EP4335249A1

EP4335249A1 - Induktionsenergieübertragungssystem

Info

Publication number: EP4335249A1
Application number: EP22725849.8A
Authority: EP
Inventors: Javier Lasobras Bernad; Sergio Llorente Gil; Jesus Manuel Moya Nogues; Jorge Pascual Aza; Javier SERRANO TRULLEN; Jorge Tesa Betes
Original assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2021-05-03
Filing date: 2022-04-27
Publication date: 2024-03-13
Also published as: WO2022233660A1

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b), insbesondere Induktionsgarsystem, mit einer Versorgungseinheit (12a; 12b), welche zumindest ein Versorgungsinduktionselement (14a; 14b) zur induktiven Bereitstellung von Energie aufweist, mit einer Steuereinheit (16a; 16b) zur Steuerung der Versorgungseinheit (12a; 12b), und mit zumindest einer Aufstelleinheit (18a, 20a; 18b, 20b), welche zumindest ein Aufnahmeinduktionselement (22a; 22b) zu einem Empfang der induktiv bereitgestellten Energie aufweist. Um einen Bedienkomfort zu erhöhen wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit (16a; 16b) dazu vorgesehen ist, zumindest einen Betriebsparametersatz (24a) der Aufstelleinheit (18a, 20a; 18b, 20b) zu empfangen und die durch die Versorgungseinheit (12a; 12b) induktiv bereitgestellte Energie basierend auf dem Betriebsparametersatz (24a) zu steuern.

Description

Induktionsenergieübertragungssystem

Die Erfindung betrifft ein Induktionsenergieübertragungssystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betrieb eines Induktionsenergieübertragungssystems nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15.

Aus dem Stand der Technik sind bereits Induktionsenergieübertragungssysteme zur in duktiven Übertragung von Energie von einer Primärspule einer Versorgungseinheit auf eine Sekundärspule einer Aufstelleinheit bekannt. Beispielsweise wird in der Druckschrift US 3,761 ,668 A ein Induktionskochfeld vorgeschlagen, welches neben einer induktiven Beheizung von Gargeschirr auch zu einer Energieversorgung von Haushaltskleingeräten, beispielsweise einem Mixer, vorgesehen ist. Eine induktiv durch eine Primärspule des Induktionskochfelds bereitgestellte Energie wird dabei teilweise auf eine in dem Haus haltskleingerät integrierte Sekundärspule übertragen.

Angesicht der sehr großen Anzahl von verschiedenen Aufstelleinheiten, welche induktiv mit Energie versorgbar sind, ergibt sich bei bisher bekannten Induktionsenergieübertra gungssystemen die Problematik, für jede Aufstelleinheit eine individuelle und bedarfsge rechte Steuerung der induktiv bereitgestellten Energie zu ermöglichen. Insbesondere im Falle von komplexeren Aufstelleinheiten, beispielsweise Küchenmaschinen, welche in verschiedenen Leistungsstufen und je nach Betriebsart zum Teil mit unterschiedlichen Arten von elektrischen Lasten, zur Bereitstellung von verschiedenen Funktionen, betrie ben werden können, ergibt sich bisher die Problematik, dass sich im Falle eines Wechsels der Leistungsstufe und/oder Art von zu betreibender elektrischer Last zunächst eine Über oder Unterversorgung mit induktiv bereitgestellter Energie ergibt, bis eine Versorgungs leistung an die neu eingestellten Leistungs- und/oder Lastbedingungen angepasst ist.

Dies führt zu unerwünschtem Verhalten, beispielsweise zu Drehzahlschwankungen bei Rührvorgängen oder zur Beschädigung von mechanischen Komponenten im Falle einer Überversorgung, wodurch ein Bedienkomfort für Nutzer nachteilig stark eingeschränkt ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere, aber nicht beschränkt darauf, darin, ein gattungsgemäßes System mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich eines Bedienkom forts bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprü- che 1 und 15 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Er findung den Unteransprüchen entnommen werden können.

Die Erfindung geht aus von einem Induktionsenergieübertragungssystem, insbesondere Induktionsgarsystem, mit einer Versorgungseinheit, welche zumindest ein Versorgungsin duktionselement zur induktiven Bereitstellung von Energie aufweist, mit einer Steuerein heit zur Steuerung der Versorgungseinheit, und mit zumindest einer Aufstelleinheit, wel che zumindest ein Aufnahmeinduktionselement zu einem Empfang der induktiv bereitge stellten Energie aufweist.

Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, zumindest einen Be triebsparametersatz der Aufstelleinheit zu empfangen und die durch die Versorgungsein heit induktiv bereitgestellte Energie basierend auf dem Betriebsparametersatz zu steuern.

Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Induktionsenergieübertragungs system mit einem besonders hohen Bedienkomfort bereitgestellt werden. Indem die durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellte Energie durch die Steuereinheit basierend auf dem Betriebsparametersatz der Aufstelleinheit gesteuert wird kann vorteilhaft eine besonders präzise und zuverlässige Energieversorgung der Aufstelleinheit erreicht wer den. Insbesondere kann im Falle von komplexeren Aufstelleinheiten mit mehreren Leis tungsstufen beziehungsweise verschiedenen schaltbaren elektrischen Lasten in jedem Betriebszustand eine präzise Energieversorgung erreicht werden. Besonders vorteilhaft können Strom- und/oder Spannungsspitzen sowie eine Überversorgung der Aufstellein heit mit Energie im Falle eines Wechsels von einem ersten Betriebszustand in einen zwei ten Betriebszustand der Aufstelleinheit verhindert werden. Somit können vorteilhaft Be schädigungen der Aufstelleinheit, beispielsweise aufgrund von Spannungsspitzen oder durch eine Überlastung mechanischer Komponenten aufgrund einer Überversorgung mit Energie, sowie unerwünschtes Verhalten, beispielsweise Drehzahlschwankungen oder zu hohe Drehzahlen eines Rührers der Aufstelleinheit, wirkungsvoll verhindert werden. Es kann somit ein Induktionsenergieübertragungssystem mit einer besonders zuverlässigen und langlebigen Aufstelleinheit bereitgestellt und eine Benutzerfreundlichkeit sowie ein Bedienerlebnis für den Nutzer vorteilhaft verbessert werden.

Das Induktionsenergieübertragungssystem weist zumindest eine Hauptfunktionalität in Form einer drahtlosen Energieübertragung, insbesondere in einer drahtlosen Energiever- sorgung von Aufstelleinheiten, auf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Induktions energieübertragungssystem als ein Induktionsgarsystem mit zumindest einer von einer reinen Garfunktion abweichenden weiteren Hauptfunktion, insbesondere zumindest einer Energieversorgung und einem Betrieb von Haushaltskleingeräten, ausgebildet. Beispiels weise könnte das Induktionsenergieübertragungssystem als ein Induktionsbackofensys tem und/oder als ein Induktionsgrillsystem ausgebildet sein. Insbesondere könnte die Versorgungseinheit als Teil eines Induktionsbackofens und/oder als Teil eines Induktions grills ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das als Induktionsgarsystem ausgebildete Induk tionsenergieübertragungssystem als ein Induktionskochfeldsystem ausgebildet. Die Ver sorgungseinheit ist dann insbesondere als Teil eines Induktionskochfelds ausgebildet. In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Induktionsenergieübertragungssystem als ein Küchenenergieversorgungssystem ausgebildet und kann neben einer Hauptfunkti on in Form einer Energieversorgung und eines Betriebs von Haushaltskleingeräten zu sätzlich zur Bereitstellung von Garfunktionen vorgesehen sein.

