DE102019218688A1

DE102019218688A1 - Drahtlose stromübertragungsvorrichtung für fahrzeug

Info

Publication number: DE102019218688A1
Application number: DE102019218688.2A
Authority: DE
Inventors: Kyoung Chun KWEON; Hong-Dae Jung; Dong-Hoon Lee; Woong-Yong Lee; Kil-Jae JANG
Original assignee: Amotech Co Ltd; Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Amotech Co Ltd; Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2019-05-28
Filing date: 2019-12-02
Publication date: 2020-12-03
Also published as: US20200381178A1; JP7436186B2; KR20200136664A; JP2020195275A; CN112009276A

Abstract

Eine drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug ist vorgesehen. Die Vorrichtung weist eine Magnetfeldabschirmplatte, die zum Abschirmen eines Magnetfeldes angeordnet ist, und eine drahtlose Stromübertragungsantenne auf, die an einer Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte befestigt ist. Zusätzlich ist eine drahtlose Kommunikationsantenne an der Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte befestigt, an der die drahtlose Stromübertragungsantenne befestigt ist.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die in der Lage ist, Strom drahtlos an eine smarte Vorrichtung in einem Fahrzeug zu übertragen, und insbesondere auf eine Vorrichtung, die verhindert, dass eine drahtlose Ladeeffizienz beeinträchtigt wird, selbst wenn sowohl eine Nahfeld-Kommunikationsantenne (NFC) für die Datenkommunikation als auch eine drahtlose Stromübertragungsantenne (WPC) für das drahtlose Laden darin vorgesehen sind.
Beschreibung des Stands der Technik
In letzter Zeit gibt es einen zunehmenden Trend, eine elektronische Vorrichtung mit einer Batterie zu verwenden, die mit externem Strom geladen wird, z.B. ein mobiles Endgerät, wie ein tragbares Telefon, ein Smartphone, einen Tablet-PC (PC), einen Notebook-Computer, ein Terminal für Digitalfunk, einen persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einen tragbaren Mediaplayer (PMP) oder ein Navigationssystem, und eine Batterie einer elektronischen Vorrichtung wird häufig mit einem Ladegerät während der Bewegung in einem dynamischen Raum, wie beispielsweise einem Fahrzeug, geladen. Zusätzlich zum Laden mit einem Ladekabel wurde ein berührungsloses Ladesystem entwickelt, das eine Batterie einer elektronischen Vorrichtung mit einem drahtlosen Stromübertragungssystem in einem Fahrzeug auflädt.
Zusätzlich zum drahtlosen Laden kann eine elektronische Vorrichtung auch eine Datenübertragungsfunktion über die Nahfeldkommunikation (NFC) aufweisen. Der NFC, der eine Radiofrequenz-Identifikation (RFID) ist, die ein elektronisches Kennzeichen ist, ist ein berührungsloses Nahfeldkommunikationsmodul mit dem Frequenzband 13,56 MHz und entspricht einer Technologie, die Daten zwischen Terminals in einem kurzen Abstand von 10 cm überträgt. Durch die Übertragung verschiedener Arten von Fahrzeuginformationen auf die Seite der elektronischen Vorrichtung unter Verwendung einer solchen NFC-Technologie ist ein Benutzer in der Lage, die Fahrzeuginformationen mit einer tragbaren Vorrichtung bequem zu erfassen und zu steuern.
Zu diesem Zweck ermöglicht ein drahtloses Ladegerät mit integrierter NFC-Antenne zum nicht nur drahtlosen Laden sondern auch zur NFC-Funktion in einem Fahrzeug, dass ein Fahrer mit einem Smartphone ohne Fahrzeugschlüssel in ein Fahrzeug einsteigen/aussteigen oder ein Fahrzeug starten kann, dass das Smartphone über NFC-Kommunikation erfasst wird, wenn das Smartphone auf einem drahtlosen Ladepad platziert wird, und dass empfangene Daten an eine Smartphone-Authentifizierungssteuerung gesendet werden können. Dementsprechend kann durch die Authentifizierungssteuerung der Fahrer erkannt werden und eine Tür geöffnet/geschlossen und ein Start des Fahrzeugs durchgeführt werden.
