用于为在道路上的电动车供电的系统和方法
【专利摘要】一种用于为在道路上的电动车供电的系统和方法，该系统其包括构造为产生电力的发电机、安装在道路中的电感式蓄电池阵列、安装在道路下方的接收器线圈的接收器阵列，所述蓄电池阵列构造为从发电机接收电力，每一个线圈构造为从安装在道路中的相应的蓄电池线圈接收电力，其中所述接收器阵列构造为将多余电力提供返回到蓄电池线圈，所述多余电力通过蓄电池阵列可以提供给其他的车辆。该系统还包括车辆通信线圈和蓄电池通信单元，车辆通信线圈用于放置在车辆行驶方向上的接收器阵列前方的车辆中，蓄电池通信单元构造为从所述车辆通信线圈接收信号以及使相应的蓄电池段运行从而向连接到所述车辆的接收器提供电力。
【专利说明】
用于为在道路上的电动车供电的系统和方法
【背景技术】
[0001]目前，有一些已知种类和构造的电动车和一些已知的用于对电动车充电的方法。这些方法的缺陷通常包括尽管车辆停驶但是电源充电耗时，和/或非常有限范围的路程。
[0002 ] 许多电动车由可充电电池供电。如今，电动车的已充电电池可以实现远至约160km的路程。
【发明内容】
[0003]本发明实施例提供用于为在道路上的车辆供电的系统和方法，该系统包括:至少单相的多相发电机，以产生至少单相的多相电力;安装在道路中的蓄电池阵列，所述蓄电池阵列包括一系列蓄电池段，每一个段包括对应于所述发电机的相数量的至少一定数量的蓄电池线圈，以从多相发电机接收多相电力;和通信单元，其从位于至少一个蓄电池段上方的车辆中接收信号以及使相应的所述蓄电池段运行以向连接到所述车辆的接收器提供电力。
[0004]根据一些实施例，所述蓄电池线圈的每一者构造为接收具有不同相位差的电力。
[0005]根据一些实施例，该系统还包括对应于所述相数量的一定数量组的导体，每一组将具有不同相位差的电力从所述多相发电机输送到所述蓄电池阵列。
[0006]根据一些实施例，由相应多相电力发生器单独为每一个所述蓄电池段供电。
[0007]根据一些实施例，所述发电机包括开关，所述开关构造为当在所述蓄电池线圈上方没有检测到所述接收器时，将所述发电机的运行模式从全传输模式改变到引导发送信号模式，当在所述蓄电池线圈上方检测到所述接收器时，执行相反的操作。
[0008]根据一些实施例，三相发电机还构造为将待传输的引导信号通过所述蓄电池提供给所述接收器。
[0009]根据一些实施例，通信单元还构造为在所述车辆上的接收器到达在所述车辆的行驶方向上的下一个蓄电池段上文的位置之前，使所述下一个蓄电池段运行。
[0010]根据一些实施例，三相发电机还构造为一旦在特定蓄电池段上方没有识别到接收器，就停止向该特定蓄电池段传输全电力。
[0011 ]根据一些实施例，该系统还包括安装在车辆下方的接收器阵列和位于车辆行驶方向上的接收器阵列前方的通信线圈，接收器阵列包括至少单相的至少一个多相接收器，该接收器阵列包括至少一个接收器线圈以及构造为当车辆在蓄电池线圈上方的道路上移动时，从安装在道路中的相应蓄电池线圈接收至少单相的多相电力，通信线圈构造为通过相应的一个蓄电池线圈将信号发送给通信单元。
[0012]根据一些实施例，三个接收器线圈的每一者构造为从相应的所述蓄电池线圈接收具有不同相位差的电力。
[0013]根据一些实施例，该系统还包括在至少一个所述接收器两侧处的至少两个追踪线圈，所述至少两个追踪线圈定位在距至少一个所述接收器的中心相等距离处，所述至少两个追踪线圈构造为通过相应的一个所述蓄电池线圈接收引导信号，以及根据在所述至少两个追踪线圈处测量的平均能量将所述接收器阵列定位在所述蓄电池线圈上方
[0014]根据一些实施例，所述接收器阵列构造为当所述车辆减小速度时将多余电力提供返回到所述蓄电池线圈。
[0015]根据一些实施例，所述车辆还包括构造为当所述车辆减小速度时聚集能量的超级电容器。
[0016]根据一些实施例，所述接收器线圈的每一者的电感可以由调节电路改变以符合所述蓄电池段的共振频率，所述调节电路包括变压器以将电感增加到所述接收器线圈以及转换为连接感应器或者从所述感应器断开连接从而改变所述变压器的电感值。
[0017]根据一些实施例，所述接收器阵列包括加速计和所述两个追踪线圈，所述加速计在行驶期间实时检测所述接收器阵列的竖直运动，所述两个追踪线圈检测所述接收器阵列的水平运动，其中，所述调节电路构造为当检测到运动时调节所述接收器的共振频率。
【附图说明】
[0018]本发明的实施例通过例子的方式阐释但是不限于附图的图，在附图中相似的附图标记表示相应的、相似的或者类似的部件，在附图中:
[0019]图1A、1B和IC分别是根据本发明实施例的用于为电动车供电的系统的示意性俯视图和正面剖视图；
[0020]图2A和2B是根据本发明实施例的空心变压器的剖视示意图；
[0021]图3A和3B是根据本发明实施例的在接收器阵列中多相接收器单元的侧视图和仰视图；
[0022]图4是根据本发明实施例的多相蓄电池阵列的侧视图、俯视图和仰视图；
[0023]图5是根据本发明实施例的蓄电池系统的示意性剖视图；
[0024]图6A-图6D分别是根据本发明实施例的三线圈段和六线圈段的电气系统布置的示意图；
[0025]图7是根据本发明实施例的单相接收器和单相蓄电池的底层示意图，该单相接收器和单相蓄电池可以替代本发明一些实施例中的接收器和蓄电池；
[0026]图8是根据本发明实施例的用于为电动车50供电的系统的更详细的侧面剖视图；
[0027]图9A是根据本发明实施例的用于改变接收器电感的电路的示意图；
[0028]图9B是示出根据本发明实施例的在已知调制频率范围中、在已知时间段内、在已知时间窗口中的蓄电池变化的频率的图；
[0029]图10是根据本发明实施例的用于驱动在道路上的车辆的方法的示意性流程图；
[0030]图11是根据本发明实施例的用于在道路上的车辆供电的方法的示意性流程图；
[0031]图12A-图12D是根据本发明一些实施例的蓄电池阵列区段的俯视图；
[0032]图13A和13B是在根据本发明实施例的车辆的底层上接收器阵列的示意图；
[0033]图14是根据本发明实施例的用于从接收器阵列聚集能量的接收器电路的示意图；
[0034]图15A-图15F是根据本发明实施例的蓄电池阵列的机械装置和结构的示意图；
[0035]图16A-图16D示意性地示出在根据本发明实施例的蓄电池阵列区段上接收器阵列行(array row)的位置上蓄电池线圈和接收器线圈之间能量传输的依赖关系；
[0036]图17是根据本发明实施例的防止从蓄电池阵列辐射泄露的额外方法的示意图；
[0037]图18是根据本发明实施例的防止从蓄电池阵列和接收器阵列辐射泄露的额外方法的示意图；
[0038]图19A和19B是在根据本发明一些实施例的蓄电池阵列的段中的蓄电池阵列区段的示意图。
[0039]能够领会为了阐释的简洁和清楚，图中所示的部件没有必要准确地或者按比例绘制。例如，为了清楚，一些部件的尺寸可能相对于其他部件进行放大，或者若干物理组件可能被包括在一个功能块或者一个部件中。另外，在认为合适之处，附图标记可能在图中重复以表示相应或者类似部件。
