感應(yīng)電力傳遞系統(tǒng)中的裝置對(duì)準(zhǔn)及識(shí)別的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于無(wú)線電力傳遞且特別是到例如電動(dòng)車輛等遠(yuǎn)程系統(tǒng)的無(wú)線電力傳遞的系統(tǒng)、方法及設(shè)備。在一個(gè)方面中，一種無(wú)線電力接收器包含第一感應(yīng)元件、電力供應(yīng)器及通信接收器。所述第一感應(yīng)元件經(jīng)配置以從由包含第二感應(yīng)元件的無(wú)線電力發(fā)射器所產(chǎn)生的第一電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力。所述電力供應(yīng)器經(jīng)配置以將電流供應(yīng)到所述第一感應(yīng)元件以產(chǎn)生第二電磁場(chǎng)并在所述第二感應(yīng)元件中感應(yīng)電流。所述通信接收器經(jīng)配置以基于所述第二感應(yīng)元件中的所述感應(yīng)電流來(lái)接收所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示。
【專利說(shuō)明】感應(yīng)電力傳遞系統(tǒng)中的裝置對(duì)準(zhǔn)及識(shí)別

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及無(wú)線電力傳遞，且更具體來(lái)說(shuō)，涉及用于到遠(yuǎn)程系統(tǒng)(例如，包含電池的車輛)的無(wú)線電力傳遞及用于對(duì)準(zhǔn)及識(shí)別無(wú)線電力傳遞裝置的裝置、系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]已引進(jìn)例如車輛的遠(yuǎn)程系統(tǒng)，其包含從自例如電池的能量存儲(chǔ)裝置接收的電得到的移動(dòng)電力。舉例來(lái)說(shuō)，混合電動(dòng)車輛包含使用來(lái)自車輛制動(dòng)的電力的機(jī)載充電器及對(duì)車輛充電的傳統(tǒng)馬達(dá)。僅為電動(dòng)的車輛通常從其它源接收電以用于對(duì)電池充電。電池型電動(dòng)車輛(電動(dòng)車輛)常常被提議經(jīng)由某一類型的有線交流電(AC)(例如，家用或商用AC電力)來(lái)充電。有線充電連接需要電纜或物理連接到電力供應(yīng)器的其它類似連接器。電纜及類似連接器可有時(shí)不方便或麻煩且具有其它缺點(diǎn)。能夠在自由空間中傳遞電力(例如，經(jīng)由無(wú)線場(chǎng))以用以對(duì)電動(dòng)車輛充電的無(wú)線電力充電系統(tǒng)可克服有線充電解決方案的一些不足。因而，需要有效率且安全地傳遞電力以用于對(duì)電動(dòng)車輛充電的無(wú)線電力充電系統(tǒng)及方法。
[0003]感應(yīng)電力傳遞(IPT)系統(tǒng)為用于能量的無(wú)線傳遞的一種裝置。在IPT中，初級(jí)(或“基礎(chǔ)”)電力裝置將電力發(fā)射到次級(jí)(或“拾取”)電力接收器裝置。發(fā)射器電力裝置及接收器電力裝置中的每一者包含電感器，其通常為電流傳送媒體的線圈或繞組。初級(jí)電感器中的交流電產(chǎn)生波動(dòng)電磁場(chǎng)。當(dāng)次級(jí)電感器經(jīng)放置成最接近初級(jí)電感器時(shí)，所述波動(dòng)電磁場(chǎng)在次級(jí)電感器中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(EMF)，借此將電力傳遞到次級(jí)電力接收器裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)的系統(tǒng)、方法及裝置的各種實(shí)施方案各自具有若干方面，所述方面中無(wú)單一一個(gè)方面單獨(dú)地負(fù)責(zé)本文中所描述的合乎需要的屬性。在不限制所附權(quán)利要求書的范圍的情況下，本文中描述一些重要特征。
[0005]本說(shuō)明書中所描述的目標(biāo)物的一或多個(gè)實(shí)施方案的細(xì)節(jié)在附圖及以下描述中予以闡述。其它特征、方面及優(yōu)點(diǎn)將從所述描述、所述圖式及權(quán)利要求書而變得顯而易見。應(yīng)注意，以下各圖的相對(duì)尺寸可能未按比例繪制。
[0006]本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種無(wú)線電力接收器，其包含第一感應(yīng)元件、電力供應(yīng)器及通信接收器。所述第一感應(yīng)元件經(jīng)配置以從由包括第二感應(yīng)元件的無(wú)線電力發(fā)射器所產(chǎn)生的第一電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力。所述電力供應(yīng)器經(jīng)配置以將電流供應(yīng)到所述第一感應(yīng)元件以產(chǎn)生第二電磁場(chǎng)并在所述第二感應(yīng)元件中感應(yīng)電流。所述通信接收器經(jīng)配置以基于所述第二感應(yīng)元件中的所述感應(yīng)電流來(lái)接收所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示。
[0007]在另一方面中，本發(fā)明提供一種無(wú)線電力發(fā)射器，其包含第一感應(yīng)元件、檢測(cè)器及通信發(fā)射器。所述第一感應(yīng)元件經(jīng)配置以產(chǎn)生第一電磁場(chǎng)以用于將無(wú)線電力傳遞到包括第二感應(yīng)元件的無(wú)線電力接收器。所述檢測(cè)器經(jīng)配置以檢測(cè)所述第一感應(yīng)元件中的感應(yīng)電流且基于所述感應(yīng)電流來(lái)確定所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示。通過(guò)由所述第二感應(yīng)元件中的電流所產(chǎn)生的第二電磁場(chǎng)在所述第一感應(yīng)元件中感應(yīng)所述感應(yīng)電流。所述通信發(fā)射器經(jīng)配置以將所述指示發(fā)射到所述無(wú)線電力接收器。
[0008]在再一方面中，本發(fā)明提供一種操作無(wú)線電力接收器的方法。所述方法包含:將電流供應(yīng)到第一感應(yīng)元件以產(chǎn)生電磁場(chǎng)并在第二感應(yīng)元件中感應(yīng)電流；及基于所述第二感應(yīng)元件中的所述感應(yīng)電流來(lái)接收所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示。
[0009]在又一方面中，本發(fā)明提供一種操作無(wú)線電力發(fā)射器的方法。所述方法包含:檢測(cè)第一感應(yīng)元件中的感應(yīng)電流，通過(guò)由第二感應(yīng)元件中的電流所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)在所述第一感應(yīng)元件中感應(yīng)所述感應(yīng)電流，無(wú)線電力接收器包括所述第二感應(yīng)元件；基于所述感應(yīng)電流來(lái)確定所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示；及將所述指示發(fā)射到所述無(wú)線電力接收器。
[0010]在另一方面中，本發(fā)明提供一種無(wú)線電力接收器，其包括:用于從由包括第二感應(yīng)元件的無(wú)線電力發(fā)射器所產(chǎn)生的第一電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力的裝置；用于將電流供應(yīng)到所述用于從所述第一電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力的裝置以產(chǎn)生第二電磁場(chǎng)并在所述第二感應(yīng)元件中感應(yīng)電流的裝置；及用于基于所述第二感應(yīng)元件中的所述感應(yīng)電流來(lái)接收所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示的裝置。
[0011]在再一方面中，本發(fā)明提供一種無(wú)線電力發(fā)射器，其包括:用于產(chǎn)生第一電磁場(chǎng)以用于將無(wú)線電力傳遞到包括第二感應(yīng)元件的無(wú)線電力接收器的裝置；用于檢測(cè)所述用于產(chǎn)生所述第一電磁場(chǎng)的裝置中的感應(yīng)電流的裝置，通過(guò)由所述第二感應(yīng)元件中的電流所產(chǎn)生的第二電磁場(chǎng)在所述用于產(chǎn)生所述第一電磁場(chǎng)的裝置中感應(yīng)所述感應(yīng)電流；用于基于所述感應(yīng)電流來(lái)確定所述用于產(chǎn)生所述第一電磁場(chǎng)的裝置與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示的裝置；及用于將所述指示發(fā)射到所述無(wú)線電力接收器的裝置。
[0012]在另一方面中，本發(fā)明提供一種包括指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述指令在被執(zhí)行時(shí)致使處理器執(zhí)行包括以下步驟的方法:將電流供應(yīng)到第一感應(yīng)元件以產(chǎn)生第一電磁場(chǎng)并在第二感應(yīng)元件中感應(yīng)電流；基于所述第二感應(yīng)元件中的所述感應(yīng)電流來(lái)接收所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示；及通過(guò)所述第一感應(yīng)元件而從由所述第二感應(yīng)元件所產(chǎn)生的第二電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力。
[0013]在再一方面中，本發(fā)明提供一種包括指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述指令在被執(zhí)行時(shí)致使處理器執(zhí)行包括以下步驟的方法:檢測(cè)第一感應(yīng)元件中的感應(yīng)電流，通過(guò)由第二感應(yīng)元件中的電流所產(chǎn)生的第一電磁場(chǎng)在所述第一感應(yīng)元件中感應(yīng)所述感應(yīng)電流，無(wú)線電力接收器包括所述第二感應(yīng)元件；基于所述感應(yīng)電流確定所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示；將所述指示發(fā)射到所述無(wú)線電力接收器；及產(chǎn)生第二電磁場(chǎng)以用于將無(wú)線電力傳遞到所述第二感應(yīng)元件。
[0014]在又一方面中，本發(fā)明提供一種無(wú)線電力接收器，其包括第一感應(yīng)元件及電力供應(yīng)器。所述第一感應(yīng)元件經(jīng)配置以從由包括第二感應(yīng)元件的無(wú)線電力發(fā)射器所產(chǎn)生的第一電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力。所述電力供應(yīng)器經(jīng)配置以:將電流供應(yīng)到所述第一感應(yīng)元件以產(chǎn)生第二電磁場(chǎng)以在所述第二感應(yīng)元件中感應(yīng)電流，使得所述無(wú)線電力發(fā)射器確定所述無(wú)線電力接收器在適合于從所述無(wú)線電力發(fā)射器接收無(wú)線電力的位置中；及選擇性地從所述第一感應(yīng)元件接收電力或?qū)㈦娏μ峁┑剿龅谝桓袘?yīng)元件。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為根據(jù)一示范性實(shí)施例的用于對(duì)電動(dòng)車輛充電的一示范性無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的圖。
[0016]圖2為圖1的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的示范性核心組件的示意圖。
[0017]圖3為展示圖1的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的示范性核心組件及輔助組件的另一功能框圖。
[0018]圖4為根據(jù)一示范性實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的圖。
[0019]圖5為根據(jù)一示范性實(shí)施例的另一無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的圖。
[0020]圖6A為說(shuō)明根據(jù)一示范性實(shí)施例的操作無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0021]圖6B為說(shuō)明根據(jù)一示范性實(shí)施例的操作無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的方法的流程圖。
[0022]圖7為根據(jù)一實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的示范性元件的示意圖。
[0023]圖8為根據(jù)另一實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的示范性元件的示意圖。
[0024]圖9為根據(jù)另一示范性實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖。
[0025]圖10、圖11、圖12、圖13、圖14、圖15、圖16、圖17及圖18為根據(jù)其它示范性實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的示范性元件的示意圖。
[0026]圖19為操作無(wú)線電力接收器的示范性方法的流程圖。
[0027]圖20為示范性無(wú)線電力接收器的功能框圖。
[0028]圖21為操作無(wú)線電力發(fā)射器的示范性方法的流程圖。
[0029]圖22為示范性無(wú)線電力發(fā)射器的功能框圖。
[0030]圖式中所說(shuō)明的各種特征可能未按比例繪制。因此，為清楚起見，可任意擴(kuò)大或縮小各種特征的尺寸。另外，一些圖式可能未描繪給定系統(tǒng)、方法或裝置的所有組件。最后，相似參考數(shù)字可用以貫穿本說(shuō)明書及各圖表示相似特征。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下文結(jié)合附圖而闡述的詳細(xì)描述意欲作為示范性實(shí)施例的描述，而并不意欲表示可實(shí)踐的唯一實(shí)施例。遍及此描述所使用的術(shù)語(yǔ)“示范性”是指“充當(dāng)實(shí)例、例子或說(shuō)明”，且未必應(yīng)被解釋為比其它示范性實(shí)施例優(yōu)選或有利。為了提供對(duì)示范性實(shí)施例的透徹理解，詳細(xì)描述包含特定細(xì)節(jié)。可在無(wú)這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本發(fā)明的示范性實(shí)施例。在一些例子中，以框圖形式展示眾所周知的結(jié)構(gòu)及裝置以便避免混淆本文中所呈現(xiàn)的示范性實(shí)施例的新穎性。
