CN110662667A - 非接触式机动车充电装置、其组件及其调节方法及具有非接触式机动车充电装置的机动车 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种非接触式机动车充电装置(10),其作为组件具有至少一个初级侧(11)和至少一个次级侧(12),在至少一种运行模式中,在初级侧和次级侧之间跨过至少一个气隙(13)借助于电感式的或电容式的耦联传输能量,组件中的每一个具有非接触式机动车充电装置(10)的调节回路的至少一部分,组件中的至少一个具有场调节器(16),组件中的至少一个具有至少一个场测量装置,场测量装置设计成获取磁场和/或电场的场强度(22、23、24),场调节器(16)设计成,在至少一种调节运行中,将获取的场强度(22、23、24)用作实际值(24、43),借助于实际值(24、43)和预设的理论值(29、42)作为调节参数调整非接触式机动车充电装置(10)的至少一个场强度(22)。此外,本发明涉及一种非接触式机动车充电装置(10)的组件,一种对应的方法以及一种机动车。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有至少一个初级侧和至少一个次级侧作为组件的非接触式机动车充电装置,非接触式机动车充电装置的这种组件,用于调节非接触式机动车充电装置的方法,以及具有非接触式机动车充电装置的机动车。
背景技术
非接触式机动车充电装置具有调节回路,该调节回路设计成调节非接触式机动车充电装置的参数,以实现以调节的方式至少从初级侧到次级侧上的能量传输并且控制此时可能出现的干扰影响。非接触式机动车充电装置用于应用在机动车中以及公共汽车、载重货车或者具有至少一个电蓄能器、例如电池的相似的电的或混合动力车中。
在专利文献DE 10 2013 224 586 A1中提出了一种用于产生用于谐振转换器的频率的方法以及控制电路。通过振荡回路的频率实现谐振转换器的功率、电流或电压调节。谐振转换器具有在电池充电系统的初级侧上的控制器以及在次级侧上的控制器。
从专利文献DE 10 2013 207 883 A1中已知一种具有谐振转换器的电路组件以及一种用于使谐振转换器运行的方法。电池充电系统由初级侧和次级侧共同组成。初级侧和次级侧分别具有控制器并且分别具有电流传感器和电压传感器。无线地、例如通过WLAN实现在初级侧和次级侧之间的通讯。
从专利文献DE 20 2010 016 586 U1中已知一种用于电感式地传输电能的装置。具有次级电感的车辆具有用于调整从次级电感中提取的次级功率次级调节器。初级调节器包含用于调整可输入初级电感中的初级功率的第一测量装置,借助于第一测量装置可测量受次级功率影响的电流供给装置的电的运行参数,并且初级调节器根据测得的运行参数的变化调整可输入的初级功率。
发明内容
根据本发明的目的是,提供具有高的调节稳定性/鲁棒性的非接触式机动车充电装置,该非接触式机动车充电装置即便在不同的与初级侧无关地设计的次级侧中也以高的效率提供受调节的运行,并且提供相应的方法。
根据独立权利要求实现根据本发明的目的。通过从属权利要求、以下描述和附图描述有利的改进方案。
本发明涉及具有至少一个初级侧和至少一个次级侧的非接触式机动车充电装置。在此,初级侧和/或次级侧分别是非接触式机动车充电装置的组件。因此,下文中,非接触式机动车充电装置的组件始终指的是初级侧或次级侧。至少在一种运行模式中,在初级侧和次级侧之间可跨过气隙借助于电感式的或电容式的耦联传输能量。这意味着,例如非接触式机动车充电装置的初级侧构造成静态的组件,该静态组件具有电网接头,静态组件可从电网接头中接收电能。该能量可通过电感式的或电容式的耦联传输到次级侧上,从而例如可为机动车的蓄能器充电。同样,例如当机动车的蓄能器应用作电网蓄能器时,在增加已知的器件的情况下实现从次级侧向初级侧的能量传输。非接触式机动车充电装置的每个组件具有调节回路的至少一部分。这指的是,每个初级侧和每个次级侧都具有调节回路的至少一部分,调节回路调节非接触式机动车充电装置的能量传输。在此,调节回路可构造成从初级侧到次级侧,或者分别完全构造在仅仅一个组件上。
本发明规定,非接触式机动车充电装置的至少一个组件具有至少一个场调节器。此外本发明规定,非接触式机动车充电装置的组件中的至少一个组件具有场测量装置,其中,场测量装置是用于测量磁场或磁性的场或电场的装置。这指的是,例如仅仅在初级侧上或者仅仅在次级侧上提供场调节器,或者既在至少一个初级侧上又在至少一个次级侧上提供场调节器。同样适合于场测量装置。至少一场测量装置设计成,获取每个磁场和/或电场的场强度。被获取的场强度是非接触式机动车充电装置的场强度,尤其是在初级侧上的场强度和/或在次级侧上的场强度,其在组件的相应的电感或线圈上存在。因此,场强度是这样的场的强度,即,这种场形成在初级侧和次级侧之间的电感式的或电容式的耦联,通过该场可传输能量。在至少一种调节运行中,所获取的场强度是非接触式机动车充电装置的调节回路的调节参数的实际值,其中,根据本发明,调节参数是电感式的或电容式的耦联的场的场强度。换句话说,根据本发明规定,用于进行非接触式机动车充电装置的能量传输的场自身是非接触式机动车充电装置的调节回路的至少一个调节参数。调节的目标是,将场强度的实际值调节到预确定的值上,该预确定的值是理论值。作为其它调节参数,附加地也可提供给电压和/或电流。在这种情况中,非接触式机动车充电装置也具有附加的电压调节器和/或附加的电流调节器。