【具体实施方式】
[0040]在以下详细描述中，提出若干特定细节以提供对本发明的整体理解。然而，本领域技术人员能够理解，本发明离开这些特定细节也可以实施。在其他例子中，并未详细描述已知方法、步骤和组件、模块、单元和/或电路以不至于模糊本发明。
[0041 ]根据本发明的实施例，用于对在道路上的电动车充电的系统和方法能够在车辆在道路上移动时为车辆供电。道路的特定段可以包括可以为车辆供电以使得车辆依靠其移动的电荷感应(charge-1nducing)设施。因此，车辆的可充电电池可以用于在不包括这种设施的其他道路段上行驶。例如，可以减小用于在其他道路段上使用的车辆的可充电电池的尺寸，和/或可以实现更长的路程。在包括电荷感应设施的道路段，路程的范围至少在电力方面上是基本不受限制的。
[0042]现在参考图1A、1B和1C，它们分别是根据本发明实施例的用于为电动车供电的系统100的俯视图和正面剖视图。系统100至少包括一个蓄电池系统300(参照图5进行更详细的描述)，蓄电池系统300中的两个在图1A中显示。如图1B所示，系统300包括可以放置在道路30上或者道路30中开挖沟槽32内的感应条或者蓄电池阵列20。如图2A所示，感应条或者蓄电池阵列20可以包括和/或作为空心变压器200的初级绕组起作用，变压器200的次级绕组可以是安装在车辆50的车辆底层52处的接收器阵列10。接收器阵列10可以沿着垂直于在道路30上的车辆50的运行方向或者蓄电池阵列20的纵向轴线的轴线A从一侧移动到另一侧。
[0043]两个跟踪线圈13可以在以距离接收器阵列10沿着轴线A的中心相同距离处被安装在接收器阵列10的两侧。可以通过本文所述的闭环控制方法执行通过追踪线圈13进行的接收器阵列10的定位。为了从蓄电池阵列20有效地接收电力，接收器阵列10沿着轴线A的中心，即，线圈17 (如图3A所示)沿着轴线A的中心，应当定位在蓄电池阵列20的中心的上方，即，线圈27(如图3A所示)沿着轴线A的中心的上方。因此，为了有效地传输电力，当接收器阵列10在蓄电池阵列20上方的期望位置处时，分别位于接收器阵列10两侧的两个追踪线圈13应当定位在距蓄电池阵列20沿着轴线A的中心相同距离处。如本文详细描述的，在通过蓄电池线圈27发送引导信号和/或驱动信号的同时，可以在追踪线圈13的出口处测量电压值。当接收器阵列10和追踪线圈13从蓄电池阵列20上方的期望位置处偏离时，可以在追踪线圈13的出口处测量不同的平均能量值。当距蓄电池阵列20上方期望位置的偏离(shift)较小时，两个追踪线圈13处的平均能量值之间的差异可以较小，并且，当接收器阵列10和追踪线圈13定位在期望位置时，在两个追踪线圈13处的平均能量值可能基本相同。
[0044]在一些其他实施例中，如图1C所示，接收器阵列10可以包括若干接收器阵列1a，这可以消除移动接收器以从蓄电池阵列20接收电力的需求。系统100还可以包括从总电力网络接收电力并且提供在各个道路段的蓄电池阵列20所需电力的发电机或者变流器22。根据车道的数量、交通负荷、道路的陡度和/或影响车辆50和/或变流器22的电力损耗的任何其他参数，一个发电机或者变流器22可以分配给几十米到几百米之间的特定道路段。
[0045]根据本发明的实施例，蓄电池20可以包括可以利用单相或者多相运行的多相电力系统。能够理解，在本说明书中，多相电力可以包括任何数量的单相或者多相，在一些实施例中可以指单相电力。因此，本文描述的多相系统或者部件可以是或者包括任何数量单相或者多相的系统或者部件。
[0046]如本文以下更详细显示的，根据相的数量，蓄电池阵列20可以包括蓄电池单元阵列，其中每一个单元可以包括若干组蓄电池载荷，例如蓄电池线圈，每一组线圈接收不同相位差的AC电力。因此，多相蓄电池阵列20可以根据相的数量包括若干导体组24以通过相应多个导体组24从变流器22接收多相AC电力。
[0047]现在参照图2A和2B，它们是根据本发明实施例的空心变压器200和200a的剖面示意图。显示了蓄电池阵列20和接收器阵列10。如图2A所示，接收器阵列10可以沿着垂直于道路20上车辆50的行驶方向和/或感应条20的纵向轴线的轴线A从一侧移动到另一侧，以例如根据在追踪线圈13处测量的信号定位在蓄电池阵列20上方的期望位置中。如图2B所示，接收器阵列10可以包括在空心变压器200a中的若干接收器阵列10a，这可以消除移动接收器以从蓄电池阵列20接收电力的需求。沿着车辆50的宽度的接收器的数量依赖于车辆的宽度。
[0048]如以下详细描述的，接收器阵列10或者接收器阵列1a的每一者可以组成可以从相应蓄电池线圈接收电力的接收器单元阵列，例如，组装的接收器线圈。接收器阵列10或者接收器阵列1a每一者的工作区域(例如每个线圈)的宽度I应当和接收器阵列20的宽度(例如，蓄电池线圈的宽度)相同。
[0049]空心中间间隙的尺寸，即，蓄电池阵列20和接收器阵列10之间的空心210，可以影响变压器200传输能量的能力。当蓄电池阵列20和接收器阵列10之间的距离d较小时，能量损失可能较小。距离d在行驶期间可以例如根据道路的弹性和/或质量在已知范围内改变，其中，道路的弹性和/或质量影响接收器阵列10沿着轴线Z移动。在一些示例性实施例中，蓄电池阵列20和接收器阵列10之间的距离d可以高达约20cm，其中，接收器阵列10(例如接收器线圈)的宽度I可以高达约40cm。为了中和车辆主体磁影响，变压器200可以包括在接收器阵列10或者接收器阵列1a和车辆下侧52之间的多个绝缘体盘12。
[0050]变压器200的电力损失可能由导体(例如接收器线圈和蓄电池线圈)的电阻和蓄电池阵列20和接收器阵列10之间的距离引起，这尤其依赖道路条件。可以通过使用合适的利兹线(Litz线)减小线圈的电阻。当线圈的宽度较大时，由蓄电池阵列20和接收器阵列10之间的距离引起的损失可以较小。
[0051 ] 另外，可以在接收器和蓄电池线圈中创建邻近效应(proximityeffect)。线圈中电线的邻近尤其在高频率下可能引起可以抵抗电线中电流的相互涡流电流。本发明的实施例可以包括由一个层构成的螺旋Litz线圈，能够使在邻近的线圈之间发生相互作用规律，因此减少邻近效应和/或提供具有高质量系数的线圈。
[0052]例如，可以当接收器线圈位于蓄电池线圈上方时提供能量的传递，因此可以创建变压器。可以通过闭环控制自动地执行接收器阵列10或者接收器阵列1a在蓄电池阵列20上方的定位。
[0053]现在参照图3A和3B，根据本发明的实施例，图3A和3B分别示出多相接收器单元15在接收器10或者接收器阵列1a中的侧视图和仰视图。接收器单元15中的电池或者线圈17的数量依赖于车辆所需的电力。正如本发明的典型实施例中所包括的，多相接收器15可以包括至少与系统运行的相数量相对应的数量的线圈17，或者是该数量的任意其他倍。在如图1C、2B和3B中所示的布置中，接收器阵列1a的数量依赖于车辆的结构和宽度。
