(57)【要約】  ワイヤレス電力伝達のための装置、システムおよび方法が開示される。ワイヤレス電力伝達デバイスの物理的コアを形成する方法は、2つ以上の電磁透過性部材を互いに隣接して位置付けるステップと、電磁透過性部材の端部に縦方向圧力を加えるステップであって、電磁透過性部材は保持化合物内に少なくとも部分的にカプセル化される、ステップとを含む。ワイヤレス電力伝達デバイスは、誘導コイルと、一列に配置された複数の電磁透過性部材と、保持化合物とが格納されたケーシングを含む。
2015515752.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導コイルと、
複数の電磁透過性部材であって、前記電磁透過性部材のうちの2つ以上が互いに接している、複数の電磁透過性部材と、
前記電磁透過性部材を少なくとも部分的にカプセル化する保持化合物と
が格納されたケーシングを具備することを特徴とするワイヤレス電力伝達デバイス。
【請求項２】
前記電磁透過性部材は、複数の実質的に平行の列に配置される、ことを特徴とする請求項1に記載のワイヤレス電力伝達デバイス。
【請求項３】
隣接する平行列の間の間隔は、前記誘導コイルによって生成された電磁場のかなりの部分が電磁透過性部材の前記平行列を通過できるように設定される、ことを特徴とする請求項2に記載のワイヤレス電力伝達デバイス。
【請求項４】
前記電磁透過性部材はフェライト棒を含む、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のワイヤレス電力伝達デバイス。
【請求項５】
前記電磁透過性部材および誘導コイルは、前記ケーシング内に格納される、ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のワイヤレス電力伝達デバイス。
【請求項６】
ワイヤレス電力伝達デバイスの物理的コアを形成する方法であって、
2つ以上の電磁透過性部材を互いに隣接して位置付けるステップと、
前記電磁透過性部材のうちの1つの第1の端部に縦方向圧力を加えるステップと、
保持化合物内に前記電磁透過性部材を少なくとも部分的にカプセル化するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記保持化合物が少なくとも部分的に固定できるようにするステップと、
前記1つの電磁透過性部材の前記第1の端部に加えられた前記縦方向圧力を解放するステップと
をさらに含む、ことを特徴とする請求項6に記載の方法。
【請求項８】
2つ以上の電磁透過性部材を位置付ける前記ステップは、前記2つ以上の電磁透過性部材を、ワイヤレス電力伝達デバイスケーシング内で互いに隣接して位置付けるステップを含む、ことを特徴とする請求項6または7に記載の方法。
【請求項９】
縦方向圧力を加えることは、前記1つの電磁透過性部材の前記第1の端部とケーシングの第1の部分との間に弾性バネ部材を位置付けることによって加えられる、ことを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記2つ以上の電磁透過性部材は一列に配置され、前記2つ以上の電磁透過性部材の第2の端部と前記ケーシングの第2の部分との間に追加の弾性バネ部材が位置付けられる、ことを特徴とする請求項9に記載の方法。
【請求項１１】
ワイヤレス電力伝達デバイスを形成する方法であって、
2つ以上の電磁透過性部材および誘導コイルをケーシング内に位置付けるステップと、
前記電磁透過性部材を配置して電磁透過性部材の列を形成するステップと、
前記誘導コイルに電磁的に関連して前記電磁透過性部材を位置付けるステップと、
電磁透過性部材の前記列の第1の端部に縦方向圧力を加えるステップと、
保持化合物内に前記電磁透過性部材を少なくとも部分的にカプセル化するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記保持化合物が少なくとも部分的に固定できるようにするステップと、
電磁透過性部材の各列の前記端部に加えられた前記縦方向圧力を解放するステップと
をさらに含む、ことを特徴とする請求項11に記載の方法。
【請求項１３】
2つ以上の電磁透過性部材を位置付ける前記ステップは、前記2つ以上の電磁透過性部材を、ワイヤレス電力伝達デバイスケーシング内で互いに隣接して位置付けるステップを含む、ことを特徴とする請求項11または12に記載の方法。
【請求項１４】
縦方向圧力を加えることは、電磁透過性部材の前記列の前記第1の端部と前記ケーシングの第1の部分との間に弾性バネ部材を位置付けることによって加えられる、ことを特徴とする請求項11から13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
電磁透過性部材の前記列の第2の端部と前記ケーシングの第2の部分との間に追加の弾性バネ部材が位置付けられる、ことを特徴とする請求項14に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
当技術分野は、一般にワイヤレス電力伝達に関し、より詳細には、バッテリーを含む車両などのリモートシステムへのワイヤレス電力伝達に関係するデバイス、システム、および方法に関する。具体的には、本開示は、誘導電力伝達回路の効率の改善に関する。
【背景技術】
【０００２】
バッテリーなどのエネルギー蓄積デバイスから受信された電気から導出された運動力を含む車両などのリモートシステムが導入されている。たとえば、ハイブリッド電気車両は、車両を充電するために、車両のブレーキおよび従来型モータからの電力を使用するオンボード充電器を含む。電気のみの車両は一般に、他のソースからバッテリーを充電するための電気を受信する。バッテリー式電気車両(電気車両)は、家庭用または商用交流(AC)供給源などの何らかのタイプの有線ACを通して充電されることが提案されることが多い。有線充電接続は、電源に物理的に接続されているケーブルまたは他の同様の接続部を必要とする。ケーブルおよび同様の接続部は、場合によっては、不便であるか、または扱いにくく、かつ他の欠点を有することがある。電気車両を充電するのに使用されるように(たとえば、ワイヤレス場を介して)自由空間内で電力を伝達することが可能なワイヤレス充電システムは、有線充電ソリューションの欠点の一部を克服する可能性がある。したがって、電気車両を充電するために電力を効率的かつ安全に伝達するワイヤレス充電システムおよび方法が望ましい。
【０００３】
ワイヤレス電力伝達システムは、ワイヤレス充電システム基地とモバイルデバイスピックアップとの間で電力を伝達するために誘導電力伝達(IPT)を利用することができる。IPTシステムは、同調誘導コイルおよび駆動回路を有する基地ユニットと、同様の同調誘導コイルおよび受信回路を有するモバイルデバイスとを含む。同調誘導コイル間の結合により、充電システム基地とモバイルデバイスピックアップとの間で電力が伝達され得る。単一方向の電力伝達では、モバイルデバイス誘導コイルが入れられる必要がある生成された電磁場を介して、基地ユニット誘導コイルからエネルギーが伝達される。効率的なエネルギー伝達のために、電磁場とモバイルデバイス誘導コイルとの間で強度の結合を達成するように、モバイルデバイス誘導コイルは通常、基地ユニット誘導コイルのすぐ上に、かつ基地ユニット誘導コイルと実質的に同軸に位置付けられることになる。
【０００４】
多くのIPTシステムは、高い電磁透過性を有する材料から作られた物理的コアも含む。一般的に使用される材料はフェライトである。物理的コアは、電磁場に対する透過性が高く、したがって、生成される電磁場の強度をかなり高める。
【０００５】
バッキングの方法でフェライトコアの上に位置付けられた誘導コイルを含むIPTシステムもある。バッキングとしてフェライトコアを使用するさらなる利点は、誘導コイルを囲む電磁場が、誘導コイルのその側面にあるフェライトバッキング材料に制限されることである。この理由は、電磁場がフェライト材料を通過するのは、空気または透過性がより低い他の構成要素を通過するよりもはるかに容易であることにある。
【０００６】
誘導コイルによって生成された電磁場に対するフェライトの影響により、フェライトの存在は、誘導コイルのインダクタンス、ひいては結合周波数にも大きい影響を及ぼす。フェライト材料が透過性の大きい変動を示す場合、誘導コイルはインダクタンスおよび同調における同様に大きい変動を示し、一貫した同調を達成するのが難しくなる。
【０００７】
WO2010/090539は、フェライトなどの高い電磁透過性を有する材料の平行棒から形成されたコアの上に位置付けられた2つの別個の共面コイルで基地(通常は一次)コイルが構成された電気車両に電力を供給するためのIPTシステムを開示している。この構成では、コイルを通過するコアまでのまっすぐな経路が存在しない。したがって、コイルは、極エリア(pole area)としての働きをし、コイル間の電磁束アーク(electromagnetic flux arc)の線は、コイルの上に「磁束パイプ」、すなわち高磁束密度(high flux concentration)のゾーンを形成する。有利なことに、この構成により、コアの側面におけるコイルの下に磁束はほとんど漏れない。
【０００８】
ワイヤレス電力伝達システムでの使用に通常必要とされるサイズを有する電磁透過性が極めて高い材料による単一の同質の厚板または棒は、もろく、入手困難で、高価であり、適切な一貫した透過性をもたらさないことがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
開示される実施形態の目的は、上述の問題に対処すること、または少なくとも、有用な選択肢を公開することである。本開示のさらなる態様および利点は、単に例として与えられる後続の説明から明らかになろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
添付の請求項の範囲内のシステム、方法、およびデバイスの様々な実装形態の各々は、いくつかの態様を有し、そのどの態様も単独で、本明細書で説明する望ましい属性に関与することはない。添付の請求項の範囲を限定することなく、いくつかの顕著な特徴が本明細書において説明される。
【００１１】
本明細書で説明する主題の1つまたは複数の実装形態の詳細について、以下の添付の図面および説明において述べる。他の特徴、態様、および利点は、説明、図面、および請求項から明らかになるであろう。以下の図の相対的な寸法は、一定の縮尺で描かれていない可能性があることに留意されたい。
【００１２】
