CN105471017A - 具有紧急切断的无线电池充电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有紧急切断的无线电池充电系统。无线电池充电系统的车辆侧的充电系统装置包括:第一LC谐振电路、即接收线圈和电容器的串联或并联电路以及整流器,该整流器在输入侧具有第一和第二交流电压输入端并且在输出侧具有第一和第二直流电压输出端。第一交流电压输入端通过第一输出端口与电容器导电连接并且第二交流电压输入端通过第二输出端口与接收线圈导电连接。根据本发明,(i)整流器的第一和第二直流电压输出端,或(ii)整流器的第一和第二交流电压输入端,或(iii)第一LC谐振电路的第一和第二输出端口,或(iv)接收线圈的第一和第二端子能够通过终止开关的可控开关相互可开关地导电连接。

Description

具有紧急切断的无线电池充电系统
技术领域
本发明涉及用于给电动车辆的行驶电池充电的无线的、例如基于感应的电池充电系统的技术领域,该电池充电系统具有用于发射电磁能量的静止的充电设备和因此共同作用的、车辆侧的电子电路设备,该电路设备用于接收、转换能量并且将能量馈送到行驶电池中,并且在此特别是用于紧急切断充电过程的车辆侧的系统。
背景技术
用于给可充电的用于给电动车辆14的电动行驶马达16供应电能的行驶电池20充电的常规的无线的电池充电系统10在图1中示意性地示出。系统10包括静止的充电系统装置220和车辆侧的电子充电系统装置26。静止的充电系统装置220用于通过无线的、例如基于感应的连接12将能量传输到车辆侧的充电系统装置26并且通过该充电系统装置26传输到电动车辆14的行驶电池20中。车辆侧的充电系统装置26在此用于接收、转换能量并且将能量馈送到行驶电池20中。
车辆侧的充电系统装置26包括:第一LC谐振电路28,其被构造用于从充电装置220接收能量;和具有整流器96(参见图2)的整流器装置86,该整流器被构造用于将该整流器的交流电压输入端98和100(参见图2)上所施加的交流电压转换成在其直流电压输出端102和104上所提供的用于给行驶电池20充电的直流电压。
静止的充电系统装置220包括电网供应端子244、控制装置242和一个或多个第二LC谐振电路222。通过电网供应端子244,静止的充电系统装置220被连接到公共电网上并且可以吸收电能。通过控制装置242或由该控制装置控制地,作为交流电能量的电能被输送给第二LC谐振电路222之一,该LC谐振电路被构造用于将电能转换成电磁能量并且辐射电磁能量,使得所辐射的电磁能量的一部分通过无线连接12由用作接收器的第一LC谐振电路28接收、被转换成交流电压能量并且作为这样的交流电压能量被输送给整流器96,该整流器将能量转换成用于给行驶电池20充电的直流电能量。直流电压能量被车辆侧的充电系统装置26通过整流器装置86馈送到行驶电池20中。
为了行驶电池20可以由静止的充电装置220来无线充电,电动车辆14寻找停车位置,针对充电的持续时间该停车位置被辐射,使得可以构建从静止的充电系统装置220的第二LC谐振电路222之一到车辆侧的充电系统装置26的第一LC谐振电路28的无线连接12。电动车辆14通过同样无线的无线电连接在静止的充电系统装置220处登记,并且与该充电系统装置交换关于充电的多样的信息,包括电动车辆的行驶电池20的充电状态、充电时间、可用功率、功率需用量、电压、能量量和价格。此外,在两个通信方向上交换诊断数据和安全重要的数据,包括过压、过热和其他可能的系统错误状态。
电池充电系统10的两个相互无线连接的单元、静止的充电系统装置220和电动车辆14可以在充电进程中占据以下状态,所述状态必须通知分别另外的单元,以便该另外的单元可以相应地反应。作为示例是在电动车辆14侧达到充电的末尾,因为行驶电池20的最大电压被达到(“电池满了”)或者是充电例如由于强冷必须被中断的通知,或因为电动车辆14中的组件面临被破坏。
对于以下情况:无线电连接例如由于从外部作用的干扰而被中断或由两个无线电参与方之一所传递的通知被另外的无线电参与方错误地解释或车辆侧或充电装置侧的无线电装置本身具有错误,还不存在完全安全的方法用于干扰处理。例如由电动车辆向静止的充电系统装置传递的中断要求将由该静止的充电系统装置不正确或根本不接收或者错误地解释。在此,在车辆侧形成以下风险,即电池充电系统的系统部分(参见图1)可能不可逆地被破坏或占据甚至更危险的状态、诸如着火或爆炸。
为了减少这些风险可设想的是,设置第二、冗余的传输路径。然而,该解决方案引起附加的花费和成本并且尽管如此不提供完全的安全,特别是对于车辆侧的系统部分。
用于降低关于无线电连接的功能的风险的已知的方案在于,车辆侧或充电站侧的无线电装置以规律的时间间隔交换所谓的存在信号、与所谓的看门狗方法可比较,使得可以规律地检查无线电连接的功能和/或稳定性。在确定的时间间隔中期待的存在信号消失的情况下,期待信号的系统可以转变到安全状态中,例如可以在静止的充电系统装置220侧切断到无线连接中的功率传输或在电动车辆14侧切断所接收的功率通过整流器96到行驶电池20中的转运(参见图2)。
另一已知的用于风险降低的方案基于以下考虑,两个无线电参与方通过无线连接相互耦合并且一个无线电参与方至少大概已知分别另外的无线电参与方的电状态,例如包括所输出的或所吸收的电功率。如果当前的状态由于问题或干扰突然急剧地变化,那么可以在没有现存的通信连接的情况下也将无线电参与方转变到安全状态或“截止状态”中,例如包括初始的功率限制。
另外已知的用于风险降低或用于引起安全状态的方案一方面在于接通电流转运的纵向方向上的放电电阻以用于在电流方面释放从用作接收器的第一LC谐振电路28经过整流器96到行驶电池20中的通过电流方向、即电流转运的纵向方向上分别跟随的组件,并且另一方面在于在电流转运的纵向方向上接通有效连接的断电器、例如接触器。这样的附加连接的断电器、特别是接触器具有以下缺点:所述断电器是相对大的、重的和昂贵的并且在实施开关过程时、即在其纵向方向上中断电流转运时能够在第一LC谐振电路28中出现高压尖锋。
发明内容
本发明所基于的任务是,提供一种无线的电池充电系统,该电池充电系统具有静止的充电系统装置(充电站)和开头所述类型的电池充电系统的车辆侧的电子充电系统装置,该电子充电系统装置用于接收、转换能量并且将能量馈送到行驶电池中,其中系统的特别值得保护的车辆侧的组件借助紧急切断系统来保护,该紧急切断系统安全地并且以完全的电流中断起作用,引起制造中的少的附加花费并且能够在紧急切断之后实现快速并且成本适宜的修复。
该任务通过独立专利权利要求的主题来解决。本发明的有利的实施方式在从属权利要求中描述。
