DE102018006105A1 - Battery charging device and method for inductively charging a vehicle battery of a motor vehicle - Google Patents

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Tobias Hiermer
Giovanni La Placa
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterieladevorrichtung (4) zum induktiven Laden einer Fahrzeugbatterie (2) eines Kraftfahrzeugs (1), aufweisend- eine fahrzeugexterne Ladeeinheit (5), welche zumindest eine Batterie aufweist und in dem Kraftfahrzeug (1) adaptierbar ist,- ein fahrzeugseitiges Lademodul (10) mit der Fahrzeugbatterie (2) des Kraftfahrzeugs (1) verbindbar ist, und welches in das Kraftfahrzeug (1) montierbar ist,- für ein induktives Laden der Fahrzeugbatterie (2) die fahrzeugexterne Ladeeinheit (5) mit dem fahrzeugseitigen Lademodul (10) induktiv koppelbar ist.The invention relates to a battery charging device (4) for inductively charging a vehicle battery (2) of a motor vehicle (1), comprising a vehicle-external charging unit (5) which has at least one battery and is adaptable in the motor vehicle (1), - a vehicle-side charging module (10) with the vehicle battery (2) of the motor vehicle (1) is connectable, and which is mountable in the motor vehicle (1), - for inductive charging of the vehicle battery (2) the vehicle external charging unit (5) with the vehicle-side charging module (10 ) is inductively coupled.

Description

Die Erfindung betrifft eine Batterieladevorrichtung und ein Verfahren zum induktiven Laden einer Fahrzeugbatterie eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a battery charging device and a method for inductively charging a vehicle battery of a motor vehicle.

Die US 2014/0001875 A1 offenbart ein mobiles Gerät, das nicht nur drahtlos Energie von einem Quellgerät empfangen kann, sondern auch drahtlos Energie an ein Zielgerät übertragen kann. Die Vorrichtung umfasst ein oder mehrere Leistungsmodule und entsprechende Spulen zum Senden / Empfangen von Signalen, aus denen Energie geladen / entnommen werden kann. Zusätzlich kann die Vorrichtung Initiierungsinformationen empfangen, die von jeder der Quellen- und Zielvorrichtungen unterstützte Energieübertragungsstandards identifizieren, und kann ihr oder mehrere Energiemodule so steuern, dass sie in Übereinstimmung mit den in der Initiierungsinformation identifizierten Standards arbeitet.The US 2014/0001875 A1 discloses a mobile device that not only can wirelessly receive power from a source device, but also wirelessly transmit power to a destination device. The device comprises one or more power modules and corresponding coils for transmitting / receiving signals from which energy can be loaded / removed. Additionally, the device may receive initiation information identifying energy transfer standards supported by each of the source and destination devices, and may control its one or more power modules to operate in accordance with the standards identified in the initiation information.

Die CN 201435612 offenbart eine Batterieladeaustauschvorrichtung eines beweglichen Typs, die mindestens einen Batterieladeunterbringungsschrank des beweglichen Typs aufweist, der ein Verbindungsfahrzeug annimmt. Das als dynamische Traktion zum Ausführen einer beweglichen Bewegung des Batterieaufnahmeschrankes, Batterieaufnahmekammern und dergleichen dient Batterieaustauschöffnungen sind in dem inneren Bereich des Batterieaufnahmeraums des beweglichen Typs in Intervallen angeordnet. Eine zentrale Batteriewechsel-Verwaltungsvorrichtung liefert ein drahtloses Batteriemanagementmodul der wiederaufladbaren Batterien mit dem Lesen und Schreiben von Daten und dem Austausch der wiederaufladbaren Batterien sowie der Steuerung und Operation des Platzierens in jeder Batterieaufnahmekammer des Batterielade-Aufnahmeschrankes des beweglichen Typs oder davon zurückgezogen werden.The CN 201435612 discloses a movable type battery charging device having at least one movable type battery charging housing cabinet that accepts a connecting vehicle. The battery replacement openings, which serve as dynamic traction for performing a movable movement of the battery receiving cabinet, battery receiving chambers, and the like, are arranged in intervals in the inner portion of the movable type battery receiving space. A central battery replacement management device provides a wireless battery management module of the rechargeable batteries with data reading and writing and replacement of the rechargeable batteries, as well as the control and operation of placing in or withdrawn from each battery receiving chamber of the movable type battery storage cabinet.

Ein Nachteil besteht darin, dass bei herkömmlichen Elektrofahrzeugen eine effiziente Batterieaufladung, insbesondere bei einer Fahrzeugpanne nicht gegeben ist.A disadvantage is that in conventional electric vehicles efficient battery charging, especially in a vehicle breakdown is not given.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein schnelles Laden eines Elektrofahrzeugs außerhalb einer Ladestation sicherzustellen.The object of the present invention is to ensure a fast charging of an electric vehicle outside a charging station.

Diese Aufgabe wird durch eine Batterieladevorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a battery charging device and a method according to the independent patent claims. Meaningful developments emerge from the dependent claims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Batterieladevorrichtung zum induktiven Laden einer Fahrzeugbatterie eines Kraftfahrzeugs. Dabei ist eine fahrzeugexterne Ladeeinheit, welche zumindest eine Batterie aufweist und in dem Kraftfahrzeug adaptierbar ist, vorgesehen. Ein fahrzeugseitiges Lademodul ist mit der Fahrzeugbatterie des Kraftfahrzeugs verbindbar und in das Kraftfahrzeug montierbar. Für ein induktives Laden der Fahrzeugbatterie ist die fahrzeugexterne Ladeeinheit mit dem fahrzeugseitigen Lademodul induktiv koppelbar.One aspect of the invention relates to a battery charging device for inductively charging a vehicle battery of a motor vehicle. In this case, a vehicle-external charging unit, which has at least one battery and is adaptable in the motor vehicle, is provided. A vehicle-side charging module can be connected to the vehicle battery of the motor vehicle and mounted in the motor vehicle. For inductive charging of the vehicle battery, the vehicle-external charging unit can be inductively coupled to the vehicle-side charging module.

Aufgrund von steigenden Zahlen von insbesondere Elektrofahrzeugen wird eine schnelle Batterieaufladung benötigt. Vor allem bei einer Fahrzeugpanne oder beispielsweise bei einem niedrigen Energielevel der Fahrzeugbatterie wird ein schnelles und nicht stationäres Laden der Fahrzeugbatterie benötigt. Dadurch wird erreicht, dass ein Ladevorgang der Fahrzeugbatterie des Elektrofahrzeugs unabhängig von einer elektrischen Ladestation durchgeführt werden kann.Due to increasing numbers of especially electric vehicles a fast battery charging is needed. Especially in the event of a vehicle breakdown or, for example, a low energy level of the vehicle battery, rapid and non-stationary charging of the vehicle battery is required. This ensures that a charging process of the vehicle battery of the electric vehicle can be performed independently of an electrical charging station.

Insbesondere kann es sich bei dem Kraftfahrzeug um ein elektrisch betriebenes Fahrzeug oder ein Hybridfahrzeug handeln.In particular, the motor vehicle may be an electrically powered vehicle or a hybrid vehicle.

Insbesondere kann die fahrzeugexterne Ladeeinheit beziehungsweise mobile Ladeeinheit in oder an dem Kraftfahrzeug, speziell in einem Fahrzeugkofferraum, platziert werden. Die fahrzeugexterne Ladeeinheit kann insbesondere so platziert werden, dass diese mit dem fahrzeugseitigen Lademodul eine elektromagnetische beziehungsweise induktive Kopplung durchführen kann. Dabei kann beispielsweise das fahrzeugseitige Lademodul im Bereich einer Kofferraumseitenverkleidung montiert sein. Durch die elektromagnetische beziehungsweise drahtlose Kopplung kann eine elektrische Energie von der fahrzeugexternen Ladeeinheit an die fahrzeugseitige Ladeeinheit induziert werden. Insbesondere kann die elektrische Energie an die Fahrzeugbatterie anschließend geleitet werden, indem die Fahrzeugbatterie mit dem fahrzeugseitigen Lademodul verbunden werden kann. Die Fahrzeugbatterie kann beispielsweise unterhalb des Fahrzeugkofferraums installiert sein. Dadurch kann ein schnelles und effizientes Laden der Fahrzeugbatterie sichergestellt werden.In particular, the vehicle-external charging unit or mobile charging unit can be placed in or on the motor vehicle, especially in a vehicle trunk. The vehicle-external charging unit can in particular be placed so that it can perform an electromagnetic or inductive coupling with the vehicle-side charging module. In this case, for example, the vehicle-side charging module can be mounted in the region of a trunk side paneling. As a result of the electromagnetic or wireless coupling, electrical energy can be induced from the vehicle-external charging unit to the vehicle-side charging unit. In particular, the electrical energy can then be conducted to the vehicle battery by the vehicle battery can be connected to the vehicle-mounted charging module. The vehicle battery may be installed below the vehicle trunk, for example. This ensures a fast and efficient charging of the vehicle battery.

