DE102011001633A1 - Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug (1) mit einem elektrischen Energiespeicher (2). Um den Gesamtwirkungsgrad beim Aufladen eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Energiespeicher zu erhöhen, umfasst die Ladevorrichtung eine erste Spule (11) innerhalb des Kraftfahrzeugs (1) und eine zweite Spule (12) außerhalb des Kraftfahrzeugs (1), die induktiv miteinander koppelbar sind, um den elektrischen Energiespeicher (2) des Kraftfahrzeugs (1) aufzuladen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Energiespeicher.
  • Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich zum Beispiel um ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor, der über den elektrischen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt wird. Der elektrische Energiespeicher kann mit Hilfe der Ladevorrichtung aufgeladen werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, den Gesamtwirkungsgrad beim Aufladen eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Energiespeicher zu erhöhen.
  • Die Aufgabe ist bei einer Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Energiespeicher dadurch gelöst, dass die Ladevorrichtung eine erste Spule innerhalb des Kraftfahrzeugs und eine zweite Spule außerhalb des Kraftfahrzeugs umfasst, die induktiv miteinander koppelbar sind, um den elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufzuladen. Wenn die beiden Spulen benachbart zueinander angeordnet werden, kann mittels eines elektromagnetischen Feldes Energie induktiv von der zweiten Spule in die erste Spule geleitet werden, um den elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufzuladen.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spule in einem Unterbodenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Diese Anordnung hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung besonders vorteilhaft erwiesen.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule in oder auf einem Boden angeordnet ist, auf dem das Kraftfahrzeug abstellbar ist. Die zweite Spule ist zum Beispiel in oder auf dem Boden eines Parkplatzes oder Garagenplatzes angeordnet.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule in oder auf einem Garagenboden angeordnet ist, auf dem das Kraftfahrzeug abstellbar ist. Somit kann der elektrische Energiespeicher des Kraftfahrzeugs auf einfache Art und Weise und ohne irgendwelche Steckverbindungen aufgeladen werden, sobald das Kraftfahrzeug auf dem Garagenboden abgestellt wird.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule so mit einer Wärmepumpe beziehungsweise einem Wärmepumpenkreislauf gekoppelt ist, dass beim Aufladen des elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs auftretende Abwärme der Wärmepumpe beziehungsweise dem Wärmepumpenkreislauf zugeführt wird. Das liefert den Vorteil, dass die beim induktiven Aufladen des elektrischen Energiespeichers auftretende Abwärme nicht verloren geht. Besonders vorteilhaft kann mit der Abwärme über die Wärmepumpe zum Beispiel Wasser erwärmt werden. Die Wärmepumpe beziehungsweise der Wärmepumpenkreislauf kann, zumindest teilweise, im Dachbereich der Garage angeordnet sein.
  • Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe mit einem Zwischenspeicher oder Wärmespeicher gekoppelt ist, der die beim Aufladen des elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs der Wärmepumpe zugeführte Abwärme speichert. Die gespeicherte Wärme kann bei Bedarf der Wärmepumpe beziehungsweise dem Wärmepumpenkreislauf zugeführt werden.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug mit einer Spule, die eine erste Spule der vorab beschriebenen Ladevorrichtung darstellt. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich vorzugsweise um ein Elektrofahrzeug oder um ein Hybridfahrzeug.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Boden, insbesondere einen Garagenboden, mit einer Spule, die eine zweite Spule einer vorab beschriebenen Ladevorrichtung darstellt.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Wärmepumpe für eine vorab beschriebene Ladevorrichtung.
  • Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Zwischenspeicher oder Wärmespeicher für eine vorab beschriebene Ladevorrichtung.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
  • In der einzigen beiliegenden Figur ist ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung vereinfacht dargestellt.
  • In der beiliegenden 1 ist ein Kraftfahrzeug 1 in einer Seitenansicht dargestellt. Bei dem Kraftfahrzeug 1 handelt es sich um ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor, der aus einer elektrischen Energiespeichereinrichtung 2 mit Energie versorgt wird.