[0054]现在参照图4，图4是根据本发明的实施例的多相蓄电池阵列20的侧视图、俯视图和仰视图的示意图。蓄电池阵列20可以由几十米的部段形成。每一个部段可以形成大约I米的几个段25。每个段25可以由相应多相电力发生器(例如发电机22)而单独地供电。根据相的数量或者该数量的其他倍，每个段25可以包括若干蓄电池载荷(例如蓄电池线圈27)。例如，三相蓄电池阵列20可以由相应的三相电力发生器(例如发电机22)供电。因此，每一个段25可以包括三个蓄电池载荷(例如，蓄电池线圈27)或者三的其他倍(例如六个)蓄电池载荷。尽管本发明不在相的数量方面进行限制，但是在图4-图7的例子中示出了三相配置。图4-图7中示出的实施例可以在任何数量的相的电力下运行。因此，当本说明提到对应于三相电力的三相部件或者三相倍数的部件时，可以分别由与系统运行的相的数量相对应的其他数量或者系统运行的相的数量的倍数的系统部件替换。
[0055]如图4中所示，线圈27组装为至少部分地相互叠加和/或由三角连接件连接。每一个段中线圈27中的绕组的方向可以是相同的，因此，磁场具有沿着每一个段25的相同的相。线圈27可以包括三组线圈，在每一组中的线圈接收具有相同相位差的AC电力，并且可以彼此并联。每一组可以从发电机22接收具有不同相位差的AC电源。可以通过对应于三组线圈(或者根据相的数量的其他数量的组)的三组导体24a、24b和24c接收电力，每组导体从发电机22传导具有不同相位差的AC电力，使得三(或者其他数量)组线圈的每一者从三组导体中的另一个接收电力，而导体传递具有特定相位差的电力。在该例子中，每一个段25可以包括每组线圈的一个线圈，使得每一个段25构成三相载荷。
[0056]根据本发明的一个实施例，在三相配置中，每一个段25可以包括例如具有在所有三个线圈27中的相同电流方向的三个线圈，三个线圈可以布置成一个线圈与其他线圈部分重叠。图6A中示出这种三线圈段的电气布置的示意图。
[0057]根据本发明的另外实施例，在三相配置中，每一个段25包括例如具有交流电方向的六个线圈27。六个线圈可以布置成例如使得每一个线圈27重叠下一个线圈27的一半。在该布置中的两个重叠的线圈27可以具有相反的电流方向。这种布置可能更为昂贵。然而，该布置可以提供更大的磁通量和更均匀且强大的电力。在两个实施例中，线圈27之间的重叠域(overlap regime)(例如重叠的位置和量)和接收器线圈17之间的重叠域基本相等。图6B中示出这种六线圈段27的电气布置的示意图。
[0058]现在参照图5，图5是根据本发明实施例的蓄电池系统300的示意性剖视图。蓄电池系统300可以包括嵌入道路30中的蓄电池阵列20。蓄电池阵列20可以放置在道路30中的沟槽32内。蓄电池阵列20可以包括三组导体24a、24b和24c，并且线圈27可以布置为一个线圈至少部分地重叠另一个线圈。在沟槽32内，蓄电池系统300可以包括绝缘外壳29以使蓄电池阵列20与例如除线圈27顶部外的所有侧面隔离，以例如使得蓄电池阵列20能够仅仅通过线圈27的顶部传递电力。蓄电池系统300还可以包括例如粘接层26以将岩石或者柏油层33连接到蓄电池阵列20上。
[0059]现在参照图6A、6B、6C和6D。图6A和6B分别是三线圈段25和六线圈段225的电气布置400a和400b的示意图。图6C和6D分别是三线圈段25和六线圈段225的俯视图。电气布置400a和400b的每一者可以包括含三相转换器21的发电机22，三相转换器21可以例如将从总电力网络接收的单相交流电力转换为每一者具有不同相位差的三相电力(例如，三个电力传输)。或者，发电机22可以从三相中心电力网络接收电力。此外，发电机22可以包括可以将三相电力路由到三组导体24a、24b和24c的适配器23，使得每组导体传导具有不同相位差的电力。在图6A中，在每一个段25中的三个线圈27可以具有相同的电流方向，如图6C所示。在图6B中，段25a中的三个线圈27可以具有相同的电流方向，而段25b中的三个线圈27可以具有相同的电流方向，该电流方向与段25a中电流方向相反，如图6D所示。在段25a或者25b每一者中的三个线圈27通过三角连接件连接，并且通过三组导体24a、24b和24c接收三相电力。
[0060]在本发明的一些实施例中，可以使用单相配置。现在参照图7，图7是根据本发明的实施例的单相接收器阵列1a和单相蓄电池阵列20a的底层示意图，上述阵列可以替换本文描述的本发明的一些实施例中的接收器阵列10和蓄电池阵列20。单相接收器阵列1a可以包括一个或者多个单个接收器线圈17a，每个接收器阵列自身构成接收器单元15。蓄电池阵列20可以包括单相蓄电池段255，该蓄电池段255可以替换本文描述的本发明的一些实施例中的蓄电池段25，每一个单相蓄电池段可以包括若干蓄电池线圈，例如图7中所示的三个线圈。单个接收器线圈17的宽度可以符合整个蓄电池段25的宽度。每个蓄电池段25可以包括并联的若干蓄电池线圈以及可以具有两个出口导体。该布置可以减少接收器成本。此外，由于大尺寸接收器线圈17a，电力接收对沿着轴线A和沿着轴线Z的接收器阵列10的位置的敏感性可能较差。
[0061]现在参照图8，图8是根据本发明实施例用于驱动电动车50的系统100的更详细侧剖视图。系统100可以包括在道路30上或者在道路30内的蓄电池阵列20，该蓄电池阵列包括段25。如本文详细描述的，系统100还可以包括发电机22、协同电容器(coordinat1ncapacitor)84、通信单元82、三相电力源90和三组导体24a、24b和24c。系统100还可以包括安装在车辆50中的含至少两个追踪线圈13的接收器阵列10、至少一个三相接收器15、加速计19和通信线圈18。此外，系统100可以包括安装在车辆50中的协同电容器64、通信单元62、二极管电桥66、超级电容器68、蓄电池70和发动机/转换器72。加速计19可以检测接收器阵列10沿着轴线Z的运动。
[0062]由接收器阵列10接收的电力可以转换为DC电力并且可以传递给可以储存一些能量的蓄电池70和可以驱动车辆的发动机/转换器72。例如当没有足够的和/或不可获得道路中的蓄电池设施时或者当车辆偏离车道时，车辆50中的蓄电池70可以用作备用能量源。在一些实施例中，由道路中的蓄电池阵列20提供的电力不足以在上坡路上行驶，以及所需的额外能量可以由蓄电池70提供。
[0063]超级电容器68可以在相对短的时间内使足够量的能量聚集。当车辆降速时，超级电容器68可以聚集电力。例如，超级电容器68可以聚集车辆50从100KM/h(千米每小时)突然制动期间释放的所有能量。超级电容器68可以储存车辆50制动期间聚集的能量。可以在例如当需要补充能量的情况下，利用超级电容器68中储存的能量。例如，储存在超级电容器68中的能量可以用于车辆50的加速。在本发明的一些实施例中，多余能量可以通过接收器阵列10返回到蓄电池阵列20，之后返回到总电力系统或发电机22，以例如驱动蓄电池阵列20上的其他车辆、向路灯提供电力和/或为了任何其他合适的用途。
