电磁场限制
阅读：776发布：2020-05-12
专利汇可以提供电磁场限制专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 申请 案 发明 涉及对电 磁场 的控制。其特别关于例如用于无线电 力 传递系统的感应电力传递垫等磁通量耦合设备。提供一种磁通量耦合设备，其包括用于产生或接收磁耦合通量的线圈及包括相对高的磁导率材料的漏通量元件。所述漏通量元件通过相对低的磁导率区与所述线圈分开，且 定位 成独立于耦合通量而提供用于漏通量的受控路径。提供一种 电磁波 吸收器，其包括：布置在第一层中的高磁导率 磁性 材料；及布置在第二层中的导电或低磁导率材料。，下面是电磁场限制专利的具体信息内容。
1.一种磁通量耦合设备，其包括：
用于产生或接收磁耦合通量的线圈；及
包括相对高的磁导率材料的漏通量元件；
其中所述漏通量元件通过相对低的磁导率区与所述线圈分开，且定位成独立于耦合通量而提供用于漏通量的受控路径。
2.根据权利要求1所述的磁通量耦合，其中所述相对低的磁导率区包括所述线圈与所述漏通量元件之间的空间。
3.根据权利要求1或2所述的磁通量耦合，其中所述泄漏元件被建构或定位成在使用中实质上防止磁饱和。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的磁通量耦合，其中所述漏通量元件提供使漏通量返回到所述线圈的路径。
5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的磁通量耦合，其中所述漏通量元件包括具有相对高的磁导率的材料的多个离散件。
6.根据权利要求5所述的磁通量耦合，其中材料的所述件可接合在一起，或可放置成彼此邻近。
7.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的磁通量耦合，其中所述漏通量元件实质上包围所述线圈的周边。
8.根据权利要求1到6中任一权利要求所述的磁通量元件，其中所述漏通量元件实质上仅在所述线圈的两侧上。
9.根据权利要求1到8中任一权利要求所述的磁通量耦合，其中所述磁通量耦合设备包含磁导性部件，所述磁导性部件与所述线圈磁性相关联以促进产生或接收耦合通量。
10.根据权利要求1到9中任一权利要求所述的磁通量耦合，其中所述漏通量元件可以由从时变磁场吸收能量的材料形成。
11.根据权利要求10所述的磁通量耦合，其中所述漏通量元件可以由具有磁滞的材料形成，使得所述漏通量元件中的磁通量失去能量。
12.根据权利要求11所述的磁通量耦合，其中所述材料具有高矫顽磁性及高顽磁性中的至少一者。
13.根据权利要求1到12中任一权利要求所述的磁通量耦合设备，其中所述漏通量元件可在其中出现漏通量的区之间延伸及/或可以布置成拦截其中定位所述设备的环境中的通量的泄漏路径。
14.根据权利要求1到13中任一权利要求所述的磁通量耦合设备，其中所述漏通量元件是相对非导电的。
15.根据权利要求1到14中任一权利要求所述的磁通量耦合，其中所述漏通量元件具柔性。
16.一种电磁波吸收器，其包括：
布置在第一层中的高磁导率磁性材料；及
布置在第二层中的导电或低磁导率材料。
17.根据权利要求16所述的电磁波吸收器，其进一步包括：
布置在第三层中的高磁导率磁性材料；且
其中所述导电或低磁导率层经布置是所述第一层与第三层之间的中间层。
18.根据权利要求16或17中任一权利要求所述的电磁波吸收器，其中所述第一或第二高磁导率层中的至少一者从时变磁场吸收能量。
19.根据权利要求16到18中任一权利要求所述的电磁波吸收器，其中所述第一和第二高磁导率层具有不同的磁导率。
20.根据权利要求16到19中任一权利要求所述的电磁波吸收器，所述高磁导率层中的至少一者具有足以防止所述层在使用中变成磁饱和的体积或厚度。
21.根据权利要求16到20中任一权利要求所述的电磁波吸收器，其中所述低磁导率层具有小于所需的吸收频率的集肤深度的级别的厚度。
22.根据权利要求16到21中任一权利要求所述的电磁波吸收器，其中所述高磁导率层中的一或多者包括通过非金属非磁性材料分离的高磁导率材料的多个组件层。
23.根据权利要求22所述的电磁波吸收器，其中组件层的数目调适成防止在给定通量下磁饱和。
24.根据权利要求22所述的电磁波吸收器，其中组件层的数目被调适以使得所述高磁导率层中的至少一者提供对磁通量的所需的衰减。
25.根据权利要求16到24中任一权利要求所述的电磁波吸收器，其中所述层中的任何一或多者包括迂曲路径以促进能量耗散
26.根据权利要求16到25中任一权利要求所述的电磁波吸收器，其中连续层中的材料的相对电导及磁阻具有较大差异，以便在相应的层中含有电场或磁场。
27.根据权利要求16到26中任一权利要求所述的电磁波吸收器，其进一步包括与多层导电或低磁导率材料交替的多层亚铁磁性或铁磁性材料。
电磁场限制
技术领域
背景技术
[0002] 一些IPT系统(例如IPT道路应用)中的很受关注的问题是抑制从这些系统中的气隙漏出或从其中需要磁通量进行感应电力传递的区漏出的磁通量。对静止及移动的系统进行充电及供电时存在此问题，无论它们是高功率还是低功率系统。实例包含：低功率电子装置，例如手机、平板计算机、笔记本计算机、计算机外围设备、照明系统；较高功率装置，例如家用电器、机器人、自动导引车辆(如电动车辆(EV))、工业设备。
[0003] 可以使用实现从道路进行EV无线充电的系统的实例来描述所述问题。在此系统中，所述道路包含通量耦合器，其可以由电力供应器激励以提供时变磁通量。车辆上的对应的通量耦合器允许车辆无线地(感应地)耦合到电力供应器。在通量耦合结构之间存在气隙。所述气隙可变化且相对很大，且在道路通量耦合器与车辆上的通量耦合器之间可能存在相当大的未对准。不存在于用于耦合的适当区中的磁通量(在本文中被称作耦合通量)是不想要的且在本文中被称作漏通量。漏通量可从通量耦合结构之间的间隙逃逸且干扰其他物体或系统。在此实例中，要求将可允许的漏通量维持在非常低的水平，而不管正从电力供应器将相对大量的电力传递到车辆。
[0005] 本发明的目的是减小从其中需要磁通量进行感应电力传递的区(例如IPT系统中的气隙)漏出的磁场。
发明内容
[0006] 在一个方面中，本发明提供一种磁通量耦合设备，其包括：
[0007] 用于产生或接收磁耦合通量的线圈；及
