本申請總體上涉及可充電設(shè)備(諸如電動車輛)的無線電力充電。

背景技術(shù)：

已經(jīng)介紹了包括由從能量存儲設(shè)備(諸如電池)接收的電能得到的動力電力的可充電系統(tǒng)(諸如車輛)。例如，混合動力電動車輛包括車載充電器，車載充電器使用來自車輛制動和傳統(tǒng)電機的電力對車輛充電。純電動的車輛通常從其他源來接收用于對電池充電的電能。電池電動車輛通常被提出以通過某種類型的有線交流(AC)電(諸如家用或商用AC電源)來充電。有線充電連接需要在物理上連接至電源的線纜或者其他類似的連接器。線纜和類似的連接器有時可能不方便或者很麻煩，并且具有其他缺陷。所期望的是提供能夠在自由空間中傳送電力(例如經(jīng)由無線場)的無線充電系統(tǒng)，以用于對電動車輛充電從而克服有線充電解決方案的一些缺陷。另外，無線充電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)能夠協(xié)調(diào)多個基座墊，以便實際中在擴展的行進距離上適當(dāng)?shù)剡B續(xù)調(diào)整到移動的接收器的電力傳送。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本文中公開的實施例每個具有若干革新的方面，這些方面中沒有單獨的任何一個僅負責(zé)本發(fā)明的期望屬性。在不限制如隨附權(quán)利要求表達的范圍的情況下，這里簡要地公開更多突出的特征。在考慮到本討論之后，應(yīng)當(dāng)理解各種實施例的特征如何相對于當(dāng)前動態(tài)無線充電系統(tǒng)提供若干優(yōu)點。

本發(fā)明的一個實施例包括一種用于分配電力的設(shè)備，該設(shè)備包括被配置成提供無線電力的第一組充電線圈、被配置成選擇性地控制到第一組充電線圈的電力的第一組開關(guān)、被配置成提供無線電力的第二組充電線圈、被配置成選擇性地控制到第二組充電線圈的電力的第二組開關(guān)和被配置成控制第一和第二組開關(guān)的控制單元。第一和第二組充電線圈可以被交織，并且第一組開關(guān)可以被配置成將第一組充電線圈中的一個充電線圈分別耦合至控制單元，并且第二組開關(guān)可以被配置成將第二組充電線圈中的一個充電線圈分別耦合至控制單元。

在另一實施例中，本發(fā)明可以包括一種用于分配電力的方法，該方法包括：經(jīng)由第一組開關(guān)將第一組充電線圈中的一個線圈選擇性地耦合至控制單元，所述充電線圈被配置成提供無線電力。該方法還包括：經(jīng)由第二組開關(guān)將第二組充電線圈中的一個充電線圈選擇性地耦合至控制單元，所述充電線圈被配置成提供無線電力。該方法還包括：經(jīng)由第一組充電線圈中的所述一個充電線圈和第二組充電線圈中的所述一個充電線圈生成無線場以分配電力。第一和第二組充電線圈被交織。

備選實施例可以包括一種用于分配電力的設(shè)備，該設(shè)備包括用于提供無線電力的第一組裝置、用于提供無線電力的第二組裝置、被配置成選擇性地向第一組無線電力提供裝置提供電力的第一組用于選擇性控制的裝置、被配置成選擇性地向第二組無線電力提供裝置提供電力的第二組用于選擇性控制的裝置和用于控制第一組選擇性控制裝置和第二組選擇性控制裝置的裝置。第一和第二組無線電力提供裝置被交織。第一組選擇性控制裝置中的每個選擇性控制裝置進一步被配置成將第一組無線電力提供裝置中的一個無線電力提供裝置分別耦合至控制裝置，并且第二組選擇性控制裝置中的每個選擇性控制裝置進一步被配置成將第二組無線電力提供裝置中的一個無線電力提供裝置分別耦合至控制裝置。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖結(jié)合各種實施例來描述以上提及的方面以及本發(fā)明的其他特征、方面和優(yōu)點。然而，圖示的實施例僅是示例而非意圖限制。遍及附圖，相似的符號通常標(biāo)識相似的部件，除非上下文另外指出。注意，以下附圖的相對尺寸可能沒有按比例繪制。

圖1是根據(jù)實施方式的一個示例的無線電力傳送系統(tǒng)的功能框圖。

圖2是根據(jù)另一示例實施方式的無線電力傳送系統(tǒng)的功能框圖。

圖3是根據(jù)一些示例實施方式的包括發(fā)射或接收天線的圖2的發(fā)射電路系統(tǒng)或接收電路系統(tǒng)的一部分的示意圖。

圖4圖示了沿著路面行進的具有至少一個車輛墊的電動車輛的示意圖，其中動態(tài)無線充電系統(tǒng)的各種部件安裝在該路面下方。

圖5a圖示了包括平行配電網(wǎng)絡(luò)的模塊化基座陣列網(wǎng)絡(luò)(BAN)模塊的示意圖。

圖5b示出了如包含在模塊化外殼的示例內(nèi)的圖5a中所描繪的基座陣列網(wǎng)絡(luò)(BAN)模塊的實施例。

圖6圖示了在連接至管道和外殼的同時在路面中安裝圖5的多個BAN模塊的示例。

圖7描繪了圖4至圖6的BAN模塊的實施例的兩個連續(xù)示例的示意性和對應(yīng)的透視圖。

圖8圖示了描繪了一種分配無線電力的方法的流程圖。

具體實施方式

在以下詳細描述中，參考形成本公開的部分的附圖。詳細描述、附圖和權(quán)利要求中描述的說明性實施例并非意在限制。可以使用其他實施例，并且可以做出其他變化而不偏離這里呈現(xiàn)的主題的精神或范圍。應(yīng)當(dāng)很容易理解，本文中一般性描述并且在附圖中圖示的本公開的范圍可以按照各種不同的配置來布置、替代、組合和設(shè)計，所有這些配置被明確地預(yù)期并且形成本公開的部分。

無線電力傳送可以指代在不使用物理導(dǎo)電體(例如電力可以通過無線空間傳送)的情況下，將與電場、磁場、電磁場或其他方式相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量從發(fā)射器傳送到接收器。輸出到無線場(例如磁場或電磁場)中的電力可以通過“接收天線”來接收、捕獲或耦合以實現(xiàn)電力傳送。

電動車輛在本文中用于描述遠程系統(tǒng)，其示例是包括從可充電能量存儲設(shè)備(例如，一個或多個可再充電的電化學(xué)電池或者其他類型的電池)得到的電能作為其運動能力的一部分的車輛。作為非限制性示例，一些電動車輛可以是混合動力電動車輛，其包括除電動機之外用于直接運動或者對車輛的電池充電的傳統(tǒng)內(nèi)燃機。其他電動車輛可以從電源汲取所有的運動能力。電動車輛不限于汽車并且可以包括摩托車、手推車、小型摩托車等。通過示例而非限制的方式，本文中以電動車輛(EV)的形式描述了遠程系統(tǒng)。另外，還預(yù)期了可以使用可充電的能量存儲設(shè)備來至少部分供電的其他遠程系統(tǒng)(例如電子設(shè)備，諸如個人計算設(shè)備等)。

本文中使用的術(shù)語僅出于描述特定實施例的目的，而非意在限制本公開。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，如果意圖在于具有編號的權(quán)利要求元素，則這樣的意圖將在權(quán)利要求中明確敘述，并且在不存在這樣的敘述的情況下，則不存在這樣的意圖。例如，如本文中使用的，單數(shù)形式的“一個(a)”、“一個(an)”和“該(the)”意圖也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指出。如本文中使用的，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)聯(lián)的列出項中的任何一個以及一個或多個的所有組合。還應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(includes)”和“包括(including)”當(dāng)在本說明書中使用時規(guī)定所陳述的特征、整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組的存在或添加。諸如“至少一個”的表達當(dāng)在元件的列表前面時修改元素的整個列表，但是不修改列表的各個元素。

圖1是根據(jù)一個示例實施方式的無線電力傳送系統(tǒng)100的功能框圖。輸入電力102可以從功率源(本附圖中未示出)提供給發(fā)射器104以生成無線(例如磁或電磁)場105用于執(zhí)行能量傳送。接收器108可以耦合到無線場105并且生成輸出電力110用于由耦合至輸出電力110的設(shè)備(本附圖中未示出)來存儲或消耗。

