[发明专利]对于有源调谐电动车辆充电系统使用无功功率注入的设备、系统和方法

说明书

公开了用于对电动车辆进行无线充电的系统、方法和装置。在一个方面，提供了一种用于在无线功率传输系统中经由磁场来传输功率的方法。该方法包括：向无线功率发射器输出交流电流；响应于利用交流电流被驱动，在无线功率发射器处生成磁场；接收指示无线功率发射器的电气特性的值；以及调节无线功率发射器的操作特性以触发接收器中的电流的变化，基于响应于接收器中的电流的变化而自动发生以维持输出功率实质上恒定的接收器中的变化，调节的量被选择以引起无线功率传输系统中的无功功率的量的调节。

技术领域

本申请总体上涉及诸如电动车辆等可充电设备的无线功率充电。

背景技术

已经引入了诸如车辆等可充电系统，其包括从诸如电池等能量存储设备接收的电力导出的运动能量。例如，混合动力电动车辆包括车载充电器，其使用来自车辆制动和传统电机的功率来为车辆充电。纯电动车辆通常从其他来源接收用于电池充电的电力。通常建议电池电动车辆通过某种类型的有线交流电流(AC)(诸如家用或商用AC电源)进行充电。有线充电连接需要电缆或物理上连接到电源的其他类似的连接器。电缆和类似的连接器有时可能不方便或麻烦，并且具有其他缺点。期望提供能够在自由空间中(例如，经由无线电场)传输功率以用于对电动车辆充电以克服有线充电解决方案的一些缺陷的无线功率传输系统。

发明内容

在所附权利要求的范围内的系统、方法和设备的各种实现每个具有若干方面，其中没有单个方面单独负责本文中描述的期望属性。在不限制所附权利要求的范围的情况下，本文中描述了一些突出的特征。

在本说明书中描述的主题的一个或多个实现的细节在附图和下面的描述中阐述。从说明书、附图和权利要求，其他特征、方面和优点将变得显而易见。注意，附图的相对尺寸可能不是按比例绘制的。

本公开中描述的主题的一个方面提供了一种用于在感应式功率传输系统中无线地提供功率的装置。该装置包括被配置为经由足以对负载供电或充电的磁场来提供无线功率的发射器。该装置还包括耦合到发射器并且被配置为向发射器输出交流电流的逆变器。该装置还包括被配置为接收逆变器的负载角的测量值的控制器。控制器还被配置为将测量的负载角与参考负载角相比较。控制器还被配置为至少部分地基于测量的负载角与参考负载角之间的差来调节逆变器的负载角。

本公开中描述的主题的另一方面提供了一种用于经由足以对负载供电或充电的磁场来在感应式功率传输系统中无线地提供功率并且用于控制在无线功率接收器处生成的无功功率的方法。该方法包括测量无线功率发射器的逆变器的负载角。该方法还包括将测量的负载角与参考负载角相比较。该方法还包括至少部分地基于测量的负载角与参考负载角之间的差来调节逆变器的负载角。

本公开中描述的主题的另一方面提供了一种用于在感应式功率传输系统中无线地提供功率的装置。该装置包括经由足以对负载供电或充电的磁场来提供无线功率的部件。该装置还包括用于测量耦合到提供部件的逆变器的负载角的部件。该装置还包括用于将测量的负载角与参考负载角相比较的部件。该装置还包括用于至少部分地基于测量的负载角与参考负载角之间的差来调节逆变器的负载角的部件。

本公开中描述的主题的另一方面提供了一种用于在感应式功率传输系统中无线地提供功率的装置。该装置包括被配置为输出交流电流的逆变器电路。该装置还包括包含串联电连接到电容元件的线圈的谐振发射电路，该谐振发射电路可操作地耦合到逆变器电路并且被配置为响应于通过交流电流被驱动来生成磁场。该装置还包括被配置为接收指示逆变器的电气特性的值的控制器。控制器还被配置为基于逆变器电路的电气特性并且还基于与接收器中的功率转换电路的将至接收器处的负载的输出功率维持实质上恒定的预期操作有关的信息来确定无线功率系统中的无功功率的量，其引起系统中无功功率的调节。控制器还被配置为基于关于系统中的无功功率如何基于逆变器电路的操作特性的调节在接收器处被调节的信息来调节逆变器电路的操作特性，以引起将无线功率传输系统中的无功功率的量调节到目标水平。