Beispielsweise kann die fahrzeugexterne Ladeeinheit eine Batterie oder mehrere Batterien aufweisen.For example, the vehicle-external charging unit may have one or more batteries.

Insbesondere kann die Batterieladevorrichtung als eine direkte Energiequelle (eine sogenannte Direkt-Stromquelle) verwendet werden. Dabei wird nicht die Fahrzeugbatterie geladen, sondern die elektrische Energie wird insbesondere auf direkten Weg an einen Fahrzeugantrieb beziehungsweise einen Elektromotor geliefert. Beispielsweise kann die Batterieladevorrichtung mit dem Elektromotor direkt verbunden werden.In particular, the battery charging device may be used as a direct power source (a so-called direct power source). In this case, the vehicle battery is not charged, but the electrical energy is supplied in particular on direct way to a vehicle drive or an electric motor. For example, the battery charger can be connected directly to the electric motor.

Denkbar ist es auch, dass das Kraftfahrzeug keine eigene fahrzeugexterne Ladeeinheit aufweist, sondern dass ein Nutzer beziehungsweise Eigentümer des Kraftfahrzeugs die fahrzeugexterne Ladeeinheit bei einem Servicebetreiber reservieren und ausleihen kann. It is also conceivable that the motor vehicle does not have its own vehicle-external charging unit, but rather that a user or owner of the motor vehicle can reserve and borrow the vehicle-external charging unit from a service operator.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zumindest eine Batterie der fahrzeugexternen Ladeeinheit in Batteriesegmente unterteilt ist, und die fahrzeugexterne Ladeeinheit eine Schalteinrichtung aufweist, mit der die Batteriesegmente parallel oder in Reihe schaltbar und/oder voneinander trennbar sind. Die Batterie der fahrzeugexternen Ladeeinheit kann beispielsweise mit Batteriezellen ausgebildet sein. Diese Batteriezellen können vorteilhaft zu einem oder mehreren Batteriesegmenten zusammengefasst werden. Insbesondere können mit der Schalteinrichtung die Batteriezellen zu einem Batteriesegment zusammengeschalten werden, insbesondere kann eine Verschaltung der Batteriezellen parallel oder in Reihe erfolgen. Ebenso können beispielsweise mehrere Batteriesegmente parallel oder in Reihe geschalten werden. Insbesondere kann mit der Schalteinrichtung die Batteriezellen und/oder die Batteriesegmente voneinander getrennt werden und somit kann beispielsweise bei einem auftretenden Schadensfall sofort eine Stromverbindung unterbrochen werden.It is preferably provided that the at least one battery of the vehicle-external charging unit is subdivided into battery segments, and the vehicle-external charging unit has a switching device with which the battery segments can be connected in parallel or in series and / or disconnected from each other. The battery of the vehicle-external charging unit may be formed, for example, with battery cells. These battery cells can advantageously be combined into one or more battery segments. In particular, the battery cells can be connected together to form a battery segment with the switching device, in particular, an interconnection of the battery cells can be parallel or in series. Likewise, for example, several battery segments can be connected in parallel or in series. In particular, the battery cells and / or the battery segments can be separated from one another with the switching device, and thus, for example, in the event of a damage occurring, a current connection can be interrupted immediately.

Insbesondere kann die Fahrzeugbatterie ebenfalls in Batteriesegmente unterteilt werden.In particular, the vehicle battery can also be divided into battery segments.

