DE102011115092B4 - System for contactless transmission of energy and data - Google Patents
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Abstract
System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten,
wobei ein Mobilteil relativ zu einem Anlagenteil bewegbar angeordnet ist,
wobei das Anlagenteil eine erste Leistungsspule und eine erste Kommunikationsspule aufweist,
wobei das Mobilteil eine zweite Leistungsspule aufweist, die induktiv an die erste Leistungsspule ankoppelbar ist,
wobei das Mobilteil eine zweite Kommunikationsspule aufweist, welche induktiv an die erste Kommunikationsspule ankoppelbar ist,
wobei jede Leistungsspule zwei Wicklungen aufweist und jede Kommunikationsspule zwei Wicklungen aufweist,
wobei die erste Wicklung der ersten Leistungsspule und die erste Wicklung der ersten Kommunikationsspule um denselben Spulenkern, insbesondere Ferritkern, gewickelt sind
wobei die zweite Wicklung der ersten Leistungsspule und die zweite Wicklung der ersten Kommunikationsspule um denselben Spulenkern, insbesondere Ferritkern, gewickelt sind,
wobei die erste Wicklung der zweiten Leistungsspule und die erste Wicklung der zweiten Kommunikationsspule um denselben Spulenkern, insbesondere Ferritkern, gewickelt sind,
wobei die zweite Wicklung der zweiten Leistungsspule und die zweite Wicklung der zweiten Kommunikationsspule um denselben Spulenkern, insbesondere Ferritkern, gewickelt sind,
wobei die Wicklungen jeweils mit einem derartigen Wicklungssinn ausgeführt sind, dass von der ersten und/oder zweiten Leistungsspule keine, insbesondere keine wesentliche Gesamtspannung an der ersten und/oder zweiten Kommunikationsspule induzierbar ist.System for contactless transmission of energy and data,
wherein a mobile part is arranged movable relative to a plant part,
wherein the plant part has a first power coil and a first communication coil,
wherein the mobile part has a second power coil, which can be inductively coupled to the first power coil,
wherein the mobile part has a second communication coil, which can be inductively coupled to the first communication coil,
wherein each power coil has two windings and each communication coil has two windings,
wherein the first winding of the first power coil and the first winding of the first communication coil to the same coil core, in particular ferrite core, are wound
wherein the second winding of the first power coil and the second winding of the first communication coil are wound around the same core, in particular ferrite core,
wherein the first winding of the second power coil and the first winding of the second communication coil are wound around the same core, in particular ferrite core,
wherein the second winding of the second power coil and the second winding of the second communication coil are wound around the same core, in particular ferrite core,
wherein the windings are each designed with such a winding sense that no, in particular no significant total voltage at the first and / or second communication coil of the first and / or second power coil is inducible.
Description
Die Erfindung betrifft ein System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten.The invention relates to a system for contactless transmission of energy and data.
Bei einem System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten ist bekannt, Energie von einer Primärspule an eine Sekundärspule induktiv zu übertragen. Außerdem sind durch Aufmodulation von Stromanteilen, deren Frequenz höher ist als die zur Energieübertragung verwendete Frequenz, Daten übertragbar zwischen den beiden Spulen.In a system for contactless transmission of energy and data is known to inductively transmit energy from a primary coil to a secondary coil. In addition, by modulating current components whose frequency is higher than the frequency used for energy transfer, data is transferable between the two coils.
