DE102014207384A1 - Vorrichtung und System zum elektrischen Aufladen für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und System zum elektrischen Aufladen für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Andreas Bonfert
Wolfgang Spießl
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    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction

Abstract

Eine Vorrichtung zum elektrischen Aufladen für ein Kraftfahrzeug (1) umfasst mindestens eine erste Induktionseinheit (3), die in einem Innenraum (5) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist und die eine erste Induktionsspule (7) umfasst. Die erste Induktionseinheit (3) ist mit einer Stromversorgung (6) innerhalb des Kraftfahrzeugs (1) elektrisch gekoppelt. Die Vorrichtung umfasst weiterhin eine zweite Induktionseinheit (9), die eine zweite Induktionsspule (11) und ein Verbindungselement (12) umfasst. Das Verbindungselement (12) ist für eine direkte Verbindung mit einem aufladbaren elektronischen Endgerät (13) ausgebildet. Die erste Induktionseinheit (3) und die zweite Induktionseinheit (9) sind in diesem Zusammenhang dazu eingerichtet, mittels einer induktiven Kopplung Leistung zu transferieren, zu einem induktiven Aufladen eines Akkumulators (16) des elektronischen Endgeräts (13).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein System zum elektrischen Aufladen für ein Kraftfahrzeug, bei dem innerhalb des Kraftfahrzeugs ein aufladbares elektronisches Endgerät induktiv aufgeladen wird.
  • In Kraftfahrzeugen werden verschiedene elektronische Endgeräte zum Zwecke der Informationsvermittlung, der Navigation und der Unterhaltung eingesetzt. So können zum Beispiel Datenbrillen in Kraftfahrzeugen als ergänzende Medien für primär fahrrelevante oder auch sekundäre Informationen eingesetzt werden. Diese Art der Endgeräte wird auch mit dem englischen Ausdruck "Head Mounted Displays" bezeichnet. Andere elektronische Endgeräte sind zum Beispiel Mobiltelefone, insbesondere Smartphones, die auch zum Zwecke der Kommunikation und Navigation in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden. Darüber hinaus werden diverse elektronische Endgeräte auch für multimediale Unterhaltung eingesetzt, sodass beispielsweise Audio- oder Videoinhalte über solche Endgeräte bezogen werden. Diesen elektronischen Endgeräten ist allen gemein, dass sie eine begrenzte Batterielaufzeit von zumeist nur wenigen Stunden aufweisen. Abhängig von der Intensität der Nutzung bei beispielsweise eingeschaltetem Display und häufigen Interaktionen verringert sich die Batterielaufzeit entsprechend. In diesem Zusammenhang ist eine zuverlässige und permanente Nutzung von elektronischen Endgeräten wünschenswert und beim Anzeigen von fahrrelevanten Informationen sogar erforderlich, um beispielsweise Geschwindigkeit, Verkehrshinweise und lokale Ortsinformationen betriebssicher bereitzustellen. Mit Hilfe von Ladekabeln ist es möglich, die elektronischen Endgeräte direkt mit einer Stromquelle zu verbinden und so mit dem notwendigen Strom zu versorgen, um einen permanenten Einsatz zu ermöglichen. Eine solche Anordnung bedarf einer entsprechenden Bereitstellung passender Anschlüsse, welche in der Regel in Kraftfahrzeugen nur selten vorgesehen sind.
  • In dem Dokument US 2011/0018498 A1 wird eine induktive Ladeeinheit in einem Fahrzeugsitz beschrieben, welche für ein induktives Aufladen und einen Datentransfer genutzt wird. Der Fahrzeugsitz beinhaltet eine erste induktive Spule, die im Zusammenwirken mit einer zweiten induktiven Spule ein induktives Aufladen und einen Datentransfer ermöglicht. Die zweite induktive Spule ist dabei in einer Kleidung eines Fahrzeuginsassen angebracht. Auf diese Weise wird eine Hauptbatterie, die durch den Fahrzeuginsassen getragen wird, induktiv aufgeladen. Im weiteren Zusammenhang können verschiedene Komponenten durch weitere induktive Kopplung mittels der Hauptbatterie in der Kleidung des Fahrzeuginsassen und entsprechende induktive Spulen in den verschiedenen Komponenten aufgeladen werden.
