DE102015111553A1 - Device and method for inductive transmission of electrical energy - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zu beweglichen elektrischen Verbrauchern (11, 11''), insbesondere Elektrofahrzeugen, mit mehreren Ladestationen (1, 1', 1'') für mehrere Verbraucher (11, 11''), wobei jede Ladestation (1, 1', 1'') eine Primärspule (2, 2', 2'') mit zugeordnetem Leistungsstellglied (3, 3', 3'') aufweist. Die Erfindung löst die Aufgabe, eine baulich einfache, energiesparende und leicht zu betreibende Versorgung der beweglichen elektrischen Verbraucher zu ermöglichen, dadurch, dass bei der Vorrichtung die Leistungsstellglieder (3, 3', 3'') der Ladestationen (1, 1', 1'') zur Versorgung mit Gleichstrom bzw. Gleichspannung eingangsseitig mit einem gemeinsamen Gleichstrom- bzw. Gleichspannungs-Zwischenkreis (4) verbunden sind, sowie dass bei dem Verfahren die Leistungsstellglieder (3, 3', 3'') zur Versorgung mit Gleichstrom bzw. Gleichspannung aus einem gemeinsamen Gleichstrom- bzw. Gleichspannungs-Zwischenkreis (4) gespeist werden.The invention relates to a device and a method for the inductive transmission of electrical energy to movable electrical consumers (11, 11 ''), in particular electric vehicles, with a plurality of charging stations (1, 1 ', 1' ') for a plurality of consumers (11, 11' '). ), wherein each charging station (1, 1 ', 1' ') has a primary coil (2, 2', 2 '') with associated power actuator (3, 3 ', 3' '). The invention solves the problem of enabling a structurally simple, energy-saving and easy-to-operate supply of the movable electrical consumers, characterized in that in the device, the power actuators (3, 3 ', 3' ') of the charging stations (1, 1', 1 '') are connected to the supply of DC or DC voltage on the input side with a common DC or DC intermediate circuit (4), and that in the method, the power actuators (3, 3 ', 3' ') for supplying DC or DC voltage from a common DC or DC intermediate circuit (4) are fed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zu beweglichen elektrischen Verbrauchern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zu beweglichen elektrischen Verbrauchern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.The invention relates to a device for inductive transmission of electrical energy to mobile electrical consumers according to the preamble of claim 1 and a method for the inductive transmission of electrical energy to mobile electrical consumers according to the preamble of claim 12.

Bei bekannten Vorrichtungen, insbesondere induktiven Ladestationen für Elektrofahrzeuge, wird üblicherweise jede Ladestation unabhängig von den anderen Ladestationen mit elektrischer Energie versorgt. Dabei weist eine Ladestation üblicherweise eine Primärspule auf, welche mit einer am Elektrofahrzeug angebrachten Sekundärspule induktiv koppeln kann. Die Versorgung der Primärspule erfolgt typischerweise durch einen Frequenzumrichter, welcher an ein Drehspannungs-Versorgungsnetz angeschlossen ist.In known devices, in particular inductive charging stations for electric vehicles, each charging station is usually supplied with electrical energy independently of the other charging stations. In this case, a charging station usually has a primary coil which can inductively couple with a secondary coil mounted on the electric vehicle. The supply of the primary coil is typically done by a frequency converter, which is connected to a three-phase supply network.

