在车辆和用于控制感应电能传输至车辆的路边控制单元之间通信的方法、车辆、路边控制单元以及车辆和路边控制单元的布置技术

本发明专利技术涉及检测感应电能传输至车辆(1)系统的次级单元的次级绕组结构相对于初级单元(2)的初级绕组结构(3)的正确位置和/或定向的方法，其中所述车辆(1)包括用于接收由所述初级单元(2)产生的交变电磁场的所述次级单元，其中所述车辆(1)至少包括用于发送第一信号(13a)的第一发送器(7a)和用于发送第二信号(13b)的第二发送器(7b)，其中路边控制单元(15)包括用于接收第一和第二信号(13a，13b)的至少一个接收装置，其中根据第一和第二信号(13a，13b)检测所述次级单元的次级绕组结构相对于所述初级单元(2)的所述初级绕组结构(3)的正确位置和/或定向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在车辆和用于控制感应电能传输至车辆的路边控制单元之间通信的方法。此外，本专利技术涉及车辆，路边控制单元，以及车辆和路边控制单元的布置。
技术介绍
电动车辆，尤其是轨道车辆，和/或道路汽车，可以通过由感应电能传输的方式进行传输的电能操作。这样的车辆可以包括适于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交变电流的所谓的接收装置。这样的接收装置可以包括或提供所谓的次级绕组结构。此外，这样的车辆可以包括适于将交流(AC)转换为直流(DC)的整流器。DC可以用于给动力电池充电或者操作电机。整流器将接收装置提供的AC转换为DC。通常使用由初级绕组结构产生交变电磁场的初级单元和包括用于接收所述电磁场的接收装置的次级单元执行感应电能传输。初级单元和次级单元可以，例如，分别包括一组提供上述初级和次级绕组结构的三相绕组。一组初级单元的绕组可以被安装在地面上(初级绕组)并且可以由路边功率转换器(WPC)馈送。一组次级单元的绕组被安装在车辆上。例如，第二组绕组可以被连接在车辆下面，就有轨电车而言位于其一些货车厢下面。该组初级单元的绕组也可以被称为初级侧，其中该组次级单元的绕组被称为次级侧。初级和次级侧可以是部分高频变压器以传输电能至车辆。这种传输可以在静止状态(当车辆不移动时)和动态(当车辆移动时)中进行。US 7454170B2公开了用于第一和第二装置之间电能和全双工数据信号的感应传输的感应传输系统。传输系统包括两个装置之间的双向感应信道，用于将来自第一装置的第一频率的功率信号通过感应信道传输至第二装置的发送器，用于在第一调制频率调制第一数据信号的第一调制装置，以及用于在第二调制频率调制第二数据信号的第二调制装置。此外，发送器通过感应信道向第二装置发送来自第一装置的调制的第一数据信号并通过感应信道向第一装置发送来自第二装置的调制的第二数据信号。第一调制频率和第二调制频率是两者分开的至少一个因素。为了最大限度地提高传输功率同时也为了满足安全要求并确保电磁兼容性，感应电能传输通常需要车辆侧的次级绕组结构相对于初级绕组结构的正确定位。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种检测用于向车辆感应传输电能的系统的次级单元的次级绕组结构相对于初级单元的初级绕组结构的正确位置和/或定向、一种车辆、一种路边控制单元以及一种车辆和路边控制单元的允许对正确位置和/或定向进行可靠和快速检测的布置。使用由布置在车辆上的至少两个独立的发送器发送的至少两个独立的信号并评价上述信号以便确定次级和初级绕组结构之间的正确相对位置和/或定向，这是本专利技术的主要思想。用于检测用于向车辆感应传输电能的系统的次级单元的次级绕组结构相对于初级单元的初级绕组结构的正确位置和/或定向的方法被提出。车辆包括用于接收由初级单元产生的交变电磁场的次级单元。特别是，交变电磁场可以由初级绕组结构产生并由次级绕组结构接收。车辆至少包括用于发送第一信号的第一发送器和用于发送第二信号的第二发送器。这意味着车辆包括至少两个发送器。当然可能，车辆包括两个以上的发送器，其中，发送器组中的至少两个(优选全部)发送器可以相互独立地发送信号。第一和第二发送器可以布置在相对于次级绕组结构的不同位置和(如果适用)不同定向。特别是，第一和第二发送器被设计为相互独立，例如作为单独的单元。发送器和次级绕组结构的相对位置和/或定向可以是预定位置和/或定向。上述位置和/或定向例如可以表示在车辆侧坐标系中。因此，第一和第二信号从相对于次级绕组结构不同的发送点被发送。路边控制单元包括用于接收第一和第二信号的至少一个接收装置。路边控制单元能够控制或者至少能使感应电能传输至车辆。特别是，路边控制单元可以控制施加到初级绕组结构用于产生交变电磁场的电压和/或电流特性，特别是频率、振幅和/或另外的特性。