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CN107624090A - 用于机动车的充电站和用于运行充电站的方法 - Google Patents

用于机动车的充电站和用于运行充电站的方法 Download PDF

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CN107624090A CN201680028980.3A CN201680028980A CN107624090A CN 107624090 A CN107624090 A CN 107624090A CN 201680028980 A CN201680028980 A CN 201680028980A CN 107624090 A CN107624090 A CN 107624090A
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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的充电站(10)，具有用于向机动车的电池感应地传输能量的初级线圈单元(12)和金属探测器(14)，金属探测器(14)被设置用于，检测位于充电站(10)的充电站表面(16)上方的机动车；充电站(10)具有发送装置(24)，该发送装置被设置用于，在金属探测器(14)探测到有机动车位于充电站表面(16)上方的情况下发送占用信号。本发明此外涉及一种用于运行充电站(10)的方法。

Description

用于机动车的充电站和用于运行充电站的方法
技术领域
本发明涉及一种在权利要求1的前序部分中给出的类型的用于机动车的充电站。此外，本发明涉及一种用于运行这种充电站的方法。
背景技术
DE102011015980A1公开了一种用于机动车的充电站，该充电站具有用于将能量感应地传输到机动车的电池上的初级线圈单元和金属探测器。金属探测器在此用于探测在机动车的初级线圈单元和次级线圈单元之间的耦合区域中的金属的物体。如果借助于金属探测器探测到金属的物体，那么例如可以触发报警和/或中断向初级线圈元件传输功率，尤其是强电流。
DE102009033236A1公开了一种用于感应地传输电能量的设备。设备包括用于探测在空间内的物体的装置，该空间至少包括在能量传输期间位于设备的初级电感和机动车的次级电感之间的空间。借助于该设备可以识别在初级电感的场区域中的异物。
US5821731A也公开了一种用于机动车的充电站。充电站包括用于向机动车的次级线圈感应地传输能量的初级线圈，用以由此对机动车的电池充电。充电站此外包括至少一个磁性传感器，借助于该传感器可以探测停泊在充电站里的机动车的次级线圈单元的位置。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于机动车的充电站以及一种用于运行充电站的方法，借此可以以特别简单的方式确定和提供充电站的占用状态。
这个目的通过具有独立权利要求的特征的用于机动车的充电站以及通过用于运行充电站的方法来实现。具有本发明的符合目的的并且非普通的改进的有利的设计方案在从属权利要求中给出。
根据本发明的用于机动车的充电站包括用于向机动车的电池感应地传输能量的初级线圈单元和金属探测器。根据本发明的充电站的突出之处在于，金属探测器被设置用于，检测位于充电站的充电站表面上方的机动车，其中，充电站具有发送装置，该发送装置被设置用于，在金属探测器探测到有机动车位于充电站表面上方的情况下发送占用信号。
优选地，充电站在此可以被结合到停车场中，由此可以对停泊在停车场上的电动车充电。金属探测器优选由线圈构成或具有发送线圈和分开的接收线圈。如果金属探测器由线圈构成，则例如可以测量线圈的阻抗和/或线圈的有效功率，用以确定是否有机动车正位于充电站表面上方或上面。因为机动车通常具有许多金属的部件，因此借助于金属探测器可以以简单的方式确定，是否正好有机动车停放在充电站表面上面。发送装置此外也可以被设置用于：只要借助于金属探测器在充电站表面上方或上面没有探测到机动车发送信号，该信号表明充电站正好没有被机动车占用。
金属探测器尤其被设置用于探测或检测被布置或停放在充电站的充电站表面上方的任何机动车。因此，借助于根据本发明的充电站可以通知其它的机动车或它们的司机，相关的充电站正在被某个机动车占用并且不能被用于充电过程。
在本发明的一有利的设计方案中规定，金属探测器被设置用于检测无次级线圈的机动车。换言之，金属探测器因此被设置用于检测和探测被布置或停放在充电站的充电站表面上面或充电站表面上方的任何机动车。金属探测器被设置用于，一旦机动车位于充电站表面上面或充电站表面上方，则检测机动车的基本上任何金属的部件。由于充电站可以优选地被结合到停车场中，因此有利的是，金属探测器也可以检测没有次级线圈的机动车。因为也可能的是，常规的机动车，即无电动驱动装置的机动车，同样被停放在充电站上。在这种情况下，尽管如此，金属探测器也可以识别出充电站正在被占用，从而发送装置可以发送所述的占用信号。
本发明的另一个有利的实施方式规定，初级线圈单元包括金属探测器。由此，可以特别紧凑地设计整个充电站，因为金属探测器是初级线圈单元的一部分。优选金属探测器在此由线圈构成并且被设计用于向机动车的电池传输能量。换言之，金属探测器本身因此由初级线圈构成，由此借助于初级线圈可以在要充电的机动车的次级线圈中感生出电压。金属探测器因此具有双重功能，即一方面，金属探测器用于检测，是否有机动车位于充电站表面上面，和另一方面，金属探测器附加地还被设置用于，在机动车的次级线圈中感生出电压，以便对相关的机动车的电池充电。由此充电站总体上可以用特别少的部件并且特别紧凑地构造。
根据本发明的另一个有利的实施方式规定，充电站具有升降机构，该升降机构被设置用于，使初级线圈单元在被降低的收起位置和伸出的充电位置之间运动。因为在感应充电时对充电过程的效率而言尤其重要的是，在初级线圈单元和要充电的机动车的次级线圈单元之间的间距特别小。通过升降机构可以将初级线圈单元移动到距要充电的机动车的次级线圈单元特别近，由此可以特别高效地，即以高的效率实施充电过程。
