DE102014009724A1 - Aufladevorrichtung für einen Kraftwagen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Aufladevorrichtung (22) für einen Kraftwagen, mit wenigstens einer Ladeeinheit (12) zum Aufladen eines elektronischen Gerätes (10), insbesondere eines Mobiltelefons, und einer Auflagefläche (14) zum Aufnehmen des elektronischen Gerätes (10), wobei zwischen der Ladeeinheit (12) und der Auflagefläche (14) ein im Wesentlichen wellenförmiges Strukturelement (32) mit einer Mehrzahl von Öffnungen (34) angeordnet ist, welche mittels in die Aufladevorrichtung (22) eingebrachter Kühlluft durchströmbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Aufladevorrichtung für einen Kraftwagen, mit wenigstens einer Ladeeinheit zum Aufladen eines elektronischen Gerätes, insbesondere eines Mobiltelefons.
  • Mobiltelefone, insbesondere Smartphones, erhitzen sich üblicherweise sehr stark, wenn deren Mikroprozessor stark gefordert wird, beispielsweise weil Webradio- oder Navigationsdienste verwendet werden. Die Erwärmung wird nochmals verstärkt, wenn die Batterie des Mobiltelefons aufgeladen wird. Insbesondere beim berührungslosen, also induktiven, Aufladen von Mobiltelefonen verstärkt sich der Effekt der Erwärmung.
  • Des Weiteren werden Mobiltelefone, insbesondere Smartphones, vermehrt auch in Kraftwagen eingebunden, beispielsweise indem diese datentechnisch mit einem Infotainmentsystem des Kraftwagens gekoppelt werden. Aufgrund derzeitiger Akkukapazitäten von Mobiltelefonen ist es insbesondere bei längeren Fahren unumgänglich, dass wenn das Mobiltelefon während der Fahrt mit dem Kraftwagen ausgiebig genutzt wird, dieses auch aufgeladen wird.
  • Um den Akku eines Mobiltelefons vor übermäßiger Erhitzung zu schützen, sehen manche Mobilfunkhersteller vor, dass ein Aufladevorgang des Mobiltelefons unterbrochen wird, sobald der Akku des Mobiltelefons eine vorbestimmte Temperatur, beispielsweise 45°C überschreitet. Dies kann dazu führen, dass das Mobiltelefon, insbesondere wenn besonders rechenintensive Anwendung damit betrieben werden, vollständig entladen wird.
  • Andere Mobilfunkhersteller greifen zum Teil zu noch drastischeren Mitteln, indem sie vorsehen, dass gar das gesamte Mobiltelefon deaktiviert wird, sobald der Akku eine vorbestimmte Temperatur überschreitet.
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Aufladevorrichtung für einen Kraftwagen zum Aufladen eines elektronischen Gerätes, insbesondere eines Mobiltelefons, bereitzustellen, mittels welcher eine zuverlässige Kühlung des elektronischen Gerätes ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Aufladevorrichtung für einen Kraftwagen zum Aufladen eines elektronischen Gerätes mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nichttrivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Aufladevorrichtung für einen Kraftwagen umfasst wenigstens eine Ladeeinheit zum Aufladen eines elektronischen Gerätes, insbesondere eines Mobiltelefons, und eine Auflagefläche zum Auflegen des elektronischen Gerätes, wobei unterhalb von der Auflagefläche ein im Wesentlichen wellenförmiges Strukturelement mit einer Mehrzahl von Öffnungen angeordnet ist, welche mittels in die Aufladevorrichtung eingebrachter Kühlluft durchströmbar sind.
  • Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass bei Ladevorgängen üblicherweise das aufzuladende elektronische Gerät im Wesentlichen in vollflächigem Kontakt mit der betreffenden Auflagefläche steht. Die Herausforderung besteht also darin, insbesondere die stark aufgeheizten Stellen des elektronischen Gerätes mit Kühlluft trotzdem erreichen zu können. Dies wird erfindungsgemäß durch die Anbringung des wellenförmigen Strukturelements unterhalb von der Auflagefläche zum Aufnehmen des elektronischen Geräts erzielt.
  • Das wellenförmige Strukturelement ist im Wesentlichen wie eine Matte ausgebildet, welche eine Mehrzahl von Durchgangsöffnungen aufweist. Das Strukturelement kann also eine Art Sinusprofil mit einer Mehrzahl von eingebrachten Durchgangsöffnungen aufweisen. Das sinusartige Profil stellt sicher, dass unterhalb vom aufzuladenden elektronischen Gerät ausreichend Kühlluft zirkulieren kann, wodurch eine effektive Kühlung sichergestellt werden kann. Durch die erfindungsgemäße Vorsehung der Mehrzahl von Öffnungen innerhalb des wellenförmigen Strukturelements wird eine besonders effektive und effiziente Kühlluftzufuhr zu dem elektronischen Gerät während dessen Aufladung ermöglicht.
