CN104937809B

CN104937809B - 多线圈操作及优化的方法

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Publication number: CN104937809B
Application number: CN201480005043.7A
Authority: CN
Inventors: 尼古拉斯·A·基林; 乔纳森·比弗; 常-雨·黄
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: WiTricity Corp
Priority date: 2013-01-18
Filing date: 2014-01-14
Publication date: 2017-12-15
Anticipated expiration: 2034-01-14
Also published as: WO2014113391A3; WO2014113391A2; KR20150109391A; JP5933858B2; CN104937809A; US20140203769A1; JP2016512010A; EP2946456A2; KR101787220B1; US9142990B2

Abstract

本发明提供用于进行无线电力传送且确切地说进行到例如电动车辆等远程系统的无线电力传送的系统、方法及设备。在一个方面中，一种系统包括实质上共面第一及第二接收器线圈。所述系统进一步包括第三接收器线圈。所述系统进一步包括控制器，所述控制器经配置以确定所述共面第一及第二接收器线圈的电流、所述第三接收器线圈的电流，及所述无线电力传送接收器装置的工作循环。所述控制器经配置以基于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流、所述第三接收器线圈的所述电流及所述工作循环的比较启用所述共面第一及第二接收器线圈、所述第三接收器线圈或所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈。

Description

多线圈操作及优化的方法

技术领域

本发明一般来说涉及无线电力传送，且更具体来说，涉及与对例如车辆等包含电池的远程系统的无线电力传送有关的装置、系统及方法。更具体来说，本发明涉及控制无线电力传送系统中的感应线圈。

背景技术

已经引入了包含根据从例如电池等能量存储装置接收的电得到的运动动力的远程系统，例如车辆。举例来说，混合动力电动车辆包含机载充电器，所述机载充电器使用来自车辆制动及传统马达的电力给车辆充电。纯电动车辆一般从其它来源接收电来给电池充电。常常提议通过例如家用或商用AC供应源等某种类型的有线交流电(AC)给电池电动车辆(电动车辆)充电。有线充电连接需要物理上连接到电力供应器的电缆或其它类似连接器。电缆及类似连接器有时可能不方便或繁琐，且具有其它缺点。能够在自由空间中(例如，经由无线场)传送电力以用于给电动车辆充电的无线充电系统可以克服有线充电解决方案的一些缺陷。因此，有效率且安全地传送电力以给电动车辆充电的无线充电系统及方法是合乎需要的。

发明内容

在所附权利要求书的范围内的系统、方法及装置的各种实施方案各自具有若干方面，其中的单个方面并不单独负责本文所描述的所要属性。在不限制所附权利要求书的范围的情况下，本文描述一些显要特征。

在附图及下文描述中阐述本说明书中描述的标的物的一或多个实施方案的细节。其它特征、方面及优点将从所述描述、图式及权利要求书而变得显而易见。应注意，以下各图的相对尺寸可能未按比例绘制。

本发明的一个方面提供一种用于控制供应到电池的电流的无线电力传送接收器装置。所述装置包括第一接收器线圈。所述装置进一步包括第二接收器线圈。所述第一及所述第二接收器线圈可实质上共面。所述装置进一步包括第三接收器线圈。所述共面第一及第二接收器线圈可共同地定位成实质上处于所述第三接收器线圈的中心。所述第一、所述第二及所述第三接收器线圈可经配置以电连接到负载。所述装置进一步包括控制器，其经配置以确定所述共面第一及第二接收器线圈的电流、所述第三接收器线圈的电流，及所述无线电力传送接收器装置的工作循环。所述控制器可经配置以基于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流、所述第三接收器线圈的所述电流及所述工作循环的比较启用所述共面第一及第二接收器线圈、所述第三接收器线圈或所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈。

本发明的另一方面提供一种用于控制供应到电池的电流的方法。所述方法包括确定共面第一及第二接收器线圈的电流、第三接收器线圈的电流，及无线电力传送接收器装置的工作循环。所述共面第一及第二接收器线圈可共同地定位成实质上处于所述第三接收器线圈的中心。所述方法进一步包括基于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流、所述第三接收器线圈的所述电流及所述工作循环的比较启用所述共面第一及第二接收器线圈、所述第三接收器线圈或所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈。

本发明的另一方面提供一种用于控制供应到电池的电流的设备。所述设备包括用于确定共面第一及第二接收器线圈的电流、第三接收器线圈的电流及无线电力传送接收器装置的工作循环的装置。所述共面第一及第二接收器线圈可共同地定位成实质上处于所述第三接收器线圈的中心。所述设备进一步包括用于基于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流、所述第三接收器线圈的所述电流及所述工作循环的比较启用所述共面第一及第二接收器线圈、所述第三接收器线圈或所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈的装置。

本发明的另一方面提供一种非暂时性计算机可读媒体，其包括在经执行时致使设备进行以下操作的代码：确定共面第一及第二接收器线圈的电流、第三接收器线圈的电流及无线电力传送接收器装置的工作循环。所述共面第一及第二接收器线圈可共同地定位成实质上处于所述第三接收器线圈的中心。所述媒体进一步包括代码，所述代码在经执行时致使设备基于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流、所述第三接收器线圈的所述电流及所述工作循环的比较启用所述共面第一及第二接收器线圈、所述第三接收器线圈或所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈。

附图说明

图1为根据本发明的示范性实施例的用于给电动车辆充电的示范性无线电力传送系统的图。

图2为图1的无线电力传送系统的示范性核心组件的示意图。

图3A为用于电动车辆无线电力传送系统中的感应线圈布置的透视图说明。

图3B为用于电动车辆无线电力传送系统中的感应线圈布置的另一透视图说明。

图4A为说明依据接收器感应线圈与按双重底座配置布置的发射器感应线圈的对准的由接收器感应线圈产生的电流的图。

图4B为说明在接收器感应线圈并不是完美地与按双重底座配置布置的发射器感应线圈对准时由接收器感应线圈产生的电流的图。

图4C为说明依据接收器感应线圈与按矩形底座配置布置的发射器感应线圈的对准的由接收器感应线圈产生的电流的图。

图5为展示图1的无线电力传送系统的示范性核心组件及辅助组件的功能框图。

图6为说明可由电动车辆控制器执行的操作的流程图。

图7为用于控制供应到电池的电流的示范性方法的流程图。

图8为根据示范性实施例的电动车辆的功能框图。

图式中说明的各种特征可能未按比例绘制。因此，为了清晰起见，可能任意扩大或减小各种特征的尺寸。另外，图式中的一些图式可能并未描绘给定系统、方法或装置的所有组件。最后，可能贯穿说明书及各图使用相似参考数字来表示相似特征。

具体实施方式

下文结合附图阐述的详细描述既定作为对本发明的示范性实施例的描述，且并不希望表示可实践本发明的仅有实施例。贯穿此描述使用的术语“示范性”意味着“充当实例、例子或说明”，且未必应解释为比其它示范性实施例优选或有利。所述详细描述为了提供对本发明的示范性实施例的透彻理解而包含特定细节。所属领域的技术人员将显而易见，可在没有这些特定细节的情况下实践本发明的示范性实施例。在一些情况下，以框图形式展示众所周知的结构及装置以便避免混淆本文所呈现的示范性实施例的新颖性。

无线地传送电力可指将与电场、磁场、电磁场或其它者相关联的任何形式的能量从发射器传送到接收器，而不使用物理电导体(例如，可通过自由空间来传送电力)。输出到无线场(例如，磁场)中的电力可由“接收线圈”接收、俘获或耦合以实现电力传送。将理解，贯穿本说明书，两个组件“耦合”可指其通过直接或间接方式进行的交互，且可进一步指物理地连接(例如，有线)耦合或物理地断开连接(例如，无线)耦合。

