DE102013222227A1

DE102013222227A1 - Device and method for wireless electrical energy transmission

Info

Publication number: DE102013222227A1
Application number: DE201310222227
Authority: DE
Inventors: Faical Turki; André Körner; Daniel Siekmann
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co; Paul Vahle GmbH and Co KG
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2013-10-31
Filing date: 2013-10-31
Publication date: 2015-04-30

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieübertragung, wie zur induktiven Energieübertragung, mit einem Primärkreis und mit einem Sekundärkreis zur induktiven Energieübertragung von dem Primärkreis zu dem Sekundärkreis, mit einer Steuereinheit zur Steuerung der induktiven Energieübertragung zwischen dem Primärkreis und dem Sekundärkreis, wobei ein Detektor vorgesehen ist, mittels welchem detektierbar ist, ob in der Nachbarschaft ein Funksystem aktiv ist, so dass mittels der Steuereinheit die Energieübertragung reduzierbar oder abschaltbar ist, um die Störung des Funksystems durch die kabellose elektrische Energieübertragung zu reduzieren oder zu beseitigen. Auch betrifft die Erfindung ein diesbezügliches Verfahren.The invention relates to a device for energy transmission, such as for inductive energy transmission, with a primary circuit and a secondary circuit for inductive energy transfer from the primary circuit to the secondary circuit, with a control unit for controlling the inductive energy transfer between the primary circuit and the secondary circuit, wherein a detector is provided , by means of which it can be detected whether a radio system is active in the vicinity, so that by means of the control unit the energy transmission can be reduced or switched off in order to reduce or eliminate the interference of the radio system by the wireless electrical energy transmission. The invention also relates to a related method.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kabellosen elektrischen Energieübertragung und ein diesbezügliches Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a device for wireless electric power transmission and a related method for operating such a device.

Stand der TechnikState of the art

Im Stand der Technik sind Kraftfahrzeuge bekannt geworden, die mit elektrischem Antrieb ausgerüstet sind. Zur Speicherung elektrischer Energie weisen diese Kraftfahrzeuge aufladbare Batterien auf, die nach dem Fahren des Kraftfahrzeugs aufgeladen werden können. Dazu sind Aufladeverfahren bekannt, die elektrische Energie mittels Kabel beispielsweise vom Stromnetz zur Batterie des Kraftfahrzeugs übertragen.In the prior art motor vehicles have become known which are equipped with electric drive. For storing electrical energy, these motor vehicles have rechargeable batteries that can be charged after driving the motor vehicle. For this purpose, charging methods are known which transmit electrical energy by means of cables, for example, from the power supply to the battery of the motor vehicle.

Auch sind induktive Energieübertragungssysteme bekannt geworden, mittels welchen die Aufladung der Batterie elektrisch angetriebener Kraftfahrzeuge kabellos erfolgen kann. Dabei wird elektrische Energie zum Kraftfahrzeug mittels magnetischer Wechselfelder übertragen. Die Frequenz der magnetischen Wechselfelder liegt dabei im Frequenzbereich von 20 kHz bis 150 kHz. Die Nennleistung liegt dabei im einstelligen oder zweistelligen kW-Bereich für Personenkraftwagen, etwa im Bereich von 3 bis 22 kW, und bis 200 kW bei Nutzfahrzeugen.Also inductive energy transfer systems have become known, by means of which the charging of the battery of electrically powered vehicles can be done wirelessly. In this case, electrical energy is transmitted to the motor vehicle by means of magnetic alternating fields. The frequency of the alternating magnetic fields is in the frequency range from 20 kHz to 150 kHz. The rated output is in the single-digit or double-digit kW range for passenger cars, for example in the range from 3 to 22 kW, and up to 200 kW for commercial vehicles.

Im gleichen Frequenzbereich arbeiten allerdings auch verschiedene öffentliche Funksysteme wie beispielsweise Zeitsignalsender, wie DCF 77 in Deutschland oder das europäische Funkrundschaltsystem EFR. Auch sind fahrzeugeigene Funksysteme, wie beispielsweise schlüssellose Zugangs- und Fahrberechtigungssysteme im gleichen Frequenzbereich bekannt. Die Empfänger dieser Funksysteme als Signalübertragungssysteme sind dabei sehr empfindlich, um auch mit geringer Signalstärke Signale übertragen zu können. Je nach der Nähe zu einem induktiven Energieübertragungssystem liegt die von ihnen empfangene und vom Energieübertragungssystem stammende Signalstärke zum Teil höher als der tolerierbare Störpegel, so dass die Signalübertragung dieser Funksysteme gestört wird.In the same frequency range, however, also work various public radio systems such as time signal transmitter, such as DCF 77 in Germany or the European Funrundschaltssystem EFR. On-board radio systems, such as keyless entry and driving authorization systems in the same frequency range are also known. The receivers of these radio systems as signal transmission systems are very sensitive in order to transmit signals even with low signal strength. Depending on the proximity to an inductive energy transmission system, the signal strength received from them and originating from the energy transmission system is in some cases higher than the tolerable interference level, so that the signal transmission of these radio systems is disturbed.

