EP4079103A1

EP4079103A1 - Induktionsenergieübertragungssystem

Info

Publication number: EP4079103A1
Application number: EP20816982.1A
Authority: EP
Inventors: José Miguel Burdio Pinilla; Tomas Cabeza Gozalo; Pablo GUILLEN MOYA; Sergio Llorente Gil; Oscar Lucia Gil; Hector Sarnago Andia
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2020-12-02
Publication date: 2022-10-26
Anticipated expiration: 2040-12-02
Also published as: EP4079103B1; WO2021122000A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) mit einer Versorgungseinheit (12a, 12b) welche zumindest ein Versorgungsinduktionselement (14a, 14b) zur induktiven Bereitstellung einer Energie aufweist, mit zumindest einer Aufnahmeeinheit (22a; 22b), welche zumindest ein Aufnahmeinduktionselement (24a; 24b) zu einem Empfang der induktiv bereitgestellten Energie aufweist, mit einer Schalteinheit (26a), welche zumindest zwei Schaltelemente (28a, 30a) zur Bereitstellung eines Wechselstroms (32a) für das Versorgungsinduktionselement (14a, 14b) umfasst, und mit einer Steuereinheit (34a; 34b) zu einer Ansteuerung der Schalteinheit (26a). Um ein gattungsgemäßes System mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Ansteuerung der Schalteinheit bereitzustellen wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit (34a; 34b) in wenigstens einem Betriebszustand zu einer Einstellung einer Versorgungsleistung (36a) zumindest einen Schaltparameter (38a) eines Schaltparametersatzes (40a) zumindest eines der Schaltelemente (28a, 30a) anpasst.

Description

Induktionsenergieübertragungssystem

Die Erfindung betrifft ein Induktionsenergieübertragungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zu einem Betrieb eines Induktionsenergieübertragungs systems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 13.

Aus dem Stand der Technik ist bereits ein Induktionsenergieübertragungssystem mit einer als Kochfeld ausgebildeten Versorgungseinheit zu einer induktiven Bereitstellung einer Energie und mit einer als ein Gargeschirr ausgebildeten Aufnahmeeinheit mit einem Emp fangselement zu einem Empfang der induktiv bereitgestellten Energie bekannt. Das Gar geschirr weist zudem zumindest eine weitere Funktionseinheit auf, welche zumindest eine von einer Erwärmung von Gargut abweichende Funktion aufweist und mit einem Teil der durch das Empfangselement induktiv empfangenen Energie versorgbar ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere, aber nicht beschränkt darauf, darin, ein gattungsgemäßes System mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer Ansteuerung einer Schalteinheit bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkma le der Ansprüche 1 und 13 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbil dungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.

Die Erfindung geht aus von einem Induktionsenergieübertragungssystem, insbesondere einem Induktionsgarsystem, mit einer Versorgungseinheit, welche zumindest ein Versor gungsinduktionselement zur induktiven Bereitstellung einer Energie aufweist, mit zumin dest einer Aufnahmeeinheit, welche zumindest ein Aufnahmeinduktionselement zu einem Empfang der induktiv bereitgestellten Energie aufweist, mit einer Schalteinheit, welche zumindest zwei Schaltelemente zur Bereitstellung eines Wechselstroms für das Versor gungsinduktionselement umfasst, und mit einer Steuereinheit zu einer Ansteuerung der Schalteinheit.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit in wenigstens einem Betriebszustand zu einer Einstellung einer Versorgungsleistung zumindest einen Schaltparameter eines Schaltparametersatzes zumindest eines der Schaltelemente anpasst. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann insbesondere eine Ansteuerung der Schalteinheit verbessert werden. Zudem kann vorteilhaft eine Energieeffizienz verbessert werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine verbesserte Einstellung einer Versorgungs leistung erzielt werden. Vorteilhaft kann die Versorgungsleistung über einen großen Leis tungsbereich, insbesondere gleichmäßig, bereitgestellt werden. Hierdurch kann vorteilhaft ein System mit einem erweiterten Funktionsumfang bereitgestellt werden, wodurch insbe sondere ein Komfort und/oder ein Bedienerlebnis für einen Nutzer verbessert werden kann. Beispielsweise können vorteilhaft weitere Einheiten der Aufnahmeeinheit, welche induktiv mit einer Energie versorgt werden, insbesondere motorgetriebene und drehzahl gesteuerte weitere Einheiten, wie beispielsweise Rührer, insbesondere bedingt durch re duzierte Leistungsschwankungen der Ausgangsleistung, gleichmäßiger betrieben werden. Ferner können vorteilhaft weitere Einheiten der Aufnahmeeinheit, welche einen Energie speicher aufweisen, besonders einfach und/oder schonend für den Energiespeicher auf geladen werden.

Unter einem „Induktionsenergieübertragungssystem“ soll insbesondere ein System ver standen werden, welches zumindest eine Versorgungseinheit und zumindest eine Auf nahmeeinheit aufweist und welches eine Hauptfunktionalität in Form einer drahtlosen Energieübertragung aufweist. Beispielsweise könnte das Induktionsenergieübertragungs system als ein Induktionshandwerkzeugmaschinensystem ausgebildet sein. Insbesondere könnte die Aufnahmeeinheit als eine Handwerkzeugmaschine, wie beispielsweise ein Bohrer und/oder ein Elektroschrauber und/oder ein Bohrhammer und/oder eine Säge, ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich könnte die Versorgungseinheit und/oder die Aufnahmeeinheit jeweils als ein Teileinheit eines Transformators, insbesondere als eine Primärspule und/oder als eine Sekundärspule eines Transformators, ausgebildet sein.

