CN107107778A - 用于多线圈双主干动态感应功率传送的***和方法 - Google Patents

用于多线圈双主干动态感应功率传送的***和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107107778A
CN107107778A CN201580071350.XA CN201580071350A CN107107778A CN 107107778 A CN107107778 A CN 107107778A CN 201580071350 A CN201580071350 A CN 201580071350A CN 107107778 A CN107107778 A CN 107107778A
Authority
CN
China
Prior art keywords
coupler
electric current
power
ban
polarity
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Granted
Application number
CN201580071350.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN107107778B (zh
Inventor
N·A·科凌
M·B·布迪亚
C-y·黄
M·L·G·基辛
J·贝亚弗
C·A·卡马斯卡拉米雷茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WiTricity Corp
Original Assignee
Qualcomm Inc
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 Qualcomm Inc filed Critical Qualcomm Inc
Publication of CN107107778A publication Critical patent/CN107107778A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107107778B publication Critical patent/CN107107778B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • B60L5/00—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles
    • B60L5/005—Current collectors for power supply lines of electrically-propelled vehicles without mechanical contact between the collector and the power supply line
    • 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
    • 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
    • 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
    • H02J50/40—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using two or more transmitting or receiving devices
    • 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
    • H02J50/80—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • 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
    • H02J50/90—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving detection or optimisation of position, e.g. alignment
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

提供了一种用于向接收耦合器无线地传送功率的装置。该装置包括连接到第二耦合器的第一耦合器。该装置进一步包括与第一和第二耦合器交叠的第三耦合器。该装置进一步包括控制器，该控制器被配置为从至少一个功率供应接收功率，在第一充电模式中向第一耦合器和第二耦合器提供第一电流，并且在第二充电模式中向第一耦合器和第二耦合器提供第一电流并且向第三耦合器提供第二电流。由通过第一部分的第一电流生成的磁通量与由通过第二部分的第一电流生成的磁通量是相长地加性的。

