用于給動力電池充電的方法、用于將能量傳輸?shù)诫妱榆嚨难b置和汽車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可靠并且易于操作的、用于給電動車的動力電池充電的裝置（10）。本發(fā)明還涉及一種用于將能量傳輸?shù)诫妱榆嚨难b置（10）。在裝置（10）中，在停車位（12）上設(shè)置有第一轉(zhuǎn)盤（16），該第一轉(zhuǎn)盤能借助于驅(qū)動裝置（22）圍繞轉(zhuǎn)動軸（20）轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)盤（16）上設(shè)置有移動裝置（18），能量輸出裝置（P）能借助于該移動裝置在第一轉(zhuǎn)盤（16）上移動。由此能改變輸出裝置（P）相對于第一轉(zhuǎn)動軸（20）的徑向間距。本發(fā)明的另一方面涉及一種具有動力電池的汽車。該汽車具有設(shè)計用于給動力電池充電的充電裝置，該充電裝置帶有用于轉(zhuǎn)換在汽車外部產(chǎn)生的交變磁場的次級線圈。該充電裝置還具有能擺動的傳導(dǎo)裝置，借助于該傳導(dǎo)裝置能向次級線圈輸送交變磁場。
【專利說明】用于給動力電池充電的方法、用于將能量傳輸?shù)诫妱榆嚨难b置和汽車
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種給能電驅(qū)動的汽車的動力電池充載能量的方法。本發(fā)明還涉及一種具有用于存儲汽車的驅(qū)動電機(jī)的電能的動力電池的汽車。最后，本發(fā)明涉及一種用于將能量傳輸?shù)竭@種電動車的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電運(yùn)行的汽車一在此也稱作電動車一可以為了運(yùn)行驅(qū)動電機(jī)而具有稱作動力電池的蓄電池，用于存儲電能。給汽車的動力電池充電的一種可能方式是，將動力電池連接在供電網(wǎng)或另一汽車外部的能量源上。如果動力電池固定安裝在汽車中，動力電池的充電則必須能夠由汽車的使用者進(jìn)行。使用者通常是在技術(shù)方面沒有特殊專業(yè)能力的人員。出于該原因，人們追求盡可能可靠并方便地設(shè)計充電過程。
[0003]由DE4236286A1已知一種用于自動的、無接觸的為電動車的動力電池充電的裝置。通過感應(yīng)式的變壓器將能量從該裝置傳輸?shù)杰囕v。該裝置為此具有用于產(chǎn)生交變磁場的初級線圈，該初級線圈設(shè)置在可擺動的臂的一端。為了給動力電池充電，車輛被停放在該裝置上方并且初級線圈通過臂的擺動接觸位于車輛中的次級線圈。在這種裝置中存在的問題是，當(dāng)車輛運(yùn)動，而臂伸出時，臂和初級線圈可能被損壞。
[0004]在JP04236102A中記載了一種用于給電運(yùn)行的汽車的動力電池感應(yīng)式充電的裝置，其中，固定安裝在地面中的初級線圈與汽車的次級線圈由此磁耦合，使得次級線圈的弱磁性的線圈芯從汽車下降到初級線圈的相應(yīng)的線圈芯上。在下降之前，車輛必須借助于自動的控制裝置調(diào)動到恰當(dāng)?shù)奈恢?，以便將兩個線圈芯相對彼此定位。該裝置中的另一問題在于，用于移動次級線圈的線圈芯的機(jī)構(gòu)對于乘用車中的應(yīng)用來說過大。就安全性而言也是有問題的，即，機(jī)械可運(yùn)動的線圈芯彼此移動經(jīng)過次級線圈附近。在此，如果出現(xiàn)線圈的電絕緣的機(jī)械損壞，例如因為線圈芯臟污或因為其不再正確地調(diào)準(zhǔn)，并因此磨損絕緣件，由此可能在充電過程中出現(xiàn)短路或者出現(xiàn)由于電擊造成的人員傷害。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于，提供一種可靠并且易于操作的、用于給電運(yùn)行的汽車的動力電池充電的裝置。