[0008] 包括相对高的磁导率材料的漏通量元件；
[0009] 其中所述漏通量元件通过相对低的磁导率区与所述线圈分开，且定位成独立于耦合通量而提供用于漏通量的受控路径。
[0010] 所述相对低的磁导率区包括所述线圈与所述漏通量元件之间的空间，但可替代地包括另一材料。
[0011] 所述泄漏元件可建构或定位成在使用中实质上防止磁饱和。其还设置、建构或定位成提供使漏通量返回到线圈的路径。所述漏通量元件还可包括多个离散件的具有相对高的磁导率的材料。材料的所述件可接合在一起，或可放置成彼此邻近。
[0012] 在一个实施例中，漏通量元件实质上包围线圈的周边。在另一个实施例中，其实质上仅与设备或线圈的一或多个(例如一个或两个)侧相关联。
[0013] 所述磁通量耦合设备可包含磁导性部件，其与线圈磁性相关联以促进产生或接收耦合通量。所述漏通量元件可以由从时变磁场吸收能量的材料形成。在一个实施例中，所述漏通量元件可以由具有磁滞的材料形成，使得所述漏通量元件中的磁通量失去能量。优选地，所述材料具有高矫顽磁性或高顽磁性中的至少一者。
[0014] 在一个实施例中，所述漏通量元件可在其中出现漏通量的区之间延伸及/或可以布置成拦截其中定位设备的环境中的通量的泄漏路径。优选地，所述漏通量元件是相对非导电的。其还可具柔性。
[0015] 在另一方面中，本发明提供一种电磁波吸收器，其包括：布置在第一层中的高磁导率磁性材料；及布置在第二层中的导电或低磁导率材料。
[0016] 所述电磁波吸收器可进一步包括布置在第三层中的高磁导率磁性材料；并且其中所述导电或低磁导率层是布置在第一及第三层之间的中间层。
[0017] 优选地，所述第一或第二高磁导率层中的至少一者从时变磁场吸收能量。所述第一和第二高磁导率层可具有不同的磁导率。所述高磁导率层中的至少一者可具有足以防止所述层在使用中变得磁饱和的体积或厚度。所述低磁导率层可具有小于用于所需的吸收频率的集肤深度的级别的厚度。
[0018] 在一个实施例中，所述高磁导率层中的一或多者包括通过非金属非磁性材料分离的高磁导率材料的多个组件层。组件层的数目调适成防止给定通量的磁饱和。而且，组件层的数目调适成使得高磁导率层中的至少一者提供对磁通量的所需衰减。
[0019] 所述层中的任何一或多者可包括迂曲路径以促进能量耗散。在一个实施例中，连续层中的材料的相对电导及磁阻具有较大差异，以便在相应的层中含有电场或磁场。本发明还提供包括多层亚铁磁性或铁磁性材料与多层导电或低磁导率材料交替的电磁波吸收器。
[0020] 在另一方面中，本发明大体上提供一种磁通量耦合设备，其包括：用于产生或接收磁耦合通量的线圈；
[0021] 包括相对高的磁导率材料的漏通量元件；且
[0022] 其中所述漏通量元件通过相对低的磁导率区与所述线圈分开，使得由所述线圈产生的漏通量实质上被限制于所述漏通量元件。
[0023] 在一个实施例中，所述相对低的磁导率区包括所述线圈与所述漏通量元件之间的空间。
[0024] 在一个实施例中，所述漏通量元件实质上包围所述线圈。
[0025] 在一个实施例中，所述漏通量元件包括多个离散件的具有相对高的磁导率的材料。所述件材料可接合在一起，或可放置成彼此邻近。
[0026] 在一个实施例中，所述磁通量耦合设备包含磁导性部件，其与所述线圈磁性相关联以促进产生或接收耦合通量。
[0027] 本发明的方面将从IPT耦合装置或垫的工作区域及/或高磁导率芯泄漏的漏通量聚集在由高磁导率材料形成且界定漏通量的路径的泄漏元件内，借此减少在所述路径外部的区中的漏通量。
[0028] 所述泄漏组件可以由高度矫顽的材料形成，因此泄漏元件中的通量失去能量。
[0029] 所述泄漏元件可在其中出现漏通量的区之间延伸及/或可以布置成拦截通过垫周围的环境的通量的泄漏路径。
[0030] 本发明的方面提供用于将通量聚集在通过相对低磁导率的区分离的两个或更多个高磁导率路径中以在所述两个路径中分离磁通量的构件。一个路径可布置成为IPT垫中的耦合通量提供返回路径以便增强IPT垫的性能，且另一路径可布置成为从IPT垫渗漏的漏通量提供受控路径以便减少受控路径旁边的漏通量。
[0031] 本发明的方面可为IPT垫内的通量提供第一高磁导率路径且为从IPT垫渗漏的通量提供第二高磁导率路径，其中所述第二高磁导率路径可相对于所述垫延伸以便拦截漏通量且使远离相对于所述垫而定位的区的漏通量通道化。此拦截及通道化会减少这些区中的漏通量。
[0032] 在另一方面中，本发明大体上提供一种磁通量耦合设备，其包括：
[0033] 用于产生或接收耦合通量的线圈；
[0034] 与所述线圈磁性相关联的磁导性芯，及；
[0035] 由磁可渗透性材料形成的泄漏元件，所述泄漏元件与所述芯隔开且提供让由所述线圈产生的漏通量返回到所述芯的路径。
[0036] 在一个实施例中，所述泄漏元件通过相对低磁导率的区与所述芯分开。
[0037] 优选地，所述泄漏元件的磁导率与所述芯的磁导率相当或大于所述芯的磁导率。
[0038] 优选地，所述泄漏元件包括非晶金属。所述泄漏元件可包括一或多层薄片材料。
[0039] 在另一方面中，本发明大体上提供一种磁通量耦合设备，其包括：
[0040] 用于产生或接收耦合通量的线圈；
[0041] 由高磁导性薄片材料形成的泄漏元件，所述泄漏元件提供用于漏通量的路径。
[0042] 所述设备可包含磁导性芯，其提供用于由所述设备产生或接收的耦合通量的路径。
[0043] 所述泄漏元件的磁导率可与所述芯的磁导率相当或大于所述芯的磁导率。
[0044] 所述泄漏元件可通过相对低磁导率的区与所述芯分开。
[0045] 在另一方面中，本发明大体上提供一种磁通量耦合设备，其包括：
[0046] 用于产生或接收耦合通量的线圈；
[0047] 由磁导性薄片材料形成的泄漏元件，所述泄漏元件提供用于漏通量的路径，且：
[0048] 其中所述泄漏元件包含一或多个区域或相对高的磁阻。
[0049] 在另一方面中，本发明提供用于一或多个IPT线圈的背衬，所述背衬包括：
[0050] 由高磁导率材料形成的第一高磁导率元件；
[0051] 由高磁导率材料形成的第二高磁导率元件；及
[0052] 低磁导率元件，其由导电或低磁导率材料形成且布置在所述第一和第二高磁导率元件之间。
[0053] 第二高磁导率层可在一或多个方向上延伸超出低磁导率元件及第一高磁导率层。
[0054] 所述第二高磁导率元件可包括一或多层或片材料。
