WO2020070115A1 - Einrichtung zur kontaktlosen induktiven energieübertragung, insbesondere für induktive ladevorgänge bei kraftfahrzeugen - Google Patents

Einrichtung zur kontaktlosen induktiven energieübertragung, insbesondere für induktive ladevorgänge bei kraftfahrzeugen

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WO2020070115A1
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Felix Klein
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Definitions

  • the present invention relates to a
  • Transmission in particular for inductive charging processes in motor vehicles, which has a primary coil arrangement and one connected to the primary coil arrangement
  • the invention also relates to a
  • Inductive energy transmission is a contactless transmission technology that is used, for example, to charge the battery of an electric vehicle
  • Deviations mean that the charging power fluctuates and the voltage level or current change. The deviations from the intended
  • the input voltage can be adjusted or the output voltage.
  • the object of the present invention is to provide a device for contactless inductive energy transmission which, without mechanically moving parts, has a constant charging power and constant voltage level, even at predetermined ones
  • the task is carried out with the facility
  • Claim 8 specifies a method for contactless inductive energy transmission with the proposed device.
  • the proposed facility has one
  • the power electronics can have a DC voltage source and an inverter in a known manner.
  • the proposed facility is characterized in that the
  • Primary coil arrangement one or more switching devices and several individual coils and capacities has, via the one or more switching devices to different primary circuits
  • Capacitors is thus made possible with only one primary power electronics and the
  • Coupling factors are coordinated, as will be explained in more detail below.
  • the primary coil arrangement has at least a first, a second and a third individual coil with different inductances.
  • a first of the different primary circles includes only the first single coil, the second primary circuit a series circuit of the first and second single coil and the third primary circuit a series circuit of the first, second and third single coil. This is achieved by suitable interconnection with the help of the switching devices. In this way it is possible to switch between three primary circuits, each of which has a different inductance. By connecting several individual coils in series, high inductivities can be generated without having to use large individual coils.
  • Each of the primary circuits of the proposed device is dimensioned such that it covers a certain coupling factor, so that depending on the vehicle or vehicle class, the corresponding primary-side coil combination or the corresponding one
  • Output power P, characteristic resistance R2 , c and voltage transfer function M 0 result from serial compensation of the primary and secondary circuit:
  • Primary circuit and in the secondary circuit are dimensioned such that the three terms for all
  • - k > Li ⁇ L 2 f).
  • Vehicles with a smaller distance to the ground (and thus a correspondingly higher coupling factor) therefore receive a secondary coil with a lower inductance and the primary circuit to be switched accordingly is operated with only a single coil or a combination of fewer individual coils with a low inductance.
  • the Li required for the respective coupling factor can be determined, for example, from the equation for P and the required L 2 from the equation for R 2 , c or M 0 .
  • the inductivities of the individual coils of the primary coil arrangement are then selected such that the different LI (for the different coupling factors) can be combined appropriately
  • Single coils (including the use of only one of the Single coils) can be obtained with the help of the switching device (s).
  • respective secondary circuit can be compensated either in series or in parallel. If the primary circuits are serially compensated, the secondary circuit must also be serially compensated. If the primary circuits are compensated in parallel, the secondary circuit must also be compensated in parallel. In the case of a bilateral
  • Reactive voltage which can be several kV.
  • Primary coil arrangement designed or designed so that the (primary-side) individual coils have the highest possible coupling of k> 0.9 with one another.
  • the individual coils of the primary coil arrangement are preferably arranged one above the other in order to achieve the greatest possible coupling factors between these individual coils. These are preferably coils wound flat. This arrangement takes advantage of the fact that the number of turns with a high internal coupling squares into the coil inductance
  • the proposed device and the associated method are particularly suitable for contactless energy transmission in the field of motor vehicles.
  • the device and the method can also be used to transfer energy to other objects use, where a similar problem
  • Fig. 1 shows an example of the conditions in the
  • Fig. 2 shows a circuit diagram of a device for
  • Fig. 3 shows a schematic illustration of the primary coil arrangement and the secondary coil in a device according to the present invention
  • Fig. 4 is a plan view of the primary coils
  • Fig. 5 shows a circuit diagram of a further device for contactless inductive energy transmission according to the present invention.
  • Ki, k 2 and k 2 are the three different
  • Resonance frequency Typical operating areas are marked with hatched areas in the figure.
  • the optimal operating point (R R 2, C) corresponding to the best efficiency in the coil system with reactive power compensation is marked with a circle. If the deviations from the intended operating point become too large, the operational safety can be impaired.
  • Figure 2 shows an example of an embodiment of the proposed device. The figure shows the input voltage Ui , D cv via an inverter into a suitable one
  • the primary coil arrangement 1 of the proposed device which in the present example consists of three coils with the Inductors Li a , Li b and Li c and the associated capacitors Ci a , Ci b and Ci c connected in series is formed.
  • Two switching devices S b and S2 with which different primary circuits can be switched in the primary coil arrangement, are arranged between these individual components consisting of coil and capacitor.
