王軍雷 董昊旻 王燦燦 成梅林

（1.中國(guó)汽車技術(shù)研究中心有限公司，天津 300300；2.中國(guó)第一汽車股份有限公司研發(fā)總院，長(zhǎng)春 130013）

主題詞：豐田 無(wú)線充電 磁耦合 諧振 專利分析 技術(shù)布局

1 前言

汽車電動(dòng)化在很多國(guó)家已經(jīng)上升為國(guó)家戰(zhàn)略，并實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。相對(duì)于電動(dòng)汽車應(yīng)用規(guī)模的快速擴(kuò)張，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)則相對(duì)滯后。目前，電動(dòng)汽車充電主要采用接觸式充電，存在插電易磨損、不靈活和不安全等缺點(diǎn)[1]。在這種背景下，無(wú)線充電技術(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景逐漸從消費(fèi)電子領(lǐng)域向電動(dòng)汽車延伸。

無(wú)線充電技術(shù)是指通過(guò)電場(chǎng)、磁場(chǎng)、電磁波等物理場(chǎng)的耦合，將電能由供電設(shè)備傳送至用電裝置，并由該裝置對(duì)電池充電，供其本身使用。根據(jù)無(wú)線電能傳輸原理，無(wú)線充電技術(shù)主要有4類：磁感應(yīng)耦合式、磁耦合諧振式、微波輻射式、激光方式[2]。

由于汽車對(duì)充電功率需求較高、離地間隙較大等，汽車領(lǐng)域的無(wú)線充電技術(shù)更多停留在試驗(yàn)階段。除了高通（Qualcomm）、WiTricity 等通訊科技公司致力于無(wú)線充電技術(shù)研發(fā)以外，以豐田、寶馬等為代表的主流汽車廠商也早已開(kāi)啟無(wú)線充電技術(shù)的研發(fā)布局[3]。

其中，豐田在無(wú)線充電領(lǐng)域研發(fā)布局多年。2013年12 月，豐田核準(zhǔn)了WiTricity 無(wú)線充電系統(tǒng)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，該系統(tǒng)由豐田與麻省理工學(xué)院聯(lián)合開(kāi)發(fā)，可提供“中距離”（線圈間的距離可從幾厘米至幾米不等）無(wú)線充電。2014 年2 月，豐田在日本愛(ài)知縣內(nèi)，利用3 輛普銳斯PHV，在1年時(shí)間內(nèi)于用戶住宅中進(jìn)行無(wú)線充電系統(tǒng)驗(yàn)證試驗(yàn)。該系統(tǒng)可幫助插電式混合動(dòng)力汽車（Plugin Hybrid Electric Vehicle，PHEV）和純電動(dòng)汽車（Electric Vehicle，EV）進(jìn)行無(wú)線充電，而充滿車輛電池組僅需90 min[4]。

本文采用專利分析方法，分析豐田在無(wú)線充電領(lǐng)域的專利技術(shù)布局和重點(diǎn)研發(fā)方向，梳理其在關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)的技術(shù)發(fā)展路線。

2 豐田無(wú)線充電技術(shù)專利分析

2.1 數(shù)據(jù)采集范圍及相關(guān)說(shuō)明

本文使用的專利檢索數(shù)據(jù)庫(kù)為中國(guó)汽車技術(shù)研究中心自主研發(fā)的全球汽車專利數(shù)據(jù)庫(kù)，收錄了全球104個(gè)國(guó)家1.3億余條汽車及相關(guān)領(lǐng)域的專利，對(duì)全球汽車領(lǐng)域重要企業(yè)的專利按照技術(shù)領(lǐng)域、技術(shù)效果、技術(shù)手段3 個(gè)維度進(jìn)行人工標(biāo)引。在數(shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)領(lǐng)域模塊選取無(wú)線充電節(jié)點(diǎn)，并以“豐田or toyota”對(duì)申請(qǐng)人進(jìn)行限定，檢索截止日期為2019 年10 月31 日，檢索得到豐田無(wú)線充電領(lǐng)域的相關(guān)專利。

2.2 專利申請(qǐng)趨勢(shì)分析

截至2019年10月，在全球范圍內(nèi)，豐田在無(wú)線充電領(lǐng)域的相關(guān)專利申請(qǐng)共計(jì)1 003 件，合并同族后共計(jì)192項(xiàng)，其中中國(guó)專利共計(jì)186件。