根据本发明的第一方面并且如要求的,提供无线电池充电系统的车辆侧的电子充电系统装置,其中充电系统装置用于接收、转换能量并且将能量馈送到用于给电动车辆的电动行驶马达供应电能的可充电的行驶电池中。在无线电池充电系统中,用于给行驶电池充电的电能从外部的充电系统装置经由无线的、特别是基于感应的连接和车辆侧的充电系统装置被输送给行驶电池。所要求的车辆侧的充电系统装置具有第一LC谐振电路和整流器。第一LC谐振电路包括被构造为接收线圈的第一线圈,该第一线圈被布置和/或被构造用于接收电磁能量,并且该第一LC谐振电路具有第一和第二端子、第一电容器、第一输出端口和第二输出端口。第一输出端口通过以串联电路的第一电容器和第一线圈或以并联电路的第一电容器和第一线圈与第二输出端口导电连接。整流器在输入侧具有第一和第二交流电压输入端并且在输出侧具有第一和第二直流电压输出端,并且被构造用于将可施加在第一和第二交流电压输入端之间的交流电压转换成可在第一和第二直流电压输出端之间提供的直流电压。第一交流电压输入端能够通过第一输出端口与第一电容器分别直接或间接地导电连接并且第二交流电压输入端能够通过第二输出端口与第一线圈分别直接或间接地导电连接。第一直流电压输出端能够与行驶电池的第一端口分别直接或间接地导电连接并且第二直流电压输出端能够与行驶电池的第二端口分别直接或间接地导电连接。
根据本发明:在第一实施方式(i)中整流器的第一和第二直流电压输出端,或在第二实施方式(ii)中整流器的第一和第二交流电压输入端,或在第三实施方式(iii)中第一LC谐振电路的第一和第二输出端口,或在第四实施方式(iv)中第一线圈的第一和第二端子,可以通过终止开关(Killswitch)的可控的开关相互可开关地导电连接。
以该方式,第一线圈、第一LC谐振电路、整流器的直流电压输出侧和/或整流器的交流电压输入侧、因此车辆侧的电路装置的相比较来说昂贵的组件(LC谐振电路和整流器)拥有单独的自保护,也就是说终止开关、即可控的紧急切断装置形式的自保护,该紧急切断装置引起安全的并且完全的电流中断、在制造中是价格适宜的并且包括可替换的并且成本适宜的过流保险装置,使得在紧急切断之后可以简单并且成本适宜地修复紧急切断装置。
终止开关可以具有第三过流保险装置和可控的第三开关。在实施方式(iii)中,其中第一LC谐振电路的第一和第二输出端口通过终止开关的第三可控开关相互可开关地导电连接,第三过流保险装置可以在从第一线圈的第一端子到第一输出端口的连接上或在从第一线圈的第二端子到第一LC谐振电路的第二输出端口的连接上串联连接。
替代或附加于此,终止开关可以具有第四过流保险装置和可控的第四开关。在实施方式(iv)中,其中第一线圈的第一和第二端子通过终止开关的第四可控开关相互可开关地导电连接,第四过流保险装置可以在从第一线圈的第一端子到第一输出端口的连接上或在从第一线圈的第二端子到第一LC谐振电路的第二输出端口的连接上串联连接。
根据本发明的第二方面并且如所要求的,提供用于用在无线电池充电系统的车辆侧的充电系统装置中的电整流器装置。在此,车辆侧的充电系统装置被构造用于接收、转换能量并且将能量馈送到用于给电动车辆的电动行驶马达供应电能的可充电的行驶电池中。用于给行驶电池充电的电能能够由外部的充电系统装置通过无线的、特别是基于感应的连接和具有整流器装置的车辆侧的充电系统装置被输送给行驶电池。
整流器装置在输入侧具有第一和第二交流电压输入端口并且在输出侧具有第一和第二直流电压输出端口并且具有整流器。整流器在输入侧具有第一和第二交流电压输入端并且在输出侧具有第一和第二直流电压输出端。整流器被构造用于将可施加在第一和第二交流电压输入端之间的交流电压转换成可在第一和第二直流电压输出端之间提供的直流电压。第一交流电压输入端口与整流器的第一交流电压输入端导电连接并且第二交流电压输入端口与整流器的第二交流电压输入端导电连接。此外,第一直流电压输出端口与整流器的第一直流电压输出端导电连接并且第二直流电压输出端口与整流器的第二直流电压输出端导电连接。
根据本发明:在第一实施方式(i)中整流器的第一和第二直流电压输出端,或在第二实施方式(ii)中整流器的第一和第二交流电压输入端,能够通过终止开关的可控的开关相互可开关地导电连接。
无线连接可以是基于感应的连接,并且电池充电系统可以是用于电动车辆的所谓的感应充电系统。
在根据第一方面的充电系统装置中或在根据第二方面的整流器装置中,终止开关可以具有第一过流保险装置和可控的第一开关。在实施方式(i)中,其中整流器的第一和第二直流电压输出端能够通过第一终止开关的可控开关相互可开关地导电连接,第一过流保险装置可以在从第一直流电压输出端到第一直流电压输出端口的连接上或在从第二直流电压输出端到第二直流电压输出端口的连接上串联连接并且结合第二直流电压输出端。
在根据第一方面的充电系统装置中或在根据第二方面的整流器装置中,终止开关可以具有第二过流保险装置以及可控的第二开关。在实施方式(iv)中,其中整流器的第一和第二交流电压输入端能够通过终止开关的可控的第二开关相互可开关地导电连接,第二过流保险装置可以在从第一交流电压输入端到第一交流电压输入端口的连接上或在从第二交流电压输入端到第二交流电压输入端口的连接上串联连接。
在根据第一方面的充电系统装置中或在根据第二方面的整流器装置中,终止开关可以在相应的装配布置或实施方式中被构造用于,当终止开关的可控开关从断开的(即不导通的)状态被切换到闭合的(即导通的)状态时,经过终止开关的过流保险装置的充电电流通过闭合的开关基本上无电阻地被引导并且由此上升直至超过过流保险装置的安全阈值,使得过流保险装置响应并且从闭合的(即导通的)状态转变为断开的(即不导通的)状态并且因此充电电流被中断。
过流保险装置和可控开关相较于要保护的组件(第一LC谐振电路和整流器)是相比较来说成本适宜的元件。
电整流器装置可以具有控制和监视(S&ü)装置,该控制和监视(S&ü)装置被构造用于,如果根据从S&ü装置向外部的充电装置指向和传递的中断充电过程的请求在以传递请求的时间点开始的预先确定的时长之内,充电装置以确认充电过程已经中断的反馈没有到达S&ü装置,那么将相应的终止开关从断开的(即不导通的)状态切换到闭合的(即导通的)状态。以该方式,在中断车辆侧的电路装置和充电装置之间的无线连接的情况下保护在电流转运的纵向方向上后置于相应的终止开关的组件以免过量充电、过压或过流。
S&ü装置可以执行多种监视和电路功能。特别是S&ü装置可以被构造用于实施以下功能中的一个或多个:
-监视行驶电池的充电电压,
-监视行驶电池的充电电流,
-监视行驶电池的温度,
-监视整流器的温度,
-监视接触保护放电电阻的温度,
-监视由充电装置所产生的状态信号,所述状态信号指示:充电装置的按规定的状态或运行是否存在,
-监视互锁信号,所述互锁信号在第一和第二互锁信号线路上传输,所述互锁信号线路将S&ü装置与包含第一和第二交流电压输入端口的整流器装置侧的插拔连接器连接并且所述互锁信号指示:一方面第一和第二输出端口之间的并且另一方面第一和第二交流电压输入端口之间的电插拔连接是否被建立,和
-监视事先规定的状态信号中的一个或多个,所述状态信号指示:电动车辆的按规定的运行或状态是否存在或者电动车辆的机组的按规定的运行或状态是否存在,并且所述状态信号通过S&ü装置可连接到的车辆总线系统被输送给S&ü装置。
S&ü装置还可以被构造用于,当上述的监视功能之一探测到不按规定的状态或运行时,无线地传递指向充电装置的中断充电过程的请求信号。
