CN112075010B - 用于电动车辆的无线功率传输*** - Google Patents

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Abstract

用于向电动车辆的电池供给电力的功率传输***包括发射器侧功率子***和发射器侧线圈子***之间的创新的连接布置，其有利于功率传输***的安装和维护并且允许实现用以控制所述功率传输***的操作的改进的控制功能。

Description

用于电动车辆的无线功率传输***
本发明涉及用于电动车辆的功率传输***的领域。具体而言，本发明涉及能够以无线方式在电力***和车载在电动车辆上的电池之间交换电力的感应功率传输***。
用于电动车辆的无线感应功率传输***在现有技术中是公知的。通常，这些***被用于对电动车辆的电池充电。当被用作电池充电***时，无线感应功率传输***采用被放置在地面上或嵌入地面中的发射器线圈，以通过路面和车辆本身之间的气隙将电力感应传输到车载安装在电动车辆上的接收器线圈。
如在常规的变压器中那样，在发射器线圈的绕组中流动的AC电流产生使得感应的AC电流在接收器线圈的绕组中流动的磁通。以这这种方式，电力可以从发射器线圈感应传输到接收器线圈。
当被用作电池充电***时，用于电动车辆的无线功率传输***通常包括发射器侧部分和接收器侧部分。发射器侧部分通常包括发射器线圈和可连接至干线以馈送发射器线圈的电源***。车载在电动车辆上的接收器侧部分通常包括接收器线圈和利用由接收器线圈感应接收的电力馈送电池的功率变换***。
功率传输***的发射器侧部分和接收器侧部分二者均包括多个控制器以控制它们的操作。布置在不同部分的控制器可以通过专用通信信道相互通信，该专用通信信道通常是无线通信信道,例如是Wi-FiTM类型的。
为了确保车载在电动车辆上的电池的适当充电过程，传输到电池的电力必须根据电池充电曲线(profile)被适当地控制，该电池充电曲线通常根据电池的特性和荷电状态以及诸如充电循环期间的能量生成的减少和充电过程所需的时间的减少等的其它附加方面被设置。
现有技术的功率传输***的很多方面有待改进，尤其是关于其安装和维护的实用性。
当前的功率传输***需要复杂和耗时的操作以安装与发射器线圈电耦合的电子级。
此外，由于上述发射器线圈和与其电耦合的一些电路被放置在地面上或嵌入地面中，因此可能的维护干预可能相当复杂和昂贵。
本发明的主要目标是提供允许克服上述缺点的用于电动车辆的无线功率传输***。
在该目标内，本发明的另一目的是提供确保根据给定的电池充电曲线对在电力***和车载在电动车辆上的电池之间交换的电力进行适当控制的无线功率传输***。
本发明的另一目的是提供显著易于现场安装和维护的无线功率传输***。
本发明的另一目的是提供以工业级布置和生产相对容易和廉价的无线功率传输***。
以上的目标和目的，以及从随后的说明书中和从附图中将更加清楚的其它目的，由根据以下权利要求1和相关从属权利要求所述的用于电动车辆的功率传输***实现。
一般来说，根据本发明的功率传输***包括：
-发射器侧功率子***，可与所述电力***电耦合并适于与电力***交换AC电力；
-发射器侧线圈子***，与所述发射器侧功率子***电耦合并适于与所述发射器侧功率子***交换AC电力，所述发射器侧线圈子***包括发射器线圈；
-接收器侧线圈子***，包括可与所述发射器线圈感应耦合的接收器线圈，所述接收器侧线圈子***适于与所述发射器侧线圈子***交换AC电力；
-接收器侧功率子***，与所述接收器侧线圈子***电耦合并且适于与所述接收器侧线圈子***交换AC电力，所述接收器侧功率子***可与所述电池电耦合并且适于与电池交换DC电力；
-适于控制所述发射器侧功率子***的操作的第一控制装置、适于控制所述发射器侧线圈子***的操作的第二控制装置和所述第一控制装置和所述第二控制装置之间的无线类型的第一通信信道。
