DE102016013848A1 - Loading track and method for wireless charging of an electric energy storage of a motor vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladefahrbahn (10) zum kabellosen Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftwagens (16), bei welcher entlang der Ladefahrbahn (10) eine Mehrzahl von Ladespulen vorgesehen sind, mittels welchen der Energiespeicher aufladbar ist und die Erfindung betrifft weiterhin ein entsprechendes Verfahren. Um ein besonders effizientes Aufladen des Energiespeichers des Kraftwagens (16) zu ermöglichen, während der Kraftwagen (16) bewegt wird, ist als Teil der Ladefahrbahn (10) eine Fördereinrichtung (12) vorgesehen, mittels welcher sowohl der jeweilige Kraftwagen (16) als auch die Ladespulen ortsfest in Bezug zueinander entlang der Ladefahrbahn (10) transportierbar sind.The invention relates to a loading track (10) for wireless charging of an electrical energy store of a motor vehicle (16), wherein along the loading track (10) a plurality of charging coils are provided, by means of which the energy storage is rechargeable and the invention further relates to a corresponding method. In order to allow a particularly efficient charging of the energy storage of the motor vehicle (16) while the motor vehicle (16) is moved, as part of the loading track (10) a conveyor (12) is provided, by means of which both the respective motor vehicle (16) and the charging coils are stationary in relation to each other along the loading track (10) are transportable.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladefahrbahn zum kabellosen Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftwagens, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein entsprechendes Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 5.The invention relates to a loading track for wireless charging of an electrical energy storage of a motor vehicle, according to the preamble of claim 1 and a corresponding method according to the preamble of claim. 5

Aus der DE 10 2010 052 216 A1 sind eine Fahrbahn und ein Transportsystem mit einem Ladeabschnitt bekannt. Letzterer ist dabei aus aneinandergereihten gleichartigen Modulen zusammengesetzt, wobei jedes Modul einen von einer Einspeisung mit einem Wechselstrom beaufschlagten ersten Primärleiterabschnitt und einen zweiten Primärleiter Abschnitt aufweist. Beim Aneinanderreihen der Module sind die jeweiligen ersten Primärleiterabschnitte zweier Module zur Bildung einer Leiterschleife elektrisch verbindbar. Der jeweilige erste Primärleiterabschnitt weist dabei einen Teilbereich auf, welcher im Modul parallel zu einem Teilbereich des zweiten Primärleiterabschnitts angeordnet ist. Es kann dabei vorgesehen sein, dass die jeweiligen Module von einem Fahrzeug befahrbar sind. Beispielsweise können aneinandergereihte Module dazu an einem Bodenbereich oder in einer Fahrbahn angeordnet sein. Über die Module ist dann ein Versorgen der darauf bewegten Fahrzeuge und ein gleichzeitiges Beladen eines jeweiligen Energiespeichers des jeweiligen Fahrzeugs möglich.From the DE 10 2010 052 216 A1 For example, a carriageway and a transport system with a loading section are known. The latter is composed of juxtaposed similar modules, each module having an acted upon by a supply of an alternating current first primary conductor section and a second primary conductor section. When juxtaposing the modules, the respective first primary conductor sections of two modules are electrically connectable to form a conductor loop. The respective first primary conductor section has a partial region which is arranged in the module parallel to a partial region of the second primary conductor section. It may be provided that the respective modules are passable by a vehicle. For example, juxtaposed modules may be arranged on a floor area or in a carriageway. By means of the modules, it is then possible to supply the vehicles moved thereon and simultaneously to load a respective energy store of the respective vehicle.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein besonders effizientes Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftwagens zu ermöglichen, während der Kraftwagen bewegt wird.The object of the present invention is to enable a particularly efficient charging of an electrical energy store of a motor vehicle while the motor vehicle is being moved.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ladefahrbahn mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a loading track with the features of claim 1 and a method having the features of claim 5. Advantageous embodiments and further developments of the invention are specified in the following description, the drawings and the dependent claims.