[0006]該目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置實現(xiàn)，借助于該裝置可以將能量傳輸?shù)狡?。該目的也通過根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽車實現(xiàn)。該目的的另一解決方案通過根據(jù)權(quán)利要求13所述的、用于給動力電池充電的方法給出。
[0007]借助于根據(jù)本發(fā)明的方法可以將汽車自動連接在汽車外部的能量源上。在此能量輸出裝置用作能量源上的接口，該能量輸出裝置與能量源——也就是例如供電網(wǎng)——稱合。能量輸出裝置例如可以是用于插入汽車側(cè)的插頭的插座。通過插頭的插入，汽車然后例如與供電網(wǎng)電耦合。本發(fā)明的一個特別的方面在于，能量輸出裝置位于汽車的停車位的底部上。在充電過程期間，該能量輸出裝置因此始終位于汽車下面，因此汽車的使用者不可能意外接觸或損壞能量輸出裝置。
[0008]按照根據(jù)本發(fā)明的方法，為了給汽車的動力電池充電將汽車停放在(位于底部上的)能量輸出裝置上方。在下一步中，將能量輸出裝置相對于汽車的能量接收裝置定位。對于能量輸出裝置是插座的情況，相應(yīng)的能量接收裝置例如是插頭，該插頭位于汽車的底板下方。為了將能量輸出裝置定位，將該能量輸出裝置在汽車下方一直移動，直至該能量輸出裝置占有用于耦合兩個裝置的有利位置為止。
[0009]按照根據(jù)本發(fā)明的方法，能量輸出裝置的定位僅在平行于汽車底部的平面中實現(xiàn)。換句話說，能量輸出裝置——也就是例如插座——不移動到汽車底部附近。因此以有利的方式確保，當(dāng)汽車在定位期間或之后開走時，(底部側(cè)的)能量輸出裝置不被損壞。
[0010]在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一步驟中，在汽車方面將其能量接收裝置從汽車的底部下降到能量輸出裝置。在此或之后，如果應(yīng)當(dāng)移動汽車(以及下降的能量接收裝置)，則可能會出現(xiàn)該汽車的能量接收裝置的損壞。但是底部側(cè)的能量輸出裝置保持能運(yùn)行。優(yōu)選隨著能量接收裝置開始下降而關(guān)閉汽車的驅(qū)動馬達(dá)，使得汽車的使用者在能量接收裝置下降時不能開走并由此不損壞能量接收裝置。
[0011]在能量輸出裝置下降之后，將能量輸出裝置與能量接收裝置耦合，并且通過耦合的裝置將用于動力電池的能量傳輸?shù)狡囍小?br> [0012]替代將汽車與能量源電耦合的能量輸出裝置——例如所述的插座就是這種情況，能量輸出裝置也可以包括由電容器板構(gòu)成的裝置，通過電容器板實現(xiàn)汽車的充電電路與供電網(wǎng)的電容耦合。作為第三種優(yōu)選的可能方式，提供一種能量輸出裝置，其包括用于產(chǎn)生交變磁場的初級線圈。然后，通過能量輸出裝置實現(xiàn)能量的感應(yīng)式的傳輸，這被證明是特別安全的。
[0013]本發(fā)明也涉及一種用于將能量傳輸?shù)诫妱榆嚨难b置。在這種傳輸裝置中，在停車位的底部上設(shè)置有第一轉(zhuǎn)盤，電動車可以停放在該停車位上。第一轉(zhuǎn)盤能借助于第一驅(qū)動裝置圍繞第一轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。在第一轉(zhuǎn)盤上設(shè)置有移動裝置，在該移動裝置上又設(shè)置有用于給電動車輸出能量的輸出裝置。輸出裝置能借助于移動裝置在第一轉(zhuǎn)盤上移動。由此，輸出裝置相對第一轉(zhuǎn)盤的第一轉(zhuǎn)動軸的徑向距離可改變。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的裝置可以結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的方法使用，但也可以獨(dú)立于所述方法使用。