DE102018009091A1 - Charging device for charging an electrically powered vehicle and method for operating a charging device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung (8) zum Laden eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1) mit einer Bodenplatte (2), die in einem Innengehäuse eine Primärspule (3) zum Laden des elektrisch betriebenen Fahrzeugs (1) besitzt, und einem Sensor (5) zum Detektieren von Gegenständen, welche sich in der Umgebung der Bodenplatte (2) befinden. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung (8).The invention relates to a charging device (8) for charging an electrically operated vehicle (1) with a base plate (2) having in an inner housing a primary coil (3) for charging the electrically operated vehicle (1), and a sensor (5). for detecting objects located in the vicinity of the bottom plate (2). Furthermore, the invention relates to a method for operating a loading device (8).
Description
Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Laden eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einer Bodenplatte, die in einem Innengehäuse eine Primärspule zum Laden des elektrisch betriebenen Fahrzeugs besitzt und einem Sensor zum Detektieren von Gegenständen, welche sich in der Umgebung der Bodenplatte befinden. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung.The invention relates to a charging device for charging an electrically operated vehicle with a base plate having in an inner housing a primary coil for charging the electrically operated vehicle and a sensor for detecting objects which are in the vicinity of the bottom plate. Furthermore, the invention relates to a method for operating a charging device.
Bei einer induktiven Ladevorrichtung werden oftmals Sensoren zum Detektieren von bestimmten Störgrößen, wie zum Beispiel metallische Objekte, eingebaut. Aufgrund des starken Magnetfeldes, das während der Energieübertragung einer Primärspule auf eine Sekundärspule herrscht, können sich verschiedene Fremdobjekte sehr stark erhitzen.In an inductive charging device, sensors for detecting specific disturbance variables, such as metallic objects, are often installed. Due to the strong magnetic field that prevails during the energy transfer of a primary coil to a secondary coil, various foreign objects can heat up very strongly.
Die
Die
Beim Positionieren eines Fahrzeugs auf die Ladevorrichtung können Sensoren beschädigt werden.Positioning a vehicle on the loader can damage sensors.
Die vorliegende Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, Sensoren vor Schmutz und Beschädigung zu schützen.The present invention has for its object to protect sensors from dirt and damage.
Die Aufgabe wird durch eine Ladevorrichtung zum Laden eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben der Ladevorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by a charging device for charging an electrically operated vehicle according to claim 1 and a method for operating the charging device according to
Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Laden eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einer Bodenplatte, die in einem Innengehäuse eine Primärspule zum Laden des elektrisch betriebenen Fahrzeugs besitzt und einem Sensor zum Detektieren von Gegenständen, welche sich in der Umgebung der Bodenplatte befinden, wobei der Sensor an einer Bodenplatte ausgebildet ist, wobei der Sensor mit einem Mechanismus der Ladevorrichtung in einer ersten Position vollständig in dem Innengehäuse der Bodenplatte positionierbar ist, und in einer zur ersten Position unterschiedlichen zweiten Position der Sensor mit dem Mechanismus so positionierbar ist, dass der Sensor aus der Bodenplatte herausragt. Der Sensor kann Fremdobjekte, welche sich in der Umgebung der Bodenplatte befinden, detektieren. Beispielsweise können Fremdobjekte metallische und nichtmetallische Gegenstände oder kleinere Tiere sein, welche sich zwischen der Primärspule und einer Sekundärspule, welche an dem elektrisch betriebenen Fahrzeug angeordnet ist, befinden können.One aspect of the invention relates to a charging device for charging an electrically powered vehicle having a base plate having in an inner housing a primary coil for charging the electrically powered vehicle and a sensor for detecting objects which are in the vicinity of the bottom plate, wherein the sensor is formed on a bottom plate, wherein the sensor with a mechanism of the loading device in a first position is completely positionable in the inner housing of the bottom plate, and in a position different from the first position second position of the sensor with the mechanism is positioned so that the sensor of the Floor plate protrudes. The sensor can detect foreign objects located in the vicinity of the bottom plate. For example, foreign objects may be metallic and non-metallic articles or smaller animals that may be located between the primary coil and a secondary coil disposed on the electrically powered vehicle.
Bei den Sensoren kann es sich beispielsweise um Hallsensoren oder Infrarotsensoren handeln. Die Sensoren können mit einer Kamera ausgebildet sein. Es kann sich bei den Sensoren auch um optische Sensoren, Abstandssensoren oder Temperatursensoren zur Überwachung des induktiven Ladevorgangs handeln.The sensors may be, for example, Hall sensors or infrared sensors. The sensors can be designed with a camera. The sensors may also be optical sensors, distance sensors or temperature sensors for monitoring the inductive charging process.
