WO2012079668A2 - Kraftfahrzeugvorrichtung mit einer lade- und/oder entladeeinheit - Google Patents

Kraftfahrzeugvorrichtung mit einer lade- und/oder entladeeinheit Download PDF

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Matthias Kronewitter
Thomas Weber
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Daimler Ag
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Definitions

  • the invention relates to a motor vehicle device according to the preamble of claim 1.
  • the invention is in particular the object of providing a structurally simple motor vehicle device having a charging and / or discharging unit with a high efficiency. It is achieved according to the invention by the features of claim 1. Further embodiments emerge from the subclaims.
  • the invention is based on a motor vehicle device, in particular an electric and / or hybrid motor vehicle device, with a charging and / or discharging unit which for charging and / or discharging at least one battery device at least one vehicle-side power transmission unit for non-contact coupling with at least one corresponding external Power transmission unit, and with a Kraftzigroistellmaschine, which is intended to set at least two different vehicle heights.
  • the motor vehicle device has a setting unit which is provided for setting a distance between the at least two energy transmission units to a loading level by means of the motor vehicle level adjustment unit for a loading and / or unloading operation.
  • the distance between the energy transmission units can be varied, whereby a good, in particular a optimal operating point of the charging and / or discharging unit can be adjusted, and thus a charging and / or discharging power can be increased in the charging and / or discharging process.
  • a "power transmission unit” is to be understood as meaning, in particular, a unit which can receive and / or transmit electrical energy without contact and / or contactless and / or cordless power transmission units for non-contact and / or contactless and / or wireless transmission of electrical energy
  • an energy transmission unit has at least one coil, the at least one energy transmission unit on the vehicle side and the at least one external power transmission unit are preferably mechanically separated from one another Be understood coupling.
  • the vehicle-side power transmission unit with different, in particular corresponding and / or similar external energy transmission units can be coupled without contact, i. the non-contact coupling is preferably not limited to a specific and / or fixed external power transmission unit.
  • a “charging and / or discharging power” is to be understood as meaning, in particular, a power and / or transmitted electrical energy transmitted in the charging and / or discharging process
  • a "rechargeable battery device” is to be understood as meaning, in particular, a device for the temporary storage of electrical energy.
  • a “charging process” is to be understood as meaning, in particular, a process in which the charging and / or discharging unit supplies electrical energy to the at least one rechargeable battery device The charging device is charged with an electric energy from the external energy source. charging unit dissipates electrical energy from the at least one battery device of the motor vehicle.
  • the battery device of the motor vehicle is preferably functionally connected to the external energy source via the energy transmission units, the battery device being discharged by the external energy source and thereby energy and / or current being fed from the battery device into the external energy source.
  • the external energy source is designed as an external power grid.
  • the external energy source can in principle also be designed as a rechargeable battery device.
  • the energy between the two energy transmission units is transmitted inductively, without direct electrical contact, as an alternating magnetic field.
  • a “motor vehicle level adjustment unit” should be understood to mean, in particular, a unit which makes it possible to ensure optimal ground clearance, in particular when the motor vehicle is loaded, in part automatically and / or automatically, preferably the motor vehicle level adjusting unit provides a distance between a motor vehicle body of the motor vehicle and a rotational axis of drive wheels of the motor vehicle body
  • the motor vehicle level adjustment unit is preferably designed as a level control of the motor vehicle.
  • a motor vehicle body is to be understood in particular as meaning a unit of load-bearing components of the motor vehicle which, together with their forces introduced into the motor vehicle, such as weight forces of persons in the vehicle and / or loads in the motor vehicle such as luggage or the like R similar, and at the same time have a protective function at least for those in the vehicle people.
  • a “traction surface” is to be understood in particular as meaning a surface on which the drive wheels of the motor vehicle rest in a normal, traveling state, whereby an existing drive force of the motor vehicle is converted into a driving force and transmitted to the surface
  • a non-self-supporting body are understood with a chassis that together form a unit.
  • a “loading level” is to be understood in particular as meaning a distance of the vehicle-side energy transfer unit to the external energy transfer unit in which the charging and / or discharging process takes place Distance between the two energy transmission units, in which the charging and / or discharging power is optimized. ner as a distance between the two power transmission units in the normal, running state of the motor vehicle.
  • the loading level preferably defines an operating point of the loading and / or unloading unit.
  • the battery device of the motor vehicle can be loaded and / or unloaded efficiently at the loading level.
  • the charge level is preferably designed as a charge and / or discharge level.
  • a “setting unit” is to be understood in particular as meaning a unit which sets the distance between the vehicle-side energy transmission unit and the external energy transmission unit for the charging process and / or the unloading process to the loading level be understood.
  • the setting unit has a control and / or regulating unit which is provided for the automatic and / or semi-automatic adjustment of the loading level by means of the motor vehicle level adjustment unit.
  • a "control and / or regulating unit” is to be understood as meaning in particular a unit having at least one control unit.
  • Control unit is to be understood in particular as a unit with a processor unit and with a memory unit and with an operating program stored in the memory unit.
  • the control and / or regulating unit can have a plurality of interconnected control units, which are preferably provided to communicate with one another via a bus system, in particular a CAN bus system.
  • control and / or regulating unit has a control operating mode, which is provided for the charging level for the charging and / or discharging operation as a function of at least one charging and / or discharging power of the charging and / or discharging unit adjust.
  • the distance between the vehicle-side power transmission unit and the external power transmission unit can be controlled to an optimum charging level, whereby an optimum operating point of the charging and / or discharging unit can be adjusted.
  • an optimum charging level can be determined for an external power transfer unit used for the charging and / or discharging operation, whereby flexibility of the charging and / or discharging unit can be increased.
  • a "setting as a function of charging and / or discharging power” should be understood to mean in particular a regulation.
  • the control and / or regulating unit has a control operating mode, which is provided to set the charging level for the charging and / or discharging process independently of a charging and / or discharging power of the charging and / or discharging unit. Thereby, the distance between the vehicle-side power transmission unit and the external power transmission unit to a shop level can be set particularly easily.
  • a "setting independent of a charging and / or discharging power” is to be understood in particular as controlling.
  • control and / or regulating unit is provided, at least in the control operating mode, to set the charging level for the charging and / or discharging process to a permanently stored value of the charging level.
  • the permanently stored value of the loading level is stored in the memory unit of the control and / or regulating unit.
  • the permanently stored value is advantageously adapted to the motor vehicle having the motor vehicle device and / or to an external energy transfer unit.
  • the storage unit it is possible to store a plurality of charge level values, which are each adapted to an external energy transfer unit and / or to an external environment such as, for example, to atmospheric humidity.
  • the control and / or regulating unit adjusts the charging level to the stored value, which is adapted to the external energy transfer unit used and / or to the external environment present.
  • the motor vehicle device preferably has a sensor system for detecting the external energy transfer unit used for charging and / or discharging and / or the external environment.
  • a "sensor system” should be understood to mean, in particular, a unit which records a physical quantity and outputs a sensor signal which depends on the physical quantity is output and then preferably evaluated by an electronic evaluation unit.
  • the sensor signal is preferably dependent on a physical quantity and changes with a change in the physical quantity.
  • the evaluation unit is advantageously formed integrally with the control and / or regulating unit, ie the control and / or regulating unit has the evaluation unit.
  • the charging and / or discharging unit has a sensor system and the control and / or regulating unit is provided to independently activate the charging and / or discharging operation as a function of the sensor system. As a result, an ease of operation of the motor vehicle device can be increased.
  • the motor vehicle device has a motor vehicle body which is firmly connected to the vehicle-side power transmission unit.
  • the adjustment of the distance between the vehicle-side power transmission unit and the external power transmission unit to the charging level by means of the Kraftmairoistellhim can be realized structurally simple.
  • firmly connected is to be understood in this context, in particular, that the vehicle-side power transmission unit is arranged relative to the vehicle body immovably on the vehicle body.
  • the motor vehicle level adjustment unit is designed hydraulically and / or pneumatically and the adjustment unit for adjusting the charging level is provided to set at least one operating parameter of the motor vehicle level adjustment unit.
