[发明专利]通量耦合装置以及其磁性结构

说明书

本公开涉及通量耦合装置以及其磁性结构。一种磁通量耦合器包括：磁导性芯，其具有第一轴；与所述芯磁性相关联的两个线圈，每一线圈限定一个位于所述芯的第一侧上的磁极区域，并且所述磁极区域沿所述第一轴分开，所述线圈各自具有位于所述磁极区域之间的中心区、与所述中心区相对的末端区，和在所述中心区与所述末端区之间的侧面区，其中辅助磁极区域设置在每一线圈的所述末端区之外，所述辅助磁极区域吸收漏通量，否则所述漏通量将在所述末端区附近从正在使用的所述每一线圈散发。

本申请是于2013年7月9日提交的、申请号为201380046716.9、发明名称为“通量耦合装置以及其磁性结构”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于产生或接收磁通量的设备。本发明特别适用于使用感应电力传递(IPT)系统的无线电力传递，但并不是仅适用于此。

背景技术

我们的公开国际专利申请WO 2008/14033中描述了IPT系统和使用包含一个或多个绕组(可包括初级或二级绕组)的衬垫形式的耦合装置进行感应电力传递，所述国际专利申请的内容通过引用结合在此。

IPT电力传递衬垫的一个特定应用是电动车辆充电，并且这个部分中论述所述应用以便提供本发明的一个应用的背景。但是，电动车辆充电是仅仅一个应用的实例，并且本发明总的来说可以应用于感应电力传递。电动车辆充电可以在车辆固定的同时发生，或者替代地(举例来说)在车辆沿一条道路移动的同时发生。IPT电力传递衬垫既可以用在车辆中作为电力“拾取器”(即，IPT系统的二级侧绕组)，又可以用在例如(举例来说)车库或道路等固定位置上作为“充电垫”(即，初级侧绕组)，电力从所述充电垫中流出。

IPT道路系统的用途是向固定或移动的车辆无线地传递电力，而无需与车辆物理接触。系统的发射部分由为集总线圈(举例来说，如上所述的衬垫)或具有许多类似集总线圈的轨道供电的电源组成，其中此系统经过调谐以用于在合适的频率下操作，所述频率通常为从10kHz到150kHz的任何值。接收器放置在车辆下面，并且经耦合以在车辆固定在初级发射器上方时或者靠近(充分紧密地接近而足以耦合电力)初级发射器时接收电力。拾取接收器通常还包括集总线圈(例如上述衬垫)，所述集总线圈连接到车辆内的转换器和适当的控制器上以调节电力。为方便起见，可以从其感应地接收电力的道路部分在本文中称作轨道。

可以通过沿道路中的一条车道的中间放置多个衬垫来形成轨道。这样就能使得车辆在沿紧邻所述轨道的道路移动时向车辆基本上连续地供电成为可能。

近年来，此类系统由于有允许可持续无线供电个人交通的潜能而受到越来越多的关注。此系统要能够使用，不仅必须能够经由合理大小(例如，100-300mm)的气隙传递充分的电力，而且还必须证明能容受轨道与拾取器之间的任何位移，以免依赖于车辆到轨道导引系统。在道路系统中，此位移将最可能发生在侧向方向上(正交于竖直方向和移动方向)以用于移动车辆。对于固定车辆充电而言，在合适的纵向位移的情况下传递可接受的水平的电力的能力特定受到关注，以便确保容易停车。拾取器衬垫的电力传递曲线理想地是平滑的功率曲线，所述平滑的功率曲线在横向地尽可能宽的距离上基本上是恒定的(并且充分的)，并且每一端具有平滑的下降。此电力传递曲线减轻了对于系统中的电子(初级和二级)调节器的需求，从而使得在一个系统上的可比耦合的操作性能能够得到改进，在所述可比的耦合中，在操作期间，初级衬垫与接收器衬垫之间的耦合会经历相当大的变化。

在通量耦合装置用于例如车辆充电等应用中的电力传递的实际使用中，减少杂散磁场(即，漏通量)是至关重要的。具体来说，考虑到装置之间的很可能的相对位移，期望使漏通量最小化，而不会明显地损害衬垫装置的耦合通量(即，实施电力传递的通量)。

目的

本发明的一个目的是减少磁通量耦合装置中的漏通量，而不会明显地损害装置的耦合。

本发明的另一或替代的目的是考虑到装置之间的很可能的相对位移，减少磁耦合装置中的漏通量，而不会明显地损害装置的耦合。