(57)【要約】  本明細書において、誘導コイルハウジングのフェライトタイルアセンブリのための相互係合構造を実現するためのシステムおよび方法が説明される。本開示において説明される主題の１つの態様は、ハウジングである。ハウジングはレセプタクルを形成するベースを含む。ハウジングはさらにフェライトタイルアセンブリを含む。ハウジングはさらに、ベースから延在し、レセプタクル内のベースに対してフェライトタイルアセンブリを固定するように構成される相互係合構造を含む。
2017515297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レセプタクルを形成しているベースと、
前記ベースから延在し、前記レセプタクル内の前記ベースに対してフェライトタイルアセンブリを固定するように構成された相互係合構造とを備える、誘導コイルハウジング。
【請求項２】
エポキシ樹脂をさらに備え、前記エポキシ樹脂は前記レセプタクル内に配置されている、請求項１に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項３】
前記相互係合構造は、前記フェライトタイルアセンブリ内の開口部内で前記フェライトタイルアセンブリと接触するように構成されたピラーを含む、請求項１に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項４】
前記開口部は、前記フェライトタイルアセンブリの下面上に配置されている、請求項３に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項５】
前記相互係合構造はクリップを備え、前記クリップは前記ベースから延在するシャフトと、前記シャフトの端部に配置された中子とを有する、請求項１に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項６】
前記中子は、前記フェライトタイルアセンブリの上面と接触するように構成されている、請求項５に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項７】
前記クリップは、前記フェライトタイルアセンブリの側面と接触するように構成されている、請求項６に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項８】
前記相互係合構造はさらに、前記フェライトタイルアセンブリ内の開口部内で前記フェライトタイルアセンブリと接触するように構成されたピラーを含む、請求項７に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項９】
前記ピラーおよび前記中子のうちの少なくとも１つは、前記フェライトタイルアセンブリをｚ軸に沿って支持するように構成されている、請求項８に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項１０】
前記ピラーは、前記クリップが前記ベースから延在する場所とは異なる場所において前記ベースから延在する、請求項８に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項１１】
前記相互係合構造は、ある程度の弾性によって付勢することにより、前記フェライトタイルアセンブリを固定するように構成されている、請求項１に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項１２】
前記フェライトタイルアセンブリは複数のフェライトタイルを備える、請求項１に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項１３】
誘導コイルハウジングのベース内にフェライトタイルアセンブリを固定するための方法であって、
レセプタクルを形成し、相互係合構造を有するベースを提供するステップであって、前記相互係合構造は前記レセプタクル内の前記ベースから延在する、ステップと、
前記レセプタクル内にフェライトタイルアセンブリを配置するステップと、
前記ベースに対する前記フェライトタイルアセンブリの動きを少なくとも１つの方向において阻止するように、前記フェライトタイルアセンブリの少なくとも一部を前記相互係合構造と接触させるステップとを含む、方法。
【請求項１４】
前記レセプタクル内にエポキシ樹脂が配置される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
レセプタクルを形成しているベースと、
前記ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの上面を固定するための手段と、
前記ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの下面を固定するための手段と、
前記ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの側面を固定するための手段とを備える、誘導コイルハウジング。
【請求項１６】
エポキシ樹脂をさらに備え、前記エポキシ樹脂は前記レセプタクル内に配置されている、請求項１５に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項１７】
前記相互係合構造はピラーを備え、前記フェライトタイルアセンブリは開口部を備え、前記開口部内に前記ピラーの少なくとも一部を配置する、請求項１５に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項１８】
前記開口部は、前記フェライトタイルアセンブリの下面上にある、請求項１７に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項１９】
前記相互係合構造はクリップを備え、前記クリップは前記ベースから延在するシャフトと、前記シャフトの端部に配置された中子とを有する、請求項１８に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項２０】
前記中子は、前記フェライトタイルアセンブリの上面と接触するように構成されている、請求項１９に記載の誘導コイルハウジング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般にワイヤレス電力伝達に関し、より具体的には、電気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連するデバイス、システムおよび方法に関し、詳細には、誘導コイルハウジングのフェライトタイルアセンブリのための相互係合構造に関する。
【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、他の供給源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、家庭用または商用の交流（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ように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コネクタを必要とする。ケーブルおよび同様のコネクタは、時々不便であるか、または扱いにくく、かつ他の欠点を有する場合がある。電気車両を充電するため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ことができる。したがって、電動車両を充電するための、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。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
添付の特許請求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は各々、いくつかの態様を有し、そのいずれの態様も単独では、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。添付の特許請求の範囲を限定することなく、本明細書においていくつかの顕著な特徴について説明する。
【０００４】
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、添付の図面および以下の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、および特許請求の範囲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。
【０００５】
本開示において説明される主題の一態様は、誘導コイルハウジングである。誘導コイルハウジングは、レセプタクルを形成するベースを含む。誘導コイルハウジングはさらに、ベースから延在し、レセプタクル内でベースに対してフェライトタイルアセンブリを固定するように構成される相互係合構造を含む。
【０００６】
