04a所产生的电磁场的区域来与底座系统感应线圈104a相互作用。
[0043]在一些示范性实施例中，当电动车辆感应线圈116位于由底座系统感应线圈104a所产生的能量场中时，电动车辆感应线圈116可接收电力。所述场对应于可由电动车辆感应线圈116俘获由底座系统感应线圈104a所输出的能量的区域。举例来说，由底座系统感应线圈104a输出的能量可处于足以对电动车辆112充电或供电(例如，足以对电池单元118充电)的水平。在一些状况下，所述场可对应于底座系统感应线圈104a的“近场”。近场可对应于存在由底座系统感应线圈104a中的电流及电荷产生的强反应场的区域，所述强反应场不远离底座系统感应线圈104a辐射电力。在一些状况下，近场可对应于在底座系统感应线圈104a的约1/2JT波长内的区域(且对于电动车辆感应线圈116来说，反之亦然)，如将在下文进一步描述。
[0044]地区配电中心130可经配置以经由通信回程134而与外部源(例如，电网)通信且经由通信链路108而与底座无线充电系统102a通信。
[0045]在一些实施例中，电动车辆感应线圈116可与底座系统感应线圈104a对准，且因此由司机简单地安置于近场区内，从而相对于底座系统感应线圈104a而正确地定位电动车辆112。在其它实施例中，可给予司机视觉反馈、听觉反馈或其组合，以确定电动车辆112何时被恰当地放置以用于无线电力传递。在又其它实施例中，电动车辆112可通过自动驾驶系统定位，所述自动驾驶系统可将电动车辆112来回移动(例如，呈Z字形移动)直到对准误差已达到可容许值为止。此可在无司机干涉的情况下或在仅具有最小司机干涉的情况下(前提是电动车辆112配备有伺服方向盘、超声波传感器及智能以调整车辆)由电动车辆112自动地及自主地执行。在仍其它实施例中，电动车辆感应线圈116、底座系统感应线圈104a或其组合可具有用于使所述感应线圈116与104a相对于彼此移位及移动以更准确地将它们定向并在其间形成更有效率的耦合的功能性。
[0046]底座无线充电系统102a可位于多种位置中。作为非限制性实例，一些合适位置包含在电动车辆112所有者的家中的停车区、为在常规的基于石油的加油站后模型化的电动车辆无线充电所保留的停车区及在例如购物中心及工作场所等其它位置的停车场。
[0047]无线地对电动车辆充电可提供众多益处。举例来说，可自动地执行充电，而几乎不具有司机干预和操纵，由此提高用户的便利性。还可不存在暴露的电触点且无机械磨损，借此提高无线电力传递系统100的可靠性。可能不需要对电缆及连接器的操纵，且可不存在可在室外环境中暴露于湿气及水的电缆、插头或插座，借此提高安全性。还可不存在可见或可接近的插口、电缆和插头，借此减小对电力充电装置的潜在破坏行为。另外，由于可将电动车辆112用作分布式存储装置以使电网稳定，所以可使用对接至电网解决方案来增加针对车辆至电网(V2G)操作的车辆可用性。
[0048]如参看图1所描述的无线电力传递系统100还可提供美学及非阻碍优点。举例来说，可不存在可阻碍车辆及/或行人的充电柱及电缆。
[0049]作为车辆至电网能力的进一步解释，无线电力发射及接收能力可经配置成互逆式，使得底座无线充电系统102a将电力传递到电动车辆112且电动车辆112将电力传递到底座无线充电系统102a(例如，在能量不足时)。此能力可用于通过在由可再生发电(例如，风或太阳能)中的过度需求或不足引起的能量不足时允许电动车辆将电力贡献给整个分配系统来使配电网稳定。
