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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung beispielsweise zum Laden eines Energiespeichers eines elektrischen Fahrzeuges, welche eine zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie geeignete Sendespule mit einer Sendespulensteuerungseinheit umfasst, wobei die induktive Energieübertragungsvorrichtung außerdem eine Messeinrichtung mit einem Messelement umfasst. Ferner umfasst die induktive Energieübertragungsvorrichtung eine zum induktiven Empfang von elektrischer Energie geeignete Empfangsspule mit einer Empfangsspulensteuerungseinheit, wobei die induktive Energieempfangsvorrichtung außerdem eine Messeinrichtung mit einem Messelement umfasst. Durch das Messelement wird die Feldstärke des magnetischen Wechselfelds in einem Luftspalt zwischen der Sendespule und der Empfangsspule in Verbindung mit der ersten Messeinrichtung gemessen. Auf Basis des erzielten Messergebnisses wird durch die Sendespulensteuerungseinheit ein Arbeitspunkt der Energieübertragungsvorrichtung unter Berücksichtigung des mit dem Messelement gemessenen Feldstärkewertes dergestalt einstellt, dass ein Wirkungsgrad der Energieübertragungsvorrichtung maximiert ist.
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Stand der Technik
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Die drahtlose Übertragung von elektrischer Energie zur Energieversorgung elektrischer Geräte und/oder zum Laden von batterieelektrisch angetriebenen Geräten bringt das Problem mit sich, dass bei der induktiven Energieübertragung ein Teil der ausgesandten Energie in den umgebenden Raum abgestrahlt wird. Nur ein Teil der ausgesandten Energie wird von der Empfängerseite aufgenommen und wieder in elektrische Energie umgewandelt. Der verbleibende Teil der ausgesandten Energie ist für die Energieübertragung verloren und verursacht unerwünschte Wirkungen im Umfeld der drahtlosen, induktiven Energieübertragungsvorrichtung.
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In der Schrift
EP 2 332 231 B1 wird ein induktives Ladegerät beschrieben, welches einem oder mehreren batteriegespeisten Geräten induktiv Energie zuführt, wobei jedes Gerät eine Sekundärspule umfasst, die so ausgeführt ist, dass sie einen Teil eines Magnetfeldes umschließt und in Reaktion darauf einen Strom zum Laden einer Batterie eines Gerätes erzeugt, wobei das Ladegerät zwei oder mehr Primärspulenpaare umfasst, die in einem kreisförmigen Muster angeordnet sind, wobei das kreisförmige Muster so vorgesehen ist, dass es die eine oder mehreren Sekundärspulen der Geräte umgibt sowie eine AC-Stromquelle, die so vorgesehen ist, dass sie dem Primärspulenpaar einen Wechselstrom zuführt, wobei die Primärspulenpaare anschließend mit dem Wechselstrom versehen werden, um ein rotierendes Magnetfeld zwischen jeweiligen Primärspulen der Primärspulenpaare zu erzeugen. Das Ziel dieser Erfindung ist ein universelles induktives Ladegerät, in welchem ein einziges Primärteil mehrere verschiedene Sekundärteile mit elektrischer Energie und einer verbesserten magnetischen Kopplung und somit verbessertem Wirkungsgrad versorgen kann
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Nachteilig an diesem Vorschlag des Standes der Technik ist, dass die Schrift
EP 2 332 231 B1 keinerlei Hinweise auf ein Verfahren zur Vermeidung unerwünschter Abstrahlungen offenbart.
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In der Schrift
EP 2 689 512 B1 wird ein Verfahren zur Bestimmung des Leistungsverlustes in einem System zur induktiven Leistungsübertragung beschrieben. Das Verfahren umfasst einem Leistungssender, um Leistung über eine Sendespule und eine Empfangsspule induktiv zu einem Leistungsempfänger zu übertragen. Das Verfahren umfasst hierzu die folgenden Schritte, wonach der Leistungssender in einem Schritt einen von dem Leistungsempfänger übertragenen Empfangsleistungsparameter erhält; weiterhin von dem Leistungsempfänger übertragene Zeitinformationen zur Zeitabgleichung erhält, um den Leistungssender in die Lage zu versetzen, die Zeit des Berechnens eines Leistungsverlustes während der Leistungsübertragung mit dem Leistungsempfänger abzugleichen; und dann den Leistungsverlust entsprechend den erhaltenen Zeitinformationen und dem empfangenen Leistungsparameter zu berechnen.