Dies weist den Nachteil auf, dass jeweils für jede Ladestation ein eigener Frequenzumrichter vorgesehen werden muss, was aufgrund der großen Kosten für einen Frequenzumrichter und der mit der Ansteuerung jedes Frequenzumrichters komplizierten Steuerung unerwünscht ist. Da die Ladestationen oft in die Fahrbahn oder den Boden eines Parkplatzes versenkt sind, muss zudem für jede Ladestation ein eigener Netzanschluss bereitgestellt werden. Dies ist baulich und isolationstechnisch aufwendig. Zudem erhöhen sich aufgrund der an den einzelnen Netzanschlüsse anliegenden Wechsel- bzw. Drehspannung die Leitungsverluste. Zudem muss im Fehlerfall die komplette Ladestation untersucht und ggf. demontiert werden, was zeitaufwendig und kostenintensiv ist.This has the disadvantage that in each case a separate frequency converter must be provided for each charging station, which is undesirable because of the large cost of a frequency converter and complicated with the control of each frequency control. Since the charging stations are often sunk into the roadway or the floor of a parking lot, also a separate power supply must be provided for each charging station. This is structurally and isolation technology consuming. In addition, the line losses increase as a result of the alternating or three-phase voltage applied to the individual mains connections. In addition, in the event of a fault, the complete charging station must be examined and possibly dismantled, which is time-consuming and expensive.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zu beweglichen elektrischen Verbrauchern bereitzustellen, welche die oben genannten Nachteile überwinden und eine baulich einfache, energiesparende und leicht zu betreibende Versorgung der beweglichen elektrischen Verbraucher zu ermöglichen.The invention is therefore based on the object, an apparatus and a method for inductive transmission of electrical energy to provide mobile electrical consumers, which overcome the disadvantages mentioned above and to enable a structurally simple, energy-saving and easy to operate supply of the moving electrical loads.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zu beweglichen elektrischen Verbrauchern mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zu beweglichen elektrischen Verbrauchern mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the invention by a device for inductive transmission of electrical energy to mobile electrical consumers with the features of claim 1 and a method for inductive transmission of electrical energy to mobile electrical consumers with the features of claim 12. Advantageous developments and refinements of the invention are in specified in the dependent claims.

Eine eingangs genannte Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zu beweglichen elektrischen Verbrauchern ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsstellglieder der Ladestationen zur Versorgung mit Gleichstrom bzw. Gleichspannung eingangsseitig mit einem gemeinsamen Gleichstrom- bzw. Gleichspannungs-Zwischenkreis verbunden sind.An aforementioned device for the inductive transmission of electrical energy to mobile electrical loads is inventively characterized in that the power actuators of the charging stations are connected to the supply of DC or DC voltage input side to a common DC or DC link.

Hierdurch können wesentliche Teile der Vorrichtung schnell und leicht zugänglich und dennoch gegen den Zugriff Unberechtigter geschützt in einer gemeinsamen Station untergebracht werden, wobei aufgrund der in den Zuleitungen zu den einzelnen Ladestation anliegenden Gleichspannung die frequenzabhängigen Verluste vermieden werden können. Dies erweist sich insbesondere bei mehreren, nahe beieinander liegenden Ladestationen von Vorteil, beispielsweise in einem Busdepot, Parkhaus oder Parkplatz.As a result, essential parts of the device can be quickly and easily accessible and yet protected against access unauthorized persons are housed in a common station, the frequency-dependent losses can be avoided due to the applied in the leads to the individual charging station DC voltage. This proves to be particularly advantageous in the case of several charging stations located close to one another, for example in a bus depot, parking garage or parking lot.

Auch kann der Aufwand für die einzelnen Leistungsstellglieder deutlich verringert werden, da nicht jedes der Leistungsstellglieder einen eigenen Zwischenkreis mit aufwendiger Elektronik und teuere Zwischenkreisspeicherelementen benötigt. Auch kann der Verkabelungs- und Steuerungsaufwand hierdurch verringert werden. Zudem ermöglicht die Verwendung eines gemeinsamen Zwischenkreises die Rückspeisung elektrischer Energie von einem Fahrzeug in den Gleichspannungszwischenkreis.Also, the cost of the individual power actuators can be significantly reduced because not each of the power actuators requires its own DC link with elaborate electronics and expensive intermediate circuit memory elements. Also, the cabling and control effort can be reduced thereby. In addition, the use of a common intermediate circuit allows the return of electrical energy from a vehicle in the DC voltage intermediate circuit.

