EP4025465A1 - Batteriesystem für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit austauschbarer batterie - Google Patents

Batteriesystem für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit austauschbarer batterie

Info

Publication number
EP4025465A1
EP4025465A1 EP20767762.6A EP20767762A EP4025465A1 EP 4025465 A1 EP4025465 A1 EP 4025465A1 EP 20767762 A EP20767762 A EP 20767762A EP 4025465 A1 EP4025465 A1 EP 4025465A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coil
coil core
motor vehicle
battery
battery system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20767762.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Onur Misir
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP4025465A1 publication Critical patent/EP4025465A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/855—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries with circuits adapted for supplying loads from the battery
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in networks by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in networks by storage of energy using batteries or super capacitors with converting means
    • H02J3/322—Arrangements for balancing of the load in networks by storage of energy using batteries or super capacitors with converting means the battery being on-board an electric or hybrid vehicle, e.g. vehicle to grid arrangements [V2G], power aggregation, use of the battery for network load balancing, coordinated or cooperative battery charging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/70—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/70—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/731—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction specially adapted for holding portable devices containing batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—ELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/70—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction
    • H02J7/751—Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction concerning the insertion or the connection of the batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0405—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion characterised by their position
    • B60K2001/0438—Arrangement under the floor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K1/04—Arrangement or mounting of electrical propulsion units of the electric storage means for propulsion
    • B60K2001/0455—Removal or replacement of the energy storages
    • B60K2001/0472—Removal or replacement of the energy storages from below
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2210/00—Converter types
    • B60L2210/40—DC to AC converters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Definitions

  • the present invention relates to a battery system for a motor vehicle.
  • the invention also relates to a motor vehicle with a generic battery system.
  • Battery-operated motor vehicles such as electric vehicles and some hybrid vehicles, have an electric motor to drive the motor vehicle, power electronics to supply the electric motor with electrical energy to control the electric motor, a battery to provide the electrical energy to operate the electric motor and an on-board power supply system for distributing the electric Energy to the consumers of the motor vehicle.
  • the battery is mostly designed as a high-voltage battery, depending on the vehicle class and the vehicle type, with a voltage of between 250V and 800V.
  • Battery-operated motor vehicles have the advantage that no combustion engine exhaust gases are produced during operation and thus exert a particularly small influence on the air quality in the vicinity of the motor vehicle.
  • electric motors have a high torque even at low speeds and are characterized by low noise emissions.
  • the battery is a weak point in battery-operated motor vehicles.
  • Conventional batteries of battery-operated motor vehicles are relatively large and increase the overall weight of the motor vehicle considerably. Therefore, the range of battery-operated motor vehicles is often significantly less than that of comparable internal combustion engine-powered motor vehicles.
  • conventional batteries represent a not inconsiderable risk of accidents, especially in a vehicle crash.
  • batteries have the disadvantage that charging the battery, even with a quick charger, takes significantly longer than refueling a motor vehicle with an internal combustion engine . This is particularly problematic when traveling long-distance, since it means that the driver has to take longer compulsory breaks.
  • One way of reducing such compulsory breaks is to provide replaceable batteries.
  • a battery system with a replaceable battery for a motor vehicle is known from EP 2454 120 B1.
  • the battery has a battery housing which can be mechanically connected to the motor vehicle via coupling elements.
  • a coil for inductive energy transmission to a motor vehicle-side coil is arranged on the battery housing.
  • Such a battery system has the disadvantage that the inductive energy transmission has relatively high losses.
  • a relative position of the two coils to one another can only be checked with difficulty.
  • the motor vehicle and the battery have electrical plug contacts that can be connected to one another, such as high-voltage plugs or high-voltage sockets, which can be brought into engagement with one another for electrical coupling when the battery is arranged on the motor vehicle.
  • electrical plug contacts have the disadvantage that they can easily tilt against each other when the battery is brought up to the motor vehicle and thus damage the electrical contacts. This has the consequence that the plug contacts can often no longer provide a reliable electrical coupling after only a few coupling cycles and have to be replaced.
  • the object is achieved by a battery system for a motor vehicle.
  • the battery system has a battery for providing electrical energy for the motor vehicle with a first converter for converting a direct current of the battery into an alternating current and a first coil for generating an alternating magnetic field for the transmission of energy to the motor vehicle and one that can be arranged on the motor vehicle and with an on-board power supply system of the motor vehicle electrically couplable second coil for receiving energy from the first coil.
  • the first coil is wound around a first coil core and the second coil is wound around a second coil core, the first coil core having a first contact area for mechanical coupling with a second contact area of the second coil core for producing a common coil core.
  • the battery is preferably designed as a high-voltage battery.
  • a high-voltage battery is understood to mean a battery with a battery voltage between 250 V and 1500 V, in particular approximately 400 V.
  • a maximum battery current of the battery is preferably between 200 A and 1000 A, in particular about 600 A.
  • the technology of the battery can be based, for example, on Li-ion technology or a comparable battery technology of rechargeable batteries with a relatively high power density.
  • the battery preferably has a battery housing which surrounds one or more battery cells of the battery as well as the first coil and the first converter and protects them from environmental influences.
  • the battery housing preferably has at least one opening for exposing the first contact area or a bushing for leading out the first contact area of the first coil core.
  • the battery housing preferably has two openings which are separate from one another for exposing a first contact area in each case or two bushings which are separate from one another for leading out a first contact area of the first coil core in each case.
  • the battery housing has a leadthrough and an opening.
  • the first converter is designed to convert the direct current of the battery into the alternating current. An inductive energy transfer from the first coil to the second coil is possible with an alternating current.
  • DC inputs of the first converter are electrically coupled to DC poles of the battery.
  • AC outputs of the first converter are electrically coupled to coil ends of the first coil.
  • the first inverter is preferably arranged within the battery housing. More preferably, the first converter is designed to convert an alternating current into a direct current in the course of charging the battery.
  • the battery system preferably has a second converter which is arranged in the area of the second coil.
  • AC inputs of the second converter are electrically coupled to the coil ends of the second coil.
  • DC outputs of the second converter can be electrically coupled to DC contacts of the vehicle electrical system.
  • the second coil and the second converter are preferably surrounded by a coil housing, the coil housing preferably having openings for the second contact areas and bushings for the direct current outputs.
  • the direct current outputs are preferably designed as a plug or socket for electrical and mechanical coupling with a socket or a plug of the vehicle electrical system of the motor vehicle.
  • the coil housing preferably has fastening sections for fastening the coil housing to the motor vehicle. In this way, the coil housing can be mounted on the motor vehicle and can therefore remain on the motor vehicle in the event of a battery failure.
  • the second converter is designed to convert a direct current into an alternating current in the course of charging the battery.
  • the first coil is designed as a first coil winding made of coil wire, in particular of lacquered copper wire, and is wound around the first coil core with a first number of turns, so that the first coil core is preferably arranged coaxially to the first coil winding.
  • the first coil core preferably has a ferromagnetic material, such as iron, for example, or is formed from this.
  • the first coil core preferably has a rectangular, in particular square, cross section.
  • the first contact area preferably has a rectangular, in particular square, cross section.
  • the second coil is designed as a second coil winding made of coil wire, in particular of lacquered copper wire, and is wound around the second coil core with a second number of turns, so that the second coil core is preferably arranged coaxially to the second coil winding.
  • the second number of turns preferably corresponds to the first number of turns.
  • the second coil core preferably has a ferromagnetic material, such as iron, for example, or is formed from this.
  • the second coil core preferably has a rectangular, in particular square, cross section.
  • the second contact area preferably has a rectangular, in particular square, cross section.
  • the second coil core, in particular in the second contact area preferably has a cross section which corresponds in shape and size to a cross section of the first coil core, in particular in the first contact area.
  • a contact area is understood to mean, in particular, a contact surface.
  • planar contact can be established between the first coil core and the second coil core.
  • the contact surface is preferably plate-shaped or essentially plate-shaped.
  • the battery system according to the invention is designed in such a way that the first contact area can be brought into contact with the second contact area by bringing the first coil core together with the second coil core.
