WO2016071029A1 - Transmission system, method and a vehicle arrangement - Google Patents

Transmission system, method and a vehicle arrangement Download PDF

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WO2016071029A1
WO2016071029A1 PCT/EP2015/071171 EP2015071171W WO2016071029A1 WO 2016071029 A1 WO2016071029 A1 WO 2016071029A1 EP 2015071171 W EP2015071171 W EP 2015071171W WO 2016071029 A1 WO2016071029 A1 WO 2016071029A1
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transmission
inverter
electrical energy
switching
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PCT/EP2015/071171
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German (de)
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Oliver Blum
Philipp Schumann
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y04S10/126—Monitoring or controlling equipment for energy generation units, e.g. distributed energy generation [DER] or load-side generation the energy generation units being or involving electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV], i.e. power aggregation of EV or HEV, vehicle to grid arrangements [V2G]

Definitions

  • the present invention relates to a transmission system for contactless transmission of energy. Furthermore, the present invention relates to a corresponding method and a vehicle arrangement.
  • batteries are used in electric vehicles or hybrid vehicles as an energy storage to provide energy for the electric drive motor of the electric vehicle or hybrid vehicle.
  • a charging adapter can be installed, to which the respective vehicle can be connected via a cable.
  • the charging adapter is located on the vehicle side and can be connected to a conventional power outlet.
  • EP2623363 shows a conventional charging device for energy storage.
  • inductive charging of electric vehicles necessary for charging the vehicle battery energy is not a charging cable for Vehicle transmitted (conductive charging), but transmitted via a transformer with a large air gap contactless. This is typically the
  • Primary coil of the transformer either embedded in the ground or formed as laid on the floor pallet and is connected by means of suitable electronics to the mains.
  • the secondary coil of the transformer is typically fixedly mounted in the underbody of the vehicle and in turn connected by suitable electronics to the vehicle battery.
  • the primary coil generates a high-frequency alternating magnetic field, which penetrates the secondary coil and induces a corresponding current there.
  • the transmittable energy scales linearly with the switching frequency
  • the switching frequency is limited by the control electronics, losses in the transmission path and legal limits with respect to magnetic fields, this results in a typical frequency range of 10 -150 kHz.
  • Fig. 5 a conventional inductive charging arrangement is shown.
  • an inverter operating at high switching frequency. The current flow results
  • the combination of the two resonant circuits plus inverter and rectifier can be designed for charging a battery with a defined voltage range and corresponding charging power.
  • Mains frequency of 50Hz or 60Hz must be simulated with the switching frequency of the inverter.
  • the present invention discloses a transmission system having the features of claim 1, a method having the features of claim 7 and a vehicle arrangement having the features of claim 12.
  • a transmission device for contactless transmission of electrical energy comprising a rectifier device, which is coupled to the energy source and is adapted to provide electrical energy from the energy source and to feed into the energy source, with a first inverter means, which is arranged between the rectifier device and the transmission device and adapted thereto is to transmit the provided electrical energy from the power source to the transmission device and electrical energy from the transmission device to the
  • Rectifier device to transmit, with a second
  • An inverter device which is arranged between the transmission device and the consumer and is adapted to transmit the electrical energy from the transmission device to the consumer and to transmit electrical energy from the consumer to the transmission device, wherein the first inverter device is adapted to the amount of transmitted electrical energy by a pulse pattern modulation and / or pulse width modulation of the control signals of the first
  • Set inverter means and the second inverter means is adapted to adjust the amount of electrical energy transmitted by a pulse pattern modulation and / or pulse width modulation of the control signals of the second inverter means.
  • Pulse width modulation is regulated.
  • a vehicle arrangement having a transmission system according to the invention with a vehicle, wherein the rectifier device is arranged in the vehicle, and wherein the inverter device is outside the vehicle
  • Vehicle is arranged, and wherein the transmission device is at least partially disposed in the vehicle and partly outside of the vehicle.
  • the present invention is based on the finding that a conventional circuit for inductively charging electric vehicles can only be converted to bidirectional operation with great effort.
  • the idea underlying the present invention is now to take account of this knowledge and to provide a transmission system in which both on the primary side, ie the network side, as well as on the secondary side, ie on the side of the consumer, each controlled
  • Inverter devices are used, which are controlled based on a suitable switching strategy.
  • the present invention provides a transmission system in which, by way of example, the first, also called primary,
  • Inverter device and / or the second, also called secondary, inverter device the transmitted electrical energy bidirectionally in all design-relevant operating points while maintaining the desired ZVS and / or ZCS operating mode (Zero Voltage Switching or Zero Current Switching, soft switching operation) can control. It is understood by a pulse pattern modulation that the first
  • Inverter device are controlled such that the
  • Transmission device with pulse-like signals eg square-wave signals
  • the pulse pattern modulation is an example of controlling the frequency, number or order of these pulse-like signals. This can be for the first inverter device or the second
  • Inverter means that the transmission system instead of a monotonous square wave signal with a square wave
  • Fundamental frequency is driven with omitted half or full waves.
  • the second inverter device operates as a controlled rectifier device, which rectifies not all half or full waves of the current signal transmitted from the transmission device and forwarded to the consumer, but via a controlled short circuit of the input the second inverter are omitted some half or full waves and recirculate in the secondary resonant circuit of the transmission device.
  • the semiconductor switches are operated only at very low current, close to the zero crossing of the periodic current signal, or very small voltage, while the parallel freewheeling diode conducts the current.
  • Transfer device applied without the voltage e.g. must be controlled by a DC / DC converter. Nevertheless, it can also be under
  • the invention thus proposes a system design which, on the one hand, represents minimal hardware complexity, since there are no additional passive and active ones
  • the transmission system comprises a control device connected to the rectifier device and the first
  • Inverter means and the second inverter means is coupled and for a plurality of operating points of the transmission system for the first inverter means and / or for the second
  • Inverter means each having a switching pattern of predetermined or variable length, each point of the switching pattern denotes a half-wave or a full wave of the respective electrical voltage or the respective electrical current, and wherein the control device is in particular formed, in each case depending on one of the switching pattern, the first
  • Inverter device and / or the second inverter device in particular synchronously to control.
  • the switching patterns or pulse widths in one of the inverter devices or in both inverter devices for the transmission of electrical energy from the consumer to the
  • Energy source formed such that the amplitude of the voltage and / or the current, which from the first inverter device 4 to the
  • Rectifier device 9 is output, the amplitude of the voltage and / or the current of the power source follow. As a result, with the aid of the first inverter device 4 and the second inverter device 5, the energy transfer can be controlled such that no further
  • Distant can be one in this way Sinusoidal voltage or a sinusoidal current are fed into the energy source, even if the rectifier device, for example, only two switching operations, for example, per 50Hz or 60Hz period performs.
  • the rectifier device is designed to be in a transmission of electrical supply energy from the
  • the rectifier device which at least
  • Charging mode can work as a simple rectifier, so is also as
  • Inverter designed, however, which must switch only with the frequency of the power source and can then be designed accordingly. There must be no hard switching operations, which have higher losses and a significantly more complex design result, and the rectifier device, which is now operated as an inverter, only two switching operations per 50 Hz or 60 Hz period must perform, which also still at the current zero crossing can be done and thus hardly generate losses. This has a very advantageous effect on the dimensioning of the semiconductor switches.
  • the first inverter device and / or the second inverter device and / or the rectifier device has a bridge circuit.
  • a power factor correction device is provided between the first inverter device and the rectifier device
  • the second inverter device is designed to have its pulse pattern modulation or its degree of modulation according to a
  • Absolute value of one of the energy source e.g. a high-voltage battery, voltage supplied, with the second
  • Inverter device is formed, the voltage of the first
  • Inverter device or the current in the transmission device capture and adapt their pulse pattern modulation to this.
  • an automatic synchronization of the first inverter device and the second rectifier device an automatic synchronization of the first inverter device
  • Inverter devices are performed.
  • Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of an inventive
  • Fig. 2 is a flowchart of an embodiment of an inventive
  • Fig. 3 is a block diagram of an embodiment of an inventive
  • the vehicle assembly ;
  • Fig. 4 is an electrical circuit diagram of an embodiment of a
  • Fig. 5 is a block diagram of a conventional charging arrangement.
  • FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of a transmission system 1 according to the invention.
  • the transmission system of FIG. 1 has a power source 6 which is coupled to a rectifier device 9 which is connected to a first
  • Inverter device 4 is coupled.
  • the first inverter device 4 is coupled to a transmission device 3 and the
  • Transmission device 3 is coupled to a second inverter device 5, which in turn is coupled to a load 2.
  • the consumer 2 may in one embodiment e.g. as an energy storage 2, e.g. a
  • Battery 2 be formed.
  • the consumer 2 may also be designed as any other type of electrical consumer 2 which is also capable of delivering electrical energy, e.g. as an electric motor that can also be operated in generator mode.
  • a supply energy 7 which has an AC voltage or AC ready, which rectifies the rectifier means 9 and the first inverter means 4 is available, which converts them into a supply energy 7 for the transmission means 3.
  • the supply energy 7 for the transmission device 3 may e.g. again have an alternating voltage or an alternating current.
  • the transmission device 3 can transmit electrical energy without contact, this is merely exemplified in FIG. 1 as two coils which
  • each coil has an additional capacitor (not shown), which together with the respective coil 3-1, 3-2 a
  • Inverter 4 uses an omission of half or full waves. This results in an effectively lower excitation amplitude of the In the oscillation pauses, the first inverter device 4 is set so that there is a freewheeling state, the further swinging of the
  • Inverter device 5 is performed according to the invention by the introduction of a switchable freewheeling state in the second inverter device 5. Again, it is envisaged that one or more half or full waves are omitted or masked out. Thus, the sees
  • Switching strategy also here, a freewheeling state for short-circuiting of the secondary-side resonant circuit via at least one
  • Inverter 5 exchanged and implemented analog.
  • any desired operating point for the transmission system 1 can be set.
  • the operating frequency of the first inverter device 4 and the second inverter device 5 may be e.g. between 10kHz and 150kHz,
  • the transmission system 1 can also be operated in part-load operation with high efficiency and supply energy from the power source 6 to the consumer 2, as well as transfer energy from the consumer 2 back into the power source 6.
  • a control device 10 may be provided, which serves the rectifier device 9, the first
  • control device 10 for different
  • Operating points of the transmission system 1 e.g. each have a switching pattern 1 1.
  • the switching patterns 1 1 may be e.g. for each half-wave or full-wave of the respective electrical voltage or the respective electrical current having a location which indicates whether the respective half-wave or full-wave is transmitted or not.
  • the switching pattern 11 may be formed such that the amplitude of the voltage and / or the current, which from the first inverter device 4 to the
  • Rectifier device 9 is output, the amplitude of the voltage and / or the current of the power source 6 follow. The first
  • Inverter device 4 output voltage or the output from the first inverter device 4 current thus has a
  • Amplitude curve which corresponds to that of the energy source 6.
  • the course corresponds to a rectified 50Hz or 60Hz
  • the transmission system according to the invention can therefore dispense with a power factor adjustment or power factor correction in this embodiment.
  • Inverter device 4 and the second inverter device 5 makes sense. This synchronization can in one embodiment of the
  • Control device 10 are performed.
  • Inverter device 5 their pulse pattern modulation according to a
  • Absolute value of a provided by the power source 6 voltage or provided by the power source 6 stream adjust. This can be done by detecting the current that is already varying in each case as a result of the varying voltage across the first inverter device 4 Transmission direction 3 take place, for example, by the current amplitude in the secondary-side resonant circuit when switching a period
  • Transmission device 3 is determined.
  • the second inverter device 5 can then their
  • Synchronization signal would have to be transmitted.
  • Fig. 2 shows a flowchart of an embodiment of a
  • Method according to the invention which can be used for contactless transmission of electrical energy from a power source 6, which provides a supply energy 7, to a consumer 2 or vice versa.
  • the method sees in a first operating mode, the cyclical switching Sl of an electrical supply energy 7 of a power source 6 to a
  • Transmission device 3 which is designed for contactless transmission of electrical energy. In a second operating mode, the cyclic switching of an electrical energy 8 of the consumer 2 to the
  • Transmission device 3 is provided.
