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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Anmeldung betrifft im Allgemeinen Ladestationen zum Laden einer elektrischen Vorrichtung und insbesondere Ladesysteme, die dynamische Ladeattribute bieten.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Drahtloses Laden, auch bekannt als drahtloser Leistungstransfer oder induktives Laden, ermöglicht es einer Leistungsquelle (z. B. einer drahtlosen Ladestation), elektromagnetische Energie an eine elektrische Last (z. B. eine elektrische oder elektronische Vorrichtung) über einen Luftzwischenraum ohne die Verwendung von Kabeln oder anderen Drähten zu übertragen. Aufgrund der Bequemlichkeit und verbesserten Benutzerfreundlichkeit, die durch diese Technologie bereitgestellt wird, wurde drahtloses Laden in einer breiten Palette von Vorrichtungen von Zahnbürsten mit geringer Leistung bis zu elektrischen Fahrzeugen mit hoher Leistung implementiert. Zum Beispiel verfügen viele Smartphones, intelligente Vorrichtungen (z. B. Smartwatches) und andere mobile Vorrichtungen nun über integrierte drahtlose Ladefähigkeit.
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Viele dieser Vorrichtungen verfügen jedoch über eine dedizierte drahtlose Ladeeinheit, die aufgrund von zum Beispiel physischen Attributen, die für die Form und die Größe der Vorrichtung maßgeschneidert sind, und/oder statischen Ladeattributen (z. B: Spannung, Stromstärke usw.), die auf die Leistungsanforderungen dieser Vorrichtung beschränkt sind, nur dazu verwendet werden kann, Leistung an die entsprechende Vorrichtung zu liefern. Somit können Benutzer dieser Vorrichtungen dazu gezwungen sein, mehrere Ladegeräte mit sich zu führen (z. B. in Fahrzeugen, Aktentaschen, Geldbörsen usw.), und können Schwierigkeiten dabei haben, ein alternatives Ladegerät zu finden, wenn die Ladeeinheit verloren geht oder anderweitig nicht verfügbar ist.
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Dementsprechend besteht in der Technik noch ein Bedarf für eine drahtlose Ladeeinheit oder -station, die ihren Leistungsausgang dynamisch ändern kann, um den Leistungsanforderungen einer elektrischen oder elektronischen Vorrichtung mit drahtloser Ladefähigkeit zu entsprechen.
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KURZDARSTELLUNG
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Die Erfindung ist dazu bestimmt, die oben dargelegten und andere Probleme durch Bereitstellen von Systemen und Verfahren unter anderem zum Kommunizieren von dynamischen Leistungsattributen, die an einer drahtlosen Ladestation verfügbar sind, an elektrische oder elektronische Vorrichtungen mit drahtloser Ladefähigkeit zu lösen.
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Zum Beispiel stellt eine Ausführungsform eine drahtlose Ladestation bereit, umfassend eine Leistungsversorgung mit einem einstellbaren Leistungsausgang und dazu konfiguriert, den Leistungsausgang an eine externe Vorrichtung mit drahtloser Ladefähigkeit zu transferieren; und einen drahtlosen Sendeempfänger, der dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Leistungswerten, die an der Leistungsversorgung zum drahtlosen Laden der Vorrichtung verfügbar sind, anzubieten, und von der Vorrichtung eine Anfrage für Leistung bei einem ausgewählten der angebotenen Leistungswerte zu empfangen.
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Eine andere beispielhafte Ausführungsform stellt ein Verfahren zum Kommunizieren von dynamischen Ladeattributen bereit. Das Verfahren umfasst Anbieten, unter Verwendung eines drahtlosen Sendeempfängers, einer Vielzahl von Leistungswerten, die von einer Leistungsversorgung verfügbar sind; Empfangen, über den drahtlosen Sendeempfänger, einer Anfrage für drahtlosen Leistungstransfer gemäß einem ausgewählten der angebotenen Leistungswerte; Einstellen eines Leistungsausgangs der Leistungsversorgung basierend auf dem ausgewählten Leistungswert; und drahtloses Liefern des eingestellten Leistungsausgangs.
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Eine andere beispielhafte Ausführungsform stellt ein Fahrzeug bereit, umfassend eine Ladestation, die in einer Fahrzeugkabine positioniert ist und zum drahtlosen Transferieren von Leistung an eine externe Batterie konfiguriert ist, wobei die Ladestation eine Leistungsversorgung mit einem einstellbaren Leistungsausgang beinhaltet; und einen drahtlosen Sendeempfänger zum Anbieten einer Vielzahl von Leistungswerten, die zum Einstellen des Leistungsausgangs der Leistungsversorgung verfügbar sind, und zum Empfangen einer Anfrage zum Liefern von Leistung an die Batterie bei einem ausgewählten der angebotenen Leistungswerte.
