本发明专利技术涉及一种用于从具有至少一个初级感应器的静止单元感应输送电能至所述静止单元附近的、具有至少一个次级感应器的车辆的装置。所述静止单元或车辆具有用于检测在预定的空间内物体的存在的设备，该空间至少包括在感应输电期间位于初级感应器和次级感应器之间的空间。所述检测设备具有至少一个无接触式传感器和与所述传感器连接的分析设备。至少检测设备的传感器和输电装置的初级或次级线圈安装在相同的壳体之中或者之上。所述传感器可以是超声波传感器、雷达传感器、红外线传感器或者电子图像传感器。
【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根据权利要求1的前序部分所述的、用于感应输送电能的装置。 这种装置用于安装在电动车辆中的、可再充电的电池的感应充电。在输电期间，在静止的初级线圈和车辆侧的次级线圈之间的空间区域中形成了具有高的场强和通量密度的磁场。为了在次级线圈中感应出对于所追求的输送功率来说足够的高电流，前述情况是必须的。
技术介绍
如果人、人的四肢或动物进入该区域内，那么会感应出流过人体的电流。尽管可以认为，通常这不会导致直接的危险，尤其在不需要担心较长时间地处于该区域中的情况下。 然而，由于尤其是儿童或家畜可能无意中暴露于强磁场，会限制在一些人群中对感应输电的接受度。还应该注意，人体可能会携带形式为耳环、手镯、工具、植入体等导电物体。对动物来说同样存在形式为颈圈的情况。如果这些物体受到强交变磁场的作用，那么根据材料、暴露时间、相对于场的取向和场强强度，在这些物体中感应出涡流，所述涡流引起加热。当存在相应的条件时，可能会达到导致损坏和/或危险的温度。此外，被玩耍的儿童出于好奇而故意带入感应输电装置的场区域内的导电物体也可能导致这种情况的发生。由于感应输电系统的目前应用的特性，这种类型的危险被评价为不重要的。在具有驾驶员的车辆的情况下，在训练的框架内可以指出，在工作中要注意异物的存在，并在感应输送启动之前去除异物，或者在有怀疑的情况下中断感应输送。然而，对很大程度的自动化运行来说或者当在公众可接近的区域中使用这种系统从而必须认为有较高的安全性要求时，在场区域中异物的存在看来是一个未解决的安全问题。在此，在输电过程中异物的侵入是尤其关键的，因为无论如何不能假设，车辆的驾驶员在输电期间监视场区域，即初级线圈和次级线圈的壳体之间的区域。相反，通常在充电过程的绝大部分期间，车辆是完全不被监管的。由US 2007/0145830A1已知一种用于无线输送电能至电子设备的系统，所述系统具有多个初级线圈，因此不再需要初级线圈和次级线圈之间的精确的对准。在该文献中，尽管提及了存在金属异物的问题，但是使用金属检测器被当作是无用的而不被采纳。相反地， 通过电路技术方面的措施确保了仅在由次级线圈和并联的调谐电容器组成的谐振电路接近初级侧时，系统才处于谐振状态，初级电流因此大幅增强，其中初级电流基本上集中在紧邻次级线圈的一个或少数初级线圈上。在这种情况下，导电的异物不再是问题，因为其不再形成谐振电路。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在场区域中存在导电异物的情况下改进感应输电系统的工作安全性。根据本专利技术，该目的通过具有权利要求1所述的特征的装置实现。从属权利要求给出有利的变型。根据本专利技术，在用于从具有至少一个初级感应器的静止单元感应输送电能至与所述静止单元相邻的、具有至少一个次级感应器的车辆的装置中，所述静止单元或车辆具有用于检测在预定空间内物体的存在的设备，该空间至少包括在输电期间位于初级感应器和次级感应器之间的空间。这样使得能够确定异物侵入由输电产生的场区域中并适当地作出反应。可以设有例如形式为超声波、雷达或红外线传感器或者电子图像传感器的单个的无接触式传感器，或者也可以设有多个这种传感器，所述传感器有利地至少部分地和输电装置的初级感应器或次级感应器安装在相同的壳体中或者连接到该壳体上。用于识别在输电的场区域内异物的存在的可能的标准为，传感器信号与基准值或基准信号的偏差(在存在多个传感器的情况下，标准为单个传感器信号相互之间的偏差)， 以及传感器信号随时间的变化。