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Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer derartigen Ladevorrichtung.
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Die
WO 2011/006884 zeigt eine Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs. Die Ladevorrichtung umfasst eine Primärspule, welche dazu ausgelegt ist, eine Spannung in einer Sekundärspule des Kraftfahrzeugs zum Laden des elektrischen Energiespeichers zu induzieren. Unterhalb der Primärspule ist eine Einspeiseelektronik im selben Gehäuse wie die Primärspule angeordnet. Innerhalb des Gehäuses angeordnete Gehäuseventilatoren sorgen für eine Luftkühlung.
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Die
DE 10 2010 044 999 A1 zeigt ebenfalls eine Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs. Wärmeenergie, die durch Verlustleistung in einer fahrzeugseitigen Spule oder in einer fahrzeugseitigen Ladeeinrichtung entsteht, wird mit Hilfe von Wärmetransportmitteln wenigstens teilweise zur Erwärmung des elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs genutzt, solange die Temperatur des elektrischen Energiespeichers unterhalb einer unteren Grenztemperatur liegt.
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Die
DE 10 2011 076 186 A1 zeigt auch eine Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs. Die Ladevorrichtung umfasst eine Primärspule, welche dazu ausgelegt ist, eine Spannung in einer Sekundärspule des Kraftfahrzeugs zum Laden des elektrischen Energiespeichers zu induzieren. Darüber hinaus umfasst die Ladevorrichtung einen Hebemechanismus, welcher dazu ausgelegt ist, die Primärspule zwischen einer Verstauposition und einer Ladeposition zu bewegen. Die Primärspule ist dabei in einer beweglichen Bodeninduktionsplatte angeordnet, welche mittels des Hebemechanismus bewegt werden kann. Mittels eines Gebläses ist es dabei möglich, mittels eines Heizelements erwärmte Luft auf die Oberseite der Bodenplatte zu leiten.
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Bei Ladevorrichtungen mit einem derartigen Hebemechanismus kann es bei Temperaturen um oder unterhalb des Gefrierpunkts und insbesondere bei feuchter Witterung sowie einen dadurch feuchten Hebemechanismus zu Problemen an dem Hebemechanismus kommen. Insbesondere, wenn bewegliche Teile des Hebemechanismus, wie beispielsweise Gelenke, bewegliche Streben, Faltenbalge oder dergleichen, vereisen, kann eine störungsfreie Betätigung des Hebemechanismus eingeschränkt oder sogar verhindert werden. Dadurch kann der Wirkungsgrad beim induktiven Laden eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs erheblich eingeschränkt oder der Ladevorgang als solcher unter Umständen sogar nicht möglich sein, da die Primärspule bei vereistem Hebemechanismus nicht mehr in die Ladeposition bewegt werden kann, in welcher ein Spalt zwischen der Primärspule und der Sekundärspule möglichst gering ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ladevorrichtung sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung bereitzustellen, mittels welchen ein zuverlässiges induktives Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs auch bei winterlichen Witterungsbedingungen sichergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Ladevorrichtung sowie durch ein Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Primärspule, welche dazu ausgelegt ist, eine Spannung in einer Sekundärspule des Kraftfahrzeugs zum Laden des elektrischen Energiespeichers zu induzieren. Die Ladevorrichtung umfasst des Weiteren einen Hebemechanismus, welcher dazu ausgelegt ist, die Primärspule zwischen einer Verstauposition und einer Ladeposition zu bewegen. Um eine zuverlässige und insbesondere witterungsunabhängige Funktionsweise des Hebemechanismus der Ladevorrichtung sicherzustellen, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ladevorrichtung eine Gebläseeinrichtung aufweist, welche derart angeordnet ist, dass ein mittels der Gebläseeinrichtung erzeugbarer Luftstrom eine Leistungselektronik der Ladevorrichtung umströmt und anschließend zum Hebemechanismus strömt. Von der Leistungselektronik im Betrieb erzeugte Abwärme kann also mittels des Luftstroms zum Hebemechanismus transportiert werden, da der von der Gebläseeinrichtung erzeugte Luftstrom beim Umströmen der Leistungselektronik erwärmt wird und danach zum Hebemechanismus strömt. Die Leistungselektronik kann dabei unterschiedlichste Bauelemente und Schaltungen aufweisen, um insbesondere die Primärspule der Ladevorrichtung zu betreiben. Bei den Bauelementen kann es sich beispielsweise um Stromrichter oder auch um Bauelemente handeln, die dem Zu- und Abschalten der Primärspule dienen. Darüber hinaus kann die Leistungselektronik auch zum Betreiben einer Antriebseinheit des Hebemechanismus dienen.