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Es versteht sich, dass diese Offenbarung durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist. Die Beschreibung fasst Aspekte der Ausführungsformen zusammen und darf nicht zur Einschränkung der Patentansprüche genutzt werden. Andere Umsetzungen werden in Übereinstimmung mit den hierin beschriebenen Techniken in Betracht gezogen, wie dem Durchschnittsfachmann bei der Durchsicht der folgenden Zeichnungen und ausführlichen Beschreibung ersichtlich wird, und derartige Umsetzungen sollen innerhalb des Umfangs dieser Anmeldung liegen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Zum besseren Verständnis der Erfindung wird auf Ausführungsformen Bezug genommen, die in den folgenden Zeichnungen dargestellt sind. Die Komponenten in den Zeichnungen sind nicht zwingend maßstabsgetreu und zugehörige Elemente können weggelassen werden, oder in einigen Fällen können Proportionen vergrößert dargestellt sein, um die hier beschriebenen neuartigen Merkmale hervorzuheben und eindeutig zu veranschaulichen. Des Weiteren können Systemkomponenten verschiedenartig angeordnet sein, wie auf dem Fachgebiet bekannt. Ferner sind in den Zeichnungen entsprechende Teile in den unterschiedlichen Ansichten durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 ist eine Veranschaulichung einer beispielhaften Umgebung zum Kommunizieren von dynamischen Ladeattributen einer drahtlosen Ladestation an eine wiederaufladbare Vorrichtung mit drahtlosen Ladefähigkeiten, gemäß bestimmten Ausführungsformen.
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2 ist ein Ablaufdiagramm von beispielhaften Vorgängen, implementiert durch die drahtlose Ladestation und die wiederaufladbare Vorrichtung aus 1, gemäß bestimmten Ausführungsformen.
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3 ist eine Veranschaulichung eines beispielhaften Fahrzeugs, umfassend die drahtlose Ladestation aus 1, gemäß bestimmten Ausführungsformen.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER
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AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Obwohl die Erfindung in unterschiedlichen Formen umgesetzt werden kann, werden in den Zeichnungen einige beispielhafte und nicht einschränkende Ausführungsformen gezeigt und nachfolgend beschrieben, wobei es sich versteht, dass die vorliegende Offenbarung als eine Erläuterung der Erfindung anhand von Beispielen anzusehen ist und damit nicht beabsichtigt wird, die Erfindung auf die konkreten veranschaulichten Ausführungsformen zu beschränken.
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In dieser Anmeldung soll die Verwendung der Disjunktion die Konjunktion einschließen. Die Verwendung von bestimmten oder unbestimmten Artikeln soll keine Kardinalität anzeigen. Insbesondere soll ein Verweis auf „das“ Objekt oder „ein“ Objekt auch eines aus einer möglichen Vielzahl derartiger Objekte bezeichnen.
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So wie hierin verwendet, kann sich der Begriff „drahtloses Laden“ auf Transferieren jeder Form von Energie in Verbindung mit elektrischen Feldern, magnetischen Feldern, elektromagnetischen Feldern oder anderweitig von einem Sender (oder einer ladungsübertragenden Vorrichtung) an einen Empfänger (oder eine ladungsempfangende Vorrichtung) ohne die Verwendung von physischen elektrischen Leitern, sodass Leistung durch freien Raum transferiert werden kann, beziehen. Der Leistungsausgang in ein drahtloses Feld (z. B. ein magnetisches oder elektromagnetisches Feld) kann durch eine „Empfangsantenne“ in der ladungsempfangenden Vorrichtung empfangen, eingefangen oder gekoppelt werden, um den Leistungstransfer zu erreichen. Jeder von dem Sender und dem Empfänger kann verschiedene Schaltungen zum Übertragen bzw. Empfangen von Leistung und zum anderweitigen Implementieren von drahtlosem Leistungstransfer zwischen den Vorrichtungen beinhalten. Zum Beispiel kann der Sender eine Induktionsspule (z. B. eine primäre Spule) beinhalten, die dazu konfiguriert ist, ein elektromagnetisches Wechselfeld innerhalb des Senders zu erzeugen. Wenn der Empfänger in unmittelbarer Nähe zu dem Sender platziert ist, kann die von dem elektromagnetischen Feld emittierte Leistung durch eine zweite Induktionsspule (z. B. eine sekundäre Spule), die in dem Empfänger enthalten ist, eingefangen werden. Somit können die zwei Induktionsspulen kombiniert werden, um einen elektrischen Transformator zu bilden, der eine Batterie, die an dem Empfänger gekoppelt ist, drahtlos lädt. Es ist bekannt, dass andere Techniken zum drahtlosen Transferieren von Leistung zwischen dem Sender und dem Empfänger verwendet werden können und dazu bestimmt sind, durch die drahtlosen Ladetechniken, die hierin beschrieben sind, abgedeckt zu sein.