如圖1 所示，從專利層面來(lái)看，豐田在無(wú)線充電領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)起步于2007 年，之后專利申請(qǐng)量穩(wěn)步增長(zhǎng)，到2011 年專利申請(qǐng)量達(dá)到頂峰，高達(dá)240 件。2011年之后專利申請(qǐng)量幾乎呈逐年下降趨勢(shì)，且在2014 年上半年豐田進(jìn)行無(wú)線充電系統(tǒng)試驗(yàn)后再無(wú)無(wú)線充電相關(guān)報(bào)道。對(duì)于豐田無(wú)線充電專利申請(qǐng)量下降的原因有以下3 點(diǎn)猜想：豐田在關(guān)鍵領(lǐng)域遇到技術(shù)瓶頸；與WiTricity 合作后，放棄某些領(lǐng)域的自主研發(fā)；全球電動(dòng)汽車無(wú)線充電技術(shù)仍處于關(guān)鍵研發(fā)階段，出于技術(shù)保密的考量進(jìn)行技術(shù)封鎖。

圖1 豐田無(wú)線充電領(lǐng)域全球?qū)＠暾?qǐng)態(tài)勢(shì)

2.3 專利技術(shù)構(gòu)成分析

將豐田無(wú)線充電領(lǐng)域的186 件中國(guó)專利全部進(jìn)行人工標(biāo)引，標(biāo)引后的專利總體技術(shù)布局如圖2所示。由圖2 可知，豐田無(wú)線充電領(lǐng)域的中國(guó)專利涉及功率傳輸、系統(tǒng)控制、輔助功能、通信交互等多個(gè)方面，其中，在線圈磁極機(jī)構(gòu)、諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、通信交互、停車對(duì)位引導(dǎo)以及受電/供電裝置整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面專利儲(chǔ)備量較大。近年來(lái)，豐田在線圈磁極機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、受電端與供電端的通信交互、恒壓恒流控制方面研發(fā)投入較大，且開(kāi)始關(guān)注動(dòng)態(tài)無(wú)線充電系統(tǒng)研發(fā)，而在諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)以及對(duì)位引導(dǎo)方面的開(kāi)發(fā)逐漸削弱（見(jiàn)圖3）。

圖2 豐田無(wú)線充電中國(guó)專利技術(shù)布局

圖3 豐田無(wú)線充電技術(shù)研發(fā)趨勢(shì)

2.4 關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)分析

豐田無(wú)線充電系統(tǒng)采用磁耦合諧振式無(wú)線電能傳輸技術(shù)，本文將重點(diǎn)研究豐田在線圈磁極機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、諧振補(bǔ)償及調(diào)諧控制策略、異物檢測(cè)技術(shù)、停車對(duì)位引導(dǎo)4 個(gè)方面的相關(guān)專利申請(qǐng)，通過(guò)閱讀專利文獻(xiàn)，梳理豐田在上述各技術(shù)點(diǎn)的改進(jìn)路線。

2.4.1 線圈磁極機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

豐田在線圈磁極機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方面的中國(guó)專利共計(jì)26件，技術(shù)涉及繞組結(jié)構(gòu)優(yōu)化、磁芯結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及線圈單元整體設(shè)計(jì)。

2.4.1.1 繞組結(jié)構(gòu)優(yōu)化

在繞組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，豐田無(wú)線充電技術(shù)方案中既有采用平面環(huán)型線圈的方案，也有采用空間螺旋型線圈的方案。而對(duì)繞組結(jié)構(gòu)的優(yōu)化主要集中在針對(duì)平面環(huán)型線圈提高線圈錯(cuò)位容忍性和耦合系數(shù)方面。

為提高線圈間的錯(cuò)位容忍性，豐田公開(kāi)號(hào)為CN103038089B 的專利提出一種線圈單元，如圖4 所示。線圈單元101 包括次級(jí)諧振線圈110、次級(jí)電磁感應(yīng)線圈120 以及設(shè)置在次級(jí)諧振線圈110 上的電容器115。次級(jí)諧振線圈110 包括多個(gè)單元線圈111、112、113 和114。單元線圈111～114 圍繞次級(jí)諧振線圈110的假想中心線成環(huán)狀地旋轉(zhuǎn)對(duì)稱布置。當(dāng)發(fā)送線圈和接收線圈錯(cuò)位時(shí)，上述線圈設(shè)計(jì)也能保證較高的電力傳輸效率。

圖4 線圈單元[5]

