CN107635819B - 充电设备和用于运行充电设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种充电设备(10)，用于给机动车的电蓄能器感应充电，该充电设备包括：初级线圈(12)，该初级线圈被设计为用于，在机动车的次级线圈中感生出电压，以用于给电蓄能器充电；升降机构(14)，该升降机构被设计为用于，使得初级线圈在收起位置与充电位置之间运动；其中，所述充电设备的电力电子设备(18)以导热的方式与升降机构(14)耦合。本发明还涉及一种用于运行充电设备(10)的方法。

Description

充电设备和用于运行充电设备的方法

技术领域

本发明涉及一种在下文中所给出的类型的、用于给机动车的电蓄能器感应充电的充电设备。本发明还涉及一种用于运行这种充电设备的方法。

背景技术

文献DE 2 434 890 B1提出一种布置在机动车中的充电器设备，具有交流电网或三相电网。该设备包括耦合面，在其区域中布置有设备的初级绕组。机动车的次级绕组可以在此被引导至耦合面附近，以便给机动车的电池充电。在此可以在耦合面的区域中设置产生电的损耗热量的结构元件，以便在冬天使耦合面保持不结冰。

文献US 2012/0161696 A1提出一种用于给机动车的电蓄能器感应充电的充电设备。充电设备包括初级线圈，其被设计为用于，在机动车的次级线圈中感生出电压，以用于给电蓄能器充电。此外，充电设备包括升降机构，该升降机构被设计为用于，使得初级线圈在收起位置与充电位置之间运动。

文献DE 10 2009 033 235 A1提出一种用于给机动车的电蓄能器感应充电的类似的充电设备，该充电设备具有初级线圈和用于抬起和降低初级线圈的升降机构。

在具有这种升降机构的充电设备中，在温度处于冰点附近或低于冰点时并且特别是在潮湿的天气情况以及由此潮湿的升降机构的情况下可能导致升降机构发生问题。特别当可动的升降机构部件、例如铰链、可动的支柱、波纹件(Faltenbalge)或诸如此类结冰时，可能限制或甚至阻碍升降机构的无故障的操纵。由此可能明显地限制在给机动车的蓄能器感应充电时的效率或可能甚至不能实现充电过程本身，因为初级线圈在升降机构结冰时不再能运动到使初级线圈与次级线圈之间的间隙尽可能小的充电位置中。

发明内容

本发明的目的是，提供一种充电设备以及用于运行充电设备的方法，借助于该充电设备即使在寒冷的天气条件下也能确保机动车的电蓄能器的可靠的感应充电。

该目的通过一种具有下文所述的特征的充电设备以及用于运行充电设备的方法来实现。具有本发明的适宜的和非平凡的改进的有利的设计方案在下文中给出。

根据本发明的用于给机动车的电蓄能器感应充电的充电设备包括初级线圈，其被设计为用于，在机动车的次级线圈中感生出电压，以用于给电蓄能器充电。充电设备还包括升降机构，其被设计为用于，使得初级线圈在收起位置与充电位置之间运动。为了确保充电设备的升降机构的可靠的和特别是不受天气情况影响的作用方式，根据本发明提出，所述加热设备的电力电子设备/功率电子设备以导热的方式与升降机构耦合。电力电子设备可以在此具有不同的结构元件和电路，以便特别运行充电设备的初级线圈。结构元件可以例如是整流器/变流器或也可以是用于接通和断开初级线圈的结构元件。此外，电力电子设备也可以用于运行升降机构的驱动单元。

由于充电设备的电力电子设备导热地与升降机构耦合，因此可以将电力电子设备的排热用于，避免升降机构结冰。特别是升降机构的可动的和相对彼此可动的部件可以由此即使是在不利的天气情况下，也就是说在温度处于冰点附近或低于冰点时和在相对较高的空气湿度以及升降机构的高湿度的情况下也被可靠地保持为不结冰。因此即使在寒冷的条件下也能可靠地使用充电设备，因为升降机构基于能由电力电子设备输送的排热而可以被保持为不结冰和因此正常工作。

本发明的一个有利的实施方式提出，充电设备具有加热装置，该加热装置以导热的方式与升降机构耦合。这带来如下优点：升降机构即使在电力电子设备目前不运行时也能被可靠地升温或加热。加热装置也就可以根据需要被激活或去激活，从而可以将升降机构保持为不结冰和因此正常工作。