[0055] 所述低磁导率元件可包括一或多个层或片材料。
[0056] 所述第一高磁导率层可适合于提供用于具有一或多个线圈的IPT系统的通量聚集器
[0057] 所述第一高磁导率元件可为铁磁性或亚铁磁性材料。
[0058] 所述第二高磁导率元件可为铁磁性或亚铁磁性材料。
[0059] 高磁导率层可具有实质上高于空气的磁导率。高磁导率层可具有适合于将通量实质上聚集在所述层内的磁导率，借此减少所述层周围的通量。所述第二高磁导率元件可在使用中在线圈的远端以相对于第一高磁导率层成背衬。
[0060] 第二高磁导率层可展现出高于第一高磁导率层的矫顽磁性的矫顽磁性。第二高磁导率层可具有矫顽磁性，使得第二高磁导率层衰减聚集在其内的通量。
[0061] 所述第二高磁导率层可具有高于第一高磁导率层的磁导率的磁导率。
[0062] 第二高磁导率层可包括通过非金属非磁性材料分离的高磁导率材料的多个组件层。层的数目可使得第二高磁导率层对于给定通量不饱和，或使得第二高磁导率层提供对通量的最佳衰减。
[0063] 以上元件中的一或多者可包括一或多片材料。
[0064] 在另一方面中，本发明提供用于一或多个IPT线圈的复合背衬元件，所述背衬元件包括布置在第一高磁导率层中的亚铁磁性或铁磁性材料、布置在第二高磁导率层中的铁磁性或亚铁磁性材料，及布置在所述第一和第二高磁导率层之间的导电层中的导电材料。
[0065] 在另一方面中，本发明提供用于一或多个IPT线圈的复合背衬元件，所述背衬元件包括布置为第一高磁导率元件的亚铁磁性或铁磁性材料、布置为第二高磁导率层且布置在所述第一和第二高磁导率层之间布置的低磁导率层中的铁磁性或亚铁磁性材料。
[0066] 在另一方面中，本发明提供感应电力传递垫，其当被激励时适合于引起有效区域中的通量以便激励有效区域中的第二垫，所述垫包括一或多个第一高磁导率元件以致使相对于有效区域外部的通量将通量聚集在有效区域中，所述垫进一步包括一或多个第二高磁导率元件，其布置成致使从有效区域渗漏的通量聚集在路径中，这避开相对于所述垫而界定的一或多个区。
[0067] 所述两个层可通过导电层分离以在所述第一和第二高磁导率层之间布置低磁导率或导电区或层。所述低磁导率层可足够低以实质上防止由所述垫产生的任何通量回路延伸穿过所述第一和第二高磁导率层两者。
[0068] 所述第二高磁导率元件可布置成在有效区域外部的两个或更多个泄漏区之间提供高磁导率路径，使得穿过两个或更多个泄漏区的通量回路倾向于聚集在所述区之间的高磁导率路径中。
[0069] 本发明的实施例可包括IPT垫或用于IPT垫的背衬以用于IPT系统中的主要或辅助垫。
[0070] 本发明的实施例可包括具有如以上段落中的一或多者中界定的特征的主要或辅助垫。
[0071] 本发明的实施例可包括包含如以上段落中的一或多者中界定的主要及辅助垫的系统。
[0072] 另一方面，本发明提供IPT垫，其具有：一或多个第一高磁导率元件以聚集通量，以便增强所述垫、细长元件安装到的板的有效区域中的通量，其中所述板是导电的或具有低磁导率；及一或多个第二高磁导率元件，其定位在板的与细长元件相对的侧上。所述一或多个第一高磁导率元件可包括铁氧体棒。所述一或多个第二磁导率元件可包括非晶金属片。
[0073] 本发明的另一方面包括一或多层铁磁性或亚铁磁性材料及一或多层导电材料。所述一或多层导电材料可具有大于所述材料的集肤效应深度的厚度。所述一或多层导电材料可具有实质上等于所述材料的集肤效应深度的厚度。所述一或多层导电材料可具有小于所述材料的集肤效应深度的厚度。
[0074] 所述一或多个导电层可足够薄，使得所述导电层不反射通量。所述一或多个导电层可足够薄，使得通量穿过所述导电层。
[0075] 一或多个铁磁性或亚铁磁性材料可包括非晶金属。本发明还包括提供磁耦合结构或布置的方法，及提供电磁波吸收器的方法。
[0077] 将参考图式描述本发明的实施例，图式中：
[0078] 图1是铁磁性材料的经典磁滞回线；
[0079] 图2(a)到(c)是具有相同饱和度通量水平的不同材料的磁滞回线。
[0080] 图3(a)是侧视图中的两个耦合的IPT垫的图。
[0081] 图3(b)是侧视图中的包含漏通量控制或屏蔽的两个耦合的IPT垫的图。
[0082] 图4是两个IPT垫的横截面的图。
[0083] 图4(a、b及c)是围绕两个耦合的垫结构的磁场的模拟：
[0084] (a)不具有任何漏通量控制；
[0085] (b)在上部垫上方具有单层漏通量元件；及
[0086] (c)在上部垫上方具有三层漏通量元件，且在下部垫下方具有三层漏通量元件。
[0087] 加阴影区展示高于某些阈值的磁场强度的大致区域。
[0088] 图5是IPT系统的实施例，其中泄漏元件与线圈隔开。
[0089] 图6是IPT系统的实施例，其中泄漏元件与双线圈隔开。
[0090] 图7是IPT系统的实施例，其中泄漏元件与初级线圈隔开且次级线圈定位在附近。
[0091] 图7(a)展示在具有及不具有泄漏元件的系统的情况下在X及Y轴上沿着图7的辅助垫的中心的通量读数
[0092] 图7(b)展示在不具有及具有泄漏元件的两个变化形式的情况下在X及Y轴上沿着图7的主要垫的中心的通量读数。
[0093] 图8展示具有从多个区段建构的泄漏元件的实施例。
[0094] 图9展示在主要垫的两侧上具有泄漏电抗的实施例。
[0095] 图10展示具有磁导芯的DD-DDQ垫的实施例。
[0096] 图10(a)展示在具有及不具有泄漏元件的情况下在X及Y轴上沿着图10的主要垫的中心的通量读数。
[0097] 图11(a)展示具有从多个区段建构的泄漏元件的实施例。
[0098] 图11(b)展示具有从垫的两侧上的多个区段建构的泄漏元件的实施例。
[0099] 图12(a、b及c)展示具有多种形状的泄漏元件的实施例
[0100] 图12(d及e)展示在具有及不具有泄漏元件的情况下在X轴上沿着图12的主要垫的中心的通量读数。
[0101] 图13展示在车辆的边缘上具有泄漏元件的实施例。图14(a及b)展示分层材料结构的横截面的实施例。
具体实施方式
