DE102015012439B3 - System zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einer Primärwicklung an die Sekundärwicklung eines auf einem Boden verfahrbaren Fahrzeugs - Google Patents

System zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einer Primärwicklung an die Sekundärwicklung eines auf einem Boden verfahrbaren Fahrzeugs Download PDF

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Abstract

System zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einer Primärwicklung an die Sekundärwicklung eines auf einem Boden verfahrbaren Fahrzeugs, wobei die Sekundärwicklung am Fahrzeug befestigt ist, insbesondere mittels am Gestell des Fahrzeugs befestigter Haltemittel, wobei die Primärwicklung oberhalb des Fahrzeugs angeordnet ist, insbesondere also auf der vom Boden abgewandten Seite des Fahrzeugs.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einer Primärwicklung an die Sekundärwicklung eines auf einem Boden verfahrbaren Fahrzeugs.
  • Es ist allgemein bekannt, dass über einen Transformator, also eine induktive Kopplung, elektrische Energie übertragbar ist.
  • Insbesondere ist aus der DE 100 53 373 A1 ein Verfahren zur induktiven Energieübertragung bekannt.
  • Aus der DE 10 2012 022 479 A1 ist ein Fahrzeug bekannt, das eine Sekundärwicklung aufweist, die auf einer Ferritplatte aufgelegt ist.
  • Aus der DE 102 24 366 A1 sind Übertragungselemente in Form von Kettengliedern bekannt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einer Primärwicklung an die Sekundärwicklung eines auf einem Boden verfahrbaren Fahrzeugs weiterzubilden, wobei eine besonders einfache Übertragung erreichbar sein soll.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einer Primärwicklung an die Sekundärwicklung eines auf einem Boden verfahrbaren Fahrzeugs sind, dass die Sekundärwicklung am Fahrzeug befestigt ist, insbesondere mittels am Gestell des Fahrzeugs befestigter Haltemittel,
    wobei die Primärwicklung oberhalb des Fahrzeugs angeordnet ist, insbesondere also auf der vom Boden abgewandten Seite des Fahrzeugs.
  • Von Vorteil ist dabei, dass das Fahrzeug einen Energiespeicher aufweist, der somit über eine induktive Kopplung beladbar ist. Denn die übertragene Energie wird über einen Gleichrichter und einen DC/DC-Wandler einem Laderegler zuführbar, der die Beladung des Energiespeichers regelt. Die Installation des stationären Teils des Systems ist besonders einfach, da nur eine Primärwicklung an der Decke aufzuhängen ist. Somit ist der Boden unveränderlich verwendbar, muss also nicht baulich verändert werden gegenüber einem Boden, der für das Verfahren von Fahrzeugen tauglich gemacht ist. Da die Primärwicklung als Luftspule, also als Spule ohne Spulenkern, wie Ferrit, gemacht ist, weist sie ein nur geringes Gewicht auf und die Befestigung an der Decke der Anlage ist einfach ausführbar.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Primärwicklung und/oder Sekundärwicklung als Luftspule ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass ein geringes Gewicht vorhanden ist und somit die Befestigung der jeweiligen Wicklung in einfacher Weise ermöglicht ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Primärwicklung in einem aus Kettengliedern zusammengesetzten Ring angeordnet,
    insbesondere wobei jedes Kettenglied in Umfangsrichtung des Rings einen durchgehenden freien Raumbereich, insbesondere Ausnehmung oder Hohlraum, aufweist,
    insbesondere wobei jedes Kettenglied aus Kunststoff ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Wicklung geschützt anordenbar ist und formgebend geführt vorsehbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Sekundärwicklung in einem aus Kettengliedern zusammengesetzten Ring angeordnet,
    insbesondere wobei jedes Kettenglied in Umfangsrichtung des Rings einen durchgehenden freien Raumbereich, insbesondere Ausnehmung oder Hohlraum, aufweist,
