WO2017215994A1 - Ladevorrichtung - Google Patents

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WO2017215994A1
WO2017215994A1 PCT/EP2017/063802 EP2017063802W WO2017215994A1 WO 2017215994 A1 WO2017215994 A1 WO 2017215994A1 EP 2017063802 W EP2017063802 W EP 2017063802W WO 2017215994 A1 WO2017215994 A1 WO 2017215994A1
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WO
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voltage
charging
charging device
inductive
inverter
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Application number
PCT/EP2017/063802
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English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Gonda
Juergen Mack
Dragan Krupezevic
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • 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

Definitions

  • inductive battery charging device for a hand tool with at least one inverter unit which is provided for generating an AC voltage from a DC supply voltage and at least one AC voltage output for providing the AC voltage, and having at least one charging inductance for wireless charging of at least one energy storage been proposed.
  • the invention relates to an inductive charging device, in particular an inductive battery charging device, in particular for a hand tool, with at least one inverter unit, which is provided for generating an AC voltage from a DC supply voltage and at least one AC output for providing the AC voltage has, and at least a charging inductance for wireless charging of at least one energy store.
  • the inductive charging device has at least one transformer which comprises at least one primary inductance connected to the alternating voltage output, in particular a voltage-holding device, and at least one secondary inductance connected to the charging inductor in a voltage-sustaining manner.
  • Provided is to be understood to mean in particular specially programmed, designed and / or equipped.Assuming that an object is intended for a specific function should in particular be understood to mean that the object determines this object. te function fulfilled in at least one application and / or operating state and / or performs.
  • an "inductive charging device” should be understood to mean, in particular, a functionally advantageous part, in particular a subassembly, of a wireless charger.
  • the inductive charging device may also comprise the entire wireless charger
  • the charging device is particularly intended to at least partially transmit electrical energy, in particular an electrical energy supply, to the energy store, in particular by means of at least one inductive coupling provided during charging of the energy storage energy transfer over distances of at least 0.1 mm, advantageously of at least 1 mm, more preferably of at least 1 cm and especially before to allow at least 10 cm.
  • the energy store has at least one battery, particularly advantageously at least one, preferably at least 100 times, rechargeable battery, such as a battery pack.
  • the energy store is designed as a battery pack.
  • the energy store at least one supercapacitor and / or at least one capacitor and / or at least a combination of at least one electrolyzer and a fuel cell and a corresponding tank for a reaction gas and / or a reaction liquid such as hydrogen, methane, methanol or the like includes.
  • the energy store comprises at least one receiver coil, which is preferably part of a receiver circuit, in particular connected to the battery, and which is particularly preferably provided for receiving an energy transferred during charging.
  • a "hand tool” is in this context, in particular a work piece processing machine, but advantageously a drill, a drill and / or hammer, a cordless screwdriver, an electric screwdriver, a chisel, a saw, a planer, a screwdriver, a milling cutter, a
  • the inverter unit comprises at least, in particular precisely, an inverter
  • the inverter is particularly advantageously designed to convert the DC supply voltage into the AC voltage
  • the inverter unit has at least one DC voltage input, which is provided for connection to the DC supply voltage.
  • AC voltage should be understood in this context in particular as a voltage whose sign advantageously changes periodically as a function of time, in particular a sinusoidal voltage, deviations from a perfect sinusoidal course and / or an occurrence of at least one harmonic, in particular For example, rectangular and / or sawtooth-shaped and / or triangular and / or stepped and / or other, in particular periodic voltage curves are also conceivable.
  • DC supply voltage should be understood in this context to mean, in particular, a DC voltage is advantageously provided for supplying the inductive charging device with electrical energy.
  • a “DC voltage” is to be understood as meaning, in particular, a voltage which is at least substantially constant over time and whose temporal
  • the DC voltage can be a voltage generated by rectification from an AC voltage and / or a mixed voltage, which is different in particular from a perfect DC voltage and comprises at least one AC voltage component, which in particular has an amplitude which is at most 10%, advantageously at most 5 % and particularly advantageously at most 1% of an amplitude of a DC voltage component of the DC voltage.
  • the term "DC voltage” should therefore also include, in a manner known to a person skilled in the art, mixed voltages with a particularly negligible AC voltage component In this context, it should be understood in particular that a deviation from a predetermined value corresponds in particular to less than 15%, preferably less than 10% and particularly preferably less than 5% of the predetermined value.
  • the charging inductance is designed as a charging coil.
  • the charging inductance is particularly preferably part of a charging oscillating circuit which advantageously comprises at least one charging capacitor, in particular at least one charging capacitor, and / or has at least one resonant frequency.
  • the transformer is formed by the primary inductance and the secondary inductance. Particularly advantageous Adhesively, the transformer is provided to change an amplitude of the AC voltage.
  • a type of voltage remains unchanged through a connection between the electronic components, whereby it is advantageous to assume exactly three types of voltage, viz., That a first electronic component and a second electronic component are "connected to a voltage-connected state.” If, for example, an AC voltage is present at an output of the first component, then an input of the second component also has a DC voltage
  • a picosartarthaltende connection is a direct electrical connection, in particular only at least one electrical resistance and / or at least one component for stabilization, such as a diode connected in a DC voltage connection or connected in an AC connection high-pass and / or low-pass and / or bandpass and preferably no rectifier and / or inverter.
  • the inventive design of the inductive charging device can be achieved in particular advantageous properties in terms of a construction.
  • an inductive charging device can be provided with a simple and / or cost-effective and / or efficient design.
  • a number of Umnapsin be reduced.
  • a number of required high-performance components such as, for example, high-voltage MOSFETs and / or high-voltage H-bridges can be reduced.
  • an inductive charging device without a high-performance MOSFET and / or without a high-voltage H-bridge can advantageously be provided.
  • a simplicity of a required control software and / or a reduced programming effort can be achieved.
  • the AC voltage output is connected to the charging inductance free of an intermediate rectifier.
  • the inductive charging device and in particular a wireless charger according to the invention are free of a rectifier.
  • the transformer is provided for increasing the AC voltage to a charging AC voltage.
  • an effective value of the AC voltage is at least substantially 230 V.
  • an amplitude of the AC voltage is at least substantially 325 V.
  • the AC voltage is applied to the charging inductor and / or to the charging oscillator.
  • a frequency of the charging AC voltage at least substantially corresponds to the resonant frequency of the charging oscillating circuit.
  • the inverter unit is provided to at least partially adapt at least one AC voltage parameter of the AC voltage to at least one charging parameter of the store during charging of the energy store.
  • the inductive charging device has a control unit which is provided for controlling the inverter unit as a function of the charging parameter.
  • a "control unit” is to be understood as meaning, in particular, an electrical and / or electronic unit having at least one electronic control unit.
  • Electric control unit is intended in particular to mean a unit having a computer unit and a memory unit as well as an operating and control unit stored in the memory unit - and / or control program, which is in particular intended to be executed by the arithmetic unit to be understood.
  • control unit is provided to detect at least one state of charge, in particular based on the charging parameter.
