WO2014000910A1 - Energieübertragungsanordnung und verfahren zum betreiben der energieübertragungsanordnung - Google Patents

Energieübertragungsanordnung und verfahren zum betreiben der energieübertragungsanordnung Download PDF

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electrical energy
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Cord ELSNER
Thomas Eymann
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Robert Bosch Gmbh
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Definitions

  • the present invention relates to a method for operating a
  • the primary member and the secondary member are formed movable to each other and magnetic and / or electromagnetically coupled to transmit the electrical energy.
  • the present invention relates to a power transmission arrangement having a primary member for discharging electrical energy and a secondary member for receiving the electrical energy, wherein the primary member and the secondary member are movable to each other and magnetic and / or electromagnetically coupled to transmit the electrical energy.
  • hybrid drive In the field of motor vehicle drive technology, it is generally known to use an electric machine as the sole drive or together with a drive motor of another type (hybrid drive). In such electrical or
  • Hybrid vehicles are typically electrical machines used as a drive motor, which are powered by an electrical energy storage, such as a battery, with electrical energy, wherein the electric
  • Energy storage regularly be charged depending on the state of charge.
  • a cable is used to transfer the electrical energy from a charging station to the vehicle.
  • Such a cable connection offers a very bad
  • a contactless vehicle Supply energy transmission with electrical energy.
  • different principles of action can be used for contactless energy transfer, for example, an inductive energy transfer or electromagnetic energy transfer.
  • inductive energy transmission a magnetic alternating field is generated on the primary side by means of a coil. At least part of this magnetic
  • Alternating field penetrates the secondary side, which also contains a coil. As a result, a voltage is induced in the coil of the secondary side and thus energy is transferred from the primary side to the secondary side.
  • the electromagnetic field penetrates the secondary side, which also contains a coil.
  • Energy transfer is the distance between the primary side and the secondary side so large that the wave characteristics of the electromagnetic fields are relevant and can be used.
  • antennas are used as transceivers on the primary / secondary side.
  • the efficiency of this contactless energy transfer is in particular by scattering losses worse than in the wired transmission, with an air gap of 20 to 30 cm, the efficiency can be about 90%.
  • Operational safety is an important issue in non-contact power transmission. Firstly, the energy transmission may only be started if an electrically driven vehicle is actually parked above the charging station / ground station, which is embedded in the road surface, for example. If other objects or even people are above the charging station, a transfer of electrical energy must be prevented in order to exclude further hazards.
  • a magnetic field of high field strength and flux density is built up during the energy transmission in a region between the ground station and a vehicle-side transmission device.
  • DE 10 2009 033 236 A1 discloses a device for inductive transmission of electrical energy from a stationary unit having at least one primary
  • the apparatus comprises means for detecting the presence of an object with which a predetermined space lying between the primary and secondary inductances is monitored.
  • the detection device has at least one non-contact sensor, wherein the sensor may be an ultrasound, radar, infrared sensor or an electronic image sensor.
  • sensors installed on the side of the stationary unit or the vehicle result in higher material costs. Furthermore, these sensors must be extensively adjusted for reliable detection of any objects. The complex adjustment causes additional costs. If the sensors are merely installed in the vehicle, the information that, for example, an object has been detected in the air gap must be transmitted to the stationary unit in a secured manner, in order to initiate a shutdown of the energy transmission there. This requirement leads to increased complexity of the overall system.
  • the energy transmission arrangement comprises a primary member for discharging electrical energy and a secondary member for
  • Primary member and the secondary member having a plurality of operating parameters, wherein first the electrical energy is transmitted from the primary member to the secondary member, wherein at least one of the operating parameters of the primary member is detected, wherein the operating parameter of the primary member is compared with primary-side reference values to the magnetic and / or electromagnetic coupling of the
  • Primary member and the secondary link to determine and thus a faulty object between the primary member and the secondary member and / or movement of the secondary member relative to the primary member to detect, and wherein at least one of
  • Operating parameter of the primary element is varied, provided that the operating parameter of the primary element deviates from the primary-side reference values.
  • the present invention provides a power transmission arrangement with a primary member for discharging electrical energy and a secondary member for receiving the electrical energy, wherein the primary member and the secondary member are movable to each other and magnetically and / or electromagnetically coupled for transmitting the electrical energy, and wherein the primary member and the secondary member have at least one control unit which is adapted to carry out the method of the above-mentioned type.
  • an interfering object between the primary member and the secondary member and / or movement of the secondary member relative to the primary member is detected by evaluating the magnetic and / or electromagnetic coupling of the two energy transfer members.
  • Energy transmission arrangement can be reduced.
  • the reliability of the arrangement is increased.
  • the efficiency of the energy transfer is increased, as well as changes in the distance of the energy transfer elements are taken into account.
  • the static or dynamic interference object in the air gap between the primary element and the secondary element and / or the change in distance of the energy transmission elements relative to one another is detected by comparing at least one of the operating parameters of the primary element with primary reference values.
  • the primary-side reference values may have predefined values and / or values from earlier measurements. It is of particular advantage if the secondary link before the detection of the
  • Operating parameter of the primary element is switched to a predefined state to vary at least one of the operating parameters of the primary element.
  • Switching to the predefined state can mean, for example, that the secondary element is switched in a short circuit or that on the side of the
  • Secondary element predefined resistors are switched on. Due to the predefined state on the secondary link side, at least one of the operating parameters of the primary link is changed. Thus, information can be transmitted from the secondary link to the primary link by this mechanism.
  • the secondary element is switched to the predefined state at a predefined time interval.
  • the primary side can regularly check the magnetic and / or electromagnetic coupling with knowledge of this time interval and initiate appropriate measures when detecting a change in the coupling, for example as a result of an interfering object in the air gap.
  • at least one of the operating parameters of the secondary link is detected and the secondary link is switched to the predefined state as a function of a comparison of the operating parameter of the secondary link with secondary-side reference values.
  • the secondary element is switched to the predefined state as soon as at least one of the operating parameters of the secondary element deviates from secondary reference values, that is, as soon as, for example, an object penetrates into the air gap between the primary element and the secondary element.
  • the secondary-side reference values may have predefined values and / or earlier measured values of the operating parameters.
  • an electrical test energy is first output by means of the primary member. Furthermore, at least one of the operating parameters of the secondary link is detected. Finally, the detected operating parameter of the
  • test energy used for the detection process is preferably smaller than the energy that is generated during the regular energy transmission of the
  • the following steps are further carried out: first, an electrical quantity of the secondary element in
  • the step of changing the electrical size of the secondary link comprises changing an electrical resistance of the
  • At least one of the operating parameters of the primary element is varied in such a way that the energy transmission is interrupted if the disturbing object is detected between the primary element and the secondary element.
  • Primary element is arranged and also no disturbing objects are in the air gap.
  • at least one of the operating parameters of the primary element is varied in such a way that an efficiency of the energy transmission is increased, as long as the movement of the secondary element relative to the primary element is detected.
  • the efficiency of the energy transmission first decreases.
  • the efficiency of the transmission can be increased. This ensures a high energy transfer efficiency even under variable conditions.
  • the transmission of the operating parameters between the energy transfer elements is in most cases a redundant information to the locally acquired data. This redundancy increases the safety and reliability of the energy transfer.
  • the transmission of the operating parameters due to the redundancy is not security-relevant and can therefore be implemented in a simple manner. The complexity of the energy transfer and the associated control is thereby reduced.
  • At least one of the operating parameters of the primary member is adjusted based on the secondary-side operating parameter received at the primary member. If, for example, an interfering object is detected in the air gap on the side of the secondary element during the energy transmission, this can be transmitted as information to the primary element. This measure increases the reliability of the
  • the secondary element is switched to the predefined state on the basis of the primary-side operating parameter received at the secondary element.
  • the primary member may communicate the information to the secondary member that the power transmission will soon be terminated.
  • At least one of the following physical quantities is detected as the operating parameter of the primary element or the secondary element: an electrical current of the primary element or of the secondary element, an electrical voltage of the primary member or the secondary member, and / or a frequency of the electric current or the electric voltage.
  • the primary element and the secondary element each have an electrical coil and / or an antenna for emitting or receiving the electrical energy, a transmission /
  • Receiving unit for transmitting at least one operating parameter of the primary member and / or the secondary member, and a control unit for controlling the energy delivery or the energy consumption.
  • the transmitting / receiving unit may be, for example, a SRD (short-ranked device).
  • the transmitting / receiving unit can be set up to modulate the data to be transmitted (for example, the operating parameters) to the magnetic and / or electromagnetic energy transmission. Since the transmission of the at least one operating parameter represents a redundant information, the primary element and the secondary element can in an alternative
  • Embodiment be designed without a transmitting / receiving unit.
  • the control unit may be designed only on the primary side or only on the secondary side.
  • the primary element is a component of a ground station which can be coupled to an electrical energy supply network
  • the secondary element is a component of an electrically driven vehicle which is set up to charge a traction battery arranged in the vehicle by means of the ground station.
  • the primary element can also be installed in the vehicle and the secondary element in the ground station. Consequently, in this Use case, the energy stored in the vehicle in the electrical
  • the power transmission arrangement according to the invention can be used in any type of vehicle (for example, passenger cars,
  • Fig. 1 shows in schematic form an energy transfer arrangement with a primary member and a secondary member
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example initialization of the
  • Fig. 3 is a diagram for explaining an embodiment of the
  • Fig. 4 is a diagram for explaining an embodiment of the
  • the secondary link is installed on the side of an electrically driven motor vehicle and the primary member on the side of a ground station, which is adapted to transmit energy to the electrically driven motor vehicle. It is understood that this assignment can also be changed for other applications (for example Smart Grid) and that the energy transmission arrangement according to the invention can also be used in other charging stations / vehicles.
