WO2013167439A1 - Ladevorrichtung für ein tragbares gerät in einem kraftfahrzeug - Google Patents

Ladevorrichtung für ein tragbares gerät in einem kraftfahrzeug Download PDF

Info

Publication number
WO2013167439A1
WO2013167439A1 PCT/EP2013/059084 EP2013059084W WO2013167439A1 WO 2013167439 A1 WO2013167439 A1 WO 2013167439A1 EP 2013059084 W EP2013059084 W EP 2013059084W WO 2013167439 A1 WO2013167439 A1 WO 2013167439A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
operating state
excitation
portable device
charging
resonant circuit
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/059084
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Herbert Froitzheim
Original Assignee
Continental Automotive Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Continental Automotive Gmbh filed Critical Continental Automotive Gmbh
Priority to CN201380024037.1A priority Critical patent/CN104272553B/zh
Priority to US14/398,986 priority patent/US9831708B2/en
Priority to KR1020147034296A priority patent/KR101925129B1/ko
Publication of WO2013167439A1 publication Critical patent/WO2013167439A1/de

Links

Classifications

    • H02J5/005—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H02J50/12—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling of the resonant type
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/60—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power responsive to the presence of foreign objects, e.g. detection of living beings
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/20—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems characterised by the transmission technique; characterised by the transmission medium
    • H04B5/24—Inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
    • H04B5/70—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes
    • H04B5/79—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems specially adapted for specific purposes for data transfer in combination with power transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H02J2310/20—The network being internal to a load
    • H02J2310/22—The load being a portable electronic device

Definitions

  • Chargers for inductive transfer of energy are known, for example, from electric toothbrushes.
  • portable devices e.g. Mobile phones
  • MP3 player and the like are charged by means of inductive alternating field.
  • portable devices have electronics that are capable of deciding whether to charge the energy storage device or not.
  • the alternating magnetic field is switched on for a short time until the portable device, which is inserted into the effective range of the charging device, is in communication the loading device confirms the presence and the intention to be loaded. This process is called "polling".
  • the invention provides a charging device for a portable device, in particular a motor vehicle, which comprises a controllable by a drive means resonant circuit for the inductive transmission of energy to the portable device.
  • the drive device is designed such that the Curve form of the excitation of the resonant circuit is generated in response to an operation of the charging device.
  • the invention further provides a method for operating a charging device for a portable device, in particular a motor vehicle, wherein the charging device comprises a controllable by a control device resonant circuit for the inductive transmission of energy to the portable device.
  • the waveform of the excitation of the resonant circuit is generated as a function of an operating state by the drive means.
  • the invention is based on the consideration that, in particular when providing the charging device in a motor vehicle, the waveform used to excite the resonant circuit may generate disturbances in other components of the motor vehicle. Such disturbances may be heard, for example, in the radio of the motor vehicle during the charging of the portable device.
  • a rectangular excitation of the resonant circuit is selected to produce the inductive alternating field, since the required control device is inexpensive, because the driver must apply smaller voltages or currents than actually present at the charging device side provided coil of the resonant circuit actually.
  • due to the rectangular excitation much less losses than with an ideal sinusoidal control.
  • the rectangular excitation causes disturbances in other components, such as e.g. the already mentioned radio.
  • the waveforms of the excitations of a resonant circuit in a first and a second operating state with respect to the costs incurred in the drive device Ver ⁇ differentiation of pleasure.
  • This makes it possible to use an optimized waveform for each operating state.
  • the disturbances described above can be kept as low as possible, since the effect of the disturbance correlates with the waveform and thus directly with the power loss.
  • Resonant circuit of the charging device must be available. In addition, caused by the rectangular control only small losses.
  • the drive device may further be designed such that an automatic switching from the first to the second operating state takes place when the energy storage of the portable device has reached a predetermined state of charge.
  • the portable device for the charging device can monitor the state of charge. In particular, it is monitored when the energy store is full, in order then to select an optimum interference curve with respect to potential. As a result, the charging device is operated such that it is indeed operated with increased losses, but less interference potential.
  • the drive device can also be designed such that in the second operating state, an amplitude of the excitation with respect to an amplitude of the excitation of the first operating state is reduced. As a result, the charging device can be operated at a lower power.
  • a rectangular or at least approximately rectangular control of the resonant circuit is used for fast charging of the portable device.
  • an alternative control with higher losses, but less interference potential is selected.
  • This alternative control consists in particular in the choice of another waveform, which differs from the square wave.
  • an ideal sinusoidal waveform is chosen as the waveform since this minimizes the noise.
  • the sinusoidal oscillation then generated by the drive means has gaussian arrival and Ausklingrampen.
  • the waveform may be selected with smaller amplitudes compared to the amplitudes of the conventional charge.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Ladevorrichtung (10) für ein tragbares Gerät (20), insbesondere eines Kraftfahrzeugs. Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung (10) umfasst einen mittels einer Ansteuereinrichtung (11) steuerbaren Schwingkreis (12) zur induktiven Übertragung von Energie an das tragbare Gerät (20), wobei die Ansteuereinrichtung (11) derart ausgelegt ist, dass die Kurvenform der Anregung des Schwingkreises (12) in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Ladevorrichtung (10) erzeugt ist.