本发明的另一个有利的实施方式提出，电力电子设备和/或加热装置布置在铝板上，在该铝板上布置有升降机构。优选地，铝板是一种充电设备的底板，该底板基于对充电设备的磁场起积极作用的特性而能例如形成为充电设备的壳体部件并且沿竖直方向向下封闭充电设备。由于铝板是非常良好的热导体，因此可以将电力电子设备的排热或由加热装置提供的热量特别好地导出或输送到升降机构的区域中。

根据本发明的一个另选的有利的实施方式提出，电力电子设备和/或加热装置布置在第一铝板上，该第一铝板布置在第二铝板上，在该第二铝板上布置有升降机构。替代第二铝板也可以使用由另一种具有高导热系数的材料制成的第二板。例如电力电子设备和/或加热装置可以布置在单独的壳体中，该壳体的底部区域由第一铝板形成。另一方面，升降机构可以例如布置在接纳室中，其底部区域通过第二铝板形成。两个铝板在此至少局部地彼此贴靠，因此可以确保热量从第一铝板向第二铝板引导。从电力电子设备经过第一铝板导出的排热因此被继续传导到第二铝板，在该第二铝板上布置有升降机构。同样的情况适用于加热装置，其中，通过加热装置提供的热量同样经过第一铝板导出并且输送给第二铝板，在该第二铝板上布置有升降机构。在本发明的该有利的实施方式中也可以即使在寒冷的天气条件下确保升降机构的可靠的作用方式，因为升降机构的结冰可以通过由电力电子设备提供的排热和/或通过由加热装置提供的热量被防止。

根据本发明的另一个有利的实施方式提出，充电设备具有控制装置，该控制装置被设计为用于，根据所提供的天气数据来运行加热装置。例如，充电设备可以具有用于检测温度和空气湿度的传感器装置，其中，控制装置从该传感器装置接收表征温度和空气湿度的数据并且根据该数据运行加热装置。另选地或附加地也可以提出，充电设备具有通信装置，借助于该通信装置可以接收关于温度和/或空气湿度的数据，其中，该数据又被提供给控制装置，该控制装置根据所提供的数据运行加热装置。特别当传感器装置和所述的通信装置都被设置时，可以通过冗余地提供关于温度和空气湿度的数据实现充电设备的特别可靠的作用方式，因为在任何时候都能提供相应的天气数据，根据该天气数据能实现升降机构的加热。升降机构的结冰和特别是升降机构的可动的或相对彼此可动的部件的结冰可以因此被可靠防止。

在本发明的另外的设计方案中提出，控制装置被设计为用于，在即将来临的充电过程之前以预先确定的持续时间激活加热装置。例如可以通过通信系统与充电设备交换车辆特有的信息。如果机动车在充电设备附近或者要接近充电设备，则控制装置可以获得相应的信号。在这种情况下可能的是，不久以后应借助于充电设备进行有关的机动车的充电过程，更确切地说进行有关的机动车的电蓄能器的充电过程。还在实际的充电过程开始之前，加热装置借助于控制装置这样操控，即之前可能还是结冰的或部分结冰的升降机构被除冰。因此也就可以确保，即将来临的充电过程在任何情况下都能被没有问题地执行。

本发明的另一个有利的实施方式提出，控制装置被设计为用于，如果为了移位升降机构而施加比预先设定的力值大的力，则激活加热装置。例如可以提出，控制装置与电动机连接，借助于该电动机可以移位升降机构。由此，控制装置可以掌握表征现在为了移位升降机构所施加的或必需的力的信息或数据。预先设定的力值在此大于通常为了移位未结冰的升降机构所施加的力。然而，如果在移位升降机构时施加比预先设定的力值大的力，则这可能表明：升降机构至少部分地结冰并且因此比平常灵活性低。因此最迟在移位升降机构时探测该升降机构是否结冰。对于这种情况，控制装置被设计为用于，激活加热装置，从而尽可能快速地对升降机构进行除冰并且可以借助于充电设备确保可靠的充电过程。

本发明的另一个有利的实施方式规定，控制装置被设计为用于，如果充电电流在机动车的电蓄能器充电期间向下超过预先设定的充电电流值，则激活加热装置。对此的一个原因可以在于，升降机构例如因为升降机构结冰不能被完全从收起位置移动到最终的充电位置中。对于这种情况，控制装置被设计为用于，激活加热装置，从而能够尽可能快速地对可能结冰的升降机构进行除冰。由此使升降机构能够被相对顺利地移动到按照期望的或按照规定的充电位置中并且确保了特别高效的充电过程。

