本申請(qǐng)總體上涉及諸如電動(dòng)車輛等可充電設(shè)備的無線電力充電,并且更具體地涉及無線電力傳輸應(yīng)用中的非對(duì)稱分層堆疊線圈和/或斜切鐵氧體。
背景技術(shù):
無線電力傳輸系統(tǒng)利用初級(jí)線圈生成交變磁場,次級(jí)或接收線圈可以從該交變磁場無線地提取能量。在一些情況下,初級(jí)和/或次級(jí)線圈可以被堆疊以優(yōu)化墊尺寸和性能。然而,常規(guī)的堆疊線圈纏繞工藝比一些其他線圈纏繞工藝更不精確和更耗時(shí)。此外,用于以“雙d”線圈布置從一個(gè)線圈過渡到另一線圈的一些線圈布線方案需要可以使利茲線變形的小彎曲半徑,并且還需要在利用“雙d”線圈布置所在的線圈之間的間隙,這使得線圈布置的磁性能變差。此外,為了保持基座和車輛墊高度較低,必須減小基座和車輛墊內(nèi)的鐵氧體結(jié)構(gòu)的尺寸以確保線圈布置的空隙,特別是在從單個(gè)線圈層到多個(gè)線圈層的過渡區(qū)域中。以前的解決方案已經(jīng)包括大大減小鐵氧體結(jié)構(gòu)的絕對(duì)橫向尺寸以適應(yīng)堆疊線圈結(jié)構(gòu)。然而,這種解決方案通常需要增加鐵氧體結(jié)構(gòu)的厚度以抵消否則減小的鐵氧體體積,這可能不利地影響墊厚度。因此,在無線電力傳輸應(yīng)用中期望非對(duì)稱分層堆疊線圈和/或斜切鐵氧體。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
根據(jù)一些實(shí)現(xiàn),提供了一種用于無線地傳輸充電電力的裝置。該裝置包括具有第一繞組路徑的第一線圈。該裝置包括具有第二繞組路徑的第二線圈。該裝置包括被配置為以預(yù)定的繞組模式來保持第一線圈和第二線圈的保持器。第一繞組路徑和第二繞組路徑中的每個(gè)包括多個(gè)相繼的繞組組,并且在多個(gè)相繼的繞組組中的每個(gè)中,對(duì)于預(yù)定數(shù)目的繞組,連續(xù)的繞組中的每個(gè)繞組的至少一部分在保持器上被布置在緊接在前的繞組頂上。第一繞組路徑的每個(gè)相繼的繞組組沿著緊接在前的繞組組的外周布置,并且第二繞組路徑的每個(gè)相繼的繞組組沿著緊接在前的繞組組的內(nèi)周布置。
在一些其他實(shí)現(xiàn)中,提供了一種用于無線地傳輸電力的方法。該方法包括利用電流激勵(lì)被布置在保持器中的第一線圈和第二線圈中的每個(gè)線圈。第一線圈具有第一繞組路徑,且第二線圈具有第二繞組路徑。該方法還包括經(jīng)由第一線圈和第二線圈來無線地傳輸充電電力。第一繞組路徑和第二繞組路徑中的每個(gè)包括多個(gè)相繼的繞組組,并且在多個(gè)相繼的繞組組中的每個(gè)相繼的繞組組中,對(duì)于預(yù)定數(shù)目的繞組,連續(xù)的繞組中的每個(gè)繞組的至少一部分在保持器上被布置在緊接在前的繞組頂上。第一繞組路徑的每個(gè)相繼的繞組組沿著緊接在前的繞組組的外周布置,并且第二繞組路徑的每個(gè)相繼的繞組組沿著緊接在前的繞組組的內(nèi)周布置。
在其他實(shí)現(xiàn)中,提供了一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。介質(zhì)包括代碼,代碼在被執(zhí)行時(shí)引起用于無線地傳輸充電電力的裝置執(zhí)行方法。該方法包括利用電流激勵(lì)被布置在保持器中的第一線圈和第二線圈的每個(gè)線圈。第一線圈具有第一繞組路徑,且第二線圈具有第二繞組路徑。該方法還包括經(jīng)由第一線圈和第二線圈無線地傳輸充電電力。第一繞組路徑和第二繞組路徑中的每個(gè)包括多個(gè)相繼的繞組組,并且在多個(gè)相繼的繞組組中的每個(gè)中,對(duì)于預(yù)定數(shù)目的繞組,連續(xù)的繞組中的每個(gè)繞組的至少一部分在保持器上被布置在緊接在前的繞組頂上。第一繞組路徑的每個(gè)相繼的繞組組沿著緊接在前的繞組組的外周布置,并且第二繞組路徑的每個(gè)相繼的繞組組沿著緊接在前的繞組組的內(nèi)周布置。
在其他實(shí)現(xiàn)中,提供了一種用于制造用于無線地傳輸充電電力的裝置的方法。該方法包括在保持器中沿著第一繞組路徑纏繞第一線圈,第一繞組路徑包括多個(gè)相繼的繞組組。多個(gè)相繼的繞組組中的每個(gè)沿著緊接在前的繞組組的外周布置。該方法還包括在保持器中沿著第二繞組路徑纏繞第二線圈,第二繞組路徑包括多個(gè)相繼的繞組組。多個(gè)相繼的繞組組中的每個(gè)沿著緊接在前的繞組組的內(nèi)周布置。在第一繞組路徑和第二繞組路徑中的每個(gè)繞組路徑的多個(gè)相繼的繞組組中的每個(gè)中,對(duì)于預(yù)定數(shù)目的繞組,連續(xù)的繞組中的每個(gè)繞組的至少一部分在保持器上被布置在緊接在前的繞組頂上。
附圖說明
現(xiàn)在將參考附圖結(jié)合各種實(shí)現(xiàn)來描述本技術(shù)的上述方面以及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。然而,所示的實(shí)現(xiàn)僅僅是示例,而并不旨在限制。在整個(gè)附圖中,相似的符號(hào)通常標(biāo)識(shí)相似的部件,除非另有說明。注意,以下圖的相對(duì)尺寸可能未按比例繪制。
圖1是根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的無線電力傳輸系統(tǒng)的功能框圖。
圖2是根據(jù)一些其他實(shí)現(xiàn)的無線電力傳輸系統(tǒng)的功能框圖。
圖3是根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的包括發(fā)射或接收耦合器的圖2的發(fā)射電路或接收電路的一部分的示意圖。
圖4示出了在線圈之間具有間隙的“雙d”線圈布置以及相關(guān)聯(lián)的保持器的分解等距視圖。
圖5示出了包括被翻轉(zhuǎn)用于安裝的圖4的線圈布置和相關(guān)聯(lián)的保持器的組裝墊的等距視圖。
圖6示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的對(duì)稱纏繞的“雙d”線圈布置和相關(guān)聯(lián)的保持器的分解等距視圖。
圖7示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的圖6的對(duì)稱纏繞的“雙d”線圈布置和相關(guān)聯(lián)的保持器的一部分的分解等距視圖。
圖8示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的包括被翻轉(zhuǎn)用于安裝的圖6和圖7的線圈布置和相關(guān)聯(lián)的保持器的組裝墊的等距視圖。
圖9示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的非對(duì)稱纏繞的“雙d”線圈布置和相關(guān)聯(lián)的保持器的分解等距視圖。
圖10示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的圖9的非對(duì)稱纏繞的“雙d”線圈布置的第一線圈和相關(guān)聯(lián)的保持器的一部分的分解等距視圖。
圖11示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的圖9的非對(duì)稱纏繞的“雙d”線圈布置的第二線圈和相關(guān)聯(lián)的保持器的一部分的分解等距視圖。
