CN104582999B - 用于感应充电的充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于为能电驱动的车辆(1)的行驶电池(3)感应充电的充电装置(12)，具有初级线圈(13)，其能通过处于压力下的介质沿第一方向(25)向车辆(1)的次级线圈(5)移动。初级线圈(13)设置在至少暂时弹性的保持器(15)上。

Description

用于感应充电的充电装置
技术领域
本发明涉及一种用于为能电驱动的车辆的行驶电池进行感应充电的充电装置以及一种用于在感应充电时对初级线圈进行定位的方法。
背景技术
能电驱动的车辆具有行驶电池(蓄电池)，其提供对于行驶运行来说必需的电能。放电后的电池必需根据要求通过充电装置再次充电。为此，能电驱动的车辆的行驶电池和充电装置经常通过充电电缆彼此电连接。该电连接的产生通常被感觉是松垮的，尤其是在电缆较长、受到污染或者潮湿时或者连接插头较重时。
当行驶电池被感应充电时，与充电电缆的电连接就不是必要的。在此，在车辆外部设置有初级线圈，其通过电磁场向车辆的次级线圈提供电能。该无线能量传输的效率基本上取决于初级线圈与次级线圈之间的距离有多大，初级线圈相对于次级线圈的定向有多精确。
由专利申请US 2011/0181240 A1公开了一种感应式充电装置，其中，初级线圈借助于压缩空气技术向车辆的次级线圈移动。在此，车辆的位置通过具有容纳部的挡块来固定，车辆的车轮驶入到该容纳部中。
此外，由国际专利申请WO 2011/044969 A2公开了一种感应式充电装置，其中，初级线圈被置入到底座的***部中并且车辆的车轮定位在凹槽中。
发明内容
本发明的目的在于提出一种装置和方法，其能够在感应充电时安全和可靠地对初级线圈进行定位。
根据本发明，该目的通过一种充电装置和方法实现。
根据本发明提出，用于为能电驱动的车辆的行驶电池进行感应充电的充电装置具有初级线圈，该初级线圈能通过处于压力下的介质沿第一方向向车辆的次级线圈移动，其中，初级线圈布置在至少暂时弹性的保持器上。在此，当初级线圈向车辆的次级线圈移动时，也就是说，当初级线圈处于充电位置时，该保持器具有至少弹性的特性。在该充电位置中初级线圈尽可能紧密地挨着车辆的次级线圈布置。但是该保持器也可以是持续弹性的，也就是说，具有持续的弹性特性。
通过保持器的弹性，当在充电过程中能电驱动的车辆移动时，初级线圈和/或次级线圈优选地尤其被保护以防止损坏。这样的移动例如可以在充电期间人员进入车辆时出现或者在对车辆进行装载时出现。那么在车辆的轮子上的弹簧就被强烈地压缩并且车辆的次级线圈向下移动。在固定设置的初级线圈时产生这样的风险，即通过该移动使得初级线圈和/或次级线圈受到损害。因此该风险也是相当大的，因为初级线圈和/或次级线通常具有易碎的铁磁材料。通过弹性的保持器降低了该风险，因为在这种类型的车辆运动时，初级线圈能够弹性地后退并以此避免了损坏。
充电装置如此地设计，即处于压力下的介质是气体，尤其是压缩空气。
充电装置如此地设计，即保持器将初级线圈与(能由车辆驶过的)底座连接。由此，初级线圈与(固定的)底座弹性地连接，从而使初级线圈在车辆的运动时或许能够弹性地退回，而不会出现损害。
充电装置如此地设计，即保持器具有风琴式结构，尤其是折叠的风琴式结构，其能由介质填充。通过这种类型的、在填充介质时能够改变长度的风琴式结构，初级线圈能够优选地向着次级线圈移动。此外，该风琴式结构在部分或者完全地填充介质的状态中具有弹性的特性。
在此，充电装置可以如此地设计，即初级线圈布置在风琴式结构的端部。
充电装置也可以如此地设计，即保持器具有软管，该软管能由介质填充或者保持器具有枕垫，该枕垫能由介质填充。这种类型的软管或者这种类型的枕垫在未填充的状态中具有平坦的形状，从而使得初级线圈与车辆的次级线圈保持距离。随着逐渐填充介质，软管的厚度或者枕垫的厚度增大，从而使初级线圈向车辆的次级线圈移动。部分或者完全地填充的软管或者枕垫优选具有弹性的特性。
充电装置也可以如此地设计，即保持器具有薄膜，该薄膜能由介质拱起。当薄膜利用处于压力下的介质加载时，薄膜被拱起，从而使得设置在薄膜上的初级线圈在车辆的次级线圈的方向上移动。该薄膜在被拱起的状态中具有弹性的特性，从而使得初级线圈弹性地设置在保持器上，或者弹性地由其保持。
在此，充电装置也可以如此地设计，即薄膜环形地包围初级线圈。如此设计的薄膜允许初级线圈在第一方向上朝次级线圈移动。