Vorteilhaft kann der Zwischenkreis mit einer Gleichspannungs- bzw. Gleichstromquelle verbunden sein, welche bevorzugt ein Gleichspannungs-Versorgungsnetz und/oder einen Gleichstromsteller umfasst. Weiter kann die Gleichspannungs- bzw. Gleichstromquelle einen Gleichrichter umfassen, insbesondere unter Verwendung elektronischer Leistungsschalter. Auch kann der Gleichrichter an ein Drehspannungs- und/oder Wechselspannungs-Versorgungsnetz angeschlossen sein.Advantageously, the intermediate circuit can be connected to a DC or DC power source, which preferably comprises a DC power supply network and / or a DC-DC converter. Furthermore, the DC or DC source may comprise a rectifier, in particular using electronic circuit breakers. The rectifier can also be connected to a three-phase voltage and / or alternating voltage supply network.

Weiter kann vorteilhaft zwischen den Gleichrichter und das Versorgungsnetz ein Netzrückwirkungsfilter bzw. Leistungsfaktorkorrekturfilter geschaltet sein, welche vorteilhaft passiv oder aktiv und/oder rückspeisefähig sein kann. Ggf. kann auch ein oberschwingungsoptimierter Gleichrichter verwendet werden.Furthermore, a network feedback filter or power factor correction filter can advantageously be connected between the rectifier and the supply network, which can advantageously be passive or active and / or regenerative. Possibly. It is also possible to use a harmonic-optimized rectifier.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann mit dem Zwischenkreis ein elektrischer Energiespeicher verbunden sein, der beispielsweise in Zeiten, in denen der allgemeine Strombedarf geringer ist, aufgeladen wird, so dass die Netzbelastung verringert und vergleichmäßigt werden kann. Die Ladestationen können dann zumindest für eine gewisse Zeit unabhängig vom Versorgungsnetz betrieben werden.In an advantageous embodiment may be connected to the intermediate circuit, an electrical energy storage, which is charged, for example, in times when the general power consumption is lower, so that the network load can be reduced and made uniform. The charging stations can then be operated at least for a certain time independently of the supply network.

Vorteilhaft kann der Energiespeicher mindestens einen Akkumulator, einen Kondensator, insbesondere einen sog. Supercap, eine Induktivität und/oder ein Speichernetzwerk umfasst. Bevorzugt kann mindestens eines der Leistungsstellglieder zum Rückspeisen von elektrischer Energie in den Zwischenkreis ausgebildet sein, beispielsweise als Vierquadrantensteller. Dabei können die Leistungsstellglieder und/oder die Gleichspannungs- bzw. Gleichstromquelle und/oder der Energiespeicher mit einer gemeinsamen Steuerung der Vorrichtung verbunden sein, wodurch sich der Steuerungsaufwand vereinfachen lässt.Advantageously, the energy storage at least one accumulator, a capacitor, in particular a so-called. Supercap, an inductance and / or a storage network comprises. Preferably, at least one of the power actuators can be designed to feed back electrical energy into the intermediate circuit, for example as a four-quadrant controller. In this case, the power actuators and / or the DC voltage or DC power source and / or the energy storage can be connected to a common control of the device, whereby the control effort can be simplified.

Ein eingangs genanntes Verfahren ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsstellglieder zur Versorgung mit Gleichstrom bzw. Gleichspannung aus einem gemeinsamen Gleichstrom- bzw. Gleichspannungs-Zwischenkreis gespeist werden. Bevorzugt kann dabei die Vorrichtung wie oben und nachstehend angegeben ausgebildet sein.An aforementioned method is inventively characterized in that the power actuators are fed to supply DC or DC voltage from a common DC or DC intermediate circuit. In this case, the device may preferably be designed as indicated above and below.

Bevorzugt kann von einem Verbraucher rückgespeiste elektrische Energie von dem Leistungsstellglied der zugeordneten Ladestation in den Zwischenkreis zurückgespeist werden. Hierdurch kann diese elektrische Energie „wiederververwendet” werden, es ergibt sich im Betrieb eine Energieeinsparung. Bevorzugt kann dabei die rückgespeiste Energie in einem mit dem Zwischenkreis verbundenen elektrischen Energiespeicher gespeichert und/oder einem einer anderen Ladestation zugeordneten Verbraucher zugeführt werden.Preferably, electrical energy fed back by a consumer can be fed back from the power actuator of the associated charging station into the DC link. As a result, this electrical energy can be "reused", it results in the operation of energy savings. In this case, the energy fed back can preferably be stored in an electrical energy store connected to the DC link and / or supplied to a load assigned to another charging station.

