充電系統(tǒng)、電驅動的車輛和用于這種車輛的充電站的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種充電系統(tǒng)，用于為電驅動的車輛的電的蓄能器電隔離地充電，即車輛特別是電驅動的機動車、優(yōu)選是私人轎車。充電系統(tǒng)包括具有帶有用于輸出電能的初級線圈的在車輛外部的初級單元，以及帶有用于接收能量的與蓄能器耦合的次級線圈的在車輛側的次級單元。此外，本實用新型涉及一種電驅動的車輛、用于這種車輛的充電站、以及用于為電驅動的車輛的電的蓄能器電隔離地充電的方法。
【背景技術】
[0002]電驅動的車輛、特別是機動車已經是現有的技術。這種車輛包含電驅動裝置-即電驅動電動機-并且這種車輛借助電驅動裝置來驅動。以蓄能器中、即特別是來自所謂的“牽引電池”的電能來供給電驅動裝置。對于電驅動的車輛的特別要求在于，蓄能器要特別迅速地完全充滿電。因此在經濟上適宜的設計中，目前可使用的蓄電器技術需要較頻繁的重新充電。在常規(guī)的充電系統(tǒng)中，使用者將車輛停在充電站(“充電粧”又或者相應的電流接口)附近，并且通過電線連接車輛與充電站。此時，以常規(guī)方式通過電纜來進行充電。
[0003]更舒適的充電系統(tǒng)也是公知的，其實現了無電纜的或者說電隔離地電能傳輸。在此，車輛如此的停靠在例如地面單元(初級單元)之上，從而存在于初級單元中的初級線圈位于布置在車輛底部的次級線圈的對面?，F在，借助在一方面的充電站初級單元和另一方面的車輛次級單元之間的交變磁場來進行能量傳輸。在此涉及初級線圈和次級線圈之間的感應耦合。因此取消了通過相應電線將車輛手動連接到充電站上。對于這種充電過程，使用者僅需要在確定區(qū)域內將車輛?？吭诔跫墕卧喜⑶铱赡苓€啟動充電過程。
[0004]當前，興趣點在于后者描述的更舒適的方法，其實現了對蓄能器的無電纜地加載。當安裝了相應的初級單元或者地面單元時，所描述的舒適的充電系統(tǒng)甚至可以實現在多個地點對車輛進行不復雜的重新充電。由此能夠一定限度地補償蓄能器的有限電容的缺點:例如在停車期間，車輛可以一直重新充電。因此，在公共停車位、路邊車位和類似地點上安裝相應的初級單元也顯示了重要的意義。但是如果數量如此之多的停車位和類似地點都配備了相應的初級單元，那么不得不克服一個新的挑戰(zhàn):典型地，不可能封閉或者監(jiān)控每一個停車位。因為由于有導電能力的物體在交變磁場的范圍中產生危害，因此必須可以通過適當的方法來識別這種物體，并且如果可能不會開啟或者可能切斷能量傳輸。在交變磁場的范圍中存在有導電能力的異物導致了以下的風險，即這種有導電能力的物體可以變熱，并且此外會損害初級單元/次級單元的功率電子設備。
[0005]DE 20 2009 009 693 Ul描述了一種用于從具有初級電感的固定單元向位于其附近的具有次級電感的車輛感應傳輸電能的裝置，其中固定單元具有用于在預定的、鄰接到初級電感的空間內部探測存在具有導電能力的物體的裝置。
[0006]后公布的WO 2012/136303 A2也涉及了一種系統(tǒng)，其用于從初級繞組無接觸地傳輸能量到包括可以感應耦合到初級繞組的次級繞組的車輛處，該系統(tǒng)具有異物識別系統(tǒng)?！緦嵱眯滦蛢热荨?br>[0007]本實用新型的目的在于，提供一種解決方案，即在開頭所述類型的充電系統(tǒng)中，如何可以特別有效地并且運行安全地進行蓄能器的加載。
[0008]根據本實用新型，該目的通過一種充電系統(tǒng)、電驅動的車輛、充電站以及方法來實現。
[0009]根據本實用新型提出一種充電系統(tǒng)，用于為電驅動的車輛的電的蓄能器電隔離地充電，具有:
[0010]-帶有用于輸出電的能量的初級線圈的在車輛外部的初級單元，和
[0011]-帶有用于接收所述能量的與所述蓄能器耦合的次級線圈的在車輛側的次級單元，
[0012]-帶有至少一個傳感器線圈的至少一個傳感器線圈布置，所述傳感器線圈用于探測位于所述初級單元和所述次級單元之間的能量傳輸區(qū)域中的、有導電能力的異物，和