电动车辆在本文中用以描述远程系统，远程系统的实例为包含从可充电能量存储装置(例如，一或多个可再充电电化学电池或其它类型的电池)得到的电力作为其运动能力的部分的车辆。作为非限制性实例，一些电动车辆可以是除了电动机以外还包含用于直接运动或用以给车辆的电池充电的传统内燃机的混合动力电动车辆。其它电动车辆可从电力汲取所有运动能力。电动车辆不限于汽车，且可包含摩托车、手推车、小型摩托车，及其类似者。举例来说而非限制，本文描述呈电动车辆(EV)形式的远程系统。此外，还预期可使用可充电能量存储装置而至少部分地供电的其它远程系统(例如，例如个人计算装置等电子装置及其类似者)。

感应电力传送(IPT)系统是一种用于无线传送能量的方式。在IPT中，初级(或“发射器”)电力装置向次级(或“接收器”)电力接收器装置发射电力。发射器及接收器电力装置中的每一者包含电感器，通常为电流输送媒体的线圈或绕组的布置。初级电感器中的交流电产生波动电磁场。当将次级电感器放置成接近初级电感器时，所述波动电磁场在次级电感器中感应电动势(EMF)，由此将电力传送到次级电力接收器装置。

在电动车辆及插入式混合动力车辆IPT系统中，初级电力装置可位于地面上且可被称为“底座”装置或电力垫。次级电力装置可位于电动车辆上且可被称为“拾取”装置或电力垫。这些装置通常用于将电力从底座(发射器)装置发射到拾取(接收器)装置。一些IPT系统还能够在以其它方式传送电力(即，从拾取装置到底座装置)的模式中起作用。在此模式中，拾取装置在技术上为初级装置且底座装置为次级装置，这是因为拾取装置在底座装置中感应EMF。此情形可允许存储在电动车辆电池中的电力传送回到市电电网。

PCT公开案第WO 2010/090539号揭示了一种用于向电动车辆供电的IPT系统，其中通常定位于地面上的底座(通常为初级)线圈布置由定位于由高磁导率材料(例如，铁氧体)形成的芯上方的两个单独共面线圈构成。在此布置中，不存在通过穿过线圈的芯的笔直路径。因此，所述线圈充当极区域且磁通量线在其之间以线圈上方的“通量管”的形式(高通量集中区)起弧。所述布置被视为导致芯的侧面上的线圈下方的极少的通量泄漏。

同一公开案还揭示在接收器(拾取)装置的线圈布置中使用三个线圈。前两个线圈是如底座线圈布置中的单独的共面线圈。在充电期间，这两个线圈与底座装置中的共面线圈对准。第三线圈中心定位在磁导性芯的同一侧面上的其它两个线圈上方。除了通过前两个共面线圈提取的水平分量之外，第三线圈还允许从由接收器装置拦截的磁场的垂直分量提取电力。所述共面线圈被视为在垂直于所述共面线圈的中心之间的线的方向上对发射器与接收器装置之间的未对准具有良好容限，但在平行于所述共面线圈的中心之间的线的方向上对未对准具有较少容限。接收器装置中的三线圈布置被视为改进了平行方向上的IPT系统的容限，因此增加了系统对任何方向上的未对准的总容限。

PCT公开案第WO 2011/016737号描述了一种用于向电动车辆供电的IPT系统，其中底座线圈布置包含磁性解耦的两个重叠平面线圈。此类底座线圈可提供关于电力传送的效率的一些益处，但也具有许多缺点，包含对系统的电动车辆侧面上的复杂且昂贵部件的需要。可能难以设计重叠线圈以使得其之间不存在互耦合且通常此情形是关于系统中的其它组件而进行，因此使得此类线圈布置适合不同类型的IPT系统是困难的及昂贵的。

因此，仍然需要在纵向(即，相对于车辆向前/向后)方向及横向(即，侧到侧)方向两者上对IPT系统线圈未对准的改进的容限。

图1为根据本发明的示范性实施例的用于给电动车辆112充电的示范性无线电力传送系统100的图。无线电力传送系统100使得能够在电动车辆112停放在底座无线充电系统102a附近时给电动车辆112充电。在欲停放在对应底座无线充电系统102a及102b之上的停车区域中说明用于两个电动车辆的空间。在一些实施例中，本地分配中心130可连接到电力主干线132，且经配置以通过电力链路110将交流电(AC)或直流电(DC)供应提供到底座无线充电系统102a。底座无线充电系统102a还包含底座系统感应线圈104a以用于无线地传送或接收电力。电动车辆112可包含电池单元118、电动车辆感应线圈116及电动车辆无线充电系统114。电动车辆感应线圈116可(例如)经由由底座系统感应线圈104a产生的电磁场的区而与底座系统感应线圈104a相互作用。

在一些示范性实施例中，电动车辆感应线圈116可在电动车辆感应线圈116位于由底座系统感应线圈104a产生的能量场中时接收电力。所述场对应于其中由底座系统感应线圈104a输出的能量可由电动车辆感应线圈116俘获的区。在一些情况下，所述场可以对应于底座系统感应线圈104a的“近场”。近场可对应于其中存在由底座系统感应线圈104a中的电流及电荷产生的并不会将电力辐射远离底座系统感应线圈104a的强反应性场的区。在一些情况下，近场可对应于处于底座系统感应线圈104a的波长的约1/2π内的区(且针对电动车辆感应线圈116，反过来也一样)，如将在下文进一步描述。

本地分配130可经配置以经由通信回程134与外部源(例如，电力网)通信，并且经由通信链路108与底座无线充电系统102a通信。

在一些实施例中，电动车辆感应线圈116可与底座系统感应线圈104a对准且，因此，由驾驶员简单地安置在近场区内，从而相对于底座系统感应线圈104a正确地定位电动车辆112。在其它实施例中，可给予驾驶员视觉反馈、听觉反馈或其组合，以确定电动车辆112何时被适当地放置以用于进行无线电力传送。在一些实施例中，可由无线电力传送系统100(例如，连接到电动车辆112的用户接口的电动车辆112或处理器)或从底座无线充电系统102a中可能含有的信号或传感器信息产生反馈。在又其它实施例中，电动车辆112可通过自动驾驶系统定位，所述自动驾驶系统可将电动车辆112来回移动(例如，呈Z字形移动)直到对准误差已达到可容许值为止。此情形可在无驾驶员干预的情况下或在仅具有最少驾驶员干预的情况下(前提条件是电动车辆112配备有伺服方向盘、超声波传感器及调整车辆的智能)由电动车辆112自动地及自主地执行。在再其它实施例中，电动车辆感应线圈116、底座系统感应线圈104a或其组合可具有用于使所述感应线圈116与104a相对于彼此移位及移动以更准确地将其定向并在其间形成更有效率的耦合的功能性。

底座无线充电系统102a可位于多种位置中。作为非限制性实例，一些合适位置包含电动车辆112拥有者的家中的停车区域、仿照常规的基于石油的加油站的经保留用于电动车辆无线充电的停车区域，及在例如购物中心及工作场所等其它位置的停车场。

无线地为电动车辆充电可提供众多益处。举例来说，可自动地执行充电，而几乎不需要驾驶员干预及操纵，由此改善用户的便利性。还可能不存在曝露的电触点且无机械磨损，借此改善无线电力传送系统100的可靠性。可能不需要对电缆及连接器的操纵，且可能不存在可在户外环境中曝露于湿气及水的电缆、插塞或插口，由此改善安全性。还可能不存在可见或可接近的插口、电缆及插塞，由此减少对电力充电装置的可能的恶意破坏。另外，由于可将电动车辆112用作分布式存储装置以使电力网稳定，因此可使用对接到电网解决方案来增加针对车辆到电网(V2G)操作的车辆可用性。