Description

用于多线圈双主干动态感应功率传送的***和方法
技术领域
本申请一般性地涉及可充电设备(诸如电动车辆)的无线功率充电，并且更具体地涉及用于多线圈双主干动态感应功率传送的***和方法。
背景技术
可充电***(诸如车辆)已经被引入，其包括从接收自能量存储设备(诸如电池)的电力得到的运动功率。纯电动车辆一般从其他源接收用于对电池充电的电力。电池电动车辆经常被提议通过能够在自由空间(例如，经由无线场)传送功率的某种类型的无线充电***来充电。一些这样的***可以在车辆位于道路上时(处于运动或静止)向车辆提供无线功率。然而，这样的无线充电***的基座阵列网络(BAN)内的用于基座衬垫的磁性和电路设计可能是非常昂贵的。因此，需要具有减少的组件数量、每米道路的减少数目的感应线圈或耦合器、以及基座衬垫的减小的物理占地面积的无线充电***。因此，用于多线圈双主干动态感应功率传送的***和方法是可取的。
发明内容
根据一些实施方式，提供了一种用于向接收耦合器无线地传送功率的装置。该装置包括连接到第二耦合器的第一耦合器。该装置包括与第一耦合器和第二耦合器交叠的第三耦合器。该装置包括被配置为从至少一个功率供应接收功率的控制器。该控制器进一步被配置为在第一充电模式中向第一耦合器和第二耦合器提供第一电流。由通过第一耦合器的第一部分的第一电流生成的磁通量与由通过第二耦合器的第二部分的第一电流生成的磁通量是相长地加性的。该控制器进一步被配置为在第二充电模式中向第一耦合器和第二耦合器提供第一电流并且向第三耦合器提供第二电流。
在一些其他实施方式中，提供了一种用于向接收耦合器无线地传送功率的方法。该方法包括从至少一个功率供应接收功率。该方法进一步包括在第一充电模式中向第一耦合器并且向连接到第一耦合器的第二耦合器提供第一电流。该方法进一步包括在第二充电模式中向第一和第二耦合器提供第一电流并且向与第一耦合器和第二耦合器交叠的第三耦合器提供第二电流。由通过第一耦合器的第一部分的第一电流生成的磁通量与由通过第二耦合器的第二部分的第一电流生成的磁通量是相长地加性的。
在又一些其他实施方式中，提供了一种非瞬态计算机可读介质。该介质包括代码，该代码在被执行时使得装置从至少一个功率供应接收功率。该代码在被执行时进一步使得装置在第一充电模式中向第一耦合器并且向连接到第一耦合器的第二耦合器提供第一电流。该代码在被执行时进一步使得装置在第二充电模式中向第一和第二耦合器提供第一电流并且向与第一耦合器和第二耦合器交叠的第三耦合器提供第二电流。由通过第一耦合器的第一部分的第一电流生成的磁通量与由通过第二耦合器的第二部分的第一电流生成的磁通量是相长地加性的。
在又一些其他实施方式中，提供了一种用于向接收耦合器无线地传送功率的装置。该装置包括用于向接收耦合器无线地耦合功率的第一部件。该装置包括用于向接收耦合器无线地耦合功率的第二部件。第一部件连接到第二部件。该装置包括用于向接收耦合器无线地耦合功率的第三部件，第三部件与第一部件和第二部件交叠。该装置包括用于在第一充电模式中向第一部件和第二部件提供第一电流的部件。由通过第一部件的第一部分的第一电流生成的磁通量与由通过第二部件的第二部分的第一电流生成的磁通量是相长地加性的。该装置包括用于在第二充电模式中向第一部件和第二部件提供第一电流并且向第三部件提供第二电流的部件。
附图说明
现在将参考附图，关于各种实施方式来描述本技术的上文提到的方面、以及其他特征、方面和优点。然而，所说明的实施方式仅是示例并且不意图为限制性的。贯穿附图，类似的符号通常标识类似的组件，除非上下文另有指示。注意，以下附图的相对尺寸可能未按比例绘制。
图1是根据一种示例性实施方式的无线功率传送***的功能框图。
图2是根据另一示例性实施方式的无线功率传送***的功能框图。
图3是根据一种示例性实施方式的包括发射或接收耦合器的图2的发射电路***或接收电路***的一部分的示意图。
图4图示了根据一种示例性实施方式的在存在无线功率传送***时具有至少一个车辆耦合器的电动车辆的功能框图。
图5示出了根据一种示例性实施方式的用于无线地传输功率的基座阵列网络(BAN)的耦合器布置。
图6示出了根据一种示例性实施方式的由单个功率主干驱动的基座阵列网络(BAN)。
图7示出了根据一种示例性实施方式的由两个功率主干驱动的基座阵列网络(BAN)。
图8示出了根据一种示例性实施方式的BAN控制器的部分的等效电路图。
图9A图示了根据一种示例性实施方式的当车辆耦合器处于第一位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图9B图示了根据一种示例性实施方式的当车辆耦合器处于第二位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图9C图示了根据一种示例性实施方式的当车辆耦合器处于第三位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图9D图示了根据一种示例性实施方式的当车辆耦合器处于第四位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图9E图示了根据一种示例性实施方式的当车辆耦合器处于第五位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图9F图示了根据一种示例性实施方式的当车辆耦合器处于第六位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图9G图示了根据一种示例性实施方式的当车辆耦合器处于第七位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图10是图表，其示出了针对如先前关于图5所描述的BAN的第一和第二耦合器和/或针对第三耦合器的、所传送的功率与车辆耦合器的位置。
图11A是描绘了根据一种示例性实施方式的用于无线地传送功率的方法的流程图。
图11B是图11A的流程图1100的继续。
图12A图示了根据另一示例性实施方式的当车辆耦合器处于第一位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图12B图示了根据另一示例性实施方式的当车辆耦合器处于第二位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图12C图示了根据另一示例性实施方式的当车辆耦合器处于第三位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图12D图示了根据另一示例性实施方式的当车辆耦合器处于第四位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图12E图示了根据另一示例性实施方式的当车辆耦合器处于第五位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图12F图示了根据另一示例性实施方式的当车辆耦合器处于第六位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图12G图示了根据另一示例性实施方式的当车辆耦合器处于第七位置并且沿着BAN移动时图5的BAN的操作。
图13是描绘根据一种示例性实施方式的用于无线地传送功率的方法的流程图。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考形成本公开的一部分的附图。在详细描述、附图和权利要求中描述的说明性实施方式不旨在限制。在不脱离这里呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实施方式，并且可以进行其他改变。将容易理解，如本文中一般性地描述并且在附图中图示的本公开的各方面可以按各种各样的不同配置来布置、取代、组合和设计，所有这些都明确地被考虑到并且形成本公开的一部分。
无线功率传送可以是指从发射器向接收器传送与电场、磁场、电磁场、或其他方式相关联的任何形式的能量而不使用物理电导体(例如，功率可以通过自由空间传送)。输出到无线场(例如，磁场或电磁场)的功率可以由“接收耦合器”接收、捕获、或耦合以实现功率传送。
本文中使用电动车辆来描述远程***，其示例是如下的车辆，它包括从可充电能量存储设备(例如，一个或多个可再充电电化学池或其他类型的电池)得到的电功率作为它的运动能力的一部分。作为非限制性示例，一些电动车辆可以是混合电动车辆，它们除了电动机之外还包括用于直接运动或用于对车辆电池充电的传统燃烧发动机。其他电动车辆可以从电功率汲取所有的运动能力。电动车辆不限于汽车并且可以包括摩托车、小型机动车、小型摩托车等。通过示例而非限制的方式，在本文中以电动车辆(EV)的形式描述远程***。此外，也考虑到可以使用可充电能量存储设备至少部分地被供电的其他远程***(例如，电子设备，诸如个人计算设备等)。
本文中使用的术语仅用于描述特定实施方式的目的并且不意图为对本公开的限制。将理解，如果意图为特定数目的权利要求元素，则这种意图将在权利要求中明确地记载，并且在缺少这样的记载时，不存在这样的意图。例如，如本文中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”意图也包括复数形式，除非上下文清楚地另有指示。如本文中使用的，术语“和/或”包括相关联的所列出的项目中的一个或多个的任何和所有组合。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括”、“包括有”、“包括了”和“包括着”指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素、和/或组件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、组件、和/或它们的群组的存在或添加。诸如“……中的至少一个”的表述当在元素列表之前时是修饰整个元素列表而不是修饰列表中的个体元素。
图1是根据一种示例性实施方式的无线功率传送***100的功能框图。输入功率102可以从功率源(未示出)被提供给发射器104，以生成具有与发射耦合器114的谐振频率相对应的频率的时变无线(例如，磁或电磁)场105以用于执行能量传送。接收器108可以耦合到无线场105并且生成输出功率110用于由耦合到输出功率110的设备(这一图中未示出)存储或消耗。发射器104和接收器108两者以距离112分开。
在一个示例实施方式中，发射器104和接收器108根据相互谐振关系被配置。当接收器108的谐振频率和发射器104的谐振频率基本上相同或非常接近时，发射器104与接收器108之间的传输损耗最小。然而，即使在发射器104与接收器108之间的谐振未匹配时，也可以传送能量，但是效率可能被影响。例如，当谐振未匹配时，效率可能较小。能量的传送通过以下而发生：将能量从发射耦合器114的无线场105耦合到驻留在无线场105附近的接收耦合器118，而不是将能量从发射耦合器114传播到自由空间中。
如此，与可能要求非常接近(例如，数毫米以内)的大耦合器的纯电感性解决方案相对照，可以在更大距离上提供无线功率传送。谐振电感性耦合技术因此可以允许改进的效率和在各种距离上并且利用各种电感性耦合器配置的功率传送。
当接收器108位于由发射器104产生的无线场105中时，接收器108可以接收功率。无线场105对应于由发射器104输出的能量可以由接收器108捕获的区域。如将在下面进一步描述的，无线场105可以对应于发射器104的“近场”。发射器104可以包括发射耦合器114用于将能量耦合到接收器108。接收器108可以包括接收耦合器118用于接收或捕获从发射器104发射的能量。近场可以对应于如下的区域，在该区域中，存在由于发射耦合器114中的电流和电荷而产生的强反应场，它们最小地将功率辐射远离发射耦合器114。近场可以对应于在发射耦合器114的大约一个波长(或其分数)内的区域。
如上文所描述的，通过将无线场105中的大部分能量耦合到接收耦合器118而不是将电磁波中的大多数能量传播到远场，高效的能量传送可以发生。当被定位在无线场105内时，可以在发射耦合器114与接收耦合器118之间形成“耦合模式”。发射耦合器114和接收耦合器118周围可能发生这一耦合的区域在本文中被称为耦合模式区域。
图2是根据另一示例性实施方式的无线功率传送***200的功能框图。***200可以是与图1的***100具有类似的操作和功能的无线功率传送***。然而，与图1相比较，***200提供了关于无线功率传送***200的组件的附加细节。***200包括发射器204和接收器208。发射器204可以包括发射电路***206，发射电路***206可以包括振荡器222、驱动器电路224、以及滤波器和匹配电路226。振荡器222可以被配置为生成在期望频率处的信号，期望频率可以响应于频率控制信号223被调节。振荡器222可以将振荡器信号提供给驱动器电路224。驱动器电路224可以被配置为基于输入电压信号(VD)225而在发射耦合器214的谐振频率处驱动发射耦合器214。
滤波器和匹配电路226可以滤除谐波或其他不想要的频率，并且将发射器204的阻抗匹配于发射耦合器214。例如，作为驱动发射耦合器214的结果，发射耦合器214可以生成无线场205以在足够用于对电动车辆605的电池236充电的电平处无线地输出功率。