Induktive Energieübertragungssysteme können insbesondere zum Aufladen einer Batterie durchaus auch über längere Zeit tätig sein, wie insbesondere über mehrere Stunden, so dass sie als kontinuierlich betrieben betrachtet werden können. Durch den zeitlich ausgedehnten Betrieb der Energieübertragungssysteme werden die anderweitigen so gestörten Funksysteme mit ihrer Signalübertragung entsprechend lange gestört, so dass die signalübertragenden Funksysteme nicht oder nur eingeschränkt arbeiten.Inductive energy transmission systems can also be active for a longer period of time, in particular for charging a battery, in particular over several hours, so that they can be regarded as operated continuously. Due to the extended operation of the energy transmission systems, the otherwise disturbed radio systems are disturbed with their signal transmission correspondingly long, so that the signal-transmitting radio systems do not work or only limited.

Die Funktion der signalübertragenden Funksysteme wird dabei gegebenenfalls nur in ausreichendem Abstand von dem induktiven Energieübertragungssystem und in ausreichender Nähe zu Ihrem Signalsender einwandfrei arbeiten. In größerer Nähe zu einem Energieübertragungssystem kann bei dessen Betrieb die Funktion des Funksystems eingeschränkt oder unmöglich sein.The function of the signal-transmitting radio systems is possibly working properly only at a sufficient distance from the inductive energy transmission system and in sufficient proximity to your signal transmitter. In closer proximity to a power transmission system, the operation of the radio system may be limited or impossible during its operation.

Um diese Nachteile zumindest zu mindern wird beispielsweise eine geeignete Wahl der Arbeitsfrequenz vorgenommen. Je größer der Abstand der induktiven Energieübertragungsfrequenz von der Signalübertragungsfrequenz des gestörten Systems ist, umso besser kann das gestörte Funksystem mit der Frequenzselektivität seiner Eingangsschaltung die Störung ausfiltern. Die für die Induktive Energieübertragung bei Fahrzeugen verwendbaren Frequenzbereiche sind jedoch bereits seit langem für Funkübertragungen in Benutzung, so dass eine vollständige Entstörung mittels dieser Maßnahme nicht möglich ist.To at least reduce these disadvantages, for example, a suitable choice of the working frequency is made. The greater the distance of the inductive energy transmission frequency from the signal transmission frequency of the perturbed system, the better the perturbed radio system with the frequency selectivity of its input circuit can filter out the interference. However, the usable for the inductive energy transmission in vehicles frequency ranges have long been for radio transmissions in use, so that a complete suppression by means of this measure is not possible.

Auch ist eine Reduzierung der Leistung der Störaussendung des Energieübertragungssystems möglich. Die Aussendung kann durch die eingespeiste Leistung und durch die Gestaltung des Feldes außerhalb der induktiven Energieübertragungssysteme beeinflusst werden. Die eingespeiste Leistung muss für die Energieübertragung ausreichend hoch sein. Sie kann zur Vermeidung der Störaussendung nicht ausreichend reduziert werden. Das außerhalb der induktiven Energieübertragungssysteme entstehende Feld kann durch geeignete mechanische Gestaltung der felderzeugenden und feldführenden und abschirmenden Teile beeinflusst werden. Auch hier ist jedoch insbesondere für eine effiziente Energieübertragung zu sorgen, wodurch die Störungsfreiheit nicht ausreichend berücksichtigt werden kann.It is also possible to reduce the power of the interference emission of the energy transmission system. The emission may be affected by the injected power and the design of the field outside of the inductive power transmission systems. The injected power must be sufficiently high for the energy transfer. It can not be sufficiently reduced to avoid the emission of interference. The field arising outside the inductive energy transmission systems can be influenced by suitable mechanical design of the field-producing and field-guiding and shielding parts. Here too, however, particular care must be taken to ensure efficient energy transmission, as a result of which the freedom from interference can not be sufficiently taken into account.

Weiterhin kann der räumliche Abstand der induktiven Energieübertragungssysteme vom gestörten Funksystem so weit gewählt werden, dass die Störung akzeptabel wäre. In ausreichendem Abstand von einem induktiven Energieübertragungssystem ist ihr Störpegel gering genug, um die Signalübertragungssysteme nicht mehr zu stören. Dies ist jedoch nicht immer zu erfüllen. Insbesondere bei fahrzeugseitigen Funksystemen lässt sich der Abstand nicht beliebig vergrößern. So sind unter anderem schlüssellose Fahrzeugzugangs- und Fahrberechtigungssysteme je nach Ausführung des Induktivladesystems bei Ladevorgängen des Energieübertragungssystems stärker beeinträchtigt.Furthermore, the spatial distance of the inductive energy transmission systems can be selected by the disturbed radio system so far that the disturbance would be acceptable. At a sufficient distance from an inductive power transmission system, its noise level is low enough to no longer interfere with the signal transmission systems. However, this is not always possible. In particular, in the case of vehicle-mounted radio systems, the distance can not be increased arbitrarily. Thus, inter alia keyless vehicle access and driving authorization systems are more affected depending on the design of the inductive charging system during charging of the power transmission system.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile Presentation of the invention, object, solution, advantages

Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zur Energieübertragung und ein diesbezügliches Verfahren zu schaffen, welche bzw. welches gegenüber dem Stand der Technik eine verbesserte Funktionalität bei geringerer Störung anderer Funksysteme erlaubt.It is the object of the invention to provide a device for energy transmission and a related method, which or over the prior art allows improved functionality with less interference with other radio systems.

