CN107635820A - 用于给机动车的电蓄能器感应充电的充电设备和用于运行充电设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于给机动车的电蓄能器感应充电的充电设备(10)，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应电压，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(12)在收起位置与充电位置之间运动；其中，充电设备(10)具有鼓风装置(18)，该鼓风装置被这样布置，使得能借助于鼓风装置(18)产生的气流流过所述充电设备(10)的电力电子设备(20)且随后流动至升降机构(14)。本发明还涉及一种用于运行充电设备(10)的方法。

Description

用于给机动车的电蓄能器感应充电的充电设备和用于运行充 电设备的方法

技术领域

本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中所给出的类型的、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WO 2011/006884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应电压，以用于给电蓄能器充电。在初级线圈下方在与初级线圈相同的壳体中布置有馈电电子设备。在壳体内部布置的壳体风扇负责空气冷却。

文献DE 10 2010 044 999 A1同样提出一种用于给机动车的电蓄能器感应充电的充电设备。在机动车侧的线圈中或在机动车侧的充电装置中由于损耗功率而产生的热能借助于热输送机构被至少部分地用于给机动车的电蓄能器加热——如果电蓄能器的温度处于下极限温度之下的话。

文献DE 10 2011 076 186 A1还提出一种用于给机动车的电蓄能器感应充电的充电设备。该充电设备具有初级线圈，其被设计为用于，在机动车的次级线圈中感应电压，以用于给电蓄能器充电。此外该充电设备具有升降机构，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。该初级线圈在此布置在可运动的底部感应板中，该底部感应板可借助于升降机构运动。在此可以利用风扇将借助于加热元件加热的空气引导至底板的上侧上。

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一种用于运行充电设备的方法，由此确保即使在寒冷天气情况下也能够可靠地给机动车的电蓄能器感应充电。

该目的通过一种具有独立权利要求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从属权利要求中给出。

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应电压，以用于给电蓄能器充电。该充电设备此外包括升降机构，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可靠且尤其是不受天气情况影响地工作，根据本发明提出，充电设备具有鼓风装置，该鼓风装置被这样布置，使得能借助于鼓风装置产生的气流流过所述充电设备的电力电子设备/功率电子设备且随后流动至升降机构。由电力电子设备在运行中产生的排热可以因此借助于气流被输送至升降机构，因为由鼓风装置产生的气流在流过所述电力电子设备时被加热且随后流动至升降机构。该电力电子设备在此可以具有不同的结构元件和电路，以便尤其运行充电设备的初级线圈。这些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。

由于充电设备具有鼓风装置，该鼓风装置被这样布置，使得能借助于鼓风装置产生的气流流过所述充电设备的电力电子设备且随后流动至升降机构，所以电力电子设备的排热能够被用于避免升降机构结冰。尤其是升降机构的可动的和相对彼此可动的部件由此即使在不利的天气条件下、例如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可以可靠地保持为不结冰，或者必要时除冰。因此充电设备即使在寒冷的情况下也能够可靠运行，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。

优选顺着可产生的气流的流动方向在电力电子设备下游和升降机构上游布置空气引导装置。借助于该空气引导装置可以将借助于鼓风装置产生的气流(该气流已经由于流过所述电力电子设备而被加热)特别好地导向至升降机构、特别是升降机构的有结冰危险的部件。由此能够即使在温度处于冰点附近或低于冰点时且在空气湿度较高以及升降机构湿度较高的情况下也确保升降机构的可靠运行。

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，该加热装置被这样布置，使得能借助于鼓风装置产生的气流流过所述加热装置且随后流动至升降机构。该加热装置可以在此例如在流动方向上布置在电力电子设备下游。在此的优势是，在接通鼓风装置时由于流过所述加热装置而被加热的气流不会额外再加热电力电子设备。备选地也可以将加热装置和电力电子设备在流动方向上这样并排布置，使得加热装置不加热电力电子设备。优选在此顺着所产生的气流的流动方向将之前提到的空气引导装置布置在加热装置下游和升降机构上游。由此在流过所述加热装置后被加热的气流也可以特别好地被引导且导向至升降机构以及尤其是升降机构的有结冰危险的部件。加热装置的设置带来的优点是，升降机构即使在电力电子设备当时并未运行且未产生排热时也能够被可靠地加热或升温。加热装置因此可以视需求而定被激活和去激活，从而能够保持升降机构不结冰和因此正常运行。加热装置可以例如是电流闭合的加热丝，由鼓风装置所产生的气流能够经过该加热丝被引导。

