[发明专利]具有用于外来物体移除的引导部的无线电力传送系统及其制造和使用方法

说明书

相关申请

该申请要求2014年7月4日提交的美国申请No.62/021084的提交日期利益，其完全通过引用合并到此。

技术领域

本发明属于将电力以无线方式从无线电力传送器传送到无线电力接收器的无线电力传送系统。特定实施例提供具有从无线电力传送系统的附近(例如空气间隙)移除外来物体的引导部的无线电力传送系统。

背景技术

可以使用法拉第效应将电力以无线方式从一个地方传递到另一地方，由此改变的磁场产生电流，以在电隔离的次级电路中流动。当前使用中的无线电力传送(WPT)的形式包括磁感应充电。一种形式的磁感应充电示出于图1的WPT系统10中。图1WPT系统10包括紧密靠近但由空气间隙16分离的两个线圈12、14。WPT系统10的一个线圈12充当无线电力传送器，并且另一线圈14充当无线电力的接收器。时变电流在传送器线圈12中流动，其产生时变磁场(如图1中的通量线所示)。该时变磁场在附近接收器线圈14中感生电流(法拉第定律)，其可以于是用于对可以电连接到接收器线圈14的各种设备(未示出)进行充电。

在(WO/2010/096917所公开的)PCT申请No.PCT/CA2010/000252中，已经描述用于提供多个可变磁耦合WPT系统的磁耦合技术，其可以用于通过非限定性示例的方式对普通电池、电动(例如电池操作的)车辆、备用电池、电动(例如电池操作的)公共汽车、高尔夫推车、运载车辆、船、无人机、货车等进行充电。图2示意性描述包括PCT/CA2010/000252中所描述的类型的磁耦合技术的WPT系统20。WPT系统20包括通过空气间隙26分离的无线磁电力传送器22和无线磁电力接收器24。WPT系统20中的电力传送是经由旋转式磁耦合而非经由磁感应耦合。在图2WPT系统20中，传送器22包括永磁体22A，并且接收器24包括永磁体24A。传送器磁体22A围绕轴28旋转(和/或轴转)。磁耦合的永磁体22A、24A彼此交互(在图2中，具有标注“N”的箭头所表示的磁极用于北极，“S”用于南极)，从而传送器磁体22A围绕轴的移动产生接收器磁体24A围绕轴27的对应移动(例如旋转和/或轴转移动)。与基于磁感应的WPT系统相比，旋转/轴转WPT系统20的磁体22A、24A所生成的时变磁场典型地具有更低的频率。当旋转/轴转磁体22A、24A之间存在强耦合时，图2WPT系统20最高效地传送电力。

WPT系统所面临的挑战是在系统的附近(例如在WPT传送器与WPT接收器之间的空气间隙中)出现外来物体。这些外来物体可能产生范围从微小到严重的问题，包括点火或爆炸。这些外来物体所产生的问题的属性和严重性典型地取决于外来物体的材料性质。因为含有金属的外来物体响应于WPT系统的磁场而产生的涡电流所生成的热量，所以包括金属的外来物体可能尤其成问题。与外来物体(尤其是金属)关联的问题既与(图1所示的类型的)感应式充电WPT系统又与(图2所示的类型的)磁动力耦合(MDC)WPT系统关联。虽然相对较低频率MDC WPT系统所产生的涡电流相对较不可能导致产生点火的严重加热，但甚至在MDC WPT系统中，这些涡电流可能仍产生不期望的局部化加热、减少的电力传输效率、电力减少和/或对系统组件的损坏。

通常期望从WPT系统的附近移除外来物体(例如含有金属的物体)。通常可能期望这种外来物体移除在没有或具有最小用户干预的情况下产生。通常可能期望将这些外来物体移动到使得与这些物体关联的热量生成和/或电力损耗最小化或将与这些外来物体关联的热量生成和/或电力损耗减少到最小等级的位置。

现有技术的前述示例以及与之有关的限制意图是说明性而非囊括性的。在阅读说明书并且研究附图时，现有技术的其它限制将对本领域技术人员变得清楚。

发明内容

附图说明

在附图中示出示例性实施例。目的是在此公开的实施例和附图看作说明性而不是限制性的。

图1是包括紧密接近的WPT传送器线圈和WPT接收器线圈的现有技术的基于磁感应的WPT系统的示意性说明。

图2是现有技术磁耦合WPT系统中的两个磁耦合旋转/轴转磁体的示意性说明。

图3示意性描述根据特定实施例的包括WPT传送器和WPT接收器的WPT系统，其中，WPT传送器和WPT接收器均包括用于从WPT系统的附近移除外来物体的引导部。

图4示意性描述根据特定实施例的包括具有用于从WPT系统的附近移除外来物体的引导部的外壳的WPT传送器或WPT接收器。