[0064]为了使接收器阵列10能够相对于蓄电池阵列20定位(例如在垂直于行驶方向的轴线A中)，发电机22可以通过蓄电池阵列20产生和/或传递引导信号。引导信号的产生和/或传输可以在发电机22完全启动之前和/或由发电机22完全传输电力之前执行。例如，通过对应的段25，指定的低电力发电机可以在后面持续地运行并且与发电机22发送信号同步地传递引导信号。在其他实施例中，发电机22可以包括开关86，可以将发电机22的运行模式从完全传递模式改变到引导发送信号模式(例如，当在蓄电池线圈上没有检测到接收器)以及从引导发送信号模式改变到完全传递模式(例如，当在蓄电池线圈上检测到接收器阵列10时)。例如，在启动向接收器阵列10完全传递电力之前，来自发电机22的电流可以通过反应部件(例如，具有至少是线圈27电感十倍的电感的线圈，或者足够小以避免蓄电池阵列20共振频率的电容器)提供给段25 AC开关86可以在需要时(例如，根据本发明的实施例，当接收器阵列10被恰当地放置并且可以接收电力时)缩短反应部件，使得在反应部件没有阻抗的情况下，来自发电机22的电力可以传递给段25并且引入接收器阵列10。与本文描述的规律电力(law-power)引导信号相反(传递该信号用于接收器阵列10的初次定位)，发电机22的完全启动和/或由发电机22进行的完全电力传递意味着发电机22传递用于为车辆50供电的电力。
[0065]可以通过两个或者更多追踪线圈13接收引导信号，追踪线圈可以位于接收器阵列10的侧面处。根据本发明的实施例，引导信号可以通过对应的蓄电池线圈27由追踪线圈13接收，并且可以用于接收器阵列10在蓄电池阵列20上方的定位。一旦接收器阵列10以足够正确的方式定位在蓄电池阵列20的上方，识别信号可以通过例如通信线圈18发送给到通信单元82。
[0066]例如，当在两个追踪线圈13处的平均能量值相同时(S卩，当接收器阵列10为了有效的电力传输而定位在蓄电池阵列20上方的期望位置时)，通信单元62可以通过通信线圈18将识别信号传递给蓄电池阵列20以启动电力传输，正如本文详细描述的。
[0067]通信线圈18可以放置在车辆的行驶方向B中接收器阵列10的前方。通信线圈18可以实现与发电机22和/或系统100的操作者通信。例如，可能需要用于车辆识别的识别，增加用户以及启动发电机。
[0068]如图8中所示，通信线圈18可以连接到行驶方向B上的接收器阵列1的前方。例如，通信线圈18可以具有两个绕组。通信线圈18可以在约1-1OMHz的调制频率下工作。识别信号可以通过通信线圈18由通信单元62传递，并且引入蓄电池线圈27以及由发电机22中的通信单元82接收，该识别信号还可以进一步传递以进行信号处理。如果识别了来自通信线圈18的通信信号，则相关段25可以通过例如本文所述的相应的AC开关86被运行并且变为运行段25(例如段25上方放置相应的段15)，并且可以通过电感将电力传输到段15。上述情形可以在段15在段25上方并且变压器200由蓄电池线圈27和接收器线圈17形成时发生。此外，为了在段15到达下一个段25上方的位置时准备将电力传输给接收器阵列10，可以运行相邻段25(例如车辆50的行驶方向B中的下一个段25)。因此，一旦识别来自通信线圈18的信号，就运行两个段25。当车辆50在方向B中行驶时，例如，除引导信号外，一旦段25上方没有识别到接收器段15，段25就可以停止接收和/或引起全电力。例如，可以由上文所述的相应的AC开关86执行上述停止，该开关可以打开短路，因此仅仅低电力引导信号可以由反应部件从发电机22传递到段25。可以通过检查经过段25的电流识别段25上方是否有接收器段15，该识别在电力引入接收器阵列10或者没有引入接收器阵列10时通常具有不同的形式。一旦段15由下一个段25识别，下一个段25就变为运行段，正如讨论的，行驶方向中运行段25后面的段25也可以被启动，等等。
[0069]当接收器阵列10和蓄电池阵列20之间的空心210相对大时(例如蓄电池阵列20和接收器阵列10之间的距离d大于宽度I的四分之一)，电力损失可能高。为了克服高的电力损失并且使电力传输更有效，接收器阵列10可以在共振下运行，例如遵循发电机22决定的频率。为了提高电力传输的效率，蓄电池阵列20可以亚共振下工作。例如，电容器84可以与段25串联，这样可以具有比有相同共振频率的接收器阵列10所需的更大的电容。因此，例如，蓄电池阵列20的共振频率可以小于例如接收器阵列10的共振频率的百分之八十。线圈中的磁场与电流强度和绕组数量成比例地形成。为了构建足够强的磁场，可以通过增加绕组的数量增加线圈的电感，这可能需要增加电压。此外，尽管绝缘材料可能很厚，但是增加线圈的电感可能需要非常薄的线圈电线。或者，为了构建足够强的电场，可以通过增加线圈电线的宽度增加电流。然而，在高电流下工作可能需要厚的导体，这可能会增加系统的成本。尽管系统会变得不稳定并且难以控制，但是在变压器200中共振下工作(例如通过增加与蓄电池阵列20和/或接收器阵列10串联的合适的电容器)可以构建非常高强度的电流，因此电场可以显著增加。然而，在蓄电池阵列20中在亚共振下工作在增加效率的同时，可以增加电流和磁场。因此，应当插入合适的电容器84以保持系统稳定。
[0070]接收器阵列10和蓄电池阵列20之间的距离在行驶期间可能改变，该改变可能影响空气变压器200互相耦合系数的变化。耦合系数的变化可能影响共振频率。因此，例如，相对于接收器阵列10的运行共振频率，接收器阵列10和蓄电池阵列20之间较小的距离d可以增加变压器200的共振频率，较大的距离d可以减小变压器200的共振频率。例如，相对于接收器阵列10的运行共振频率，接收器阵列10相对于蓄电池阵列20的水平运动也可以减小变压器200的共振频率。变压器200的共振频率相对于接收器阵列10的运行共振频率的这些变化可以减小通过变压器200的电力传输。
[0071 ]本发明的实施例提供针对改变道路条件以防止和/或中和由共振频率变化引起的电力传输减小的方案。为了最大化电力传输，如图9A所示，可以通过调节电路500改变接收器阵列10的电感。变压器K4可以对接收器阵列10的线圈17增加高达百分之一的电感。电感增加可以减小接收器线圈17的共振频率。开关M3到M7可以连接感应器或者从感应器导体上断开，因此将电感值增加到变压器K4的电感或者从变压器K4的电感中减少电感值。因此，可以控制和/或调节线圈17的共振频率以符合变压器200的共振频率和/或蓄电池阵列20的频率。
[0072]此外，接收器阵列10可以包括能在行驶期间实时检测高度的变化(例如竖直运动、朝地面(沿着Z轴线)的运动)的加速计19(如图8所示)。上述两个追踪线圈13可以实时检测接收器的移动，例如接收器阵列10相对于蓄电池阵列20的水平运动。当检测到这种运动时，可以通过本文所述的电路500控制、校准和/或调节线圈17的共振频率。
[0073]在本发明的一些实施例中，可以通过蓄电池阵列20的频率执行线圈17的共振频率的校准。在已知时间段内，在已知时间窗口中，可以在已知调制频率范围内改变蓄电池阵列20的频率。例如，如图9B所示，蓄电池频率可以在Ims时间窗口中每I OOms进行从I OOkHz到101kHz、从1lkHz到99kHz以及从99kHz回到10kHz的改变。根据接收器阵列10的运行共振频率和最佳频率之间的差别，通过由上述电路500增加/减小电感在，该Ims时间窗口期间可以将接收器阵列10校准到引起最大能量传输的最佳频率。该校准可以保持至下一个Ims时间窗口。