圖12示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的包括被翻轉(zhuǎn)用于安裝的圖9-11的線圈布置和相關(guān)聯(lián)的保持器的組裝墊的等距視圖。
圖13示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的包括斜切鐵氧體的無線電動(dòng)車輛充電墊的等距分解圖。
圖14示出了圖13的包括斜切鐵氧體的無線電動(dòng)車輛充電墊的截面?zhèn)纫晥D。
圖15示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的包括斜切鐵氧體的無線電動(dòng)車輛充電墊的側(cè)視圖,包括斜切鐵氧體邊緣的分解圖。
圖16示出了包括直切鐵氧體的無線電動(dòng)車輛充電墊的側(cè)視圖,包括直切鐵氧體邊緣的分解圖。
圖17示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的包括斜切鐵氧體的無線車輛充電墊的仰視圖、截面圖和分解圖。
圖18示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的包括布置在無線基座充電墊之上的斜切鐵氧體的無線電動(dòng)車輛充電墊的等距視圖。
圖19示出了圖9的包括布置在無線基座充電墊之上的斜切鐵氧體的無線電動(dòng)車輛充電墊的俯視圖。
圖20是描繪根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的用于無線地傳輸充電電力的方法的流程圖。
圖21是描繪根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的用于制造用于無線地傳輸充電電力的裝置的方法的流程圖。
圖22是描繪根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的用于無線地傳輸充電電力的另一方法的流程圖。
圖23是描繪根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的用于制造用于無線地傳輸充電電力的裝置的另一方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
在下面的具體實(shí)施方式中,參考形成本公開的一部分的附圖。在具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求中描述的說明性實(shí)現(xiàn)并非意在限制。在不脫離本文中呈現(xiàn)的主題的精神或范圍的情況下,可以利用其他實(shí)現(xiàn)并且可以進(jìn)行其他改變。將容易理解,在本文中一般性描述并且在附圖中示出的本公開的各方面可以以各種各樣的不同配置來布置、取代、組合和設(shè)計(jì),所有這些都被明確地預(yù)期并且形成本公開內(nèi)容的一部分。
無線電力傳輸可以是指將與電場、磁場、電磁場等相關(guān)聯(lián)的任何形式的能量從發(fā)射器傳輸?shù)浇邮掌鞫皇褂梦锢黼妼?dǎo)體(例如,電力可以通過自由空間來傳輸)。被輸出到無線場(例如,磁場或電磁場)的電力可以由“接收耦合器”來接收、捕獲或耦合以實(shí)現(xiàn)電力傳輸。
本文中使用電動(dòng)車輛來描述遠(yuǎn)程系統(tǒng),其示例是車輛,車輛包括從可充電能量存儲(chǔ)設(shè)備(例如,一個(gè)或多個(gè)可再充電電化學(xué)電池或其他類型的電池)得到的電力作為其運(yùn)動(dòng)能力的一部分。作為非限制性示例,一些電動(dòng)車輛可以是混合電動(dòng)車輛,混合電動(dòng)車輛包括用于直接運(yùn)動(dòng)或用于為除了電動(dòng)機(jī)之外的車輛的電池充電的傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)。其他電動(dòng)車輛可以從電力中汲取所有的運(yùn)動(dòng)能力。電動(dòng)車輛不限于汽車,也可以包括摩托車、推車、踏板車等。作為示例而非限制,在本文中以電動(dòng)車輛(ev)的形式描述遠(yuǎn)程系統(tǒng)。此外,也可以考慮可以使用可充電能量存儲(chǔ)設(shè)備至少部分供電的其他遠(yuǎn)程系統(tǒng)(例如,諸如個(gè)人計(jì)算設(shè)備等電子設(shè)備)。
本文中使用的術(shù)語僅用于描述特定實(shí)現(xiàn)的目的,而非意在限制本公開。應(yīng)當(dāng)理解,如果意在特定數(shù)目的權(quán)利要求要素,則這種意圖將在權(quán)利要求中明確地?cái)⑹觯⑶以跊]有這樣的敘述的情況下,不存在這樣的意圖。例如,如本文中使用的,單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”和“該”也意在包括復(fù)數(shù)形式,除非上下文另外明確指示。如本文中使用的,術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列出的項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)的任何和所有組合。還應(yīng)當(dāng)理解,當(dāng)在本說明書中使用時(shí),術(shù)語“包括”、“包含”、“含有”和“具有”規(guī)定所陳述的特征,整體、步驟、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、部件和/或其組合的存在或添加。諸如“至少一個(gè)”等表達(dá)當(dāng)在元件列表之前時(shí)修飾整個(gè)元件列表,并且不修飾列表中的各個(gè)元件。
圖1是根據(jù)示例性實(shí)現(xiàn)的無線電力傳輸系統(tǒng)100的功能框圖。可以從電源(未示出)向發(fā)射器104提供輸入電力102,以生成具有與發(fā)射耦合器114的諧振頻率相對(duì)應(yīng)的頻率的時(shí)變無線(例如,磁或電磁)場105,以執(zhí)行能量傳輸。接收器108可以耦合到無線場105并且生成輸出電力110用于由耦合到輸出電力110的設(shè)備(本圖中未示出)存儲(chǔ)或消耗。發(fā)射器104和接收器108被隔開一定距離112。
在一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)中,發(fā)射器104和接收器108根據(jù)相互諧振關(guān)系來配置。當(dāng)接收器108的諧振頻率和發(fā)射器104的諧振頻率基本上相同或非常接近時(shí),發(fā)射器104與接收器108之間的傳輸損耗最小。然而,即使發(fā)射器104與接收器108之間的諧振不匹配,仍然可以傳輸能量,但是可能影響效率。例如,當(dāng)諧振不匹配時(shí),效率可能較低。能量傳輸通過將能量從發(fā)射耦合器114(例如,發(fā)射線圈)的無線場105耦合到位于無線場105附近的接收耦合器118(例如,接收線圈),而不是從發(fā)射耦合器114向自由空間中傳播能量來實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)接收器108位于由發(fā)射器104產(chǎn)生的無線場105中時(shí),接收器108可以接收電力。無線場105對(duì)應(yīng)于由發(fā)射器104輸出的能量可以由接收器108捕獲的區(qū)域。無線場105可以對(duì)應(yīng)于發(fā)射器104的“近場”,如將在下面進(jìn)一步描述的。發(fā)射器104可以包括用于將能量耦合到接收器108的發(fā)射耦合器114。接收器108可以包括用于接收或捕獲從發(fā)射器104發(fā)射的能量的接收耦合器118。近場可以對(duì)應(yīng)于其中存在由于發(fā)射耦合器114中的電流和電荷而生成的強(qiáng)反應(yīng)場的區(qū)域,該強(qiáng)反應(yīng)場最小化地輻射電力遠(yuǎn)離發(fā)射耦合器114。近場可以對(duì)應(yīng)于在發(fā)射耦合器114的大約一個(gè)波長(或其分?jǐn)?shù))內(nèi)的區(qū)域。