充电装置也可以如此地设计，即初级线圈能在第二方向上移动地设置。这允许初级线圈更加良好地关于次级线圈定向。
在此，充电装置也可以如此地设计，即保持器的弹性允许初级线圈在第二方向上移动。弹性的保持器优选地不仅仅允许初级线圈在外力的作用下弹性退回，也允许初级线圈在第二方向上的定向(基于保持器的弹性变形)。
充电装置也可以如此地设计，即初级线圈支承在滑动支承件上，该滑动支承件允许初级线圈在第二方向上移动。通过这种类型的滑动支承件允许初级线圈在第二方向上的进一步移动。
充电装置也可以如此地设计，即充电装置具有压力传感器，用于测量在初级线圈和次级线圈之间的接触压力和/或具有压力传感器，用于测量介质的压力。通过这种类型的压力传感器能够优选地识别出，初级线圈在第一方向上移动时什么时候接触次级线圈。在该种情况中，在初级线圈和次级线圈之间的接触压力上升。同时，介质的压力也上升。
充电装置也可以如此地设计，即保持器在第一位置中沉降到(能由车辆驶过的)底座中。该第一位置是保持器和初级线圈的初始位置。该第一位置处于充电装置的初始状态中。在此优选的是，在充电装置的初始状态中，保持器能够进入到第一位置中并且沉降到底座中。由此避免了从底座中伸出的造成干扰的障碍物。此外，初级线圈受到保护地布置在第一位置中。
充电装置也可以如此地设计，即保持器在第二位置中从底座沿第一方向伸出。该第二位置是保持器和初级线圈的工作位置或者充电位置。为了对车辆进行充电，保持器能够优选地进入到第二位置中，在该位置中保持器从底座中沿第一方向(在次级线圈的方向上)伸出。
充电装置可以如此地设计，即第二方向垂直于第一方向定向。
充电装置可以优选地如此设计，即第一方向是垂直方向，第二方向是水平方向。
此外，根据本发明提出了一种用于在为能电驱动的车辆的行驶电池感应充电时对初级线圈进行定位的方法，其中，在该方法中初级线圈能通过处于压力下的介质沿第一方向朝车辆的次级线圈移动，其中，初级线圈在第一方向上由至少暂时弹性的保持器(其由介质进行加载)移动。
该方法能够如此的设计，即处于压力下的介质是气体，尤其是压缩空气。
该方法能够如此地运行，即初级线圈通过介质在第一方向上移动，直至初级线圈接触次级线圈。由此能够优选地实现，初级线圈能够非常紧密地到达车辆的次级线圈，由此能够在能量传递时获得较高的效率。
该方法能够如此地运行，即通过至少一个压力传感器来识别该接触。在识别该接触时，通过例如不再进一步提高介质的压力来停止初级线圈的移动。
在此，该方法能够如此地运行，即由压力传感器来测量在初级线圈和次级线圈之间的接触压力，或者由压力传感器来测量介质的压力。一旦所谓的初级线圈接触次级线圈，那么就在初级线圈和次级线圈之间产生接触压力，该接触压力通过压力传感器来测量。同时，介质的压力上升，因为初级线圈不再进一步移动。
该方法能够如此地运行，即保持器允许初级线圈在第二方向上的移动。初级线圈在第二方向上的移动实现了初级线圈更好地对准车辆的次级线圈。
该方法能够这样设计，即电流传导穿过次级线圈，由此初级线圈(在第二方向上)关于次级线圈定向。在此，初级线圈关于次级线圈的磁场进行定向。电流在初级线圈中产生磁场。次级线圈提供这种类型的磁场(因为例如电流同时穿过次级线圈)。由于两个磁场相互吸引的原因，初级线圈对准次级线圈。通过该对准，在初级线圈和次级线圈之间的无线能量传输的效率被进一步提高。
该方法能够这样设计，电流传导穿过设置在次级线圈上的电磁铁，由此初级线圈(在第二方向上)关于次级线圈定向。在此，初级线圈尤其能够关于设置在次级线圈上的电磁体来定向，同样由电流传导穿过电磁铁。
该方法也能够这样设计，即初级线圈关于次级线圈同心地定向。优选的是，初级线圈这样地对准次级线圈，即两个线圈同心地布置。在同心地对准或者布置中，初级线圈和次级线圈围绕共同的中心点或者围绕共同的轴线布置。
该方法能够如此地运行，即在对准之后，介质的压力被升高，由此对准的初级线圈相对于次级线圈的位置被固定。通过增大介质的压力，初级线圈强烈地抵压次级线圈。由此，在初级线圈和次级线圈之间的摩擦力被增大。该增大的摩擦力产生这样的效果，即对准的初级线圈相对于次级线圈的位置不再发生变化，而是被固定住。
该方法能够这样设计，即第二方向垂直于第一方向定向。
该方法尤其能够这样设计，即第一方向是垂直方向，第二方向是水平方向。
此外，该方法同样具有优点，这些优点联系到以上的充电装置而被给出。
附图说明
接下来根据实施例对本发明进一步说明。图中示出
图1是具有风琴式结构的充电装置的第一实施例的示意性截面图，
图2是具有软管的充电装置的另外的实施例，