基于同樣的技術(shù)思路，公開(kāi)號(hào)為CN103222019B 的專利還提出一種線圈單元，如圖5所示。第二自諧振線圈110包括第一線圈115和在第一線圈115內(nèi)側(cè)相互隔開(kāi)間隔配置的多個(gè)第二線圈111、112、113、114，第一線圈115形成的磁場(chǎng)的方向與第二線圈111、112、113、114形成的磁場(chǎng)的方向相同。第一線圈115 和第二線圈111、112、113、114 為單匝線圈，且由1 根導(dǎo)線形成。第二線圈111、112、113、114以與第一線圈115的內(nèi)周緣部?jī)?nèi)切的方式配置。

圖5 線圈單元[6]

為提高耦合系數(shù)、減小裝置尺寸，公開(kāi)號(hào)為CN109204019A 的專利提出一種送電線圈，如圖6 所示。送電線圈23包括第一線圈50、第二線圈51，以及二者的連接配線53。

圖6 送電線圈立體圖[7]

2.4.1.2 磁芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

在磁芯結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，為實(shí)現(xiàn)在降低鐵氧體用量的同時(shí)獲得較高的耦合系數(shù)，公開(kāi)號(hào)為CN106856357A的專利提出一種鐵氧體結(jié)構(gòu)，如圖7所示。鐵氧體22的外周緣部是多邊形狀，鐵氧體22包括多個(gè)角部46，角部46相對(duì)于送電線圈12 的彎曲部40 向外伸出。在鐵氧體22 的外周緣部劃分出多個(gè)缺口部42，缺口部42 位于鐵氧體22的角部46之間，并且缺口部42位于與相鄰的彎曲部40間的中央部分重疊的位置，而且送電線圈12周向上的缺口部42 的寬度W1隨著離開(kāi)送電線圈12 的中空部37越遠(yuǎn)而越大。

圖7 鐵氧體平面圖[8]

為實(shí)現(xiàn)熱的均等化，減少磁能量的損失，公開(kāi)號(hào)為CN108231384A 的專利提出一種線圈單元，如圖8 所示。線圈單元320具備鐵氧體磁芯321、322和與鐵氧體磁芯321、322 相對(duì)向配置并具有多個(gè)彎曲部的線圈22L。各彎曲部22L1 夾著經(jīng)過(guò)該彎曲部的曲率中心的虛擬直線L1卷繞。鐵氧體磁芯包括與各彎曲部相對(duì)向配置的彎曲部鐵氧體磁芯。在設(shè)虛擬直線延伸的方向?yàn)殚L(zhǎng)度方向、設(shè)與虛擬直線正交的方向?yàn)閷挾确较虻那闆r下，彎曲部鐵氧體磁芯被設(shè)置成在與線圈相對(duì)向的區(qū)域中磁通密度最高的區(qū)域的寬度比其他區(qū)域的寬度大。在上述線圈單元中，與線圈的彎曲部相對(duì)向的各彎曲部鐵氧體磁芯構(gòu)成為，通過(guò)使鐵氧體磁芯的溫度變高的區(qū)域的寬度大于其他區(qū)域，與發(fā)熱的狀況對(duì)應(yīng)地分散熱量。由此，將各彎曲部鐵氧體磁芯作為整體進(jìn)行觀察，可實(shí)現(xiàn)熱的均等化。其結(jié)果是，能夠抑制各彎曲部鐵氧體磁芯產(chǎn)生熱梯度，減少熱應(yīng)力的產(chǎn)生。因此，能夠使磁能量的損失減少。

圖8 鐵氧體磁芯321、322具體結(jié)構(gòu)[9]

2.4.2 諧振補(bǔ)償及調(diào)諧控制策略

豐田在諧振補(bǔ)償及調(diào)諧控制策略方面的中國(guó)專利共計(jì)34 件，技術(shù)改進(jìn)主要集中在送電線圈和受電線圈間的水平位置偏差以及垂直距離變化引起的頻率失諧和阻抗失配方面。對(duì)此，豐田進(jìn)行了一系列的技術(shù)改進(jìn)，主要技術(shù)方案如圖9所示。

圖9 豐田阻抗匹配技術(shù)路線

2.4.3 異物檢測(cè)技術(shù)

