本發(fā)明涉及一種用于運行充電站的方法和系統(tǒng)，該充電站用于將電能感應式傳輸?shù)骄哂行钅芷鞯能囕v。

背景技術：

由文獻de102012010014b3已知了，確定在通信線圈的子繞組之間的感應耦合強度并將其用于定位車輛。

技術實現(xiàn)要素：

因此本發(fā)明的任務在于，對用于運行將電能感應式傳輸?shù)骄哂行钅芷鞯能囕v的充電站的方法加以改進，其中，應能實現(xiàn)簡單的停車入位和充電。

根據(jù)本發(fā)明，該任務通過根據(jù)權利要求1中所述特征的方法和根據(jù)權利要求9中所述特征的系統(tǒng)完成。

在用于將電能感應式傳輸?shù)骄哂行钅芷鞯能囕v的充電站的運行方法中，本發(fā)明的重要特征在于，初級繞組由兩個沿相反方向纏繞/卷繞的子繞組組成，

其中，初級繞組被設計為平面的、特別是扁平繞組，

其中，設有與初級繞組平行/并行布置的用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦@組，

其中，該繞組具有兩個子繞組，所述兩個子繞組能基于開關裝置的開關位置、特別也就是基于極性變換開關的開關位置，沿相同方向或沿相反方向運行，

其中，在初級繞組未通電時，子繞組沿相反方向運行，而在初級繞組通電時，子繞組沿相同方向運行。

在此優(yōu)點是，在初級繞組未通電時，能在使用多個繞組的情況下以簡單的方式實現(xiàn)確定車輛的位置。因為僅需確定在各個子繞組與相應的在次級側布置的子繞組之間的感應耦合強度以及各個繞組與相應的次級側的繞組之間的感應耦合強度。由所述耦合強度的值隨后能實現(xiàn)至少粗略地確定車輛的位置和/或取向并能借助所確定的位置輔助停到次級繞組與初級繞組之間最佳感應耦合的位置上。于是通過位置顯示/指示能以簡單的方式為車輛駕駛員找到最佳位置。另選地，通過將所確定的位置輸送給調控器，該調控器通過控制車輛的轉向角來將車輛引導到最佳位置上，甚至能實現(xiàn)自動的或至少半自動的停車入位。借助多個繞組還能實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸、即用于通信的信號傳輸。為此能分別將所述繞組之一用作發(fā)射器，而將在次級側的、即在車輛側的相應的繞組用作接收器。反之，也能將一個繞組用作接收器，而將在次級側的、即在車輛側的相應的繞組用作發(fā)射器。在改進方案中也能在初級側和/或次級側使用與相應的繞組連接的收發(fā)器。在到達最佳位置之后，初級繞組能通電。

在一個有利的設計方案中，繞組的第一子繞組在初級繞組的平面中的垂直投影被初級繞組的第一子繞組所包圍/包含，而繞組的第二子繞組在初級繞組的平面中的垂直投影被初級繞組的第二子繞組所包圍。在此優(yōu)點是，在初級繞組通電時，在繞組中不感生電壓，這是因為在子繞組中感生出的單獨電壓彼此抵消。

在一個有利的設計方案中，在初級繞組通電時，由初級繞組的第一子繞組在繞組的第一子繞組中感生出的電壓和由初級繞組的第二子繞組在繞組的第二子繞組中感生出的電壓在數(shù)值上相等。在此優(yōu)點是，在初級繞組通電時，在繞組中又未感生出電壓。

在一個有利的設計方案中，在車輛的底側上布置有次級繞組，該次級繞組被設計為平面的，特別是被設計為與初級繞組平行的繞組，該次級繞組由兩個沿相反方向纏繞的子繞組組成，特別是其中，在具有最佳感應耦合的車輛位置中，由第一子繞組包繞的面在初級繞組的繞組平面中的垂直投影被第一子繞組所包圍，而由第二子繞組包繞的面在初級繞組的繞組平面中的垂直投影被初級繞組的第二子繞組所包圍。在此優(yōu)點是，雖然初級繞組和次級繞組這二者均由兩個沿相反方向纏繞的子繞組組成，然而當車輛被盡可能準確地停入最佳位置中、也就是說次級繞組與初級繞組之間感應耦合強度最佳的位置中時，仍然能傳輸高功率。

在一個有利的設計方案中，在車輛側同樣設有與次級繞組平行/并行布置的用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦@組，其中，該繞組具有兩個子繞組，所述兩個子繞組能基于開關裝置的開關位置、特別也就是基于極性變換開關的開關位置，沿相同方向或沿相反方向運行，其中，在次級繞組未通電時，子繞組沿相反方向運行，而在次級繞組通電時，子繞組沿相同方向運行。在此優(yōu)點是，通過單純地改變開關位置能這樣運行繞組，即不感生出電壓。在初級繞組未通電時，平行布置的、轉動了90°的、以相同方式設計的繞組也不感生電壓，從而能將兩個繞組彼此獨立地用于通信或位置確定。