Aus der
Aus der
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten weiterzubilden, wobei eine sichere Datenübertragung ausführbar sein soll.The invention has the object of developing a system for contactless transmission of energy and data, with a secure data transmission should be executable.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention, the object is achieved in the system for contactless transmission of energy and data according to the features specified in
Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System zur kontaktlosen Übertragung von Energie sind, dass ein Mobilteil relativ zu einem Anlagenteil bewegbar angeordnet ist,
wobei das Anlagenteil eine erste Leistungsspule und eine erste Kommunikationsspule aufweist,
wobei das Mobilteil eine zweite Leistungsspule aufweist, die induktiv an die erste Leistungsspule ankoppelbar ist,
wobei das Mobilteil eine zweite Kommunikationsspule aufweist, welche induktiv an die erste Kommunikationsspule ankoppelbar ist,
insbesondere wobei mittels der induktiven Kopplung zwischen erster und zweiter Leistungsspule Energie übertragbar ist und zwischen erster und zweiter Kommunikationsspule Daten übertragbar sind,
wobei jede Leistungsspule zwei Wicklungen aufweist und jede Kommunikationsspule zwei Wicklungen aufweist,
insbesondere wobei die Wicklungsachsen aller Wicklungen parallel ausgerichtet sind,
wobei die Wicklungen jeweils mit einem derartigen Wicklungssinn ausgeführt sind, dass von der ersten und/oder zweiten Leistungsspule keine, insbesondere keine wesentliche Gesamtspannung an der ersten und/oder zweiten Kommunikationsspule induzierbar ist.Important features of the invention in the system for contactless transmission of energy are that a mobile part is arranged movable relative to a plant part,
wherein the plant part has a first power coil and a first communication coil,
wherein the mobile part has a second power coil, which can be inductively coupled to the first power coil,
wherein the mobile part has a second communication coil, which can be inductively coupled to the first communication coil,
in particular wherein energy can be transmitted by means of the inductive coupling between the first and second power coil and that data can be transmitted between the first and second communication coil,
wherein each power coil has two windings and each communication coil has two windings,
in particular, wherein the winding axes of all windings are aligned in parallel,
wherein the windings are each designed with such a winding sense that no, in particular no significant total voltage at the first and / or second communication coil of the first and / or second power coil is inducible.
Von Vorteil ist dabei, dass die Datenübertragung von der Leistungsübertragung ungestört ausführbar ist, weil das von der Leistungsspule erzeugte Wechsel-Magnetfeld keine oder zumindest keine wesentlichen Gesamtspannungen in der Kommunikationsspule induziert. Denn durch die Aufteilung der Spule in Wicklungen heben sich die Induktionswirkungen, also induzierten Spannungen, auf bei gegensinnigen Wicklungen. Dies ist am einfachsten ausführbar, wenn die umwickelte Fläche jeweils gleich ist und die Wicklungszahl ebenso.The advantage here is that the data transmission from the power transmission is undisturbed executable because the alternating magnetic field generated by the power coil induces no or at least no significant total voltages in the communication coil. By dividing the coil into windings, the induction effects, ie induced voltages, cancel out in the case of opposing windings. This is most easily done if the wrapped area is the same and the number of turns is the same.
Wenn also die Kommunikationsspule aus zwei gegensinnigen Wicklungen zusammengesetzt ist, sind die jeweils induzierten Spannungen betragsgleich und mit unterschiedlichem Vorzeichen versehen. Somit ergibt sich als Gesamtspannung eine verschwindende Spannung an der Kommunikationsspule. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Leistungsspule im Bereich der umwickelten Flächen der Wicklungen der Kommunikationsspule ein gleichstarkes Wechselfeld erzeugt. Dies ist insbesondere dann einfach erreichbar, wenn die Leistungsspule ein homogenes Feld im Bereich der Wicklungen der Kommunikationsspule erzeugt.Thus, if the communication coil is composed of two opposing windings, the induced voltages are the same amount and provided with different signs. Thus, as a total voltage results in a vanishing voltage at the communication coil. This applies in particular when the power coil generates an equally strong alternating field in the area of the wrapped surfaces of the windings of the communication coil. This can be easily achieved, in particular, when the power coil generates a homogeneous field in the region of the windings of the communication coil.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die erste und zweite Wicklung der ersten Kommunikationsspule unterschiedlichen Wicklungssinn auf,
wobei die erste und zweite Wicklung der ersten Leistungsspule gleichen Wicklungssinn aufweisen,
wobei die erste und zweite Wicklung der zweiten Kommunikationsspule unterschiedlichen Wicklungssinn aufweisen,
wobei die erste und zweite Wicklung der zweiten Leistungsspule gleichen Wicklungssinn aufweisen,
insbesondere wobei die ersten Wicklungen der beiden Leistungsspulen gleichen Wicklungssinn aufweisen und wobei die ersten Wicklungen der beiden Kommunikationsspulen gleichen Wicklungssinn aufweisen. Von Vorteil ist dabei, dass in einfacher Weise die Datenübertragung ungestört von der Energieübertragung, also Leistungsübertragung, ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the first and second windings of the first communication coil have different winding senses,
wherein the first and second windings of the first power coil have the same winding sense,
wherein the first and second windings of the second communication coil have different winding sense,
wherein the first and second windings of the second power coil have the same winding sense,
in particular wherein the first windings of the two power coils have the same winding sense and wherein the first windings of the two communication coils have the same winding sense. The advantage here is that in a simple way, the data transmission undisturbed by the power transmission, so power transmission is possible.