本发明的另一个有利的实施方式提出，所述充电设备具有控制装置，其被设计为用于，根据所提供的天气数据——尤其是涉及环境温度和环境空气湿度的天气数据——来运行鼓风装置或运行鼓风装置和加热装置。充电设备可以为此例如具有用于提供天气数据的传感器装置。该传感器装置可以例如被设计为用于检测在升降机构附近的温度以及在升降机构附近的空气湿度并且为控制装置提供相应数据。替代或补充于此，充电设备还可以具有用于接收天气数据的通信装置。例如该通信装置可以被设计为用于，无线地在线接收可获取的天气数据并且将这些数据提供给控制装置，从而控制装置能够相应控制利用鼓风装置和/或加热装置对升降机构的加热。尤其是如果既设有传感器装置、又设有所述通信装置，则可以通过冗余地提供关于温度和空气湿度的数据而使得充电设备能够特别可靠地运行，这是因为能够随时提供相应的天气数据，据此能够实施升降机构的加热。由此能够可靠避免升降机构以及尤其是升降机构的可动的或相对彼此可动的部件结冰。

在本发明的另外的有利的实施方案中提出，所述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鼓风装置或激活鼓风装置和加热装置。例如可以通过通信系统与充电设备交换车辆特有的信息。如果机动车处于充电设备附近或将要靠近充电设备，则控制装置可以获得相应信号。在此情况下可能马上就要借助于充电设备进行对相关机动车、确切而言对相关机动车的电蓄能器的充电过程。还在实际充电过程开始之前，借助于控制装置这样操控鼓风装置或操控鼓风装置和加热装置，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。

本发明的另一有利的实施方式提出，所述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，则激活鼓风装置或激活鼓风装置和加热装置。例如可以设置，控制装置与能够用于移位升降机构的电动机连接。由此该控制装置可以获取表征正在用于移位升降机构所施加的或所需的力的信息或数据。所述预先设定的力值在此大于通常用于移位未结冰的升降机构的所要施加的力。而如果在移位升降机构时所施加的力大于预先设定的力值，则这意味着升降机构至少部分结冰且因此比平常灵活性低。因此最晚在移位升降机构时探测其是否结冰。如果结冰则控制装置被设计为用于，只激活鼓风装置或激活鼓风装置和加热装置，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。

根据本发明的另一有利的实施方式提出，控制装置被设计为用于，如果在机动车的电蓄能器充电期间充电电流向下超过预先设定的充电电流值，则激活鼓风装置或激活鼓风装置和加热装置。充电电流向下超过预先设定的充电电流值的原因可能是，升降机构例如由于升降机构结冰而未能完全从收起位置运动至最终的充电位置中。对于这种情况，控制装置被设计为用于，只激活鼓风装置或激活鼓风装置和加热装置，使得可能结冰的升降机构能够相对顺畅地运动至期望的或按照规定的充电位置中且确保了特别高效的充电过程。

在本发明的另一特别有利的实施方式中提出，控制装置被设计为用于，以预先设定的周期性间隔激活和去激活鼓风装置或激活和去激活鼓风装置和加热装置。根据电力电子设备在充电过程之后还要释放多少排热，在确定时长内仅周期性地接通和断开鼓风装置就甚至足够使得在充电过程之后还释放的排热被导向至升降机构。如果相反，充电过程已经结束很久，则适宜的是，额外还周期性地激活和去激活加热装置，并且同样也激活和去激活鼓风装置。由此可以在无需大量测量和控制成本的情况下就确保升降机构被保持为不结冰。之前所述的用于运行鼓风装置和加热装置的控制装置运行方式在此也可以相互结合使用。

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，借助于鼓风装置产生气流，该气流流过电力电子设备且随后流动至升降机构。根据本发明的充电设备的有利的实施方式在此被视作是根据本发明的方法的有利的实施方案，其中，该充电设备尤其具有用于实施方法步骤的机构。

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/或在唯一的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，在机动车的在此未示出的次级线圈中感应电压，以用于给有关的电蓄能器充电。为了实现充电过程中特别高的效率，重要的是，将初级线圈12与次级线圈之间的间距保持得尽可能小。因此充电设备10具有升降机构14，其被设计为用于，使得初级线圈12在充电设备10的高度方向z上、即在竖直方向上在此处所示的收起位置与伸出的充电位置之间运行。借助于升降机构14因此能够使得初级线圈12运动得尽可能靠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可以例如如在此示意性示出的那样被设计成一种剪式升降台的形式。同样也可以实现升降机构14的其他实施形式或作用原理。充电设备10具有驱动单元16，升降机构14利用该驱动单元能够在此处示出的收起位置与在高度方向z上伸出的充电位置之间来回运动。该升降机构14具有几个可动的部件，例如在此未详细标示的铰链、支柱、波纹件等。尤其在寒冷的天气情况下，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情况下也能够实现升降机构14的可靠运行，即防止升降机构14结冰和/或能够给升降机构14除冰，充电设备10具有鼓风装置18，其被这样布置，使得能借助于鼓风装置产生的气流流过所述充电设备10的电力电子设备20和充电设备10的加热装置22并且随后通过空气引导装置24被引导至升降机构14。由此被加热的气流在此还可以被部分导向至铝底板26，升降机构14布置在该铝底板上。由于铝底板26是良好的热导体，所以它很好地将通过气流携带来的热量进一步传导至升降机构14。铝底板26因此起到充电设备10的底板的作用并且由于对充电设备10充电过程中产生的磁场具有积极影响的特性而被设计作为壳体部件。由于铝底板26是良好的热导体，所以电力电子设备20和加热装置22的排热能够通过铝底板26传输给升降机构14。但空气引导装置24优选被这样设计和导向，使得加热的气流尤其能够被直接导向至升降机构14的危急的或快速结冰的部件。

