DE102015104858A1 - Vorrichtung zum berührungslosen Laden eines elektrischen Energiespeichermittels eines Kraftfahrzeugs - Google Patents

Vorrichtung zum berührungslosen Laden eines elektrischen Energiespeichermittels eines Kraftfahrzeugs Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zum berührungslosen Laden eines elektrischen Energiespeichermittels eines Kraftfahrzeugs, umfassend – mindestens eine Primärspule (3), die an ein elektrisches Stromversorgungsnetz anschließbar ist, sowie – ein Bodengehäuse (4), innerhalb dessen die Primärspule (3) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (1) so ausgebildet ist, dass die Primärspule (3) im Betrieb von einem Wechselstrom durchflossen werden kann und ein magnetisches Wechselfeld erzeugen kann, das in einer fahrzeugseitigen, durch einen Luftspalt von der Primärspule (3) getrennten Sekundärspule eine elektrische Wechselspannung induzieren kann, aus der ein zeitlich veränderlicher Stromfluss resultiert, der mittels eines fahrzeugseitig vorgesehenen Gleichrichtermittels in einen Gleichstrom zum Aufladen des an das Gleichrichtermittel angeschlossenen elektrischen Energiespeichermittels wandelbar ist, wobei die mindestens eine Primärspule (3) unter Einwirkung einer äußeren Druckkraft mechanisch nachgebend an das Bodengehäuse (4) angebunden ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum berührungslosen Laden eines elektrischen Energiespeichermittels eines Kraftfahrzeugs, umfassend mindestens eine Primärspule, die an ein elektrisches Stromversorgungsnetz anschließbar ist, sowie ein Bodengehäuse, innerhalb dessen die Primärspule angeordnet ist, wobei die Vorrichtung so ausgebildet ist, dass die Primärspule im Betrieb von einem Wechselstrom durchflossen werden kann und ein magnetisches Wechselfeld erzeugen kann, das in einer fahrzeugseitigen, durch einen Luftspalt von der Primärspule getrennten Sekundärspule eine elektrische Wechselspannung induzieren kann, aus der ein zeitlich veränderlicher Stromfluss resultiert, der mittels eines fahrzeugseitig vorgesehenen Gleichrichtermittels in einen Gleichstrom zum Aufladen des an das Gleichrichtermittel angeschlossenen elektrischen Energiespeichermittels wandelbar ist.
  • Alternative Antriebe spielen in der Kraftfahrzeugtechnik eine zunehmend größere Rolle. Aus dem Stand der Technik sind Kraftfahrzeuge bekannt, bei denen der Antrieb eine elektrische Maschine oder eine Kombination aus einer elektrischen Maschine und einer Brennkraftmaschine (so genannte Hybrid-Elektrofahrzeuge) umfasst. Derartige Kraftfahrzeuge weisen ein elektrisches Energiespeichermittel zum Speichern elektrischer Energie auf, die zum Speisen der elektrischen Maschine verwendet wird. Das elektrische Energiespeichermittel, dessen elektrisches Spannungsniveau typischerweise im Bereich zwischen 200 V und 400 V liegt, weist eine Vielzahl aufladbarer Akkumulatorzellen oder aufladbarer Blöcke von Akkumulatorzellen auf, die miteinander verschaltet sind.