Description

Beschreibung
Ladevorrichtung für ein tragbares Gerät in einem Kraftfahrzeug Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung für ein tragbares Gerät. Die Ladevorrichtung umfasst einen mittels einer Ansteuereinrichtung steuerbaren Schwingkreis zur induktiven Übertragung von Energie an das tragbare Gerät. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Ladevorrichtung, die in einem Kraftfahrzeug zur Ladung des tragbaren Geräts vorgesehen ist.
Ladevorrichtungen zum induktiven übertragen von Energie sind beispielsweise von elektrischen Zahnbürsten bekannt. In Zukunft sollen auch tragbare Geräte, wie z.B. Mobilfunktelefone,
MP3-Player und dergleichen, mittels induktiven Wechselfelds geladen werden. Derartige tragbare Geräte verfügen über eine Elektronik, welche in der Lage ist, zu entscheiden, ob eine Ladung des Energiespeichers erfolgen soll oder nicht. Damit eine Ladevorrichtung erkennen kann, ob das in räumlicher Nähe zu der Ladevorrichtung angeordnete tragbare Gerät überhaupt geladen werden muss, wird das induktive Wechselfeld solange für kurze Zeit eingeschaltet, bis das tragbare Gerät, welches in den Wirkbereich der Ladevorrichtung eingebracht ist, durch eine Kommunikation mit der Ladevorrichtung die Anwesenheit und die Absicht, geladen zu werden, bestätigt. Dieser Vorgang wird als „Polling" bezeichnet.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ladevorrichtung und ein Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung anzugeben, welche baulich und/oder funktional verbessert ist.
Die Erfindung schafft eine Ladevorrichtung für ein tragbares Gerät, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, welche einen mittels einer Ansteuereinrichtung steuerbaren Schwingkreis zur induktiven Übertragung von Energie an das tragbare Gerät umfasst. Dabei ist die Ansteuereinrichtung derart ausgelegt, dass die Kurvenform der Anregung des Schwingkreises in Abhängigkeit eines Betriebs zustande der Ladevorrichtung erzeugt ist.
Die Erfindung schafft weiter ein Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung für ein tragbares Gerät, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die Ladevorrichtung einen mittels einer Ansteuereinrichtung steuerbaren Schwingkreis zur induktiven Übertragung von Energie an das tragbare Gerät umfasst . Dabei wird durch die Ansteuereinrichtung die Kurvenform der Anregung des Schwingkreises in Abhängigkeit eines Betriebszustands erzeugt.
Der Erfindung liegt die Überlegung zu Grunde, dass insbesondere beim Vorsehen der Ladevorrichtung in einem Kraftfahrzeug die verwendete Kurvenform zur Anregung des Schwingkreises Störungen in weiteren Komponenten des Kraftfahrzeugs erzeugen kann. Solche Störungen können beispielsweise im Radio des Kraftfahrzeugs während des Ladens des tragbaren Geräts zu hören sein. Derzeit wird zur Erzeugung des induktiven Wechselfeldes eine rechteckige Anregung des Schwingkreises gewählt, da die hierfür erforderliche Ansteuereinrichtung kostengünstig ist, weil die Treiber kleinere Spannungen oder Ströme aufbringen müssen als tatsächlich an der ladevorrichtungsseitig vorgesehenen Spule des Schwingkreises tatsächlich anstehen. Darüber hinaus entstehen durch die rechteckige Anregung sehr viel weniger Verluste als bei einer idealen Sinus-Ansteuerung . Allerdings verursacht die rechteckige Anregung Störungen in anderen Komponenten, wie z.B. dem bereits erwähnten Radio. Zur Vermeidung oder Minimierung der durch die Kurvenform verursachten Störungen wird vorgeschlagen, die Kurvenform der Anregung des Schwingkreises in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Ladevorrichtung zu erzeugen.