Die Aufgabe zur Vorrichtung wird mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.The object of the device is achieved with the features of claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energieübertragung, wie zur induktiven Energieübertragung, mit einem Primärkreis und mit einem Sekundärkreis zur induktiven Energieübertragung von dem Primärkreis zu dem Sekundärkreis, mit einer Steuereinheit zur Steuerung der induktiven Energieübertragung zwischen dem Primärkreis und dem Sekundärkreis, wobei ein Detektor, wie beispielsweise ein Funksignalempfänger, vorgesehen ist, mittels welchem detektierbar ist, ob in der Nachbarschaft ein Funksystem aktiv ist, so dass mittels der Steuereinheit die Energieübertragung reduzierbar oder abschaltbar ist. Dadurch kann die Energieübertragung in der Regel durchgeführt werden, wobei bei Aktivität eines anderweitigen Funksystems die Energieübertragung zumindest zeitweise reduziert oder ausgesetzt wird.An embodiment of the invention relates to a device for energy transmission, such as for inductive energy transmission, with a primary circuit and a secondary circuit for inductive energy transfer from the primary circuit to the secondary circuit, with a control unit for controlling the inductive energy transfer between the primary circuit and the secondary circuit, wherein a detector , as for example a radio signal receiver, is provided, by means of which it can be detected whether a radio system is active in the neighborhood, so that the energy transmission can be reduced or switched off by means of the control unit. As a result, the energy transfer can be carried out as a rule, with the activity of another radio system, the energy transfer is at least temporarily reduced or suspended.

Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Detektor ein Signal aus einem Funksystem eines Fahrzeuges mit der Einrichtung zur Energieübertragung empfängt oder erzeugt. Dadurch kann dem Detektor gesendet werden, dass das Funksystem aktiv ist, ohne dass der Detektor selbst Funksignale auswertet. Dies kann über eine Kommunikation, wie beispielsweise über einen Datenbus erfolgen.It is expedient if the detector receives or generates a signal from a radio system of a vehicle with the device for energy transmission. As a result, it can be sent to the detector that the radio system is active, without the detector itself evaluating radio signals. This can be done via a communication, such as via a data bus.

Auch ist es zweckmäßig, wenn der Detektor ein Funkdetektor ist, der aus einem Funksignalempfänger und einer Signalverarbeitungseinrichtung besteht. So kann der Detektor die Aktivität des Funksystems selbst durch Erkennung der Funksignale erkennen. Auch ist es zweckmäßig, wenn der Funkdetektor eine oder mehrere Einrichtungen zur Kompensation oder Filterung der bei der Energieübertragung ausgesendeten Signale aufweist.It is also expedient if the detector is a radio detector, which consists of a radio signal receiver and a signal processing device. Thus, the detector can detect the activity of the radio system itself by detecting the radio signals. It is also expedient for the radio detector to have one or more devices for compensation or filtering of the signals transmitted in the energy transmission.

Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der Funkdetektor einen Eingangsschwingkreis besitzt, dessen Frequenz auf die Frequenz oder mehrere Frequenzen der Energieübertragung abgestimmt ist.Furthermore, it is advantageous if the radio detector has an input resonant circuit, the frequency of which is tuned to the frequency or several frequencies of the energy transmission.

Auch ist es zweckmäßig, wenn im Funkdetektor das empfangene Signal mittels des ebenfalls zugeführten Signals der Energieübertragung subtraktiv zusammengeführt oder anderweitig kompensiert wird.It is also expedient if, in the radio detector, the received signal is subtractively combined or otherwise compensated by means of the likewise supplied signal of the energy transmission.

Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn der Funkdetektor einen oder mehrere Frequenzfilter aufweist, der bzw. die auf eine oder mehrere Frequenzen der Energieübertragung abgestimmt ist bzw. sind.According to the invention, it is advantageous if the radio detector has one or more frequency filters which are or are tuned to one or more frequencies of the energy transmission.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der bzw. die Frequenzfilter auf eine oder mehrere Frequenzen, die bei der Energieübertragung entstehen, adaptiv eingestellt oder eingeregelt wird bzw. werden.It is advantageous if the or the frequency filter is adaptively adjusted or adjusted to one or more frequencies that arise during the transmission of energy or be.

Ebenso ist es zweckmäßig, wenn die Frequenz oder die Frequenzen der Energieübertragung durch einen Frequenzanalysator ermittelt wird oder werden.It is likewise expedient if the frequency or the frequencies of the energy transmission is or are determined by a frequency analyzer.

Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Primärkreis einen Umrichter und zumindest einen Schwingkreis mit Übertragerspule und Resonanzkondensator aufweist.It is advantageous if the primary circuit comprises a converter and at least one resonant circuit with a transformer coil and resonance capacitor.

Auch ist es zweckmäßig, wenn der Sekundärkreis einen Gleichrichter oder Wechselrichter und zumindest einen Schwingkreis mit Übertragerspule und gegebenenfalls Resonanzkondensator aufweist. So kann die Energie beispielsweise über einen Luftspalt zwischen Übertragerspule des Primärkreises und Übertragerspule des Sekundärkreises übertragen werden.It is also expedient if the secondary circuit has a rectifier or inverter and at least one resonant circuit with a transformer coil and optionally resonance capacitor. For example, the energy can be transmitted via an air gap between the transformer coil of the primary circuit and the transformer coil of the secondary circuit.