在充电过程期间，电力电子设备20必然产生一定量的排热，因而由鼓风装置18所产生的气流在流过电力电子设备20时能够被加热且随后被输送给升降机构14。在温度较低且空气湿度较高时——也就是在升降机构14有结冰危险时——从电力电子设备20通过气流输送给升降机构14的排热阻止了升降机构14的结冰和/或给升降机构14的结冰部件除冰。

对于刚刚未发生充电过程且电力电子设备20因此也未产生排热的情况，可以激活加热装置22，从而由鼓风装置18产生的气流在流过所述加热装置22时能够被加热并且被输送给升降机构14。但视天气情况而定还合理的是，即使在充电过程期间且因此在电力电子设备20的热量排放过程期间也额外激活加热装置22，以便能够实现对升降机构14的特别高的加热功率以及因此使之升温。

充电设备10此外具有控制装置28，它被设计为用于操控鼓风装置18和加热装置22。此外该充电设备10还具有传感器装置30用于检测温度和空气湿度。替代或补充于此，充电设备10还可以具有在此未示出的通信装置，利用它能够例如接收在线天气数据。

控制装置28被设计为用于，根据通过传感器装置30和/或所述通信装置提供的天气数据来运行鼓风装置18或运行鼓风装置18和加热装置22。例如可以提出，设定例如2度、1度或0度的极限温度，在此一旦充电设备10的区域中的温度向下超过该极限温度，则借助于控制装置28自动激活鼓风装置18和加热装置22。此外还可以提出，如果在充电设备10的区域中所检测到的空气湿度高于预先设定的阈值并且在充电设备10的区域中的温度低于所述极限温度，则控制装置28激活鼓风装置18和加热装置22。在此与加热装置22的激活相关的是，电力电子设备20刚才是否正在运行——即是否刚发生充电过程——或者电力电子设备20上次运行是在何时。如果电力电子设备20长时间不再运行，则它也不再释放排热。在此情况下合适的是，除了鼓风装置18外还激活加热装置22，以便能够将热的气流导向升降机构14。

控制装置28此外被设计为用于，在即将来临的充电过程之前以预先确定的持续时间激活鼓风装置18和加热装置22。通过未详细标示的通信系统，充电设备10可以例如与其他待充电的机动车保持通信。如果例如机动车靠近充电设备10并且位于附近，则控制装置28可以预先准备地激活鼓风装置18和加热装置22，从而充电设备10且尤其是升降机构14运行正常且不结冰。控制装置28可以例如被设计为用于，在预测的即将来临的充电过程之前以时间五分钟、或十分钟或几秒钟激活鼓风装置18和加热装置22。该用于在预测的即将来临的充电过程之前激活鼓风装置18和加热装置22的预先确定的持续时间可以例如根据加热装置22的加热功率和/或所检测到的充电设备10的环境天气情况而被预先设定。

此外控制装置28还可以被设计为用于，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，则激活鼓风装置18或激活鼓风装置18和加热装置22。该预先设定的力值在此优选被选择为大于通常为了移位不结冰的升降机构14所需的力。也就是如果在操作或移位升降机构14以便使得初级线圈12从收起位置运动至充电位置中时借助于驱动单元16施加的力大于预先设定的力值，则这可能意味着升降机构14结冰。因此控制装置28仅控制鼓风装置18或控制鼓风装置18以及加热装置22，以便将其激活。如果这时基于升降机构14的加热检测到为了继续移位升降机构14要施加的力又小于预先设定的力值，则控制装置28重又可以对鼓风装置18和/或加热装置22去激活或使其至少还仅继续运行一段较短时间，例如一分钟等。