  • a common contact area of the first contact area with the second contact area preferably corresponds to the first contact area and the second contact area in terms of shape and size. In this way, the first coil core and the second coil core form a common, preferably air gap-free, coil core.
  • the battery system preferably also has a third coil, which is designed for inductive charging of the battery.
  • the third coil is preferably arranged inside the battery housing and is thus protected from environmental influences.
  • a third converter is also preferably arranged on the third coil.
  • the first coil and the third coil are preferably arranged on different, in particular opposite, sides of the battery.
  • a battery system according to the invention has the advantage over conventional battery systems that an electrical coupling between the battery and the on-board power supply system of the motor vehicle can be established with simple means and in a cost-effective manner.
  • the battery can be replaced by the motor vehicle without the electrical plug contacts being able to be damaged as a result.
  • the battery system according to the invention is thus designed to be significantly more robust and less subject to wear than known battery systems.
  • the formation of the common coil core by mutual contact between the first contact area and the second contact area has the advantage that the inductive transmission between the first coil and the second coil, i.e. from the battery to the on-board power supply, takes place in accordance with a transformer and thus has fewer losses. The usability of the electrical energy stored in the battery is thus considerably improved.
  • the first coil core has two first contact areas and the second coil core has two second contact areas, the first coil core and the second coil core being formed by contacting the first contact areas with a second contact area each to form a closed common coil core.
  • the first coil core and the second coil core are designed to form a closed common coil core with a rectangular, in particular square, outline.
  • a closed common coil core has the advantage that the inductive energy transfer between the first coil and the second coil, that is, from the battery to the on-board power supply, is further improved with simple means and in a cost-effective manner.
  • the first coil core is U-shaped with two first contact areas, the second coil core being U-shaped or I-shaped or rod-shaped with two second contact areas.
  • the first contact areas are preferably arranged parallel to one another and / or on a common plane.
  • the first coil core has two parallel or essentially parallel legs which are connected to one another via a connection area.
  • the first contact areas are preferably arranged on end faces of the legs which are directed away from the connection area.
  • the second contact areas are preferably arranged on the same side of the second coil core. It can be provided according to the invention that the first coil core is I-shaped and the second coil core is U-shaped.
  • An L-shaped design of the first coil core and the second coil core is also possible within the scope of the invention. This has the advantage that the common coil core can be formed with simple means and in a cost-effective manner.
  • the second coil core is further preferably arranged in a coil housing, the coil housing having recesses in the area of the second contact areas for receiving a first contact area of the first coil core.
  • the first contact area has at least one bevel which facilitates such an insertion.
  • the second contact area preferably has a corresponding mating contour so that a uniformly closed common coil core can be formed.
  • An internal cross section of the Recesses preferably correspond essentially to an outer cross section of the coil housing, so that the recess is designed as a guide for the first coil core.
  • a fixing device for fixing the coil housing on the motor vehicle is arranged on the coil housing. This has the advantage that alignment of the battery with respect to the motor vehicle for coupling the battery to the motor vehicle is improved with simple means and in a cost-effective manner.
  • the battery system has a locking device for temporarily fixing the battery on the motor vehicle.
  • the locking device is preferably arranged on the battery housing and can be brought into engagement with a counter-holding device of the motor vehicle for locking.
  • the locking device preferably has a screw device, a clamping device or the like. This has the advantage that a position of the battery relative to the motor vehicle can be determined with simple means and in a cost-effective manner.
  • the battery system preferably has a pressing device for pressing the first contact area onto the second contact area and / or for pressing the second contact area onto the first contact area.
  • the printing device has, for example, a compression spring.
  • the pressure device is preferably designed to press against the first coil core and / or against the second coil core in such a way that the first coil core and the second coil core are pressed against one another when the battery is arranged on the motor vehicle. According to the invention, it can be provided that the pressure device is designed as a locking device for temporarily fixing the battery on the motor vehicle.
  • a printing device has the advantage that contacting the first contact areas with the second contact areas is improved with simple means and in a cost-effective manner. This ensures that the common coil core is retained even in the event of strong shocks and vibrations, such as on rough terrain, and that the contact areas of the two coil cores do not separate from one another.
  • the first contact area and / or the second contact area has a protective layer for reducing corrosion.
  • the protective layer is preferably designed as a lacquer, in particular as an electrically conductive lacquer.
  • the protective layer is made of a metal or at least comprises a metal.
  • the protective layer preferably has a lower tendency to oxidize than iron.
  • the protective layer is further preferred designed not to influence or only slightly influence the magnetic flux in the common coil core.
  • a protective layer has the advantage that corrosion of the contact area is reduced.
  • the first coil core and / or the second coil core has an alignment device for mutually aligning the first coil core with the second coil core.
  • the alignment device is arranged, for example, on one side of the respective coil core and is designed to contact the respective other coil core when the coil cores are brought together to form the common coil core.
  • the alignment device is preferably designed as a contact surface, contact edge or the like.
  • the alignment device is preferably made of a non-magnetic material in order not to negatively influence the magnetic flux through the coil cores. As a result, alignment of the coil cores with respect to one another is improved with simple means and in a cost-effective manner.
  • the first coil core or second coil core preferably has a centering device and the respective other second coil core or first coil core has a counter-centering device, the centering device being designed to engage in the counter-centering device.
  • the centering device is designed, for example, as a centering pin and can, for example, have a cylindrical, conical or pyramidal shape.
  • the counter-centering device preferably has a shape that is complementary to this in terms of shape and size. Accordingly, the counter-centering device is preferably designed as a recess.
  • the centering device preferably has a bevel for better bringing together the centering device and counter-centering device.
  • the centering device and the counter-centering device are preferably each arranged, in particular centered, on a contact area of the respective coil core. This has the advantage that a merging of the first coil core with the second coil core is improved with simple means and in a cost-effective manner.
  • the object is achieved by a motor vehicle.
  • the motor vehicle has an electric motor for driving the motor vehicle, power electronics for operating the electric motor with electrical energy and an on-board power supply system for distributing the more electrical energy to consumers of the motor vehicle.
  • the motor vehicle has to supply the on-board power supply system electrical energy on a battery system according to the invention, wherein the second coil is electrically coupled to the electrical system of the motor vehicle.
  • the electrical coupling of the second coil to the vehicle electrical system is preferably implemented by means of a second converter.
  • the battery of the battery system is held on the motor vehicle in an exchangeable manner, in particular is releasably fixed to it.
  • the battery is preferably arranged on a lower region of the motor vehicle and can be removed from the motor vehicle from below by means of an automatic battery changing device and can be arranged on the latter from below.
  • the motor vehicle according to the invention has all the advantages that have already been described for a battery system for a motor vehicle according to the first aspect of the invention. Accordingly, the motor vehicle according to the invention has the advantage over conventional motor vehicles that an electrical coupling between the battery and the on-board power supply system of the motor vehicle can be established with simple means and in a cost-effective manner. The battery can be replaced by the motor vehicle without the electrical plug contacts being able to be damaged as a result.
  • the battery system of the motor vehicle according to the invention is thus designed to be significantly more robust and less subject to wear than known battery systems. Furthermore, the formation of the common coil core by mutual contact between the first contact area and the second contact area has the advantage that the inductive transmission between the first coil and the second coil, i.e. from the battery to the on-board power supply, takes place in accordance with a transformer and thus has fewer losses. The usability of the electrical energy stored in the battery is thus considerably improved.
  • Figure 1 in a plan view of a preferred first embodiment of a battery system according to the invention
  • FIG. 2 shows a section of the battery system according to the invention from FIG. 1
  • FIG. 3 shows a perspective view of part of a battery of a preferred second embodiment of a battery system according to the invention
  • FIG. 4 shows a section of a preferred third embodiment of the battery system according to the invention.
  • FIG. 5 shows a side view of a preferred embodiment of a motor vehicle according to the invention.
  • FIG. 1 a preferred first embodiment of a battery system 1 according to the invention for a motor vehicle 2 (cf. FIG. 5) is shown schematically in a top view.
  • the battery system 1 has a battery 3 with a plurality of battery cells 22 which are connected to one another.
  • a first converter 4 for converting the direct current of the battery 3 into an alternating current is arranged on one side of the battery 3.