  • Um das elektrische Energiespeichermittel aufladen zu können, sind aus dem Stand der Technik unterschiedliche Lösungsansätze bekannt. Häufig erfolgt das Aufladen mit Hilfe eines Ladekabels, das an eine Ladeschnittstelle des Kraftfahrzeugs und an eine Ladeschnittstelle eines öffentlichen Stromversorgungsnetzes angeschlossen werden kann (so genannte Plug-In-Technik). Bei den Ladeschnittstellen des öffentlichen Stromversorgungsnetzes handelt es sich häufig um genormte Steckdosen, in die ein herkömmlicher Ladestecker des Ladekabels eingesteckt werden kann. Der Ladevorgang am öffentlichen Stromversorgungsnetz erfordert stets einen Eingriff des Fahrzeugnutzers, da das Ladekabel in die dafür vorgesehenen Ladeschnittstellen eingesteckt werden muss, wodurch diese einem Verschleiß unterliegen. Wird das Ladekabel vom Fahrzeugnutzer versehentlich nicht mitgeführt, ist ein Aufladen des elektrischen Energiespeichermittels des Kraftfahrzeugs nicht möglich. Wenn Ladestationen für elektrische Energiespeichermittel von Kraftfahrzeugen in öffentlich zugänglichen Bereichen installiert sind, besteht ferner das Problem, dass diese häufig durch Vandalismus beschädigt werden.
  • Um den vorstehend genannten Problemen abzuhelfen, ist es aus dem Stand der Technik bereits bekannt, das Energiespeichermittel eines Kraftfahrzeugs, mittels dessen die elektrische Maschine gespeist werden kann, durch Induktion berührungslos aufzuladen. Zu diesem Zweck werden zwei Spulen benötigt. Eine erste Spule (Primärspule) ist in einem Bodengehäuse untergebracht und an ein öffentliches Stromversorgungsnetz angeschlossen. Ferner ist eine zweite Spule (Sekundärspule) im Bereich eines Unterbodens des Kraftfahrzeugs positioniert. Die Primärspule und die Sekundärspule müssen zum Aufladen des elektrischen Energiespeichermittels des Kraftfahrzeugs möglichst exakt übereinander positioniert und somit in x-, y- und z-Richtung zueinander ausgerichtet sein. Die bodenseitig vorgesehene Primärspule wird zum Aufladen des elektrischen Energiespeichermittels von einem elektrischen Wechselstrom durchflossen. Die Primärspule generiert ein magnetisches Wechselfeld, welches in der fahrzeugseitigen Sekundärspule eine Wechselspannung induziert, die einen zeitlich veränderlichen Stromfluss zur Folge hat. Fahrzeugseitig ist ein Gleichrichtermittel vorgesehen, um eine Gleichrichtung des Wechselstroms zu bewirken, so dass das elektrische Energiespeichermittel aufgeladen werden kann.
  • Der Abstand zwischen der Primärspule und der Sekundärspule in z-Richtung (Hochrichtung) kann durch die Verwendung einer Hubvorrichtung, die innerhalb des Bodengehäuses angeordnet ist und zum Beispiel scherenartig ausgebildet sein kann, variiert werden. Durch Anheben der Primärspule kann die Größe eines Luftspalts zwischen der Primärspule und der Sekundärspule in definierter Weise variiert und passend eingestellt werden.
  • Moderne Kraftfahrzeuge sind häufig mit einem höhenverstellbaren Fahrwerk ausgestattet, mittels dessen zumindest zwei unterschiedliche Höhenniveaus des Kraftfahrzeugs einstellbar sind. Das höhenverstellbare Fahrwerk kann zum Beispiel eine höhenverstellbare Luftfederungseinrichtung umfassen. Wie in der WO 2014/114762 A2 , der WO 2012/079668 A2 und in der US 2012/0025761 A1 offenbart, besteht die Möglichkeit, durch Absenken des höhenverstellbaren Fahrwerks vor dem Beginn des Ladeprozesses den Abstand zwischen der bodenseitigen Primärspule und der fahrzeugseitigen Sekundärspule und damit die Größe des Luftspaltes einzustellen. Bei Verwendung der oben beschriebenen Vorrichtung zum berührungslosen Laden des elektrischen Energiespeichermittels eines Kraftfahrzeugs, welches ein höhenverstellbares Fahrwerk aufweist, kann die Einstellung des Luftspaltes wahlweise durch Absenken des höhenverstellbaren Fahrwerks oder durch Anheben der Primärspule mit Hilfe der Hubvorrichtung erfolgen. Auch eine Kombination beider Höhenverstellungen (d.h. Absenken des höhenverstellbaren Fahrwerks und Anheben der Primärspule mittels der Hubvorrichtung) ist grundsätzlich denkbar. Dieses kann zum Beispiel bei einem Kraftfahrzeug mit einer relativ großen Bodenfreiheit, wie zum Beispiel bei einem Geländewagen, erforderlich sein, wenn die Absenkung des Kraftfahrzeugs mittels des höhenverstellbaren Fahrwerks nicht ausreicht, um den Luftspalt zwischen der Primärspule und der Sekundärspule auf das erforderliche Maß einzustellen. Grundsätzlich kann die Hubvorrichtung innerhalb des Bodengehäuses entfallen, wenn das Kraftfahrzeug mittels des höhenverstellbaren Fahrwerks so weit abgesenkt werden kann, dass der Luftspalt zwischen der Primärspule und der Sekundärspule auf das entsprechende Maß eingestellt werden kann.