  • an energy transfer arrangement is shown schematically and generally designated 10.
  • the energy transfer assembly 10 includes a primary member 12 for delivering electrical energy and a secondary member 14 for receiving the electrical energy.
  • the primary member 12 is by means of a
  • Power supply adapter 16 coupled to an electrical power grid 18.
  • the power supply adapter 16 (EVSE) is configured to monitor the transmission of electrical energy, detect hardware errors, and transmit the energy
  • the primary member 12 and the power supply adapter 16 form part of a ground station unspecified in FIG.
  • the primary member 12 is magnetically (inductively) coupled to the secondary member 14 in this embodiment.
  • the secondary member 14 is magnetically (inductively) coupled to the secondary member 14 in this embodiment.
  • Primary member 12 and the secondary member 14 additionally or alternatively be electromagnetically coupled to each other.
  • the secondary member 14 forms part of a charging device of an unspecified in Fig. 1 electrically driven vehicle.
  • Secondary link 14 is coupled to a traction battery 20 and a CAN bus 22 of the electrically powered vehicle.
  • the primary element 12 has power electronics 24 and a coil 26 for discharging the energy.
  • the power electronics 24 has a frequency converter 28 for adjusting the mains frequency and the energy transmission frequency, a
  • Amplifier 30 and a reactive power compensator 32 for compensation of reactive power which can be carried out in series or in parallel.
  • the primary member 12 has a control unit 34 for controlling the
  • the control unit 34 may be coupled to the power grid 18, for example, control parameters or operating parameters of the
  • the primary element 12 has a transmitting / receiving unit 36, which may be designed, for example, as an SRD (short-ranked device).
  • the transmitting / receiving unit 36 serves to transmit the operating parameters of the primary element 12 and / or of the secondary element 14.
  • the transmission / reception unit 36 can also contain further information elements transmitted, which are needed to control the energy transfer (for example, transmission of the information that the power transmission is turned off).
  • the secondary link 14 has a coil 38 for receiving the energy and a
  • Power electronics 40 on.
  • Reactive power compensator 42 for compensating for leakage power, which can be carried out in series or in parallel, a rectifier 44 and optionally one
  • DC-DC converter 46 which is adapted to an output side
  • the secondary member 14 has a control unit 48 for controlling the
  • the control unit 48 may be connected via the CAN bus 22 (or any other communication bus within the vehicle), for example, to a battery management system (BMS) of the electrically powered vehicle that controls charging of the traction battery 20.
  • BMS battery management system
  • the secondary element 14 has a transmitting / receiving unit 50, which is designed, for example, as an SRD (short-ranked device).
  • the transmitting / receiving unit 50 serves to transmit the operating parameters of the primary member 12 and / or the secondary member 14.
  • further information elements relevant to the control of the energy transmission can be transmitted: for example manufacturer of the traction battery 20, air gap height between the primary member 12 and the secondary member 14,
  • an alternating voltage, an alternating current and / or a frequency of the alternating voltage or of the alternating current can be detected at the reference point P1.
  • AC voltage or the alternating current can be determined as operating parameters of the secondary link 14. Additionally or alternatively, there is the possibility of a
  • the measurement of the operating parameters preferably takes place both on the side of
  • the Measurement of the operating parameters can also be performed only on the side of the primary member 12.
  • the transmission of the operating parameters by means of the transceivers 36, 50 is optional, since the control of the energy transfer can be performed only on the basis of the locally measured operating parameters.
  • the redundancy increases the reliability of the
  • the measurement of the operating parameters is carried out only on the side of the secondary element 14, a transmission of the operating parameters from the secondary element 14 to the primary element 12 is absolutely necessary in order, for example, to initiate a shutdown of the energy transmission.
  • the detected operating parameters can be exchanged between the primary member 12 and the secondary member 14 by means of the transceiver units 36, 50.
  • the resulting redundancy increases the operational reliability of the energy transfer.
  • the energy transfer is terminated to minimize the risk potential of the energy transfer and a
  • the object is only based on a measurement of the operating parameters of the primary member 12 and / or the secondary member 14 and a subsequent comparison of the operating parameters with corresponding reference values.
  • the transceiver units 36, 50 can modulate the data to be transmitted on the magnetic / electromagnetic power transmission.
  • the distance between the primary member 12 and the secondary member 14 changes (for example, by loading the vehicle), so resonance circuits of the reactive power compensators 32, 42 are adjusted and thus reduces the efficiency of energy transfer.
  • the reduction in efficiency is in turn detected by measuring the operating parameters of the primary member 12 and / or the secondary member 14 and then comparing the detected operating parameters with corresponding reference values.
  • the efficiency of the energy transmission can be increased.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining an example initialization of the
  • Primary member 12 and the secondary member 14 according to a method 60 according to the invention.
  • the initialization of the primary member 12 is shown as part of the ground station to the left of a dividing line T and the dividing line T to the right of the initialization of the secondary member 14 as part of the electrically driven motor vehicle.
  • a first step 62 the motor vehicle is parked above the ground station.
  • a predefined first load resistance R1 is set in the motor vehicle instead of the traction battery 20.
  • a test energy is given to check whether the vehicle is above the ground station and to enable detection of the ground station on the side of the secondary member 14.
  • at least one of the operating parameters of the secondary link 14 is detected (for example, a voltage, a current and / or a frequency) and checks whether the detected operating parameters of the secondary link 14 with a corresponding
  • Step 67 is on the side of the secondary link 14 in a Step 67 further determined that the ground station is located under the motor vehicle.
  • a step 68 At least one of the operating parameters (voltage, current and / or frequency) of the primary element 12 is detected and compared with the corresponding first primary-side test reference value for voltage, current or frequency. If the detected operating parameter of the primary element 12 coincides with the first primary-side test reference value, it is determined in a step 70 that neither a vehicle nor objects are located above the ground station. Therefore, the output of the test energy is terminated in a step 72 and the coil 26 is de-energized.
  • the operating parameters voltage, current and / or frequency
  • the detected operating parameter deviates from the first primary-side test reference value. Thus, it is determined in a step 74 that an object is above the ground station. However, it can not be clarified until this step, whether it is any object or the motor vehicle, since the test energy is absorbed by both the arbitrary object and the motor vehicle. For this reason, it is checked in a further step 76 whether the detected object or the motor vehicle.
  • Operating parameter of the primary element 12 coincides with a second primary-side excerferenzwerts. If the detected operating parameter deviates from the second primary-side check reference value, it is determined in a step 78 that a
  • Object / object (but not the motor vehicle) is located above the ground station.
  • the detected operating parameter of the primary element 12 coincides with the second primary-side test reference value, since the
  • Motor vehicle is parked above the ground station and also the predefined first load resistance R1 has been set in the motor vehicle.
  • a second predefined load resistor R2 is connected to the first load resistor R1.
  • the second predefined load resistor R2 can be switched on, for example, after a predefined period of time, which measures from the detection of the ground station on the side of the secondary link 14 up to the current time.
  • the detected operating parameter of the primary element 12 is then compared in a step 82 with a corresponding third primary-side test reference value. If the detected operating parameter deviates from the third primary-side test reference value, it is determined in a step 84 that an object is above the ground station that is configured such that the detected operating parameter of the primary element 12 coincidentally corresponds to the second primary-side test reference value. Thus, according to step 72, the delivery of the test energy is terminated.
  • the detected operating parameter of the primary element 12 corresponds to the third primary-side test reference value since the second predefined load resistor R2 has been connected in the motor vehicle.
  • the initialization of the primary member 12 and the secondary member 14 is thus completed successfully.
  • the delivery of the test energy may be terminated in a step 88.
  • Primary member 12 are started on the secondary member 14 in a step 90.
  • the method steps from FIG. 2 can be applied essentially analogously when energy is transferred from the traction battery 20 into the energy supply network 18 (smart grid) and thus the primary element 12 in the electrically driven one
  • Motor vehicle and the secondary link 14 is installed in the ground station.
  • Fig. 3 is a diagram for explaining an embodiment of the
  • inventive method 60 if an object between the primary member 12 and the secondary member 14 device. It should again be assumed that the primary member 12 is installed in the ground station and the secondary member 14 in the electrically driven motor vehicle. After it has been determined that no object is between the primary member 12 and the secondary member 14, the charging of the
  • Traction battery 20 and the power transmission from the primary member 12 to the secondary member 14 started or continued.
  • the reference values are in a range that is predetermined by the manufacturer depending on the state of charge of the traction battery 20.
  • an interfering object moves into the air gap between the primary member 12 and the secondary member.
  • This disruptive object can be, for example, an object, an animal or even an extremity of a human being. Since a magnetic field of high field strength and flux density is built up during the energy transmission in a spatial area between the primary element 12 of the ground station and the vehicle-side secondary element 14
  • Primary member 12 detected. As operating parameters of the primary member 12, the
  • a current apparent power of the primary element 12 can be derived from the specific operating parameters.
  • a step 106 at least one of the operating parameters of the secondary link 14 is detected. As operating parameters of the secondary link, the
  • Secondary link 14 a secondary-side apparent power can be derived.
  • Secondary link 14 compared with secondary reference values. If the
  • the secondary member 14 is switched in a step 1 10 in a defined state.
  • the second predefined load resistor R2 is connected after a predefined period of time.
