DE202009009691U1 - Device for inductive transmission of electrical energy - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einer stationären Einheit zu einem benachbart zu dieser stehenden Fahrzeug (5), dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Einheit mindestens zwei untereinander gleichartige Primärinduktivitäten (1–4) aufweist, die unabhängig voneinander mit elektrischem Strom beaufschlagbar sind.Device for the inductive transmission of electrical energy from a stationary unit to a stationary vehicle (5) adjacent thereto, characterized in that the stationary unit has at least two mutually identical primary inductances (1-4) which can be supplied with electric current independently of one another.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Derartige Vorrichtungen dienen der induktiven Ladung einer in einem Elektrofahrzeug eingebauten, wiederaufladbaren Batterie. Sie werden heute üblicherweise in einem 1:1 Verhältnis von Primär- und Sekundärseite gebaut. Da die beiden Seiten entsprechend aufeinander abgestimmt sind, kann nicht ohne weiteres eine völlig anders ausgelegte Sekundärseite zur Energieübertragung eingesetzt werden. Zumindest ist der Wirkungsgrad deutlich reduziert und es treten deutlich höhere Streufelder auf, wenn die Sekundärspule deutlich kleiner als die Primärspule ist.The The invention relates to a device for inductive transmission electrical energy according to the preamble of claim 1. Such Devices are used to inductive charge one in an electric vehicle built-in, rechargeable battery. They are becoming common today in a 1: 1 ratio from primary and secondary side built. Since the two sides matched accordingly can not easily be a completely different secondary side to power transmission be used. At least the efficiency is significantly reduced and there are much higher ones Stray fields on when the secondary coil clear smaller than the primary coil is.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für das induktive Laden von Fahrzeugen mit unterschiedlich großen Ladeleistungen an ein und derselben Ladestation zu schaffen, die sich durch einen hohen Wirkungsgrad und minimale Streuverluste auszeichnet.Of the The invention is therefore based on the object, a solution for the inductive Charging vehicles with different levels of charging power on and to create the same charging station, characterized by high efficiency and minimal scattering losses.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.These The object is achieved by a Device solved with the features of claim 1. advantageous Embodiments are specified in the subclaims.

Die Erfindung stellt zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einer stationären Einheit zu einem benachbart zu dieser stehenden Fahrzeug mindestens zwei untereinander gleichartige Primärinduktivitäten bereit, die unabhängig voneinander mit elektrischem Strom beaufschlagbar sind. Ein Kerngedanke der Erfindung besteht somit in einer Modularisierung der Primärinduktivität, mit der zwangsläufig eine entsprechende Modularisierung der Sekundärinduktivität verbunden ist. Vorzugsweise ist eine regelmäßige zweidimensionale Anordnung einer Vielzahl von untereinander gleichartigen Primärinduktivitäten vorgesehen, die beispielsweise die Form einer rechteckigen Matrix haben kann. Alternativ zur klassischen Matrixform können aufeinanderfolgende Reihen jeweils in ihrer Längsrichtung um das halbe Rastermaß einer Reihe gegeneinander versetzt sein, um eine höhere Packungsdichte zu erzielen.The Invention provides for inductive transmission electrical energy from one stationary unit to an adjacent one at least two mutually similar to this stationary vehicle Primary inductances ready, the independent can be acted upon by electricity from each other. A core idea The invention thus consists in a modularization of the primary inductance, with inevitably a corresponding modularization of the secondary inductance is connected. Preferably is a regular two-dimensional Arrangement of a plurality of mutually identical primary inductances provided which may, for example, take the form of a rectangular matrix. As an alternative to the classical matrix form, consecutive rows can be used each in their longitudinal direction by half the pitch of a Row offset against each other to achieve a higher packing density.

Im Interesse eines modularen Aufbaus des Gesamtsystems kann jeder Primärinduktivität eine eigene Stromversorgungseinheit zugeordnet sein, wobei alle Stromversorgungseinheiten mit einer gemeinsamen Steuereinheit verbunden sind, welche die von den Stromversorgungseinheiten in die einzelnen Primärinduktivitäten eingespeisten Ströme individuell steuert, insbesondere durch Aktivierung oder Deaktivierung der einzelnen Stromversorgungseinheiten. Alternativ hierzu kann auch eine zentrale Stromversorgungseinheit mit mehreren Ausgängen, an denen jeweils eine einzelne Primärinduktivität angeschlossen ist, vorgesehen sein. In diesem Fall werden die einzelnen Ausgänge von der Steuereinheit individuell gesteuert.in the Interest of a modular construction of the whole system, each primary inductance can have its own Power supply unit to be assigned, with all power supply units are connected to a common control unit, which the of the power supply units fed into the individual primary inductances streams individually controlled, in particular by activation or deactivation the individual power supply units. Alternatively, it can also a central power supply unit with multiple outputs, on each having a single primary inductance connected is to be provided. In this case, the individual outputs of individually controlled by the control unit.

Die Entscheidung, welche Primärinduktivitäten zu bestromen sind, kann von der Steuereinheit anhand von Impedanz- oder Spannungsmessungen an den Primärinduktivitäten getroffen werden, durch welche die Präsenz einer Sekundärinduktivität im Bereich jeder einzelnen Primärinduktivität feststellbar ist. Hierzu ist die Stromversorgungseinheit mit einer entsprechenden Messeinrichtung ausgerüstet, wobei die Anwendung einer reinen Spannungsmessung zur Positionsdetektion der Sekundärinduktivitäten deren Bestromung voraussetzt.The Deciding which primary inductors to energize can be from the control unit based on impedance or voltage measurements hit the primary inductors become, through which the presence a secondary inductance in the range each individual primary inductance is detectable. For this purpose, the power supply unit with a corresponding Equipped with measuring equipment, the application of a pure voltage measurement for position detection the secondary inductances their energization presupposes.

Die Anzahl der fahrzeugseitigen Sekundärinduktivitäten kann entsprechend dem Ladeleistungsbedarf eines Fahrzeugs zwischen einer einzigen und der Gesamtzahl der Primärinduktivitäten eines Ladestation variieren, wobei im Fall mehrerer Sekundärinduktivitäten diese so angeordnet sein sollten, dass durch eine geeignete Positionierung des Fahrzeugs eine gleichzeitige paarweise Überdeckung zwischen mehreren Sekundärinduktivitäten und Primärinduktivitäten herbeigeführt werden kann. Dies ist dann gewährleistet, wenn die Anordnung der Sekundärinduktivitäten zumindest mit einem Teilabschnitt der Anordnung der Primärinduktivitäten übereinstimmt.The Number of vehicle-side secondary inductances can be according to the charging power requirement of a vehicle between a single and the total number of primary inductances of a vehicle Charging station vary, and in the case of multiple secondary inductances this should be arranged so that by a suitable positioning the vehicle a simultaneous pairwise overlap between several Secondary inductors and Primary inductances are brought about can. This is guaranteed if the arrangement of the secondary inductances at least coincides with a portion of the arrangement of the primary inductances.

