CN109311405B - 使用车辆控制器开关频率的基座侧车辆标识 - Google Patents

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Abstract

公开了用于向车辆无线地传输能量的技术。根据本公开的用于向车辆无线地传输能量的示例方法包括检测发射器线圈电路上的纹波频率，使得纹波频率与车辆中的开关模式控制器的车辆开关模式控制器频率相关联，以及至少部分基于纹波频率向发射器线圈电路中的线圈提供电流。

Description

使用车辆控制器开关频率的基座侧车辆标识
技术领域
本申请总体上涉及诸如电动车辆的可充电设备的无线充电，并且更具体地涉及使用车辆控制器开关频率的基座侧车辆垫标识的***和方法。
背景技术
已经引入了诸如车辆的可充电***，其包括源自从诸如电池的能量存储设备接收的功率的运动动力。纯电动车辆通常从其他来源接收用于对电池充电的功率。经常建议通过能够在自由空间中传输功率(例如，经由无线场)的某种类型的无线充电***对电池电动车辆充电。一些这样的***可以在车辆位于道路上(运动或静止)时向多个车辆提供无线功率。在一些多车辆充电解决方案中，使用一个中央基本充电控制单元。在这样的***中，中央***控制器可能难以用相关联的有源基座垫(active base pad)来标识车辆。
发明内容
根据本公开的用于向车辆无线地传输能量的示例方法包括检测发射器线圈电路上的纹波频率，使得纹波频率与车辆中的开关模式控制器的车辆开关模式控制器频率相关联，以及至少部分基于纹波频率向发射器线圈电路中的线圈提供电流。
该方法的实现可以包括以下特征中的一个或多个。发射器线圈电路中的线圈可以被配置为生成磁场以经由感应向车辆传输能量。向车辆无线地传输功率可以以***充电频率来执行，并且纹波频率可以对应于车辆开关模式控制器频率与***充电频率之间的拍频(beat frequency)。可以基于纹波频率和***充电频率来确定车辆开关模式控制器频率。可以基于车辆开关模式控制器频率来确定车辆标识。可以向配电控制器提供纹波频率，并且可以从配电控制器接收命令，使得向发射器线圈电路中的线圈提供电流可以基于该命令。可以向第二发射器线圈电路提供车辆开关模式控制器频率，使得第二发射器线圈电路可以被配置为基于车辆开关模式控制器频率向第二线圈提供电流。可以基于纹波频率来确定车辆控制器开关占空比。纹波频率可以与纹波包络相关联，并且向发射器线圈电路中的线圈提供电流基于纹波包络的幅度。
根据本公开的用于向车辆无线地传输能量的装置的示例包括：包括线圈的发射器线圈电路；被可操作地耦合到发射器线圈电路的纹波检测器；被可操作地耦合到发射器线圈电路和纹波检测器的至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为：从纹波检测器接收纹波频率，使得纹波频率与车辆中的开关模式控制器的车辆开关模式控制器频率相关联，以及至少部分基于纹波频率向发射器线圈电路提供电流。
该装置的实现可以包括以下特征中的一个或多个。线圈可以被配置为生成磁场以经由感应向车辆传输能量。纹波检测器可以包括峰值检测器级，峰值检测器级至少包括二极管和电容器的串联连接。纹波检测器可以包括采样和保持级，采样和保持级至少包括电容器、场效应晶体管(FET)和运算放大器。纹波检测器可以包括过零检测器级，过零检测器级至少包括运算放大器比较器电路。发射器线圈电路可以被配置为以***充电频率操作，并且纹波频率可以等于车辆开关模式控制器频率与***充电频率之间的拍频。至少一个处理器可以被配置为基于纹波频率和***充电频率来确定车辆开关模式控制器频率。至少一个处理器可以被配置为基于车辆开关模式控制器频率来确定车辆标识。至少一个处理器可以被配置为向配电控制器提供纹波频率，从配电控制器接收命令，以及至少部分基于该命令向发射器线圈电路提供电流。至少一个处理器可以被配置为基于纹波频率来确定车辆控制器开关占空比。
根据本公开的用于向车辆无线地传输能量的装置的示例包括：用于检测发射器装置上的纹波频率的装置，使得纹波频率与车辆中的开关模式控制器的车辆开关模式控制器频率相关联，以及用于至少部分基于纹波频率向发射器装置提供电流的装置。
根据本公开的包括被配置为引起一个或多个处理器控制无线充电***的处理器可读指令的非暂态处理器可读存储介质的示例包括：用于检测发射器线圈电路上的纹波频率的代码，使得纹波频率与车辆中的开关模式控制器的车辆开关模式控制器频率相关联；以及用于至少部分基于纹波频率向发射器线圈电路中的线圈提供电流的代码。
根据本公开的用于向车辆无线地传输能量的方法的示例包括：在基座垫与车辆之间传输能量，使得基座垫包括基座垫线圈电路并且车辆包括车辆控制器；确定基座垫线圈电路上的纹波包络的幅度，使得纹波包络与车辆控制器开关频率相关联；以及调节基座垫与车辆之间的能量传输，直到纹波包络的幅度为标称值。
根据本公开的用于设置电动车辆中的车辆开关模式控制器的操作频率的方法的示例包括：向充电区域控制站发送当前开关模式控制器频率值，从充电区域控制站接收所请求的开关模式控制器频率值，以及将车辆开关模式控制器的操作频率设置为所请求的开关模式控制器频率值。
该方法的实现可以包括以下特征中的一个或多个。车辆开关模式控制器的操作频率可以是在70kHz到90kHz之间的值。可以基于所请求的开关模式控制器频率值从基座垫接收无线能量传输。电动车辆可以包括前车辆开关模式控制器和后车辆开关模式控制器，并且发送当前开关模式控制器频率值可以包括向充电区域控制站发送当前前开关模式控制器频率值和后开关模式控制器频率值。可以从充电区域控制站接收所请求的前开关模式控制器频率值和所请求的后开关模式控制器频率值，可以将前车辆开关模式控制器的操作频率设置为所请求的前开关模式控制器频率值，并且可以将后车辆开关模式控制器的操作频率设置为所请求的后开关模式控制器频率值，使得所请求的前开关模式控制器频率值和所请求的后开关模式控制器频率值不相等。所请求的前开关模式控制器频率值与所请求的后开关模式控制器频率值之间的频率差可以大于0.5kHz。
根据本公开的用于向车辆无线地传输能量的装置包括：被配置为在基座垫线圈与车辆之间传输能量的基座垫线圈电路，使得车辆包括车辆控制器；被可操作地耦合到基座垫线圈电路的纹波检测器；被可操作地耦合到基座垫线圈电路纹波检测器的至少一个处理器，并且被配置为从纹波检测器接收纹波包络，确定纹波包络的幅度，使得纹波包络与车辆控制器开关频率相关联，以及调节基座垫与车辆之间的能量传输，直到纹波包络的幅度为标称值。
根据本公开的用于设置电动车辆中的车辆开关模式控制器的操作频率的装置包括：存储器；通信模块；被可操作地耦合到存储器、通信模块和车辆开关模式控制器的至少一个处理器，该至少一个处理器被配置为向充电区域控制站发送当前开关模式控制器频率值，从充电区域控制站接收所请求的开关模式控制器频率值，以及将车辆开关模式控制器的操作频率设置为所请求的开关模式控制器频率值。
该装置的实现可以包括以下特征中的一个或多个。车辆开关模式控制器的操作频率可以被设置为在70kHz到90kHz之间的值。至少一个处理器可以被可操作地耦合到前车辆开关模式控制器和后车辆开关模式控制器，并且可以被配置为向充电区域控制器站发送当前前开关模式控制器频率值和后开关模式控制器频率值。至少一个处理器可以被配置为从充电区域控制站接收所请求的前开关模式控制器频率值和所请求的后开关模式控制器频率值，将前车辆开关模式控制器的操作频率设置为所请求的前开关模式控制器频率值，并且将后车辆开关模式控制器的操作频率设置为所请求的后开关模式控制器频率值，使得所请求的前开关模式控制器频率值和所请求的后开关模式控制器频率值不相等。所请求的前开关模式控制器频率值与所请求的后开关模式控制器频率值之间的频率差可以大于0.5kHz。
本文中描述的项目和/或技术可以提供以下能力中的一个或多个，以及未提及的其他能力。电动车辆可以包括一个或多个开关模式控制器，以在充电操作期间对电池执行功率调节。可以以编程方式设置开关模式控制器的开关频率。在利用基座垫进行无线充电期间，车辆开关模式控制器可以在车辆垫谐振电压上产生纹波包络，同时仍然执行功率调节。纹波包络的频率是***操作频率(例如，充电频率)与开关模式控制器频率之间的拍频。纹波包络将引起基座中的谐振电流/电压在相同的纹波频率处具有类似的包络。纹波频率可以由纹波检测器检测并且被提供给配电控制器。在特定基座上检测到的纹波频率可以被用于标识当前位于其上的车辆。配电控制器可以使用纹波频率来预先布置基本阵列网络(BAN)中的充电操作。可以防止BAN中的主干网电源的过载。开关模式控制器的频率可以被用于确定开关占空比。纹波包络的幅度可以被用于确定开关占空比。可以提供其他能力，并且并不是根据本公开的每个实现方式都必须提供所讨论的任何能力，更不用说所有能力。此外，可以通过除了所述方式之外的方式来实现上述效果，并且所提及的项目/技术可能不一定产生所述效果。
附图说明
现在将参考附图结合各种实现描述本技术的上述方面以及其他特征、方面和优点。然而，所示出的实现仅仅是示例，并非旨在进行限制。在整个附图中，除非上下文另有指示，否则类似的符号通常标识类似的部件。注意，下图中的相对尺寸可能未按比例绘制。
图1是示例无线功率传输***的功能框图。
图2是无线功率传输***的另一示例的功能框图。
图3是包括发射或接收线圈的图2的发射电路或接收电路的一部分的示意图。
图4示出了在存在无线功率传输***的情况下具有至少一个车辆线圈的电动车辆的功能框图。
图5示出了具有开关模式控制器和充电基座垫的电动车辆的耦合布置。
图6示出了静态充电解决方案中的示例多车辆无线功率传输***。
图7示出了动态充电解决方案中的示例多车辆无线功率传输***。
图8是基座侧纹波频率检测***的示例的示意图。
图9A是基座侧纹波频率检测的各级的示例图形表示。
图9B是基座侧纹波频率检测的各级的另一示例图形表示。
图10是具有基座侧车辆标识的动态充电***的图。
图11是用于确定开关模式控制器频率的过程的流程图。
图12A是用于设置车辆开关模式控制器的操作频率的过程的流程图。
图12B是用于基于从控制站接收的值来改变车辆开关模式控制器的操作频率的过程的流程图。
图13是向发射器线圈提供电流的过程的流程图。
图14是用于基于车辆控制器开关频率来确定车辆控制器开关占空比的功能的图形表示。
图15是用于基于车辆控制器开关占空比来向基座垫线圈提供电流的过程的流程图。
