ag Elektrische Übertragungsvorrichtung
US6949930B2 (en) * 2002-04-08 2005-09-27 Witten Technologies, Inc. Time domain induction method and apparatus for locating buried objects in a medium by inducing and measuring transient eddy currents
DE10393604T5 (de) 2002-10-28 2005-11-03 Splashpower Ltd. Verbesserungen bei der berührungslosen Leistungsübertragung
NZ526109A (en) * 2003-05-26 2006-09-29 Auckland Uniservices Ltd Parallel-tuned pick-up system with multiple voltage outputs
CA2941147A1 (en) * 2007-05-10 2008-11-20 Auckland Uniservices Limited Multi power sourced electric vehicle
KR101948276B1 (ko) * 2009-02-05 2019-02-14 오클랜드 유니서비시즈 리미티드 유도 전력 전송 장치
JP2013502193A (ja) 2009-08-07 2013-01-17 オークランド ユニサービシズ リミテッド 誘導電力伝達システム
JP5484843B2 (ja) * 2009-09-24 2014-05-07 パナソニック株式会社 非接触充電システム
US8427101B2 (en) 2009-11-18 2013-04-23 Nokia Corporation Wireless energy repeater
US8934857B2 (en) * 2010-05-14 2015-01-13 Qualcomm Incorporated Controlling field distribution of a wireless power transmitter
US20130270921A1 (en) 2010-08-05 2013-10-17 Auckland Uniservices Limited Inductive power transfer apparatus
US9620281B2 (en) 2010-08-06 2017-04-11 Auckland Uniservices Limited Inductive power receiver apparatus
CA2807733A1 (en) 2010-09-26 2012-03-29 Access Business Group International Llc Selectively controllable electromagnetic shielding
KR101228556B1 (ko) * 2010-11-04 2013-02-07 주식회사 한림포스텍 무선 전력 전송 장치에서의 전력 전송 코일 선택 제어 방법, 이를 적용한 무선 전력 전송 장치, 및 이를 적용하는 무선 전력 전송 시스템
US9178369B2 (en) 2011-01-18 2015-11-03 Mojo Mobility, Inc. Systems and methods for providing positioning freedom, and support of different voltages, protocols, and power levels in a wireless power system
JP2012186949A (ja) 2011-03-07 2012-09-27 Hitachi Maxell Energy Ltd 磁界共鳴を利用した非接触電力伝送装置
JP5986628B2 (ja) * 2011-05-31 2016-09-06 アップル インコーポレイテッド 磁気共鳴電力システムの複数の磁気共鳴レシーバからの電力の合成
US9472338B2 (en) * 2012-09-11 2016-10-18 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer system coil arrangements and method of operation

Also Published As

Publication number Publication date
EP2914454A2 (en) 2015-09-09
WO2014070443A3 (en) 2014-09-04
JP6490585B2 (ja) 2019-03-27
BR112015009778A2 (pt) 2017-07-11
US10014104B2 (en) 2018-07-03
WO2014070443A2 (en) 2014-05-08
TWI550990B (zh) 2016-09-21
CN104768795B (zh) 2017-10-31
KR20150082419A (ko) 2015-07-15
US20140125140A1 (en) 2014-05-08
CN104768795A (zh) 2015-07-08
JP2016504755A (ja) 2016-02-12
EP2914454B1 (en) 2020-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI550990B (zh) 在低電磁放射之無線功率轉換系統中的線圈配置
US10340078B2 (en) Coil topologies for inductive power transfer
KR101787220B1 (ko) 멀티 코일 동작 및 최적화의 방법
US9676285B2 (en) Vehicle charging pad having reduced thickness
US9376026B2 (en) System and method for inductance compensation in wireless power transfer
US9972434B2 (en) Magnetically permeable structures
US9352661B2 (en) Induction power transfer system with coupling and reactance selection
JP6199975B2 (ja) ワイヤレス電力伝達システムのコイル配列および動作方法
US9533589B2 (en) Integration of electronic components in inductive power transfer systems
EP3111458B1 (en) Electric vehicle induction coil housing with interengagement structure for ferrite tile assemblies
JP2017517866A (ja) ワイヤレス誘導電力伝達のための分極コイルシステムに関する放出を低減するためのシステムおよび方法