无线电力传送方法和设备及检测无线电力传送谐振频率的方法
【技术领域】
[0001]本发明的示例性实施例涉及一种无线电力传送系统以及一种检测用于无线电力传送的谐振频率的方法，尤其涉及一种无线电力传送设备，其具有与一个接收线圈耦合的两个或两个以上发送线圈、一种用于所述设备的无线电力传送方法以及一种检测无线电力传送的谐振频率的方法。
【背景技术】
[0002]近年来，关于插电式混合动力车和电动车的技术快速发展。此种车辆的部分或全部驱动力是电能。除了以有线方式连接到充电器以及将插头放入充电器中的方法以外，开发无线充电方法作为充电能的方法。
[0003]将无线充电方法分成电磁感应方法和谐振型方法。在电磁感应方法的情况下，能够在埋入停车场中的发送线圈与安装在车辆中的接收线圈之间进行电力传输的距离非常短。因此，如现有技术中所揭示，采用谐振型方法而不是电磁感应方法以便确保更长的电力传输长度。
[0004]谐振或回波是指振动系统的振幅响应于外力而显著增加的现象，所述外力具有与振动系统的自然频率相同的振动数且周期性地接收到。谐振是指在例如机械振动和电振动等的所有振动中产生的现象。一般来说，当将能够引起振动的外力施加到振动系统时，如果振动系统的自然频率等于外力的振动数，那么振动系统的振动会变得剧烈且振动系统的振幅增加。在相同原理下，如果以特定距离彼此间隔开的多个振动主体以相同频率进行振动，那么所述振动主体互相谐振。此时，多个振动主体之间的电阻减小。
[0005]使用多个发送线圈的无线电力传送设备已被披露为一种用于在磁谐振型方法中提高充电效率且增加输出的方法。在包含多个发送线圈的传输单元的情况下，必须减小多个发送线圈之间的干扰，并且当多个发送线圈之间的感应最小时可以获得高电力传输效率。
[0006]现有技术披露了一种包含用于发送无线电力的多个电力传送器的无线电力传送设备，其中无线电力接收设备包含能够接收具有不同频率的相应无线电力信号的多个电力接收器。现有技术旨在以不同方式控制多个电力传送器的谐振频率且将电力传送到不同接收设备，但不旨在将电力传送到单个电力接收设备。
【发明内容】
[0007]本发明的实施例涉及一种包含使用不同频率的多个发送线圈的无线充电系统，所述无线充电系统能够提高电力传输效率且还能够减小发送线圈之间的干扰;以及一种检测用于无线充电系统的谐振频率的方法。
[0008]本发明的另一实施例涉及一种无线电力传送设备，该无线电力传送设备具有以电磁方式耦合到接收线圈的两个或两个以上发送线圈、一种用于所述设备的无线电力传送方法以及一种检测用于在发送线圈与接收线圈之中的无线电力传送的谐振频率的方法。
[0009]根据本发明的实施例，无线充电系统包含:发送线圈模块，其配置成包含多个发送线圈；以及接收线圈模块，其配置成包含用于通过与发送线圈的电子谐振接收电力的单个接收线圈，其中多个发送线圈可以具有不同谐振频率，并且接收线圈可以具有与发送线圈的谐振频率不同的谐振频率。
[0010]接收线圈的谐振频率可以为在多个发送线圈的谐振频率中的最低谐振频率与最高谐振频率之间的谐振频率。
[0011]接收线圈的Q值可以小于多个发送线圈的Q值。
[0012]多个发送线圈可以并联连接。
[0013]发送线圈中的每一个与接收线圈之间的耦合系数可以大于多个发送线圈之间的耦合系数。
[0014]无线充电系统还包括信号产生器，所述信号产生器连接到发送线圈并且配置成确定发送线圈的特定谐振频率。
[0015]信号产生器还配置成将具有特定频率的信号发送到发送线圈；响应于所发送信号接收由发送线圈输出的电力量;以及确定发送线圈的谐振频率。