图16是用于在基座垫与车辆之间传输能量的过程的流程图
图17示出了计算机***的示例的框图。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考了附图，附图形成本公开的一部分。在具体实施方式、附图和权利要求中描述的说明性实现并不表示是限制性的。在不脱离这里呈现的主题的精神或范围的情况下，可以利用其他实现，并且可以进行其他改变。容易理解的是，如本文中总体上描述的并且在附图中示出的本公开的各方面可以以各种不同的配置来布置、替换、组合和设计，所有这些都被明确考虑并且形式本公开的一部分。
无线功率传输可以是指在不使用物理电导体的情况下将与电场、磁场、电磁场等相关联的任何形式的能量从发射器传输到接收器(例如，可以通过自由空间传输功率)。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输。发射器通过发射器和接收器的无线耦合向接收器传输功率。
本文中使用电动车辆来描述远程***，其示例是车辆，该车辆包括作为其运动能力的一部分的、源自可充电能量存储装置(例如，一个或多个可再充电电化学电池或其他类型的电池)的功率。作为非限制性示例，一些电动车辆可以是混合动力电动车辆，其除了电动机之外还包括用于直接运动或者用于对车辆电池充电的传统内燃机。其他电动车辆可以从功率吸取所有运动能力。电动车辆不限于汽车，并且可以包括摩托车、手推车、小型摩托车等。作为示例而非限制，本文中以电动车辆(EV)的形式描述远程***。此外，还可以预期可以至少部分地使用可充电能量存储设备来供电的其他远程***(例如，诸如个人计算设备等电子设备)。
本文中使用的术语仅用于描述特定实现的目的，并不旨在限制本公开。应当理解，如果意图特定数目的权利要求元素，则这样的意图将在权利要求中明确地陈述，并且在没有这样的叙述的情况下，不存在这样的意图。例如，如本文中使用的，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文另有明确说明。如本文中使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项目的任何和所有组合。将进一步理解，当在本说明书中使用时，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”和“包括(including)”指定所述特征、整体、步骤、操作、元素和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、部件和/或其组的存在或添加。诸如“至少一个”等表达当在元素列表之前时修饰整个元素列表而不是修饰列表的各个元素。
图1是无线功率传输***100的示例的功能框图。输入功率102可以从电源(在该图中未示出)被提供给发射器104，以生成用于执行能量传输的无线(例如，磁或电磁)场105。接收器108可以耦合到无线场105并且生成输出功率110以用于由被耦合以接收输出功率110的设备(在该图中未示出)存储或消耗。发射器104和接收器108分开非零距离112。发射器104包括被配置为向接收器108发射/耦合能量的功率发射元件114。接收器108包括被配置为接收或捕获/耦合从发射器104发射的能量的功率接收元件118。
发射器104和接收器108可以根据相互谐振关系来配置。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时，与谐振频率基本上不相同的情况相比，发射器104和接收器108之间的传输损耗减小。这样，当谐振频率基本上相同时，可以在更大的距离上提供无线功率传输。谐振感应耦合技术允许在各种距离上以及利用各种感应功率发射和接收元件配置来提高效率和改进功率传输。
无线场105可以对应于发射器104的近场。近场对应于其中存在由功率发射元件114中的电流和电荷产生的强无功场的区域，这些强无功场不会显著地辐射功率使其远离功率发射元件114。近场可以对应于最高达功率发射元件114的大约一个波长的区域。通过将无线场105中的大部分能量耦合到功率接收元件118，而不是将电磁波中的大部分能量传播到远场，可以进行有效的能量传输。
发射器104可以输出频率与功率发射元件114的谐振频率相对应的时变磁(或电磁)场。当接收器108在无线场105内时，时变磁(或者，电磁)场可以在功率接收元件118中感应出电流。如上所述，在功率接收元件118被配置为用于以功率传输元件114的频率谐振的谐振电路的情况下，可以有效地传输能量。可以对在功率接收元件118中感应出的交流(AC)信号进行整流以产生直流(DC)信号，该直流(DC)信号可以被提供以对能量存储装置(例如，电池)充电或为负载供电。
图2是无线功率传输***200的示例的功能框图。***200包括发射器204和接收器208。发射器204(本文中也称为功率发射单元PTU)被配置为向功率发射元件214提供功率，功率发射元件214被配置为向功率接收元件218无线地发射功率，功率接收元件218被配置为从功率发射元件214接收功率并且向接收器208提供功率。不管它们的名称，作为无源元件的功率发射元件214和功率接收元件218可以发射和接收功率和通信。
发射器204包括功率发射元件214、发射电路206，发射电路206包括振荡器222、驱动器电路224和前端电路226。功率发射元件214被示出为在发射器204外部以便于说明使用功率发射元件214的无线功率传输。振荡器222可以被配置为生成期望频率的振荡器信号，该振荡器信号可以响应于频率控制信号223而进行调节。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以例如功率发射元件214的谐振频率来驱动功率发射元件214。驱动器电路224可以是被配置为从振荡器222接收方波并且输出正弦波的开关放大器。
前端电路226可以包括被配置为滤除谐波或其他不想要的频率的滤波器电路。前端电路226可以包括被配置为将发射器204的阻抗与功率发射元件214的阻抗相匹配的匹配电路。如下面将更详细地解释的，前端电路226可以包括用于与功率发射元件214产生谐振电路的调谐电路。作为驱动功率传输元件214的结果，功率传输元件214可以生成无线场205以便以足以为电池236充电或为负载供电的电平来无线地输出功率。
发射器204还包括控制器240，控制器240被可操作地耦合到发射电路206并且被配置为控制发射电路206的一个或多个方面或者完成与管理功率传输相关的其他操作。控制器240可以是微控制器或处理器。控制器240可以实现为专用集成电路(ASIC)。控制器240可以直接或间接地被可操作地连接到发射电路206的每个部件。控制器240还可以被配置为从发射电路206的每个部件接收信息，并且基于接收的信息执行计算。控制器240可以被配置为为每个部件生成可以调节该部件的操作的控制信号(例如，信号223)。这样，控制器240可以被配置为基于由控制器240执行的操作的结果来调节或管理功率传输。发射器204还可以包括被配置为存储数据的存储器(未示出)，例如，诸如用于引起控制器240执行特定功能(诸如与无线功率传输的管理有关的功能)的指令。
接收器208包括功率接收元件218和接收电路210，接收电路210包括前端电路232和整流器电路234。功率接收元件218被示出为在接收器208外部以便于说明使用功率接收元件218的无线功率传输。前端电路232可以包括被配置为匹配接收电路210的阻抗与功率接收元件218的阻抗的匹配电路。如下所述，前端电路232还可以包括用于与功率接收元件218产生谐振电路的调谐电路。整流电路234可以从AC功率输入生成DC功率输出以对电池236充电，如图3所示。接收器208和发射器204可以额外地在单独的通信信道219(例如，BLUETOOTH、ZIGBEE、蜂窝等)上通信。备选地，接收器208和发射器204可以经由使用无线场205的特性的带内信令进行通信。
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接收的功率量是否适合于对电池236充电。发射器204可以被配置为生成具有用于提供能量传输的直接场耦合系数(k)的主要为非辐射的场。接收器208可以直接耦合到无线场205并且可以生成输出功率以用于由耦合到输出或接收电路210的电池(或负载)236存储或消耗。
接收器208还包括控制器250，控制器250可以与如上所述的发射控制器240类似地被配置以用于管理无线功率接收器208的一个或多个方面。接收器208还可以包括被配置为存储数据的存储器(未示出)，例如，诸如用于引起控制器250执行特定功能(诸如与无线功率传输的管理有关的功能)的指令。
如上所述，发射器204和接收器208可以分开一段距离，并且可以根据相互谐振关系来配置以试图最小化发射器204与接收器208之间的传输损耗。
图3是图2的发射电路206或接收电路210的一部分的示例的示意图。虽然图3中示出了线圈，并且因此示出了感应***，但是可以使用其他类型的***，诸如用于耦合功率的电容***，其中线圈被适当的功率传输(例如，发射和/或接收)元件替换。如图3所示，发射或接收电路350包括功率发射或接收元件352和调谐电路360。功率发射或接收元件352还可以被称为或被配置为诸如“环形”天线等天线。术语“天线”通常是指可以无线地输出能量以用于由另一天线接收并且可以从另一天线接收无线能量的部件。功率发射或接收元件352在本文中也可以被称为或配置为“磁”天线，诸如感应线圈(如图所示)、谐振器或谐振器的一部分。功率发射或接收元件352也可以被称为被配置为无线地输出或接收功率的类型的线圈或谐振器。如本文中使用的，功率发射或接收元件352是被配置为无线地输出和/或接收功率的类型的“功率传输部件”的示例。功率发射或接收元件352可以包括空气芯或诸如铁氧体芯(未示出)等物理芯。
当功率发射或接收元件352被配置为具有调谐电路360的谐振电路或谐振器时，功率发射或接收元件352的谐振频率可以基于电感和电容。电感可以简单地是由形成功率发射或接收元件352的线圈和/或其他电感器生成的电感。电容(例如，电容器)可以由调谐电路360提供以便以期望的谐振频率产生谐振结构。作为非限制性示例，调谐电路360可以包括可以被添加到发射或接收电路350以产生谐振电路的电容器354和电容器356。