Das Induktionsenergieübertragungssystem könnte insbesondere für zumindest ein selbst fahrendes Arbeitsgerät und/oder für zumindest eine Fernsteuerung und/oder für zumin dest eine Fernbedienung vorgesehen sein. Insbesondere könnte die Aufnahmeeinheit als ein selbstfahrendes Arbeitsgerät und/oder als eine Fernsteuerung und/oder als eine Fern bedienung ausgebildet sein. Das selbstfahrende Arbeitsgerät könnte beispielsweise als ein selbstfahrender Rasenmäher und/oder als ein selbstfahrender Staubsauger ausgebil det sein. Die Fernsteuerung und/oder die Fernbedienung könnte insbesondere zu einer Bedienung und/oder zu einer Steuerung zumindest einer Jalousie und/oder zumindest eines Elektrogeräts, insbesondere zumindest eines Haushaltselektrogeräts, und/oder zu- mindest eines Modellobjekts, wie beispielsweise eines Modellautos und/oder eines Mo dellflugzeugs und/oder eines Modellboots, vorgesehen sein. Ferner könnte die Aufnah meeinheit des Induktionsenergieübertragungssystems als ein Fortbewegungsmittel, ins besondere als ein Elektrokraftfahrzeug oder als ein Hybridkraftfahrzeug oder als ein Elekt- rofahrrad oder als ein Elektroroller oder als ein anderes voll- oder teilelektrisch betriebe nes Fortbewegungsmittel, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Induktionsenergieüber tragungssystem als ein Induktionsgarsystem mit zumindest einer von einer Garfunktion abweichenden weiteren Hauptfunktion ausgebildet. Beispielsweise könnte das Indukti onsenergieübertragungssystem als ein Induktionsbackofensystem und/oder als ein Induk tionsgrillsystem ausgebildet sein. Insbesondere könnte die Versorgungseinheit als ein Induktionsbackofen und/oder als ein Induktionsgrill ausgebildet sein. Vorteilhaft ist das Induktionsenergieübertragungssystem als ein Induktionskochfeldsystem ausgebildet. Die Versorgungseinheit ist dann insbesondere als ein Induktionskochfeld ausgebildet.

Unter einer „Versorgungseinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, wel che in wenigstens einem Betriebszustand induktiv Energie bereitstellt und welche insbe sondere eine Hauptfunktionalität in Form einer Energiebereitstellung aufweist. Zu der Be reitstellung von Energie weist die Versorgungseinheit insbesondere zumindest ein Ver sorgungsinduktionselement auf, welches insbesondere zumindest eine Spule, insbeson dere zumindest eine Primärspule, aufweist und/oder als eine Spule ausgebildet ist und welches insbesondere in dem Betriebszustand induktiv Energie bereitstellt. Die Versor gungseinheit könnte zumindest zwei, insbesondere zumindest drei, vorteilhaft zumindest vier, besonders vorteilhaft zumindest fünf, vorzugsweise zumindest acht und besonders bevorzugt mehrere Versorgungsinduktionselemente aufweisen, welche insbesondere in dem Betriebszustand jeweils induktiv Energie bereitstellen könnten, und zwar insbesonde re an eine insbesondere einzige Aufnahmeeinheit oder an zumindest zwei oder mehrere Aufnahmeeinheiten. Insbesondere könnte ein insbesondere beliebiges der Versorgungs induktionselemente in einem Nahbereich von zumindest einem weiteren der Versorgungs induktionselemente angeordnet sein. Zumindest ein Teil der Versorgungsinduktionsele mente könnte beispielsweise in einer Reihe und/oder in Form einer Matrix angeordnet sein.

Unter einer „Aufnahmeeinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche in wenigstens einem Betriebszustand, insbesondere induktiv, Energie empfängt und wel- che insbesondere zumindest eine von einer Beheizung abweichende weitere Hauptfunkti on aufweist. Insbesondere ist denkbar, dass die Aufnahmeeinheit ausschließlich von einer Beheizung abweichende Funktionen aufweist. Die Aufnahmeeinheit umfasst zumindest ein Aufnahmeinduktionselement, welches zumindest eine Sekundärspule aufweist und/oder als eine Sekundärspule ausgebildet ist und welches insbesondere in zumindest einem Betriebszustand induktiv Energie empfängt. Die Aufnahmeeinheit könnte bei spielsweise zumindest einen Verbraucher aufweisen, welcher in dem Betriebszustand insbesondere Energie verbrauchen könnte. Die Aufnahmeeinheit könnte beispielsweise eine Handwerkzeugmaschine, wie beispielsweise ein Bohrer und/oder ein Elektroschrau ber und/oder ein Bohrhammer und/oder eine Säge, und/oder ein Auto und/oder ein mobi les Gerät, wie beispielsweise ein Laptop und/oder ein Tablet und/oder ein Mobiltelefon und/oder eine Fernsteuerung und/oder eine Fernbedienung und/oder ein selbstfahrendes Arbeitsgerät sein. Ferner könnte die Aufnahmeeinheit als ein Fortbewegungsmittel, insbe sondere als ein Elektrokraftfahrzeug oder als ein Hybridkraftfahrzeug oder als ein Elektro- fahrrad oder als ein Elektroroller oder als ein anderes voll- oder teilelektrisch betriebenes Fortbewegungsmittel, ausgebildet sein. Eine Hauptfunktion der Aufnahmeeinheit könnte beispielsweise Bohren und/oder Hämmern und/oder Sägen und/oder Schrauben und/oder Datenverarbeitung und/oder Telefonieren und/oder Fahren beinhalten. Im Falle eines als Induktionsgarsystem ausgebildeten Induktionsenergieübertragungssystems ist eine Hauptfunktion der Aufnahmeeinheit insbesondere eine induktive Aufnahme und Bereitstel lung von Energie für zumindest eine von einer Erwärmung von Lebensmitteln abweichen de Haushaltsfunktion. Beispielsweise könnte die von der Aufnahmeeinheit aufgenomme ne Energie in dem Betriebszustand insbesondere direkt in zumindest eine weitere Ener gieform umgewandelt werden, wie beispielsweise in mechanische Energie zu einem An trieb einer weiteren Einheit, beispielsweise eines Rührers, und/oder in chemische Energie zu einer Speicherung in zumindest einem Energiespeicher, beispielsweise einem Akku mulator.

