中，橋式整流器8與包括兩個受控開關(guān)SjPS2的中斷裝置
10相耦合。這兩個受控開關(guān)SjP S 2是對應(yīng)地與陽極耦合至電池2的負極端子的這些二極管之一并聯(lián)耦合的。
[0040]充電系統(tǒng)I還包括一個控制電容器C2f，該控制電容器提供電力以用于控制這些受控開關(guān)Sjp S 2。控制電容器C2f是與橋式整流器8的輸出并且是通過這些繼電器9 二與電池2并聯(lián)耦合的。一個繼電器9因此被耦合在電池9的一個“ + ”或端子與控制電容器C2f的一個端子之間。在非接觸式充電系統(tǒng)I的正常運行、換言之沒有電氣故障期間，控制電容器C2f還可以用作對于橋式整流器8的輸出電壓的一個濾波和平流電容器。
[0041]當這些繼電器9中的至少一個繼電器斷開時，電池2與次級感應(yīng)電路4電氣解耦。假設(shè)不再有任何耦合到次級感應(yīng)電路4上的負載吸收傳輸?shù)碾娏Γ瑒t控制電容器C2f的端子間的電壓快速升高。當控制電壓C2f達到一個觸發(fā)閾值時，受控中斷裝置10的這些受控開關(guān)SjP S 2閉合以便使陽極與電池2負極端子相耦合的兩個二極管D短路，并且因此使次級感應(yīng)電路4短路。
[0042]由于陰極與電池2的正極端子“ + ”相耦合的這兩個二極管D并不被短路，所以電池2保持與次級感應(yīng)電路4電氣地脫離連接。
[0043]在展示出的實例中，系統(tǒng)I還包括一個保險絲11，該保險絲被串聯(lián)地耦合在該正極端子“ + ”與與該端子耦合的繼電器9之間。保險絲11因此確保了電池2不被短路，即使是橋式整流器8的一個部件是有缺陷的也是如此。
[0044]次級感應(yīng)電路4的短路對初級感應(yīng)電路3的行為具有影響。事實上，初級感應(yīng)電路3中流動的電流的幅值和波形都會被更改。
[0045]非接觸式充電系統(tǒng)I包括對初級感應(yīng)電路3中流動的電流I1進行測量的一個電流傳感器12。一旦看到該電流增大，就檢測出次級感應(yīng)電路4的短路。
[0046]為了不使由于次級感應(yīng)電路4短路造成的電流增大與由于環(huán)境更改(例如使這兩個感應(yīng)電路3和4更加靠近)造成的系統(tǒng)的諧振頻率的更改發(fā)生混淆，檢測閾值被選擇成高于初級感應(yīng)電路3的峰值電流。
[0047]由初級感應(yīng)電路3傳輸?shù)碾娏﹄S著電池2的電量水平的變化而變化，這值得注意的是由于電池2的阻抗在其被充電時會變化，并且由電池2所要求的功率設(shè)定點回隨時間的變化而發(fā)生變化，同時該電池的電壓在其被充電時增大。因此，初級感應(yīng)電路3中流動的電流^的幅值隨著電池2的電量水平的變化而變化。用于初級感應(yīng)電路4短路的檢測閾值也隨著電池2的電量水平的變化而變化，以便使該檢測的時間和效率最優(yōu)化。
[0048]例如，在圖2中所展示出的，對于初級感應(yīng)電路3的諧振頻率處的電流的幅值峰值為40A而言，用于該檢測的電流閾值可以被選擇成等于80A。圖2中可看到，當次級感應(yīng)電路4被短路時，換言之當對應(yīng)于短路設(shè)定點(混合的虛線)的電壓V。。_從0變到I時，初級感應(yīng)電路3中流動的電流I1的幅值(實線)增大直至該電流達到幅值80A。當該電流的幅值達到80A時，就中斷通過電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)5將電流供應(yīng)給初級感應(yīng)電路3。在圖2中的圖表上，這對應(yīng)于初級感應(yīng)電路3的端子之間的一個恒定電壓(點劃線)以及初級感應(yīng)電路3中流動的電流I1的幅值的下降。
[0049]在圖1展示出的情況下，所使用的電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)5不是一個DC電源而是一個整流器，在初級感應(yīng)電路3中流動的電流中會出現(xiàn)紋波。在這種情況下，由于與該網(wǎng)絡(luò)的整流相關(guān)聯(lián)的紋波造成的電流峰值必須不能與在次級感應(yīng)電路4上出現(xiàn)的與電氣故障有關(guān)的初級電流^的峰值相混淆。在這種情況下，該檢測閾值被選擇成足夠高以便不會有由于該紋波而中斷充電的風險，并且這種電流測量包括電流變化的確定。如果所確定的變化對應(yīng)于在與振蕩周期相比非常短的時間內(nèi)電流增大，則中斷對初級感應(yīng)電路3的電力供應(yīng)。該電流的快速變化的檢測可以例如通過峰值檢測來實現(xiàn)。
