DE102015011654A1 - A system for contactless energy transfer from a primary conductor to a secondary winding arranged on a vehicle - Google Patents

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Abstract

System zur kontaktlosen Energieübertragung von einem von einer Einspeiseeinheit mit Wechselstrom beaufschlagbaren Primärleiter an eine an einem Fahrzeug angeordnete Sekundärwicklung, insbesondere zur Leistungsübertragung,
wobei am Fahrzeug zur Informationsübertragung eine Wicklung mit einem Spannungssignal beaufschlagbar ausgebildet ist, dessen Frequenz höher ist als die Frequenz des Wechselstroms,
wobei eine in einer weiteren Wicklung vom Spannungssignal induzierte Spannung der Einspeiseeinheit zugeleitet wird, insbesondere zur Steuerung des Wechselstroms,
wobei die Einspeiseeinheit ein Mittel zum Erkennen des Aussteuerungsgrades einer An-Aus-Folge des Spannungssignals aufweist,
wobei die Einspeiseeinheit ein Mittel zur vom Aussteuerungsgrad abhängigen Beaufschlagung des Primärleiters mit dem Wechselstrom zur Übertragung elektrischer Leistung aufweist.System for contactless energy transmission from a primary conductor, which can be acted upon by a supply unit with alternating current, to a secondary winding arranged on a vehicle, in particular for power transmission,
wherein on the vehicle for transmitting information, a winding with a voltage signal can be acted upon whose frequency is higher than the frequency of the alternating current,
wherein a voltage induced in a further winding of the voltage signal is supplied to the supply unit, in particular for controlling the alternating current,
the feed unit having means for detecting the degree of modulation of an on-off sequence of the voltage signal,
wherein the feed unit comprises a means for the degree of modulation dependent loading of the primary conductor with the alternating current for the transmission of electrical power.

Figure DE102015011654A1_0001
Figure DE102015011654A1_0001

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur kontaktlosen Energieübertragung von einem Primärleiter an eine an einem Fahrzeug angeordnete Sekundärwicklung.The invention relates to a system for contactless energy transfer from a primary conductor to a secondary winding arranged on a vehicle.

Es ist allgemein bekannt, dass elektrische Energie über eine induktive Kopplung übertragbar ist.It is well known that electrical energy is transferable via inductive coupling.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur kontaktlosen Energieübertragung weiterzubilden, wobei die Umwelt geschont werden soll, also die Energieressourcen effektiver nutzbar sein sollen ohne die Funktionsfähigkeit des Systems wesentlich zu beschränken.The invention is therefore based on the object to develop a system for contactless energy transfer, the environment should be spared, so the energy resources should be more effectively usable without significantly limit the functionality of the system.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.According to the invention the object is achieved in the system according to the features indicated in claim 1.

Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System zur kontaktlosen Energieübertragung von einem von einer Einspeiseeinheit mit Wechselstrom beaufschlagbaren Primärleiter an eine an einem Fahrzeug angeordnete Sekundärwicklung, insbesondere zur Leistungsübertragung, sind, dass am Fahrzeug zur Informationsübertragung eine Wicklung mit einem Spannungssignal beaufschlagbar ausgebildet ist, dessen Frequenz höher ist als die Frequenz des Wechselstroms,
wobei eine in einer weiteren Wicklung vom Spannungssignal induzierte Spannung der Einspeiseeinheit zugeleitet wird, insbesondere zur Steuerung des Wechselstroms,
wobei die Einspeiseeinheit ein Mittel zum Erkennen des Aussteuerungsgrades einer An-Aus-Folge des Spannungssignals aufweist,
wobei die Einspeiseeinheit ein Mittel zur vom Aussteuerungsgrad abhängigen Beaufschlagung des Primärleiters mit dem Wechselstrom zur Übertragung elektrischer Leistung aufweist.Important features of the invention in the system for contactless energy transfer from a primary unit can be acted upon by a supply unit with alternating current to a secondary winding arranged on a vehicle, in particular for power transmission, are that on the vehicle for information transmission, a winding is formed acted upon by a voltage signal whose frequency higher is the frequency of the alternating current,
wherein a voltage induced in a further winding of the voltage signal is supplied to the supply unit, in particular for controlling the alternating current,
the feed unit having means for detecting the degree of modulation of an on-off sequence of the voltage signal,
wherein the feed unit comprises a means for the degree of modulation dependent loading of the primary conductor with the alternating current for the transmission of electrical power.

