本发明专利技术公开一种用于向用电器无接触式传输能量的传输系统，其具有：用于无接触式传输电能量的传输装置；逆变器装置，所述逆变器装置布置在提供供电功率的能量源和所述传输装置之间并且被构造用于向所述传输装置传输来自所述能量源的电能量；整流器装置，所述整流器装置布置在所述传输装置和所述用电器之间并且被构造用于从所述传输装置向所述用电器传输所述电能量；其中所述逆变器装置被构造用于通过所述能量源的脉冲模式调制来调节所传输的电功率的量和/或所述整流器装置被构造用于通过由所述传输装置提供的功率的脉冲模式调制来调节所传输的电功率。此外，本发明专利技术还公开一种方法和一种车辆设备。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于能量的无接触式传输的传输系统。此外，本专利技术涉及一种相应的方法和车辆设备。
技术介绍
当今，在许多应用中使用电能量存储装置。尤其在移动应用中使用例如电池作为能量存储装置。例如，在电动车辆或者混合动力车辆中使用电池作为能量存储装置，以便为电动车辆的或者混合动力车辆的电驱动发动机提供能量。为了能够将电池作为能量存储装置使用在车辆中，必须附加地提供用于电池的充电的可能性。当今普遍的是，例如通过到公共电网的电连接对车辆中的高伏特电池充电。为此，例如可以在房屋的车库中安装充电适配器，相应车辆可以通过线缆连接到该充电适配器上。替代地，充电适配器位于车辆侧并且可以连接到常规的插座上。EP2623363示出一种用于能量存储装置的常规充电装置。此外，当今已知感应式充电设备，在感应式充电设备的情况下，能量由充电适配器无线缆地通过两个线圈的感应式耦合传输到车辆上。在电动车辆的所谓感应式充电中，对于车辆电池充电所需的能量不通过充电线缆传输至车辆（传导式充电），而是通过具有大的空气隙的变压器无接触式传输。在此典型地，变压器的初级线圈或者嵌入在地板中或者作为被置于地板上的充电板成型并且借助合适的电子设备与电网连接。变压器的次级线圈典型地固定地装配在车辆的底部中并且在其侧借助合适的电子设备与车辆电池连接。为了进行能量传输，初级线圈产生高频的交变磁场，所述交变磁场穿过次级线圈并且在那里感生相应的电流。因为一方面可传输的功率线性地随开关频率缩放，另一方面开关频率受控制电子设备、传输路径中的损耗和关于磁场的合法边界值限制，所以产生典型的10-150kHz的频率范围。在图10中示出常规的感应式充电设备。将初级线圈与电网连接的电子设备的核心件是以高的开关频率运行的逆变器。通常通过激励由初级线圈和相应的补偿电容构成的振荡电路产生通过电流。具有附加的谐振元件的不同谐振设备在此理论上是可以的。谐振负载在此可以被充分利用，以便以所谓的ZeroVoltageSwitchingMode（ZVS：零电压开关模式）和/或ZeroCurrentSwitchingMode（ZCS：零电流开关模式）运行逆变器。在该全谐振的运行中，在用于切换的半导体器件中仅仅产生低的开关损耗。包括逆变器和整流器的两个振荡电路的组合可以被设计用于以确定的电压范围和相应充电功率给电池充电。如果作为谐振设备示例性地使用具有在初级侧和次级侧上的串联振荡电路的所谓串联-串联-补偿，则得出，初级线圈电流与电池电压相关、但与充电电流无关。因为在线圈中和在逆变器中的功率损耗对系统的总损耗做出重要贡献，所以变得明显的是，所述设备在部分负载运行中、也即减少的充电电流的情况下，具有相对于传输功率显著增加的损耗和因此能量传输的显著更小的总效率。该问题可以通过系统的（在所描述的构造中通过电池预给定的）次级电压的减小来消除。通常的方案是，在次级侧利用附加的DC/DC-转换器或者阻抗转换器（有源的或无源的）。然而，在次级侧上的、也即在车辆中的这样的转换器基于重量与结构空间限制以及基于开关元件中的和/或无源器件中的损耗是不利的。
技术实现思路
本专利技术公开一种具有权利要求1的特征的传输系统、具有权利要求6的特征的方法和具有权利要求10的特征的车辆设备。相应地规定：一种用于向用电器无接触式传输能量的传输系统，其具有：用于无接触式传输电能量的传输装置；逆变器装置，所述逆变器装置布置在提供供电功率的能量源和所述传输装置之间并且被构造用于向所述传输装置传输来自所述能量源的电能量；整流器装置，所述整流器装置布置在所述传输装置和所述用电器之间并且被构造用于从所述传输装置向所述用电器传输所述电能量；其中所述逆变器装置被构造用于通过所述逆变器装置的控制信号的脉冲模式调制来调节所传输的电功率和/或所述整流器装置被构造用于通过所述整流器装置的控制信号的合适的脉冲模式调制来调节所传输的电功率。此外规定：一种用于向用电器无接触式传输能量的方法，其具有以下步骤：周期地开关能量源到传输装置上的供电功率，所述传输装置被构造用于无接触式传输电能量；在传输装置中无接触式传输所述电能量；周期地开关由所述传输装置提供的到所述用电器上的电功率；其中在所述周期开关的步骤的至少一个步骤中通过脉冲模式调制来调节相应的功率。最后规定：具有根据本专利技术的传输系统的车辆设备，所述车辆设备具有车辆，其中所述整流器装置布置在所述车辆中；以及其中所述逆变器装置布置在所述车辆之外；以及其中所述传输装置至少部分地布置在所述车辆中并且部分地布置在所述车辆之外。本专利技术的优点本专利技术所基于的认识在于，附加阻抗转换器的应用意味着附加耗费并且减小总效率。本专利技术所基于的思想在于，考虑该认识并且设置一种传输系统，其中阻抗转换器、例如现有技术的DC/DC-转换器通过逆变器装置中和/或整流器装置中的合适的开关策略来取代。