  • the contactless transmission S2 of the respective electrical energy in the transmission device 3 is provided.
  • Transmission device 3 provided electrical energy 8 cyclically connected to the consumer 2, S3.
  • the electrical supply energy 7 provided by the transmission device 3 becomes cyclically connected to the power source 6.
  • the distinction between supply energy 7 and energy 8 is used here fairly to distinguish whether the energy on the primary side of the transmission device 3, ie on the side of the power source 6, or on the secondary side, the side of the consumer 2 is meant.
  • the steps of cyclic switching Sl, S3 further provide that the respective transmitted electrical energy 7, 8 is controlled by a pulse pattern modulation and / or pulse width modulation.
  • a switching pattern 11 of predetermined or variable length for the cyclical switching of the electrical supply energy 7 and / or the cyclical switching of the electrical energy 8 is predetermined for a plurality of operating points of the method.
  • Each point of the switching pattern 11 indicates a half-wave or a full-wave of the respective electrical
  • the electrical supply energy 7 and / or the electrical energy 8 are then cyclically switched in each case depending on one of the switching pattern 11. In one embodiment, between the power source 6 and the
  • Transmission device 3 performed a power factor correction.
  • the power factor correction when feeding back from the consumer to the power source may alternatively be implied by the
  • the switching patterns 11 for the transmission of electrical energy in the second operating mode can be designed such that the amplitude of the voltage and / or the current, which is cyclically switched by the transmission device 3 to the power source 6, the amplitude of the voltage and / or Streams of
  • the method in the second mode of operation, further provides cyclically adjusting a polarity of a voltage and / or a current of the electrical power cyclically connected to the power source 6
  • the polarity becomes the polarity of a
  • a low-frequency adaptation of the polarity of the voltage fed back into the energy source 6 or of the fed-back current with the frequency of the energy source usually 50 Hz or 60 Hz, takes place.
  • Transmission device 3 may be provided an explicit synchronization signal. But it can also be provided that the
  • Pulse pattern modulation for the cyclic switching of the electrical energy 8 of the load 2 to the transmission device 3 to a predetermined by the voltage of the power source 6 current amplitude of the transmission device 3 are adjusted. This implies an implicit synchronization without
  • FIG. 3 shows a block diagram of an embodiment of a vehicle arrangement 20 according to the invention.
  • a vehicle 25 is shown, wherein inside the vehicle 25 the receiver coil 3-2 of the transmission device 3, the second inverter device 5 and the consumer 2 designed as an energy storage device 2, e.g. a vehicle battery 2, are arranged.
  • Rectifier device 9 the first inverter device 4 and the primary coil 3-1 of the transmission device 3 is arranged.
  • Rectifier device 9 the first inverter device 4 and the second inverter device 5 is coupled to control these.
  • the control device 10 may be designed to carry out a method according to FIG. 2.
  • the control device 10 can be designed as a single control unit 10.
  • the control device 10 may also be designed as a distributed control system 10, which is partly in the first
  • Inverter device 5 may be arranged. In this case, the parts of the control device data for synchronization, for. replace by radio.
  • the parts of the controller 10 may synchronize as well perform based on a current or voltage measurement, as already described above.
  • Fig. 4 shows an electrical circuit diagram of an embodiment of a
  • the transmission system in FIG. 4 has an energy source 6 which provides a supply voltage U 0 .
  • the rectifier device 9 has four branches, wherein two branches are coupled to the positive pole of the power source 6 and two branches to the negative pole of the power source 6. In each case a branch which is coupled to the positive pole, and a branch which is coupled to the negative pole are coupled to a first pole of the first inverter device 4. The remaining branches are with a second pole of the first
  • Each branch has a switching device 40-1-40-4 and a diode 41-1-41-4 connected in antiparallel with the respective switching device 40-1-40-4.
  • the inverter device 4 also has four branches, two
  • Branches are coupled to the positive first pole of the inverter device 4 and two branches to the negative second pole of the inverter device 4. In each case a branch which is coupled to the positive pole, and a branch which is coupled to the negative pole is connected to a first pole of a
  • Transmitting coil 3-1 of the transmission device 3 coupled, which has an inductance LI.
  • the remaining branches are coupled to a second pole of the transmitting coil 3-1 of the transmission device 3.
  • Each branch has one
  • Inverter device 4 and the transmitting coil 3-1 is further a capacitor
  • Fig. 4 is further a PFC circuit or a
  • Power factor correction circuit 30 between the rectifier device 9 and the first inverter device 4 is arranged, which has a coil 33 with a parallel switching element 31 which is connected between an output of the rectifier device 9 and the first pole of the first
  • Inverter device 4 are arranged. Further, a switching element 32nd and a series circuit arranged in parallel therewith, comprising a switching element 34 and an inductance 35 between the first pole of the first
  • Inverter device 4 is arranged. This PFC circuit can be deactivated by the switching elements 31, 32 and 34 when it is not needed.
  • the PFC circuit 30 can be dispensed with.
  • the receiver coil 3-2 of the transmission device 3 is connected to the second
  • Inverter device 5 is coupled.
  • the second inverter device 5 also has four branches, wherein two branches are coupled to the positive pole of the load 2 and two branches to the negative pole of the load 2, here a battery 2. Each of these branches has one
  • Receiver coil 3-2 a capacitor C2 is further arranged, which forms a resonant circuit with the coil 3-2.
  • the power source provides the AC voltage U 0 .
  • Resonant circuit of the transmitting coil 3-1 is the voltage Ui. In the oscillation circuit of the transmitting coil 3-1, the current Ii flows. At the resonant circuit of
  • Receiver coil 3-2 is applied to the voltage U 2 .
  • Receiver coil 3-2 is applied to the voltage U 2 .
  • the energy storage 2 has the
  • control device 10 which has at least one switching pattern 11 for controlling the rectifier device 9, the first inverter device 4 and the second inverter device 5.

Abstract

The present invention discloses a transmission system for the contactless transmission of energy from an energy source which makes available a supply power, to a consumer, or from the consumer to the energy source, having a transmission device for the contactless transmission of electrical energy, having a rectifier device which is coupled to the energy source and is designed to make available electrical energy from the energy source and to feed it into the energy source, having a first power inverter device which is arranged between the rectifier device and the transmission device and is designed to transmit the electrical energy which is made available, from the energy source to the transmission device, and to transmit electrical energy from the transmission device to the rectifier device, having a second power inverter device which is arranged between the transmission device and the consumer and is designed to transmit the electrical energy from the transmission device to the consumer and to transmit electrical energy from the consumer to the transmission device, wherein the first power inverter device is designed to adjust the quantity of transmitted electrical energy by means of pulse pattern modulation and/or pulse width modulation of the control signals of the first power inverter device, and the second power inverter device is designed to adjust the quantity of transmitted electrical energy by means of pulse pattern modulation and/or pulse width modulation of the control signals of the second power inverter device. In addition, the present invention relates to a method and to a vehicle arrangement.

Description

Beschreibung Titel  Description title
Übertragungssystem, Verfahren und Fahrzeuganordnung  Transmission system, method and vehicle arrangement
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Übertragungssystem zum kontaktlosen Übertragen von Energie. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein entsprechendes Verfahren und eine Fahrzeuganordnung. The present invention relates to a transmission system for contactless transmission of energy. Furthermore, the present invention relates to a corresponding method and a vehicle arrangement.
Stand der Technik State of the art
Heute werden elektrische Energiespeicher in einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt. Insbesondere in mobilen Anwendungen werden z.B. Batterien als Energiespeicher eingesetzt. Today, electrical energy storage devices are used in a variety of applications. Particularly in mobile applications, e.g. Batteries used as energy storage.
Beispielsweise werden Batterien in Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen als Energiespeicher eingesetzt, um Energie für den elektrischen Antriebsmotor des Elektrofahrzeugs oder Hybridfahrzeugs bereitzustellen. For example, batteries are used in electric vehicles or hybrid vehicles as an energy storage to provide energy for the electric drive motor of the electric vehicle or hybrid vehicle.
Um eine Batterie als Energiespeicher in einem Fahrzeug einsetzen zu können, muss zusätzlich eine Möglichkeit zum Laden der Batterie bereitgestellt werden. In order to use a battery as energy storage in a vehicle, an additional possibility for charging the battery must be provided.
Heute ist es üblich, Hochvoltbatterien in einem Fahrzeug z.B. über einen galvanischen Anschluss an das öffentliche Stromnetz zu laden. Dazu kann z.B. in einer Garage eines Hauses ein Ladeadapter installiert werden, an welchen das jeweilige Fahrzeug über ein Kabel angeschlossen werden kann. Alternativ befindet sich der Ladeadapter auf Fahrzeugseite und kann an eine herkömmliche Steckdose angeschlossen werden. Today, it is common to use high voltage batteries in a vehicle e.g. to be charged to the public grid via a galvanic connection. For this, e.g. In a garage of a house, a charging adapter can be installed, to which the respective vehicle can be connected via a cable. Alternatively, the charging adapter is located on the vehicle side and can be connected to a conventional power outlet.
Die EP2623363 zeigt eine herkömmliche Ladeeinrichtung für Energiespeicher. EP2623363 shows a conventional charging device for energy storage.
Ferner sind heute induktive Ladeanordnungen bekannt, bei welchen Energie von dem Ladeadapter an das Fahrzeug kabellos über eine induktive Kopplung zweier Spulen übertragen wird. Furthermore, today inductive charging arrangements are known in which energy is transmitted from the charging adapter to the vehicle wirelessly via an inductive coupling of two coils.
Beim sogenannten induktiven Laden von Elektrofahrzeugen wird die für das Laden der Fahrzeugbatterie notwendige Energie nicht über ein Ladekabel zum Fahrzeug übertragen (konduktives Laden), sondern über einen Transformator mit großem Luftspalt kontaktlos übertragen. Hierbei ist typischerweise die In the so-called inductive charging of electric vehicles necessary for charging the vehicle battery energy is not a charging cable for Vehicle transmitted (conductive charging), but transmitted via a transformer with a large air gap contactless. This is typically the
Primärspule des Transformators entweder im Boden eingelassen oder als auf den Boden aufgelegte Ladeplatte ausgeformt und wird mittels einer geeigneten Elektronik mit dem Stromnetz verbunden. Die Sekundärspule des Transformators ist typischerweise fest im Unterboden des Fahrzeugs montiert und ihrerseits mittels geeigneter Elektronik mit der Fahrzeugbatterie verbunden. Zur Primary coil of the transformer either embedded in the ground or formed as laid on the floor pallet and is connected by means of suitable electronics to the mains. The secondary coil of the transformer is typically fixedly mounted in the underbody of the vehicle and in turn connected by suitable electronics to the vehicle battery. to
Energieübertragung erzeugt die Primärspule ein hochfrequentes magnetisches Wechselfeld, das die Sekundärspule durchdringt und dort einen entsprechenden Strom induziert. Energy transfer, the primary coil generates a high-frequency alternating magnetic field, which penetrates the secondary coil and induces a corresponding current there.
Da einerseits die übertragbare Energie linear mit der Schaltfrequenz skaliert, andererseits die Schaltfrequenz durch die Ansteuerungselektronik, Verluste im Übertragungspfad und gesetzliche Grenzwerte bezüglich magnetischer Felder begrenzt ist, ergibt sich ein typischer Frequenzbereich von 10 -150 kHz. Since on the one hand the transmittable energy scales linearly with the switching frequency, on the other hand the switching frequency is limited by the control electronics, losses in the transmission path and legal limits with respect to magnetic fields, this results in a typical frequency range of 10 -150 kHz.
In Fig. 5 ist eine herkömmliche induktive Ladeanordnung gezeigt. Kernstück der Elektronik, die die Primärspule mit dem Stromnetz verbindet, ist ein mit hoher Schaltfrequenz betriebener Wechselrichter. Der Stromfluss ergibt sich In Fig. 5 a conventional inductive charging arrangement is shown. At the heart of the electronics, which connects the primary coil to the mains, is an inverter operating at high switching frequency. The current flow results
typischerweise durch Anregung des durch die Primärspule und eine typically by excitation of the through the primary coil and a
entsprechende Kompensationskapazität gebildeten Schwingkreises. corresponding compensation capacity formed resonant circuit.
