DE102019008519A1 - Method for inductive energy transmission for one or more possible electricity consumers or electricity storage devices with targeted positioning of at least one transmitter coil or one receiver coil and a corresponding inductive energy transmission system and associated device. - Google Patents
Method for inductive energy transmission for one or more possible electricity consumers or electricity storage devices with targeted positioning of at least one transmitter coil or one receiver coil and a corresponding inductive energy transmission system and associated device. Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur induktiven Energieübertragung für einen oder mehrere mögliche Stromverbraucher oder Stromspeicher mit zielgerichteter Positionierung mindestens einer Senderspule und ein entsprechendes induktives Energieübertragungssystem sowie zugehörige Vorrichtung. Sie umfasst ebenso die zielgerichtete Positionierung mindestens einer Empfängerspule und ein entsprechendes induktives Energieübertragungssystem sowie zugehörige Vorrichtung und ein Energieübertragungssystem mit Nutzung der rückinduzierten Energie beim Betrieb.Um eine größere Energieübertragungsfläche zuverlässig abdecken zu können und ohne besonderen Aufwand für den Nutzer um sein Gerät oder Verkehrsmittel exakt platzieren zu müssen, wird die Senderspule zur Empfängerspule bewegt.Mit diesem Verfahren ist es möglich, im Vergleich zu einer Abdeckung der gesamten Energieübertragungsfläche mit Senderspulen, erheblich ressourcenschonender und effizienter zu sein.In einer anderen Ausprägung mit gezielter Platzierung der Empfängerspule wird über verschiedene Maßnahmen und Vorrichtungen eine optimierte Energieübertragung erzielt.Auch bei unebenen Oberflächen lässt sich mittels der dreidimensional an die Auflagefläche angepassten Unterseite der Energieübertragungsfläche eine gute Verbindung, hohe Stabilität und Langlebigkeit sowie geringerer Wartungsaufwand erreichen.The invention relates to a method for inductive energy transmission for one or more possible electricity consumers or electricity stores with targeted positioning of at least one transmitter coil and a corresponding inductive energy transmission system and associated device. It also includes the targeted positioning of at least one receiver coil and a corresponding inductive energy transfer system as well as the associated device and an energy transfer system using the back-induced energy during operation, in order to be able to reliably cover a larger energy transfer area and to position it precisely around the device or means of transport without any special effort for the user The transmitter coil is moved to the receiver coil. With this method, it is possible to be considerably more resource-saving and efficient compared to covering the entire energy transfer surface with transmitter coils. In another version with targeted placement of the receiver coil, various measures and devices are used An optimized energy transfer is achieved. Even with uneven surfaces, a good connection can be achieved by means of the underside of the energy transfer surface, which is three-dimensionally adapted to the support surface, h Achieve high stability and longevity as well as lower maintenance requirements.
Description
Verfahren zur induktiven Energieübertragung für einen oder mehrere mögliche Stromverbraucher oder Stromspeicher mit zielgerichteter Positionierung mindestens einer Senderspule und ein entsprechendes induktives Energieübertragungssystem sowie zugehörige Vorrichtung. Sie umfasst ebenso die zielgerichtete Positionierung mindestens einer Empfängerspule und ein entsprechendes induktives Energieübertragungssystem sowie zugehörige Vorrichtung und ein Energieübertragungssystem mit Nutzung der rückinduzierten Energie beim Betrieb.Method for inductive energy transmission for one or more possible electricity consumers or electricity storage devices with targeted positioning of at least one transmitter coil and a corresponding inductive energy transmission system and associated device. It also includes the targeted positioning of at least one receiver coil and a corresponding inductive energy transmission system as well as the associated device and an energy transmission system using the back-induced energy during operation.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur induktiven Energieübertragung für eine oder mehrere möglichen Stromverbraucher oder Stromspeicher mit zielgerichteter Positionierung mindestens einer Senderspule und ein entsprechendes induktives Energieübertragungssystem sowie zugehörige Vorrichtung. Sie umfasst ebenso die zielgerichtete Positionierung mindestens einer Empfängerspule und ein entsprechendes induktives Energieübertragungssystem sowie zugehörige Vorrichtung und ein Energieübertragungssystem mit Nutzung der rückinduzierten Energie beim Betrieb.The invention relates to a method for inductive energy transmission for one or more possible electricity consumers or electricity storage devices with targeted positioning of at least one transmitter coil and a corresponding inductive energy transmission system and associated device. It also includes the targeted positioning of at least one receiver coil and a corresponding inductive energy transmission system as well as the associated device and an energy transmission system using the back-induced energy during operation.
Stand der TechnikState of the art
Induktive Energieübertragung ist seit vielen Jahren im Einsatz. Die Hauptanwendung ist induktives Laden, auch als kabelloses Laden bezeichnet, beispielsweise bei elektrischen Zahnbürsten.Inductive energy transmission has been in use for many years. The main application is inductive charging, also known as wireless charging, for example for electric toothbrushes.
In den letzten Jahren hat es mehr und mehr auch Bedeutung bei Smartphones, Tablets und Accessoires, wie beispielsweise Kopfhörern, gewonnen.In recent years it has also gained more and more importance for smartphones, tablets and accessories such as headphones.
Neben dem Laden ist auch ein direkter Betrieb eines Stromverbrauchers möglich. Über einheitliche Standards wurde von Konsortien (beispielsweise Wireless Power Consortium und Power Matters Alliance) der Rahmen für eine weite Verbreitung geschaffen.In addition to charging, direct operation of a power consumer is also possible. Consortia (e.g. Wireless Power Consortium and Power Matters Alliance) created the framework for widespread use of uniform standards.
Bekannt sind Lösungen, bei denen ein Ladegerät, bevorzugt in runder Form, über ein rundes Kabel mit einem Netzteil mit Strom versorgt wird. Die Höhe der Geräte liegt bauartbedingt in der Regel bei 20mm und mehr.Solutions are known in which a charger, preferably in a round shape, is supplied with power via a round cable with a power supply unit. Due to the design, the height of the devices is usually 20mm and more.
Bekannt sind auch Lösungen, bei denen das Ladegerät in Möbeln, Lampen, dicke Mauspads, etc. integriert ist.Solutions in which the charger is integrated into furniture, lamps, thick mouse pads, etc. are also known.
Ebenfalls bekannt sind Lösungen, bei denen ein Möbelstück nachträglich mit Ladestationen ausgerüstet wird. Hierzu werden Löcher in das Möbelstück gebohrt, in die dann ein herkömmliches Ladegerät eingebaut wird. Häufig geschieht dies von unten, so daß die Ladestation von oben nicht sichtbar ist. Durch die verbleibende Schicht des Möbelstückes gibt es einen Abstand zwischen Senderspule und Empfängerspule des Stromverbrauchers oder Stromspeichers, der sich negativ auf die Leistung der Energieübertragung auswirkt. In Entwicklung sind auch Lösungen wie ENERQi, die angeben, bei bis zu 4cm dicken Tischplatten ohne Bohren installiert werden zu können und trotzdem eine ausreichende Ladeleistung zu liefern.Solutions are also known in which a piece of furniture is retrofitted with charging stations. For this purpose, holes are drilled in the piece of furniture, in which a conventional charger is then installed. Often this is done from below, so that the charging station is not visible from above. Due to the remaining layer of the piece of furniture, there is a gap between the transmitter coil and the receiver coil of the power consumer or power store, which has a negative effect on the performance of the energy transmission. Solutions such as ENERQi are also being developed, which state that they can be installed on table tops up to 4 cm thick without drilling and still provide sufficient charging capacity.