组件中的至少一个组件具有的场调节器设计成使用实际值进行调节。非接触式机动车充电装置为此具有至少一个传输装置,通过该传输装置可将场测量装置的信息传输给场调节器。传输装置可以是在场测量装置和场调节器之间的信号线路或者以无线电为基础的传输装置,该传输装置例如作为WLAN连接或蓝牙连接提供。场调节器将实际值与预设的理论值一起使用,来调整非接触式机动车充电装置的调节参数、即传输能量的场的场强度。场调节器以本领域技术人员已知的方式工作,即,场调节器将实际值与理论值比较,并且当实际值与理论值有偏差时使实际值与理论值匹配。场调节器设计成,例如通过场调节器改变在非接触式机动车充电装置产生场的线圈上的电压或电流来调节场强度。因此,场调节器设计成,调节磁场和/或电场。
通过非接触式机动车充电装置的调节回路具有这种场调节器得到的优点是,非接触式机动车充电装置的调节具有高的动态和高的稳定性/鲁棒性。场强度是这样的物理参数,即,其首先对能量传输期间非接触式机动车充电装置的变化做出响应,因为场强度是用于传输能量的物理参数。例如,如果由于初级侧和/或次级侧的运动或位置方面的变化,在初级侧和次级侧之间的气隙的大小改变,调节回路必须对该变化做出响应,以继续保证预设的能量传输。由于调节回路将场强度作为调节参数,非接触式机动车充电装置的动态尤其是大于在例如仅仅将电池电流和/或电池电压作为调节参数的非接触式机动车充电装置中。即,在非接触式机动车充电装置的组件中,电池电流和/或电池电压分别出现在线圈和功率电子装置、例如整流器之后,由此产生时间延迟,这限制了调节回路的调节动态。通过为调节回路/调节电路提供场调节器,本发明避免了这一缺点。
通过非接触式机动车充电装置将在初级侧和次级侧之间电感式的或电容式的耦联的场强度用作调节参数,本发明也实现了在电结构中彼此无关地设计的初级侧和次级侧之间的互用性。这指的是,次级侧在例如电路拓扑方面例如不必准确地与初级侧或初级侧的调节回路匹配来保证能量传输的平稳调节。在将场强度用作调节参数时,不必已知相对的组件的全部构造,因为仅仅调节在本身的组件的这一侧上的调节参数。由此,当不同的初级侧与不同的次级侧耦联成非接触式机动车充电装置时,也实现平稳的且稳定的调节。从中得到的优点是,不必预设或者限制组件的拓扑、尤其是次级侧的拓扑来实现保持平稳的或鲁棒的调节。由此,保持调节回路的低复杂性并且无问题地给出非接触式机动车充电装置的进一步发展可能性。此外,通过由于将场作为调节参数得到的高的调节动态,实现非接触式机动车充电装置的高效率,因为通过调节的短的响应时间,可最小化地设计在调整调节参数时的安全裕度。由此,也实现了例如机动车的电池的更短的充电时间。
例如,在非接触式机动车充电装置的初级侧上提供场调节器,在次级侧上提供场测量装置。次级侧的场测量装置例如可通过无线电传输(例如WLAN)将所获取的场强度作为实际参数传输给初级侧的场调节器,随后,场调节器如此调整初级侧的场强度,使得将由场测量装置在次级侧上获取的场强度具有预设的理论值的值,可由非接触式机动车充电装置的组件预设该理论值。此时,可以有利的且简单的方式利用,在次级侧上的场强度几乎等于在初级侧上的场强度,从而可将初级侧的场强度调整到如下值,即,该值为次级侧的场强度的理论值。然而,在本发明的改进方案中也公开了,如何将在初级侧和次级侧上的不同场强度考虑到调节中,从而也使调节更准确。
本发明的一种改进方案规定,作为场强度传感器的场测量装置设计成,借助于测量获取待获取的场强度。这指的是,场强度传感器在相应的组件、即例如次级侧上获取相应的场强度并且随后作为实际值输出和/或传输给场调节器。场强度传感器例如可以是霍尔传感器,即,借助于霍尔效应输出与所获取的场强度成比例的电压的电构件。场强度传感器也可为所谓的磁控电阻,即,根据所获取的场强度改变其电阻的电构件。磁控电阻的英文术语是“magnetic dependent resistor”,简称MDR。这种实施方式的优点是,以简单的方式借助于测量准确地获取相应的场强度,并且该场强度可作为相应的电信号输出并且进而可用于调节非接触式机动车充电装置。场强度传感器例如可如此定位,使得场强度传感器在组件的线圈中获取也在组件的线圈上存在的场强度,或者如此定位,使得场强度传感器位于组件的线圈之外,并且传感器的测量结果与场强度传感器相对于线圈的距离成比例地确定,从而输出的测量结果、即相应于在相应的线圈上的场强度的相应实际值。