    insbesondere wobei jedes Kettenglied aus Kunststoff ausgeführt ist. Von Vorteil ist dabei, dass die Wicklung geschützt anordenbar ist und formgebend geführt vorsehbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das jeweilige Kettenglied mit einem jeweils nächstbenachbarten Kettenglied klipsverbunden. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Herstellung ausführbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der die Primärwicklung aufnehmende Ring mittels Speichen und/oder Ringspreizmitteln formgebend gehalten,
    insbesondere wobei an den Speichen Leuchtmittel angeordnet sind,
    insbesondere wobei die, insbesondere alle, Speichen mit einem Zentralteil verbunden sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine stabile Formgebung mittels der Speichen erreichbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Ring mittels Halteseilen gehalten,
    insbesondere wobei die Halteseile an der Decke des Systems befestigt sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache Befestigung schnell ausführbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der die Sekundärwicklung aufnehmende Ring mittels Haltemitteln beabstandet gehalten von einem Trägerblech, das mittels Haltestangen am Fahrzeug, insbesondere am Gestell des Fahrzeugs, befestigt ist,
    insbesondere wobei das Trägerblech ein Stanzteil ist, insbesondere welches in einem Gitter insbesondere regelmäßig angeordnete Ausnehmungen aufweist,
    insbesondere wobei am Trägerblech und/oder an den Haltemitteln Leuchtmittel angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass das Trägerblech eine abschirmende Wirkung aufweist. Denn Wechselmagnetfelder erzeugen im metallischen Material des Trägerblechs Wirbelströme, so dass die Ausbreitung des Magnetfelds erschwert ist. Mittels der gitterförmig angeordneten Ausnehmungen ist das Trägerblech zur Positionierung zumindest teilweise durchsichtig. Somit ist es dem Fahrer ermöglicht, das Fahrzeug in einfacher Weise zu positionieren.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Fahrzeug eine Kapazität angeordnet, welche der Sekundärwicklung parallel und/oder in Reihe derart zugeschaltet ist, dass die Resonanzfrequenz des so gebildeten Schwingkreises im Wesentlichen der Frequenz des in die Primärwicklung eingeprägten Wechselstromes entspricht. Von Vorteil ist dabei, dass ein hoher Wirkungsgrad bei der induktiven Übertragung erreichbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Fahrzeug ein DC/DC-Wandler angeordnet, welcher die von der Sekundärwicklung bereit gestellte und mittels eines Gleichrichters gleichgerichtete Gleichspannung wandelt. Von Vorteil ist dabei, dass die an der Sekundärwicklung bereit gestellte Spannung angepasst wird auf denjenigen Wert, der vom Verbraucher, insbesondere Laderegler, benötigt wird.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
    In der 1 ist ein Ladesystem zur induktiven Energieübertragung an einen vorzugsweise bewegbaren elektrischen Verbraucher, also Fahrzeug 1, in Schrägansicht dargestellt, wobei das Fahrzeug noch nicht in der für die Übertragung vorgesehenen Position sich befindet, also die Sekundärwicklung 3 von der Primärwicklung 4 einen noch zu großen Abstand aufweist.
  • In der 2 befindet sich das Fahrzeug 1 in der für die Übertragung vorgesehenen Position, wobei somit die Primärwicklung 4 in Gravitationsrichtung über der Sekundärwicklung 3 sich befindet.
  • In der 3 ist die über der Sekundärwicklung 3 sich befindende Primärwicklung 4 in Schrägansicht dargestellt.
  • Wie in den 1 bis 3 erkennbar, ist das Fahrzeug 1 auf einem Boden verfahrbar.
  • An seiner Oberseite, insbesondere über am Gestell des Fahrzeugs befestigten Haltestangen 2 ist ein Trägerblech 16 angeordnet und gehalten, an welchem die Sekundärwicklung 3 mittels Haltemitteln 7 gehalten ist.
  • Hierbei weist das Trägerblech 16 Ausnehmungen auf und ist vertikal ausgerichtet, also parallel zur am durch den Boden dargestellten Verfahrfläche. Die Ausnehmungen bilden vorzugsweise ein Gitter. Somit ist eine optische Sichtkontrolle bei der Positionierung des Fahrzeugs 1 ermöglicht. Denn die Ausnehmungen sind jeweils derart groß und das Gitter derart dicht, dass vom Fahrzeug 1 aus das Erreichen derjenigen Position des Fahrzeugs 1 erkennbar ist, in welcher die Primärwicklung 4 und die Sekundärwicklung 3 die betragsgrößte induktive Kopplungsstärke aufweisen.
