[发明专利]无线电力传送布置

说明书

一种无线电力传送布置（20），用于通过电感耦合跨气隙（9）进行无线电力传送，例如以用于对电动车辆的电池（31）进行充电，所述无线电力传送布置（20）包括具有用于生成磁场（28）到气隙（9）中的初级焊盘（22）的初级侧（21），以及布置在气隙（9）的另一侧的次级侧（24），该次级侧（24）拾取磁场（28）并将通过磁场（28）接收的能量提供给电池（31）。初级侧（21）例如安装在充电站处，并且次级侧（24）由电动车辆所包括。为了在电力传送期间控制充电过程，借助于两个无线收发器（35、36）在初级（21）和次级（24）之间提供无线通信信道（38）。根据本发明，无线收发器（35、36）被适配为使得它们的通信范围小于初级焊盘的最大空间程度的两倍。以这种方式，充电站和车辆之间的通信可能不被位于相同充电区域的其它充电站或车辆所接收。并且如果相同充电区域的其它车辆和其它充电站也根据本发明来适配，则它们的通信不彼此干扰或以其它方式彼此扰动，使得可以避免复杂且费力的配对过程。

技术领域

本发明涉及一种无线电力传送布置，用于通过电感耦合跨气隙进行无线电力传送，以用于对电动车辆的能量存储装置进行充电，其中该无线电力传送布置包括初级单元、由电动车辆包括的次级单元和用于控制电力传送的控制器，初级单元包括无线收发器和用于将磁场感应到气隙中的初级焊盘，次级单元包括无线收发器和用于接收通过磁场传送的电力的次级焊盘，无线收发器包括用于发射和接收通信信号的天线，并且被适配用于在初级单元和次级单元之间提供无线通信链路。

背景技术

电动车辆（EV）已经变得越来越受欢迎。术语电动车辆可以例如包括机动车辆，诸如汽车、卡车、摩托车、火车、船、轮船、潜水艇、飞机、直升机等，而且包括工业车辆，诸如叉车、AGV（自动化导向车辆）、清洁机、电梯等。电动车辆通常包括用于驱动车辆的电动机，并且它们通常包括向电动机供应能量的能量存储装置。存储在能量存储装置中的电力也可以例如用于操作这样的EV的电驱动装备，以用于提升、位移或运输任何种类的货物。

在大多数情况下，能量存储装置是可以再充电的电池。再充电通常在专用充电区域进行。通常，这样的充电区域包括多个充电站，其中两个或更多个车辆可以同时对它们的电池进行充电。在大多数情况下，每个充电站均永久安装在充电区域处，例如在站点的墙壁上或底部。为了对EV的电池进行充电，车辆被移动到充电区域，并且然后停在充电站中的一个附近，在那里电力可以从该充电站传输到车辆。

尽管铅酸电池已经并且仍然被使用，但是锂离子电池作为EV的牵引电池正被越来越频繁地使用。锂离子电池具有它们可以以高达1c的高c速率充电——其减少充电时间——的优点。因此，具有600安培小时（Ah）容量的锂离子电池可以用高达600安培（A）的电流充电，这将充电时间减少下降到约一小时，而具有相同容量的铅酸电池仅可以以约0.1c至0.2c的c速率充电，导致充电时间为五至十小时。此外，锂离子电池可以偶尔充电，而不对电池造成损坏，而铅酸电池当应用只为小分钟数的多个短充电周期时将对电池造成损坏。

然而，利用锂离子电池的高充电电流可能引起基于导线的充电器的问题，在基于导线的充电器中，充电电流经由线缆连接从充电站馈送到车辆，其中线缆通过连接器连接到源和/或电池。高充电电流将要求充电线缆具有大的铜直径和重型连接器。因此，充电线缆难以处置，并且连接器将快速磨损。在偶尔充电的情况下，这样的连接器将在几周内磨损。

为了克服充电线缆的问题，这样的电池的充电通常通过无线电力传送来完成。这样的无线电力传送系统也被指定为无线充电系统（WCS）或为电感电力传送（IPT）系统，以防电力通过电感耦合被无线传送。这样的系统确实与松散耦合的电感器一起工作。