機動車電池充電的方法和電導體布線的製作方法

2023-06-05 06:44:51 4

專利名稱：機動車電池充電的方法和電導體布線的製作方法
機動車電池充電的方法和電導體布線除了通過電纜和連接器輸送能源的傳導方法之外，電感方法也可以用於為蓄電池充電，特別是電力機動車的電池。本發明旨在更進一步發展為機動車電池充電的電感方法和導線布置。這一目的可以由獨立權利要求中的任一項產品或方法來實現。根據本發明，提供了一種導體布線，這種導體布線被配置為通過作用於所述導體布線的交變磁場產生流過所述導體布線的交流電；以及用流過所述導體布線的交流電為機動車的電池進行充電。所述導體布線經由低阻抗連接不與所述導體布線外部的電導體連接。根據本發明，進一步提供了一種機動車，其包括導體布線和導體布線外部的導電元件，其中，所述導電元件通過低阻抗相互連接到一個保護導體，以使所述導電元件可以接地。本發明還提供了一種為機動車用的電池充電的方法，在第一步驟裡，通過作用於導體布線上的交變磁場在導體布線裡產生交流電，該交流電用於為機動車的電池充電，所·述導體布線經由低阻抗連接不與所述導體布線外部的電導體連接。利用一個檢測裝置持續監控所述導體布線與導體布線外部的電導線之間低阻抗連接的缺失。結合本發明的描述，為機動車電池充電的導體布線被理解為可供交變磁場作用於其上以在該導體布線上產生交流電來為機動車電池充電的任何一個或多個導體布線。在這種情況下，流過所述導體布線中的交流電被理解為至少在部分導體布線中會隨時間變化的電流，儘管該電流在時間間隔內可以不是周期性的。因此，該電流可能改變方向，儘管它不是必須如此。交流電這個術語在這裡也包括了在一個方向但安培隨時間改變的可變電流。在這種情況下，交變磁場指的是能夠在該說明書所述的導體布線中產生交流電的暫時性可變的磁場。這種暫時性可變磁場可以由變壓器或電磁鐵組成的外導體布線中隨時間變化的電流來激發。該可變磁場同樣也可以由永磁體或其中有恆定電流或可變電流流過的外部導體布線來激發。在這種情況下，交變磁場這個術語同時也包括了變化的電磁場。在這種情況下，電池被理解為任何能以電能形式儲存並提供能量的，而且可以從電路中取出的裝置。該電池同樣可以指原電池(伽伐尼電池；galvanic cell)或原電池的布線。在這種情況下，導體間的低阻抗連接是指具有歐姆電阻很低的導電連接，在實際應用情況下所期望的電流流過這種連接不會導致電壓伏特數降低，從而會對希望進行的操作或布線或任何使用所述布線的系統造成影響。根據本發明一個較佳實施例，這種導體布線包括一個中性點，所述中性點經可接地的高阻抗連接以連接到所述導體布線外部的電導體。在本實施例中，通過高阻抗連接該中性點和導體布線外部的電導體連接到同一地方保持相同電勢，只要沒有可感知的電流流過該高阻抗連接。由此，只要沒有電流能夠產生這樣的危險的流過該高阻抗連接的接觸電壓，在高阻抗連接的中性點和導體布線外部的電導體之間能夠確保沒有危險的接觸電壓發生。
根據本發明又一個優選的實施例，這也可以與前面的優選實施例結合，提供了一個裝置，該裝置用於檢測該導體布線和該導體布線外部的電導體之間的低阻抗連接。這樣的檢測裝置能夠快速識別該導體布線對該導體布線外部的一個電導體或者多個電導體的低阻抗連接的發生或存在。此種檢測裝置的不同形式通常是已知的。根據本發明的有一個優選的實施例，其也可以與前面提到的優選實施例相結合，提供了一個使該交變磁場無效的裝置。萬一或一旦該檢測裝置識別該導體布線對該導體布線外部的一個電導體或者多個電導體的低阻抗連接的發生或存在，這種使該交變磁場無效的裝置優選由所述檢測裝置發射的信號所觸發。因此，當該導體布線對該導體布線外部的一個電導體或者多個電導體的低阻抗連接的發生或存在時，這可能使通過在該導體布線上感應的交變電流產生的交變磁場無效。在該交變磁場被供電之後，感應的交流電因此減少以致於在具有創新的導體布線和該導體布線外部的電導體之間的非期望的持續存在的剩餘電流停止。 根據本發明提供的一種車輛，其包括保護導體，所述保護導體用於與機動車周圍的導電元件低阻抗連接，尤其是地面。