DE102015006277A1 - Energy transmission device, cable for this and system of the energy transfer device, the cable and a device to which the means of the power transmission device inductively transmitted electrical current is conductive - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Energieübertragungseinrichtung (1, 1') für eine induktive Übertragung von elektrischer Energie, die wenigstens zwei primärseitige, unmittelbar benachbarte, in Reihe geschaltete Spulen (2) aufweist, die im Wesentlichen deckungsgleich zueinander ausgerichtet und voneinander beabstandet sind, bei der zwischen zwei der unmittelbar benachbarten, primärseitigen Spulen (2) ein Gehäuse (3) mit einer darin integrierten sekundärseitigen Spule (4) anordenbar ist, und bei der der Abstand zwischen zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen (2) derart gewählt ist, dass bei einem Erzeugen eines Wechselmagnetfelds zwischen den zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen (2) oder mit Hilfe der sekundärseitigen Spule (4) ein elektrischer Strom in der sekundärseitigen, zwischen den zwei primärseitigen Spulen (2) angeordneten Spule (4) oder in den zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen (2) erzeugt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Kabel (7) zur Verwendung bei der Energieübertragungseinrichtung (1, 1') sowie ein System aus der Energieübertragungseinrichtung (1, 1'), dem Kabel (7) und einer Vorrichtung (9), zu der der mittels der Energieübertragungseinrichtung (1, 1') induktiv übertragene elektrische Strom unter Verwendung des Kabels (7) leitbar ist.The invention relates to an energy transmission device (1, 1 ') for an inductive transmission of electrical energy, which has at least two primary - side, immediately adjacent, series - connected coils (2) which are substantially congruent to one another and spaced from one another, between two of the immediately adjacent, primary-side coils (2) a housing (3) having a secondary-side coil (4) integrated therein can be arranged, and wherein the distance between two primary-side, immediately adjacent coils (2) is selected such that when generating an alternating magnetic field between the two primary side, immediately adjacent coils (2) or with the aid of the secondary side coil (4) an electric current in the secondary side, between the two primary side coils (2) arranged coil (4) or in the two primary side, immediately adjacent Coils (2) is generated. The present invention also relates to a cable (7) for use in the power transmission device (1, 1 ') and a system of the energy transmission device (1, 1'), the cable (7) and a device (9) to which the means the power transmission device (1, 1 ') inductively transmitted electrical current using the cable (7) is conductive.

Description

Die Erfindung betrifft eine Energieübertragungseinrichtung für eine induktive Übertragung von elektrischer Energie, ein Kabel hierfür sowie ein System aus der Energieübertragungseinrichtung, dem Kabel sowie einer Vorrichtung, zu der der mittels der Energieübertragungseinrichtung induktiv übertragene elektrische Strom leitbar ist.The invention relates to an energy transmission device for an inductive transmission of electrical energy, a cable for this purpose and a system of the energy transfer device, the cable and a device to which the means of the power transmission device inductively transmitted electrical current is conductive.

Die heute bekannten Ladeverfahren für Kraftfahrzeuge mit elektrifizierten (etwa bei reinen Elektrofahrzeugen) oder teil-elektrifizierten (etwa bei Plug-In-Hybrid- oder seriellen Hybrid-Fahrzeugen) Antriebssträngen basieren entweder auf steckerbasiertem und somit galvanisch gekoppeltem Laden (etwa bei AC-Laden Mode 1–3, DC-Laden, CHAdeMO) oder auf Induktivladeverfahren.The today known charging methods for motor vehicles with electrified (such as in pure electric vehicles) or partially electrified (such as plug-in hybrid or serial hybrid vehicles) drive trains based either on plug-based and thus galvanically coupled charging (such as AC charging mode 1-3, DC charging, CHAdeMO) or inductive charging.

Galvanisch gekoppelte Ladeverfahren bringen aufgrund des direkten Anschlusses an das Versorgungsnetz verschiedenste Sicherheitsanforderungen sowie Probleme bei der Spannungslagenanpassung bei geplanter Nutzung von Fahrzeugen von verschiedenen Herstellern bzw. mit verschiedenen Spannungslagen im Traktionsbordnetz mit sich. Letzteres stellt insbesondere bei öffentlichen Ladestationen ein nicht zu unterschätzendes Problem dar.Galvanically coupled charging methods, due to the direct connection to the supply network, entail a wide variety of safety requirements as well as problems with the adaptation of the voltage position with the planned use of vehicles from different manufacturers or with different voltage levels in the traction power supply system. The latter is a problem not to be underestimated, especially in public charging stations.

Bei Induktivladeverfahren erfolgt die Energieübertragung unter Verwendung von elektromagnetischer Induktion oder Resonanz über einen Luftspalt hinweg.In inductive charging processes, energy transfer occurs using electromagnetic induction or resonance across an air gap.

Die US 2014/0103711 A1 beschreibt ein Induktionsladesystem, bei dem eine Resonanzspule eines Fahrzeugs mit einer Resonanzspule einer Kraftübertragungseinrichtung vermittels eines elektromagnetischen Felds schwingt, um hierdurch auf kontaktlose Weise Wechselstromleistung von der Resonanzspule zu erhalten. Ein Inverter empfängt die von der Resonanzspule empfangene Wechselstromleistung von einer elektromagnetischen Induktionsspule, wandelt die Wechselstromleistung in Gleichstromleistung und gibt die Gleichstromleistung an eine Stromleitung ab. Ferner wandelt der Inverter Gleichstromleistung, die von der Stromleitung empfangen wird, in Wechselstromleistung um und gibt die Wechselstromleistung an die elektromagnetische Induktionsspule ab, um die abgegebene elektrische Energie von der Resonanzspule zu der Resonanzspule der Leistungsübertragungsvorrichtung abzugeben, und es wird durch die elektromagnetische Induktionsspule elektrische Energie der Resonanzspule zugeführt.The US 2014/0103711 A1 describes an induction charging system in which a resonance coil of a vehicle oscillates with a resonance coil of a power transmission device by means of an electromagnetic field to thereby obtain AC power from the resonance coil in a contactless manner. An inverter receives the AC power received from the resonance coil from an electromagnetic induction coil, converts the AC power into DC power, and outputs the DC power to a power line. Further, the inverter converts DC power received from the power line into AC power and outputs the AC power to the electromagnetic induction coil to discharge the output electric power from the resonance coil to the resonance coil of the power transmission device, and electric power is generated by the electromagnetic induction coil fed to the resonance coil.

Aus der US 2014/0203659 A1 ist ein Steuerungsverfahren zur Verwendung in einem primärseitigen Stromrichter eines induktiven Energieübertragungs-Systems bekannt. Die Energieübertragung von der Primärseite auf einen oder mehrere sekundäre „Aufnehmer” („Pick-ups”) wird überwacht und die Betriebsfrequenz des primärseitigen Stromrichters im Verhältnis zu einer Differenz zwischen der überwachten Leistungsübertragung und einer Leistungskapazität des primärseitigen Leistungswandlers variiert. Die Frequenzänderung kann durch den oder jeden „Aufnehmer” gemessen werden, um die Leistungsübertragung zu regulieren und das Auftreten einer Überlastung zu verhindern.From the US 2014/0203659 A1 For example, a control method for use in a primary side power converter of an inductive power transmission system is known. The power transfer from the primary side to one or more secondary "pick-ups" is monitored and the operating frequency of the primary-side power converter is varied in proportion to a difference between the monitored power transfer and a power capacity of the primary-side power converter. The frequency change can be measured by the or each "picker" to regulate the power transfer and prevent the occurrence of an overload.