Unter einer „Versorgungseinheit“ soll eine Einheit verstanden werden, welche in wenigs tens einem Betriebszustand induktiv Energie bereitstellt und welche insbesondere eine Hauptfunktionalität in Form einer Energiebereitstellung aufweist. Zu der Bereitstellung von Energie weist die Versorgungseinheit zumindest ein Versorgungsinduktionselement auf, welches insbesondere zumindest eine Spule, insbesondere zumindest eine Primärspule, aufweist und/oder als eine Spule ausgebildet ist und welches insbesondere in dem Be triebszustand induktiv Energie bereitstellt. Die Versorgungseinheit könnte zumindest zwei, insbesondere zumindest drei, vorteilhaft zumindest vier, besonders vorteilhaft zumindest fünf, vorzugsweise zumindest acht und besonders bevorzugt mehrere Versorgungsinduk tionselemente aufweisen, welche in dem Betriebszustand jeweils induktiv Energie bereit stellen könnten, und zwar insbesondere an ein einziges Aufnahmeinduktionselement oder an zumindest zwei oder mehrere Aufnahmeinduktionselemente zumindest einer Aufstel leinheit und/oder zumindest einer weiteren Aufstelleinheit. Zumindest ein Teil der Versor gungsinduktionselemente könnten in einem Nahbereich zueinander angeordnet bei spielsweise in einer Reihe und/oder in Form einer Matrix angeordnet sein. Vorzugsweise weist die Versorgungseinheit zumindest eine Wechselrichtereinheit auf. Vorzugsweise führt die Wechselrichtereinheit in dem Betriebszustand eine Frequenzwandlung durch und wandelt insbesondere eine eingangsseitige niederfrequente Wechselspannung in eine ausgangsseitige hochfrequente Wechselspannung um. Vorzugsweise weist die niederfre- quente Wechselspannung eine Frequenz von höchstens 100 Hz auf. Vorzugsweise weist die hochfrequente Wechselspannung eine Frequenz von mindestens 1000 Hz auf. Die Wechselrichtereinheit ist mit der Steuereinheit verbunden und durch die Steuereinheit mittels Steuersignalen steuerbar. Vorzugsweise ist die Wechselrichtereinheit dazu vorge sehen, die Einstellung der durch das zumindest eine Versorgungsinduktionselement in duktiv bereitgestellten Energie durch Einstellung der hochfrequenten Wechselspannung vorzunehmen. Vorzugsweise umfasst die Versorgungseinheit zumindest einen Gleichrich ter. Vorzugsweise weist die Wechselrichtereinheit zumindest ein Wechselrichterschalt element auf. Vorzugsweise erzeugt das Wechselrichterschaltelement zu einem Betrieb des zumindest einen Versorgungsinduktionselements einen oszillierenden elektrischen Strom, vorzugsweise mit einer Frequenz von zumindest 15 kHz, insbesondere von we nigstens 17 kHz und vorteilhaft von mindestens 20 kHz. Vorzugsweise umfasst die Wech selrichtereinheit zumindest zwei Wechselrichterschaltelemente, welche bevorzugt als Bi polartransistoren mit isolierter Gateelektrode ausgebildet sind und besonders vorteilhaft zumindest einen Dämpfungskondensator.

Unter einer „Aufstelleinheit“ soll eine Einheit verstanden werden, welche in wenigstens einem Betriebszustand induktiv Energie empfängt und die induktiv empfangene Energie zumindest teilweise in zumindest eine weitere Energieform zur Bereitstellung zumindest einer Hauptfunktion umwandelt. Beispielsweise könnte die von der Aufstelleinheit induktiv empfangene Energie in dem Betriebszustand, insbesondere direkt, in zumindest eine wei tere Energieform umgewandelt werden, wie beispielsweise in Wärme. Alternativ oder zu sätzlich könnte die Aufstelleinheit zumindest einen elektrischen Verbraucher, beispiels weise einen Elektromotor oder dergleichen, aufweisen. Die Aufstelleinheit weist zumin dest ein Aufnahmeinduktionselement zu dem Empfang der induktiv bereitgestellten Ener gie auf. Die Aufstelleinheit könnte beispielsweise zumindest zwei, insbesondere zumin dest drei, vorteilhaft zumindest vier, besonders vorteilhaft zumindest fünf, vorzugsweise zumindest acht und besonders bevorzugt mehrere Aufnahmeinduktionselemente aufwei sen, welche insbesondere in dem Betriebszustand jeweils induktiv Energie, insbesondere von dem Versorgungsinduktionselement, empfangen könnten. Die Aufstelleinheit könnte beispielsweise als ein Gargeschirr ausgebildet sein. Das Gargeschirr weist vorzugsweise zumindest einen Lebensmittelaufnahmeraum auf und wandelt die induktiv empfangene Energie in dem Betriebszustand zumindest teilweise in Wärme zu einer Beheizung von in dem Lebensmittelaufnahmeraum angeordneten Lebensmitteln um. Vorzugsweise weist die als Gargeschirr ausgebildete Aufstelleinheit zumindest eine weitere Einheit, zu einer Bereitstellung zumindest einerweiteren Funktion, welche über eine reine Beheizung von Lebensmitteln hinausgeht und/oder von einer Beheizung von Lebensmitteln abweicht, auf. Beispielsweise könnte die weitere Einheit als ein Temperatursensor oder als eine Rühr einheit oder dergleichen ausgebildet sein. Alternativ könnte die Aufstelleinheit als ein Haushaltskleingerät ausgebildet sein. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Haushalts kleingerät um ein standortungebundenes Haushaltsgerät, welches zumindest das Auf nahmeinduktionselement und zumindest eine Funktionseinheit, welche in einem Betriebs zustand zumindest eine Haushaltsgerätefunktion bereitstellt, aufweist. Unter „standortun gebunden“ soll in diesem Zusammenhang verstanden werden, dass das Haushaltsklein gerät in einem Haushalt durch einen Nutzer frei, und insbesondere ohne Hilfsmittel, posi tionierbar ist, insbesondere im Unterschied zu einem Haushaltsgroßgerät, welches an einer bestimmten Position in einem Haushalt fest positioniert und/oder installiert ist, wie beispielsweise ein Backofen oder ein Kühlschrank. Vorzugsweise ist das Haushaltsklein gerät als ein Küchenkleingerät ausgebildet und stellt in dem Betriebszustand zumindest eine Hauptfunktion zu einer Bearbeitung von Lebensmitteln bereit. Das Haushaltskleinge rät könnte, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise als eine Küchenmaschine und/oder als ein Mixer und/oder als ein Rührer und/oder als eine Mühle und/oder als eine Küchenwaage oder als ein Wasserkocher oder als eine Kaffeemaschine oder als ein Reiskocher oder als ein Milchaufschäumer oder als eine Fritteuse oder als ein Toaster oder als ein Entsafter oder als eine Schneidemaschine oder dergleichen ausgebildet sein.

Das Aufnahmeinduktionselement der Aufstelleinheit umfasst zumindest eine Sekundär spule und/oder ist als eine Sekundärspule ausgebildet. In einem Betriebszustand der Auf stelleinheit versorgt das Aufnahmeinduktionselement zumindest einen Verbraucher der Aufstelleinheit mit elektrischer Energie. Darüber hinaus ist denkbar, dass die Aufstellein heit einen Energiespeicher, insbesondere einen Akkumulator, aufweist, welcher dazu vor gesehen ist, eine über das Aufnahmeinduktionselement empfangene elektrische Energie in einem Ladezustand zu speichern und in einem Entladezustand zu der Versorgung der Funktionseinheit bereitzustellen.

Vorzugsweise weist das Induktionsenergieübertragungssystem zumindest eine Aufstell platte zum Aufstellen der Aufstelleinheit auf. Unter einer „Aufstell platte“ soll zumindest eine, insbesondere plattenartige, Einheit verstanden werden, welche zu einem Aufstellen wenigstens einer Aufstelleinheit und/oder zu einem Auflegen wenigstens eines Garguts vorgesehen ist. Die Aufstellplatte könnte beispielsweise als eine Arbeitsplatte, insbeson dere als eine Küchenarbeitsplatte, oder als ein Teilbereich zumindest einer Arbeitsplatte, insbesondere zumindest einer Küchenarbeitsplatte, insbesondere des Induktionsenergie übertragungssystems, ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich könnte die Aufstellplatte als eine Kochfeldplatte ausgebildet sein. Die als Kochfeldplatte ausgebildete Aufstellplatte könnte insbesondere zumindest einen Teil eines Kochfeldaußengehäuses ausbilden und insbesondere gemeinsam mit zumindest einer Außengehäuseeinheit, mit welcher die als Kochfeldplatte ausgebildete Aufstell platte in wenigstens einem montierten Zustand insbe sondere verbunden sein könnte, das Kochfeldaußengehäuse wenigstens zu einem Groß teil ausbilden. Vorzugsweise ist die Aufstellplatte aus einem nichtmetallischen Werkstoff hergestellt. Die Aufstellplatte könnte beispielsweise wenigstens zu einem Großteil aus Glas und/oder aus Glaskeramik und/oder aus Neolith und/oder aus Dekton und/oder aus Holz und/oder aus Marmor und/oder aus Stein, insbesondere aus Naturstein, und/oder aus Schichtstoff und/oder aus Kunststoff und/oder aus Keramik gebildet sein. In der vor liegenden Anmeldung beziehen sich Lagebezeichnungen, wie beispielsweise „unterhalb“ oder „oberhalb“, auf einen montierten Zustand der Aufstellplatte, sofern dies nicht explizit anderweitig beschrieben ist. In dem montierten Zustand ist die Versorgungseinheit vor zugsweise unterhalb der Aufstellplatte angeordnet.