如参看图1所描述的无线电力传送系统100还可提供美学及非阻碍优点。举例来说，可能不存在可阻碍车辆及/或行人的充电柱及电缆。

作为车辆到电网能力的进一步解释，无线电力发射及接收能力可经配置成互逆的，使得底座无线充电系统102a将电力传送到电动车辆112且电动车辆112将电力传送到底座无线充电系统102a(例如，在能量不足时)。此能力可用于通过在由于可再生能量产生(例如，风或太阳能)中的过度需求或不足引起的能量不足时允许电动车辆将电力贡献给整个分配系统来使配电网稳定。

因此将理解，本文使用术语“发射器”、“接收器”、“初级”及“次级”及其类似者来指在用于将电力从电力供应器传送到电动车辆(即，从发射器或初级装置到接收器或次级装置)时无线电力传送系统的组件的正常使用。然而，无线电力传送系统可涉及使用这些组件传送一些电力，其在一些实施例中可仅为在相反方向上的少量电力，例如，以将能量从电动车辆传送到配电网，以作为改善发射器与接收器装置的对准或识别哪一发射器装置被适当地放置以用于将电力传送到接收器装置的过程的部分。因此，“发射器”还可用于接收电力且“接收器”还可用于发射电力。虽然为了易于理解而提及系统的某些组件的正常操作意义，但使用这些术语并不将实施例限于此类组件的任何特定操作。

图2为图1的无线电力传送系统100的示范性核心组件的示意图。如图2中所展示，无线电力传送系统200可包含底座系统发射电路206，所述底座系统发射电路206包含具有电感L₁的底座系统感应线圈204。无线电力传送系统200进一步包含电动车辆接收电路222，所述电动车辆接收电路222包含具有电感L₂的电动车辆感应线圈216。本文所描述的实施例可以使用形成谐振结构的电容性负载线环(即，多匝线圈)，所述谐振结构能够经由磁性或电磁近场将来自初级结构(发射器)的能量有效率地耦合到次级结构(接收器)(如果初级结构与次级结构两者被调谐到共同谐振频率的话)。

谐振频率可基于包含感应线圈(例如，底座系统感应线圈204)的发射电路的电感及电容，如上文所描述。如图2中所展示，电感一般可为感应线圈的电感，而可将电容添加到感应线圈以在所要的谐振频率下产生谐振结构。作为非限制性实例，可添加电容器或电容器可与感应线圈集成，且经布置以与感应线圈串联以形成产生电磁场的谐振电路(例如，底座系统发射电路206)。因此，对于较大直径的感应线圈，用于诱发谐振的电容值可随着线圈的直径或电感的增加而减小。电感还可取决于感应线圈的匝数。此外，随着感应线圈的直径增加，近场的有效率能量传送区域可增加。其它谐振电路是可能的。作为另一非限制实例，可将电容器并联地放置于感应线圈的两个端子之间(例如，并联谐振电路)。此外，感应线圈可经设计成具有高质量(Q)因数以改善感应线圈的谐振。

适于在谐振结构中使用的线圈可用于电动车辆感应线圈216及底座系统感应线圈204。使用谐振结构用于耦合能量可指“磁性耦合谐振”、“电磁耦合谐振”及/或“谐振感应”。将基于从底座无线电力充电系统202到电动车辆112的电力传送来描述无线电力传送系统200的操作，但不限于此。举例来说，如上文所论述，电动车辆112可将电力传送到底座无线充电系统102a。

参看图2，电力供应器208(例如，AC或DC)将电力P_SDC供应到底座无线电力充电系统202以将能量传送到电动车辆112。底座无线电力充电系统202包含底座充电系统电力转换器236。底座充电系统电力转换器236可包含例如以下各者等电路系统：AC/DC转换器，其经配置以将电力从标准干线AC转换成处于合适电压电平的DC电力；及DC/低频(LF)转换器，其经配置以将DC电力转换成处于适合于进行无线高电力传送的操作频率的电力。底座充电系统电力转换器236将电力P₁供应到包含底座充电系统调谐电路205的底座系统发射电路206，所述底座充电系统调谐电路205可以由与底座系统感应线圈204呈串联或并联配置或两者的组合的反应性调谐组件组成，以发出所要频率下的电磁场。可提供电容器C₁(未图示)以与底座系统感应线圈204形成在所要频率下谐振的谐振电路。底座系统感应线圈204接收电力P₁且在足以为电动车辆112充电或供电的电平下无线地发射电力。举例来说，由底座系统感应线圈204无线地提供的功率电平可为大约数千瓦(kW)(例如，从1kW到110kW的任何者，或更高或更低)。

包含底座系统感应线圈204的底座系统发射电路206及包含电动车辆感应线圈216的电动车辆接收电路222两者可经调谐到实质上相同的频率，且可定位于由底座系统感应线圈204及电动车辆感应线圈116中的一者发射的电磁场的近场内。在此情况下，底座系统感应线圈204及电动车辆感应线圈116可以变成耦合到彼此，以便可以将电力传送到包含电动车辆充电系统调谐电路221及电动车辆感应线圈216的电动车辆接收电路222。可以提供电动车辆充电系统调谐电路221以与电动车辆感应线圈216形成在所要频率下谐振的谐振电路。在线圈分离下所得的互耦合系数用元素k(d)表示。等效电阻R_eq,1及R_eq,2分别表示感应线圈204及216以及在一些实施例中可能在底座充电系统调谐电路205及电动车辆充电系统调谐电路221中提供的任何反电抗电容器可能固有的损失。包含电动车辆感应线圈216及电动车辆充电系统调谐电路221的电动车辆接收电路222接收电力P₂，并且将电力P₂提供到电动车辆充电系统214的电动车辆电力转换器238。

电动车辆电力转换器238可尤其包含LF/DC转换器，所述LF/DC转换器经配置以将处于操作频率的电力转换回到处于与电动车辆电池单元218的电压电平匹配的电压电平的DC电力。电动车辆电力转换器238可提供经转换电力P_LDC以为电动车辆电池单元218充电。电力供应器208、底座充电系统电力转换器236及底座系统感应线圈204可为静止的且位于多种位置处，如上文所论述。电池单元218、电动车辆电力转换器238及电动车辆感应线圈216可包含在作为电动车辆112的部分或电池组(未图示)的部分的电动车辆充电系统214中。电动车辆充电系统214还可经配置以经由电动车辆感应线圈216将电力无线地提供到底座无线电力充电系统202以将电力馈送回到电网。电动车辆感应线圈216及底座系统感应线圈204中的每一者可基于操作模式而充当发射或接收感应线圈。

虽然未展示，但无线电力传送系统200可包含负载断开连接单元(LDU)以安全地将电动车辆电池单元218或电力供应器208与无线电力传送系统200断开连接。举例来说，在紧急或系统故障的情况下，可触发LDU以将负载与无线电力传送系统200断开连接。可提供LDU以作为对用于管理对电池的充电的电池管理系统的补充，或LDU可为电池管理系统的部分。

另外，电动车辆充电系统214可包含切换电路系统(未图示)以用于选择性地将电动车辆感应线圈216连接到电动车辆电力转换器238及将电动车辆感应线圈216断开连接。将电动车辆感应线圈216断开连接可暂时中止充电且还可调整如底座无线充电系统102a(充当发射器)“经历”的“负载”，此情形可用以将电动车辆充电系统114(充当接收器)与底座无线充电系统102a解耦。可在发射器包含负载感测电路的情况下检测负载改变。因此，例如底座无线充电系统202等发射器可具有用于确定例如电动车辆充电系统114等接收器何时存在于底座系统感应线圈204的近场中的机制。

如上文所描述，在操作中，假设朝向车辆或电池的能量传送，从电力供应器208提供输入电力以使得底座系统感应线圈204产生用于提供能量传送的场。电动车辆感应线圈216耦合到辐射场，并且产生供电动车辆112存储或消耗的输出电力。如上文所描述，在一些实施例中，底座系统感应线圈204及电动车辆感应线圈116是根据相互谐振关系而配置，以使得在电动车辆感应线圈116的谐振频率及底座系统感应线圈204的谐振频率非常接近或实质上相同时，高度有效率地传送能量。当电动车辆感应线圈216位于底座系统感应线圈204的近场中时，底座无线电力充电系统202与电动车辆充电系统214之间的发射损失最小。