图3是具有枕垫的充电装置的另外的实施例，
图4是在第一位置中的具有薄膜的保持器的另外的实施例，
图5是在第二位置中的图4中的保持器，
图6是图4的保持器的俯视图，
图7示出了用于定位的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
图1示意性地示出了能电驱动的车辆1。该能电驱动的车辆1具有行驶电池3，其存储了对于车辆运行来说必需的电能。通过次级线圈5能够为行驶电池3充电。在充电期间，电能从次级线圈5传输至行驶电池3.这仅仅示意性地通过电连接7示出。
能电驱动的车辆1停放在底座10上，该底座能够有车辆驶过。在该底座可以是地面，街道，停车场或者停车楼的停放位置。在该底座上设置有充电装置12，在图1的实施例中仅仅示出了从该充电装置中挑选出的一些组件。该充电装置具有初级线圈13。
初级线圈和次级线圈可以例如具有在30和60cm之间的直径。在此，较小的线圈时优选的，因为其需要较小的结构空间，具有较小的重量和在在充电装置和车辆中的更好集成性。
初级线圈13设置在保持器15上。该保持器15在本实施例中设计成风琴式结构，确切地说设计成折叠的风琴式结构。初级线圈13设置在该风琴式结构15的端部。该风琴式结构通过压力管线18和能电驱控的阀门20与压缩机22连接。
该压缩机22产生压缩空气的形式的、处于压力下的介质(在另外的实施例中，作为介质也可以取代压缩空气而使用另外的气体)。该处于压力下的介质在阀门22开启时通过压力管线18从压缩机到达风琴式结构15，并且产生这样的作用，即风琴式结构15沿着箭头25膨胀，也就是变大。由此，初级线圈13在第一方向上(在本实施例中相应于z方向)向车辆1的次级线圈5移动。如果通过压缩机22增大在风琴式结构15中的压力，那么初级线圈13向着次级线圈5移动并且减小两个线圈间的距离。如果阀门20关闭，那么在保持器15(在此：风琴式结构15)中的压力保持恒定并且初级线圈停留在其相应的位置中。如果通过阀门20卸载压力，那么保持器15中的压力减小并且初级线圈13由于其重量的原因向下沉降，也就是说，初级线圈远离于车辆1的次级线圈5移动。
在本实施例中，通过压缩机22来提供风琴式结构15中的空气压力。由此，初级线圈13一直移动，直至初级线圈13接触次级线圈5。该接触通过第一压力传感器30、第二压力传感器33和/或第三压力传感器36来识别。通过第一压力传感器30测量在初级线圈13和次级线圈5之间的接触压力。第一压力传感器30设置在初级线圈13上。可选或者附加的是，通过第二压力传感器33也可以测量在初级线圈13和次级线圈5之间的接触压力。为此，第二压力传感器布置在次级线圈5上。第一压力传感器和/或第二压力传感器也可以设计成简单的开关，其在达到预定的接触压力时开关转换，由此产生相应的信号。可选或者附加的是，通过第三传感器36也可以测量介质的压力(在此：风琴式结构中的空气压力)。一旦初级线圈13接触次级线圈5并且因此不能进一步移动，那么在风琴式结构15中的压力就会上升。通过该压力上升能够识别出，初级线圈13接触到了车辆1的次级线圈5。第一压力传感器30和/或第二压力传感器33的信号通过虚线示出的通信连接38传递给控制装置39，该控制装置控制充电装置的组件(在此尤其是压缩机22和阀门20)。第二压力传感器33的测量值通过通信连接41以及通过示意性示出的无线通信连接43同样向控制装置39传输。
一旦检测到初级线圈和次级线圈之间的接触，就关闭阀门20，从而使风琴式结构15中的压力保持恒定并且不再进一步增大在初级线圈13和次级线圈5之间的接触压力。可选的是，也可以关闭压缩机22。
在该填充的状态中，风琴式结构15具有弹性的特性。由于风琴式结构的厚壁的原因，初级线圈13能够在第二方向(在本实施例中该方向位于X-Y平面中)移动。初级线圈也可以在该第二方向上移动。在示出的第二位置中，保持器15的弹性也允许初级需安全在第二方向上移动，也就是说，初级线圈研制箭头44移动。
为了使初级线圈13进一步精确地关于次级线圈5定向，现在短时地(例如几秒的时长)使直流电流传导穿过初级线圈。由此，在初级线圈13周围形成磁场。同时使直流电流穿过次级线圈5，由此也在次级线圈5的周围形成磁场。初级线圈的磁场和次级线圈5的磁场彼此吸引。由此，初级线圈13一直在第二方向上(也就是说在此在X-Y平面中)移动，直至初级线圈13对准次级线圈5。尤其实现两个线圈的彼此同心对准，也就是说，不仅初级线圈13而且次级线圈5都在对准的状态中具有共同的中心点或者关于共同的轴线对准。该共同的轴线在本实施例中作为轴线40示出。在图1中示出了在保持器的第二位置中的初级线圈的对准状态。在第二位置时，保持器连同设置在其上的初级线圈在第一方向上从底座10中伸出。(仅仅出于便于观察的原因，在图1中示出了在初级线圈13和次级线圈5之间的气隙。优选的是，在初级线圈13和次级线圈5接触时，该气隙是非常小的。)
