用于電儲能器的感應(yīng)充電的充電裝置和方法
【專利摘要】用于電儲能器的感應(yīng)充電的充電裝置和方法。本發(fā)明涉及一種用于汽車的電儲能器的感應(yīng)充電的充電裝置，該充電裝置具有汽車側(cè)的線圈和車道側(cè)的線圈（12），其特征在于，在車道側(cè)的線圈（12）的范圍中布置至少一個(gè)溫度傳感器（14），并且在汽車側(cè)的線圈的范圍中布置至少一個(gè)熱源。
【專利說明】用于電儲能器的感應(yīng)充電的充電裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分的用于電儲能器的感應(yīng)充電的充電裝置以及一種按照權(quán)利要求7的前序部分的用于電儲能器的感應(yīng)充電的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車蓄電池的感應(yīng)充電時(shí)，從地面?zhèn)鹊木€圈向車輛側(cè)的線圈無接觸地傳輸電能。為了達(dá)到在能量傳輸時(shí)的最佳的效率，必須使汽車正確對準(zhǔn)地面?zhèn)鹊木€圈，使得該地面?zhèn)鹊木€圈與車輛側(cè)的線圈重疊。
[0003]為了在駕駛者的汽車正確定位時(shí)支持該駕駛者，已知這樣的系統(tǒng)，在該系統(tǒng)情況下通過較小的輔助線圈的通信來檢驗(yàn)定位。所述輔助線圈中的一個(gè)作為發(fā)送線圈集成在車道側(cè)的線圈系統(tǒng)中，并且其他的輔助線圈作為接收線圈集成在車輛側(cè)的線圈系統(tǒng)中。這些線圈之間的信號傳輸可能受到能量傳輸?shù)碾姶艌龅牟焕蓴_。信號傳送的分析處理也是計(jì)算強(qiáng)度很大的，并在車輛中要求性能強(qiáng)大的計(jì)算單元，從而產(chǎn)生了可觀的成本。
[0004]還已知用于超聲波測位的方法，不過這些方法由于其抗污染的脆弱性同樣是成問題的。
[0005]從DE 102009015753 Al中描述了一種具有用于至少一臺電動(dòng)車輛的集成充電功能的停車場，其中停車場包括至少一個(gè)具有停車位置能量監(jiān)控設(shè)備的停車位置。在此，車輛能量監(jiān)控設(shè)備可以相對于車輛運(yùn)動(dòng)并且本身具有用于檢測相對位置的傳感器。這種位置傳感器可以構(gòu)成為光學(xué)的或微波傳感器。
[0006]此外，DE 10 2005 053 111 Al描述了一種用于無接觸的能量傳輸?shù)姆椒?。可?br> 將用于位置確定的相應(yīng)裝置用于能量用戶的定位?？梢詫⒂糜跈z測最小溫度變化的位置的IR發(fā)送機(jī)或熱圖像攝像機(jī)用于位置確定。
[0007]此外，從WO 2012/047779 Al中已知一種用于車輛的充電裝置。在此，可以在汽車側(cè)或車道側(cè)設(shè)置可以用于檢測物體的溫度傳感器。最后，DE 10 2009 033 236 Al描述了一種用于對電能進(jìn)行感應(yīng)傳輸?shù)难b置，在該裝置中設(shè)置附加的溫度傳感器，以便檢測與周圍環(huán)境相比具有更高溫度的生物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]因此本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，提供一種按照權(quán)利要求1的前序部分的充電裝置以及一種按照權(quán)利要求7的前序部分的方法，該裝置和方法以簡單的、可靠的和成本有利的方式便于汽車相對于車道側(cè)的感應(yīng)線圈定位。