Verschiedene Resonanzanordnungen mit zusätzlichen Resonanzelementen sind hierbei prinzipiell möglich. Die resonante Last kann hierbei ausgenutzt werden, um den Wechselrichter im sogenannten Zero Voltage Switching Mode (ZVS) und/oder Zero Current Switching Mode (ZCS) zu betreiben. Bei diesem vollresonanten Betrieb entstehen nur geringe Schaltverluste in den zur Schaltung verwendeten Various resonance arrangements with additional resonance elements are possible here in principle. The resonant load can be exploited to operate the inverter in Zero Voltage Switching Mode (ZVS) and / or Zero Current Switching Mode (ZCS). In this fully resonant operation, only small switching losses occur in the circuit used for the circuit
Halbleiterbauelementen. Die Kombination der beiden Schwingkreise zuzüglich Wechselrichter und Gleichrichter kann für die Ladung einer Batterie mit festgelegtem Spannungsbereich und entsprechender Ladeleistung ausgelegt werden. Semiconductor devices. The combination of the two resonant circuits plus inverter and rectifier can be designed for charging a battery with a defined voltage range and corresponding charging power.
Wird als Resonanzanordnung beispielhaft die sogenannte Serien-Serien- Kompensation mit Serienschwingkreisen auf Primär- und Sekundärseite verwendet, so ergibt sich, dass der Primärspulenstrom von der If the so-called series-series compensation with series resonant circuits on the primary and secondary side is used by way of example as the resonant arrangement, it follows that the primary coil current is dependent on the primary coil current
Batteriespannung, nicht aber vom Ladestrom abhängt. Da die Leitungsverluste in den Spulen und im Wechselrichter einen wesentlichen Beitrag zu den Gesamtverlusten des Systems leisten, wird deutlich, dass diese Anordnung bei Teillastbetrieb, d.h. reduziertem Ladestrom, bezogen auf die Battery voltage, but not dependent on the charging current. Since the line losses in the coils and in the inverter make a significant contribution to the Overall system losses make it clear that this arrangement at part load operation, ie reduced charging current, based on the
Übertragungsleistung signifikant ansteigende Verluste und damit eine signifikant geringere Gesamteffizienz der Energieübertragung aufweist. Dieses Problem kann durch eine Reduktion der (in dem beschriebenen Aufbau durch die Batterie vorgegebenen) Sekundärspannung des Systems behoben werden. Ein geläufiger Ansatz ist der Einsatz eines zusätzlichen DC/DC-Wandlers bzw. Impedanzwandlers (aktiv oder passiv) auf Sekundärseite. Ein solcher Wandler auf Sekundärseite, d.h. im Fahrzeug, ist jedoch auf Grund von Gewichts- und Bauraumrestriktionen sowie auf Grund von Verlusten in Schaltelementen und/oder passiven Bauelementen unvorteilhaft. Transmission power significantly increasing losses and thus has a significantly lower overall efficiency of energy transfer. This problem can be overcome by reducing the secondary voltage of the system (specified by the battery in the structure described). A common approach is the use of an additional DC / DC converter or impedance converter (active or passive) on the secondary side. Such a converter on the secondary side, i. in the vehicle, however, is unfavorable due to weight and space restrictions as well as due to losses in switching elements and / or passive components.
Ferner ist es heute wünschenswert, elektrische Energie auch aus dem Fahrzeug in das öffentliche Stromnetz zu übertragen, um z.B. im Rahmen einer Furthermore, it is today desirable to transfer electrical energy also from the vehicle to the public power grid, e.g. as part of a
Erweiterung des öffentlichen Stromnetzes zu einem sog.„Smart-Grid" eine dezentrale Stromversorgung oder einen Pufferspeicher bereitstellen zu können. Extension of the public power grid to provide a so-called "smart grid" a decentralized power supply or a buffer memory.
Zur Rückspeisung von elektrischer Energie in das öffentliche Stromnetz müssen alle Komponenten der oben beschriebenen Anordnung bidirektional ausgelegt werden. Hierfür müssten sowohl der Wechselrichter als auch der Gleichrichter und insbesondere auch der DC/DC-Wandler aufwändig angepasst werden. Auch der Netzgleichrichter und die PFC, Power Factor Correction, müssen aufwändig an den bidirektionalen Betrieb angepasst werden, insbesondere, da die To regenerate electrical energy in the public power grid all components of the arrangement described above must be designed bidirectional. For this purpose, both the inverter and the rectifier and in particular the DC / DC converter would have to be adapted consuming. Also, the power rectifier and the PFC, Power Factor Correction, must be adapted to the bidirectional operation consuming, especially since the
Netzfrequenz von 50Hz bzw. 60Hz mit der Schaltfrequenz des Wechselrichters nachgebildet werden muss. Mains frequency of 50Hz or 60Hz must be simulated with the switching frequency of the inverter.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung offenbart ein Übertragungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und eine Fahrzeuganordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 12. The present invention discloses a transmission system having the features of claim 1, a method having the features of claim 7 and a vehicle arrangement having the features of claim 12.
Demgemäß ist vorgesehen: Accordingly, it is provided:
Ein Übertragungssystem zum kontaktlosen Übertragen von Energie von einer Energiequelle, welche eine Versorgungsleistung bereitstellt, an einen A transmission system for contactlessly transferring energy from a power source providing power to one
Verbraucher oder von dem Verbraucher an die Energiequelle, mit einer Übertragungseinrichtung zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Energie, mit einer Gleichrichtereinrichtung, welche mit der Energiequelle gekoppelt ist und ausgebildet ist, elektrische Energie aus der Energiequelle bereitzustellen und in die Energiequelle einzuspeisen, mit einer ersten Wechselrichtereinrichtung, welche zwischen der Gleichrichtereinrichtung und der Übertragungseinrichtung angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die bereitgestellte elektrische Energie aus der Energiequelle an die Übertragungseinrichtung zu übertragen und elektrische Energie von der Übertragungseinrichtung an die Consumer or from the consumer to the source of energy, with a A transmission device for contactless transmission of electrical energy, comprising a rectifier device, which is coupled to the energy source and is adapted to provide electrical energy from the energy source and to feed into the energy source, with a first inverter means, which is arranged between the rectifier device and the transmission device and adapted thereto is to transmit the provided electrical energy from the power source to the transmission device and electrical energy from the transmission device to the
Gleichrichtereinrichtung zu übertragen, mit einer zweiten Rectifier device to transmit, with a second
Wechselrichtereinrichtung, welche zwischen der Übertragungseinrichtung und dem Verbraucher angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die elektrische Energie von der Übertragungseinrichtung an den Verbraucher zu übertragen und elektrische Energie von dem Verbraucher an die Übertragungseinrichtung zu übertragen, wobei die erste Wechselrichtereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Menge der übertragenen elektrischen Energie durch eine Pulsmustermodulation und/oder Pulsweitenmodulation der Steuersignale der ersten An inverter device which is arranged between the transmission device and the consumer and is adapted to transmit the electrical energy from the transmission device to the consumer and to transmit electrical energy from the consumer to the transmission device, wherein the first inverter device is adapted to the amount of transmitted electrical energy by a pulse pattern modulation and / or pulse width modulation of the control signals of the first
Wechselrichtereinrichtung einzustellen und die zweite Wechselrichtereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Menge der übertragenen elektrischen Energie durch eine Pulsmustermodulation und/oder Pulsweitenmodulation der Steuersignale der zweiten Wechselrichtereinrichtung einzustellen. Set inverter means and the second inverter means is adapted to adjust the amount of electrical energy transmitted by a pulse pattern modulation and / or pulse width modulation of the control signals of the second inverter means.
Ferner ist vorgesehen: It is also provided:
Ein Verfahren zum kontaktlosen Übertragen von elektrischer Energie von einer Energiequelle, welche eine Versorgungsenergie bereitstellt, an einen A method for contactless transfer of electrical energy from a power source providing power to one
Verbraucher oder von dem Verbraucher an die Energiequelle, mit den Schritten zyklisches Schalten einer elektrischen Versorgungsenergie einer Energiequelle an eine Übertragungseinrichtung, welche zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Energie ausgebildet ist in einem ersten Betriebsmodus und zyklisches Schalten einer elektrischen Energie des Verbrauchers an die Consumer or from the consumer to the power source, comprising the steps of cyclically switching an electrical supply energy of a power source to a transmission device, which is designed for the contactless transmission of electrical energy in a first operating mode and cyclically switching an electrical energy of the consumer to the
Übertragungseinrichtung in einem zweiten Betriebsmodus, kontaktloses Transmission device in a second mode of operation, contactless
Übertragen der elektrischen Energie in der Übertragungseinrichtung, zyklisches Schalten der von der Übertragungseinrichtung bereitgestellten elektrischen Energie an den Verbraucher in dem ersten Betriebsmodus und zyklisches Schalten der von der Übertragungseinrichtung bereitgestellten elektrischen Versorgungsenergie an die Energiequelle in dem zweiten Betriebsmodus, wobei in mindestens einem der Schritte des zyklischen Schaltens die jeweilige übertragene elektrische Energie durch Pulsmustermodulation und/oder Transmitting the electrical energy in the transmission device, cyclically switching the electrical energy provided by the transmission device to the load in the first operating mode and cyclically switching the electrical supply energy provided by the transmission device to the power source in the second operating mode, wherein in at least one of the steps of the cyclic Turn off the respective ones transmitted electrical energy by pulse pattern modulation and / or
Pulsweitenmodulation geregelt wird. Pulse width modulation is regulated.
Schließlich ist vorgesehen: Finally, it is planned:
Eine Fahrzeuganordnung mit einem erfindungsgemäßen Übertragungssystem, mit einem Fahrzeug, wobei die Gleichrichtereinrichtung in dem Fahrzeug angeordnet ist, und wobei die Wechselrichtereinrichtung außerhalb des A vehicle arrangement having a transmission system according to the invention, with a vehicle, wherein the rectifier device is arranged in the vehicle, and wherein the inverter device is outside the vehicle
Fahrzeugs angeordnet ist, und wobei die Übertragungseinrichtung zumindest teilweise in dem Fahrzeug und teilweise außerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist. Vehicle is arranged, and wherein the transmission device is at least partially disposed in the vehicle and partly outside of the vehicle.
Vorteile der Erfindung Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Erkenntnis besteht darin, dass eine herkömmliche Schaltung zum induktiven Laden von Elektrofahrzeugen nur mit hohem Aufwand auf einen bidirektionalen Betrieb umgerüstet werden kann. Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Idee besteht nun darin, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und ein Übertragungssystem vorzusehen, bei welchem sowohl auf der Primärseite, also netzseitig, als auch auf der Sekundärseite, also auf der Seite des Verbrauchers, jeweils gesteuerte The present invention is based on the finding that a conventional circuit for inductively charging electric vehicles can only be converted to bidirectional operation with great effort. The idea underlying the present invention is now to take account of this knowledge and to provide a transmission system in which both on the primary side, ie the network side, as well as on the secondary side, ie on the side of the consumer, each controlled
Wechselrichtereinrichtungen eingesetzt werden, die basierend auf einer geeigneten Schaltstrategie angesteuert werden. Inverter devices are used, which are controlled based on a suitable switching strategy.
