DE102015000777B4 - System zur induktiven Energieübertragung und Verfahren zur Herstellung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung - Google Patents

System zur induktiven Energieübertragung und Verfahren zur Herstellung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung Download PDF

Info

Publication number
DE102015000777B4
DE102015000777B4 DE102015000777.7A DE102015000777A DE102015000777B4 DE 102015000777 B4 DE102015000777 B4 DE 102015000777B4 DE 102015000777 A DE102015000777 A DE 102015000777A DE 102015000777 B4 DE102015000777 B4 DE 102015000777B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
primary conductor
vehicle
inductance
section
oscillating circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102015000777.7A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102015000777A1 (de
Inventor
Jürgen Böckle
Josef Schmidt
Klaus Schwesinger
Bernhard Köhler
Michael Geissler
Michael Kutz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority to DE102015000777.7A priority Critical patent/DE102015000777B4/de
Publication of DE102015000777A1 publication Critical patent/DE102015000777A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102015000777B4 publication Critical patent/DE102015000777B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B60L53/122—Circuits or methods for driving the primary coil, e.g. supplying electric power to the coil
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2823—Wires
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Abstract

System zur induktiven Energieübertragung von einem Primärleiter an ein Fahrzeug,wobei ein erster Abschnitt eines Primärleiters langgestreckt verlegt ist und ein zweiter Abschnitt des Primärleiters in einer Kabelbox angeordnet ist und aufgewickelt ist,wobei die Induktivität des gesamten Primärleiters der Induktivität des gesamten Primärleiters bei vollständiger langgestreckter Verlegung des ersten und zweiten Abschnitts entspricht,das Fahrzeug eine Sekundärwicklung aufweist, welche induktiv koppelbar ist mit dem Primärleiter zur elektrischen Versorgung des Fahrzeugs,wobei das Fahrzeug entlang des langgestreckt verlegten ersten Abschnitts des Primärleiters bewegbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zur induktiven Energieübertragung und ein Verfahren zur Herstellung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung.
  • Es ist allgemein bekannt, dass Fahrzeuge aus einem langgestreckten Primärleiter induktiv versorgbar sind.
  • Aus der AT 398 748 B ist ein Aufwickeln eines Telefonkabels bekannt, bei dem die Induktivität durch das Aufwickeln geändert wird
  • Aus der DE 693 30 516 T2 ist eine induktive Übertragung von Energie an einen elektrischen Verbraucher bekannt.
  • Aus der DE 60 2004 009 557 T2 ist eine Haspel zum Aufwickeln von Flachbandkabeln bekannt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur induktiven Energieübertragung kostengünstig weiterzubilden.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System zur induktiven Energieübertragung nach den in Anspruch 1 und bei dem Verfahren zur Herstellung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung nach den in Anspruch 5 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System zur induktiven Energieübertragung sind, dass ein erster Abschnitt eines Primärleiters langgestreckt verlegt ist und ein zweiter Abschnitt des Primärleiters in einer Kabelbox angeordnet ist und aufgewickelt ist.
  • Von Vorteil ist dabei, dass für verschiedene Anlagen stets dieselbe Stromquelle, also dieselbe Speisefrequenz, verwendbar ist und immer dieselbe Länge an Primärleiter verwendbar ist. Auf diese Weise ist eine kostengünstige Herstellung der Komponenten des Systems ermöglicht. Nur bei der Verlegung des Primärleiter ist nach der Verlegung des ersten Teiles, also der langgestreckten Verlegung des Primärleiters entlang der zu versorgenden Strecke ein Aufwickeln des restlichen, also zweiten, Teils des Primärleiters auszuführen. Dieser aufgewickelte Teil ist in einer Kabelbox vorsehbar, also in einem schützenden Gehäuse.
  • Erfindungsgemäß entspricht die Induktivität des gesamten Primärleiters der Induktivität des gesamten Primärleiters bei vollständiger langgestreckter Verlegung,
    insbesondere also auch bei langgestreckter Verlegung des ersten und zweiten Abschnitts. Von Vorteil ist dabei, dass stets dieselben Komponenten fertigbar sind und somit nur geringer Aufwand zur Herstellung einer berührungslosen Energieversorgung von Fahrzeugen einer gewerblichen Anlage notwendig ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Kapazität mit dem Primärleiter in Reihe oder parallelgeschaltet,