在用于將電能感應式傳輸?shù)骄哂行钅芷鞯能囕v的充電站的運行方法中的重要特征在于，

初級繞組由兩個沿相反方向纏繞的子繞組組成，

其中，初級繞組被設計為平面的、特別是扁平繞組，

其中，設有與初級繞組平行布置的用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦@組，

其中，繞組具有兩個沿相反方向纏繞的子繞組，

其中，設有與初級繞組平行布置的用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)母郊永@組，

其中，附加繞組在初級繞組的平面中的垂直投影與初級繞組的第一子繞組的重疊部、特別是重疊面積大小和附加繞組在初級繞組的平面中的垂直投影與初級繞組的第二子繞組的重疊部、特別是重疊面積大小在數(shù)值上相等，

其中，在初級繞組未通電時，將所述繞組用于數(shù)據(jù)傳輸和/或用于確定車輛相對于初級繞組的相對位置，特別是不將附加繞組用于數(shù)據(jù)傳輸，

其中，在初級繞組通電時，將附加繞組用于數(shù)據(jù)傳輸，特別是不將繞組用于數(shù)據(jù)傳輸。在此優(yōu)點是，借助開關裝置接通或不接通附加繞組。這一點在此基于初級繞組通電或不通電而實現(xiàn)。因此通過附加繞組能在不通電時實現(xiàn)定位和在通電時實現(xiàn)通信。附加繞組幾乎可以說在功能上代替了所述由沿相反方向纏繞的子繞組組成的繞組。

在一個有利的設計方案中，在初級繞組未通電時，將另一個與初級繞組平行布置的、由兩個沿相反方向纏繞的子繞組組成的另外的繞組用于數(shù)據(jù)傳輸和/或用于確定車輛相對于初級繞組的相對位置，特別是其中，所述另外的繞組的每個子繞組在初級繞組的平面中的垂直投影與初級繞組的第一子繞組的重疊面積大小和所述另外的繞組的該相應子繞組在初級繞組的平面中的垂直投影與初級繞組的第二子繞組的重疊面積大小在數(shù)值上相等，特別是其中，將所述另外的繞組相對于繞組轉動了90°地布置，特別是其中，在初級繞組通電時，也能將所述另外的繞組用于數(shù)據(jù)傳輸。在此優(yōu)點是，在任何情況下都能實施數(shù)據(jù)傳輸。

在一個有利的設計方案中，將附加繞組設計為矩形線圈。在此優(yōu)點是，能實現(xiàn)良好地利用可用的面并能實現(xiàn)簡單地制造成印制電路版圖。

在用于實施前述方法的系統(tǒng)中的重要特征在于，開關裝置被設置成，在初級繞組通電時，開關裝置具有第一開關位置，而在初級繞組未通電時，開關裝置具有另一個開關位置。在此優(yōu)點是，能以簡單的方式實施切換。

其它優(yōu)點由從屬權利要求中得出。本發(fā)明不局限于權利要求的特征組合。對于本領域技術人員來說，特別是由任務的提出和/或通過與現(xiàn)有技術的比較而提出的任務中得出權利要求和/或各個權利要求特征和/或說明書特征和/或附圖特征的其它合理的組合可能性。

附圖說明

現(xiàn)在根據(jù)附圖詳細描述本發(fā)明:

在圖1中示出用于將電能感應式傳輸?shù)杰囕v的根據(jù)本發(fā)明的裝置的、由兩個沿相反方向纏繞的子繞組(a，b)組成的初級繞組1。

在圖2中示出用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦@組，該繞組由兩個沿相反方向纏繞的子繞組2組成。

在圖3中示出用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦@組，該繞組由兩個沿相同方向纏繞的子繞組3組成。

在圖4中示出附加繞組4。

在圖5中詳細示出由子繞組3組成的、具有接頭(53，54，55，56)的繞組。

在圖6中示出由子繞組3組成的繞組的驅控裝置6。

具體實施方式

如在附圖中所示，初級繞組1被布置在地面上并由兩個沿相反方向纏繞的子繞組(a，b)組成，所述兩個子繞組被設計為扁平繞組，由所述兩個子繞組相應包繞的面積具有相同的大小并被布置在相同的平面、即地面平面中。車輛的行駛平面平行于該平面。在車輛的底側上，即在車輛的朝向地面的側上布置有次級線圈，其同樣由兩個沿相反方向纏繞的子繞組組成，由這些子繞組包繞的面積具有相同的大小。