Demzufolge sieht die vorliegende Erfindung ein Übertragungssystem vor, bei welchem beispielhaft die erste, auch primäre genannte, Accordingly, the present invention provides a transmission system in which, by way of example, the first, also called primary,
Wechselrichtereinrichtung und/oder die zweite, auch sekundäre genannte, Wechselrichtereinrichtung die übertragene elektrische Energie bidirektional in allen auslegungsrelevanten Betriebspunkten auch unter Beibehaltung des gewünschten ZVS- und/oder ZCS-Betriebsmodus (Zero Voltage Switching bzw. Zero Current Switching, weichschaltender Betrieb) regeln können. Dabei wird unter einer Pulsmustermodulation verstanden, dass die erste Inverter device and / or the second, also called secondary, inverter device, the transmitted electrical energy bidirectionally in all design-relevant operating points while maintaining the desired ZVS and / or ZCS operating mode (Zero Voltage Switching or Zero Current Switching, soft switching operation) can control. It is understood by a pulse pattern modulation that the first
(primäre) Wechselrichtereinrichtung und/oder die zweite (sekundäre)  (primary) inverter device and / or the second (secondary)
Wechselrichtereinrichtung derart angesteuert werden, dass die Inverter device are controlled such that the
Übertragungseinrichtung mit pulsartigen Signalen, z.B. Rechtecksignalen, angesteuert wird. Die Pulsmustermodulation besteht beispielhaft darin, die Frequenz, Anzahl bzw. Reihenfolge dieser pulsartigen Signale zu steuern. Dies kann für die erste Wechselrichtereinrichtung oder die zweite Transmission device with pulse-like signals, eg square-wave signals, is controlled. The pulse pattern modulation is an example of controlling the frequency, number or order of these pulse-like signals. This can be for the first inverter device or the second
Wechselrichtereinrichtung bedeuten, dass das Übertragungssystem statt mit einem monofrequenten Rechtecksignal mit einem Rechtecksignal einer Inverter means that the transmission system instead of a monotonous square wave signal with a square wave
Grundfrequenz mit ausgelassenen Halb- oder Vollwellen angesteuert wird. Fundamental frequency is driven with omitted half or full waves.
Für den Fall einer Übertragung von elektrischer Energie an den Verbraucher bedeutet dies ferner, dass die zweite Wechselrichtereinrichtung als gesteuerte Gleichrichtereinrichtung arbeitet, die nicht alle Halb- oder Vollwellen des von der Übertragungseinrichtung übertragenen Stromsignals gleichrichtet und zum Verbraucher weiterleitet, sondern über einen gesteuerten Kurzschluss des Eingangs des zweiten Wechselrichters einige Halb- oder Vollwellen ausgelassen werden und im sekundären Schwingkreis der Übertragungseinrichtung rezirkulieren. In the case of a transmission of electrical energy to the consumer, this also means that the second inverter device operates as a controlled rectifier device, which rectifies not all half or full waves of the current signal transmitted from the transmission device and forwarded to the consumer, but via a controlled short circuit of the input the second inverter are omitted some half or full waves and recirculate in the secondary resonant circuit of the transmission device.
Im Falle der Übertragung elektrischer Energie von dem Verbraucher an die Energiequelle, z.B. Rückspeisung in das öffentliche Stromnetz, gilt das soeben Beschriebene analog für die erste Wechselrichtereinrichtung. In the case of transmission of electrical energy from the consumer to the power source, e.g. Regeneration in the public power grid, the same applies just described for the first inverter device.
Bei weichschaltenden Topologien, die insbesondere auch bei höherer In the case of soft-switching topologies, in particular even at higher
Übertragungsleistung und höherer Übertragungsfrequenz eingesetzt werden können, werden die Halbleiter-Schalter nur bei sehr kleinem Strom, nahe am Nulldurchgang des periodischen Stromsignals, oder sehr kleiner Spannung, während die parallele Freilaufdiode den Strom führt, betätigt. Transmission power and higher transmission frequency can be used, the semiconductor switches are operated only at very low current, close to the zero crossing of the periodic current signal, or very small voltage, while the parallel freewheeling diode conducts the current.
Wenn bei der Leistungsmodulation nur komplette Sinus-Halbwellen ausmaskiert werden, ist das sogenannte weiche Schalten im Unterschied zu anderen Modulationsarten auch bei Teillast weiterhin möglich. Durch das Auslassen von Halbwellen wird im zeitlichen Mittel eine geringere Spannung an der If during power modulation only complete sinusoidal half-waves are masked out, the so-called soft switching, unlike other types of modulation, is still possible even at partial load. By omitting half-waves in the average time a lower voltage at the
Übertragungseinrichtung angelegt, ohne dass die Spannung z.B. durch einen DC/DC-Wandler geregelt werden muss. Dennoch kann es auch unter Transfer device applied without the voltage, e.g. must be controlled by a DC / DC converter. Nevertheless, it can also be under
Umständen von Vorteil sein, die Modulation nicht durch das Auslassen von Volloder Halbwellen, sondern durch die Variation der Pulsbreite des Ansteuersignais vorzunehmen (Pulsweitenmodulation oder auch Pulsbreitenmodulation). Die Erfindung legt somit einen Systementwurf vor, der einerseits minimalen Hardware-Aufwand darstellt, da keine zusätzlichen passiven und aktiven It may be advantageous to carry out the modulation not by omitting full or half-wave cycles, but by varying the pulse width of the drive signal (pulse width modulation or also pulse width modulation). The invention thus proposes a system design which, on the one hand, represents minimal hardware complexity, since there are no additional passive and active ones
Elemente benötigt werden, und andererseits auch bei hohen Leistungen, Voll- und Teillastbetrieb sowie bidirektionaler Leistungsübertragung einen optimalen Wirkungsgrad erreicht. Zudem können die Topologie und die Schaltstrategie bei hohen Frequenzen eingesetzt werden, was durch den weichschaltenden Betrieb ermöglicht wird. Elements are required, and on the other hand, even at high power, full and part load operation and bidirectional power transmission reaches optimum efficiency. In addition, the topology and the switching strategy can be used at high frequencies, which is made possible by the soft-switching operation.
Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren. Advantageous embodiments and further developments emerge from the dependent claims and from the description with reference to the figures.
In einer Ausführungsform weist das Übertragungssystem eine Steuereinrichtung auf, welche mit der Gleichrichtereinrichtung und der ersten In one embodiment, the transmission system comprises a control device connected to the rectifier device and the first
Wechselrichtereinrichtung und der zweiten Wechselrichtereinrichtung gekoppelt ist und für eine Vielzahl von Arbeitspunkten des Übertragungssystems für die erste Wechselrichtereinrichtung und/oder für die zweite Inverter means and the second inverter means is coupled and for a plurality of operating points of the transmission system for the first inverter means and / or for the second
Wechselrichtereinrichtung jeweils ein Schaltmuster vorgegebener oder variabler Länge aufweist, wobei jede Stelle des Schaltmusters eine Halbwelle oder eine Vollwelle der jeweiligen elektrischen Spannung oder des jeweiligen elektrischen Stroms kennzeichnet, und wobei die Steuereinrichtung insbesondere ausgebildet ist, jeweils in Abhängigkeit eines der Schaltmuster die erste  Inverter means each having a switching pattern of predetermined or variable length, each point of the switching pattern denotes a half-wave or a full wave of the respective electrical voltage or the respective electrical current, and wherein the control device is in particular formed, in each case depending on one of the switching pattern, the first
Wechselrichtereinrichtung und/oder die zweite Wechselrichtereinrichtung, insbesondere synchron, zu steuern. Werden die Schaltvorgänge der Inverter device and / or the second inverter device, in particular synchronously to control. Are the switching operations of
Wechselrichtereinrichtung und der Gleichrichtereinrichtung synchronisiert, wird der Wirkungsgrad verbessert und Blindströme im System verringert. Synchronized inverter device and the rectifier device, the efficiency is improved and reduced reactive currents in the system.
In einer Ausführungsform sind die Schaltmuster oder Pulsweiten in einer der Wechselrichtereinrichtungen oder in beiden Wechselrichtereinrichtungen für die Übertragung elektrischer Energie von dem Verbraucher an die In one embodiment, the switching patterns or pulse widths in one of the inverter devices or in both inverter devices for the transmission of electrical energy from the consumer to the
Übertragungseinrichtung und von der Übertragungseinrichtung an die Transmission device and from the transmission device to the
Energiequelle derart ausgebildet, dass die Amplitude der Spannung und/oder des Stroms, welcher von der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 an die Energy source formed such that the amplitude of the voltage and / or the current, which from the first inverter device 4 to the
Gleichrichtereinrichtung 9 ausgegeben wird, der Amplitude der Spannung und/oder des Stroms der Energiequelle folgen. Dadurch kann mit Hilfe der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 und der zweiten Wechselrichtereinrichtung 5 die Energieübertragung derart gesteuert werden, dass keine weitere Rectifier device 9 is output, the amplitude of the voltage and / or the current of the power source follow. As a result, with the aid of the first inverter device 4 and the second inverter device 5, the energy transfer can be controlled such that no further
Leistungsfaktorkorrektur mehr notwendig ist. Ferne kann auf diese Art eine sinusartige Spannung bzw. ein sinusartiger Strom in die Energiequelle eingespeist werden, auch, wenn die Gleichrichtereinrichtung z.B. lediglich zwei Schaltvorgänge z.B. pro 50Hz oder 60Hz Periode durchführt. Power factor correction is more necessary. Distant can be one in this way Sinusoidal voltage or a sinusoidal current are fed into the energy source, even if the rectifier device, for example, only two switching operations, for example, per 50Hz or 60Hz period performs.
In einer Ausführungsform ist die Gleichrichtereinrichtung dazu ausgebildet, bei einer Übertragung von elektrischer Versorgungsenergie von der In one embodiment, the rectifier device is designed to be in a transmission of electrical supply energy from the
Übertragungseinrichtung an die Gleichrichtereinrichtung durch die erste Transmission device to the rectifier device through the first
Wechselrichtereinrichtung die elektrische Versorgungsenergie an die Inverter device, the electrical supply energy to the
Energiequelle weiterzuleiten und die Polarität der Spannung und/oder des Stroms der ausgegebenen elektrischen Versorgungsenergie an die Polarität einer Spannung und/oder eines Stroms der Energiequelle, insbesondere mit der Frequenz und/oder Phase der Spannung und/oder des Stroms der Forward energy source and the polarity of the voltage and / or the current of the output electric power to the polarity of a voltage and / or current of the power source, in particular with the frequency and / or phase of the voltage and / or the current
Energiequelle, anzupassen. Die Gleichrichtereinrichtung, welche beim Energy source, adapt. The rectifier device, which at
Ladebetrieb als einfacher Gleichrichter arbeiten kann, ist also auch als Charging mode can work as a simple rectifier, so is also as
Wechselrichter ausgelegt, welcher allerdings lediglich mit der Frequenz der Energiequelle schalten muss und daraufhin entsprechend ausgelegt werden kann. Es müssen keine harten Schaltvorgänge, welche höhere Verluste und eine deutlich aufwändigere Auslegung zur Folge haben, durchgeführt werden und die Gleichrichtereinrichtung, welche nun als Wechselrichter betrieben wird, muss nur zwei Schaltvorgänge pro 50 Hz bzw. 60 Hz Periode durchführen, die zudem noch beim Stromnulldurchgang erfolgen können und damit kaum Verluste erzeugen. Dies wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Dimensionierung der Halbleiterschalter aus. Inverter designed, however, which must switch only with the frequency of the power source and can then be designed accordingly. There must be no hard switching operations, which have higher losses and a significantly more complex design result, and the rectifier device, which is now operated as an inverter, only two switching operations per 50 Hz or 60 Hz period must perform, which also still at the current zero crossing can be done and thus hardly generate losses. This has a very advantageous effect on the dimensioning of the semiconductor switches.
In einer Ausführungsform weist die erste Wechselrichtereinrichtung und/oder die zweite Wechselrichtereinrichtung und/oder die Gleichrichtereinrichtung eine Brückenschaltung auf. In one embodiment, the first inverter device and / or the second inverter device and / or the rectifier device has a bridge circuit.
In einer Ausführungsform ist eine Leistungsfaktorkorrektureinrichtung zwischen der ersten Wechselrichtereinrichtung und der Gleichrichtereinrichtung In one embodiment, a power factor correction device is provided between the first inverter device and the rectifier device
angeordnet. arranged.
