用于减小针对无线电感电力传送的极化线圈系统的发射的系统和方法

摘要

本公开包括用于减小针对无线电感电力传送的极化线圈系统的发射的系统、方法和装置。一方面，提供磁通量盘，其至少包括第一导电线圈以及与第一线圈基本上共面的第二导电线圈。盘包括具有基本上平面的表面的可导磁材料。第一线圈和第二线圈基本上平行于基本上平面的表面。材料的区域延伸越过第一线圈的区域并且越过第二线圈的区域。线圈的区域可以基本上环绕第一线圈的区域和第二线圈的区域。

说明书

技术领域

本公开总体上涉及无线电力传送，并且更具体地涉及与到诸如电动车辆等远程系统的无线电力传送相关的设备、系统和方法，并且涉及耦合线圈构造。

背景技术

诸如车辆等远程系统已经引入，其包括从诸如电池等能量存储设备接收的电能得到的移动(locomotion)电力。例如，混合电动车辆包括车载充电器，车载充电器使用来自车辆制动和传统电机的电力来对车辆充电。仅是电动的车辆通常从其他源来接收用于对电池充电的电能。电池电动车辆(电动车辆)通常被提议通过某些型的有线交变电流(AC)(诸如家用或商用AC电源)来充电。有线充电连接需要线缆或物理上连接至电源的其他类似的连接器。线缆和类似的连接器有时可能不太方便或者很麻烦，并且具有其他缺陷。能够在自由空间中传送待被用于对电动车辆充电的电力(例如经由无线场)的无线充电系统可以克服有线充电解决方案的一些不足。这样，高效且安全地传送电力以用于对电动车辆充电的无线充电系统和方法。

发明内容

在所附权利要求的范围内的系统、方法和设备的各种实现每个具有若干方面，这些若干方面中没有任何一个单独的方面仅负责本文中描述的期望的属性。本文中描述一些突出特征，而不限制所附权利要求的范围的情况。

下面在附图和描述中给出在本说明书中描述的主题的一个或多个实现的细节。其他的特征、方面和优点根据说明书、附图和权利要求将变得很清楚。注意，以下附图的相对尺寸可能没有按比例绘制。

本公开的一方面包括一种磁通量盘，其被配置成向越过盘的空间传输磁通量或者从该空间接收磁通量。盘包括至少第一导电线圈和第二导电线圈。第一线圈基本上是平面的，具有界定第一范围的第一内周，并且具有界定第一区域的第一外周。第一外周具有至少一个基本上笔直的第一部分。第二线圈基本上是平面的，具有界定第二范围的第二内周，并且具有界定第二区域的第二外周。第二外周具有至少一个基本上笔直的第二部分。第二线圈与第一线圈基本上共面。盘还包括可导磁材料(例如芯)，其具有基本上平面的表面并且具有界定第三区域的第三外周。第一线圈和第二线圈基本上平行于该基本上平面的表面。第三区域沿至少一个基本上笔直的第一部分延伸越过第一区域并且沿至少一个基本上笔直的第二部分越过第二区域。可导磁材料基本上交叠第一区域并且基本上交叠第二区域。本公开的另一方面包括一种包括如以上记载的磁通量盘的电感电力传送系统。本公开的另一方面包括一种向越过磁通量盘的空间传输磁通量或者从该空间接收磁通量的方法。方法包括使用磁通量盘向越过磁通量盘的空间传输磁通量或者从上述空间接收磁通量，磁通量盘如以上记载的。

本公开的另一方面包括一种磁通量盘，其被配置成向越过盘的空间传输磁通量或者从上述空间接收磁通量。盘包括至少第一导电线圈和第二导电线圈。第一线圈基本上是平面的并且具有界定第一区域的第一外周。第二线圈基本上是平面的并且具有界定第二区域的第二外周。第二线圈与第一线圈基本上共面。盘还包括可导磁材料(芯)，其具有基本上平面的表面并且具有界定第三区域的第三外周。第一线圈和第二线圈基本上平行于基本上平面的表面。第三区域延伸越过第一区域和第二区域，并且第三区域基本上环绕第一区域和第二区域。本公开的另一方面包括一种包括如以上描述的磁通量盘的电感电力传送系统。本公开的另一方面包括一种向越过磁通量盘的空间传输磁通量或者从该空间接收磁通量的方法。方法包括使用磁通量盘向越过磁通量盘的空间传输磁通量或者从上述空间接收磁通量，磁通量盘如以上描述的。

本公开的另一方面包括一种磁通量盘，其被配置成向越过盘的空间传输磁通量或者从上述空间接收磁通量。盘包括用于传输磁通量或者接收磁通量的第一装置。第一装置基本上是平面，具有界定第一区域的第一外周，并且具有界定第一范围的第一内周，并且具有至少一个基本上笔直的第一部分。盘还包括用于传输磁通量或接收磁通量的第二装置。第二装置基本上是平面的，具有界定第二区域的第二外周，具有界定第二范围的第二内周，并且具有至少一个基本上笔直的第二部分。第二装置与第一装置基本上共面。盘还包括用于影响由第一装置和第二装置传输或接收的磁通量的第三装置。第三装置具有基本上平面的表面并且具有界定第三区域的第三外周。第一装置和第二装置基本上平行于基本上平面的表面。第三区域延伸沿至少一个基本上笔直的第一部分越过第一区域并且沿着至少一个基本上笔直的第二部分越过第二区域。第三装置基本上交叠第一区域并且基本上交叠第二区域。

本公开的另一方面包括一种磁通量盘，其被配置成向越过盘的空间传输磁通量或者从上述空间接收磁通量。盘包括用于传输磁通量或者接收磁通量的第一装置。第一装置基本上是平面并且具有界定第一区域的第一外周。盘还包括用于传输磁通量或接收磁通量的第二装置。第二装置基本上是平面的并且具有界定第二区域的第二外周。第二装置与第一装置基本上共面。盘还包括用于影响由第一装置和第二装置传输或接收的磁通量的第三装置。第三装置具有基本上平面的表面并且具有界定第三区域的第三外周。第一装置和第二装置基本上平行于基本上平面的表面。第三区域延伸越过并且基本上环绕第一区域和第二区域。

附图说明

图1是根据本发明的示例性实施例的用于对电动车辆充电的示例性无线电力传送系统的图。

图2是图1的无线电力传送系统的示例性核心部件的示意图。

图3是示出图1的无线电力传送系统的示例性核心和附属部件的另一功能框图。

图4是示出根据本发明的示例性实施例的布置在电动车辆中的可置换非接触式电池的功能框图。

图5A、5B、5C和5D是根据本发明的示例性实施例的电感线圈和铁氧体材料相对于电池的放置的示例性配置的图表。

图6是示出根据本发明的示例性实施例的可以可用于对电动车辆无线充电的示例性频率的频谱的图。

图7是示出根据本发明的示例性实施例的在对电动车辆无线充电时可以很有用的示例性频率和传输距离的图表。

图8示意性地图示在车辆盘下面的基座盘的示例“双D”线圈配置。

图9A示意性地图示根据本文中描述的某些实施例的具有两个线圈的示例磁通量盘，两个线圈没有在彼此上方延伸，其中可导磁材料延伸越过在两个线圈下面的区域。

图9B示意性地图示具有两个线圈的示例磁通量盘，两个线圈部分在彼此上方延伸，但是其中可导磁材料没有明显地延伸越过在两个线圈下面的区域。

图10示意性地图示根据本文中描述的某些实施例的与示例多线圈盘相对比的示例单线圈系统。

图11示出了在0mm到50mm的范围上盘与车辆盘之间的耦合因子的变化与“交叠”尺寸之间的关系。

图12A示出了在0mm到50mm的范围上发射的变化与“交叠”尺寸之间的关系。

图12B示出了图12A的发射在此对应的平面。

图12C示出了跨图12B的平面上的磁场的大小。

图13示出了在0mm到50mm的范围上损耗的变化与“交叠”尺寸之间的关系。

附图中图示的各种特征可能没有按比例绘制。相应地，各种特征的尺寸可以为了清楚而任意放大或缩小。另外，一些附图可能没有描绘给定系统、方法或设备的所有部件。最后，相似的附图标记遍及说明书和附图可以用于表示相似的特征。

具体实施方式

下面结合附图给出的详细描述意图作为本发明的示例性实施例的描述，而非意图仅表示可以在其中实践本发明的实施例。遍及本描述使用的术语“示例性”表示“用作示例、实例或说明”，而不应当必须理解为比其他示例性实施例优选或有利。出于提供对本发明的示例性实施例的透彻理解的目的，详细描述包括具体细节。在一些实例中，用框图形式示出了一些设备。

无线地传送电力可以是指传送与电场、磁场、电磁场相关联的任何形式的能量或者从发送方向接收方传送任何形式的能量而没有使用物理导电体(例如可以通过自由空间来传送电力)。输出到无线场(例如磁场)中的电力可以通过“接收线圈”来接收、捕获或者耦合以实现电力传送。

本文中使用电动车辆来描述远程系统，其示例是包括从可充电能量存储设备(例如一个或多个可再充电电化学电池或其他类型的电池)得到的电功率作为其移动能力的部分的车辆。作为非限制性示例，一些电动车辆可以是混合动力电动车辆，其除了电机还包括用于直接移动或者用于对车辆的电池充电的传统的内燃机。其他电动车辆可以从电源汲取所有移动能力。电动车辆不限于汽车，而是可以包括摩托车、货车、踏板车等。作为示例而非限制，本文中将远程系统描述为电动车辆(EV)的形式。另外，也可以设想到能够至少部分使用可充电能量存储设备来供电的其他远程系统(例如电子设备，诸如个人计算设备等)。

图1是根据本发明的示例性实施例的用于对电动车辆112充电的示例性无线电力传送系统100的图。当电动车辆112停放在基座无线充电系统102a附近时，无线电力传送系统100实现对电动车辆112的充电。在停车区域中图示了用于两个电动车辆的空间，以用于在对应的基座无线充电系统102a和102b处停车。在一些实施例中，本地配电中心130可以连接至电力骨干线路132，并且被配置成通过电力链路110向基座无线充电系统102a提供交变电流(AC)或直流电流(DC)。基座无线充电系统102a还包括用于无线地传送或接收电力的基座系统电感线圈104a。电动车辆112可以包括电池单元118、电动车辆电感线圈116和电动车辆无线充电系统114。电动车辆电感线圈116可以例如经由基座系统电感线圈104a生成的电磁场的范围来与基座系统电感线圈104a相互作用。

在一些示例性实施例中，电动车辆电感线圈116可以在电动车辆电感线圈116位于由基座系统电感线圈104a产生的能量场中时接收电力。场对应于其中由基座系统电感线圈104a输出的能量可以被电动车辆电感线圈116捕获的范围。例如，由基座系统电感线圈104a输出的能量可以在足以对电动车辆112充电或供电的水平。在一些情况下，场可以对应于基座系统电感线圈104a的“近场”。近场可以对应于其中存在由于基座系统电感线圈104a中不辐射电力远离基座系统电感线圈104a的电流和电荷而导致的强的反应场的范围。在一些情况下，近场可以对应于在基座系统电感线圈104a的波长的大约1/2π内的范围(并且对于电动车辆电感线圈116反之亦然)，如下面进一步描述的。

本地配电1130可以被配置成经由通信回程134与外部源(例如电网)通信，并且经由通信链路108与基座无线充电系统102a通信。

在一些实施例中，电动车辆电感线圈116可以与基座系统电感线圈104a对准，并且因此简单地通过驾驶者将电动车辆112相对于基座系统电感线圈104a正确地定位来被布置在近场范围内。在其他实施例中，驾驶者可以被给予视觉反馈、听觉反馈或者其组合以确定电动车辆112何时被正确地放置以用于无线电力传送。在其他实施例中，电动车辆112可以由自动驾驶系统来定位，自动驾驶系统可以使电动车辆112来回移动(例如之字形运动)，直到对准误差达到可容忍的值。这可以由电动车辆112在没有或者仅具有少量驾驶者干预的情况下自动地和自主地来执行，假定电动车辆112配备有伺服转向轮、超声传感器和智能以调整车辆。在其他实施例中，电动车辆电感线圈116、基座系统电感线圈104a或者其组合可以具有用于将电感线圈116和104a相对于彼此移位和移动的功能以更加准确地对它们定向并且在它们之间形成更加高效的耦合。

基座无线充电系统102a可以位于各种位置。作为非限制性示例，一些合适的位置包括在电动车112的所有者的家里的停车区域、被预留用于在传统的基于石油的加油站之后建模的电动车辆无线充电的停车区域、以及在其他位置(诸如购物中心和工作地点)的停车场。

对电动车辆无线地充电可以提供大量优点。例如，充电可以在实际上没有驾驶者干预和操纵的情况下自动进行，从而提高对用户的方便性。也可以没有暴露的电接触并且没有机械磨损，从而改善了无线电力传送系统100的可靠性。可以不需要通过线缆和连接器的操控，并且可以没有可能暴露于室外环境中的湿气和水的线缆、插头或插座，从而改善了安全性。也可以没有可见或可接触的插座、线缆和插头，从而降低了对电力充电设备的潜在破坏。另外，由于电动车辆112可以用作分布式存储设备以稳定电网，所以可以使用对接到电网(docking-to-grid)解决方案来增加车辆到电网(V2G)操作的车辆可用性。

参考图1描述的无线电力传送系统100还可以提供审美上且非妨碍的优点。例如，可以没有可能对车辆和/或行人造成妨碍的充电桩和线缆。

作为车辆到电网能力的进一步解释，无线电力传输和接收能力可以被配置成相互的，以使得基座无线充电系统102a向电动车辆112传送电力，并且电动车辆112向基座无线充电系统102a传送电力，例如在能量不足时。这一能力可以用于通过以下方式来稳定配电网：使得电动车辆能够在由于可再生能量生产(例如风或太阳)的过度需求或者短缺而引起的能量不足时向整个配电系统贡献电力。