  • the resource parameter is designed, for example, as a resource quantity, a resource volume and / or a resource pressure and / or the like.
  • the motor vehicle level adjustment unit has at least one landing gear component for adjusting the charging level.
  • the at least one landing gear component is designed as a hydro-pneumatic shock absorber.
  • FIG. 1 shows a schematically illustrated motor vehicle with a motor vehicle device according to the invention.
  • the motor vehicle is designed as an electric motor vehicle.
  • the motor vehicle has for a drive on a non-illustrated drive train with at least one electric motor.
  • the motor vehicle device is designed as an electric motor vehicle device.
  • the motor vehicle as a hybrid motor vehicle and the motor vehicle device can thus be designed as a hybrid motor vehicle device.
  • the motor vehicle designed as a hybrid motor vehicle has, in addition to the at least one electric motor, at least one internal combustion engine in the drive train.
  • the motor vehicle has a battery device, not shown.
  • the battery device provides the energy for driving the motor vehicle by means of the electric motor available.
  • the trained as a hybrid motor vehicle motor vehicle would also have a battery device that provides energy for the supply of the electric motor.
  • the battery device is designed as a traction battery.
  • the motor vehicle device For charging and discharging the battery device, the motor vehicle device has a charging and discharging unit 10.
  • the charging and discharging unit 10 is formed as an induction charging and discharging unit. In principle, it is also conceivable that the motor vehicle device has only one charging unit or one unloading unit.
  • the motor vehicle having the charging and discharging unit 10 can serve, for example, as an energy buffer in a power supply system.
  • the charging and discharging unit 10 has a vehicle-side power transmission unit 11.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 is firmly connected to the motor vehicle.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 is fixedly connected to a motor vehicle body 18. It is firmly integrated in the motor vehicle.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 is fixedly connected to the motor vehicle body 18 and thus arranged immovable relative to the motor vehicle body 18.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 is mounted on a motor vehicle underbody 21 of the motor vehicle.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 is arranged with respect to a Haupterstre- ckungsraum 22 of the motor vehicle between the front wheels 23 and rear wheels 24 of the motor vehicle.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 is arranged between two planes, which are aligned perpendicular to the main extension direction 22, wherein in a plane an axis of rotation of the front wheels 23 and in a plane an axis of rotation of the rear wheels 24 extends.
  • the main extension direction 22 is aligned parallel to a direction of travel 25 of a straight-ahead motor vehicle.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 is connected via at least one conductor strands ⁇ with the battery device.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 is formed as a mobile power transmission unit. In principle, it is also conceivable that the vehicle-side power transmission unit 11 is attached to a different location of the motor vehicle.
  • the external power source has an external power transmission unit 12.
  • the external power transmission unit 12 is formed corresponding to the vehicle-side power transmission unit 1 1.
  • the external power transmission unit 12 is electrically connected to the external power source.
  • the external power transmission unit 12 is designed as an energy transmission unit.
  • the external power transmission unit 12 is designed as an energy receiving unit.
  • the external energy source is designed as an external power network, for example as an ordinary household power network.
  • the external energy source can also be embodied as another energy source which appears expedient to the person skilled in the art, for example as an external energy store, in particular as an external battery device which is optionally coupled to an external power grid and / or decoupled from an external power grid.
  • the external power transmission unit 12 is formed as a stationary power transmission unit. It is stationary in an environment such as a garage or other location that is easily accessible by the motor vehicle attached. In this embodiment, the external power transmission unit 12 is disposed below a traction surface 26. In principle, the external energy transfer unit 12 may be arranged partially below or above the traction surface 26.
  • the traction surface 26 is formed as a driving surface or as a cover layer and thus as an upper part of a road superstructure.
  • the traction surface 26 may be formed, for example, as an asphalt surface, a concrete pavement, a plaster ceiling, etc. In principle, however, it is also conceivable that the external energy transfer unit 12 is arranged at another position, for example a wall. For this, the vehicle-side power transmission unit 11 arranged in the motor vehicle would have to be correspondingly mounted on the motor vehicle in order to enable a coupling of the two energy transmission units 11, 12.
  • the vehicle-side power transmission unit 1 1 is provided for non-contact and cable-free coupling with the corresponding external power transmission unit 12.
  • the two energy transmission units 11, 12 are provided to a contactless, inductive coupling with each other. They are intended for transformer coupling.
  • the vehicle-side power transmission unit and the external power transmission unit are coupled without contact in the charging and / or discharging process.
  • the inductive coupling transmits the vehicle-side power transmission unit 11 in the charging by induction electrical power by means of the external power transmission unit 12 from the external power source in the battery device of the motor vehicle.
  • the battery device is charged by the charging and discharging unit 10.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 transmits an electric power by means of the inductive coupling by induction by means of the external power transmission unit 12 from the battery device of the motor vehicle into the external power source.
  • the battery device is discharged from the charging and discharging unit 10:
  • electrical power can be transmitted from one of the energy transfer units 11, 12 to the other of the energy transfer units 12, 11 in the charging and / or discharging process.
  • the electric power transmitted in the charging and / or discharging operation is referred to as a charging and / or discharging power.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 and the external power transmission unit 12 each have at least one coil, not shown.
  • the coil of the vehicle-side power transmission unit 1 1 is formed as a vehicle coil.
  • the coil of the external power transmission unit 12 is formed as a bottom coil.
  • the coils of the power transmission units 11, 12 are each provided to either generate a magnetic field or to convert a magnetic field into a current.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 is formed as a power receiving unit.
  • the on-vehicle power transmission unit 11 is formed as an energy transmission unit.
  • the two energy transmission units 1, 12 are arranged directly above one another.
  • the motor vehicle is placed so that the vehicle-side power transmission unit 1, which is fixedly attached to the motor vehicle underbody 21, is disposed directly above the stationarily mounted external power transmission unit 12.
  • the external energy transfer unit 12 designed as an energy-end unit generates a magnetic field by means of current from the external energy source.
  • the coil of the vehicle-side power transmission unit 11 is interspersed in the charging process by the magnetic field generated by the external power transmission unit 12.
  • the magnetic field generates a current in the coil of the vehicle-side power transmission unit 11.
  • the current in the coil of the vehicle-side power transmission unit 11 is conducted via the conductor strand in the battery device.
  • the battery device of the motor vehicle is thereby charged via the power transmission units 1 1, 12 contactlessly from the external power source.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 In the discharge process of the battery device, an energy flow is reversed compared to the charging process.
  • the vehicle-side power transmission unit 11 generates a magnetic field in a discharging process by means of current from the battery device of the motor vehicle.
  • the magnetic field of the coil of the vehicle-side power transmission unit 1 1 passes through the coil of the external power transmission unit 12.
  • the magnetic field generates a current in the coil of the external power transmission unit 12.
  • the power generated by the external power transmission unit 2 is input to the external power source.
  • the motor vehicle can be used as an energy store for the external energy source. For example, could be intercepted by using multiple vehicles as energy storage energy peaks in an external power grid.
  • the motor vehicle device on a KraftGerman continuuverstelltechnik 13.
  • the motor Crawl height 14 is the distance between a, in comparison to the traction surface 26 highest point of the motor vehicle and the traction surface 26.
  • the Kraftschwmaschinegnecetitmaschine 13 is provided for level control of the motor vehicle.
  • a ground clearance 27 can be adjusted and / or adjusted.
  • the ground clearance 27 corresponds to a distance between the motor vehicle underbody 21 and the traction surface 26.
  • the motor vehicle level adjustment unit 13 is designed as a hydropneumatic motor vehicle level adjustment unit.
  • the motor vehicle level adjustment unit 13 has four chassis components 19, 20.
  • the chassis components 19, 20 are each designed as a hydropneumatic suspension component.
  • the chassis components 19, 20 each have a resource volume. By a resource amount in the resource volume is a length 28, 29 of the respective suspension component 19, 20 adjustable.
  • By changing the length 28, 29 of the suspension components 19, 20 changes the vehicle height 14 and thus the ground clearance 27.