在本发明的改进方案中,场测量装置设计成,借助于至少一个电的辅助参数和至少一个辅助值获取场强度。电的辅助参数例如可以是在电感、即在非接触式机动车充电装置的组件的线圈上感应的电压,或者流过该电感的电流,例如激励电流。该改进方案利用的是,相应的电的辅助参数与相应的场强度有直接关系。通过在增加辅助值的情况下将电的辅助参数进行换算,获得相应的场强度。在一种简单的实施方式中,这种辅助值可为相应的线圈的电感值或者也可为复杂的数学模型,该数学模型例如根据线圈的准确的几何结构或者线圈和/或现有的线圈芯部所使用的材料更准确地描述相应的线圈。该改进方案具有的优点是,不需要以场强度传感器的形式的附加的场测量装置,这使得非接触式机动车充电装置的制造更简单且更成本低廉。
在一种改进方案中规定,非接触式机动车充电装置的传输装置设计成,至少分别将组件中的一个组件的实际磁场强度传输到初级侧的场调节器上。这指的是,由相应的场测量装置获取初级侧和/或次级侧的当前场强度,并且传输到初级侧的场调节器上。尤其是在两个组件具有一个场测量装置的情况中,得到的优点是,初级侧的场调节器可准确地调整初级侧的场强度,使得在次级侧上出现预确定的理论值。该理论值也可借助于传输装置从次级侧传输到初级侧上,并且例如由电池监控装置预设,电池监控装置在考虑次级侧的电结构的情况下例如将所需的电池电压转换成所需的场强度。尤其是对于与初级侧的调节回路无关的次级侧来说,从中得到的优点是,初级侧可准确地匹配相应的次级侧的能量传输,而不需要知道次级侧的可能的电池电流和/或电池电压。由此,得到在不同的非接触式机动车充电系统的组件之间的高的互用性。
非接触式机动车充电装置的一种改进方案规定,每个组件各具有至少一个场调节器和至少一个场测量装置。在至少一种运行模式中,次级侧通过次级侧的传输装置要求初级侧调整到确定的初级侧的场强度。如果在次级侧上需要更高的或更低的场强度,或者如果也应保持当前的场强度,次级侧告知初级侧改变要求。
在一种改进方案中,改变要求为定性的改变要求。这指的是,次级侧要求初级侧提高或减小初级侧的场强度。优点在于,不必已知初级侧的场强度对次级侧的场强度的准确影响。通过由初级侧的场调节器逐渐地改变初级侧的场强度,次级侧的场强度达到其理论值。在此,逐渐地改变指的是逐步地提高或减小场强度。这可以预设的逐步值进行,其中,不仅可预设在场强度的不同值之间的时间上的逐步值或也可预设在场强度的两种不同的幅度值的之间的逐步值。尤其是,可根据在理论值和实际值之间的差以不同的幅度逐步地改变场强度的值,从而与在实际值和理论值之间的差较大时相比,例如在差较小时以更小的幅度逐步改变初级侧的场强度,从而得到非线性的调节,这有利于不同的运行情况。
在一种改进方案中,改变要求为根据所储存的准则的定量的改变要求,该准则被提供给非接触式机动车充电装置、尤其是初级侧的场调节器。在所储存的准则中,描述了在初级侧和次级侧之间的气隙对场、且尤其是在初级侧上的场强度和在次级侧上的场强度的影响。这指的是,例如已知在初级侧和次级侧之间的散射场的影响,并且尤其是已知,在初级侧上的场强度的确定的值时在次级侧上存在怎样的场强度值。该改进方案的优点是,初级侧可快速地且简单地调整场强度,使得在次级侧上准确地出现要求的场强度的理论值。在此,所储存的准则例如可在每次能量传输之前的校准步骤中通过以下方式进行,即例如,初级侧的场调节器调整预设的初级侧的场强度,并且次级侧的传输装置将在这种运行中得到的次级侧的场强度的值传输给初级侧的场调节器。由此,该改进方案也可保证在不同的初级侧和不同的次级侧之间的互用性,并且同时提供了高的调节动态。
如已经阐述的那样,本发明也包括非接触式机动车充电装置的组件。在此,该组件尤其是为根据本发明的非接触式机动车充电装置的组件。因此,组件具有例如在以上描述中描述的至少一个场调节器和/或至少一个场测量装置。
如已经阐述的那样,本发明也包括用于调节非接触式机动车充电装置的方法。尤其是,在此,非接触式机动车充电装置为根据本发明的非接触式机动车充电装置。按照根据本发明的方法,为了调节非接触式机动车充电装置,将场强度用作调节参数。该场强度是借助于非接触式机动车充电装置将能量从初级侧传输到次级侧上或者从次级侧传输到初级侧上的场的场强度。根据该方法,在此借助于场测量装置获取至少一个场强度,为了调节非接触式机动车充电装置,将至少一个场强度用作实际值。根据本发明,场调节器将该实际值与理论值一起用于至少在非接触式机动车充电装置的初级侧上调整场强度。
本发明也包括具有根据本发明描述的非接触式机动车充电装置的机动车。在此,机动车具有至少一个所描述的非接触式机动车充电装置的至少一个组件和/或具有至少一个场测量装置和/或至少一个场调节器。
本发明也包括根据本发明的组件、根据本发明的机动车以及根据本发明的方法的如下改进方案,即,其具有已经结合根据本发明的非接触式机动车充电装置的改进方案描述的特征。出于这一原因,在此不再次描述根据本发明的方法的相应的改进方案。
附图说明
下文描述本发明的实施例。其中:
图1示出了具有调节回路和初级侧的场调节器的非接触式机动车充电装置的示意性的方框图;