Allgemein kann dabei der Betriebszustand der Ladevorrichtung von einem Betriebs zustand des Kraftfahrzeugs , wie z.B. Radio an/aus, Zündung an/aus, abhängen oder durch diesen bestimmt sein.
Zweckmäßigerweise sind die Kurvenformen der Anregungen eines Schwingkreises in einem ersten und einem zweiten Betriebszustand in Bezug auf die in der Ansteuereinrichtung anfallende Ver- lustleistung unterschiedlich. Hierdurch ist es möglich, für jeden Betriebszustand eine optimierte Kurvenform zum Einsatz zu bringen. Hierdurch können beim Einsatz der Ladevorrichtung in einem Kraftfahrzeug die oben beschriebenen Störungen so gering wie möglich gehalten werden, da die Wirkung der Störung mit der Kurvenform und damit direkt mit der Verlustleistung korreliert.
In dem ersten Betriebszustand ist als Kurvenform eine Rechteckschwingung (oder annähernd rechteckige Schwingung) für die Anregung des Schwingkreises vorgesehen. Hierdurch kann, wie beschrieben, die Ansteuereinrichtung kleinere Spannungen und Ströme aufbringen als tatsächlich an einer Spule des
Schwingkreises der Ladevorrichtung zur Verfügung stehen müssen. Darüber hinaus entstehen durch die rechteckige Ansteuerung lediglich geringe Verluste.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der erste Betriebszustand ein Laden des Energiespeichers des tragbaren Geräts umfasst, bei dem der Energieinhalt des Energiespeichers erhöht wird. Dies wird als Schnellladen bezeichnet. Ebenso umfasst der erste Betriebszustand ein Laden des Energiespeichers des tragbaren Geräts, während die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist. Insbesondere beim letzten Betriebszustand ist es wichtig, das Laden des tragbaren Geräts mit möglichst wenigen Verlusten durchführen zu können. Da bei ausgeschalteter Zündung in der Regel andere, durch das Laden störbare Komponenten nicht in Betrieb sind, sind die durch die Ansteuerung der Einrichtung prinzipiell möglichen Störungen auch nicht weiter relevant. In einer weiteren Ausgestaltung ist in dem zweiten Betriebszustand als Kurvenform eine von der Rechteckschwingung abweichende Schwingung für die Anregung des Schwingkreises vorgesehen. Insbesondere wird hierbei eine Sinus Schwingung eingesetzt. Ebenso kann jede zwischen einer Sinusschwingung und einer Rechteckschwingung mögliche Form zum Einsatz kommen, wie z.B. eine Trapezschwingung. Der zweite Betriebszustand umfasst z.B. ein Laden des Energiespeichers des tragbaren Geräts, bei dem die aus dem Energiespeicher entnommene Energie erhalten wird. Dieser Betriebszustand wird als Erhaltungsladen bezeichnet. Da in diesem Betriebs zustand lediglich geringe Energiemengen an das tragbare Gerät übertragen werden müssen, ist es in diesem Betriebszustand ohne weiteres möglich, eine Kurvenform zu wählen, welche mit höheren Verlusten beim Betrieb der Ansteuereinrichtung verbunden ist .
Der zweite Betriebszustand umfasst weiter ein Laden mit Ladepulsen sowie ein Laden mit einer Pause zwischen zwei Ladephasen. Auch in diesen beiden Betriebszuständen wird nur wenig Energie umgesetzt, so dass eine mit Verlusten behaftete Kur- venform eingesetzt werden kann.
Der zweite Betriebszustand kann ebenfalls ein Laden des Energiespeichers des tragbaren Geräts umfassen, bei dem der Energieinhalt des Energiespeichers erhöht wird, sofern die Ladevorrichtung, insbesondere die Ansteuereinrichtung des steuerbaren Schwingkreises, noch nicht ihr Verlustleistungslimit erreicht hat. Hierdurch wird das Schnellladen des Energiespeichers des tragbaren Geräts mit einer solchen Kurvenform ermöglicht, welche zwar im Vergleich zur Rechteck- Schwingung höhere Verluste, dafür jedoch geringere Störung auf andere Komponenten aufweist. Erst dann, wenn das Verlustleistungslimit erreicht bzw. überschritten ist, wird ein Wechsel auf die Rechteckschwingung