  • Die Haltemittel 7 beabstanden die Primärwicklung 3 von dem Trägerblech 16, das aus metallischem und somit elektrisch leitfähigem Material hergestellt ist. Somit ist eine teilweise Abschirmung der von der Sekundärwicklung 3 erzeugten Wechselmagnetfelder bewirkbar.
  • Die Sekundärwicklung 3 ist in einen aus Kettengliedern gebildeten Ring eingelegt, welcher mittels der Haltemittel 7 formgebend gehalten ist. Die Haltemittel 7 sind auf dem Trägerblech 16 angeordnet und mit diesem verbunden. Dabei sind die Haltemittel 7 auf einem gedachtem Kreis angeordnet und in Umfangsrichtung des Kreises regelmäßig voneinander beabstandet.
  • Die Kettenglieder sind zur Bildung des Rings jeweils miteinander klipsverbunden und vorzugsweise aus Kunststoff ausgeführt.
  • Die Primärwicklung 4 ist ebenfalls in einen solchen aus Kettengliedern gebildeten Ring eingelegt, welcher von in Umfangsrichtung des Rings vorzugsweise voneinander regelmäßig beabstandeten Ringspreizmitteln 10 mit Speichen 13 verbunden ist, die jeweils Leuchtmittel, wie LED, aufweisen. Dabei ist jede Speiche 13 an ihrem radial äußeren Ende mit dem Ringspreizmittel 10 verbunden, das jeweils wiederum mit dem aus den Kettengliedern gebildeten Ring verbunden ist. Mittels der Speichen 13 sind mehrere Punkte am Kreisumfang fest vorgebbar. Die Ringspreizmittel 10 sind jeweils in Umfangsrichtung weiter ausgedehnt als eine jeweilige Speiche 13.
  • Ein in der Mitte des Kreises auf dem Trägerblech 16 befestigtes Geberelement 12 weist eine Kreisplatte auf, die aus metallischem Material gefertigt ist. In der Position der größten induktiven Kopplungsstärke, also in derjenigen Position, in welcher das Fahrzeug derart positioniert ist, dass Primärwicklung und Sekundärwicklung koaxial zueinander ausgerichtet sind, liegt das Geberelement 12, insbesondere die Kreisplatte, im empfindlichen Raumbereich des Sensors 11. Das Geberelement 12, insbesondere die Kreisplatte, hat eine derart große Ausdehnung, dass das Geberelement 12 auch bei Abweichungen von dieser koaxialen Idealposition detektierbar ist, wobei diese Abweichungen nur derart groß sind, dass eine vorgegebene Kopplungsstärke noch vorhanden ist.
  • An ihrem radial inneren Endbereich sind die Speichen alle auf ein Zentralteil 19 zusammengeführt, also mit diesem jeweils verbunden.
  • Auf diese Weise ist ein Sensor 11 mit dem Zentralteil 19 verbunden und dabei vorzugsweise auf verschwindendem Radialabstand angeordnet, also auf der gedachten Ringachse. Hierbei ist der Sensor 11 vorzugsweise auf der dem Geberelement 12 zugeordneten Seite des Zentralteils 11 angeordnet.
  • Die jeweiligen Kettenglieder sind in Umfangsrichtung, also in Ringumfangsrichtung, durchgehend hohl ausgeführt, so dass die jeweilige Wicklung in einfacher Weise durch die jeweiligen Kettenglieder durchführbar ist. Somit ist die jeweilige Wicklung gut schützt und formgebend in der aus den jeweiligen Kettengliedern gebildeten Kette angeordnet.
  • Der die Primärwicklung 4 aufnehmende Ring ist mittels Halteseilen 9 an der Decke des das Ladesystem aufnehmenden Gebäudes direkt oder indirekt befestigt oder der die Primärwicklung 4 aufnehmende Ring ist mittels Halteseilen 9 an einem Befestigungselement gehalten, das wiederum an der Decke des das Ladesystem aufnehmenden Gebäudes direkt oder indirekt befestigt ist.