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Dadurch, dass die Ladevorrichtung die Gebläseeinrichtung aufweist, welche derart angeordnet ist, dass ein mittels der Gebläseeinrichtung erzeugbarer Luftstrom die Leistungselektronik der Ladevorrichtung umströmt und anschließend zum Hebemechanismus strömt, kann die Abwärme der Leistungselektronik dazu verwendet werden, eine Vereisung des Hebemechanismus zu vermeiden. Insbesondere bewegliche und zueinander relativbewegliche Teile des Hebemechanismus können dadurch auch bei ungünstigen Witterungsverhältnissen, also bei Temperaturen um oder unterhalb des Gefrierpunkts und einer relativ hohen Luftfeuchtigkeit sowie hohen Feuchtigkeit des Hebemechanismus, zuverlässig eisfrei gehalten oder gegebenenfalls enteist werden. Somit kann die Ladevorrichtung auch bei winterlichen Bedingungen zuverlässig betrieben werden, da der Hebemechanismus aufgrund der von der Leistungselektronik zuführbaren Abwärme eisfrei und somit funktionstüchtig gehalten werden kann.
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Vorzugsweise ist stromabwärts in Strömungsrichtung des erzeugbaren Luftstroms eine Luftleiteinrichtung hinter der Leistungselektronik und vor dem Hebemechanismus angeordnet. Mittels der Luftleiteinrichtung kann der mittels der Gebläseeinrichtung erzeugte Luftstrom, welcher durch Umströmen der Leistungselektronik bereits erwärmt worden ist, besonders gut auf den Hebemechanismus und insbesondere auf vereisungsgefährdete Teile des Hebemechanismus gerichtet werden. Dadurch kann eine zuverlässige Funktionsweise des Hebemechanismus auch bei Temperaturen um oder unterhalb des Gefrierpunkts und bei relativ hoher Luftfeuchtigkeit sowie hoher Feuchtigkeit des Hebemechanismus sichergestellt werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Ladevorrichtung eine Heizeinrichtung aufweist, welche derart angeordnet ist, dass der mittels der Gebläseeinrichtung erzeugbare Luftstrom die Heizeinrichtung umströmt und anschließend zum Hebemechanismus strömt. Die Heizeinrichtung kann dabei beispielsweise in Strömungsrichtung hinter der Leistungselektronik angeordnet sein. Der Vorteil dabei wäre, dass bei angeschalteter Gebläseeinrichtung der durch Umströmen der Heizeinrichtung erwärmte Luftstrom nicht zusätzlich noch die Leistungselektronik erwärmt. Alternativ ist es auch möglich, dass die Heizeinrichtung und die Leistungselektronik in Strömungsrichtung derart parallel angeordnet sind, dass die Heizeinrichtung die Leistungselektronik nicht erwärmt. Vorzugsweise ist dabei stromabwärts in Strömungsrichtung des erzeugbaren Luftstroms die zuvor bereits erwähnte Luftleiteinrichtung hinter der Heizeinrichtung und vor dem Hebemechanismus angeordnet. Dadurch kann der nach dem Umströmen der Heizeinrichtung erwähnte Luftstrom ebenfalls besonders gut kanalisiert und auf den Hebemechanismus und insbesondere auf vereisungsgefährdete Teile des Hebemechanismus gerichtet werden. Das Vorsehen der Heizeinrichtung bringt den Vorteil mit sich, dass der Hebemechanismus auch dann zuverlässig aufgeheizt beziehungsweise erwärmt werden kann, wenn die Leistungselektronik gerade nicht betrieben wird und keine Abwärme produziert. Die Heizeinrichtung. kann also bedarfsweise aktiviert und deaktiviert werden, sodass der Hebemechanismus eisfrei und somit funktionstüchtig gehalten werden kann. Bei der Heizeinrichtung kann es sich beispielsweise um stromgeschlossenen Heizdrähte handeln, über welche der von der Gebläseeinrichtung produzierte Luftstrom geleitet werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Ladevorrichtung eine Steuereinrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, die Gebläseeinrichtung oder die Gebläseeinrichtung und die Heizeinrichtung in Abhängigkeit von bereitgestellten Witterungsdaten, insbesondere hinsichtlich der Umgebungstemperatur und der Umgebungsluftfeuchtigkeit, zu betreiben. Die Ladevorrichtung kann dafür beispielsweise eine Sensoreinrichtung zur Bereitstellung der Witterungsdaten aufweisen. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise dazu ausgelegt sein, die Temperatur in unmittelbarer Nähe des Hebemechanismus sowie die Luftfeuchtigkeit in unmittelbarer Nähe des Hebemechanismus zu erfassen und entsprechende Daten der Steuereinrichtung bereitzustellen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass die Ladevorrichtung eine Kommunikationseinrichtung zum Empfangen der Witterungsdaten umfasst. Beispielsweise kann die Kommunikationseinrichtung dazu ausgebildet sein, drahtlos online verfügbare Wetterdaten zu empfangen und diese Daten der Steuereinrichtung bereitzustellen, sodass sie die Erwärmung des Hebemechanismus mittels der Gebläseeinrichtung und/oder der Heizeinrichtung entsprechend steuern kann. Insbesondere wenn sowohl die Sensoreinrichtung als auch die besagte Kommunikationseinrichtung vorgesehen werden, kann durch die redundante Bereitstellung von Daten hinsichtlich der Temperatur und der Luftfeuchtigkeit eine besonders zuverlässige Funktionsweise der Ladevorrichtung ermöglicht werden, da jederzeit entsprechende Witterungsdaten bereitgestellt werden können, in Abhängigkeit derer ein Aufheizen des Hebemechanismus erfolgen kann. Eine Vereisung des Hebemechanismus und insbesondere von beweglichen oder relativ zueinander beweglichen Teilen des Hebemechanismus kann somit sicher verhindert werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Gebläseeinrichtung oder die Gebläseeinrichtung und die Heizeinrichtung eine vorbestimmte Dauer vor einem bevorstehenden Ladevorgang zu aktivieren. Beispielsweise können fahrzeugspezifische Informationen über ein Kommunikationssystem mit der Ladevorrichtung ausgetauscht werden. Wenn ein Kraftfahrzeug in der Nähe der Ladevorrichtung sein oder sich der Ladevorrichtung nähern sollte, kann die Steuereinrichtung ein entsprechendes Signal erhalten. In diesem Fall ist es wahrscheinlich, dass bald ein Aufladevorgang des betreffenden Kraftfahrzeugs, genauer des elektrischen Energiespeichers des betreffenden Kraftfahrzeugs, mittels der Ladevorrichtung erfolgen soll. Noch bevor der eigentliche Ladevorgang beginnt, werden die Gebläseeinrichtung oder die Gebläseeinrichtung und die Heizeinrichtung mittels der Steuereinrichtung derart angesteuert, dass der zuvor gegebenenfalls noch vereiste oder teilweise vereiste Hebemechanismus enteist wird. Somit kann also sichergestellt werden, dass ein bevorstehender Ladevorgang auf jeden Fall problemlos durchgeführt werden kann.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Gebläseeinrichtung oder die Gebläseeinrichtung und die Heizeinrichtung zu aktivieren, falls zum Verstellen des Hebemechanismus eine Kraft aufgebracht wird, die größer als ein vorgegebener Kraftwert ist. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung mit einem Elektromotor verbunden ist, mittels welchem der Hebemechanismus verstellt werden kann. Dadurch kann die Steuereinrichtung Informationen beziehungsweise Daten abgreifen, welche die gerade zum Verstellen des Hebemechanismus aufgebrachte beziehungsweise notwendige Kraft kennzeichnen. Der vorgegebene Kraftwert ist dabei größer als eine üblicherweise zum Verstellen des nicht vereisten Hebemechanismus aufzubringende Kraft. Sollte beim Verstellen des Hebemechanismus jedoch eine Kraft aufgebracht werden, die größer als der vorgegebene Kraftwert ist, könnte dies ein Indiz dafür sein, dass der Hebemechanismus zumindest teilweise vereist und deswegen weniger leichtgängig als üblich ist. Es wird also spätestens beim Verstellen des Hebemechanismus detektiert, ob dieser vereist ist. Für diesen Fall ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die Gebläseeinrichtung alleine oder die Gebläseeinrichtung und die Heizeinrichtung zu aktivieren, sodass der Hebemechanismus möglichst schnell enteist und ein zuverlässiger Ladevorgang mittels der Ladevorrichtung sichergestellt werden kann.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Gebläseeinrichtung oder die Gebläseeinrichtung und die Heizeinrichtung zu aktivieren, falls ein Ladestrom während des Aufladens eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs einen vorgegebenen Ladestromwert unterschreitet. Eine Ursache dafür könnte nämlich sein, dass der Hebemechanismus nicht vollständig von der Verstauposition in die endgültige Ladeposition bewegt werden konnte, beispielsweise weil der Hebemechanismus vereist ist. Für einen derartigen Fall ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, die Gebläseeinrichtung alleine oder die Gebläseeinrichtung und die Heizeinrichtung zu aktivieren, sodass der gegebenenfalls vereiste Hebemechanismus relativ zügig in die wunschgemäße beziehungsweise bestimmungsgemäße Ladeposition bewegt und ein besonders effizienter Ladevorgang sichergestellt werden kann.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, die Gebläseeinrichtung oder die Gebläseeinrichtung und die Heizeinrichtung in vorgegebenen zyklischen Abständen zu aktivieren und zu deaktivieren. Je nachdem, wie viel Abwärme die Leistungselektronik noch nach einem Ladevorgang abstrahlt, kann es für eine gewisse Dauer sogar ausreichend sein, dass nur die Gebläseeinrichtung alleine zyklisch an- und ausgeschaltet wird, sodass die noch nach dem Ladevorgang abstrahlende Abwärme auf den Hebemechanismus gerichtet werden kann. Sollte hingegen ein Ladevorgang schon länger zurückliegen, kann es sinnvoll sein, zusätzlich noch die Heizeinrichtung zyklisch zu aktivieren und zu deaktivieren und genauso das Gebläse zu aktivieren und zu deaktivieren. Dadurch kann ohne einen großen Mess- und Steuerungsaufwand sichergestellt werden, dass der Hebemechanismus eisfrei gehalten wird. Die vorstehend genannten Betriebsweisen der Steuereinrichtung zum Betreiben der Gebläseeinrichtung und der Heizeinrichtung können dabei auch miteinander kombiniert werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung oder einer vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung wird ein Luftstrom mittels der Gebläseeinrichtung erzeugt, welcher die Leistungselektronik umströmt und anschließend zum Hebemechanismus strömt. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung sind dabei auch als vorteilhafte Ausführungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen, wobei die Ladevorrichtung insbesondere Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte aufweist.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur 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.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur eine Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs in einer schematischen Seitenschnittansicht, wobei die Ladevorrichtung einen Hebemechanismus aufweist, welcher dazu ausgelegt ist, eine Primärspule der Ladevorrichtung zwischen einer Verstauposition und einer Ladeposition zu bewegen.