本開示において説明される主題の別の態様は、誘導コイルハウジングのベース内にフェライトタイルアセンブリを固定するための方法である。その方法は、レセプタクルを形成し、相互係合構造を有するベースを提供することを含む。相互係合構造は、レセプタクル内のベースから延在する。その方法はさらに、レセプタクル内にフェライトタイルアセンブリを配置することを含む。その方法はさらに、ベースに対するフェライトタイルアセンブリの動きを少なくとも１つの方向において阻止するように、フェライトタイルアセンブリの少なくとも一部を相互係合構造と接触させることを含む。
【０００７】
本開示において説明される主題の別の態様は、誘導コイルハウジングである。誘導コイルハウジングは、レセプタクルを形成するベースを含む。また、誘導コイルハウジングは、ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの上面を固定するための手段を含む。また、誘導コイルハウジングは、ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの下面を固定するための手段を含む。また、誘導コイルハウジングは、ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの側面を固定するための手段を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】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図である。
【図２】例示的な実施形態による、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図である。
【図４】例示的な実施形態による、図１のワイヤレス電力伝達システムにおいて利用され得る電気車両の下面に沿った誘導コイルハウジングを示す図である。
【図５Ａ】例示的な実施形態による、図４の誘導コイルハウジングの詳細図である。
【図５Ｂ】図５Ａの電気車両誘導コイルをいかに移動可能とすることができるかの例示的な実施形態を示す図である。
【図６】例示的な実施形態による、図１のワイヤレス電力伝達システムにおいて使用するための誘導コイルハウジングの底面斜視図である。
【図７】図６の誘導コイルハウジングの上面斜視図である。
【図８】１つまたは複数の相互係合構造を示すために、カバー、電気車両誘導コイルおよびフェライトタイルアセンブリが取り除かれていることを除いて図７に類似の図である。
【図９】電気車両誘導コイルが所定の位置にあることを除いて図８に類似の図である。
【図１０】フェライトタイルアセンブリが相互係合構造によってベースに固定されていることを除いて図９に類似の図である。
【図１１】クリップおよびピラーの形をとる、図１０からの相互係合構造の詳細図である。
【図１２】例示的な実施形態による、図１のワイヤレス電力伝達システムにおいて誘導コイルハウジング内にフェライトタイルアセンブリを固定する方法を示す図である。
【図１３】例示的な実施形態による、図１のワイヤレス電力伝達システム内の誘導コイルハウジングの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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。
【００１０】
添付の図面に関して下記に詳細に記載される説明は、例示的な実施形態を説明するためのものであり、実践することができる唯一の実施形態を表すためのものではない。本説明全体にわたって使用される「例示的」という用語は、「例、実例、または例示として機能すること」を意味しており、必ずしも、他の例示的な実施態様よりも好ましい、または有利であると解釈されるべきではない。詳細に記載される説明は、例示的な実施形態の完全な理解をもたらすための具体的な詳細を含んでいる。場合によっては、いくつかのデバイスがブロック図の形式で示されている。
【００１１】
添付の図面との関連におい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。本説明全体にわたって使用される「例示的」という用語は、「一例、実例、または例示としての役割を果たす」ことを意味し、必ずしも、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解釈されるべきではない。詳細な説明は、例示的な実施形態を完全に理解してもらうために、具体的な詳細を含んでいる。場合によっては、いくつかのデバイスがブロック図の形式で示されている。
【００１２】
ワイヤレスで電力を伝達することは、物理的な導電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（たとえば、電力は、自由空間を通って伝達され得る）ことを指す場合がある。電力伝達を実現するために、ワイヤレス場（たとえば、磁場）内に出力された電力は、「受信コイル」によって受信、捕捉、または結合され得る。
【００１３】
本明細書では、リモートシステムを記載するために電気車両が使用され、その一例は、その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、１つもしくは複数の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すことができる。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む場合がある。限定ではなく例として、リモートシステムは、本明細書では電気車両（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などの電子デバイス）も考えられる。
【００１４】
図１は、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の図である。ワイヤレス電力伝達システム１００により、電気車両１１２がベース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の充電が可能になる。対応するベースワイヤレス充電システム１０２ａおよび１０２ｂの上に駐車させるために、２台の電気車両用のスペースが駐車エリア内に示されている。いくつかの実施形態では、ローカル配電センター１３０は、電力バックボーン１３２に接続され、交流電流（ＡＣ）または直流電流（ＤＣ）の供給を、電力リンク１１０を介してベースワイヤレス充電システム１０２ａに提供するように構成することができる。ベースワイヤレス充電システム１０２ａはまた、電力をワイヤレスに伝達または受信するためのベースシステム誘導コイル１０４ａを含む。電気車両１１２は、バッテリーユニット１１８と、電気車両誘導コイル１１６と、電気車両ワイヤレス充電システム１１４とを含み得る。電気車両誘導コイル１１６は、たとえば、ベースシステム誘導コイル１０４ａによって生成された電磁場の領域を介して、ベースシステム誘導コイル１０４ａと相互作用することができる。特定の実施形態では、電気車両誘導コイルは、誘導コイルハウジング（図１には示されない）内に配置され得る。
【００１５】
いくつかの例示的な実施形態では、ベースシステム誘導コイル１０４ａによって生成されたエネルギー場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は電力を受信することができる。エネルギー場は、ベース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に相当する。たとえば、ベースシステム誘導コイル１０４ａによって出力されたエネルギーは、電気車両１１２を充電するか、または電気車両１１２に電力供給するのに十分なレベルにあり得る。場合によっては、エネルギー場は、ベースシステム誘導コイル１０４ａの「近距離場」に相当する場合がある。近距離場は、ベースシステム誘導コイル１０４ａから遠くに電力を放射しない、ベース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相当する場合がある。場合によっては、近距離場は、ベースシステム誘導コイル１０４ａの波長の約１／２π以内にある領域（電気車両誘導コイル１１６の場合も同様）に相当する場合がある。
【００１６】
ローカル分配センター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、かつ通信リンク１０８を介してベース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。
【００１７】
いくつかの実施形態では、単に運転手がベースシステム誘導コイル１０４ａに対して電気車両１１２を正確に配置することによって、電気車両誘導コイル１１６は、ベース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、近距離場の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られる場合がある。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され得、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（ｓｅｒｖｏ  ｓｔｅｅｒｉｎｇ  ｗｈｅｅｌ）、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、および自律的に実行され得る。さらに他の実施形態では、電気車両誘導コイル１１６、ベース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および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。