图2是图1的无线电力传送系统100的示例性核心部件的示意图。如图2所示，无线电力传送系统200可以包括基座系统传输电路206，基座系统传输电路206包括具有电感L₁的基座系统电感线圈204。无线电力传送系统200还包括电动车辆接收电路222，电动车辆接收电路222包括具有电感L₂的电动车辆电感线圈216。本文中描述的实施例可以使用形成谐振结构的电容加载的导线回路(即多匝线圈)，如果初级和次级均调谐到公共谐振频率，则谐振结构能够将来自初级结构(发射器)的能量经由磁或电磁近场高效地耦合到次级结构(接收器)。线圈可以用于电动车辆电感线圈216和基座系统电感线圈204。使用谐振结构用于耦合能量可以称为“磁耦合谐振”、“电磁耦合谐振”和/或“谐振电感”。将基于从基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，但是不限于此。例如，如以上描述的，电动车辆112可以向基座无线充电系统102a传送电力。

参考图2，电源208(例如AC或DC)向基座无线电力充电系统202供应电力P_SDC以向电动车辆112传送能量。基座无线电力充电系统202包括基座充电系统功率变换器236。基座充电系统功率变换器236可以包括电路装置，诸如被配置成将来自标准市电AC的电力变换成合适的电压水平的DC电力的AC/DC变换器、以及被配置成将DC电力变换成适合无线高功率传送的操作频率的电力的DC/低频(LF)变换器。基座充电系统功率变换器236向包括与基座系统电感线圈204串联的电容器C₁的基座系统传输电路206供应电力P₁，以便以期望频率发射电磁场。可以提供电容器C₁以与基座系统电感线圈204形成以期望频率谐振的谐振电路。基座系统电感线圈204接收电力P₁并且以足以对电动车辆112充电或供电的电平无线地传输电力。例如，由基座系统电感线圈204无线地提供的电力电平可以在千瓦(kW)的数量级(例如从1kW到110kW或者更高或更低)。

包括基座系统电感线圈204的基座系统传输电路206以及包括电动车辆电感线圈216的电动车辆接收电路222可以被调谐到基本上相同的频率，并且可以定位在由基座系统电感线圈204和电动车辆电感线圈116之一发射的电磁场的近场内。在这种情况下，基座系统电感线圈204和电动车辆电感线圈116可以变为耦合至彼此，以使得电力可以传送到包括电容器C₂和电动车辆电感线圈116的电动车辆接收电路222。可以提供电容器C₂以与电动车辆电感线圈216形成以期望频率谐振的谐振电路。元素k(d)表示在线圈分离处产生的互耦合系数。等效电阻R_eq,1和R_eq,2表示电感线圈204和216以及反电抗(anti-reactance)电容器C₁和C₂固有的损失。包括电动车辆电感线圈316和电容器C₂的电动车辆接收电路222接收电力P₂并且将电力P₂提供给电动车辆充电系统214的电动车辆功率变换器238。

电动车辆功率变换器238可以包括LF/DC变换器等，LF/DC变换器被配置成将操作频率下的电力变换回与电动车辆电池单元218的电压电平匹配的电压电平下的DC电力。电动车辆功率变换器238可以提供已变换电力P_LDC以对电动车辆电池单元218充电。电源208、基座充电系统功率变换器236和基座系统电感线圈204可以是固定的并且位于如以上讨论的各种位置。电池单元218、电动车辆功率变换器238和电动车辆电感线圈216可以被包括在作为电动车辆112的部分或者电池组(未示出)的部分的电动车辆充电系统214中。电动车辆充电系统214也可以被配置成通过电动车辆电感线圈216向基座无线电力充电系统202无线地提供电力以将电力馈送回电网。电动车辆电感线圈216和基座系统电感线圈204中的每个基于操作模式可以充当传输或接收电感线圈。

虽然没有示出，但是无线电力传送系统200可以包括负载断开单元(LDU)以将电动车辆电池单元218或电源208与无线电力传送系统200安全地断开。例如，在紧急情况或系统故障的情况下，LDU可以被触发以将负载从无线电力传送系统200断开。可以在用于管理对电池的充电的辅助电池管理系统之外还提供LDU，或者其可以是电池管理系统的部分。

另外，电动车辆充电系统214可以包括用于将电动车辆电感线圈216选择性地连接至电动车辆功率变换器238或者将电动车辆电感线圈216从电动车辆功率变换器238断开的开关电路装置(未示出)。将电动车辆电感线圈216断开可以暂停充电，并且还可以调节基座无线充电系统102a(充当发射器)“可见”的“负载”，其可以用于将电动车辆充电系统114(充当接收器)从基座无线充电系统102a“遮蔽”。如果发射器包括负载感测电路，则可以检测到负载变化。相应地，诸如基座无线充电系统202等的发射器可以具有用于确定接收器(诸如电动车辆充电系统114)何时存在于基座系统电感线圈204的近场内的机构。

如以上描述的，在操作中，假定能量朝车辆或电池传送，输入电力从电源208被提供，以使得基座系统电感线圈204生成用于提供能量传送的场。电动车辆电感线圈216耦合到辐射场，并且生成输出电力以用于由电动车辆112来存储或消耗。如以上描述的，在一些实施例中，基座系统电感线圈204和电动车辆电感线圈116根据相互谐振关系被配置，以使得当电动车辆电感线圈116的谐振频率和基座系统电感线圈204的谐振频率非常接近或者基本上相同时。当电动车辆电感线圈216位于基座系统电感线圈204的近场附近时，基座无线电力充电系统202和电动车辆充电系统214之间的传输损耗最小。

如所指出的，高效的能量传送通过以下方式发生：将发送电感线圈的近场中的能量的大部分耦合至接收电感线圈而并非将电磁波中的能量的大部分传播耦合至远场。当在近场中时，可以在传输电感线圈与接收电感线圈之间建立耦合模式。可能发生这一近场耦合的电感线圈周围的区域在本文中称为近场耦合模式范围。

虽然没有示出，但基座充电系统功率变换器236和电动车辆功率变换器238都可以包括振荡器、驱动器电路(诸如功率放大器)、滤波器、以及用于与无线电力电感线圈高效耦合的匹配电路。振荡器可以被配置成生成期望频率，期望频率可以响应于调节信号来调节。振荡器信号可以通过功率放大器响应于控制信号来以放大量来放大。可以包括滤波器和匹配电路以滤除谐波和其他不想要的频率并且使功率变换模块的阻抗匹配无线电力电感线圈。功率变换器236和238还可以包括整流器和开关电路装置以生成对电池充电的合适的电力输出。