[0050]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的一種用于對汽車的電池2進行充電的安全非接觸式方法的流程圖。
[0051]當通過非接觸式充電系統(tǒng)I對一個電池2進行充電時，初級感應(yīng)電路3通過電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)5供應(yīng)電磁功率，從而允許借助于次級感應(yīng)電路4產(chǎn)生用于電池2的充電電流。
[0052]當該汽車上并且值得注意的是在該汽車上安裝的充電電路中發(fā)生電氣故障時，這些繼電器9中的至少一個繼電器可以斷開，以便使電池2與該充電電路的剩余部分并且值得注意的是與次級感應(yīng)電路4解耦。在這些繼電器9例如由于這些繼電器9的機械故障而不斷開的情況下，保險絲11在過電流的情況下保護該電池并且允許該電池與次級感應(yīng)電路4脫離連接。
[0053]電池2的脫離連接使控制電容器C2f的端子之間發(fā)生電壓的升高。在步驟310中，控制電容器C2f提供電力以命令這些受控開關(guān)S jp S 2閉合。這些受控開關(guān)S jp S 2的閉合導(dǎo)致次級感應(yīng)電路4的短路。
[0054]次級感應(yīng)電路4的短路導(dǎo)致初級感應(yīng)電路3與次級感應(yīng)電路4之間的電磁相互作用的改變。在下一個步驟320中，測量初級感應(yīng)電路3上的電流，然后在步驟330中，將所測量的電流與該檢測閾值作比較。
[0055]如果所測量的電流低于該閾值，則重新啟動測量步驟320，否則在步驟340中，初級感應(yīng)電路3與電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)5脫離連接。
[0056]本發(fā)明提供了一種用于對汽車的電池進行非接觸式充電的系統(tǒng)，從而保證當該車輛上發(fā)生電氣故障時在該車輛車上的任何損壞風險之前中斷由在地下的初級感應(yīng)電路發(fā)出的電力。
[0057]優(yōu)選地，在啟動對電池2的充電之前測試了對次級感應(yīng)電路4的短路的正確操作。例如，如果電池2的這些繼電器在啟動該充電操作之前被閉合，諧振電容器C2就會借助于兩個電阻而被充好電，這些電阻被對應(yīng)地連接在橋式整流器8的與該電容器C2和電池2的正極端子相連的一個二極管D的端子之間并且在橋式整流器8的與電池2的負極端子和電感L2相連的一個二極管D的端子之間。然后使這些受控開關(guān)S S 2閉合以便使次級感應(yīng)電路4短路。然后測量次級感應(yīng)電路4中的電流，并且核實這個測量的電流高于一個核定次級感應(yīng)電路4實際上已經(jīng)被短路的預(yù)定閾值。如果情況就是這樣，就重新斷開這些受控開關(guān)SjP S 2以便允許對電池2充電。
[0058]作為一個變體，例如如果電池2的這些繼電器在對次級感應(yīng)電路4的短路的正確操作的測試過程中沒有閉合的話，就例如通過由該車輛的車載14V電源對電容器C2f充電而致使次級感應(yīng)電路4是安全的。然后測量次級感應(yīng)電路4中的電流，并且核實這個測量的電流高于一個核定次級感應(yīng)電路4實際上已經(jīng)被短路的預(yù)定閾值。如果情況就是這樣，重新斷開這些受控開關(guān)SjP S 2以便允許對電池2充電。
【主權(quán)項】
1.一種用于對電池(2)進行充電的接收電磁波的設(shè)備，該設(shè)備被設(shè)計成安裝在一臺汽車上、包括一個次級感應(yīng)電路(4)和受控中斷裝置(10)，該次級感應(yīng)電路通過一個橋式整流器(8)而與該電池(2)耦合，該受控中斷裝置被設(shè)計成當該汽車上發(fā)生電氣故障時使該次級感應(yīng)電路(4)短路而不使該電池(2)短路，其特征在于，該設(shè)備包括通過多個繼電器(9)與該電池(2)并聯(lián)的用于該受控中斷裝置(10)的一個控制電容器(C2f)。
2.如權(quán)利要求1所述的接收設(shè)備，包括與該電池(2)的端子之一耦合的至少一個保險絲(11)。
