WO2016113071A1 - Ladevorrichtung zur induktiven übertragung von elektrischer energie und verfahren zum betreiben der ladevorrichtung - Google Patents

Ladevorrichtung zur induktiven übertragung von elektrischer energie und verfahren zum betreiben der ladevorrichtung Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a charging device for the inductive transmission of electrical energy and a method for operating the charging device.
  • electric powered vehicles such as electric and hybrid vehicles
  • predominantly rechargeable electric energy storage batteries commonly referred to as batteries
  • batteries are used to power existing state-of-the-art electric traction motors in the vehicle.
  • One of the known examples is the lithium-ion battery.
  • the wired energy transfer has the disadvantages of a required handling of an electric cable, the problem of compatibility of plug and socket and a possible wear of contacts due to the frequently required connection and disconnection of the electric cable.
  • inductive charging of a battery (often also referred to as wireless power transfer "WPT")
  • WPT wireless power transfer
  • the energy transfer takes place with the aid of an alternating magnetic field which is generated in an infrastructure-side primary conductor (primary coil, eg bottom coil). induces a voltage (electromagnetic induction), which is used to charge the battery (so-called “transformer principle”).
  • primary conductor or “secondary conductor” are used, these terms should each include the embodiment or embodiment “primary coil” or “secondary coil” or “primary coils” or “secondary coils” ,
  • an inductive charging is used for a battery of a vehicle (also) that can be driven by an electric motor, this is particularly comfortable for a driver since the handling of an electric cable is eliminated. It can also be provided that charging takes place automatically as soon as the vehicle is parked on a loading space with an inductive charging device. Thus, comparatively short stops can be used to at least partially charge the battery of the vehicle without the driver's intervention.
  • the mentioned advantages of an inductive energy transfer are in contrast to the fact that special requirements for safety and electromagnetic (environmental) compatibility must be met.
  • the primary conductor and the secondary conductor must be brought as closely as possible in coverage and must be maintained between the primary conductor and the secondary conductor lenth possible distance.
  • the size of the air gap between the primary conductor and the secondary conductor which is often provided for charging batteries by (also) electromotive vehicles, must not exceed a predetermined maximum distance (desirably 1.0 to 2.0 cm).
  • ground charging devices in which the primary conductor is arranged in a housing located in the ground, to control a vehicle with a secondary conductor (for example an electric vehicle) by means of radio signals or to control it by the driver let that the highest possible coverage of primary and secondary conductors can be achieved.
  • a secondary conductor for example an electric vehicle
  • systems with at least one sensor element are known, which may be, for example, an optically acting sensor such as a laser, Lidar- or scanner system, which is designed to detect a path and an electric vehicle can be guided to a loading place.
  • the best possible distance and the most complete possible compensation of a possible offset between primary and secondary conductors can, for example, be achieved by after a stop of a Vehicle is moved at a loading place of the primary conductor in the direction of the secondary coil or the secondary coil in the direction of the primary coil, wherein a movement of the respective coil can take place in one, two or all three spatial directions.
  • DE 10 201 1076186 A1 describes an arrangement for eliminating a disturbance of a wireless energy transmission with a first component, which may be mounted approximately on a roadway and which has an interference-correcting means, wherein the interference-eliminating means additionally comprises a heating element to an existing coil for induction to defrost ice or snow or to dry the first component.
  • a primary conductor arranged in a first housing, by means of which an alternating magnetic field can be generated when supplied with an alternating current
  • a drive means for moving the first housing from a first position to a second position
  • the charging device according to the invention is characterized in that it has a fault detection device,
  • the loading device has the advantage that approximately at ambient conditions in which the presence of ice and / or snow is not unlikely, and thus the risk of freezing of the first housing at the bottom (covering) and / or a solid or a freeze Freezing of elements of the drive means can not be ruled out, in contrast to the prior art by a suitable and optionally controlled energization of the primary conductor whose temperature increase and thus causes a thawing of the first housing existing ice and / or snow component neutral can be.
  • the fault detection device is set up to control the power electronics device in the event that the first housing does not move despite initiation of a movement by the drive means such that the primary conductor has an electric current having a direct current component for increasing the temperature the primary conductor is energized.
  • the charging device furthermore has a temperature detection device for detecting the temperature of the primary conductor and / or the first housing
  • the fault detection device can receive the signals of the temperature detection device and is set up in the event of a movement of the first housing that does not take place despite initiation a movement process by the drive means and a temperature of the primary conductor and / or the first housing below a predetermined first threshold temperature
  • the power electronics device to control such that the primary conductor is energized with an electric current to increase the temperature of the primary conductor.
  • This development of the charging device has the advantage that it is possible to distinguish between a temperature-related disturbance and a disturbance caused by another cause in the event of a disturbance of the movement process.
  • the fault detection device is adapted to drive the power electronics device such that the temperature of the primary conductor and / or the first housing increases when current of the primary conductor with an electric current to increase the temperature of the primary conductor to a predetermined second threshold temperature ,
  • the temperature of the primary conductor and / or the first housing when current of the primary conductor with an electric current for increasing the temperature of the primary conductor to a suitable temperature is raised, so that thawing of existing ice and / snow can occur within a reasonable or desired period of time.
  • the power electronics device in the charging device, is arranged in a second housing, wherein at least one outer surface of the second housing at a first position of the first housing is immediately adjacent to at least one outer surface of the first housing.
  • the primary conductor not only a temperature increase of the primary conductor but also one of the components of the power electronics takes place for technical reasons.
  • the heat of the components of the power electronics can be delivered to the second housing.
  • the second housing is at least partially made of metal, the heat given off to the second housing can quickly spread over the second housing due to the good heat conduction properties of metal.
  • the second housing may be immediately adjacent to at least one outer surface of the first housing with at least one of its outer surfaces, in a case where such a neighborhood exists, ice may be present in a gap between the respective outer surfaces of the first and second housings / snow present are melted very quickly and so also the required period of time to which the desired / required movement process can be performed, are kept advantageously short.
  • the power electronics device is adapted to the primary conductor for an inductive transmission of electrical energy with an alternating current having a frequency in the range of 50 kHz to 100 kHz, preferably from 70 kHz to 100 kHz, particularly preferred from 80 kHz to 90 kHz.
  • the loading device can advantageously be configured as a bottom loading device and the ant ebsffen be configured in an installed state of the bottom loading device, by a movement of the first housing (from a first position to a second position) as optimal as possible distance of the first housing and / or to produce the most accurate possible overlap with a secondary conductor of a device separate from the charging device, in which an electric current is induced by the alternating magnetic field of the primary conductor and this can be transmitted to a rechargeable storage device for electrical energy of the device.
  • the drive means is also adapted to tilt the first housing, to swing or shake.
  • the charging device can have a sensor device by means of which objects can be detected on at least one outer surface of the first housing.
  • the present invention also relates to a method for operating a loading device according to the invention or one of its advantageous developments, which comprises the following steps:
  • the power electronics device is controlled by the fault detection device in such a way that the primary conductor is connected to a direct current one part having current is energized to increase the temperature of the primary conductor.
  • the method may further comprise:
  • the power electronics device is controlled by the fault detection device in such a way that the temperature of the primary conductor and / or of the first housing increases when energized with an electric current to increase the temperature of the primary conductor to a predefinable second threshold temperature.
  • FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of a charging device according to the present invention.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of an example of a power electronics device of the charging device.
  • the illustrations in the figures are purely schematic and not to scale. Within the figures, the same or similar elements are provided with the same reference numerals.
  • the charging device 1 has a first housing 2, in which a primary conductor 3 is arranged.
  • the first housing 2 may be formed of any suitable material. In the case of the first housing 2, it is only necessary to ensure that at least the side of the first housing 2, which points in the direction of a secondary conductor during an inductive charging process, is permeable to electromagnetic fields.
  • the first housing 2 may, for example, be formed completely or partially from a suitable plastic. In order to prevent contamination and / or moisture from penetrating into the first housing 2, it is preferably completely closed and any openings which may be present for the passage of lines are suitably sealed.
  • the primary conductor 3 is usually a primary coil 3, which may be, for example, wound around a ferrite or iron core.
  • a preferred material for the primary conductor is copper.
  • the power electronics device 4 is adapted to the primary conductor 3 for an inductive transmission of electrical energy with an alternating current having a frequency in the range of 50 kHz to 100 kHz, preferably from 70 kHz to 100 kHz, especially preferably from 80 kHz to 90 kHz to energize.
  • the charging device 1 has a power electronics device 4, which is electrically connected to the primary conductor 3 and is electrically connectable to a power grid.
  • a suitable power electronics device 4 is shown schematically in FIG.
  • the power electronics device 4, which is set up to be able to be connected to an AC or three-phase network, has an active or passive power factor correction filter (PFC Power Factor Correction) on the input side according to the example shown in FIG.
  • PFC Power Factor Correction
  • the direct current (DC link) voltage applied at the output of the power factor correction age is fed into an inverter (DC / AC) with which the desired high-frequency alternating current for inductive energy transmission can be generated.
  • an electric current with a direct current component can be, for example, a "pure" direct current which is conducted to the primary conductor 3 for a predefinable first time duration and remains switched off for a predefinable second time period can be selected to be of any desired length, and all suitable duty cycles can be used, and it is also possible that a "pulsating" direct current is used as the current with a DC component.
  • Electromagnetic alternating fields of this kind can be used in comparison to higher frequency electromagnetic fields, for example in the range from 50 kHz to 100 kHz, as for example for inductive energy transmission have advantages in terms of electromagnetic compatibility (EMC) or electromagnetic environmental compatibility (EMUV).