In einer Ausführungsform ist die zweite Wechselrichtereinrichtung ausgebildet, ihre Pulsmustermodulation bzw. ihren Modulationsgrad gemäß einem In one embodiment, the second inverter device is designed to have its pulse pattern modulation or its degree of modulation according to a
Absolutwert einer von der Energiequelle, wie z.B. einer Hochvolt- Batterie, bereitgestellten Spannung anzupassen, wobei die zweite Absolute value of one of the energy source, e.g. a high-voltage battery, voltage supplied, with the second
Wechselrichtereinrichtung ausgebildet ist, die Spannung der ersten Inverter device is formed, the voltage of the first
Wechselrichtereinrichtung bzw. den Strom in der Übertragungseinrichtung zu erfassen und ihre Pulsmustermodulation hieran anzupassen. Dadurch kann auch ohne eine explizite Synchronisation der ersten Wechselrichtereinrichtung und der zweiten Gleichrichtereinrichtung eine automatische Synchronisation der Inverter device or the current in the transmission device capture and adapt their pulse pattern modulation to this. As a result, even without an explicit synchronization of the first inverter device and the second rectifier device, an automatic synchronization of the
Wechselrichtereinrichtungen durchgeführt werden. Inverter devices are performed.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, The above embodiments and developments can, if appropriate, combine with each other as desired. Further possible embodiments,
Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Further developments and implementations of the invention also include not explicitly mentioned combinations of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also consider individual aspects as improvements or
Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen. Add supplements to the respective basic form of the present invention.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei: The present invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments indicated in the schematic figures of the drawings. It shows:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of an inventive
Übertragungssystems;  Transmission system;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Fig. 2 is a flowchart of an embodiment of an inventive
Verfahrens;  process;
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fig. 3 is a block diagram of an embodiment of an inventive
Fahrzeuganordnung;  The vehicle assembly;
Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild einer Ausführungsform eines Fig. 4 is an electrical circuit diagram of an embodiment of a
erfindungsgemäßen Übertragungssystems; und  transmission system according to the invention; and
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer herkömmlichen Ladeanordnung. Fig. 5 is a block diagram of a conventional charging arrangement.
In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen - sofern nichts Anderes angegeben ist - mit denselben Bezugszeichen versehen worden. Ausführungsformen der Erfindung In all figures, the same or functionally identical elements and devices - unless otherwise stated - have been given the same reference numerals. Embodiments of the invention
Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Übertragungssystems 1. 1 shows a block diagram of an embodiment of a transmission system 1 according to the invention.
Das Übertragungssystem der Fig. 1 weist eine Energiequelle 6 auf, die mit einer Gleichrichtereinrichtung 9 gekoppelt ist, welche mit einer ersten The transmission system of FIG. 1 has a power source 6 which is coupled to a rectifier device 9 which is connected to a first
Wechselrichtereinrichtung 4 gekoppelt ist. Die erste Wechselrichtereinrichtung 4 ist mit einer Übertragungseinrichtung 3 gekoppelt und die  Inverter device 4 is coupled. The first inverter device 4 is coupled to a transmission device 3 and the
Übertragungseinrichtung 3 ist mit einer zweiten Wechselrichtereinrichtung 5 gekoppelt, die wiederum mit einem Verbraucher 2 gekoppelt ist. Der Verbraucher 2 kann in einer Ausführungsform z.B. als ein Energiespeicher 2, z.B. eineTransmission device 3 is coupled to a second inverter device 5, which in turn is coupled to a load 2. The consumer 2 may in one embodiment e.g. as an energy storage 2, e.g. a
Batterie 2, ausgebildet sein. Der Verbraucher 2 kann aber auch als jede andere Art von elektrischem Verbraucher 2 ausgebildet sein, der auch in der Lage ist elektrische Energie abzugeben, also z.B. als ein Elektromotor, der auch im Generatorbetrieb betrieben werden kann. Battery 2, be formed. However, the consumer 2 may also be designed as any other type of electrical consumer 2 which is also capable of delivering electrical energy, e.g. as an electric motor that can also be operated in generator mode.
Zur Übertragung elektrischer Energie an den Verbraucher 2 stellt die For transmitting electrical energy to the consumer 2 represents the
Energiequelle 6 eine Versorgungsenergie 7, welche eine Wechselspannung bzw. einen Wechselstrom aufweist, bereit, die die Gleichrichtereinrichtung 9 gleichrichtet und der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 zu Verfügung stellt, welche diese in eine Versorgungsenergie 7 für die Übertragungseinrichtung 3 wandelt. Die Versorgungsenergie 7 für die Übertragungseinrichtung 3 kann z.B. wieder eine Wechselspannung bzw. einen Wechselstrom aufweisen. Power source 6, a supply energy 7, which has an AC voltage or AC ready, which rectifies the rectifier means 9 and the first inverter means 4 is available, which converts them into a supply energy 7 for the transmission means 3. The supply energy 7 for the transmission device 3 may e.g. again have an alternating voltage or an alternating current.
Die Übertragungseinrichtung 3 kann elektrische Energie kontaktlos übertragen, dies ist lediglich beispielhaft in Fig. 1 als zwei Spulen dargestellt, die The transmission device 3 can transmit electrical energy without contact, this is merely exemplified in FIG. 1 as two coils which
gegenüberliegend angeordnet sind. Ist die Übertragungseinrichtung 3 durch Spulen 3-1 , 3-2 realisiert, weist jede Spule einen zusätzlichen Kondensator (nicht dargestellt) auf, der zusammen mit der jeweiligen Spule 3-1 , 3-2 einen are arranged opposite one another. If the transmission device 3 realized by coils 3-1, 3-2, each coil has an additional capacitor (not shown), which together with the respective coil 3-1, 3-2 a
Schwingkreis bildet. Resonant circuit forms.
Für die Leistungsregelung bei einem Ladevorgang wird in der ersten For the power control during a charging process will be in the first
Wechselrichtereinrichtung 4 eine Auslassung von Halb- oder Vollwellen genutzt. Hierdurch ergibt sich eine effektiv niedrigere Anregungsamplitude des primärseitigen Schwingkreises, also auf Seiten der Energiequelle 2. In den Schwingungspausen wird die erste Wechselrichtereinrichtung 4 so eingestellt, dass sich ein Freilaufzustand ergibt, der ein Weiterschwingen des Inverter 4 uses an omission of half or full waves. This results in an effectively lower excitation amplitude of the In the oscillation pauses, the first inverter device 4 is set so that there is a freewheeling state, the further swinging of the
Schwingkreises erlaubt. Die Leistungsregelung durch die zweite Oscillating circuit allowed. The power regulation by the second
Wechselrichtereinrichtung 5 wird erfindungsgemäß durch die Einführung eines schaltbaren Freilaufzustandes in der zweiten Wechselrichtereinrichtung 5 durchgeführt. Auch hier ist es vorgesehen, dass eine oder mehrere Halb- oder Vollwellen ausgelassen bzw. ausmaskiert werden. Somit sieht die Inverter device 5 is performed according to the invention by the introduction of a switchable freewheeling state in the second inverter device 5. Again, it is envisaged that one or more half or full waves are omitted or masked out. Thus, the sees
erfindungsgemäße Schaltstrategie auch hier vor, einen Freilaufzustand zum Kurzschließen des sekundärseitigen Schwingkreises über mindestens eineSwitching strategy according to the invention also here, a freewheeling state for short-circuiting of the secondary-side resonant circuit via at least one
Halbwelle des Stromsignals zu aktivieren. Während des Kurzschlusses des sekundärseitigen Schwingkreises fließt damit kein Strom in die Batterie. Als Folge "sieht" die Schaltung vor der Gleichrichtereinrichtung eine effektiv niedrigere Batteriespannung, was zu einem deutlich kleineren Stromfluss in der Spule auf der Seite der Energiequelle und damit zu reduzierten Verlusten führt. Half-wave of the current signal to activate. During the short circuit of the secondary-side resonant circuit no current flows into the battery. As a result, the circuit in front of the rectifier device "sees" an effectively lower battery voltage, resulting in a much smaller current flow in the coil on the side of the power source and thus reduced losses.
Für einen Rückspeisevorgang, also für eine Energieübertragung von dem For a return feed, so for an energy transfer of the
Verbraucher 2 zurück in die Energiequelle 6 wird die oben beschriebene Consumer 2 back into the power source 6 will be the one described above
Funktion der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 und der zweiten Function of the first inverter device 4 and the second
Wechselrichtereinrichtung 5 getauscht und analog umgesetzt. Inverter 5 exchanged and implemented analog.
Durch eine Kombination der Pulsmustermodulation der Energie in der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 und der zweiten Wechselrichtereinrichtung 5 kann so jeder beliebige Arbeitspunkt für das Übertragungssystem 1 eingestellt werden. As a result of a combination of the pulse pattern modulation of the energy in the first inverter device 4 and the second inverter device 5, any desired operating point for the transmission system 1 can be set.
Die Arbeitsfrequenz der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 und der zweiten Wechselrichtereinrichtung 5 kann z.B. zwischen 10kHz und 150kHz, The operating frequency of the first inverter device 4 and the second inverter device 5 may be e.g. between 10kHz and 150kHz,
insbesondere bei 85kHz liegen, Es wird mit Hilfe der vorliegenden Erfindung nicht nur möglich, Bauteile in demIn particular, at 85kHz, It is not only possible with the help of the present invention, components in the
Übertragungssystem 1 einzusparen. Vielmehr kann das Übertragungssystem 1 auch im Teillastbetrieb mit hoher Effizienz betrieben werden und Energie sowohl von der Energiequelle 6 an den Verbraucher 2 liefern, als auch Energie von dem Verbraucher 2 zurück in die Energiequelle 6 übertragen. Save transmission system 1. Rather, the transmission system 1 can also be operated in part-load operation with high efficiency and supply energy from the power source 6 to the consumer 2, as well as transfer energy from the consumer 2 back into the power source 6.
In einer weiteren Ausführungsform kann eine Steuereinrichtung 10 vorgesehen sein, die dazu dient, die Gleichrichtereinrichtung 9, die erste In a further embodiment, a control device 10 may be provided, which serves the rectifier device 9, the first
Wechselrichtereinrichtung 4 und die zweite Wechselrichtereinrichtung 5 anzusteuern. Dazu kann die Steuereinrichtung 10 für unterschiedliche Inverter device 4 and the second inverter device 5 head for. For this purpose, the control device 10 for different
Arbeitspunkte des Übertragungssystems 1 z.B. jeweils ein Schaltmuster 1 1 aufweisen. Die Schaltmuster 1 1 können z.B. für wobei jede Halbwelle oder Vollwelle der jeweiligen elektrischen Spannung oder des jeweiligen elektrischen Stroms eine Stelle aufweisen, welche kennzeichnet, ob die jeweilige Halbwelle oder Vollwelle übertragen wird oder nicht. Operating points of the transmission system 1 e.g. each have a switching pattern 1 1. The switching patterns 1 1 may be e.g. for each half-wave or full-wave of the respective electrical voltage or the respective electrical current having a location which indicates whether the respective half-wave or full-wave is transmitted or not.
Insbesondere bei einer Übertragung von elektrischer Energie von dem In particular, in a transmission of electrical energy from the
Verbraucher 2, z.B. der Batterie 2, zu der Energiequelle 6, also z.B. dem öffentlichen Versorgungsnetzwerk 6, können die Schaltmuster 11 derart ausgebildet sein, dass die Amplitude der Spannung und/oder des Stroms, welcher von der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 an die Consumer 2, e.g. the battery 2, to the power source 6, e.g. the public supply network 6, the switching pattern 11 may be formed such that the amplitude of the voltage and / or the current, which from the first inverter device 4 to the
Gleichrichtereinrichtung 9 ausgegeben wird, der Amplitude der Spannung und/oder des Stroms der Energiequelle 6 folgen. Die von der ersten Rectifier device 9 is output, the amplitude of the voltage and / or the current of the power source 6 follow. The first
Wechselrichtereinrichtung 4 ausgegebene Spannung bzw. der von der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 ausgegebene Strom weist also einen Inverter device 4 output voltage or the output from the first inverter device 4 current thus has a
Amplitudenverlauf auf, welcher demjenigen der Energiequelle 6 entspricht. Bei einem 50Hz bzw. 60Hz Wechselspannungsnetzwerk also Energiequelle 6 entspricht der Verlauf also einer Gleichgerichteten 50Hz bzw. 60Hz Amplitude curve, which corresponds to that of the energy source 6. In the case of a 50Hz or 60Hz AC network, ie energy source 6, the course corresponds to a rectified 50Hz or 60Hz
Wechselspannung. AC voltage.