如果現(xiàn)在將車輛移動到下述這種位置上，即次級繞組相對于初級繞組1居中地布置，其中，次級繞組的一個子繞組在所述平面中的垂直投影僅布置在被初級繞組1的子繞組之一a包繞的面中，而次級繞組的另一個子繞組在平面中的垂直投影僅布置在被初級繞組1的另一個子繞組b包繞的面中。

因此在到達這個在初級繞組1與次級繞組之間的感應耦合強度最佳的位置之后能將電功率傳輸?shù)杰囕v。在此，將中頻電流施加到初級繞組1中。次級繞組與電容串聯(lián)或并聯(lián)，其中，這樣形成的諧振電路的諧振頻率基本上等于該中頻電流的頻率。

借助這種諧振傳輸能實現(xiàn)高效率——即使在由于制造引起的或由于取向引起的偏差的情況下。

除了所述的功率傳輸之外也在車輛與充電站側之間設計有通信信道。為此設有平面的繞組，其與初級繞組1平行布置。

如在圖2中所示，由沿相反方向纏繞的子繞組組成的繞組2與初級繞組1平行布置。所述兩個子繞組中的每一個都有一半被初級繞組1的第一子繞組覆蓋，而另一半被初級繞組1的另外的子繞組覆蓋。

因此，饋入初級繞組1中的電流整體上沒有在繞組2中感生出電壓。

被布置在車輛的底側上的次級繞組和初級繞組1一樣地設計并且平行于該初級繞組布置。為了通信，還在車輛側布置有相應于圖2的繞組，該繞組和繞組2一樣由兩個沿相反方向纏繞的子繞組組成，其分別有一半被次級繞組的子繞組之一覆蓋。

因此也就能實現(xiàn)繞組2與車輛側的相應繞組之間的通信，而不受由初級繞組1所產生的磁場影響。因為當車輛和因此次級繞組被定向成，使得初級繞組1的第一子繞組a覆蓋次級繞組的第一子繞組，也就是說次級繞組的第一子繞組在初級繞組1的繞組平面中的垂直投影被初級繞組1的第一子繞組a完全包圍，并且初級繞組1的第二子繞組b同樣也覆蓋次級繞組的第二子繞組，也就是說次級繞組的第二子繞組在初級繞組1的繞組平面中的垂直投影被初級繞組1的第二子繞組b完全包圍時，那么用于通信的各繞組2最佳地被感應耦合，這是因為它們在繞組平面中的垂直投影重合。在此，由初級繞組1所產生的磁場不產生干擾，這是因為整體上在繞組2中或在在車輛側的相應繞組中感生出的電壓由于分別沿相反方向纏繞的子繞組而消失。

如在圖3中所示，在初級繞組1上布置有用于通信的另一個繞組3，該繞組由沿相同方向纏繞的子繞組組成。在此然而這樣布置繞組3的第一子繞組，即在初級繞組1的繞組平面中的垂直投影完全位于初級繞組1的第一子繞組a內部，也就是說被其包圍。同樣地，這樣布置繞組3的第二子繞組，即在初級繞組1的繞組平面中的垂直投影完全位于初級繞組1的第二子繞組b內部，也就是說被其包圍。

因此，由初級繞組所產生的磁場整體上又沒有在繞組3上感生出電壓，這是因為在繞組3的第一子繞組上感生出的電壓和在繞組3的第二子繞組上感生出的電壓數(shù)值相等但是具有相反的符號。

在車輛側還設有這樣的繞組，其第一子繞組被布置成，在次級繞組的繞組平面中的垂直投影完全位于次級繞組的第一子繞組內部，也就是說被其包圍。同樣地，該繞組的第二子繞組被布置成，在次級繞組的繞組平面中的垂直投影完全位于次級繞組的第二子繞組內部，也就是說被其包圍。

因此，由初級繞組所產生的磁場整體上又沒有在該車輛側的繞組上感生出電壓，這是因為在該繞組的第一子繞組上感生出的電壓和在該繞組的第二子繞組上感生出的電壓數(shù)值相等但是具有相反的符號。

根據(jù)圖2的繞組2總體上被設計為矩形。根據(jù)圖3的繞組3與其垂直地定向。因此，施加在繞組2上的交流電流沒有在繞組3中感生出電壓。反之亦然。

以這種方式能實現(xiàn)雙向的不受干擾的通信，也就是說從作為發(fā)射器的繞組2到相應的作為接收器的在車輛側的繞組的出去信道(hinkanal)和從作為發(fā)射器的、相應于繞組3的在車輛側的繞組到作為接收器的繞組3的返回信道。

