[实用新型]用于确定相对位置和/或定向的系统和控制单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于确定感应电能传输系统、尤其是用于向车辆传输电能的系统的初级绕组结构与次级绕组结构之间的相对位置和/或定向的系统。另外，本实用新型还涉及一种用于在这种系统中使用的控制单元。

背景技术

车辆、尤其是轨道车辆和/或道路汽车可通过借助于感应电能传输而传输的电能来操作。这种车辆可包括适于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交流电的所谓接收装置或次级单元。这种接收装置可包括或提供所谓的次级绕组结构。另外，这种车辆可包括适于将交流电(AC)转换为直流电(DC)的整流器。DC可用于对牵引电池进行充电或操作电机。整流器将通过接收装置提供的AC转换为DC。

感应电能传输通常使用通过初级绕组结构产生交变电磁场的初级单元和包括用于接收所述电磁场的接收装置的次级单元来实施。初级单元和次级单元例如可分别包括一组提供了上述初级和次级绕组结构的三相绕组。一组初级单元绕组可安装在地面上(初级绕组)且可由路侧功率转换器(WPC)来馈送。一组次级单元绕组安装在车辆上。例如，第二组绕组可附接在车辆下方，在有轨电车的情况下是在其一些运输车下方。第一和第二侧可以是用于将电能传输至车辆的高频变压器的一部分。该传输可在静态(车辆不移动)时进行或在动态(车辆移动)时进行。

US7,454,170B2公开了一种感应传送系统，其用于在第一和第二装置之间进行传送感应电能和双工数据信号。该传送系统包括：两个装置之间的双向感应通道；发送器，其用于将电能信号以第一频率在感应通道上从第一装置传送至第二装置；第一调制装置，其用于以第一调制频率来调制第一数据信号；和第二调制装置，其用于以第二调制频率来调制第二数据信号。另外，发送器将调制的第一数据信号在感应通道上从第一装置发送至第二装置，并将调制的第二数据信号在感应通道上从第二装置发送至第一装置。第一调制频率和第二调制频率是两者区别的至少一个因素。

感应电能传输通常要求车辆侧次级绕组结构相对于初级绕组结构的正确定位，以便最大化传输电能的量，也以便满足安全要求并保证电磁兼容性。

WO2011/127455A2公开了一种与车辆相联的无线电能天线的无线充电和无线电能对齐装置。

WO2014/023595A2公开了一种车辆和一种感应充电单元，其中，感应充电单元包括初级线圈且车辆包括次级线圈。另外，在充电位置，次级线圈相对于初级线圈位于优选的空间位置范围，从而使得：为了设置充电位置，该系统借助于电磁波测距和角度测量使用三角法来确定位置，该位置描述次级线圈相对于初级线圈的随时间变化的空间位置。该系统借助于该位置和充电位置来检测至少一个空间驱动方向，充电位置的位置可沿着该至少一个空间驱动方向来接近。

该文献公开了感应电能传输(IPT)单元、即初级单元或次级单元的通信天线。

构件公差和环境影响可导致用于确定相对位置和/或定向的发送器装置的解谐。这种解谐因此可导致测量误差和不精确的结果。通常，需要进行系统的耗时的校准，以便提供需要的结果的精确度。

存在的技术问题是提供一种用于确定感应电能传输系统的初级和次级绕组结构之间的相对位置和/或定向的系统，以及相应的控制单元，其中，结果的精确度被改进。

实用新型内容

所述技术问题的解决方案通过具有权利要求1和10的特征的主题来提供。本实用新型的其他有益实施例由从属权利要求的主题来提供。

一种用于确定用于感应电能传输、尤其到车辆的感应电能传输的系统的初级绕组结构与次级绕组结构之间的相对位置和/或定向的方法可通过所提出的系统来实施。用于感应电能传输的系统可包括具有初级绕组结构的初级单元和具有次级绕组结构的次级单元。车辆可包括具有次级绕组结构的次级单元，所述次级绕组结构用于接收由初级单元的初级绕组结构产生的交变电磁场。在初级绕组结构通电或被供送操作电流的情况下，初级绕组结构产生交变电磁场。初级单元可包括构件的全体或子集，用于感应电能传输的交变电磁场通过所述构件来产生。相应地，次级单元可包括构件的全体或子集，用于感应电能传输的交变电磁场通过所述构件被接收且提供相应的输出电压。

初级单元可通过感应电能传输垫来提供。这种垫可安装在道路或停车位置的表面，或可集成在这种表面内。