在一個示例實施方式中，發(fā)射器104和接收器108根據(jù)互諧振關(guān)系配置。當(dāng)接收器108的諧振頻率和發(fā)射器104的諧振頻率大體相同或者非常接近時，發(fā)射器104與接收器108之間的傳輸損失最小。由此，與可能需要非常接近(例如有時在幾毫米內(nèi))的大天線線圈的純電感解決方案相比，可以在更大的距離上提供無線電力傳送。諧振電感耦合技術(shù)因此可以實現(xiàn)改進的效率以及各種距離上并且具有各種電感線圈配置的電力傳送。

當(dāng)接收器108位于由發(fā)射器104產(chǎn)生的無線場105中時，接收器108可以接收電力。無線場105對應(yīng)于其中由發(fā)射器104輸出的能量可以被接收器108捕獲的區(qū)域。無線場105可以對應(yīng)于下面將進一步描述的發(fā)射器104的“近場”。發(fā)射器104可以包括用于向接收器108發(fā)送能量的發(fā)送天線或線圈114。接收器108可以包括用于接收或捕獲從發(fā)射器104發(fā)送的能量的接收天線或線圈118。近場可以對應(yīng)于其中存在由于發(fā)送線圈114中最小地輻射電力遠離發(fā)送線圈114的電流和電荷而導(dǎo)致的強反應(yīng)場的區(qū)域。近場可以對應(yīng)于發(fā)送線圈114的大約1個波長(或者其分數(shù))的范圍內(nèi)的區(qū)域。

如以上描述的，高效的能量傳送可以通過將近場105中的能量的大部分耦合到接收線圈118而非以電磁波向遠場傳播能量的大部分來進行。當(dāng)被定位在近場105內(nèi)時，可以在發(fā)射線圈114與接收線圈118之間形成“耦合模式”。其中發(fā)生這一耦合的發(fā)射天線114與接收天線118周圍的區(qū)域在本文中稱為耦合模式區(qū)域。

圖2是根據(jù)另一示例實施方式的無線電力傳送系統(tǒng)200的功能框圖。系統(tǒng)200可以是與圖1的系統(tǒng)100具有類似操作和功能的無線電力傳送系統(tǒng)。然而，與圖1相比，系統(tǒng)200提供關(guān)于無線電力傳送系統(tǒng)200的部件的另外的細節(jié)。系統(tǒng)200包括發(fā)射器204和接收器208。發(fā)射器204可以包括發(fā)射電路系統(tǒng)206，發(fā)射電路系統(tǒng)206可以包括振蕩器222、驅(qū)動器電路224以及濾波器和匹配電路226。振蕩器222可以被配置成生成可以響應(yīng)于頻率控制信號223來調(diào)節(jié)的期望頻率的信號。振蕩器222可以向驅(qū)動器電路224提供振蕩器信號。驅(qū)動器電路224可以被配置成基于輸入電壓信號(VD)225以例如發(fā)射天線214的諧振頻率來驅(qū)動發(fā)射天線214。驅(qū)動器電路224可以是被配置成從振蕩器222接收方波并且輸出正弦波的開關(guān)放大器。例如，驅(qū)動器電路224可以是E類放大器。

濾波器和匹配電路226可以濾除諧波和其他不想要的頻率并且將發(fā)射器204的阻抗與發(fā)送天線214匹配。作為驅(qū)動發(fā)射天線214的結(jié)果，發(fā)射天線214可以生成無線場205以無線地輸出足以用于對例如電動車輛605的電池236充電的電平的電力。

接收器208可以包括接收電路系統(tǒng)210，接收電路系統(tǒng)210可以包括匹配電路232和整流電路234。匹配電路232可以將接收電路系統(tǒng)210的阻抗與接收天線218匹配。整流電路234可以根據(jù)交流(AC)電力輸入生成直流(DC)電力輸出以對電池236充電，如圖2所示。接收器208和發(fā)射器204另外可以在單獨的通信信道219(例如藍牙、Zigbee、蜂窩等)上通信。接收器208和發(fā)射器204替選地可以使用無線場205的特性經(jīng)由帶內(nèi)信令來通信。

接收器208可以被配置成確定由發(fā)射器204發(fā)射并且由接收器208接收的電力的量是否適合對電池236充電。

圖3是根據(jù)一些示例實施方式的圖2的發(fā)射電路系統(tǒng)206或接收電路系統(tǒng)210的部分的示意圖。如圖3所示，發(fā)射或接收電路系統(tǒng)350可以包括天線352。天線352也可以稱為或者被配置為“環(huán)形”天線352。天線352在本文中也可以稱為或者被配置為“磁性”天線或電感線圈。術(shù)語“天線”一般性地指代可以無線地輸出或接收能量以耦合至另一“天線”的部件。天線也可以稱為被配置成無線地輸出或接收電力的類型的線圈。如本文中使用的，天線352是被配置成無線地輸出和/或接收電力的類型的“電力傳送部件”的示例。

天線352可以包括空氣芯或物理芯，諸如鐵氧體芯(本附圖中未示出)?？諝庑经h(huán)形天線可以更容忍放置在芯的附近的外來物理設(shè)備。另外，空氣芯環(huán)形天線352允許將其他部件放置在芯區(qū)域內(nèi)。另外，空氣芯環(huán)形可以更加容易地使得能夠?qū)⒔邮仗炀€218(圖2)放置在其中發(fā)射天線214的耦合模式區(qū)域可以更強的發(fā)射天線214(圖2)的平面內(nèi)。

如所陳述的，發(fā)射器104(在圖2中提及的發(fā)射器204)與接收器108(在圖2中提及的接收器208)之間的高效能量傳送可以在發(fā)射器104與接收器108之間的匹配或者接近匹配的諧振期間發(fā)生。然而，即使發(fā)射器104與接收器108之間的諧振不匹配，仍然可以傳送能量，盡管效率可能受到影響。例如，效率可能比在諧振匹配時小。能量的傳送通過將來自發(fā)射線圈114(如圖2中提及的發(fā)射線圈214)的無線場105(如圖2中提及的無線場205)的能量耦合到接收線圈118(如圖2中提及的接收線圈218)以駐留在無線場104的附近而不是將能量從發(fā)射線圈114向自由空間中傳播來進行。

環(huán)形或磁性天線的諧振頻率基于電感和電容。電感可以簡單地是由天線352產(chǎn)生的電感，而電容可以被添加到天線的電感以產(chǎn)生期望諧振頻率的諧振結(jié)構(gòu)。作為非限制性示例，電容器354和電容器356可以被添加到發(fā)射或接收電路系統(tǒng)350以產(chǎn)生選擇諧振頻率的信號358的諧振電路。相應(yīng)地，對于更大直徑的天線，保持諧振所需要的電容的大小可以隨著環(huán)形的直徑或電感的增加而減小。

另外，當(dāng)天線的直徑增加時，近場的高效能量傳送區(qū)域可以增加。使用其他部件形成的其他諧振電路也是可能的。作為另外的非限制性示例，電容器可以并行地放置在電路系統(tǒng)350的兩個端子之間。對于發(fā)射天線，頻率基本上對應(yīng)于天線352的諧振頻率的信號358可以是到天線352的輸入。

在圖1中，發(fā)射器104可以輸出頻率對應(yīng)于發(fā)射線圈114的諧振頻率的時變磁(或電磁)場。當(dāng)接收器108在無線場105內(nèi)時，時變磁(電磁)場可以在接收線圈118中感生電流。如以上描述的，如果接收線圈118被配置成在發(fā)射線圈114的頻率處諧振，則能量可以被高效地傳送。在接收線圈118中感生的AC信號可以如以上描述地被整流以產(chǎn)生可以被提供以對負載充電或供電的DC信號。

很多當(dāng)前無線車輛充電系統(tǒng)要求正被充電的電動車輛靜止，即停在在無線充電系統(tǒng)附近或上方，使得電動車輛能夠維持存在于由無線充電系統(tǒng)生成的無線場內(nèi)以傳送電荷。因此，在電動車輛通過這樣的無線充電系統(tǒng)來充電時，電動車輛可能無法用于運輸。能夠在自由空間上傳送電力的動態(tài)無線充電系統(tǒng)可以克服靜態(tài)無線充電站的一些不足。

在具有包括沿著行進路徑線性地放置的多個基座墊的動態(tài)無線充電系統(tǒng)的路面上，電動車輛可以在道路上行進的同時在多個基座墊附近行進。如果電動車輛想要在行進的同時對其電池或能量源充電以對電動車輛供電，以便延伸其范圍或者降低對于稍后充電的需要，電動車輛可以請求動態(tài)無線充電系統(tǒng)激活沿著電動車輛的行進路徑的基座墊。這樣的動態(tài)充電也可以用于減小或消除對于除電動車輛的電動力系統(tǒng)(例如混合動力/電動車輛的次級汽油發(fā)動機)之外的輔助或補充電機系統(tǒng)的需要。由此，需要高效且有效地激活沿著電動車輛的行進路徑的基座墊的動態(tài)無線充電系統(tǒng)和方法。

