WO2018086768A1 - Induktive ladestation und verfahren zum steuern einer induktiven ladestation - Google Patents

Induktive ladestation und verfahren zum steuern einer induktiven ladestation Download PDF

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WO2018086768A1
WO2018086768A1 PCT/EP2017/064789 EP2017064789W WO2018086768A1 WO 2018086768 A1 WO2018086768 A1 WO 2018086768A1 EP 2017064789 W EP2017064789 W EP 2017064789W WO 2018086768 A1 WO2018086768 A1 WO 2018086768A1
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WO
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charging station
control unit
inductive charging
primary coil
switching element
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PCT/EP2017/064789
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Paul BIRGEL
Kai Kuhr
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • 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
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
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    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to an inductive charging station and a method for controlling an inductive charging station.
  • Inductive charging stations are usually used for the inductive charging of electrical or
  • Hybrid vehicles These have a primary coil, the z. B. is arranged below a pallet. The current flow through the primary coil is thereby electrically controlled by a control unit with a corresponding power, wherein the control unit a
  • the energized primary coil then generates a magnetic field that generates a voltage in a secondary coil in a vehicle to be charged.
  • the magnetic field strengths occurring can be very large. Therefore, this magnetic field can influence objects like humans (eg with pacemakers) or animals.
  • Other interfering objects can be metallic objects, for example.
  • a charge monitoring device is provided in GB 25 10 125 A, which is arranged in the vehicle. Then captures the vehicle side
  • Charging monitoring device People in or next to the vehicle or animals, so this is communicated to the inductive charging station and the control unit correspondingly reduces the charging power.
  • Vehicle-controlled radar device by means of which interfering objects such as humans, animals or metallic objects are detected, the control unit in response to the radar signals adapts the charging power.
  • the advantage of this charging station is that, regardless of the vehicle equipment, interference objects are detected.
  • the invention is based on the technical problem of providing an inductive charging station and of providing a method for controlling an inductive charging station, by means of which the safety can be further increased.
  • the solution of the technical problem results from an inductive charging station with the features of claim 1 and a method having the features of claim 9. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.
  • the inductive charging station comprises a control unit and a primary coil, wherein the
  • Control unit is designed to control a current flow through the primary coil, wherein the inductive charging station has a network connection. Furthermore, the inductive charging station has at least one safety circuit which is independent of the control unit and which is designed to control at least one switching element which interrupts the current flow through the primary coil. This ensures that the magnetic field of the primary coil can be switched off even in the event of an error or manipulation of the control unit, or even not built up at all.
  • the at least one switching element is preferably designed as a relay. Other switching elements such. B. Power semiconductors are also possible in principle.
  • the at least one switching element is arranged between the mains connection and the control unit and / or between the control unit and the primary coil and / or between the control unit and a supply voltage connection of the control unit.
  • the inductive charging station has at least one
  • the safety circuit is designed in this case to control the at least one switching element as a function of the signals of the at least one detection device. It should be noted that the at least one safety circuit also several
  • Detecting devices can be assigned.
  • the safety circuit is designed to close the at least one switching element only when from the signals of the detection device to a desired and possible charging is closed.
  • the detection device is a camera that detects a vehicle to be charged.
  • this charge request signals can be detected.
  • the vehicle transmits electronically or optically a signal that expresses the charging request.
  • the vehicle may be formed with an RFI D tag or a vehicle to be charged is detected by means of light barriers or induction coils. In this embodiment, therefore, the safety circuit is connected upstream, ie only when it releases the charging process, the control unit can energize the primary coil.
  • control unit is designed such that the at least one switching element is opened when a magnetic field of the primary coil is detected and is closed from the signals of the detection device to a missing or possible charging.
  • the magnetic field can be detected, for example, by an induction coil. If, for example, the detection device does not detect a vehicle and / or a disturbing object such as, for example, a cable or a human, the current flow through the primary coil is interrupted by the switching element.
