[发明专利]用于感应式能量传输的设备和用于运行用于感应式能量传输的设备的方法

说明书

本发明实现具有附加运行状态的从初级线圈（12）到次级线圈（22）的感应式能量传输。通过这种两侧调节，按照预先确定的运行策略进行功率电子装置的初级侧和次级侧的操控。因此例如即使在不益的耦合系数的情况下也可以提高感应式能量传输的效率，在初级线圈（12）和次级线圈（22）之间的气隙中的磁场可以被最小化，并且所述感应式能量传输可以被优化。这种优化的运行策略能够通过新引入的空转状态被实现，所述空转状态借助于感应式能量传输系统的次级侧（S5、S6）上的开关允许次级侧的周期性短接。本发明优选地在电动车辆（4）的电池充电时被使用，但是其它的应用也是可能的。

技术领域

本发明涉及用于感应式能量传输的设备以及用于运行用于感应式能量传输的设备的方法。

背景技术

电动车辆和插电式混合动力车辆是已知的，所述电动车辆和插电式混合动力车辆的驱动完全地或者至少部分地借助于电动机实现。在此用于驱动电动机的电能由电蓄能器、例如牵引电池提供。对于所述蓄能器的充电，存在不同的方案。

例如可能的是，借助于合适的充电线缆将电动车辆直流地（galvanisch）与充电站连接。对此用户必须建立电动车辆和充电站之间的电连接。这尤其在差的天气情况、诸如下雨时可能被感受为令人不快的。此外由于电动车辆和插电式混合动力车辆的非常受限制的电有效距离，这种线缆连接必须通过用户非常经常地被建立，这被很多用户感受为电动车辆相对于常规车辆的大缺点。

因此还存在用于在充电站和车辆之间能量传输的无线缆解决方案。在此情况下，能量从充电站通过交变磁场被传输给车辆。来自交变磁场的能量在车辆中被转换为电能，并且所述电能被输送给车辆的蓄能器。然而在所述解决方案中需要的是，所述车辆尽可能精确地被布置在充电站上方。根据充电站中的初级线圈和车辆中的次级线圈的间隔和定向，得到对无线缆充电系统的不同的影响。在此线圈系统的耦合系数可能强烈地波动。在该情况下存在危险：即所述充电系统不在最优的工作点运行，这通常导致较差的效率和/或在初级线圈和次级线圈之间的气隙中的较高的交变磁场。

出版物DE 10 2010 055 696 A1公开用于无接触地传输的系统，其中初级侧上的传输系统的频率根据次级侧的状态参量被适配（anpassen）。除了纯适配初级侧上的系统参数，此外还存在可能性：通过次级侧的或者两侧的功率调节适配感应式充电系统的运行点。这样的系统例如在出版物US 2011/0231029 A1中被描述，其中需要在次级侧上的附加的变压器。

因此此外存在对感应式能量传输的需求，所述感应式能量传输使得能够在可变的耦合系数情况下改善地适配能量传输。此外存在对在可变的耦合系数情况下高效地和成本低地实现感应式能量传输的需求。

发明内容

按照第一方面，本发明实现用于感应式能量传输的设备，具有次级线圈装置，所述次级线圈装置被设计用于，在输入耦合交变磁场时在两个连接点之间提供交变电压；整流器，所述整流器被设计用于，对由次级线圈装置提供的交变电压整流；和开关装置，所述开关装置被设计用于，将次级线圈装置的两个连接点彼此电连接。

按照另一方面，本发明实现用于运行用于感应式能量传输的设备的方法，具有步骤：在次级线圈装置的两个连接点之间提供交变电压，其中交变磁场输入耦合到所述次级线圈装置中；并且将次级线圈装置的两个连接点电连接，其中次级线圈装置的两个连接点在所提供的交变电压的每个半波期间在预先确定的时间区间内被彼此连接。

发明优点

本发明所基于的想法是，在次级侧上扩展用于感应式能量传输的系统，使得附加的调节技术自由度被实现，所述自由度被使用用于优化各自的工作点。对此在次级侧上能够实现附加的空转状态，其方式是：通过有源开关替代整流器的两个下面的二极管。通过该新引入的空转状态的有针对性的充分使用，例如可以升高在大量工作点中的感应式能量传输的效率。