Auch ist es zweckmäßig, wenn zur Leistungsregelung der Energieübertragung die Steuereinheit eine Kommunikationseinheit aufweist, welche Messsignale des Gleich- oder Wechselrichters übertragen kann, um eine entsprechende Steuerung bzw. Regelung der Leistung vorzunehmen.It is also expedient if, for the power control of the energy transmission, the control unit has a communication unit which can transmit measuring signals of the rectifier or inverter in order to carry out a corresponding control or regulation of the power.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mittels der Steuereinheit die Energieübertragung reduzierbar oder abschaltbar ist, indem die Ausgangsleistung des Umrichters reduzierbar, wie abregelbar, oder abschaltbar ist. Dadurch wird die eingespeiste Energie reduziert, so dass auch nur weniger Energie übertragen wird.It is particularly advantageous if the energy transfer can be reduced or switched off by means of the control unit, in that the output power of the converter can be reduced, as can be regulated, or switched off. This reduces the energy fed in, so that only less energy is transferred.

Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Funksignalempfänger in die Vorrichtung zur Energieübertragung integriert ist, wie in ein Gehäuse mit dem Primärkreis oder dem Sekundärkreis, oder anderweitig verbaut ist. Dadurch kann eine unmittelbare Beeinflussung des Energieaustauschs als autarke Einheit vorgenommen werden.Furthermore, it is expedient if the radio signal receiver is integrated in the device for energy transmission, as in a housing with the primary circuit or the secondary circuit, or otherwise installed. As a result, a direct influence on the energy exchange can be made as a self-sufficient unit.

Auch ist es zweckmäßig, wenn der Funksignalempfänger ein in einem Kraftfahrzeug verbauter und optional auch anderweitig genutzter Funksignalempfänger ist. Dadurch kann ein Empfänger als Detektor verwendet werden, der bereits vorhanden ist. Dies kann die Kosten reduzieren.It is also expedient if the radio signal receiver is a radio signal receiver installed in a motor vehicle and optionally also used elsewhere. This allows a receiver to be used as a detector that already exists. This can reduce costs.

Die Aufgabe zum Verfahren wird mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst. The object of the method is achieved with the features of claim 8.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur Energieübertragung, wie zur induktiven Energieübertragung, mit einem Primärkreis und mit einem Sekundärkreis zur induktiven Energieübertragung von dem Primärkreis zu dem Sekundärkreis, mit einer Steuereinheit zur Steuerung der induktiven Energieübertragung zwischen dem Primärkreis und dem Sekundärkreis, wobei ein Funksignalempfänger vorgesehen ist, welcher detektiert, ob in der Nachbarschaft ein Funksystem aktiv ist, so dass mittels der Steuereinheit die Energieübertragung reduziert wird oder abgeschaltet wird.An embodiment of the invention relates to a method for controlling a device for energy transmission, such as for inductive energy transmission, with a primary circuit and a secondary circuit for inductive energy transmission from the primary circuit to the secondary circuit, with a control unit for controlling the inductive energy transfer between the primary circuit and the secondary circuit , wherein a radio signal receiver is provided, which detects whether in the neighborhood of a radio system is active, so that by means of the control unit, the power transmission is reduced or turned off.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zur Leistungsregelung der Energieübertragung die Steuereinheit eine Kommunikationseinheit aufweist, welche mittels Messsignalen des Gleich- oder Wechselrichters versorgt wird, um eine entsprechende Ansteuerung der Leistung vorzunehmen.It is particularly advantageous for the power control of the energy transmission that the control unit has a communication unit which is supplied with measuring signals from the rectifier or inverter in order to carry out a corresponding control of the power.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn mittels der Steuereinheit die Energieübertragung reduziert wird oder abgeschaltet wird, indem die Ausgangsleistung des Umrichters reduziert wird oder abgeschaltet wird.It is likewise advantageous if the energy transmission is reduced or switched off by means of the control unit by reducing the output power of the converter or switching it off.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind durch die nachfolgende Figurenbeschreibung und durch die Unteransprüche beschrieben.Further advantageous embodiments are described by the following description of the figures and by the subclaims.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage zumindest eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail on the basis of at least one embodiment with reference to the drawings. Show it:

1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Energieübertragung, 1 a schematic view of a device for energy transmission,

2 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Energieübertragung, 2 a schematic view of another embodiment of a device for energy transmission,

3 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Energieübertragung, 3 a schematic view of another embodiment of a device for energy transmission,

4 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugsituation mit einer Vorrichtung zur Energieübertragung, 4 a schematic view of a vehicle situation with a device for energy transmission,

5 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugsituation mit einer Vorrichtung zur Energieübertragung, und 5 a schematic view of a vehicle situation with a device for energy transmission, and

6 eine schematische Ansicht einer Fahrzeugsituation mit einer Vorrichtung zur Energieübertragung. 6 a schematic view of a vehicle situation with a device for energy transmission.

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Vorrichtung zur induktiven Energieübertragung 1, wie induktives Energieübertragungssystem, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Das Energieübertragungssystem 1 weist einen Umrichter 2 auf, der aus der Netzwechselspannung eine hochfrequente Spannung erzeugt, mit welcher ein induktiver Primärkreis 3 gespeist wird. Dieser Primärkreis besteht aus zumindest einer Übertragerspule 4 und mindestens einem Resonanzkondensator 5. Über einen Luftspalt 6 ist der Primärkreis mit der sekundären Übertragerspule 7 eines Sekundärkreises 8 induktiv gekoppelt.The 1 shows a schematic representation of a device for inductive energy transfer 1 as inductive power transmission system, especially for motor vehicles. The energy transfer system 1 has an inverter 2 on, which generates a high-frequency voltage from the mains alternating voltage, with which an inductive primary circuit 3 is fed. This primary circuit consists of at least one transmitter coil 4 and at least one resonant capacitor 5 , Over an air gap 6 is the primary circuit with the secondary transformer coil 7 a secondary circuit 8th inductively coupled.