1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für ein drahtloses Ladegerät mit integrierter NFC-Antenne gemäß dem Stand der Technik darstellt. Unter Bezugnahme auf 1 weist das drahtlose Ladegerät mit integrierter NFC-Antenne gemäß dem Stand der Technik die Gehäuse 11, 12 und 13 um Komponenten darin zusammenzubauen, eine Leiterplatte 14, eine Wärmeableitplatte 15, eine Spule zum drahtlosen Laden und ein Magnetfeldabsorptionsmaterial 16, sowie eine Leiterplatte 17 für NFC in einer Schichtstruktur, auf.
Wie vorstehend beschrieben, ist es zur separaten Ausgestaltung der NFC-Antenne erforderlich, eine Leiterplatte getrennt von einer drahtlosen Lade-Tx-Spule auszugestalten und einzusetzen. Insbesondere durch die Anordnung der vorhandenen PCB-NFC-Antenne, die sich an einem oberen Abschnitt der drahtlosen Lade-Tx-Spule befindet, werden die drahtlose Lade-Tx-Spule und eine Rx-Spule einer Anschlussseite voneinander beabstandet, wodurch sich die Ladeleistung verschlechtert. Wenn die Leiterplatte der NFC-Antenne hingegen an einer Unterseite der drahtlosen Lade-Tx-Spule angeordnet ist, kann die NFC-Antenne aufgrund einer Abschirmplatte zum Betreiben der Tx-Spule nicht normal betrieben werden, so dass der Installationsort der NFC-Antenne begrenzt ist.
Im Stand der Technik wurde Sendust als Material eines Tx-Abschirmelements verwendet, und seit kurzem wird auch Magnesium-Zink-Ferrit (Mn-Zn) als Material für das Tx-Abschirmelement verwendet. Der Sendust kann jedoch nicht im NFC-Frequenzband verwendet werden, und der Mn-Zn-Ferrit weist magnetische Eigenschaften auf, die sich im NFC-Nutzungsband von 13,56 MHz abrupt verschlechtern, obwohl er gute Eigenschaften im Band von -500 kHz aufweist. Aufgrund dieser begrenzten Eigenschaften des Materials ist der Mn-Zn-Ferrit nicht für die NFC-Antenne geeignet.
Die vorstehende Beschreibung der Hintergrundtechnologie soll lediglich dem Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Offenbarung dienen und soll nicht bedeuten, dass die vorliegende Offenbarung in den Geltungsbereich des Standes der Technik fällt, der bereits allen gewöhnlichen Fachleuten der Technik bekannt ist.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenbarung sieht eine drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug vor, die verhindern kann, dass eine drahtlose Ladeeffizienz beeinträchtigt wird, selbst wenn sowohl eine Nahfeldkommunikationsantenne (NFC) für eine Datenkommunikation als auch eine drahtlose Stromübertragungsantenne (WPC) für eine drahtlose Ladung darin vorgesehen sind.
Darüber hinaus sehen exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug vor, die sowohl eine Nahfeldkommunikationsantenne als auch eine drahtlose Stromübertragungsantenne zum drahtlosen Laden unter Verwendung einer Abschirmplatte abschirmen kann.
Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Offenbarung können durch die folgende Beschreibung verstanden werden und werden anhand der exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung deutlich. Auch für die Fachleute, auf die sich die vorliegende Offenbarung bezieht, ist es offensichtlich, dass die Ziele und Vorteile der vorliegenden Offenbarung mit den beanspruchten Elementen und Kombinationen davon realisiert werden können.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug eine Magnetfeldabschirmplatte, das zum Abschirmen eines Magnetfeldes ausgestaltet ist; eine drahtlose Stromübertragungsantenne, die an einer Oberfläche des Magnetfeldabschirmblechs befestigt ist; und eine drahtlose Kommunikationsantenne, die an der Oberfläche des Magnetfeldabschirmblechs befestigt ist, an dem die drahtlose Stromübertragungsantenne befestigt ist, aufweisen.
