DE102018004747A1 - Charging station for inductive charging of an energy storage device of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ladestation (1) zum induktiven Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs (2), umfassend eine Standfläche (SF) für das Fahrzeug (2) mit einer mindestens eine Primärspule umfassenden Bodenplatte (3).
Erfindungsgemäß ist an der Bodenplatte (3) ein Mikrowellengenerator (5) angeordnet, mittels welchem ein Mikrowellenfeld (6) im Bereich eines Magnetfeldes zwischen der Bodenplatte (3) und einer Ladeplatte (4) des Fahrzeugs (2) erzeugbar ist.
The invention relates to a charging station (1) for inductively charging an energy store of a vehicle (2), comprising a standing area (SF) for the vehicle (2) with a base plate (3) comprising at least one primary coil.
According to the invention, a microwave generator (5) is arranged on the bottom plate (3), by means of which a microwave field (6) can be generated in the region of a magnetic field between the bottom plate (3) and a loading plate (4) of the vehicle (2).
Description
Die Erfindung betrifft eine Ladestation zum induktiven Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs nach den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.The invention relates to a charging station for inductive charging of an energy storage device of a vehicle according to the features of the preamble of claim 1.
Aus dem Stand der Technik sind, wie in der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Ladestation zum induktiven Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs anzugeben.The invention is based on the object to provide a comparison with the prior art improved charging station for inductively charging an energy storage of a vehicle.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ladestation zum induktiven Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a charging station for inductive charging of an energy storage device of a vehicle with the features of claim 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Eine Ladestation zum induktiven Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs umfasst eine Standfläche für das Fahrzeug mit einer mindestens eine Primärspule umfassenden Bodenplatte.A charging station for inductively charging an energy storage device of a vehicle comprises a footprint for the vehicle with a base plate comprising at least one primary coil.
Erfindungsgemäß ist an der Bodenplatte ein Mikrowellengenerator angeordnet. Mittels dieses Mikrowellengenerators ist ein Mikrowellenfeld, insbesondere im Bereich zwischen der Bodenplatte der Ladestation und einer Ladeplatte des Fahrzeugs und somit während eines Ladebetriebs im Bereich eines Magnetfeldes zwischen Bodenplatte und Ladeplatte erzeugbar, vorteilhafterweise auch in einem Umgebungsbereich um den Bereich zwischen Bodenplatte und Ladeplatte und damit um dieses Magnetfeld herum.According to the invention, a microwave generator is arranged on the bottom plate. By means of this microwave generator is a microwave field, in particular in the region between the bottom plate of the charging station and a loading plate of the vehicle and thus generated during a charging operation in the range of a magnetic field between the bottom plate and pallet, advantageously also in an environment around the area between the bottom plate and pallet and thus this magnetic field around.
Das mittels des Mikrowellengenerators erzeugte Mikrowellenfeld weist die Funktionsweise eines so genannten „active denial system“ auf. Es löst mittels der Mikrowellen, welche vorteilhafterweise eine Frequenz von 95 GHz aufweisen, bei einem lebenden Objekt, beispielsweise bei einem Menschen oder einem Tier, einen Schmerzreiz aus, so dass das lebende Objekt daran gehindert wird, sich im Magnetfeld zwischen Bodenplatte und Ladeplatte aufzuhalten. Mittels der erfindungsgemäßen Lösung wird somit ein Eindringen von lebenden Objekten in dieses Magnetfeld durch das Auslösen eines solchen Schmerzreizes verhindert.The microwave field generated by means of the microwave generator has the function of a so-called "active denial system". By means of the microwaves, which advantageously have a frequency of 95 GHz, it triggers a painful stimulus on a living object, for example a human or an animal, so that the living object is prevented from being in the magnetic field between the bottom plate and the loading plate. The solution according to the invention thus prevents the penetration of living objects into this magnetic field by the triggering of such a pain stimulus.
Dies ist wichtig, da aufgrund des starken Magnetfeldes, das zwecks Energieübertagung zwischen der Bodenplatte und der Ladeplatte des Fahrzeugs aufgebaut wird, Grenzwerte für elektromagnetische Felder, welche beispielsweise vom ICNIRP (International Committee on Non-Ionizing Radiation Protection) empfohlen werden, im Bereich zwischen der mindestens einen Primärspule in der Bodenplatte der Ladestation und der mindestens eine Sekundärspule aufweisenden Ladeplatte des Fahrzeugs sowie in einem Umgebungsbereich, beispielsweise bis zu einem Rand des Fahrzeugs, nicht eingehalten werden. Um Personen und Tiere vor diesen elektromagnetischen Feldern zu schützen, ist daher eine entsprechende Schutzmaßnahme vorgesehen, auch als Living Object Protection (LOP) bezeichnet, welche durch die erfindungsgemäße Lösung realisiert wird.This is important because, due to the strong magnetic field built up for energy transfer between the floor panel and the vehicle's loading panel, electromagnetic field limits recommended by, for example, the International Committee on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) are in the range between at least one primary coil in the bottom plate of the charging station and the at least one secondary coil having charging plate of the vehicle and in a surrounding area, for example up to an edge of the vehicle, not be complied with. In order to protect persons and animals from these electromagnetic fields, therefore, a corresponding protective measure is provided, also referred to as living object protection (LOP), which is realized by the inventive solution.