  • Secondary link 14 are also switched in a short circuit.
  • Primary member 12 from either the second or the third primary-side
  • Fig. 4 is a diagram for explaining an embodiment of the
  • a method 60 according to the invention if the distance between the primary member 12 and the secondary member 14 decreases during a charging operation of the traction battery 20.
  • a step 120 first energy is transferred from the primary member 12 to the
  • a step 122 it should be assumed that the distance between the primary member 12 and the secondary member 14 is reduced. This results for example from the fact that the vehicle is loaded or lose the tires of the vehicle air. Due to the changed distance, the efficiency of the charging process is reduced.
  • a step 124 the operating parameters of the primary member 12 are detected.
  • the apparent power which is composed of a reactive power and an active power, is derived from the acquired operating parameters.
  • the operating parameters of the primary element 12 are compared with the primary-side reference values. If a higher reactive power is registered at the side of the primary element 12 at a constant apparent power and, in addition, the operating parameters deviate from the primary-side reference values, then the
  • the optimum of the energy transfer is achieved at a certain frequency, which is dependent on the distance between the primary member 12 and the secondary member 14.
  • Energy transmission elements 12, 14 are derived solely from the detected operating parameters. In this way, the efficiency of the energy transfer can be optimized in a simple way in the case of changed boundary conditions (for example distance change).
  • Secondary member 14 are detected. These can be transmitted to the primary element 12, for example, by means of the transceiver units 36, 50. By means of a subsequent evaluation of the secondary-side operating parameters, the efficiency of the energy transmission is finally increased.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (60) zum Betreiben einer Energieübertragungsanordnung (10), wobei die Energieübertragungsanordnung (10) ein Primärglied (12) zum Abgeben von elektrischer Energie und ein Sekundärglied (14) zum Aufnehmen der elektrischen Energie aufweist, wobei das Primärglied (12) und das Sekundärglied (14) beweglich zueinander ausgebildet und zur Übertragung der elektrischen Energie magnetisch und/oder elektromagnetisch koppelbar sind und wobei das Primärglied (12) und das Sekundärglied (14) eine Mehrzahl von Betriebsparametern aufweisen, wobei zunächst die elektrische Energie von dem Primärglied (12) auf das Sekundärglied (14) übertragen wird, wobei wenigstens einer der Betriebsparameter des Primärglieds (12) erfasst wird, wobei der Betriebsparameter des Primärglieds (12) mit primärseitigen Referenzwerten verglichen wird, um die magnetische und/oder elektromagnetische Kopplung des Primärglieds (12) und des Sekundärglieds (14) zu bestimmen und damit ein Störobjekt zwischen dem Primärglied (12) und dem Sekundärglied (14) und/oder eine Bewegung des Sekundärglieds (14) relativ zu dem Primärglied (12) zu erfassen, und wobei wenigstens einer der Betriebsparameter des Primärglieds (12) variiert wird, sofern der Betriebsparameter des Primärglieds (12) von den primärseitigen Referenzwerten abweicht.

Description

Beschreibung Titel
Energieübertragungsanordnung und Verfahren zum Betreiben der
Energieübertragungsanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
Energieübertragungsanordnung, wobei die Energieübertragungsanordnung ein
Primärglied zum Abgeben von elektrischer Energie und ein Sekundärglied zum
Aufnehmen der elektrischen Energie aufweist, und wobei das Primärglied und das Sekundärglied beweglich zueinander ausgebildet und zur Übertragung der elektrischen Energie magnetisch und/oder elektromagnetisch koppelbar sind.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Energieübertragungsanordnung mit einem Primärglied zum Abgeben von elektrischer Energie und einem Sekundärglied zum Aufnehmen der elektrischen Energie, wobei das Primärglied und das Sekundärglied beweglich zueinander ausgebildet und zur Übertragung der elektrischen Energie magnetisch und/oder elektromagnetisch koppelbar sind.
Stand der Technik
Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeug-Antriebstechnik ist es allgemein bekannt, eine elektrische Maschine als alleinigen Antrieb oder gemeinsam mit einem Antriebsmotor eines anderen Typs (Hybridantrieb) zu verwenden. In derartigen Elektro- oder
Hybridfahrzeugen werden typischerweise elektrische Maschinen als Antriebsmotor verwendet, die durch einen elektrischen Energiespeicher, wie zum Beispiel einen Akkumulator, mit elektrischer Energie versorgt werden, wobei die elektrischen
Energiespeicher regelmäßig je nach Ladezustand aufgeladen werden. Dabei dient üblicherweise ein Kabel zur Übertragung der elektrischen Energie von einer Ladestation auf das Fahrzeug. Eine derartige Kabelverbindung bietet einen sehr schlechten
Bedienungskomfort und stellt außerdem eine mögliche Gefahr für den Anwender dar, da die Steckverbindung und das Kabel aufgrund von Beschädigungen beispielsweise elektrische Entladungen an den Anwender übertragen können. Alternativ zu einer Kabelverbindung besteht die Möglichkeit, Fahrzeuge über eine kontaktlose Energieübertragung mit elektrischer Energie zu versorgen. Dabei können verschiedene Wirkprinzipien zur kontaktlosen Energieübertragung genutzt werden, beispielsweise eine induktive Energieübertragung oder eine elektromagnetische Energieübertragung. Bei der induktiven Energieübertragung wird auf der Primärseite mithilfe einer Spule ein magnetisches Wechselfeld erzeugt. Zumindest ein Teil dieses magnetischen
Wechselfelds durchdringt die Sekundärseite, die ebenfalls eine Spule enthält. Dadurch wird in der Spule der Sekundärseite eine Spannung induziert und somit Energie von der Primärseite auf die Sekundärseite übertragen. Bei der elektromagnetischen
Energieübertragung ist der Abstand zwischen der Primärseite und der Sekundärseite so groß, dass die Welleneigenschaften der elektromagnetischen Felder relevant sind und genutzt werden können. Üblicherweise werden Antennen als Sender/Empfänger auf der Primär-/Sekundärseite verwendet.
Der Wirkungsgrad dieser kontaktlosen Energieübertragung ist insbesondere durch Streuverluste schlechter als bei der kabelgebundenen Übertragung, wobei bei einem Luftspalt von 20 bis 30 cm der Wirkungsgrad ca. 90 % sein kann. Jedoch ist eine derartige Energieübertragung durch die einfachere Handhabung komfortabler und bietet somit eine höhere Akzeptanz bei dem Anwender. Bei der kontaktlosen Energieübertragung stellt die Betriebssicherheit ein wichtiges Thema dar. Zum einen darf die Energieübertragung nur dann gestartet werden, wenn tatsächlich ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug über der Ladestation/Bodenstation geparkt ist, die zum Beispiel in den Straßenbelag eingelassen ist. Befinden sich andere Objekte oder gar Menschen über der Ladestation, so muss eine Übertragung von elektrischer Energie verhindert werden, um weitere Gefährdungen auszuschließen. Zum anderen wird während der Energieübertragung in einem Bereich zwischen der Bodenstation und einer fahrzeugseitigen Übertragungseinrichtung ein magnetisches Feld hoher Feldstärke und Flussdichte aufgebaut. Gelangen Menschen oder Tiere während des Ladevorgangs in diesen Bereich, so können Körperströme induziert werden. Befinden sich beispielsweise elektrisch leitfähige Gegenstände in diesem Bereich, so können diese durch die induzierten Wirbelströme erwärmt werden. Um derartige Gefährdungen auszuschließen, muss die Energieübertragung sofort beendet werden, sobald ein Objekt in dem Luftspalt zwischen der Bodenstation und der fahrzeugseitigen Übertragungseinrichtung erfasst wird. Aus der DE 10 2009 033 236 A1 ist eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einer stationären Einheit mit mindestens einer primären
Induktivität zu einem benachbart zu dieser stehenden Fahrzeug mit mindestens einer Sekundärinduktivität bekannt. Die Vorrichtung weist eine Einrichtung zur Detektion des Vorhandensein eines Gegenstands auf, mit der ein vorbestimmter Raum, der zwischen der Primär- und Sekundärinduktivität liegt, überwacht wird. Die Detektionseinrichtung weist mindestens einen berührungslosen Sensor auf, wobei der Sensor ein Ultraschall-, Radar-, Infrarotsensor oder ein elektronischer Bildsensor sein kann. Durch diese
Sensoren, die auf Seite der stationären Einheit oder des Fahrzeugs verbaut werden, entstehen jedoch höhere Materialkosten. Des Weiteren müssen diese Sensoren für eine zuverlässige Erkennung von beliebigen Objekten aufwändig justiert werden. Durch die komplexe Justierung werden weitere Kosten verursacht. Werden die Sensoren lediglich in dem Fahrzeug installiert, so muss die Information, dass beispielsweise ein Objekt in dem Luftspalt erkannt wurde, gesichert zu der stationären Einheit übertragen werden, um dort ein Abschalten der Energieübertragung zu initiieren. Diese Anforderung führt zu einer erhöhten Komplexität des Gesamtsystems.
In einem weiteren Aspekt wird außerdem bei bekannten Anordnungen zur
Energieübertragung nicht erkannt, dass sich beispielsweise durch Beladen des Fahrzeugs während des Ladevorgangs der Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Bodenstation ändert und damit die Effizienz der Energieübertragung verringert wird.