  • Safety circuit enable the charging process and can then cancel this again at any time when the conditions change (eg a vehicle moves away and the primary coil is still energized).
  • the safety circuit is designed such that it is activated by a magnetic field of the primary coil. As a result, the safety circuit is only switched on, even if a primary field is present, which correspondingly leads to a low quiescent power requirement of the safety circuit.
  • the detection device is designed such
  • Charge request signal to capture regardless of a charge request signal for the
  • Control unit is what increases safety through increased redundancy.
  • the vehicle may generate first and second charge request signals, one for the control unit and the other for the safety circuit.
  • the two signals can also be very different z.
  • the security circuit receives the charge request signal from an online service in which the driver has logged on.
  • the detection device is designed such, interference objects such. As humans, animals or metallic objects to capture.
  • interference objects such. As humans, animals or metallic objects to capture.
  • control unit and a primary coil and the control unit controls a current flow through the primary coil, characterized in that by means of a control unit independent of the safety circuit, the inductive charging station is monitored, wherein the safety circuit controls a switching element that interrupts the current flow through the primary coil, wherein Error, the switching element is opened or remains open.
  • Error case means in particular that no vehicle is present with a charging request and / or that a disturbance object is present.
  • FIGURE shows a schematic block diagram of an inductive charging station.
  • the inductive charging station 1 has a control unit 2, a primary coil 3, a
  • Safety circuit 4 with a detection device 5 and a first switching element 6, a second switching element 7 and a third switching element 8. This is the first one
  • Switching element 6 is arranged between a network connection 9 and the control unit 2.
  • the second switching element 7 is arranged between the control unit 2 and the primary coil 3
  • the third switching element 8 is arranged between a supply voltage connection for the control unit 2 and the control unit 2.
  • the switching elements 6-8 are preferably designed as relays. It should be noted that in principle a
  • Switching element 6 - 8 is sufficient.
  • the control unit 2 refers to their supply voltage from the mains voltage. This is not mandatory. Thus, alternatively or additionally, a battery can provide the supply voltage.
  • the primary coil 3 is arranged below a bottom plate 10.
  • the voltage supply, not shown, the safety circuit 4 can be a local, self-sufficient
  • Be power supply eg a battery or also via the mains voltage.
  • the control unit 2 includes power electronics and can be closed
  • Switching elements 6 - 8 energize the primary coil 3.
  • the control unit 2 set parameters for the current and turn it off completely.
  • the switching elements 6-8 are open, it being assumed below that only the switching element 6 is present. Now approaching a vehicle, which wants to be charged inductively, this is detected by the detection device 5 and transmitted to the safety circuit 4. In addition, the detection device 5, the
  • the detection device 5 may comprise a camera and / or radar and / or ultrasound sensors.
  • the approach of a vehicle with a charging request can be done by the detection device 5 in very different ways, which can also be combined with each other.
  • the vehicle may have an RFI D tag or send out a specific electrical or optical signal.
  • the detection device 5 receives an on-line service signal that indicates that a vehicle with a charging request is in its area.
  • the safety circuit 4 If both conditions are met (vehicle with a charging request and no interference object), the safety circuit 4 generates a control signal to close the switching element 6.
  • the vehicle can send another signal with which the charging request and desired charging parameters are transmitted to the control unit 2.
  • the control unit 2 sets the current through the primary coil 3. It can also be provided that the vehicle emits only one signal, which is repeated.
  • the safety circuit 4 then closes the switching element 6 when the signal is first received by the detection device 5.
  • the vehicle sends the signal again.
  • the control unit 2 has a supply voltage independent of the mains voltage, the transmission of a single signal is sufficient because the control unit 2 can receive and store this even when the switching element 6 is open.
  • the switching element 6 is closed by default.
  • the control unit 2 then energizes the primary coil 3 in the presence of a vehicle with a charging request and switches off the power in the primary coil 3 when no vehicle is present.
  • the shutdown takes place by means of switching elements in the control unit 2.