    wobei die Resonanzfrequenz des so gebildeten Schwingkreises der Frequenz einer Stromquelle entspricht, welche den Schwingkreis speist. Von Vorteil ist dabei, dass die Stromquelle stets dieselbe Frequenz aufweisen darf und somit kein Anpassen der Frequenz des von der Stromquelle bereit gestellten Stromes notwendig ist.
  • Erfindungsgemäß weist ein Fahrzeug eine Sekundärwicklung auf, welche induktiv koppelbar ist mit dem Primärleiter zur elektrischen Versorgung des Fahrzeugs, insbesondere des elektrischen Antriebs des Fahrzeugs, aus dem Primärleiter,
    wobei das Fahrzeug entlang des langgestreckt verlegten ersten Teils des Primärleiters bewegbar ist. Von Vorteil ist dabei, dass Fahrzeuge mit geringem Aufwand berührungslos, insbesondere induktiv, mit Energie versorgbar sind.
  • Wichtige Merkmale bei dem Verfahren zur Herstellung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung sind, dass ein erster Abschnitt eines Primärleiters langgestreckt und ein zweiter Abschnitt des Primärleiters in einer Kabelbox aufgewickelt wird,
    wobei die Aufwicklung bifilar erfolgt und eine erste Hälfte des aufzuwickelnden Abschnitts in einem ersten Wickelsinn aufgewickelt und die andere Hälfte im entgegengesetzten Wickelsinn aufgewickelt wird,
    so dass die Induktivität des gesamten Primärleiters der Induktivität des gesamten Primärleiters bei vollständiger langgestreckter Verlegung des ersten und zweiten Abschnitts entspricht.
  • Von Vorteil ist dabei, dass in einfacher Weise ein Bereitstellen berührungsloser Versorgung ausführbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird der Primärleiter mit einer Kapazität elektrisch verbunden zur Bildung eines Schwingkreises,
    wobei der Schwingkreis aus einer Stromquelle gespeist wird, wobei die Frequenz des von der Stromquelle in den Schwingkreis eingeprägten Stromes der Resonanzfrequenz des Schwingkreises entspricht. Von Vorteil ist dabei, dass ein hoher Wirkungsgrad bei der induktiven Übertragung trotz der schwachen induktiven Kopplung erreichbar ist.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
    • In der 1 ist ein System zur induktiven Energieübertragung gezeigt, wobei ein Primärleiter langgestreckt verlegt ist und eine Induktivität L1 aufweist.
  • Dabei wird dieser Primärleiter mit einer Kapazität C in Reihe geschaltet und diese Reihenschaltung aus einer mittelfrequenten Stromquelle 1 gespeist. Dabei entspricht die Mittelfrequenz der Resonanzfrequenz des aus der Kapazität C und der Induktivität gebildeten Schwingkreises.
    • In der 2 ist ein erfindungsgemäßes System zur induktiven Energieübertragung gezeigt, wobei der dort langgestreckt verlegte Abschnitt des Primärleiters eine Induktivität L2 aufweist und der restliche Abschnitt des Primärleiters die Induktivität L2* aufweist, wobei dieser restliche Abschnitt in einer Kabelbox aufgewickelt angeordnet ist.
  • Der Primärleiter weist in 1 und 2 dieselbe Länge auf. Jedoch ist in 2 die langgestreckt verlegte Strecke kürzer. Daher gilt L1 = L2 + L2*.
  • In 2 wird die Aufwicklung des restlichen Abschnitts in einer Kabelbox 2 ausgeführt. Dabei wird die Aufwicklung derart ausgeführt, dass die Gesamtinduktivität L1 nicht wesentlich verändert wird, also die Gesamtinduktivität des Primärleiters L1 beträgt.
  • Somit ist für eine Anlage nach 1 dieselbe auf die Mittelfrequenz abgestimmte Stromquelle 1 verwendbar wie bei der Anlage nach 2.
  • Weist also eine Anlage eine andere Streckenlänge auf, wird der zur Belegung der Strecke nicht notwendige Teil des Primärleiters in der Kabelbox angeordnet, vorzugsweise aufgewickelt. Eine Abstimmung der Frequenz auf eine jeweils andere Resonanzfrequenz entfällt.
  • Die Aufwicklung in der Kabelbox 2 erfolgt vorzugsweise bifilar. Insbesondere ist eine erste Hälfte des aufzuwickelnden Abschnitts in einem ersten Wickelsinn aufgewickelt und die andere Hälfte im entgegengesetzten Wickelsinn. Nicht erfindungsgemäß sind aber auch andere Wickelprinzipien anwendbar, wobei aber stets die sich ergebende Gesamtinduktivität L1 nicht verändert wird. Dabei ist für eine bei entsprechendem Wickelprinzip notwendige Vergrößerung der Induktivität L2* auch Ferritmaterial verwendbar.
  • Erfindungsgemäß weist das System ein entlang des langgestreckt verlegten Primärleiters bewegbares Fahrzeug auf, das eine Sekundärwicklung aufweist, welche induktiv koppelbar ist mit dem Primärleiter und somit Energie berührungslos ans Fahrzeug übertragbar ist.
  • Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist statt der Reihenschaltung eine Parallelschaltung ausgeführt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Stromquelle, insbesondere mittelfrequente Stromquelle
    C
    Kapazität
    L1
    Induktivität des langgestreckt verlegten Primärleiters
    L2
    Induktivität des langgestreckt verlegten Primärleiters
    L2*
    Induktivität des langgestreckt verlegten Primärleiters