如上所述,高效的能量傳輸可以通過將無線場105中的大部分能量耦合到接收耦合器118,而不是將電磁波中的大部分能量傳播到遠(yuǎn)場來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)定位在無線場105內(nèi)時(shí),可以在發(fā)射耦合器114與接收耦合器118之間形成“耦合模式”。發(fā)射耦合器114和接收耦合器118周圍可能發(fā)生該耦合的區(qū)域在本文中被稱為耦合模式區(qū)域。
圖2是根據(jù)另一示例性實(shí)現(xiàn)的無線電力傳輸系統(tǒng)200的功能框圖。系統(tǒng)200可以是具有與圖1的系統(tǒng)100相似的操作和功能的無線電力傳輸系統(tǒng)。然而,與圖1相比,系統(tǒng)200提供關(guān)于無線電力傳輸系統(tǒng)200的部件的附加細(xì)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206,發(fā)射電路206可以包括振蕩器222、驅(qū)動(dòng)電路224以及濾波和匹配電路226。振蕩器222可以被配置為以可以響應(yīng)于頻率控制信號(hào)223進(jìn)行調(diào)節(jié)的期望頻率生成信號(hào)。振蕩器222可以將振蕩器信號(hào)提供給驅(qū)動(dòng)電路224。驅(qū)動(dòng)電路224可以被配置為基于輸入電壓信號(hào)(vd)225以發(fā)射耦合器214的諧振頻率來驅(qū)動(dòng)發(fā)射耦合器214。
濾波和匹配電路226可以濾除諧波或其他不想要的頻率,并且將發(fā)射器204的阻抗與發(fā)射耦合器214相匹配。例如,作為驅(qū)動(dòng)發(fā)射耦合器214的結(jié)果,發(fā)射耦合器214可以生成無線場205以便以足以對(duì)電動(dòng)車輛的電池236充電的水平無線地輸出電力。
接收器208可以包括接收電路210,接收電路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210的阻抗與接收耦合器218的阻抗相匹配。整流電路234可以根據(jù)交流電(ac)電力輸入生成直流(dc)電力輸出以對(duì)電池236充電,如圖2所示。另外,接收器208和發(fā)射器204可以另外在單獨(dú)的通信信道219(例如,藍(lán)牙、zigbee、蜂窩等)上通信。備選地,接收器208和發(fā)射器204可以使用無線場205的特性經(jīng)由帶內(nèi)信令來通信。在一些實(shí)現(xiàn)中,接收器208可以被配置為確定由發(fā)射器204發(fā)射并且由接收器208接收的電力量是否適合于對(duì)電池236充電。
圖3是根據(jù)一些示例性實(shí)現(xiàn)的圖2的發(fā)射電路206或接收電路210的一部分的示意圖。如圖3所示,發(fā)射或接收電路350可以包括耦合器352。耦合器352也可以被稱為或被配置為“導(dǎo)體環(huán)路”352或者“磁”耦合器。術(shù)語“耦合器”通常是指可以無線地輸出或接收能量以耦合到另一“耦合器”的部件。
環(huán)路或磁耦合器的諧振頻率基于環(huán)路或磁耦合器的電感和電容。電感可以簡單地是由耦合器352產(chǎn)生的電感,而電容可以被添加到耦合器的電感以在期望的諧振頻率處產(chǎn)生諧振結(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350以產(chǎn)生以諧振頻率選擇信號(hào)358的諧振電路。因此,對(duì)于使用呈現(xiàn)較大電感的大直徑耦合器的較大尺寸的耦合器而言,產(chǎn)生諧振所需的電容值可能較低。此外,隨著耦合器的尺寸增加,耦合效率可能增加。這在基座耦合器和電動(dòng)車輛耦合器的尺寸增加的情況下大體上是正確的。對(duì)于發(fā)射耦合器,具有與耦合器352的諧振頻率基本上對(duì)應(yīng)的頻率的信號(hào)358可以是耦合器352的輸入。
圖4示出了在第一線圈402和第二線圈404之間具有間隙406的“雙d”線圈布置以及相關(guān)聯(lián)的保持器410的分解等距視圖400?!半pd”線圈布置包括彼此串聯(lián)連接或從同一導(dǎo)體纏繞的第一堆疊線圈402和第二堆疊線圈404?!半pd”線圈布置包括在第一線圈402與第二線圈404之間的間隙406。該間隙406被提供以將導(dǎo)體(例如,利茲線)布線到線圈布置中并且使導(dǎo)體從第一線圈402的繞組過渡到第二線圈404的繞組。在這種實(shí)現(xiàn)中,第一線圈402可以從中心向外纏繞。然而,在間隙406內(nèi)并且在鐵氧體通道(未示出)的間隙內(nèi),導(dǎo)體必須以小半徑408彎曲,這可能使利茲線導(dǎo)體變形并且不利地影響性能。此外,圖4的設(shè)計(jì)中的間隙406可能導(dǎo)致由線圈布置生成的交變磁場的均勻性和強(qiáng)度的劣化,這可能對(duì)無線電力傳輸?shù)男屎途鶆蛐跃哂兄苯雍筒焕绊憽?/p>
在制造、組裝或構(gòu)造期間,第一線圈402可以相對(duì)于圖4中的線圈布置取向從下向上和從內(nèi)向外纏繞。例如,在小半徑彎曲408之外追蹤導(dǎo)體時(shí),導(dǎo)體被纏繞以使得在線圈402的一側(cè)(例如,與間隙406相鄰的線圈402的內(nèi)側(cè)),導(dǎo)體的第一匝從線圈402的內(nèi)側(cè)向線圈402的外側(cè)纏繞在第一層上。在第一繞組層被鋪設(shè)之后,第二繞組層再次從內(nèi)向外被鋪設(shè)在第一繞組層之上。該繞組模式繼續(xù)直到第一線圈402中的總繞組數(shù)已經(jīng)被鋪設(shè)??梢钥闯?,在線圈的另一側(cè),繞組全部從內(nèi)向外纏繞在第一層(例如,同一層)上,而不是一個(gè)在另一個(gè)之上。
一旦第一線圈402已經(jīng)被纏繞,導(dǎo)體被布線通過線圈402與404之間的間隙406,對(duì)于第一線圈402以小半徑408被彎曲,然后對(duì)于在第二線圈404的一側(cè)(例如,線圈404的外側(cè))的每個(gè)層,從下向上和從內(nèi)向外被纏繞,而在第二線圈404的另一側(cè)(例如,與間隙406相鄰的線圈404的內(nèi)側(cè))的每個(gè)繞組從內(nèi)向外被纏繞在第一層(例如,同一層)上,而不是一個(gè)在另一個(gè)之上。導(dǎo)體最終在間隙406處從第二線圈404的外側(cè)從布置被輸出。