本開示の一態様は、ワイヤレス電力伝達デバイスの物理的コアを形成する方法を提供する。本方法は、たとえば、2つ以上の電磁透過性部材を、電磁透過性部材の列に互いに隣接して位置付けるステップを含むことができる。位置付けるステップは、2つ以上の電磁透過性部材を、ワイヤレス電力伝達デバイスケーシング内で互いに隣接して位置付けるステップを伴い得る。いくつかの実施形態では、本方法は、たとえば、電磁透過性部材の列の端部に縦方向圧力を加えるステップをさらに含む。縦方向圧力を加えることは、電磁透過性部材の各列の端部とケーシングの第1の部分との間に弾性バネ部材を位置付けることによって加えられ得る。いくつかの実施形態では、本方法は、たとえば、弾性バネ部材に対する電磁透過性部材の各列の反対端部とケーシングの第2の部分との間にさらなる弾性バネ部材を位置付けるステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法は、たとえば、保持化合物内に電磁透過性部材を部分的にカプセル化するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法は、たとえば、保持化合物が少なくとも部分的に固定できるようにするステップと、電磁透過性部材の各列の端部に加えられた縦方向圧力を解放するステップとをさらに含む。
【００１３】
本開示の別の態様は、ワイヤレス電力伝達デバイスを形成する方法を提供する。本方法は、たとえば、2つ以上の電磁透過性部材および誘導コイルをケーシング内に位置付けるステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、本方法は、たとえば、電磁透過性部材を配置して電磁透過性部材の列を形成するステップをさらに含む。電磁透過性部材の位置付けは、たとえば、2つ以上の電磁透過性部材を、ワイヤレス電力伝達デバイスケーシング内で互いに隣接して位置付けるステップを含み得る。いくつかの実施形態では、本方法は、たとえば、誘導コイルに電磁的に関連して電磁透過性部材を位置付けるステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法は、たとえば、電磁透過性部材の各列の端部に縦方向圧力を加えるステップをさらに含む。縦方向圧力を加えることは、たとえば、電磁透過性部材の各列の端部とケーシングの第1の部分との間に弾性バネ部材を位置付けるステップを含み得る。いくつかの実施形態では、本方法は、たとえば、保持化合物内に電磁透過性部材を少なくとも部分的にカプセル化するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法は、たとえば、保持化合物が少なくとも部分的に固定できるようにするステップと、電磁透過性部材の各列の端部に加えられた縦方向圧力を解放するステップとをさらに含む。いくつかの実施形態では、本方法は、たとえば、弾性バネ部材に対する電磁透過性部材の各列の反対端部とケーシングの第2の部分との間にさらなる弾性バネ部材を位置付けるステップをさらに含む。
【００１４】
別の態様では、ワイヤレス電力伝達デバイスが提供される。いくつかの実施形態では、デバイスはケーシングを含む。いくつかの実施形態では、ケーシングは誘導コイル、1つまたは複数の列に配置された複数の電磁透過性部材、および電磁透過性部材を少なくとも部分的にカプセル化する保持化合物を格納する。いくつかの実施形態では、各列は、たとえば、互いに接する2つ以上の電磁透過性部材を含み得る。電磁透過性部材は、複数の実質的に平行の列に配置され得る。隣接する平行列の間の間隔は、誘導コイルによって生成された電磁場のかなりの部分が電磁透過性部材の平行列を通過できるように設定され得る。電磁透過性部材は、たとえば、フェライト棒を含むことができる。電磁透過性部材および誘導コイルはケーシング内に格納され得る。
【００１５】
これらの態様および/または他の態様は、以下の図面から明らかになり、より容易に諒解されると思われ、以下の図面は、本出願の発明を実施するための形態のセクションおよび他のセクションと併せて、本開示の原理を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の例示的な実施形態による、電気車両を充電するための例示的なワイヤレス電力伝達システムの斜視図である。
【図２】図1のワイヤレス電力伝達システムの例示的なコア構成要素の概略図である。
【図３】図1のワイヤレス電力伝達システムの例示的なコア構成要素および補助構成要素を示すブロック図である。
【図４】本開示の例示的な実施形態による、電気車両に配置された交換可能非接触バッテリーを示す機能ブロック図である。
【図５Ａ】本開示の例示的な実施形態による、バッテリーに対する誘導コイルおよびフェライト材料の配置に関する例示的な構成の垂直断面図である。
【図５Ｂ】本開示の例示的な実施形態による、バッテリーに対する誘導コイルおよびフェライト材料の配置に関する例示的な構成の垂直断面図である。
【図５Ｃ】本開示の例示的な実施形態による、バッテリーに対する誘導コイルおよびフェライト材料の配置に関する例示的な構成の垂直断面図である。
【図５Ｄ】本開示の例示的な実施形態による、バッテリーに対する誘導コイルおよびフェライト材料の配置に関する例示的な構成の垂直断面図である。
【図６】本開示の例示的な実施形態による、誘導コイルのためのフェライトコアの概略図である。
【図７】本開示の例示的な実施形態による、フェライトコアの概略図である。
【図８】誘導コイルに対して横方向に配置されたフェライト材料によるフェライトコアの概略図である。
【図９】誘導コイルに対して縦方向に配置されたフェライト材料によるフェライトコアの概略図である。
【図１０】誘導コイルに対して放射状に配置されたフェライト材料によるフェライトコアの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面に示された様々な特徴は、縮尺どおりに描かれていない場合がある。したがって、明確にするために、様々な特徴の寸法は任意に拡大または縮小されている場合がある。加えて、図面のいくつかは、所与のシステム、方法、またはデバイスの構成要素のすべてを描写していない場合がある。最後に、本明細書および図の全体を通して、同様の特徴を示すために同様の参照番号が使用される場合がある。
【００１８】
以下の詳細な説明では、いくつかの例示的な実施形態のみが、単に例として示され、説明されている。当業者は、説明する実施形態が、いずれも本開示の趣旨または範囲から離れることなく、様々な異なる方法で変更され得ることを理解されよう。したがって、図面および説明は、性質上限定的ではなく例示的なものとして見なされるべきである。さらに、ある要素が別の要素の「上に」あるものとして言及されるとき、それは、直接的に別の要素の上にある場合、または間接的に別の要素の上にあって、それらの間に1つもしくは複数の介在要素が挿入されている場合がある。また、ある要素が別の要素の「接続されて」いるものとして言及されるとき、それは、直接的に別の要素に接続されている場合、または間接的に別の要素に接続されていて、それらの間に1つもしくは複数の介在要素が挿入されている場合がある。ここで実施形態を詳細に言及するが、実施形態の例は添付の図面に示されており、同様の参照番号は、全体を通して同様の要素を指す。この点について、本実施形態は、様々な形態を有することができ、本明細書に記載の説明に限定されると解釈すべきではない。したがって、本明細書の態様について説明するために、図を参照することによって実施形態について以下で説明するにすぎない。
【００１９】
添付の図面に関連させて以下に記載される詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態の説明を目的としたものであり、本発明を実践できる唯一の実施形態を表すことを意図したものではない。本明細書全体にわたって使用される「例示的な」という用語は、「例、実例、または図例として役立つ」ことを意味しており、他の例示的な実施形態よりも好ましい、または有利であると必ずしも解釈すべきではない。詳細な説明は、例示的な実施形態の完全な理解を得ることを目的として具体的な詳細を含んでいる。例示的な実施形態は、これらの具体的詳細がなくても実践され得ることは明らかであろう。いくつかの例では、いくつかのデバイスは、ブロック図形式で示される。
【００２０】
本明細書で用いられる用語は、具体的な実施形態について説明することのみを目的とするものであり、本開示を限定することは意図されない。本明細書で使用する単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈がはっきりと別段に指示しない限り、複数形も含むものとする。本明細書で使用する「および/または」という用語は、関連する列挙される項目のうちの1つまたは複数の項目のあらゆる組合せを含む。さらに、本明細書で使用する「含む(comprises)」および/または「含んでいる(comprising)」という用語は、述べられた特徴、整数、ステップ、動作、要素、および/または構成要素の存在を明示するが、1つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および/またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことが理解されよう。「のうちの少なくとも1つ」などの表現は、要素の列挙に先行するとき、要素の列挙全体を変更するものであり、リストの個別の要素を変更しない。
【００２１】
電力をワイヤレスに伝達することは、物理的な電気導体を使用することなく、電場、磁場、電磁場などに関連する任意の形態のエネルギーを送信機から受信機に伝達することを指し得る(たとえば、電力は、自由空間を通して伝達され得る)。電力伝達を実現するために、ワイヤレス場(たとえば、磁場または電磁場)内に出力された電力は、「受信コイル」によって受信され、捕捉され、または結合され得る。したがって、「ワイヤレス」および「ワイヤレスに」という用語は、充電スタンドとリモートシステムとの間の電力伝達が、それらの間のコードタイプの電気導体を使用せずに達成されることを示すために使用される。
【００２２】