Die Erfindung erlaubt das induktive Laden unterschiedlich großer Elektrofahrzeuge mit unterschiedlichem Leistungsbedarf und an diesen Leistungsbedarf jeweils angepasster Sekundärseite an einer für den Leistungsbedarf eines großen Fahrzeugs ausgelegten Ladestation ohne nennenswerte Verluste bei kleineren Fahrzeugen, die nicht die maximal mögliche Ladeleistung benötigen. Ferner stellt die Erfindung bei kleineren Fahrzeugen eine Vielzahl von gleichermaßen optimalen Ladepositionen bereit, schafft also eine gewisse Toleranz für die Positionierung kleinerer Fahrzeuge. Auch eröffnet die Erfindung auch die Möglichkeit, an einer Ladestation anstelle eines einzigen großen Fahrzeugs mehrere kleinere Fahrzeuge gleichzeitig zu laden.The Invention allows the inductive charging of different size electric vehicles with different power requirements and these power requirements each adapted secondary side at one for the power requirement of a large Vehicle designed charging station without significant losses smaller vehicles that do not require the maximum possible charging power. Further the invention provides for smaller vehicles a variety of equally optimal loading positions ready, so creates a certain tolerance for the Positioning of smaller vehicles. Also, the invention also opens up the possibility at a charging station instead of a single large vehicle several smaller ones To load vehicles at the same time.

Darüber hinaus sorgt die erfindungsgemäße Modularisierung für höhere Stückzahlen an kleineren Primär- und Sekundärinduktivitäten, was Kostenvorteile bei der Massenfertigung erbringt. Gleiches gilt sinngemäß auch für die Stromversorgungseinheiten, falls diese in die Modularisierung einbezogen werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Schaffung von Redundanz. So ist ein Laden mit reduzierter Laderate auch dann noch möglich, wenn ein Teil der Primär- und/oder Sekundärinduktivitäten und/oder Stromversorgungseinheiten defekt sein sollte, indem defekte Komponenten abgeschaltet und nur die noch intakten Komponenten benutzt werden.In addition, the modularization of the invention provides for higher numbers of smaller primary and secondary inductances, which provides cost advantages in mass production. The same applies mutatis mutandis to the power supply units, if they are included in the modularization. Another advantage of the invention is the provision of redundancy. Thus, charging with a reduced charging rate is still possible if a part of the primary and / or secondary inductances and / or power supply units should be defective, by switching off defective components and only the still intact components are used.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigtfollowing Be exemplary embodiments of Invention described with reference to the drawings. In these shows

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem in annähernd in Ladeposition befindlichen Elektrofahrzeug, 1 a schematic representation of an embodiment of a device according to the invention with an approximately in charging position located electric vehicle,

2 schematische Darstellungen verschieden großer Elektrofahrzeuge mit unterschiedlichen Sekundärspulenanordnungen, 2 schematic representations of different sized electric vehicles with different secondary coil arrangements,

3 die verschieden großen Elektrofahrzeuge von 3 jeweils in einer Ladeposition an einer erfindungsgemäßen Primärspulenanordnung, 3 the different sized electric vehicles from 3 each in a loading position on a primary coil arrangement according to the invention,

4 mehrere Beispiele verschiedener matrixförmiger Primärspulenanordnungen, 4 several examples of different matrix-shaped primary coil arrangements,

5 eine Primärspulenanordnung mit versetzen und unterschiedlich langen Spulenreihen, 5 a primary coil arrangement with offset and different lengths of coil rows,

6 verschiedene Ladepositionen eines Fahrzeugs mit einer einzigen Sekundärspule an einer erfindungsgemäßen Primärspulenanordnung und 6 various charging positions of a vehicle with a single secondary coil to a primary coil assembly according to the invention and

7 verschiedene Ladepositionen eines Fahrzeugs mit mehreren Sekundärspulen an einer anderen erfindungsgemäßen Primärspulenanordnung. 7 various charging positions of a vehicle with multiple secondary coils on another primary coil assembly according to the invention.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit vier untereinander gleichen Primärspulen 1 bis 4 in einer quadratischen Anordnung ist in 1 in der Draufsicht schematisch dargestellt. Über der Anordnung der Primärspulen 1 bis 4 befindet sich gerade ein zu ladendes Elektrofahrzeug 5, welches mit nur einer einzigen Sekundärspule 6 ausgerüstet ist. Die kreisförmige Grundfläche der Sekundärspule 6 ist in 1 zur Unterscheidung von derjenigen der Primärspulen 1 bis 4 schraffiert dargestellt. Diese Art der Darstellung liegt auch allen anderen Figuren zugrunde. Der Durchmesser der Sekundärspule 6 stimmt mit demjenigen der Primärspulen 1 bis 4 überein. Wie zu erkennen ist, überdeckt die Sekundärspule 6 die Primärspule 4 zu einem großen Teil, aber nicht vollkommen, während sie sich in einem Abstand von den übrigen Primärspulen 1 bis 3 befindet. Die Position des Fahrzeugs 5 ist also für eine Energieübertragung insgesamt gesehen nicht optimal, aber die Primärspule 4 ist von allen vorhandenen Primärspulen 1 bis 4 als einzige überhaupt dazu geeignet.An embodiment of a device according to the invention with four mutually identical primary coils 1 to 4 in a square arrangement is in 1 shown schematically in plan view. Above the arrangement of the primary coils 1 to 4 There is currently an electric vehicle to be charged 5 , which with only a single secondary coil 6 equipped. The circular base of the secondary coil 6 is in 1 to distinguish it from that of the primary coils 1 to 4 hatched shown. This type of presentation is also the basis of all other figures. The diameter of the secondary coil 6 agrees with that of the primary coils 1 to 4 match. As can be seen, the secondary coil covers 6 the primary coil 4 to a large extent, but not perfect, while being at a distance from the rest of the primary coils 1 to 3 located. The position of the vehicle 5 is therefore not optimal for energy transfer overall, but the primary coil 4 is from all available primary coils 1 to 4 as the only suitable for it at all.

Die einzelnen Primärspulen 1 bis 4 sind jeweils mit einer eigenen Stromversorgungseinheit 7 bis 10 verbunden, die jeweils an eine Netzleitung 11 angeschlossen ist, aus der sie elektrische Leistung beziehen kann, um diese an die jeweils zugeordnete Primärspule 1 bis 4 abzugeben. Die Betriebsparameter (Spannung, Strom, Frequenz) der Einspeisung in die Primärspulen 1 bis 4 sind für die induktive Übertragung zu einer Sekundärspule 6 optimiert und weichen von den Betriebsparametern der Netzleitung 11 ab.The individual primary coils 1 to 4 each have their own power supply unit 7 to 10 connected, each to a power line 11 is connected, from which they can draw electrical power to these to the respective associated primary coil 1 to 4 leave. The operating parameters (voltage, current, frequency) of the feed into the primary coils 1 to 4 are for inductive transmission to a secondary coil 6 optimized and deviate from the operating parameters of the power line 11 from.