圖4圖示沿著路面410行進的具有至少一個車輛墊406的電動車輛405的示意性視圖，其中用于向電動車輛405提供無線電力的動態(tài)無線充電系統(tǒng)400的平行配電網(wǎng)絡(luò)的各種部件安裝在路面410下面或旁邊。路面410被示出為從頁面的左側(cè)向頁面的右側(cè)延伸，其中電動車輛405在行進方向上從左至右沿著路面410行進。電動車輛405可以包括一個或多個車輛墊406。如圖4中描繪的，電動車輛405沿著行進方向從安裝在路面410中的基座墊415a-415r上方通過。在替選實施例中，基座墊415可以安裝在路面410的表面的頂部、在路面410的旁邊、或者與路面410的表面平齊、或者在允許向沿著路面410行進的電動車輛405無線地傳送能量的任何實施方式中。

基座墊415a-415r在被激活時可以發(fā)出無線場(本附圖中未示出)并且經(jīng)由至少一個車輛墊406向電動車輛405無線地傳送電力。如所描繪的，基座墊415a-415r的正下方是基座墊415a-415r可以電氣連接至的開關(guān)420a-420r。開關(guān)420a-420r中的每個開關(guān)可以經(jīng)由配電電路421a-421f進一步連接至本地控制器425a-425f。本地控制器425a-425f還可以經(jīng)由骨干430連接至電源/逆變器435。配電控制器445還可以連接至電源/逆變器435。電源/逆變器435可以進一步連接至功率源440。如所描繪的，基座墊415、開關(guān)420、和本地控制器425的組可以是基座陣列網(wǎng)絡(luò)(BAN)模塊450a-450c的部件。如所示，BAN模塊450的相應(yīng)部件被繪制陰影以表示相應(yīng)的公共電流路徑(上文參照圖5a和圖5b提供了BAN模塊450的詳細討論)。

基座墊415可以包括能夠生成用于無線地傳送電力的無線場(在此未示出)的線圈。如本文中所使用的，充電墊和基座墊可以是指相同的部件。在一些實施例中，基座墊415可以包括被配置成生成用于傳送無線電力的無線場的裝置，裝置可以包括能夠生成無線場的一個或多個電感線圈或其他設(shè)備。在一些其他實施例中，基座墊415可以指代能夠生成用于無線配電的無線場的各個電感線圈或類似的設(shè)備。能夠生成無線場以無線地傳送電力的任何結(jié)構(gòu)可以用作本文中描述的系統(tǒng)中的基座墊415。類似地，在下面將要描述的車輛墊406可以類似地描述包括至少一個電感線圈或類似設(shè)備的裝置或者可以直接表示電感線圈或類似設(shè)備。

當(dāng)電動車輛405和車輛墊406行進通過動態(tài)無線充電系統(tǒng)400和在各個基座墊415a-415r上方行進時，配電控制器445可以與電動車輛405、電源/逆變器435和本地控制器425a-425f通信。取決于電動車輛406相對于動態(tài)無線充電系統(tǒng)400的位置，配電控制器445可以指示電源/逆變器435產(chǎn)生電流并且將其分配給骨干430。骨干430可以用于向所有連接的本地控制器425a-425f供應(yīng)電流，電流可以被進一步分配給基座墊415a-415r以向電動車輛405無線傳送電力。

本地控制器425a-425f可以控制來自骨干430的電流或可以調(diào)節(jié)來自骨干430的電流。在一些實施例中，每個BAN模塊450中的本地控制器425可以包括能夠獨立彼此控制的各個控制單元。在一些其他實施例中，每個BAN模塊450中的本地控制器425可以包括控制兩個本地控制器425的單個共享控制單元或處理器，同時每個本地控制器通過共享單個處理器維持來自骨干435的獨立配電部件和電力輸入以及與其他本地控制器425的操作無關(guān)的操作和運轉(zhuǎn)能力。受控或產(chǎn)生的電流可以通過本地控制器425a-425f分配給每個連接的基座墊415a-415r。配電電路421a-421f可以標(biāo)識通過其來自本地控制器425a-425f的電流被分配給基座墊415a-415r的電氣結(jié)構(gòu)。用來連接每個基座墊415a-415r的開關(guān)420a-420r可以允許由本地控制器425a-425f供應(yīng)的電流到達所連接的基座墊415a-415r。基座墊415a-415r當(dāng)通過開關(guān)420a-420r從本地控制器425a-425f接收電流時，可以產(chǎn)生無線場，并且可以耦合至車輛墊406以向電動車輛405無線傳送電力。

在操作期間，電動車輛405可以沿著路面410行進，其車輛墊406定位并且配置成從基座墊415接收電力。基座墊415a-415r中的每個可以生成無線場?；鶋|415a-415r可以與穿過由基座墊415生成的無線場的車輛墊406耦合，并且可以從基座墊415向車輛墊406無線地傳送電力，其中無線電力可以由電動車輛405的系統(tǒng)來使用。在實施例中，車輛墊406可以包括被定位在沿著電動車輛405的一個或多個位置處的一個或多個車輛墊406。在實施例中，車輛墊406在電動車輛406上的位置可以根據(jù)基座墊415相對于路面410的定位以及電動車輛405行進路徑來確定。在一些實施例中，車輛墊406可以包括極化耦合系統(tǒng)(例如雙D線圈)和正交線圈中的至少一項。在另一實施例中，車輛墊406可以包括組合的雙D正交線圈。在一些其他實施例中，車輛墊406可以包括另一類型的線圈。在一些其他實施例中，車輛墊406可以包括圓形線圈和螺線管線圈中的一項或者以上提及的線圈中的任何線圈的組合。

電動車輛405或其操作者可以確定利用動態(tài)無線充電系統(tǒng)400是有益的。在一些實施例中，利用動態(tài)無線充電系統(tǒng)400可能需要電動車輛405與充電系統(tǒng)400之間的初步通信。這些初始通信可以涉及配電控制器445。這些通信可以發(fā)起用于電動車輛405和動態(tài)無線充電系統(tǒng)400兩者的充電過程并且驗證電動車輛405可以使用動態(tài)無線充電系統(tǒng)400。另外，初步通信可以涉及激活電動車輛405的車輛墊406以及向電動車輛405或其操作者指示電動車輛405的行進路徑的適當(dāng)對準(zhǔn)，從而其可以在基座墊415a-415r上方行進。在替選實施例中，配電控制器445可以不在初始通信中涉及，而是可以僅在與電動車輛405的、用以當(dāng)電動車輛405在基座墊415a-415r上方行進時確定其在動態(tài)無線充電系統(tǒng)400內(nèi)的位置的通信中涉及。當(dāng)電動車輛405經(jīng)過每個基底415a-415r上方時，電動車輛405的車輛墊406可以經(jīng)過由基座墊415a-415r生成的無線場(本附圖中未示出)。

在經(jīng)過由基座墊415生成的無線場時，車輛墊406可以選擇性地連接到被配置成使用車輛墊406所接收的電力對能量存儲設(shè)備(本附圖中未示出)充電的充電電路，或者直接連接到電動車輛405以對電動車輛405的電子部件選擇性地供電并且提供用于運動的電力。這些選擇可以由電動車輛405的操作者、由電動車輛405、或者由動態(tài)無線充電系統(tǒng)400做出。因此，由車輛墊406接收的無線電力可以使得電動車輛405能夠延伸其范圍并且降低其對于隨后的充電周期的需要?；鶋|415與車輛墊406之間的耦合水平可以影響所傳送的電力的量或者利用它們經(jīng)由無線場向電動車輛405傳送電力的效率。