调谐电路360可以包括用于与功率发射或接收元件352形成谐振电路的其他部件。作为另一非限制性示例，调谐电路360可以包括并联放置在电路350的两个端子之间的电容器(未示出)。还有其他设计是可能的。例如，前端电路226中的调谐电路可以具有与前端电路232中的调谐电路相同的设计(例如，360)。备选地，前端电路226可以使用与前端电路232中的不同的调谐电路设计。
很多当前的无线车辆充电***要求被充电的电动车辆是静止的，即，停止在基座线圈附近或上方，使得电动车辆保持在由基座线圈生成的无线场内。因此，当电动车辆通过该无线充电***充电时，电动车辆不可以用于运输。能够跨越自由空间传输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放置的多个基座线圈。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线圈。除了电动车辆的电动运动***(例如，混合动力/电动车辆的次汽油发动机)之外，该动态充电还可以用于减少或消除对辅助或补充电动机***的需要。
参考图4，示出了在存在无线功率传输***400的情况下具有至少一个车辆线圈406的电动车辆405的功能框图。如图4所示，无线功率传输***400的配电网络的各种部件被安装在道路410下方、沿着道路410或在道路410旁边。道路410从图4的左侧延伸到图4的右侧，其中电动车辆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线圈406，类似于接收器108/208，如先前分别结合图1和2所述。在一些实现方式中，至少一个车辆线圈406可以包括极化耦合***(例如，双D线圈)、正交线圈***、组合的双D正交线圈***(“DDQ”)或利用任何其他类型或形状的线圈(例如，圆形、矩形或螺线管形线圈)的任何其他***。车辆线圈406(次级线圈)可以与由初级线圈发射的磁场耦合以接收通量。在一些实现方式中，可以选择车辆线圈406(次级线圈)以补充初级线圈，以便与尽可能多的磁场耦合以最大化所接收的通量。如果初级线圈产生极化(即，水平)磁通，则可以在耦合***中使用极化类型的车辆线圈406(例如，双D线圈或螺线管)；备选地，如果初级线圈产生竖直通量，则可以使用圆形线圈或正交线圈。如果初级线圈产生水平和竖直磁通的组合，则可以使用组合车辆线圈406，例如DDQ线圈。“双D”可以是指将两个D形线圈背靠背放置。
动态无线充电***400可以包括安装在道路410中、上、旁边或与道路410齐平的多个基座垫驱动单元415a-415r。多个基座垫驱动单元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)以用于在激活时经由至少一个车辆线圈406向电动车辆405无线地传输功率。多个开关418a-418r中的每个可以被配置为经由多个配电电路421a-421f中的一个将基座垫驱动单元415a-415r中的相应的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)功率主干网430从电源/逆变器435无线地接收功率，并且经由开关418a-418r控制传输到多个基座垫驱动单元415a-415r中的一个或多个的功率量。电源/逆变器435可以从电源440接收其功率。电源440和/或电源/逆变器435的大小可以基于用于供电的基座垫驱动单元415的数目、本地控制器425的数目和/或要充电的电动车辆405的数目和类型。电源440和电源/逆变器435可以以由基座垫驱动单元415使用的频率提供电流，或者备选地以某个更高或更低的频率提供电流。AC功率主干网430可以包括分配高频(HF)功率的环形导体，并且能够使彼此接近的基座垫驱动单元415和/或本地控制器425同步到单个相。因此，AC功率主干网430可以被认为是也分配功率的相位参考。尽管仅示出了一个功率主干网430，本申请还考虑使用多个单独的功率主干网来为特定BAN内的不同线圈供电和/或为沿着道路的不同基座阵列网络(BAN)供电。
配电控制器445可以是与电源/逆变器435和本地控制器425a-425f通信的计算机化设备，并且可以被配置为在本地控制器425a-425f之间提供功率控制的全局协调。基座垫驱动单元415、开关418和本地控制器425的组可以包括一系列单独的基座阵列网络(BAN)模块450a-450c。BAN模块450的各个部件带有阴影以指示相应的公共电流路径。
当电动车辆405沿着道路410行进时，配电控制器445可以与电动车辆405、电源/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垫驱动单元415a-415r中的特定基座垫驱动单元的激活或去激活。例如，配电控制器445可以命令电源/逆变器435生成电流并且将电流分配给AC功率主干网430。AC功率主干网430可以利用所分配的电流来经由“双耦合变压器”向本地控制器425a-425f无线地供电，“双耦合变压器”无线地耦合来自AC功率主干网430的能量并且无线地耦合去往每个分别连接的本地控制器425a-425f的能量。
本地控制器425a-425f可以从AC功率主干网430接收功率，并且向基座垫驱动单元415a-415r中的一个或多个提供经调节的量的电流。在一些实现方式中，每个BAN模块450中的本地控制器425可以包括能够彼此独立控制的独立控制单元。备选地，每个BAN模块450的本地控制器425可以包括单个共享控制单元或处理器。基座垫驱动单元415a-415r可以根据经由相应开关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线圈406以向电动车辆405无线地传输功率。
根据特定实现方式，可以在配电控制器445与本地控制器425a-425f之间不同程度地共享基座垫驱动单元415的激活的控制。例如，在一些实现方式中，配电控制器445可以协调基座垫驱动单元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。在一些其他实现方式中，配电控制器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可以控制基座垫驱动单元的排序。在其他实现方式中，配电控制器445可以激活特定BAN模块450a-450c，但是将基座垫驱动单元激活的定时留给关联的本地控制器425a-425f。在其他实现方式中，配电控制器445可以仅向本地控制器425a-425f传送非关键信息，并且不提供基座垫驱动单元激活信息。
配电控制器445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配和调节相结合，可以经由本地控制器425a-425f创建具有分散控制的更响应的动态无线充电***400。这可以允许本地控制器425a-425f独立于配电控制器445来控制电流，并且允许本地控制阻抗匹配和无功电压/电流(VAr)加载。这样的本地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而不是来自配电控制器445。
配电控制器445还可以获取关于电动车辆405的速度和/或位置的信息以用于控制基座垫驱动单元415a-415r中的特定基座垫驱动单元的激活。配电控制器445可以从电动车辆405或从各种传感器或基座垫驱动单元415a-415r的负载分析来获取该信息。在其他实现方式中，BAN模块450a-450c中的每个可以感测电动车辆405的存在，并且根据检测到的电动车辆405的存在或位置来自主地并且选择性地激活适当的基座垫驱动单元415a-415r。在其他实现方式中，BAN模块450a-450c可以从相邻BAN模块接收包括关于电动车辆405的速度和/或位置或激活命令的信息的信号。所接收的信号可以直接来自相邻BAN模块(例如，相应的本地控制器425)或者经由配电控制器445。
当相应的本地控制器425从配电控制器445接收到激活特定基座垫驱动单元415的信号时，相应的本地控制器425可以激活与特定基座垫驱动单元415相对应的开关418。当车辆405沿着行进方向继续时，本地控制器425a-425f可以从配电控制器445接收基于车辆线圈406的位置来激活或去激活特定基座垫驱动单元415a-415r的命令。本地控制器425a-425f可以进一步控制或调节来自AC功率主干网430的电流。
如图所示，来自连续本地控制器425的基座垫驱动单元415可以交错或交织，使得单个本地控制器425可以向交替的基座垫驱动单元415提供功率。因此，当两个本地控制器425在同一BAN 450内时，来自第一本地控制器425的基座垫驱动单元415可以与由第二本地控制器425控制的基座垫驱动单元415近端交错。因此，交替的基座垫驱动单元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为两个相邻的基座垫驱动单元415供电。另外，防止单个本地控制器425向连续或相邻的基座垫驱动单元415提供电流可以降低各个部件的额定功率需求，因为每个部件仅需要能够在给定时间处理单个基座垫驱动单元415的当前负载。
具有不平衡无功功率负载的无线功率传输***可以比在电源(例如，AC功率主干网430)与负载或接收器(例如，基座垫驱动单元415)之间具有平衡无功功率负载的***传输更少的功率。例如，不平衡无功功率可能导致热损耗、源与接收器之间的电压差、以及电压稳定性的降低等因素。因此，在一些实现方式中，本地控制器425a-425f每个可以包括调谐电路或网络，以调谐电流，并且因此调谐当前激活的基座垫驱动单元415可用的功率。这样的调谐电路可以允许将无线充电***400的最佳或平衡的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，可能存在影响电源调谐网络的很多因素。某些***可能会受到调谐电容器老化的影响。随着电容器老化，元件的电容特性可能会减小。在一种实现方式中，AC功率主干网430的长度可能变化，从而影响***的整体VAr负载。在一种实现方式中，各种车辆调谐拓扑可以以不同的方式影响AC功率主干网430VAr负载，从而将不同量的无功功率负载反射回AC功率主干网430(例如，基于车辆充电***设计)。