[0032]感應(yīng)電力傳遞(IPT)系統(tǒng)可在初級(jí)電感器與次級(jí)電感器得以對(duì)準(zhǔn)時(shí)最佳地傳遞電力。因此需要電動(dòng)車輛無(wú)線電力充電系統(tǒng)包含用于在充電開始之前確保車輛經(jīng)定位以使電感器的對(duì)準(zhǔn)優(yōu)化的系統(tǒng)。
[0033]同樣如次最佳電力傳遞，如果在次級(jí)電感器被正確地對(duì)準(zhǔn)之前對(duì)初級(jí)電感器通電以用于充電，則可存在安全危險(xiǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)可包含容納有初級(jí)電感器的地面安裝型電力裝置，旁人可容易接近所述地面安裝型電力裝置且其可開放以用于使碎片或類似者擱置于裝置上或裝置附近?？纱嬖谌祟惢騽?dòng)物暴露于電磁場(chǎng)的危險(xiǎn)(不管是感知的還是實(shí)際存在的)。而且，擱置于無(wú)線電力傳遞基礎(chǔ)裝置上的一些類型的材料可易被點(diǎn)燃。如果無(wú)拾取電力裝置的車輛被定位于通電的初級(jí)裝置的上方，則可發(fā)生車輛的若干部件的加熱，此可為危險(xiǎn)的。因此，一些國(guó)家或地區(qū)可強(qiáng)加需要電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)在法律上遵守的安全標(biāo)準(zhǔn)。因此需要在無(wú)顯著花費(fèi)及復(fù)雜性的情況下最小化無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的任何這些危險(xiǎn)。
[0034]基礎(chǔ)充電裝置可配備有傳感器以用于檢測(cè)在裝置附近的碎片或移動(dòng)物體的存在，且在做出肯定檢測(cè)時(shí)制止通電。然而，在一些情況下，傳感器傾向于發(fā)生錯(cuò)誤且涉及額外組件的成本及復(fù)雜性。
[0035]電動(dòng)車輛IPT系統(tǒng)可使用多種對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)來(lái)對(duì)準(zhǔn)電動(dòng)車輛與充電裝置電感器且接著向充電裝置傳達(dá)已實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)，因此使其能夠安全通電。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可包含將反饋提供到司機(jī)或車輛導(dǎo)引系統(tǒng)的機(jī)械導(dǎo)引件、傳感器或無(wú)線通信鏈路(例如，RF通信、藍(lán)牙等)。一旦實(shí)現(xiàn)適當(dāng)對(duì)準(zhǔn)，便將信號(hào)發(fā)送回到充電裝置，所述充電裝置接著能夠安全地通電。然而，在一些情況下，這些對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)由于對(duì)用于對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的額外元件的需求而將復(fù)雜性及成本添加到無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)。
[0036]在車輛具有對(duì)充電裝置(從其接收電力)的選擇權(quán)的情形中，例如，在停車場(chǎng)(在每一停車位中具有充電裝置)中，可使用類似系統(tǒng)以選擇多個(gè)充電裝置中的哪一者通電。準(zhǔn)確地確定車輛的位置可用以選擇正確的充電裝置通電，在一些情況下，可能難以使用一些通信裝置來(lái)完成此。
[0037]無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)可使用無(wú)線電力鏈路以在發(fā)射器裝置與接收器裝置之間通信而不需要額外特定通信天線。舉例來(lái)說(shuō)，控制器可實(shí)現(xiàn)以預(yù)先界定的間隔對(duì)無(wú)線電力路徑進(jìn)行幅移鍵控，所述預(yù)先界定的間隔可通過(guò)接收器裝置檢測(cè)?；A(chǔ)裝置可包含負(fù)載感測(cè)電路，所述負(fù)載感測(cè)電路受接收器裝置的存在的影響，因此檢測(cè)所述接收器裝置。然而，在一些情況下，這些系統(tǒng)涉及甚至當(dāng)電動(dòng)車輛不存在時(shí)仍使充電裝置周期性地通電到某一程度，此種情況從安全觀點(diǎn)來(lái)看可為不合意的。
[0038]圖1為根據(jù)一示范性實(shí)施例的用于對(duì)電動(dòng)車輛112充電的示范性無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)100的圖。當(dāng)電動(dòng)車輛112停放于基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)102a附近時(shí)，無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)100實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車輛112的充電。說(shuō)明了在停車區(qū)中用于待停放于對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)102a及102b上方的兩個(gè)電動(dòng)車輛的空間。在一些實(shí)施例中，區(qū)域分配中心130可連接到電力主干132且經(jīng)配置以經(jīng)由電力鏈路110將交流(AC)或直流(DC)供電提供到基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)102a?；A(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)102a還包含用于無(wú)線地傳遞或接收電力的基本系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a。電動(dòng)車輛112可包含電池單元118、電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈116及電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)114。電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈116可(例如)經(jīng)由由基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的區(qū)域來(lái)與基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a相互作用。
[0039]在一些示范性實(shí)施例中，當(dāng)電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈116位于由基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a所產(chǎn)生的能量場(chǎng)中時(shí)，電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈116可接收電力。所述場(chǎng)對(duì)應(yīng)于可由電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈116俘獲由基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a所輸出的能量的區(qū)域。在一些狀況下，所述場(chǎng)可對(duì)應(yīng)于基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a的“近場(chǎng)”。近場(chǎng)可對(duì)應(yīng)于存在由基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a中的電流及電荷產(chǎn)生的強(qiáng)反應(yīng)場(chǎng)的區(qū)域，所述強(qiáng)反應(yīng)場(chǎng)不遠(yuǎn)離基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a輻射電力。在一些狀況下，近場(chǎng)可對(duì)應(yīng)于在基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a的約1/2JT波長(zhǎng)內(nèi)的區(qū)域(且對(duì)于電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈116來(lái)說(shuō)，反之亦然)。
[0040]地區(qū)配電網(wǎng)130可經(jīng)配置以經(jīng)由通信回程134而與外部源(例如，電網(wǎng))通信且經(jīng)由通信鏈路108而與基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)102a通信。
[0041]在一些實(shí)施例中，電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈116可與基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a對(duì)準(zhǔn)且因此僅通過(guò)司機(jī)相對(duì)于基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a正確地定位電動(dòng)車輛112來(lái)安置于近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。另外或替代地，可給予司機(jī)視覺反饋、聽覺反饋或其組合以確定電動(dòng)車輛112何時(shí)被恰當(dāng)?shù)胤胖靡杂糜跓o(wú)線電力傳遞。另外或替代地，可通過(guò)自動(dòng)駕駛系統(tǒng)來(lái)定位電動(dòng)車輛112，所述自動(dòng)駕駛系統(tǒng)可來(lái)回移動(dòng)電動(dòng)車輛112 (例如，呈Z字形移動(dòng))，直至對(duì)準(zhǔn)錯(cuò)誤已達(dá)到容許值。此可在無(wú)司機(jī)干涉的情況下或在具有最小司機(jī)干涉的情況下(例如，如果電動(dòng)車輛112配備有伺服方向盤、超聲波傳感器及智能設(shè)備以調(diào)整車輛)由電動(dòng)車輛112自動(dòng)地及自主地執(zhí)行。另外或替代地，電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈116、基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈104a或其組合可具有用于使所述感應(yīng)線圈116與104a相對(duì)于彼此移位及移動(dòng)以更準(zhǔn)確地將它們定向并在其間逐漸形成更有效率的耦合的功能性。
[0042]基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)102a可位于多種位置中。作為實(shí)例，一些合適位置包含在電動(dòng)車輛112所有者的家中的停車區(qū)、為在常規(guī)的基于石油的加油站后模型化的電動(dòng)車輛無(wú)線充電所保留的停車區(qū)及在例如購(gòu)物中心及工作場(chǎng)所的其它位置的停車場(chǎng)。
[0043]以無(wú)線方式對(duì)電動(dòng)車輛充電可提供眾多益處。舉例來(lái)說(shuō)，可在實(shí)際上無(wú)司機(jī)干涉及操縱的情況下自動(dòng)地執(zhí)行充電，借此提高用戶的方便性。還可不存在暴露的電觸點(diǎn)且無(wú)機(jī)械磨損，借此提高無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)100的可靠性?？赡懿恍枰獙?duì)電纜及連接器的操縱，且可不存在可在室外環(huán)境中暴露于濕氣及水的電纜、插塞或插座，借此提高安全性。還可不存在看得見或可接近的插座、電纜及插頭，借此減少對(duì)電力充電裝置的潛在破壞行為。另夕卜，由于可將電動(dòng)車輛112用作分布式存儲(chǔ)裝置以使電網(wǎng)穩(wěn)定，所以可使用對(duì)接至電網(wǎng)解決方案來(lái)增加針對(duì)車輛至電網(wǎng)(V2G)操作的車輛可用性。
[0044]如參看圖1所描述的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)100還可提供美學(xué)及非阻礙優(yōu)點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，可不存在可阻礙車輛及/或行人的充電柱及電纜。
[0045]作為車輛至電網(wǎng)能力的進(jìn)一步解釋，無(wú)線電力發(fā)射及接收能力可經(jīng)配置成互逆式，使得基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)102a將電力傳遞到電動(dòng)車輛112且電動(dòng)車輛112將電力傳遞到基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)102a(例如，在能量不足的時(shí)間)。此能力可用于通過(guò)在由可再生發(fā)電(例如，風(fēng)或太陽(yáng)能)中的過(guò)度需求或不足引起的能量不足時(shí)允許電動(dòng)車輛將電力貢獻(xiàn)給整個(gè)分配系統(tǒng)來(lái)使配電網(wǎng)穩(wěn)定。
[0046]圖2為圖1的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)100的示范性核心組件的示意圖。如圖2中所示，無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)200可包含基礎(chǔ)系統(tǒng)發(fā)射電路206，所述基礎(chǔ)系統(tǒng)發(fā)射電路206包含具有電感L1的基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204。無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)200進(jìn)一步包含電動(dòng)車輛接收電路222，所述電動(dòng)車輛接收電路222包含具有電感L2的電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216。本文中所描述的實(shí)施例可使用電容負(fù)載型線回路(即，多匝線圈)，從而形成能夠經(jīng)由磁近場(chǎng)或電磁近場(chǎng)將能量從初級(jí)結(jié)構(gòu)(發(fā)射器)有效率地耦合到次級(jí)結(jié)構(gòu)(接收器)(如果初級(jí)結(jié)構(gòu)與次級(jí)結(jié)構(gòu)兩者經(jīng)調(diào)諧到共同諧振頻率)的諧振結(jié)構(gòu)。
[0047]諧振頻率可基于包含感應(yīng)線圈(例如，基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204)的發(fā)射電路的電感及電容。如圖2中所示，電感可通常為感應(yīng)線圈的電感，而可將電容添加到感應(yīng)線圈以在所要的諧振頻率下產(chǎn)生諧振結(jié)構(gòu)。作為一實(shí)例，可與感應(yīng)線圈串聯(lián)地添加電容器以形成產(chǎn)生電磁場(chǎng)的諧振電路(例如，基礎(chǔ)系統(tǒng)發(fā)射電路206)。因此，對(duì)于較大直徑感應(yīng)線圈來(lái)說(shuō)，用于誘發(fā)諧振的電容值可隨線圈的直徑或電感增大而減小。電感還可取決于感應(yīng)線圈的匝數(shù)。此外，隨著感應(yīng)線圈的直徑增大，近場(chǎng)的有效能量傳遞面積可增大。其它諧振電路是可能的。作為另一實(shí)例，可將電容器并聯(lián)地放置于感應(yīng)線圈的兩個(gè)端子之間(例如，并聯(lián)諧振電路)。此外，感應(yīng)線圈可經(jīng)設(shè)計(jì)成具有高質(zhì)量(Q)因子以改進(jìn)感應(yīng)線圈的諧振。