电整流器装置还可以具有以下元件中的一个或多个:第一滤波器装置,其被构造用于滤出整流器的输出信号中的第一交流电压分量;第二滤波器装置,其被构造用于滤出第一滤波器装置的输出信号中的第二交流电压分量;接触保护装置,其被构造用于快速地减小整流器装置的输出端处的对于人体有危险的电压电平,以便避免例如机械师在修理整流器装置时遭受身体上的损害,该接触保护装置具有中间回路放电电阻和与该中间回路放电电阻串联的并且被分配给该中间回路放电电阻的可控开关,其中该串联电路具有第一和与该第一相对的第二端子,并且其中第一端子与电整流器装置的第一直流电压输出端口导电连接并且第二端子与地导电连接;电压测量装置,其被构造用于探测行驶电池的电压状态;互锁探测装置,其被构造用于将互锁信号输送给S&ü装置,该互锁信号指示:一方面第一LC谐振电路的第一和第二输出端口之间的并且另一方面电整流器装置的第一和第二交流电压输入端口之间的电插拔连接是否被建立;第一温度测量装置,其被构造并且被布置用于测量整流器的温度并且将第一温度测量信号输送给S&ü装置,该第一温度测量信号指示整流器的温度;第二温度测量装置,其被构造并且被布置用于测量中间回路放电电阻的温度并且将第二温度测量信号输送给S&ü装置,该第二温度测量信号指示中间回路放电电阻的温度;和用于连接到车辆总线系统上的总线端口以及连接在S&ü装置和总线端口之间的或集成在S&ü装置中通过总线端口到车辆总线系统的接口。
第一滤波器装置可以被构造为低通滤波器并且具有第一和第二输入端、第一和第二输出端、带有第一和第二端子的第二线圈和带有第一和第二端子的第二电容器。第二线圈的第一端子可以通过低通滤波器的第一输入端直接或间接地与整流器的第一直流电压输出端导电连接并且第二线圈的第二端子通过低通滤波器的第一输出端与电整流器装置的第一直流电压输出端口导电连接。第二电容器的第一端子可以与第二线圈的第二端子导电连接并且第二电容器的第二端子可以与地导电连接。
第二滤波器装置可以被构造为第三电容器并且具有第一和第二端子。第一端子可以与电整流器装置的第一直流电压输出端口导电连接并且第二端子可以与地导电连接。
接触保护装置可以具有接触保护放电电阻和与该接触保护放电电阻串联的并且被分配给该接触保护放电电阻的可控开关。该串联电路可以具有第一和与该第一相对的第二端子,其中第一端子与电整流器装置的第一直流电压输出端口并且第二端子与地可以导电连接。
高压测量装置可以具有第一和第二端子。第一端子与行驶电池的第一端子极并且第二端子与行驶电池的第二端子极可以导电连接。替代地或附加地,第一端子与电整流器装置的第一直流电压输出端口并且第二端子与地可以导电连接。
接触保护装置可以包括接触保护放电电阻和与该接触保护放电电阻串联的可控开关。该串联电路可以具有第一和与该第一相对的第二端子。在此,第一端子与电整流器装置的第一直流电压输出端口并且第二端子与地可以导电连接。借助这样的接触保护装置可以通过接触保护放电电阻例如在充电过程之后负责:在整流器装置的输出端上不能再存在对于人体有危险的电压。对此,整流器装置的输出侧的电容必须通过接触保护放电电阻以受控的方式、即避免过流的方式来放电。
上述终止开关中的任一的相应的可控开关和/或中间回路放电装置的可控开关可以包括基于半导体的开关或机械开关。可控开关的两个设计选择是技术上成熟的并且相较于要保护的组件是相对便宜的元件。这样的开关可以以对专业人员已知的方式通过相应的引向开关的开关信号线路简单地控制和重复使用。因为这样的开关在运行中(接通的)仅短时间地直至触发过流保险装置,所以所述开关可以相对紧凑地被确定大小并且是成本适宜的。
上述终止开关中的任一的相应的过流保险装置可以包括熔断器或依赖于温度的可逆的中断元件。过流保险装置的两个设计选择同样是技术上成熟的并且相较于要保护的组件是相对便宜的元件。这样的保险装置可以在触发或激活终止开关之后由专业人员快速并且成本适宜地分别替换成新的保险装置或被重置,使得电动车辆又是准备好使用的。
根据本发明的第三方面,提供无线电池充电系统的静止的充电系统装置,该静止的充电系统装置被构造用于将能量传输到车辆侧的、被构造用于给电动车辆的行驶电池充电的、根据本发明的第一方面的电子充电系统装置。
根据本发明,静止的充电系统装置被构造并且具有相应的机件,以便接收从车辆侧的充电系统装置所发送的请求信号并且分析所述请求信号的状态,并且从信号的状态能够被解释为向静止的充电系统装置中断充电过程的请求的时间点起,在预先确定的时长之内通过结束能量传输而中断充电过程并且发送确认信号,所述确认信号指示:充电过程已经被中断。以该方式,静止的充电系统装置被适配用于根据本发明地与车辆侧的充电系统装置共同作用。如果即车辆侧的充电系统装置发送充电中断信号,而该充电中断信号的实施没有被静止的充电系统装置在预先确定的时长之内确认,那么S&ü装置可以由此解释成:无线电连接被中断或在静止的充电系统装置中存在错误,并且与此相应地车辆侧的充电系统装置转变成安全的状态,包括借助终止开关触发通过电流的紧急切断。
静止的充电系统装置可以包括第二LC谐振电路和具有开关功能的可控装置,该第二LC谐振电路具有用于发送电磁能量的发射线圈、被分配给该发射线圈的电容器。具有开关功能的装置可以与发射线圈和被分配给该发射线圈的电容器串联布置或者被布置在发射线圈和电容器之间并且被构造用于从闭合的、即导通的状态切换到断开的、即不导通的状态并且相反地切换。此外,静止的充电系统装置可以被构造用于,在请求信号的状态能够被解释成向静止的充电系统装置中断充电过程的请求之后,在预先确定的时间之内将具有开关功能的装置从闭合的状态切换到断开的状态。
总体上,根据本发明创造一种无线的电池充电系统,其中保证充电电流的安全的电流中断,因为基本上每个安全重要的参数通过相应的传感装置来数字地监视,并且其中在车辆侧充电电流的完全的电流中断可以以仅仅少的附加花费、即接通成本适宜的终止开关来触发并且以开关的少的花费或少的操作或者电子复位而被修复。
提示:本发明的实施方式参考不同的发明主题来描述。然而,对于专业人员在阅读该申请时将立即明白:只要没有明确地另作说明,除了属于发明主题的一种的特征的组合之外,属于发明主题的不同种的特征也可以任意组合。
附图说明
本发明的其他优点和特征从当前优选的实施方式的以下示例的描述中得出。
图1示出用于给电动车辆的行驶电池充电的常规的无线电池充电系统的强烈示意的框图。
图2示出车辆侧的电子充电系统装置的一种实施方式的原理电路图,该电子充电系统装置包括具有根据本发明的紧急切断系统的电池充电系统的整流器装置。
图3示出车辆侧的电子充电系统装置的一种实施方式中的控制和监视装置的框图。
具体实施方式
提示:随后描述的实施方式仅仅是本发明的可能的实施变型的限制的选择。因此可以的是,各个实施方式的特征以合适的方式相互组合,使得对于专业人员来说利用在此明确的实施变型可以将多个不同的实施方式视为明显被公开的。
在图2中示出的无线电池充电系统10包括通过无线连接12相互耦合并且能够相互进行通信的静止的充电系统装置220和车辆侧的充电系统装置26。无线电池充电系统10的静止的充电系统装置220用于将电磁能量传输到车辆侧的电子充电系统装置26。车辆侧的电子充电系统装置26用于接收所传输的电磁能量、用于将电磁能量转换成电能并且用于将电能馈送到用于给电动车辆14的电动行驶马达16供应电能的可充电的行驶电池20中。因此,为了由静止的充电系统装置220充电,电能可以通过无线连接12和车辆侧的充电系统装置26被输送给行驶电池20。
车辆侧的充电系统装置26具有第一LC谐振电路28和整流器96。第一LC谐振电路28包括第一电容器40和第一线圈34,该第一线圈被构造为接收线圈,用于接收由充电装置220所辐射的电磁能量;并且具有第一和第二端子36和38。此外,第一LC谐振电路28具有第一输出端口30和第二输出端口32。如在图2中所示,第一输出端口30通过以串联电路连接的第一电容器40和第一线圈34与第二输出端口32导电连接。替代地,第一线圈34和第一电容器40可以以并联电路连接,并且第一和第二输出端口30和32通过该并联电路导电连接(未示出)。
