[发明专利]感应电力传送设备

说明书

本公开涉及一种感应电力传送设备(1)，其可用于产生或接收磁场以用于感应电力传送。所述设备具有中心线圈(5)和两个末端线圈(3，4)，在所述中心线圈(5)的每一末端处提供所述末端线圈中的一者。所述末端线圈(3，4)中的每一者的一些匝位于所述中心线圈(5)的一侧上，且其余匝位于另一侧上。所述末端线圈用以减弱或消除所述中心线圈(5)的一侧上的通量，且在所述中心线圈的另一侧上导引磁通量通过所述中心线圈以提供超出所述设备的拱形通量模式。

技术领域

本发明涉及用于从电能的源产生磁通量和/或接收磁通量以提供电能的源的设备。在一种应用中，本发明耦合磁通量以提供感应电力传送装置或结构，其也可用作磁通量产生器或接收器以在感应电力传送(IPT)(即，无线电力传送)应用中使用。

背景技术

无线电力传送系统是松散耦合的磁性系统，其需要在从电力“传输”结构到电力“接收”结构的所需距离处提供充足的场强度。一个实例是对电动交通工具进行充电。电力可以从在地面中或地面上提供的磁通量耦合装置传输到所述装置附近的交通工具。所述地面装置必须具有机械稳健性以及以高拱形模式‘投掷’磁通量以使得所述通量的大部分可由交通工具上的另一(可能类似的)通量耦合装置收集的能力。这不是个无关紧要的任务，因关于电动交通工具的严格条件而变得更困难。所述设备还可能需要能够允许在反向方向上的电力传送，例如双向系统。

通量耦合装置在本文档中为了方便而称为“垫”，但它们可以采取其它形式。

用于电动交通工具(EV)充电应用的一种已知形式的垫一般为圆形形状，且在国际专利公开案WO2008/140333中描述。这些垫的有吸引力的特征在于它们具有低排放。然而，它们可提供的有用通量是相对小的，且它们可超出垫提供通量的高度(即，距离)同样是小的。如上文提到的公开案中描述的一般圆形的具有直径D的垫可实现可能D/4的有用通量高度。因此，对于具有200mm气隙的EV，需要800mm直径的垫。

替代地，可以使用具有两个线圈或绕组的磁性极化的垫结构。此一般结构在国际专利公开案WO2010/090539和WO2011/016737中描述。并入有此结构的垫在本文为了方便而称为“DD”垫(具有变体“DDQ”和“双极”)。DD型垫可远得多地投掷通量，理想地为圆形垫的两倍远。对于极化垫来说，必须在沿着行进方向纵向(XX)安放垫还是横向于行进方向(YY)安放垫之间做出选择。地面中的垫必须具有与EV下方的垫相同的定向，否则电力传送是不可能的。DD垫具有两个相同的绕组，其在垫的中心彼此触碰(或几乎触碰)。这些绕组可以是平坦的阿基米德螺线，且它们可以位于铁氧体床或有条纹的铁氧体条带上。特征上，场仅在垫的一侧外，因为铁氧体用以在绕组后方在磁极区域之间的区中集中通量，使得在垫的背面外没有通量。尤其对于交通工具上的垫来说这是极为合意的特征，因为这意味着在用于交通工具上的垫的舱中没有通量。

DD垫的通量模式的特征在于两个通量区域。在垫的中心，通量路径是高的且向上凸的，且对于链接到另一DD垫是理想的。在垫的每一末端，在通量转动远离任何合适的垫时，通量无法链接到另一垫。因此这些末端通量不产生有用的输出。这种浪费的通量增加了垫的电感，减小了其耦合因数，且造成汽车下方其所接触的任何金属零件的损耗。较高分数的所产生的总通量是在此类别中，因此如果此情况可以减少，那么垫将得到改进。

另一种垫结构包括简单的螺线管线圈，其缠绕在铁氧体条上。所述垫在两侧外产生通量，且通常使用铝丝网移除这些通量中的一者。此移除不是很令人满意，且所述垫具有极难以消除的残余末端通量。出于此原因，这些垫在行进方向(XX)上不变地使用，使得到汽车的边缘的距离较大，且存在较长的区段要移除不想要的通量，因为汽车通常长度大于宽度。螺线管垫可产生高度有用的通量模式，但它们较低效，因为铝丝网中存在显著损耗。然而，它们没有高泄漏，且这是有益的特征。

上文的论述以及本文档中对现有技术的任何参考不应被视为承认所提到的现有技术在任何国家公开可用，所提到的现有技术也不是共同的一般常识。

发明的目的