Zwar wird auch bei der Datenübertragung eine elektrische Leistung beziehungsweise Energie übertragen, jedoch wird diese vernachlässigt gegen die mindestens hundertmal größere Übertragung von der ersten auf die zweite Leistungsspule.Although an electrical power or energy is transmitted in the data transmission, but this is neglected against the at least one hundred times greater transmission from the first to the second power coil.
Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung weisen die erste und zweite Wicklung der ersten Leistungsspule unterschiedlichen Wicklungssinn auf,
wobei die erste und zweite Wicklung der ersten Kommunikationsspule gleichen Wicklungssinn aufweisen,
wobei die erste und zweite Wicklung der zweiten Leistungsspule unterschiedlichen Wicklungssinn aufweisen,
wobei die erste und zweite Wicklung der zweiten Kommunikationsspule gleichen Wicklungssinn aufweisen,
insbesondere wobei die ersten Wicklungen der beiden Leistungsspulen gleichen Wicklungssinn aufweisen und wobei die ersten Wicklungen der beiden Kommunikationsspulen gleichen Wicklungssinn aufweisen. Von Vorteil ist dabei, dass wiederum Daten und Energie unabhängig voneinander übertragbar sind. Dabei ist die gegensinnige Ausführung der Wicklungen entweder bei der Kommunikationsspule oder bei der Leistungsspule ausführbar. Wichtig ist allerdings, dass bei gegensinniger Ausführung der Wicklungen der Kommunikationsspule die Wicklungen der Leistungsspule gleichsinnig auszuführen ist und umgekehrt.In an alternative advantageous embodiment, the first and second windings of the first power coil have different winding senses,
wherein the first and second windings of the first communication coil have the same winding sense,
wherein the first and second windings of the second power coil have different winding senses,
wherein the first and second windings of the second communication coil have the same winding sense,
in particular wherein the first windings of the two power coils have the same winding sense and wherein the first windings of the two communication coils have the same winding sense. The advantage here is that once again data and energy are transferable independently. In this case, the opposing design of the windings can be carried out either in the communication coil or in the power coil. It is important, however, that in opposite directions execution of the windings of the communication coil to perform the windings of the power coil in the same direction and vice versa.
Erfindungsgemäß sind die erste Wicklung der Leistungsspule und die erste Wicklung der Kommunikationsspule um denselben ersten Spulenkern, insbesondere Ferritkern, gewickelt
und/oder
die zweite Wicklung der Leistungsspule und die zweite Wicklung der Kommunikationsspule sind um denselben zweiten Spulenkern, insbesondere Ferritkern, gewickelt,
insbesondere wobei der erste und zweite Spulenkern einstückig ausgeführt sind, insbesondere als Schenkel eines U-förmig ausgeführten Spulenkern ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und kostengünstige Ausführung ermöglicht ist.According to the invention, the first winding of the power coil and the first winding of the communication coil are wound around the same first coil core, in particular ferrite core
and or
the second winding of the power coil and the second winding of the communication coil are wound around the same second coil core, in particular ferrite core,
in particular wherein the first and second spool core are made in one piece, in particular designed as legs of a U-shaped spool core. The advantage here is that a simple and inexpensive design is possible.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die erste und zweite Wicklung voneinander beabstandet, insbesondere in derjenigen Ebene, deren Normalenrichtung parallel zur Wicklungsachse ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine ebene Spulenanordnung ausführbar ist und somit eine Herstellung der Spulenwicklung als Leiterbahn.In an advantageous embodiment, the first and second windings are spaced apart, in particular in that plane whose normal direction is aligned parallel to the winding axis. The advantage here is that a planar coil arrangement is executable and thus a production of the coil winding as a conductor track.