In einer betrieblich günstigen Ausführung kann auf Anforderung eines elektrischen Verbrauchers das Leistungsstellglied der dem Verbraucher zugeordneten Ladestation die angeforderte Leistung individuell für diesen Verbraucher bereitstellen. Hierdurch kann eine energetisch optimale Einstellung erfolgen, so dass jedem Verbraucher die benötigte Energie zugeführt werden kann, ohne Energie zu verschwenden.In a low-cost embodiment, the power actuator of the charging station associated with the consumer can provide the requested power individually for this consumer at the request of an electrical consumer. As a result, an energetically optimal setting can be made so that each consumer can be supplied with the required energy without wasting energy.

Weiter kann mindestens eine den Gleichstrom- bzw. Gleichspannungs-Zwischenkreis speisende Gleichspannungs- bzw. Gleichstromquelle vorgesehen sein, die auf Basis von einzelnen Leistungsanforderungen der an den Ladestationen stehenden elektrischen Verbrauchern und/oder der zugeordneten Leistungsstellglieder die insgesamt angeforderte Leistung im Gleichstrom- bzw. Gleichspannungs-Zwischenkreis bereitstellt. Hierdurch kann die im Zwischenkreis benötigte Energie optimal eingestellt werden, so dass einerseits nicht zuwenig vorhanden ist, zum anderen aber nicht zuviel Energie bereitgestellt wird, welche eigentlich nicht benötigt wird.Furthermore, at least one DC or DC source supplying the DC or DC intermediate circuit can be provided which, on the basis of individual power requirements of the electrical consumers standing at the charging stations and / or the associated power actuators, supplies the total requested DC or DC voltage -Intermediate circuit. As a result, the energy required in the intermediate circuit can be set optimally, so that on the one hand not too little is available, on the other hand, not too much energy is provided, which is actually not needed.

Weitere Besonderheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der einzigen Zeichnung. Diese zeigt:Other features and advantages of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to the single drawing. This shows:

1 einen schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zu beweglichen elektrischen Verbrauchern. 1 a schematic block diagram of a device according to the invention for the inductive transmission of electrical energy to mobile electrical consumers.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zu beweglichen elektrischen Verbrauchern mit im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Ladestationen 1, 1' und 1''. 1 shows a device according to the invention for the inductive transmission of electrical energy to mobile electrical consumers with three charging stations in the present embodiment 1 . 1' and 1'' ,

Die Ladestationen 1, 1' und 1'' weisen dabei jeweils eine Lade- oder Primärspule 2, 2' bzw. 2'' auf, welche von einem zugeordneten Wechselrichter 3, 3' bzw. 3'' in an sich bekannter Weise mit einer Wechselspannung versorgt werden.The charging stations 1 . 1' and 1'' each have a charging or primary coil 2 . 2 ' respectively. 2 '' on which of a dedicated inverter 3 . 3 ' respectively. 3 '' be supplied with an AC voltage in a conventional manner.

Die Wechselrichter 3, 3' bzw. 3'' sind mit ihrer Gleichspannungsseite mit positiven und negativen Zuleitungen Z+, Z– eines Gleichspannungs-Zwischenkreises 4 verbunden, aus dem sie mit elektrischer Energie versorgt werden.The inverters 3 . 3 ' respectively. 3 '' are with their DC side with positive and negative leads Z +, Z- a DC link 4 connected, from which they are supplied with electrical energy.

Der Gleichspannungs-Zwischenkreis 4 wiederum weist einen Zwischenkreis-Energiespeicher 5 auf, in dem Energie gepuffert werden kann. Ggf. kann der Energiespeicher 5 auch weggelassen werden.The DC link 4 in turn has a DC link energy storage 5 in which energy can be buffered. Possibly. can the energy storage 5 also be omitted.