豐田在異物檢測(cè)方面申請(qǐng)中國(guó)專利共計(jì)8件，其中4件專利處于有效狀態(tài)。

在異物檢測(cè)解決方案方面，豐田分別提出了基于溫度傳感器的溫度檢測(cè)和在受電部/送電部增設(shè)檢測(cè)線圈的Q值（諧振電路的品質(zhì)因素）檢測(cè)方式。針對(duì)基于溫度傳感器的檢測(cè)，改進(jìn)點(diǎn)在于通過(guò)合理布置傳感器減少所需傳感器的數(shù)量以降低成本。針對(duì)增設(shè)檢測(cè)線圈，改進(jìn)點(diǎn)在于提高檢測(cè)精度以及準(zhǔn)確性?？v觀豐田異物檢測(cè)領(lǐng)域的技術(shù)方案可以發(fā)現(xiàn)，目前在受電部/送電部增設(shè)異物檢測(cè)線圈是豐田異物檢測(cè)的首選解決方案。

在現(xiàn)有的非接觸電力傳輸系統(tǒng)中，使用線圈諧振電路的Q值的變化來(lái)檢測(cè)存在于送電裝置與受電裝置之間的金屬異物。Q值測(cè)定用的線圈可以獨(dú)立設(shè)置，也可以使用送電線圈。而獨(dú)立設(shè)置的情況下，也設(shè)計(jì)成具有與送電線圈同等的尺寸。然而，在車輛的非接觸供電系統(tǒng)等大電力系統(tǒng)中，送電線圈也一定程度地大型化，導(dǎo)致無(wú)法檢測(cè)到與送電線圈相比相對(duì)較小的異物。

為此，公開(kāi)號(hào)為CN105281442B 的專利提出一種異物檢測(cè)線圈，能夠檢測(cè)與送電/受電線圈相比相對(duì)較小的異物。參照?qǐng)D10，送電單元400包括送電線圈410、諧振電容器420、殼體430以及異物檢測(cè)器460。送電線圈410 以及諧振電容器420 收納在殼體430 內(nèi)。殼體430包括屏蔽部432和蓋部件434。異物檢測(cè)器460包括多個(gè)第一線圈468 和多個(gè)第二線圈478，第一線圈468 和第二線圈478 設(shè)置于送電線圈410 的上方，例如可配設(shè)在殼體430的蓋部件434的內(nèi)面上。第二線圈478與第一線圈468對(duì)應(yīng)地設(shè)置，且具有相同的大小和形狀。各第二線圈478 與對(duì)應(yīng)的第一線圈468 相對(duì)配置，一起構(gòu)成線圈對(duì)，呈矩陣狀配設(shè)在蓋部件434的內(nèi)面上。即多組線圈對(duì)沿著送電線圈410 的上面呈矩陣狀配設(shè)在送電線圈410 的上方，各線圈對(duì)的外形較送電線圈410小。在送電單元400 與受電單元之間存在異物的情況下，利用這樣尺寸的線圈對(duì)能夠?qū)o(wú)法通過(guò)受電線圈受電狀態(tài)變化檢測(cè)到的小異物進(jìn)行檢測(cè)。

圖10 異物檢測(cè)線圈[10]

豐田在上述異物檢測(cè)線圈設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步優(yōu)化?？紤]到電力傳輸時(shí)因異物檢測(cè)器受磁場(chǎng)影響而導(dǎo)致異物檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確的問(wèn)題，公開(kāi)號(hào)為CN106232420B的專利提出在送電裝置400中增設(shè)磁場(chǎng)檢測(cè)器480和控制裝置485，如圖11所示。磁場(chǎng)檢測(cè)器480檢測(cè)磁場(chǎng)，控制裝置接收異物檢測(cè)器對(duì)異物的檢測(cè)結(jié)果和磁場(chǎng)檢測(cè)器對(duì)磁場(chǎng)的檢測(cè)結(jié)果，控制裝置在磁場(chǎng)的強(qiáng)度不高于規(guī)定值時(shí)的時(shí)間段基于由異物檢測(cè)器執(zhí)行的異物檢測(cè)結(jié)果確定是否存在異物。由于磁場(chǎng)對(duì)異物檢測(cè)器的影響在磁場(chǎng)強(qiáng)度不高于規(guī)定值的時(shí)間段內(nèi)較小，故可以說(shuō)獲得了具有一定可靠性的異物檢測(cè)的結(jié)果。

圖11 異物檢測(cè)系統(tǒng)[11]