[0074]每个发电机22可以负责(account for)数十米(例如高达约百米)的道路的特定区段。这种区段可以包括几十个段25，例如，每个区段的长度可以约一米。每个发电机22可以被要求为例如双方向四车道道路区段产生至少100KW，大约十辆车在给定时刻以约100km/h的速度在该道路区段上移动，每辆车需要约10KW。发电机可以提供约400KHz或更小的正方形或者正弦波形和约100v或更小的替换电压。
[0075]制动车辆(例如减小速度的车辆)可以作为发电机运行并且可以向蓄电池阵列20提供电力(例如假设该车辆自己的蓄电池70已满)。当车辆50减小其速度时，可以将多余电力提供返回到蓄电池线圈27。这可能是有效的布置，其中，在道路上向下移动的车辆可以对在道路上向上移动的车辆提供电力，因此，可以更少消耗来自发电机22的总能量。除偶然损失和引导信号外，上方没有接收器段15的蓄电池段25(可以构成无载荷的变压器)可以基本不消耗能量。此外，为了安全的原因，可以仅仅在相应的接收器段15放置到蓄电池段上方时运行蓄电池段25(例如从发电机22接收全电力)。当接收器线圈17在相应蓄电池线圈27上方时的共振情形中，就可以形成高强度电流和强磁场。然而，这些磁场在距运行段25约20cm的距离时变得可以忽略。
[0076]为了连接蓄电池阵列20(例如，通信以及被通信单元82识别)，车辆必须在蓄电池阵列20处于轮子之间时移动。可以自动地并且动态地执行接收器阵列10的准确定位(即通过沿着垂直于行驶方向的轴线A移动接收器阵列10)。在接收器阵列10包括若干接收器阵列1a的情形中，可以连续地执行蓄电池阵列20和接收器阵列10之间的传输。
[0077]现在参照图10，图10是根据本发明实施例的用于驱动在道路上车辆的方法的示意性流程图。如块820中显示的，通过至少单相的多相发电机产生至少单相的多相电力。如块820中显示的，该方法可以包括通过安装在道路中的蓄电池阵列从多相发电机接收多相电力，蓄电池阵列包括一些列蓄电池段，每一个段包括对应于相数量的至少一定数量的蓄电池线圈，线圈的每一者可以构造为接收具有不同相位差的电力。该方法还可以包括通过对应于相数量的若干组导体运输电力，每一个组将具有不同相位差的电力从多相发电机运输到蓄电池阵列。如块830中显示的，该方法可以包括在通信单元处从位于至少一个蓄电池段上方车辆中的通信线圈中接收信号。如块840显示的，该方法可以包括运行相应蓄电池段以向连接在车辆的接收器提供电力。
[0078]在一些实施例中，该方法还可以包括通过蓄电池由发电机将待传输的引导信号提供在车辆处的接收器。
[0079]在一些实施例中，该方法还可以包括在车辆处的接收器到达在车辆行驶方向中的下一个蓄电池段上方的位置时，由通信单元运行该下一个蓄电池段。
[0080]在一些实施例中，该方法还可以包括一旦没有识别到特定蓄电池段上方的接收器，就停止向该特定蓄电池段传输全电力。
[0081 ]在一些实施例中，该方法还可以包括由相应的多相电力发生器单独为每一个蓄电池段供电。
[0082]在一些实施例中，该方法还可以包括当没有检测到蓄电池线圈上方的接收器时，开关将运行模式从完全传输模式改变到引导发送信号模式，当检测到蓄电池线圈上方的接收器时执行相反操作。
[0083]现在参照图11，图11是根据本发明实施例用于向在道路上车辆提供电力的方法的示意性流程图。如块910中显示的，该方法可以包括当车辆在蓄电池线圈上方的道路上移动时，通过安装在车辆下的接收器阵列从安装在道路中的相应的蓄电池线圈接收至少单相的多相电力，接收器阵列包括至少一个多相接收器，该多相接收器至少包括对应于相数量的一定数量的接收器线圈(例如至少一个接收器线圈)。
[0084]如块920中显示的，该方法可以包括由位于车辆行驶方向中的接收器阵列前方的通信线圈，通过相应蓄电池线圈中的一个向通信单元发送识别信号。
[0085]在一些实施例中，该方法还可以包括通过接收器线圈从相应蓄电池线圈接收具有不同相位差的电力。
[0086]在一些实施例中，该方法还可以包括通过相应的一个蓄电池线圈由在至少一个多相接收器两侧的至少两个追踪线圈(定位在距至少一个多相接收器的中心相等距离处)接收引导信号，以及根据在至少两个追踪线圈处测量的平均能量将接收器阵列定位在蓄电池线圈上方。
[0087]在一些实施例中，该方法还包括当车辆减小其速度时，通过接收器阵列将多余电力返回到蓄电池线圈。
[0088]在一些实施例中，该方法还包括当车辆减小其速度时，通过超级电容器聚集电力。
[0089]在一些实施例中，该方法还包括通过调节电路改变每一个接收器线圈的电感以通过调节电路符合蓄电池段的共振频率，调节电路包括变压器以将电感增加到接收器线圈以及转换到连接或者断开感应器从而改变变压器的电感值。
[0090]在一些实施例中，该方法还包括实时检测接收器阵列竖直和水平运动，其中调节电路可以在检测到运动时调节接收器线圈的共振频率。
[0091]蓄电池阵列20可以从中心电力系统接收电力并且将电力从系统100返回到中心电力系统，例如国家和/或地方电力系统。如本文详细讨论的，每一个接收器线圈17可以构造为当车辆50在相应蓄电池线圈27上方的道路上移动时从相应的蓄电池线圈27接收电力，以及将多余电力返回蓄电池阵列20。可以通过蓄电池阵列20将多余电力返回到中心电力系统和/或提供给其他车辆。因此，蓄电池阵列20可以作为能量源以及能量蓄积器运行。例如，可以要求蓄电池20符合辐射安全要求。
[0092]现在参照图12A-图12D，这些图是根据本发明的实施例的蓄电池阵列区段227或者227a的俯视图。蓄电池阵列区段227和227a可以适于本发明实施例的单相构造，S卩，蓄电池阵列区段227和227a的线圈27可以在相同的相接收电力。在一些示例性实施例中，蓄电池阵列区段227(即，蓄电池阵列20的区段)可以包括四个线圈。在一些其他实施例中，如图12C中示出的区段227a，区段可以包括两个线圈。在其他实施例中，蓄电池阵列区段227可以包括任何其他合适数量的线圈。在本发明的一些实施例中，两个相邻的蓄电池线圈27可以具有相反的电流方向，如图12A-图12D中由箭头W和V所示出的。根据本发明的一些实施例，两个相邻蓄电池线圈27具有相反电流方向的情形中的布置可以有利于减少来自蓄电池阵列20的辐射，由此系统100更安全。
[0093]通过包括具有相反电流方向的两个相邻蓄电池线圈27，由两个相邻线圈27构建的磁场260可以在距蓄电池阵列20的纵向轴线的距离Dm较大时，在蓄电池阵列20的区域外使彼此衰退。该衰退可能不损害能量从蓄电池阵列20传递到接收器阵列10以及从接收器阵列1传递到蓄电池阵列20。因此，在这种实施例中，每两个相邻的线圈27可以使彼此的磁场衰退。在这种布置中可能发生的一个问题是能量传递可能是不均匀的，并且在两个相邻线圈27之间的过度区域处(例如两个相邻线圈相遇的地方)具有强度降低265。在本发明的一些实施例中，为了克服这些强度降低，可以将电容器安装为与接收器阵列117(未显示)(例如超级电容器)相连，这可以平滑以及中和从蓄电池阵列20接收的电力。