Unter einer „Schalteinheit“ soll insbesondere eine Einheit mit zumindest zwei Schaltele menten verstanden werden, welche insbesondere dazu vorgesehen sind, zwischen zwei Kontakten des Schaltelements eine elektrisch leitende Verbindung herzustellen und/oder zu trennen. Vorzugsweise weist ein Schaltelement zumindest einen Steuerkontakt auf, über den es, insbesondere durch die Steuereinheit, steuerbar ist. Insbesondere ist das Schaltelement als Halbleiterschaltelement, insbesondere als ein Transistor, vorteilhaft als ein Bipolar-Transistor mit vorzugsweise isolierter Gate-Elektrode (IGBT), ausgebildet. Alternativ kann das Schaltelement als mechanisches und/oder elektromechanisches Schaltelement, insbesondere als ein Relais, ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Schaltelement als ein FET, als MOSFET, vorzugsweise als RC-IGBT und besonders be vorzugt als ein HEMT-Transistor ausgebildet sein. Die Schalteinheit kann mehrere Schaltelemente umfassen, die beispielsweise seriell und/oder parallel miteinander ver schaltet sein können. Die Schaltelemente können insbesondere in zumindest einem Be triebszustand elektrisch leitend mit zumindest einem Versorgungsinduktionselement der Versorgungseinheit verbunden werden und mit diesem in Zusammenwirken mit zumindest einem Kondensator einen Resonanzschwingkreis bilden. Die Schaltelemente der Schalt einheit sind vorzugsweise in einer Halbbrücken-Topologie angeordnet. Alternativ ist denk bar, dass die Schaltelemente der Schalteinheit in einer Vollbrücken-Topologie und/oder in einer anderen, einem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Topologie angeordnet sind.

Unter einer „Steuereinheit“ soll insbesondere eine elektronische Einheit verstanden wer den, die vorzugsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit der Versorgungseinheit und/oder der Aufnahmeeinheit zumindest teilweise integriert ist. Vorzugsweise umfasst die Steuereinheit eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit zumindest einem darin gespeicherten Steuer- und /oder Regelpro gramm, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden. Unter einem „Schaltparametersatz“ soll insbesondere ein Satz von zumindest einem Schaltpa rameter und vorzugsweise mehreren Schaltparametern verstanden werden. Insbesondere handelt es sich bei einem Schaltparametersatz um zumindest einen, einem Schaltelement der Schalteinheit zugehörigen, Schaltparameter. Unter einem „Schaltparameter“ soll ins besondere ein Parameter verstanden werden, welcher beim Betrieb der Schalteinheit un mittelbar im Einflussbereich der Steuereinheit liegt und/oder von dieser gesteuert und/oder geregelt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann der Schaltparameter im Einflussbereich eines Benutzers liegen und somit von einem Benutzer indirekt oder direkt gesteuert und/oder gewählt sein.

Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausge stattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vor gesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der Schaltparametersatz zumindest einen Einschaltzeit punkt zumindest eines der Schaltelemente umfasst. Hierdurch kann vorteilhaft eine be sonders flexible Steuerung der durch die Versorgungseinheit bereitgestellten Versor gungsleistung ermöglicht werden. Zudem wird vorgeschlagen, dass der Schaltparameter satz zumindest eine Einschaltdauer zumindest eines der Schaltelemente umfasst. Hier durch kann vorteilhaft eine Flexibilität hinsichtlich der Steuerung der durch die Versor gungseinheit bereitgestellten Versorgungsleistung weiter verbessert werden. Alternativ oder zusätzlich wäre denkbar, dass der Schaltparametersatz zumindest eine Schaltfre quenz umfasst.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Aufnahmeeinheit zumindest einen Motor zu einem Antrieb von zumindest einem weiteren Element umfasst, welcher durch das Auf nahmeinduktionselement mit Energie versorgbar ist. Hierdurch kann eine Aufnahmeein heit mit einem breiten Spektrum von Anwendungsmöglichkeiten bereitgestellt werden. Durch eine insbesondere flexible Einstellung der Versorgungsleistung durch Anpassung von zumindest einem Schaltparameter eines Schaltparametersatzes zumindest eines der Schaltelemente durch die Steuereinheit kann der Motor vorteilhaft in einem flexiblen Drehzahlbereich, insbesondere kontinuierlich, betrieben werden.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass die Aufnahmeeinheit das weitere Element auf weist, welches als ein mechanisches Lebensmittelbearbeitungselement, insbesondere als ein Knethaken und/oder als ein Rührer und/oder als ein Mixer, ausgebildet ist. Unter ei nem „Lebensmittelbearbeitungselement“ soll insbesondere ein Element verstanden wer den, welches dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Betriebszustand zumindest ein Lebensmittel, welches insbesondere in einem Lebensmittelaufnahmeraum der Aufnah meeinheit angeordnet ist, insbesondere in einer von einer Beheizung abweichenden Wei se und/oder in einer über eine reine Beheizung hinausgehenden Weise, zu bearbeiten, und welche insbesondere zumindest ein Bearbeitungswerkzeug aufweist, welches dazu vorgesehen ist, in wenigstens einem Betriebszustand in direktem Kontakt mit dem Le bensmittel zu stehen. Das Lebensmittelbearbeitungselement ist insbesondere dazu vor gesehen, in wenigstens einem Betriebszustand zumindest ein in dem Lebensmittelauf nahmeraum angeordnetes Lebensmittel zu bearbeiten, insbesondere und/oder zu mixen und/oder zu verrühren und/oder zu mahlen und/oder zu zerkleinern und/oder zu vermi schen und/oder zu emulgieren und/oder zu kneten und/oder zu zerschneiden. Das Le bensmittelbearbeitungselement ist insbesondere dazu vorgesehen, in wenigstens einem Betriebszustand zumindest ein in dem Lebensmittelaufnahmeraum angeordnetes Le bensmittel insbesondere ausgehend von zumindest einem ruhenden Zustand in Bewe gung zu versetzen und/oder insbesondere ausgehend von einem bewegten Zustand in Bewegung zu halten. Das Lebensmittelbearbeitungselement ist insbesondere dazu vor gesehen, unterschiedliche Arten und/oder Konsistenzen von Lebensmitteln zu bearbeiten, wie beispielsweise Teig und/oder Flüssigkeit und/oder zumindest teilweise fluide Materia lien und/oder Saucen und/oder zumindest teilweise feste Lebensmittel. Insbesondere ist denkbar, dass die Aufnahmeeinheit mehrere, insbesondere untereinander austauschbare Lebensmittelbearbeitungselemente, welche insbesondere jeweils durch den Motor mit Energie versorgbar, insbesondere mit jeweils unterschiedlichen Drehzahlen antreibbar, sind, aufweist. Dadurch kann insbesondere ein hoher Komfort erreicht werden. Insbeson dere kann eine hohe Flexibilität erzielt werden.

Ferner wird vorgeschlagen, dass eine weitere Schalteinheit, welche die Steuereinheit in dem Betriebszustand mit einem weiteren Schaltparametersatz, welcher sich von dem ers ten Schaltparametersatz zumindest um einen Schaltparameter unterscheidet, betreibt. Hierdurch kann vorteilhaft eine hohe Flexibilität erreicht werden. Zudem wird vorgeschla gen, dass die Versorgungseinheit zumindest ein weiteres Versorgungsinduktionselement aufweist, welches in dem Betriebszustand durch die weitere Schalteinheit mit Energie versorgt ist. Insbesondere ist denkbar, dass ein erstes Versorgungsinduktionselement ein erstes Aufnahmeinduktionselement induktiv mit einer ersten Versorgungsleistung ver sorgt, wobei die Steuereinheit zu einer Einstellung der ersten Versorgungsleistung die Schalteinheit mit einem ersten Schaltparametersatz betreibt und gleichzeitig zumindest ein weiteres Versorgungsinduktionselement zumindest ein weiteres Aufnahmeinduktions element mit einer von der ersten Versorgungsleistung verschiedenen weiteren Versor gungsleistung versorgt, wobei die Steuereinheit zu einer Einstellung der weiteren Versor gungsleistung die weitere Schalteinheit mit dem weiteren Schaltparametersatz betreibt. Hierdurch kann insbesondere eine hohe Flexibilität erreicht werden.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Aufnahmeeinheit zumindest einen Energie speicher zur Speicherung elektrischer Energie aufweist. Unter einem „Energiespeicher“ soll insbesondere ein Bauteil verstanden werden, welches Energie, insbesondere chemi sche und/oder vorzugsweise elektrische Energie aufnehmen, speichern und abgeben kann. Insbesondere kann der Energiespeicher als ein elektrochemischer Kondensator und/oder als eine Brennstoffzelle ausgebildet sein. Vorzugsweise ist der Energiespeicher als ein Batteriespeicher, insbesondere als ein Akkumulator, ausgebildet. Insbesondere ist der Energiespeicher dazu vorgesehen, eine durch zumindest ein Aufnahmeinduktions element der Aufnahmeeinheit induktiv aufgenommene Energie zu speichern und zu einem späteren Zeitpunkt, insbesondere zur Durchführung von zumindest einer von einer Behei zung abweichenden Haushaltsfunktion, bereitzustellen. Hierdurch kann vorteilhaft eine hohe Flexibilität ermöglicht werden. Es wäre insbesondere denkbar, dass die Aufnahme einheit als ein tragbares und zumindest teilweise durch den Energiespeicher mit Energie versorgbares Haushaltskleingerät, beispielsweise als eine tragbare Küchenmaschine und/oder als ein tragbarer Mixer und/oder Rührer ausgebildet ist und/oder die Aufnahme einheit zumindest ein tragbares und durch den Energiespeicher mit Energie versorgbares Element, beispielsweise ein tragbares Temperaturmessgerät, aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft eine hohe Flexibilität erreicht werden. Insbesondere kann vorteilhaft der Ener giespeicher ohne zusätzliche Ladegeräte und/oder Ladekabel geladen werden, wodurch insbesondere vorteilhaft eine hohe Benutzerzufriedenheit erreicht werden kann.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Versorgungseinheit als ein Kochfeld, insbesondere als ein Induktionskochfeld, ausgebildet ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein multifunktionales Kochfeld bereitgestellt werden. Insbesondere kann ein Kochfeld bereitgestellt werden, welches, neben einer Erhitzung von Gargütern, weitere Funktionen, beispielsweise ein induktives Laden von zumindest einem Energiespeicher und/oder eine Bereitstellung in duktiver Energie für zumindest eine von einer Beheizung abweichende Hauptfunktion der Aufstelleinheit, insbesondere für ein Mixen und/oder Rühren und/oder Kneten und/oder Zerkleinern von Lebensmitteln, aufweist. Hierdurch kann insbesondere vorteilhaft eine hohe Benutzerzufriedenheit erreicht werden.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Aufnahmeeinheit als eine Aufstelleinheit ausgebildet ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine multifunktionale Aufstelleinheit, insbesondere ein Gar geschirr mit einer Vielzahl an Funktionen, bereitgestellt werden. Hierdurch kann insbe sondere vorteilhaft eine hohe Benutzerzufriedenheit erreicht werden. Unter einer „Aufstel leinheit“ soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche zu einer Kopplung mit der Versorgungseinheit, insbesondere mit dem Versorgungsinduktionselement, vorgese hen ist und welche insbesondere im Zuge der Kopplung mit der Versorgungseinheit in wenigstens einem Betriebszustand Energie von der Versorgungseinheit empfängt und/oder aufnimmt. Die Aufstelleinheit könnte beispielsweise als ein Gargeschirr ausge bildet sein und/oder zumindest ein Gargeschirr aufweisen. Alternativ oder zusätzlich könn te die Aufstelleinheit zumindest eine Unterlegeinheit aufweisen, welche insbesondere zu einem Aufstellen zumindest eines Gargeschirrs, insbesondere des Gargeschirrs, vorge sehen sein könnte. Die Unterlegeinheit könnte insbesondere zu einer Anordnung zwi schen einer Aufstellplatte der Versorgungseinheit, insbesondere der als Kochfeld ausge bildeten Versorgungseinheit, und dem Gargeschirr vorgesehen sein. Alternativ oder zu sätzlich könnte die Aufstelleinheit zumindest eine Gehäuseeinheit aufweisen, welche ins besondere als eine Außengehäuseeinheit ausgebildet sein könnte und insbesondere ein Außengehäuse definieren könnte. Insbesondere könnte zumindest ein Objekt der Aufstel leinheit, insbesondere zumindest die Aufnahmeinduktionselemente und/oder die weitere Einheit und/oder das weitere Aufnahmeinduktionselement und/oder die Steuereinheit, wenigstens teilweise und vorteilhaft wenigstens zu einem Großteil in der Gehäuseeinheit integriert sein.

Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zu einem Betrieb eines Induktionse nergieübertragungssystems, insbesondere eines Induktionsgarsystems, mit einer Versor gungseinheit, welche zumindest ein Versorgungsinduktionselement aufweist, die induktiv Energie bereitstellt, mit zumindest einer Aufnahmeeinheit, welche zumindest ein Aufnah meinduktionselement aufweist, das die induktiv bereitgestellte Energie empfängt, und mit einer Schalteinheit, welche zumindest zwei Schaltelemente aufweist, die einen Wechsel strom für das Versorgungsinduktionselement bereitstellen.

Es wird vorgeschlagen, dass in wenigstens einem Betriebszustand eine Versorgungsleis tung durch Anpassung zumindest eines Schaltparameters eines Schaltparametersatzes zumindest eines der Schaltelemente eingestellt wird. Hierdurch kann vorteilhaft ein Ver fahren zu einer verbesserten Ansteuerung der Schalteinheit bereitgestellt werden.

Das Induktionsenergieübertragungssystem soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann das Induktionse nergieübertragungssystem zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einhei ten abweichende Anzahl aufweisen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeich nung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschrei bung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weite ren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine als Kochfeld ausgebildete Versorgungseinheit eines Induktionse nergieübertragungssystems,

Fig. 2 einen Teil des Induktionsenergieübertragungssystems mit der Versor gungseinheit und mit einer als Gargeschirr ausgebildeten Aufnahmeein heit,

Fig. 3 ein schematisches Schaltbild einer Schalteinheit des Induktionsenergie übertragungssystems,

Fig. 4 eine Zusammenschau von mehreren Diagrammen mit einer beispielhaf ten Darstellung eines Schaltparametersatzes zu einer Ansteuerung der Schalteinheit,

Fig. 5 ein Diagramm zur Darstellung eines Zusammenhangs zwischen einem Schaltparameter des Schaltparametersatzes und einer Versorgungsleis tung,

Fig. 6 ein Diagramm zur Darstellung eines weiteren Zusammenhangs zwi schen einem weiteren Schaltparameter des Schaltparametersatzes und einer Versorgungsleistung,

Fig. 7 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zu einem Betrieb des Induktionsenergieübertragungssystems und

Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Induktionsenergieübertragungs systems.

Figur 1 zeigt eine Versorgungseinheit 12a eines Induktionsenergieübertragungssystems 10a. Die Versorgungseinheit 12a ist als ein Kochfeld 18a ausgebildet. Die Versorgungs einheit weist ein Versorgungsinduktionselement 14a auf. Das Induktionsenergieübertra- gungssystem 10a weist eine Schalteinheit 26a auf. Die Schalteinheit 26a umfasst ein ers tes Schaltelement 28a und ein zweites Schaltelement 30a. Die Schaltelemente 28a, 30a sind zu einer Bereitstellung eines Wechselstroms 32a für das Versorgungsinduktionsele ment 14a vorgesehen. Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist eine Steuer einheit 34a zu einer Ansteuerung der Schalteinheit 26a auf.

Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist ein weiteres Versorgungsindukti onselement 16a auf. Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist eine weitere Schalteinheit 52a auf. Das weitere Versorgungsinduktionselement 16a ist über die weitere Schalteinheit 52a mit Energie versorgt. Die weitere Schalteinheit 52a ist über die Steuer einheit 52a ansteuerbar. Die weitere Schalteinheit 52a ist im Wesentlichen identisch zu der Schalteinheit 26a aufgebaut, weshalb die nachfolgende Beschreibung hinsichtlich der Funktionsweise der Schalteinheit 26a auf die Schalteinheit 52a übertragen werden kann.

Figur 2 zeigt das Induktionsenergieübertragungssystem 10a mit der Versorgungseinheit 12a und mit einer Aufnahmeeinheit 22a. Die Aufnahmeeinheit 22a umfasst ein Aufnah meinduktionselement 24a. Das Aufnahmeinduktionselement 24a ist zu einem Empfang der durch das Versorgungsinduktionselement 14a induktiv bereitgestellten Energie vorge sehen.

Die Aufnahmeeinheit 16a ist als eine Aufstelleinheit 62a, insbesondere als ein Garge schirr, ausgebildet. Die Aufstelleinheit 62a weist einen Aufnahmeraum 114a auf. Der Auf nahmeraum 114a ist zu einer Aufnahme von Lebensmitteln vorgesehen.

Die Aufnahmeeinheit 22a umfasst einen Motor 46a. Der Motor 46a ist durch das Aufnah meinduktionselement 24a mit Energie versorgbar. Die Aufnahmeeinheit 22a umfasst ein weiteres Element 48a. Das weitere Element 48a ist als ein Lebensmittelbearbeitungsele ment 50a, und zwar als ein Rührer, ausgebildet. Der Motor 46a ist zu einem Antrieb des weiteren Elements 48a vorgesehen. In einem Betriebszustand treibt der Motor 46a das als Lebensmittelbearbeitungselement 50a ausgebildete weitere Element 48a zu einer Drehbewegung um eine Drehachse 116a an, um in dem Aufnahmeraum 114a befindliche Lebensmittel zu rühren.

Figur 3 zeigt die Schalteinheit 26a des Induktionsenergieübertragungssystems 10a. Die Schalteinheit 26a weist das erste Schaltelement 28a und das zweite Schaltelement 30a auf. Das erste Schaltelement 28a und das zweite Schaltelement 30a sind jeweils als Transistoren, und zwar als Bipolar-Transistoren mit isolierter Gate- Elektrode (IGBT), aus gebildet. Die Schaltelemente 28a, 30a der Schalteinheit 26a sind durch die Steuereinheit 34a einzeln ansteuerbar. Die Schalteinheit 26a weist ein erstes Kondensatorelement 78a und ein erstes Diodenelement 80a auf. Die Schalteinheit 26a weist ein zweites Kondensa torelement 82a und ein zweites Diodenelement 84a auf. Die Schalteinheit ist an eine Spannungsquelle 86a angeschlossen. In einem Betriebszustand des Induktionsenergie übertragungssystems 10a steuert die Steuereinheit 34a die Schaltelemente 28a, 30a in nerhalb einer Betriebsperiode einer Periodendauer 64a abwechselnd an. Während einer halben Periodendauer 88a ist das erste Schaltelement 28a durch die Steuereinheit 34a auf elektrisch leitend geschaltet und bildet mit dem Versorgungsinduktionselement 14a und dem ersten Kondensatorelement 78a einen ersten Resonanzkreis 90a. Während der anschließenden halben Periodendauer 88a ist das zweite Schaltelement 30a durch die Steuereinheit 34a auf elektrisch leitend geschaltet und bildet mit dem Versorgungsindukti onselement 14a und dem zweiten Kondensatorelement 82a einen zweiten Resonanzkreis 92a. Zu einer Einstellung einer Versorgungsleistung 36a passt die Steuereinheit 34a zu mindest einen Schaltparameter 38a eines Schaltparametersatzes 40a von zumindest ei nem der Schaltelemente 28a, 30a an (vgl. Figur 4).

Figur 4 zeigt in einer Zusammenschau von drei Diagrammen einen beispielhaften Verlauf eines in dem Betriebszustand durch die Schaltelemente 28a, 30a der Schalteinheit 26a bereitgestellten Wechselstroms 32a für das Versorgungsinduktionselement 14a für eine Versorgungsleistung 36a von beispielhaft 1400 W, welche durch das Versorgungsindukti onselement 14a bereitgestellt wird. Auf einer Abszisse 66a eines ersten Diagramms ist eine Zeit aufgetragen. Auf einer Ordinate 68a des ersten Diagramms ist eine an dem ers ten Schaltelement 28a anliegende Spannung aufgetragen. Auf einer Abszisse 70a eines zweiten Diagramms ist eine Zeit aufgetragen. Auf einer Ordinate 72 a ist eine an dem zweiten Schaltelement 30a anliegende Spannung aufgetragen. Auf einer Abszisse 74a eines dritten Diagramms ist eine Zeit aufgetragen. Auf einer linken Ordinate 76a ist eine Spannung aufgetragen, welche von dem Versorgungsinduktionselement 14a in dem Auf nahmeinduktionselement 24a induziert wird. Zu einer Einstellung der Versorgungsleistung 36a passt die Schalteinheit 34a die Schaltparameter 38a des Schaltparametersatzes 40a des zweiten Schaltelements 30a an. Der Schaltparametersatz 40a umfasst einen Ein schaltzeitpunkt 42a und eine Einschaltdauer 44a des zweiten Schaltelements 30a, welche in dem zweiten Diagramm dargestellt sind. Die Steuereinheit 34a betreibt die weitere Schalteinheit 52a mit einem weiteren Schaltpa rametersatz, welcher sich von dem Schaltparametersatz 40a zumindest um einen der Schaltparameter 38a unterscheidet. Beispielsweise ist denkbar, dass die Steuereinheit 34a zu einer Einstellung einer von der Versorgungsleistung 36a verschiedenen Versor gungsleistung ausschließlich eine Einschaltdauer eines Schaltelements (nicht dargestellt) der Schalteinheit 52a verändert.