[0050]图2为图1的无线电力传递系统100的示范性组件的示意图。如图2中所示，无线电力传递系统200可包含底座系统发射电路206，所述底座系统发射电路206包含具有电感L1的底座系统感应线圈204。无线电力传递系统200进一步包含电动车辆接收电路222，所述电动车辆接收电路222包含具有电感L2的电动车辆感应线圈216。本文中所描述的实施例可使用电容负载型线回路(即，多匝线圈)，从而形成能够经由磁近场或电磁近场将能量从初级结构(发射器)有效率地耦合到次级结构(接收器)(如果初级结构与次级结构两者经调谐到共同谐振频率)的谐振结构。线圈可用于电动车辆感应线圈216及底座系统感应线圈204。使用用于耦合能量的谐振结构可涉及“磁性耦合谐振”、“电磁耦合谐振”，及/或“谐振感应”。将基于从底座无线电力充电系统202到电动车辆112的电力传递来描述无线电力传递系统200的操作，但不限于此。举例来说，如上文所论述，电动车辆112可将电力传递到底座无线充电系统102a。
[0051]参考图2，电力供应器208 (例如，AC或DC)将电力PSDe供应到底座无线电力充电系统202以将能量传递到电动车辆112。底座无线电力充电系统202包含底座充电系统电力转换器236。底座充电系统电力转换器236可包含例如以下各者的电路:AC/DC转换器，其经配置以将电力从标准干线AC转换到处于合适电压电平的DC电力；以及DC/低频(LF)转换器，其经配置以将DC电力转换到处于适合于无线高电力传递的操作频率的电力。底座充电系统电力转换器236将电力应到包含与底座系统感应线圈204串联的电容器C I的底座系统发射电路206，以在所要频率下发射电磁场。可提供电容器C1W与底座系统感应线圈204形成在所要频率下谐振的谐振电路。底座系统感应线圈204接收电力P1且在足以对电动车辆112充电或供电的电平下无线地发射电力。举例来说，由底座系统感应线圈204无线地提供的功率电平可为大约数千瓦(kW)(例如，从IkW到IlOkW的任何者，或更高或更低)。
[0052]包含底座系统感应线圈204的底座系统发射电路206及包含电动车辆感应线圈216的电动车辆接收电路222可经调谐到大体上相同的频率，且可定位于由底座系统感应线圈204及电动车辆感应线圈216中的一者发射的电磁场的近场内。在此情况下，底座系统感应线圈204及电动车辆感应线圈116可变得彼此耦合，使得电力可被传递到包含电容器(:2及电动车辆感应线圈116的电动车辆接收电路222。可提供电容器C2以与电动车辆感应线圈216形成在所要频率下谐振的谐振电路。要素k(d)表示在线圈分离下所得的相互耦合系数。等效电阻表示可为感应线圈204及216以及反电抗电容器(^及(:2所固有的损耗。包含电动车辆感应线圈216及电容器C2的电动车辆接收电路222接收电力？2且将电力P 2提供到电动车辆充电系统214的电动车辆电力转换器238。
[0053]电动车辆电力转换器238可尤其包含LF/DC转换器，所述LF/DC转换器经配置以将处于操作频率的电力转换回到处于与电动车辆电池单元218的电压电平匹配的电压电平的DC电力。电动车辆电力转换器238可提供经转换电力PldM对电动车辆电池单元218充电。电力供应器208、底座充电系统电力转换器236及底座系统感应线圈204可静止且位于多种位置处，如上文所论述。电池单元218、电动车辆电力转换器238及电动车辆感应线圈216可包含于为电动车辆112的部分或电池组(未图示)的部分的电动车辆充电系统214中。电动车辆充电系统214还可经配置以经由电动车辆感应线圈216而将电力无线地提供到底座无线电力充电系统202以将电力馈入回到电网。电动车辆感应线圈216及底座系统感应线圈204中的每一者可充当基于所述操作模式的发射或接收感应线圈。
