[发明专利]单独控制相位的多相感应电能传输系统

说明书

本发明提供一种多相感应电能传输(IPT)系统，所述系统包括：主电源，所述主电源包括多个主导线，该主导线可单独地有选择地运行，以提供或接收用于感应电能传输的磁场；以及至少一个拾电器，所述拾电器包括一个或多个拾电器导线，该一个或多个拾电器导线中的每个均可单独地有选择地运行，以与主导线磁耦合，从而控制在主电源和与各自拾电器耦合或可耦合的负载之间的电能传输。多相主电源可以用来向多个单相拾电器、一个或多个多相拾电器或它们的组合供电。还公开的是用于此系统中的多相主转换器或多相次转换器。

技术领域

本发明涉及单向和双向感应电能传输(IPT)系统两者，具体地涉及具有在主侧面和次侧面中的任何一个或两个上的多相绕组的IPT系统。

背景技术

当前，消费者的要求更主要在于技术的安全性、可靠性、方便性、有效性和技术领域状态，而不只关注成本。因此，许多新技术正在实施，以满足不同应用的这些要求。绿色产品或电子产品可以视为这种理想的例子，它们旨在消除与使用矿物燃料有关的碳排放量的负面影响和相关的环境污染等。

在非常短的时间内，引入了许多绿色能源的规定，并在世界范围内投入了数十亿美元到与绿色能源有关的研究和开发项目中，用于寻找有效率的、具有成本效益的且可靠的绿色技术。在这些绿色能源技术中，使用可再生能源的分散式能源发电(DG)被视为在最小化碳排放量的同时满足能源要求的最佳解决方案之一。然而，尤其在基于风能和太阳能的装置中的DG系统的最佳和有效的使用大大地受到它们的能源生产的随机性的影响。因此，需要大量且昂贵的存储系统以最有效的方式来缓解这种不稳定性并满足要求。作为具有成本效益的存储系统，使用电动汽车(EV)来存储并向电网供应能量的汽车-电网(V2G)概念正获得越来越大的普及，因为在“生活和移动”两者中汽车现在已经变成了必不可少的组成部分。

传统上，EV通过在公用电网与车辆之间的有线连接来充电。然而，无接触感应电能传输(IPT)技术的最近发展已使EV的无接触充电成为经济可行的解决方案。虽然比较于有线充电，EV的无接触充电仍然昂贵，但是其在可靠性、安全性和方便性方面具有优点。因此，作为充电EV的有效且高效的工具，无接触充电电动汽车正变得流行。

可以使用现有的单相双向IPT系统和单相单向的IPT系统(例如在WO2010/062198中所公开的那些)来使用一个IPT主电源充电和/放电多个EV。然而，这种现有技术的系统不能够通电单主(充电)垫片/绕组/线圈/耦合器，所述单主(充电)垫片/绕组/线圈/耦合器串联连接并由一个主电源供电，以及被磁耦合到多个EV的拾电器垫片(绕组/线圈)，以根据要求使用选择性的充电和/或放电EV。EV的选择性充电可以通过使用专用的IPT系统来获得，对于每个EV，所述专用的IPT系统包括主电源以及与拾电器垫片磁耦合的主充电垫片，但是因为需要多系统来对多个EV充电，因此这是昂贵的。相比之下，使用单IPT主电源的多个EV的选择性充电/放电的能力是有成本效益的，并提高了效率、可靠性和安全性，因为每个主垫片仅仅当对应的EV被充电或放电时才通电。从此能力获益的应用包括EV的在公共场所的集市进行充电以及移动EV的动态充电/放电。

可选择地，EV和类似负载的无线充电的效率可以通过使用多相IPT系统来提高。然而，现有的三相IPT系统通常利用三相主系统但只有带有单垫片的单相拾电器系统，和/或具有限制性的(如果存在)或次优的控制性、灵活性、通用性和综合效率的一个或多个缺点。

发明目的

本发明的目的是至少改进现有技术的一个或多个缺点，或至少向公众提供有用的替代品。

发明内容

在第一方面，本发明可以宽泛地说涉及一种多相感应电能传输(IPT)系统，所述系统包括：

主电源，所述主电源包括多个主导线，所述主导线可单独地有选择地运行，以提供或接收用于感应电能传输的磁场；以及