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1 veranschaulicht eine beispielhafte Umgebung 100 zum Kommunizieren von dynamischen Ladeattributen einer drahtlosen Ladestation 102 an eine wiederaufladbare Vorrichtung 104 mit drahtloser Ladefähigkeit, gemäß Ausführungsformen. Wie dargestellt, beinhaltet die drahtlose Ladestation 102 einen drahtlosen Sendeempfänger 106 zum ermöglichen von Kommunikation mit der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 über einen drahtlosen Sendeempfänger 108, der in der Vorrichtung 104 enthalten ist. In Ausführungsformen können die drahtlosen Sendeempfänger 106 und 108 dazu konfiguriert sein, einen Handshake-Prozess zum Herstellen eines Kommunikationskanals zwischen der Ladestation 102 und der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 zu implementieren. Ferner kann der hergestellte Kommunikationskanal dazu verwendet werden, zwischen den zwei Komponenten der Umgebung 100 Informationen in Verbindung mit den dynamischen Ladeattributen der Ladestation 102 und den Leistungsanforderungen der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 zu transferieren, so wie unten detaillierter beschrieben. Zusätzlich kann die Ladestation 102 dazu konfiguriert sein, Leistung drahtlos an die wiederaufladbare Vorrichtung 104 zum Laden einer darin enthaltenen Batterie 112 zu transferieren.
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Die drahtlose Ladestation 102 (hierin auch bezeichnet als eine „Ladestation“) kann jede Art von Ladepad (z. B. ein flaches Pad), ein drahtloses Ladegerät, eine Ladebasis oder eine andere Vorrichtung sein, die dazu konfiguriert ist, drahtlos Leistung an eine Batterie oder batteriebetriebene Ausrüstung zu liefern oder diese zu laden. Die Ladestation 102 kann durch Einstecken in eine Leistungsquelle wie z. B. eine Wandsteckdose, Verbinden mit einem USB-Ausgang einer anderen elektronischen Vorrichtung (z. B. ein Laptop, ein Fahrzeug usw.) oder Koppeln mit einer anderen Leistungsquelle mit Leistung versorgt werden. Zusätzlich beinhaltet die Ladestation 102 eine dynamische Leistungsversorgung 110, die in der Lage ist, den Leistungsausgang der Ladestation 102 zu variieren, sodass verschiedene Vorrichtungen mit unterschiedlichen Ladeattributen durch die Ladestation 102 bedient werden können. Zum Beispiel kann die dynamische Leistungsversorgung 110 einen Regler oder eine andere Schaltung zum Einstellen der Spannungs- und Stromstärkenattribute des Leistungsausgangs durch die Ladestation 102 basierend auf den Leistungsanforderungen der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 oder einer anderen leistungsempfangenden Vorrichtung beinhalten.
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Die wiederaufladbare Vorrichtung 104 kann jede Art von elektrischer oder elektronischer Vorrichtung sein, die eine wiederaufladbare Batterie 112 oder eine andere Energiespeichervorrichtung und eine drahtlose Ladeschaltung 114, die zum Ermöglichen von drahtlosem Laden der Batterie 112 konfiguriert ist, beinhaltet. Zum Beispiel kann die wiederaufladbare Vorrichtung 104 eine mobile Kommunikationsvorrichtung (z. B. Smartphone, Tablet usw.), eine Unterhaltungselektronikvorrichtung, eine persönliche Medienvorrichtung, eine Spielvorrichtung, ein E-Reader oder ein elektronisches Buch, ein batteriebetriebenes Spielzeug, eine Wearable-Vorrichtung, eine medizinische Vorrichtung oder ein medizinisches Instrument, ein Haushaltsgerät, ein elektrisches Fahrzeug (z. B. ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV), Plug-in-Elektrofahrzeug oder jede andere Art von Fahrzeug, die Ladeausrüstung zum Wiederaufladen einer Batterie des Fahrzeugs verwendet) oder eine Batterie selbst, die über drahtlose Ladefähigkeit verfügt, sein. In einigen Ausführungsformen kann die drahtlose Ladeschaltung 114 eine empfangende Spule (nicht dargestellt) zum Einfangen von Leistung, die durch eine übertragende Spule (nicht dargestellt), die in der Ladestation 102 enthalten ist, emittiert wird, wobei die Leistung durch die dynamische Leistungsversorgung 110 der Ladestation 102 geliefert wird und an die Batterie 112 der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 bereitgestellt wird. Obwohl die Umgebung 100, die in 1 dargestellt ist, nur eine wiederaufladbare Vorrichtung 104 zeigt, versteht es sich, dass die Umgebung 100 mehrere wiederaufladbare Vorrichtungen beinhalten kann, die dazu in der Lage sind, Leistung von der drahtlosen Ladestation 102 zum empfangen und mit dieser zu kommunizieren.