Von Vorteil ist dabei, dass somit eine Signalisierung zur Informationsübermittlung, insbesondere also ein Kommunikationskanal, von der mobilen Seite zur stationären Seite vorhanden ist. Auf diese Weise ist eine Steuerung oder sogar eine Regelung der Energieübertragung über die induktive Kopplung ermöglicht. Insbesondere ist bei einer bedingten Leistungsanforderung nur dann elektrische Leistung übertragbar, wenn im elektrischen Versorgungsnetz ein Überangebot von elektrischer Leistung bereit steht, beispielsweise dann, wenn regenerative Energiequellen intensiv nutzbar sind. Somit wird dann die Beladung des Energiespeichers des Fahrzeugs nur in diesen Zeitabschnitten ausgeführt, in welchen das aus regenerativen Energiequellen erzeugte Überangebot elektrischer Leistung besteht. Vorteil der Erfindung ist somit, dass die Umwelt geschont wird, da nicht regenerative Energiequellen geschont sind, insbesondere auf Verbrennung fossiler Brennstoffe basierende Energiequellen, wodurch die Kohlendioxid-Emission samt begleitender, die Umwelt belastender Stoffe vermindert wird.The advantage here is that thus a signaling for transmitting information, especially a communication channel, is available from the mobile side to the stationary side. In this way, it is possible to control or even regulate the energy transmission via the inductive coupling. In particular, in the case of a conditional power requirement, electrical power can only be transmitted if an oversupply of electrical power is available in the electrical supply network, for example if regenerative energy sources are intensively usable. Thus, then the loading of the energy storage of the vehicle is carried out only in these periods, in which there is the surplus of electrical power generated from renewable energy sources. Advantage of the invention is thus that the environment is protected, since non-regenerative energy sources are spared, in particular based on the combustion of fossil fuels energy sources, whereby the carbon dioxide emission is reduced along with accompanying, the environment polluting substances.

Des Weiteren ist die Codierung der Information mittels Aussteuerungsgrad einer An-Aus-Folge eines hochfrequenten Signals eine einfache und effektive Kommunikationsart. Denn der Aufwand an elektronischer Schaltung ist gering.Furthermore, the coding of the information by means of the degree of modulation of an on-off sequence of a high-frequency signal is a simple and effective way of communication. Because the cost of electronic circuit is low.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird bei verschwindendem Aussteuerungsgrad der Primärleiter, insbesondere zur Leistungsübertragung, nicht mit Wechselstrom beaufschlagt,
und dass bei vollem Aussteuerungsgrad der Primärleiter, insbesondere zur Leistungsübertragung, mit Wechselstrom beaufschlagt wird,
und dass bei zwischen verschwindendem und vollem Aussteuerungsgrad liegenden Aussteuerungsgrad der Primärleiter, insbesondere zur Leistungsübertragung, nur bedingt mit Wechselstrom beaufschlagt wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine bedingte Beladung des Energiespeichers des Fahrzeugs ermöglicht ist. Somit werden aus regenerativen Energiequellen erzeugte, überschüssige Leistungsströme zur Beladung verwendet.In an advantageous embodiment, the primary conductor, in particular for power transmission, is not supplied with alternating current when the degree of modulation is negligible,
and that at full Aussteuerungsgrad the primary conductor, in particular for power transmission, is supplied with alternating current,
and that at lying between vanishing and full Aussteuerungsgrad degree of control of the primary conductor, in particular for power transmission, is only partially subjected to alternating current. The advantage here is that a conditional loading of the energy storage of the vehicle is possible. Thus, excess power streams generated from regenerative energy sources are used for loading.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Einspeiseeinheit aus einem elektrischen Versorgungsnetz gespeist, dessen Versorgungsspannung aus Anlagen zur Erzeugung elektrischer Energie erzeugt ist,
wobei bei bedingter Beaufschlagung mit Wechselstrom die Einspeiseeinheit in den Primärleiter Wechselstrom nur dann einprägt, wenn die von den regenerativen Anlagen insgesamt erzeugbare, insbesondere erzeugte, Leistung einen Mindestwert überschreitet und/oder höher als die Leistungsabnahme nicht steuerbarer Lasten ist,
insbesondere wobei zumindest eine der Anlagen zumindest eine regenerative Energiequelle, insbesondere Versorgungsenergiequelle, nutzt, insbesondere eine Solarenergie-Anlage oder eine Windenergie-Anlage ist. Von Vorteil ist dabei, dass möglichst viel regenerativ erzeugte Energie verwendet wird.In an advantageous embodiment, the feed unit is fed from an electrical supply network whose supply voltage is generated from systems for generating electrical energy,
wherein, in the case of conditional application of alternating current, the supply unit only impresses alternating current into the primary conductor when the total power that can be generated, in particular generated, by the regenerative installations exceeds a minimum value and / or is higher than the decrease in power of non-controllable loads,
in particular wherein at least one of the installations uses at least one regenerative energy source, in particular a supply energy source, in particular a solar energy installation or a wind energy installation. The advantage here is that as much regeneratively generated energy is used.