Figur 5 zeigt beispielhaft den Zusammenhang zwischen der Versorgungsleistung 36a in Watt, welcher auf einer Ordinate 102a der Figur 5 dargestellt ist, in Abhängigkeit zu dem Einschaltzeitpunkt 42a, welcher auf einer Abszisse der Figur 4 dargestellt ist. Je nach gewünschter Versorgungsleistung 36a kann die Steuereinheit 34a den Einschaltzeitpunkt 42a in einem Bereich von der halben Periodendauer 88a abzüglich der Einschaltdauer 44a wählen. In Figur 5 ist der mögliche Bereich des Einschaltzeitpunkts 42a innerhalb einer halben Periodendauer 88a als ein Phasenwinkel von 0° bis 180° auf einer Abszisse 100a dargestellt. Die Versorgungsleistung 36a kann durch Verändern des Einschaltzeit punkts 42a, ausgehend von einer maximalen Versorgungsleistung108a bei geringen Pha senwinkeln, bis auf einen Wert von 0 W bei einem Phasenwinkel nahe 180° reduziert werden.

Figur 6 zeigt beispielhaft den Zusammenhang zwischen der Versorgungsleistung 36a in Watt, welcher auf einer Ordinate 106a der Figur 6 dargestellt ist, in Abhängigkeit zu der Einschaltdauer 44a, welche auf einer Abszisse 104a der Figur 6 dargestellt ist. Je nach gewünschter Versorgungsleistung 36a kann die Steuereinheit 34a die Einschaltdauer 44a in einem Bereich der halben Periodendauer 88a anpassen. In Figur 5 ist der mögliche Bereich der Einschaltdauer 44a der halben Periodendauer 88a als ein Phasenwinkel von 0° bis 180° auf der Abszisse 104a dargestellt.

In Figur 7 ist ein Verfahren zu einem Betrieb des Induktionsenergieübertragungssystems 10a schematisch dargestellt. Das Verfahren umfasst einen ersten Verfahrensschritt 110a und einen zweiten Verfahrensschritt 112a. In dem ersten Verfahrensschritt 110a wird die gewünschte Versorgungsleistung 36a über die Steuereinheit 34a durch einen Benutzer ausgewählt. In dem zweiten Verfahrensschritt 112a wird die Versorgungsleistung 36a durch Anpassung zumindest eines Schaltparameters 38a des Schaltparametersatzes 40a von zumindest einem der Schaltelemente 28a, 30a der Schalteinheit 26a eingestellt. In Figur 8 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funk tionen auf die Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 7 verwiesen wer den kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Be zugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 7 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels der Figur 8 ersetzt. Bezüglich gleich be- zeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des Ausfüh rungsbeispiels der Figuren 1 bis 7 verwiesen werden.

Die Figur 8 betrifft ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Induktionsenergieübertra gungssystems 10b mit einer Versorgungseinheit 12b, einer Aufnahmeeinheit 22b, einer Schalteinheit 26b und einer Steuereinheit 34b. Die Versorgungseinheit 12b, die Schalt einheit 26b und die Steuereinheit 34b sind konstruktiv jeweils im Wesentlichen identisch zu der Versorgungseinheit 12a der Schalteinheit 26a und der einer Steuereinheit 34b des Induktionsenergieübertragungssystems 10a ausgestaltet. Das Induktionsenergieübertra gungssystem 10b unterscheidet sich von dem Induktionsenergieübertragungssystem 10a im Wesentlichen hinsichtlich der Ausgestaltung der Aufnahmeeinheit 22b. Die Aufnahme einheit 22b ist als ein tragbares Temperaturmessgerät 118b ausgebildet. Die Aufnahme einheit 22b weist ein Aufnahmeinduktionselement 24b auf. Das Aufnahmeinduktionsele ment 24b ist zu einem Empfang einer induktiv durch ein Versorgungsinduktionselement 14b der Versorgungseinheit 12b bereitgestellten Energie vorgesehen. Die Aufnahmeein heit 22b weist einen Energiespeicher 58b auf. Der Energiespeicher ist als ein Akkumula tor, und zwar als ein Lithium-Ionen-Akkumulator, ausgebildet. Der Energiespeicher 58b ist zu einer Speicherung der durch das Aufnahmeinduktionselement 24b empfangenen Energie vorgesehen. Zu einem Aufladen des Energiespeichers 58b kann die Aufnahme einheit 22b auf die Versorgungseinheit 12b, wie in Figur 8 dargestellt, aufgelegt werden. Der aufgeladene Energiespeicher 58b gibt die gespeicherte Energie zu einer Ausführung von zumindest einer Funktion der Aufnahmeeinheit 22b, im vorliegenden Ausführungsbei spiel zum Messen und Anzeigen einer Temperatur, nach und nach wieder ab. Bezugszeichen