整流器96在输入侧具有第一和第二交流电压输入端98和100并且在输出侧具有第一和第二直流电压输出端102和104。整流器96被构造用于将施加在第一和第二交流电压输入端98和100之间的交流电压转换成在第一和第二直流电压输出端102和104之间所提供的直流电压。第一交流电压输入端98通过第一输出端口30与第一电容器40直接(未示出)导电连接或间接地通过过流保险装置74(进一步在下面解释)如在图2中所示那样导电连接。第二交流电压输入端100通过第二输出端口32与第一线圈34直接地如在图2中所示那样导电连接或间接地(未示出)导电连接。此外,第一直流电压输出端102与行驶电池20的第一端口22并且第二直流电压输出端104与行驶电池20的第二端口24分别间接地通过在图3中所示的控制和监视装置192的后置的组件126、150、156和162(进一步在后面解释)导电连接,或直接地(未示出)导电连接。
根据本发明,在第一实施方式(i)中整流器96的第一和第二直流电压输出端102和104和/或在第二实施方式(ii)中整流器96的第一和第二交流电压输入端98和100和/或在第三实施方式(iii)中第一LC谐振电路28的第一和第二输出端口30和32和/或在第四实施方式(iv)中第一线圈34的第一和第二端子36和38可以通过分配给实施方式的相应装配位置之一中的终止开关46、66、86、172的可控的开关60、80、120、186相互可开关地导电连接。
在图2中,可控开关60、80、120和186在四个实施方式中在终止开关46、66、86和172的四个装配位置中被示出。规定:在车辆侧的充电系统装置26的实现中,在从四个实施方式所选择的实施方式中,在从终止开关的可能的装配位置所选择的装配位置中分别包含仅仅一个可控开关60、80、120和186。
在实施方式(iii)中,在该实施方式中第一LC谐振电路28的第一和第二输出端口30和32通过根据实施方式(iii)的终止开关66的第三可控开关80相互可开关地导电连接,终止开关66包括第三过流保险装置74、74′,该第三过流保险装置具有第一和第二端子76和78;并且还包括可控的第三开关80,该第三开关具有第一和第二端子82和84。
在实施方式(iii)中,在第三过流保险装置74的第一可能的装配位置中,第三过流保险装置的第一端子76与第一电容器40并且第三过流保险装置的第二端子78与第一输出端口30导电连接。此外,第三开关80的第一端子82与第三过流保险装置74的第二端子78并且第三开关的第二端子84与第二输出端口32导电连接。
在实施方式(iii)中,在第三过流保险装置74′的第二可能的装配位置中,第一端子同样与第一线圈34的第一端子38并且第二端子同样与第二输出端口32导电连接。此外,第三开关80的第一端子82与第一输出端口30导电连接并且第三开关的第二端子84与第二输出端口32和第三过流保险装置74′的第二端子导电连接。
根据第三实施方式(iii)的终止开关66被后置于第一LC谐振电路28并且保护在到行驶电池20的通过电流中后置的组件96、126、150、156和162,所述组件进一步在以下解释。
在实施方式(iv)中,在该实施方式中第一线圈34的第一和第二端子36和38通过根据实施方式(iv)的终止开关46的第四可控开关60相互可开关地导电连接,终止开关46包括第四过流保险装置54、54′,该第四过流保险装置具有第一和第二端子56和58;并且还包括可控的第四开关60,该第四开关具有第一和第二端子62和64。
在实施方式(iv)中,在第四过流保险装置54的第一可能的装配位置中,第四过流保险装置的第一端子56与第一线圈34的第一端子36并且第四过流保险装置的第二端子58与第一电容器40的第一端子42导电连接。此外,第四开关60的第一端子62与第四过流保险装置54的第二端子58并且第四开关的第二端子64与第二输出端口32导电连接。
在实施方式(iv)中,在第四过流保险装置54′的第二可能的装配位置中,第四过流保险装置的第一端子与第一线圈34的第二端子38导电连接并且第四过流保险装置的第二端子58与第四开关60的第二端子64并且与第二输出端口32导电连接。此外,第四开关60的第一端子62与第一线圈34的第一端子36和第一电容器的第一端子42导电连接并且第四开关的第二端子64与第二输出端口32导电连接。
根据第四实施方式(iv)的终止开关46在第一LC谐振电路28中被后置于第一线圈34并且保护在到行驶电池20的通过电流中后置的第一电容器40、在到行驶电池20的通过电流中后置的整流器96和在到行驶电池20的继续的通过电流中后置的控制和监视装置192的其他组件126、150、156和162,所述组件参考图3进一步在以下解释。
在实施方式(i)中,在该实施方式中整流器96的第一和第二直流电压输出端102和104通过根据实施方式(i)的终止开关106的第一可控开关120相互可开关地导电连接,终止开关106包括第一过流保险装置114、114′,该第一过流保险装置具有第一和第二端子116和118;并且还包括可控的第一开关120,该第一开关具有第一和第二端子122和124。
在实施方式(i)中,在第一过流保险装置114的第一可能的装配位置中,第一过流保险装置的第一端子116与整流器96的第一直流电压输出端102并且第一过流保险装置的第二端子118与第一可控开关120的第一端子112导电连接。此外,第一开关120的第一端子112与低通滤波器126的第一输入端128导电连接并且第一开关的第二端子124与整流器96的第二直流电压输出端104和低通滤波器126的第二输入端130导电连接。
在实施方式(i)中,在第一过流保险装置114′的第二可能的装配位置中,第一过流保险装置的第一端子与整流器96的第二直流电压输出端104导电连接并且第一过流保险装置的第二端子与低通滤波器126的第二输入端130导电连接。此外,第一开关120的第一端子112与整流器96的第一直流电压输出端102和低通滤波器126的第一输入端128导电连接并且第一开关的第二端子124与第一过流保险装置114′的第二端子和低通滤波器126的第二输入端130导电连接。
因此实施方式(i)中的终止开关106被后置于整流器96并且保护在到行驶电池20的通过电流中后置的组件126、150、156和162,所述组件进一步在以下解释。
在实施方式(ii)中,在该实施方式中整流器96的第一和第二交流电压输入端98和100通过根据实施方式(ii)的终止开关172的第一可控开关186相互可开关地导电连接,终止开关172包括第二过流保险装置180、180′,该第二过流保险装置具有第一和第二端子182和184;并且还包括可控的第二开关186,该第二开关具有第一和第二端子188和190。
在实施方式(ii)中,在第二过流保险装置180的第一可能的装配位置中,第二过流保险装置的第一端子182与整流器装置86的第一交流电压输入端口88导电连接并且第二过流保险装置的第二端子184与整流器96的第一交流电压输入端98和第二可控开关186的第一端子188导电连接。此外,第二开关186的第一端子188与整流器96的第一交流电压输入端98导电连接并且第二开关的第二端子190与整流器96的第二交流电压输入端100和整流器装置86的第二交流电压输入端口90导电连接。