Und die US 2015/0015193 A1 widmet sich dem Problem des Positionierens eines Fahrzeugs über einer drahtlosen Ladestation. Das in dieser Offenlegungsschrift vorgeschlagene System umfasst eine Mehrzahl an Ultrabreitband-Transceivern, die am Fahrzeug und der drahtlosen Ladestation installiert sind, und eine Steuerung, die dazu eingerichtet ist, verschiedene Abstände zwischen den verschiedenen Ultrabreitband-Transceivern zu ermitteln.And the US 2015/0015193 A1 addresses the problem of positioning a vehicle over a wireless charging station. The system proposed in this publication comprises a plurality of ultra-wideband transceivers installed on the vehicle and the wireless charging station and a controller adapted to detect different distances between the various ultra-wideband transceivers.

Aufgrund der bei der momentan dominierenden Bauart gegebenen relativ großen Luftspalte sind Induktionsladeverfahren mit vergleichsweise hohen Energieverlusten behaftet. Darüber hinaus ist eine aufwändige Fremdkörpererkennung erforderlich, um einen sicheren Ladevorgang zu gewährleisten.Due to the relatively large air gaps given in the currently dominating design, induction charging processes are subject to comparatively high energy losses. In addition, a complex foreign body detection is required to ensure a safe charging process.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest einen Teil der bei herkömmlichen Energieübertragungseinrichtungen unter Verwendung von Induktion bestehenden Nachteile zu überwinden.It is an object of the present invention to overcome at least some of the disadvantages of conventional energy transfer devices using induction.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die Energieübertragungseinrichtung gemäß Anspruch 1, das Kabel gemäß Anspruch 8 sowie das System aus Energieübertragungseinrichtung, Kabel und Vorrichtung, zu der der mittels der Energieübertragungseinrichtung induktiv übertragene elektrische Strom leitbar ist, gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen der Energieübertragungseinrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by the energy transmission device according to claim 1, the cable according to claim 8 and the system of energy transmission device, cable and device to which the means of the energy transfer device inductively transmitted electrical current is conductive, according to claim 9. Advantageous developments of the energy transfer device are the subject of dependent claims.

Erfindungsgemäß wird eine Energieübertragungseinrichtung für eine induktive Übertragung von elektrischer Energie vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass

  • – sie wenigstens zwei primärseitige, unmittelbar benachbarte, in Reihe geschaltete Spulen aufweist, die im Wesentlichen deckungsgleich zueinander ausgerichtet und voneinander beabstandet sind, und
  • – zwischen zwei der unmittelbar benachbarten, primärseitigen Spulen ein Gehäuse mit einer darin integrierten sekundärseitigen Spule anordenbar ist, und
  • – der Abstand zwischen zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen derart gewählt ist, dass bei einem Erzeugen eines Wechselmagnetfelds
  • – zwischen den zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen oder
  • – mit Hilfe der sekundärseitigen Spule ein elektrischer Strom in
  • – der sekundärseitigen, zwischen den zwei primärseitigen Spulen angeordneten Spule oder
  • – in den zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen erzeugt wird.
According to the invention, an energy transmission device for an inductive transmission of electrical energy is proposed, which is characterized in that
  • - It has at least two primary-side, immediately adjacent, series-connected coils, which are substantially congruent aligned and spaced from each other, and
  • - Between two of the immediately adjacent, primary-side coils, a housing with a secondary-side coil integrated therein can be arranged, and
  • - The distance between two primary-side, immediately adjacent coils is selected such that when generating an alternating magnetic field
  • - between the two primary-side, immediately adjacent coils or
  • - With the help of the secondary-side coil, an electric current in
  • - The secondary-side, arranged between the two primary-side coil coil or
  • - Is generated in the two primary-side, immediately adjacent coils.

Durch die erfindungsgemäße Energieübertragungseinrichtung ergibt sich insbesondere der Vorteil des Wegfalls einer galvanischen Kopplung zwischen der Energieübertragungseinrichtung und einem elektrischen Verbraucher/einer Speichereinrichtung für elektrische Energie, der/die mittels des von der Energieübertragungseinrichtung induktiv übertragenen elektrischen Stroms versorgt wird bzw. (wieder)aufladbar ist.The energy transmission device according to the invention results in particular in the advantage of elimination of a galvanic coupling between the energy transmission device and an electrical load / storage device for electrical energy which is supplied by means of the electrical current inductively transmitted by the energy transfer device or is (re) rechargeable.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Energieübertragungseinrichtung

  • – weist diese drei oder mehr primärseitige, in Reihe geschaltete Spulen auf, die im Wesentlichen deckungsgleich zueinander ausgerichtet sowie voneinander beabstandet sind, und
  • – ist zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarten, primärseitigen Spulen ein Gehäuse mit einer darin integrierten sekundärseitigen Spule anordenbar.
According to a first advantageous development of the energy transmission device
  • - Has these three or more primary-side, series-connected coils which are substantially congruent with each other and spaced from each other, and
  • - Is a housing with an integrated secondary side coil can be arranged between each two immediately adjacent, primary-side coils.

Gemäß einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der Energieübertragungseinrichtung ist diese in Form einer Säule oder einer in den Boden integrierbaren Energieübertragungseinrichtung ausgebildet, wobei für das/die Gehäuse (jeweils) eine (separate) Einschuböffnung vorgesehen ist/sind.According to a second advantageous development of the energy transfer device, this is designed in the form of a column or an energy transfer device which can be integrated into the ground, wherein a (separate) insertion opening is or are provided for the housing (s).

Sofern die Energieübertragungseinrichtung eine in den Boden integrierbare ist, kann diese in vorteilhafter Weise

  • – eine Ableitungseinrichtung für Fremdkörper und Wasser und/oder
  • – eine selbstrückstellende Abdeckung für die/jede der Einschuböffnung(en) aufweisen.
If the energy transmission device can be integrated into the ground, this can be done in an advantageous manner
  • A discharge device for foreign bodies and water and / or
  • - Have a self-resetting cover for / each of the insertion opening (s).

Die erfindungsgemäße Energieübertragungseinrichtung oder eine ihrer vorteilhaften Weiterbildungen kann in vorteilhafter Weise auch

  • – eine Einrichtung zur (Daten)Kommunikation, und/oder
  • – eine Einrichtung zur Erkennung des Vorhandenseins eines Gehäuses mit einer darin integrierten sekundärseitigen Spule zwischen zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen aufweisen.
The energy transfer device according to the invention or one of its advantageous developments can also be advantageous
  • A device for (data) communication, and / or
  • - Have a means for detecting the presence of a housing with a secondary-side coil integrated therein between two primary-side, immediately adjacent coils.