Bei Lösungen mit einer Senderspule besteht die Herausforderung der genauen Platzierung, da bei zu geringer Überlappung der Sende- mit der Empfängerspule die Ladeleistung niedriger ist, bzw. gar keine Laden erfolgt.In the case of solutions with a transmitter coil, there is the challenge of precise placement, since if the transmitter and receiver coil overlap too little, the charging power is lower or no charging takes place at all.
Bekannt sind Lösungen, bei denen eine Fläche zuverlässig abgedeckt wird, indem mehrere Spulen an einem entsprechend ausgestatteten Senderelektronikmodul betrieben werden, und die dann am besten geeignetste Spule für die Energieübertragung verwendet wird.Solutions are known in which an area is reliably covered in that several coils are operated on a suitably equipped transmitter electronics module, and the most suitable coil is then used for the energy transmission.
Bekannt sind auch Lösungen, bei denen für die zuverlässige Abdeckung einer Fläche mehrere individuelle Senderspulen, jeweils mit Senderelektronikmodul, für die Energieübertragung verwendet werden. Bei dieser Lösung lassen sich gleichzeitig auch mehrere Stromverbraucher oder Stromspeicher, die sich auf der Energieübertragungsfläche befinden, versorgen.Solutions are also known in which several individual transmitter coils, each with a transmitter electronics module, are used for the transmission of energy to reliably cover an area. With this solution, several power consumers or power storage devices located on the energy transmission surface can be supplied at the same time.
Die Verwendung mehrerer Spulen mit einem Senderelektronikmodul, und noch mehr die Verwendung mehrerer Spulen mit jeweils einem Senderelektronikmodul zur Abdeckung einer größeren Fläche ist ineffizient und teuer.Using multiple coils with a transmitter electronics module, and even more so using multiple coils, each with a transmitter electronics module to cover a larger area, is inefficient and expensive.
Im Betrieb können hohe Temperaturen entstehen, die sich negativ auf die Lebensdauer des Elektronikmoduls der Senderspule, das sich räumlich nah an der Senderspule befindet, und auch der Empfängerspule und eventuell auch des Stromverbrauchers oder des Stromspeichers auswirken.During operation, high temperatures can arise which have a negative effect on the service life of the electronic module of the transmitter coil, which is spatially close to the transmitter coil, and also of the receiver coil and possibly also of the power consumer or the power storage unit.
Bekannt sind elektronisch betriebene Klein-Beförderungsmittel wie eBikes und Elektro-Roller. Die große Herausforderung ist das Laden der Akkus. Bei Geräten mit fest verbauten Akkus (z.B. Elektro-Rollern) muß das gesamte Beförderungsmittel zur Steckdose gebracht werden. Bei anderen Beförderungsmitteln muß der Akku ausgebaut und dann an der Steckdose geladen werden. Beides ist zum einen aufwändig, zum anderen entstehen dabei Verschleiß und oft auch Beschädigungen, die sich negativ auf die Lebensdauer auswirken.Electronically operated small means of transport such as eBikes and electric scooters are known. The big challenge is charging the batteries. In the case of devices with built-in batteries (e.g. electric scooters), the entire means of transport must be brought to the socket. With other means of transport, the battery must be removed and then charged at the socket. Both are time-consuming, on the one hand, and wear and tear and often damage on the other, which have a negative effect on the service life.
Im Bereich der Leih-Geräte entstehen erhebliche Kosten für Dienstleister oder eigenes Personal fürs Aufladen beziehungsweise den Akku-Austausch.In the rental equipment sector, there are significant costs for service providers or their own personnel for charging or replacing batteries.
Da die Akkus bei häufiger Miete oft untertägig leer werden, das Laden aber in der Regel nur über Nacht stattfindet, ist die Verfügbarkeit nicht optimal mit entgangenem Umsatz und unzureichender Kundenzufriedenheit als Folge.Since the batteries are often empty during the day if they are rented frequently, but charging usually only takes place overnight, the availability is not optimal with lost sales and insufficient customer satisfaction as a result.
Bekannt sind Konzepte um Elektroautos mittels induktiven Ladestationen und im Bodenblech der Karosserie oder darunter verbauten Empfängerspulen zu laden. Hierbei wird die Empfängerstufe zielgerichtet über die Senderspule platziert.Concepts are known to charge electric cars by means of inductive charging stations and receiver coils built into the floor pan of the body or underneath. Here, the receiver stage is placed over the transmitter coil in a targeted manner.
Aufgabetask
Es ist die Aufgabe der Erfindung ein Verfahren, ein System und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, bei der ein oder mehrere Stromverbraucher oder Stromspeicher effizient und kostengünstig induktiv mit Strom versorgt werden, beziehungsweise geladen werden.It is the object of the invention to provide a method, a system and a device in which one or more power consumers or power storage devices are inductively supplied or charged with power efficiently and inexpensively.
Es soll möglich sein, eine größere Energieübertragungsfläche mit einer geringen Anzahl an Senderspulen jeweils mit Senderelektronikmodul bzw. mehreren Senderspulen mit gemeinsam verwendeten Elektronikmodulen mittels induktiver Energieübertragung abzudecken.It should be possible to cover a larger energy transfer area with a small number of transmitter coils, each with a transmitter electronics module or several transmitter coils with commonly used electronics modules by means of inductive energy transfer.
Der Leistungsverlust soll durch geringen Abstand von Senderspule zu Empfängerspule des Stromverbrauchers oder Stromspeichers gering gehalten werden.The loss of power should be kept low by the small distance between the transmitter coil and the receiver coil of the power consumer or power store.
Über ein Wärmemanagement soll die Belastung des oder der Elektronikmodule der Senderspule oder Senderspulen und des Stromverbrauchers oder Stromspeichers gering gehalten oder ganz vermieden werden.The load on the electronic module or modules of the transmitter coil or transmitter coils and the power consumer or power storage device is to be kept low or avoided entirely by means of thermal management.
Ein Energieübertragungssystem soll für die ideale Stromversorgung bzw. Ladeleistung konfiguriert sein.An energy transmission system should be configured for the ideal power supply or charging capacity.
Für eine große Nutzungsfreundlichkeit soll der Sende-Teil des Energieübertragungssystems eine geringe Bauhöhe besitzen.The transmission part of the energy transmission system should have a low overall height for greater user-friendliness.
Es soll Ausführungen geben, bei denen die Montage des Sendeteils des Energieübertragungssystems auch für Nicht-Fachkräfte durchführbar ist.There should be designs in which the assembly of the transmitter part of the energy transmission system can also be carried out for non-skilled workers.