Der Energiespeicher 5 ist seinerseits mit einem Gleichspannungsausgang, also positiven und negativen Anschlüssen L+, L– eines Gleichrichters 6 verbunden. Der Gleichrichter 6 wird aus einem an sich bekannten externen oder internen dreiphasigen Versorgungsnetz 7 versorgt und wandelt diese Drehspannung in an sich bekannter Weise in eine Gleichspannung um.The energy storage 5 is in turn with a DC output, so positive and negative terminals L +, L- a rectifier 6 connected. The rectifier 6 becomes from a known external or internal three-phase supply network 7 supplies and converts this three-phase voltage in a conventional manner into a DC voltage.

Um die Netzrückwirkungen des Gleichrichters 6 zu verringern, ist vorteilhaft ein passiver oder aktiver Netzrückwirkungsfilter 8 bzw. Leistungsfaktorkorrekturfilter zwischen der Drehspannungsseite des Gleichrichters 6 und das Versorgungsnetz 7 geschaltet, der vorteilhaft auch rückspeisefähig sein kann. Ähnliches kann durch einen oberschwingungsoptimierten Gleichrichter erreicht werden, beispielsweise ein 12-, 18- oder 24-pulsigen Gleichrichter.To the network reactions of the rectifier 6 It is advantageous to reduce a passive or active network feedback filter 8th or power factor correction filter between the three-phase voltage side of the rectifier 6 and the supply network 7 switched, which can be advantageous also regenerative. The same can be achieved by a harmonic-optimized rectifier, for example a 12-, 18- or 24-pulse rectifier.

Weiter sind sowohl der Gleichrichter 6 als auch die Wechselrichter 3, 3' bzw. 3'' und ggf. der Energiespeicher 5 bzw. das Netzrückwirkungsfilter 8 mit einer gemeinsamen Steuerung 9 verbunden, so das eine einfache Ansteuerung möglich ist.Next are both the rectifier 6 as well as the inverters 3 . 3 ' respectively. 3 '' and possibly the energy storage 5 or the network feedback filter 8th with a common control 9 connected, so that a simple control is possible.

Wie in 1 gezeigt, stehen an den beiden Ladestationen 1, 1'' jeweils ein Fahrzeug 10, 10'' mit jeweils einer eigenen Sekundärspule 11, 11', welche in üblicher Weise über die Primärspulen 2, 2'' geladen werden.As in 1 shown, stand at the two charging stations 1 . 1'' one vehicle each 10 . 10 '' each with its own secondary coil 11 . 11 ' , which in the usual way on the primary coils 2 . 2 '' getting charged.

Die Wechselrichter 3, 3' bzw. 3'' können dabei Energie in beide Richtungen leiten, also zum einen den Fahrzeugen 10, 10' Energie zuführen, um diese zu laden, oder von den Fahrzeugen 10, 10' Energie in den Zwischenkreis 4 zurückzuspeisen.The inverters 3 . 3 ' respectively. 3 '' can guide energy in both directions, so on the one hand the vehicles 10 . 10 ' Add energy to charge them or from the vehicles 10 . 10 ' Energy in the DC link 4 feed back.

Bevorzugt kann auch der Gleichrichter 6 Energie in beide Richtungen leiten, also aus dem Versorgungsnetz 7 Energie in den Zwischenkreis 4 speisen oder aus dem Zwischenkreis 4 Energie in das Versorgungsnetz 7 zurückspeisen.The rectifier may also be preferred 6 Directing energy in both directions, ie from the supply network 7 Energy in the DC link 4 feed or from the DC link 4 Energy in the supply network 7 feed back.

Ebenso kann der Zwischenkreis 4 wie auch der Zwischenkreis-Energiespeicher 5 speziell auf den einen Gleichrichter 6 und die Wechselrichter 3, 3' bzw. 3'' hin optimiert werden, was Inbetriebnahme und Wartung vereinfacht. Zudem kann hierdurch die Anzahl der Bauteile verringert werden, was trotz der in der Regel größeren Leistungen der vorliegenden Bauteile gegenüber den entsprechenden einzelnen Bauteilen für jeden eigenen Frequenzumrichter nach dem Stand der Technik günstiger ist. So kann der Zwischenkreis 4 und der Zwischenkreis-Energiespeicher 5 insgesamt schlanker ausgelegt werden, als es bei einzelnen Frequenzumrichtern der Fall wäre.Likewise, the DC link 4 as well as the DC link energy storage 5 especially on the one rectifier 6 and the inverters 3 . 3 ' respectively. 3 '' optimized, which simplifies commissioning and maintenance. In addition, this can reduce the number of components, which is more favorable despite the generally higher performance of the present components compared to the corresponding individual components for each frequency converter according to the prior art. So can the DC link 4 and the DC link energy storage 5 be slimmer overall than would be the case with individual frequency converters.

