CN104428852B - 用于感应电力传输的非铁氧体结构 - Google Patents

用于感应电力传输的非铁氧体结构 Download PDF

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Abstract

公开了一种适用于产生用于感应电力传输的磁场的感应电力传输设备。所述设备具有三个或三个以上线圈，所述线圈经布置使得在用电源赋予能量时，由每个线圈产生的磁场在第一表面上彼此增强并且在第二表面上大体上彼此减弱。所述第一表面和所述第二表面彼此具有对立面关系。还公开了一种适用于产生用于到使用道路的车辆的感应电力传输的磁场的道路感应电力传输模块，以及一种适用于接收用于感应电力传输的磁场的感应电力传输设备。

Description

用于感应电力传输的非铁氧体结构
技术领域
本发明涉及用于从电能的来源产生磁通量和/或接收磁通量以提供电能的来源的设备。在一个应用中，本发明提供了一种感应电力传输装置，所述装置可以用作磁通量发生器或用于道路感应电力传输（IPT）应用中的接收器。
背景技术
通常讨论的是IPT***并且具体而言结合国际专利公开案WO 2011/016736中的提供动力的道路应用。在该公开案中描述的***中，使用的是垫板到垫板（pad to pad）IPT传输方法。在发射器和接收器垫板这两者中垫板包含铁氧体，以便保持那些装置的尺寸尽可能小同时仍然传输所需的电力。在国际专利公开案WO 2010/090539中描述了用于IPT道路应用的适当垫板的特定构造，其包含IPT磁通量发射器或接收器，这种构造在该文档中被称作（并且也将在此文档中被称作）双D垫板设计。所述双D垫板设计具有优良性能，并且根据所述设计构造的垫板布置可以制成小于25到30 mm的厚度，使得接收垫板占据车辆下方非常少量的空间。类似地，根据双D设计的发射器垫板可以制成足够薄，使得它可以放在车库的地板上或车库的地板中，例如，用于计费目的。
双D垫板设计和其他垫板结构通常使用铁氧体以便产生所需的通量。铁氧体具有易碎和昂贵的缺点。具体而言，在车辆和道路环境中，铁氧体容易被损坏。需要开发出一种IPT通量传输和/或接收设备，所述设备可以在置于道路环境中时容许车辆（例如，40到50吨的卡车）在它们的上方连续地行驶。
在整个说明书中对现有技术的任何论述决不应被视作承认此类现有技术是广泛已知的或构成所属领域中的公共常识的一部分。
发明内容
发明目的
本发明的一个目的是提供一种克服了现有构造的一个或多个缺点的道路感应电力传输模块。替代地，本发明的一个目的是至少为公众提供一个有用的选择。
从以下描述中本发明的其他目的将变得显而易见。
发明概述
在一个方面中，本发明提供适用于产生用于感应电力传输的磁场的感应电力传输设备，所述设备包括：
彼此呈对立面关系的第一表面和第二表面；
三个或三个以上线圈，所述线圈经布置使得在用电源赋予能量时，由每个线圈产生的磁场在第一表面上彼此增强并且在第二表面上大体上彼此减弱。
优选地所述线圈包括：
中心线圈；
邻近于所述中心线圈的一端的第一端线圈；
邻近于所述中心线圈的另一端的第二端线圈；
优选地所述线圈包括螺线管线圈。
优选地，所述中心线圈在名义上平行于第一侧面的方向上产生磁动势，并且所述端部线圈在名义上垂直于第一侧面的方向上产生磁动势。
优选地，所述线圈经布置使得在使用中由端部线圈产生的场处于相反的方向上，因此产生具有超过第一侧面的拱形通量图案的场。
优选地，每米端部线圈的组合安培匝数小于每米中心线圈的安培匝数。
优选地，端部线圈具有大体上相同的安培匝数，并且中心线圈具有一个端部线圈的至少两倍的安培匝数。
优选地，端部线圈的长度在垂直于第一表面的方向上是大体上相同的，并且中心线圈的长度在平行于第一侧面的方向上至少约为每个端部线圈的长度的两倍。
优选地端部线圈与中心线圈共享一个或多个匝。
优选地，在与第一侧面相比更靠近第二侧面的位置，中心线圈具有更大的长度。
优选地，在与第二侧面相比更靠近第一侧面的位置，端部线圈具有更大的周长。
优选地第三端线圈是邻近于第一端线圈提供的，并且第四端线圈是邻近于第二端线圈提供的。
优选地第三端线圈和第四端线圈经布置以在与第一线圈相反的方向上产生磁场。
优选地第三端线圈和第四端线圈具有小于或等于第一端线圈和第二端线圈的安培匝数的一半的安培匝数。
优选地第一表面与第二表面之间的距离是由中心线圈的尺寸界定的。举例来说是中心线圈的厚度。
优选地产生的有用磁场延伸超过第一侧面到达近似等于第一表面与第二表面之间的距离的一个距离。
优选地产生的有用磁场延伸超过第一侧面到达近似等于在垂直于第一表面的方向上的第一端线圈和第二端线圈的长度的一个距离。
优选地在从第一表面超过所述设备的给定距离处的B场大于从第二表面超过所述设备的相同距离处的B场。
优选地给定距离是与第一表面与第二表面之间的距离大体上相同的。
优选地所述线圈大体上由衬底材料围绕。
优选地所述线圈嵌入在衬底材料中。
优选地所述衬底材料包括非磁性材料。
优选地所述线圈包括一个绕组。
在另一方面中本发明提供适用于提供用于感应电力传输的磁场的感应电力传输设备，所述设备包括：
一对第一线圈部分，其围绕第一轴分隔开并且经布置以在名义上平行于所述第一轴的方向上产生磁场；
一个或多个第二线圈部分，其经布置以产生垂直于所述第一轴延伸并且相对于所述第一线圈部分对齐的磁场，使得所述场增强以在所述轴的一端提供磁场并且在所述轴的另一端彼此抵消。
在另一方面中，本发明提供了一种适用于产生用于到使用道路的车辆的感应电力传输的磁场的道路感应电力传输模块，所述模块包括道路表面侧和与所述道路表面侧大体上相对的道路根基侧、中心线圈、邻近于中心线圈的一端的第一端线圈和邻近于中心线圈的另一端的第二端线圈，所述线圈经布置使得当用电源赋予能量时，由每个线圈产生的磁场在道路表面侧上彼此增强并且在道路根基侧上大体上彼此抵消。
优选地所述线圈由混凝土围绕。
优选地所述线圈包括一个绕组。
在另一方面中本发明提供了包括多个道路感应电力传输模块的道路，如同在权利要求24到26中任一项所主张的。
在另一方面中本发明提供适用于接收用于感应电力传输的磁场的感应电力传输设备，所述设备包括：
彼此呈对立面关系的第一表面和第二表面；