在实施方式(ii)中,在第二过流保险装置180′的第二可能的装配位置中,第二过流保险装置的第一端子182与整流器装置86的第二交流电压输入端口90导电连接并且第二过流保险装置的第二端子118与整流器96的第二交流电压输入端100和第二可控开关186的第二端子190导电连接。此外,第二开关186的第一端子188与整流器96的第一交流电压输入端98和整流器装置86的第一交流电压输入端口88导电连接并且第二开关的第二端子190与第二过流保险装置180′的第二端子和整流器96的第二交流电压输入端100导电连接。
因此装配位置(ii)中的终止开关172被前置于整流器96并且保护在到行驶电池20的通过电流中后置的整流器96和进一步后置的组件126、150、156和162,所述组件进一步在以下解释。
终止开关106、172、66或46在其相应的实施方式(i)、(ii)、(iii)或(iv)中被构造用于,如果其所属的可控开关120、180、80或60在其相应的装配位置(i)、(ii)、(iii)或(iv)中分别从断开的(即不导通的)状态切换到闭合的(即导通的)状态,那么经过终止开关的过流保险装置114或114′、180或180′、74或74′或者54或54′的充电电流在终止开关的相应的实施方式中分别通过所分配的闭合的开关基本上无电阻被引导。由此,充电电流上升直至超过过流保险装置的安全阈值。因此过流保险装置响应并且从闭合的(即导通的)状态转变为断开的(即不导通的)状态。由此中断充电电流。这样的、可触发的或可控的充电电流中断可以根据本发明用在如在下面进一步详细描述的紧急切断系统中。
装配位置(i)中的整流器96和终止开关106或装配位置(ii)中的终止开关180是电整流器装置86的组件,如图2中所示。该整流器装置86在输入侧具有第一和第二交流电压输入端口88和90并且在输出侧具有第一和第二直流电压输出端口92和94。第一交流电压输入端口88与整流器96的第一交流电压输入端98导电连接并且第二交流电压输入端口90与整流器96的第二交流电压输入端100导电连接。第一直流电压输出端口92与整流器96的第一直流电压输出端102导电连接并且第二直流电压输出端口94与整流器96的第二直流电压输出端104导电连接。
电整流器装置86包括可以实施多个监视、控制和电路功能的控制和监视(S&ü)装置192。
此外,电整流器装置86或其中包含的控制和监视(S&ü)装置192被构造用于将终止开关46、66、106或172在其相应的装配位置中从闭合的、即导通的状态切换到断开的、即不导通的状态。如果根据从S&ü装置192向外部的充电装置220指向和传递的中断充电过程的请求在以传递请求的时间点开始的预先确定的时长之内,充电装置220以确认充电过程已经中断的反馈没有到达S&ü装置192,那么进行到导通状态的切换或导通状态的触发。
此外,S&ü装置192被构造用于实施以下功能中的一个或多个:监视行驶电池20的充电电压、充电电流和/或温度;监视整流器96的温度和/或接触保护放电电阻164的温度;监视由充电装置所产生的状态信号,该状态信号指示:充电装置220的按规定的状态或运行是否存在;监视互锁信号,该互锁信号在第一和第二互锁信号线路200和201上传输,该互锁信号线路将S&ü装置(192)与包含第一和第二交流电压输入端口(88、90)的整流器装置侧的插拔连接器连接并且该互锁信号指示:一方面第一和第二输出端口30和32之间的并且另一方面第一和第二交流电压输入端口88和90之间的电插拔连接是否被建立;并且监视事先规定的状态信号中的一个或多个,所述状态信号指示:电动车辆14的按规定的运行或状态是否存在或者电动车辆14的机组的按规定的运行或状态是否存在。这样的状态信号通过S&ü装置192所连接到的车辆总线系统212被输送给S&ü装置192。
S&ü装置192被构造用于,当上述的监视功能之一探测到不按规定的状态或运行时,无线地传递指向充电装置220的中断充电过程的请求信号。
电整流器装置86还包括具有第一和第二输入端128和130以及第一输出端132的第一滤波器装置126。第一滤波器装置126的第一输入端128间接地通过第二过流保险装置114,如从图2和3可见,或直接地(未示出)与整流器96的第一直流电压输出端102导电连接并且第一滤波器装置126的第一输出端132直接地(未示出)或间接地特别是通过S&ü装置192的后置的组件150、156和162与电整流器装置86的第一直流电压输出端口92导电连接。第一滤波器装置126从整流器96的输出侧所期望的直流电中滤出第一输出端132处期望的直流电中的可能的第一交流电分量,所述交流电分量通过外部的干扰本身穿过车辆侧的充电系统装置26的磁屏蔽的壳体罩(未示出),包括静止的充电系统装置220中的电磁辐射。第一滤波器装置126用于准备整流器96的输出电压,使得尽可能“平滑的”、即在时间进程中尽可能连续的直流电压信号可以被输送给行驶电池20。
电整流器装置86还包括具有第一和第二端子152和154的第二滤波器装置150。第一端子152直接地(未示出)或间接地特别是通过S&ü装置192的后置的组件156和162与电整流器装置86的第一直流电压输出端口92导电连接并且第二端子154与地(未示出)或间接地特别是通过S&ü装置192的后置的组件156和162与电整流器装置86的第二直流电压输出端口94导电连接。第二滤波器装置150从第一滤波器装置126的输出侧所期望的直流电中滤出第一端子152处期望的直流电中的可能的剩余的第二频率分量。第二滤波器装置150可以具有所谓的滤波器电容器,该滤波器电容器具有高的电容值并且能够引起关于第一滤波器装置126附加的或替代的信号平滑。
电整流器装置86还包括具有第一和第二端子158和160的电压测量装置156。第一端子158直接地(未示出)或间接地例如通过S&ü装置192的后置的组件162与电整流器装置86的第一直流电压输出端口92和行驶电池20的第一极22导电连接。第一端子158间接地通过第四过流保险装置180与整流器96的第一直流电压输出端102导电连接,如从图2和3可见。第二端子160可以与地(未示出)或与行驶电池20的第二极24导电连接。电压测量装置156用于测量行驶电池20的电压状态(充电电压或高压)并且将代表所测量的电压值的测量信号通过电压测量信号线路157(在图3中作为虚线来示出)输送给S&ü装置192的分析部分(未示出)。
电整流器装置86还包括接触保护装置162,该接触保护装置包括接触保护放电电阻164和与该接触保护放电电阻串联的并且被分配给该接触保护放电电阻的可控开关166。该串联电路具有第一端子168和与该第一端子相对的第二端子170。第一端子168与电整流器装置86的第一直流电压输出端口92导电连接。第二端子170可以与地(未示出)或与电整流器装置86的第二直流电压输出端口94导电连接。可控开关166通过开关控制线路167被连接到S&ü装置192的控制部分(未示出)上并且可以通过开关控制线路167控制。如果开关166对S&ü装置192的控制部分中的开关信号反应而被闭合,那么可以在充电过程结束之后通过接触保护放电电阻164以受控的方式减少整流器装置的输出端处的接触电压或过压状态,该接触保护放电电阻的值已经被合适地选择。