  • EMC electromagnetic compatibility
  • EMUV electromagnetic environmental compatibility
  • the electric current for increasing the temperature of the primary conductor 3 can, for example, for 0.2 s, 0.3 s, 0.4 s, 0.5 s, 0.6 s, 0.7 s, 0.8 s, 0.9 s, 1, 0 s, 1, 1 s, 1, 2 s, 1, 3 s, 1, 4 s, 1, 5 s, 1, 6 s, 1, 7 s, 1, 8 s, 1, 9 s or 2.0 s and then for a period of 0.2 s, 0.3 s, 0.4 s, 0.5 s, 0.6 s, 0.7 s, 0.8 s, 0 , 9 s, 1, 0 s, 1, 1 s, 1, 2 s, 1, 3 s, 1, 4 s, 1, 5 s, 1, 6 s, 1, 7 s, 1, 8 s, 1 , 9 s or 2.0 s remain off. In this case, all conceivable combinations can be used and in the course of the energization the time duration for switching on and the time
  • the strength of the electrical current for increasing the temperature of the primary conductor is basically limited only by the design or performance of the semiconductors in the inverter. Also, the strength and / or duration of the electric current for increasing the temperature of the primary conductor will be chosen so that damage or premature aging of the elements of the charging device 1 is avoided. Also, with the aid of the existing temperature detection device 5, the temperature of the primary conductor 3 and / or the first housing 2 are monitored and the strength and / or duration of the electric current for increasing the temperature of the primary conductor are selected so that an excessive increase in temperature of the primary conductor 3 and / or of the first housing 2 is avoided. Of course, a temperature detection device can also be present in the power electronics device 4 and its temperature can also be adjusted accordingly. Be considered for the adjustment of the strength and / or duration of the electric current to increase the temperature of the primary conductor.
  • the primary conductor 3 By a controlled energization of the primary conductor 3 described above with an electric current for increasing the temperature of the primary conductor can be achieved component neutral, that heats the primary conductor 3. Since the primary conductor 3 is located in the first housing 2 and this is connected to a drive means 6 for moving the first housing 2, the heat of the primary conductor 3 can be relatively quickly transferred to the first housing 2 and optionally also to the drive means 6.
  • the problems are solved, which are connected in a practical use of the charging device 1 without protection against the weather with ice and / or snow on / on the charging device 1.
  • These problems include, in particular, a "freezing" of the charging device 1, whereby a movement of the first housing 2 for approaching and / or alignment of the first housing 2 to a secondary conductor can be impossible.For this reason, it is a prerequisite for the energization of the primary conductor 3 with electrical Current for increasing the temperature of the primary conductor that is detected by the disturbance detection device 7, that despite a initiated by the drive means 6 movement process (such as in the preliminarily inductive charging of a battery or in the context of a test procedure), the first housing 2 does not move can be carried out with all known devices and methods, for example, a torque control can be implemented or a measurement of the distance of a surface of the first housing 2 from a predetermined point as a function of time, etc.
  • this first threshold temperature for example, a temperature of 4.0 ° C, 3.5 ° C, 3.0 ° C, 2.5 ° C, 2.0 ° C, 1, 5 ° C, 1, 0 ° C, 0.5 ° C or 0.0 ° C.
  • the temperature of the primary conductor 3 and / or of the first housing 2 can be detected by means of a temperature detection device 5 indicated in the example according to FIG. 1.
  • This temperature detection device 5 may have one or more temperature sensors, which are arranged on / in the primary conductor 3 and / or the first housing 2.
  • the signals of the temperature detection device 5 are received by the berriesserkennungseinrich- device 7 (transmitted to this) and can be evaluated by this.
  • the drive means 6 of the charging device 1 is not subject to any particular restriction and may, for example, be an electromotively or pneumatically driven drive means 6 and, for example, comprise a threaded rod, a hydraulic system or a scissor lift. Faults in the drive means 6 due to ice and / or snow can occur at all and between all sub-components of the drive means 6.
  • the legs of a scissor lift can freeze to each other, but also the contact point (s) at which / where, for example, a threaded rod for moving the scissor lift with the scissor lift in contact.
  • the power electronics device 4 by the aimsserkennungsein- direction 7 controlled such that the primary conductor 3 is energized with an electric current to increase the temperature of the primary conductor 3.
  • This energization of the primary conductor 3 is preferably carried out until the movement process of the first housing 2 can be performed.
  • an electric current can be used with a DC component, which optionally has a suitable duty cycle.
  • the primary conductor 3 but also as long continuously energized with an electric current to increase the temperature of the primary conductor 3 until the movement process of the first housing 2 can be performed.
  • the temperature (development) in the primary conductor 3, the first housing 2 and / or the power electronics device 4 are taken into account.
  • the temperature increase of the primary conductor 3 and / or the first housing 2 (and possibly also the power electronics device 4) takes place only up to the predefinable second threshold temperature.
  • the second threshold temperature for example, a temperature of + 5 ° C, + 10 ° C, + 15 ° C, + 20 ° C, + 25 ° C, + 30 ° C, + 35 ° C, + 40 ° C, + 45 ° C, + 50 ° C, + 55 ° C or + 60 ° C. If a movement of the first housing 2 can not take place despite the initiation of a movement process by the drive means 6, however, the second condition mentioned above of a falling below the predefinable first threshold temperature of the primary conductor 3 and / or the first housing 2 is not given, it can be assumed that this fault is not caused by ice and / or snow.
  • the fault detection device 7 may be configured to output only one fault signal.
  • a disturbance signal may be a perceptible to a human optical and / or acoustic disturbance signal, but may also be a wireless signal, electrical or electronic or include, for example, is transmitted to a service facility.
  • the fault detection device 7 is adapted to output a fault signal and to end the energization of the primary conductor 3 with an electric current for heating the primary conductor 3, if after a predetermined period of time the attempt to remedy a fault still no movement of the first housing 2 can be done.
  • the power electronics device 4 may be arranged in a second housing 8, wherein at least one outer surface of the second housing 8 is immediately adjacent at a first position of the first housing 2 (eg retracted or retracted position) is at least an outer surface of the first housing 2. In the example shown in Fig.
  • the second housing 8 has a recess 9 which has a suitable shape and depth to the first housing 2 in its first position (retracted or retracted position) such that the upper side of the first housing 2 and at least one upper side of the second housing 8 are aligned with each other.
  • a flush, compact and robust loading device 1 can be provided, which, for example, withstands high mechanical stresses (for example when rolling over with tires of vehicles).
  • the second housing 8 can be made of any suitable material or any suitable material combination / material mixture, wherein it is particularly advantageous if the second housing 8 at least partially made of metal, wherein the metal is preferably selected from aluminum, an aluminum alloy or stainless steel , In such an embodiment of the charging device 1, however, it can not be ruled out that at correspondingly low temperatures, the respectively opposite surfaces of the first housing 2 (in its first position) and of the second housing 8 solidify. Particularly critical here can be the edge areas marked with dashed circles.
  • the primary conductor 3 not only its temperature increase but also an increase in temperature of the components of the power electronics device 4 is effected.
  • the heat of the components of the power electronics device 4 can be delivered to the second housing 8.
  • the second housing 8 is at least partially made of metal, the heat emitted by the power electronics device 4 to the second housing 8 can quickly spread over the second housing 8 due to the good heat conduction properties of metal.
  • the second housing 8 may be immediately adjacent to at least one outer surface of the first housing 2 with at least one of its outer surfaces, in a case where such a neighborhood exists, ice / snow may be present in a space between the respective outer surfaces loading especially quickly melted and so the required time to reach the desired / required movement process can be advantageously kept short.
  • this is designed as a bottom loading device and the drive means 6 is in an installed state of the bottom loading device to set by a movement of the first housing 2 (from a first position to a second position) the best possible distance of the first housing 2 and / or to produce the most accurate possible coverage with a separate from the charger secondary conductor of a device in which induced by the alternating magnetic field of the primary conductor 3, an electric current and this can be transmitted to a rechargeable storage device for electrical energy of the device.
  • the drive means 6 of the charging device 1 may be adapted to tilt, pivot or shake the first housing 2. As a result, objects, leaves, dirt or moisture can be at least partially removed from the first housing 2 or animals are sold.
  • the charging device 1 may also have a sensor device, by means of the objects on at least one outer surface of the first housing 2 or objects in an air gap between the first housing 2 and a device with a secondary conductor (such as loading deplatte or housing with a arranged therein Secondary conductor of a (also) electric motor driven vehicle) can be detected.
  • the sensor device may comprise, for example, a 2D or 3D camera device whose data are processed by a digital computing device for object recognition, a light barrier, a motion detector and / or a metal detector.
  • the charging device 1 may also comprise a sensor device and a system as disclosed in the non-prepublished DE 10 2014 000 747, the entire contents of which are incorporated by express reference into the present application.
  • the charging device 1 may have a system with at least one image-generating sensor device and a control device, wherein the bil- the generating sensor device is adapted to detect the gap between the first housing 2 and the secondary conductor or the loading plate with the secondary conductor disposed therein (the term “loading plate” always also includes a housing with a secondary conductor arranged therein) of a parked vehicle and the control unit is adapted to evaluate the data of the imaging sensor device, whether at least in the space between the first housing 2 and the secondary conductor or the charging plate with the secondary conductor of the parked vehicle therein an object is located and / or to which vertical distance the first housing 2 and the secondary conductor or the loading plate with the secondary conductor of the parked vehicle arranged therein are mutually adjacent to transmit a control signal for stopping or inhibiting the generation of an alternating magnetic field by the primary conductor 3 if and / or as long as there is an object in the space between the first housing 2 and the secondary conductor or the loading plate with the secondary conductor of the parked vehicle
  • the controller may be adapted to the charging device 1 and / or a vehicle in which the distance of its secondary conductor or its pallet with the secondary conductor disposed therein is adjustable to the underlying ground to be able to transmit at least one control signal, by means of which a particular vertical movement of the first housing 2 and optionally by a particular vertical movement of the secondary conductor or the pallet with the secondary conductor of the vehicle disposed therein and optionally a vertical movement of the vehicle underbody, the vertical distance between the first housing 2 and the secondary conductor or the loading plate of the vehicle With the secondary conductor is changeable.
