DE102020211037A1

DE102020211037A1 - Kraftfahrzeug mit induktiver Ladevorrichtung

Info

Publication number: DE102020211037A1
Application number: DE102020211037.9A
Authority: DE
Inventors: Maximilian Klein
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2020-09-02
Filing date: 2020-09-02
Publication date: 2022-03-03

Abstract

Kraftfahrzeug mit einer Stromquelle, einer von der Stromquelle versorgten induktiven Ladevorrichtung in oder direkt unter der Außenhülle des Fahrzeugs zur Aufladung externer Geräte und einer Steuerung zur Steuerung der Ladung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit induktiver Ladevorrichtung nach Anspruch 1.
Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge mit induktiven Ladevorrichtungen für Smartphones, Autoschlüssel etc. auszurüsten.
So betrifft DE 10 2018 200 231 B4 eine Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines portablen mobilen Endgeräts in einem Kraftfahrzeug, aufweisend einen Ablagebereich zum Ablegen des Endgeräts für einen Ladevorgang, eine elektrische Primärspule, die dazu eingerichtet ist, in Abhängigkeit von einem elektrischen Versorgungsstrom ein magnetisches Wechselfeld im Ablagebereich zu erzeugen, und eine Steuereinrichtung, die dazu eingerichtet ist, den Versorgungsstrom für den Ladevorgang zu schalten. Die Vorrichtung sieht vor, dass das Endgerät zumindest zeitweise mittels einer von einer Magnetkraft des magnetischen Wechselfelds verschiedenen, zusätzlichen Magnetkraft in dem Ablagebereich in eine vorbestimmte Ladeposition zu führen und/oder in der Ladeposition zu halten.
DE 10 2016 113 284 A1 beschreibt ein Verfahren zur Interferenzreduzierung in einem induktiven Ladesystem bereitgestellt. Das Verfahren weist die Schritte des induktiven Ladens einer aufladbaren Vorrichtung mit einem induktiven Ladegerät an der Konsole im Fahrzeug, des Detektierens des Betriebs eines Empfängers in einem AM-Band und des Anpassens von mindestens einem von einem Frequenzband, das durch das Ladegerät verwendet wird, und einem Betrag der Leistung, die der aufladbaren Vorrichtung durch das Ladegerät bereitgestellt wird, auf der Grundlage des Betriebs des Empfängers in dem AM-Band auf.
DE 10 2018 125 222 A1 offenbart ein System für ein Fahrzeug, insbesondere zur Bereitstellung eines passiven Zugangssystems des Fahrzeuges, aufweisend eine interne Ladevorrichtung zur kontaktlosen Energieübertragung an ein mobiles Gerät, insbesondere zur kontaktlosen Aufladung des mobilen Geräts mittels induktiver Energieübertragung, ein Kommunikationsmittel zur Bereitstellung einer kontaktlosen Kommunikation eines Kommunikationssystems des Fahrzeuges über die Ladevorrichtung.
DE 11 2012 002 209 T5 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum induktiven Laden von batteriebetrieben Vorrichtungen in einem Kraftfahrzeug, worin ein passives Fahrzeugzutritts- und/oder Startsystem selektiv die Stromversorgung zu einer Primärwicklung in einer induktiven Ladestation sperrt oder reduziert, während das passive System mit einer externen Benutzervorrichtung wie etwa einem Schlüsselanhänger-Controller kommuniziert, um elektromagnetische Interferenz zu vermeiden oder zu lindern.
Allerdings sind diese interne Ladevorrichtungen nur innerhalb des Fahrzeugs bzw. der Kabine benutzbar und somit nicht benutzbar, wenn ein Gerät, wie ein Funkschlüssel oder Smartphone sich außerhalb befinden und geladen werden müssten, um z.B. das Fahrzeug zu entsperren.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine externe Lademöglichkeit am Kraftfahrzeug zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch das in Anspruch 1 wiedergegebene Kraftfahrzeug gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass wenn das Kraftfahrzeug mit einer Stromquelle, einer von der Stromquelle versorgten induktiven Ladevorrichtung zur Aufladung externer Geräte, die in oder direkt unter der Außenhülle des Fahrzeugs integriert angeordnet ist, und einer Steuerung zur Steuerung der Ladung ausgestaltet ist, es ermöglicht wird, externe Geräte induktiv zu laden ohne das diese sich im Fahrzeug befinden müssen. Dies ermöglicht es somit auch entladene Zugangskontrollgeräte, wie Funkschlüssel etc, aufzuladen, um dennoch Zugang zum Fahrzeug zu erhalten.
Als externe Geräte kommen insbesondere Smartphones, Funkschlüssel, Powerbanks, Lampen, Kühltaschen, Multimediageräte oder andere Niedervoltgeräte in Frage.
Wenn die Ladevorrichtung mindestens einen magnetischen Halter aufweist, können die entsprechenden Geräte an die Ladevorrichtung anzukoppeln ohne herunterzufallen, wenn diese an einer vertikal ausgerichteten Stelle angeordnet ist.
Sinnvollerweise kann die Steuerung ausgestaltet sein, um eine Erschöpfung der Stromquelle zu vermeiden.
Als Stromquelle kommen im Wesentlichen die Fahrzeugbatterien in Frage, wie Hochspannungsbatterie oder Niederspannungsbatterie. Wenn das Fahrzeug andere Stromquellen (Solarmodule, Brennzelle etc.) aufweist, können diese auch eingesetzt werden.
Die Ladevorrichtung kann an vielen beliebigen Stellen der Außenhülle angeordnet werden. Besonders geeignet sind die B-Säule, Kotflügel, Türen, Seitenwände oder die Kofferraumklappe.
Zur Statusanzeige und auch zum Erkennen, kann die Außenhülle im Bereich der Ladevorrichtung mindestens eine integrierte Beleuchtung, wie eine LED, aufweisen. Diese kann z.B. auch die Farbe wechseln, je nach Betriebsmodus der Ladevorrichtung.
Um auch externe Geräte ohne eingebaute induktive Lademöglichkeit mittels der Erfindung zu laden, kann ein induktives Adapterkabel vorgesehen werden, dass für solche Geräte einerseits einen üblichen Steckkontakt und andererseits eine induktive Koppelung mit der Ladevorrichtung bereitstellt.
Zur Verhinderung des Missbrauchs kann die Steuerung eine Zugangskontrolle für die Benutzung der Ladevorrichtung aufweisen. So können z.B. nur vorher authentifizierte Geräte von der Steuerung eine Freigabe zum Laden erhalten.
Weitere Details der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung, in der

