DE102017130280A1 - Vorrichtung mit Sekundärspule zum induktiven Ladungstransfer - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbau in ein Fahrzeug zum induktiven elektrischen Laden oder Entladen des Fahrzeugs durch eine Primärspule, wobei die Vorrichtung eine Unterbodenverkleidung aufweist, wobei die Vorrichtung eine Sekundärspule aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule über eine reversibel verbindbare elektrische Verbindung mit einer Leistungseinheit des Fahrzeugs elektrisch verbunden ist. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren für einen elektrischen Ladungstransfer zu einem Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einbau in ein Fahrzeug, aufweisend eine Sekundärspule, für einen induktiven elektrischen Ladungstransfer zwischen einer Primärspule und der Sekundärspule.
- Im Rahmen des Umweltschutzes setzen immer mehr Fahrzeughalter auf Elektrofahrzeuge oder Plugin-Hybridfahrzeuge. Zumeist geschieht das Laden der Fahrzeuge an einer Ladestation mit Hilfe einer Steckverbindung zwischen Ladestation und Fahrzeug. Dies ist jedoch unkomfortabel. Zum einen bedeutet das Einstecken einen zusätzlichen Arbeitsschritt für den Fahrzeugführer. Zum anderen bringt die Vielzahl von verschiedenen Steckersystemen mit sich, dass eine ebenso große Vielzahl von Steckeradaptern im Fahrzeug mitgeführt werden muss.
- Ferner sind ständig bewegte Einrichtungen, wie die Zuleitung von der Ladestation zum Fahrzeug oder der Stecker der Ladestation, Verschleiß und der Gefahr der Beschädigung unterworfen.
- Aus dem Stand der Technik ist der induktive elektrische Ladungstransfer zu Fahrzeugen bekannt. Die Druckschrift
WO 2014/206661 DE 10 2013 214 311 offenbart eine Empfängerspule zum induktiven elektrischen Laden eines Elektrofahrzeugs, welche in einer Getriebeölwanne integriert ist. Die DruckschriftDE 10 2011 108 544 A1 offenbart Sekundärspulen, welche am Unterboden eines Fahrzeugs angebracht sind. - Nachteilig am Stand der Technik ist, dass entweder aufwändig Spulengehäuse zum Unterbringen der Sekundärspulen verbaut werden müssen, oder dass die Sekundärspulen nicht einfach austauschbar, sondern meist fest mit dem Fahrzeug, insbesondere mit einer Leistungseinheit des Fahrzeugs verbunden sind.
- Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welche gegenüber dem Stand der Technik die Einsparung eines Spulengehäuses, die Einsparung von Bauraum im Fahrzeug, die mögliche Integration in ein Bauelement des Fahrzeugs sowie eine leichte Austauschbarkeit aufweisen.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Einbau in ein Fahrzeug zum induktiven elektrischen Laden oder Entladen des Fahrzeugs durch eine Primärspule, wobei die Vorrichtung eine Unterbodenverkleidung aufweist, wobei die Vorrichtung eine Sekundärspule aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule über eine reversibel verbindbare elektrische Verbindung mit einer Leistungseinheit des Fahrzeugs elektrisch verbunden ist. Auf diese Weise wird eine Vorrichtung zur Verfügung gestellt, welche sich zum induktiven elektrischen Energieübertragen von der Primärspule auf die Sekundärspule eignet. Die Primärspule ist außerhalb des Fahrzeugs gelegen und mit einem Stromnetz verbunden. Sie stellt beim Energieübertragungsvorgang einen Sender dar. Die Sekundärspule ist mit dem Fahrzeug elektrisch verbunden und stellt beim Energieübertragungsvorgang den Empfänger dar. Primärspule und Sekundärspule sind vorzugsweise als zirkulare Spulen oder als Spulen in Doppel-D-Form gestaltet. Die Sekundärspule ist mit einer Leistungselektronik, beispielsweise eines AC/DC-Konverters reversibel kontaktiert. Dies kann beispielsweise über eine Steckverbindung, über eine geschraubte Verbindung oder über einen magnetischen Kontakt realisiert sein. Die Verbindung ist lösbar, so dass die Vorrichtung einfach an das Fahrzeug angebaut oder vom Fahrzeug abgebaut werden kann. Die Vorrichtung kann zusätzlich Ansteuerelemente zum Ansteuern einer fahrzeugexternen Ladevorrichtung oder auch Indentifikationselemente zum Identifizieren eines Fahrzeugs bei einem Ladevorgang aufweisen. Die Unterbodenverkleidung der Vorrichtung kann ein Teil der Unterbodenverkleidung des Fahrzeugs sein. Erfindungsgemäß bevorzugt ist die Vorrichtung zum Einbau an der Unterseite eines Fahrzeugs vorgesehen.