【００１８】
ベースワイヤレス充電システム１０２ａは、様々な場所に位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には、電気車両１１２の所有者の自宅の駐車エリア、従来の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の他の場所の駐車場が含まれる。
【００１９】
ワイヤレスに電気車両を充電することは、数々の利点をもたらすことができる。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、ユーザの利便性が向上する。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の信頼性が向上する。ケーブルおよびコネクタを用いる操作を不要にすることができ、戸外の環境において湿気および水分にさらされる場合がある、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、安全性が向上する。見えるまたはアクセス可能なソケット、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が減少する。さらに、電力網を安定させるために、電気車両１１２を分散蓄積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）ソリューションを使用することができる。
【００２０】
図１を参照して説明するワイヤレス電力伝達システム１００は、美的で無害な利点をもたらすこともできる。たとえば、車両および／または歩行者の妨げになる場合がある、充電柱（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｌｕｍｎ）および充電ケーブルをなくすことができる。
【００２１】
ビークルツーグリッド機能のさらなる説明として、ワイヤレス電力の送信機能および受信機能は、ベースワイヤレス充電システム１０２ａが電気車両１１２に電力を伝達し、たとえばエネルギー不足の際に電気車両１１２がベースワイヤレス充電システム１０２ａに電力を伝達するように、相互的に構成することができる。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るエネルギー不足の際に、電気車両が配電システム全体に電力を寄与することを可能にすることによって、配電網を安定させるために有用であり得る。
【００２２】
図２は、図１のワイヤレス電力伝達システム１００の例示的なコア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、インダクタンスＬ１を有するベースシステム誘導コイル２０４を含むベースシステム送信回路２０６を含み得る。ワイヤレス電力伝達システム２００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をさらに含む。本明細書で説明する実施形態は、１次構造（送信機）と２次構造（受信機）の両方が共通の共振周波数に同調されている場合、磁気または電磁気の近距離場を介して１次構造から２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、容量装荷ワイヤループ（すなわち、多巻きコイル）を使用することができる。コイルは、電気車両誘導コイル２１６およびベースシステム誘導コイル２０４に使用され得る。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、ベース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、上記で論じたように、電気車両１１２は、ベースワイヤレス充電システム１０２ａに電力を伝達することができる。
【００２３】
図２を参照すると、電源２０８（たとえば、ＡＣまたはＤＣ）は、ベースワイヤレス電力充電システム２０２に電力ＰＳＤＣを供給して、電気車両１１２にエネルギーを伝達する。ベースワイヤレス電力充電システム２０２は、ベース充電システム電力変換器２３６を含む。ベース充電システム電力変換器２３６は、標準的な幹線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、およびワイヤレス高電力伝達に適した動作周波数の電力にＤＣ電力を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む場合がある。ベース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、ベースシステム誘導コイル２０４と直列のキャパシタＣ１を含むベースシステム送信回路２０６に電力Ｐ１を供給する。所望の周波数で共振するベースシステム誘導コイル２０４との共振回路を形成するために、キャパシタＣ１が提供され得る。ベース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、ベース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、数キロワット（ｋＷ）程度（たとえば、１ｋＷから１１０ｋＷまでの間、またはこれよりも高いｋＷもしくは低いｋＷ）であり得る。
【００２４】
ベースシステム誘導コイル２０４を含むベースシステム送信回路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同調されてよく、ベース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つによって送信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、キャパシタＣ２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、ベースシステム誘導コイル２０４および電気車両誘導コイル２１６は、互いに結合され得る。所望の周波数で共振する電気車両誘導コイル２１６との共振回路を形成するために、キャパシタＣ２が提供され得る。要素ｋ（ｄ）は、コイル分離で生じる相互結合係数を表す。等価抵抗Ｒｅｑ，１およびＲｅｑ，２は、誘導コイル２０４および２１６ならびに逆リアクタンスキャパシタＣ１およびＣ２に固有であり得る損失を表す。電気車両誘導コイル３１６およびキャパシタＣ２を含む電気車両受信回路２２２は、電力Ｐ２を受信し、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。
【００２５】
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変換器を含む場合がある。電気車両電力変換器２３８は、変換された電力ＰＬＤＣを提供して、電気車両バッテリーユニット２１８を充電することができる。電源２０８、ベース充電システム電力変換器２３６、およびベースシステム誘導コイル２０４は、上記で論じた様々な場所に固定され、位置する場合がある。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）の一部である電気車両充電システム２１４に含まれる場合がある。電気車両充電システム２１４はまた、電気車両誘導コイル２１６を通してベースワイヤレス電力充電システム２０２にワイヤレスに電力を供給して、グリッドに電力を戻すように構成され得る。電気車両誘導コイル２１６およびベース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。
【００２６】
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）を含む場合がある。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る場合がある。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る場合があるか、またはバッテリー管理システムの一部であり得る。
【００２７】
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え回路（図示せず）を含む場合がある。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）ベースワイヤレス充電システム１０２ａによって「見られる」ように「負荷」を調整することもでき、これを使用して、（受信機としての働きをする）電気車両充電システム１１４をベースワイヤレス充電システム１０２ａから「隠す」ことができる。送信機が負荷感知回路を含む場合、負荷変動を検出することができる。したがって、ベース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１１４などの受信機が、ベース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することができる。
【００２８】