10 Induktionsenergieübertragungssystem

12 Versorgungseinheit

14 Versorgungsinduktionselement

16 weiteres Versorgungsinduktionselement

18 Kochfeld

22 Aufnahmeeinheit

24 Aufnahmeinduktionselement

26 Schalteinheit

28 erstes Schaltelement

30 zweites Schaltelement

32 Wechselstrom

34 Steuereinheit

36 Versorgungsleistung

38 Schaltparameter

40 Schaltparametersatz

42 Einschaltzeitpunkt

44 Einschaltdauer

46 Motor

48 weiteres Element

50 Lebensmittelbearbeitungselement

52 weitere Schalteinheit

56 weiteres Versorgungsinduktionselement

58 Energiespeicher

62 Aufstelleinheit

64 Periodendauer

66 Abszisse

68 Ordinate

70 Abszisse Ordinate Abszisse linke Ordinate erstes Kondensatorelement erstes Diodenelement zweites Kondensatorelement zweites Diodenelement Spannungsquelle halbe Periodendauer erster Resonanzkreis zweiter Resonanzkreis rechte Ordinate Abszisse Ordinate Abszisse Ordinate maximale Versorgungsleistung erster Verfahrensschritt zweiter Verfahrensschritt Aufnahmeraum Drehachse Temperaturmessgerät

Claims

ANSPRÜCHE

1. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b), insbesondere Induktionsgar system, mit einer Versorgungseinheit (12a; 12b) welche zumindest ein Versor gungsinduktionselement (14a; 14b) zur induktiven Bereitstellung einer Energie aufweist, mit zumindest einer Aufnahmeeinheit (22a; 22b), welche zumindest ein Aufnahmeinduktionselement (24a; 24b) zu einem Empfang der induktiv bereitge stellten Energie aufweist, mit einer Schalteinheit (26a; 26b), welche zumindest zwei Schaltelemente (28a, 30a) zur Bereitstellung eines Wechselstroms (32a) für das Versorgungsinduktionselement (14a; 14b) umfasst, und mit einer Steuerein heit (34a; 34b) zu einer Ansteuerung der Schalteinheit (26a), dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (34a; 34b) in wenigstens einem Betriebszu stand zu einer Einstellung einer Versorgungsleistung (36a) zumindest einen Schaltparameter (38a) eines Schaltparametersatzes (40a) zumindest eines der Schaltelemente (28a, 30a) anpasst.

2. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltparametersatz (40a) zumindest einen Ein schaltzeitpunkt (42a) zumindest eines der Schaltelemente (28a, 30a) umfasst.

3. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltparametersatz (40a) zumindest eine Einschaltdauer (44a) zumindest eines der Schaltelemente (28a, 30a) umfasst.

4. Induktionsenergieübertragungssystem (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (22a) zumin dest einen Motor (46a) zu einem Antrieb von zumindest einem weiteren Element (48a) umfasst, welcher durch das Aufnahmeinduktionselement (24a) mit Energie versorgbar ist.

5. Induktionsenergieübertragungssystem (10a) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (22a) das weitere Element (48a) auf weist, welches als ein mechanisches Lebensmittelbearbeitungselement (50a) ausgebildet ist.

6. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, gekennzeichnet durch eine weitere Schalteinheit (52a), welche die Steuereinheit (34a; 34b) in dem Betriebszustand mit einem weiteren Schalt parametersatz, welcher sich von dem Schaltparametersatz (40a) zumindest um einen der Schaltparameter (38a) unterscheidet, betreibt.

7. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit zumindest ein weiteres Versor gungsinduktionselement (16a; 16b) aufweist, welches in dem Betriebszustand durch die weitere Schalteinheit (52a; 52b) mit Energie versorgt ist.

8. Induktionsenergieübertragungssystem (10b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (22b) zumin dest einen Energiespeicher (58b) zur Speicherung elektrischer Energie aufweist.

9. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit (12a; 12b) als ein Kochfeld (18a; 18b) ausgebildet ist.

10. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (22a) als eine Aufstelleinheit (62a) ausgebildet ist.

11. Kochfeld (18a; 18b) eines Induktionsenergieübertragungssystems (10a; 10b) nach Anspruch 9.

12. Aufstelleinheit (62a), insbesondere Gargeschirr, eines Induktionsenergieübertra gungssystems (10a; 10b) nach Anspruch 10.

13. Verfahren zu einem Betrieb eines Induktionsenergieübertragungssystems (10a; 10b), insbesondere eines Induktionsgarsystems, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mit einer Versorgungseinheit (12a; 12b), welche zumindest ein Versorgungsinduktionselement (14a; 14b) aufweist, das induktiv Energie be reitstellt, mit zumindest einer Aufnahmeeinheit (22a; 22b), welche zumindest ein Aufnahmeinduktionselement (24a; 24b) aufweist, das die induktiv bereitgestellte Energie empfängt, und mit einer Schalteinheit (26a; 26b), welche zumindest zwei Schaltelemente (28a, 30a) aufweist, die einen Wechselstrom (32a) für das Ver sorgungsinduktionselement (14a; 14b) bereitstellen, dadurch gekennzeichnet, dass in wenigstens einem Betriebszustand eine Versorgungsleistung (36a) durch Anpassung zumindest eines Schaltparameters (38a) eines Schaltparametersat zes (40a) zumindest eines der Schaltelemente (28a; 30a) eingestellt wird.