配電控制器445可以與電源/逆變器435和本地控制器425a-425f通信，以提供通信和控制。在另一實施例中，配電控制器445還可以與電動車輛405通信。在一些實施例中，配電控制器445、本地控制器425、電源/逆變器435和電動車輛405之間的通信和控制連接可以是無線的，使得配電控制器425和電動車輛405不需要被物理地連接，或是有線的。在一些另外的實施例中，配電控制器445可以被集成到本地控制器425或者任何電力生成設(shè)備(電源/逆變器435和功率源440)中。配電控制器445可以用來協(xié)調(diào)基座墊415的激活和去激活，并且可以協(xié)調(diào)多個BAN模塊450之間的通信或動作。來自配電控制器445的協(xié)調(diào)結(jié)合利用調(diào)節(jié)流到特定基座墊415的電流的本地控制器425的更本地化的電流分配有助于產(chǎn)生更有效和更敏感的動態(tài)無線充電系統(tǒng)400，因為電流已經(jīng)在到基座墊415的路徑上，簡單需要來自本地控制器425和/或配電控制器445的信號使開關(guān)420將基座墊415耦合至電流并且激活它。配電控制器445可以操作以當(dāng)使用動態(tài)無線充電系統(tǒng)400的電動車輛405沿著路面410行進時，控制各個基座墊415的激活。配電控制器445可以基于基座墊415的要求和在給定時刻提供電力傳送的需求向功率源440和電源/逆變器435提供控制。在另一實施例中，配電控制器445可以簡單地協(xié)調(diào)BAN模塊450或本地控制器425之間的通信，而本地控制器425控制基座墊415排序。在一些其他實施例中，配電控制器445可以激活BAN模塊450，但讓基座墊415的激活的定時留給本地控制器425。備選地，配電控制器445向本地控制器425可以僅傳達非關(guān)鍵信息并且不提供基座墊415的激活信息。

在激活電源/逆變器435之后，配電控制器445可以獲得關(guān)于電動車輛405的矢量或路徑和電動車輛405的速度的信息。配電控制器445可以從電動車輛405本身或從各種傳感器或基墊415的負載分析中獲得該信息。相對于電動車輛405和車輛墊406的位置，配電控制器445可以向電動車輛405附近的本地控制器425發(fā)送信號以在某個時刻根據(jù)電動車輛405的位置激活特定基座墊415。例如，如由圖4中所捕獲的時刻指示的，配電控制器445可以與電動車輛405通信以確定車輛墊406相對于動態(tài)無線充電系統(tǒng)400的位置，與本地控制器425c和425d通信以命令它們激活基座墊415j和415k以向車輛墊406無線傳送電力。

當(dāng)電動車輛405繼續(xù)沿著路面朝向頁面的右側(cè)行進時，配電控制器445將繼續(xù)與電動車輛405通信，并且依次向本地控制器425c-425f發(fā)送命令以便根據(jù)電動車輛405在各個基座墊415上方的時間在適當(dāng)時間激活基座墊415l-415r。在備選實施例中，配電控制器445可以沿著路面410與本地控制器425通信以協(xié)調(diào)向電動車輛405的電力傳送。作為另一備選方案，BAN模塊450中的每個可以感測電動車輛405的存在并且基于電動車輛405的所檢測到的存在自主和選擇性地激活基座墊425中的一個基座墊。在另一實施例中，BAN模塊450可以從相鄰BAN模塊450接收信號。該信號可以包括關(guān)于電動車輛405的速度、位置和方向的信息，或者可以包括用來激活的信號。所接收的信號可以直接來自相鄰BAN模塊450或經(jīng)由配電控制器445。

如上文所討論的，功率源440和電源/逆變器435可以提供由動態(tài)無線充電系統(tǒng)400所使用的電力。如所示出的，功率源440和電源/逆變器435可以位于路面410之外并且遠離行進路徑一距離。該位置可以有助于消除修建沿著路面410本身的長度供應(yīng)交流(AC)電力的高壓電力線的需要，其可能提供安全挑戰(zhàn)并且使得安裝和維護路面410和動態(tài)無線充電系統(tǒng)400具有危險性。附加地，將功率源440和電源/逆變器435放置在路面410本身之外的單個位置可以有助于通過允許單個功率源440和電源/逆變器435與多個BAN模塊450和其中所包含的基座墊415一起使用降低動態(tài)無線充電系統(tǒng)400的成本。如此，從功率源440和電源/逆變器435產(chǎn)生的電流可以在更大的距離內(nèi)在各種基座墊415進行分配，其可以減少服務(wù)大片路面410的動態(tài)無線充電系統(tǒng)400所需的功率源440和電源/變換器435的數(shù)目。功率源440和電源/逆變器435可以以易于維護、服務(wù)或更換的方式安裝，例如，位于機架中或安裝在可進入的殼體中。這種安裝可以確保動態(tài)無線充電系統(tǒng)400的高度復(fù)雜的部件可以比安裝在路面410中的復(fù)雜度較低的部件更容易進入。在一些實施例中，配電控制器445可以與功率源440和電源/逆變器435安裝在外殼內(nèi)。

功率源440和電源/逆變器435可以被確定大小以向大量的基座墊415提供足夠的電流。僅作為示例，功率源440和電源/逆變器435的大小可以為25kW或50kW。在另一實施例中，功率源440和電源/逆變器435的大小可以大于50kW。功率源440和電源/逆變器435的大小可以由基座墊415的數(shù)目、要充電的電動車輛405的數(shù)目或類型和/或由功率源440和電源/逆變器435供應(yīng)的本地控制器425的數(shù)目確定。25kW的電源/逆變器可能足以并行向一輛和三輛之間的電動車輛405提供無線充電。由功率源440和電源/逆變器435供應(yīng)的更大數(shù)目的本地控制器425可能需要這些部件的大小大于50kW。在一個實施例中，功率源440和電源/逆變器435可以產(chǎn)生可以由基座墊415所需要以產(chǎn)生能夠傳送能量的無線場的85kHz的電流。在備選實施例中，可以根據(jù)用來傳送無線電力的基座墊415產(chǎn)生較高或較低的kHz值的電流。

骨干430可以將功率源440和電源/逆變器435連接至從電源/逆變器435和功率源440接收電流的本地控制器425。骨干430可以具有任何長度，使得供應(yīng)給本地控制器425的電流不會由于干擾或傳輸距離而被劣化或降級，以使電流不可由本地控制器425、開關(guān)420或基座墊415使用或者例如，如果所需電壓變得太高，則使得供應(yīng)給基座墊415的電流可能無法建立用于使用電流產(chǎn)生無線場的困難。骨干430可以是分配高頻(HF)電力并且能夠?qū)⒈舜丝拷幕鶋|同步到單個相位的環(huán)狀導(dǎo)體。骨干430可以被認為也分配電力的相位基準(zhǔn)。因此，骨干430可以用于相位測量或用于保持相關(guān)聯(lián)的部件(例如，本地控制器425)相位對準(zhǔn)。附加地，骨干430可以具有恒定幅度，其可以提供用于測量相關(guān)聯(lián)的部件的實際功率牽引等。在一個實施例中，骨干430可以被構(gòu)造，使得本地控制器425和任何其他設(shè)備通過與骨干430無線耦合而從骨干430汲取電力。該無線耦合可以類似于在變壓器或在無線充電中看到的耦合。用來汲取電力的無線耦合方式可以提高骨干430和本地控制器和從骨干430汲取電力的其他設(shè)備之間的電力傳送的安全性、可靠性和耐久性。骨干430和本地控制器425之間的無線連接的另一益處可以是能夠?qū)⒈镜乜刂破?25定位在沿著骨干430的任何位置或者容易移動本地控制器425，而不需要對任一部件的任何物理修改。在另一實施例中，骨干430可以被構(gòu)造成使得本地控制器425和從骨干430汲取電力的任何其他設(shè)備經(jīng)由電氣連接物理地連接至骨干430。

本地控制器425a-425f從骨干430接收電流并且將該電流分配給本地控制器425a-425r經(jīng)由配電電路421a-421f和開關(guān)420a-420r電氣所連接的基座墊415a-415r。在一些實施例中，本地控制器425a-425f可以用作開/關(guān)控制點或開關(guān)以允許電流從骨干430流到各個配電電路421a-421f。在另一實施例中，本地控制器425a-425f可以執(zhí)行更多調(diào)節(jié)控制。附加地，本地控制器425可以從骨干430的電流產(chǎn)生可變輸出電流。例如，本地控制器可以產(chǎn)生介于零和在骨干430處可用的最大電流之間的任何量的輸出電流以饋送給基座墊415，例如，本地控制器可以產(chǎn)生介于來自骨干430的所耦合的電壓或電流的0％和100％之間的任何量以饋送給基座墊415。在一些其他實施例中，本地控制器425a-425f均可以包括用來調(diào)諧流到當(dāng)前被激活的基座墊415的電流的調(diào)諧電路或網(wǎng)絡(luò)。在一個實施例中，調(diào)諧電路或網(wǎng)絡(luò)可以被配置成與被激活的僅一個基座墊415一起運轉(zhuǎn)。在另一實施例中，調(diào)諧電路或網(wǎng)絡(luò)可以被配置成與被激活的多個基座墊415一起運轉(zhuǎn)。備選實施例可以提供調(diào)諧電路或網(wǎng)絡(luò)可以被配置成與被激活的并且從本地控制器425接收電流的單個基座墊415或與多個基座墊415一起運轉(zhuǎn)。