Wichtige Merkmale bei einem System, insbesondere nach vorgenannter Art, zur Übertragung elektrischer Leistung von einem stationären Gerät, wie von einer stationär angeordneten Einspeiseeinheit mit verbundenem Primärleiter auf ein mobiles Gerät, wie Fahrzeug, sind, dass die Übertragung abhängig ist von einer Information, welche vom mobilen Gerät an das stationäre Gerät übermittelt wird,
wobei die Information eine unbedingte oder bedingte Leistungsanforderung umfasst,
wobei bei bedingter Leistungsanforderung das stationäre Gerät abhängig von externen Einflüssen die Energieübertragung aktiviert.Important features in a system, in particular of the type mentioned above, for transmitting electrical power from a stationary device, such as from a stationarily arranged feed unit with a connected primary conductor to a mobile device, such as a vehicle, are that the transmission depends on information which is transmitted from the mobile device is transmitted to the stationary device,
wherein the information comprises an unconditional or conditional power request,
whereby with conditional power requirement the stationary device activates the energy transfer depending on external influences.

Von Vorteil ist dabei, dass eine effektive Nutzung kostengünstiger oder aus regenerativen Energiequellen erzeugter Energie ausführbar ist.The advantage here is that an effective use of cost or energy generated from renewable energy sources is feasible.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Information durch Nahfeldkommunikation, insbesondere durch induktive Nahfeldkopplung, übertagen,
insbesondere wobei die Reichweite der Nahfeldkommunikation, insbesondere Nahfeldkopplung, kleiner als die halbe Breite einer primärseitigen Feldplatte, insbesondere einer die Primärwicklung überdeckenden Ferritplatte, ist,
insbesondere wobei die Ferritplatte auf der vom Fahrzeug abgewandten Seite der Wicklung angeordnet ist. Von Vorteil ist dabei, dass keine Störquellen die Datenübertragung fehlerhafterweise beeinflussen können, insbesondere keine an anderen Fahrzeugen vorgesehen Sender, da die Ferritplatte weniger ausgedehnt ist als die Unterseite eines jeweiligen Fahrzeugs und die Fahrzeuge nur nebeneinander auf der Verfahrfläche anordenbar sind.In an advantageous embodiment, the information is transmitted by near field communication, in particular by inductive near field coupling,
in particular wherein the range of the near field communication, in particular near field coupling, is smaller than half the width of a primary-side field plate, in particular a ferrite plate covering the primary winding,
in particular, wherein the ferrite plate is arranged on the side of the winding facing away from the vehicle. The advantage here is that no sources of interference can influence the data transmission erroneously, in particular no transmitter provided on other vehicles, since the ferrite plate is less extensive than the underside of each vehicle and the vehicles can only be arranged next to each other on the traversing surface.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erfolgt die Übertragung der Information in Form eines binären Signals, welches vom mobilen Gerät erzeugt wird und vom stationären Gerät ausgewertet wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Informationsübertragung, insbesondere Datenübertragung, ausreichend ist.In an advantageous embodiment, the transmission of the information takes place in the form of a binary signal, which is generated by the mobile device and is evaluated by the stationary device. The advantage here is that a simple transfer of information, in particular data transmission, is sufficient.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Information als Aussteuerungsgrad, insbesondere einer An-Aus-Folge eines Spannungssignals, und/oder Pulsweitenmodulationsverhältnis, insbesondere eines pulsweitenmodulierten Spannungssignals, codiert
oder alternativ ist