vorgenommen. Die Ansteuereinrichtung kann derart ausgelegt sein, dass ein automatisches Umschalten von dem zweiten in den ersten Betriebszustand erfolgt, wenn eine Verlustleistungsgrenze der Ansteuereinrichtung erreicht ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Ansteuereinrichtung - unabhängig von der gerade gewählten Kurvenform - aufgrund des Betriebs nicht thermisch überlastet wird und eine Beschädigung erleidet. Die Ansteuereinrichtung kann weiter derart ausgelegt sein, dass ein automatisches Umschalten von dem ersten in den zweiten Betriebs zustand erfolgt, wenn der Energiespeicher des tragbaren Geräts einen vorgegebenen Ladezustand erreicht hat. Hierzu kann das tragbare Gerät für die Ladevorrichtung den Ladezustand überwachen. Insbesondere wird überwacht, wenn der Energiespeicher voll ist, um dann eine bezüglich potentieller Störwirkung optimale Kurvenform zu wählen. Hierdurch wird die Ladevorrichtung derart betrieben, dass diese zwar mit erhöhten Verlusten, jedoch geringerem Störpotential betrieben wird.
Die Ansteuereinrichtung kann weiter derart ausgelegt sein, dass in dem zweiten Betriebs zustand eine Amplitude der Anregung gegenüber einer Amplitude der Anregung des ersten Betriebs- zustande reduziert ist. Hierdurch kann die Ladevorrichtung mit geringerer Leistung betrieben werden.
Ebenso kann die Ansteuereinrichtung alternativ oder zusätzlich derart ausgelegt sein, dass in dem zweiten Betriebszustand ein zeitlicher Abstand zur Abfrage des Vorhandenseins des tragbaren Geräts in der Nähe der Ladevorrichtung und/oder des Zustande des Energiespeichers des tragbaren Geräts im Vergleich zu dem ersten Betriebs zustand erhöht ist. Hierdurch wird die Ladevorrichtung gegenüber einer herkömmlichen Ladevorrichtung weniger häufig betrieben, wodurch potentielle Störeinflüsse minimiert werden können .
Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung erläutert.
Die einzige Figur zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung zur induktiven Ladung eines tragbaren Geräts. Mit dem Bezugszeichen 10 ist eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung, die insbesondere Bestandteil eines Kraftfahrzeugs ist, gekennzeichnet. Die Ladevorrichtung umfasst eine Ansteuereinrichtung 11 zur Steuerung eines Schwingkreises 12. Die Ansteuereinrichtung umfasst z.B. zwei Halbbrücken mit je zwei seriell miteinander verschalteten, steuerbaren (Halbleiter-) Schaltelementen. Der Aufbau einer solchen Ansteuereinrichtung ist dem Fachmann prinzipiell bekannt . Der Schwingkreis 12 umfasst in einer ebenfalls dem Fachmann bekannten Weise eine Serienschaltung aus einer Induktivität und einem Kondensator sowie optional weiteren Komponenten. Eventuell weitere vorhandene Komponenten sind nicht dargestellt. Das tragbare Gerät 20, beispielsweise ein Mobilfunktelefon, ein Audio-/Videoabspielgerät (MP3-Spieler und dergleichen), ein tragbarer Rechner usw., umfasst eine Antenne 21, eine Auswerte- und Ladeschaltung 22 und einen Energiespeicher 23. Weitere Komponenten, die für die Erfindung nicht wesentlich sind, sind nicht dargestellt. Mittels der Antenne 21 kann induktiv Energie des Schwingkreises 12 aufgenommen und über die Auswerte- und Ladeschaltung 22 zum Laden des Energiespeichers 23 genutzt werden. Der hierbei erforderliche technische Aufbau der Ladevorrichtung 10 und des zu ladenden tragbaren Geräts 20 sind aus dem Stand der Technik prinzipiell bekannt, so dass an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen wird.
Zur Erzeugung des induktiven Wechselfeldes durch die Ansteuereinrichtung 11 zwecks Schnellladung des Energiespeichers 23 des tragbaren Geräts wird vorzugsweise eine rechteckige