Die einzelnen Stromversorgungseinheiten 7 bis 10 sind mit einer zentralen Steuereinheit 12 verbunden, deren Aufgabe es ist, die Bestromung der einzelnen Primärspulen 1 bis 4 durch die Stromversorgungseinheiten 7 bis 10 bedarfsgerecht zu steuern. In dem gezeigten Beispiel bedeutet dies, dass nur die Primärspule 4 zu bestromen ist, während die anderen drei Primärspulen 1 bis 3 inaktiv bleiben. Dies geschieht über Steuerleitungen 13 bis 16, die auf Schalter 17 bis 20 wirken, mittels derer die Stromversorgungseinheiten 7 bis 10 einzeln an eine Steuerspannungsleitung 21 angeschaltet werden können. Eine solche Anschaltung bewirkt die Aktivierung der jeweiligen Stromversorgungseinheit 7 bis 10 und in der Folge die Einspeisung von Strom in die zugeordnete Primärspule 1 bis 4. In dem dargestellten Beispiel wird von der Steuereinheit 12 nur auf der Steuerleitung 16 ein Schließsignal für den Schalter 20 ausgegeben, wodurch die Stromversorgungseinheit 10 zur Bestromung der Primärspule 4 aktiviert wird. Auf den übrigen Steuerleitungen 13 bis 15 werden keine Schließsignale ausgegeben, so dass die Schalter 17 bis 19 offen und die Stromversorgungseinheiten 7 bis 9 inaktiv bleiben.The individual power supply units 7 to 10 are with a central control unit 12 whose task it is to energize the individual primary coils 1 to 4 through the power supply units 7 to 10 to control according to demand. In the example shown, this means that only the primary coil 4 to energize while the other three primary coils 1 to 3 stay inactive. This is done via control lines 13 to 16 that switch on 17 to 20 act, by means of which the power supply units 7 to 10 individually to a control voltage line 21 can be turned on. Such a connection causes the activation of the respective power supply unit 7 to 10 and subsequently the supply of current to the associated primary coil 1 to 4 , In the example shown, the control unit 12 only on the control line 16 a closing signal for the switch 20 output, causing the power supply unit 10 for energizing the primary coil 4 is activated. On the other control lines 13 to 15 No closing signals are output, so the switches 17 to 19 open and the power supply units 7 to 9 stay inactive.

Von den einzelnen Stromversorgungseinheiten 7 bis 10 führen Signalleitungen 22 bis 25 zu der Steuereinheit 12. Über diese Signalleitungen 22 bis 25 geben in die Stromversorgungseinheiten 7 bis 10 integrierte Impedanzmesseinrichtungen jeweils Messsignale an die Steuereinheit 12 ab, welche die Impedanzwerte der jeweils zugeordneten Primärspulen 1 bis 4 anzeigen. Diese Impedanzwerte werden durch die Präsenz einer Sekundärspule 6 im Bereich einer Primärspule 1 bis 4 beeinflusst, insbesondere wenn diese kurzgeschlossen ist, was in der Ankunftsphase des Fahrzeugs an der Primärspulenanordnung ohne weiteres zulässig ist, da in dieser Phase noch keine Energieübertragung stattfindet. In der in 1 dargestellten Situation wird nur der Impedanzwert der Primärspule 4 durch das Vorhandensein der Sekundärspule 6 verändert. Die Impedanzwerte der übrigen Primärspulen 1 bis 3 können allenfalls durch die Karosserie des Fahrzeugs 5 beeinflusst werden. Die dadurch verursachte Impedanzänderung hat bei geeigneter Systemauslegung ein wesentlich geringeres Ausmaß als die durch die Sekundärspule 6 verursachte Impedanzänderung der Primärspule 4.From the individual power supply units 7 to 10 lead signal lines 22 to 25 to the control unit 12 , About these signal lines 22 to 25 enter into the power supply units 7 to 10 integrated impedance measuring devices each measuring signals to the control unit 12 from which the impedance values of the respectively assigned primary coils 1 to 4 Show. These impedance values are due to the presence of a secondary coil 6 in the range of a primary coil 1 to 4 influenced, in particular if this is shorted, which is readily permissible in the arrival phase of the vehicle to the primary coil assembly, since in this phase still no energy transfer takes place. In the in 1 shown situation, only the impedance value of the primary coil 4 by the presence of the secondary coil 6 changed. The impedance values of the remaining primary coils 1 to 3 at best, through the body of the vehicle 5 to be influenced. The resulting impedance change, with appropriate system design, is significantly less than that of the secondary coil 6 caused impedance change of the primary coil 4 ,

Die Steuereinheit 12 enthält eine Auswertungseinheit, welche anhand der über die Signalleitungen 22 bis 25 eingehenden Messsignale die Verteilung der Impedanzwerte der einzelnen Primärspulen 1 bis 4 beobachtet und anhand eines Vergleichs mit einem Schwellwert feststellt, über welcher der Primärspulen 1 bis 4 sich eine Sekundärspule 6 befindet. In der in 1 dargestellten Situation ist dies nur die Primärspule 4, die folglich als einzige zur Bestromung ausgewählt wird. Würde sich das Elektrofahrzeug 5 weiter nach rechts bewegen und seine Sekundärspule 6 überwiegend mit der Primärspule 1 zur Deckung kommen, so würde diese ausgewählt und die zugeordnete Stromversorgungeseinheit 7 durch Schließen des Schalters 17 mittels eines Signals auf der Steuerleitung 13 aktiviert.The control unit 12 contains an ejector processing unit, which on the basis of the signal lines 22 to 25 incoming measurement signals the distribution of the impedance values of the individual primary coils 1 to 4 observed and determined by comparison with a threshold over which of the primary coils 1 to 4 a secondary coil 6 located. In the in 1 this situation is only the primary coil 4 , which is therefore the only one selected for energization. Would the electric vehicle 5 move further to the right and its secondary coil 6 predominantly with the primary coil 1 come to cover, so this would be selected and the associated power supply unit 7 by closing the switch 17 by means of a signal on the control line 13 activated.

Alternativ zu dem vorausgehend vorgestellten Ausführungsbeispiel mit mehreren dezentralen Stromversorgungseinheiten 7 bis 10 könnte die Erfindung auch mit Hilfe einer einzigen zentralen Stromversorgungseinheit verwirklicht werden, die mehrere separat aktivierbare Ausgänge aufweist (Zone-Controller-Konzept oder Trafo).As an alternative to the previously presented embodiment with several decentralized power supply units 7 to 10 The invention could also be realized with the aid of a single central power supply unit having a plurality of separately activatable outputs (zone controller concept or transformer).

Vorausgehend war ein Elektrofahrzeug 5 mit nur einer einzigen Sekundärspule 6 angenommen worden. Die Erfindung zielt jedoch gerade darauf ab, an einer Ladestation verschieden große Fahrzeuge mit unterschiedlichem Leistungsbedarf laden zu können. Hierzu sind die unterschiedlich großen Fahrzeuge, wie in 2 veranschaulicht ist, mit einer unterschiedlichen Anzahl von Sekundärspulen auszurüsten. Neben einem kleinen Fahrzeug 5 mit einer einzigen Sekundärspule 6 rechts sind dort in der Mitte ein mittelgroßes Fahrzeug 5A mit vier Sekundärspulen in einer quadratischen Anordnung 6A sowie links ein großes Fahrzeug 5B mit acht Sekundärspulen in einer rechteckigen Anordnung 6B dargestellt. Bei dem kleinen Fahrzeug 5 kann es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen handeln, bei dem mittelgroßen Fahrzeug 5A um einen Kleintransporter oder Kleinbus und bei dem großen Fahrzeug 5B um einen Lastkraftwagen oder Omnibus. Die Fahrtrichtung der Fahrzeuge 5, 5A und 5B ist in 2 ebenso wie in 3 die Richtung nach oben.Previously was an electric vehicle 5 with only a single secondary coil 6 been accepted. However, the invention is aimed at being able to load different sized vehicles with different power requirements at a charging station. These are the different sized vehicles, as in 2 is illustrated to equip with a different number of secondary coils. In addition to a small vehicle 5 with a single secondary coil 6 right there are in the middle of a medium-sized vehicle 5A with four secondary coils in a square arrangement 6A as well as a large vehicle on the left 5B with eight secondary coils in a rectangular arrangement 6B shown. At the small vehicle 5 it may, for example, be a passenger car in the medium-sized vehicle 5A a vans or minibus and the big vehicle 5B around a truck or bus. The direction of travel of the vehicles 5 . 5A and 5B is in 2 as well as in 3 the direction up.