上述されたように、動作中、車両またはバッテリーに向けてのエネルギー伝達を仮定すると、ベース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発生させるように、電源２０８から入力電力が供給される。電気車両誘導コイル２１６は放射場に結合し、電気車両１１２による蓄積または消費のための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ベース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、ベース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がベースシステム誘導コイル２０４の近距離場に位置するとき、ベース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。
【００２９】
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遠距離場に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できる誘導コイルの周りのエリアは、本明細書では近距離場結合モード領域と呼ばれる。
【００３０】
図示されていないが、ベース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、両方とも、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む場合がある。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て、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る場合がある。電力変換器２３６および２３８は、適切な電力出力を発生させてバッテリーを充電するために、整流器および切替え回路を含むこともできる。
【００３１】
開示される実施形態の全体にわたって説明する電気車両誘導コイル２１６およびベース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、またはそのように構成される場合がある。誘導コイル２０４および２１６は、本明細書では「磁気」アンテナと呼ばれるか、またはそのように構成される場合もある。「コイル」という用語は一般に、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。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。
【００３２】
上記で論じたように、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の整合された共振またはほぼ整合された共振の間に生じる。しかしながら、送信機と受信機との間の共振が整合されていないときでも、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自由空間にエネルギーを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行われる。
【００３３】
共振周波数は、上述された誘導コイル（たとえば、ベース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く場合がある。図２に示されたように、インダクタンスは、一般に誘導コイルのインダクタンスであり得るし、一方、キャパシタンスは、所望の共振周波数で共振構造を作成するために誘導コイルに追加される場合がある。非限定的な例として、図２に示すように、キャパシタは、電磁場を生成する共振回路（たとえば、ベースシステム送信回路２０６）を形成するために誘導コイル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、共振を誘起するために必要な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、キャパシタは、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配置される場合がある。さらに、誘導コイルは、誘導コイルの共振を改善するために、高い品質（Ｑ）値を有するように設計され得る。たとえば、Ｑ係数は３００以上であり得る。
【００３４】
上述されたように、いくつかの実施形態によれば、互いの近距離場にある２つの誘導コイルの間の電力を結合することが開示される。上述されたように、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相当する場合があるが、誘導コイルから離れて伝播または放射しない場合がある。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相当する場合がある。いくつかの実施形態によれば、１回巻きループアンテナ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が、電気タイプのアンテナ（たとえば、小さいダイポール）の電気近距離場と比較して、磁気タイプのコイルの場合に高い傾向があるためである。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の組合せが使用される場合がある。
【００３５】
図３は、図１のワイヤレス電力伝達システム１００の例示的なコア構成要素および補助構成要素を示す図である。ワイヤレス電力伝達システム３００は、通信リンク３７６と、案内リンク３６６と、ベースシステム誘導コイル３０４および電気車両誘導コイル３１６のためのベース充電位置合わせシステム３５２と電気車両位置合わせシステム３５４との間の位置合わせシステムリンク３５６とを示す。図２に関して上述されたように、電気車両１１２へのエネルギーフローを仮定すると、図３では、ベース充電システム電力インターフェース３８０は、ＡＣ電源またはＤＣ電源（図示せず）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。ベース充電システム電力変換器３３６は、ベース充電システム電力インターフェース３８０からＡＣ電力またはＤＣ電力を受信して、ベース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の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を充電するのに適した電力信号に変換する。
【００３６】
ベースワイヤレス充電システム３０２はベース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。ベース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）へのベース充電システム通信インターフェース３８２を介して通信し得る。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３８４を介して通信し得る。
【００３７】
ベース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用のサブシステムまたはモジュールを含む場合がある。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、ベース充電位置合わせシステム３５２は、通信リンク３５６を介して電気車両位置合わせシステム３５４と通信して、自律的に、またはオペレータの支援により、ベースシステム誘導コイル３０４と電気車両誘導コイル３１６をより厳密に位置合わせするためのフィードバック機構を提供することができる。同様に、ベース充電案内システム３６２はベース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３６６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、ベース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ベース充電通信システム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３７６（たとえば、チャネル）があり得る。この情報は、ベース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、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ｚｉｇｂｅｅ、セルラーなど、別個の物理通信チャネルであり得る。
【００３８】
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、および駐車の正確性を高め、ひいてはベース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）も含み得る。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、および、ジョイスティック、トラックボールなど、ポインティングデバイス）、ならびに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。