三个或三个以上线圈，所述线圈经布置使得在用电源赋予能量时，由每个线圈产生的磁场在第一表面上彼此增强并且在第二表面上大体上彼此减弱。
在另一方面中本发明提供适用于接收用于感应电力传输的磁场的感应电力传输设备，所述设备包括：
彼此呈对立面关系的第一表面和第二表面；
中心线圈；
邻近于所述中心线圈的一端的第一端线圈；
邻近于所述中心线圈的另一端的第二端线圈；
优选地所述线圈包括螺线管线圈。
在本发明的另一方面中，提供了一种本质上包括物理上较强的非磁性材料而非磁可渗透性材料的道路感应电力传输模块，所述模块具有：适合于提供在道路的表面处的第一侧面，在使用时磁通量是在所述第一侧面生成的；以及与所述第一侧面相对的第二侧面，所述设备包括多个邻近的线圈，所述线圈经布置使得在赋予能量时，所述线圈在第一侧面上提供增强的磁场并且在第二侧面上提供大体上抵消的磁场。
优选地所述线圈是用一段连续的李兹线缠绕的。
优选地所述非磁性材料包括以下各项中的一者或一者以上：混凝土；砌石；陶瓷。
优选地所述设备是使用以下各项中的一者或一者以上强化的：氧化铝、二氧化硅、纤维玻璃、凯芙拉（kevlar）或碳纤维。
优选地每个线圈经布置以在所选择的方向上产生磁动势（mmf），从而产生所需的磁通量图案。
优选地所述多个线圈包括：中心线圈，所述中心线圈经布置以在平行于第一侧面和第二侧面的第一方向上提供磁动势；所述设备的任一端处的两个端部线圈，所述两个端部线圈在与第一方向相反的方向上提供磁动势；第一中间线圈，所述第一中间线圈位于中心线圈与端部线圈之间；第二中间线圈，所述第二中间线圈位于中心线圈与另一端部线圈之间，所述第一中间线圈在朝向所述设备的第一侧面的方向上提供磁动势，并且所述第二中间线圈在朝向所述垫板的第二侧面的方向上提供磁动势。
在一个实施例中，每个端部线圈产生近似为中心线圈的一半的磁动势。
在另一实施例中，每个线圈大体上产生相同的磁动势。
优选地所述线圈大体上是螺线管。
优选地所述线圈大体上是棱柱形式的。
优选地所述每个线圈呈大体上正方形或矩形棱柱的形式。
优选地所述线圈在与第一侧面和第二侧面正交的平面中具有大体上正方形或矩形的截面；在一个实施例中所述正方形或矩形截面对于每个线圈是大体上相同的。
在另一个实施例中所述端部线圈被制成与其它线圈相比产生大体上较少的磁动势，方法是减少端部线圈中的匝数。端部线圈中的磁动势可以降低到零。在本发明的另一方面中，提供一种包括非磁性材料的道路单元，所述单元具有：适合于提供在道路的表面处的第一侧面，在使用时磁通量是在所述第一侧面生成的；以及与所述第一侧面相对的第二侧面，所述设备在其中包括多个导体接收路径，所述路径经配适以接收导体，使得当提供在所述路径内时，所述导体形成多个邻近的线圈，所述线圈经布置使得在赋予能量时，所述线圈在第一侧面上提供增强的磁场并且在第二侧面上提供大体上抵消的磁场。
优选地所述导体接收路径包括孔隙。
优选地所述导体可以穿过所述孔隙。
优选地使用单个连续导体。
优选地所述非磁性材料包括以下各项中的一者或一者以上：混凝土；砌石；陶瓷。
优选地所述设备是使用以下各项中的一者或一者以上强化的：氧化铝、二氧化硅、纤维玻璃或碳纤维。
优选地每个线圈经布置以在所选择的方向上产生磁动势（mmf），从而产生所需的磁通量图案。
优选地所述多个线圈包括：中心线圈，所述中心线圈经布置以在平行于第一侧面和第二侧面的第一方向上提供磁动势；所述设备的任一端处的两个端部线圈，所述两个端部线圈在与第一方向相反的方向上提供磁动势；第一中间线圈，所述第一中间线圈位于中心线圈与端部线圈之间；第二中间线圈，所述第二中间线圈位于中心线圈与另一端部线圈之间，所述第一中间线圈在朝向所述设备的第一侧面的方向上提供磁动势，并且所述第二中间线圈在朝向所述垫板的第二侧面的方向上提供磁动势。
在一个实施例中，每个端部线圈产生近似为中心线圈的一半的磁动势。
在另一实施例中，每个线圈大体上产生相同的磁动势。
在另一个实施例中，所述端部线圈产生零磁动势。
优选地所述线圈大体上是螺线管。
优选地所述线圈大体上是棱柱形式的。
优选地所述每个线圈呈大体上正方形或矩形棱柱的形式。
优选地所述线圈在与第一侧面和第二侧面正交的平面中具有大体上正方形或矩形的截面；在一个实施例中所述正方形或矩形截面对于每个线圈是大体上相同的。
优选地单个连续导体用于缠绕所有线圈。
在本发明的另一方面中存在一种提供道路感应电力传输模块的方法，所述方法包括以下步骤：
提供线圈架；
围绕线圈架铸造非磁性材料从而形成道路单元，所述道路单元具有适合于提供在道路的一个表面处的第一侧面以及与所述第一侧面相对的第二侧面，并且所述单元在其中具有多个导体接收路径；
使导体穿过所述路径，使得所述导体形成多个邻近线圈，所述线圈经布置使得在赋予能量时，所述线圈在第一侧面上提供增强的磁场并且在第二侧面上提供大体上抵消的磁场。
在本发明的另一方面中存在一种提供道路感应电力传输模块的方法，所述方法包括以下步骤：
提供导体，所述导体经布置以形成多个邻近线圈；
围绕所述线圈铸造非磁性材料从而形成道路模块，所述道路模块具有适合于提供在道路的一个表面处的第一侧面以及与所述第一侧面相对的第二侧面，并且所述线圈经布置使得在赋予能量时，所述线圈在第一侧面上提供增强的磁场并且在第二侧面上提供大体上抵消的磁场。
在另一方面中本发明提供一种感应电力传输模块，所述模块包括在其上具有多个导电路径的壁以及从所述导电路径延伸的导体，其中所述导电路径和所述导体提供三个或三个以上线圈。
优选地提供两个壁，并且导体在所述壁之间延伸以提供三个或三个以上线圈。
优选地所述壁包括印刷电路板。
在另一方面中本发明提供一种用于感应电力传输模块的壁，所述壁包括承载多个导电路径的衬底。
优选地所述壁包括印刷电路板。
在另一方面中本发明提供一种制造感应电力传输模块的方法，所述方法包含以下步骤：形成两个侧壁；在每个侧壁上提供多个导电路径；以及将导体电连接到导电路径使得导体在所述侧壁之间延伸，并且因此形成多个线圈。
优选地所述方法进一步包含用填充物材料或强化材料围绕壁之间的导体的步骤。
在另一方面中，可以说本发明广义上在于包含根据前述内容中的任一者的道路模块或单元的IPT***。
在本发明的另一方面中提供一种包含根据前述内容中的任一者的多个模块或单元的道路。