本发明的另一个有利的实施方式规定，控制装置被设计为用于，在预先设定的周期性间隔中激活和去激活加热装置。由此可以在没有大的测量和控制花费的情况下确保，升降机构被保持为不结冰。用于运行加热装置的控制装置的前述的运行方式在此也可以相互组合。

在用于运行根据本发明的充电设备的根据本发明的方法中或在根据本发明的充电设备的一个有利的实施方式中，借助于电力电子设备的排热来加热升降机构。根据本发明的充电设备的有利的设计方案在此也可以视为根据本发明的方法的有利的实施方式，其中，充电设备特别具有用于执行方法步骤的部件。

本发明的其它优点、特征和细节由优选实施例的下面的说明以及根据附图得出。前面在说明书中提到的特征和特征组合以及下面在附图说明中提出的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合可以不仅在分别给出的组合中，而且也在其它组合中或独自地使用，而不脱离本发明的范围。

附图说明

附图在唯一的视图中以示意性侧面剖视图示出用于给机动车的电蓄能器感应充电的充电设备，其中，充电设备具有升降机构，其被设计为用于，使得充电设备的初级线圈在收起位置与充电位置之间运动。

具体实施方式

用于给机动车的未示出的电蓄能器感应充电的充电设备10包括初级线圈12，其被设计为用于，在机动车的这里未示出的次级线圈中感生出电压，以用于给有关的电蓄能器充电。为了在充电过程中获得特别高的效率，重要的是，在初级线圈12与次级线圈之间的间距尽可能小。因此，充电设备10还具有升降机构14，该升降机构被设计为用于，使得初级线圈12沿充电设备10的高度方向z、也就是说沿竖直方向，在这里示出的收起位置与伸出的充电位置之间运动。借助于升降机构14也就可以使得初级线圈12运动接近那个要为其电蓄能器感应充电的机动车的次级线圈。

升降机构14可以例如像这里示出的被设计为一种剪式升降台。但是升降机构14的其它设计方案或作用原理同样也是可能的。充电设备10包括驱动器16，借助于该驱动器能使得升降机构14在这里示出的收起位置与沿高度方向z伸出的充电位置之间往复运动。升降机构14包括一些可动的部件，像例如在此没有详细表示的铰链、支柱和诸如此类。特别在寒冷的天气条件下，也就是说在温度处于冰点附近或低于冰点时和在相对较高的空气湿度的情况下存在以下危险：升降机构14的可相对彼此运动的部件或可动的部件结冰以及因此升降机构14的可靠的作用方式受损。

为了即使在寒冷的天气条件下也能实现升降机构14的可靠的作用方式，也就是说防止升降机构14结冰或能够实现升降机构14的除冰，充电设备10的电力电子设备18以及充电设备10的加热装置20以导热的方式与升降机构14耦合。在当前示出的情况下，升降机构14和电力电子设备18以及加热装置20都布置在同一个铝板22上。铝板22在此用作充电设备10的底板并且基于对充电设备10在充电过程期间产生的磁场起积极作用的特性而形成为壳体部件。由于铝板22是良好的热导体，因此可以将电力电子设备18的排热或由加热装置20产生的热量特别好地经由铝板22传递到升降机构14。

在充电过程期间，电力电子设备18必然产生一定热量，该热量可以经过铝板22被导出到升降机构14。在温度低和空气湿度高时——也就是说当存在升降机构14的结冰危险时，通过由电力电子设备18向升降机构14输送的排热防止升降机构14结冰和/或对升降机构14的结冰的部件进行除冰。

对于目前没有进行充电过程并且因此电力电子设备18也没有产生排热的情况来说，则可以激活加热装置20，从而将由加热装置20提供的热量经过铝板22传递到升降机构14。根据天气条件但也可以规定，在充电过程期间以及因此在电力电子设备18排热期间也附加地运行加热装置20，以便能够实现特别高的加热功率和因此加热升降机构14。

充电设备10还包括控制装置24，该控制装置被设计为用于，操控加热装置20。此外，充电设备10还包括用于检测温度和空气湿度的传感器装置26。另选地或附加地，充电设备10也可以具有这里未示出的通信装置，借助于该通信装置可以例如接收在线天气数据。

控制装置24被设计为用于，根据通过传感器装置26和/或所述的通信装置提供的天气数据运行加热装置20。例如可以规定，预设例如2度、1度或0度的极限温度，其中，一旦在充电设备10的区域中的温度向下超过该极限温度时，就借助于控制装置24自动地激活加热装置20。此外也可以规定，当充电设备10的区域中的测量到的空气湿度高于预先设定的阈值并且充电设备10的区域中的温度低于所述的极限温度时，则控制装置24激活加热装置20。