Dies hat zur Folge, dass die Gleichrichtereinrichtung 9 lediglich eine This has the consequence that the rectifier device 9 only one
Wechselrichtung mit einer Frequenz von 50Hz bzw. 60Hz durchführen muss und keine hochfrequente Nachbildung der Netzspannung notwendig ist. Das erfindungsgemäße Übertragungssystem kann daher in dieser Ausführungsform auf eine Leistungsfaktoranpassung oder Power- Factor-Correction verzichten. Change direction with a frequency of 50Hz or 60Hz must perform and no high-frequency simulation of the mains voltage is necessary. The transmission system according to the invention can therefore dispense with a power factor adjustment or power factor correction in this embodiment.
Zur Steigerung des Wirkungsgrades ist eine Synchronisation der ersten To increase the efficiency is a synchronization of the first
Wechselrichtereinrichtung 4 und der zweiten Wechselrichtereinrichtung 5 sinnvoll. Diese Synchronisation kann in einer Ausführungsform von der Inverter device 4 and the second inverter device 5 makes sense. This synchronization can in one embodiment of the
Steuereinrichtung 10 durchgeführt werden.  Control device 10 are performed.
In einer weiteren Ausführungsform kann aber auch die zweite In a further embodiment, but also the second
Wechselrichtereinrichtung 5 ihre Pulsmustermodulation gemäß einem Inverter device 5 their pulse pattern modulation according to a
Absolutwert einer von der Energiequelle 6 bereitgestellten Spannung oder eines von der Energiequelle 6 bereitgestellten Stroms anpassen. Dies kann durch Erfassung des ohnehin durch die in Folge der variierenden Spannung an der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 variierenden Stroms in der Übertragungsrichtung 3 erfolgen, beispielsweise, indem beim Schalten einer Periode die Stromamplitude im sekundärseitigen Resonanzkreis der Absolute value of a provided by the power source 6 voltage or provided by the power source 6 stream adjust. This can be done by detecting the current that is already varying in each case as a result of the varying voltage across the first inverter device 4 Transmission direction 3 take place, for example, by the current amplitude in the secondary-side resonant circuit when switching a period
Übertragungseinrichtung 3 ermittelt wird. Transmission device 3 is determined.
Die zweite Wechselrichtereinrichtung 5 kann daraufhin ihre The second inverter device 5 can then their
Pulsmustermodulation wiederum an den erfassten Strom anpassen. So wird eine Synchronisation der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 und der zweiten In turn, adapt the pulse pattern modulation to the detected current. Thus, a synchronization of the first inverter device 4 and the second
Wechselrichtereinrichtung 5 möglich, ohne dass ein zusätzliches Inverter 5 possible without an additional
Synchronisationssignal übertragen werden müsste. Synchronization signal would have to be transmitted.
Mit Hilfe der oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können drei unterschiedliche Modi der Netzeinspeisung bzw. Netzrückspeisung realisiert werden: a) Sinus-förmiger Stromverlauf With the aid of the above-described embodiments of the present invention, three different modes of grid feed-in can be realized: a) sinusoidal current waveform
b) Stromverlauf, der an den Spannungsverlauf angepasst ist b) Current profile, which is adapted to the voltage curve
c) Korrigierender Stromverlauf, der die Netzspannung in einer gewünschten Weise beeinflusst (aktive PFC-Funktion) c) Corrective current characteristic which influences the mains voltage in a desired way (active PFC function)
Fig. 2 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Fig. 2 shows a flowchart of an embodiment of a
erfindungsgemäßen Verfahrens, welches zum kontaktlosen Übertragen von elektrischer Energie von einer Energiequelle 6, welche eine Versorgungsenergie 7 bereitstellt, an einen Verbraucher 2 oder umgekehrt eingesetzt werden kann. Method according to the invention, which can be used for contactless transmission of electrical energy from a power source 6, which provides a supply energy 7, to a consumer 2 or vice versa.
Das Verfahren sieht in einem ersten Betriebsmodus das zyklische Schalten Sl einer elektrischen Versorgungsenergie 7 einer Energiequelle 6 an eine The method sees in a first operating mode, the cyclical switching Sl of an electrical supply energy 7 of a power source 6 to a
Übertragungseinrichtung 3 vor, welche zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Energie ausgebildet ist. In einem zweiten Betriebsmodus ist das zyklische Schalten einer elektrischen Energie 8 des Verbrauchers 2 an die Transmission device 3, which is designed for contactless transmission of electrical energy. In a second operating mode, the cyclic switching of an electrical energy 8 of the consumer 2 to the
Übertragungseinrichtung 3 vorgesehen. Transmission device 3 is provided.
Ferner ist das kontaktlose Übertragen S2 der jeweiligen elektrischen Energie in der Übertragungseinrichtung 3 vorgesehen. Furthermore, the contactless transmission S2 of the respective electrical energy in the transmission device 3 is provided.
Schließlich wird in dem ersten Betriebsmodus die von der Finally, in the first mode of operation, that of the
Übertragungseinrichtung 3 bereitgestellte elektrische Energie 8 zyklisch an den Verbraucher 2 geschalten, S3. In dem zweiten Betriebsmodus wird die von der Übertragungseinrichtung 3 bereitgestellte elektrische Versorgungsenergie 7 zyklisch an die Energiequelle 6 geschaltet. Die Unterscheidung zwischen Versorgungsenergie 7 und Energie 8 dient hier leidlich der Unterscheidung ob die Energie auf der Primärseite der Übertragungseinrichtung 3, also auf Seite der Energiequelle 6, oder auf der Sekundärseite, der Seite des Verbrauchers 2, gemeint ist. Transmission device 3 provided electrical energy 8 cyclically connected to the consumer 2, S3. In the second operating mode, the electrical supply energy 7 provided by the transmission device 3 becomes cyclically connected to the power source 6. The distinction between supply energy 7 and energy 8 is used here fairly to distinguish whether the energy on the primary side of the transmission device 3, ie on the side of the power source 6, or on the secondary side, the side of the consumer 2 is meant.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sehen die Schritte des zyklischen Schaltens Sl, S3 ferner vor, dass die jeweilige übertragene elektrische Energie 7, 8 durch eine Pulsmustermodulation und/oder Pulsweitenmodulation geregelt wird. According to the present invention, the steps of cyclic switching Sl, S3 further provide that the respective transmitted electrical energy 7, 8 is controlled by a pulse pattern modulation and / or pulse width modulation.
In einer Ausführungsform ist für eine Vielzahl von Arbeitspunkten des Verfahrens jeweils ein Schaltmuster 11 vorgegebener oder variabler Länge für das zyklische Schalten der elektrischen Versorgungsenergie 7 und/oder das zyklische Schalten der elektrischen Energie 8 vorgegeben. Dabei kennzeichnet jede Stelle des Schaltmusters 11 eine Halbwelle oder eine Vollwelle der jeweiligen elektrischenIn one embodiment, a switching pattern 11 of predetermined or variable length for the cyclical switching of the electrical supply energy 7 and / or the cyclical switching of the electrical energy 8 is predetermined for a plurality of operating points of the method. Each point of the switching pattern 11 indicates a half-wave or a full-wave of the respective electrical
Spannung oder des jeweiligen Stroms der jeweiligen Energie 7, 8. Die elektrische Versorgungsenergie 7 und/oder die elektrische Energie 8 werden daraufhin jeweils in Abhängigkeit eines der Schaltmuster 11 zyklisch geschaltet. In einer Ausführungsform wird zwischen der Energiequelle 6 und der Voltage or the respective current of the respective energy 7, 8. The electrical supply energy 7 and / or the electrical energy 8 are then cyclically switched in each case depending on one of the switching pattern 11. In one embodiment, between the power source 6 and the
Übertragungseinrichtung 3 eine Leistungsfaktorkorrektur durchgeführt. In einer weiteren Ausführungsform kann die Leistungsfaktorkorrektur beim Rückspeisen vom Verbraucher zur Energiequelle alternativ implizit durch die  Transmission device 3 performed a power factor correction. In another embodiment, the power factor correction when feeding back from the consumer to the power source may alternatively be implied by the
Pulsmustermodulation durchgeführt werden. Dazu können die Schaltmuster 11 für die Übertragung elektrischer Energie in dem zweiten Betriebsmodus derart ausgebildet sein, dass die Amplitude der Spannung und/oder des Stroms, welcher zyklisch von der Übertragungseinrichtung 3 an die Energiequelle 6 geschaltet wird, der Amplitude der Spannung und/oder des Stroms der Pulse pattern modulation are performed. For this purpose, the switching patterns 11 for the transmission of electrical energy in the second operating mode can be designed such that the amplitude of the voltage and / or the current, which is cyclically switched by the transmission device 3 to the power source 6, the amplitude of the voltage and / or Streams of
Energiequelle 6 folgen. Es erfolgt also erfindungsgemäß eine Nachbildung des Amplitudenverlaufs der von der Energiequelle 6 bereitgestellten Spannung oder des von der Energiequelle 6 bereitgestellten Stroms. Follow energy source 6. Thus, according to the invention, a replica of the amplitude profile of the voltage provided by the energy source 6 or of the current provided by the energy source 6 takes place.
In einer Ausführungsform sieht das Verfahren in dem zweiten Betriebsmodus ferner das zyklische Anpassen einer Polarität einer Spannung und/oder eines Stroms der zyklisch an die Energiequelle 6 geschalteten elektrischen In one embodiment, in the second mode of operation, the method further provides cyclically adjusting a polarity of a voltage and / or a current of the electrical power cyclically connected to the power source 6
Versorgungsenergie 7 vor. Dabei wird die Polarität an die Polarität einer  Supply energy 7 ago. The polarity becomes the polarity of a
Spannung und/oder eines Stroms der Energiequelle 6, insbesondere mit der Frequenz der Spannung und/oder des Stroms der Energiequelle 6, angepasst. Hier erfolgt lediglich eine niederfrequente Anpassung der Polarität der in die Energiequelle 6 rückgespeisten Spannung bzw. des rückgespeisten Stroms mit der Frequenz der Energiequelle, üblicherweise also 50Hz oder 60Hz. Voltage and / or a current of the power source 6, in particular with the frequency of the voltage and / or the current of the power source 6, adapted. Here, only a low-frequency adaptation of the polarity of the voltage fed back into the energy source 6 or of the fed-back current with the frequency of the energy source, usually 50 Hz or 60 Hz, takes place.
Zur Synchronisation der Primärseite und der Sekundärseite der For synchronization of the primary side and the secondary side of the
Übertragungseinrichtung 3 kann ein explizites Synchronisationssignal vorgesehen sein. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Transmission device 3 may be provided an explicit synchronization signal. But it can also be provided that the
Pulsmustermodulation für das zyklische Schalten der elektrischen Energie 8 des Verbrauchers 2 an die Übertragungseinrichtung 3 an eine durch die Spannung der Energiequelle 6 vorgegebene Stromamplitude der Übertragungseinrichtung 3 angepasst werden. Dadurch wird eine implizite Synchronisation ohne Pulse pattern modulation for the cyclic switching of the electrical energy 8 of the load 2 to the transmission device 3 to a predetermined by the voltage of the power source 6 current amplitude of the transmission device 3 are adjusted. This implies an implicit synchronization without
zusätzliches Synchronisationssignal möglich. additional synchronization signal possible.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fahrzeuganordnung 20. 3 shows a block diagram of an embodiment of a vehicle arrangement 20 according to the invention.
In der Fahrzeuganordnung 20 ist ein Fahrzeug 25 dargestellt, wobei innerhalb des Fahrzeugs 25 die Empfängerspule 3-2 der Übertragungseinrichtung 3, die zweite Wechselrichtereinrichtung 5 und der als Energiespeicher 2 ausgebildete Verbraucher 2, z.B. eine Fahrzeugbatterie 2, angeordnet sind. In the vehicle arrangement 20, a vehicle 25 is shown, wherein inside the vehicle 25 the receiver coil 3-2 of the transmission device 3, the second inverter device 5 and the consumer 2 designed as an energy storage device 2, e.g. a vehicle battery 2, are arranged.