  • the security circuit 4 is disabled by default. Captures the other hand
  • Detector 5 a magnetic field generated by the primary coil 3, the detection device 5 activates the safety circuit 4. This then checks whether really a vehicle is present, which is charged inductively. This can be done, for example, by means of a further sensor system of the detection device 5 (eg camera). Is a vehicle present, the switching element 6 remains closed. In addition, it can be detected whether no interfering objects are present. If no vehicle is detected, errors in the control unit 2 or a manipulation is closed and the safety circuit 4 opens the switching element 6, so that the primary coil 3 can no longer be energized by the lack of mains voltage.
  • a further sensor system of the detection device 5 eg camera
  • Manipulations of the control unit 2 are detected and independent of the control unit 2, the current through the primary coil 3 can be interrupted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine induktive Ladestation (1), umfassend eine Steuereinheit (2) und eine Primärspule (3), wobei die Steuereinheit (2) derart ausgebildet ist, einen Stromfluss durch die Primärspule (3) zu steuern, wobei die induktive Ladestation (1) einen Netzanschluss (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die induktive Ladestation (1) mindestens eine von der Steuereinheit (2) unabhängige Sicherheitsschaltung (4) aufweist, die derart ausgebildet ist, mindestens ein Schaltelement (6 – 8) anzusteuern, das den Stromfluss durch die Primärspule (3) unterbricht, sowie ein Verfahren zum Steuern einer induktiven Ladestation (1).

Description

Beschreibung
Induktive Ladestation und Verfahren zum Steuern einer induktiven Ladestation
Die Erfindung betrifft eine induktive Ladestation und ein Verfahren zum Steuern einer induktiven Ladestation.
Induktive Ladestationen dienen üblicherweise dem induktiven Laden von Elektro- oder
Hybridfahrzeugen. Diese weisen eine Primärspule auf, die z. B. unterhalb einer Ladeplatte angeordnet ist. Der Stromfluss durch die Primärspule wird dabei durch eine Steuereinheit mit einer entsprechenden Leistung elektrisch gesteuert, wobei die Steuereinheit einen
Netzanschluss aufweist, wobei das Netz die elektrische Energie für den Ladevorgang zur Verfügung stellt. Die bestromte Primärspule erzeugt dann ein Magnetfeld, das eine Spannung in einer Sekundärspule in einem zu ladenden Fahrzeug erzeugt. Die dabei auftretenden Magnetfeldstärken können sehr groß sein. Daher kann dieses Magnetfeld Einfluss auf Objekte wie Menschen (z. B. mit Herzschrittmacher) oder Tiere haben. Weitere Stör-Objekte können beispielweise metallische Gegenstände sein.
Zur Lösung dieses Problems wird in der GB 25 10 125 A eine Ladeüberwachungsvorrichtung vorgesehen, die in dem Fahrzeug angeordnet ist. Erfasst dann die fahrzeugseitige
Ladeüberwachungsvorrichtung Menschen im oder neben dem Fahrzeug oder Tiere, so wird dies der induktiven Ladestation mitgeteilt und die Steuereinheit reduziert entsprechend die Ladeleistung.