  • Bei Kraftfahrzeugen, bei denen das höhenverstellbare Fahrwerk eine Luftfederungseinrichtung umfasst, kann das Problem auftreten, dass die Luftfederungseinrichtung bei längerer Standzeit des Kraftfahrzeugs absackt. Wenn das Kraftfahrzeug zum Aufladen des elektrischen Energiespeichermittels oberhalb des Bodengehäuses mit der Primärspule positioniert ist, kann das Absacken der Luftfederungseinrichtung unter Umständen dazu führen, dass das Kraftfahrzeug auf der Primärspule aufsetzt, wodurch es unter Umständen zu Beschädigungen kommen kann.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum berührungslosen Laden eines elektrischen Energiespeichermittels eines Kraftfahrzeugs der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass Beschädigungen, die durch ein Aufsetzen des Kraftfahrzeugs auf der Primärspule hervorgerufen werden können, verhindert werden können.
  • Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum berührungslosen Laden eines elektrischen Energiespeichermittels eines Kraftfahrzeugs zeichnet sich dadurch aus, dass die mindestens eine Primärspule unter Einwirkung einer äußeren Druckkraft mechanisch nachgebend an das Bodengehäuse angebunden ist. Die Erfindung geht von der Idee aus, die Primärspule nicht starr, sondern nachgebend an das Bodengehäuse anzubinden. Durch die Vermeidung einer starren Anbindung der Primärspule an das Bodengehäuse kann insbesondere dem Problem begegnet werden, dass ein Kraftfahrzeug mit einem höhenverstellbaren Fahrwerk, welches eine Luftfederungseinrichtung aufweist, bei einem zum Beispiel standzeitbedingten Absacken der Luftfederungseinrichtung auf der Primärspule derart aufsetzt, dass daraus Beschädigungen resultieren können. Durch das Absacken der Luftfederungseinrichtung wird von oben ein Druck auf die Primärspule ausgeübt, der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung dazu führt, dass die nachgebend an das Bodengehäuse angebundene Primärspule nach unten gedrückt wird, so dass Beschädigungen wirksam verhindert werden können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung mindestens ein Druckfedermittel umfasst, mittels dessen die Primärspule an das Bodengehäuse angebunden ist. Dadurch kann eine robust ausgestaltete nachgebende Anbindung der Primärspule an das Bodengehäuse erreicht werden.
  • In diesem Zusammenhang hat es sich als zweckmäßig erwiesen, dass sich das mindestens eine Druckfedermittel zwischen einem Bodenabschnitt des Bodengehäuses und der Primärspule erstreckt. Die Federkraft des mindestens einen Druckfedermittels wirkt somit der Gewichtskraft des Kraftfahrzeugs genau entgegen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das mindestens eine Druckfedermittel als Schraubenfeder ausgebildet ist. Dadurch kann das mindestens eine Druckfedermittel mechanisch besonders robust ausgebildet werden.