根據本發明又一個優選實施例，該優選實施例也可以與前面的實施例相結合，提供了一種機動車，該機動車具有一個裝置，該裝置用於檢測所述導體布線與所述導體布線外部的電導線之間的低阻抗連接。特別優選地是一種機動車，該機動車具有一個使所述交變磁場失效的裝置。這種使所述交變磁場失效的裝置12優選地產生使交變磁場失效的信號，優選地，該信號被發送或傳輸到裝置ET上從而產生交變磁場。優選地，所述信號被一個開關裝置接收和分析。只要開關裝置接收從裝置12發送的用於使交變磁場失效的信號，該開關裝置就使交變磁場失效。較佳地，通過切斷產生交變磁場的裝置ET的能源供應，就會發生使這種交變磁場失效。來自從裝置12中的用於使交變磁場失效的信號傳輸到切換裝置，優選地，通過無線發送，例如，使用光線，紅外光束或無線電波，該裝置較佳地但不是強制性地安裝在機動車上。使用多個獨立的方法的信號傳輸提供了額外的可靠性。經過該導體布線e，f，g和2，2』，2"該信號也可以被感應發送，優選地，對用於給電池充電的交流電進行載波頻率調製。這種調製信號感應生成一個在對應的其他導體布線上可以很容易進行解調和分析的相應信號。與有線傳輸路徑相比，這種使該交變磁場無效的信號的無線傳輸路徑具有在導體布線(I)和所述導體布線(I)外部的電導體(8，8』，...)之間不會有多餘的低阻抗連接能夠發生的優點，特別是機動車外部的導體。一旦這種用於檢測導體布線I與導體布線I外部的電導體8，8』，...之間的低阻抗連接7的裝置11檢測到這樣的低阻抗連接，就觸發使交變磁場失效的裝置12以產生並傳送使交變磁場失效的信號。特別地，當該使交變磁場失效的裝置12安裝在機動車上或安裝在機動車內用於檢測低阻抗連接7時，以有線方式用於檢測低阻抗連接7的裝置11可以控制用於使交變磁場失效的裝置12。此外，在多數情況下，該使交變磁場失效的裝置12與用於檢測機動車外部的低阻抗連接7的裝置11安裝在一起，以有線方式用於檢測低阻抗連接7的裝置11可以控制用於使交變磁場失效的裝置12。然而，在許多情況下，在用於使交變磁場失效的裝置12和用於檢測低阻抗連接7的裝置11之間的無線連接具有提供了安全的優點，因為在導體布線I和所述導體布線I外部的電導體8，8』 特別是機動車外部的導體之間不會有多餘的低阻抗連接能夠發生。在本發明的方法中，優選地，所述導體布線的中性點通過一個高阻抗連接從而連接到所述導體布線外部的電導體，特別是可以接地。按照本發明的有一個優選實施例，它也可以與先前描述的實施例結合，根據本發明的方法，通過一個低阻抗連接將一個保護導體連接到該機動車周圍的導電元件，該保護導體與該導體布線的外部的機動車的導電元件相互連接。在此，在本發明方法的特別優選的實施例中，一旦在充電過程中導體布線與該導體布線外部的導電元件之間檢測到有低阻抗連接存在，就使該交變磁場失效。下面將利用進一步優選的實施例和附圖
更詳細地描述本發明。圖I示意性地描述了本發明導體布線的一個實施例，一個交變磁場作用於該導體布線；圖2顯示出圖I中的導體布線的符號描述；圖3顯示出圖I中的導體布線連同又一個提供交變磁場的導體布線的符號描述；圖4示意性地顯示出本發明的導體布線的又一個實施例，該導體布線包括一個星狀物；圖5示意性地顯示出本發明的導體布線和又一個提供交變磁場的導體布線之間的相互作用；圖6示意性地描述了本發明的一個優選實施例。正如圖I所不的本發明第一實施例，本發明提供一種為機動車電池充電的導體布線，該導體布線可以由具有多個繞組的一個盤繞的導體布線I的實施例構成。由交變磁場4在導體布線I產生的交變電流流過導電路徑或導體布線I的繞組且該交變電流可以點a和/或b處接通和用於為機動車的電池充電。在這個過程中，所述產生的交變電流首先以適用於電池的充電功能的方式周期性整流。例如，圖5顯示出了連接到導體布線的星形連接的三相2，2』，2"的整流器18，特別是盤繞的導體布線，以及在供給電池5的輸出端產生的直流電壓。取決於交變磁場4如何產生，該導體布線I從而可以是各種設計和以各種方式相對產生磁場的導體布線ET設置。