DE102018006410A1 - Motor vehicle with motor vehicle energy system and method for charging an electrical energy storage - Google Patents
Motor vehicle with motor vehicle energy system and method for charging an electrical energy storage Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (2) mit einem Kraftfahrzeug-Energiesystem (1) zum Versorgen des Kraftfahrzeugs (2) mit elektrischer Energie, mit- einem elektrischen Energiespeicher (3), und- einer induktiven Ladeeinheit (7) zum induktiven Empfangen von Energie aus einem magnetischen Wechselfeld sowie zum Bereitstellen einer elektrischen Leistung zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers (3).Um ein komfortableres Laden des elektrischen Energiespeichers (3) zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass- der elektrische Energiespeicher (3) mehrere Teilspeicher (4) aufweist, wobei jeder der Teilspeicher (4) innerhalb des Energiesystems (1) einzeln kontaktierbar ist,- die induktive Ladeeinheit (7) mehrere Teilladeeinheiten (8) aufweist, wobei jedem der Teilspeicher (4) jeweils genau eine der Teilladeeinheiten (8) zugeordnet ist und wobei die mehreren Teilladeeinheiten (8) jeweils zumindest eine Spule (20) aufweisen, welche an einem nach Art eines Kühlergrills (22) ausgeformten vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs (2) angeordnet sind, und- jeder der mehreren Teilspeicher (4) genau durch die ihm zugeordnete der Teilladeeinheiten (8) aufladbar istThe invention relates to a motor vehicle (2) with a motor vehicle energy system (1) for supplying the motor vehicle (2) with electrical energy, with an electrical energy store (3), and an inductive charging unit (7) for inductively receiving energy In order to enable a more comfortable charging of the electrical energy store (3), it is provided that the electrical energy store (3) has a plurality of partial stores (4), wherein each of the partial storage (4) within the energy system (1) is individually contactable, - the inductive charging unit (7) has a plurality of partial load units (8), wherein each of the partial memory (4) is associated with exactly one of the partial load units (8) and wherein the a plurality of partial load units (8) each have at least one coil (20) which on a manner of a radiator grill (22) formed front are arranged in the region of the motor vehicle (2), and each of the several partial storage units (4) can be charged exactly by the partial load units (8) assigned to it
Description
Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Kraftfahrzeug-Energiesystem zum Versorgen des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie, mit einem elektrischen Energiespeicher und einer induktiven Ladeeinheit zum induktiven Empfangen von Energie aus einem magnetischen Wechselfeld sowie zum Bereitstellen einer elektrischen Leistung zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a motor vehicle having a motor vehicle energy system for supplying the motor vehicle with electrical energy, having an electrical energy store and an inductive charging unit for inductively receiving energy from an alternating magnetic field and providing an electrical power for charging the electrical energy store. A second aspect of the invention relates to a method for charging an electrical energy store of a motor vehicle.
Ein System zum zur Energieversorgung eines Elektrofahrzeugs ist beispielsweise in der
Um einen Komfort für einen Nutzer beim Betreiben eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Energiespeicher, insbesondere einem Elektrofahrzeug, zu erhöhen, ist außerdem eine induktive Energieübertragung aus dem Stand der Technik bekannt. Im Rahmen der induktiven Energieübertragung kann die induktive Ladeeinheit des Kraftfahrzeugs induktiv beziehungsweise magnetisch mit einer Erregerspule einer Ladeeinheit koppelbar sein. Die induktive Ladeeinheit kann dann die Energie aus einem magnetischen Wechselfeld der Erregerspule empfangen. In der induktiven Ladeeinheit wird dabei insbesondere eine elektrische Spannung als Ladespannung zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers induziert.In order to increase comfort for a user when operating a motor vehicle with an electrical energy store, in particular an electric vehicle, an inductive energy transmission from the prior art is also known. In the context of inductive energy transmission, the inductive charging unit of the motor vehicle can be inductively or magnetically coupled to an exciter coil of a charging unit. The inductive charging unit can then receive the energy from an alternating magnetic field of the exciter coil. In the inductive charging unit in particular an electrical voltage is thereby induced as a charging voltage for charging the electrical energy storage.
In diesem Kontext beschreibt die
Um die Nutzbarkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Energiespeicher, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, zu verbessern, ist insbesondere ein möglichst komfortables Laden des elektrischen Energiespeichers zu ermöglichen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein komfortableres Laden des elektrischen Energiespeichers zu ermöglichen.In order to improve the usability of a motor vehicle with an electrical energy storage, in particular of an electric vehicle, in particular the most convenient possible charging of the electrical energy storage is to be possible. It is therefore an object of the present invention to enable a more comfortable charging of the electrical energy storage.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche, der Beschreibung und der Figuren.This object is achieved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments with expedient developments are the subject matter of the subclaims, the description and the figures.
