[发明专利]确定初级与次级绕组结构之间的相对位置的系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于确定感应式功率传输系统(2)的初级绕组结构(18)与次级绕组结构(21)之间的相对位置和/或方位的系统，其中，系统(1)包括至少一个次级侧发送单元，其中，具有定位频率的定位信号(PS)可由所述次级侧发送单元发送，其中，所述系统包括至少一个初级侧接收单元，其中，接收到的信号的具有所述定位频率的信号部分是可确定的，其中所述相对位置和/或方位可依据所确定的信号部分来确定，本发明还涉及一种用于确定感应式功率传输系统(2)的初级绕组结构(18)与次级绕组结构(21)之间的相对位置和/或方位的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于确定感应式功率传输系统、特别是向车辆进行感应式功率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/或方位的系统。

背景技术

电动车辆、特别是有轨车辆和/或道路汽车可以通过借助于感应式功率传输而传递的电能来操作。这种车辆可以包括所谓的接收装置，该接收装置适于接收交变电磁场并且通过电磁感应产生交变电流。这种接收装置可以包括或提供所谓的次级绕组结构。此外，这种车辆可以包括适于将交流电(AC：Alternating Current)转换为直流电(DC：DirectCurrent)的整流器。DC可以用来给牵引电池充电或者操作电机。整流器将接收装置提供的AC转换为DC。

感应式功率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执行。初级单元和次级单元可以例如每个都包括一组提供前述初级和次级绕组结构的三相绕组。初级单元的一组绕组可以安装在地面上(初级绕组)，并可由路侧电源转换器(WPC：Wayside Power Converter)供电。次级单元的一组绕组安装在车辆上。例如，第二组绕组可以附接在车辆的下面、在有轨电车情况下在它的一些车厢之下。初级和次级侧可以是高频变换器的一部分以将电能传输到车辆。这种传输可以在处于静态状态(当车辆没有移动时)和处于动态状态(当车辆移动时)时完成。

US 7454170 B2公开了一种用于在第一装置与第二装置之间感应式传输功率和全双工数据信号的感应式传输系统。传输系统包括这两个装置之间的双向感应信道、用于通过感应信道以第一频率将功率信号从第一装置传输到第二装置的发送机、用于以第一调制频率调制第一数据信号的第一调制装置以及用于以第二调制频率调制第二数据信号的第二调制装置。此外，发送机通过感应信道将调制后的第一数据信号从第一装置传输到第二装置，并且通过感应信道将调制后的第二数据信号从第二装置传输到第一装置。第一调制频率和第二调制频率至少相差一倍。

感应式功率传输通常需要相对于初级绕组结构对车辆侧次级绕组结构进行正确定位，以便使传输功率量最大化，同时也为了满足安全要求并确保电磁兼容性。

WO 2011/127455 A2描述了与车辆相关联的无线功率天线的无线充电和无线功率对准。

WO 2014/023595 A2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，车辆包括次级线圈。此外，在充电位置中，次级线圈相对于初级线圈位于优选的空间位置范围内，从而，为了设置充电位置，系统借助于电磁距离和利用三角测量法测量角度来确定描述次级线圈相对于初级线圈的与时间相关的空间位置的定位。系统借助于定位和充电位置来检测接近充电位置的定位所沿着的至少一个部分驱动方向。

这些文件公开了感应式功率传输(IPT：Inductive Power Transfer)单元、也就是初级单元或次级单元的通信天线。

部件容差和环境影响可导致用于确定相对位置和/或方位的发送器装置的失谐。这种失谐会因此导致测量误差和不精确的结果。通常，为了提供期望的结果准确度，系统的耗时的标定是必要的。

发明内容

存在这样的技术问题：提供一种用于确定感应式功率输送系统的初级绕组结构与次级绕组结构之间的相对位置和/或方位的系统和方法，其中，由于部件容差和环境影响而导致的不准确性被最小化，而用于所述最小化的安装和操作花费被减少。