Der Sekundärkreis 8 weist ebenfalls zumindest eine oder mehrere Übertragerspulen 7 und gegebenenfalls einen oder mehrere Resonanzkondensatoren 9 auf. Die empfangene Energie wird an einen Gleichrichter 10 weitergeleitet, der gewöhnlich auch einen Filter enthält. Wenn das induktive Energieübertragungssystem 1 für einen bidirektionalen Betrieb vorgesehen ist, kann die gesamte Einrichtung auch in der umgekehrten Richtung betrieben werden, so dass der Gleichrichter 10 dann als Wechselrichter ausgeführt ist. Über einen Steuereingang 11 ist die in die Energieübertragungskette eingespeiste Leistung einstellbar.The secondary circuit 8th also has at least one or more transmitter coils 7 and optionally one or more resonant capacitors 9 on. The received energy is sent to a rectifier 10 forwarded, which usually also contains a filter. When the inductive energy transfer system 1 is intended for bidirectional operation, the entire device can also be operated in the reverse direction, so that the rectifier 10 then designed as an inverter. Via a control input 11 the power fed into the energy transmission chain is adjustable.

Die Leistung wird üblicherweise entsprechend der Leistungs-, Strom- bzw. Spannungsanforderung einer Batteriemanagementvorrichtung oder eines entsprechenden Verfahrens des Fahrzeuges und optional unter Berücksichtigung von Grenzwerten für den Netzanschluss des Energieübertragungssystems 1 eingestellt. Dafür kann beispielsweise eine für die Leistungsregelung verwendete Kommunikationseinrichtung verwendet werden, welche die Messsignale 12 des Gleichrichters 10 mittels einer Sendeeinrichtung 13 und einer Antenne 14 an eine Antenne 15 sendet, welche diese Signale in einer Empfangs- und verarbeitungseinrichtung 16 verarbeitet und in Signale für den Steuereingang 11 umsetzt, siehe hierzu auch die 2.The power will usually be in accordance with the power, current or voltage requirement of a battery management device or a corresponding method of the vehicle and optionally taking into account limits for the grid connection of the power transmission system 1 set. For this purpose, for example, a communication device used for the power control can be used, which the measurement signals 12 of the rectifier 10 by means of a transmitting device 13 and an antenna 14 to an antenna 15 which transmits these signals in a receiving and processing device 16 processed and in signals for the control input 11 converts, see also the 2 ,

Erfindungsgemäß soll die Ausgangsleistung des Umrichters 2 abregelbar sein oder abschaltbar sein, wenn durch eine geeignete Einrichtung erkannt wird, dass diese Abregelung oder Abschaltung für eine störungsfreie Signalübertragung anderer Systeme, wie insbesondere Funksysteme, erforderlich ist. Wenn die induktive Energieübertragungseinrichtung 1 bidirektional ausgelegt ist, ist es besonders vorteilhaft, wenn diese Abregelung oder Abschaltung auf beiden Seiten der Energieübertragungseinrichtung 1, also bei den Umrichtern 2, 10 implementiert ist.According to the invention, the output power of the inverter 2 be abregelbar or be switched off when it is detected by a suitable device that this Abregel or shutdown for trouble-free signal transmission of other systems, in particular radio systems is required. When the inductive energy transfer device 1 is designed bidirectionally, it is particularly advantageous if this Abregelung or shutdown both sides of the power transmission device 1 So with the inverters 2 . 10 is implemented.

Ein Signal für die Abregelung oder Abschaltung der Energieübertragungsvorrichtung zur Entstörung anderer Funksysteme eines zu ladenden Kraftfahrzeuges kann in einer Ausführungsform der Erfindung aus diesen Funksystemen des Fahrzeuges selbst erzeugt werden. Beispielsweise kann für die Entstörung der LF-Kommunikation des schlüssellosen Zugangs- und fahrberechtigungssystems des Fahrzeuges (keyless entry/go) ein Signal abgeleitet werden, wenn die LF-Kommunikation startet und/oder beendet wird, um in diesem Zeitraum die Leistung der induktiven Vorrichtung zur Energieübertragung abzuregeln oder abzuschalten.A signal for the shutdown or shutdown of the energy transmission device for filtering other radio systems of a motor vehicle to be charged can be generated in one embodiment of the invention from these radio systems of the vehicle itself. For example, to cancel the LF communication of the keyless entry / drive system of the vehicle (keyless entry / go), a signal may be derived when the LF communication is started and / or terminated in order to reduce the power of the inductive device during that period To decelerate or switch off energy transmission.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung, siehe 3, zielt die Entstörung auf drahtlose Funk- bzw. Signalübertragungssystemen anderer, wie insbesondere benachbarter, Fahrzeuge oder anderer Systeme. Dabei bedeutet benachbart eine vorgebbare Entfernung zur Vorrichtung zur Energieübertragung. Dazu werden zusätzlich ein oder mehrere Funkempfänger 17 und Antennen 18 für die zu entstörenden anderen Signalübertragungen bzw. Funksysteme in der Vorrichtung zur Energieübertragung stationär oder im Kraftfahrzeug vorgesehen bzw. verbaut.In one embodiment of the invention, see 3 , The filtering aims at wireless radio or signal transmission systems of others, such as in particular adjacent vehicles or other systems. In this case adjacent means a predetermined distance to the device for energy transmission. In addition, one or more radio receivers will be added 17 and antennas 18 for the other signal transmissions or radio systems to be interference-suppressed in the apparatus for energy transmission or provided or installed in the motor vehicle.