Der Mechanismus kann als ein Federmechanismus, beispielsweise mit einer Blattfeder, ausgebildet sein. Beispielhaft kann der Mechanismus auch über einen Elektromotor oder magnetisch gesteuert werden. Der Mechanismus muss nicht automatisch erfolgen, sondern er kann auch über einen Nutzer manuell getätigt werden.The mechanism may be formed as a spring mechanism, for example with a leaf spring. By way of example, the mechanism can also be controlled by an electric motor or magnetically. The mechanism does not have to be automatic but it can also be done manually via a user.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der Mechanismus ein Schwenkmechanismus sein kann, um den Sensor zwischen der ersten Position und der zweiten Position verschwenken zu können. Das Schwenken kann beispielsweise anhand eines Schwenkarms erfolgen. Die Bodenplatte besitzt das Innengehäuse, welches die Primärspule aufweist. Die Bodenplatte sollte beispielsweise mindestens die Dimension aufweisen, dass der Sensor vollständig in der Bodenplatte positioniert werden kann und nicht aus der Bodenplatte hinausragt.Furthermore, it is provided that the mechanism may be a pivoting mechanism in order to pivot the sensor between the first position and the second position. The pivoting can be done for example by means of a swivel arm. The bottom plate has the inner housing, which has the primary coil. For example, the bottom plate should have at least the dimension that the sensor can be fully positioned in the bottom plate and does not protrude from the bottom plate.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Mechanismus ein Ausfahrmechanismus sein kann, um den Sensor zwischen der ersten Position und der zweiten Position linear bewegen zu können. Beispielsweise kann der Sensor in der zweiten Position bereichsweise und in seiner Längsausdehnung senkrecht zur Bodenplatte positioniert sein und aus der Bodenplatte herausragen. Der Sensor kann in seiner zweiten Position beliebig viele Teilpositionen einnehmen, indem die Höhe des herausragenden Sensorbereichs variabel verstellbar ist. Je nach der Abstandsgröße zwischen der Primärspule und der Sekundärspule, kann der Sensor beliebig hoch eingestellt werden.In a further embodiment it is provided that the mechanism can be an extension mechanism in order to be able to move the sensor linearly between the first position and the second position. For example, the sensor may be positioned in the second position in regions and in its longitudinal extent perpendicular to the bottom plate and protrude from the bottom plate. The sensor can assume any number of sub-positions in its second position by the height of the protruding sensor area is variably adjustable. Depending on the distance between the primary coil and the secondary coil, the sensor can be set arbitrarily high.
Weiterhin ist vorgesehen, dass der Sensor in einem inaktiven Zustand der Primärspule mit dem Mechanismus in der ersten Position positioniert sein kann, und der Sensor in einem aktiven Zustand der Primärspule mit dem Mechanismus in der zweiten Position positioniert sein kann. Wenn kein induktiver Ladevorgang des elektrisch betriebenen Fahrzeugs stattfindet, kann der Sensor beispielsweise eingefahren sein. Der Sensor detektiert optional in der ersten Position, beispielsweise im eingefahrenen Zustand, keine Fremdobjekte, da kein induktiver Ladevorgang stattfindet und somit auch kein elektromagnetisches Feld hervorgerufen wird. Sobald sich der Sensor in der zweiten Position befindet, welche durch ein Umklappen oder ein Ausfahren, hervorgerufen wird, können alle sich in der Umgebung der Bodenplatte befindenden Fremdobjekte detektiert werden. Beispielsweise kann der Sensor auch die Kamera aufweisen. Der induktive Ladevorgang des elektrisch betriebenen Fahrzeugs kann vorzugsweise nur in der zweiten Position stattfinden. Wenn beispielsweise von dem Sensor ein Fremdobjekt detektiert wurde, sendet der Sensor über eine Kommunikationseinheit ein Signal an eine Steuereinheit der Primärspule. Der induktive Ladevorgang wird vorzugsweise unterbrochen, bis das Fremdobjekt entfernt wurde. Der Sensor kann sich automatisch über die Steuereinheit positionieren oder er kann manuell über einen Nutzer positioniert werden.Furthermore, it is provided that the sensor can be positioned in an inactive state of the primary coil with the mechanism in the first position, and the sensor can be positioned in an active state of the primary coil with the mechanism in the second position. If no inductive charging of the electrically operated vehicle takes place, the sensor may be retracted, for example. The sensor optionally detects in the first position, for example in the retracted state, no foreign objects, since no inductive charging takes place and thus no electromagnetic field is caused. As soon as the sensor is in the second position, which is caused by a folding or an extension, all foreign objects located in the vicinity of the bottom plate can be detected. For example, the sensor may also include the camera. The inductive charging of the electrically operated vehicle may preferably take place only in the second position. If, for example, a foreign object was detected by the sensor, the sensor sends a signal via a communication unit to a control unit of the primary coil. The inductive charging process is preferably interrupted until the foreign object has been removed. The sensor can automatically position itself via the control unit or it can be positioned manually via a user.