Unter einer „Steuereinheit“ soll eine elektronische Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zumindest die Versorgungseinheit zu steuern und/oder zu regeln. Vor zugsweise umfasst die Steuereinheit eine Recheneinheit und insbesondere zusätzlich zur Recheneinheit eine Speichereinheit mit einem darin gespeicherten Steuer- und/oder Re gelprogramm, das dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden.

Unter einem „Betriebsparametersatz“ soll eine Mehrzahl von zumindest zwei Betriebspa rametern der Aufstelleinheit verstanden werden, anhand derer die Steuereinheit die durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellte Energie entsprechend einem aktuellen Betriebszustand der Aufstelleinheit steuert. Vorzugsweise umfasst zumindest ein Be triebsparameter des Betriebsparametersatzes eine konstruktive und/oder geometrische Kenngröße der Aufstelleinheit, insbesondere des Aufnahmeinduktionselements. Konstruk tive und/oder geometrische Kenngrößen könnten dabei, ohne darauf beschränkt zu sein, beispielsweise eine Form und/oder Größe, insbesondere ein Radius und/oder Durchmes- ser, und/oder eine Querschnittsfläche und/oder eine Wicklungszahl und/oder ein Material und/oder eine räumliche Position des Aufnahmeinduktionselements innerhalb der Aufstel leinheit umfassen. Vorzugsweise umfasst zumindest ein Betriebsparameter des Betriebs parametersatzes eine elektrische Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements, bei spielsweise einen Betrag eines elektrischen Wderstands und/oder einer Impedanz und/oder einer Induktivität und/oder eine magnetische Flussdichte und/oder eine Reso nanzfrequenz und/oder eine Materialkonstante, beispielsweise eine magnetische Perme abilität. Vorzugsweise umfasst zumindest ein Betriebsparameter des Betriebsparameter satzes zumindest eine Betriebskenngröße der Aufstelleinheit, beispielsweise eine Maxi malleistung und/oder eine Minimalleistung und/oder Anzahl von Leistungsstufen und/oder eine Anzahl und/oder Art von betreibbaren elektrischen Lasten und/oder eine in einem Betriebszustand benötigte Spannung und/oder Stromstärke. Sämtliche Betriebsparameter des Betriebsparametersatzes könnten statisch sein, das heißt insbesondere über einen gesamten Betriebszeitraum der Aufstelleinheit, in welchem diese durch die Versorgungs einheit induktiv mit Energie versorgt wird, zumindest im Wesentlichen konstant sein. Bei spielsweise könnte eine Aufstelleinheit mit nur einem Verbraucher und nur einer Leis tungsstufe, einen Betriebsparametersatz aufweisen, dessen Betriebsparameter allesamt statisch sind. Vorzugsweise ist zumindest ein Betriebsparameter des Betriebsparameter satzes ein dynamischer, das heißt insbesondere zeitlich veränderlicher, Betriebsparame ter. Der dynamische Betriebsparameter könnte Informationen hinsichtlich einer Verände rung eines Betriebszustands der Aufstelleinheit umfassen, beispielsweise eine Art und/oder einen Zeitpunkt eines Wechsels einer Leistungsstufe und/oder eines Wechsels einer Anzahl und/oder Art von gleichzeitig zu betreibenden elektrischen Lasten. Der dy namische Betriebsparameter könnte zudem auch eine Information hinsichtlich einer Ver änderung einer Position des Aufnahmeinduktionselements relativ zu dem Versorgungsin duktionselement, beispielsweise aufgrund eines Verschiebens der Aufstelleinheit auf der Aufstellplatte durch einen Nutzer, umfassen.

Unter „vorgesehen“ soll speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstan den werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem An- wendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, den Betriebspa rametersatz der Aufstelleinheit zeitlich wiederkehrend zu empfangen. Hierdurch kann vor teilhaft ein Bedienkomfort weiter verbessert werden. Es kann insbesondere vorteilhaft ein sicherer und zuverlässiger Betrieb der Aufstelleinheit erreicht werden. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, den Betriebsparametersatz der Aufstelleinheit re gelmäßig, insbesondere periodisch, zeitlich wiederkehrend zu empfangen. Beispielsweise könnte die Steuereinheit in dem Betriebszustand den Betriebsparametersatz der Aufstel leinheit innerhalb jeder Periode einer Netzwechselspannung, zeitlich wiederkehrend, emp fangen.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, im Falle einer Veränderung von zumindest einem Betriebsparameter des Betriebsparametersatzes die durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellte Energie automatisch anzupassen. Hierdurch kann vorteilhaft ein Bedienkomfort noch weiter verbessert werden. Es können vorteilhaft durch die Veränderung des Betriebsparameters bedingte Beschädigungen und/oder unerwünschtes Verhalten der Aufstelleinheit wirkungsvoll vermieden werden, wenn die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, im Falle einer Veränderung von zumindest einem Betriebsparameter des Betriebsparametersatzes die durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellte Energie automatisch anzupassen.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass das Induktionsenergieübertragungssystem eine Kommunikationseinheit aufweist, zur drahtlosen Datenübertragung, insbesondere per NFC, zwischen der Aufstelleinheit und der Steuereinheit. Durch eine derartige Ausgestal tung kann vorteilhaft ein Bedienkomfort weiter verbessert werden. Es kann vorteilhaft eine besonders einfache, schnelle und zuverlässige Datenübertragung, insbesondere ein ein facher, schneller und zuverlässiger Empfang des Betriebsparametersatzes durch die Steuereinheit, ermöglicht werden. Die Kommunikationseinheit ist vorzugsweise zu einer bidirektionalen drahtlosen Datenübertragung, das heißt sowohl zu einem drahtlosen Emp fang als auch zu einem drahtlosen Senden von Daten, vorgesehen. Vorzugsweise weist die Kommunikationseinheit zumindest ein Kommunikationselement auf, welches mit der Steuereinheit verbunden und insbesondere zu einem drahtlosen Empfangen und Senden von Daten vorgesehen ist. Vorzugsweise weist die Kommunikationseinheit zumindest ein weiteres Kommunikationselement auf, welches innerhalb der Aufstelleinheit angeordnet und insbesondere zu einem drahtlosen Empfangen und Senden von Daten vorgesehen ist. Die Kommunikationseinheit könnte zu einer drahtlosen Datenübertragung zwischen der Aufstelleinheit und der Steuereinheit per RFID, oder per WIFI, oder per Bluetooth oder per ZigBee oder zur drahtlosen Datenübertragung nach einem anderen geeigneten Stan dard vorgesehen sein. Vorzugsweise ist die Kommunikationseinheit zu einer drahtlosen Datenübertragung zwischen der Aufstelleinheit und der Steuereinheit per NFC vorgese hen. Hierdurch kann vorteilhaft ein besonders zukunftsfähiges Induktionsenergieübertra gungssystem bereitgestellt werden, welches mit einer Vielzahl von Aufstelleinheiten kom patibel ist.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Betriebsparametersatz zumindest eine elektrische Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements umfasst. Hierdurch kann vorteil haft ein Bedienkomfort weiter verbessert werden, insbesondere indem eine besonders präzise Steuerung der durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Energie an hand der elektrischen Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements ermöglicht ist. Bei der elektrischen Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements kann es sich beispielswei se um einen Betrag eines elektrischen Widerstands und/oder einer Impedanz und/oder einer Induktivität und/oder eine magnetische Flussdichte und/oder eine Resonanzfre quenz und/oder eine Materialkonstante, beispielsweise eine magnetische Permeabilität, der Sekundärspule und/oder eines die Sekundärspule beinhaltenden Schaltkreises der Aufstelleinheit handeln.