Durch insbesondere ein Aufteilen der Batteriezellen in Batteriesegmente kann eine Ladezeit der fahrzeugexternen Ladeeinheit beziehungsweise der Fahrzeugbatterie reduziert werden. Somit können mehrere einzelne Batteriesegmente gleichzeitig aufgeladen werden und es muss nicht die gesamte Einheit als Ganzes geladen werden.In particular, a division of the battery cells in battery segments, a charging time of the vehicle-external charging unit or the vehicle battery can be reduced. Thus, several individual battery segments can be charged at the same time and it is not necessary to load the entire unit as a whole.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die fahrzeugexterne Ladeeinheit zu jedem Batteriesegment jeweils eine Induktionsladespule aufweist, mit der es aufladbar ist. Damit insbesondere eine schnelle Energieabgabe beziehungsweise Energieaufnahme der fahrzeugexternen Ladeeinheit erzielt werden kann, wird beispielsweise jedem Batteriesegment der Batterie der fahrzeugexternen Ladeeinheit eine Induktionsladespule zu Verfügung gestellt. Dadurch kann jedes Batteriesegment über die eigene Induktionsladespule induktiv geladen werden. Dadurch können insbesondere mehrere Batteriesegmente simultan geladen werden und somit kann die Ladezeit reduziert werden. Insbesondere kann ebenso die Energieabgabe von der fahrzeugexternen Ladeeinheit an das fahrzeugseitige Lademodul schneller durchgeführt werden. Dabei wird bei der induktiven Kopplung des fahrzeugseitigen Lademoduls mit der fahrzeugexternen Ladeeinheit mittels der Induktionsspulen die elektrische Energie an die Batteriesegmente beziehungsweise Batteriezellen des fahrzeugseitigen Lademoduls induktiv übertragen.In an advantageous embodiment it is provided that the vehicle-external charging unit for each battery segment each having an induction charging coil, with which it is rechargeable. So that, in particular, a fast energy output or energy intake of the vehicle-external charging unit can be achieved, for example, each battery segment of the battery of the vehicle-external charging unit is provided with an induction charging coil. As a result, each battery segment can be charged inductively via its own induction charging coil. As a result, in particular a plurality of battery segments can be charged simultaneously and thus the charging time can be reduced. In particular, the energy output from the vehicle-external charging unit to the vehicle-side charging module can also be performed faster. In the case of the inductive coupling of the vehicle-side charging module with the vehicle-external charging unit, the electrical energy is inductively transmitted to the battery segments or battery cells of the vehicle-side charging module by means of the induction coils.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Batterieladevorrichtung ein Schienensystem aufweist, mit dem die fahrzeugexterne Ladeeinheit in dem Kraftfahrzeug gegenüber dem fahrzeugseitigen Lademodul platzierbar ist. Um insbesondere bei der elektromagnetischen beziehungsweise induktiven Kopplung einen idealen Kopplungsfaktor erreichen zu können, darf ein Abstand zwischen dem fahrzeugseitigem Lademodul und der fahrzeugexternen Ladeeinheit nicht zu groß bemessen sein. Daher wird beispielsweise in dem Kofferraum das Schienensystem installiert, welches sich in direkter Reichweite zu dem montierten fahrzeugseitigen Lademodul befindet. Das Schienensystem kann beispielsweise Aluminiumschienen umfassen. Insbesondere kann das Schienensystem zum Aufnehmen der fahrzeugexternen Ladeeinheit ausgebildet sein, sodass die fahrzeugexterne Ladeeinheit einen minimalen Abstand zum fahrzeugseitigen Lademodul aufweist. Dadurch wird ebenfalls eine sichere Unterbringung der fahrzeugexternen Ladeeinheit im Kraftfahrzeug sichergestellt.It is preferably provided that the battery charging device has a rail system with which the vehicle-external charging unit can be placed in the motor vehicle relative to the vehicle-side charging module. In order to achieve an ideal coupling factor in particular in the electromagnetic or inductive coupling, a distance between the vehicle-side charging module and the vehicle-external charging unit may not be sized too large. Therefore, for example, in the trunk, the rail system is installed, which is located in direct reach to the mounted vehicle-mounted loading module. The rail system may include, for example, aluminum rails. In particular, the rail system may be designed to receive the vehicle-external charging unit, so that the vehicle-external charging unit has a minimum distance to the vehicle-side charging module. As a result, secure storage of the vehicle-external charging unit in the motor vehicle is also ensured.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die fahrzeugexterne Ladeeinheit ein Steuergerät besitzt, mit dem die Schalteinrichtung steuerbar ist. Damit insbesondere das Trennen und Schalten der Batteriesegmente und/oder Batteriezellen von der Schalteinrichtung durchgeführt werden kann, wird die Schalteinrichtung mit dem Steuergerät gesteuert. Beispielsweise kann mit dem Steuergerät das Trennen und Schalten überwacht werden. Insbesondere kann das Steuergerät eine Überlastung der Batterie oder eines einzelnen Batteriesegmentes detektieren und das sofortige Trennen dieses überlasteten Batteriesegmentes mit der Schalteinrichtung durchführen. Dadurch kann ein Schadensfall beziehungsweise eine Überlastung der Batterie beziehungsweise fahrzeugexternen Ladeeinheit erfasst und sofortige Gegenmaßnahmen durchgeführt werden.In a further advantageous embodiment, it is provided that the vehicle-external charging unit has a control unit with which the switching device is controllable. So that in particular the separation and switching of the battery segments and / or battery cells can be carried out by the switching device, the switching device is controlled by the control device. For example, the control unit can be used to monitor the disconnection and switching. In particular, the controller may detect an overload of the battery or a single battery segment and perform the immediate disconnection of this overloaded battery segment with the switching device. As a result, a damage case or an overload of the battery or vehicle-external charging unit can be detected and immediate countermeasures can be carried out.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum induktiven Laden einer Fahrzeugbatterie eines Kraftfahrzeugs. Dabei wird eine kabellose Ladeeinheit in das Kraftfahrzeug eingebracht und das induktive Laden der Fahrzeugbatterie mit Energie der kabellosen Ladeeinheit durchgeführt. Um insbesondere die Fahrzeugbatterie eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs unabhängig von einer elektrischen Ladestation laden zu können, kann die kabellose Ladeinheit verwendet werden. Die kabellose Ladeeinheit umfasst eine fahrzeugexterne Ladeeinheit und ein fahrzeugseitiges Lademodul. Die fahrzeugexterne Ladeeinheit kann insbesondere als mobile beziehungsweise tragbare Einheit ausgebildet sein. Und das fahrzeugseitige Lademodul kann beispielsweise fest im Kraftfahrzeug installiert sein. Insbesondere wird die fahrzeugexterne Ladeeinheit mit dem fahrzeugseitigen Lademodul elektromagnetisch beziehungsweise induktiv gekoppelt. Durch die induktive Kopplung wird eine elektrische Energie von der fahrzeugexternen Ladeeinheit in das fahrzeugseitige Lademodul induziert. Durch eine Verbindung zwischen dem fahrzeugseitigen Lademodul und der Fahrzeugbatterie kann insbesondere die induktiv aufgenommene elektrische Energie der Fahrzeugbatterie zugeführt werden und somit geladen werden.Another aspect of the invention relates to a method for inductively charging a vehicle battery of a motor vehicle. In this case, a wireless charging unit is introduced into the motor vehicle and the inductive charging of the vehicle battery is performed with energy of the wireless charging unit. In particular, in order to be able to charge the vehicle battery of an electrically operated vehicle independently of an electrical charging station, the wireless charging unit can be used. The wireless charging unit comprises a vehicle-external charging unit and a vehicle-side charging module. The vehicle-external charging unit can be designed in particular as a mobile or portable unit be. And the vehicle-side charging module, for example, be permanently installed in the vehicle. In particular, the vehicle-external charging unit is electromagnetically or inductively coupled to the vehicle-side charging module. The inductive coupling induces electrical energy from the vehicle-external charging unit into the vehicle-side charging module. By a connection between the vehicle-side charging module and the vehicle battery, in particular the inductively received electrical energy of the vehicle battery can be supplied and thus charged.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Dabei zeigt die einzige Fig. ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Batterieladevorrichtung und des Verfahrens zum induktiven Laden einer Fahrzeugbatterie eines Kraftfahrzeugs.The sole FIGURE shows an advantageous embodiment of the battery charging device and the method for inductively charging a vehicle battery of a motor vehicle.