[0009]通過具有權(quán)利要求1的特征的充電裝置以及通過具有權(quán)利要求7的特征的方法來解決該任務(wù)。
[0010]用于汽車的電儲能器的感應(yīng)充電的這種充電裝置包括用于傳輸電能的汽車側(cè)的和車道側(cè)的線圈。
[0011]在此根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，在車道側(cè)的線圈的范圍中布置至少一個(gè)溫度傳感器，并且在汽車側(cè)的線圈的范圍中布置至少一個(gè)熱源。在此在充電過程開始時(shí)激活汽車側(cè)的熱源，并且借助車道側(cè)的溫度傳感器探測該熱源，使得能夠以簡單和穩(wěn)健的方式檢驗(yàn)汽車是否處于正確的位置。
[0012]在此溫度傳感器優(yōu)選構(gòu)成為熱電薄膜。這樣的傳感器相對于污染和其他外部影響是特別穩(wěn)健的，所述其他外部影響如在充電時(shí)出現(xiàn)的電磁場。
[0013]優(yōu)選在車道側(cè)的線圈的范圍中布置多個(gè)溫度傳感器，以便因此在探測汽車位置時(shí)實(shí)現(xiàn)特別良好的位置分辨率。
[0014]在此特別適宜的是，沿著圍繞車道側(cè)的線圈的掃描場(Raster)布置多個(gè)溫度傳感器。在此還有利的是，越靠近車道側(cè)的線圈布置相鄰的傳感器，這些相鄰的傳感器的間距就越小。由此實(shí)現(xiàn)了汽車位置的特別精確的探測。
[0015]在本發(fā)明的一種替代的擴(kuò)展方案中，溫度傳感器可以構(gòu)成為帶狀的并且以兩層相疊地布置，其中第一和第二層的溫度傳感器的主延伸方向互相之間包圍基本上90°的角度。由此可以用特別少量的傳感器來達(dá)到特別高的位置分辨率。
[0016]本發(fā)明還涉及一種用于相對于汽車電儲能器用的車道側(cè)的感應(yīng)充電裝置定位汽車的方法，其中使車道側(cè)的線圈與汽車側(cè)的線圈重疊并且確定汽車的正確定位，其方式是借助汽車側(cè)的信號輸出裝置生成在汽車的正確定位時(shí)可由車道側(cè)的接收裝置接收的信號，其中在充電過程開始時(shí)激活至少一個(gè)熱源并且借助至少一個(gè)溫度傳感器來探測所述至少一個(gè)熱源。
[0017]在此根據(jù)本發(fā)明規(guī)定，將熱源用作為信號輸出裝置，并且將至少一個(gè)溫度傳感器用作為接收裝置。
[0018]如借助本發(fā)明充電裝置已經(jīng)闡述的那樣，可以以該方式提出一種特別穩(wěn)健的和成本有利的可能性來檢驗(yàn)汽車相對于車道側(cè)的線圈的正確定位。
[0019]在此特別適宜地將多個(gè)溫度傳感器用作為接收裝置，其中在接收信號時(shí)通過溫度傳感器之一根據(jù)進(jìn)行接收的溫度傳感器到車道側(cè)的線圈的間距來確定汽車的位置相對于額定位置的偏差。由此實(shí)現(xiàn)了汽車位置的特別準(zhǔn)確的檢查，其中基于所確定的間距或所確定的偏差可以生成給汽車駕駛者的相應(yīng)指示，從而該駕駛者可以修正錯(cuò)誤定位。
[0020]在本發(fā)明的另一擴(kuò)展方案中，將多個(gè)帶狀的、以兩層相疊布置的溫度傳感器用作為接收裝置，這些溫度傳感器的主延伸方向互相之間包圍90°的角度，其中在接收信號時(shí)通過第一層的一個(gè)溫度傳感器和第二層的一個(gè)溫度傳感器根據(jù)這些溫度傳感器到車道側(cè)的線圈的間距來確定汽車的位置相對于額定位置的偏差。