Aus der US 2016/0109564 A1 ist eine induktive Ladestation bekannt, die eine
fahrzeuggesteuerte Radareinrichtung aufweist, mittels derer Stör-Objekte wie Menschen, Tiere oder metallische Gegenstände erfasst werden, wobei die Steuereinheit in Abhängigkeit der Radarsignale die Ladeleistung anpasst. Der Vorteil dieser Ladestation ist, dass unabhängig von der Fahrzeugausstattung Stör-Objekte erfasst werden.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine induktive Ladestation zu schaffen sowie ein Verfahren zum Steuern einer induktiven Ladestation zur Verfügung zu stellen, mittels derer die Sicherheit weiter erhöht werden kann. Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine induktive Ladestation mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die induktive Ladestation umfasst eine Steuereinheit und eine Primärspule, wobei die
Steuereinheit derart ausgebildet ist, einen Stromfluss durch die Primärspule zu steuern, wobei die induktive Ladestation einen Netzanschluss aufweist. Weiter weist die induktive Ladestation mindestens eine von der Steuereinheit unabhängige Sicherheitsschaltung auf, die derart ausgebildet ist, mindestens ein Schaltelement anzusteuern, das den Stromfluss durch die Primärspule unterbricht. Somit ist gewährleistet, dass auch bei einem Fehler oder einer Manipulation der Steuereinheit das Magnetfeld der Primärspule abgeschaltet werden kann bzw. erst gar nicht aufgebaut wird. Das mindestens eine Schaltelement ist dabei vorzugsweise als Relais ausgebildet. Andere Schaltelemente wie z. B. Leistungshalbleiter sind aber grundsätzlich auch möglich.
In einer Ausführungsform ist das mindestens eine Schaltelement zwischen dem Netzanschluss und der Steuereinheit und/oder zwischen der Steuereinheit und der Primärspule und/oder zwischen der Steuereinheit und einem Versorgungsspannungsanschluss der Steuereinheit angeordnet. Dabei ist der Vorteil des Schaltelements am Netzanschluss, dass die
Netzspannung abgeschaltet wird, so dass auch interne Kurzschlüsse kein Problem darstellen. Der Vorteil des Schaltelements an der Primärspule ist hingegen, dass der Schaltvorgang beim Zuschalten schneller ist, da die Steuereinheit nicht hochgefahren werden muss.
In einer weiteren Ausführungsform weist die induktive Ladestation mindestens eine
Erfassungseinrichtung auf, die datentechnisch mit der Sicherheitsschaltung verbunden ist. Die Datenverbindung kann dabei leitungsgebunden oder über eine Luftschnittstelle erfolgen. Die Sicherheitsschaltung ist dabei derart ausgebildet, das mindestens eine Schaltelement in Abhängigkeit der Signale der mindestens einen Erfassungseinrichtung anzusteuern. Dabei sei angemerkt, dass der mindestens einen Sicherheitsschaltung auch mehrere
Erfassungseinrichtungen zugeordnet sein können.
Dabei gibt es prinzipiell zwei Vorgehensweisen, die auch in Kombination zur Anwendung kommen können.
In einer Ausführungsform ist die Sicherheitsschaltung derart ausgebildet, das mindestens eine Schaltelement erst zu schließen, wenn aus den Signalen der Erfassungseinrichtung auf einen gewünschten und möglichen Ladevorgang geschlossen wird. Beispielsweise ist die Erfassungseinrichtung eine Kamera, die ein zu ladendes Fahrzeug erfasst. Alternativ kann diese Ladewunsch-Signale erfassen. Beispielsweise übermittelt das Fahrzeug elektronisch oder optisch ein Signal, dass den Ladewunsch ausdrückt. Alternativ oder ergänzend kann das Fahrzeug mit einem RFI D-Tag ausgebildet sein oder ein zu ladendes Fahrzeug wird mittels Lichtschranken oder Induktionsspulen detektiert. Bei dieser Ausführungsform ist also die Sicherheitsschaltung vorgeschaltet, d. h. nur wenn diese den Ladevorgang freigibt, kann die Steuereinheit die Primärspule bestromen.
Alternativ ist die Steuereinheit derart ausgebildet, dass das mindestens eine Schaltelement geöffnet wird, wenn ein Magnetfeld der Primärspule erfasst wird und aus den Signalen der Erfassungseinrichtung auf einen fehlenden oder möglichen Ladevorgang geschlossen wird. Das Magnetfeld kann dabei beispielsweise durch eine Induktionsspule erfasst werden. Erfasst dann beispielsweise die Erfassungseinrichtung kein Fahrzeug und/oder ein störendes Objekt wie beispielsweise ein Kabel oder einen Menschen, so wird durch das Schaltelement der Stromfluss durch die Primärspule unterbrochen. Bei der Kombination muss zumindest die
Sicherheitsschaltung den Ladevorgang freigeben und kann danach jederzeit diesen wieder abbrechen, wenn sich die Voraussetzungen ändern (z. B. ein Fahrzeug entfernt sich und die Primärspule wird weiter bestromt).