电整流器装置86还包括互锁探测装置194。该互锁探测装置被构造用于将所谓的互锁信号输送给S&ü装置192,该互锁信号指示:一方面第一LC谐振电路28的第一和第二输出端口30和32之间的并且另一方面电整流器装置86的第一和第二交流电压输入端口88和90之间的电插拔连接是否被建立。电插拔连接通过例如固定在整流器装置86的壳体上的第一插拔连接器(未示出)以及第二插拔连接器(未示出)来构造,其中第一插拔连接器包含第一和第二交流电压输入端口88和90并且例如以插座的形式来构造,第二插拔连接器包含第一LC谐振电路28的第一和第二输出端口30和32并且例如以插头的形式来构造。互锁探测装置194包括第一和第二端子196和198,所述端子可以通过短路机构(未示出)被短路、即导电连接。如果电插拔连接的第一和第二插拔连接器按规定地相互连接或者如果包括至少一个第一管脚和第二管脚的第一插拔连接器(未示出)与被分配给该第一插拔连接器的第二插拔连接器(未示出)按规定地连接、例如被插入,其中第一管脚构成第一LC谐振电路28的第一输出端口30,第二管脚构成第一LC谐振电路28的第二输出端口32,那么该短路机构起作用。第二插拔连接器包括至少一个第一端子和第二端子,该第一端子构成整流器装置86的第一交流电压输入端口88并且可以容纳第一管脚,该第二端子构成整流器装置86的第二交流电压输入端口90并且可以容纳第二管脚。如果第一插拔连接器按规定地与第二插拔连接器连接(插入),那么从S&ü装置192经过第一互锁信号线路200、第一端子196、短路机构、第二端子198和第二互锁信号线路202回到S&ü装置192延伸的电流回路被闭合,这被S&ü装置192解释成,第一LC谐振电路28和整流器装置86或整流器96之间的电插拔连接被建立。如果第一插拔连接器没有与第二插拔连接器连接(插入),那么基于短路机构的电流回路被中断,这被S&ü装置192相应地解释。
电整流器装置192还包括第一温度测量装置202。该温度测量装置被构造和被布置用于测量整流器96的温度并且将第一温度测量信号通过测量信号线路204输送给S&ü装置192的分析部分(未示出),该第一温度测量信号指示整流器96的温度。借助第一温度测量装置202并且通过分析第一温度测量信号、特别是通过将该测量信号与预先确定的第一温度阈值进行比较,S&ü装置192的分析部分(未示出)可以探测,整流器96的温度是否具有按规定的值或过高的值,该过高的值可以表明整流器96的过热或过载。作为对探测到过高的(位于阈值之上)温度值的答复,S&ü装置192的控制部分(未示出)例如向充电装置220传递减少传递功率或中断充电过程的请求信号,并且如果充电装置220没有在预先确定的时长之内确认该减少或中断,那么通过激活第一或第三终止开关46或66而中断电路装置26中的通过电流。
电整流器装置192还包括第二温度测量装置206。该温度测量装置被构造和被布置用于测量接触保护放电电阻164的温度并且将第二温度测量信号通过测量信号线路208输送给S&ü装置192的分析部分(未示出),该第二温度测量信号指示接触保护放电电阻164的温度。借助第二温度测量装置206并且通过分析第二温度测量信号、特别是通过将该测量信号与预先确定的第二温度阈值进行比较,S&ü装置192的分析部分(未示出)可以探测,接触保护放电电阻164的温度在接触电压或过压状态的激活放电的情况下是否具有按规定的值或过高的值,该过高的值可以表明接触保护放电电阻164的过热或过载进而表明错误的状态。这可以表明:(紧急)切断仅部分地被执行并且静止的充电系统装置此外以可能少的功率进行充电。作为对探测到过高的(位于阈值之上)温度值的答复,S&ü装置192的控制部分(未示出)可以断开可控开关166进而中断通过接触保护放电电阻164的放电。
电整流器装置192还包括总线端口210和连接在S&ü装置192和总线端口210之间的或集成在S&ü装置192中的接口214,通过该接口S&ü装置192与总线端口210连接并且通过该总线端口210被连接到车辆总线系统212上。通过车辆总线系统212,附加的车辆系统信息、特别是电动车辆14的任一在电池充电系统10之外所提供的组件的不按规定的安全重要的状态或运行状态可以由车辆传感装置输送给S&ü装置192。也基于这样的车辆系统信息,S&ü装置192可以将终止开关46、66、106或172之一切换到中断的状态进而中断电路装置26中的(充电)通过电流。
在相应的装配位置中的终止开关46、66、106或172的相应的可控开关60、80、120或186分别和/或接触保护装置162的可控开关166可以是基于半导体的开关或机械开关。可控开关的两个设计选择是技术上成熟的并且相较于要保护的组件28、96、126、150、156和行驶电池20相对便宜的元件。
在相应的装配位置中的终止开关46、66、106或172的相应的过流保险装置54、74、114或180分别可以包括熔断器或依赖于温度的、可逆的中断元件。过流保险装置的两个设计选择同样是技术上成熟的并且相较于要保护的组件28、96、126、150、156和行驶电池20相对便宜的元件。
静止的充电系统装置220被构造并且具有相应的机件,以便接收从车辆侧的充电系统装置26所发送的请求信号并且分析该请求信号的状态。
从信号的状态可以被解释为向静止的充电系统装置220中断充电过程的请求的时间点起,静止的充电系统装置220可以在预先确定的时长之内通过结束能量传输而中断充电过程并且发送确认信号,该确认信号指示:充电过程已经被中断。
静止的充电系统装置220包括电网供应端子244、控制装置242和第二LC谐振电路222。通过电网供应端子244,静止的充电系统装置220从特别是公共供电网获取电能。控制装置242此外被构造用于转运电能到第二LC谐振电路222,或中断该转运或通过电流。
第二LC谐振电路222包括用于发送电磁能量的发射线圈224、被分配给发射线圈224的电容器230和具有开关功能的可控装置236、诸如可控可开关的逆变器(未示出)。通过合适地确定电容器230的电容大小和发射线圈224的电感大小,第二LC谐振电路222的谐振频率被调节到160kHz并且发射线圈224被加载具有该频率的交流电。
具有开关功能的装置236与发射线圈224和电容器230如图2中所示那样串联布置,或者被布置在发射线圈224和电容器230之间。该装置236可以由控制装置242从闭合的、即导通的状态切换到断开的、即不导通的状态并且可以相反地切换。控制装置242可以分析由车辆侧的充电系统装置26通过无线电连接发送的信息或解释通知并且据此调节充电参数、包括所通知的电磁功率的强度或者接通或中断充电过程。根据本发明,静止的充电系统装置220被构造用于,在其将来自车辆侧的充电系统装置26的请求信号的状态解释成中断充电过程的请求之后,在预先确定的时间之内将具有开关功能的装置236从闭合的状态切换到断开的状态进而中断充电过程。
第一LC谐振电路28的接收频率通过确定第一线圈34的电感大小和第一电容器40的电容大小来确定。第二LC谐振电路222的谐振频率(发射频率)如已经提及地通过确定第二线圈224的电感大小和第二电容器230的电容大小来确定,并且例如被调节到160kHz的值上。第一LC谐振电路28的接收频率被协调到第二LC谐振电路222的发射频率上。因此第一LC谐振电路28可以通过无线连接12接收第二LC谐振电路222所辐射的电磁能量的最大值。