如所陈述，通过将在发射感应线圈的近场中的大部分能量耦合到接收感应线圈而不是将大部分能量以电磁波传播到远场来发生有效率能量传送。当处于近场中时，可在发射感应线圈与接收感应线圈之间建立耦合模式。在感应线圈周围的可在其中发生此近场耦合的区域在本文中被称作近场耦合模式区。

虽然未展示，但底座充电系统电力转换器236及电动车辆电力转换器238两者可包含振荡器、例如功率放大器等驱动器电路、滤波器，及用于与无线电力感应线圈有效率的耦合的匹配电路。振荡器可经配置以产生所要频率，可响应于调整信号而调整所述频率。可通过功率放大器以响应于控制信号的放大量放大振荡器信号。可包含滤波及匹配电路以滤除谐波或其它不想要的频率，且使电力转换模块的阻抗与无线电力感应线圈匹配。电力转换器236及238还可包含整流器与切换电路系统以产生合适的电力输出以为电池充电。

如贯穿所揭示实施例而描述的电动车辆感应线圈216及底座系统感应线圈204可被称作或经配置为“环形”天线，且更具体来说是多匝环形天线。感应线圈204及216还可在本文中被称作或经配置为“磁性”天线。线圈还可被称作经配置以无线地输出或接收电力的类型的“天线”。如本文所使用，线圈204及216为经配置以无线地输出、无线地接收及/或无线地中继电力的类型的“电力传送组件”的实例。环形(例如，多匝环形)天线可经配置以包含空气芯或物理芯，例如铁氧体芯。空气芯环形天线可允许将其它组件放置在芯区域内。包含铁磁性或亚铁磁性材料的物理芯天线可允许形成较强电磁场且改善耦合。

在本说明书中，术语“线圈”是在具有全部缠绕在单个中心点周围的数匝导电材料的局部化绕组布置的意义上使用。术语“线圈布置”用于意味着传导材料的任何绕组布置，其可包括数个“线圈”。

如上文所论述，在发射器与接收器之间的匹配或几乎匹配的谐振期间发生发射器与接收器之间的能量的有效率传送。然而，甚至在发射器与接收器之间的谐振不匹配时，也可在较低效率下传送能量。通过将来自发射感应线圈的近场的能量耦合到驻留在其中建立有此近场的区内(例如，在谐振频率的预定频率范围内，或在近场区的预定距离内)的接收感应线圈而不是将能量从发射感应线圈传播到自由空间中来发生能量的传送。

如上文所描述，根据一些实施例，揭示将电力耦合在处于彼此的近场中的两个感应线圈之间。如上文所描述，近场可对应于感应线圈周围的其中存在电磁场的区。近场耦合模式区可对应于在感应线圈的物理体积附近的体积，通常在波长的小分数内。根据一些实施例，使用例如单匝及多匝环形天线等电磁感应线圈来进行发射及接收两者，这是由于实际实施例中的磁性近场振幅对于磁性类型的线圈来说往往高于电类型的天线(例如，小偶极)的电近场。此情形允许线圈对之间的可能地更高的耦合。此外，可使用“电”天线(例如，偶极及单极)或磁性与电天线的组合。

图3A为用于电动车辆无线电力传送系统中的感应线圈布置300a的透视图说明。所述无线电力传送系统包括包含发射器线圈布置301a的底座或发射器无线电力传送装置及包含接收器线圈布置302的拾取或接收器无线电力传送装置。为了清晰目的，在图3A中仅展示系统的线圈布置300a。发射器线圈布置301a可(例如)形成在车辆停放空间中位于地面上的无线电力传送发射器装置的部分，而接收器线圈布置302可(例如)形成位于电动车辆的底侧上的无线电力传送接收器装置的部分。为了本说明书的目的，将假设在电动车辆的纵向方向上观察图3A中的线圈布置及类似性质的所有图。图3A展示定位在发射器线圈布置301a之上的接收器线圈布置302，适合于在向发射器线圈布置301a供能之后即刻在所述两个线圈布置之间进行无线电力传送的位置。

在图3A的布置中，发射器线圈布置301a包括连接到一或多个电源的两个实质上共面发射器线圈303a及303b，以使得电流在所述两个线圈的邻近部分中在相同方向上流动且这些邻近部分中的电流具有实质上相同的量值及相位。如本文所描述，如图3A中所说明般布置的实质上共面发射器线圈303a及303b可被称作双重底座配置。

接收器线圈布置302包括两个实质上共面接收器线圈304a及304b，及定位在共面接收器线圈304a及304b之上的第三线圈305。线圈布置302中的线圈连接到电动车辆的电池。

发射器及接收器线圈布置两者与磁导性部件相关联，磁导性部件例如定位在发射器线圈之下且在接收器线圈上方的铁氧体芯(未图示)。为了在图3A的已知布置中传送电力，交流电穿过线圈布置301a。此情形产生呈“通量管”(高通量集中区)形式的磁场，所述磁场在发射器线圈303a及303b中的孔之间的线圈布置301a上方循环。在使用中，接收器线圈布置302经定位以使得接收器线圈304及305与磁通量线相交，因此在接收器线圈中感应电流，所述电流被供应到电动车辆的电池。

共面接收器线圈304a及304b从由发射器线圈产生的磁通量的水平分量中提取电力。单个接收器线圈305从由发射器线圈产生的磁通量的垂直分量中提取电力。因此，组合地，接收器线圈布置302的线圈使得能够在无线电力传送系统的发射器与接收器装置之间进行达合理有效程度的能量传送。

图3B为用于电动车辆无线电力传送系统中的感应线圈布置300b的透视图说明。与线圈布置300a相似，无线电力传送系统包括包含发射器线圈布置301b的底座或发射器无线电力传送装置及包含上文关于图3A所描述的接收器线圈布置302的拾取或接收器无线电力传送装置。为了清晰目的，在图3B中仅展示系统的线圈布置300b。发射器线圈布置301b可(例如)形成在车辆停放空间中位于地面上的无线电力传送发射器装置的部分，而接收器线圈布置302可(例如)形成位于电动车辆的底侧上的无线电力传送接收器装置的部分。图3B展示定位在发射器线圈布置301b之上的接收器线圈布置302，适合于在向发射器线圈布置301b供能之后即刻在所述两个线圈布置之间进行无线电力传送的位置。

在图3B的布置中，发射器线圈布置301b包括连接到一或多个电源的单个发射器线圈306，以使得电流在发射器线圈306中流动。电流可在顺时针或逆时针方向上流动。在一些实施例中，发射器线圈306的深度为图3A的实质上共面发射器线圈303a及303b的深度的两倍般长。如本文所描述，如图3B中所说明般布置的单个反射器线圈306可被称作矩形底座配置。

在一些实施例中，电动车辆112的接收器线圈与底座无线电力充电系统202的发射器线圈的对准确定在接收器线圈中感应的电流的量。举例来说，当电动车辆112水平地及/或垂直地移动跨越底座无线电力充电系统202时，在接收器线圈中的每一者中感应的电流可变化。

在其它实施例中，发射器线圈布置还影响在接收器线圈中感应的电流的量。举例来说，如果发射器线圈是在双重底座配置中布置且发射器线圈完美地与接收器线圈对准，那么在实质上共面接收器线圈(例如，接收器线圈304a及304b)中感应的电流可几乎为在发射器线圈中产生的电流的量的最大值，而在第三接收器线圈(例如，接收器线圈305)中感应的电流可几乎为零。同样，如果发射器线圈是在矩形底座配置中布置且发射器线圈完美地与接收器线圈对准，那么在共面接收器线圈中感应的电流可几乎为零，而在第三接收器线圈中感应的电流可几乎为在发射器线圈中产生的电流的量的最大值。