根据本发明的功率传输***包括适于电耦合所述发射器侧功率子***和所述发射器侧线圈子***的连接装置。
所述连接装置包括可借助于无工具类型的可移除耦合进行电耦合的第一连接元件和第二连接元件。
所述第一连接元件和所述第二连接元件中的至少一个包括能够与所述第一控制装置通信的相应收发器单元。
优选地，所述第一连接元件和所述第二连接元件可借助于插头-插座类型的可移除耦合进行电耦合。
根据本发明的一些实施例，所述第一连接元件和所述第二连接元件可彼此直接耦合。
根据本发明的其它实施例，所述连接装置包括具有第一耦合端口和第二耦合端口的适配器元件，所述第一连接元件和所述第二连接元件可分别与所述第一端口和所述第二端口耦合。
优选地，所述第一连接元件包括能够与所述第一控制装置通信的第一收发器单元。
优选地，所述第一收发器单元适于将指示所述发射器侧线圈子***的操作状况和/或所述第一连接元件的操作状况和/或所述第二连接元件的操作状况的信息发射到所述第一控制装置。
优选地，所述第一连接元件包括与所述第一收发器单元操作上耦合的第一感测布置。所述第一感测布置适于提供指示所述第一连接元件的操作状况的检测信号。
优选地，所述第一收发器单元能够以无线方式与所述第一控制装置通信。
优选地，所述第二连接元件包括能够与所述第一控制装置或与所述第一连接元件的第一收发器单元通信的第二收发器单元，所述第一收发器单元转而能够与所述第一控制装置通信。
优选地，所述第二收发器单元适于将指示所述发射器侧线圈子***的操作状况和/或所述第二连接元件的操作状况的信息发射到所述第一控制装置或到所述第一收发器单元。
优选地，所述第二连接元件包括与所述第二收发器单元操作上耦合的第二感测布置。所述第二感测布置适于提供指示所述第二连接元件的操作状况的检测信号。
优选地，第二收发器单元能够以无线方式与所述第一控制装置或与所述第一收发器单元通信。
优选地，所述发射器侧功率子***和所述第一控制装置被布置在电动车辆充电设施的壁箱设备中。
优选地，所述发射器侧线圈子***和所述第二控制装置被布置或嵌入电动车辆充电设施的地垫设备中。
优选地，所述接收器侧线圈子***、所述接收器侧功率子***、所述第三控制装置和所述电池被布置为车载在所述电动车辆上。
参照纯粹出于解释和非限制性目的而提供的下面给出的描述和附图，本发明的进一步的特征和优点将更加清楚，其中，图1-图3示意性地示出根据本发明的功率传输***及该功率传输***的一些可能的实施例。
参照图1，本发明涉及能够以无线方式在电力***100(例如干线)和车载在电动车辆上的电池200之间交换电力的用于电动车辆的功率传输***1。
功率传输***1尤其适于被用作能够将从电力***100获得的电力传输到电池200的电池充电***，并且为了简单起见，将具体参考该应用描述。
然而，功率传输***1可以适于实现双向功率传输功能，并且因此，它可以被用于将电力从电池200传输至电力***100。
功率传输***1包括发射器侧部分和接收器侧部分，该发射器侧部分和该接收器侧部分分别包含被布置为不车载和车载在电动车辆上的多个子***和部件。
在发射器侧部分，功率传输***1包括可与电力***100电耦合并适于与电力***100交换AC电力的发射器侧功率子***2。
优选地，发射器侧功率子***2包括第一AC/DC整流级21，该第一AC/DC整流级21可与电力***100电耦合以交换AC电力。优选地，第一整流级21包括级联电耦合的滤波器和开关变换器(未示出)。
优选地，第一整流级21包括可借助于合适的控制信号控制的功率开关。
优选地，发射器侧功率子***2还包括与第一整流级21电耦合以由第一整流级21供电的DC总线级22。
方便地，DC总线级22适于与第一整流级21交换DC电力。