此后，豐田考慮到在利用傳感器進(jìn)行非接觸充電裝置異物檢測(cè)時(shí)，存儲(chǔ)傳感器輸出的初始值（初始狀態(tài)），基于檢測(cè)值相對(duì)初始值的變化來(lái)判定異物的有無(wú)，若在初始值的測(cè)定時(shí)在送電裝置與受電裝置之間已經(jīng)存在異物，則之后不會(huì)出現(xiàn)檢測(cè)值相對(duì)初始值的變化，可能會(huì)判定為不存在異物。為此，公開(kāi)號(hào)為CN108116253A 的專利提出一種異物檢測(cè)系統(tǒng)，控制部在使用了傳感器的異物檢測(cè)開(kāi)始前執(zhí)行學(xué)習(xí)傳感器檢測(cè)結(jié)果初始狀態(tài)的初始學(xué)習(xí)，使用初始狀態(tài)與初始學(xué)習(xí)執(zhí)行后的傳感器的檢測(cè)結(jié)果之差來(lái)判定異物的有無(wú)。在初始學(xué)習(xí)未被正常執(zhí)行的情況下，控制送電部以抑制向受電部的送電。

2.4.4 停車對(duì)位引導(dǎo)

豐田在停車對(duì)位引導(dǎo)方面的中國(guó)專利共計(jì)16 件，技術(shù)方案思路基本一致，與泊車輔助系統(tǒng)配合使用。停車對(duì)位引導(dǎo)分為2個(gè)步驟：基于攝像頭拍攝的圖像信息進(jìn)行停車入位；基于供電狀態(tài)推定位置偏移距離，并據(jù)此進(jìn)行車輛位置調(diào)整進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)位。

在上述方案的基礎(chǔ)上，豐田進(jìn)行了一系列的技術(shù)改進(jìn)，如表1 所示。改進(jìn)集中在第二階段的精準(zhǔn)對(duì)位，主要包括：考慮到車高變化對(duì)供電狀態(tài)檢測(cè)結(jié)果的干擾，增設(shè)高度傳感器；為增強(qiáng)對(duì)準(zhǔn)過(guò)程的可視化效果，通過(guò)送電單元與受電單元間的位置偏移量引起的受電單元中發(fā)光部的照度變化，或者在車輛顯示單元上通過(guò)顯示圖形的尺寸、亮度、閃爍速率或者通過(guò)提示音的音量變化反映對(duì)準(zhǔn)狀況；為更便捷地實(shí)現(xiàn)送電單元和用電單元間的精準(zhǔn)對(duì)位，在送電裝置中設(shè)置多個(gè)第一線圈，基于受電裝置的位置，從多個(gè)第一線圈中選擇用于向受電裝置送電的線圈；在受電裝置中設(shè)置移動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行受電單元的位置移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)與送電單元的精準(zhǔn)對(duì)位。

表1 豐田停車對(duì)位引導(dǎo)解決方案

值得注意的是，上述技術(shù)方案的提出集中在2014年以前，2014年起并無(wú)停車對(duì)位引導(dǎo)相關(guān)的專利申請(qǐng)。

公開(kāi)號(hào)為CN102209647B 的專利披露了豐田停車對(duì)位引導(dǎo)的基礎(chǔ)方案，參照?qǐng)D12 和圖13，系統(tǒng)10 包括電動(dòng)車輛100和供電設(shè)備200。電動(dòng)車輛100包括受電單元110、攝像機(jī)120、通信部130 和控制裝置180。受電單元110固定設(shè)置于車體底面。供電設(shè)備200包括電源裝置210、送電單元220、多個(gè)標(biāo)示送電單元220 的位置和方向的發(fā)光部230、通信部240。

圖12 無(wú)線供電系統(tǒng)[12]

圖13 電動(dòng)汽車受電電路圖[12]