接收器208可以包括接收电路***210，接收电路***210可以包括匹配电路232和整流器电路234。匹配电路232可以将接收电路***210的阻抗匹配于接收耦合器218。如图2中所示出的，整流器电路234可以从交流(AC)功率输入生成直流(DC)功率输出以对电池236充电。接收器208和发射器204可以另外在单独的通信信道219(例如，蓝牙、Zigbee、蜂窝等)上通信。接收器208和发射器204可以替换地经由使用无线场205的特性的带内信令来通信。在一些实施方式中，接收器208可以被配置为确定由发射器204发射并且由接收器208接收的功率的量是否适合于对电池236充电。
图3是根据一些示例性实施方式的图2的发射电路***206或接收电路***210的一部分的示意图。如图3中所图示的，发射或接收电路***350可以包括耦合器352。耦合器352也可以被称为或被配置作为“导体环路”352或作为“磁性”耦合器。术语“耦合器”一般是指可以无线地输出或接收能量以用于耦合到另一“耦合器”的组件。
环路或磁性耦合器的谐振频率基于环路或磁性耦合器的电感和电容。电感可以简单地由耦合器352创建的电感，而电容可以被添加到耦合器的电感以创建在期望的谐振频率处的谐振结构。作为非限制性示例，电容器354和电容器356可以被添加到发射或接收电路***350，以创建选择在谐振频率处的信号358的谐振电路。因此，对于使用展现较大电感的大直径耦合器的较大尺寸的耦合器，产生谐振所需的电容值可能较低。此外，随着耦合器的尺寸增加，耦合效率可能增加。这在基座耦合器和电动车辆耦合器的尺寸增加的情况下大体上是正确的。对于发射耦合器，具有与耦合器352的谐振频率基本上对应的频率的信号358可以是对耦合器352的输入。
许多当前的无线车辆充电***要求正被充电的电动车辆静止(即，被停止)在基座耦合器附近或上方，以使得电动车辆保持在由基座耦合器生成的无线场内的存在。因此，当电动车辆正通过这样的无线充电***被充电时，电动车辆可能不被用于运输。能够跨自由空间传送功率的动态无线充电***可以克服固定无线充电站的一些缺陷。
例如，电动车辆可以沿着具有动态无线充电***的道路行进。动态无线充电***可以包括沿着行进路径线性地放置的多个基座耦合器。电动车辆可以请求动态无线充电***激活沿着电动车辆的行进路径的基座耦合器。这样的动态充电还可以用来减少或消除在电动车辆的电动运动***之外对于辅助或补充电机***的需要(例如，混动/电动车辆的次级汽油发动机)。
图4图示了根据一种示例性实施方式的在存在无线功率传送***400时具有至少一个车辆耦合器406的电动车辆405的功能框图。如图4中所示出的，无线功率传送***400的分发网络的各种组件安装在道路410下方、沿着道路410、或者在道路410旁边。道路410从图4的左侧延伸到图4的右侧，电动车辆405的行进方向与道路410对准。电动车辆405可以包括至少一个车辆耦合器406，类似于如先前分别关于图1和图2描述的接收器108/208。在一些实施方式中，至少一个车辆耦合器406可以包括极化的耦合***(例如，双D耦合器)、正交耦合器***、组合的双D正交耦合器***(“DDQ”)、或者利用任何其他类型或形状的耦合器(例如，圆形、矩形、或螺线管形耦合器)的任何其他***。车辆耦合器406(次级耦合器)可以与由初级耦合器发出的磁场耦合以接收通量。在一些实施方式中，可以选择车辆耦合器406(次级耦合器)以补充(多个)初级耦合器，以便与更多磁场耦合以使所接收的通量最大化。如果初级耦合器正产生极化的(即，水平的)通量，则可以在耦合***(例如，双D耦合器或螺线管)中使用极化类型的车辆耦合器406；替换地，如果初级耦合器正产生垂直通量，则可以使用圆形耦合器或正交耦合器。如果初级耦合器正产生水平和垂直通量的组合，则可以使用组合车辆耦合器406，例如，DDQ耦合器。“双D”可以是指将两个D形耦合器背靠背放置而使得耦合器的整体形状是圆形。与仅两个耦合器相对，正交耦合器可以使用各种几何形状的四个耦合器。
动态无线充电***400可以包括安装在道路410中、在道路410上、在道路410旁边、或与道路410齐平的多个基座耦合器415a-415r。多个基座耦合器415a-415r中的每个可以被配置为生成无线场(参见图2的无线场205)用于在被激活时经由至少一个车辆耦合器406向电动车辆405无线地传送功率。多个开关418a-418r中的每个可以被配置为，经由多个分发电路421a-421f中的一个将基座耦合器415a-415r中的相应一个操作地连接到多个本地控制器425a-425f中的一个。本地控制器425a-425f可以被配置为经由交流(AC)功率主干430从功率供应/逆变器435无线地接收功率，并且经由开关418a-418r控制向多个基座耦合器415a-415f中的一个或多个传送的功率量。功率供应/逆变器435可以从功率源440接收它的功率。功率源440和/或功率供应/逆变器435可以基于要供电的基座耦合器415的数目、本地控制器425的数目、和/或将被充电的电动车辆405的数目和类型而被确定尺寸。功率源440和功率供应/逆变器435可以在由基座耦合器415使用的频率处、或者替换地在某个较高或较低的频率处提供电流。AC功率主干430可以包括环路导体，其分发高频(HF)功率并且可以能够使彼此靠近的基座耦合器415和/或本地控制器425同步到单个相位。因此，AC功率主干430可以被考虑为是还分发功率的相位参考。尽管仅示出了一个功率主干430，但是本申请另外地考虑到使用多个单独的功率主干用于向特定BAN内的不同耦合器供电和/或用于向沿着道路的不同BAN供电。
分发控制器445可以处于与功率供应/逆变器435和本地控制器425a-425f的通信中，并且可以被配置为提供本地控制器425a-425f之间的功率控制的全局协调。基座耦合器415、开关418和本地控制器425的群组可以包括一系列个体的基座阵列网络(BAN)模块450a-450c。BAN模块450的相应组件是有阴影的以指示相应的共用电流路径。
当电动车辆405沿着道路410行进时，分发控制器445可以与电动车辆405、功率供应/逆变器435和本地控制器425a-425f中的一个或多个通信，以协调基座耦合器415a-415r中的特定基座耦合器的激活或去激活。例如，分发控制器445可以命令功率供应/逆变器435生成电流并且将电流分发给AC功率主干430。AC功率主干430可以利用分发的电流而经由“双耦合变压器”向本地控制器425a-425f无线地供应功率，该“双耦合变压器”从AC功率主干430无线地耦合能量并且向分别连接的本地控制器425a-425f中的每个无线地耦合能量。
本地控制器425a-425f可以从AC功率主干430接收功率，并且向基座耦合器415a-415r中的一个或多个提供经调节的量的电流。在一些实施方式中，每个BAN模块450中的本地控制器425可以包括能够进行彼此独立控制的个体控制单元。替换地，每个BAN模块450的本地控制器425可以包括单个共享的控制单元或处理器。基座耦合器415a-415r可以根据经由相应的开关418a-418r从本地控制器425a-425f接收的电流来生成无线场，并且可以耦合到至少一个车辆耦合器406以向电动车辆405无线地传送功率。
取决于特定的实施方式，对基座耦合器415的激活的控制可以在分发控制器445和本地控制器425a-425f之间被共享至不同的程度。例如，在一些实施方式中，分发控制器445可以协调基座耦合器415a-415r的激活和去激活，并且可以协调多个BAN模块450a-450c之间的任何通信或动作。在一些其他实施方式中，分发控制器445可以简单地协调BAN模块450a-450c或本地控制器425a-425f之间的通信，而本地控制器425a-425f可以控制基座耦合器定序。在又其他实施方式中，分发控制器445可以激活特定的BAN模块450a-450c，但是将基座耦合器激活的定时留给(多个)相关联的本地控制器425a-425f。在又其他实施方式中，分发控制器445可以仅将非关键信息传达到本地控制器425a-425f并且不提供基座耦合器激活信息。
由分发控制器445进行的更高级别协调，与本地控制器425a-425f处的更局部化的电流分发和调节相组合，可以创建经由本地控制器425a-425f的具有分散控制的响应更迅速的动态无线充电***400。这可以允许本地控制器425a-425f独立于分发控制器445来控制电流流动，并且允许阻抗匹配和电抗性电压/安培数(VAr)加载的本地控制。这种局部化控制可以提供减小的VAr负载补偿响应时间，因为指令仅需要来自本地控制器425a-425f并且不是来自分发控制器445。
分发控制器445还可以获得与电动车辆405的速度有关的信息用于控制基座耦合器415a-415r中的特定基座耦合器的激活。分发控制器445可以从电动车辆405或者从基座耦合器415a-415r的各种传感器或负载分析来获得这一信息。在其他实施方式中，BAN模块450a-450c中的每个可以感测电动车辆405的存在，并且根据电动车辆405的检测到的存在或地点而自主地且选择性地激活适当的基座耦合器415a-415r。在又其他实施方式中，BAN模块450a-450c可以接收信号，该信号包括与电动车辆405速度和/或位置有关的信息或者来自相邻BAN模块的激活命令。所接收的信号可以直接来自相邻的BAN模块(例如，对应的本地控制器425)或经由分发控制器445。
当相应的本地控制器425接收到来自分发控制器445的用以激活特定基座耦合器415的信号时，该相应的本地控制器425可以激活对应于该特定基座耦合器415的开关418。当车辆405在行进方向上继续时，本地控制器425a-425f可以从分发控制器445接收命令，这些命令用以基于车辆耦合器406的位置来激活或去激活特定的基座耦合器415a-415r。本地控制器425a-425f可以进一步控制或调节来自AC功率主干430的电流。
如所描绘的，来自连续的本地控制器425的基座耦合器415可以被交错或交织，以使得单个本地控制器425可以向交替的基座耦合器415提供功率。因此，来自第一本地控制器425的基座耦合器415可以与由第二本地控制器425控制的基座耦合器415邻近地交错(当这两个本地控制器425在相同的BAN 450内时)。因此，交替的基座耦合器415可以由不同的本地控制器425供电，并且一个本地控制器不需要同时对两个相邻的基座耦合器415供电。另外，防止单个本地控制器425向连续或相邻的基座耦合器415提供电流可以减小个体组件的功率定额要求，因为每个组件仅需要能够在给定时间处理单个基座耦合器415的电流负载。
相比于在功率源(例如，AC功率主干430)与负载或接收器(例如，基座耦合器415)之间具有平衡的电抗性功率加载的***，具有不平衡的电抗性功率加载的无线功率传送***可以能够传送较少的功率。例如，除了其他因素之外，不平衡的电抗性功率还可能导致热损失、源与汇之间的电压差、以及电压稳定性的降低。因此，在一些实施方式中，本地控制器425a-425f每个可以包括调谐电路或网络，以调谐当前被激活的(多个)基座耦合器415可用的电流(并且因此调谐功率)。这样的调谐电路可以允许将无线充电***400的最佳或经平衡的VAr保持在所设计的功率调谐值的小范围(例如，+/-5％)内。
在示例性动态无线充电***中，可能存在影响功率供应调谐网络的多个因素。某些***可能遭受调谐电容器老化。随着电容器老化，组件的电容性特性可能减弱。在一种实施方式中，AC功率主干430可以在长度上变化，而影响***的整体VAr加载。在一种实施方式中，各种车辆调谐拓扑可以按不同的方式影响AC功率主干430VAr加载，而反射不同量的电抗性功率负载回到AC功率主干430(例如，基于车辆充电***设计)。
在一种实施方式中，调谐电路或网络可以被配置为在仅一个基座耦合器415被激活的情况下运转。在另一实施方式中，调谐电路或网络可以被配置为与正被激活的或被应用到BAN 450a-450c中的一个或多个的多个基座耦合器415一起运转。在另一实施方式中，调谐电路或网络可以被配置为与单个基座耦合器415一起或者与被激活并从相应的本地控制器425接收电流的多个基座耦合器415一起运转。
图4示出了每个BAN 450a-450c内的六个基座耦合器415。然而，图4中所示出的磁性/电路设计的成本估计可能非常昂贵。因此，本申请考虑到如下面关于图5更详细描述的每个BAN可以不包括六个但是包括三个线圈的实施方式。这一设计可以减少组件数量，减少每米道路充电装置的线圈或耦合器的数目，并且可以减少BAN的物理占地面积。这可以具有减少安装成本以及减少由BAN占用的体积的附加益处。