  • the imaging sensor device preferably comprises at least one 3D camera device for visible light, a 3D camera device for infrared light, a radar device, and / or a time-of-flight device, particularly preferably at least one laser scanner, in particular a 3D scanner. laser scanner.
  • the charging device 1 according to the present invention may also comprise a system according to DE 10 2014 000 747 that can be used for the present invention, which is further configured to perform at least one subfunction in the following functions: parking aid, garage door condition check, object detection around the vehicle, parking / occupancy detection and / or motion detection of objects.
  • the present invention also encompasses a method for operating a loading device according to the invention and its advantageous further developments and refinements. With regard to this method and its advantageous developments, reference is made to the above statements.
  • the energization of the primary conductor can be carried out in a preferred manner until the movement process of the first housing can be performed.
  • Further advantageous developments and refinements of the method may include as additional steps, for example.
  • At least one control signal from the control unit to the charging device and / or the ellesserkennungsein- direction of the charging device for stopping or inhibiting the generation of an alternating magnetic field are transmitted through the primary conductor, if and / or as long as in the space between the first housing 2 and the secondary conductor or the pallet with the secondary conductor of the parked vehicle is an object.
  • the fault detection device 7 of the charging device 1 may, for example, be a digital computing device on which an executable program is installed.
  • the computing device in this case has the necessary inputs and outputs.
  • the fault detection device 7 and the control device may be separate devices or their functions may be concentrated in a single device.
  • a charging device for the inductive transmission of electrical energy with a at least in one direction (in a bottom loading device in an installed state at least in the vertical direction) movable first housing in which a primary conductor is arranged, the problem arises that Ice and / or snow prevents the movement of the first housing and thus a proper function of the charging device can not be guaranteed.
  • a charging device for the inductive transmission of electrical energy of the system already existing primary conductor (primary coil) with an electric current to increase the temperature of Primary conductor energized.
  • the primary conductor heats up and ice and / or snow, which is located at the first housing and / or the drive means, can be melted component-neutral.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung (1) zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie mit einem in einem ersten Gehäuse (2) angeordneten Primärleiter (3), durch den bei Bestromung mit einem Wechselstrom ein Wechselmagnetfeld erzeugbar ist, einer mit dem Primärleiter (3) elektrisch verbundenen und mit einem Stromnetz elektrisch verbindbaren Leistungselektronik-Einrichtung (4) zur Bestromung des Primärleiters (3) mit einem Wechselstrom, sowie einem Antriebsmittel (6) zum Bewegen des ersten Gehäuses (2) von einer ersten Position zu einer zweiten Position, wobei die Ladevorrichtung (1) eine Störungserkennungseinrichtung (7) aufweist, mit der detektiert werden kann, ob sich bei einem durch das Antriebsmittel (6) initiierten Bewegungsvorgang das erste Gehäuse (2) bewegt oder nicht, und die dazu eingerichtet ist, im Falle einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Gehäuses (2) trotz Initiierung eines Bewegungsvorgangs durch das Antriebsmittel (6) die Leistungselektronik-Einrichtung (4) derart anzusteuern, dass der Primärleiter (3) mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters (3) bestromt wird. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben der Ladevorrichtung.

Description

Ladevorrichtung zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie und Verfahren zum Betreiben der Ladevorrichtung
BESCHREIBUNG:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie und ein Verfahren zum Betreiben der Ladevorrichtung. In (auch) elektromotorisch antreibbaren Fahrzeugen, wie etwa Elektro- und Hybridfahrzeugen, werden zur Stromversorgung der im Fahrzeug vorhandenen elektrischen Traktionsmotoren nach dem derzeitigen Stand der Technik ganz überwiegend wiederaufladbare Speicher für elektrische Energie verwendet, die allgemein als Batterien bezeichnet werden. Eines der bekannten Beispiele ist die Lithium-Ionen-Batterie.
Für das Aufladen von Batterien stehen grundsätzlich verschiedene technische Lösungen zur Verfügung, insbesondere die leitungsgebundene und die induktive (kontaktlose, leitungsfreie) Energieübertragung.
Die leitungsgebundene Energieübertragung weist die Nachteile einer erforderlichen Handhabung eines Elektrokabels, das Problem der Kompatibilität von Stecker und Dose sowie eines möglichen Verschleißes von Kontakten durch das häufig erforderliche An- und Abstecken der Elektrokabel auf.
Beim induktiven Laden einer Batterie (oftmals auch als Wireless Power Transfer„WPT" bezeichnet) erfolgt die Energieübertragung mit Hilfe eines Wechselmagnetfelds, das in einem infrastrukturseitigen Primärleiter (Primärspule, bspw. Bodenspule) erzeugt wird. Durch dieses Wechselmagnetfeld wird in einem Sekundärleiter (Sekundärspule) eine Spannung induziert (elektromagnetische Induktion), die zum Aufladen der Batterie verwendet wird (sog.„Transformator-Prinzip"). Sofern in dieser Anmeldung und in Bezug auf die vorliegende Erfindung die Begriffe„Primärleiter" oder„Sekundärleiter" verwendet werden, sollen diese Begriffe jeweils auch die Ausgestaltung bzw. Ausführungsform„Primärspule" oder„Sekundärspule" bzw.„Primärspulen" oder„Sekundärspulen" umfassen.
Wird ein induktives Laden für eine Batterie eines (auch) elektromotorisch antreibbaren Fahrzeugs verwendet, ist dies für einen Fahrer besonders komfortabel, da die Handhabung eines Elektrokabels entfällt. Auch kann vorgesehen sein, dass das Aufladen automatisch erfolgt, sobald das Fahrzeug auf einem Ladeplatz mit einer induktiven Ladevorrichtung parkt. So können ohne Zutun des Fahrers auch vergleichsweise kurze Stopps zum zumindest teilweisen Aufladen der Batterie des Fahrzeugs genutzt werden.
Den genannten Vorteilen einer induktiven Energieübertragung steht gegen- über, dass besondere Anforderungen an die Sicherheit und die elektromagnetische (Umwelt)Verträglichkeit eingehalten werden müssen. Darüber hinaus müssen, damit ein induktives Laden einer Batterie effizient erfolgen kann, der Primärleiter und der Sekundärleiter möglichst genau in Überdeckung gebracht und muss zwischen Primärleiter und Sekundärleiter ein mög- liehst geringer Abstand eingehalten werden. Insbesondere darf die Größe des oftmals für das Aufladen von Batterien von (auch) elektromotorisch antreibbaren Fahrzeugen vorgesehenen Luftspalts zwischen Primärleiter und Sekundärleiter einen vorgegebenen maximalen Abstand (wünschenswert 1 ,0 bis 2,0 cm) nicht überschreiten.
Daher ist es bspw. für sog. Bodenladevorrichtungen, bei denen der Primärleiter in einem im/auf dem Boden befindlichen Gehäuse angeordnet ist, bekannt, ein Fahrzeug mit Sekundärleiter (bspw. ein Elektrofahrzeug) mittels Funksignalen derart zu steuern bzw. durch den Fahrer steuern zu lassen, dass eine möglichst genaue Überdeckung von Primär- und Sekundärleiter erreicht werden kann. Weiter sind Systeme mit wenigstens einem Sensorelement bekannt, bei dem es sich bspw. um einen optisch wirkenden Sensor wie ein Laser-, Lidar- oder Scannersystem handeln kann, das zur Erfassung eines Weges ausgebildet ist und durch das ein Elektrofahrzeug zu einem Ladeplatz führbar ist.
Und ein möglichst optimaler Abstand und ein möglichst vollständiger Ausgleich eines möglicherweise gegebenen Versatzes zwischen Primär- und Sekundärleiter kann bspw. erreicht werden, indem nach einem Stopp eines Fahrzeugs an einem Ladeplatz der Primärleiter in Richtung der Sekundärspule oder die Sekundärspule in Richtung der Primärspule bewegt wird, wobei eine Bewegung der jeweiligen Spule in eine, zwei oder alle drei Raumrichtungen erfolgen kann.
Bei einer Installation einer großen Anzahl an Bodenladestationen für Elektro- fahrzeuge, etwa am Straßenrand und auf Parkplätzen, ergibt sich das Problem, dass ein ausreichender Schutz der Bodenladestationen vor Witterungseinflüssen nicht erreichbar sein wird. Daher ergibt sich bei Bodenladestatio- nen, aber auch bei anderen Ladestationen für eine induktive Übertragung von elektrischer Energie, bei der der Primärleiter oder ein Gehäuse mit dem Primärleiter zum Erreichen der oben erwähnten Ziele bewegbar ist, das Problem, dass bei Temperaturen um oder unter dem Gefrierpunkt ein Festfrieren des Primärleiters oder des Gehäuses des Primärleiters an bspw. um- gebendem Boden, Fahrbahnbelag, einer das Gehäuse des Primärleiters teilweise umgebenden weiteren Einrichtung, etc. auftreten kann und somit eine Bewegung des Primärleiters nicht möglich ist.
Aus der DE 24 34 890 B1 eine induktive Ladevorrichtung bekannt, bei dem der einem Stillstandplatz zugeordnete Transformatorteil mit elektrische Verlustwärme erzeugenden Bauelementen in Form von Heizspiralen versehen ist, um die Kuppelfläche einer Ladeplanke im Winter eisfrei zu halten.