【００３９】
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（図示せず）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ためのセンサ、ならびにシステムの信頼できる無害および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、安全区域を越えて電気車両誘導コイル３１６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）ベースシステム誘導コイル３０４に近い金属オブジェクトの検出、ベース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、ならびにベース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。
【００４０】
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。切替え回路は、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ために必要な機能を提供し得る。
【００４１】
ベース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とＲＦデータモデム（たとえば、無認可の帯域内の無線を介したＥｔｈｅｒｎｅｔ）の両方を使用することができる。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。
【００４２】
さらに、一部の通信は、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る場合がある。たとえば、ワイヤレス電力誘導コイル３０４および３１６は、ワイヤレス通信送信機としての働きをするように構成される場合もある。したがって、ベース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上で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）を含む場合がある。既定のプロトコルによる既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）により、受信機は、送信機からのシリアル通信を検出することができる。ベース充電システム電力変換器３３６は、ベース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で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）を含む場合がある。例として、負荷感知回路は、ベース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で作動中の受信機の有無によって影響される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、エネルギーを送信するための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判断する際に使用するためのベース充電システムコントローラ３４２によって監視することができる。
【００４３】
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。この低周波数結合により、固体デバイスを使用して実現され得る高効率な電力変換が可能になる場合がある。加えて、他の帯域と比較して無線システムによる共存問題が少なくなる場合がある。
【００４４】
ワイヤレス電力伝達システム１００は、図１のワイヤレス電力伝達システム１００に適合する種々の電気車両１１２とともに使用され得る。図４は、例示的な実施形態による、図１のワイヤレス電力伝達システム１００に適合する電気車両４１２内に配置される誘導コイルハウジング４２６を示す。図４において、誘導コイルハウジング４２６は、電気車両４１２の底面とともに配置される。電気車両誘導コイルは、電気車両に電力を供給するシステムの一部を形成することができ、そのシステムは、電力変換回路と、地上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で効率的、かつ安全にワイヤレスエネルギーを伝達するために必要とされるような他の制御および通信機能とを含む。
【００４５】
誘導コイルハウジング４２６は、突出した部品が存在しないように、かつ指定された地面と車両本体との間の隙間が保持され得るように、電気車両４１２の下面と同一平面をなすように組み込まれるのが有用な場合がある。
【００４６】
いくつかの実施形態では、図１を参照すると、ベースシステム誘導コイル１０４ａおよび電気車両誘導コイル１１６はそれぞれ固定位置にあってよく、これらの誘導コイルは、ベース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、効率的および安全に実行するために、ベース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る必要があり得る。したがって、いくつかの実施形態では、ベース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および／または移動可能であり得る。
【００４７】
図５Ａは、例示的な実施形態による、電気車両４１２の下面と同一平面をなす誘導コイルハウジング４２６の詳細図を示す。図５Ａにおいて、誘導コイルハウジング４２６を収容する電気車両は、電気車両誘導コイル４１４と、フェライトタイルアセンブリ１００２とを収容することができる。フェライトタイルアセンブリは、誘導コイルハウジング４２６内で結合を高め、渦電流（熱放散）を低減する１つまたは複数のフェライトタイルを含むことができる。
【００４８】
図５Ｂは、図５Ａの電気車両誘導コイル４１４を移動可能にすることができる実施形態を示す。電気車両誘導コイル４１４は、ベースシステム誘導コイル（図５Ｂには示されない）とより良好に位置合わせするために、誘導コイルハウジング４２６内で移動させることができる。さらに、特定の実施形態では、誘導コイルハウジング４２６は、限定はしないが、電気車両４１２の下面から離れて下方に移動させることができる。電気車両の表面と同一平面をなす誘導コイルハウジングの具体的な構成がこれまで論じられてきたが、異なる実施形態によれば、電気車両の表面と同一平面をなさない誘導コイルハウジングも同様の特性を有することができる。たとえば、電気車両と同一平面をなさない誘導コイルハウジングは、移動可能にすることができ、および／または移動可能である電気車両誘導コイルを含むことができる。
【００４９】
例示的な実施形態による、図１のワイヤレス電力伝達システム１００において使用するための誘導コイルハウジング６００の底面斜視図が図６に示される。誘導コイルハウジング６００は、ベース６０２と、カバー６１０とを含むことができる。ベース６０２は、レセプタクル８０４（図８に示される）を形成することができる。電気車両誘導コイル６０８は、レセプタクル８０４内に配置され得る。ベース６０２は、開口部６０６を含むことができる。開口部６０６は、ベース６０２内に配置される電気車両誘導コイル６０８がワイヤレス電力伝達システム１００の他の構成要素と接続できるようにする。ベース６０２は、１つまたは複数の締結端部６０４も形成することができる。締結端部６０４を用いて、ベース６０２を電気車両１１２に留めることができる。ベース６０２は、１つまたは複数のロック構造６１２も形成することができる。ロック構造６１２を用いて、ベース６０２をカバー６１０と結合することができる。
【００５０】
図７は、図６の誘導コイルハウジング６００の上面斜視図を示す。図７に示されるように、カバー６１０はベース６０２上に載置することができる。カバーは雌型固定構造７０２を含むことができる。雌型固定構造７０２は、電気車両１１２の表面上にある雄型固定構造（図示せず）を受け入れるように構成され得る。
【００５１】
図８は、相互係合構造を示すために、カバー６１０、電気車両誘導コイル６０８およびフェライトタイルアセンブリ１００２が取り除かれていることを除いて、図７に類似である。先に論じられたように、ベース６０２はレセプタクル８０４を形成することができる。レセプタクル８０４は、ベース６０２の壁８０６の内側のベース６０２のエリアとすることができる。案内構造８０８が、レセプタクル８０４内に形成され得る。案内構造８０８は、電気車両誘導コイル６０８が、レセプタクル８０４内に位置決めされるときに係止する溝を与えることができる。
【００５２】
相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）はベース６０２から延在することができる。相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）は、レセプタクル８０４内にフェライトタイルアセンブリ１００２を固定するように構成され得る。特定の実施形態では、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）は、いくつかの異なる場所においてベース６０２から延在することができる。「（ａ〜ｎ）」という用語は、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）が任意の数または種類からなることができるという表記である。