  • Ein elektronisches Gerät, insbesondere ein Mobiltelefon, kann also während dessen Verwendung innerhalb eines Kraftwagens aufgrund der verbesserten Kühlleistung zuverlässig und dauerhaft geladen werden, sodass Unterbrechungen des Ladevorgangs aufgrund einer zu hohen Temperatur des elektronischen Gerätes verhindert werden können. Einer vollständigen Entleerung der Batterien des elektronischen Gerätes kann dadurch vorgebeugt werden.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Aufladevorrichtung einen Anschluss zum Verbinden mit einer Klimaanlage des Kraftwagens zum Einbringen der Kühlluft aufweist. Mit anderen Worten wird also eine Klimaanlage des Kraftwagens, welche üblicherweise zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums dient, mittels der Aufladevorrichtung angezapft beziehungsweise mit dieser verbunden, sodass die von der Klimaanlage bereitgestellte gekühlte Luft zum Kühlen des elektronischen Gerätes während dessen Aufladung verwendet werden kann. Dadurch kann eine besonders effiziente Kühlung des elektronischen Gerätes während der induktiven Aufladung sichergestellt werden.
  • Gemäß einer alternativen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Aufladevorrichtung ein Gebläse zum Ansaugen von als die Kühlluft dienender Luft aus einem Fahrzeuginnenraum aufweist. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn es aus Packaginggründen schwierig oder unmöglich sein sollte, die Aufladevorrichtung mit einer Klimaanlage des Kraftwagens zum Einbringen der Kühlluft zu verbinden. Mittels des Gebläses kann somit auch Kühlluft aus dem Fahrzeuginnenraum angesaugt werden, um eine effiziente Kühlung des elektronischen Gerätes während der induktiven Aufladung sicherstellen zu können.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Öffnungen in dem wellenförmigen Strukturelement unterschiedlich groß ausgebildet sind. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die eingebrachte Kühlluft besonders vorteilhaft und gleichmäßig zur Kühlung des elektronischen Gerätes eingebracht werden kann. Insbesondere wird dadurch eine Ausbildung einer turbulenten Strömung unterstützt, welche im Gegensatz zu einer rein laminaren Strömung einen Abtransport von Wärme von dem aufzuladenden elektronischen Gerät begünstigt.
  • Zudem ist es in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Auflagefläche eine Mehrzahl von Öffnungen zum Ausströmen der Kühlluft aufweist. Dadurch wird die in dem Zwischenraum zwischen der Auflagefläche und der wenigsten einen Spule eingebrachte Kühlluft durch die Mehrzahl von Öffnungen durch die Auflagefläche hinausbefördert, was zusätzlich zu einer effektiven Strömungsverteilung der Kühlluft beiträgt.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Ladeeinheit zumindest eine Spule zum induktiven Aufladen des elektronischen Gerätes umfasst. Somit kann das elektronische Gerät ohne Kabel anschließen zu müssen besonders bequem aufgeladen werden. Vorzugsweise ist das wellenförmige Strukturelement dabei zwischen der Spule, oder auch einer Mehrzahl von Spulen, und der Auflagefläche angeordnet. Das sinusartige Profil des wellenförmigen Strukturelements stellt dabei sicher, dass ein spezifischer Abstand zwischen dem aufzuladenden elektronischen Gerät und der wenigstens einen Spule derart eingestellt ist, dass ein möglichst verlustarmes induktives Aufladen des elektronischen Gerätes ermöglicht wird.
  • Schließlich ist es gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Ladeeinheit zum kabelgebunden Aufladen des elektronischen Gerätes ausgebildet ist. Beispielsweise kann eine USB-Schnittstelle vorgesehen sein, über welche das elektronische Gerät mit der Ladeeinheit gekoppelt werden kann, um dieses kabelgebunden aufzuladen.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
  • 1 Eine schematische Darstellung einer Aufladevorrichtung zum induktiven Aufladen eines Smartphones;
  • 2 eine Perspektivansicht einer Aufladevorrichtung für einen Kraftwagen zum induktiven Aufladen eines Smartphones;
  • 3 eine Seitenschnittansicht der in 2 gezeigten Aufladevorrichtung; und in
  • 4 eine Draufsicht auf die teilweise dargestellte Aufladevorrichtung zum induktiven Aufladen eines Smartphones.