遍及所公开的实施例描述的电动车辆电感线圈216和基座系统电感线圈204可以称为或者配置为“回路”天线，或者更具体地是多匝回路天线。电感线圈204和216在本文中也可以称为或者配置为“磁性”天线。术语“线圈”通常指代可以无线地输出或接收能量以耦合至另一“线圈”的部件。线圈也可以称为被配置成无线地输出或接收电力的类型的“天线”。如本文中使用的，线圈204和216是被配置成无线地输出、无线地接收和/或无线地中继电力的类型的“电力传送部件”的示例。回路(例如多匝回路)天线可以被配置成包括空气芯或物理芯，诸如铁氧体芯。空气芯回路天线可以实现其他部件在芯区域内的放置。包括铁磁或铁磁材料的物理芯天线可以实现更强的电磁场和提高的耦合的形成。

如以上讨论的，发送器与接收器之间的能量高效传送在发射器与接收器之间的匹配的或者接近匹配的谐振期间发生。然而，即使发送器与接收器之间的谐振不匹配，仍然可以以较低的效率传送能量。能量的传送通过以下方式发生：将来自传输电感线圈的近场的能量耦合至驻留在一个范围(例如在谐振频率的预定频率范围内，或者在近场范围的预定距离内)内的接收电感线圈，在该范围内建立该近场，而并非从传输电感线圈向自由空间中传播能量。

谐振频率可以基于包括如以上描述的电感线圈(例如基座系统电感线圈204)的传输电路的电感和电容。如图2所示，电感通常可以是电感线圈的电感，而电容可以被添加到电感线圈以创建期望谐振频率的谐振结构。作为非限制性示例，如图2所示，可以与电感线圈串联添加电容器以创建生成电磁场的谐振电路(例如基座系统传输电路206)。相应地，对于更大直径的电感线圈，引入谐振所需要的电容的值可以随着线圈的直径或电感增加而减小。电感也可以取决于电感线圈的匝数。另外，当电感线圈的直径增加时，近场的高效能量传送区域可以增加。其他谐振电路是可能的。作为另一非限制性示例，电容器可以并联放置在电感线圈的两个端子之间(例如并行谐振电路)。另外，电感线圈可以设计成具有高的质量(Q)因子以改善电感线圈的谐振。例如，Q因子可以是300或更大。

如以上描述的，根据一些实施例，公开了在彼此的近场中的两个电感线圈之间的耦合电力。如以上描述的，近场可以对应于其中存在电磁场但是不可以传播或辐射离开电感线圈的围绕电感线圈的范围。近场耦合模式范围可以对应于在电感线圈的物理体积附近、通常在波长的小的分数内的体积。根据一些实施例，电磁电感线圈(诸如单匝或多匝回路天线)用于传输和接收，因为实际实施例中的磁性近场幅度与电气类型天线(例如小型偶极子)的电气近场相比对于磁性类型的线圈倾向于更高。这实现了配对之间的潜在更高的耦合。另外，可以使用“电气”天线(例如偶极子和单极天线)或者磁性和电气天线的组合。

图3是示出图1的无线电力传送系统300的示例性核心和辅助部件的另一功能框图。无线电力传送系统300图示用于基座系统电感线圈304和电动车辆电感线圈316的通信链路376、引导链路366和对准系统352、354。如以上参考图2描述的，并且假定能量朝电动车辆112流动，在图3中，基座充电系统电力接口354可以被配置成从电源(诸如AC或DC电源126)向充电系统功率变换器336提供电力。基座充电系统功率变换器336可以从基座充电系统电力接口354接收AC或DC电力以在其谐振频率下或附近激励基座系统电感线圈304。电动车辆电感线圈316当在近场耦合模式范围中时可以从近场耦合模式范围接收能量以在谐振频率下或附近振荡。电动车辆功率变换器338将来自电动车辆电感线圈316的振荡信号变换成适合经由电动车辆电力接口对电池充电的电力信号。

基座无线充电系统302包括基座充电系统控制器342，电动车辆充电系统314包括电动车辆控制器344。基座充电系统控制器342可以包括到其他系统(未示出)(诸如例如计算机和电力分配中心或智能电网)的基座充电系统通信接口162。电动车辆控制器344可以包括到其他系统(未示出)(诸如例如车辆上的车载计算机、其他电池充电控制器、车辆内的其他电子系统、以及远程电子系统)的电动车辆通信接口。

基座充电系统控制器342和电动车辆控制器344可以包括使用单独的通信信道的用于特定应用的子系统或模块。这些通信信道可以是单独的物理信道或者单独的逻辑信道。作为非限制性示例，基座充电对准系统352可以通过通信链路376与电动车辆对准系统354通信以提供用于自动地或者通过操作员帮助更加严密地对准基座系统电感线圈304和电动车辆电感线圈316的反馈机制。类似地，基座充电引导系统362可以通过引导链路与电动车辆引导系统364通信以提供在使基座系统电感线圈304和电动车辆电感线圈316对准时引导操作者的反馈机制。另外，可以存在由基座充电通信系统372和电动车辆通信系统374支持的用于在基座无线电力充电系统302与电动车辆充电系统314之间通信其他信息的单独的通用通信链路(例如信道)。这一信息可以包括关于基座无线电力充电系统302和电动车辆充电系统314二者的电动车辆特性、电池特性、充电状态和电力容量的信息以及电动车辆112的维护和诊断数据。这些通信信道可以是单独的物理通信信道，诸如例如蓝牙、zigbee、蜂窝等。

电动车辆控制器344还可以包括管理电动车辆主要电池的充放电的电池管理系统(BMS)(未示出)、基于微波或超声雷达原理的停车辅助系统、被配置成执行半自动停车操作的制动系统、以及被配置成帮助大规模自动化的停车“线路停车(park by wire)”的转向轮伺服系统(其可以提供更高的停车准确性)，从而降低在任何基座无线充电系统102a和电动车辆充电系统114中对于机械水平电感线圈对准的需要。另外，电动车辆控制器344可以被配置成与电动车辆112的电子器件通信。例如，电动车辆控制器344可以被配置成与视觉输出设备(例如仪表盘显示器)、听觉/音频输出设备(例如蜂鸣器、扬声器)、机械输入设备(例如键盘、触摸屏和指示设备，诸如游戏杆、跟踪球等)、以及音频输入设备(例如具有电子语音识别的麦克风)通信。

另外，无线电力传送系统300可以包括检测和传感器系统。例如，无线电力传送系统300可以包括用于与系统一起将驾驶者或车辆正确地引导到充电位置的传感器、用于将电感线圈与所需要的分离/耦合相互对准的传感器、用于检测可能阻碍电动车辆电感线圈316移动到特定高度和/或位置以实现耦合的对象的传感器、以及与系统一起使用的用于执行可靠的、无破坏的且安全的操作的安全传感器。例如，安全传感器可以包括用于检测接近无线电力电感线圈104a、116超过安全半径的动物或孩子的存在的传感器、用于检测接近基座系统电感器线圈304的可以被加热(电感加热)的金属对象的传感器、用于检测危险事件(诸如基座系统电感线圈304上的炽热对象)的传感器、以及用于基座无线电力充电系统302和电动车辆充电系统314的部件的温度监测的传感器。