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Eine Ladevorrichtung 10 zum induktiven Laden eines hier nicht dargestellten elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Primärspule 12, welche dazu ausgelegt ist, eine Spannung in einer hier nicht dargestellten Sekundärspule eines Kraftfahrzeugs zum Laden des betreffenden elektrischen Energiespeichers zu induzieren. Um einen besonders hohen Wirkungsgrad beim Ladevorgang zu erzielen, ist es wichtig, dass der Abstand zwischen der Primärspule 12 und der Sekundärspule möglichst gering ist. Daher weist die Ladevorrichtung 10 einen Hebemechanismus 14 auf, welcher dazu ausgelegt ist, die Primärspule 12 in Hochrichtung z der Ladevorrichtung 10, also in vertikaler Richtung, zwischen der hier gezeigten Verstauposition und einer ausgefahrenen Ladeposition zu bewegen. Mittels des Hebemechanismus 14 ist es also möglich, die Primärspule 12 näher an eine Sekundärspule desjenigen Kraftfahrzeugs zu bewegen, dessen elektrischer Energiespeicher induktiv aufgeladen werden soll.
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Der Hebemechanismus 14 kann beispielsweise, wie hier schematisch angedeutet, in Form einer Art Scherenhebebühne ausgebildet sein. Andere Ausgestaltungen beziehungsweise Wirkprinzipen des Hebemechanismus 14 sind ebenfalls möglich. Die Ladevorrichtung 10 umfasst eine Antriebseinheit 16, mittels welcher der Hebemechanismus 14 zwischen der hier gezeigten Verstauposition und in der in Hochrichtung z ausgefahrenen Ladeposition hin und her bewegbar ist. Der Hebemechanismus 14 umfasst einige bewegliche Teile, wie beispielsweise hier nicht näher gekennzeichnete Gelenke, Streben, Faltenbalge und dergleichen. Insbesondere bei winterlichen Witterungsbedingungen, also bei Temperaturen um oder unterhalb des Gefrierpunkts und einer relativ hohen Luftfeuchtigkeit, besteht die Gefahr, dass unter anderem die zueinander relativbeweglichen Komponenten beziehungsweise beweglichen Komponenten des Hebemechanismus 14 einfrieren und somit eine zuverlässige Funktionsweise des Hebemechanismus 14 gefährdet wird.
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Um eine zuverlässige Funktionsweise des Hebemechanismus 14 auch bei winterlichen Wetterbedingungen zu ermöglichen, also ein Einfrieren des Hebemechanismus 14 zu verhindern und/oder ein Enteisen des Hebemechanismus 14 zu ermöglichen, umfasst die Ladevorrichtung 10 eine Gebläseeinrichtung 18, welche derart angeordnet ist, dass ein mittels der Gebläseeinrichtung erzeugbarer Luftstrom eine Leistungselektronik 20 der Ladevorrichtung 10 und eine Heizeinrichtung 22 der Ladevorrichtung 10 umströmt und anschließend zum Hebemechanismus 14 über eine Luftleiteinrichtung 24 geleitet wird. Der so erwärmte Luftstrom kann dabei auch teilweise auf eine Aluminiumbodenplatte 26 geleitet werden, auf welcher der Hebemechanismus 14 angeordnet ist. Da die Aluminiumbodenplatte 26 ein guter Wärmeleiter ist, leitet diese auch gut die durch den Luftstrom herbeigeführte Wärme an den Hebemechanismus 14 weiter. Die Aluminiumbodenplatte 26 dient also als Bodenplatte der Ladevorrichtung 10 und ist aufgrund von positiv wirkenden Eigenschaften auf das während des Ladevorgangs erzeugten Magnetfelds der Ladevorrichtung 10 als Gehäuseteil ausgebildet. Da die Aluminiumbodenplatte 26 ein guter Wärmeleiter ist, kann die Abwärme der Leistungselektronik 20 und der Heizeinrichtung 22 über die Aluminiumbodenplatte 26 an den Hebemechanismus 14 übertragen werden. Vorzugsweise ist aber die Luftleiteinrichtung 24 so ausgebildet und ausgerichtet, dass der er wärmte Luftstrom direkt insbesondere auf kritische beziehungsweise schnell vereisende Teile des Hebemechanismus 14 gerichtet werden kann.