[0048]可將線圈用于電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216及基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204。將諧振結(jié)構(gòu)用于耦合能量可被稱為“磁耦合諧振”、“電磁耦合諧振”及/或“諧振感應(yīng)”。將基于從基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)202到電動(dòng)車輛112的電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)214的電力傳遞來(lái)描述無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)200的操作，但所述操作并不限于此。舉例來(lái)說(shuō)，電動(dòng)車輛112可將電力傳遞到基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)202。
[0049]參看圖2，電力供應(yīng)器208 (例如，AC或DC)將電力Psdc供應(yīng)到基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)202以將能量傳遞到電動(dòng)車輛112?；A(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)202包含基礎(chǔ)充電系統(tǒng)電力轉(zhuǎn)換器236。所述基礎(chǔ)充電系統(tǒng)電力轉(zhuǎn)換器236可包含例如以下各者的電路:AC/DC轉(zhuǎn)換器，其經(jīng)配置以將電力從標(biāo)準(zhǔn)干線AC轉(zhuǎn)換到處于合適電壓電平的DC電力；&DC/低頻(LF)轉(zhuǎn)換器，其經(jīng)配置以將DC電力轉(zhuǎn)換到處于適合于無(wú)線高電力傳遞的操作頻率的電力。基礎(chǔ)充電系統(tǒng)電力轉(zhuǎn)換器236將電力P1供應(yīng)到包含基本充電系統(tǒng)調(diào)諧電路205的基礎(chǔ)系統(tǒng)發(fā)射電路206，所述基礎(chǔ)充電系統(tǒng)調(diào)諧電路205可由與基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204呈串聯(lián)或并聯(lián)配置或串聯(lián)與并聯(lián)兩者的組合的電抗性調(diào)諧組件組成以在所要的頻率下發(fā)射電磁場(chǎng)?？商峁╇娙萜鰿1W與基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204形成在所要的頻率下諧振的諧振電路。
[0050]包含基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204的基礎(chǔ)系統(tǒng)發(fā)射電路206與包含電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216的電動(dòng)車輛接收電路222兩者可被調(diào)諧到實(shí)質(zhì)上相同的頻率且可定位于由基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204及電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216中的一者所發(fā)射的電磁場(chǎng)的近場(chǎng)內(nèi)。在此狀況下，基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204及電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216可變得彼此耦合，使得電力可傳遞到包含電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)調(diào)諧電路221及電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216的電動(dòng)車輛接收電路222?？商峁╇妱?dòng)車輛充電系統(tǒng)調(diào)諧電路221以與電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216形成在所要的頻率下諧振的諧振電路。在線圈分離時(shí)產(chǎn)生的互耦系數(shù)由元素k(d)表示。等效電阻Rrai,2表示可為感應(yīng)線圈204及216以及任何抗電抗電容器所固有的損耗，在一些實(shí)施例中，所述抗電抗電容器可分別提供于基礎(chǔ)充電系統(tǒng)調(diào)諧電路205及電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)調(diào)諧電路221中。包含電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216及電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)調(diào)諧電路221的電動(dòng)車輛接收電路222接收電力己且將電力P 2提供到電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)214的電動(dòng)車輛電力轉(zhuǎn)換器238。
[0051]電動(dòng)車輛電力轉(zhuǎn)換器238可包含(例如)LF/DC轉(zhuǎn)換器，所述LF/DC轉(zhuǎn)換器經(jīng)配置以按操作頻率將電力轉(zhuǎn)換回到處于與電動(dòng)車輛電池單元218的電壓電平匹配的電壓電平的DC電力。電動(dòng)車輛電力轉(zhuǎn)換器238可提供經(jīng)轉(zhuǎn)換的電力Puic以對(duì)電動(dòng)車輛電池單元218充電。電力供應(yīng)器208、基礎(chǔ)充電系統(tǒng)電力轉(zhuǎn)換器236及基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204可為固定的且位于多種位置處，如在本發(fā)明中所論述。電池單元218、電動(dòng)車輛電力轉(zhuǎn)換器238及電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216可包含于作為電動(dòng)車輛112的部分或電池組(未圖示)的部分的電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)214中。電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)214還可經(jīng)配置以經(jīng)由電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216將電力以無(wú)線方式提供到基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)202，以將電反饋到電網(wǎng)。電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216及基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204中的每一者可基于操作模式而充當(dāng)發(fā)射感應(yīng)線圈或接收感應(yīng)線圈。
[0052]雖未圖示，但無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)200可包含負(fù)載斷開單元(LDU)以使電動(dòng)車輛電池單元218或電力供應(yīng)器208從無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)200安全地?cái)嚅_。舉例來(lái)說(shuō)，在發(fā)生緊急情況或系統(tǒng)故障的情況下，可觸發(fā)LDU以使負(fù)載與無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)200斷開?？商峁㎜DU以作為對(duì)用于管理對(duì)電池的充電的電池管理系統(tǒng)的補(bǔ)充，或LDU可為電池管理系統(tǒng)的部分。
[0053]另外，電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)214可包含開關(guān)電路(未圖示)以用于選擇性地將電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216連接到電動(dòng)車輛電力轉(zhuǎn)換器238及斷開電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216。斷開電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216可暫停充電且還可調(diào)整如由基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)202 (充當(dāng)發(fā)射器)“看到”的“負(fù)載”，其可用以使電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)214(充當(dāng)接收器)從基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)202去耦。如果發(fā)射器包含負(fù)載感測(cè)電路，則可檢測(cè)到負(fù)載改變。因此，發(fā)射器(例如，基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)202)可具有用于確定接收器(例如，電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)214)何時(shí)存在于基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204的近場(chǎng)中的機(jī)構(gòu)。
[0054]在操作中，假定能量朝車輛或電池傳遞，提供來(lái)自電力供應(yīng)器208的輸入電力使得基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204產(chǎn)生用于提供能量傳遞的場(chǎng)。電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216耦合到輻射場(chǎng)且產(chǎn)生輸出電力以供由電動(dòng)車輛112的電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)214或電動(dòng)車輛電池單元218存儲(chǔ)或消耗。如上文所描述，在一些實(shí)施例中，基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204及電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216是根據(jù)互諧振關(guān)系配置，使得當(dāng)電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216的諧振頻率與基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204的諧振頻率非常接近或?qū)嵸|(zhì)上相同時(shí)。當(dāng)電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216位于基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204的近場(chǎng)中時(shí)，基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)202與電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)214之間的發(fā)射損耗最小。
[0055]可通過(guò)將在發(fā)射感應(yīng)線圈的近場(chǎng)中的能量的大部分耦合到接收感應(yīng)線圈而非將電磁波中的多數(shù)能量傳播到遠(yuǎn)場(chǎng)而發(fā)生有效率的能量傳遞。當(dāng)在近場(chǎng)中時(shí)，可在發(fā)射感應(yīng)線圈與接收感應(yīng)線圈之間建立耦合模式。本文中可將可發(fā)生此近場(chǎng)耦合的在感應(yīng)線圈周圍的區(qū)稱作近場(chǎng)耦合模式區(qū)域。
[0056]雖未圖示，但基礎(chǔ)充電系統(tǒng)電力轉(zhuǎn)換器236及電動(dòng)車輛電力轉(zhuǎn)換器238兩者可包含振蕩器、驅(qū)動(dòng)器電路(例如，功率放大器)、濾波器及用于與無(wú)線電力感應(yīng)線圈有效率地耦合的匹配電路。所述振蕩器可經(jīng)配置以產(chǎn)生所要的頻率，所述所要的頻率可響應(yīng)于調(diào)整信號(hào)而調(diào)整。振蕩器信號(hào)可由功率放大器按響應(yīng)于控制信號(hào)的放大量放大?？砂鰹V波器及所述匹配電路以濾除諧波或其它不想要的頻率且使電力轉(zhuǎn)換模塊的阻抗匹配無(wú)線電力感應(yīng)線圈。電力轉(zhuǎn)換器236及238還可包含整流器及開關(guān)電路以產(chǎn)生合適的電力輸出，以對(duì)一或多個(gè)電池充電。
[0057]可將電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈216及基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈204稱作或配置為“循環(huán)”天線，且更具體來(lái)說(shuō)，多匝循環(huán)天線。本文中還可將所述感應(yīng)線圈204及216稱作或配置為“磁性”天線。術(shù)語(yǔ)“線圈”意欲指代可無(wú)線地輸出或接收四次耦合到另一 “線圈”的能量的組件。還可將線圈稱作經(jīng)配置以無(wú)線地輸出或接收電力的類型的“天線”。循環(huán)(例如，多匝循環(huán))天線可經(jīng)配置以包含空氣芯或物理芯(例如，鐵氧體芯)。空氣芯循環(huán)天線可允許將其它組件放置于芯區(qū)域內(nèi)。包含鐵磁或亞鐵磁材料的物理芯天線可允許產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁場(chǎng)及提尚的親合。
[0058]可在發(fā)射器與接收器之間的匹配或幾乎匹配的諧振期間發(fā)生發(fā)射器與接收器之間的有效率的能量傳遞。另外，甚至當(dāng)發(fā)射器與接收器之間的諧振未匹配時(shí)，仍可以較低效率來(lái)傳遞能量。能量傳遞的發(fā)生是通過(guò)將能量從發(fā)射感應(yīng)線圈的近場(chǎng)耦合到駐留于建立有此近場(chǎng)的區(qū)域內(nèi)(例如，在諧振頻率的預(yù)定頻率范圍內(nèi)，或在近場(chǎng)區(qū)域的預(yù)定距離內(nèi))的接收感應(yīng)線圈而非將能量從發(fā)射感應(yīng)線圈傳播到自由空間中。