Anstelle der oben beschriebenen Ausführungen können auch eine Vielzahl von Variationen vorgenommen werden.Instead of the embodiments described above, a variety of variations can be made.

Statt des dreiphasigen Drehspannungsnetzes 7 kann das Versorgungsnetz 8 auch als Gleichstromnetz ausgebildet sein, so dass auf den Gleichrichter 6 und ggf. den Netzrückwirkungsfilter 8 verzichtet werden kann. Bevorzugt kann aber auch ein Gleichstromwandler zwischen Versorgungsnetz und Zwischenkreis 4 geschaltet werden, um die Gleichspannung des Versorgungsnetzes an die für den Zwischenkreis 4 gewünschte Gleichspannung anzupassen und den Zwischenkreis 4 vom Versorgungsnetz zu entkoppeln. Dies kann beispielsweise bei einer Photovoltaikanlage zur Stromversorgung der Vorrichtung sein.Instead of the three-phase three-voltage network 7 can the supply network 8th also be designed as a DC network, so that the rectifier 6 and possibly the network feedback filter 8th can be waived. However, a DC-DC converter between the supply network and the DC link may also be preferred 4 be switched to the DC voltage of the supply network to those for the DC link 4 to adjust desired DC voltage and the DC link 4 to decouple from the supply network. This can be, for example, in a photovoltaic system for powering the device.

Auch kann das Versorgungsnetz 7 von einem eigenständigen Stromversorgungsaggregat bereitgestellt werden, beispielsweise einem kraftstoffbetriebenen Notstromgenerator.Also, the utility network can 7 be provided by a stand-alone power supply unit, such as a fuel-powered backup generator.

Statt des Gleichspannungs-Zwischenkreises 4 kann auch ein Gleichstrom-Zwischenkreis oder auch ein Kondensator-/Induktivitätsnetzwerk, verwendet werden, um die Gleichspannung und den Gleichstrom für die Wechselrichter 3, 3' bzw. 3'' bereitzustellen.Instead of the DC intermediate circuit 4 For example, a DC link, or a capacitor / inductor network, can be used to supply DC and DC to the inverters 3 . 3 ' respectively. 3 '' provide.

Auch können anstelle der gezeichneten Wechselrichter 3, 3' bzw. 3'' auch andere Arten von Wechselrichtern vorgesehen werden. Entsprechendes gilt auch für den Gleichrichter, bei dem z. B. ein gesteuerter Gleichrichter verwendet werden kann, der eine Rückspeisung in das Versorgungsnetz 7 ermöglicht.Also, instead of the drawn inverter 3 . 3 ' respectively. 3 '' also other types of inverters are provided. The same applies to the rectifier, in which z. B. a controlled rectifier can be used, which is a feed back into the supply network 7 allows.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1', 1''1, 1 ', 1' '
Ladestationencharging stations
2, 2', 2''2, 2 ', 2' '
Ladespulen (Primärspulen)Charging coils (primary coils)
3, 3', 3''3, 3 ', 3' '
Wechselrichterinverter
44
Gleichspannungs-ZwischenkreisDC intermediate circuit
55
Zwischenkreis-EnergiespeicherDC energy storage
66
Gleichrichterrectifier
77
Versorgungsnetzsupply network
88th
LeistungsfaktorkorrekturfilterPower factor correction
99
Steuerungcontrol
10, 10'10, 10 '
Fahrzeuge (elektrische Verbraucher)Vehicles (electrical consumers)
11, 11'11, 11 '
Sekundärspulen FahrzeugeSecondary coils vehicles
L+, L–L +, L-
positive/negative Anschlüsse Gleichrichterpositive / negative connections rectifier
Z+, Z–Z +, Z-
positive/negative Anschlüsse Zwischenkreispositive / negative connections DC link