Ferner wird vorgeschlagen, dass der Betriebsparametersatz zumindest eine geometrische Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements umfasst. Hierdurch kann vorteilhaft ein Be dienkomfort weiter verbessert werden, insbesondere indem eine besonders präzise Steu erung der durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Energie anhand der ge ometrischen Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements ermöglicht ist. Bei der geomet rischen Kenngröße kann es sich beispielsweise um eine Form und/oder Größe, insbeson dere einen Radius und/oder Durchmesser, und/oder eine Querschnittsfläche und/oder eine Wicklungszahl und/oder ein Material und/oder eine räumliche Position der Sekundär spule des Aufnahmeinduktionselements handeln.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die geometrische Kenngröße einen Durchmesser des Aufnahmeinduktionselements kennzeichnet. Hierdurch kann vorteilhaft ein Bedienkomfort weiter verbessert werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine Präzision bei der Steuerung der durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Energie durch die Steuereinheit anhand des Betriebsparametersatzes weiter verbessert werden. Darunter, dass die geo metrische Kenngröße einen Durchmesser des Aufnahmeinduktionselements „kennzeich net“, soll verstanden werden, dass der Durchmesser des Aufnahmeinduktionselements aus der geometrischen Kenngröße zumindest näherungsweise, vorzugsweise genau, durch die Steuereinheit bestimmbar ist. Die geometrische Kenngröße könnte den Durch messer des Aufnahmeinduktionselements umfassen. Denkbar wäre alternativ oder zu sätzlich jedoch auch, dass die geometrische Kenngröße Angaben über beispielsweise einen Halbmesser, insbesondere einen Radius, und/oder über eine Breite und Tiefe des Aufnahmeinduktionselements und/oder über eine Gesamtlänge und Wicklungszahl eines das Aufnahmeinduktionselement ausbildenden elektrischen Leiters, umfasst, aus welchen der Durchmesser des Aufnahmeinduktionselements zumindest näherungsweise be stimmbar ist.

Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die geometrische Kenngröße einen Abstand zwi schen dem Aufnahmeinduktionselement und dem Versorgungsinduktionselement kenn zeichnet. Durch eine derartige Ausgestaltung kann vorteilhaft ein Bedienkomfort weiter verbessert werden. Es kann insbesondere eine Präzision bei der Steuerung der durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Energie durch die Steuereinheit anhand des Betriebsparametersatzes vorteilhaft weiter verbessert werden. Darunter, dass die geomet rische Kenngröße einen Abstand zwischen dem Aufnahmeinduktionselement und dem Versorgungsinduktionselement „kennzeichnet“, soll verstanden werden, dass der Abstand zwischen dem Aufnahmeinduktionselement und dem Versorgungsinduktionselement aus der geometrischen Kenngröße, zumindest näherungsweise, vorzugsweise genau, durch die Steuereinheit bestimmbar ist. Die geometrische Kenngröße könnte den Abstand zwi schen dem Aufnahmeinduktionselement und dem Versorgungsinduktionselement umfas sen. Denkbar wäre alternativ oder zusätzlich jedoch auch, dass die geometrische Kenn größe Angaben bezüglich eines Abstands des Aufnahmeinduktionselements zu einer Un terseite der Aufstelleinheit, auf welcher die Aufstelleinheit in dem Betriebszustand, insbe sondere auf der Aufstellplatte, aufgestellt ist, umfasst, wobei der Abstand zwischen dem Aufnahmeinduktionselement und dem Versorgungsinduktionselement zumindest nähe rungsweise aus der Angabe bestimmbar ist.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, einen Kopp lungskoeffizienten zwischen dem Versorgungsinduktionselement und dem Aufnahmein- duktionselement anhand des Betriebsparametersatzes zu bestimmen. Hierdurch kann vorteilhaft ein Bedienkomfort weiter verbessert werden. Es kann insbesondere eine Präzi sion bei der Steuerung der durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Energie durch die Steuereinheit anhand des Betriebsparametersatzes vorteilhaft weiter verbessert werden. Darunter, dass die Steuereinheit dazu vorgesehen ist, einen Kopplungskoeffi zienten zwischen dem Versorgungsinduktionselement und dem Aufnahmeinduktionsele ment anhand des Betriebsparametersatzes „zu bestimmen“, soll verstanden werden, dass die Steuereinheit in einem Betriebszustand den Kopplungskoeffizienten anhand zumin dest eines Betriebsparameters des Betriebsparametersatzes zumindest näherungsweise abschätzt und/oder berechnet. Der Kopplungskoeffizient, welcher in der Fachliteratur teil weise auch als Kopplungsfaktor bezeichnet wird, beschreibt vorzugsweise den Anteil des durch das Versorgungsinduktionselement in dem Betriebszustand erzeugten magneti schen Flusses, welcher mit dem Aufnahmeinduktionselement verbunden ist. Der Kopp lungskoeffizient ist dimensionslos und kann Werte zwischen 0 und 1 annehmen, wobei ein Kopplungskoeffizient von 0 einen Zustand beschreibt, in welchem der durch das Versor gungsinduktionselement in dem Betriebszustand erzeugte magnetische Fluss nicht mit dem Aufnahmeinduktionselement verbunden und das Versorgungsinduktionselement und das Aufnahmeinduktionselement voneinander magnetisch isoliert sind, und ein Kopp lungskoeffizient von 1 beschreibt einen idealen Zustand, in welchem der durch das Ver sorgungsinduktionselement in dem Betriebszustand erzeugte magnetische Fluss vollstän dig mit dem Aufnahmeinduktionselement verbunden ist. Ein Wert des Kopplungskoeffi zienten ist neben den Induktivitäten des Versorgungsinduktionselements und des Auf nahmeinduktionselements, insbesondere von dem Abstand zwischen dem Versorgungs induktionselement und dem Aufnahmeinduktionselement sowie den Durchmessern des Versorgungsinduktionselements und des Aufnahmeinduktionselements abhängig. Die Steuereinheit ist vorzugsweise dazu vorgesehen, den Kopplungskoeffizienten basierend auf der zumindest einen geometrischen Kenngröße des Aufnahmeinduktionselements, welche in dem Betriebsparametersatz enthalten ist, zumindest näherungsweise, bei spielsweise mittels einer in der Speichereinheit gespeicherten und durch die Rechenein heit anwendbaren Näherungsformel, zu bestimmen.