可选的是，初级线圈的对准也可以通过电磁铁实现。在此，至少一个电磁铁47设置在初级线圈上以及至少一个另外的电磁铁49设置在次级线圈上。两个电磁铁由直流电穿流；电磁铁47的由此产生的磁场和电磁铁49的由此产生的磁场彼此吸引。由此，初级线圈13一直在第二方向上移动，直至初级线圈13对准次级线圈5。
在初级线圈13对准之后，阀门20被开启并且由此进一步提高在风琴式结构15中的介质的压力。由此，在初级线圈13和次级线圈5之间的接触压力被提高并且在初级线圈13和次级线圈5之间的摩擦力上升。因此，关于次级线圈5对准的初级线圈被固定住，也就是说，初级线圈的位置相对于次级线圈5被固定下来。
现在可以通过在初级线圈上施加交流电来开始感应充电过程，通过该交流电产生电磁交流场，次级线圈5处于该交流场中。通过已知的方式，在次级线圈5中感应出电流，其被用于对行驶电池3进行充电。对于真正的感应充电过程来说必需的充电装置的组件，例如像开关装置、变流器、功率电子组件处于观察清晰的原因而并未在图1中示出。车辆1一侧也并未示出这样的组件。
在感应充电结束之后，阀门20被开启，由此降低了风琴式结构15中的压力。(可选的是，该风琴式结构也可以通过泵或者借助于压缩机来排真空)。在初级线圈13由于其重量的原因而向下沉降并且与保持器15一同完全地沉降到底座10中。为此，在底座10中存在容纳部45，其容纳保持器和初级线圈。现在处于第一位置，在该位置中保持器完全地沉降到底座10中。
阀门20这样开关，即介质的压力下降，直到阀门被停止供应电压(例如在电流故障时)。由此，保持器进入到第一位置中，在该位置中，保持器和初级线圈在底座中受到保护。
保持器15由于压缩的介质和可移动的风琴式结构的原因而只在图1中示出的第二位置中是弹性的，也就是说，其具有弹性特性。当介质从保持器15中排出时，并且保持器15连同初级线圈处于底座10的容纳部45中时，那么保持器就不再提供弹性特性。但是，在该时间点，该弹性特性也不是必要的，因为初级线圈13受保护地处于容纳部45中并进而与车辆1保持较大的间距。
在图2中示出了充电装置200的另外的实施例。该充电装置200与根据图1描述的充电装置12的区别在于，取代风琴式结构15，保持器具有软管202，其能由介质填充。在此，在该实施例中，其是空气软管202，其在图2中以填充状态示出。该软管具有环形的形状。(该环形的形状具有类似于轮胎的内胎的形状或者具有游泳圈的形状。)在图2的截面图中，仅仅能看出该环形的两个圆形的截面。在图2中示出了空气软管202的第二位置，在该位置中，空气软管以及设置在其上的初级线圈在第一方向上从底座10中伸出。当空气从空气软管202中放出时，初级线圈13随着软管202向下移动并且完全由容纳部45容纳。
在图3中示出了作为另外的实施例的充电装置300。该充电装置300与图1中描述的充电装置12的区别仅仅在于，替代风琴式结构15，保持器具有一个能利用介质填充的枕垫302(在此是空气枕垫)。
在图4中示出了充电装置的另外的实施例的部段。在底座402中设置有空腔404。该空腔404能够通过压缩机22，阀门20和压缩空气管路18来填充压缩空气的形式的、处于压力下的介质。该空腔404具有第一环形槽404和第二环形槽408。滑动支承件410处于第一环形槽406中，该滑动支承件具有平坦的圆柱体的形状。初级线圈13如此地设置在滑动支承件410中，即该初级线圈在滑动支承件的内部能够在X-Y平面的方向中移动，也就是能在该平面中移动。换句话说，初级线圈13在滑动支承件410中在第二方向(在X-Y平面中的方向)上能移动地布置。换句话说，初级线圈只有浮动地悬挂，从而使得初级线圈能够在第二方向上移动或者推移。电流供应电缆412延伸至初级线圈13。
滑动支承件410通过可膨胀的薄膜413与底座402气密连接。滑动支承件410本身也设计成气密的。由此不会有空气从空腔404中漏出。