  • the first primary circuit here consists only of the first primary coil with the inductance Li a and the capacitance Ci a .
  • the second primary circuit is connected in series with the first two coils
  • the third primary circuit is formed by connecting all three coils and capacitors in series. The individual primary circuits are compensated for the same design frequency co b by the corresponding capacitances.
  • Figure 2 shows the overall system, ie also the secondary side with the secondary coil L2 X , the capacitor in the secondary circuit C2 X , the inverter, the load-side capacitance C D c2 and the load-side resistor R2, DCV, for example, by the vehicle battery to be charged
  • the primary circuit and secondary circuit are each compensated in series.
  • the primary circuit and secondary circuit are each compensated in series.
  • Individual coils Li x a secondary coil L2 X , which is suitable for the respective inductance of the primary circuit.
  • This coil L2 X is installed in the vehicle depending on the distance class.
  • the primary inductance should be small.
  • the coils Li b and Li c and their capacitors are not switched in this example.
  • a suitable small inductor on the secondary side is then also installed in the motor vehicle. If the coupling factor increases, ie the distance between the motor vehicle and the ground is large, the inductance on the primary side must be correspondingly larger.
  • a suitable larger inductor on the secondary side is then also installed in the motor vehicle of this distance class.
  • the primary side and secondary side remain constant on the currently typical 85 kHz or 140 kHz, for example. This is achieved by compensating each individual coil with a suitable capacitance in such a way that the same resonance frequency is obtained in total.
  • the relationship is inversely proportional with serial compensation on both sides. Therefore, if the inductance increases due to a series connection, the capacitance must be reduced. This also works advantageously with serial compensation using a
  • wired single coil (s) are preferably open, ie not short-circuited, and none anyway
  • respective switch or the respective switching device preferably open so that no voltage can be induced. Without resonance, there are no high reactive voltages in the non-connected ones
  • FIG. 3 This figure shows the
  • the primary side is arranged above the radius r of a radial flat winding. This works with
  • a high coupling factor of preferably k> 0.9 between the individual coils of the primary coil arrangement can also be achieved by other measures, so that the individual coils do not necessarily have to be arranged one above the other for this purpose.
  • Figure 4 shows a plan view of a
  • FIG. 3 exemplary coil arrangement according to FIG. 3, in which the three individual coils A, B and C can be seen.
  • the three coils A, B, C are for
  • Figure 5 shows another example of a
  • Switching devices S 3 , S 4 in the primary coil arrangement 1 are required in order, for example, to be able to switch all three capacitances Cla, Clb and Clc in parallel when only the first coil Lla is in operation, while only the first capacitance Clc is required when all three coils are connected in series.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur kontaktlosen induktiven Energieübertragung, insbesondere für induktive Ladevorgänge bei Kraftfahrzeugen, die eine Primärspulenanordnung und eine mit der Primärspulenanordnung verbundene Leistungselektronik aufweist, die für die Energieübertragung über die Primärspulenanordnung ausgebildet ist. Die Primärspulenanordnung weist dabei mehrere Einzelspulen (A, B, C) und Kapazitäten auf, die über eine oder mehrere Schalteinrichtungen (S1, S2) der Primärspulenanordnung zu unterschiedlichen Primärkreisen verschaltbar sind. Die Primärkreise sind auf die gleiche Resonanzfrequenz abgestimmt und umfassen jeweils eine der Einzelspulen (A, B, C) oder eine Reihenschaltung mehrerer der Einzelspulen (A, B, C). Die vorgeschlagene Einrichtung ermöglicht es, unterschiedliche Fahrzeugtypen mit unterschiedlichen Bodenabständen kontaktlos induktiv mit Energie zu versorgen, wobei Ladeleistung sowie Strom- und Spannungspegel dabei im Betriebspunkt gleich bleiben.

Description

Einrichtung zur kontaktlosen induktiven
Energieübertragung, insbesondere für induktive
Ladevorgänge bei Kraftfahrzeugen
Technisches Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Einrichtung zur kontaktlosen induktiven Energie
übertragung, insbesondere für induktive Ladevorgänge bei Kraftfahrzeugen, die eine Primärspulenanordnung und eine mit der Primärspulenanordnung verbundene
Leistungselektronik aufweist, die für die
Energieübertragung über die Primärspulenanordnung ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft auch ein
Verfahren zur kontaktlosen induktiven Energie
übertragung mit der vorgeschlagenen Einrichtung.