  • Da die Primärwicklung 4 und die Sekundärwicklung 3 jeweils als Luftspulen, also ohne Ferritkern, ausgeführt sind, sind ihre Massen jeweils sehr gering und die Befestigung ohne besonderen Aufwand ausführbar. Außerdem ist beim Positionieren des Fahrzeugs eine Sichtkontrolle in einfacher Weise ausführbar, weil die Luftspulen im Wesentlichen ringförmig, also im radialen Innenbereich im Wesentlichen hohl ausgeführt sind und daher transparent sind.
  • Die Sekundärwicklung ist aus zumindest zwei Teilwicklungen zusammengesetzt. Die erste der beiden Teilwicklungen ist hierbei zur induktiven Übertragung von Leistung vorgesehen. Die zweite der beiden Teilwicklungen ist zur Versorgung der Leuchtmittel vorgesehen. Wenn also das Fahrzeug eine derartige Position erreicht, in welcher die Kopplungsstärke einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet, werden die Leuchtmittel bestromt und leuchten somit. Auf diese Weise ist eine optische Anzeige des Erreichens einer Position mit genügend großer Kopplungsstärke in einfacher Weise realisierbar.
  • Der zwischen Primärwicklung 3 und Sekundärwicklung 4 bestehende Luftspalt 5 ist nur unwesentlich, da beide Wicklungen Luftspulen sind und somit keine Verschlechterung des Wirkungsgrades bei der induktiven Energieübertragung entsteht durch einen Luftspalt, der mindestens fünfmal schmaler ist als der Durchmesser der jeweiligen Wicklung (3, 4).
  • An den Speichen 13 sind Leuchtmittel, insbesondere LED, angeordnet, die somit die Positionierung erleichtern. Beispielhaft strahlen die Leuchtmittel eine erste Farbe ab, solange das Fahrzeug 1 noch nicht die zur Beladung notwendig Position erreicht hat. Sobald jedoch die für die Beladung vorgesehene Position erreicht ist, also die Kopplungsstärke einen vorgegebenen schwellwert überschritten hat, wird eine im Vergleich zu ersten andere Farbe abgestrahlt.
  • Ebenso sind sekundärseitig Anzeigeelemente 6, insbesondere Leuchtmittel, wie LED oder dergleichen, vorgesehen. Beispielhaft sind diese Anzeigeelemente 6 am aus den Kettengliedern 17 gebildeten Ring angebracht, so dass Funktionsstatus anzeigbar sind, wie beispielsweise das Aufnehmen einer bestimmten elektrischen Leistung durch die Sekundärwicklung 3.
  • Am Fahrzeug 1 ist ein Anpasssteller 18 vorgesehen, der zum Anpassen der von der Sekundärwicklung 3 bereit gestellten Spannung an die von den auf dem Fahrzeug angeordneten elektrischen Verbrauchern vorgesehen ist. Hierzu wird die von dem die Sekundärwicklung 3 enthaltenden Schwingkreis bereit gestellte Spannung gleichgerichtet und einem vom Anpasssteller 18 umfassten DC/DC-Wandler zugeführt.
  • Die Versorgungsleitung 14, welche die Primärwicklung 4 versorgt, und die Signalleitung 15 für Sensorsignale, also für die Signale des Sensors 11, sind nach oben, insbesondere zur Decke und/oder zum Befestigungselement, geführt und von dort zu einem einspeisenden Elektrogerät, welches als Stromquelle für die Primärwicklung 4 fungiert und abhängig von der vom Sensor 11 erzeugten Signalspannung arbeitet. Bei Detektion des Fahrzeugs 1, also bei Eintreffen des Geberelements 12 im empfindlichen Bereich des Sensors 11, wird ein Wechselstrom in die Primärwicklung 4 eingeprägt, der eine erste Amplitude aufweist.
  • Die an der Primärwicklung 4 anliegende Spannung wird erfasst und der durch die Primärwicklung 4 fließende Strom wird ebenfalls erfasst. Daraus wird die abgegebene Leistung bestimmt und somit erkennbar, ob eine fehlerhafte Auslösung durch einen beliebigen Körper vorliegt oder ob das Fahrzeug 1 eingetroffen ist. Wenn die abgegebene Leistung einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet und/oder in einem vorgegebenen Wertebereich liegt, wird davon ausgegangen, dass das Fahrzeug 1 eingetroffen ist und im vorgesehenen Positionsbereich sich befindet. Somit wird daraufhin ein Wechselstrom mit einer Amplitude in die Primärwicklung 4 eingespeist, deren Betrag größer als der Betrag der ersten Amplitude ist. Hierbei wird also dann die Übertragung der vollen Nennleistung ausgeführt.
