[发明专利]用于接收磁场并用于通过磁感应产生电能尤其被车辆使用的接收装置

说明书

本发明涉及一种接收装置(1；200)，所述接收装置用于接收磁场并用于通过磁感应产生电能，所述接收装置尤其被车辆(241)使用，其中，‑所述接收装置(1；200)包括具有至少一个电线的至少一个线圈(33，35，37；131)并且在运行过程中所述磁场在所述至少一个线圈(33，35，37；131)中感生出电压；‑所述接收装置(1；200)和所述至少一个线圈(33，35，37；131)适于从所述接收装置(1；200)的接收侧接收所述磁场；‑所述接收装置(1；200)包括第一场整形布置结构(61；185)，所述第一场整形布置结构包括适于对所述磁场的磁场线整形的可磁化材料；‑如果从所述接收装置(1；200)的所述接收侧观察的话，所述第一场整形布置结构(61；185)布置在所述至少一个线圈(33，35，37；131)的后方；‑所述接收装置(1；200)包括电容器布置结构(111；211)，所述电容器布置结构包括至少一个电容器(115)，所述至少一个电容器电连接至所述至少一个线圈(33，35，37；131)；‑如果从所述接收装置(1；200)的所述接收侧观察的话，所述电容器布置结构(111；211)布置在所述第一场整形布置结构(61；185)的后方；‑所述接收装置(1；200)包括第一冷却结构(81；181)，所述第一冷却结构包括用于引导冷却流体的流动以冷却所述接收装置(1；200)的管道(145，147)；‑所述第一冷却结构(81；181)布置在所述第一场整形布置结构(61；185)与所述电容器布置结构(111；211)之间。

技术领域

本发明涉及一种用于接收磁场并用于通过磁感应产生电能的接收装置，所述接收装置特别用于但不局限于被车辆使用。本发明还涉及一种制造这样的接收装置的方法和一种运行这样的接收装置方法。本发明可应用在特别向车辆如道路机动车、公交车和轨道车辆的无线传输能量领域。特别地，接收装置可适用于至少在千瓦范围内、如20kW的速率产生电功率。

背景技术

GB2501482A描述了一种通过在位于车辆的轨道上和/或位于车辆的停车处的主侧部上产生电磁场、通过在位于电磁场源上方的车辆内嵌的次侧部上接收电磁场并且通过在所述次侧部上的磁感应而向陆地车辆、特别是轨道车辆或道路机动车提供电能的设备。次侧部导体组件由导电材料制成，该导电材料在运行过程中在其承载交变电流的同时形成电磁杂散场。由可磁化材料制成的次侧部屏蔽组件保护位于可磁化材料之外的区域免受电磁杂散场。

如GB2501482A中所描述的，次侧部导体组件和次侧部屏蔽组件可以是用于从主侧部接收磁场的同一接收装置的部件。例如，本发明可涉及如GB2501482A所公开的接收装置，该接收装置还包括电容器布置结构，该电容器布置结构包括至少一个电连接至导体组件的电容器。

在感应功率传输(IPT)系统中，电功率的传输利用电导体的两套绕组、如三相绕组予以实施。第一套安装在主侧部上(例如安装在地面上)并且可通过路侧的功率变换器供电。第二套绕组(包括电线构成的至少一个线圈)安装在次侧部如车辆上。例如，第二套绕组可附接在车辆的底侧。包括第二套绕组的装置通常称之为拾取器(pickup)或接收器。特别地，第一套绕组和第二套绕组形成中等频率(例如位于1kHz至200kHz的范围内)的变压器以将电能转换至次侧部。这可以在静态状态(当主、次侧部之间没有任何运动时)和动态状态(当次侧部如车辆移动时)中进行。

由于主绕组和次绕组之间的相对于传统变压器相对较大的间隙或间隔，这种变压器的运行表现和具有空气间隙可以忽略不计或较小的闭合磁芯的传统变压器的表现不同。较大的空气间隙导致较小的互感耦合和较大的漏感。

为了能够以较高的功率水平传输能量，电容器布置结构被使用从而补偿电感器在运行频率线例如在中等频率区中的感应阻抗。电感和电容的结合形成谐振电路。完美的阻抗抵消发生在使电感和电容的阻抗值选择成使得谐振电路的谐振频率等于通过主侧部绕组的交变电流的频率的情况下。这样的谐振电路是调谐好的。

简而言之，次侧部接收器的电容器布置结构的目的在于形成具有由电容器布置结构的电容和绕组的电感限定的谐振频率的电路。