在本发明的一些实施例中，总线级22可以包括电容性电路(例如所谓的DC链电路)，以适当地存储从整流级21接收的电能和使得从整流级21接收的电能可用。在这种情况下，DC总线级22处提供的DC电流和电压的幅度可以通过适当地调整第一整流级21的功率开关的占空比来控制。
在替代性实施例中，总线级22可以包括DC-DC开关变换器(例如降压开关变换器)，该DC-DC开关变换器方便地包括可借助于适当的控制信号控制的功率开关。在这种情况下，DC总线级22处提供的DC电流和电压的幅度可以通过适当地调整所述DC-DC开关变换器的功率开关的占空比来控制。
优选地，发射器侧功率子***2还包括与第一DC总线级22电耦合的DC/AC逆变器级23。
方便地，逆变器级23包括用于与功率传输***1的其它电气或电子部件电连接的第一电端子230。方便地，在第一电端子230处提供AC电流和电压。
优选地，逆变器级23包括DC/AC开关变换器，该DC/AC开关变换器包括可借助于合适的控制信号控制的功率开关。以这种方式，由逆变器级23提供的AC电流和电压的频率可以通过适当地调整这种电子级的功率开关来控制。
在发射器侧部分，功率传输***1包括电耦合发射器侧功率子***2并且适于与发射器侧功率子***2交换AC电力的发射器侧线圈子***3。
优选地，发射器侧线圈子***3与逆变器级23电耦合。
优选地，发射器侧线圈子***3包括与逆变器级23的第一电端子230电耦合的第二电端子310。方便地，在第二电端子230、310处提供AC电流和电压。
发射器侧线圈子***3包括优选地适于接收由逆变器级23提供的AC电流的发射器线圈31。
优选地，发射器侧线圈子***3包括与发射器线圈31电耦合(例如串联)的第一谐振电容器(未示出)和与发射器线圈31操作上相关联的辅助电路(未示出)，例如，包括温度传感器和接口电子电路等的电子电路。
在接收器侧部分，功率传输***1包括接收器侧线圈子***4，该接收器侧线圈子***4包括可与发射器线圈31感应耦合的接收器线圈41。当发射器线圈31和接收器线圈41感应耦合时(显然其间有气隙)，沿着发射器线圈31流动的AC电流产生使得感应的AC电流沿着接收器线圈41流动的磁通。以这种方式，电力可以在发射器线圈31和接收器线圈41之间感应地交换。
因此，接收器侧线圈子***4适于与发射器侧线圈子***3交换AC电力。
由于磁耦合损耗，电力在发射器线圈31和接收器线圈41之间以效率值η<1交换。
优选地，接收器侧线圈子***4包括与接收器线圈41电耦合(例如串联)的第二谐振电容器(未示出)。
优选地，上文提及的第一谐振电容器和第二谐振电容器被设计为与发射器线圈31和接收器线圈41的电感以及在接收器侧线圈子***4的输出端子处看到的等效阻抗一起形成谐振RLC电路。
以这种方式，通过操作逆变器级23使得沿着发射器线圈31流动的AC电流具有接近或对应于这种谐振电路的谐振频率的基频，尽管发射器线圈31和接收器线圈41之间的气隙必然很大，电力仍可以在发射器侧线圈子***3和接收器侧线圈子***4之间以高的效率值交换。
另外，沿着发射器线圈31流动的AC电流的幅度可以由于所述电流和第一AC电压V1AC之间的几乎为零的相移而减小或最小化。
优选地，接收器侧线圈子***4包括与接收器线圈41操作上相关联的辅助电路(未示出)，例如，包括温度传感器和接口电子电路等的电子电路。
在接收器侧部分，功率传输***1包括适于与接收器侧线圈子***4交换AC电力的接收器侧功率子***5。
优选地，接收器侧功率子***5包括与接收器侧线圈子***4电耦合的第二整流级51。
优选地，第二整流级51包括与滤波器(未示出)级联电耦合的全波二极管桥。
作为替代性实施例，第二整流级51可以包括级联电耦合以提供对从接收器侧线圈子***4接收的电流和电压的适当整流和滤波的开关变换器和滤波器(未示出)。在这种情况下，第二整流级51可以包括可借助于适当的控制信号控制的功率开关。