Sofern die Energieübertragungseinrichtung eine Einrichtung zur (Daten)Kommunikation aufweist, kann diese in vorteilhafter Weise dazu eingerichtet sein,

  • – eine (Daten)Kommunikation zwischen der Energieübertragungseinrichtung und einer Vorrichtung, zu der die induktiv übertragene elektrische Energie übertragbar ist, insbesondere eine Identifikation der Vorrichtung durchzuführen, eine Energieanforderung zu übertragen, eine Leistungssteuerung durchzuführen und/oder eine (Daten)Kommunikation mit einer bezüglich der Energieübertragungseinrichtung externen digitalen Recheneinrichtung durchzuführen.
If the energy transmission device has a device for (data) communication, this can be set up in an advantageous manner to
  • A (data) communication between the energy transmission device and a device to which the inductively transmitted electrical energy is transferable, in particular to carry out an identification of the device, to transmit an energy request, to perform a power control and / or a (data) communication with respect to the Energy transmission device to perform external digital computing device.

Und sofern die Energieübertragungseinrichtung eine Einrichtung zur Erkennung des Vorhandenseins eines Gehäuses mit einer darin integrierten sekundärseitigen Spule aufweist, kann diese in vorteilhafter Weise dazu eingerichtet sein,

  • – das Magnetfeld zu deaktivieren, sofern sich kein Gehäuse mit einer darin integrierten sekundärseitigen Spule zwischen zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen befindet.
And if the energy transmission device has a device for detecting the presence of a housing with a secondary-side coil integrated therein, this can be set up in an advantageous manner to
  • - Disable the magnetic field, if there is no housing with a secondary-side coil integrated therein between two primary-side, immediately adjacent coils.

Ebenso ist es von Vorteil, wenn die Energieübertragungseinrichtung dazu eingerichtet ist,

  • – die Stärke des durch die wenigstens zwei primärseitigen Spulen erzeugten Magnetfelds bezüglich seiner Amplitude konstant halten, oder
  • – die Stärke des durch die wenigstens zwei primärseitigen Spulen erzeugten Magnetfelds bezüglich seiner Amplitude und wahlweise auch bezüglich seiner Frequenz anpassen zu können.
Likewise, it is advantageous if the energy transmission device is set up to
  • - Keep constant the strength of the magnetic field generated by the at least two primary-side coils with respect to its amplitude, or
  • - To be able to adjust the strength of the magnetic field generated by the at least two primary-side coils with respect to its amplitude and optionally also with respect to its frequency.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Kabel zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Energieübertragungseinrichtung oder einer ihrer vorteilhaften Weiterbildungen, wobei

  • – am ersten Ende des Kabels eine erstes Gehäuse mit einer darin integrierter sekundärseitiger Spule, und
  • – am zweiten Ende des Kabels ein Stecker, der kompatibel ist zu einem Anschluss auf Seiten der Vorrichtung, zu der der mittels der Energieübertragungseinrichtung induktiv übertragene elektrische Strom leitbar ist, oder ein zweites Gehäuse mit darin integrierter Spule
angebracht ist.The present invention also includes a cable for use in the power transmission device according to the invention or one of its advantageous developments, wherein
  • - At the first end of the cable, a first housing with a secondary-side coil integrated therein, and
  • - At the second end of the cable, a plug which is compatible with a terminal on the side of the device to which the means of the power transmission device inductively transmitted electrical current is conductive, or a second housing with integrated coil
is appropriate.

Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein System aus einer erfindungsgemäßen Energieübertragungseinrichtung oder einer ihrer vorteilhaften Weiterbildungen, einem erfindungsgemäßen Kabel sowie einer Vorrichtung, zu der der mittels der Energieübertragungseinrichtung induktiv übertragene elektrische Strom leitbar ist.The present invention also encompasses a system comprising an energy transmission device according to the invention or one of its advantageous developments, a cable according to the invention and a device to which the electrical current inductively transmitted by means of the energy transmission device can be conducted.

Auch wenn dies nicht Gegenstand von ausformulierten Ansprüchen ist, sind von der vorliegenden Erfindung auch alle Verfahren zum Übertragen von elektrischer Energie und/oder (Wieder)Aufladen einer Speichereinrichtung für elektrische Energie einer Vorrichtung umfasst, deren Speichereinrichtung für elektrische Energie mittels der Energieübertragungseinrichtung und dem Ladekabel (wieder)aufladbar ist, die sich für einen Fachmann ohne Weiteres aus der Beschreibung der erfindungsgemäßen Energieübertragungseinrichtung oder einer ihrer vorteilhaften Weiterbildungen, des erfindungsgemäßen Kabels, des erfindungsgemäßen Systems, der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, der Figuren und deren Beschreibung ergeben.Although not covered by the claims, the present invention also includes all methods of transmitting electrical energy and / or (re) charging a storage device for electrical energy of a device whose storage device for electrical energy by means of the energy transfer device and the charging cable (re) is rechargeable, which is readily apparent to those skilled in the description of the energy transfer device according to the invention or one of its advantageous developments, the cable according to the invention according to the invention, the description of preferred embodiments, the figures and their description.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines von bevorzugten Ausführungsbeispielen 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.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of one of preferred embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.

Dabei zeigen:Showing:

1 ein schematisches Beispiel einer Energieübertragungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit zwei primärseitigen Spulen; 1 a schematic example of a power transmission device according to the present invention with two primary-side coils;

2 das Beispiel der Energieübertragungseinrichtung gemäß 1 mit einem von einem Magnetfeld durchfluteten Gehäuse mit darin integrierter sekundärseitiger Spule; 2 the example of the energy transmission device according to 1 with a housing flooded with a magnetic field with a secondary-side coil integrated therein;

3 ein schematisches Beispiel einer Energieübertragungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit mehr als zwei primärseitigen Spulen; 3 a schematic example of a power transmission device according to the present invention with more than two primary-side coils;

4 eine perspektivische Ansicht des Beispiels der Energieübertragungseinrichtung gemäß 3; 4 a perspective view of the example of the power transmission device according to 3 ;

5 eine schematische, beispielhafte Ansicht einer in den Boden integrierbaren Energieübertragungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; 5 a schematic, exemplary view of an integrable in the ground energy transfer device according to the present invention;

6 ein Beispiel eines Systems gemäß der vorliegenden Erfindung. 6 an example of a system according to the present invention.

In den Figuren sind gleiche, funktionsgleiche oder funktionsähnliche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures, the same, functionally identical or functionally similar elements are provided with the same reference numerals.

Die Energieübertragungseinrichtung 1, 1' sowie das Kabel 7 kann als Teil einer (bidirektionalen) Leistungsschnittstelle, bspw. zwischen einem (Nutz)Fahrzeug und dessen Aufbau oder Anhänger verwendet werden. Die Energieübertragungseinrichtung 1, 1' und das Kabel 7 können in besonders vorteilhafter Weise aber auch als Teil eines induktiven (bidirektionalen) Ladesystems zum (Wieder)Aufladen einer Speichereinrichtung für elektrische Energie einer Vorrichtung verwendet werden, wie bspw. eines Kraftfahrzeugs mit einem (teil)elektrifizierten Antriebsstrang.The energy transfer device 1 . 1' as well as the cable 7 can be used as part of a (bidirectional) performance interface, for example between a (useful) vehicle and its body or trailer. The energy transfer device 1 . 1' and the cable 7 can also be used in a particularly advantageous manner as part of an inductive (bidirectional) charging system for (re) charging a storage device for electrical energy of a device, such as a motor vehicle with a (partially) electrified powertrain.