Diese Aufgaben werden jeweils mit einem Verfahren, einem System und einer Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These objects are each achieved with a method, a system and a device having the features according to the independent patent claims. Advantageous embodiments and applications of the invention emerge from the dependent claims.
Offenbarungepiphany
Verfahren zur induktiven Energieübertragung für einen oder mehrere mögliche Stromverbraucher oder Stromspeicher mit zielgerichteter Positionierung mindestens einer Senderspule, wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet, die sowohl in ihrer Gesamtheit, wie auch bezogen auf die einzelnen Schritte einmalig oder mehrmalig in dieser oder geänderter Reihenfolge ausgeführt werden:
- - Stromverbraucher oder Stromspeicher kommt auf die Energieübertragungsfläche
- - Ermittlung, ob sich ein Stromverbraucher oder Stromspeicher auf der Energieübertragungsfläche befindet
- - Identifizierung und/oder Autorisierung
- - Position der Empfängerspule des Stromverbrauchers oder Stromspeichers wird ermittelt
- - Ermittlung, ob die Empfängerspule des Stromverbrauchers oder Stromspeichers bereits durch eine andere Senderspule bedient werden kann
- - Positionierung der geeigneten Senderspule passend zur Empfängerspule
- - Start der Energieübertragung von Senderspule auf Empfängerspule
- - Stromverbraucher oder Stromspeicher verlässt die Energieübertragungsfläche
- - Ende der Energieübertragung von Senderspule auf Empfängerspule
- - Übermittlung von Daten
- - Electricity consumer or electricity storage comes to the energy transfer surface
- - Determination of whether there is a power consumer or power storage on the energy transfer surface
- - Identification and / or authorization
- - The position of the receiver coil of the power consumer or power store is determined
- - Determination of whether the receiver coil of the power consumer or power store can already be served by another transmitter coil
- - Positioning of the suitable transmitter coil to match the receiver coil
- - Start of the energy transfer from the transmitter coil to the receiver coil
- - Electricity consumer or electricity storage leaves the energy transfer area
- - End of the energy transfer from the transmitter coil to the receiver coil
- - Transmission of data
In weiteren Ausführungen werden nicht alle Schritte des Verfahrens ausgeführt. Beispielsweise kann auf die Identifizierung und/oder Autorisierung in einem Konzept, bei dem der Strom fürs Aufladen kostenlos zur Verfügung gestellt wird verzichtet werden. In diesem Fall ist auch ein Prozeßschritt zur Abrechnung nicht nötig.Not all steps of the method are carried out in further statements. For example, identification and / or authorization can be dispensed with in a concept in which the electricity for charging is made available free of charge. In this case, a process step for billing is not necessary.
In der bevorzugten Ausführung wird eine größere Energieübertragungsfläche mittels mehreren Senderspulen, die gleichzeitig oder versetzt oder sequentiell das Verfahren durchlaufen und somit mehrere Stromverbraucher oder Stromspeicher bedienen können abgedeckt, wobei Senderspulen an jeweils einem Senderelektronikmodul betrieben werden, oder mehrere Senderspulen, nicht jedoch die gesamte Anzahl der Senderspulen, gemeinsam an einem Senderelektronikmodul betrieben werden, und die am besten geeignetste Senderspule für die Energieübertragung verwendet wird.In the preferred embodiment, a larger energy transfer area is covered by means of several transmitter coils, which run through the process simultaneously or offset or sequentially and can thus serve several power consumers or power storage devices, with transmitter coils being operated on one transmitter electronics module each, or several transmitter coils, but not the entire number of Transmitter coils, operated together on a transmitter electronics module, and the most suitable transmitter coil is used for energy transmission.
In einer bevorzugten Ausführung gibt es zur Abdeckung der Energieübertragungsfläche mehrere parallele Spuren mit jeweils einer Senderspule. In einer weiteren bevorzugten Ausführung gibt es nur eine Senderspule.In a preferred embodiment, there are several parallel tracks, each with a transmitter coil, to cover the energy transfer surface. In a further preferred embodiment there is only one transmitter coil.
In weiteren bevorzugten Ausführungen erfolgt die Positionierung beziehungsweise Ausrichtung über eine oder mehrere Senderspulen, mittels x-y-Matrik und/oder schräger Wicklung und/oder Abschirmung.In further preferred embodiments, the positioning or alignment takes place via one or more transmitter coils, by means of an x-y matrix and / or inclined winding and / or shielding.
Die Positionierung erfolgt in einer Ausführung mittels einer schrägen Wicklung, wie man es von Fadenspulen kennt, um mittels nur einer Achse eine x-y-Positionierung zu erzielen.In one embodiment, the positioning takes place by means of an inclined winding, as is known from thread bobbins, in order to achieve an x-y positioning by means of only one axis.
In einer Ausführung erfolgt statt Positionierung der Senderspule eine gezielte Fokussierung der Energieübertragung mittels Abschirmung anderer Seiten der Senderspule.In one embodiment, instead of positioning the transmitter coil, the energy transmission is focused in a targeted manner by shielding other sides of the transmitter coil.
In einer dieser Ausführungen wird die Energieübertragungsfläche über eine x-y-Matrix mit Senderspulen abgedeckt.In one of these versions, the energy transfer surface is covered with transmitter coils via an x-y matrix.
In einer weiteren Ausführung erfolgt eine Z-Positionierung der Senderspule um den Abstand der Spulen voneinander zu reduzieren. In einer weiteren Ausführung erfolgt eine Z-Positionierung der Empfängerspule um den Abstand der Spulen voneinander zu reduzieren. In einer weiteren Ausführung besteht eine Vorrichtung um die Beschädigung von Gegenständen, die sich zwischen der Empfänger- und der Senderspule befinden zu verhindern.In a further embodiment, the transmitter coil is positioned in Z in order to reduce the distance between the coils. In a further embodiment, the receiver coil is positioned in Z in order to reduce the distance between the coils. In a further embodiment there is a device to prevent damage to objects which are located between the receiver and transmitter coils.
In der bevorzugten Ausführung erfolgt eine Kopplung zwischen den Elektronikmodulen der Sender- und Empfängerspule um eine optimale Energieübertragung zu gewährleistenIn the preferred embodiment, there is a coupling between the electronic modules of the transmitter and receiver coils in order to ensure optimal energy transfer
In einer bevorzugten Ausführung wird die Position der Empfängerspule über einen oder mehrere Sensoren ermittelt. Die Wirkweise der Sensoren kann vielfältig sein. Exemplarisch aber nicht abschließend seien hier genannt: Gewicht, Magnetismus, Optik, Akustik, Temperatur, Funkwellen.In a preferred embodiment, the position of the receiver coil is determined using one or more sensors. The mode of action of the sensors can be varied. As examples, but not conclusively, the following are mentioned here: weight, magnetism, optics, acoustics, temperature, radio waves.
In einer bevorzugten Ausführung ist der oder einer der Sensoren in der Nähe oder auf oder unter der Senderspule angebracht.In a preferred embodiment, the or one of the sensors is attached in the vicinity of or on or under the transmitter coil.