Anregung des Schwingkreises 12 gewählt. Hierdurch kann durch die Ansteuereinrichtung - je nach Konfiguration - eine kleinere Spannung oder ein kleinerer Strom aufgebracht werden, als tatsächlich an der Spule des Schwingkreises 12 der Ladevor- richtung anliegen muss. Darüber hinaus entstehen durch die rechteckige Ansteuerung des Schwingkreises 12 geringe Verluste in der Ansteuereinrichtung im Vergleich zu einer idealen Sinusform. Da durch eine Rechteckschwingung als Kurvenform Störungen bei Komponenten, welche sich den gleichen Versorgungsstromkreis mit der Ladevorrichtung teilen und/oder in räumlicher Nähe angeordnet sind, kommen kann, soll erfindungsgemäß die Kurvenform der Anregung des Schwingkreises 12 in Abhängigkeit eines Betriebszustandes der Ladevorrichtung 10 erzeugt werden. Die beschriebene Problematik taucht insbesondere bei der Verwendung der Ladevorrichtung in einem Kraftfahrzeug auf, bei dem die Störungen in andere Komponenten einkoppeln können, so dass sich diese beispielsweise in einer Audioanlage des Kraftfahrzeugs bemerkbar machen.
Wie erläutert, wird zur Schnellladung des tragbaren Geräts eine rechteckige oder zumindest annähernd rechteckige Ansteuerung des Schwingkreises verwendet. Alternativ sind zum Schnellladen auch Ansteuerungen mittels Pulsweitenmodulation und anschließendem Tiefpass denkbar, um die Verlustleistungen in der Ansteuer- einrichtung möglichst gering zu halten .
Solange die Ladevorrichtung, insbesondere die Komponenten der Ansteuereinrichtung jedoch noch nicht an ihrem Verlustleistungslimit betrieben werden oder während nur in längeren Abständen kurz geladen wird, beispielsweise um eine Kommunikation zwischen der Ladevorrichtung und dem tragbaren Gerät zu erhalten, oder um zu erkennen, ob metallische Gegenstände in der Nähe der Ladevorrichtung bewegt werden, wird eine alternative Ansteuerung mit höheren Verlusten, aber geringerem Störpotential gewählt. Diese alternative Ansteuerung besteht insbesondere in der Wahl einer anderen Kurvenform, welche sich von der Rechteckschwingung unterscheidet. Vorzugsweise wird eine ideale Sinusform als Kurvenform gewählt, da hierdurch die Störungen minimal sind. Zweckmäßigerweise hat die dann durch die Ansteuereinrichtung erzeugte Sinusschwingung gaussförmige An- und Ausklingrampen. Zusätzlich oder alternativ kann die Kurvenform mit kleineren Amplituden im Vergleich zu den Amplituden der herkömmlichen Ladung gewählt sein.
Durch den Verzicht auf die rechteckige Ansteuerung können in den Betriebs zuständen, in denen ein Schnellladen nicht erforderlich ist, Störungen vermieden werden. Ebenso ist es möglich, die Ansteueremrichtung derart zu betreiben, dass das Laden des Energiespeichers zur Erhöhung des Energieinhalts auch mit einer bezüglich der Störung optimierten Kurvenform erfolgt bis die Verlustleistungsgrenze der Komponenten der Ansteuereinrichtung erreicht ist und dann ein automatisiertes Umschalten auf eine rechteckige Ansteuerung vorzunehmen, um die in den Komponenten der Ansteuereinrichtung anfallenden Verluste zu begrenzen. Auch hierdurch können die Zeiträume, in denen von der Ladevorrichtung Störungen ausgehen, reduziert werden.
Demgegenüber ist es vorteilhaft, die Ladevorrichtung mit der Rechteckschwingung zu betreiben, wenn das tragbare Gerät während einer ausgeschalteten Zündung des Fahrzeugs geladen werden soll. In diesem Betriebszustand ist es zweckmäßig, die in der Ladevorrichtung aktiven Komponenten mit minimalen Verlusten zu betreiben .
Das erfindungsgemäße Vorgehen weist den Vorteil auf, dass abhängig vom Betriebszustand der Ladevorrichtung eine geeignete Kurvenform der Anregung des Schwingkreises der Ladevorrichtung erzeugt werden kann, um die von der Ladevorrichtung ausgehenden Störungen so gering wie möglich zu halten.