优选地所述道路包括以下各项中的一者或一者以上：停车场；车库地板；车道；公路。
优选地所述道路是由以下各项中的一者或一者以上构造的：混凝土；集料；砌石、沥青。
优选地所述设备是使用以下各项中的一者或一者以上强化的：氧化铝、二氧化硅、纤维玻璃、凯芙拉或碳纤维。
在另一方面中本发明提供一种方法，所述方法为从包括多个通量生成模块的道路中为道路感应电力传输提供磁场。所述方法包括依次赋予每个模块能量，使得两个邻近模块在任何一个时刻都是被赋予能量的。
在一些情况下，可以就其偶极矩（DM）而言来描述永磁体或电磁体的强度。原始地，DM是磁体中的磁极的极强度乘以它们之间的间距。在磁场B中由磁体产生的转矩是DM x场强度B乘以DM与场B之间的角度的正弦值。此概念仍然是与永磁体一起使用的。对于电磁体，DM是线圈的NI乘以线圈的面积。转矩计算是相同的，即转矩=DM x B x正弦值（θ）。在一些情况下，此概念是适用于本发明的。
在另一方面中本发明提供大体上与本文中参考在附图中示出的任何实施例描述的相同的设备。
在另一方面中本发明广泛地主要在于本文中所公开的任何新颖特征或任何新颖的特征组合。
从以下描述中本发明的其它方面将变得显而易见。
附图说明
图1：是用于感应电力传输的非布线5正方形道路单元或模块的图解透视图。
图2：是图1的单元的图解截面，示出穿过图1的单元的孔隙102的导线的绕组图案。
图3：是针对图2的布置产生的通量图案的2D仿真。
图4：是针对图2的布置产生的通量图案的2D仿真，但是中心线圈的宽度是加倍的。
图5：是针对常规的5-正方形拾波器的2D仿真和呈现。
图6A：是类似于图2中所示的垫板布置的图解截面，但是中心线圈是三倍的。
图6B：是针对图6B的布置产生的通量图案的2D仿真。
图7：是紧密邻近但是不接触的两个相同的垂直通量线圈的通量路径的2D仿真。
图8：是水平通量线圈的通量曲线的2D仿真。
图9：是在将图7中的垂直线圈以正确极性添加到图8中的水平线圈时产生的通量图案。所述线圈应该具有相同棱柱形的正方形形状以适当地装配在一起。这是4-正方形拾波器线圈，其中中心线圈具有的面积是外部线圈的两倍。
图10：是不具有其上方的通量收集器的4-正方形线圈的通量图案的2D仿真。
图11：是如同图10中的通量图案的仿真，但是通量收集器位于等于接地线圈的厚度的高度处。
图12：是如同图11中的2D仿真，但是具有各部分之间的成角度过渡。
图13：是如同图12中的仿真但是具有各部分之间的成角度过渡。
图14和图15：示出了DD与新型垫板之间的相似性。
图16：示出了包含所有特征的2D优选实施例。
图17：是具有提供在通道的任一侧上的根据本发明的设备的通道的图解平面图。
图18：是在图17的通道中使用的紫外灯的图解侧视图。
图19：是示出在道路中的根据本发明的设备的图解正视截面图。
图20：是呈具有导电路径的衬底形式的道路单元的侧面的图解等距视图。
具体实施方式
如下所述的感应电力传输设备可以垫板的形式提供，并且尽管能够以其他形式提供但是出于方便的目的在此文档中被称作垫板。这些新型垫板中可以不具有铁氧体，并且在至少一个实施例中根本不存在铁氧体。因此垫板的构造可以与那些目前已知的大不相同。可以简单地使用混凝土或另一适当地稳固的非磁性材料，例如塑料、砌石或陶瓷材料以及导体，例如李兹线制成新型垫板。垫板（尤其是在由混凝土制成时）适用于道路应用中的感应电力传输，因为有利的是它们非常重而且可以本文所述的简单的制造工艺现场构造。
在图1中示出了混凝土垫板的附图。它包括具有呈孔隙102形式的一系列导体接收路径的非磁性材料（例如，混凝土或类似材料）的单元或砌块101，李兹线等导体可以穿过所述孔隙，如同在下文中进一步描述的。单元101的顶部表面是可以由沥青覆盖的道路表面，并且底部表面可以位于道路路基上。混凝土砌块101可以是连同用于导线的孔102现场铸造的，并且导线是在现场之外制成和加工的、运输到现场并且穿入到混凝土砌块101中。孔102被制成为一定图案，该图案将在混凝土砌块的顶部表面上方产生磁场，其中从所述砌块的底部表面中发出较弱或可忽略的场。所述导线是在***之前可以完全终止的李兹线并且优选地作为一根连续导线进行缠绕。在其制造过程中，混凝土砌块可以由贯穿梢钉铸造，孔102将要位于所述梢钉中，并且在混凝土凝固时可以移除所述梢钉。这种移除可能是困难的，因为混凝土凝固时发生收缩并且将紧密地固持梢钉，但是替代地梢钉可以是并非必须要移除的中空的非磁性（例如，塑料）管。混凝土可以进行强化但是无法使用金属，因此它替代地可以是由其他适当的材料强化的，例如，切过的氧化铝或切过的纤维玻璃或切过的纤维或碳纳米管或凯芙拉或其他非磁性的材料。氧化铝是非常强的非磁性的绝缘体并且是优选的强化材料。垫板是通过用胶水（例如，牢固的环氧树脂）填塞包含导线的孔加工完成的，使得在导线与导线所处的混凝土之间不可能存在移动。
作为一个替代方案，可以使用一个或多个线圈架使导线形成为适当的绕组图案，所述线圈架可以由例如塑料等非磁性材料制成。随后，可以围绕导线和线圈架浇铸混凝土。此过程避免了将导线贯穿孔隙102的必要。如果需要的话此过程还可以在现场发生。作为构造的一部分，垫板的顶部表面可以环氧树脂混凝土的某一形式加工完成并且是非常耐久的表面，其在道路中具有较长寿命的优良耐磨特征，环氧树脂混凝土是混凝土和环氧树脂的混合物。环氧树脂混凝土可以被模制到一个盖罩中，所述盖罩覆盖顶部表面并且从垫板的侧面向下延伸以形成较强的且抗脱层的结构。所述盖罩可以是5到10 mm厚。存在适用于此任务的多种专利产品，并且选择将很可能涉及对当地条件和组件的可用性的理解。应注意混凝土垫板很可能是非常重的，这对道路表面而言显然是一个优势，因为混凝土垫板越重，在具有较高轴负载的车辆在其上驶过时就越不可能移动。对于道路，混凝土是世界范围内的完全可接受的材料，因此由混凝土制成的垫板具有独特优势。