在根据本发明的用于运行根据本发明的充电站的方法中或在根据本发明的充电站的一个有利的实施方式中，借助于金属探测器探测，是否有机动车位于充电站表面的上方，其中，如果借助于金属探测器探测到，有机动车位于充电站表面的上方则借助于充电站的发送装置发送占用信号。根据本发明的充电站的有利的设计方案在此可以被看作为根据本发明的方法的有利的设计方案，其中，充电站尤其具有用于实施方法步骤的手段。
根据本发明的方法的一个有利的实施方式规定，只要初级线圈单元没有被运行以对机动车的电池进行充电，则借助于金属探测器以预先给定的间隔检查是否有机动车位于充电站表面上面。换言之，金属探测器因此以周期性的间隔在一种探测模式下运行，在该探测模式下金属探测器被这样地控制，即借助于金属探测器可以检查，是否正好有机动车位于充电站表面上方或充电站表面上面。在此情况下例如可以以几秒或也几分钟的周期性的间隔操作金属探测器，以检查是否有机动车位于充电站表面的上方或上面。由此可以以可靠的方式确定，充电站是正好空闲还是被占用。
最后，根据本发明方法的另一个有利的实施方式规定，如果金属探测器由线圈构成并且被设计用于向机动车的电池传输能量，为了检查是否有机动车位于充电站表面的上方而给金属探测器供给的功率小于用于向机动车的电池传输能量的充电功率。由此可以保证，尤其是在仅仅具有内燃机并且没有借助于感应充电的电池的机动车上，对这种机动车的金属的部件不造成损害。
本发明的其它优点、特征和细节从以下对优选实施例的描述中以及借助于附图得出。以上在描述中提到的特征和特征组合以及以下在附图描述中提到的和/或在附图中单独示出的特征和特征组合不仅可以在分别给出的组合中使用，而且可以在其它组合中或单独地使用，而不脱离本发明的范围。
附图说明
以下借助于唯一的附图详细解释本发明的实施例，在该附图中示意性地示出了用于对机动车的电池进行感应充电的充电站，其中，在充电站的上方示出机动车的底部。
具体实施方式
在唯一的附图中以示意性的侧视图示出在整体上用10标示的用于机动车的充电站。充电站10包括用于向机动车的电池感应地传输能量的初级线圈单元12和金属探测器14，该金属探测器14被布置在充电站10的充电站表面16的下方。此外，充电站10还具有升降机构18，该升降机构被设置用于，使初级线圈单元12在此处示出的被降低的收起位置与伸出的充电位置之间运动。换言之，升降机构18可以使初级线圈单元12连同金属探测器16一起在充电站10的高度方向z上上下运动。为了驱动或调节升降机构18，充电站10还包括驱动单元20，该驱动单元例如可以是电机。如图所示，升降机构18在本例中以剪式升降台的形式构造，其中，升降机构18的其它的设计方案也是可能的。此外，充电站10还具有铝底板22，该铝底板将充电站10在向下的方向上屏蔽。当运行初级线圈单元12以对机动车的电池充电时，这是尤其有利的，因为此时形成的磁场借助于铝底板22被在向下的方向上屏蔽。
充电站10此外包括发送装置24，该发送装置被设置用于当借助于金属探测器14探测到有机动车位于充电站表面16上时，发出占用信号。此外，充电站10还具有控制装置26，该控制装置被设置用于，依赖于分别由金属探测器14接收的信号控制发送装置24。换言之，控制装置26因此形成在金属探测器14和发送装置24之间的连接环节。
在本视图中示出了没有详细标示的机动车的机动车底部28，其中，机动车底部28位于充电站表面16的上方。换言之，机动车因此被如此地停放，即机动车底部28在高度方向z上与充电站表面16稍微相间隔地布置。金属探测器16在此被设置用于检测任何机动车，只要该机动车具有金属的部件。换言之，金属探测器16也被设置用于检测和探测没有次级线圈的机动车。充电站10优选被嵌入或结合到一个没有详细示出的停车场中。因此，不仅完全采用内燃机驱动的机动车而且电动车以及混合动力车都可以停放在该停车场上并且因此停放在充电站10上方。
优选地，至少只要初级线圈单元12没有被运行来对机动车的电池进行充电，便借助于金属探测器16以预先给定的间隔检查，是否有机动车位于充电站表面16上面。为此，控制装置26周期地这样地控制金属探测器14，即借助于金属探测器14检查，是否有机动车位于充电站表面16的上方。一旦借助于金属探测器16在此探测到有机动车位于充电站表面16上面或上方，则控制装置26这样地控制发送装置24，即借助于发送装置24发送或发出占用信号。
其它的机动车可以接收这个占用信号，由此尤其是机动车的各自的司机明白充电站10正在被占用。占用信号在此被无线地发送，例如通过无线电频率、通过无线局域网(WLAN)或类似方式。因此周围的机动车可以以简单的方式获知，充电站10是否正在被占用。尤其是对于电动车或混合动力车，这是个重要的信息，因为这种机动车的司机可以以简单的方式决定，他是否要驶向充电站10对他的机动车的电池进行充电。
与在此处示出的视图相反，初级线圈单元12也可以包括金属探测器14，其中，金属探测器14在这种情况下由线圈构造成并且被设计用于向机动车的电池传输能量。换言之，因此可以规定，金属探测器14由初级线圈构成，借助于该初级线圈可以在相应的机动车的次级线圈中感生出电压，用于对机动车的相关的电池进行充电。
因此，金属探测器14在这种情况下具有双重功能。一方面，借助于金属探测器14可以探测充电站10本身到底是否被占用，其方式是借助于金属探测器14检查，是否正好有机动车位于充电站10上方。此外，金属探测器14可以用于在要充电的机动车的次级线圈中感生出电压。通过功能整合可以提供一种连同金属探测器14一起的特别紧凑的初级线圈单元12，因为金属探测器14具有所述的双重功能。
如果金属探测器14由线圈构成并且被设计用于向机动车的电池传输能量，那么为了检查是否有机动车位于充电站表面16上面或上方而提供给金属探测器14的功率小于用于向机动车的电池传输能量的充电功率。尤其地，如果位于充电站10上方的机动车是没有次级线圈的机动车，那么由此可以避免损坏机动车的金属的部件。
因此，借助于上述的充电站10和上述的用于运行充电站10的方法可以以简单的并且可靠的方式通知在充电站10的环境中的机动车，充电站10是否正被占用，而与充电站10正被电动车、还是正被混合动力车、还是仅仅被内燃机驱动的机动车占用的情况无关。