接收器侧功率子***5可与电池200电耦合，并且适于与电池200交换DC电力。
优选地，第二整流级51可与电池200电耦合。
根据本发明，功率传输***1包括用以控制其操作的控制装置6、7、8。
在发射器侧部分，功率传输***1包括用以控制发射器侧功率子***2的操作的第一控制装置6。
作为示例，第一控制装置6可以包括用以控制整流级21的操作的控制器、用以控制总线级22(当包括DC-DC开关变换器时)的操作的控制器、用以控制逆变级23的操作的控制器。
在接收器侧部分，功率传输***1包括用以控制接收器侧功率子***5的操作和接收器侧线圈子***4的操作的第二控制装置7。
作为示例，第二控制装置7可以包括用以控制整流级51的操作的控制器和用以控制包含于接收器侧线圈子***4中的辅助电路的操作的控制器。
方便地，功率传输***1包括无线通信信道9(例如，采用Wi-FiTM类型)，通过该无线通信信道9，第一控制装置6和第二控制装置7能够相互通信。
作为另一示例，通信信道9可以是PLT(电力线技术)类型的通信信道。在这种情况下，可以适当地发射在发射器线圈31和接收器线圈41之间感应地交换的高频电信号(例如在KHz范围内)。
方便地，第一控制装置6和第二控制装置7适于通过通信信道9交换数据和/或命令，以实现用以控制功率传输***的操作的控制功能，例如旨在适当地控制与电池200的电力交换的控制功能。
优选地，在发射器侧部分，功率传输***1包括用以控制发射器侧线圈子***3的操作的第三控制装置8。
作为示例，第三控制装置8可以包括用以控制包含于发射器侧线圈子***3中的辅助电路的操作的控制器。
在本发明的优选实施例中，发射器侧功率子***2被布置在用于电动车辆充电设施(例如出于住宅目的)的壁箱设备中。这种壁箱设备可以方便地包括与发射器侧功率子***2的电子级操作上相关联的第一控制装置6。发射器侧线圈子***3被布置在或嵌入用于电动车辆充电设施(例如出于住宅目的)的地垫设备中。这种地垫设备可以方便地包括与发射器侧线圈子***3操作上相关联的第三控制装置8。
接收器侧线圈子***4、接收器侧功率子***5和第二控制装置7(与电池200一起)被布置为车载在电动车辆上。
根据本发明，功率传输***1包括适于电耦合发射器侧功率子***2和发射器侧线圈子***3的连接装置50。
连接装置50包括可借助于无工具类型的可移除耦合进行耦合的至少一对第一连接元件51和第二连接元件52。
为了清楚起见，规定的是限定“无工具类型的可移除耦合”是指不需要工具来实现或移除的耦合，换句话说，可以通过操作者的手动干预来实现或移除的耦合。
根据本发明的优选实施例，第一连接元件51和第二连接元件52可借助于插头/插座类型的可移除耦合进行耦合。
优选地，第一连接元件51包括第一功率总线517(其可以为已知类型的，例如，Litz类型的)，该第一功率总线517包括与发射器侧功率子***2的(更具体而言逆变器级23的(例如，在逆变器级23的端子230处))相应功率导体电耦合的一个或多个功率导体。
优选地，第一连接元件51包括与第一功率总线517(更具体而言与第一功率总线517的功率导体)电耦合的第一功率连接器513(其可以是已知类型的)。
优选地，第一连接元件51包括第一通信总线518(其可以是已知类型的，例如，CAN类型的)，该第一通信总线518包括与发射器侧功率子***2的(更具体而言逆变器级23的)相应总线导体电耦合的一个或多个总线导体。以这种方式，第一通信总线518可以与第一控制装置6操作上耦合。
优选地，第一连接元件51包括与第一通信总线518(更具体而言与第一通信总线518的总线导体)电耦合的第一总线连接器514(其可以是已知类型的)。
优选地，第一连接元件51包括用于将所述连接元件与另一个主体机械耦合的一个或多个第一耦合表面511。