Die induktive Energieübertragung stellt eine kontaktlose Übertragungstechnik dar, die bspw. zum Laden des Akkumulators eines Elektrofahrzeugs
eingesetzt werden kann. Dabei befinden sich die
Primärspule im Boden eines Stellplatzes und die
Sekundärspule am Unterboden des Fahrzeugs. Ein Problem dieser kontaktlosen Energieübertragung, speziell im Kraftfahrzeugbereich, sind unterschiedliche Abstände der Spulen aufgrund unterschiedlicher Fahrzeugklassen. Dies führt in erster Linie zu unterschiedlichen
Koppelfaktoren und dementsprechend unterschiedlichem Betriebsverhalten. Die SAE Norm J2954 spezifiziert drei unterschiedliche z-Klassen im Abstand von 100mm bis 250mm. Stand der Technik
Bisherige Systeme zur kontaktlosen induktiven Energieübertragung sind für einen bestimmten Koppel faktor der Spule ausgelegt. Da sich der Koppelfaktor mit einer Veränderung des Abstandes zwischen
Primärspule und Sekundärspule verkleinert oder
vergrößert, führt dies zu Abweichungen im Betriebs punkt. Abweichungen bedeuten, dass die Ladeleistung schwankt und Spannungspegel bzw. Stromstärke sich ändern. Werden die Abweichungen vom vorgesehenen
Betriebspunkt zu groß, kann die Betriebssicherheit beeinträchtigt werden, so dass die Ladeeinrichtung abgeschaltet werden muss. Zur Vermeidung dieser Problematik im Bereich der
Kraftfahrzeuge ist es bekannt, den Primär- und den Sekundärkreis geeignet zu regeln. So kann bei
geändertem Koppelfaktor bspw. die Eingangsspannung angepasst werden oder auch die Ausgangsspannung.
Nachteilig dabei ist, dass bei diesen Methoden entweder die Ladeleistung, die Effizienz oder die Spannung nicht konstant bleiben und außerdem eine zusätzliche Regelung im System benötigt wird. Eine weitere bekannte Technik zur Vermeidung der obigen Problematik besteht darin, den unterschiedlichen Abstand durch eine mechanisch bewegliche Primärseite auszugleichen. Die Primärspule wird hierbei mit Hilfe eines Aktors entsprechend angehoben oder abgesenkt. Damit ist die gleiche Ladeleistung bei gleicher
Stromstärke und gleichen Spannungspegeln möglich. Ein Nachteil besteht hierbei jedoch in der dafür benötigten Mechanik, die regelmäßig gewartet werden muss. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zur kontaktlosen induktiven Energieübertragung anzugeben, die ohne mechanisch bewegliche Teile eine konstante Ladeleistung und konstante Spannungspegel auch bei vorgegebenen
unterschiedlichen Abständen zwischen Primär- und
Sekundärspule ermöglicht.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wird mit der Einrichtung zur
kontaktlosen induktiven Energieübertragung gemäß
Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Einrichtung sind Gegenstand der abhängigen
Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie dem Ausführungsbeispiel entnehmen. Patentanspruch 8 gibt ein Verfahren zur kontaktlosen induktiven Energieübertragung mit der vorgeschlagenen Einrichtung an.
Die vorgeschlagene Einrichtung weist eine
Primärspulenanordnung und eine mit der Primärspulen anordnung verbundene Leistungselektronik auf, die für die Energieübertragung über die Primärspulenanordnung ausgebildet ist, die sie also mit einer geeigneten Wechselspannung versorgt. Die Leistungselektronik kann dabei in bekannter Weise eine Gleichspannungsquelle und einen Wechselrichter aufweisen. Die vorgeschlagene Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die
Primärspulenanordnung eine oder mehrere Schaltein richtungen sowie mehrere Einzelspulen und Kapazitäten aufweist, die über die eine oder mehreren Schaltein richtungen zu unterschiedlichen Primärkreisen
verschaltbar sind. Diese Primärkreise umfassen jeweils nur eine oder eine Reihenschaltung mehrerer der
Einzelspulen und sind jeweils auf die gleiche Resonanz frequenz abgestimmt.
In der Primärspulenanordnung der vorgeschlagenen Einrichtung lassen sich somit unterschiedliche
Kombinationen von Einzelspulen zu Primärkreisen
verschalten, so dass die unterschiedlichen Primärkreise unterschiedliche Induktivitäten aufweisen. Durch geeignete Dimensionierung der Einzelspulen und
Kondensatoren wird somit ermöglicht, mit nur einer primärseitigen Leistungselektronik und der
Primärspulenanordnung unterschiedliche Fahrzeugtypen mit unterschiedlichen Bodenabständen (z-Klassen) kontaktlos induktiv mit Energie zu versorgen, indem jeweils auf die passende Kombination von Einzelspulen umgeschaltet wird. Ladeleistung sowie Strom- und
Spannungspegel bleiben dabei im Betriebspunkt gleich. Dies setzt lediglich voraus, dass die Induktivitäten der Sekundärspulen in den jeweiligen Fahrzeugklassen und die Induktivitäten der unterschiedlichen Primär- kreise auf die unterschiedlichen Abstände bzw.