  • In einer alternativen Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, dass das mindestens eine Druckfedermittel als Gasdruckfeder ausgebildet ist. Dadurch wird ebenfalls eine mechanisch robuste Ausgestaltung des Druckfedermittels erreicht.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Länge des mindestens einen Druckfedermittels so gewählt sein, dass sich die Primärspule im entspannten Zustand des mindestens einen Druckfedermittels oberhalb einer oberen Gehäuseöffnung des Bodengehäuses erstreckt. Bei einer Beaufschlagung des mindestens einen Druckfedermittels mit einer Druckkraft kann sich die daran angebundene Primärspule insbesondere in das Innere des Bodengehäuses hineinbewegen.
  • Vorzugsweise kann die Länge des mindestens einen Druckfedermittels so gewählt sein, dass die Primärspule im unbelasteten Zustand des Druckfedermittels von der Sekundärspule derart beabstandet ist, dass sich in einem unteren Höhenniveau eines höhenverstellbaren Fahrwerks des Kraftfahrzeugs, das mindestens zwei Höhenniveaus aufweist, ein Luftspalt zwischen der Primärspule und der Sekundärspule bildet. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass der Luftspalt zwischen der Primärspule und der Sekundärspule durch Absenken des höhenverstellbaren Fahrwerks sicher eingeregelt werden kann.
  • In einer besonders bevorzugten Weiterbildung besteht die Möglichkeit, dass die Vorrichtung eine Mehrzahl derartiger Druckfedermittel aufweist. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, die auf die Primärspule bei einem Aufsetzen des Kraftfahrzeugs einwirkende Druckkraft auf mehrere Druckfedermittel zu verteilen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Bodengehäuse eine Bauhöhe aufweist, die so gewählt ist, dass bei einem Absacken des Kraftfahrzeugs ein Aufsetzen des Kraftfahrzeugs an einer Oberseite des Bodengehäuses verhindert werden kann. Durch diese Maßnahme wird zum Beispiel verhindert, dass bei einem standzeitbedingten Absacken einer Luftfederungseinrichtung eines höhenverstellbaren Fahrwerks des Kraftfahrzeugs die Primärspule zwar nachgibt, aber das Kraftfahrzeug dennoch auf einer Oberseite des Bodengehäuses aufsetzt.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei zeigen
  • 1 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung, die das physikalische Prinzip eines berührungslosen Aufladens eines elektrischen Energiespeichermittels eines Kraftfahrzeugs durch Induktion veranschaulicht,
  • 2 eine schematisch stark vereinfachte Darstellung einer Vorrichtung zum berührungslosen Laden eines elektrischen Energiespeichermittels eines Kraftfahrzeugs, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.
  • Unter Bezugnahme auf 1 soll nachfolgend das physikalische Grundprinzip eines berührungslosen Aufladens eines elektrischen Energiespeichermittels 2 eines Kraftfahrzeugs, welches als Antrieb eine elektrische Maschine oder eine Kombination aus einer elektrischen Maschine und einer Brennkraftmaschine (so genanntes Hybrid-Elektrofahrzeug) aufweist, näher erläutert werden. Eine für diesen Zweck eingerichtete Vorrichtung 1 zum berührungslosen Aufladen des elektrischen Energiespeichermittels 2 weist eine Primärspule 3 auf, die in einem Bodengehäuse 4, welches in 2 dargestellt ist, angeordnet ist. Die Primärspule 3 schließt eine obere Gehäuseöffnung des Bodengehäuses 4 ab.