[0102] 下文描述的实施例主要涉及将本发明应用于车辆无线电力传递，其只是本发明的可能的应用的一个实例。所属领域的技术人员将了解，本发明还适用于其他感应电力传递应用，包括例如(不限于)：低功率电子装置，例如手机、平板计算机、笔记本计算机、计算机外围设备、照明系统；较高功率装置，例如家用电器、机器人、自动导引车辆(如电动车辆(EV))、工业设备。还将了解，本发明在更一般的意义上可应用于对电磁场的控制或塑形。因此，本发明在其范围内包含导引、通道化或吸收电磁场的装置：例如吸收、耗散或导引例如由包含手机及计算机的移动电子装置发射的电磁能的电磁波吸收器。
[0103] 如上文所描述，在IPT道路系统中，电力传递是由耦合道路(“主要”)磁通量耦合设备与车辆上的(“辅助”)磁通量耦合设备的磁场来促进。此通量耦合设备是以主要垫及辅助垫的形式便利地提供(但不一定)，且在本文中使用术语“垫”来称呼。此系统可为双向的，在此情况下，主要垫变为存在于车辆上，且辅助垫变为与道路相关联的垫。在公开的国际申请WO 2011/016736中提供IPT道路系统的描述，该申请案的内容以引用的方式并入本文中。
[0104] 用于这些系统中的通量耦合设备可采用多种不同形式。在产生形成传递电力的耦合通量的磁场的过程中，还产生主要或辅助垫本地的其他场。这些场不传递电力，但它们以磁通量填充它们附近区域，所述磁通量必须被约束，使得该附近区域中的物体(包含人)不受所述通量影响。磁通量的屏蔽技术是众所周知的，且用于此的合适的材料包含铜、铝、其他金属、铁氧体、其他亚铁及铁磁性材料，及类似者。这些材料全部具有对更大或更小量的屏蔽能力。一般来说，铜及其他导电材料倾向于在正负号具有改变的情况下将通量反射回到来的地方，使得在金属表面处存在抵消。铁氧体及其他磁导性材料倾向于在正负号不具有改变的情况下反射通量。
[0105] 参看图1，通常可使用磁滞回线观测磁性材料的性质，其中AC磁场强度(H)用于在材料中产生磁通量密度(B)，且相对于磁场强度绘制所得的通量密度，其被称为所述材料的磁滞回线。所述材料中的能量损耗与以回线为界的区域2成比例。低损耗材料通常对应于非常瘦的磁滞回线(即，低矫顽磁性)；高损耗材料通常具有显著更肥的磁滞回线(即，高矫顽磁性)。还将看到，以磁滞回线为界的区域将增加，所有其他东西都相等，前提是回线在起点的更远处与B轴线相交，即，在材料的顽磁性或残余磁性较高的情况下。因此，在具有更大矫顽磁性及/或顽磁性的材料中将出现更大的损耗。
[0106] 回线可保持其非线性形状且仍为低损耗。在高通量密度下，材料将饱和，且在相对磁导率大于1的磁性材料的情况下可观测到此饱和现象。
[0107] 可以在图2(a)到(c)中看到磁滞回线中的变化。参看那些图，所有这些材料具有相同的饱和通量密度，但在材料经历的每一循环内，左边(图2(a))的回线比右边(图2(c))的回线失去多得多的能量。
[0109] 在许多情形中，在通量密度过高或温度在居里点以上且失去材料的所有磁特性时，磁性材料无法用作丝网。在这些情形中，仅金属/导体屏蔽是可能的且此屏蔽必须根据“通量-惊恐”原理工作，读者将把它理解为反射通量。在磁性垫的情况下，将避免高温，因此使用磁性材料实际上是必需的。
[0110] 参看图3(a)，两个耦合的通量耦合装置图解展示为垫4、5。每一垫包含一线圈，且激励所述垫中的一者的线圈以产生图中表示的磁场，其中耦合通量的线3实现垫之间的电力传递，且线6表示漏通量。每一垫4、5自身提供用于耦合通量3的返回路径。来自两个垫4及5的漏通量6完全在每一垫周围传播。
[0111] 然而，如果高度磁导漏通量元件7、8处于适当位置，如图3(b)中所展示，那么漏通量6将穿过元件7、8而非穿过空气或其他材料，例如垫周围的混凝土。可在垫自身中单独地提供高度磁导元件(例如铁氧体)以提供用于耦合通量3的返回路径。图3(b)展示高度磁导漏通量元件7、8，每一者以延伸超出相应的垫的边缘的一片材料的形式提供，因此漏通量遇到由元件7、8提供的高磁导性区。以此方式，来自每一垫的漏通量被导引或引导到由每一漏通量元件占据的区中。此允许通过提供漏通量的受控路径而控制漏通量的位置。每一漏通量元件还允许与耦合通量单独地或独立地控制所述路径及因此漏通量的位置。因此，漏通量可以实质上被限制于由漏通量元件占据的区，这与一个或两个垫附近的其他区形成对比。
[0112] 虽然图3(b)中展示两个耦合垫，但读者将理解，如果存在单一激励(即非偶合)的垫，比方说垫5，例如，那么相关联的漏通量元件8将仍辅助控制漏通量，同时耦合通量在需要时在垫上方的区中仍可用于电力传递。漏通量元件可以多种方式定位以允许其引导或导引漏通量，从而独立于耦合通量而提供受控路径，即，实质上不影响耦合通量。
[0113] 将在图3(b)中看到，漏通量元件7与垫4隔开，且元件8与垫5隔开，从而提供相对低磁导率的分离区。此相对低磁导率的区将耦合通量路径(其可包含单独的高磁导率元件，例如垫内的铁氧体芯)与提供以控制漏通量的低磁阻(高磁导率)路径分离。依据垫及系统的磁性结构及要求而选择此分离，使得漏通量元件不提供用于耦合通量的路径。还可选择所述分离的间隔以防止漏通量元件饱和。此外，还可选择建构漏通量元件所用的尺寸及材料以防止漏通量元件饱和。
[0114] 漏通量元件7应由非导体的材料形成，使得其通过将通量吸引到自身而不是反射掉而操作。如上文所提及，使用两个单独的高磁导率路径，一个用于耦合通量且一个用于漏通量。在本发明的一个实施例中，这些路径可通过金属导体分离。在这些情形中，如果高度磁导路径中的一者是略微导电的，那么将通过此金属分离器埋没所述效应。例如，非晶金属可用于漏通量元件的路径中。非晶金属组件(例如METGLAS)可具有1.2.10-6Ohms.m的电阻率，而铝具有2.7.10-8Ohms.m的电阻率，其小44倍，因此在存在金属铝分离器的情况下，METGLAS组件的传导性可安全地被忽略。
[0115] 因此，用于丝网7的材料应高度磁导以导引、引导或吸引磁性漏通量穿过其。在一些实施例中，可为合意的是，漏通量元件7、8应有损耗的，使得可吸收所述漏通量中的能量。可通过非晶金属层或具有高磁导率(且任选地具有高矫顽磁性及/或顽磁性)的合适的替代材料提供元件7、8。在道路IPT系统的实例中，泄漏元件可围绕道路垫或可操作地邻近于道路垫(沿着其下侧)且在车辆内的垫上方而定位以防止通量传播到车辆的乘客室中。
[0116] 如果使用非晶金属，其应尽可能薄，但其应不饱和或其效用将丢失。可以通过给予材料复磁导率而数学地添加磁性材料中的功率损耗。低磁导率可与大约1的相对磁导率(μr)相关联。举例来说，常见材料(例如空气、木头、铝及混凝土)具有大约1的磁导率。高磁导率材料可与2、5、10或更多的相对磁导率相关联。举例来说，铁氧体可具有16到640的相对磁导率。应注意，已知磁导率测量值尤其在高场强度及频率下变化。