Claims (8)

1.一种用于机动车的充电站(10)，具有用于向机动车的电池感应地传输能量的初级线圈单元(12)和金属探测器(14)，
其特征在于，
-金属探测器(14)被设置用于，检测位于充电站(10)的充电站表面(16)上方的机动车；
-充电站(10)具有发送装置(24)，该发送装置被设置用于，在金属探测器(14)探测到有机动车位于充电站表面(16)上方的情况下发送占用信号。
2.根据权利要求1所述的充电站(10)，其特征在于，金属探测器(14)被设置用于检测无次级线圈的机动车。
3.根据权利要求1或2所述的充电站(10)，其特征在于，初级线圈单元(12)包括所述金属探测器(14)。
4.根据权利要求3所述的充电站(10)，其特征在于，金属探测器(14)由线圈构成并且被设计用于向机动车的电池传输能量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的充电站(10)，其特征在于，充电站(10)具有升降机构(18)，该升降机构被设置用于，使初级线圈单元(12)在被降低的收起位置与伸出的充电位置之间运动。
6.一种用于运行根据前述权利要求中任一项所述的充电站(10)的方法，其中，借助于金属探测器(14)探测是否有机动车位于充电站表面(16)上方，在金属探测器(14)探测到有机动车位于充电站表面(16)上方的情况下，借助于充电站(10)的发送装置(24)发送占用信号。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，只要初级线圈单元(12)不是被运行以对机动车的电池进行充电，便借助于金属探测器(14)以预先给定的间隔检查是否有机动车位于充电站表面(16)上方。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，如果金属探测器(14)由线圈构成并且被设计用于向机动车的电池传输能量，则为了检查是否有机动车位于充电站表面(16)的上方而给金属探测器(14)供给的功率小于用于向机动车的电池传输能量的充电功率。
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