[0059]根據(jù)一些實(shí)施例，揭示了將電力耦合于在彼此的近場(chǎng)中的兩個(gè)感應(yīng)線圈之間。近場(chǎng)可對(duì)應(yīng)于存在電磁場(chǎng)的在感應(yīng)線圈周圍的區(qū)，但可不遠(yuǎn)離感應(yīng)線圈傳播或輻射。近場(chǎng)耦合模式區(qū)域可對(duì)應(yīng)于在感應(yīng)線圈的物理體積附近的體積，通常在波長(zhǎng)的小分?jǐn)?shù)內(nèi)。根據(jù)一些實(shí)施例，將電磁感應(yīng)線圈(例如，單匝循環(huán)天線及多匝循環(huán)天線)用于發(fā)射與接收兩者，這是因?yàn)樵趯?shí)際實(shí)施例中與電型天線(例如，小偶極)的電近場(chǎng)相比，磁型線圈的磁近場(chǎng)振幅趨向于較高。此允許所述對(duì)天線之間的潛在較高耦合。此外，可使用“電”天線(例如，偶極及單極)或磁天線及電天線的組合。
[0060]圖4及圖5分別為根據(jù)示范性實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)400及500的圖。在圖4中，多個(gè)汽車停車位401各自具有與其相關(guān)聯(lián)的無(wú)線電力傳遞發(fā)射器裝置402，所述無(wú)線電力傳遞發(fā)射器裝置402 (例如)安裝于停車位內(nèi)部的地面上。發(fā)射器裝置402連接到單一電力供應(yīng)器403，所述電力供應(yīng)器403耦合到通信裝置404。發(fā)射器裝置402適合于對(duì)與電動(dòng)車輛406相關(guān)聯(lián)的無(wú)線電力傳遞接收器裝置405充電，例如，通過(guò)電動(dòng)車輛406駕駛進(jìn)入停車位401中的一者中以對(duì)準(zhǔn)發(fā)射器裝置及接收器裝置的電感器，使得可通過(guò)感應(yīng)電力傳遞來(lái)傳遞電力。
[0061]在圖5中所示的系統(tǒng)中，每一汽車停車位501具有與其相關(guān)聯(lián)的無(wú)線電力傳遞發(fā)射器裝置502且每一發(fā)射器裝置502連接到其自身的電力供應(yīng)器503，所述電力供應(yīng)器503中的每一者耦合到通信裝置504。
[0062]現(xiàn)將參看圖6A及圖6B來(lái)描述圖4及圖5中所示的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的操作，圖6A及圖6B分別為說(shuō)明根據(jù)示范性實(shí)施例的操作無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的方法600及610的流程圖。應(yīng)理解，方法600及610包括操作無(wú)線電力傳遞接收器裝置及發(fā)射器裝置的方法。
[0063]在圖6A的方法600中，在框601處，電動(dòng)車輛406或506a分別接近無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)400或500的充電設(shè)備。在框602處，電動(dòng)車輛或其司機(jī)可檢測(cè)充電設(shè)備的存在。司機(jī)可查看充電設(shè)備存在于停車位401或501中的視覺指示器(例如，電力發(fā)射器裝置402或502位于地面的記號(hào)或視域)。另外或替代地，無(wú)線通信可通知車輛406或506a充電系統(tǒng)的存在。這些無(wú)線通信可涉及確定以下各者中的任何一或多者:位置(例如，使用GPS);來(lái)自電力供應(yīng)器通信裝置404或504的信號(hào)的信號(hào)長(zhǎng)度；或確定接近性的任何其它此方法。在一實(shí)例中，車輛406或506a可能能夠與電力供應(yīng)器通信裝置404或504無(wú)線地通信或替代地與與發(fā)射器裝置402或502相關(guān)聯(lián)的其它通信系統(tǒng)無(wú)線地通信?？墒褂萌魏芜m當(dāng)?shù)耐ㄐ欧绞剑?，RF通信、藍(lán)牙、zigbee、蜂窩式及類似者。
[0064]當(dāng)檢測(cè)到充電系統(tǒng)時(shí)，可使接收器裝置405或505a通電(例如，如在圖5中所示的車輛506b的接收器裝置505a的狀況下)。可對(duì)允許接收器裝置通電以及檢測(cè)適當(dāng)?shù)某潆娤到y(tǒng)給予適當(dāng)約束。舉例來(lái)說(shuō)，車輛的速度、與充電系統(tǒng)的接近性或用戶干預(yù)可操控車輛IPT裝置的通電以增加安全性且減少在危險(xiǎn)情形中可由通電的IPT裝置所引起的潛在負(fù)面效應(yīng)。如果經(jīng)由自動(dòng)化裝置檢測(cè)，則車輛可向司機(jī)指示充電系統(tǒng)的存在，例如，通過(guò)適當(dāng)?shù)囊曈X或音頻消息或指示器。
[0065]在框603處，將接收器裝置405或505a移動(dòng)到與所述停車位中的一者的發(fā)射器裝置402或502初步對(duì)準(zhǔn)，司機(jī)可隨意地選擇停車位。此步驟可涉及司機(jī)將車輛406或506b駕駛進(jìn)入選定駕駛空間中。司機(jī)可使用視覺或物理對(duì)準(zhǔn)導(dǎo)引件以進(jìn)行粗略對(duì)準(zhǔn)(例如，與停車位401或501相關(guān)聯(lián)的標(biāo)記、車輪導(dǎo)引件或類似者)。另外或替代地，車輛406或506a可包括用于自動(dòng)地對(duì)準(zhǔn)車輛的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。在框603處的初步對(duì)準(zhǔn)結(jié)束時(shí)，車輛406或506a可通常被定位于發(fā)射器裝置402或502上方，使得由于車輛而使接近發(fā)射器裝置受到限制。
[0066]在框604處，如果接收器裝置405或505a尚未通電，則使其通電。在無(wú)線電力傳遞接收器裝置405或505a的次級(jí)電感器中產(chǎn)生交流。所述電流由在系統(tǒng)的次級(jí)或接收器側(cè)上的電力供應(yīng)器(例如，由車輛406或506a的機(jī)載電力供應(yīng)器)產(chǎn)生。
[0067]如果在框603處充分執(zhí)行初步對(duì)準(zhǔn)的步驟以實(shí)現(xiàn)在發(fā)射器裝置402或502與接收器裝置405或505a之間的感應(yīng)電力傳遞，則接收器裝置405或505a的次級(jí)電感器中的交流電在發(fā)射器裝置402或502的初級(jí)電感器中感應(yīng)電流。
[0068]應(yīng)理解，術(shù)語(yǔ)“發(fā)射器”、“接收器”、“初級(jí)”、“次級(jí)”及類似者在本文中用以指代無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的組件在用于將電力從電力供應(yīng)器傳遞到電動(dòng)車輛(例如，從發(fā)射器或初級(jí)裝置傳遞到接收器或次級(jí)裝置)時(shí)的正常使用。然而，本發(fā)明描述將這些組件在相反方向上傳遞一些電力(在一些實(shí)施例中，其可為少量的)用作(例如)提高發(fā)射器裝置與接收器裝置的對(duì)準(zhǔn)或識(shí)別哪一發(fā)射器裝置被適當(dāng)?shù)胤胖靡杂糜趯㈦娏鬟f到接收器裝置的過(guò)程的部分。因此，“發(fā)射器”還可用以接收電力且“接收器”還可用以發(fā)射電力。雖然為了易于理解，這些術(shù)語(yǔ)的使用指代系統(tǒng)的某些組件的操作的正常意義，但這些術(shù)語(yǔ)的使用并不將實(shí)施例限于這些組件的任一特定操作。
[0069]在電流產(chǎn)生于接收器裝置405或505a的電感器中之后，如果發(fā)射器裝置402或502的電感器合適地靠在一起，則將在電感器中感應(yīng)電流。如果在框605處未在發(fā)射器電感器中檢測(cè)到感應(yīng)電流，則可再次執(zhí)行框603處的初步對(duì)準(zhǔn)。舉例來(lái)說(shuō)，可通知司機(jī)調(diào)整對(duì)準(zhǔn)或可自動(dòng)地啟動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)以再次嘗試初步對(duì)準(zhǔn)。如果在框605處在發(fā)射器電感器中檢測(cè)到感應(yīng)電流，則此指示所述電感器在適合于其間的無(wú)線電力傳遞的位置中。
[0070]在框606處，無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)可執(zhí)行對(duì)所述兩個(gè)電感器之間的對(duì)準(zhǔn)的細(xì)調(diào)諧。此可為自動(dòng)過(guò)程，且關(guān)于圖3來(lái)描述能夠使對(duì)準(zhǔn)自動(dòng)化的系統(tǒng)的實(shí)例。舉例來(lái)說(shuō)，一旦對(duì)準(zhǔn)已優(yōu)化且已達(dá)到對(duì)準(zhǔn)閾值或已達(dá)到初級(jí)電感器與次級(jí)電感器之間的閾值耦合水平，則可完成此步驟。優(yōu)化所述兩個(gè)電感器之間的對(duì)準(zhǔn)可對(duì)于優(yōu)化電力從電力供應(yīng)器到電動(dòng)車輛的傳遞效率是合意的。在一些實(shí)施例中，可不執(zhí)行框606處的進(jìn)一步對(duì)準(zhǔn)過(guò)程。
[0071]在框607處，起始從電力供應(yīng)器到電動(dòng)車輛的電力供應(yīng)。在此步驟中，使用無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的正常充電操作來(lái)對(duì)電動(dòng)車輛406或506a充電。
[0072]可看出，本文中所描述的方法可允許無(wú)線電力傳遞在無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)中安全且有效率地操作，所述無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)包含例如圖4中所示的系統(tǒng)(其涉及服務(wù)多個(gè)發(fā)射器裝置402的電力供應(yīng)器403)或例如圖5中所示的系統(tǒng)(其涉及每個(gè)發(fā)射器裝置502 —電力供應(yīng)器503)。
[0073]在圖4及圖5中所示的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)中，當(dāng)電力接收器裝置405或505a在適合于在電力發(fā)射器裝置402或502與電力接收器裝置405或505a之間無(wú)線地傳遞電力的位置中時(shí)，可將電力供應(yīng)到電力發(fā)射器裝置402或502。此位置可涉及車輛定位于發(fā)射器裝置上方，因此減少或消除行人或動(dòng)物靠近發(fā)射器裝置并暴露于潛在有害的電磁場(chǎng)的可能性。
[0074]示范性方法600可允許車輛的司機(jī)選擇無(wú)論哪個(gè)其偏愛的停車位來(lái)停放，且系統(tǒng)可在選定停車位中使發(fā)射器裝置通電。在一些系統(tǒng)中，司機(jī)可被告知將停放哪一停車位(例如，因?yàn)樗鐾＼囄皇桥c將被通電的發(fā)射器裝置相關(guān)聯(lián)的停車位)或可使許多發(fā)射器裝置通電以確定已選擇哪一停車位。
[0075]示范性方法600的另一益處可為可在不使用除電力傳遞設(shè)備自身之外的額外對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)的情況下執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)及發(fā)射器裝置檢測(cè)/選擇。此外，可在不使用額外對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)(例如，GPS或RFID)的情況下一次對(duì)準(zhǔn)多個(gè)車輛，所述額外對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)可增加系統(tǒng)的成本或復(fù)雜性且在一些狀況下可為不準(zhǔn)確的。
[0076]直到接收器裝置關(guān)于發(fā)射器裝置在適當(dāng)位置才使發(fā)射器裝置通電的又一益處是，非IPT車輛可能能夠停放在發(fā)射器裝置附近而無(wú)由作用于車身的部分上的磁場(chǎng)所引起的局部化加熱的危險(xiǎn)。由電動(dòng)車輛不正確地停放于發(fā)射器裝置上所引起的類似危險(xiǎn)也有所減少。
[0077]在一些實(shí)施例中(特別是其中多個(gè)車輛可同時(shí)與充電裝置對(duì)準(zhǔn)的系統(tǒng))，使系統(tǒng)能夠識(shí)別哪一車輛正接近哪一充電裝置或與哪一充電裝置相關(guān)聯(lián)可為有益的。為此，控制器可操作以控制接收器側(cè)上的電流的產(chǎn)生。舉例來(lái)說(shuō)，可以某一方式調(diào)制、中斷或另外修改所產(chǎn)生的電流。反過(guò)來(lái)，發(fā)射器裝置中的感應(yīng)電流將反映所述修改且允許系統(tǒng)識(shí)別哪一接收器裝置感應(yīng)地耦合到哪一發(fā)射器裝置。每一接收器裝置可以唯一方式(例如，使用唯一調(diào)制簽名)來(lái)修改電流。此可允許基于對(duì)許多充電裝置與之相關(guān)聯(lián)的車輛的要求來(lái)正確地控制到所述充電裝置中的每一者的電力供應(yīng)。
[0078]在圖6B的方法610中，在框611處，電動(dòng)車輛406或506a分別接近無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)400或500的充電設(shè)備。在框612處，車輛406或506a或其司機(jī)檢測(cè)充電設(shè)備的存在。司機(jī)可查看充電設(shè)備存在于停車位401或501中的視覺指示器(例如，電力發(fā)射器裝置402或502位于地面的記號(hào)或視域)。另外或替代地，無(wú)線通信可通知車輛406或506a充電系統(tǒng)的存在。這些無(wú)線通信可涉及確定以下各者中的任何一或多者:位置(例如，使用GPS);來(lái)自電力供應(yīng)器通信裝置404或504的信號(hào)的信號(hào)長(zhǎng)度；或確定接近性的任何其它此方法。在一個(gè)實(shí)例中，車輛406或506a可能能夠與電力供應(yīng)器通信裝置404或504無(wú)線地通信或替代地與和發(fā)射器裝置402或502相關(guān)聯(lián)的其它通信系統(tǒng)無(wú)線地通信?？墒褂萌魏芜m當(dāng)?shù)耐ㄐ攀侄危?，RF通信、藍(lán)牙、zigbee、蜂窩式及類似者。
[0079]當(dāng)檢測(cè)到充電系統(tǒng)時(shí)，可在接收器裝置405或505a的次級(jí)電感器中產(chǎn)生電流。在一些方面中，在接收器裝置405或505a的次級(jí)電感器被通電之前，車輛406或506a可通知發(fā)射器裝置402或502 (例如，經(jīng)由電力供應(yīng)器通信裝置404或504)車輛406或506a意欲使所述次級(jí)電感器通電。
[0080]在電流產(chǎn)生于接收器裝置405或505a的電感器中之后，如果接收器裝置405或505a的次級(jí)電感器合適地靠近發(fā)射器裝置402或502的初級(jí)電感器，則可在發(fā)射器裝置402或502的電感器中感應(yīng)電流。在框613處，發(fā)射器裝置402或502可確定次級(jí)電感器相對(duì)于初級(jí)電感器的距離。例如，發(fā)射器裝置402或502可測(cè)量初級(jí)電感器中的感應(yīng)電流的量值以確定次級(jí)電感器與初級(jí)電感器之間的距離的指示。所述指示可為指示感應(yīng)電流的量值的值(例如，以安培計(jì)的電流測(cè)量值或電流相對(duì)于閾值電流的量或百分?jǐn)?shù))。另一方面，如果未檢測(cè)到感應(yīng)電流或所檢測(cè)到的電流低于最小電流電平，則發(fā)射器裝置402或502可通知司機(jī)調(diào)整對(duì)準(zhǔn)，或可自動(dòng)地啟動(dòng)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)以在確定次級(jí)電感器相對(duì)于初級(jí)電感器的位置之前嘗試更靠近的定位。
