DE102015200017A1 - Teilesatz und System zur induktiven Ladung eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels - Google Patents

Teilesatz und System zur induktiven Ladung eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels Download PDF

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Abstract

Es werden ein Teilesatz sowie ein System zur induktiven Ladung eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels (10) vorgeschlagen. Das System umfasst: – eine infrastrukturseitige Primärspule (1) eines ersten Durchmesser (d1) und – eine fortbewegungsmittelseitige Sekundärspule (2) eines zweiten Durchmessers (d2), wobei der erste Durchmesser (d1) kleiner als der zweite Durchmesser (d2) ist.

Description

  • Stand der Technik
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur induktiven Ladung eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Möglichkeiten zur induktiven Ladung von elektrisch antreibbaren Fahrzeugen mit unterschiedlicher Bodenfreiheit.
  • Nach Markteinführung der ersten Elektro- und PlugIn-Hybridfahrzeuge (xEVs) wird das häufig erforderliche Laden der Traktionsbatterie von vielen Kunden bemängelt. Die durchgängige Begründung ist das notwendige Hantieren mit dem Ladekabel, das aufgrund seines regelmäßigen Bodenkontakts nur beim ersten Einsatz wirklich sauber ist, und daher Gefahr läuft, nicht nur Hände, sondern gegebenenfalls auch die Kleidung des Anwender zu verschmutzen. Besitzer und Betreiber von Elektrofahrzeugen bemängeln zwar den reduzierten Komfort, initiieren den Ladevorgang jedoch üblicherweise wie erforderlich, da sie vor Antritt der nächsten Fahrt auf einen ausreichend hohen Energieinhalt der Traktionsbatterie angewiesen sind. Bei Besitzern und Betreibern von PlugIn-Hybridfahrzeugen hingegen besteht aufgrund des zusätzlich verfügbaren Verbrennungsmotors nicht unweigerlich die Notwendigkeit einer ausreichend geladenen Traktionsbatterie vor Antritt der nächsten Fahrt. Bei diesen Kunden unterbleibt das Laden der Traktionsbatterie nach Beendigung einer Fahrt mitunter aufgrund der vorstehend beschriebenen Nachteile, sodass der ausgewiesene Kraftstoffverbrauch aufgrund des inaktiven Elektro-Antriebs oft nicht erreicht wird. Um die resultierende Kundenunzufriedenheit zu beseitigen und die Attraktivität von Elektro- und Hybridfahrzeugen weiter zu steigern, wird vor diesem Hintergrund an der Entwicklung induktiver Ladesysteme als Komfortalternative zu konduktiven Ladesystemen gearbeitet. Ihre Hauptbestandteile sind die bodenseitige Primärspuleneinheit, in deren Kupferwicklung ein Wechselstrom mit genügend hoher Frequenz eingespeist wird. Das resultierende Feld um die Spule induziert in der Kupferwicklung der fahrzeugseitigen Sekundärspuleneinheit eine entsprechende Wechselspannung, welche zu einem Wechselstrom führt, der nach seiner Gleichrichtung zum Laden der Traktionsbatterie genutzt werden kann.
  • DE 10 2012 013 498 B3 offenbart eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie an ein Fahrzeug, welches eine Primärspule und eine Sekundärspule aufweist. Mindestens eine der beiden Spulen weist wenigstens einen schaltbaren Spulenabgriff zum Einstellen einer für die induktive Energieübertragung wirksamen Spulenlänge auf, sodass Positionierungstoleranzen des Fahrzeugs über der Infrastruktureinrichtung in horizontaler Richtung in gewissen Grenzen ausgeglichen werden können.