在图2中清晰地示出的绕组图案非常不同于在用于感应电力传输的其他磁性结构中使用的绕组图案。举例来说，在双D垫板中，仅在垫板的一侧上存在导线并且铁氧体充当磁性镜面，使得只要涉及拾波器中的通量，绕组看上去在两侧上。此处在图1和图2中不存在铁氧体，因此导线在两侧上。为了将这些侧面连接在一起，需要额外的垂直通量线圈，这在图2中清晰地示出。这些并不是双D结构必需的。为方便起见，图1中所示的结构被称作5-砌块拾波器。此处这些砌块都是正方形棱柱并且都是相同尺寸的但是并非始终都是这种情况。布线图产生第一砌块中的水平通量、第二砌块中的垂直通量、第三砌块中的水平通量、第四砌块中的垂直通量以及第五砌块中的水平通量。这些砌块、NI发电机（即，由箭头指示的磁动势的）和通量也可以在图6中非常清晰地看到。缠绕这些垫板显然是一个问题，因为混凝土的重量造成移动它们非常困难。此处在本说明书中缠绕过程是在可能的情况下最小化的，方法是使用少量的匝数-通常是5到12，使得绕组涉及较少的操作。
在图2中以截面图示出了5-砌块垫板的布线图案。本质上此图案与在图1中的砌块101的侧面上示出的作为孔图案的图案是相同的。交叉标记201对应于在图1中在供给到孔102中的导线上携带的进入到砌块侧面中的电流。圆圈202是离开砌块的电流。空白的正方形对应于规则发生冲突且同一空间应该同时具有交叉和圆形的情况。在这些情况下这些位置是不布线的。在其他情况下，可能需要两根导线来满足绕组规则，但是在此情况下，单根导线用于同时满足两个条件。所属领域的技术人员将理解存在可用于实现所需功能性的其他替代的绕组图案。
仍然参考图2，箭头204到208示出了磁动势（作为形成并且引导由线圈形成的场的NI向量）。在示出的方向上的这些磁动势的效应是产生从向上箭头标记204到向下箭头205的离开砌块顶部的高拱形通量。实际上用于对所述砌块进行布线的导线的数目可以比此处示出的数目大的多，使得空白点（203）并不具有这种显著的效应。在所说明的实例中，每组导线具有相同的匝数。实际上存在能够根据特定情况的指示调节匝数的优势，因此在其他实例中绕组图案（以及因此用于孔隙102的图案）可以取决于所需的通量图案发生变化。砌块可以由单根导线布线或者由在基本上相对方向上的两根导线布线以降低此类大型绕组所固有的共模电压。
如图1所示，存在导线位于其中的连续的衬底或基质（在此实例中是混凝土）。在所说明的实施例中，基质从垫板的顶部表面延伸到底部表面，除了导线所在的空间之外，这些空间可以占据该点处面积的50%，并且可以使用例如环氧树脂或胶水等材料来填塞孔中的任何气隙。这可以产生将不会脱层的非常结实的道路单元或模块。它还是到目前为止在IPT***中使用的所有垫板结构中最易于制造的垫板。它本质上仅具有两部分-携带导线的基质以及导线本身。在道路应用中，所需的仅仅是混凝土砌块和李兹线。这种结构可以在15到20分钟内组装。所述过程是得到辅助的，前提是李兹线是终止到正确的长度而供应的，并且具有导线上方用于李兹线的整个长度的结实的盖子。
图3和图4示出了以此方式制成的垫板的2D场曲线。图3是具有五个螺线管线圈301到305的垫板，在它从垫板的顶部产生出来的通量与从垫板的底部产生出来的通量相比的比率上实现了良好的前后比。此处存在每个线圈16匝并且所有线圈具有相同的NI生成25A乘以16匝。通过改变用于每个线圈的匝数可以获得不同的结果。图4示出了用于6线圈图案401到406的通量曲线，其中中心线圈是串联的两个线圈401和402。其它的细节是所有水平线圈（四个）具有12匝，并且垂直线圈（两个）具有16匝，并且所有导线具有相同的电流，所以此图案与图3中的图案具有完全相同的安培匝数：4 x 12+2 x 16=80匝乘以25A。可以看到所述图案具有相同的高度和大约相同的前后比，但是图4中的混凝土是一个较长的“正方形”砌块，因此就道路的每米李兹线而言安装的成本是较低的-在成本上降低了20%。根据需要在不同的正方形砌块中通过改变匝数可以形成其他图案。
作为另一实例，图5示出了七个线圈501到507的布置，其中中心“线圈”是三个线圈501到503，即，串联的三个正方形砌块。
图4的图案具有另一优势，即它可以分成2个对称的半区，因此对于串1 2 3 4 5中的多个垫板，可以将第一垫板的第二半区与第二垫板的第一半区一起制成一个替代布置，以形成与原始顺序呈90度异相的垫板的另一顺序。因此，如果垫板与行进方向对齐，那么对于移动的车辆，具有较少步骤的顺序是可能的。为了扩展所述顺序以示出每个垫板的两个半区，可以将原始顺序写为1、1½、2、2½、3、3½…，其中期望的是两个连续的垫板半区是在一起的，因此所述顺序可以是：
1、1 ½ 第一完整垫板开启
1、1 ½、2 第一完整垫板开启，加上半个第二垫板
1 ½、2 第一半个垫板完全关闭，第二垫板半开启
1 ½、2、2 ½ 垫板1的第二半开启，并且所有垫板2开启
2、2 ½ 所有垫板1关闭，所有垫板2开启
一个替代的描述是用北和南品质任意指代所述极，即使它们是交流极。从砌块1开始，其中具有北极和南极的图案是：
N, S 垫板1
N, S, N
_ S, N 垫板1到2
_ S, N, S
_ ,_ ,N, S 垫板2
并且所述图案随后从此处继续具有过渡之间的这些小步长。
在切换时，此半步进产生了与切换每个完全开启和关闭的垫板相比更加连续的电力传输模式。所述差值是非常主要的-与1.2米的步长相比，1.2 m长的垫板具有60 cm的步长。通过所述新型布置，汽车下方的垫板现在可以是显著较小的，并且电力方面的波动同样小得多。
在图6A和图6B中示出了用于五个正方形垫板的替代呈现。此处，图6A示出了驱动垫板的NI向量601到605。图6B示出了由这些向量引起的通量线606。NI向量也在图2中示出。这些通量线是所关注的但是并未给出场强度的指示，并且实际上最高通量线对应于实际上非常弱的场。图3到图5中的颜色或阴影给出了指示性场强度（T）。然而，此处针对NI向量的呈现是良好的，因为它们的方向是立即清晰的。通过根据需要用交替的极和它们之间的水平部分延伸图案可以轻易地制作较长的阵列。
使用图7到图9可以获得对仅使用四个而不是五个正方形截面构建砌块的这些拾波器的替代理解。图7示出了两个垂直通量线圈701至702的接近但是并非邻近接触的通量图案。此图案具有所关注的四个通量区域（每个侧面外有一个通量区域）以及顶部和底部通量。在这些之中仅有从顶部出来的通量是用于单个边通量图案的，而其他的必须被移除。类似地，图8示出了水平通量线圈801的通量图案-存在两个通量图案，一个离开顶部，一个离开底部，但是同样这些之中仅有一个可以在任一时间使用。但是可以通过将水平通量线圈放置在两个垂直线圈之间的空间中对这些通量图案进行组合。如果所有线圈具有相同棱柱形状和尺寸，那么易于将所述线圈装配在一起，并且获得了图9的通量图案的正确极性。