【００５３】
相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）はクリップ８０２ａを含むことができる。クリップ８０２ａは、ベース６０２から延在するシャフト１１０４（図１１にさらに詳細に示される）を含むことができる。シャフトは、（限定はしないが）縦部材のような部材として実現され得る。クリップ８０２ａは、クリップ８０２ａの端部において中子１１０２（図１１にさらに詳細に示される）を含むことができる。中子１１０２は、フェライトタイルアセンブリ１００２の上面においてフェライトタイルアセンブリ１００２と接触するように構成され得る。特定の実施形態では、中子１１０２は、ｚ軸に沿ってフェライトタイルアセンブリ１００２を固定することができる。特定の実施形態では、中子１１０２は、カバー６１０からフェライトタイルアセンブリ１００２を固定することができる。シャフト１１０４は、フェライトタイルアセンブリ１００２の側面と接触することができる。いくつかの実施形態では、シャフト１１０４は、フェライトタイルアセンブリの側面と接触することによって、ｘ軸およびｙ軸に沿ってフェライトタイルアセンブリ１００２を固定することができる。
【００５４】
相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）はピラー８０２ｂを含むことができる。ピラー８０２ｂはベース６０２から延在することができる。ピラー８０２ｂを用いて、フェライトタイルアセンブリ１００２をベース６０２から離間することができる。いくつかの実施形態では、ピラー８０２ｂを用いて、フェライトタイルアセンブリ１００２をベース６０２からｚ軸に沿って離間することができる。ピラー８０２ｂは、フェライトタイルアセンブリ１００２の下面においてフェライトタイルアセンブリ１００２と接触するように構成され得る。フェライトタイルアセンブリ１００２は開口部１１０６を含むことができる。開口部１１０６は、フェライトタイルアセンブリ１００２の下面上に存在することができる。ピラー８０２ｂが開口部１１０６に入り、ピラー８０２ｂに対してフェライトタイルアセンブリ１００２を固定することができる。いくつかの実施形態では、ピラー８０２ｂは、クリップ８０２ａがベースから延在するのとは異なる場所において、ベース６０２から延在することができる。特定の実施形態では、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）は、クリップ８０２ａおよびピラー８０２ｂの両方として機能することができる。
【００５５】
選択された実施形態では、フェライトタイルアセンブリ１００２は単一または複数のフェライトタイルを含むことができる。各フェライトタイルは、１つまたは複数の相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）によって直接、または間接的に支持され得る。フェライトタイルが相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）と接触しているとき、フェライトタイルは直接支持される。フェライトタイルが、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）によって直接支持される１つまたは複数の他のフェライトタイルと接触しているとき、フェライトタイルは間接的に支持される。フェライトタイルアセンブリの各フェライトタイルを１つまたは複数の相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）で支持することによって、フェライトタイルアセンブリ１００２は、ベース６０２に対して固定され得る。したがって、フェライトタイルアセンブリ１００２のフェライトタイルは、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）と直接接触する必要はない。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）が、フェライトタイルアセンブリ１００２の各フェライトタイルと接触している。さらなる実施形態では、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）の４つのピラー８０２ｂおよび１つのクリップ８０２ａがフェライトタイルアセンブリ１００２の各フェライトタイルと接触している。
【００５６】
具体的な実施形態では、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）を利用して、レセプタクル８０４内に存在するエポキシ樹脂１０１０の代わりに、ベース６０２のレセプタクル８０４内にフェライトタイルアセンブリ１００２を固定することができる。いくつかの実施形態では、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）を利用して、レセプタクル８０４内に存在するエポキシ樹脂１０１０とともに、ベース６０２のレセプタクル８０４内にフェライトタイルアセンブリ１００２を固定することができる。エポキシ樹脂１０１０は、フェライトタイルアセンブリ１００２および相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）と接触することができる。また、エポキシ樹脂１０１０は、フェライトタイルアセンブリ１００２の個々のフェライトタイル間で接触することができる。いくつかの実施形態では、エポキシ樹脂１０１０は、誘導コイルハウジング６００内の電子部品をポッティングするプロセス中に用いられる。エポキシ樹脂１０１０を用いて、限定はしないが、フェライトタイルアセンブリ１００２および電気車両誘導コイル６０８のような電子部品をポッティングすることができる。特定の実施形態では、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）を用いてレセプタクル８０４内にフェライトタイルアセンブリ１００２を固定することは、ポッティングに先行して接着剤または他の手段を使用することによりフェライトタイルアセンブリを固定することより、弾性を高め、コスト効率を上げることができる。
【００５７】
図９は、電気車両誘導コイル６０８が所定の位置にあることを除いて図８に類似である。図９に示されるように、電気車両誘導コイル６０８は、レセプタクル８０４内に位置決めされ得る。いくつかの実施形態では、電気車両誘導コイル６０８は、同じくｘ軸およびｙ軸に延在するレセプタクル８０４に対して平行にｘ軸およびｙ軸に延在することができる。
【００５８】
図１０は、フェライトタイルアセンブリ１００２が相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）によってベースに固定されることを除いて図９に類似である。図１０に示されるように、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）は、ベース６０２から延在することができる。相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）は、フェライトタイルアセンブリ１００２をレセプタクル８０４内に固定することができる。相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）はクリップ８０２ａおよびピラー８０２ｂの両方を含むが、フェライトタイルアセンブリ１００２がピラー８０２ｂを見えなくすることに起因して、図１０にはクリップ８０２ａのみが示される。
【００５９】
図１１は、クリップ８０２ａおよびピラー８０２ｂの形で、図１０からの相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）の詳細図を示す。図１１に示されるように、クリップ８０２ａは中子１１０２を含むことができる。中子１１０２は、フェライトタイルアセンブリ１００２の上面および側面においてフェライトタイルアセンブリ１００２と接触するように構成され得る。フェライトタイルアセンブリ１００２の上面においてフェライトタイルアセンブリ１００２と接触することによって、中子１１０２は、フェライトタイルアセンブリ１００２をカバー６１０から固定することができる。フェライトタイルアセンブリ１００２の側面と接触することによって、クリップ８０２ａは、フェライトタイルアセンブリ１００２をｘ軸およびｙ軸に沿ってレセプタクル８０４内に固定することができる。また、ピラー８０２ｂもベース６０２から延在することができる。ピラー８０２ｂは、フェライトタイルアセンブリ１００２をベース６０２から離間することができる。ピラー８０２ｂは、フェライトタイルアセンブリ１００２の下面においてフェライトタイルアセンブリ１００２と接触することができる。
【００６０】