3 zeigt die verschieden großen Fahrzeuge 5, 5A und 5B aus 2 über einer rechteckigen Anordnung 26 von acht Primärspulen. Analog zu dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist jeder einzelnen Primärspule der Anordnung 26 eine eigene Stromversorgungseinheit zugeordnet, die in 3 und allen folgenden Figuren nicht mehr gezeigt ist, und es ist eine ebenfalls nicht mehr gezeigte zentrale Steuereinheit vorgesehen. Die Geometrie der Primärspulenanordnung 26 entspricht genau der Geometrie der Sekundärspulenanordnung 6B des großen Fahrzeugs 5B, und zwar sowohl hinsichtlich der Größe der einzelnen Spulen, als auch hinsichtlich ihrer Anzahl und ihrer Anordnung relativ zueinander. 3 shows the different sized vehicles 5 . 5A and 5B out 2 over a rectangular arrangement 26 of eight primary coils. Analogous to the in 1 illustrated embodiment is each individual primary coil of the arrangement 26 its own power supply unit assigned in 3 and all the following figures is no longer shown, and it is also not shown a central control unit is provided. The geometry of the primary coil assembly 26 corresponds exactly to the geometry of the secondary coil assembly 6B of the big vehicle 5B , both in terms of the size of the individual coils, as well as in terms of their number and their arrangement relative to each other.

Das große Fahrzeug 5B in 3 links befindet sich in einer nahezu optimalen Ladeposition, indem die Sekundärspulenanordnung 6B die Primärspulenanordnung 26 nahezu exakt überdeckt, d. h. jede einzelne Sekundärspule genau über einer Primärspule liegt. In diesem Fall werden alle Primärspulen der Anordnung 6B aktiviert und zum Laden der Batterie des Fahrzeugs 5B benutzt. Die Primärspulenanordnung 26 und die Sekundärspulenanordnung 6B sind so ausgelegt, dass eine ausreichend große Leistung übertragen werden kann, um die Batterie des großen Fahrzeugs 5B mit einer angemessenen Rate zu laden. Für das große Fahrzeug 5B gibt es in der dargestellten Fahrtrichtung nur eine einzige optimale Ladeposition, da nur in einer einzigen Position die vollständige Überdeckung der Sekundärspulenanordnung 6B mit der Primärspulenanordnung 26 gegeben ist. Bei der genau umgekehrten Fahrtrichtung gäbe es ebenfalls nur eine einzige optimale Ladeposition. Dies ist insofern nicht problematisch, als große Fahrzeuge wie Omnibusse oder Lastkraftwagen von speziell geschulten Fahrern mit entsprechender Fahrpraxis gefahren werden, denen beim Parken an einer Ladestation eine hinreichend genaue Positionierung ihres Fahrzeugs zuzutrauen ist.The big vehicle 5B in 3 left is in a near optimal loading position by the secondary coil assembly 6B the primary coil assembly 26 almost exactly covered, ie each individual secondary coil is exactly above a primary coil. In this case, all primary coils of the arrangement 6B activated and to charge the battery of the vehicle 5B used. The primary coil assembly 26 and the secondary coil assembly 6B are designed so that a sufficiently large power can be transmitted to the battery of the large vehicle 5B to charge at a reasonable rate. For the big vehicle 5B There is only a single optimal loading position in the illustrated direction of travel, since only in a single position, the complete coverage of the secondary coil assembly 6B with the primary coil assembly 26 given is. In the exact opposite direction of travel, there would also be only a single optimal loading position. This is not problematic insofar as large vehicles such as buses or trucks are driven by specially trained drivers with appropriate driving experience, which is trusted when parking at a charging station a sufficiently accurate positioning of their vehicle.

In der Mitte von 3 befindet sich das mittelgroße Fahrzeug 5A ebenfalls in einer nahezu optimalen Ladeposition, indem die in diesem Fall vier Sekundärspulen umfassende Sekundärspulenanordnung 6B eine Hälfte der Primärspulenanordnung 26 nahezu exakt überdeckt, d. h. jede einzelne Sekundärspule genau über einer Primärspule besagter Hälfte liegt. In diesem Fall werden vier der acht Primärspulen der Anordnung 26, nämlich die in Fahrtrichtung vorderen vier in 3, aktiviert und zum Laden der Batterie des Fahrzeugs 5B benutzt. Die Primärspulenanordnung 26 und die Sekundärspulenanordnung 6A sind so ausgelegt, dass auch in diesem Fall eine ausreichend große Leistung übertragen werden kann, um die Batterie des mittelgroßen Fahrzeugs 5A mit einer angemessenen Rate zu laden.In the middle of 3 is the medium sized vehicle 5A also in an almost optimal charging position, by the secondary coil arrangement comprising in this case four secondary coils 6B one half of the primary coil assembly 26 almost exactly overlapped, ie each individual secondary coil is exactly above a primary coil of said half. In this case, four of the eight primary coils of the assembly 26 , namely the front four in the direction of travel 3 , activated and to charge the battery of the vehicle 5B used. The primary coil assembly 26 and the secondary coil assembly 6A are designed so that even in this case, a sufficiently large power can be transmitted to the battery of the medium-sized vehicle 5A to charge at a reasonable rate.

Wie aus 3 zu ersehen ist, entspricht die Sekundärspulenanordnung 6A des mittelgroßen Fahrzeugs 5A genau einer Hälfte der Sekundärspulenanordnung 6B des großen Fahrzeugs 5B. Daher gibt es für das mittelgroße Fahrzeug 5A mehrere optimale Ladepositionen. So könnte das mittelgroße Fahrzeug beispielsweise auch so stehen, dass seine Sekundärspulenanordnung 6B genau die mittleren vier oder die in Fahrtrichtung hinteren vier Primärspulen der Primärspulenanordnung 26 überdecken. Gleiches gilt für die genau umgekehrte Fahrtrichtung. Das mittelgroße Fahrzeug 5A könnte sogar in einer gegenüber der gezeigten um ±90° gedrehten Fahrtrichtung stehen. Auch dann gäbe es jeweils drei verschiedene optimale Ladepositionen mit jeweils exakter Überdeckung von vier Primärspulen der Primärspulenanordnung 26 durch die Sekundärspulenanordnung 6B. Anhand der zuvor erwähnten Impedanzmessung kann in jedem Fall festgestellt werden, welche Primärspulen der Primärspulenanordnung 26 in für eine Energieübertragung geeigneter Weise durch Sekundärspulen der Sekundärspulenanordnung 6B überdeckt werden, und es können gezielt die überdeckten Primärspulen bestromt und die nicht überdeckten inaktiv belassen werden.How out 3 can be seen, corresponds to the secondary coil assembly 6A of the medium-sized vehicle 5A exactly one half of the secondary coil arrangement 6B of the big vehicle 5B , Therefore, there is for the mid-size vehicle 5A several optimal loading positions. For example, the medium-sized vehicle could also be such that its secondary coil arrangement 6B exactly the middle four or in the direction of travel rear four primary coils of the primary coil assembly 26 cover. The same applies to the exact opposite direction. The medium-sized vehicle 5A could even be in a direction opposite to the shown rotated by ± 90 ° direction of travel. Even then there would be three different optimal charging positions, each with exact coverage of four primary coils of the primary coil assembly 26 through the secondary coils order 6B , On the basis of the aforementioned impedance measurement can be determined in each case, which primary coils of the primary coil assembly 26 in a manner suitable for energy transmission by secondary coils of the secondary coil arrangement 6B can be covered, and it can be selectively energized the covered primary coils and leave the uncovered inactive.