在一种实现方式中，调谐电路或网络可以被配置为在仅激活一个基座垫驱动单元415的情况下起作用。在另一实现方式中，调谐电路或网络可以被配置为在多个基座垫驱动单元415被激活或被应用于BAN 450a-450c中的一个或多个的情况下起作用。在另一实现方式中，调谐电路或网络可以被配置为在单个基座垫驱动单元415或多个基座垫驱动单元415被激活并且从相应的本地控制器425接收电流的情况下起作用。
图4示出了每个BAN 450a-450c内的6个基座垫驱动单元415。图4所示的磁性/电路设计的成本估计可能很贵。因此，本申请考虑其中每个BAN可以不包括6个而是3个线圈的实现方式，如下面将结合图5更详细地描述的。这样的设计可以减少元件计数，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的物理占用面积。这可以具有降低安装成本以及减少BAN占用的体积的附加益处。
参考图5，示出了具有开关模式控制器和充电基座垫的电动车辆的耦合布置的图500。电动车辆502包括开关模式控制器504、电池505、调谐网络506和通信模块510。图500仅包括理解电动车辆502与充电基座垫520之间的交互所需要的那些部件，并且可以具有所描述的部件的任何数目的附加部件、开关和/或布置。本文中使用的术语基座垫(base pad)也可以被称为发射器、无线功率发射器或感应功率传输线圈。充电基座垫520是发射器装置的示例。车辆线圈508和相应的调谐网络506被配置为经由基座垫520中的发射线圈518与基座垫驱动单元516磁耦合。例如，调谐网络506和基座垫驱动单元516可以包括图2的发射电路206和接收电路210。基座垫520可以是静态充电站(例如，在停车结构中)或动态充电站(例如，BAN中的元件)的示例。电源514表示用于将交流电注入到发射线圈518(即，I1)中的源，诸如由电源445、电源/逆变器435和主干网430提供的。开关模式控制器504表示被配置为经由一个或多个开关调节器向电池505提供功率的开关模式电源。车辆线圈508与发射线圈518之间的磁耦合在车辆线圈508中感应出电流(即，I2)。开关模式控制器504从调谐网络506接收交流电并且向电池505提供经调节的直流电压。通常地，开关模式控制器504可以以在70kHz到90kHz之间的频率进行操作。开关模式控制器504中的操作频率可以是可编程的。通信模块510可操作地耦合到开关模式控制器504，并且可以被配置为从开关模式控制器504接收当前开关模式控制器频率。在操作中，开关模式控制器504和通信模块510可以是计算机化设备的一部分，诸如车辆控制单元(VCU)组件。在一个示例中，通信模块510可以提供期望的开关模式控制器频率，并且开关模式控制器504被配置为以期望的频率进行操作。通信模块510可以包含能够基于一个或多个无线标准(例如，诸如CDMA、GSM、CDMA 2000、WCDMA、UMTS和LTE等的WAN标准，以及诸如WiFi、Bluetooth和Zigbee等的短距离无线标准)通过无线网络发送和接收无线信号的一个或多个无线收发器。网络资源(图5中未示出)可以被配置为与通信模块交换开关模式控制器频率信息。在一个实施例中，车辆502可以包括两个车辆线圈508(例如，前向线圈和后部线圈)和两个相应的开关模式控制器504(例如，用于前向线圈的控制器和用于后部线圈的控制器)。
参考图6，示出了多车辆无线功率传输***的图示600。图示600包括具有第一车辆线圈604a的第一车辆602a和具有第二车辆线圈604b的第二车辆602b。车辆602a-b位于诸如停车场或其他静态充电示例等充电区域606上。充电区域606包括可操作地耦合到第一基座垫驱动单元608a的第一基座垫线圈605a和可操作地耦合到第二基座垫驱动单元608b的第二充电垫线圈605b。第一基座垫驱动单元和第二基座垫驱动单元被配置为从AC电源610接收功率。基座垫驱动单元608a-b可以被配置为基于在相应充电垫上从车辆接收的通信来提供功率。理想地，第一基座垫驱动单元608a与第一车辆602a建立无线通信链路612，第二基座垫驱动单元608b与第二车辆602b建立无线通信链路612。无线通信链路612可以基于短距离无线标准，诸如WiFi、Bluetooth和Zigbee。然而，实际上，由于车辆602a-b和基座垫605a-b的邻近位置，无线通信链路612可能将基座垫驱动单元与不正确的车辆交叉连接。例如，通信链路612可能将第一车辆602a与第二基座垫驱动单元608b相关联，反之亦然。这样的通信的交叉连接可能阻碍充电垫发现与之耦合的车辆的身份。就无线通信链路612被配置为传送充电信息(例如，当前充电电平、所请求的充电速率、耦合频率等......)而言，基座垫/驱动单元与错误的车辆的交叉连接可能会影响充电站的性能和安全运行。对于涉及多个车辆和中央基座充电控制单元的动态充电解决方案，增加了与交叉连接通信和车辆标识相关的问题。此外，无线通信信道的等待时间会加剧交叉连接问题并且阻碍动态充电解决方案中的基座侧电流控制。
参考图7，进一步参考图5，示出了动态充电解决方案中的示例多车辆无线功率传输***的图示700。图示700包括在基座阵列网络(例如，BAN块)的块704上的第一车辆702a和第二车辆702b。车辆702a-b中的每个包括开关模式控制器、通信模块(未示出)和电池。车辆702a-b中的开关模式控制器和通信模块是图5所示的开关模式控制器504和通信模块510。BAN块704包括多个基座垫706，其中每个基座垫706可操作地耦合到基座垫驱动单元708和耦合器710。基座垫驱动单元708可以可操作地连接到本地控制器425和/或配电控制器445，并且耦合器710被配置为从低频主干网712接收功率。本地控制器425和配电控制器445可以是被配置为向基座垫驱动单元708提供命令的计算机化设备。主干网712被配置为从主干网电源单元714向多个耦合器710提供功率。虽然在BAN块704中仅示出了一个主干网电源单元714和主干网712，但是BAN可以包括多个BAN块。计算机化***控制器720是控制器装置的示例，并且可以经由控制区域网络(CAN)连接可操作地连接到一个或多个BAN块704。***控制器720还被配置为经由无线通信链路722向第一车辆702a和第二车辆702b发送和接收信息。无线通信链路722可以利用蜂窝服务，或者可以基于诸如WiFi、Bluetooth或ZigBee等短程协议。
在操作中，当车辆702a-b在***控制器720的通信范围内时，它们将经由无线通信链路722向中央***控制器720注册。基座垫706被配置为感测车辆的存在并且为当前位于其上的车辆提供功率。通常，有源基座垫和基座垫驱动单元仅知道它当前以可测量的功率电平为车辆垫供电，但是***控制器不知道哪个车辆当前位于哪个基座垫之上。在具有单个主干网电源单元714的BAN块704中具有多个车辆的情况下，添加一个或多个车辆可能使主干网电源单元714过载。由于车辆沿着BAN移动，因此与无线通信722相关联的延迟时间可能禁止***控制器720有效地管理沿着BAN中的一个或多个主干网712的功率分配。例如，如果主干网电源单元714额定用于两个车辆，则添加第三车辆可能导致主干网电源单元过载。然而，如果***控制器720可以标识车辆并且指示一个或多个车辆降低其功耗(即，减少BAN块704上的总负载)，则可以避免这种过载情况。此外，如果充电解决方案包括多个BAN块，则***控制器720可以被配置为在车辆进入重负载BAN块之前指示车辆降低其功耗。准确的车辆标识可以为***控制器720提供在多车辆充电解决方案中预先布置车辆功率管理的机会。
参考图8，进一步参考图3、5和7，示出了纹波频率检测***的示例的示意图800。图800描绘了基座侧801a、车辆侧801b、纹波检测器850，并且仅包括理解如下所述的基座侧纹波频率检测***所需要的那些部件，并且可以具有所描述的部件的任何数目的附加部件、开关和/或布置。基座侧801a是发射器装置的示例。基座侧801a可以包括图7的AC功率主干网712、和作为图7的基座垫驱动单元708的示例的基座垫驱动单元802。基座侧801a上的线圈或耦合器804可以被配置为从主干网712接收功率。基座垫驱动单元802可以包括图3的发射或接收电路350。例如，耦合器804可以与串联调谐电容器354串联连接，并且并联调谐电容器356可以并联连接在串联调谐电容器354两端。基座垫驱动单元802被配置为向基座垫线圈806施加频率与基座垫线圈806的谐振频率相对应的电流。基座垫驱动单元802和基座垫线圈806是基座垫线圈电路的示例。基座垫线圈806被配置为与车辆侧801b耦合。例如，车辆线圈807可以设置在基座垫线圈806上方以用于无线充电操作。车辆线圈807是图5的车辆线圈508的示例。并联电容器810被包括在车辆侧801b中以形成谐振电路(例如，考虑到车辆线圈807的感抗的LC谐振电路)。还可以包括其他电抗性电路元件以提供调谐、滤波和/或降噪功能(例如，以减少电磁干扰(EMI))。车辆侧801b包括开关模式控制器817和电池818。在一个示例中，开关模式控制器817可以被配置为包括整流器电路812、电感器808、开关814和二极管的降压升压转换器。还可以包括附加滤波部件以改善输出到电池818的直流电的质量(例如，降低噪声)。整流器电路812可以是全桥整流器电路或被配置为提供AC信号整流的其他整流电路。作为示例而非限制，开关814在电动车辆操作中以通常在70kHz到90kHz的范围内的开关频率进行操作。开关814的开关频率和占空比可以基于电压调节要求而改变。开关频率通常基于开关814和相应的驱动电路(例如，场效应晶体管(FET)的栅极驱动器)的电特性而是固定的。开关频率还可以由开关模式控制器817基于其他操作要求(例如，功耗、滤波、EMI、用户配置)来改变。在一个示例中，开关模式控制器817可以可操作地耦合到通信模块510，并且被配置为发送和接收操作变量，诸如开关模式控制器开关频率。
在操作中，图8的纹波频率检测***实现用于***控制器720映射车辆与有源基座垫的方法。在无线功率传输操作期间，基座垫将以***充电频率进行操作。如果开关模式控制器817的频率与***充电频率或充电频率的倍数不相同，则将发生在车辆侧谐振网络上的在拍频处的纹波包络。当开关模式控制器817正在对电池818执行功率调节时，存在该纹波包络。该谐振电压纹波包络将使得基座侧801a中的谐振电流/电压在相同的纹波频率处具有类似的包络。通过为车辆控制器分配不同的纹波频率，然后可以使用在特定基座上检测到的纹波频率来标识当前位于其上的车辆。