3.一種用于對汽車的電池進行充電的發(fā)射電磁波的設(shè)備，該設(shè)備包括經(jīng)由一個電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)(5)提供電力的一個初級感應(yīng)電路(3)，其特征在于，該設(shè)備包括控制裝置，該控制裝置被設(shè)計成當其檢測出該次級感應(yīng)電路(4)短路時中斷對該初級感應(yīng)電路(3)的電力供應(yīng)。
4.如權(quán)利要求4所述的發(fā)射設(shè)備，包括耦合至該初級感應(yīng)電路(3)的并且由該控制裝置控制的一個逆變器(7)，該控制裝置包括被設(shè)計成對該初級感應(yīng)電路(3)中流動的電流進行測量的一個電流傳感器(12)以及被設(shè)計成對該逆變器(7)的開關(guān)的斷開和閉合加以控制的電流調(diào)節(jié)裝置。
5.一種用于對汽車的電池(2)進行非接觸式充電的系統(tǒng)(I)，其特征在于，該系統(tǒng)包括如權(quán)利要求1和2之一所述的一個接收設(shè)備以及如權(quán)利要求3和4之一所述的被布置在該汽車外的一個發(fā)射設(shè)備。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)(I)，其中該控制裝置包括被設(shè)計成將所測量的電流與取決于該電池(2)的電量水平的一個電流閾值進行比較的一個比較模塊。
7.—種通過汽車外的初級感應(yīng)電路(3)與該車輛上安裝的且耦合至電池(2)的次級感應(yīng)電路(4)之間的電力感應(yīng)傳輸來對汽車的電池(2)進行充電的安全的非接觸式方法，其特征在于，當該汽車上出現(xiàn)電氣故障時該次級感應(yīng)電路(4)短路，并且當檢測該次級電感電路(4)短路時發(fā)送一個命令以用于使該初級電感電路(3)與該電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)(5)脫離連接。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中使用通過多個繼電器(9)與該電池(2)并聯(lián)的一個電容器(C2f)的端子間電壓來控制該次級感應(yīng)電路(4)的短路。
9.如權(quán)利要求7和8之一所述的方法，其中測量該初級感應(yīng)電路(3)中流動的電流，并且基于該初級感應(yīng)電路(3)中流動的電流的變化來檢測該次級感應(yīng)電路(4)的短路。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中對該初級感應(yīng)電路(3)中流動的電流的測量是以該初級感應(yīng)電路(3)的諧振頻率進行的。
11.根據(jù)權(quán)利要求9和10之一所述的方法，其中將該測量電流與取決于該電池(2)的電量水平的一個電流閾值作比較。
【專利摘要】在此披露了一種用于對機動車輛電池(2)進行充電的非接觸式充電系統(tǒng)(1)，該系統(tǒng)包括在該機動車輛外由一個電力供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)(5)提供電力的一個初級感應(yīng)電路(3)以及安裝在該機動車輛上并通過一個整流橋(8)與該電池(2)耦合的一個次級感應(yīng)電路(4)。該系統(tǒng)包括受控開關(guān)裝置(10)和控制裝置，該受控開關(guān)裝置能夠在該機動車輛上存在電氣故障時使該次級感應(yīng)電路(4)置于短路而不使該電池(2)置于短路，該控制裝置能夠在其檢測出該次級感應(yīng)電路(4)中短路時切斷至該初級感應(yīng)電路(3)的電力。
【IPC分類】H02H3-087, B60L11-18, B60L3-04, H02H3-02, H02J7-02, H02H7-18
【公開號】CN104661851
【申請?zhí)枴緾N201380049855
【發(fā)明人】J·烏伊維, H·多芬
【申請人】雷諾股份公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年9月24日
【公告號】EP2903852A1, US20150274023, WO2014053742A1