优选地，第二连接元件52包括第二功率总线527(其可以为已知类型的，例如Litz类型的)，该第二功率总线527包括与发射器侧线圈子***3(例如，在发射器侧线圈子***3的端子310处)的相应功率导体电耦合的一个或多个功率导体。
优选地，第二连接元件52包括与第二功率总线527(更具体而言与第二功率总线527的功率导体)电耦合的第二功率连接器523。
优选地，第一连接元件51包括第二通信总线528(其可以是已知类型的，例如，CAN类型的)，该第二通信总线528包括与发射器侧线圈子***3的相应总线导体电耦合的一个或多个总线导体。以这种方式，第二通信总线528可以与第三控制装置8操作上耦合。
优选地，第二连接元件52包括与第二通信总线528(更具体而言与第二通信总线528的总线导体)电耦合的第二总线连接器524(其可以是已知类型的)。
优选地，第二连接元件52包括用于将所述连接元件与另一个元件机械耦合的一个或多个第二耦合表面521。
根据本发明的一些实施例(图2)，第一连接元件51和第二连接元件52可彼此直接耦合。
在这种情况下，第一连接元件51的第一功率连接器513可与第二连接元件52的第二功率连接器523耦合，而第一连接元件51的第一总线连接器514可与第二连接元件52的第二总线连接器524耦合。
另外，第一连接元件51的第一耦合表面511可与第二连接元件52的第二耦合表面521耦合。
根据本发明，功率连接器513、523可借助于不需要工具实现的耦合(优选地插头/插座类型的耦合)进行电耦合。
类似地，总线连接器514、524可借助于不需要工具实现的耦合(优选地插头/插座类型的耦合)进行电耦合。
至于耦合表面511、521，它们可借助于不需要工具实现的可移除耦合(例如形状耦合或卡扣(snap-fit)类型的耦合)进行机械耦合。
根据本发明的其它实施例(图3)，连接装置50包括具有第一耦合端口531和第二耦合端口532的适配器元件53，并且第一连接元件51和第二连接元件52可分别与这种适配器元件的第一端口531和第二端口532耦合。在实践中，在这种情况下，第一连接元件51和第二连接元件52可通过适配的元件53彼此间接耦合。
优选地，适配器元件53包括第三功率总线537(其可以是已知类型的)，该第三功率总线537包括一个或多个功率导体。
优选地，在第一耦合端口531和第二耦合端口532处，适配器元件53包括一对或多对第三功率连接器533和第四功率连接器534(其可以是已知类型的)。每对功率连接器533、534方便地与第三功率总线537的相应功率导体电耦合。
优选地，适配器元件53包括第三通信总线538(其可以是已知类型的)，该第三通信总线538包括一个或多个总线导体。
优选地，在第一耦合端口531和第二耦合端口532处，适配器元件53包括一对或多对第三总线连接器535和第四总线连接器536(其可以是已知类型的)。每对总线连接器电连接器535、536方便地与第三通信总线538的相应总线导体电耦合。
优选地，在第一耦合端口531和第二耦合端口532处，适配器元件53包括用于将所述适配器元件与其它元件机械耦合的第三耦合表面530A和第四耦合表面530B。
根据本发明的这些实施例，第一连接元件51的第一功率连接器513可在适配器元件53的第一耦合端口531处与适配器元件53的第三功率连接器533耦合，而第二连接元件52的第二功率连接器523可在适配器元件53的第二耦合端口532处与适配器元件53的第四功率连接器534耦合。
类似地，第一连接元件51的第一总线连接器514可在适配器元件53的第一耦合端口531处与适配器元件53的第三总线连接器535耦合，而第二连接元件52的第二总线连接器524可在适配器元件53的第二耦合端口532处与适配器元件53的第四总线连接器536耦合。
另外，第一连接元件51的第一耦合表面511可在适配器元件53的第一耦合端口531处与适配器元件53的第三耦合表面530A耦合，而第二连接元件52的第二耦合表面521可在适配器元件53的第二耦合端口532处与适配器元件53的第四耦合表面530B耦合。