  • a first coil 5 is connected to the AC-side outputs of the first converter 4, so that the first coil 5 can be subjected to the generated alternating current.
  • the first coil 5 is wound around a first coil core 8. At both end regions of the first coil core 8, two first contact regions 10 are formed on the same side of the first coil core 8, which in this illustration point out of the plane of the drawing.
  • the first coil core 8 is U-shaped, the two ends of the first coil core 8 each being delimited by a first contact area 10.
  • a protective layer 16 for protection against corrosion is arranged on each of the first contact areas 10.
  • the battery 3, the first coil 5, the first converter 4 and the first coil core 8 are surrounded by a battery housing 23, with two lateral partial areas of the first coil core 8 with the first contact areas 10 arranged thereon protruding from the battery housing 23.
  • a plurality of locking devices 14 for releasably fixing the battery 3 on the motor vehicle 2 are arranged on the battery housing 23.
  • the battery 3 thus forms a separate and exchangeable unit of the battery system 1. Instead of a complex and lengthy charging process, an empty battery 3 can easily be exchanged for a charged battery 3.
  • the battery system 1 In order to forward the electrical energy of the battery 3 to an on-board power supply system 6 (cf. FIG. 5) of the motor vehicle 2, the battery system 1 has a second coil 7 which is wound around a second coil core 9.
  • the second coil 7 is on an alternating current side of a second Converter 24 connected.
  • a direct current side of the second converter 24 is connected to an electrical plug 25 for connection to the on-board power supply system 6.
  • two second contact regions 11 are formed on the same side of the second coil core 9, which in this illustration point into the plane of the drawing.
  • the second coil core 9 is I-shaped.
  • a protective layer 16 for protection against corrosion is arranged on each of the second contact areas 11.
  • the second coil 7, the second coil core 9 and the second converter 24 are arranged within a coil housing 12, the coil housing 12 each having a recess 13 in the area of the second contact areas 11.
  • the second contact areas 11 are set back from an envelope surface of the coil housing 12 and, together with the coil housing 12, form a receiving shaft for receiving the lateral partial areas of the first coil core 8 with the first contact areas 10 arranged thereon for contacting the second contact areas 11.
  • the plug 25 is arranged on the coil housing 12.
  • fixing devices 26 are arranged laterally on the coil housing 12.
  • the fixing devices 26 are designed here, for example, as a fastening flange with a fastening leadthrough.
  • FIG. 2 shows a detail of the preferred first embodiment of the battery system 1 according to the invention, schematically in a sectional illustration.
  • the first coil core 8 and the second coil core 9 are brought together in such a way that the first contact area 10 makes full contact with the second contact area 11.
  • a common coil core is thus formed.
  • a partial area of the first coil core 8 protrudes from the battery housing 23 and into the recess 13 of the coil housing 12.
  • a part of a battery 3 of the preferred second embodiment of the battery system 1 according to the invention is shown schematically in a perspective view.
  • the U-shape of the first coil core 8 with the two first contact areas 10 and the first coil 5 wound around them can be clearly seen.
  • the first contact areas 10 form a common surface with the battery housing 23 or protrude only slightly from the battery housing 23.
  • the first coil core 8 is held on the battery housing 23 so that it can be moved upward slightly in relation to the battery housing 23 in this illustration.
  • a pressure device 15 for generating a pressure force against the first coil core 8 for pressing the first coil core 8 upwards is arranged below the first coil core 8. This is intended to be a reliable Contact between the first contact area 10 and the second contact area 11 can be ensured.
  • the first coil core 8 has an alignment device 17 at both ends for aligning the first coil core 8 with the second coil core 9. Furthermore, the first coil core 8 has a centering device 18 on each of the two first contact areas 10, which is, for example, cylindrical.
  • the second coil core 9 has corresponding counter-centering devices 19 on the two second contact areas 11, which in this example are designed as cylindrical recesses. The first coil core 8 can thus be plugged into the second coil core 9.
  • a preferred embodiment of a motor vehicle 2 according to the invention is shown schematically in a side view.
  • the motor vehicle 2 has an electric motor 20, power electronics 21, an on-board power supply system 6 and a battery system 1 according to the invention, a second coil of the battery system 1 being mounted on the motor vehicle 2 with a second coil core 9 of the battery system 1 and a battery 3 of the battery system 1 being interchangeable is held on the motor vehicle 2.
  • a first coil 5 with a first coil core 8 is arranged on the motor vehicle 2 in such a way that the first coil core 8 and the second coil core 9 form a common closed coil core.
  • a pressure device 15 of the battery 3 presses the first coil core 8 against the second coil core 9.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriesystem (1) für ein Kraftfahrzeug (2), aufweisend eine Batterie (3) zum Bereitstellen elektrischer Energie für das Kraftfahrzeug (2) mit einem ersten Umrichter (4) zum Umwandeln eines Gleichstroms der Batterie (3) in einen Wechselstrom sowie einer ersten Spule (5) zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfelds zur Übertragung von Energie an das Kraftfahrzeug (2) und eine am Kraftfahrzeug (2) anordenbare sowie mit einem Bordstromnetz (6) des Kraftfahrzeugs (2) elektrisch koppelbare zweite Spule (7) zur Aufnahme von Energie von der ersten Spule (5). Die erste Spule (5) ist um einen ersten Spulenkern (8) und die zweite Spule (7) um einen zweiten Spulenkern (9) gewickelt, wobei der erste Spulenkern (8) einen ersten Kontaktbereich (10) zum mechanischen Koppeln mit einem zweiten Kontaktbereich (11) des zweiten Spulenkerns (9) zum Herstellen eines gemeinsamen Spulenkerns aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (2).

Description

Beschreibung
Batteriesystem für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit austauschbarer Batterie
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batteriesystem für ein Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen Batteriesystem.
Batteriebetriebene Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Elektrofahrzeuge sowie einige Hybridfahrzeuge, weisen einen Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, eine Leistungselektronik zum Beaufschlagen des Elektromotors mit elektrischer Energie zum Steuern des Elektromotors, eine Batterie zum Bereitstellen der elektrischen Energie zum Betreiben des Elektromotors und ein Bordstromnetz zum Verteilen der elektrischen Energie an die Verbraucher des Kraftfahrzeugs auf. Um hierfür ausreichend Leistung bereitzustellen ist die Batterie zumeist als Hochvoltbatterie, in Abhängigkeit der Fahrzeugklasse sowie des Fahrzeugtyps mit einer Spannung von zwischen 250V und 800V, ausgebildet.
Batteriebetriebene Kraftfahrzeuge haben den Vorteil, dass im Betrieb keine verbrennungsmotorischen Abgase entstehen und somit einen besonders geringen Einfluss auf die Luftqualität der Umgebung des Kraftfahrzeugs ausüben. Zudem weisen Elektromotoren auch bei niedrigen Drehzahlen ein hohes Drehmoment auf und zeichnen sich durch geringe Geräuschemissionen aus.
Ein Schwachpunkt batteriebetriebener Kraftfahrzeuge ist die Batterie. Herkömmliche Batterien batteriebetriebener Kraftfahrzeuge sind verhältnismäßig groß und erhöhen das Gesamtgewicht des Kraftfahrzeugs erheblich. Daher ist die Reichweite von batteriebetriebenen Kraftfahrzeugen oftmals wesentlich geringer als von vergleichbaren verbrennungsmotorisch angetriebenen Kraftfahrzeugen. Überdies stellen herkömmliche Batterien mit steigender Energiedichte der Batteriezellen ein nicht unerhebliches Unfallrisiko, insbesondere bei einem Fahrzeugcrash, dar. Schließlich haben Batterien den Nachteil, dass ein Ladevorgang der Batterie, selbst mit einem Schnellladegerät, wesentlich länger als ein Tankvorgang bei einem Kraftfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor dauert. Dies ist insbesondere bei Fernreisen problematisch, da der Fahrer hierdurch längere Zwangspausen einlegen muss. Eine Möglichkeit zum Reduzieren solcher Zwangspausen liegt in der Bereitstellung austauschbarer Batterien. Da die Batterien oftmals mehrere hundert Kilogramm wiegen, erfolgt das Tauschen der Batterien zumeist automatisch mit hierfür ausgebildeten Batteriewechselvorrichtungen. Aus der EP 2454 120 B1 ist ein Batteriesystem mit einer austauschbaren Batterie für ein Kraftfahrzeug bekannt. Die Batterie weist ein Batteriegehäuse auf, welches über Kupplungselemente mit dem Kraftfahrzeug mechanisch verbindbar ist. An dem Batteriegehäuse ist eine Spule zur induktiven Energieübertragung an eine kraftfahrzeugseitige Spule angeordnet. Ein derartiges Batteriesystem hat den Nachteil, dass die induktive Energieübertragung verhältnismäßig hohe Verluste aufweist. Überdies ist eine relative Lage der beiden Spulen zueinander nur schwer kontrollierbar.