種々の実施形態において、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）は、ある程度の弾性によってフェライトタイルアセンブリ１００２を付勢することにより、フェライトタイルアセンブリ１００２を固定するように実現され得る。このように、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）は可撓性がある。有利には、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）の可撓性により、誘導コイルハウジング６００が、より広範な熱膨張、振動および曲げに耐えることができるようになる。相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）の可撓性は、フェライトタイルアセンブリ１００２を（限定はしないが）亀裂のような物理的欠陥から守ることもできる。
【００６１】
例示的な実施形態による、フェライトタイルアセンブリ１００２を図１のワイヤレス電力伝達システム１００内の誘導コイルハウジング６００内に固定する方法が、図１２に示される。図１２の方法は特定の順序において示されるが、いくつかの実施形態では、本明細書のブロックは異なる順序で実行されるかまたは省略されてもよく、かつさらなるブロックを追加することができる。例示される実施形態のプロセスは、フェライトタイルアセンブリ１００２が固定され得る任意のハウジングで実現され得ることは、当業者には理解されよう。
【００６２】
ブロック１２０２において、レセプタクル８０４を形成し、相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）を有するベース６０２が提供され得る。相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）は、レセプタクル８０４内のベース６０２から延在することができる。
【００６３】
ブロック１２０４において、フェライトタイルアセンブリ１００２がレセプタクル８０４内に配置され得る。
【００６４】
ブロック１２０６において、フェライトタイルアセンブリ１００２の少なくとも一部を相互係合構造８０２（ａ〜ｎ）と接触させることができる。
【００６５】
図１３は、図１のワイヤレス電力伝達システムにおいて図１２のプロセスを実行するために利用され得る誘導コイルハウジングの機能ブロック図である。誘導コイルハウジングは、ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの上面を固定するための手段１３０２を含むことができる。いくつかの実施形態では、ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの上面を固定するための手段１３０２は、ブロック１２０６（図１２）に関する機能のうちの１つまたは複数を実行するように構成され得る。種々の実施形態において、ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの上面を固定するための手段１３０２は、中子１１０２（図１１）を含むことができる。
【００６６】
誘導コイルハウジングはさらに、ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの下面を固定するための手段１３０４を含むことができる。いくつかの実施形態では、ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの下面を固定するための手段１３０４は、ブロック１２０６（図１２）に関する機能のうちの１つまたは複数を実行するように構成され得る。種々の実施形態において、ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの下面を固定するための手段１３０４は、ピラー８０２ｂ（図８）を含むことができる。
【００６７】
誘導コイルハウジングはさらに、ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの側面を固定するための手段１３０６を含むことができる。いくつかの実施形態では、ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの側面を固定するための手段１３０６は、ブロック１２０６（図１２）に関する機能のうちの１つまたは複数を実行するように構成され得る。種々の実施形態において、ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの側面を固定するための手段１３０６は、クリップ８０２ａ（図８）を含むことができる。
【００６８】
誘導コイルハウジングのベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリを固定する相互係合構造を実現する、誘導コイルハウジングのための具体的な構成がこれまで論じられてきたが、誘導コイルハウジング内で、異なる実施形態による多数の異なる方法において、フェライトタイルアセンブリを固定する相互係合構造が実現され得る。
【００６９】
様々な異なる技術および技法のうちのいずれかを使用して、情報および信号が表され得る。たとえば、上記の説明全体にわたって言及され得るデータ、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、光学場もしくは光学粒子、またはそれらの任意の組合せによって表され得る。
【００７０】
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、およびステップについて、上記では概してそれらの機能性に関して説明した。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、またはソフトウェアとして実装されるかは、具体的な適用例および全体的なシステムに課される設計の制約に依存する。説明した機能は特定の適用例ごとに様々な方法で実装され得るが、そのような実装の決定は、実施形態の範囲からの逸脱を生じるものと解釈されるべきではない。
【００７１】
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、本明細書で説明した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、実装あるいは実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサとすることができるが、代替形態では、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、または状態機械とすることができる。プロセッサは、また、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサの組合せ、１つもしくは複数のマイクロプロセッサのＤＳＰコアと一緒の組合せ、またはそのような任意の他の構成など、コンピューティングデバイスの組合せとして実装されてもよい。
【００７２】
本明細書で開示する実施形態に関して説明した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、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。ソフトウェアで実装される場合、それらの機能は、１つもしくは複数の命令またはコードとして有形の非一時的コンピュータ可読媒体上に記憶されるか、または有形の非一時的コンピュータ可読媒体を介して送信される場合がある。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）、電気的プログラマブルＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ  ＲＯＭ、または、当技術分野で既知である任意の、他の形態の記憶媒体中に存在し得る。記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、かつ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。代替形態では、記憶媒体はプロセッサと一体にすることができる。本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザディスク（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピーディスク（ｄｉｓｋ）およびブルーレイディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）は、データをレーザで光学的に再生する。上述したものの組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲の中に含められるべきである。プロセッサおよび記憶媒体はＡＳＩＣ内に存在し得る。その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、ユーザ端末内に個別構成要素として存在し得る。
【００７３】