Im Nachfolgenden wird die vorliegende Erfindung überwiegend unter Bezugnahme auf die letztere oben erwähnte Verwendungsmöglichkeit näher erläutert, wobei anstatt „Energieübertragungseinrichtung” oftmals der Begriff „Induktionsladeeinrichtung” oder „Ladeeinrichtung”, anstatt „Spule” oftmals der Begriff „Ladespule”, anstatt „Kabel” oftmals der Begriff „Ladekabel”, anstatt „Gehäuse” oftmals der Begriff „Ladeplatte”, etc. verwendet wird, ohne dass diese alternativ verwendeten Begriffe in irgend einer Weise einschränkend verstanden werden dürfen.In the following, the present invention will be explained in more detail mainly with reference to the latter use mentioned above, often using the term "induction charger" or "charger" rather than "coil", often the term "charging coil" rather than "cable" the term "charging cable", rather than "housing" often the term "pallet", etc. is used, without that these terms may be interpreted in any way restrictive.

Ebenso werden im Rahmen der vorliegenden Anmeldung die Begriffe „primärseitig” und „sekundärseitig” lediglich zu Unterscheidung der Spulen (Ladespulen) 2 in der Energieübertragungseinrichtung (Induktionsladeeinrichtung) 1, 1' von der/den Spule(n) (Ladespule(n)) 4 in dem Gehäuse (der Ladeplatte) 3 verwendet; diesen Begriffen kommt darüber hinaus keine einschränkende Bedeutung zu.Likewise, in the context of the present application, the terms "primary side" and "secondary side" are used only to distinguish the coils (charging coils). 2 in the energy transmission device (induction charging device) 1 . 1' of the coil (s) (charging coil (s)) 4 in the case (the pallet) 3 used; In addition, these terms are not of any restrictive importance.

Wie in den 1 und 2 schematisch und beispielhaft dargestellt ist, beinhaltet die Induktionsladeeinrichtung 1, 1' gemäß der vorliegenden Erfindung wenigstens zwei in Reihe geschaltete primärseitige Ladespulen 2, welche im Wesentlichen (bevorzugt zu 100%) deckungsgleich und in einem solchen Abstand zueinander angeordnet sind, dass eine Ladeplatte 3 mit einer darin angeordneten sekundärseitigen Ladespule 4 dazwischen geschoben werden kann. Die primärseitigen Ladespulen 2 sind vorzugsweise gegen die Umwelt elektrisch isoliert, ohne dass durch die verwendete Isolierung eine wesentliche Beeinträchtigung der Ausbreitung des durch sie erzeugten Wechselmagnetfelds verbunden ist. Des Weiteren umfasst die Induktionsladeeinrichtung 1, 1' einen Lade-Controller.As in the 1 and 2 is shown schematically and exemplified, includes the induction charging device 1 . 1' according to the present invention, at least two series-connected primary-side charging coils 2 which are substantially (preferably 100%) congruent and arranged at such a distance from each other that a pallet 3 with a secondary-side charging coil arranged therein 4 can be pushed in between. The primary-side charging coils 2 are preferably electrically isolated from the environment, without the insulation used substantially impairing the propagation of the alternating magnetic field generated by them. Furthermore, the induction charging device comprises 1 . 1' a charging controller.

Wird die Ladeplatte 3 in das Magnetfeld der Ladespulen 2 eingebracht, so wird die Ladeplatte 3 und die darin integrierte Ladespule 4 von einem Wechselmagnetfeld „durchflutet”, das von den zwei primärseitigen Ladespulen 2 erzeugt wird und es findet – mit Hilfe des nachfolgend noch näher erläuterten Kabels 7 – ein Energietransfer von der Ladespule 2 über die Ladespule 4 auf das Kraftfahrzeug 9 statt.Will the pallet 3 in the magnetic field of the charging coils 2 introduced, so is the pallet 3 and the charging coil integrated therein 4 "flooded" by an alternating magnetic field, that of the two primary-side charging coils 2 is generated and finds it - with the help of the cable explained in more detail below 7 - An energy transfer from the charging coil 2 over the charging coil 4 on the motor vehicle 9 instead of.

Erfindungsgemäß kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass bei der Energieübertragungseinrichtung 1, 1' eine Einrichtung zur (Daten)Kommunikation vorhanden ist, um bspw. unter Verwendung einer magnetischen Kopplung zwischen der Induktionsladeeinrichtung 1, 1' und einer Vorrichtung (bspw. ein Fahrzeug 9), zu der der mittels der Energieübertragungseinrichtung induktiv übertragene elektrische Strom leitbar ist, eine (Daten)Kommunikation zu ermöglichen. Die (Daten)Kommunikation kann bspw. dazu verwendet werden, die Vorrichtung (das Kraftfahrzeug 9) zu identifizieren, eine Energieanforderung zu übertragen und/der eine Leistungssteuerung durchzuführen.According to the invention can be provided in an advantageous manner that in the energy transmission device 1 . 1' a device for (data) communication is present, for example, using a magnetic coupling between the induction charging device 1 . 1' and a device (eg, a vehicle 9 ), to which the means of the power transmission device inductively transmitted electrical current is conductive, to allow a (data) communication. The (data) communication can be used, for example, to the device (the motor vehicle 9 ), to transmit a power request and / or to perform a power control.

Die Einrichtung zur (Daten)Kommunikation kann alternativ oder ergänzend hierzu aber auch ganz allgemein dazu eingerichtet sein, eine (Daten)Kommunikation mit einer bezüglich der Energieübertragungseinrichtung 1, 1' externen digitalen Recheneinrichtung durchzuführen. Eine solche digitale Recheneinrichtung kann bspw. eine sein, mit der über ein Netzwerk (bspw. das Internet) eine (Daten)Kommunikation durchführbar ist.The device for (data) communication may alternatively or in addition to this but also be arranged in general to a (data) communication with a respect to the energy transmission device 1 . 1' perform external digital computing device. Such a digital computing device may, for example, be one with which a (data) communication can be carried out via a network (for example the Internet).

Auf diese Weise können bspw. mittels der Energieübertragungseinrichtung 1, 1' Daten, die für eine Abrechnung von induktiv übertragener elektrischer Energie erforderlich oder hilfreich sind, zu einem Energieversorgungsunternehmen oder einer anderen hierfür vorgesehenen Unternehmen übertragen und dadurch auf besonders einfache Weise eine Abrechnung der induktiv übertragenen elektrischen Energie durch das (Energieversorgungs)Unternehmen ermöglicht werden.In this way, for example, by means of the energy transmission device 1 . 1' Transfer data that is required or useful for billing inductively transmitted electrical energy to a utility company or other designated entity, thereby enabling billing of the inductively transmitted electrical energy by the (utility) company in a particularly simple manner.

