[发明专利]用于感应式地传输电能的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于感应式地传输电能的设备。

背景技术

在给电动车辆的电池充电时，需要根据电池的规格以及根据其当前的充电状态/电荷状态随时将充电电流调节到一个合适的值。为此必要的充电电子装置可以选择性地设置在车辆上或充电站中。在从充电站到车辆的感应式的能量传输中，在整个充电电子装置布置在车辆中的情况下充电站必须不断地提供最大可能的充电功率并且该功率必须然后在车辆中下调到目前需要的值。这不仅在初级侧而且在次级侧上导致相对较高的功率损耗并且要求次级侧的充电电子装置的相应鲁棒并因此昂贵的设计。

为了避免这一点，可以根据次级侧的功率需求调节在初级侧提供的功率，然而为此需要从次级侧至初级侧的相应的通信。该通信可以要么经由完全独立的通信通道例如通过一个无线连接来进行，要么可以将数据信号调制到为感应式的能量传输而设置的传输路径/传输链上。但是这两种解决方案都需要在初级侧和次级侧上的特定的通信技术上的硬件，这牵扯到相应的成本费用。

由DE69602739T2已知一种具有感应耦合装置的牵引用电池充电系统，其中充电站可由在车辆侧的电池充电控制模块来控制。为了在该电池充电控制模块与充电站之间进行通信，设有一数据通信机构，其可以是数据电缆、光导体或无线传输路径/无线传输链。

DE10158794B4在一种用于小件仪器例如移动电话和电动牙刷的感应式的无接触的功率传输器中教导了通过一初级侧的控制单元根据次级侧的功率需求对初级侧的功率进行调节，该初级控制单元在次级侧的功率需求低时通过占空因数的变化来控制功率传输，而在次级侧的功率需求高时通过初级侧的电压控制的振荡发生器的频率的变化来控制功率传输。

发明内容

本发明的目的在于，对于电动车在充电站的感应充电，阐明一种用于调节充电过程的简单和低成本的技术方案。

按照本发明，该目的通过具有权利要求1的特征的设备来实现。本发明的有利的设计方案在各从属权利要求中给出。

按照本发明，在一所述类型的用于感应式地传输电能的设备中，车辆具有用于对由次级电感提取出的次级功率进行调节的次级调控器，该次级调控器包含一开关装置/切换装置，借助所述开关装置，所提取出的次级功率可逐级地改变。静止单元具有用于对可馈给到初级电感中的初级功率进行调节的初级调控器，该初级调控器包含第一测量装置，借助所述第一测量装置可对受所述次级功率影响的供电装置电气运行参数进行测量并且所述初级调控器根据由所述第一测量装置测得的运行参数的改变而调节所述可馈给的初级功率。在此初级功率和次级功率总是指有效功率，并且定语“可馈给的”的意思是：所述初级功率不是被施加而是被提供并且实际上流入到初级线圈中的功率还依赖于由次级线圈提取出的功率。

由此开启了这样的可能性，即从次级侧符合需要地调节所供应的初级功率，而不必为此设立一单独的与相应的硬件的通信通道。在次级侧仅需要一用于逐级调节次级功率、优选用于接通和切断的开关装置。一个这样的开关装置总归必须存在，以便可以在需要时在次级侧结束能量传输，特别是当车辆电池在充电时被完全充满时或者当出现某一类型的错误时。因此按照本发明的技术方案在次级侧不会产生附加的硬件花费。这在原理上也适用于初级侧，因为能量传输在那儿总归必须在测量技术上进行监控并且通常反正也存在用于调节可馈给的初级功率的装置。为了传输关于次级侧的功率需求的信息，共同使用已存在的感应式的传输路径，确切地说没有频率多路复用地、也就是不必调制和解调地共同使用已存在的感应式的传输路径。

本发明的优选的应用是车辆电池的充电。在这种情况下在次级侧设有充电电流的测量并且在电池电流的测量值与其理论值具有偏差时该开关装置执行切换过程/开关过程的同所述理论值与测量值之间的关系/比例有关的在时间上的变化历程。根据这个切换模式随后调节所述可馈给的初级功率，该切换模式反作用于初级侧并且在那儿可借助电气运行参数被检测。

在本发明的一优选的变型中，在所述充电电流的所述测量值超过理论值时以一预定的时间节拍执行次级功率在两个级之间的周期性的切换，其中该切换的占空因数/占空比对应于所述充电电流的理论值与测量值之间的比例。由此初级调控器直接获得与初级功率所需减小的大小有关的信息并且可以相应地对其进行调节。如果次级功率的两个级之一对应于切断，那么所接收的次级功率的平均值在初级调控器反应并且相应地减小初级功率之前就已经事先减小到所需的大小/程度。