die Information als Frequenzwert eines frequenzmodulierten Spannungssignals codiert, insbesondere durch entsprechend unterschiedliche Trägerfrequenzen. Von Vorteil ist dabei, dass die Datenübertragung in einfacher Weise ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the information is encoded as a modulation level, in particular an on-off sequence of a voltage signal, and / or pulse width modulation ratio, in particular of a pulse-width-modulated voltage signal
or alternatively
encodes the information as a frequency value of a frequency-modulated voltage signal, in particular by correspondingly different carrier frequencies. The advantage here is that the data transmission can be carried out in a simple manner.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das mobile Gerät einen Zustandsautomaten auf, welcher die Erzeugung des Spannungssignals steuert,
wobei die Information einen Bestandteil aufweist, der eine bedingte Ladung oder eine bedingte Ladeanforderung getrennt von einer erforderlichen, insbesondere also unbedingten, Ladung oder erforderlichen, insbesondere also unbedingten, Ladeanforderung anzeigt. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Ablaufsteuerung ausführbar ist.In an advantageous embodiment, the mobile device has a state machine which controls the generation of the voltage signal,
wherein the information comprises a component which indicates a conditional charge or a conditional charge request separately from a required, in particular therefore unconditional, charge or required, in particular therefore unconditional, charge request. The advantage here is that a simple flow control is executable.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.Further advantages emerge from the subclaims. The invention is not limited to the combination of features of the claims. For the skilled person, further meaningful combination possibilities of claims and / or individual claim features and / or features of the description and / or figures, in particular from the task and / or posing by comparison with the prior art task arise.

Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:The invention will now be explained in more detail with reference to figures:

In der 1 ist ein erfindungsgemäßes System gezeigt, bei welchem ein Fahrzeug 1 an seiner Unterseite eine Sekundärwicklung 2 aufweist, die induktiv an eine bodenverlegte, also stationär angeordnete Primärwicklung 3, koppelbar ist.In the 1 a system according to the invention is shown in which a vehicle 1 on its underside a secondary winding 2 having, inductively to a buried, so stationary arranged primary winding 3 , can be coupled.

Somit ist elektrische Leistung induktiv ans Fahrzeug übertragbar, wenn von einer stationär angeordneten Einspeiseeinheit in die Primärwicklung 3 ein mittelfrequenter Wechselstrom eingeprägt wird. Um einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, der möglichst unabhängig von Abweichungen zur Idealposition ist, ist der Sekundärwicklung eine Kapazität in Reihe und/oder parallel zugeschaltet, so dass die Resonanzfrequenz des so entstehenden Schwingkreises im Wesentlichen der Frequenz des mittelfrequenten Wechselstroms entspricht.Thus, electrical power is inductively transferable to the vehicle when traveling from a stationary supply unit to the primary winding 3 a medium-frequency alternating current is impressed. In order to achieve a high degree of efficiency, which is as independent as possible from deviations from the ideal position, the secondary winding has a capacitance connected in series and / or in parallel, so that the resonant frequency of the resulting oscillating circuit essentially corresponds to the frequency of the medium-frequency alternating current.

Zusätzlich ist auch ein Kommunikationskanal zwischen Fahrzeug 1 und stationärer, mit dem Primärleiter 3 verbundener Einspeiseeinheit vorgesehen.In addition, there is also a communication channel between the vehicle 1 and stationary, with the primary conductor 3 connected feed unit provided.

Der Kommunikationskanal ist entweder über magnetische Felder oder über Funkwellen realisierbar, also mittels eines elektromagnetischen Fernfeldes, oder mittels Infrarot.The communication channel can be realized either via magnetic fields or via radio waves, ie by means of an electromagnetic far field, or by means of infrared.