In 3 rechts befindet sich das kleine Fahrzeug 5 ebenfalls in einer nahezu optimalen Ladeposition, indem die in diesem Fall einzige Sekundärspule 6 eine Primärspule der Primärspulenanordnung 26 nahezu exakt überdeckt. In diesem Fall wird nur eine einzige der acht Primärspulen der Anordnung 26, nämlich die in Fahrtrichtung an der vorderen rechten Ecke der Anordnung 26 gelegene, aktiviert und zum Laden der Batterie des Fahrzeugs 5 benutzt. Die Primärspulenanordnung 26 und die Sekundärspule 6 sind so ausgelegt, dass auch in diesem Fall eine ausreichend große Leistung übertragen werden kann, um die Batterie des kleinen Fahrzeugs 5 mit einer angemessenen Rate zu laden.In 3 right is the small vehicle 5 also in a nearly optimal loading position, by the only secondary coil in this case 6 a primary coil of the primary coil assembly 26 almost exactly covered. In this case, only a single one of the eight primary coils of the arrangement 26 , namely in the direction of travel at the front right corner of the arrangement 26 located, activated and to charge the battery of the vehicle 5 used. The primary coil assembly 26 and the secondary coil 6 are designed so that even in this case, a sufficiently large power can be transmitted to the battery of the small vehicle 5 to charge at a reasonable rate.

Wie ohne weiteres ersichtlich ist, gibt es für das kleine Fahrzeug eine große Anzahl von optimalen Ladepositionen, davon acht allein bei der in 3 dargestellten Fahrtrichtung, da die Sekundärspule 6 wahlweise mit jeder einzelnen Primärspule der Primärspulenanordnung 26 zur Deckung gebracht werden kann. Gleiches gilt für die genau umgekehrte sowie für eine um ±90° gedrehte Fahrtrichtung.As can be readily appreciated, there are a large number of optimum loading positions for the small vehicle, eight of which alone in the 3 illustrated direction of travel, since the secondary coil 6 optionally with each individual primary coil of the primary coil arrangement 26 can be brought to cover. The same applies to the reverse direction as well as to a direction of rotation of ± 90 °.

Die in den 1 bis 3 dargestellten Primärspulenanordnungen können selbstverständlich unter Beibehaltung der durch die Erfindung erzielbaren Wirkung in weiten Grenzen variiert werden. Einige Beispiele für solche Variationen sind in den 4 und 5 zu sehen. Die in 4 auf der linken Seite dargestellten Primärspulenanordnungen 27 bis 31 sind streng rechteckig, während die auf der rechten Seite dargestellten Primärspulenanordnungen 27A bis 31A parallelogrammförmig bzw. näherungsweise rechteckig sind.The in the 1 to 3 Of course, primary coil arrangements shown can be varied within wide limits while maintaining the effect achievable by the invention. Some examples of such variations are in the 4 and 5 to see. In the 4 on the left side shown primary coil assemblies 27 to 31 are strictly rectangular, while the primary coil assemblies shown on the right 27A to 31A parallelogram-shaped or approximately rectangular.

Die einfachste denkbare Anordnung 27 besteht aus nur zwei Primärspulen und erlaubt nur eine sehr grobe Abstufung der Übertragungsleistung in Abhängigkeit von der Fahrzeuggröße in zwei Stufen. Die quadratische Anordnung 28 mit vier Spulen wurde bereits anhand 1 erläutert. Bei den Anordnungen 29 bis 31 handelt es sich um Erweiterungen, denen die Form einer Matrix aus Reihen und Spalten mit jeweils gleichen Abständen zwischen den einzelnen Reihen und zwischen den einzelnen Spalten zugrunde liegt.The simplest conceivable arrangement 27 consists of only two primary coils and allows only a very rough gradation of the transmission power as a function of the vehicle size in two stages. The square arrangement 28 with four coils has already been based 1 explained. In the arrangements 29 to 31 these are expansions based on a matrix of rows and columns with equal distances between each row and between the columns.

Aufgrund der üblicherweise rechteckigen Grundfläche einer Fahrzeugkarosserie erscheint es als sinnvoll, eine zumindest annähernd rechteckige Spulenanordnung mit der längeren Seite in der vorgesehenen Fahrtrichtung eines zu ladenden Fahrzeugs auszurichten. Im Grenzfall könnte auch nur eine einzige Reihe von in der vorgesehenen Fahrtrichtung eines zu ladenden Fahrzeugs hintereinander angeordneten Spulen vorgesehen werden. In der Regel wird die Aufreihung von Primärspulen bei den heute erreichbaren Übertragungsleistungen von den vorhandenen Fahrzeuglängen bzw. dem nutzbaren Einbauraum für die Sekundärspulen begrenzt werden.by virtue of the usual rectangular base a vehicle body, it seems reasonable, at least one nearly rectangular coil assembly with the longer side in the provided Align the direction of travel of a vehicle to be loaded. In the limit case could even a single row in the intended direction provided to be loaded vehicle successively arranged coils become. As a rule, the array of primary coils at today achievable transmission powers from the existing vehicle lengths or the usable installation space for the secondary coils be limited.

Die korrespondierenden Anordnungen 27A bis 31A auf der rechten Seite von 4 unterscheiden sich von denjenigen auf der linken Seite jeweils dadurch, dass aufeinanderfolgende Reihen in Reihenlängsrichtung um das halbe Rastermaß einer Reihe gegeneinander versetzt sind. Wie insbesondere ein Vergleich der Anordnungen 30 und 30A sowie 31 und 31A erweist, lässt sich durch diesen Versatz eine höhere Packungsdichte der Primärspulen erzielen, d. h. eine gegebene Anzahl von Primärspulen gegebenen Durchmessers auf einer kleineren Fläche unterbringen.The corresponding arrangements 27A to 31A on the right side of 4 differ from those on the left side in each case in that successive rows are offset in the row longitudinal direction by half the pitch of a row against each other. As in particular a comparison of the arrangements 30 and 30A such as 31 and 31A As a result of this offset, a higher packing density of the primary coils can be achieved, ie accommodate a given number of primary coils of given diameter on a smaller area.

Die Primärspulenanordnung 32 gemäß 5 entspricht hinsichtlich des Versatzes aufeinanderfolgender Reihen den Anordnungen 27A bis 31A, hat jedoch insgesamt keine annähernd rechteckige oder parallelogrammartige Form, sondern eine hexagonale Form mit insgesamt sechs Symmetrieachsen.The primary coil assembly 32 according to 5 corresponds to the arrangements with respect to the offset of successive rows 27A to 31A , however, has no overall rectangular or parallelogram-like shape, but a hexagonal shape with a total of six symmetry axes.