  • Es ist eine Aufgabe, eine Vorrichtung und ein System zu schaffen, die beziehungsweise das dazu geeignet ist, auf einfache Weise ein elektrisches Aufladen von elektronischen Endgeräten für ein Kraftfahrzeug zu ermöglichen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum elektrischen Aufladen für ein Kraftfahrzeug mindestens eine erste Induktionseinheit, die in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist und die eine erste Induktionsspule umfasst. Die erste Induktionseinheit ist mit einer Stromversorgung innerhalb des Kraftfahrzeugs elektrisch gekoppelt. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung eine zweite Induktionseinheit, die eine zweite Induktionsspule und ein Verbindungselement für eine direkte Verbindung mit einem aufladbaren elektronischen Endgerät umfasst. Die erste und die zweite Induktionseinheit sind dazu eingerichtet, mittels einer gemeinsamen induktiven Kopplung Leistung zu transferieren, zum induktiven Aufladen eines Akkumulators des elektronischen Endgerätes.
  • Das induktive Aufladen des elektronischen Endgerätes ermöglicht in diesem Zusammenhang einen Leistungstransfer, ohne eine direkte Kabelverbindung zu benötigen. Der Leistungstransfer erfolgt dabei durch die Wechselwirkung von elektrischen und magnetischen Feldern in Zusammenhang mit den Induktionseinheiten und den Induktionsspulen. Die erste und zweite Induktionseinheit weisen dabei neben der ersten und zweiten Induktionsspule zum Beispiel noch vor- und/oder nachgeschaltete Elektronik, wie beispielsweise Schaltkreise, auf, die unter anderem der Steuerung oder der Sicherung des Leistungstransfers dienen.
  • Die erste Induktionsspule der ersten Induktionseinheit wird durch die Stromversorgung innerhalb des Kraftfahrzeugs von Strom durchflossen. Aufgrund elektromagnetischer Wechselbeziehungen führt der Stromfluss innerhalb der ersten Induktionsspule zu einem magnetischen Feld in einer Umgebung der ersten Induktionsspule. Befindet sich im weiteren Verlauf die zweite Induktionsspule der zweiten Induktionseinheit im Bereich des erzeugten Magnetfeldes, so entsteht durch einen im Wesentlichen inversen Prozess durch eine Wechselwirkung des Magnetfelds mit der zweiten Induktionsspule ein Stromfluss in der zweiten Induktionsspule, der es ermöglicht, über die zweite Induktionseinheit das elektronische Endgerät aufzuladen. In diesem Zusammenhang ist das elektronische Endgerät beispielsweise über das Verbindungselement mit einem komplementären Verbindungskontakt an der zweiten Induktionseinheit mechanisch verbunden.
  • Durch eine solche Vorrichtung ist es möglich, das elektronische Endgerät kabel- und kontaktlos induktiv aufzuladen. Dadurch wird unter anderem die Bewegungsfreiheit der Fahrzeuginsassen nicht eingeschränkt, was den Nutzungskomfort des elektronischen Endgerätes erhöht. Darüber hinaus wird auch ein potentielles Ablenkungs- und Sicherheitsrisiko vermieden, was zum Beispiel durch ein Ladekabel im Sichtfeld des jeweiligen Fahrzeuginsassen verursacht wird.
  • Gemäß einer Ausgestaltung des ersten Aspekts ist die zweite Induktionseinheit als separate Komponente zu dem elektronischen Endgerät ausgeführt und ist mit diesem elektrisch und mechanisch verbindbar.
  • Auf diese Weise ist die zweite Induktionseinheit als eine Art Adapter dazu ausgebildet, mit verschiedenen elektronischen Endgeräten elektrisch gekoppelt zu werden. Im Zusammenwirken mit der ersten Induktionseinheit, die in dem Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, ist so ein induktives Aufladen verschiedener elektronischer Endgeräte im Kraftfahrzeug möglich. In diesem Zusammenhang wird zum Beispiel das Verbindungselement der zweiten Induktionseinheit mit einem komplementären Verbindungskontakt an dem elektronischen Endgerät verbunden. Dies wird beispielsweise mittels eines Mini-USB-Anschlusses realisiert oder auch durch eine einfache mechanische Steckverbindung zum Beispiel in Form eines Stiftes. Der Stift ist dann möglicherweise auch als elektronischer Kontakt ausgeführt und wird in eine entsprechende Öffnung an dem elektronischen Endgerät eingeführt, welche durch den Verbindungskontakt ausgebildet ist. Analog ist es möglich, die mechanische und elektrische Verbindung zwischen der zweiten Induktionseinheit und dem elektronischen Endgerät wieder zu lösen und so die zweite Induktionseinheit beispielsweise einem weiteren elektronischen Endgerät zum induktiven Aufladen zur Verfügung zu stellen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des ersten Aspekts ist die zweite Induktionseinheit formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem elektronischen Endgerät koppelbar.