該裝置具有多個優(yōu)點，其既可以在所述方法中使用，也可以通過其它使用方式實現(xiàn)。該裝置可以非常扁平地構(gòu)造，因此電動車可以沒有問題地開過該裝置，以便能夠停在停車位上。為了調(diào)節(jié)用于充電過程的裝置的能量輸出裝置的位置，能量輸出裝置可以通過第一轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動在圍繞第一轉(zhuǎn)動軸的圓形軌道上運(yùn)動。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的裝置的另一優(yōu)點是，該裝置在運(yùn)行過程中也能隱藏在完全封閉的保護(hù)遮蓋裝置下面，因此不存在夾住汽車的輪胎或人員的腳的風(fēng)險或者弄臟裝置內(nèi)部的風(fēng)險。
[0016]但是，即便沒有特別的保護(hù)遮蓋裝置，該裝置也已經(jīng)非常安全。第一轉(zhuǎn)盤本身自轉(zhuǎn)，因此通過改變其轉(zhuǎn)動位置，可能在轉(zhuǎn)盤下面的空腔一例如轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動裝置可以設(shè)置在該空腔中一僅有一小部分開啟。因此，電動車可以在任何時候開走，而不存在電動車的輪胎卡在空腔中的危險。轉(zhuǎn)盤優(yōu)選具有圓形形狀，轉(zhuǎn)動軸位于其圓心點處。然后，轉(zhuǎn)盤在任何轉(zhuǎn)動位置以相同的程度遮蓋空腔。
[0017]借助于移動裝置徑向定位輸出裝置同樣不要求必須采用投入特別大的保護(hù)措施來遮蓋在第一轉(zhuǎn)盤上移動輸出裝置時露出的豎井或類似物。移動裝置例如可以包括可轉(zhuǎn)動的主軸，其移動一滑塊，在滑塊上固定有能量輸出裝置。然后，主軸和滑塊可以設(shè)置在轉(zhuǎn)盤中的豎井中，該豎井足夠窄，以便使得汽車的輪胎或人員的腳不會滑入其中。
[0018]輸出裝置優(yōu)選僅在第一轉(zhuǎn)盤上運(yùn)動,輸出裝置也就不會被從該轉(zhuǎn)盤上取下。換句話說，輸出裝置通過轉(zhuǎn)盤和移動裝置僅僅能夠在平行于底部的平面中運(yùn)動。因此，輸出裝置在任何時候從底部上突出的高度都不會導(dǎo)致該輸出裝置被在其上滾動的汽車輪胎損壞或形成對于人員的障礙。
[0019]移動裝置優(yōu)選完全設(shè)置在第一轉(zhuǎn)盤的外圓周內(nèi)部。然后，第一轉(zhuǎn)盤可以設(shè)置在底部中的凹部中，該凹部的壁這樣緊密地位于第一轉(zhuǎn)盤的邊緣旁，使得在壁和第一轉(zhuǎn)盤之間僅留有比汽車輪胎更窄的間隙。因此，裝置是特別安全的。
[0020]移動裝置本身優(yōu)選同樣包括轉(zhuǎn)盤(也就是第二轉(zhuǎn)盤)，輸出裝置設(shè)置在該轉(zhuǎn)盤上并且該轉(zhuǎn)盤能借助于第二驅(qū)動裝置圍繞第二轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動。換句話說，在這種實施形式中，第一轉(zhuǎn)盤支承第二轉(zhuǎn)盤。借助于第二轉(zhuǎn)盤可以以有利的方式避免，在輸出裝置在第一轉(zhuǎn)盤上移動時開啟移動裝置下面的空腔一也就是在第二轉(zhuǎn)盤下面的空腔。第二轉(zhuǎn)盤的直徑優(yōu)選大于第一轉(zhuǎn)盤的半徑。然后，輸出裝置可以定位在第一轉(zhuǎn)盤區(qū)域中的任何位置上。