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Nachteilig an diesem Vorschlag des Standes der Technik ist, dass die Schrift
EP 2 689 512 B1 ebenfalls keinerlei Hinweise zur Vermeidung unerwünschter Abstrahlungen offenbart.
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Diese unerwünschten Abstrahlungen führen einerseits in nachteiliger Weise zu Wirkungsgradeinbußen der induktiven Energieübertragungsvorrichtungen, andererseits aber auch zu nachteiligen unerwünschten Erwärmungen von metallischen Gegenständen in der Umgebung der induktiven Energieübertragungsvorrichtungen und weiterhin in nachteiliger Weise zu EMV-Störungen anderer Geräte. Diese EMV-Störungen sind in jedem Fall zu vermeiden, da sie in der Regel gegen Hochfrequenz-Regulierungen verstoßen. Der elektromagnetischen Verträglichkeit wird zwischenzeitlich auch durch die Regierungen besondere Beachtung zuteil. So werden beispielsweise in der Drucksache 19/24557 des Deutschen Bundestages die Herausforderungen bei der EMV besonders vor dem Hintergrund der Nutzung höherer Frequenzen und der steigenden Integrationsdichten gewürdigt. Ein Verstoß gegen gesetzlich Hochfrequenz-Regulierungen führt in der Regel dazu, dass die Geräte außer Betrieb zu nehmen sind, um andere Geräte zu schützen. Weitere Einschränkungen sind beispielsweise eine Untersagung des weiteren Inverkehrbringens solcher Geräte. Weiterhin ist mit hohen Kosten zu rechnen, wenn durch die zuständigen Behörden solche Einschränkungen erlassen oder Strafen verhängt werden.
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Es besteht daher ein Bedarf an einem Verfahren zur Verminderung der EMV-Störabstrahlungen bei gleichzeitiger Verbesserung des Übertragungswirkungsgrads.
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Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren zur Verminderung der EMV-Störabstrahlungen bei gleichzeitiger Verbesserung des Übertragungswirkungsgrads zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände des unabhängigen Patentansprüchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung eines Verfahrens zum Betreiben einer drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung mit dem Kennzeichen des Anspruchs 1 bietet mit dem erfindungsgemäßen Verfahren den Vorteil, dass in einem ersten Schritt durch die mindestens eine Messeinrichtung mittels des Messelementes eine Feldstärke in einem Luftspalt zwischen Sendespule und Empfangsspule gemessen wird und in einem weiteren Schritt die Sendespulensteuerungseinheit einen Arbeitspunkt der Energieübertragung unter Berücksichtigung des mit dem Messelement gemessenen Feldstärkewertes dergestalt einstellt, dass ein Wirkungsgrad der Energieübertragungsvorrichtung maximiert ist. Unter Arbeitspunkt ist hier die Einstellung der die Übertragung kennzeichnenden Parameter wie beispielsweise Strom und Spannung in der Sendespule, aber vor allem die Frequenz, Wellenform und ggfs. auch die Modulationsart zu verstehen. In vorteilhafter Weise ist mit einem maximierten Wirkungsgrad eine Verminderung der unerwünschten EMV-Störabstrahlung verbunden. Weiterhin wird mit einem maximierten Wirkungsgrad der Verbrauch an elektrischer Energie gesenkt, ohne dass der Betrieb des mit Energie versorgten Gerätes eingeschränkt werden müsste.
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Durch die in den abhängigen Ansprüchen genannten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen des in dem unabhängigen Anspruch angegebenen Verfahrens möglich.
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Weiterhin bietet das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung mit einer direkten Verbindung der Messeinrichtung mit der Sendespulensteuerungseinheit den großen Vorteil, dass der Arbeitspunkt der Energieübertragung unter Berücksichtigung des mit dem Messelement gemessenen Feldstärkewertes ohne Zeitverzug durch weitere Elemente im Kommunikationspfad unmittelbar eingestellt werden kann.
