CN103857553B - 充电站 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于为电动车辆（200）进行感应充电的充电站（10）。根据本发明设置，充电站（10）具有能移动的初级线圈（40），该线圈能够为了电动车辆（200）的充电而产生磁场，其中初级线圈（40）被能移动的安装使得它由电动车辆（200）-在电动车辆驶入充电站（10）的区域内时-移动，并且能够相对于电动车辆（200）的次级线圈（220）定位。

Description

充电站
技术领域
本发明涉及一种用于为电动车辆进行感应充电的充电站。
背景技术
这种充电站具有初级线圈，该线圈为了电动车辆的充电而与它的次级线圈共同作用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种充电站，其中能够实现充电站的初级线圈相对于要充电的电动车辆的次级线圈的精确的定位。
该目的根据本发明的充电站来实现。
对此根据本发明设置，充电站具有能移动的初级线圈，该线圈能够为了对电动车辆进行充电而产生磁场，其中能移动的安装初级线圈，使得它由电动车辆-在电动车辆驶入充电站的区域内时-移动，并且能够相对于电动车辆的次级线圈定位。
根据本发明的充电站的明显的优点是，其中在电动车辆行驶时能够实现充电站的初级线圈相对于电动车辆的次级线圈的主动的或者自动的调节，因为充电站的初级线圈根据本发明可移动的安装。这使得电动车辆在驶入充电站的区域内时，初级线圈移动或者移位，进而相对于电动车辆的次级线圈最优地定位或者对准。在初级线圈的移动的范围内可能的是，调整初级线圈的最优的位置，并且进而引出在电动车辆方向来自充电站的最优的能量传输。
根据充电站的特别优选的设计设置，能移动的初级线圈这样固定在滑轨上，使得它能够被电动车辆-在电动车辆驶入初级线圈的区域内时-沿着滑轨的纵向(在滑轨的相应的定向下，例如沿着行驶方向)推移。由于初级线圈的移动，能够考虑这种情况，即电动车辆在停留在充电站的区域内时始终具有一定的停车公差，该公差通过沿着滑轨的纵向的初级线圈的移动得到补偿。
附加地或者替代地能够设置，能移动的初级线圈间接地或者直接地固定在能够围绕摆动轴摆动的承载架上，该承载架能够在电动车辆驶入初级线圈的区域内时由电动车辆摆动。通过初级线圈的承载架的摆动，能够补偿在充电站的区域内部的电动车辆的位置的一侧的公差，例如即使在电动车辆没有刚好中间地-关于初级线圈的位置-驶入充电站的区域内时，也能够实现初级线圈相对于次级线圈的最优的调节。
根据充电站的特别优选的设计设置，能够摆动的承载架具有滑轨或者由滑轨构成，该滑轨是能够围绕摆动轴摆动的，承载架允许初级线圈在滑轨的纵向上的移动，并且在电动车辆驶入初级线圈的区域内时，承载架能够由电动车辆摆动。通过初级线圈的摆动和滑动，非常简单的方式是可能的，达到初级线圈相对于次级线圈的最优的位置，并且进而实现两个线圈之间的最优的能量传输。
此外，当能移动的初级线圈弹性地固定在能够摆动的承载架或者滑轨上时，并且能够由电动车辆在驶入初级线圈的区域内时向下挤压时，其被看作是有利的。电动车辆的高度差通过弹簧以非常简单的方式补偿，该高度差由于在轮胎尺寸或者轮胎压力内的结构形式差别或者振动而产生，这样初级线圈相对于次级线圈的最优的垂直定位是可能的。
当在能够摆动的承载架或滑轨和初级线圈之间布置有伸缩装置时，初级线圈的弹性的固定以非常有利的方式实现，该伸缩装置弹性地向上挤压初级线圈，并且允许通过电动车辆的向下挤压。
为了实现，初级线圈在初始状态，也就是说在电动车辆驶入之前以及在充电过程开始之前，始终采用预定的初始位置，当初级线圈弹性地保持，而在没有外力影响下采用预定的初始位置时，其被看作是有利的。优选的是，保持线圈的承载件(例如承载架，滑轨，能够摆动的滑轨，等等)本身弹性负载，使得它在没有外力影响下采用预先限定给它的初始位置。
此外，本发明涉及一种能够感应充电的电动车辆，该电动车辆利用如上面已经描述的充电站是能够充电的。根据本发明，关于这种电动车辆设置，使得电动车辆具有次级线圈和定位装置，该定位装置适用于相对于电动车辆的次级线圈对充电装置的能移动的初级线圈进行定位。