无线电力传送系统300也可以经由有线连接来支持插入式充电。有线充电端口可以先于向或从电动车辆112传送电力来集成两个不同充电器的输出。开关电路可以根据需要提供功能以支持无线充电和经由有线充电端口的充电。

为了在基座无线充电系统302与电动车辆充电系统314之间通信，无线电力传送系统300可以使用带内信令和RF数据调制调节器(例如在未许可频带的通过无线电的以太网)。带外通信可以提供足够的带宽用于向车辆用户/所有者分配增值服务。无线电力载体的低深度的振幅或相位调制可以用作具有最小干扰的带内信令系统。

另外，一些通信可以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。例如，无线电力电感线圈304和316也可以被配置成充当无线通信发射器。因此，基座无线电力充电系统302的一些实施例可以包括用于在无线电力路径上实现密钥类型协议的控制器(未示出)。通过根据预定义的协议以预定义的间隔对传输电力电平加密(幅度平移键控)，接收器可以检测来自发射器的串行通信。基座充电系统功率变换器336可以包括用于检测由基座系统电感线圈304生成的近场附近中活跃电动车辆接收器的存在与否的负载感测电路(未示出)。作为示例，负载感测电路监测流向功率放大器的电力，其受到由基座系统电感线圈104a生成的近场附近有源接收器的存在与否的影响。对功率放大器上的负载的变化的检测可以由基座充电系统控制器342来监测以用于在确定是否启用振荡器用于传输能量、是否与有源接收器通信、或者这二者的组合时使用。

为了实现无线高功率传送，一些实施例可以被配置成以在10到60kHz的范围内的频率来传送电力。这一低频耦合可以实现高效功率变换，其可以使用固态设备来实现。另外，与其他频带相比可能存在较少的与无线电系统共存的问题。

所描述的无线电力传送系统100可以与包括可再充电或可置换电池的各种电动车辆102一起使用。图4是示出根据本发明的示例性实施例的布置在电动车辆412中的可置换非接触式电池的功能框图。在本实施例中，低的电池位置可以有助于集成无线电力接口(例如充电器到电池无线接口426)并且可以从嵌入在接地中的充电器(未示出)接收电力的电动车辆电池单元。在图4中，电动车辆电池单元可以是可再充电电池单元，并且可以容置在电池隔室424中。电动车辆电池单元也提供无线电力接口426，无线电力接口426可以集成整个电动车辆无线电力子系统，根据需要包括谐振电感器线圈、功率变换电路系统以及其他控制和通信功能，用于在基于接地的无线充电单元与电动车辆电池单元之间的高效且安全的无线能量传送。

对电动车辆电感线圈可以有利的是，其被集成为与电动车辆电池单元的底面或者车辆本体等高，使得没有突出的部分并且使得可以维持规定的底面到车辆本体的间隙。这一配置可能在电动车辆电池单元中需要专用于电动车辆无线电力子系统的一些空间。电动车辆电池单元422还可以包括电池到EV无线接口422和充电器到电池无线接口426，充电器到电池无线接口426在电动车辆412与基座无线充电系统102a之间提供非接触式电力和通信，如图1所示。

在一些实施例中，并且参考图1，基座系统电感线圈104a和电动车辆电感线圈116可以在固定位置，并且通过电动车辆电感线圈116相对于基座无线充电系统102a的整个放置，电感线圈可以被引入近场耦合范围。然而，为了快速、高效且安全地执行能量传送，可能需要减小基座系统电感线圈104a与电动车辆电感线圈116之间的距离以改善耦合。因此，在一些实施例中，基座系统电感线圈104a和/或电动车辆电感线圈116可以是可部署的和/或可移动的以将其引入更好的对准。

图5A、5B、5C和5D是根据本发明的示例性实施例的用于电感线圈和铁氧体材料相对于电池的放置的示例性配置的图。图5A示出了完全铁氧体嵌入式电感线圈536a。无线电力电感线圈可以包括铁氧体材料538a以及缠绕在铁氧体材料538a周围的线圈536a。线圈536a本身可以由标准的Litz绞线制成。可以提供传导性屏蔽532a以保护车辆的乘客免于过多的EMF辐射。传导性屏蔽在由塑料或复合材料制成的车辆中特别有用。

图5B示出了用于增强耦合并且减小电感屏蔽532b中的涡流(散热)的最佳尺寸的铁氧体板(即铁氧体衬垫(backing))。线圈536b可以完全嵌入在非传导性非磁性(例如塑料)材料中。例如，如图5A-5D中图示的，线圈536b可以嵌入在保护性壳体534b中。由于磁性耦合和铁氧体磁滞损耗之间的折衷，在线圈536b与铁氧体材料538b之间可以存在间隔。

图5C图示另一实施例，其中线圈536c(例如Litz铜线多匝线圈)可以在横向(“X”)方向上可移动。图5D图示另一实施例，其中电感线圈模块部署在向下方向上。在一些实施例中，电池单元包括可部署和非可部署电动车辆电感线圈模块540d之一作为无线电力接口的部分。为了防止磁场穿透到电池空间530d中以及到车辆的内部中，电池空间530d与车辆之间可以存在传导性屏蔽532d(例如铜板)。另外，非传导性(例如塑料)保护性层533d可以用于保护传导性屏蔽532d、线圈536d和铁氧体材料538d免受环境的影响(例如机械损坏、氧化等)。另外，线圈536d可以在横向X和/或Y方向上可移动。图5D图示一种实施例，其中电动车辆电感线圈模块540d部署在相对于电池单元本体的向下Z方向上。

这一可部署电动车辆电感线圈模块542d的设计类似于图5B的设计，不同之处在于，在电动车辆电感线圈模块542d处没有传导性屏蔽。传导性屏蔽532d与电池单元本体在一起。当电动车辆电感线圈模块542d没有处于部署状态时，保护层533d(例如塑料层)设置在传导性屏蔽432d与电动车辆电感线圈模块542d之间。电动车辆电感线圈模块542与电池单元本体的物理分离可以对电感线圈的性能具有正面影响。

如以上讨论的，所部署的电动车辆电感线圈模块542d可以仅包含线圈536d(例如Litz导线)和铁氧体材料538d。可以提供铁氧体衬底以增强耦合并且防止车辆的底部中或者传导性屏蔽532d中过多的涡流损耗。另外，电动车辆电感线圈模块542d可以包括到功率变换电子器件和传感器电子器件的柔性电线连接。这一电线捆可以集成到用于部署电动车辆电感线圈模块542d的机械齿轮中。

