与无线电力传输有关的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供用于在通过铁磁性材料提供交流电时避免磁功率损耗的系统、方法和设备。在一个方面中，所述铁磁性材料包含至少一个孔。至少一个电气管道从所述铁磁性材料的第一侧上的第一区延伸穿过所述至少一个孔到所述铁磁性材料的第二侧上的第二区，所述第二侧与所述第一侧相对。所述至少一个电气管道经配置以使至少一种交流电沿着所述第一区与所述第二区之间的所述至少一个电气管道流动。所述铁磁性材料及所述至少一个电气管道经配置以减少由所述至少一种交流电在所述铁磁性材料内产生的周向磁通量引起的功率损耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与无线电力传输有关的装置和方法
本专利技术大体上涉及无线电力传递，且更具体来说，涉及与到远程系统(例如，包含电池的车辆或电子装置)的无线电力传递相关的装置、系统及方法，及避免无线电力传递系统中的磁功率损耗的系统和方法。
技术介绍
已经引入了包含从例如电池等能量存储装置接收的电导出的运动动力的远程系统，例如交通工具。举例来说，混合动力电动车辆包含机载充电器，所述机载充电器使用来自车辆制动和传统马达的电力给车辆充电。纯电动车辆一般从其它来源接收电来给电池充电。常常提议通过例如家用或商用AC供应源等某种类型的有线交流电(AC)给电池电动车辆(电动车辆)充电。有线充电连接需要物理上连接到电力供应器的电缆或其它类似连接器。电缆和类似连接器有时可能不方便或笨重，且具有其它缺点。能够在自由空间中(例如，经由无线场)传递电力以便用于为电动车辆充电的无线充电系统可以克服有线充电解决方案的一些缺陷。由此，有效且安全地传递电力以给电动车辆充电的无线充电系统和方法。
技术实现思路
在所附权利要求书的范围内的系统、方法及装置的各种实施方案各自具有若干方面，其中的单个方面并不单独负责本文所述的合乎需要的属性。在不限制所附权利要求书的范围的情况下，本文描述一些显要特征。在附图及以下描述中阐述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面及优点将从所述描述、图式及权利要求书而变得显而易见。应注意，以下各图的相对尺寸可能未按比例绘制。本专利技术的一个方面提供一种电气装置，其包括包含至少一个孔的铁磁性材料。所述电气装置进一步包括从铁磁性材料的第一侧上的第一区延伸穿过铁磁性材料的至少一个孔到铁磁性材料的第二侧上的第二区的至少一个电气管道，所述第二侧与所述第一侧相对。所述至少一个电气管道经配置以使至少一种交流电沿着至少一个电气管道在第一区与第二区之间流动。铁磁性材料及至少一个电气管道经配置以减少沿着至少一个电气管道流动的至少一种交流电在铁磁性材料内产生的周向磁通量引起的铁磁性材料内的功率损耗。本专利技术的另一方面提供一种无线地发射或无线地接收电力的方法。所述方法包括通过从铁磁性材料的第一侧上的第一区延伸穿过铁磁性材料到铁磁性材料的第二侧上的第二区的至少一个孔而传导交流电。所述第二侧与所述第一侧相对。铁磁性材料及至少一个孔经配置以通过所述交流电而减少由铁磁性材料内产生的周向磁通量引起的铁磁性材料内的功率损耗。所述方法进一步包括经由包括所述铁磁性材料的装置无线地发射或无线地接收电力。本专利技术的另一方面提供一种将经配置以无线地发射或无线地接收电力的电气装置制造为无线电力传递系统的部分的方法。所述方法包括提供包括至少一个孔的铁磁性材料。所述方法进一步包括使至少一个电气管道从铁磁性材料的第一侧上的第一区延伸穿过铁磁性材料的至少一个孔到铁磁性材料的第二侧上的第二区。所述第二侧与所述第一侧相对。所述至少一个电气管道经配置以使至少一种交流电沿着至少一个电气管道在第一区与第二区之间流动。铁磁性材料及至少一个电气管道经配置以减少沿着至少一个电气管道流动的至少一种交流电在铁磁性材料内产生的周向磁通量引起的铁磁性材料内的功率损耗。本专利技术的另一方面提供一种无线电力传递系统的电气装置。所述装置包含包括用于引导磁通量的装置的用于无线地发射或无线地接收电力的装置，所述用于引导磁通量的装置包括至少一个孔。所述装置进一步包含用于传导交流电的装置。所述传导装置从用于引导磁通量的装置的第一侧的第一区延伸穿过用于引导磁通量的装置的至少一个孔到用于引导磁通量的装置的第二侧上的第二区，所述第二侧与所述第一侧相对。