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Wie in 1 dargestellt, kann die Ladestation 102 ferner eine Rechenvorrichtung 115 (z. B. eine Mikrosteuerung), umfassend einen Prozessor 116, einen Speicher 118 und den drahtlosen Sendeempfänger 106, beinhalten. Der Prozessor 116 kann eines oder mehrere von einem Datenprozessor, einem Mikroprozessor, einer programmierbaren logischen Anordnung, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, einer Logikvorrichtung oder einer anderen logischen Vorrichtung zum Verarbeiten, Eingeben, Ausgeben, Bearbeiten, Speichern oder Abrufen von Daten beinhalten. Der Speicher 118 kann ein elektronischer Speicher, nicht flüchtiger Direktzugriffsspeicher (z. B. RAM), Flip-Flops, ein computerbeschreibbares oder computerlesbares Speichermedium, eine magnetische oder optische Datenspeichervorrichtung oder eine andere elektronische Vorrichtung zum Speichern, Abrufen, Lesen oder Schreiben von Daten sein. Obwohl nicht dargestellt, kann die Rechenvorrichtung 115 einen Datenbus, eine oder mehrere Eingabevorrichtungen und eine oder mehrere Ausgabevorrichtungen zum Ermöglichen des Betriebs von oder der Kommunikation zwischen dem Prozessor 116, dem Speicher 118 und/oder dem drahtlosen Sendeempfänger 106 beinhalten.
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Der Speicher 118 kann ein oder mehrere Softwareprogrammmodule oder Softwareanweisungen, einschließlich zum Beispiel einer Ladegeräteanwendung 119, zur Ausführung durch den Prozessor 116 speichern. In Ausführungsformen umfasst die Ladegeräteanwendung 120 Computerprogrammierungsanweisungen, die, wenn durch den Prozessor 116 ausgeführt, den Prozessor 116 dazu veranlassen, einen oder mehrere Vorgänge in Verbindung mit der Ladestation 102 durchzuführen (wie zum Beispiel bestimmte Vorgänge, die in Prozess 200, der in 2 dargestellt ist, enthalten sind). Der Speicher 118 kann auch Daten in Verbindung mit der drahtlosen Ladestation 102 speichern, wie zum Beispiel die dynamischen Ladeattribute oder -parameter der dynamischen Leistungsversorgung 110, einschließlich zum Beispiel einer Vielzahl von Leistungsausgangswerten 120, die für drahtlose Ladezwecke von der Ladestation 102 verfügbar sind.
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In einigen Ausführungsformen kann der Leistungsausgang der dynamischen Leistungsversorgung 110 durch Auswählen zwischen voreingestellten Parametern, die durch die Leistungseinstellungsfähigkeiten der in der Leistungsversorgung 110 enthaltenen Schaltung definiert sind, einzeln modifiziert werden. In diesen Fällen könne die Leistungswerte 120 (hierin auch bezeichnet als „verfügbare Leistungswerte“) einzelne Ladeattribute beinhalten, wie zum Beispiel spezifische Spannungs- und Stromstärkenwerte. In anderen Ausführungsformen kann der Leistungsausgang der dynamischen Leistungsversorgung 110 modifiziert werden, um jedem Wert innerhalb eines voreingestellten Bereiches von Parametern, die durch in der Leistungsversorgung 110 enthaltenen Leistungseinstellungsschaltung definiert sind, zu entsprechen. In diesen Fällen können die verfügbaren Leistungswerte 120 einen oder mehrere Bereiche von Ladeattributen beinhalten, wie zum Beispiel einen Bereich von Spannungswerten (z. B. 5 V–12 V) und einen Bereich von Stromstärkenwerten (z. B. bis zu 1,5 A).