[0021]在設(shè)置在底部上的、用于傳輸能量(如上所述)的裝置中應(yīng)當(dāng)防止的是:當(dāng)汽車的輪胎位于該裝置上，而試圖移動能量輸出裝置時，該裝置被損壞。在此情況下，根據(jù)本發(fā)明的裝置的一種有利的改進(jìn)方案在于，用于第一轉(zhuǎn)盤的第一驅(qū)動裝置和/或用于移動裝置的驅(qū)動裝置通過摩擦鎖合結(jié)構(gòu)(Reibschluss)將驅(qū)動力從驅(qū)動馬達(dá)傳遞到待驅(qū)動的元件上。為此，例如可以在第一轉(zhuǎn)盤的情況下使用由橡膠制成的滾體，其由第一驅(qū)動馬達(dá)轉(zhuǎn)動并且以其周面相對第一轉(zhuǎn)盤壓緊。如果第一轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動運(yùn)動由于位于其上的汽車而被鎖定，一旦克服了附著摩擦力，橡膠滾體的周面在第一轉(zhuǎn)盤上的支承面上滑過。這防止發(fā)生斷裂情況或驅(qū)動馬達(dá)過熱。
[0022]當(dāng)輸出裝置包括用于產(chǎn)生交變磁場的初級線圈時，獲得了向電動車特別可靠的能量輸出。由此可以將能量按照變壓器原理——也就是通過感應(yīng)——傳輸?shù)酱渭壘€圈中，該次級線圈可以位于電動車中。
[0023]當(dāng)所述輸出能量的元件旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)造，則獲得了在輸出裝置的形狀方面的優(yōu)點。這使得特別簡單地自動進(jìn)行汽車的能量輸出裝置和能量接收裝置的定位過程，這是由于為使兩個裝置能相互耦合不必再使兩個裝置之一圍繞其自己的軸轉(zhuǎn)動。
[0024]本發(fā)明的另一方面還涉及一種汽車，具有用于存儲汽車的驅(qū)動電機(jī)的電能的動力電池。該汽車具有設(shè)計用于給動力電池充電的充電裝置。該充電裝置包括用于轉(zhuǎn)換交變磁場的次級線圈，該交變磁場在汽車外部產(chǎn)生，如例如可以借助于上述的充電裝置的初級線圈產(chǎn)生。交變磁場通過次級線圈轉(zhuǎn)換為交流電壓，該交流電壓然后可用于給動力電池充電。充電裝置在根據(jù)本發(fā)明的汽車中還具有能擺動的傳導(dǎo)裝置，借助于該傳導(dǎo)裝置能向次級線圈輸送交變磁場。換句話說，傳導(dǎo)裝置包括高磁導(dǎo)率的材料，該材料能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)引交變場。為此，傳導(dǎo)裝置例如可以包括由軟磁性材料制成的棒。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的汽車可以有利地與所述的根據(jù)本發(fā)明的方法結(jié)合使用。該汽車同樣可以與所述的充電裝置結(jié)合使用。但也可能的是，將汽車與其它充電裝置結(jié)合使用或者在其它充電方法的范圍中使用。通過用于傳導(dǎo)磁場的傳導(dǎo)裝置，可以使汽車的次級線圈與充電裝置的初級線圈磁耦合，并且在此通過傳導(dǎo)裝置傳導(dǎo)高密度的磁流。這導(dǎo)致，在傳導(dǎo)裝置附近的區(qū)域中的磁流密度特別小，這有助于避免在汽車的其它區(qū)域中感應(yīng)出渦流。相比在它們之間僅有氣隙替代高磁導(dǎo)率的材料的那些線圈，這總體上使得耦合的線圈的效率提高。此外，通過避免氣隙的出現(xiàn)而在線圈之間的間隙中獲得了減小的磁流密度。為感應(yīng)電壓所需的線圈穿透面因此可以比在其之間有大氣隙的線圈的情況小很多。因此，總體上可以在根據(jù)本發(fā)明的汽車中提供特別小并且輕的充電裝置。
[0026]用于傳導(dǎo)磁場的傳導(dǎo)裝置(與由現(xiàn)有技術(shù)已知的方案不同)不是可運(yùn)動地支承在次級線圈中的線圈芯。在根據(jù)本發(fā)明的汽車中，次級線圈和至少部分包圍該次級線圈的軟磁性的線圈芯優(yōu)選固定支承在汽車中。由此可以以有利的方式避免次級線圈傳導(dǎo)電壓的部件被損壞的危險。
[0027]作為替代，傳導(dǎo)裝置可以例如作為可擺動的臂設(shè)置在汽車底部上的次級線圈下面。這種裝置具有這樣的優(yōu)點，即，該裝置可以設(shè)計得特別小和輕，并且因此例如也可以設(shè)置在乘用車中，而不必為此例如縮小車廂內(nèi)部中的自由空間。