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mittels der Kommunikationsspulen vom Mobilteil ein Signal bei Eintreffen des Mobilteils im induktiven Kopplungsbereich übertragbar. Von Vorteil ist dabei, dass ein Datenaustausch schon vor der Eintreffen der zweiten Leistungsspule im induktiven Kopplungsbereich zur ersten Leistungsspule ermöglicht ist. Somit ist eine Einparkhilfe realisierbar, indem Daten zwischen Mobilteil und stationärem Anlagenteil übertragen werden und auf diese Weise das Mobilteil auf den gewünschten Sollpositionsbereich hingesteuert wird.In an advantageous embodiment, by means of the communication coils from the handset a signal upon arrival of the handset in the inductive coupling region can be transmitted. The advantage here is that a data exchange is made possible even before the arrival of the second power coil in the inductive coupling region to the first power coil. Thus, a parking aid can be realized by data transferred between the handset and stationary equipment part and in this way the handset is paid to the desired target position range.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist aus der zweiten Leistungsspule ein Energiespeicher und/oder ein elektrischer Antrieb des Mobilteils speisbar. Von Vorteil ist dabei, dass der Energiespeicher beladbar ist und somit aus dem Energiespeicher der Antrieb des Mobilteils versorgbar ist. Auf diese Weise ist eine elektrische Beladung im induktiven Kopplungsbereich ausführbar und nachfolgend ein Versorgen des Antriebs aus dem Energiespeicher.In an advantageous embodiment of the second power coil, an energy storage and / or an electric drive of the handset can be fed. The advantage here is that the energy storage is loaded and thus from the energy storage of the drive of the handset is supplied. In this way, an electrical charge in the inductive coupling region executable and subsequently supplying the drive from the energy storage.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mittels der Kommunikationsspulen ein vom Ladezustand eines Energiespeichers des Mobilteils abhängiger Stromsollwert vom Mobilteil an den Anlagenteil übertragbar, wobei das Anlagenteil einen die erste Leistungsspule speisenden Steller aufweist, der den in der Leistungsspule fließenden Strom auf einen dem Stromsollwert entsprechenden Wert hin regelt, insbesondere wobei der Iststrom der ersten oder zweiten Leistungsspule erfasst wird und einer den Steller ansteuernden Regeleinheit zur Verfügung gestellt wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine Ladestromregelung ausführbar ist, indem der Ladezustand auf dem Mobilteil erfasst wird und ein entsprechender Wert an den stationären Anlagenteil übertragen wird, welcher wiederum von diesem primärseitig gestellt wird. Da der sekundärseitig aus der zweiten Leistungsspule austretende Strom dem primärseitig gestellten Strom entspricht, insbesondere von diesem abhängt, ist der sekundärseitige Strom proportional oder zumindest eindeutig abhängig vom primärseitigen Strom.In an advantageous embodiment, by means of the communication coils a dependent of the charge state of an energy storage of the handset power setpoint from the handset to the part of the plant, the plant part has a first power coil feeding the controller, which controls the current flowing in the power coil current to a value corresponding to the current set value , In particular wherein the actual current of the first or second power coil is detected and is provided to a controller controlling the controller. The advantage here is that a charge current control is executable by the state of charge is detected on the handset and a corresponding value is transmitted to the stationary part of the system, which in turn is provided by this primary side. Since the current emerging from the second power coil on the secondary side corresponds to the current provided on the primary side, in particular depends on this, the secondary-side current is proportional or at least clearly dependent on the primary-side current.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die von den Wicklungen der Kommunikationsspulen umwickelte Fläche und/oder der maximale Abstand zwischen zwei Punkten der umwickelten Flächen größer als die von den Wicklungen der Leistungsspulen umwickelte Fläche beziehungsweise der zugehörige maximale Abstand zwischen zwei Punkten der entsprechenden umwickelten Flächen. Von Vorteil ist dabei, dass während des Einfahrens des Mobilteils in den induktiven Kopplungsbereich der Leistungsspulen schon vorher eine Datenübertragung ausführbar ist, insbesondere zur Identifikation des Fahrzeugs und/oder zur Durchführung einer automatischen Einparkhilfe.In an advantageous embodiment, the area wrapped by the windings of the communication coils and / or the maximum distance between two points of the wrapped surfaces is greater than the area wrapped by the windings of the power coils or the corresponding maximum distance between two points of the corresponding wound surfaces. The advantage here is that during the retraction of the handset in the inductive coupling region of the power coils before a data transfer is executable, in particular for the identification of the vehicle and / or to carry out an automatic parking aid.