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Wie in 1 dargestellt, kann die wiederaufladbare Vorrichtung 104 ferner eine Rechenvorrichtung 121 (z. B. eine Mikrosteuerung), umfassend einen Prozessor 122, einen Speicher 124 und den drahtlosen Sendeempfänger 108, beinhalten. Der Prozessor 122 kann eines oder mehrere von einem Datenprozessor, einem Mikroprozessor, einer programmierbaren logischen Anordnung, einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung, einer Logikvorrichtung oder einer anderen logischen Vorrichtung zum Verarbeiten, Eingeben, Ausgeben, Bearbeiten, Speichern oder Abrufen von Daten beinhalten. Der Speicher 118 kann ein elektronischer Speicher, nicht flüchtiger Direktzugriffsspeicher (z. B. RAM), Flip-Flops, ein computerbeschreibbares oder computerlesbares Speichermedium, eine magnetische oder optische Datenspeichervorrichtung oder eine andere elektronische Vorrichtung zum Speichern, Abrufen, Lesen oder Schreiben von Daten sein. Obwohl nicht dargestellt, kann die Rechenvorrichtung 121 einen Datenbus, eine oder mehrere Eingabevorrichtungen und eine oder mehrere Ausgabevorrichtungen zum Ermöglichen des Betriebs von oder der Kommunikation zwischen dem Prozessor 122, dem Speicher 124 und/oder dem drahtlosen Sendeempfänger 108 beinhalten.
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Der Speicher 124 kann ein oder mehrere Softwareprogrammmodule oder Softwareanweisungen, einschließlich zum Beispiel einer Vorrichtungsanwendung 125, zur Ausführung durch den Prozessor 122 speichern. In Ausführungsformen umfasst die Vorrichtungsanwendung 125 Computerprogrammierungsanweisungen, die, wenn durch den Prozessor 122 ausgeführt, den Prozessor 122 dazu veranlassen, einen oder mehrere Vorgänge in Verbindung mit der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 durchzuführen (wie zum Beispiel bestimmte Vorgänge, die in Prozess 200, der in 2 dargestellt ist, enthalten sind). Der Speicher 124 kann auch Daten in Verbindung mit der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 speichern, wie zum Beispiel die Leistungsparameter oder -merkmale der Batterie 112, einschließlich zum Beispiel von einem oder mehreren Leistungswerten 126, die für drahtloses Laden der Batterie 112 erforderlich sind. Der Leistungswert/die Leistungswerte 126 (hierin auch bezeichnet als „erforderliche Leistungswerte“) können zum Beispiel einen spezifischen Spannungswert und/oder einen spezifischen Stromstärkenwert, enthalten in einem Ladeprofil für die Batterie 112, beinhalten.
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In einigen Fällen können eine oder mehrere der Rechenvorrichtungen 115, 121 als ein Nachrüstprodukt konfiguriert sein, das an der entsprechenden Komponente der Umgebung 100 zum Beispiel nach dem Herstellen hinzugefügt oder angebracht wird. In anderen Fällen können eine oder mehrere der Rechenvorrichtungen 115, 121 in die entsprechende Komponente der Umgebung 100 zum Beispiel während des Herstellens vorinstalliert oder integriert werden. In diesen Fällen können bestimmte Komponenten der Rechenvorrichtung 115 oder 121 dazu konfiguriert sein, zusätzliche Vorgänge der Ladestation 102 bzw. der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 durchzuführen, wie zum Beispiel ladebezogene Vorgänge.
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Der drahtlose Sendeempfänger 106 der Ladestation 102 und der drahtlose Sendeempfänger 108 der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 können dazu konfiguriert sein, unter Verwendung von einer oder mehreren Arten von drahtloser Kommunikationstechnologie wie zum Beispiel Kommunikationstechnologie mit geringer Reichweite (z. B. BLUETOOTH®, Zigbee, Identifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen (RFID), Nahfeldkommunikation (NFC) usw.), Weitverkehrsnetz-Kommunikationstechnologie (z. B. WWAN, Wi-Fi, Wi-Fi Direct, WLAN usw.) oder zellularer Kommunikationstechnologie (z. B. LTE, LTE-Advanced, GSM, 3G usw.) miteinander zu kommunizieren. In einer bevorzugten Ausführungsform beinhalten die drahtlosen Sendeempfänger 106 und 108 jeweils einen BLUETOOTH-Low-Energy-(BLE-)Sendeempfänger oder eine andere Kommunikationsvorrichtung (z. B. einen Sensor), der/die dazu konfiguriert ist, drahtlose Signal an andere BLE-Sensoren und/oder andere BLE-kompatible Vorrichtungen unter Verwendung eines Betriebsbands mit 2,4-Gigahertz (GHz) zu übertragen und von diesen zu empfangen. In einigen Ausführungsformen beinhalten eine oder mehrere der Ladestation 102 und der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 ein drahtloses Kommunikationsmodul (nicht dargestellt), umfassend den entsprechenden drahtlosen Sendeempfänger 106, 108, sowie andere drahtlose Kommunikationsschaltungen, wie zum Beispiel Antennen, Funkgeräte und/oder Modems, zum Verbinden mit oder zum Schnittstellenbilden mit einem oder mehreren drahtlosen Netzwerken wie z. B. einem BLE-Netzwerk.
