能量输送设备和能量输送方法技术

本发明专利技术公开一种用于无接触地输送电能量的能量输送设备（1，10），所述能量输送设备具有多个发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）和多个接收线圈（4，5，14，15）；以及具有控制设备（6，16），所述控制设备被构造用于，在能量输送模式中顺序地操控所述发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）中的预给定的数目个发送线圈。此外，本发明专利技术公开一种相应的能量输送方法。

Energy Conveyor Equipment and Energy Conveyor Method

The invention discloses an energy conveying device (1, 10) for non-contact transmission of electric energy. The energy conveying device has multiple transmitting coils (2, 3, 11, 12, 13, 30, 31, 32) and multiple receiving coils (4, 5, 14, 15); and a control device (6, 16), which is constructed for sequentially controlling the transmission in the energy conveying mode. A predetermined number of transmitting coils in a feed coil (2, 3, 11, 12, 13, 30, 31, 32). In addition, the invention discloses a corresponding energy transmission method.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量输送设备和能量输送方法
本专利技术涉及一种用于无接触地输送电能量的能量输送设备和一种相应的能量输送方法。
技术介绍
下面主要参考便携式电子设备、例如移动电话或平板电脑的充电来描述本专利技术。但是，本专利技术绝对不局限于该应用，并且可以到处被使用在应输送电能量的地方，例如在对电动车辆充电时。电子设备、诸如移动电话通常拥有电池，所述电池为设备的运行提供必要的电能量。如果电池是空的，则必须对所述电池充电。通常利用有线的充电设备，其中通过线缆将所述充电设备与电子设备连接并且所述充电设备提供用于对电池充电的充电电压。因为线缆是不实用的，所以也越来越多地使用无线的、尤其是感应式的充电方法。在感应式的充电方法情况下，将用于对电池充电的电能量从发送线圈、也为初级侧输送至接收线圈、也为次级侧。在分别在初级侧上使用一个线圈和在次级侧上使用一个线圈的情况下，必须将这些线圈相互精确地定位。因此自由的定位是不可能的。为了能够实现自由的定位，可以在初级侧和/或在次级侧使用多个线圈并且将具有最大耦合因子的线圈对用于能量输送。在此要注意的是，位于所述线圈之间的金属物件可能发热。因此，可以使用金属对象识别系统，所述金属对象识别系统识别金属对象并且当已经识别到这样的对象时阻止充电。
技术实现思路
本专利技术公开一种具有专利权利要求1的特征的能量输送设备和具有专利权利要求7的特征的能量输送方法。与此相应地规定：一种用于无接触地输送电能量的能量输送设备，所述能量输送设备具有多个发送线圈和多个接收线圈并且具有控制设备，所述控制设备被构造用于，在能量输送模式中顺序地操控所述发送线圈中的预给定的数目个发送线圈。此外规定：一种用于无接触地输送电能量的能量输送方法，所述能量输送方法具有：提供多个发送线圈和多个接收线圈，以及在能量输送模式中顺序地操控所述发送线圈中的预给定的数目个发送线圈。专利技术优点根据本专利技术的能量输送设备例如可以被用于对移动设备、诸如移动电话或平板电脑等等进行充电。但是，能量输送设备也可以例如被用于对车辆等等进行感应式充电。在能量输送设备情况下，布置在初级侧或例如供电电网或插座的能量源的侧上的那些线圈被理解为发送线圈。在能量输送设备情况下，接收线圈表示布置在接收器的侧、即次级侧上的那些线圈。因此，发送线圈例如以电磁场的形式发送电能量。接收线圈接收所述电能量并且将所述电能量转发给相应的设备。当在能量输送模式中进行操控时，控制设备例如可以给发送线圈加载交变电流或交变电压，使得所述交变电流或交变电压形成所期望的电磁场。在接收侧，各个接收线圈例如可以与整流器耦合，使得经整流的电流或经整流的电压可供使用，所述电流或电压可以在接收器中例如被用于对电池充电。多个发送线圈和多个接收线圈在发送侧和接收侧上分别构成所谓的多线圈（Multi-Coil）线圈系统。这样的系统能够实现发送线圈相对于接收线圈的自由定位。因此，根据发送器多线圈线圈系统相对于接收器多线圈线圈系统的位置，形成不同的线圈对。在已知的系统情况下，在准持续运行中操控单个线圈对、即具有最大耦合因子的线圈对。各个线圈因此在通常数秒的持续时间上以满功率被运行。如果金属物件位于所述线圈之间，则金属物件可能如在上面已经阐述的那样发热。而在本专利技术情况下，不在准持续运行中操控各个线圈。相反地，选择多个线圈对，并且顺序地、即交替地或相继地操控所述多个线圈对。因此，仅仅在短的时段上操控每个单个线圈，但是总计来看，持久地在发送线圈和接收线圈之间输送电能量。但是因为总是通过其他线圈对并且从而在不同的位置处输送电能量，所以当金属对象位于线圈对中的一个之间时，金属对象仅仅轻微地发热。因此，本专利技术能够实现能量输送设备，而不提供金属对象识别，并且同时允许发送线圈相对于接收线圈的自由定位。有利的实施方式和改进方案由从属权利要求以及由参考图的描述得出。在一种实施方式中，所述控制设备可以被构造用于，在标识模式中，对于所述发送线圈中的每一个分别标识与各个接收线圈的耦合因子，并且从具有最大耦合因子的由发送线圈和接收线圈组成的线圈对出发根据所述耦合因子选择在所述能量输送模式中被操控的发送线圈。因此，不是选择任意的线圈对用于能量输送。相反地，选择具有最大耦合因子的那些线圈对用于能量输送，由此使能量输送的效率最大化。在一种实施方式中，所述控制设备可以被构造用于在顺序地操控发送线圈时分别接着操控与最后被操控的发送线圈具有最大间隔的该发送线圈。