CN112752674A - 准备借助于感应式充电系统向车辆传输能量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于准备借助于感应式充电系统向车辆传输能量的方法，该感应式充电系统具有布置在充电系统的初级侧上的基板和布置在车辆中或车辆上的次级侧，其中第一线圈设置在基板中，并且第二线圈设置在车辆板中的次级侧上，该方法包括以下步骤：从基于车辆的电源（21）激励设置在次级侧上的第二线圈（7），并且通过评估在感应式充电系统的次级侧上执行的激励，诊断布置在感应式充电系统的次级侧上的部件的功能。此外，本发明还涉及一种准备借助于感应式充电系统向车辆传输能量的装置。

Description

准备借助于感应式充电系统向车辆传输能量的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于准备借助于感应式充电系统向车辆传输能量的方法和装置。可以提供所述能量传输以为车辆的能量存储器充电和/或向车辆的用电设备供电。
背景技术
当车辆的能量存储器借助于感应式充电系统充电时，使用与充电站相关联的发射器和与车辆相关联的接收器以无线方式将能量从充电站感应传输到车辆。发射器通常具有基板，基板内部设置有线圈，所述线圈用于发射交变磁场。这由布置在基板上方的基于车辆的接收器接收，并被转换成DC信号，该信号例如用于给基于车辆的电池充电。
为了以最佳可能的方式设计所述能量传输，有必要执行各种准备措施。这些准备措施包括将基于车辆的接收器尽可能精确地定位在基板线圈上方。这些准备措施还包括检查基板和基于车辆的接收器之间的中间空间是否没有物体。这些物体包括任何物品，以及甚至任何生物。该物体识别可以通过运动检测来执行。
US 2016/0178740 A1公开了一种系统、方法和装置，在电力传输的无线应用的情况下，旨在借助于这些系统、方法和装置来实现对活物体的保护。这里，从多个雷达收发器接收借助于雷达广播的数据，将从所述多个雷达收发器中的每一个接收的雷达数据中的响应相互比较，至少部分地基于从所述多个雷达收发器中的每一个接收的响应的相关性来确定在距所述多个雷达收发器的第一距离处的车辆的存在，并且当在检测区域中检测到另外的物体时，过滤所接收的雷达数据的对应于在距所述多个雷达收发器预定距离范围（包括第一距离）内的移动的部分。在US 2016/0178740 A1描述的一个示例性实施例中，由多个雷达模块发射的雷达信号在固定到车辆的无源或有源雷达应答器处被反射。
发明内容
本发明的目的是指定一种用于准备借助于感应式充电系统向车辆传输能量的改进方法。
这个目的通过具有权利要求1所指定的特征的方法来实现。从属权利要求2-11中指定了本发明的有利改进和发展。权利要求12-17涉及一种准备借助于感应式充电系统向车辆传输能量的装置。
本发明提出了一种用于准备借助于感应式充电系统向车辆传输能量的方法，该感应式充电系统具有布置在充电系统的初级侧上的基板和布置在车辆中或车辆上的次级侧，其中第一线圈设置在基板中，并且第二线圈设置在车辆板中的次级侧上，该方法包括以下步骤：
- 从基于车辆的电源激励设置在次级侧上的第二线圈，并且
- 通过评估在感应式充电系统的次级侧上执行的激励，诊断布置在感应式充电系统的次级侧上的部件的功能。
本发明的优点特别在于，布置在感应式充电系统的次级侧上的部件不仅用于接收充电能量，而且还具有其他目的。通过从基于车辆的电源评估布置在感应式充电系统的次级侧上的线圈的激励，获得可以用于改进向车辆的能量传输的准备的信息的目的。例如，通过布置在感应式充电系统的次级侧上的线圈的次级侧激励，有可能获得关于布置在感应式充电系统的次级侧上的部件的功能的信息。为此目的，不需要从初级侧向次级侧传输任何能量。结果，当要充电的车辆还不在初级侧附近时，也就是说，在距初级侧的其中初级侧和次级侧线圈之间还没有耦合的距离范围内，甚至可以执行对布置在感应式充电系统的次级侧上的感应式充电系统的部件的功能的识别。
如果初级侧线圈和次级侧线圈之间存在足够的耦合，则在次级侧上获得的关于感应式充电系统的次级侧部件的功能的信息可以在必要的情况下被中间地存储在基于车辆的存储器中，并且被传输到初级侧。例如，在识别出一个或多个次级侧部件的功能失效之后，可以向初级侧发送相应的信息信号或相应的控制信号，基于该信号防止次级侧电池的充电过程偏移。
附图说明