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung an einer oberen Seite, welche in einem ins Fahrzeug eingebauten Zustand der Vorrichtung dem Erdboden abgewandt ist, der Unterbodenverkleidung zumindest teilweise eine Ferritschicht aufweist. Dies bedingt in vorteilhafter Weise, dass die Sekundärspule von störenden Einflüssen aus Richtung des Fahrzeugs abgeschirmt ist. Die Ferritschicht kann an der Unterbodenverkleidung angeschraubt, angeklebt oder angesteckt sein. Denkbar ist aber auch, dass die Ferritschicht nicht an der Unterbodenverkleidung, sondern direkt an der Fahrzeugunterseite befestigt ist. Letzteres würde einen einfacheren Austausch von Teilen der Vorrichtung begünstigen.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sekundärspule an der oberen Seite der der Unterbodenverkleidung angebracht ist. Dies ermöglicht es in vorteilhafter Weise, die Sekundärspule durch die Unterbodenverkleidung vor mechanischen Beschädigungen wie beispielsweise durch Steinschlag zu schützen. Vorzugsweise ist die Unterbodenverkleidung aus Kunststoff hergestellt. Dies ermöglicht eine Energieübertragung von der Primärspule zur Sekundärspule unter der Verringerung von Verlusten durch Dämpfung oder Streuflüsse.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sekundärspule in der Unterbodenverkleidung des Fahrzeugs angebracht ist. Vorzugsweise ist die Unterbodenverkleidung aus einem Kunststoff hergestellt, dessen dielektrische Eigenschaften die Energieübertragung von der Primärspule auf die Sekundärspule nicht beeinflusst. Die Sekundärspule in der Unterbodenverkleidung anzubringen ermöglicht einen guten Schutz vor mechanischen Beschädigungen der Sekundärspule. Ferner wird so der Abstand von der Primärspule zur Sekundärspule verringert, was wiederum eine Effizienzsteigerung bei der Energieübertragung mit sich bringt.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Unterbodenverkleidung zumindest teilweise aus einem Ferrit-Kunststoff-Gemisch hergestellt ist. Dies ermöglicht die Abschirmung von elektromagnetischen Feldern, welche dazu geeignet sind, den Energietransfer zu stören. Die Ausführung als Ferrit-Kunststoff-Gemisch lässt dennoch ein einfaches Formen der Unterbodenverkleidung im Produktionsprozess, sowie eine hohe Robustheit zu. Denkbar ist beispielsweise, die Sekundärspule innerhalb der Unterbodenverkleidung anzubringen und nur die Bereiche der Unterbodenverkleidung aus einem Ferrit-Kunststoff-Gemisch zu fertigen, die bei der Energieübertragung nicht in einem Volumen liegen, durch das der wesentliche Teil der Feldlinien zwischen der Primärspule und der Sekundärspule läuft. Damit wäre es möglich, die Sekundärspule richtungsgezielt abzuschirmen. Gleichzeitig wird durch die Ausbildung des Ferrits die Führung des magnetischen Feldes bestimmt. Damit ergibt sich der Vorteil, dass neben der Schirmung durch den Ferrit die Ausprägung und Ausrichtung des Magnetfeldes bestimmbar ist.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sekundärspule an einer unteren Seite, welche in einem ins Fahrzeug eingebauten Zustand der Vorrichtung dem Erdboden zugewandt ist, der Unterbodenverkleidung an der Unterbodenverkleidung angebracht ist. Dies würde es ermöglichen, den Abstand zwischen der Sekundärspule und der Primärspule zu minimieren. Ferner ermöglicht dies die Energieübertragung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule ohne Materialien zwischen den beiden Spulen, welche dazu geeignet sind, das elektromagnetische Feld merklich zu dämpfen. Denkbar ist, dass die Unterbodenverkleidung zumindest teilweise aus einem Ferrit-Kunststoff-Gemisch hergestellt ist. Denkbar ist auch, dass die Sekundärspule mit einer Schutzschicht überzogen ist, die sie vor mechanischen Beschädigungen, wie beispielsweise durch Steinschlag, oder vor chemischen Beschädigungen, wie beispielsweise durch Korrosion, schützt.