本明細書において、リモートシステムについて説明するために電気車両が使用され、その一例は、運動能力の一部として、充電可能なエネルギー蓄積デバイス(たとえば、再充電可能な電気化学セルまたは他のタイプのバッテリー)から導出された電力を含む車両である。非限定的な例として、いくつかの電気車両は、電気モータ以外に、直接運動のための、または車両のバッテリーを充電するための従来型内燃機関を含むハイブリッド電気車両であり得る。他の電気車両は、電力からすべての運動能力を引き出し得る。電気車両は、自動車に限定されず、オートバイ、カート、スクーターなどを含み得る。限定ではなく例として、リモートシステムは本明細書において、電気車両(EV)の形態で説明される。さらに、充電可能なエネルギー蓄積デバイスを使用して少なくとも部分的に電力供給され得る他のリモートシステム(たとえば、パーソナルコンピューティングデバイス、モバイルフォンなどの電子デバイス)も企図される。
【００２３】
図1は、本開示の例示的な実施形態による、電気車両112を充電するための例示的なワイヤレス電力伝達システム100の斜視図である。ワイヤレス電力伝達システム100は、電気車両112が基地ワイヤレス充電システム102aの近くに駐車している間に、電気車両112の充電を可能にする。2つの電気車両の充電空間が駐車エリアに示されている。各充電空間は、電気車両が充電空間に入って、基地ワイヤレス充電システム102aおよび102bなどの基地ワイヤレス充電システム上に駐車することができるように構成される。いくつかの実施形態では、ローカル分配センター130を電力バックボーン132に接続することができ、ローカル分配センター130は、交流(AC)または直流(DC)供給を、電力リンク110を介して、基地ワイヤレス充電システム102bに提供するように構成され得る。電力リンクは、電気ケーブル、コード、ワイヤ、または道程に沿って電力を移送するための他のデバイスであり得る。いくつかの実施形態では、電力バックボーン132は電力を、電力リンク110を介して1つの基地ワイヤレス充電システムに供給し、他の実施形態では、電力バックボーン132は電力を、電力リンク110を介して2つ以上の基地ワイヤレス充電システムに供給することができる。したがって、いくつかの実施形態では、電力リンク110は、基地ワイヤレス充電システム102bを越えて延び、電力を基地ワイヤレス充電システム102aなどの追加の基地ワイヤレス充電システムに与える。以下の説明は、基地ワイヤレス充電システム102aおよびその様々な構成要素に言及するが、説明は、基地ワイヤレス充電システム102bおよびワイヤレス電力伝達システム100内に含まれる任意の追加の基地ワイヤレス充電システムにも適用可能である。
【００２４】
様々な実施形態の基地ワイヤレス充電システム102aは、電力をワイヤレスに伝達または受信するための基地システム誘導コイル104aを含む。電気車両112が基地ワイヤレス充電システム102aの範囲内にあるとき、基地ワイヤレス誘導コイル104aと電気車両112内の電気車両誘導コイル116との間で電力が伝達され得る。いくつかの実施形態では、電力は基地ワイヤレス誘導コイル104aから電気車両誘導コイル116に送信され得る。次いで、電気車両誘導コイル116によって受信された電力は、電気車両112に電力を提供するために電気車両112内の1つまたは複数の構成要素に移送され得る。電気車両112内のそのような構成要素は、たとえば、バッテリーユニット118および電気車両ワイヤレス充電システム114を含む。
【００２５】
いくつかの例示的な実施形態では、基地システム誘導コイル104aによって生成される電磁場のターゲット領域内に電気車両誘導コイル116が位置するとき、電気車両誘導コイル116は、基地システム誘導コイル104aの範囲内にあると言われ、かつ基地システム誘導コイル104aから電力を受信することができる。ターゲット領域は、基地システム誘導コイル104aによって出力されたエネルギーが電気車両誘導コイル116によって捕捉され得る領域の少なくとも一部に対応する。場合によっては、ターゲット領域は、基地システム誘導コイル104aの「近距離場」に対応し得る。近距離場は、基地システム誘導コイル104aによって生成される電磁場の少なくとも一部である。近距離場は、基地システム誘導コイル104aから電力を放射しない、基地システム誘導コイル104a内の電流および電荷からもたらされる、強い反応場が存在する領域に対応することができる。場合によっては、近距離場は、基地システム誘導コイル104aの波長の約1/2πの範囲内の領域に対応することができる。さらに、以下でより詳細に説明する様々な実施形態では、電力は電気車両誘導コイル116から基地システム誘導コイル104aに伝達され得る。そのような実施形態では、近距離場は、電気車両誘導コイル116の波長の約1/2πの範囲内にある領域に対応することができる。
【００２６】
ローカル分配130は、通信バックホール134を介して外部ソース(たとえば、電力網)と、通信リンク108を介して基地ワイヤレス充電システム102aと通信するように構成され得る。
【００２７】
様々な実施形態では、電気車両誘導コイル116が基地システム誘導コイル104aの近距離場領域内に配置されるように電気車両誘導コイル116を位置合わせすることで、電力伝達効率を有利に改善または最大化することができる。いくつかの実施形態では、単純に運転手が電気車両112を基地システム誘導コイル104aに対して適切に位置合わせすることによって、電気車両誘導コイル116は、基地システム誘導コイル104aと位置合わせすることができ、したがって、近距離場領域内に配置することができる。他の実施形態では、ワイヤレス電力伝達のために電気車両112が適切に配置されたときを判断するために、運転手には、視覚的フィードバック、聴覚的フィードバック、またはそれらの組合せを与えることができる。また他の実施形態では、電気車両112は、オートパイロットシステムによって位置付けることができ、オートパイロットシステムは、位置合わせ誤差が許容値に達するまで、電気車両112を(たとえば、ジグザグ運動で)前後に移動させることができる。これは、電気車両112が、車両を調整するためのサーボハンドル、超音波センサ、およびインテリジェンスを備える場合、運転手が介入することなく、または運転手が最低限の介入しか行わずに、電気車両112によって自動的、自律的に実行することができる。さらに他の実施形態では、電気車両誘導コイル116、基地システム誘導コイル104a、またはそれらの組合せは、誘導コイル116、104aを互いに対して変位および移動させて、それらをより正確に方向合わせし、それらの間により効率的な結合を生じさせるための機能を有することができる。
【００２８】
基地ワイヤレス充電システム102aは、様々な場所に配置することができる。非限定的な例として、いくつかの適切な場所は、電気車両112の所有者の自宅の駐車エリア、ガソリンスタンドに倣った電気車両ワイヤレス充電用に確保された駐車エリア、ならびにショッピングセンターおよび職場など、他の場所の駐車場を含む。
【００２９】
ワイヤレスに電気車両を充電することで、数々の利点が提供される。たとえば、充電は、自動的に、実質的に運転手の介入および操作なしに実行することができ、それによって、ユーザの利便性を向上させる。露出した電気接点、および機械的摩耗をなくすこともでき、それによって、ワイヤレス電力伝達システム100の信頼性を高める。ケーブルおよびコネクタを用いる操作を回避することができ、戸外の環境において湿気および水分にさらされることがある、ケーブル、プラグ、またはソケットをなくすことができ、それによって、安全性を向上させる。見えるまたは接近できるソケット、ケーブル、およびプラグをなくすこともでき、それによって、電力充電デバイスへの潜在的な破壊行為を減らす。さらに、電力網を安定させるために、電気車両112を分散貯蔵デバイスとして使用することができるので、ビークルツーグリッド(V2G:Vehicle-to-Grid)動作のための車両の利用可能性を高めるために、ドッキングツーグリッド(docking-to-grid)ソリューションが使用されることがある。
【００３０】
図1に関して説明するワイヤレス電力伝達システム100は、美的で無害の利点も提供し得る。たとえば、車両および/または歩行者の妨害となることがある、充電カラムおよびケーブルをなくすことができる。
【００３１】
ビークルツーグリッド機能のさらなる説明として、ワイヤレス電力送信および受信機能は、基地ワイヤレス充電システム102aが電力を電気車両112に伝達し、たとえばエネルギー不足のときに電気車両112が電力を基地ワイヤレス充電システム102aに伝達するように、相互的になるように構成され得る。この機能は、過剰な需要または再生可能エネルギー生産(たとえば、風または太陽)の不足によって引き起こされたエネルギー不足のときに電気車両が分配システム全体に電力を寄与できるようにすることによって電力分配網を安定させるのに役立ち得る。
【００３２】
図2は、図1のワイヤレス電力伝達システム100の例示的な構成要素の概略図である。図2に示すように、ワイヤレス電力伝達システム200は、基地ワイヤレス電力充電システム202を含むことができ、基地ワイヤレス電力充電システム202は、インダクタンスL1を有する基地システム誘導コイル204を含む基地システム送信回路206を含む。ワイヤレス電力伝達システム200は、電気車両充電システムをさらに含み、電気車両充電システムは、インダクタンスL2を有する電気車両誘導コイル216を含む電気車両受信回路222を含む。本明細書で説明する実施形態は、一次構造(送信機)と二次構造(受信機)の両方が共通の共振周波数に合わせられている場合に、磁気または電磁気近距離場を介して一次構造から二次構造にエネルギーを効率的に結合することが可能な共振構造を形成するために、容量装荷ワイヤループ(たとえば、多巻きコイル)を使用することができる。いくつかのそのような実施形態では、電気車両誘導コイル216および基地システム誘導コイル204は各々、多巻きコイルを含むことができる。エネルギーを結合するために共振構造を使用することは、「磁気結合共振」、「電磁結合共振」、および/または「共振誘導」と呼ばれ得る。ワイヤレス電力伝達システム200の動作は、基地ワイヤレス電力充電システム202から電気車両112への電力伝達に基づいて説明されることになるが、これに限定されない。たとえば、上記で説明したように、電気車両112は、基地ワイヤレス充電システム102aに電力を伝達し得る。
【００３３】