本发明的这些和进一步的有利特性将从以下其基于图1的示例性解释中显现出来。所述图示出了感应式车辆充电系统的框图。
具体实施方式
图1所示的感应式车辆充电系统具有充电站1，充电站1包括控制单元2和基板3。线圈4布置在基板3中。作为对图1所示示例性实施例的替代，控制单元2也可以是基板3的集成部件部分。充电站1形成感应式充电系统的初级侧。
图1还示出了车辆5，感应式车辆充电系统的基于车辆的部分布置在车辆5中或车辆5上。感应式充电系统的基于车辆的部分形成感应式充电系统的次级侧。所述基于车辆的部分尤其包括布置在车辆板6中并且传输能量所必需的接收器电路7、8、9、整流器10、电压表11、滤波电容器12、安培计13、放电装置14和能量存储器18。接收器电路包含线圈7和电容器8和9，它们与线圈7一起形成谐振电路。从第二线圈7的角度来看，放电装置14布置在电压表11下游并且还在安培计13下游，也就是说，直接布置在能量存储器18的上游，放电装置14具有欧姆电阻15、晶体管16和二极管17。
借助于图1所示的感应式充电系统，可以使用发射器和基于车辆的接收器电路将能量从充电站1无线传输到车辆5，发射器是布置在基板3中并与充电站相关联的线圈4，接收器电路包括线圈7以及电容器8和9。
线圈7经由电容器8和9连接到整流器10，其中由接收器电路7、8、9接收的信号被整流。
整流器10的输出信号经由滤波电容器12馈送到放电装置14，放电装置14具有欧姆电阻15、晶体管16和二极管17。在其中储存传输能量的能量储存器18连接到所述放电装置14。
作为准备借助于所示的感应式充电系统对车辆5的能量存储器18充电的一部分，布置在次级侧上的线圈7由基于车辆的电源21激励。所述基于车辆的电源可以是车辆5的低压车载电气系统。作为对其的替代，布置在车辆中的电池（例如电池18）也可以用作基于车辆的电源。
基于车辆的电源21经由二极管19和20以及已经提到的电容器8和9连接到线圈7，以便激励所述线圈。所述激励过程由基于车辆的控制单元22控制，该控制单元22向电源馈送控制信号s2，所述控制信号用于控制电源的操作。控制单元还被设计成提供用于控制放电装置14的晶体管16的控制信号s1。
使用电压表11和安培计13的输出信号，在感应式充电系统的次级侧上评估基于车辆的电源21对第二线圈7的激励，以便获得关于感应式充电系统的次级侧部件的功能的信息。
作为所述评估的一部分，诊断布置在感应式充电系统的次级侧上的第二线圈7的功能。这里检查第二线圈的谐振行为。还执行检查以确定第二线圈是否短路以及第二线圈的一个或多个连接端子是否开路。
作为所述评估的一部分，还检查整流器10的功能。这里，执行检查以确定整流器中是否存在短路。使用第二线圈7激励的连接和断开过程来执行所述检查。
作为所述评估的一部分，还检查滤波电容器14的功能。这通过检查滤波电容器的放电行为来执行。
作为所述评估的一部分，还检查放电装置14的功能。所述检查也可以使用第二线圈的激励的连接和断开过程来执行。
如果作为由控制单元22执行的对第二线圈7的激励的所述评估的一部分，识别出感应式充电系统的次级侧的一个或多个部件在功能上不操作，则控制单元22产生发出所述功能失效的信号的信息信号。所述信息信号被传输到初级侧，并在那里被转发到初级侧控制单元2。作为对所述信息信号的接收的反应，所述初级侧控制单元抑制预期的充电过程，以便防止在车辆中发生损坏。
在这一切之后，在本发明中，作为准备借助于感应式充电系统向车辆传输能量的一部分，在感应式充电系统的次级侧上诊断感应式充电系统的基于车辆的部件的功能。对于所述诊断，感应式充电系统的基座侧第一线圈不必已经与感应式充电系统的基于车辆的第二线圈紧密耦合。所提到的功能诊断独立于感应式充电系统的初级侧执行，其中基于车辆的电源用于激励基于车辆的第二线圈，并且其中基于车辆的第二线圈的所述激励的评估在车辆中执行。在所述评估中，特别是检查第二线圈7、整流器10、滤波电容器12和放电装置14的功能。所述评估的结果可以被报告给初级侧控制单元2。在感应式充电系统的一个或多个基于车辆的部件功能失效的情况下，所述初级侧控制单元抑制能量从初级侧到次级侧的传输。这防止了在车辆中发生损坏。
另外的可能性在于为充电和放电提供双向可能性。因此，也有将能量从车辆传输到基站的可能性。

Claims (17)

1.一种用于准备借助于感应式充电系统向车辆（5）传输能量的方法，所述感应式充电系统具有布置在所述充电系统的初级侧上的基板（3）和布置在所述车辆（5）中或所述车辆（5）上的次级侧，其中，第一线圈（4）设置在所述基板（3）中，并且第二线圈（7）设置在车辆板（6）中的次级侧上，所述方法包括以下步骤：