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf dem Spulenkern zusätzlich eine Kompensationswicklung vorgesehen, insbesondere primärseitig, insbesondere wobei die erste Leistungsspule, die erste Kommunikationsspule und die Kompensationsspule als in einer, insbesondere einzigen, Ebene angeordnete Spulenanordnung ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine Kompensation einfach und direkt erfassbar und/oder ausführbar ist.In an advantageous embodiment, a compensation winding is additionally provided on the coil core, in particular on the primary side, in particular wherein the first power coil, the first communication coil and the compensation coil are arranged in a, in particular single, plane coil arrangement are executed. The advantage here is that a compensation is easy and directly detectable and / or executable.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kommunikationsspule und die Leistungsspule, insbesondere und die Kompensationsspule, als Flachwicklung auf einer Leiterplatte, insbesondere auf einer mehrlagigen Leiterplatte, ausgeführt, insbesondere wobei die Leiterbahnen hierzu als konzentrische oder spiralförmig verlaufende Leiterbahnen ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kostengünstige Massenfertigung ermöglicht ist.In an advantageous embodiment, the communication coil and the power coil, in particular and the compensation coil, as a flat winding on a printed circuit board, in particular on a multi-layer printed circuit board executed, in particular wherein the conductor tracks are designed for this purpose as a concentric or spirally extending conductor tracks. The advantage here is that a simple low-cost mass production is possible.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the skilled person, further meaningful combination possibilities of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or figures, in particular from the task and / or posing by comparison with the prior art task arise.
Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with reference to schematic illustrations:
In der
In der
In der
In der
Wie in
Dabei ist auf der Primärseite eine Leistungsspule L1 vorgesehen, die aus einer oder mehreren gleichsinnig gewickelten Wicklungen ausgeführt ist.In this case, a power coil L1 is provided on the primary side, which is made of one or more co-wound coils in the same direction.
Der von der Leistungswicklung L1 bei Bestromung erzeugte Magnetfluss M durchdringt auch eine primärseitig angeordnete Kommunikationswicklung K1, wobei diese ebenfalls aus mindestens zwei Wicklungen zusammengesetzt ist, deren Wicklungssinn zueinander entgegengesetzt ist.The magnetic flux M generated by the power winding L1 when energized also penetrates a primary side disposed communication winding K1, which is also composed of at least two windings whose winding sense is opposite to each other.
Weil beide Wicklungen dieselbe Wicklungszahl aufweisen und demselben Magnetfluss ausgesetzt sind, wird vom Magnetfluss M keine Gesamtspannung an der die Kommunikationsspule K1 bildenden Reihenschaltung der Kommunikationswicklungen induziert.Because both windings have the same number of turns and are exposed to the same magnetic flux, the magnetic flux M does not induce a total voltage at the series connection of the communication windings forming the communication coil K1.
Entsprechend der Leistungsspule L1 ist die sekundärseitig angeordnete Leistungswicklung L2 aus Wicklungen aufgebaut, so dass die vom Magnetfluss induzierten Spannungen an der Reihenschaltung der Wicklungen der Leistungswicklung L2 eine Gesamtspannung erzeugen.According to the power coil L1, the power winding L2 arranged on the secondary side is constructed of windings, so that the voltages induced by the magnetic flux on the series connection of the windings of the power winding L2 generate a total voltage.
Vorzugsweise ist jeder Wicklung der primärseitigen Leistungsspule L1 eine entsprechende Wicklung der sekundärseitigen Leistungsspule L2 zugeordnet.Preferably, each winding of the primary-side power coil L1 is associated with a corresponding winding of the secondary-side power coil L2.