[0117] 可以使用具有‘正方形’磁滞回线(如图2(a)的回线)的材料非常清楚地看到磁性材料中的功率损耗的效应。如果磁芯是由正方形磁滞回线制成，那么回线的右上手隅角对应于磁性材料中的峰能量。
[0118]
[0119] 回线的每一循环损耗的能量是(大约)
[0120] 每一弧度的能量损耗因此是
[0121] 使得通过 给出磁Q
[0122] 类似地，对于电感器，使用相同的Q定义
[0123] 如果所述材料的磁滞回线不是那么非常‘正方形’，那么Q可较高，但在本申请案中，低Q是优选的且对应于具有‘正方形’磁滞回线的材料。
[0124] 其中具有磁性材料的AC电路的分析
[0125] 在实际的AC电路中，组件电感是
[0126] 其中符号具有它们的通常意义。
[0127] VAR负载时I2ωL
[0128] 对于此简单的AC感应电路V＝IR+jωLI和
[0129] 此处，对于其中磁导率是复合μ＝μ1-jμ’的单一组件，称
[0130]
[0131] 对于电路中仅此组件，可使用(4)从电路阻抗找到电抗及等效电阻
[0132]
[0133] 第一项是预期感应电抗，且第二项是电阻。
[0134] 通过感应电抗除以电阻而给出电路Q：
[0135] 因此，对于正方形磁滞回线，磁导率的复数部分的值是
[0136] 对于非晶金属，磁导率可为约70,000，因此100kHZ下的μ'大约是在本申请案中，这是模拟器中估计非晶金属的性能所需的值。
[0137] 可用于涉及本发明的实施例的应用的材料是金属片、非晶金属、非晶(粉末)钴、METGLAS及例如坡莫合金及超透磁合金等合金。一个实例是在商标FINEMET下出售的材料。这些材料的物理特性及成本上有广泛变化。一些材料非常硬且脆，例如铁氧体。大多数用于屏蔽目的的传统材料可能是铜及坡莫合金，其可具有大于100,000的相对磁导率。非晶钴也可具有与METGLAS及非晶金属一样的非常高的磁导率。理想材料是具柔性、容易使用且低成本的。
[0138] 道路垫难以屏蔽，因为不可能具有完全围绕耦合垫的丝网。这个非常不同于其他屏蔽问题的主要问题是车辆上的垫必须可移动且丝网不可妨碍所述移动。此处，个别垫必须‘半封闭’以实现尽可能多的屏蔽。在概念上，在图3(a)及3(b)中展示所述情形，其中垫4是车辆安装的垫，且垫5是安装在地面上或道路中的垫。如所提到，在不改变车辆下方的间隙的情况下，所述垫之间的气隙无法被屏蔽，这不可接受。此处展示的半屏蔽越来越有效，因为漏通量元件丝网从中心线进一步延伸，但同样存在这些丝网可以有多大的限制。通量被导引或吸引到漏通量元件丝网中(对于高磁导率材料以直角)且从垫的一端传播到另一端，因此提供用于漏通量的路径，其防止所述漏通量干扰其他物体。
[0139] 用于电动车辆的感应供电的道路垫具有不同形状及大小，但从跨越宽气隙进行电力传递的角度来看，可以认为“双D”垫是最佳的。这些垫包含两个并排的平坦线圈且在国际公开案WO 2012/018268中描述，其内容以引用的方式并入本文中。然而，从泄漏角度来看，这些宽气隙也更不好，且允许相当多的通量从垫的侧面逸出。漏通量倾向于将垫的一端连接到另一端，且已经存在用于穿过上面定位着线圈的垫的铁氧体结构的此通量的路径。在铁氧体的与线圈侧相对的侧上提供铝层以辅助垫的结构完整性。一些通量在铝外部上的垫结构后方周围循环：所述通量较小，但仍然是问题，因为可允许的水平是如此的低。
[0140] 图3(b)中展示的漏通量元件7、8定位在相应的垫的铝的外部，且可用于通过将漏通量限制于元件7、8而减少漏通量，使得消除或至少减少超出漏通量元件的任何漏通量。作为导体的铝也可充当垫的与将产生耦合场的面相对的面上的通量屏蔽罩。出人意料的是，在那里保持铝用于其结构作用是有利的，且安装例如非晶金属等一层高度磁导材料以提供漏通量元件，以便导引及约束且因此调节绕行的漏通量。
[0141] 即使漏通量较小且其在正常情形下很少受铝影响，其具有的这些效应也是有益的。这是未预期的结果。在不具有非晶金属层的情况下，铝中的通量极小且具有可忽略的效应。但当用非晶金属替换铝时，场变形且大量的通量穿过非晶金属且降低拾取系统的电力传递能力，这是因为其提供用于耦合通量的另一路径。因此，当使用非晶金属时，铝或具有类似的场反射及/或低磁导率性质的材料也在适当位置是有利的，或将降低垫的功率输出。读者将理解，铝层起到低磁导率层或区的作用，其具有足够低的磁导率以防止将理想地聚集在垫的铁氧体内的通量例如以导致垫的输出功率中的显著降低的充分水平穿过非晶金属。
[0142] 如果非晶金属用于此丝网，那么可从其原始形式对其进行修改。通常，非晶金属仅厚18微米左右，且是脆的但具柔性。其具有可以非常高的相对磁导率(通常是70,000)及可以非常高的最大通量密度-1.0-1.3T。然而，如果非晶金属埋入塑料防护盖中，从而给予1.8mm的总厚度，那么可使用所述材料，但其最大通量密度是13mT且其相对磁导率是700。此厚度的材料容易切割且塑形，且在大多数应用中更实用。在需要非晶金属(额外屏蔽层)的更大横截面的情况下，这些1.8mm薄片可以简单地向上堆叠且非晶金属将共享层之间的通量，因为实际的非晶金属薄片实际上分隔1.8mm。
[0143] 在图4中展示与“双极”垫耦合的“圆形”垫的横截面以展示非晶金属屏蔽方法的通用性。圆形垫具有简单的大体上圆形的线圈，例如铁氧体等磁导材料处于其下方。可提供例如铝等导体的背衬板，且可例如使用塑料防护盖覆盖垫的上部部分以用于保护目的。在国际公开案WO 2012/018269中描述双极垫，其内容以引用的方式并入本文中。用于这些垫的垫构造实质上与DD垫的构造相同，主要在垫的外部处开始存在铝层、作为铁氧体的衬垫的塑料薄层(未图示)、铁氧体层、一或多个铜绕组层，及坚硬塑料壳体。(原则上，归因于对称性，圆形垫比非圆形垫需要更小的屏蔽，但当存在未对准时，圆形垫可大量辐射)。类似地，对于DD垫，在气隙处开始存在最多10mm厚的坚硬保护塑料壳体。在此之后存在4mm厚的利兹线的绕组层，接着是16mm厚的铁氧体层、1到2mm厚的缓冲塑料层，及2到6mm厚的铝背衬板。在圆形垫、双极垫及DD垫中，呈其2mm厚形式的非晶金属在铝板外部(即，在离线圈最远的侧上)且可为一个以上层，且非晶金属及铝两者可延伸超过垫的正常大小。在车辆应用中，屏蔽问题是将车辆周边处的不想要的通量减少到小于17uT。在气隙的中间、距垫的中心线