图5示出了根据一种示例性实施方式的用于无线地传输功率的基座阵列网络(BAN)500的耦合器布置500。如先前关于图4所描述的，BAN可以对应于或替代BAN 450a-450c中的任何一个。BAN 500可以包括第一耦合器502和第二耦合器504。第二耦合器504可以被设置成与第一耦合器502相邻但不交叠(例如，形成双D“DD”耦合器)。更具体地，第一耦合器502的第一部分可以被设置成与第二耦合器504的第二部分相邻。第二耦合器504可以与第一耦合器502串联并且反相地连接(即，循环通过第一耦合器502的相同电流也循环通过第二耦合器504并且是在与第一耦合器502中相反的方向上，例如，在任何时间点从上方查看的顺时针与逆时针，或者反之亦然)。例如，如图5中所示出的，第一耦合器502可以包括多个导体匝502a。类似地，第二耦合器504可以包括多个导体匝504a。第一耦合器502的一个端子可以连接到第二耦合器504的相对端子，以使得循环通过第一和第二耦合器的电流在箭头的方向上或与箭头相反的方向上循环。如所示出的，由于在第一耦合器502和第二耦合器504的导体的相邻部分中循环的电流在相同的方向上行进，所以由电流生成的磁通量在第一耦合器502和第二耦合器504之间和上方的空间中(例如，在位于这一空间中的接收耦合器处)将是相长地相加的。在BAN的第一耦合器502或第二耦合器504分别与以相同方式驱动的相邻设置的BAN(未示出)的第二耦合器或第一耦合器之间和上方，也可以是这种情况。
BAN 500可以另外包括对称地设置在第一耦合器502和第二耦合器504上方(例如，与第一耦合器502和第二耦合器504等同地交叠)的第三耦合器506(例如，正交“Q”线圈或耦合器)。第三耦合器506可以包括多个导体匝506a。第一、第二和第三耦合器502/504/506可以一起形成“扩展的DDQ”耦合器或BAN。由于第三耦合器506对称地设置在第一耦合器502和第二耦合器504上方，并且由于电流在相反方向上循环通过第一耦合器502和第二耦合器504，所以在第一和第二耦合器502/504中的任一个与第三耦合器506之间存在基本上为零的净互耦。此外，由于第一耦合器502和第二耦合器504串联反相地被连接，所以基本上仅两个耦合器独立地(即，1)驱动第一和第二耦合器对502/504和2)第三耦合器506)。在一些实施方式中，BAN 500可以进一步包括铁磁结构(未示出)，其设置在第一、第二和第三耦合器502/504/506下方并且被配置为在第一、第二和第三耦合器502/504/506之间和周围导向(channel)或引导磁通量。在一些实施方式中，包括第一、第二和第三耦合器502/504/506的BAN 500可以具有大约400mm的宽度，但是本申请不如此被限制。如下面将关于图6和图7更详细描述的，第一和第二耦合器502/504可以通过相同的主干功率供应(参见图6)或者替换地通过对应的单独的主干功率供应(参见图7)而独立于第三耦合器506被驱动。
图6示出了根据一种示例性实施方式的由单个功率主干驱动的基座阵列网络(BAN)600。如图6中所示出的，BAN 600可以包括图4中所示出的AC功率主干430以及“双耦合变压器”620，“双耦合变压器”620被配置为从AC功率主干430接收无线功率并且向如先前关于图5描述的第一耦合器502、第二耦合器504和第三耦合器506中的每个提供驱动电流。如本文中使用的“双耦合”一般涉及存在与每个双耦合变压器相关联的两个无线耦合的概念：在主干430与双耦合变压器620之间的第一耦合以及在双耦合变压器620与车辆耦合器406(参见图4)之间的第二耦合，因此是“双耦合”。双耦合变压器620可以包括被配置为与AC功率主干430无线地耦合并且从其接收无线功率的至少一个耦合器608a(例如，线圈)。双耦合变压器620然后可以经由BAN控制器650a向第一耦合器502、第二耦合器504和第三耦合器506供应电流和功率。BAN控制器650a可以被配置为与串联并且反相连接的第一和第二耦合器502/504分离地驱动第三耦合器506。如下面将关于图9A至图12G更详细描述的，BAN控制器650a可以另外被配置为基于被配置为从BAN 600接收无线功率的车辆的位置和/或速度，或者基于由第一和第二耦合器502/504或第三耦合器506中的一个或多个汲取的功率、电压或电流的量，而反转供应给第一和第二耦合器502/504和供应给第三耦合器506的驱动电流的方向(例如，极性)或调节其相位。
BAN 600可以进一步包括功率流控制器610a，其包括至少一个耦合器608b(例如，线圈)并且被配置为减轻或基本上减小BAN控制器650a的组件中的瞬态电压尖峰，瞬态电压尖峰可能在电流突然被切换为ON或OFF时、或者当在操作期间借助于BAN 600中的固有电感而对第一和第二耦合器502/504或第三耦合器506中的一个或多个调节电流的极性或相位时发生。功率流控制器610a可以被配置为用作分流电路，以用于先前行进通过耦合器608a的电流现在行进通过耦合器608b。这可以通过将耦合器608a和608b缠绕在由与耦合器608a和608b中的每个耦合器相邻的共享线路所示出的同一铁磁结构上或周围(例如，确保耦合器608a和608b彼此紧密地相互耦合)来实现。以这种方式，当耦合器608a处的操作条件和电流汲取由于BAN控制器650a中的开关操作而突然改变时，通过铁磁结构的共享磁通量中存储的能量可以被分流为通过耦合器608b的感应电流。
图7示出了根据一种示例性实施方式的由两个功率主干驱动的基座阵列网络(BAN)700。如图7中所示出的，BAN 700可以包括两个AC功率主干430a和430b，如图4中所示出的那些。BAN 700可以另外包括第一“双耦合变压器”720a，其被配置为从AC功率主干430a接收无线功率并且向如先前关于图5所描述的第一耦合器502和第二耦合器504中的每个提供驱动电流。双耦合变压器720a可以包括被配置为与AC功率主干430a无线地耦合并且从其接收无线功率的至少一个耦合器608a(例如，线圈)。双耦合变压器720a然后可以经由BAN控制器750a向串联并且反相连接的第一耦合器502和第二耦合器504供应电流和功率。如下面将关于图9A至图12G更详细描述的，BAN控制器650a可以另外被配置为基于被配置为从BAN700接收无线功率的车辆的位置和/或速度，或者基于由第一和第二耦合器502/504中的一个或多个耦合器汲取的功率、电压或电流的量，而反转供应给第一和第二耦合器502/504的驱动电流的方向(例如，极性)或调节其相位。
BAN 700可以进一步包括功率流控制器710a，其包括至少一个耦合器608b(例如，线圈)并且被配置为减轻或基本上减小BAN控制器750a的组件中的瞬态电压尖峰，如先前关于图6所描述的，瞬态电压尖峰可能在电流突然被切换为ON或OFF时、或者当在操作期间借助于BAN 700中的固有电感对第一和第二耦合器502/504中的一个或多个耦合器调节电流的极性或相位时发生。
BAN 700可以另外包括第二“双耦合变压器”720b，其被配置为从AC功率主干430b接收无线功率并且向如先前关于图5所描述的第三耦合器506提供驱动电流。第二双耦合变压器720b可以包括被配置为与AC功率主干430b无线地耦合并且从其接收无线功率的至少一个耦合器708a(例如，线圈)。第二双耦合变压器720b然后可以经由BAN控制器750b向第三耦合器506供应电流和功率。如下面将关于图9A至图12G更详细描述的，BAN控制器750b可以另外被配置为基于被配置为从BAN 700接收无线功率的车辆的位置、或者基于由第三耦合器506汲取的功率、电压或电流的量，而反转供应给第三耦合器506的驱动电流的方向(例如，极性)或调节其相位。
BAN 700可以进一步包括第二功率流控制器710b，其包括至少一个耦合器708b(例如线圈)并且被配置为减轻或基本上减小BAN控制器750b的组件中的瞬态电压尖峰，瞬态电压尖峰可能在电流突然被切换为OFF时、或者当在操作期间借助于BAN 700中的固有电感对第三耦合器506调节电流的极性或相位时发生。因此，在BAN 700中，第一和第二耦合器502/504(例如，“DD线圈”)由与第三耦合器506(例如，“Q线圈”)分开的AC功率主干来驱动。
图8示出了根据一种示例性实施方式的BAN控制器的等效电路图850。示图850仅包括用于理解如下文将描述的在BAN控制器中存在的电压和电流所要求的那些组件，并且可以具有任何数目的附加组件、开关、和/或所描述的组件的布置。图8示出了图4的AC功率主干430。BAN控制器可以包括线圈或耦合器808，其在一个端子处与串联调谐电容器810串联连接并且在另一端子处连接到等效AC电压源818的一个端子。等效电压源818可以提供具有幅度和频率的电压，该幅度和频率等于由循环通过AC功率主干430的电流在耦合器808中感应的电压的电压幅度和频率。并联调谐电容器812可以跨串联调谐电容器810的另一端子和电压源818的另一端子而并联连接。可选的部分串联电容器814可以与基座衬垫耦合器802和等效负载RL 816串联连接，RL 816表示来自耦合的车辆耦合器(例如，图4的车辆耦合器406)的反映负载。电容器814、耦合器802和等效负载816的这种串联连接可以与并联调谐电容器812并联连接。
如所示出的，关于时间t的AC功率主干430中的电流I主干可以由下面的等式1给出：
等式1：I主干＝IA sin(ωt+θA)
其中IA是电流量值，ω是按弧度/秒的主干电流的角频率，并且θA是电流的相位角。
耦合器808中的感应电压Vka(例如，电压源818电压)然后可以由下面的等式2给出：
等式2：VkA＝jωMkA IA sin(ωt+θA)
其中j是√(-1)并且MkA是AC功率主干与耦合器808之间的互感。
归因于完整的串联调谐，跨C1的电压也等于VkA。另外，由于当被耦合到耦合器802时的车辆耦合器406的反映负载为RL，所以等效基座线圈(耦合器802)阻抗可以由下面的等式3给出：
等式3：ZLD＝jωLD1+RL
其中LD1是耦合器802的电感，并且RL是按欧姆(Ω)的车辆耦合器406的等效电阻。
如果假定耦合器802的阻抗的量值等于并联调谐电容器C1的阻抗的量值，并且每个都大于耦合的车辆耦合器的等效阻抗的3倍(例如，ωLD＝1/(ωC1)>3RL)，那么基座耦合器电流I基座可以被考虑为与VkA基本上同相并且因此与主干电流I主干相同，正如根据等式4和等式5在下面所示出的：
等式4：I基座＝VkA/ZLD＝VkA/(jωLD+RL)≈VkA/(jωLD)
等式5：I基座＝(MkA/LD)IA sin(ωt+θA)
图9A、图9B、图9C、图9D、图9E、图9F和图9G图示了根据示例性实施方式的当车辆耦合器920沿着BAN 500移动时图5的BAN 500的操作。图9A-图9G中的每个可以描述用于基于车辆耦合器920相对于BAN 500的位置来驱动第一、第二和第三耦合器502/504/506的驱动方案。如先前关于图6所描述的，在一些实施方式中，第一和第二耦合器502/504可以由与第三耦合器506相同的BAN控制器来控制。如先前关于图7所描述的，在一些其他实施方式中，第一和第二耦合器502/504可以由与第三耦合器506不同的BAN控制器来控制。关于图9A-图9G，(多个)BAN控制器可以在特定时间或对于接收耦合器的特定位置反转激励第三耦合器506的电流的极性。然而，本申请还替代地考虑到反转激励第一和第二耦合器502/504的电流的极性。因此，在最宽泛的上下文中，极性的任何反转本质上是关于第三耦合器506的电流极性反转第一和第二耦合器502/504的极性，或反之亦然。在一些实施方式中，在极性反转将发生时将最少量的功率递送到接收耦合器(或具有与接收耦合器的最低耦合水平)的(多个)耦合器可以使它们的极性被反转。尽管不必然总是这种情况，但是在期望的极性反转时递送最少量功率的耦合器一般将是位于距接收耦合器最远距离处的耦合器。另外，尽管在图9A-图9G中由箭头示出了示例性的极性，但是第一和第二耦合器502/504中的电流的极性关于第三耦合器506中的电流的极性之间的关系是最为决定性的。因此，图9A-图9G中的箭头的方向可以从所示出的那些被反转。
图9A示出了处于第一位置的车辆耦合器920，其中车辆耦合器920位于第一耦合器502上方，但是不在第二或第三耦合器上方。这一所图示的第一位置可以图示车辆耦合器920的进入位置，并且可以对应于BAN 500的“进入模式”。当车辆耦合器920处于第一位置时，彼此串联反相连接的第一和第二耦合器502/504可以利用如由箭头所示出的具有第一极性的第一AC电流来激励。第三耦合器506可以不被激励。
图9B示出了处于第二位置的车辆耦合器920，其中车辆耦合器920已经前进并且位于第一和第三耦合器502/506上方。这一第二位置可以图示在BAN 500的“横越模式”期间车辆耦合器920的多个不同位置中的一个位置。当车辆耦合器920处于第二位置时，第一和第二耦合器502/504可以利用或保持利用如由箭头所示出的具有第一极性的第一AC电流来激励。第三耦合器506也可以利用如由箭头所示出的具有第一极性的AC电流来激励。因此，在第二位置，第一耦合器502中循环的电流可以在与第三耦合器506中循环的电流相同的方向上循环。以这种方式，由第一和第三耦合器502/506中的每个耦合器中循环的电流生成的水平磁通量(例如，在图9B的页面的平面中流动的磁通量)对于在第二位置处的车辆耦合器920可以是加性的(例如，当基本上在第二位置时，通量在任何特定时间可以具有基本上相同的极性)。
图9C示出了处于第三位置的车辆耦合器920，其中车辆耦合器920已经前进并且位于第一和第三耦合器502/506上方。这一第三位置可以图示在BAN 500的“横越模式”期间车辆耦合器920的多个不同位置中的另一位置。当车辆耦合器920处于第三位置时，第一和第二耦合器502/504可以利用或保持利用如由箭头所示出的具有第一极性的第一AC电流来激励。第三耦合器506可以从利用具有第一极性的AC电流来激励切换到利用如由箭头所示出的具有与第一极性相反的第二极性的AC电流来激励。因此，在第三位置，第一耦合器502中循环的电流可以在与第三耦合器506中循环的电流相反的方向上循环，而使得由位于在第三位置的车辆耦合器920下方的第一和第三耦合器502/506的部分中流动的电流生成的水平磁通量对于在第三位置处的车辆耦合器920是加性的。