図2を参照すると、電源208(たとえば、ACまたはDC)は、電気車両112にエネルギーを伝達するために電力PSDCを基地ワイヤレス電力充電システム202に供給する。基地ワイヤレス電力充電システム202は、基地充電システム電力変換器236を含む。基地充電システム電力変換器236は、標準的なメインAC電力から適切な電圧レベルのDC電力に電力を変換するように構成されたAC/DC変換器、およびDC電力をワイヤレス高電力伝達に適した動作周波数の電力に変換するように構成されたDC/低周波数(LF)変換器などの回路を含み得る。基地充電システム電力変換器236は、所望の周波数で電磁場を放出するために、直列構成または並列構成または両方の組合せによる反応性同調構成要素をからなり得る同調ネットワーク205および基地システム誘導コイル204を含む、基地システム送信回路206に電力P1を供給する。所望の周波数で共振するように構成された基地システム誘導コイル204との共振回路を形成するように、キャパシタが提供され得る。基地システム誘導コイル204は電力P1を受信し、電気車両112の充電または電気車両112への電力供給に十分なレベルの電力をワイヤレスに送信する。たとえば、基地システム誘導コイル204によってワイヤレスに提供される電力レベルは、およそ数キロワット(kW)(たとえば、1kWから110kWまでの間、またはこれよりも高いkWまたは低いkW)であり得る。
【００３４】
基地システム誘導コイル204を含む基地システム送信回路206および電気車両誘導コイル216を含む電気車両受信回路222は、実質的に同じ周波数に合わせられてよく、基地システム誘導コイル204および電気車両誘導コイル216のうちの1つによって送出された電磁場の近距離場内に位置付けられ得る。この場合、同調ネットワーク221および電気車両誘導コイル216を含む電気車両受信回路222に電力が伝達され得るように、基地システム誘導コイル204および電気車両誘導コイル216は、それらの間の電磁場を通して互いに結合され得る。所望の周波数で共振するように構成された電気車両誘導コイル216との共振回路を形成するように、同調ネットワーク221が提供され得る。コイル分離で生じる相互結合係数は、k(d)によって表される。等価抵抗Req,1およびReq,2は、誘導コイル204および216ならびにいくつかの実施形態では、それぞれ基地充電システム同調回路205および電気車両充電システム同調回路221において提供され得る逆リアクタンスキャパシタに固有であり得る損失を表す。電気車両誘導コイル216および同調ネットワーク221を含む電気車両受信回路222は、誘導コイル204と誘導コイル216との間の電磁場を介して基地ワイヤレス電力充電システム202から電力P2を受信する。次いで電気車両受信回路222は、電気車両112による電力の使用を可能にするために、電気車両充電システム214の電気車両電力変換器238に電力P2を提供する。
【００３５】
電気車両電力変換器238は、とりわけ、電気車両バッテリーユニット218の電圧レベルに整合する電圧レベルのDC電力に戻す形で動作周波数の電力を変換するように構成されたLF/DC変換器を含み得る。電気車両電力変換器238は、電気車両バッテリーユニット218を充電するために、変換された電力PLDCを提供することができる。電源208、基地充電システム電力変換器236、および基地システム誘導コイル204は、静止し、上述した様々な場所に位置してよい。バッテリーユニット218、電気車両電力変換器238、および電気車両誘導コイル216は、電気車両112の一部またはバッテリーパック(図示せず)の一部として含まれるか、または形成される電気車両充電システム214中に含まれ得る。電気車両充電システム214はまた、電力網に電力を戻すために、電気車両誘導コイル216を通して基地ワイヤレス電力充電システム202にワイヤレスに電力を提供するように構成され得る。電気車両誘導コイル216および基地システム誘導コイル204の各々は、動作モードに基づいて送信誘導コイルまたは受信誘導コイルとしての働きをすることができる。
【００３６】
図示されていないが、ワイヤレス電力伝達システム200は、電気車両バッテリーユニット218または電源208をワイヤレス電力伝達システム200から安全に切断する負荷切断ユニット(LDU)を含み得る。たとえば、緊急事態またはシステム障害の場合、LDUは、ワイヤレス電力伝達システム200から負荷を切断するようにトリガされ得る。LDUは、バッテリーへの充電を管理するためのバッテリー管理システムに加えて提供されてよく、またはバッテリー管理システムの一部であってもよい。
【００３７】
さらに、電気車両充電システム214は、電気車両誘導コイル216を電気車両電力変換器238との間で選択的に接続および切断するための切替回路(図示せず)を含むことができる。電気車両誘導コイル216を切断することで、充電を中止することができ、(送信機としての働きをする)基地ワイヤレス充電システム202によって「見られる」ように「負荷」を調整することもでき、これを利用して、(受信機としての働きをする)電気車両充電システム214を基地ワイヤレス充電システム202から分離することができる。送信機が負荷感知回路を含む場合、負荷変動が検出され得る。したがって、基地ワイヤレス充電システム202などの送信機は、電気車両充電システム214などの受信機が基地システム誘導コイル204の近距離場に存在するときを判断するための機構を有し得る。
【００３８】
上記で説明したように、動作中、車両またはバッテリーへのエネルギー伝達を仮定すると、基地システム誘導コイル204がエネルギー伝達を提供するための場を生成するように、電源208から入力電力が提供される。電気車両誘導コイル216は放射場に結合し、電気車両112による貯蔵または消費のために出力電力を生成する。上記のように、いくつかの実施形態では、電気車両誘導コイル216の共振周波数および基地システム誘導コイル204の共振周波数が非常に近くなるか、または実質的に同じになるように相互共振関係に従って、基地システム誘導コイル204および電気車両誘導コイル216は構成される。電気車両誘導コイル216が基地システム誘導コイル204の近距離場に位置するとき、基地ワイヤレス電力充電システム202と電気車両充電システム214との間の送電損失は最小である。
【００３９】
上述のように、効率的なエネルギー伝達は、電磁波内のエネルギーの大部分を近距離場を越えて伝播するのではなく、送信誘導コイルの近距離場内のエネルギーの大部分を受信誘導コイルに結合することによって生じる。この近距離場にあるとき、送信誘導コイルと受信誘導コイルとの間に結合モードが確立され得る。この近距離場結合が発生し得る誘導コイルの周りのエリアを、本明細書では近距離場結合モード領域と呼ぶ。
【００４０】
図示されていないが、基地充電システム電力変換器236および電気車両電力変換器238はいずれも、発振器、電力増幅器などのドライバ回路、フィルタ、およびワイヤレス電力誘導コイルと効率的に結合するための整合回路を含み得る。発振器は、調整信号に応答して調整され得る所望の周波数を生成するように構成され得る。発振器信号は、電力増幅器によって、制御信号に応答する増幅量で増幅され得る。フィルタおよび整合回路は、高調波または他の不要な周波数をフィルタ除去し、電力変換モジュールのインピーダンスをワイヤレス電力誘導コイルに整合させるために含まれ得る。電力変換器236および238はまた、バッテリーを充電するために、または負荷に電力を供給するために適切な電力出力を生成するための整流器および切替回路を含み得る。
【００４１】
開示する実施形態を通じて説明する電気車両誘導コイル216および基地システム誘導コイル204は、「ループ」アンテナ、より具体的には、多巻きループアンテナと呼ばれるか、またはそのようなものとして構成され得る。誘導コイル204および216はまた、本明細書において「磁気」アンテナと呼ばれるか、またはそのようなものとして構成され得る。「コイル」という用語は、別の「コイル」に結合するためのエネルギーをワイヤレスに出力または受信することができる構成要素を指すことが意図される。コイルは、電力をワイヤレスに出力または受信するように構成されるタイプの「アンテナ」と呼ぶこともできる。本明細書で使用する場合、コイル204および216は、電力をワイヤレスに出力、ワイヤレスに受信、および/またはワイヤレスに中継するように構成されるタイプの「電力伝達構成要素」の例である。ループ(たとえば、多巻きループ)アンテナは、空芯、またはフェライトコアなどの物理的コアを含むように構成され得る。空芯ループアンテナにより、コアエリア内に他の構成要素を配置することが可能になり得る。強磁性材料またはフェリ磁性材料を含む物理的コアアンテナにより、より強い電磁場の生成および結合の改善が可能になり得る。トランスフォーマコアとは異なり、IPTコイルの物理的コアは必ずしも、コイルの中心を通過するとは限らず、コアは、関連コイルに極めて近接して位置付けられるにすぎないことがある。
【００４２】
上述のように、送信機と受信機との間のエネルギーの効率的な伝達は、送信機と受信機との間に整合した共振またはほぼ整合した共振が生じている間に行われる。しかしながら、送信機と受信機との間の共振が整合しないときでも、効率を下げてエネルギーを伝達することができる。エネルギーの伝達は、送信誘導コイルからのエネルギーを自由空間に伝播するのではなく、送信誘導コイルの近距離場からのエネルギーを、この近距離場が確立された領域内(たとえば、共振周波数の所定の周波数範囲内または近距離場領域の所定の距離内)に存在する受信誘導コイルに結合することによって生じる。
【００４３】
共振周波数は、上述した誘導コイル(たとえば、基地システム誘導コイル204)を含む送信回路のインダクタンスおよびキャパシタンスに基づき得る。図2に示すように、インダクタンスは概して、誘導コイルのインダクタンスであってよく、一方でキャパシタンスは、所望の共振周波数で共振構造を形成するために誘導コイルに追加され得る。非限定的な例として、キャパシタ(図示せず)が、電磁場を生成するように構成された共振回路(たとえば、基地システム送信回路206)を形成するために誘導コイル(たとえば、誘導コイル204)と直列に追加され得る。したがって、より大きい直径の誘導コイルでは、共振を含めるためのキャパシタンスの値は、コイルの直径またはインダクタンスが増加するにつれて減少してよい。インダクタンスはまた、誘導コイルの巻数に左右され得る。さらに、誘導コイルの直径が増加するにつれて、近距離場の効率的なエネルギー伝達面積が増加してよい。他の共振回路も考えられる。別の非限定的な例として、誘導コイル(たとえば、並列共振回路)の2つの端子間に並列にキャパシタを配置してよい。さらに、誘導コイルは、誘導コイルの共振を改善するための高品質(Q)係数を有するように設計され得る。
【００４４】