Die Signale der Funkempfänger 17 werden einer Signalverarbeitungs- und Bewertungseinrichtung 19 zugeführt, die bei Erkennung eines zu entstörenden Signals den Steuereingang 11 ansteuert und die Sendeleistung der induktiven Vorrichtung zur Energieübertragung 1 abregelt oder abschaltet. Bei vorteilhaften Ausführungsbeispielen können Antennen 18 auch für mehrere Funkempfänger für zu entstörende Funksystemen gemeinsam genutzt werden.The signals of the radio receiver 17 become a signal processing and evaluation device 19 fed, the detection of a signal to be suppressed the control input 11 controls and the transmission power of the inductive device for energy transmission 1 abregelt or off. In advantageous embodiments, antennas 18 also be shared for several radio receivers for radio systems to be suppressed.

Die Antennen 18 können für Signalübertragungen im LF-Bereich als Resonanzkreise mit Stabantennen oder als andere Antennen ausgeführt werden.The antennas 18 can be designed for signal transmission in the LF range as resonant circuits with rod antennas or as other antennas.

Den Funkempfängern 17 und/oder der Signalverarbeitungs- und Bewertungseinrichtung 19 werden an den Eingängen 20 Signale aus der Vorrichtung zur induktiven Energieübertragung 1 zugeführt, welche die induktiv übertragene Energie im Zeit- und/oder Frequenzbereich abbilden. Diese Signale können beispielsweise aus dem Umrichter 2, dem Primärkreis 3, dem Sekundärkreis 8 oder dem Gleichrichter 10 oder einer zusätzlichen Empfangseinheit gewonnen werden.The radio receivers 17 and / or the signal processing and evaluation device 19 be at the entrances 20 Signals from the device for inductive energy transmission 1 fed, which map the inductively transmitted energy in the time and / or frequency domain. These signals can, for example, from the inverter 2 , the primary circuit 3 , the secondary circuit 8th or the rectifier 10 or an additional receiving unit.

Die Funkempfänger 17 können bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel derart ausgebildet sein, dass sie ein Signal an einem Eingang 20 oder die Signale an den Eingängen 20 im Zeitbereich kompensieren. Dazu können sie beispielsweise den empfangenen Funksignalen invertiert und so verstärkt bzw. abgeschwächt hinzugefügt werden, dass der von der Energieübertragung herrührende Anteil des Eingangs- und/oder Ausgangssignals des Funkempfängers minimiert wird. Dies kann beispielsweise auch dadurch erreicht werden, dass der von der Energieübertragung herrührende Anteil des Signals am Ausgang ausgefiltert und bewertet wird und die Verstärkung/Abschwächung des Signals so geregelt wird, dass dieser minimal wird.The radio receiver 17 can be formed in an advantageous embodiment such that they receive a signal at an input 20 or the signals at the inputs 20 Compensate in the time domain. For this purpose, they can be inverted, for example, to the received radio signals and added so amplified or attenuated that the originating from the energy transfer portion of the input and / or output signal of the radio receiver is minimized. This can also be achieved, for example, by filtering out and evaluating the portion of the signal resulting from the energy transmission at the output, and regulating the gain / attenuation of the signal in such a way that it becomes minimal.

Die Funkempfänger 17 oder die Signalverarbeitungs- und Bewertungseinrichtung 19 können Frequenzfilter enthalten, welche auf die Frequenz der Vorrichtung zur induktiven Energieübertragung und/oder deren Harmonische und/oder beispielsweise durch Modulation entstehende Nebenfrequenzen abgestimmt sind und Signale mit diesen Frequenzen ausfiltern. Die Filter können passive oder aktive, analoge oder digitale Filter bzw. Resonatoren oder Kombinationen davon sein.The radio receiver 17 or the signal processing and evaluation device 19 may contain frequency filters, which are tuned to the frequency of the device for inductive energy transmission and / or their harmonics and / or resulting for example by modulation secondary frequencies and filter out signals with these frequencies. The filters may be passive or active, analog or digital filters or resonators or combinations thereof.

Die Funkempfänger 17 oder die Signalverarbeitungs- und Bewertungseinrichtung 19 enthalten vorteilhaft Filter, welche die im Frequenzbereich abgebildeten Signale 20 und/oder die für die Entstörung wesentlichen Anteile der Signale aus dem empfangenen Funksignal filtern. Die Filter können passive oder aktive, analoge oder digitale Filter bzw. Resonatoren oder Kombinationen davon sein.The radio receiver 17 or the signal processing and evaluation device 19 advantageously contain filters which the signals mapped in the frequency domain 20 and / or filter the components of the signals for the interference suppression from the received radio signal. The filters may be passive or active, analog or digital filters or resonators or combinations thereof.