1 eine schematische Seitenansicht eines Kraftfahrzeugs mit einer induktiven Ladevorrichtung in der B-Säulenverkleidung zur Aufladung externer Geräte;
2 ein vergrößerter Ausschnitt aus 1;
3 ein schematischer Querschnitt entlang der Linie I-I aus 2 und
4 eine Draufsicht auf die Ladevorrichtung aus 3 sowie
5 schematische Schnittansichten der Ladevorrichtung im Gebrauch.

In den Figuren ist ein als Ganzes mit 1 bezeichnetes Kraftfahrzeug mit einer induktiven Ladevorrichtung 2 in der B-Säulenverkleidung 3 zur Aufladung externer Geräte dargestellt.
Die induktive Ladevorrichtung 2 ist direkt unterhalb der Außenhülle 9 der B-Säulenverkleidung 3 angeordnet und umfasst eine kreisförmige induktive Ladematte 7, die am Kreisumfang verteilt, alle 90 Grad, je einen magnetischen Halter 4 sowie einen die Halter 4 und die Ladematte 7 vollständig umgebenden mehrfarbigen LED-Leuchtring 5 aufweist.
Die induktive Ladevorrichtung 2 ist mit der Fahrzeugbatterie 6 als Stromquelle verbunden und die Ladung und Freigabe der Ladung (nur für authentifizierte Geräte) wird über eine Steuerung 8 kontrolliert, die Teil des Bordcomputers ist.
Die Steuerung regelt auch das Leuchten des LED-Leuchtrings 5 zur Anzeige der Modi und des Status, z.B. grün fertig geladen, rot Fehler, gelb in Betrieb, blau Standby etc.
Im Gebrauch kann so ein Smartphone S auf die Außenhülle 9 der B-Säulenverkleidung 3 aufgelegt werden und wird dort ggf. magnetisch gehalten (vgl. 5 (A)).
Wenn das Smartphone S in der Steuerung 8 registriert ist, kann es nun über die Ladematte 7 über das erzeugte Magnetfeld M geladen werden, wobei der Leuchtring 5 gelb leuchtet.
Soll ein Gerät ohne eigene induktive Ladefunktion geladen werden, so kann ein induktives Adapterkabel K (vgl. 5 (B)) eingesetzt werden, dass an einem Ende einen klassischen Stecker 10 aufweist und am anderen Ende eine induktive Koppelungsspule 11, um die Energie induktiv abzugreifen und in das Kabel einzuspeisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102018200231 B4 [0003]
DE 102016113284 A1 [0004]
DE 102018125222 A1 [0005]
DE 112012002209 T5 [0006]

Claims

Kraftfahrzeug mit einer Stromquelle, einer von der Stromquelle versorgten induktiven Ladevorrichtung zur Aufladung externer Geräte, die in oder direkt unter der Außenhülle des Fahrzeugs integriert angeordnet ist, und einer Steuerung zur Steuerung der Ladung.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung mindestens einen magnetischen Halter aufweist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung ausgestaltet ist, um eine Erschöpfung der Stromquelle zu vermeiden.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle eine Hochspannungsbatterie und/oder eine Niederspannungsbatterie ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung in der B-Säule, einem Kotflügel, einer Tür, einer Seitenwand oder der Kofferraumklappe angeordnet ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenhülle im Bereich der Ladevorrichtung mindestens eine integrierte Beleuchtung, wie eine LED, aufweist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass externe Geräte ohne eingebaute induktive Lademöglichkeit über induktive Adapterkabel ladbar sind.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung eine Zugangskontrolle für die Benutzung der Ladevorrichtung aufweist.