因此，图7和图8的下部部分中的磁场实际上抵消以减弱或删除从垫板的底部延伸出来的所得场。相反，图7和图8中所示的结构的上部部分中的场扩大或强化了彼此，因此可以从垫板的上表面产生较高的拱形磁通量。端部场以某种方式混合，其结果是对拾波器的性能相当有益的。重要的是不会通过使用过强的垂直通量压倒水平图案，否则可能产生显著的漏通量。因此，垂直安培匝数/米应该是低于水平安培匝数/米的。由于垫板是由单根导线方便地缠绕的，所以这意味着垂直通量线圈上的匝数必须少于水平通量线圈上的线圈。在我们的大多数实例中这些分别是5匝和12匝。2D通量曲线是与先前的垫板设计相同的，其中端部绕组降低到零匝，因此它配适到相同的家族中。此处，此垫板具有320 mm x 160 mm的双正方形中心部分，以及160 mm x 160 mm的两个垂直磁动势部分。如此实例中所示，在端部正方形中存在5匝并且在中心部分中存在12匝。
所述通量曲线示出了通过中心部分的几乎恒定的通量，在每个端部部分上本质上转向通过90度。所述通量图案针对每个导线中的电流是23 A的情况。如图所示，所述通量图案是非常高的，其中少量端部通量和极少的通量离开拾波器的后部（底部）。这是用于道路和其他应用的有前景的拾波器。
出于道路应用的分析的目的，此垫板或拾波器中的每个砌块本质上在侧面是160mm的正方形，其中在所述中心有双砌块。拾波器中的平均通量路径长度的粗略估计值是480mm。如果垫板是400 mm宽，那么平均通量路径的面积是0.16 m x 0.4 m，并且因此对所示的所有22匝进行计数，大致电感应该是
然而，通量路径必须包含空中的返回路径，并且如果此路径具有与穿过线圈的路径本质上相同的磁阻，那么评估的电感将减半到40μH。显然这并不是精确的计算方法，但是它给出了测量或模拟值的10-20%内的电感值。此处，尚未针对端部进行适当的考虑（它是2D仿真），因而必须存在相当大的误差。具有这些尺寸的实验室原型拾波器具有50 μH的测量电感。
此简单的磁阻概念可以得到进一步的发展。如图所示，此处的垫板或拾波器具有驱动它的22匝 x 23 A的NI，并且垫板上方的空间使得此NI小于垫板中的NI降。类似于电气电路中的最大功率定理，当空气路径的磁阻与来源的磁阻匹配时，此处将存在最大条件。此刻，空气-间隙磁阻乘以空气-间隙中的总磁通量的平方将是最大值-
现在已知为磁通量B的磁能密度（J/m3），因此用两倍体积乘以得到垫板上方的空间中能量的两倍，如果空气的磁阻和垫板的磁阻是相等的，那么该值是最大化的。在此处的情况下，因此这是用于最大化IPT耦合的输出的条件并且是高度希望的。因此，对于空气-间隙中的最大能量，空气和垫板的磁阻应该是近似相等的。这些磁阻具有相同的长度和相同的磁导率，因此最佳条件是它们具有相同的面积。因此，对于给定的拾波器高度而言，垫板的厚度是已知的。此处的垫板是160 mm厚，它对于是地面上方160 mm的拾波器而言是理想的。
此变量参数是不严格的但是已发现是有用的指导-如果拾波器必须以300 mm的空气-间隙工作，那么接地垫板应该是300 mm厚。所述计算的简单性是非常有帮助的-可以通过计算机仿真获得更加精确的结果，而且即使在此处它们也可以由此简单的等同性来检查。
图3、图4和图5示出了此等同性。此处拾波器是由不同配置的不同数目的正方形砌块构建的，但是保持每个砌块的安培数、匝数相同。有用的通量高度似乎是独立于这些变化的，示出仅有阵列或串的厚度是重要的。此处，图3使用5砌块，图4使用6砌块，并且图5使用7砌块，所以此处中心砌块1、2或3的变化是相当显著的，构建砌块较长但是通量高度本质上保持相同。
如同所计算的，与例如实际上根本不具有内部磁阻的DD垫板相比，混凝土垫板具有较高的内部磁阻-本质上混凝土垫板的作用更像电流源，其中DD和其他垫板的作用像电压源。对于DD垫板，如果形成额外的通量路径，那么垫板将用通量填充这些通量路径。对于混凝土垫板，总通量是更加恒定的并且作为额外路径是开启的，它们的确在自身中获得通量，但是是以现有通量路径为代价的。因此在切实可行的情况下具有垫板上方的拾波器线圈允许通量到达拾波器线圈，但是到其他路径的通量减少并且具体而言漏通量减少。这是技术之间的非常重要的差异，因为漏通量的减少是了解所述技术的一个重要因素。
在图10到图13中示出了所有这些考量的实施。图10示出了绕组图案和它为4正方形拾波器（即，没有端部线圈的拾波器，因此存在中心线圈1001和线圈1002以及1003）产生的通量。图11示出了由此绕组图案使用简单的铁氧体带收集器捕获的通量。这些通量图案本质上是单边的，但是存在一些离开通量发生器的后部（底部）的通量。因此存在可以由线圈尺寸界定的两个对立面表面（即，通常相对的表面）。在一个表面上由线圈产生的场扩大彼此。在另一表面上它们是大体上减弱的。所述表面不需要一定是物理或连续表面，因为出现希望的场效应的表面可以相对于线圈布置处于多种距离。并且，在一些实施例中所述设备可以作为线圈的简单布置提供而无需界定表面或侧面本身。虽然附图中所示的实例通常将对立面表面示为平坦的，但是将了解在一些实施例中一个或两个表面可以包括曲线或其他形状，并且所述表面不一定仅由线圈界定，并且所述表面不一定需要平行于彼此。另外，线圈1001、1002和1003的相对尺寸可以不同于附图中所示的那些线圈。举例来说，端部线圈1002和1003可以高于中心线圈1001的厚度或深度。类似地，中心线圈1001的厚度或深度可以大于端部线圈1002和1003的高度。在一些实施例中，有利的是端部线圈1002和1003为不同尺寸的。铁氧体带实际上收集拾波器顶部的所有通量。图12和图13示出了微小的修改，其中从双正方形到单个正方形的过渡是成角度的。这对顶部通量的影响非常小，但是离开底部的漏通量大体上减少了，如图12和图13中所示。同样如图13中所示，使用单个铁氧体带的通量收集仍然是非常良好的。这种漏通量的减少是卓越的结果，它虽然不是预期的但是改进了泄漏，因为这是重要的，所以此变化是显著的。
