能量收集设备制造技术

公开了一种能量收集设备(2)。该能量收集设备(2)被配置为围绕电缆(4)的一部分。该能量收集设备(2)包括多个被电气隔离并且导电的贴片部件(22、22′、24、24′、26、26′)，这些贴片部件被配置为使得在第一出口点(B)和第二出口点(A)之间提供电位差(V)的方式进行布置。贴片部件(22、22′、24、24′、26、26′)电连接到第一出口点(B)和/或第二出口点(A)。贴片部件(22、22′、24、24′、26、26′)被配置为非侵入式地直接附接到电缆(4)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量收集设备
本专利技术总体来说涉及一种用于从电缆收集能量的能量收集设备。
技术介绍
分布式传感器系统的使用和数量近来持续增长，并且对传感器和附属的无线通信供电的需求也相应地增加。这些系统中一个主要的挑战是对这些系统供给所需的能量，而无需通常在没有足够空间的情况下去维护大量电池的挑战。对这种挑战的一种已知的解决方案是能量收集，其中将或多或少持续收集的环境能量供给这些设备。在能量收集中使用的典型能源是光、振动或温差。不幸的是，在典型的技术安装中，在传感器经常安装的地方并没有这些能源存在。然而，电缆(例如，导电体)在技术安装中并不短缺，并且因此从电缆收集能量的简易系统成为覆盖能量需求的良好解决方案。从导电体收集能量的可用解决方案采用两种不同的主要原理：1)通过感应从单根导线进行电磁收集，如例如Bhuiyan等人所描述的那样(AMiniatureEnergyHarvestingDeviceforWireless，SensorsinElectricPowerSystem，IEEESENSORSJOURNAL，VOL.10，NO.7，JULY2010)(D1)；以及2)从导电体和地之间的电场差来进行能量收集，如Chang，K等人所述的那样(ElectricFieldEnergyHarvestingPoweredWirelessSensorsforSmartGrid，JournalofElectricalEngineering&TechnologyVol.7，No.1，pp.75-80，2012)(D2)。两种原理都存在严重的问题。通过感应从单根导线进行电磁收集要求在单根导体上的连接。因此，电缆的外绝缘要被剥掉，以便安装能量收集器。由于去掉外绝缘，折中了电气安装的安全性，并且必须安装外屏蔽来恢复绝缘。此外，感应式能量收集器生产相对昂贵，并且依赖于导体中流动的电流。从导电体和地之间的电场差来进行能量收集比通过感应从单根导线进行电磁收集要更便宜，并且可以安装在多芯电缆的外部。另一方面，这种原理要求物理连接到电气地。因此，这种类型的能量收集器在许多应用中不能适用。因此，需更一种更容易安装的能量收集设备。本专利技术的一个目的是提供一种不需要连接到从其收集能量的电缆的单根导体的能量收集设备。本专利技术的又一个目的是提供一种不需要连接到电气地的独立能量收集设备。本专利技术的又一个目的是提供一种能提供在1和10伏特之间的范围中的电压而无需使用转换器来提升电压的能量收集设备。本专利技术的又一个目的是提供一种不依赖于电缆中流动的电流的能量收集设备。此外，在需要更大电流的情况下，可能采用数个贴片(patch)。然而，文献D1和D2不能应对这种挑战或者建议如何解决这种挑战。因此，本专利技术的一个目的是提供一种采用多个贴片的能量收集设备。
技术实现思路
本专利技术的目的可以通过权利要求1所限定的能量收集设备来实现。优选实施例在从属子权利要求中限定，并且在下面的说明书中进行解释并在附图中进行例示。在本文中，“能量收集设备”指的是适合于收集电能的设备。根据本专利技术的能量收集设备是一种被配置为围绕电缆的一部分的能量收集设备。该能量收集设备包括多个被电气隔离并导电的贴片部件(patchmember)，其配置为以使得在第一出口点(outletpoint)和第二出口点之间提供电位差的方式进行布置，其中这些贴片部件电连接到第一出口点和/或第二出口点。这些贴片部件被配置为直接附接到电缆上或者紧密靠近电缆。因此，可以提供一种不需要电连接到从其收集能量的电缆的导体的能量收集设备。将能量收集设备安装到电缆是简单、容易且安全的。此外，能量收集设备并不要求连接到电气地。尽管现有技术的电磁能量收集设备要求将电压进行转换，以在标准电气设备中使用该能量，但是根据本专利技术的能量收集设备能够提供在1和10伏特之间的范围中的电压而无需使用转换器(例如，DC-DC转换器)来将该电压进行提升。根据电缆电压和能量收集器的尺寸，根据本专利技术的能量收集设备能够收集在微瓦或者毫瓦范围中的功率。只要电缆电连接到电位差的源，根据本专利技术的能量收集设备就能收集电能。该电缆并不要求“承载电流”。这是主要优点，因为如果电气设备的电缆连接到干线，即使该电气设备关断，能量收集设备也能够连续收集电能。因此，与仅能在电气设备汲取电流时从电气设备的电缆收集电能的能量收集设备相比，可以收集的功率更小。可以作为优点的是，贴片部件呈板状，例如，具有矩形形状。可以优选的是，贴片部件是矩形的，并且具有诸如5×25mm、2×10mm或者8×40mm之类的大小。可以有利的是，能量收集设备包括多个贴片部件，这些贴片部件被隔离部件电气隔离。电气隔离部件可以由非导电材料(如塑料)制成。这些隔离部件被配置为通过胶合或者通过机械附接方法附接到电缆。