  • the change in length 28, 29 of the suspension components 19, 20 causes movement of the vehicle body 18 with respect to the axes of rotation of the front wheels 23 and Rear wheels 24.
  • the change in the length 28, 29 of the suspension components 19, 20 corresponds to a change in the ground clearance 27th
  • Two suspension components 19 are each assigned to a front wheel 23 and two suspension components 20 each have a rear wheel 24. Only two of the four suspension components 19, 20 are visible in FIG.
  • the chassis components 19, 20 are each designed as a hydropneumatic shock absorber. In principle, it is also conceivable to design the motor vehicle level adjustment unit 13 or the chassis components 19, 20 purely pneumatically, purely hydraulically or electrically.
  • An electrically formed Kraftmairoistelltechnik 13 or an electrically formed suspension component 19, 20 can be realized for example by means of a thread, as in particular in a coilover suspension.
  • the automotive device has an adjusting unit 15.
  • the adjusting unit 15 adjusts the distance 16 of the power transmission units 11, 12 to the charging level by means of the motor vehicle level adjusting unit 13.
  • the distance 16 is defined as a vertical distance between the vehicle-side energy gieübertragungsaku 11 and the external power transmission unit 12 is formed.
  • the distance 16 is oriented substantially perpendicular to the main extension direction 22. It is aligned parallel to the ground clearance 27.
  • the suspension components 19, 20 of the motor vehicle level adjustment unit 13 are provided for setting the charging level for the charging and / or discharging operation.
  • the setting unit 15 is provided by setting the distance 16 to the loading level to optimize the charging and / or discharging power of the charging and discharging unit 10 and thus to optimize an efficiency of the transmission of electrical energy by means of the two power transmission units 11, 12.
  • the loading and unloading unit 10 can be designed across all series to an optimized loading level and / or to a fixed distance 16 with small tolerances.
  • the adjustment unit 15 has a control and regulation unit 17.
  • the control unit 17 controls or regulates the distance 6 and thus the ground clearance 27 for setting the loading level.
  • a change in the ground clearance 27 corresponds to a change in the distance 16 and vice versa.
  • the control unit 7 of the setting unit 15 adjusts the loading level by setting a resource parameter of the motor vehicle level adjusting unit 13.
  • the control unit 17 of the setting unit 15 sets for the charging and / or discharging the distance 16 between the two power transmission units 11, 2 to the loading level by changing or adjusting the amount of resources of the four suspension components 19, 20 of the Kraft mecanicverstelltechnik 13.
  • the control unit 17 has a control operation mode and a control operation mode.
  • the charging and / or discharging control unit 7 adjusts the distance 16 to the charging level depending on the charging and / or discharging power of the charging and discharging unit 10.
  • the control and regulating unit 17 changes the length 28, 29 of the suspension components 19, 20 and thus the distance 16 between the power transmission units 11, 12 and determines a maximum charging and / or for charging and / or discharging the battery device discharge.
  • the control unit 17 sets the distance 16 and thus the vehicle height 14 by the length 28, 29 of the suspension components 19, 20, in which the control unit 17 has determined the maximum charging and / or discharging power. Adds to this the control and regulation unit 17, the amount of equipment in the operating fluid volume of the suspension components 19, 20 by a resource pump, not shown, from which the length 28, 29 of the suspension components 19, 20 results.
  • the charging and / or discharging control unit 17 sets the clearance 16 to the charging level regardless of the charging and / or discharging power of the charging and discharging unit 10.
  • the control unit 17 sets the charge level to a fixed value of the charge level in the control operation mode for the charging and / or discharging operation.
  • the permanently stored value of the store level is stored in the control unit 17.
  • the permanently stored value of the charging level is smaller than a distance 16 between the energy transfer units 11, 12 in a moving motor vehicle.
  • the control and regulating unit 17 sets the length 28, 29 of the suspension components 19, 20 and thus the distance 16 between the energy transmission units 11, 12 to the permanently stored value of the charging level for the charging and / or discharging operation of the rechargeable battery device.
  • the control unit 17 sets the permanently stored value of the loading level and thus the distance 16 and the vehicle height 14 through the length 28, 29 of the chassis components 19, 20 a.
  • the control and regulation unit 17 the amount of equipment in the resource volume of the suspension components 19, 20 by the resource pump, from which the length 28, 29 of the suspension components 19, 20 results.
  • control and regulation unit 17 may have only the normal operating mode or only the control operating mode.
  • setting unit 15 has only one operating unit, by means of which a driver or operator of the motor vehicle can manually operate the motor vehicle level adjusting unit 13 to manually adjust the distance 16 to the loading level by means of the loading and / or unloading operation Kraftutzritiverstelltechnik 13 adjust.
  • the motor vehicle device has a sensor system, not shown.
  • the sensor is inter alia for detecting the distance 16, the ground clearance 27, the charging and / or discharging power and for independent detection of a producible inductive coupling of the vehicle-side power transmission unit 11 with the external power transmission unit 12, ie for autonomous detection of a position of the motor vehicle in which the two energy transmission units 11, 12 are coupled can, provided.
  • the sensor system includes several sensors.
  • the control unit 17 is connected via communication lines with the sensors of the sensor.
  • the control unit 17 Upon detection of the producible inductive coupling of the vehicle-side power transmission unit 11 with the external power transmission unit 12, the control unit 17, for example, after the motor vehicle was locked by the driver or operator, the distance 16 to the shop level and automatically activates the charging process and / or unloading.
  • the sensor system alternatively or additionally detects other parameters, such as Akkuvoriquessladeschreib, charging current, charging voltage, battery device temperature, charging time, etc.
  • the setting of the distance 16 on the charge level and / or the activation of the charging process and / or Unloading be done or initiated manually and / or released by the driver or operator only manually by the driver or operator.
  • the motor vehicle device additionally has a kinematics for moving the vehicle-side power transmission unit 11, which additionally adjusts the vehicle-side power transmission unit 11 relative to the motor vehicle body 18, in particular utznverhyroid, and thereby the distance 16 to the loading level by the KraftGermanpracticverstellvorraum 13 and / or can be adjusted by the kinematics of the vehicle-side power transmission unit 11.

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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugvorrichtung, insbesondere einer Elektro- und/oder Hybridkraftfahrzeugvorrichtung, mit einer Lade- und/oder Entladeeinheit (10), die zum Laden und/oder Entladen zumindest einer Akkuvorrichtung wenigstens eine fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit (11 ) zur berührungslosen Kopplung mit wenigstens einer korrespondierenden externen Energieübertragungseinheit (12) aufweist, und mit einer Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit (13), die dazu vorgesehen ist, wenigstens zwei unterschiedliche Kraftfahrzeughöhen (14) einzustellen. Es wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugvorrichtung eine Einstelleinheit (15) aufweist, die dazu vorgesehen ist, für einen Lade- und/oder Entladevorgang einen Abstand (16) zwischen den zumindest zwei Energieübertragungseinheiten (11, 12) mittels der Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit (13) auf ein Ladeniveau einzustellen.

Description

Kraftfahrzeugvorrichtung mit einer Lade- und/oder Entladeeinheit
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der US 3,914,562 ist bereits eine Kraftfahrzeugvorrichtung, insbesondere eine Elektro- und/oder Hybridkraftfahrzeugvorrichtung, mit einer Lade- und/oder Entladeeinheit, die zum Laden und/oder Entladen zumindest einer Akkuvorrichtung wenigstens eine fahr- zeugseitige Energieübertragungseinheit zur berührungslosen Kopplung mit einer korrespondierenden externen Energieübertragungseinheit aufweist, bekannt.
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache Kraftfahrzeugvorrichtung bereitzustellen, die eine Lade- und/oder Entladeeinheit mit einem hohen Wirkungsgrad aufweist. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugvorrichtung, insbesondere einer Elektro- und/oder Hybridkraftfahrzeugvorrichtung, mit einer Lade- und/oder Entladeeinheit, die zum Laden und/oder Entladen zumindest einer Akkuvorrichtung wenigstens eine fahr- zeugseitige Energieübertragungseinheit zur berührungslosen Kopplung mit wenigstens einer korrespondierenden externen Energieübertragungseinheit aufweist, und mit einer Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit, die dazu vorgesehen ist, wenigstens zwei unterschiedliche Kraftfahrzeughöhen einzustellen.