车辆侧的充电系统装置26的第一线圈34可以与静止的充电系统装置220的第二线圈224磁耦合,例如其中两个线圈34和224被例如环形的铁磁轭穿过,该铁磁轭利于磁场传输。在该情况下,无线连接12是基于感应的连接,具有作为初级线圈的第二线圈224和作为次级线圈的第一线圈40,并且电池充电系统10被电动车辆的已知的感应充电系统所包括。
附图标记列表
10电池充电系统
12无线连接
14电动车辆
16电动行驶马达
20行驶电池
22第一端口
24第二端口
26车辆侧的充电系统装置
28第一LC谐振电路
30第一输出端口
32第二输出端口
34第一线圈
36第一端子
38第二端子
40第一电容器
42第一端子
44第二端子
46根据实施方式(iv)的装配布置中的终止开关
54、54′第四过流保险装置
56第一端子
58第二端子
60可控的第四开关
62第一端子
64第二端子
66根据实施方式(iii)的装配布置中的终止开关
74、74′第三过流保险装置
76第一端子
78第二端子
80可控的第三开关
82第一端子
84第二端子
86整流器装置
88第一交流电压输入端口
90第二交流电压输入端口
92第一直流电压输出端口
94第二直流电压输出端口
96整流器
98第一交流电压输入端
100第二交流电压输入端
102第一直流电压输出端
104第二直流电压输出端
106根据实施方式(i)的装配布置中的终止开关
114、114′第一过流保险装置
116第一端子
118第二端子
120可控的第一开关
122第一端子
124第二端子
126第一滤波器装置
128第一输入端
130第二输入端
132第一输出端
136第二线圈
138第一端子
140第二端子
142地
144第二滤波器装置
146第一端子
148第二端子
150第三电容器
152第一端子
154第二端子
156电压测量装置
157电压测量信号线路
158第一端子
160第二端子
162接触保护装置
164接触保护放电电阻
166可控开关
167开关控制线路
168第一端子
170第二端子
172根据实施方式(ii)的装配布置中的终止开关
180、180′第二过流保险装置
182第一端子
184第二端子
186可控的第二开关
188第一端子
190第二端子
192控制和监视装置
194互锁探测装置
196第一端子
198第二端子
200第一互锁信号线路
201第二互锁信号线路
202第一温度测量装置
204用于第一温度测量信号的测量信号线路
206第二温度测量装置
208用于第二温度测量信号的测量信号线路
210总线端口
212车辆总线系统
214接口
220静止的充电系统装置
222第二LC谐振电路
224发射线圈
226第一端子
228第二端子
230电容器
232第一端子
234第二端子
236具有开关功能的装置
238第一端子
240第二端子
242控制装置
244电网供应端子

Claims (14)

1.无线电池充电系统(10)的车辆侧的电子充电系统装置(26),用于接收、转换能量并且将能量馈送到用于给电动车辆(14)的电动行驶马达(16)供应电能的可充电的行驶电池(20)中,其中用于给行驶电池(20)充电的电能能够由外部的充电系统装置(220)通过无线的、特别是基于感应的连接(12)和车辆侧的充电系统装置(26)被输送给所述行驶电池(20),其中车辆侧的充电系统装置(26)具有以下:
第一LC谐振电路(28),其具有:被构造为接收线圈的第一线圈(34),所述第一线圈被布置和/或被构造用于接收电磁能量并且具有第一和第二端子(36、38);第一电容器(40);第一输出端口(30)和第二输出端口(32),其中第一输出端口(30)通过以串联电路的第一电容器(40)和第一线圈(34)或以并联电路的第一电容器(40)和第一线圈(34)与第二输出端口(32)导电连接,和
整流器(96),所述整流器在输入侧具有第一和第二交流电压输入端(98、100)并且在输出侧具有第一和第二直流电压输出端(102、104),其中:所述整流器(96)被构造用于将可施加在第一和第二交流电压输入端(98、100)之间的交流电压转换成可在第一和第二直流电压输出端(102、104)之间提供的直流电压;第一交流电压输入端(98)能够通过第一输出端口(30)与第一电容器分别直接或间接地导电连接并且第二交流电压输入端(100)能够通过第二输出端口(32)与第一线圈(34)分别直接或间接地导电连接;第一直流电压输出端(102)能够与行驶电池(20)的第一端口(22)分别直接或间接地导电连接并且第二直流电压输出端(104)能够与行驶电池(20)的第二端口(24)分别直接或间接地导电连接;
其特征在于,
(i)整流器(96)的第一和第二直流电压输出端(102、104),
(ii)整流器(96)的第一和第二交流电压输入端(98、100),
(iii)第一LC谐振电路(28)的第一和第二输出端口(30、32)和/或
(iv)第一线圈(34)的第一和第二端子(36、38)
能够通过终止开关(106、172、66、46)的可控开关(120、186、80、60)相互可开关地导电连接。
2.根据权利要求1所述的充电系统装置,其特征在于,所述终止开关(66)具有第三过流保险装置(74、74′)和可控的第三开关(80),并且
在实施方式(iii)中,其中第一LC谐振电路(28)的第一和第二输出端口(30、32)能够通过终止开关(66)的可控的第三开关(80)相互可开关地导电连接,
第三过流保险装置(74)在从第一线圈(34)的第一端子(36)到第一输出端口(30)的连接上串联连接或第三过流保险装置(74′)在从第一线圈(34)的第二端子(38)到第一LC谐振电路(28)的第二输出端口(32)的连接上串联连接。
3.根据权利要求1所述的充电系统装置,其特征在于,所述终止开关(46)具有第四过流保险装置(54、54′)和可控的第四开关(60),并且
在实施方式(iv)中,其中第一线圈(34)的第一和第二端口(36、38)能够通过终止开关(46)的可控的第四开关(60)相互可开关地导电连接,
第四过流保险装置(54)在从第一线圈(34)的第一端子(36)到第一输出端口(30)的连接上串联连接或第四过流保险装置(54′)在从第一线圈(34)的第二端子(38)到第一LC谐振电路(28)的第二输出端口(32)的连接上串联连接。
4.用于用在无线电池充电系统(10)的车辆侧的充电系统装置(26)中的电整流器装置(86),其中车辆侧的充电系统装置(26)被构造用于接收、转换能量并且将能量馈送到用于给电动车辆(14)的电动行驶马达(16)供应电能的可充电的行驶电池(20)中,其中用于给行驶电池(20)充电的电能能够由外部的充电系统装置(220)通过无线的、特别是基于感应的连接(12)和具有所述整流器装置(86)的车辆侧的充电系统装置(26)被输送给所述行驶电池(20),其中:
所述整流器装置(86)在输入侧具有第一和第二交流电压输入端口(88、90)并且在输出侧具有第一和第二直流电压输出端口(92、94)并且具有整流器(96),
所述整流器(96)在输入侧具有第一和第二交流电压输入端(98、100)并且在输出侧具有第一和第二直流电压输出端(102、104),