Koppelfaktoren abgestimmt sind, wie dies im Folgenden noch näher ausgeführt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der
vorgeschlagenen Einrichtung weist die Primärspulen anordnung wenigstens eine erste, eine zweite und eine dritte Einzelspule mit unterschiedlichen Induktivitäten auf. Ein erster der unterschiedlichen Primärkreise umfasst dabei nur die erste Einzelspule, der zweite Primärkreis eine Reihenschaltung aus erster und zweiter Einzelspule und der dritte Primärkreis eine Reihen schaltung aus erster, zweiter und dritter Einzelspule. Dies wird durch geeignete Verschaltung mit Hilfe der Schalteinrichtungen erreicht. Auf diese Weise kann zwischen drei Primärkreisen umgeschaltet werden, die jeweils eine unterschiedliche Induktivität aufweisen. Durch die Reihenschaltung mehrerer Einzelspulen können hohe Induktivitäten erzeugt werden, ohne hierfür entsprechend große Einzelspulen einsetzen zu müssen.
Bei dem Betrieb der vorgeschlagenen Einrichtung zur induktiven Energieübertragung auf Sekundärkreise in Kraftfahrzeugen müssen unterschiedliche Sekundärspulen in Fahrzeugen unterschiedlicher Fahrzeugklassen verbaut werden. Jeder der Primärkreise der vorgeschlagenen Einrichtung ist dabei so dimensioniert, dass er einen gewissen Koppelfaktor abdeckt, so dass je nach Fahrzeug bzw. Fahrzeugklasse dann die entsprechende primär seitige Spulenkombination bzw. der entsprechende
Primärkreis geschaltet wird.
Die Funktionsweise der vorgeschlagenen Einrichtung bzw. des zugehörigen Verfahrens lässt sich anhand der folgenden Gleichung zeigen. Die Gleichungen für
Ausgangsleistung P, charakteristischer Widerstand R2,c und Spannungsübertragungsfunktion M0 ergeben sich bei serieller Kompensation von Primär- und Sekundärkreis zu :
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000008_0001
Es ist aus den Gleichungen ersichtlich, dass Li und k sowie
Figure imgf000008_0002
und k in gleichem Verhältnis stehen, k entspricht dabei dem Koppelfaktor, Li und L2 der
Induktivität der Spulen bzw. Spulenkombination im
Primärkreis und im Sekundärkreis. Primärkreise und Sekundärkreise werden bei dem vorgeschlagenen Verfahren so dimensioniert, dass die drei Terme für alle
vorgegebenen Koppelfaktoren bzw. Abstände zwischen Primär- und Sekundärspule konstant bleiben. Somit muss bei Vergrößerung des Koppelfaktors k im Falle einer seriellen Kompensation von Primärkreis und Sekundär kreis die Induktivität Li und die Induktivität L2 entsprechend niedriger gewählt werden als bei einem kleineren Koppelfaktor (k† => Lij. L2| - k => Li† L2f) . Fahrzeuge mit geringerem Abstand zum Boden (und damit einem entsprechend höheren Koppelfaktor) erhalten daher eine Sekundärspule mit niedrigerer Induktivität und auch der entsprechend zu schaltende Primärkreis wird mit nur einer Einzelspule oder einer Kombination weniger Einzelspulen niedriger Induktivität betrieben. Prinzipiell kann hierbei bspw. aus der Gleichung für P das für den jeweiligen Koppelfaktor erforderliche Li und aus der Gleichung für R2,c oder M0 das erforderliche L2 bestimmt werden. Die Induktivitäten der Einzelspulen der Primärspulenanordnung werden dann so gewählt, dass die unterschiedlichen LI (für die unterschiedlichen Koppelfaktoren) durch geeignete Kombination der
Einzelspulen (einschließlich der Nutzung nur einer der Einzelspulen) mit Hilfe der Schalteinrichtung (en) erhalten werden können.
Auf diese Weise wird erreicht, dass bspw. für drei unterschiedliche Abstände bzw. Fahrzeugklassen und damit drei unterschiedliche Koppelfaktoren jeweils durch entsprechendes Umschalten der Primärspulen anordnung die Ausgangsleistung, der charakteristische Widerstand und die Spannungsübertragungsfunktion konstant bleiben. Dies ermöglicht eine gleiche
Ladeleistung bei gleicher Stromstärke und gleichen Spannungspegeln für alle drei Fahrzeugklassen mit der vorgeschlagenen Einrichtung, die ohne mechanisch bewegliche Teile oder entsprechende Regelungen der Primär- und Sekundärelektronik auskommt.
Die unterschiedlichen Primärkreise und der
jeweilige Sekundärkreis können entweder seriell oder parallel kompensiert sein. Bei serieller Kompensation der Primärkreise muss auch der Sekundärkreis seriell kompensiert sein. Bei paralleler Kompensation der Primärkreise muss auch der Sekundärkreis parallel kompensiert sein. Im Falle einer beidseitigen
parallelen Kompensation erbeben sich aus den dann gegebenen Gleichungen für P, R2,c und M0, dass bei einer Erhöhung des Kopplungsfaktors die Induktivitäten des Primärkreises und des Sekundärkreises ebenfalls vergrößert und bei einer Verkleinerung des
Koppelfaktors verkleinert werden müssen (k† => Li† L2† - kj => L L2|) .