根据本发明，功率连接器513、533和523、534可借助于不需要工具实现的可移除耦合(优选地插头/插座类型的耦合)进行电耦合。
类似地，总线连接器514、535和524、536可借助于不需要工具实现的可移除耦合(优选插头/插座类型的耦合)进行电耦合。
至于耦合表面511、530A和521、530B，这些耦合表面511、530A和521、530B可借助于不需要工具实现的可移除耦合(例如形状耦合或卡扣类型的耦合)进行耦合。
优选地，适配器元件53包括与第三功率总线537电耦合的阻抗适配器电路539。以这种方式，适配器元件53能够在与其相连的电路之间(即在一侧由第一连接元件51和发射器侧功率子***2形成的组件和在另一侧由第二连接元件52和发射器侧线圈子***3形成的组件之间)提供阻抗匹配。由于适配器元件53可以取决于可与其电连接的电部件的等效电阻抗适当地改变，因此该方案有助于功率传输***1的安装或维护。
根据本发明，连接装置50包括能够与第一控制装置6通信的一个或多个收发器单元515、525。
优选地，第一连接元件51包括能够与第一控制装置6通信的第一收发器单元515。
方便地，第一收发器单元515适于将与第一连接元件51的操作状况和/或第二连接元件52的操作状况和/或发射器侧线圈子***3的操作状况相关的信息发射到第一控制装置6。
与第一连接元件51的操作状况相关的这种信息可以包括指示第一连接元件51的操作温度的数据和/或指示第一连接元件51的连接器513、514是否与第二连接元件52的相应连接器523、524或与适配器元件53的相应连接器533、535正确地耦合的数据。
至第一控制装置6的与第二连接元件52的操作状况和/或发射器侧线圈子***3的操作状况相关的这种信息可以包括从第二连接元件52和/或发射器侧线圈子***3接收并由控制单元515路由至控制装置6的信息。
根据本发明的一些实施例，第一收发器单元515可以能够以无线方式与第一控制装置6通信。在这种情况下，功率传输***1包括另外的无线通信信道(例如是Wi-FiTM或RFID类型的)，通过该另外的无线通信信道，第一收发器单元515和第一控制装置6可以通信。
根据本发明的其它实施例，例如，当第一通信元件51包括第一通信总线518时，第一收发器单元515可以通过第一通信总线518以有线方式与第一控制装置6通信。
优选地，第一连接元件51包括与第一收发器单元515操作上耦合的第一感测布置516。方便地，第一感测布置516适于提供指示第一连接元件51的操作状况的检测信号。作为示例，第一感测布置516可以包括用以检测第一连接元件51的操作温度的温度传感器和/或用以检测第一连接元件51的连接器513、514是否与第二连接元件52的相应连接器523或与适配器元件53的相应连接器533、535正确地耦合的传感器。
优选地，第二连接元件52包括能够与第一控制装置6或与第一连接元件51的第一收发器单元515通信的第二收发器单元525。
方便地，第二收发器单元525适于将与第二连接元件52的操作状况和/或发射器侧线圈子***3的操作状况相关的信息发射到第一控制装置6或到第一收发器单元515。
与第二连接元件52的操作状况相关的这种信息可以包括指示第二连接元件52的操作温度的数据和/或指示第二连接元件52的连接器523、524是否与第一连接元件51的相应连接器513、514或与适配器元件53的相应连接器534、536正确地耦合的数据和/或指示功率总线527(Litz线缆)特性的数据。
与发射器侧线圈子***3的操作状况有关的这种信息可能与子***的操作特性(诸如电性能、标称开关频率、发射器线圈和接收器线圈之间的最大允许气隙、发射器线圈和接收器线圈之间的最大允许不对准等)有关。