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Unterbodenverkleidung zusammen mit der Sekundärspule reversibel vom Fahrzeug abschraubbar, abclipsbar, absteckbar ist und/oder die Sekundärspule reversibel vom Fahrzeug und der Unterbodenverkleidung abschraubbar, abclipsbar, absteckbar ist. Dies ermöglicht ein einfaches Austauschen der Sekundärspule falls diese beschädigt sein sollte. Denkbar ist, dass die elektrische Verbindung zwischen der Sekundärspule und der Leistungseinheit des Fahrzeugs als Clips zum Anclipsen oder als Schraubverbindung zum Anschrauben der Unterbodenverkleidung am Fahrzeug ausgeführt ist. Damit ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Unterbodenverkleidung mitsamt der Sekundärspule zu montieren und zu demontieren und dabei im gleichen Arbeitsgang die elektrische Verbindung zwischen der Sekundärspule und der Leistungselektronik des Fahrzeugs herzustellen.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Sekundärspule an der Unterbodenverkleidung angeklebt oder auf die Unterbodenverkleidung aufgedruckt ist. Dies ermöglicht einen einfachen Fertigungsprozess der Vorrichtung bei dem aufwändige Fertigungsschritte wie Verschrauben oder Schweißen nicht notwendig sind. Weiterhin ist es so möglich, die Form der Sekundärspule auf die jeweilige Form der Unterbodenverkleidung genau anzupassen. Denkbar wäre beispielsweise auch das Aufdrucken von Abstandshaltern zwischen der Unterbodenverkleidung und der Sekundärspule. Damit könnte die Formgebung entlang der Haupterstreckungsebene der Sekundärspule unabhängig von der Formgebung der Unterbodenverkleidung gewählt werden.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Ortungseinheit für das räumliche Orten der Primärspule aufweist. Dies ermöglicht das genaue Positionieren der Sekundärspule relativ zur Primärspule und verhindert so Verluste bei der Energieübertragung. Denkbar ist, dass die Primärspule geortet wird und einem Fahrer anhand der Informationen aus der Ortung der Primärspule signalisiert wird, wohin fahren soll. Denkbar ist auch, dass der Fahrer das Fahrzeug grob in Richtung der Primärspule lenkt und ein autonomes Fahrprogramm die genaue Ansteuerung der Primärspule übernimmt.
- Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass die Vorrichtung entlang ihrer Haupterstreckungsebene relativ zum Fahrzeug beweglich ist. Dies ermöglicht es, in einem Rahmen, der durch die Geometrie des Fahrzeugs vorgegeben ist, die Sekundärspule für die Energieübertragung in eine optimale Position relativ zur Primärspule zu bringen, ohne dabei das Fahrzeug selbst bewegen zu müssen. Denkbar ist, dass die Vorrichtung dazu von Motoren angetrieben wird, welche anhand von Informationen aus der Ortung der Primärspule mit der Ortungseinheit von einem Steuergerät gesteuert werden.
- Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren für einen elektrischen Ladungstransfer zu einem Fahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem ersten Schritt das Fahrzeug so positioniert wird, dass eine Übertragungsstrecke zwischen der Sekundärspule und der Primärspule so gering ist, dass eine induktive Energieübertragung von der Primärspule auf die Sekundärspule möglich ist; in einem zweiten Schritt mit einem von der Primärspule erzeugten magnetischen Wechselfeld in der Sekundärspule ein Wechselstrom induziert wird und in einem dritten Schritt der in die Sekundärspule induzierte Wechselstrom zur Leistungseinheit geleitet wird. Dies ermöglicht das einfache Laden eines Fahrzeugs ohne kompliziertes Hantieren mit Kabeln und Steckern. Denkbar ist, dass der Energieübertragungsvorgang von Ansteuerelementen zum Ansteuern einer fahrzeugexternen Ladevorrichtung gesteuert wird. Weiterhin ist denkbar, dass Indentifikationselemente zum Identifizieren eines Fahrzeugs das Fahrzeug bei der Energieübertragung identifizieren und so beispielsweise Berechtigungen zum Benutzen der Primärspule kontrolliert oder übertragene Energie abgerechnet werden kann.
- Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung die Vorrichtung nach Anspruch 9 ist, wobei während des ersten Schrittes die Ortungseinheit die Primärspule ortet und das Fahrzeug anhand der Ortung so positioniert wird, dass ein Streufluss bei der induktiven Energieübertragung minimiert wird. Dies könnte dadurch geschehen, dass dem Fahrer die richtige Position angezeigt wird und dieser daraufhin zu der angezeigten Position fährt. Denkbar ist aber auch, dass der Fahrer das Fahrzeug grob in Richtung der Primärspule fährt und ein autonomes Fahrprogramm das Fahrzeug so positioniert, dass Primärspule und Sekundärspule optimal zueinander platziert sind.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung die Vorrichtung nach Anspruch 10 ist, wobei während des ersten Schrittes die Ortungseinheit die Primärspule ortet und das Fahrzeug anhand der Ortung so positioniert wird, dass ein Streufluss bei der induktiven Energieübertragung reduziert wird und zwischen dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt die Vorrichtung anhand der Ortung relativ zum Fahrzeug so positioniert wird, dass ein Streufluss bei der induktiven Energieübertragung minimiert wird. Dies ermöglicht es in vorteilhafter Weise, die Sekundärspule optimal an der Primärspule zu platzieren, ohne darauf achten zu müssen, dass das Fahrzeug selbst in einer optimalen Position steht. Die genaue Justage der Sekundärspule relativ zur Primärspule wird durch eine Bewegung der Vorrichtung relativ zum Fahrzeug ausgeführt. Denkbar ist, dass die Vorrichtung dazu von Motoren angetrieben wird, welche anhand von Informationen aus der Ortung der Primärspule mit der Ortungseinheit von einem Steuergerät gesteuert werden.
- Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
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1 zeigt ein schematisches Schnittbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform. -
2 zeigt ein schematisches Schnittbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. -
3 zeigt ein schematisches Schnittbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform. - In
1 ist ein schematisches Schnittbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Die Primärspule1' befindet sich unterhalb der Unterbodenverkleidung4 . Auf der dem Erdboden abgewandten Seite der Unterbodenverkleidung4 ist die Sekundärspule1 aufgeklebt. So ist die Sekundärspule vor mechanischen Einflüssen durch beispielsweise Steinschläge geschützt. Die Sekundärspule1 wird von einer Ferritschicht gegen Störungen abgeschirmt. Die Sekundärspule1 ist elektrisch über die reversibel verbindbare Verbindung3 mit der Leistungseinheit2 des Fahrzeugs verbunden. Ein Wechselstrom in der Primärspule1' erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, welches einen Wechselstrom in die Sekundärspule1 induziert. Mit diesem induzierten Wechselstrom wird das Fahrzeug über die Verbindung3 geladen. - In
2 ist ein schematisches Schnittbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Die Primärspule1' befindet sich unterhalb der Unterbodenverkleidung4 . Die Sekundärspule1 ist in die Unterbodenverkleidung4 eingebaut. So ist die Sekundärspule vor mechanischen Einflüssen durch beispielsweise Steinschläge geschützt, der Abstand von der Primärspule1' zur Sekundärspule1 jedoch im Vergleich zu dem entsprechenden Abstand in der in1 gezeigten Ausführungsform verringert. Oberhalb der Unterbodenverkleidung4 ist die Ferritschicht5 , welche die Sekundärspule1 gegen Störungen abschirmt. Die Sekundärspule1 ist über die reversibel verbindbare Verbindung3 in Form eines Clips und eines entsprechenden Gegenstücks mit der Leistungseinheit2 des Fahrzeugs verbunden. Ein Wechselstrom in der Primärspule1' erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, welches einen Wechselstrom in die Sekundärspule1 induziert. Mit diesem induzierten Wechselstrom wird das Fahrzeug über die Verbindung3 geladen. Die Sekundärspule1 ist zusammen mit der Unterbodenverkleidung4 am Fahrzeug angeclipst und als Bauteil vom Fahrzeug reversibel abnehmbar. - In