本開示の概要を示すために、特定の実施形態のいくつかの態様、利点、および新規の特徴が本明細書に記載されている。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が実現されない場合があることを理解されたい。したがって、本実施形態は、本明細書に教示された１つの利点または利点のグループを、本明細書に教示または示唆され得る他の利点を必ずしも実現することなく、実現または最適化するように具現化または実行することができる。
【００７４】
上述された実施形態の様々な修正が容易に明らかになり、本明細書に定義された一般原理は、本出願の趣旨または範囲を逸脱することなく、他の実施形態に適用することができる。したがって、本出願は、本明細書に示された実施形態に限定されるものではなく、本明細書に開示された原理および新規の特徴に一致する最大の範囲を与えられるものである。
【符号の説明】
【００７５】
１００  ワイヤレス電力伝達システム
１０２ａ、１０２ｂ  ベースワイヤレス充電システム
１０４ａ  ベースシステム誘導コイル
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
１１６  電気車両誘導コイル
１１８  バッテリーユニット
１３０  ローカル配電センター
１３２  電力バックボーン
１３４  通信バックホール
２００  ワイヤレス電力伝達システム
２０２  ベースワイヤレス電力充電システム
２０４  ベースシステム誘導コイル
２０６  ベースシステム送信回路
２０８  電源
２１４  電気車両充電システム
２１６  電気車両誘導コイル
２１８  電気車両バッテリーユニット、バッテリーユニット
２２２  電気車両受信回路
２３６  ベース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
３００  ワイヤレス電力伝達システム
３０２  ベースワイヤレス充電システム
３０４  ベースシステム誘導コイル、ベース誘導コイル
３１４  電気車両充電システム
３１６  電気車両誘導コイル
３３６  充電システム電力変換器、ベース充電システム電力変換器
３３８  電気車両電力変換器
３４２  ベース充電システムコントローラ、第１の面
３４４  電気車両コントローラ、第２の面
３５２  ベース充電位置合わせシステム
３５４  電気車両位置合わせシステム
３５６  通信リンク
３６２  ベース充電案内システム
３６４  電気車両案内システム
３６６  案内リンク
３７２  ベース充電通信システム
３７４  電気車両通信システム
３７６  通信リンク
３８０  ベース充電システム電力インターフェース
３８２  ベース充電システム通信インターフェース
３８４  電気車両通信インターフェース
４１２  電気車両
４１４  電気車両誘導コイル
４２６  誘導コイルハウジング
６００  誘導コイルハウジング
６０２  ベース
６０４  締結端部
６０６  開口部
６０８  電気車両誘導コイル
６１０  カバー
６１２  ロック構造
７０２  雌型固定構造
８０２（ａ〜ｎ）  相互係合構造
８０２ａ  クリップ
８０２ｂ  ピラー
８０４  レセプタクル
８０６  壁
８０８  案内構造
１００２  フェライトタイルアセンブリ
１０１０  エポキシ樹脂
１１０２  中子
１１０４  シャフト
１１０６  開口部
【図１】
2017515297.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2017515297.tif 000007
【図５Ｂ】
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【図６】
2017515297.tif 000009
【図７】
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【図８】
2017515297.tif 000011
【図９】
2017515297.tif 000012
【図１０】
2017515297.tif 000013
【図１１】
2017515297.tif 000014
【図１２】
2017515297.tif 000015
【図１３】
2017515297.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成28年9月13日(2016.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フェライトタイルアセンブリを収容するように構成されたレセプタクルを形成しているベースであって、前記フェライトタイルアセンブリは開口部を有し、前記開口部は、前記ベースに面する前記フェライトタイルアセンブリの下面に配置されてる、ベースと、
前記ベースから延在し、前記レセプタクル内の前記ベースに対して前記フェライトタイルアセンブリを固定するために前記開口部内に配置されるように構成されたピラーとを備える、誘導コイルハウジング。
【請求項２】
エポキシ樹脂をさらに備え、前記エポキシ樹脂は前記レセプタクル内に配置されている、請求項１に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項３】
クリップをさらに備え、前記クリップは前記ベースから延在するシャフトと、前記シャフトの端部に配置された中子とを有する、請求項１に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項４】
前記中子は、前記フェライトタイルアセンブリの上面と接触するように構成されている、請求項３に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項５】
前記クリップは、前記フェライトタイルアセンブリの側面と接触するように構成されている、請求項４に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項６】
前記ピラーおよび前記中子のうちの少なくとも１つは、前記フェライトタイルアセンブリをｚ軸に沿って支持するように構成されている、請求項５に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項７】
前記ピラーは、前記クリップが前記ベースから延在する場所とは異なる場所において前記ベースから延在する、請求項５に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項８】
前記クリップは、ある程度の弾性によって付勢することにより、前記フェライトタイルアセンブリを固定するように構成されている、請求項３に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項９】
前記フェライトタイルアセンブリは複数のフェライトタイルを備える、請求項１に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項１０】
誘導コイルハウジングのベース内にフェライトタイルアセンブリを固定するための方法であって、
レセプタクルを形成し、ピラーを有するベースを提供するステップであって、前記ピラーは前記レセプタクル内の前記ベースから延在する、ステップと、
前記レセプタクル内にフェライトタイルアセンブリを配置するステップであって、前記フェライトタイルアセンブリは開口部を有し、前記開口部は、前記ベースに面する前記フェライトタイルアセンブリの下面に配置される、ステップと、
前記ベースに対する前記フェライトタイルアセンブリの動きを少なくとも１つの方向において阻止するように、前記ピラーを前記開口部内に配置するステップとを含む、方法。
【請求項１１】
前記レセプタクル内にエポキシ樹脂が配置される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
フェライトタイルアセンブリを収容するように構成されたレセプタクルを形成しているベースであって、前記フェライトタイルアセンブリは開口部を有し、前記開口部は、前記ベースに面する前記フェライトタイルアセンブリの下面に配置されている、ベースと、
前記ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの上面を固定するための手段と、
前記ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの下面を固定するための手段であって、前記ベースから延在し、前記開口部内に配置されるように構成されたピラーを備える、下面を固定するための手段と、
前記ベースのレセプタクル内にフェライトタイルアセンブリの側面を固定するための手段とを備える、誘導コイルハウジング。
【請求項１３】
エポキシ樹脂をさらに備え、前記エポキシ樹脂は前記レセプタクル内に配置されている、請求項１２に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項１４】
前記側面を固定するための手段は前記ベースから延在するシャフトを備え、前記上面を固定するための手段は前記シャフトの端部に配置された中子を備える、請求項１２に記載の誘導コイルハウジング。
【請求項１５】
前記中子は、前記フェライトタイルアセンブリの上面と接触するように構成されている、請求項１４に記載の誘導コイルハウジング。
【国際調査報告】
2017515297.tif 000017
2017515297.tif 000018
2017515297.tif 000019