800mm(其为车辆的中心线且对应于1.6m宽的车辆)处测量不想要的通量。还在车辆内的垫的顶部处测量通量，因为此对应于车辆内部且此通量必须小于6.24uT。
800mm(其为车辆的中心线且对应于1.6m宽的车辆)处测量不想要的通量。还在车辆内的垫的顶部处测量通量，因为此对应于车辆内部且此通量必须小于6.24uT。
[0144] 还可在壳体的部分之上或之中使用屏蔽层以首先限制泄漏。本发明的一个实施例具有为IPT线圈提供的具有一组纵向铁氧体或有条纹铁氧体元件的垫以允许穿过用于耦合通量的垫的返回路径，以允许穿过用于耦合通量的垫的返回路径，其从细长垫的一端延伸到另一端。铁氧体安装在一件金属(例如铝)上，其屏蔽垫的与线圈相对的一侧并且还相对于彼此定位铁氧体。在一些实施例中，铁氧体安放在金属中的凹痕中。例如非晶金属等高度磁导材料片安装在金属薄片上，与铁氧体相对，且延伸超出垫的末端。可认为丝网延伸到垫的工作区外部的泄漏区中，其可能被界定为另一主要或辅助垫将在其中定位使用的区。将另外在围绕丝网的环中延伸的漏通量遇到延伸超出丝网的高度磁导材料片。由高度磁导材料片界定的路径表示用于漏通量的低磁阻环区段，因此通量遵循所述路径。
[0145] 所述路径实质上抵着或靠近所述丝网是平坦的，因此减少垫后方的漏通量。
[0146] 可认为高度磁导材料片是将通量从一个泄漏区引导到另一泄漏区。
[0147] 其他实施例具有铁氧体、丝网及片或其他合适形状的元件在圆形泄漏区或替代形状的垫之间引导通量。读者将清楚对片的形状的调适，但可能涉及圆形丝网，其具有直径比丝网更大的高度磁导材料的圆形片。泄漏场一般是其中IPT系统的主要及辅助垫相互作用以传递电力的区外部的通量线(场)。一些应用中特别关注的是在垫的背面周围传递的场，例如在图3(a)中展示的IPT系统上方及下方的回线。
[0148] 更一般地说，也可使用非晶金属或任何高磁导率或高磁导率及有损材料25连同低磁导率材料26(例如导体(或其他金属材料))以如图14a和14b中所展示的交替层的组合来控制或吸收电磁场。例如，在包括高磁导率材料25的第一层及包括导体26的第二层的‘夹层’中，夹层的一侧上的磁场将主要穿过高磁导率层，但在其传播穿过所述层时，其产生优先在夹层中的下一层(导体)中传播的电场。由于磁场与电场之间的独特关系，如果磁场在x方向上传播穿过高磁导率金属层，此将在y方向上在邻接铝层中引起电流。随后如果紧靠导电层提供高磁导率材料的第三层27，那么将在x方向上在此第三层中存在场。可添加低磁导率或导电材料的第四层，等等。在一个实施例中，这些层非常薄但电流及场将实质上包含在其内，因为相对电导及磁阻在一个层中与在邻接的下一层中相差数千倍。且当电流穿过所述或每一导电层时，其产生电力中的损耗，且磁导材料中的场产生电力中的损耗，使得原始场被衰减。
[0149] 在一个实施例中，用于一或多个层的磁导材料可包括可以合适有损以提供所需的衰减的非晶金属。在一些实施例中，用于低磁导率层的导体可以是铝箔或网。
[0150] 在实际实验室测量中，圆形线圈上方的磁场在线圈上方300mm处测得62微特斯拉。在线圈与测量点之间具有非晶金属层的情况下，测得的通量下降到29微特斯拉。在非晶金属之后添加另一铝层致使通量下降到2微特斯拉，这是非常出人意料的结果。此外，在此实施例中，铝不遮蔽非晶玻璃且防止其向通量施加损耗。当层颠倒时，单一箔层上方的场是9微特斯拉。添加非晶金属层将所述场减小到5微特斯拉。更多的层将产生更多的衰减，但铝的成本比非晶金属低数百倍，因此保持所述层的最佳序列是合意的。
[0151] 在其他实施例中，用其他高磁导率、有损材料及其他导电材料替换非晶金属及铝。
[0152] 在其他实施例中，用另一导电材料替换铝。
[0153] 在一些实施例中，铝或导电层比集肤效应深度(即集肤深度)更薄及/或接近集肤效应。在其他实施例中，其实质上更厚，使得通量不穿过层且可在导电层之间传递。
[0154] 在一些实施例中，仅存在一个非晶金属层及一个/或一层导体。
[0155] 在一些实施例中，例如图3(b)中所展示，高度磁导及高度矫顽磁性及/或顽磁性材料的薄层定位在垫的铁氧体后方，处于铁氧体的与线圈相对的侧上，以在闭合路径上将泄漏场从垫的一端引导到另一端。所述片包括漏通量元件，其界定用于漏通量回线的低磁阻路径。实际上，通过通量线现在遵循由所述片界定的直线且未在所述片后方延伸出，其限制或约束如图3(b)中所说明的漏通量线。在一些实施例中，所述片是由具有高矫顽磁性的材料形成。此致使所述片中的场失去能量。因此可以认为所述片提供场引导或聚集及场衰减效应。在一些实施例中，类似于图3中展示的，所述片布置成在两个相对的磁极附近的区之间形成路径。在一些实施例中，所述片在通量线将在其之间传递以在所界定的路径中引导通量线并且在一些实施例中失去能量的任何两个区之间提供路径。通过通量线遵循由所述片界定的路径的性质，通量线可以被限制于区或被排除出区。
[0156] 在一些实施例中，可用适合于界定用于通量线限制的路径的任何形状及横截面的高磁导率组件或元件替换所述片。一些实施例可具有拥有更大横截面的元件，尤其在需要避免元件中的材料的饱和的情况下。所述横截面可具有针对泄漏场强度而选择的一定数目的薄片。可使用更多的层，其中泄漏场强度将以其他方式使更少的层饱和。所述层可通过非磁性及不导电或金属材料的薄片或层分离。
[0157] 在一些实施例中，导电片放置在用于引导漏通量的高磁导率元件与IPT垫的铁氧体之间。在这些实施例中的一些实施例中，垫可具有两个或更多个高磁导率层(例如铁氧体)来引导通量以增强两个垫之间的间隙中的磁性能量，且具有高磁导率层来引导漏通量。在一些实施例中，所述高磁导率层两者都可为铁氧体，但预期引导漏通量的层将优选由高度矫顽磁性及/或顽磁性材料形成。一些实施例可在两个高磁导率层之间具有导电的或至少低磁导率材料层以用于分离所述层且防止它们之间交叉的通量线。这将另外致使高矫顽磁性材料引起耦合通量中的能量损耗，所述耦合通量应替代地被聚集或被引导以增强垫之间的间隙中的能量。
[0158] 一些实施例稍后使用导电来安装垫的铁氧体棒或有条纹铁氧体且安装一片材料以引导漏通量。
