无线功率传输系统中的绕组布置的制作方法_4

文档序号:8436090阅读:来源:国知局
线可W连续缠绕,形成所有四个线圈。然而,两个长度的导线可W连续 缠绕,各自形成两个线圈。线圈可W设置成使得电流围绕对角线相对的线圈W相同方向流 动,相邻的线圈W相反方向流动。
[0061] 更一般地,图6-9的实施例设及包括多个线圈的感应线圈,所述多个线圈由单一 长度的导电材料或许多长度的导电材料的连续缠绕形成,其中,所述许多长度的导电材料 中的至少一个长度的导电材料形成至少两个线圈。
[0062] 在本发明的其它实施例中,两个或更多个长度的导电材料围绕着多个线圈并行对 齐排列。一个示例示于图6中,图6是根据本发明的一个实施例两个长度的绞合线601和 604的绕组布置600的图。每个长度的绞合线601和604连续缠绕,形成两个线圈602和 603,两个导线的每一端可电连接到电源或电池。
[0063] 本发明的进一步的实施例示于图7中,图7提供了绕组布置700,其中,S个长度的 绞合线701、704和705并行对齐排列,形成两个线圈702和703。设想了其它实施例,该些 实施例包括其它数目长度的导电材料并行对齐设置,形成任何数目的线圈。
[0064] 图6和7中所示实施例的绞合线可W并联连接到电源或电池。感应线圈具有并联 连接的导线越多,其电感越低,其它都是相同的。因此,选择感应线圈的线圈中排列的导线 的数目可W用作裁剪线圈电感的方式,W满足要使用的情况的需求。待充电的不同车辆可 W使用不同电感的基站感应线圈最佳地工作。根据基站线圈相对于拾取线圈的物理定位, 选择线圈的电感也是需要的。两个线圈之间较大或较小的物理间隔可w保证在基站线圈中 有较大或较小的电感,W用于最佳禪合。
[00化]例如,出于某些原因(例如,如果从地面竖立基站线圈可能很危险),希望一些基 站线圈嵌入到地表面中,不在地面上。在该种情况下,基站线圈和特定车辆中的拾取线圈之 间的距离会与其它基站线圈不同,其它基站线圈可能希望在地面上(例如,如果挖到地表 面下是困难的或者不允许的)。根据使用他们的情况能够改变基站线圈的电感可能是有利 的。
[0066]要注意,在图6和7所示的实施例中不论有多少导线W并行对齐排列,绞合线的长 度都具有相同的长度。因为个别线圈彼此相反地缠绕,使得当电流通过线圈时产生通量管, 一个线圈中最外面的导线是另一线圈中最里面的导线,反之亦然。该意味着所有导线两端 的电压基本上是相同的,每个导线的自感也基本上是相同的。反过来,该意味着在线圈周围 有均匀的电流分布。该种性质的结果是根据本发明的实施例并行设置和连接的长度的导线 能够提供相对于现有技术(诸如单个或双线圈,其中单独长度的导线包括每个线圈)的优 点。在该些布置中,并行排列和连接的导线会造成每个导线具有不同的路径长度,因此有不 同的电感。结果,与使用本发明的实施例可获得的结果相比,可获得较差的禪合。
[0067]上文关于图6和7讨论的本发明实施例的进一步的优点是感应线圈可W构造成比 等效电感的圆形线圈物理上更薄。该是因为在描述的本发明的实施例中导线彼此紧挨着排 列。在圆形线圈中,需要更厚的导线来降低线圈的电感,其它所有的都相等(由于在圆形线 圈中使用并行导线具有上文讨论的缺点)。物理上薄的线圈是有利的原因是当将设置在地 面上的感应线圈与嵌入地面中的感应线圈相比时,感应线圈越薄,基站线圈和拾取线圈之 间的距离的相对差越小。此距离的相对小的差转换成禪合因素的较小的差。因此,根据本 发明的基站线圈更灵活,适合安装在不同地点或位置。
[0068] 在本发明的某些实施例中,感应线圈包括开关装置,开关装置包括一个或多个开 关,该些开关可操作于W不同方式连接包括线圈的各个长度的导电材料。示例性实施例图 示于图8中,图8是根据本发明的一个实施例的感应线圈800的图。感应线圈800包括由 两个长度的绞合线803和804彼此并行对齐连续缠绕形成的两个线圈801和802。该长度 的绞合线可电连接到开关装置805,开关装置805在使用中通过无线功率传输系统中的终 端806和807连接到电源或电池。
[0069] 使用中,开关装置805可操作于将导线803和804选择性连接到终端806和807。 在图8所示的实施例中,W下连接组合是可行的:
[0070]A)只有导线803连接于终端之间;
[0071] B)只有导线804连接于终端之间;