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2 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 200 umfassend Vorgänge, die durch eine oder mehrere von und/oder durch Interaktionen zwischen der Ladestation 102 und der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 unter Verwendung von Software, die auf einem oder mehreren Computerprozessoren, die in jedem enthalten sind, ausgeführt wird, implementiert werden können. In einigen Ausführungsformen kann der Prozess 200 als zwei separate Verfahren implementiert werden: ein ladungsbereitstellendes Verfahren, das durch die Rechenvorrichtung 115 der Ladestation 102 durchgeführt wird, und ein ladungsempfangendes Verfahren, das durch die Rechenvorrichtung 121 der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 durchgeführt wird. Ferner können die Ladestation 102 und die wiederaufladbare Vorrichtung 104 miteinander interagieren, um bestimmte Vorgänge von jedem Verfahren durchzuführen. Zum Beispiel kann das ladungsbereitstellende Verfahren zumindest teilweise implementiert werden, indem der Prozessor 116 der Ladestation 102 Software ausführt, die in dem Speicher 118 gespeichert ist, wie zum Beispiel die Ladegeräteanwendung 119. Gleichermaßen kann das ladungsempfangende Verfahren zumindest teilweise implementiert werden, indem der Prozessor 122 der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 Software ausführt, die in dem Speicher 124 gespeichert ist, wie zum Beispiel die Vorrichtungsanwendung 125. In den folgenden Absätzen wird der Prozess 200 zur besseren Erläuterung in Zusammenhang mit den Komponenten der Umgebung 100 beschrieben.
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Der Prozess 200 kann bei Schritt 202 beginnen, wobei die drahtlose Ladestation 102 die Leistungswerte 120, die für Ladezwecke an der Ladestation 102 verfügbar sind, anbietet. In Ausführungsformen kann der Schritt 202 durch den Prozessor 116 der Ladestation 102 ausgeführt werden, wobei der drahtlose Sendeempfänger 106 angewiesen wird, ein drahtloses Signal (z. B. Beacon), umfassend die verfügbaren Leistungswerte 120, zu übertragen. Der Prozessor 116 kann das drahtlose Signal erzeugen, nachdem die Leistungswerte 120 aus dem Speicher 118 abgerufen wurden. Der drahtlose Sendeempfänger 206 kann dazu konfiguriert sein, das drahtlose Signal periodisch innerhalb eines vorbestimmten drahtlosen Kommunikationsbereichs (z. B. bis zu 50 Metern) zu übertragen, und jede Vorrichtung, die sich innerhalb dieses Bereichs und in der Lage ist, mit dem drahtlosen Sendeempfänger 106 zu kommunizieren, kann das anbietende Signal empfangen. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das drahtlose Signal unter Verwendung von BLE-Technologie angeboten.
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In Schritt 204 empfängt die wiederaufladbare Vorrichtung 104 die Leistungswerte 120, die durch die Ladestation 102 angeboten werden. In Ausführungsformen kann der Schritt 204 durch den drahtlosen Sendeempfänger 108 der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 durchgeführt werden, wobei das drahtlose Signal erkannt wird, das durch den drahtlosen Sendeempfänger 106 der Ladestation 102 übertragen wird, und das drahtlose Signal oder die darin enthaltenen verfügbaren Leistungswerte 120 an den Prozessor 122 der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 bereitgestellt werden. In einigen Ausführungsformen können die Schritte 202 und 204 einen Handshake-Vorgang zum Herstellen von Kommunikation zwischen der Ladestation 102 und der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 darstellen. In einigen Fällen kann der Prozess 200 zusätzliche Authentifizierungsschritte (nicht dargestellt) zum Verifizieren einer Identität der Ladestation 102 als eine gültige Ladestation und/oder einer Identität der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 als eine gültige Vorrichtung, die drahtloses Laden benötigt, beinhalten.