Um nun das eingangs genannte Kraftfahrzeug-Energiesystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzuentwickeln, dass eine kürzere Ladezeit beim induktiven Laden des elektrischen Energiespeichers ermöglicht wird, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der elektrische Energiespeicher mehrere Teilspeicher aufweist, wobei jeder der Teilspeicher innerhalb des Energiesystems einzeln kontaktierbar ist, die induktive Ladeeinheit mehrere Teilladeeinheiten aufweist, wobei jedem der Teilspeicher jeweils genau eine der Teilladeeinheiten zugeordnet ist und wobei die mehreren Teilladeeinheiten jeweils zumindest eine Spule aufweisen, welche an einem nach Art eines Kühlergrills ausgeformten vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, und jeder der mehreren Teilspeicher genau durch die ihm zugeordneten der Teilladeeinheiten aufladbar ist. Mit anderen Worten ist der elektrische Energiespeicher in die mehreren Teilspeicher unterteilt, wobei jeder der Teilspeicher genau durch eine der mehreren Teilladeeinheiten aufladbar ist. Dabei ist jede der Teilladeeinheiten dazu ausgebildet, jeweils genau einen der Teilspeicher aufzuladen. Mit anderen Worten ist jede der Teilladeeinheiten dazu ausgebildet, für jeweils genau einen der Teilspeicher einen Teil der elektrischen Leistung zum Aufladen des elektrischen Energiespeichers bereitzustellen. Die elektrische Leistung zum Aufladen des Energiespeichers wird somit durch jede der Teilladeeinheiten zu einem Bruchteil bereitgestellt.In order to further develop the aforementioned motor vehicle energy system according to the preamble of
Bei den Spulen der Ladeeinheit beziehungsweise der Teilladeeinheiten handelt es sich insbesondere um elektrische Spuren, also um Induktivitäten. Die Spulen sind in einer Frontpartie des Kraftfahrzeugs an dem restlichen Kraftfahrzeug angeordnet. Die Frontpartie ist nach Art eines Kühlergrills ausgestaltet. Die Spulen können von außerhalb des Kraftfahrzeugs betrachtet innerhalb oder hinterhalb des Kühlergrill, insbesondere innerhalb oder hinterhalb von Nieren des Kühlergrills, angeordnet sein. Der Kühlergrill kann somit eine Verkleidung für die Spulen ausbilden.The coils of the charging unit or of the partial charging units are in particular electrical tracks, that is to say inductances. The coils are arranged in a front part of the motor vehicle on the remaining motor vehicle. The front end is designed in the manner of a radiator grille. The coils can be viewed from outside the motor vehicle inside or behind the grille, in particular within or behind kidneys of the grille, arranged. The grille can thus form a lining for the coils.
In weiterer Ausgestaltung kann das Kraftfahrzeug in dem nach Art eines Kühlergrills ausgeformten vorderen Bereich zumindest eine Klappe aufweist, welche zwischen einer Nichtladestellung und einer Ladestellung verlagerbar ist, wobei die Spulen der mehreren Teilladeeinheiten (8) durch die Klappe in der Nichtladestellung verdeckt und in der Ladestellung nicht verdeckt sind. Die Klappe kann zum Verlagern zwischen der Nichtladestellung und der Ladestellung mittels eines Motors des Kraftfahrzeugs elektrisch bewegbar sein. Mit anderen Worten kann im vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs ein Motor zum Verlagern der zumindest einen Klappe angeordnet sein.In a further refinement, the motor vehicle may have at least one flap in the front region shaped in the manner of a grille, which is displaceable between a non-loading position and a loading position, wherein the coils of the plurality of partial load units (8) are concealed by the flap in the non-loading position and in the loading position are not covered. The flap can be moved electrically for shifting between the non-loading position and the loading position by means of an engine of the motor vehicle. In other words, a motor for displacing the at least one flap can be arranged in the front region of the motor vehicle.
Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Kraftfahrzeug einen Einparkassistenten aufweist, der eingerichtet ist, das Kraftfahrzeug autonom in eine Ladeposition relativ zu einer Erregereinheit zu fahren und einen Ladevorgang zu initiieren. In der Ladeposition kann das Kraftfahrzeug eine vorbestimmte Relativposition relativ zu Erregereinheit einnehmen. Das Initiieren des Ladevorgangs kann das Ausgeben eines Befehls zum Verlagern der Klappe von der Nichtladestellung in die Ladestellung umfassen. According to a further development, it is provided that the motor vehicle has a parking assistant which is set up to drive the motor vehicle autonomously into a loading position relative to an exciter unit and to initiate a charging process. In the loading position, the motor vehicle can assume a predetermined relative position relative to the excitation unit. Initiation of the charging process may include issuing a command to displace the flap from the non-loading position to the loading position.