图2示出了具有调节回路和初级侧的和次级侧的场调节器的非接触式机动车充电装置的示意性的方框图。
具体实施方式
下文解释的实施例为本发明的优选的实施方式。在实施例中,所描述的实施方式的组件分别表示单独的、被视为彼此独立的发明的特征,这些特征也可分别彼此独立地改进本发明,并且由此也单独地或者以与所示出的组合不同的组合被视为本发明的组成部分。此外,也可通过已经描述的发明的特征中的其它特征补充所描述的实施方式。
在图中,功能相同的元件分别设有相同的附图标记。
图1示出了具有初级侧11和次级侧12的非接触式机动车充电装置10。跨过气隙13,可借助于场在非接触式机动车充电装置10的两个组件之间传输能量。初级侧11具有电压调节器14,电流调节器15和场调节器16。附加地,非接触式机动车充电装置10具有初级侧的功率电子装置17和次级侧的功率电子装置18,以及初级侧的线圈系统19和次级侧的线圈系统20。通过初级侧11和次级侧12的功率电子装置17、18和线圈系统19、20,构造受控系统/调节对象21(Regelstrecke)。在线圈系统19上可借助于场测量装置获取场强度22。在线圈系统20上,可借助于另一场测量装置获取场强度23。场强度22、23可作为实际值24输送给场调节器16。在此,可选地,可借助于匹配装置25匹配场强度22、23。电流调节器15可接收由次级侧12传输的电池27的电流的实际值26。电流调节器15与电流的理论值28一起形成场强度的理论值29。在增加电池27的电压的实际值30和预设的理论值31的情况下,由电压调节器14形成理论值28。分别借助于减法器32将理论值28、29、31和实际值24、26、30比较。
图2示出了具有初级侧11'和次级侧12'的非接触式机动车充电装置10',在初级侧和次级侧之间形成气隙13。初级侧11'具有功率电子装置17和线圈系统19。次级侧12'具有线圈系统20和功率电子装置18。此外,次级侧12'具有电池27,电压调节器14,电流调节器15以及场调节器16。借助于减法器32,将实际值26、30、40与理论值28、31、41比较。实际值40是在次级侧12'的线圈系统20上的当前场强的值。理论值41是应在线圈系统20上给出的场强度的值。次级侧12'的场调节器16将理论值42传输给初级侧11'。理论值42表示应在初级侧11'的线圈系统19上应给出的场强度的值。借助于减法器32将理论值42与实际值43比较,并且初级侧11'的场调节器16根据理论值42和实际值43调节当前的初级侧的场强度44。在非接触式机动车充电装置10'中,初级侧11'和次级侧12'分别具有独立的受控系统/调节对象45、46(Regelstrecke)。
在一个实施例中,初级侧11的场调节器16根据场强度23和由此形成的实际值24调节场强度22。实际值24可相应于场强度23,或者例如,当次级侧的场测量装置在与次级侧的线圈系统20的位置不对应的位置上时,借助于匹配装置25匹配实际值24。因此,匹配装置25构造成,保证实际值24相应于实际上在线圈系统20上存在的场强度。在该实施例中,当实际值24小于理论值29时,场调节器16逐渐地提高场强度22。例如,当例如由于乘客从机动车中下车而机动车的电池27刚好借助于非接触式机动车充电装置10充电使得气隙13的宽度增大时,是这种情况。以优选地小于1秒、尤其是小于1ms的时间逐步匹配场强度22的值,直至场强度22达到预设的值。当实际值和理论值仅仅相差10%以内时,例如以1%的步长改变场强度的幅度,而当实际值和理论值相差大于10%时,以3%的步长改变场强度的幅度。其它幅度的步长也是可行的。
在另一实施例中,初级侧11'和次级侧12'的受控系统45、46实施成分离的。根据通过实际值30给出的电池27的当前电压和通过实际值26给出的电池27的当前电流,次级侧12'的电流调节器15形成应在次级侧的线圈系统20上给出的场强度的理论值41。减法器32将该理论值41与在线圈系统20上的当前场强的实际值40比较,从而次级侧12'的场调节器16从实际值40和理论值41中形成改变要求,借助于传输装置将该改变要求传输给初级侧11'。传输装置可设计成以无线电为基础,在该实施例中实施成WLAN连接。在该实施例中,改变要求形成包含应在初级侧11'的线圈系统19上存在怎样的场强44的信息的理论值42。次级侧12'的场调节器16根据储存的准则形成理论值42,该准则包含在初级侧11'的线圈系统19上的场强度44的前提下气隙13对线圈系统20上的场强的影响。以这种方式,初级侧11'的场调节器16可在唯一的改变步骤中将场强度44调整到预设的值。由此,得到非接触式机动车充电装置10'的调节的非常高的调节动态。
