能夠利用電纜或利用適配器使待充電的蓄電池2與所述單元連接。
[0045]在圖2中示出關(guān)于根據(jù)圖1的不分散的蓄電池I對充電過程的調(diào)節(jié)。僅僅給出一個唯一的稱為主調(diào)節(jié)回路RH的調(diào)節(jié)回路。
[0046]圖3和圖4不同于圖1和圖2地示出分散的蓄電池充電器，所述分散的蓄電池充電器由于其復雜的分開的構(gòu)造而稱為蓄電池充電系統(tǒng)I。
[0047]蓄電池充電系統(tǒng)I由初級側(cè)上的充電單元9、簡稱為初級側(cè)和次級側(cè)上的充電單元10、簡稱為次級側(cè)組成。初級側(cè)9和次級側(cè)10之間的接口由具有初級側(cè)上的線圈12和次級側(cè)上的線圈13的變壓器11構(gòu)成。除變壓器11之外，根據(jù)圖3的分散的蓄電池充電系統(tǒng)I與根據(jù)圖1的裝置的也區(qū)別在于，在初級側(cè)9上不設置電流測量。與此相反地，不僅電流傳感器14而且電壓傳感器15位于次級側(cè)10上。此外，在次級側(cè)10上、典型地在車輛的內(nèi)部存在輔助電壓源16。此外，次級側(cè)10具有直流電壓轉(zhuǎn)換器17、控制器18以及通訊單元19ο
[0048]正如由圖4得出，在根據(jù)圖3的分散的蓄電池充電系統(tǒng)I的情況中構(gòu)成兩個調(diào)節(jié)回路、即初級側(cè)9上的初級調(diào)節(jié)回路RP和次級側(cè)10上的次級調(diào)節(jié)回路RS。在此，初級調(diào)節(jié)回路RP涉及電壓調(diào)節(jié)，并且次級調(diào)節(jié)回路RS涉及電流調(diào)節(jié)。因此，通過次級側(cè)的DC-DC轉(zhuǎn)換器17實現(xiàn)對蓄電池2的充電電流的真正調(diào)節(jié)。
[0049]信息流不并入所述兩個調(diào)節(jié)回路中，所述信息流通過兩個通訊單元8，17從次級側(cè)10流到初級側(cè)9。類似于根據(jù)圖1的實例中的情況，在根據(jù)圖3的蓄電池充電系統(tǒng)I中，通訊單元8，17與上級的控制器交換數(shù)據(jù)。
[0050]所述兩個調(diào)節(jié)回路RP和RS在根據(jù)圖3的蓄電池充電系統(tǒng)I中分級地彼此分隔開。通過通訊單元8，17進行的通訊用于僅僅參考性的警告或保護功能以及在異步的事件中的數(shù)據(jù)傳輸。這些事件例如是蓄電池充電系統(tǒng)I的接通和斷開以及緊急斷路。
[0051]圖1和圖2與圖3至圖6相反地示出一個下述的蓄電池充電系統(tǒng)I，在所述蓄電池充電系統(tǒng)中實現(xiàn)了本發(fā)明的所有特征。
[0052]根據(jù)圖1的蓄電池充電系統(tǒng)I設置用于給電動車輛充電，其中，初級側(cè)的充電單元9構(gòu)造為靜止的裝置，而次級側(cè)的充電單元10位于電驅(qū)動車輛、例如輕便摩托車、摩托車、轎車、公交車、載貨車或農(nóng)用車輛的車廂欄板上。
[0053]不同于根據(jù)圖3的裝置的初級側(cè)的充電單元9，根據(jù)圖1的蓄電池充電系統(tǒng)I在初級側(cè)9上也具有電流傳感器6。所述電流傳感器6與同樣在初級側(cè)的電壓傳感器7 —起用于借助于圖2中繪出略圖的初級側(cè)的功率調(diào)節(jié)回路RL進行功率調(diào)節(jié)。所述功率調(diào)節(jié)回路RL是蓄電池充電系統(tǒng)I內(nèi)部的唯一的調(diào)節(jié)回路，并且用于間接地調(diào)節(jié)從次級端10流出到蓄電池2的電流。
[0054]在根據(jù)圖1的蓄電池充電系統(tǒng)I的次級側(cè)10上既不存在調(diào)節(jié)回路也不存在DC-DC轉(zhuǎn)換器。為了校準功率調(diào)節(jié)回路RL的參數(shù)，電流值和電壓值借助于次級側(cè)的電流傳感器14和次級側(cè)的電壓傳感器15來測量并且使用在校準過程中，在圖7中以流程圖示出所述校準過程:所述方法的開始稱為第一方法步驟VI，其中，設置對初級側(cè)的充電單元9初始化。在下一個方法步驟V2中進行自動的詢問，是否能夠識別次級側(cè)的、即車輛方面的充電單元10如果是這種情況，那么在第三方法步驟V3中將初級側(cè)9的功率確定為例如最大功率的10%的低的第一標準值。