  • Da das Feld jedoch nicht nur die Kupferwicklung der fahrzeugseitigen Sekundärspuleneinheit, sondern zu einem Teil auch den metallischen Fahrzeugboden durchdringt, entstehen in diesem Wirbelströme, welche mit Wärmeverlusten und einem reduzierten Wirkungsgrad verbunden sind. Durch Optimierung des Spulensystems und Einsatz speziell geformter Abschirmbleche wird es jedoch möglich, die Wirbelströme und die damit verbundenen Wärmeverluste klein genug zu halten. Durch den starken Einfluss des Abstandes der Sekundär- und der Primärspule voneinander bzw. der Fahrzeugbodenfreiheit auf den bereitgestellten Magnetfeldverlauf können mit den aktuellen Ansätzen genügend hohe Wirkungsgrade allerdings nur dann erreicht werden, wenn die Systemoptimierung individuell für jede Fahrzeugklasse (Flachbodenfahrzeug und SUV) durchgeführt wird. Ein Systementwurf, der für beide Fahrzeugklassen geeignet ist, und damit wegen reduzierter Teilevielfalt erhöhte Stückzahlen verbunden mit reduzierten Kosten zur Folge hat, existiert aktuell noch nicht.
  • Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den vorstehend beschriebenen Bedarf zu stillen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorstehend identifizierte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein System zur induktiven Ladung eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels sowie einen entsprechenden Teilesatz gelöst. Das erfindungsgemäße System umfasst eine infrastrukturseitige Primärspule eines ersten Durchmessers, welche eingerichtet ist, versorgerseitig Energie aufzunehmen und diese in ein Magnetfeld zu speisen. Eine fortbewegungsmittelseitig anzuordnende Sekundärspule weist einen zweiten Durchmesser auf, und ist eingerichtet, die Magnetfeldenergie in eine Wechselspannung zu wandeln und nach Gleichrichtung für eine bordnetzseitige Nutzung bereit zu stellen. Unter dem „Durchmesser“ der Spulen sei im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein vergleichbares Maß in im Wesentlichen horizontaler Richtung der Spulen verstanden, welches bei nicht-kreisrunden Spulenformen auch eine jeweilige „Diagonale“, „Halbachse“, „Hauptachse“ oder „Kantenlänge“ sein kann. Entsprechendes gilt für weitere in der Praxis vorkommende Geometrien (z.B. die sogenannte „Doppel-D-Spule“) und vergleichbare, insbesondere korrespondierend orientierte, Längen der Spulen Vom Stand der Technik unterscheidet sich die vorliegende Erfindung dadurch, dass der erste Durchmesser kleiner als der zweite Durchmesser ist. Mit anderen Worten ist der Durchmesser ein Ausdruck zur Definition eines Überstandes der Projektionsfläche der Sekundärspule (nebst innenliegendem „Luftraum“ bei einer Luftspule) auf die Primärspule (nebst innenliegendem „Luftraum“ bei einer Luftspule). Auf diese Weise wird das erfindungsgemäße System toleranter gegenüber unterschiedlichen Bodenfreiheiten, da bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung die meisten Feldlinien auch von einem für einen einfachen Spulenabstand (ein Spulenabstand des Betrages eines Viertels eines Primärspulendurchmessers) ausgelegten Feld eingesammelt und nicht in den Fahrzeugboden bzw. das Abschirmblech abgelenkt werden, obwohl sich die beiden Spulen deutlich weiter als einen einfachen Spulenabstand voneinander entfernt befinden. Somit können Flachbodenfahrzeuge mit einem ähnlichen Wirkungsgrad elektrisch geladen werden wie SUV, welche bekanntermaßen einen vergleichsweise hohen Abstand zwischen ihrem Unterboden und der Fahrbahnoberfläche aufweisen.
  • Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Der zweite Durchmesser kann gegenüber dem ersten Durchmesser insbesondere in einem Bereich eines 1,2-fachen bis 2,5-fachen liegen. Bevorzugt liegt der Bereich des Durchmessers der Sekundärspule zwischen einem 1,5-fachen und einem 2,0-fachen des Durchmessers der Primärspule.