  • the inductive charging device has at least one sensor unit, which is provided for detecting the charging parameter and in particular for providing the charging parameter for the control unit.
  • a charging voltage can advantageously be regulated as required.
  • the AC voltage parameter is a frequency of the AC voltage.
  • a frequency of the alternating voltage at least substantially corresponds to a frequency of the charging AC voltage.
  • the inverter unit is provided to the AC voltage with a selectable, in particular variable To generate frequency.
  • a frequency of a charging voltage can be influenced directly by an inverter and / or determined and / or modulated.
  • the charging parameter is a resonant frequency during charging.
  • the charging parameter is a resonant frequency of the charging oscillating circuit in the presence of the energy store.
  • the inverter unit is provided for at least partially, in particular completely, adapting the AC voltage parameter to a detuning of the resonant frequency of the charging oscillator during charging.
  • the inverter unit is intended to at least partially, in particular completely, equalize a frequency of the AC voltage of the resonant frequency of the charging oscillating circuit during charging.
  • the control unit is provided, the AC voltage parameter at least based on a comparison of an actual frequency of the AC voltage with a
  • the inverter unit is designed to be operable with a DC supply voltage of at least 1 V, advantageously of at least 2 V, particularly advantageously of at least 5 V, preferably of at least 10 V and particularly preferably of at least 12 V.
  • the inverter unit is designed with a DC supply voltage of at most 500 V, advantageously of at most 200 V, particularly advantageously of at most 100 V, preferably of at most 50 V and particularly preferably of not more than 36 V operable.
  • a DC supply voltage of at most 500 V advantageously of at most 200 V, particularly advantageously of at most 100 V, preferably of at most 50 V and particularly preferably of not more than 36 V operable.
  • the inverter unit with a DC supply voltage of at least, in particular In particular, exactly 12 V or at least, in particular exactly 24 V is designed to be operable, in particular with a provided by a vehicle, such as a delivery truck or a car or a truck DC supply voltage.
  • a vehicle such as a delivery truck or a car or a truck DC supply voltage.
  • other DC supply voltages such as 9 V or 18 V or 36 V or 48 V or about 50 V or about 100 V or about 200 V or about 500 V are conceivable.
  • the inverter unit is provided for connection to a car battery and / or a vehicle electrical system of a vehicle, such as a delivery van or a car or a truck. In this way, advantageously, a universally and / or mobile deployable charging device can be provided.
  • the inverter unit has at least, in particular precisely, a push-pull inverter.
  • the inverter is designed as the push-pull inverter. This advantageously makes it possible to provide a cost-effective and / or easy-to-manufacture inductive charging device.
  • the inverter unit has at least one LLC inverter.
  • the inverter is designed as the LLC inverter.
  • the LLC inverter is configured as an LLC resonant converter.
  • the LLC inverter has at least one first inductance connected in parallel with the primary inductance.
  • the LLC inverter has at least one second inductance connected in series with the primary inductance.
  • the LLC inverter preferably has at least one capacitor connected in series with the primary inductance and the first inductance connected in parallel thereto.
  • the inverter unit has at least one H bridge inverter.
  • the inverter is designed as the H-bridge inverter.
  • the inverter unit comprises at least one H-bridge.
  • wireless charging and / or construction and / or cost efficiency can be achieved with a system comprising an inductive charging device according to the invention and at least one power supply device.
  • memory which is intended to be charged wirelessly by means of the charging device comprises.
  • the invention further relates to a method for wireless charging of an energy storage device, in particular with an inductive charging device according to the invention, wherein an AC voltage is generated from a DC supply voltage and transformed immediately into an AC charge voltage, in particular without an intermediate step in which a voltage type is changed ,
  • an inductive charging device can be provided with a simple and / or cost-effective and / or efficient design.
  • a number of Umnapssön be reduced.
  • a number of required high-performance components such as high-voltage
  • MOSFETs and / or high-voltage H-bridges are reduced.
  • an inductive charging device without a high-performance MOSFET and / or without a high-voltage H-bridge can advantageously be provided.
  • a simplicity of a required control software and / or a reduced programming effort can be achieved.
  • the inductive charging device according to the invention and / or the method according to the invention should not be limited to the application and embodiment described above.
  • the inductive charging device according to the invention and / or the system according to the invention can have a different number from a number of individual elements, components and units mentioned herein for fulfilling a mode of operation described herein.
  • FIG. 1 shows a system with an inductive charging device and an energy storage in a perspective view
  • Fig. 4 is a schematic diagram of a second inductive charging device
  • Fig. 5 is a schematic diagram of a third inductive charging device.
  • FIG. 1 shows a system 34a with an inductive charging device 10a and with an energy store 20a, which is intended to be charged wirelessly by means of the charging device 10a.
  • the energy storage 20a is designed as a battery pack of a hand tool 12a.
  • the inductive charging device 10a is in the present case part of an inductive charger 36a.
  • the inductive charging device 10a is formed in the present case as an inductive battery charging device for the power tool 12a.
  • FIG. 2 shows a block diagram of the system 34a.
  • the inductive charging device 10a has an inverter unit 14a, which is provided for generating an alternating voltage from a DC supply voltage.
  • the inverter unit 14a has a DC input 40a provided for connection to the DC supply voltage.
  • the inverter unit 14a has an AC output 16a for providing the AC voltage.
  • the inductive charging device 10a has a charging inductance 18a for wireless charging of the energy accumulator 20a.
  • the charging inductance 18 a is as a
  • the inductive charging device 10a has a transformer formator 22a with a primary inductance 24a and with a secondary inductance 26a.
  • the primary inductor 24a is connected to the AC output 16a.
  • the primary inductance 24a is connected to the AC voltage output 16a in a voltage-sustaining manner.
  • the primary inductor 24a is connected directly to the AC output 16a.
  • the secondary inductance 26a is connected to the charging inductance 18a in a voltage-sustaining manner.
  • the secondary inductance 26a is arranged in a charging circuit 41a, which also has the charging inductance 18a and a charging capacity 42a.
  • the energy store 20a has a receiving inductance 44a, which in the case of wireless charging inductively couples to the charging inductance 18a of the inductive charging device 10a.
  • FIG. 3 shows a schematic circuit diagram of the inductive charging device 10a.
  • the inverter unit 14a has a push-pull inverter 28a.
  • the inverter unit 14a has a first switching element 46a and a second switching element 48a.
  • the first switching element 46a and the second switching element 48a are each formed as a MOSFET.
  • the switching elements 46a, 48a can be actuated by a control unit 38a (cf., FIG. 1) of the inductive charging device 10a.
  • the switching elements 46a, 48a are alternately and periodically switched.
  • a first terminal of the first switching element 46a is connected to a ground 50a.
  • a first terminal of the second switching element 48a is connected to the ground 50a.
  • a second terminal of the first switching element 46a is connected to a first
  • connection of the primary inductance 24 a connected.
  • a second terminal of the second switching element 48a is connected to a second terminal of the primary inductor 24a.
  • a third, in particular middle, connection of the primary inductance 24a is connected to the DC voltage input 40a.
  • the primary inductance 24a is coupled to the secondary inductance 26a, in particular by means of a transformer core.
