[发明专利]用于感应式地传输电能的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于感应式地将电能从设置在静止单元里面的初级线圈传输到设置在车辆中的次级线圈的设备。

背景技术

电驱动的车辆需要充电设备，用于给电蓄能器以规则的间隔再充电。在使用者通过使充电电缆与安置在车辆里面的插座接通而触发充电过程的充电设备中，该充电设备由于缺少使用友好性而不受欢迎。取而代之，在电动车中的趋势是基于无接触能量传输的充电设备。

一般至少一初级线圈产生一磁场，该磁场能够跨过气隙传输能量到次级线圈。但是越过气隙的有效和可靠的能量传输需要良好地定位初级线圈和次级线圈，因此最佳的是，车辆这样驻停在（充电）设备上方，使得次级线圈精确地叠置于初级线圈上方。但是如果车辆相对于最佳位置错开地驻停，则损失增加，且同时充电时间增加。

由EP2113180A2已知用于感应地传输电能的设备，其设计成毯子并且包括作为丝线织入的导（电）体。停放在这个设备上的耗电器可以与其位置无关地被供能。

在DE102009033239A1中建议一种用于感应地传输电能的设备，其中设有多个矩阵式设置的相同形式的初级线圈。为了补偿可能出现的在静止的初级线圈与设置在车辆中的次级线圈之间的错位，分别给与驻停在所述设备上方的车辆的相应次级线圈相重叠的初级线圈通电。但是用于大量独立的初级线圈和次级线圈的结构费用是高昂的。

发明内容

因此本发明的目的是，给出一种用于感应地传输电能的设备，其中车辆可以以较大的误差相对于该设备定位。

为了实现这个目的，在开头所述类型的设备中按照本发明规定，所述初级线圈和/或次级线圈具有至少一个可切换的线圈引出头/线圈分接头，用以调整对于感应地传输能量有效的线圈长度。

本发明基于这种认知，即：通过使两个线圈中的至少一个线圈具有可用以适配有效线圈长度的线圈引出头，可以实现所期望的定位误差补偿。这意味着，仅线圈的与另外的线圈相重叠的那部分会被激活。由此避免，不与另外的线圈相重叠的线圈部分产生电磁场。

在按照本发明的设备中可以规定，所述设备具有用于切换所述至少一个线圈引出头的控制装置。利用该控制装置可以切换相应的线圈引出头，即，所述控制装置可以激活或去活确定的线圈引出头。通过这种方式确定，初级线圈的确定部分是否产生电磁场或者是否类似地可以激活或去活次级线圈的确定区域。

通过将所述控制装置设计成用于检测出在其接通时使初级线圈和次级线圈最佳地相互对准的那个线圈引出头，可以实现特别高的效率。为此所述控制装置可以具有相应的测量装置，该测量装置能够确定藉之以高效率进行充电过程的最佳的线圈引出头。

本发明的一改进方案规定，所述初级线圈可配设有第一控制装置而次级线圈配设有与第一控制装置通信的第二控制装置。在这个设计方案中不仅初级线圈而且次级线圈都分别具有一个或多个可切换的线圈引出头，由此能够特别灵活地适配于车辆相对于静止的初级线圈的实际位置。

按照本发明，特别优选所述初级线圈和/或次级线圈设计成基本为筒形并且在两个对置的端部部段上具有至少一个可切换的线圈引出头。可切换的线圈引出头可以改变两个线圈中的一个或这两个线圈的在充电过程中作用的有效长度，由此能够实现特别好的匹配。所述初级线圈和次级线圈此时可以分别具有设置在相应线圈内部的线圈芯。

本发明的另一改进方案规定，所述初级线圈基本横向于车辆纵轴线地设置在地基/底座上或地基中。由此实现通过相应地切换线圈引出头来补偿车辆的横向错位的可能性。通过这个措施增加驻车位置的允差，由此又得到特别好的使用友好性。

本发明也可以用于下面的其它应用。可以使用由不同大小或宽度的车辆所要求的、不同宽度的次级线圈。通过将初级线圈调整到相应的不同的总宽度上，不同宽度的次级线圈同样可以无接触地且以高的效率用于传输能量。这种协调通过利用线圈引出头一起接通或分开线圈现存部分来实现。

初级线圈与次级线圈之间的不同间距、基本为竖直的间距如气隙同样可以通过切换线圈引出头来补偿。在初级线圈与次级线圈之间的间距发生变化时，次级侧上的电压水平也发生改变。为了重又达到理想的电压水平、即理论电压，可以在初级侧通过调整有效的线圈长度来改变绕组的数量。较少的绕组在次级侧上产生较低的电压。这种在次级侧上的电压变化可以随时执行，在充电过程期间也可以执行。

此外通过在初级侧上的、通过同时运行多个或所有初级线圈部段所造成的并联和多个或所有次级线圈部段的相应的并行激活，可以提高总体上传输的功率。