Jede der Teilladeeinheiten kann jeweils eine oder mehrere Spulen umfassen. Bei den jeweiligen Spulen der Teilladeeinheiten handelt es sich vorzugsweise um jeweilige Empfängerspulen, welche Energie aus dem magnetischen Wechselfeld induktiv empfangen und anhand dessen eine jeweilige elektrische Spannung bereitstellen. Die jeweilige Spannung einer der Teilladeeinheiten kann an den der jeweiligen Teilladeeinheit zugeordneten Teilspeicher anlegbar sein.Each of the partial load units may each comprise one or more coils. The respective coils of the partial charging units are preferably respective receiver coils, which receive energy from the alternating magnetic field inductively and on the basis of which provide a respective electrical voltage. The respective voltage of one of the partial load units can be applied to the partial storage unit associated with the respective partial load unit.
Die einzelne Kontaktierbarkeit jedes der Teilspeicher innerhalb des Energiesystems kann durch jeweilige Kontakte realisiert sein, welche aus einem Inneren des elektrischen Energiespeichers nach außen geführt sind. Das Energiesystem kann eine Schalteinrichtung aufweisen, welche dazu ausgebildet ist, die mehreren Teilspeicher abwechselnd parallel und in Reihe zueinander zu schalten sowie die mehreren Teilspeicher elektrisch voneinander zu trennen. Beispielsweise ist die Schalteinrichtung hierzu an die jeweiligen Kontakte der mehreren Teilspeicher angeschlossen.The individual contactability of each of the sub-memories within the energy system can be realized by respective contacts, which are guided from an interior of the electrical energy storage to the outside. The energy system may have a switching device which is designed to switch the multiple partial memories alternately in parallel and in series with one another and to electrically separate the several partial stores from one another. For example, the switching device is connected to the respective contacts of the plurality of partial memory.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6. Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ist vorgesehen, dass mehrere Teilspeicher des elektrischen Energiespeichers jeweils durch genau eine, jeweils unterschiedliche und an einem nach Art eines Kühlergrills ausgeformten vorderen Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnete Teilladeeinheit der induktiven Ladeeinheit aufgeladen werden.A second aspect of the invention relates to a method for charging an electrical energy store according to the preamble of
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren 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 preferred embodiments and from the drawings. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the description of the figures and / or in the figures alone can be used not only in the respectively specified combination but also in other combinations or in isolation, without the scope of To leave invention.
Dabei zeigen:
-
1 ein Blockdiagramm eines Kraftfahrzeug-Energiesystems; -
2 ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Kraftfahrzeug-Energiesystem schematisch aus einer ersten Perspektive; -
3 dasselbe Kraftfahrzeug schematisch aus einer zweiten Perspektive.
-
1 a block diagram of a motor vehicle power system; -
2 a motor vehicle with such a motor vehicle energy system schematically from a first perspective; -
3 the same motor vehicle schematically from a second perspective.
Vorliegend ist der elektrische Energiespeicher
Die induktive Ladeeinheit
Das Kraftfahrzeug-Energiesystem
Jeder der Teilladeeinheiten
Mit anderen Worten wird der elektrische Energiespeicher
Die
In den
Beispielsweise kann die Erregereinheit
Der besseren Übersichtlichkeit halber ist in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kraftfahrzeug-EnergiesystemCar power system
- 22
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 33
- elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
- 44
- Teilspeicherparts store
- 55
- Zellencell
- 66
- Schalteinrichtungswitching device
- 77
- Ladeeinheitcharging unit
- 88th
- TeilladeeinheitPart loading unit
- 99
- Erregereinheitexciter unit
- 1010
- Schaltelementswitching element
- 1111
- Schaltelementswitching element
- 1212
- Anschlussconnection
- 1313
- Gehäusecasing
- 1414
- Anschlussconnection
- 1515
- FahrzeughochrichtungVehicle vertical direction
- 1616
- Stromkabelpower cable
- 1717
- TeilerregereinheitenPart working modules
- 2020
- SpuleKitchen sink
- 2121
- Klappeflap
- 2222
- Kühlergrillradiator grill
- 2323
- Elektrische VerbindungElectrical connection
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2463162 A3 [0002]EP 2463162 A3 [0002]
- US 2014/0001875 A1 [0004]US 2014/0001875 A1 [0004]
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2018
- 2018-08-14 DE DE102018006410.8A patent/DE102018006410A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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