Claims

Patentansprüche
1. Ladevorrichtung (10) für ein tragbares Gerät (20), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen mittels einer Ansteuereinrichtung (11) steuerbaren Schwingkreis (12) zur induktiven Übertragung von Energie an das tragbare Gerät (20), wobei die Ansteuereinrichtung (11) derart ausgelegt ist, dass die Kurvenform der Anregung des Schwingkreises (12) in Abhängigkeit eines Betriebszustands der Ladevorrichtung (10) erzeugt ist.
2. Ladevorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Kurvenformen der Anregung des Schwingkreises (12) in einem ersten und einem zweiten Betriebszustand in Bezug auf die in der Ansteuereinrichtung (11) anfallende Verlustleistung unterschiedlich sind.
3. Ladevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der in dem ersten Betriebs zustand als Kurvenform eine Rechteckschwingung für die Anregung des Schwingkreises (12) vorgesehen ist.
4. Ladevorrichtung nach Anspruch 3, bei der der erste Betriebszustand
- ein Laden eines Energiespeichers (23) des tragbaren Geräts (20) umfasst, bei dem der Energieinhalt des Energiespeichers (23) erhöht wird; und/oder
- ein Laden des Energiespeichers (23) des tragbaren Geräts (20) umfasst, während die Zündung des Fahrzeugs ausgeschaltet ist .
5. Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der in dem zweiten Betriebszustand als Kurvenform eine von der Rechteckschwingung abweichende Schwingung, insbesondere eine Sinusschwingung oder eine Trapezschwingung, für die Anregung des Schwingkreises (12) vorgesehen ist.
6. Ladevorrichtung nach Anspruch 5, bei der der zweite Betriebszustand - ein Laden des Energiespeichers (23) des tragbaren Geräts (20) umfasst, bei dem die aus dem Energiespeicher (23) entnommene Energie erhalten wird; und/oder
- ein Laden mit Ladepulsen umfasst; und/oder
- ein Laden mit einer Pause zwischen zwei Ladephasen umfasst; und/oder
- ein Laden des Energiespeichers (23) des tragbaren Geräts, bei dem der Energieinhalt des Energiespeichers (23) erhöht wird, solange eine Verlustleistungsgrenze der Ansteuereinrichtung (11) noch nicht erreicht ist.
7. Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Ansteuereinrichtung (11) derart ausgelegt ist, dass ein automatisches Umschalten von dem zweiten in den ersten Be- triebszustand erfolgt, wenn eine Verlustleistungsgrenze der Ansteuereinrichtung (11) erreicht ist.
8. Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Ansteuereinrichtung (11) derart ausgelegt ist, dass ein automatisches Umschalten von dem ersten in den zweiten Betriebszustand erfolgt, wenn der Energiespeicher (23) des tragbaren Geräts (20) einen vorgegebenen Ladezustand erreicht hat .
9. Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Ansteuereinrichtung (11) derart ausgelegt ist, dass in dem zweiten Betriebszustand eine Amplitude der Anregung gegenüber einer Amplitude der Anregung des ersten Betriebs zustands reduziert ist .
10. Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Ansteuereinrichtung (11) derart ausgelegt ist, dass in dem zweiten Betriebszustand ein zeitlicher Abstand zur Abfrage des Vorhandenseins des tragbaren Geräts (20) in der Nähe der Ladevorrichtung (10) und/oder des Zustands des Energiespeichers (23) des tragbaren Geräts (20) im Vergleich zu dem ersten Betriebs zustand erhöht ist.
11. Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung (10) für ein tragbares Gerät (20), insbesondere eines Kraftfahrzeugs, wobei die Ladevorrichtung (10) einen mittels einer Ansteuereinrichtung (11) steuerbaren Schwingkreis (12) zur induktiven Übertragung von Energie an das tragbare Gerät (20) umfasst, wobei durch die Ansteuereinrichtung (11) die Kurvenform der Anregung des Schwingkreises (12) in Abhängigkeit eines Betriebszustands erzeugt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die Kurvenformen der Anregung des Schwingkreises (12) in einem ersten und einem zweiten Betriebszustand in Bezug auf die in der Ansteuereinrichtung (11) anfallende Verlustleistung unterschiedlich sind.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, bei dem in dem ersten Betriebs zustand als Kurvenform eine Rechteckschwingung für die Anregung des Schwingkreises (12) verwendet wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem in dem zweiten Betriebszustand als Kurvenform eine von der Rechteckschwingung abweichende Schwingung, insbesondere eine Sinusschwingung oder eine Trapezschwingung, für die Anregung des Schwingkreises (12) verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei dem ein automatisches Umschalten von dem zweiten in den ersten Betriebszustand erfolgt, wenn eine Verlustleistungsgrenze der Ansteuereinrichtung (11) erreicht ist.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, bei dem ein automatisches Umschalten von dem ersten in den zweiten Betriebszustand erfolgt, wenn der Energiespeicher (23) des tragbaren Geräts (20) einen vorgegebenen Ladezustand erreicht hat .
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 16, bei dem in dem zweiten Betriebszustand eine Amplitude der Anregung gegenüber einer Amplitude der Anregung des ersten Betriebs zustande reduziert wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 17, bei der in dem zweiten Betriebszustand ein zeitlicher Abstand zur Abfrage des Vorhandenseins des tragbaren Geräts (20) in der Nähe der Ladevorrichtung (10) und/oder des Zustande des Energiespeichers (23) des tragbaren Geräts (20) im Vergleich zu dem ersten Betriebs zustand erhöht wird.
PCT/EP2013/059084 2012-05-08 2013-05-02 Ladevorrichtung für ein tragbares gerät in einem kraftfahrzeug WO2013167439A1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201380024037.1A CN104272553B (zh) 2012-05-08 2013-05-02 用于机动车中的便携式设备的充电装置
US14/398,986 US9831708B2 (en) 2012-05-08 2013-05-02 Charging device for a portable device in a motor vehicle
KR1020147034296A KR101925129B1 (ko) 2012-05-08 2013-05-02 차량 내 휴대 디바이스용 충전 디바이스

