[发明专利]电磁场限制

说明书

本申请案发明涉及对电磁场的控制。其特别关于例如用于无线电力传递系统的感应电力传递垫等磁通量耦合设备。提供一种磁通量耦合设备，其包括用于产生或接收磁耦合通量的线圈及包括相对高的磁导率材料的漏通量元件。所述漏通量元件通过相对低的磁导率区与所述线圈分开，且定位成独立于耦合通量而提供用于漏通量的受控路径。提供一种电磁波吸收器，其包括：布置在第一层中的高磁导率磁性材料；及布置在第二层中的导电或低磁导率材料。

技术领域

本发明涉及对电磁场的控制。本发明关于无线电力传递系统装置及系统(通常被称为感应电力传递(IPT)装置及系统)。本发明特别关于例如用于无线电力传递系统的感应电力传递垫等磁通量耦合设备。

背景技术

一些IPT系统(例如IPT道路应用)中的很受关注的问题是抑制从这些系统中的气隙漏出或从其中需要磁通量进行感应电力传递的区漏出的磁通量。对静止及移动的系统进行充电及供电时存在此问题，无论它们是高功率还是低功率系统。实例包含：低功率电子装置，例如手机、平板计算机、笔记本计算机、计算机外围设备、照明系统；较高功率装置，例如家用电器、机器人、自动导引车辆(如电动车辆(EV))、工业设备。

可以使用实现从道路进行EV无线充电的系统的实例来描述所述问题。在此系统中，所述道路包含通量耦合器，其可以由电力供应器激励以提供时变磁通量。车辆上的对应的通量耦合器允许车辆无线地(感应地)耦合到电力供应器。在通量耦合结构之间存在气隙。所述气隙可变化且相对很大，且在道路通量耦合器与车辆上的通量耦合器之间可能存在相当大的未对准。不存在于用于耦合的适当区中的磁通量(在本文中被称作耦合通量)是不想要的且在本文中被称作漏通量。漏通量可从通量耦合结构之间的间隙逃逸且干扰其他物体或系统。在此实例中，要求将可允许的漏通量维持在非常低的水平，而不管正从电力供应器将相对大量的电力传递到车辆。

紧邻车辆所允许的实际通量密度可为17μT，其可与大约60μT的地球磁场相当，主要差异是地球场是恒定DC场，而IPT系统将具有在10kHz与140kHz之间的频率下的交替场。

本发明的目的是减小从其中需要磁通量进行感应电力传递的区(例如IPT系统中的气隙)漏出的磁场。

发明内容

在一个方面中，本发明提供一种磁通量耦合设备，其包括：

用于产生或接收磁耦合通量的线圈；及

包括相对高的磁导率材料的漏通量元件；

其中所述漏通量元件通过相对低的磁导率区与所述线圈分开，且定位成独立于耦合通量而提供用于漏通量的受控路径。

所述相对低的磁导率区包括所述线圈与所述漏通量元件之间的空间，但可替代地包括另一材料。

所述泄漏元件可建构或定位成在使用中实质上防止磁饱和。其还设置、建构或定位成提供使漏通量返回到线圈的路径。所述漏通量元件还可包括多个离散件的具有相对高的磁导率的材料。材料的所述件可接合在一起，或可放置成彼此邻近。

在一个实施例中，漏通量元件实质上包围线圈的周边。在另一个实施例中，其实质上仅与设备或线圈的一或多个(例如一个或两个)侧相关联。

所述磁通量耦合设备可包含磁导性部件，其与线圈磁性相关联以促进产生或接收耦合通量。所述漏通量元件可以由从时变磁场吸收能量的材料形成。在一个实施例中，所述漏通量元件可以由具有磁滞的材料形成，使得所述漏通量元件中的磁通量失去能量。优选地，所述材料具有高矫顽磁性或高顽磁性中的至少一者。

在一个实施例中，所述漏通量元件可在其中出现漏通量的区之间延伸及/或可以布置成拦截其中定位设备的环境中的通量的泄漏路径。优选地，所述漏通量元件是相对非导电的。其还可具柔性。

在另一方面中，本发明提供一种电磁波吸收器，其包括：布置在第一层中的高磁导率磁性材料；及布置在第二层中的导电或低磁导率材料。