當(dāng)本地控制器425a-425f從配電控制器445接收信號以激活特定基座墊415時，連接至待被激活的基座墊415的相應(yīng)本地控制器425可以產(chǎn)生到待被激活的基座墊415和本地控制器425之間的開關(guān)420的信號。例如，在圖4所描繪的時刻，本地控制器425c可以從配電控制器445接收信號以激活基座墊415i。在一個實施例中，作為響應(yīng)，本地控制器425c可以被配置成產(chǎn)生到開關(guān)420i的信號以指示開關(guān)420i將基座墊415i連接至配電電路421c。在另一實施例中，本地控制器425可以向開關(guān)420發(fā)送所接收的信號。在一些其他實施例中，配電控制器445可以直接與開關(guān)420和本地控制器425通信。同時，本地控制器425d可以從配電控制器445接收信號，其可能導(dǎo)致本地控制器425d生成到開關(guān)420j的信號以指示開關(guān)420j將基座墊415j連接至配電電路421d。當(dāng)車輛405繼續(xù)在行進方向上行駛時，本地控制器425d-425f可以從配電控制器445接收命令以激活特定基座墊415k-415r。響應(yīng)于該命令，向所指示的基座墊415分配電力的特定本地控制器425可以指示與基座墊415相對應(yīng)的開關(guān)415將基座墊415連接至相應(yīng)的配電電路421d-f。本地控制器425a-425f可以進一步控制來自骨干430的電流，或者可以調(diào)節(jié)來自骨干430的電流。

開關(guān)420a-420r可以控制電流從配電電路421a-421f和本地控制器425a-425f向連接在開關(guān)420a-420r下游的相應(yīng)基座墊415a-415r的流動。開關(guān)420a-420r可以包括允許電流從本地控制器425傳送至開關(guān)420所連接的相應(yīng)基座墊415a-415r的設(shè)備或電路系統(tǒng)。在實施例中，開關(guān)420響應(yīng)于來自本地控制器445的信號而進行操作。該實施例可以提供本地控制器425可能不太復(fù)雜并且不需要直接控制其電力分配的低成本系統(tǒng)。在另一實施例中，本地控制器425可以將從骨干430接收的電流選擇性地分配給特定開關(guān)420和基座墊415，而不是盲目地將其分配給整個配電電路421。在另一實施例中，響應(yīng)于來自配電控制器445的信號，開關(guān)可以將電流傳送至所連接的基座墊415。在一些實施例中，開關(guān)420可以在沒有從另一設(shè)備接收到信號的情況下默認將電流傳送至基座墊415。在一個實施例中，當(dāng)本地控制器425從骨干430汲取電流以將其分配給所連接的基座墊415中的一個時，本地控制器425可以將電流分配給整個配電電路421。在該實施例中，開關(guān)420可以用來基于信號或默認條件將特定基座墊415耦合至配電電路421的電流。在另一實施例中，配電電路421可以包括基于什么基座墊415要接收電流而將個體開關(guān)420連接至本地控制器425所必要的布線或其他電路系統(tǒng)。在一些實施例中，開關(guān)420a-420r可以并入基座墊415a-415r中或者并入本體控制器425a-425f中或者并入配電電路421a-421f中。

基座墊415a-415r還可以直接連接至相應(yīng)開關(guān)420a-420r并且可以位于路面410正下方，使得它們能夠向沿著上方的路面410通過的電動車輛405提供無線電力。圖4的基座墊415a-415r可以被描繪為彼此相鄰。在另一實施例中，基座墊415a-415r還可以以重疊方式(如圖7中所參照的)安裝。在一些其他實施例中，基座墊415可以以其中一些基座墊415與其他基座墊415重疊而一些基座墊415可以鄰近而不與其他基座墊415重疊的方式安裝。

如所描繪的，來自連續(xù)的本地控制器425的基座墊415可以被交織或交錯，使得單個本地控制器425從不向連續(xù)的基座墊415提供電力。因此，如將下文更詳細地描述的，當(dāng)兩個本地控制器425在相同的基座陣列網(wǎng)絡(luò)450內(nèi)時，來自第一本地控制器425的基座墊415可以與由第二本地控制器425控制的基座墊415鄰近交織或交錯?；鶋|415的交織意味著交替的基座墊415由不同的本地控制器425供電，并且一個本地控制器從不需要向兩個基座墊415供電。提供可能饋送多個基座墊425的多個本地控制器425可以提供成本更有效的系統(tǒng)，其中本地控制器425在它們可能在向多個基座墊415供應(yīng)電流的同時進行使用時，可以以更有效的方式被利用。附加地，防止單個本地控制器425向連續(xù)基座墊415提供電流有助于降低骨干430和基座墊415之間的所有部件的額定功率要求，因為其中的每個部件僅需要能夠處理單個基座墊415的電流負載。在非平行和非交織配電系統(tǒng)中，可以向多于單個的基座墊415饋送電流的任何設(shè)備可能需要被額定在并行饋送兩個或更多個基座墊415所需的更高的電流，這對于跨多個基座墊415提供平滑電力傳送可能是有必要的。

圖5a圖示了基座陣列網(wǎng)絡(luò)(BAN)模塊450和包括BAN模塊450的部件的示意圖。圖5a描繪了包括模塊化外殼(在該圖中未示出)內(nèi)的多個基座墊415a-415f、多個開關(guān)420a-420f和多個本地控制器425a和425b的作為模塊化設(shè)備的BAN模塊450。如所描繪的，本地控制器425a可以連接至配電電路421a，其連接至開關(guān)420a、420c和420e，其引導(dǎo)至基座墊425a，425c和425e。同樣，本地控制器425b可以依序連接至配電電路421b、開關(guān)420b、420d和420f、以及基座墊425b、425d和425f。如所示出的，BAN模塊450的各個部件被加陰影以指示公共配電路徑。該基座墊415被鋪設(shè)為使得來自不同的本地控制器425的基座墊415在BAN模塊450中的它們的布局中交替。例如，可以分別經(jīng)由開關(guān)420a、420c和420e連接至本地控制器425a的基座墊415a、415c和415e可以與可以分別經(jīng)由開關(guān)420b、420d和420f連接至本地控制器425b的基座墊415b、415d和415f以交織方式安裝在BAN模塊450內(nèi)。因此，在電動車輛405行進方向上依序安裝的基座墊415的圖案可能是415a、415b、415c、415d、415e和415f。

如圖5a所描繪的BAN模塊450可以粗略是兩米長。本地控制器425a和425b中的每個本地控制器可以用來經(jīng)由配電電路421a和421b和開關(guān)420a-420f將電流分配給基座墊415a-415f的子集。本地控制器425a和425b可以分別連接至配電電路421a和421b。因此，每個本地控制器425可以經(jīng)由相應(yīng)的配電電路421分配所接收的電流。因此，配電電路421a可以將本地控制器425a經(jīng)由三個或更多個開關(guān)420a、420c和420e連接至三個或更多個基座墊415a、415c和415f，而配電電路421b可以將本地控制器425b經(jīng)由三個或多個開關(guān)415b、415d和415f連接至三個或更多個基座墊415b、415d和415f。這些連接可以允許本地控制器425將從骨干430接收的電流分配給開關(guān)420中的每個開關(guān)。這些連接也可以允許本地控制器425向目的地設(shè)備分配從配電控制器445接收的控制信號。