控制装置24此外也可以被设计为用于，在即将来临的充电过程之前以预先确定的持续时间激活加热装置20。通过未详细表示的通信系统，充电设备10可以例如与其它要充电的机动车通信。如果例如机动车要接近充电设备10或者紧靠该充电设备，则控制装置24可以有准备地激活加热装置20，从而充电设备10和特别是升降机构14是功能正常的并且不结冰的。控制装置24例如可以被设计为用于，在预测的前述的充电过程之前以时间五分钟、或十分钟或几秒钟激活加热装置20。该预先确定的用于使加热装置在预测的前述的充电过程之前激活的持续时间可以例如根据加热装置20的加热功率和/或充电设备10的检测到的环境天气条件预先设定。

此外，控制装置24也可以被设计为用于，如果为了移位升降机构14而施加比预先设定的力值大的力，则激活加热装置20。该预先设定的力值在此优选地选择成比通常需要的用于移位不结冰的升降机构14的力大。也就是说如果在操纵升降机构14时为了将初级线圈12从收起位置移动到充电位置中而借助于驱动单元16施加比预先设定的力值大的力，则这可能表明：升降机构14结冰。因此，控制装置24操控加热装置并且激活该加热装置。如果基于升降机构14的加热现在检测到，为了进一步移位升降机构14要施加的力又小于预先设定的力值，则控制装置24可以在必要时也重新去激活加热装置20或者至少仅还在短时间内、例如一分钟或类似的时间，继续运行该加热装置。

此外，控制装置24可以被设计为用于，如果充电电流在机动车的电蓄能器充电期间向下超过预先设定的充电电流值，则激活加热装置20。这可能表明：升降机构14还未能完全移动到充电位置中，例如因为升降机构14的某些可动的或相对可动的部件结冰。因为如果在初级线圈12与要充电的机动车的相关次级线圈之间的间隙过大，则在机动车的相关蓄能器充电期间会出现降低的充电电流。在这种情况下可以规定，加热装置20被控制装置24激活，以便在必要时使升降机构14能够完全伸出到充电位置中。

此外也可以规定，控制装置24被设计为用于，以预先设定的周期性间隔激活和去激活加热装置20。这可以例如也根据天气情况来进行——也就是说当处于零度以下的温度并且测量到升高的空气湿度时。通过周期性激活和去激活加热装置20可以持久地确保升降机构14不结冰并且充电设备10因此即使在极低的温度时也不例外地能保持功能正常。

Claims (8)

1.一种充电设备(10)，用于给机动车的电蓄能器感应充电，该充电设备包括：

-初级线圈(12)，该初级线圈被设计为用于，在机动车的次级线圈中感生出电压，以用于给电蓄能器充电；

-升降机构(14)，该升降机构被设计为用于，使初级线圈在收起位置与充电位置之间运动；

其特征在于，

所述充电设备的电力电子设备(18)以导热的方式与升降机构(14)耦合，充电设备(10)具有加热装置(20)，该加热装置以导热的方式与升降机构(14)耦合，所述充电设备(10)具有控制装置(24)，所述控制装置(24)被设计为用于，如果为了移位升降机构(14)而施加比预先设定的力值大的力，则激活加热装置(20)。

2.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述电力电子设备(18)和/或所述加热装置(20)布置在铝板上，在该铝板上布置所述升降机构(14)。

3.根据权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述电力电子设备(18)和/或所述加热装置(20)布置在第一铝板上，该第一铝板布置在第二铝板上，在该第二铝板上布置所述升降机构(14)。

4.根据权利要求1所述的充电设备(10)，其特征在于，该控制装置被设计为用于，根据所提供的天气数据来运行加热装置(20)。

5.根据权利要求4所述的充电设备(10)，其特征在于，所述控制装置(24)被设计为用于，在即将来临的充电过程之前以预先确定的持续时间激活加热装置(20)。

6.根据权利要求4或5所述的充电设备(10)，其特征在于，所述控制装置(24)被设计为用于，如果充电电流在机动车的电蓄能器充电期间向下超过预先设定的充电电流值，则激活加热装置(20)。

7.根据权利要求4或5所述的充电设备(10)，其特征在于，所述控制装置(24)被设计为用于，以预先设定的周期性间隔激活和去激活加热装置(20)。

8.一种用于运行根据权利要求1-7中任一项所述的充电设备(10)的方法，在该方法中，借助于电力电子设备(18)的排热来加热升降机构(14)。

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