Bei einer seriellen Kompensation der Primärkreise ergibt sich zudem der Vorteil, dass zu jeder der Einzelspulen eine geeignete Kapazität in Reihe
verschaltet werden kann, so dass bei einer
Reihenschaltung mehrerer der Einzelspulen zwischen den Einzelspulen jeweils wenigstens eine Kapazität liegt. Eine derartige Aufteilung der Kapazitäten über die Primärspulenanordnung ist vorteilhaft, um hohe
Blindspannungen, gerade bei kleinen Koppelfaktoren, also einem großen Abstand und großer Induktivität, über die gesamte Spulenanordnung zu verteilen. Die
Anschlussenden der in Reihe geschalteten
Spulenanordnung weisen somit nicht die gesamte
Blindspannung auf, die mehrere kV betragen kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die
Primärspulenanordnung so ausgebildet oder ausgelegt, dass die (primärseitigen) Einzelspulen eine möglichst hohe Kopplung von k > 0,9 untereinander aufweisen. Die Einzelspulen der Primärspulenanordnung sind hierzu vorzugsweise übereinander angeordnet, um möglichst große Koppelfaktoren zwischen diesen Einzelspulen zu erreichen. Vorzugsweise handelt es sich hierbei um flach gewickelte Spulen. Bei dieser Anordnung wird ausgenutzt, dass die Windungszahl bei hoher innerer Kopplung quadratisch in die Spulendinduktivität
einfließt. Damit lassen sich mit Spulen kleinerer
Windungszahl und damit geringerem Materialverbrauch höhere Induktivitäten erzielen.
Die vorgeschlagene Einrichtung und das zugehörige Verfahren eignen sich vor allem für die kontaktlose Energieübertragung im Bereich der Kraftfahrzeuge. Die Einrichtung und das Verfahren lassen sich jedoch auch für die Energieübertragung auf andere Objekte einsetzen, bei denen eine ähnliche Problematik
unterschiedlicher Abstände oder Koppelfaktoren
vorliegt .
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorgeschlagene Einrichtung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:
Fig. 1 ein Beispiel für die Verhältnisse bei der
Energieübertragung für drei unterschied liche Koppelfaktoren gemäß dem Stand der Technik;
Fig . 2 ein Schaltbild einer Einrichtung zur
kontaktlosen induktiven Energieüber tragung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig . 3 eine schematische Darstellung der Primär spulenanordnung und der Sekundärspule bei einer Einrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine Draufsicht auf die Primärspulen
anordnung der Figur 3 sowie eine
Darstellung der Einzelspulen dieser
Primärspulenanordnung; und
Fig . 5 ein Schaltbild einer weiteren Einrichtung zur kontaktlosen induktiven Energieüber tragung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Bei bisherigen Systemen, die lediglich für einen bestimmten Koppelfaktor der Spulen ausgelegt sind, ergeben sich durch eine Veränderung des Abstandes zwischen Primärspule und Sekundärspule Abweichungen vom Betriebspunkt, die zu einer Änderung der Ladeleistung sowie der Spannungspegel bzw. Stromstärke führen. Figur 1 zeigt hierzu ein Beispiel für drei unterschiedliche
Koppelfaktoren anhand eines Diagrammes, das die
Spannungsübertragungsfunktion U2/Ui in Abhängigkeit vom Widerstand der Sekundärseite R2 zeigt. Ui und U2 stellen hierbei die Eingangsspannung U2 und die Ausgangs- Spannung U2, L2 und L2 wiederum die Induktivität im
Primärkreis und die Induktivität im Sekundärkreis dar. ki, k2 und k2 sind die drei unterschiedlichen
vorgegebenen Koppelfaktoren, ar die Design- bzw.
Resonanzfrequenz. Typische Betriebsbereiche sind in der Figur mit den schraffierten Bereichen gekennzeichnet. Der optimale Betriebspunkt (R=R2,C) entsprechend dem besten Wirkungsgrad im Spulensystem mit Blindleistungs kompensation ist mit einem Kreis gekennzeichnet. Werden die Abweichungen vom vorgesehenen Betriebspunkt zu groß, kann die Betriebssicherheit beeinträchtigt werden .