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012207586A DE102012207586A1 (de) 2012-05-08 2012-05-08 Ladevorrichtung für ein tragbares Gerät in einem Kraftfahrzeug
DE102012207586.0 2012-05-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2013167439A1 true WO2013167439A1 (de) 2013-11-14

Family

ID=48289156

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2013/059084 WO2013167439A1 (de) 2012-05-08 2013-05-02 Ladevorrichtung für ein tragbares gerät in einem kraftfahrzeug

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9831708B2 (de)
KR (1) KR101925129B1 (de)
CN (1) CN104272553B (de)
DE (1) DE102012207586A1 (de)
WO (1) WO2013167439A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9831708B2 (en) 2012-05-08 2017-11-28 Continental Automotive Gmbh Charging device for a portable device in a motor vehicle
US11939554B2 (en) 2018-05-24 2024-03-26 The Procter & Gamble Company Spray container comprising a detergent composition

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014003457A1 (de) * 2014-03-11 2015-09-17 Basim Uweis Induktionsaufladegerät für mobile Elektronikgeräte z.B. Tablets, Smartphones
CN110884370B (zh) * 2019-12-06 2021-05-28 兰州理工大学 一种用于电动车辆无线充电装置的导体异物检测装置
CN111923752B (zh) * 2020-08-06 2022-04-08 金陵科技学院 一种基于电动小车的分段式动态无线充电系统与实现方法
TWI835391B (zh) * 2022-11-04 2024-03-11 立錡科技股份有限公司 具節能探索之無線電源發射電路及其發射控制電路與方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6972543B1 (en) * 2003-08-21 2005-12-06 Stryker Corporation Series resonant inductive charging circuit
US7208912B2 (en) * 2004-09-24 2007-04-24 Lear Corporation Inductive battery recharging system with peak voltage detection
US20100176659A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-15 Seiko Epson Corporation Power transmission control device, power transmission device, electronic apparatus, and load state detection circuit

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4774624A (en) * 1987-07-06 1988-09-27 Motorola, Inc. Boost voltage power supply for vehicle control system
US8089323B2 (en) * 2006-08-05 2012-01-03 Min Ming Tarng Green technology: green circuit and device designs of green chip
DE19837675A1 (de) * 1998-08-19 2000-02-24 Nokia Technology Gmbh Ladevorrichtung für Akkumulatoren in einem mobilen elektrischen Gerät mit induktiver Energieübertragung
WO2005010931A2 (en) * 2003-05-12 2005-02-03 Alfredo Vazquez Carazo Mutilayer piezoelectric transformer
TW200516824A (en) * 2003-11-07 2005-05-16 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Composite circuit of charger and loudspeaker for vehicle
US20060028176A1 (en) * 2004-07-22 2006-02-09 Qingfeng Tang Cellular telephone battery recharging apparatus
KR100792311B1 (ko) 2005-07-30 2008-01-07 엘에스전선 주식회사 충전전력 공급장치, 충전 장치, 배터리 장치, 무접점 충전 시스템 및 무접점 충전 방법
US7602142B2 (en) * 2007-04-02 2009-10-13 Visteon Global Technologies, Inc. System for inductive power transfer
DE102007049564B4 (de) * 2007-10-16 2009-11-05 Continental Automotive Gmbh Passives drahtloses Zugangssystem und Verfahren zum Betreiben eines passiven drahtlosen Zugangssystems
US8188709B2 (en) * 2008-01-09 2012-05-29 Seiko Epson Corporation Power transmission control device, power transmitting device, non-contact power transmitting system, and electronic instrument
EP2421122A1 (de) * 2010-08-13 2012-02-22 Hochschule Für Angewandte Wissenschaften FH München Drahtlose Leistungsübertragung
US9024478B2 (en) * 2011-03-03 2015-05-05 Massachusetts Institute Of Technology Photovoltaic energy extraction with multilevel output DC-DC switched capacitor converters
DE102012207586A1 (de) 2012-05-08 2013-11-14 Continental Automotive Gmbh Ladevorrichtung für ein tragbares Gerät in einem Kraftfahrzeug