In einer weiteren Ausführung ist der Sensor an einer anderen Stelle angebracht.In a further embodiment, the sensor is attached at a different location.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird die Senderspule bewegt und währenddessen oder danach Kopplungsversuche durchgeführt, bis eine geeignete Position zur Empfängerspule für eine Verbindung gefunden ist.In a further preferred embodiment, the transmitter coil is moved and coupling attempts are carried out during or after this until a suitable position for a connection to the receiver coil is found.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung bei der die Senderspule mit einem Sensor ausgestattet ist, wird die Senderspule bewegt. Wenn der Sensor die ausreichende Nähe der Empfängerspule detektiert hat, wird, gegebenenfalls mit nachjustierender Bewegung um die optimale Position zur Empfängerspule für eine Verbindung einzunehmen, die Energieübertragung gestartet.In a further preferred embodiment in which the transmitter coil is equipped with a sensor, the transmitter coil is moved. When the sensor has detected that the receiver coil is sufficiently close, the energy transfer is started, if necessary with readjusting movement in order to assume the optimal position to the receiver coil for a connection.
In einer bevorzugten Ausführung wird mittels technischer Einrichtung ermittelt, ob sich ein Stromverbraucher oder Stromspeicher oder ein weiterer Stromverbraucher oder Stromspeicher oder ein Stromverbraucher oder Stromspeicher weniger auf der Energieübertragungsfläche befindet um die Aktivitäten zur Identifikation der Position gering zu halten. Die Wirkweise der Sensoren kann vielfältig sein. Exemplarisch aber nicht abschließend seien hier genannt: Gewicht, Magnetismus, Optik, Funkwellen, Akustik, Temperatur.In a preferred embodiment, a technical device is used to determine whether there is a power consumer or power store or another power consumer or power store or a power consumer or power store less on the energy transfer surface in order to keep the activities for identifying the position low. The mode of action of the sensors can be varied. As examples, but not conclusively, the following are mentioned here: weight, magnetism, optics, radio waves, acoustics, temperature.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Energieübertragungsfläche sehr dünn. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Energieübertragungsfläche modular aufgebaut.In a preferred embodiment, the energy transfer surface is very thin. In a preferred embodiment, the energy transfer surface has a modular structure.
Die Sende- und Empfangsspulen können auf unterschiedlichste Weise hergestellt sein; exemplarisch aber nicht abschließend genannt seien gestanzt, gewickelt, gefräst und naßchemisch hergestellt. In einer bevorzugten Ausführung ist die Spule gestanzt, um bei gegebenem Querschnitt eine möglichst geringe Höhe, sowie eine Formstabilität zu erreichen.The transmitting and receiving coils can be manufactured in a wide variety of ways; by way of example, but not conclusively, stamped, wound, milled and wet-chemically produced may be mentioned. In a preferred embodiment, the coil is punched in order to achieve the lowest possible height and dimensional stability for a given cross-section.
In der bevorzugten Ausführung ist das Senderelektronikmodul von der Senderspule getrennt und mit einer größeren Entfernung von mindestens 20cm angebracht, um eine möglichst flache Bauform zu erzielen. In einer weiteren Ausführung ist das Senderelektronikmodul mit einem Abstand von weniger als 20cm angebracht und befindet sich auf der gleichen Ebene wie die Senderspule.In the preferred embodiment, the transmitter electronics module is separated from the transmitter coil and attached at a greater distance of at least 20 cm in order to achieve the flatest possible design. In a further embodiment, the transmitter electronics module is attached at a distance of less than 20 cm and is on the same level as the transmitter coil.
In der bevorzugten Ausführung ist die Stromzuführung zur Senderspule flexibel. In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird hierzu eine Flachleitung und/oder Flachbandkabel und/oder Flexible Leiterplatte verwendet.In the preferred embodiment, the power supply to the transmitter coil is flexible. In a further preferred embodiment, a flat cable and / or flat ribbon cable and / or flexible printed circuit board is used for this purpose.
In weiteren Ausführungen kommt für die Stromzuführung zur Senderspule ein anderes Material zum Einsatz. Exemplarisch aber nicht abschließend seien genannt: Rundkabel, Stromschiene, starre Leiterplatte.In other versions, a different material is used for the power supply to the transmitter coil. Examples, but not conclusively, are: round cables, busbars, rigid circuit boards.
In der bevorzugten Ausführung erfolgt ein Teil der Wärmeableitung von Senderspule und Senderelektronikmodul über die Stromzuführung. In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird Senderspule und Senderelektronikmodul aktiv und/oder passiv gekühlt.In the preferred embodiment, part of the heat dissipation from the transmitter coil and transmitter electronics module takes place via the power supply. In a further preferred embodiment, the transmitter coil and transmitter electronics module actively and / or passively cooled.
In der bevorzugten Ausführung kommt bei der Energieübertragungsfläche eine Schutzoberfläche über den Senderspulen zum Einsatz. In der bevorzugten Ausführung ist die Oberfläche der Energieübertragungsfläche wasserabweisend und/oder selbstreinigend.In the preferred embodiment, a protective surface is used over the transmitter coils on the energy transfer surface. In the preferred embodiment, the surface of the energy transfer surface is water-repellent and / or self-cleaning.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung werden mehrere Senderspulen an einem entsprechend ausgerüsteten Senderelektronikmodul betrieben und die am besten geeignetste Spule für die Energieübertragung verwendet.In a further preferred embodiment, several transmitter coils are operated on a suitably equipped transmitter electronics module and the most suitable coil is used for the energy transmission.
In einer bevorzugten Ausführung kommen Zahnriemenbänder zum Einsatz. In weiteren bevorzugten Ausführungen Achsen. In weiteren Ausführungen kommen andere Fördertechniken zum Einsatz. Als weitere Fördertechniken gibt es exemplarisch aber nicht abschließend: Zahnräder, Riemen, Schnüre, Wellen.In a preferred embodiment, toothed belt belts are used. In further preferred versions, axles. Other conveying technologies are used in other versions. There are exemplary but not limited to other conveying technologies: gears, belts, cords, shafts.
In einer bevorzugten Ausführung sind die Spuren so gestaltet, daß sich die Senderspulen teilweise überlappen. Damit ist fallweise eine genauere Positionierung möglich und es lassen sich mehrere nahe beieinanderliegende Verbraucher gleichzeitig mit Strom versorgen oder nahe beieinanderliegende Stromspeicher gleichzeitig laden. Um Kollisionen zu vermeiden wird in einer bevorzugten Ausführung mit mehreren Ebenen gearbeitet auf denen sich die Senderspulen befinden.In a preferred embodiment, the tracks are designed so that the transmitter coils partially overlap. With this, a more precise positioning is possible on a case-by-case basis and several consumers located close together can be supplied with power at the same time or energy storage devices located close together can be charged simultaneously. In order to avoid collisions, a preferred embodiment works with several levels on which the transmitter coils are located.
In der bevorzugten Ausführung kommt zum Antrieb für die Positionierung ein Motor zum Einsatz. In weiteren Ausführungen kommen andere Antriebstechnike zum Einsatz, exemplarisch aber nicht abschließend sei ein hydraulischer Antrieb genannt. In einer weiteren Ausführung wird ein Motor für mehrere Spuren verwendet.In the preferred embodiment, a motor is used to drive the positioning. In other versions, other drive technology is used, but a hydraulic drive is mentioned as an example but not conclusively. In a further embodiment, one motor is used for several lanes.