所述传导装置经配置以使至少一种交流电沿着传导装置在第一区与第二区之间流动。所述用于引导磁通量的装置及所述传导装置经配置以通过沿着所述传导装置流动的所述至少一种交流电而减少由用于引导磁通量的装置内产生的周向磁通量引起的用于引导磁通量的装置内的功率损耗。附图说明图1是根据本专利技术的示范性实施例的用于对电动车辆充电的示范性无线电力传递系统的图。图2是图1的无线电力传递系统的示范性核心组件的示意图。图3是展示图1的无线电力传递系统的示范性核心组件及辅助组件的另一功能框图。图4是展示根据本专利技术的示范性实施例的安置在电动车辆中的可更换的无触点电池的功能框图。图5A、5B、5C及5D为根据本专利技术的示范性实施例的用于感应线圈及铁氧体材料相对于电池的放置的示范性配置的图。图6是展示根据本专利技术的示范性实施例的可用于对电动车辆无线充电的示范性频率的频谱的图表。图7是展示根据本专利技术的示范性实施例的可用于对电动车辆无线充电的示范性频率及发射距离的图表。图8A示意性地说明用于模拟延伸穿过铁氧体板的一对电气管道(例如，电导体及回流导体，两者都在差分模式中，具有180度的相移)，且图8B说明此模拟的磁通量。图9示意性地说明根据本文中描述的某些实施例的实例电气装置600。图10说明模拟的磁通量，其中铁氧体板具有从铁氧体板移除的材料薄片，所述薄片具有1mm的宽度且从一个孔洞延伸到另一孔洞。图11A到11D示意性地说明根据本文中描述的某些实施例的具有优选的导体及铁氧体拓扑的电子装置的实例部分。图12示意性地说明用于简化结构的等效磁电路。图13是根据本文中描述的某些实施例的无线地发射或无线地接收电力的实例方法的流程图。图14是将经配置以无线地发射或无线地接收电力的电气装置制造为无线电力传递系统的部分的实例方法的流程图。图式中说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，为了清晰起见，可任意扩大或减小各种特征的尺寸。此外，图式中的一些图式可能并未描绘给定系统、方法或装置的所有组件。最后，可能贯穿说明书和图式使用相似参考标号来表示相似特征。具体实施方式下文结合附图而阐述的详细描述意欲作为示范性实施例的描述，而并不意欲表示其中可实践本专利技术的仅有实施例。遍及此描述所使用的术语“示范性”是指“充当实例、例子或说明”，且未必应被解释为比其它示范性实施例优选或有利。为了提供对本专利技术的示范性实施例的透彻理解，详细描述包含特定细节。在一些例子中，以框图形式展示一些装置。无线地传递电力可指将与电场、磁场、电磁场或其它者相关联的任何形式的能量从发射器传递到接收器，而不使用物理电导体(例如，可通过自由空间来传递电力)。输出到无线场(例如，磁场)中的电力可由“接收线圈”接收、俘获或耦合以实现电力传递。电动车辆在本文中用以描述远程系统，远程系统的实例为包括从可充电能量存储装置(例如，一或多个可再充电电化学电池或其它类型的电池)得到的电力作为其运动能力的部分的车辆。作为非限制性实例，一些电动车辆可为除了电动马达以外还包含用于直接运动或对车辆的电池充电的传统内燃机的混合电动车辆。其它电动车辆可从电力汲取所有运动能力。电动车辆不限于汽车，且可包含摩托车、手推车、小型摩托车，及其类似者。举例来说而非限制，本文描述呈电动车辆(EV)形式的远程系统。此外，还预期可使用可充电能量存储装置而至少部分地供电的其它远程系统(例如，例如个人计算装置等电子装置及其类似者)。图1为根据本专利技术的一示范性实施例的用于对电动车辆112充电的示范性无线电力传递系统100的图。当电动车辆112停车于底座无线充电系统102a附近时，无线电力传递系统100实现电动车辆112的充电。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种作为无线电力传递系统的部分的经配置以无线地发射或无线地接收电力的电气装置，所述电气装置包括：铁磁性材料，其包括至少一个孔；至少一个电气管道，其从所述铁磁性材料的第一侧上的第一区延伸穿过所述铁磁性材料的所述至少一个孔到所述铁磁性材料的第二侧上的第二区，所述第二侧与所述第一侧相对，所述至少一个电气管道经配置以使至少一种交流电沿着所述至少一个电气管道在所述第一区与所述第二区之间流动，所述铁磁性材料及所述至少一个电气管道经配置以减少由沿着所述至少一个电气管道流动的所述至少一种交流电在所述铁磁性材料内产生的周向磁通量引起的所述铁磁性材料内的功率损耗。