[0021]如上面已經(jīng)闡述的那樣，因此可以用特別少量的車道側(cè)的傳感器實(shí)現(xiàn)特別準(zhǔn)確的位置確定，使得可以節(jié)省附加傳感器的成本，而不損害精度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]以下借助附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明及其實(shí)施形式。
[0023]圖1示出本發(fā)明充電裝置的實(shí)施例的地面?zhèn)葌鞲衅飨到y(tǒng)的示意圖，
圖2示出在探測到正確定位的汽車時(shí)的根據(jù)圖1的傳感器系統(tǒng)，
圖3示出本發(fā)明充電裝置的實(shí)施例的替代傳感器裝置的示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0024]為了便于汽車通過地面?zhèn)鹊母袘?yīng)充電系統(tǒng)的定位，在地面?zhèn)鹊某潆娋€圈12的范圍中布置傳感器裝置10。傳感器裝置10由劃分成各個(gè)傳感器區(qū)14的熱電薄膜組成，并且為了清晰起見沒有繪出所有的傳感器區(qū)14。因此總共提供了由7x9個(gè)傳感器區(qū)14組成的矩陣。
[0025]在要充電汽車的感應(yīng)線圈的范圍中，布置有在充電過程開始時(shí)被激活的熱源。理想的是，熱源安放在車輛側(cè)線圈的中心，因?yàn)檫@樣的話位置測量系統(tǒng)的測量范圍是最大的。熱源可以構(gòu)成為點(diǎn)輻射器、面輻射器或準(zhǔn)直的輻射器。
[0026]按照車輛在地面?zhèn)鹊木€圈12上方的位置而定，由熱源輻照不同的傳感器區(qū)14，結(jié)果這些傳感器區(qū)14發(fā)熱，使得在其上施加電壓。該電壓可以被簡單地、例如通過感應(yīng)充電系統(tǒng)的控制設(shè)備中的后接有模數(shù)轉(zhuǎn)換器的運(yùn)算放大電路探測到和分析處理。
[0027]如果在準(zhǔn)確處于地面?zhèn)染€圈12的中心的中央傳感器區(qū)D4中探測到熱信號16，則可以識別出車輛相對于充電裝置正確地定位。如果在任何傳感器區(qū)14中都沒有探測到信號，則拒絕充電開啟。如果汽車側(cè)的加熱裝置的熱信號落到不同于中央傳感器區(qū)D4的另一個(gè)傳感器區(qū)上，則控制設(shè)備識別出汽車被錯(cuò)誤地定位。在此情況下，充電裝置可以提供相應(yīng)的顯示，所述顯示讓駕駛者看出他必須修正其位置，使得車輛側(cè)的線圈與地面?zhèn)鹊木€圈12重疊。
[0028]代替在圖1和2中所示出的傳感器裝置10——所述傳感器裝置10分別具有必須個(gè)別布線和分析處理的總共63個(gè)個(gè)別的傳感器區(qū)14，也可以應(yīng)用如在圖3中示意地示出的傳感器裝置。傳感器區(qū)14在這里構(gòu)成為帶并且以兩層相疊布置，其中帶在兩個(gè)層中的主延伸方向基本上互相垂直。
[0029]這種傳感器裝置10用總共16個(gè)傳感器就足夠了，卻達(dá)到了與根據(jù)圖1和2的傳感器裝置10相同的位置分辨率。正確定位的汽車在這里會激活沿著列D的帶狀傳感器以及沿著列4的帶狀傳感器，從而從兩個(gè)傳感器的共同的激活中可以推斷出線圈處于重疊中。
[0030]此外可以在傳感器裝置10的跨度上改變傳感器區(qū)14的大小。通常，在靠近地面?zhèn)染€圈12的中心處需要比在邊緣區(qū)域處更大的位置分辨率，在所述邊緣區(qū)域處只須向駕駛者給出方向建議，由此必要時(shí)也可以節(jié)省傳感器，從而簡化傳感器裝置10的構(gòu)造。