在此，例如在每个周期中操控所有所选择的发送线圈恰好一次，并且然后重复该周期。在此从以上提及的间隔确定以下顺序，其中以所述顺序操控发送线圈。如果金属物件应该位于所述线圈之间，则确保：局部地在尽可能远地隔开的部位处对所述金属物件加热。通过在发送线圈之间切换、即顺序地操控，因此在该物件中仅仅产生少量的热。当然，也可以在操控各个发送线圈时选择不同的顺序。例如，可以使发送线圈之间的平均间隔最大化。为此，例如可以研究用于操控发送线圈的每种可能的顺序。在一种实施方式中，所述控制设备可以被构造用于，在顺序地操控发送线圈时，在小于1秒、尤其小于500毫秒、小于250毫秒或小于100毫秒的时长内操控所述发送线圈中的每一个。金属对象（如果存在的话）越长时间地遭受发送线圈之一的电磁场，则所述金属对象越强烈地发热。因此，每个单个线圈的操控的持续时间除了线圈中的电流之外还影响在金属对象中局部地经由（über）发送线圈产生的热量。通过所提到的时段，可以根据应用来选择：控制设备如何快速地在这些线圈之间进行切换。附加地或可替代地，计算装置也可以基于相继地被操控的线圈的间隔来动态地确定持续时间，其中如果间隔更大，则持续时间变得更大。在另一附加的或可替代的实施方式中，可以预给定以下电流的最大数值：以所述电流运行各个发送线圈。持续时间和该电流的最大数值于是可以基于到可能位于相应的发送线圈上方的金属对象中的最大能量输入的极限值来选择。在相同的电流时，在具有高的耦合因子的线圈情况下相比于在具有低的耦合因子的线圈情况下输送更多的电能量到次级侧上。运行各个发送线圈所利用的电流因此可以例如对于每个发送线圈根据其耦合因子如此被最大化，使得不超过最大能量输入的极限值。同样，可以改变用于操控各个发送线圈的持续时间，使得到金属对象中的平均能量输入不超过预给定的极限值。在一种实施方式中，能量输送设备可以具有交变电流源或交变电压源和转换开关，所述交变电流源或交变电压源被构造用于产生交变电流或交变电压用于操控所述发送线圈，所述转换开关被构造用于，将交变电流源或交变电压源可控地与所述线圈之一电耦合。所述控制设备可以被构造用于操控所述转换开关，以便分别操控所述发送线圈之一。因此，借助一个源可以操控多个发送线圈。例如也可以存在两个源或者转换开关可以将交变电流源或交变电压源同时与发送线圈中的两个发送线圈耦合。如果多于两个发送线圈可供使用，则例如也可以同时使用两个线圈来输送电能量。在使用两个线圈对之前例如也可以检查：相应的线圈对之间的间隔是否足够大（大于预给定的阈值）。在一种实施方式中，可以基于在相应的发送线圈与所述接收线圈之一之间的耦合因子的极限值来动态地确定所述预给定的数目。因此，顺序地操控其耦合因子超过预给定的极限值的那些所有线圈对。替代固定数目例如2、3、4、5、6个或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无接触地输送电能量的能量输送设备（1，10），所述能量输送设备：具有多个发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）和多个接收线圈（4，5，14，15），以及具有控制设备（6，16），所述控制设备被构造用于在能量输送模式中顺序地操控所述发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）中的预给定的数目个发送线圈。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.27 DE 102016221225.71.一种用于无接触地输送电能量的能量输送设备（1，10），所述能量输送设备：具有多个发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）和多个接收线圈（4，5，14，15），以及具有控制设备（6，16），所述控制设备被构造用于在能量输送模式中顺序地操控所述发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）中的预给定的数目个发送线圈。2.根据权利要求1所述的能量输送设备（1，10），其中所述控制设备（6，16）被构造用于，在标识模式中，对于所述发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）中的每一个分别标识与各个接收线圈（4，5，14，15）的耦合因子并且从具有最大耦合因子的线圈对出发根据所述耦合因子选择在所述能量输送模式中被操控的发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）。3.根据以上权利要求中任一项所述的能量输送设备（1，10），其中所述控制设备（6，16）被构造用于，在顺序地操控所述发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）时分别接着操控与最后被操控的发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）具有最大间隔的该发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）。4.根据以上权利要求中任一项所述的能量输送设备（1，10），其中所述控制设备（6，16）被构造用于，在顺序地操控所述发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）时，在小于1秒、尤其小于500毫秒、小于250毫秒或小于100毫秒的时长内操控所述发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）中的每一个。5.根据以上权利要求中任一项所述的能量输送设备（1，10），所述能量输送设备具有交变电流源（19）和转换开关（20），所述交变电流源被构造用于产生交变电流用以操控所述发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32），所述转换开关被构造用于将所述交变电流源（19）可控地与所述线圈之一电耦合，其中所述控制设备（6，16）被构造用于，操控所述转换开关（20），以便分别操控所述发送线圈（2，3，11，12，13，30，31，32）中的一个。6.根据以上权...

【专利技术属性】
技术研发人员：S埃普勒，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