Gemäß alternativer Ausführungsformen weisen das Kraftfahrzeug und die Batterie miteinander verbindbare elektrische Steckkontakte auf, wie beispielsweise Hochvoltstecker bzw. Hochvoltbuchsen, welche beim Anordnen der Batterie am Kraftfahrzeug zur elektrischen Kopplung miteinander in Eingriff bringbar sind. Derartige Steckkontakte haben den Nachteil, dass diese beim Heranführen der Batterie an das Kraftfahrzeug leicht gegeneinander verkanten und somit die elektrischen Kontakte beschädigen können. Dies hat zur Folge, dass die Steckkontakte oftmals bereits nach nur wenigen Kopplungszyklen keine zuverlässige elektrische Kopplung mehr bereitstellen können und ausgetauscht werden müssen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Batteriesystem für ein Kraftfahrzeug zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Batteriesystem für ein Kraftfahrzeug und ein Kraftfahrzeug mit einem gattungsgemäßen Batteriesystem zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise hohe Verluste bei der induktiven Energieübertragung vermeiden und eine sichere sowie zuverlässige elektrische und/oder mechanische Kopplung von Batterie und Leistungselektronik des Kraftfahrzeugs gewährleisten.
Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Batteriesystem für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Batteriesystem beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Batteriesystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Batteriesystem weist eine Batterie zum Bereitstellen elektrischer Energie für das Kraftfahrzeug mit einem ersten Umrichter zum Umwandeln eines Gleichstroms der Batterie in einen Wechselstrom sowie einer ersten Spule zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfelds zur Übertragung von Energie an das Kraftfahrzeug und eine am Kraftfahrzeug anordenbare sowie mit einem Bordstromnetz des Kraftfahrzeugs elektrisch koppelbare zweite Spule zur Aufnahme von Energie von der ersten Spule auf.
Erfindungsgemäß ist die erste Spule um einen ersten Spulenkern und die zweite Spule um einen zweiten Spulenkern gewickelt, wobei der erste Spulenkern einen ersten Kontaktbereich zum mechanischen Koppeln mit einem zweiten Kontaktbereich des zweiten Spulenkerns zum Herstellen eines gemeinsamen Spulenkerns aufweist.
Die Batterie ist vorzugsweise als Hochvoltbatterie ausgebildet. Unter einer Hochvoltbatterie wird im Rahmen der Erfindung eine Batterie mit einer Batteriespannung zwischen 250 V und 1500 V, insbesondere von etwa 400 V, verstanden. Eine maximale Batteriestromstärke der Batterie beträgt vorzugsweise zwischen 200 A und 1000 A, insbesondere etwa 600 A. Die Technologie der Batterie kann beispielsweise auf der Li-Ion-Technologie oder einer vergleichbaren Batterietechnologie wiederaufladbarer Batterien mit verhältnismäßig hoher Leistungsdichte basieren. Die Batterie weist vorzugsweise ein Batteriegehäuse auf, welches eine oder mehrere Batteriezellen der Batterie sowie die erste Spule und den ersten Umrichter umgibt und vor Umwelteinflüssen schützt. Das Batteriegehäuse weist vorzugsweise mindestens eine Öffnung zum Freilegen des ersten Kontaktbereichs oder eine Durchführung zum Hinausführen des ersten Kontaktbereichs des ersten Spulenkerns auf. Vorzugsweise weist das Batteriegehäuse zwei voneinander getrennte Öffnungen zum Freilegen jeweils eines ersten Kontaktbereichs oder zwei voneinander getrennte Durchführungen zum Hinausführen jeweils eines ersten Kontaktbereichs des ersten Spulenkerns auf. Alternativ weist das Batteriegehäuse eine Durchführung und eine Öffnung auf.
Der erste Umrichter ist zum Umwandeln des Gleichstroms der Batterie in den Wechselstrom ausgebildet. Mit einem Wechselstrom ist eine induktive Energieübertragung von der ersten Spule auf die zweite Spule möglich. Gleichstromeingänge des ersten Umrichters sind mit Gleichstrompolen der Batterie elektrisch gekoppelt. Wechselstromausgänge des ersten Umrichters sind mit Spulenenden der ersten Spule elektrisch gekoppelt. Der erste Umrichter ist vorzugsweise innerhalb des Batteriegehäuses angeordnet. Weiter bevorzugt ist der erste Umrichter ausgebildet, im Rahmen eines Ladevorgangs der Batterie einen Wechselstrom in einen Gleichstrom umzuwandeln.
Vorzugsweise weist das Batteriesystem einen zweiten Umrichter auf, der im Bereich der zweiten Spule angeordnet ist. Wechselstromeingänge des zweiten Umrichters sind mit den Spulenenden der zweiten Spule elektrisch gekoppelt. Gleichstromausgänge des zweiten Umrichters sind mit Gleichstromkontakten des Bordstromnetzes des Kraftfahrzeugs elektrisch koppelbar. Die zweite Spule und der zweite Umrichter sind vorzugsweise von einem Spulengehäuse umgeben, wobei das Spulengehäuse vorzugsweise Öffnungen für die zweiten Kontaktbereiche sowie Durchführungen für die Gleichstromausgänge aufweist. Die Gleichstromausgänge sind vorzugsweise als Stecker oder Buchse zum elektrischen sowie mechanischen Koppeln mit einer Buchse bzw. einem Stecker des Bordstromnetzes des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Das Spulengehäuse weist vorzugsweise Befestigungsabschnitte zum Befestigen des Spulengehäuses am Kraftfahrzeug auf. Auf diese Weise ist das Spulengehäuse am Kraftfahrzeug montierbar und kann somit bei einem Batte riewech sei am Kraftfahrzeug verbleiben. Weiter bevorzugt ist der zweite Umrichter ausgebildet, im Rahmen eines Ladevorgangs der Batterie einen Gleichstrom in einen Wechselstrom umzuwandeln.
Die erste Spule ist als erste Spulenwicklung aus Spulendraht, insbesondere aus lackiertem Kupferdraht, ausgebildet und ist mit einer ersten Windungszahl um den ersten Spulenkern gewickelt, sodass der erste Spulenkern vorzugsweise koaxial zur ersten Spulenwicklung angeordnet ist. Der erste Spulenkern weist vorzugsweise ein ferromagnetisches Material, wie beispielsweise Eisen, auf oder ist aus diesem gebildet. Vorzugsweise weist der erste Spulenkern einen rechteckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt auf. Vorzugsweise weist der erste Kontaktbereich einen rechteckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt auf.
Die zweite Spule ist als zweite Spulenwicklung aus Spulendraht, insbesondere aus lackiertem Kupferdraht, ausgebildet und ist mit einer zweiten Windungszahl um den zweiten Spulenkern gewickelt, sodass der zweite Spulenkern vorzugsweise koaxial zur zweiten Spulenwicklung angeordnet ist. Die zweite Windungszahl entspricht vorzugsweise der ersten Windungszahl. Der zweite Spulenkern weist vorzugsweise ein ferromagnetisches Material, wie beispielsweise Eisen, auf oder ist aus diesem gebildet. Vorzugsweise weist der zweite Spulenkern einen rechteckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt auf. Vorzugsweise weist der zweite Kontaktbereich einen rechteckigen, insbesondere quadratischen, Querschnitt auf. Weiter bevorzugt weist der zweite Spulenkern, insbesondere im zweiten Kontaktbereich, einen Querschnitt auf, welcher in Form und Größe einem Querschnitt des ersten Spulenkerns, insbesondere im ersten Kontaktbereich, entspricht.