Und die DE 10 201 1 076 186 A1 beschreibt eine Anordnung zur Behebung einer Störung einer drahtlosen Energieübertragung mit einer ersten Komponente, die etwa auf einer Fahrbahn angebracht sein kann und die ein Stö- rungs-Behebungsmittel aufweist, wobei das Störungs-Behebungsmittel ein Heizelement zusätzlich zu einer vorhandenen Spule für die Induktion sein kann, um Eis oder Schnee abzutauen oder die erste Komponente zu trock- nen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine im Vergleich zum vorbekannten Stand der Technik verbesserte Ladevorrichtung zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie und ein neuartiges und erfinderisches Ver- fahren zum Betreiben der Ladevorrichtung anzugeben.
Dieses Aufgaben werden gelöst durch die Ladevorrichtung gemäß Anspruch 1 und das Verfahren zum Betreiben der Ladevorrichtung gemäß Anspruch 1 1 . Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß wird eine Ladevorrichtung zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie vorgeschlagen, die
- einen in einem ersten Gehäuse angeordneten Primärleiter, durch den bei Bestromung mit einem Wechselstrom ein Wechselmagnetfeld erzeugbar ist,
- eine mit dem Primärleiter elektrisch verbundene und mit einem Stromnetz elektrisch verbindbare Leistungselektronik-Einrichtung zur Bestromung der Primärspule mit einem Wechselstrom, sowie
- ein Antriebsmittel zum Bewegen des ersten Gehäuses von einer ersten Position zu einer zweiten Position
aufweist. Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet dass, sie eine Störungserkennungseinrichtung aufweist,
- mit der detektiert werden kann, ob sich bei einem durch das Antriebsmittel initiierten Bewegungsvorgang das erste Gehäuse bewegt oder nicht, und
- die dazu eingerichtet ist, im Falle einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Gehäuses trotz Initiierung eines Bewegungsvorgangs durch das Antriebsmittel die Leistungselektronik-Einrichtung derart anzusteuern, dass der Primärleiter mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung (Erwärmung) des Primärleiters bestromt wird. Die erfindungsgemäße Ladevorrichtung weist den Vorteil auf, dass etwa bei Umgebungsbedingungen, bei der das Vorhandensein von Eis und/oder Schnee nicht unwahrscheinlich ist, und somit die Gefahr eines Festfrierens des ersten Gehäuses etwa am Boden(belag) und/oder ein aneinander Festfrieren oder ein Einfrieren von Elementen des Antriebsmittels nicht ausge- schlössen werden kann, im Gegensatz zum vorbekannten Stand der Technik durch eine geeignete und gegebenenfalls gesteuerte Bestromung des Primärleiters dessen Temperaturerhöhung und somit in der Folge ein Tauen von bei dem ersten Gehäuse vorhandenem Eis und/oder Schnee bauteilneutral bewirkt werden kann.
Des Weiteren„strahlt" die Wärme des Primärleiters auf das mit dem ersten Gehäuse verbundenen Antriebsmittel aus, so dass nicht nur auf/am ersten Gehäuse vorhandenes Eis/vorhandener Schnee sondern auch solches am Antriebsmittel geschmolzen werden kann. Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Ladevorrichtung ist die Störungserkennungseinrichtung dazu eingerichtet, im Falle einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Gehäuses trotz Initiierung eines Bewe- gungsvorgangs durch das Antriebsmittel die Leistungselektronik-Einrichtung derart anzusteuern, dass der Primärleiter mit einem einen Gleichstromanteil aufweisenden elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters bestromt wird. Gemäß einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung der Ladevorrichtung weist diese weiter eine Temperaturerfassungseinrichtung zur Detektion der Temperatur des Primärleiters und/oder des ersten Gehäuses auf, kann die Störungserkennungseinrichtung die Signale der Temperaturerfassungseinrichtung empfangen und ist dazu eingerichtet, im Falle einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Gehäuses trotz Initiierung eines Bewegungsvorgangs durch das Antriebsmittel und einer Temperatur des Primärleiters und/oder des ersten Gehäuses unterhalb einer vorgebbaren ersten Schwellentemperatur die Leistungselektronik-Einrichtung derart anzusteuern, dass der Primärleiter mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primär- leiters bestromt wird.
Durch diese Weiterbildung der Ladevorrichtung ergibt sich der Vorteil, dass bei einer Störung des Bewegungsvorgangs unterschieden werden kann zwischen einer temperaturbedingten Störung und einer durch eine andere Ursa- che bedingten Störung.
Gemäß einer dritten vorteilhaften Weiterbildung der Ladevorrichtung ist die Störungserkennungseinrichtung dazu eingerichtet, die Leistungselektronik- Einrichtung derart anzusteuern, dass sich die Temperatur des Primärleiters und/oder des ersten Gehäuses bei Bestromung des Primärleiters mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters auf eine vorgebbare zweite Schwellentemperatur erhöht.
Hierdurch kann verhindert werden, dass sich die Temperatur des Primärlei- ters und/oder des ersten Gehäuses über eine vorgebbare zweite Schwellentemperatur erhöht. Hierdurch können zum einen temperaturbedingte Schäden an den Komponenten der Ladevorrichtung und zum anderen bspw. Verbrennungen durch Kontakt von etwa einer Hand mit Komponenten der Ladevorrichtung verhindert werden. Gleichzeitig kann so sichergestellt werden, dass die Temperatur des Primärleiters und/oder des ersten Gehäuses bei Bestromung des Primärleiters mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters auf eine geeignete Temperatur (etwa +5°C, +10°C, +15°C, +20°C, +25°C, +30°C, +35°C, +40°C, +45°C, +50°C, +55°C oder +60°C) angehoben wird, dass also eine Auftauen von vorhandenem Eis und/oder Schnee innerhalb eines angemessenen oder gewünschten Zeitraums erfolgen kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist bei der Ladevorrichtung die Leistungselektronik-Einrichtung in einem zweiten Gehäuse angeordnet, wobei wenigstens eine Außenfläche des zweiten Gehäuses bei einer ersten Position des ersten Gehäuses unmittelbar benachbart zu wenigstens einer Außenfläche des ersten Gehäuses ist. Bei einer erfindungsgemäßen Bestromung des Primärleiters erfolgt technisch bedingt nicht nur eine Temperaturerhöhung des Primärleiters sondern auch eine der Komponenten der Leistungselektronik. Die Wärme der Komponenten der Leistungselektronik kann an das zweite Gehäuse abgegeben werden. Insbesondere wenn das zweite Gehäuse zumindest teilweise aus Metall besteht, kann sich die an das zweite Gehäuse abgegebene Wärme aufgrund der guten Wärmeleiteigenschaften von Metall rasch über das zweite Gehäuse hinweg verteilen. Da das zweite Gehäuse mit wenigstens einer seiner Außenflächen unmittelbar benachbart sein kann zu wenigstens einer Außenfläche des ersten Gehäuses, kann in einem Fall, bei dem eine derartige Nachbarschaft gegeben ist, ein gegebenenfalls in einem Zwischenraum zwischen den jeweiligen Außenflächen des ersten und zweiten Gehäuses befindliches Eis/befindlicher Schnee besonders rasch geschmolzen werden und so auch die erforderliche Zeitdauer, bis zu der der gewünschte/erforderliche Bewegungsvorgang durchgeführt werden kann, vorteilhaft kurz gehalten werden.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Ladevorrichtung ist die Leistungselektronik-Einrichtung dazu eingerichtet, den Primärleiter für eine induktive Übertragung von elektrischer Energie mit einem Wechselstrom mit einer Frequenz im Bereich von 50 kHz bis 100 kHz, bevorzugt von 70 kHz bis 100 kHz, besonders bevorzugt von 80 kHz bis 90 kHz zu bestro- men. Die Ladevorrichtung kann in vorteilhafter Weise als eine Bodenladevorrichtung ausgestaltet und das Ant ebsmittel in einem Einbauzustand der Bodenladevorrichtung dazu eingerichtet sein, durch eine Bewegung des ersten Gehäuses (von einer ersten Position zu einer zweiten Position) einen möglichst optimalen Abstand des ersten Gehäuses zu und/oder eine möglichst genaue Überdeckung mit einem von der Ladevorrichtung getrennten Sekundärleiter einer Einrichtung herzustellen, in dem durch das Wechselmagnetfeld des Primärleiters ein elektrischer Strom induziert und dieser an eine wiederauf- ladbare Speichereinrichtung für elektrische Energie der Einrichtung übertra- gen werden kann.
Auch kann vorgesehen sein, dass bei der Ladevorrichtung das Antriebsmittel auch dazu eingerichtet ist, das erste Gehäuse zu kippen, zu schwenken oder zu rütteln.
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Ladevorrichtung kann diese eine Sensoreinrichtung aufweisen, mittels der Gegenstände auf wenigstens einer äußeren Oberfläche des ersten Gehäuses detektiert werden können.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung oder einer ihrer vorteilhaften Weiterbildungen, das die folgenden Schritte umfasst:
- Bereitstellen einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung oder einer ihrer vorteilhaften Weiterbildungen,
- Detektion mittels der Störungserkennungseinrichtung der Ladevorrichtung, ob bei einem durch das Antriebsmittel initiierter Bewegungsvorgang des ersten Gehäuses sich dieses bewegt oder nicht, und
- im Falle der Detektion einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Ge- häuses bei einem durch das Antriebsmittel initiierten Bewegungsvorgang
Ansteuerung der Leistungselektronik-Einrichtung durch die Störungserkennungseinrichtung derart, dass der Primärleiter mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung (Erwärmung) des Primärleiters bestromt wird. Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird
- im Falle der Detektion einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Gehäuses bei einem durch das Antriebsmittel initiierten Bewegungsvorgangs die Leistungselektronik-Einrichtung durch die Störungserkennungseinrichtung derart angesteuert, dass der Primärleiter mit einem einen Gleichstro- manteil aufweisenden elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters bestromt wird.