  • Bevorzugt sind die Primärspule und die Sekundärspule derart angeordnet, dass sie während des Ladevorgangs in einem Abstand übereinander angeordnet werden, welcher bezüglich des ersten Durchmessers bzw. des zweiten Durchmesser das 0,15-fache bis das 0,32-fache beträgt. Die vorgenannten Verhältnisse ergeben sich beispielsweise aufgrund folgender Überlegung: Der erste Durchmesser der Primärspule kann bei aktuellen PKW des Standes der Technik beispielsweise 520 mm betragen, während der zweite Durchmesser der Sekundärspule 250 mm betragen kann. Ordnet man beide Spulen in einem Abstand von 80 mm zueinander an, ergibt sich für den ersten Durchmesser, dass der Abstand das 0,15-fache des ersten Durchmessers beträgt. Entsprechend ergibt sich für den zweiten Durchmesser ein Faktor von 0,32. Die vorliegende Erfindung schlägt dem Gegenüber beispielsweise vor, dass der Abstand zwischen der erfindungsgemäßen Primärspule und der erfindungsgemäßen Sekundärspule dem 0,87-fachen des Betrages der Differenz zwischen dem zweiten Durchmesser und dem ersten Durchmesser entspricht. Anders formuliert ergibt sich der erste Durchmesser als der zweite Durchmesser, von welchem man das 1,15-fache des Abstandes der Primär- und der Sekundärspule subtrahiert. Das heißt, dass sich bei gegebenem zweiten Durchmesser von beispielsweise 250 mm und einem angenommenen ersten Durchmesser von 200 mm ein Abstand entsprechend dem 0,87-fache der Differenz der Durchmesser, nämlich 76 mm ergibt. Andersherum betrachtet ergibt sich bei einem Abstand von 80 mm und einem gegebenen zweiten Durchmesser von 250 mm ein erster Durchmesser von beispielsweise 158 mm. Angewendet auf PKWs ergibt sich z. B. ein Abstand zwischen 0,06 Metern und 0,09 Metern. Insbesondere die obere Grenze der vorgenannten Bereiche liegt in einem solchen (relativen) Abstandsbereich, in welchem im Stand der Technik bekannte induktive Ladeanordnungen nicht mehr wirtschaftlich betrieben werden können bzw. hohe energetische Wirbelstromverluste mit sich brächten.
  • Der erste Durchmesser der Primärspule kann beispielsweise zwischen 0,2 Metern und 0,3 Metern betragen. Alternativ oder zusätzlich kann der zweite Durchmesser der Sekundärspule zwischen 0,45 und 0,6 Metern betragen.
  • Unabhängig von der tatsächlichen Anzahl der Windungen der Primärspule bzw. der Sekundärspüle können die einzelnen Windungen jeweils für sich betrachtet im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene erstreckt sein, wenn die Primärspule von dem zu ladenden Fahrzeug zu überfahren ist, so dass die Sekundärspule über der Primärspule angeordnet wird. Alternativ kann jedoch eine vertikale Ebene für die jeweiligen Windungen gewählt werden, wenn die Sekundärspule an die Primärspule herangefahren wird und vor dieser zum Stillstand kommt. Die vorstehend genannten relativen Anordnungen betreffen bevorzugt zumindest die überwiegende Anzahl der Windungen einer jeweiligen Spule. Auf diese Weise werden sich innerhalb einer jeden Windung entstehende Magnetfelder in im Wesentlichen identischer Richtung ausbilden. Dies ermöglicht eine besonders kurze Distanz der Windungen bei der Energieübertragung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule eines geparkten Fortbewegungsmittels, welches es mit elektrischer Energie zu versorgen gilt.
  • Bevorzugt umgeben die Windungen der Primärspule und/oder der Sekundärspule eine gemeinsame vertikale oder horizontale Achse für die Primärspule bzw. für die Sekundärspule. Im Idealfall fallen die Achsen der Primärspule und der Sekundärspule beim Laden zusammen, sodass sich sämtliche am Energieaustausch beteiligten Windungen um eine gemeinsame Achse erstrecken, was die magnetische Kopplung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule maximiert.
  • Alternativ können die Primärspule und die Sekundärspule als Doppel-D-Spulen ausgestaltet sein, um das Magnetfeld besonders konzentriert zwischen der Infrastruktureinrichtung und dem Fortbewegungsmittel zu führen. Bei der Doppel-D-Spule sind die Windungen in Form einer „Acht“ gewickelt und derart in Form gebracht, dass sich zwei D-förmige Spulenbereiche „Rücken an Rücken“ gegenüberliegen.
  • Um die Magnetfeldlinien besonders effektiv „einzusammeln“, kann die Sekundärspule einen Ferritkern aufweisen, welcher beispielsweise eine ähnliche vertikale Erstreckung aufweist, wie die Sekundärspule. Da Metall und speziell Ferrit der fahrzeugseitigen Sekundärspule einen geringeren magnetischen Widerstand als Luft besitzt, schließen sich die Magnetfeldlinien bevorzugt über den Ferrit und tragen zur Induktion einer fahrzeugseitigen Spannung bei.
  • Weiter bevorzugt kann ein Schirmblech oberhalb der Sekundärspule angeordnet sein, um ein Eindringen von Magnetfeldlinien in einen (metallischen) Unterboden des Fortbewegungsmittels zumindest anteilig zu vermeiden. Das Schirmblech kann beispielsweise eine horizontale Erstreckung aufweisen, welche mindestens dem zweiten Durchmesser entspricht. Auf diese Weise werden viele Magnetfeldlinien, welche sich ansonsten bis in den Unterboden des Fortbewegungsmittels hinein erstrecken würden, kompensiert, so dass nur noch wenige Feldlinien den Fahrzeugboden durchdringen.
  • Die Primärspule kann beispielsweise zumindest in einem vom Fortbewegungsmittel befahrbaren Boden eingelassene elektrische Zuleitungen aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Primärspule zumindest anteilig in den befahrbaren Boden eingelassen sein. Dies verringert die Mindestbodenfreiheit für mittels der Primärspule zu ladende Fortbewegungsmittel. Sofern das Fortbewegungsmittel eine erfindungsgemäß dimensionierte Sekundärspule zum induktiven Laden aufweist, kann seine Bodenfreiheit jedoch auch deutlich größer sein als der erste Durchmesser und/oder der zweite Durchmesser.
  • Es versteht sich von selbst, dass einer erfindungsgemäßen Primärspule unterschiedliche Sekundärspulen zugeordnet sein können, welche insbesondere an unterschiedlichen Fortbewegungsmitteln angeordnet sind. Auf diese Weise stellt ein jeweiliges Fortbewegungsmittel eine erfindungsgemäße Sekundärspule bereit, welche in Verbindung mit einer betrachteten infrastrukturseitigen Primärspule ein erfindungsgemäßes System darstellen. Auf diese Weise können beispielsweise private oder kommerzielle Fuhrparks unterschiedliche Fahrzeugtypen umfassen, welche sämtlich über die betrachtete Primärspule induktiv mit Energie versorgt werden können.
  • Bevorzugt ist die Sekundärspule eingerichtet, stets sämtliche Windungen zum Empfang von Magnetfeldlinien zu verwenden. Insbesondere sind die Primärspule und/oder die Sekundärspule jeweils einstückig galvanisch gefertigt, sodass ihre Windungen nicht etwa über Schalteinheiten wahlweise miteinander gekoppelt bzw. voneinander entkoppelt werden können, welche den zweiten Durchmesser elektrisch variabel gestalten würden. Dies vermeidet Fehlerquellen und elektrische Übergangsverluste und erübrigt eine Schaltlogik.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Teilesatz, welcher zum Aufbau eines Systems zur induktiven Ladung eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels, wie es oben im Detail beschrieben worden ist, eingerichtet und vorgesehen ist, vorgeschlagen. Der Teilesatz umfasst eine Primärspule zur infrastrukturseitigen Anordnung, welche einen ersten Durchmesser aufweist. Zudem umfasst der Teilesatz eine Sekundärspule zur Anordnung an dem Fortbewegungsmittel, welche einen zweiten Durchmesser aufweist. Erfindungsgemäß und in Übereinstimmung mit dem erfindungsgemäßen System ist der erste Durchmesser kleiner als der zweite Durchmesser gewählt, sodass wirtschaftlich sinnvolle und prozesstechnisch sichere induktive Ladevorgänge mit Fortbewegungsmitteln unterschiedlicher Bodenfreiheiten ausgeführt werden können, selbst wenn die primärseitige Spule und/oder die sekundärseitige Spule zur Durchführung eines Ladevorgangs nicht gegenüber dem befahrbaren Boden bzw. dem Unterboden des Fortbewegungsmittels aufeinander zubewegt werden können. Durch einen erfindungsgemäßen Teilesatz kann beispielsweise ein Fortbewegungsmittel für einen induktiven Ladevorgang nachgerüstet werden. Die Merkmale, Merkmalskombinationen und die sich aus diesen ergebenden Vorteile entsprechen den in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen System identifizierten derart ersichtlich, dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die obigen Ausführungen verwiesen wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
  • 1 eine seitliche Schnittdarstellung durch Komponenten eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen induktiven Ladevorgangs;
  • 2 eine Prinzipskizze zur Veranschaulichung eines Einflusses eines Schirmbleches auf eine Magnetfeldgeometrie beim induktiven Laden eines Fortbewegungsmittels;
  • 3 eine Prinzipskizze veranschaulichend einen qualitativen Magnetfeldlinienverlauf bei fehlendem Fahrzeugeinfluss;
  • 4 eine Prinzipskizze veranschaulichend einen qualitativen Feldlinienverlauf einer induktiven Ladeanordnung gemäß dem Stand der Technik bei doppeltem Spulenabstand; und
  • 5 eine Prinzipskizze veranschaulichend einen qualitativen Feldlinienverlauf eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Systems.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • 1 zeigt einen elektrisch antreibbaren PKW 10 als Fortbewegungsmittel, dessen Unterboden 4 mit einer quadratischen Sekundärspule 2 einer zweiten Kantenlänge d2 als zweiter Durchmesser ausgestattet ist. Die Sekundärspule 2 ist elektrisch mit einem Gleichrichter 6 verbunden, welcher die elektrischen Wechselgrößen, welche die Sekundärspule 2 bereitstellt, einem Energiemanagementsystem 7 und schließlich einer Traktionsbatterie 8 bereitstellt. Der PKW 10 ist auf einem Garagenboden 5 als befahrbarer Boden geparkt, in welchem eine quadratische Primärspule 1 mit einer ersten Kantenlänge d1 als erster Durchmesser vorgesehen ist. Über eine elektrische Leitung 9 zu einem Energieversorger (nicht dargestellt) wird die Primärspule 1 mit elektrischer Wechselspannung versorgt, welche ein Wechselmagnetfeld B erzeugt. Erkennbar sind die Spulen 1, 2, derart zueinander dimensioniert, dass die erste Kantenlänge deutlich kleiner als die zweite Kantenlänge d2 gewählt ist. Sämtliche Windungen der Sekundärspule 2 sind eingerichtet, unabhängig von einer Position des PKW 10 gegenüber der Primärspule 1 im Zuge eines Ladevorgangs von einem Strom durchflossen zu werden.
  • 2 zeigt eine Prinzipskizze eines Ladevorgangs mit einer im Stand der Technik bekannten Dimensionierung. Eine Primärspule 1 ist auf einem Garagenboden 5 angeordnet und weist einen ersten Durchmesser d1 auf. Von einer darüber angeordneten Sekundärspule 2 mit einem Ferrit-Kern 11 ist die Primärspule 1 um ein Maß z beabstandet. Die Primärspule 1 weist einen ersten Durchmesser d1 auf. Der Abstand z ist ungefähr gleich d2 gewählt. Oberhalb der Sekundärspule 2 ist ein horizontales Abschirmblech 3 angeordnet, welches Magnetfeldlinien B in horizontaler Richtung umlenkt, um Wirbelstrominduktionen im Fahrzeugboden 4 zu unterbinden bzw. klein genug zu halten. Als Hauptgrund für die bisher fehlende Interoperabilität zwischen der Primärspule 1 und Fahrzeugklassen unterschiedlicher Bodenfreiheiten ist das Größenverhältnis von bodenseitiger Primärspule 1 und fahrzeugseitiger Sekundärspule 2 bekannter Systementwürfe anzusehen (Verhältnis d1 zu d2). Üblicherweise weisen diese ein größere Primärspule 1 und eine kleinere Sekundärspule 2 entsprechend 2 auf.
  • 3 zeigt eine Prinzipskizze eines Magnetfeldes B einer Primärspule 1, welche auf einem Garagenboden 5 aufsitzt. Ein Fortbewegungsmittel bzw. eine sekundärseitige Spule ist nicht über der Primärspule 1 angeordnet. Entsprechend bildet sich ein bezüglich einer vertikalen sowie einer horizontalen Schnittebene symmetrisches Magnetfeld B aus.
  • 4 zeigt die Auswirkungen einer erhöhten Bodenfreiheit zwischen einer Primärspule 1 und einer Sekundärspule 2 eines induktiven Ladesystems gemäß dem Stand der Technik. Aufgrund der Tatsache, dass der Durchmesser d1 der Primärspule 1 größer als der Durchmesser d2 der Primärspule 2 gewählt ist, ist der Einfluss des Ferrits 11 auf die von der bodenseitigen Primärspule 1 emittierten Magnetfeldlinien B geringer, sodass im äußeren Bereich der Primärspule 1 emittierte Magnetfeldlinien B auf Höhe der fahrzeugseitigen Sekundärspule 2 zu weit von dieser entfernt verlaufen, um vom Ferrit 11 noch „eingesammelt“ zu werden. Diese Magnetfeldlinien B verlaufen daher außerhalb der fahrzeugseitigen Sekundärspule 2 und tragen nicht zum Ladevorgang bei. Vielmehr verdrängen diese Magnetfeldlinien B die aus dem Schirmblech 3 austretenden Magnetfeldlinien B in Richtung des Fahrzeugbodens 4, wo sie Wirbelströme und damit Wärme generieren. Die damit verbundene Reduzierung des Wirkungsgrades kann zwar durch Vergrößerung des Schirmblechs 3 oberhalb der fahrzeugseitigen Sekundärspule 2 vermieden werden. Jedoch ergibt sich hierdurch auf der Fahrzeugseite ein zusätzlicher Bauraumbedarf mit unrealistisch großen Abmessungen verbunden mit entsprechend hohen Kosten.
  • 5 zeigt ein erfindungsgemäß ausgestaltetes System zum induktiven Laden eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels. Der Durchmesser d1 der Primärspule 1 ist deutlich kleiner (ungefähr halb so groß) als der Durchmesser d2 der Sekundärspule 2. Wie dargestellt, wird deutlich, dass die meisten Magnetfeldlinien B auch von einem für einen einfachen Spulenabstand ausgelegten Schirmblech 3 oberhalb der Sekundärspule 2 von dieser eingesammelt und nicht in den Fahrzeugboden 4 abgelenkt werden, obwohl sich die beiden Spulen in etwa doppelt so weit voneinander entfernt befinden wie in 4. Indem der Ferrit-Kern 11 nahezu sämtliche Magnetfeldlinien B einsammelt, treten die vom Schirmblech 3 erfassten Magnetfeldlinien B stärker horizontal abgelenkt aus und treten nicht mehr in den Unterboden 4 des Fahrzeugs ein. Damit wird es möglich einen hohen Wirkungsgrad sowohl bei Flachbodenfahrzeugen als auch bei SUVs mit einem identischen infrastrukturseitigen Primärspulensystem zu erzielen und damit die angestrebte Interoperabilität zu erreichen.
