[发明专利]用于无线功率传送应用中的平坦无线耦合轮廓的苜蓿叶和蝶形线圈结构

说明书

技术领域

本公开一般地涉及无线功率传送，并且更具体地涉及用于无线功率传送应用中的平坦无线耦合轮廓的苜蓿叶和蝶形线圈结构。

背景技术

感应功率传送(IPT)系统提供了能量的无线传送的一个示例。在IPT系统中，初级功率设备(例如，“发射器”)向次级功率设备(例如，“接收器”)无线地传输功率。发射器和接收器中的每个包括电感性耦合器，通常是包括电流运送材料(诸如利兹线)的绕组的单线圈或多线圈布置。通过发射耦合器的交变电流产生交变电磁场。当接收耦合器被放置在发射耦合器附近时，交变磁场根据法拉第定律在接收耦合器中引发电动势(EMF)，由此向接收器无线地传送功率。

然而，常规的圆形线圈或矩形线圈通常在对于这些线圈的横向偏移的期望范围内具有在发射线圈与接收线圈之间的磁耦合因子上的大变化，尤其是在它们的竖直分离(例如，z-间隙)为小的场合。这种大的耦合变化引起发射和/或接收线圈电流上的成比例的大变化，这可能要求昂贵的功率电子设备或对线圈之间的横向偏移的范围强加不合意的限制，为此系统在额定限制内运转。如此，用于无线功率传送应用中的平坦无线耦合轮廓的苜蓿叶和蝶形线圈结构是可取的。

发明内容

一些实施方式提供了一种用于无线地传送充电功率的装置。该装置包括线圈，线圈包括限定线圈的多个侧部的导体。对于线圈的多个侧部中的每个侧部，随着导体从线圈的相应侧部的外部部分朝向线圈的相应侧部的中间部分延伸，导体朝向线圈的中心弯曲。

一些其他实施方式提供了一种用于无线地传送充电功率的方法。该方法包括利用交变电流来驱动线圈，线圈包括限定线圈的多个侧部的导体。对于线圈的多个侧部中的每个侧部，随着导体从线圈的相应侧部的外部部分朝向线圈的相应侧部的中间部分延伸，导体朝向线圈的中心弯曲。该方法包括从该线圈向接收线圈无线地传送充电功率。

又其他的实施方式提供了一种用于制造用于无线地传送充电功率的装置的方法。该方法包括提供铁磁结构。该方法包括通过设置导体来形成线圈，该导体限定线圈的多个侧部而使得对于多个侧部中的每个侧部，随着导体从线圈的相应侧部的外部部分朝向线圈的相应侧部的中间部分延伸，导体朝向线圈的中心弯曲。

又其他的实施方式提供了一种用于无线地传送充电功率的装置。该装置包括用于无线地传输充电功率的部件，其包括限定用于无线地传输充电功率的部件的多个侧部的导体，其中对于多个侧部中的每个侧部，随着导体从相应侧部的外部部分朝向相应侧部的中间部分延伸，导体朝向用于无线地传输充电功率的部件的中心弯曲。该装置包括用于利用交变电流来驱动用于无线地传输充电功率的部件的部件。

附图说明

图1图示了根据一些实施方式的用于对电动车辆充电的无线功率传送系统。

图2是根据一些实施方式的与先前关于图1讨论的相类似的无线功率传送系统的核心组件的示意图。

图3是示出了图1的无线功率传送系统的核心组件和辅助组件的功能框图。

图4是用于无线功率传送的常规线圈系统的等距视图。

图5是图4的常规线圈系统的顶视图。

图6是图示了根据一些实施方式的在图4和图5的接收线圈与常规线圈之间在x方向和垂直的y方向中的每个方向上的磁耦合因子与偏移的示图。

图7是图示了在图4和图5的接收线圈与常规线圈之间在x方向和垂直的y方向中的每个方向上的磁耦合因子与偏移的3维示图。

图8是根据一些实施方式的用于无线功率传送的“蝴蝶”或“苜蓿叶”形状的线圈的等距视图。

图9是图8的系统中的“蝴蝶”或“苜蓿叶”形状的线圈的顶视图。

图10是图示了根据一些实施方式的在图8和图9中的接收线圈与“蝴蝶”或“苜蓿叶”形状的线圈之间在x方向和垂直的y方向中的每个方向上的磁耦合因子与偏移的示图。

图11是图示了根据一些实施方式的在图8和图9中的接收线圈与“蝴蝶”或“苜蓿叶”形状的线圈之间在x方向和垂直的y方向中的每个方向上的磁耦合因子与偏移的3维示图。

图12是图示了根据一些实施方式的针对图4和图5的常规线圈系统的x方向和垂直的y方向中的每个方向上的耦合范围的示图。

图13是图示了根据一些实施方式的针对图4和图5的常规线圈系统的x方向和垂直的y方向中的每个方向上的另一耦合范围的示图。