Es wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugvorrichtung eine Einstelleinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, für einen Lade- und/oder Entladevorgang einen Abstand zwischen den zumindest zwei Energieübertragungseinheiten mittels der Kraftfahrzeugni- veauverstelleinheit auf ein Ladeniveau einzustellen. Dadurch kann der Abstand zwischen den Energieübertragungseinheiten variiert werden, wodurch ein guter, insbesondere ein optimaler Arbeitspunkt der Lade- und/oder Entladeeinheit eingestellt werden kann und somit eine Lade- und/oder Entladeleistung in dem Lade- und/oder Entladevorgang erhöht werden kann. Durch die Einstellung des Ladeniveaus mittels der Kraftfahrzeugniveau- verstelleinheit kann auf zusätzliche, insbesondere zusätzliche bewegliche Bauteile, wie insbesondere auf eine zusätzliche Kinematik zur Bewegung der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit und/oder der externen Energieübertragungseinheit, verzichtet werden, wodurch eine konstruktiv einfache Kraftfahrzeugvorrichtung bereitgestellt werden kann, die eine Lade- und/oder Entladeeinheit mit einem hohen Wirkungsgrad aufweist.
Unter einer„Energieübertragungseinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die berührungslos und/oder kontaktlos und/oder kabellos eine elektrische Energie empfangen und/oder versenden kann. Vorzugsweise sind zwei Energieübertragungseinheiten für eine berührungslose und/oder kontaktlose und/oder kabellose Übertragung von elektrischer Energie über eine definierte Distanz zueinander vorgesehen. Vorzugsweise weist jeweils eine Energieübertragungseinheit zumindest eine Spule auf. Die zumindest eine fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit und die zumindest eine externe Energieübertragungseinheit sind vorzugsweise mechanisch voneinander getrennt. Unter einer„berührungslosen Kopplung" soll hier insbesondere eine elektromagnetische, vorzugsweise eine induktive Kopplung verstanden werden. Vorteilhafterweise ist die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit mit verschiedenen, insbesondere korrespondierenden und/oder gleichartigen externen Energieübertragungseinheiten berührungslos koppelbar, d.h. die berührungslose Kopplung ist vorzugsweise nicht auf eine bestimmte und/oder festgelegte externe Energieübertragungseinheit beschränkt.
Unter einer„Lade- und/oder Entladeleistung" soll insbesondere eine in dem Lade- und/oder Entladevorgang übertragende Leistung und/oder übertragene elektrische Energie verstanden werden. Vorzugsweise ist die Lade- und/oder Entladeleistung zum Laden und/oder Entladen der Akkuvorrichtung vorgesehen. Unter einer„Akkuvorrichtung" soll dabei insbesondere eine Vorrichtung zum temporären Speichern elektrischer Energie verstanden werden. Unter einem„Ladevorgang" soll insbesondere ein Vorgang verstanden werden, in dem die Lade- und/oder Entladeeinheit elektrische Energie der wenigstens einen Akkuvorrichtung zuführt. Vorzugsweise ist die Akkuvorrichtung des Kraftfahrzeugs in dem Ladevorgang über die beiden Energieübertragungseinheiten funktionell mit einer externen Energiequelle verbunden, wobei die Akkuvorrichtung mit einer elektrischen Energie aus der externen Energiequelle geladen wird. Unter einem„Entladevorgang" soll insbesondere ein Vorgang verstanden werden, in dem die Lade- und/oder Ent- ladeeinheit elektrische Energie aus der wenigstens einen Akkuvorrichtung des Kraftfahrzeugs abführt. Vorzugsweise ist die Akkuvorrichtung des Kraftfahrzeugs in dem Entladevorgang über die Energieübertragungseinheiten funktionell mit der externen Energiequelle verbunden, wobei die Akkuvorrichtung durch die externe Energiequelle entladen wird und dadurch Energie und/oder Strom von der Akkuvorrichtung in die externe Energiequelle eingespeist wird. Vorteilhafterweise ist die externe Energiequelle als ein externes Stromnetz ausgebildet. Die externe Energiequelle kann grundsätzlich auch als eine Akkuvorrichtung ausgebildet sein. Vorteilhafterweise wird in dem Lade- und/oder Entladevorgang die Energie zwischen den beiden Energieübertragungseinheiten induktiv, ohne direkten elektrischen Kontakt, als magnetisches Wechselfeld übertragen.
Unter einer„Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die es ermöglicht, eine optimale Bodenfreiheit insbesondere bei Beladung des Kraftfahrzeugs insbesondere teilautomatisch und/oder automatisch zu gewährleisten. Vorzugsweise stellt die Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit einen Abstand zwischen einer Kraftfahrzeugkarosserie des Kraftfahrzeugs und einer Drehachse von Antriebsrädern des Kraftfahrzeugs und/oder zwischen der Kraftfahrzeugkarosserie und einer Traktionsoberfläche ein. Die Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit ist vorzugsweise als eine Niveauregulierung des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Unter einer„Kraftfahrzeugkarosserie" soll insbesondere eine Einheit aus tragenden Bauteilen des Kraftfahrzeugs verstanden werden, die mit ihrer Gesamtheit in das Kraftfahrzeug eingeleitete Kräfte, wie beispielsweise Gewichtskräfte von in dem Kraftfahrzeug befindlichen Personen und/oder von in dem Kraftfahrzeug befindlichen Lasten wie Gepäck oder Ähnliches, aufnehmen und gleichzeitig eine Schutzfunktion zumindest für die in dem Kraftfahrzeug befindlichen Personen aufweisen. Unter einer„Traktionsoberfläche" soll insbesondere eine Oberfläche verstanden werden, an der die Antriebsräder des Kraftfahrzeugs in einem normalen, fahrenden Zustand aufliegen, wodurch eine vorhandene Antriebskraft des Kraftfahrzeugs in eine Vortriebskraft umgewandelt und auf die Oberfläche übertragen wird. Unter der „Kraftfahrzeugkarosserie" soll insbesondere auch eine nicht selbsttragende Karosserie mit einem Fahrgestell verstanden werden, die zusammen eine Einheit bilden.