继续漏通量的差异，图15和图12以及图13分别示出了DD和混凝土垫板的通量曲线。在所有曲线中，通量线可以分成两种类别：潜在地连接通量在道路表面上方完成其路径并且其中的一些可以潜在地连接到拾波器，前提是拾波器存在，而漏通量在道路表面的下方完成其路径并且可以从不连接到拾波器。存在完全存在于垫板内的其他漏通量路径，但是这些并不是此处将要讨论的。对于漏通量和潜在地连接通量，存在DD和混凝土垫板的两种类别之间的清晰的分界。对于DD垫板，分界与水平面成近似60度的角度。在此角度上方所有通量是潜在地连接通量，而在其下方通量是漏通量并且可能引起问题。对于混凝土垫板，分界线几乎是水平的，因此漏通量应该不会造成太多困难，因为其大部分是在地下的。应注意混凝土垫板的接地水平位于绕组图案的顶部的水平处。
耦合因数
尽管已经获得了优良的通量图案，但是必须计算从接地线圈到拾波器线圈的耦合因数。此处存在三个电感并且它们之间的互耦合是非常重要的。这些是：
1.接地垫板的“体电感”（此处称作L1）是接地垫板中的一个极表面与另一个极表面之间的内部电感，如图14中所示通量路径可以近似作为从一个极表面到另一个极表面的长度为l的路径。
2.从极表面进入到接地垫板上方的空间中的电感，
3.车辆下侧上的拾波器垫板的电感。
这最后两个电感是不可能计算的，但是在给定的双D垫板的前提下它们可以用合理的精确度进行评估。这是此处使用的方法并且同时它不一定是精确的，该方法确实示出了通过拾波器线圈的这种形式必须预期的是明显较低的耦合因数。
此处使用的垫板是具有160 mm的正方形尺寸的4-正方形垫板，并且作出一些简化使得极表面之间的电感对应于具有22匝、480 mm长的螺线管线圈，并且对于1米垫板具有160 mm x 1000 mm的面积。因此，此路径长度L1的电感给定通过下式给出的：
极表面上方的通量路径的电感（此处称作L2）被预期为与DD垫板非常相似并且对于此尺寸和额定功率的垫板而言可能是100μH，并且充当车辆下方的拾波器垫板的垫板还可能是具有100μH电感的真正DD垫板L3。此处使用的用于混凝土垫板的通量图案与双D垫板的比较是通过比较图14的混凝土垫板与图15的类似尺寸的双D垫板进行的，其中场形状的类似性足够证实对于L2值的这种近似。（应注意，所述比较仅针对混凝土垫板中的绕组的顶部行上方的通量（即，垫板上方的空间）因为已经包含了其他通量。）现在L1和L2具有通过它们的本质上相同的通量并且将预期为是具有可能为0.9的耦合因数的高度耦合。然而，L2和L3不是如此高度耦合的，并且采用DD垫板的经历可以具有0.4的耦合因数，这对于这种类型的电路而言实际上是非常良好的耦合因数。
接地垫板的观察到的电感是L1和L2的组合。
对于给定的附图而言是L P = L 1 +L 2 +2k 12 .√(L 1 L 2 ) = 550μH。
然而，到拾波器线圈中的耦合电压VOC仅对应于L 2 与L 3 之间的互电感，所述互电感具有40μH的耦合因数k23，因此明显的耦合因数连接LP与L3由下式给出：
因此，即使单独的线圈与拾波器之间的耦合因数非常高，它们在此特定电路中也呈现为较低。
图11、图13和图16示出了具有铁氧体带的垫板的操作，所述铁氧体的带位于基于铁氧体的DD、DDQ或双极垫板可能处于耦合条件的位置处。所述混凝土垫板不适用于车辆内应用，因为它过于厚且过于重，但是它适用于大多数其他垫板类型，尤其是DDQ和双极垫板。在图11、图13和图16中通过铁氧体带的通量收集的效率是非常高的。还应注意此耦合条件下的非耦合通量是如上文所述降低的。
明显较低的耦合因数的出现是因为作为拾波器***的必需的一部分的接地垫板中的较大体电感L1。即使所有的耦接因数是完美的1.0，对于此情况明显的耦合因数仍然将仅为0.4。此L1电感是本质上恒定的，因此它可以使用串联电容器来补偿。此处的串联电容器的使用不是串联调整的并且同时它确实影响了垫板的观察到的操作Q，它还降低了驱动所述电容器所需的电压。
变体
在4-正方形或4-砌块拾波器***中，所有尺寸可以调节为适合特定的应用。举例来说，在车辆上的接地垫板与拾波器之间需要300 mm空气-间隙的拾波器原则上将是300mm厚并且具有从端部砌块到2-正方形中心砌块的成角度的过渡。已经发现在外部砌块上用5匝缠绕此拾波器，并且在中间砌块上用12匝缠绕此拾波器似乎得到可接受的解决方案。外部砌块与中心砌块共享一个匝，因此线性绕组是5、7、12、7和5并且此拾波器被称作5-7-12拾波器。所述砌块的宽度和深度可以发生变化同时仍然保持这些缠绕比率-5、7、12。显然，可以在5-匝绕组的外部存在漏通量并且通过高激励电流这可以成为在垫板的端部外部可观测的显著通量。此泄漏在图9（非常清晰）和图10到图14中是明显的，其中漏通量连接5-缠绕的部分但是并不行进到垫板的顶部。此通量原则上是地下的，但是尽管存在该问题，它可以使用金属（铜）板或筛网进行抑制以保持它（通量）接近5-匝缠绕。此筛网的影响在垫板电感中略微降低，但是这是非常小的以至于无法在外部观察到。图16中所示的金属板用于300mm深的具有100A绕组的拾波器。在这些情况下，铜中的平均电流是导线中的反射电流并且在30 cm是500A或17A/cm 或 1.7A/mm。假定对于0.3 mm的趋肤深度，电阻/mm是0.06欧姆/米，因此对于垫板中的每个1m深度，瓦特损失是170mW/mm，并且对于300 mm垫板，这产生了不可忽略的52瓦/米的损失，并且因为它出现在垫板的两个端部，所以对于传输10 kW的1 m宽垫板其具有1%损失。
此处的正方形尺寸也是经过调节的以改进性能，极片是略微地较宽的但是总体拾波器是较小的。具有300 mm厚度的4-正方形拾波器将被预期为1200 mm宽并且此拾波器仅914 mm宽，但是如图所示铜筛网被添加到所述宽度。尽管如此，所述拾波器仍然是由5、7、12绕组缠绕的，并且预期是300 mm厚的。铜筛网可以具有位于其中的水平狭槽以在制造所述垫板时使混凝土能够通过所述铜筛网，使得混凝土/铜粘合不会在使用时发生去层合。