  • a first terminal of the secondary inductor 26a is connected to a first terminal of the charging inductor 18a.
  • a second terminal of the secondary inductance 26a is connected to a first terminal of the charging capacitor 42a.
  • a second terminal of the charging capacitor 42a is connected to a second terminal of the charging inductance 18a.
  • the AC output 16a is connected to the charging inductor 18a free from an intermediate rectifier.
  • the transformer 22a is provided for boosting the AC voltage to a charging AC voltage.
  • the inverter unit 14a is designed to be operable with a DC supply voltage of 12 V. But there are also interpretations of an inverter unit for others
  • the AC voltage in the present case has an amplitude of about 17 volts.
  • the AC charge voltage in the present case has an amplitude of about 325V.
  • the inverter unit 14a is provided to at least partially adapt at least one AC voltage parameter of the AC voltage to at least one charging parameter of the store when the energy store 20a is being charged.
  • the AC voltage parameter is a frequency of the AC voltage.
  • the charging parameter is a resonance frequency in the charging, in particular a resonant frequency of the charging circuit 41 a in the presence of the energy storage 20a.
  • the inverter unit 14a is provided to adjust the frequency of the AC voltage to the detuning.
  • control unit 38 is provided to control the inverter unit 14a in dependence on the charging parameter.
  • a method for wireless charging of the energy store 20a is carried out with the inductive charging device 10a, wherein the AC voltage is generated from the DC supply voltage, in particular by means of the inverter unit 14a, and transformed directly into the charging AC voltage, in particular by means of the transformer 22a.
  • FIGS. 4 and 5 show two further embodiments of the invention.
  • the following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, with reference in principle to components and components denoted by the same reference numbers, to the drawings and / or the description of the other exemplary embodiments, in particular FIGS Figures 1 to 3, can be referenced.
  • To distinguish the embodiments of the letter a is the reference numerals of the embodiment in the figures 1 to 3 adjusted.
  • the letter a is replaced by the letters b and c.
  • FIG. 4 shows a schematic circuit diagram of a second inductive charging device 10b.
  • the second inductive charging device 10b has an inverter unit 14b, which is provided for generating an alternating voltage from a DC supply voltage.
  • the inverter unit 14b has an AC voltage output 16b, which is provided for providing the AC voltage.
  • the inverter unit 14b has an LLC inverter 30b.
  • the LLC inverter 30b is configured as an LLC resonant converter.
  • the LLC inverter 30b has a first switching element 46b and a second switching element 48b.
  • a first terminal of the first switching element 46b is connected to a DC voltage input 40b of the inverter unit 14b.
  • a second terminal of the switching element 46b is connected to a first terminal of the second switching element 48b.
  • a second terminal of the second switching element 48b is connected to a ground 50b.
  • a first terminal of a capacitor 52b of the LLC inverter 30b is connected to the ground 50b.
  • a second terminal of the capacitor 52b of the LLC inverter 30b is connected to a first terminal of a first inductor 54b of the LLC inverter 30b.
  • a second terminal of the first inductor 54b of the LLC inverter 30b is connected to a first terminal of a second inductor 56b of the LLC inverter 30b.
  • a second terminal of the second inductor 56b of the LLC inverter 30b is connected to the first terminal of the second switching element 48b.
  • a first terminal of a primary inductance 24b of a transformer 22b of the second inductive charging device 10b is connected to the second terminal of the first inductance 54b of the LLC inverter 30b.
  • a second terminal of the primary inductor 24b is connected to the second terminal of the capacitor 52b of the LLC inverter 30b.
  • the transformer 22b includes a secondary inductor 26b.
  • the secondary inductance 26b is connected to a charging inductance 18b of the inductive charging device 10b in a manner similar to a voltage-sustaining one.
  • FIG. 5 shows a schematic circuit diagram of a third inductive charging device 10c.
  • the third inductive charging device 10c has an inverter unit 14c, which is provided for generating an alternating voltage from a DC supply voltage.
  • the inverter unit 14c has an AC voltage output 16c which is provided to provide the AC voltage.
  • the inverter unit 14c has a H-bridge inverter 32c.
  • the H-bridge inverter 32c has a first switching element 46c, a second switching element 48c, a third switching element 58c and a fourth switching element 60c.
  • a first terminal of the first switching element 46c is connected to a DC voltage input 40c of the inverter unit 14c.
  • a second terminal of the first switching element 46c is connected to a first terminal of the second switching element 48c.
  • a second terminal of the second switching element 48c is connected to a ground 50c.
  • a first terminal of the third switching element 58c is connected to the ground 50c.
  • a second terminal of the third switching element 58c is connected to a first terminal of the fourth switching element 60c.
  • Switching element 60c is connected to the DC voltage input 40c.
  • the second terminal of the first switching element 46c is connected to a first terminal of a primary inductance 24c of a transformer 22c of the third inductive charging device 10c.
  • a second terminal of the primary inductance 24c is connected to the second terminal of the third switching element 58c.
  • the switching elements 46c, 48c, 58c, 60c are periodically switched in the manner of an H-bridge circuit. In particular, in each case the first switching element 46c and the third switching element 58c or the second switching element 48c and the fourth switching element 60c are simultaneously switched.
  • the transformer 22c includes a secondary inductor 26c.
  • the secondary inductance 26c is connected to a charging inductance 18c of the inductive charging device 10c in a manner similar to a voltage-sustaining one.

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
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Abstract

Die Erfindung geht aus von einer induktiven Ladevorrichtung (10a; 10b; 10c), insbe- sondere einer induktiven Akkuladevorrichtung, insbesondere für eine Handwerkzeug- maschine (12a), mit zumindest einer Wechselrichtereinheit (14a; 14b; 14c), die zu ei- ner Erzeugung einer Wechselspannung aus einer DC-Versorgungsspannung vorgese- hen ist und zumindest einen Wechselspannungsausgang (16a; 16b; 16c) zur Bereit- stellung der Wechselspannung aufweist, und mit zumindest einer Ladeinduktivität (18a; 8b; 18c) zum drahtlosen Laden zumindest eines Energiespeichers (20a). Es wird vorgeschlagen, dass die induktive Ladevorrichtung zumindest einen Transfor-1 mator (22a; 22b; 22c) umfasst, welcher zumindest eine mit dem Wechselspannungs- ausgang (16a; 16b; 16c) verbundene Primärinduktivität (24a; 24b; 24c) und zumindest eine mit der Ladeinduktivität (18a; 18b; 18c) spannungsarterhaltend verbundene Se- kundärinduktivität (26a; 26b; 26c).

Description

Beschreibung
Ladevorrichtung
Stand der Technik
Es ist bereits eine induktive Akkuladevorrichtung für eine Handwerkzeugmaschine mit zumindest einer Wechselrichtereinheit, die zu einer Erzeugung einer Wechselspannung aus einer DC-Versorgungsspannung vorgesehen ist und zumindest einen Wech- selspannungsausgang zur Bereitstellung der Wechselspannung aufweist, und mit zumindest einer Ladeinduktivität zum drahtlosen Laden zumindest eines Energiespeichers vorgeschlagen worden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer induktiven Ladevorrichtung, insbesondere einer induktiven Akkuladevorrichtung, insbesondere für eine Handwerkzeugmaschine, mit zumindest einer Wechselrichtereinheit, die zu einer Erzeugung einer Wechselspannung aus einer DC-Versorgungsspannung vorgesehen ist und zumindest einen Wechselspannungsausgang zur Bereitstellung der Wechselspannung aufweist, und mit zumindest einer Ladeinduktivität zum drahtlosen Laden zumindest eines Energiespeichers.