上述のように、いくつかの実施形態によれば、互いの近距離場における2つの誘導コイルの間の電力結合が開示されている。上述のように、近距離場は、電磁場が存在する誘導コイルの周りの領域に対応し得るが、誘導コイルから伝播または放射することはない場合がある。近距離場結合モード領域は、通常は波長のごく一部の中にある、誘導コイルの物理容積に近い容積に対応し得る。いくつかの実施形態によれば、1回巻きまたは多巻きループアンテナなどの電磁誘導コイルは、送信と受信の両方に使用され、その理由は、実際の実施形態における磁気近距離場振幅は、電気タイプアンテナ(たとえば、小さいダイポール)の電気近距離場と比較して、磁気タイプコイルの場合に高い傾向があることにある。これにより、ペア間の潜在的により高い結合が可能になる。さらに、「電気」アンテナ(たとえば、ダイポールおよびモノポール)または磁気アンテナと電気アンテナとの組合せが使用され得る。
【００４５】
図3は、図1のワイヤレス電力伝達システム300の例示的なコア構成要素および補助構成要素を示す機能ブロック図である。ワイヤレス電力伝達システム300は、通信リンク376、案内リンク366、ならびに基地システム誘導コイル304および電気車両誘導コイル316のための位置合わせシステム352、354を示している。電気車両112への例示的なエネルギーフローを示して、図2に関して上述したように、図3は基地充電システム電力インターフェース354を示しており、基地充電システム電力インターフェース354はまた、ACまたはDC電源126などの電源からの電力を充電システム電力変換器336に提供するように構成され得る。基地充電システム電力変換器336は、基地充電システム電力インターフェース354からACまたはDC電力を受信して、基地システム誘導コイル304をその共振周波数においてまたはその共振周波数近くで励磁することができる。電気車両誘導コイル316は、近距離場結合モード領域にあるとき、近距離場結合モード領域からエネルギーを受信して、共振周波数においてまたは共振周波数近くで発振することができる。電気車両電力変換器338は、電気車両誘導コイル316からの発振信号を、電気車両電力インターフェースを介してバッテリーに充電するのに適した電力信号に変換する。
【００４６】
基地ワイヤレス充電システム302は基地充電システムコントローラ342を含み、電気車両充電システム314は電気車両コントローラ344を含む。基地充電システムコントローラ342は、たとえば、コンピュータ、および電力分配センター、またはスマート電力網などの他のシステム(図示せず)への基地充電システム通信インターフェース162を含むことができる。電気車両コントローラ344は、たとえば、車両搭載コンピュータ、他のバッテリー充電コントローラ、車両内の他の電子システム、およびリモート電子システムなどの他のシステム(図示せず)への電気車両通信インターフェースを含み得る。
【００４７】
基地充電システムコントローラ342および電気車両コントローラ344は、別個の通信チャネルを有する特定のアプリケーションのためのサブシステムまたはモジュールを含み得る。これらの通信チャネルは、別個の物理チャネルまたは別個の論理チャネルであり得る。非限定的な例として、基地充電位置合わせシステム352は、自律的に、またはオペレータの支援により、基地システム誘導コイル304と電気車両誘導コイル316とをよりしっかりと位置合わせするためのフィードバック機構を提供する通信リンク376を介して、電気車両位置合わせシステム354と通信することができる。同様に、基地充電案内システム362は基地システム誘導コイル304と電気車両誘導コイル316とを位置合わせする際にオペレータを案内するためのフィードバック機構を提供する案内リンクを介して、電気車両案内システム364と通信することができる。さらに、基地ワイヤレス電力充電システム302と電気車両充電システム314との間で他の情報を通信するための基地充電通信システム372および電気車両通信システム374によってサポートされる別個の汎用通信リンク(たとえば、チャネル)があり得る。この情報は、基地ワイヤレス電力充電システム302と電気車両充電システム314の両方の電気車両特性、バッテリー特性、充電ステータス、および電力容量に関する情報、ならびに電気車両112に関する保守および診断データを含み得る。これらの通信チャネルは、たとえば、ブルートゥース、zigbee、セルラーなどの別個の物理通信チャネルであり得る。
【００４８】
電気車両コントローラ344は、電気車両主バッテリーの充電および放電を管理するように構成されたバッテリー管理システム(BMS)(図示せず)、マイクロ波または超音波レーダー原理に基づく駐車支援システム、半自動式駐車動作を実行するように構成されたブレーキシステム、駐車の正確性を高め、ひいては基地ワイヤレス充電システム102aおよび電気車両充電システム114のうちのいずれかにおける機械的水平誘導コイルの位置合わせの必要性を低減し得る、概ね自動化された駐車「park by wire」を支援するように構成されたハンドルサーボシステム(steering wheel servo system)も含むことができる。さらに、電気車両コントローラ344は、電気車両112の電子機器と通信するように構成され得る。たとえば、電気車両コントローラ344は、視覚的出力デバイス(たとえば、ダッシュボードディスプレイ)、音響/オーディオ出力デバイス(たとえば、ブザー、スピーカー)、機械的入力デバイス(たとえば、キーボード、タッチスクリーン、ポインティングデバイス、たとえば、ジョイスティック、トラックボールなど)、およびオーディオ入力デバイス(たとえば、電子音声認識によるマイクロフォン)と通信するように構成され得る。
【００４９】
さらに、ワイヤレス電力伝達システム300は、検出およびセンサシステムを含み得る。たとえば、ワイヤレス電力伝達システム300は、運転手または車両を充電場所に適切に案内するためのシステムとともに使用するセンサ、必要な分離/結合により誘導コイルを相互に位置合わせするためのセンサ、結合を達成するために特定の高さおよび/または位置に電気車両誘導コイル316が移動するのを妨げ得るオブジェクトを検出するように構成されたセンサ、ならびにシステムの信頼できる無害かつ安全な動作を実行するためのシステムとともに使用する安全センサを含み得る。たとえば、安全センサは、安全区域を越えてワイヤレス電力誘導コイル104a、116に近づいてくる動物または子供の存在の検出、加熱され得る(誘導加熱)基地システム誘導コイル304に近い金属オブジェクトの検出、基地システム誘導コイル304上の白熱オブジェクトなどの危険な事象の検出、ならびに基地ワイヤレス電力充電システム302および電気車両充電システム314の構成要素の温度監視のためのセンサを含み得る。
【００５０】
ワイヤレス電力伝達システム300はまた、有線接続を介したプラグイン充電をサポートすることができる。電気車両112との間で電力を伝達する前に、有線充電ポートが、2つの異なる充電器の出力を一体化し得る。切替回路は、ワイヤレス充電と有線充電ポートを介した充電の両方をサポートする機能を提供し得る。
【００５１】
基地ワイヤレス充電システム302と電気車両充電システム314との間で通信するために、ワイヤレス電力伝達システム300は、帯域内シグナリングまたはRFデータモデム(たとえば、許可されていない帯域での無線によるイーサネット(登録商標))のいずれかあるいは両方を用いることができる。帯域外通信は、車両の使用車/所有者への付加価値サービスの提供に十分な帯域幅を提供し得る。ワイヤレス電力キャリアの低深度振幅または位相変調は、干渉を最小限に抑えた帯域内シグナリングシステムとしての働きをし得る。
【００５２】
いくつかの実施形態では、通信は、特定の通信アンテナを使用せずにワイヤレス電力リンクを介して実行され得る。たとえば、ワイヤレス電力誘導コイル304および316はまた、ワイヤレス通信送信機および/または受信機としての働きをするように構成され得る。したがって、基地ワイヤレス電力充電システム302のいくつかの実施形態は、ワイヤレス電力経路におけるキーイングタイププロトコルを可能にするためのコントローラ(図示せず)を含むことができる。例示として、所定のプロトコルによる所定の間隔での送信電力レベルのキーイング(振幅シフトキーイング)は、受信機が送信機からのシリアル通信を検出し得る機構を提供することができる。基地充電システム電力変換器336は、基地システム誘導コイル304によって生成された近距離場の近傍における作動中の電子車両受信機の有無を検出するための負荷感知回路(図示せず)を含むことができる。例として、負荷感知回路は、基地システム誘導コイル104aによって生成された近距離場の近傍における作動中の受信機の有無によって影響を及ぼされるドライバまたは電力増幅器に流れる電流を監視する。電力増幅器上の負荷に対する変化の検出は、エネルギーを伝送するために発振器を有効にすべきかどうか、作動中の受信機と通信すべきかどうか、またはそれらの組合せを決定する際に使用するために基地充電システムコントローラ342によって監視され得る。
【００５３】
ワイヤレス高電力伝達を可能にするために、いくつかの実施形態は、10〜60kHzの範囲内の周波数で電力を伝達するように構成され得る。この低周波数結合は、固体デバイスを使用して達成され得る高効率な電力変換を可能にし得る。加えて、無線システムによる共存問題が他の帯域と比べて少なくなり得る。
【００５４】
説明したワイヤレス電力伝達システム100は、再充電可能または交換可能なバッテリーを含む様々な電気車両112で使用され得る。図4は、例示的な実施形態による、電気車両412に配置された交換可能非接触バッテリー422を示す機能図である。本実施形態では、ワイヤレス電力インターフェース(たとえば、充電器/バッテリーコードレスインターフェース426)を組み込むように構成され、地中に埋め込まれた充電器(図示せず)から電力を受信するように構成され得る電気車両バッテリーユニットにとって、低バッテリー位置は有益であり得る。図4において、電気車両バッテリーユニットは、再充電可能バッテリーユニットであってよく、バッテリーコンパートメント424に収容されてよい。電気車両バッテリーユニットはワイヤレス電力インターフェース426も提供し、ワイヤレス電力インターフェース426は、共振誘導コイル、電力変換回路、ならびに地上ベースワイヤレス充電ユニットと電気車両バッテリーユニットとの間の効率的かつ安全なワイヤレスエネルギー伝達のための他の制御および通信機能を含む電気車両ワイヤレス電力サブシステム全体を組み込み得る。
【００５５】