图9D示出了处于第四位置的车辆耦合器920，其中车辆耦合器920已经前进并且位于第一和第二耦合器502/504的上方并且不在第三耦合器506上方。这一第四位置可以图示在BAN 500的“横越模式”期间车辆耦合器920的多个不同位置中的另一位置。当车辆耦合器920处于第四位置时，第一和第二耦合器502/504可以利用或保持利用如由箭头所示出的具有第一极性的第一AC电流来激励。第三耦合器506可以关断。因此，在第四位置，如在图9A的第一位置的，由位于在第四位置的车辆耦合器920下方的第一和第二耦合器502/504的部分中流动的电流生成的水平磁通量对于在第四位置处的车辆耦合器920是加性的。
图9E示出了处于第五位置的车辆耦合器920，其中车辆耦合器920已经前进并且位于第二和第三耦合器504/506上方。这一第五位置可以图示在BAN 500的“横越模式”期间车辆耦合器920的多个不同位置中的另一位置。当车辆耦合器920处于第五位置时，第一和第二耦合器502/504可以利用或保持利用如由箭头所示出的具有第一极性的第一AC电流来激励。第三耦合器506也可以利用如由箭头所示出的具有第一极性的AC电流来激励。因此，在第五位置，第二耦合器504中循环的电流可以在与第三耦合器506中循环的电流相反的方向上循环。以这种方式，由位于车辆耦合器920下方的第二和第三耦合器504/506中的每个耦合器的部分中循环的电流生成的水平磁通量对于在第五位置处的车辆耦合器920是加性的。
图9F示出了处于第六位置的车辆耦合器920，其中车辆耦合器920已经前进并且位于第二和第三耦合器504/506上方。这一第六位置可以图示在BAN 500的“横越模式”期间车辆耦合器920的多个不同位置中的另一位置。当车辆耦合器920处于第六位置时，第一和第二耦合器502/504可以利用或保持利用如由箭头所示出的具有第一极性的第一AC电流来激励。第三耦合器506也可以利用如由箭头所示出的具有第二极性的AC电流来激励。因此，在第六位置，第二耦合器504中循环的电流可以在与第三耦合器506中循环的电流相同的方向上循环。以这种方式，由位于车辆耦合器920下方的第二和第三耦合器504/506中的每个耦合器的部分中循环的电流生成的水平磁通量对于在第六位置处的车辆耦合器920是加性的。
图9G示出了处于第七位置的车辆耦合器920，其中车辆耦合器920已经前进并且位于第二耦合器504上方且不在第三耦合器506上方。这一第七位置可以图示在BAN 500的“退出模式”期间车辆耦合器920的位置。当车辆耦合器920处于第七位置时，第一和第二耦合器502/504可以利用或保持利用如由箭头所示出的具有第一极性的第一AC电流来激励。第三耦合器506可以不被激励，因为车辆耦合器920在第七位置没有位于第三耦合器506上方。
尽管本申请不如此被限制，但是关于图9A-图9G描述的实施方式考虑到，基于车辆耦合器920关于BAN 500或者BAN 500内的第一、第二和第三耦合器502/504/506中的特定耦合器的位置，对第三耦合器506的驱动电流被开启、关闭或者使它的极性反转。在车辆耦合器920位于BAN 500的第一或第二耦合器502/504中的一个耦合器上方的、第一位置至第七位置中的每个位置处，电流和相位可以持续保持或者可以被激活为相同的极性。
一些实施方式可以利用例如沿着道路一个在另一个之后相继定位的多个BAN(例如，BAN 500)。在这样的实施方式中，在车辆耦合器920位于如图9A中所示出的第一位置(进入位置)的场合，车辆耦合器920可以同时位于第七位置(出口位置)，因为相邻BAN关于耦合器920的行进方向紧接地位于当前BAN之前。类似地，在车辆耦合器920位于如图9G中所示出的第七位置(出口位置)的场合，车辆耦合器920可以同时位于第一位置(进入位置)，因为相邻BAN紧接地位于当前BAN之后。在这样的实施方式中，在前的相邻BAN(未示出)的第一和第二耦合器可以利用具有第一极性的第一电流来驱动，以使得由相邻BAN的第一或第二耦合器的部分中循环的电流生成的水平磁通量可以分别与由当前BAN的第二或第一耦合器的部分中循环的电流生成的磁通量是加性的。由于这一原因，在这样的实施方式中，相邻BAN或相邻BAN中的BAN控制器可以被配置为彼此通信，以便针对车辆耦合器920可能至少部分地位于其上方的特定BAN来更高效地控制耦合器502/504/506中的特定耦合器的驱动。
图10是图表1000，其示出了针对如先前关于图5所描述的第一和第二耦合器502/504和/或针对第三耦合器506的、所传送的功率与车辆耦合器的位置。图10示出了三条功率曲线：第一功率曲线1002、第二功率曲线1004、以及第三功率曲线1006。第一功率曲线1002示出了由第一和第二耦合器502/504在串联反相连接时向车辆耦合器传送的功率(在y方向上)与车辆耦合器关于BAN 500最靠近第一耦合器502的边缘的偏移。如所示出的，第一功率曲线1002在该偏移的两个边缘处基本上为零，包括两个局部最大值1002a/1002b、绝对最大值1002c、以及在两个局部最大值1002a/1002b中的每个与绝对最大值1002c之间的两个零点1002d/1002e。两个局部最大值1002a/1002b处的车辆耦合器的位置可以分别基本上对应于图9A和图9G中所示出的车辆耦合器920的第一位置和第七位置。绝对最大值1002c处的车辆耦合器的位置可以基本上对应于图9D中所示出的车辆耦合器920的第四位置。两个零点1002d/102e处的车辆耦合器的位置可以分别对应于图9B和图9C中所示出的第二位置与第三位置之间的中间的位置、以及图9E和图9F中所示出的第五位置与第六位置之间的中间的位置。
第二功率曲线1004示出了由第三耦合器506传送的功率(在y方向上)与车辆耦合器的偏移。如所示出的，第二功率曲线1004在该偏移的两个边缘处基本上为零，包括两个局部最大值1004a/1004b、以及在两个局部最大值1004a/1004b之间的零点1004c。曲线1004的局部最大值1004a/1004b可以发生在与曲线1002的零点1002d/1002e基本上相同的偏移处，并且可以对应于图9B和图9C中所示出的第二位置与第三位置之间的中间的车辆耦合器的位置、以及图9E和图9F中所示出的第五位置与第六位置之间的中间的车辆耦合器的位置。
第三功率曲线1006示出了由第一、第二和第三耦合器502/504/506传送的功率与车辆耦合器的偏移。第三功率曲线1006可以简单地是第一和第二功率曲线1002/1004之和。当第三耦合器506在与第一和第二耦合器502/504相同的时间被驱动时，可以基本上消除在曲线1002的局部最大值1002a/1002b与绝对最大值1002c之间的零点1002d/1002e，并且相比于仅驱动第一和第二耦合器502/504时(曲线1002)，在基本上每个偏移位置处更多功率可以被传送给车辆耦合器。
图11A和图11B可以描述一种实施方式，其中用于第一和第二耦合器502/504的驱动电流的极性以及用于第三耦合器506的驱动电流的极性可以基于车辆耦合器920的位置、和/或基于从一个或多个AC功率主干传送到第一和第二耦合器502/504和/或传送到第三耦合器506的功率的量而交替地被切换/反转。这可能与先前关于图9A-图9G描述的实施方式形成对照，其中只要车辆耦合器位于BAN 500的至少一部分上方(例如，在第一或第二耦合器502/504的至少一部分上方)，第一和第二耦合器502/504就利用相同相位电流被驱动，并且其中第三耦合器506的驱动电流的相位/极性可以基于车辆耦合器的地点被切换为ON/OFF或反转。
图11A是描绘了根据一种示例性实施方式的用于无线地传送功率的方法的流程图1100。本文中参考如先前关于图5-图8所描述的无线功率传送BAN以及图10的功率传送图表1000来描述流程图1100。驱动电流极性和相关联的示例性车辆耦合器位置可以关于图12A-图12G来描述。在一种实施方式中，流程图1100中的框中的一个或多个框可以由控制器来执行，例如，BAN控制器650a或750a/750b，并且在一些实施方式中是如先前分别关于图6或图7所描述的功率流控制器610a或710a/710b。尽管本文中参考特定顺序描述了流程图1100，但是在各种实施方式中，本文中的框可以按不同的顺序被执行、或被省略，并且可以添加附加框。在一些实施方式中，流程图1100可以在车辆(例如，图4的车辆405)沿着使无线功率传送***400被安装在其中的道路411行进时应用。为了图11A/图11B的目的，对“DD耦合器”的参考可以对应于串联反相连接的第一和第二耦合器502/504，而对“Q耦合器”的参考可以对应于如先前关于图5所描述的第三耦合器506。
流程图1100可以起始于“开始”框1102。流程图1100然后可以前进到框1104，在框1104处，车辆检测被开启。车辆检测可以基于以下来执行：感测从BAN的一个或多个耦合器传送的功率的量、跨BAN中的一个或多个耦合器或在其中感应的电压或电流、与另一BAN或BAN控制器的通信、或者通过其可以可靠地检测到BAN附近的车辆耦合器的存在的任何其他方法。一般在此时，没有车辆耦合器位于第一、第二或第三耦合器502/504/506中的任何一个上方。
流程图1100然后可以前进到框1106，在框1106处，控制器(例如，BAN控制器650a或750a/750b，并且在一些实施方式中是功率流控制器610a或710a/710b)可以等待检测到车辆耦合器或者等待检测到被传达给当前BAN控制器650a/750a/750b的相邻BAN的“退出模式”的指示。例如，如果紧接在前的且相邻的BAN处于车辆耦合器正移动离开相邻的BAN的“退出模式”，则相邻的BAN或者一个或多个相关联的BAN控制器可以将这种状态的指示传达给当前BAN控制器650a/750a/750b。包括框1104和1106的流程图1100的部分可以包括当前BAN控制器650a/750a/750b的“检测模式”。
一旦接收到“退出模式”指示或检测到车辆耦合器1220的存在，则流程图1100可以转变到“进入模式”，其可以包括框1108、1110、1112和1114。“进入模式”可以对应于图12A中关于第一耦合器502、第二耦合器504和第三耦合器506所示出的第一车辆耦合器1220位置。在框1108处，BAN控制器650a/750a/750b可以将DD主干(例如，图7中的主干430a)设置为“同相”，将Q主干(例如，主干430b)设置为“反相”，启用DD耦合器502/504并且停用Q耦合器506。例如，BAN控制器650a/750a/750b可以设置或调节多个开关，以使得第一和第二耦合器502/504利用具有基本上如图12A中所示出的极性的驱动电流来驱动，其中第三耦合器506尚未被驱动。
流程图1100然后可以前进到框1110，在框1110处，BAN控制器650a/750a/750b可以等待DD耦合器(即，第一和第二耦合器502/504)的功率传送电平达到预定门限。例如，如图10的功率传送图表1000所示出的，这样的预定门限可以是小于第一功率曲线1002的“进入”时段中所示出的第一局部最大值的任何功率传送电平。图12A和图12B中所示出的那些车辆耦合器1220位置之间的任何车辆耦合器1220位置可以对应于这样的功率传送电平门限。
一旦BAN控制器650a/750a/750b检测到或者确定预定门限已经达到或被超过，流程图1100可以前进到框1112，在框1112处，Q主干430b相位被切换或设置为“同相”。例如，BAN控制器650a/750b中的一个或多个开关可以被调节或设置，以使得第三耦合器506(即，Q耦合器)的驱动电流在被激活时将会在与第一耦合器502中循环的电流相同的方向上(“同相”)在第三耦合器506中循环。第三耦合器506此时仍然没有被驱动。
流程图1100然后可以前进到框1114，在框1114处，BAN控制器650a/750a可以等待检测到DD耦合器中(即，第一和第二耦合器502/504中)的峰值功率传送。对应于这一峰值功率传传送的车辆耦合器1220的位置可以是如图12B中所示出的耦合器1220的第二位置。一经这种检测，流程图1100可以前进到框“A”，并且如图11B中所示出的继续，图11B是图11A的流程图1100的继续。
如图11B中所示出的，一经转变到框“A”，流程图1100可以从“进入模式”转变到“横越模式”，其可以包括框1116、1118、1120、1122、1124、1126、1128和1130。在框1116处，BAN控制器650a/750b可以启用Q耦合器(即，如由图12B中的箭头所示出的，向第三耦合器506驱动“同相”电流)。流程图1100可以前进到框1118。应当注意，当耦合器1220从图12B中所示出的第二位置移动到将在图12C中示出的第三位置时，耦合器1220位于第一耦合器502的一部分和第三耦合器506的一部分上方。这些部分彼此相邻并且驱动电流可以在相同方向上在每个部分中循环(例如，具有相同的极性)，而使得当耦合器1220从第二位置移动到第三位置时，来自第一耦合器502的那部分的水平磁通量具有与来自第三耦合器506的该部分的水平磁通量相同的极性(例如，与其是加性的)。