Alternativ ist aber auch eine Nahfeldsignalübertragung mitels magnetischer Felder ausführbar. Hierbei ist eine erste Wicklung am Fahrzeug angeordnet, insbesondere wobei diese Wicklung aus zwei elektrisch in Reihe oder parallel geschalteten Teilwicklungen besteht, die zueinander gegensinnig gewickelt sind. Ebenso ist eine zweite, solche aus zwei gegensinnig zueinander gewickelten Teilwicklungen bestehende Wicklung stationär vorgesehen, vorzugsweise im vom Primärleiter 3 überdeckten Bodenbereich. Trotz des starken vom Primärleiter 3 erzeugten mittelfrequenten Wechselmagnetfelds ist eine Signalübertragung mit diesem Nahfeld ausführbar. Denn durch die gegensinnige Bewicklung wird von diesem quasi homogenen Wechselmagnetfeld der mittelfrequenten Leistungsübertragung keine effektive Spannung in der Wicklung erzeugt.Alternatively, however, a near field signal transmission mitels magnetic fields executable. Here, a first winding on the vehicle is arranged, in particular wherein this winding consists of two electrically connected in series or parallel partial windings, which are wound in opposite directions. Likewise, a second, consisting of two oppositely wound to each other partial windings winding is provided stationary, preferably in the primary conductor 3 covered ground area. Despite the strong of the primary conductor 3 generated medium-frequency alternating magnetic field is a signal transmission with this near field executable. Because of the opposite winding winding of this quasi-homogeneous alternating magnetic field of medium-frequency power transmission no effective voltage is generated in the winding.

Die erste Wicklung ist also mit einem im Vergleich zur Frequenz des von der Einspeiseeinheit in den Primärleiter eingeprägten Wechselstroms höher frequenten Stroms beaufschlagbar und somit eine sichere Kommunikation im Bereich des starken Magnetfeldes vorsehbar. Allerdings ist die erste und zweite Wicklung jeweils nur für die Nahfeldübertragung vorgesehen. Die Frequenz des höher frequenten Stroms ist vorzugsweise eine Hochfrequenz.The first winding can therefore be acted upon by a higher-frequency current compared with the frequency of the alternating current impressed into the primary conductor by the supply unit, and thus secure communication in the region of the strong magnetic field can be provided. However, the first and second windings are provided only for the near field transmission. The frequency of the higher frequency current is preferably a high frequency.

In einer einfachen Ausführung der Erfindung wird Information mittels Frequenzmodulation übertragen.In a simple embodiment of the invention information is transmitted by means of frequency modulation.

Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel ist aber auch eine Informationsübertragung mittels binärem Signal ausführbar. Hierbei wird das Vorhandensein einer hochfrequenten Signalspannung oder das Nicht-Vorhandensein des Signals detektiert. Zur Signalisierung einer jeweiligen Information wird eine periodische An-Aus-Folge mit einem bestimmten Aussteuerungsgrad a verwendet.In a further embodiment according to the invention, however, an information transmission by means of a binary signal can also be carried out. In this case, the presence of a high-frequency signal voltage or the absence of the signal is detected. For signaling a respective information, a periodic on-off sequence with a certain degree of control a is used.

Bei einem verschwindenden Aussteuerungsgrad a, also a = 0, also nicht vorhandener hochfrequenter Signalspannung, wird vom Fahrzeug 1 keine Leistung angefordert über die induktive Leistungsübertragung von der Primärwicklung 3 zur Sekundärwicklung 2.At a vanishing degree of control a, so a = 0, that is, not present high-frequency signal voltage is from the vehicle 1 No power requested via the inductive power transmission from the primary winding 3 to the secondary winding 2 ,

Bei einem vollen Aussteuerungsgrad a, also a = 100%, also dauerhaft ununterbrochener hochfrequenter Signalspannung, wird vom Fahrzeug 1 Leistung angefordert.At a full modulation level a, ie a = 100%, ie permanently uninterrupted high-frequency signal voltage, the vehicle 1 Performance requested.

