用于感應(yīng)式地傳輸電能的設(shè)備的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于將電能從設(shè)置在靜止單元里面的初級(jí)線圈（2）感應(yīng)式地傳輸?shù)皆O(shè)置在車(chē)輛（12）里面的次級(jí)線圈（11）的設(shè)備，其中，所述初級(jí)線圈（2）和/或所述次級(jí)線圈（11）具有至少一個(gè)可通斷的線圈引出頭（6，7），用于調(diào)整對(duì)于感應(yīng)式地傳輸能量有效的線圈長(zhǎng)度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于感應(yīng)式地傳輸電能的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于感應(yīng)式地將電能從設(shè)置在靜止單元里面的初級(jí)線圈傳輸?shù)皆O(shè)置在車(chē)輛中的次級(jí)線圈的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]電驅(qū)動(dòng)的車(chē)輛需要充電設(shè)備，用于給電蓄能器以規(guī)則的間隔再充電。在使用者通過(guò)使充電電纜與安置在車(chē)輛里面的插座接通而觸發(fā)充電過(guò)程的充電設(shè)備中，該充電設(shè)備由于缺少使用友好性而不受歡迎。取而代之，在電動(dòng)車(chē)中的趨勢(shì)是基于無(wú)接觸能量傳輸?shù)某潆娫O(shè)備。
[0003]一般至少一初級(jí)線圈產(chǎn)生一磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)能夠跨過(guò)氣隙傳輸能量到次級(jí)線圈。但是越過(guò)氣隙的有效和可靠的能量傳輸需要良好地定位初級(jí)線圈和次級(jí)線圈，因此最佳的是，車(chē)輛這樣駐停在(充電)設(shè)備上方，使得次級(jí)線圈精確地疊置于初級(jí)線圈上方。但是如果車(chē)輛相對(duì)于最佳位置錯(cuò)開(kāi)地駐停，則損失增加，且同時(shí)充電時(shí)間增加。
[0004]由EP2113180A2已知用于感應(yīng)地傳輸電能的設(shè)備，其設(shè)計(jì)成毯子并且包括作為絲線織入的導(dǎo)(電)體。停放在這個(gè)設(shè)備上的耗電器可以與其位置無(wú)關(guān)地被供能。
[0005]在DE102009033239A1中建議一種用于感應(yīng)地傳輸電能的設(shè)備，其中設(shè)有多個(gè)矩陣式設(shè)置的相同形式的初級(jí)線圈。為了補(bǔ)償可能出現(xiàn)的在靜止的初級(jí)線圈與設(shè)置在車(chē)輛中的次級(jí)線圈之間的錯(cuò)位，分別給與駐停在所述設(shè)備上方的車(chē)輛的相應(yīng)次級(jí)線圈相重疊的初級(jí)線圈通電。但是用于大量獨(dú)立的初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的結(jié)構(gòu)費(fèi)用是高昂的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]因此本發(fā)明的目的是，給出一種用于感應(yīng)地傳輸電能的設(shè)備，其中車(chē)輛可以以較大的誤差相對(duì)于該設(shè)備定位。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，在開(kāi)頭所述類(lèi)型的設(shè)備中按照本發(fā)明規(guī)定，所述初級(jí)線圈和/或次級(jí)線圈具有至少一個(gè)可切換的線圈引出頭/線圈分接頭，用以調(diào)整對(duì)于感應(yīng)地傳輸能量有效的線圈長(zhǎng)度。
[0008]本發(fā)明基于這種認(rèn)知，S卩:通過(guò)使兩個(gè)線圈中的至少一個(gè)線圈具有可用以適配有效線圈長(zhǎng)度的線圈引出頭，可以實(shí)現(xiàn)所期望的定位誤差補(bǔ)償。這意味著，僅線圈的與另外的線圈相重疊的那部分會(huì)被激活。由此避免，不與另外的線圈相重疊的線圈部分產(chǎn)生電磁場(chǎng)。
[0009]在按照本發(fā)明的設(shè)備中可以規(guī)定，所述設(shè)備具有用于切換所述至少一個(gè)線圈引出頭的控制裝置。利用該控制裝置可以切換相應(yīng)的線圈引出頭，即，所述控制裝置可以激活或去活確定的線圈引出頭。通過(guò)這種方式確定，初級(jí)線圈的確定部分是否產(chǎn)生電磁場(chǎng)或者是否類(lèi)似地可以激活或去活次級(jí)線圈的確定區(qū)域。
[0010]通過(guò)將所述控制裝置設(shè)計(jì)成用于檢測(cè)出在其接通時(shí)使初級(jí)線圈和次級(jí)線圈最佳地相互對(duì)準(zhǔn)的那個(gè)線圈引出頭，可以實(shí)現(xiàn)特別高的效率。為此所述控制裝置可以具有相應(yīng)的測(cè)量裝置，該測(cè)量裝置能夠確定藉之以高效率進(jìn)行充電過(guò)程的最佳的線圈引出頭。[0011]本發(fā)明的一改進(jìn)方案規(guī)定，所述初級(jí)線圈可配設(shè)有第一控制裝置而次級(jí)線圈配設(shè)有與第一控制裝置通信的第二控制裝置。在這個(gè)設(shè)計(jì)方案中不僅初級(jí)線圈而且次級(jí)線圈都分別具有一個(gè)或多個(gè)可切換的線圈引出頭，由此能夠特別靈活地適配于車(chē)輛相對(duì)于靜止的初級(jí)線圈的實(shí)際位置。