在框1118处，BAN控制器650a/750a可以等待DD耦合器(即，第一和第二耦合器502/504)的功率传送电平基本上达到零。这样的条件可以对应于图10的功率曲线1002中的第一零点，并且可以对应于图12C中所示出的第三车辆耦合器1220位置，其中耦合器1220位于第三耦合器506的最左部分的上方基本上居中。一经检测到这样的条件，流程图1100可以前进到框1120，在框1120处，BAN控制器650a/750a可以将DD主干设置为“异相”。例如，BAN控制器650a/750a可以设置或调节一个或多个开关，以使得与图12B相比较，驱动电流在与开关之前相反的方向上或以与开关之前相反的极性循环通过第一和第二耦合器502/504(如由图12C中的箭头所示出)。当耦合器1220从图12C中所示出的第三位置移动到将在图12D中示出的第四位置时，耦合器1220位于第三耦合器506的该部分和第一耦合器502的另一部分上方。这些部分也彼此相邻并且驱动电流可以在相同方向上在每个部分中循环(例如，具有相同的极性)，而使得当耦合器1220从第三位置移动到第四位置时，来自第一耦合器502的那个另一部分的水平磁通量具有与来自第三耦合器506的该部分的水平磁通量相同的极性(例如，与其是加性的)。
在框1122处，BAN控制器650a/750b可以等待Q耦合器(即，第三耦合器506)的功率传送电平基本上达到零。这种条件可以对应于图12D中所示出的第四车辆耦合器1220位置。应当注意，如图10中所示出的，这一位置也是对于第一和第二耦合器502/504的峰值功率传送位置，因为车辆耦合器1220现在位于第一和第二耦合器502/504上方居中。一经检测到这样的条件，流程图1100可以前进到框1124，在框1124处，BAN控制器650a/750b将Q主干430b设置为“反相”。例如，BAN控制器650a/750b可以设置或调节一个或多个开关，以使得与图12C相比较，第三耦合器506中的驱动电流在与开关之前相反的方向上或以与开关之前相反的极性循环(如由图12D中的箭头所示出)。在第四位置处，耦合器1220位于第一耦合器502的另一部分和第二耦合器504的一部分上方。这些部分彼此相邻并且驱动电流可以在相同方向上在每个部分中循环，而使得来自第一耦合器502的那个另一部分的水平磁通量具有与来自第二耦合器504的该部分的水平磁通量相同的极性(例如，与其是加性的)。
此外，当耦合器1220从图12D中所示出的第四位置移动到将在图12E中示出的第五位置时，耦合器1220位于第二耦合器504的该部分和第三耦合器506的另一部分上方。这些部分彼此相邻并且驱动电流可以在相同方向上在每个部分中循环(例如，具有相同的极性)，而使得当耦合器1220从第四位置移动到第五位置时，来自第二耦合器504的那个部分的水平磁通量具有与来自第三耦合器506的该另一部分的水平磁通量相同的极性(例如，与其是加性的)。
在框1126处，BAN控制器650a/750a可以等待DD耦合器(即，第一和第二耦合器502/504)的功率传送电平基本上达到零。这样的条件可以对应于图12E中所示出的第五车辆耦合器1220位置。一经检测到这样的条件，流程图1100可以前进到框1128，在框1128处，BAN控制器650a/750a将DD主干设置为“同相”。例如，BAN控制器650a/750a可以设置或调节一个或多个开关，以使得与图12D相比较，第一和第二耦合器502/504中的驱动电流在与开关之前相反的方向上或以与开关之前相反的极性循环(如由图12E中的箭头所示出)。当耦合器1220从图12E中所示出的第五位置移动到将在图12F中示出的第六位置时，耦合器1220位于第三耦合器506的该另一部分和第二耦合器504的另一部分上方。这些部分彼此相邻并且驱动电流可以在相同方向上在每个部分中循环(例如，具有相同的极性)，而使得当耦合器1220从第五位置移动到第六位置时，来自第三耦合器506的另一部分的水平磁通量具有与来自第二耦合器504的该另一部分的水平磁通量相同的极性(例如，与其是加性的)。
在框1130处，BAN控制器650a/750a可以等待检测到DD耦合器(即，第一和第二耦合器502/504)的峰值功率传送电平。这样的条件可以对应于在横越时段的最右侧处的功率曲线1002的第二局部最大值并且对应于图12F中所示出的第六车辆耦合器1220位置。一经检测到这样的条件，流程图1100可以从“横越模式”转变到“退出模式”中并且可以前进到框1132，在框1132处，BAN控制器650a/750b可以停用Q耦合器(即，终止对第三耦合器506的驱动电流)，如图12F中通过在第三耦合器506中缺少箭头所示出。
流程图1100然后可以前进到框1134，在框1134处，BAN控制器650a/750a可以等待DD耦合器(即，第一和第二耦合器502/504)的功率传送电平落到低于如先前关于图11A的框1110所描述的预定门限。这样的条件可以对应于图12G中所示出的第七车辆耦合器1220位置。然而，车辆耦合器1220位于图12F的第六位置右边的任何位置可以是适当的。在这样的条件下，BAN控制器650a/750a可以停用对DD耦合器(即，第一和第二耦合器502/504)的驱动电流，如图12G中的第一或第二耦合器502/504中的任一个中缺少箭头所示出。流程图1100然后可以前进到框“B”，其引导回到“检测模式”中的图11A的框1104。在此时，车辆耦合器1220可能不再在第一、第二或第三耦合器502/504/506中的任何一个上方。尽管上面的实施方式在流程图1100和图12A-图12G中示出了特定极性，但是这些极性中的每个极性可以从上面描述的那些极性反转而实现相同的结果。在这种实施方式中，每个“同相”可以由“反相”代替，并且反之亦然。
在又一些其他实施方式中，第一和第二耦合器502/504可以与第三耦合器506相互排他地被驱动(例如，第一和第二耦合器502/504不在与第三耦合器506相同的时间被驱动)。在这种实施方式中，当车辆耦合器基本上位于第一和/或第二耦合器502/504上方时，串联反相连接的第一和第二耦合器502/504可以被驱动，并且当车辆耦合器基本上位于第三耦合器506上方时，第三耦合器506可以被驱动。例如，关于图12A-图12G，当耦合器1220位于如先前分别关于图12A、图12B、图12D和图12F所描述的第一、第二、第四和第六位置中的任何一个位置时，第一和第二耦合器502/504可以被驱动。相反地，当耦合器1220位于如先前分别关于图12C和图12E所描述的第三或第五位置中的任何一个位置时，第三耦合器506可以被驱动。由于在这种实施方式中第一和第二耦合器502/504不在与第三耦合器506相同的时间被驱动，所以第一和第二耦合器502/504被驱动的极性与第三耦合器506被驱动的极性之间的关系不像其他先前描述的实施方式那样相关。
在利用双AC功率主干设置的又其他的实施方式中，第一AC功率主干可以提供用于驱动第一和第二耦合器502/504的功率，并且第二AC功率主干可以提供用于驱动第三耦合器506的功率。在这样的实施方式中，第二AC功率主干可以按与第一AC功率主干大约90°的相位偏移被驱动。在这样的实施方式中，第一和第二串联反相连接的耦合器502/504和第三耦合器506可以如先前关于图9A-图9G所描述的那样、或者替换地如先前关于图11和图12A-图12G所描述的那样被驱动，当然除了第一AC功率主干和第二AC功率主干(并且因此用于相应耦合器的驱动电流)彼此被偏移90°。
图13是描绘了根据一种示例性实施方式的用于向接收耦合器无线地传送功率的方法的流程图1300。本文中参考如先前关于图5-图8、图9A-图9G和图12A-图12G所描述的BAN和BAN控制器来描述流程图1300的方法。在一种实施方式中，流程图1300中的框中的一个或多个框可以由控制器来执行，诸如，例如先前关于图6和图7描述的BAN控制器650a/750a/750b和/或功率流控制器610a/710a/710b之一。尽管本文中参考特定顺序描述了流程图1300的方法，但是在各种实施方式中，本文中的框可以按不同的顺序被执行、或被省略，并且可以添加附加框。在一些实施方式中，流程图1300可以在车辆(例如，图4的车辆405)沿着使无线功率传送***400被安装在其中的道路413行进时应用。
流程图1300可以开始于框1302，其包括从至少一个功率供应接收功率。例如，如先前关于图6所描述的，BAN控制器650a可以经由耦合器608a从AC功率主干430无线地接收功率。如先前关于图7所描述的，BAN控制器750a和750b可以分别从AC功率主干430a和430b无线地接收功率。
流程图1300然后可以前进到框1304，其包括在第一充电模式中向第一耦合器并且向连接到第一耦合器的第二耦合器提供第一电流。例如，如图6和图7中所示出的，BAN控制器650a/750a可以在第一充电模式中向第一耦合器502并且向第二耦合器504提供第一电流。
流程图1300然后可以前进到框1306，其包括在第二充电模式中向第一和第二耦合器提供第一电流并且向与第一耦合器和第二耦合器交叠的第三耦合器提供第二电流。例如，如图6和图7中所示出的，BAN控制器650a/750a可以在第一充电模式中向第一耦合器502并且向第二耦合器504提供第一电流。另外，BAN控制器650a可以在第二充电模式中向与第一耦合器502和第二耦合器504交叠的第三耦合器506提供第二电流(参见图5)。在一些实施方式中，第一耦合器502的第一部分被设置为与第二耦合器504的第二部分相邻，并且由通过第一耦合器502的第一部分的第一电流生成的磁通量与由通过第二耦合器504的第二部分的第一电流生成的磁通量是相长地加性的。
上面描述的方法的各种操作可以通过能够执行这些操作的任何适合的部件来执行，诸如各种硬件和/或(多个)软件组件、电路、和/或(多个)模块。一般性地，附图中所图示的任何操作可以由能够执行这些操作的对应的功能部件来执行。
信息和信号可以使用各种不同的工艺和技术中的任何一种来表示。例如，贯穿上文描述可能被参考的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片可以通过电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或它们的任何组合来表示。
关于本文中公开的一些实施方式所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实施为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，上文已经一般性地按照它们的功能描述了各种说明性组件、块、模块、电路和步骤。这种功能被实施为硬件还是软件取决于特定应用和施加于整个***的设计约束。所描述的功能可以针对每个特定应用以不同的方式来实施，但是这种实施方式决定不应当被解释为引起从实施方式的范围的偏离。
关于本文中公开的实施方式所描述的各种说明性块、模块和电路可以利用以下来实施或执行：被设计为执行本文中所描述的功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件组件、或它们的任何组合。通用处理器可以是微处理器，但是在替换性方式中，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器也可以被实施为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器、或任何其他这样的配置。
关于本文中公开的实施方式所描述的方法或算法的步骤和功能可以直接被具体化在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在两者的组合中。如果被实施在软件中，则功能可以作为一个或多个指令或代码存储在有形的非瞬态计算机可读介质上或通过其传输。软件模块可以驻留在随机访问存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可移除盘、CD ROM、或者本领域中已知的任何其他形式的存储介质中。存储介质耦合到处理器，以使得处理器可以从存储介质读取信息并且向存储介质写入信息。在替换性方式中，存储介质可以与处理器形成整体。本文中使用的盘和碟包括紧致碟(CD)、激光碟、光碟、数字多功能碟(DVD)、软盘和蓝光碟，其中盘通常磁性地再现数据，而碟利用激光光学地再现数据。上述的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围内。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在替换性方式中，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。
为了概述本公开的目的，本文中已经描述了某些方面、优点和新颖特征。将理解，不是必然所有这样的优点都可以根据任何特定实施方式被实现。因此，一个或多个实施方式实现或优化了本文中教导的一个优点或一组优点，而不是必然实现本文中可能教导或建议的其他优点。
上文描述的实施方式的各种修改将容易是明显的，并且本文中定义的一般原理可以应用于其他实施方式而不偏离本申请的精神或范围。因此，本申请不意图限于本文中所示出的实施方式，而是符合于与本文中公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。