所述整流器(96)被构造用于将可施加在第一和第二交流电压输入端(98、100)之间的交流电压转换成可在第一和第二直流电压输出端(102、104)之间提供的直流电压,
第一交流电压输入端口(88)与整流器(96)的第一交流电压输入端(98)导电连接并且第二交流电压输入端口(90)与整流器(96)的第二交流电压输入端(100)导电连接,并且
第一直流电压输出端口(92)整流器(96)的第一直流电压输出端(102)导电连接并且第二直流电压输出端口(94)与整流器(96)的第二直流电压输出端(104)导电连接,
其特征在于,
(i)整流器(96)的第一和第二直流电压输出端(102、104)和/或
(ii)整流器(96)的第一和第二交流电压输入端(98、100)
能够通过终止开关(106、172)的可控开关(120、186)相互可开关地导电连接。
5.根据权利要求1所述的充电系统装置或根据权利要求4所述的整流器装置(86),其特征在于,所述终止开关(106)具有第一过流保险装置(114、114′)和可控的第一开关(120),并且
在实施方式(i)中,其中整流器(96)的第一和第二直流电压输出端(102、104)能够通过终止开关(106)的可控的第一开关(186)相互可开关地导电连接,其中
第一过流保险装置(114)在从第一直流电压输出端(102)到第一直流电压输出端口(92)的连接上串联连接或第一过流保险装置(114′)在从第二直流电压输出端(102)到第二直流电压输出端口(94)的连接上串联连接并且结合第二直流电压输出端(102)。
6.根据权利要求1所述的充电系统装置或根据权利要求4所述的整流器装置(86),其特征在于,所述终止开关(172)具有第二过流保险装置(180、180′)和可控的第二开关(186),并且
在实施方式(iv)中,其中整流器(96)的第一和第二交流电压输入端(98、100)能够通过终止开关(172)的可控的第二开关(186)相互可开关地导电连接,
第二过流保险装置(180)在从第一交流电压输入端(98)到第一交流电压输入端口(88)的连接上串联连接或第二过流保险装置(180′)在从第二交流电压输入端(100)到第二交流电压输入端口(90)的连接上串联连接。
7.根据权利要求1至3、5或6之一所述的充电系统装置或根据权利要求4至6之一所述的整流器装置(86),其特征在于,终止开关(46、66、106、172)被构造用于,当终止开关的可控开关(60、80、120、186)从断开的状态被切换到闭合的状态时,经过终止开关的过流保险装置(54、74、114、180)的充电电流通过闭合的开关基本上无电阻地被引导并且由此上升直至超过过流保险装置(54、74、114、180)的安全阈值,使得过流保险装置(54、74、114、180)响应并且从闭合的状态转变为断开的状态并且因此充电电流被中断。
8.根据权利要求1至3或5至7之一所述的充电系统装置或根据权利要求4至7之一所述的整流器装置(86),其特征在于,电整流器装置(86)具有控制和监视(S&ü)装置(192),所述控制和监视(S&ü)装置被构造用于,如果根据从S&ü装置(192)向外部的充电系统装置(220)指向和传递的中断充电过程的请求在以传递请求的时间点开始的预先确定的时长之内,外部的充电系统装置(220)以确认充电过程已经中断的反馈没有到达S&ü装置(192),那么将相应的终止开关(46、66、106、172)从断开的状态切换到闭合的状态。
9.根据权利要求1至3或5至8之一所述的充电系统装置或根据权利要求4至8之一所述的整流器装置(86),其特征在于,所述S&ü装置(192)被构造用于实施以下功能中的一个或多个:
-监视行驶电池(20)的充电电压,
-监视行驶电池(20)的充电电流,
-监视行驶电池(20)的温度,
-监视整流器(96)的温度,
-监视接触保护放电电阻(164)的温度,
-监视由充电装置所产生的状态信号,所述状态信号指示:充电装置(220)的按规定的状态或运行是否存在,
-监视互锁信号,所述互锁信号在第一和第二互锁信号线路(200、201)上传输,所述互锁信号线路将S&ü装置(192)与包含第一和第二交流电压输入端口(88、90)的整流器装置侧的插拔连接器连接并且所述互锁信号指示:一方面第一和第二输出端口(30、32)之间的并且另一方面第一和第二交流电压输入端口(88、90)之间的电插拔连接是否被建立;和
-监视事先规定的状态信号中的一个或多个,所述状态信号指示:电动车辆(14)的按规定的运行或状态是否存在或者电动车辆(140)的机组的按规定的运行或状态是否存在,并且所述状态信号通过S&ü装置(192)可连接到的车辆总线系统(212)被输送给S&ü装置(192)。
10.根据权利要求1至3或5至9之一所述的充电系统装置或根据权利要求4至9之一所述的整流器装置(86),其特征在于,所述S&ü装置(192)被构造用于当在权利要求9中所述的监视功能之一探测到不按规定的状态或运行时,无线地传递指向充电装置(220)的中断充电过程的请求信号。
11.根据权利要求1至3或5至10之一所述的充电系统装置或根据权利要求4至10之一所述的整流器装置(86),其特征在于,终止开关(46、66、106、180)的可控开关(60、80、120、186)和/或中间回路放电装置(162)的可控开关(162)具有基于半导体的开关或机械开关。
12.根据权利要求1至3或5至11之一所述的充电系统装置或根据权利要求4至11之一所述的整流器装置(86),其特征在于,终止开关(46、66、106、180)的过流保险装置(54、74、114、180)具有熔断器或依赖于温度的、可逆的中断元件。
13.无线电池充电系统(10)的静止的充电系统装置(220),其特征在于,所述静止的充电系统装置被构造用于向根据权利要求1至3或5至12之一的车辆侧的电子充电系统装置(26)传输能量以用于给电动车辆(14)的行驶电池(20)充电,并且
所述静止的充电系统装置被构造并且具有机件,以便接收从车辆侧的充电系统装置(26)所发送的请求信号并且分析所述请求信号的状态,并且从信号的状态能够被解释为向静止的充电系统装置(220)中断充电过程的请求的时间点起,在预先确定的时长之内通过结束能量传输而中断充电过程并且发送确认信号,所述确认信号指示:充电过程已经被中断。
14.根据权利要求13所述的静止的充电系统装置,其特征在于第二LC谐振电路(222),所述第二LC谐振电路具有:用于发送电磁能量的发射线圈(224)、被分配给发射线圈(224)的电容器(230)和具有开关功能的可控装置(236)、诸如可控可开关的逆变器,所述可控装置与发射线圈(224)和被分配给所述发射线圈的电容器(230)串联布置或者被布置在发射线圈(224)和电容器(230)之间,并且所述可控装置(236)可以从闭合的(导通的)状态切换到断开的(不导通的)状态并且可以相反地切换,其中:
静止的充电系统装置(220)被构造用于,在请求信号的状态能够被解释成向静止的充电系统装置(220)中断充电过程的请求之后,在预先确定的时间之内将具有开关功能的装置(236)从闭合的状态切换到断开的状态。
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