Unter einem Kontaktbereich wird im Rahmen der Erfindung insbesondere eine Kontaktfläche verstanden. Durch das Kontaktieren des ersten Kontaktbereichs mit dem zweiten Kontaktbereich ist eine flächige Kontaktierung zwischen dem ersten Spulenkern und dem zweiten Spulenkern herstellbar. Die Kontaktfläche ist vorzugsweise plattenförmig oder im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet.
Das erfindungsgemäße Batteriesystem ist derart ausgebildet, dass durch Zusammenführen des ersten Spulenkerns mit dem zweiten Spulenkern der erste Kontaktbereich mit dem zweiten Kontaktbereich in Kontakt bringbar ist. Eine gemeinsame Kontaktfläche des ersten Kontaktbereichs mit dem zweiten Kontaktbereich entspricht vorzugsweise der ersten Kontaktfläche und der zweiten Kontaktfläche in Form und Größe. Auf diese Weise bilden der erste Spulenkern und der zweite Spulenkern einen gemeinsamen, vorzugsweise luftspaltfreien, Spulenkern.
Vorzugsweise weist das Batteriesystem noch eine dritte Spule auf, welche zum induktiven Laden der Batterie ausgebildet ist. Die dritte Spule ist vorzugsweise innerhalb des Batteriegehäuses angeordnet und somit vor Umwelteinflüssen geschützt. Weiter bevorzugt ist an der dritten Spule ein dritter Umrichter angeordnet. Vorzugsweise sind die erste Spule und die dritte Spule an unterschiedlichen, insbesondere entgegengesetzten, Seiten der Batterie angeordnet.
Ein erfindungsgemäßes Batteriesystem hat gegenüber herkömmlichen Batteriesystemen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine elektrische Kopplung zwischen der Batterie und dem Bordstromnetz des Kraftfahrzeugs herstellbar ist. Die Batterie ist vom Kraftfahrzeug austauschbar, ohne dass hierdurch elektrische Steckkontakte beschädigt werden können. Somit ist das erfindungsgemäße Batteriesystem deutlich robuster und verschleißärmer als bekannte Batteriesysteme ausgebildet. Ferner hat die Bildung des gemeinsamen Spulenkerns durch gegenseitiges Kontaktieren des ersten Kontaktbereichs mit dem zweiten Kontaktbereich den Vorteil, dass die induktive Übertragung zwischen ersten Spule und der zweiten Spule, also von der Batterie zum Bordstromnetz, gemäß einem Transformator erfolgt und somit weniger Verluste aufweist. Die Nutzbarkeit der in der Batterie gespeicherten elektrischen Energie ist somit erheblich verbessert. Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Batteriesystem vorgesehen sein, dass der erste Spulenkern zwei erste Kontaktbereiche und der zweite Spulenkern zwei zweite Kontaktbereiche aufweist, wobei der erste Spulenkern und der zweite Spulenkern ausgebildet sind, durch Kontaktieren der ersten Kontaktbereiche mit jeweils einem zweiten Kontaktbereich einen geschlossenen gemeinsamen Spulenkern zu bilden. Hierbei ist es bevorzugt, dass der erste Spulenkern und der zweite Spulenkern ausgebildet sind, einen geschlossenen gemeinsamen Spulenkern mit einem rechteckigen, insbesondere quadratischen, Umriss zu bilden. Ein geschlossener gemeinsamer Spulenkern hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die induktive Energieübertragung zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule, also von der Batterie an das Bordstromnetz, weiter verbessert ist.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der erste Spulenkern U-förmig mit zwei ersten Kontaktbereichen ausgebildet ist, wobei der zweite Spulenkern U-förmig oder I-förmig bzw. stabförmig mit zwei zweiten Kontaktbereichen ausgebildet ist. Die ersten Kontaktbereiche sind vorzugsweise parallel zueinander und/oder auf einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Bei einer U-förmigen Ausbildung weist der erste Spulenkern zwei parallele bzw. im Wesentlichen parallele Schenkel auf, welche über einen Verbindungsbereich miteinander verbunden sind. Die ersten Kontaktbereiche sind vorzugsweise an Endflächen der Schenkel, welche vom Verbindungsbereich weggerichtet sind, angeordnet. Bei einem I-förmigen zweiten Spulenkern sind die zweiten Kontaktbereiche vorzugsweise auf derselben Seite des zweiten Spulenkerns angeordnet. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der erste Spulenkern I-förmig und der zweite Spulenkern u-förmig ausgebildet ist. Ebenso ist eine L-förmige Ausbildung des ersten Spulenkerns und des zweiten Spulenkerns im Rahmen der Erfindung möglich. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise der gemeinsame Spulenkern bildbar ist.
Weiter bevorzugt ist der zweite Spulenkern in einem Spulengehäuse angeordnet, wobei das Spulengehäuse im Bereich der zweiten Kontaktbereiche Ausnehmungen zur Aufnahme jeweils eines ersten Kontaktbereichs des ersten Spulenkerns aufweist. Dies bedeutet, dass ein Teilbereich des ersten Spulenkerns zum Koppeln mit dem zweiten Spulenkern in das Spulengehäuse eingreift. Hierbei kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der erste Kontaktbereich mindestens eine Fase aufweist, die ein solches Einfügen erleichtert. Der zweite Kontaktbereich weist vorzugsweise eine entsprechende Gegenkontur auf, sodass ein gleichmäßig geschlossener gemeinsamer Spulenkern bildbar ist. Ein Innenquerschnitt der Ausnehmungen entspricht vorzugsweise im Wesentlichen einem Außenquerschnitt des Spulengehäuses, sodass die Ausnehmung als Führung für den ersten Spulenkern ausgebildet ist. Es ist weiter bevorzugt, dass an dem Spulengehäuse eine Fixiervorrichtung zum Fixieren des Spulengehäuses am Kraftfahrzeug angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass ein Ausrichten der Batterie zum Kraftfahrzeug zum Koppeln der Batterie am Kraftfahrzeug mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise verbessert ist.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Batteriesystem eine Verriegelungsvorrichtung zum temporären Fixieren der Batterie am Kraftfahrzeug auf. Die Verriegelungsvorrichtung ist vorzugsweise am Batteriegehäuse angeordnet und mit einer Gegenhaltevorrichtung des Kraftfahrzeugs zum Verriegeln in Eingriff bringbar. Die Verriegelungsvorrichtung weist vorzugsweise eine Schraubvorrichtung, eine Klemmvorrichtung oder dergleichen auf. Dies hat den Vorteil, dass eine relative Lage der Batterie zum Kraftfahrzeug mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise festlegbar ist.
Vorzugsweise weist das Batteriesystem eine Druckvorrichtung zum Drücken des ersten Kontaktbereichs an den zweiten Kontaktbereich und/oder zum Drücken des zweiten Kontaktbereichs an den ersten Kontaktbereich auf. Die Druckvorrichtung weist beispielsweise eine Druckfeder auf. Vorzugsweise ist die Druckvorrichtung ausgebildet, gegen den ersten Spulenkern und/oder gegen den zweiten Spulenkern derart zu drücken, dass der erste Spulenkern und der zweite Spulenkern aufeinandergedrückt werden, wenn die Batterie am Kraftfahrzeug angeordnet ist. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Druckvorrichtung als Verriegelungsvorrichtung zum temporären Fixieren der Batterie am Kraftfahrzeug ausgebildet ist. Eine Druckvorrichtung hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine Kontaktierung ersten Kontaktbereiche mit den zweiten Kontaktbereichen verbessert ist. Somit ist sichergestellt, dass der gemeinsame Spulenkern auch bei starken Erschütterungen sowie Vibrationen, wie beispielsweise auf unwegsamem Gelände, erhalten bleibt und sich die Kontaktbereiche der beiden Spulenkerne nicht voneinander lösen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der erste Kontaktbereich und/oder der zweite Kontaktbereich eine Schutzschicht zur Reduzierung von Korrosion auf. Die Schutzschicht ist vorzugsweise als Lack, insbesondere als elektrisch leitender Lack, ausgebildet. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die Schutzschicht aus einem Metall hergestellt ist oder zumindest ein Metall aufweist. Vorzugsweise weist die Schutzschicht eine geringere Oxidationsneigung als Eisen auf. Weiter bevorzugt ist die Schutzschicht ausgebildet, den magnetischen Fluss im gemeinsamen Spulenkern nicht oder nur geringfügig zu beeinflussen. Eine Schutzschicht hat den Vorteil, dass eine Korrosion des Kontaktbereichs reduziert ist. Somit ist mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Verschleiß des Batteriesystems reduziert und somit eine besonders zuverlässige induktive Energieübertragung gewährleistet.