Claims (30)

1.一种用于向接收耦合器无线地传送功率的装置，所述装置包括：
第一耦合器，连接到第二耦合器；
第三耦合器，与所述第一耦合器和所述第二耦合器交叠；以及
控制器，被配置为：
从至少一个功率供应接收功率，
在第一充电模式中向所述第一耦合器和所述第二耦合器提供第一电流，其中由通过所述第一耦合器的第一部分的所述第一电流生成的磁通量与由通过所述第二耦合器的第二部分的所述第一电流生成的磁通量是相长地加性的，以及
在第二充电模式中向所述第一耦合器和所述第二耦合器提供所述第一电流并且向所述第三耦合器提供第二电流。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第三耦合器对称地定位在所述第一耦合器和所述第二耦合器中的每个耦合器上方。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器进一步被配置为：当所述接收耦合器位于所述第二耦合器和所述第三耦合器上方时，在所述第二充电模式中提供具有第一极性的所述第二电流。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器进一步被配置为：当所述接收耦合器位于所述第一耦合器和所述第三耦合器上方时，在所述第二充电模式中提供具有第二极性的所述第二电流。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器进一步被配置为：基于所述接收耦合器的位置，在所述第二充电模式中交替地反转向所述第一耦合器和所述第二耦合器提供的所述第一电流的极性以及向所述第三耦合器提供的所述第二电流的极性。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述控制器进一步被配置为：基于由所述第一耦合器和所述第二耦合器传送的功率的电平或者由所述第三耦合器传送的功率的电平来确定所述位置。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述至少一个功率供应包括第一功率主干和第二功率主干，所述控制器进一步被配置为：
从所述第一功率主干接收所述功率的至少第一部分用于向所述第一耦合器和所述第二耦合器提供所述第一电流，以及
从所述第二功率主干接收所述功率的至少第二部分用于向所述第三耦合器提供所述第二电流。
8.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器进一步被配置为提供关于所述第二电流90°异相的所述第一电流。
9.一种用于向接收耦合器无线地传送功率的方法，所述方法包括：
从至少一个功率供应接收功率，
在第一充电模式中向第一耦合器并且向连接到所述第一耦合器的第二耦合器提供第一电流，以及
在第二充电模式中向所述第一耦合器和所述第二耦合器提供所述第一电流并且向与所述第一耦合器和所述第二耦合器交叠的第三耦合器提供第二电流，
其中由通过所述第一耦合器的第一部分的所述第一电流生成的磁通量与由通过所述第二耦合器的第二部分的所述第一电流生成的磁通量是相长地加性的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第三耦合器对称地定位在所述第一耦合器和所述第二耦合器中的每个耦合器上方。
11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：当所述接收耦合器位于所述第二耦合器和所述第三耦合器上方时，在所述第二充电模式中提供具有第一极性的所述第二电流。
12.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：当所述接收耦合器位于所述第一耦合器和所述第三耦合器上方时，在所述第二充电模式中提供具有第二极性的所述第二电流。
13.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：基于所述接收耦合器的位置，在所述第二充电模式中交替地反转向所述第一耦合器和所述第二耦合器提供的所述第一电流的极性以及向所述第三耦合器提供的所述第二电流的极性。
14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：基于由所述第一耦合器和所述第二耦合器传送的功率的电平或者由所述第三耦合器传送的功率的电平来确定所述位置。
15.根据权利要求9所述的方法，其中从至少一个功率供应接收功率包括：
从第一功率主干接收所述功率的至少第一部分用于向所述第一耦合器和所述第二耦合器提供所述第一电流，以及
从第二功率主干接收所述功率的至少第二部分用于向所述第三耦合器提供所述第二电流。
16.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一电流关于所述第二电流90°异相。
17.一种包括代码的非瞬态计算机可读介质，所述代码在被执行时使得装置：
从至少一个功率供应接收功率，
在第一充电模式中向第一耦合器并且向连接到所述第一耦合器的第二耦合器提供第一电流，以及
在第二充电模式中向所述第一耦合器和所述第二耦合器提供所述第一电流并且向与所述第一耦合器和所述第二耦合器交叠的第三耦合器提供第二电流，
其中由通过所述第一耦合器的第一部分的所述第一电流生成的磁通量与由通过所述第二耦合器的第二部分的所述第一电流生成的磁通量是相长地加性的。
18.根据权利要求17所述的介质，其中所述第三耦合器对称地定位在所述第一耦合器和所述第二耦合器中的每个耦合器上方。
19.根据权利要求17所述的介质，其中所述代码在被执行时进一步使得所述装置：当所述接收耦合器位于所述第二耦合器和所述第三耦合器上方时，在所述第二充电模式中提供具有第一极性的所述第二电流。
20.根据权利要求17所述的介质，其中所述代码在被执行时进一步使得所述装置：当所述接收耦合器位于所述第一耦合器和所述第三耦合器上方时，在所述第二充电模式中提供具有第二极性的所述第二电流。
21.根据权利要求17所述的介质，其中所述代码在被执行时进一步使得所述装置：基于所述接收耦合器的位置，在所述第二充电模式中交替地反转向所述第一耦合器和所述第二耦合器提供的所述第一电流的极性以及向所述第三耦合器提供的所述第二电流的极性。
22.根据权利要求21所述的介质，其中所述代码在被执行时进一步使得所述装置：基于由所述第一耦合器和所述第二耦合器传送的功率的电平或者由所述第三耦合器传送的功率的电平来确定所述位置。
23.根据权利要求17所述的介质，其中从至少一个功率供应接收功率包括：
从第一功率主干接收所述功率的至少第一部分用于向所述第一耦合器和所述第二耦合器提供所述第一电流，以及
从第二功率主干接收所述功率的至少第二部分用于向所述第三耦合器提供所述第二电流。
24.根据权利要求17所述的介质，其中所述第一电流关于所述第二电流90°异相。
25.一种用于向接收耦合器无线地传送功率的装置，所述装置包括：
用于向接收耦合器无线地耦合功率的第一部件；
用于向所述接收耦合器无线地耦合功率的第二部件，所述第二部件连接到所述第一部件；
用于向所述接收耦合器无线地耦合功率的第三部件，所述第三部件与所述第一部件和所述第二部件交叠；以及
用于在第一充电模式中向所述第一部件和所述第二部件提供第一电流的部件，其中由通过所述第一部件的第一部分的所述第一电流生成的磁通量与由通过所述第二部件的第二部分的所述第一电流生成的磁通量是相长地加性的，以及
用于在第二充电模式中向所述第一部件和所述第二部件提供所述第一电流并且用于向所述第三部件提供第二电流的部件。
26.根据权利要求25所述的装置，其中所述第三部件对称地定位在所述第一部件和所述第二部件中的每个部件上方。
27.根据权利要求25所述的装置，其中当所述接收耦合器位于所述第二部件和所述第三部件上方时，所述第二电流在所述第二充电模式中具有第一极性。
28.根据权利要求25所述的装置，其中当所述接收耦合器位于所述第一部件和所述第三部件上方时，所述第二电流在所述第二充电模式中具有第二极性。
29.根据权利要求25所述的装置，进一步包括：用于基于所述接收耦合器的位置而在所述第二充电模式中交替地反转向所述第一部件和所述第二部件提供的所述第一电流的极性以及向所述第三部件提供的所述第二电流的极性的部件。
30.根据权利要求29所述的装置，进一步包括：用于基于由所述第一部件和所述第二部件传送的功率的电平或者由所述第三部件传送的功率的电平来确定所述位置的部件。
CN201580071350.XA 2014-12-29 2015-12-03 用于多线圈双主干动态感应功率传送的***和方法 Active CN107107778B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/584,667 2014-12-29
US14/584,667 US9698608B2 (en) 2014-12-29 2014-12-29 System and method for multi-coil dual backbone dynamic inductive power transfer
PCT/US2015/063767 WO2016109113A1 (en) 2014-12-29 2015-12-03 System and method for multi-coil dual backbone dynamic inductive power transfer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107107778A true CN107107778A (zh) 2017-08-29
CN107107778B CN107107778B (zh) 2019-12-31