Gemäß einer zweiten vorteilhaften Weiterbildung kann das Verfahren weiter umfassen:
- Detektion der Temperatur des Primärleiters und/oder des ersten Gehäuses mittels einer Temperaturerfassungseinrichtung, und
- im Falle der Detektion einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Gehäuses bei einem durch das Antriebsmittel initiierten Bewegungsvorgang und einer Temperatur des Primärleiters und/oder des ersten Gehäuses unterhalb einer vorgebbaren ersten Schwellentemperatur Ansteuerung der Leistungselektronik-Einrichtung durch die Störungserkennungseinrichtung derart, dass der Primärleiter mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters bestromt wird.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass durch die Störungserkennungseinrichtung die Leistungselektronik-Einrichtung derart angesteuert wird, dass sich die Temperatur des Primärleiters und/oder des ersten Gehäuses bei Bestro- mung mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärlei- ters auf eine vorgebbare zweite Schwellentemperatur erhöht.
Weitere von der vorliegenden Erfindung umfasste Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindungen sind solche, die sich aufgrund der Beschreibung der Ladevorrichtung, der Funktion und/oder dem Zusammenwirken ihrer Komponenten, der Beschreibung von vorteilhaften Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Ladevorrichtung sowie den Figuren und deren Beschreibung für einen Fachmann ohne Weiteres ergeben. Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen: Fig. 1 : eine schematische Schnittansicht eines Beispiels einer Ladevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 2: ein schematisches Schaubild eines Beispiels einer Leistungselektronik-Einrichtung der Ladevorrichtung. Die Darstellungen in den Figuren sind rein schematisch und nicht maßstabsgerecht. Innerhalb der Figuren sind gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. In Fig. 1 ist schematisch und nicht maßstabsgerecht ein Ausführungsbeispiel einer Ladevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Ladevorrichtung 1 gemäß diesem Beispiel weist ein erstes Gehäuse 2 auf, in dem ein Primärleiter 3 angeordnet ist. Das erste Gehäuse 2 kann aus jedem geeigneten Material ausgebildet sein. Bei dem ersten Gehäuse 2 ist lediglich darauf zu achten, dass wenigstens die Seite des ersten Gehäuses 2, die bei einem induktiven Ladevorgang in Richtung eines Sekundärleiters weist, für elektromagnetische Felder durchlässig ist. Das erste Gehäuse 2 kann bspw. vollständig oder teilweise aus einem geeigneten Kunststoff ausgebildet sein. Um ein Eindringen von Verschmutzungen und/oder Feuchtigkeit in das erste Gehäuse 2 zu vermeiden, ist dieses vorzugsweise vollständig geschlossen und sind gegebenenfalls vorhandene Öffnungen für den Durchtritt von Leitungen in geeigneter Weise abgedichtet.
Bei dem Primärleiter 3 handelt es sich in der Regel um eine Primärspule 3, die bspw. um einen Ferrit- oder Eisenkern gewickelt sein kann. Ein bevorzugtes Material für den Primärleiter ist Kupfer.
Damit eine induktive Übertragung von elektrischer Energie erfolgen kann, ist es erforderlich, den Primärleiter 3 mit einem Wechselstrom zu bestromen, dessen Frequenz im Bereich ab einigen 10 kHz (etwa ab 30 kHz, 40 kHz, 50 kHz, 60 kHz, 70 kHz, 80 kHz) bis in den MHz-Bereich hinein betragen kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Ladevorrichtung 1 ist die Leistungselektronik-Einrichtung 4 dazu eingerichtet, den Primärleiter 3 für eine induktive Übertragung von elektrischer Energie mit einem Wechselstrom mit einer Frequenz im Bereich von 50 kHz bis 100 kHz, bevorzugt von 70 kHz bis 100 kHz, besonders bevorzugt von 80 kHz bis 90 kHz zu bestromen. Um einen derartigen Wechselstrom zu erzeugen, weist die Ladevorrichtung 1 eine Leistungselektronik-Einrichtung 4 auf, die mit dem Primärleiter 3 elektrisch verbunden und mit einem Stromnetz elektrisch verbindbar ist. Ein mögliches Beispiel für eine geeignete Leistungselektronik-Einrichtung 4 ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Die Leistungselektronik-Einrichtung 4, die dazu eingerichtet ist, mit einem Wechsel- oder Drehstromnetz verbunden werden zu können, weist gemäß dem in Fig. 2 dargestellten Beispiel ein- gangsseitig einen aktiven oder passiven Leistungsfaktorkorrekturfilter (PFC = Power Factor Correction) auf. Der am Ausgang des Leistungsfaktorkorrektur- Alters anliegende Gleichstrom (Gleichstromzwischenkreis) wird in einen Wechselrichter (DC/AC) eingespeist, mithilfe dessen der gewünschte hochfrequente Wechselstrom für eine induktive Energieübertragung erzeugt werden kann. Durch eine geeignete Ansteuerung des Wechselrichters durch die Störungs- erkennungseinrichtung 7 ist es möglich, auch einen elektrischen Strom zu erzeugen, der zumindest überwiegend nur zu einer Temperaturerhöhung des Primärleiters 3 dient. Für die Art des elektrischen Stroms zur Temperaturerhöhung des Primärleiters 3 sowie für dessen Steuerung bestehen an sich keine besonderen Einschränkungen. So kann bspw. sowohl Wechselstrom als auch Gleichstrom verwendet werden. Eine Bestromung des Primärleiters 3 zu dessen Temperaturerhöhung kann auch erfolgen, wenn kein Sekundärleiter benachbart zum Primärleiter 3 angeordnet ist. Daher ist es möglich, dass durch den Primärleiter 3 erzeugte Magnetfelder nicht durch einen Sekundärleiter„aufgenommen" werden. Vor diesem Hintergrund wird ein Fachmann selbstverständlich bei einem erfindungsgemäßen Betrieb der Ladevorrichtung 1 die jeweils gültigen Vorschriften für eine elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und elektromagnetische Umweltverträglichkeit (EMUV) beachten.
Ein elektrischer Strom mit einem Gleichstromanteil kann gemäß der vorliegenden Erfindung bspw. ein„reiner" Gleichstrom sein, der für eine vorgebbare erste Zeitdauer zu dem Primärleiter 3 geleitet wird und für eine vorgebbare zweite Zeitdauer ausgeschaltet bleibt. Die erste und zweite Zeitdauer können gleich lang oder unterschiedlich lang gewählt sein und es können alle geeigneten Tastverhältnisse angewandt werden. Auch ist es möglich, dass als Strom mit einem Gleichstromanteil ein„pulsierender" Gleichstrom verwendet wird. Bei Steuerung der Leistungselektronik-Einrichtung derart, dass ein einen Gleichstromanteil aufweisender elektrischer Stroms zum Erwärmen des Primärleiters verwendet wird, treten entweder statische elektromagnetische Felder auf (etwa bei Verwendung von Gleichstrom) oder es kann erreicht werden, dass elektromagnetische Wechselfelder mit einer niedrigen Frequenz erzeugt werden, wobei mit„niedriger Frequenz" Frequenzen von größer 0 Hz bis einschließlich 30 kHz zu verstehen sind. Derartige elektromagnetische Wechselfelder können im Vergleich zu elektromagnetischen Wechselfelder höherer Frequenz, etwa im Bereich von 50 kHz bis 100 kHz, wie sie bspw. für eine induktive Energieübertragung verwendet werden, Vorteile in Bezug auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) bzw. elektromagnetische Umweltverträglichkeit (EMUV) besitzen.
Der elektrische Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters 3 kann bspw. für 0,2 s, 0,3 s, 0,4 s, 0,5 s, 0,6 s, 0,7 s, 0,8 s, 0,9 s, 1 ,0 s, 1 ,1 s, 1 ,2 s, 1 ,3 s, 1 ,4 s, 1 ,5 s, 1 ,6 s, 1 ,7 s, 1 ,8 s, 1 ,9 s oder 2,0 s eingeschaltet werden und dann für eine Zeitdauer von 0,2 s, 0,3 s, 0,4 s, 0,5 s, 0,6 s, 0,7 s, 0,8 s, 0,9 s, 1 ,0 s, 1 ,1 s, 1 ,2 s, 1 ,3 s, 1 ,4 s, 1 ,5 s, 1 ,6 s, 1 ,7 s, 1 ,8 s, 1 ,9 s oder 2,0 s ausgeschaltet bleiben. Hierbei können alle denkbaren Kombinationen ver- wendet werden und im Laufe der Bestromung die Zeitdauer für das Einschalten sowie die Zeitdauer für das Ausschalten variiert werden.
Ebenso ist es natürlich möglich, dass der elektrische Strom ununterbrochen so lange eingeschaltet bleibt, bis der Bewegungsvorgang durchgeführt wer- den kann.