薄膜413环形地包围滑动支承件410并进而也环形地包围布置在滑动支承件410中的初级线圈413。在图4的实施例中，保持器通过滑动支承件410和环形的薄膜413形成。在图4中示出了保持器的第一位置，在该位置中保持器完全地沉降到底座402中。该环形的薄膜在第一位置时处于第二环形槽408中。在该第一位置中，滑动支承件410和薄膜413与底座402的上表面共同形成平滑的平面，从而从底座402中不会有障碍物(例如俺可不平的洼坑)伸出。保持器和初级线圈也可以齐平地和无缝地置入到底座/地面中。
当阀门20开启时，压缩空气从压缩机22进入到空腔404中。由此，薄膜413膨胀并且拱起。由此，滑动支承件410连同初级线圈13在第一方向上(也就是Z方向)向着车辆1的次级线圈5移动。(带有次级线圈的车辆在图4中并未示出。类似于图1至3，其停放在初级线圈的上方。)
在空腔404中的压力上升时，能膨胀的薄膜413还允许初级线圈在车辆的次级线圈的方向上伸出。环形的薄膜413密封空腔404并进而相对于污染物来密封初级线圈，这些污染物能够出现在底座的表面(例如道路的表面)上。
现在，通过相应地增大介质的压力，初级线圈13如此程度地在次级线圈的方向上移动，直到初级线圈13接触车辆的次级线圈。另外的流程对应于联系到图1描述的流程。
在图5中示出了第二位置，在该位置时，保持器在第一方向上从底座402中伸出。当阀门20现在被开启并且由此介质从空腔404中排出，那么具有初级线圈13的滑动支承件410向回移动进入到第二环形槽408中。同样，薄膜413也移动回到第二环形槽408中。借此又出现了在图4中所示出的初始状态。
在图6中示意性地示出了根据图4的布置的俯视图。能够良好地识别到环形的薄膜413，其环形地包围滑动支承件410以及初级线圈13。初级线圈13以虚线示出，因为其在该俯视图中时不可见的，而是由滑动支承件的上面的覆盖物所覆盖。初级线圈13在X-Y平面内部的第二方向上的可移动性通过箭头415示出。在另外的实施例中，薄膜413也设计成环形的并且在上方将滑动支承件410完全覆盖。但是薄膜也可以具有另外的设计方案，其也可以是椭圆形的。
在图7中再次示出了用于定位初级线圈的方法的实施例的流程图。初始点是保持器的第一位置，在该位置中，保持器和初级线圈沉降到底座中(方框700)。首先，介质的压力(例如压缩空气的压力)被升高，由此初级线圈在第一方向上向着车辆的次级线圈移动(方框710)。当初级线圈接触次级线圈时，该接触通过压力传感器识别(方框720)。现在初级线圈也接触次级线圈，但是由于保持器的弹性的原因，初级线圈能够在第二方向上移动。现在实现将直流电流穿过初级线圈和次级线圈。在两个线圈中构件磁场。通过磁场间的吸引力，初级线圈同心地相对于次级线圈对准。由此初级线圈理想地对准次级线圈(方框730)。
之后，介质的压力被进一步增大。由此使得初级线圈更加强烈地抵压次级线圈，由此在初级线圈和次级线圈之间的摩擦力上升。通过该摩擦力，对准的初级线圈固定在次级线圈处，从而使初级线圈在接下来的充电过程中不能滑动。然后，穿过初级线圈和次级线圈流动的直流电被断开并且介质的压力被保持恒定(方框740)。现在存在保持器的第二位置(方框750)。现在执行真正的感应充电过程，也就是说，电能能够开始从初级线圈传输至次级线圈。
所描述的充电装置以及所描述的方法具有以下一系列优点：
-通过使用处于压力下的介质，在初级线圈和次级线圈之间的气隙被明显减小，在理想的情况中，该气隙减小为零。
-通过短时地对初级线圈通电实现了初级线圈和次级线圈彼此之间的精确定位(精确对准)。
-当初级线圈正确地对准次级线圈时，即使在车辆移动时(例如在车辆摇动或者在驾驶员上车导致车辆的负载发生变化时)，初级线圈的位置也不发生变化，因为处于压力下的介质使得初级线圈进一步抵压车辆。为此，在保持器的空腔中(尤其是在风琴式结构、软管、枕垫或者在薄膜下方)中存在足够的压力储备。
-通过保持器的弹性，在车辆发生移动时，初级线圈和次级线圈也能被保护以防止损坏。
-线圈可以附加地通过弹性的、例如海绵类型的涂层来保护，以防止受到机械损害。
-通过在用于介质的输送管线中的可开关的阀门，介质的压力被有针对性地影响和保持。
-在无电流切换(以及例如在电流故障时)时，阀门被这样地开启，即在介质中的压力减小。由此，保持器再次转换到第一位置中(例如风琴式结构或者空气软管或者空气枕垫一同下降)。初级线圈向下沉降并且在下沉到底座中后完全消失。由此达到一个安全的状态，在该状态中，初级线圈被安全地保护以防止受到损害。
-在初级线圈和次级线圈之间的接触通过压力传感器或者开关来识别，其处于初级线圈和/或次级线圈的上表面上。