[0081]在框614處，發(fā)射器裝置402或502可將次級(jí)電感器與初級(jí)電感器之間的距離的指示發(fā)射到接收器裝置405或505a或在停車位附近的其它裝置或結(jié)構(gòu)。在框615處，司機(jī)或?qū)?zhǔn)系統(tǒng)可基于所述指示來(lái)調(diào)整車輛406或506a的位置以更緊密地對(duì)準(zhǔn)接收器裝置405或505a與發(fā)射器裝置402或502，且具體來(lái)說(shuō)，可對(duì)準(zhǔn)次級(jí)電感器與初級(jí)電感器。車輛406或506a或在停車位附近的其它裝置或結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步包含顯示器(例如，一或多個(gè)燈或顯示屏)，以促進(jìn)向司機(jī)顯示基于所述指示的信息。所述顯示器可傳達(dá)車輛406或506a的行進(jìn)方向(例如，向左、向右或向前及類似者前進(jìn))，以輔助對(duì)準(zhǔn)接收器裝置405或505a與發(fā)射器裝置402或502。在一些方面中，顯示器可為車輛406或506a中所包含的圖形用戶接口，其用于執(zhí)行或輔助車輛406或506a的其它功能。
[0082]在框616處，發(fā)射器裝置402或502可確定次級(jí)電感器與初級(jí)電感器是否經(jīng)合適地對(duì)準(zhǔn)。如果所述電感器未經(jīng)合適地對(duì)準(zhǔn)，則方法610移至框613，且發(fā)射器裝置402或502可再次確定次級(jí)電感器相對(duì)于初級(jí)電感器的距離。由于次級(jí)電感器可能已移動(dòng)(因?yàn)檐囕v406或506a的接收器裝置405或505a可能已移動(dòng))，所以可從先前的距離確定來(lái)更新所確定的距離。在框614處，可將經(jīng)更新的距離的指示發(fā)射到接收器裝置405或505a或在停車位附近的其它裝置或結(jié)構(gòu)。在框615處，司機(jī)或?qū)?zhǔn)系統(tǒng)可基于經(jīng)更新的指示來(lái)調(diào)整車輛406或506a的位置。因此，發(fā)射器裝置402或502可連續(xù)地確定次級(jí)電感器與初級(jí)電感器之間的距離的指示且將所述指示發(fā)射到接收器裝置405或505a或在停車位附近的其它裝置或結(jié)構(gòu)。反過(guò)來(lái)，接收器裝置405或505a或在停車位附近的其它裝置或結(jié)構(gòu)可連續(xù)地接收指示，且車輛406或506a的對(duì)準(zhǔn)可經(jīng)調(diào)整使得接收器裝置405或505a與發(fā)射器裝置402或502更緊密地對(duì)準(zhǔn)。
[0083]或者，在框616處，如果所述電感器經(jīng)合適地對(duì)準(zhǔn)，則方法610移至框617，且起始從發(fā)射器裝置402或502的電力供應(yīng)器到車輛406或506a的電力供應(yīng)。在此步驟中，使用無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的正常充電操作來(lái)對(duì)車輛406或506a充電。
[0084]在一些方面中，可使用一或多個(gè)發(fā)射器裝置402或502來(lái)執(zhí)行方法610的一或多個(gè)步驟(例如，框613或616)。舉例來(lái)說(shuō)，在框613處，可使用無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)400或500的兩個(gè)發(fā)射器裝置402或502來(lái)確定到車輛406或506a的兩個(gè)距離以用于輔助在框615處進(jìn)行的車輛對(duì)準(zhǔn)。另外，在一些方面中，方法610可有利地使接收器裝置405或505a能夠不直接確定或測(cè)量其相對(duì)于發(fā)射器裝置402或502的距離或位置，而是經(jīng)由與發(fā)射器裝置402或502的通信來(lái)間接地確定其距離或位置?；蛘?，方法610可有利地使接收器裝置405或505a能夠從發(fā)射器裝置402或502接收補(bǔ)充的距離或位置信息以輔助對(duì)準(zhǔn)接收器裝置405或505a與發(fā)射器裝置402或502。
[0085]現(xiàn)在將論述無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)的示范性組件，在所述無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)中，可自動(dòng)地執(zhí)行發(fā)射器電感器及接收器電感器的對(duì)準(zhǔn)。
[0086]圖3為展示圖1的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)100的示范性核心組件及輔助組件的功能框圖。無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)300說(shuō)明通信鏈路376、導(dǎo)引鏈路366及用于基礎(chǔ)系統(tǒng)或發(fā)射器電感器304及電動(dòng)車輛或接收器電感器316的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)352、354。如上文參看圖2且參照在能量流朝向電動(dòng)車輛時(shí)系統(tǒng)的使用所描述，在圖3中，基礎(chǔ)充電系統(tǒng)電力接口 334可經(jīng)配置以將電力從電源(例如AC或DC電力供應(yīng)器)提供到充電系統(tǒng)電力轉(zhuǎn)換器336。所述基礎(chǔ)充電系統(tǒng)電力轉(zhuǎn)換器336可從基礎(chǔ)充電系統(tǒng)電力接口 334接收AC或DC電力以在基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈304的諧振頻率處或附近激發(fā)所述基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈304。電動(dòng)車輛電感器316在處于近場(chǎng)耦合模式區(qū)域中時(shí)可從所述近場(chǎng)耦合模式區(qū)域接收能量以在諧振頻率處或附近振蕩。電動(dòng)車輛電力轉(zhuǎn)換器338將來(lái)自電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈316的振蕩信號(hào)轉(zhuǎn)換到適合于經(jīng)由電動(dòng)車輛電力接口 340對(duì)電池充電的電力信號(hào)。
[0087]基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)302包含基本充電系統(tǒng)控制器342且電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)314包含電動(dòng)車輛控制器344?；A(chǔ)充電系統(tǒng)控制器342可包含到其它系統(tǒng)(例如，計(jì)算機(jī)及配電中心或智能電網(wǎng))的基礎(chǔ)充電系統(tǒng)通信接口 360。電動(dòng)車輛控制器344可包含到其它系統(tǒng)(例如，車輛上的機(jī)載計(jì)算機(jī)、其它電池充電控制器、車輛內(nèi)的其它電子系統(tǒng)及遠(yuǎn)程電子系統(tǒng))的電動(dòng)車輛通信接口 368。
[0088]基礎(chǔ)充電系統(tǒng)控制器342及電動(dòng)車輛控制器344可包含用于具有單獨(dú)通信信道的特定應(yīng)用的子系統(tǒng)或模塊。這些通信信道可為單獨(dú)的物理信道或單獨(dú)的邏輯信道。作為實(shí)例，基礎(chǔ)充電對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)352可經(jīng)由對(duì)準(zhǔn)鏈路356而與電動(dòng)車輛對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)354通信以提供用于自主地及/或在操作者輔助下更緊密地對(duì)準(zhǔn)基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈304與電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈316的反饋機(jī)制。類似地，基礎(chǔ)充電導(dǎo)引系統(tǒng)362可經(jīng)由導(dǎo)引鏈路366而與電動(dòng)車輛導(dǎo)引系統(tǒng)364通信以提供反饋機(jī)制，以在對(duì)準(zhǔn)基本系統(tǒng)感應(yīng)線圈304與電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈316的過(guò)程中自主地及/或在操作者輔助下導(dǎo)引電動(dòng)車輛。另外，可存在由基礎(chǔ)充電通信系統(tǒng)372及電動(dòng)車輛通信系統(tǒng)374支持的單獨(dú)通用通信鏈路(例如，信道)，以用于在基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)302與電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)314之間傳達(dá)其它信息。此信息可包含關(guān)于電動(dòng)車輛特性、電池特性、充電狀態(tài)及基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)302與電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)314兩者的電力能力的信息以及電動(dòng)車輛的維修及診斷數(shù)據(jù)。這些通信信道可為單獨(dú)物理通信信道(例如，藍(lán)牙、zigbee、蜂窩式及類似者)。
[0089]電動(dòng)車輛控制器344還可包含:基于微波或超聲波雷達(dá)原理的停車輔助系統(tǒng)；制動(dòng)系統(tǒng)，其經(jīng)配置以執(zhí)行半自動(dòng)停車操作；及方向盤伺服系統(tǒng)，其經(jīng)配置以輔助可提供較高停車準(zhǔn)確度的較大程度自動(dòng)化的停車“按線停車”，因此減少對(duì)基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)302及電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)314中的機(jī)械水平感應(yīng)線圈對(duì)準(zhǔn)的需求。另外，電動(dòng)車輛控制器344可經(jīng)配置以與電動(dòng)車輛112的電子器件通信。舉例來(lái)說(shuō)，電動(dòng)車輛控制器344可經(jīng)配置以與以下各者通信:視覺輸出裝置(例如，儀表板顯示器)、聲學(xué)/音頻輸出裝置(例如，蜂鳴器、揚(yáng)聲器)、機(jī)械輸入設(shè)備(例如，鍵盤、觸摸屏幕，及例如操縱桿、軌跡球及類似者的指向裝置)，及音頻輸入設(shè)備(例如，具有電子語(yǔ)音辨識(shí)的麥克風(fēng))。
[0090]此外，無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)300可包含檢測(cè)及傳感器系統(tǒng)。舉例來(lái)說(shuō)，無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)300可包含用于供系統(tǒng)使用以將司機(jī)或車輛恰當(dāng)?shù)貙?dǎo)引到充電地點(diǎn)的傳感器、通過(guò)所需的分離/耦合來(lái)互相對(duì)準(zhǔn)感應(yīng)線圈的傳感器、檢測(cè)可阻礙電動(dòng)車輛感應(yīng)線圈316移至特定高度及/或位置以實(shí)現(xiàn)耦合的物體的傳感器及用于供系統(tǒng)使用以執(zhí)行系統(tǒng)的可靠、無(wú)損害且安全的操作的安全傳感器。舉例來(lái)說(shuō)，安全傳感器可包含用于以下用途的傳感器:檢測(cè)接近無(wú)線電力發(fā)射器裝置304/接收器裝置316超過(guò)安全半徑的動(dòng)物或兒童的存在、檢測(cè)可變熱(例如，歸因于感應(yīng)加熱)的在基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈304附近的金屬物體、檢測(cè)危險(xiǎn)事件(例如，基礎(chǔ)系統(tǒng)電感器304上的預(yù)熱發(fā)光物體)及對(duì)基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)302及電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)314組件進(jìn)行溫度監(jiān)控。
[0091]為在基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)302與電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)314之間進(jìn)行通信，無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)300可使用頻帶內(nèi)信令與RF數(shù)據(jù)調(diào)制解調(diào)器(例如，在未經(jīng)許可的頻帶中的經(jīng)由無(wú)線電的以太網(wǎng))兩者。頻帶外通信可提供足夠帶寬以用于將增值服務(wù)分配給車輛用戶/擁有者。無(wú)線電力載波的低深度振幅或相位調(diào)制可充當(dāng)具有最小干擾的頻帶內(nèi)信令系統(tǒng)。
[0092]另外，可在不使用特定通信天線的情況下經(jīng)由無(wú)線電力鏈路來(lái)執(zhí)行一些通信。舉例來(lái)說(shuō)，無(wú)線電力電感器304及316還可經(jīng)配置以充當(dāng)無(wú)線通信發(fā)射器。因此，基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)302的一些實(shí)施例可包含用于實(shí)現(xiàn)在無(wú)線電力路徑上的鍵控型協(xié)議的控制器(未圖示)。通過(guò)以預(yù)先界定的時(shí)間間隔用預(yù)先界定的協(xié)議來(lái)鍵控發(fā)射電力電平(幅移鍵控)，接收器可檢測(cè)來(lái)自發(fā)射器的串行通信?；A(chǔ)充電系統(tǒng)電力轉(zhuǎn)換器336可包含負(fù)載感測(cè)電路(未圖示)以用于檢測(cè)在由基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈304所產(chǎn)生的近場(chǎng)附近的作用中電動(dòng)車輛接收器的存在或不存在。舉例來(lái)說(shuō)，負(fù)載感測(cè)電路監(jiān)控流到功率放大器的電流，其受在由基礎(chǔ)系統(tǒng)感應(yīng)線圈304所產(chǎn)生的近場(chǎng)附近的作用中接收器的存在或不存在影響。對(duì)功率放大器上的負(fù)載的改變的檢測(cè)可由基礎(chǔ)充電系統(tǒng)控制器342來(lái)監(jiān)控以用于在確定是否啟用振蕩器以用于發(fā)射能量、是否將與作用中接收器通信或其組合過(guò)程中使用。