In einer weiteren Ausführung erfolgt die Positionierung durch eine Fahreinheit.In a further embodiment, the positioning is carried out by a drive unit.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Energieübertragungsfläche in Gegenstände integriert; exemplarisch aber nicht abschließend seien hier genannt: Mauspads, Teppiche, Laminate, Möbel.In a preferred embodiment, the energy transfer surface is integrated into objects; Examples but not conclusively are mentioned here: mouse pads, carpets, laminates, furniture.
In der bevorzugten Ausführung wird ein Stromverbraucher oder Stromspeicher über eine Sende- und Empfängerspule bedient.In the preferred embodiment, a power consumer or power store is operated via a transmitter and receiver coil.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung kommt eine Kombination aus mehreren Senderspulen und Empfängerspulen zum Einsatz um die Ladeleistung zu erhöhen. Hierbei sind in einer Ausführung die Senderspulen und ebenso die Empfängerspulen in einer definierten Beziehung zueinander. In einer anderen Ausführung werden die einzelnen Sender- und Empfangsspulen fallweise kombiniert.In a further preferred embodiment, a combination of several transmitter coils and receiver coils is used to increase the charging power. In one embodiment, the transmitter coils and also the receiver coils are in a defined relationship to one another. In another embodiment, the individual transmitter and receiver coils are combined on a case-by-case basis.
In einer bevorzugten Ausführung kommt einer der etablierten und in Entwicklung befindlichen Standards, exemplarisch aber nicht abschließend ist hier qi des Wireless Power Consortium zu nennen, für das Energieübertragungssystem zur Anwendung.In a preferred embodiment, one of the established standards that are currently being developed is used for the energy transmission system, but qi of the Wireless Power Consortium should be mentioned here as an example but not conclusively.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung stehen gleichzeitig unterschiedliche Standards zur Verfügung.In a further preferred embodiment, different standards are available at the same time.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung kommt ein proprietäres Energieübertragungssystem zur Anwendung.In a further preferred embodiment, a proprietary energy transmission system is used.
Die Erfindung umfasst auch ein Energieübertragungssystem das für die induktive Energieübertragung für einen oder mehrere mögliche Stromverbraucher oder Stromspeicher mit zielgerichteter Positionierung mindestens einer Empfängerspule dient und mindestens eine Energieübertragungsfläche, eine Senderspule, ein Senderelektronikmodul sowie einen Stromverbraucher oder Stromspeicher mit Empfängerspule umfasst.The invention also includes an energy transfer system that is used for inductive energy transfer for one or more possible power consumers or power stores with targeted positioning of at least one receiver coil and comprises at least one energy transfer surface, a transmitter coil, a transmitter electronics module and a power consumer or power store with a receiver coil.
Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung für ein Energieübertragungssystem die für die induktive Energieübertragung für einen oder mehrere möglichen Stromverbraucher oder Stromspeicher zum Einsatz kommt.The invention also comprises a device for an energy transmission system which is used for inductive energy transmission for one or more possible electricity consumers or electricity storage devices.
In einer bevorzugten Ausführung ist ein Teil oder die gesamte Unterseite der Vorrichtung zur Energieübertragung dreidimensional an die Auflagefläche angepasst, um eine gute Verbindung, höhere Stabilität, höhere Langlebigkeit und geringeren Wartungsaufwand zu erreichen. In einer bevorzugten Ausführung wird die Anpassung mittels mit 3D-gedruckter Schicht erzielt. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt dies mittels flexiblen Materials oder mit Schaum. In weiteren Ausführungen erfolgt dies mit anderen Mitteln, exemplarisch aber nicht abschließend genannt seien Klebstoff, Beutel gefüllt mit Flüssigkeit, Beutel gefüllt mit aushärtender Flüssigkeit, Beutel mit Granulat, die evakuiert werden.In a preferred embodiment, part or the entire underside of the device for energy transmission is three-dimensionally adapted to the support surface in order to achieve a good connection, greater stability, greater durability and less maintenance. In a preferred embodiment, the adaptation is achieved by means of a 3D-printed layer. In a further preferred embodiment, this is done by means of flexible material or with foam. In further explanations, this is done with other means, examples but not conclusively mentioned are adhesive, bags filled with liquid, bags filled with hardening liquid, bags with granules that are evacuated.
In der bevorzugten Ausführung wird das Energieübertragungssystem mit Netzspannung betrieben. Weit verbreitet sind hier 110 Volt und 220V. In einer anderen Ausführung kommt Dreiphasenwechselstrom zum Einsatz.In the preferred embodiment, the energy transmission system is operated with mains voltage. 110 volts and 220 volts are widely used here. In another version, three-phase alternating current is used.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird das Energieübertragungssystem mit Kleinspannung unter 25 Volt AC oder 60 Volt DC betrieben. In einer weiteren Ausführungsform wird das Energieübertragungssystem mit anderen Spannungen betrieben.In a further preferred embodiment, the energy transmission system is operated with a low voltage below 25 volts AC or 60 volts DC. In a further embodiment, the Energy transmission system operated with other voltages.
In der bevorzugten Ausführung wird das Energieübertragungssystem direkt mit oder ohne integriertem oder externen Netzteil an eine Steckdose angeschlossen. Hierzu bedarf es keiner Fachkenntnisse.In the preferred embodiment, the energy transmission system is connected directly to a socket with or without an integrated or external power supply unit. No specialist knowledge is required for this.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Energieübertragungssystem an eine bestehende Infrastruktur angeschlossen. Exemplarisch genannt seien Laternen, Stromverteiler und Ampeln.In a further embodiment, the energy transmission system is connected to an existing infrastructure. Examples are lanterns, power distributors and traffic lights.
In einer weiteren Ausführung wird das Energieübertragungssystem Netzunabhängig mit Batterien und/oder Solarzellen und/oder Generator betrieben. In weiteren Ausführungen kommen andere Einrichtungen zur Stromerzeugung zur Anwendung.In a further embodiment, the energy transmission system is operated independently of the network with batteries and / or solar cells and / or a generator. In other versions, other devices for generating electricity are used.
In der bevorzugten Ausführung als Energieübertragungssystem für Elektro-Roller wird die Position der Elektro-Roller im öffentlichen Raum gezielt gesteuert. Elektro-Roller werden an den Energieübertragungsflächen abgegeben. In der bevorzugten Ausführung wird dies aktiv gefördert. Exemplarisch aber nicht abschließend seien hierfür Incentivierung im Rahmen eines Rabattes und ein System mit Micro-Juicern die Roller unter einem definierten Ladestand gegen Aufwandsentschädigung zu Energieübertragungsflächen bringen.In the preferred embodiment as an energy transmission system for electric scooters, the position of the electric scooter in public space is controlled in a targeted manner. Electric scooters are delivered to the energy transfer areas. In the preferred embodiment, this is actively encouraged. Exemplary, but not conclusive, are incentives as part of a discount and a system with micro-juicers that bring scooters to energy transfer areas under a defined charge level in return for an expense allowance.