Bei einem mittleren Aussteuerungsgrad a, also beispielsweise a = 50%, also im zeitlichen Mittel mittleren Vorhandensein der hochfrequenten Signalspannung, wird vom Fahrzeug 1 Leistung nur bedingt angefordert.At an average modulation level a, that is to say, for example, a = 50%, that is to say the mean average presence of the high-frequency signal voltage over time, is emitted by the vehicle 1 Performance only conditionally requested.

Nach Eingang der Information, dass das Fahrzeug 1 keine Leistung anfordert, wird der Primärleiter nicht mit dem für die Leistungsübertragung vorgesehenen Strom beaufschlagt.After receiving the information that the vehicle 1 does not request power, the primary conductor is not supplied with the power intended for power transmission.

Nach Eingang der Information, dass das Fahrzeug 1 Leistung anfordert, also nach Eingang einer unbedingten Leistungsanforderung, wird der Primärleiter mit dem für die Leistungsübertragung vorgesehenen Strom beaufschlagt.After receiving the information that the vehicle 1 Requests power, so after receiving an unconditional power requirement, the primary conductor is supplied with the power intended for the power transmission.

Nach Eingang der Information, dass das Fahrzeug 1 Leistung nur bedingt anfordert, wird der Primärleiter mit dem für die Leistungsübertragung vorgesehenen Strom beaufschlagt, wenn ein hohes Angebot regenerativer erzeuger elektischer Leistung vorhanden ist und/oder das Angebot der Erzeuger elektrischer Leistung einen kritischen Wert übersteigt. Denn abhängig von dem Anteil der regenerativen Energieerzeuger, also Anlagen zur Erzeugung von elektrischer Energie, wie beispielsweise Windkraftwerke und/oder Solarkraftwerke, und abhängig von dem Vorhandensein der jeweiligen zugehörigen Energiequelle, wie beispielsweise Sonnenstrahlung und/oder Wind, ist die Einspeiseeinheit steuerbar.After receiving the information that the vehicle 1 Requires performance only conditionally, the primary conductor is supplied with the intended power for the transmission of electricity, if there is a large supply of regenerative electrical power produced and / or the supply of electric power producers exceeds a critical value. Because depending on the proportion of renewable energy generators, ie systems for generating electrical energy, such as wind power plants and / or solar power plants, and depending on the presence of the respective associated energy source, such as solar radiation and / or wind, the feed unit is controllable.

Somit wird bei Vorliegen einer bedingten Leistungsanforderung die Einspeiseeinheit derart angesteuert, dass die Einspeiseeinheit den Primärleiter mit dem zur induktiven Leistungsübertragung vorgesehenen Strom beaufschlagt.Thus, in the presence of a conditional power requirement, the supply unit is controlled such that the supply unit acts on the primary conductor with the power provided for inductive power transmission.

Die aus dem Primärleiter gebildete Primärwicklung ist vorzugsweise als Flachwicklung ausgeführt und auf ihrer vom Fahrzeug abgewandten Seite von einer Ferritplatte überdeckt. Die in die Verfahrebene senkrechte Projektion der Ferritplatte umfasst also die entsprechende senkrechte Projektion der Primärwicklung in die Verfahrebene. Die Reichweite der Nachfeldübertragung zwischen den Wicklungen ist kleiner als die Hälfte der Breite der Ferritplatte. Als Breite ist hier vorzugsweise die größte Ausdehnung der senkrechten Projektion der Ferritplatte in die Verfahrebene.The primary winding formed from the primary conductor is preferably designed as a flat winding and covered on its side facing away from the vehicle by a ferrite plate. The projection of the ferrite plate, which is perpendicular to the traverse plane, therefore comprises the corresponding vertical projection of the primary winding into the traverse plane. The range of the Nachfeldübertragung between the windings is smaller than half the width of the ferrite plate. The width here is preferably the greatest extent of the vertical projection of the ferrite plate in the traverse plane.