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Während Ladevorgängen entwickelt die Leistungselektronik 20 zwangsläufig eine gewisse Abwärme, sodass ein von der Gebläseeinrichtung 18 erzeugter Luftstrom beim Umströmen der Leistungselektronik 20 erwärmt und anschließend dem Hebemechanismus 14 zugeführt werden kann. Bei niedrigen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit – also, wenn eine Vereisungsgefahr des Hebemechanismus 14 besteht – wird durch die von der Leistungselektronik 20 dem Hebemechanismus 14 über den Luftstrom zugeführte Abwärme ein Vereisen des Hebemechanismus 14 verhindert und/oder es werden vereiste Komponenten des Hebemechanismus 14 enteist.
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Für den Fall, dass gerade kein Ladevorgang stattfindet und somit die Leistungselektronik 20 auch keine Abwärme produziert, kann die Heizeinrichtung 22 aktiviert werden, sodass der von der Gebläseeinrichtung 18 erzeugte Luftstrom beim Umströmen der Heizeinrichtung 22 erwärmt und dem Hebemechanismus 14 zugeführt werden kann. Je nach Witterungsbedingungen kann es aber auch sinnvoll sein, dass auch während des Ladevorgangs und somit während der Wärmeabgabe durch die Leistungselektronik 20 zusätzlich die Heizeinrichtung 22 aktiviert wird, um eine besonders hohe Heizleistung und somit Erwärmung des Hebemechanismus 14 zu ermöglichen.
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Die Ladevorrichtung 10 umfasst des Weiteren eine Steuereinrichtung 28, welche dazu ausgebildet ist, die Gebläseeinrichtung 18 und die Heizeinrichtung 22 anzusteuern. Des Weiteren umfasst die Ladevorrichtung 10 noch eine Sensoreinrichtung 30 zum Erfassen der Temperatur und Luftfeuchtigkeit Alternativ oder zusätzlich kann die Ladevorrichtung 10 auch eine hier nicht dargestellte Kommunikationseinrichtung aufweisen, mittels welcher beispielsweise Online-Wetterdaten empfangen werden können.
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Die Steuereinrichtung 28 ist dazu ausgebildet, die Gebläseeinrichtung 18 oder die Gebläseeinrichtung 18 und die Heizeinrichtung 22 in Abhängigkeit von den durch die Sensoreinrichtung 30 und/oder der besagten Kommunikationseinrichtung bereitgestellten Witterungsdaten zu betreiben. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass eine Grenztemperatur von beispielsweise 2 Grad, 1 Grad oder 0 Grad vorgegeben wird, wobei die Gebläseeinrichtung 18 und die Heizeinrichtung 22 automatisch mittels der Steuereinrichtung 28 aktiviert werden, sobald die Temperatur im Bereich der Ladevorrichtung 10 diese Grenztemperatur unterschreiten sollte. Ferner kann es auch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 28 die Gebläseeinrichtung 18 und die Heizeinrichtung 22 dann aktiviert, wenn die gemessene Luftfeuchtigkeit im Bereich der Ladevorrichtung 10 höher als ein vorgegebener Schwellwert sein sollte und die Temperatur im Bereich der Ladevorrichtung 10 unterhalb der besagten Grenztemperatur liegt. Das Aktivieren der Heizeinrichtung 22 kann dabei daran gebunden sein, ob die Leistungselektronik 20 gerade betriebe wird – also gerade ein Ladevorgang stattfindet – oder wann die Leistungselektronik 20 das letzte Mal betrieben worden ist. Sollte die Leistungselektronik 20 länger nicht mehr betrieben worden sein, so strahlt diese auch keine Abwärme mehr ab. In diesem Fall ist es sinnvoll, die Heizeinrichtung 22 zusätzlich zu der Gebläseeinrichtung 18 zu aktivieren, um einen heißen Luftstrom auf den Hebemechanismus 14 richten zu können.