在電動(dòng)車輛100中，控制裝置判定車輛的工作模式是否為充電模式（步驟S10）。當(dāng)處于充電模式時(shí)，控制裝置建立車輛的通信部130 與供電設(shè)備200 的通信部240 的通信，通過(guò)通信部130 向供電設(shè)備200 發(fā)送啟動(dòng)供電設(shè)備200的指令。接下來(lái)，控制裝置接收到點(diǎn)亮要求時(shí)，通過(guò)通信部130 向供電設(shè)備200 發(fā)送點(diǎn)亮發(fā)光部230 的點(diǎn)亮指令。進(jìn)而，控制裝置通過(guò)通信部130 向供電設(shè)備200持續(xù)發(fā)送表示車輛正進(jìn)行向送電單元220的引導(dǎo)控制的引導(dǎo)控制中信號(hào)，直到位置對(duì)準(zhǔn)完成為止，在送電單元220接收到引導(dǎo)控制中信號(hào)時(shí)，ECU控制輸出比充電時(shí)小的預(yù)先設(shè)定的電力。接下來(lái)，控制裝置基于攝像機(jī)120拍攝到的多個(gè)發(fā)光部230的圖像來(lái)識(shí)別車輛與送電單元220的位置關(guān)系（大致的距離和方向），輸出控制指令，將車輛以適當(dāng)?shù)姆绞较蛩碗妴卧?20引導(dǎo)（第一引導(dǎo)控制）。當(dāng)由于送電單元220 進(jìn)入車體下部而無(wú)法通過(guò)攝像機(jī)120 拍攝送電單元220 時(shí)，控制裝置輸出控制指令結(jié)束第一引導(dǎo)控制（步驟S60）。此時(shí)，供電設(shè)備200的ECU經(jīng)由通信部240向電動(dòng)車輛100發(fā)送包含檢測(cè)電壓VS以及檢測(cè)電流IS的各檢測(cè)值的電力信息，控制裝置根據(jù)預(yù)先制作的檢測(cè)電壓/檢測(cè)電流與距離的映射關(guān)系推定送電單元220 與受電單元110 的距離，并基于距離的微分值判定二者的距離是否變?yōu)闃O?。ú襟ES80）。并且，在判定為距離很小時(shí)，控制裝置控制車輛停車，使電動(dòng)停車制動(dòng)器工作（步驟S90），完成對(duì)位引導(dǎo)。上述停車對(duì)位引導(dǎo)系統(tǒng)可與智能泊車輔助系統(tǒng)配合使用，可在滿足小型化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)停車。但該技術(shù)方案中并未公開(kāi)基于攝像頭拍攝的發(fā)光部圖像識(shí)別車輛與送點(diǎn)單元位置關(guān)系的具體圖像處理以及識(shí)別方法。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文從專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)、專利技術(shù)構(gòu)成、關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)等方面剖析了豐田在無(wú)線充電領(lǐng)域的專利布局以及關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)的技術(shù)發(fā)展路線。

從豐田無(wú)線充電領(lǐng)域的中國(guó)專利布局來(lái)看，豐田在功率傳輸、系統(tǒng)控制、輔助功能、通信與交互等多個(gè)方面均有研發(fā)產(chǎn)出，其中功率傳輸、系統(tǒng)控制、輔助功能是其研發(fā)重點(diǎn)。功率傳輸方面，豐田主要針對(duì)線圈磁極機(jī)構(gòu)進(jìn)行了一系列結(jié)構(gòu)優(yōu)化，對(duì)繞組結(jié)構(gòu)的優(yōu)化主要集中在針對(duì)平面環(huán)型線圈提高線圈錯(cuò)位容忍性和耦合系數(shù)，磁芯結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方案是在降低鐵氧體量的同時(shí)獲得高的耦合系數(shù)。輔助功能方面：豐田在停車入位引導(dǎo)領(lǐng)域的專利布局量較大，主要的技術(shù)方案為在基于攝像頭拍攝的圖像信息進(jìn)行停車入位后，再基于供電狀態(tài)信息推定位置偏移距離進(jìn)行位置調(diào)整實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)位；在異物檢測(cè)領(lǐng)域的解決方案主要包括基于溫度傳感器的溫度檢測(cè)和在受電部/送電部增設(shè)檢測(cè)線圈Q值的檢測(cè)方式，后續(xù)的技術(shù)方案主要是針對(duì)后者進(jìn)行改進(jìn)，因此，目前Q值檢測(cè)方式是豐田異物檢測(cè)的首選解決方案。豐田在諧振補(bǔ)償及調(diào)諧控制策略領(lǐng)域的研發(fā)專利產(chǎn)出較為可觀，其技術(shù)改進(jìn)主要集中在送電線圈和受電線圈間的水平位置偏差以及垂直距離變化引起的頻率失諧和阻抗失配。

基于專利申請(qǐng)態(tài)勢(shì)分析發(fā)現(xiàn)，豐田近年來(lái)在無(wú)線充電領(lǐng)域的專利申請(qǐng)量逐年減少，且在2013 年以投資的方式與WiTricity 公司展開(kāi)合作。通過(guò)專利技術(shù)構(gòu)成分析發(fā)現(xiàn)，豐田在功率變換電路拓?fù)?、諧振補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及參數(shù)配置等核心技術(shù)點(diǎn)的專利量較少?？梢?jiàn)，豐田在無(wú)線充電領(lǐng)域尚未取得核心關(guān)鍵技術(shù)突破，諸多技術(shù)難題有待攻克。