  • Im Bereich eines Unterbodens 5 weist das Kraftfahrzeug eine Sekundärspule 6 auf, die an ein Gleichrichtermittel 7 angeschlossen ist wobei die Sekundärspule 6 und das Gleichrichtermittel 7 von einem gemeinsamen Gehäuse umfasst sein können. Das Gleichrichtermittel 7 ist seinerseits an das elektrische Energiespeichermittel 2 angeschlossen. Die Primärspule 3 und die Sekundärspule 6 müssen zum Aufladen des elektrischen Energiespeichermittels 2 des Kraftfahrzeugs in x-, y- und z-Richtung zueinander ausgerichtet und möglichst exakt übereinander positioniert sein. Die Primärspule 3 ist an ein öffentliches Stromversorgungsnetz angeschlossen und wird zum Aufladen des elektrischen Energiespeichermittels 2 von einem elektrischen Wechselstrom durchflossen. Die Primärspule 3 generiert dadurch ein magnetisches Wechselfeld 10, welches die fahrzeugseitige Sekundärspule 6 zumindest teilweise durchdringt und in dieser eine Wechselspannung induziert. Diese Wechselspannung hat einen zeitlich veränderlichen Stromfluss zur Folge. Das fahrzeugseitig vorgesehene Gleichrichtermittel 7 bewirkt eine Gleichrichtung des Wechselstroms, so dass das daran angeschlossene elektrische Energiespeichermittel 2 geladen werden kann.
  • Wenn das Kraftfahrzeug mit einem höhenverstellbaren Fahrwerk, das eine Luftfederungseinrichtung aufweist, ausgestattet ist, kann das Problem auftreten, dass die Luftfederungseinrichtung bei einer längeren Standzeit des Kraftfahrzeugs absackt. Dadurch kann das Kraftfahrzeug unter Umständen auf der bodenseitig angeordneten Primärspule 3 aufsetzen und dadurch Beschädigungen hervorrufen.
  • Um diesem Problem abzuhelfen, ist das Bodengehäuse 4 der in 2 dargestellten Vorrichtung 1 zum berührungslosen Laden des elektrischen Energiespeichermittels 2 hinsichtlich seiner Bauhöhe so ausgelegt, dass das Kraftfahrzeug bei einem Absacken der Luftfederungseinrichtung nicht auf einer Oberseite 40 des Bodengehäuses 4 aufsetzen kann. Ferner ist die Primärspule 3 nicht starr in dem Bodengehäuse 4 befestigt, sondern bei Einwirken einer äußeren Druckkraft nachgebend an dieses angebunden. Zu diesem Zweck sind in dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel innerhalb des Bodengehäuses 4 zwei Druckfedermittel 8, 9 angeordnet, die sich zwischen einem Bodenabschnitt 41 und der Primärspule 3 erstrecken. Die Druckfedermittel 8, 9 sind in diesem Ausführungsbeispiel als Schraubenfedern ausgebildet, die in einer Längsrichtung des Bodengehäuses 4 voneinander beabstandet angeordnet sind. Die Druckfedermittel 8, 9 können auch durch andere Federtypen, wie zum Beispiel durch Gasdruckfedern, realisiert werden.
  • Da das Bodengehäuse 4 eine geringere Bauhöhe als im Stand der Technik aufweist, erstreckt sich die Primärspule 3 im entspannten Zustand der Druckfedermittel 8, 9 aus der oberen Gehäuseöffnung des Bodengehäuses 4 heraus. Die Länge der Druckfedermittel 8, 9 ist so gewählt, dass sich die Primärspule 3 im entspannten Zustand auf einem Höhenniveau befindet, auf das das Höhenniveau des Kraftfahrzeugs mittels der Luftfederungseinrichtung des höhenverstellbaren Fahrwerks unter Bildung eines Luftspalts zwischen der Primärspule 3 und der Sekundärspule 6 sicher und ohne die Gefahr eines Aufsetzens abgesenkt werden kann.