图4A说明依据接收器线圈与按双重底座配置布置的两个实质上共面发射器线圈303a及303b的对准的由实质上共面接收器线圈304a及304b及第三接收器线圈305产生的电流。图4A说明完美地与实质上共面接收器线圈304a及304b及第三接收器线圈305对准的实质上共面发射器线圈303a及303b的由上而下视图。曲线图400a说明依据接收器线圈304a、304b及305与发射器线圈303a及303b的对准的在共面接收器线圈304a及304b及第三接收器线圈305中感应的电流。

举例来说，电流402a表示在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流且电流404a表示在第三接收器线圈305中感应的电流。电流406a表示电流402a及404a的总和。如上文所描述，当接收器线圈304a、304b及305完美地与发射器线圈303a及303b对准(例如，对准为“0”)时，电流402a几乎为在发射器线圈303a及303b中产生的电流的量的最大值且电流404a几乎为零。

方框408表示供发射器线圈303a及303b操作的实例区域。举例来说，如果对准是在由方框408涵盖的区域内，那么出于将能量传送到接收器线圈304a、304b及305的目的，电流可在发射器线圈303a及303b内流动。电流的流动可通过控制器来控制，如下文关于图5所描述。如曲线图400a中所说明，当对准移动到方框408的外边缘时，电流402a及404a开始收敛而电流406a开始增加。

作为一实例，图4B说明当接收器线圈并不是完美地与按双重底座配置布置的实质上共面发射器线圈303a及303b对准时由实质上共面接收器线圈304a及304b及第三接收器线圈305产生的电流。如图4B中所说明，接收器线圈304a、304b及305位于完美地对准的位置的右方。曲线图400a说明在此对准位置(其通过线410表示)的近似电流402a、404a及406a值。在一些实施例中，当线410处的402a具有低于完美地对准的位置处(例如，对准“0”处)的值的值时，电流404a及406a具有比完美地对准的位置处的值高的值。

在一些实施例中，线410可表示属于方框408内的对准。因此，为了将能量传送到接收器线圈304a、304b及305的目的，电流可在发射器线圈303a及303b中流动。在其它实施例中，线410可表示属于方框408外部的对准。因此，电流可能不会在发射器线圈303a及303b中流动。

图4C说明依据接收器线圈与按矩形底座配置布置的单个发射器线圈306的对准的由实质上共面接收器线圈304a及304b及第三接收器线圈305产生的电流。图4C说明完美地与实质上共面接收器线圈304a及304b及第三接收器线圈305对准的单个发射器线圈306的由上而下视图。曲线图400b说明依据接收器线圈304a、304b及305与单个发射器线圈306的对准的在共面接收器线圈304a及304b及第三接收器线圈305中感应的电流。

举例来说，与电流402a及404a相似，电流402b表示在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流且电流404b表示在第三接收器线圈305中感应的电流。电流406b表示电流402b及404b的总和。如上文所描述，当接收器线圈304a、304b及305完美地与单个发射器线圈306对准(例如，对准为“0”)时，电流402b几乎为零且电流404b几乎为在发射器线圈306中产生的电流的量的最大值。

方框408表示供单个发射器线圈306操作的实例区域。举例来说，如果对准是在由方框408涵盖的区域内，那么出于将能量传送到接收器线圈304a、304b及305的目的，电流可在单个发射器线圈306内流动。如曲线图400b中所说明，当对准移动到方框408的外边缘时，电流402b及404b开始收敛而电流406b开始增加。

如图4A到C中所说明，电动车辆112的接收器线圈与底座无线电力充电系统202的发射器线圈的对准及/或发射器线圈布置可影响在接收器线圈中的每一者中感应的电流。因为接收器线圈与发射器线圈的对准及/或发射器线圈布置可影响在接收器线圈中的每一者中感应的电流，所以电动车辆112可能需要确定应使用哪些接收器线圈来将电流供应到电池。虽然所有接收器线圈可保持经启用且将电流供应到电池，但启用所有接收器线圈可能不必要地增加电动车辆的电力消耗。此外，可能将太多的电流供应到电池，此情形可永久地损害电池。同样，如果仅启用共面接收器线圈或仅启用第三接收器线圈，那么可能提供不足的电流来为电池充电。

因此，电动车辆112可包含一或多个控制器，其控制哪些接收器线圈将电流供应到电池及/或供应到电池的电流的量。所述一或多个控制器可允许电动车辆112的电池接收足够量的电力来充电。所述一或多个控制器还可起作用以使由于底座无线电力充电系统202电流的变化产生的对电池的负面影响最小化。所述一或多个控制器可为无线电力传送系统中的若干组件中的一者，例如图1的无线电力传送系统100。下文关于图5说明实例无线电力传送系统的组件。

图5为展示图1的无线电力传送系统100的示范性核心组件及辅助组件的功能框图。无线电力传送系统510说明通信链路576、导引链路566，及用于底座系统感应线圈508(例如，实质上共面发射器线圈303a及303b或单个发射器线圈306)及电动车辆感应线圈516(例如，接收器线圈304a、304b及305)的对准系统552、554。如上文参看图2所描述，且假设能量朝向电动车辆112流动，在图3A到B中，底座充电系统电力接口558可经配置以将电力从例如AC或DC电力供应器等电源提供到充电系统电力转换器536。底座充电系统电力转换器536可从底座充电系统电力接口558接收AC或DC电力以在底座系统感应线圈508的谐振频率下或接近谐振频率激励底座系统感应线圈508。电动车辆感应线圈516在处于近场耦合模式区中时可从所述近场耦合模式区接收能量以在谐振频率下或接近谐振频率振荡。电动车辆电力转换器538将来自电动车辆感应线圈516的振荡信号转换成适合于经由电动车辆电力接口为电池充电的电力信号。电动车辆电力转换器538还可包含一或多个传感器，例如电流传感器或电力传感器，其经配置以检测在电动车辆感应线圈516中感应的电流(或电力)。可将来自传感器的测量结果发射到电动车辆控制器544。

底座无线充电系统512包含底座充电系统控制器542且电动车辆充电系统514包含电动车辆控制器544。底座充电系统控制器542可包含到例如计算机等其它系统(未图示)及配电中心或智能电力网的底座充电系统通信接口。电动车辆控制器544可包含到其它系统(未图示)(例如，车辆上的机载计算机、其它电池充电控制器、车辆内的其它电子系统及远程电子系统)的电动车辆通信接口。电动车辆控制器544可控制哪些接收器线圈将电流供应到电池及/或供应到电池的电流的量。下文更详细地描述电动车辆控制器544的功能性。

底座充电系统控制器542及电动车辆控制器544可包含用于具有单独通信信道的特定应用程序的子系统或模块。这些通信信道可为单独的物理信道或单独的逻辑信道。作为非限制性实例，底座充电对准系统552可以通过通信链路576与电动车辆对准系统554通信，以提供用于自主地或在操作人员辅助下更紧密地对准底座系统感应线圈508与电动车辆感应线圈516的反馈机制。类似地，底座充电导引系统562可以通过导引链路与电动车辆导引系统564通信，以提供用以导引操作人员对准底座系统感应线圈508与电动车辆感应线圈516的反馈机制。另外，可能存在由底座充电通信系统572及电动车辆通信系统574支持的单独的通用通信链路(例如，信道)，以用于在底座无线电力充电系统512与电动车辆充电系统514之间传达其它信息。此信息可包含关于电动车辆特性、电池特性、充电状态及底座无线电力充电系统512与电动车辆充电系统514两者的电力能力的信息以及电动车辆112的维护及诊断数据。这些通信信道可以是单独的物理通信信道(例如，蓝牙、紫蜂、蜂窝式等)。这些系统可操作以按任何适当方式确定及传达底座系统感应线圈508与电动车辆感应线圈516的相对位置及/或相对定向。