Unter einem„Ladeniveau" soll insbesondere ein Abstand der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit zu der externen Energieübertragungseinheit verstanden werden, bei dem der Lade- und/oder Entladevorgang stattfindet. Vorzugsweise ist die Lade- und/oder Entladeleistung abhängig von dem Ladeniveau. Vorteilhafterweise ist das Ladeniveau ein optimierter Abstand zwischen den beiden Energieübertragungseinheiten, bei dem die Lade- und/oder Entladeleistung optimiert ist. Das Ladeniveau ist vorteilhafterweise klei- ner als ein Abstand zwischen den beiden Energieübertragungseinheiten bei dem normalen, fahrenden Zustand des Kraftfahrzeugs. Das Ladeniveau definiert vorzugsweise einen Arbeitspunkt der Lade- und/oder Entladeeinheit. Vorteilhafterweise kann die Akkuvorrichtung des Kraftfahrzeugs beim Ladeniveau effizient geladen und/oder entladen werden. Das Ladeniveau ist vorzugsweise als ein Lade- und/oder Entladeniveau ausgebildet. Unter einer„Einstelleinheit" soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die den Abstand zwischen der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit und der externen Energieübertragungseinheit für den Ladevorgang und/oder den Entladevorgang auf das Ladeniveau einstellt. Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Einstelleinheit eine Steuer- und/oder Regeleinheit aufweist, die zur automatischen und/oder teilautomatischen Einstellung des Ladeniveaus mittels der Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit vorgesehen ist. Dadurch kann der Abstand zwischen der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit und der externen Energieübertragungseinheit besonders komfortabel auf das Ladeniveau eingestellt werden. Unter einer„Steuer- und/oder Regeleinheit" soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem„Steuergerät" soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung weist die Steuer- und/oder Regeleinheit einen Regelbetriebsmodus auf, der dazu vorgesehen ist, das Ladeniveau für den Lade- und/oder Entladevorgang in Abhängigkeit zumindest von einer Lade- und/oder Entladeleistung der Lade- und/oder Entladeeinheit einzustellen. Dadurch kann der Abstand zwischen der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit und der externen Energieübertragungseinheit auf ein optimales Ladeniveau geregelt werden, wodurch ein optimaler Arbeitspunkt der Lade- und/oder Entladeeinheit eingestellt werden kann. Vorzugsweise kann durch eine Einstellung des Ladeniveaus in Abhängigkeit der Lade- und/oder Entladeleistung ein, für den Lade- und/oder Entladevorgang verwendete externe Energieübertragungseinheit, optimales Ladeniveau ermittelt werden, wodurch eine Flexibilität der Lade- und/oder Entladeeinheit erhöht werden kann. Unter einem„Einstellen in Abhängigkeit einer Lade- und/oder Entladeleistung" soll insbesondere ein Regeln verstanden werden. Weiter wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit einen Steuerbetriebsmodus aufweist, der dazu vorgesehen ist, das Ladeniveau für den Lade- und/oder Entladevorgang unabhängig von einer Lade- und/oder Entladeleistung der Lade- und/oder Entladeeinheit einzustellen. Dadurch kann der Abstand zwischen der fahrzeug- seitigen Energieübertragungseinheit und der externen Energieübertragungseinheit auf ein Ladeniveau besonders einfach eingestellt werden. Unter einem„Einstellen unabhängig von einer Lade- und/oder Entladeleistung" soll insbesondere ein Steuern verstanden werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit zumindest in dem Steuerbetriebsmodus dazu vorgesehen ist, das Ladeniveau für den Lade- und/oder Entladevorgang auf einen fest hinterlegten Wert des Ladeniveaus einzustellen. Dadurch kann eine von der Lade- und/oder Entladeleistung unabhängige Einstellung des Ab- stands zwischen der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit und der externen Energieübertragungseinheit besonders einfach realisiert werden. Vorzugsweise ist der fest hinterlegte Wert des Ladeniveaus in der Speichereinheit der Steuer -und/oder Regeleinheit gespeichert. Vorteilhafterweise ist der fest hinterlegte Wert auf das die Kraftfahrzeugvorrichtung aufweisende Kraftfahrzeug und/oder auf eine externe Energieübertragungseinheit angepasst. In der Speichereinheit können vorzugsweise mehrere Werte des Ladeniveaus hinterlegt werden, die jeweils an eine externe Energieübertragungseinheit und/oder an eine äußere Umgebung, wie beispielsweise an eine Luftfeuchtigkeit, angepasst sind. Vorteilhafterweise stellt die Steuer- und/oder Regeleinheit dabei das Ladeniveau auf den hinterlegten Wert ein, der auf die verwendete externe Energieübertragungseinheit und/oder auf die vorliegende äußere Umgebung angepasst ist. Die Kraftfahrzeugvorrichtung weist zur Erkennung der zum Laden und/oder Entladen verwendeten externen Energieübertragungseinheit und/oder der äußeren Umgebung vorzugsweise eine Sensorik auf. Unter einer„Sensorik" soll dabei insbesondere eine Einheit verstanden werden, die eine physikalische Größe erfasst und ein von der physikalischen Größe abhängiges Sensorsignal ausgibt. Unter einem„Sensorsignal" soll dabei insbesondere ein elektrisches und/oder elektronisches Signal verstanden werden, das von der Sensorik ausgegeben wird und dann vorzugsweise von einer elektronischen Auswerteeinheit ausgewertet wird. Vorzugsweise ist das Sensorsignal dabei abhängig von einer physikalischen Größe und verändert sich mit einer Veränderung der physikalischen Größe. Die Auswerteeinheit ist vorteilhafterweise einstückig mit der Steuer- und/oder Regeleinheit ausgebildet, d.h. die Steuer- und/oder Regeleinheit weist die Auswerteeinheit auf. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Lade- und/oder Entladeeinheit eine Sensorik aufweist und die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von der Sensorik selbstständig den Lade- und/oder Entladevorgang zu aktivieren. Dadurch kann eine Bedienfreundlichkeit der Kraftfahrzeugvorrichtung erhöht werden.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Kraftfahrzeugvorrichtung eine Kraftfahrzeugkarosserie aufweist, die fest mit der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit verbunden ist. Dadurch kann die Einstellung des Abstands zwischen der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit und der externen Energieübertragungseinheit auf das Ladeniveau mittels der Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit konstruktiv einfach realisiert werden. Unter„fest verbunden" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit relativ zu der Kraftfahrzeugkarosserie unverstellbar auf der Kraftfahrzeugkarosserie angeordnet ist.
Besonders bevorzugt ist die Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit hydraulisch und/oder pneumatisch ausgebildet und die Einstelleinheit zur Einstellung des Ladeniveaus dazu vorgesehen, zumindest einen Betriebsmittelparameter der Kraftfahrzeugniveauverstell- einheit einzustellen. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Kraftfahrzeugniveauver- stelleinheit bereitgestellt werden. Der Betriebsmittelparameter ist beispielsweise als eine Betriebsmittelmenge, ein Betriebsmittelvolumen und/oder ein Betriebsmitteldruck und/oder Ähnliches ausgebildet.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit zur Einstellung des Ladeniveaus zumindest eine Fahrwerkskomponente aufweist. Dadurch kann die Einstellung des Abstands zwischen der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit und der externen Energieübertragungseinheit besonders einfach realisiert werden. Vorzugsweise ist die zumindest eine Fahrwerkskomponente als ein hydropneumatischer Stoßdämpfer ausgebildet.
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Die Figur 1 zeigt ein schematisch dargestelltes Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugvorrichtung. Das Kraftfahrzeug ist als ein Elektrokraftfahrzeug ausgebildet. Das Kraftfahrzeug weist für einen Antrieb einen nicht näher dargestellten Antriebsstrang mit zumindest einem Elektromotor auf. Die Kraftfahrzeugvorrichtung ist als eine Elektrokraftfahrzeugvorrichtung ausgebildet. Grundsätzlich kann das Kraftfahrzeug als ein Hybridkraftfahrzeug und die Kraftfahrzeugvorrichtung somit als eine Hybridkraftfahrzeugvorrichtung ausgebildet sein. Dabei weist das als Hybridkraftfahrzeug ausgebildete Kraftfahrzeug zusätzlich zu dem zumindest einen Elektromotor zumindest eine Brennkraftmaschine in dem Antriebsstrang auf.
Zur Versorgung des Elektromotors mit Energie weist das Kraftfahrzeug eine nicht näher dargestellte Akkuvorrichtung auf. Die Akkuvorrichtung stellt die Energie zum Antrieb des Kraftfahrzeugs mittels des Elektromotors zur Verfügung. Das als Hybridkraftfahrzeug ausgebildete Kraftfahrzeug würde ebenfalls eine Akkuvorrichtung aufweisen, die eine Energie zur Versorgung des Elektromotors zur Verfügung stellt. Die Akkuvorrichtung ist als eine Traktionsbatterie ausgebildet.
Zum Laden und Entladen der Akkuvorrichtung weist die Kraftfahrzeugvorrichtung eine Lade- und Entladeeinheit 10 auf. Die Lade- und Entladeeinheit 10 ist als eine Induktionslade- und Entladeeinheit ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die Kraftfahrzeugvorrichtung lediglich eine Ladeeinheit oder eine Entladeeinheit aufweist. Das die Lade- und Entladeeinheit 10 aufweisende Kraftfahrzeug kann beispielsweise als ein Energiepuffer in einem Energieversorgungssystem dienen.
