向电动或混合式电动车辆的储能系统充电的系统及方法_3

文档序号:9813355阅读:来源:国知局
启动充电循环,但充电线圈106、110之间的漏电感仍可能相对较大。因此,充电站点404还使用谐振功率转换器418。谐振功率转换器418包括谐振电容器420,该谐振电容器420与变压器漏电感谐振。该构造能使充电电路的伏安额定值降低,且还能使谐振功率转换器418的半导体的低损耗软切换得以实现,从而减轻充电线圈106、110之间漏电感的影响。
[0030]尽管使充电站点404的充电线圈106平移的上述方法属于在三个维度(x、y和z)上的平移,但本发明的实施例并不限于此种构造。例如,如上文所述,充电线圈110优选为定位在车辆402的保险杠区域内,但充电线圈110也可定位在车辆402的备选区域(S卩,车顶结构)内。如果保险杠或备选区域内的充电线圈106位置在整个特定类别或构型的车辆中大致一致,则变化充电线圈在X维度或y维度上的高度或位置便不需要,且因此,充电站点404可仅构造成用以使充电线圈106在两个维度(S卩X和y维度,或y和z维度)上平移。车辆保险杠或备选结构自身也可用于引导充电线圈106到关于充电线圈110的适合高度或位置上。例如,一定外形(或轮廓,contour)可添加到充电线圈106的壳体构件上,以便沿车辆保险杠或备选结构的斜面引导充电线圈106的壳体构件,直到充电线圈106在X维度或y维度上与充电线圈110对准。此外,在待充电的车辆(或车队)并不属于充电站点404针对其所构造的特定类别或构型的情况下,可作出对充电站点404可平移构件的调整或更换,以改变充电线圈106的y维度高度设置。
[0031]还有可能的是,充电线圈106的平移仅限于z维度。即是说,车辆402可通过车辆轮胎两侧上的沟道或小引导条以及车辆轮胎前方和后方的可调式引导条而引导至特定停放位置,从而显著地限制车辆402在X维度上的可能偏差。充电线圈106的带有一定外形的壳体构件与车辆保险杠或备选结构的表面一起然后可用于进一步使充电线圈106在X维度(以及y维度,如上文所述)上与充电线圈110对准。因此,将需要充电线圈106仅在z维度上平移,从而进一步简化了充电站点404的构件。在z维度上的平移甚至还可通过使用弹簧和保险杠布置来进一步简化,在车辆使用者将触动车辆内的开关以启动充电线圈106在z维度上的平移的情况下,其中,车辆保险杠或备选结构只是在X和/或y维度上引导充电线圈106,直到实现在充电线圈106和充电线圈110之间的适当对准。充电线圈106在z维度上的平移可由测量阻力的机械开关而停止,或通过具有凸出销的限位开关而停止,该限位开关指示充电线圈106与车辆保险杠紧密邻近,且因此与充电线圈110紧密邻近。作为备选,诸如超声波传感器的电子传感装置也可用于在充电线圈106足够靠近充电线圈110而形成有效的电子变压器时停止充电线圈106在z维度上的平移。
[0032]在关于充电线圈106出于充电目的而与充电线圈110对准的任一上述实施例中,还可能有利的是包含电磁锁定装置或机械锁定装置来约束充电线圈106相对于充电线圈110的安置,使得可接受的空气间隙在启动充电循环之前和/或充电循环自身期间保持在充电线圈106、110之间。此外,还可能有利的是,充电站点404也接收控制输入,该控制输入确认充电线圈106、110之间的空气间隙在可接受的限度内、充电线圈106相对于充电线圈110正确地定位,以及没有其它故障存在于充电系统或公用电网中。如果检测到任何此种故障,则向使用者提供来自于车辆402或充电站点404的视觉或听觉指示。此外,如果检测到故障,则充电循环可由充电站点404终止,且故障代码可传输给使用者,识别故障车辆和/或充电站点构件。
[0033]除其用于车辆402储能装置的感应充电的用途外,充电线圈106、110还可用于车辆402与充电站点404之间的信息通信。此种通信可关于电池406的充电状态、计费信息或其它相关信息。充电电流的谐波之间的调制频率(或多种调制频率)可用于在充电线圈106、110之间传递信息。简单的滤波技术可提供隔离,以保护通信信号不干扰充电电流及其谐波。信息还可使用频率远高于功率切换频率而不处于切换频率的谐波的调制信号通过充电线圈106、110来传递,其中,功率切换频率预计在20kHz至10kHz的范围之间,从而在充电操作期间提供显著减少在功率电子设备和相关电性器件中的可听噪音的附加益处。这样,不但充电站点404与车辆402之间的无接触器式充电是可行的,而且充电站点404与车辆402之间的无接触器通信也是可行的。
[0034]接下来,参看图5A至图5C,示出了另一实施例。图5A示出了停放在充电站点504附近的电动或混合式电动车辆502。车辆502具有设置在其中的容置空间凹部506,优选为(但不限于)在车辆502的前端上。容置空间凹部506由容置空间门508封闭。图5B示出了车辆502还包括联接到感应充电联接装置512上的可再充式电池510。感应充电联接装置512包括充电线圈,如上文关于图1和图4描述的充电线圈110,其中,感应充电联接装置512的充电线圈直接地设置成邻近容置空间凹部506。当车辆502的容置空间门508开启时,超声波信号514从容置空间凹部506发出。充电站点504上的传感器检测来自于容置空间凹部506的超声波信号514,且启动充电序列。即是说,当检测到超声波信号514时,则充电站点504便配置再充接口 516,如图5C中所示。再充接口 516优选包括可在x、y和z维度上平移的电枢,但不限于此。再充接口 516还包括设置在其中的充电线圈,如上文关于图1和图4所述的充电线圈106。
[0035]当检测到超声波信号514时,则再充接口516由充电站点504自动地操纵,以便定位在容置空间凹部506内。这种引导和定位可使用设置在再充接口516上的超声波接收器来执行,该超声波接收器检测超声波信号514。充电站点504控制再充接口 516的运动,直到设置在再充接口 516内的充电线圈与感应充电联接装置512内的充电线圈大致对准且与其适当地间隔开。当检测到此种对准时,便启动充电循环,并开始对可再充电池510的感应充电。当可再充电池510的充电完成时,再充接口 516自动地从容置空间凹部506移除,关闭容置空间门508,并结束充电序列。
[0036]作为通过检测到的超声波信号514将再充接口516的充电线圈引导到感应充电联接装置512的充电线圈附近的备选方案,还有可能的是,通过测量低电平测试充电信号的感应耦合来将相应的充电线圈引导为相对对准,这类似于上文参照图4所述的。此外,再充接口 516的充电线圈和感应充电联接装置512的充电线圈的相对位置可在充电循环期间通过在充电期间产生的交互的磁耦合力而保持。
[0037]尽管图5A至图5C中未示出,但也有可能的是向使用者提供显示器,该显示器设置在车辆502内或充电站点504上。显示器可指示使用者如何在最终停放操作期间定位车辆502,或可在视觉上显示所需的充电量、充电速率、充电时间等。在车辆502停放好且实现感应充电联接装置512和再充接口 516的适当联接之后,使用者可允许实施协商协议,其中,使用者可基
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