[0028]傳導(dǎo)裝置應(yīng)當(dāng)包括兩個相對彼此磁絕緣的體部,這兩個相對彼此磁絕緣的體部分別由高磁導(dǎo)率的材料形成。結(jié)合本發(fā)明，高磁導(dǎo)率的材料理解為這樣的材料:該材料對于導(dǎo)磁能力(磁導(dǎo)率)而言的磁導(dǎo)率值大于100。通過兩個體部，交變磁場然后可以在閉合的磁回路中從初級線圈經(jīng)由傳導(dǎo)裝置傳導(dǎo)到次級線圈，并且再次從該次級線圈回導(dǎo)，也就是幾乎僅僅通過高磁導(dǎo)率的材料傳導(dǎo)。其中一個體部在此用作到次級線圈的傳導(dǎo)元件，另一個體部將磁場從次級線圈導(dǎo)回到初級線圈。兩個體部之間的磁絕緣可以借助于具有特別小的導(dǎo)磁能力的材料實現(xiàn)一也就是例如空氣或非磁性的塑料。
[0029]結(jié)合從充電裝置到電動車的感應(yīng)式能量傳輸可看到出現(xiàn)車輛被加載靜電。這可能導(dǎo)致車輛的導(dǎo)電部分上過高的接觸電壓。因此，傳導(dǎo)裝置優(yōu)選包括導(dǎo)電的回導(dǎo)元件(Ruckleitelement),該回導(dǎo)元件設(shè)計用于，使汽車在動力電池的充電過程中與汽車的周圍環(huán)境電耦合。這有效地防止了汽車被加載靜電。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]以下根據(jù)實施例詳細(xì)說明本發(fā)明。為此示出:
[0031]圖1是根據(jù)本發(fā)明的、用于傳輸能量的裝置的一種實施形式的充電裝置的示意圖，
[0032]圖2是圖1所示的充電裝置的截面圖，以及
[0033]圖3是根據(jù)本發(fā)明的汽車的一種實施形式的乘用車的示意圖。
【具體實施方式】
[0034]該例子是本發(fā)明的優(yōu)選實施形式。
[0035]在圖1和2中示出的例子中應(yīng)當(dāng)為乘用車的動力電池充電。為此，乘用車被停放在充電站10上方。充電站10在用于乘用車的停車位12的區(qū)域中具有豎井/地溝14。在豎井14中有圓形的轉(zhuǎn)盤16。在該圓形的轉(zhuǎn)盤上偏心地支承有另一圓形的轉(zhuǎn)盤18。稱作初級線圈P的電線圈相對于轉(zhuǎn)盤18偏心地布置在該轉(zhuǎn)盤上。通過初級線圈P可以產(chǎn)生交變磁場，借助于該交變磁場可以在次級線圈中感應(yīng)出電壓，該次級線圈位于用于乘用車中的動力電池的充電裝置中。通過交變場可以將能量從充電站10傳輸?shù)匠擞密囍?。為了使初級線圈P移動靠近次級線圈，初級線圈P可以通過轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤16在圓形軌道上圍繞轉(zhuǎn)盤16的轉(zhuǎn)動軸20運(yùn)動。通過轉(zhuǎn)動第二轉(zhuǎn)盤18，調(diào)節(jié)初級線圈P相對于轉(zhuǎn)動軸20的徑向間距。
[0036]轉(zhuǎn)盤16支承在多個滾子22上。在圖1和2中，為了清晰起見，滾子22分別僅配有一個附圖標(biāo)記。為了旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)盤16，充電站10具有可由(未示出的)控制裝置控制的驅(qū)動馬達(dá)24。在驅(qū)動馬達(dá)24的軸上固定有由彈性材料、例如橡膠制成的滾體26。滾體26相對轉(zhuǎn)盤16的邊緣壓緊，并且由此可以將驅(qū)動馬達(dá)24的驅(qū)動力傳遞到轉(zhuǎn)盤16上。
[0037]較小的轉(zhuǎn)盤18支承在多個滾子28上，并且可在該滾子上圍繞轉(zhuǎn)動軸30由驅(qū)動馬達(dá)32旋轉(zhuǎn)。在圖1和2中，為了清晰起見，滾子28分別僅配有一個附圖標(biāo)記。驅(qū)動馬達(dá)32同樣可由控制裝置控制。驅(qū)動馬達(dá)32的力通過滾體34傳遞到轉(zhuǎn)盤18上，該滾體一與滾體24類似地——由彈性材料制成。