Zur berührungslosen und kabelfreien Kopplung der Lade- und Entladeeinheit 10 mit einer externen Energiequelle weist die Lade- und Entladeeinheit 10 eine fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 auf. Durch die berührungslose und kabelfreie Kopplung der Lade- und Entladeeinheit 10 mit der externen Energiequelle kann die Akkuvorrichtung des Kraftfahrzeugs geladen und/oder entladen werden. Die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 ist fest an dem Kraftfahrzeug angebunden. Die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 ist verschiebefest an einer Kraftfahrzeugkarosserie 18 angebunden. Sie ist fest in dem Kraftfahrzeug integriert. Die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 ist fest mit der Kraftfahrzeugkarosserie 18 verbunden und somit relativ zu der Kraftfahrzeugkarosserie 18 unbeweglich angeordnet. Die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 ist an einem Kraftfahrzeugunterboden 21 des Kraftfahrzeugs angebracht. Die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 ist bezüglich einer Haupterstre- ckungsrichtung 22 des Kraftfahrzeugs zwischen Vorderrädern 23 und Hinterrädern 24 des Kraftfahrzeugs angeordnet. Die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 ist zwischen zwei Ebenen, die senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung 22 ausgerichtet sind, angeordnet, wobei in einer Ebene eine Drehachse der Vorderräder 23 und in einer Ebene eine Drehachse der Hinterräder 24 verläuft. Die Haupterstreckungsrichtung 22 ist parallel zu einer Fahrtrichtung 25 eines geradeaus fahrenden Kraftfahrzeugs ausgerichtet. Die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 ist über zumindest einen Leiter- · sträng mit der Akkuvorrichtung verbunden. Die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 ist als eine mobile Energieübertragungseinheit ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 an einer anderen Stelle des Kraftfahrzeugs angebracht ist.
Zur Realisierung einer berührungslosen und kabelfreien Kopplung der Lade- und Entladeeinheit 10 mit der externen Energiequelle weist die externe Energiequelle eine externe Energieübertragungseinheit 12 auf. Die externe Energieübertragungseinheit 12 ist korrespondierend zu der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit 1 1 ausgebildet. Die externe Energieübertragungseinheit 12 ist an die externe Energiequelle elektrisch angebunden. In einem Ladevorgang der Akkuvorrichtung des Kraftfahrzeugs ist die externe Energieübertragungseinheit 12 als eine Energiesendeeinheit ausgebildet. In einem Entladevorgang der Akkuvorrichtung des Kraftfahrzeugs ist die externe Energieübertragungseinheit 12 als eine Energieempfangseinheit ausgebildet. Die externe Energiequelle ist als ein externes Stromnetz, beispielsweise als ein gewöhnliches Hausstromnetz, ausgebildet. Grundsätzlich kann die externe Energiequelle auch als eine andere, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Energiequelle ausgebildet sein, wie beispielsweise als ein externer Energiespeicher, insbesondere als eine externe Akkuvorrichtung, die optional an ein externes Stromnetz gekoppelt und/oder von einem externen Stromnetz entkoppelt ist.
Die externe Energieübertragungseinheit 12 ist als eine stationäre Energieübertragungseinheit ausgebildet. Sie ist ortsfest in einer Umgebung, beispielsweise einer Garage oder einem anderen Ort, der mittels des Kraftfahrzeugs gut erreichbar ist, angebracht. In diesem Ausführungsbeispiel ist die externe Energieübertragungseinheit 12 unterhalb einer Traktionsoberfläche 26 angeordnet. Grundsätzlich kann die externe Energieübertragungseinheit 12 teilweise unterhalb oder oberhalb der Traktionsoberfläche 26 angeordnet sein. Die Traktionsoberfläche 26 ist als ein Fahrbelag bzw. als eine Deckschicht und damit als ein oberer Teil eines Straßenoberbaus ausgebildet. Die Traktionsoberfläche 26 kann beispielsweise als eine Asphaltdecke, eine Betondecke, eine Pflasterdecke usw. ausgebildet sein. Grundsätzlich ist aber auch denkbar, dass die externe Energieübertragungseinheit 12 an einer anderen Position, beispielsweise einer Wand, angeordnet ist. Dafür müsste die in dem Kraftfahrzeug angeordnete fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 entsprechend an dem Kraftfahrzeug angebracht werden, um eine Kopplung der beiden Energieübertragungseinheiten 11 , 12 zu ermöglichen.
Die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 1 1 ist zur berührungslosen und kabelfreien Kopplung mit der korrespondierenden externen Energieübertragungseinheit 12 vorgesehen. Die beiden Energieübertragungseinheiten 11 , 12 sind zu einer kontaktlosen, induktiven Kopplung miteinander vorgesehen. Sie sind zur transformatorischen Kopplung vorgesehen. Die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit und die externe Energieübertragungseinheit sind in dem Lade- und/oder Entladevorgang berührungslos miteinander gekoppelt.
Durch die induktive Kopplung überträgt die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 in dem Ladevorgang durch Induktion eine elektrische Leistung mittels der externen Energieübertragungseinheit 12 von der externen Energiequelle in die Akkuvorrichtung des Kraftfahrzeugs. Dadurch wird die Akkuvorrichtung von der Lade- und Entladeeinheit 10 geladen. In dem Entladevorgang überträgt die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 durch die induktive Kopplung durch Induktion eine elektrische Leistung mittels der externen Energieübertragungseinheit 12 von der Akkuvorrichtung des Kraftfahrzeugs in die externe Energiequelle. Dadurch wird die Akkuvorrichtung von der Lade- und Entladeeinheit 10 entladen: Mittels der induktiven Kopplung kann in dem Ladevorgang und/oder Entladevorgang elektrische Leistung von einer der Energieübertragungseinheiten 11 , 12 auf die andere der Energieübertragungseinheiten 12, 1 1 übertragen werden. Die in dem Ladevorgang und/oder Entladevorgang übertragene elektrische Leistung wird als eine Lade- und/oder Entladeleistung bezeichnet.
Zur induktiven Kopplung weist die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 und die externe Energieübertragungseinheit 12 jeweils zumindest eine nicht näher dargestellte Spule auf. Die Spule der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit 1 1 ist als eine Fahrzeugspule ausgebildet. Die Spule der externen Energieübertragungseinheit 12 ist als eine Bodenspule ausgebildet. Die Spulen der Energieübertragungseinheiten 11 , 12 sind jeweils dazu vorgesehen, entweder ein Magnetfeld zu erzeugen oder ein Magnetfeld in einen Strom umzuwandeln. In dem Ladevorgang ist die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 als eine Energieempfangseinheit ausgebildet. In dem Entladevorgang ist die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 als eine Energiesendeeinheit ausgebildet.
Für einen Lade- und/oder Entladevorgang der Akkuvorrichtung werden die beiden Energieübertragungseinheiten 1 , 12 unmittelbar übereinander angeordnet. Dazu wird das Kraftfahrzeug so platziert, dass die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 1 , die fest an dem Kraftfahrzeugunterboden 21 befestigt ist, direkt über der ortsfest angebrachten externen Energieübertragungseinheit 12 angeordnet ist. Je exakter die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 über der externen Energieübertragungseinheit 12 angebracht ist, desto effizienter ist die Übertragung der elektrischen Leistung, d.h. desto größer die Lade- und/oder Entladeleistung.
In dem Ladevorgang der Akkuvorrichtung des Kraftfahrzeugs erzeugt die als Energiesendeeinheit ausgebildete externe Energieübertragungseinheit 12 mittels Strom aus der externen Energiequelle ein Magnetfeld. Die Spule der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit 11 ist in dem Ladevorgang von dem Magnetfeld, das von der externen Energieübertragungseinheit 12 erzeugt wird, durchsetzt. Das Magnetfeld erzeugt in der Spule der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit 11 einen Strom. Der Strom in der Spule der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit 11 wird über den Leiterstrang in die Akkuvorrichtung geleitet. Die Akkuvorrichtung des Kraftfahrzeugs wird dadurch über die Energieübertragungseinheiten 1 1 , 12 kontaktlos von der externen Energiequelle geladen.