Claims (18)

Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zu beweglichen elektrischen Verbrauchern (11, 11''), insbesondere Elektrofahrzeugen, mit mehreren Ladestationen (1, 1', 1'') für mehrere Verbraucher (11, 11''), wobei jede Ladestation (1, 1', 1'') eine Primärspule (2, 2', 2'') mit zugeordnetem Leistungsstellglied (3, 3', 3'') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsstellglieder (3, 3', 3'') der Ladestationen (1, 1', 1'') zur Versorgung mit Gleichstrom bzw. Gleichspannung eingangsseitig mit einem gemeinsamen Gleichstrom- bzw. Gleichspannungs-Zwischenkreis (4) verbunden sind.Device for inductive transmission of electrical energy to mobile electrical consumers ( 11 . 11 '' ), in particular electric vehicles, with several charging stations ( 1 . 1' . 1'' ) for several consumers ( 11 . 11 '' ), each charging station ( 1 . 1' . 1'' ) a primary coil ( 2 . 2 ' . 2 '' ) with associated power actuator ( 3 . 3 ' . 3 '' ), characterized in that the power actuators ( 3 . 3 ' . 3 '' ) of the charging stations ( 1 . 1' . 1'' ) for the supply of DC or DC voltage on the input side with a common DC or DC link ( 4 ) are connected. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenkreis (4) mit mindestens einer Gleichspannungs- bzw. Gleichstromquelle (6) verbunden ist.Device according to Claim 1, characterized in that the intermediate circuit ( 4 ) with at least one DC or DC source ( 6 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannungs- bzw. Gleichstromquelle (6) ein Gleichspannungs-Versorgungsnetz und/oder einen Gleichstromsteller umfasst.Device according to Claim 2, characterized in that the direct current or direct current source ( 6 ) comprises a DC power supply and / or a DC chopper. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichspannungs- bzw. Gleichstromquelle einen Gleichrichter (6) umfasst.Device according to Claim 2 or 3, characterized in that the DC voltage or DC current source comprises a rectifier ( 6 ). Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (6) an ein Wechselspannungs-Versorgungsnetz, insbesondere ein Drehspannungs-Versorgungsnetz (7), angeschlossen ist.Device according to claim 4, characterized in that the rectifier ( 6 ) to an AC power supply network, in particular a Three-phase voltage supply network ( 7 ), connected. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gleichrichter (6) und das Versorgungsnetz (7) ein Netzrückwirkungsfilter bzw. Leistungsfaktorkorrekturfilter (8) geschaltet ist.Apparatus according to claim 5, characterized in that between the rectifier ( 6 ) and the supply network ( 7 ) a network feedback filter or power factor correction filter ( 8th ) is switched. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Leistungsstellglieder ein Wechselrichter (3, 3', 3'') ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the power actuators an inverter ( 3 . 3 ' . 3 ' ') is. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Zwischenkreis (4) ein elektrischer Energiespeicher (5) verbunden ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that with the intermediate circuit ( 4 ) an electrical energy store ( 5 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Energiespeicher (5) mindestens einen Akkumulator, einen Kondensator, eine Induktivität und/oder ein Speichernetzwerk umfasst.Apparatus according to claim 8, characterized in that the energy store ( 5 ) comprises at least one accumulator, a capacitor, an inductance and / or a storage network. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Leistungsstellglieder (3, 3', 3'') zum Rückspeisen von elektrischer Energie in den Zwischenkreis (4) ausgebildet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the power actuators ( 3 . 3 ' . 3 '' ) for the return of electrical energy into the DC link ( 4 ) is trained. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsstellglieder (3, 3', 3'') und/oder die Gleichspannungs- bzw. Gleichstromquelle (6) und/oder der Energiespeicher (5) mit einer gemeinsamen Steuerung (9) der Vorrichtung verbunden sind.