Besonders bevorzugt weist der erste Spulenkern und/oder der zweite Spulenkern eine Ausrichtvorrichtung zum gegenseitigen Ausrichten des ersten Spulenkerns zum zweiten Spulenkern auf. Die Ausrichtvorrichtung ist beispielsweise an einer Seite des jeweiligen Spulenkerns angeordnet und zum Kontaktieren des jeweils anderen Spulenkerns beim Zusammenführen der Spulenkerne zu dem gemeinsamen Spulenkern ausgebildet. Die Ausrichtvorrichtung ist vorzugsweise als Anlagefläche, Anlagekante oder dergleichen ausgebildet. Vorzugsweise ist die Ausrichtvorrichtung aus einem nicht-magnetischen Werkstoff ausgebildet, um den magnetischen Fluss durch die Spulenkerne nicht negativ zu beeinflussen. Hierdurch ist mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Ausrichten der Spulenkerne zueinander verbessert.
Vorzugsweise weist der erste Spulenkern oder zweite Spulenkern eine Zentriervorrichtung und der jeweils andere zweite Spulenkern oder erste Spulenkern eine Gegenzentriervorrichtung auf, wobei die Zentriervorrichtung zum Eingreifen in die Gegenzentriervorrichtung ausgebildet ist. Die Zentriervorrichtung ist beispielsweise als Zentrierzapfen ausgebildet und kann beispielsweise eine zylinderförmige, kegelförmige oder pyramidenförmige Form aufweisen. Die Gegenzentriervorrichtung weist vorzugsweise eine hierzu in Form und Größe komplementäre Gestalt auf. Demnach ist die Gegenzentriervorrichtung vorzugsweise als Ausnehmung ausgebildet. Vorzugsweise weist die Zentriervorrichtung eine Fase zum besseren Zusammenführen von Zentriervorrichtung und Gegenzentriervorrichtung auf. Die Zentriervorrichtung und die Gegenzentriervorrichtung sind vorzugsweise jeweils an einem Kontaktbereich des jeweiligen Spulenkerns, insbesondere zentriert, angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise ein Zusammenführen des ersten Spulenkerns mit dem zweiten Spulenkern verbessert ist.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Kraftfahrzeug weist einen Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, eine Leistungselektronik zum Betreiben des Elektromotors mit elektrischer Energie und ein Bordstromnetz zum Verteilen der elektrischeren Energie an Verbraucher des Kraftfahrzeugs auf. Erfindungsgemäß weist das Kraftfahrzeug zum Versorgen des Bordstromnetzes mit elektrischer Energie ein erfindungsgemäßes Batteriesystem auf, wobei die zweite Spule mit dem Bordstromnetz des Kraftfahrzeugs elektrisch gekoppelt ist.
Die elektrische Kopplung der zweiten Spule mit dem Bordstromnetz ist vorzugsweise mittels eines zweiten Umrichters realisiert. Die Batterie des Batteriesystems ist austauschbar am Kraftfahrzeug gehalten, insbesondere lösbar an diesem fixiert. Vorzugsweise ist die Batterie an einem unteren Bereich des Kraftfahrzeugs angeordnet und mittels einer automatischen Batteriewechselvorrichtung von unten dem Kraftfahrzeug entnehmbar sowie von unten an diesem anordenbar.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Batteriesystem für ein Kraftfahrzeug gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise eine elektrische Kopplung zwischen der Batterie und dem Bordstromnetz des Kraftfahrzeugs herstellbar ist. Die Batterie ist vom Kraftfahrzeug austauschbar, ohne dass hierdurch elektrische Steckkontakte beschädigt werden können.
Somit ist das Batteriesystem des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs deutlich robuster und verschleißärmer als bekannte Batteriesysteme ausgebildet. Ferner hat die Bildung des gemeinsamen Spulenkerns durch gegenseitiges Kontaktieren des ersten Kontaktbereichs mit dem zweiten Kontaktbereich den Vorteil, dass die induktive Übertragung zwischen ersten Spule und der zweiten Spule, also von der Batterie zum Bordstromnetz, gemäß einem Transformator erfolgt und somit weniger Verluste aufweist. Die Nutzbarkeit der in der Batterie gespeicherten elektrischen Energie ist somit erheblich verbessert.
Ein erfindungsgemäßes Batteriesystem für ein Kraftfahrzeug sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Figur 1 in einer Draufsicht eine bevorzugte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems,
Figur 2 in einer Schnittdarstellung einen Ausschnitt des erfindungsgemäßen Batteriesystems aus Figur 1, Figur 3 in einer perspektivischen Ansicht einen Teil einer Batterie einer bevorzugten zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems,
Figur 4 in einer Schnittdarstellung einen Ausschnitt einer bevorzugten dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems, und
Figur 5 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren 1 bis 5 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist eine bevorzugte erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Batteriesystems 1 für ein Kraftfahrzeug 2 (vgl. Fig. 5) schematisch in einer Draufsicht abgebildet. Das Batteriesystem 1 weist eine Batterie 3 mit mehreren Batteriezellen 22 auf, die miteinander verschaltet sind. An einer Seite der Batterie 3 ist ein erster Umrichter 4 zum Umwandeln des Gleichstroms der Batterie 3 in einen Wechselstrom angeordnet. An die wechselstromseitigen Ausgänge des ersten Umrichters 4 ist eine erste Spule 5 angeschlossen, sodass die erste Spule 5 mit dem erzeugten Wechselstrom beaufschlagbar ist. Die erste Spule 5 ist um einen ersten Spulenkern 8 gewickelt. An beiden Endbereichen des ersten Spulenkerns 8 sind zwei erste Kontaktbereiche 10 auf derselben Seite des ersten Spulenkerns 8 ausgebildet, welche in dieser Darstellung aus der Zeichenebene heraus zeigen. Der erste Spulenkern 8 ist U-förmig ausgebildet, wobei die beiden Enden des ersten Spulenkerns 8 jeweils durch einen ersten Kontaktbereich 10 begrenzt sind. Auf den ersten Kontaktbereichen 10 ist jeweils eine Schutzschicht 16 zum Schutz vor Korrosion angeordnet. Die Batterie 3, die erste Spule 5, der erste Umrichter 4 und der erste Spulenkern 8 sind von einem Batteriegehäuse 23 umgeben, wobei zwei seitliche Teilbereiche des ersten Spulenkerns 8 mit den daran angeordneten ersten Kontaktbereichen 10 aus dem Batteriegehäuse 23 herausragen. An dem Batteriegehäuse 23 sind mehrere Verriegelungsvorrichtungen 14 zum lösbaren fixieren der Batterie 3 an dem Kraftfahrzeug 2 angeordnet. Somit bildet die Batterie 3 eine separate sowie austauschbare Einheit des Batteriesystems 1. Anstatt eines aufwendigen und langwierigen Ladevorgangs ist eine leere Batterie 3 leicht durch eine aufgeladene Batterie 3 austauschbar.
Zum Weiterleiten der elektrischen Energie der Batterie 3 an ein Bordstromnetz 6 (vgl. Fig. 5) des Kraftfahrzeugs 2, weist das Batteriesystem 1 eine zweite Spule 7 auf, die um einen zweiten Spulenkern 9 gewickelt ist. Die zweite Spule 7 ist an eine Wechselstromseite eines zweiten Umrichters 24 angeschlossen. Eine Gleichstromseite des zweiten Umrichters 24 ist zum Anschließen an das Bordstromnetz 6 an einen elektrischen Stecker 25 angeschlossen. An beiden Endbereichen des zweiten Spulenkerns 9 sind zwei zweite Kontaktbereiche 11 auf derselben Seite des zweiten Spulenkerns 9 ausgebildet, welche in dieser Darstellung in die Zeichenebene hinein zeigen. Der zweite Spulenkern 9 ist I-förmig ausgebildet. Auf den zweiten Kontaktbereichen 11 ist jeweils eine Schutzschicht 16 zum Schutz vor Korrosion angeordnet.