本发明提供了一种具有平稳的调节器的非接触式机动车充电装置,该调节器可在不了解整个受控系统的情况下快速地对干扰影响做出响应。由此,由不同制造商制造的非接触式机动车充电装置的组件也可彼此互用。本发明利用的是,通过场实现初级侧和次级侧的耦联。由此,该场直接影响在次级侧上待调节的参数。因此,本发明为非接触式机动车充电装置的调节回路/调节电路补充了场调节部、例如场调节器。因此,根据磁通量进行调节。此时,不仅将在初级侧上的磁通量而且将在次级侧上的磁通量或者在两侧上的磁通量用于调节。通过将调节回路分布在初级侧和次级侧上,系统的互用性提高。例如,次级侧仅仅必须规定初级侧,将场强度调节到怎样的值上。由此,初级侧仅仅还需调节在初级侧产生的场,或者换句话说,调整其值,在次级侧中的受控系统对于初级侧的调节设计没有影响。作为实际参数或实际值,例如可使用在初级侧上的场,并且根据需要,通过可选的匹配例如从中计算次级侧的场。通过受控系统分布在初级侧和次级侧上,调节设计明显更简单。由此,每个独立的调节回路仅仅须根据相应已知的硬件设计,由此提高了设计时的自由度。通过将场强度用于调节,系统更加动态和稳定。与没有场调节部变比,尤其能更快速地控制干扰影响,例如气隙的突然变化。除了直接调节场强度,也可行的是,调节直接或间接影响场的参数,例如激励电流或者在组件的线圈上感应的电压。于是,可借助于模型获得所得到的场。
总地来说,实施例表明,通过本发明如何提供非接触式机动车充电装置,其调节具有高的动态和高的鲁棒性并且其组件适合互用。
Claims (10)
1.一种非接触式机动车充电装置(10),该机动车充电装置作为组件具有至少一个初级侧(11)和至少一个次级侧(12),在至少一种运行模式中,在初级侧和次级侧之间跨过至少一个气隙(13)借助于电感式的和/或电容式的耦联传输能量,所述组件中的每一个各具有非接触式机动车充电装置(10)的调节回路的至少一部分,
其特征在于,
所述组件中的至少一个具有至少一个场调节器(16),以及所述组件中的至少一个具有至少一个场测量装置,所述场测量装置设计成,获取磁场和/或电场的场强度(22、23、24),其中,所述场调节器(16)设计成,在至少一种调节运行中,将所获取的场强度(22、23、24)用作实际值(24、43),借助于所述实际值(24、43)和预设的理论值(29、42)作为调节参数来调整非接触式机动车充电装置(10)的至少一个场强度(22)。
2.根据权利要求1所述的非接触式机动车充电装置(10),其特征在于,作为场测量装置将场强度传感器设计成,借助于测量获取待获取的场强度(22、23、24)。
3.根据上述权利要求中任一项所述的非接触式机动车充电装置(10),其特征在于,所述场测量装置设计成,借助于至少一个电的辅助参数和至少一个辅助值获取待获取的场强度(22、23、24)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的非接触式机动车充电装置(10),其特征在于,所述非接触式机动车充电装置(10)包括传输装置,其中,所述传输装置设计成,至少将组件中的至少一个组件的实际磁场强度(23、40)传输到初级侧(11)的场调节器(16)上。
5.根据上述权利要求中任一项所述的非接触式机动车充电装置(10),其特征在于,该机动车充电装置的组件中的每一个组件各具有至少一个场调节器(16)和至少一个场测量装置,至少次级侧的传输装置设计成,在至少一种运行模式中,将用于调整初级侧的场强度(22、44)的改变要求传输给初级侧(11)。
6.根据权利要求5所述的非接触式机动车充电装置(10),其特征在于,所述改变要求为定性的改变要求,其内容为提高或者降低初级侧的场强度(22、44)的要求,所述初级侧的场调节器(16)设计成,相应于所述改变要求逐渐地提高或者降低所述初级侧的场强度(22、44)。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的非接触式机动车充电装置(10),其特征在于,所述改变要求是根据在机动车充电装置(10)的存储器上储存的准则的定量的改变要求,所述改变要求形成所述初级侧的场强度的理论值(22、42)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的非接触式机动车充电装置(10),其特征在于,所述组件具有至少一个场调节器(16)和/或至少一个场测量装置。
9.一种用于调节非接触式机动车充电装置(10)的方法,其中,初级侧(11)和/或次级侧(12)的至少一个场调节器(16)根据作为调节参数的、至少一个借助于场测量装置获取的场强度(22、23、24)来调整非接触式机动车充电装置(10)的至少一个场强度(22、44)。
10.一种具有非接触式机动车充电装置(10)的机动车,其特征在于,在所述机动车中提供根据权利要求1至7中任一项所述的机动车充电装置(10)的至少一个组件,所述机动车具有至少一个场测量装置和/或至少一个场调节器(16),所述场调节器设计用于调整至少一个场强度(22、44)。
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10056611A1 (de) * | 2000-11-15 | 2002-05-23 | Abb Research Ltd | Magnetfeldeinstellung für eine ein Magnetfeld erzeugende Wicklung |