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In vorteilhafter Weise bietet das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung mit einer zweiten Messeinrichtung und mit einem zweiten Messelement den Vorteil, dass die Feldstärke im Luftspalt zwischen den Übertragungsspulen nicht nur durch ein einziges Messelement gemessen werden kann. Weiterhin ist es vorteilhaft, dass bei einem Ausfall eines Messelements eine zweite, unabhängige und redundante Messeinrichtung vorhanden ist und diese den Betrieb der Energieübertragungseinrichtung mit verminderter EMV-Störabstrahlung und gleichzeitig verbessertem Wirkungsgrad sicherstellt. In vorteilhafter Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren mit Hilfe der zweiten Messeinrichtung auch einen Betrieb einer drahtlosen Übertragungseinrichtung in besonders EMV-sensitiven Umgebungen ermöglichen.
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Besonders vorteilhaft ist es, wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung die erste Messeinrichtung mit der zweiten Messeinrichtung kommuniziert. Diese direkte Kommunikation ist vorteilhaft, um Messabweichungen detektieren zu können. Somit überwachen sich die Messeinrichtungen gegenseitig, diese gegenseitige Überwachung bietet den Vorteil, dasss das erfindungsgemäße Verfahren auch einen Betrieb einer drahtlosen Übertragungseinrichtung in besonders EMV-sensitiven Umgebungen ermöglicht.
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Vorteilhaft ist es, wenn in dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung die erste Messeinrichtung mit der zweiten Messeinrichtung kommuniziert und aufgrund der ausgetauschten Messergebnisse ein verbesserter Arbeitspunkt mit einem verbesserten Wikrungsgrad eingestellt werden kann.
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In besonders vorteilhafter Weise bietet das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung mit einer zweiten Messeinrichtung und mit einem zweiten Messelement den Vorteil, dass die Vorgaben der Funkregulierung überwacht und eingehalten werden. Da die Funkregulierung nach wie vor auf regionaler oder teilweise nur auf nationaler Ebene einheitlich ist, bietet das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil einer einfachen Anpassung an die jeweils vor Ort geltenden Vorschriften. In besonders vorteilhafter Weise werden die jeweils gültigen Vorgaben der Frequenzregulierung durch Auswahl des Landes bzw. der Region ausgewählt. Das Gerät kann in einer Standardvariante hergestellt werden und erhält die Anpassung an die in dem jeweiligen Markt vorherrschenden Vorgaben der Funkregulierung durch eine Auswahl des Nutzers. Es müssen keine Ländervarianten aufwändig hergestellt und vertrieben werden.
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In vorteilhafter Weise bietet das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung mit einer zweiten Messeinrichtung und mit einem zweiten Messelement den Vorteil, dass nicht nur die Feldstärke im Luftspalt zwischen den Übertragungsspulen gemessen werden kann. Es ist vorteilhaft, zumindest mit der zweiten Messeinrichtung weitere Abstrahlungen der drahtlosen Energieübertragungseinrichtung zu erfassen. Diese Abstrahlungen können beispielsweise durch Zuleitungen zu den Spulen oder durch die leistungselektronischen Schaltungen verursacht werden und werden durch die alleinige Messung des Feldes in dem Luftspalt zwischen den Spulen nicht erfasst.
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Besonders vorteilhaft ist es, mit der zweiten Messeinrichtung weitere Abstrahlungen der elektrischen Vorrichtung, welche die drahtlosen Energieübertragungseinrichtung umfasst, zu erfassen. Somit kann die zweite Messeinrichtung in vorteilhafter Weise auch Abstrahlungen von kapazitiven und/oder induktiven Komponenten wie beispielsweise elektrischen Antriebsmotoren erfassen und in die Auswertung einbeziehen. Damit wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die elektrische Vorrichtung als ganze die Vorgaben der Funkregulierung überwacht und einhält. Diese ganzheitliche Überwachung bietet den Vorteil, dass das erfindungsgemäße Verfahren auch den sicheren Betrieb einer drahtlosen Übertragungseinrichtung in besonders EMV-sensitiven Umgebungen ermöglicht.
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Weiterhin bietet das erfindungsgemäße Verfahren den großen Vorteil, dass durch die erste Messeinrichtung mit dem ersten Messelement und/oder die zweite Messeinrichtung mit dem zweiten Messelement Veränderungen der Feldstärke im Luftspalt zwischen den Spulen erfasst werden, welche von störenden metallischen Objekten verursacht werden. In vorteilhafter Weise werden so Betriebsituationen erkannt, in denen einerseits durch unerwünschte metallische Objekte der Wirkungsgrad abgesenkt wird und andererseits die Gefahr besteht, dass diese Objekte in unzulässiger Weise erwärmt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
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Figurenliste
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Es zeigt:
- 1 eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung mit einer Sendespule und einer Empfangsspule;
- 2 eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung mit einer Sendespule, einer Empfangsspule und einer Messeinrichtung mit einem Messelement;
- 3 eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung mit einer Sendespule, einer Empfangsspule und einer zweiten Messeinrichtung und mit einem zweiten Messelement.