Die drahtlose Stromübertragungsantenne und die drahtlose Kommunikationsantenne können in der gleichen Ebene angeordnet sein. Die drahtlose Stromübertragungsantenne kann eine Flachspule aufweisen, die einen Hohlabschnitt ausbildend gewickelt ist, und die drahtlose Kommunikationsantenne kann an der Seite des Hohlabschnitts angeordnet sein, die durch die Flachspule ausgebildet ist. Die drahtlose Stromübertragungsantenne kann eine Vielzahl von Flachspulen aufweisen, und eine Vielzahl von drahtlosen Kommunikationsantennen kann in entsprechenden Hohlabschnitten angeordnet sein, die durch die Flachspulen ausgebildet sind, wobei die eingesetzten drahtlosen Kommunikationsantennen in Reihe geschaltet sein können.
Ferner kann die drahtlose Stromübertragungsantenne eine Flachspule aufweisen, die gewickelt ist, um einen Hohlabschnitt darin auszubilden, und die drahtlose Kommunikationsantenne kann so angeordnet sein, dass sie einen Außenumfang der Flachspule umschließt. Die drahtlose Stromübertragungsantenne kann eine Vielzahl von Flachspulen aufweisen, und eine Vielzahl von drahtlosen Kommunikationsantennen kann so angeordnet sein, dass sie die Außenumfänge der Flachspulen umgeben, wobei die eingesetzten drahtlosen Kommunikationsantennen in Reihe geschaltet werden können.
Die drahtlose Stromübertragungsantenne kann eine Vielzahl von Flachspulen aufweisen, die zu Hohlabschnitten gewickelt sind, und die drahtlose Kommunikationsantenne kann so angeordnet sein, dass sie die Außenumfänge der Vielzahl von Flachspulen zusammen umgibt. Die drahtlose Kommunikationsantenne kann im Allgemeinen in Form eines Wellenmusters in einer Ebene vorgesehen sein.
Die Magnetfeldabschirmplatte ist eine beliebige aus einer amorphen Bandplatte, einer Ferritplatte und einer Polymerplatte. Das Magnetfeldabschirmplatte ist ein Nickel-Zink (Ni-Zn) Ferritblech. Die drahtlose Stromübertragungsvorrichtung kann ferner eine plattenförmige Wärmeableitplatte aufweisen, die an der einen Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte angeordnet ist. Die Wärmeableitplatte ist eine beliebige aus einer Kupferplatte, einer Aluminiumplatte und einer Graphitplatte.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug eine Magnetfeldabschirmplatte, die zum Abschirmen eines Magnetfeldes ausgestaltet ist; eine drahtlose Stromübertragungsantenne, die an einer Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte angeordnet ist; und eine drahtlose Kommunikationsantenne, die an der Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte angeordnet ist, an welcher die drahtlose Stromübertragungsantenne angeordnet ist, aufweisen. Die drahtlose Stromübertragungsantenne und die drahtlose Kommunikationsantenne können so angeordnet sein, dass sie sich nicht in einer Richtung überlappen, die senkrecht zu einer Ebene der Magnetfeldabschirmplatte verläuft.
Gemäß der drahtlosen Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug der vorliegenden Offenbarung kann eine separate Leiterplatte mit NFC-Antenne entfallen und somit können die Kosten für Materialien und Prozesse reduziert werden. Darüber hinaus kann die drahtlose Ladeeffizienz im Vergleich zu den existierenden Laminatstrukturen um bis zu 2,7% verbessert werden. Darüber hinaus kann die Abschirmung von NFC- und WPC-Antennen mit einer Abschirmplatte durchgeführt werden. Da die NFC-Antenne und die WPC-Antenne so angeordnet werden können, dass sie sich nicht überschneiden, können sogar NFC-Funktionen hinzugefügt werden, während das Volumen des bestehenden Tx-Moduls beibehalten wird, und während ihres jeweiligen Betriebs können Störungen maximal reduziert werden.
Es ist zu verstehen, dass sowohl die vorstehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Offenbarung exemplarisch sind und eine weitere Erklärung der beanspruchten Offenbarung darstellen sollen.