開關(guān)420a-420f可以用來分別將基座墊415a-415f選擇性地耦合至相應(yīng)的配電電路421。選擇性耦合可以響應(yīng)于從本地控制器425a或425b中的一個接收的或從配電控制器445接收的信號。當(dāng)被耦合時，基座墊415可以能夠經(jīng)由配電電路421從本地控制器425接收電流。在一個實施例中，本地控制器425a-425f可以控制流到基座墊415a-415r的電流流動并且可以控制流經(jīng)基座墊415a-415r的電流流動的方向。在備選實施例中，開關(guān)420a-420r、配電電路421或基座墊415a-415r本身可以控制通過基座墊415a-415r的電流流動的方向?？刂仆ㄟ^基座墊415的電流流動方向可以提供用于最小化被并行激活的基座墊415和相鄰的基座墊415之間的相互耦合和交叉耦合。上文所討論的由配電電路421、本地控制器425或開關(guān)420對電流的控制可以包括以下各項中的至少一項：控制被發(fā)送到基座墊415的電流的幅度或者電流的相位。由配電電路421、本地控制器425或開關(guān)420的這種控制可以提供對由基座墊415產(chǎn)生的無線場的操縱。在一些實施例中，通過所連接的基座墊415的電流流動的相位可以被限制到零或180度之一。在一些其他實施例中，電流流動的相位可以是介于零和360度之間的任何值。在操作中，圖5a的BAN 450可以作為動態(tài)無線充電系統(tǒng)400的子樹網(wǎng)絡(luò)操作。BAN模塊450可以用作獨立單元(self-contained unit)，其中其內(nèi)部部件可以被協(xié)調(diào)和預(yù)組裝和連接，使得BAN模塊450被設(shè)計成在有限距離內(nèi)分配和控制電流分配。如所描繪的，內(nèi)部具有兩個本地控制器425a和425b、兩個配電電路421a和421b、開關(guān)420a-420f和基座墊415a-415f。

本地控制器425可以從BAN模塊450外部的功率源440、逆變器435或配電控制器445接收電力和控制。本地控制器425a和425b可以用來將該電力和控制選擇性地并且可控地分配給BAN模塊450的內(nèi)部部件的一個或多個，諸如配電電路421a、開關(guān)420a、420c和420e、隨后是基座墊415a、415c和415e，以便經(jīng)由車輛墊406對電動車輛405有效并且高效地充電。例如，本地控制器425a可以從骨干430接收電流并且從配電控制器445接收配電信號。配電信號可以代表指示當(dāng)電動車輛行進通過系統(tǒng)時，在給定時刻激活哪些部件以便在動態(tài)無線充電系統(tǒng)400中適當(dāng)運轉(zhuǎn)的信號。

在一些實施例中，本地控制器425a和425b可以不接收配電信號，而是僅當(dāng)它們要將電流分配給下游部件時，可以接收電流。在一些其他實施例中，本地控制器425a和425b可以不接收電流，而是被配置成響應(yīng)于配電信號或響應(yīng)于正在被提供的輸入電力，從輸入電力產(chǎn)生電流。在一些其他實施例中，本地控制器425可以是電源/逆變器435和電流分配設(shè)備的組合，并且可以被配置成在其自身確定何時激活基座墊415(例如，使用負載監(jiān)測或與電動車輛405的直接通信)時，向基座墊415提供電力。在附加實施例中，本地控制器425可以被配置成響應(yīng)于來自電動車輛405的信號，向基座墊415提供電力。來自電動車輛405的信號可以包括經(jīng)由無線通信(例如，藍牙、Wi-Fi等)從電動車輛405到本地控制器425的直接通信。在另一實施例中，本地控制器425可以被配置成響應(yīng)于負載監(jiān)測通信或信號，向基座墊415提供電力，其中基座墊415可以基于從車輛墊406感生的電壓或電流信號確定電動車輛405的存在或位置。在一些其他實施例中，本地控制器425可以接收信號以向基座墊415提供電力，該信號可以由先前BAN模塊450的部件(例如，先前BAN模塊450的基座墊415或本地控制器425)產(chǎn)生，該信號可以被傳達到當(dāng)前本地控制器425。這種通信可以經(jīng)由任何有線或無線通信方法。這種通信可以包括通知當(dāng)前本地控制器425何時開始提供電力的信息，或者可以包括關(guān)于電動車輛405的位置、速度和/或方向的信息。這些通信可以直接在相同或不同的BAN模塊450的本地控制器425之間，或可以被引導(dǎo)通過配電控制器445，然后至其他本地控制器425。例如，在一個實施例中，BAN模塊450a內(nèi)的本地控制器425a可以傳達至BAN模塊450a內(nèi)的本地控制器425b或BAN模塊450b內(nèi)的本地控制器425c，以開始充電。在另一實施例中，相同的本地控制器425a可以向本地控制器425b或本地控制器425c傳達關(guān)于電動車輛405的速度、位置或方向的信息。在一些其他實施例中，BAN模塊450的本地控制器425可以檢測來自先前被使能的BAN模塊的從車輛墊406感生的電壓或電流信號并且不依賴于本地控制器之間的通信。在這些實施例中，BAN模塊可以直接從先前BAN模塊的基座墊415接收所感生的電壓或電流信號。在一些附加實施例中，BAN模塊450的本地控制器425可以檢測來自先前被使能的BAN塊的所感生的電壓或電流信號。

在一個實施例中，本地控制器425a和425b可以響應(yīng)于來自配電控制器445的信號，將所接收的電流和/或通信整體分配給相應(yīng)的配電電路421a和421b。在另一實施例中，本地控制器425可以經(jīng)由配電電路421將電流和通信分配給特定開關(guān)，其中本地控制器425可以具有直接控制配電的能力。在一些其他實施例中，本地控制器425可以默認分配所接收的電流，而無需來自配電控制器445的信號。在一些實施例中，BAN模塊450內(nèi)的本地控制器425可以被配置成彼此通信，而其他實施例可以禁止這種交互并且保持本地控制器425彼此絕緣。本地控制器425可以提供快速的基座墊415排序，其中基座墊415產(chǎn)生無線場所需的電流基本上僅等待指示將基座墊415耦合至配電電路421的信號和在其中等待的電流，從而消除了可以在雙邊通信期間發(fā)生的任何傳送時間或中間控制時間。

如上文參照圖4更詳細地所討論的，該配電電路421a然后可以將電流運送到其所連接的所有開關(guān)420，例如，開關(guān)420a、420c和420e。在一些實施例中，配電電路421a本身可以不包括任何內(nèi)部控件或可能只能以預(yù)定路徑或基座墊激活序列引導(dǎo)電流。在另一實施例中，配電電路421a可以包括允許其選擇性地沿著配電電路421a可以控制的動態(tài)路徑分配電流的控件和部件。

開關(guān)420a、420c和420e可以將所接收的電流分配給相應(yīng)的基座墊415a、415c和415e。開關(guān)420可以響應(yīng)于來自配電控制器445的本地控制器425的信號以激活開關(guān)420所連接的基座墊415。在一些實施例中，每個開關(guān)420a-420f可以具有通過相應(yīng)的配電電路421與它們各自的本地控制器425的電流連接和與它們各自的本地控制器425的單獨的通信或控制連接。在一些其他實施例中，無論電力布線還是通信或控制連接都可以被集成到配電電路421a和421b中以簡化BAN模塊450中的布線。在另一實施例中，本地控制器425和開關(guān)420之間的信號收發(fā)可以使得在本地控制器425和開關(guān)420之間僅有單個電路。在一些實施例中，開關(guān)420可以用來將基座墊415與配電電路421斷開連接，所以沒有處于使用中的基座墊415不影響當(dāng)前電力路徑的調(diào)諧。在一些實施例中，開關(guān)420可以用來將基座墊415斷開連接到能夠反射負載監(jiān)測的傳感器中。

如上文簡要討論的，本地控制器425、配電電路421、開關(guān)420和基座墊415中的任一個可以被配置成選擇性控制通過基座墊415的電流流動的方向。這可能通過反轉(zhuǎn)連接或更復(fù)雜的電路系統(tǒng)或轉(zhuǎn)換過程來執(zhí)行。

在使用中，模塊化設(shè)備BAN模塊450可以是可以被安裝到動態(tài)無線充電系統(tǒng)400中的獨立部件。BAN模塊450和動態(tài)無線充電系統(tǒng)400可以被設(shè)計成使得可以以最低成本和難度和/或移除安裝BAN模塊450。例如，在簡單的動態(tài)無線充電系統(tǒng)400中，BAN模塊450可以是被配置成與所有外部部件(例如，骨干430、配電控制器445和電動車輛405)無線連接的“走訪(drop in)”模塊。維持與所有外部部件的無線連接可以簡化安裝或移除，并且可以降低其中物理連接可以被最小化的安裝和維護成本。在一些其他實施例中，BAN模塊450可以包括用于所需要或預(yù)期的每一輸入的各個連接。例如，在一個實施例中，BAN模塊450可以包括用來接收其中的每個本地控制器425的輸入電流的電力連接和用來從配電控制器445和/或電動車輛接收通信的用于每個本地控制器425的通信信號。