Offenbarung der Erfindung Die vorliegende Erfindung stellt daher ein Verfahren zum Betreiben einer
Energieübertragungsanordnung bereit, wobei die Energieübertragungsanordnung ein Primärglied zum Abgeben von elektrischer Energie und ein Sekundärglied zum
Aufnehmen der elektrischen Energie aufweist, wobei das Primärglied und das
Sekundärglied beweglich zueinander ausgebildet und zur Übertragung der elektrischen Energie magnetisch und/oder elektromagnetisch koppelbar sind und wobei das
Primärglied und das Sekundärglied eine Mehrzahl von Betriebsparametern aufweisen, wobei zunächst die elektrische Energie von dem Primärglied auf das Sekundärglied übertragen wird, wobei wenigstens einer der Betriebsparameter des Primärglieds erfasst wird, wobei der Betriebsparameter des Primärglieds mit primärseitigen Referenzwerten verglichen wird, um die magnetische und/oder elektromagnetische Kopplung des
Primärglieds und des Sekundärglieds zu bestimmen und damit ein Störobjekt zwischen dem Primärglied und dem Sekundärglied und/oder eine Bewegung des Sekundärglieds relativ zu dem Primärglied zu erfassen, und wobei wenigstens einer der
Betriebsparameter des Primärglieds variiert wird, sofern der Betriebsparameter des Primärglieds von den primärseitigen Referenzwerten abweicht.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine Energieübertragungsanordnung mit einem Primärglied zum Abgeben von elektrischer Energie und einem Sekundärglied zum Aufnehmen der elektrischen Energie bereit, wobei das Primärglied und das Sekundärglied beweglich zueinander ausgebildet und zur Übertragung der elektrischen Energie magnetisch und/oder elektromagnetisch koppelbar sind, und wobei das Primärglied und das Sekundärglied wenigstens eine Steuereinheit aufweisen, die dazu eingerichtet ist, das Verfahren der oben genannten Art auszuführen.
Vorteile der Erfindung
Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Störobjekt zwischen dem Primärglied und dem Sekundärglied und/oder eine Bewegung des Sekundärglieds relativ zu dem Primärglied durch Auswertung der magnetischen und/oder elektromagnetischen Kopplung der beiden Energieübertragungsglieder erfasst. Dabei wird die magnetische und/oder
elektromagnetische Kopplung lediglich mithilfe der Betriebsparameter des Primärglieds und/oder des Sekundärglieds bestimmt. Somit sind beispielsweise keine separaten Sensoren notwendig, die einzeln für die Erfassung von Störobjekten justiert werden müssen. Dies führt zu einer reduzierten Komplexität der Energieübertragungsanordnung und zu geringeren Produktionskosten, da weniger Bauteile erforderlich sind. Aufgrund der Objekterkennung im Luftspalt kann das Gefährdungspotential der
Energieübertragungsanordnung verringert werden. Die Betriebssicherheit der Anordnung wird erhöht. Des Weiteren wird die Effizienz der Energieübertragung gesteigert, da auch Abstandsänderungen der Energieübertragungsglieder zueinander berücksichtigt werden. Das statische oder dynamische Störobjekt in dem Luftspalt zwischen dem Primärglied und dem Sekundärglied und/oder die Abstandsänderung der Energieübertragungsglieder zueinander wird durch den Vergleich wenigstens eines der Betriebsparameter des Primärglieds mit primärseitigen Referenzwerten erfasst. Dabei können die primärseitigen Referenzwerte vordefinierte Werte und/oder Werte von früheren Messungen aufweisen. Von besonderem Vorzug ist es, wenn das Sekundärglied vor dem Erfassen des
Betriebsparameters des Primärglieds in einen vordefinierten Zustand geschaltet wird, um wenigstens einen der Betriebsparameter des Primärglieds zu variieren. Das Schalten in den vordefinierten Zustand kann beispielsweise bedeuten, dass das Sekundärglied in einem Kurzschluss geschaltet wird oder dass auf der Seite des
Sekundärglieds vordefinierte Widerstände zugeschaltet werden. Infolge des vordefinierten Zustands auf der Seite des Sekundärglieds, wird wenigstens einer der Betriebsparameter des Primärglieds verändert. Somit kann durch diesen Mechanismus eine Information von dem Sekundärglied zu dem Primärglied übertragen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Sekundärglied in einem vordefinierten zeitlichen Intervall in den vordefinierten Zustand geschaltet. Durch diese Maßnahme kann die Primärseite bei Kenntnis dieses zeitlichen Intervalls regelmäßig die magnetische und/oder elektromagnetische Kopplung überprüfen und bei Erfassen einer Veränderung der Kopplung, zum Beispiel infolge eines Störobjekts in dem Luftspalt, entsprechende Maßnahmen einleiten. In einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens einer der Betriebsparameter des Sekundärglieds erfasst und das Sekundärglied in Abhängigkeit eines Vergleichs des Betriebsparameters des Sekundärglieds mit sekundärseitigen Referenzwerten in den vordefinierten Zustand geschaltet. In dieser Ausführungsform wird das Sekundärglied in den vordefinierten Zustand geschaltet, sobald wenigstens einer der Betriebsparameter des Sekundärglieds von sekundärseitigen Referenzwerten abweicht, das heißt sobald beispielsweise ein Objekt in den Luftspalt zwischen dem Primärglied und dem Sekundärglied eindringt. Somit kann das Störobjekt noch schneller erfasst werden, Gegenmaßnahmen können zu einem frühen Zeitpunkt eingeleitet werden. Infolgedessen wird die Sicherheit der
Energieübertragung erhöht.
Dabei können die sekundärseitigen Referenzwerte vordefinierte Werte und/oder frühere Messwerte der Betriebsparameter aufweisen. ln einer weiteren Ausführungsform wird vor dem Übertragen der elektrischen Energie von dem Primärglied auf das Sekundärglied zunächst eine elektrische Prüfenergie mittels des Primärglieds abgegeben. Des Weiteren wird wenigstens einer der Betriebsparameter des Sekundärglieds erfasst. Schließlich wird der erfasste Betriebsparameter des
Sekundärglieds mit sekundärseitigen Prüfreferenzwerten verglichen, um auf der Seite des Sekundärglieds das benachbart angeordnete Primärglied zu erkennen.
Durch diese Maßnahme wird auf der Seite des Sekundärglieds eine sichere Erkennung des benachbart angeordneten Primärglieds gewährleistet. Auf der Sekundärseite können nach der Erkennung vorbereitende Maßnahmen für die Energieübertragung eingeleitet werden. Die für den Erkennungsprozess verwendete Prüfenergie ist dabei vorzugsweise kleiner als die Energie, die während der regulären Energieübertragung von dem
Primärglied auf das Sekundärglied übertragen wird. Infolgedessen kann der
Energiebedarf für den Erkennungsprozess minimiert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden vor dem Übertragen der elektrischen Energie von dem Primärglied auf das Sekundärglied ferner die folgenden Schritte ausgeführt: zunächst wird eine elektrische Größe des Sekundärglieds in
Abhängigkeit des Vergleichs des Betriebsparameters des Sekundärglieds mit
sekundärseitigen Prüfreferenzwerten verändert, um wenigstens einen der
Betriebsparameter des Primärglieds zu variieren, anschließend wird wenigstens einer der Betriebsparameter des Primärglieds erfasst, und schließlich wird der Betriebsparameter des Primärglieds mit primärseitigen Prüfreferenzwerten verglichen, um auf der Seite des Primärglieds das benachbart angeordnete Sekundärglied zu erkennen, wobei die elektrische Energie von dem Primärglied auf das Sekundärglied übertragen wird, sofern die benachbarte Positionierung des Primärglieds und des Sekundärglieds auf beiden Seiten erkannt wird.
Diese Verfahrensschritte führen auf der Seite des Primärglieds zu einer zuverlässigen Erkennung des Sekundärglieds. Die Energieübertragung von dem Primärglied auf das Sekundärglied wird erst dann gestartet, wenn eine gegenseitige Erkennung der beiden Energieübertragungsglieder stattgefunden hat. Somit wird beispielsweise die
Energieübertragung nicht gestartet, wenn sich ein metallisch leitfähiger Gegenstand oder auch ein Tier in dem direkten Umfeld des Primärglieds befindet. Daher wird durch diese Maßnahmen die Betriebssicherheit der Energieübertragung erhöht. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Schritt des Veränderns der elektrischen Größe des Sekundärglieds ein Verändern eines elektrischen Widerstands des
Sekundärglieds auf. Durch das Verändern des elektrischen Widerstands kann auf einfache Art und Weise mindestens einer der Betriebsparameter des Primärglieds verändert werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens einer der Betriebsparameter des Primärglieds derart variiert, dass die Energieübertragung unterbrochen wird, sofern das Störobjekt zwischen dem Primärglied und dem Sekundärglied erkannt wird.
Um das Gefährdungspotential der Energieübertragung zu verringern, wird die
Energieübertragung bei Erfassen eines Störobjekts, das sich vor oder während der Energieübertragung in einem unmittelbaren Bereich des Primärglieds befindet, beendet. Diese Maßnahme führt außerdem zu einer höheren Energieeffizienz, da die
Energieübertragung nur dann erfolgt, wenn das Sekundärglied benachbart zu dem
Primärglied angeordnet ist und sich außerdem keine Störobjekte in dem Luftspalt befinden. In einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens einer der Betriebsparameter des Primärglieds derart variiert, dass ein Wirkungsgrad der Energieübertragung erhöht wird, sofern die Bewegung des Sekundärglieds relativ zu dem Primärglied erkannt wird.