Entsprechend ist die sekundärseitig angeordnete Kommunikationsspule K2 aus Wicklungen ausgeführt, deren Wicklungssinn zueinander entgegengesetzt sind und die in Reihe geschaltet sind. Somit wird wiederum von der primärseitigen Leistungswicklung L1 keine Gesamtspannung in der Kommunikationsspule K2 induziert. Die Windungszahl der Wicklungen der Spule ist vorzugsweise gleich.Accordingly, the secondary side arranged communication coil K2 is made of windings whose winding sense are opposite to each other and which are connected in series. Thus, in turn, no total voltage is induced in the communication coil K2 by the primary-side power winding L1. The number of turns of the windings of the coil is preferably the same.
Die Leistungsspulen sind also induktiv gekoppelt und es ist somit von der Primärseite
Zwischen den Kommunikationsspulen werden Signale übertragen. Die zugeordnete induktiv übertragene elektrische Leistung ist mindestens 100 mal geringer als bei der induktiven Übertragung zwischen den Leistungsspulen L1 und L2. Entsprechend sind die Leitungsquerschnitte der Wicklungsdrähte der Leistungsspulen L1 und L2 größer als die Leitungsquerschnitte der Wicklungsdrähte der Kommunikationsspulen K1 und K2.Signals are transmitted between the communication coils. The assigned inductively transmitted electric power is at least 100 times lower than in the inductive transmission between the power coils L1 and L2. Accordingly, the line cross sections of the winding wires of the power coils L1 and L2 are larger than the line cross sections of the winding wires of the communication coils K1 and K2.
Die Wicklungen der Spulen, insbesondere der Leistungsspulen L1 und L2, sind auf Spulenkernen aus Ferrit
Des Weiteren ist eine Kompensationswicklung KO primärseitig vorgesehen.Furthermore, a compensation winding KO is provided on the primary side.
In
In der
Die erste Wicklung der Leistungsspule und die erste Wicklung der Kommunikationsspule ist jeweils auf einem ersten Schenkel des U ausgeführt. Die zweite Wicklung der Leistungsspule und die zweite Wicklung der Kommunikationsspule ist jeweils auf dem zweiten Schenkel des U ausgeführt.The first winding of the power coil and the first winding of the communication coil are each carried out on a first leg of the U. The second winding of the power coil and the second winding of the communication coil are each carried out on the second leg of the U.
In der
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Primärspule als Flachwicklung ausgeführt. Bevorzugt wird hierzu die Spule auf einer Leiterplatte realisiert.In further embodiments of the invention, the primary coil is designed as a flat winding. For this purpose, the coil is preferably realized on a printed circuit board.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt des Wickelsinns eine entsprechende Verschaltung beziehungsweise Verpolung der Wicklungen ausgeführt.In further embodiments of the invention, a corresponding interconnection or polarity reversal of the windings is carried out instead of the Wickelsinns.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden zusätzlich hochfrequente Signale auf den für die Leistungsspule vorgesehenen Strom aufmoduliert, so dass Daten auf diese Weise übertragbar sind. Sekundärseitig werden die Daten dann aus dem in die sekundärseitig Leistungsspule induzierten Strömen herausgefiltert. Auch umgekehrt ist eine Datenübertragung durch Aufmodulation ermöglicht. Somit ist eine zusätzliche bidirektionale Kommunikation ausführbar, welche die Datenübertragung zwischen den Kommunikationsspulen K1 und K2 nicht stört.In further exemplary embodiments according to the invention, high-frequency signals are additionally modulated on the current intended for the power coil, so that data can be transmitted in this way. On the secondary side, the data are then filtered out of the currents induced in the secondary-side power coil. Conversely, a data transmission by modulation is possible. Thus, an additional bidirectional communication is executed, which does not interfere with the data transmission between the communication coils K1 and K2.
Mit den vorgenannten Ausführungsbeispielen ist also eine Anordnung zum kontaktlosen Übertragen von Energie ausführbar. Hierbei wird der sekundärseitige Teil der Anordnung an einem Fahrzeug vorgesehen, das einen elektrischen Antrieb und/oder einen Energiespeicher aufweist. Somit ist mittels der leistungsspule L1 Energie induktiv an die Leistungsspule L2 übertragbar.With the aforementioned embodiments, therefore, an arrangement for contactless transmission of energy is executable. Here, the secondary-side part of the arrangement is provided on a vehicle which has an electric drive and / or an energy store. Thus, by means of the power coil L1 energy can be inductively transmitted to the power coil L2.