Die zweite Spule 7, der zweite Spulenkern 9 und der zweite Umrichter 24 sind innerhalb eines Spulengehäuses 12 angeordnet, wobei das Spulengehäuse 12 im Bereich der zweiten Kontaktbereiche 11 jeweils eine Ausnehmung 13 aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel sind die zweiten Kontaktbereiche 11 von einer Hüllfläche des Spulengehäuses 12 zurückgesetzt und bilden zusammen mit dem Spulengehäuse 12 einen Aufnahmeschacht zur Aufnahme der seitlichen Teilbereiche des ersten Spulenkerns 8 mit den daran angeordneten ersten Kontaktbereichen 10 zum Kontaktieren der zweiten Kontaktbereiche 11. Der Stecker 25 ist an dem Spulengehäuse 12 angeordnet. Zum Fixieren des Spulengehäuses 12 am Kraftfahrzeug 2 sind seitlich am Spulengehäuse 12 Fixiervorrichtungen 26 angeordnet. Die Fixiervorrichtungen 26 sind hier beispielhaft als Befestigungsflansch mit einer Befestigungsdurchführung ausgebildet.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt der bevorzugten ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems 1 schematisch in einer Schnittdarstellung. In dieser Darstellung sind der erste Spulenkern 8 und der zweite Spulenkern 9 derart zusammengeführt, dass der erste Kontaktbereich 10 den zweiten Kontaktbereich 11 vollständig kontaktiert. Somit ist ein gemeinsamer Spulenkern gebildet. Hierbei ragt ein Teilbereich des ersten Spulenkerns 8 aus dem Batteriegehäuse 23 heraus und in die Ausnehmung 13 des Spulengehäuses 12 hinein.
In Fig. 3 ist ein Teil einer Batterie 3 der bevorzugten zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems 1 schematisch in einer perspektivischen Ansicht abgebildet. In dieser Darstellung ist die U-Form des ersten Spulenkerns 8 mit den beiden ersten Kontaktbereichen 10 und der darum gewickelten ersten Spule 5 gut erkennbar. Die ersten Kontaktbereiche 10 bilden in dieser zweiten Ausführungsform mit dem Batteriegehäuse 23 eine gemeinsame Fläche oder stehen nur geringfügig aus dem Batteriegehäuse 23 hervor. Der erste Spulenkern 8 ist geringfügig gegenüber dem Batteriegehäuse 23 in dieser Darstellung nach oben bewegbar am Batteriegehäuse 23 gehalten. Unterhalb des ersten Spulenkerns 8 ist eine Druckvorrichtung 15 zum Erzeugen einer Druckkraft gegen den ersten Spulenkern 8 zum Drücken des ersten Spulenkerns 8 nach oben angeordnet. Hierdurch soll ein zuverlässiger Kontakt zwischen dem ersten Kontaktbereich 10 und dem zweiten Kontaktbereich 11 sichergestellt werden.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt einer bevorzugten dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Batteriesystems 1 schematisch in einer Schnittdarstellung. In dieser bevorzugten dritten Ausführungsform weist der erste Spulenkern 8 seitlich an beiden Enden jeweils eine Ausrichtvorrichtung 17 zum Ausrichten des ersten Spulenkerns 8 zum zweiten Spulenkern 9 auf. Ferner weist der erste Spulenkern 8 an beiden ersten Kontaktbereichen 10 jeweils eine Zentriervorrichtung 18 auf, welche exemplarisch zylinderförmig ausgebildet ist. Der zweite Spulenkern 9 weist an beiden zweiten Kontaktbereichen 11 entsprechende Gegenzentriervorrichtungen 19 auf, welche in diesem Beispiel als zylinderförmige Ausnehmungen ausgebildet sind. Somit ist der erste Spulenkern 8 in den zweiten Spulenkern 9 steckbar.
In Fig. 5 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2 schematisch in einer Seitenansicht dargestellt. Das Kraftfahrzeug 2 weist einen Elektromotor 20, eine Leistungselektronik 21, ein Bordstromnetz 6 auf und ein erfindungsgemäßes Batteriesystem 1 auf, wobei eine zweite Spule des Batteriesystems 1 mit einem zweiten Spulenkern 9 des Batteriesystems 1 am Kraftfahrzeug 2 montiert und eine Batterie 3 des Batteriesystem 1 austauschbar am Kraftfahrzeug 2 gehalten ist. Eine erste Spule 5 mit einem ersten Spulenkern 8 ist dabei derart am Kraftfahrzeug 2 angeordnet, dass der erste Spulenkern 8 und der zweite Spulenkern 9 einen gemeinsamen geschlossenen Spulenkern bilden. Eine Druckvorrichtung 15 der Batterie 3 drückt hierbei den ersten Spulenkern 8 gegen den zweiten Spulenkern 9.
Bezugszeichenliste Batteriesystem Kraftfahrzeug Batterie erster Umrichter erste Spule Bordstromnetz zweite Spule erster Spulenkern zweiter Spulenkern erster Kontaktbereich zweiter Kontaktbereich Spulengehäuse Ausnehmung Verriegelungsvorrichtung Druckvorrichtung Schutzschicht Ausrichtvorrichtung Zentriervorrichtung Gegenzentriervorrichtung Elektromotor Leistungselektronik Batteriezelle Batteriegehäuse zweite Umrichter Stecker Fixiervorrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Batteriesystem (1) für ein Kraftfahrzeug (2), aufweisend eine Batterie (3) zum Bereitstellen elektrischer Energie für das Kraftfahrzeug (2) mit einem ersten Umrichter (4) zum Umwandeln eines Gleichstroms der Batterie (3) in einen Wechselstrom sowie einer ersten Spule (5) zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfelds zur Übertragung von Energie an das Kraftfahrzeug (2) und eine am Kraftfahrzeug (2) anordenbare sowie mit einem Bordstromnetz (6) des Kraftfahrzeugs (2) elektrisch koppelbare zweite Spule
(7) zur Aufnahme von Energie von der ersten Spule (5), dadurch gekennzeichnet, dass die erste Spule (5) um einen ersten Spulenkern (8) und die zweite Spule (7) um einen zweiten Spulenkern (9) gewickelt ist, wobei der erste Spulenkern (8) einen ersten Kontaktbereich (10) zum mechanischen Koppeln mit einem zweiten Kontaktbereich (11) des zweiten Spulenkerns (9) zum Herstellen eines gemeinsamen Spulenkerns aufweist.
2. Batteriesystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spulenkern (8) zwei erste Kontaktbereiche (10) und der zweite Spulenkern (9) zwei zweite Kontaktbereiche (11) aufweist, wobei der erste Spulenkern
(8) und der zweite Spulenkern (9) ausgebildet sind, durch Kontaktieren der ersten Kontaktbereiche mit jeweils einem zweiten Kontaktbereich einen geschlossenen gemeinsamen Spulenkern zu bilden.
3. Batteriesystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spulenkern (8) U-förmig mit zwei ersten Kontaktbereichen (10) ausgebildet ist, wobei der zweite Spulenkern (9) U-förmig oder I-förmig mit zwei zweiten Kontaktbereichen (11) ausgebildet ist.
4. Batteriesystem (1) nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Spulenkern (9) in einem Spulengehäuse (12) angeordnet ist, wobei das Spulengehäuse (12) im Bereich der zweiten Kontaktbereiche (11) Ausnehmungen (13) zur Aufnahme jeweils eines ersten Kontaktbereichs (10) des ersten Spulenkerns (8) aufweist.
5. Batteriesystem (1) nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriesystem (1) eine Verriegelungsvorrichtung (14) zum temporären Fixieren der Batterie (3) am Kraftfahrzeug (2) aufweist.