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Die Steuereinrichtung 28 ist zudem dazu ausgebildet, die Gebläseeinrichtung 18 und die Heizeinrichtung 22 eine vorbestimmte Dauer vor einem bevorstehenden Ladevorgang zu aktivieren. Über ein nicht näher bezeichnetes Kommunikationssystem kann die Ladevorrichtung 10 beispielsweise in Kommunikation mit anderen zu ladenden Kraftfahrzeugen stehen. Sollte sich beispielsweise ein Kraftfahrzeug der Ladevorrichtung 10 nähern oder sich in unmittelbarer Nähe befinden, so kann die Steuereinrichtung 28 die Gebläseeinrichtung 18 und die Heizeinrichtung 22 vorsorglich aktivieren, sodass die Ladevorrichtung 10 und insbesondere der Hebemechanismus 14 funktionstüchtig und eisfrei sind. Die Steuereinrichtung 28 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, die Gebläseeinrichtung 18 und die Heizeinrichtung 22 fünf Minuten oder auch zehn Minuten oder auch wenige Sekunden vor einem angenommenen bevorstehenden Ladevorgang zu aktivieren. Diese vorbestimmte Dauer, mit welcher die Gebläseeinrichtung 18 und die Heizeinrichtung 22 vor einem angenommenen bevorstehenden Ladevorgang aktiviert werden, kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Heizleistung der Heizeinrichtung 22 und/oder den erfassten Umgebungswitterungsbedingungen der Ladevorrichtung 10 vorgegeben werden.
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Ferner kann die Steuereinrichtung 28 auch dazu ausgebildet sein, die Gebläseeinrichtung 18 alleine oder die Gebläseeinrichtung 18 und die Heizeinrichtung 22 zu aktivieren, falls zum Verstellen des Hebemechanismus 14 eine Kraft aufgebracht wird, die größer als ein vorgegebener Kraftwert ist. Der vorgegebene Kraftwert wird dabei vorzugsweise größer gewählt als eine üblicherweise notwendige Kraft zum Verstellen des eisfreien Hebemechanismus 14. Sollte also beim Betätigen beziehungsweise Verstellen des Hebemechanismus 14 zum Bewegen der Primärspule 12 von der Verstauposition in die Ladeposition eine Kraft mittels der Antriebseinheit 16 aufgebracht werden, die größer als der vorgegebene Kraftwert ist, könnte dies ein Indiz dafür sein, dass der Hebemechanismus 14 vereist ist. Infolge dessen steuert die Steuereinrichtung 28 die Gebläseeinrichtung 18 alleine oder die Gebläseeinrichtung 18 zusammen mit der Heizeinrichtung 22 an und aktiviert diese. Wird aufgrund des Aufheizens des Hebemechanismus 14 nun erfasst, dass die zum weiteren Verstellen des Hebemechanismus 14 aufzubringende Kraft wiederum kleiner als der vorgegebene Kraftwert ist, kann die Steuereinrichtung 28 die Gebläseeinrichtung 18 und/oder die Heizeinrichtung 22 wieder deaktivieren oder zumindest nur noch für eine kurze Zeit, beispielsweise eine Minute oder dergleichen, weiterbetreiben.
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Des Weiteren kann die Steuereinrichtung 28 dazu ausgebildet sein, die Gebläseeinrichtung 18 alleine oder die Gebläseeinrichtung 18 zusammen mit der Heizeinrichtung 22 zu aktivieren, falls ein Ladestrom während des Aufladens eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs einen vorgegebenen Ladestromwert unterschreitet. Dies könnte ein Indiz dafür sein, dass der Hebemechanismus 14 nicht vollständig in die Ladeposition bewegt werden konnte, beispielsweise, weil gewisse bewegliche oder relativbewegliche Komponenten des Hebemechanismus 14 vereist sind. Denn falls der Spalt zwischen der Primärspule 12 und der betreffenden Sekundärspule des aufzuladenden Kraftfahrzeugs zu groß sein sollte, wird sich während des Aufladens des betreffenden Energiespeichers des Kraftfahrzeugs ein verringerter Ladestrom einstellen. In einem derartigen Fall kann es vorgesehen sein, dass die Heizeinrichtung 22 und die Gebläseeinrichtung 18 von der Steuereinrichtung 28 aktiviert wird, um gegebenenfalls ein vollständiges Ausfahren des Hebemechanismus 14 in die Ladeposition zu ermöglichen. Falls die Leistungselektronik 20 ausreichend Abwärme produzieren sollte, kann es gegebenenfalls auch ausreichen, nur die Gebläseeinrichtung 18 zu aktivieren, sodass der die Leistungselektronik 20 umströmende Luftstrom den Hebemechanismus 14 enteist.