[0031]因此總體上提出了一種這樣的系統(tǒng)，該系統(tǒng)相對于污染和電磁干擾輻射是穩(wěn)健的并且同時(shí)由于純粹無源的測量原理而不需要昂貴的操控電子裝置。在車輛側(cè)也只需要可以很簡單實(shí)現(xiàn)的熱源。該系統(tǒng)因此是非常成本有利的，并且仍能實(shí)現(xiàn)高的位置分辨率，并且因此實(shí)現(xiàn)汽車的準(zhǔn)確定位。
【權(quán)利要求】
1.用于汽車電儲能器的感應(yīng)充電的充電裝置，該充電裝置具有汽車側(cè)的線圈和車道側(cè)的線圈(12)， 其特征在于， 在車道側(cè)的線圈(12)的范圍中布置至少一個(gè)溫度傳感器(14)，并且在汽車側(cè)的線圈的范圍中布置至少一個(gè)熱源，其中在充電過程開始時(shí)能激活所述至少一個(gè)熱源，并且借助所述至少一個(gè)溫度傳感器(14)能探測所述至少一個(gè)熱源。
2.按照權(quán)利要求1的充電裝置， 其特征在于，所述溫度傳感器(14)構(gòu)成為熱電薄膜。
3.按照權(quán)利要求2的充電裝置， 其特征在于，在車道側(cè)的線圈的范圍中布置多個(gè)溫度傳感器(14)。
4.按照權(quán)利要求3的充電裝置， 其特征在于，沿著圍繞車道側(cè)的線圈(12)的掃描場布置多個(gè)溫度傳感器(14)。
5.按照權(quán)利要求4的充電裝置， 其特征在于，越靠近車道側(cè)的線圈(12)布置相鄰的傳感器(14)，這些相鄰的傳感器(14)的間距就越小。
6.按照權(quán)利要求3的充電裝置， 其特征在于，溫度傳感器(14)構(gòu)成為帶狀的并且以兩層相疊布置，其中第一和第二層的溫度傳感器(14)的主延伸方向互相之間包圍基本上90°的角度。
7.用于相對于汽車電儲能器用的車道側(cè)的感應(yīng)充電裝置定位汽車的方法，其中使車道側(cè)的線圈(12)與汽車側(cè)的線圈重疊并且確定汽車的正確定位，其方式是借助汽車側(cè)的信號輸出裝置生成在汽車的正確定位時(shí)能由車道側(cè)的接收裝置(14)接收的信號， 其特征在于， 將熱源用作為信號輸出裝置，并且將至少一個(gè)溫度傳感器(14)用作為接收裝置，其中在充電過程開始時(shí)激活至少一個(gè)熱源并且借助至少一個(gè)溫度傳感器(14)來探測所述至少一個(gè)熱源。
8.按照權(quán)利要求7的方法， 其特征在于，將多個(gè)溫度傳感器(14)用作為接收裝置，其中在接收信號時(shí)通過溫度傳感器(14)之一根據(jù)進(jìn)行接收的溫度傳感器(14)到車道側(cè)的線圈(12)的間距來確定汽車的位置相對于額定位置的偏差。
9.按照權(quán)利要求8的方法， 其特征在于，將多個(gè)帶狀的、以兩層相疊布置的溫度傳感器(14)用作為接收裝置，所述溫度傳感器(14)的主延伸方向互相之間包圍90°的角度，其中在接收信號時(shí)通過第一層的一個(gè)溫度傳感器(14)和第二層的一個(gè)溫度傳感器(14)根據(jù)這些溫度傳感器(14)到車道側(cè)的線圈(12)的間距來確定汽車的位置相對于額定位置的偏差。
【文檔編號】H02J7/00GK103532176SQ201310265571
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28日
【發(fā)明者】G.巴赫邁爾, C.巴赫曼, D.伯格曼, M.塞里亞克斯, R.弗賴塔格, M.格爾利希 申請人:西門子公司