[發明專利]感應電力傳送設備

有效

• 申請號: 201580047860.3
• 申請日: 2015-07-08
• 公開（公告）號: CN106716570B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: J·T·博伊斯;G·A·考維克
• 申請（專利權）人: 奧克蘭聯合服務有限公司
• 主分類號: H01F38/14
• 分類號: H01F38/14;H02J50/10;H02J7/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 劉鳳香

本公開涉及一種感應電力傳送設備(1)，其可用于產生或接收磁場以用于感應電力傳送。所述設備具有中心線圈(5)和兩個末端線圈(3，4)，在所述中心線圈(5)的每一末端處提供所述末端線圈中的一者。所述末端線圈(3，4)中的每一者的一些匝位于所述中心線圈(5)的一側上，且其余匝位于另一側上。所述末端線圈用以減弱或消除所述中心線圈(5)的一側上的通量，且在所述中心線圈的另一側上導引磁通量通過所述中心線圈以提供超出所述設備的拱形通量模式。

技術領域

本發明涉及用于從電能的源產生磁通量和/或接收磁通量以提供電能的源的設備。在一種應用中，本發明耦合磁通量以提供感應電力傳送裝置或結構，其也可用作磁通量產生器或接收器以在感應電力傳送(IPT)(即，無線電力傳送)應用中使用。

背景技術

無線電力傳送系統是松散耦合的磁性系統，其需要在從電力“傳輸”結構到電力“接收”結構的所需距離處提供充足的場強度。一個實例是對電動交通工具進行充電。電力可以從在地面中或地面上提供的磁通量耦合裝置傳輸到所述裝置附近的交通工具。所述地面裝置必須具有機械穩健性以及以高拱形模式‘投擲’磁通量以使得所述通量的大部分可由交通工具上的另一(可能類似的)通量耦合裝置收集的能力。這不是個無關緊要的任務，因關于電動交通工具的嚴格條件而變得更困難。所述設備還可能需要能夠允許在反向方向上的電力傳送，例如雙向系統。

通量耦合裝置在本文檔中為了方便而稱為“墊”，但它們可以采取其它形式。

用于電動交通工具(EV)充電應用的一種已知形式的墊一般為圓形形狀，且在國際專利公開案WO2008/140333中描述。這些墊的有吸引力的特征在于它們具有低排放。然而，它們可提供的有用通量是相對小的，且它們可超出墊提供通量的高度(即，距離)同樣是小的。如上文提到的公開案中描述的一般圓形的具有直徑D的墊可實現可能D/4的有用通量高度。因此，對于具有200mm氣隙的EV，需要800mm直徑的墊。

替代地，可以使用具有兩個線圈或繞組的磁性極化的墊結構。此一般結構在國際專利公開案WO2010/090539和WO2011/016737中描述。并入有此結構的墊在本文為了方便而稱為“DD”墊(具有變體“DDQ”和“雙極”)。DD型墊可遠得多地投擲通量，理想地為圓形墊的兩倍遠。對于極化墊來說，必須在沿著行進方向縱向(XX)安放墊還是橫向于行進方向(YY)安放墊之間做出選擇。地面中的墊必須具有與EV下方的墊相同的定向，否則電力傳送是不可能的。DD墊具有兩個相同的繞組，其在墊的中心彼此觸碰(或幾乎觸碰)。這些繞組可以是平坦的阿基米德螺線，且它們可以位于鐵氧體床或有條紋的鐵氧體條帶上。特征上，場僅在墊的一側外，因為鐵氧體用以在繞組后方在磁極區域之間的區中集中通量，使得在墊的背面外沒有通量。尤其對于交通工具上的墊來說這是極為合意的特征，因為這意味著在用于交通工具上的墊的艙中沒有通量。

DD墊的通量模式的特征在于兩個通量區域。在墊的中心，通量路徑是高的且向上凸的，且對于鏈接到另一DD墊是理想的。在墊的每一末端，在通量轉動遠離任何合適的墊時，通量無法鏈接到另一墊。因此這些末端通量不產生有用的輸出。這種浪費的通量增加了墊的電感，減小了其耦合因數，且造成汽車下方其所接觸的任何金屬零件的損耗。較高分數的所產生的總通量是在此類別中，因此如果此情況可以減少，那么墊將得到改進。

另一種墊結構包括簡單的螺線管線圈，其纏繞在鐵氧體條上。所述墊在兩側外產生通量，且通常使用鋁絲網移除這些通量中的一者。此移除不是很令人滿意，且所述墊具有極難以消除的殘余末端通量。出于此原因，這些墊在行進方向(XX)上不變地使用，使得到汽車的邊緣的距離較大，且存在較長的區段要移除不想要的通量，因為汽車通常長度大于寬度。螺線管墊可產生高度有用的通量模式，但它們較低效，因為鋁絲網中存在顯著損耗。然而，它們沒有高泄漏，且這是有益的特征。

上文的論述以及本文檔中對現有技術的任何參考不應被視為承認所提到的現有技術在任何國家公開可用，所提到的現有技術也不是共同的一般常識。

發明的目的