参考图1，以上描述的充电系统可以在各种位置使用以用于对电动车辆112充电或者将电力传送回电网。例如，电力的传送可以在停车场环境中进行。注意，“停车区域”在本文中也可以称为“停车空间”。为了增强车辆无线电力传送系统100的效率，电动车辆112可以沿X方向和Y方向对准以使得电动车辆112内的电动车辆电感线圈116能够与相关联的停车区域内的基座无线充电系统102a充分对准。

另外，所公开的实施例适用于具有一个或多个停车空间或停车区域的停车场，其中停车场中的至少一个停车空间可以包括基座无线充电系统102a。可以使用引导系统(未示出)来帮助车辆操作者将电动车辆112停放在停车区域中以使电动车辆112内的电动车辆电感线圈116与基座无线充电系统102a对准。引导系统可以包括基于电子的方法(例如无线电定位、方向寻找原理、和/或光学、准光学和/或超声感测方法)或者基于机械的方法(例如车轮引导、跟踪或停止)、或者其任意组合，用于帮助电动车辆操作者定位电动车辆112以使得电动车辆112内的电感线圈116能够与充电基座(例如基座无线充电系统102a)中的充电电感线圈充分对准。

如以上讨论的，电动车辆充电系统114可以放置在电动车辆112下面用于从基座无线充电系统102a传输和接收电力。例如，电动车辆电感线圈116可以集成到车辆底部，优选地在中央位置附近，以提供关于EM暴露的最大安全距离并且允许电动车辆的正向和反相停车。

图6是示出根据本发明的示例性实施例的可以用于对电动车辆无线充电的示例性频率的频谱的图表。如图6所示，用于到电动车辆的无线大功率传送的潜在频率范围可以包括3kHz到30kHz频带中的VLF、具有一些排除的30kHz到150kHz频带中的低LF(用于类ISM应用)、HF 6.78MHz(ITU-R ISM频带6.765-6.795MHz)、HF 13.56MHz(ITU-R ISM频带13.553-13.567)、以及HF 27.12MHz(ITU-R ISM频带26.957-27.283)。

图7是示出根据本发明的示例性实施例的可以在无线充电电动车辆中使用的示例性频率和传输距离的图表。可以用于电动车辆无线充电的一些示例传输具有是大约30mm、大约75mm和大约150mm。一些示例频率可以是VLF频带中的大约27kHz和LF频带中的大约135kHz。

无线电动车辆充电(WEVC)系统可以使用各种耦合器线圈配置。例如，先前公开了极化线圈配置、所谓的“双D”线圈设计。然而，“双D”线圈结构的一些实现的缺点包括屏蔽层中磁通量密度的高的发射和高的电力损耗。图8示意性地图示在车辆盘下面的基座盘的示例“双D”线圈配置。“双D”线圈配置包括两个平面线圈以及在两个平面线圈下面并且基本上平行于这两个线圈的极化铁氧体盘。每个线圈的外周基本上与铁氧体盘的外周对准(例如沿着垂直于x轴或y轴的第一线圈和第二线圈的外周的笔直部分)。

本文中描述的某些实施例提供如下配置：其中基座盘结构被优化(例如铁氧体层的结构)，使得发射和功率损耗显著减小而对由线圈配置提供的能量传送(例如磁性耦合)没有明显的负面影响。例如，本文中描述的某些实施例可以用于优化具有“DD线圈”配置的盘结构(例如如图9A所示)以及具有“双极线圈”配置的盘结构(例如如图9B所示)，使得发射和功率损耗显著减小而对由线圈配置提供的能量传送(例如磁性耦合)没有明显的负面影响。

图9A示意性地图示根据本文中描述的某些实施例的示例磁通量盘1000，其具有没有在彼此上方延伸的两个线圈1010、1020，其中可导磁材料1030(例如芯)延伸越过在两个线圈1010、1020下面的区域，图9B示意性地图示示例磁通量盘，其具有部分地在彼此上方延伸的两个线圈1010、1020，但材料1030没有明显地延伸越过在两个线圈1010、1020下面的区域。图9B的示例磁通量盘可以具有延伸越过在两个线圈1010、1020下面的区域的材料1030，从而提供根据本文中描述的某些实施例的另一示例磁通量盘1000。盘1000被配置成向越过盘1000的空间传输磁通量或者从该空间接收磁通量。盘1000可以是电感电力传送系统的部分。例如，盘1000可以是被配置成向电动车辆的车辆盘(例如车辆盘1100)无线地传送电力的基座盘。盘1000包括至少第一导电线圈1010和第二导电线圈1020。第一线圈1010基本上是平面并且具有第一外周1012。第二线圈1020基本上是平面并且具有第二外周1022。第二线圈1020与第一线圈1010基本上共面。对于图9A中示意性地图示的示例盘1000，第一线圈1010和第二线圈1020没有在彼此上方延伸，因此由第一外周1012界定的第一区域1014和由第二外周1022界定的第二区域1024没有在彼此上方延伸。对于具有部分地在彼此上方延伸的第一线圈1010和第二线圈1020的示例盘1000(例如如图9B中示意性地示出的)，由第一外周1012界定的第一区域1014和由第二外周1022界定的第二区域1024部分地在彼此上方延伸(例如第二线圈1020部分地在第一线圈1010上方延伸)。在其中两个线圈1010、1020部分在彼此上方延伸的范围中，第一线圈1010基本上是平面的并且第二线圈1020基本上是平面的，其中线圈1010、1020中的一者或二者稍微偏离完全平面以容纳线圈厚度。虽然图9B示出了弯曲的第二线圈1020，然而在其他实现中，第一线圈1010和第二线圈1020中的一者或二者没有弯曲。

盘1000还包括可导磁材料(例如芯)1030(例如包括铁氧体板)，可导磁材料1030具有基本上平面的表面1032并且具有界定第三区域1306的第三外周1034。材料1030可以至少与第一线圈1010和第二线圈1020磁性相关联。第一线圈1010和第二线圈1020基本上平行于基本上平面的表面1032。对于具有其中两个线圈1010、1020部分在彼此上方延伸的一个或多个范围的示例盘1000(例如如图9B中示意性地示出的)，线圈1010、1020中的一者或二者稍微偏离完全平行于基本上平面的表面1032以容纳线圈厚度。如图9A中示意性地图示的，第一线圈1010可以在表面1032的第一半上，第二线圈1020可以在表面1032的第二半上。

由第一外周1012和第二外周1022之和界定的区域可以小于第三区域1036。对于图9A中示意性地示出的示例盘1000，第一区域1014(“A₁”)和第二区域1024(“A₂”)之和可以小于第三区域1036(“A₃”)(例如A₁+A₂<A₃)。对于具有其中两个线圈1010、1020部分在彼此上方延伸的一个或多个范围的示例盘1000(例如如图9B中示意性地示出的)，第一区域1014和第二区域1024之和减去第二区域1024在第一区域1014上方延伸的部分(“A_over”)可以小于第三区域1036(例如A₁+A₂-A_over<A₃)。第一线圈1010和第二线圈1020之和的外部水平尺寸可以小于材料1030的外部水平尺寸。