Die Fig. zeigt ein beispielhaftes Kraftfahrzeug 1 mit einer integrierten Fahrzeugbatterie 2 beziehungsweise einem Akkumulator. Beispielsweise kann die Fahrzeugbatterie 2 unterhalb eines Fahrzeugkofferraums 3 platziert werden. Um die Fahrzeugbatterie 2 durch insbesondere einen induktiven Ladevorgang aufladen zu können, kann eine Batterieladevorrichtung 4 verwendet werden. Die Batterieladevorrichtung 4 umfasst insbesondere eine fahrzeugexterne beziehungsweise mobile Ladeeinheit 5, welche zumindest eine Batterie aufweisen kann. Die Batterie kann insbesondere eine oder mehrere Batteriezellen 6 aufweisen. Beispielsweise kann für eine Energieabgabe beziehungsweise Energieaufnahme für die zumindest eine Batterie beziehungsweise die Batteriezellen ein drahtloses Lademodul 8 verwendet werden. Die fahrzeugexterne Ladeeinheit 5 kann beispielsweise mehrere drahtlose Lademodule 8 umfassen. Mit den drahtlosen Lademodulen 8 können insbesondere die Batterie und die Batteriezellen 6 drahtlos, insbesondere induktiv geladen werden. Die Batteriezellen 6 der fahrzeugexternen Ladeeinheit 5 können beispielsweise zu einem Batteriesegment 7 zusammengefügt werden. Dabei können beispielsweise zwei, drei, fünf oder sechs Batteriezellen 6 zu je einem Batteriesegment 7 verknüpft beziehungsweise verbunden werden. Jedes Batteriesegment 7 umfasst vorzugsweise eine eigene Induktionsladespule 9, mit der das jeweilige Batteriesegment 7 induktiv geladen werden kann.The figure shows an exemplary motor vehicle 1 with an integrated vehicle battery 2 or an accumulator. For example, the vehicle battery 2 below a vehicle trunk 3 to be placed. To the vehicle battery 2 in particular by being able to charge an inductive charging process, a battery charging device 4 be used. The battery charger 4 includes in particular a vehicle-external or mobile charging unit 5 which may comprise at least one battery. The battery can in particular one or more battery cells 6 exhibit. For example, for a power delivery or energy intake for the at least one battery or the battery cells, a wireless charging module 8th be used. The vehicle-external charging unit 5 For example, you can have multiple wireless charging modules 8th include. With the wireless charging modules 8th in particular, the battery and the battery cells 6 wirelessly, in particular inductively charged. The battery cells 6 the vehicle external charging unit 5 for example, to a battery segment 7 be joined together. In this case, for example, two, three, five or six battery cells 6 to one battery segment each 7 linked or connected. Every battery segment 7 preferably includes a separate induction charging coil 9 with which the respective battery segment 7 can be charged inductively.