Dabei wird die Bestromung abhängig vom Eintreffen des Fahrzeugs im Kopplungsbereich ausgeführt. Sobald das Fahrzeug nämlich eingetroffen ist und somit ein von der zweiten Kommunikationsspule K2 gesendetes Signal mittels der Kommunikationsspule K1 detektiert wird, wird die Bestromung begonnen.The energization is carried out depending on the arrival of the vehicle in the coupling area. Namely, as soon as the vehicle has arrived and thus a signal transmitted by the second communication coil K2 is detected by means of the communication coil K1, the energization is started.
Des Weiteren ist während der Beladung eine Kommunikation zwischen Fahrzeug und primärseitigem Teil der Anordnung ausführbar. Insbesondere ist ein Sollwert beim Beladen vorgebbar. Insbesondere ist der Sollwert als Sollwert für Strom ausführbar. Auf diese Weise gibt das Fahrzeug abhängig von einem Ladezustand eines Energiespeichers des Fahrzeugs einen Stromsollwert an die primärseitige Anordnung weiter, so dass der induktiv übertragene und von der sekundärseitigen Leistungsspule an den Energiespeicher gelieferte Ladestrom auf einen zugehörigen jeweils aktuellen Stromsollwert hin geregelt wird.Furthermore, during loading, communication between the vehicle and the primary-side part of the arrangement can be carried out. In particular, a desired value during loading can be specified. In particular, the setpoint can be executed as a setpoint for current. In this way, depending on a state of charge of an energy storage device of the vehicle, the vehicle transmits a current setpoint to the primary-side arrangement, so that the inductively transmitted charge current supplied by the secondary-side power coil to the energy storage device is regulated to an associated current current setpoint value.
Die primärseitige Einspeisung stellt also den jeweils vom Fahrzeug abhängig vom Ladezustand des Energiespeichers angeforderten Ladestrom zur Verfügung.The primary-side feed thus provides the charging current requested by the vehicle depending on the state of charge of the energy store.
Bei Eintreffen des Fahrzeugs im Bereich der induktiven Kopplung ist eine Übertragung von Daten zur Identifikation des Fahrzeugs ermöglicht, wobei die Daten von der Kommunikationsspule K2 zur Kommunikationsspule K1 übertragen werden.Upon arrival of the vehicle in the field of inductive coupling a transmission of data for identification of the vehicle is possible, wherein the data from the communication coil K2 to the communication coil K1 are transmitted.
Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die von den Wicklungen der Kommunikationsspulen umwickelte Fläche und/oder der maximale Abstand zwischen zwei Punkten der umwickelten Flächen größer als die von den Wicklungen der Leistungsspulen umwickelte Fläche beziehungsweise der zugehörige maximale Abstand zwischen zwei Punkten der entsprechenden umwickelten Flächen.In further embodiments of the invention, the area wrapped by the coils of the communication coils and / or the maximum distance between two points of the wrapped areas is greater than the area wrapped by the coils of the power coils or the corresponding maximum distance between two points of the corresponding wrapped areas.
Somit ist bei Hinbewegen des Fahrzeugs in den Bereich der induktiven Kopplung schon vor der induktiven Kopplung der Leistungsspulen eine Datenübertragung mittels der Kommunikationsspulen ausführbar. Hierbei ist insbesondere ein Positionieren des Fahrzeuges auf eine Sollposition hin steuerbar.Thus, when moving the vehicle into the area of the inductive coupling, data transmission by means of the communication coils can be carried out even before the inductive coupling of the power coils. In this case, in particular positioning of the vehicle can be controlled to a desired position.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Primärseiteprimary
- 22
- Sekundärseitesecondary side
- 4040
- Ferritferrite
- K1K1
- primärseitige Kommunikationsspuleprimary-side communication coil
- L1L1
- primärseitige Leistungsspuleprimary-side power coil
- K2K2
- sekundärseitige Kommunikationsspulesecondary-side communication coil
- L2L2
- sekundärseitige Leistungsspulesecondary-side power coil
- KOKO
- Kompensationswicklungcompensation winding
- MM
- magnetischer Flussmagnetic river
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