此外控制装置28可以被设计为用于，如果在机动车的电蓄能器充电期间充电电流向下超过预先设定的充电电流值，则仅激活鼓风装置18或激活鼓风装置18以及加热装置22。充电电流向下超过预先设定的充电电流值可能意味着，升降机构14例如由于升降机构14的确定的可动的部件或可相对运动的部件结冰而未能够完全运动至充电位置中。因为如果初级线圈12和待充电的机动车的相关次级线圈之间的间隙过大，则在给机动车的相关蓄能器充电期间会出现减小的充电电流。在这种情况下可以规定，由控制装置28激活加热装置22和鼓风装置18，以用于在必要时使升降机构14能够完全伸出至充电位置中。如果电力电子设备20充分产生排热，则必要时仅激活鼓风装置18使环绕电力电子设备20的气流为升降机构14除冰就足够了。

最后还可以提出，控制装置28被设计为用于，以预先设定的周期性间隔激活和去激活鼓风装置18和加热装置22。对于电力电子设备20运行且产生一定排热的情况，至少以与电力电子设备20产生足够排热一样的时长来仅使鼓风装置18周期性地激活和去激活就足够了。鼓风装置18和/或加热装置22的周期性的激活和去激活可以例如视天气而定进行，因此尤其是在处于零度以下的温度且检测到空气湿度升高时进行。通过周期性地对鼓风装置18和加热装置22激活和去激活，可以长期确保升降机构14不结冰且充电设备10因此即使在寒冷的温度时也一律能够保持正常运行。

在此处示出的示意性示图中，电力电子设备20和加热装置22沿充电设备10的纵向方向x并排地并因此在高度方向z上相叠地布置，与该示图相反地，电力电子设备20和加热装置22也可以在纵向方向x上前后相继地布置。在后一种情况下有利的是，加热装置22在流动方向上布置在电力电子设备20下游。由此避免了，由鼓风装置18产生的气流首先经过加热装置22且随后经过电力电子设备20。因此在这种情况下由于流过所述加热装置22而已经被加热的气流会被输送至电力电子设备20。这一方面对于电力电子设备20不利、另一方面已经被加热的气流可能会由于电力电子设备20而被冷却并且不会还从电力电子设备20吸收额外热量。如果相反在流动方向上将加热装置22布置在电力电子设备20下游，则首先相对较冷的气流会从电力电子设备20吸收相对较多的排热，随后经过一般来说比电力电子设备20还产生更多排热的加热装置22。由于在流过加热装置22时在由于流过电力电子设备20而已经被加热的气流与加热装置22的温度之间还存在较大的温差，所以另外的热量还会被气流吸收且随后被输送给升降机构14。

Claims (10)

1.一种用于给机动车的电蓄能器感应充电的充电设备(10)，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应电压，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(12)在收起位置与充电位置之间运动；

其特征在于，

充电设备(10)具有鼓风装置(18)，该鼓风装置被这样布置，使得能借助于鼓风装置(18)产生的气流流过所述充电设备(10)的电力电子设备(20)且随后流动至升降机构(14)。

2.根据权利要求1所述的充电设备(10)，其特征在于，所述充电设备(10)具有加热装置(22)，该加热装置被这样布置，使得能借助于鼓风装置(18)产生的气流流过所述加热装置(22)且随后流动至升降机构(14)。

3.根据权利要求1或2所述的充电设备(10)，其特征在于，所述充电设备(10)具有控制装置(28)，该控制装置被设计为用于，根据所提供的天气数据——尤其是涉及环境温度和环境空气湿度的天气数据——来运行鼓风装置(18)或运行鼓风装置(18)和加热装置(22)。

4.根据权利要求3所述的充电设备(10)，其特征在于，所述充电设备(10)具有用于提供天气数据的传感器装置(30)。

5.根据权利要求3或4所述的充电设备(10)，其特征在于，所述充电设备(10)具有用于接收天气数据的通信装置。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的充电设备(10)，其特征在于，所述控制装置(28)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鼓风装置(18)或激活鼓风装置(18)和加热装置(22)。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的充电设备(10)，其特征在于，所述控制装置(28)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，则激活鼓风装置(18)或激活鼓风装置(18)和加热装置(22)。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的充电设备(10)，其特征在于，所述控制装置(28)被设计为用于，如果在机动车的电蓄能器充电期间充电电流向下超过预先设定的充电电流值，则激活鼓风装置(18)或激活鼓风装置(18)和加热装置(22)。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的充电设备(10)，其特征在于，所述控制装置(28)被设计为用于，以预先设定的周期性间隔激活和去激活鼓风装置(18)或激活和去激活鼓风装置(18)和加热装置(22)。

10.一种用于运行根据前述权利要求中任一项所述的充电设备(10)的方法，在该方法中，借助于鼓风装置(18)产生气流，该气流流过电力电子设备(20)且随后流动至升降机构(14)。