  • Auch wenn die erfindungsgemäßen Aspekte und vorteilhaften Ausführungsformen anhand der in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungsfiguren erläuterten Ausführungsbeispiele im Detail beschrieben worden sind, sind für den Fachmann Modifikationen und Kombinationen von Merkmalen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich, ohne den Bereich der vorliegenden Erfindung zu verlassen, deren Schutzbereich durch die beigefügten Ansprüche definiert wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Primärspule
    2
    Sekundärspule
    3
    Schirmblech
    4
    Unterboden
    5
    Garagenboden
    6
    Gleichrichter
    7
    Energiemanagementsystem
    8
    Traktionsbatterie
    9
    elektrische Zuleitung
    10
    elektrisch antreibbarer PKW
    11
    Ferrit
    B
    Magnetfeldlinien
    d1
    Durchmesser der Primärspule 1
    d2
    Durchmesser der Sekundärspule 2
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012013498 B3 [0003]

Claims (12)

  1. System zur induktiven Ladung eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels (10) umfassend – eine infrastrukturseitige Primärspule (1) eines ersten Durchmessers (d1) bzw. einer ersten Kantenlänge, im Folgenden gesammelt als erster „Durchmesser“ bezeichnet, und – eine fortbewegungsmittelseitige Sekundärspule (2) eines zweiten Durchmessers (d2) bzw. einer zweiten Kantenlänge, im Folgenden gesammelt als zweiter „Durchmesser“ bezeichnet, wobei der erste Durchmesser (d1) kleiner als der zweite Durchmesser (d2) ist.
  2. System nach Anspruch 1, wobei der zweite Durchmesser (2) das 1,2-fache bis das 3,5-fache, insbesondere das 1,5-fache bis das 3,0-fache, des ersten Durchmessers (d1) beträgt.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Primärspule (1) und die Sekundärspule (2) eingerichtet sind, in einem Abstand von 60 mm bis 100 mm, insbesondere in einem Abstand von 75 mm bis 85 mm zueinander angeordnet und zum Laden verwendet zu werden.
  4. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Durchmesser (d1) zwischen 150 mm und 350 mm, bevorzugt im Bereich 180 mm bis 270 mm, und/oder der zweite Durchmesser (d2) zwischen 170 mm und 400 mm, bevorzugt im Bereich 200 mm bis 300 mm, liegt bzw. liegen.
  5. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Primärspule (1) und/oder die Sekundärspule (2) Windungen aufweist bzw. aufweisen, welche sich einzeln betrachtet im Wesentlichen in einer – horizontalen Ebene oder – vertikalen Ebene erstrecken.
  6. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Primärspule (1) und/oder die Sekundärspule (2) Windungen aufweisen, welche sich im Wesentlichen konzentrisch um eine jeweils gemeinsame, insbesondere vertikale oder horizontale, Achse erstrecken.
  7. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Sekundärspule (2) einen Ferritkern (11) aufweist.
  8. System nach einem der vorstehenden Ansprüche weiter umfassend – ein Schirmblech (3), welches oberhalb der Sekundärspule (2) angeordnet ist, um ein Eindringen von Magnetfeldlinien (B) in einen Unterboden (5) des Fortbewegungsmittels (10) zumindest anteilig zu vermeiden.
  9. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine energetische Zuleitung, insbesondere auch Windungen, der Sekundärspule (d2) in einen von dem Fortbewegungsmittel (10) befahrbaren Boden (5) zumindest anteilig eingelassen ist bzw. sind.
  10. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, welches weiter eingerichtet ist, sämtliche Windungen der Sekundärspule (2) permanent für einen durchzuführenden Ladevorgang zu verwenden.
  11. System nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Primärspule und/oder die Sekundärspule eine jeweils dauerhaft galvanisch einstückige Einheit bilden.
  12. Teilesatz zum Aufbau eines Systems zur induktiven Ladung eines elektrisch antreibbaren Fortbewegungsmittels (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche umfassend – eine Primärspule (1) eines ersten Durchmessers (d1) zur infrastrukturseitigen Anordnung und – eine Sekundärspule (2) eines zweiten Durchmessers (d2) zur Anordnung an dem Fortbewegungsmittel (10), wobei der erste Durchmesser (d1) kleiner als der zweite Durchmesser (d2) ist.
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