Die Stärke des elektrischen Stroms zur Temperaturerhöhung des Primärleiters ist grundsätzlich nur durch die Auslegung bzw. Leistungsfähigkeit der Halbleiter im Wechselrichter limitiert. Auch wird die Stärke und/oder Dauer des elektrischen Stroms zur Temperaturerhöhung des Primärleiters so gewählt werden, dass eine Beschädigung oder vorzeitige Alterung der Elemente der Ladevorrichtung 1 vermieden wird. Auch kann mit Hilfe der vorhandenen Temperaturerfassungseinrichtung 5 die Temperatur des Primärleiters 3 und/oder des ersten Gehäuses 2 überwacht werden und die Stärke und/oder Dauer des elektrischen Stroms zur Temperaturerhöhung des Primärleiters so gewählt werden, dass eine übermäßige Temperaturerhöhung des Primärleiters 3 und/oder des ersten Gehäuses 2 vermieden wird. Eine Temperaturerfassungseinrichtung kann selbstverständlich auch bei der Leistungselektronik-Einrichtung 4 vorhanden sein und auch deren Temperatur kann entspre- chend für die Einstellung der Stärke und/oder Dauer des elektrischen Stroms zur Temperaturerhöhung des Primärleiters berücksichtigt werden.
Durch eine oben beschriebene gesteuerte Bestromung des Primärleiters 3 mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters kann bauteilneutral erreicht werden, dass sich der Primärleiter 3 erwärmt. Da der Primärleiter 3 sich in dem ersten Gehäuse 2 befindet und dieses mit einem Antriebsmittel 6 zum Bewegen des ersten Gehäuses 2 verbunden ist, kann relativ rasch die Wärme des Primärleiters 3 auf das erste Gehäuse 2 und gegebenenfalls auch auf das Antriebsmittel 6 übertragen werden.
Befindet sich bspw. an den Stellen des ersten Gehäuses 2, die in Fig. 1 durch mit gestrichelten Linien dargestellten Kreise angedeutet sind, eine Vereisung, so kann eine Bewegung des ersten Gehäuses bspw. nach oben, die durch das Antriebsmittel 6 durchgeführt werden soll, gegebenenfalls nicht erfolgen, da das erste Gehäuse 2 an dem zweiten Gehäuse 8 festgefroren ist.
Mit der Ladevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung werden insbe- sondere die Probleme gelöst, die bei einem praktischen Einsatz der Ladevorrichtung 1 ohne einen Schutz vor Witterungseinflüssen mit Eis und/oder Schnee auf/an der Ladevorrichtung 1 verbunden sind. Diese Probleme umfassen insbesondere ein „Vereisen" der Ladevorrichtung 1 , wodurch eine Bewegung des ersten Gehäuses 2 zur Annäherung an und/oder Ausrichtung des ersten Gehäuses 2 zu einem Sekundärleiter unmöglich sein kann. Daher ist es erfindungsgemäß Voraussetzung für die Bestromung des Primärleiters 3 mit elektrischem Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters, dass durch die Storungserkennungseinrichtung 7 detektiert wird, dass sich trotz einem durch das Antriebsmittel 6 initiierten Bewegungsvorgang (etwa im Vor- feld eines induktiven Ladens einer Batterie oder im Rahmen einer Testprozedur) das erste Gehäuse 2 nicht bewegt. Diese Detektion kann mit allen bekannten Vorrichtungen und Verfahren durchgeführt werden. So kann bspw. eine Momentregelung implementiert sein oder eine Messung des Ab- stands einer Oberfläche des ersten Gehäuses 2 von einem vorgegebenen Punkt in Abhängigkeit von der Zeit erfolgen, etc.
Als weitere Voraussetzung dafür, dass erfindungsgemäß eine Bestromung des Primärleiters 3 mit elektrischem Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters erfolgt, kann vorgesehen sein, dass die Temperatur des Primär- leiters 3 und/oder des ersten Gehäuses 2 unterhalb einer vorgebbaren ersten Schwellentemperatur liegt.
Als diese erste Schwellentemperatur kann bspw. eine Temperatur von 4,0°C, 3,5°C, 3,0°C, 2,5°C, 2,0°C, 1 ,5°C, 1 ,0°C, 0,5°C oder 0,0°C gewählt sein. Die Temperatur von Primärleiter 3 und/oder des ersten Gehäuses 2 kann mittels einer im Beispiel gemäß in Fig. 1 angedeuteten Temperaturerfassungseinrichtung 5 detektiert werden. Diese Temperaturerfassungseinrichtung 5 kann ein oder mehrere Temperatursensoren aufweisen, die an/in dem Primärleiter 3 und/oder dem ersten Gehäuse 2 angeordnet sind. Die Signale der Temperaturerfassungseinrichtung 5 werden von der Störungserkennungseinrich- tung 7 empfangen (an diese übertragen) und können von dieser ausgewertet werden. Das Antriebsmittel 6 der Ladevorrichtung 1 unterliegt keiner besonderen Beschränkung und kann bspw. ein elektromotorisch oder pneumatisch angetriebenes Antriebsmittel 6 sein und bspw. eine Gewindestange, eine Hydraulik oder einen Scherenhub umfassen. Störungen bei dem Antriebsmittel 6 aufgrund von Eis und/oder Schnee können bei allen und zwischen allen Teil- komponenten des Antriebsmittels 6 auftreten. Bspw. können die Schenkel eines Scherenhubs aneinander festfrieren, aber auch die Kontaktstelle(n), an der/denen bspw. eine Gewindestange zum Bewegen des Scherenhubs mit dem Scherenhub in Kontakt steht. Findet trotz einer Initiierung eines Bewegungsvorgangs durch das Antriebsmittel 6 keine Bewegung des ersten Gehäuses 2 statt und wird optional detektiert, dass die Temperatur des Primärleiters 3 und/oder des ersten Gehäuses 2 unterhalb einer vorgebbaren ersten Schwellentemperatur beträgt, wird die Leistungselektronik-Einrichtung 4 durch die Störungserkennungsein- richtung 7 derart angesteuert, dass der Primärleiter 3 mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters 3 bestromt wird. Diese Bestromung des Primärleiters 3 erfolgt in bevorzugter Weise so lange, bis der Bewegungsvorgang des ersten Gehäuses 2 durchgeführt werden kann. Hierbei kann, wie oben bereits erwähnt, ein elektrischer Strom mit einem Gleichstromanteil verwendet werden, der wahlweise ein geeignetes Tastverhältnis aufweist. Weiter kann vorgesehen sein, dass nach jeder Bestromung des Primärleiters 3 mit einer vorgebbaren Zeitdauer versucht wird, eine Bewegung des ersten Gehäuses 2 durch das Antriebsmittel 6 zu initiieren. So- fern der Bewegungsvorgang durchgeführt werden kann, wird die Bestromung des Primärleiters 3 mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters 3 gestoppt, anderenfalls wird Bestromung des Primärleiters 3 mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters 3 fortgesetzt.
Selbstverständlich kann der Primärleiter 3 aber auch so lange ununterbrochen mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters 3 bestromt werden, bis der Bewegungsvorgang des ersten Gehäuses 2 durchgeführt werden kann. In beiden Fällen kann selbstverständlich auch die Temperatur(entwicklung) bei dem Primärleiter 3, ersten Gehäuse 2 und/oder der Leistungselektronik-Einrichtung 4 berücksichtigt werden. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Temperaturerhöhung des Primärleiters 3 und/oder des ersten Gehäuses 2 (und gegebenenfalls auch der Leistungselektronik- Einrichtung 4) nur bis zu der vorgebbaren zweiten Schwellentemperatur erfolgt. Für die zweite Schwellentemperatur kann bspw. eine Temperatur von +5°C, +10°C, +15°C, +20°C, +25°C, +30°C, +35°C, +40°C, +45°C, +50°C, +55°C oder +60°C vorgegeben sein. Kann eine Bewegung des ersten Gehäuses 2 trotz Initiierung eines Bewegungsvorgangs durch das Antriebsmittel 6 nicht erfolgen, ist jedoch die zweite oben erwähnte Voraussetzung eines Unterschreitens der vorgebbaren ersten Schwellentemperatur des Primärleiters 3 und/oder des ersten Gehäuses 2 nicht gegeben, so kann davon ausgegangen werden, dass diese Stö- rung nicht durch Eis und/oder Schnee verursacht wird. In einem solchen Fall kann bspw. die Störungserkennungseinrichtung 7 dazu eingerichtet sein, nur ein Störungssignal auszugeben. Ein solches Störungssignal kann ein für einen Menschen wahrnehmbares optisches und/oder akustisches Störungssignal sein, kann jedoch auch ein Funksignal, elektrisches oder elektroni- sches sein oder umfassen, das bspw. zu einer Service-Einrichtung übertragen wird.
Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Störungserkennungseinrichtung 7 dazu eingerichtet ist, ein Störungssignal auszugeben und die Bestromung des Primärleiters 3 mit einem elektrischen Strom zum Erwärmen des Primärleiters 3 zu beenden, wenn nach einer vorgebbaren Zeitdauer des Versuchs einer Störungsbehebung immer noch keine Bewegung des ersten Gehäuses 2 erfolgen kann. Wie in Fig. 1 ebenfalls schematisch dargestellt ist, kann die Leistungselektronik-Einrichtung 4 in einem zweiten Gehäuse 8 angeordnet sein, wobei wenigstens eine Außenfläche des zweiten Gehäuses 8 bei einer ersten Position des ersten Gehäuses 2 (bspw. eingefahrener oder eingezogener Position) unmittelbar benachbart ist zu wenigstens einer Außenfläche des ersten Gehäuses 2. Im in Fig. 1 dargestellten Beispiel weist das zweite Gehäuse 8 eine Vertiefung 9 auf, die eine geeignete Form und Tiefe aufweist, um das erste Gehäuse 2 in dessen erster Position (eingefahrene oder eingezogene Position) derart aufzunehmen, dass die obere Seite des ersten Gehäuses 2 und wenigstens eine Oberseite des zweiten Gehäuses 8 miteinander fluchten. Hierdurch kann eine flächenbündige, kompakte und robuste Ladevorrichtung 1 bereitgestellt werden, die bspw. hohen mechanischen Beanspruchungen (etwa beim Überrollen mit Reifen von Fahrzeugen) standhält. Das zweite Gehäuse 8 kann aus jedem geeigneten Material oder aus jeder geeigneten Materialkombination/Materialmischung ausgebildet sein, wobei es insbesondere von Vorteil ist, wenn das zweite Gehäuse 8 zumindest teilweise aus Metall besteht, wobei das Metall bevorzugt ausgewählt ist aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder Edelstahl. Bei einer derartigen Ausgestaltung der Ladevorrichtung 1 kann jedoch nicht ausgeschlossen werden, dass bei entsprechend tiefen Temperaturen ein aneinander Festfrieren der jeweils gegenüberliegenden Oberflächen des ersten Gehäuses 2 (in dessen ersten Position) und des zweiten Gehäuses 8 erfolgt. Besonders kritisch können hierbei die mit gestrichelten Kreisen mar- kierten Kantenbereiche sein.