为在底座无线充电系统512与电动车辆充电系统514之间进行通信，无线电力传送系统510可使用带内信令与RF数据调制解调器两者(例如，在未经许可的频带中的经由无线电的以太网)。带外通信可提供足够带宽以用于将增值服务分配给车辆用户/拥有者。无线电力载波的低深度振幅或相位调制可充当具有最少干扰的带内信令系统。

另外，可在不使用特定通信天线的情况下经由无线电力链路来执行一些通信。举例来说，无线电力感应线圈508及516还可经配置以充当无线通信发射器。因此，底座无线电力充电系统512的一些实施例可包含用于在无线电力路径上启用键控类型协议的控制器(未图示)。通过使用预定义协议以预定义间隔来键控发射功率电平(幅移键控)，接收器可以检测来自发射器的串行通信。底座充电系统电力转换器536可包含用于检测作用中电动车辆接收器在由底座系统感应线圈508产生的近场附近的存在或不存在的负载感测电路(未图示)。以实例说明，负载感测电路监控流到功率放大器的电流，其受作用中接收器在由底座系统感应线圈104a产生的近场附近的存在或不存在影响。对功率放大器上的负载的改变的检测可由底座充电系统控制器542来监控以用于在确定是否启用振荡器以用于发射能量、是否将与作用中接收器通信或其组合时使用。

为了使得能够进行无线高电力传送，一些实施例可经配置以在从10kHz到60kHz的范围内的频率下传送电力。此低频耦合可允许进行可使用固态装置实现的高度有效率的电力转换。另外，与其它频带相比较，可能存在较少的与无线电系统的共存问题。

在一实施例中，电动车辆控制器544基于参数的比较确定哪些接收器线圈应将电流供应到电池。参数可包含在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流(或电力)、在第三接收器线圈305中感应的电流(或电力)，及底座无线电力充电系统202的工作循环。在描述由电动车辆控制器544在确定哪些接收器线圈应将电流供应到电池时执行的操作中可互换地使用电流值及电力值。为了清晰的目的，本文中基于所测量的电流值描述由电动车辆控制器544执行的操作。

底座无线电力充电系统202的电流可为工作循环的函数(例如，底座无线电力充电系统202的电流与工作循环可成线性比例关系)。举例来说，当工作循环增加时，底座无线电力充电系统202的电流可增加。因此，在接收器线圈304a、304b及/或305中的一或多者中感应的电流可增加。然而，在一些实施例中，当工作循环达到某一阈值(例如，80％)时，此等性质可能并不成立。举例来说，一旦达到某一阈值，在接收器线圈304a、305b及/或305中的一或多者中感应的电流就可能不会按成比例比率增加，甚至在工作循环增加时也如此。如果在接收器线圈中感应不足的电流，那么工作循环可增加。同样，如果在接收器线圈中感应太多电流，那么工作循环可减少。

在一实施例中，工作循环是由底座无线电力充电系统202来确定。举例来说，底座无线电力充电系统202可基于所产生的进入发射器线圈303a及303b及/或306中的电流确定工作循环。可接着经由通信信道(例如，下文关于图5所描述的通信链路576)将工作循环发射到电动车辆112。在另一实施例中，工作循环是由电动车辆112来确定，例如转换器538或电动车辆控制器544。可接着经由通信信道(例如，通信链路576)将工作循环发射到底座无线电力充电系统202。

在一些实施例中，在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流与在第三接收器线圈305中感应的电流的比较可指示哪个接收器线圈当前正产生较大量电流。在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流与工作循环的比较(例如，在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流在工作循环内的比率)可指示可由共面接收器线圈304a及304b供应给电池的电流的量。同样，在第三接收器线圈305中感应的电流与工作循环的比较(例如，在第三接收器线圈305中感应的电流在工作循环内的比率)可指示可由第三接收器线圈305供应给电池的电流的量。

一般来说，电动车辆控制器544最初可取决于哪一线圈为占优势的线圈或哪一线圈具有较高初始感应电流而启用共面接收器线圈304a及304b或第三接收器线圈305。举例来说，占优势的线圈可为当发射器线圈及接收器线圈完美地对准时具有较高感应电流的线圈。在启用初始接收器线圈之后，电动车辆控制器544可执行额外分析以启用及/或停用接收器线圈。如本文所描述，共面接收器线圈304a及304b被视为占优势线圈及/或具有较高初始感应电流的接收器线圈。如下文所描述的由电动车辆控制器544执行的分析是从以下角度来进行：共面接收器线圈304a及304b为占优势线圈及/或具有较高初始感应电流的接收器线圈。然而，第三接收器线圈305可为占优势线圈及/或具有较高初始感应电流的接收器线圈，且可在下文的分析中互换第三接收器线圈305及共面接收器线圈304a及304b。

可静态地或动态地发生充电。当电动车辆112为静止的时，发生静态充电。当电动车辆112正移动时，发生动态充电。在动态充电期间，可由电动车辆控制器544来确定及启用占优势线圈。

在一实施例中，电动车辆控制器544经配置以在若干情境中的一者中启用共面接收器线圈304a及304b以将电流供应到电池。在第一实施例中，电动车辆控制器544确定在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流在工作循环内的比率超过第一阈值。举例来说，所要电流可为10A且典型工作循环可介于50％与80％之间。因此，第一阈值可为0.125。超过第一阈值可指示感应足够电流来为电池充电。如果比率超过第一阈值，那么电动车辆控制器544确定共面接收器线圈304a及304b的电流是否大于第三接收器线圈305的电流。如果共面接收器线圈304a及304b的电流大于第三接收器线圈305的电流，那么电动车辆控制器544启用共面接收器线圈304a及304b及/或停用第三接收器线圈305。

在第二实施例中，电动车辆控制器544确定在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流在工作循环内的比率是否超过第一阈值。如果比率并不超过第一阈值，那么电动车辆控制器544确定第三接收器线圈305的电流是否大于共面接收器线圈304a及304b的电流。如果第三接收器线圈305的电流小于共面接收器线圈304a及304b的电流，那么电动车辆控制器544启用共面接收器线圈304a及304b。

在第三实施例中，电动车辆控制器544确定在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流在工作循环内的比率是否超过第一阈值。如果比率并不超过第一阈值，那么电动车辆控制器544确定第三接收器线圈305的电流是否大于共面接收器线圈304a及304b的电流。如果第三接收器线圈305的电流大于共面接收器线圈304a及304b的电流，那么电动车辆控制器544确定在第三接收器线圈305中感应的电流在工作循环内的比率是否超过第一阈值。如果比率并不超过第一阈值，那么电动车辆控制器544启用共面接收器线圈304a及304b。

在第四实施例中，电动车辆控制器544确定发射器线圈布置及发射器线圈303a、303b及/或306与接收器线圈304a、304b及305的对准。举例来说，电动车辆控制器544可经由通信链路576及/或导引链路566接收发射器线圈布置信息。此外，电动车辆控制器544可从电动车辆对准系统554接收对准信息。在一些实施例中，如果对准是在可操作频带内(例如，在图4A及4C的方框408内)，那么电动车辆控制器544启用共面接收器线圈304a及304b，而不管发射器线圈布置。在其它实施例中，如果对准是在可操作频带内，那么仅在于双重底座配置中布置发射器线圈的情况下，电动车辆控制器544启用共面接收器线圈304a及304b。举例来说，在矩形底座配置中，在第三接收器线圈305中感应的电流可能足以为电池充电及/或在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流可能不足以为电池充电。