Es wird vorgeschlagen, dass die induktive Ladevorrichtung zumindest einen Transfor- mator aufweist, welcher zumindest eine mit dem Wechselspannungsausgang, insbesondere spannungsarterhaltend, verbundene Primärinduktivität und zumindest eine mit der Ladeinduktivität spannungsarterhaltend verbundene Sekundärinduktivität umfasst.
Unter„vorgesehen" soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder aus- gestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimm- te Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
Unter einer„induktiven Ladevorrichtung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein, vorteilhaft funktionsfähiger Teil, insbesondere eine Unterbaugruppe, eines drahtlosen Ladegeräts verstanden werden. Insbesondere kann die induktive Ladevorrichtung auch das gesamte drahtlose Ladegerät umfassen. Vorzugsweise ist die induktive Ladevorrichtung zu einem drahtlosen und/oder kontaktfreien Laden des Energiespeichers vorgesehen, vorteilhaft mittels zumindest einer induktiven Energieübertragung. Beson- ders bevorzugt ist die Ladevorrichtung dazu vorgesehen, elektrische Energie, insbesondere einer elektrischen Energieversorgung, zumindest teilweise an den Energiespeicher zu übertragen, insbesondere mittels zumindest einer induktiven Kopplung. Vorzugsweise ist die Ladevorrichtung dazu vorgesehen, bei einem Laden des Energiespeichers eine Energieübertragung über Distanzen von wenigstens 0,1 mm, vorteilhaft von wenigstens 1 mm, besonders vorteilhaft von wenigstens 1 cm und besonders bevorzugt von wenigstens 10 cm zu erlauben. Vorteilhaft weist der Energiespeicher zumindest eine Batterie, besonders vorteilhaft zumindest eine, vorzugsweise wenigstens 100-mal, wiederaufladbare Batterie, wie beispielsweise einen Akkupack, auf. Besonders vorteilhaft ist der Energiespeicher als ein Akkupack ausgebildet. Es ist auch denkbar, dass der Energiespeicher zumindest einen Superkondensator und/oder zumindest einen Kondensator und/oder zumindest eine Kombination zumindest eines Elektrolyseurs und einer Brennstoffzelle und einen entsprechenden Tank für ein Reaktionsgas und/oder eine Reaktionsflüssigkeit wie beispielsweise Wasserstoff, Methan, Methanol oder dergleichen umfasst. Insbesondere umfasst der Energiespeicher zu- mindest eine Empfängerspule, die vorzugsweise Teil eines insbesondere mit der Batterie verbundenen Empfängerkreises ist und die besonders bevorzugt zu einem Empfangen einer bei dem Laden übertragenen Energie vorgesehen ist.
Unter einer„Handwerkzeugmaschine" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine werkstückbearbeitende Maschine, vorteilhaft jedoch eine Bohrmaschine, ein Bohr- und/oder Schlaghammer, ein Akkuschrauber, ein elektrischer Schraubendreher, ein Meißelhammer, eine Säge, ein Hobel, ein Schrauber, eine Fräse, ein Schleifer, ein Winkelschleifer, ein Gartengerät und/oder ein Multifunktionswerkzeug verstanden werden. Vorteilhaft umfasst die Wechselrichtereinheit zumindest, insbesondere genau, einen Wechselrichter. Besonders vorteilhaft ist der Wechselrichter dazu vorgesehen, die DC-Versorgungsspannung in die Wechselspannung umzuwandeln. Vorzugsweise weist die Wechselrichtereinheit zumindest einen Gleichspannungseingang auf, der zu einer Verbindung mit der DC-Versorgungsspannung vorgesehen ist.
Unter einer„Wechselspannung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Spannung verstanden werden, deren Vorzeichen sich in Abhängigkeit von einer Zeit vorteilhaft periodisch ändert, insbesondere eine sinusförmige Spannung, wobei Abweichungen von einem perfekten sinusförmigen Verlauf und/oder ein Auftreten von zumindest einer Oberschwingung, insbesondere mehrerer Oberschwingungen denkbar sind. Beispielsweise sind auch rechteckige und/oder sägezahnförmige und/oder drei- eckige und/oder stufige und/oder andere insbesondere periodische Spannungsverläufe denkbar. Unter einer„DC-Versorgungsspannung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Gleichspannung verstanden werden, die vorteilhaft zu einer Versorgung der induktiven Ladevorrichtung mit elektrischer Energie vorgesehen ist. Unter einer„Gleichspannung" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine zeitlich zu- mindest im Wesentlichen konstante Spannung verstanden werden, deren zeitlicher
Verlauf vorteilhaft frei von einem Vorzeichenwechsel ist. Insbesondere kann die Gleichspannung eine mittels eines Gleichrichtens aus einer Wechselspannung und/oder einer Mischspannung erzeugte Spannung sein, die insbesondere von einer perfekten Gleichspannung verschieden ist und zumindest einen Wechselspannungsan- teil umfasst, der insbesondere eine Amplitude aufweist, die maximal 10%, vorteilhaft maximal 5 % und besonders vorteilhaft maximal 1 % einer Amplitude eines Gleichspannungsanteils der Gleichspannung beträgt. Unter den Begriff„Gleichspannung" sollen also in einer einem Fachmann bekannten Weise auch Mischspannungen mit einem insbesondere vernachlässigbar kleinen Wechselspannungsanteil fallen. Insbe- sondere ist der Wechselspannungsanteil im Vergleich zu dem Gleichspannungsanteil derart klein, dass er für eine Anwendung unwesentlich ist. Unter„zumindest im Wesentlichen" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Abweichung von einem vorgegebenen Wert insbesondere weniger als 15 %, vorzugsweise weniger als 10 % und besonders bevorzugt weniger als 5 % des vorgegebenen Werts entspricht.
Vorzugsweise ist die Ladeinduktivität als eine Ladespule ausgebildet. Besonders bevorzugt ist die Ladeinduktivität Teil eines Ladeschwingkreises, der vorteilhaft zumindest eine Ladekapazität, insbesondere zumindest einen Ladekondensator, umfasst und/oder zumindest eine Resonanzfrequenz aufweist. Vorteilhaft wird der Transformator von der Primärinduktivität und der Sekundärinduktivität gebildet. Besonders vorteil- haft ist der Transformator zu einer Änderung einer Amplitude der Wechselspannung vorgesehen.