-机械的驱动装置是不必要的，该驱动装置有可能会通过污染物或者通过液体卡死或者粘连。
视初级线圈和次级线圈的设计方案而定，在对准的状态中，在初级线圈和次级线圈之间的气隙几乎被降为零。由此，最大可传输的功率被显著地提高，例如在同时降低线圈直径时，从3.3kW提高到12kW。在此，进一步有利的是，在感应充电期间没有物体会进入初级线圈和次级线圈之间，因而没有或者几乎没有气隙存在。在示出的充电装置中的另外的优点在于，在车辆移动时，还有例如在人员坐入到车辆中时或摇动或晃动车辆时，在初级线圈和次级线圈之间的间隙也保持恒定(以理想的方式保持降低至零)。通过保持器的灵活性/弹性，也就是说通过风琴式结构的、空气软管的、空气枕垫的或者薄膜的灵活性/弹性，初级线圈避让车辆的移动或者跟随车辆的移动。为此需要处于压力下的介质的压力不再被提高，因为在介质中存在足够的压力储备。此外，保持器的灵活性或者弹性具有优点，即线圈在车辆移动时不被损坏。附加的是，在初级线圈和/或次级线圈上可以涂覆薄的弹性表面(例如弹性涂层)，从而进一步完善对线圈的保护。
在关闭充电装置时(也就是按计划关闭或者还有在紧急关闭时)在保持器中的介质的压力被快速降低。这可以通过打开阀门或者也可以通过借助于泵或者压缩机对保持器排真空来实现。具有初级线圈的保持器由此远离与车辆的次级线圈并且再次占据其安全的初始位置或者进入到底座中(第一位置)。
阀门20可以如此地构造，即该阀门降低介质的压力，一旦点阀门不在被供给电压(例如在电流故障时)。在这种故障情况中，例如压缩空气从保持器中排出。借此确保带有初级线圈的保持器进入到其安全的状态(第一位置)并且不保持在充电位置中(第二位置)。在第二位置中的这种保持可能对在车辆移动时(例如在驶离时)导致损害。该充电装置也是自身安全的。
保持器的第一位置也可以被描述成静止位置、静止状态、安全状态、驶入状态或者输出状态。保持器的第二位置也可以被描述成工作位置、充电地点、充电位置或者驶出状态。
第一方向在本实施例中对应于Z方向，也就是垂直方向。第二方向在本实施例中对应于水平方向，也就是在X-Y平面中的方向，也就是说第二方向垂直于第一方向定向。
一种方法被描述，利用该方法能够在对车辆进行感应充电时安全和可靠地对初级线圈进行定位。

Claims (57)

1.一种用于为能电驱动的车辆(1)的行驶电池(3)进行感应充电的充电装置(12)，具有
-初级线圈(13)，所述初级线圈能通过处于压力下的介质沿第一方向(25)向所述车辆(1)的次级线圈(5)移动，
其特征在于，
-所述初级线圈(13)布置在至少暂时弹性的保持器上，
所述充电装置配置用于：
-所述初级线圈(13)通过至少暂时弹性的保持器在所述第一方向(25)上移动，
-电流传导穿过所述次级线圈(13)，由此所述初级线圈(13)关于所述次级线圈(5)定向，
-在所述定向之后，所述介质的压力被升高，由此定向的所述初级线圈(13)相对于所述次级线圈(5)的位置被固定。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，
-处于压力下的所述介质是气体。
3.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，
-处于压力下的所述介质是压缩气体。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的充电装置，其特征在于，
-所述保持器使所述初级线圈(13)与底座(10)连接。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的充电装置，其特征在于，
-所述保持器具有风琴式结构，所述风琴式结构能由所述介质填充。
6.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，
-所述保持器具有风琴式结构，所述风琴式结构能由所述介质填充。
7.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，
-所述保持器具有折叠的风琴式结构。
8.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于，
-所述初级线圈(13)布置在所述风琴式结构的端部。
9.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于，