  • Die elektrische Energiespeichereinrichtung 2 ist zwischen Vorderrädern 4 und Hinterrädern 5 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Das Kraftfahrzeug 1 steht mit den Vorderrädern 4 und den Hinterrädern 5 auf einem Boden 8. Bei dem Boden 8 handelt es sich um den Boden einer Garage für das Kraftfahrzeug 1.
  • Das Kraftfahrzeug 1 umfasst in einem Unterbodenbereich 10 zwischen den Vorderrädern 4 und den Hinterrädern 5 eine erste Spule 11, die an die elektrische Energiespeichereinrichtung 2 angeschlossen ist. Die erste Spule 11 des Kraftfahrzeugs 1 ist oberhalb einer zweiten Spule 12 angeordnet, die in den Boden 8 eingebettet ist.
  • Die beiden Spulen 11, 12 sind so ausgeführt und angeordnet, dass elektrische Energie induktiv, berührungslos von der zweiten Spule 12 auf die erste Spule 11 übertragen werden kann, um die elektrische Energiespeichereinrichtung 2 in dem Kraftfahrzeug 1 elektrisch aufzuladen. Eine physische Verbindung zwischen den Spulen 11, 12 ist nicht erforderlich.
  • Die berührungslose oder kontaktlose Übertragung der elektrischen Energie zwischen den Spulen 12 und 11 hat den Vorteil, dass jegliche Steckverbindungen entfallen können. Allerdings ist die kontaktlose Übertragung der Energie zwischen den Spulen 12 und 11 im Hinblick auf den Wirkungsgrad mit Verlusten behaftet.
  • Ein Teil der induktiv übertragenen Energie wird in Wärme umgewandelt, die als Abwärme beim Aufladen auftritt. Gemäß einem Aspekt der Erfindung, insbesondere einem wesentlichen Aspekt der Erfindung, wird die beim induktiven Laden anfallende Abwärme über eine Leitung 15 einer Wärmepumpe 20 zugeführt.
  • Die Leitung 15 enthält ein Fluid, das geeignet ist, die beim induktiven Aufladen auftretende Abwärme nahezu verlustfrei der Wärmepumpe 20 zuzuführen. Die Wärmepumpe 20 ist über eine Verbindungsleitung 22 mit einem Wärmespeicher oder Zwischenspeicher 24 verbunden, der geeignet ist, die beim induktiven Aufladen auftretende Abwärme zu speichern.

Claims (10)

  1. Ladevorrichtung für ein Kraftfahrzeug (1) mit einem elektrischen Energiespeicher (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung eine erste Spule (11) innerhalb des Kraftfahrzeugs (1) und eine zweite Spule (12) außerhalb des Kraftfahrzeugs (1) umfasst, die induktiv miteinander koppelbar sind, um den elektrischen Energiespeicher (2) des Kraftfahrzeugs (1) aufzuladen.
  2. Ladevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spule (11) in einem Unterbodenbereich (10) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist.
  3. Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule (12) in oder auf einem Boden (8) angeordnet ist, auf dem das Kraftfahrzeug (1) abstellbar ist.
  4. Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule (12) in oder auf einem Garagenboden (8) angeordnet ist, auf dem das Kraftfahrzeug (1) abstellbar ist.
  5. Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Spule (12) so mit einer Wärmepumpe (20) beziehungsweise einem Wärmepumpenkreislauf gekoppelt ist, dass beim Aufladen des elektrischen Energiespeichers (2) des Kraftfahrzeugs (1) auftretende Abwärme der Wärmepumpe (20) beziehungsweise dem Wärmepumpenkreislauf zugeführt wird.
  6. Ladevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmepumpe (20) mit einem Zwischenspeicher oder Wärmespeicher (24) gekoppelt ist, der die beim Aufladen des elektrischen Energiespeichers (2) des Kraftfahrzeugs (1) der Wärmepumpe (20) zugeführte Abwärme speichert.
  7. Kraftfahrzeug mit einer Spule, die eine erste Spule (11) einer Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche darstellt.
  8. Boden, insbesondere Garagenboden, mit einer Spule, die eine zweite Spule (12) einer Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 darstellt.
  9. Wärmepumpe für eine Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
  10. Zwischenspeicher oder Wärmespeicher für eine Ladevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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