[0093]現(xiàn)在將描述根據(jù)示范性實(shí)施例的適合于在無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)中使用的許多示范性電路。
[0094]圖7為根據(jù)一實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)700的示范性組件的示意圖。電力供應(yīng)器701將電力提供到負(fù)載，在圖7的實(shí)施例中所述負(fù)載由可充電電池704表示。電力借助于無(wú)線電力傳遞發(fā)射器裝置702與無(wú)線電力傳遞接收器裝置703之間的感應(yīng)電力傳遞而被傳遞到負(fù)載，所述無(wú)線電力傳遞發(fā)射器裝置702及所述無(wú)線電力傳遞接收器裝置703中的每一者分別包括感應(yīng)元件705及706 (例如，感應(yīng)線圈)。接收器裝置703中的電路為并聯(lián)調(diào)諧型諧振電路，其包括跨越次級(jí)電感器706而并聯(lián)連接的電容性元件707。整流器708將次級(jí)電感器706中所感應(yīng)的交流轉(zhuǎn)換到直流，所述直流電被供應(yīng)到電池704。還可將直流電感應(yīng)元件709耦合于整流器708與電池704之間。
[0095]無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)700進(jìn)一步包括輔助電路710，所述輔助電路710包括接收器側(cè)輔助電力供應(yīng)器711。輔助電力供應(yīng)器711可包括(例如)12V電池。輔助電力供應(yīng)器711可操作以通過(guò)借助于變流器712將電流供應(yīng)或注入到電力接收器裝置703中的電路中而在次級(jí)電感器706中產(chǎn)生電流，所述變流器712與次級(jí)電感器706串聯(lián)連接。裝置(例如，如所說(shuō)明的H型橋接器713)連接于變流器712與輔助電力供應(yīng)器711之間，以用于允許電力供應(yīng)器711選擇性地接收或提供電力。
[0096]在對(duì)電池704充電期間，電力從發(fā)射器裝置702傳遞到接收器裝置703且接著傳遞到電池704。電力還可經(jīng)由變流器712而傳遞到輔助電力供應(yīng)器711，例如，以對(duì)輔助電力供應(yīng)器711充電或以提供用于輔助系統(tǒng)(例如，無(wú)線電力傳遞接收器裝置703的內(nèi)部電子器件)的電力。
[0097]當(dāng)將接收器裝置703用于實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)或裝置檢測(cè)/識(shí)別目的時(shí)，可從輔助電力供應(yīng)器711供應(yīng)電力以將電流注入到調(diào)諧電路中且借此使次級(jí)電感器706通電。此誘發(fā)到發(fā)射器裝置702的初級(jí)電感器705中的電流，其可由電力供應(yīng)器701檢測(cè)且可使電感器對(duì)準(zhǔn)或裝置檢測(cè)/識(shí)別能夠發(fā)生。適當(dāng)?shù)剡x擇變流器712的匝數(shù)比允許從具有低電壓的輔助電力供應(yīng)器711 (例如，12V電池)提供電力，以用于實(shí)現(xiàn)在發(fā)射器裝置702中產(chǎn)生小額電流的目的。
[0098]H型橋接器713中的開關(guān)可在兩個(gè)狀態(tài)及對(duì)應(yīng)的兩個(gè)操作模式之間切換以使得能夠在所要的方向上施加電壓。開關(guān)可由適當(dāng)?shù)目刂葡到y(tǒng)(未圖示)控制。
[0099]圖8為根據(jù)一實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)800的示范性組件的示意圖。圖8展示根據(jù)一實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞發(fā)射器裝置801的組件。在操作的初步對(duì)準(zhǔn)階段期間，可以與已關(guān)于圖7描述的方式類似的方式由電流使電力接收器裝置802中的感應(yīng)元件803通電。因此在電力發(fā)射器裝置801的感應(yīng)元件804中感應(yīng)電流。發(fā)射器裝置801包含諧振感應(yīng)電路，所述諧振感應(yīng)電路可(例如)通過(guò)將調(diào)諧電容器805置于與感應(yīng)元件804串聯(lián)而形成。調(diào)諧電路可(例如)借助于由四個(gè)MOSFET 808形成的H型橋接器806而耦合到電力供應(yīng)器807。
[0100]電流測(cè)量裝置809耦合到調(diào)諧電路，所述電流測(cè)量裝置809可以任何適當(dāng)?shù)姆绞?例如，如在圖8中所示的實(shí)施例中借助于變流器810)耦合。
[0101]無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)800使電力發(fā)射器裝置801中由接收器感應(yīng)元件803中的電流感應(yīng)的電流能夠被測(cè)量。一旦由電流測(cè)量裝置809測(cè)量，便將適當(dāng)?shù)男盘?hào)發(fā)送到系統(tǒng)控制器裝置，所述系統(tǒng)控制器裝置可(例如)根據(jù)關(guān)于圖6A所論述的示范性方法600來(lái)起始對(duì)準(zhǔn)增強(qiáng)過(guò)程或開始充電。
[0102]有利的是，可將圖8中所示的電力發(fā)射器裝置801的部分用于現(xiàn)有無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)中。為使感應(yīng)電流能夠被測(cè)量，可添加電流測(cè)量裝置809，其可涉及簡(jiǎn)單修改。對(duì)于感應(yīng)電流流動(dòng)，可關(guān)閉MOSFET 808中的兩者以產(chǎn)生短路電流路徑，例如，可關(guān)閉晶體管808a及808b，或可關(guān)閉晶體管808c及808d。系統(tǒng)控制器可因此控制H型橋接器806的配置。
[0103]圖7及圖8中所說(shuō)明的系統(tǒng)及電路展示可借以實(shí)踐本發(fā)明中所描述的系統(tǒng)及方法且可實(shí)現(xiàn)其優(yōu)點(diǎn)的實(shí)例。使用變流器712將輔助電力供應(yīng)器711連接到電力接收器電路的優(yōu)點(diǎn)在于，還可將變流器用于其它目的(例如，電流感測(cè))。在發(fā)生主電力故障的情況下，輔助電力供應(yīng)器還可為有用的，使得某一電力可用于電力接收器裝置的控制系統(tǒng)且系統(tǒng)可以受控制的方式關(guān)機(jī)。
[0104]在一些實(shí)施例中，可使圖7中所示的整流器708短路以減輕將電流注入到接收器電路中的復(fù)雜性。舉例來(lái)說(shuō)，可跨越整流器708放置短接開關(guān)或可在“短接”模式中使用可控制的整流器。如果使整流器708短路，則調(diào)諧電容器707將也短路且所得等效電路展示于圖9中，圖9為根據(jù)另一示范性實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)700的簡(jiǎn)化示意圖。在系統(tǒng)900中，電路路徑901使圖7中所示的整流器與調(diào)諧電容器兩者短路。
[0105]使調(diào)諧電容器短路影響對(duì)諧振感應(yīng)電路的調(diào)諧，其可影響在發(fā)射器裝置902與接收器裝置903中的感應(yīng)元件之間的電力傳遞的效率。為了補(bǔ)償，可在輔助電路908中將調(diào)諧電路904連接于變流器905與H型橋接器907之間。所述調(diào)諧電路904可包括電抗性元件配置以將短接電路合適地調(diào)諧回接近諧振且因此實(shí)現(xiàn)高效率水平。在一些實(shí)施例中，調(diào)諧電路904的元件可經(jīng)選擇以將接收器電路調(diào)諧到原始、非短接電路的操作頻率。使系統(tǒng)的操作頻率在不同模式中保持為相同但在正常操作期間繞過(guò)調(diào)諧電路904(例如，使用短接或斷路開關(guān))可為有利的。在其它實(shí)施例中，調(diào)諧電路904的元件可將接收器電路調(diào)諧成在不同的操作頻率下諧振。不同諧振頻率的優(yōu)點(diǎn)在于，調(diào)諧電路904可對(duì)電力傳遞系統(tǒng)的正常操作具有較少影響(例如，當(dāng)如圖7中所示電力正從電力供應(yīng)器701傳遞到負(fù)載704時(shí))。
[0106]圖10為根據(jù)另一實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)1000的示范性組件的示意圖。系統(tǒng)1000類似于圖7中所示的電力傳遞系統(tǒng)700且可以相似的方式操作?，F(xiàn)在將描述可能與系統(tǒng)700不同的那些特征。
[0107]在系統(tǒng)1000中，輔助電力供應(yīng)器1011借助于與調(diào)諧電容器1007并聯(lián)連接的變壓器1012而耦合到電力接收器電路1003的諧振電路。變壓器1012由H型橋接器1013驅(qū)動(dòng)以在對(duì)準(zhǔn)或檢測(cè)/識(shí)別模式期間將電流注入到接收器裝置1003中。再次，變壓器1012的匝數(shù)比可經(jīng)選擇以允許從具有低電壓的輔助電力供應(yīng)器1011 (例如，12V電池)提供電力，以用于在發(fā)射器裝置1002中產(chǎn)生小額電流的目的。
[0108]在一些情形中，使用變壓器來(lái)耦合輔助電力供應(yīng)器以將電流注入到電力接收器裝置中可具有優(yōu)點(diǎn)。一些電路拓?fù)淇缮婕翱捎奢o助電路輸出的相對(duì)較低的電壓范圍。輸出電流可隨負(fù)載而變化，而輸出電壓通常與輔助電池電壓成比例，所述輔助電池電壓與輸出電流的變化相比可僅稍微變化(歸因于典型電池類型的化學(xué)性質(zhì))。此可使包括變壓器的實(shí)施例更合適。
[0109]圖11為根據(jù)另一實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)1100的示范性元件組件的示意圖。在系統(tǒng)1100中，用于在接收器裝置1103的感應(yīng)元件1106中產(chǎn)生電流的裝置包括電動(dòng)車輛電池1104且可能不存在如在圖7及圖10中所示的系統(tǒng)中的輔助電力供應(yīng)器?？赡嬲髌?115將電池1104耦合到諧振接收器電路以整流接收器電感器1106中被感應(yīng)的交流?？赡嬲髌?115可呈H型橋接器的形式，使得電池1104可選擇性地從接收器感應(yīng)元件1106接收電力或?qū)㈦娏μ峁┑浇邮掌鞲袘?yīng)元件1106。在圖11中所示的實(shí)施例中，H型橋接器1115由四個(gè)MOSFET 1116形成。在其它實(shí)施例中，可使用其它開關(guān)元件。
[0110]圖11中所示的無(wú)線電力傳遞接收器裝置1103的電路與圖8中所示的無(wú)線電力傳遞發(fā)射器裝置801的電路相似。接收器裝置1103的電路可在兩個(gè)方向上進(jìn)行電力傳遞，以既對(duì)電池1104充電還將電力從電池1104傳遞回到電網(wǎng)中。然而，根據(jù)示范性方法，電池1104還能夠?qū)㈦娏?yīng)回到發(fā)射器裝置1102以用于實(shí)現(xiàn)對(duì)準(zhǔn)及發(fā)射器檢測(cè)/識(shí)別的目的。
[0111]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)在對(duì)準(zhǔn)/識(shí)別模式期間電池1104將電流注入到接收器電感器1106中時(shí)，連接于H型橋接器1115與電池1104之間的DC電感器1109可能能夠與電路斷開。舉例來(lái)說(shuō)，MOSFET或其它短接開關(guān)可跨越DC電感器1109連接且通過(guò)系統(tǒng)控制器裝置(未圖示)來(lái)控制。
[0112]圖11中所示的接收器裝置1103的實(shí)施例的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，與可能不能夠執(zhí)行本文中所揭示的示范性方法的其它接收器裝置相比，接收器裝置1103可能需要極少的額外組件。舉例來(lái)說(shuō)，圖11的系統(tǒng)1100可使用車輛電池1104來(lái)提供到次級(jí)電感器1106中的電流注入，且因此，在一些方面中，可避免輔助電力供應(yīng)器的復(fù)雜性及成本。
[0113]在圖7、圖10及圖11中所論述的系統(tǒng)中，在執(zhí)行對(duì)準(zhǔn)或發(fā)射器檢測(cè)/識(shí)別時(shí)被傳遞回到發(fā)射器裝置的電力的量可顯著少于在將可用電力傳遞回到電力供應(yīng)器中的過(guò)程期間將被傳遞的電力的量。僅小的可檢測(cè)信號(hào)而非可用電力可被傳遞。因而，可與在將系統(tǒng)的組件用以在反向上傳遞電力的情況不同地評(píng)定用于這些目的的所述系統(tǒng)組件，其使得能夠使用像晶體管及/或二極管等較便宜的組件。
[0114]圖12、圖13及圖14分別為根據(jù)另外實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)1200、1300及1400的示范性組件的示意圖。系統(tǒng)1200、1300及1400分別類似于圖7、圖10及圖11中所示的系統(tǒng)700、1000及1100，但系統(tǒng)1200、1300及1400說(shuō)明使用串聯(lián)調(diào)諧而非并聯(lián)調(diào)諧的諧振電路。因而，電力接收器電路1203、1303及1403各自包括調(diào)諧電容器1207、1307及1407，所述調(diào)諧電容器1207、1307及1407分別與電力接收器電路1203、1303及1403的感應(yīng)元件1206、1306及1406串聯(lián)。
[0115]圖15、圖16及圖17分別為根據(jù)另外實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)1500、1600及1700的示范性組件的示意圖。系統(tǒng)1500與系統(tǒng)700及1200的類似之處在于，輔助電力供應(yīng)器借助于變流器1512而連接到接收器裝置1503。系統(tǒng)1600與系統(tǒng)1000及1300的類似之處在于，輔助電力供應(yīng)器借助于變壓器1612而連接到接收器裝置1603。系統(tǒng)1700與系統(tǒng)1100及1400的類似之處在于，電池1704可用以經(jīng)由可逆整流器1715而將電流注入回到接收器電路1703中。系統(tǒng)1500、1600及1700與類似的系統(tǒng)的不同之處在于，接收器裝置中的諧振電路為L(zhǎng)CL調(diào)諧電路，其中次級(jí)電路的調(diào)諧是使用電容器1507、1607、1707及AC調(diào)諧電感器1520、1620、1720(分別與接收電感器1506、1606、1706并聯(lián)及串聯(lián)連接)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0116]圖18為根據(jù)一替代性實(shí)施例的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)1800的示范性組件的示意圖。與圖8中所示的系統(tǒng)800類似，系統(tǒng)1800展示無(wú)線電力傳遞發(fā)射器裝置1801的示范性組件，所述無(wú)線電力傳遞發(fā)射器裝置1801具有借助于變流器1810而耦合到諧振電路的電流測(cè)量裝置1809。發(fā)射器裝置1801中的諧振電路包括LCL調(diào)諧供應(yīng)諧振電感器1804，其中所述電感器1804與調(diào)諧電容器1821及AC調(diào)諧電感器1820并聯(lián)連接。