[0013]-電子評估設備，所述電子評估設備設計用于，根據取決于至少一個所述傳感器線圈的電感的參量探測在所述能量傳輸區(qū)域中的有導電能力的所述異物，
[0014]其特征在于，所述傳感器線圈布置在垂直方向上具有一個有效距離，所述有效距離小于在所述初級單元和所述次級單元之間的可能的最小間距并且大于在所述初級單元和所述次級單元之間的可能的最大間距的一半。
[0015]根據本實用新型提出，一個提到的傳感器線圈布置集成在所述初級單元中。
[0016]根據本實用新型提出，一個提到的傳感器線圈布置集成在所述次級單元中。
[0017]根據本實用新型提出，所述評估設備設計用于，在啟動充電過程之前和/或在所述充電過程期間，檢驗所述能量傳輸區(qū)域是否存在異物
[0018]根據本實用新型提出，所述評估設備設計用于，在識別了所述能量傳輸區(qū)域中的異物之后，輸出信號，基于所述信號中斷充電過程或者阻止充電過程的所述啟動。
[0019]根據本實用新型提出，所述傳感器線圈布置具有多個平面的傳感器線圈，所述傳感器線圈布置在一個共有的平面中。
[0020]根據本實用新型提出，至少一個所述傳感器線圈構造為在柔性電路板上的印制導線結構。
[0021]根據本實用新型提出，相應的傳感器線圈布置既集成在所述初級單元中也集成在所述次級單元中，并且兩側的所述傳感器線圈布置的相應的檢測區(qū)域彼此重疊。
[0022]根據本實用新型提出，所述傳感器線圈布置配有至少一個測試線圈，借助所述測試線圈，特別是通過短路所述測試線圈，能夠檢驗所述傳感器線圈布置的規(guī)定的工作模式。
[0023]根據本實用新型提出，所述評估設備具有用于提供振蕩器信號的振蕩器，所述振蕩器信號的頻率能夠根據至少一個所述傳感器線圈的所述電感來改變，其中所述評估設備設計用于，根據作為參量的所述振蕩器信號的所述頻率確認，有導電能力的異物位于或者不位于所述能量傳輸區(qū)域中。
[0024]根據本實用新型的充電系統(tǒng)構造用于為電驅動的車輛的電的蓄能器電隔離地充電。充電系統(tǒng)包括:具有用于輸出電能的初級線圈的在車輛外部的初級單元，以及具有用于接收能量的與蓄能器耦合的次級線圈的在車輛側的次級單元。根據本實用新型，提供帶有至少一個傳感器線圈的至少一個傳感器線圈布置，該傳感器線圈用于探測位于在初級單元和次級單元之間的能量傳輸區(qū)域內的、有導電能力的異物。此外，充電系統(tǒng)還包括電子評估設備，其設計用于，根據取決于至少一個傳感器線圈的電感和/或質量的參量探測在能量傳輸區(qū)域中的有導電能力的異物。
[0025]提出的是，傳感器線圈布置在垂直方向上具有有效間距，其大于初級單元和次級單元之間的可能的最大間距的一半。這意味著，借助傳感器線圈布置，在直到大于初級單元和次級單元之間的可能的最大間距的一半的間距內，可以探測有導電能力的異物。因此實現了，可以探測所有位于傳感器線圈布置附近的異物，也就是這種位于重要的能量傳輸區(qū)域中的異物。
[0026]提出的是，傳感器線圈布置的在垂直方向上的有效間距小于初級單元和次級單元之間的可能的最小間距。因此又可以防止，車輛的金屬組件導致錯誤探測，并且因此導致了充電過程的不期望的中斷。
[0027]初級單元和次級單元之間的可能的最大的或者最小的間距特別地理解為這些一方面在機動車未充電的情況下并且另一方面在機動車具有最大充電量的情況下得出的間距。對于用于機動車的、例如用于私人轎車的充電站，可以在考慮了所有于市面上存在的機動車的相應高度的情況下確定初級單元和次級單元之間的最大的和最小的間距。如果充電站設計用于機動車-特別是用于私人轎車_，那么可以設置成，使用在所有可能的轎車中的可能的最大間距作為最大間距。相應地，可以使用在所有可能的私人轎車中的可能的最小間距作為最小間距。這基于，轎車中的車輛底部所處的高度是標準化的，并且因此位于預定的數值區(qū)域中。通過這種方式實現了，對于所有的可能的轎車，相應的檢測區(qū)域是重疊的，而車輛底部其自身不導致錯誤探測。如果充電站相反地確定用于另一類型的車輛-例如載貨車又或者清潔車_，那么最大和最小間距的確定可以在考慮相應的車輛的情況下進行。
[0028]因此本實用新型目的在于，為了識別在一側的初級單元和另一側的次級單元之間的