本实用新型专利技术涉及一种用于给电动车辆感应充电的充电装置，其包括用于进行感应充电的充电线圈(LS)以及对象探测器(5)，其中，该对象探测器(5)具有：带有至少一个介电区域(10)的主体，该介电区域具有平面延伸的平侧面(20)；至少一个向介电区域(10)提供电磁波(55)的波源(50)；以及用于检测取决于电磁波在介电区域(10)中的传播情况的至少一个值的检测装置和分析装置，其中，该分析装置设计用于根据该至少一个值推测平侧面(20)上的和/或附近的对象的存在情况和/或该对象的至少沿平侧面的位置。
【技术实现步骤摘要】
用于给电动车辆感应充电的充电装置
[0001 ] 本技术涉及一种用于给特别是电动车辆感应充电的充电装置。
技术介绍
在具有可充电的电能存储装置的、例如可充电的蓄电池的电动车辆中，必须定期通过充电而向能量存储装置输送所需的能量。目前，无接触式地、特别是通过感应充电使能量存储装置充电的充电方案具有越来越重要的意义。 在感应充电时，嵌入充电站的底部中的线圈作为初级线圈产生交变磁场，该交变磁场被安装在相应的电动车辆的底面上的、作为次级线圈的接收线圈接收并转换为充电电流。 在感应充电时，在充电站的充电线圈和电动车辆的充电线圈之间典型地存在气隙，借助于感应充电场能够越过该气隙传输高功率。 在感应充电期间可能会通过在金属中形成的涡流电流而将处在气隙中的金属异物加热并且例如引起火灾。此外，在感应充电时进入气隙中的生物组织、例如进入气隙中的人体部分或动物也可能会受到损害。 如果在人体中-例如由于医学治疗-而存在金属件、特别是钉子、螺栓或夹板，则情况会特别危险，因为金属件可能会附加地大大升温。同样成问题的例如还有动物身上的金属项圈。 因此必须在感应充电期间探测气隙中的对象、例如异物等。 已知了一种具有带电结构的板件，原则上来说，利用该板件能够进行这种探测。例如平面可以设有按键，该按键能够通过对象而按向平面的方向并随后操纵电子开关。通过这种方式能够确定对象的存在情况以及位置。多个或全部按键的信号通过导线传输至分析单元。 此外还已知了一种基于电容式、电阻式或感应式工作原理的触摸屏:在触摸屏中通常这样确定对象的位置，即沿触摸屏的边棱有电流流经特定的导线，而该导线的位置是已知的。也就是说，沿触摸屏的边棱必须根据不同的分辨率连接多条导线，并且该板件必须设有引导电流的结构。 但始终所需的电接触在感应式充电系统中是成问题的，这是因为电线和电缆有可能在感应充电时通过涡流电流升温，通过导体回路能感应高电压，和/或有可能这样影响充电线圈的电场，即能量效率在感应充电时降低。 此外还存在这样的附件，即设有用于在感应充电时监控气隙的主动式传感器。然而，这些附件容易因受到污染或损毁而发生故障、并不足够精确或者具有高度的横向敏感性，因此也不能提供实践中所要求的可靠性和稳固性。
技术实现思路
本技术的目的因此在于，提出用于给特别是电动车辆感应充电的、一种经过改进的充电装置和一种经过改进的方法，利用该装置和方法能够在充电时可靠地、稳固地、特别是不容易受到污染地进行对气隙的监控。 该目的通过一种用于给电动车辆感应充电的充电装置实现，所述充电装置包括用于进行感应充电的充电线圈以及对象探测器，其中，所述对象探测器具有:带有至少一个介电区域的主体，所述介电区域具有平面延伸的平侧面；至少一个向所述介电区域提供电磁波的波源；以及用于检测取决于所述电磁波在所述介电区域中的传播情况的至少一个值的检测装置和分析装置，其中，所述分析装置设计用于根据所述至少一个值推测所述平侧面上的和/或附近的对象的存在情况和/或所述对象的至少沿所述平侧面的位置。 根据本技术的充电装置具有用于感应充电的充电线圈。根据本技术的充电装置还进一步包括对象探测器。根据本技术的充电装置的对象探测器具有主体，该主体具有至少一个带有在平面上延伸的平侧面的介电区域。此外，对象探测器还具有向该介电区域供应电磁波、特别是微波的波源、特别是微波源，以及至少一个用于检测取决于电磁波在介电区域内的传播情况的至少一个值的检测装置和分析装置，该分析装置设计用于根据该至少一个值来推测平侧面上的和/或附近的对象的存在情况和/或该对象的至少沿平侧面的位置。 在本申请书的范畴内，优选地可将“平侧面附近”这一说法理解为“在真空中与平侧面保持最大10个电磁波波长的距离”。特别是能够将该说法理解为“在真空中与平侧面在真空中保持最大3个电磁波波长的距离”，优选地理解为“在真空中与平侧面在真空中保持最大I个电磁波波长的距离”，理想情况下理解为“在真空中与平侧面在真空中保持最大半个电磁波波长的距离”。 在根据本技术的充电装置的对象探测器中，在介电区域中传播的电磁波承担这种功能，即沿平侧面探测介电区域。通过这种方式，对于根据本技术的充电装置的对象探测器来说，在平面中延伸的平侧面上不必大量布线。因此很容易利用根据本技术的对象探测器来实现特别是面积明显超过目前常见的触摸屏尺寸的平侧面。 根据本技术，在根据本技术的充电装置的对象探测器中可以不再使用电线和电缆。因此，充电线圈的磁场和对象探测器的部件不会互相产生消极影响。 此外，在根据本技术的充电装置中，对象探测器设计得非常牢固，特别是车辆可从其上碾过，同时也设计成对污染和其它外部影响不敏感。因此能够借助于根据本技术的充电装置的对象探测器在感应充电时可靠地且相对于污染牢靠地对气隙进行监控。 在根据本技术的充电装置的对象探测器中，介电区域优选地、至少部分地被吸收体材料围绕。在本技术的这一改进方案中有效地避免了在介电区域内形成电磁驻波。介电区域内的电磁驻波将会通向平侧面上的某些区域，即电磁波的场效应强度消失的区域。因此，在平侧面的这些/这个位置上或者附近，对象探测器是几乎不敏感的。而借助于吸收体材料则能够将电磁波有效地从介电区域内导出，电磁驻波因此也无法形成。