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Schließlich kann es auch noch vorgesehen sein, dass die Steuereinrichtung 28 dazu ausgebildet ist, die Gebläseeinrichtung 18 und die Heizeinrichtung 22 in vorgegebenen zyklischen Abständen zu aktivieren und zu deaktivieren. Für den Fall, dass die Leistungselektronik 20 betrieben wird und eine gewisse Abwärme produziert, kann es auch ausreichen, zumindest so lange wie die Leistungselektronik 20 eine ausreichende Abwärme produziert, das Gebläse 18 alleine zyklisch zu aktivieren und zu deaktivieren. Das zyklische Aktivieren und Deaktivieren der Gebläseeinrichtung 18 und/oder der Heizeinrichtung 22 kann beispielsweise witterungsabhängig erfolgen, also insbesondere, wenn Minusgrade vorliegen und eine erhöhte Luftfeuchtigkeit erfasst wird. Durch das zyklische Aktiveren und Deaktivieren der Gebläseeinrichtung 18 und der Heizeinrichtung 22 kann dauerhaft sichergestellt werden, dass der Hebemechanismus 14 nicht vereist und die Ladevorrichtung 10 somit durchgängig auch bei frostigen Temperaturen funktionsbereit gehalten werden kann.
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Entgegen der hier gezeigten schematischen Darstellung, gemäß welcher die Leistungselektronik 20 und die Heizeinrichtung 22 in Längsrichtung x der Ladevorrichtung 10 parallel und somit in Hochrichtung z übereinander angeordnet sind, können die Leistungselektronik 20 und die Heizeinrichtung 22 auch in Längsrichtung x hintereinander angeordnet werden. In letzterem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Heizeinrichtung 22 in Strömungsrichtung hinter der Leistungselektronik 20 angeordnet ist. Dadurch wird verhindert, dass der von der Gebläseeinrichtung 18 erzeugte Luftstrom zuerst die Heizeinrichtung 22 und danach die Leistungselektronik 20 passiert. Denn in einem derartigen Fall würde der durch Umströmen der Heizeinrichtung 22 bereits erhitzte Luftstrom der Leistungselektronik 20 zugeführt werden. Dies wäre zum einen schlecht für die Leistungselektronik 20 und zum anderen würde der bereits erhitzte Luftstrom gegebenenfalls durch die Leistungselektronik 20 abgekühlt werden und nicht noch zusätzliche Wärme von der Leistungselektronik 20 aufnehmen. Wird hingegen in Strömungsrichtung die Heizeinrichtung 22 hinter der Leistungselektronik 20 angeordnet, so kann der zunächst relativ kalte Luftstrom relativ viel Abwärme von der Leistungselektronik 20 aufnehmen und anschließend die Heizeinrichtung 22 passieren, welche üblicherweise noch mehr Abwärme generieren wird als die Leistungselektronik 20. Aufgrund der beim Umströmen der Heizeinrichtung 22 noch relativ großen Temperaturdifferenz zwischen dem durch Umströmen der Leistungselektronik 20 bereits erwärmten Luftstrom und der Temperatur der Heizeinrichtung 22 kann noch weitere Wärme mittels des Luftstroms aufgenommen und danach dem Hebemechanismus 14 zugeführt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2011/006884 [0002]
- DE 102010044999 A1 [0003]
- DE 102011076186 A1 [0004]