Die vorausgehend bereits anhand von 3 erwähnte Positionstoleranz der erfindungsgemäßen Primirspulenanordnung gegenüber Fahrzeugen mit weniger Sekundärspulen verdeutlichen die in den 6 und 7 gezeigten Beispiele. Hierbei geht 6 von der bereits 3 rechts zugrundeliegenden Situation aus, dass ein Elektrofahrzeug 5 mit nur einer einzigen Sekundärspule 6 an einer Ladestation mit einer rechteckigen Anordnung 26 von acht Primärspulen geladen werden soll, wobei die vorgesehene Fahrtrichtung des Fahrzeugs 5 die Richtung nach oben ist.The previous already based on 3 mentioned position tolerance of Primirspulenanordnung invention compared to vehicles with fewer secondary coils illustrate the in the 6 and 7 shown examples. This goes 6 from the already 3 right underlying situation from that of an electric vehicle 5 with only a single secondary coil 6 at a charging station with a rectangular arrangement 26 of eight primary coils to be loaded, the intended direction of travel of the vehicle 5 the direction is up.

In der ganz links dargestellten Fahrzeugposition liegt die Sekundärspule 6 über der in Fahrtrichtung vordersten Primärspule der linken Spalte. In der rechts daneben als nächstes dargestellten Fahrzeugposition liegt die Sekundärspule 6 über der zweiten Primärspule von hinten in der linken Spalte. In der rechts daneben als nächstes dargestellten Fahrzeugposition liegt die Sekundärspule 6 über der zweiten Primärspule von vorne in der rechten Spalte. In der ganz rechts dargestellten Fahrzeugposition liegt die Sekundärspule 6 schließlich über der in Fahrtrichtung vordersten Primärspule der rechten Spalte, wobei das Fahrzeug 5 nicht genau in der vorgesehenen Fahrtrichtung, sondern leicht schräg dazu steht. Es besteht somit in der 6 zugrundeliegenden Situation eine Positionstoleranz sowohl in Fahrtrichtung, als auch quer zur Fahrtrichtung, als auch hinsichtlich einer Schrägstellung des Fahrzeugs zur vorgesehenen Fahrtrichtung.In the vehicle leftmost position is the secondary coil 6 above the foremost primary coil of the left column in the direction of travel. In the next right next to the vehicle position shown is the secondary coil 6 over the second primary coil from the back in the left column. In the next right next to the vehicle position shown is the secondary coil 6 over the second primary coil from the front in the right column. In the vehicle position shown on the far right is the secondary coil 6 finally on the frontmost in the direction of travel primary coil of the right column, the vehicle 5 not exactly in the intended direction, but slightly inclined to it. It thus exists in the 6 underlying situa tion a positional tolerance both in the direction of travel, as well as transversely to the direction of travel, as well as with respect to a tilt of the vehicle to the intended direction of travel.

Für die Funktionsfähigkeit der Erfindung ist es nicht erforderlich, dass die Grundflächen der Primärspulen und der Sekundärspulen wie in den 1 bis 6 übereinstimmen. Ein Beispiel für die Situation, dass ein Fahrzeug mit Sekundärspulen kleinerer Grundfläche an einer Ladestation mit Primärspulen größerer Grundfläche geladen werden soll, zeigt 7. Das dort dargestellte Fahrzeug 5C weist eine durch Schraffur gekennzeichnete Sekundärspulenanordnung 6C auf, die aus zwei in Fahrtrichtung (in 7 nach oben) hintereinander liegenden Reihen zu je drei Sekundärspulen besteht. Die Primärspulenanordnung 33 besteht aus insgesamt 17 Primärspulen, die in sieben Reihen in Fahrtrichtung hintereinander liegen, wobei die Reihen abwechselnd jeweils um ein halbes Reihenrastermaß seitlich versetzt und unterschiedlich lang sind.For the operability of the invention, it is not necessary that the bases of the primary coils and the secondary coils as in the 1 to 6 to match. An example of the situation that a vehicle with secondary coils of smaller footprint to be loaded at a charging station with primary coils larger surface area, shows 7 , The vehicle shown there 5C has a secondary coil arrangement characterized by hatching 6C on, which consists of two in the direction of travel (in 7 upward) rows of three secondary coils each consist. The primary coil assembly 33 consists of a total of 17 primary coils, which lie behind each other in seven rows in the direction of travel, the rows are alternately offset laterally by half a row grid size and different lengths.

Auf der linken Seite von 7 steht das Fahrzeug 5C in der vorgesehenen Fahrtrichtung, doch die Sekundärspulen der Sekundärspulenanordnung 6C liegen nur teilweise über Primärspulen, teilweise aber genau über Zwischenräumen zwischen verschiedenen Primärspulen. In diesem Fall werden nur diejenigen Primärspulen bestromt, über denen sich zumindest annähernd Sekundärspulen befinden. Dies sind hier nur die beiden vorderen Primärspulen der mittleren Spalte der Primärspulenanordnung 33, über denen sich die beiden mittleren Sekundärspulen zum überwiegenden Teil und die beiden rechten Sekundärspulen jeweils etwa zur Hälfte befinden. Die bestromten Primärspulen sind in 7 durch eine größere Strichstärke gekennzeichnet. Die beiden linken Sekundärspulen befinden sich annähernd mittig über Zwischenräumen zwischen Primärspulen. Bei einer gleichphasigen Speisung der jeweils umgebenden Primärspulen würden sich deren Felder im Bereich der dazwischenliegenden Sekundärspulen zwar konstruktiv überlagern, doch wäre hier mit großen Streuverlusten zu rechnen, weshalb eine Bestromung dieser Primärspulen nicht als sinnvoll erscheint.On the left side of 7 is the vehicle 5C in the intended direction of travel, but the secondary coils of the secondary coil assembly 6C are only partially about primary coils, but partially accurate over gaps between different primary coils. In this case, only those primary coils are energized, over which at least approximately secondary coils are located. These are here only the two front primary coils of the middle column of the primary coil assembly 33 , over which the two middle secondary coils for the most part and the two right secondary coils are each about half. The energized primary coils are in 7 characterized by a greater line width. The two left secondary coils are located approximately centrally over spaces between primary coils. In the case of an in-phase supply of the respectively surrounding primary coils, their fields in the region of the intermediate secondary coils would be constructively superimposed, but large leakage losses would have to be expected here, which is why energizing these primary coils does not appear to make sense.

In der Mitte von 7 steht das Fahrzeug 5C ebenfalls in der vorgesehenen Fahrtrichtung, doch in diesem Fall liegen die vier äußeren Sekundärspulen der Sekundärspulenanordnung 6C an der linken und an der rechten Längsseite des Fahrzeugs 5C jeweils über Primärspulen der Primärspulenanordnung 33, während die beiden mittleren Sekundärspulen jeweils genau zwischen zwei Primärspulen liegen. In diesem Fall sind somit vier von Sekundärspulen überdeckte Primärspulen zu bestromen, die ebenfalls anhand der Strichstärke kenntlich gemacht sind.In the middle of 7 is the vehicle 5C also in the intended direction of travel, but in this case are the four outer secondary coils of the secondary coil assembly 6C on the left and right side of the vehicle 5C respectively via primary coils of the primary coil arrangement 33 while the two middle secondary coils each lie exactly between two primary coils. In this case, four primary coils covered by secondary coils are to be energized, which are also identified by the line width.