3 ist ein schematisches Schnittbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform gezeigt. Die Primärspule1' befindet sich unterhalb der Unterbodenverkleidung4 . Zwischen der Primärspule1' und der Unterbodenverkleidung4 befindet sich die Sekundärspule1 . Die Sekundärspule1 ist auf die Unterbodenverkleidung4 aufgedruckt. Die Unterbodenverkleidung4 ist aus einem Ferrit-Kunststoff-Gemisch gefertigt. Die Sekundärspule1 ist über die reversibel verbindbare Verbindung3 in Form eines Steckers und einer entsprechenden Steckdose mit der Leistungseinheit2 des Fahrzeugs verbunden. Ein Wechselstrom in der Primärspule1' erzeugt ein magnetisches Wechselfeld, welches einen Wechselstrom in die Sekundärspule1 induziert. Mit diesem induzierten Wechselstrom wird das Fahrzeug über die Verbindung3 geladen. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
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- WO 2014/206661 [0004]
- DE 102013214311 [0004]
- DE 102011108544 A1 [0004]
Claims (13)
- Vorrichtung zum Einbau in ein Fahrzeug zum induktiven elektrischen Laden oder Entladen des Fahrzeugs durch eine Primärspule (1'), wobei die Vorrichtung eine Unterbodenverkleidung (4) aufweist, wobei die Vorrichtung eine Sekundärspule (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärspule (1) über eine reversibel verbindbare elektrische Verbindung (3) mit einer Leistungseinheit (2) des Fahrzeugs elektrisch verbunden ist.
- Vorrichtung nach
Anspruch 1 , wobei die Vorrichtung an einer oberen Seite, welche in einem ins Fahrzeug eingebauten Zustand der Vorrichtung dem Erdboden abgewandt ist, der Unterbodenverkleidung (4) zumindest teilweise eine Ferritschicht (5) aufweist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sekundärspule (1) an der oberen Seite der der Unterbodenverkleidung (4) angebracht ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sekundärspule (1) in der Unterbodenverkleidung (4) des Fahrzeugs angebracht ist.
- Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 1 ,2 oder4 , wobei die Unterbodenverkleidung (4) zumindest teilweise aus einem Ferrit-Kunststoff-Gemisch hergestellt ist. - Vorrichtung nach
Anspruch 5 , wobei die Sekundärspule (1) an einer unteren Seite, welche in einem ins Fahrzeug eingebauten Zustand der Vorrichtung dem Erdboden zugewandt ist, der Unterbodenverkleidung (4) an der Unterbodenverkleidung (4) angebracht ist. - Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 3 ,4 oder6 , wobei die Unterbodenverkleidung (4) zusammen mit der Sekundärspule (1) reversibel vom Fahrzeug abschraubbar, abclipsbar, absteckbar ist und/oder die Sekundärspule (1) reversibel vom Fahrzeug und der Unterbodenverkleidung (4) abschraubbar, abclipsbar, absteckbar ist. - Vorrichtung nach einem der
Ansprüche 3 oder5 , wobei die Sekundärspule (1) an der Unterbodenverkleidung (4) angeklebt oder auf die Unterbodenverkleidung (4) aufgedruckt ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Ortungseinheit (6) für das räumliche Orten der Primärspule (1') aufweist.
- Vorrichtung nach
Anspruch 9 , wobei die Vorrichtung entlang ihrer Haupterstreckungsebene relativ zum Fahrzeug beweglich ist. - Verfahren für einen elektrischen Ladungstransfer zu einem Fahrzeug mit einer Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem ersten Schritt das Fahrzeug so positioniert wird, dass eine Übertragungsstrecke zwischen der Sekundärspule (1) und der Primärspule so gering ist, dass eine induktive Energieübertragung von der Primärspule (1') auf die Sekundärspule (1) möglich ist; in einem zweiten Schritt mit einem von der Primärspule (1') erzeugten magnetischen Wechselfeld in der Sekundärspule (1) ein Wechselstrom induziert wird und in einem dritten Schritt der in die Sekundärspule (1) induzierte Wechselstrom zur Leistungseinheit (2) geleitet wird.