在一个示例中，无线功率传输***(例如，基座侧801a和车辆侧801b)的操作频率被设置为85kHz。开关模式控制器817可以被配置为利用开关814的75kHz的开关频率。由于***操作(谐振)频率与车辆控制器开关模式开关频率之间的差异，设置该开关频率会产生10kHz的拍频。结果，在车辆线圈807上以谐振电压V2产生10kHz的纹波包络。还可以在反射电压Vr、基座线圈中的电流(I1)和驱动线圈中的电流(Ik)上观察到该10kHz的纹波包络，如图8所示。
可以由纹波检测器850经由可操作地耦合到基座侧801a电路的电流互感器来检测基座侧801a中的纹波包络。纹波检测器850是用于检测发射器中的纹波频率的装置的示例。在一个示例中，纹波检测器850可以包括电流互感器(CT)820、整流器级822、峰值检测器级824、采样和保持级826、高通滤波器级828和过零检测器级830。纹波检测器850通常用模拟部件来实现，但是也可以使用与一个或多个级的功能相对应的数字电路。电流互感器820被配置为利用流过基座侧801a的电流(例如，包括由开关模式控制器开关频率引起的拍频纹波)作为到纹波检测器850的输入。整流器级822可以是全桥整流器或其他整流器配置，并且被配置为输出整流信号832。继续上述示例，对85kHz的波形的峰值进行采样。峰值检测器级824可以包括被配置为输出等于整流信号832的峰值的直流电压(即，整流器级822的输出)的二极管和电容器的串联连接。采样和保持级826可以是包括电容器、场效应晶体管(FET)开关和运算放大器的采样和保持电路。采样和保持级826被配置为捕获输入信号的电平(例如，峰值检测器级824的输出)，并且将该值保持指定的时间段。采样和保持级826的输出可以是采样和保持信号834。高通滤波器级828可以是无源或有源滤波器设计，并且被配置为阻止采样和保持信号834的DC分量(例如，采样和保持级826的输出)。高通滤波器级828的输出可以是经滤波的采样和保持信号836(即，没有DC分量的采样和保持信号834)。在一个示例中，可以记录纹波的幅度。过零检测器级830可以包括被配置为基于经滤波的采样和保持信号836来输出方波的运算放大器比较器电路。过零检测器级830的输出是无线功率传输频率与开关模式控制器817开关频率之间的频率差(即，85kHz-75kHz＝10kHz，使用上面的示例)(例如，拍频)的方波信号838。10kHz信号可以用于确定计算开关模式控制器817的开关频率。然后，开关模式控制器817的开关频率可以用于标识与车辆侧801b相对应的车辆。纹波检测器850使得能够经由功率耦合过程来标识车辆。该标识可以在不中断功率传输过程的情况下进行。此外，标识可以在不使用诸如调制器/解调器等附加部件以及其他通信***中所需要的混频器(例如，基于幅移键控的解决方案)的情况下来检测。
参考图9A，进一步参考图8，示出了基座侧纹波频率检测的各级的多变量图形表示900。多变量图形表示900包括驱动线圈电流变量902、峰值检测器变量904、采样和保持变量906、高通滤波器(HPF)输出变量908和过零检测器变量910。每个变量在时间轴912上绘制。变量值和相应的曲线图用于提供纹波检测器850的操作的一般演示并且可以不按比例绘制。图9A中指示的变量基于85kHz的充电***频率和75kHz的车辆开关模式控制器频率。驱动线圈电流变量(Ik)902指示由电流互感器820检测到的基座侧的电流的电平(例如，+/-25安培)。峰值检测器变量904指示由电流互感器820提供的整流信号的峰值(即，峰值检测器级824的输出)。例如，峰值可以在400mV到600mV之间变化。采样和保持变量906包括由采样和保持级826输出的值，并且表示驱动电流Ik中的纹波的包络(例如，在400mV到600mV之间的电压)。HPF输出变量908示出了去除了DC分量(例如，在+/-100mV之间)的纹波包络(例如，采样和保持级826的输出)。过零检测器变量910是过零检测器级830的输出，并且将纹波包络表示为频率为10kHz的方波(即，纹波的频率)。由于充电***频率是已知的，所以计算出的纹波的频率可以用于确定车辆开关模式控制器频率。该标识是由于正常耦合而发生的，并且不会中断功率传输过程。
参考图9B，进一步参考图8，示出了基座侧纹波频率检测的各级的另一多变量图形表示950。多变量图形表示950描绘了当车辆开关模式控制器频率是82kHz而不是图9A中的75Hz时的纹波检测的示例。图形表示950包括驱动线圈电流变量952、峰值检测器变量954、采样和保持变量956、高通滤波器(HPF)输出变量958和过零检测器变量960。每个变量在时间轴962上绘制。与图9A中一样，多变量图形表示950中指示的变量值和相应的图形旨在提供纹波检测器850的操作的一般演示并且可以不按比例。驱动线圈电流变量(Ik)952指示基座侧中的电流的电平，并且由电流互感器820检测(例如，+/-25安培)。峰值检测器变量954指示由电流互感器820提供的整流信号的峰值(即，峰值检测器级824的输出)。例如，峰值可以在400mV到600mV之间变化。采样和保持变量956包括由采样和保持级826输出的值，并且表示驱动电流Ik中的纹波的包络(例如，在400mV到600mV之间的电压)。HPF输出变量958示出了去除了DC分量(例如，在+/-100mV之间)的纹波包络(例如，采样和保持级826的输出)。过零检测器变量960是过零检测器级830的输出，并且将纹波包络表示为频率为3kHz的方波(即，纹波的频率)。可以从已知的充电***频率(即，85kHz)中减去该计算出的纹波频率(即，3kHz)以确定车辆开关模式控制器频率(即，82kHz)。
参考图10，进一步参考图4、5和7，示出了具有基座侧车辆标识的动态充电***的图1000。图1000包括道路1002的一部分、第一BAN 1004a、第二BAN 1004b、第一车辆1006a、第二车辆1006b、第三车辆1006c和第四车辆1006d，这些车辆在道路1002上行进并且从各自的BAN接收功率。第一BAN 1004a和第二BAN 1004b包括若干发射器线圈电路(例如，基座垫)，诸如单独的基座垫1005，并且车辆1006a-d被配置为耦合到BAN 1004a-b中的各个垫并且从其接收功率。车辆1006a-d中的每个可以包括如图5所示的开关模式控制器504和通信模块510。***100还包括配电控制器445和***控制器1010。***控制器1010是控制器装置的示例，并且可以是计算机化设备，诸如图7中的***控制器720。***控制器1010可以包括被配置为通过无线网络(诸如Wi-Fi、CDMA、宽带CDMA(WCDMA)、长期演进(LTE)、BLUETOOTH短距离无线通信技术等)经由无线天线1012发送和接收无线信号1014的无线收发器。***控制器1010可以支持多个载波上的操作(不同频率的波形信号)。多载波发射器可以在多个载波上同时发射调制信号。每个调制信号可以是码分多址(CDMA)信号、时分多址(TDMA)信号、正交频分多址(OFDMA)信号、单载波频分多址(SC-FDMA)信号等。每个调制信号可以在不同的载波上发送，并且可以携带导频、开销信息、数据等。***控制器1010可操作地耦合到配电控制器445，并且被配置为发送和接收车辆标识和充电信息。例如，***控制器1010可以经由无线信号1014向第一车辆1006a发送或从第一车辆1006a接收车辆开关模式控制器频率，并且向配电控制器445提供车辆开关模式控制器频率。配电控制器445可以可操作地耦合到一个或多个主干网电源单元714，并且被配置为向AC功率主干网基础设施(图10中未示出)分配电流。配电控制器445还可以可操作地耦合到基座垫驱动单元802中的一个或多个，并且被配置为控制基座垫驱动单元的功率输出。配电控制器445还可以可操作地耦合到基座垫驱动单元中的纹波检测器850，并且被配置为当车辆与相应的基座垫耦合时接收车辆开关模式控制器频率信息。
在操作中，***控制器1010可以被配置为与接近的车辆(例如，诸如车辆1006a)执行握手过程。握手过程使得***控制器1010和车辆1006a能够经由无线信号1014交换信息。车辆1006a中的通信模块510被配置为向***控制器1010提供开关模式控制器504的车辆开关模式控制器频率。在一个示例中，***控制器1010可以向通信模块510提供期望的车辆开关模式控制器频率，并且开关模式控制器504被配置为以期望的频率进行操作。可以在***控制器1010与通信模块510之间交换其他车辆和操作员信息，诸如车辆标识号、登记号、所有者名称、当前充电电平、操作状态数据等。当车辆穿过BAN 1004a-b时，配电控制器445被配置为当车辆耦合到BAN1004a-b中的基座垫时基于车辆开关模式控制器频率来标识车辆。关于哪些车辆耦合到哪个基座垫的知识可以由配电控制器445使用以管理电源。例如，每个BAN 1004a-b可以包括能够提供有限量功率的几个主干网电源单元714。如果BAN的一部分上的车辆数目或车辆的功率要求将超过主干网电源的功率极限，则配电控制器445可以被配置为限制车辆耦合或将要耦合到的基座垫中的发射器线圈的输出。基于开关模式控制器频率来标识车辆使得配电控制器445能够在车辆在BAN中从第一发射器线圈电路移动到第二发射器线圈电路(例如，从基座垫移动到基座垫)时预先布置功率控制解决方案。例如，单个基座垫1005的功率设置可以被配置为预期耦合到第二车辆1006b的第一设置，并且然后被配置为预期当第二车辆1006b通过(例如，解耦)时与第一车辆1006a耦合的第二设置。
在一个示例中，电动车辆可以包括位于车辆上彼此相应的相对位置的两个车辆线圈(例如，耦合器)，诸如前线圈和后线圈。两个车辆线圈中的每个可以可操作地连接到相应的开关模式控制器(例如，前开关模式控制器和后开关模式控制器)，以便以不同的频率进行操作。在没有检测到开关模式控制器频率的情况下，基座垫可能不知道它是与前线圈还是后线圈耦合。然而，纹波检测器850使得基座垫能够区分前线圈和后线圈。在一个示例中，基座垫可以被配置为当检测到前开关模式控制器频率时检测车辆的到达，在随后检测到后开关模式控制器频率之后的某个时间确定车辆的离开。