[0038]初級線圈P具有旋轉(zhuǎn)對稱的形狀并且包括導(dǎo)電金屬線的多個線匝。該初級線圈還可以包括軟磁性的線圈芯，該線圈芯朝向側(cè)面和朝向豎井14的底部包圍這些線匝。通過(未示出的)電接頭，可以向初級線圈P的金屬線供入交流電。初級線圈P然后在其周圍產(chǎn)生交變磁場。
[0039]為了能夠?qū)⒔蛔兇艌鲆员M可能高的效率傳導(dǎo)到充電裝置的次級線圈，初級線圈P必須首先被置于相對于次級線圈的特定位置中。這通過控制裝置如下所述地自動進(jìn)行。為此，在圖1中示出了在停車位12上的乘用車的輪胎40的支承面38的位置。
[0040]充電裝置的次級線圈位于乘用車的底部42上。為了相對于次級線圈使初級線圈P定位，控制裝置產(chǎn)生信號，通過該信號激活驅(qū)動馬達(dá)24和32。由此以所述的方式轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤16和18。在移動初級線圈P的過程中，該初級線圈產(chǎn)生弱的交變磁場。基于優(yōu)化算法，控制裝置改變初級線圈P的位置，直至由乘用車的充電裝置發(fā)出的信號顯示出從初級線圈P到次級線圈的磁能傳輸?shù)淖畲笮蕿橹埂?br> [0041]在充電站10中，使初級線圈P僅水平地運(yùn)動。因此，乘用車在任何時候都可以駛過充電站10并尤其是駛過轉(zhuǎn)盤16和18以及初級線圈P，而充電站10的部件在此不會被損壞。而充電站10的部件在任何時候都不會從豎井14伸出，由此使得乘用車的輪胎40或其它部件不會被損壞。此外，豎井14的壁44和轉(zhuǎn)盤16和18之間的間距與轉(zhuǎn)盤16，18的轉(zhuǎn)動位置無關(guān)地在任何時候都不會大到導(dǎo)致輪胎40之一會滑入到豎井14中的程度。對于人員而言，在任何時候走過充電站10也都是安全的，而不會腳滑入到豎井14中并扭傷腳。轉(zhuǎn)盤16也可以設(shè)置在扁平的基座中，即，位于停車位的底部上。這樣便不需要設(shè)置豎井——如豎井14?；梢詷?gòu)造得足夠平，以使車輛能夠在其上面駛過。
[0042]對于輪胎40之一位于轉(zhuǎn)盤16、18之一上并由此鎖止轉(zhuǎn)盤16或兩個轉(zhuǎn)盤16、18的轉(zhuǎn)動運(yùn)動的情況，這不會導(dǎo)致，電動馬達(dá)之一 24或32在其通過控制裝置激活時過載。滾體26和34相對相應(yīng)的轉(zhuǎn)盤16，18壓緊的壓緊力這樣確定大小，即，滾體26和34在轉(zhuǎn)盤鎖止時在轉(zhuǎn)盤邊緣的表面上滑動。對于應(yīng)當(dāng)將較大的力傳遞到轉(zhuǎn)盤上的情況，也可以替代滾體26，34設(shè)計為:電動馬達(dá)分別通過齒輪或螺桿/絲杠與相應(yīng)的轉(zhuǎn)盤耦合。
[0043]通過將轉(zhuǎn)盤16支承在多個滾子22上，使該轉(zhuǎn)盤位于豎井14的底部上的相對較大的面積上。因此，非常重的車輛一例如載貨汽車一也可以駛過充電站10，而豎井14的底部不會隨著時間下沉。替代滾子22，也可以使用滑動支承件、滾體或類似物。同樣的情況也適用于轉(zhuǎn)盤18。
[0044]在圖1和圖2所示的例子中，轉(zhuǎn)盤18的直徑相當(dāng)于轉(zhuǎn)盤16的半徑。轉(zhuǎn)盤18也可以具有更大的直徑。然后，初級線圈P也可以定位在轉(zhuǎn)動軸20上。
[0045]在圖3中示出了乘用車46，其停在充電裝置48上方。充電裝置48例如可以是結(jié)合圖1和圖2描述的充電站10。
[0046]在乘用車46的底板50上有線圈52，該線圈嵌入在軟磁性的線圈芯54中。線圈52和線圈芯54與底板50固定連接。線圈52是次級線圈，借助于交變磁場可以在該次級線圈中感應(yīng)出用于給乘用車46的動力電池充電的電壓。