  • Wenn die Luftfederungseinrichtung nach einer längeren Standzeit absacken sollte, so dass das Kraftfahrzeug auf der Primärspule 3 aufsetzt, werden die Druckfedermittel 8, 9 komprimiert. Mit anderen Worten gibt also die Primärspule 3 aufgrund des vom Kraftfahrzeug aufgebauten Drucks nach und bewegt sich in axialer Richtung nach unten, so dass insbesondere Beschädigungen der Primärspule 3 sowie der fahrzeugseitig vorgesehenen Sekundärspule 6 wirksam verhindert werden können.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2014/114762 A2 [0006]
    • WO 2012/079668 A2 [0006]
    • US 2012/0025761 A1 [0006]

Claims (9)

  1. Vorrichtung (1) zum berührungslosen Laden eines elektrischen Energiespeichermittels (2) eines Kraftfahrzeugs, umfassend – mindestens eine Primärspule (3), die an ein elektrisches Stromversorgungsnetz anschließbar ist, sowie – ein Bodengehäuse (4), innerhalb dessen die Primärspule (3) angeordnet ist, wobei die Vorrichtung (1) so ausgebildet ist, dass die Primärspule (3) im Betrieb von einem Wechselstrom durchflossen werden kann und ein magnetisches Wechselfeld (10) erzeugen kann, das in einer fahrzeugseitigen, durch einen Luftspalt von der Primärspule (3) getrennten Sekundärspule (6) eine elektrische Wechselspannung induzieren kann, aus der ein zeitlich veränderlicher Stromfluss resultiert, der mittels eines fahrzeugseitig vorgesehenen Gleichrichtermittels (7) in einen Gleichstrom zum Aufladen des an das Gleichrichtermittel (7) angeschlossenen elektrischen Energiespeichermittels (2) wandelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Primärspule (3) unter Einwirkung einer äußeren Druckkraft mechanisch nachgebend an das Bodengehäuse (4) angebunden ist.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) mindestens ein Druckfedermittel (8, 9) umfasst, mittels dessen die Primärspule (3) an das Bodengehäuse (4) angebunden ist.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich das mindestens eine Druckfedermittel (8, 9) zwischen einem Bodenabschnitt (41) des Bodengehäuses (4) und der Primärspule (3) erstreckt.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Druckfedermittel (8, 9) als Schraubenfeder ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Druckfedermittel (8, 9) als Gasdruckfeder ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des mindestens einen Druckfedermittels (8, 9) so gewählt ist, dass sich die Primärspule (3) im entspannten Zustand des mindestens einen Druckfedermittels (8, 9) oberhalb einer oberen Gehäuseöffnung des Bodengehäuses (4) erstreckt.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des mindestens einen Druckfedermittels (8, 9) so gewählt ist, dass die Primärspule (3) im unbelasteten Zustand des Druckfedermittels (8, 9) von der Sekundärspule (6) derart beabstandet ist, dass sich in einem unteren Höhenniveau eines höhenverstellbaren Fahrwerks des Kraftfahrzeugs, das mindestens zwei Höhenniveaus aufweist, ein Luftspalt zwischen der Primärspule (3) und der Sekundärspule (6) bildet.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Mehrzahl derartiger Druckfedermittel (8, 9) aufweist.
  9. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodengehäuse (4) eine Bauhöhe aufweist, die so gewählt ist, dass bei einem Absacken des Kraftfahrzeugs ein Aufsetzen des Kraftfahrzeugs an einer Oberseite (40) des Bodengehäuses (4) verhindert werden kann.
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US15/069,035 US9994113B2 (en) 2015-03-30 2016-03-14 Device for the contactless charging of an electrical energy storage means of a motor vehicle
JP2016065240A JP6250726B2 (ja) 2015-03-30 2016-03-29 自動車の電気エネルギ貯蔵手段を非接触充電する装置
CN201610187239.3A CN106004475B (zh) 2015-03-30 2016-03-29 用于为机动车辆的电能存储装置无接触充电的设备

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DE (1) DE102015104858A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019104375A1 (de) * 2019-02-21 2020-08-27 PUK Group GmbH & Co. KG System zur Positionierung einer Einrichtung, Kanalsystem und Verfahren zur Ladung eines zur induktiven Ladung eingerichteten Gegenstands

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014222000A1 (de) * 2014-10-29 2016-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Bodeneinheit zum induktiven Laden von Elektro- und Hybridfahrzeugen
US10688874B2 (en) * 2016-06-14 2020-06-23 Intel Corporation Vehicular inductive power transfer systems and methods
US10682921B2 (en) 2017-12-11 2020-06-16 Zoox, Inc. Underbody charging of vehicle batteries
US11034254B2 (en) * 2017-12-11 2021-06-15 Zoox, Inc. Underbody charging of vehicle batteries
JP7137990B2 (ja) * 2018-07-24 2022-09-15 株式会社ダイヘン 送電装置及び車両の充電方法
JP2020089012A (ja) * 2018-11-21 2020-06-04 株式会社城南製作所 車両用送電装置
KR102649491B1 (ko) * 2018-12-19 2024-03-20 주식회사 위츠 전력 공급장치 및 이를 구비하는 이동형 전자기기의 무선 충전 시스템
CN110040014A (zh) * 2019-05-23 2019-07-23 北京有感科技有限责任公司 一种电动汽车无线充电系统的电磁屏蔽结构

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120025761A1 (en) 2010-07-29 2012-02-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Resonance type non-contact power supply system for vehicle and electric vehicle
WO2012079668A2 (de) 2010-12-17 2012-06-21 Daimler Ag Kraftfahrzeugvorrichtung mit einer lade- und/oder entladeeinheit
WO2014114762A2 (en) 2013-01-24 2014-07-31 Jaguar Land Rover Limited Charging indicator

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5426363A (en) * 1993-04-26 1995-06-20 Kabushiki Kaisha Honda Denshi Giken Object detecting device
JP3409145B2 (ja) * 1993-07-26 2003-05-26 任天堂株式会社 小型電気機器
JP3772997B2 (ja) * 1995-07-31 2006-05-10 住友電装株式会社 電気自動車用充電システム及び電気自動車充電用電磁結合装置
EP0788211B1 (de) * 1996-01-30 2002-08-28 Sumitomo Wiring Systems, Ltd. Verbindungssystem mit zugehörigem Verfahren
DE69706494T2 (de) * 1996-08-31 2002-04-18 Toyo Denso K.K., Tokio/Tokyo Zündspulenvorrichtung für Brennkraftmaschine
JP4691000B2 (ja) * 2006-11-15 2011-06-01 三菱重工業株式会社 移動体の非接触給電装置
CN104092313B (zh) * 2009-01-06 2016-08-24 捷通国际有限公司 感应电源
EP2454119A2 (de) 2009-07-15 2012-05-23 Conductix-Wampfler AG System zum induktiven laden von fahrzeugen mit elektronischer positionierungshilfe
KR101912333B1 (ko) * 2010-01-05 2018-10-29 필립스 아이피 벤쳐스 비.브이. 전기 차량용 유도 충전 시스템
JP5593977B2 (ja) 2010-09-01 2014-09-24 Nok株式会社 非接触給電装置
JP2014124018A (ja) * 2012-12-20 2014-07-03 Tdk Corp コイルユニット
US9805864B2 (en) * 2014-04-04 2017-10-31 Apple Inc. Inductive spring system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120025761A1 (en) 2010-07-29 2012-02-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Resonance type non-contact power supply system for vehicle and electric vehicle
WO2012079668A2 (de) 2010-12-17 2012-06-21 Daimler Ag Kraftfahrzeugvorrichtung mit einer lade- und/oder entladeeinheit
WO2014114762A2 (en) 2013-01-24 2014-07-31 Jaguar Land Rover Limited Charging indicator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019104375A1 (de) * 2019-02-21 2020-08-27 PUK Group GmbH & Co. KG System zur Positionierung einer Einrichtung, Kanalsystem und Verfahren zur Ladung eines zur induktiven Ladung eingerichteten Gegenstands
DE102019104375B4 (de) 2019-02-21 2023-06-15 PohlCon GmbH System zur Positionierung einer Einrichtung, Kanalsystem und Verfahren zur Ladung eines zur induktiven Ladung eingerichteten Gegenstands

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