如圖4進(jìn)一步所示,線圈保持器410可以用于促進(jìn)精確和高效的纏繞。如圖所示,保持器410可以包括用于沿著在內(nèi)邊緣(例如,如前所述的每個(gè)線圈的另一側(cè))上的每個(gè)匝來引導(dǎo)導(dǎo)體的多個(gè)肋部412,但是可以不包括對(duì)于在圖4的設(shè)計(jì)中在外側(cè)(例如,如前所述的每個(gè)線圈的一側(cè))從下向上和從內(nèi)向外被纏繞的每個(gè)繞組用以將導(dǎo)體保持就位的肋部。此外,在圖4所示的繞組線圈中,第一線圈402中的匝數(shù)(例如,繞組數(shù))可以不與第二線圈404中的匝數(shù)(例如,繞組數(shù))相同,從而降低磁性能。
圖5示出了包括被翻轉(zhuǎn)用于安裝的圖4的線圈布置和相關(guān)聯(lián)的保持器410的組裝墊的等距視圖500。如圖所示,包括安裝在保持器410中的第一線圈402和第二線圈404的線圈布置可以從圖4所示的視圖被翻轉(zhuǎn)并且經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)安裝孔或支架502被安裝到基座墊或接收器墊。因此,在圖5中,圖4的所有描述“從下向上”、“從上向下”、“第一層”、“第二層”和“之上”將被反轉(zhuǎn)。
圖6示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的對(duì)稱纏繞的“雙d”線圈布置和相關(guān)聯(lián)的保持器610的分解等距視圖600。如圖6所示,“雙d”線圈布置包括彼此串聯(lián)連接或從同一導(dǎo)體纏繞的第一堆疊線圈602和第二堆疊線圈604。與圖4和圖5的設(shè)計(jì)相反,在圖6中,“雙d”線圈布置不包括在第一線圈602與第二線圈604之間的間隙,因?yàn)閷?dǎo)體現(xiàn)在對(duì)稱地纏繞并且導(dǎo)體的輸入端和輸出端在繞組的之上或之下被布線到線圈布置的邊緣,并且在交叉點(diǎn)處垂直于繞組。在這種實(shí)現(xiàn)中,第一線圈602可以從其中心纏繞到其外側(cè),并且第二線圈604可以從其外側(cè)纏繞到其中心。因此,繞組關(guān)于在第一線圈602與第二線圈604之間行進(jìn)的軸對(duì)稱。在這種實(shí)現(xiàn)中,可以利用線圈保持器610來促進(jìn)精確和高效的纏繞。如圖所示,保持器610可以包括用于沿著在內(nèi)邊緣(例如,如前所述的每個(gè)線圈的另一側(cè))上的每個(gè)匝來引導(dǎo)導(dǎo)體的多個(gè)肋部612。肋部612也可以用作斜坡以將每隔一個(gè)匝引導(dǎo)到下一繞組級(jí)或?qū)印?/p>
在制造或構(gòu)造期間,第一線圈602可以從下向上和從內(nèi)向外纏繞,但是在向外延伸到下一組繞組層之前完成每個(gè)內(nèi)側(cè)的一組繞組層。例如,導(dǎo)體被纏繞使得在線圈602的一側(cè)(例如,線圈的外側(cè)),第一繞組作為最內(nèi)側(cè)匝被纏繞在第一層上。然后,第二繞組在第一繞組之上被纏繞在第二層上。然后,第三繞組可以被纏繞在第一和第二繞組外側(cè)并且在第一層(例如,與第一繞組相同的層)上。然后,第四繞組在第三繞組之上被纏繞在第二層上并且與第二繞組相鄰。第五、第六、第七和第八繞組可以如先前對(duì)于第一至第四繞組描述地被纏繞,然而在這些繞組外側(cè)。該繞組模式繼續(xù)直到第一線圈602中的總繞組數(shù)已經(jīng)被鋪設(shè)。從圖6中可以看出,在線圈的另一側(cè)(例如,與第二線圈604相鄰的線圈602的內(nèi)側(cè)),繞組全部從內(nèi)向外纏繞在第一層(例如,同一層)上,而不是一個(gè)在另一個(gè)之上。
為了更清楚地界定圖4-5與圖6之間的差異,可以參考圖7。圖7示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的圖6的對(duì)稱纏繞的“雙d”線圈布置和相關(guān)聯(lián)的保持器610的一部分650的分解等距視圖。一旦已經(jīng)纏繞了第一線圈602,則導(dǎo)體然后被纏繞以從上向下形成第二線圈604,并且對(duì)于與對(duì)于第一線圈604所描述的層相反的每層,從外向內(nèi),而在第二線圈604的另一側(cè)的每個(gè)繞組從外向內(nèi)被纏繞在第一層(例如,同一層)上,而不是一個(gè)在另一個(gè)之上。例如,第一繞組634被纏繞在第二繞組632之上。然后,第三繞組630被纏繞在第四繞組628之上,其中第三繞組630和第四繞組628分別被纏繞在第一繞組634和第二繞組632內(nèi)側(cè)并且與第一繞組634和第二繞組632相鄰。類似地,第五繞組626、第六繞組624、第七繞組622和第八繞組620可以分別如先前對(duì)于第一繞組634到第四繞組628描述地被纏繞,但是在這些繞組內(nèi)側(cè)。導(dǎo)體最終從第二線圈604的中心從布置并且與導(dǎo)體的輸入端相鄰地在第一線圈和第二線圈602/504之上或之下被輸出。由于第二線圈604與第一線圈602對(duì)稱地纏繞,所以第二線圈604不能像第一線圈602一樣從下向上纏繞,但是如圖4所示的間隙406已經(jīng)被消除。因此,需要提供一種線圈布置,其不需要在第一線圈與第二線圈之間的間隙,也不需要在第一線圈和第二線圈的導(dǎo)體中的小半徑彎曲,可以對(duì)于第一線圈和第二線圈中的每個(gè)從下向上纏繞,并且對(duì)于每個(gè)繞組可以由相關(guān)聯(lián)的保持器中的肋部和/或斜坡來引導(dǎo)。
圖8示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的包括被翻轉(zhuǎn)用于安裝的圖6和圖7的線圈布置和相關(guān)聯(lián)的保持器的組裝墊的等距視圖800。如圖所示,包括安裝在保持器610中的第一線圈602和第二線圈604的線圈布置可以從圖6所示的視圖被翻轉(zhuǎn),并且經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)安裝孔或支架802被安裝。因此,在圖6和圖7的視圖中,圖6和圖7的所有描述“從下向上”、“從上向下”、“第一層”、“第二層”和“之上”在圖8中將被反轉(zhuǎn)。
圖9示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的非對(duì)稱纏繞的“雙d”線圈布置和相關(guān)聯(lián)的保持器910的分解等距視圖900。如圖9所示,“雙d”線圈布置包括彼此串聯(lián)連接或從同一導(dǎo)體纏繞的第一堆疊線圈902和第二堆疊線圈904。為了術(shù)語定義的目的,“雙d”配置或布置包括彼此相鄰布置的至少兩個(gè)線圈,使得它們看起來基本上類似于彼此相鄰的兩個(gè)字母“d”。對(duì)于“雙d”布置,線圈不需要實(shí)際形狀像字母“d”,只是它們被布置成彼此相鄰并且基本上不重疊。如圖所示,“雙d”線圈布置不包括圖4所示的在第一線圈902與第二線圈904之間的間隙。另外,被纏繞以形成第一線圈902和第二線圈904的導(dǎo)體的輸入端和輸出端在完全纏繞的線圈之上或之下被布線到布置的邊緣。因此,導(dǎo)體不需要圖4所示的小半徑彎曲408。由于在第一線圈902與第二線圈904之間沒有間隙,所以由線圈布置生成的交變磁場的均勻性和強(qiáng)度將沒有相關(guān)聯(lián)的劣化。導(dǎo)體被纏繞以在箭頭的方向上形成具有第一繞組路徑的第一線圈902和具有第二繞組路徑的第二線圈904,如下所述。例如,第一線圈902將在與第二線圈904相反的方向(例如,分別為順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向,或反之亦然)上纏繞。因此,第一線圈902和第二線圈904被布置成彼此相鄰并且充分靠近,使得在第一線圈902與第二線圈904之間不存在大到足以布線第一繞組路徑和第二繞組路徑中的任一繞組路徑的間隙(如圖4所示的間隙406)。