Selbstverständlich kann die Energieübertragungseinrichtung (1, 1') auch weitere, aus dem Stand der Technik bekannte Bedien- und/oder Anzeigeeinrichtungen aufweisen, bspw. Schalter, Taster, eine alpha-numerische oder numerische Tastatur, einen Bildschirm, ein Kartenlesegerät, etc.Of course, the energy transmission device ( 1 . 1' ) also have other, known from the prior art control and / or display devices, such as switches, buttons, an alpha-numeric or numeric keypad, a screen, a card reader, etc.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine Einrichtung zum Erkennen des Vorhandenseins einer Ladeplatte 3 im Ladeschacht vorhanden ist, etwa unter Verwendung einer Lichtschranke, eines Abstandssensors, eines mechanischen Schalters, etc. Ist keine Ladeplatte 3 eingeschoben, so kann vorgesehen sein, dass das Magnetfeld deaktiviert wird.Furthermore, it can be provided that a device for detecting the presence of a pallet 3 is present in the charging slot, such as using a photoelectric sensor, a distance sensor, a mechanical switch, etc. Is not a pallet 3 inserted, it can be provided that the magnetic field is deactivated.

Bezüglich der körperlichen bzw. räumlichen Ausgestaltung der Induktionsladeeinrichtung 1, 1' bestehen keine besonderen Beschränkungen, und die Induktionsladeeinrichtung 1, 1' kann bspw. in Form einer runden oder eckigen Säule 1 oder einer in den Boden integrierbaren Energieübertragungseinrichtung 1' ausgebildet ist, wobei bei einer Mehrfachladeeinrichtung 1, 1' (siehe 4) für die Gehäuse 3 jeweils eine separate Einschuböffnung 5 vorgesehen sein kann.With regard to the physical or spatial configuration of the induction charging device 1 . 1' There are no particular restrictions, and the induction charging device 1 . 1' can, for example, in the form of a round or square column 1 or an energy transfer device that can be integrated in the ground 1' is formed, wherein in a multiple loading device 1 . 1' (please refer 4 ) for the housing 3 each a separate insertion opening 5 can be provided.

Die Induktionsladeeinrichtung 1 kann in Form einer Einfach- oder Mehrfachladeeinrichtung bspw. auch in eine Wand oder in einen Laternenmast integriert sein.The induction charging device 1 can be integrated in the form of a single or multiple loading device eg. Also in a wall or in a lamppost.

Eine Integration der Induktionsladeeinrichtung 1 in den Boden ist für Fahrzeuge, welche am Straßenrand geparkt sind, besonders vorteilhaft. Es müssen bei einer solchen Ausgestaltung der Induktionsladeeinrichtung 1' keine Kabel (etwa mittels einer Kabeltrommel) vom einer Ladeeinrichtung oder einem Haus zum Kraftfahrzeug verlegt werden. Hierdurch werden zum einen die Gefahr eines Missbrauchs und zum anderen das Unfallrisiko beim Queren von Fußgängerwegen bzw. von Fußgängern verringert.An integration of the induction charging device 1 into the ground is particularly advantageous for vehicles parked at the roadside. It must in such a configuration of the induction charging device 1' no cables (such as by means of a cable drum) are laid from a charging device or a house to the motor vehicle. This reduces the risk of misuse on the one hand and reduces the risk of accidents when crossing pedestrian paths or pedestrians on the other hand.

Ladeeinrichtungen, welche in Laternenmasten eingebracht sind, bergen, in Abhängigkeit von Ihrem Standort, Risiken, welche sich durch das Queren von Fußgängern bzw. Fußgängerwegen ergeben. Eine in die Straße eingelassene Ladeeinrichtung 1' erlaubt es hingegen, die Ladeplatte 3 direkt neben dem Kraftfahrzeug 9 in den Boden zu stecken (siehe auch 6), was das Unfallrisiko senkt und kurze Längen des Kabels 7 erlaubt.Depending on your location, loading equipment installed in lamp posts may present risks resulting from pedestrian or pedestrian crossing. A charging device embedded in the road 1' On the other hand, it allows the pallet to be loaded 3 right next to the vehicle 9 stuck in the ground (see also 6 ), which reduces the risk of accidents and short lengths of cable 7 allowed.

Durch ein verkapseltes Design der Ladeplatte 3 kann diese auch genutzt werden, wenn im Boden eingelassene Ladeschächte voller Wasser sind (bspw. bei Regen). Optional kann der im Boden eingelassene Ladeschacht mit einem selbstrückstellenden Schutzmechanismus versehen sein (bspw. in Form einer Klappe mit Feder), welcher die Einschuböffnung 5 bei Nichtgebrauch automatisch verschließt und das Eindringen von Fremdkörpern in den Ladeschacht vermeidet. Ein derartiger, selbstrückstellender Schutzmechanismus kann selbstverständlich auch bei einer säulenartigen Induktionsladeeinrichtung 1 vorgesehen sein.Through an encapsulated design of the pallet 3 This can also be used when in the ground recessed bays are full of water (eg in the rain). Optionally, the loading shaft embedded in the ground may be provided with a self-resetting protective mechanism (for example in the form of a flap with a spring), which holds the insertion opening 5 automatically closes when not in use and avoids the entry of foreign objects into the charging slot. Such a self-resetting protection mechanism can of course also be used with a columnar induction charging device 1 be provided.

Alternativ kann der Ladeschacht bzw. die Induktionsladeeinrichtung 1' auch so konstruiert sein, dass sie eine Ableitungseinrichtung 6 für Fremdkörper und Wasser aufweist, bspw. in Form eines Abflusses (ggf. mit einem Anschluss an das Kanalisationsnetz).Alternatively, the charging shaft or the induction charging device 1' also be constructed so that they have a discharge device 6 for foreign bodies and water, for example in the form of an outflow (possibly with a connection to the sewer system).

Ein Durchrutschen der Ladeplatte in die Ableitungseinrichtung 6 muss selbstverständlich konstruktiv verhindert sein (bspw. durch entsprechend angebrachte und in 5 mittels drei waagerecht nebeneinander dargestellten Kreisen angedeuteten Haltebolzen, eine Verjüngung des Ladeschachts nach unten oder ähnliche Maßnahmen). Die Vorteile dieser Lösung sind deren Einfachheit, Wartungsfreiheit sowie die Gewissheit, dass zu keinem Zeitpunkt Wasser im Ladeschacht steht.Slippage of the pallet in the discharge device 6 must of course be constructively prevented (for example, by appropriately attached and in 5 by means of three horizontally juxtaposed circles indicated retaining bolts, a taper of the charging shaft down or similar measures). The advantages of this solution are its simplicity, freedom from maintenance and the certainty that there is no water in the charging shaft at any time.

Um auch bei Regen bzw. Verschmutzung ein komfortables Entnehmen der Ladeplatte 3 aus dem Ladeschacht zu ermöglichen kann diese mit einem Griff versehen sein.To comfortably remove the pallet even when it rains or becomes dirty 3 from the To allow charging slot this can be provided with a handle.