[0012]按照本發(fā)明，特別優(yōu)選所述初級(jí)線圈和/或次級(jí)線圈設(shè)計(jì)成基本為筒形并且在兩個(gè)對(duì)置的端部部段上具有至少一個(gè)可切換的線圈引出頭?？汕袚Q的線圈引出頭可以改變兩個(gè)線圈中的一個(gè)或這兩個(gè)線圈的在充電過(guò)程中作用的有效長(zhǎng)度，由此能夠?qū)崿F(xiàn)特別好的匹配。所述初級(jí)線圈和次級(jí)線圈此時(shí)可以分別具有設(shè)置在相應(yīng)線圈內(nèi)部的線圈芯。
[0013]本發(fā)明的另一改進(jìn)方案規(guī)定，所述初級(jí)線圈基本橫向于車(chē)輛縱軸線地設(shè)置在地基/底座上或地基中。由此實(shí)現(xiàn)通過(guò)相應(yīng)地切換線圈引出頭來(lái)補(bǔ)償車(chē)輛的橫向錯(cuò)位的可能性。通過(guò)這個(gè)措施增加駐車(chē)位置的允差，由此又得到特別好的使用友好性。
[0014]本發(fā)明也可以用于下面的其它應(yīng)用。可以使用由不同大小或?qū)挾鹊能?chē)輛所要求的、不同寬度的次級(jí)線圈。通過(guò)將初級(jí)線圈調(diào)整到相應(yīng)的不同的總寬度上，不同寬度的次級(jí)線圈同樣可以無(wú)接觸地且以高的效率用于傳輸能量。這種協(xié)調(diào)通過(guò)利用線圈引出頭一起接通或分開(kāi)線圈現(xiàn)存部分來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0015]初級(jí)線圈與次級(jí)線圈之間的不同間距、基本為豎直的間距如氣隙同樣可以通過(guò)切換線圈引出頭來(lái)補(bǔ)償。在初級(jí)線圈與次級(jí)線圈之間的間距發(fā)生變化時(shí)，次級(jí)側(cè)上的電壓水平也發(fā)生改變。為了重又達(dá)到理想的電壓水平、即理論電壓，可以在初級(jí)側(cè)通過(guò)調(diào)整有效的線圈長(zhǎng)度來(lái)改變繞組的數(shù)量。較少的繞組在次級(jí)側(cè)上產(chǎn)生較低的電壓。這種在次級(jí)側(cè)上的電壓變化可以隨時(shí)執(zhí)行，在充電過(guò)程期間也可以執(zhí)行。
[0016]此外通過(guò)在初級(jí)側(cè)上的、通過(guò)同時(shí)運(yùn)行多個(gè)或所有初級(jí)線圈部段所造成的并聯(lián)和多個(gè)或所有次級(jí)線圈部段的相應(yīng)的并行激活，可以提高總體上傳輸?shù)墓β省?br> [0017]此外本發(fā)明還涉及一種機(jī)動(dòng)車(chē)輛。按照本發(fā)明的機(jī)動(dòng)車(chē)輛具有上述形式的用于感應(yīng)地傳輸電能的設(shè)備的次級(jí)線圈。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]下面借助實(shí)施例參照附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)。附圖簡(jiǎn)示出:
[0019]圖1示出按照本發(fā)明的設(shè)備的示意圖，
[0020]圖2示出按照本發(fā)明的設(shè)備運(yùn)行期間的電場(chǎng)，
[0021]圖3示出車(chē)輛駐停在另一位置上時(shí)的與圖2類(lèi)似的視圖，
[0022]圖4示出車(chē)輛駐停在另一位置上時(shí)的另一運(yùn)行狀態(tài)。
【具體實(shí)施方式】
[0023]在圖1中所示的用于感應(yīng)式地傳輸電能的設(shè)備I包括初級(jí)線圈2，該初級(jí)線圈圍繞作為線圈芯的、在安裝狀態(tài)下水平設(shè)置的純鐵體/鐵氧體3卷繞。初級(jí)線圈2具有對(duì)置的端部部段4、5并且從端部部段4延伸到對(duì)置的端部部段5。
[0024]在圖1中可以看出，初級(jí)線圈2具有多個(gè)線圈引出頭6、7，其中線圈引出頭6配屬于在圖1中位于左邊的端部部段4，而線圈引出頭7配屬于在圖1中在右邊示出的端部部段
5。線圈引出頭6、7分別與一多級(jí)的開(kāi)關(guān)8、9聯(lián)接，這兩個(gè)開(kāi)關(guān)8、9連接在控制裝置10上?？刂蒲b置10控制兩個(gè)開(kāi)關(guān)8、9，由此分別連接或接通初級(jí)線圈2的端部部段4、5的各一確定部分。在圖1中看出，利用開(kāi)關(guān)8、9可分別接通各一確定的導(dǎo)線路徑，由此可以確定初級(jí)線圈2的有效長(zhǎng)度。在所示的實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)8、9具有三個(gè)不同的切換位置，但是在其它實(shí)施例中也可以設(shè)有僅僅兩個(gè)切換位置或者多于三個(gè)的切換位置?？刂蒲b置10控制通過(guò)初級(jí)線圈2的電流，通過(guò)該電流產(chǎn)生一電磁場(chǎng)，該電磁場(chǎng)在車(chē)輛12的次級(jí)線圈11中感生出電壓。次級(jí)線圈11與初級(jí)線圈2 —致地具有純鐵體13并且連接在車(chē)輛12的可充電的電池上。通過(guò)車(chē)輛12下方的氣隙15或自由空間實(shí)現(xiàn)能量傳輸。