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In Schritt 206 wählt die wiederaufladbare Vorrichtung 104 einen oder mehrere der angebotenen Leistungswerte 120 basierend auf den Leistungsanforderungen der Vorrichtung 104 aus. In Ausführungsformen kann der Schritt 206 zumindest teilweise durch den Prozessor 122 der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 durchgeführt werden, wobei der eine oder die mehreren erforderlichen Leistungswerte 126 aus dem Speicher 124 abgerufen werden und der/die abgerufene(n) Wert(e) 126 mit den verfügbaren Leistungswerten 120, die durch die Ladestation 120 angeboten werden, verglichen wird/werden. Wenn die angebotenen Werte 120 eine Übereinstimmung für den einen oder die mehreren Leistungswerte 126, die zum Laden der Batterie 112 der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 erforderlich sind, beinhalten oder diesen/diese enthalten, kann der Prozessor 122 den entsprechenden Wert/die entsprechenden Werte (z. B. Spannungs- und/oder Stromstärkenwerte) aus der Liste der verfügbaren Leistungswerte 120 auswählen. Wenn zum Beispiel der angebotene Leistungswert 120 5 V , 9 V und 12 V beinhaltet und der erforderliche Leistungswert 126 5 V ist, wählt der Prozessor 122 5 V aus der Liste von Werten 120 aus. Wenn der angebotene Leistungswert 120 als ein anderes Beispiel einen Bereich von bis zu 1,5 A beinhaltet und der erforderliche Leistungswert 126 1 A ist, wählt der Prozessor 122 1 A aus den angebotenen Leistungswerten 120 aus. Wenn die angebotenen Leistungswerte 120 andererseits den erforderlichen Leistungswert 126 nicht beinhalten, kann der Prozess 200 nach Schritt 204 enden und Kommunikation zwischen der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 und der Ladestation 102 kann beendet werden.
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In Schritt 208 sendet die wiederaufladbare Vorrichtung 104 an die Ladestation 102 eine Anfrage für einen drahtlosen Leistungstransfer gemäß einem oder mehreren Leistungswerten, die aus den angebotenen Leistungswerten 120 ausgewählt sind. In Ausführungsformen kann der Schritt 208 durch den Prozessor 122 durchgeführt werden, wobei eine Meldung erzeugt wird, die den/die in Schritt 206 erzeugten Leistungswert(e) und/oder eine Anfrage an die Ladestation 102. Leistung bei diesen Spezifikationen zu liefern, beinhaltet, und wobei die Meldung an den drahtlosen Sendeempfänger 108 der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 zur Übertragung an die Ladestation 102 bereitgestellt wird.
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In Schritt 210 empfängt die Ladestation 102 die Anfrage für drahtlosen Leistungstransfer gemäß einem ausgewählten/ausgewählter Leistungswert(e) von der wiederaufladbaren Vorrichtung 104. In Ausführungsformen kann der Schritt 210 durch den drahtlose Sendeempfänger 106 der Ladestation 102 durchgeführt werden, wobei die Meldung (oder das drahtlose Signal), die durch die wiederaufladbare Vorrichtung 104 in Schritt 208 übertragen wird, empfangen wird und der ausgewählte Leistungswert und/oder die Anfrage für Leistung an den Prozessor 122 bereitgestellt wird.
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In Schritt 212 liefert die Ladestation 102 Leistung an die wiederaufladbare Vorrichtung 104 gemäß der Leistungswertanfrage, die von der wiederaufladbaren Vorrichtung 104 empfangen wurde. In Ausführungsformen kann der Schritt 212 durch den Prozessor 122 durchgeführt werden, wobei ein oder mehrere Parameter der dynamischen Leistungsversorgung 110 eingestellt werden, um einen eingestellten Leistungsausgang mit dem/den angeforderten Leistungswert(en) (z. B. Spannungs- und/oder Stromstärkenwerte) zu produzieren, oder die dynamische Leistungsversorgung 110 angewiesen wird, ihren Leistungsausgang so einzustellen, dass er dem/den angeforderten Leistungswert(en) entspricht. Zum Beispiel kann die dynamische Leistungsversorgung 110 ihre Leistung durch Ändern der Spannung, die über eine darin enthaltene primäre Induktionsspule erzeugt wird, einstellen. Der Schritt 212 kann ferner beinhalten, dass die dynamische Leistungsversorgung 110 ein drahtloses (z. B. magnetisches oder elektromagnetisches) Feld zum drahtlosen Übertragen von Leistung an die wiederaufladbare Vorrichtung 104 gemäß den angefragten Leistungsanforderungen erzeugt.
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In Schritt 214 beginnt die wiederaufladbare Vorrichtung 104 damit, die Batterie 112 unter Verwendung von Leistung, die durch die Ladestation 102 geliefert wird, drahtlos zu laden. In Ausführungsformen kann der Schritt 214 durch die drahtlose Ladeschaltung 114 durchgeführt werden, wobei der Leistungsausgang durch die Ladestation 102 eingefangen wird und die Leistung an die Batterie 112 zum Wiederauffüllen einer Ladung der Batterie 112 bereitgestellt wird. Zum Beispiel kann das durch die Ladestation 102 emittierte drahtlose Feld dafür sorgen, dass eine Spannung über einer sekundären Induktionsspule, die in der drahtlosen Ladeschaltung 114 enthalten ist, erzeugt wird, wobei die erzeugte Spannung dem Leistungswert entspricht, der durch die wiederaufladbare Vorrichtung 104 angefragt ist. Der Prozess 200 kann enden, sobald die Ladung der Batterie wiederaufgefüllt ist. Zum Beispiel kann die wiederaufladbare Vorrichtung 104 die drahtlose Verbindung mit der Ladestation 102 beenden und/oder die drahtlose Ladeschaltung 114 anweisen, das Empfangen von Leistung von der Ladestation 102 zu stoppen.