在图16中示出了垫板的一个优选实施例。应该注意到的点是，耦合高度与衬垫深度相同。但是所述垫板与常见的相比是较窄的以节省空间。缠绕导线的数目是清晰可见的-5、7、12、7、5。拾波器可以由一跟连续的导线缠绕。端部绕组中的安培匝数（5匝）少于水平绕组中的安培匝数（12匝），因此产生的H场是垂直地25匝/每米和水平地的30匝/每米的平均值，因此其中垂直和水平通量满足朝向拾波器的主体提供连接且不发生泄漏的通量匝数。这对于包含原始的4砌块***的所有***而言是拾波器的一个重要特征，垂直砌块（砌块1和4）中的每米的匝数应该与水平砌块（砌块2和3）中的每米的匝数相同或小于后者。
如上文所论述，根据本发明的设备可以作为用于放置在道路中的道路单元提供，或者是作为道路的一部分提供的。因此，参考图19，根据图6A的实施例的设备被示出由道路材料（例如，混凝土）的基质220围绕，使得所述设备的第一或上部表面位于道路的表面222处或附近，以形成在表面222上方可用的有用磁场。参考的道路包含公路、车道、停车空间、车库地板等等。
用于这些垫板的优选的构造技术是用单根导线直接将它们缠绕到孔图案中，如图1所示。此相同技术还适用于图2到图5以及图10到图14和图16中的结构。所述绕组可以是穿过实体砌块的，但是这将是困难的，因为所述砌块非常重且难以操纵。替代地，所述导线可以穿过壳体并且在穿过壳体之后可以由实体材料（例如，混凝土）填充。在填充之后所述整个总成可以由混凝土或环氧树脂涂覆以保护端部导线。总成的顶部表面也可以由环氧树脂或环氧树脂/混凝土混合物的较厚的层涂覆，以得到较强的持久表面用于支撑通过垫板的高流量，前提是所述流量不是较好地对齐的。
尽管如此仍然需要穿过大量的导线并且这是难以自动化的过程。
从图1中可以构想出完全不同的构造技术并且是参考图20借助于实例示出的。此处，包含孔的表面可以是印刷电路板。以标号400示出了一个电路板，并且那些印刷电路板上的轨迹402将是从一个孔到下一个孔的连接以用于缠绕。在图20中轨迹400仅仅是说明性的。PCB上的轨迹可以是多层铜轨迹以得到良好的高频性能。现在可以用铜或铜包铝棒（未图示）穿过通孔并且所述总成通过将所述棒***并且在两端浸流焊接所述棒完成。这是一种简单的技术，并且将使拾波器能够在若干分钟内得到组装并且是相对易于自动的。
使用的李兹线（即，4 mm直径的李兹线）具有6.36 mm2的横截面铜面积并且具有接近6 mm直径的绝缘。6 mm铝棒在40 kHz下具有0.41 mm的趋肤深度和0.41 x周长=7.7 mm2的有用的横截面积，因此它是有用的连接技术，即使在40 kHz下给出李兹线的类似的导电面积下也是如此。铝与铜相比是更具电阻性的，但是铝的较大面积减小了它们之间的间隙。PCB技术具有的缺点是具有将增大损失并且降低电路Q的许多连接，但是它可以有大体上较低的成本。
本发明当用作用于IPT应用的磁通量产生装置时可以与包含在我们的国际专利公开案WO2010/090539和WO2011/016737中所公开的那些的拾波器结构一起使用，所揭示的内容以引用的方式并入本文中。
本发明的另一实施例是参考图17和图18描述的。一些灯应用不是用于照明而是用于消毒的。此处举例来说通过紫外辐射的污水处理是常见的，但是它是一个尤其肮脏的应用，其中管的替换不是自愿进行的任务，因为污水的涂层可能覆盖灯和其固持器。
此处采用混凝土的垫板结构1701和1702提供了一种解决方案。下水道的壁内衬有混凝土垫板，并且由这些垫板产生的磁场1704在紫外管1705（在图18中示出）中诱导电压，使得它们对污水进行触击和消毒。为了做到这一点，所述灯必须是闭合环路形式的并且必须以正确频率进行辐射。通过将较大数目的这些管放置在混凝土通道中，迫使污水接近所述管流动，其强度足够杀死其中的所有不需要的生物。采用灯在正确频率和正确功率下达到99.999%的显著消毒将是可能的。
这些灯是非常难以进行触击并且一直继续下去的，因此所述设备将必须在可能是5-600 kHz的高频下操作以产生足够高的电压。不可以使用镇流器因为所述灯不具有连接到镇流器的终端。所述布置在图17中示出。应注意磁场可以从两侧生成。
在此布置中所述管是易于清洁的：将所述管搁置在框架中并且将整个总成提升出来并且浸泡在热苛性钠中若干分钟直到它清洁为止。所述管是优选地封闭在石英中的以使得它们更加坚固。应注意石英是非常坚固的并且对紫外频率是透明的，而玻璃并非如此。当所述管磨损时，可以替换它们的整个批次而无需进行任何去连接或连接，这是一个完全清洁的任务。
感应灯是已知的并且具有显著大于常规萤光灯的寿命，但将它们与混凝土垫板组合是具有一些显著新颖性的原始应用。使用来自通道两侧的磁场将使磁场更加均匀并且改进消毒过程的一致性。
图17示出了所述***是如何形成的。40厘米宽的通道具有30厘米厚的混凝土垫板，在每一侧上形成一个磁场。具有矩形形状的紫外管在所述通道中是垂直地终止的。所述磁场在管中产生了较强的诱导电压，使得它们对通道中的污水进行触击和照射并且对其进行消毒。
在另一实施例中，本发明是以套件的形式提供的。
在其他实施例中，所述设备包含共振线圈。
在其它实施例中本发明提供体积在增强表面与消除表面之间的三个或三个以上线圈，其中线圈是相对于彼此布置的使得来自线圈的磁动势在增强表面上增强并且在消除表面上大体上减弱或抵消。所述三个或三个以上线圈可以作为两个外部线圈和一个或多个内部线圈布置，在被赋予能量时，所述外部线圈提供相对于每个表面彼此相反的磁动势，所述内部线圈相对于外部线圈对齐从而在被赋予能量时，提供在外部线圈之间的磁动势以在增强表面上增强来自外部线圈的磁动势并且在消除表面上大体上减弱或消除来自外部线圈的消磁动势。
在一些实施例中，所述表面可以是界定在设备的相对侧上的任何表面。
在另一实施例中，本文中所公开的垫板结构可以用于其他IPT应用，例如充电或供电家用电气设备。举例来说，除了使用混凝土之外，可以使用柔性的非磁性聚合物，例如，塑料或泡沫材料构造垫板的较小版本，所述聚合物是导线位于其中的基质。举例来说，这可以通过模制操作而实现。所述垫板可以是非常薄的，并且因此适用于拾波器可以位于接近垫板处的那些应用。因此在一个实例中所述垫板可以包括对鼠标进行供电和/或充电的与个人计算机一起使用的鼠标垫（具有适当的拾波器）。这种垫板也可以用于对其他装置进行充电，例如，手机、平板计算机、手表、计算器、牙刷等。其他实施例可以是柔性的使得它们可以轻易地得到运输，并且较大版本可以用于对家用电器进行充电或供电。