-所述初级线圈(13)布置在所述风琴式结构的端部。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的充电装置，其特征在于，
-所述保持器具有软管(202)，所述软管能由所述介质填充，或者
-所述保持器具有枕垫(302)，所述枕垫能由所述介质填充。
11.根据权利要求9所述的充电装置，其特征在于，
-所述保持器具有软管(202)，所述软管能由所述介质填充，或者
-所述保持器具有枕垫(302)，所述枕垫能由所述介质填充。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的充电装置，其特征在于，
-所述保持器具有薄膜，所述薄膜能由所述介质拱起。
13.根据权利要求11所述的充电装置，其特征在于，
-所述保持器具有薄膜，所述薄膜能由所述介质拱起。
14.根据权利要求12所述的充电装置，其特征在于，
-所述薄膜环形地包围所述初级线圈(13)。
15.根据权利要求13所述的充电装置，其特征在于，
-所述薄膜环形地包围所述初级线圈(13)。
16.根据权利要求1至3中任一项所述的充电装置，其特征在于，
-所述初级线圈(13)能在第二方向(44)上移动地布置。
17.根据权利要求15所述的充电装置，其特征在于，
-所述初级线圈(13)能在第二方向(44)上移动地布置。
18.根据权利要求1至3中任一项所述的充电装置，其特征在于，
-所述保持器的弹性使所述初级线圈(13)在第二方向(44)上移动。
19.根据权利要求17所述的充电装置，其特征在于，
-所述保持器的弹性使所述初级线圈(13)在第二方向(44)上移动。
20.根据权利要求1至3中任一项所述的充电装置，其特征在于，
-所述初级线圈(13)支承在滑动支承件(410)上，所述滑动支承件使所述初级线圈(13)在第二方向(44)上移动。
21.根据权利要求19所述的充电装置，其特征在于，
-所述初级线圈(13)支承在滑动支承件(410)上，所述滑动支承件使所述初级线圈(13)在第二方向(44)上移动。
22.根据权利要求1至3中任一项所述的充电装置，其特征在于，
-所述充电装置具有：压力传感器，用于测量在所述初级线圈(13)和所述次级线圈(5)之间的接触压力，和/或
-具有压力传感器，用于测量所述介质的压力。
23.根据权利要求21所述的充电装置，其特征在于，
-所述充电装置具有：压力传感器，用于测量在所述初级线圈(13)和所述次级线圈(5)之间的接触压力，和/或
-具有压力传感器，用于测量所述介质的压力。
24.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，
所述保持器在第一位置中沉降到所述底座中。
25.根据权利要求23所述的充电装置，其特征在于，
所述保持器在第一位置中沉降到所述底座中。
26.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，
所述保持器在第二位置中从所述底座沿所述第一方向伸出。
27.根据权利要求25所述的充电装置，其特征在于，
所述保持器在第二位置中从所述底座沿所述第一方向伸出。
28.根据权利要求16所述的充电装置，其特征在于，
所述第二方向(44)垂直于所述第一方向(25)定向。
29.根据权利要求27所述的充电装置，其特征在于，
所述第二方向(44)垂直于所述第一方向(25)定向。
30.根据权利要求16所述的充电装置，其特征在于，
所述第一方向是垂直方向(25)，所述第二方向是水平方向(44)。
31.根据权利要求29所述的充电装置，其特征在于，
所述第一方向是垂直方向(25)，所述第二方向是水平方向(44)。
32.一种用于在为能电驱动的车辆(1)的行驶电池(3)感应充电时对初级线圈(13)进行定位的方法，其中，在所述方法中
-所述初级线圈(13)能通过处于压力下的介质沿第一方向(25)向所述车辆(1)的次级线圈(5)移动，
其特征在于，
-所述初级线圈(13)通过至少暂时弹性的保持器在所述第一方向(25)上移动，
-电流传导穿过所述次级线圈(13)，由此所述初级线圈(13)关于所述次级线圈(5)定向，
-在所述定向之后，所述介质的压力被升高，由此定向的所述初级线圈(13)相对于所述次级线圈(5)的位置被固定。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，
-处于压力下的所述介质是气体。
34.根据权利要求32或33所述的方法，其特征在于，