Ändert sich der Abstand zwischen dem Primärglied und dem Sekundärglied, so verringert sich zunächst die Effizienz der Energieübertragung. Durch Variieren wenigstens eines Betriebsparameters des Primärglieds kann der Wirkungsgrad der Übertragung erhöht werden. Damit wird auch bei veränderlichen Bedingungen eine hohe Effizienz der Energieübertragung gewährleistet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens einer der sekundärseitigen
Betriebsparameter von dem Sekundärglied auf das Primärglied und/oder wenigstens einer der primärseitigen Betriebsparameter von dem Primärglied auf das Sekundärglied übertragen.
Die Übertragung der Betriebsparameter zwischen den Energieübertragungsgliedern stellt in den meisten Fällen eine redundante Information zu den lokal erfassten Daten dar. Aufgrund dieser Redundanz wird die Sicherheit und die Zuverlässigkeit der Energieübertragung erhöht. Außerdem ist die Übertragung der Betriebsparameter infolge der Redundanz nicht sicherheitsrelevant und kann daher auf einfache Art und Weise realisiert werden. Die Komplexität der Energieübertragung und der damit verbundenen Steuerung wird dadurch verringert.
Zusätzlich zu den Betriebsparametern können auch weitere Informationselemente übertragen werden, die die Steuerung der Energieübertragung beeinflussen (zum Beispiel eine separat ermittelte Luftspalthöhe).
In einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens einer der Betriebsparameter des Primärglieds auf der Grundlage des an dem Primärglied empfangenen sekundärseitigen Betriebsparameters angepasst. Wird beispielsweise auf der Seite des Sekundärglieds während der Energieübertragung ein Störobjekt in dem Luftspalt detektiert, so kann dies als Information an das Primärglied übermittelt werden. Diese Maßnahme erhöht die Betriebssicherheit der
Energieübertragung und führt zu einem einfacheren Verfahren auf der Seite des
Primärglieds, da diese Information (Störobjekt im Luftspalt) nicht von einem Verlauf der primärseitigen Betriebsparameter abgeleitet werden muss.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird das Sekundärglied auf der Grundlage des an dem Sekundärglied empfangenen primärseitigen Betriebsparameters in den vordefinierten Zustand geschaltet.
Beispielsweise kann das Primärglied die Information an das Sekundärglied übermitteln, dass die Energieübertragung demnächst beendet wird. Bei einem Abschalten der
Energieübertragung besteht die Gefahr, dass Überspannungen auftreten, die zu einer Beschädigung von Energieaufnehmern auf der Sekundärseite führen können. Aufgrund der übermittelten Information (Beenden der Energieübertragung) können auf der Seite des Sekundärglieds vorbereitende Maßnahmen eingeleitet werden, die diese
Beschädigungen verhindern.
In einer weiteren Ausführungsform wird wenigstens eine der folgenden physikalischen Größen als Betriebsparameter des Primärglieds oder des Sekundärglieds erfasst: ein elektrischer Strom des Primärglieds oder des Sekundärglieds, eine elektrische Spannung des Primärglieds oder des Sekundärglieds, und/oder eine Frequenz des elektrischen Stroms oder der elektrischen Spannung.
Mithilfe dieser Größen kann auf einfache Art und Weise die magnetische und/oder elektromagnetische Kopplung des Primärglieds und des Sekundärglieds bestimmt werden. Dabei kann primärseitig und/oder sekundärseitig eine
Wechselspannung/Wechselstrom und/oder eine Gleichspannung/Gleichstrom erfasst werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Energieübertragungsanordnung weist das Primärglied und das Sekundärglied jeweils eine elektrische Spule und/oder eine Antenne zum Abgeben oder Aufnehmen der elektrisch Energie, eine Sende-/
Empfangseinheit zum Übertragen wenigstens eines Betriebsparameters des Primärglieds und/oder des Sekundärglieds, und eine Steuereinheit zum Steuern der Energieabgabe oder der Energieaufnahme auf.
In dieser Ausführungsform kann die Sende-/Empfangseinheit beispielsweise ein SRD (short ränge device) sein. Alternativ kann die Sende-/Empfangseinheit dazu eingerichtet sein, die zu übertragenden Daten (zum Beispiel die Betriebsparameter) auf die magnetische und/oder elektromagnetische Energieübertragung aufzumodulieren. Da die Übertragung des wenigstens einen Betriebsparameters eine redundante Information darstellt, kann das Primärglied und das Sekundärglied in einer alternativen
Ausführungsform auch ohne Sende-/Empfangseinheit ausgestaltet werden. In einer weiteren alternativen Ausführungsform der Energieübertragungsanordnung kann die Steuereinheit nur auf der Primärseite oder lediglich auf der Sekundärseite ausgeführt sein.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Energieübertragungsanordnung ist das Primärglied eine Komponente einer mit einem elektrischen Energieversorgungsnetz koppelbaren Bodenstation und das Sekundärglied eine Komponente eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, die dazu eingerichtet ist, eine in dem Fahrzeug angeordnete Traktionsbatterie mittels der Bodenstation zu laden. Alternativ zu dieser Ausführungsform kann das Primärglied aber auch im Fahrzeug und das Sekundärglied in der Bodenstation installiert sein. Konsequenterweise wird in diesem Anwendungsfall die in dem Fahrzeug gespeicherte Energie in das elektrische
Energieversorgungsnetz eingespeist (Smart Grid).
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Energieübertragungsanordnung in beliebigen Arten von Fahrzeugen eingesetzt werden (beispielsweise Personenkraftwagen,
Nutzfahrzeuge, maritime Fahrzeuge, elektrisch angetriebene Fahrräder, etc.).
Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens auch entsprechend auf die erfindungsgemäße Vorrichtung zutreffen bzw. anwendbar sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt in schematischer Form eine Energieübertragungsanordnung mit einem Primärglied und einem Sekundärglied;
Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung einer beispielhaften Initialisierung des
Primärglieds und des Sekundärglieds gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren; Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens, falls ein Objekt zwischen das Primärglied und das Sekundärglied gerät; und
Fig. 4 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens, falls sich der Abstand zwischen dem Primärglied und dem Sekundärglied verringert.
Für die Beschreibung der Figuren soll im Folgenden angenommen werden, dass das Sekundärglied auf der Seite eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs und das Primärglied auf der Seite einer Bodenstation installiert ist, die dazu eingerichtet ist, Energie an das elektrisch angetriebene Kraftfahrzeug zu übertragen. Es versteht sich, dass diese Zuordnung für andere Anwendungsfälle auch verändert werden kann (zum Beispiel Smart Grid) und dass die erfindungsgemäße Energieübertragungsanordnung auch in anderen Ladestationen/Fahrzeugen eingesetzt werden kann.
Ausführungsformen der Erfindung In Fig. 1 ist eine Energieübertragungsanordnung schematisch dargestellt und generell mit 10 bezeichnet. Die Energieübertragungsanordnung 10 weist ein Primärglied 12 zum Abgeben von elektrischer Energie und ein Sekundärglied 14 zum Aufnehmen der elektrischen Energie auf. Das Primärglied 12 ist mittels eines
Energieversorgungsadapters 16 mit einem elektrischen Energieversorgungsnetz 18 gekoppelt. Der Energieversorgungsadapter 16 (EVSE: electric vehicle supply equipment) ist unter anderem dazu eingerichtet, die Übertragung der elektrischen Energie zu überwachen, Hardwarefehler zu erkennen und die Übertragung der Energie zu
unterbrechen, falls beispielsweise der Betrieb der Energieübertragungsanordnung 10 gestört ist. Das Primärglied 12 und der Energieversorgungsadapter 16 bilden einen Teil einer in Fig. 1 nicht näher bezeichneten Bodenstation.
Das Primärglied 12 ist in diesem Ausführungsbeispiel magnetisch (induktiv) mit dem Sekundärglied 14 gekoppelt. In einer alternativen Ausführungsform können das
Primärglied 12 und das Sekundärglied 14 zusätzlich oder alternativ elektromagnetisch miteinander gekoppelt sein. Das Sekundärglied 14 bildet einen Teil einer Ladeeinrichtung eines in Fig. 1 nicht näher bezeichneten elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. Das
Sekundärglied 14 ist mit einer Traktionsbatterie 20 und einem CAN-Bus 22 des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs gekoppelt.
Im Einzelnen weist das Primärglied 12 eine Leistungselektronik 24 und eine Spule 26 zum Abgeben der Energie auf. Dabei weist die Leistungselektronik 24 einen Frequenzwandler 28 zur Anpassung der Netzfrequenz und der Energieübertragungsfrequenz, einen
Verstärker 30 und einen Blindleistungskompensator 32 zur Kompensation von Streu- bzw. Blindleistung auf, der seriell oder parallel ausgeführt werden kann.
Darüber hinaus weist das Primärglied 12 eine Steuereinheit 34 zum Steuern der
Energieabgabe auf. Die Steuereinheit 34 kann mit dem Energieversorgungsnetz 18 gekoppelt sein, um beispielsweise Steuerparameter oder auch Betriebsparameter des
Primärglieds 12 mit dem Energieversorgungsnetz 18 auszutauschen. Des Weiteren weist das Primärglied 12 eine Sende-/Empfangseinheit 36 auf, die beispielsweise als SRD (short ränge device) ausgeführt sein kann. Die Sende-/Empfangseinheit 36 dient zum Übertragen der Betriebsparameter des Primärglieds 12 und/oder des Sekundärglieds 14. Optional kann die Sende-/Empfangseinheit 36 auch weitere Informationselemente übertragen, die zum Steuern der Energieübertragung benötigt werden (beispielsweise Übertragung der Information, dass die Energieübertragung abgeschaltet wird).