  • Das Trägerblech 16 ist vorzugsweise ein Stanzteil, insbesondere aus Stahlblech.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Haltestangen
    3
    Sekundärwicklung
    4
    Primärwicklung
    5
    Luftspalt
    6
    Anzeigeelemente, insbesondere Leuchtmittel, wie LED oder dergleichen
    7
    Haltemittel
    8
    elektrische Leitung
    9
    Halteseil
    10
    Ringspreizmittel
    11
    Sensor
    12
    Geberelement
    13
    Speiche mit Leuchtmittel, insbesondere LED,
    14
    Versorgungsleitung
    15
    Signalleitung für Sensorsignale
    16
    Trägerblech
    17
    Kettenglied
    18
    Anpasssteller, insbesondere zum Anpassen der von der Sekundärwicklung 3 bereit gestellten Spannung
    19
    Zentralteil

Claims (5)

  1. System zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einer Primärwicklung an die Sekundärwicklung eines auf einem Boden verfahrbaren Fahrzeugs, wobei die Sekundärwicklung am Fahrzeug befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärwicklung oberhalb des Fahrzeugs angeordnet ist, wobei die Primärwicklung und die Sekundärwicklung als Luftspule ausgeführt ist, wobei die Primärwicklung in einem aus Kettengliedern zusammengesetzten Ring angeordnet ist, wobei jedes Kettenglied in Umfangsrichtung des Rings einen durchgehenden freien Raumbereich, also Ausnehmung oder Hohlraum, aufweist, wobei jedes Kettenglied der Primärwicklung aus Kunststoff ausgeführt ist, wobei die Sekundärwicklung in einem aus Kettengliedern zusammengesetzten Ring angeordnet ist, wobei jedes Kettenglied in Umfangsrichtung des Rings einen durchgehenden freien Raumbereich, also Ausnehmung oder Hohlraum, aufweist, wobei jedes Kettenglied der Sekundärwicklung aus Kunststoff ausgeführt ist, wobei das jeweilige Kettenglied mit einem jeweils nächstbenachbarten Kettenglied klipsverbunden ist, wobei der die Primärwicklung aufnehmende Ring mittels Speichen und/oder Ringspreizmitteln formgebend gehalten ist.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring mittels Halteseilen gehalten ist.
  3. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der die Sekundärwicklung aufnehmende Ring mittels Haltemitteln beabstandet gehalten ist von einem Trägerblech, das mittels Haltestangen am Fahrzeug befestigt ist.
  4. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Fahrzeug eine Kapazität angeordnet ist, welche der Sekundärwicklung parallel und/oder in Reihe derart zugeschaltet ist, dass die Resonanzfrequenz des so gebildeten Schwingkreises im Wesentlichen der Frequenz des in die Primärwicklung eingeprägten Wechselstromes entspricht.
  5. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Fahrzeug ein DC/DC-Wandler angeordnet ist, welcher die von der Sekundärwicklung bereit gestellte und mittels eines Gleichrichters gleichgerichtete Gleichspannung wandelt.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020114627A1 (de) * 2018-12-07 2020-06-11 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Anzeigemittel zum anzeigen der stärke eines wechselmagnetfelds eines primärleiters

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10224366A1 (de) * 2002-05-28 2003-12-18 Helmut Lehmer Gmbh Stahl Und M Elektrohängebahnfahrzeug
DE102012022479A1 (de) * 2012-11-19 2014-05-22 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Fahrzeug, System und Verfahren zum Betreiben eines Systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10224366A1 (de) * 2002-05-28 2003-12-18 Helmut Lehmer Gmbh Stahl Und M Elektrohängebahnfahrzeug
DE102012022479A1 (de) * 2012-11-19 2014-05-22 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Fahrzeug, System und Verfahren zum Betreiben eines Systems

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020114627A1 (de) * 2018-12-07 2020-06-11 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Anzeigemittel zum anzeigen der stärke eines wechselmagnetfelds eines primärleiters

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