作為圖3中的繞組3的替代，也可以使用根據(jù)圖4的未分開的繞組4。在此，繞組4在繞組平面中的垂直投影的面積的一半被初級繞組1的第一子繞組a包圍，而另一半被初級繞組1的另外的子繞組b包圍。

因此能實現(xiàn)與由初級繞組1所產生的交流磁場無關的、從繞組4到相應的在車輛側的繞組的通信。因為其要么根據(jù)關于圖3的說明來設計，要么又是未分開的，其中，該繞組在繞組平面中的垂直投影的面積的一半被次級繞組的第一子繞組包圍，而另一半被次級繞組的另外的子繞組包圍。

如在圖5中所示，繞組3具有繞組3的第一子繞組的第一接頭53和繞組3的第一子繞組的第二接頭54以及繞組3的第二子繞組的第一接頭55和繞組3的第二子繞組的第二接頭56。

如在圖6中所示，根據(jù)換向開關7和極性變換開關5的開關位置向相應的接頭(53，54，55，56)輸入電壓。

只要初級繞組未通電并且例如車輛還在接近初級繞組，則能通過確定各個子繞組相對彼此的感應耦合強度來實現(xiàn)對車輛的定位。為此不僅使用繞組2而且也使用繞組3，其中，這樣選擇驅控裝置6或開關(5，7)的開關位置，即沿相反方向使用繞組3的子繞組。

通過確定耦合強度、也就是說例如：

-繞組2的第一子繞組與在車輛側布置的相應的繞組的第一子繞組的耦合強度，和

-繞組2的第一子繞組與在車輛側布置的相應的繞組的第二子繞組的耦合強度，和

-繞組2的第二子繞組與在車輛側布置的相應的繞組的第一子繞組的耦合強度，和

-繞組2的第二子繞組與在車輛側布置的相應的繞組的第二子繞組的耦合強度，

以及還有

-整個繞組2與在車輛側布置的相應的繞組的第一子繞組的耦合強度，和

-整個繞組2與在車輛側布置的相應的繞組的第二子繞組的耦合強度，和

-整個繞組2與整個在車輛側布置的相應的繞組的耦合強度，

能確定車輛的位置和/或取向。

也能實現(xiàn)通信、即數(shù)據(jù)的交換。

當車輛被停放在初級繞組1與次級繞組之間最強感應耦合的位置中后，也就是說當?shù)竭_下述的位置——在該位置中次級繞組的第一子繞組的垂直投影被初級繞組的第一子繞組a所包圍，并且在該位置中次級繞組的第二子繞組的垂直投影被初級繞組的第二子繞組b所包圍——時，初級繞組被通電。

由于由初級繞組所產生的交流磁場隨后在繞組3中感生出電壓，其中，在繞組3的各子繞組中感生出的電壓相加，因此開關位置被改變，從而繞組3的子繞組被沿相同方向接入并因此由初級繞組1在繞組3的各子繞組中感生出的電壓彼此抵消。僅有由相應的在車輛側布置的繞組所產生的交流磁場在繞組3中感生出不為零的電壓。在此，相應的在車輛側布置的繞組同樣沿相同方向運行。優(yōu)選地，驅控裝置6連同開關5和7也在車輛側設置。

繞組2和繞組3被彼此垂直地布置。

繞組(2，3，4)優(yōu)選地被設計為印制電路版圖。

在另一個根據(jù)本發(fā)明的實施例中，代替繞組3使用未分開的矩形線圈。

在又一個根據(jù)本發(fā)明的實施例中，除了繞組2和繞組3之外附加地使用未分開的矩形線圈4。

因此在初級繞組1未通電時，僅將繞組2和繞組3用于確定車輛的位置。在初級繞組1通電時，將未分開的矩形線圈4用于數(shù)據(jù)傳輸。這是因為在被分開的繞組3中由通電的初級繞組1感生出高電壓，從而該繞組3不能用于數(shù)據(jù)交換。由于矩形線圈4與初級繞組1的兩個子繞組重疊，從而通電的初級繞組1在矩形線圈4中不感生電壓，因此能夠實現(xiàn)從矩形線圈4出發(fā)到相應的在車輛側布置的矩形線圈的數(shù)據(jù)傳輸，該在車輛側布置的矩形線圈同樣也與次級繞組的沿相反方向纏繞的子繞組重疊，從而在其中不感生電壓。

附圖標記列表：

1初級繞組

2由沿相反方向纏繞的子繞組組成的繞組

3由沿相同方向纏繞的子繞組組成的繞組

4未分開的附加繞組

5極性變換開關

6驅控裝置

7換向開關

53繞組3的第一子繞組的第一接頭

54繞組3的第一子繞組的第二接頭

55繞組3的第二子繞組的第一接頭

56繞組3的第二子繞組的第二接頭