Zudem wird vorgeschlagen, dass die Aufstelleinheit zumindest zwei schaltbare elektrische Lasten aufweist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Aufstelleinheit mit einem hohen Maß an Flexibilität und einem großem Funktionsspektrum bereitgestellt werden. Unter einer „elektrischen Last“ der Aufstelleinheit soll hierbei zumindest ein elektrischer Verbraucher der Aufstelleinheit verstanden werden, welcher mit dem Aufnahmeinduktionselement elektrisch leitend verbunden ist und welcher in einem Betriebszustand der Aufstelleinheit, insbesondere zur Bereitstellung zumindest einer Funktion der Aufstelleinheit, eine durch das Aufnahmeinduktionselement von dem Versorgungsinduktionselement induktiv emp fangene elektrische Energie zumindest teilweise in zumindest eine weitere Energieform, beispielsweise in eine thermische Energie und/oder in eine Bewegungsenergie und/oder dergleichen, wandelt. Bei der elektrischen Last kann es sich um eine resistive Last han deln, welche beispielsweise zumindest ein Heizelement der Aufstelleinheit zur Bereitstel lung einer Heizfunktion umfassen könnte. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei der elektrischen Last um eine induktive Last, welche beispielsweise einen Elektromotor zu einem Antrieb einer Rühreinheit der Aufstelleinheit umfassen könnte, handeln. Zudem ist denkbar, dass es sich bei der elektrischen Last, alternativ oder zusätzlich, um eine kapa zitive Last, welche beispielsweise einen kapazitiven Sensor in der Aufstelleinheit oder einen Dämpfungskondensator innerhalb eines elektrischen Schaltkreises der Aufstellein heit umfassen könnte, handelt. Die elektrische Last kann sich aus einer oder mehreren resistiven und/oder induktiven und/oder kapazitiven Teillasten zusammensetzen, welche vorzugsweise in dem Betriebszustand zur Bereitstellung der Funktion der Aufstelleinheit Zusammenwirken. Die zumindest zwei schaltbaren elektrischen Lasten sind zumindest zu einer Bereitstellung einer ersten Funktion der Aufstelleinheit in zumindest zwei verschie denen Leistungsstufen, beispielsweise einer Bereitstellung einer Heizfunktion in zumin dest zwei verschiedenen Heizstufen, vorgesehen. Vorzugsweise sind die zumindest zwei schaltbaren elektrischen Lasten zu einer Bereitstellung von zumindest zwei verschiede nen Funktionen der Aufstelleinheit, beispielsweise einer ersten Funktion in Form einer Heizfunktion und einer zweiten Funktion in Form einer Rührfunktion, vorgesehen. Vor zugsweise weist die Aufstelleinheit zumindest ein Schaltelement auf, welches die schalt baren Lasten in einem geschlossenen Zustand elektrisch leitend miteinander verbindet. Mittels des Schaltelements ist zumindest eine der elektrischen Lasten zu oder abschalt bar. Denkbar ist auch, dass die elektrischen Lasten mittels des Schaltelements getrennt voneinander betreibbar sind. Beispielsweise könnte in einem ersten Betriebszustand der Aufstelleinheit eine erste Funktion mittels einer ersten elektrischen Last und in einem zweiten Betriebszustand eine zweite Funktion mittels einer zweiten elektrischen Last und/oder einer Kombination aus der ersten und der zweiten elektrischen Last bereitstell bar sein. Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Betriebsparametersatz zumindest eine Kenn größe der elektrischen Lasten umfasst. Hierdurch kann vorteilhaft ein Bedienkomfort wei ter verbessert werden. Insbesondere ist vorteilhaft eine präzise Steuerung der durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Last je nach Betriebszustand der Aufstellein heit ermöglicht, wenn der Betriebsparametersatz zumindest eine Kenngröße der elektri schen Lasten umfasst. Bei der Kenngröße der elektrischen Lasten kann es sich, ohne darauf beschränkt zu sein, um einen Betrag eines elektrischen Widerstands und/oder ei ner Impedanz und/oder einer Induktivität und/oder einer Kapazität zumindest einer Teillast der elektrischen Lasten handeln. Denkbar ist auch, dass es sich bei der Kenngröße um eine in einem Betriebszustand erforderliche Leistung und/oder benötigte Spannung und/oder Stromstärke zumindest einer der elektrischen Lasten handelt.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass der Betriebsparametersatz einen Umschaltzeit punkt zwischen den elektrischen Lasten umfasst. Hierdurch kann vorteilhaft ein Bedien komfort weiter verbessert werden. Insbesondere kann vorteilhaft ein besonders sanftes Umschalten zwischen den elektrischen Lasten erreicht werden und somit ein besonders schonender und störungsarmer Betrieb der Aufstelleinheit ermöglicht werden. Ferner kann vorteilhaft ein Induktionsenergieübertragungssystem mit verbesserten Eigenschaften hinsichtlich einer elektromagnetischen Verträglichkeit bereitgestellt werden. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, den Umschaltzeitpunkt vorzeitig von der Aufstel leinheit zu empfangen und die durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellte Ener gie genau zu dem Umschaltzeitpunkt anhand der Veränderung des zumindest einen Be- triebsparametes des Betriebsparametersatzes anzupassen.

Ferner wird vorgeschlagen, dass die Aufstelleinheit als ein Haushaltskleingerät ausgebil det ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein Induktionsenergieübertragungssystem mit beson ders hoher Funktionalität und Flexibilität bereitgestellt werden.

In einerweiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Aufstelleinheit als ein Gargeschirr ausgebildet ist. Hierdurch kann vorteilhaft ein Induktionsenergieüber tragungssystem mit einem besonders hohen Bedienkomfort, insbesondere hinsichtlich einer präzisen Steuerung einer durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellten Energie zur Beheizung von in dem Gargeschirr angeordneten Lebensmitteln, zur Verfü gung gestellt werden. Die Erfindung geht ferner aus von einem Verfahren zum Betrieb eines Induktionsenergie übertragungssystems, insbesondere nach einer der vorhergehenden beschriebenen Aus gestaltungen, mit einer Versorgungseinheit, welche zumindest ein Versorgungsindukti onselement zur induktiven Bereitstellung von Energie aufweist, und mit zumindest einer Aufstelleinheit, welche zumindest ein Aufnahmeinduktionselement zu einem Empfang der induktiv bereitgestellten Energie aufweist.

Es wird vorgeschlagen, dass zumindest ein Betriebsparametersatz der Aufstelleinheit empfangen und die durch die Versorgungseinheit induktiv bereitgestellte Energie basie rend auf dem Betriebsparametersatz gesteuert wird. Durch ein derartiges Verfahren kann vorteilhaft ein besonders komfortabler, sicherer und zuverlässiger Betrieb des Induktions energieübertragungssystems ermöglicht 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 zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Be schreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fach mann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.

Es zeigen:

Fig. 1 Ein Induktionsenergieübertragungssystem mit einer Versorgungseinheit, einer Steuereinheit, einer Aufstelleinheit und einerweiteren Aufstellein heit in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2 ein schematisches elektrisches Ersatzschaltbild zur Darstellung einer in duktiven Energieübertragung zwischen einem Versorgungsinduktions element der Versorgungseinheit und einem Aufnahmeinduktionselement der Aufstelleinheit, Fig. 3 ein schematisches elektrisches Schaltbild eines elektrischen Schaltkrei ses mit dem Aufnahmeinduktionselement und zwei schaltbaren elektri schen Lasten der Aufstelleinheit,

Fig. 4 ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Betriebsparameter satzes der Aufstelleinheit,

Fig. 5 zwei schematische Diagramme zur Darstellung einer Leistungskurve des Versorgungsinduktionselements der Versorgungseinheit,

Fig. 6 ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Umschaltzeitpunk tes zwischen den elektrischen Lasten der Aufstelleinheit,

Fig. 7 ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Be trieb des Induktionsenergieübertragungssystems und Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Induktionsenergieübertragungs systems mit einer Versorgungseinheit, einer Steuereinheit einer Aufstel leinheit und einerweiteren Aufstelleinheit in einer schematischen Dar stellung.

Figur 1 zeigt ein Induktionsenergieübertragungssystem 10a in einer schematischen Dar stellung. Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist eine Versorgungseinheit 12a auf. Die Versorgungseinheit 12a weist zumindest ein Versorgungsinduktionselement 14a zur induktiven Bereitstellung von Energie auf. Vorliegend umfasst die Versorgungs einheit 12a insgesamt vier Versorgungsinduktionselemente 14a, wobei jede beliebige andere Anzahl denkbar wäre.

Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist eine Steuereinheit 16a zur Steue rung der Versorgungseinheit 12a auf.

Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist eine Aufstellplatte 52a auf.

Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a ist vorliegend als ein Induktionsgarsystem ausgebildet und umfasst ein Induktionskochfeld 54a. Vorliegend ist die Aufstellplatte 52a als eine Kochfeldplatte 56a ausgebildet. Die Kochfeldplatte 56a ist Teil des Induktions kochfelds 54a.

Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist eine Aufstelleinheit 18a auf. Die Aufstelleinheit 18a weist ein Aufnahmeinduktionselement 22a zu einem Empfang der durch die Versorgungseinheit 12a induktiv bereitgestellten Energie auf. Vorliegend ist die Aufstelleinheit 18a als ein Haushaltskleingerät 48a ausgebildet, und zwar als eine Kü chenmaschine. Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist vorliegend eine wei tere Aufstelleinheit 20a auf. Die weitere Aufstelleinheit 20a umfasst ebenfalls ein Aufnah meinduktionselement 22a zu einem Empfang der durch die Versorgungseinheit 12a in duktiv bereitgestellten Energie. Die weitere Aufstelleinheit 20a ist vorliegend als ein weite res Haushaltskleingerät 58a ausgebildet, und zwar als ein Wasserkocher.

Die Steuereinheit 16a ist dazu vorgesehen, zumindest einen Betriebsparametersatz 24a (vgl. Figur 4) der Aufstelleinheit 18a zu empfangen und die durch die Versorgungseinheit 12a induktiv bereitgestellte Energie basierend auf dem Betriebsparametersatz 24a zu steuern. Die Steuereinheit 16a umfasst eine Recheneinheit 90a mit einem darin ausführ baren Programm (nicht dargestellt) zur Auswertung des Betriebsparametersatzes 24a.