為了更清楚地界定圖4-8與圖9之間的差異,可以參考圖10和11。圖10示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的圖9的非對(duì)稱纏繞的“雙d”線圈布置的第一線圈902和相關(guān)聯(lián)的保持器910的一部分950的分解等距視圖。如圖10所示,在制造或構(gòu)造期間,第一線圈902可以從下向上和從內(nèi)向外纏繞,但是在向外延伸到下一組繞組層(例如,相繼的繞組組)之前完成每組繞組層(例如,繞組組)。例如,導(dǎo)體被纏繞以使得在線圈902的一側(cè)(例如,對(duì)應(yīng)于線圈的外側(cè)的線圈的至少一部分),第一繞組920作為最內(nèi)側(cè)匝被纏繞在第一層上。然后,第二繞組922在第一繞組920之上被纏繞在第二層上。然后,第三繞組924可以被纏繞在第一繞組920和第二繞組922外側(cè)并且在第一層(例如,與第一繞組920相同的層)上。然后,第四繞組926在第三繞組924之上被纏繞在第二層上并且與第二繞組922相鄰。第五繞組928、第六繞組930、第七繞組932和第八繞組934可以如先前對(duì)于第一繞組920至第四繞組926描述地被纏繞,然而在這些繞組外側(cè)。該繞組模式繼續(xù)直到第一線圈902中的總繞組數(shù)已經(jīng)被鋪設(shè)。在第一線圈902的另一側(cè)(例如,與第二線圈904相鄰的線圈902的內(nèi)側(cè)),繞組全部從內(nèi)向外被纏繞在第一層(例如,同一層)上,而不是一個(gè)在另一個(gè)之上。然而,本申請(qǐng)不限于此,與第二線圈904相鄰的第一線圈902的內(nèi)側(cè)的繞組的一部分(或包括整個(gè)第一線圈902的任何其他部分)可以被纏繞和堆疊,如對(duì)于第一線圈902的外側(cè)部分所描述的。
圖11示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的圖9的非對(duì)稱纏繞的“雙d”線圈布置的第二線圈904和相關(guān)聯(lián)的保持器910的一部分970的分解等距視圖。如圖11所示,一旦第一線圈902被纏繞,則導(dǎo)體然后被纏繞以形成第二線圈904,也從下向上,但是從外向內(nèi)(第一線圈902的相反),而在第二線圈904的另一側(cè)(例如,與第一線圈902相鄰的第二線圈904的內(nèi)側(cè))的每個(gè)繞組從外向內(nèi)纏繞在第一層(例如,同一層)上,而非一個(gè)在另一個(gè)之上。然而,本申請(qǐng)不限于此,與第一線圈902相鄰的第二線圈904的內(nèi)側(cè)上的繞組的一部分(或包括整個(gè)第二線圈904的任何其他部分)可以被纏繞和堆疊,如對(duì)于第二線圈904的外側(cè)部分所描述地。因此,第一線圈902與第二線圈904串聯(lián)連接,并且甚至可以從同一導(dǎo)體纏繞。這種示例導(dǎo)體可以是利茲線,其包括從利茲線的外側(cè)朝向利茲線的內(nèi)側(cè)連續(xù)編織的多個(gè)導(dǎo)體,以最小化在承載高頻交流電的導(dǎo)體中活躍的趨膚效應(yīng)。
在一些實(shí)現(xiàn)中,第一繞組路徑(對(duì)于第一線圈902)的第一端點(diǎn)可以是整個(gè)線圈布置(和第一線圈902)的輸入端,而第一繞組路徑的第二端點(diǎn)可以與第二繞組路徑的第一端點(diǎn)(對(duì)于第二線圈904)相同。類似地,第二繞組路徑的第二端點(diǎn)可以是整個(gè)線圈布置(和第二線圈904)的輸出端。
如圖11所示并且相對(duì)于第二線圈904,第一繞組1120纏繞在第一層上,而第二繞組1122在第一繞組1120之上纏繞在第二層上。同樣,第三繞組1124在第一繞組1120的內(nèi)側(cè)并且與第一繞組1120相鄰地纏繞在第一層上,而第四繞組1126在第三繞組1124之上纏繞在第二層上。第五繞組1128、第六繞組1130、第七繞組1132和第八繞組1134如對(duì)于第一繞組1120到第四繞組1126描述地被纏繞,但是在這些繞組內(nèi)側(cè)。導(dǎo)體最終從第二線圈904的中心從布置并且與導(dǎo)體的輸入端相鄰地在第一線圈和第二線圈902/904之上或之下被輸出。由于第二線圈904相對(duì)于第一線圈902非對(duì)稱地纏繞,所以第二線圈904可以像第一線圈902一樣從下向上纏繞。此外,由于第一線圈904和第二線圈904都從下向上纏繞,所以線圈保持器910上的多個(gè)肋部912(例如,多個(gè)引導(dǎo)件)可以用于引導(dǎo)第一線圈902和第二線圈904中的每個(gè)線圈的每個(gè)繞組,以用于更準(zhǔn)確和有效的組裝、制造、構(gòu)造,并且還可以用作斜坡以將每隔一個(gè)匝引導(dǎo)到下一繞組級(jí)或?qū)?。因此,根?jù)圖9-11的實(shí)現(xiàn)提供了一種線圈布置,其不需要在第一線圈902與第二線圈904的導(dǎo)體之間的間隙或小半徑彎曲,對(duì)于第一線圈和第二線圈中的每個(gè)從下向上纏繞,并且對(duì)于每個(gè)繞組可以由相關(guān)聯(lián)的保持器中的肋部來引導(dǎo)。因此,第一繞組路徑和第二繞組路徑中的每個(gè)包括多個(gè)相繼的繞組組,在多個(gè)相繼的繞組組中的每個(gè)中,對(duì)于預(yù)定數(shù)目的繞組,連續(xù)的繞組中的每個(gè)繞組的至少一部分在保持器910上被布置在緊接在前的繞組頂上。此外,第一繞組路徑的每個(gè)相繼的繞組組沿著緊接在前的繞組組的外周布置,并且第二繞組路徑的每個(gè)相繼的繞組組沿著緊接在前的繞組組的內(nèi)周布置。
在一些實(shí)現(xiàn)中,第一線圈902可以被稱為“用于無線地傳輸電力的第一裝置”,第二線圈904可以被稱為“用于無線地傳輸電力的裝置”,并且保持器910可以被稱為“用于以預(yù)定的繞組模式來保持用于無線地傳輸電力的第一和第二裝置的裝置”。
圖12示出了包括被翻轉(zhuǎn)用于安裝的圖9-11的線圈布置和相關(guān)聯(lián)的保持器910的組裝墊的等距視圖1200。如圖所示,包括安裝在保持器910中的第一線圈902和第二線圈904的線圈布置可以從圖9-11所示的視圖被翻轉(zhuǎn),并且經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)安裝孔或支架1202被安裝。因此,在圖9-11的視圖中,圖9-11的所有描述“從下向上”、“從上向下”、“第一層”、“第二層”和“之上”在圖12中將被反轉(zhuǎn)。
在一些實(shí)現(xiàn)中,圖9-12所示的堆疊線圈布置與單層線圈布置相比具有增加的厚度。因此,在一些實(shí)現(xiàn)中,位于堆疊線圈布置上方或下方的鐵氧體結(jié)構(gòu)可以具有斜切邊緣,以便適應(yīng)堆疊線圈布置的至少一部分的增加的厚度,同時(shí)保持與單層線圈布置相似的墊厚度。