- 从基于车辆的电源（21）激励设置在所述次级侧上的第二线圈（7），并且
- 通过评估在所述感应式充电系统的次级侧上执行的激励，诊断布置在所述感应式充电系统的次级侧上的部件的功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，诊断布置在所述感应式充电系统的所述次级侧上的第二线圈（7）的功能。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，根据短路的存在和/或根据一个或多个开路端子的存在来诊断布置在所述感应式充电系统的次级侧上的第二线圈（7）的功能。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，根据布置在所述感应式充电系统的所述次级侧上的第二线圈（7）的谐振行为来诊断所述第二线圈（7）的功能。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，诊断布置在所述感应式充电系统的次级侧上的整流器（10）的功能。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，诊断布置在所述感应式充电系统的次级侧上的放电装置（14）的功能。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，诊断布置在所述感应式充电系统的次级侧上的滤波电容器（12）的功能。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对设置在所述次级侧上的第二线圈（7）的激励由布置在所述车辆（5）中的控制单元（22）控制，并且对布置在所述感应式充电系统的次级侧上的部件的功能诊断由布置在所述车辆（5）中的控制单元（22）执行。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在识别出布置在所述感应式充电系统的次级侧上的部件中的一个的功能失效时，布置在所述车辆中的控制单元（22）发起指示布置在所述感应式充电系统的次级侧上的部件中的一个的功能失效的信息信号的输出。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，设置在所述次级侧上的第二线圈（7）由所述车辆的低压车载电气系统激励。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中，设置在所述次级侧上的第二线圈（7）由车辆电池激励。
12.一种用于准备借助于感应式充电系统向车辆传输能量的装置，所述装置具有布置在所述充电系统的初级侧上的基板（3）和布置在所述车辆（5）中或所述车辆（5）上的次级侧，其中，第一线圈（4）设置在所述基板（3）中，并且第二线圈（7）设置在车辆板（6）中的次级侧上，其中，所述装置还具有：
- 基于车辆的电源（21），其被设计成激励设置在所述次级侧上的第二线圈（7），以及
- 基于车辆的控制单元（22），其被设计成控制对设置在所述次级侧上的第二线圈（7）的激励，并通过评估所执行的激励来诊断布置在所述感应式充电系统的次级侧上的部件的功能。
13.根据权利要求12所述的装置，其中，在次级侧上，电容器（8、9）连接到第二线圈（7），并且与所述第二线圈一起形成谐振电路。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述谐振电路连接到整流器（10），经由放电装置（14）连接到所述能量存储器（18）的滤波电容器（12）连接到所述整流器的输出。
15.根据权利要求14所述的装置，其具有连接到所述整流器（10）的电压表（11）。
16.根据权利要求14或15所述的装置，其具有安培计（13），所述安培计布置在所述滤波电容器（12）和所述放电装置（14）之间。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的装置，其中，所述放电装置（14）具有由控制单元（21）控制的晶体管（16）。
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