例如，圖3顯示出圖2中描述的本發明的導體布線1，其在空間上接近於位於具有被充電的電池的機動車外部的產生磁場的導體布線ET的基本類似結構。在圖3所示的情況下，該交變磁場通過經c和/或d點供給的一個單相交流電流在線圈中產生，或在變壓器ET裡產生，且在可於a和/或b點接通的導體布線I裡產生一個相應的單相交流電流。圖4顯示出了本發明的導體布線的又一個實施例，該導體布線也可以用來作為一個產生磁場的導體布線。這是一個星形的具有饋電點e，f和g的三個線圈2，2』，2"互連。這種星形互連結合三相/交流電系統是常見的。這樣的設置既可以產生交變磁場又可作為在本發明的意義上的電導體布線，即，為機動車的電池充電。正如圖5所不,該產生交變磁場的導體布線ET和位於機動車內的導體布線I被配置為一個變壓器。在產生磁場的導體布線ET裡流動的交變電流，在這種情況下，三相電流產生交變磁場，在導體布線I的次級導體布線2，2』，2"內該交變磁場產生相應的交變電流。所述交變流電，如實施例所示的一個三相電流通過下遊的整流裝置18整流，以及由該整流裝置18所產生的直流電流在輸出端被用於為電池5充電。當中性點將產生布線的交變磁場集中到中性導體PEN上時，該導體布線I的導體2，2』，2"形成一個所謂的IT主幹線的相導體，該相導體的安全基本上取決於在導體布線I和該導體布線I外部的電導體8，8』之間有沒有低阻抗電連接7，7』。由此，在圖5所示的低阻抗連接7對應於交變流電流饋送導體2"連接到位於導體布線I外部的電導體8』，以及低阻抗連接7』對應於直流電流饋電導體連接到位於導體布線I外部的導體8。現在，本發明的一個優選實施例提供了一種裝置11，該裝置11用於檢測導體布線I和該導體布線I外部的電導體8，8』之間的低阻抗連接7。這種檢測裝置11對於專家來說通常是已知的。這種裝置11也被稱為作為接地洩漏電流監視器或絕緣監視裝置。它監視IT主幹線的絕緣條件，因此，未接地的電源網絡，例如，到不到最小絕緣阻值。為此，電流經常測量到地面。在發生故障時，即當絕緣故障電流超過了預定義的閾值，最小絕緣電阻的 削弱可以被檢測到，因此，可採取進一步的措施以確保安全。例如，可以產生和發射一個警告信號，或，在本發明的另一優選實施例提供，供給具有能量的導體布線I的交變磁場可以被失效。作為在圖5和6中的實施例示出的情況，其中，感應交變流電流進行整流，以使所得到的直流電流可以用來給機動車的電池充電，這些情況具有特別困難，接地洩漏都可能會發生的交變電流的子系統以及整體車用電源系統的直流子系統中。除了從地面洩漏，連接到機動車的電導體元件或導體布線I外部的電導體的其他低阻抗連接也可以發生。可能是接地洩漏和在整體導體布線的交流子系統與直流子系統裡的其它低阻抗連接的這些特殊情況需要使用特殊的檢測裝置，以檢測這種低阻抗連接或接地洩漏。1976年10月14日公布的德國專利申請P 2515121中描述了這種裝置的一個實施例，用於檢測雜散電流，特別適合於檢測這種情況下的接地洩漏。為了排除機動車裡的電導體發生危險的接觸電壓，特別是地面或機動車附近的電導體具有低阻抗連接，從而給人造成危險，本發明優選提供了一種裝置，該裝置用於檢測在導體布線I和該導體布線I外部的電導體之間的低阻抗連接，所述裝置具有一個信號裝置和按確定的路線將信號傳到一個使交變磁場失效的裝置。這個優選實施例具有的優點是一旦雜散電流的發生時，通過確保交變磁場的失效將能量作為一個整體提供給的導體布線可以有效地防止事故。例如，通過設有裝置ET提供交變磁場可導致交變磁場的失效，該裝置ET包括一個被所述檢測裝置11控制的開關裝置12。優選地，一旦該檢測裝置11檢測到在導體布線I或另一個導體布線和其他的導體布線外部的電導體之間的連接7或7』具有低於最小電阻值的電阻，交變磁場的失效就會發生。所述最低電阻值可以是預定義的或與使用的電壓相對應的值，以便排除任何人接觸導體發生危險的問題。在畫圖和描述本發明時使用下面指定的參考標號I電導體布線，導體布線2，2』，...導體布線I的導體2通過導體布線I的交變電流4交變磁場5電池
