DE102011117685A1

DE102011117685A1 - Kabelloses Ladesystem für Elektrofahrzeuge

Info

Publication number: DE102011117685A1
Application number: DE102011117685A
Authority: DE
Inventors: Matthias Kronewitter
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2012-07-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein kabelloses Ladesystem (10) für Elektrofahrzeuge (11), umfassend – eine infrastrukturseitige Energiequelle (12); – eine Energiesenke (13), die an einem Elektrofahrzeug (11) angeordnet ist; – eine Steuereinheit (14) für die Energieübertragung von der Energiequelle (12) zur Energiesenke (13); – einen (14) gekoppelt ist; wobei – der Anwesenheitsmelder (15) derart ausgebildet ist, dass er • einen Überwachungsbereich überwacht; • ein erstes Überwachungssignal an die Steuereinheit (14) sendet, falls er in dem Überwachungsbereich die Anwesenheit eines Objektes (22) erkennt; – die Steuereinheit (14) derart ausgebildet ist, dass sie die Energieübertragung bei Erhalt des ersten Überwachungssignals stoppt; – der Anwesenheitsmelder (15) an dem Elektrofahrzeug (11) angeordnet ist; – der Überwachungsbereich an die Energiesenke (13) grenzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein kabelloses Ladesystem für Elektrofahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Im Stand der Technik sind Elektrofahrzeuge, also Fahrzeuge mit Elektroantrieb wie beispielsweise Hybridautos und reine Elektroautos bekannt, die Traktionsakkumulatoren für die elektrische Energieversorgung des Elektroantriebs umfassen. Diese bekannten Elektrofahrzeuge sind mit einem kabellosen Ladesystem ausgestattet, das auch ein häufiges Nachladen der Akkumulatoren mit hohem Bedienkomfort ermöglicht. Dieses System funktioniert nach Art eines Transformators und umfasst eine Primärspule, die infrastrukturseitig, beispielsweise an der Rückwand einer Garage angebracht ist, und eine Sekundärspule, die an einem Außenbereich des Elektrofahrzeugs, beispielsweise am Unterboden angeordnet ist.
Die Druckschrift JP 2007 267 578 A betrifft einen Hindernismelder, eine Energieversorgungsvorrichtung sowie ein Energieversorgungssystem und bildet die Basis für den Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Druckschrift offenbart ein kabelloses Ladesystem für Elektrofahrzeuge, das einen infrastrukturseitigen Mikrowellensender, der durch mehrere Magnetrone und an diese gekoppelte Sendeantennen gebildet wird, einen Mikrowellenempfänger, der an dem Elektrofahrzeug angeordnet ist und durch eine Empfangsantenne gebildet wird, eine Steuereinheit für die Energieübertragung von dem Mikrowellensender zu dem Mikrowellenempfänger und einen Hindernismelder umfasst, der an die Steuereinheit gekoppelt ist. Der Mikrowellensender ist im Boden unter einem Parkplatz für das Elektrofahrzeug installiert, und der Mikrowellenempfänger ist am Boden des Elektrofahrzeugs angebracht. Der Hindernismelder umfasst mehrere Infrarotsensoren, die auf der Oberfläche des Parkplatzes an dessen Ecken angeordnet sind, um zu überwachen, ob sich ein Gegenstand zwischen dem Mikrowellensender im Boden des Parkplatzes und dem Mikrowellenempfänger des auf dem Parkplatz abgestellten Elektrofahrzeugs befindet.
Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit dieser Überwachung hängt dabei stark von der ordnungsgemäßen Positionierung des Elektrofahrzeugs auf dem Parkplatz in Bezug auf den Mikrowellensender ab.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei einem kabellosen Ladesystem für Elektrofahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 die Überwachung zu verbessern.
Diese Aufgabe wird durch ein kabelloses Ladesystem für Elektrofahrzeuge gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung schlägt ein kabelloses Ladesystem für Elektrofahrzeuge vor, umfassend

– eine infrastrukturseitige Energiequelle;
– eine Energiesenke, die an einem Elektrofahrzeug angeordnet ist;
– eine Steuereinheit für die Energieübertragung von der Energiequelle zur Energiesenke;
– einen Anwesenheitsmelder, der an die Steuereinheit gekoppelt ist; wobei
– der Anwesenheitsmelder derart ausgebildet ist, dass er
– einen Überwachungsbereich überwacht;
– ein erstes Überwachungssignal an die Steuereinheit sendet, falls er in dem Überwachungsbereich die Anwesenheit eines Objektes erkennt;
– die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass sie die Energieübertragung bei Erhalt des ersten Überwachungssignals stoppt;
– der Anwesenheitsmelder an dem Elektrofahrzeug angeordnet ist;
– der Überwachungsbereich an die Energiesenke grenzt.