Das Sekundärglied 14 weist eine Spule 38 zum Aufnehmen der Energie und eine
Leistungselektronik 40 auf. Dabei weist die Leistungselektronik 40 einen
Blindleistungskompensator 42 zur Kompensation von Streu- bzw. Blindleistung, der seriell oder parallel ausgeführt werden kann, einen Gleichrichter 44 und optional einen
Gleichspannungswandler 46 auf, der dazu eingerichtet ist, eine ausgangsseitige
Gleichspannung des Gleichrichters 44 an einen Spannungswert eines mit der
Traktionsbatterie 20 gekoppelten elektrischen Netzes anzupassen.
Außerdem weist das Sekundärglied 14 eine Steuereinheit 48 zum Steuern der
Energieaufnahme auf. Die Steuereinheit 48 kann über den CAN-Bus 22 (oder auch einen beliebigen anderen Kommunikationsbus innerhalb des Fahrzeugs) beispielsweise mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs verbunden sein, das einen Ladevorgang der Traktionsbatterie 20 steuert. Des Weiteren weist das Sekundärglied 14 eine Sende-/Empfangseinheit 50 auf, die zum Beispiel als SRD (short ränge device) ausgeführt ist. Die Sende-/Empfangseinheit 50 dient zum Übertragen der Betriebsparameter des Primärglieds 12 und/oder des Sekundärglieds 14. Optional können weitere Informationselemente übertragen werden, die für die Steuerung der Energieübertragung relevant sind: zum Beispiel Hersteller der Traktionsbatterie 20, Luftspalthöhe zwischen dem Primärglied 12 und dem Sekundärglied 14,
Beladungszustand des Fahrzeugs, Betriebsparameter der Traktionsbatterie 20, Luftdruck der Reifen etc.
Als Betriebsparameter des Primärglieds 12 können an dem Referenzpunkt P1 eine Wechselspannung, ein Wechselstrom und/oder eine Frequenz der Wechselspannung oder des Wechselstroms erfasst werden. Analog dazu können an dem Referenzpunkt S1 eine Wechselspannung, ein Wechselstrom und/oder eine Frequenz der
Wechselspannung oder des Wechselstroms als Betriebsparameter des Sekundärglieds 14 ermittelt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu besteht die Möglichkeit, eine
Gleichspannung und/oder einen Gleichstrom an dem Referenzpunkt S2 zu messen und diese als Betriebsparameter des Sekundärglieds 14 zu verwenden. Die Messung der Betriebsparameter erfolgt bevorzugt sowohl auf der Seite des
Primärglieds 12 als auch auf der Seite des Sekundärglieds 14. Alternativ kann die Messung der Betriebsparameter auch nur auf der Seite des Primärglieds 12 durchgeführt werden. In diesen Ausführungsformen ist die Übertragung der Betriebsparameter mittels der Sende-/Empfangseinheiten 36, 50 optional, da die Steuerung der Energieübertragung lediglich auf der Grundlage der lokal gemessenen Betriebsparameter durchgeführt werden kann. Allerdings erhöht die Redundanz die Betriebssicherheit der
Energieübertragung. Zur Kosteneinsparung können das Primärglied 12 und das
Sekundärglied 14 auch ohne die Sende-/Empfangseinheiten 36, 50 ausgebildet werden.
Wird die Messung der Betriebsparameter in einer weiteren alternativen Ausführungsform lediglich auf der Seite des Sekundärglieds 14 ausgeführt, so ist eine Übertragung der Betriebsparameter von dem Sekundärglied 14 zu dem Primärglied 12 zwingend erforderlich, um beispielsweise ein Abschalten der Energieübertragung zu initiieren.
Wird das elektrisch angetriebene Fahrzeug über der Bodenstation geparkt, so wird zunächst eine Initialisierung des Primärglieds 12 und des Sekundärglieds 14 zur gegenseitigen Erkennung der benachbarten Positionierung durchgeführt. Dabei wird die benachbarte Positionierung lediglich aus den erfassten Betriebsparametern des
Primärglieds 12 und/oder des Sekundärglieds 14 und einem anschließenden Vergleich der Betriebsparameter mit entsprechenden Referenzwerten abgeleitet. Optional können die erfassten Betriebsparameter zwischen dem Primärglied 12 und dem Sekundärglied 14 mittels der Sende-/Empfangseinheiten 36, 50 ausgetauscht werden. Die daraus resultierende Redundanz erhöht die Betriebssicherheit der Energieübertragung.
Außerdem kann ein Austausch der Betriebsparameter den gegenseitigen
Erkennungsprozess beschleunigen und/oder vereinfachen.
Sobald die Initialisierung des Primärglieds 12 und des Sekundärglieds 14 erfolgreich abgeschlossen ist (das heißt eine gegenseitige Erkennung hat stattgefunden), dann wird die Energie von dem Primärglied 12 auf das Sekundärglied 14 übertragen und die Traktionsbatterie 20 geladen. Die Energieübertragung erfolgt durch die
magnetische/induktive Kopplung der beiden Spulen 26, 38.
Gerät während der Energieübertragung ein Objekt in einen Luftspalt zwischen dem Primärglied 12 und dem Sekundärglied 14, so wird die Energieübertragung beendet, um das Gefährdungspotential der Energieübertragung zu minimieren und eine
Betriebssicherheit zu gewährleisten. Dabei wird das Objekt lediglich auf der Grundlage einer Messung der Betriebsparameter des Primärglieds 12 und/oder des Sekundärglieds 14 und einem anschließenden Vergleich der Betriebsparameter mit entsprechenden Referenzwerten erfasst. Optional können die erfassten Betriebsparameter und
möglicherweise weitere Informationselemente zusätzlich zwischen dem Primärglied 12 und dem Sekundärglied 14 ausgetauscht werden. In diesem Fall kann die Abschaltung der Energieübertragung beispielsweise aufgrund eines an dem Primärglied 12
empfangenen Betriebsparameters des Sekundärglieds 14 erfolgen. Zum Austausch der Daten können die Sende-/Empfangseinheiten 36, 50 die zu übertragenden Daten auf die magnetische/elektromagnetische Leistungsübertragung aufmodulieren. Verändert sich während eines Ladevorgangs der Traktionsbatterie 20 der Abstand zwischen dem Primärglied 12 und dem Sekundärglied 14 (zum Beispiel durch Beladen des Fahrzeugs), so werden Resonanzkreise der Blindleistungskompensatoren 32, 42 verstellt und damit die Effizienz der Energieübertragung verringert. Die Verringerung der Effizienz wird wiederum durch Messung der Betriebsparameter des Primärglieds 12 und/oder des Sekundärglieds 14 und einem anschließenden Vergleich der erfassten Betriebsparameter mit entsprechenden Referenzwerten erfasst. Durch eine Änderung mindestens eines der Betriebsparameter des Primärglieds 12, zum Beispiel der Frequenz der Energieübertragung, kann die Effizienz der Energieübertragung erhöht werden. Fig. 2 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung einer beispielhaften Initialisierung des
Primärglieds 12 und des Sekundärglieds 14 gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren 60. Dabei ist links einer Trennlinie T die Initialisierung des Primärglieds 12 als Teil der Bodenstation und rechts der Trennlinie T die Initialisierung des Sekundärglieds 14 als Teil des elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs gezeigt.
In einem ersten Schritt 62 wird das Kraftfahrzeug über der Bodenstation geparkt. In einem Schritt 64 wird in dem Kraftfahrzeug anstelle der Traktionsbatterie 20 ein vordefinierter erster Lastwiderstand R1 eingestellt. Auf der Seite des Primärglieds 12 wird in einem Schritt 65 eine Prüfenergie abgegeben, um zu überprüfen, ob sich das Fahrzeug über der Bodenstation befindet und um auf der Seite des Sekundärglieds 14 eine Detektion der Bodenstation zu ermöglichen. Dazu wird auf der Seite des Sekundärglieds 14 in einem Schritt 66 wenigstens einer der Betriebsparameter des Sekundärglieds 14 erfasst (zum Beispiel eine Spannung, ein Strom und/oder eine Frequenz) und überprüft, ob der erfasste Betriebsparameter des Sekundärglieds 14 mit einem entsprechenden
sekundärseitigen Prüfreferenzwert für Spannung, Strom und/oder Frequenz
übereinstimmt. Falls dies der Fall ist, wird auf der Seite des Sekundärglieds 14 in einem weiteren Schritt 67 festgestellt, dass sich die Bodenstation unter dem Kraftfahrzeug befindet.
Zur Detektion des benachbart abgestellten Kraftfahrzeugs auf der Seite der Bodenstation wird in einem Schritt 68 wenigstens einer der Betriebsparameter (Spannung, Strom und/oder Frequenz) des Primärglieds 12 erfasst und mit dem entsprechenden ersten primärseitigen Prüfreferenzwert für Spannung, Strom oder Frequenz verglichen. Stimmt der erfasste Betriebsparameter des Primärglieds 12 mit dem ersten primärseitigen Prüfreferenzwert überein, so wird in einem Schritt 70 festgestellt, dass sich weder ein Fahrzeug noch Gegenstände über der Bodenstation befinden. Daher wird die Abgabe der Prüfenergie in einem Schritt 72 beendet und die Spule 26 stromfrei geschaltet.