Optional kann auch eine Antihaftbeschichtung auf zumindest einem Teil der Außenfläche der Ladeplatte 3 vorgesehen sein, so dass bei Transport der Ladeplatte 3 im Fahrzeug 9 nach Regen oder ähnlichem der Schmutzeintrag ins Fahrzeug 9 gering gehalten und hierdurch die Nutzerfreundlichkeit erhöht wird.Optionally, a non-stick coating on at least a part of the outer surface of the pallet 3 be provided so that when transporting the pallet 3 in the vehicle 9 after rain or the like the dirt entry into the vehicle 9 kept low and thereby the user-friendliness is increased.

Bezüglich der gewünschten oder erforderlichen Ladespannungsanpassung bestehen zwei Möglichkeiten:

  • 1.) Die Stärke des Magnetfeldes wird bezüglich seiner Amplitude konstant gehalten. Die in der Ladeplatte 3 induzierte Spannung ergibt sich hierbei aus der Fläche und Windungszahl der in ihr befindlichen Induktionsspule (Ladespule) 4. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft, wenn mehrere Fahrzeuge unterschiedlicher Spannungslagen gleichzeitig an einer Mehrfachladeeinrichtung 1 (siehe 3 und 4 sowie zugehörige Beschreibung) geladen werden sollen. Da hier jedoch die Bauart der Ladeplatte 3 fahrzeugspezifisch sein kann, sind Kostenvorteile durch Gleichteilestrategien nicht gegeben bzw. reduziert.
  • 2.) Eine weitere Alternative ist die Nutzung einer einheitlichen und fahrzeugtypunabhängigen Ladespule 4. Um hierbei eine Spannungslagenanpassung vornehmen zu können, kann vorgesehen sein, das Magnetfeld bezüglich seiner Amplitude (und optional auch bezüglich seiner Frequenz) anpassen zu können. Diese Ausgestaltung ist im Sinne einer Gleichteilestrategie vorteilhaft, erlaubt es aber nicht, Kraftfahrzeuge mit verschiedenen Spannungslagen gleichzeitig an einer Mehrfachladeeinrichtung 1, 1' zu laden.
Regarding the desired or required charging voltage adjustment, there are two possibilities:
  • 1.) The strength of the magnetic field is kept constant with respect to its amplitude. The in the pallet 3 induced voltage results from the area and number of turns of the induction coil (charging coil) inside 4 , This embodiment is advantageous if several vehicles of different voltage levels at the same time on a multiple loading device 1 (please refer 3 and 4 and related description) should be loaded. Here, however, the design of the pallet 3 can be vehicle-specific, cost advantages are not given or reduced by common parts strategies.
  • 2.) Another alternative is the use of a uniform and vehicle type independent charging coil 4 , In order to be able to make a voltage position adjustment, it may be provided to be able to adapt the magnetic field with respect to its amplitude (and optionally also with regard to its frequency). This embodiment is advantageous in the sense of a common part strategy, but does not allow motor vehicles with different voltage levels to be simultaneously connected to a multiple charging device 1 . 1' to load.

Für den Fall, dass die unter 1.) beschrieben Ausführungsform gewählt wird, ermöglicht dies die Verwendung von Mehrfachladesäulen 1, 1'. Diese bestehen (wie in 3 beispielhaft dargestellt ist) aus mehreren in Reihe geschalteten Ladespulen 2 in deren Zwischenräume Ladeplatten 3 eingebracht werden können.In the event that the embodiment described under 1.) is selected, this allows the use of multiple charging columns 1 . 1' , These consist (as in 3 exemplified) of several series-connected charging coils 2 in their interstices pallets 3 can be introduced.

Die Einbringung einer Mehrfachladeeinrichtung 1' in den Boden ist selbstverständlich ebenfalls möglich, auch wenn dies in den Figuren nicht dargestellt ist.The introduction of a multiple loading device 1' into the ground is of course also possible, even if this is not shown in the figures.

Die Nutzung einer Mehrfachladeeinrichtung 1, 1' ist vorteilhaft, da sich mit dieser mehrere Kraftfahrzeuge 9 gleichzeitig laden lassen. Hierbei ist jedoch in der Regel sicherzustellen, dass der versorgungsnetzseitige Anschluss der Mehrfachladeeinrichtung 1, 1' eine ausreichend hohe Ladeleistung bereitstellen kann, um unter allen Lastbedingungen das Magnetfeld in seiner Amplitude konstant halten zu können.The use of a multiple loader 1 . 1' is advantageous because with this several motor vehicles 9 load at the same time. In this case, however, it is generally necessary to ensure that the supply network-side connection of the multiple charging device 1 . 1' can provide a sufficiently high charging power in order to be able to keep the amplitude of the magnetic field constant under all load conditions.

Diese Notwendigkeit kann jedoch durch den Einsatz von fahrzeugseitigen Einrichtungen zur Ladeleistungsregelung umgangen werden. Zwar ist der Einsatz solcher Ladeleistungsregelungen mit Kosten verbunden, jedoch erlauben diese eine gezielte Ladesteuerung von Fahrzeugflotten.However, this need can be circumvented by the use of on-board devices for charging power control. Although the use of such charging power regulations is associated with costs, however, these allow a targeted charge control of vehicle fleets.

Von der vorliegenden Erfindung umfasst ist auch eine „umgekehrte” Nutzung, bei der eine Ladeplatte 3 mit einer darin integrierten Ladespule 4 in einen Ladeschacht 5 am Fahrzeug 9 geschoben wird. Hierbei ist ggf. die Einbringung einer Steuerungselektronik in die Ladeplatte 3 bzw. die „Ladesäule” erforderlich, um die Magnetfelderzeugung steuern zu können.Also encompassed by the present invention is a "reverse" use where a pallet 3 with a charging coil integrated in it 4 in a loading bay 5 at the vehicle 9 is pushed. This is possibly the introduction of a control electronics in the pallet 3 or the "charging station" required to control the magnetic field generation can.

Wie in 6 schematisch und beispielhaft dargestellt ist, kann das erfindungsgemäße Ladekabel 7 in einer Ausführungsform an einem Ende eine Ladeplatte 3 mit darin integrierter Induktionsspule 4 und am anderen Ende einen Stecker 8 aufweisen, der (mechanisch und elektrisch) kompatibel ist zu einem (nicht dargestellten) Ladeanschluss am Fahrzeug 9. Um das Fahrzeug 9 zu laden, wird der Stecker 8 des Ladekabels 7 mit dem Ladeanschluss am Fahrzeug 9 verbunden. Die Ladeplatte 3 wird in einen dafür vorgesehenen Schlitz 5 in einer Ladeeinrichtung 1, 1' geschoben, welche entweder eine Ladesäule 1 sein kann oder eine in den Boden eingelassene Ladeeinrichtung 1' gleicher Funktionalität.As in 6 is shown schematically and by way of example, the charging cable according to the invention 7 in one embodiment, a pallet at one end 3 with integrated induction coil 4 and at the other end a plug 8th which is (mechanically and electrically) compatible with a charging connection (not shown) on the vehicle 9 , To the vehicle 9 to charge, the plug becomes 8th of the charging cable 7 with the charging port on the vehicle 9 connected. The pallet 3 is placed in a designated slot 5 in a charging device 1 . 1' pushed, which either a charging station 1 may be or in the ground recessed charging device 1' same functionality.