  • In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ein elektronisches Gerät in Form eines Smartphones 10, welches mittels einer Spule 12 induktiv aufgeladen wird, ist in einer schematischen Darstellung in 1 gezeigt. Entgegen der her gezeigten schematischen Darstellung wird zum induktiven Aufladen des Smartphones 10 dieses direkt auf eine Auflagefläche 14 aufgelegt, unterhalb welcher die als Primärspule dienende Spule 12 angeordnet ist. Die Spule 12 ist mit einer elektrischen Energiequelle 16 verbunden. Die Spule 12 wird mit einem Wechselstrom durchflossen und erzeugt so ein magnetisches Wechselfeld 20. Eine im Smartphone angeordnete, als Empfänger dienende Spule 18 wird von einem Teil des magnetischen Wechselfelds 20 durchdrungen. Dadurch wird in der als Empfängerspule dienenden Spule 18 eine Spannung induziert, wodurch eine Batterie des Smartphones 10 aufgeladen werden kann. Insbesondere beim induktiven Aufladen von elektronischen Geräten, hier am Beispiel des Smartphones 10 gezeigt, besteht ein Problem darin, dass eine besonders starke Wärmeentwicklung auftritt.
  • In 2 ist eine Aufladevorrichtung 22 für einen Kraftwagen zum induktiven Aufladen eines Smartphones 10 dargestellt. Mit anderen Worten dient die Aufladevorrichtung 22 dazu, während des Fahrens mit einem Kraftwagen ein Smartphone 10 induktiv aufladen zu können. Üblicherweise ist eine derartige Aufladevorrichtung 22 an einer für die Fahrzeuginsassen gut zugänglichen Stelle im Fahrzeuginnenraum angeordnet, beispielsweise für Frontpassagiere im Bereich einer Mittelkonsole oder für auf einer Rückbank eines Kraftwagens sitzenden Passagiere entsprechend in einem gut zugänglichen Rückraumbereich.
  • Die Aufladevorrichtung 22 umfasst ebenfalls zumindest eine als Transmitterspule dienende Spule 12, welche vorliegend nicht gezeigt ist. Ferner weist die Aufladevorrichtung 22 ebenfalls eine Auflagefläche 14 zum Aufnehmen des Smartphones 10 auf. Die Aufladevorrichtung 22 umfasst darüber hinaus einen Anschluss 24, durch welchen Kühlluft in die Aufladevorrichtung 22 eingebracht werden kann. Der Anschluss 24 kann zum Verbinden mit einer Klimaanlage 26 des betreffenden Kraftwagens zum Einbringen der Kühlluft ausgebildet sein. Falls es aufgrund der Anordnung der Aufladevorrichtung 22 innerhalb des Kraftwagens und eventuell damit einhergehenden Packagingproblemen nicht möglich sein sollte, dass die Aufladevorrichtung 22 mit ihrem Anschluss 24 mit einer Klimaanlage 26 des Kraftwagens verbunden werden kann, kann es alternativ vorgesehen sein, dass die Aufladevorrichtung 22 ein Gebläse 28 zum Ansaugen von als die Kühlluft dienender Luft aus einem Fahrzeuginnenraum des Kraftwagens aufweist.
  • Die Auflagefläche 14 selbst weist eine Mehrzahl von Öffnungen 30 zum Ausströmen der durch den Anschluss 24 in die Aufladevorrichtung 22 eingebrachten Kühlluft auf.
  • Zum induktiven Aufladen des Smartphones 10 muss dieses lediglich auf die Auflagefläche 14 aufgelegt werden, wodurch eine Batterie des Smartphones 10 induktiv aufgeladen wird. Die durch den Anschluss 24 eingebrachte Kühlluft trägt dabei dazu bei, dass insbesondere die während des Aufladevorgangs in der Batterie entstehende Wärme des Smartphones 10 abgeführt werden kann. Darüber hinaus dient die eingebrachte Kühlluft auch dazu, beispielsweise Abwärme von einem Prozessor des Smartphones 10 abzuführen, insbesondere wenn dieser besonders stark aufgrund von entsprechenden Applikationen, wie beispielsweise Navigationsanwendungen, Webradioanwendungen oder dergleichen, beansprucht wird.