Da bei dem vorgeschlagenen Ladesystem der Anwesenheitsmelder an dem Elektrofahrzeug angeordnet ist und sein Überwachungsbereich an die Energiesenke grenzt, ist die Überwachung im Vergleich zu dem aus der JP 2007 267 578 A bekannten Ladesystem genauer und zuverlässiger.
Die Energiequelle kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und ist beispielsweise an der Rückwand einer Garage oder im Boden eines Parkplatzes angeordnet. Die Energiesenke kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein und ist beispielsweise an der Front des Elektrofahrzeugs, vorzugsweise hinter dem vorderen Nummernschild, oder am Unterboden des Elektrofahrzeugs angebracht.
Es kann vorgesehen sein, dass

– der Anwesenheitsmelder derart ausgebildet ist, dass er
– ein zweites Überwachungssignal an die Steuereinheit sendet, falls er in dem Überwachungsbereich die Anwesenheit eines Objektes nicht erkennt;
– die Steuereinheit derart ausgebildet ist, dass sie die Energieübertragung bei Erhalt des zweiten Überwachungssignals startet.

Hierdurch wird sichergestellt, dass die Energieübertragung nur dann stattfindet, wenn sich kein Objekt im Überwachungsbereich befindet.
Es kann vorgesehen sein, dass der Anwesenheitsmelder versenkbar am Elektrofahrzeug angebracht ist. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Anwesenheitsmelder durch einen Antrieb relativ zum Elektrofahrzeug bewegt werden kann. Diese Relativbewegung kann das Erkennen der Anwesenheit von Objekten, die ruhen oder sich nur langsam bewegen, vereinfachen. Vorzugsweise stellen das Versenken und das Ausfahren des Anwesenheitsmelders die durch den Antrieb hervorgerufene Relativbewegung dar.
Der Anwesenheitsmelder kann nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein. So kann er beispielsweise als Bewegungsmelder ausgebildet sein und/oder wenigstens einen Aktiv-Infrator-Sensor und/oder wenigstens einen Passiv-Infrarot-Sensor und/oder wenigstens einen Ultraschallsensor umfassen. Ei n Aktiv-Infrarot-Sensor ermöglicht die Erkennung von bewegten und ruhenden Objekten, ohne dass dieser Sensor relativ zum Elektrofahrzeug bewegt werden muss. Ein Passiv-Infrarot-Sensor ermöglicht die Erkennung von bewegten Objekten, ohne dass dieser Sensor relativ zum Elektrofahrzeug bewegt werden muss, und er ermöglicht die Erkennung von ruhenden, insbesondere durch die Energieübertragung erhitzten Objekten, wenn er relativ zum Elektrofahrzeug bewegt wird. Ein Ultraschallsensor ermöglicht die Erkennung von bewegten und ruhenden Objekten, ohne dass er relativ zum Elektrofahrzeug bewegt werden muss.
Die Energiequelle und die Energiesenke können nach Bedarf auf beliebige Art und Weise ausgebildet sein. So kann beispielsweise die Energiequelle eine Primärspule und die Energiesenke eine Sekundärspule und/oder die Energiequelle einen Mikrowellensender und die Energiesenke einen Mikrowellenempfänger umfassen.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Die daraus hervorgehenden einzelnen Merkmale sind jedoch nicht auf die einzelnen Ausführungsformen beschränkt, sondern können mit weiter oben beschriebenen einzelnen Merkmalen und/oder mit einzelnen Merkmalen anderer Ausführungsformen verbunden werden. Die Einzelheiten in den Zeichnungen sind nur erläuternd, nicht aber beschränkend auszulegen. Die in den Ansprüchen enthaltenen Bezugszeichen sollen den Schutzbereich der Erfindung in keiner Weise beschränken, sondern verweisen lediglich auf die in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsformen.
Dabei zeigt die einzige Figur ein kabelloses Ladesystem für Elektrofahrzeuge in einer bevorzugten Ausführungsform.
In der einzigen Figur ist eine bevorzugte Ausführungsform eines kabellosen Ladesystems 10 für ein Elektrofahrzeug 11 schematisch dargestellt. Dieses Ladesystem 10 umfasst eine infrastrukturseitige Energiequelle 12, eine Energiesenke 13, die an dem Elektrofahrzeug 11 angeordnet ist, eine Steuereinheit 14 für die Energieübertragung von der Energiequelle 12 zur Energiesenke 13 und einen Anwesenheitsmelder 15, der an die Steuereinheit 14 gekoppelt ist.
Die Energiequelle 12 ist in einer durch eine Platte abgedeckten Grube im Boden eines Parkplatzes angeordnet und umfasst eine Primärspule 16 und eine Versorgungseinheit 17, die an das öffentliche Stromnetz angeschlossen ist und die Primärspule 16 bei Bedarf mit elektrischer Energie versorgen kann. Die Energiesenke 13 ist am Unterboden des Elektrofahrzeugs 11 zwischen dessen Vorderachse und Hinterachse angeordnet und umfasst eine Sekundärspule 18, die an die Steuereinheit 14 sowie über einen nicht dargestellten Gleichrichter an das Hochspannungs-Bordnetz des Elektrofahrzeugs 11 gekoppelt ist.
Der Anwesenheitsmelder 15 umfasst einen Passiv-Infrarot-Sensor 19 und einen Antrieb 20, der an die Steuereinheit 14 gekoppelt ist. Der Antrieb 20 kann den Anwesenheitsmelder 15 in einen Aufnahmeschacht 21, der am Unterboden des Elektrofahrzeugs 11 benachbart zu der Sekundärspule 18 angeordnet ist, nach oben einziehen und nach unten aus diesem herablassen. Somit ist der Anwesenheitsmelder 15 versenkbar am Elektrofahrzeug 11 angebracht und kann relativ zum Elektrofahrzeug 11 bewegt werden, was in der Figur durch den Doppelpfeil angedeutet wird.
Der Anwesenheitsmelder 15 und der Passiv-Infrarot-Sensor 19 sind derart relativ zu der Sekundärspule 18 angeordnet, dass der Anwesenheitsmelder 15 einen Überwachungsbereich überwacht, der von der Unterseite der Sekundärspule 18 zur Oberseite der die Grube abdeckenden Platte reicht und somit an die Sekundärspule 18 grenzt. Der Anwesenheitsmelder 15 ist weiter derart ausgebildet, dass er ein erstes Überwachungssignal an die Steuereinheit 14 sendet, falls er in dem Überwachungsbereich die Anwesenheit eines Objektes 22 erkennt, und ein zweites Überwachungssignal an die Steuereinheit 14 sendet, falls er in dem Überwachungsbereich die Anwesenheit eines Objektes nicht erkennt. Des Weiteren ist die Steuereinheit 14 derart ausgebildet, dass sie die Energieübertragung bei Erhalt des ersten Überwachungssignals stoppt und bei Erhalt des zweiten Überwachungssignals startet. Zu diesem Zweck kommuniziert die Steuereinheit 14, beispielsweise per Bluetooth, mit der Versorgungseinheit 17.
Bezugszeichenliste