Auf der rechten Seite von 7 steht das Fahrzeug 5C deutlich schräg zur vorgesehenen Fahrtrichtung. Dennoch liegen in diesem Fall fünf der sechs Sekundärspulen jeweils über einer Primärspule, so dass fünf Primärspulen bestromt und die Batterie des Fahrzeugs 5C mit einer relativ hohen Rate geladen werden kann. Lediglich die Sekundärspule an der vorderen linken Ecke der Sekundärspulenanordnung 6C liegt genau zwischen zwei Primärspulen und kann daher durch die Primärspulenanordnung 33 nicht mit einem starken magnetischen Wechselfeld beaufschlagt werden.On the right side of 7 is the vehicle 5C clearly oblique to the intended direction of travel. Nevertheless, in this case, five of the six secondary coils are each above a primary coil, so that five primary coils are energized and the battery of the vehicle 5C can be charged at a relatively high rate. Only the secondary coil at the front left corner of the secondary coil assembly 6C lies exactly between two primary coils and can therefore through the primary coil assembly 33 not be subjected to a strong alternating magnetic field.

Wenn ein Fahrzeug zum Laden über die Primärspulenanordnung einer erfindungsgemäßen Ladestation gefahren wird, kann die Positionierung des Fahrzeugs für den Ladevorgang zusätzlich zu der vorausgehend bereits erwähnten Impedanzmessung durch weitere Sensoren, z. B. auf der Basis von Radar, Ultraschall, Infrarot, Lichtschranken, sowie durch eine drahtlose Kommunikation zwischen dem sich annähernden Fahrzeug und der Steuereinheit der Ladestation unterstützt werden. Insbesondere kann hierbei eine Identifikation der Art des Fahrzeugs hinsichtlich der Anzahl und Anordnung der Sekundärinduktivitäten erfolgen, aus der sich eine oder mehrere optimale Positionen für den Ladevorgang ergeben, in die das Fahrzeug mit Hilfe der Impedanzmessung und ggf. zusätzlicher Sensorik manövriert werden sollte.If a vehicle for loading over the primary coil assembly a charging station according to the invention can be driven, the positioning of the vehicle for charging additionally to the previously mentioned Impedance measurement by additional sensors, eg. B. based on Radar, ultrasound, infrared, photoelectric sensors, as well as through a wireless Communication between the approaching vehicle and the control unit the charging station supports become. In particular, an identification of the type of Vehicle with regard to the number and arrangement of the secondary inductances, Out of the one or more optimal positions for charging into which the vehicle is to be detected by means of impedance measurement and, if additional Sensors maneuvered should be.

Hier ist es auch denkbar, die Sekundärspulen in der Ankunftsphase des Fahrzeugs zur Erzeugung eines eigenen Magnetfeldes aus der Fahrzeugbatterie zu bestromen, um die Detektion ihrer Positionen durch die Ladestation zu erleichtern. Die Einzelheiten der Manövrierung des Fahrzeugs sind jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung.Here it is also conceivable, the secondary coils in the arrival phase of the vehicle to generate its own magnetic field from the vehicle battery to energize the detection of their positions through the charging station to facilitate. The details of the maneuvering However, the vehicle are not the subject of the present invention.

Es versteht sich dass die Ladung der Batterie eines großen Fahrzeugs mit einer hohen Laderate die Bereitstellung einer relativ hohen Gesamt-Anschlussleistung erfordert. Bei kleineren Fahrzeugen ermöglicht diese hohe Anschlussleistung eine vergleichsweise schnelle Ladung der Batterie. Auf diese Weise kann eine kurze Standzeit eines Fahrzeugs an einer erfindungsgemäßen Ladestation durch eine höhere Ladeleistung ausgeglichen werden.It It is understood that the charge of the battery of a large vehicle with a high charging rate providing a relatively high Total connected load required. For smaller vehicles this allows high connected load a comparatively fast charge of the Battery. In this way, a short life of a vehicle at a charging station according to the invention through a higher Charging power to be compensated.

So ist beispielsweise in Wohngebieten in den meisten Garagen für Personenkraftwagen nur ein einphasiger Netzanschluss (230 V/10 A) verfügbar, mit dem eine Ladeleistung von ca. 2 kW erreichbar ist. In einer solchen Garage kann daher eine einzelne Primärspule eingebaut werden, die von einer für diese Leistung ausgelegten Stromversorgungseinheit gespeist wird. Über Nacht wird ein Fahrzeug mit dieser Leistung über einen längeren Zeitraum geladen. Tagsüber besteht die Möglichkeit, dasselbe Fahrzeug beispielsweise auf einem Firmenparkplatz aufzuladen, wo für eine Ladestation ohne weiteres ein dreiphasiger Anschluss (400 V/16 A) mit ca. 6 kW Übertragungsleistung vorgesehen werden kann. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn das Fahrzeug mit zwei oder mehr Sekundärspulen ausgerüstet ist, von denen bei der Ladung in der häuslichen Garage nur eine einzige benutzt wird, während bei der kürzer andauernden Ladung auf dem Firmenparkplatz zwei oder mehr Sekundärspulen benutzt werden.For example, in residential areas in most garages for passenger cars only a single-phase power supply (230 V / 10 A) is available, with a charging capacity of about 2 kW can be reached. In such a garage, therefore, a single primary coil can be installed, which is fed by a designed for this performance power supply unit. Overnight, a vehicle with this power is charged for a longer period of time. During the day there is the possibility of the same vehicle, for example, on a company car park load, where for a charging station easily a three-phase connection (400 V / 16 A) with approximately 6 kW transmission power can be provided. In this case, it is advantageous if the vehicle is equipped with two or more secondary coils, of which only one is used in the charge in the domestic garage, while two or more secondary coils are used for the shorter charge on the company parking lot.

Auf der Basis dieses Konzeptes können auch Schnelllade-Elektrotankstellen betrieben werden. Sind Fahrzeuge mit mehreren Sekundärspulen ausgerüstet, so wird zu Hause und im Alltagsbetrieb meistens nur eine einzige Sekundärspule benutzt. Wenn aber möglichst schnell eine große Menge Energie überragen werden soll, dann werden mehrere Sekundärspulen benutzt.On The basis of this concept can also Fast charging electric filling stations are operated. Are vehicles equipped with several secondary coils, so At home and in everyday use usually only a single secondary coil is used. If but possible fast a big one Surpass amount of energy should be, then several secondary coils are used.

Soweit hier von Primär- und Sekundärspulen die Rede ist, sind allgemein gekoppelte Induktivitäten gemeint, bei denen es sich nicht zwingend um Spulen klassischer Bauform handeln muss. So kann beispielsweise ihre Grundfläche eine andere als die den Ausführungsbeispielen zugrundeliegende Kreisform haben und die Windungen brauchen nicht schraubenförmig zu verlaufen, sondern können auch planar geführt sein. Die genaue Auslegung der Form der Induktivitäten liegt im fachmännischen Ermessen.So far here from primary and secondary coils the What is meant is generally coupled inductors that are themselves does not necessarily have to act coils of classic design. So can for example, their base area another than the embodiments have underlying circular shape and the turns do not need helically to get lost but can also guided in a planar manner be. The exact interpretation of the shape of the inductors lies in the expert Discretion.