電気車両誘導コイルは、突き出た部分がないように、かつ/または地上/車体の指定間隔が維持され得るように、電気車両バッテリーユニットまたは車体の下側と面一に組み込まれるのが有益であり得る。この構成は、電気車両ワイヤレス電力サブシステム専用の電気車両バッテリーユニット内の何らかの余地を必要とし得る。電気車両バッテリーユニット422はまた、バッテリー/EVコードレスインターフェース428、および非接触電力および電気車両412と図1に示す基地ワイヤレス充電システム102aとの間の通信を提供するように構成された充電器/バッテリーコードレスインターフェース426を含むことができる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、図1を参照すると、基地システム誘導コイル104aおよび電気車両誘導コイル116は固定位置にあってよく、これらの誘導コイルは、基地ワイヤレス充電システム102aに対する電気車両誘導コイル116の全体的配置によって近距離場結合領域内に置かれる。しかしながら、エネルギー伝達を迅速、効率的かつ安全に実行するために、基地システム誘導コイル104aと電気車両誘導コイル116との間の距離は、結合を改善するために短縮され得る。したがって、いくつかの実施形態では、基地システム誘導コイル104aおよび/または電気車両誘導コイル116は、それらの位置合わせを改善するように配置可能かつ/または移動可能であり得る。
【００５７】
図5A、図5B、図5C、および図5Dは、例示的な実施形態による、バッテリーに対する誘導コイルおよびフェライト材料の配置に関する例示的な構成の垂直断面図である。これらの構成の追加の変更および改良について、以下で説明する。
【００５８】
図5Aは、例示的なフェライト埋込み型誘導コイル536aの断面図を示している。ワイヤレス電力誘導コイルは、フェライト材料538aおよびフェライト材料538aの辺りに巻かれたコイル536aを含むことができる。コイル536a自体は、標準的なリッツワイヤから作られ得る。導電性シールド532aは、車両の同乗者を過剰なEMFトランスミッションから保護するために提供される。導電性シールディングは、プラスチックまたは複合物から作られた車両では特に有益であり得る。
【００５９】
図5Bは、結合を高めるための、また導電性シールド532bにおける渦電流(熱放散)を減らすための最適に寸法決定されたフェライトプレート538b(たとえば、フェライトバッキング)を示している。コイル536bは、非導電性の非磁性(たとえば、プラスチック)材料に完全に埋め込まれ得る。たとえば、図5A〜図5Dに示すように、コイル536bは、保護筐体534bに埋め込まれ得る。磁気結合とフェライトヒステリシス損との間のトレードオフの結果として、コイル536bとフェライト材料538bとの間に分離があり得る。
【００６０】
図5Cは、コイル536c(たとえば、銅リッツワイヤ多巻きコイル)が横(「X」)方向で移動可能であり得る別の実施形態を示している。リッツワイヤは、高周波数交流で使用されるために提供され得る。リッツワイヤは、各々が個別に絶縁され、次いでねじられるかまたはまとめあげられた多くの薄いワイヤストランドを含む絶縁被覆を含む。複数のストランドは、電流が通り得る多くのコアを有することによって高周波数で生じ得る表皮効果をなくす。しかしながら、リッツワイヤは、本明細書で説明するいくつかの実施形態に関して使用され得る1つのタイプの導電性フィラメントにすぎず、例として与えられていることを諒解されたい。一実施形態では、ストランドの束の周りに外部シルクまたはナイロン被覆絶縁材を有するリッツワイヤが使用される。リッツワイヤを組む(wick into)際にエポキシを支える2層のナイロンが使用され得る。使用されるブレードは、ワイヤの柔軟性を低減しないように、またケーブルに過度の厚さを加えないように、十分に細いものであり得る。当初の被覆の目的は、ストランドを絶縁状態にして、ストランドが単一の導電性ワイヤとして協働するのを可能にすることである。リッツワイヤは、特に衝撃を受ける状況で使用されるときにもろく、破損しやすいものであり得るストランドを有する。個別のストランドは、エナメルまたはポリウレタンなどの絶縁層で覆われ得る。
【００６１】
図5Dは、誘導コイルモジュールが下方向に配置される別の実施形態を示している。いくつかの実施形態では、バッテリーユニットは、ワイヤレス電力インターフェースの一部として、配置可能な電気車両誘導コイルモジュール542dおよび配置不可能な電気車両誘導コイルモジュール542dのうちの1つを含む。電磁場がバッテリー空間530dに、また車両の内部に浸透するのを防ぐために、バッテリー空間530dと車両との間に導電性シールド532d(たとえば、銅板)があり得る。さらに、導電性シールド532d、コイル536d、およびフェライト材料538dを環境の衝撃(たとえば、機械的損傷、酸化など)から保護するために、非導電性(たとえば、プラスチック)保護層534dが使用され得る。さらに、コイル536dは、横X方向および/またはY方向で移動可能であり得る。図5Dは、電気車両誘導コイルモジュール542dがバッテリーユニット本体に対して下方Z方向に配置された一実施形態を示している。
【００６２】
この配置可能な電気車両誘導コイルモジュール542dの設計は、電気車両誘導コイルモジュール542dに導電性シールディングがないことを除いて、図5Bの設計と同様である。導電性シールド532dは、バッテリーユニット本体に付帯している。電気車両誘導コイルモジュール542dが配置状態にないときに、保護層534d(たとえば、プラスチック層)は、導電性シールド532dと電気車両誘導コイルモジュール542dとの間に提供される。電気車両誘導コイルモジュール542dをバッテリーユニット本体から物理的に分離することで、誘導コイルのパフォーマンスに好ましい影響が生じ得る。
【００６３】
上述したように、配置された電気車両誘導コイルモジュール542dは、コイル536d(たとえば、リッツワイヤ)およびフェライト材料538dのみを含むことがある。フェライトバッキングは、結合を高めるために、また車体の底面または導電性シールド532dにおける過剰な渦電流損から保護するために提供され得る。さらに、電気車両誘導コイルモジュール542dは、電力変換電子機器およびセンサ電子機器への柔軟なワイヤ接続を含み得る。このワイヤ束は、電気車両誘導コイルモジュール542dを配置するための機械ギアに組み込まれ得る。
【００６４】
図6は、本開示の例示的な実施形態による、ワイヤレス電力伝達デバイス600の概略図である。ワイヤレス電力伝達デバイス600は、たとえば、電磁透過性部材から形成された物理的コア602の上に位置付けられた誘導コイル601を含む。図6に示す実施形態では、ワイヤレス電力伝達デバイス600は、2つの誘導コイル601aおよび601bを含み、物理的コア602は、間に空隙を有する形で互いに実質的に平行に配置された6つの棒604a〜fを含む。電流がコイルを通過するとき、コイル間の磁束アークの線が平行棒を通過して、コイルの上に高磁束密度の「磁束パイプ」を生成する。
【００６５】
いくつかの実施形態では、物理的コアはフェライトから作られる。フェライトは、その高電磁透過性および低電気伝導率から、誘導コイルに通常使用される。しかしながら、本開示の他の実施形態では他の材料が使用され得る。以下の説明では、フェライトコアの特性のほか、たとえばフェライトコアを含む本開示の実施形態について、例として論じる。これらの特性は、ワイヤレス電力伝達デバイスの物理的コアでの使用に適した他の材料の特性である場合もあり、実施形態はそのような他の材料を含む場合もあることが理解されよう。たとえば、アモルファス金属合金または鍛シリコン鋼(tempered silicon steel)がある。
【００６６】
物理的コア602は通常、誘導コイル601によってカバーされるエリアよりも広くて長い。これにより、誘導コイル601のフェライト面上の電磁場がフェライトコアに制限されるようになる。
【００６７】
実際には、単一のフェライトから構築された図6に示すフェライトの棒604a〜fは、フェライト材料の製造の制約および費用のために、現実的ではない。これらの制約および費用のために、フェライトは通常、様々な標準サイズのフェライト棒および標準E字形コアに限定される。ワイヤレス電力伝達デバイスの所望のサイズが標準的な利用可能サイズと異なる場合、フェライトの同質の集合体からなるコアは、注文により作らなければならず、費用がかかる。
【００６８】
図6に示すように、一実施形態において、各長棒604a〜fを構築するために、複数の短いフェライト棒603がエンドツーエンドで接する。
【００６９】
一実施形態において、物理的コアは、それ自体がエンドツーエンドで接する複数のより小さい棒を含む単一のフェライト棒を含む。必要とされる物理的コアの寸法に応じて、様々なサイズ(利用可能な標準サイズを含む)のフェライト棒が、エンドツーエンドではなく、いくつかの実施形態では並んで置かれ得る。
【００７０】
フェライトは透磁性が空気よりもはるかに高いので、電磁場は、空気またはより高いリラクタンスを有する任意の他の近くの材料を通過するのではなく、フェライトの低リラクタンス経路を通過するように集中することになる。この特性は、単一のフェライト厚板が、電力伝達の大きい損失なしに、図6に示すようにフェライト材料の一連の離間された平行棒に置き換えられ得ることを意味する。図6は、たとえば、6つの平行フェライト棒604a〜fを含む物理的コアまたはバッキング602を示している。棒の間の間隔は通常、隣接する誘導コイル601によって生成された電磁場または任意の他の近くの電磁場がフェライト棒604a〜f内をほとんど通過するように最適化されることになる。棒604a〜fがより広く離間されると、棒と直接的に位置合わせされない場のリラクタンス経路は増大することが諒解されよう。通常、棒604a〜fは誘導コイルの縦全体または横全体にわたって延びる。棒の数および棒の間の間隔は、所与の誘導コイルに関するインダクタンスの特定の好ましい値を実現するように選択され得る。この理由は、棒に隣接する誘導コイルのインダクタンスは、フェライトバッキングの材料、近接度および構成の変化に伴って変動することにある。
【００７１】
図6に示すフェライト棒604a〜fなど複数の別個の標準サイズのフェライトから構築されたフェライト構造で生じ得る1つの特定の問題は、標準サイズのフェライトの特定の透過性に対する構造の電磁透過性の変化が、隣接する誘導コイルのインダクタンスに大きい影響を及ぼし得ることである。透過性の変動は、製造上の公差を含む様々な要素によって引き起こされ得るが、透過性の変動をもたらす1つの主要な要因は、隣接するフェライト間の結合である。したがって、フェライト材料の接する面の間の空隙または混入物の存在は、送信コイルまたは受信コイルの同調に大きく影響し、結果として、送信誘導コイルと受信誘導コイルとの間の不十分な結合により、非効率的エネルギー伝達が生じ得る。この理由は、電磁場が流れるパイプのようにフェライトが働き、透過性の低下がパイプの制限、ひいては、パイプを流れ得る電磁場の強度の低下に相当することにある。