圖13示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的包括斜切鐵氧體1308、1312的無線電動(dòng)車輛充電(wevc)墊1300的等距分解圖。wevc墊1300可以是基座墊(例如,無線充電電力發(fā)射器)或車輛墊(例如,無線充電電力接收器)。在wevc墊1300為基座墊的情況下,圖13所示的取向?qū)⒒旧先缢惭b的。在wevc墊1300是車輛墊的情況下,圖13所示的取向?qū)钠浠旧先绨惭b的取向從上向下被翻轉(zhuǎn)。如圖13所示,wevc墊1300可以包括第一堆疊線圈1304、第二堆疊線圈1306和線圈保持器1302(例如,蓋子或殼體)。雖然第一線圈1304和第二線圈1306被單獨(dú)地標(biāo)識(shí),但是在一些實(shí)現(xiàn)中,它們可以從同一導(dǎo)體纏繞,并且因此可以被認(rèn)為是單個(gè)線圈或線圈布置的一部分。第一堆疊線圈1304和第二堆疊線圈1306可以包括多個(gè)繞組層,如將結(jié)合圖14中的wevc墊1300的截面圖1400更詳細(xì)地描述的。wevc墊1300還可以包括鐵氧體結(jié)構(gòu),鐵氧體結(jié)構(gòu)包括一個(gè)或多個(gè)鐵氧體板1308和1312。盡管圖13中示出了兩個(gè)鐵氧體板,但是本申請(qǐng)不限于此,并且可以使用任何數(shù)目的鐵氧體板或瓦片(例如,結(jié)構(gòu))。例如,本實(shí)現(xiàn)示出了兩個(gè)鐵氧體板1308、1312,以便在鐵氧體板1308、1312之間提供間隙1360用于將第一線圈1304和/或第二線圈1306的導(dǎo)體布線到wevc墊1300內(nèi)和/或外。然而,本申請(qǐng)也考慮在間隙1360的位置具有凹槽的單個(gè)鐵氧體板。由于第一堆疊線圈1304和第二堆疊線圈1306的厚度增加,其中存在兩個(gè)或更多個(gè)堆疊繞組層,所以在這些位置處在線圈正下方或上方存在用于鐵氧體的減小的空間。因此,為了減小鐵氧體和墊1300的厚度,鐵氧體板1308和1312可以分別具有一個(gè)或多個(gè)斜切邊緣1310和1314(例如外邊緣)。盡管圖13示出了鐵氧體板1308、1312的整個(gè)側(cè)部或邊緣,但是本申請(qǐng)不限于此,并且根據(jù)具體實(shí)現(xiàn),對(duì)于本文中討論的任何圖,對(duì)于任何斜切邊緣,整個(gè)邊緣或僅邊緣的一部分可以被斜切。
鐵氧體上的斜切邊緣提供了很多積極的優(yōu)點(diǎn),包括最大化鐵氧體體積,這是由于鐵氧體板1308、1312與直邊鐵氧體板相比可以跨越較大的面積(例如,在從單個(gè)層到第一線圈1304和第二線圈1306的堆疊層部分的過渡區(qū)域之下),其必須被切割成不在這種過渡區(qū)域之下延伸的尺寸,以便保持與單層線圈布置相同的墊高度。此外,鐵氧體板1308、1312的較大的尺寸提高了磁性能,這是因此可以在wevc墊1300的邊緣處由鐵氧體板1308、1312捕獲更多的磁通線。此外,鐵氧體板1308、1312和/或間隙1360的形式可以針對(duì)第一線圈1304和第二線圈1306的導(dǎo)體的布線而被提供。最后,較大的鐵氧體體積也可以提高熱性能,因?yàn)檩^大的鐵氧體體積生成較少的損耗。圖14可以更清楚地示出圖13的設(shè)計(jì)的益處。
圖14示出了包括圖13的斜切鐵氧體1308、1312的無線電動(dòng)車輛充電墊1300的截面?zhèn)纫晥D1400。如圖所示,圖14示出了沿著切割線a-a'截取的圖13的截面?zhèn)纫晥D1400。線圈保持器1302可以保持第一線圈和第二線圈,但是在切割線a-a'處,只有第一線圈1304是可見的。第一線圈1304可以具有僅單個(gè)繞組層的一部分、以及其中繞組被堆疊成多個(gè)繞組層的線圈1304的特定側(cè)上的部分1316和1318。因此,在這些單層部分與多層部分之間設(shè)置有其中線圈1304的導(dǎo)體可以從較低層(例如,第一層)過渡到較高層(例如,第二層)的區(qū)域,如從單層部分通到多層部分1316、1318的線圈1304的對(duì)角線所示。鐵氧體板1308和1312每個(gè)分別具有斜切邊緣1310和1314。由于線圈1304以及斜切邊緣1310和1314的過渡的角度和/或形狀基本相同,所以鐵氧體板1308、1312的增加的寬度和長度至少在過渡區(qū)域的范圍內(nèi)是可實(shí)現(xiàn)的,同時(shí)保持與在完全單層線圈布置的情況下可實(shí)現(xiàn)的相同的墊高度。因此,斜切邊緣1310和1314的表面的角度可以與從單層到多層的導(dǎo)體的過渡角基本相同。此外,被提供用于線圈1304的導(dǎo)體從單層向多層過渡的空間可以包括鐵氧體板的由斜切邊緣1310和1314去除的部分。因此,鐵氧體板1308和1312的至少一部分布置在第二繞組層(例如,線圈1304、1306過渡到的任何層)在其中被纏繞的平面中。為了更容易地理解可實(shí)現(xiàn)的鐵氧體板尺寸的差異,現(xiàn)在參考圖15和圖16,其中可以進(jìn)行并排比較。
圖15示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的包括斜切鐵氧體1508、1512的無線電動(dòng)車輛充電墊1500的側(cè)視圖,包括斜切鐵氧體邊緣1510的分解圖1520。圖15示出了與線圈1504相鄰地定位的鐵氧體板1508和1512。如同圖14,盡管墊1500中可以存在多個(gè)線圈,但是在該特定剖面中僅線圈1504可見。如分解圖1520所示,線圈1504從單層纏繞部分過渡到多層纏繞部分1518,如對(duì)角線所示。鐵氧體板1508包括至少一個(gè)斜切邊緣1510,使得空間能夠被提供用于線圈導(dǎo)體從一個(gè)繞組層向升高的繞組層過渡。如與圖16中的具有直切邊緣1610的鐵氧體板1608相比較將是顯而易見的,假定相同的墊厚度或高度,與鐵氧體板1608能夠朝向線圈1604的外側(cè)延伸的相比,鐵氧體板1508可以朝向線圈1504的外側(cè)橫向地延伸到更遠(yuǎn)的程度。
圖16示出了包括直切鐵氧體1608、1612的無線電動(dòng)車輛充電墊1600的側(cè)視圖,包括直切鐵氧體邊緣1610的分解圖1620。圖16示出了與線圈1604附近相鄰地定位的鐵氧體板1608和1612。如同圖14,盡管墊1600中可以存在多個(gè)線圈,但是在該特定剖面中僅線圈1604可見。如分解圖1620所示,線圈1604從單層纏繞部分過渡到多層纏繞部分1618,如對(duì)角線所示。代替斜切邊緣,如圖15所示,鐵氧體板1608包括直切邊緣1610,其被切割成基本上短于過渡區(qū)域,以便為線圈導(dǎo)體從一個(gè)繞組層向升高的繞組層的過渡提供空間。因此,為了保持與單層線圈布置相同的墊高度,與具有斜切邊緣1510的鐵氧體板1508和1512相比,具有直切邊緣1610的鐵氧體板1608和1612必須具有更小的尺寸。
為了進(jìn)一步理解斜切邊緣鐵氧體相比于直邊緣鐵氧體的一些優(yōu)點(diǎn),下表1示出了從如前所述的具有斜切邊緣相對(duì)于直切邊緣的測試或模擬車輛墊得到的性能測量、以及在從基座墊無線地接收充電電力的同時(shí)在斜切解決方案與直切解決方案之間的變化(例如,改進(jìn))。如表1所示,在測量或模擬方面,直切鐵氧體車輛墊的性能比斜切邊緣鐵氧體車輛墊差。
表1