Bei einer erfindungsgemäßen Bestromung des Primärleiters 3 wird nicht nur dessen Temperaturerhöhung sondern auch eine Temperaturerhöhung der Komponenten der Leistungselektronik-Einrichtung 4 bewirkt. Die Wärme der Komponenten der Leistungselektronik-Einrichtung 4 kann an das zweite Gehäuse 8 abgegeben werden. Insbesondere wenn das zweite Gehäuse 8 zumindest teilweise aus Metall besteht, kann sich die von der Leistungselektronik-Einrichtung 4 an das zweite Gehäuse 8 abgegebene Wärme aufgrund der guten Wärmeleiteigenschaften von Metall rasch über das zweite Gehäu- se 8 hinweg verteilen. Da das zweite Gehäuse 8 mit wenigstens einer seiner Außenflächen unmittelbar benachbart sein kann zu wenigstens einer Außenfläche des ersten Gehäuses 2, kann in einem Fall, bei dem eine derartige Nachbarschaft gegeben ist, ein gegebenenfalls in einem Zwischenraum zwischen den jeweiligen Außenflächen befindliches Eis/befindlicher Schnee be- sonders rasch geschmolzen werden und so auch die erforderliche Zeitdauer, bis zu der der gewünschte/erforderliche Bewegungsvorgang durchgeführt werden kann, vorteilhaft kurz gehalten werden. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Ladevorrichtung 1 ist diese als eine Bodenladevorrichtung ausgestaltet und ist das Antriebsmittel 6 in einem Einbauzustand der Bodenladevorrichtung dazu eingerichtet, durch eine Bewegung des ersten Gehäuses 2 (von einer ersten Position zu einer zweiten Position) einen möglichst optimalen Abstand des ersten Gehäuses 2 zu und/oder eine möglichst genaue Überdeckung mit einem von der Ladevorrichtung getrennten Sekundärleiter einer Einrichtung herzustellen, in dem durch das Wechselmagnetfeld des Primärleiters 3 ein elektrischer Strom induziert und dieser an eine wiederaufladbare Speichereinrichtung für elektrische Energie der Einrichtung übertragen werden kann.
Auch kann das Antriebsmittel 6 der Ladevorrichtung 1 dazu eingerichtet sein, das erste Gehäuse 2 zu kippen, zu schwenken oder zu rütteln. Hierdurch können Gegenstände, Laub, Schmutz oder Nässe zumindest teilweise von dem ersten Gehäuse 2 entfernt oder Tiere vertrieben werden.
Ebenso kann die Ladevorrichtung 1 auch eine Sensoreinrichtung aufweisen, mittels der Gegenstände auf wenigstens einer äußeren Oberfläche des ersten Gehäuses 2 oder auch Gegenstände in einem Luftspalt zwischen dem ersten Gehäuse 2 und einer Einrichtung mit einem Sekundärleiter (etwa La- deplatte oder Gehäuse mit einem darin angeordneten Sekundärleiter eines (auch) elektromotorisch antreibbaren Fahrzeugs) detektiert werden können. Die Sensoreinrichtung kann bspw. eine 2D- oder 3D-Kameraeinrichtung umfassen, deren Daten von einer digitalen Recheneinrichtung zur Objekterkennung verarbeitet werden, eine Lichtschranke, einen Bewegungsmelder und/oder einen Metalldetektor.
Die Ladevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch eine Sensoreinrichtung und ein System aufweisen, wie sie in der nicht vorveröffentlichten DE 10 2014 000 747 offenbart sind, deren gesamter Inhalt durch ausdrückliche Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
So kann die Ladevorrichtung 1 ein System mit wenigstens einer bilderzeugenden Sensoreinrichtung und einem Steuergerät aufweisen, wobei die bil- derzeugende Sensoreinrichtung dazu eingerichtet ist, den Zwischenraum zwischen dem ersten Gehäuse 2 und dem Sekundärleiter oder der Ladeplatte mit dem darin angeordneten Sekundärleiter (vom Begriff „Ladeplatte" ist stets auch umfasst ein Gehäuse mit einem darin angeordneten Sekundärlei- ter) eines geparkten Fahrzeugs zu erfassen und die erfassten Daten zu dem Steuergerät zu übertragen, wobei das Steuergerät dazu eingerichtet ist, die Daten der bildgebenden Sensoreinrichtung dahin auszuwerten, ob sich im Zwischenraum zwischen dem ersten Gehäuse 2 und dem Sekundärleiter oder der Ladeplatte mit dem darin angeordneten Sekundärleiter des gepark- ten Fahrzeugs wenigstens ein Objekt befindet und/oder welchen vertikalen Abstand das erste Gehäuse 2 und der Sekundärleiter oder die Ladeplatte mit dem darin angeordneten Sekundärleiter des geparkten Fahrzeugs zueinander aufweisen. Das Steuergerät kann auch dazu eingerichtet sein, an die Störungserken- nungseinrichtung 7 wenigstens ein Steuersignal zum Stoppen oder Unterbinden der Erzeugung eines Wechselmagnetfelds durch den Primärleiter 3 zu übertragen, falls und/oder solange sich im Zwischenraum zwischen dem ersten Gehäuse 2 und dem Sekundärleiter oder der Ladeplatte mit dem darin angeordneten Sekundärleiter des geparkten Fahrzeugs ein Objekt befindet.
Ebenso kann das Steuergerät dazu eingerichtet sein, an die Ladevorrichtung 1 und/oder ein Fahrzeug, bei dem der Abstand seines Sekundärleiters oder seiner Ladeplatte mit dem darin angeordneten Sekundärleiter zum darunter befindlichen Boden verstellbar ist, wenigstens ein Steuersignal übertragen zu können, mit Hilfe dessen durch eine insbesondere vertikale Bewegung des ersten Gehäuses 2 und gegebenenfalls durch eine insbesondere vertikale Bewegung des Sekundärleiters oder der Ladeplatte mit dem darin angeordneten Sekundärleiter des Fahrzeugs sowie gegebenenfalls einer vertikalen Bewegung des Fahrzeugunterbodens der vertikale Abstand zwischen dem ersten Gehäuse 2 und dem Sekundärleiter oder der Ladeplatte des Fahrzeugs mit dem Sekundärleiter veränderbar ist.
Die bildgebende Sensoreinrichtung umfasst bevorzugt wenigstens eine 3D- Kameraeinrichtung für sichtbares Licht, eine 3D-Kameraeinrichtung für Infrarot-Licht, eine Radar-Einrichtung, und/oder eine Time-of-Flight-Einrichtung, besonders bevorzugt wenigstens einen Laserscanner, insbesondere einen 3D-Laserscanner. Die Ladevorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann auch ein für die vorliegende Erfindung verwendbares System gemäß der DE 10 2014 000 747 aufweisen, das weiter dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Teilfunktion bei folgenden Funktionen durchführen zu können: Einparkhilfe, Garagentor- Zustandsprüfung, Objekt-Erfassung im Umfeld des Fahrzeugs, Parkplatz Frei/Belegt-Erkennung und/oder Bewegungserkennung von Objekten.
Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Ladevorrichtung sowie ihren vorteilhaften Weiterbildun- gen und Ausgestaltungen. Bezüglich dieses Verfahrens und deren vorteilhafte Weiterbildungen wird auf die obigen Ausführungen Bezug genommen.
Verfahrensgemäß kann die Bestromung des Primärleiters in bevorzugter Weise so lange durchgeführt werden, bis der Bewegungsvorgang des ersten Gehäuses durchgeführt werden kann.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen des Verfahrens können als zusätzliche Schritte bspw. umfassen: Die Überwachung eines Zwischenraums zwischen dem ersten Gehäuse der Ladevorrichtung und einem Sekundärleiter oder einer Ladeplatte mit dem Sekundärleiter eines geparkten Fahrzeugs, dessen Ladeplatte derart relativ zum ersten Gehäuse positioniert ist, dass durch ein von dem Primärleiter erzeugtes Wechselmagnetfeld ein Wechselmagnetfeld in dem Sekundärleiter des Fahrzeugs erzeugt wird, mittels eines Systems, das wenigstens eine bildgebende Sensoreinrichtung und ein Steuergerät aufweist.