  • Auf diese Weise wird zwischen der zweiten Induktionseinheit und dem elektronischen Endgerät ein zuverlässiger Kontakt durch die beschriebenen schlüssigen Verbindungen realisiert und so im Zusammenwirken mit der ersten Induktionseinheit ein induktives Aufladen ermöglicht. Alternativ ist es auch möglich, dass das elektronische Endgerät beispielsweise einstückig mit der zweiten Induktionseinheit und der zugehörigen zweiten Induktionsspule ausgebildet ist und so beispielsweise bereits fest mit der zweiten Induktionseinheit verbunden ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des ersten Aspekts ist die erste Induktionseinheit in oder an einem Fahrzeugsitz des Kraftfahrzeugs angeordnet.
  • Beispielsweise ist die erste Induktionseinheit in einer Seitenlehne des Fahrzeugsitzes des Kraftfahrzeugs angeordnet und ermöglicht so an dieser Position ein induktives Aufladen des elektronischen Endgerätes.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des ersten Aspekts ist die erste Induktionseinheit in oder an einer Kopfstütze des Kraftfahrzeugs angeordnet.
  • Die Anordnung in einer Kopfstütze des Kraftfahrzeugs ist zum Beispiel vorteilhaft, wenn eine Datenbrille als elektronisches Endgerät eingesetzt wird. In diesem Zusammenhang ist beispielsweise an einem Ende der Datenbrille die zweite Induktionseinheit angeordnet, sodass ein induktives Aufladen mittels der ersten Induktionseinheit auf Kopfhöhe eines Fahrzeuginsassen erfolgt. So ist auch ein induktives Aufladen während des Betriebs der Datenbrille kontinuierlich möglich, was die Betriebslaufzeit der Datenbrille erhöht und einen permanenten Einsatz ermöglicht.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des ersten Aspekts ist die erste Induktionseinheit in oder an einem Fahrzeugdach des Kraftfahrzeugs angeordnet.
  • Diese Ausgestaltung ist eine weitere Variante, um ein induktives Aufladen von elektronischen Endgeräten zu ermöglichen, die beispielsweise am Kopf eines Fahrzeuginsassen angeordnet sind. Dies ist zum Beispiel geeignet, wenn das elektronische Endgerät an einem Hut oder an einem Helm des Fahrzeuginsassen angeordnet ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des ersten Aspekts ist die erste Induktionseinheit in oder an einer Fahrzeugsäule des Kraftfahrzeugs angeordnet.
  • Auf diese Weise werden zum Beispiel elektronische Endgeräte aufgeladen, die nicht unmittelbar an einem Fahrzeuginsassen zugeordnet sind, sondern beispielsweise auf einem Armaturenbrett oder in einem Heckbereich des Kraftfahrzeugs positioniert sind. So ist es unter anderem möglich, elektronische Endgeräte auf einer Hutablage in dem Heckbereich des Kraftzeugs in der Nähe der dort angeordneten ersten Induktionseinheit abzulegen und entsprechend aufzuladen.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des ersten Aspekts sind die erste Induktionseinheit und die zweite Induktionseinheit zueinander beabstandet.
  • Ein induktives Aufladen des elektronischen Endgerätes ist auch über einen Abstand der ersten und zweiten Induktionseinheit, beispielsweise in Luft, zueinander möglich. In diesem Zusammenhang bedarf es abhängig von dem Abstand entsprechend einer höheren Stromversorgung der ersten Induktionseinheit, um ein entsprechend starkes Magnetfeld zu erzeugen und dadurch ein effizientes induktives Aufladen zu ermöglichen. Dementsprechend ist es vorteilhaft, wenn der Abstand der zweiten Induktionseinheit zu der in dem Kraftfahrzeug angeordneten ersten Induktionseinheit gering gehalten wird. Diese Ausgestaltung zeigt erneut den erhöhten Nutzungskomfort des elektronischen Endgerätes auf, den ein kabel- und kontaktloses induktives Aufladen von elektronischen Endgeräten für ein Kraftfahrzeug ermöglicht.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des ersten Aspekts umfasst die Stromversorgung innerhalb des Kraftfahrzeugs eine Wechselstromquelle.
  • Ein induktives Aufladen des Akkumulators des elektronischen Endgerätes bedarf in der Regel einer Wechselstromquelle, da ein zeitlich veränderliches magnetisches oder elektrisches Feld Grundlage der Induktion ist. Beispielsweise stellt eine Haushaltssteckdose ein zeitlich veränderliches elektrisches Feld bereit, bei dem die Spannung etwa 50-mal in der Sekunde ihre Polarität wechselt. Dies führt bei einer stromdurchflossenen ersten Induktionsspule zu einem zeitlich veränderlichen magnetischen Feld, das wiederum, begründet durch den bereits beschriebenen Effekt der Induktion, in der zweiten Induktionsspule ein weiteres, sozusagen sekundäres, zeitlich veränderliches elektrisches Feld erzeugt, welches das induktive Aufladen des elektronischen Endgerätes ermöglicht. Wird der Stromfluss durch die erste Induktionseinheit durch eine Gleichstrom- oder Gleichspannungsquelle bereitgestellt, so erfolgt der physikalische Effekt der Induktion im Wesentlichen nur beim Ein- und Ausschalten der Gleichstrom- oder Gleichspannungsquelle.
  • Innerhalb des Kraftfahrzeugs ist die Wechselstromquelle zum Beispiel durch die Fahrzeugbatterie und einen Wechselrichter realisiert. Die Fahrzeugbatterie bildet eine Gleichstrom- oder Gleichspannungsquelle, welche durch den Wechselrichter in Wechselstrom oder Wechselspannung umgewandelt wird. Alternativ wird die Wechselstromquelle auch durch die Lichtmaschine des Kraftfahrzeugs bereitgestellt, sofern es sich bei der Lichtmaschine um eine Wechselstromlichtmaschine handelt.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des ersten Aspekts ist das aufladbare elektronische Endgerät eine Datenbrille oder ein Mobiltelefon oder ein Datenträger.
  • Datenbrillen gehören zu dem Bereich der Head-Mounted-Displays und sind in der Regel dazu eingerichtet, Informationen anzuzeigen, die zum Beispiel im Zusammenhang mit dem Kraftfahrzeug fahrrelevant sind. Dabei werden die Informationen zumeist auf mehr oder weniger transparenten Glassubstraten bereitgestellt.
  • Verschiedene Ausführungen sind beispielsweise die sogenannten look-to-Brillen oder see-through-Brillen. Diese englischen Bezeichnungen beschreiben das grundlegende Prinzip dieser Datenbrillen. Bei der look-to-Brille sind die Anzeigemedien in Form von Glassubraten nicht vor den Augen oder in horizontaler Blickrichtung des jeweiligen Fahrzeuginsassen angeordnet, sondern beispielsweise nach oben beabstandet zu diesen. Der Fahrzeuginsasse muss zum Lesen der angezeigten Informationen zu der Datenbrille hingucken.
  • Die sogenannten see-through-Brillen sind in der Regel mit vollflächigen Displays ausgestattet und als mono- oder binokulare Datenbrillen ausgeführt. Bei diesen Datenbrillen sind die Anzeigemedien in Form von Glassubraten transparent ausgeführt und in der horizontalen Blickrichtung des jeweiligen Fahrzeuginsassen angeordnet. Zu lesende Informationen werden dann wenn gewünscht durch den jeweiligen Fahrzeuginsassen fokussiert.
  • Mobiltelefone und andere Datenträger werden zum Beispiel zur Kommunikation und Navigation oder als Unterhaltungselektronik zum Anzeigen von Audio- und Videoinhalten eingesetzt.
  • Gemäß eines zweiten Aspekts umfasst ein System eine Vorrichtung nach einem der Ausgestaltungen des ersten Aspekts, mittels der ein Akkumulator des elektronischen Endgeräts induktiv aufgeladen wird, und ein Kraftfahrzeug, in dessen Innenraum die mindestens eine erste Induktionseinheit angeordnet ist. Darüber hinaus umfasst das System das elektronische Endgerät, das in Verbindung mit der zweiten Induktionseinheit und im Zusammenwirken mit der ersten Induktionseinheit induktiv aufgeladen wird.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 Ausführungsbeispiel für eine Vorrichtung für ein elektrisches Aufladen in einem Kraftfahrzeug,
  • 2 Ausführungsbeispiel für ein elektronisches Endgerät und eine koppelbare Induktionseinheit,
  • 3A3C Ausführungsbeispiele für die Anordnung einer Induktionseinheit zum elektrischen Aufladen in einem Kraftfahrzeug,
  • 4A4B weitere Ausführungsbeispiele für die Anordnung einer Induktionseinheit innerhalb eines Kraftfahrzeugs.
  • In einem Innenraum 5 (1) eines Kraftfahrzeugs 1 sind ein elektronisches Endgerät 13, mindestens eine erste Induktionseinheit 3 und eine zweite Induktionseinheit 9 sowie ein Fahrzeugsitz 15 angeordnet. Der Fahrzeugsitz 15 weist eine Kopfstütze 17 auf, an der die erste Induktionseinheit 3 über einen Haltebügel 8 befestigt ist. Der Haltebügel 8 ist beispielsweise an der Seite der Kopfstütze 17 angeordnet, sodass eine Position der ersten Induktionseinheit 3 durch den Haltebügel 8 vorgegeben ist. Alternativ ist der Haltebügel 8 beweglich ausgeführt, so dass er zum Beispiel auf Wunsch in die Kopfstütze 17 eingefahren oder aus der Kopfstütze 17 ausgefahren wird.
  • Das elektronische Endgerät 13 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Datenbrille, die formschlüssig mit der zweiten Induktionseinheit 9 ausgeführt ist und die zum Beispiel von dem Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 oder einem anderen Fahrzeuginsassen getragen wird. Alternativ oder zusätzlich ist die zweite Induktionseinheit 9 kraft- und/oder stoffschlüssig mit der Datenbrille verbunden.
  • Ist die zweite Induktionseinheit 9 als separate Komponente zu der Datenbrille ausgeführt, so fungiert sie in einem solchen Fall als eine Art Adapter, welcher an verschiedene elektronische Endgeräte 13 angeschlossen werden kann, sofern diese dazu ausgebildet sind.
  • Ebenso ist es möglich, dass das elektronische Endgerät 13 einstückig mit der zweiten Induktionseinheit 9 ausgebildet ist und so beispielsweise bereits fest mit der zweiten Induktionseinheit 9 verbunden ist.
  • Die zweite Induktionseinheit 9 umfasst eine zweite Induktionsspule 11 sowie gegebenenfalls vor- und/oder nachgeschaltete Elektronik. Analog umfasst die erste Induktionseinheit 3 eine erste Induktionsspule 7 sowie gegebenenfalls vor- und/oder nachgeschaltete Elektronik. Darüber hinaus ist die erste Induktionseinheit 3 mit einer Stromversorgung 6 innerhalb des Kraftfahrzeugs 1 gekoppelt.
  • Die erste Induktionsspule 7 der ersten Induktionseinheit 3 wird durch die Stromversorgung 6 innerhalb des Kraftfahrzeugs 1 von Strom durchflossen. Aufgrund elektromagnetischer Wechselbeziehungen führt der Stromfluss innerhalb der ersten Induktionsspule 7 zu einem magnetischen Feld in einer Umgebung der ersten Induktionsspule 7. Befindet sich im weiteren Verlauf die zweite Induktionsspule 11 der zweiten Induktionseinheit 9 im Bereich des erzeugten Magnetfeldes, so entsteht durch einen im Wesentlichen inversen Prozess durch die Wechselwirkung des Magnetfelds mit der zweiten Induktionsspule 11 ein Stromfluss in der zweiten Induktionsspule 11, der es ermöglicht, über die zweite Induktionseinheit 9 die Datenbrille oder genauer einen Akkumulator 16 der Datenbrille induktiv aufzuladen.
  • Das induktive Aufladen des elektronischen Endgerätes 13 ermöglicht in diesem Zusammenhang einen Leistungstransfer, ohne eine direkte Kabelverbindung zu benötigen. Dadurch wird unter anderem eine Einschränkung der Bewegungsfreiheit des Fahrzeuginsassen gering gehalten, was den Nutzungskomfort des elektronischen Endgerätes 13 erhöht. Außerdem wird auch ein potentielles Ablenkungs- und Sicherheitsrisiko vermieden, was zum Beispiel durch ein Ladekabel im Sichtfeld des jeweiligen Fahrzeuginsassen verursacht wird.
  • Zusätzlich ist auch ein induktives Aufladen während des Betriebs des elektronischen Endgerätes 13 kontinuierlich möglich, was zum Beispiel die Betriebslaufzeit der Datenbrille erhöht und einen permanenten Einsatz ermöglicht. Falls der Akkumulator 16 der Datenbrille beispielsweise vollständig aufgeladen ist, wird durch den Leistungstransfer zwischen der ersten Induktionseinheit 3 und der zweiten Induktionseinheit 9 Energie für die Datenbrille für einen direkten Verbrauch zur Verfügung gestellt. Auf diese Weise ist es möglich ein Entladen des Akkumulators 16 der Datenbrille zu verlangsamen oder sogar zu verhindern.
  • Darüber hinaus ist durch die Vorrichtung auch ein kontaktloses induktives Aufzuladen des elektronischen Endgeräts 13 möglich. Beispielsweise erfolgt das elektrische Aufladen der Datenbrille über einen Abstand der ersten Induktionseinheit 3 und zweiten Induktionseinheit 9 innerhalb der Luft zueinander. In diesem Zusammenhang bedarf es abhängig von dem Abstand entsprechend einer höheren Stromversorgung der ersten Induktionseinheit 3, um ein entsprechend starkes Magnetfeld zu erzeugen und dadurch ein effizientes induktives Aufladen zu ermöglichen. Entsprechend vorteilhaft für das Aufladen ist es, wenn der Abstand der zweiten Induktionseinheit 9 zu der in dem Kraftfahrzeug 1 angeordneten ersten Induktionseinheit 3 gering gehalten wird.
  • In dem Ausführungsbeispiel in 2 ist die zweite Induktionseinheit 9 als separate Komponente ausgeführt und weist ein Verbindungselement 12 in Form eines Stiftes auf. Das elektronische Endgerät 13 ist erneut eine Datenbrille, die einen Verbindungskontakt 14 aufweist, der komplementär zu dem Verbindungselement 12 ausgebildet ist und so eine einfache mechanische Steckverbindung ermöglicht. Der Stift ist dann möglicherweise auch als elektronischer Kontakt, beispielsweise in Form eines Goldsteckers, ausgeführt und wird mittels des Verbindungskontakts 14 mit der Datenbrille verbunden. Die Verbindung erfolgt dann zum Beispiel mechanisch durch Einklipsen oder Einrasten des Verbindungselements 12 in den Verbindungskontakt 14 und sorgt so für einen stabilen Kontakt.
  • Analog ist es möglich, die mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Verbindungselement 12 und dem Verbindungskontakt 14 wieder zu lösen. Auf diese Weise wird die zweite Induktionseinheit 9 von der Datenbrille entkoppelt und so beispielsweise einem weiteren elektronischen Endgerät 13 zum induktiven Aufladen zur Verfügung gestellt.
  • Alternativ ist eine Verbindung zwischen der zweiten Induktionseinheit 9 und dem elektronischen Endgerät 13 zum Beispiel mittels eines Mini-USB-Anschlusses realisiert. Dementsprechend sind das Verbindungselement 12 und der dazu komplementäre Verbindungskontakt 14 hinsichtlich des mechanischen und elektrischen Kontakts für eine solche Verbindung ausgebildet. Darüber hinaus sind auch weitere Möglichkeiten einer Verbindung zwischen dem Verbindungselement 12 und dem Verbindungskontakt 14 realisierbar, die einen elektrischen und mechanischen Kontakt ermöglichen.
  • Die 3A bis 3C zeigen Ausführungsbeispiele dafür, wie die erste Induktionseinheit 3 in dem Innenraum 5 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist. Beispielsweise ist die erste Induktionseinheit 3 über den Haltebügel 8 mit der Kopfstütze 17 verbunden (3A). In einer weiteren Darstellung ist die erste Induktionseinheit 3 direkt an der Kopfstütze 17 angebracht oder der Haltebügel 8 ist beweglich ausgebildet, sodass er zum Beispiel auf Wunsch in die Kopfstütze 17 eingefahren oder aus der Kopfstütze 17 ausgefahren wird (3B). Eine weitere Möglichkeit bietet die Anordnung der ersten Induktionseinheit 3 in oder an einer Seitenlehne des Fahrzeugsitzes 15 des Kraftfahrzeugs 1 (3C).
  • Weitere Ausführungsbeispiele der Anordnung der ersten Induktionseinheit 3 sind in den 4A und 4B gezeigt. In diesen ist die erste Induktionseinheit 3 zum Beispiel in einem Fahrzeugdach 19 (4A) oder in einer Fahrzeugsäule 21 (4B) des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet. Diese Ausführungsformen ermöglichen ein induktives Aufladen des elektronischen Endgeräts 13, falls dieses zusammen mit der zweiten Induktionseinheit 9 im Bereich des Kopfes des jeweiligen Fahrzeuginsassen, beispielsweise in oder an einem Hut, einer Mütze oder einem Helm angeordnet ist. Alternativ ist die erste Induktionseinheit 3 in einer Armlehne, einem Armaturenbrett oder in einem Heckbereich, wie zum Beispiel einer Hutablage, des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet, was aber in den Ausführungsbeispielen in 4A und 4B nicht dargestellt ist.
  • Darüber hinaus ist die Vorrichtung nicht auf eine einzige erste Induktionseinheit 3 beschränkt, so dass das Kraftfahrzeugs 1 zum Beispiel mehrere erste Induktionseinheiten 3 an den beschriebenen Positionen im Innenraum 5 des Kraftfahrzeugs 1 aufweist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Kraftfahrzeug
    3
    erste Induktionseinheit
    5
    Innenraum
    6
    Stromversorgung
    7
    erste Induktionsspule
    8
    Haltebügel
    9
    zweite Induktionseinheit
    11
    zweite Induktionsspule
    12
    Verbindungselement
    13
    elektronisches Endgerät
    14
    Verbindungskontakt
    15
    Fahrzeugsitz
    16
    Akkumulator
    17
    Kopfstütze
    19
    Fahrzeugdach
    21
    Fahrzeugsäule
  • 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
    • US 2011/0018498 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Vorrichtung zum elektrischen Aufladen für ein Kraftfahrzeug (1) umfassend – mindestens eine erste Induktionseinheit (3), die in einem Innenraum (5) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist und die eine erste Induktionsspule (7) umfasst, wobei die erste Induktionseinheit (3) mit einer Stromversorgung (6) innerhalb des Kraftfahrzeugs (1) elektrisch gekoppelt ist, – eine zweite Induktionseinheit (9), die eine zweite Induktionsspule (11) und ein Verbindungselement (12) umfasst, für eine direkte Verbindung mit einem aufladbaren elektronischen Endgerät (13), und – wobei die erste Induktionseinheit (3) und die zweite Induktionseinheit (9) dazu eingerichtet sind, mittels einer gemeinsamen induktiven Kopplung Leistung zu transferieren, zum induktiven Aufladen eines Akkumulators (16) des elektronischen Endgerätes (13).
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, – bei der die zweite Induktionseinheit (9) als separate Komponente zu dem elektronischen Endgerät (13) ausgeführt ist und mit dem elektronischen Endgerät (13) elektrisch verbindbar ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1, – bei der die zweite Induktionseinheit (9) formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem elektronischen Endgerät (13) koppelbar ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, – bei der die erste Induktionseinheit (3) in oder an einem Fahrzeugsitz (15) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, – bei der die erste Induktionseinheit (3) in oder an einer Kopfstütze (17) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, – bei der die erste Induktionseinheit (3) in oder an einem Fahrzeugdach (19) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, – bei der die erste Induktionseinheit (3) in oder an einer Fahrzeugsäule (21) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, – bei der die erste Induktionseinheit (3) und die zweite Induktionseinheit (9) beabstandet zueinander sind.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, – bei der die Stromversorgung (6) innerhalb des Kraftfahrzeugs (1) eine Wechselstromquelle umfasst.
  10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, – bei der das aufladbare elektronische Endgerät (13) eine Datenbrille oder ein Mobiltelefon oder ein Datenträger ist.
  11. System umfassend – eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, – das Kraftfahrzeug (1), in dessen Innenraum (5) die mindestens eine erste Induktionseinheit (3) angeordnet ist, und – das elektronische Endgerät (13), das in Verbindung mit der zweiten Induktionseinheit (9) und im Zusammenwirken mit der ersten Induktionseinheit (3) induktiv aufladbar ist.
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