6機動車7在導體布線I和位於導體布線I外部的導體之間的低阻抗連接8，8』，…·導體布線I外部的電導體9中性點10在中性點9和位於導體布線I外部的電導體之間的高阻抗連接11用於檢測的裝置，檢測裝置12使交變磁場失效的裝置13，13』，...位於導體布線I外部的機動車6的導電元件
14保護導體15保護導體低阻抗連接到在機動車6周圍的導電元件1616在機動車6周圍的導電元件17地面
權利要求
1.一種導體(2，2』…)布線，其用於 a)通過作用於所述導體布線的交變磁場(4)產生流過所述導體布線的交流電(3);以及 用流過所述導體布線(I)的交流電(3)為機動車(6)用的電池(5)進行充電，其特徵在於，所述導體布線⑴經低阻抗連接(7)不與所述導體布線⑴外部的電導體(8，8』，...)連接。
2.根據權利要求I所述的布線(I)，其特徵在於，其包括一個中性點(9)，所述中性點(9)經可接地的高阻抗連接(10)連接到所述導體布線(I)外部的電導體(8，8』，…)。
3.根據以上任何一項權利要求所述的布線(I)，其特徵在於，通過一個裝置(11)檢測所述導體布線(I)與所述導體布線(I)外部的電導線(8，8』，...)之間的低阻抗連接(7)。
4.根據以上任何一項權利要求所述的布線(I)，其特徵在於，通過一個裝置(12)使所述交變磁場(4)失效。
5.一種機動車￠)，其包括根據以上任何一項權利要求所述的導體布線(I)和導體布線(I)外部的導電元件(13，13』，...)，其特徵在於，所述導電元件(13，13』，...)通過低阻抗相互連接到一個保護導體(14)，以使所述導電元件可以接地。
6.根據權利要求5所述的機動車(6)，其特徵在於，所述保護導體(14)用於與機動車周圍的導電元件(16)低阻抗連接(15)，尤其是地面(17)。
7.根據權利要求5或6任意一項所述的機動車￠)，其特徵在於，通過一個裝置(11)檢測所述導體布線⑴與所述導體布線⑴外部的電導線(8，8』，...)之間的低阻抗連接⑵。
8.根據權利要求5至7任意一項所述的機動車￠)，其特徵在於，通過一個裝置(12)使所述交變磁場(4)失效。
9.一種為機動車(6)用的電池(7)充電的方法，其包括如下步驟 a)通過作用於機動車的導體布線(I)上的交變磁場(4)在導體布線裡產生交流電，該交流電用於為機動車的電池(5)充電，所述導體布線(I)經低阻抗連接(7)不與所述導體布線外部的電導體(8，8』，···)連接; b)利用一個檢測裝置(11)持續監控所述導體布線(I)與導體布線外部的電導線(8，8』，· · ·)之間低阻抗連接(7)的缺失。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述導體布線(I)中的中性點(9)經高阻抗連接(10)連接到，尤其是接地到所述導體布線外部的導線(8，8』，...)。
11.根據權利要求9或10任一項所述的方法，其特徵在於，一個保護導體(13)經低阻抗連接將所述導體布線(I)外部的機動車的導電元件(13，13』，...)與機動車周圍的導電元件(16)，特別是地面(17)，相互連接。
12.根據權利要求9至11任一項所述的方法，其特徵在於，一旦在充電過程中檢測導體布線(I)與導體布線外部的導線(8，8』 ...)間存在低阻抗連接(7)，就使所述交變磁場失效。
全文摘要
一種用於產生流過導體布線(1)的交變電流(3)的導體(2，2』…)布線，流過所述導體布線的交變流電(3)是通過作用於所述導體布線的交變磁場(4)產生的，用流過所述導體布線(1)的交流電(3)為機動車(6)用的電池(5)進行充電，所述導體布線(1)經低阻抗連接(7)不與所述導體布線(1)外部的電導體(8，8』，...)連接。
文檔編號B60L11/18GK102905931SQ201180015929
公開日2013年1月30日 申請日期2011年3月24日 優先權日2010年3月26日
發明者蒂姆·謝弗 申請人:鋰電池科技有限公司