Die Induktionsspule 9 kann dabei mit weiteren Induktionsspulen 9 insbesondere parallel beziehungsspeise spannungsführend verschaltet werden. Die Verschaltung der Induktionsspulen 9 kann beispielsweise in horizontaler oder in vertikaler Richtung in der fahrzeugexternen Ladeeinheit 5 angeordnet werden.The induction coil 9 can do this with other induction coils 9 in particular parallel relationship feed are connected live. The interconnection of the induction coils 9 For example, in the horizontal or vertical direction in the vehicle-external charging unit 5 to be ordered.

Des Weiteren umfasst die Batterieladevorrichtung 4 ein fahrzeugseitiges Lademodul 10, welches im Kraftfahrzeug 1 montiert werden kann. Beispielsweise kann das fahrzeugseitige Lademodul 10 in einem Bereich einer Kofferraumseitenverkleidung montiert werden. Das fahrzeugseitige Lademodul 10 kann beispielsweise ebenfalls Batteriezellen 6 und Batteriesegmente 7 und Lademodule 8 umfassen. Das fahrzeugseitige Lademodul 10 kann insbesondere mit der Fahrzeugbatterie 2 verbunden werden. Insbesondere handelt es sich bei dem fahrzeugseitigen Lademodul 10 um ein Gegenstück zur fahrzeugexternen Ladeeinheit 5.Furthermore, the battery charging device comprises 4 a vehicle-side charging module 10 which is in the motor vehicle 1 can be mounted. For example, the vehicle-side loading module 10 be mounted in an area of a trunk side panel. The vehicle-side charging module 10 For example, it can also be battery cells 6 and battery segments 7 and charging modules 8th include. The vehicle-side charging module 10 especially with the vehicle battery 2 get connected. In particular, the vehicle-side charging module 10 to a counterpart to the vehicle-external loading unit 5 ,