附加地，BAN模塊450的內(nèi)部平行配電結(jié)構(gòu)在動態(tài)無線充電系統(tǒng)400的操作中提供了不同的特征。在沒有本地控制器425可以并行向多于一個的基座墊415提供電力的實施例中，基座墊415和骨干之間的配電路徑的部件的大小可以僅用來滿足單個基座墊415的要求。因此，在該配電路徑中使用的部件僅需要針對單個負載進行額定，從而有助于降低成本。附加地，基座墊415的交織布局可能有助于提供基座墊425之間的更平滑的過渡，其中單獨的本地控制器425可以負責(zé)向相鄰(或重疊)的基座墊415提供電力?；鶋|415的交織布局還可以提供更好的部件用途。在沒有平行電力路徑的情況下，每個本地控制器425可以向單個基座墊415提供電力。在平行結(jié)構(gòu)中，單個本地控制器425可以不向多個基座墊415提供電力。因此，在非平行系統(tǒng)中，本地控制器425可能在本地控制器425上承受附加用途，從而進一步增加平行配電的價值和益處。

圖5b圖示了如包含在模塊化外殼內(nèi)的BAN模塊450模塊的實施例的示例。圖4b可以示出了作為完整的集成單元的BAN模塊。如所示出的，BAN模塊450可以包括其中包含圖5a的部件的矩形外殼505，包括基座墊415a-415f、開關(guān)420a-420f(該圖中未示出)、配電電路421a和421b(該圖中未示出)和本地控制器425a和425(該圖中未示出)。外殼可以由混凝土或任何其他材料制成，使得其中的部件可以免受環(huán)境要素和不當(dāng)物理或電氣干擾的影響。然而，外殼材料沒有顯著受到由基座墊415產(chǎn)生的磁場的影響，材料也沒有顯著影響由基座墊415產(chǎn)生的磁場。附加地，該材料可以維持BAN模塊450內(nèi)的部件和連接的完整性。如所示出的，六個基座墊415a-415f可以在電動車輛405的行進方向上以相繼次序沿著BAN模塊450的頂部表面455可見。在另一實施例中，BAN模塊450可以包含在如由應(yīng)用確定的任何形狀的模塊化外殼內(nèi)。

BAN外殼可以用來保護BAN模塊450的部件并且簡化動態(tài)無線充電系統(tǒng)400中的部件的實現(xiàn)。利用BAN模塊450和外殼505可以提供集中連接點，并且確保其中的部件都能正常運轉(zhuǎn)，而內(nèi)部連接已經(jīng)經(jīng)過測試并且驗證是正確的。

BAN外殼505可以用來創(chuàng)建可以容易地插入到標(biāo)準(zhǔn)的動態(tài)無線充電系統(tǒng)400中并且如上文所討論，簡化安裝、移除、維護并且降低相關(guān)成本的模塊?？梢院喕惭b和移除，并且因此降低相關(guān)成本，其中模塊化部件是具有標(biāo)準(zhǔn)形狀并且物理連接被最小化或標(biāo)準(zhǔn)化。在一個實施例中，BAN外殼505將被安裝到路面410中，使得外殼505的頂部表面510與路面410的頂部表面齊平。在這種實施例中，BAN外殼505的頂部表面510可以暴露所示出的基座墊415a-415f的頂部表面，或者可以覆蓋基座墊415a-415f的頂部表面。讓基座墊415的頂部表面暴露可以通過減少可能引入干擾或其他問題的任何中間元件來增加由基座墊415能夠進行的電力傳送。然而，讓基座墊415的頂部表面暴露可能會增加對基座墊415的損壞風(fēng)險。在另一實施例中，BAN外殼505可以被安裝在路面410下方，使得BAN模塊450和BAN外殼505沒有一部分暴露在路面410中。

圖6圖示了連接至管道610和外殼605的路面410中的多個BAN模塊的安裝的示例。圖6示出了跨過頁面的路面410。在路面410的中心中的是BAN模塊450a和450b所在的條帶。如所示出的，BAN模塊450a和450b已經(jīng)安裝到路面410中，而BAN模塊450c被示出為在路面410上方，從而指示安裝在BAN模塊450b的旁邊。在一些實施例中，如BAN模塊450c下方所看到的，連接615可以位于BAN模塊450下方。在另一實施例中，連接615可以位于BAN模塊450的側(cè)面處，或?qū)τ诎惭b有益或可行的相對于BAN模塊450的任何其他位置。骨干連接615被示出為下方的管道610處，其中，BAN模塊450可以被安裝在路面410中。備選地，骨干連接615可以不存在于其中BAN模塊450和骨干430之間的電力傳送是經(jīng)由無線連接(例如，電感性等)的應(yīng)用中。管道610沿著路面410的長度在BAN模塊450下方延伸。在BAN模塊450a-450c的長度的端部處，管道610跨過路面運行到道路的一側(cè)，然后垂直地進入外殼605中。

圖6所示的部件是動態(tài)無線充電系統(tǒng)400的部件可以如何沿著路面410的延伸的安裝。沿著路面410的一側(cè)的外殼605可以包含電源/逆變器435、功率源440和配電控制器445中的至少一個。如上文所描述的，管道410沿著表面下方從外殼605延伸并且延伸到路面410的中心，在該點處，它轉(zhuǎn)向并且沿著路面410的長度行進給定距離。在一些實施例中，管道610可以沿著路面410的側(cè)面安裝或安裝在路面410的中心與側(cè)面之間或安裝在沿著路面410的路徑的任何其他位置中，使得BAN模塊450可以連接至管道610。管道610可以包括骨干430，通過該骨干430，電流可以從外殼605中的電源/逆變器435和功率源440運送到每個已安裝的BAN模塊450。備選地，管道610可以代表通信路徑，外殼605內(nèi)的配電控制器445和其他動態(tài)無線充電系統(tǒng)400部件之間的通信通過該通信路徑進行傳達。在備選實施例中，管道610可以提供骨干430和通信路徑兩者。

圖6提供了使用模塊化BAN模塊450所牽涉到的安裝的簡便性的指示。動態(tài)無線充電系統(tǒng)400的安裝可能牽涉到僅安裝三個單獨部件：包含配電控制器445、功率源440和電源/逆變器435的外殼605，包括骨干430和潛在通信布線的管道610和BAN模塊450。與路面410下方相比，維護路面410旁邊的外殼405中的配電控制器445、功率源440和電源/逆變器435可以通過允許這些部件在需要服務(wù)或維護時更容易進入而保持易于維護。在路面410下方安裝管道610可以通過讓電力在路面410下沿著系統(tǒng)的長度延伸提供便于連接至BAN模塊450和附加安全性，其中應(yīng)當(dāng)限制意外暴露?？梢越档虰AN模塊450的維護和安裝成本，其中連接被最小化并且當(dāng)組裝或構(gòu)造模塊450時，完成BAN模塊450的部件的連接。

圖7描繪了BAN模塊450的兩個連續(xù)示例實施例的示意性和對應(yīng)透視圖。如上文所討論的，BAN模塊450的每一個BAN模塊包括多個基座墊415、多個開關(guān)420、配電電路421和多個本地控制器425。具體地，BAN模塊450a包括基座墊415a-415f、開關(guān)420a-420f、配電線路421a和421b和本地控制器425a和425b。BAN模塊450b包括基座墊415g-415l、開關(guān)420g-420l、配電線路421c和421d和本地控制器425c和425d。每個本地控制器425a和425b分別連接至配電電路421a和421b，其將每個本地控制器425a和425b經(jīng)由BAN模塊450a的開關(guān)420(對于本地控制器425a是開關(guān)420a、420c和420e，對于本地控制器425b是開關(guān)420b、420d和420f)連接至基座墊415的一半(對于本地控制器425a是基座墊415a、415c和415e，對于本地控制器425b是基座墊415b、415d和415f)。類似連接結(jié)構(gòu)適用于BAN模塊450b。BAN模塊450以重疊方位通過示出基座墊415與其他附圖中描繪有所不同。這種變化僅用于呈現(xiàn)BAN模塊450內(nèi)的基座墊415的布局的附加實施例，并且不旨在限制性的。不在BAN模塊450的端部上的每個基座墊415可以與其他兩個基座墊415重疊，而BAN模塊450的端部上的兩個基座墊可以僅與一個其他基座墊415重疊?；鶋|415的重疊布局可以不影響基座墊415、開關(guān)420、配電電路421或本地控制器425的電氣連接或布局。示意圖示出了每個基座墊415至少部分地與后續(xù)基座墊415重疊。例如，基座墊415a(在行進方向上BAN模塊450a中的第一基座墊415)被描繪為與基座墊415b重疊，而415b被示出與基座墊415a重疊并且與415c重疊。這通過BAN模塊450a繼續(xù)，直至基座墊415f被示出為重疊基座墊415e，但因為基座墊415f是BAN模塊450a的最終基座墊415，不與另一基座墊415重疊。相似布局適用于BAN模塊450b及其基座墊415g-415l。在一些實施例中，相鄰BAN模塊450的邊緣處的基座墊415可以不與彼此重疊，而是以端至端進行安裝。在這種實施例中，如上文所描述的，BAN模塊450的端部上的基座墊415可以僅與一個其他基座墊415重疊。在另一實施例中，相鄰BAN模塊450的邊緣處的基座墊415可以與彼此重疊，使得BAN模塊450可能與另一BAN模塊450重疊。在該實施例中，BAN模塊450的端部處的基座墊415可以與多于一個的其他基座墊415重疊，一個來自與邊緣基座墊415相同的BAN模塊450和相鄰BAN模塊450的邊緣基座墊415。如所示出的，BAN模塊450的相應(yīng)部件被加陰影以指示相應(yīng)電力路徑(下文參照圖4至圖6提供了BAN模塊450的詳細討論)。