Figurenliste
Die oben genannten und andere Ziele, Merkmale und sonstigen Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen hervorgehen, in denen:

1 eine Ansicht ist, die ein drahtloses Ladegerät mit integrierter NFC-Antenne gemäß dem Stand der Technik darstellt;
2 eine Detailansicht einer drahtlosen Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
3 und 4 Ansichten sind, die partiell eine Ausgestaltung einer drahtlosen Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug von 2 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulichen;
5 eine Ansicht ist, die eine drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt; und
6 und 7 Ansichten sind, die eine drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß noch einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Es versteht sich, dass der hierin verwendete Begriff „Fahrzeug“ oder „Gefährt“ oder ein anderer ähnlicher Begriff Kraftfahrzeuge im Allgemeinen umfasst, wie Personenkraftwagen einschließlich Geländewagen (SUV), Busse, Lastkraftwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und umfasst Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Verbrennung, Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoffen (z.B. Kraftstoffe, die aus anderen Ressourcen als Erdöl stammen).
Obwohl die exemplarische Ausführungsform als die Verwendung einer Vielzahl von Einheiten zur Durchführung des exemplarischen Verfahrens beschrieben wird, versteht es sich, dass die exemplarischen Verfahren auch von einem oder mehreren Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht man, dass sich der Begriff Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardwarevorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor aufweist. Der Speicher ist ausgestaltet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist speziell ausgestaltet, um die Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse auszuführen, die im Folgenden näher beschrieben werden.
Die hier verwendete Terminologie dient nur der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht einschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine“, „einer“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen umfassen, sofern der Kontext nichts anderes anzeigt. Es wird weiter verstanden, dass die Begriffe „weist auf“ und/oder „aufweisend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein von angegebenen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, jedoch das Vorhandensein oder Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugehörigen aufgeführten Punkte.
Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wie hierin verwendet, wird der Begriff „etwa“ als innerhalb eines Bereichs der normalen Toleranz im Fachgebiet verstanden, zum Beispiel innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwerts. „Etwa“ kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Wertes verstanden werden. Sofern aus dem Kontext nichts anderes hervorgeht, werden alle hierin enthaltenen Zahlenwerte durch den Begriff „etwa“ modifiziert.
Die oben beschriebenen Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ausführlich beschrieben, und dementsprechend werden die Personen mit gewöhnlichem Fachwissen in der Fachrichtung, auf die sich die vorliegende Offenbarung bezieht, das technische Konzept der vorliegenden Offenbarung vollständig verstehen und leicht umsetzen können.
Bei der Beschreibung der exemplarischen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird die detaillierte Beschreibung bekannter Technologien im Zusammenhang mit der vorliegenden Offenbarung reduziert oder weggelassen, wenn festgestellt wird, dass sie den Gegenstand der vorliegenden Offenbarung unnötig detailliert verschleiern.
2 ist eine Detailansicht einer drahtlosen Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung, und 3 und 4 sind Ansichten, die teilweise eine Anordnung einer drahtlosen Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug von 2 darstellen. Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 eine drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
Die drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist in einem Fahrzeug vorgesehen, um die Datenkommunikation mit einer elektronischen Vorrichtung, wie beispielsweise einer smarten Vorrichtung, über eine NFC-Funktion zusammen mit einer WPC-Funktion, die in der Lage ist, die elektronische Vorrichtung drahtlos zu laden, zu ermöglichen. Dementsprechend ist es in der drahtlosen Stromübertragungsvorrichtung erforderlich, eine Antenneneinheit zu konstruieren, die eine Antenne zum Laden einer intelligenten Vorrichtung unter Verwendung einer drahtlosen Stromübertragung und eine Antenne für die drahtlose Kommunikation für die NFC-Funktion aufweist.
Im zugehörigen Stand der Technik müssen die drahtlose Stromübertragungsantenne und die drahtlose Kommunikationsantenne aufgrund räumlicher Einschränkungen in laminierter Form angeordnet sein. In diesem Fall kann sich jedoch die drahtlose Ladeeffizienz verschlechtern, und die drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung kann diesen Mangel verbessern und beide Funktionen wie oben beschrieben ausführen.