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Alle Figuren sind lediglich schematische Darstellungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beziehungsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihrer Bestandteile gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. Insbesondere Abstände und Größenrelationen sind in den Figuren nicht maßstabsgetreu wiedergegeben. In den verschiedenen Figuren sind sich entsprechende Elemente mit den gleichen Referenznummern versehen.
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Die 1 zeigt eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung 1 des Standes der Technik mit einer zur induktiven Energieübertragung geeigneten Sendespule 4 und einer Empfangsspule 6. Weiterhin zeigt 1 eine Sendespulensteuerungseinheit 5 und eine Empfangsspulensteuerungseinheit 7. Die Sendespule 4 ist mit einer Energiequelle 13 verbunden. Das sendende Gerät der drahtlose Energieübertragungsvorrichtung 1 ist über einen Luftspalt 10 beabstandet zu dem empfangenden Gerät der drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung 1 angeordnet. Zwischen der Sendespule 4 und der Empfangsspule 6 findet neben der Energieübertragung auch eine Übertragung von Informationen statt. Diese Informationsübertragung kann entweder die Energieübertragung der Spulen 4, 6 direkt auf der Energie-Übertragungsfrequenz nutzen (als sogenannte In-Band-Datenübertragung) oder über die Spulen 4, 6 auf einer anderen Frequenz (als sogenannte Out-Of-Band-Datenübertragung) stattfinden. Ebenfalls können andere Kommunikationsverfahren wie beispielsweise optische Kommunikationsverfahren verwendet werden. Der Luftspalt 10 zwischen der Sendespule 4 und der Empfangsspule 6 ergibt sich durch die Gegebenheiten des Aufbaus der Geräte. Da in der Regel die Sendespule 4 und die Empfangsspule 6 jeweils innerhalb eines Gerätegehäuses angeordnet sind, ergibt sich ein Abstand zwischen der Sendespule 4 und der Empfangsspule 6 bereits durch die Wanddicke der Gehäusewände, selbst wenn die Geräte ohne weiteren Abstand zueinander angeordnet sind, sich die Gehäusewände also berühren. Wenn die Sendespule 4 dagegen beispielsweise in einer Tischplatte eingebaut ist, ergibt sich ein durch die Dicke der Tischplatte und durch die Wandstärke der Gehäusewand des empfangenden Geräts bestimmter Abstand der Sendespule 4 zu der Empfangsspule 6. Dieser Abstand wird üblicherweise immer Luftspalt 10 genannt, selbst wenn sich wie in den beispielhaft beschriebenen Fällen nicht nur unbedingt Luft, sondern beispielsweise Gehäusematerial oder das Holz einer Tischplatte in dem sogenannten Luftspalt 10 befindet. Der von der Empfangsspule 6 mit elektrischer Energie versorgte Verbraucher kann ein elektrischer Energiespeicher oder ein anderer Verbraucher sein, beispielsweise ein elektrischer Antrieb eines Küchengeräts oder ein elektronisches Gerät. Bei einer optimalen Ausrichtung der Empfangsspule 6 zu der Sendespule 4 ist es möglich, einen Wirkungsgrad der induktiven Übertragungsstrecke von deutlich über 90% zu erreichen. Ein ungünstig vergrößerter Luftspalt 10 und/oder eine unzureichende Ausrichtung der Empfangsspule 6 zu der Sendespule 4 führen zu einem großen Anstieg der Verluste, welche zu einer starken Vergrößerung der unerwünschten Abstrahlungen führt. Der Luftspalt 10 kann außerdem beispielsweise durch Gegenstände zwischen der Empfangsspule 6 und der Sendespule 4 vergrößert sein.