在一实施例中，电动车辆控制器544经配置以在若干情境中的一者中启用第三接收器线圈305以将电流供应到电池。在第一实施例中，电动车辆控制器544确定在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流在工作循环内的比率是否超过第一阈值。如果比率超过第一阈值，那么电动车辆控制器544确定共面接收器线圈304a及304b的电流是否大于第三接收器线圈305的电流。如果共面接收器线圈304a及304b的电流小于第三接收器线圈305的电流，那么电动车辆控制器544启用第三接收器线圈305及/或停用共面接收器线圈304a及304b。

在第二实施例中，电动车辆控制器544确定在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流在工作循环内的比率是否超过第一阈值。如果比率并不超过第一阈值，那么电动车辆控制器544启用第三接收器线圈305及/或停用共面接收器线圈304a及304b。

在第三实施例中，电动车辆控制器544确定发射器线圈布置及发射器线圈303a、303b及/或306与接收器线圈304a、304b及305的对准。举例来说，如上文所描述，电动车辆控制器544可经由通信链路576及/或导引链路566接收发射器线圈布置信息。此外，电动车辆控制器544可从电动车辆对准系统554接收对准信息。在一些实施例中，如果对准是在可操作频带内(例如，在图4A及4C的方框408内)且发射器线圈是按矩形底座配置布置，那么电动车辆控制器544启用第三接收器线圈305及/或共面接收器线圈304a及304b。举例来说，在第三接收器线圈305中感应的电流可能足以为电池充电及/或在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流可能不足以为电池充电。

在一实施例中，电动车辆控制器544经配置以在若干情境中的一者中启用共面接收器线圈304a及304b与第三接收器线圈305两者以将电流供应到电池。在第一实施例中，电动车辆控制器544确定在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流在工作循环内的比率是否超过第一阈值。如果比率并不超过第一阈值，那么电动车辆控制器544确定第三接收器线圈305的电流是否大于共面接收器线圈304a及304b的电流。如果第三接收器线圈305的电流不大于共面接收器线圈304a及304b的电流，那么电动车辆控制器544启用共面接收器线圈304a及304b与第三接收器线圈305两者。

在第二实施例中，电动车辆控制器544确定在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流在工作循环内的比率是否超过第一阈值。如果比率并不超过第一阈值，那么电动车辆控制器544确定第三接收器线圈305的电流是否大于共面接收器线圈304a及304b的电流。如果第三接收器线圈305的电流大于共面接收器线圈304a及304b的电流，那么电动车辆控制器544确定在第三接收器线圈305中感应的电流在工作循环内的比率是否超过第一阈值。如果比率并不超过第一阈值，那么电动车辆控制器544启用共面接收器线圈304a及304b与第三接收器线圈305两者。

如上文所描述，发射器线圈布置可影响电动车辆控制器544启用哪个(哪些)接收器线圈。举例来说，如果发射器线圈是按双重底座配置布置，那么电动车辆控制器544可使得共面接收器线圈304a及304b经启用且基于对准(例如，对准是否属于可操作频带内)而启用或停用第三接收器线圈305。如果发射器线圈是按矩形底座配置布置，那么电动车辆控制器544可基于对准而启用共面接收器线圈304a及304b及/或第三接收器线圈305。

在其它实施例中，电动车辆控制器544或第二控制器(未图示)限制供应到电池的电流的量。举例来说，共面接收器线圈304a及304b、第三接收器线圈305或两者可能正将电流供应到电池。如果电流太高，那么电动车辆控制器544或第二控制器可限制来自接收器线圈304a、304b及/或305中的任一者的电流流动。作为一实例，电动车辆控制器544或第二控制器可控制使接收器线圈304a、304b及/或305中的一或多者短路的同步整流器以限制到电池的电流流动。

图6说明可由电动车辆控制器(例如，图5的电动车辆控制器544)执行的操作的流程图600。如上文所描述，电动车辆控制器544可执行额外分析以启用及/或停用接收器线圈。在一实施例中，电动车辆控制器544可在框602处开始。

在框602处，电动车辆控制器544确定在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流在工作循环内的比率是否大于阈值(例如，上文所描述的第一阈值)。如果比率大于阈值，那么电动车辆控制器544进行到框604。否则，电动车辆控制器544进行到框606。

在框604处，电动车辆控制器544确定在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流是否大于在第三接收器线圈305中感应的电流。如果在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流较大，那么电动车辆控制器544仅启用共面接收器线圈304a及304b，如框610中所说明。否则，电动车辆控制器544仅启用第三接收器线圈305，如框612中所说明。

在框606处，电动车辆控制器544确定在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流是否小于在第三接收器线圈305中感应的电流。如果在共面接收器线圈304a及304b中感应的电流较小，那么电动车辆控制器544进行到框608。否则，电动车辆控制器启用共面接收器线圈304a及304b与第三接收器线圈305两者，如框614中所说明。

在框608处，电动车辆控制器544确定在第三接收器线圈305中感应的电流在工作循环内的比率是否大于阈值。如果比率大于阈值，那么电动车辆控制器544仅启用第三接收器线圈305，如框612中所说明。否则，电动车辆控制器544启用共面接收器线圈304a及304b与第三接收器线圈305两者，如框614中所说明。

图7为用于控制供应到电池的电流的示范性方法700的流程图。在一实施例中，流程图700中的步骤可由电动车辆控制器544来执行。尽管本文中参考特定次序描述流程图700的方法，但在各种实施例中，可以不同次序执行本文中的框，或省略所述框且可添加额外框。所属领域的技术人员将了解，可在可经配置以经由无线电力传送为另一装置充电的装置中实施流程图700的方法。

在框702处，方法700确定共面第一及第二接收器线圈的电流、第三接收器线圈的电流及无线电力传送接收器装置的工作循环。在一实施例中，共面第一及第二接收器线圈共同地定位成实质上处于第三接收器线圈的中心。在框704处，方法700基于共面第一及第二接收器线圈的电流、第三接收器线圈的电流及工作循环的比较启用共面第一及第二接收器线圈、第三接收器线圈或共面第一及第二接收器线圈及第三接收器线圈。

图8为根据示范性实施例的电动车辆800的功能框图。电动车辆800包括用于关于图1到6所论述的各种动作的装置802及装置804。电动车辆800包含用于确定共面第一及第二接收器线圈的电流、第三接收器线圈的电流及无线电力传送接收器装置的工作循环的装置802。在一实施例中，用于确定共面第一及第二接收器线圈的电流、第三接收器线圈的电流及无线电力传送接收器装置的工作循环的装置802可经配置以执行上文关于框702所论述的功能中的一或多者。电动车辆800进一步包含用于基于共面第一及第二接收器线圈的电流、第三接收器线圈的电流及工作循环的比较启用共面第一及第二接收器线圈、第三接收器线圈或共面第一及第二接收器线圈及第三接收器线圈的装置804。在一实施例中，用于基于共面第一及第二接收器线圈的电流、第三接收器线圈的电流及工作循环的比较启用共面第一及第二接收器线圈、第三接收器线圈或共面第一及第二接收器线圈及第三接收器线圈的装置804可经配置以执行上文关于框704所论述的功能中的一或多者。

上文所描述的方法的各种操作可由能够执行所述操作的任何合适装置(例如，各种硬件及/或软件组件、电路及/或模块)来执行。一般来说，各图中所说明的任何操作可由能够执行所述操作的对应功能装置执行。用于确定的装置包括传感器(例如，电流传感器)。用于启用的装置包括电动车辆控制器。

可使用多种不同技术及技艺中的任一者来表示信息及信号。例如，可通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或或其任何组合来表示可能贯穿上述描述参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号及码片。

结合本文揭示的实施例所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路及算法步骤可实施为电子硬件、计算机软件，或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的此互换性，上文已大致关于其功能性而描述了各种说明性组件、块、模块、电路及步骤。此类功能性是实施为硬件还是软件取决于特定应用及施加于整个系统的设计约束。可针对每一特定应用以不同方式来实施所描述功能性，但此类实施方案决策不应被解释为会导致脱离本发明的实施例的范围。