Das Induktionsenergieübertragungssystem 10a weist eine Kommunikationseinheit 30a auf. Die Kommunikationseinheit 30a ist zu einer drahtlosen Datenübertragung zwischen der Aufstelleinheit 18a und der Steuereinheit 16a vorgesehen. Vorliegend ist die Kommu nikationseinheit 30a außerdem auch zu einer drahtlosen Datenübertragung zwischen der weiteren Aufstelleinheit 20a und der Steuereinheit 16a vorgesehen. Die Kommunikations einheit 30a weist ein Kommunikationselement 60a auf, welches mit der Steuereinheit 16a verbunden und zu einem drahtlosen Senden und Empfangen von Daten vorgesehen ist. Die Kommunikationseinheit 30a weist ein weiteres Kommunikationselement 62a auf, wel ches in der Aufstelleinheit 18a angeordnet und zu einem drahtlosen Senden und Empfan gen von Daten vorgesehen ist. Die Kommunikationseinheit 30a weist außerdem ein weite res Kommunikationselement 64a auf, welches in der weiteren Aufstelleinheit 20a ange ordnet und zu einem drahtlosen Senden und Empfangen von Daten vorgesehen ist. Vor liegend ist die Kommunikationseinheit 30a als eine NFC-Kommunikationseinheit ausge bildet, und zu einer drahtlosen Datenübertagung per NFC zwischen der Steuereinheit 16a und der Aufstelleinheit 18a und/oder der weiteren Aufstelleinheit 20a vorgesehen.

In einem Betriebszustand des Induktionsenergieübertragungssystems 10a empfängt die Steuereinheit 16a den Betriebsparametersatz 24a (vgl. Figur 4) der Aufstelleinheit 18a drahtlos und zwar über die Kommunikationseinheit 30a.

Die Steuereinheit 16a ist dazu vorgesehen, den Betriebsparametersatz 24a zeitlich wie derkehrend zu empfangen. Vorliegend empfängt die Steuereinheit 16a den Betriebspara- metersatz 24a in regelmäßigen zeitlichen Abständen von der Aufstelleinheit 18a, und zwar drahtlos über die Kommunikationseinheit 30a.

Figur 2 zeigt ein schematisches elektrisches Ersatzschaltbild zur Darstellung einer induk tiven Energieübertragung zwischen dem Versorgungsinduktionselement 14a und dem Aufnahmeinduktionselement 22a. Die Versorgungseinheit 12a weist zumindest eine Wechselrichtereinheit 88a zur Versorgung der Versorgungseinheit 12a mit einem Wech selstrom auf. In dem Betriebszustand steuert die Steuereinheit 16a die durch das Versor gungsinduktionselement 14a induktiv bereitgestellte Energie mittels einer Veränderung der Frequenz des durch die Wechselrichtereinheit 88a bereitgestellten Wechselstroms. In dem Betriebszustand erzeugt das Versorgungsinduktionselement 14a ein elektromagneti sches Wechselfeld, durch welches die Energie induktiv bereitgestellt wird. In dem Be triebszustand ist das Aufnahmeinduktionselement 22a in einem Abstand 36a zu dem Ver sorgungsinduktionselement 14a angeordnet. In dem Betriebszustand ist ein magnetischer Fluss des elektromagnetischen Wechselfelds, welches durch das Versorgungsinduktions element 14a erzeugt wird, zumindest teilweise mit dem Aufnahmeinduktionselement 22a gekoppelt, sodass eine Wechselspannung in dem Aufnahmeinduktionselement 22a indu ziert wird und so zumindest ein Teil der induktiv bereitgestellten Energie empfangen wird. Die Aufstelleinheit 18a weist zumindest eine elektrische Last 40a auf. In dem Betriebszu stand wird die elektrische Last 40a mit der in dem Aufnahmeinduktionselement 22a indu zierten Wechselspannung versorgt.

Figur 3 zeigt ein schematisches elektrisches Schaltbild der Aufstelleinheit 18a. Die Auf stelleinheit 18a weist vorliegend zumindest zwei schaltbare elektrische Lasten und zwar die elektrische Last 40a und eine weitere elektrische Last 42a auf. Die Aufstelleinheit 18a weist ein Schaltelement 72a auf. Das Schaltelement 72a ist zu einem Zu- und Abschalten der weiteren elektrischen Last 42a vorgesehen. In einem ersten Schaltzustand ist das Schaltelement 72a geschlossen und sowohl die elektrische Last 40a als auch die weitere elektrische Last 42a sind jeweils elektrisch leitend mit dem Aufnahmeinduktionselement 22a verbunden. In einem zweiten Schaltzustand ist die elektrische Last 40a elektrisch leitend mit dem Aufnahmeinduktionselement 22a verbunden und die weitere elektrische Last 42a ist nicht mit dem Aufnahmeinduktionselement 22a verbunden. Figur 4 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung des Betriebsparametersatzes 24a. Der Betriebsparametersatz 24a umfasst einen Betriebsparameter 26a sowie mehrere weitere Betriebsparameter 28a, 66a, 68a, 70a.

Der Betriebsparametersatz 24a umfasst zumindest eine elektrische Kenngröße 32a des Aufnahmeinduktionselements 22a der Aufstelleinheit 18a. Vorliegend beinhaltet der Be triebsparameter 26a die elektrische Kenngröße 32a. Die elektrische Kenngröße 32a um fasst zumindest eine Induktivität des Aufnahmeinduktionselements 22a.

Der Betriebsparametersatz 24a umfasst außerdem zumindest eine geometrische Kenn größe 34a des Aufnahmeinduktionselements 22a. Die geometrische Kenngröße 34a kennzeichnet einen Durchmesser (nicht dargestellt) des Aufnahmeinduktionselements 22a. Die geometrische Kenngröße 34a kennzeichnet außerdem den Abstand 36a (vgl. Figur 2) zwischen dem Aufnahmeinduktionselement 22a und dem Versorgungsindukti onselement 14a.

Die Steuereinheit 16a ist dazu vorgesehen, einen Kopplungskoeffizienten 38a zwischen dem Versorgungsinduktionselement 14a und dem Aufnahmeinduktionselement 22a an hand des Betriebsparametersatzes 24a zu bestimmen. Vorliegend bestimmt die Steuer einheit 16a in dem Betriebszustand den Kopplungskoeffizienten 38a aus der elektrischen Kenngröße 32a und der geometrischen Kenngröße 34a. Die Steuereinheit 16a bestimmt den Kopplungskoeffizienten 38a mittels einer Näherungsformel in dem Programm der Recheneinheit 90a. Der Kopplungskoeffizient 38a beschreibt den Anteil des durch das Versorgungsinduktionselement 14a in dem Betriebszustand erzeugten magnetischen Flusses, welcher mit dem Aufnahmeinduktionselement 22a gekoppelt ist (vgl. Figur 2).

Der Kopplungskoeffizient 38a ist dimensionslos und kann Werte zwischen 0 und 1 an nehmen. Je größer der Kopplungskoeffizient 38a ist, desto größer ist der Anteil der durch das Versorgungsinduktionselement 14a induktiv bereitgestellten Energie, welche von dem Aufnahmeinduktionselement 22a in dem Betriebszustand empfangen werden kann.

Der Betriebsparameter 66a umfasst eine aktuelle elektrische Leistung, welche von der Aufstelleinheit 18a in dem Betriebszustand angefordert wird.

Der Betriebsparametersatz 24a umfasst zumindest eine Kenngröße 44a der elektrischen Lasten 40a, 42a. Vorliegend umfasst die Kenngröße 44a jeweils eine aktuelle Information bezüglich der Art sowie bezüglich eines Betrags eines elektrischen Widerstands der aktu- eil zu betreibenden elektrischen Gesamtlast, welche sich je nach Schaltzustand des Schaltelements 72a (vgl. Figur 3) nur aus der elektrischen Last 40a oder aus einer Kom bination der elektrischen Last 40a mit der weiteren elektrischen Last 42a zusammensetzt.