In der bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Platzierung der Energieübertragungsflächen an attraktiven Stellen, dies können beispielsweise Verkehrsknotenpunkte, Gastronomiebetriebe oder Sehenswürdigkeiten sein.In the preferred embodiment, the energy transfer surfaces are placed at attractive locations, which can be, for example, traffic junctions, restaurants or places of interest.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung werden Flächen durch die Kommunen ausgewiesen um den Verkehr und das Parken aktiv zu managen.In a further preferred embodiment, areas are designated by the municipalities in order to actively manage traffic and parking.
Die Versorgung der Energieübertragungsflächen mit Strom kann auf vielerlei Arten erfolgen. Exemplarisch aber nicht abschließend seien hier genannt: Gastronomiebetriebe, Einzelhandel, Öffentlicher Nahverkehr, Versorgungsunternehmen (beispielweise über Stromanschluß im Laternenpfahl), Stadtverwaltungen oder private Anrainer.The energy transmission surfaces can be supplied with electricity in many ways. Examples but not conclusively are: restaurants, retail, local public transport, utility companies (for example via a power connection in the lamppost), city administrations or private residents.
Die Motivation Energieübertragungsflächen anzubieten ist vielfältig. Exemplarisch aber nicht abschließend seien hier genannt: Unterstützung emissionsfreier Verkehrsmittel, Werbemöglichkeiten, Provision und/oder Ladegebühr, Kundengewinnung.The motivation to offer energy transfer surfaces is diverse. The following are examples but not exhaustive: support for emission-free means of transport, advertising opportunities, commission and / or loading fee, customer acquisition.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Nutzer motiviert, den Stromverbraucher oder Stromspeicher in eine gezielte Position und/oder Ausrichtung auf die Energieübertragungsfläche zu bringen um den Aufwand für die Positionsbestimmung zu reduzieren. In der bevorzugten Ausführung wird dies über Maßnahmen und Einrichtungen erzielt, exemplarisch aber nicht abschließend seien hierfür genannt: Grafische Hinweise und/oder Schrift, Erhebungen, Vertiefungen, Hindernisse, Lichter, Geräusche.In a preferred embodiment, the user is motivated to move the power consumer or power storage device into a specific position and / or orientation on the energy transmission surface in order to reduce the effort required for determining the position. In the preferred embodiment, this is achieved by means of measures and devices, the following examples, but not conclusively, may be mentioned for this purpose: graphic information and / or writing, elevations, depressions, obstacles, lights, noises.
In der bevorzugten Ausführung kommt, wenn der Nutzer den Verbraucher geeignet für eine Energieübertragung auf die Energieübertragungsfläche stellt ein kurzes oder permanentes Signal, das optischer und/oder akustischer Natur sein kann, und/oder eine Vibration, und/oder ein Funksignal, und/oder ein anders geartetes Signal, oder eine Kombination aus mindestens zwei der beschriebenen Signalen. Dieses Signal, das beispielsweise auch das Lieblingslied des Nutzers sein kann, soll den Nutzer motivieren, den Verbraucher passend für den Energieübertragungsvorgang zu positionieren. In einer weiteren bevorzugten Ausführung wird die geeignete Position gezielt bestimmt und entsprechend vorgegeben, um beispielsweise Ladeplätze von Rollern lückenlos aufzufüllen oder so aufzufüllen, daß Roller mit einem hohen Ladestand eher außen stehen, wo sie schneller wieder genommen werden während die mit einem niedrigen Ladestand sich im inneren Bereich befinden und tendenziell eine längere Ladezeit zur Verfügung haben. Maßnahmen hierfür seien exemplarisch aber nicht abschließend genannt: kurzes oder permanentes Signal, das optischer und/oder akustischer Natur sein kann, und/oder eine Vibration, und/oder ein Funksignal, und/oder ein anders geartetes Signal, oder eine Kombination aus mindestens zwei der beschriebenen Signale.In the preferred embodiment, when the user provides the consumer with a suitable energy transfer to the energy transfer surface, a short or permanent signal, which can be of an optical and / or acoustic nature, and / or a vibration, and / or a radio signal, and / or occurs a different type of signal, or a combination of at least two of the signals described. This signal, which can also be the user's favorite song, for example, is intended to motivate the user to position the consumer appropriately for the energy transfer process. In a further preferred embodiment, the appropriate position is specifically determined and specified accordingly, for example, to fill up loading bays of scooters without gaps or to fill them up so that scooters with a high charge level are more on the outside, where they can be picked up more quickly while those with a low charge level are in inner area and tend to have a longer loading time available. Measures for this are mentioned as examples but not conclusively: short or permanent signal, which can be of an optical and / or acoustic nature, and / or a vibration, and / or a radio signal, and / or a different type of signal, or a combination of at least two of the signals described.
In einer weiteren Ausführungsform kann der Stromverbraucher oder Stromspeicher bauartbedingt nur in einer gewissen Position und/oder Ausrichtung oder einer geringen Anzahl an gewissen Positionen und/oder Ausrichtungen gebracht werden. Exemplarisch aber nicht abschließend genannt seine hier Flächen mit Vertiefungen und/oder Wänden, Einrichtungen mit Ständern und/oder Haken und/oder Arretiervorrichtungen, Schieber und Schlitten. Die Senderspule und Empfängerspule kann dann aufgrund der Position oder der jeweiligen vordefinierten und fixen Positionen des Verbrauchers entsprechend positioniert sein, daß eine zuverlässige Energieübertragung zustande kommt.In a further embodiment, the power consumer or power storage device can only be brought into a certain position and / or orientation or in a small number in certain positions and / or orientations due to the design. As an example, but not exhaustively, its areas with depressions and / or walls, devices with stands and / or hooks and / or locking devices, slides and slides are mentioned here. The transmitter coil and receiver coil can then be appropriately positioned on the basis of the position or the respective predefined and fixed positions of the consumer so that a reliable energy transmission is achieved.
In einer bevorzugten Ausführung gibt es ein Energieübertragungssystem, bei dem der Hohlraum in der Mitte der Senderspule und/oder Empfängerspule mit einem Ferrit und/oder MU-Metall oder einem anderen Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität gefüllt ist und/oder die Senderspule und/oder Empfängerspule damit teilweise oder ganz eingefasst ist.In a preferred embodiment there is an energy transmission system in which the cavity in the middle of the transmitter coil and / or receiver coil is filled with a ferrite and / or MU metal or another material with a high magnetic permeability and / or the transmitter coil and / or Receiver coil is thus partially or completely enclosed.
In der bevorzugten Ausführung reicht das Material mit der hohen magnetischen Permeabilität sowohl in die Senderspule wie auch Empfängerspule und hat somit mindestens die Höhe der Senderspule plus die Höhe der Empfängerspule. In einer weiteren Ausführung ist die Höhe des Materials mit der hohen magnetischen Permeabilität anders gestaltet.In the preferred embodiment, the material with the high magnetic permeability extends into both the transmitter coil and the receiver coil and thus has at least the height of the transmitter coil plus the height of the receiver coil. In a further embodiment, the height of the material with the high magnetic permeability is designed differently.