根据本发明的一些实施例，第二收发器单元525能够以无线方式与第一控制装置6或与第一收发器单元515通信。在这种情况下，功率传输***1包括另外的无线通信信道(例如是Wi-FiTM或RFID类型的)，通过该另外的无线通信信道，第二收发器单元525可以与第一控制装置6或第一收发器单元515通信。
根据本发明的其它实施例，例如，当第一通信元件51和第二通信元件52包括第一通信总线518和第二通信总线528时，第二收发器单元525能够以有线方式通过通信总线518、528与第一控制装置6或与第一收发器单元515通信。
根据需要，其它布置对于本领域技术人员是可能的和可用的。总之，从上文中明显的是第二收发器单元525可以如何以直接方式(即，使用专用无线或有线信道)或以间接方式(即，与第一收发器单元515交换信息，该第一收发器单元515转而与控制装置6交换信息)与第一控制装置6通信。
优选地，第二收发器单元525能够与第三控制装置8通信。
根据本发明的一些实施例，第二收发器单元525可以能够以无线方式与第三控制装置8通信。在这种情况下，功率传输***1包括另外的无线通信信道(例如是Wi-FiTM或RFID类型的)，通过该另外的无线通信信道，第二收发器单元525和第三控制装置8可以通信。
根据本发明的其它实施例，例如，当第二通信元件52包括第二通信总线528时，第二收发器单元525可以能够通过第二通信总线528以有线方式与第三控制装置8通信。
优选地，第二连接元件52包括与第二收发器单元525操作上耦合的第二感测布置526。方便地，第二感测布置526适于提供指示第二连接元件52的操作状况的检测信号。作为示例，第二感测布置526可以包括用以检测第二连接元件52的操作温度的温度传感器和/或用以检测第二连接元件52的连接器523、524是否与第一连接元件51的相应连接器513、514或与适配器元件53的相应连接器534、536正确地耦合的传感器。
在实际的实现中，第一连接元件51和第二连接元件52可以由以已知方式分别与发射器侧功率子***2和发射器侧线圈子***3电耦合的连接线缆51A、52A(可以是已知类型的)的头部部分方便地形成。
然而，根据需要，其它布置对于本领域技术人员是可能的和可用的。
根据本发明的功率传输***允许实现预期的目的和目标。
由于其在发射器侧功率子***2和发射器侧线圈子***3之间的创新连接布置，根据本发明的功率传输***可以容易地在现场安装。
此外，可以实现实施维护干预中的时间和成本的显著减少。
在根据本发明的功率传输***中，通过第一控制515或第一连接元件51和/或通过第二控制元件52的第二收发器单元525发射到第一控制装置6的信息可以被适当地处理，以实现适当地考虑第一连接元件51的操作状况和/或第二连接元件52的操作状况和/或发射器侧线圈子***3的操作状况的适当的控制策略。
这允许在控制在电力***100和电池200之间交换的功率中实现改进的性能。此外，当需要实施维护或改造干预时，它显著提供了优点。
根据本发明的功率传输***可以容易地在工业级以相对于现有技术的类似***具有竞争力的成本布置和制造。

Claims (7)

1.一种用于在电力***(100)和电动车辆的电池(200)之间交换电力的功率传输***(1)，包括：
-发射器侧功率子***(2)，可与所述电力***(100)电耦合并适于与所述电力***交换AC电力；
-发射器侧线圈子***(3)，与所述发射器侧功率子***电耦合并适于与所述发射器侧功率子***交换AC电力，所述发射器侧线圈子***包括发射器线圈(31)；
-接收器侧线圈子***(4)，包括可与所述发射器线圈(31)感应耦合的接收器线圈(41)，所述接收器侧线圈子***适于与所述发射器侧线圈子***(3)交换AC电力；
-接收器侧功率子***(5)，与所述接收器侧线圈子***(4)电耦合并且适于与所述接收器侧线圈子***交换AC电力，所述接收器侧功率子***可与所述电池(200)电耦合并且适于与所述电池交换DC电力；