Wie in 2 dargestellt, ist ein Gehäuse 110 zum Aufbau einer Antenneneinheit darin vorgesehen, und die Leiterplatten 121 und 122 für den elektrischen Anschluss der Antenneneinheit und der Stromversorgung sind angeordnet. Es ist jedoch nicht notwendig, eine Leiterplatte für NFC separat auszugestalten. Des Weiteren kann die Antenneneinheit mit der drahtlosen Stromübertragungsantenne und der drahtlosen Kommunikationsantenne 160 auf einer Magnetfeldabschirmplatte 140 befestigt sein.
Die Magnetfeldabschirmplatte 140 schirmt ein Magnetfeld ab, das von der Antenneneinheit erzeugt wird. In dem Stand der Technik werden die drahtlose Stromübertragungsantenne und die drahtlose Kommunikationsantenne separat ausgestaltet und in einer Laminierung eingesetzt, so dass separate Abschirmbleche erforderlich sind. Gemäß der drahtlosen Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung können die drahtlose Stromübertragungsantenne und die drahtlose Kommunikationsantenne gemeinsam auf einer Magnetfeldabschirmplatte angeordnet sein.
Dadurch können sowohl die drahtlose Ladefunktion als auch die drahtlose Kommunikationsfunktion ausgeführt werden, ohne die Effizienz der drahtlosen Ladung zu beeinträchtigen. Dementsprechend können die drahtlose Stromübertragungsantenne und die drahtlose Kommunikationsantenne so angeordnet sein, dass sie sich nicht in einer Richtung überlappen, die senkrecht zu einer Ebene steht, auf der die Magnetfeldabschirmplatte 140 ausgebildet ist, und können auf der gleichen Ebene der gleichen Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte 140 angeordnet sein.
Die Magnetfeldabschirmplatte kann eine beliebige aus einer amorphen Bandplatte, einer Ferritplatte und einer Polymerplatte sein, und noch bevorzugter kann es möglich sein, eine Ni-Zn-Ferritplatte auszugestalten, die sowohl die drahtlose Ladefunktion als auch die NFC-Funktion als Magnetfeldabschirmplatte erfüllen kann, und somit kann die Magnetfeldabschirmplatte eine Funktion davon im NFC-Nutzband präziser ausführen.
In einer exemplarischen Ausführungsform kann die drahtlose Stromübertragungsantenne, die an einer Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte 140 (z.B. einer ersten Oberfläche) befestigt ist, Flachspulen 151, 152 und 153 aufweisen, die gewickelt sind, um Hohlabschnitte auszubilden. Mit anderen Worten, die Wicklung der Spulen führt zu einem Hohlraum in ihrer Mitte. So können beispielsweise zwei Flachspulen 151 und 152 direkt an der Magnetfeldabschirmplatte 140 befestigt werden, und die andere Flachspule 153 kann laminiert werden, um die beiden Flachspulen zu überlappen.
Mit anderen Worten, die drahtlose Stromübertragungsantenne, die auf der gleichen Ebene wie die der drahtlosen Kommunikationsantenne 160 angeordnet und so angeordnet ist, dass sie die drahtlose Kommunikationsantenne nicht in einer Richtung überlappt, die senkrecht zu der Ebene liegt, kann die Flachspulen 151 und 152 aufweisen, die direkt an der Magnetfeldabschirmplatte 140 befestigt sind. Dementsprechend kann die drahtlose Kommunikationsantenne 160 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform auf den Hohlabschnittsseiten angeordnet sein, die aus den Flachspulen 151 und 152 gebildet werden, die direkt an der Magnetfeldabschirmplatte 140 befestigt sind, und so die WPC- und NFC-Funktionen ausführen, ohne den Wirkungsgrad zu beeinträchtigen. Mit anderen Worten, eine drahtlose Kommunikationsantenne 160 kann in der Mitte jeder gewickelten Spule (151, 152) angeordnet sein, wo der Hohlraum durch die Wicklung der Spule ausgebildet ist.