Das Ladekabel 7 kann gemäß einer weiteren Ausführungsform aber auch an beiden Enden je ein Gehäuse mit darin integrierter Spule aufweisen. Wird versorgungsnetzseitig Ladeenergie eingekoppelt, wird diese über das Kabel 7 an die zweite Spule des Kabels 7 weitergegeben, welche sich in einem ins Fahrzeug 9 eingebrachten Ladeschacht befindet. Mittels der zweiten Spule wird die Energie dann an das Fahrzeug 9 bzw. eine darin befindliche Speichereinrichtung für elektrische Energie übertragen. Der Vorteil einer solchen Lösung ist die komplette Vermeidung der Gefahr von Lichtbögen/Funken, was insbesondere in Umgebungen mit besonderen Anforderungen an den Explosionsschutz vorteilhaft ist.The charging cable 7 may according to another embodiment but also at both ends each have a housing with integrated coil. If charging energy is coupled in on the supply network side, this is transmitted via the cable 7 to the second coil of the cable 7 passed, which is in a vehicle 9 inserted charging slot is located. By means of the second coil, the energy is then applied to the vehicle 9 or a stored therein electrical energy storage device. The advantage of such a solution is the complete avoidance of the risk of electric arcs / sparks, which is particularly advantageous in environments with special requirements for explosion protection.

Die galvanische Trennung von Ladeeinrichtung 1, 1' und Kraftfahrzeug 9 erlaubt weiterhin eine Reduktion der Anforderungen, die sonst aufgrund der gültigen VDE-Vorschriften auf das Fahrzeug Anwendung finden würden.The galvanic separation of charging device 1 . 1' and motor vehicle 9 furthermore allows a reduction of the requirements that would otherwise apply to the vehicle due to the valid VDE regulations.

Von der vorliegenden Erfindung umfasst ist auch die Verwendung der Energieübertragungseinrichtung 1 und des Kabels 7, um eine (bidirektionale) Leistungsschnittstelle zwischen bspw. einem (Nutz)Fahrzeug und dessen Aufbau, welcher üblicherweise von Dritten installiert wird, oder Anhänger zu realisieren. Diese Verwendung ermöglicht ein einfaches und elektrisch sicheres Handling der Leistungsübertragung auch für Laien.Also included in the present invention is the use of the energy transfer device 1 and the cable 7 to provide a (bidirectional) performance interface between, for example, a (useful) Vehicle and its construction, which is usually installed by third parties, or to realize trailer. This use allows a simple and electrically safe handling of power transmission even for laymen.

Durch die vorliegende Erfindung, durch die u. a. ein (bidirektionales) Induktivladesystem zwischen einem Kraftfahrzeug 9 und einer Infrastruktur, eine Kombination aus steckerbasiertem und induktivem Ladesystem sowie ein (bidirektionales) System zum Transfer von elektrischer Energie, etwa zwischen einem Nutzfahrzeug und einem Aufbau/Anhänger realisiert werden kann, ergeben sich insbesondere folgende Vorteile:

  • – Es wird ein Ladesystem zur Verfügung gestellt, welches ein gleichzeitiges Laden mehrerer Kraftfahrzeuge 9 mit verschiedenen Spannungslagen an einer Ladeeinrichtung 1, 1' ermöglicht;
  • – es ist eine Skalierbarkeit des Leistungsbedarfs der Ladeeinrichtung 1, 1' möglich, wodurch sich Vorteile beim Flottenladen ergeben;
  • – es wird ein Wegfall der galvanischen Kopplung zwischen Fahrzeug 9 und Ladeeinrichtung 1, 1' erreicht;
  • – es werden die Vorteile eines Induktivladesystems mit denen eines Stecksystems kombiniert;
  • – es werden Streufeldverluste verringert und damit der Wirkungsgrad erhöht; und
  • – es können die EMVU Anforderungen mit geringem konstruktivem Aufwand eingehalten werden.
By the present invention, by the inter alia, a (bidirectional) inductive charging system between a motor vehicle 9 and an infrastructure, a combination of plug-based and inductive charging system and a (bidirectional) system for the transfer of electrical energy, such as between a commercial vehicle and a body / trailer can be realized, there are the following advantages in particular:
  • - There is provided a charging system, which is a simultaneous charging of several vehicles 9 with different voltage levels on a charging device 1 . 1' permits;
  • It is a scalability of the power requirement of the charging device 1 . 1' possible, resulting in advantages in fleet loading;
  • - There will be a loss of galvanic coupling between the vehicle 9 and charging device 1 . 1' reached;
  • - It combines the advantages of an inductive charging system with those of a plug-in system;
  • - It is reduced stray field losses and thus increases the efficiency; and
  • - The EMC requirements can be met with little design effort.

Da einem Fachmann die für die Energieübertragungseinrichtung 1, 1', das Kabel 7 sowie die Vorrichtung 9 erforderlichen und/oder geeigneten Bauteile, Baugruppen, Hard- und Software-Komponenten sowie deren Möglichkeiten für ein Zusammenwirken bekannt sind, braucht in der vorliegenden Anmeldung hierauf nicht näher eingegangen zu werden.As a person skilled in the energy transfer device 1 . 1' , the cable 7 as well as the device 9 required and / or suitable components, assemblies, hardware and software components and their possibilities for interaction are known, need not be discussed in detail in the present application.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1, 1'1, 1 '
EnergieübertragungseinrichtungEnergy transfer device
22
primärseitige Spuleprimary-side coil
33
Gehäusecasing
44
sekundärseitige Spulesecondary-side coil
55
Einschuböffnunginsertion opening
66
Ableitungseinrichtungderiving means
77
Kabelelectric wire
88th
Steckerplug
99
Vorrichtungcontraption

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2014/0103711 A1 [0005] US 2014/0103711 A1 [0005]
  • US 2014/0203659 A1 [0006] US 2014/0203659 A1 [0006]
  • US 2015/0015193 A1 [0007] US 2015/0015193 A1 [0007]

Claims (9)