Claims (4)

  1. System zur induktiven Energieübertragung von einem Primärleiter an ein Fahrzeug, wobei ein erster Abschnitt eines Primärleiters langgestreckt verlegt ist und ein zweiter Abschnitt des Primärleiters in einer Kabelbox angeordnet ist und aufgewickelt ist, wobei die Induktivität des gesamten Primärleiters der Induktivität des gesamten Primärleiters bei vollständiger langgestreckter Verlegung des ersten und zweiten Abschnitts entspricht, das Fahrzeug eine Sekundärwicklung aufweist, welche induktiv koppelbar ist mit dem Primärleiter zur elektrischen Versorgung des Fahrzeugs, wobei das Fahrzeug entlang des langgestreckt verlegten ersten Abschnitts des Primärleiters bewegbar ist.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kapazität mit dem Primärleiter in Reihe oder parallelgeschaltet ist, wobei die Resonanzfrequenz des so gebildeten Schwingkreises der Frequenz einer Stromquelle entspricht, welche den Schwingkreis speist.
  3. Verfahren zur Herstellung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung von einem Primärleiter an ein Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein erster Abschnitt eines Primärleiters langgestreckt und ein zweiter Abschnitt des Primärleiters in einer Kabelbox aufgewickelt wird, wobei die Aufwicklung bifilar erfolgt und eine erste Hälfte des aufzuwickelnden Abschnitts in einem ersten Wickelsinn aufgewickelt und die andere Hälfte im entgegengesetzten Wickelsinn aufgewickelt wird, so, dass die Induktivität des gesamten Primärleiters der Induktivität des gesamten Primärleiters bei vollständiger langgestreckter Verlegung des ersten und zweiten Abschnitts entspricht.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Primärleiter mit einer Kapazität elektrisch verbunden wird zur Bildung eines Schwingkreises, wobei der Schwingkreis aus einer Stromquelle gespeist wird, wobei die Frequenz des von der Stromquelle in den Schwingkreis eingeprägten Stromes der Resonanzfrequenz des Schwingkreises entspricht.
DE102015000777.7A 2015-01-26 2015-01-26 System zur induktiven Energieübertragung und Verfahren zur Herstellung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung Active DE102015000777B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015000777.7A DE102015000777B4 (de) 2015-01-26 2015-01-26 System zur induktiven Energieübertragung und Verfahren zur Herstellung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015000777.7A DE102015000777B4 (de) 2015-01-26 2015-01-26 System zur induktiven Energieübertragung und Verfahren zur Herstellung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102015000777A1 DE102015000777A1 (de) 2016-07-28
DE102015000777B4 true DE102015000777B4 (de) 2022-09-08