可以作为优点的是，贴片部件通过多个连接部件的方式电连接到整流单元，并且该整流单元包括多个整流器，整流器被配置为对来自贴片部件的电流以预定方式进行整流。因此，可以从具有交流电流(AC)或者直流电流(DC)的电缆提供最佳功率收集。可以有利的是，能量收集设备被配置为由提供第一电流方向的整流器对来自第一组贴片部件的电流进行整流，其中能量收集设备被配置为由提供另一电流方向的其它整流器对来自其余贴片部件的电流进行整流。有利的是，能量收集设备被配置为在第一出口点和第二出口点之间形成电位差。可以有利的是，能量收集设备被配置为对来自贴片部件的全部电流进行整流，并且因此在第一出口点和第二出口点之间形成电位差。可以有利的是，贴片部件由柔性印制(flexiprint)制成，优选的，由密封在密封材料中的柔性印制制成。可以有利的是，贴片部件通过多个连接部件(例如，导线)的方式电连接到整流单元。该构造容易以可靠的方式提供。此外，其容易生产。可以作为优点的是，每个贴片部件(直接)电连接到第一整流器和第二整流器，第一整流器被配置为对来自贴片部件的电流在一个方向上进行整流，第二整流器被配置为对来自贴片部件的电流在相反方向上进行整流。因此，容易对来自每个贴片部件的电流提供容易且有效的整流。可以有利的是，该整流单元设有适合于对来自贴片部件的交流电流在一个预定方向上进行整流的多个整流器。因此，该整流单元可以用于对来自所有贴片部件的电流在一个预定方向上进行整流。可以有利的是，来自贴片部件中的每一个的电流通过连接部件(例如，导线)并进一步通过电连接到第一出口点的第一总接头进行传导。此外，可以有利的是，来自贴片部件中的每一个的电流通过连接部件(例如，导线)并进一步通过电连接到第二出口点的第二总接头进行传导。以这种方式，可以在第一和第二出口点之间提供电位差。可以有利的是，整流单元包括储能器。因此，可以为后来的使用存储所收集的能量。可以作为优点的是，储能器是电容器和/或电池。可以有利的是，贴片被配置为绕着电缆缠绕为多层。可以有利的是，该能量收集设备包括数个单独的模块，每个模块被配置为收集电能，其中该模块包括用于使模块彼此电连接的装置。因此，可以收集大量的能量，并且形成不同尺寸和容量的能量收集设备。可以有利的是，具有一种电气设备，该电气设备具有内置的根据本专利技术的能量收集设备。因此，可以将具有内置能量收集设备的电气设备附接到电缆。具有内置能量收集设备的电气设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量收集设备(2)，所述能量收集设备(2)被配置为围绕电缆(4)的一部分，所述能量收集设备(2)包括多个被电气隔离并且导电的贴片部件(22、22′、24、24′、26、26′)，所述贴片部件被配置为以在第一出口点(B)和第二出口点(A)之间提供电位差(V)的方式进行布置，其中所述贴片部件(22、22′、24、24′、26、26′)电连接到所述第一出口点(B)和/或所述第二出口点(A)，其中所述贴片部件(22、22′、24、24′、26、26′)被配置为附接到所述电缆(4)的外部上和/或紧邻所述电缆(4)，其中：所述能量收集设备(2)被配置为由提供第一电流方向的整流器(38、38′)对来自第一组贴片部件(22′、22、24)的电流进行整流，其中所述能量收集设备(2)被配置为由提供另一电流方向的其它整流器(39、39′)对来自其余贴片部件(24′、26、26′)的电流进行整流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.19 DK PA2013005341.一种能量收集设备，所述能量收集设备被配置为围绕电缆的一部分，所述能量收集设备包括多个被电气隔离并且导电的贴片部件，所述贴片部件被配置为以在第一出口点和第二出口点之间提供电位差的方式进行布置，其中第一组贴片部件和其余贴片部件分别电连接到所述第一出口点和所述第二出口点，其中所述贴片部件被配置为附接到所述电缆的外部上和/或紧邻所述电缆，其中：所述能量收集设备被配置为由提供第一电流方向的整流器对来自所述第一组贴片部件的电流进行整流，其中所述能量收集设备被配置为由提供另一电流方向的其它整流器对来自所述其余贴片部件的电流进行整流。2.根据权利要求1所述的能量收集设备，其特征在于：每个贴片部件电连接到第一整流器和第二整流器，所述第一整流器被配置为对来自所述贴片部件的电流在一个方向上进行整流，所述第二整流器被配置为对来自所述贴片部件的电流在相反方向上进行整流。3.根据权利要求1所述的能量收集设备，其特征在于：所述贴片部件通过多个连接部件电连接到整流单元，并且所述整流单元包括被配置为对来自所述贴片部件的电流以预定方式进行整流的多个整流器。4.根据权利要求1所述的能量收集设备，其特征在于：来自所述第一组贴片部件的电流通过第一连接部件传导，并进一步通过电连接到所述第一出口点的第一总接头进行传导。5.根据权利要求1所述的能量收集设备，其特征在于：来自所述其余贴片部件的电流通过第二连接部件传导，并进一步通过电连接到所述第二出口点的第二总接头进行传导。6.一种能量收集设备，所述能量收集设备被配置为围绕电缆的一部分，所述能量收集设备包括多个被电气隔离并且导电的贴片部件...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·E·麦德森，
申请(专利权)人：雷蒙尼有限责任公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK