用于对无线电力传送系统进行对准及兼容性检测的系统及方法_3

文档序号:9712887阅读:来源:国知局
一次电流h驱动时,接收线圈618的短路电流 I2sc将使得不等式I2sc>Ithresh/l.li3得到满足。更特定来说,控制器电路638可界定接收线圈 618的操作区内相对于发射线圈614的位置以维持不等式I 2sc;>Ithre3sh/l. 1β的满足。相比来 说,接收线圈618的其中不满足所述不等式的位置在操作区之外。因此,一些实施方案可允 许在没有车辆或充电系统的特性的任何预先了解的情况下建立用于接收线圈618的操作 区。
[0079] 在另一实施方案中,可能需要确定发射器604是否能够提供至少所需阈值充电电 压Vthresh到处于特定对准的电池组。电压Vthresh可为与特定电池组或车辆系统相关的预定或 已知电流。为进行此类确定,控制器电路638可根据以下不等式来比较开路电压V。。与除以 1 · 1倍的比率β的电压Vthresh:
[0080] Voc>Vthresh/l.lP
[0081 ] 如果V。。大于电压Vthrestvl. 1β,则控制器电路638确定发射器604可能够使用电流对 准而提供至少所需阈值充电电压到电池组636。控制器电路638可引导通信电路639经由通 信链路619发射起始对通信电路629的充电的指示。控制器电路638可进一步提供在所述电 流对准中适当充电为可能的指示到车辆401的驱动器及/或到一或多个其它系统。控制器电 路638接着可引导切换电路630从接收线圈618移除开路连接。切换电路630可将接收线圈 618连接到匹配电路632。接收线圈618现可提供电力到电池组636及可开始充电。
[0082] 如果V。。小于电压Vthrestvl. 1β,则控制器电路638确定发射器604可能不能够在现有 对准情况下提供至少所需阈值充电电压到电池组636。控制器电路638可引导通信电路639 经由通信链路619发射不起始对通信电路629的充电的指示。控制器电路638可进一步提供 在所述电流对准中适当充电为不可能的指示到车辆401的驱动器及/或到一或多个其它系 统。在此类情况下,接收线圈618将不提供电力到电池组636及充电将不开始。以此方式,发 射器604可接收系统600在用于提供额定能力的可接受对准或操作区之外的指示,类似于上 文关于以上短路电流I 2s。所揭示。
[0083]根据以上描述,控制器电路638可确定用于接收线圈618的相对于发射线圈614的 任何位置的最大可能输出电流或电压。控制器电路638可在供应电流到电池组636之前进行 此类确定。在另一实施方案中,控制器电路638可在电池组636的充电期间进行此类确定。在 另一实施方案中,控制器电路638可在车辆401的驱动器正驱动车辆401到用于充电的空间 中时进行此类确定。此类实施方案可提供安全机制以确保在充电循环期间充电电流及/或 电压保持在安全限制内。
[0084] 举例来说,在某些条件下,发射线圈614与接收线圈618之间的过耦合可致使发射 器604及接收器608中的一或两者中的非所要应力。接收器608中的控制器电路638或发射器 604中的控制器电路628中的任一者可检测此类过耦合。接收器608中的控制器电路638或发 射器604中的控制器电路628中的任一者可响应于检测到过耦合而采取校正动作。此类校正 动作可包含减少耦合K 12,减少驱动电流,经由用户接口 650提供指示以调整对准,关闭接 收器608侧上到电池组636的电力,及/或关闭发射器604侧上到发射线圈614的电力。
[0085] 如先前所描述,控制器电路638可分别根据上述等式1(12 = 123。/11及1(12 = ¥。。八1而利 用短路电流I2s。或开路电压V。。的测量值来确定用于每一接收线圈618的耦合因数Κ 12。在其 它实施方案中,根据上述DC电流到短路电流转换方程式I2sc=Idc/l. 1,控制器电路638可确 定在充电期间的耦合因数K12。因为控制器电路638可确定在充电的前校准期间及在充电期 间两者的耦合因数Κ 12,所以控制器电路638可持续监视耦合因数Κ12。控制器电路638接着可 根据以下不等式来比较所确定耦合因数Κ 12与最大耦合因数K12max:
[0086] Kl2>Kl2max
[0087] 控制器电路638可确定最大耦合因数K12max。在替代例中,控制器电路638可存取存 储于控制器电路638可存取的存储器(未图示)中的K 12max的值。如果以上不等式得到满足,则 控制器电路638可确定过耦合的状态。控制器电路638接着致使执行上述校正性动作中的一 者。
[0088] 图7为根据本发明的例示性实施方案的图6的接收电路的一部分的示意图。图7展 示电连接到切换电路630的接收线圈618。切换电路630可包含开关731及开关732。开关731 的第一端子电连接到接收线圈618的第一端子及电连接到匹配电路632。开关731的第二端 子电连接到传感器电路。开关732的第一端子电连接到接收线圈618的第二端子及电连接到 传感器电路。开关732的第二端子电连接到匹配电路。尽管接收线圈618经展示为连接到切 换电路630,但一或多个谐振电路组件可连接于接收线圈618与切换电路630之间,如虚线所 表示。闭合开关731使接收线圈618的端子经由传感器电路635而短路连接。断开开关732有 效地使接收线圈618与匹配电路632断开。断开开关732也有效地使位于下行的电池组636 (未图示)与匹配电路632断开。当测量短路电流I 2s。将不指示电力供应电位时,传感器电路 635可测量接收线圈618的端子上的开路电压。在此类实施方案中,可断开开关731及开关 732两者,使得切换电路630可测量接收线圈618的第一端子及第二端子上的开路电压。尽管 切换电路630经展示为位于接收线圈618与匹配电路632之间,但本申请案并不如此限制。举 例来说,对于特定调谐拓扑,切换电路630可位于匹配电路632之后,只要可进行或推断短路 电流I 2sc或开路电压V。。的有效测量即可。
[0089] 图8说明根据例示性实施方案的用于无线电力传送系统的对准及兼容性检测的方 法的流程图。本文参考无线电力传送系统600来描述流程图800的方法,如先前关于图6所描 述。在一实施方案中,可通过例如图6的控制器电路638的控制器来执行流程图800中的步骤 中的一或多者。尽管在本文参考特定次序来描述流程图800的方法,但在各种实施例中,本 文中的步骤可以不同次序来执行,或可省略,且可添加额外步骤。
[0090] 在步骤802处,方法开始。在步骤804处方法通过使无线电力接收器的接收线圈与 无线充电发射器的发射线圈对准来继续。举例来说,车辆401可经对准而使得接收器408的 接收线圈418实质上在发射器404的发射线圈414上对准,如先前关于图5所描述。
[0091] 在步骤806处,所述方法包含经由第一通信链路接收与充电发射器的至少一个特 性相关联的信息。举例来说,通信电路639可经由通信链路619接收来自发射器604的通信电 路629的电流h及电压W中的至少一者的值。在另一实施方案中,可经由通信链路619接收表 示电流I:或电压Vi的值中的至少一者的信息。可基于信息信号(例如经由存储器中的查找表 或查询数据服务(未图示))来确定电流I:的值及电压Vi的值中的至少一者。
[0092]在步骤808处,所述方法包含经由第一通信链路获得β的值。举例来说,通信电路 639可经由通信链路619接收来自发射器604的通信电路629的比率β。通信链路619可为任何 类型的通信链路,包含(但不限于)蓝牙、紫蜂或蜂巢式通信链路。在另一实施方案中,比率β 可已为已知的,如标准化值。在此类实施方案中,通信电路639可不经由通信链路619接收所 述比率β,但实际上可从存储器或来自已知数据服务的查询(未图示)来确定β。
[0093]方法可在步骤810处继续,其包含测量与接收线圈618相关联的操作参数的值。举 例来说,传感器电路635可测量经过接收线圈618的短路电流I2s。,如先前关于图6及7所描 述。在另一实施方案中,传感器电路635可测量接收线圈618上的开路电压V。。,如先前关于图 6及7所描述。
[0094]在步骤812处,方法通过比较参数的值与足以对负载充电的阈值充电参数而继续。 控制器电路638可执行电流I2SC与除以1.1倍的β的所需阈值充电电流Ithresh之间的比较。如 果I2SC;大于阈值充电电流Ithrestvl . 1β,则发射器604可能能够通过电流对准而提供至少最小 所需充电电流到电池组636。在此状况下,方法可继续到步骤814,其包含经由第一通信链路 发射起始充电的指示。举例来说,通信电路639可经由通信链路619发射起始对通信电路629 的充电的指示。此时方法可以结束步骤818结束。
[0095] 返回到决策块812,如果I2sc不大于所需阈值充电电流Ithresh/Ι.?β,则接收器608可 被视为在电流对准中与发射器604不兼容。发射器604可能不能够通过电流对准来提供至少 最小所需充电电流到电池组636。在此状况下,方法可继续到步骤816,其包含经由第一通信 链路发射不起始充电的指示。举例来说,通信电路639可经由通信链路619发射不起始对通 信电路629的充电的指示。在另一实施方案中,通信电路639可不发射无论任何指示,且充电 将不开始。在另一实施方案中,通信电路639可发射接收线圈618在可接受对准或操作区之 外及/或将不能提供额定电力的指示。此时方法可以结束步骤818结束。
[0096] 在另一实施方案中,其中测量开路电压V。。而非短路电流I2sc,步骤812可包含控制 器电路638执行电压V。。与除以1 . 1倍的β的所需阈值充电电压Vthresh之间的比较。如果¥。。大 于阈值充电电压Vthrestvl.lfi,则发射器604可能能够通过电流对准而提供至少最小所需充 电电压到电池组636。如果V。。小于所需阈值充电电压Vthresh/1. 1β,则接收器608可被视为在 电流对准中与发射器604不兼容。发射器604可能不能够通过电流对准来提供至少最小所需 充电电压到电池组636。
[0097] 图9说明根据例示性实施方案的用于无线电力传送系统的对准及兼容性检测的另 一方法的流程图。本文参考无线电力传送系统600来描述流程图900的方法,如先前关于图6 所描述。在一实施方案中,可通过例如图6的控制器电路628的控制器来执行流程图900中的 步骤中的一或多者。尽管在本文参考特定次序来描述流程图900的方法,但在各种实施例 中,本文中的步骤可以不同次序来执行,或可省略,且可添加额外步骤。
[0098]在步骤902处,方法开始。在步骤904处,方法通过将发射线圈的电流设定为相对于 最大发射线圈电流的比率β来继续。举例来说,发射电路606及/或控制器电路628可设定电 流1:使得其具有与最大电流I lmax的预定比率β。在一个实施方案中,传感器电路(未图示)可 测量施加到发射线圈614的电流。传感器电路可将测量值传达到控制器电路628。在另一 实施方案中,可将发射线圈上的电压设定为相对于最大发射线圈电压的比率β。举例来说, 发射电路606及/或控制器电路628可设定电压VHi得其具有与最大电压V lmax的预定比率β。 传感器电路(未图示)可测量施加到发射线圈614的电压h。传感器电路可将测量值传达到 控制器电路628。
[0099]在步骤906处,方法通过经由第一通信链路发射发射线圈电流的值而继续。举例来 说,控制器电路628可引导通信电路629以将电流I!的值传达到通信电路629。在另一实施方 案中,可经由第一通信链路发射发射电压的值。举例来说,控制器电路628可引导通信电路 629以将电压值传达到通信电路。
[0100]在步骤908处,方法通过经由第一通信链路提供比率β而继续。举例来说,控制器电 路628可引导通信电路629经由通信链路619将比率β发射到通信电路639。
[0101]在流程图900此处,方法可包含决策块910,其与如上文所描述的流程图800的决策 块812相关。如果确定I2s。大于Ithrestvl.lfi,则方法可继续到步骤912,其包含经由第一通信 链路接收起始充电的指示。举例来说,通信电路629可经由通信链路619接收从通信电路639 起始充电的此类指示。在此状况下,方法可以步骤914继续,其可包含起始充电。举例来说, 控制器电路628可引导发射电路606以将电流1!增加到最小所需充电电流以开始充电。此时 方法可以结束步骤920结束。
[0102] 返回到决策块910,如果I2sc不大于Ithrestvl.lK则方法可继续到步骤916,其包含 经由通信链路接收不起始充电的指示。举例来说,通信电路629可经由通信链路619接收不 起始从通信电路639充电的指示。在此状况下,方法可以步骤920继续,其可包含不起始充 电。举例来说,控制器电路628可引导发射电路606继续以最大电流I lmax的先前分数来产生 电流h,其可低于最小所需充电电流。在另一实施方案中,控制器电路628可引导发射电路 606完全停止产生电流h。在另一实施方案中,通信电路639可发射接收线圈618在可接受对 准区之外及/或将不能提供最小所需充电电流的指示。此时方法可以结束步骤920结束。
[0103] 在其中测量V。。而非I2sc的另一实施方案中,决策块910可确定V。。是否大于Vthresh/ 1. 1β。如果是,则方法可继续到步骤912,其包含经由第一通信链路接收起始充电的指示。方 法接着可如上文所描述而前进。如果V。。小于Vthrestvl.lP,则方法可继续到步骤916,如上文 所描述。
[0104] 图10展示根据例示性实施方案的包括电力发射器系统1002及电力接收器系统 1004的无线电力传送系统1000。在本文所描述的各种实施例的一个方面中,无线电力传送 系统1000可提供
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