[0072] C)两个导线并联连接于终端之间;
[0073]D)两个导线串联连接于终端之间;W及
[0074]巧任何导线都不连接到终端。
[0075]上文不同的布置A)-E)中的每一个造成感应线圈800具有不同的电感。因此,开 关装置805操作W选择性改变感应线圈800的电感,W适合特定的充电情形的需要,例如, 确保拾取线圈的最佳充电。
[0076] 在其它实施例中,开关装置可W操作于切换感应线圈中排列的任何数目的导线之 间的连接。每个线圈中的导线越多,使用导线的不同连接布置可用的电感值的范围越大。更 多可用的电感值意味着感应线圈适应不同的充电需求有更大的灵活性。
[0077] 开关装置808可W包括能够将感应线圈的导线W期望方式连接到终端的开关的 任何组合。开关装置可W包括在使用中控制开关的操作的处理器。
[007引可选地,感应线圈可W包括接收器808,接收器808适于接收信号并连接到开关装 置,使得开关装置可W响应于所接收的信号操作。信号可W从被充电的装置(诸如电动车 或其拾取线圈)发送,信号可W包括代表被充电的车辆(电动车或电池)的类型或特征的 数据。接收器808能够基于所接收的信号计算基站感应线圈的期望电感,例如优化用拾取 线圈充电的电感,将相应的信号发送到开关装置,W连接基站感应线圈的导线,使线圈具有 与期望电感相同或类似的电感。
[0079] 包括关于被充电的装置的细节的信号可W通过适当的通信手段发送,包括 Bluetooth'货、ZigBee⑥、蜂窝等。
[0080] 在本发明的一些实施例中,开关装置805和接收器808容置在与感应线圈801和 802相同的物理外壳中。在其它实施例中,开关装置805和接收器808与包含感应线圈801 和802的外壳远离,但电连接到外壳。
[0081] 更一般地,感应线圈可W包括任何响应于从另一线圈或装置接收的指示线圈或被 充电的装置的特征或从哪充电的信号,可操作W改变感应线圈的配置的装置。感应线圈还 可W包括基于所接收的信号选择感应线圈的配置的装置。例如,如果来自拾取线圈的信号 表明拾取线圈的最佳充电要求基站线圈具有特定的电感,则感应线圈可W包括处理器或其 它适当的能够选择感应线圈的适当配置的装置,例如,产生与用于最优充电的期望电感最 接近的电感的配置。
[0082] 图9是根据本发明的另一实施例S个长度的导电材料的绕组布置900的图。绕组 布置900包括由两个基本上共面的线圈904和905形成的感应线圈中的=个绞合线901、 902和903。只是为了清楚,导线901和903显示为图9中的虚线。导线901与导线902的 一部分并行布置缠绕,形成线圈904。导线903与导线902的另一部分并行布置缠绕,形成 线圈905。结果,两个线圈包括为两个线圈共用的一个长度的导线,即导线902。
[0083] 取决于导线的连接方式,图9的绕组布置900可W在许多情况下用作感应线圈。如 果导线901和903串联连接,产生例如与图6的绕组布置600相似的绕组布置。在替代性 实施例中,导线901和903反相连接,导线901和903的线圈独立于导线902的线圈调谐, 在整流器之后合并。与上文描述的绕组布置相比,该个实施例能够使绕组布置900在用作 电动车感应线圈中的拾取线圈时拾取磁通矢量的附加空间维度。
[0084] 可W提供适当的连接装置,从而W期望方式将每个导线901、902和903的终端连 接在一起。
[0085] 通过用在无线功率传输系统中的基站感应线圈的示例,讨论了图3至9中所示的 实施例。还要理解,本发明的该些实施例还可W用在拾取或电动车感应线圈中,该里,讨论 的优点是适当的,对其在该方面的应用是有用的。
[0086] 上文描述的各种方法的操作可W由能够执行该些操作的任何适当的装置执行,诸 如各种硬件和/或软件组件、电路和/或(若干)模块。通常,图中所示的任何操作可W由 能够执行该些操作的相应的功能装置来执行。
[0087] 信息和信号可W使用不同的科技和技术中的任何一种表示。例如,在上述描述中 可能引用的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和巧片可W由电压、电流、电磁波、磁场或 粒子、光场或光粒子或其任何组合来
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