通过根据本发明设置的定位装置，在电动车辆上能够以特别简单的方式在电动车辆驶入充电站的区域内时实现充电站的初级线圈相对于次级线圈的自动定位(或对准)，并因此实现电动车辆的特别低损耗的充电。根据本发明的充电站的优点因此以相应的方式适用于根据本发明的电动车辆。
根据电动车辆的特别有利的设计设置，定位装置布置在汽车底板上，并且包括两个彼此间隔的(优选的是向下指向的)侧壁，该侧壁在汽车的纵向上向后朝向彼此地并且朝向次级线圈的汇集。通过两个(漏斗形的或者类似于漏斗的)向后朝向彼此汇集的侧壁，能够以特别简单的方式实现初级线圈的捕捉(Einfangen)；在电动车辆驶入期间，侧壁也就是初级线圈侧面地移动，并且在最优的位置在电动车辆的次级线圈的下方移动。
在电动车辆的特别优选的设计中设置，定位装置由捕获护板构成，它的护板侧壁构成定位装置的侧壁，其中在电动车辆的纵向来看，在捕获护板的后面的护板端部上布置有次级线圈。捕获护板形式的定位装置能够以特别简单的方式制造，例如甚至是一体的，这样护板侧壁相对于彼此以及相对于布置在捕获护板的护板端部上的次级线圈的最优的定位已经在护板制造中自动地实现。
此外，本发明还涉及一种带有如上面所描述的充电站和带有如上面所描述的电动车辆的布置。
此外，本发明还涉及一种用于运行用于对电动车辆进行充电的充电站的方法。根据本发明关于这种方法设置，在电动车辆驶入充电站的区域内时，充电站的能移动的初级线圈通过布置在电动车辆的汽车底板上的定位装置相对于电动车辆的次级线圈来定向。
对于根据本发明的方法的优点，参阅关联根据本发明的充电站的上述设计，因为根据本发明的充电站的优点与根据本发明的方法的优点基本上相符。
被视为有利的是，当电动车辆驶入充电站的区域内时，利用布置在电动车辆的汽车底板上的定位装置，在滑轨上的能够移动的初级线圈沿着行驶方向移动。
附加地或者替代地能够设置，利用布置在汽车底板上的定位装置，与伸缩或者弹簧装置连接的初级线圈向下面的方向挤压底板。
替代地或者附加地能够设置，布置在汽车底板上的定位装置使得承载初级线圈的滑轨围绕摆动轴摆动，以便实现初级线圈相对于次级线圈的最优的定位。
附图说明
接下来参照实施例进一步解释本发明，其中示例性地示出：
图1为从侧面的视角示出的根据本发明的充电站的第一实施例，
图2为从上方示出的根据图1的充电站，
图3为在横截面内的根据图1和图2的充电站的滑轨的实施例，
图4为在承载充电站的初级线圈的承载元件插入滑轨之后的根据图3的滑轨，
图5为根据本发明的充电站的第二实施例，其中线圈能移动的安装在能够摆动地支承的滑轨上，
图6为根据本发明的充电站的第三实施例，其中线圈为沿着滑轨的纵向移动的并且在垂直的方向弹性地支承；
图7为示例性的驶入根据图5的充电站的区域内的电动车辆，
图8为从上方示出的根据图7的电动车辆，
图9为根据图7和8的电动车辆，在它采用充电站的上部的位置之后，
图10为从侧面的视角示出的电动车辆的次级线圈的上部的充电站的初级线圈的调整，
图11为对准电动车辆的次级线圈的下方的、充电站的初级线圈。
具体实施方式
在图中为清楚起见，对于相同的或者类似的部件始终使用相同的附图标记。
在图1中能够看到充电站10，它配备有控制装置20。控制装置20通过接线30连接在没有进一步展示的能量分布网上面。控制装置20的任务在于，控制、监控以及可能的保护在图1中没有展示的电动车辆的感应充电的充电过程。
如在图1中能够看出的，充电站10具有初级线圈40，初级线圈通过没有进一步展示的电线与控制装置20连接，并且通过它供给能量，能量通过初级线圈40感应地传输给电动车辆。
初级线圈40固定在承载元件50上，该承载元件可在滑轨60内被移动地引导。通过初级线圈40在可移动的承载元件50上的安装可能的是，初级线圈40为了相对于电动车辆的次级线圈进行调整沿着箭头方向P移动。
图2示出了在从上方看的根据图1的充电站10。能够看到初级线圈40以及承载元件50，该承载元件移动地引导在滑轨60内。在根据图2的实施例中可能的是，初级线圈40沿着箭头方向P在朝向控制装置20的方向移动。