Family

ID=56364321

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015000777.7A Active DE102015000777B4 (de) 2015-01-26 2015-01-26 System zur induktiven Energieübertragung und Verfahren zur Herstellung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015000777B4 (de)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT398748B (de) 1990-01-23 1995-01-25 Kasper Guenther Aufwickelvorrichtung für kabel oder dgl.
DE69330516T2 (de) 1992-05-10 2002-04-25 Auckland Uniservices Ltd System zur berührungslosen energieübertragung
DE602004009557T2 (de) 2003-04-11 2008-07-24 Telefonix, Inc., Waukegan Aufwickelkabelhaspel zur verwendung mit elektrischem flachkabel

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT398748B (de) 1990-01-23 1995-01-25 Kasper Guenther Aufwickelvorrichtung für kabel oder dgl.
DE69330516T2 (de) 1992-05-10 2002-04-25 Auckland Uniservices Ltd System zur berührungslosen energieübertragung
DE602004009557T2 (de) 2003-04-11 2008-07-24 Telefonix, Inc., Waukegan Aufwickelkabelhaspel zur verwendung mit elektrischem flachkabel

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015000777A1 (de) 2016-07-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007014712B4 (de) Anlage
DE102013010695B4 (de) Vorrichtung mit Wicklungsanordnung und Anordnung, insbesondere Ladestation, zur berührungslosen Energieübertragung an ein Elektro-Fahrzeug, mit einer Wicklungsanordnung
EP2803143B1 (de) Induktive energieversorgungseinrichtung
DE102004009896A1 (de) Induktive Energie- und Datenübertragung mit Parallelleiteranordnung
DE102006025458A1 (de) Übertragerkopf und Anlage
DE10344144B4 (de) Anordnung zur berührungslosen induktiven Übertragung elektrischer Leistung
DE102006025460B4 (de) Anlage mit einem Primärleitersystem
EP2478532A2 (de) Induktorleiter für die berührungslose energieübertragung sowie dessen verwendung für fahrzeuge
DE10360599A1 (de) Anlage
DE102015000777B4 (de) System zur induktiven Energieübertragung und Verfahren zur Herstellung eines Systems zur berührungslosen Energieübertragung
DE102014116901A1 (de) Wicklungsanordnung für ein induktives Energieübertragungssystem
DE102008019318B4 (de) Anpasstransformator und System
DE102008059091B4 (de) Anordnung zur berührungslosen Energieübertragung
DE102015009074B4 (de) Anordnung zur induktiven Energieübertragung von einem Primärleitersystem an ein eine Sekundärwicklung aufweisendes Fahrzeug
EP3054544A1 (de) Kabeltrommel zur stromversorgung eines landwirtschaftlichen geräts mit elektrischer energie
DE102010063112A1 (de) Vorrichtung zum induktiven Heizen eines Kraftstoffeinspritzventils
DE102018009528B3 (de) Anzeigemittel zum Anzeigen der Stärke eines Wechselmagnetfelds eines Primärleiters
DE102013018273B3 (de) Sekundärteil eines Systems zur induktiven Energieübertragung an ein Elektrofahrzeug und Fahrzeug
DE112014002013T5 (de) Überlängenaufnahmevorrichtung und Spuleneinheit
DE20208785U1 (de) Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie
DE102013009620B4 (de) System zur kontaktlosen Energieübertragung von einem Primärleitersystem an ein Mobilteil
DE102020000608A1 (de) System zur berührungslosen Übertragung elektrische Leistung an ein Mobilteil
DE102010009073B4 (de) Anordnung zur berührungslosen Energieübertragung
DE102013015329A1 (de) System zur induktiven Energieübertragung an ein Sekundärteil
DE102010008858A1 (de) Anordnung zur berührungslosen Energieübertragung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final