因此，本专利技术设置一种传输系统，其中逆变器装置和/或整流器装置在保持所希望的ZVS-和/或ZCS-运行模式（零电压开关或者零电流开关，软开关运行）的情况下也能够调节在设计重要的所有运行点上的功率。在此，脉冲模式调制理解为，控制逆变器装置和/或整流器装置，使得以正的和负的脉冲式信号，例如方波信号控制传输装置。脉冲模式调制在于，控制所述脉冲式信号的频率、数目和顺序。这在逆变器装置的情况下可以意味着，替代以单频率方波信号地，以具有所排除的半波或全波的基本频率的方波信号控制传输系统。在整流器装置的情况下，这意味着并非由传输装置传输的电流信号的所有半波或全波被整流并且因此转发至用电器，而是通过整流器输入端的受控制的短接来排除一些半波或全波并且在传输装置的次级振荡电路中再循环。在软开关拓扑——所述软开关拓扑尤其也可以应用在更高的传输功率和更高的传输频率中——中，仅仅在很小的电流的情况下、在周期性电流信号接近过零时，或者在很小的电压的情况下，在并联空转二极管引导电流期间，操作半导体开关。如果在功率调制中仅仅屏蔽掉完整的正弦-半波，则所谓的软开关与其他调制类型不同地在部分负载的情况下此外也是可能的。通过排除半波，在时间上平均施加较小的电压在传输装置上，而不必例如通过DC/DC-转换器调节电压。因此，本专利技术提供一种系统设计，其一方面示出最小的硬件耗费，因为不需要附加的无源和有源元件，并且另一方面在高功率、满负载运行和部分负载运行的情况下也实现最优的效率。此外，在高频率的情况下可以使用拓扑和开关策略，这通过软开关运行来实现。有利的实施方式和扩展方案由从属权利要求以及由参考附图的描述得出。在一种实施方式中，所述脉冲模式调制的基本频率或者基本频率的整数倍相应于所述传输装置的谐振频率。在一种实施方式中，不仅所述逆变器装置而且所述整流器装置被构造用于在设计重要的所有运行点中调节功率，其中保持所期望的ZVS-和/或ZCS-运行模式（借助软开关运行的零电压开关或者零电流开关）。如果不仅逆变器装置而且整流器装置被运行成，使得它们两者有助于功率调节，则工作点可以通过合适的两侧调节策略来最优地设定。在另一种实施方式中，所述传输系统具有控制装置，所述控制装置与所述逆变器装置和所述整流器装置耦合并且针对所述传输系统的多个工作点对于所述逆变器装置和/或对于所述整流器装置分别本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于向用电器（2）无接触式传输能量的传输系统（1），所述系统具有：用于无接触式传输电能量的传输装置（3）；逆变器装置（4），所述逆变器装置布置在提供供电功率（7）的能量源（6）和所述传输装置（3）之间并且被构造用于向所述传输装置（3）传输来自所述能量源（6）的电能量；整流器装置（5），所述整流器装置布置在所述传输装置（3）和所述用电器（2）之间并且被构造用于从所述传输装置（3）向所述用电器（2）传输所述电能量（8）；其中所述逆变器装置（4）被构造用于通过所述逆变器装置（4）的控制信号的脉冲模式调制来调节所传输的电功率的量和/或所述整流器装置（5）被构造用于通过所述整流器装置（5）的控制信号的合适的脉冲模式调制来调节所传输的电功率。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.25 DE 102014207854.71.用于向用电器（2）无接触式传输能量的传输系统（1），所述系统具有：用于无接触式传输电能量的传输装置（3）；逆变器装置（4），所述逆变器装置布置在提供供电功率（7）的能量源（6）和所述传输装置（3）之间并且被构造用于向所述传输装置（3）传输来自所述能量源（6）的电能量；整流器装置（5），所述整流器装置布置在所述传输装置（3）和所述用电器（2）之间并且被构造用于从所述传输装置（3）向所述用电器（2）传输所述电能量（8）；其中所述逆变器装置（4）被构造用于通过所述逆变器装置（4）的控制信号的脉冲模式调制来调节所传输的电功率的量和/或所述整流器装置（5）被构造用于通过所述整流器装置（5）的控制信号的合适的脉冲模式调制来调节所传输的电功率。2.根据权利要求1所述的传输系统，其特征在于，所述脉冲模式调制的基本频率或者基本频率的整数倍相应于所述传输装置的谐振频率。3.根据权利要求1或2所述的传输系统，其特征在于，所述逆变器装置（4）的和/或所述整流器装置（5）的脉冲模式调制被构造用于在充分利用零电压开关ZVS和/或零电流开关ZCS运行模式的情况下实施开关过程。4.根据权利要求1至3中任一项所述的传输系统，所述传输系统具有：控制装置（10），所述控制装置与所述逆变器装置（4）和所述整流器装置（5）耦合并且针对所述传输系统（1）的多个工作点对于所述逆变器装置（4）和/或对于所述整流器装置（5）分别具有预给定长度的或者可变长度的开关模式（11），其中所述开关模式（11）的每个位表示相应电压的或者相应电流的半波或者全波；以及其中所述控制装置（10）被构造用于分别根据所述开关模式（11）之一控制所述逆变器装置（4）和/或所述整流器装置（5）。5.根据权利要求4所述的传输系统，其特征在于，所述控制装置（10）被构造用于同步所述逆变器装置（4）的开关和所述整流器装置（5）的开关。6.根据以上权利要求中任一项所述的传输系统，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：T迪罕斯，O布卢姆，P舒曼，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。