Darunter, dass ein erstes elektronisches Bauteil und ein zweites elektronisches Bauteil „spannungsarterhalten verbunden" sind, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine Spannungsart durch eine Verbindung zwischen den elektronischen Bauteilen unverändert bleibt. Dabei wird vorteilhaft von genau drei Spannungsarten ausgegangen, nämlich von Wechselspannung, Gleichspannung und Mischspannung. Liegt beispielsweise an einem Ausgang des ersten Bauteils eine Wechselspannung an, so liegt an einem Eingang des zweiten Bauteils ebenfalls eine
Wechselspannung an. Liegt an dem Ausgang des ersten Bauteils eine Gleichspannung an, so liegt an dem Eingang des zweiten Bauteils ebenfalls eine Gleichspannung an. Vorteilhaft ist eine spannungsarterhaltende Verbindung eine direkte elektrische Verbindung, die insbesondere lediglich zumindest einen elektrischen Widerstand und/oder zumindest ein Bauteil zu einer Stabilisierung, wie beispielsweise eine in eine Gleichspannungsverbindung geschaltete Diode oder einen in eine Wechselspannungsverbindung geschalteten Hochpass und/oder Tiefpass und/oder Bandpass und vorzugsweise keinen Gleichrichter und/oder keinen Wechselrichter, aufweist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der induktiven Ladevorrichtung können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Bauweise erzielt werden. Vorteilhaft kann eine induktive Ladevorrichtung mit einer einfachen und/oder kostengünstigen und/oder effizienten Bauweise bereitgestellt werden. Ferner kann vorteilhaft eine Anzahl von Umspannungsschritten reduziert werden. Außerdem kann vorteilhaft eine Anzahl benötigter Hochleistungskomponenten wie beispielsweise Hochspan- nungs-MOSFETs und/oder Hochspannungs-H-Brücken reduziert werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine induktive Ladevorrichtung ohne Hochleistungs-MOSFET und/oder ohne Hochspannungs-H-Brücke bereitgestellt werden. Ferner kann eine Einfachheit einer benötigten Steuersoftware und/oder ein reduzierter Programmierauf- wand erzielt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Wechselspannungsausgang frei von einem zwischengeschalteten Gleichrichter mit der Ladeinduktivität verbunden ist. Insbesondere sind die induktive Ladevorrichtung und ins- besondere ein erfindungsgemäßes drahtloses Ladegerät frei von einem Gleichrichter. Hierdurch kann vorteilhaft eine reduzierte Teilevielfalt und/oder eine kostengünstige Herstellbarkeit erzielt werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Transformator zu einem Hochsetzen der Wechselspannung auf eine Ladewechselspannung vorgesehen ist. Vorzugsweise beträgt ein Effektivwert der Ladewechselspannung zumindest im Wesentlichen 230 V. Besonders bevorzugt beträgt eine Amplitude der Ladewechselspannung zumindest im Wesentlichen 325 V. Besonders bevorzugt liegt die Ladewechselspannung an der Ladeinduktivität und/oder an dem Ladeschwingkreis an. Vorteilhaft entspricht eine Frequenz der Ladewechselspannung zumindest im Wesentlichen der Resonanzfrequenz des Ladeschwingkreises. Hierdurch kann vorteilhaft ein hoher Ladewirkungsgrad erzielt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Wech- selrichtereinheit dazu vorgesehen ist, bei dem Laden des Energiespeichers zumindest einen Wechselspannungsparameter der Wechselspannung an zumindest einen Ladeparameter des Ladens zumindest teilweise anzupassen. Vorteilhaft weist die induktive Ladevorrichtung eine Steuereinheit auf, die zu einer Ansteuerung der Wechselrichtereinheit in Abhängigkeit von dem Ladeparameter vorgesehen ist. Unter einer„Steu- ereinheit" soll insbesondere eine elektrische und/oder elektronische Einheit mit zumindest einer Steuerelektronik verstanden werden. Unter einer„Steuerelektronik" soll insbesondere eine Einheit mit einer Recheneinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebs-, Steuer- und/oder Regelprogramm, welches insbesondere dazu vorgesehen ist, von der Recheneinheit ausgeführt zu werden, verstanden werden. Vorteilhaft ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, zumindest einen Ladezustand insbesondere anhand des Ladeparameters zu erkennen. Besonders vorteilhaft weist die induktive Ladevorrichtung zumindest eine Sensoreinheit auf, die zu einer Erfassung des Ladeparameters und insbesondere zu einer Bereitstellung des Ladeparameters für die Steuereinheit vorgesehen ist. Hierdurch kann vorteil- haft eine Ladespannung bedarfsweise geregelt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Wechselspannungsparameter eine Frequenz der Wechselspannung ist. Insbesondere entspricht eine Frequenz der Wechselspannung zumindest im Wesentlichen einer Frequenz der Ladewechselspannung. Vorteilhaft ist die Wechselrichtereinheit dazu vorgesehen, die Wechselspannung mit einer wählbaren, insbesondere veränderlichen Frequenz zu erzeugen. Hierdurch kann vorteilhaft eine Frequenz einer Ladespannung unmittelbar von einem Wechselrichter beeinflusst und/oder festgelegt und/oder moduliert werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Ladeparameter eine Resonanzfrequenz bei dem Laden ist. Insbesondere ist der Ladeparameter eine Resonanzfrequenz des Ladeschwingkreises in Gegenwart des Energiespeichers. Vorteilhaft ist die Wechselrichtereinheit dazu vorgesehen, den Wechsel- spannungsparamter an eine Verstimmung der Resonanzfrequenz des Ladeschwing- kreises bei dem Laden zumindest teilweise, insbesondere vollständig anzupassen.
Insbesondere ist die Wechselrichtereinheit dazu vorgesehen, eine Frequenz der Wechselspannung der Resonanzfrequenz des Ladeschwingkreises bei dem Laden zumindest teilweise, insbesondere vollständig anzugleichen. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu vorgesehen, den Wechselspannungsparameter zumindest anhand eines Vergleichs einer tatsächlichen Frequenz der Ladewechselspannung mit einem
Sollwert einer Frequenz der Ladewechselspannung bei dem Laden festzulegen. Hierdurch kann vorteilhaft ein hoher Wirkungsgrad bei einem induktiven Laden und/oder eine zuverlässige Frequenzanpassung erzielt werden. Es ist aber auch denkbar, dass die Wechselrichtereinheit dazu vorgesehen ist, die
Wechselspannung unabhängig von der Resonanzfrequenz des Ladeschwingkreises zu erzeugen, vorteilhaft mit einer bestimmten, insbesondere für unterschiedliche Ladesituationen gemeinsamen Frequenz. Insbesondere ist die Wechselrichtereinheit mit einer DC-Versorgungsspannung von wenigstens 1 V, vorteilhaft von wenigstens 2 V, besonders vorteilhaft von wenigstens 5 V, vorzugsweise von wenigstens 10 V und besonders bevorzugt von wenigstens 12 V betreibbar ausgebildet. Insbesondere ist die Wechselrichtereinheit mit einer DC- Versorgungsspannung von höchstens 500 V, vorteilhaft von höchstens 200 V, beson- ders vorteilhaft von höchstens 100 V, vorzugsweise von höchstens 50 V und besonders bevorzugt von höchstens 36 V betreibbar ausgebildet. Grundsätzlich sind selbstverständlich auch andere, insbesondere zwischen diesen Werten liegende Werte denkbar.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Wechselrichtereinheit mit einer DC-Versorgungsspannung von zumindest, insbe- sondere genau 12 V oder zumindest, insbesondere genau 24 V betreibbar ausgebildet ist, insbesondere mit einer von einem Fahrzeug, beispielsweise einem Lieferwagen oder einem PKW oder einem LKW bereitgestellten DC-Versorgungsspannung. Es sind aber grundsätzlich auch andere DC-Versorgungsspannungen wie beispielsweise 9 V oder 18 V oder 36 V oder 48 V oder etwa 50 V oder etwa 100 V oder etwa 200 V oder etwa 500 V denkbar. Vorteilhaft ist die Wechselrichtereinheit zu einer Verbindung mit einer Autobatterie und/oder einem Bordnetz eines Fahrzeugs, beispielsweise eines Lieferwagens oder eines PKWs oder eines LKWs vorgesehen. Hierdurch kann vorteilhaft eine universell und/oder mobil einsetzbare Ladevorrichtung bereitgestellt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Wechselrichtereinheit zumindest, insbesondere genau, einen Gegentakt-Wechselrichter aufweist. Insbesondere ist der Wechselrichter als der Gegentakt-Wechselrichter ausgebildet. Hierdurch kann vorteilhaft eine kostengünstige und/oder einfach zu fertigende in- duktive Ladevorrichtung bereitgestellt werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Wechselrichtereinheit zumindest einen LLC- Wechselrichter aufweist. Insbesondere ist der Wechselrichter als der LLC- Wechselrichter ausgebildet. Vorzugsweise ist der LLC-Wechselrichter als ein LLC- Resonanzwandler ausgebildet. Vorteilhaft weist der LLC-Wechselrichter zumindest eine parallel zu der Primärinduktivität geschaltete erste Induktivität auf. Besonders vorteilhaft weist der LLC-Wechselrichter zumindest eine mit der Primärinduktivität in Reihe geschaltete zweite Induktivität auf. Vorzugsweise weist der LLC-Wechselrichter zumindest eine mit der Primärinduktivität und der parallel dazu geschalteten ersten Induktivi- tät in Reihe geschaltete Kapazität auf. Hierdurch kann vorteilhaft eine hohe Qualität einer Ladewechselspannung erzielt werden.
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Wechselrichtereinheit zumindest einen H- Brücken-Wechselrichter aufweist. Insbesondere ist der Wechselrichter als der H- Brücken-Wechselrichter ausgebildet. Vorteilhaft umfasst die Wechselrichtereinheit zumindest eine H-Brücke. Hierdurch kann vorteilhaft ein hoher Wirkungsgrad bei einem Wechselrichten erzielt werden.
Vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich eines drahtlosen Ladens und/oder einer Bauweise und/oder einer Kosteneffizienz können mit einem System erzielt werden, welches eine erfindungsgemäße induktive Ladevorrichtung und zumindest einen Energie- speicher, der dazu vorgesehen ist, drahtlos mittels der Ladevorrichtung geladen zu werden, umfasst.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum drahtlosen Laden eines Energiespei- chers, insbesondere mit einer erfindungsgemäßen induktiven Ladevorrichtung, wobei eine Wechselspannung aus einer DC-Versorgungsspannung erzeugt und unmittelbar, insbesondere ohne einen Zwischenschritt, in welchem eine Spannungsart geändert wird, in eine Ladewechselspannung transformiert wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können insbesondere vorteilhafte Eigenschaften hinsichtlich einer Bauweise einer induktiven Ladevorrichtung erzielt werden. Vorteilhaft kann eine induktive Ladevorrichtung mit einer einfachen und/oder kostengünstigen und/oder effizienten Bauweise bereitgestellt werden. Ferner kann vorteilhaft eine Anzahl von Umspannungsschritten reduziert werden. Außerdem kann vorteilhaft eine Anzahl benötigter Hochleistungskomponenten wie beispielsweise Hochspannungs-
MOSFETs und/oder Hochspannungs-H-Brücken reduziert werden. Insbesondere kann vorteilhaft eine induktive Ladevorrichtung ohne Hochleistungs-MOSFET und/oder ohne Hochspannungs-H-Brücke bereitgestellt werden. Ferner kann eine Einfachheit einer benötigten Steuersoftware und/oder ein reduzierter Programmieraufwand erzielt wer- den.
Die erfindungsgemäße induktive Ladevorrichtung und/oder das erfindungsgemäße Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere können die erfindungsgemäße induktive La- devorrichtung und/oder das erfindungsgemäße System zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zudem sollen bei den in dieser Offenbarung angegebenen Wertebereichen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als offenbart und als beliebig einsetzbar gelten.
Zeichnung Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 ein System mit einer induktiven Ladevorrichtung und einem Energiespeicher in einer perspektivischen Darstellung,
Fig. 2 ein Blockdiagramm des Systems,
Fig. 3 ein schematisches Schaltbild der induktiven Ladevorrichtung,
Fig. 4 ein schematisches Schaltbild einer zweiten induktiven Ladevorrichtung und
Fig. 5 ein schematisches Schaltbild einer dritten induktiven Ladevorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele Die Figur 1 zeigt ein System 34a mit einer induktiven Ladevorrichtung 10a und mit einem Energiespeicher 20a, der dazu vorgesehen ist, drahtlos mittels der Ladevorrichtung 10a geladen zu werden. Der Energiespeicher 20a ist als ein Akkupack einer Handwerkzeugmaschine 12a ausgebildet. Die induktive Ladevorrichtung 10a ist im vorliegenden Fall Teil eines induktiven Ladegeräts 36a. Die induktive Ladevorrichtung 10a ist im vorliegenden Fall als eine induktive Akkuladevorrichtung für die Handwerkzeugmaschine 12a ausgebildet.
Die Figur 2 zeigt ein Blockdiagramm des Systems 34a. Die induktive Ladevorrichtung 10a weist eine Wechselrichtereinheit 14a auf, die zu einer Erzeugung einer Wechsel- Spannung aus einer DC-Versorgungsspannung vorgesehen ist. Die Wechselrichtereinheit 14a weist einen Gleichspannungseingang 40a auf, der zu einer Verbindung mit der DC-Versorgungsspannung vorgesehen ist. Die Wechselrichtereinheit 14a weist einen Wechselspannungsausgang 16a zur Bereitstellung der Wechselspannung auf. Die induktive Ladevorrichtung 10a weist eine Ladeinduktivität 18a zum drahtlosen Laden des Energiespeichers 20a auf. Im vorliegenden Fall ist die Ladeinduktivität 18a als eine
Ladespule ausgebildet. Ferner weist die induktive Ladevorrichtung 10a einen Trans- formator 22a mit einer Primärinduktivität 24a und mit einer Sekundärinduktivität 26a auf. Die Primärinduktivität 24a ist mit dem Wechselspannungsausgang 16a verbunden. Im vorliegenden Fall ist die Primärinduktivität 24a spannungsarterhaltend mit dem Wechselspannungsausgang 16a verbunden. Die Primärinduktivität 24a ist direkt mit dem Wechselspannungsausgang 16a verbunden. Die Sekundärinduktivität 26a ist spannungsarterhaltend mit der Ladeinduktivität 18a verbunden. Im vorliegenden Fall ist die Sekundärinduktivität 26a in einem Ladekreis 41 a angeordnet, der ferner die Ladeinduktivität 18a und eine Ladekapazität 42a aufweist. Der Energiespeicher 20a weist eine Empfangsinduktivität 44a auf, die bei dem drahtlosen Laden induktiv an die Ladeinduktivität 18a der induktiven Ladevorrichtung 10a koppelt.
Die Figur 3 zeigt ein schematisches Schaltbild der induktiven Ladevorrichtung 10a. Die Wechselrichtereinheit 14a weist einen Gegentakt-Wechselrichter 28a auf. Die Wechselrichtereinheit 14a weist ein erstes Schaltelement 46a und ein zweites Schaltelement 48a auf. Im vorliegenden Fall sind das erste Schaltelement 46a und das zweite Schaltelement 48a jeweils als ein MOSFET ausgebildet. Die Schaltelemente 46a, 48a sind von einer Steuereinheit 38a (vgl. Figur 1 ) der induktiven Ladevorrichtung 10a ansteu- erbar. Zu der Erzeugung der Wechselspannung werden die Schaltelemente 46a, 48a abwechselnd und periodisch geschaltet.
Ein erster Anschluss des ersten Schaltelements 46a ist mit einer Masse 50a verbunden. Ein erster Anschluss des zweiten Schaltelements 48a ist mit der Masse 50a ver- bunden. Ein zweiter Anschluss des ersten Schaltelements 46a ist mit einem ersten
Anschluss der Primärinduktivität 24a verbunden. Ein zweiter Anschluss des zweiten Schaltelements 48a ist mit einem zweiten Anschluss der Primärinduktivität 24a verbunden. Ein dritter, insbesondere mittlerer Anschluss der Primärinduktivität 24a ist mit dem Gleichspannungseingang 40a verbunden. Die Primärinduktivität 24a ist an die Sekundärinduktivität 26a gekoppelt, insbesondere mittels eines Transformatorkerns.
Ein erster Anschluss der Sekundärinduktivität 26a ist mit einem ersten Anschluss der Ladeinduktivität 18a verbunden. Ein zweiter Anschluss der Sekundärinduktivität 26a ist mit einem ersten Anschluss der Ladekapazität 42a verbunden. Ein zweiter Anschluss der Ladekapazität 42a ist mit einem zweiten Anschluss der Ladeinduktivität 18a ver- bunden. Der Wechselspannungsausgang 16a ist frei von einem zwischengeschalteten Gleichrichter mit der Ladeinduktivität 18a verbunden. Der Transformator 22a ist zu einem Hochsetzen der Wechselspannung auf eine Ladewechselspannung vorgesehen. Die Wechselrichtereinheit 14a ist mit einer DC-Versorgungsspannung von 12 V betreibbar ausgebildet. Es sind aber auch Auslegungen einer Wechselrichtereinheit für andere
DC-Versorgungsspannungen denkbar, beispielsweise für 9 V oder 18 V oder 24 V oder 36 V. Die Wechselspannung weist im vorliegenden Fall eine Amplitude von etwa 17 V auf. Die Ladewechselspannung weist im vorliegenden Fall eine Amplitude von etwa 325 V auf.
Die Wechselrichtereinheit 14a ist dazu vorgesehen, bei dem Laden des Energiespeichers 20a zumindest einen Wechselspannungsparameter der Wechselspannung an zumindest einen Ladeparameter des Ladens zumindest teilweise anzupassen. Im vorliegenden Fall ist der Wechselspannungsparameter eine Frequenz der Wechselspan- nung. Ferner ist im vorliegenden Fall der Ladeparameter eine Resonanzfrequenz bei dem Laden, insbesondere eine Resonanzfrequenz des Ladekreises 41 a in Gegenwart des Energiespeichers 20a. Bei einer Verstimmung der Resonanzfrequenz des Ladekreises 41 a durch die Gegenwart des Energiespeichers 20a, beispielsweise in Abhängigkeit von einem Abstand zwischen der induktiven Ladevorrichtung 10a und dem Energiespeicher 20a, ist die Wechselrichtereinheit 14a dazu vorgesehen, die Frequenz der Wechselspannung an die Verstimmung anzupassen. Insbesondere ist die Steuereinheit 38 dazu vorgesehen, die Wechselrichtereinheit 14a in Abhängigkeit von dem Ladeparameter anzusteuern. Bei dem Laden wird mit der induktiven Ladevorrichtung 10a ein Verfahren zum drahtlosen Laden des Energiespeichers 20a durchgeführt, wobei die Wechselspannung aus der DC-Versorgungsspannung insbesondere mittels der Wechselrichtereinheit 14a erzeugt und unmittelbar in die Ladewechselspannung transformiert wird, insbesondere mittels des Transformators 22a.
In den Figuren 4 und 5 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugs- zeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figuren 1 bis 3, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in den Figuren 1 bis 3 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 4 und 5 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b und c ersetzt. Die Figur 4 zeigt ein schematisches Schaltbild einer zweiten induktiven Ladevorrichtung 10b. Die zweite induktive Ladevorrichtung 10b weist eine Wechselrichtereinheit 14b auf, die zu einer Erzeugung einer Wechselspannung aus einer DC- Versorgungsspannung vorgesehen ist. Die Wechselrichtereinheit 14b weist einen Wechselspannungsausgang 16b auf, der zur Bereitstellung der Wechselspannung vor- gesehen ist. Die Wechselrichtereinheit 14b weist einen LLC-Wechselrichter 30b auf.
Der LLC-Wechselrichter 30b ist als ein LLC-Resonanzwandler ausgebildet. Der LLC- Wechselrichter 30b weist ein erstes Schaltelement 46b und ein zweites Schaltelement 48b auf. Ein erster Anschluss des ersten Schaltelements 46b ist mit einem Gleichspannungseingang 40b der Wechselrichtereinheit 14b verbunden. Ein zweiter An- schluss des Schaltelements 46b ist mit einem ersten Anschluss des zweiten Schaltelements 48b verbunden. Ein zweiter Anschluss des zweiten Schaltelements 48b ist mit einer Masse 50b verbunden. Ein erster Anschluss einer Kapazität 52b des LLC- Wechselrichters 30b ist mit der Masse 50b verbunden. Ein zweiter Anschluss der Kapazität 52b des LLC-Wechselrichters 30b ist mit einem ersten Anschluss einer ersten Induktivität 54b des LLC-Wechselrichters 30b verbunden. Ein zweite Anschluss der ersten Induktivität 54b des LLC-Wechselrichters 30b ist mit einem ersten Anschluss einer zweiten Induktivität 56b des LLC-Wechselrichters 30b verbunden. Ein zweiter Anschluss der zweiten Induktivität 56b des LLC-Wechselrichters 30b ist mit dem ersten Anschluss des zweiten Schaltelements 48b verbunden. Ein ersten Anschluss einer Primärinduktivität 24b eines Transformators 22b der zweiten induktiven Ladevorrichtung 10b ist mit dem zweiten Anschluss der ersten Induktivität 54b des LLC- Wechselrichters 30b verbunden. Ein zweiter Anschluss der Primärinduktivität 24b ist mit dem zweiten Anschluss der Kapazität 52b des LLC-Wechselrichters 30b verbunden. Zu der Erzeugung der Wechselspannung aus der DC-Versorgungsspannung wer- den die Schaltelemente 46b, 48b abwechselnd und periodisch geschaltet.