[0094]如上文提到的，在一些示例性实施例中，如图12A、12B和12D中所示，蓄电池阵列区段227可以包括四个线圈27。这种蓄电池阵列区段227的长度可以大约是100-130cm。线圈27之间的交界点增强相邻线圈27的互感，从而增强蓄电池阵列区段227和/或随后的蓄电池阵列区段227的总电感。图12B示出三个随后的蓄电池阵列区段227。
[0095]图12C和12D分别示出蓄电池阵列区段227a和227中串联连接的随后的线圈27中线圈27的电线275卷曲方式，以及由导体238串联连接的随后的线圈27之间的连接方式。随后的或者之前的蓄电池阵列区段227a或者227之间的过渡由箭头237示出，该过渡描绘与随后或者之前蓄电池阵列区段227a或者227的连接。随后的或者之前的蓄电池阵列区段227a或者227之间的过渡的特征在于大电位差，这要求增强的电绝缘。这种卷曲和连接的方式可以与图13A和13B中示出的接收器阵列117和117a的线圈17的相似。
[0096]现在参照图13A和13B，这些图分别是根据本发明的实施例在车辆50下方的接收器阵列117和117a的示意图。接收器阵列117可以包括若干列127，每一列构成接收器线圈17的阵列。例如根据车辆50的长度和/或任何其他合适的考虑，列127可以包括任何合适数量的接收器线圈17。此外，列127可以包括能放置在车辆的行驶方向B中接收器17前方的通信线圈18。例如根据车辆50的宽度和/或任何其他合适的考虑，接收器阵列117可以包括任何合适数量的列127。与蓄电池阵列区段227或者227a—致，接收器阵列117可以适合于本发明实施例的单相构造。因此，列127中的两个相邻接收器线圈17可以具有相反的电流方向，例如由箭头w和V所示出的，和/或阵列117的线圈17可以串联连接，例如，类似于图13C和13D中所示的蓄电池阵列区段227或者227a的蓄电池线圈27的卷绕和连接。
[0097]或者，接收器阵列117a可以包括一系列椭圆或者矩形串联的长方形接收器线圈17a，其中，两个相邻接收器线圈17a可以具有相反的电流方向，例如由《和^所示出的。长方形接收器线圈17a的宽度可以根据车辆50的宽度和/或任何其他合适的考虑来确定。接收器阵列117a还可以包括，例如，可以放置在车辆行驶方向B中的接收器线圈17a前方处的长方形通信线圈18a。
[0098]现在参照图14，该图是根据本发明的实施例的用于从接收器阵列117或者117a聚集能量的接收器电路700的示意图。尽管电路可以包括任何其他合适数量的线圈，但是电路700包括，例如，串联的两个线圈LI和L2。具有电感LI和L2的线圈LI和L2可以分别代表阵列117(或者117a)中两个连续的线圈17(或者17a)。如电路700中所示，线圈LI和L2可以与电容器C16、C19和C17并联，其中，电容器C16和C19串联连接并且总共具有等效电容Cl。可以由二极管电桥Dl通过电容器C18收集能量(即出口电压)。在该情形中，电路700的共振频率与(LI+L2).(C17+C1)近似成反比例。
[0099]根据载荷要求，例如车辆50的发动机/转换器72的要求，电路700还可以包括用于调节接收器电路700的共振频率的机制。根据本发明的实施例，由接收器线圈17接收的能量直接提供给电力发动机/转换器72，并且除用于备用而储存一小部分能量外，不对例如在蓄电池70中的其他电力存储装置充电。通常，接收器电路700的共振频率高于蓄电池阵列区段227(或者227a)的共振频率，因此，接收器阵列117或者117a和蓄电池阵列区段227(或者227a)之间的能量传递可能不是最佳的。因此，电路700可以包括脉冲宽度调制器(PffM)控制器710、开关SI和额外的电容器C20，当SI关闭时电容器C20可以和电容器C19并联。PWM控制器710可以感测载荷何时需要更多电力和载荷何时需要更好电力。当开关SI打开以及PWN控制器710感测载荷需要更多电力时，可能关闭开关SI。由于关闭开关SI将电容器20并联至电容器C19，因此接收器电路700的共振频率可以减小至蓄电池阵列区段227(或者227a)的共振频率，这可以改善能量传递并且增加电容器C18处的出口电压。当开关SI关闭以及PWN控制器710感测载荷需要更少电力时，可以打开开关SI并且由此，例如，电容器C20可以断开连接。当电容器C20断开连接时，接收器电路700的共振频率可以增加到蓄电池阵列区段227(或者227a)之上，这可以减小电容器C18处的出口电压。可以动态地并且以足够大速度执行P WM控制器710的调制以提供足够稳定的电力供给。开关SI应当足够稳定以承受尚电压差
B升。
[0100]现在参照图15A-图15F，它们是根据本发明实施例的蓄电池阵列20的机械安装和结构的示意图。可以对蓄电池阵列20进行机械地以及电气地保护，并且针对湿气和/或潮湿密封蓄电池阵列20。如本文详细描述的，蓄电池阵列20可以由蓄电池阵列基本安装单元250构成。
[0101]图15A和15B是根据本发明实施例的蓄电池阵列基本安装单元250的示意图。基本安装单元250可以是整体式单元，和/或可以包括蓄电池阵列区段227(或227a)(如图15A所示)或者若干蓄电池阵列区段227(或227a)(如图15B所示)，以及从单元250的一端251伸出的导体240，导体将电流导入区段227(或227a)和/或导出区段227(或227a)。基本安装单元250可以若干蓄电池阵列区段227(或227a)(如图15B所示)，例如三个蓄电池阵列区段227(或227a)或任何其他合适数量的蓄电池阵列区段227(或227a)。可以在道路30中的沟槽32内将基本安装单元250按顺序放置为一列。
[0102]图15C和MD分别是根据本发明一些实施例的蓄电池阵列20结构和安装件600的俯视图和正面剖视图。安装件600可以包括在道路30中挖掘的沟槽32。基本安装单元250可以按顺序地放置在沟槽32内。例如，第一安装单元250可以相对于本文详细描述的发电机22放置在沟槽的远端，例如，放置在远离发电机22的沟槽32的端部。从单元250的一端伸出的导体240可以在发电机22方向上放置在沟槽32中。例如，导体240所伸出单元250的段251放置在发电机22的方向上。例如，导体240相对于单元250的远端可以到达发电机22。与前面单元250相邻并且在相同方位上的每一个随后的单元250可以放置在前面(多个)单元的(多个)导体240上，S卩，使得导体240所伸出的单元250的端部放置在发电机22的方向上，和/或使得从单元250的一端伸出的导体240可以在发电机22方向放置在沟槽32中。以这种方式，可以从相对于发电机22的单元250的远端到相对于发电机22的单元250的近端一个接着另一个放置单元250。相对于单元250的导体240的远端可以到达发电机22。