[0047]在圖3所示的例子中，交變磁場由充電裝置48的初級線圈56產(chǎn)生。在充電之前，初級線圈56通過(在圖3中未示出的)驅(qū)動馬達(dá)水平地，也就是平行于底部58相對于次級線圈52的位置定位，充電裝置48固定在該底部上。
[0048]線圈芯54和初級線圈56的線圈芯通過擺動臂58相互磁耦合。在擺動臂58中有兩個(未詳細(xì)示出的)軟磁棒，該軟磁棒由高磁導(dǎo)率的材料制成。兩個棒、線圈芯54和初級線圈56的線圈芯形成閉合的磁回路,初級線圈56的交變磁場通過該磁回路傳導(dǎo)經(jīng)過線圈54，而所傳導(dǎo)的交變場不會部分地位于具有明顯損害效率的寬度的氣隙中。
[0049]在將初級線圈56相對于線圈52定位時，通過充電裝置48的控制裝置考慮到擺動臂58的端部62的擺動路徑/路程60，由此要求:使兩個線圈42、56不必須直接上下相疊，而是相互錯位地定位，以使端部62在擺動臂58下降之后接觸初級線圈56并且在傳導(dǎo)交變磁場時實現(xiàn)最大效率。
[0050]初級線圈56和擺動臂58的端部62分別旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)造。出于該原因，當(dāng)乘用車46傾斜地停在充電裝置48上方時，也獲得了端部62和初級線圈56之間良好的磁耦合。擺動臂58和端部62的形狀可以是標(biāo)準(zhǔn)化的。然后，形狀-類型例如可以在定位初級線圈56時由控制裝置考慮到。
[0051 ] 在擺動臂58中也有導(dǎo)電裝置，乘用車56在充電過程中通過該導(dǎo)電裝置與充電裝置48的接地電纜耦合。乘用車46的底板50和其它金屬部分可以由此在能量傳輸過程中不被加載靜電(statisch aufladen)。
[0052]在乘用車46行駛過程中，擺動臂58放置在運(yùn)輸位置64中。擺動臂58的端部62為此在鉸鏈66上借助于驅(qū)動裝置沿擺動路徑60朝向乘用車46的尾部運(yùn)動，擺動臂58可擺動地支承在該鉸鏈上。在圖3中以虛線示出了擺動臂58在運(yùn)輸位置66中的位置。其中，當(dāng)駕駛員無意地將乘用車46向前行駛，而擺動臂58還不在運(yùn)輸位置64中時，擺動臂58朝尾部運(yùn)動，不會產(chǎn)生對乘用車的損傷。
[0053]也可考慮的是，擺動臂58在乘用車46行駛的過程中下降，并且通過該擺動臂從長形的初級線圈中接收能量。帶有這種在行駛過程中能夠為動力電池充電的初級線圈的道路也被稱作“充電道路/電氣化道路”。
[0054]通過該例子表明，能量如何能夠被以高效率從充電裝置傳輸?shù)杰囕v。為此，僅需提供相對較小和較輕的車輛側(cè)的次級線圈。充電裝置由于在車輛和充電裝置之間可自由接近的區(qū)域中的較小磁通密度而是安全的。同樣避免了車輛的被加載靜電。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將能量傳輸?shù)诫妱榆嚨难b置(10)，包括: -用于停放所述電動車的停車位(12)， -設(shè)置在所述停車位(12)的底部上的第一轉(zhuǎn)盤(16)，所述第一轉(zhuǎn)盤能借助于第一驅(qū)動裝置(24)圍繞第一轉(zhuǎn)動軸(20)轉(zhuǎn)動， -設(shè)置在第一轉(zhuǎn)盤(16)上的移動裝置(18)，用于輸出能量的輸出裝置(P)設(shè)置在所述移動裝置上并且所述輸出裝置(P)能借助于移動裝置在第一轉(zhuǎn)盤(16)上移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置(10)， 其中，所述移動裝置(18)完全設(shè)置在第一轉(zhuǎn)盤(16)的外圓周內(nèi)部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置(10)， 其中，移動裝置(16)包括第二轉(zhuǎn)盤(18)，輸出裝置(P)設(shè)置在所述第二轉(zhuǎn)盤上，并且第二轉(zhuǎn)盤能借助于第二驅(qū)動裝置(32)圍繞第二轉(zhuǎn)動軸(30)轉(zhuǎn)動，其中，第二轉(zhuǎn)盤(18)的直徑優(yōu)選大于第一轉(zhuǎn)盤(16)的半徑。