[發明專利]向電動或混合式電動車輛的儲能系統充電的系統及方法

在審

• 申請號: 201610085950.8
• 申請日: 2011-03-09
• 公開（公告）號: CN105576784A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: R.L.施泰格瓦德;J.E.赫爾希;M.J.哈特曼;R.D.金
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J50/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 肖日松

本申請是于2011年3月9日提交的專利申請(申請號為201110063580.5，發明名稱“向電動或混合式電動車輛的儲能系統充電的系統及方法”)的分案申請。

技術領域

本發明的實施例主要涉及充電系統，并且更具體地涉及用于向電動車輛或混合式電動車輛的儲能系統充電的系統及方法。

背景技術

電動車輛和混合式電動車輛通常由單獨的或與內燃發動機相結合的一個或多個儲能裝置提供動力。在純電動車輛中，一個或多個儲能裝置向整個驅動系統提供動力，從而消除了對內燃發動機的需求。另一方面，混合式電動車輛包括儲能裝置動力以補充由內燃發動機提供的動力，這極大地提高了內燃發動機和車輛的燃料效率。

傳統上，電動車輛或混合式電動車輛中的儲能裝置包括至少一個電池(或蓄電池，battery)，其能夠從常規電插座(outlet)經由120V或240V的電力進行充電。電纜線可人工地連接在儲能裝置與電插座之間以啟動再充電循環，優選為在非高峰用電時間期間。然而，該充電技術可能會相當耗時，且例如可能需要長達12小時來對儲能裝置完全充電。此外，儲能裝置與電插座之間的傳導性接合趨于限制充電站點的位置，因為諸如雨、雪和霧等的環境條件可能會降低充電性能。

對電動車輛或混合式電動車輛中的儲能裝置充電的另一方法公知為感應充電。感應充電使用第一感應線圈來從位于車輛外部的充電站點內產生交變電磁場。該第一感應線圈通常定位在"槳葉(paddle)"或其它裝置內以形成電力變壓器的一半。第二感應線圈定位在車輛內，以及當包含第一感應線圈的"槳葉"或其它裝置安放成緊鄰車輛內的第二感應線圈時，這兩個感應線圈便形成電力變壓器，該電力變壓器通過電磁場傳輸功率，且將其轉變成電流來對車輛的儲能裝置充電。不同于常規傳導充電，感應充電不涉及露出的導體，且因此，諸如雨、雪和霧的環境條件便不會極大地影響充電性能。然而，使用者仍然必須人工地將兩條感應線圈安放成彼此鄰近。因此，為了啟動充電循環，使用者必須離開車輛，從而變為處在環境條件下。

因此，期望的是提供一種用于電動和/或混合式電動車輛的充電站點，其具有在充電站點與車輛之間啟動充電操作的備選的“免于用手”模式。

發明內容

本發明的實施例提供了一種充電系統，該充電系統包括第一充電線圈和聯接到第一充電線圈上的至少一個儲能裝置。該能量充填系統還包括能量充填站點，該站點包括設置在可動式定位器(positioner)上的第二充電線圈，其中，第二充電線圈可聯接到電源上；構造成用以使可動式定位器平移的至少一個驅動機構；以及系統控制器。系統控制器構造成用以檢測表示第一充電線圈鄰近能量充填站點的事件，平移可動式定位器而使得第二充電線圈與第一充電線圈大致對準且接近地間隔開以形成電力變壓器，以及啟動充電循環，該充電循環構造成用以將電能通過電力變壓器傳輸至該至少一個儲能裝置。

根據本發明的另一方面，示出了一種對車輛充電的方法，該方法包括檢測與能量充填站點鄰近的車輛，其中，車輛包括第一充電線圈，而能量充填站點包括設置在可動式電樞(armature)上的第二充電線圈；以及基于對車輛的檢測來啟動充電循環請求。該方法還包括操縱可動式電樞，使得第二充電線圈沿第一充電線圈的方向移動；通過確定第一充電線圈與第二充電線圈之間的能量傳遞水平和檢測從第一充電線圈附近的位置所發出的超聲波信號中的至少一個來檢測第一充電線圈的位置。此外，該方法包括操縱可動式電樞來使第二充電線圈與第一充電線圈對準以形成電力變壓器，以及通過電力變壓器的方式來對車輛的儲能裝置充電。

根據本發明的另一方面，描述了一種能量充填設備。該能量充填設備包括定位在可動式電樞上的初級充電線圈，其中，該初級充電線圈電性地連接到電源上；構造成用以使可動式電樞沿至少兩個維度平移的至少一個驅動機構；以及系統控制器。該系統控制器構造成用以檢測定位在能量充填設備外部的次級充電線圈的存在，檢測次級充電線圈的位置，以及使可動式電樞和初級充電線圈沿次級充電線圈的方向平移，以便初級充電線圈與次級充電線圈大致對準且接近地間隔開。該系統控制器還構造成用以啟動充電循環來對至少一個儲能裝置充電，其中，該至少一個儲能裝置通過由初級充電線圈和次級充電線圈所形成的電力變壓器和傳導性電聯接器(或導電聯接器)中的至少一個進行充電。

根據以下詳細描述和附圖中，將會清楚各種其它特征和優點。

附圖說明

附圖示出了當前構思出的用于實施本發明的優選實施例。

在附圖中：

圖1為根據本發明實施例的感應充電構造的截面視圖。