Alternativ zur oben beschriebenen Informationsübertragung, wobei die Information als Aussteuergrad der An-Aus-Folge eines hochfrequenten Spannungssignals übertragen wird, ist die Informationsübertragung auch mit einem frequenzmoduliertem hochfrequenten Spannungssignal ausführbar. Hierbei ist der Information einer unbedingten Leistungsanforderung ein erster Frequenzwert des Spannungssignals und einer bedingten Leistungsanforderung ein zweiter Frequenzwert des Spannungssignals zugeordnet.As an alternative to the information transmission described above, wherein the information is transmitted as Aussteuergrad the on-off sequence of a high-frequency voltage signal, the information transmission is also executable with a frequency-modulated high-frequency voltage signal. In this case, the information of an unconditional power requirement is assigned a first frequency value of the voltage signal and a conditional power requirement a second frequency value of the voltage signal.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform, ist ein Kommunikationskanal zwischen Fahrzeug und Einspeiseeinheit ausgeführt, über welchen die Information zum unbedingten oder bedingten Laden übertragbar sind. Der Kommunikationskanal ist als Fernfeldverbindung, wie WLAN-Verbindung oder auch als Nahfeldverbindung realisierbar.In a further embodiment according to the invention, a communication channel between the vehicle and the feed-in unit is implemented, via which the information for unconditional or conditional charging can be transmitted. The communication channel can be realized as a far field connection, such as a WLAN connection or as a near field connection.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugvehicle
22
Sekundärwicklungsecondary winding
33
Primärwicklungprimary

Claims (8)