可使用以下各者来实施或执行结合本文所揭示的实施例而描述的各种说明性块、模块及电路：通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件，或其经设计以执行本文所描述的功能的任何组合。通用处理器可为微处理器，但在替代方案中，处理器可为任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组合，例如，DSP与微处理器的组合、多个微处理器的组合、一或多个微处理器与DSP核心的联合，或任何其它此类配置。

结合本文所揭示的实施例而描述的方法或算法及函式的步骤可直接体现在硬件中、由处理器执行的软件模块中或所述两者的组合中。如果以软件来实施，那么可将功能作为一或多个指令或代码存储在有形的非暂时性计算机可读媒体上或经由有形的非暂时性计算机可读媒体进行传输。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、快闪存储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、寄存器、硬盘、可卸除式磁盘、CD ROM或所属领域中已知的任何其它形式的存储媒体中。存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息及将信息写入到存储媒体。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。如本文所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字影音光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式复制数据，而光盘用激光以光学方式复制数据。以上各者的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。处理器及存储媒体可驻留在ASIC中。ASIC可驻留在用户终端中。在替代方案中，处理器及存储媒体可作为离散组件驻留在用户终端中。

为了概述本发明的目的，本文已描述了本发明的某些方面、优点以及新颖特征。应理解，根据本发明的任何特定实施方案，可能未必实现所有此类优点。因此，可以按照如本文所教示般实现或优化一个优点或一组优点而未必实现如本文可能教示或建议的其它优点的方式来体现或执行本发明。

将容易显而易见对上文所描述的实施例的各种修改，且可在不脱离本发明的精神或范围的情况下将本文定义的一般原理应用到其它实施例。因此，本发明不希望限于本文所展示的实施例，而应符合与本文所揭示的原理及新颖特征相一致的最广泛范围。

Claims

1.一种用于控制供应到电池的电力的方法，所述方法包括：

接收由无线电力传送发射器无线地发射的电流，且其特征在于进一步包含：

确定在共面第一及第二接收器线圈中感应的电流、在第三接收器线圈中感应的电流，及所述无线电力传送发射器的工作循环，所述共面第一及第二接收器线圈共同地定位成实质上处于所述第三接收器线圈的中心；以及

基于在所述共面第一及第二接收器线圈中感应的所述电流在所述工作循环内的比率与在所述第三接收器线圈中感应的所述电流在所述工作循环内的比率的比较启用所述共面第一及第二接收器线圈、所述第三接收器线圈或所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈。

2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率大于第一阈值的情况下，及在所述第三接收器线圈的所述电流小于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流的情况下，启用所述共面第一及第二接收器线圈；

在所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率大于第一阈值的情况下，及在所述第三接收器线圈的所述电流大于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流的情况下，启用所述第三接收器线圈；

在所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率小于第一阈值的情况下，在所述第三接收器线圈的所述电流大于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流的情况下，及在所述第三接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率大于所述第一阈值的情况下，启用所述第三接收器线圈；

在所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率小于第一阈值的情况下，及在所述第三接收器线圈的所述电流小于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流的情况下，启用所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈；或

在所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率小于第一阈值的情况下，在所述第三接收器线圈的所述电流大于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流的情况下，及在所述第三接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率小于所述第一阈值的情况下，启用所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线电力传送发射器包括按矩形底座配置布置的发射器线圈，其中所述发射器线圈在可操作频带内与所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈对准，且启用所述共面第一及第二接收器线圈或所述第三接收器线圈中的一者。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线电力传送发射器包括按双重底座配置布置的第一及第二发射器线圈，且其中所述第一及第二发射器线圈在可操作频带内与所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈对准。

5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括启用所述共面第一及第二接收器线圈，且其进一步包括在所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率小于第一阈值的情况下，及在所述第三接收器线圈的所述电流小于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流的情况下，启用所述第三接收器线圈。

6.根据权利要求1所述的方法，其中进行确定的步骤包括基于在所述接收器线圈中感应的所述电流来增加或减少所述工作循环，其中经确定的所述工作循环经由通信链路被优选地提供至所述无线电力传送发射器。

7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括从所述无线电力传送发射器接收所述工作循环，其中所述无线电力传送发射器经配置以确定所述工作循环。

8.一种用于控制供应到电池的电流的设备，所述设备包括：

用于接收由无线电力传送发射器无线地发射的电流的装置，接收器包含共面第一及第二接收器线圈及第三接收器线圈，所述共面第一及第二接收器线圈共同地定位成实质上处于所述第三接收器线圈的中心，其特征在于进一步包含：

用于确定在共面第一及第二接收器线圈中感应的电流、在所述第三接收器线圈中感应的电流及无线电力传送发射器的工作循环的装置；以及

用于基于在所述共面第一及第二接收器线圈中感应的所述电流在所述工作循环内的比率与在所述第三接收器线圈中感应的所述电流在所述工作循环内的比率的比较启用所述共面第一及第二接收器线圈、所述第三接收器线圈或所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈的装置。

9.根据权利要求8所述的设备，其进一步包括用于在所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率大于第一阈值的情况下，及在所述第三接收器线圈的所述电流小于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流的情况下，启用所述共面第一及第二接收器线圈的装置；

用于在所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率大于第一阈值的情况下，及在所述第三接收器线圈的所述电流大于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流的情况下，启用所述第三接收器线圈的装置；

用于在所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率小于第一阈值的情况下，在所述第三接收器线圈的所述电流大于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流的情况下，及在所述第三接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率大于所述第一阈值的情况下，启用所述第三接收器线圈的装置；

用于在所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率小于第一阈值的情况下，及在所述第三接收器线圈的所述电流小于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流的情况下，启用所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈的装置；或

用于在所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率小于第一阈值的情况下，在所述第三接收器线圈的所述电流大于所述共面第一及第二接收器线圈的所述电流的情况下，及在所述第三接收器线圈的所述电流在所述工作循环内的比率小于所述第一阈值的情况下，启用所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈的装置。

10.根据权利要求8所述的设备，其进一步包括用于限制由所述共面第一及第二接收器线圈或所述第三接收器线圈中的至少一者产生的电流的量的装置。

11.根据权利要求8所述的设备，其中所述用于确定的装置包括电流传感器，且其中所述用于启用的装置包括电动车辆控制器。

12.根据权利要求8所述的设备，其中所述的设备为无线电力传送接收器装置，其包含：

第一接收器线圈；

第二接收器线圈，所述第一及第二接收器线圈实质上共面；

第三接收器线圈，所述共面第一及第二接收器线圈共同地定位成实质上处于所述第三接收器线圈的中心，所述第一、第二及第三接收器线圈经配置以电连接到负载，且其中：

用于确定的装置包含控制器，所述控制器经配置以确定在所述共面第一及第二接收器线圈中感应的电流、确定在所述第三接收器线圈中感应的电流并确定工作循环，且

用于配置的装置包含所述控制器，所述控制器进一步经配置以基于所述比较启用所述共面第一及第二接收器线圈、所述第三接收器线圈或所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈的装置。

13.根据权利要求12所述的设备，其中经配置以无线地将电力发射到所述无线电力传送接收器装置的无线电力传送发射器包括按矩形底座配置布置的发射器线圈，且其中所述发射器线圈在可操作频带内与所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈对准，其中所述控制器经配置以启用所述共面第一及第二接收器线圈或所述第三接收器线圈中的一者。

14.根据权利要求12所述的设备，其中经配置以无线地将电力发射到所述无线电力传送接收器装置的无线电力传送发射器包括按双重底座配置布置的第一及第二发射器线圈，且其中所述第一及第二发射器线圈在可操作频带内与所述共面第一及第二接收器线圈及所述第三接收器线圈对准。

15.一种非暂时性计算机可读媒体，其包括在经执行时致使设备执行权利要求1-7中任一者的方法的代码。