In einer weiteren Ausführung insbesondere für elektronische Kleinverkehrsmittel erfolgt keine Ermittlung der Position der Empfängerspule des Stromverbrauchers oder Stromspeichers, keine Ermittlung, ob die Empfängerspule des Verbrauchers bereits durch eine Senderspule bedient werden kann und keine Positionierung der Senderspule passend zur Empfängerspule, sondern eine Überprüfung, ob sich die Empfängerspule ausreichend nahe zur Senderspule für die Energieübertragung befindet und bei positivem Ergebnis der Start der Energieübertragung von Senderspule auf Empfängerspule. Stattdessen enthält das Verfahren den Schritt, der ortsstabilen Positionierung des Gerätes und somit der Senderspule.In a further embodiment, especially for small electronic means of transport, there is no determination of the position of the receiver coil of the power consumer or power store, no determination of whether the receiver coil of the consumer can already be operated by a transmitter coil and no positioning of the transmitter coil to match the receiver coil, but a check to determine whether the receiver coil is sufficiently close to the transmitter coil for the energy transfer and, if the result is positive, the start of the energy transfer from the transmitter coil to the receiver coil. Instead, the method includes the step of the stationary positioning of the device and thus the transmitter coil.
Dies erfolgt beispielsweise dadurch, daß das Verkehrsmittel mit dem Vorder- oder Hinterrad in einem Ständer arretiert wird. Die Empfängerspule ist in das Rad oder ein anderes fixiertes Teil integriert; entsprechend positioniert befindet sich im Ständer die Senderspule.This is done, for example, in that the means of transport is locked in a stand with the front or rear wheel. The receiver coil is integrated into the wheel or some other fixed part; The transmitter coil is positioned accordingly in the stand.
Ebenso Bestandteil ist ein Verfahren zur induktiven Energieübertragung für einen oder mehrere mögliche Stromverbraucher oder Stromspeicher mit zielgerichteter Positionierung mindestens einer Empfängerspule, wobei das Verfahren folgende Schritte beinhaltet, die sowohl in ihrer Gesamtheit, wie auch bezogen auf die einzelnen Schritte einmalig oder mehrmalig in dieser oder geänderter Reihenfolge ausgeführt werden:
- - Stromverbraucher oder Stromspeicher kommt auf die Energieübertragungsfläche
- - Ortsstabile Positionierung des Stromverbrauchers oder Stromspeichers und somit der Empfängerspule passend zur Senderspule
- - Ermittlung, ob sich ein Stromverbraucher oder Stromspeicher auf der Energieübertragungsfläche befindet
- - Identifizierung und/oder Autorisierung
- - Überprüfung, ob sich die Empfängerspule ausreichend nahe zur Senderspule für die Energieübertragung befindet
- - Start der Energieübertragung von Senderspule auf Empfängerspule
- - Stromverbraucher oder Stromspeicher verlässt die Energieübertragungsfläche
- - Ende der Energieübertragung von Senderspule auf Empfängerspule
- - Übermittlung von Daten
- - Electricity consumer or electricity storage comes to the energy transfer surface
- - Locally stable positioning of the power consumer or power storage and thus the receiver coil to match the transmitter coil
- - Determination of whether there is a power consumer or power storage on the energy transfer surface
- - Identification and / or authorization
- - Check whether the receiver coil is sufficiently close to the transmitter coil for energy transmission
- - Start of the energy transfer from the transmitter coil to the receiver coil
- - Electricity consumer or electricity storage leaves the energy transfer area
- - End of the energy transfer from the transmitter coil to the receiver coil
- - Transmission of data
In einer bevorzugten Ausführung erfolgt eine Positionierung entlang der Z-Achse. Der Abstand zwischen Senderspule und Empfängerspule wird über ein Verfahren oder eine Vorrichtung verringert.In a preferred embodiment, positioning takes place along the Z axis. The distance between the transmitter coil and the receiver coil is reduced by a method or a device.
In weiteren Ausführungen werden nicht alle Schritte des Verfahrens ausgeführt. Beispielsweise kann auf die Identifizierung und/oder Autorisierung in einem Konzept, bei dem der Strom fürs Aufladen kostenlos zur Verfügung gestellt wird verzichtet werden. In diesem Fall ist auch ein Prozeßschritt zur Abrechnung nicht nötig.Not all steps of the method are carried out in further statements. For example, identification and / or authorization can be dispensed with in a concept in which the electricity for charging is made available free of charge. In this case, a process step for billing is not necessary.
In der bevorzugten Ausführung wird die Oberfläche der Energieübertragungsfläche für eine weitere Anwendung eingesetzt. Exemplarisch aber nicht abschließend seien hier genannt: Werbung, Hinweis.In the preferred embodiment, the surface of the energy transfer surface is used for a further application. As examples, but not conclusively, the following are mentioned here: advertising, notice.
In der bevorzugten Ausführung ist die Empfängerspule in den Teil des Beförderungsmittels integriert, das direkten Kontakt oder einen geringen Abstand zum Boden hat. In der bevorzugten Ausführung ist die Empfängerspule in den Ständer des Beförderungsmittels integriert. In einer weiteren Ausführungsform wird eine extra Vorrichtung hierfür verwendet.In the preferred embodiment, the receiver coil is integrated into the part of the means of transport that is in direct contact with or at a short distance from the ground. In the preferred embodiment, the receiver coil is integrated into the stand of the vehicle. In a further embodiment, an extra device is used for this.
Exemplarisch aber nicht abschließend sei dies am Beispiel eines erfindungsgemäßen Energieübertragungssystem für das Laden von Elektro-Rollern erklärt: in den Ständer des Elektro-Rollers wird die Empfängerspule so eingebaut, daß sie sich bei ausgeklapptem Ständer flach auf dem Untergrund befindet und somit bei korrekter Positionierung flach auf der Senderspule steht. Dies kann mittels Modifikation des bestehenden Ständers oder über einen entsprechend ausgestatteten Ersatz-Ständers als Nachrüstung erfolgen. Von dort werden die oder das Kabel zum Akku des Elektrorollers oder der Elektronik die zum Laden des Akkus des Elektrorollers verwendet wird oder dem oder den Ladesteckern geführt und angeschlossen.As an example, but not conclusively, this is explained using the example of an energy transmission system according to the invention for charging electric scooters: the receiver coil is built into the stand of the electric scooter in such a way that it is flat on the ground when the stand is unfolded and thus flat when positioned correctly is on the transmitter reel. This can be done by modifying the existing stand or retrofitting an appropriately equipped replacement stand. From there, the cable (s) to the battery of the electric scooter or the electronics that are used to charge the battery of the electric scooter or the charging plug (s) are routed and connected.
In der bevorzugten Ausführung wird eine Empfängerspule und oder eine Senderspule verwendet, bei dem die Wickel-Geometrie nicht horizontal flach gestaltet ist, sondern vertikal gestreckt ist. In einer bevorzugten Ausführung erfolgt dies in Form einer Zylinderspule. In anderen bevorzugten Ausführungen erfolgt dies in Form eines Kegels oder einer Pyramide. In weiteren Ausführungen in anderen Ausgestaltungen.In the preferred embodiment, a receiver coil and / or a transmitter coil is used in which the winding geometry is not designed horizontally flat, but is stretched vertically. In a preferred embodiment, this takes place in the form of a cylinder coil. In other preferred embodiments, this is done in the form of a cone or a pyramid. In further versions in other configurations.