[0117]圖19為操作無(wú)線電力接收器的示范性方法1900的流程圖。舉例來(lái)說(shuō)，可使用圖7的無(wú)線電力傳遞接收器裝置703及圖3的電動(dòng)車輛充電系統(tǒng)314來(lái)執(zhí)行方法1900。盡管下文涉及圖3的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)300及圖7的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)700的元件來(lái)描述方法1900，但可使用其它組件來(lái)實(shí)施所述步驟中的一或多者。
[0118]在框1905處，將電流供應(yīng)到無(wú)線電力接收器的一個(gè)感應(yīng)元件以產(chǎn)生電磁場(chǎng)且在無(wú)線電力發(fā)射器的另一感應(yīng)元件中感應(yīng)電流。無(wú)線電力發(fā)射器可經(jīng)配置以基于所述另一感應(yīng)元件中的感應(yīng)電流來(lái)確定所述一個(gè)感應(yīng)元件與所述另一感應(yīng)元件之間的距離的指示。輔助電路710可經(jīng)配置以供應(yīng)電流。次級(jí)電感器706可對(duì)應(yīng)于所述一個(gè)感應(yīng)元件，且初級(jí)電感器705可對(duì)應(yīng)于另一感應(yīng)元件。
[0119]在框1910處，在無(wú)線電力接收器處從無(wú)線電力發(fā)射器接收所述感應(yīng)元件之間的距離的指示?？山?jīng)由導(dǎo)引鏈路366及/或?qū)?zhǔn)鏈路356來(lái)接收所述指示。
[0120]圖20為示范性無(wú)線電力接收器2000的功能框圖。所述無(wú)線電力接收器2000包含電力供應(yīng)器2005、感應(yīng)元件2010及通信接收器2015。電力供應(yīng)器2005可經(jīng)配置以執(zhí)行關(guān)于圖19的框1905所論述的功能中的一或多者。例如，電力供應(yīng)器2005可對(duì)應(yīng)于圖7的輔助電路710。例如，感應(yīng)元件2010可對(duì)應(yīng)于圖7的次級(jí)電感器706。通信接收器2015可經(jīng)配置以執(zhí)行關(guān)于圖19的框1910所論述的功能中的一或多者。例如，通信接收器2015可對(duì)應(yīng)于圖3的電動(dòng)車輛導(dǎo)引系統(tǒng)364或電動(dòng)車輛對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)354。
[0121]此外，在一個(gè)方面中，用于供應(yīng)電流的裝置可包括電力供應(yīng)器2005。在另一方面中，用于從電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力的裝置可包括感應(yīng)元件2010。在再一方面中，用于接收電感器之間的距離的指示的裝置可包括通信接收器2015。
[0122]圖21為操作無(wú)線電力發(fā)射器的示范性方法2100的流程圖。舉例來(lái)說(shuō)，可使用圖8的無(wú)線電力傳遞發(fā)射器裝置801或圖3的基礎(chǔ)無(wú)線電力充電系統(tǒng)302來(lái)執(zhí)行方法2100。盡管下文涉及圖3的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)300及圖8的無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)800的元件來(lái)描述方法2100，但可使用其它組件來(lái)實(shí)施所述步驟中的一或多者。
[0123]在框2105處，在無(wú)線電力發(fā)射器的一個(gè)感應(yīng)元件中檢測(cè)到感應(yīng)電流。通過(guò)由無(wú)線電力接收器的另一感應(yīng)元件中的電流所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)而在所述一個(gè)感應(yīng)元件中感應(yīng)所述感應(yīng)電流。電流測(cè)量裝置809可經(jīng)配置以檢測(cè)所述一個(gè)感應(yīng)元件中的感應(yīng)電流。感應(yīng)元件804可對(duì)應(yīng)于所述一個(gè)感應(yīng)元件，且感應(yīng)元件803可對(duì)應(yīng)于另一感應(yīng)元件。
[0124]在框2110處，基于所述一個(gè)感應(yīng)元件中的感應(yīng)電流來(lái)確定所述一個(gè)感應(yīng)元件與所述另一感應(yīng)元件之間的距離的指示。舉例來(lái)說(shuō)，基礎(chǔ)充電系統(tǒng)控制器342可經(jīng)配置以確定距離的指示。
[0125]在框2115處，將所述指示發(fā)射到無(wú)線電力接收器。舉例來(lái)說(shuō)，所述指示可由基礎(chǔ)充電導(dǎo)引系統(tǒng)362或基礎(chǔ)充電對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)352經(jīng)由導(dǎo)引鏈路366或?qū)?zhǔn)鏈路356來(lái)發(fā)射。
[0126]圖22為示范性無(wú)線電力發(fā)射器2200的功能框圖。所述無(wú)線電力發(fā)射器2200包含檢測(cè)器2205、感應(yīng)元件2210、控制器2215及通信發(fā)射器2220。檢測(cè)器2005可經(jīng)配置以執(zhí)行關(guān)于圖21的框2105所論述的功能中的一或多者。檢測(cè)器2205可對(duì)應(yīng)于圖8的電流測(cè)量裝置809。感應(yīng)元件2210可對(duì)應(yīng)于圖8的感應(yīng)元件804?？刂破?215可經(jīng)配置以執(zhí)行關(guān)于圖21的框2110所論述的功能中的一或多者。控制器2215可對(duì)應(yīng)于圖3的基礎(chǔ)充電系統(tǒng)控制器342。通信發(fā)射器2220可經(jīng)配置以執(zhí)行關(guān)于圖21的框2115所論述的功能中的一或多者。通信發(fā)射器2220可對(duì)應(yīng)于圖3的基礎(chǔ)充電導(dǎo)引系統(tǒng)362或基礎(chǔ)充電對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng) 352。
[0127]此外，在一個(gè)方面中，用于檢測(cè)感應(yīng)元件中的感應(yīng)電流的裝置可包括檢測(cè)器2205。在另一方面中，用于產(chǎn)生電磁場(chǎng)的裝置可包括感應(yīng)元件2210。在進(jìn)一步的方面中，用于確定電感器之間的距離的指示的裝置可包括控制器2215。在又一方面中，用于發(fā)射所述指示的裝置可包括通信發(fā)射器2220。
[0128]將理解，可取決于期望相應(yīng)無(wú)線電力傳遞系統(tǒng)操作的情形而在替代性實(shí)施例中使用適當(dāng)?shù)碾娐?。本發(fā)明并不限于結(jié)合感應(yīng)電力傳遞電路所使用的調(diào)諧電抗性元件的任何特定配置，且本文中僅作為實(shí)例而提供并聯(lián)調(diào)諧型、串聯(lián)調(diào)諧型及LCL調(diào)諧型諧振電路。此夕卜，本發(fā)明并不限于在接收器電感器中產(chǎn)生電流的任何特定接收器側(cè)方式，且本文中僅作為實(shí)例而論述變壓器、變流器及可逆整流器技術(shù)。
[0129]無(wú)線地傳遞電力可指代在不使用物理電導(dǎo)體的情況下將與電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁場(chǎng)或其它者相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量從發(fā)射器傳遞到接收器(例如，可經(jīng)由自由空間來(lái)傳遞電力)。輸出到無(wú)線場(chǎng)(例如，磁場(chǎng))中的電力可由“接收線圈”接收、俘獲或耦合以實(shí)現(xiàn)電力傳遞。
[0130]本文中使用電動(dòng)車輛來(lái)描述遠(yuǎn)程系統(tǒng)，所述遠(yuǎn)程系統(tǒng)的實(shí)例為包含(作為其移動(dòng)能力的部分)從可充電的能量存儲(chǔ)裝置(例如，一或多個(gè)可再充電電化學(xué)電池或其它類型的電池)得到的電力的車輛。作為實(shí)例，一些電動(dòng)車輛可為混合電動(dòng)車輛，其包含用于直接移動(dòng)或?qū)囕v的電池充電的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)。其它電動(dòng)車輛可從電力取得所有移動(dòng)能力。電動(dòng)車輛并不限于汽車，且可包含摩托車、搬運(yùn)車、小型摩托車及類似者。舉例來(lái)說(shuō)且非限制，本文中以電動(dòng)車輛(EV)的形式來(lái)描述遠(yuǎn)程系統(tǒng)。此外，還預(yù)料到可使用可充電的能量存儲(chǔ)裝置至少部分地供電的其它遠(yuǎn)程系統(tǒng)(例如，例如個(gè)人計(jì)算裝置及類似者的電子裝置)。
[0131]上文所描述的方法的各種操作可由能夠執(zhí)行所述操作的任何合適裝置(例如，各種硬件及/或軟件元件、電路及/或模塊)來(lái)執(zhí)行。通常，各圖中所說(shuō)明的任何操作可由能夠執(zhí)行所述操作的對(duì)應(yīng)的功能裝置來(lái)執(zhí)行。
[0132]可使用多種不同技藝及技術(shù)中的任一者來(lái)表示信息及信號(hào)。舉例來(lái)說(shuō)，可由電壓、電流、電磁波、磁場(chǎng)或磁粒子、光場(chǎng)或光粒子或其任何組合來(lái)表示可貫穿以上描述所提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、位、符號(hào)及碼片。
[0133]結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施例而描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊、電路及算法步驟可被實(shí)施為電子硬件、計(jì)算機(jī)軟件或兩者的組合。為了清楚地說(shuō)明硬件與軟件的此可互換性，上文已通常在功能性方面描述了各種說(shuō)明性元件、塊、模塊、電路及步驟。將此功能性實(shí)施為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用及強(qiáng)加于整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)約束而定?？舍槍?duì)每一特定應(yīng)用以變化的方式來(lái)實(shí)施所描述的功能性，但這些實(shí)施決策不應(yīng)解釋為造成脫離所述實(shí)施例的范圍。
[0134]可通過(guò)通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)或經(jīng)設(shè)計(jì)以執(zhí)行本文中所描述的功能的其它可編程邏輯裝置、離散門或晶體管邏輯、離散硬件元件或其任何組合來(lái)實(shí)施或執(zhí)行結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施例而描述的各種說(shuō)明性邏輯塊、模塊及電路。通用處理器可為微處理器，但在替代方案中，處理器可為任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機(jī)。處理器還可經(jīng)實(shí)施為計(jì)算裝置的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個(gè)微處理器的組合、一或多個(gè)微處理器與DSP核心的聯(lián)合或任一其它此配置。
[0135]結(jié)合本文中所揭示的實(shí)施例而描述的方法或算法的框或步驟及功能可直接以硬件、以由處理器執(zhí)行的軟件模塊或以所述兩者的組合來(lái)體現(xiàn)。如果以軟件實(shí)施，則所述功能可作為一或多個(gè)指令或程序代碼而存儲(chǔ)于有形、非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體上或經(jīng)由有形、非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體傳輸。軟件模塊可駐留于隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、快閃存儲(chǔ)器、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、緩沖器、硬盤、可移除式磁盤、CD-ROM或此項(xiàng)技術(shù)中已知的任何其它形式的存儲(chǔ)媒體中。將存儲(chǔ)媒體耦合到處理器使得所述處理器可從所述存儲(chǔ)媒體讀取信息及將信息寫入到所述存儲(chǔ)媒體。在替代方案中，存儲(chǔ)媒體可整合到處理器。如本文中所使用，磁盤及光盤包含壓縮光盤(CD)、激光光盤、光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、軟性磁盤及藍(lán)光光盤，其中磁盤通常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤通過(guò)激光以光學(xué)方式再現(xiàn)數(shù)據(jù)。以上各者的組合還應(yīng)包含于計(jì)算機(jī)可讀媒體的范圍內(nèi)。處理器及存儲(chǔ)媒體可駐留于ASIC中。所述ASIC可駐留于用戶終端中。在替代方案中，處理器及存儲(chǔ)媒體可作為離散元件而駐留于用戶終端中。
[0136]出于概括本發(fā)明的目的，已在本文中描述本發(fā)明的某些方面、優(yōu)點(diǎn)及新穎特征。應(yīng)了解，根據(jù)本發(fā)明的任何特定實(shí)施例未必可實(shí)現(xiàn)所有這些優(yōu)點(diǎn)。因此，可以實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化如本文中所教示的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一群優(yōu)點(diǎn)而不必須實(shí)現(xiàn)如本文中可能教示或提出的其它優(yōu)點(diǎn)的方式來(lái)體現(xiàn)或進(jìn)行本發(fā)明。