6. Batteriesystem (1) nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriesystem (1) eine Druckvorrichtung (15) zum Drücken des ersten Kontaktbereichs (10) an den zweiten Kontaktbereich (11) und/oder zum Drücken des zweiten Kontaktbereichs (11) an den ersten Kontaktbereich (10) aufweist.
7. Batteriesystem (1) nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Kontaktbereich (10) und/oder der zweite Kontaktbereich (11) eine Schutzschicht (16) zur Reduzierung von Korrosion aufweist.
8. Batteriesystem (1) nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spulenkern (8) und/oder der zweite Spulenkern (9) eine Ausrichtvorrichtung (17) zum gegenseitigen Ausrichten des ersten Spulenkerns (8) zum zweiten Spulenkern (9) aufweist.
9. Batteriesystem (1) nach einem der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Spulenkern (8) oder zweite Spulenkern (9) eine Zentriervorrichtung (18) und der jeweils andere zweite Spulenkern (9) oder erste Spulenkern (8) eine Gegenzentriervorrichtung (19) aufweist, wobei die Zentriervorrichtung (18) zum Eingreifen in die Gegenzentriervorrichtung (19) ausgebildet ist.
10. Kraftfahrzeug (2), aufweisend einen Elektromotor (20) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (2), eine Leistungselektronik (21) zum Betreiben des Elektromotors (20) mit elektrischer Energie und ein Bordstromnetz (6) zum Verteilen der elektrischen Energie an Verbraucher des Kraftfahrzeugs (2), dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (2) zum Versorgen des Bordstromnetzes (6) mit elektrischer Energie ein Batteriesystem (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche aufweist, wobei die zweite Spule (7) mit dem Bordstromnetz (6) des Kraftfahrzeugs (2) elektrisch gekoppelt ist.
EP20767762.6A 2019-09-06 2020-09-02 Batteriesystem für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit austauschbarer batterie Pending EP4025465A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019123967.2A DE102019123967A1 (de) 2019-09-06 2019-09-06 Batteriesystem für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit austauschbarer Batterie
PCT/EP2020/074499 WO2021043844A1 (de) 2019-09-06 2020-09-02 Batteriesystem für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit austauschbarer batterie

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4025465A1 true EP4025465A1 (de) 2022-07-13

Family

ID=72381072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20767762.6A Pending EP4025465A1 (de) 2019-09-06 2020-09-02 Batteriesystem für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit austauschbarer batterie

Country Status (5)

Country Link
US (1) US12502990B2 (de)
EP (1) EP4025465A1 (de)
CN (1) CN114303301B (de)
DE (1) DE102019123967A1 (de)
WO (1) WO2021043844A1 (de)

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2947959A (en) * 1955-11-28 1960-08-02 Superior Electric Co Transformer coil construction
JP3116418B2 (ja) * 1991-05-21 2000-12-11 株式会社安川電機 無接触給電装置
US6150794A (en) * 1996-05-27 2000-11-21 Sanyo Electric Co., Ltd. Charging system for motor-driven vehicle
EP0823716A3 (de) * 1996-08-07 1998-04-08 SUMITOMO WIRING SYSTEMS, Ltd. Magnetische Kupplungsvorrichtung zum Laden eines elektrischen Fahrzeugs
EP0977215A3 (de) * 1996-08-09 2000-12-06 SUMITOMO WIRING SYSTEMS, Ltd. Verbinderanordnung zum Laden eines elektrischen Fahrzeugs
FR2880476A3 (fr) * 2005-01-04 2006-07-07 Joel Henry Marcel Enault Coffre a batterie pour vehicule electrique
AT506508B1 (de) 2008-02-18 2012-01-15 Lunatone Ind Elektronik Gmbh Energieversorgungsmodul
DE102009013103B4 (de) 2009-03-03 2012-08-02 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Anlage mit über den Boden bewegbaren Fahrzeugen
DE102009033235A1 (de) 2009-07-14 2011-01-20 Conductix-Wampfler Ag Energieversorgungseinheit, Landfahrzeug, Austauschstation und Verfahren zum Austausch einer in einem Landfahrzeug enthaltenen Energieversorgungseinheit
DE102010026608A1 (de) 2010-07-09 2012-01-12 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg Energieversorgungs-Modul und Anschlußvorrichtung hierfür
US10090885B2 (en) * 2011-04-13 2018-10-02 Qualcomm Incorporated Antenna alignment and vehicle guidance for wireless charging of electric vehicles
FR2988040B1 (fr) 2012-03-15 2014-04-25 Renault Sa Systeme de verrouillage/deverrouillage d'un objet sur une structure a elements d'appui et d'alignement integres aux outils
DE102016010611A1 (de) * 2016-09-01 2018-03-01 Julian Mattheis Induktives Energieübertragungssystem für wechselbare Batterien
US10351005B2 (en) * 2017-07-13 2019-07-16 Ford Global Technologies, Llc Vehicle charging system
CN107623364B (zh) 2017-09-27 2020-12-29 哈尔滨工业大学 应用于电动汽车无线充电的双向空间磁场适应型电能接收端
DE102018200252A1 (de) 2018-01-10 2019-07-11 Audi Ag Induktive Ladeanordnung für einen Fahrzeugakkumulator
DE202019101228U1 (de) 2018-03-03 2019-06-24 RIVA GmbH Engineering Batteriespeichersystem
CN109411212B (zh) 2018-11-13 2019-12-20 深圳顺络电子股份有限公司 共模线圈部件及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US12502990B2 (en) 2025-12-23
CN114303301A (zh) 2022-04-08
CN114303301B (zh) 2025-07-08
WO2021043844A1 (de) 2021-03-11
DE102019123967A1 (de) 2021-03-11
US20220348092A1 (en) 2022-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112013006901B4 (de) Inter-Protokoll-Ladeadapter
DE112007001145T5 (de) Speichervorrichtung
DE102019207384B4 (de) Induktive elektrische Energieübertragung zwischen einem Zugfahrzeug und einem gezogenen Fahrzeug
DE102019203527B4 (de) Vorrichtung zur induktiven Energieübertragung für einen Lastzug
EP3666585A1 (de) Elektrisch betriebenes fahrzeug und ladesystem
WO2022248144A1 (de) Rundzelle, batteriemodul und fahrzeug
DE102019111257A1 (de) Batteriearray-anschaltbaugruppe und -verfahren
DE102018211507A1 (de) Ladevorrichtung zum Laden einer Batterie eines elektrisch betreibbaren Kraftfahrzeugs
EP4025465A1 (de) Batteriesystem für ein kraftfahrzeug und kraftfahrzeug mit austauschbarer batterie
DE102019120881A1 (de) Wicklungsbaugruppe einer elektrischen maschine
DE102021208714A1 (de) Verfahren und systeme für eine zugmaschine und einen anhänger
DE112021001447T5 (de) Verdrahtungsmodul und Leistungsverteilungsvorrichtung, die dieses aufweist
DE102017212678A1 (de) Adapterkabel
DE102011088402A1 (de) Ladeeinrichtung mit elektrischem Steckverbinder für Elektrofahrzeug
DE102022130155A1 (de) Magnetkernvorrichtung
DE102018202589A1 (de) Batterie für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug und Ladevorrichtung zum Aufladen einer Batterie eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs
DE4225013A1 (de) Vorrichtung zur unterstuetzung der fremdenergieeinspeisung in ein elektrisches fahrzeug-bordnetz
DE112020005048T5 (de) Aufladevorrichtung
EP3150424B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum energiemanagement in einem kraftfahrzeug mit mindestens zwei angetriebenen fahrzeugachsen
DE102020000331A1 (de) Kopplungssystem und Verfahren zum induktiven Koppeln einer Primärspule an einer Sekundärspule für ein elektrisch betriebenes Fahrzeug
DE102023119224A1 (de) Ladestation, insbesondere für Elektrofahrzeuge
DE102023200445A1 (de) Batteriegehäuse und Batteriesystem
DE102023116755A1 (de) Set zur Herstellung eines Ladesteckverbinders für Elektro- und Hybridfahrzeuge
EP4538095A1 (de) Ladevorrichtung für ein elektrofahrzeug
DE202022105834U1 (de) Ladesystem

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220406

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20240722