In dem Entladevorgang der Akkuvorrichtung ist ein Energiefluss im Vergleich zu dem Ladevorgang umgekehrt. Die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 erzeugt in einem Entladevorgang mittels Strom aus der Akkuvorrichtung des Kraftfahrzeugs ein Magnetfeld. Das Magnetfeld der Spule der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit 1 1 durchsetzt die Spule der externen Energieübertragungseinheit 12. Das Magnetfeld erzeugt in der Spule der externen Energieübertragungseinheit 12 einen Strom. Der von der externen Energieübertragungseinheit 2 erzeugte Strom wird in die externe Energiequelle eingespeist. Dadurch kann das Kraftfahrzeug als Energiespeicher für die externe Energiequelle genutzt werden. Beispielsweise könnten durch Verwendung mehrerer Kraftfahrzeuge als Energiespeicher Energiespitzen in einem externen Energieversorgungsnetz abgefangen werden.
Zur Einstellung unterschiedlicher Kraftfahrzeughöhen 14 des Kraftfahrzeugs weist die Kraftfahrzeugvorrichtung eine Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit 13 auf. Die Kraftfahr- zeughöhe 14 ist dabei der Abstand zwischen einem, im Vergleich zu der Traktionsoberfläche 26 höchsten Punkt des Kraftfahrzeugs und der Traktionsoberfläche 26. Die Kraft- fahrzeugniveauverstelleinheit 13 ist zur Niveauregulierung des Kraftfahrzeugs vorgesehen. Durch die Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit 13 kann eine Bodenfreiheit 27 verstellt und/oder angepasst werden. Die Bodenfreiheit 27 entspricht einem Abstand zwischen dem Kraftfahrzeugunterboden 21 und der Traktionsoberfläche 26.
Die Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit 13 ist als eine hydropneumatische Kraftfahrzeug- niveauverstelleinheit ausgebildet. Zur Realisierung der hydropneumatischen Kraftfahr- zeugniveauverstelleinheit 13 weist die Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit 13 vier Fahr- werkskomponenten 19, 20 auf. Die Fahrwerkskomponenten 19, 20 sind jeweils als eine hydropneumatische Fahrwerkskomponente ausgebildet. Die Fahrwerkskomponenten 19, 20 weisen jeweils ein Betriebsmittelvolumen auf. Durch eine Betriebsmittelmenge in dem Betriebsmittelvolumen ist eine Länge 28, 29 der jeweiligen Fahrwerkskomponente 19, 20 einstellbar. Durch eine Veränderung der Länge 28, 29 der Fahrwerkskomponenten 19, 20 verändert sich die Kraftfahrzeughöhe 14 und damit die Bodenfreiheit 27. Die Veränderung der Länge 28, 29 der Fahrwerkskomponenten 19, 20 bewirkt eine Bewegung der Kraftfahrzeugkarosserie 18 bezüglich der Drehachsen der Vorderräder 23 und der Hinterräder 24. Die Veränderung der Länge 28, 29 der Fahrwerkskomponenten 19, 20 entspricht einer Veränderung der Bodenfreiheit 27.
Zwei Fahrwerkskomponenten 19 sind dabei jeweils einem Vorderrad 23 und zwei Fahrwerkskomponenten 20 jeweils einem Hinterrad 24 zugeordnet. Dabei sind in der Figur 1 lediglich zwei der vier Fahrwerkskomponenten 19, 20 sichtbar. Die Fahrwerkskomponenten 19, 20 sind jeweils als ein hydropneumatischer Stoßdämpfer ausgebildet. Grundsätzlich ist es auch denkbar, die Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit 13 bzw. die Fahrwerkskomponenten 19, 20 rein pneumatisch, rein hydraulisch oder elektrisch auszubilden. Eine elektrisch ausgebildete Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit 13 bzw. eine elektrisch ausgebildete Fahrwerkskomponente 19, 20 ist beispielsweise mittels eines Gewindes realisierbar, wie insbesondere bei einem Gewindefahrwerk.
Zur Einstellung eines Abstands 16 zwischen der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit 11 und der externen Energieübertragungseinheit 12 für den Ladevorgang und/oder Entladevorgang auf ein Ladeniveau, weist die Kraftfahrzeugvorrichtung eine Einstelleinheit 15 auf. Die Einstelleinheit 15 stellt den Abstand 16 der Energieübertragungseinheiten 11 , 12 auf das Ladeniveau mittels der Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit 13 ein. Der Abstand 16 ist als ein vertikaler Abstand zwischen der fahrzeugseitigen Ener- gieübertragungseinheit 11 und der externen Energieübertragungseinheit 12 ausgebildet. Der Abstand 16 ist im Wesentlichen senkrecht zu der Haupterstreckungsrichtung 22 ausgerichtet. Er ist parallel zu der Bodenfreiheit 27 ausgerichtet. Die Fahrwerkskomponen- ten 19, 20 der Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit 13 sind zur Einstellung des Ladeniveaus für den Ladevorgang und/oder Entladevorgang vorgesehen. Die Einstelleinheit 15 ist durch die Einstellung des Abstands 16 auf das Ladeniveau zur Optimierung der Lade- und/oder Entladeleistung der Lade- und Entladeeinheit 10 und damit zur Optimierung einer Effizienz der Übertragung der elektrischen Energie mittels der beiden Energieübertragungseinheiten 11 , 12 vorgesehen. Durch die Verwendung der Kraftfahrzeugniveau- verstelleinheit 13 zur Einstellung des Abstands 16 kann die Lade- und Entladeeinheit 10 baureihenübergreifend auf ein optimiertes Ladeniveau und/oder auf einen fixen Abstand 16 mit kleinen Toleranzen ausgelegt werden.
Zur automatischen oder teilautomatischen Einstellung des Ladeniveaus mittels der Kraft- fahrzeugniveauverstelleinheit 13 weist die Einstelleinheit 15 eine Steuer- und Regeleinheit 17 auf. Die Steuer- und Regeleinheit 17 steuert oder regelt den Abstand 6 und damit die Bodenfreiheit 27 zur Einstellung des Ladeniveaus. Eine Veränderung der Bodenfreiheit 27 entspricht einer Veränderung des Abstands 16 und umgekehrt.
Die Steuer- und Regeleinheit 7 der Einstelleinheit 15 stellt das Ladeniveau durch Einstellen eines Betriebsmittelparameters der Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit 13 ein. Die Steuer- und Regeleinheit 17 der Einstelleinheit 15 stellt für den Ladevorgang und/oder Entladevorgang den Abstand 16 zwischen den beiden Energieübertragungseinheiten 11 , 2 auf das Ladeniveau durch ein Verändern bzw. ein Einstellen der Betriebsmittelmenge der vier Fahrwerkskomponenten 19, 20 der Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit 13 ein.
Die Steuer- und Regeleinheit 17 weist einen Regelbetriebsmodus und einen Steuerbetriebsmodus auf. In dem Regelbetriebsmodus stellt die Steuer- und Regeleinheit 7 für den Ladevorgang und/oder den Entladevorgang den Abstand 16 auf das Ladeniveau in Abhängigkeit der Lade- und/oder Entladeleistung der Lade- und Entladeeinheit 10 ein. In dem Regelbetriebsmodus verändert die Steuer- und Regeleinheit 17 für den Ladevorgang und/oder Entladevorgang der Akkuvorrichtung die Länge 28, 29 der Fahrwerkskomponenten 19, 20 und damit den Abstand 16 zwischen den Energieübertragungseinheiten 11 , 12 und ermittelt dabei eine maximale Lade- und/oder Entladeleistung. Die Steuer- und Regeleinheit 17 stellt den Abstand 16 und damit die Kraftfahrzeughöhe 14 durch die Länge 28, 29 der Fahrwerkskomponenten 19, 20 ein, bei dem die Steuer- und Regeleinheit 17 die maximale Lade- und/oder Entladeleistung ermittelt hat. Dazu stellt die Steuer- und Regeleinheit 17 die Betriebsmittelmenge in den Betriebsmittelvolumen der Fahrwerkskomponenten 19, 20 durch eine nicht näher dargestellte Betriebsmittelpumpe ein, aus dem die Länge 28, 29 der Fahrwerkskomponenten 19, 20 resultiert.
