DE202009004483U1 - Drahtloses Ladegerät für Fahrzeuge mit Elektroantrieb - Google Patents

Abstract

Das drahtlose Ladegerät ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ladung eines Elektrofahrzeugs- oder Plug-In Hybridfahrzeugs ohne Verbindungskabel erfolgt.

Description

• Kurzbeschreibung:
• Dieses Gebrauchsmuster beschreibt eine Möglichkeit, Elektro- und Plugin Hybridfahrzeuge ohne eine Kabelverbindung zu laden. Hierzu werden von dem Ladegerät als Sender elektromagnetische Impulse ausgegeben, welche von einer der Batterie vorgeschalteten Elektronik als Empfänger aufgenommen und in den Ladestrom umgewandelt werden. Da dieser Vorgang im elektromagnetischen Nahfeld durchgeführt wird, und der Sender mit der Resonanzfrequenz des Empfängerkreises betrieben wird, ist eine hohe Effizienz der Energieübertragung gewährleistet.
• Bekannte Batterieladegeräte:
• Die meisten Batterteladegeräte arbeiten mit eine leitenden Verbindungen zwischen Batterie und Ladegerät, was für die meisten Anwendungsfälle geeignet ist. In feuchten bzw. staubigen Umgebungen werden Ladegerät und Batterie über Koppelspulen verbunden. Diese Spulen sind gegen Schmutz und Feuchtigkeit gekapselt. Um die Batterie laden zu können, müssen die beiden Koppelspulen sehr nahe aneinander gebracht werden. Viele elektrische Zahnbürsten werden auf diese Weise geladen. Dieses Verfahren ist wegen des geringen Wirkungsgrades nicht für hohe elektrische Ladeleistungen geeignet.
• Beschreibung:
• Besonderheiten und Vorteile:
• 1) Durch die Batterieladung ohne Kabel entfällt das bei jedem Ladevorgang notwendige An- und Abstecken, welches besonders bei schmutzigen Kabeln im täglichen Einsatz einen deutlichen Komfortgewinn bringt. Wenn vor dem losfahren das Abstecken vergessen wird, entsteht kein Schaden bzw. Kurzschluss.
• 2) Da kein Ladekabel notwendig ist, ist die Anfälligkeit für Vandalismus geringer.
• 3) Das Ladegerät ist mit einer Übertragungsspule ausgestattet. Diese Spule kann räumlich entfernt vom Ladegerät z. B. bei öffentlichen Ladegeräten in den Boden eingelassen werden oder für private Garagen in Form einer Platte am Boden liegen. Die Spule ist mit einem Kabel mit dem Ladegerät verbunden. Durch Kapselung ist die Sendespule vor Schmutz, Feuchtigkeit und Beschädigung geschützt.
• 4) Der Empfänger besteht aus einer Empfängerspule, welche durch Kapselung vor Schmutz und Beschädigung geschützt am Fahrzeugboden angebracht wird, und einer Empfängerelektronik
• 5) Sobald das Fahrzeug mit der am Fahrzeugboden angebrachten Empfängerspule über der am Boden liegenden oder in den Boden eingelassenen Senderspule positioniert wird, kann die Ladung erfolgen.
• 6) Die Detektion, ob das Fahrzeug über der Senderspule steht, kann automatisch vom Sender über die Messung der Koppelinduktivität erfolgen. So wird vermieden, dass der Sender in Betrieb geht, wenn sich kein oder ein falsches Fahrzeug über der Senderspule befindet.
• 7) Eine weitere Variante wäre auch die Kommunikation zwischen Sendeeinheit und Empfängereinheit über Funk. Auch eine Veränderung der Koppelinduktivität durch die Empfängereinheit zur Kommunikation ist möglich. Gegenüber der Funkvariante hat die Veränderung der Koppelinduktivität den Vorteil, dass nur mit der nächsten Empfängereinheit kommuniziert werden kann. Besonders bei verschiedenen Stromlieferverträgen an öffentlichen Ladestationen ist die Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladeeinheit eine wichtige Basis, um eine verursachergerechte Abrechnung zu ermöglichen.
• 8) Die Messung der magnetischen Koppelung ermöglicht auch eine Anzeige im Fahrzeug, ob die Entfernung zwischen Sendeeinheit und Empfangseinheit für eine effiziente Ladung geeignet ist.
• 9) Die Sendeeinheit wird auf die Resonanzfrequenz der Empfängereinheit abgestimmt, die Energieübertragung erfolgt mit dieser Resonanzfrequenz. Dadurch ist der Abstand zwischen Sende- und Empfangseinheit weniger kritisch als bei Systemen, die entfernt von der Resonanzfrequenz betrieben werden. Die Entfernung muß dennoch deutlich geringer als der räumliche Bereich des elektromagnetischen Nahfelds sein, um eine hohe Effizienz zu erreichen.
• 10) Die Verwendung hoher Frequenzen weitab der menschlichen Herzfrequenz senkt die Gesundheitsgefahr, die bei einer fehlerhaften Anwendung entsteht (etwa wenn sich ein menschliches Körperteil zwischen Sendereinheit und Empfangseinheit befindet).

1

Sendeeinheit Netzteil und Elektronik

2

Sendeeinheit Sendespule

3

Netzanschluss

4

Elektrofahrzeug

5

Empfangseinheit Empfängerspule

6

Empfangseinheit Elektronik

7

Batterie

Claims (3)

1. Das drahtlose Ladegerät ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ladung eines Elektrofahrzeugs- oder Plug-In Hybridfahrzeugs ohne Verbindungskabel erfolgt.
2. Das drahtlose Ladegerät ist dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragung über zwei räumlich getrennte Spulen erfolgt.
3. Das drahtlose Ladegerät ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sendespule auf die Resonanzfrequenz der Empfängereinheit abgestimmt ist und die Anlage mit dieser Frequenz betrieben wird.