DE102006027824A1

DE102006027824A1 - Trägerelement und Verfahren zur kontaktlosen Energieübertragung

Info

Publication number: DE102006027824A1
Application number: DE102006027824A
Authority: DE
Inventors: Heidi Anders; Hubert Dr. Jäger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-06-16
Filing date: 2006-06-16
Publication date: 2007-12-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Trägerelement, aufweisend eine Vielzahl verteilter Sendeelemente zur kontaktlosen Energieübertragung, eine Ortungseinrichtung, die ein Ortungsmittel eines ein Empfangselement zur kontaktlosen Energieübertragung aufweisenden Gerätes orten kann, und eine mit der Ortungseinrichtung verbundene Steuereinrichtung, die derart ausgestaltet ist, dass ein zur Position eines georteten Gerätes korrespondierendes Sendeelement aktiviert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Trägerelement und Verfahren zur kontaktlosen Energieübertragung.
Die kontaktlose bzw. drahtlose Übertragung von Energie ist durch verschiedene Produkte bekannt. Beispielsweise bietet die britische Firma Splashpower, http://www.splashpower.com/, ein so genanntes Pad/Splashpad an, auf das Geräte gelegt werden, um sie aufzuladen.
Nachteil dieser Technik ist, dass ein entsprechend geeignetes Gerät auf eine relativ kleine, speziell präparierte Fläche, hier das Splashpad, gelegt werden muss, um die Energieübertragung durchzuführen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die kontaktlose Energieübertragung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch eine Trägerelement mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, ein Trägerelement, wie eine Tischplatte, eine Ablage oder ähnlich, mit einer Vielzahl verteilter, gegebenenfalls überlappender, Sendeelemente zur kontaktlosen Energieübertragung zu versehen und eine automatische selektiven Aktivierung derjenigen Sendeelemente vorzunehmen, auf denen sich durch freie Wahl ein entsprechendes Gerät befindet.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass ein Gerät mit einem Empfangselement zur kontaktlosen Energieübertragung frei auf einem Trägerelement, wie einer Tischplatte etc., positioniert werden kann und eine Aktivierung des Sendeelementes nur an dieser Position des Gerätes vorgenommen wird, was bei ansonsten vollständiger Aktivierung aller Sendeelemente eine Verminderung der Strahlung bewirkt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt eine Ortung eines Gerätes mittels Radio Frequency Identifikation, kurz RFID, Einrichtungen bzw. Mitteln, wie RFID Reader und RFID Transponder. Dies hat den Vorteil, dass eine besonders einfache Ermittlung der Position entsprechender Geräte möglich ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Sendeelemente im Trägerelement integriert, so dass sie visuell nicht in Erscheinung treten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Trägerelement eine Tischplatte oder Ablage, so dass beispielsweise Büromöbel damit ausgestattet werden können, um eine kontaktlose Energieversorgung zu einem beispielsweise tragbaren Computer mit Wireless-LAN Anschluss zu ermöglichen, womit eine völlig kontaktlose, auf Grund der externen Energieversorgung zeitlich unbegrenzte Arbeit mit dem Gerät möglich ist. „Kabelsalat" wird somit vermieden. Gleiches gilt für schnurlose Telefone oder Handy, die beispielsweise „nebenbei" aufgeladen werden können.
Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind im Ausführungsbeispiel angegeben.
Eine Ausführung der Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die Figur eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Erfindung.
Die Figur zeigt ein Trägerelement TE mit mehreren verteilten Sendeelementen TX zur kontaktlosen Energieübertragung, einer Ortungseinrichtung OE, die ein Ortungsmittel OM eines ein Empfangselement RX zur kontaktlosen Energieübertragung aufweisenden Gerätes G1 orten kann, eine mit der Ortungseinrichtung OE über Leitungen LOE verbundene Steuereinrichtung SE, die ferner mit einer Schalteinrichtung SC verbunden ist, die über Leitungen LTX mit den Sendeelementen TX verbunden ist. Die Schalteinrichtung SC und die Steuereinrichtung SE sind mit einer zentralen Energieversorgung ZE verbunden, die über ein Netzleitung NL mit dem elektrischen Energienetz verbunden ist.
Die Sendeelemente können beispielsweise als Koppelpads zur induktiven Energieübertragung ausgeführt sein.
Die Ortungseinrichtung OE kann als zentrale Ortungseinrichtung realisiert sein, die ähnlich einem Radar die Position eines Gerätes auf dem Trägerelement ermittelt, als auch als dezentrale Einrichtung realisiert sein, in dem jedem Sendeelement eine einzelne Ortungseinrichtung zugeordnet wird, die ein Gerät, dass sich in der Nähe der jeweiligen Ortungseinrichtung bzw. Sendeelement befindet, erkennt und ein Signal an die Steuereinrichtung SE abgibt, die über die Schalteinrichtung SC das der Ortungseinrichtung zugeordnete Sendeelement aktiviert, d.h. mit Energie versorgt.