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.09 US 61/913,775;2014.08.20 US 14/464,5831.一种作为无线电力传递系统的部分的经配置以无线地发射或无线地接收电力的电气装置，所述电气装置包括：铁磁性材料，其包括至少一个孔，所述至少一个孔的至少一个部分与所述铁磁性材料中的磁通量的方向对准，所述磁通量用于感应电力传递；第一电气管道，其从所述铁磁性材料的第一侧上的第一区延伸穿过所述铁磁性材料的所述至少一个孔到所述铁磁性材料的第二侧上的第二区，所述第二侧与所述第一侧相对，所述第一电气管道经配置以使第一交流电沿着所述第一电气管道在所述第一区与所述第二区之间流动；及第二电气管道，其从所述铁磁性材料的所述第一侧上的所述第一区延伸到所述铁磁性材料的所述第二侧上的所述第二区，所述第二电气管道经配置以使第二交流电沿着所述第二电气管道在所述第一区与所述第二区之间流动，其中所述第一电气管道及所述第二电气管道两者都延伸穿过所述至少一个孔的邻接一体孔，所述邻接一体孔包括两个第一部分及在所述两个第一部分之间在大体平行于所述铁磁性材料中的所述磁通量的所述方向的方向上延伸的第二部分，所述两个第一部分中的每一者含有所述第一电气管道及所述第二电气管道中的一者，或所述第二电气管道不延伸穿过所述铁磁性材料且所述至少一个孔包括含有所述第一电气管道并且跨越所述第一电气管道到所述铁磁性材料的边缘之间的所述铁磁性材料在大体平行于所述铁磁性材料中的所述磁通量的所述方向的所述方向上延伸的孔。2.根据权利要求1所述的电气装置，其中所述电气装置包括无线发射器和无线接收器中的至少一者。3.根据权利要求1所述的电气装置，其中所述至少一个孔包括气隙。4.根据权利要求1所述的电气装置，其中所述至少一个孔包括非铁磁性材料。5.根据权利要求1所述的电气装置，其中所述至少一个孔经配置以中断由所述第一交流电及所述第二交流电中的至少一者在所述铁磁性材料中产生的周向磁通量。6.根据权利要求1所述的电气装置，其中所述第一和第二电气管道及所述至少一个孔经配置以减少对所述铁磁性材料中的所述磁通量的破坏，同时中断由所述第一交流电及所述第二交流电中的至少一者在所述铁磁性材料内产生的周向磁通量。7.根据权利要求6所述的电气装置，其中所述至少一个孔形成在所述铁磁性材料的不明显地影响所述电气装置的操作的一部分中。8.根据权利要求1所述的电气装置，其中所述第一交流电及所述第二交流电具有彼此相反的相位且具有相同的量值。9.根据权利要求1所述的电气装置，其中所述第一电气管道及所述第二电气管道两者都延伸穿过所述至少一个孔的邻接一体孔。10.根据权利要求9所述的电气装置，其中所述邻接一体孔的所述第二部分是大体笔直的。11.根据权利要求1所述的电气装置，其中所述第二电气管道不延伸穿过所述铁磁性材料。12.根据权利要求1所述的电气装置，其中包含所述第一电气管道且跨越所述铁磁性材料延伸的所述孔包括含有所述第一电气管道的第一部分及从所述第一部分延伸到所述铁磁性材料的所述边缘的第二部分。13.根据权利要求12所述的电气装置，其中包含所述第一电气管道且跨越所述铁磁性材料延伸的所述孔的所述第二部分在大体平行于所述铁磁性材料中的所述磁通量的所述方向的所述方向上延伸。14.一种无线地发射或无线地接收电力的方法，所述方法包括：通过从铁磁性材料的第一侧上的第一区延伸穿过所述铁磁性材料到所述铁磁性材料的第二侧上的第二区的至少一个孔而传导第一交流电，所述第二侧与所述第一侧相对，所述至少一个孔的至少一个部分与所述铁磁性材料中的磁通量的方向对准，所述磁通量用于感应电力传递；将第二交流电从所述铁磁性材料的所述第一侧上的所述第一区传导到所述铁磁性材料的所述第二侧上的所述第二区；及经由包括所述铁磁性材料的装置无线地发射或无线地接收电力，其中通过所述至少一个孔的邻接一体孔传导所述第一交流电及所述第二交流电两者，所述邻接一体孔包括两个第一部分及在所述两个第一部分之间在大体平行于所述铁磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·维尔纳，W·赫莱博兹，D·屈施纳，L·A·佩尔切博恩，E·L·万·博希姆，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US