参考图11，进一步参考图5、8和10，用于确定开关模式控制器频率的过程1100包括所示的阶段。然而，过程1100仅是示例性的而非限制性的。可以例如通过添加、移除或重新布置各阶段来改变过程1100。虽然关于动态充电***图1000描述示例过程1100，但是过程1100也可以与诸如停车结构、公共场所、家庭充电器等静态充电区域一起使用。
在阶段1102，***控制器1010接收当前开关模式控制器频率值。在一个示例中，第一车辆1006a中的通信模块510被配置为与***控制器1010建立通信。***控制器1010可以接收可能对与无线车辆充电有关的商业交换有用的车辆和/或信息，诸如运营商名称、充电账户信息、***、车辆标识、注册信息、当前位置和/或其他数据。还可以交换其他技术信息，诸如车辆充电状态、线圈配置、电池温度和开关模式控制器信息。开关模式控制器信息可以是一个或多个频率值(例如，用于车辆中的一个或多个开关模式控制器)。作为示例而非限制，频率值可以在70kHz到90kHz的范围内可选择，并且以0.5kHz(例如，75kHz、75.5kHz、80kHz、80.5kHz等......)的增量可编程。假定第一车辆1006a中的开关模式控制器以75kHz的频率进行操作，通信模块510可以向***控制器发送75kHz的频率值。
在阶段1104，***控制器1010确定当前开关模式控制器频率是否在使用中。***控制器1010可以访问存储器部件(诸如随机存取存储器(RAM)、闪存、只读存储器(ROM)、硬盘或其他形式的存储介质(例如，联网数据服务器))以确定哪些(如果有的话)开关模式控制器频率目前在充电***中在使用中。存储器结构可以包括表或其他数据结构，包括包含充电信息的一个或多个记录。例如，记录中的数据字段可以包括开关模式控制器频率、以及可能的其他相关充电变量，诸如当前时间、当前基座垫标识、垫连接时间、垫连接持续时间、垫退出时间、以及可能的下一和前一垫标识(例如，基于行进方向)。可以认为当前在存储器结构中的开关模式控制器频率值在使用中。例如，参考图10，由第二车辆1006b、第三车辆1006c和第四车辆1006d正在使用的开关模式控制器频率可以存储在存储器结构中并且被认为在使用中，因为它们耦合到BAN中的基座垫。***控制器1010被配置为查询或以其他方式搜索存储器结构以获取当前开关模式控制器频率值以确定频率值当前是否在充电***中在使用中。如果频率未被使用(即，该值尚未在存储器部件中)，则在阶段1106，***控制器1010被配置为更新存储器结构以包括当前开关模式控制器频率值。
在阶段1108，如果当前开关模式控制器频率正在使用中，则***控制器1010确定可用的开关模式控制器频率。可用的开关模式控制器频率是当前未被充电区域中的车辆使用的频率值(例如，由***控制器1010管理)。通常，可用的开关模式控制器频率表示开关模式控制器可以在不对控制器的电压调节功能产生不利影响的情况下操作的频率范围。在一个示例中，可用的开关模式控制器频率在70kHz到90kHz之间的范围内。可以基于控制器配置、充电频率和行业标准使用其他值和范围。在一个示例中，可以为诸如紧急车辆、执法、商用车辆等......特殊车辆类别指定一个或多个可用频率子集。这些特殊车辆可以调用优先或特权充电程序。频率值之间的分辨率可以基于纹波检测器850的灵敏度。例如，纹波检测器850可以被配置为以1kHz的分辨率区分不同的频率值。基于纹波检测器850或其他操作考虑，也可以使用更宽和更窄的分辨率值(例如，0.1kHz、0.5kHz、2kHz、3kHz)。
在一个示例中，***控制器1010可以包括存储器结构中的可用开关模式控制器频率的列表(例如，静态列表)、或者被配置为生成可用的开关模式控制器频率的程序功能(例如，动态生成)。***控制器1010可以通过确保频率未被充电区域中的另一车辆使用来确定可用的开关模式控制器频率，并且然后在阶段1110发送可用的开关模式控制器频率。第一车辆1006a中的通信模块510被配置为从***控制器1010接收可用的开关模式控制器频率，并且然后重新配置开关模式控制器504以在可用的开关模式控制器频率下进行操作。
参考图12A，进一步参考图5，用于设置车辆开关模式控制器中的操作频率的过程1200包括所示的阶段。然而，过程1200仅是示例性的而非限制性的。可以例如通过添加、移除或重新布置各阶段来改变过程1200。
在阶段1202，电动车辆502中的通信模块510从充电区域控制站接收所请求的开关模式控制器频率值。例如，电动车辆可以接近诸如停车场或BAN等充电区域，并且可以与充电区域控制站建立通信链路。控制站可以发送所请求的开关模式控制器频率以建立电动车辆502的相对身份。如本文中使用的，相对身份是有限区域内和/或有限时间内的唯一值。在动态充电实现方式中，相对身份值在当前耦合到BAN中的基座垫的车辆中可以是唯一的。所请求的开关模式控制器频率值可以存储在通信模块510或其他车辆存储器位置，并且提供给开关模式控制器504。
在阶段1204，开关模式控制器504将其操作开关频率设置为所请求的开关模式控制器频率。开关模式控制器的操作开关频率在有限范围内可配置。也就是说，开关频率可以在不妨碍控制器的功率调节功能的程度上改变。典型的所请求的开关模式控制器频率值在70kHz到90kHz左右。如图8中所描述的，开关模式控制器频率值可以在基座垫驱动单元中产生纹波，该纹波可以由纹波检测器850检测。纹波的频率可以被提供给配电网络并且用于确定车辆的开关模式控制器的操作开关频率。在一个示例中，当车辆穿过BAN中的基座垫时，该频率可以用作相对身份。
参考图12B，进一步参考图5、10和11，用于基于从控制站接收的值来改变车辆开关模式控制器的操作频率的过程1250包括所示的阶段。然而，过程1250仅是示例性的而非限制性的。可以例如通过添加、移除或重新布置各阶段来改变过程1250。
在阶段1252，电动车辆502中的通信模块510向充电区域控制站发送当前开关模式控制器频率值。例如，电动车辆502可以是第一车辆1006a，并且充电区域控制站可以是图10中描绘的***控制器1010。当第一车辆接近BAN 1004b时，第一车辆1006a和***控制器1010可以彼此通信。第一车辆1006a可以向***控制器1010发送开关模式控制器的当前频率以便鉴于充电区域中在使用中的其他频率(例如，第二车辆1006b、第三车辆1006c和第四车辆1006d)来进行验证。***控制器1010被配置为确定当前开关模式控制器频率是否在使用中，如图11所示。
在阶段1254，第一车辆1006a中的通信模块510从充电区域控制站接收所请求的开关模式控制器频率值。***控制器1010确定当前开关模式控制器频率是否在充电区域中在使用中。如果当前频率在使用中，则***控制器1010确定可用频率并且将其作为所请求的开关模式控制器频率发送到车辆1006a。所请求的开关模式控制器频率值可以存储在通信模块510或其他车辆存储器位置，并且提供给开关模式控制器504。
在阶段1256，开关模式控制器504将其操作开关频率设置为所请求的开关模式控制器频率。开关模式控制器的操作开关频率在有限范围内可配置。也就是说，开关频率可以在不妨碍控制器的功率调节功能的程度上改变。典型的所请求的开关模式控制器频率值在70kHz到90kHz左右。如图8中所描述的，开关模式控制器频率值可以在基座垫驱动单元中产生纹波，该纹波可以由纹波检测器850检测。纹波的频率可以被提供给配电控制器445并且在车辆穿过第一BAN 1004a和/或第二BAN 1004b中的基座垫时用作相对身份。
参考图13，进一步参考图4、7和8，用于向发射器线圈提供电流的过程1300包括所示的阶段。发射器线圈可以是充电基座垫的一部分。然而，过程1300仅是示例性的而非限制性的。可以例如通过添加、移除或重新布置各阶段来改变过程1300。过程1300可以与动态充电***图1000和/或静态充电区域一起使用。
在阶段1302，可操作地耦合到基座垫驱动单元802的纹波检测器850检测发射器线圈电路上的纹波频率，其中纹波频率与车辆开关模式控制器频率相关联。在一个示例中，基座垫驱动单元802和基座垫线圈806是发射器线圈电路，并且纹波检测器850可以利用电流互感器820来检测纹波电流。可以如图8中所描述的那样处理纹波电流，并且纹波频率和基座垫标识信息可以提供给配电控制器445。纹波电流可以用于确定车辆开关模式控制器频率。在一个示例中，车辆开关模式控制器频率可以用于标识车辆。也就是说，配电控制器445可以使用车辆开关模式控制器频率来在充电区域中建立车辆的相对身份，如前所述。
在另一示例中，车辆开关模式控制器频率可以用于确定车辆控制器开关占空比。参考图14，示出了用于基于车辆控制器开关频率来确定车辆控制器开关占空比的功能1400的图形表示。功能1400包括指示车辆控制器开关频率的输入变量1402、指示输入变量与表示车辆控制器开关占空比的输出变量1404之间的关系的功能线1406。图14指示用于将输入变量1402和输出变量1404相关联的功能线1406。功能线1406不需要是直线，并且可以是用于指示唯一输入和输出对的曲线。在操作中，开关模式控制器817被配置为基于当前占空比来调节开关频率。也就是说，开关频率可以用于表示当前占空比，并且因此通过检测由开关频率引起的纹波，充电基座垫也可以知道开关电源的当前占空比。例如，如图14所示，如果控制器的占空比为50％，则开关频率被调节为77kHz。同样，如果控制器的占空比为25％，则开关频率被调节为79.5kHz，依此类推。配电控制器445可以利用功能1400以基于开关频率来确定车辆控制器开关占空比。
在阶段1304，基座垫驱动单元802至少部分基于纹波频率来向发射器线圈电路中的线圈提供电流。基座垫线圈806是发射器线圈电路中的线圈的示例。基座垫驱动单元802可操作地连接到配电控制器445(例如，直接地，经由一个或多个本地控制器425，或者经由其他网络资源)，并且向基座垫线圈806提供经调节的量的电流。在一个示例中，配电控制器445还可以命令电源/逆变器435生成电流并且将电流分配给AC功率主干网430。在一个示例中，根据纹波频率确定的车辆控制器开关频率用于车辆标识。配电控制器445可以命令基座垫驱动单元802基于与单个车辆相关联的功率要求来提供电流(例如，当车辆穿过BAN时来自每个基座垫的一致的功率)。配电控制器445可以基于主干网环路上或未来主干网环路上的所标识的车辆的数目向AC功率主干网430分配电流，以防止过载。在一个示例中，配电控制器445可以利用车辆标识信息以基于预期的车辆交通(例如，由车辆标识确定)来预先布置线圈电流。