Die Funkempfänger 17 und/oder die Signalverarbeitungs- und Bewertungseinrichtung 19 sind durch analoge Schaltungen und/oder digitale Schaltungen und/oder programmierbare Bausteine, wie Signalprozessoren, Mikrocontroller, FPGA's oder dergleichen realisiert.The radio receiver 17 and / or the signal processing and evaluation device 19 are realized by analog circuits and / or digital circuits and / or programmable devices, such as signal processors, microcontrollers, FPGAs or the like.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Energieübertragung 1 kann stationär betrieben werden, wie beispielsweise an Parkplätzen, Garagen etc. Alternativ oder zusätzlich kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Energieübertragung auch der induktiven Energieübertragung an Haltepunkten, wie beispielsweise an Ampeln und/oder Taxiständen, sowie auf Fahrbahnen im Allgemeinen Anwendung finden. Die induktive Energieübertragung kann somit auch während der Fahrt eines Kraftfahrzeugs Anwendung finden.The inventive device for energy transmission 1 can be operated stationary, such as at parking lots, garages, etc. Alternatively or additionally, the device according to the invention for energy transfer and inductive energy transfer at breakpoints, such as at traffic lights and / or taxi ranks, as well as on roadways in general apply. The inductive energy transfer can thus also be used while driving a motor vehicle application.

Die 4 zeigt in einer schematischen Ansicht eine Situation eines Kraftfahrzeugs 50 mit einer Vorrichtung zur induktiven Energieübertragung 51 (WPT für Wireless Power Transfer, also drahtlose Energieübertragung) und eines benachbarten Kraftfahrzeugs 52 mit einer Keyless-Entry-Funktion-Vorrichtung 53. Dabei sind die Keyless-Entry-Sender 54 an den Seiten des Kraftfahrzeugs 52 angebracht, welche ein Funksignal aussenden können, z. B. wenn vom Fahrzeug eine Kommunikation zur Identifizierung einer Berechtigung zur Öffnung einer Fahrzeugtür initiiert werden soll.The 4 shows a schematic view of a situation of a motor vehicle 50 with a device for inductive energy transmission 51 (WPT for wireless power transfer, ie wireless power transmission) and an adjacent motor vehicle 52 with a keyless entry-function device 53 , These are the keyless entry channels 54 on the sides of the motor vehicle 52 attached, which can emit a radio signal, z. B. when a communication to identify a permission to open a vehicle door to be initiated by the vehicle.

Die induktive Vorrichtung zur Energieübertragung weist eine wand- oder bodenverbaute Vorrichtung 55 auf, die neben dem Umrichter 2 und der Empfangs- und verarbeitungseinrichtung 16 auch den erfindungsgemäßen Funksignalempfänger 56, wie beispielsweise Keyless-Entry-Vorrichtungs-Detektor aufweist, der aus einer Antenne 18, einem Funkempfänger 17 und/oder der Signalverarbeitungs- und Bewertungseinrichtung 19 besteht. Der Sekundärkreis 8 ist in 4 als WPT-Coil (Pickup) bezeichnet. Die weiteren Komponenten der Vorrichtung zur Energieübertragung sind in der schematischen Darstellung der 4 nicht dargestellt.The inductive energy transfer device has a wall or floor mounted device 55 on, next to the inverter 2 and the receiving and processing device 16 also the radio signal receiver according to the invention 56 , such as keyless entry device detector, comprising an antenna 18 , a radio receiver 17 and / or the signal processing and evaluation device 19 consists. The secondary circuit 8th is in 4 referred to as WPT coil (pickup). The other components of the device for energy transmission are in the schematic representation of 4 not shown.

5 zeigt eine Situation, in der sich Funksignalempfänger 61, wie beispielsweise Keyless-Entry-Detektoren, auch an den Seiten des Kraftfahrzeugs 60 mit einer Vorrichtung zur induktiven Energieübertragung 64 befinden. Dabei können zur Detektion von Funksystemen dieselben Antennen verwendet werden, die auch für die Keyless-Entry-Sendefunktion dieses Fahrzeuges verwendet werden. In 5 senden die Funksender 62 des Fahrzeugs 63 Funksignale aus, die von den Funksignalempfängern 61 empfangen werden können. 5 shows a situation in which radio signal receiver 61 , such as keyless entry detectors, also on the sides of the motor vehicle 60 with a device for inductive energy transmission 64 are located. In this case, for the detection of radio systems, the same antennas can be used, which are also used for the keyless entry transmission function of this vehicle. In 5 send the radio transmitter 62 of the vehicle 63 Radio signals coming from the radio signal receivers 61 can be received.

Die 6 zeigt schematisch die Anordnung von zumindest einem Funksignalempfänger 71, wie beispielsweise Keyless-Entry-Detektor, direkt an einem Sender 72 einer induktiven Energieübertragungsvorrichtung 73, auch WPT Charging Point bezeichnet. Das Kraftfahrzeug 70 weist dabei weiterhin auch an den Seiten Keyless-Entry-Sensoren 74 auf. Durch die Vereinigung des Keyless-Entry-Sensors mit der Energieversorgungsvorrichtung 73 kann direkt ermittelt werden, ob in der Umgebung der Vorrichtung 73 ein Funksystem in Betrieb ist.The 6 schematically shows the arrangement of at least one radio signal receiver 71 , such as keyless entry detector, directly on a transmitter 72 an inductive energy transfer device 73 , also called WPT Charging Point. The car 70 still features keyless entry sensors on the sides 74 on. By combining the keyless entry sensor with the power supply device 73 can be directly determined, whether in the environment of the device 73 a radio system is in operation.

In der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung wird ein Keyless-Entry-System mit Sender und Empfänger beschrieben. Dabei steht dieses System stellvertretend als Beispiel für ein Funksystem mit Sender und Empfänger, wobei dieses Funksystem durch die Vorrichtung zur Energieübertragung im Betrieb dieser Vorrichtung gestört werden kann.In the description of the present application, a keyless entry system with transmitter and receiver will be described. In this case, this system is representative as an example of a radio system with transmitter and receiver, this radio system can be disturbed by the device for transmitting energy during operation of this device.