Insbesondere wenn ein Paar drahtlose Leistungsübertragungsantennen 151 und 152 an der Magnetfeldabschirmplatte 140 befestigt ist, wie vorstehend veranschaulicht und in 3 dargestellt, kann eine Vielzahl von drahtlosen Kommunikationsantennen 160 jeweils an den Hohlabschnittsseiten angeordnet sein, die durch die Flachspulen 151 und 152 ausgebildet sind, die direkt an der Magnetfeldabschirmplatte 140 befestigt sind. Des Weiteren können die wie oben beschrieben angeordneten drahtlosen Kommunikationsantennen 160 in Reihe geschaltet sein.
Darüber hinaus kann eine plattenförmige Wärmeableitplatte 130 an einer Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte 140 angeordnet sein, um Wärme effektiv abzuführen, und die Wärmeableitplatte 130 kann auf einer der Oberfläche gegenüberliegenden Oberfläche angeordnet sein, an der die Antenneneinheit der Magnetfeldabschirmplatte 140 befestigt ist (z.B. eine zweite Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte 140). Im Folgenden wird die drahtlose Ladeeffizienz der drahtlosen Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung, wie vorstehend beschrieben, mit Bezug auf die Tabellen 1 und 2 im Vergleich zur bestehenden Technologie beschrieben.

Insbesondere beziehen sich die Spulen 1, 2 und 3 auf die Flachspulen 151, 152 und 153, und die an ein drahtloses Ladegerät angelegten Leistungen betragen 5W, 10W und 15W. Der Ladewirkungsgrad kann durch Vergleich der in Smartphones geladenen Strom berechnet werden. Tabelle 1

Leistung	Bisherige PCB-NFC-Antenne			NFC Antenne gemäß der vorliegenden Offenbarung
Leistung	Spule 1	Spule 2	Spule 3	Spule 1	Spule 2	Spule 3
5W	53.0%	53.4%	53.7%	55.3%	54.9%	56.1%
10W	63.9%	63.1%	63.8%	65.5%	65.9%	66.4%
15W	61.3%	60.9%	61.4%	62.3%	62.1%	62.6%

Wie in der Tabelle dargestellt, hat die vorliegende Offenbarung die Ladeeffizienz bei den Leistungen von 5W, 10W und 15W im Vergleich zu der bisherigen Technologie, bei der Leiterplatten für NFC laminiert werden, verbessert. Dementsprechend kann die drahtlose Ladezeit einer Smartphone-Batterie verkürzt werden. Des Weiteren wurde die Antennenleistung mit einem Prototyp gemäß der vorliegenden Offenbarung bewertet.

In Tabelle 2 beziehen sich UCL, TOPAZ, ULTRA LIGHT und EV1 auf Chipmodelle (Kartentypen) für die Verwendung von NFC-Tags und haben entsprechende Leistungsnormen. So sollte beispielsweise ein UCL-Produkt im Lesemodus minimal 10 mm oder mehr betragen. ULTRA LIGT, EV1 und dergleichen wurden je nach Anwendung vielfältig für ein Fahrzeug eingesetzt. Dieser Test wurde mit 4 Produkttypen durchgeführt, und im Falle der Verwendung von Ni-Zn-Ferrit wurden insgesamt zufriedenstellende Testergebnisse erzielt. Selbst im Kartenmodus zeigten sich insgesamt zufriedenstellende Ergebnisse in Bezug auf die Mindeststandards. Tabelle 2

Lesemdous			Kartenmodus
Spezifikation	Mn-Zn Ferrit	Ni-Zn Ferrit	Spezifikation	Mn-Zn Ferrit	Ni-Zn Ferrit
UCL(Min.10)	12	12	0, 0, 0 (min. 8. 8)	62.18	71.87
Topaz(Min.20)	26	35	1, 0, 0 (min. 7. 2)	33.34	41.65
Ultraleicht (Min.30)	28	42	2, 0, 0 (min. 5. 6)	12.16	27.01
EV1(Min.15)	25	26	3, 0, 0 (min. 4.0)	8.17	13.98

Darüber hinaus ist 5 eine Ansicht, die eine drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt, und die 6 und 7 sind Ansichten, die eine drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer noch weiteren exemplarischen Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen.