-适于控制所述发射器侧功率子***(2)的操作的第一控制装置(6)、适于控制所述接收器侧线圈子***(4)的操作的第二控制装置(7)、所述第一控制装置和所述第二控制装置(7)之间的无线类型的第一通信信道(9)；
-适于电耦合所述发射器侧功率子***(2)和所述发射器侧线圈子***(3)的连接装置(50)，
其特征在于，所述连接装置包括可借助于无工具类型的可移除耦合进行电耦合的第一连接元件和第二连接元件(51、52)，
其中，所述第一连接元件(51)包括能够与所述第一控制装置(6)通信的第一收发器单元(515)，以及与所述第一收发器单元(515)操作上耦合的第一感测布置(516)，所述第一感测布置适于向第一收发器单元(515)提供指示所述第一连接元件的操作状况的检测信号，
其中，所述第二连接元件(52)包括能够与所述第一控制装置(6)或与所述第一连接元件(51)的第一收发器单元(515)通信的第二收发器单元(525)，以及与所述第二收发器单元(525)操作上耦合的第二感测布置(526)，所述第二感测布置适于向第一收发器单元(515)提供指示所述第二连接元件的操作状况的检测信号，
其中，所述第二收发器单元(525)适于将指示所述发射器侧线圈子***(3)的操作状况和所述第二连接元件的操作状况的信息发射到所述第一控制装置(6)或发射到所述第一收发器单元(515)，
其中，与发射器侧线圈子***(3)的操作状况相关的信息与以下中的一项相关：电性能、标称开关频率、发射器线圈和接收器线圈之间的最大允许气隙、发射器线圈和接收器线圈之间的最大允许不对准，
其中，所述第一收发器单元(515)适于将指示所述第一连接元件(51)的操作状况和所述第二连接元件(52)的操作状况的信息发射到所述第一控制装置(6)，
其中，与所述第一连接元件(51)的操作状况和所述第二连接元件(52)的操作状况相关的信息与以下中的一项相关：所述第一连接元件(51)的操作温度，以及第一连接元件(51)的连接器(513、514)是否与第二连接元件(52)的相应连接器(523、524)正确地耦合，
其中，第一控制装置(6)对由第一收发器单元(515)和由第二收发器单元(525)发射的信息进行处理，以实现适当的控制策略。
2.根据权利要求1所述的功率传输***，其特征在于，所述第一连接元件和所述第二连接元件(51、52)可借助于插头-插座类型的可移除耦合进行电耦合。
3.根据前述权利要求中的一项所述的功率传输***，其特征在于，所述第一连接元件和所述第二连接元件(51、52)可彼此直接耦合。
4.根据权利要求1至2中的一项所述的功率传输***，其特征在于，所述连接装置(50)包括具有第一耦合端口和第二耦合端口(531、532)的适配器元件(53)，所述第一连接元件和所述第二连接元件(51、52)可分别与所述第一耦合端口和所述第二耦合端口(531、532)耦合。
5.根据权利要求1至2中的一项所述的功率传输***，其特征在于，所述第一收发器单元(515)能够以无线方式与所述第一控制装置(6)通信。
6.根据权利要求1至2中的一项所述的功率传输***，其特征在于，所述第二收发器单元(525)能够以无线方式与所述第一控制装置(6)或与所述第一收发器单元(515)通信。
7.根据权利要求1至2中的一项所述的功率传输***，其特征在于，
-所述发射器侧功率子***(2)和所述第一控制装置(6)被布置在电动车辆充电设施的壁箱设备中；
-所述发射器侧线圈子***(3)和所述第二控制装置(7)被布置或嵌入电动车辆充电设施的地垫设备中；
-所述接收器侧线圈子***(4)、所述接收器侧功率子***(5)、第三控制装置(8)和所述电池(200)被布置为车载在所述电动车辆上。
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