【００７２】
隣接するフェライト棒603がエンドツーエンドで位置付けられて棒604を形成するとき、または一緒に位置付けられて網を形成するときに、隣接するフェライト棒603の間の空隙を減らすために、いくつかの実施形態では、短いフェライト棒の列に沿って縦方向圧力が加えられ得る。この圧力により、フェライト棒の間のしっかりした結合が保証され、結果として、単一のフェライトからフェライトが形成された場合と実質的に同じ透過性がもたらされる。
【００７３】
図7は、フェライトコアまたはバッキングを形成するフェライト棒900の一連の平行列を示している。バッキングはワイヤレス電力伝達デバイスケーシング902内に格納されている。フェライト棒900は、最初に互いに隣接して位置付けられ、次いで弾性バネ部材903によって加えられた縦方向圧力によって一緒に押される。図示の実施形態では、弾性バネ部材903はケーシング902の壁904および最外フェライト棒905の端部を押す。弾性バネ部材903によって最外フェライト棒905とケーシング902の壁904との間で加えられた圧迫は、個別のフェライト棒900の間の空隙を最小化する。
【００７４】
説明したように一連のフェライト棒に縦方向圧力が加えられたとき、棒は、特に平坦面に置かれていない場合には所定の位置から飛び出ることがある。これは、いくつかのブロックを反対向きに一列に配置し、ブロックの列の最外端部を内向きに押すことに類似する。圧力が増すにつれて、ブロックの不規則性により、ブロックの列が曲がり、所定の位置から飛び出ることになる。さらに、非永久磁石構造で使用され得るフェライトのタイプは「ソフトフェライト」と呼ばれ得る。「ソフトフェライト」は、その物理的属性ではなく材料の保磁力を指す。ソフトフェライトは、たいていの他のセラミックスと同様に、硬くてもろい。したがって、フェライトは、不均一または過剰な圧力が加えられた場合には剪断され(shear)やすい。
【００７５】
この問題に対処するために、本開示のいくつかの実施形態は、たとえば、棒が所定の位置にあり、圧迫がバネ部材903によって加えられると、ケーシングが、樹脂901などの保持化合物で少なくとも部分的に充填され、固定可能になる方法を含む。保持化合物が固定すると、バネ部材903は除去され得る。保持化合物のために、フェライト棒900の間でしっかりした結合が維持される。ケーシング902はまた、誘導コイル(図示せず)を含むIPTシステムの他の構成要素を格納することができる。したがって、保持化合物901は、隣接するフェライト棒の相対的な間隔および隣接するフェライト棒の間の圧力、ならびに関連誘導コイルの間隔および方位を保持する。
【００７６】
いくつかの実施形態では、フェライト棒900に対して弾性バネ部材903により圧力を加えると、フェライト棒900は、弾性バネ部材903が除去されても加えられた圧力を維持するために、接着剤または他の粘着剤により接合され得る。
【００７７】
いくつかの実施形態では、フェライトの列の一方の端部に弾性バネ部材903が位置付けられてよく、フェライト棒900の列の他方の端部は、弾性バネ部材903が押す方向にあるケーシング902の反対側を押すことができる。代替として、ケーシング902の壁は、弾性バネ部材がフェライト棒900に対し内向きの力を与えることが可能な好都合な固定表面を提供するが、他の実施形態では、弾性バネ部材またはフェライト棒900の列の一方の端部はケーシング902中の任意の他の固定構造物を押し得る。
【００７８】
図7の実施形態では、各弾性バネ部材903は螺旋バネ管(spiral spring tube)として示されている。管がそれ自体を中心に中に回転されるとき、その直径は縮小され、解放されると管は広がり、その直径は拡大し、その周辺に外向きの圧力を加える。巻かれた管をフェライトの列の各端部に置き、フェライトの列の端部とフェライトが入れられているケーシング部分の両方に接するように管が広がるのを許容することによって、縦方向の力がフェライトの列の縦に沿って加えられる。管は、自由にそれを圧迫し、引っ張るだけで解放され得る。ただし、殻とフェライトの列の端部との間に圧力を加えるのに使用され得る任意の数の弾性バネが容易に利用可能であることが諒解されよう。
【００７９】
本開示のいくつかの実施形態では、弾性バネ部材は、ワイヤレス電力伝達デバイスにおける所定の場所に残される。これは、所定の位置にフェライト棒を保持するために樹脂を使用することの代替または追加と考えられ得る。そのような実施形態では、弾性バネ部材は、別のワイヤレス電力伝達デバイスによる電力伝達に干渉するのを回避するために、磁気/電気絶縁材料から形成され得る。
【００８０】
いくつかの実施形態では、フェライトは樹脂、エポキシなどによって一緒に保持される。そのような実施形態では、フェライトを互いに所定の位置に保持するのに十分なほどに樹脂が固定すると、バネ部材903は除去され得る。
【００８１】
そのような実施形態では、バネ部材903によってフェライト棒900の列に加えられる力は、隣接するフェライト間のある度合いの磁気結合を確立するように、かつ/または隣接するフェライト間に樹脂などが進入するのを防ぐように設定され得る。
【００８２】
図8は、誘導コイルに対して横方向に列をなして配置されたフェライト材料によるフェライトコアの概略図である。図9は、誘導コイルに対して縦方向に配置されたフェライト材料によるフェライトコアの概略図である。図10は、誘導コイルに対して放射状に配置されたフェライト材料によるフェライトコアの概略図である。図8、図9および図10の各々では、矢印は、フェライト材料の列の端部に加えられた圧力(力)を示している。いくつかの実施形態では、図7に示すものと同様のバネ部材によって圧力が加えられる。いくつかの実施形態では、樹脂、エポキシまたは他の同様の粘着型材料によって圧力が加えられる。いくつかの実施形態では、フェライトコアを囲んでいる筐体によって圧力が加えられる。
【００８３】
上記の方法の様々な動作は、様々なハードウェアおよび/またはソフトウェア構成要素、回路および/またはモジュールなどの、動作を実行することができる任意の適切な手段によって実行することができる。概して、図に示された任意の動作は、動作を実行することができる対応する機能的手段によって実行される可能性がある。
【００８４】
多種多様な技術および技法のうちのいずれかを使用して情報および信号を表すことができる。たとえば、上の記述全体を通して参照する場合のあるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、電磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはこれらの任意の組合せによって表すことができる。
【００８５】
本明細書で開示する実施形態に関して説明する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組合せとして実装され得る。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、概してそれらの機能に関して上記で説明されている。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。説明した機能は、特定の適用例ごとに様々な方法で実施することができるが、そのような実施の決定は、本開示の実施形態の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈すべきではない。
【００８６】
本明細書で開示する実施形態に関して説明する様々な例示的なブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または、本明細書で説明する機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せで、実装または実行されてよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサとの組合せ、DSPコアと連携する複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装され得る。
【００８７】
本明細書で開示する実施形態に関して説明する方法またはアルゴリズムおよび機能のステップは、直接ハードウェアで具現化されても、またはプロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで具現化されても、またはその2つの組合せで具現化されてもよい。ソフトウェアで実施される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとして、有形な非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶すること、または有形な非一時的コンピュータ可読媒体を介して送信することができる。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ(ROM)、電気的にプログラム可能なROM(EPROM)、電気的に消去可能およびプログラム可能なROM(EEPROM)、レジスタ、ハードディスク、着脱可能ディスク、CD ROM、または当技術分野で知られた他の任意の形態の記憶媒体内に存在することができる。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサと一体であり得る。本明細書で使用する場合、ディスク(diskおよびdisc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク、およびブルーレイディスクを含み、ディスク(disk)は、通常、磁気的にデータを再生し、ディスク(disc)は、レーザで光学的にデータを再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。プロセッサおよび記憶媒体は、ASIC内に存在することができる。ASICは、ユーザ端末内に存在することができる。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内の個別構成要素として存在することができる。
【００８８】