In dem Steuerbetriebsmodus stellt die Steuer- und Regeleinheit 17 für den Ladevorgang und/oder den Entladevorgang den Abstand 16 auf das Ladeniveau unabhängig von der Lade- und/oder Entladeleistung der Lade- und Entladeeinheit 10 ein. Die Steuer- und Regeleinheit 17 stellt in dem Steuerbetriebsmodus für den Ladevorgang und/oder Entladevorgang das Ladeniveau auf einen fest hinterlegten Wert des Ladeniveaus ein. Der fest hinterlegte Wert des Ladeniveaus ist in der Steuer- und Regeleinheit 17 hinterlegt. Der fest hinterlegte Wert des Ladeniveaus ist kleiner als ein Abstand 16 zwischen den Energieübertragungseinheiten 11 , 12 bei einem fahrenden Kraftfahrzeug.
In dem Steuerbetriebsmodus stellt die Steuer- und Regeleinheit 17 für den Ladevorgang und/oder Entladevorgang der Akkuvorrichtung die Länge 28, 29 der Fahrwerkskomponenten 19, 20 und damit den Abstand 16 zwischen den Energieübertragungseinheiten 11 , 12 auf den fest hinterlegten Wert des Ladeniveaus ein. Die Steuer- und Regeleinheit 17 stellt den fest hinterlegten Wert des Ladeniveaus und damit den Abstand 16 und die Kraftfahrzeughöhe 14 durch die Länge 28, 29 der Fahrwerkskomponenten 19, 20 ein. Dazu stellt die Steuer- und Regeleinheit 17 die Betriebsmittelmenge in den Betriebsmittelvolumen der Fahrwerkskomponenten 19, 20 durch die Betriebsmittelpumpe ein, aus dem die Länge 28, 29 der Fahrwerkskomponenten 19, 20 resultiert.
Grundsätzlich kann die Steuer- und Regeleinheit 17 lediglich den Regelbetriebsmodus oder lediglich den Steuerbetriebsmodus aufweisen. Außerdem ist es auch denkbar, dass die Einstelleinheit 15 lediglich eine Bedieneinheit aufweist, durch die ein Fahrer bzw. Be- diener des Kraftfahrzeugs die Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit 13 manuell bedienen kann, um für den Ladevorgang und/oder Entladevorgang manuell den Abstand 16 auf das Ladeniveau mittels der Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit 13 einzustellen.
Zur Steuerung und zur Regelung des Ladeniveaus durch die Steuer- und Regeleinheit 17 weist die Kraftfahrzeugvorrichtung eine nicht näher dargestellte Sensorik auf. Die Senso- rik ist unter anderem zur Erfassung der Abstands 16, der Bodenfreiheit 27, der Lade- und/oder Entladeleistung und zur selbstständigen Erkennung einer herstellbaren induktiven Kopplung der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit 11 mit der externen Energieübertragungseinheit 12, d.h. zur selbstständigen Erkennung einer Position des Kraftfahrzeugs, in dem die beiden Energieübertragungseinheiten 11 , 12 gekoppelt wer- den können, vorgesehen. Die Sensorik umfasst dazu mehrere Sensoren. Die Steuer- und Regeleinheit 17 ist über Kommunikationsleitungen mit den Sensoren der Sensorik verbunden.
Bei Erkennen der herstellbaren induktiven Kopplung der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit 11 mit der externen Energieübertragungseinheit 12 stellt die Steuer- und Regeleinheit 17, beispielsweise nachdem das Kraftfahrzeug durch den Fahrer bzw. Be- diener verriegelt wurde, den Abstand 16 auf das Ladeniveau ein und aktiviert selbstständig den Ladevorgang und/oder Entladevorgang.
Natürlich ist es auch denkbar, dass die Sensorik alternativ oder zusätzlich weitere Parameter erfasst, wie beispielsweise Akkuvorrichtungsladezustand, Ladestrom, Ladespannung, Akkuvorrichtungstemperatur, Ladezeit usw. Grundsätzlich kann die Einstellung des Abstands 16 auf das Ladeniveau und/oder die Aktivierung des Ladevorgangs und/oder des Entladevorgang lediglich manuell durch den Fahrer bzw. Bediener erfolgen bzw. eingeleitet werden und/oder durch den Fahrer bzw. Bediener freigegeben werden. Es ist außerdem auch denkbar, dass die Kraftfahrzeugvorrichtung zusätzlich eine Kinematik zur Bewegung der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit 11 aufweist, die zusätzlich die fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit 11 relativ zur Kraftfahrzeugkarosserie 18 verstellt, insbesondere höhenverstellt, und dadurch der Abstand 16 auf das Ladeniveau durch die Kraftfahrzeugniveauverstellvorrichtung 13 und/oder durch die Kinematik der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit 11 eingestellt werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Kraftfahrzeugvorrichtung, insbesondere Elektro- und/oder Hybridkraftfahrzeugvorrichtung, mit einer Lade- und/oder Entladeeinheit (10), die zum Laden und/oder Entladen zumindest einer Akkuvorrichtung wenigstens eine fahrzeugseitige Energieübertragungseinheit (11 ) zur berührungslosen Kopplung mit wenigstens einer korrespondierenden externen Energieübertragungseinheit (12) aufweist, und mit einer Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit (13), die dazu vorgesehen ist, wenigstens zwei unterschiedliche Kraftfahrzeughöhen (14) einzustellen,
gekennzeichnet durch
eine Einstelleinheit (15), die dazu vorgesehen ist, für einen Lade- und/oder Entladevorgang einen Abstand (16) zwischen den zumindest zwei Energieübertragungseinheiten (11 , 12) mittels der Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit (13) auf ein Ladeniveau einzustellen.
2. Kraftfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Einstelleinheit (15) eine Steuer- und/oder Regeleinheit (17) aufweist, die zur automatischen und/oder teilautomatischen Einstellung des Ladeniveaus mittels der Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit (13) vorgesehen ist.
3. Kraftfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und/oder Regeleinheit (17) einen Regelbetriebsmodus aufweist, der dazu vorgesehen ist, das Ladeniveau für den Lade- und/oder Entladevorgang in Abhängigkeit zumindest von einer Lade- und/oder Entladeleistung der Lade- und/oder Entladeeinheit (10) einzustellen.
4. Kraftfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und/oder Regeleinheit (17) einen Steuerbetriebsmodus aufweist, der dazu vorgesehen ist, das Ladeniveau für den Lade- und/oder Entladevorgang unabhängig von einer Lade- und/oder Entladeleistung der Lade- und/oder Entladeeinheit (10) einzustellen.
5. Kraftfahrzeugvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuer- und/oder Regeleinheit (17) zumindest in dem Steuerbetriebsmodus dazu vorgesehen ist, das Ladeniveau für den Lade- und/oder Entladevorgang auf einen fest hinterlegten Wert des Ladeniveaus einzustellen.
6. Kraftfahrzeugvorrichtung zumindest nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Lade- und/oder Entladeeinheit (10) eine Sensorik aufweist und die Steuer- und/oder Regeleinheit (17) dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit der Sensorik selbstständig den Lade- und/oder Entladevorgang zu aktivieren.
7. Kraftfahrzeugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine Kraftfahrzeugkarosserie (18), die fest mit der fahrzeugseitigen Energieübertragungseinheit (11 ) verbunden ist.
8. Kraftfahrzeugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit (13) hydraulisch und/oder pneumatisch ausgebildet ist und die Einstelleinheit (15) zur Einstellung des Ladeniveaus dazu vorgesehen ist, zumindest einen Betriebsmittelparameter der Kraftfahrzeugniveauver- stelleinheit (13) einzustellen.
9. Kraftfahrzeugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kraftfahrzeugniveauverstelleinheit (13) zur Einstellung des Ladeniveaus zumindest eine Fahrwerkskomponente (19, 20) aufweist.
10. Verfahren zur Einstellung eines Abstands (16) zwischen zumindest zwei Energieübertragungseinheiten (11 , 12) zum Laden und/oder Entladen zumindest einer Akkuvorrichtung einer Kraftfahrzeugvorrichtung, insbesondere ein Verfahren mit einer Kraftfahrzeugvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Abstand (16) zwischen den zumindest zwei Energieübertragungseinheiten (11 , 2) mittels einer Veränderung einer Kraftfahrzeughöhe ( 4) eingestellt wird.
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