Die Batteriesegmente 7 der fahrzeugexternen Ladeeinheit 5 können beispielsweise mit einer Schalteinrichtung 12 voneinander getrennt werden. Insbesondere können mit der Schalteinrichtung 12 die Batteriesegmente 7 entweder parallel oder in Reihe geschaltet werden. Die fahrzeugexterne Ladeeinheit 5 kann insbesondere ein Steuergerät 13 aufweisen, mit welchem die Schalteinrichtung 12 gesteuert werden kann.The battery segments 7 the vehicle external charging unit 5 For example, with a switching device 12 be separated from each other. In particular, with the switching device 12 the battery segments 7 either in parallel or in series. The vehicle-external charging unit 5 in particular, a control unit 13 have, with which the switching device 12 can be controlled.

Die fahrzeugexterne Ladeeinheit 5 kann beispielsweise mittels eines Schienensystems 11 in dem Kraftfahrzeug 1 platziert werden, insbesondere gegenüber dem fahrzeugseitigen Lademodul 10. Dadurch kann die fahrzeugexterne Ladeeinheit 5 einfach und schnell im Kraftfahrzeug 1 platziert werden. Das Schienensystem 11 kann beispielsweise Aluminiumschienen aufweisen, wodurch vor allem Gewicht eingespart werden kann.The vehicle-external charging unit 5 For example, by means of a rail system 11 in the motor vehicle 1 are placed, in particular with respect to the vehicle-mounted loading module 10 , As a result, the vehicle-external charging unit 5 easy and fast in the vehicle 1 to be placed. The rail system 11 For example, can have aluminum rails, which can be saved especially weight.

Um insbesondere die Fahrzeugbatterie 2 aufladen zu können, werden die fahrzeugexterne Ladeeinheit 5 mit dem fahrzeugseitigen Lademodul 10 über eine elektromagnetische beziehungsweise induktive Kopplung kabellos verbunden. Dadurch wird eine elektrische Energie von den Batteriesegmenten 7 der fahrzeugexternen Ladeeinheit 5 an das fahrzeugseitige Lademodul 10 induziert. Die induzierte elektrische Energie kann insbesondere an die Fahrzeugbatterie 2 übertragen werden.In particular, the vehicle battery 2 To be able to charge, the vehicle-external charging unit 5 with the vehicle-side charging module 10 wirelessly connected via an electromagnetic or inductive coupling. This will generate electrical energy from the battery segments 7 the vehicle external charging unit 5 to the vehicle-side charging module 10 induced. The induced electrical energy can in particular to the vehicle battery 2 be transmitted.

Beispielsweise kann die Batterieladevorrichtung 4 dazu verwendet werden, um einen Elektromotor beziehungsweise Fahrzeugantrieb direkt mit der elektrischen Energie versorgen zu können, ohne dass die Fahrzeugbatterie aufgeladen wird.For example, the battery charger 4 used to directly connect an electric motor or vehicle drive be able to supply the electrical energy without the vehicle battery is charged.

Bei dem Kraftfahrzeug 1 kann es sich beispielsweise um ein elektrisch betriebenes Fahrzeug oder ein Hybridfahrzeug handeln.In the motor vehicle 1 it may be, for example, an electrically powered vehicle or a hybrid vehicle.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Kraftfahrzeugmotor vehicle
22
Fahrzeugbatterievehicle battery
33
FahrzeugkofferraumCar trunk
44
BatterieladevorrichtungBattery charger
55
fahrzeugexterne Ladeeinheitvehicle-external charging unit
66
Batteriezellebattery cell
77
Batteriesegmentbattery segment
88th
drahtloses Lademodulwireless charging module
99
Induktionsspuleinduction coil
1010
fahrzeugseitiges Lademodulvehicle-side charging module
1111
Schienensystemrail system
1212
Schalteinrichtungswitching device
1313
Steuergerätcontrol unit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • US 2014/0001875 A1 [0002]US 2014/0001875 A1 [0002]
  • CN 201435612 [0003]CN 201435612 [0003]