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6972543B1 (en) * 2003-08-21 2005-12-06 Stryker Corporation Series resonant inductive charging circuit
US7208912B2 (en) * 2004-09-24 2007-04-24 Lear Corporation Inductive battery recharging system with peak voltage detection
US20100176659A1 (en) * 2009-01-14 2010-07-15 Seiko Epson Corporation Power transmission control device, power transmission device, electronic apparatus, and load state detection circuit

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9831708B2 (en) 2012-05-08 2017-11-28 Continental Automotive Gmbh Charging device for a portable device in a motor vehicle
US11939554B2 (en) 2018-05-24 2024-03-26 The Procter & Gamble Company Spray container comprising a detergent composition

Also Published As

Publication number Publication date
CN104272553B (zh) 2017-12-29
DE102012207586A1 (de) 2013-11-14
US9831708B2 (en) 2017-11-28
CN104272553A (zh) 2015-01-07
US20150091513A1 (en) 2015-04-02
KR20150006883A (ko) 2015-01-19
KR101925129B1 (ko) 2018-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2013167439A1 (de) Ladevorrichtung für ein tragbares gerät in einem kraftfahrzeug
EP3134952B1 (de) Übertragungssystem und verfahren zur induktiven ladung eine elektrisch angetriebenen fahrzeugs und fahrzeuganordnung
DE102013219534A1 (de) Ladestation für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug
WO2016050424A1 (de) Verfahren zur fremdobjekterkennung für eine induktionsladevorrichtung und induktionsladevorrichtung
WO2016071029A1 (de) Übertragungssystem, verfahren und fahrzeuganordnung
WO2016020099A1 (de) Verfahren zum berührungslosen laden oder entladen eines batteriebetriebenen objekts
DE202013102249U1 (de) Elektromagnetisch positionierbares, elektronisches Gerät
DE102011090131B4 (de) Ladevorrichtung zur Ladung des Energiespeichers eines tragbaren elektrischen Geräts
DE19810321C2 (de) Verfahren und Schaltungsanordnung zur Strom- und Ladungsregelung von kapazitiven Lasten und deren Verwendung
DE102016207932A1 (de) Vorrichtung mit einer einstellbaren kapazitiven Einheit für ein induktives Ladesystem
EP3533131B1 (de) Energieübertragungsvorrichtung und energieübertragungsverfahren
EP3043461B1 (de) Versorgungsschaltung zur versorgung eines schweissgerätes
DE102018207047A1 (de) Verfahren zum frühzeitigen erfassen eines harten schaltens und zum schützen für eine induktive stromübertragung
EP3673563B1 (de) Verfahren zur drahtlosen energieübertragung von einer energiesendevorrichtung zu einem verbraucher sowie drahtlose energiesendevorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE102010035423B4 (de) Schaltungsanordnung für einen elektromechanischen Stoßdämpfer
EP2924868B1 (de) Schaltung und verfahren zum ansteuern eines piezoaktors
DE102014007670B4 (de) System und Verfahren zum Vibrationsschweißen
AT513221B1 (de) Gleichspannungswandler
EP2330606A1 (de) Verfahren zum Erzeugen und Anlegen eines reinigenden Spannungsimpulses an einen Stoppanschluss sowie zugehörige digital gesteuerte Magnetzündschaltungsanordnung
DE102015009073B4 (de) Anordnung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie von einem stationär angeordneten Primärleiter an eine relativ dazu bewegbare Vorrichtung und Verfahren zum Betreiben der Anordnung
DE10027013A1 (de) Verfahren zur Ladung bzw. Entladung von piezoelektrischen Bauelementen
DE102015209810A1 (de) Vorrichtung für induktives Laden
WO2022167136A1 (de) Modulares batteriespeichersystem mit wiederaufladbaren energiespeichermodulen und verfahren zum betreiben des batteriespeichersystems
DE102015004387A1 (de) System zum induktiven Übertragen von elektrischer Leistung
DE102013219533A1 (de) Drahtlose energietechnische Kopplung mittels eines magnetischen Wechselfeldes

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13720371

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 14398986

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20147034296

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13720371

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1