[0025]初級(jí)線圈2內(nèi)置到地基14里面，由此當(dāng)車(chē)輛12駐停在地基14上時(shí)對(duì)車(chē)輛12的電蓄能器充電。
[0026]利用在初級(jí)線圈2的端部部段4、5區(qū)域中的多個(gè)線圈引出頭6、7，可以適配車(chē)輛12的實(shí)際側(cè)向駐停位置。只有當(dāng)初級(jí)線圈2和次級(jí)線圈11幾乎疊合地定位時(shí)，才產(chǎn)生有效的、低損失的充電。
[0027]圖2示出當(dāng)車(chē)輛2駐停在最佳位置的左側(cè)時(shí)設(shè)備I的運(yùn)行。在這種情況下通過(guò)控制裝置10這樣控制開(kāi)關(guān)8、9，即:選擇近似位于車(chē)輛12次級(jí)線圈11下方的線圈引出頭6、
7。由此產(chǎn)生的場(chǎng)密度16顯示出，利用開(kāi)關(guān)8、9可以補(bǔ)償定位偏差，S卩，相應(yīng)于駐停的車(chē)輛12的位置而適配和調(diào)整有效使用的初級(jí)線圈2部段。
[0028]圖3是與圖2類(lèi)似的視圖，但是車(chē)輛12幾乎居中地駐停在初級(jí)線圈2上方。相應(yīng)地，接通重新由控制裝置10選擇的線圈引出頭6、7并且使次級(jí)線圈11的有效長(zhǎng)度適配于車(chē)輛12的實(shí)際駐停位置。由此得到不同于在圖2中所示的實(shí)施例的場(chǎng)密度16。
[0029]最后，圖4示出另一運(yùn)行狀態(tài)，其中車(chē)輛12遠(yuǎn)遠(yuǎn)地駐停在初級(jí)線圈2的右側(cè)。相應(yīng)地，由控制裝置10選擇重新匹配的線圈引出頭6、7并且通過(guò)開(kāi)關(guān)8、9接通。由此建立的場(chǎng)密度16對(duì)于車(chē)輛12的該位置是最佳的。
[0030]在圖4中，雙箭頭17指示出在車(chē)輛12橫向上的、可以通過(guò)設(shè)備I補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)行范圍或誤差范圍。設(shè)備I能夠特別容易地操作，因?yàn)樵诔潆娺^(guò)程中不增加對(duì)于機(jī)動(dòng)車(chē)輛精確定位在初級(jí)線圈2上方的要求。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將電能從設(shè)置在靜止單元中的初級(jí)線圈感應(yīng)式地傳輸?shù)皆O(shè)置在車(chē)輛中的次級(jí)線圈的設(shè)備，其特征在于，所述初級(jí)線圈(2)和/或所述次級(jí)線圈(11)具有至少一個(gè)可通斷的線圈引出頭(6，7)，用以調(diào)整對(duì)于感應(yīng)式的能量傳輸有效的線圈長(zhǎng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備具有用于切換所述至少一個(gè)線圈引出頭(6，7)的控制裝置(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述控制裝置(10)被設(shè)計(jì)成用于檢測(cè)出在接通時(shí)使初級(jí)線圈(2 )和次級(jí)線圈(11)最佳地相互對(duì)準(zhǔn)的那個(gè)線圈引出頭(6，7 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的設(shè)備，其特征在于，所述初級(jí)線圈(2)配設(shè)有第一控制裝置(10)，所述次級(jí)線圈(11)配設(shè)有與第一控制裝置通信的第二控制裝置。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，所述初級(jí)線圈(2)和/或所述次級(jí)線圈(11)設(shè)計(jì)成基本為筒形并且在兩個(gè)對(duì)置的端部部段(4，5)上具有至少一個(gè)可通斷的線圈引出頭(6，7)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，所述初級(jí)線圈(2)基本橫向于車(chē)輛(12)縱軸線地設(shè)置在地基上或地基中。
7.—種車(chē)輛，其特征在于，該車(chē)輛具有根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的用于感應(yīng)式地傳輸能量的設(shè)備的次級(jí)線圈(11)。
【文檔編號(hào)】H01F38/14GK103532249SQ201310276127
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2013年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】B·埃利亞斯, R·佩爾 申請(qǐng)人:奧迪股份公司