Eine erfindungsgemäße Ladefahrbahn zum kabellosen Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftwagens umfasst eine Mehrzahl beziehungsweise eine Vielzahl von Ladespulen, mittels welchen der Energiespeicher aufladbar ist. Die Ladespulen sind dabei entlang der Ladefahrbahn angeordnet. Um ein besonders effizientes Aufladen des Energiespeichers zu ermöglichen, während der Kraftwagen bewegt wird, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass als Teil der Ladefahrbahn eine Fördereinrichtung vorgesehen ist, mittels welcher sowohl der jeweilige Kraftwagen als auch die jeweils zum Aufladen des Energiespeichers verwendete Ladespule ortsfest in Bezug zueinander oder aufeinander entlang der Ladefahrbahn transportierbar sind. Mit anderen Worten ist es also vorgesehen, dass die Ladefahrbahn, insbesondere die Fördereinrichtung, von dem Kraftwagen befahren wird beziehungsweise dass der Kraftwagen auf die Ladefahrbahn – und insbesondere auf die Fördereinrichtung – auffährt. Die Fördereinrichtung kann dazu beispielsweise als Förderband oder als Transportband ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Fördereinrichtung dann zumindest im Wesentlichen flächenbündig mit einem die Fördereinrichtung umgebenden Fahrbahnabschnitt beziehungsweise mit einer die Fördereinrichtung umgebenden Fahrbahnoberfläche angeordnet. Dazu kann die Fördereinrichtung bevorzugt in die Ladefahrbahn beziehungsweise eine diese umgebende Fahrbahn oder Straße integriert sein, sodass der jeweilige Kraftwagen möglichst hindernisfrei auf die Fördereinrichtung auffahren kann. Sobald der Kraftwagen auf die Fördereinrichtung aufgefahren ist, kann er – sofern notwendig – seine Geschwindigkeit an eine Transport- oder Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung anpassen, sodass er dann relativ zu einem Teilstück der Fördereinrichtung, auf dem er steht oder sich befindet, in Ruhe beziehungsweise ortsfest ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Kraftwagen dann unmittelbar oberhalb oder auf einer der Ladespulen zu stehen kommt. Die Ladespulen sind also an einem beweglichen Teil der Fördereinrichtung angeordnet und werden somit bei einem Betrieb der Fördereinrichtung relativ zu einer Umgebung bewegt. Dementsprechend wird also auch der Kraftwagen zusammen mit der jeweiligen Ladespule relativ zu der Umgebung der Ladefahrbahn beziehungsweise der Fördereinrichtung durch diese bewegt beziehungsweise transportiert. Es kann auch möglich sein, die Fördereinrichtung als eine andere Art von Stetigförderer auszubilden.A loading track according to the invention for the wireless charging of an electrical energy storage device of a motor vehicle comprises a plurality or a plurality of charging coils, by means of which the energy storage device can be charged. The charging coils are arranged along the loading track. In order to enable a particularly efficient charging of the energy storage while the motor vehicle is moved, it is provided according to the invention that as part of the loading track a conveyor is provided by means of which both the respective motor vehicle and the charging coil used in each case for charging the energy storage stationary in relation to each other or each other along the loading track are transportable. In other words, it is thus provided that the loading track, in particular the conveyor, is driven by the motor vehicle or that the motor vehicle ascends onto the loading track - and in particular on the conveyor. The conveyor can be designed for this purpose, for example, as a conveyor belt or as a conveyor belt. Preferably, the conveying device is then arranged at least substantially flush with a track section surrounding the conveying device or with a roadway surface surrounding the conveying device. For this purpose, the conveyor may preferably be integrated into the loading lane or a surrounding lane or road, so that the respective motor vehicle can ascend as obstacle-free as possible on the conveyor. As soon as the motor vehicle is driven onto the conveyor, it can - if necessary - adjust its speed to a transport or conveying speed of the conveyor, so that it is at rest or stationary relative to a section of the conveyor on which it is or is located , It is particularly advantageous if the motor vehicle then comes to stand directly above or on one of the charging coils. The charging coils are thus arranged on a movable part of the conveyor and are thus moved relative to an environment during operation of the conveyor. Accordingly, therefore, the motor vehicle is moved or transported together with the respective charging coil relative to the environment of the loading track or the conveyor through this. It may also be possible to design the conveyor as another type of continuous conveyor.

Durch die erfindungsgemäße Ladefahrbahn wird vorteilhaft ein statisches und somit besonders effizientes kabelloses Aufladen des Energiespeichers des Kraftwagens ermöglicht. Um beim kabellosen, beispielsweise induktiven, Aufladen des Energiespeichers eine möglichst gute oder hohe Effizienz zu erreichen, ist eine möglichst gute Kopplung zwischen der Ladespule als Sender und einem entsprechenden, energieaufnehmenden Empfänger beziehungsweise Empfängerkreis des Kraftwagens notwendig. Eine besonders gute Kopplung kann erzielt werden, wenn sich der Kraftwagen und die Spule relativ zueinander in Ruhe befinden. Solange sich der Kraftwagen auf der Fördereinrichtung befindet, wird er also über ein und dieselbe Ladespule aufgeladen beziehungsweise mit Energie versorgt. Besonders vorteilhaft ist es dabei, dass der Kraftwagen durch die Fördereinrichtung weiterhin bewegt wird, sodass jeweilige Fahrzeuginsassen also ihre Fahrt oder Reise nicht unterbrechen müssen, während der Kraftwagen aufgeladen oder mit Energie versorgt wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ladefahrbahn ist es, dass sich die jeweiligen Fahrzeuginsassen während des Ladevorgangs, das heißt während des Transports des Kraftwagens auf der Fördereinrichtung oder entlang der Ladefahrbahn, entspannen können, da sie den Kraftwagen nicht fahren oder steuern müssen. Dies ist der Fall, da sich der Kraftwagen relativ zu seiner unmittelbaren Umgebung, das heißt also relativ zu dem Teilstück der Fördereinrichtung, auf dem er sich befindet, in Ruhe ist und somit effektiv als geparkt angesehen werden kann. Sobald der Kraftwagen ein Ende der Fördereinrichtung erreicht hat, wird er an beziehungsweise auf die umgebende beziehungsweise sich an die Fördereinrichtung anschließende Fahrbahn übergeben. Der Kraftwagen kann dann besonders einfach und mit geringem zusätzlichem Energieaufwand seine Fahrt fortsetzen, da er nach Verlassen der Fördereinrichtung relativ zu der Fahrbahn bereits eine Geschwindigkeit – nämlich gerade die Geschwindigkeit, mit der er durch die Fördereinrichtung bewegt worden ist – besitzt. Mit anderen Worten ist es besonders vorteilhaft nicht notwendig, den Kraftwagen zum Aufladen mittels der Ladespulen der Ladefahrbahn zunächst relativ zu einer Umgebung der Ladefahrbahn abzubremsen oder zum Stillstand zu bringen und nach dem Ladevorgang wieder auf eine Reisegeschwindigkeit zu beschleunigen. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders hohe Energieeffizienz erreicht werden. Dies wird vorteilhaft durch die Verwendung eines Transportbandes als Fördereinrichtung unterstützt, da Transportbänder mit geringem Energieaufwand beziehungsweise besonders effizient betrieben werden können.The loading track according to the invention advantageously allows a static and thus particularly efficient wireless charging of the energy storage of the motor vehicle. In order to achieve the best possible or high efficiency in wireless, such as inductive charging of the energy storage, the best possible coupling between the charging coil as a transmitter and a corresponding, energy-absorbing receiver or receiver circuit of the motor vehicle is necessary. A particularly good coupling can be achieved when the motor vehicle and the coil are at rest relative to each other. As long as the car is on the conveyor, so it is charged via one and the same charging coil or supplied with energy. It is particularly advantageous that the motor vehicle is still moved by the conveyor, so that respective vehicle occupants so do not have to interrupt their journey or trip, while the car is charged or supplied with energy. Another advantage of the loading track according to the invention is that the respective Vehicle occupants during charging, that is, during transport of the motor vehicle on the conveyor or along the loading track, relax, since they do not drive or need to control the car. This is the case since the motor vehicle is at rest relative to its immediate surroundings, that is to say relative to the section of the conveyor on which it is located, and thus can be effectively considered to be parked. As soon as the motor vehicle has reached one end of the conveying device, it is transferred to or onto the surrounding lane or lane adjoining the conveying device. The motor vehicle can then continue its journey particularly simply and with little additional energy expenditure, since it already has a speed, namely the speed with which it has been moved through the conveyor, after leaving the conveyor relative to the roadway. In other words, it is particularly advantageous not necessary to first decelerate the vehicle for charging by means of the charging coils of the loading lane relative to an environment of the loading lane or bring it to a standstill and to accelerate again after the charging process to a cruising speed. As a result, advantageously a particularly high energy efficiency can be achieved. This is advantageously supported by the use of a conveyor belt as a conveyor, since conveyor belts can be operated with low energy consumption or particularly efficient.

Dabei kann es vorgesehen sein, dass die Fördereinrichtung permanent in Betrieb ist oder sich jeweils bei Annäherung eines Kraftwagens selbsttätig oder automatisiert in Bewegung setzt.It may be provided that the conveyor is permanently in operation or is automatically or automatically on the approach of a motor vehicle in motion.

Der elektrische Energiespeicher des Kraftwagens kann beispielsweise eine Traktionsbatterie sein. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Kraftwagen ein Elektro- oder Hybridfahrzeug ist. Zusätzlich oder alternativ können jedoch auch andere Arten von elektrischen Energiespeichern und/oder elektrischen Verbrauchern mittels der Ladefahrbahn aufgeladen und/oder mit elektrischer Energie versorgt werden.The electrical energy storage of the motor vehicle can be for example a traction battery. This is especially true when the car is an electric or hybrid vehicle. Additionally or alternatively, however, other types of electrical energy storage and / or electrical consumers can be charged by means of the charging path and / or supplied with electrical energy.

In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Fördereinrichtung in ihrer Längserstreckung zum gleichzeitigen Transport mehrerer Kraftwagen dimensioniert ist. Insbesondere ist es damit also auch vorgesehen, dass mehrere gleichzeitig transportierte oder beförderte Kraftwagen gleichzeitig aufgeladen oder mit Energie versorgt werden können. Dazu ist insbesondere eine ausreichende Länge der Fördereinrichtung in Bewegungsrichtung der Kraftwagen vorzusehen. Die Bewegungsrichtung der Kraftwagen entspricht dabei einer vorgesehenen Fahrtrichtung auf der jeweiligen Straße oder auf dem jeweiligen Fahrstreifen, in die beziehungsweise in den die Ladefahrbahn beziehungsweise die Fördereinrichtung integriert ist. Diese Richtung entspricht hier ebenfalls der Längserstreckungsrichtung der Fördereinrichtung. Bevorzugt kann die Fördereinrichtung also beispielsweise eine Längserstreckung von wenigstens 15 m aufweisen. Besonders bevorzugt kann jedoch eine signifikant größere Längserstreckung sein, um während des Transports des jeweiligen Kraftwagens möglichst viel Energie übertragen zu können. Es kann dabei allerdings auch vorgesehen sein, mehrere Fördereinrichtungen in Längsrichtung hintereinander oder aufeinanderfolgend anzuordnen.In a further embodiment of the present invention, it is provided that the conveyor is dimensioned in its longitudinal extent for the simultaneous transport of several cars. In particular, it is thus also provided that several simultaneously transported or transported cars can be charged simultaneously or supplied with energy. For this purpose, in particular a sufficient length of the conveyor in the direction of movement of the cars is provided. The direction of movement of the motor vehicle corresponds to a designated direction of travel on the respective road or on the respective lane, into which or in which the loading lane or the conveyor is integrated. This direction also corresponds here to the longitudinal direction of the conveyor. Thus, the conveyor may preferably have, for example, a longitudinal extent of at least 15 m. However, particularly preferred may be a significantly greater longitudinal extent in order to transmit as much energy during transport of the respective motor vehicle can. However, it may also be provided to arrange a plurality of conveyors in the longitudinal direction one behind the other or in succession.

In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung wenigstens 25% einer in einem Umgebungsbereich der Ladefahrbahn geltenden vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit beträgt. Die Fördergeschwindigkeit ist dabei diejenige Geschwindigkeit, mit der der Kraftwagen in Längsrichtung entlang der Ladefahrbahn beziehungsweise entlang der Fördereinrichtung relativ zu einer entsprechenden Umgebung transportiert oder bewegt wird. Der Umgebungsbereich, in dem die vorgeschriebene Höchstgeschwindigkeit gilt, kann insbesondere eine Straße oder ein Fahrstreifen sein, in die beziehungsweise in den die Ladefahrbahn beziehungsweise die Fördereinrichtung integriert ist. Eine geringere Fördergeschwindigkeit bietet dabei den Vorteil, dass mehr Zeit zum Aufladen oder für den Energieübertrag zur Verfügung steht, während eine höhere Fördergeschwindigkeit den Vorteil bietet, dass ein Verkehrsfluss entlang der Ladefahrbahn möglichst wenig beeinflusst oder beeinträchtigt wird. Zudem kann eine höhere Fördergeschwindigkeit den Vorteil bieten, dass eine geringere Geschwindigkeitsdifferenz zwischen der Fördergeschwindigkeit und einer Reisegeschwindigkeit des Kraftwagens vor einem Auffahren auf die Fördereinrichtung und/oder nach einem Verlassen der Fördereinrichtung besteht, sodass auch eine geringere Geschwindigkeitsänderung oder Geschwindigkeitsanpassung des Kraftwagens beim Auffahren und/oder beim Verlassen der Fördereinrichtung notwendig ist.In a further embodiment of the present invention, it is provided that a conveying speed of the conveyor is at least 25% of a prescribed maximum speed in an ambient area of the loading track. The conveying speed is that speed with which the motor vehicle is transported or moved in the longitudinal direction along the loading track or along the conveyor relative to a corresponding environment. The surrounding area in which the prescribed maximum speed applies can in particular be a road or a lane into which or in which the loading track or the conveyor is integrated. A lower conveying speed offers the advantage that more time is available for charging or for the energy transfer, while a higher conveying speed offers the advantage that a flow of traffic along the loading track is influenced or impaired as little as possible. In addition, a higher conveying speed can offer the advantage that there is a smaller difference in speed between the conveying speed and a traveling speed of the motor vehicle before driving onto the conveyor and / or after leaving the conveyor, so that a lower speed change or speed adjustment of the motor vehicle when starting and / or or when leaving the conveyor is necessary.

Es kann dabei auch vorgesehen sein, dass die Fördergeschwindigkeit in Abhängigkeit von der in dem Umgebungsbereich geltenden vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit angepasst oder eingestellt wird. So kann beispielsweise innerorts eine Fördergeschwindigkeit von wenigstens 75%, insbesondere auch 100%, der in dem jeweiligen Umgebungsbereich geltenden vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit vorgesehen sein. Aufgrund der niedrigeren innerorts geltenden Höchstgeschwindigkeit, ist dabei zudem ein zum Betrieb der Fördereinrichtung notwendiger Energieaufwand relativ gering. Um eine notwendige Größe oder Längserstreckung der Fördereinrichtung sowie einen zu deren Betrieb notwendigen Energieaufwand zu begrenzen, kann es aber beispielsweise vorgesehen sein, bei einer Anordnung der Fördereinrichtung auf beziehungsweise in oder an einer Autobahn die Fördergeschwindigkeit auf die jeweilige Richtgeschwindigkeit oder beispielsweise auf 50% oder auf 75% der Richtgeschwindigkeit zu begrenzen.It can also be provided that the conveying speed is adjusted or set as a function of the prescribed maximum speed in the surrounding area. Thus, for example, a transport speed of at least 75%, in particular also 100%, of the prescribed maximum speed prevailing in the respective surrounding area can be provided in-town. Due to the lower urban top speed, while also necessary for operating the conveyor energy expenditure is relatively low. To a necessary size or longitudinal extent of the conveyor and one to their operation However, it may be provided, for example, to limit the conveying speed to the respective directional speed or, for example, to 50% or to 75% of the directional speed when the conveyor is arranged on or in or on a freeway.

Besonders bevorzugt kann es vorgesehen sein, dass die Fördergeschwindigkeit dynamisch an ein umgebendes Verkehrsgeschehen beziehungsweise an einen umgebenden Verkehrsfluss angepasst wird. Dazu kann beispielsweise eine jeweilige Momentan- oder Durchschnittsgeschwindigkeit von sich der Fördereinrichtung nähernden und/oder sich von der Fördereinrichtung entfernenden Fahrzeugen überwacht und die Fördergeschwindigkeit in Abhängigkeit davon eingestellt oder angepasst werden. Ebenso kann eine Anpassung der Fördergeschwindigkeit in Abhängigkeit von einer die Fördereinrichtung umgebenden Verkehrsdichte möglich sein.Particularly preferably, it can be provided that the conveying speed is adapted dynamically to a surrounding traffic situation or to a surrounding traffic flow. For this purpose, for example, a respective instantaneous or average speed can be monitored by vehicles approaching the conveyor and / or vehicles which are removing from the conveyor, and the conveyor speed can be set or adjusted as a function thereof. Likewise, it may be possible to adapt the conveying speed as a function of a traffic density surrounding the conveyor.

In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Ladefahrbahn einen Indikator zum Anzeigen einer durch den Kraftwagen vorzunehmenden Geschwindigkeitsanpassung an eine Fördergeschwindigkeit der Fördereinrichtung aufweist. Hierzu kann beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung, eine Beleuchtung- oder Signaleinrichtung und/oder ein entsprechendes Datensignal, welches an den jeweiligen Kraftwagen gesendet wird, vorgesehen sein. Durch einen derartigen Indikator kann vorteilhaft einem jeweiligen Fahrer des Kraftwagens die Geschwindigkeitsanpassung erleichtert werden, welche notwendig ist, um den Kraftwagen relativ zu der ihm zugeordneten Ladespule zum Stillstand zu bringen. Es kann hier beispielsweise ein auf oder an oder neben der Fördereinrichtung angeordneter Bildschirm vorgesehen sein, auf dem eine relative Geschwindigkeit oder eine Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Kraftwagen und der Fördereinrichtung und/oder eine Anweisung an den jeweiligen Fahrer des Kraftwagens, beispielsweise eine Aufforderung zum Betätigen einer Bremse, angezeigt werden. Zusätzlich oder alternativ könnte beispielsweise eine Anordnung aus einer oder mehreren Beleuchtungselementen vorgesehen sein, welche beispielsweise auch in Abhängigkeit von der Relativgeschwindigkeit ihre Lichtfarbe ändern.In a further embodiment of the present invention, it is provided that the loading track has an indicator for displaying a speed adjustment to be made by the motor vehicle to a conveying speed of the conveying device. For this purpose, for example, a display device, a lighting or signaling device and / or a corresponding data signal which is sent to the respective motor vehicle, be provided. By means of such an indicator, it is advantageously possible for a respective driver of the motor vehicle to be able to facilitate the speed adaptation which is necessary in order to bring the motor vehicle to a standstill relative to the charging coil assigned to it. Here, for example, a screen arranged on or at or next to the conveyor can be provided, on which a relative speed or a speed difference between the motor vehicle and the conveyor and / or an instruction to the respective driver of the motor vehicle, for example a request to actuate a brake , are displayed. Additionally or alternatively, for example, an arrangement of one or more lighting elements may be provided, which change their light color, for example, depending on the relative speed.

Zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum kabellosen Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftwagens auf einer Ladefahrbahn ist es vorgesehen, dass entlang der Ladefahrbahn eine Mehrzahl von Ladespulen vorgesehen ist. Die Ladespulen können dabei zum, insbesondere induktiven, Aufladen des beziehungsweise eines elektrischen Energiespeichers dienen, wenn dieser sich in einem vorgegebenen Umgebungsbereich oder in einer vorgegebenen Entfernung zu der jeweiligen Ladespule befindet. Um ein möglichst effizientes Aufladen des elektrischen Energiespeichers zu ermöglichen, während der Kraftwagen bewegt wird, ist es dabei erfindungsgemäß vorgesehen, dass mittels einer Fördereinrichtung der Ladefahrbahn sowohl der jeweilige Kraftwagen als auch die jeweilige zum Aufladen des Energiespeichers verwendeten Ladespule in Bezug zueinander ortsfest entlang der Ladefahrbahn transportiert werden und der Energiespeicher dabei aufgeladen wird.To carry out a method according to the invention for the wireless charging of an electrical energy store of a motor vehicle on a loading track, it is provided that a plurality of charging coils is provided along the loading track. The charging coils can serve for, in particular inductive charging of the or an electrical energy store, if it is located in a predetermined surrounding area or at a predetermined distance from the respective charging coil. In order to enable the most efficient charging of the electrical energy storage while the car is being moved, it is provided according to the invention that by means of a conveyor of the loading track both the respective motor vehicle and the respective charging coil used for charging the energy storage with respect to each other stationary along the loading track be transported and the energy storage is charged.

Es kann dabei vorgesehen sein, dass der Energiespeicher während des gesamten Ladevorgangs mittels ein und derselben Ladespule aufgeladen wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass beispielsweise mehrere Ladespulen derart an der Fördereinrichtung angeordnet sind, dass der Kraftwagen gleichzeitig durch mehrere Ladespulen mit Energie versorgbar ist. In jedem Fall bewegt sich jedoch der Kraftwagen während des Ladevorgangs nicht über eine oder mehrere Ladespulen hinweg.It may be provided that the energy storage is charged during the entire charging process by means of one and the same charging coil. However, it can also be provided that, for example, a plurality of charging coils are arranged on the conveyor so that the motor vehicle can be supplied with energy simultaneously by a plurality of charging coils. In any case, however, the car does not move over one or more charging coils during the charging process.

Die bisher und im Folgenden sowie in den Patentansprüchen beschriebenen funktionalen Ausbildungen der erfindungsgemäßen Ladefahrbahn sowie die entsprechenden Vorteile sind entsprechend sinngemäß auch auf das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Einrichtungen und Bauteile übertragbar und umgekehrt.The functional configurations of the loading track according to the invention and the corresponding advantages described heretofore and hereinafter as well as in the patent claims are analogously applicable to the method according to the invention and / or the devices and components used to carry out the method according to the invention and vice versa.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Rechnungen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the calculations.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ladefahrbahn mit einer Fördereinrichtung und einem sich auf diese zu bewegenden Kraftwagen; 1 a schematic representation of a loading track according to the invention with a conveyor and a to be moved to these vehicles;

2 die Ladefahrbahn und den Kraftwagen aus 1, wobei sich der Kraftwagen auf der Fördereinrichtung befindet; und 2 the loading lane and the car 1 with the motor vehicle on the conveyor; and

3 die Ladefahrbahn und den Kraftwagen aus 1 und 2, wobei der Kraftwagen die Fördereinrichtung verlassen hat. 3 the loading lane and the car 1 and 2 , wherein the car has left the conveyor.

In den nachfolgend beschriebenen 1 bis 3 sind jeweils gleiche beziehungsweise funktionsgleiche Elemente mit jeweils den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the following 1 to 3 each identical or functionally identical elements are each labeled with the same reference numerals.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ladefahrbahn 10 mit einer Fördereinrichtung 12, welche vorliegend als Transportband ausgebildet ist. Die Ladefahrbahn 10 beziehungsweise die Fördereinrichtung 12 ist vorliegend in eine umgebende Straße oder Fahrbahn 14 integriert. Dabei ist es vorgesehen, dass eine Fahrbahnoberfläche der Fahrbahn 14 flächenbündig mit einer ebenfalls zum Befahren vorgesehenen oder ausgelegten Oberfläche der Fördereinrichtung 12 angeordnet ist. Weiterhin ist hier ein Kraftwagen 16 dargestellt, welcher sich auf der Fahrbahn 14 in Fahrtrichtung vor der Fördereinrichtung 12 befindet. 1 shows a schematic representation of a loading track 10 with a conveyor 12 which is presently designed as a conveyor belt. The loading track 10 or the Conveyor 12 is present in a surrounding street or lane 14 integrated. It is envisaged that a road surface of the roadway 14 flush with a likewise provided for driving or designed surface of the conveyor 12 is arranged. Furthermore, here is a car 16 shown, which is on the road 14 in the direction of travel in front of the conveyor 12 located.

Vorliegend umfasst die Fördereinrichtung 12 eine Vielzahl von Segmenten 18, von denen hier nur einige beispielhafte gekennzeichnet sind. Die Segmente 18 laufen dabei über Tragrollen 20 der Fördereinrichtung 12. Auch von den Tragrollen 20 sind hier nur einige beispielhaft gekennzeichnet. Da es sich lediglich um eine schematische Darstellung handelt, kann die Fördereinrichtung 12 auch noch weitere, hier nicht dargestellte Elemente umfassen. Dies kann insbesondere einen Antrieb und ein elektrisches System umfassen.In the present case, the conveyor comprises 12 a variety of segments 18 of which only a few are exemplary. The segments 18 run over carrying rollers 20 the conveyor 12 , Also from the idlers 20 Here are just a few examples. Since it is only a schematic representation, the conveyor 12 also include further, not shown here elements. This may in particular include a drive and an electrical system.

Das elektrische System der Fördereinrichtung 12 umfasst dabei insbesondere eine Vielzahl von Ladespulen zum induktiven Aufladen oder Versorgen eines elektrischen Energiespeichers oder Verbrauchers. Es kann in jedem der Segmente 18 eine separate Ladespule angeordnet oder vorgesehen sein. Ebenso ist es möglich, beispielsweise lediglich in jedem zweiten oder dritten der Segmente 18 eine Ladespule anzuordnen.The electrical system of the conveyor 12 in particular includes a plurality of charging coils for inductive charging or supplying an electrical energy storage device or consumer. It can be in each of the segments 18 a separate charging coil can be arranged or provided. It is also possible, for example, only in every second or third of the segments 18 to arrange a charging coil.

Anwendungs- oder Einsatzbereiche für kabellose Ladetechnologien, insbesondere für induktives Laden, haben sich in der Vergangenheit von relativ kleinen Elektrogeräten bis hin zu energieintensiven Anwendungen, wie beispielsweise einem Laden von Traktionsbatterien von Kraftfahrzeugen, weiterentwickelt. Dabei haben sich im Wesentlichen zwei Typen von kabellosem Laden herausgebildet. Dies sind zum einen ein dynamisches kabelloses Laden und zum anderen ein statisches kabelloses Laden. Beim dynamischen kabellosen Laden bewegt sich das aufzuladende Kraftfahrzeug relativ zu der Ladeeinrichtung, wodurch ein Laden des Fahrzeugs in Bewegung ermöglicht wird. Nachteilig ist dabei jedoch, dass aufgrund einer durch die Bewegung verschlechterten Kopplung der Ladevorgang mit verringerter beziehungsweise suboptimaler Effizienz abläuft. Beim statischen kabellosen Laden befindet sich das aufzuladende Fahrzeug relativ zu der Ladeeinrichtung in Ruhe. Ein typischer Anwendungsfall hierfür war bisher das Parken des Fahrzeugs über einer in einen Untergrund integrierten oder jedenfalls dann unterhalb des Fahrzeugs angeordneten Ladespule, wenn das Fahrzeug beispielsweise über Nacht abgestellt wurde. Vorteilhaft ist dabei die gegenüber dem dynamischen kabellosen Laden verbesserte Effizienz des Ladevorgangs, wobei nachteilig jedoch das Fahrzeug während des Ladens ortsgebunden ist.Applications or uses for wireless charging technologies, particularly for inductive charging, have evolved in the past from relatively small electrical appliances to energy-intensive applications, such as charging traction batteries of automobiles. Essentially, two types of wireless charging have emerged. These include dynamic wireless charging and static wireless charging. In dynamic wireless charging, the motor vehicle to be charged moves relative to the charging device, thereby enabling loading of the vehicle in motion. The disadvantage here, however, that runs due to a deteriorated by the movement coupling the charging process with reduced or sub-optimal efficiency. With static wireless charging, the vehicle to be charged is at rest relative to the charging device. A typical application for this was previously the parking of the vehicle over a built-in underground or at least then arranged below the vehicle charging coil when the vehicle was parked, for example, overnight. The advantage over the dynamic wireless charging improved charging efficiency, however, disadvantageously the vehicle is stationary during charging.

Um ein effizientes Laden des Fahrzeugs auch in Bewegung zu ermöglichen, ist es vorliegend vorgesehen, dass der Kraftwagen 16 auf die Fördereinrichtung 12 auffährt. Dieser Vorgang ist hier durch die mittels eines entsprechenden Pfeils repräsentierte Fahrzeuggeschwindigkeit 22 angedeutet. Der Kraftwagen 16 bewegt sich also mit der Fahrzeuggeschwindigkeit 22 auf die Fördereinrichtung 12 zu. Die einzelnen Segmente 18 der Fördereinrichtung 12 bewegen sich dabei mit einer ebenfalls durch einen entsprechenden Pfeil repräsentierten Fördergeschwindigkeit 24. Gemäß einem üblichen Aufbau eines Transportbandes bewegen sich dabei jeweils die die zu befahrende Oberfläche der Fördereinrichtung 12 bildenden Segmente 18 in Fördereinrichtung, welche hier der Fahrtrichtung des Kraftwagens 16 entspricht. Demgegenüber bewegen sich die von der zu befahrenden Oberfläche abgewandten Segmente 18 – ebenfalls mit der Fördergeschwindigkeit 24 – in Gegenrichtung.In order to enable an efficient charging of the vehicle in motion, it is provided in the present case that the motor vehicle 16 on the conveyor 12 ascends. This process is here by the represented by a corresponding arrow vehicle speed 22 indicated. The car 16 So it moves with the vehicle speed 22 on the conveyor 12 to. The individual segments 18 the conveyor 12 thereby move with a conveyor speed also represented by a corresponding arrow 24 , In accordance with a conventional construction of a conveyor belt, in each case the surface of the conveyor to be traveled moves 12 forming segments 18 in conveyor, which here the direction of travel of the motor vehicle 16 equivalent. In contrast, move away from the surface to be traveled segments 18 - also with the conveying speed 24 - in the opposite direction.

Da die Fahrzeuggeschwindigkeit 22 von der Fördergeschwindigkeit 24 verschieden sein kann, ist es vorgesehen, dass vor, beim oder unmittelbar nach dem Auffahren des Kraftwagens 16 auf die Fördereinrichtung 12 der Kraftwagen 16 seine Geschwindigkeit, das heißt also die Fahrzeuggeschwindigkeit 22, an die Fördergeschwindigkeit 24 angleicht. Weiterhin ist es vorgesehen, dass beim Auffahren des Kraftwagens 16 auf die Fördereinrichtung 12 eine kabellose Verbindung zwischen dem elektrischen System, insbesondere einer Ladeeinrichtung, der Fördereinrichtung 12 und einer entsprechenden Empfangseinrichtung des Kraftwagens 16 hergestellt oder aufgebaut wird.Because the vehicle speed 22 from the conveying speed 24 may be different, it is intended that before, at or immediately after the drive-up of the motor vehicle 16 on the conveyor 12 the car 16 his speed, that is the vehicle speed 22 , to the conveying speed 24 equalizes. Furthermore, it is provided that when driving the motor vehicle 16 on the conveyor 12 a wireless connection between the electrical system, in particular a charging device, the conveyor 12 and a corresponding receiving device of the motor vehicle 16 is manufactured or constructed.

2 zeigt schematisch die Ladefahrbahn 10 und den Kraftwagen 16 aus 1 in einer Situation nachdem der Kraftwagen auf die Fördereinrichtung 12 aufgefahren ist und dann also von dieser transportiert oder befördert wird. Hier befindet sich der Kraftwagen 16 auf einem beziehungsweise oberhalb eines bestimmten der Segmente 18, welches hier als Ladesegment 26 gekennzeichnet ist. Da der Kraftwagen 16 seine Geschwindigkeit an die Fördergeschwindigkeit 24 angeglichen hat, befindet er sich nunmehr relativ zu dem Ladesegment 26 in Ruhe. Dabei werden durch den Betrieb der Fördereinrichtung 12 sowohl der Kraftwagen 16 als auch das Ladesegment 26 und somit also insbesondere auch die an oder in dieser angeordnete Ladespule in Fördereinrichtung transportiert. Dabei wird der Kraftwagen 16 mittels der Ladespule des Ladesegments 26 mit Energie versorgt. Diese Energie kann beispielsweise zum Aufladen einer Traktionsbatterie des Kraftwagens 16 dienen oder genutzt werden. Während der Kraftwagen 16 entlang der Fördereinrichtung 12 transportiert wird, wird er also kontinuierlich aufgeladen. 2 shows schematically the loading track 10 and the car 16 out 1 in a situation after the car on the conveyor 12 ascended and is then transported or transported by this. Here is the car 16 on or above a certain one of the segments 18 , which is here as a loading segment 26 is marked. As the car 16 its speed to the conveying speed 24 has adjusted, it is now relative to the loading segment 26 in peace. In this case, by the operation of the conveyor 12 both the car 16 as well as the loading segment 26 and thus, in particular, also the charging coil arranged on or in the latter is transported in the conveying device. This is the car 16 by means of the charging coil of the charging segment 26 energized. This energy can, for example, to charge a traction battery of the motor vehicle 16 serve or be used. During the car 16 along the conveyor 12 is transported, it is therefore charged continuously.

3 zeigt schematisch die Ladefahrbahn 10 und den Kraftwagen 16 aus den 1 und 2, wobei hier der Kraftwagen 16 die Fördereinrichtung 12 gerade verlässt beziehungsweise verlassen hat. Der Ladevorgang kann automatisch unmittelbar vor oder bei dem Verlassen der Fördereinrichtung 12 gestoppt werden. Der Kraftwagen 16 gelangt von der Fördereinrichtung 12 mit der Fördergeschwindigkeit 24 auf die Fahrbahn 14 und kann dann aus eigenem Antrieb seine Fahrt fortsetzen. Dabei kann er beispielsweise wieder auf seine ursprüngliche Fahrzeuggeschwindigkeit 22 beschleunigen. 3 shows schematically the loading track 10 and the car 16 from the 1 and 2 , where here the car 16 the conveyor 12 just left or left. The charging process can be done immediately before or when leaving the conveyor 12 being stopped. The car 16 arrives from the conveyor 12 with the conveying speed 24 on the road 14 and then he can continue his own drive. He can, for example, back to its original vehicle speed 22 accelerate.

Für einen realen Anwendungsfall kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass auch auf einer Straße oder Fahrbahn mit mehreren für dieselbe Befahrungsrichtung vorgesehenen Fahrstreifen lediglich einer dieser Fahrstreifen mit der Fördereinrichtung 12 ausgestattet beziehungsweise als Ladefahrbahn 10 ausgebildet ist. Dadurch können Fahrzeuge, welche keinen Bedarf für ein Aufladen haben, auf einem der anderen Fahrstreifen die Fördereinrichtung 12 umfahren, sodass deren Belastung minimiert wird und die entsprechenden Fahrzeuge ihre Reisegeschwindigkeit nicht an die Fördergeschwindigkeit 24 anpassen müssen.For a real application, it may be provided, for example, that even on a road or lane with several intended for the same direction of travel lanes only one of these lanes with the conveyor 12 equipped or as a loading track 10 is trained. As a result, vehicles that have no need for charging, on one of the other lanes the conveyor 12 drive around so that their load is minimized and the corresponding vehicles do not adjust their cruising speed to the conveying speed 24 have to adjust.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Ladefahrbahncharging road
1212
FördereinrichtungConveyor
1414
Fahrbahnroadway
1616
Kraftwagenmotor vehicle
1818
Segmentesegments
2020
Tragrollenidlers
2222
Fahrzeuggeschwindigkeitvehicle speed
2424
Fördergeschwindigkeitconveyor speed
2626
Ladesegmentsegment load

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102010052216 A1 [0002] DE 102010052216 A1 [0002]

Claims (5)

Ladefahrbahn (10) zum kabellosen Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftwagens (16), bei welcher entlang der Ladefahrbahn (10) eine Mehrzahl von Ladespulen vorgesehen sind, mittels welchen der Energiespeicher aufladbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördereinrichtung (12) vorgesehen ist, mittels welcher sowohl der jeweilige Kraftwagen (16) als auch die jeweils zum Aufladen des Energiespeichers verwendete Ladespule ortsfest in Bezug zueinander entlang der Ladefahrbahn (10) transportierbar sind.Loading track ( 10 ) for wireless charging of an electrical energy storage of a motor vehicle ( 16 ), along which the loading track ( 10 ) a plurality of charging coils are provided, by means of which the energy store can be charged, characterized in that a conveyor device ( 12 ) is provided, by means of which both the respective motor vehicle ( 16 ) as well as the charge coil used in each case for charging the energy store stationary with respect to each other along the loading track ( 10 ) are transportable. Ladefahrbahn (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (12) in ihrer Längserstreckung zum gleichzeitigen Transport mehrerer Kraftwagen (16) dimensioniert ist.Loading track ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the conveyor ( 12 ) in their longitudinal extent for the simultaneous transport of several motor vehicles ( 16 ) is dimensioned. Ladefahrbahn (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fördergeschwindigkeit (24) der Fördereinrichtung (12) wenigstens 25% einer in einem Umgebungsbereich der Ladefahrbahn (10) geltenden vorgeschriebenen Höchstgeschwindigkeit beträgt.Loading track ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a conveying speed ( 24 ) of the conveyor ( 12 ) at least 25% of one in a surrounding area of the loading track ( 10 ) is the prescribed maximum speed. Ladefahrbahn (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladefahrbahn (10) einen Indikator zum Anzeigen einer durch den Kraftwagen (16) vorzunehmenden Geschwindigkeitsanpassung an eine Fördergeschwindigkeit (24) der Fördereinrichtung (12) aufweist.Loading track ( 10 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the loading track ( 10 ) an indicator for indicating by the car ( 16 ) speed adaptation to a conveying speed ( 24 ) of the conveyor ( 12 ) having. Verfahren zum kabellosen Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftwagens (16) auf einer Ladefahrbahn (10), entlang welcher eine Mehrzahl von Ladespulen vorgesehen sind, mittels welchen der Energiespeicher aufladbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer Fördereinrichtung (12) der Ladefahrbahn (10) sowohl der jeweilige Kraftwagen (16) als auch die jeweils zum Aufladen des Energiespeichers verwendete Ladespule in Bezug zueinander ortsfest entlang der Ladefahrbahn (10) transportiert werden und der Energiespeicher dabei aufgeladen wird.Method for the wireless charging of an electric energy store of a motor vehicle ( 16 ) on a loading track ( 10 ), along which a plurality of charging coils are provided, by means of which the energy store is chargeable, characterized in that by means of a conveyor ( 12 ) of the loading track ( 10 ) both the respective motor vehicle ( 16 ) as well as the charging coil used in each case for charging the energy store with respect to each other fixed in position along the loading track ( 10 ) are transported and the energy storage is charged.
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