Das Erfassen des Zwischenraums zwischen dem ersten Gehäuse und dem Sekundärleiter oder der Ladeplatte mit dem Sekundärleiter eines geparkten Fahrzeugs mit Hilfe der bildgebenden Sensoreinrichtung, Übertragen der erfassten Daten zu dem Steuergerät, und Auswerten der Daten der bildgebenden Sensoreinrichtung durch das Steuergerät dahin, ob sich im Zwischenraum zwischen der Ladeplatte der stationären Induktionsladevorrichtung und der Ladeplatte des geparkten Fahrzeugs wenigstens ein Objekt befindet und/oder welchen vertikalen Abstand die Ladeplatte der stationären Induktionsladevorrichtung und die Ladeplatte des geparkten Fahrzeugs zueinander aufweisen. Hierbei kann in einem weiteren Schritt wenigstens ein Steuersignal von dem Steuergerät an die Ladevorrichtung und/oder die Störungserkennungsein- richtung der Ladevorrichtung zum Stoppen oder Unterbinden der Erzeugung eines Wechselmagnetfelds durch den Primärleiter übertragen werden, falls und/oder solange sich im Zwischenraum zwischen dem ersten Gehäuse 2 und dem Sekundärleiter oder der Ladeplatte mit dem Sekundärleiter des geparkten Fahrzeugs ein Objekt befindet.
Weitere Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Ver- fahrens ergeben sich aus der Offenbarung der Ladevorrichtung, seiner Weiterbildungen und Ausgestaltungen, der beschriebenen Ausführungsformen, der Zeichnung und deren Beschreibung.
Bei der Störungserkennungseinrichtung 7 der Ladevorrichtung 1 kann es sich bspw. um eine digitale Recheneinrichtung handeln, auf der ein ablauffähiges Programm installiert ist. Die Recheneinrichtung weist hierbei die erforderlichen Ein- und Ausgänge auf. Die Störungserkennungseinrichtung 7 und das Steuergerät können getrennte Einrichtungen sein oder es können deren Funktionen in einer einzigen Einrichtung konzentriert sein.
Da Fachleuten die für die erfindungsgemäße Ladevorrichtung 1 erforderlichen Einrichtungen, Vorrichtungen, Bauelemente, Bauteile, etc., deren mögliches Zusammenwirken und die Möglichkeiten von Signalerzeugung und Signalübertragung (drahtgebunden, drahtlos, mittels eines Bussystems, ver- schlüsselt, unverschlüsselt, elektrisch, elektronisch, optisch, etc.) bekannt sind, braucht in der vorliegenden Anmeldung hierauf nicht näher eingegangen zu werden.
Bei der Entwicklung und dem Einsatz einer Ladevorrichtung zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie mit einem zumindest in einer Richtung (bei einer Bodenladevorrichtung in einem Einbauzustand wenigstens in vertikaler Richtung) beweglichen ersten Gehäuse, in dem ein Primärleiter angeordnet ist, stellt sich das Problem, dass durch Eis und/oder Schnee die Bewegung des ersten Gehäuses verhindert und somit eine ordnungsgemäße Funktion der Ladevorrichtung nicht gewährleistet werden kann.
Erfindungsgemäß wird bei einer Ladevorrichtung zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie der systembedingt bereits vorhandene Primärleiter (Primärspule) mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters bestromt. Hierdurch erwärmt sich der Primärleiter und kann Eis und/oder Schnee, das/der sich bei dem ersten Gehäuse und/oder dem Antriebsmittel befindet, bauteilneutral geschmolzen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
Ladevorrichtung (1 ) zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie mit
- einem in einem ersten Gehäuse (2) angeordneten Primärleiter (3), durch den bei Bestromung mit einem Wechselstrom ein Wechselmagnetfeld erzeugbar ist,
- einer mit dem Primärleiter (3) elektrisch verbundenen und mit einem Stromnetz elektrisch verbindbaren Leistungselektronik-Einrichtung (4) zur Bestromung des Primärleiters (3) mit einem Wechselstrom, sowie
- einem Antriebsmittel (6) zum Bewegen des ersten Gehäuses (2) von einer ersten Position zu einer zweiten Position,
dadurch gekennzeichnet dass,
die Ladevorrichtung (1 ) eine Storungserkennungseinnchtung (7) aufweist,
- mit der detektiert werden kann, ob sich bei einem durch das Antriebsmittel (6) initiierten Bewegungsvorgang das erste Gehäuse (2) bewegt oder nicht, und
- die dazu eingerichtet ist, im Falle einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Gehäuses (2) trotz Initiierung eines Bewegungsvorgangs durch das Antriebsmittel (6) die Leistungselektronik-Einrichtung (4) derart anzusteuern, dass der Primärleiter (3) mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters (3) bestromt wird.
Ladevorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet dass,
die Störungserkennungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, im Falle einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Gehäuses (2) trotz Initiierung eines Bewegungsvorgangs durch das Antriebsmittel (6) die Leistungselektronik-Einrichtung (4) derart anzusteuern, dass der Primärleiter (3) mit einem einen Gleichstromanteil aufweisenden elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters (3) bestromt wird.
Ladevorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter - eine Temperaturerfassungseinhchtung (5) zur Detektion der Temperatur des Primärleiters (3) und/oder des ersten Gehäuses (2) umfasst, und
- die Störungserkennungseinrichtung (7) die Signale der Temperaturerfassungseinrichtung (5) empfangen kann und dazu eingerichtet ist, im Falle einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Gehäuses (2) trotz Initiierung eines Bewegungsvorgangs durch das Antriebsmittel (6) und einer Temperatur des Primärleiters (3) und/oder des ersten Gehäuses (2) unterhalb einer vorgebbaren ersten Schwellentemperatur die Leistungselektronik-Einrichtung (4) derart anzusteuern, dass der Primärleiter (3) mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters (3) bestromt wird.
Ladevorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Störungserkennungseinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, die Leistungselektronik-Einrichtung (4) derart anzusteuern, dass sich die Temperatur des Primärleiters (3) und/oder des ersten Gehäuses (2) bei Bestromung des Primärleiters (3) mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters (3) auf eine vorgebbare zweite Schwellentemperatur erhöht.
Ladevorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Leistungselektronik-Einrichtung (4) in einem zweiten Gehäuse (8) angeordnet ist, wobei wenigstens eine Außenfläche des zweiten Gehäuses (8) bei einer ersten Position des ersten Gehäuses (2) unmittelbar benachbart zu wenigstens einer Außenfläche des ersten Gehäuses (2) angeordnet ist.
Ladevorrichtung (1 ) gemäß Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Gehäuse (8) zumindest teilweise aus Metall besteht.
Ladevorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Leistungselektronik-Einrichtung (4) dazu eingerichtet ist, den Primärleiter (3) für eine induktive Übertragung von elektrischer Energie mit einem Wechselstrom mit einer Frequenz im Bereich von 50 kHz bis 100 kHz, bevorzugt von 70 kHz bis 100 kHz, besonders bevorzugt von 80 kHz bis 90 kHz zu bestromen.
Ladevorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
sie als eine Bodenladevorrichtung ausgestaltet ist und das Antriebsmittel (6) in einem Einbauzustand der Bodenladevorrichtung dazu eingerichtet ist, durch eine Bewegung des ersten Gehäuses (2) einen möglichst optimalen Abstand des ersten Gehäuses (2) zu und/oder eine möglichst genaue Überdeckung mit einem von der Ladevorrichtung getrennten Sekundärleiter einer Einrichtung herzustellen, in dem durch das Wechselmagnetfeld des Primärleiters (3) ein elektrischer Strom induziert und dieser an eine wiederaufladbare Speichereinrichtung für elektrische Energie der Einrichtung übertragen werden kann.
Ladevorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
das Antriebsmittel (6) auch dazu eingerichtet ist, das erste Gehäuse (2) zu kippen, zu schwenken oder zu rütteln.
Ladevorrichtung (1 ) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
sie eine Sensoreinrichtung aufweist, mittels der Gegenstände auf wenigstens einer äußeren Oberfläche des ersten Gehäuses (2) detektiert werden können.
Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung, die folgenden Schritte umfassend:
- Bereitstellen einer Ladevorrichtung mit den Merkmalen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10,
- Detektion mittels der Storungserkennungseinrichtung der Ladevorrichtung, ob bei einem durch das Antriebsmittel initiierter Bewegungsvorgang des ersten Gehäuses sich dieses bewegt oder nicht, und
- im Falle der Detektion einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Gehäuses bei einem durch das Antriebsmittel initiierten Bewegungsvorgang Ansteuerung der Leistungselektronik-Einrichtung durch die Storungserkennungseinrichtung derart, dass der Primärleiter mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters bestromt wird. Verfahren gemäß Anspruch 1 1 , wobei
- im Falle der Detektion einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Gehäuses bei einem durch das Antriebsmittel initiierten Bewegungsvorgangs die Leistungselektronik-Einrichtung durch die Stö- rungserkennungseinrichtung derart angesteuert wird, dass der Primärleiter mit einem einen Gleichstromanteil aufweisenden elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters bestromt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 1 oder 12, die folgenden weiteren Schritte umfassen:
- Detektion der Temperatur des Primärleiters und/oder des ersten Gehäuses mittels einer Temperaturerfassungseinrichtung, und
- im Falle einer nicht stattfindenden Bewegung des ersten Gehäuses trotz Initiierung eines Bewegungsvorgangs durch das Antriebsmittel und einer Temperatur des Primärleiters und/oder des ersten Gehäuses unterhalb einer vorgebbaren ersten Schwellentemperatur Ansteu- erung der Leistungselektronik-Einrichtung durch die Störungserken- nungseinrichtung derart, dass der Primärleiter mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters bestromt wird.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 1 bis 13, wobei
durch die Störungserkennungseinrichtung die Leistungselektronik- Einrichtung derart angesteuert wird, dass sich die Temperatur des Primärleiters und/oder des ersten Gehäuses bei Bestromung des Primärleiters mit einem elektrischen Strom zur Temperaturerhöhung des Primärleiters auf eine vorgebbare zweite Schwellentemperatur erhöht.
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