在某些实施例中，第一线圈1010和第二线圈1020(例如如图9A和9B所示)可以是极化线圈配置，并且可以被驱动使得两个极基本上分别形成在第一区域1014和第二区域1024中。在一个操作模式下，通量离开一个极并且进入另一极以在盘1000上方的区域中生成基本上水平的通量(例如在平行于共面线圈的平面的方向上的通量)。在某些这样的实施例中，线圈1010、1020被驱动使得第一线圈1010和第二线圈1020的相邻内部部分中的电流在相同的方向上。

在某些实施例中，第一线圈1010是螺旋缠绕线圈，并且第二线圈1020是螺旋缠绕线圈，并且在某些其他实施例中，第一线圈101和第二线圈1020由被缠绕以形成两个线圈的单个传导性导线形成。第一线圈1010可以与材料1030相邻，第二线圈1020可以与材料1030相邻。第一外周1012可以与第二外周1022相邻(如图9A中示意性地示出的)，或者第一外周1012和第二外周1022可以部分地在彼此上方延伸(如图9B中示意性地示出的)。

在某些实施例中，第一线圈1010的第一外周1012具有至少一个基本上笔直的第一部分1016，并且第二线圈1020的第二外周1022具有至少一个基本上笔直的第二部分1026。第三区域1036可以沿着至少一个基本上笔直的第一部分1016延伸越过第一区域1014，并且沿着至少一个基本上笔直的第二部分1026越过第二区域1024。至少一个基本上笔直的第一部分1016可以沿着第一方向延伸，并且至少一个基本上笔直的第二部分1026可以沿着基本上平行于第一方向的第二方向延伸。第三区域1036可以在垂直于彼此的至少两个方向上延伸越过第一区域1014，并且第三区域1036可以在上述至少两个方向上延伸越过第二区域1024。在某些实施例中，第三区域1036延伸越过第一区域1014和第二区域1024并且基本上环绕第一区域1014和第二区域1024。

图9A示出了表示“交叠”尺寸1040的一对线(例如第三外周1034与第二外周2016之间的距离)。虽然图9B没有示出这样的“交叠”尺寸1040，但图9B的第一线圈1010、第二线圈1020和材料1030的尺寸可以被修改以产生这样的“交叠”尺寸1040。第三区域1036可以延伸越过第一区域1014在第一线圈1010或第二线圈1020的主线圈半径的5％到整个盘大小的20％的范围内的距离(例如第三外周1034的极端部分之间的距离)。第三区域1036可以延伸越过第二区域1024在第一线圈1010或第二线圈1020的主线圈半径的5％到整个盘大小的20％之间的范围内的距离(例如第三外周1034的末端部分之间的距离)。第三外周1034可以在基本上平行于第一线圈1010和第二线圈1020的至少两个正交方向上与第一外周1012并与第二外周1022间隔开在第一线圈1010或第二线圈1020的主线圈半径的5％到整个盘大小的20％之间的范围内的距离(例如第三外周1034的极端部分之间的距离)。如本文中使用的，短语线圈的“主线圈半径”是指线圈在盘的极化方向上的平均线圈半径，并且短语“极化方向”是指从第一线圈1010的中央到第二线圈1020的中央的方向(例如图9A中的x方向)。例如，如图9A中示意性地示出的，第二线圈1020在极化方向上具有内部线圈半径，并且在极化方向上具有外部线圈半径，并且第二线圈1020的主线圈半径是第二线圈1020在极化方向上的内部线圈半径和外部线圈半径的平均值(用覆盖到第二线圈1020上的箭头表示)。

例如，对于主线圈半径为80毫米并且整个盘大小为250mm的线圈，第三区域1036可以延伸越过第一区域1014在4毫米到50毫米之间的范围内的距离(例如20毫米)，并且可以延伸越过第二区域1020在4毫米到50毫米之间的范围内的距离(例如20毫米)。第三外周1034可以在基本上平行于第一线圈1010和第二线圈1020的至少两个正交方向上与第一外周1012并且与第二外周1022间隔开在4毫米到50毫米之间的范围内的距离(例如20毫米)。

如图9A中示意性地图示的，第一线圈1010可以包括第一内周1018，第一内周1018界定由第一线圈1010包围的第一二维范围1019(例如孔)，并且第二线圈1020可以包括第二内周1028，第二内周1028界定由第二线圈1020包围的第二二维范围1029(例如孔)。在某些实施例中，材料1030基本上交叠第一范围1019，并且基本上交叠第二范围1029。如本文中使用的，短语“基本上交叠第一范围1019”和“基本上交叠第二范围1029”具有其最宽的合理解释，包括但不限于分别交叠整个第一和第二范围以及分别交叠第一和第二范围的至少90％、至少95％、或至少97％。例如，材料1030可以完全跨第一范围1019延伸(例如在两个正交方向上跨第一二维范围1019)，并且可以完全跨第二范围1029延伸(例如在两个正交方向上在第二二维范围1029上方)。图9A示意性地图示如下示例：其中材料1030在两个正交方向上跨整个第一范围1019延伸，并且材料1030在两个正交方向上跨整个第二范围1029延伸。对于另一示例，材料1030可以包括在第一范围1019内的一个或多个孔口，孔口被定尺寸以使得能够允许一个或多个导电管从材料1030的一侧通过第一范围1019向另一侧馈送，使得材料1030基本上跨整个第一范围1019延伸(例如跨第一范围1019的至少90％、至少95％、或者至少97％延伸)。类似地，材料1030可以包括在第二范围1029内的一个或多个孔口，孔口被定尺寸以使得能够允许一个或多个导电管从材料1030的一侧通过第二范围1029向另一侧馈送，使得材料1030基本上跨整个第二范围1029延伸(例如跨第二范围1029的至少90％、至少95％、或者至少97％延伸)。在第一范围1019内的一个或多个孔口可以具有小于第一范围1019的面积的3％、小于第一范围1019的面积的5％、或者小于第一范围1019的面积的10％的面积。在第二范围1029内的一个或多个孔口可以具有小于第二范围1029的面积的3％、小于第二范围1029的面积的5％、或者小于第二范围1029的面积的10％的面积。

图10示意性地图示与根据本文中描述的某些实施例的示例多线圈盘1000相对比的示例单线圈系统。在示例单线圈盘中，单个线圈在铁氧体板上方，铁氧体板在铝屏蔽上方。单线圈盘中的铁氧体板用于避免可能由于单个线圈的主磁通量(例如要用于能量传送的通量)与铝屏蔽的相互作用而产生的磁通量的明显损耗。在示例极化多线圈盘1010中，第一线圈1010和第二线圈1020在可导磁材料1030(例如铁氧体板)上方，材料1030在铝屏蔽上方。示例极化多线圈盘1000可以以合理的性能传送电力(例如向另一盘)，即使材料1030没有完全收集寄生磁通量(例如没有越过第一和第二线圈1010、1020的材料1030的交叠)，并且从线圈到线圈在中央引导主磁通量。越过第一和第二线圈1010、1020的材料1030的交叠因此可能没有被严格地要求用于能量传送函数。然而，通过包括这样的交叠，盘1000可以被配置成使用材料1030的“收集”特征来减小不想要的磁通量发射和损耗(例如没有对盘1000的能量传送做出贡献的磁通量)。