多種多様な技術および技法のうちのいずれかを使用して情報および信号を表すことができる。たとえば、上の記述全体を通して参照する場合のあるデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場もしくは磁性粒子、光場もしくは光学粒子、またはこれらの任意の組合せによって表すことができる。
【００８９】
本明細書で開示する実施形態に関して説明する様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組合せとして実装され得る。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明確に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、概してそれらの機能に関して上記で説明されている。そのような機能をハードウェアとして実装するか、ソフトウェアとして実装するかは、特定の適用例および全体的なシステムに課される設計制約に依存する。説明した機能は、特定の適用例ごとに様々な方法で実施することができるが、そのような実施の決定は、本明細書で説明した実施形態の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈すべきではない。
【００９０】
本明細書で開示する実施形態に関して説明する様々な例示的なブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ(DSP)、特定用途向け集積回路(ASIC)、フィールドプログラマブルゲートアレイ(FPGA)もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または、本明細書で説明する機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せで、実装または実行されてよい。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、DSPとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、DSPコアと連携する1つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは任意の他のそのような構成として実装され得る。
【００９１】
本明細書で開示する実施形態に関して説明する方法またはアルゴリズムおよび機能のステップは、直接ハードウェアで具現化されても、またはプロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールで具現化されても、またはその2つの組合せで具現化されてもよい。ソフトウェアで実施される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとして、有形な非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶すること、または有形な非一時的コンピュータ可読媒体を介して送信することができる。ソフトウェアモジュールは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、読取り専用メモリ(ROM)、電気的にプログラム可能なROM(EPROM)、電気的に消去可能およびプログラム可能なROM(EEPROM)、レジスタ、ハードディスク、着脱可能ディスク、CD ROM、または当技術分野で知られた他の任意の形態の記憶媒体内に存在することができる。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替として、記憶媒体はプロセッサと一体であり得る。本明細書で使用する場合、ディスク(diskおよびdisc)は、コンパクトディスク(CD)、レーザディスク、光ディスク、デジタル多用途ディスク(DVD)、フロッピー(登録商標)ディスク、およびブルーレイディスクを含み、ディスク(disk)は、通常、磁気的にデータを再生し、ディスク(disc)は、レーザで光学的にデータを再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。プロセッサおよび記憶媒体は、ASIC内に存在することができる。ASICは、ユーザ端末内に存在することができる。代替として、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内の個別構成要素として存在することができる。
【００９２】
本開示の概要を述べるために、いくつかの態様、利点、および新規の特徴について本明細書で説明してきた。任意の特定の実施形態に従って、そのような利点の必ずしもすべてを実現できない場合があることを理解されたい。したがって、本発明は、本明細書で教示された1つの利点または利点のグループを達成または最適化するが、本明細書で教示または提案された可能性のある他の利点を必ずしも達成するとは限らない方法で、具体化または実施することができる。
【００９３】
本発明は、現実的な実施形態であると現在考えられる内容に関して説明してきたが、当業者は、本開示の範囲から離れることなく様々な修正および変更がなされ得ることを諒解されよう。当業者は、一実施形態と組み合わされた部分は他の実施形態との互換性があり、1つの示された実施形態からの1つまたは複数の部分は、任意の組合せで他の示された実施形態とともに含まれ得ることも諒解されよう。たとえば、本明細書で説明し、かつ/または図で示した様々な構成要素のいずれかは、結合され、交換され、または他の実施形態から除外され得る。本明細書における実質的に任意の複数および/または単数の用語の使用に関して、当業者は、文脈および/または用途に適したものになるように、複数から単数に、かつ/または単数から複数に変換することができる。様々な単数/複数の置換は、明快にするために本明細書に明示され得る。したがって、本開示は、説明したいくつかの例示的な実施形態を有するが、本発明は、開示した実施形態に限定されず、むしろ、添付の請求項の範囲内に含まれる様々な修正および同等の構成、ならびにその同等物をカバーするように意図されていることを理解されたい。
【符号の説明】
【００９４】
100  ワイヤレス電力伝達システム
102a  基地ワイヤレス充電システム
102b  基地ワイヤレス充電システム
104a  基地システム誘導コイル、基地ワイヤレス誘導コイル、誘導コイル、ワイヤレス電力誘導コイル
108  通信リンク
110  電力リンク
112  電気車両
114  電気車両ワイヤレス充電システム、電気車両充電システム
116  電気車両誘導コイル、誘導コイル、ワイヤレス電力誘導コイル
118  バッテリーユニット
126  ACまたはDC電源
130  ローカル分配センター、ローカル分配
132  電力バックボーン
134  通信バックホール
162  基地充電システム通信インターフェース
200  ワイヤレス電力伝達システム
202  基地ワイヤレス電力充電システム、基地ワイヤレス充電システム
204  基地システム誘導コイル、誘導コイル、コイル
205  同調ネットワーク、基地充電システム同調回路
206  基地システム送信回路
208  電源
214  電気車両充電システム
216  電気車両誘導コイル、誘導コイル、コイル
218  電気車両バッテリーユニット、バッテリーユニット
221  同調ネットワーク、電気車両充電システム同調回路
222  電気車両受信回路
236  基地充電システム電力変換器、電力変換器
238  電気車両電力変換器、電力変換器
300  ワイヤレス電力伝達システム
302  基地ワイヤレス充電システム、基地ワイヤレス電力充電システム
304  基地システム誘導コイル、ワイヤレス電力誘導コイル
314  電気車両充電システム
316  電気車両誘導コイル、ワイヤレス電力誘導コイル
336  充電システム電力変換器、基地充電システム電力変換器
338  電気車両電力変換器
342  基地充電システムコントローラ
344  電気車両コントローラ
352  位置合わせシステム、基地充電位置合わせシステム
354  位置合わせシステム、基地充電システム電力インターフェース、電気車両位置合わせシステム
362  基地充電案内システム
364  電気車両案内システム
366  案内リンク
372  基地充電通信システム
374  電気車両通信システム
376  通信リンク
412  電気車両
422  交換可能非接触バッテリー、電気車両バッテリーユニット
424  バッテリーコンパートメント
426  充電器/バッテリーコードレスインターフェース、ワイヤレス電力インターフェース
428  バッテリー/EVコードレスインターフェース
530d  バッテリー空間
532a  導電性シールド
532d  導電性シールド
534b  保護筐体
534d  保護層
536a  フェライト埋込み型誘導コイル、コイル
536b  コイル
536c  コイル
536d  コイル
538a  フェライト材料
538b  フェライトプレート、フェライト材料
538d  フェライト材料
542d  電気車両誘導コイルモジュール
600  ワイヤレス電力伝達デバイス
601  誘導コイル
601a  誘導コイル
601b  誘導コイル
602  物理的コア、バッキング
603  フェライト棒
604  棒
604a〜f  棒、フェライトの棒、各長棒、平行フェライト棒、フェライト棒
900  フェライト棒
901  樹脂、保持化合物
902  ワイヤレス電力伝達デバイスケーシング、ケーシング
903  弾性バネ部材、バネ部材
904  壁
905  最外フェライト棒
【図１】
2015515752.tif 000003
【図２】
2015515752.tif 000004
【図３】
2015515752.tif 000005
【図４】
2015515752.tif 000006
【図５Ａ】
2015515752.tif 000007
【図５Ｂ】
2015515752.tif 000008
【図５Ｃ】
2015515752.tif 000009
【図５Ｄ】
2015515752.tif 000010
【図６】
2015515752.tif 000011
【図７】
2015515752.tif 000012
【図８】
2015515752.tif 000013
【図９】
2015515752.tif 000014
【図１０】
2015515752.tif 000015
【国際調査報告】
2015515752.tif 000016
2015515752.tif 000017
2015515752.tif 000018