  • In 3 ist die Aufladevorrichtung 22 in einer Seitenschnittansicht schematisch dargestellt. Die Auflagefläche 14 selbst ist vorliegend nicht gezeigt. Zwischen der Auflagefläche 14 und den Spulen 12, welche gemeinsam eine induktive Ladeeinrichtung 31 der Aufladevorrichtung 22 ausbilden, ist ein im Wesentlichen wellenförmiges Strukturelement 32 angeordnet. Bei dem wellenförmigen Strukturelement 32 handelt es sich um eine Art speziell ausgebildete Matte, welche zwischen der Auflagefläche 14 und den Spulen 12 angeordnet ist. Durch das im Wesentlichen sinusartige Profil des Strukturelements 32 wird sichergestellt, dass eine für die induktive Ladung noch hinreichend nahe Anordnung des Smartphones 10 an den Spulen 12 sichergestellt werden kann.
  • Das wellenförmige Strukturelement 32 weist eine Mehrzahl von unterschiedlich groß ausgebildeten Öffnungen 34 auf, wie in der Draufsicht auf die Aufladevorrichtung 22 in 3 zu erkennen ist. Durch das Strukturelement 32 wird eine Art Zwischenraum zwischen der Auflagefläche 14 und den Spulen 12 ausgebildet, in welchem die durch den Anschluss 24 eingebrachte Kühlluft strömen kann. Aufgrund der Vielzahl von Öffnungen 34 innerhalb des Strukturelements 32 kann eine besonders günstige Durchströmung des besagten Zwischenraums und somit ein besonders guter Wärmeabtransport von überschüssiger Wärme von dem Smartphone 10 während des Ladevorgangs und während dessen Betrieb erfolgen.
  • Durch die erläuterte Aufladevorrichtung 22 kann sichergestellt werden, dass ein elektronisches Gerät, wie am Beispiel des Smartphones 10 erläutert, insbesondere während seines induktiven Ladevorgangs zuverlässig gekühlt werden kann. Eine Unterbrechung eines Ladevorgangs aufgrund einer Überhitzung des Smartphones 10 kann daher verhindert werden. Dadurch kann eine dauerhafte und auch ressourcenintensive Benutzung des Smartphones 10 oder auch anderer elektronischer Geräte während der Fahrt mit einem Kraftwagen sichergestellt werden.
  • Dabei kann die Aufladevorrichtung 22 auch als kabelgebundene Aufladevorrichtung 22 ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine USB-Schnittstelle vorgesehen sein, über welche das Smartphone 10 kabelgebunden aufgeladen werden kann. Je nach aufzuladendem elektronischen Gerät können auch andere Schnittstellen an der Aufladevorrichtung 22 vorgesehen sein, über welche eine kabelgebunde Aufladung des elektronischen Geräts erfolgen kann.

Claims (8)

  1. Aufladevorrichtung (22) für einen Kraftwagen, mit wenigstens einer Ladeeinheit (12) zum Aufladen eines elektronischen Gerätes (10), insbesondere eines Mobiltelefons, und einer Auflagefläche (14) zum Aufnehmen des elektronischen Gerätes (10), wobei unterhalb von der Auflagefläche (14) ein im Wesentlichen wellenförmiges Strukturelement (32) mit einer Mehrzahl von Öffnungen (34) angeordnet ist, welche mittels in die Aufladevorrichtung (22) eingebrachter Kühlluft durchströmbar sind.
  2. Aufladevorrichtung (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladevorrichtung (22) einen Anschluss (24) zum Verbinden mit einer Klimaanlage (26) des Kraftwagens zum Einbringen der Kühlluft aufweist.
  3. Aufladevorrichtung (22) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufladevorrichtung (22) ein Gebläse (28) zum Ansaugen von als die Kühlluft dienender Luft aus einem Fahrzeuginnenraum aufweist.
  4. Aufladevorrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (34) in dem wellenförmigen Strukturelement (32) unterschiedlich groß ausgebildet sind.
  5. Aufladevorrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auflagefläche (14) eine Mehrzahl von Öffnungen (30) zum Ausströmen der Kühlluft aufweist.
  6. Aufladevorrichtung (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (12) zumindest eine Spule (12) zum induktiven Aufladen des elektronischen Gerätes (10) umfasst.
  7. Aufladevorrichtung (22) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das wellenförmige Strukturelement zwischen der Ladeeinheit (12) und der Auflagefläche (14) angeordnet ist.
  8. Aufladevorrichtung (22) nach der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinheit (12) zum kabelgebunden Aufladen des elektronischen Gerätes (10) ausgebildet ist.
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Cited By (9)

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