US20090112291A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Medtronic, Inc. | Closed loop long range recharging |
DE102010020970A1 (de) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | Panasonic Electronic Devices Europe Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung kontaktloser Übertragung von elektrischer Energie |
CN102884712A (zh) * | 2010-05-14 | 2013-01-16 | 株式会社丰田自动织机 | 共振型非接触供电系统及在共振型非接触供电系统充电时调整匹配器的方法 |
CN103260939A (zh) * | 2010-12-14 | 2013-08-21 | 康达提斯-瓦普弗勒有限公司 | 用于感应式地传输电能的设备 |
DE102013215785A1 (de) * | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Continental Automotive Gmbh | Fahrzeugseitiges Lademodul, induktives Ladesystem und Verfahren zum induktiven Laden eines Energiespeichers |
CN104518551A (zh) * | 2013-09-27 | 2015-04-15 | 西门子公司 | 能电驱动的车辆的充电站 |
CN104512271A (zh) * | 2013-09-27 | 2015-04-15 | 西门子公司 | 电动汽车的蓄电器的充电 |
CN105493375A (zh) * | 2013-09-06 | 2016-04-13 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于感应式能量传输的设备和用于运行用于感应式能量传输的设备的方法 |
WO2016055181A1 (de) * | 2014-10-07 | 2016-04-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur steuerung eines systems zur induktiven energieübertragung |
US20160368387A1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-12-22 | Qualcomm Incorporated | Devices, systems, and methods using reactive power injection for active tuning electric vehicle charging systems |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202010016586U1 (de) | 2010-12-14 | 2012-03-15 | Conductix-Wampfler Ag | Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie |
US20150130272A1 (en) | 2011-09-21 | 2015-05-14 | Pioneer Corporation | Wireless power receiving apparatus and control method for such apparatus |
DE102013207883A1 (de) | 2013-04-30 | 2014-10-30 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsanordnung mit einem Resonanzwandler und Verfahren zum Betreiben eines Resonanzwandlers |
DE102013224586A1 (de) | 2013-11-29 | 2015-06-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Frequenzerzeugung für einen Resonanzwandler |