Energieübertragungseinrichtung (1, 1') für eine induktive Übertragung von elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass – sie wenigstens zwei primärseitige, unmittelbar benachbarte, in Reihe geschaltete Spulen (2) aufweist, die im Wesentlichen deckungsgleich zueinander ausgerichtet und voneinander beabstandet sind, und – zwischen zwei der unmittelbar benachbarten, primärseitigen Spulen (2) ein Gehäuse (3) mit einer darin integrierten sekundärseitigen Spule (4) anordenbar ist, und – der Abstand zwischen zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen (2) derart gewählt ist, dass bei einem Erzeugen eines Wechselmagnetfelds – zwischen den zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen (2) oder – mit Hilfe der sekundärseitigen Spule (4) ein elektrischer Strom in – der sekundärseitigen, zwischen den zwei primärseitigen Spulen (2) angeordneten Spule (4) oder – in den zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen (2) erzeugt wird.Energy transfer device ( 1 . 1' ) for an inductive transmission of electrical energy, characterized in that - at least two primary-side, immediately adjacent, series-connected coils ( 2 ) which are substantially congruent with each other and spaced from each other, and between two of the immediately adjacent, primary-side coils ( 2 ) a housing ( 3 ) with a secondary-side coil integrated therein ( 4 ) can be arranged, and - the distance between two primary-side, immediately adjacent coils ( 2 ) is selected such that when generating an alternating magnetic field - between the two primary-side, immediately adjacent coils ( 2 ) or - with the help of the secondary coil ( 4 ) an electric current in - the secondary side, between the two primary side coils ( 2 ) arranged coil ( 4 ) or - in the two primary-side, immediately adjacent coils ( 2 ) is produced. Energieübertragungseinrichtung (1, 1') gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – sie drei oder mehr primärseitige, in Reihe geschaltete Spulen (2) aufweist, die im Wesentlichen deckungsgleich zueinander ausgerichtet sowie voneinander beabstandet sind, und – zwischen jeweils zwei unmittelbar benachbarte, primärseitige Spulen (2) ein Gehäuse (3) mit einer darin integrierten sekundärseitigen Spule (4) anordenbar ist.Energy transfer device ( 1 . 1' ) according to claim 1, characterized in that - they have three or more primary-side coils connected in series ( 2 ), which are aligned substantially congruent to each other and spaced from each other, and - between each two immediately adjacent, primary-side coils ( 2 ) a housing ( 3 ) with a secondary-side coil integrated therein ( 4 ) can be arranged. Energieübertragungseinrichtung (1, 1') gemäß Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass sie in Form einer Säule (1) oder einer in den Boden integrierbaren Energieübertragungseinrichtung (1') ausgebildet ist, wobei für das/die Gehäuse (3) (jeweils) eine separate Einschuböffnung (5), vorgesehen ist/sind.Energy transfer device ( 1 . 1' ) according to claim 1 or 2, characterized in that it is in the form of a column ( 1 ) or an energy transfer device that can be integrated into the ground ( 1' ), wherein for the housing (s) ( 3 ) (each) a separate insertion opening ( 5 ), is / are provided. Energieübertragungseinrichtung (1') gemäß Anspruch 3 in Form einer in den Boden integrierbaren Energieübertragungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie – eine Ableitungseinrichtung (6) für Fremdkörper und Wasser und/oder – eine selbstrückstellende Abdeckung für die/jede der Einschuböffnung(en) (5) aufweist.Energy transfer device ( 1' ) according to claim 3 in the form of an integrable in the ground energy transfer device, characterized in that it - a discharge device ( 6 ) for foreign bodies and water and / or - a self-resetting cover for each of the insertion openings (s) ( 5 ) having. Energieübertragungseinrichtung (1, 1') gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie – eine Einrichtung zur (Daten)Kommunikation, und/oder – eine Einrichtung zur Erkennung des Vorhandenseins eines Gehäuses (3) mit einer darin integrierten sekundärseitigen Spule (4) zwischen zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen (2) aufweist.Energy transfer device ( 1 . 1' ) According to one of the preceding claims, characterized in that - (a device for detecting the presence of a housing - a device for (data) communication, and / or 3 ) with a secondary-side coil integrated therein ( 4 ) between two primary-side, immediately adjacent coils ( 2 ) having. Energieübertragungseinrichtung (1, 1') gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass – mittels der Einrichtung zur (Daten)Kommunikation eine (Daten)Kommunikation zwischen der Energieübertragungseinrichtung (1, 1') und einer Vorrichtung (9), zu der die induktiv übertragene elektrische Energie übertragbar ist, insbesondere eine Identifikation der Vorrichtung (9) durchführbar ist, eine Energieanforderung übertragbar ist, eine Leistungssteuerung durchführbar ist und/oder eine (Daten)Kommunikation mit einer bezüglich der Energieübertragungseinrichtung (1, 1') externen digitalen Recheneinrichtung durchführbar ist; und/oder – mittels der Einrichtung zur Erkennung des Vorhandenseins eines Gehäuses (3) mit darin integrierter sekundärseitiger Spule (4) das Magnetfeld deaktiviert werden kann, sofern sich kein Gehäuse (3) mit darin integrierter sekundärseitiger Spule (4) zwischen zwei primärseitigen, unmittelbar benachbarten Spulen (2) befindet.Energy transfer device ( 1 . 1' ) according to claim 5, characterized in that - by means of the (data) communication a (data) communication between the energy transfer device ( 1 . 1' ) and a device ( 9 ), to which the inductively transmitted electrical energy is transferable, in particular an identification of the device ( 9 ) is feasible, a power request is transferable, a power control is feasible and / or a (data) communication with a with respect to the energy transfer device ( 1 . 1' ) external digital computing device is feasible; and / or - by means of the device for detecting the presence of a housing ( 3 ) with integrated secondary-side coil ( 4 ) the magnetic field can be deactivated, if no housing ( 3 ) with integrated secondary-side coil ( 4 ) between two primary-side, immediately adjacent coils ( 2 ) is located. Energieübertragungseinrichtung (1, 1') gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie dazu eingerichtet ist, – die Stärke des durch die wenigstens zwei primärseitigen Spulen (2) erzeugten Magnetfelds bezüglich seiner Amplitude konstant halten, oder – die Stärke des durch die wenigstens zwei primärseitigen Spulen (2) erzeugten Magnetfelds bezüglich seiner Amplitude und wahlweise auch bezüglich seiner Frequenz anpassen zu können.Energy transfer device ( 1 . 1' ) according to any one of the preceding claims, characterized in that it is adapted to: - the strength of the coil passing through the at least two primary-side coils ( 2 ) constant with respect to its amplitude, or - the strength of the at least two primary-side coils ( 2 ) to be adjusted in terms of its amplitude and optionally also with respect to its frequency. Kabel (7) zur Verwendung bei der Energieübertragungseinrichtung (1, 1') gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass – am ersten Ende des Kabels (7) eine erstes Gehäuse (3) mit darin integrierter sekundärseitiger Spule (4), und – am zweiten Ende des Kabels (7) ein Stecker (8), der kompatibel ist zu einem Anschluss auf Seiten der Vorrichtung (9), zu der der mittels der Energieübertragungseinrichtung (1, 1') induktiv übertragene elektrische Strom leitbar ist, oder ein zweites Gehäuse mit darin integrierter Spule angebracht ist.Electric wire ( 7 ) for use in the energy transfer device ( 1 . 1' ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that - at the first end of the cable ( 7 ) a first housing ( 3 ) with integrated secondary-side coil ( 4 ), and - at the second end of the cable ( 7 ) a plug ( 8th ), which is compatible with a port on the side of the Contraption ( 9 ), to which by means of the energy transfer device ( 1 . 1' ) inductively transmitted electrical current is conductive, or a second housing is mounted with integrated coil. System aus einer Energieübertragungseinrichtung (1, 1') gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, einem Kabel (7) gemäß Anspruch 8 sowie einer Vorrichtung (9), zu der der mittels der Energieübertragungseinrichtung (1, 1') induktiv übertragene elektrische Strom unter Verwendung des Kabels (7) leitbar ist.System of an energy transmission device ( 1 . 1' ) according to one of claims 1 to 7, a cable ( 7 ) according to claim 8 and a device ( 9 ), to which by means of the energy transfer device ( 1 . 1' ) inductively transmitted electrical power using the cable ( 7 ) is conductive.
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