Da sich in dem vorliegenden Beispiel das Kraftfahrzeug über der Bodenstation befindet, weicht der erfasst Betriebsparameter von dem ersten primärseitigen Prüfreferenzwert ab. Somit wird in einem Schritt 74 festgestellt, dass sich ein Objekt über der Bodenstation befindet. Allerdings kann bis zu diesem Schritt nicht geklärt werden, ob es sich um einen beliebigen Gegenstand oder um das Kraftfahrzeug handelt, da die Prüfenergie sowohl von dem beliebigen Gegenstand als auch von dem Kraftfahrzeug aufgenommen wird. Aus diesem Grund wird in einem weiteren Schritt 76 geprüft, ob der erfasste
Betriebsparameter des Primärglieds 12 mit einem zweiten primärseitigen Prüfreferenzwert übereinstimmt. Falls der erfasste Betriebsparameter von dem zweiten primärseitigen Prüfreferenzwert abweicht, so wird in einem Schritt 78 festgestellt, dass sich ein
Objekt/Gegenstand (aber nicht das Kraftfahrzeug) über der Bodenstation befindet.
Konsequenterweise wird die Abgabe der Prüfenergie gemäß dem Schritt 72 beendet.
In dem hier vorliegenden Beispiel stimmt jedoch der erfasste Betriebsparameter des Primärglieds 12 mit dem zweiten primärseitigen Prüfreferenzwert überein, da das
Kraftfahrzeug über der Bodenstation geparkt ist und außerdem der vordefinierte erste Lastwiderstand R1 in dem Kraftfahrzeug eingestellt wurde.
Nach dem Vergleich gemäß dem Schritt 76 ist es auch aus Sicht der Bodenstation wahrscheinlich, dass sich das Kraftfahrzeug über der Bodenstation befindet. Allerdings muss noch sichergestellt werden, dass nicht ein Gegenstand über der Bodenstation liegt, der so ausgestaltet ist, dass sich zufällig der zweite primärseitige Prüfreferenzwert einstellt. Zu diesem Zweck wird in dem Kraftfahrzeug in einem Schritt 80 ein zweiter vordefinierter Lastwiderstand R2 zu dem ersten Lastwiderstand R1 hinzugeschaltet. Der zweite vordefinierte Lastwiderstand R2 kann beispielsweise nach einer vordefinierten Zeitspanne zugeschaltet werden, die sich von der Erkennung der Bodenstation auf der Seite des Sekundärglieds 14 bis zum aktuellen Zeitpunkt bemisst. Auf der Seite des Primärglieds 12 wird nun der erfasste Betriebsparameter des Primärglieds 12 in einem Schritt 82 mit einem entsprechenden dritten primärseitigen Prüfreferenzwert verglichen. Weicht der erfasste Betriebsparameter von dem dritten primärseitigen Prüfreferenzwert ab, so wird in einem Schritt 84 festgestellt, dass ein Gegenstand über der Bodenstation liegt, der so ausgestaltet ist, dass der erfasste Betriebsparameter des Primärglieds 12 zufällig dem zweiten primärseitigen Prüfreferenzwert entspricht. Somit wird gemäß dem Schritt 72 die Abgabe der Prüfenergie beendet.
In dem vorliegenden Beispiel entspricht der erfasste Betriebsparameter des Primärglieds 12 jedoch dem dritten primärseitigen Prüfreferenzwert, da in dem Kraftfahrzeug der zweite vordefinierte Lastwiderstand R2 zugeschaltet wurde. Als Resultat dieses Vergleichs ergibt sich in einem Schritt 86 zweifelsfrei, dass das Kraftfahrzeug über der Bodenstation abgestellt ist. Die Initialisierung des Primärglieds 12 und des Sekundärglieds 14 ist somit erfolgreich beendet. Infolgedessen kann die Abgabe der Prüfenergie in einem Schritt 88 beendet werden. Des Weiteren kann die reguläre Energieübertragung von dem
Primärglied 12 auf das Sekundärglied 14 in einem Schritt 90 gestartet werden.
Die Verfahrensschritte aus Fig. 2 können im Wesentlichen analog angewendet werden, wenn Energie aus der Traktionsbatterie 20 in das Energieversorgungsnetz 18 übertragen wird (Smart Grid) und damit das Primärglied 12 in dem elektrisch angetriebenen
Kraftfahrzeug und das Sekundärglied 14 in der Bodenstation installiert ist.
Fig. 3 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens 60, falls ein Objekt zwischen das Primärglied 12 und das Sekundärglied 14 gerät. Dabei soll wiederum angenommen werden, dass das Primärglied 12 in der Bodenstation und das Sekundärglied 14 in dem elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeug installiert ist. Nachdem festgestellt wurde, dass kein Gegenstand zwischen dem Primärglied 12 und dem Sekundärglied 14 liegt, wird der Ladevorgang der
Traktionsbatterie 20 bzw. die Energieübertragung von dem Primärglied 12 auf das Sekundärglied 14 begonnen oder fortgesetzt. Je nach Ladezustand der Traktionsbatterie 20 stellen sich dabei Referenzwerte für Strom, Spannung und Frequenz ein, die während des gesamten Ladevorgangs kontinuierlich überwacht werden. Die Referenzwerte liegen in einem Bereich, der je nach Ladezustand der Traktionsbatterie 20 vom Hersteller vorgegeben ist. In einem Schritt 102 soll angenommen werden, dass sich ein Störobjekt in den Luftspalt zwischen dem Primärglied 12 und dem Sekundärglied hineinbewegt. Dieses Störobjekt kann beispielsweise ein Gegenstand, ein Tier oder auch eine Extremität eines Menschen sein. Da während der Energieübertragung in einem räumlichen Bereich zwischen dem Primärglied 12 der Bodenstation und dem fahrzeugseitigen Sekundärglied 14 ein magnetisches Feld hoher Feldstärke und Flussdichte aufgebaut wird, können
Körperströme induziert oder auch metallisch leitfähige Gegenstände erhitzt werden.
Daher müssen entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden, um die Betriebssicherheit der Energieübertragung zu gewährleisten. Dies soll anhand der folgenden Schritte erläutert werden. Links der Trennlinie T aus Fig. 3 sind die Verfahrensschritte auf der Seite des Primärglieds 12 und rechts der Trennlinie T die Verfahrensschritte auf der Seite des Sekundärglieds 14 dargestellt.
Zunächst wird in einem Schritt 104 wenigstens einer der Betriebsparameter des
Primärglieds 12 erfasst. Als Betriebsparameter des Primärglieds 12 kann die
Wechselspannung, der Wechselstrom und/oder die Frequenz der Wechselspannung bzw. des Wechselstroms an dem Referenzpunkt P1 bestimmt werden. Außerdem kann aus den bestimmten Betriebsparametern eine aktuelle Scheinleistung des Primärglieds 12 abgeleitet werden. In einem Schritt 106 wird wenigstens einer der Betriebsparameter des Sekundärglieds 14 erfasst. Als Betriebsparameter des Sekundärglieds kann die
Wechselspannung, der Wechselstrom und/oder die Frequenz an dem Referenzpunkt S1 und/oder die Gleichspannung bzw. Gleichstrom an dem Referenzpunkt S2 gemessen werden. Des Weiteren kann aus den gemessenen Betriebsparametern des
Sekundärglieds 14 eine sekundärseitige Scheinleistung abgeleitet werden. In einem Schritt 108 wird der wenigstens eine erfasste Betriebsparameter des
Sekundärglieds 14 mit sekundärseitigen Referenzwerten verglichen. Sofern der
Betriebsparameter von dem entsprechenden sekundärseitigen Referenzwert abweicht und außerdem eine verringerte Scheinleistung des Sekundärglieds 14 vorliegt, wird das Eindringen eines Störobjekts in den Luftspalt zwischen dem Primärglied 12 und dem Sekundärglied 14 erfasst. Infolgedessen wird das Sekundärglied 14 in einem Schritt 1 10 in einen definierten Zustand geschaltet. In dem vorliegenden Beispiel wird dazu in dem Sekundärglied 14 der vordefinierte erste Lastwiderstand R1 eingestellt. Des Weiteren wird nach einer vordefinierten Zeitspanne der zweite vordefinierte Lastwiderstand R2 hinzugeschaltet. In einer alternativen Ausführungsform kann die Spule 38 des
Sekundärglieds 14 auch in einem Kurzschluss geschaltet werden.
In einem Schritt 1 12 werden die zu verschiedenen Zeitpunkten gemessenen
Betriebsparameter des Primärglieds 12 mit primärseitigen Referenzwerten verglichen, die den zweiten und dritten primärseitigen Prüfreferenzwerten entsprechen. Würde sich kein Objekt in dem Luftspalt befinden, so müssten sich aufgrund der Schaltung des ersten und zweiten Lastwiderstands R1 , R2 die zweiten und dritten primärseitigen Prüfreferenzwerte als Betriebsparameter des Primärglieds 12 einstellen. Da in dem vorliegenden Beispiel jedoch ein Störobjekt vorhanden ist, weichen die erfassten Betriebsparameter des
Primärglieds 12 entweder von den zweiten oder den dritten primärseitigen
Prüfreferenzwerten ab. Somit wird in einem Schritt 1 14 auf der Seite des Primärglieds 12 festgestellt, dass ein Störobjekt in den Luftspalt eingedrungen ist. Infolgedessen wird in einem Schritt 1 16 die Energieübertragung unterbrochen. Die Spule 26 wird stromfrei geschaltet. Durch das Abschalten der Energieübertragung kann das Gefährdungspotential reduziert werden. Fig. 4 zeigt ein Diagramm zur Erläuterung einer Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens 60, falls sich der Abstand zwischen dem Primärglied 12 und dem Sekundärglied 14 während eines Ladevorgangs der Traktionsbatterie 20 verringert. In einem Schritt 120 wird zunächst Energie von dem Primärglied 12 auf das
Sekundärglied 14 übertragen. Infolgedessen wird die Traktionsbatterie 20 mit Energie geladen.