Family

ID=54884427

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580071350.XA Active CN107107778B (zh) 2014-12-29 2015-12-03 用于多线圈双主干动态感应功率传送的***和方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9698608B2 (zh)
EP (1) EP3212456B1 (zh)
JP (1) JP6325752B2 (zh)
CN (1) CN107107778B (zh)
WO (1) WO2016109113A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769397A (zh) * 2017-10-30 2018-03-06 西南交通大学 一种输出电压恒定的三相动态无线电能传输***
CN109624763A (zh) * 2019-01-04 2019-04-16 重庆大学 一种检测线圈及采用该线圈的无线充电导轨

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105359306B (zh) 2013-05-17 2018-09-04 米尔技术股份有限公司 光化辐射和电子束辐射可固化的水基电极粘合剂和包含其的电极
WO2015125276A1 (ja) * 2014-02-21 2015-08-27 富士通株式会社 送電装置
CN106394297A (zh) * 2016-10-28 2017-02-15 武汉大学 非接触式不间断供电***及供电方法
US10293700B2 (en) * 2016-12-22 2019-05-21 Hyundai America Technical Center, Inc Wireless charging system for electric vehicle with adjustable flux angle
US10421368B2 (en) * 2017-04-26 2019-09-24 Witricity Corporation Static power derating for dynamic charging
JP6834877B2 (ja) * 2017-09-20 2021-02-24 トヨタ自動車株式会社 非接触給電システム及び受電側装置
DE102017218066A1 (de) * 2017-10-11 2019-04-11 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Primäreinheit für ein induktives Ladesystem, sowie Verfahren zum Betrieb einer Primäreinheit
KR20220008916A (ko) 2019-05-21 2022-01-21 제네럴 일렉트릭 컴퍼니 다중 1차 코일 및 인접 코일 뮤팅 기능이 있는 무선 전력 전송 장치
GB201915710D0 (en) * 2019-10-30 2019-12-11 Univ Liverpool Network for and method of wireless power transfer
CN111681860B (zh) * 2020-05-17 2024-02-27 上海电机学院 一种磁耦合谐振小车动态无线充电原边发射线圈
US11837884B2 (en) 2020-12-17 2023-12-05 Tennessee Technological University Layered double-D coil for wireless power transfer systems
US11590850B2 (en) 2021-02-02 2023-02-28 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems and methods with dual function coil providing in-vehicle wireless power
FR3124651B1 (fr) * 2021-06-23 2023-07-07 Renault Sas Système d’alimentation d’un véhicule électrique comprenant des bobines dans une route et dans le véhicule, et procédé de commande correspondant.

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB657036A (en) * 1946-03-26 1951-09-12 George Iljitch Babat Overhead and underground traction power supply systems for high-frequency electrified transport with contactless energy transfer
WO2011034393A2 (en) * 2009-09-19 2011-03-24 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Power supply and acquisition apparatus for on-line electric vehicle
US20110184842A1 (en) * 2010-01-28 2011-07-28 Roger D Melen Energy transfer systems and methods for mobile vehicles
US20110198176A1 (en) * 2008-07-04 2011-08-18 Bombardier Transportation Gmbh Transferring Electric Energy to a Vehicle
CN102177044A (zh) * 2008-09-19 2011-09-07 邦巴尔迪尔运输有限公司 产生电磁场以向车辆输送电能
US20120326522A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Noriyuki Fukushima Wireless power feeder, wireless power receiver, and wireless power transmission system
CN103003897A (zh) * 2010-05-19 2013-03-27 奥克兰联合服务有限公司 感应电能传输***的一次轨道拓扑结构
GB2496436A (en) * 2011-11-10 2013-05-15 Bombardier Transp Gmbh Inductively transferring energy to an electric vehicle
JP2013099249A (ja) * 2011-11-02 2013-05-20 Lg Innotek Co Ltd 無線電力送信装置及びその電力転送方法
WO2014042791A1 (en) * 2012-09-11 2014-03-20 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer system coil arrangements and method of operation
US20140318912A1 (en) * 2011-11-04 2014-10-30 Bombardier Transportation Gmbh Providing a Vehicle with Electric Energy Using a Receiving Device Adapted to Receive an Alternating Electromagnetic Field
US20140327391A1 (en) * 2013-05-01 2014-11-06 Qualcomm Incorporated Vehicle charging pad having reduced thickness

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08237890A (ja) 1995-02-28 1996-09-13 Fuji Electric Co Ltd 自動車への非接触式電力供給装置
US7952322B2 (en) 2006-01-31 2011-05-31 Mojo Mobility, Inc. Inductive power source and charging system
GB2463692A (en) 2008-09-19 2010-03-24 Bombardier Transp Gmbh An arrangement for providing a vehicle with electric energy
KR101414779B1 (ko) 2010-10-20 2014-07-03 한국전자통신연구원 무선 전력 전송 장치
US8866575B2 (en) 2011-01-28 2014-10-21 Uses, Inc. AC power conditioning circuit
JP5781882B2 (ja) 2011-09-29 2015-09-24 トヨタ自動車株式会社 送電装置、車両および電力伝送システム
KR101356623B1 (ko) 2011-11-10 2014-02-03 주식회사 스파콘 전력전송코일 및 무선 전력전송장치
JP2013184586A (ja) 2012-03-08 2013-09-19 Nissan Motor Co Ltd 非接触給電装置
KR20140068391A (ko) 2012-11-28 2014-06-09 엘지전자 주식회사 자기장의 자유도를 향상하기 위한 코일의 구조
US10186912B2 (en) * 2013-09-13 2019-01-22 Qualcomm Incorporated Pickup coil design for tight spaces and asymmetrical coupling
WO2016007594A1 (en) * 2014-07-08 2016-01-14 Witricity Corporation Resonators for wireless power transfer systems

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB657036A (en) * 1946-03-26 1951-09-12 George Iljitch Babat Overhead and underground traction power supply systems for high-frequency electrified transport with contactless energy transfer
US20110198176A1 (en) * 2008-07-04 2011-08-18 Bombardier Transportation Gmbh Transferring Electric Energy to a Vehicle
CN102177044A (zh) * 2008-09-19 2011-09-07 邦巴尔迪尔运输有限公司 产生电磁场以向车辆输送电能
WO2011034393A2 (en) * 2009-09-19 2011-03-24 Korea Advanced Institute Of Science And Technology Power supply and acquisition apparatus for on-line electric vehicle
US20110184842A1 (en) * 2010-01-28 2011-07-28 Roger D Melen Energy transfer systems and methods for mobile vehicles
CN103003897A (zh) * 2010-05-19 2013-03-27 奥克兰联合服务有限公司 感应电能传输***的一次轨道拓扑结构
US20120326522A1 (en) * 2011-06-22 2012-12-27 Noriyuki Fukushima Wireless power feeder, wireless power receiver, and wireless power transmission system
JP2013099249A (ja) * 2011-11-02 2013-05-20 Lg Innotek Co Ltd 無線電力送信装置及びその電力転送方法
US20140318912A1 (en) * 2011-11-04 2014-10-30 Bombardier Transportation Gmbh Providing a Vehicle with Electric Energy Using a Receiving Device Adapted to Receive an Alternating Electromagnetic Field
GB2496436A (en) * 2011-11-10 2013-05-15 Bombardier Transp Gmbh Inductively transferring energy to an electric vehicle
WO2014042791A1 (en) * 2012-09-11 2014-03-20 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer system coil arrangements and method of operation
US20140327391A1 (en) * 2013-05-01 2014-11-06 Qualcomm Incorporated Vehicle charging pad having reduced thickness

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107769397A (zh) * 2017-10-30 2018-03-06 西南交通大学 一种输出电压恒定的三相动态无线电能传输***
CN109624763A (zh) * 2019-01-04 2019-04-16 重庆大学 一种检测线圈及采用该线圈的无线充电导轨

Also Published As

Publication number Publication date
EP3212456B1 (en) 2018-05-09
JP2017539197A (ja) 2017-12-28
US20160190815A1 (en) 2016-06-30
WO2016109113A1 (en) 2016-07-07
CN107107778B (zh) 2019-12-31
JP6325752B2 (ja) 2018-05-16
EP3212456A1 (en) 2017-09-06
US9698608B2 (en) 2017-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107107778A (zh) 用于多线圈双主干动态感应功率传送的***和方法
EP3131776B1 (en) Inductive power supply for vehicles comprising a plurality of charging coils which can be operated in different sequences
US9511674B2 (en) Base distribution network for dynamic wireless charging
JP6059202B2 (ja) 逆巻き誘導電源
CN105229896B (zh) 用于双线圈装置的主电力供应调谐网络及其操作方法
EP3131777B1 (en) Inductive power supply for vehicles comprising a plurality of charging coils havuing a shorter pitch than the pick-up coils
US9296304B2 (en) Device for inductively charging at least one electric energy store of an electric vehicle
JP6526798B2 (ja) 動的誘導電力伝達システムにおける無効電力制御のためのシステムおよび方法
CN106794775B (zh) 用于调谐和控制双耦感应功率传输***的方法和设备
JP6691122B2 (ja) ベースアレイネットワーク内結合を低減するためのシステム、方法、および装置
CN113454875A (zh) 感应电力传输耦合器阵列

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20190510

Address after: Massachusetts, USA

Applicant after: Witricity Corp.

Address before: American California

Applicant before: Qualcomm Inc.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant