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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben eines Induktivladevorgangs einer Batterie eines Fahrzeugs, insbesondere einer Traktionsbatterie eines Hybridelektro- oder Elektrofahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug mit einer Batterie, insbesondere ein Hybridelektro- oder Elektrofahrzeug mit einer Traktionsbatterie, sowie eine Ladestation zum Induktivladen der Batterie des Fahrzeugs.
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Es gibt Fahrzeuge, wie z. B. Hybridelektro- oder Elektrofahrzeuge, deren Batterie, wie z. B. Traktionsbatterie, von einer fahrzeugexternen (und insb. stationären) Ladestation kabellos induktiv aufgeladen werden können. Hierzu weisen die Fahrzeuge z. B. am Fahrzeugunterboden eine oder mehrere Induktionsspulen (also Sekundärspulen), die über eine Ladesteueranordnung mit der Batterie elektrisch verbunden sind.
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Die fahrzeugexterne Ladestation umfasst eine oder mehrere Erregerspulen (also Primärspulen), die in oder auf dem Erdboden bzw. Untergrund bspw. eines Parkplatzes angeordnet sind. Zum Laden der Batterie wird das Fahrzeug auf den Parkplatz angefahren und abgestellt, so dass die Erregerspulen und die Induktionsspulen sich überlappen bzw. fluchten. Die Erregerspulen der Ladestation erzeugen aus einer von einem öffentlichen Stromnetz zugeführten elektrischen Leistung elektromagnetische Felder, die bei den Induktionsspulen im Fahrzeugunterboden Induktionsströme erzeugen. Diese Induktionsströme werden von den Induktionsspulen der Batterie zugeführt, womit die Batterie aufgeladen wird.
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Bei einem Induktivladevorgang der Batterie eines Fahrzeugs fließt zwischen den ladestationsseitigen Erregerspulen und den fahrzeugseitigen Induktionsspulen ein magnetisches Wechselfeld mit einer elektrischen Leistung von üblicherweise wenigen Kilowatt bis zu mehreren zehn Kilowatt (oder gar bis zu hundert Kilowatt).
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Alternativ kann die Fahrzeugbatterie die gespeicherte elektrische Leistung über die fahrzeugseitige Induktionsspule an die bodenseitige Erregerspule und somit an das Stromversorgungsnetz zurückspeisen.
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Gerät ein metallhaltiger Fremdkörper in das Wechselfeld, so kann dieser durch die Wirbelströme, die von dem Wechselfeld in dem Fremdkörper induziert werden, stark erhitzt werden. Enthält der Fremdkörper zudem leicht brennbares Material oder befinden sich leicht entflammbare Fremdkörper in Nähe des stark erhitzten Fremdkörpers, so kann der Fremdkörper einen Brand auslösen.
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Damit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Möglichkeit bereitzustellen, einen Induktivladevorgang einer Batterie eines Fahrzeugs sicherer zu machen.
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Diese Aufgabe wird durch Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die eingerichtet ist, einen Induktivladevorgang einer Batterie eines Fahrzeugs mittels einer fahrzeugexternen Erregerspule und einer fahrzeugseitigen Induktionsspule zu betreiben bzw. zu steuern oder zu regeln.
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Dabei umfasst die Vorrichtung eine Messanordnung, die eingerichtet ist, während des Induktivladevorgangs der Batterie (bspw. in bestimmten Zeitabständen) eine Temperatur und/oder eine Temperaturänderung bzw. eine Änderungsrate der Temperatur in einem Bereich zwischen der Erregerspule und der Induktionsspule zu messen.
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Die Vorrichtung umfasst ferner eine Vergleichsanordnung, die eingerichtet ist, den gemessenen Temperatur- und/oder Temperaturänderungswert (bzw. die gemessene Temperaturänderungsrate, also eine Änderungsrate der gemessenen Temperaturwerte) jeweils mit einem entsprechenden vorgegebenen Referenzwert (einem vorgegebenen Referenztemperaturwert bzw. einer Referenztemperaturänderungsrate) zu vergleichen.
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Die Vorrichtung umfasst außerdem eine Ladesteuer-/Regelanordnung, die eingerichtet ist, den laufenden Induktivladevorgang zu regeln oder gar zu unterbrechen, wenn der gemessene Temperatur- und/oder Temperaturänderungswert (bzw. die Temperaturänderungsrate) die entsprechenden Referenzwerte (den Referenztemperaturwert oder die Referenzänderungsrate) überschreiten.
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Hierbei bedeutet der Bereich zwischen der der Erregerspule und der Induktionsspule ein Raumbereich zwischen den beiden Spulen, wo während des Induktivladevorgangs von der Erregerspule aus ein elektromagnetisches Wechselfeld (konzentriert) fließt und in metallhaltigen Fremdkörpern Wirbelströme induziert, die sich in diesem genannten Bereich befinden.
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Unter einem Erdboden wird insbesondere ein Erdbodenbereich, ein Grund, oder ein Fahrbahnuntergrund verstanden, auf dem das Fahrzeug abgestellt ist und auf, an oder unter dessen Oberfläche die genannte Erregerspule stationär oder mobil angeordnet ist.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass zur Vermeidung der oben beschriebenen Brandgefahren ein Anzeichen frühzeitig erkannt werden muss, das in einem unmittelbaren Zusammenhang mit den genannten Brandgefahren steht.
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Dabei wurde erkannt, dass einem oben genannten Brand eine Erhitzung eines metallhaltigen Fremdkörpers vorausgeht, welche durch induzierte Wirbelströme hervorgerufen wird. Zur Vermeidung der genannten Brandgefahren ist somit ausreichend, als das genannte Anzeichen lediglich eine derartige Erhitzung frühzeitig zu erfassen. Da eine Erhitzung stets eine hohe Temperatur bzw. einen (schnellen) Temperaturanstieg voraussetzt, bedarf es lediglich eine hohe Temperatur bzw. einen schnellen Temperaturanstieg in dem Bereich zu erfassen, wo das elektromagnetische Wechselfeld (konzentriert) fließt.
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Mit dem Bereich, in dem das elektromagnetische Wechselfeld (konzentriert) fließt, sollten insb. die Bereiche verstanden werden, wo das von der Erregerspule ausgehende elektromagnetische Wechselfeld noch stark genug ist, um metallhaltige Fremdkörper in einer vorgegebenen kurzen Zeit bis auf eine gefährliche Temperatur zu erhitzen. Diese Bereiche umfassen nicht nur einen Raumbereich, der senkrecht zur Oberfläche des Erdbodens betrachtet über einen von der Erregerspule umrandeten Flächenbereich liegt, sondern auch Raumbereiche, die senkrecht zur Oberfläche des Erdbodens betrachtet ein wenig (wie z. B. einige Zentimeter) außerhalb des von der Erregerspule umrandeten Flächenbereichs liegen und in denen das elektromagnetische Wechselfeld mit einer ausreichend hohen Leistung fließt.
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Durch die Erfassung der Temperatur bzw. der Temperaturänderung mit der Messanordnung und den anschließenden Vergleich des erfassten Temperaturwertes bzw. der erfassten Temperaturänderungsrate mit entsprechenden Referenzwerten kann eine Brandgefahr auf direktem Weg und in einfacher Weise frühzeitig erkannt werden.
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Diese direkte Ermittlung der Brandgefahr mittels der oben beschriebenen Vorrichtung ist wesentlich zuverlässiger als eine indirekte Ermittlung basierend auf einer mathematischen Feldstärkenanalyse des Wechselfeldes, bei der ermittelt wird, ob sich die Feldstärke des Wechselfeldes durch einen Fremdkörper in dem Bereich des Wechselfeldes inhomogen verläuft. Der Grund dafür ist, dass bei einer feldstärkebasierten Analyse nicht nur potentiell gefährliche metallhaltige Fremdkörper erkannt werden, sondern auch „harmlose“ (ferromagnetische) Fremdkörper erkannt werden, die elektrisch nicht leitend sind und somit nicht durch elektromagnetische Welle erhitzt werden können und folglich nicht zu einem Brand führen können.
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Damit ist eine Möglichkeit geschaffen, mit der die Batterie des Fahrzeugs sicher induktiv aufgeladen werden kann.
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Vorzugsweise umfasst die Messanordnung zumindest einen Temperatursensor, der sensitiv für die Wärmestrahlung bzw. für die zeitliche Änderung der Wärmestrahlung ist und eingerichtet ist, die Temperatur bzw. die Temperaturänderung in dem Bereich zwischen der Erregerspule und der Induktionsspule berührungslos zu messen.
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Vorzugsweise ist der zumindest eine Temperatursensor als ein infrarotsensitiver Sensor, insb. als ein Pyrosensor, ausgebildet. Ein derartiger Temperatursensor ist weitgehend resistent gegenüber Verschmutzungen an der Sensoroberfläche bzw. in einem Detektionsfeld des Sensors.
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Zudem ist der zumindest eine Temperatursensor vorzugsweise ferner eingerichtet, dass dieser sensitiv für eine Bewegung bzw. bewegende Objekte ist und in dem Bereich zwischen der Erregerspule und der Induktionsspule bewegende Objekte, wie z. B. Tiere, erfassen kann. Die Ladesteuer-/Regelanordnung ist vorzugsweise ferner eingerichtet, den laufenden Induktivladevorgang herunter zu regeln, insb. zu unterbrechen, wenn von dem zumindest einen Temperatursensor ein bewegendes Objekt in dem genannten Bereich erfasst wird.
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Sollte der Ladevorgang deutlich herunter geregelt oder gar unterbrochen worden sein, kann der Fahrzeugnutzer z.B. über eine Nachrichtenübermittlung wie z. B. SMS („Short Message Service“, also Kurznachrichtendienst), informiert werden, so dass ein dauerhaft im Feld befindlicher Fremdkörper (von dem Fahrzeugnutzer manuell) beseitigt werden kann. Gegebenenfalls können weitere Informationen, wie z. B. Art, Größe und genaue Lage, des störenden Fremdkörpers, dem Fahrzeugnutzer übermittelt werden.
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Vorzugsweise ist der zumindest eine Temperatursensor an einem Unterboden des Fahrzeugs angeordnet, wobei dessen Detektionsfeld in Richtung des Erdbodens gerichtet ist. Insb. ist der zumindest eine Temperatursensor bzw. dessen Detektionsfeld in einen Bereich gerichtet, der in Richtung der Fahrzeughochachse betrachtet senkrecht zu einem von der Induktionsspule umrandeten Bereich (wo auch das Wechselfeld der Erregerspule (konzentriert) fließt) liegt bzw. diesen von der Induktionsspule umrandeten Bereich weitgehend oder größtenteils überlappt.
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Der Temperatursensor kann auch an einer Stelle an dem Fahrzeug angeordnet sein, wo das von der ladestationsseitigen Erregerspule erzeugte elektromagnetische Wechselfeld in konzentrierter Form in die Induktionsspule eintritt. Ist die ladestationsseitige Erregerspule an der Decke einer Garage angeordnet und die fahrzeugseitige Induktionsspule entsprechend auf dem Fahrzeugdach angeordnet, so kann der Temperatursensor entsprechend auf dem Fahrzeugdach angeordnet sein. Ist die ladestationsseitige Erregerspule dagegen an einer Wand der Garage angeordnet und die Induktionsspule entsprechend an der Frontseite oder der Heckseite des Fahrzeugs angeordnet, so kann der Temperatursensor entsprechend an der Frontseite oder der Heckseite des Fahrzeugs angeordnet sein.
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Ist der genannte Bereich wesentlich größer als ein Bereich, den das Detektionsfeld des Temperatursensors überlappt, so kann vorzugsweise eine mechanische Drehanordnung vorgesehen sein, die den Temperatursensor automatisch bewegt bzw. dreht, so dass dessen Detektionsfeld (bzw. dessen Blickrichtung) in den genannten Bereich hin- und zurückgeschwenkt werden kann. Dadurch werden Detektionslücke vermieden und folglich kann der gesamte Bereich abgetastet werden.
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Vorzugsweise kann ebenfalls vorgesehen sein, dass der Öffnungswinkel (somit auch die „Blickweite“) des Temperatursensors (mechanisch) einstellbar ist.
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Vorzugsweise weist der Temperatursensor eine (elektronisch) einstellbare Sensitivität auf. Durch die einstellbare Sensitivität kann die Messreichweite des Temperatursensors abhängig von den Umgebungseinflüssen, wie z. B. der Umgebungstemperatur, angepasst werden.
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Vorzugsweise ist der Temperatursensor derart ausgebildet, dass die Lage bzw. die Position des Temperatursensors insb. abhängig von Erfassungsbereich mechanisch eingestellt werden kann.
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Mit den beiden zuletzt genannten Ausführungen kann somit eine beinahe zentimetergenaue Erfassung des Bereichs erreicht werden, in dem die eventuell vorhandenen Fremdkörper von dem elektromagnetischen Wechselfeld bis auf gefährliche Temperatur erhitzt werden können. Zugleich wird vermieden, dass Lebewesen, wie z. B. Kleintiere, oder Fremdkörper, die sich außerhalb von dem konzentrierten Bereich des elektromagnetischen Wechselfeldes befinden, eine Fehlauslösung der Vorrichtung führt. Dadurch wird eine exakte Überwachung des Induktivladevorgangs erzielt.
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Vorzugsweise weist der Unterboden des Fahrzeugs auf einer (bspw. dem Erdboden zugewandten) Oberfläche eine Vertiefung auf, in der der zumindest eine Temperatursensor zumindest teilweise versenkt angeordnet ist.
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Dank dieser Vertiefung kann der Temperatursensor von dem Bereich des Wechselfeldes zwischen der Erreger- und der Induktionsspule beabstandet und dennoch nah zu diesem Bereich angeordnet werden. Derartige Anordnung kann Verschmutzungen bei dem Temperatursensor verhindern bzw. reduzieren und ermöglicht zudem das Einstellen des Erfassungswinkels des Temperatursensors.
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Dabei ist das Detektionsfeld des Temperatursensors derart gerichtet, dass dies den von der Induktionsspule umrandeten Bereich weiterhin weitgehend, größtenteils, gar vollständig überlappt.
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Die Stelle an dem Fahrzeug, wo der zumindest eine Temperatursensor angeordnet wird, schränkt sich dabei nicht nur auf dem Unterboden des Fahrzeugs, sondern kann prinzipiell überall an dem Fahrzeug sein, solange das Detektionsfeld des Temperatursensors die oben beschriebenen Bereiche, wo das elektromagnetische Wechselfeld während eines induktiven Lade-/Entladevorgangs in konzentrierter Form fließt, gerichtet ist und die Temperatur bzw. die Temperaturentwicklung in diesen Bereichen wirksam erfasst werden kann.
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Alternativ kann der zumindest eine Temperatursensor vorzugsweise in, an oder auf dem Erdboden angeordnet sein, wobei dessen Detektionsfeld dann von dem Erdboden aus zu dem von der Induktionsspule umrandeten Bereich gerichtet ist bzw. diesen Bereich weitgehend oder größtenteils, gar vollständig überlappt, in dem das magnetische Wechselfeld der Erregerspule in konzentrierter Form fließt.
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Es können auch mehrere (zum Teil zueinander redundanten) Temperatursensoren vorgesehen sein, die dann voneinander beabstandet an geeigneten Orten des Unterbodens des Fahrzeugs oder des Erdbodens verteilt angeordnet werden können, deren Detektionsfelder jedoch den von der Induktionsspule umrandeten Bereich überlappen. Im Falle von mehreren Temperatursensoren werden die von diesen Temperatursensoren zu einem und demselben Zeitpunkt gemessenen Temperaturwerte in einem bekannten Multiplex-Verfahren zu einem Temperaturmesswert zusammengeführt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug mit einer Batterie, insbesondere ein Hybridelektro- oder Elektrofahrzeug mit einer Traktionsbatterie, bereitgestellt. Das Fahrzeug umfasst eine Induktionsspule, die Messanordnung und die Vergleichsanordnung der zuvor beschriebenen Vorrichtung zum Betreiben eines Induktivladevorgangs der Batterie.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Ladestation zum Induktivladen einer Batterie eines Fahrzeugs, insbesondere einer Traktionsbatterie eines Hybridelektro- oder Elektrofahrzeugs, bereitgestellt. Dabei umfasst die Ladestation eine Erregerspule und die die Ladesteuer-/Regelanordnung der zuvor beschriebenen Vorrichtung zum Betreiben eines Induktivladevorgangs der Batterie.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben eines Induktivladevorgangs einer Batterie eines Fahrzeugs, insbesondere einer Traktionsbatterie eines Hybridelektro- oder Elektrofahrzeugs, mittels einer fahrzeugexternen Erregerspule einer Ladestation und einer fahrzeugseitigen Induktionsspule bereitgestellt.
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Gemäß dem Verfahren wird während eines Induktivladevorgangs der Batterie eine Temperatur oder eine Temperaturänderung in einem Bereich zwischen der Erregerspule und der Induktionsspule bzw. an einem in diesem Bereich befindlichen Fremdkörper gemessen. Der so gemessene Temperatur- und/oder Temperaturänderungswert (bzw. Änderungsrate der gemessenen Temperaturwerte) werden anschließend jeweils mit einem jeweiligen vorgegebenen Referenzwert (einem vorgegebenen Referenztemperaturwert bzw. einer Referenztemperaturänderungsrate) verglichen. Wenn der gemessene Temperatur- und/oder Temperaturänderungswert die entsprechenden Referenzwerte überschreiten, wird der laufende Induktivladevorgang herunter geregelt, insb. unterbrochen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der oben beschriebenen Vorrichtung, soweit im Übrigen auf das oben beschriebene Verfahren, das oben genannte Fahrzeug sowie die oben genannte Ladestation übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens, des Fahrzeugs sowie der Ladestation anzusehen.
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Im Folgenden wird eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung bezugnehmend auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt eine einzige Figur in einer schematischen Darstellung ein Elektrofahrzeug FZ mit einer Traktionsbatterie BT sowie eine Ladestation LS zum Induktivladen der Traktionsbatterie BT des Elektrofahrzeugs FZ.
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Das Elektrofahrzeug FZ umfasst einen Elektromotor EM als Antriebsaggregat, der über eine Antriebswelle AW mit Fahrzeugrädern FR des Elektrofahrzeugs FZ zur Übertragung der Drehmomente mechanisch verbunden ist und beim Betrieb des Elektrofahrzeugs FZ über die Antriebswelle AW die Fahrzeugräder FR antreibt.
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Das Elektrofahrzeug FZ umfasst ferner eine Treiberelektronik TE, die zwischen dem Elektromotor EM und der Traktionsbatterie BT elektrisch angeschlossen ist und beim Betrieb des Elektrofahrzeugs FZ aus einem von der Traktionsbatterie BT bereitgestellten Gleichstrom Phasenströme für den Elektromotor EM bereitstellt.
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Das Elektrofahrzeug FZ umfasst ferner eine Induktionsspule SP2 (bzw. eine Anzahl von Induktionsspulen) zum Induktivladen der Traktionsbatterie BT, die über eine Ladesteueranordnung LA1 mit der Traktionsbatterie BT elektrisch verbunden ist. Die Induktionsspule SP2 ist am Unterboden UB des Elektrofahrzeugs FZ angeordnet.
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Die Traktionsbatterie BT wird über die Induktionsspule SP2 von der Ladestation LS induktiv geladen, die an einem Parkplatz angeordnet ist, wo das Elektrofahrzeug FZ geparkt ist.
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Die Ladestation LS umfasst eine Erregerspule SP1 (bzw. eine Anzahl von Erregerspulen), die in dem Erdboden EB des Parkplatzes versenkt angeordnet ist. Die Ladestation LS umfasst ferner eine Ladesteuer-/Regelanordnung LA2 mit einem steuerbaren Schalter ST, der zwischen der Erregerspule SP1 und Stromversorgungsleitungen SV eines öffentlichen Stromversorgungsnetzes elektrisch angeschlossen ist. In einem geschlossenen Schaltzustand verbindet der Schalter ST die Erregerspule SP1 mit den Stromversorgungsleitungen SV elektrisch und ermöglicht somit eine Stromzufuhr I von dem Stromversorgungsnetz zu der Erregerspule SP1. In einem geöffneten Schaltzustand trennt der Schalter ST die Erregerspule LS1 wieder von den Stromversorgungsleitungen SV und unterbricht somit die Stromzufuhr I.
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Die Ladestation LS umfasst ferner einen Stromwandler SW, der den von den Stromversorgungsleitungen SV zugeführten Wechselstrom in einen Sinusstrom umwandelt und der Erregerspule SP1 zuführt.
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Zum Induktivladen der Traktionsbatterie BT wird das Elektrofahrzeug FZ auf den Parkplatz angefahren und abgestellt, so dass die fahrzeugseitige Induktionsspule SP2 die ladestationsseitige Erregerspule SP1 überlappt. In einer dem Fachmann bekannten Weise erkennen die ladestationsseitige Ladesteuer-/Regelanordnung LA2 und die fahrzeugseitige Ladesteueranordnung LA1, dass sich die fahrzeugseitige Induktionsspule SP2 und die ladestationsseitige Erregerspule SP1 überlappen. Ermittelt zudem die fahrzeugseitige Ladesteueranordnung LA1, dass der Ladezustand der Traktionsbatterie BT unter einem vorgegebenen Soll-Ladezustand liegt und der Fahrzeugnutzer einen Ladevorgang wünscht bzw. durch entsprechende Steuersignaleingabe eine Batterieaufladung veranlasst, so starten die beiden Ladesteueranordnungen LS1, LS2 einen Induktivladevorgang.
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Hierzu schließt die ladestationsseitige Ladesteuer-/Regelanordnung LA2 den Schalter ST und schließt somit die Erregerspule SP1 an die Stromversorgungsleitungen SV an, wodurch ein Sinusstrom I durch die Erregerspule SP1 fließt. Daraufhin erzeugt die Erregerspule SP1 in einer dem Fachmann bekannten Weise magnetisches Wechselfeld WF, das in der fahrzeugseitigen Induktionsspule SP2 einen Induktionsstrom erzeugt. Dieser Induktionsstrom wird von der Induktionsspule SP2 der Traktionsbatterie BT gespeist, wodurch die Traktionsbatterie BT aufgeladen wird.
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Während des Induktivladevorgangs fließt von der Erregerspule SP1 das magnetische Wechselfeld WF mit einer Leistung von bis zu mehreren zehn Kilowatt (bei einer magnetischen Flussdichte von mehreren hundert Mikrotesla) zu der Induktionsspule SP2. Gerät ein metallhaltiger Fremdkörper FK (wie z. B. eine Zigarettenschachtel mit Alufolie) in den Zwischenraum zwischen den beiden Spulen SP1, SP2, wo das Wechselfeld WF mit sehr hoher Flussdichte herrscht, so erzeugt das Wechselfeld WF Wirbelströme in den Metallteilen des Fremdkörpers FK (im Falle der Zigarettenschachtel in der Alufolie), welche wiederum den Fremdkörper FK (bzw. die Zigarettenschachtel) bis zu einer Temperatur von einigen hundert Grad Celsius erhitzen können. Diese hohe Temperatur kann wiederum den Fremdkörper FK selbst oder die in der Nähe des Fremdkörpers FK befindlichen entzündbaren Fremdkörper entzünden und unter Umständen auch das Elektrofahrzeug FZ in Brand setzen.
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Um eine derartige Brandgefahr zu vermeiden, ist eine Vorrichtung V vorgesehen, die eingerichtet ist, während eines Induktivladevorganges der Traktionsbatterie BT die Brandgefahr frühzeitig und automatisch zu erkennen und diese durch Leistungsminderung oder Unterbrechen des Induktivladevorganges vorzubeugen.
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Die Vorrichtung V umfasst eine Messanordnung MA, eine Vergleichsanordnung VA sowie eine Signalsendeanordnung SA, wobei diese drei Anordnungen MA, VA und SA fahrzeugseitig angeordnet sind. Dabei ist die Messanordnung MA signalausgangsseitig mit der Vergleichsanordnung VA elektrisch verbunden. Die Vergleichsanordnung VA signaleingangsseitig mit der Messanordnung MA und signalausgangsseitig mit der Signalsendeanordnung SA elektrisch verbunden.
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Die Vorrichtung V umfasst ferner eine Signalempfangsanordnung EA, die ladestationsseitig an der Ladesteuer-/Regelanordnung LA2 der Ladestation LS angeordnet ist. Die Signalempfangsanordnung EA ist eingangsseitig über eine drahtlose Signalverbindung SV mit der Signalsendeanordnung SA signaltechnisch verbunden (spätestens wenn der Induktivladevorgang der Traktionsbatterie BT gestartet ist). Ausgangsseitig ist die Signalempfangsanordnung EA mit einem Steueranschluss AS des Schalters ST elektrisch verbunden.
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Die Messanordnung MA umfasst einen infrarotsensitiven Pyrosensor PS, der in einer in der Nähe der Induktionsspule SP2 befindliche Vertiefung VT auf der Oberfläche des Unterbodens UB des Elektrofahrzeugs FZ angeordnet ist. Dabei ist der Pyrosensor PS bzw. dessen Detektionsfeld DF in Richtung dem Erdboden EB und einem Bereich BR gerichtet, der in Richtung der Fahrzeughochachse betrachtet von der Induktionsspule SP2 aus bis zu dem Erdboden EB reicht.
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Ist das Elektrofahrzeug FZ zum Induktivladen der Traktionsbatterie BT derart auf dem Parkplatz abgestellt, dass die Induktionsspule SP2 die Erregerspule SP1 überlappt, so ist das Detektionsfeld DF einen Bodenbereich gerichtet, in dem sich die Erregerspule SP1 befindet bzw. aus dem das magnetische Wechselfeld WF der Erregerspule SP1 in konzentrierter Form zu der Induktionsspule SP1 fließt.
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Sobald die Traktionsbatterie BT über die beiden Spulen SP1, SP2 induktiv aufgeladen wird, misst die Messanordnung MA mittels des Pyrosensors PS die Temperatur (bzw. die Temperaturänderungsrate) in dessen Detektionsfeld DF. Dabei werden die Temperaturen bzw. deren Änderungsraten von in diesem Detektionsfeld DF befindlichen Fremdkörpern FK erfasst. Die so erfassten Temperaturwerte bzw. deren Änderungsraten werden von der Messanordnung MA an die Vergleichsanordnung VA weitergeleitet.
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Die Vergleichsanordnung VA vergleicht dann die von der Messanordnung MA übermittelten Temperaturwerte mit einem vorgegebenen Referenztemperaturwert. Alternativ oder zusätzlich zu den Temperaturwerten vergleicht die Vergleichsanordnung VA die von der Messanordnung MA übermittelten Temperaturänderungsraten mit einer vorgegebenen Referenztemperaturänderungsrate. Anschließend leitet die Vergleichsanordnung VA die Vergleichsergebnisse an die Signalsendeanordnung SA weiter.
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Übersteigt der übermittelte Temperaturwert den Referenztemperaturwert und/oder übersteigt die übermittelte Temperaturänderungsrate die Referenztemperaturänderungsrate, so generiert die Signalsendeanordnung SA ein Steuersignal SS und sendet dieses Steuersignal SS über die drahtlose Signalverbindung SV an die ladestationsseitige Signalempfangsanordnung EA.
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Erhält die Signalempfangsanordnung EA das Steuersignal SS, so leitet diese das Steuersignal SS an die Ladesteuer-/Regelanordnung LA2 weiter, wo das Steuersignal SS an den Steueranschluss AS des Schalters ST angelegt wird. Von diesem Steuersignal SS gesteuert wird der Schalter ST geöffnet. Daraufhin wird die Stromzufuhr I zu der Erregerspule SP1 und folglich auch der Induktivladevorgang der Traktionsbatterie BT unterbrochen.
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Alternativ oder zusätzlich zu dem Schalter ST kann die Ladesteuer-/Regelanordnung LA2 einen Spannungs-/Stromregler umfassen. In diesem Fall kann das Steuersignal SS den Spannungs-/Stromregler derart steuern, dass die Stromzufuhr I zu der Erregerspule SP1 und somit auch die Leistung des Wechselfeldes WF herunter geregelt wird.
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Dadurch werden ein weiteres Erhitzen des Fremdkörpers FK durch das Wechselfeld WF und einen möglichen Brand durch diesen Fremdkörper FK vermieden.