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Die 2 zeigt eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung 1 wie 1, ergänzt um ein erstes Messelement 8. Dieses erste Messelement 8 ist unabhängig von der Sendespule 4, welche zur Übertragung elektrischer Energie genutzt wird. Dieses zusätzliche erste Messelement 8 ist mit einer ersten Messeinrichtung 9 verbunden. In dieser 2 ist die Messeinrichtung 9 ein Teil der Sendespulensteuerungseinheit 5. Das zusätzliche erste Messelement 8 kann in Verbindung mit der Messeinrichtung 9 genutzt werden, um Informationen über die physikalischen Eigenschaften der Energieübertragung auf der Sendeseite zur Verfügung zu stellen. Beispielsweise kann über ein vordefiniertes Messsignal ein Wechselfeld erzeugt werden, dessen physikalische Eigenschaften bekannt sind. Wenn nun das erste Messelement 8 davon abweichende physikalische Eigenschaften ermittelt, deutet dies beispielsweise auf elektrisch leitende Fremdobjekte in der Nähe der Sendespule 4 hin. In diesem Fall würde die Nutzung der Sendespule 4 mit einem zur Energieübertragung geeigneten leistungsstarken Signal zu einer unerwünschten Erwärmung des elektrisch leitenden Fremdobjektes aufgrund der Erzeugung von Wirbelströmen führen. Wenn dies nicht erkannt wird, können Verletzungen oder Brände die Folge sein. Besonders beim verdeckten Einbau von Sendespulen 4 in Tischplatten oder Arbeitsplatten sind die Anordnungen von induktiven Sendespulen 4 nicht ohne weiteres erkennbar. Ein nicht überwachtes Einschalten solcher verdeckter Sendespulen 4 birgt das große Risiko, dass beispielsweise unbedacht liegengelassene metallische Gegenstände erhitzt werden und Verletzungen oder sogar Brände verursachen. Außerdem stören solche Gegenstände die drahtlose Übertragung von elektrischer Energie erheblich, so dass der Wirkungsgrad der drahtlosen Energieübertragungseinrichtung reduziert wird. Dies führt zu einem Anstieg der unerwünschten Abstrahlungen und somit in der Regel zu einer Überschreitung der gesetzlich regulierten Grenzwerte. Diese Funkregulierung umfasst das elektromagnetische Spektrum von 9 kHz bis 275 GHz. Auf internationaler Ebene wird die Funkregulierung durch die ITU (International Telecommunication Union) vorgenommen. Auf regionaler Ebene wird die Funkregulierung durch zwischenstaatliche Organisationen wie beispielsweise die CEPT (Conference Europeenne des Administrations des Postes et des Telecommunications) vorgenommen. Auf nationaler Ebene wird die Funkregulierung beispielsweise in der Bundesrepublik Deutschland durch die BnetzA (Bundesnetzagentur) im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums der Bundesregierung vorgenommen und umgesetzt. Im Wesentlichen umfasst die Funkregulierung die Nutzung des zur Verfügung stehenden Spektrums und die Zuteilung der Nutzungsmöglichkeit an bestimmte Nutzergruppen. Damit einher geht auch die Nutzungsuntersagung für andere Nutzergruppen. Die Überwachung der Nutzung des zur Verfügung stehenden Spektrums obliegt in der Bundesrepublik Deutschland ebenfalls der Bundesnetzagentur, welche unberechtigte Frequenznutzer ermittelt und sanktioniert. Diese unberechtigte Frequenznutzung kann vorsätzlich durch bewusste Nutzung von nicht zugeteilten Frequenzen geschehen, aber auch durch ungewollte und/oder unbewusste Abstrahlung von elektromagnetischen Feldern. Die ungewollte und oft auch unbewusste Abstrahlung von elektromagnetischen Feldern auf nicht zugeteilten Frequenzen führt zu Störungen anderer Funkdienste auf zugeteilten Frequenzen und wird sanktioniert. Aus diesem Grund ist die Abstrahlung von elektromagnetischen Feldern in jedem Fall so zu begrenzen, dass sich keine Störungen von anderen Funkdiensten in deren zugeteilten Spektren ergeben. Dies kann durch eine laufende Erfassung der elektromagnetischen Felder mit dem zusätzlichen ersten Messelement 8 mit der damit verbundenen ersten Messeinrichtung 9 und einer entsprechenden Steuerung der drahtlosen Energieübertragungseinrichtung 1 durch die Sendespulensteuerungseinheit 5 erreicht werden.