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung, wobei ein Sensor der Ladevorrichtung dazu ausgebildet ist, Gegenstände, welche sich in der Umgebung einer Bodenplatte der Ladevorrichtung befinden, zu detektieren, wobei der Sensor in eine erste Position gebracht wird, wobei der Sensor vollständig in dem Innengehäuse der Bodenplatte positioniert ist, und der Sensor in eine zweite Position gebracht wird, wobei der Sensor so positioniert wird, dass der Sensor aus der Bodenplatte herausragt. Sobald ein elektrisch betriebenes Fahrzeug induktiv aufgeladen wird, kann sich ein Sensor so positionieren, dass er aus der Bodenplatte herausragt. Das Positionieren kann über einen Schwenkmechanismus oder einen Ausfahrmechanismus erfolgen. Während des induktiven Ladevorgangs kann der Sensor mögliche Fremdobjekte, welche sich in der Umgebung der Bodenplatte befinden, detektieren und ermitteln. Wenn ein Fremdobjekt ermittelt wurde, wird der induktive Ladevorgang über die Steuereinheit vorzugsweise solange unterbrochen, bis das Fremdobjekt entfernt wurde. Ist das elektrisch betriebene Fahrzeug vollgeladen, kann der induktive Ladevorgang beendet werden und der Sensor kann sich wieder in seine erste Position zurück positionieren. Damit der Sensor vor Schmutz und Beschädigungen geschützt ist, befindet sich der Sensor vorzugsweise in seinem inaktiven Zustand und in seiner ersten Position vollständig in der Bodenplatte. Die Steuereinheit und die Kommunikationseinheit können in der Bodenplatte und/oder außerhalb der Bodenplatte angeordnet sein.A further aspect of the invention relates to a method for operating a charging device, wherein a sensor of the charging device is designed to detect objects which are located in the vicinity of a bottom plate of the charging device, wherein the sensor is brought into a first position, wherein the Sensor is fully positioned in the inner housing of the bottom plate, and the sensor is brought to a second position, wherein the sensor is positioned so that the sensor protrudes from the bottom plate. As soon as an electrically powered vehicle is charged inductively, a sensor can position itself so that it protrudes from the bottom plate. The positioning can be done via a pivot mechanism or an extension mechanism. During inductive charging, the sensor can detect and detect possible foreign objects located in the vicinity of the bottom plate. If a foreign object has been detected, the inductive charging process via the control unit is preferably interrupted until the foreign object has been removed. If the electrically powered vehicle is fully charged, the inductive charging process can be terminated and the sensor can be positioned back to its first position. So that the sensor is protected from dirt and damage, the sensor is preferably in its inactive state and in its first position completely in the bottom plate. The control unit and the communication unit may be arranged in the bottom plate and / or outside the bottom plate.
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.
Die beigefügten Zeichnungen zeigen in:
-
1 eine schematische Darstellung des Verfahrens zum Betreiben der Ladevorrichtung; -
2 eine beispielhafte Darstellung des Mechanismus beim Positionieren des Sensors; und -
3 eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Mechanismus beim Positionieren des Sensors.
-
1 a schematic representation of the method for operating the charging device; -
2 an exemplary representation of the mechanism in positioning the sensor; and -
3 a further advantageous embodiment of the mechanism when positioning the sensor.
In
In einem ersten Schritt
In einem zweiten Schritt
In einem dritten Schritt
Der Sensor
Der Sensor
Wenn in einem sechsten Schritt
In
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Elektrisch betriebenes FahrzeugElectrically operated vehicle
- 22
- Bodenplattebaseplate
- 33
- Primärspuleprimary coil
- 44
- Sekundärspulesecondary coil
- 55
- Sensorsensor
- 66
- Kommunikationseinheitcommunication unit
- 77
- Steuereinheitcontrol unit
- 88th
- Ladevorrichtungloader
- 99
- Innengehäuseinner housing
- S1S1
- Erster SchrittFirst step
- S2S2
- Zweiter SchrittSecond step
- S3S3
- Dritter SchrittThird step
- S4S4
- Vierter Schrittfourth step
- S5S5
- Fünfter SchrittFifth step
- S6S6
- Sechster SchrittSixth step
- P1P1
- Erste PositionFirst position
- P2P2
- Zweite PositionSecond position
- Pzpz
- Zwischenpositionintermediate position
- MM
- Mechanismusmechanism
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- WO 2010098397 A1 [0004]WO 2010098397 A1 [0004]
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2018
- 2018-11-20 DE DE102018009091.5A patent/DE102018009091A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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---|---|---|---|
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R081 | Change of applicant/patentee |
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|
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