Der Transformator 22b umfasst eine Sekundärinduktivität 26b. Die Sekundärinduktivität 26b ist spannungsarterhaltend mit einer Ladeinduktivität 18b der induktiven Ladevorrichtung 10b verbunden. Die Figur 5 zeigt ein schematisches Schaltbild einer dritten induktiven Ladevorrichtung 10c. Die dritte induktive Ladevorrichtung 10c weist eine Wechselrichtereinheit 14c auf, die zu einer Erzeugung einer Wechselspannung aus einer DC-Versorgungsspannung vorgesehen ist. Die Wechselrichtereinheit 14c weist einen Wechselspannungsausgang 16c auf, der zur Bereitstellung der Wechselspannung vorgesehen ist. Die Wechselrichtereinheit 14c weist einen H-Brücken-Wechselrichter 32c auf. Der H-Brücken- Wechselrichter 32c weist ein erstes Schaltelement 46c, ein zweites Schaltelement 48c, ein drittes Schaltelement 58c und ein viertes Schaltelement 60c auf. Ein erster An- schluss des ersten Schaltelements 46c ist mit einem Gleichspannungseingang 40c der Wechselrichtereinheit 14c verbunden. Ein zweiter Anschluss des ersten Schaltelements 46c ist mit einem ersten Anschluss des zweiten Schaltelements 48c verbunden. Ein zweiter Anschluss des zweiten Schaltelements 48c ist mit einer Masse 50c verbunden. Ein erster Anschluss des dritten Schaltelements 58c ist mit der Masse 50c verbunden. Ein zweiter Anschluss des dritten Schaltelements 58c ist einem ersten An- schluss des vierten Schaltelements 60c verbunden. Ein zweiter Anschluss des vierten
Schaltelements 60c ist mit dem Gleichspannungseingang 40c verbunden. Der zweite Anschluss des ersten Schaltelements 46c ist mit einem ersten Anschluss einer Primärinduktivität 24c eines Transformators 22c der dritten induktiven Ladevorrichtung 10c verbunden. Ein zweiter Anschluss der Primärinduktivität 24c ist mit dem zweiten An- schluss des dritten Schaltelements 58c verbunden. Zu der Erzeugung der Wechselspannung aus der DC-Versorgungsspannung werden die Schaltelemente 46c, 48c, 58c, 60c periodisch nach Art eine H-Brücken-Schaltung geschaltet. Insbesondere werden dabei jeweils das erste Schaltelement 46c und das dritte Schaltelement 58c beziehungsweise das zweite Schaltelement 48c und das vierte Schaltelement 60c gleichzei- tig geschaltet.
Der Transformator 22c umfasst eine Sekundärinduktivität 26c. Die Sekundärinduktivität 26c ist spannungsarterhaltend mit einer Ladeinduktivität 18c der induktiven Ladevorrichtung 10c verbunden.
Grundsätzlich sind selbstverständlich beliebige andere Varianten für einen Wechselrichter einer erfindungsgemäßen induktiven Ladevorrichtung denkbar. Die hier angeführten drei möglichen Ausgestaltungen sind daher lediglich als Beispiele denkbar, wobei einzelne Schaltelemente oder Schaltgruppen in einer einem Fachmann als sinn- voll erscheinenden Weise ausgetauscht werden können.

Claims

Ansprüche
Induktive Ladevorrichtung (10a; 10b; 10c), insbesondere induktive Akkuladevorrichtung, insbesondere für eine Handwerkzeugmaschine (12a), mit zumindest einer Wechselrichtereinheit (14a; 14b; 14c), die zu einer Erzeugung einer Wechselspannung aus einer DC-Versorgungsspannung vorgesehen ist und zumindest einen Wechselspannungsausgang (16a; 16b; 16c) zur Bereitstellung der Wechselspannung aufweist, und mit zumindest einer Ladeinduktivität (18a; 18b; 18c) zum drahtlosen Laden zumindest eines Energiespeichers (20a), gekennzeichnet durch zumindest einen Transformator (22a; 22b; 22c), welcher zumindest eine mit dem Wechselspannungsausgang (16a; 16b; 16c) verbundene Primärinduktivität (24a; 24b; 24c) und zumindest eine mit der Ladeinduktivität (18a; 18b; 18c) span- nungsarterhaltend verbundene Sekundärinduktivität (26a; 26b; 26c) umfasst.
Induktive Ladevorrichtung (10a; 10b; 10c) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselspannungsausgang (16a; 16b; 16c) frei von einem zwischengeschalteten Gleichrichter mit der Ladeinduktivität (18a; 18b; 18c) verbunden ist.
Induktive Ladevorrichtung (10a; 10b; 10c) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Transformator (22a; 22b; 22c) zu einem Hochsetzen der Wechselspannung auf eine Ladewechselspannung vorgesehen ist.
Induktive Ladevorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselrichtereinheit (14a; 14b; 14c) dazu vorgesehen ist, bei dem Laden des Energiespeichers (20a) zumindest einen Wechselspannungsparameter der Wechselspannung an zumindest einen Ladeparameter des Ladens zumindest teilweise anzupassen.
5. Induktive Ladevorrichtung (10a; 10b; 10c) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wechselspannungsparameter eine Frequenz der Wechselspannung ist.
6. Induktive Ladevorrichtung (10a; 10b; 10c) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeparameter eine Resonanzfrequenz bei dem Laden ist.
7. Induktive Ladevorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselrichtereinheit (14a; 14b; 14c) mit einer DC-Versorgungsspannung von zumindest 12 V oder zumindest 24 V betreibbar ausgebildet ist.
8. Induktive Ladevorrichtung (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselrichtereinheit (14a) zumindest einen Gegentakt-Wechselrichter (28a) aufweist.
9. Induktive Ladevorrichtung (10b) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselrichtereinheit (14b) zumindest einen LLC-Wechselrichter (30b) aufweist.
10. Induktive Ladevorrichtung (10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselrichtereinheit (14c) zumindest einen H-Brücken-Wechselrichter (32c) aufweist.
1 1 . System mit einer induktiven Ladevorrichtung (10a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und mit zumindest einem Energiespeicher (20a), der dazu vorgesehen ist, drahtlos mittels der Ladevorrichtung (10a) geladen zu werden.
12. Verfahren zum drahtlosen Laden eines Energiespeichers (10a), insbesondere mit einer induktiven Ladevorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Wechselspannung aus einer DC-Versorgungsspannung erzeugt und unmittelbar in eine Ladewechselspannung transformiert wird.
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