在另一示例中，配电控制器445可以利用从纹波频率中导出的控制器开关频率来确定基座垫线圈806上的车辆的开关占空比。然后，配电控制器445可以向AC电源主干网430分配电流将车辆侧开关模式控制器817的占空比降低至接近零。当调节AC功率时，可以如图14所示调节开关模式控制器817的频率以指示占空比。在该示例中，开关模式控制器817的频率向配电控制器445提供关于开关模式控制器的占空比的反馈。配电控制器445可以连续地监测纹波频率(例如，开关模式控制器频率)并且在减小开关模式控制器占空比的努力中，根据需要调节AC功率主干网430。
参考图15，进一步参考图4和8，用于基于车辆控制器开关占空比来向基座垫线圈提供电流的过程1500包括所示的阶段。然而，过程1500仅是示例性的而非限制性的。可以例如通过添加、移除或重新布置各阶段来改变过程1500。过程1500可以作为单个事件进行操作，或者可以迭代地从阶段1502循环到阶段1508并且返回到阶段1502。该循环能力是可选的并且在图15中描绘为虚线。
在阶段1502，可操作地耦合到基座垫驱动单元802的纹波检测器850检测基座垫线圈电路上的纹波频率，其中纹波频率与车辆开关模式控制器频率相关联。在一个示例中，基座垫驱动单元802可以包括基座垫线圈电路，并且纹波检测器850可以利用电流互感器820来检测纹波电流。纹波电流可以如图8中所描述的那样处理。纹波频率和基座垫标识信息可以被提供给配电控制器445。
在阶段1504，配电控制器445基于车辆控制器开关频率确定车辆控制器开关占空比。配电控制器445是用于确定车辆开关模式控制器频率的装置的示例。配电控制器445可以利用在阶段1502确定的纹波频率来确定车辆控制器开关频率并且利用诸如图14中描述的功能来确定车辆控制器占空比。在一个示例中，该功能可以是具有相应的输入变量1402值(例如，车辆控制器开关频率)和输出变量1404值(例如，车辆控制器开关占空比)的数据表。例如，如果车辆控制器的开关频率为79.5kHz，则车辆控制器开关占空比(％)为25％。
在阶段1506，配电控制器445确定将车辆控制器开关占空比降低到标称值所需要的基座垫线圈电流。通常，车辆控制器占空比表示车辆侧控制器上的部件应力，这些部件包括车辆线圈、谐振电容器、滤波器部件、整流二极管和半导体开关。车辆控制器占空比与基座线圈电流“I1”和基座线圈与车辆线圈之间的互耦“M”(参见图5)成比例。从而：
DutyCycle ∝I1·M
在一个示例中，车辆控制器占空比可以取决于控制器的类型(例如，升压或降压转换器)而成反比。利用已知的占空比并且假定互耦是恒定的，可以估计车辆控制器在优选条件下操作的所需要的基座线圈电流I1。在BAN应用中(例如，沿着道路上的距离)，可以基于距离或时间平均的角度来确定车辆占空比和互耦值。
在阶段1508，基座垫驱动单元802向基座垫线圈806提供基座垫线圈电流。基座垫驱动单元802可操作地连接到配电控制器445(例如，直接地，经由一个或多个本地控制器425，或者经由其他网络资源)，并且被配置为向基座垫线圈806提供基座垫线圈电流。在一个示例中，配电控制器445还可以命令电源/逆变器435生成电流并且向AC功率主干网430分配期望的电流。然后，配电控制器445可以向AC功率主干网430分配电流，以将控制器占空比降低到接近标称值(例如，小于最大充电电流的2％)。在一个示例中，过程1500被迭代地执行并且可以循环回到阶段1502。当调节AC功率时，可以如图14所示调节开关模式控制器817的频率以指示占空比。配电控制器445可以周期性地监测纹波频率(例如，开关模式控制器频率)，并且在将车辆控制器开关占空比降低到标称值的努力中，根据需要调节AC功率主干网430。
参考图16，进一步参考图4、5和8，用于在基座垫与车辆之间传输能量的过程1600包括所示的阶段。然而，过程1600仅是示例性的而非限制性的。可以例如通过添加、移除或重新布置各阶段来改变过程1600。过程1600可以与静态和动态充电***一起使用。
在阶段1602，无线功率传输***在基座垫与车辆之间传输能量，其中基座垫包括基座垫线圈电路，并且车辆包括车辆控制器。基座垫驱动单元802包括基座垫线圈电路的示例，并且开关模式控制器817是车辆控制器的部件。基座垫驱动单元802被配置为向基座垫线圈806提供电流以生成磁通量并且在车辆线圈807中感应出电流。开关模式控制器817被配置为通过以在70kHz到90kHz之间的车辆控制器开关频率值激活开关814来在充电期间执行电压调节。可以基于开关模式控制器817的设计和/或充电和***要求来使用其他频率。
在阶段1604，纹波检测器850确定基座垫线圈电路上的纹波包络的幅度，其中纹波包络与车辆控制器开关频率相关联。在能量从基座垫到车辆的传输期间，当占空比大于零时，开关模式控制器817可以在车辆垫谐振电压上产生纹波包络(例如，拍频)。纹波包络在开关模式控制器817仍然执行电压调节的同时产生。谐振电压纹波包络将使得基座垫电路中的谐振电流/电压在相同的纹波频率处具有类似的包络。纹波检测器850可以被配置为确定纹波电压的幅度。例如，高通滤波器级828的输出可以是用于确定纹波包络的幅度的装置。
在阶段1606，基座垫驱动单元802调节基座垫与车辆之间的能量传输，直到纹波包络的幅度是标称值。基座垫驱动单元802可以可操作地耦合到纹波检测器850并且被配置为接收纹波包络的幅度。在一个示例中，纹波频率的幅度被提供给配电控制器445，并且基座垫驱动单元802被配置为从配电控制器445接收控制命令。随着基座垫线圈806中的电流减小，开关模式控制器817的占空比也可以减小。随着占空比接近零，纹波包络的幅度减小。当占空比为零时，纹波包络幅度将为零。开关模式控制器817和基座垫驱动单元中的噪声和非线性可以影响纹波信号，并且标称纹波包络幅度可以指示占空比处于最小值。例如，纹波包络的标称值可以是低于1.5mV的值。
如图17所示的计算机***可以作为前述计算机化设备的一部分。图17提供了计算机***1700的一个实施例的示意图，该计算机***1700可以执行由如本文所述的各种其他实施例提供的方法，和/或可以用作车辆控制单元(VCU)，包括开关模式控制器504和通信模块510、本地控制器425、配电控制器和***控制器1010。应当注意，图17仅用于提供各种部件的概括说明，其中的任何或所有部件可以适当地使用。因此，图17广泛地说明了如何以相对分离或相对更集成的方式实现各个***元件。
计算机***1700被示出为包括可以经由总线1705电耦合(或者可以适当地以其他方式进行通信)的硬件元件。硬件元件可以包括一个或多个处理器1710，包括但不限于一个或多个通用处理器和/或一个或多个专用处理器(诸如数字信号处理芯片、图形加速处理器等)；一个或多个输入设备1715，其可以包括但不限于鼠标、键盘等；一个或多个输出设备1720，其可以包括但不限于显示设备、打印机等。
计算机***1700还可以包括(和/或与其通信)一个或多个非暂态存储设备1725，其可以包括但不限于本地和/或网络可访问存储，和/或可以包括但不限于磁盘驱动器、驱动器阵列、光学存储设备、诸如随机存取存储器(“RAM”)和/或只读存储器(“ROM”)等固态存储设备(其可以是可编程的)、可更新闪存等。这样的存储设备可以被配置为实现任何适当的数据存储，包括但不限于各种文件***、数据库结构等。
计算机***1700还可以包括通信子***1730，其可以包括但不限于调制解调器、网卡(无线或有线)、红外通信设备、无线通信设备和/或芯片组(诸如Bluetooth设备、802.11设备、WiFi设备、WiMax设备、蜂窝通信设施等)等。通信子***1730可以允许与网络(诸如下面描述的网络，仅举一个示例)、其他计算机***和/或本文中描述的任何其他设备交换数据。在很多实施例中，计算机***1700还将包括工作存储器1735，其可以包括RAM或ROM设备，如上所述。
计算机***1700还可以包括软件元件，其被示出为当前位于工作存储器1735内，包括操作***1740、设备驱动程序、可执行库和/或其他代码，诸如一个或多个应用程序1745，其可以包括由各种实施例提供的计算机程序，和/或可以被设计为实现由其他实施例提供的方法和/或配置***，如本文所述。仅作为示例，关于上面讨论的方法描述的一个或多个过程可以实现为由计算机(和/或计算机内的处理器)可执行的代码和/或指令；然后，在一个方面，这样的代码和/或指令可以用于配置和/或调节通用计算机(或其他设备)以根据所描述的方法执行一个或多个操作。
一组这些指令和/或代码可以存储在计算机可读存储介质上，诸如上述存储设备1725。在一些情况下，存储介质可以并入计算机***中，诸如***1700。在其他实施例中，存储介质可以与计算机***(例如，可移动介质，诸如光盘)分开，和/或设置在安装包中，使得存储介质可以用于编程、配置和/或调节其中存储有指令/代码的通用计算机。这些指令可以采用可执行代码的形式，其由计算机***1700可执行和/或可以采用源和/或可安装代码的形式，其当在计算机***1700上编译和/或安装时(例如，使用任何各种通常可用的编译器、安装程序、压缩/解压缩实用程序等)然后采用可执行代码的形式。
对于本领域技术人员很清楚的是，可以根据具体要求进行实质性变化。例如，也可以使用定制硬件，和/或特定元件可以用硬件、软件(包括便携式软件，诸如小应用程序等)或两者来实现。此外，可以采用与诸如网络输入/输出设备等其他计算设备的连接。
如上所述，在一个方面，一些实施例可以采用计算机***(诸如计算机***1700)来执行根据本发明的各种实施例的方法。根据一组实施例，这样的方法的一些或所有过程由计算机***1700响应于处理器1710执行包含在工作存储器1735中的一个或多个指令的一个或多个序列(其可以并入操作***1740和/或其他代码，诸如应用程序1745)而执行。这样的指令可以从另一计算机可读介质(诸如一个或多个存储设备1725)读入工作存储器1735。仅作为示例，包含在工作存储器1735中的指令序列的执行可以引起处理器1710执行本文中描述的方法的一个或多个过程。