Die Erfindung umfasst auch ein Energieübertragungssystem, bei dem die rückinduzierte Energie beim Ein- und Ausschalten der induzierten Spannung zum Laden von elektrischen Speichern wie Kondensatoren und/oder Batterien und/oder zur Umwandlung in eine andere kinetische und/oder magnetische und/oder mechanische Kraft genutzt wird.The invention also includes an energy transfer system in which the back induced energy when the induced voltage is switched on and off, it is used to charge electrical storage devices such as capacitors and / or batteries and / or to convert it into another kinetic and / or magnetic and / or mechanical force.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Energieübertragungssystem auch mit einer Vorrichtung zur Datenübertragung ausgestattet. Exemplarisch aber nicht abschließend seien hier genannt: Near Field Communication, Bluetooth, WLAN, andere Funktechnologien, optische und akustische Systeme.In a preferred embodiment, the energy transmission system is also equipped with a device for data transmission. Examples but not conclusively are: Near Field Communication, Bluetooth, WLAN, other radio technologies, optical and acoustic systems.
Energiearm können so Daten des Verbrauchers - am Beispiel Elektro-Roller könnten das Ladestatus und -veränderung, Position, gefahrene Strecke, Temperatur, Verschleißzustand sein - übertragen und anschließend ausgewertet werden.In this way, data from the consumer can be transmitted with little energy - using the example of an electric scooter, the charging status and change, position, distance traveled, temperature, state of wear and tear - can be transmitted and then evaluated.
In einer weiteren Ausführung kommen Mobilverbindung, Breitbandanschluß oder andere kabelgebundene Technologien zum Einsatz.In a further embodiment, mobile connections, broadband connections or other wired technologies are used.
Auch kann über die Übertragung von Daten, exemplarisch sei genannt Identifikation des Elektro-Rollers, Ladedauer, übertragene Energie und anschließender Auswertung eine verbrauchsgenaue Abrechnung erstellt werden. Ebenfalls möglich ist es, mittels der übertragenen Daten eine Fernwartung durchzuführen und ein aktives Batteriemanagement zu betreiben.The transmission of data, for example identification of the electric scooter, charging time, transmitted energy and subsequent evaluation, can also be used to create a consumption-based billing. It is also possible to carry out remote maintenance using the transferred data and to operate an active battery management system.
Alternativ können umgekehrt auch Daten der Ladestation an den Verbraucher übertragen werden. Exemplarisch aber nicht abschließend sei als Grund hierfür genannt: Ladestation ist nicht an ein Backbone und nicht ans Mobilfunknetz angebunden, der Verbraucher hingegen schon.Alternatively, conversely, data from the charging station can also be transmitted to the consumer. The reason for this is given as an example but not conclusively: the charging station is not connected to a backbone and not to the cellular network, whereas the consumer is.
Vorteile:Advantages:
Die Erfindung führt dazu, daß der Akku von mobilen Geräten seltener leer ist und somit die Geräte eine höhere Verfügbarkeit haben.The invention leads to the fact that the battery of mobile devices is empty less often and thus the devices have a higher availability.
Die Erfindung ermöglicht eine zuverlässige Energieübertragung an einen oder mehrerer Verbraucher bei einer größeren Energieübertragungsfläche, ohne daß der Nutzer selbst sein Gerät exakt platzieren muß.The invention enables reliable energy transfer to one or more consumers with a larger energy transfer area without the user having to position his device exactly.
Bei einer weiteren Ausführung wird der Nutzer unterstützt, das Gerät exakt zu platzieren.In a further version, the user is supported in placing the device exactly.
Aufgrund der Bauform kann eine geringe Bauhöhe erzielt werden, so daß eine wenig störende Anwendung möglich ist.Due to the design, a low overall height can be achieved, so that a less disruptive application is possible.
Im Bereich von Klein-Beförderungsmittel ist die Anwendung ein deutlicher Komfortgewinn - das Tragen von Elektro-Rollern beziehungsweise Ausbau und Tragen des Akkus zur Steckdose erübrigt sich. Verschleiß und Beschädigungen die sich daraus ergeben sind hinfällig.In the field of small means of transport, the application is a significant gain in comfort - carrying electric scooters or removing and carrying the battery to the socket is no longer necessary. Wear and damage resulting therefrom are no longer applicable.
Durch das und die mechanische beziehungsweise reflektionsgesteuerte Lösung ist die Erfindung klimafreundlich, ressourcenschonend und effektiv.Through this and the mechanical or reflection-controlled solution, the invention is climate-friendly, resource-saving and effective.
Im Bereich Vermietung von Elektro-Rollern können erhebliche Kosteneinsparungen beim Ladeservice erzielt werden. Eine höhere Nutzungsdauer durch untertägiges Laden verbunden mit höheren Einnahmen und höherer Kundenzufriedenheit wird erreicht.In the rental of electric scooters, considerable cost savings can be achieved in the charging service. A longer service life through underground charging combined with higher income and higher customer satisfaction is achieved.
Über die Motivation, die Klein-Beförderungsmittel auf den dafür vorhergesehenen Energieübertragungsflächen abzustellen, können Störungen (wild herumliegende Verkehrsmittel) vermieden werden und eine hohe Verfügbarkeit an den gewünschten Orten mit einer hohen Nutzungsfrequenz erzielt werden.The motivation to park the small means of transport on the designated energy transfer areas can avoid disruptions (means of transport lying around wildly) and achieve a high level of availability at the desired locations with a high frequency of use.
Ein nachhaltiger, klimafreundlicher Betrieb und ein aktives Parkmanagement der Elektro-Roller führt zu einer verbesserten Akzeptanz in der Öffentlichkeit und bei Behörden.Sustainable, climate-friendly operation and active parking management of the electric scooters lead to improved acceptance by the public and by authorities.
Aufgrund der angepassten Unterseite der Energieübertragungsfläche wird eine gute Verbindung mit der Auflagefläche erzielt, was höhere Stabilität, höhere Langlebigkeit und geringeren Wartungsaufwand zur Folge hat.Due to the adapted underside of the energy transfer surface, a good connection with the support surface is achieved, which results in greater stability, greater durability and less maintenance.
Die Ausgestaltung der Spulen und der Abschirmung ermöglicht eine höhere Effizienz.The design of the coils and the shield enables higher efficiency.
Mit der Datenübertragungsfunktion lassen sich komfortabel Auswertungen erstellen um das System zu verbessern.With the data transfer function, evaluations can be created comfortably in order to improve the system.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden aus der Beschreibung der beigefügten Zeichnungen ersichtlich.Further advantages and details of the invention will become apparent from the description of the accompanying drawings.
Es zeigt:
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1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energieübertragungssystems (10 ).
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1 an embodiment of an energy transmission system according to the invention (10 ).
Erläuterung einer AusführungsformExplanation of an embodiment
Claims (20)
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