Der Betriebsparametersatz 24a umfasst einen Umschaltzeitpunkt 46a zwischen den elektrischen Lasten 40a, 42a. Der Umschaltzeitpunkt 46a definiert einen Zeitpunkt, an dem das Schaltelement 72a umgeschaltet wird. Für den zweiten Schaltzustand des Schaltelements 72a, wenn das Schaltelement 72a geschlossen ist, bestimmt die Steuer einheit 16a in dem Betriebszustand anhand des Betriebsparametersatzes 24a einen ers ten Betriebspunkt 80a zur Steuerung der durch die Versorgungseinheit 12a induktiv be reitgestellten Energie.

Im Falle einer Veränderung zumindest eines Betriebsparameters 26a, 28a, 66a, 68a, 70a des Betriebsparametersatzes 24a ist die Steuereinheit 16a dazu vorgesehen, die durch die Versorgungseinheit 12a induktiv bereitgestellte Energie automatisch anzupassen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel hätte ein Umschalten des Schaltelements von dem ersten Schaltzustand in den zweiten Schaltzustand eine Veränderung des Betriebspara meters 68a, und zwar eine Veränderung der Kenngröße 44a im Hinblick auf eine zu be treibende Gesamtlast, zur Folge. Die Steuereinheit 16a bestimmt in dem Betriebszustand ausgehend von dem ersten Betriebspunkt 80a einen zweiten Betriebspunkt 86a, anhand dessen eine Steuerung der durch die Versorgungseinheit 12a induktiv bereitgestellten Energie ab dem Umschaltzeitpunkt 46a erfolgen soll.

Figur 5 zeigt zwei schematische Diagramme zur Darstellung einer Leistungskurve 74a der durch das Versorgungsinduktionselement 14a induktiv bereitgestellten Energie. Auf einer Ordinate 76a eines linken Diagramms ist eine Leistung der durch das Versorgungsinduk tionselement 14a induktiv bereitstellbaren Energie in Watt aufgetragen. Auf einer Abszis se 78a des linken Diagramms ist eine Frequenz des Wechselstroms, mit dem die Wech selrichtereinheit 88a (vgl. Figur 2) durch die Steuereinheit 16a betreibbar ist, in Kilohertz aufgetragen. In dem linken Diagramm ist der erste Betriebspunkt 80a eingetragen. Der erste Betriebspunkt 80a entspricht einer Frequenz, mit der die Steuereinheit 16a die Wechselrichtereinheit 88a zur Versorgung des Versorgungsinduktionselements 14a in dem ersten Schaltzustand des Schaltelements 72a der Aufstelleinheit 18a betreibt. Auf einer Ordinate 82a eines rechten Diagramms ist die Leistung der durch das Versor gungsinduktionselement 14a induktiv bereitstellbaren Energie in Watt aufgetragen. Auf einer Abszisse 84a des rechten Diagramms ist die Frequenz des Wechselstroms, mit der die Wechselrichtereinheit 88a durch die Steuereinheit 16a betreibbar ist, in Kilohertz auf getragen. In dem rechten Diagramm sind der erste Betriebspunkt 80a und der zweite Be triebspunkt 86a eingetragen. Der zweite Betriebspunkt entspricht einer Frequenz, mit der die Steuereinheit 16a die Wechselrichtereinheit 88a zur Versorgung des Versorgungsin duktionselements 14a in dem zweiten Schaltzustand des Schaltelements 72a der Aufstel leinheit 18a betreibt. Wie dem rechten Diagramm zu entnehmen ist, ist die Leistung der durch das Versorgungsinduktionselement 14a induktiv bereitgestellten Energie bei dem zweiten Betriebspunkt 86a, entsprechend der in dem zweiten Schaltzustand des Schalt elements 72a geringeren elektrischen Gesamtlast der Aufstelleinheit 18a, geringer als die Leistung der bei dem ersten Betriebspunkt 80a durch das Versorgungsinduktionselement 14a induktiv bereitgestellten Energie.

Figur 6 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung des Umschaltzeitpunktes 46a zwischen den schaltbaren elektrischen Lasten 40a, 42a der Aufstelleinheit 18a. Auf einer Abszisse 92a des Diagramms ist eine Zeit in Millisekunden aufgetragen. Eine Kurve 94a zeigt einen Verlauf einer gleichgerichteten Netzspannung, mit der die Steuereinheit 16a die Wechselrichtereinheit 88a (vgl. Figur 2) betreibt.

Die Steuereinheit 16a ist dazu vorgesehen, den Betriebsparametersatz 24a zeitlich wie derkehrend zu empfangen. Vorliegend empfängt die Steuereinheit 16a den Betriebspara metersatz 24a in regelmäßigen zeitlichen Abständen von der Aufstelleinheit 18a, und zwar drahtlos über die Kommunikationseinheit 30a (vgl. Figur 1). Die Steuereinheit 16a empfängt den Betriebsparametersatz 24a vorliegend zeitlich wiederkehrend zu Beginn jeder Periode der gleichgerichteten Netzspannung, im Falle einer in Europa üblichen Netzfrequenz von 50 Hertz also alle 20 Millisekunden. Zu einem Empfangszeitpunkt 96a empfängt die Steuereinheit 16a in dem Betriebszustand den Betriebsparametersatz 24a. Zu dem Umschaltzeitpunkt 46a passt die Steuereinheit 16a die durch die Versorgungs einheit 12a induktiv bereitgestellte Energie automatisch an, und zwar anhand der Verän derung des Betriebsparameters 68a (vgl. Figur 4). Während des Empfangszeitpunkts 96a betreibt die Steuereinheit 16a die Versorgungseinheit 12a an dem ersten Betriebspunkt 80a (vgl. Figur 5). Während der Periode zwischen dem Empfangszeitpunkt 96a und dem Umschaltzeitpunkt 46a bestimmt die Steuereinheit 16a den zweiten Betriebspunkt 96a. Ab dem Umschaltzeitpunkt 46a betreibt die Steuereinheit 16a die Versorgungseinheit 12a an dem zweiten Betriebspunkt 86a.

Figur 7 zeigt ein schematisches Diagramm zur Darstellung eines Verfahrens zum Betrieb des Induktionsenergieversorgungssystems 10a. In dem Verfahren wird der Betriebspara metersatz 24a empfangen und die durch die Versorgungseinheit 12a induktiv bereitge stellte Energie basierend auf dem Betriebsparametersatz 24a gesteuert. Das Verfahren umfasst zwei Verfahrensschritte. In einem ersten Verfahrensschritt 98a wird der Betriebs parametersatz 24a empfangen, und zwar drahtlos mittels der Kommunikationseinheit 30a. Die Aufstelleinheit 18a sendet in dem ersten Verfahrensschritt 98a den Betriebsparame tersatz 24a mittels des weiteren Kommunikationselements 62a an das Kommunikations element 60a, welches mit der Steuereinheit 16a verbunden ist (vgl. Figur 1). In einem zweiten Verfahrensschritt 100a wird der Betriebsparametersatz 24a durch die Steuerein heit 16a verarbeitet, und zwar mittels der Recheneinheit 90a, und die Steuereinheit 16a betreibt die Versorgungseinheit 12a anschließend basierend auf dem Betriebsparameter satz 24a.

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.

Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Induktionsenergieübertragungssys tems 10b in einer schematischen Darstellung. Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b weist eine Versorgungseinheit 12b auf. Die Versorgungseinheit 12b weist zumindest ein Versorgungsinduktionselement 14b zur induktiven Bereitstellung von Energie auf. Vor liegend umfasst die Versorgungseinheit 12b insgesamt zwei Versorgungsinduktionsele mente 14b. Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b weist eine Steuereinheit 16b zur Steue rung der Versorgungseinheit 12b auf.

Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b weist eine Aufstellplatte 52b auf. Im Un terschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Aufstellplatte 52b als eine Küchenarbeitsplatte 102b ausgebildet.

Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b ist vorliegend als ein Induktionsgarsystem ausgebildet und umfasst ein unsichtbares Induktionskochfeld 54b. Die Küchenarbeitsplat te 102b ist Teil des unsichtbaren Induktionskochfelds 54b.

Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b weist eine Aufstelleinheit 18b auf. Im Un terschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Aufstelleinheit 18b als ein Gargeschirr 50b ausgebildet. Das Gargeschirr 50b ist zu einer Beheizung von Lebensmit teln (nicht dargestellt) vorgesehen. Das Gargeschirr 50b weist außerdem eine weitere Einheit 104b zur Bereitstellung zumindest einerweiteren Funktion, welche über eine reine Beheizung von Lebensmitteln hinausgeht, auf. Vorliegend ist die weitere Einheit 104b als eine Rühreinheit ausgebildet und zum Rühren von Lebensmitteln vorgesehen. Die als Gargeschirr 50b ausgebildete Aufstelleinheit 18b weist ein Aufnahmeinduktionselement 22b zu einem Empfang der durch die Versorgungseinheit 12b induktiv bereitgestellten Energie auf.

Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b weist eine weitere Aufstelleinheit 20b auf. Die weitere Aufstelleinheit 20b weist ein Aufnahmeinduktionselement 22b zu einem Emp fang der durch die Versorgungseinheit 12b induktiv bereitgestellten Energie auf. Die wei tere Aufstelleinheit 20b ist als ein Hauhaltskleingerät 48b ausgebildet, und zwar als eine Küchenmaschine.

Die Steuereinheit 16b ist dazu vorgesehen, zumindest einen Betriebsparametersatz (nicht dargestellt) der Aufstelleinheit 18b zu empfangen und die durch die Versorgungseinheit 12b induktiv bereitgestellte Energie basierend auf dem Betriebsparametersatz zu steuern. Das Induktionsenergieübertragungssystem 10b umfasst eine Kommunikationseinheit 30b zur drahtlosen Datenübertragung zwischen der Steuereinheit 16b und der Aufstelleinheit 18b und/oder der weiteren Aufstelleinheit 20b. Die Kommunikationseinheit 30b umfasst ein Kommunikationselement 60b, welches mit der Steuereinheit 16b verbunden ist. Die Kommunikationseinheit 16b umfasst ein weiteres Kommunikationselement 62b, welches in der Aufstelleinheit 18b angeordnet ist, und ein weiteres Kommunikationselement 64b, welches in der weiteren Aufstelleinheit 20b angeordnet ist.

In einem Betriebszustand des Induktionsenergieübertragungssystems 10b wird der Be triebsparametersatz drahtlos von dem weiteren Kommunikationselement 62b in der Auf- Stelleinheit 18b an das Kommunikationselement 60b und somit an die Steuereinheit 16b übertragen.

Die Steuereinheit 16b umfasst eine Recheneinheit 90b mit einem darin ausführbaren Pro gramm (nicht dargestellt) zur Auswertung des Betriebsparametersatzes. Hinsichtlich einer prinzipiellen Funktionsweise der Steuerung der Versorgungseinheit 12b basierend auf dem Betriebsparametersatz der Aufstelleinheit 18b durch die Steuereinheit 16b kann auf die obige Beschreibung des vorhergehenden Ausführungsbeispiels der Figuren 1 bis 7 verwiesen werden.

Bezugszeichen

10 Induktionsenergieübertragungssystem

12 Versorgungseinheit

14 Versorgungsinduktionselement

16 Steuereinheit

18 Aufstelleinheit

20 weitere Aufstelleinheit

22 Aufnahmeinduktionselement

24 Betriebsparametersatz

26 Betriebsparameter

28 Betriebsparameter

30 Kommunikationseinheit

32 elektrische Kenngröße

34 geometrische Kenngröße

36 Abstand

38 Kopplungskoeffizient

40 elektrische Last

42 weitere elektrische Last

44 Kenngröße

46 Umschaltzeitpunkt

48 Haushaltskleingerät

50 Gargeschirr

52 Aufstellplatte

54 Induktionskochfeld

56 Kochfeldplatte

58 weiteres Haushaltskleingerät

60 Kommunikationselement

62 weiteres Kommunikationselement

64 weiteres Kommunikationselement Betriebsparameter Betriebsparameter Betriebsparameter Schaltelement Leistungskurve Ordinate Abszisse erster Betriebspunkt Ordinate Abszisse zweiter Betriebspunkt Wechselrichtereinheit Recheneinheit Abszisse Kurve Empfangszeitpunkt erster Verfahrensschritt zweiter Verfahrensschritt Küchenarbeitsplatte weitere Einheit

Claims

Ansprüche

1. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b), insbesondere Induktionsgar system, mit einer Versorgungseinheit (12a; 12b), welche zumindest ein Versor gungsinduktionselement (14a; 14b) zur induktiven Bereitstellung von Energie aufweist, mit einer Steuereinheit (16a; 16b) zur Steuerung der Versorgungsein heit (12a; 12b), und mit zumindest einer Aufstelleinheit (18a, 20a; 18b, 20b), wel che zumindest ein Aufnahmeinduktionselement (22a; 22b) zu einem Empfang der induktiv bereitgestellten Energie aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16a, 16b) dazu vorgesehen ist, zumindest einen Betriebspa rametersatz (24a) der Aufstelleinheit (18a, 20a; 18b, 20b) zu empfangen und die durch die Versorgungseinheit (12a; 12b) induktiv bereitgestellte Energie basie rend auf dem Betriebsparametersatz (24a) zu steuern.

2. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16a; 16b) dazu vorgesehen ist, den Betriebsparametersatz (24a) der Aufstelleinheit (18a, 20a; 18b, 20b) zeitlich wie derkehrend zu empfangen.

3. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16a; 16b) dazu vorgesehen ist, im Falle einer Veränderung von zumindest einem Betriebsparameter (26a, 28a, 66a, 68a, 70a) des Betriebsparametersatzes (24a) die durch die Versor gungseinheit (12a; 12b) induktiv bereitgestellte Energie automatisch anzupassen.

4. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kommunikationseinheit (30a; 30b) zur drahtlosen Datenübertragung, insbesondere per NFC, zwischen der Aufstel leinheit (18a, 20a; 18b, 20b) und der Steuereinheit (16a; 16b).

5. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparametersatz (24a) zumindest eine elektrische Kenngröße (32a) des Aufnahmeinduktionsele ments (18a, 20a; 18b, 20b) umfasst.

6. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparametersatz (24a) zumindest eine geometrische Kenngröße (34a) des Aufnahmeinduktions elements (22a; 22b) umfasst.

7. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Kenngröße (34a) einen Durchmesser des Aufnahmeinduktionselements (22a; 22b) kennzeichnet.

8. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die geometrische Kenngröße (34a) einen Ab stand (36a) zwischen dem Aufnahmeinduktionselement (22a; 22b) und dem Ver sorgungsinduktionselement (14a; 14b) kennzeichnet.

9. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (16a; 16b) dazu vorgesehen ist, einen Kopplungskoeffizienten (38a) zwischen dem Versor gungsinduktionselement (14a; 14b) und dem Aufnahmeinduktionselement (22a; 22b) anhand des Betriebsparametersatzes (24a) zu bestimmen.

10. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstelleinheit (18a; 18b) zumindest zwei schaltbare elektrische Lasten (40a, 42a) aufweist.

11. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparametersatz (24a) zumindest eine Kenn größe (44a) der elektrischen Lasten (40a, 42a) umfasst.

12. Induktionsenergieübertragungssystem (10a; 10b) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Betriebsparametersatz (24a) einen Um schaltzeitpunkt (46a) zwischen den elektrischen Lasten (40a, 42a) umfasst.

13. Induktionsenergieübertragungssystem (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstelleinheit (18a, 20a) als ein

Haushaltskleingerät (48a, 58a) ausgebildet ist.

14. Induktionsenergieübertragungssystem (10b) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufstelleinheit (18b) als ein Gargeschirr (50b) ausgebildet ist.

15. Verfahren zum Betrieb eines Induktionsenergieübertragungssystems (10a; 10b), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Versor gungseinheit (12a; 12b), welche zumindest ein Versorgungsinduktionselement (14a; 14b) zur induktiven Bereitstellung von Energie aufweist, und mit zumindest einer Aufstelleinheit (18a, 20a; 18b, 20b), welche zumindest ein Aufnahmeinduk- tionselement (22a; 22b) zu einem Empfang der induktiv bereitgestellten Energie aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Betriebsparametersatz (24a) der Aufstelleinheit (18a, 20a; 18b, 20b) empfangen und die durch die Ver sorgungseinheit (12a; 12b) induktiv bereitgestellte Energie basierend auf dem Betriebsparametersatz (24a) gesteuert wird.