Außerhalb des Fahrzeugs 25 sind die Energiequelle 6, die Outside the vehicle 25 are the power source 6, the
Gleichrichtereinrichtung 9, die erste Wechselrichtereinrichtung 4 und die Primärspule 3-1 der Übertragungseinrichtung 3 angeordnet. Rectifier device 9, the first inverter device 4 and the primary coil 3-1 of the transmission device 3 is arranged.
Schließlich ist eine Steuereinrichtung 10 vorgesehen, die mit der Finally, a control device 10 is provided with the
Gleichrichtereinrichtung 9, der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 und der zweiten Wechselrichtereinrichtung 5 gekoppelt ist, um diese zu steuern. Rectifier device 9, the first inverter device 4 and the second inverter device 5 is coupled to control these.
Die Steuereinrichtung 10 kann ausgebildet sein, ein Verfahren gemäß Fig. 2 auszuführen. Die Steuereinrichtung 10 kann dabei als einzelnes Steuergerät 10 ausgebildet sein. Alternativ kann die Steuereinrichtung 10 auch als verteiltes Steuersystem 10 ausgebildet sein, welches zum Teil in der ersten The control device 10 may be designed to carry out a method according to FIG. 2. The control device 10 can be designed as a single control unit 10. Alternatively, the control device 10 may also be designed as a distributed control system 10, which is partly in the first
Wechselrichtereinrichtung 4 und zum Teil in der zweiten Inverter device 4 and partly in the second
Wechselrichtereinrichtung 5 angeordnet sein kann. Dabei können die Teile der Steuereinrichtung Daten zur Synchronisation z.B. per Funk austauschen. Inverter device 5 may be arranged. In this case, the parts of the control device data for synchronization, for. replace by radio.
Alternativ können die Teile der Steuereinrichtung 10 die Synchronisation auch basierend auf einer Strom bzw. Spannungsmessung durchführen, wie oben bereits beschrieben. Alternatively, the parts of the controller 10 may synchronize as well perform based on a current or voltage measurement, as already described above.
Fig. 4 zeigt ein elektrisches Schaltbild einer Ausführungsform eines Fig. 4 shows an electrical circuit diagram of an embodiment of a
erfindungsgemäßen Übertragungssystems 1. Transmission system 1 according to the invention.
Das Übertragungssystem in Fig. 4 weist eine Energiequelle 6 auf, die eine Versorgungsspannung U0 bereitstellt. Die Gleichrichtereinrichtung 9 weist vier Zweige auf, wobei zwei Zweige mit dem positiven Pol der Energiequelle 6 und zwei Zweige mit dem negativen Pol der Energiequelle 6 gekoppelt sind. Jeweils ein Zweig, der mit dem positiven Pol gekoppelt ist, und ein Zweig, der mit dem negativen Pol gekoppelt ist, sind mit einem ersten Pol der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 gekoppelt. Die verbleibenden Zweige sind mit einem zweiten Pol der ersten The transmission system in FIG. 4 has an energy source 6 which provides a supply voltage U 0 . The rectifier device 9 has four branches, wherein two branches are coupled to the positive pole of the power source 6 and two branches to the negative pole of the power source 6. In each case a branch which is coupled to the positive pole, and a branch which is coupled to the negative pole are coupled to a first pole of the first inverter device 4. The remaining branches are with a second pole of the first
Wechselrichtereinrichtung 4 gekoppelt. Jeder Zweig weist eine Schalteinrichtung 40-1 - 40-4 und eine mit der jeweiligen Schalteinrichtung 40-1 - 40-4 antiparallel geschaltete Diode 41-1 - 41-4 auf. Die Wechselrichtereinrichtung 4 weist ebenfalls vier Zweige auf, wobei zwei Inverter device 4 coupled. Each branch has a switching device 40-1-40-4 and a diode 41-1-41-4 connected in antiparallel with the respective switching device 40-1-40-4. The inverter device 4 also has four branches, two
Zweige mit dem positiven ersten Pol der Wechselrichtereinrichtung 4 und zwei Zweige mit dem negativen zweiten Pol der Wechselrichtereinrichtung 4 gekoppelt sind. Jeweils ein Zweig, der mit dem positiven Pol gekoppelt ist, und ein Zweig, der mit dem negativen Pol gekoppelt ist, ist mit einem ersten Pol einer Branches are coupled to the positive first pole of the inverter device 4 and two branches to the negative second pole of the inverter device 4. In each case a branch which is coupled to the positive pole, and a branch which is coupled to the negative pole is connected to a first pole of a
Sendespule 3-1 der Übertragungseinrichtung 3 gekoppelt, die eine Induktivität LI aufweist. Die verbleibenden Zweige sind mit einem zweiten Pol der Sendespule 3-1 der Übertragungseinrichtung 3 gekoppelt. Jeder Zweig weist eine Transmitting coil 3-1 of the transmission device 3 coupled, which has an inductance LI. The remaining branches are coupled to a second pole of the transmitting coil 3-1 of the transmission device 3. Each branch has one
Schalteinrichtung 15-1 - 15-4 und eine mit der jeweiligen Schalteinrichtung 15-1 - 15-4 antiparallel geschaltete Diode 16-1 - 16-4 auf. Zwischen der Switching device 15-1 - 15-4 and one with the respective switching device 15-1 - 15-4 antiparallel connected diode 16-1 - 16-4. Between the
Wechselrichtereinrichtung 4 und der Sendespule 3-1 ist ferner ein KondensatorInverter device 4 and the transmitting coil 3-1 is further a capacitor
Cl angeordnet, der mit der Spule 3-1 einen Schwingkreis bildet. Cl arranged, which forms a resonant circuit with the coil 3-1.
In Fig. 4 ist ferner eine PFC-Schaltung bzw. eine In Fig. 4 is further a PFC circuit or a
Leistungsfaktorkorrekturschaltung 30 zwischen der Gleichrichtereinrichtung 9 und der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 angeordnet, die eine Spule 33 mit einem parallelen Schaltelement 31 aufweist, welche zwischen einem Ausgang der Gleichrichtereinrichtung 9 und dem ersten Pol der ersten  Power factor correction circuit 30 between the rectifier device 9 and the first inverter device 4 is arranged, which has a coil 33 with a parallel switching element 31 which is connected between an output of the rectifier device 9 and the first pole of the first
Wechselrichtereinrichtung 4 angeordnet sind. Ferner ist ein Schaltelement 32 und eine dazu parallel angeordnete Serienschaltung aus einem Schaltelement 34 und einer Induktivität 35 zwischen dem ersten Pol der ersten Inverter device 4 are arranged. Further, a switching element 32nd and a series circuit arranged in parallel therewith, comprising a switching element 34 and an inductance 35 between the first pole of the first
Wechselrichtereinrichtung 4 und dem zweiten Pol der ersten Inverter device 4 and the second pole of the first
Wechselrichtereinrichtung 4 angeordnet. Diese PFC-Schaltung kann durch die Schaltelemente 31, 32 und 34 deaktiviert werden, wenn sie nicht benötigt wird.Inverter device 4 is arranged. This PFC circuit can be deactivated by the switching elements 31, 32 and 34 when it is not needed.
Z.B. bei einer Rückspeisung elektrischer Energie in die Energiequelle 6. Wird die PFC- Funktion durch eine Anpassung der Pulsmustermodulation durchgeführt, kann auf die PFC-Schaltung 30 verzichtet werden. Die Empfängerspule 3-2 der Übertragungseinrichtung 3 ist mit der zweitenFor example, When the PFC function is performed by an adaptation of the pulse pattern modulation, the PFC circuit 30 can be dispensed with. The receiver coil 3-2 of the transmission device 3 is connected to the second
Wechselrichtereinrichtung 5 gekoppelt. Die zweite Wechselrichtereinrichtung 5 weist ebenfalls vier Zweige auf, wobei zwei Zweige mit dem positiven Pol des Verbrauchers 2 und zwei Zweige mit dem negativen Pol des Verbrauchers 2, hier einer Batterie 2, gekoppelt sind. Jeder dieser Zweige weist eine Inverter device 5 is coupled. The second inverter device 5 also has four branches, wherein two branches are coupled to the positive pole of the load 2 and two branches to the negative pole of the load 2, here a battery 2. Each of these branches has one
Schaltvorrichtung 17-1 - 17-4 mit jeweils einer antiparallel angeordneten DiodeSwitching device 17-1 - 17-4, each with an antiparallel diode arranged
18-1 - 18-4 auf. Zwischen der Gleichrichtereinrichtung 5 und der 18-1 - 18-4. Between the rectifier device 5 and the
Empfängerspule 3-2 ist ferner ein Kondensator C2 angeordnet, der mit der Spule 3-2 einen Schwingkreis bildet. In Fig. 4 stellt die Energiequelle die Wechselspannung U0 bereit. An dem Receiver coil 3-2, a capacitor C2 is further arranged, which forms a resonant circuit with the coil 3-2. In Fig. 4, the power source provides the AC voltage U 0 . To the
Schwingkreis der Sendespule 3-1 liegt die Spannung Ui an. In dem Schwingkreis der Sendespule 3-1 fließt der Strom Ii. An dem Schwingkreis der  Resonant circuit of the transmitting coil 3-1 is the voltage Ui. In the oscillation circuit of the transmitting coil 3-1, the current Ii flows. At the resonant circuit of
Empfängerspule 3-2 liegt die Spannung U2 an. In dem Schwingkreis der Receiver coil 3-2 is applied to the voltage U 2 . In the resonant circuit of
Empfängerspule 3-2 fließt der Strom l2. Der Energiespeicher 2 weist die Receiver coil 3-2, the current l 2 flows . The energy storage 2 has the
Spannung Ubat auf. Voltage U ba t t.
In Fig. 4 ist ferner die Steuereinrichtung 10 dargestellt, welche mindestens ein Schaltmuster 11 zur Ansteuerung der Gleichrichtereinrichtung 9, der ersten Wechselrichtereinrichtung 4 und der zweiten Wechselrichtereinrichtung 5 aufweist. 4, the control device 10 is shown, which has at least one switching pattern 11 for controlling the rectifier device 9, the first inverter device 4 and the second inverter device 5.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways. In particular, the invention can be varied or modified in many ways without deviating from the gist of the invention.

Claims

Ansprüche claims
1. Übertragungssystem (1) zum kontaktlosen Übertragen von Energie von einer Energiequelle (6) , welche eine Versorgungsenergie (7) bereitstellt, an einen Verbraucher (2) oder von dem Verbraucher (2) an die A transmission system (1) for contactless transmission of energy from a power source (6) which provides a supply energy (7) to a consumer (2) or from the consumer (2) to the
Energiequelle (6), mit einer Übertragungseinrichtung (3) zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Energie, mit einer Gleichrichtereinrichtung (9), welche mit der Energiequelle (6) gekoppelt ist und ausgebildet ist, elektrische Energie aus der Energiequelle (6)  Energy source (6), comprising a transmission device (3) for the contactless transmission of electrical energy, with a rectifier device (9), which is coupled to the energy source (6) and is designed to generate electrical energy from the energy source (6).
bereitzustellen und in die Energiequelle (6) einzuspeisen; mit einer ersten Wechselrichtereinrichtung (4), welche zwischen der to provide and to feed into the power source (6); with a first inverter device (4), which between the
Gleichrichtereinrichtung (9) und der Übertragungseinrichtung (3) angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die bereitgestellte elektrische Energie aus der Rectifier device (9) and the transmission device (3) is arranged and is adapted to the supplied electrical energy from the
Energiequelle (6) an die Übertragungseinrichtung (3) zu übertragen und elektrische Energie von der Übertragungseinrichtung (3) an die To transmit energy source (6) to the transmission device (3) and electrical energy from the transmission device (3) to the
Gleichrichtereinrichtung (9) zu übertragen; mit einer zweiten Wechselrichtereinrichtung (5), welche zwischen der Rectifier device (9) to transmit; with a second inverter device (5), which between the
Übertragungseinrichtung (3) und dem Verbraucher (2) angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die elektrische Energie (8) von der Übertragungseinrichtung (3) an den Verbraucher (2) zu übertragen und elektrische Energie (8) von dem Verbraucher (2) an die Übertragungseinrichtung (3) zu übertragen; wobei die erste Wechselrichtereinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, die Menge der übertragenen elektrischen Energie durch eine Pulsmustermodulation und/oder Pulsweitenmodulation der Steuersignale der ersten Transmission device (3) and the consumer (2) is arranged and adapted to transmit the electrical energy (8) from the transmission device (3) to the consumer (2) and electrical energy (8) from the consumer (2) to transmit the transmission device (3); wherein the first inverter means (4) is adapted to the amount of electrical energy transmitted by a pulse pattern modulation and / or pulse width modulation of the control signals of the first
Wechselrichtereinrichtung (4) einzustellen und die zweite Inverter device (4) and set the second
Wechselrichtereinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, die Menge der übertragenen elektrischen Energie durch eine Pulsmustermodulation und/oder Inverter device (5) is adapted to the amount of electrical energy transmitted by a pulse pattern modulation and / or
Pulsweitenmodulation der Steuersignale der zweiten Wechselrichtereinrichtung (5) einzustellen. Set pulse width modulation of the control signals of the second inverter device (5).