[0103]如图lf5D所示，例如为了使蓄电池阵列20仅仅通过线圈27的顶面传输电力，具有沟槽32的安装件600可以包括绝缘外壳29以使蓄电池阵列区段227(或227a)与例如除线圈27顶面外的所有侧面绝缘。安装件600还可以包括例如粘接层26以将岩石或者柏油层33连接到蓄电池阵列20上。从单元250伸出的导体240可以互相电绝缘地一个与另一相邻放置，并且为了防止导体电线打结(loop)和/或缠绕而将导体放置为有序的群。
[0104]图15E和15F分别是根据本发明一些实施例的基本安装单元250的结构和安装件600的详细俯视图和纵向剖视图，其中基本安装单元包括蓄电池阵列区段227和导体240。蓄电池阵列区段227可以放在例如聚碳酸酯或者任何其他合适的绝缘材料和/或防水材料的两个表面270之间，这不明显减小电感。此外，密封件271环绕在蓄电池阵列区段227的周缘，该密封件针对湿气和电压突发(voltage outbreaks)密封蓄电池阵列区段227。通过考虑电势而确定线圈27之间的距离I以防止电压突发。区段227内连续的线圈27可以通过导体238彼此连接，例如以图8D所示的方式。
[0105]现在参照图16A-图16D，它们示意性地示出根据本发明实施例的蓄电池阵列区段227上方接收器阵列的列127位置上的蓄电池线圈27和接收器线圈17之间的能量传输的依赖关系。图16A和16B是根据本发明实施例的接收器阵列的列127和蓄电池阵列区段227的示意图。例如，接收器阵列的列127可以包括与并联的两个线圈17连接的两个接收器线圈17和导体138。当底部具有接收器阵列117的车辆50经过在行驶方向B上的蓄电池阵列区段227上方时，接收器阵列17有时候在相应蓄电池线圈27上方对齐(例如图16A中所示)，使得能量传输最大，以及接收器线圈17有时候可以放置在连续的两个蓄电池线圈27之间的过渡区域上方(例如图16B中所示)，在这种情况下将减小能量传输。图16C是能量传输对接收器阵列的列127在蓄电池阵列区段227上方位置的示意图1600a。正如在示意图1600a所示，沿着蓄电池阵列区段227的能量传输是不均匀的。图16D示出能量传输对接收器阵列的列127在蓄电池阵列区段227上方位置的示意图1600b，其中，电容器在接收器阵列的列和蓄电池阵列区段之间。正如在示意图1600b所示，连接在接收器阵列的列127的电容器可以减小如示意图1600a所示的沿着蓄电池阵列区段227的能量传输的差异。
[0106]如本文讨论的，本发明实施例可以提供防止辐射从蓄电池阵列20泄露的方案。如上所述，通过包含具有相反电流方向以及由此例如相反磁场的相邻线圈，磁场在蓄电池阵列20的区域外衰退并且在蓄电池阵列20的区域内更强。该方案适合于例如使用单相电力的本发明的实施例。
[0107]现在参照图17，该图是根据本发明实施例的放置辐射胸蓄电池阵列20泄露的额外方案。蓄电池阵列20可以具有环绕蓄电池线圈27的相反线圈绕组28，绕组的电流方向与线圈27中的电流方向相反。相反线圈绕组28中相反的电流方向可以减小线圈27周围的磁场。
[0108]现在参照图18，图18是根据本发明实施例的放置辐射从蓄电池阵列20和接收器阵列10或者117(或者117a)泄露的额外方案的示意图。在本发明的一些实施例中，可以使用保护材料以和/或遮蔽磁场。例如，接收器阵列1或117 (或117a)可以包括在车辆50的绝缘板和底部之间的铝箔11，其中铝箔11包括向下折叠到接收器线圈17侧面的提示物(reminders)lla。由岩石或者柏油层33下的蓄电池线圈27构建的磁流动(由箭头h所示)向上经过接收器线圈17并且引起电流。磁流动与绝缘板12相遇而返回(由箭头I所示)并且向下行驶(由箭头j所示)以闭合磁场圈(由箭头k所示)。然而，一部分磁流动渗入绝缘板12并且转化为热，因此例如在铝箔提示物Ila中产生涡流(由箭头P所示)。当铝箔提示物I Ia较长时，即更低，磁流动泄露可以较小。
[0109]现在参照图19A和19B，这些图是根据本发明一些实施例的在蓄电池阵列20中的段的蓄电池阵列区段227的示意图。在图19A和19B中，尽管本发明在这方面没有进行限制，但是每一个蓄电池阵列区段227可以包括三个蓄电池线圈27。使连续的蓄电池阵列区段227i和227 j通电，即从发电机22接收电力。每两个连续的蓄电池线圈27具有相反的电流方向(由箭头《和^所示)。电流方向w和电流方向V相反。因此，除了位于蓄电池阵列20通电段末端的末端线圈27i和27j的磁场之外，两个连续的蓄电池线圈27(包括连续的蓄电池阵列区段227i和227 j)的磁场在线圈区域外使彼此衰退。末端线圈27i和27 j的磁场不衰退，因此构成剩余辐射900的来源。
[0110]根据本发明的实施例，蓄电池阵列20可以包括防护环800，其中，每个防护环800环绕两个连续蓄电池阵列227的两个相邻的末端线圈27，如图19B所示。防护环800构成闭合导电环。环800缩短经过环800的磁场。当没有磁场经过环800时，或者当磁场在通电蓄电池阵列区段227i和227 j之间的环800中使彼此衰退时，环800是中性的和/或对蓄电池阵列20的运行没有明显的影响。由于由末端线圈27i和27j构建的磁场不衰退，因此，单独的环SOOi和SOOj是激活的(active)并且捕获场以及减小剩余辐射。其他环800没有穿过自身的明显的磁场，从而保持中性。环800 i和800 j轻微减小由末端线圈27 i和27 i提供的电力，但是解决了剩余辐射的问题。可以在接收器阵列1或117 (或117a)中以相似方式安装相似的环。
[0111]提供以上描述的本发明实施例是为了解释和说明。并不是为了穷举或者将本发明限制在公开的准确形式中。本领域技术人员应当领会，鉴于上述教导，可能还有很多修正、变型、替代、改变和等效。因此，应当理解，所附的权利要求是为了将所有这种修正与改变都涵盖在本发明的真正精神内。
【主权项】