Claims (14)

Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einer stationären Einheit zu einem benachbart zu dieser stehenden Fahrzeug (5), dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Einheit mindestens zwei untereinander gleichartige Primärinduktivitäten (14) aufweist, die unabhängig voneinander mit elektrischem Strom beaufschlagbar sind.Device for the inductive transmission of electrical energy from a stationary unit to a vehicle adjacent to it ( 5 ), characterized in that the stationary unit comprises at least two mutually identical primary inductances ( 1 - 4 ), which can be acted upon independently of each other with electric current. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die stationäre Einheit eine regelmäßige zweidimensionale Anordnung (2632; 27A31A) einer Vielzahl von untereinander gleichartigen Primärinduktivitäten aufweist.Device according to claim 1, characterized in that the stationary unit has a regular two-dimensional arrangement ( 26 - 32 ; 27A - 31A ) has a plurality of mutually identical primary inductances. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärinduktivitäten in Form einer rechteckigen Matrix (2631) angeordnet sind.Apparatus according to claim 2, characterized in that the primary inductances in the form of a rectangular matrix ( 26 - 31 ) are arranged. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (27A31A; 32) der Primärinduktivitäten die Form mehrerer Reihen mit jeweils gleichem Rastermaß innerhalb der Reihen und gleichem Reihenabstand hat, und dass aufeinanderfolgende Reihen jeweils in ihrer Längsrichtung um das halbe Rastermaß einer Reihe gegeneinander versetzt sind.Device according to claim 2, characterized in that the arrangement ( 27A - 31A ; 32 ) of the primary inductances in the form of several rows, each with the same pitch within the rows and the same row spacing, and that successive rows are each offset in their longitudinal direction by half the pitch of a row against each other. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Primärinduktivität (14) entweder ein eigener Ausgang einer zentralen Stromversorgungseinheit oder eine eigene Stromversorgungseinheit (710) zugeordnet ist, und dass die zentrale Stromversorgungseinheit bzw. die einzelnen Stromversorgungseinheiten (710) mit einer zentralen Steuereinheit (12) verbunden ist bzw. sind, welche die Einspeisung von Strömen in die einzelnen Primärinduktivitäten (14) individuell steuert.Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that each primary inductance ( 1 - 4 ) either a separate output of a central power supply unit or its own power supply unit ( 7 - 10 ), and that the central power supply unit or the individual power supply units ( 7 - 10 ) with a central control unit ( 12 ), which are the supply of currents into the individual primary inductances ( 1 - 4 ) controls individually. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Ausgänge der zentralen Stromversorgungseinheit bzw. die einzelnen Stromversorgungseinheiten (710) durch die Steuereinheit (12) individuell aktivierbar oder deaktivierbar sind.Apparatus according to claim 5, characterized in that the individual outputs of the central power supply unit or the individual power supply units ( 7 - 10 ) by the control unit ( 12 ) are individually activated or deactivated. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Stromversorgungseinheit eine Messeinrichtung aufweist bzw. die einzelnen Stromversorgungseinheiten (710) jeweils eine Messeinrichtung aufweisen, durch welche an jeder Primärinduktivität (14) entweder deren Impedanz oder eine induzierte Spannung messbar ist.Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the central power supply unit has a measuring device or the individual power supply units ( 7 - 10 ) each have a measuring device, by which at each primary inductance ( 1 - 4 ) either their impedance or an induced voltage is measurable. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) eine Auswertungseinrichtung zur Ermittlung der Verteilung der gemessenen Impedanzwerte oder Spannungswerte der einzelnen Primärinduktivitäten (14) innerhalb der stationären Einheit aufweist, und dass die Auswertungseinheit (12) die Bestromung der Primärinduktivitäten (14) in Abhängigkeit von der ermittelten Verteilung der Impedanz- bzw. Spannungswerte steuert.Device according to claim 7, characterized in that the control unit ( 12 ) an evaluation device for determining the distribution of the measured impedance values or voltage values of the individual primary inductances ( 1 - 4 ) within the stationary unit, and that the evaluation unit ( 12 ) the energization of the primary inductances ( 1 - 4 ) as a function of the determined distribution of the impedance or voltage values. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (12) die Bestromung einer Primärinduktivität (14) nur dann bewirkt, wenn ein von der Messeinrichtung gemessener Impedanzwert um ein vorbestimmtes Mindestmaß von einem Referenzwert abweicht bzw. ein von der Messeinrichtung gemessener Spannungswert eine vorbestimmte Schwelle überschreitet.Apparatus according to claim 8, characterized in that the control unit ( 12 ) the energization of a primary inductance ( 1 - 4 ) is effected only when an impedance value measured by the measuring device deviates from a reference value by a predetermined minimum or a voltage value measured by the measuring device exceeds a predetermined threshold. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (5; 5A; 5B; 5C) mindestens eine Sekundärinduktivität aufweist, deren Abmessungen so ausgelegt sind, dass in mindestens einer Position des Fahrzeugs (5; 5A; 5B; 5C) eine Überdeckung zwischen mindestens einer Sekundärinduktivität des Fahrzeugs (5A; 5B; 5C) und mindestens einer Primärinduktivitäten der stationären Einheit besteht.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the vehicle ( 5 ; 5A ; 5B ; 5C ) has at least one secondary inductance whose dimensions are designed so that in at least one position of the vehicle ( 5 ; 5A ; 5B ; 5C ) an overlap between at least one secondary inductance of the vehicle ( 5A ; 5B ; 5C ) and at least one primary inductance of the stationary unit. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (5A; 5B; 5C) mehrere untereinander gleichartige Sekundärinduktivitäten aufweist, deren Abmessungen und Anordnung so ausgelegt sind, dass in mindestens einer Position des Fahrzeugs (5A; 5B; 5C) eine gleichzeitige paarweise Überdeckung zwischen mehreren Sekundärinduktivitäten des Fahrzeugs (5A; 5B; 5C) und Primärinduktivitäten der stationären Einheit besteht.Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the vehicle ( 5A ; 5B ; 5C ) has a plurality of mutually similar secondary inductances whose dimensions and arrangement are designed so that in at least ei ner position of the vehicle ( 5A ; 5B ; 5C ) a simultaneous pairwise overlap between a plurality of secondary inductances of the vehicle ( 5A ; 5B ; 5C ) and primary inductances of the stationary unit. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärinduktivitäten zumindest annähernd die gleichen Grundflächen wie die Primärinduktivitäten aufweisen.Device according to claim 10 or 11, characterized that the secondary inductances at least nearly the same footprint as have the primary inductances. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärinduktivitäten kleinere Grundflächen als die Primärinduktivitäten aufweisen.Device according to claim 10 or 11, characterized that the secondary inductances smaller base areas as the primary inductances. Vorrichtung nach Anspruch einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung (6A; 6B) der Sekundärinduktivitäten zumindest mit einem Teilabschnitt der Anordnung (26) der Primärinduktivitäten übereinstimmt.Apparatus according to any one of claims 10 to 12, characterized in that the arrangement ( 6A ; 6B ) of the secondary inductances at least with a subsection of the arrangement ( 26 ) matches the primary inductances.
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