控制装置20的布置在根据图1和图2的实施例中只是示例性地理解。控制装置20能够布置在图2中的滑轨60的左端部处或者也能够布置在滑轨60的右端部处或者与滑轨60完全分离地布置。
图3示例性地更详细地示出了根据图1和2的充电站10的滑轨60。能够看出，滑轨60具有上方的开口缝隙61，承载元件50通过该开口缝隙嵌接在滑轨60的内部区域62内。
在根据图3的实施例中，滑轨60的内部区域62在横截面内是近似矩形的；然而这只是示例性地理解。替代的是，内部区域62在横截面内也能够是其他形状的，例如正方形的、圆形的、椭圆形的或者多边形的。
图4示出了在承载元件50插入内部区域62之后的根据图3的滑轨60。因此可能的是，承载元件50与位于其上的初级线圈40一起沿着滑轨60的纵向移动；滑轨60的纵向在根据图4的展示中垂直地延伸向图像平面，即延伸至图像平面内，或者从图像平面内延伸出来。
图5示出了充电站10的第二个实施例。在这个实施例中，初级线圈40同样移动地支承在滑轨60上。对此，初级线圈40-如同根据图1至图4的实施例一样-固定在承载元件50上，该承载元件在滑轨60内被移动地引导。
附加的在根据图5的实施例中设置，滑轨60能够摆动地被支承。对此设置摆动轴70，它保持滑轨60，并使滑轨60沿着箭头P1和P2摆动。
在电动车辆驶入充电站10的区域内时可能的是，初级线圈40不只是平移地沿着箭头方向P移动，而是还垂直于箭头方向P移动。在根据图5的实施例中可能的是，初级线圈40定位在圆弧A的内部，它的大小由滑轨60的最大摆动角度a来定义。
为了避免控制装置20在滑轨60摆动时一起移动，优选地将它位置固定地安装在滑轨60的附近，如在图5中示例性地示出的。
在图6中示出了充电站10的实施例，其中初级线圈40通过移动的承载元件50固定在能够摆动地保持的滑轨60上，如结合根据图5的实施例来说明。
为了附加地实现初级线圈40在垂直方向的调节，充电站10根据图6附加地具有弹簧或者伸缩装置100，该装置弹性地相对于滑轨60保持线圈40。因此可能的是，当初级线圈40需要与电动车辆的次级线圈耦合时，其垂直向下挤压。
弹簧或者伸缩装置100优选地这样设计，使得它这样施加给初级线圈40应力，即它在没有更大的外力影响下在滑轨60的上方采用预定的高度。
图7示例性地示出根据图5的充电站10的初级线圈40的定位，当电动车辆200驶入充电站10的区域内时。图7还示出了从侧面看去的电动车辆驶入之前的情况。
图8示出了从上方看出的根据图7的电动车辆200以及充电站10。能够看出，充电站10的初级线圈40能移动的安装在滑轨60上，其中滑轨60是能够围绕摆动轴70摆动的。
此外，在图8内能够看到定位装置210，它包括两个彼此间隔的以及-在电动车辆的行驶方向来看-向后汇集的侧壁211和212。电动车辆200的次级线圈220位于定位装置210的后端部中，其中能量能够从充电站10的初级线圈40被耦合到次级线圈，以便用电能为电动车辆充电。
定位装置210能够通过例如一体的捕获护板构成(例如由塑料制成的，例如加强纤维塑料)，它的护板侧壁构成定位装置的侧壁211和212。
在图9中示出了在驶过充电站10的初级线圈40之后的根据图7和8的电动车辆。能够看到，初级线圈40由在图9中的定位装置210的侧壁211捕获，并且由它在图9中向下-即在行驶方向F来看向左-挤压。电动车辆200沿着行驶方向F继续向前行驶，因此初级线圈40由于在图9中的上方的侧壁211的影响朝次级线圈220的方向挤压，这样在充电站10的初级线圈40和电动车辆200的次级线圈220之间实现最优的对准。
在图9中示出的驶入情况中，为了初级线圈40的定位或者对准，只有定位装置210的侧壁211的协助。替代的是在另一种驶入情况中，定位装置210的在图9中的下方的侧壁212负责初级线圈40的最优的定位。
在示意性的图示中再一次在图10和11的侧视图中示出电动车辆200驶入充电站10的区域内。图10示出了电动车辆的设计为一体的捕获护板的定位装置210，带有位于其中的次级线圈220，它在电动车辆的行驶方向F移向充电站10。