在本专利技术的上下文中，路边控制单元包括接收装置这一特征表示所述至少一个接收装置被分配给路边控制单元。这意味着接收信号从所述至少一个接收装置被传输或发送至路边控制单元，例如用于随后的信号分析。路边控制单元可以包括一个以上的接收装置，例如用于接收第一信号的第一接收装置和用于接收第二信号的第二接收装置。特别是，接收装置的数量可以等于发送器的数量。或者，路边控制单元可以只包括一个接收装置用于接收至少两个或更多的独立信号，特别是第一和第二信号。接收装置可以例如被设计为天线。所述至少一个接收装置可以被设置在相对于初级绕组结构的预定位置和/或预定定向。该相对位置和/或定向可以例如被表示在初级侧坐标系。此外，至少根据第一和第二信号检测次级单元的次级绕组结构相对于初级单元的初级绕组结构的正确位置和/或定向。正确位置和/或定向的检测可以根据至少一个预定信号特性和/或根据编码在接收信号中的数据被执行。因此，基于信号和/或基于数据的检测被提出。换句话说，第一和第二信号可以建立通信链路，其中经由通信链路发送的信号被用于检测正确相对位置和/或定向。可能的是，例如，所述至少一个接收装置相对于初级绕组结构和相对于第一和第二发送器被设计和/或设置成:使次级绕组结构相对于初级绕组结构的正确(或不正确)位置和/或定向可以至少根据第一和第二信号被明确确定。第一和第二发送器以及所述至少一个接收装置的相对布置例如可以如此实现:使得只有在预定位置间隔内的相对位置和/或在预定定向间隔内的相对定向，第一和第二信号才均由所述至少一个接收装置接收。如果两个信号均被接收，就可以检测到正确位置和/或定向。如果信号中的至少一个未被接收，就可以检测到不正确位置和/或定向。次级绕组结构和初级绕组结构的相对位置和/或定向可以例如在车辆侧坐标系或初级侧坐标系来表达。车辆侧的发送器和/或一个或多个接收装置可以布置成:使得正确位置和/或定向可基于发送至所述至少一个接收装置的独立信号中的至少两个(或优选全部)来检测。这提供了车辆侧的发送器相对于车辆侧坐标系的和/或一个或多个接收装置相对于初级侧坐标系的大量可能布置。所提出的方法有利地允许使用车辆发送的信号，不仅是出于通信目的而且是为了检测正确位置和/或定向。这进而可用于启用或禁用感应电能传输。因此，增强了感应电能传输的功能安全性。第一和第二信号也可用于在车辆和路边控制单元之间建立通信，优选是单向通信。因此，经由第一和第二信号的通信从车辆指向控制单元。优选地，经由上述通信链路的通信是短距离通信。短距离通信是指这样的通信:其中，仅在发送器和接收器之间的距离小于预定距离，例如小于0.5m,0.4m或甚至0.3m的情况下，数据才可以可靠地被发送。例如如果发射功率和接收功率的比率高于预定阈值，例如高于700mV，就提供可靠的数据传输。此外，通信链路可以由无线电链路建立。这意味着，数据通过无线电波经由通信链路被发送，无线电波相对于一个或多个方向被捆束。优选地，无线电波被捆束并指向一个主要方向。在这种情况下，第一和第二发送器可以被设计为定向天线。优选地，第一和第二发送器的主要传输方向从车辆指向道路表面。换句话说，主要传输方向与垂直方向相反地定向，其中垂直方向可以被定向为正交于车辆行驶的道路(平面)表面并且从该表面指向车辆。这有利地允许仅当从车辆侧的发送器至初级侧的接收装置的距离小的情况下接收第一和第二信号。特别是，如果接收装置被集成到初级单元，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种检测用于向车辆(1)感应传输电能的系统的次级单元的次级绕组结构相对于初级单元(2)的初级绕组结构(3)的正确位置和/或定向的方法，其中，所述车辆(1)包括用于接收由所述初级单元(2)产生的交变电磁场的所述次级单元，其中，所述车辆(1)至少包括用于发送第一信号(13a)的第一发送器(7a)和用于发送第二信号(13b)的第二发送器(7b)，其中，路边控制单元(15)包括用于接收第一和第二信号(13a，13b)的至少一个接收装置，其中，根据第一和第二信号(13a，13b)检测所述次级单元的所述次级绕组结构相对于所述初级单元(2)的所述初级绕组结构(3)的正确位置和/或定向，其特征在于，确定被接收信号(RS)的信号电平，其中，根据所述被接收信号(RS)的载波信号电平确定所述次级单元的所述次级绕组结构相对于所述初级单元(2)的所述初级绕组结构(3)的正确位置和/或定向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·威尔泽，T·昆特恩，T·施纳尔，
申请(专利权)人：庞巴迪运输有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE