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Stand der Technik
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Es ist bereits eine elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung mit einem integrierten Energiespeicher, beispielsweise in der
US 9,027,681 B2 , vorgeschlagen worden.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung geht aus von einer Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung einer elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung, insbesondere eines Smartwheels, mit elektrischer Energie, mit zumindest einer Energiespeichereinheit, mit zumindest einer Schnittstelleneinheit zu einer elektrischen Kopplung der zumindest einen Energiespeichereinheit mit der Radvorrichtung und mit zumindest einer Aufnahmeeinheit zu einer Aufnahme zumindest der Energiespeichereinheit und der Schnittstelleneinheit.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Aufnahmeeinheit als Kleidungsstück ausgebildet ist. Dadurch kann eine vorteilhaft kompakte, konstruktiv einfache und bevorzugt benutzerfreundliche Ausgestaltung der Energieversorgungsvorrichtung erreicht werden.
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Vorteilhaft weist die Energiespeichereinheit zumindest eine Batterie, besonders vorteilhaft zumindest eine, vorzugsweise wenigstens 100-mal, wiederaufladbare Batterie, wie beispielsweise einen Akkupack, auf. Besonders vorteilhaft ist die Energiespeichereinheit als ein Akkupack ausgebildet. Es ist auch denkbar, dass die Energiespeichereinheit zumindest einen Superkondensator und/oder zumindest einen Kondensator umfasst. Es ist denkbar, dass die Energiespeichereinheit drahtlos aufladbar ausgebildet ist. Vorzugsweise weist die Energiespeichereinheit zumindest eine Speicherelektronik auf. Vorteilhaft ist die Speicherelektronik als eine Batteriemanagement-Elektronik ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Speicherelektronik dazu vorgesehen, einen Ladevorgang der Energiespeichereinheit zu erkennen und/oder zu überwachen. Alternativ oder zusätzlich ist die Speicherelektronik dazu vorgesehen, Leistungsdaten der Energiespeichereinheit zu erfassen und/oder zu überwachen. Alternativ oder zusätzlich ist die Speicherelektronik dazu vorgesehen, mit der Elektronikeinheit und/oder einem Ladegerät über zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zu kommunizieren. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Die zumindest eine Energiespeichereinheit ist vorzugsweise zu einer Versorgung einer Antriebseinheit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung mit elektrischer Energie bei einem Betrieb und/oder zu einem Aufladen einer Akkueinheit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung mit elektrischer Energie vorgesehen.
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Die zumindest eine Schnittstelleneinheit ist vorzugsweise zu einer elektrischen Kopplung mittels eines mechanischen oder berührungslosen Kontakts mit zumindest einer Schnittstelleneinheit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung vorgesehen. Unter einer „Aufnahme“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die zumindest eine Energiespeichereinheit und die zumindest eine Schnittstelleneinheit verliersicher, insbesondere fest und unlösbar, befestigt ist. Es ist jedoch auch denkbar, dass die zumindest eine Aufnahmeeinheit zu einer, insbesondere werkzeuglos, lösbaren Aufnahme der zumindest einen Energiespeichereinheit und/oder der zumindest einen Schnittstelleneinheit vorgesehen ist. Das Kleidungsstück ist vorzugsweise als Schuh, Handschuh, Jacke, Helm oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet. Insbesondere die zumindest eine Energiespeichereinheit ist vorzugsweise zumindest teilweise, besonders bevorzugt vollständig in dem Kleidungsstück integriert. Die zumindest eine Energiespeichereinheit und/oder die zumindest eine Schnittstelleneinheit ist besonders vorteilhaft in einem Futter oder einer Sohle des Kleidungsstücks eingebettet.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Schnittstelleneinheit zumindest ein Energieübertagungselement zu einer berührungslosen Übertragung von elektrischer Energie an die Radvorrichtung umfasst. Dadurch kann eine vorteilhaft komfortable und flexible Übertragung von elektrischer Energie an die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung erreicht werden. Ferner kann die zumindest eine Schnittstelleneinheit auf konstruktiv einfache Weise bevorzugt zuverlässig gegen ein Eindringen von Staub, Schmutz und/oder Feuchtigkeit geschützt werden. Unter der Wendung „berührungslosen Übertragung“ soll insbesondere verstanden werden, dass elektrische Energie über einen vorteilhaft körperlosen Träger, beispielsweise über ein magnetisches Feld, übertragen werden, insbesondere entkoppelt von einer physischen Verbindung zwischen dem zumindest einen Energieübertagungselement der Energieversorgungsvorrichtung und der zumindest einen elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung. Das zumindest eine Energieübertagungselement ist vorzugsweise zu einer Übertragung der elektrischer Energie mittels Induktion vorgesehen. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des zumindest einen Energieübertagungselements denkbar. Das zumindest eine Energieübertagungselement ist vorzugsweise zumindest teilweise, besonders bevorzugt vollständig in dem Kleidungsstück integriert.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Schnittstelleneinheit zumindest ein Energieübertagungselement zu einer Übertragung von elektrischer Energie an die Radvorrichtung mittels eines mechanischen Kontakts umfasst. Dadurch kann eine konstruktiv einfache, vorteilhaft zuverlässige und bevorzugt robuste Ausgestaltung des zumindest einen Energieübertagungselements erreicht werden. Das zumindest eine Energieübertagungselement ist vorzugsweise als elektrisch leitender, insbesondere metallischer, Kontakt ausgebildet.
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Zudem vorgeschlagen, dass die Energieversorgungsvorrichtung zumindest eine Energy-Harvesting-Einheit zu einer Umwandlung zumindest einer Energieform in elektrische Energie zu einer Versorgung der zumindest einen Energiespeichereinheit mit elektrischer Energie umfasst. Die zumindest eine Energy-Harvesting-Einheit ist vorzugsweise zusätzlich zu der zumindest einen Energiespeichereinheit vorgesehen. Dadurch kann eine vorteilhaft lange Nutzungsdauer und somit ein bevorzugt hoher Bedienerkomfort der Energieversorgungsvorrichtung erreicht werden. Es ist auch denkbar, dass die zumindest eine Energy-Harvesting-Einheit alternativ zu der zumindest einen Energiespeichereinheit vorgesehen ist und die zumindest einen Energiespeichereinheit ersetzt. Dadurch kann eine vorteilhaft umweltfreundliche Ausgestaltung der Energieversorgungsvorrichtung, insbesondere hinsichtlich einer Entsorgung an einem Ende einer Nutzungs- bzw. Lebensdauer der mobilen Funktionsvorrichtung, erreicht werden. Ferner kann durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine bevorzugt umweltschonende und nachhaltige Energieversorgung zu einem Betrieb der Energieversorgungsvorrichtung und besonders vorteilhaft ein autarker, von einer externen Stromversorgung unabhängiger Betrieb der Energieversorgungsvorrichtung erreicht werden. Die zumindest eine Energy-Harvesting-Einheit ist vorzugsweise zu einer Versorgung insbesondere der Antriebseinheit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung mit elektrischer Energie bei einem Betrieb und/oder zu einem Aufladen der Akkueinheit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung mit elektrischer Energie vorgesehen. Die zumindest eine Energy-Harvesting-Einheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, zumindest einen Teil der elektrischen Energie, die zu einem Betrieb der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung und/oder der Energieversorgungsvorrichtung benötigt wird, zumindest in einem Benutzungszustand bereitzustellen. Die zumindest eine Energieform, die die zumindest eine Energy-Harvesting-Einheit in elektrische Energie umwandeln kann, ist vorteilhafterweise von einer Körperwärme des Benutzers bzw. einem Temperaturunterschied zu der Umgebung, von einer Bewegung des Benutzers, insbesondere durch einen Puls an einem Handgelenk des Bedieners und/oder durch Vibration beim Arbeiten, von Licht- bzw. Sonneneinstrahlung, von Funk- bzw. Radiowellen aus der Umgebung und/oder auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise gebildet. Die zumindest eine Energy-Harvesting-Einheit umfasst vorzugsweise zumindest ein Photovoltaikelement, zumindest ein Piezoelement und/oder zumindest ein Peltierelement oder ist auf eine andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Weise ausgebildet. Die zumindest eine Energy-Harvesting-Einheit ist besonders bevorzugt von der zumindest einen Aufnahmeeinheit aufgenommen und ist besonders bevorzugt in dem Kleidungsstück zumindest teilweise integriert. Es ist jedoch auch denkbar, dass die zumindest eine Energy-Harvesting-Einheit alternativ oder zusätzlich zumindest teilweise in der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung integriert ist.
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Ferner wird vorgeschlagen, dass die zumindest eine Schnittstelleneinheit zumindest ein Ladeelement zu einem Laden der zumindest einen Energiespeichereinheit mit elektrischer Energie umfasst. Dadurch kann eine vorteilhaft bedienerfreundliche Aufladung der Energiespeichereinheit mit elektrischer Energie, insbesondere zwischen zwei Benutzungen der Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung mit elektrischer Energie, erreicht werden. Unter einem „Ladeelement“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, elektrische Energie an die Energiespeichereinheit zu übertragen. Das zumindest eine Ladeelement ist vorzugsweise zu einem Laden der zumindest einen Energiespeichereinheit mit elektrischer Energie in einem unbenutzten Zustand oder in einem von der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung getrennten Zustand vorgesehen. Das zumindest eine Ladeelement ist vorzugsweise als zumindest ein Ladekontakt in einem als Schuh ausgebildeten Kleidungsstück ausgebildet, das in einem ungetragenen Zustand des als Schuh ausgebildeten Kleidungsstücks zum Laden der Energiespeichereinheit beispielsweise auf ein in einem Schuhregal integrierten Ladegerät abgestellt und aufgeladen wird.
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Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Ladeelement zu einem berührungslosen Laden der zumindest einen Energiespeichereinheit mit elektrischer Energie vorgesehen ist. Dadurch kann eine vorteilhaft komfortable und flexible Übertragung von elektrischer Energie zum Laden der zumindest einen Energiespeichereinheit erreicht werden. Ferner kann die zumindest eine Schnittstelleneinheit auf konstruktiv einfache Weise bevorzugt zuverlässig gegen ein Eindringen von Staub, Schmutz und/oder Feuchtigkeit geschützt werden. Unter der Wendung „berührungslosen Übertragung“ soll insbesondere verstanden werden, dass elektrische Energie über einen vorteilhaft körperlosen Träger, beispielsweise über ein magnetisches Feld, übertragen werden, insbesondere entkoppelt von einer physischen Verbindung zwischen dem zumindest einen Ladeelement der Schnittstelleneinheit und einer Stromquelle. Das zumindest eine Ladeelement ist vorzugsweise zu einer Übertragung der elektrischer Energie mittels Induktion vorgesehen. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen des zumindest einen Ladeelements denkbar. Das zumindest eine Ladeelement ist vorzugsweise zumindest teilweise, besonders bevorzugt vollständig in dem Kleidungsstück integriert.
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Zudem wird vorgeschlagen, dass das zumindest eine Ladeelement und das zumindest eine Energieübertagungselement der zumindest einen Schnittstelleneinheit zumindest teilweise einstückig ausgebildet sind. Dadurch kann eine vorteilhaft kompakte und bevorzugt Bauteil sparende Ausgestaltung der Energieversorgungsvorrichtung erreicht werden. Unter „einstückig“ soll insbesondere zumindest stoffschlüssig verbunden verstanden werden, beispielsweise durch einen Schweißprozess, einen Klebeprozess, einen Anspritzprozess und/oder einen anderen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Prozess, und/oder vorteilhaft in einem Stück geformt verstanden werden, wie beispielsweise durch eine Herstellung aus einem Guss und/oder durch eine Herstellung in einem Ein- oder Mehrkomponentenspritzverfahren und besonders vorteilhaft aus einem einzelnen Rohling.
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Ferner wird eine elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung, insbesondere ein Smartwheel, mit zumindest einem, mit zumindest einer Schnittstelleneinheit einer Energieversorgungsvorrichtung korrespondierenden Energieübertragungselement zu einer elektrischen Kopplung mit zumindest einer Energiespeichereinheit der Energieversorgungsvorrichtung vorgeschlagen. Dadurch kann eine vorteilhaft kompakte und bevorzugt leichte Ausgestaltung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung erreicht werden. Unter einem „Smartwheel“ soll insbesondere ein Rad mit vorteilhaft elektrischen Antriebskomponenten, vorzugsweise ausgebildet nach Art eines Powerwheels, und vorzugsweise mit Sensorkomponenten und mit Datenschnittstellenkomponenten, welche zu einer Implementierung zumindest einer Systemfunktionalität beitragen, verstanden werden. Vorzugsweise weist die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung zumindest eine Antriebseinheit mit einem Getriebe und einem Motor, zumindest eine Elektronikeinheit und die zumindest eine Energiespeichereinheit auf. Bevorzugt ist das Getriebe mit einer Antriebswelle zu einer Übertragung eines mittels dem Motorerzeugten Drehmoments wirkungsmäßig verbunden. Bevorzugt ist das Getriebe dazu vorgesehen, das mittels des Motors erzeugte Drehmoment bedarfsweise zu wandeln und an eine Ausgangswelle der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung zu übertragen. Vorzugsweise ist die Ausgangswelle und/oder zumindest ein statischer Teil, wie beispielsweise ein Stator, der Antriebseinheit dazu vorgesehen, an einer mittels der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung zu bewegenden Einheit, insbesondere einem Fahrrad, einem Dreirad, einem E-Bike, einem Pedelec, einem Tretroller, einem Rollenkoffer, einer Schubkarre, einem Einkaufswagen, einer Golftasche, einem Rollcontainer, einem Rollenbrett, einem Rollstuhl, einem Krankenbett, einem Kinderwagen oder einer weiteren, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Einheit, angeordnet und/oder befestigt zu werden. Vorteilhaft bildet die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung zumindest einen Teil eines Antriebs der zu bewegenden Einheit. Insbesondere ist denkbar, dass eine Mehrzahl insbesondere miteinander kommunizierender elektromotorisch angetriebener Radvorrichtungen gemeinsam einen Antrieb der zu bewegenden Einheit bildet.
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Es ist denkbar, dass die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung zumindest eine Umgebungssensoreinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest eine Umgebung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung zu erfassen. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass die Energieversorgungsvorrichtung die zumindest eine Umgebungssensoreinheit umfasst. Bevorzugt ist die Umgebungssensoreinheit als eine Kamera, eine Ultraschallsensoreinheit, eine Radarsensoreinheit, eine Infrarotsensoreinheit oder als eine weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Umgebungssensoreinheit ausgebildet. Besonders bevorzugt ist in Abhängigkeit von der Umgebung, die von der Umgebungssensoreinheit erfasst wird, zumindest eine Sicherheitsfunktion mittels der Elektronikeinheit ausführbar. Unter einer „Sicherheitsfunktion“ soll insbesondere eine Funktion der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, in einer Gefährdungslage, insbesondere für die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung und/oder einen Bediener, zu einer Reduzierung oder Vermeidung eines Schadens, insbesondere der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung und/oder des Bedieners, ausgeführt zu werden. Es ist denkbar, dass die Sicherheitsfunktion Funktionsschritte zu einem Abbremsen einer Bewegung, einem Abschalten einer Antriebseinheit, einem Blockieren einer Antriebseinheit, einer Ausgabe eines optischen, akustischen und/oder haptischen Alarmsignals, einer Steuerung einer Bewegung zu einer Kollisionsvermeidung und/oder weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Funktionsschritte umfasst. Es ist denkbar, dass die Umgebungssensoreinheit einen räumlichen Abstand eines Bedieners und/oder einer externen Einheit von der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung erfasst und in Abhängigkeit von dem räumlichen Abstand eine Sicherheitsfunktion, insbesondere umfassend einen Funktionsschritt zu einem Abbremsen einer Bewegung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung oder einem Blockieren der Antriebseinheit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung, ausführt. Es ist denkbar, dass die Umgebungssensoreinheit dazu vorgesehen ist, den räumlichen Abstand mittels einer empfangenen Signalstärke eines Signals, insbesondere eines Bluetooth-, Infrarot-, RFID- oder NFC-Signals, der externen Einheit zu bestimmen. Weiterhin ist es denkbar, dass die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung eine Autorisierungseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, eine Benutzung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung, insbesondere der Antriebseinheit, in Abhängigkeit von einer Autorisierungskennung eines Bedieners freizugeben oder zu sperren. Es ist denkbar, dass die Autorisierungskennung als ein PIN-Code, ein RFID-Tag, ein Passwort, ein Fingerabdruck, eine Stimme, ein Gesichtsmerkmal, ein biometrisches Merkmal oder eine weitere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Autorisierungskennung ausgebildet ist. Bevorzugt ist die Autorisierungskennung mittels einer externen Einheit, insbesondere einem Smartphone, erfassbar und an die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung, insbesondere die Kommunikationseinheit und/oder die Autorisierungseinheit, insbesondere mittels einer drahtlosen elektronischen Kommunikation, übermittelbar.
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Zudem wird ein System mit einer elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung und mit zumindest einer Energieversorgungsvorrichtung vorgeschlagen. Dadurch kann eine vorteilhaft komfortable Versorgung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung mit elektrischer Energie erreicht werden.
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Vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Handhabung, insbesondere einer vorteilhaften Versorgung der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung mit elektrischer Energie, und einer bevorzugt kompakten Ausgestaltung, können mit einem Fahrzeug mit zumindest einer erfindungsgemäßen elektromotorischen Radvorrichtung erzielt werden. Insbesondere kann das Fahrzeug eine Mehrzahl, insbesondere miteinander in Kommunikationsverbindung stehender, elektromotorisch angetriebener Radvorrichtungen aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Energieversorgungsvorrichtung, die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung, das Fahrzeug sowie das System sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Energieversorgungsvorrichtung, die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung, das Fahrzeug sowie das System zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen. Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
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Zeichnung
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen:
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1 eine Energieversorgungsvorrichtung zur Versorgung einer elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung in einer schematischen Darstellung,
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2 die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung und
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3 ein System mit der in einem Kleidungsstück integrierten Energieversorgungsvorrichtung und eines Fahrzeugs mit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung.
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Beschreibung des Ausführungsbeispiels
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1 zeigt ein System mit einer schematisch dargestellten Energieversorgungsvorrichtung 10 zur Versorgung einer elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12 mit elektrischer Energie und der schematisch dargestellten elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12. Die Energieversorgungsvorrichtung 10 umfasst zumindest eine Energiespeichereinheit 14 zu einer Speicherung von elektrischer Energie. Die Energieversorgungsvorrichtung 10 umfasst genau eine Energiespeichereinheit 14. Es sind jedoch auch mehrere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Energiespeichereinheiten 14 denkbar. Die Energiespeichereinheit 14 umfasst zumindest eine Akkuzelle. Die Energiespeichereinheit 14 umfasst mehrere, elektrisch verbundene Akkuzellen. Die elektrisch verbundenen Akkuzellen der Energiespeichereinheit 14 sind als Akkupack ausgebildet. Die Akkuzellen der Energiespeichereinheit 14 sind von Lithium-Ionen-Zellen gebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen der Energiespeichereinheit 14, beispielsweise mit zumindest einer Batterie oder zumindest einer Blei-Akkuzelle, denkbar. Die Energiespeichereinheit 14 ist zu einer Versorgung einer Antriebseinheit 40 der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12 vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann die Energiespeichereinheit 14 auch dazu vorgesehen sein, eine nicht dargestellte Akkueinheit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12 mit elektrischer Energie aufzuladen.
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Die Energieversorgungsvorrichtung 10 umfasst zumindest eine Schnittstelleneinheit 16 zu einer elektrischen Kopplung der Energiespeichereinheit 14 mit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12. Die Energieversorgungsvorrichtung 10 umfasst genau eine Schnittstelleneinheit 16 zu einer elektrischen Kopplung der Energiespeichereinheit 14 mit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12. Die Schnittstelleneinheit 16 ist zudem zu einem Laden der Energiespeichereinheit 14 mit elektrischer Energie aus einer externen Stromquelle vorgesehen. Die Schnittstelleneinheit 16 ist elektrisch mit der Energiespeichereinheit 14 verbunden. Die Schnittstelleneinheit 16 weist zumindest ein Energieübertragungselement 22 auf. Die Schnittstelleneinheit 16 weist genau ein Energieübertragungselement 22 auf. Es sind jedoch auch mehrere Energieübertragungselemente 22 denkbar. Das Energieübertragungselement 22 der Schnittstelleneinheit 16 ist zu einer berührungslosen Übertragung von elektrischer Energie von der Energiespeichereinheit 14 an die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 12 vorgesehen. Das Energieübertragungselement 22 der Schnittstelleneinheit 16 der Energieversorgungsvorrichtung 10 ist zu einer Übertragung von elektrischer Energie mittels Induktion vorgesehen.
