[发明专利]用于感应功率传输的磁场成形

说明书

技术领域

本发明涉及用于成形（shaping）或引导由感应功率传输（IPT）系统中使用的磁通量生成或接收设备来生成或接收的磁场的设备和方法。

背景技术

IPT系统是众所周知的。如国际专利申请WO 2010/090539中讨论的，在一些IPT应用（诸如电动车辆充电）中，需要提供松散耦合的系统，松散耦合的系统能够用磁通量发射和接收结构之间的大的气隙操作。

由于大规模部署固定充电和道路供电电动车辆的应用的趋势，使用最少的材料高效地操作的磁通量发射和接收结构是非常期望的。

除了效率之外，松散耦合系统的另一问题是消除或控制可能造成健康危害的杂散磁场，在大多数国家，法规规定将杂散磁场控制在特定范围内。

发明内容

本发明的目的是提供用于感应功率传输的改进的设备或方法，或者提供改进的IPT功率传输衬垫，或者至少给公众或业界提供有用的替代方式。

因此，一方面，本发明概括地提供一种用于生成或接收磁通量的IPT系统磁通量设备，所述设备包括：导磁磁芯装置、与所述磁芯装置磁关联的至少一个线圈和屏蔽（shielding）装置，所述屏蔽装置排斥在所述磁芯装置的相对面上提供的磁通量，使得所述屏蔽装置包括延伸到所述磁芯装置的至少一部分周界之外的外面部分。

所述屏蔽装置包括板材。

优选地，所述设备包括衬垫。

优选地，所述外面部分具有周界边缘，并且在所述磁芯周界和所述周界边缘之间有间隙。在一个实施例中，所述间隙可以填充或部分地填充非磁性材料。

在一个实施例中，所述外面部分基本上在所述磁芯的平面上从衬垫延伸，并且所述周界边缘以相对于所述外面部分成一定角度地提供。在一个实施例中，所述角度基本上是90度，使得所述周界边缘基本上包括唇缘。在其它的实施例中，所述周界边缘被设置成相对于所述外面部分成大于90度的角度，例如相对于所述外面部分成大约90度和150度之间的角度。

在一个实施例中，所述外面部分基本上包围所述磁芯。

优选地，所述外面部分进一步包括所述唇缘的凸缘边。在一个实施例中，所述凸缘在大致平行于第一部分的平面内。

优选地，所述线圈是基本扁平的线圈。

优选地，所述线圈提供于与屏蔽相对的磁芯的一面上。

在另一实施例中，所述屏蔽装置进一步包括笼子（cage）。所述笼子适于接收一个或更多个绕组。在一个实施例中，所述笼子包括箱形区段。

优选地，所述板材包括板。

替代性地，所述板材包括网状材料。

替代性地，所述板材包括板的一个或更多个区段和网状物的一个或更多个区段。

优选地，所述板材包括延伸到所述磁芯的周界之外的凸缘。

优选地，所述磁芯具有纵轴线，所述屏蔽的外面部分延伸到所述磁芯的每个纵向端之外。

优选地，所述板材是由铝构造的。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于生成或接收磁通量的IPT系统磁通量衬垫，所述衬垫包括导磁磁芯装置、与所述磁芯磁关联的至少一个线圈和笼子装置，所述笼子装置适于接收所述线圈的一个或更多个绕组。

优选地，所述笼子提供于所述磁芯的第一面上，使得在所述磁芯的第一面上的一匝或更多匝线圈通过所述笼子。

替代性地，所述笼子提供于所述磁芯的一端，另一笼子装置提供于所述磁芯的相对端，并且另一线圈被提供，因此一匝或更多匝的线圈通过所述笼子装置，一匝或更多匝的另一线圈通过所述另一笼子装置。

通过下面的描述，本发明的更多方面将变得明显。

附图说明

参照附图在下文描述本发明的一个或更多个实施例，其中：

图1是圆形感应功率传输衬垫的平面图；

图2A和B是显示线圈直径相对于衬垫直径的比率变化时，具有相同电感的两个相同的耦合衬垫的P_SU和互感的变化的图形；

图3是显示P_SU随外面部分(δ_Al)（即磁芯周界和由背板或屏蔽界定的外衬垫直径之间的距离）变化的图形；

图4示出了对于图1的衬垫，作为距离的函数的B；

图5是双D衬垫的透视图；

图6是显示衬垫结构的一个实施例的横截面的立视图；

图7是图6衬垫的透视图；

图8是显示衬垫构造的另一实施例的横截面的立视图；

图9是图8的构造的透视图；