在上述描述中，已经参照具有已知的等效物的本发明的特定组件或整体，因而此类等效物是如同单独地阐述般并入本文中的。
除非上下文另有明确要求，否则在通篇描述和权利要求书中，“包括”等词应以包含性的意义来进行解释，而不是排他或全面的意义，即意味着“包含，但不限于”。
虽然已经借助于实例并且参考其可能的实施例对本发明进行描述，但是应理解在不脱离由所附权利要求书界定的本发明的范围或精神的前提下可以对其进行修改或改进。

Claims (32)

1.一种适用于产生用于感应电力传输的磁场的感应电力传输设备，所述设备包括：
设置在第一表面和第二表面之间的三个或三个以上线圈，所述线圈经布置使得在用电源赋予能量时，由每个线圈产生的磁场在第一表面上彼此增强并且在相对于第一表面的第二表面上彼此减弱，其中所述第一表面和所述第二表面彼此具有对立面关系。
2.根据权利要求1所述的感应电力传输设备，其中所述线圈包括：
中心线圈；
邻近于所述中心线圈的一端的第一端部线圈；
邻近于所述中心线圈的另一端的第二端部线圈。
3.根据权利要求2所述的感应电力传输设备，其中所述线圈包括螺线管线圈。
4.根据权利要求2所述的感应电力传输设备，其中所述中心线圈在名义上平行于所述第一表面的方向上产生磁动势，并且所述端部线圈在名义上垂直于第一表面的方向上产生磁动势。
5.根据权利要求2所述的感应电力传输设备，其中所述线圈经布置使得在使用中由所述端部线圈产生的场在相对方向上，以使得产生的场具有超过所述第一表面的拱形通量图案。
6.根据权利要求5所述的感应电力传输设备，其中每米所述端部线圈的组合安培匝数小于每米所述中心线圈的安培匝数。
7.根据权利要求6所述的感应电力传输设备，其中所述端部线圈具有相同的安培匝数，并且所述中心线圈具有所述端部线圈中的一者的至少两倍的安培匝数。
8.根据权利要求2所述的感应电力传输设备，其中所述端部线圈的长度在垂直于所述第一表面的方向上是相同的，并且所述中心线圈的长度在平行于所述第一表面的方向上是至少为每个端部线圈的长度的两倍。
9.根据权利要求8所述的感应电力传输设备，其中所述端部线圈与所述中心线圈共享一个或多个匝。
10.根据权利要求9所述的感应电力传输设备，其中在与所述第一表面相比更加靠近所述第二表面的位置，所述中心线圈具有与更大的长度。
11.根据权利要求10所述的感应电力传输设备，其中在与所述第二表面相比更加靠近所述第一表面的位置，所述端部线圈具有更大的周长。
12.根据权利要求11所述的感应电力传输设备，其中第三端部线圈是邻近于所述第一端部线圈提供的，并且第四端部线圈是邻近于所述第二端部线圈提供的。
13.根据权利要求12所述的感应电力传输设备，其中所述第三端部线圈和所述第四端部线圈经布置以在与第一线圈相反的方向上产生磁场。
14.根据权利要求13所述的感应电力传输设备，其中所述第三端部线圈和第四端部线圈具有低于或等于所述第一端部线圈和所述第二端部线圈的安培匝数的一半的安培匝数。
15.根据权利要求2所述的感应电力传输设备，其中所述第一表面与所述第二表面之间的距离是由所述中心线圈的尺寸界定的。
16.根据权利要求15所述的感应电力传输设备，其中所述磁场延伸超过所述第一表面到达至少等于所述第一表面与所述第二表面之间的距离的一个距离。
17.根据权利要求2所述的感应电力传输设备，其中所述磁场延伸超过所述第一表面到达至少等于在垂直于所述第一表面的方向上的所述第一端部线圈和第二端部线圈的长度的一个距离。
18.根据权利要求1所述的感应电力传输设备，其中所述线圈是由衬底材料围绕的。
19.根据权利要求18所述的感应电力传输设备，其中所述线圈是嵌入在衬底材料中的。
20.根据权利要求19所述的感应电力传输设备，其中所述衬底材料包括非磁性材料。
21.根据权利要求18所述的感应电力传输设备，其中所述线圈包括一个绕组。
22.一种适用于提供用于感应电力传输的磁场的感应电力传输设备，所述设备包括：
一对第一线圈部分，其围绕第一轴分隔开并且经布置以在名义上平行于所述第一轴的方向上产生磁场；
一个或多个第二线圈部分，其经布置以产生垂直于所述第一轴延伸并且相对于所述第一线圈部分对齐的磁场，使得所述场在所述第一轴的第一端彼此减弱。
23.一种适用于产生用于到使用道路的车辆的感应电力传输的磁场的道路感应电力传输模块，所述模块包括道路表面侧和与所述道路表面侧相对的道路根基侧、中心线圈、邻近于所述中心线圈的一端的第一端部线圈和邻近于所述中心线圈的另一端的第二端部线圈，所述线圈经布置使得当用电源赋予能量时，由每个线圈产生的磁场在所述道路表面侧上彼此增强并且在所述道路根基侧上彼此抵消。
24.根据权利要求23所述的道路感应电力传输模块，其中所述线圈是由混凝土围绕的。
25.根据权利要求23所述的道路感应电力传输模块，其中所述线圈包括一个绕组。
26.一种包括如权利要求23所主张的多个道路感应电力传输模块的道路。
27.一种适用于接收用于感应电力传输的磁场的感应电力传输设备，所述设备包括：
彼此呈对立面关系的第一表面和第二表面；
设置在第一表面和第二表面之间的三个或三个以上线圈，所述线圈经布置使得在用电源赋予能量时，由每个线圈产生的磁场在所述第一表面上彼此增强并且在相对于第一表面的所述第二表面上彼此减弱。
28.根据权利要求1所述的设备，其中一个或两个表面不是物理表面。
29.根据权利要求27所述的一种适用于接收用于感应电力传输的磁场的感应电力传输设备，其中所述三个或三个以上线圈包括：
彼此呈对立面关系的第一表面和第二表面；
中心线圈；
邻近于所述中心线圈的一端的第一端部线圈；
邻近于所述中心线圈的另一端的第二端部线圈。
30.根据权利要求29所述的感应电力传输设备，其中所述线圈包括螺线管线圈。
31.根据权利要求22所述的感应电力传输设备，其中所述场在所述第一轴的第二端彼此增强，所述第二端位于第一端对面。
32.根据权利要求23所述的感应电力传输设备，其中所述场在所述道路表面侧彼此增强。
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