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the power actuators ( 3 . 3 ' . 3 '' ) and / or the DC or DC power source ( 6 ) and / or the energy storage ( 5 ) with a common control ( 9 ) are connected to the device. Verfahren zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zu beweglichen elektrischen Verbrauchern, insbesondere Elektrofahrzeugen, mit mehreren Ladestationen (1, 1', 1'') für mehrere Verbraucher, wobei jede Ladestation (1, 1', 1'') eine Primärspule (2, 2', 2'') mit zugeordnetem Leistungsstellglied (3, 3', 3'') aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsstellglieder (3, 3', 3'') zur Versorgung mit Gleichstrom bzw. Gleichspannung aus einem gemeinsamen Gleichstrom- bzw. Gleichspannungs-Zwischenkreis (4) gespeist werden.Method for the inductive transmission of electrical energy to mobile electrical consumers, in particular electric vehicles, with several charging stations ( 1 . 1' . 1'' ) for multiple consumers, each charging station ( 1 . 1' . 1'' ) a primary coil ( 2 . 2 ' . 2 '' ) with associated power actuator ( 3 . 3 ' . 3 '' ), characterized in that the power actuators ( 3 . 3 ' . 3 '' ) for supplying DC or DC voltage from a common DC or DC link ( 4 ) are fed. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass von einem Verbraucher (11, 11'') rückgespeiste elektrische Energie von dem Leistungsstellglied (3, 3', 3'') der zugeordneten Ladestation (1, 1', 1'') in den Zwischenkreis (4) zurückgespeist wird.Method according to claim 12, characterized in that by a consumer ( 11 . 11 '' ) fed back electrical energy from the power actuator ( 3 . 3 ' . 3 '' ) of the associated charging station ( 1 . 1' . 1'' ) in the DC link ( 4 ) is fed back. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die rückgespeiste Energie in einem mit dem Zwischenkreis (4) verbundenen elektrischen Energiespeicher (5) gespeichert wird.A method according to claim 13, characterized in that the energy fed back in one with the intermediate circuit ( 4 ) connected electrical energy storage ( 5 ) is stored. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die rückgespeiste Energie einem einer anderen Ladestation (1, 1', 1'') zugeordneten Verbraucher (11, 11'') zugeführt wird.A method according to claim 13 or 14, characterized in that the energy fed back to another charging station ( 1 . 1' . 1'' ) associated consumers ( 11 . 11 '' ) is supplied. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass auf Anforderung eines elektrischen Verbrauchers (1, 10'') das Leistungsstellglied (3, 3'') der dem Verbraucher (1, 10'') zugeordneten Ladestation (1, 1'') die angeforderte Leistung individuell für diesen Verbraucher (1, 10'') bereitstellt.Method according to one of claims 12 to 15, characterized in that at the request of an electrical consumer ( 1 . 10 '' ) the power actuator ( 3 . 3 '' ) of the consumer ( 1 . 10 '' ) associated charging station ( 1 . 1'' ) the requested performance individually for this consumer ( 1 . 10 '' ). Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine den Gleichstrom- bzw. Gleichspannungs-Zwischenkreis (4) speisende Gleichspannungs- bzw. Gleichstromquelle (6) vorgesehen ist, die auf Basis von einzelnen Leistungsanforderungen der an den Ladestationen (1, 1'') stehenden elektrischen Verbrauchern (1, 10'') und/oder der zugeordneten Leistungsstellglieder (3, 3'') die insgesamt angeforderte Leistung im Gleichstrom- bzw. Gleichspannungs-Zwischenkreis (4) bereitstellt.Method according to one of claims 12 to 16, characterized in that at least one of the DC or DC link ( 4 ) supplying DC or DC power source ( 6 ) based on individual performance requirements of the charging stations ( 1 . 1'' ) electrical consumers ( 1 . 10 '' ) and / or the associated power actuators ( 3 . 3 '' ) the total requested power in the DC or DC link ( 4 ). Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 ausgebildet ist.Method according to one of claims 12 to 17, characterized in that the device is designed according to one of claims 1 to 11.
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