[0016]根据本发明的另一实施例，检测用于无线充电系统的谐振频率的方法可以包括:将具有特定频率的小信号发送到多个发送线圈；响应于所发送的信号，检测分别由多个发送线圈输出的电力量；以及将在检测电力量中具有的最大电力量的发送线圈的频率设定为发送线圈的谐振频率;以及将具有该谐振频率的大信号发送到发送线圈。
[0017]根据本发明的另一实施例，无线电力传送设备包括:多个发送线圈，其中的每一个通过磁谐振将电力传送到接收线圈；信号产生器，其将具有不同谐振频率的信号发送到多个发送线圈，所述信号产生器连接到多个发送线圈；以及反馈单元，其将关于分别由多个发送线圈输出的电力量的信息传送到信号产生器。
[0018]在基于关于电力量的信息将用于最大电力传送的频率设定为谐振频率之前，信号产生器可以将小信号发送到多个发送线圈中的每一个。与多个发送线圈中的每一个的常态电力传送相比，该小信号具有少量电力。
[0019]信号产生器还包括:检测器，其基于由反馈单元感测到的电流检测用于通过发送线圈中的每一个的最大电力传送中的谐振频率;变频器，其将发送线圈中的每一个的频率改变为用于最大电力的谐振频率；以及振荡器，其在将振荡器的频率改变为最大电力的谐振频率之前，将具有已改变频率的小信号发送到多个发送线圈，并且在将振荡器的频率改变为最大电力的谐振频率之后，将具有已改变的谐振频率的大信号发送到多个发送线圈中的每一个。
[0020]根据本发明的另一实施例，一种用于无线电力传送的方法，所述方法包括:将具有特定频率的信号发送到多个发送线圈，所述发送线圈通过磁谐振将电力传送到接收线圈；响应于所述信号，检测分别由多个发送线圈输出的电力量;基于检测到的电力量，检测用于通过多个发送线圈中的每一个的最大电力传送中的谐振频率;将发送线圈中的每一个的频率改变为用于最大电力的谐振频率；以及将具有改变的谐振频率的电力传送到多个发送线圈中的每一个。
[0021]根据本发明的另一实施例，一种检测用于无线电力传送的谐振频率的方法，所述方法包括:将具有特定频率的小信号发送到多个发送线圈，与多个发送线圈中的每一个的常态电力传送中的电力量相比，所述小信号具有少量电力；响应于所述小信号，检测分别由多个发送线圈输出的电力量；以及基于检测到的电力量，检测用于多个发送线圈中的每一个的最大电力传送中的谐振频率。
[0022]在预定时间期间，小信号的少量电力可以为用于在发送线圈中的一个与接收线圈之间的常态电力传送的电力量的一半或更小。
【附图说明】
[0023]图1是示出根据本发明的实施例的在无线充电系统或无线电力传送系统中的发送线圈与接收线圈之间的耦合系数的图。
[0024]图2A和2B是示出当图1中所示的线圈具有相同谐振频率时的S参数值的曲线图。
[0025]图3A和3B是示出当图1中所示的线圈具有不同谐振频率时的S参数值的曲线图。
[0026]图4是示出图1中所说明的线圈的Q值和谐振频率的实例的图。
[0027]图5是说示出成根据本发明的实施例的无线充电系统并且包含多个发送线圈的传输单元的示意图，所述发送线圈包含频率变化单元。
[0028]图6是示出根据本发明的实施例的寻找用于无线充电系统的最佳谐振频率的方法的流程图。
[0029]图7是示出根据图1中所说明的线圈之间的耦合系数的频率特征的图。
[0030]图8是示出根据本发明的实施例的无线电力传送系统的图。
【具体实施方式】
[0031]已按顺序说明本说明书或本申请案中披露的本发明的实施例的特定结构和功能描述以仅描述本发明的实施例。本发明的实施例可以各个形式实施并且不应被解释为限于本说明书或申请案中所描述的实施例。
[0032]本发明的具