Mittels der erfindungsgemäßen Lösung wird diese Funktion Living Object Protection (LOP), d. h. der Schutz lebender Objekte, insbesondere Menschen und Tiere, gegen das Magnetfeld zwischen Bodenplatte und Ladeplatte ohne mechanische Teile und somit auf besonders einfache Weise realisiert. Insbesondere sind dadurch keine mechanischen Teile vorhanden, die mit dem Fahrzeug kollidieren und somit selbst beschädigt werden könnten und/oder das Fahrzeug beschädigen könnten, und zudem ist kein aufwändiger Mechanismus zur Bewegung solcher mechanischen Teile erforderlich, um sie in eine Schutzposition und zum Anfahren der Ladestation und zum Entfernen des Fahrzeugs aus der Ladestation wieder aus dieser Schutzposition herauszubewegen.By means of the solution according to the invention, this function is called Living Object Protection (LOP), i. H. the protection of living objects, especially humans and animals, realized against the magnetic field between the bottom plate and pallet without mechanical parts and thus in a particularly simple manner. In particular, this means that there are no mechanical parts that could collide with the vehicle and thus be damaged itself and / or damage the vehicle, and also no complex mechanism for moving such mechanical parts is required to bring them into a protective position and for starting the charging station and move to remove the vehicle from the charging station again from this protective position.
Alternativ oder zusätzlich zur Integration des Mikrowellengenerators in die Ladestation, insbesondere in Form der beschriebenen Anordnung an deren Bodenplatte, ist auch eine Integration des Mikrowellengenerators im Fahrzeug möglich, beispielsweise durch Anordnen an dessen Ladeplatte. Die beschriebene Funktionsweise wäre dann die gleiche.Alternatively or in addition to the integration of the microwave generator in the charging station, in particular in the form of the described arrangement on the bottom plate, an integration of the microwave generator in the vehicle is possible, for example by arranging on the pallet. The described operation would then be the same.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.
Dabei zeigen:
-
1 schematisch eine Seitenansicht eines Fahrzeugs an einer Ladestation zum induktiven Laden eines Energiespeichers des Fahrzeugs, und -
2 schematisch eine Frontansicht des Fahrzeugs an der Ladestation.
-
1 schematically a side view of a vehicle at a charging station for inductively charging an energy storage of the vehicle, and -
2 schematically a front view of the vehicle at the charging station.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Die
Ein induktives Ladesystem, welches ein kontaktloses Laden von beispielsweise als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildeten Fahrzeugen
Das Fahrzeug
Aufgrund des starken Magnetfeldes, das zwecks Energieübertagung herrscht, werden insbesondere durch das ICNIRP (International Committee on Non-Ionizing Radiation Protection) empfohlene Grenzwerte für elektromagnetische Felder im Bereich zwischen der mindestens einen Primärspule und der mindestens einen Sekundärspule sowie in einem Umgebungsbereich, beispielsweise bis zu einem Rand des Fahrzeugs
Eine Möglichkeit einer solchen Schutzmaßnahme ist beispielsweise ein Detektionssystem, auch als Living Object Detection (LOD) bezeichnet, d. h. eine Erkennung lebender Objekte mittels entsprechender Sensoren, beispielsweise mittels in der Bodenplatte
Bewegt sich somit ein Mensch oder ein Tier in Richtung der Bodenplatte
Daher wird im Folgenden eine wesentlich vorteilhaftere Lösung zum Schutz von lebenden Objekten, insbesondere Menschen und Tieren, vor dem Magnetfeld zwischen Bodenplatte
Hierzu ist an der Bodenplatte
Das mittels des Mikrowellengenerators
Die beschriebene Lösung arbeitet vorteilhafterweise, wie oben bereits erwähnt, mit Mikrowellen der Frequenz von 95 GHz. Im Vergleich dazu arbeiten Haushaltsmikrowellengeräte bei einer Frequenz von 2,45 GHz. Die mittels der beschriebenen Lösung abgegebene elektromagnetische Strahlung hat eine wesentlich höhere Energiedichte als bei Haushaltsmikrowellengeräten, die Energie dringt jedoch nur ca. 0,4 mm in die Haut ein. Die hohe Strahlungsenergie heizt Wassermoleküle in der Haut innerhalb von Sekunden auf ca. 55°C auf. Dies wird als Schmerzreiz wahrgenommen und soll zur Flucht animieren, d. h. zu einem Herausbewegen aus dem durch dieses Mikrowellenfeld
Mittels dieser Lösung wird somit das Eindringen von lebenden Objekten in dieses Magnetfeld durch das Auslösen eines solchen Schmerzreizes verhindert, wodurch der Ladebetrieb nicht unterbrochen werden muss und lebende Objekte, insbesondere Menschen und Tiere, nicht gefährdet werden.By means of this solution the penetration of living objects into this magnetic field is thus prevented by the triggering of such a pain stimulus, whereby the loading operation does not have to be interrupted and living objects, in particular humans and animals, are not endangered.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Mikrowellengenerator
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Mikrowellengenerator
Ein weiterer Vorteil des Vorsehens sowohl des Mikrowellengenerators
Dadurch kann kurzfristig insbesondere das Eindringen des erkannten lebenden Objekts in das Magnetfeld oder in den vorgegebenen Umgebungsbereich des Magnetfeldes verhindert werden oder das erkannte lebende Objekt zum Verlassen des Magnetfelds und des vorgegebenen Umgebungsbereichs um das Magnetfeld veranlasst werden. Diese Lösung des Einsatzes des Mikrowellengenerators
Alternativ oder zusätzlich zur Integration des Mikrowellengenerators
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Ladestationcharging station
- 22
- Fahrzeugvehicle
- 33
- Bodenplattebaseplate
- 44
- Ladeplattepallet
- 55
- Mikrowellengeneratormicrowave generator
- 66
- Mikrowellenfeld microwave field
- SFSF
- Standflächefootprint
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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