為了充分了解鐵氧體板的允許物理尺寸的增加,現(xiàn)在參考圖17,圖17示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的包括斜切鐵氧體1708、1712的無線車輛充電墊1700的仰視圖、截面圖1750和分解圖1770。在仰視圖中,充電墊1700包括背板1702、第一線圈1704和第二線圈1706。在第一線圈1704和第二線圈1706下方的是分別包括至少一個(gè)斜切邊緣1710和1714的鐵氧體板1708和1712。在圖17的具體實(shí)現(xiàn)中,鐵氧體板1708和1712每個(gè)可以具有66mm的總寬度(這些66mm中的8mm作被提供作為斜切邊緣1710和1714)和203mm的總長度。
在仰視圖中用線a-a'表示的截面圖1750示出了第一線圈1704以及鐵氧體板1708和1712的切口。圖17右側(cè)所示的區(qū)域1770的分解圖還示出了斜切邊緣1710可以為線圈1704經(jīng)由對(duì)于8mm的斜切寬度具有大約2.5mm的斜切深度的斜切邊緣從單層向多層部分1718的過渡提供空間。在這個(gè)特定實(shí)現(xiàn)中,與具有相同厚度的直切鐵氧體邊緣(其中邊緣1710和1712中的每個(gè)的至少斜切的8mm將不存在)相比,包括斜切邊緣1710和1712可以實(shí)現(xiàn)約9.2%的總的鐵氧體體積增加。在這種實(shí)現(xiàn)中,由于斜切邊緣1710和1712為線圈繞組從第一層向升高的層的過渡提供空間,所以可以制造高度比采用直切鐵氧體邊緣的實(shí)現(xiàn)的情況下薄大約2.5mm的墊1700。出于上述原因,并且因?yàn)樵艰F氧體材料的成本相對(duì)便宜,所以增加的鐵氧體體積是有利的。此外,對(duì)于直切鐵氧體邊緣,空的空間可能必須用另一種材料(例如環(huán)氧樹脂)填充,這將增加相當(dāng)大的成本。此外,盡管斜切鐵氧體邊緣與直切鐵氧體邊緣之間的性能差異可能看起來很小,但是,與圖17中使用的大約30mm的“z間隙范圍”相比,對(duì)于更大的墊實(shí)現(xiàn),對(duì)于更高的電力傳輸以及對(duì)于支持車輛與地面之間(例如,分別在車輛墊與基座墊之間)更大的距離范圍的系統(tǒng),這些優(yōu)點(diǎn)增加?,F(xiàn)在將結(jié)合圖18和圖19來描述位于基座墊之上的車輛墊中的上述斜切鐵氧體概念的實(shí)現(xiàn)。
圖18示出了根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的包括布置在無線基座充電墊1850之上的斜切鐵氧體1808、1812的無線電動(dòng)車輛充電墊1800的等距視圖。在圖18和19中,車輛墊可以具有“雙d”線圈布置。在一些實(shí)現(xiàn)中,基座墊可以具有“雙d”線圈布置。車輛墊可以包括保持器1802、具有被布置成與背板1802相鄰的相應(yīng)的斜切邊緣1818、1814(見圖19)的一個(gè)或多個(gè)鐵氧體板1808、1812、以及第一線圈1804和第二線圈1806的“雙d”線圈布置(參見圖19)。車輛墊被示出為布置在基座墊1850之上。該布置的俯視圖可以結(jié)合圖19來描述,以便更全面地理解每個(gè)上述部件的布置。
圖19示出了包括布置在圖18的無線基座充電墊1800之上的斜切鐵氧體1808、1812的無線電動(dòng)車輛充電墊1800的俯視圖1900。如圖19所示,車輛墊布置在基座墊1850之上。在車輛墊內(nèi),盡管背板1802看起來在其他部件下方(例如,后方),但這僅僅是為了簡單的說明,并且背板1802實(shí)際上最靠近圖19的觀察者。假設(shè)背板1802除了其用于背景的外邊緣之外是透明的可能是有幫助的。因此,具有相應(yīng)的斜切邊緣1818、1814的鐵氧體板1808和1812(布置在鐵氧體板1808、1812的下側(cè),從該圖示的視圖)可以被布置成與保持器1802相鄰,并且第一線圈1804和第二線圈1806可以被布置成與鐵氧體板1808、1812相鄰。
圖20是描繪根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的用于無線地傳輸充電電力的方法的流程圖2000。本文中參考如先前結(jié)合圖9-12描述的非對(duì)稱纏繞的線圈布置來描述流程圖2000的方法。在一些實(shí)現(xiàn)中,流程圖2000中的一個(gè)或多個(gè)框可以由控制器(例如,如先前結(jié)合圖2描述的發(fā)射電路206或接收電路210)來執(zhí)行。雖然本文中參考特定順序描述流程圖2000的方法,但是在各種實(shí)現(xiàn)中,本文中的框可以以不同的順序執(zhí)行或被省略,并且可以添加附加框。在一些實(shí)現(xiàn)中,流程圖2000可以應(yīng)用于發(fā)射耦合器(例如,基座墊)或接收耦合器(例如,車輛耦合器)。
流程圖2000可以開始于框2002,框2002包括利用電流激勵(lì)被布置在保持器(例如,保持器910)中的第一線圈(例如,第一線圈902)和第二線圈(例如,第二線圈904))中的每個(gè)線圈。第一線圈具有第一繞組路徑,且第二線圈具有第二繞組路徑。
然后,流程圖2000可以從框2002前進(jìn)到框2004,框2004包括經(jīng)由第一線圈和第二線圈來無線地傳輸充電電力。第一繞組路徑和第二繞組路徑中的每個(gè)繞組路徑包括多個(gè)相繼的繞組組,并且在多個(gè)相繼的繞組組中的每個(gè)中,對(duì)于預(yù)定數(shù)目的繞組,連續(xù)的繞組中的每個(gè)繞組的至少一部分在保持器上被布置在緊接在前的繞組頂上。此外,第一繞組路徑的每個(gè)相繼的繞組組沿著緊接在前的繞組組的外周布置,并且第二繞組路徑的每個(gè)相繼的繞組組沿著緊接在前的繞組組的內(nèi)周布置。
圖21是描繪根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的用于制造用于無線地傳輸充電電力的裝置的方法的流程圖2100。本文中參考如先前結(jié)合圖9-12描述的非對(duì)稱纏繞的線圈布置來描述流程圖2100的方法。在一些實(shí)現(xiàn)中,流程圖2100中的一個(gè)或多個(gè)框可以由自動(dòng)機(jī)器或替代地由人來執(zhí)行。雖然本文中參考特定順序描述流程圖2100的方法,但是在各種實(shí)施方式中,本文中的框可以以不同的順序執(zhí)行或被省略,并且可以添加附加框。在一些實(shí)現(xiàn)中,流程圖2100可以應(yīng)用于發(fā)射耦合器(例如,基座墊)或接收耦合器(例如,車輛耦合器)的制造。
流程圖2100可以開始于框2102,框2102包括在保持器(例如,保持器910)內(nèi)沿著第一繞組路徑纏繞第一線圈(例如,第一線圈902),第一繞組路徑包括多個(gè)相繼的繞組組,多個(gè)相繼的繞組組中的每個(gè)相繼的繞組組沿著緊接在前的繞組組的外周布置。
然后,流程圖2100可以從框2102前進(jìn)到框2104,框2104包括例如沿著第二繞組路徑纏繞第二線圈,第二繞組路徑包括多個(gè)相繼的繞組組,多個(gè)相繼的繞組組中的每個(gè)沿著緊接在前的繞組組的內(nèi)周布置。在第一繞組路徑和第二繞組路徑中的每個(gè)繞組路徑的多個(gè)相繼的繞組組中的每個(gè)中,對(duì)于預(yù)定數(shù)目的繞組,連續(xù)的繞組中的每個(gè)繞組的至少一部分在保持器上被布置在緊接在前的繞組頂上。