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Eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung 1, welche um ein erstes Messelement 8 mit einer ersten Messeinrichtung 9 ergänzt ist, kann durch die Messung der Feldstärke im Luftspalt 10 der Sendespulensteuereinheit 5 Informationen über die Feldstärke im Luftspalt 10 liefern. Auf Basis der gemessenen Feldstärke im Luftspalt 10 ist es der Sendespulensteuereinheit 5 möglich, die Sendespule 4 so zu steuern, dass die Abstrahlung elektromagnetischer Felder so reduziert wird, dass der Wirkungsgrad der drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung 1 erhöht wird. Das Optimum des Wirkungsgrads der drahtlosen Energieübertragungseinrichtung 1 entspricht dem sogenannten Arbeitspunkt AP, welcher beispielsweise in Datenblättern angegeben wird. Ein nicht fest eingestellter Arbeitspunkt AP hat den Vorteil, dass er sich aufgrund von äußeren Einflüssen und anderen Effekten wie beispielsweise Alterungseffekten nicht einfach unkontrolliert verändert, sondern entsprechend den jeweiligen Vorgaben nachgestellt werden kann. In der in 2 gezeigten Konfiguration ist dies besonders einfach und effizient möglich, da mit Hilfe des ersten Messelements 8 mit der ersten Messeinrichtung 9 Information über den physikalischen Zustand der drahtlosen Übertragungsvorrichtung zur Verfügung stehen. Diese Informationen dienen dazu, den Arbeitspunkt AP jederzeit nachzujustieren.
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Die 3 zeigt eine drahtlose Energieübertragungsvorrichtung 1 wie die 1 und 2, welche zusätzlich ein zweites Messelement 11 umfasst. Das zusätzliche zweite Messelement 11 dient zusammen mit der zweiten Messeinrichtung 12 dazu, auftretende elektromagnetische Wechselfelder zu erfassen. Im Regelfall erfasst das zusätzliche zweite Messelement 11 zusammen mit der zweiten Messeinrichtung 12 die von der drahtlose Energieübertragungsvorrichtung 1 ausgesandten, unerwünschten Abstrahlungen. Weiterhin dient das zusätzliche zweite Messelement 11 zusammen mit der zweiten Messeinrichtung 12 dazu, die von anderen elektrischen Vorrichtungen neben der drahtlosen Energieübertragungseinrichtung 1 wie beispielsweise von Elektromotoren abgestrahlten elektromagnetischen Wechselfelder zu messen.
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Somit stehen Informationen über das Abstrahlungsverhalten nicht nur der drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung 1, sondern auch des gesamten Geräts zur Verfügung. Die Informationen des zusätzlichen zweiten Messelements 11 zusammen mit der zweiten Messeinrichtung 12 dienen dazu, das ganze Gerät regelkonform zu betreiben, da über die regulierten Grenzwerte hinausgehende Abstrahlungen von elektromagnetischen Wechselfeldern erkannt werden und Gegenmaßnahmen bis hin zu einer kompletten Abschaltung der drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung 1 und anderer elektrischer Komponenten ergriffen werden können. Somit dient das zusätzliche zweite Messelement 11 zusammen mit der zweiten Messeinrichtung 12 dazu, auch durch Fehlfunktionen verursachte erhöhte Abstrahlungen von elektromagnetischen Wechselfeldern zu erkennen und einen nicht regelkonformen Betrieb zu vermeiden. Damit werden Funkstörungen aufgrund der Überschreitung von gesetzlich regulierten Grenzwerten sicher unterbunden und Sanktionen aufgrund des Betriebs von Geräten außerhalb des zulässigen Bereichs vermieden.
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Weiterhin können durch die Messung des elektromagnetischen Felds der drahtlosen Energieübertragungsvorrichtung 1 überraschende Änderungen festgestellt werden. Solche überraschenden Änderungen des elektromagnetischen Felds weisen auf metallische Gegenstände im Luftspalt 10 zwischen der Sendespule 4 und der Empfangsspule 6 hin. In einem solchen metallischen Gegenstand werden durch das elektromagnetische Feld der Energieübertragung Wirbelströme erzeugt, welche zu einer Erwärmung des metallischen Gegenstands im Luftspalt 10 zwischen der Sendespule 4 und der Empfangsspule 6 führen. Solche Erwärmungen können zu Verletzungen oder Bränden führen und sind daher unbedingt zu vermeiden. Die Erkennung der sogenannten Fremdobjekte im Luftspalt 10 durch die laufende Messung des elektromagnetischen Felds führt zur Abschaltung der Energieübertragung und somit zu einer Beseitigung der Gefahr.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 2332231 B1 [0003, 0004]
- EP 2689512 B1 [0005, 0006]