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Die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 12 umfasst eine Schnittstelleneinheit 32 zu einer elektrischen Kopplung mit der Energiespeichereinheit 14 der Energieversorgungsvorrichtung 10. Die Schnittstelleneinheit 32 der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12 umfasst zumindest ein Energieübertragungselement 28. Das Energieübertragungselement 28 der Schnittstelleneinheit 32 der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12 ist zu einem berührungslosen Empfangen von elektrischer Energie von der Energiespeichereinheit 14 der Energieversorgungsvorrichtung 10 vorgesehen. Das Energieübertragungselement 28 der Schnittstelleneinheit 32 der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12 ist zu einer Übertragung von elektrischer Energie mittels Induktion vorgesehen. Das Energieübertragungselement 28 der Schnittstelleneinheit 32 der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12 und das Energieübertragungselement 22 der Schnittstelleneinheit 16 der Energieversorgungsvorrichtung 10 sind korrespondierend ausgebildet.
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Alternativ ist es auch denkbar, dass das Energieübertragungselement 22 der Schnittstelleneinheit 16 der Energieversorgungsvorrichtung 10 zu einer Übertragung von elektrischer Energie mittels eines mechanischen Kontakts vorgesehen ist, wobei das Energieübertragungselement 22 von einem elektrisch leitendenden, insbesondere metallischen Kontakt gebildet ist. In dieser Ausführungsvariante ist auch das Energieübertragungselement 28 der Schnittstelleneinheit 32 der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12 korrespondierend zu dem Energieübertragungselement 22 der Schnittstelleneinheit 16 der Energieversorgungsvorrichtung 10 als mechanischer Kontakt ausgebildet.
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Die Schnittstelleneinheit 16 ist elektrisch mit der Energiespeichereinheit 14 verbunden. Die Schnittstelleneinheit 16 der Energieversorgungsvorrichtung 10 weist zudem zumindest ein Ladeelement 26 zu einem Laden der Energiespeichereinheit 14 mit elektrischer Energie auf. Das Ladeelement 26 der Schnittstelleneinheit 16 ist zu einer elektrischen Kopplung mit einer externen Stromquelle vorgesehen. Das Ladeelement 26 ist zu einem berührungslosen Laden der Energiespeichereinheit 14 mit elektrischer Energie vorgesehen. Das Ladeelement 26 ist zu einer Übertragung von elektrischer Energie mittels Induktion vorgesehen. Das Ladeelement 26 und das Energieübertragungselement 22 der Schnittstelleneinheit 16 sind zumindest teilweise einstückig ausgebildet. Das Ladeelement 26 und das Energieübertragungselement 22 der Schnittstelleneinheit 16 sind zumindest nahezu vollständig einstückig ausgebildet.
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Die Energieversorgungsvorrichtung 10 umfasst ferner zumindest eine Energy-Harvesting-Einheit 24 zu einer Umwandlung zumindest einer Energieform in elektrische Energie zu einer Versorgung der Energiespeichereinheit 14 mit elektrischer Energie. Die Energieversorgungsvorrichtung 10 umfasst genau eine Energy-Harvesting-Einheit 24. Die Energy-Harvesting-Einheit 24 umfasst zumindest ein Energy-Harvesting-Element 34, 50, 52 zur Umwandlung zumindest einer Energieform in elektrische Energie. Die Energy-Harvesting-Einheit 24 weist mehrere Energy-Harvesting-Elemente 34, 50, 52 zur Umwandlung unterschiedlicher Energieformen in elektrische Energie auf. Die Energy-Harvesting-Elemente 34, 50, 52 sind als Peltierelement zur Umwandlung eines Temperaturunterschieds in elektrische Energie, als Photovoltaikelement zur Umwandlung von Solarenergie in elektrische Energie und als Piezoelement zur Umwandlung einer kinetischen Energie beim Tragen der als Kleidungsstück 20 ausgebildeten Aufnahmeeinheit 18 ausgebildet. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen der Energy-Harvesting-Einheit 24 denkbar. Die Energy-Harvesting-Einheit 24 ist dazu vorgesehen, die Energiespeichereinheit 14 beispielsweise in einem Benutzungszustand der Energieversorgungsvorrichtung 10 wieder mit elektrischer Energie aufzuladen. Dadurch kann eine Benutzungsdauer der Energieversorgungsvorrichtung 10 vorteilhaft verlängert werden. Ferner ist es denkbar, dass die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 12 alternativ oder zusätzlich zumindest eine Energy-Harvesting-Einheit zur Umwandlung zumindest einer Energieform in elektrische Energie zur Versorgung der Antriebseinheit 40 oder einer Akkueinheit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12 umfasst.