2. Übertragungssystem nach Anspruch 1, mit einer Steuereinrichtung (10), welche mit der Gleichrichtereinrichtung (9) und der ersten Wechselrichtereinrichtung (4) und der zweiten 2. Transmission system according to claim 1, with a control device (10) which is connected to the rectifier device (9) and the first inverter device (4) and the second
Wechselrichtereinrichtung (5) gekoppelt ist und für eine Vielzahl von Inverter device (5) is coupled and for a variety of
Arbeitspunkten des Übertragungssystems (1) für die erste Operating points of the transmission system (1) for the first
Wechselrichtereinrichtung (4) und/oder für die zweite WechselrichtereinrichtungInverter device (4) and / or for the second inverter device
(5) jeweils ein Schaltmuster (11) vorgegebener oder variabler Länge aufweist, wobei jede Stelle des Schaltmusters (11) eine Halbwelle oder eine Vollwelle der jeweiligen elektrischen Spannung oder des jeweiligen elektrischen Stroms kennzeichnet; und wobei die Steuereinrichtung (10) ausgebildet ist, jeweils in Abhängigkeit eines der Schaltmuster (11) die erste Wechselrichtereinrichtung (4) und/oder die zweite Wechselrichtereinrichtung (5), insbesondere synchron, zu steuern. (5) each having a switching pattern (11) of predetermined or variable length, wherein each position of the switching pattern (11) indicates a half-wave or a full-wave of the respective electrical voltage or current; and wherein the control device (10) is designed in each case to control the first inverter device (4) and / or the second inverter device (5), in particular synchronously, as a function of one of the switching patterns (11).
3. Übertragungssystem nach Anspruch 2, 3. Transmission system according to claim 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Schaltmuster (11) oder Pulsweiten in einer der the switching patterns (11) or pulse widths in one of the
Wechselrichtereinrichtungen (5, 9) oder in beiden Wechselrichtereinrichtungen (5, 9) für die Übertragung elektrischer Energie von dem Verbraucher (2) an die Übertragungseinrichtung (3) und von der Übertragungseinrichtung (3) an dieInverter devices (5, 9) or in both inverter devices (5, 9) for the transmission of electrical energy from the consumer (2) to the transmission device (3) and from the transmission device (3) to the
Energiequelle (6) derart ausgebildet sind, dass die Amplitude der Spannung und/oder des Stroms, welcher von der ersten Wechselrichtereinrichtung (4) an die Gleichrichtereinrichtung (9) ausgegeben wird, der Amplitude der Spannung und/oder des Stroms der Energiequelle (6) folgen. Power source (6) are formed such that the amplitude of the voltage and / or the current, which is output from the first inverter means (4) to the rectifier means (9), the amplitude of the voltage and / or the current of the power source (6) consequences.
4. Übertragungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 4. Transmission system according to one of the preceding claims, characterized
dass die Gleichrichtereinrichtung (9) dazu ausgebildet ist, bei einer Übertragung von elektrischer Versorgungsenergie (7) von der Übertragungseinrichtung (3) an die Gleichrichtereinrichtung (9) durch die erste Wechselrichtereinrichtung (4) die elektrische Versorgungsenergie (7) an die Energiequelle (6) weiterzuleiten und die Polarität der Spannung und/oder des Stroms der ausgegebenen elektrischen Versorgungsenergie (7) an die Polarität einer Spannung und/oder eines Stroms der Energiequelle (6), insbesondere mit der Frequenz und/oder Phase der Spannung und/oder des Stroms der Energiequelle (6), anzupassen. in that the rectifier device (9) is designed to transmit the electrical supply energy (7) to the energy source (6) during a transmission of electrical supply energy (7) from the transmission device (3) to the rectifier device (9) by the first inverter device (4). and the polarity of the voltage and / or the current of the output electrical supply energy (7) to the polarity of a voltage and / or a current of the energy source (6), in particular with the frequency and / or phase of the voltage and / or the current Energy source (6), adapt.
5. Übertragungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wechselrichtereinrichtung (4) und/oder die zweite 5. Transmission system according to one of the preceding claims, characterized in that that the first inverter device (4) and / or the second
Wechselrichtereinrichtung (5) und/oder die Gleichrichtereinrichtung (9) eine Brückenschaltung aufweist; und/oder wobei eine Leistungsfaktorkorrektureinrichtung (30) zwischen der ersten Inverter means (5) and / or the rectifier means (9) comprises a bridge circuit; and / or wherein a power factor correction device (30) between the first
Wechselrichtereinrichtung (4) und der Gleichrichtereinrichtung (9) angeordnet ist. Inverter device (4) and the rectifier device (9) is arranged.
6. Übertragungssystem nach einem der vorherigen Ansprüche, 6. Transmission system according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die zweite Wechselrichtereinrichtung (5) ausgebildet ist, ihren that the second inverter device (5) is formed, their
Modulationsgrad gemäß einem Absolutwert einer von der Energiequelle (6) bereitgestellten Spannung anzupassen. Modulation degree according to an absolute value of a voltage provided by the power source (6) to adjust.
7. Verfahren zum kontaktlosen Übertragen von elektrischer Energie von einer Energiequelle (6), welche eine Versorgungsenergie (7) bereitstellt, an einen Verbraucher (2) oder von dem Verbraucher (2) an die 7. A method for contactless transmission of electrical energy from a power source (6), which provides a supply energy (7), to a consumer (2) or from the consumer (2) to the
Energiequelle (6), mit den Schritten: zyklisches Schalten (Sl) einer elektrischen Versorgungsenergie (7) einer Energiequelle (6) an eine Übertragungseinrichtung (3), welche zur kontaktlosen Übertragung elektrischer Energie ausgebildet ist in einem ersten Betriebsmodus und zyklisches Schalten einer elektrischen Energie (8) des Verbrauchers (2) an die Übertragungseinrichtung (3) in einem zweiten Betriebsmodus;  Energy source (6), comprising the steps: cyclically switching (Sl) an electrical supply energy (7) of a power source (6) to a transmission device (3), which is designed for contactless transmission of electrical energy in a first mode of operation and cyclic switching of electrical energy (8) the consumer (2) to the transmission device (3) in a second operating mode;
Kontaktloses Übertragen (S2) der elektrischen Energie in der Contactless transfer (S2) of electrical energy in the
Übertragungseinrichtung (3); zyklisches Schalten (S3) der von der Übertragungseinrichtung (3) bereitgestellten elektrischen Energie (8) an den Verbraucher (2) in dem ersten Betriebsmodus und zyklisches Schalten der von der Übertragungseinrichtung (3) bereitgestellten elektrischen Versorgungsenergie (7) an die Energiequelle (6) in dem zweiten Betriebsmodus; wobei in mindestens einem der Schritte des zyklischen Schaltens (Sl, S3) die jeweilige übertragene elektrische Energie (7, 8) durch Pulsmustermodulation und/oder Pulsweitenmodulation geregelt wird. Transmission device (3); cyclic switching (S3) of the electrical energy (8) provided by the transmission device (3) to the consumer (2) in the first operating mode and cyclic switching of the electrical supply energy (7) provided by the transmission device (3) to the energy source (6) in the second mode of operation; wherein in at least one of the steps of the cyclical switching (Sl, S3) the respective transmitted electrical energy (7, 8) is regulated by pulse pattern modulation and / or pulse width modulation.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei für eine Vielzahl von Arbeitspunkten des Verfahrens jeweils ein 8. The method according to claim 7, in each case one for a plurality of operating points of the method
Schaltmuster (11) vorgegebener oder variabler Länge für das zyklische Schalten der elektrischen Versorgungsenergie (7) und/oder das zyklische Schalten der elektrischen Energie (8) vorgegeben werden, wobei jede Stelle des Switching pattern (11) of predetermined or variable length for the cyclical switching of the electrical supply energy (7) and / or the cyclic switching of the electrical energy (8) are given, each position of the
Schaltmusters (11) eine Halbwelle oder eine Vollwelle der jeweiligen elektrischen Spannung oder des jeweiligen Stroms der jeweiligen Energie kennzeichnet, und wobei jeweils in Abhängigkeit eines der Schaltmuster (11) die elektrische Switching pattern (11) denotes a half-wave or a full wave of the respective electrical voltage or the respective current of the respective energy, and wherein in each case depending on one of the switching pattern (11), the electric
Versorgungsenergie (7) zyklisch geschaltet wird und/oder die elektrische Energie (8) zyklisch geschaltet wird; und/oder wobei eine Leistungsfaktorkorrektur zwischen der Energiequelle (6) und der Übertragungseinrichtung (3) durchgeführt wird. Supply energy (7) is cyclically switched and / or the electrical energy (8) is switched cyclically; and / or wherein a power factor correction between the power source (6) and the transmission device (3) is performed.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 8, 9. The method according to any one of claims 7 to 8,
wobei die Schritte des zyklischen Schaltens oder die Schaltmuster synchronisiert werden. wherein the steps of the cyclic switching or the switching patterns are synchronized.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, ferner aufweisend: zyklisches Anpassen einer Polarität einer Spannung und/oder eines Stroms der zyklisch an die Energiequelle (6) geschalteten elektrischen Versorgungsenergie (7) an die Polarität einer Spannung und/oder eines Stroms der Energiequelle (6) in dem zweiten Betriebsmodus, insbesondere mit der Frequenz und/oder Phase der Spannung und/oder des Stroms der Energiequelle (6). 10. The method of claim 7, further comprising: cyclically adjusting a polarity of a voltage and / or a current of the electrical supply energy (7) cyclically connected to the energy source (6) to the polarity of a voltage and / or a current of Power source (6) in the second operating mode, in particular with the frequency and / or phase of the voltage and / or the current of the power source (6).
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, 11. The method according to any one of claims 7 to 10,
wobei die Pulsmustermodulation oder Pulsweitenmodulation für das zyklische Schalten (Sl) der elektrischen Energie (8) des Verbrauchers (2) gemäß einem Absolutwert einer von der Energiequelle (6) bereitgestellten Spannung angepasst wird. wherein the pulse pattern modulation or pulse width modulation for the cyclic switching (Sl) of the electrical energy (8) of the load (2) is adjusted according to an absolute value of a voltage provided by the power source (6).
12. Fahrzeuganordnung (20), mit einem Übertragungssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Fahrzeug (25); wobei die Gleichrichtereinrichtung (5) in dem Fahrzeug (25) angeordnet ist; und wobei die Wechselrichtereinrichtung (4) außerhalb des Fahrzeugs (25) angeordnet ist; und wobei die Übertragungseinrichtung (3) zumindest teilweise in dem Fahrzeug (25) und teilweise außerhalb des Fahrzeugs (25) angeordnet ist. 12. A vehicle arrangement (20), comprising a transmission system (1) according to one of claims 1 to 6 with a vehicle (25); wherein the rectifier means (5) is disposed in the vehicle (25); and wherein the inverter device (4) is arranged outside the vehicle (25); and wherein the transmission device (3) is arranged at least partially in the vehicle (25) and partly outside the vehicle (25).
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