[0055]因此，在下述第四方法步驟V4中檢測，是否穩(wěn)定地、無震蕩地提供至少一個在次級側(cè)上獲得的測量值、即電流測量值或電壓測量值。如果滿足所述條件，那么在第五方法步驟V5中將初級側(cè)的功率確定為第二標準值，所述第二標準值以數(shù)倍高于方法步驟V3中所選的功率值，然而在考慮所述方法的所述階段中給出的公差的情況下還確保了相對于最大允許功率足夠大的安全間距，次級側(cè)的充電單元10以所述安全間距能夠給蓄電池2供電。同樣如同在方法步驟V4中地，在接著的方法步驟V6中再次檢驗，是否以足夠的質(zhì)量提供了獲得的電流測量值和電壓測量值。如果是這種情況，那么同樣如同方法步驟V3的之前所需的情況重復方法步驟V5。否則，在下一個方法步驟V7中進行參數(shù)的校準，所述參數(shù)用于調(diào)節(jié)功率。特別是確定放大系數(shù)(gain)以及可能的補償系數(shù)。因此，結(jié)束所有用于第一次校準所需的步驟，并且在方法步驟V8中將次級側(cè)9的功率確定為合適的標準值。
[0056]在充電過程期間，在方法步驟V9中反復地或持續(xù)地詢問，是否滿足結(jié)束充電過程的這個或這些條件。如果是這種情況，初級側(cè)的充電單元9的狀態(tài)再次確定為方法步驟Vl中給出的狀態(tài)、其也稱為等待狀態(tài)。
[0057]如果充電過程還沒有結(jié)束，那么在方法步驟VlO中進行反復地詢問，是否需要重新校準。在最簡單的情況中，在確定的時間間隔之后分別重新進行一次校準。重新的校準包括在方法步驟Vll中組合的測量過程，所述測量過程包括在方法步驟V3至V6中進行的步驟，特別是檢驗是否以足夠的質(zhì)量存在測量值。在方法步驟Vll結(jié)束之后，在方法步驟V12中進行再校準，所述再校準可以導致改變的參數(shù)確定(方法步驟V8)。接著，以更新的參數(shù)確定進行充電過程直到滿足給蓄電池2結(jié)束充電的條件(方法步驟V9)。
[0058]根據(jù)圖8的框圖以細節(jié)化的方式示出根據(jù)圖1的蓄電池充電系統(tǒng)1，利用所述蓄電池充電系統(tǒng)能夠進行根據(jù)圖7所述的包括充電調(diào)節(jié)和校準的充電過程。
[0059]除了圖1中所述的、蓄電池充電系統(tǒng)I的初級側(cè)上的部件以外，在圖8中能夠看到整流器20、功率因數(shù)校正過濾器21 (PFC = Power Factor Correct1n (功率因數(shù)校正))、中間電路22 (DC-Link)和放大器23。DC-DC轉(zhuǎn)換器4構(gòu)造為諧振轉(zhuǎn)換器。此外，圖8中在初級側(cè)上示出通風控制裝置24。初級側(cè)的通訊單元8由在公共的供電網(wǎng)起作用的網(wǎng)絡通訊元件25和能用于校準和維修目的內(nèi)部的通訊元件26組成。
[0060]以類似的方式，次級側(cè)的通訊單元19也由多個部件組成，所述部件不必必需在物理上彼此分隔開。除了內(nèi)部的通訊元件26以外，在次級側(cè)10上存在裝配在車輛中的車輛通訊元件27。
[0061]如圖8所示地從次級側(cè)的線圈13出發(fā)經(jīng)由整流器28和電容29將電能從蓄電池充電系統(tǒng)I的次級側(cè)10輸送至蓄電池2。如同結(jié)合圖1已經(jīng)設計地，在蓄電池充電系統(tǒng)I的次級側(cè)10上不需要DC-DC轉(zhuǎn)換器，因為通常的充電電流調(diào)節(jié)由初級側(cè)的功率調(diào)節(jié)替代，其中，通過所述的校準過程持續(xù)地保持準確的調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項】