尤其是最后提到的那个标准提供了异物侵入输电的场区域的典型的标记。输出警报信号、去激活初级感应器的供电以及在异物从场区域中再次离开后恢复供电属于对异物存在的合适反应。附图说明下面根据附图描述本专利技术的实施例。其中图1示意性地示出用于感应输电的充电站以及处于充电位置的电动车辆；图2示意性地示出通过具有多个传感器的根据本专利技术的布置检测异物；图3以俯视图示意性地示出图2中的传感器布置；以及图4示出仅具有唯一的传感器的传感器布置。具体实施方式图1示意性地以剖视图(上部)和俯视图(下部)示出电动车辆1，该电动车辆1 位于充电站的初级线圈2的上方以给其电池充电。在车辆1的底面上，与电子充电设备5 连接的次级线圈4位于壳体3中。该电子充电设备将感应输入次级线圈4的电功率的参数转变为适合用于车辆1的电池的充电的值。由充电站的供电单元6为初级线圈2供电，且初级线圈2安置在壳体8中，该壳体8固定地定位在停车位上。供电单元6由充电站的控制单元7控制。在图1中以虚线示出由初级线圈2在工作中产生的交变磁场的若干场线9。该交变磁场的主方向对应于初级线圈2的线圈轴线的方向，因此为竖直方向。在工作中，在紧挨初级线圈2的壳体8的上方的空间10中存在高的磁场强度和通量密度。就在这里存在如前所述暴露于危险的电势的异物11。图2是以图1的上部部分中的对应于一个细节(即初级线圈2和次级线圈4的紧邻的区域)的放大视图示出用于识别异物11的根据本专利技术的传感器布置的例子。紧邻次级线圈4的壳体3的区域中布置了两个类型相同的传感器12和13，该传感器12和13按照无接触式作用原理工作。总体还设有两个另外的同类型的传感器14和15，其在图2中看不到，然而在图3的俯视图中能看到这两个传感器14和15。这四个传感器12至15以正方形或长方形的形式至少近似对称地布置。像在图2和图3中通过波前/波阵面示出的那样，在激活状态下传感器12至15 发射出波形信号，该波形信号被异物11反射，其中该反射取决于异物11的位置、尺寸和材料。传感器12至15接收被反射的信号并把基于接收到的反射信号的测量信号分别发射给分析设备16。例如，传感器12至15可以为超声波、雷达或红外线传感器。在感应输电开始之前通过分析设备16激活这些传感器，为此，分析设备16从充电站的控制单元7获得指示感应输电即将开始的信号。作为有源传感器12至15的替代，还可以使用无源传感器，例如基于热电的无源的红外线传感器，其通常在用于照明控制的移动传感器中采用。这种传感器对热辐射做出反应，并因此尤其适合用于检测具有与环境相比更高的温度的生物或生物的身体的部分，即用于检测特别重要类型的异物11。由单个的传感器12至15提供的测量信号在分析设备16中被持续地彼此比较，且在必要时也与基准值或基准信号比较。在图3示出的传感器布置中，当不存在异物11时， 由传感器12发射的信号主要沿位于对面的传感器15的方向被初级线圈2的壳体8的表面反射，且仅极小部分返回发射的传感器12。在相反的方向上同样的情况也适用于这两个传感器12和15，且沿两个方向适用于两个另外的彼此相对的传感器13和14。但是，当存在异物11时，返回各个发射的传感器的反射显著增强。这是通过分析设备16根据传感器12 至15的测量信号检测异物11的第一可行标准。此外，如图2和3所示，当异物11相对于传感器12至15的位置不对称时，对单个的传感器12至15来说被反射的信号的强度是不同的。即使异物11在其运动时偶然停在相对于传感器12至15对称的位置，在侵入输电产生的场区域10期间其最初沿着运动路径的位置也是不对称的。因此，传感器12至15的测量信号之间的差异提供了通过分析设备 16检测异物11的另一标准。此外，通过分析设备16检测异物1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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：M·韦希林，A·格林，
申请(专利权)人：康达提斯瓦普弗勒公司，
类型：发明
国别省市：
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