[发明专利]用于磁耦合式无线电力传送的方法和装置

说明书

相关申请的引用

该申请要求2014年8月15日提交的美国临时申请No.62/038102的优先权。该段落中引用的所有申请和专利通过引用合并于此。

技术领域

本公开涉及用于磁耦合式无线电力传送的方法和装置。

背景技术

电力可以利用法拉第效应以无线方式从一个地方传递到另一地方，在此，变化的磁场在电隔离的次级电路中产生电流。当前使用的无线电力传送(WPT)的形式包括磁感应充电。在图1的WPT系统10中示出了一种形式的磁感应充电。图1中的WPT系统10包括彼此靠近但通过空气间隙16分离的两个线圈12、14。WPT系统10的一个线圈12充当无线电力发送器，并且另一线圈14充当无线电力的接收器。在发送器线圈12中流过时变电流，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中感生出电流(法拉第定律)，其于是可以用于对可与接收器线圈14电连接的各种设备(未示出)进行充电。

在PCT申请No.PCT/CA2010/000252(公开号为WO/2010/096917)中，已经描述了磁耦合技术用于提供多个可变WPT系统，其可以用于对通常在电动(例如以电池操作的)车辆、备用电池、电动(例如以电池操作的)公共汽车、高尔夫球车、运载车辆、船、无人机、货车(这些为非限定性示例)和/或其他进行充电。图2示意性描述了包括PCT/CA2010/000252中所述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分离的无线磁电力发送器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直接磁感应。在图2的WPT系统20中，发送器22包括永磁体22A，并且接收器24包括永磁体24A。发送器磁体22A关于轴28旋转(和/或枢转)。磁耦合的永磁体22A、24A彼此相互作用(在图2中用箭头表示磁极，将标记“N”用于北极，“S”用于南极)，从而发送器磁体22A关于轴线的运动引起接收器磁体24A关于轴线27的对应移动(例如旋转和/或枢转运动)。与基于磁感应的WPT系统相比，通过使WPT系统20的磁体22A、24A旋转/枢转所生成的时变磁场通常具有更低的频率。

在例如图2所示的磁动力耦合式系统中，发送器磁转子与接收器磁转子之间的吸引力随着每个转子绕着其旋转轴线的角位置而变化。在每个转子的完整旋转期间，发送器磁体22A和接收器磁体24A将均以如下方式对准：二者沿着与它们二者的旋转轴线28垂直的轴线受到变化的力(其由发送器磁体22A和接收器磁体24A中的另一个所产生)。该力每360°旋转将到达两个最大值和两个最小值，使得该力以每周期两次(每完整转子旋转两次)而具有周期性。这种力变化可能使得发送器转子和接收器转子振动，由此产生不合乎期望的效果。这些不合乎期望的效果可包括例如：发送器22和接收器24所发出的更高的噪声、更快的转子支撑轴承磨损、转子操作速度的限制和/或向周围结构(例如支撑体、座架等)传递振动。通常期望具有可以改善这些瑕疵中的至少一些的磁动力耦合式电力传送方法和装置。

现有技术中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，对本领域技术人员将明白现有技术的其它限制。

发明内容

结合意在表示示例性和说明性而不是限制范围的系统、工具和方法来描述并且示出以下实施例及其方面。在各个实施例中，减少或消除了以上问题中的一个或多个，而其它实施例涉及其它改进。