In einem Schritt 122 soll angenommen werden, dass sich der Abstand zwischen dem Primärglied 12 und dem Sekundärglied 14 verringert. Dies ergibt sich beispielsweise dadurch, dass das Fahrzeug beladen wird oder die Reifen des Fahrzeugs Luft verlieren. Aufgrund des veränderten Abstands verringert sich die Effizienz des Ladevorgangs. In einem Schritt 124 werden die Betriebsparameter des Primärglieds 12 erfasst. Des
Weiteren wird aus den erfassten Betriebsparametern die Scheinleistung, die sich aus einer Blindleistung und einer Wirkleistung zusammensetzt, abgeleitet. ln einem Schritt 126 werden die Betriebsparameter des Primärglieds 12 mit den primärseitigen Referenzwerten verglichen. Wird auf der Seite des Primärglieds 12 eine höhere Blindleistung bei konstanter Scheinleistung registriert und weichen außerdem die Betriebsparameter von den primärseitigen Referenzwerten ab, so wird die
Abstandsänderung auf der Seite des Primärglieds 12 festgestellt. Als Folge daraus wird wenigstens einer der Betriebsparameter des Primärglieds 12 verändert, um den
Wirkungsgrad der Energieübertragung bzw. die Ladeeffizienz zu erhöhen. Insbesondere wird das Optimum der Energieübertragung bei einer bestimmten Frequenz erreicht, die von dem Abstand zwischen dem Primärglied 12 und dem Sekundärglied 14 abhängig ist. Zusammenfassend kann die Abstandsänderung zwischen den
Energieübertragungsgliedern 12, 14 alleine aus den erfassten Betriebsparametern ableitet werden. Damit kann auf einfache Art und Weise die Effizienz der Energieübertragung bei veränderten Randbedingungen (zum Beispiel Abstandsänderung) optimiert werden.
In einer alternativen Ausführungsform können auch die Betriebsparameter des
Sekundärglieds 14 erfasst werden. Diese können beispielsweise mittels der Sende-/ Empfangseinheiten 36, 50 an das Primärglied 12 übertragen werden. Mithilfe einer anschließenden Auswertung der sekundärseitigen Betriebsparameter wird schließlich die Effizienz der Energieübertragung erhöht.

Claims

Ansprüche 1 . Verfahren (60) zum Betreiben einer Energieübertragungsanordnung (10), wobei die Energieübertragungsanordnung (10) ein Primärglied (12) zum Abgeben von elektrischer Energie und ein Sekundärglied (14) zum Aufnehmen der elektrischen Energie aufweist, wobei das Primärglied (12) und das Sekundärglied (14) beweglich zueinander ausgebildet und zur Übertragung der elektrischen Energie magnetisch und/oder elektromagnetisch koppelbar sind und wobei das Primärglied (12) und das Sekundärglied (14) eine Mehrzahl von Betriebsparametern aufweisen, mit den Schritten:
- Übertragen der elektrischen Energie von dem Primärglied (12) auf das Sekundärglied (14),
- Erfassen wenigstens eines der Betriebsparameter des Primärglieds (12),
- Vergleichen des Betriebsparameters des Primärglieds (12) mit primärseitigen
Referenzwerten, um die magnetische und/oder elektromagnetische Kopplung des
Primärglieds (12) und des Sekundärglieds (14) zu bestimmen und damit ein Störobjekt zwischen dem Primärglied (12) und dem Sekundärglied (14) und/oder eine Bewegung des Sekundärglieds (14) relativ zu dem Primärglied (12) zu erfassen, und
- Variieren wenigstens eines der Betriebsparameter des Primärglieds (12), sofern der Betriebsparameter des Primärglieds (12) von den primärseitigen Referenzwerten abweicht.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Sekundärglied (14) vor dem Erfassen des Betriebsparameters des Primärglieds (12) in einen vordefinierten Zustand geschaltet wird, um wenigstens einen der Betriebsparameter des Primärglieds (12) zu variieren.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Sekundärglied (14) in einem vordefinierten zeitlichen Intervall in den vordefinierten Zustand geschaltet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei wenigstens einer der Betriebsparameter des Sekundärglieds (14) erfasst wird und wobei das Sekundärglied (14) in Abhängigkeit eines Vergleichs des Betriebsparameters des Sekundärglieds (14) mit sekundärseitigen
Referenzwerten in den vordefinierten Zustand geschaltet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei vor dem Übertragen der elektrischen Energie von dem Primärglied (12) auf das Sekundärglied (14) die folgenden Schritte ausgeführt werden:
- Abgeben einer elektrischen Prüf-Energie mittels des Primärglieds (12),
- Erfassen wenigstens eines der Betriebsparameter des Sekundärglieds (14), und
- Vergleichen des Betriebsparameters des Sekundärglieds (14) mit sekundärseitigen Prüf- Referenzwerten, um auf der Seite des Sekundärglieds (14) das benachbart angeordnete Primärglied (12) zu erkennen.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei vor dem Übertragen der elektrischen Energie von dem Primärglied (12) auf das Sekundärglied (14) ferner die folgenden Schritte ausgeführt werden:
- Verändern einer elektrischen Größe des Sekundärglieds (14) in Abhängigkeit des Vergleichs des Betriebsparameters des Sekundärglieds (14) mit sekundärseitigen Prüf- Referenzwerten, um wenigstens einen der Betriebsparameter des Primärglieds (12) zu variieren,
- Erfassen wenigstens eines der Betriebsparameter des Primärglieds (12), und
- Vergleichen des Betriebsparameters des Primärglieds (12) mit primärseitigen Prüf- Referenzwerten, um auf der Seite des Primärglieds (12) das benachbart angeordnete Sekundärglied (14) zu erkennen,
wobei die elektrische Energie von dem Primärglied (12) auf das Sekundärglied (14) übertragen wird, sofern die benachbarte Positionierung des Primärglieds (12) und des Sekundärglieds (14) auf beiden Seiten erkannt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schritt des Veränderns der elektrischen Größe des Sekundärglieds (14) ein Verändern eines elektrischen Widerstands des
Sekundärglieds (14) aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei wenigstens einer der
Betriebsparameter des Primärglieds (12) derart variiert wird, dass die Energieübertragung unterbrochen wird, sofern das Störobjekt zwischen dem Primärglied (12) und dem
Sekundärglied (14) erkannt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei wenigstens einer der
Betriebsparameter des Primärglieds (12) derart variiert wird, dass ein Wirkungsgrad der Energieübertragung erhöht wird, sofern die Bewegung des Sekundärglieds (14) relativ zu dem Primärglied (12) erkannt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei wenigstens einer der
sekundärseitigen Betriebsparameter von dem Sekundärglied (14) auf das Primärglied (12) und/oder wenigstens einer der primärseitigen Betriebsparameter von dem Primärglied (12) auf das Sekundärglied (14) übertragen wird.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10, wobei wenigstens einer der Betriebsparameter des Primärglieds (12) auf der Grundlage des an dem Primärglied (12) empfangenen sekundärseitigen Betriebsparameters angepasst wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 , wobei das Sekundärglied (14) auf der
Grundlage des an dem Sekundärglied (14) empfangenen primärseitigen
Betriebsparameters in den vordefinierten Zustand geschaltet wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei wenigstens eine der folgenden physikalischen Größen als Betriebsparameter des Primärglieds (12) oder des
Sekundärglieds (14) erfasst wird:
- ein elektrischer Strom des Primärglieds (12) oder des Sekundärglieds (14),
- eine elektrische Spannung des Primärglieds (12) oder des Sekundärglieds (14),
- eine Frequenz des elektrischen Stroms oder der elektrischen Spannung.
14. Energieübertragungsanordnung (10), mit:
- einem Primärglied (12) zum Abgeben von elektrischer Energie, und
- einem Sekundärglied (14) zum Aufnehmen der elektrischen Energie,
wobei das Primärglied (12) und das Sekundärglied (14) beweglich zueinander ausgebildet und zur Übertragung der elektrischen Energie magnetisch und/oder elektromagnetisch koppelbar sind, und wobei das Primärglied (12) und das Sekundärglied (14) wenigstens eine Steuereinheit (34, 48) aufweisen, die dazu eingerichtet ist, das Verfahren (60) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 auszuführen.
15. Energieübertragungsanordnung nach Anspruch 14, wobei das Primärglied (12) und das Sekundärglied (14) jeweils
- eine elektrische Spule (26, 38) und/oder eine Antenne zum Abgeben oder Aufnehmen der elektrischen Energie, - eine Sende-/Empfangseinheit (36, 50) zum Übertragen wenigstens eines
Betriebsparameters des Primärglieds (12) und/oder des Sekundärglieds (14), und
- eine Steuereinheit (34, 48) zum Steuern der Energieabgabe oder der Energieaufnahme aufweisen.
16. Energieübertragungsanordnung nach Anspruch 14 oder 15, wobei das Primärglied (12) eine Komponente einer mit einem elektrischen Energieversorgungsnetz (18) koppelbaren Bodenstation ist und wobei das Sekundärglied (14) eine Komponente eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs ist, die dazu eingerichtet ist, eine in dem Fahrzeug angeordnete Traktionsbatterie (20) mittels der Bodenstation zu laden.
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