Bei der vorgeschlagenen Einrichtung werden größere Abweichungen vom Betriebspunkt bei unterschiedlichen Koppelfaktoren vermieden, indem zwischen den einzelnen Primärkreisen geschaltet wird. Figur 2 zeigt hierzu ein Beispiel für eine Ausgestaltung der vorgeschlagenen Einrichtung. Die Figur zeigt die Eingangsspannung Ui,Dcv die über einen Wechselrichter in eine geeignete
Wechselspannung U gewandelt wird. Mit dieser
Wechselspannung wird die Primärspulenanordnung 1 der vorgeschlagenen Einrichtung beaufschlagt, die im vorliegenden Beispiel aus drei Spulen mit den Induktivitäten Lia, Lib und Lic sowie den zugehörigen in Reihe geschalteten Kapazitäten Cia, Cib und Cic gebildet ist. Zwischen diesen einzelnen Komponenten aus Spule und Kondensator sind zwei Schalteinrichtungen Sb und S2 angeordnet, mit denen unterschiedliche Primärkreise in der Primärspulenanordnung geschaltet werden können. Der erste Primärkreis besteht hierbei lediglich aus der ersten Primärspule mit der Induktivität Lia und der Kapazität Cia. Der zweite Primärkreis wird durch eine Reihenschaltung der ersten beiden Spulen mit den
Induktivitäten Lia und Lbb sowie den zugehörigen
Kapazitäten Cia und Cbb gebildet. Der dritte Primärkreis wird durch die Reihenschaltung aller drei Spulen und Kapazitäten gebildet. Die einzelnen Primärkreise sind hierbei über die entsprechenden Kapazitäten jeweils auf die gleiche Auslegungsfrequenz cob kompensiert. Figur 2 zeigt hierbei das Gesamtsystem, d.h. auch die Sekundär seite mit der Sekundärspule L2X, dem Kondensator im Sekundärkreis C2X, dem Wechselrichter, der lastseitigen Kapazität CDc2 und dem lastseitigen Widerstand R2,DCV der bspw. durch die zu ladende Fahrzeugbatterie eines
Kraftfahrzeugs gebildet sein kann. In dem dargestellten Beispiel sind Primärkreis und Sekundärkreis jeweils seriell kompensiert. Für das Laden von Fahrzeugen unterschiedlicher Abstandsklassen existiert hierbei zu jedem Primärkreis mit einem oder mehreren der
Einzelspulen Lix eine Sekundärspule L2X, welche passend zur jeweiligen Induktivität des Primärkreises ist.
Diese Spule L2X wird je nach Abstandsklasse im Fahrzeug verbaut. Jeder der n Einzelspulen der Primärseite deckt einzeln oder in Reihenschaltung mit einer oder mehreren anderen der Einzelspulen einen gewissen Koppelfaktor ab. Je nach zu ladendem Fahrzeug wird dann eine geeignet primärseitige Spulenkombination als
Primärkreis geschaltet.
Die Abstimmung zwischen den unterschiedlichen Fahrzeugklassen bzw. Abstandsklassen und den
Primärkreisen, die in der Einrichtung geschaltet werden können, erfolgt mit dem bereits weiter oben angeführten Gleichungssystem derart, dass für die unterschiedlichen Fahrzeugklassen bzw. Abstandklassen Ausgangsleistung, charakteristischer Widerstand und Spannungsüber
tragungsfunktion konstant bleiben.
Bei einem hohen Koppelfaktor, d.h. niedrigem
Abstand des Kraftfahrzeugs zum Boden muss die
primärseitige Induktivität klein sein. Die Spulen Lib und Lic sowie deren Kondensatoren werden hierbei in diesem Beispiel nicht geschaltet. Im Kraftfahrzeug wird dann ebenfalls eine passende kleine sekundärseitige Induktivität verbaut. Vergrößert sich der Koppelfaktor, d.h. großer Abstand des Kraftfahrzeugs zum Boden, so muss die primärseitige Induktivität entsprechend größer sein. In dem Kraftfahrzeug dieser Abstandsklasse ist dann ebenfalls eine passende größere sekundärseitige Induktivität verbaut. Nun wird basierend auf dem
Abstand mit Hilfe der Schalteinrichtungen Si, S2 entweder nur eine Reihenschaltung aus Lia und Lib oder eine Reihenschaltung aus Lia, Lbb und Lic in der
Primärseite mit deren Kondensatoren verschaltet. Da die Werte für die drei oben genannten Gleichungen konstant bleiben, ändern sich P, R2,c und Mb nicht.
Die Resonanzfrequenzen beider Systeme, d. h.
Primärseite und Sekundärseite, bleiben dabei konstant auf den bspw. momentan typischen 85 kHz oder 140 kHz. Dies wird erreicht, indem jede Einzelspule derart mit einer passenden Kapazität kompensiert wird, dass sich in Summe die gleiche Resonanzfrequenz einstellt. Der Zusammenhang ist bei beidseitig serieller Kompensation invers proportional. Erhöht sich daher die Induktivität durch eine Reihenschaltung, so muss die Kapazität verringert werden. Dies funktioniert vorteilhaft bei einer seriellen Kompensation ebenso durch eine
Reihenschaltung der Kondensatoren. In Summe bleibt dann die Resonanzfrequenz konstant.
Da die Windungszahl bei hoher innerer Kopplung quadratisch in die Spuleninduktivität einfließt (L = magnetischer Leitwert x Windungszahl2) , sind die nicht beschalteten Einzelspulen der Primärseite (Lib mit Cib usw.) nicht in Resonanz und es kann keine effektive Leistungsübertragung auf die nicht beschalteten
Einzelspulen stattfinden. Dies ist ein positiver
Nebeneffekt, da die Leitungsenden der nicht
beschalteten Einzelspule (n) vorzugsweise offen, also nicht kurzgeschlossen sind, und ohnehin keine
Leistungsübertragung stattfinden sollte. Die nicht beschalteten Einzelspulen sind also durch den
jeweiligen Schalter bzw. die jeweilige Schaltein richtung vorzugsweise offen, so dass keine Spannung induziert werden kann. Ohne Resonanz treten auch keine hohen Blindspannungen in den nichtbeschalteten
Einzelspulen der Primärspulenanordnung auf.