Dies kann beispielsweise dadurch realisiert sein, dass jedem Sendeelement ein Radio Frequency Identification Reader, kurz RFID Reader, zugeordnet ist. Das zu ortende Gerät mit einem Empfangselement für den Empfang der Energie der kontaktlosen Energieübertragung weist dann einen RFID Transponder auf, auch als RFID-Etikett, -Chip, -Tag, -Label oder Funketikett bezeichnet.
Im anderen Fall wird durch die zentrale Ortungseinrichtung OE die Position eines Gerätes auf dem Trägerelement ermittelt, diese an die Steuereinrichtung SE übermittelt, die dann an Hand einer vorgegebenen Zuordnung die für die ermittelte Position relevante Sendeeinrichtung mittels der Schalteinrichtung SC aktiviert, wobei die Schalteinrichtung SC die Energie über die zentrale Energieversorgung ZE erhält.
Es versteht sich von selbst, dass eine Mehrzahl von Geräten an verschiedenen Positionen jeweils in analoger Weise mit Energie versorgt werden können.
Die Sendeelemente können sowohl homogen als auch inhomogen auf dem Trägerelement angeordnet sein. Ebenso können sich verschiedene Sendeelemente überlappen.
Dabei können die Sendeelemente TX auf oder unter dem Trägerelement TE angeordnet sein, als auch im Trägerelement TE integriert sein, wodurch diese dann nicht visuell wahrnehmbar sind.
Die Ortungseinrichtung OE, die zentrale Energieversorgung ZE, die Steuereinrichtung SE, sowie die Schalteinrichtung SC können in analoger Weise sowohl auf, unter sowie im Trägerelement TE integriert sein. Ebenso können diese extern angeordnet sein.
Zur Versorgung von Geräten ist üblicherweise eine Vielzahl von Leitung bzw. Kabeln einerseits zur Energieversorgung und andererseits für Kommunikationszwecke erforderlich. Die zunehmende Ausstattung von Geräten mit drahtloser Übertragungstechnik lässt viele Leitungen verschwinden. Allerdings bleiben die Stromversorgungskabel der Geräte erhalten, selbst wenn diese an sich nur über einen Akkumulator versorgt werden, der zyklisch aufgeladen werden muss. Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, dass diese Energieversorgung auch kontaktlos erfolgen kann und somit ein leitungsloser bzw. annähernd leitungsloser Tisch, Schreibtisch, Ablage etc. erzielt wird, wobei die Energieversorgung effizient nur an den erforderlichen Positionen erfolgt. „Kabelsalat" wird vermieden. Ferner ist ein freies und ungezwungenes Aufstellen verschiedener Geräte möglich.
Die für die drahtlose Energieversorgung ausgerüsteten Geräte verfügen ihrerseits über ein einfaches Ortungsmittel, wie einen RFID Transponder, der genau auf einen korrespondierenden RFID Reader abgestimmt ist, sowie einen Empfängerelement, wie ein Koppelmodul mit Koppelschleife zur beispielsweise induktiven Energieaufnahme des zu versorgenden Gerätes bzw. zum Laden einer Pufferbatterie bzw. eines Pufferakkumulators.
Als Geräte könnten beispielsweise Telefone, Computer, Bildschirme, PDA's, Mobiltelefone, Tischlampen aber auch Kaffee tassen mit integrierter Warmhaltefunktion mit Energie versorgt werden.
Durch die erfindungsgemäße drahtlose Energieversorgung ist ein freies ungezwungenes Aufstellen verschiedener Geräte möglich, ohne einen Anschluss an das Stromnetz vorzunehmen. Dies steigert die Ästhetik und vermindert den Aufwand bei der Einrichtung und Veränderung von Arbeitsplätzen. Des Weiteren muss nicht auf vordefinierte Stellpositionen Rücksicht genommen werden. Die Belastung der im Raum bzw. Zimmer anwesenden bzw. arbeitenden Menschen durch elektromagnetische Felder wird minimal gehalten, da immer nur die Sendeelemente bzw. Pads aktiviert sind, die ein darüber stehendes Gerät mit Energie versorgen. Zudem kann das Schließen von Steckverbindungen für die Stromversorgung nicht mehr vergessen werden. Weiterhin wird eine Fehlerquelle durch eine unvollständig geschlossene Steckverbindung reduziert.

Claims

Trägerelement aufweisend eine Vielzahl verteilter Sendeelemente zur kontaktlosen Energieübertragung, eine Ortungseinrichtung, die ein Ortungsmittel eines ein Empfangselement zur kontaktlosen Energieübertragung aufweisenden Gerätes orten kann, eine mit der Ortungseinrichtung verbundene Steuereinrichtung, die derart ausgestaltet ist, dass ein zur Position eines georteten Gerätes korrespondierendes Sendeelement aktiviert wird.
Trägerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vielzahl Sendeelemente zumindest teilweise überlappend angeordnet ist.
Trägerelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement eine Tischplatte oder Ablage ist.
Trägerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeelemente auf oder unter dem Trägerelement angeordnet oder in dem Trägerelement integriert sind.
Trägerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortungseinrichtung ein RFID Reader und das Ortungsmittel ein RFID Transponder ist.
Trägerelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Energieversorgung vorgesehen ist.
Verfahren zur kontaktlosen Energieübertragung von einem eine Vielzahl verteilter Sendeelemente aufweisendem Trägerelement zu einem ein Empfangselement aufweisenden Gerät, bei dem das Gerät geortet wird und ein zur Position korrespondierendes Sendeelement aktiviert wird.