System zur kontaktlosen Energieübertragung von einem von einer Einspeiseeinheit mit Wechselstrom beaufschlagbaren Primärleiter an eine an einem Fahrzeug angeordnete Sekundärwicklung, insbesondere zur Leistungsübertragung, wobei am Fahrzeug zur Informationsübertragung eine Wicklung mit einem Spannungssignal beaufschlagbar ausgebildet ist, dessen Frequenz höher ist als die Frequenz des Wechselstroms, wobei eine in einer weiteren Wicklung vom Spannungssignal induzierte Spannung der Einspeiseeinheit zugeleitet wird, insbesondere zur Steuerung des Wechselstroms, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeiseeinheit ein Mittel zum Erkennen des Aussteuerungsgrades einer An-Aus-Folge des Spannungssignals aufweist, wobei die Einspeiseeinheit ein Mittel zur vom Aussteuerungsgrad abhängigen Beaufschlagung des Primärleiters mit dem Wechselstrom zur Übertragung elektrischer Leistung aufweist.System for contactless energy transmission from a primary conductor which can be acted upon by a supply unit with alternating current to a secondary winding arranged on a vehicle, in particular for power transmission, wherein on the vehicle for information transmission a winding with a voltage signal is formed beaufschlagbar whose frequency is higher than the frequency of the alternating current, wherein a voltage induced in another winding voltage of the supply unit is fed, in particular for controlling the alternating current, characterized in that the supply unit comprises a means for detecting the Aussteuerungsgrades a Out of sequence of the voltage signal, wherein the feed unit comprises a means for the degree of modulation dependent loading of the primary conductor with the alternating current for the transmission of electrical power. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei verschwindendem Aussteuerungsgrad der Primärleiter, insbesondere zur Leistungsübertragung, nicht mit Wechselstrom beaufschlagt wird, und dass bei vollem Aussteuerungsgrad der Primärleiter, insbesondere zur Leistungsübertragung, mit Wechselstrom beaufschlagt wird, und dass bei zwischen verschwindendem und vollem Aussteuerungsgrad liegenden Aussteuerungsgrad der Primärleiter, insbesondere zur Leistungsübertragung, nur bedingt mit Wechselstrom beaufschlagt wird.System according to claim 1, characterized in that at vanishing level of control of the primary conductor, in particular for power transmission, is not acted upon by alternating current, and that at full Aussteuerungsgrad the primary conductor, in particular for power transmission, is acted upon by alternating current, and that at between vanishing and full Aussteuerungsgrad lying level of modulation of the primary conductor, in particular for power transmission, is only partially subjected to alternating current. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspeiseeinheit aus einem elektrischen Versorgungsnetz gespeist ist, dessen Versorgungsspannung aus Anlagen zur Erzeugung elektrischer Energie erzeugt ist, wobei bei bedingter Beaufschlagung mit Wechselstrom die Einspeiseeinheit in den Primärleiter Wechselstrom nur dann einprägt, wenn die von den Anlagen insgesamt erzeugte Leistung einen Mindestwert überschreitet, insbesondere wobei zumindest eine der Anlagen eine regenerative Energiequelle nutzt, insbesondere eine Solarenergie-Anlage oder eine Windenergie-Anlage ist.System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the feed unit is fed from an electrical supply network whose supply voltage is generated from systems for generating electrical energy, wherein conditional admission of alternating current, the feed unit in the primary conductor AC impresses only when the total power generated by the installations exceeds a minimum value, in particular wherein at least one of the installations uses a regenerative energy source, in particular a solar energy installation or a wind energy installation. System, insbesondere nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, zur Übertragung elektrischer Leistung von einem stationären Gerät, wie von einer stationär angeordneten Einspeiseeinheit mit verbundenem Primärleiter auf ein mobiles Gerät, wie Fahrzeug, wobei die Übertragung abhängig ist von einer Information, welche vom mobilen Gerät an das stationäre Gerät übermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Information eine unbedingte oder bedingte Leistungsanforderung umfasst, wobei bei bedingter Leistungsanforderung das stationäre Gerät abhängig von externen Einflüssen die Energieübertragung aktiviert.System, in particular according to at least one of the preceding claims, for transmitting electrical power from a stationary device, such as from a stationarily arranged feed unit with a connected primary conductor to a mobile device, such as vehicle, wherein the transmission is dependent on information, which from the mobile device the stationary device is transmitted, characterized in that the information comprises an unconditional or conditional power requirement, wherein in conditional power requirement, the stationary device depending on external influences activates the energy transfer. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Information durch Nahfeldkommunikation, insbesondere durch induktive Nahfeldkopplung, übertagen wird, insbesondere wobei die Reichweite der Nahfeldkommunikation, insbesondere Nahfeldkopplung, kleiner als die halbe Breite einer primärseitigen Feldplatte, insbesondere einer die Primärwicklung überdeckenden Ferritplatte, ist, insbesondere wobei die Ferritplatte auf der vom Fahrzeug abgewandten Seite der Wicklung angeordnet ist.System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the information is transmitted by Nahfeldkommunikation, in particular by inductive Nahfeldkopplung, in particular wherein the range of Nahfeldkommunikation, in particular Nahfeldkopplung, smaller than half the width of a primary-side field plate, in particular a primary winding covering ferrite plate , In particular, wherein the ferrite plate is disposed on the side facing away from the vehicle of the winding. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung der Information in Form eines binären Signals erfolgt, welches vom mobilen Gerät erzeugt wird und vom stationären Gerät ausgewertet wird.System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the transmission of the information takes place in the form of a binary signal which is generated by the mobile device and is evaluated by the stationary device. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Information als Aussteuerungsgrad, insbesondere einer An-Aus-Folge eines Spannungssignals, und/oder Pulsweitenmodulationsverhältnis, insbesondere eines pulsweitenmodulierten Spannungssignals, codiert ist oder alternativ dass die Information als Frequenzwert eines frequenzmodulierten Spannungssignals codiert ist, insbesondere durch entsprechend unterschiedliche Trägerfrequenzen.System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the information as Aussteuerungsgrad, in particular an on-off sequence of a voltage signal, and / or pulse width modulation ratio, in particular a pulse width modulated voltage signal is encoded, or alternatively that the information encoded as the frequency value of a frequency modulated voltage signal is, in particular by correspondingly different carrier frequencies. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mobile Gerät einen Zustandsautomaten aufweist, welcher die Erzeugung des Spannungssignals steuert, dass die Information einen Bestandteil aufweist, der eine bedingte Ladung oder eine bedingte Ladeanforderung getrennt von einer erforderlichen, insbesondere also unbedingten, Ladung oder erforderlichen, insbesondere also unbedingten, Ladeanforderung anzeigt.System according to at least one of the preceding claims, characterized in that the mobile device has a state machine which controls the generation of the voltage signal that the information has a component which is a conditional charge or a conditional charge request separate from a required, especially unconditional, Charge or required, especially so unconditional, charging request indicates.
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