在图11中示出了这种状态，在基于定位装置210的影响后，充电站10的初级线圈40处于相对于次级线圈220的最优的位置。能够看出，初级线圈40直接地位于次级线圈220的下方，这样由初级线圈40到次级线圈220的最优的感应的能量传输是可能的。
虽然在细节上通过优选的实施例进一步图示和描述了本发明，但本发明并不局限于所公开的例子，其他的变体可由专业人员由此推导出来，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于为电动车辆(200)进行感应充电的充电站(10)，
其特征在于，
-所述充电站(10)具有能移动的初级线圈(40)，所述初级线圈能够为了对所述电动车辆(200)进行充电而产生磁场，
-其中所述初级线圈(40)被能移动地安装，使得所述初级线圈由所述电动车辆(200)-在所述电动车辆驶入所述充电站(10)的区域内时-移动，并且能够相对于所述电动车辆(200)的次级线圈(220)定位，其中，能移动的所述初级线圈(40)间接地或者直接地固定在能够围绕摆动轴(70)摆动的承载架上，所述承载架能够在所述电动车辆驶入所述初级线圈(40)的区域内时由所述电动车辆(200)摆动。
2.根据权利要求1所述的充电站(10)，
其特征在于，能移动的所述初级线圈(40)固定在滑轨(60)上，使得所述初级线圈能够由所述电动车辆(200)沿着所述滑轨的纵向推移。
3.根据权利要求1或2所述的充电站(10)，
其特征在于，能够摆动的所述承载架具有滑轨(60)或者由滑轨(60)构成，所述滑轨能够围绕所述摆动轴(70)摆动，所述承载架允许所述初级线圈(40)在滑轨的纵向上推移，并且在所述电动车辆(200)驶入所述初级线圈(40)的所述区域内时，所述承载架能够由所述电动车辆(200)摆动。
4.根据权利要求1或2所述的充电站(10)，
其特征在于，能移动的所述初级线圈(40)弹性地安装在能够摆动的所述承载架或者滑轨(60)上，并且能够由所述电动车辆(200)在驶入所述初级线圈(40)的所述区域内时向下挤压。
5.根据权利要求3所述的充电站(10)，其特征在于，能移动的所述初级线圈(40)弹性地安装在能够摆动的所述承载架或者所述滑轨(60)上，并且能够由所述电动车辆(200)在驶入所述初级线圈(40)的所述区域内时向下挤压。
6.根据权利要求5所述的充电站(10)，
其特征在于，在能够摆动的所述承载架或所述滑轨(60)和所述初级线圈(40)之间布置伸缩装置(100)，所述伸缩装置弹性地向上挤压所述初级线圈(40)，并且允许通过所述电动车辆(200)向下挤压。
7.根据权利要求1或2所述的充电站(10)，
其特征在于，所述初级线圈(40)被弹性地保持，而在没有外力影响的情况下采用预定的初始位置。
8.根据权利要求6所述的充电站(10)，其特征在于，所述初级线圈(40)被弹性地保持，而在没有外力影响的情况下采用预定的初始位置。
9.一种能够感应充电的电动车辆(200)，
其特征在于，所述电动车辆(200)具有次级线圈(220)和定位装置(210)，所述定位装置适用于相对于所述电动车辆(200)的所述次级线圈(220)对根据前述权利要求1至8任一项所述的充电站(10)的能移动的初级线圈(40)进行定位。
10.根据权利要求9所述的电动车辆(200)，
其特征在于，所述定位装置(210)布置在汽车底板上，并且所述定位装置包括两个彼此间隔的侧壁(211，212)，所述侧壁在车辆的纵向上向后朝向彼此地并且朝向所述次级线圈(220)地汇集。
11.一种用于运行用于对电动车辆(200)进行充电的充电站(10)的方法，
其特征在于，在所述电动车辆(200)驶入所述充电站(10)的区域内时，所述充电站(10)的能移动的初级线圈(40)通过布置在所述电动车辆(200)的汽车底板上的定位装置(210)相对于所述电动车辆(200)的次级线圈(220)来定位，其中，能移动的所述初级线圈(40)间接地或者直接地固定在能够围绕摆动轴(70)摆动的承载架上，所述承载架能够在所述电动车辆驶入所述初级线圈(40)的区域内时由所述电动车辆(200)摆动。
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