Bei der Auslegung der Primärspulenanordnung wird dabei vorzugsweise darauf geachtet, dass die
primärseitigen Einzelspulen eine möglichst hohe Kopplung untereinander aufweisen. Dies wird
vorzugsweise durch eine Anordnung der Einzelspulen übereinander erreicht, wie dies schematisch in Figur 3 dargestellt ist. Diese Figur zeigt die
Primärspulenanordnung mit den übereinander angeordneten Spulen A, B und C der Induktivitäten Lia, Lib und Lic sowie die davon beabstandete Spule D der Sekundärseite mit der Induktivität L2a. Die Einzelspulen der
Primärseite sind dabei über dem Radius r einer radialen Flachwicklung angeordnet. Dies funktioniert mit
beliebigen Spulentopologien. Mit einem hohen
Koppelfaktor innerhalb der Primärseite wird die
benötigte Spulenlänge verkürzt, was zu einer
Kosteneinsparung führt, wobei der obige Zusammenhang zwischen der Induktivität L und der Windungszahl gilt. Ein hoher Koppelfaktor von vorzugsweise k > 0,9 zwischen den Einzelspulen der Primärspulenanordnung lässt sich auch durch andere Maßnahmen erreichen, so dass die Einzelspulen hierfür nicht zwangsläufig übereinander angeordnet sein müssen.
Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf eine
beispielhafte Spulenanordnung gemäß Figur 3, in der die drei Einzelspulen A, B und C erkennbar sind. Im unteren Teil der Figur sind die drei Spulen A, B, C zur
besseren Erkennbarkeit nochmals nebeneinander
dargestellt .
Figur 5 zeigt ein weiteres Beispiel für eine
Ausgestaltung der vorgeschlagenen Einrichtung, bei der Primär- und Sekundärkreis jeweils parallel kompensiert sind. Im Unterschied zur Ausgestaltung der Figur 2 muss hierzu noch jeweils eine Drosselspule LDRI, LDR2 zwischen Spannungsquelle und Wechselrichter der Primärseite und zwischen Wechselrichter und Last der Sekundärseite verschaltet werden. Durch die parallele Kompensation werden in diesem Beispiel auch zwei zusätzliche
Schalteinrichtungen S3, S4 in der Primärspulenanordnung 1 benötigt, um bspw. bei Betrieb nur der ersten Spule Lla alle drei Kapazitäten Cla, Clb und Clc parallel schalten zu können, während bei Reihenschaltung aller drei Spulen nur die erste Kapazität Clc benötigt wird.
Bei einer beispielhaften Dimensionierung der Einrichtung gemäß Figur 2 für eine Leistung P von 50W und Eingangs- und Ausgangsspannungen von 28V werden bei entsprechenden Abständen zi = 4 cm, Z2 = 6 und Z3 = 10 cm und daraus resultierenden Koppelfaktoren ki = 0,36, k2 = 0,2 und k3 = 0,1 Werte für die Spulen und
Kondensatoren von Lia = 41,4 mH, Lib = 5,7 mH, Lic = 13,9 mH, Cia = 30,1 nF, Cib = 37,6 nF und Cic = 16,7 nF ermittelt, wobei für die zu berücksichtigende Kopplung zwischen den Spulen Werte von kxy > 0,9 verwendet wurden. Messergebnisse, die anhand des zuletzt
beschriebenen Aufbaus erhalten wurden, zeigen, dass sich bei Nutzung der vorgeschlagenen Einrichtung
Ausgangsleistung und Spannungsübertragungsfunktion nicht mit den drei unterschiedlichen Koppelfaktoren ändern. Eine Realisierung einer derartigen Einrichtung mit höheren Ausgangsleistungen von mehreren kW ist ohne weiteres möglich.

Claims

Patentansprüche
1. Einrichtung zur kontaktlosen induktiven
Energieübertragung, insbesondere für induktive Ladevorgänge bei Kraftfahrzeugen,
die eine Primärspulenanordnung und eine mit der Primärspulenanordnung verbundene Leistungs
elektronik aufweist, die für die Energieüber tragung über die Primärspulenanordnung ausgebildet ist,
wobei die Primärspulenanordnung mehrere Einzel spulen (A, B, C) und Kapazitäten aufweist, die über eine oder mehrere Schalteinrichtungen (Si,
S2) der Primärspulenanordnung zu unterschiedlichen Primärkreisen verschaltbar sind, die auf die gleiche Resonanzfrequenz abgestimmt sind und jeweils eine der Einzelspulen (A, B, C) oder eine Reihenschaltung mehrerer der Einzelspulen (A, B,
C) umfassen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Primärspulenanordnung wenigstens eine erste, eine zweite und eine dritte Einzelspule (A, B, C) mit unterschiedlichen Induktivitäten
aufweisen, wobei ein erster der unterschiedlichen
Primärkreise nur die erste Einzelspule, ein zweiter der unterschiedlichen Primärkreise eine Reihenschaltung aus erster und zweiter Einzelspule und ein dritter der unterschiedlichen Primärkreise eine Reihenschaltung aus erster, zweiter und dritter Einzelspule (A, B, C) umfasst.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Primärspulenanordnung so ausgebildet ist, dass die Einzelspulen (A, B, C) eine hohe Kopplung von k > 0,9 untereinander aufweisen.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einzelspulen (A, B, C) in der
Primärspulenanordnung übereinander angeordnet sind .