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(10)， 其中，所述輸出裝置(P)通過第一轉(zhuǎn)盤(16)和移動裝置(18)僅僅能在平行于所述底部的平面中運(yùn)動。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(10)， 其中，用于第一轉(zhuǎn)盤(16 )的驅(qū)動裝置(24 )和/或用于移動裝置(16 )的驅(qū)動裝置(32 )通過摩擦鎖合結(jié)構(gòu)將驅(qū)動力從驅(qū)動馬達(dá)(24、32)傳遞到待驅(qū)動的元件(16、18)上。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(10)， 其中，所述輸出裝置(P)包括用于產(chǎn)生交變磁場的初級線圈(P)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的裝置(10)， 其中，所述輸出裝置(P)的輸出能量的元件(P)旋轉(zhuǎn)對稱地構(gòu)造。
8.一種汽車(46)，具有用于存儲汽車(46)的驅(qū)動電機(jī)的電能的動力電池以及設(shè)計用于給動力電池充電的充電裝置，所述充電裝置包括用于將在汽車外部產(chǎn)生的交變磁場轉(zhuǎn)換為交變電壓的次級線圈(52)以及能擺動的傳導(dǎo)裝置(58)，借助于傳導(dǎo)裝置能向次級線圈(52)輸送交變磁場。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的汽車(46)， 其中，所述次級線圈(52)和至少部分包圍次級線圈的軟磁性的線圈芯(54)固定支承在汽車(46)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的汽車(46)， 其中，所述傳導(dǎo)裝置(58)包括兩個相對彼此磁絕緣的體部，所述兩個相對彼此磁絕緣的體部分別由高磁導(dǎo)率的材料形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項所述的汽車(46)， 其中，所述傳導(dǎo)裝置(58 )設(shè)置在汽車(46 )的底部(50 )上。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項所述的汽車(46)， 其中，所述傳導(dǎo)裝置(58)包括導(dǎo)電的回導(dǎo)元件，所述回導(dǎo)元件設(shè)計用于，使汽車(46)在動力電池充電過程中與汽車(46)的周圍環(huán)境(48)電耦合，以便防止汽車(46)被加載靜電。
13.一種給能電驅(qū)動的汽車(46)的動力電池充載能量的方法，所述方法包括以下步驟: -將所述汽車(46)停放在能量輸出裝置(56)上方， -將能量輸出裝置(P、56)相對于汽車(46)的能量接收裝置(52)定位在平行于汽車的底部(50)的平面中， -將能量接收裝置(58)的部件(62)從汽車(46)的底部(50)下降到能量輸出裝置(P、56)， -將能量接收裝置(58)與能量輸出裝置(P、56)耦合，并且通過耦合的裝置(P、56、58)將能量傳輸?shù)狡?46) 中。
【文檔編號】H02J7/02GK103703650SQ201280036420
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月22日
【發(fā)明者】B·埃利亞斯, R·佩爾 申請人:奧迪股份公司