Claims (6)

Batterieladevorrichtung (4) zum induktiven Laden einer Fahrzeugbatterie (2) eines Kraftfahrzeugs (1), gekennzeichnet durch - eine fahrzeugexterne Ladeeinheit (5), welche zumindest eine Batterie aufweist und in dem Kraftfahrzeug (1) adaptierbar ist, - ein fahrzeugseitiges Lademodul (10) mit der Fahrzeugbatterie (2) des Kraftfahrzeugs (1) verbindbar ist, und welches in das Kraftfahrzeug (1) montierbar ist, - für ein induktives Laden der Fahrzeugbatterie (2) die fahrzeugexterne Ladeeinheit (5) mit dem fahrzeugseitigen Lademodul (10) induktiv koppelbar ist.Battery charging device (4) for inductively charging a vehicle battery (2) of a motor vehicle (1), characterized by - a vehicle-external charging unit (5) which has at least one battery and is adaptable in the motor vehicle (1), - a vehicle-side charging module (10) with the vehicle battery (2) of the motor vehicle (1) is connectable, and which in the motor vehicle (1) can be mounted, - for inductive charging of the vehicle battery (2) the vehicle external charging unit (5) with the vehicle-side charging module (10) inductively coupled is. Batterieladevorrichtung (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Batterie der fahrzeugexternen Ladeeinheit (5) in Batteriesegmente (7) unterteilt ist, und die fahrzeugexterne Ladeeinheit (5) eine Schalteinrichtung (12) aufweist, mit der die Batteriesegmente (7) parallel oder in Reihe schaltbar und/oder voneinander trennbar sind.Battery charging device (4) after Claim 1 , characterized in that the at least one battery of the vehicle external charging unit (5) in battery segments (7) is divided, and the vehicle external charging unit (5) comprises a switching device (12), with the battery segments (7) connected in parallel or in series and / or are separable from each other. Batterieladevorrichtung (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugexterne Ladeeinheit (5) zu jedem Batteriesegment (7) jeweils eine Induktionsladespule (9) aufweist, mit der es aufladbar ist.Battery charging device (4) after Claim 2 , characterized in that the vehicle-external charging unit (5) for each battery segment (7) each having an induction charging coil (9), with which it is chargeable. Batterieladevorrichtung (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieladevorrichtung (4) ein Schienensystem (11) aufweist, mit dem die fahrzeugexterne Ladeeinheit (5) in dem Kraftfahrzeug (1) gegenüber dem fahrzeugseitigen Lademodul (10) platzierbar ist.Battery charging device (4) according to one of the preceding claims, characterized in that the battery charging device (4) has a rail system (11), with which the vehicle external charging unit (5) in the motor vehicle (1) relative to the vehicle-side loading module (10) can be placed. Batterieladevorrichtung (4) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugexterne Ladeeinheit (5) ein Steuergerät (13) besitzt, mit dem die Schalteinrichtung (12) steuerbar ist.Battery charging device (4) after Claim 2 , characterized in that the vehicle-external charging unit (5) has a control unit (13) with which the switching device (12) is controllable. Verfahren zum induktiven Laden einer Fahrzeugbatterie (2) eines Kraftfahrzeugs (1) gekennzeichnet durch - Einbringen einer kabellosen Ladeeinheit in das Kraftfahrzeug (1) und - induktives Laden der Fahrzeugbatterie (2) mit Energie der kabellosen Ladeeinheit.Method for inductively charging a vehicle battery (2) of a motor vehicle (1), characterized by - introducing a wireless charging unit into the motor vehicle (1) and - inductive charging of the vehicle battery (2) with energy of the wireless charging unit.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201435612Y (en) 2009-06-01 2010-03-31 朱丽华 Movable type battery charging exchange device
US20140001875A1 (en) 2012-06-29 2014-01-02 Broadcom Corporation Portable device capable of wireless power reception and transmission

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