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Die 2 zeigt die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 12 in einer schematischen Schnittdarstellung. Die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 12 ist als ein Smartwheel ausgebildet. Die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 12 weist einen um eine Rotationsachse 36 drehbaren Radgrundkörper 38 sowie eine zumindest teilweise innerhalb des Radgrundkörpers 38 angeordnete Antriebseinheit 40 auf. Die Antriebseinheit 40 ist vollständig innerhalb des Radgrundkörpers 38 angeordnet. Die Antriebseinheit 40 umfasst ein Getriebe 42, das über eine Antriebswelle 44 mit einem Elektromotor 46 der Antriebseinheit 40 verbunden ist. Der Elektromotor 46 ist als ein bürstenloser Gleichstrommotor ausgebildet. Es sind aber auch andere Elektromotoren denkbar. Der Radgrundkörper 38 weist im vorliegenden Fall einen Durchmesser von etwa 30 cm auf. Es sind aber auch wesentlich größere oder kleinere Radgrundkörper 38 denkbar, je nach Anwendung und Fahrzeug 30. Der Radgrundkörper 38 bildet im vorliegenden Fall eine Felge aus, auf welche ein Reifen aufziehbar ist. Ein Reifen ist aus Gründen einer Übersichtlichkeit in der 2 nicht dargestellt. Die elektromotorisch angetriebene Radvorrichtung 12 weist einen Befestigungsbereich 48 auf, der zu einer Befestigung an einer zu bewegenden Einheit vorgesehen ist. Im vorliegenden Fall ist der Befestigungsbereich 48 mit einem nicht gezeigten Fahrgestell des Fahrzeugs 30 verbunden.
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Die 3 zeigt das Fahrzeug 30 mit der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12 in einer schematischen Darstellung. Im vorliegenden Fall weist das Fahrzeug 30 zwei identische elektromotorisch angetriebene Radvorrichtungen 12 auf, von denen aufgrund der dargestellten Seitenansicht lediglich eine zu sehen ist. Die beiden elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtungen 12 stehen in einer Kommunikationsverbindung zueinander. Das Fahrzeug 30 ist im vorliegenden Fall als ein Personentransportfahrzeug ausgebildet, auf welchem ein Benutzer in einem Fahrbetrieb stehen kann. In 3 ist ferner ein als Schuh ausgebildetes Kleidungsstück 20 gezeigt, das die Aufnahmeeinheit 18 zur Aufnahme der Energieversorgungsvorrichtung 10 bildet. Es sind auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen der als Kleidungsstücks 20 ausgebildeten Aufnahmeeinheit 18, wie beispielsweise als Handschuh, Jacke, Helm, oder Hose, denkbar. Das Energieübertragungselement 22 der Schnittstelleneinheit 16 der Energieversorgungsvorrichtung 10 ist in einer Sohle des als Schuh ausgebildeten Kleidungsstücks 20 angeordnet. Das Energieübertragungselement 28 der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12 ist im Bereich einer Standfläche des Fahrzeugs 30 angeordnet, sodass das Energieübertragungselement 22 der Energieversorgungsvorrichtung 10 mit dem Energieübertragungselement 28 der elektromotorisch angetriebenen Radvorrichtung 12 in Verbindung steht, wenn der Benutzer bei einer Benutzung des Fahrzeugs 30 auf der Standfläche des Fahrzeugs 30 steht. Es sind jedoch auch andere, einem Fachmann als sinnvoll erscheinende Ausgestaltungen und Anordnungen der Energieübertragungselemente 22, 28, wie beispielsweise in einem Lenker des Fahrzeugs 30 und in einer Griffseite eines als Handschuh ausgebildeten alternativen Kleidungsstücks, denkbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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