圖22是描繪根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的用于無線地傳輸充電電力的另一方法的流程圖2200。本文中參考如先前結(jié)合圖13-18描述的無線電力傳輸設(shè)備來描述流程圖2200的方法。在一些實(shí)現(xiàn)中,流程圖2200中的一個(gè)或多個(gè)框可以由例如在圖2的發(fā)射電路206或接收電路210內(nèi)的控制器來執(zhí)行。雖然本文中參考特定順序描述流程圖2200的方法,但是在各種實(shí)現(xiàn)中,本文中的框可以以不同的順序執(zhí)行或被省略,并且可以添加附加框。
流程圖2200可以開始于框2202,框2202包括利用電流激勵(lì)無線電力傳輸線圈,線圈被布置為與具有斜切邊緣的鐵氧體板相鄰,斜切邊緣被配置為針對(duì)線圈的導(dǎo)體提供用以從第一繞組層過渡到第二繞組層的空間,第二繞組層被布置為比第一繞組層更靠近鐵氧體板。
在一些實(shí)現(xiàn)中,流程圖2200然后可以前進(jìn)到框2204,框2204包括經(jīng)由線圈無線地傳輸充電電力。
圖23是描繪根據(jù)一些實(shí)現(xiàn)的用于制造用于無線地傳輸充電電力的裝置的另一方法的流程圖2300。本文中參考如先前結(jié)合圖13-18描述的無線電力傳輸裝置來描述流程圖2300的方法。在一些實(shí)現(xiàn)中,流程圖2300中的一個(gè)或多個(gè)框可以由自動(dòng)機(jī)器或替代地由人來執(zhí)行。雖然本文中參考特定順序描述流程圖2300的方法,但是在各種實(shí)現(xiàn)中,本文中的框可以以不同的順序執(zhí)行或被省略,并且可以添加附加框。
流程圖2300可以開始于框2302,框2302包括提供包括斜切邊緣的鐵氧體板,斜切邊緣被配置為針對(duì)無線電力傳輸線圈的導(dǎo)體提供用以從第一繞組層過渡到第二繞組層的空間,第二繞組層被布置為比第一繞組層更靠近鐵氧體板。
在一些實(shí)現(xiàn)中,流程圖2300然后可以前進(jìn)到框2304,框2304包括與鐵氧體板相鄰地安裝無線電力傳輸線圈,使得導(dǎo)體的從第一繞組層過渡到第二繞組層的部分被布置在該空間中。
上述方法的各種操作可以通過能夠執(zhí)行這些操作的任何合適的裝置來執(zhí)行,諸如各種硬件和/或軟件部件、電路和/或模塊。通常,圖中所示的任何操作可以由能夠執(zhí)行這些操作的相應(yīng)的功能裝置來執(zhí)行。
信息和信號(hào)可以使用各種不同的工藝和技術(shù)中的任何一種來表示。例如,可以在上述描述中被引用的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號(hào)、比特、符號(hào)和碼片可以用電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子、或者其任何的組合來表示。
結(jié)合本文中公開的實(shí)現(xiàn)描述的各種說明性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟可以被實(shí)現(xiàn)為電子硬件、計(jì)算機(jī)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,已經(jīng)在其功能方面一般性地描述了各種說明性部件、框、模塊、電路和步驟。這種功能被實(shí)現(xiàn)為硬件還是軟件取決于特定應(yīng)用和施加在整個(gè)系統(tǒng)上的設(shè)計(jì)約束。所描述的功能可以對(duì)于每個(gè)特定應(yīng)用以不同的方式來實(shí)現(xiàn),但是這種實(shí)現(xiàn)決定不應(yīng)當(dāng)被解釋為導(dǎo)致脫離這些實(shí)現(xiàn)的范圍。
結(jié)合本文中公開的實(shí)現(xiàn)描述的各種說明性框、模塊和電路可以用被設(shè)計(jì)為執(zhí)行本文中描述的功能的通用處理器、數(shù)字信號(hào)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、分立的門或晶體管邏輯、分立的硬件部件、或其任何組合來實(shí)現(xiàn)或執(zhí)行。通用處理器可以是微處理器,但在替代方案中,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(jī)。處理器也可以被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算設(shè)備的組合,例如dsp和微處理器的組合、多個(gè)微處理器、結(jié)合dsp內(nèi)核的一個(gè)或多個(gè)微處理器、或任何其他這樣的配置。
結(jié)合本文中公開的實(shí)現(xiàn)描述的方法或算法和功能的步驟可以直接以硬件、以由處理器執(zhí)行的軟件模塊、或者以兩者的組合來實(shí)施。如果以軟件實(shí)現(xiàn),則功能可以作為一個(gè)或多個(gè)指令或代碼存儲(chǔ)在有形的非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上或通過其來傳輸。軟件模塊可以駐留在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)、閃存、只讀存儲(chǔ)器(rom)、電可編程rom(eprom)、電可擦除可編程rom(eeprom)、寄存器、硬盤、可移除盤、cdrom,或本領(lǐng)域已知的任何其他形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。存儲(chǔ)介質(zhì)耦合到處理器,使得處理器可以從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取信息并且向存儲(chǔ)介質(zhì)寫入信息。在替代方案中,存儲(chǔ)介質(zhì)可以與處理器成一體。如本文中使用的磁盤和光盤包括光碟(cd)、激光盤、光盤、數(shù)字通用光盤(dvd)、軟盤和藍(lán)光盤,其中磁盤通常以磁性方式再現(xiàn)數(shù)據(jù),而光盤利用激光光學(xué)地再現(xiàn)數(shù)據(jù)。上述的組合也應(yīng)當(dāng)被包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可以駐留在asic中。
為了總結(jié)本公開的目的,本文中已經(jīng)描述了某些方面、優(yōu)點(diǎn)和新穎特征。應(yīng)當(dāng)理解,根據(jù)任何具體實(shí)現(xiàn),不一定所有這些優(yōu)點(diǎn)都可以實(shí)現(xiàn)。因此,一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)或優(yōu)化了本文中教導(dǎo)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)或一組優(yōu)點(diǎn),而不一定實(shí)現(xiàn)本文中可能教導(dǎo)或提出的其他優(yōu)點(diǎn)。
上述實(shí)現(xiàn)的各種修改將是顯而易見的,并且在不脫離本申請(qǐng)的精神或范圍的情況下,本文中定義的通用原理可以應(yīng)用于其他實(shí)現(xiàn)。因此,本申請(qǐng)不意在限于本文中示出的實(shí)現(xiàn),而是符合與本文中公開的原理和新穎特征一致的最寬范圍。