1.一种系统，其包括:发电机，其构造为产生至少单相电力；电感式蓄电池阵列，其用于安装在道路中以从所述发电机接收电力，所述蓄电池阵列 包括一系列蓄电池段，每一个段包括对应于所述发电机的相数量的至少一定数量的蓄电池 线圈；接收器阵列，其用于安装在车辆下方以及包括至少一个接收器段，所述接收器段包括 对应于所述相数量的至少一定数量的接收器线圈，每一个线圈构造为当所述车辆在所述蓄 电池线圈上方的所述道路上移动时，从安装在道路中的相应的所述蓄电池线圈接收电力， 其中，所述接收器阵列构造为将多余电力提供返回所述一定数量的蓄电池线圈，所述多余 电力能够通过所述蓄电池阵列提供给其他车辆；车辆通信线圈，其用于放置到在所述车辆的行驶方向上的所述接收器阵列前方的车辆 中，所述通信线圈构造为通过相应的一个所述蓄电池线圈将信号发送给通信单元;和蓄电池通信单元，其构造为从所述车辆通信线圈接收信号以及使相应的所述蓄电池段 运行以向连接到所述车辆的接收器提供电力。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述蓄电池线圈的每一者构造为接收具有不同相 位差的电力。3.根据权利要求1所述的系统，还包括对应于所述相数量的一定数量组的导体，每一组 将具有不同相位差的电力从所述发电机输送到所述蓄电池阵列。4.根据权利要求1所述的系统，其中，由相应电力发生器单独为每一个所述蓄电池段供 电。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发电机包括开关，所述开关构造为当在所述 蓄电池线圈上方没有检测到所述接收器时，将所述发电机的运行模式从全传输模式改变到 引导发送信号模式，当在所述蓄电池线圈上方检测到所述接收器时，执行相反的操作。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发电机还构造为通过所述蓄电池将待传输的 引导信号提供给在所述车辆上的所述接收器。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述蓄电池通信单元还构造为在所述车辆上的接 收器到达在所述车辆的行驶方向上的下一个蓄电池段上方的位置之前，使所述下一个蓄电 池段运行。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述发电机还构造为一旦在特定蓄电池段上方没 有识别到接收器，就停止向所述特定蓄电池段传输全电力。9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收器线圈的每一者构造为从相应的所述蓄 电池线圈接收具有不同相位差的电力。10.根据权利要求1所述的系统，还包括在至少一个所述接收器两侧处的至少两个追踪 线圈，所述至少两个追踪线圈定位在距至少一个所述接收器的中心相等距离处，所述至少 两个追踪线圈构造为通过相应的一个所述蓄电池线圈接收引导信号，以及根据在所述至少 两个追踪线圈处测量的平均能量将所述接收器阵列定位在所述蓄电池线圈上方。11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收器阵列构造为当所述车辆减小速度时 将多余电力提供返回到所述蓄电池线圈。12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述车辆还包括构造为当所述车辆减小速度时聚集能量的超级电容器。13.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收器线圈的每一者的电感能够由调节电 路单独改变以符合所述蓄电池段的共振频率，所述调节电路包括变压器以将电感增加到所 述接收器线圈以及转换为连接感应器或者从所述感应器断开连接从而改变所述变压器的 电感值。14.根据权利要求14所述的系统，其中，所述接收器阵列包括加速计和所述两个追踪线 圈，所述加速计在行驶期间实时检测所述接收器阵列的竖直运动，所述两个追踪线圈检测 所述接收器阵列的水平运动，其中，所述调节电路构造为当检测到运动时调节所述接收器 的共振频率。15.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收器线圈构造为在共振下运行，而相应的 所述蓄电池线圈构造为在亚共振下运行。16.—种方法，其包括:由至少单相电力的发电机产生至少单相的电力；通过安装在道路中的电感式蓄电池阵列从所述发电机接收电力，所述蓄电池阵列作为 用于电感地传输和接收电力的主要绕组而运行以及包括一系列蓄电池段，每一个段包括对 应于所述发电机的相数量的至少一定数量的蓄电池线圈，所述每一个段构造为从所述发电 机接收电力；通过安装在车辆下方的接收器阵列从安装在道路中的所述蓄电池线圈中的相应的蓄 电池线圈接收电力，以及当所述车辆在所述蓄电池线圈上方的道路上移动时将电力传输到 车辆发动机，所述接收器阵列包括至少单相的至少一个接收器，所述接收器包括至少一个 互感的接收器线圈，其中，所述接收器阵列构造为将多余电力提供返回所述蓄电池线圈，所 述多余电力能够通过所述蓄电池阵列提供给其他车辆；通过放置到在所述车辆行驶方向上的所述接收器阵列前方的车辆通信线圈，由相应的 一个所述蓄电池线圈将识别信号发送到蓄电池通信单元；在包含在所述发电机中的所述蓄电池通信单元处从所述车辆通信线圈接收信号，所述 车辆通信线圈放置在至少一个所述蓄电池段上方的车辆中；以及运行相应的所述蓄电池段以向连接到所述车辆的所述接收器提供电力。17.根据权利要求16所述的方法，还包括通过对应于所述相数量的一定数量组的导体 输送电力，每一组将具有不同相位差的电力从所述发电机输送到所述蓄电池阵列。18.根据权利要求16所述的方法，还包括由相应电力发生器单独为每一个所述蓄电池 段供电。19.根据权利要求16所述的方法，还包括当在所述蓄电池线圈上方没有检测到所述接 收器时，通过开关将所述发电机的运行模式从全传输模式改变到引导发送信号模式，以及 当在所述蓄电池线圈上方检测到所述接收器时，执行相反的操作。20.根据权利要求16所述的方法，还包括由发电机将待传输的引导信号通过所述蓄电 池提供给所述接收器。21.根据权利要求16所述的方法，还包括在所述车辆上的接收器到达在所述车辆的行 驶方向上的下一个蓄电池段上方的位置之前，通过所述通信单元运行所述下一个蓄电池段。22.根据权利要求16所述的方法，还包括一旦在特定段上方没有识别到接收器，所述发电机就停止向特定蓄电池段传输全电力。23.根据权利要求17所述的方法，还包括由所述接收器线圈的每一者从相应的所述蓄电池线圈接收具有不同相位差的电力。24.根据权利要求17所述的方法，还包括由至少两个追踪线圈通过相应的一个所述蓄电池线圈接收引导信号，所述至少两个追踪线圈在至少一个所述接收器两侧处以及定位在距至少一个所述接收器的中心相等距离处，以及根据在所述至少两个追踪线圈处测量的平均能量将所述接收器阵列定位在所述蓄电池线圈上方。25.根据权利要求17所述的方法，还包括当所述车辆减小速度时由所述接收器阵列将多余电力提供返回到所述蓄电池线圈。26.根据权利要求17所述的方法，还包括当所述车辆减小速度时由超级电容器聚集能量。27.根据权利要求17所述的方法，还包括由调节电路改变所述接收器线圈的每一者的电感以符合所述蓄电池段的共振频率，所述调节电路包括变压器以将电感增加到所述接收器线圈以及转换为连接感应器或者从所述感应器断开连接从而改变所述变压器的电感值。28.根据权利要求17所述的方法，还包括实时检测所述接收器阵列的竖直运动和水平运动，其中，所述调节电路构造为当检测到运动时调节所述接收器的共振频率。
【文档编号】H02J50/12GK106030979SQ201480074444
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2014年12月31日
【发明人】珍妮·科恩·德夫勒, 奥伦·埃泽尔, 哈南·伦巴
【申请人】电气道路有限公司