DE102013227129B4 (de) | 2013-12-23 | 2016-01-14 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Erfassung einer Relativposition, Verfahren zum kabellosen Laden eines Fahrzeugs, Orientierungssignalempfänger und induktive Ladevorrichtung |
-
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-
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Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10056611A1 (de) * | 2000-11-15 | 2002-05-23 | Abb Research Ltd | Magnetfeldeinstellung für eine ein Magnetfeld erzeugende Wicklung |
US20090112291A1 (en) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Medtronic, Inc. | Closed loop long range recharging |
CN102884712A (zh) * | 2010-05-14 | 2013-01-16 | 株式会社丰田自动织机 | 共振型非接触供电系统及在共振型非接触供电系统充电时调整匹配器的方法 |
DE102010020970A1 (de) * | 2010-05-19 | 2011-11-24 | Panasonic Electronic Devices Europe Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung kontaktloser Übertragung von elektrischer Energie |
CN103260939A (zh) * | 2010-12-14 | 2013-08-21 | 康达提斯-瓦普弗勒有限公司 | 用于感应式地传输电能的设备 |
DE102013215785A1 (de) * | 2013-08-09 | 2015-02-12 | Continental Automotive Gmbh | Fahrzeugseitiges Lademodul, induktives Ladesystem und Verfahren zum induktiven Laden eines Energiespeichers |
CN105493375A (zh) * | 2013-09-06 | 2016-04-13 | 罗伯特·博世有限公司 | 用于感应式能量传输的设备和用于运行用于感应式能量传输的设备的方法 |
CN104518551A (zh) * | 2013-09-27 | 2015-04-15 | 西门子公司 | 能电驱动的车辆的充电站 |
CN104512271A (zh) * | 2013-09-27 | 2015-04-15 | 西门子公司 | 电动汽车的蓄电器的充电 |
WO2016055181A1 (de) * | 2014-10-07 | 2016-04-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur steuerung eines systems zur induktiven energieübertragung |
US20160368387A1 (en) * | 2015-06-19 | 2016-12-22 | Qualcomm Incorporated | Devices, systems, and methods using reactive power injection for active tuning electric vehicle charging systems |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110662667B (zh) | 2023-07-21 |
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WO2018215137A1 (de) | 2018-11-29 |
US20210284032A1 (en) | 2021-09-16 |
DE102017208595A1 (de) | 2018-11-22 |
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