本文中使用的术语“机器可读介质”、“计算机可读介质”和“非暂态处理器可读存储介质”是指参与提供引起机器以特定方式进行操作的数据的任何介质。在使用计算机***1700实现的实施例中，各种计算机可读介质(例如，处理器可读指令)可能涉及向处理器1710提供指令/代码以供执行，和/或可能用于存储和/或携带这样的指令/代码(例如，作为信号)。在很多实现中，计算机可读介质是物理和/或有形存储介质。这样的介质可以采用很多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。例如，非易失性介质包括光盘和/或磁盘，诸如存储设备1725。易失性介质包括但不限于动态存储器，诸如工作存储器1735。传输介质包括但不限于同轴电缆、铜线和光纤，包括构成总线1705的导线以及通信子***1730的各种部件(和/或通信子***1730通过其来提供与其他设备通信的介质)。因此，传输介质也可以采用波的形式(包括但不限于无线电、声波和/或光波，诸如在无线电波和红外数据通信期间生成的那些)。
例如，常见形式的物理和/或有形计算机可读介质包括软盘、柔性盘、硬盘、磁带或任何其他磁介质、CD-ROM、任何其他光学介质、标签、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储器芯片或盒式磁带、如下所述的载波、或计算机可以从中读取指令和/或代码的任何其他介质。
各种形式的计算机可读介质可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列传送到处理器1710以供执行。仅作为示例，指令最初可以承载在远程计算机的磁盘和/或光盘上。远程计算机可以将指令加载到其动态存储器中，并且将指令作为信号通过传输介质发送以由计算机***1700接收和/或执行。根据本发明的各种实施例，可以是电磁信号、声信号、光信号等的这些信号都是可以在其上编码指令的载波的示例。
通信子***1730(和/或其部件)通常将接收信号，并且然后总线1705可以将信号(和/或由信号携带的数据、指令等)携带到工作存储器1735，处理器1705从工作存储器1735中检索并且执行指令。由工作存储器1735接收的指令可以可选地在由处理器1710执行之前或之后存储在存储设备1725上。
以上讨论的方法、***和设备是示例。各种配置可以适当地省略、替换或添加各种过程或部件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加、省略和/或组合各种阶段。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合。配置的不同方面和元素可以以类似的方式组合。此外，技术发展，并且因此很多元素是示例而并不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对示例配置(包括实现)的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置。例如，已经示出了公知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊这些配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围、适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
此外，配置可以被描述为被描绘为流程图或框图的过程。尽管每个图可以将操作描述为顺序过程，但是很多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新布置操作的顺序。一个过程可以具有在图中没有包括的其他步骤。此外，方法的示例可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其任何组合来实现。当用软件、固件、中间件或微代码实现时，用于执行必要任务的程序代码或代码段可以存储在诸如存储介质等非暂态计算机可读介质中。处理器可以执行所描述的任务。
已经描述了若干示例配置，在不脱离本公开的精神的情况下，可以使用各种修改、替代构造和等同物。例如，上述元件可以是较大***的部件，其中其他规则可以优先于或以其他方式修改本发明的应用。而且，可以在考虑上述元件之前、期间或之后进行多个步骤。因此，以上描述不限制权利要求的范围。

Claims (30)

1.一种用于向车辆无线地传输能量的方法，包括：
检测发射器线圈电路上的纹波频率，其中所述纹波频率与所述车辆中的开关模式控制器的车辆开关模式控制器频率相关联；以及
至少部分基于所述纹波频率，向所述发射器线圈电路中的线圈提供电流。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述发射器线圈电路中的所述线圈被配置为生成磁场以经由感应向所述车辆传输能量。
3.根据权利要求1所述的方法，其中向所述车辆无线地传输功率以***充电频率来执行，并且所述纹波频率对应于所述车辆开关模式控制器频率与所述***充电频率之间的拍频。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：基于所述纹波频率和所述***充电频率来确定所述车辆开关模式控制器频率。
5.根据权利要求4所述的方法，还包括：基于所述车辆开关模式控制器频率来确定车辆标识。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括：
向配电控制器提供所述纹波频率；以及
从所述配电控制器接收命令，其中向所述发射器线圈电路中的所述线圈提供电流基于所述命令。
7.根据权利要求4所述的方法，还包括：向第二发射器线圈电路提供所述车辆开关模式控制器频率，其中所述第二发射器线圈电路被配置为基于所述车辆开关模式控制器频率，向第二线圈提供电流。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于所述纹波频率来确定车辆控制器开关占空比。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步地，其中所述纹波频率与纹波包络相关联，并且向所述发射器线圈电路中的所述线圈提供电流基于所述纹波包络的幅度。
10.一种用于向车辆无线地传输能量的装置，包括：
发射器线圈电路，包括线圈；
纹波检测器，被可操作地耦合到所述发射器线圈电路；
至少一个处理器，被可操作地耦合到所述发射器线圈电路和所述纹波检测器，并且被配置为：
从所述纹波检测器接收纹波频率，其中所述纹波频率与所述车辆中的开关模式控制器的车辆开关模式控制器频率相关联；以及
至少部分基于所述纹波频率，向所述发射器线圈电路提供电流。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述线圈被配置为生成磁场以经由感应向所述车辆传输能量。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述纹波检测器包括峰值检测器级，所述峰值检测器级至少包括二极管和电容器的串联连接。
13.根据权利要求10所述的装置，其中所述纹波检测器包括采样和保持级，所述采样和保持级至少包括电容器、场效应晶体管(FET)和运算放大器。
14.根据权利要求10所述的装置，其中所述纹波检测器包括过零检测器级，所述过零检测器级至少包括运算放大器比较器电路。
15.根据权利要求10所述的装置，其中所述发射器线圈电路被配置为以***充电频率操作，并且所述纹波频率等于所述车辆开关模式控制器频率与所述***充电频率之间的拍频。
16.根据权利要求15所述的装置，其中所述至少一个处理器被配置为基于所述纹波频率和所述***充电频率来确定所述车辆开关模式控制器频率。
17.根据权利要求16所述的装置，其中所述至少一个处理器被配置为基于所述车辆开关模式控制器频率来确定车辆标识。
18.根据权利要求17所述的装置，其中所述至少一个处理器被配置为：
向配电控制器提供所述纹波频率；
从所述配电控制器接收命令；以及
至少部分基于所述命令，向所述发射器线圈电路提供电流。
19.根据权利要求10所述的装置，其中所述至少一个处理器被配置为基于所述纹波频率来确定车辆控制器开关占空比。
20.一种用于向车辆无线地传输能量的装置，包括：
用于检测发射器装置上的纹波频率的装置，其中所述纹波频率与所述车辆中的开关模式控制器的车辆开关模式控制器频率相关联；以及
用于至少部分基于所述纹波频率向所述发射器装置提供电流的装置。
21.根据权利要求20所述的装置，其中所述发射器装置被配置为生成磁场以经由感应向所述车辆传输能量。
22.根据权利要求20所述的装置，其中向所述车辆无线地传输功率以***充电频率来执行，并且所述纹波频率对应于所述车辆开关模式控制器频率与所述***充电频率之间的拍频。
23.根据权利要求22所述的装置，还包括：用于基于所述纹波频率和所述***充电频率来确定所述车辆开关模式控制器频率的装置。
24.根据权利要求23所述的装置，其中所述控制器装置被配置为基于所述车辆开关模式控制器频率来确定车辆标识。
25.根据权利要求23所述的装置，其中所述控制器装置被配置为基于所述纹波频率来确定车辆控制器开关占空比。
26.一种非暂态处理器可读存储介质，包括被配置为引起一个或多个处理器控制无线充电***的处理器可读指令，所述存储介质包括：
用于检测发射器线圈电路上的纹波频率的代码，其中所述纹波频率与车辆中的开关模式控制器的车辆开关模式控制器频率相关联；以及
用于至少部分基于所述纹波频率向所述发射器线圈电路中的线圈提供电流的代码。
27.根据权利要求26所述的存储介质，其中用于向所述线圈提供电流的所述代码包括***充电频率，并且用于确定所述纹波频率的所述代码包括：确定所述车辆开关模式控制器频率与所述***充电频率之间的拍频。
28.根据权利要求27所述的存储介质，还包括：用于基于所述纹波频率和所述***充电频率来确定所述车辆开关模式控制器频率的代码。
29.根据权利要求28所述的存储介质，还包括：用于基于所述车辆开关模式控制器频率来确定车辆标识的代码。
30.根据权利要求28所述的存储介质，还包括：
用于向配电控制器提供所述纹波频率的代码；以及
用于从所述配电控制器接收命令的代码，其中用于向所述发射器线圈电路中的所述线圈提供电流的所述代码至少部分基于所述命令。
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