-所述初级线圈(13)通过所述介质在所述第一方向(25)上移动，直至所述初级线圈(13)接触所述次级线圈(5)。
35.根据权利要求34所述的方法，其特征在于，
-借助至少一个压力传感器来识别所述接触。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于，
-由所述压力传感器来测量在所述初级线圈(13)和所述次级线圈(5)之间的接触压力，或者
-由所述压力传感器来测量所述介质的压力。
37.根据权利要求32或33所述的方法，其特征在于，
-所述保持器允许所述初级线圈(13)在第二方向(44)上的移动。
38.根据权利要求36所述的方法，其特征在于，
-所述保持器允许所述初级线圈(13)在第二方向(44)上的移动。
39.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，
-所述初级线圈相对于所述次级线圈(5)同心地定向。
40.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，
-所述第二方向(44)垂直于所述第一方向(25)定向。
41.根据权利要求39所述的方法，其特征在于，
-所述第二方向(44)垂直于所述第一方向(25)定向。
42.根据权利要求37所述的方法，其特征在于，
-所述第一方向是垂直方向(25)，所述第二方向是水平方向(44)。
43.根据权利要求41所述的方法，其特征在于，
-所述第一方向是垂直方向(25)，所述第二方向是水平方向(44)。
44.根据权利要求33所述的方法，其特征在于，
-处于压力下的所述介质是压缩空气。
45.一种用于在为能电驱动的车辆(1)的行驶电池(3)感应充电时对初级线圈(13)进行定位的方法，其中，在所述方法中
-所述初级线圈(13)能通过处于压力下的介质沿第一方向(25)向所述车辆(1)的次级线圈(5)移动，
其特征在于，
-所述初级线圈(13)通过至少暂时弹性的保持器在所述第一方向(25)上移动，
-电流传导穿过设置在所述次级线圈(13)上的电磁铁(47)，由此所述初级线圈(13)关于所述次级线圈(5)定向，
-在所述定向之后，所述介质的压力被升高，由此定向的所述初级线圈(13)相对于所述次级线圈(5)的位置被固定。
46.根据权利要求45所述的方法，其特征在于，
-处于压力下的所述介质是气体。
47.根据权利要求45或46所述的方法，其特征在于，
-所述初级线圈(13)通过所述介质在所述第一方向(25)上移动，直至所述初级线圈(13)接触所述次级线圈(5)。
48.根据权利要求47所述的方法，其特征在于，
-借助至少一个压力传感器来识别所述接触。
49.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，
-由所述压力传感器来测量在所述初级线圈(13)和所述次级线圈(5)之间的接触压力，或者
-由所述压力传感器来测量所述介质的压力。
50.根据权利要求45或46所述的方法，其特征在于，
-所述保持器允许所述初级线圈(13)在第二方向(44)上的移动。
51.根据权利要求49所述的方法，其特征在于，
-所述保持器允许所述初级线圈(13)在第二方向(44)上的移动。
52.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，
-所述初级线圈相对于所述次级线圈(5)同心地定向。
53.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，
-所述第二方向(44)垂直于所述第一方向(25)定向。
54.根据权利要求52所述的方法，其特征在于，
-所述第二方向(44)垂直于所述第一方向(25)定向。
55.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，
-所述第一方向是垂直方向(25)，所述第二方向是水平方向(44)。
56.根据权利要求54所述的方法，其特征在于，
-所述第一方向是垂直方向(25)，所述第二方向是水平方向(44)。
57.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，
-处于压力下的所述介质是压缩空气。
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