[0159] 这些实施例中的一些实施例可具有任何合适的成型组件或元件来执行本文中描述的功能。
[0160] 在一些实施例中，高磁导率层或元件可形成为迂曲路径。此可为合意的，从而增强被所述层或元件限制或聚集在其中的漏通量中的能量损耗。
[0161] 各种实施例在IPT垫周围的各种区之间的间隙外部或垫之间的间隙外部的区之间引导漏通量。这些区可在细长垫的末端处或在正方形垫的侧面处或在垫(例如圆形垫)周围的圆周区的相对侧处。因此，一些实施例的片、组件或元件的形状可简单地类似于垫的轮廓。
[0162] 所述垫之间的间隙将被读者视为IPT垫或IPT系统的有效或工作区。
[0163] 在一些实施例中，泄漏元件可在不同磁性势能的两个区之间延伸以在所述区之间提供高度磁导路径，使得通量将倾向于遵循泄漏元件。
[0164] 图4(a)到(c)是以横截面展示耦合的垫的模拟。垫4、5相隔137mm的距离(即，137mm的气隙)，其中下部垫正被电力供应器激励。所述模拟使用来自一个特定制造商的非晶金属，但类似产品可从多种来源得到。此处，其被封入2mm的塑料中以得到漏通量元件，所述漏通量元件包括具有700的相对磁导率及13mT的最大饱和通量水平的屏蔽材料层。未尝试优化这些结果中的任一者。例如，可以通过使漏通量丝网元件渐细或另外朝向气隙引导漏通量丝网元件而减少每一端处的垫厚度，但在此处未这样做，即使这样做是明显有益处的。模拟中的以垂直线20加阴影的区对应于多于16uT的磁场且是一些应用(例如道路IPT系统)中的可接受性的边界线。以格子21、对角线22及虚线23加阴影的区分别展示具有减小的磁性强度的区。已经在不具有复磁导率的情况下完成这些模拟。图4(a)中展示的模拟不具有漏通量元件。在图4(b)中，在上部垫上方提供呈塑料封入的非晶金属的单层的形式的漏通量元件。所述元件参考为7以与图3(b)一致。在图4(c)中，在垫4上方提供漏通量组件7，所述组件包括三个单一层塑料封入的非晶金属。仍参看图4，在垫5下方提供漏通量组件8，所述组件包括三个单一层塑料封入的非晶金属。可以看出，漏通量元件有效地限制及约束漏通量。可视需要使用更多或更少层的非晶金属材料。
[0165] 非片结构
[0166] 如上文所指示，使用在商标FINEMET下出售的物质生产的片或层类型材料提供用于减小IPT垫的泄漏场的一个实施例。
[0167] 已经将模拟与实际测量值进行比较且发现相当地准确。然而，上文描述的FINEMET设计未优化且使用了一平方米以上的材料。现在描述使用更少材料同时集中在仅吸收或控制漏通量的其他实施例。
[0169] 用于圆形垫的漏通量围绕件
[0170] 在一个实施例中，内尺寸(ILx及ILy)在150到200mm的范围内。外长(OLx及OLy)经调整以提供泄漏限制或减少的理想或所需的量。我们已发现在一个实施例中，OLx及OLy为大约150mm到200mm会提供良好的漏通量减少。
[0171] 用于DD/DDQ垫的漏通量围绕件
[0172] 现转而参看图6，展示具有两个或更多个线圈(11a及11b)的垫(例如双D(DD或DDQ)垫)的实施例。如上文所提及，在国际公开案WO 2012/018268中描述这些垫结构。对于DD或DDQ垫，元件10的在极的方向上的内长X(OLx)优选地相对于内长Y(ILY)较小。范围在50mm到100mm的值适合于ILx且ILy在200mm左右。外长(OLx及OLy)经调整以提供泄漏减少的理想量。我们已发现200mm到250mm的OLx及OLy似乎提供良好的泄漏减少。
[0173] 在图7中展示另一实施例。在1500mm x 1500mm x 6mm的铝片在辅助垫15上方居中且1500mm x 1500mm x 1mm的铜片在主要垫14下方居中的情况下运行模拟。这两个薄片都离垫10mm远以给泄漏元件10及将垫附接到(例如车辆)所需的任何垫圈留出空间。在图7及大多数后续图式中，出于清楚起见，将不展示这些铝及铜片。
[0174] 在图7的实施例中，泄漏元件10经设计以在主要及辅助侧上。将在下文进一步论述这些设计。如在图7中展示而界定x及y轴。主要垫14的外部尺寸是780mm x 585mm，且辅助垫15的外部尺寸是311mm x 495mm。
[0175] 次级侧的泄漏元件10在X及Y轴两者上的200mm移位处校验。泄漏元件的外部尺寸是1310mm x 1194mm且“孔洞”尺寸是811x 695mm(对应于OLx＝OLy＝250、ILx＝200及ILy＝100，参考图5尺寸)。所使用的泄漏元件10的面积是一平方米。在图7a及图7b中展示在X及Y轴两者上沿着辅助垫的中心的通量读数。
[0176] 在表1中概述结果：
[0177] 表1
[0178] 800mm处的通量-无FM 800mm处的通量-具有FM ％减少
X轴 23.4uT 21.4uT 8.48％
Y轴 12.5uT 10.6uT 15.25％
X轴 23.4uT 21.4uT 8.48％
Y轴 12.5uT 10.6uT 15.25％
[0179] 针对主要垫14的元件10提出两个泄漏元件设计。第一设计(FM1)具有以下尺寸：OLx＝200ILx＝150OLy＝200ILy＝250。第二设计(FM2)具有以下尺寸：OLx＝200ILx＝
150OLy＝100ILy＝250。在以上图表中展示在X及Y轴两者上沿着辅助垫的中心的通量读数。
在表2中概述800mm处的通量读数的结果。
150OLy＝100ILy＝250。在以上图表中展示在X及Y轴两者上沿着辅助垫的中心的通量读数。
在表2中概述800mm处的通量读数的结果。
[0180] 表2
[0181] 无FM FM1 ％减少 FM2 ％减少
X轴 23.4uT 16.6uT 29.02％ 15.7uT 33.07％
Y轴 12.5uT 9.61uT 22.89％ 11.7uT 6.02％
X轴 23.4uT 16.6uT 29.02％ 15.7uT 33.07％
Y轴 12.5uT 9.61uT 22.89％ 11.7uT 6.02％
[0182] 在一个实施例中，切口存在于泄漏元件10中，使得若干件可以相框的形状放在一起。所述设计是基于具有以下尺寸的设计：OLx＝200、ILx＝155、OLy＝200、ILy＝190。此具有与不具有泄漏元件相比的X轴上的26.3％的泄漏减少及Y轴上的20.4％的泄漏减少。