Die drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer anderen exemplarischen Ausführungsform weist im Vergleich zur drahtlosen Stromübertragungsvorrichtung gemäß der vorherigen exemplarischen Ausführungsform eine andere Ausnutzung der drahtlosen Kommunikationsantenne auf, so dass die Erklärung anderer Ausgestaltungen weggelassen wird. Selbst in einer weiteren exemplarischen Ausführungsform kann, wie bei der vorstehend beschriebenen exemplarischen Ausführungsform, eine drahtlose Kommunikationsantenne auf der gleichen Ebene wie die einer drahtlosen Stromübertragungsantenne angeordnet sein, ohne sich in einer Richtung zu überlappen, die senkrecht zur Ebene der Magnetfeldabschirmplatte 140 verläuft.
Die drahtlose Kommunikationsantenne 260 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform von 5 kann so angeordnet sein, dass sie einen Außenumfang der Flachspule umschließt, und wenn die drahtlose Stromübertragungsantenne eine Vielzahl von Flachspulen 151 und 152 aufweist, die an der Magnetfeldabschirmplatte 140 befestigt sind, können eine Vielzahl von drahtlosen Kommunikationsantennen so angeordnet sein, dass sie die Außenumfänge der Flachspulen 151 und 152 umgeben. Des Weiteren können die angeordneten drahtlosen Kommunikationsantennen 260 in Reihe geschaltet werden.
Darüber hinaus kann eine drahtlose Kommunikationsantenne 360 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform von 6 angeordnet werden, um die Außenumfänge der Flachspulen 151 und 152, die an der Magnetfeldabschirmplatte 140 befestigt sind, gemeinsam zu umgeben. Eine drahtlose Kommunikationsantenne 460 gemäß einer exemplarischen Ausführungsform von 7 kann im Allgemeinen in Form eines Wellenmusters auf einer Ebene vorgesehen sein.
Dementsprechend wird die Länge der drahtlosen Kommunikationsantenne größer als die gemäß der exemplarischen Ausführungsform von 6, und somit können mehr Spulen innerhalb eines begrenzten Bereichs gewickelt werden, um die NFC-Abtastleistung zu verbessern. Obwohl veranschaulicht ist, dass die drahtlose Kommunikationsantenne 460 aus Gründen der Übersichtlichkeit eine einzelne Windung aufweist, kann die drahtlose Kommunikationsantenne 460 aus einer Vielzahl von Windungen bestehen, die sich gegenseitig überlappen. Darüber hinaus kann die Breite einer Einheitswelle im Bereich von etwa 1.000 µm bis 10 cm liegen, und die Höhe der Welle kann im Bereich von etwa 100 µm bis 8.000 µm liegen.
Wie vorstehend beschrieben, können gemäß der drahtlosen Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Offenbarung, da die drahtlose Kommunikationsantenne in der gleichen Ebene wie die der drahtlosen Stromübertragungsantenne angeordnet werden kann, ohne sich zu überlappen, die WPC- und NFC-Funktionen ohne Leistungseinbußen ausgeführt werden, und somit kann eine Magnetfeldabschirmplatte zur Abschirmung sowohl der Nahfeldkommunikationsantenne als auch der drahtlosen Stromübertragungsantenne verwendet werden.
Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf die exemplarischen Zeichnungen beschrieben wurde, wird es Fachleuten offensichtlich sein, dass sich die vorliegende Offenbarung nicht auf die beschriebenen exemplarischen Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene Änderungen und Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Dementsprechend sollten solche Änderungen und Modifikationen zu den Ansprüchen der vorliegenden Offenbarung zählen, und das Recht auf die vorliegende Offenbarung sollte auf der Grundlage der beigefügten Ansprüche ausgelegt werden.