图11-13示出了根据本文中描述的某些实施例的期望来自盘1000的一些计算结果。基于具有整个尺寸为550mmx550mm的“双D”线圈结构的基座盘来执行计算，基座盘在具有整个尺寸为250mmx250mm的“DDQ”线圈结构的车辆盘下面，其中基座盘与车辆盘之间没有偏移(例如车辆盘居中在基座盘上方)，并且其中“交叠”尺寸1040变化。图11-13的计算通过以下方式来执行：改变盘1000的尺寸使得材料1030的外部尺寸等于线圈1010、1020的外部尺寸之和加上两倍的“交叠”尺寸1040，其中屏蔽和铁氧体板的外部尺寸相等地增加。在这些计算中使用的尺寸和具体值仅是示例，而不应当被理解为限制。

图11示出了盘1000与车辆盘1100之间的耦合因子k₁₂的变化与“交叠”尺寸1040之间在0mm到50mm的范围上的关系。耦合系数针对高达50mm的“交叠”的仅展现了小的减小的百分比。因此，通过增加图10中描绘的值范围上的铁氧体板和屏蔽的大小，盘1000与车辆盘1100之间的耦合因子没有不利的减小。

图12A示出了发射的变化与“交叠”尺寸1040之间在0mm到50mm的范围上的关系。图12A中绘制的最大通量密度值在被定向为垂直于x轴的平面上的参考点处建模，并且沿着x轴远离盘1000的中心点850mm(在图12A中标记为“B_max_yz_850mm”)，并且在被定向为垂直于y轴的平面上的参考点处建模，并且沿着y轴远离盘1000的中心点850mm(在图12A中标记为“B_max_xz_850mm”)。图12B和12C中示出了这些平面。图12C示出了跨这两个平面的磁场的幅度。如图12A所示，对于4mm与50mm之间的“交叠”尺寸，存在显著的发射的减少。

图13示出了损耗的变化与“交叠”尺寸1040之间在0mm到50mm之间的范围上的关系。所描绘的损耗被分为两种贡献：(i)出现在盘1000的材料1030或铁氧体板中的磁化损耗(用“Loss_ferrite_BP”表示)，以及(ii)出现在盘1000的屏蔽或背板中的涡流(用“Loss_back_plate_BP”表示)。如图13所示，这些损耗在铁氧体和背板中有明显减少。

如这些模型计算所示，与第一线圈1010和第二线圈1020的大小相比，在增加材料1030(例如铁氧体板)和屏蔽背板的大小时，耦合因子保持基本上不变(待被用于可以比较的电力传送的电感和电流也一样)，而屏蔽和铁氧体板的损耗以及发射明显减小，其中整个效率增加。例如，通过使用50mm的“交叠”尺寸，屏蔽的损耗可以减小最高达90％，铁氧体板的损耗可以减小最高达35％，并且任何地方的发射可以减少最高达50％。可以获得显著的改进，即使“交叠”尺寸没有增加到50mm。例如，在20mm的“交叠”尺寸的情况下(对应于盘1000的整个大小在x方向和y方向二者上的40mm的增加)，可以将发射减小75％，并且可以将损耗减小55％。

在某些实施例中，磁通量盘包括用于传输磁通量或接收磁通量的第一装置(例如至少第一导电线圈)。第一装置基本上是平面的，并且具有界定第一区域的第一外周。磁通量盘还包括用于传输磁通量或接收磁通量的第二装置(例如至少第二导电线圈)。第二装置基本上是平面的，并且具有界定第二区域的第二外周。第二装置与第一装置基本上共面。磁通量盘还包括用于影响由第一装置和第二装置传输或接收的磁通量的第三装置(例如可导磁材料)。第三装置具有基本上平面的表面，并且具有界定第三区域的第三外周。第一装置和第二装置基本上平行于基本上平面的表面，并且第三区域延伸越过并且基本上环绕第一区域和第二区域。

以上描述的方法的各种操作可以由能够执行这些操作的任意合适的装置(诸如各种硬件和/或软件部件、电路和/或模块)来执行。通常，附图中图示的任何操作可以由能够执行这些操作的对应的功能装置来执行。

信息和信号可以使用各种不同技术中的任何技术来表示。例如，遍及以上描述被引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和芯片可以用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子、或者其任意组合来表示。

结合本文中公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以实现为电子硬件、计算机软件、或者这二者的组合。为了清楚地图示硬件和软件的这一可互换性，以上通常在其功能方面描述了各种说明性部件、块、模块、电路和布置。这样的功能被实现为硬件还是软件取决于特定应用以及在整个系统上强加的设计约束。所描述的功能针对每个特定应用可以用变化的方式来实现，但是这样的实现决定不应当解释为引起从本发明的实施例的范围的偏离。

结合本文中公开的实施例描述的各种说明性块、模块和电路可以使用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、或者其他可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件部件、或者被设计成执行本文中描述的功能的其任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是在替选方案中，处理器可以是任何传统处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以实现为计算设备的组合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP芯、或者任何其他这样的配置。

结合本文中公开的实施例描述的方法或算法的功能和步骤可以直接用硬件、用由处理器执行的软件模块、或者这二者的组合来实施。如果用软件实施，则功能可以作为一个或多个指令或代码存储在有形、非暂态计算机可读介质上或者通过其来传输。软件模块可以驻留在随机存取存储器(RAM)、闪存存储器、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、可移除盘、CD ROM、或者任何其他形式的本领域已知的存储介质中。存储介质耦合至处理器使得处理器能够从存储介质读取信息并且向存储介质写入信息。在替选方案中，存储介质可以是处理器的组成部分。本文中使用的磁盘和光盘包括压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软磁盘和蓝光光盘，其中磁盘通常磁性地复制数据，而光盘使用激光器光学地复制数据。以上的组合也应当被包括在计算机可读介质的范围内。处理器和存储介质可以驻留在ASIC中。ASIC可以驻留在用户终端中。在替选方案中，处理器和存储介质可以作为离散部件驻留在用户终端中。

处于概述本公开的目的，本文中描述了本发明的某些方面、优点和新颖特征。应当理解，不一定所有这样的优点可以根据本发明的任何特定实施例来实现。因此，本发明可以用实现或优化本文中教示的一个优点或优点组的方式来实施或执行，而不一定实现可以在本文中教示或建议的其他优点。

以上描述的实施例的各种修改将很容易清楚，并且本文中定义的一般原理可以适用于其他实施例而没有偏离本发明的精神和范围。因此，本发明并非意图限于本文中示出的实施例，而是符合与本文中公开的原理和新颖特征一致的最宽范围。