- Verfahren nach
Anspruch 11 , wobei die Vorrichtung die Vorrichtung nachAnspruch 9 ist, wobei während des ersten Schrittes die Ortungseinheit (9) die Primärspule (1') ortet und das Fahrzeug anhand der Ortung so positioniert wird, dass ein Streufluss bei der induktiven Energieübertragung minimiert wird. - Verfahren nach
Anspruch 11 , wobei die Vorrichtung die Vorrichtung nachAnspruch 10 ist, wobei während des ersten Schrittes die Ortungseinheit (9) die Primärspule (1') ortet und das Fahrzeug anhand der Ortung positioniert wird, dass ein Streufluss bei der induktiven Energieübertragung reduziert wird und zwischen dem ersten Schritt und dem zweiten Schritt die Vorrichtung anhand der Ortung relativ zum Fahrzeug so positioniert wird, dass ein Streufluss bei der induktiven Energieübertragung minimiert wird.
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009033235A1 (de) * | 2009-07-14 | 2011-01-20 | Conductix-Wampfler Ag | Energieversorgungseinheit, Landfahrzeug, Austauschstation und Verfahren zum Austausch einer in einem Landfahrzeug enthaltenen Energieversorgungseinheit |
DE102011108544A1 (de) | 2011-07-26 | 2012-02-02 | Daimler Ag | Anordnung der Ladespulen beim induktiven Laden in einem Fahrzeug |
WO2014206661A1 (de) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Induktive ladeeinrichtung, elektrofahrzeug, ladestation und verfahren zum induktiven laden |
DE102013214311A1 (de) | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Zf Friedrichshafen Ag | Ladevorrichtung zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs |
DE102015216157A1 (de) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Induktionsladesystem mit einer Gehäusestruktur mit berührungsfreien Kohlenstofffasern |
DE102016015255A1 (de) * | 2016-12-21 | 2017-07-13 | Daimler Ag | Ladevorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb |
DE102017011388A1 (de) * | 2017-12-11 | 2018-05-30 | Daimler Ag | Ladeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen |
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DE102011108543A1 (de) * | 2011-07-26 | 2012-02-02 | Daimler Ag | Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines Fahrzeugs |
DE102011089339A1 (de) * | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Continental Automotive Gmbh | Induktives Übertragen von Energie von einer Primärspule zu einer Sekundärspule eines elektromobilen Kraftfahrzeugs |
DE102012103315B4 (de) * | 2012-04-17 | 2014-03-27 | Conductix-Wampfler Gmbh | Spuleneinheit und Elektrofahrzeug mit einer solchen |
US9676285B2 (en) * | 2013-05-01 | 2017-06-13 | Qualcomm Incorporated | Vehicle charging pad having reduced thickness |
DE102013014997A1 (de) * | 2013-09-10 | 2014-11-27 | Audi Ag | Ladestation zum induktiven, stationären Laden zumindest eines elektrischen Energiespeichers eines Elektrofahrzeugs |
CN105529760A (zh) * | 2014-12-12 | 2016-04-27 | 比亚迪股份有限公司 | 车辆的无线充电系统和方法 |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009033235A1 (de) * | 2009-07-14 | 2011-01-20 | Conductix-Wampfler Ag | Energieversorgungseinheit, Landfahrzeug, Austauschstation und Verfahren zum Austausch einer in einem Landfahrzeug enthaltenen Energieversorgungseinheit |
DE102011108544A1 (de) | 2011-07-26 | 2012-02-02 | Daimler Ag | Anordnung der Ladespulen beim induktiven Laden in einem Fahrzeug |
WO2014206661A1 (de) | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Induktive ladeeinrichtung, elektrofahrzeug, ladestation und verfahren zum induktiven laden |
DE102013214311A1 (de) | 2013-07-22 | 2015-01-22 | Zf Friedrichshafen Ag | Ladevorrichtung zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs |
DE102015216157A1 (de) * | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Induktionsladesystem mit einer Gehäusestruktur mit berührungsfreien Kohlenstofffasern |
DE102016015255A1 (de) * | 2016-12-21 | 2017-07-13 | Daimler Ag | Ladevorrichtung und Verfahren zu deren Betrieb |
DE102017011388A1 (de) * | 2017-12-11 | 2018-05-30 | Daimler Ag | Ladeeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022132151A1 (de) | 2022-12-05 | 2024-06-06 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Kraftfahrzeug |
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