对象探测器的敏感性因而在本改进方案中得到明显改进。 在根据本技术的充电装置的对象探测器中，波源优选地设计为微波源并且由此设计用于为介电区域提供微波。微波源适宜地包括与耦合输入装置相连接的微波发射装置，该耦合输入装置设计用于将由微波发射装置发射出的微波耦合输入介电区域中，这特别是借助于波导管供给装置和/或借助于耦合销钉和/或借助于开槽耦合装置实现。 在根据本技术的充电装置的对象探测器中，主体适宜地是扁平件、特别是板件，或者具有扁平件、特别是板件。因此比较容易实现在其操作方面与传统的触摸屏类似的结构。同时，有利的是，正如在前面已经说明的那样，在本技术的这一改进方案中，对象探测器在尺寸上也是能够非常自由地缩放的。 在本技术的一种优选的改进方案中，对象探测器的主体具有层结构、特别是带有平侧面的介电层。层结构中的层的材料、厚度和顺序适宜这样选择，即电磁波的引导、特别是微波的弓I导在主体内部是最优的。 在根据本技术的充电装置的对象探测器中，层结构适宜地具有背对平侧面布置的金属层。因此例如能够使介电区域的厚度减半，这通过这种方式实现，即将介电区域连接在该金属层上。正如本身已知的那样，通过这种方式并借助于金属层能够将介电层设计为“镜绝缘波导(mirror dielectric waveguide)”。 层结构适宜地具有背对平侧面的层，该层由超材料制成。特别是能够将该超材料设计成金属，其中，该超材料构成接地平面，该接地平面以本身已知的方式具有特定的空间结构以避免形成涡流电流。 在根据本技术的充电装置中，对象探测器的主体适宜地设计为具有窄边的扁平件，其中，一个/多个检测装置布置优选的全部在窄边中的至少一个窄边上或者沿着该至少一个窄边布置。特别优选的是，主体是具有边棱式的窄边的板件。检测装置则布置在一个、多本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于给电动车辆(EFZ)感应充电的充电装置，所述充电装置包括用于进行感应充电的充电线圈(PLS)以及对象探测器(5)，其中，所述对象探测器(5)具有：带有至少一个介电区域(10)的主体，所述介电区域具有平面延伸的平侧面(20)；至少一个向所述介电区域(10)提供电磁波(55)的波源(50)；以及用于检测取决于所述电磁波在所述介电区域(10)中的传播情况的至少一个值的检测装置和分析装置，其中，所述分析装置设计用于根据所述至少一个值推测所述平侧面(20)上的和/或附近的对象的存在情况和/或所述对象的至少沿所述平侧面的位置。
【技术特征摘要】
2013.07.31 DE 102013215034.2;2013.08.09 DE 10201321.一种用于给电动车辆(EFZ)感应充电的充电装置，所述充电装置包括用于进行感应充电的充电线圈(PLS)以及对象探测器(5)，其中，所述对象探测器(5)具有:带有至少一个介电区域(10)的主体，所述介电区域具有平面延伸的平侧面(20);至少一个向所述介电区域(10)提供电磁波(55)的波源(50);以及用于检测取决于所述电磁波在所述介电区域(10)中的传播情况的至少一个值的检测装置和分析装置，其中，所述分析装置设计用于根据所述至少一个值推测所述平侧面(20)上的和/或附近的对象的存在情况和/或所述对象的至少沿所述平侧面的位置。2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述介电区域(10)至少部分地被吸收体材料围绕着。3.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述主体和/或至少所述主体的所述介电区域(10)具有或者是扁平件。4.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述扁平件是板件。5.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述主体具有层结构。6.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述主体具有层结构。7.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述层结构是具有带有所述平侧面(20)的介电层。8.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述层结构背对所述平侧面(20)地具有金属层。9.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述层结构背对所述平侧面(20)地具有金属层。10.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，所述层结构背对所述平侧面(20)地具有由超材料制成的层。11.根据权利要求9所述的充电装置，其特征在于，所述层结构背对所述平侧面(20)地具有由超材料制成的层。12.根据权利要求1或2所述的充电装置，其特征在于，所述主体设计为具有窄边(25，30，35，40)的扁平件，并且检测装置布置在所有的窄边(25，30，35，...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔治·巴赫迈尔，罗伯特·鲍姆加特纳，马尔科·西里亚克斯，赖因哈德·弗赖塔格，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：新型
国别省市：德国;DE
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