10: Ladesystem
11: Elektrofahrzeug
12: Energiequelle
13: Energiesenke
14: Steuereinheit
15: Anwesenheitsmelder
16: Primärspule
17: Versorgungseinheit
18: Sekundärspule
19: Passiv-Infrarot-Sensor
20: Antrieb für 15
21: Aufnahmeschacht für 15
22: Objekt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2007267578 A [0003, 0008]

Claims

Kabelloses Ladesystem (10) für Elektrofahrzeuge (11), umfassend – eine infrastrukturseitige Energiequelle (12); – eine Energiesenke (13), die an einem Elektrofahrzeug (11) angeordnet ist; – eine Steuereinheit (14) für die Energieübertragung von der Energiequelle (12) zur Energiesenke (13); – einen Anwesenheitsmelder (15), der an die Steuereinheit (14) gekoppelt ist; wobei – der Anwesenheitsmelder (15) derart ausgebildet ist, dass er • einen Überwachungsbereich überwacht; • ein erstes Überwachungssignal an die Steuereinheit (14) sendet, falls er in dem Überwachungsbereich die Anwesenheit eines Objektes (22) erkennt; – die Steuereinheit (14) derart ausgebildet Ist, dass sie die Energieübertragung bei Erhalt des ersten Überwachungssignals stoppt; dadurch gekennzeichnet, dass – der Anwesenheitsmelder (15) an dem Elektrofahrzeug (11) angeordnet ist; – der Überwachungsbereich an die Energiesenke (13) grenzt.
System (10) nach Anspruch 1, wobei – der Anwesenheitsmelder (15) derart ausgebildet ist, dass er • ein zweites Überwachungssignal an die Steuereinheit (14) sendet, falls er in dem Überwachungsbereich die Anwesenheit eines Objektes (22) nicht erkennt; – die Steuereinheit (14) derart ausgebildet ist, dass sie die Energieübertragung bei Erhalt des zweiten Überwachungssignals startet.
System (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Anwesenheitsmelder (15) versenkbar am Elektrofahrzeug (11) angebracht ist.
System (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Anwesenheitsmelder (15) durch einen Antrieb (20) relativ zum Elektrofahrzeug (11) bewegt werden kann.
System (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Anwesenheitsmelder (15) als Bewegungsmelder ausgebildet ist.
System (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Anwesenheitsmelder (15) wenigstens einen Aktiv-Infrarot-Sensor und/oder wenigstens einen Passiv-Infrarot-Sensor (19) und/oder wenigstens einen Ultraschallsensor umfasst.
System (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Energiequelle (12) eine Primärspule (16) und die Energiesenke (13) eine Sekundärspule (18) umfasst.
System (10) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Energiequelle (12) einen Mikrowellensender und die Energiesenke (13) einen Mikrowellenempfänger umfasst.