[0183] 参看图8，展示具有由具有四个5mm切口的四个零件建构的泄漏元件10的实施例。每一切口在图中参考为16。表3可概述具有此设计的通量渗漏。
[0184] 表3
[0185] 无FM 普通相框 具有以上展示的FM零件
X线 23.4uT 17.3uT(26.34％减少) 16.3uT(30.4％减少)
Y线 12.5uT 9.92uT(20.37％减少) 9.31uT(25.28％减少)
X线 23.4uT 17.3uT(26.34％减少) 16.3uT(30.4％减少)
Y线 12.5uT 9.92uT(20.37％减少) 9.31uT(25.28％减少)
[0186] 还研究两件式设计，这是因为可以认为Y轴渗漏不是那么重要，因为例如其将被车辆的前面及后面覆盖。此设计表明泄漏元件10可包括两个“带”，其可以放置在主要垫旁边，且它们将关注所有漏通量。图9中展示实例。因此，在一些实施例中，泄漏元件10不需要围绕线圈或芯。在一些实施例中，磁导材料的件或带可包括泄漏元件，所述件材料定位在其中将移除或减少漏通量的所选区域的附近或旁边。
[0187] 在表4中概述距具有图9设计的辅助垫的中心800mm处的通量渗漏。
[0188] 表4
[0189] 无FM 具有以上展示的FM零件
X线 23.4uT 15.9uT(32.1％减少)
Y线 12.5uT 11.8uT(5.32％减少)
X线 23.4uT 15.9uT(32.1％减少)
Y线 12.5uT 11.8uT(5.32％减少)
[0190] 可以看出，由于在Y方向上不存在泄漏元件，所以在Y轴中很少减少渗漏，但已经在X轴上进行显著减少。上文所论述的模拟的结果显示将漏通量减少了显著的量。值得注意的是，泄漏元件10在这些情形中良好起作用，因为其不会由于耦合通量而变得饱和。如果耦合(即主要)通量穿过其，泄漏元件将不良好操作。在以上呈现的所有模拟的情况下，未补偿的功率已改变大约±2％，这并不显著。
[0191] 现在参考DD-DDQ垫设计论述一些模拟。
[0192] 在主要垫与辅助垫之间在X方向上具有200mm移位的情况下执行模拟。
[0193] 图10标记X及Y方向。棒18包括用于产生高磁导率“芯”以提供穿过用于耦合通量的垫的返回路径的铁氧体。在X及Y轴两者上提供良好的泄漏减少的表现不错的泄漏元件设计(使用参考图6描述的标号)具有以下尺寸：OLx＝250、ILx＝100、OLy＝200及ILy＝200。泄漏元件置于初级侧上。在图10a中展示在X及Y轴两者上沿着辅助垫的中心的通量读数。
[0194] 在表5中概述距具有此设计的辅助垫的中心800mm处的通量渗漏。
[0195] 表5
[0196] 无FM 具有FM ％减少
X轴 28.85uT 24.1uT 16.45％
Y轴 13.2uT 11.7uT 11.71％
X轴 28.85uT 24.1uT 16.45％
Y轴 13.2uT 11.7uT 11.71％
[0197] 泄漏元件10也被分割为更小的零件，类似于图8中描述的垫那样。图11A及11B展示围绕件如何被切割成四个零件(FM4，图11A)；及两个零件(FM2，Fig11B)。
[0198] 在表6中概述距具有FM2及FM4设计的辅助垫的中心800mm处的通量渗漏。
[0199] 表6
[0200] 无FM FM4 ％减少 FM2 ％减少
X轴 28.85uT 24.5uT 15.0％ 24.4uT 24.4％
Y轴 13.2uT 11.8uT 11.2％ 13.2uT 0.56％
X轴 28.85uT 24.5uT 15.0％ 24.4uT 24.4％
Y轴 13.2uT 11.8uT 11.2％ 13.2uT 0.56％
[0201] 在另一模拟中，垫经对准以仅在X方向上移位200mm。产生这些模拟以使得可以采取实际测量值来验证仿真结果。
[0202] 使用来自先前测试的最佳结果产生三个模拟。下文在图12A到12C中展示所述三个系统。
[0203] FM 1L(图12A)设计使用两个件泄漏元件材料，其大小为875mm x 235mm。宽度被选择为235mm。在FM 2L(图12B)设计中，零件的宽度已经减半且已经使用两层泄漏元件材料。在FM 3L(图12C)设计中，零件的宽度是FM 1L设计中的宽度的三分之一且使用3层元件材料。用于所有这些设计中的FINEMET的总面积是相同的(0.41平方米)。
[0204] 在表7中概述距具有FM 1L、FM 2L及FM 3L设计的辅助垫的中心800mm处的通量渗漏。
[0205] 表7
[0206] 无FM FM 1L ％减少 FM 2L ％减少 FM 3L ％减少
X轴 92.7uT 50.7uT 45.4％ 53.5uT 42.3％ 5.45uT 41.2％
Y轴 87.4uT 8.76uT -0.31％ 9.02uT -3.21％ 9.06uT -3.74％
X轴 92.7uT 50.7uT 45.4％ 53.5uT 42.3％ 5.45uT 41.2％
Y轴 87.4uT 8.76uT -0.31％ 9.02uT -3.21％ 9.06uT -3.74％
[0207] 通量泄漏已显著减少，如上表中所见。可以在图12d及12e中看到X方向上的通量线。
[0208] 提议也可将泄漏元件放到车辆的门槛上，例如以尝试减少漏通量。此概念被大致仿真。两个1500mm x 100mm带放在车辆的边缘上(假设车辆是1500mm宽)。此在图13中展示。
[0209] 在一层及两层泄漏元件材料在门槛上且没有泄漏元件存在于初级侧上的情况下运行仿真。在表8中概述结果。
[0210] 表8
[0211] 无FM 1层门槛 ％减少 2层门槛 ％减少
X轴 28.85uT 28.8uT 0.09％ 24.9uT 13.63％
Y轴 13.2uT 13.3uT -0.21％ 13.4uT -0.73％
X轴 28.85uT 28.8uT 0.09％ 24.9uT 13.63％
Y轴 13.2uT 13.3uT -0.21％ 13.4uT -0.73％
[0212] 从前述内容将看到，描述可用于大体上控制或吸收电磁场及/或控制或吸收无线电力传递应用中的不想要的磁场的结构及材料。
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
磁场热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