如可以從基座墊415上方在安裝上向下看所看到的，以上示出的BAN模塊450a和450b的示意圖是基座墊415a-415l的布局的透視圖的示例。如上文所討論的，BAN模塊450中的每個BAN模塊包括六個基座墊415(BAN模塊450a的415a-415f和BAN模塊450b的415g-415l)。透視圖示出了重疊基座墊415的另一視圖。該視圖更清楚地指示與前一基座墊415重疊的后續(xù)基座墊415的重疊圖案/性質(zhì)。所示出的實施例具有BAN模塊450a和450b，它們相鄰使得邊緣基座墊415是端至端的。在一些實施例中，如這里所示出的，BAN模塊450的邊緣處的基座墊415的大小可以小于與兩個或多個基座墊415重疊的基座墊415的大小。在另一實施例中，BAN模塊450的所有基座墊415的大小可以相同。在一些其他實施例中，BAN模塊450的基座墊415的形狀、尺寸或大小可以不同。如上文所討論的，BAN模塊450的各個基座墊415可以被加陰影以指示配電路徑。

在一些實施例中，如這里圖7所示出的，BAN模塊450的任一端部處的基座墊415的大小可以小于與其他兩個基座墊415重疊的BAN模塊450內(nèi)的剩余基座墊415的大小。在一些實施例中，這些端部基座墊415可以是中間基座墊415的一半的大小，以便在BAN模塊450之間提供平滑過渡。在另一實施例中，端部基座墊415可以是中心基座墊415的任何小數(shù)長度。

圖8圖示了描繪一種分配無線電力的方法的流程圖。

方法800的方框805將第一組基座墊415中的一個基座墊415(充電墊或充電線圈)經(jīng)由第一組開關(guān)420選擇性地耦合至本地控制器425(控制單元)。這種耦合可以由與所述一個基座墊415相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)開關(guān)420執(zhí)行。耦合基座墊415(例如，充電墊)可以包括：激活和分配到基座墊415的電流，其從本地控制器425經(jīng)由配電電路421到開關(guān)420并且進一步到基座墊415。備選地，耦合可以由包括在本地控制器425和基座墊415和/或開關(guān)420之間的布線和電路的配電電路421執(zhí)行。在一些實施例中，開關(guān)420可以是基座墊415或本地控制器425或配電電路421內(nèi)的部件。備選地，耦合基座墊415可以包括：準(zhǔn)備基座墊415以接收電流并且產(chǎn)生無線場。

在方框810，第二組基座墊415中的一個基座墊415(充電墊或充電線圈)經(jīng)由第二組開關(guān)415耦合至本地控制器425(控制單元)。這種耦合可以由與所述一個基座墊415相關(guān)聯(lián)的相應(yīng)開關(guān)420執(zhí)行。耦合基座墊415(例如，充電墊)可以包括：激活和分配到基座墊415的電流，其從本地控制器425經(jīng)由配電電路421到開關(guān)420，進一步到基座墊415。備選地，耦合可以由包括在由本地控制器425和基座墊415和/或開關(guān)420之間的接線和電路的配電電路421執(zhí)行。在一些實施例中，開關(guān)420可以是基座墊415或本地控制器425或配電電路421內(nèi)的部件。備選地，耦合基座墊415可以包括準(zhǔn)備基座墊415以接收電流并且產(chǎn)生無線場。

方法800的方框815經(jīng)由第一組基座墊415中的所述一個基座墊415和第二組基座墊415中的所述一個基座墊415產(chǎn)生每個所耦合的基座墊415的無線場以分配電力，第一和第二組充電線圈被交織。在一些實施例中，無線場將是通過其可以無線分配電力的介質(zhì)。

上文所描述的方法的各種操作可以通過能夠執(zhí)行操作(諸如各種硬件和/或軟件部件(多個)、電路、和/或模塊(多個))的任何合適器件來執(zhí)行。通常，在圖中圖示的任何操作可以通過能夠執(zhí)行操作的對應(yīng)的功能器件來執(zhí)行。

可以使用多種不同技術(shù)和方法中的任一個來表示信息和信號。例如，整個上述描述中可能提及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、比特、符號和芯片可以由電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子、或者其任意組合來表示。

結(jié)合本文中所公開的實施方式描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以被實現(xiàn)為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合。為了清楚地說明硬件和軟件的這種可互換性，上文中一般根據(jù)其功能性來描述各種說明性部件、塊、模塊、電路和步驟。這種功能性被實現(xiàn)為硬件還是被實現(xiàn)為軟件取決于特定應(yīng)用和施加于整個系統(tǒng)的設(shè)計約束。所描述的功能性可以針對每一特定應(yīng)用以不同的方式來實現(xiàn)，但是，不應(yīng)當(dāng)將這些實現(xiàn)判定解釋為導(dǎo)致背離本發(fā)明的實施例的范圍。

結(jié)合本文中所公開的實施方式而描述的各種說明性塊、模塊和電路可以使用通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其他可編程邏輯器件、分立門或晶體管邏輯、分立硬件部件或被設(shè)計成執(zhí)行本文中所描述的其任意組合來實現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器，但是替代地，處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器還可以被實現(xiàn)為計算設(shè)備的組合，例如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器、結(jié)合DSP核心的一個或多個微處理器、或任何其他此類配置。

結(jié)合本文中所公開的實施例而描述的方法或算法和功能的步驟可以直接在硬件、由處理器執(zhí)行的軟件模塊、或這兩者的組合中來直接體現(xiàn)。如果在軟件中實現(xiàn)，則這些功能可以作為有形的非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)上的一個或多個指令或代碼而加以存儲或傳送。軟件模塊可以駐留在隨機存取存儲器(RAM)、快閃存儲器、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM(EPROM)、電可擦除可編程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盤、可移動盤、CD-ROM或本領(lǐng)域已知的任何其他形式的存儲介質(zhì)。存儲介質(zhì)耦合到處理器，使得處理器能夠從存儲介質(zhì)讀取信息并且將信息寫到存儲介質(zhì)。替代地，存儲介質(zhì)可以與處理器成一體。如本文中所使用的磁盤和光盤包括壓縮光盤(CD)、激光盤、光盤、數(shù)字多功能光盤(DVD)、軟盤和藍光盤，其中，磁盤通常磁性地再現(xiàn)數(shù)據(jù)，而光盤使用激光器光學(xué)地再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述的組合還應(yīng)當(dāng)包括在計算機可讀介質(zhì)的范圍之內(nèi)。處理器和存儲介質(zhì)可以駐留于ASIC中。ASIC可以駐留在用戶終端中。替代地，處理器和存儲介質(zhì)可以作為分立部件駐留在用戶終端中。

出于概括本公開的目的，已經(jīng)在本文中對本發(fā)明的某些方面、優(yōu)點和新穎特征進行描述。應(yīng)當(dāng)理解，按照本發(fā)明的任何特定實施例，不一定實現(xiàn)所有這些優(yōu)點。因此，本發(fā)明可以以實現(xiàn)或優(yōu)化如本文中所教導(dǎo)的一個優(yōu)點或一組優(yōu)點的方式來體現(xiàn)或執(zhí)行，而不必實現(xiàn)如本文中所教導(dǎo)或建議的其他優(yōu)點。

上文所描述的實施例的各種修改將是顯而易見的，并且本文中所定義的一般原理可以應(yīng)用于其他實施例而不背離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明并不旨在限于本文中所示的實施例，而是要符合與本文中所公開的原理和新穎特征一致的最廣范圍。