[0054]虽然未图示，但无线电力传递系统200可包含负载断开单元(LDU)以从无线电力传递系统200安全地断开电动车辆电池单元218或电力供应器208。举例来说，在紧急或系统故障的情况下，LDU可经触发以从无线电力传递系统200断开负载。可提供LDU以作为对用于管理对电池到充电的电池管理系统的补充，或LDU可为电池管理系统的部分。
[0055]另外，电动车辆充电系统214可包含开关电路(未图示)以用于将电动车辆感应线圈216选择性地连接到电动车辆电力转换器238及选择性地断开电动车辆感应线圈216。断开电动车辆感应线圈216可中止充电且还可调整如由底座无线充电系统102a(充当发射器)“看到”的“负载”，其可用于从基座无线充电系统102a “掩盖”电动车辆充电系统214(充当接收器)。可在发射器包含负载感测电路的情况下检测负载改变。因此，例如底座无线充电系统202等发射器可具有用于确定例如电动车辆充电系统214等接收器何时存在于底座系统感应线圈204的近场中的机制。
[0056]如上文所描述，在操作中，假定朝向车辆或电池的能量传递，从电力供应器208提供输入电力以使得底座系统感应线圈204产生用于提供能量传递的场。电动车辆感应线圈216耦合到辐射场且产生供电动车辆112储存或消耗的输出电力。如上文所描述，在一些实施例中，底座系统感应线圈204及电动车辆感应线圈216是根据相互谐振关系而配置，使得电动车辆感应线圈216的谐振频率及底座系统感应线圈204的谐振频率非常接近或大体上相同。在电动车辆感应线圈216位于底座系统感应线圈204的近场中时，底座无线电力充电系统202与电动车辆充电系统214之间的发射损耗最小。
[0057]如所陈述，通过将在发射感应线圈的近场中的能量的大部分耦合到接收感应线圈而非将能量的大部分以电磁波传播到远场来进行有效能量传递。当处于近场中时，可在发射感应线圈与接收感应线圈之间建立耦合模式。其中可发生此近场耦合的在感应线圈周围的区域在本文中被称为近场耦合模式区。
[0058]虽然未图示，但底座充电系统电力转换器236及电动车辆电力转换器238两者可包含振荡器、例如功率放大器等驱动器电路、滤波器，及用于与无线电力感应线圈有效耦合的匹配电路。所述振荡器可经配置以产生所要频率，可响应于调整信号而调整所述频率。可通过功率放大器以响应于控制信号的放大量放大振荡器信号。可包含滤波和匹配电路以滤除谐波或其它不想要的频率，且使电力转换模块的阻抗匹配到无线电力感应线圈。电力转换器236及238还可包含整流器和切换电路以产生合适的电力输出以对电池充电。
[0059]如贯穿所揭示的实施例而描述的电动车辆感应线圈216及底座系统感应线圈204可被称作或被配置为“环形”天线，且更具体来说是多匝环形天线。感应线圈204及216还可在本文中被称作或被配置为“磁性”天线。术语“线圈”既定是指可无线地输出或接收用于耦合到另一“线圈”的能量的组件。线圈也可被称作经配置以无线地输出或接收电力的类型的“天线”。如本文所使用，线圈204及216是经配置以无线地输出、无线地接收及/或无线地中继电力的类型的“电力传递组件”。环形(例如，多匝环形)天线可经配置以包含空气芯或物理芯，例如铁氧体芯。此外，空气芯环形天线可允许将其它组件放置在芯区域内。包含铁磁体或铁磁性材料的物理芯天线可允许形成更强的电磁场且改进的耦合。
[0060]如上文所论述，在发射器与接收器之间的匹配或几乎匹配的谐振期间发生发射器与接收器之间的能量的有效传递。然而，甚至在发射器与接收器之间的谐振不匹配时，也可在较低效率下传递能量。通过将来自发射感应线圈的近场的能量耦合到驻留于其中建立有此近场的区内(例如，在谐振频率的预定频率范围内，或在近场区的预定距离内)的接收感应线圈而非将能量从发射感应线圈传播到自由空间中来进行能量的传递。
[0061]谐振频率可基于包含感应线圈(例如，底座系统感应线圈204)的发射