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einzelspulen (A, B, C) in der
Primärspulenanordnung Flachspulen sind.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die unterschiedlichen Primärkreise seriell kompensiert sind.
7. Einrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass in Reihe zu jeder der Einzelspulen (A, B, C) jeweils wenigstens einer der Kondensatoren
verschaltet ist, so dass in den Primärkreisen mit einer Reihenschaltung mehrerer der Einzelspulen
(A, B, C) zwischen den in Reihe verschalteten Einzelspulen (A, B, C) jeweils wenigstens einer der Kondensatoren angeordnet ist.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass die unterschiedlichen Primärkreise parallel kompensiert sind.
9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass Leitungsenden der jeweils nicht über die eine oder mehreren Schalteinrichtungen (Si, S2) der Primärspulenanordnung zu einem Primärkreis verschalteten Einzelspulen (A, B, C) offen sind.
10. Verfahren zur kontaktlosen induktiven Energie
übertragung mit einer Einrichtung nach einem der vorangehenden Patentansprüche bei unterschied lichen vorgegebenen Koppelfaktoren zwischen
Primärspule (n) und Sekundärspule,
bei dem für jeden der unterschiedlichen
Koppelfaktoren eine andere Sekundärspule verwendet und ein anderer der schaltbaren Primärkreise der Primärspulenanordnung geschaltet wird, wobei die schaltbaren Primärkreise und die Sekundärspulen so ausgelegt werden, dass Ausgangsleistung,
charakteristischer Widerstand und Spannungsüber tragungsfunktion für die unterschiedlichen
Koppelfaktoren konstant bleiben.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115091978A (zh) * 2022-08-01 2022-09-23 哈尔滨理工大学 一种电动汽车大功率无线传输装置及传输方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020200579A1 (de) * 2020-01-20 2021-07-22 SUMIDA Components & Modules GmbH Kontaktloses energieübertragungssystem zum laden von elektrofahrzeugen
US20220200350A1 (en) * 2020-12-22 2022-06-23 Flex Ltd Wireless device charger circuit and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2551991A1 (de) * 2010-03-23 2013-01-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Stromzufuhrvorrichtung
DE102013004180A1 (de) * 2013-03-12 2014-09-18 Paul Vahle Gmbh & Co. Kg Primärseitige Spulenanordnung zur induktiven Energieübertragung mit Quadrupolen
DE102013217877A1 (de) * 2013-09-06 2015-03-12 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur induktiven Energieübertragung und Verfahren zur induktiven Energieübertragung
DE102015221582A1 (de) * 2015-11-04 2017-05-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur induktiven Energieübertragung und Vorrichtung zum Betrieb einer induktiven Energieübertragungsvorrichtung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10152863A1 (de) * 2001-10-25 2003-05-08 Abb Research Ltd Magnetfelderzeugungsvorrichtung mit mehreren Resonanzkreisen
GB0716679D0 (en) * 2007-08-28 2007-10-03 Fells J Inductive power supply
DE102013219527A1 (de) * 2013-09-27 2015-04-02 Siemens Aktiengesellschaft Drahtlose energietechnische Kopplung mittels eines magnetischen Wechselfeldes
EP3488452A2 (de) * 2016-07-20 2019-05-29 SEW-Eurodrive GmbH & Co System zur induktiven energieübertragung an ein auf einer verfahrfläche, insbesondere verfahrebene, bewegbar angeordnetes fahrzeug

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2551991A1 (de) * 2010-03-23 2013-01-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Stromzufuhrvorrichtung
DE102013004180A1 (de) * 2013-03-12 2014-09-18 Paul Vahle Gmbh & Co. Kg Primärseitige Spulenanordnung zur induktiven Energieübertragung mit Quadrupolen
DE102013217877A1 (de) * 2013-09-06 2015-03-12 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur induktiven Energieübertragung und Verfahren zur induktiven Energieübertragung
DE102015221582A1 (de) * 2015-11-04 2017-05-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur induktiven Energieübertragung und Vorrichtung zum Betrieb einer induktiven Energieübertragungsvorrichtung

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115091978A (zh) * 2022-08-01 2022-09-23 哈尔滨理工大学 一种电动汽车大功率无线传输装置及传输方法

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