Erfindungsgemäß wird die induktive Energieübertragung durch die Vorrichtung zur Energieübertragung für einen vorgebbaren Zeitraum unterbrochen, der für eine störungsfreie Signalübertragung des Funksystems benötigt wird. Dabei kann die Energieübertragung für den konkreten Zeitraum der Funktion des Funksystems reduziert Oder unterbrochen werden. Alternativ kann die Energieübertragung auch für einen jeweils vorgebbaren Zeitraum reduziert oder unterbrochen werden, so dass nach Ablauf der vorgebbaren Zeit die Energieübertragung wieder auf den ursprünglichen Wert angehoben wird. Dies kann auch mehrfach hintereinander vorgenommen werden. Dazu kann ein Empfänger für die zu entstörenden anderen Signalübertragungen in die Vorrichtung zur Energieübertragung, wie Induktivladesystem, integriert werden, bei dem optional im Empfangssignalweg die in der Induktivladeeinrichtung selbst erzeugten Frequenzen selektiv unterdrückt werden.According to the invention, the inductive energy transmission is interrupted by the device for energy transmission for a predeterminable period, which is required for a trouble-free signal transmission of the radio system. In this case, the energy transfer for the specific period of the function of the radio system can be reduced or interrupted. Alternatively, the energy transfer can also be reduced or interrupted for a respectively specifiable period of time, so that after the predeterminable time has elapsed, the energy transfer is raised again to the original value. This can also be done several times in succession. For this purpose, a receiver for the other signal transmissions to be suppressed can be integrated into the device for energy transmission, such as inductive charging system, in which optionally in the received signal path the frequencies generated in the inductive charging device itself are selectively suppressed.

Die Störungen von Signalübertragungssystemen durch die induktive Energieübertragung können damit deutlich reduziert werden, so dass die Signalübertragungssysteme auch bei induktiver Energieübertragung ohne inakzeptable Beeinträchtigungen auch in direkter Nachbarschaft bzw. im gleichen Fahrzeug und bei benachbarten Frequenzen arbeiten können. Die geeignete Gestaltung der felderzeugenden, feldführenden und abschirmenden Teile der Induktivladesysteme kann ohne vorrangige Berücksichtigung der Anforderungen zur Störungsvermeidung erfolgen, was vorteilhaft ist.The interference of signal transmission systems by the inductive energy transmission can thus be significantly reduced, so that the signal transmission systems can work without inductive energy transmission without unacceptable impairments in the immediate vicinity or in the same vehicle and at adjacent frequencies. The appropriate design of the field-generating, field-guiding and shielding parts of the inductive charging systems can be done without prior consideration of the requirements for interference prevention, which is advantageous.

Claims

Device for energy transmission, such as for inductive energy transmission, with a primary circuit and with a secondary circuit for inductive energy transmission from the primary circuit to the secondary circuit, with a control unit for controlling the inductive energy transmission between the primary circuit and the secondary circuit, wherein a detector is provided, by means of which detectable is whether a radio system is active in the area of the energy transmission system or in the neighborhood, and this detector is connected to the control unit, and by means of the control unit the energy transmission can be reduced or switched off.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the detector receives or generates a signal from a radio systems of a vehicle with the means for transmitting energy.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the detector is a radio detector, which consists of a radio signal receiver and a signal processing means.

Apparatus according to claim 3, characterized in that the radio detector comprises one or more means for compensation or filtering of the signals transmitted by the energy transmission.

Apparatus according to claim 3 or 4, characterized in that the radio detector has an input resonant circuit whose frequency is tuned to the frequency or a plurality of frequencies of the energy transfer.

Apparatus according to claim 3, 4 or 5, characterized in that in the radio detector, the received signal is compensated or subtractively combined by means of the likewise supplied signal of the energy transfer.

Apparatus according to claim 3, 4, 5 or 6, characterized in that the radio detector comprises one or more frequency filters, so that it is tuned to one or more frequencies of energy transmission.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the or the frequency filter is adaptively adjusted or adjusted to one or more frequencies that arise during the energy transmission or be.

Apparatus according to claim 8, characterized in that the frequency or the frequencies of the energy transmission is determined by a frequency analyzer or be.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that for controlling the power of the power transmission, the control unit is controlled via a communication unit by means of measuring signals of the rectifier or inverter to make a corresponding control of the power.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that by means of the control unit, the energy transfer can be reduced or switched off by the output power of the inverter can be reduced, as abregelbar, or switched off.

Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the radio signal receiver is integrated in the device for energy transmission, as in a housing with the primary circuit or the secondary circuit, or otherwise installed.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the radio signal receiver is a built in a motor vehicle and optionally also used elsewhere radio signal receiver.

Method for controlling a device for energy transmission, such as for inductive energy transmission, with a primary circuit and with a secondary circuit for inductive energy transmission from the primary circuit to the secondary circuit, with a control unit for controlling the inductive energy transmission between the primary circuit and the secondary circuit, wherein a detector is provided which detects whether a radio system is active in the neighborhood, so that by means of the control unit the energy transmission is reduced or switched off.

A method according to claim 14, characterized in that for power control of the energy transmission, the control unit has a communication unit which transmits measurement signals of the rectifier or inverter to make a corresponding control of the power.

Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the power transmission is reduced or switched off by means of the control unit, by reducing the output power of the inverter or is switched off.