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3 veranschaulicht eine beispielhafte Umsetzung der Ladestation 102, die in 1 dargestellt ist und hierin beschrieben ist. Insbesondere zeigt 3 ein Fahrzeug 300, umfassend eine drahtlose Ladestation 302 zum drahtlosen Transferieren von Leistung an eine oder mehrere wiederaufladbare Vorrichtungen (nicht dargestellt), während sich diese in dem Fahrzeug 300 befinden, gemäß Ausführungsformen. Die drahtlose Ladestation 302 kann ähnlich der Ladestation 102 sein, die in 1 dargestellt ist und hierin beschrieben ist. In einigen Ausführungsformen kann die drahtlose Ladestation 302 ein Pad oder eine Platte sein, so geformt und bemessen, dass es/sie für eine bezeichnete flache Oberfläche des Fahrzeugs 300 passt. Die drahtlose Ladestation 302 kann überall innerhalb eines Kabinenbereichs 303 des Fahrzeugs 300, der einem Fahrer und/oder einem Fahrgast des Fahrzeugs 300 einfachen Zugang zu der Ladestation 302 ermöglicht, platziert sein. Zum Beispiel befindet sich die drahtlose Ladestation 302 in der veranschaulichten Ausführungsform an oder innerhalb einer Mittelkonsole 304, die zwischen einem vorderen Fahrersitz 306 und einem vorderen Beifahrersitz 308 positioniert ist. In anderen Ausführungsformen kann die drahtlose Ladestation 302 an oder innerhalb eines Armaturenbretts 310 des Fahrzeugs 300 platziert sein.
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In Ausführungsformen kann der Prozess 200 innerhalb des Fahrzeugs 300 durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die Ladestation 302 die dynamischen Ladeattribute oder Leistungswerte, die für Ladezwecke an der Ladestation 302 verfügbar sind, bereitstellen (z. B. gemäß Schritt 202 aus 2). Sobald der Benutzer eine Vorrichtung 312 mit drahtloser Ladefähigkeit (wie z. B. die wiederaufladbare Vorrichtung 104, die in 1 dargestellt ist) auf oder in der Nähe der Ladestation 302 platziert, kann die Vorrichtung die angebotenen Leistungswerte empfangen (z. B. gemäß Schritt 204 aus 2), einen der angebotenen Leistungswerte basierend auf ihren eigenen Leistungsanforderungen auswählen (z. B. gemäß Schritt 206 aus 2) und eine Anfrage zum Laden mit dem ausgewählten Leistungswert zurück an die Ladestation 302 senden (z. B. gemäß Schritt 208 aus 2). Die Ladestation 302 kann die Anfrage empfangen (z. B. gemäß Schritt 210 aus 2) und Leistung an die Vorrichtung 312 mit dem angefragten Leistungswert liefern (z. B. gemäß Schritt 212 aus 2). Die Vorrichtung 312 kann dann damit beginnen, ihre Batterie unter Verwendung des Leistungsausgangs durch die Ladestation 302 zu laden (z. B. gemäß Schritt 214 aus 2).
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In bestimmten Ausführungsformen können die Verfahrensbeschreibungen oder Blöcke in den Figuren, wie beispielsweise 2, Module, Segmente oder Abschnitte von Code darstellen, die eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zum Umsetzen von spezifischen logischen Funktionen oder Schritten in dem Verfahren beinhalten. Im Umfang der hierin beschriebenen Ausführungsformen sind alle alternativen Umsetzungen enthalten, wobei Funktionen außerhalb der dargestellten oder beschriebenen Reihenfolge ausgeführt werden können, einschließlich im Wesentlichen gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge, in Abhängigkeit von der beteiligten Funktionalität, so wie dies einem durchschnittlichen Fachmann bekannt ist.
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Es ist hervorzuheben, dass die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen, insbesondere etwaige „bevorzugte“ Ausführungsformen mögliche Beispiele für Umsetzungen sind und lediglich für ein eindeutiges Verständnis der Grundsätze der Erfindung dargelegt sind. Viele Variationen und Modifikationen können an der/den vorstehend beschriebenen Ausführungsform(en) vorgenommen werden, ohne im Wesentlichen von dem Geist und den Grundsätzen der hierin beschriebenen Techniken abzuweichen. Sämtliche derartige Modifikationen sollen hierin im Umfang dieser Offenbarung enthalten und durch die folgenden Ansprüche geschützt sein.