1.一種用于給蓄電池⑵無線充電的蓄電池充電系統(tǒng)(1)，具有 -初級側(cè)上的充電單元(9)作為初級側(cè)， -次級側(cè)上的充電單元(10)作為次級側(cè)， -變壓器(11)，所述變壓器具有作為所述初級側(cè)(9)的部件的、初級側(cè)上的線圈(12)和作為所述次級側(cè)(10)的部件的、次級側(cè)上的線圈(13)， -在所述初級側(cè)(9)上和在所述次級側(cè)(10)上的各一個控制器(5，18)， -在所述初級側(cè)(9)上和在所述次級側(cè)(10)上的各一個電壓傳感器(7，15)， -在所述初級側(cè)(9)上和在所述次級側(cè)(10)上的各一個電流傳感器(6，14)， -在所述初級側(cè)(9)上和在所述次級側(cè)(10)上的各一個通訊單元(8，19)， 其中，僅僅在所述初級側(cè)(9)上設置直流變壓器(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電池充電系統(tǒng)，其特征在于，次級側(cè)上的所述電壓傳感器(15)具有比初級側(cè)上的所述電壓傳感器(7)高的測量精度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蓄電池充電系統(tǒng)，其特征在于，次級側(cè)上的所述電流傳感器(14)具有比初級側(cè)上的所述電流傳感器(6)高的測量精度。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于給電動車輛充電的蓄電池充電系統(tǒng)(I)的應用。
5.一種用于借助于分散的蓄電池充電系統(tǒng)(I)給蓄電池(2)無線充電的方法，具有下述特征: -借助于變壓器(11)將電功率從所述蓄電池充電系統(tǒng)⑴的初級側(cè)(9)傳輸?shù)剿鲂铍姵爻潆娤到y(tǒng)(I)的次級側(cè)(10)， -將待充電的所述蓄電池⑵與所述蓄電池充電系統(tǒng)⑴的所述次級側(cè)(10)連接， -借助于初級側(cè)上的功率調(diào)節(jié)裝置(RL)調(diào)節(jié)所述蓄電池(2)的充電電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，不僅在所述蓄電池充電系統(tǒng)(I)的所述初級側(cè)(9)上而且在所述次級側(cè)(10)上進行電流和電壓測量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，出于校準的目的，在所述次級側(cè)(10)上進行電流和電壓測量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，除了校準以外僅僅通過初級側(cè)上的所述功率調(diào)節(jié)裝置(RL)進行持續(xù)的充電電流控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，在給所述蓄電池(2)充電的過程中反復進行校準。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述變壓器(11)的效率變化通過反復地校準來檢測，并且通過調(diào)節(jié)初級側(cè)上的所述功率調(diào)節(jié)裝置(RL)的參數(shù)來補償。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至11中任一項所述的方法，其特征在于，在超過閾值方面檢測所述次級側(cè)(10)上的電流和電壓值，其中，關(guān)于超過閾值的信息自動地被傳輸?shù)剿龀跫墏?cè)(9)上。
【專利摘要】一種用于給蓄電池(2)無線充電的蓄電池充電系統(tǒng)(1)，其具有初級側(cè)上的充電單元(9)，其作為初級側(cè)，次級側(cè)上的充電單元(10)，其作為次級側(cè)，變壓器(11)，所述變壓器具有作為初級側(cè)(9)的部件的、初級側(cè)上的線圈(12)和作為次級側(cè)(10)的部件的、次級側(cè)上的線圈(13)，在初級側(cè)(9)上和在次級側(cè)(10)上的各一個控制器(5，18)，在初級側(cè)(9)上和在次級側(cè)(10)上的各一個電壓傳感器(7，15)，在初級側(cè)(9)上和在次級側(cè)(10)上的各一個電流傳感器(6，14)，在初級側(cè)(9)上和在次級側(cè)(10)上的各一個通訊單元(8，19)，其中，僅僅在初級側(cè)(9)上設置直流變壓器(4)。
【IPC分類】H02J7-02, B60L11-18
【公開號】CN104584372
【申請?zhí)枴緾N201280075405
【發(fā)明人】托馬斯·科馬, 斯特凡·魯普夫, 約爾格·韋斯
【申請人】西門子公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2012年8月31日
【公告號】DE112012006861A5, WO2014032728A1