[0137]上文所描述的實(shí)施例的各種修改將容易顯而易見，且可在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下將本文中所界定的一般原理應(yīng)用于其它實(shí)施例。因此，本發(fā)明無(wú)意限于本文中所展示的實(shí)施例，而是將被賦予與本文中所揭示的原理及新穎特征相一致的最廣范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)線電力接收器，其包括: 第一感應(yīng)元件，其經(jīng)配置以從由包括第二感應(yīng)元件的無(wú)線電力發(fā)射器所產(chǎn)生的第一電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力； 電力供應(yīng)器，其經(jīng)配置以將電流供應(yīng)到所述第一感應(yīng)元件從而產(chǎn)生第二電磁場(chǎng)并在所述第二感應(yīng)元件中感應(yīng)電流；及 通信接收器，其經(jīng)配置以基于所述第二感應(yīng)元件中的所述感應(yīng)電流來(lái)接收所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線電力接收器，其進(jìn)一步包括對(duì)準(zhǔn)控制器，所述對(duì)準(zhǔn)控制器經(jīng)配置以在所述無(wú)線電力發(fā)射器起始到所述無(wú)線電力接收器的無(wú)線電力傳遞之前基于所述指示來(lái)對(duì)準(zhǔn)所述無(wú)線電力接收器與所述無(wú)線電力發(fā)射器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)線電力接收器，其中所述指示包括指示所述感應(yīng)電流的量值的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任一權(quán)利要求所述的無(wú)線電力接收器，其進(jìn)一步包括通信發(fā)射器，所述通信發(fā)射器經(jīng)配置以在所述電力供應(yīng)器將所述電流供應(yīng)到所述第一感應(yīng)元件以產(chǎn)生所述第二電磁場(chǎng)之前通知所述無(wú)線電力發(fā)射器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任一權(quán)利要求所述的無(wú)線電力接收器，其進(jìn)一步包括經(jīng)配置以顯示所述指示的顯示器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無(wú)線電力接收器，其中所述顯示器包括用戶接口，所述用戶接口經(jīng)配置以輔助對(duì)準(zhǔn)所述無(wú)線電力接收器與所述無(wú)線電力發(fā)射器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任一權(quán)利要求所述的無(wú)線電力接收器，其中所述通信接收器進(jìn)一步經(jīng)配置以從所述無(wú)線電力發(fā)射器連續(xù)地接收所述指示。
8.一種無(wú)線電力發(fā)射器，其包括: 第一感應(yīng)元件，其經(jīng)配置以產(chǎn)生第一電磁場(chǎng)以用于將無(wú)線電力傳遞到包括第二感應(yīng)元件的無(wú)線電力接收器； 檢測(cè)器，其經(jīng)配置以檢測(cè)所述第一感應(yīng)元件中的感應(yīng)電流且基于所述感應(yīng)電流來(lái)確定所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示，通過(guò)由所述第二感應(yīng)元件中的電流所產(chǎn)生的第二電磁場(chǎng)在所述第一感應(yīng)元件中感應(yīng)所述感應(yīng)電流；及 通信發(fā)射器，其經(jīng)配置以將所述指示發(fā)射到所述無(wú)線電力接收器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無(wú)線電力發(fā)射器，其中所述檢測(cè)器進(jìn)一步經(jīng)配置以測(cè)量所述感應(yīng)電流的量值，且所述指示包括指示所述感應(yīng)電流的所述所測(cè)量的量值的值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的無(wú)線電力發(fā)射器，其進(jìn)一步包括通信接收器，所述通信接收器經(jīng)配置以從所述無(wú)線電力接收器接收通知，所述通知在所述電流被供應(yīng)到所述第二感應(yīng)元件以產(chǎn)生所述第二電磁場(chǎng)之前通知所述無(wú)線電力發(fā)射器。
11.根據(jù)權(quán)利要求8到10中任一權(quán)利要求所述的無(wú)線電力發(fā)射器，其中所述通信發(fā)射器進(jìn)一步經(jīng)配置以將所述指示連續(xù)地發(fā)射到所述無(wú)線電力接收器。
12.—種操作無(wú)線電力接收器的方法，所述方法包括: 將電流供應(yīng)到第一感應(yīng)元件以產(chǎn)生電磁場(chǎng)并在無(wú)線電力發(fā)射器的第二感應(yīng)元件中感應(yīng)電流；及 基于所述第二感應(yīng)元件中的所述感應(yīng)電流來(lái)接收所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其進(jìn)一步包括在所述無(wú)線電力發(fā)射器起始到所述無(wú)線電力接收器的無(wú)線電力傳遞之前基于所述指示來(lái)對(duì)準(zhǔn)所述無(wú)線電力接收器與所述無(wú)線電力發(fā)射器。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的方法，其中所述指示包括指示所述感應(yīng)電流的量值的值。
15.根據(jù)權(quán)利要求12到14中任一權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包括在將所述電流供應(yīng)到所述第一感應(yīng)元件以產(chǎn)生所述電磁場(chǎng)之前通知所述無(wú)線電力發(fā)射器。
16.根據(jù)權(quán)利要求12到15中任一權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包括顯示所述指示。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中所述顯示所述指示包括在用戶接口上顯示所述指示以輔助對(duì)準(zhǔn)所述無(wú)線電力接收器與所述無(wú)線電力發(fā)射器。
18.根據(jù)權(quán)利要求12到17中任一權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包括從所述無(wú)線電力發(fā)射器連續(xù)地接收所述指示。
19.一種操作無(wú)線電力發(fā)射器的方法，所述方法包括: 檢測(cè)第一感應(yīng)元件中的感應(yīng)電流，通過(guò)由第二感應(yīng)元件中的電流所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)在所述第一感應(yīng)元件中感應(yīng)所述感應(yīng)電流，無(wú)線電力接收器包括所述第二感應(yīng)元件； 基于所述感應(yīng)電流來(lái)確定所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示；及 將所述指示發(fā)射到所述無(wú)線電力接收器。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其進(jìn)一步包括測(cè)量所述感應(yīng)電流的量值，其中所述指示包括指示所述感應(yīng)電流的所述所測(cè)量的量值的值。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的方法，其進(jìn)一步包括從所述無(wú)線電力接收器接收通知，所述通知在所述電流被供應(yīng)到所述第二感應(yīng)元件以產(chǎn)生所述電磁場(chǎng)之前通知所述無(wú)線電力發(fā)射器。
22.根據(jù)權(quán)利要求19到21中任一權(quán)利要求所述的方法，其進(jìn)一步包括將所述指示連續(xù)地發(fā)射到所述無(wú)線電力接收器。
23.一種無(wú)線電力接收器，其包括: 用于從由包括無(wú)線電力發(fā)射器的第二感應(yīng)元件的無(wú)線電力發(fā)射器所產(chǎn)生的第一電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力的裝置； 用于將電流供應(yīng)到所述用于從所述第一電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力的裝置以產(chǎn)生第二電磁場(chǎng)并在所述第二感應(yīng)元件中感應(yīng)電流的裝置；及 用于基于所述第二感應(yīng)元件中的所述感應(yīng)電流來(lái)接收所述用于接收無(wú)線電力的裝置與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示的裝置。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的無(wú)線電力接收器，其進(jìn)一步包括用于在所述無(wú)線電力發(fā)射器起始到所述無(wú)線電力接收器的無(wú)線電力傳遞之前基于所述指示來(lái)對(duì)準(zhǔn)所述無(wú)線電力接收器與所述無(wú)線電力發(fā)射器的裝置。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的無(wú)線電力接收器，其進(jìn)一步包括用于顯示所述指示以輔助對(duì)準(zhǔn)所述無(wú)線電力接收器與所述無(wú)線電力發(fā)射器的裝置。
26.一種無(wú)線電力發(fā)射器，其包括: 用于產(chǎn)生第一電磁場(chǎng)以用于將無(wú)線電力傳遞到包括第二感應(yīng)元件的無(wú)線電力接收器的裝置； 用于檢測(cè)在所述用于產(chǎn)生所述第一電磁場(chǎng)的裝置中的感應(yīng)電流的裝置，通過(guò)由所述第二感應(yīng)元件中的電流所產(chǎn)生的第二電磁場(chǎng)在所述用于產(chǎn)生所述第一電磁場(chǎng)的裝置中感應(yīng)所述感應(yīng)電流； 用于基于所述感應(yīng)電流來(lái)確定所述用于產(chǎn)生所述第一電磁場(chǎng)的裝置與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示的裝置；及 用于將所述指示發(fā)射到所述無(wú)線電力接收器的裝置。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的無(wú)線電力發(fā)射器，其進(jìn)一步包括用于測(cè)量所述感應(yīng)電流的量值的裝置，其中所述指示包括指示所述感應(yīng)電流的所述所測(cè)量的量值的值。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的無(wú)線電力發(fā)射器，其進(jìn)一步包括用于從所述無(wú)線電力接收器接收通知的裝置，所述通知在所述電流被供應(yīng)到所述第二感應(yīng)元件以產(chǎn)生所述第二電磁場(chǎng)之前通知所述無(wú)線電力發(fā)射器。
29.—種包括指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述指令在被執(zhí)行時(shí)致使處理器執(zhí)行包括以下操作的方法: 將電流供應(yīng)到第一感應(yīng)元件以產(chǎn)生第一電磁場(chǎng)并在無(wú)線電力發(fā)射器的第二感應(yīng)元件中感應(yīng)電流； 基于所述第二感應(yīng)元件中的所述感應(yīng)電流來(lái)接收所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示；及 通過(guò)所述第一感應(yīng)元件而從由所述第二感應(yīng)元件所產(chǎn)生的第二電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力。
30.—種包括指令的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀媒體，所述指令在被執(zhí)行時(shí)致使處理器執(zhí)行包括以下操作的方法: 檢測(cè)第一感應(yīng)元件中的感應(yīng)電流，通過(guò)由第二感應(yīng)元件中的電流所產(chǎn)生的第一電磁場(chǎng)在所述第一感應(yīng)元件中感應(yīng)所述感應(yīng)電流，無(wú)線電力接收器包括所述第二感應(yīng)元件； 基于所述感應(yīng)電流確定所述第一感應(yīng)元件與所述第二感應(yīng)元件之間的距離的指示； 將所述指示發(fā)射到所述無(wú)線電力接收器；及 產(chǎn)生第二電磁場(chǎng)以用于將無(wú)線電力傳遞到所述第二感應(yīng)元件。
31.一種無(wú)線電力接收器，其包括: 第一感應(yīng)元件，其經(jīng)配置以從由包括第二感應(yīng)元件的無(wú)線電力發(fā)射器所產(chǎn)生的第一電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力?’及 電力供應(yīng)器，其經(jīng)配置以: 將電流供應(yīng)到所述第一感應(yīng)元件以產(chǎn)生第二電磁場(chǎng)以在所述第二感應(yīng)元件中感應(yīng)電流，使得所述無(wú)線電力發(fā)射器確定所述無(wú)線電力接收器在適合于從所述無(wú)線電力發(fā)射器接收無(wú)線電力的位置中；及 選擇性地從所述第一感應(yīng)元件接收電力或?qū)㈦娏μ峁┑剿龅谝桓袘?yīng)元件。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的無(wú)線電力接收器，其進(jìn)一步包括將所述電力供應(yīng)器連接到所述第一感應(yīng)元件的H型橋接器。
33.根據(jù)權(quán)利要求31或32所述的無(wú)線電力接收器，其中所述電力供應(yīng)器包括電池，所述電池經(jīng)配置以在從所述無(wú)線電力發(fā)射器到所述無(wú)線電力接收器的無(wú)線電力傳遞期間接收電力。
34.根據(jù)權(quán)利要求31到33中任一權(quán)利要求所述的無(wú)線電力接收器，其中所述電力供應(yīng)器包括輔助電力供應(yīng)器。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的無(wú)線電力接收器，其進(jìn)一步包括變換器，所述變換器經(jīng)配置以將所述輔助電力供應(yīng)器耦合到包括所述第一感應(yīng)元件的電路。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的無(wú)線電力接收器，其中所述變換器包括變壓器。
37.根據(jù)權(quán)利要求35所述的無(wú)線電力接收器，其中所述變換器包括變流器。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的無(wú)線電力接收器，其中所述輔助電力供應(yīng)器包括調(diào)諧電路。
39.一種無(wú)線電力接收器，其包括: 用于從由包括第二感應(yīng)元件的無(wú)線電力發(fā)射器所產(chǎn)生的第一電磁場(chǎng)接收無(wú)線電力的裝置； 用于將電流供應(yīng)到所述用于接收無(wú)線電力的裝置以產(chǎn)生第二電磁場(chǎng)以在所述第二感應(yīng)元件中感應(yīng)電流以使得所述無(wú)線電力發(fā)射器確定所述無(wú)線電力接收器在適合于從所述無(wú)線電力發(fā)射器接收無(wú)線電力的位置中的裝置；及 用于選擇性地從所述用于接收無(wú)線電力的裝置接收電力或?qū)㈦娏μ峁┑剿鲇糜诮邮諢o(wú)線電力的裝置的裝置。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的無(wú)線電力接收器，其中所述用于選擇性地接收或提供電力的裝置包括H型橋接器。
41.根據(jù)權(quán)利要求39或40所述的無(wú)線電力接收器，其中所述用于供應(yīng)所述電流的裝置包括輔助電力供應(yīng)器。
【文檔編號(hào)】H02J7/34GK104471822SQ201380037536
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2013年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月16日
【發(fā)明者】喬納森·比弗, 尼古拉斯·A·基林, 邁克爾·基辛, 博西門 E·L·范 申請(qǐng)人:高通股份有限公司