Claims

Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Magnetfeldabschirmplatte, die zum Abschirmen eines Magnetfeldes angeordnet ist; eine drahtlose Stromübertragungsantenne, die an einer ersten Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte befestigt ist; und eine drahtlose Kommunikationsantenne, die an der ersten Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte befestigt ist.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die drahtlose Stromübertragungsantenne und die drahtlose Kommunikationsantenne in der gleichen Ebene angeordnet sind.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die drahtlose Stromübertragungsantenne eine Flachspule aufweist, die zum Ausbilden eines Hohlabschnitts gewickelt ist, und wobei die drahtlose Kommunikationsantenne innerhalb des durch die Flachspule ausgebildeten Hohlabschnitts angeordnet ist.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei die drahtlose Stromübertragungsantenne aufweist: eine Vielzahl von Flachspulen; und eine Vielzahl von drahtlosen Kommunikationsantennen, die in entsprechenden Hohlabschnitten angeordnet sind, die durch die Flachspulen ausgebildet sind, wobei die drahtlosen Kommunikationsantennen in Reihe geschaltet sind.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die drahtlose Stromübertragungsantenne aufweist: eine Flachspule, die gewickelt ist, um einen Hohlabschnitt darin auszubilden, und wobei die drahtlose Kommunikationsantenne so angeordnet ist, dass sie einen Außenumfang der Flachspule umgibt.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 5, wobei die drahtlose Stromübertragungsantenne aufweist: eine Vielzahl von Flachspulen; und eine Vielzahl von drahtlosen Kommunikationsantennen, die angeordnet sind, um die Außenumfänge der Flachspulen zu umgeben, wobei die drahtlosen Kommunikationsantennen in Reihe geschaltet sind.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die drahtlose Stromübertragungsantenne aufweist: eine Vielzahl von Flachspulen, die zu Hohlabschnitten gewickelt sind, und wobei die drahtlose Kommunikationsantenne so angeordnet ist, dass sie die Außenumfänge der Vielzahl von Flachspulen zusammen umgibt.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei die drahtlose Kommunikationsantenne in Form eines Wellenmusters in einer Ebene vorgesehen ist.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Magnetfeldabschirmplatte eine beliebige aus einer amorphen Bandplatte, einer Ferritplatte und einer Polymerplatte ist.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei die Magnetfeldabschirmplatte eine Ni-Zn-Ferritplatte ist.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10, ferner eine plattenförmige Wärmeableitplatte aufweisend, die an einer zweiten Oberfläche der Magnetfeldabschirmfolie angeordnet ist.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 11, wobei die Wärmeableitplatte eine beliebige aus einer Kupferplatte, einer Aluminiumplatte und einer Graphitplatte ist.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: eine Magnetfeldabschirmplatte, die zum Abschirmen eines Magnetfeldes angeordnet ist; eine drahtlose Stromübertragungsantenne, die an einer Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte angeordnet ist; und eine drahtlose Kommunikationsantenne, die an der Oberfläche der Magnetfeldabschirmplatte angeordnet ist, an der die drahtlose Stromübertragungsantenne angeordnet ist, wobei die drahtlose Stromübertragungsantenne und die drahtlose Kommunikationsantenne so angeordnet sind, dass sie sich nicht in einer Richtung überlappen, die senkrecht zu einer Ebene der Magnetfeldabschirmplatte verläuft.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die drahtlose Stromübertragungsantenne und die drahtlose Kommunikationsantenne in der gleichen Ebene angeordnet sind.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die drahtlose Stromübertragungsantenne eine Flachspule aufweist, die zum Ausbilden eines Hohlabschnitts gewickelt ist, und wobei die drahtlose Kommunikationsantenne innerhalb des durch die Flachspule ausgebildeten Hohlabschnitts angeordnet ist.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die drahtlose Stromübertragungsantenne aufweist: eine Flachspule, die gewickelt ist, um einen Hohlabschnitt darin auszubilden, und wobei die drahtlose Kommunikationsantenne so angeordnet ist, dass sie einen Außenumfang der Flachspule umgibt.
Drahtlose Stromübertragungsvorrichtung gemäß Anspruch 14, wobei die drahtlose Stromübertragungsantenne aufweist: eine Vielzahl von Flachspulen, die zu Hohlabschnitten gewickelt sind, und wobei die drahtlose Kommunikationsantenne so angeordnet ist, dass sie die Außenumfänge der Vielzahl von Flachspulen zusammen umgibt.