In einer weiteren Ausführungsform ist die Sicherheitsschaltung derart ausgebildet, dass diese durch ein Magnetfeld der Primärspule aktiviert wird. Dadurch wird die Sicherheitsschaltung nur eingeschaltet, wenn auch ein Primärfeld vorhanden ist, was entsprechend zu einem geringen Ruhestrombedarf der Sicherheitsschaltung führt.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Erfassungseinrichtung derart ausgebildet, ein
Ladewunsch-Signal zu erfassen, das unabhängig von einem Ladewunsch-Signal für die
Steuereinheit ist, was die Sicherheit durch erhöhte Redundanz erhöht. So kann beispielsweise das Fahrzeug ein erstes und ein zweites Ladewunsch-Signal erzeugen, wobei das eine Signal für die Steuereinheit und das andere für die Sicherheitsschaltung ist. Die beiden Signale können dabei auch sehr unterschiedlich sein z. B. optisch und elektrisch. Alternativ erhält die Sicherheitsschaltung das Ladewunsch-Signal von einem Online-Dienst, bei dem sich der Fahrer angemeldet hat.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Erfassungseinrichtung derart ausgebildet, Stör- Objekte wie z. B. Menschen, Tiere oder metallische Gegenstände zu erfassen. Das Verfahren zum Steuern einer induktiven Ladestation, wobei die Ladestation eine
Steuereinheit und eine Primärspule aufweist und die Steuereinheit einen Stromfluss durch die Primärspule steuert, ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer von der Steuereinheit unabhängigen Sicherheitsschaltung die induktive Ladestation überwacht wird, wobei die Sicherheitsschaltung ein Schaltelement ansteuert, dass den Stromfluss durch die Primärspule unterbricht, wobei im Fehlerfall das Schaltelement geöffnet wird oder geöffnet bleibt. Fehlerfall bedeutet dabei insbesondere, dass kein Fahrzeug mit Ladewunsch vorhanden ist und/oder dass ein Stör-Objekt vorhanden ist.
Hinsichtlich weiterer Ausführungsformen des Verfahrens wird auf die vorangegangenen Ausführungen zur induktiven Ladestation Bezug genommen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die einzige Figur zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer induktiven Ladestation.
Die induktive Ladestation 1 weist eine Steuereinheit 2, eine Primärspule 3, eine
Sicherheitsschaltung 4 mit einer Erfassungseinrichtung 5 sowie ein erstes Schaltelement 6, ein zweites Schaltelement 7 und ein drittes Schaltelement 8 auf. Dabei ist das erste
Schaltelement 6 zwischen einem Netzanschluss 9 und der Steuereinheit 2 angeordnet. Das zweite Schaltelement 7 ist zwischen der Steuereinheit 2 und der Primärspule 3 angeordnet und das dritte Schaltelement 8 ist zwischen einem Versorgungsspannungsanschluss für die Steuereinheit 2 und der Steuereinheit 2 angeordnet. Die Schaltelemente 6 - 8 sind dabei vorzugsweise als Relais ausgebildet. Dabei sei angemerkt, dass grundsätzlich ein
Schaltelement 6 - 8 ausreichend ist. In der Fig. 1 ist dargestellt, dass die Steuereinheit 2 ihre Versorgungsspannung aus der Netzspannung bezieht. Dies ist nicht zwingend. So kann alternativ oder ergänzend eine Batterie die Versorgungsspannung zur Verfügung stellen. Die Primärspule 3 ist dabei unterhalb einer Bodenplatte 10 angeordnet. Die nicht dargestellte Spannungsversorgung der Sicherheitsschaltung 4 kann dabei eine lokale, autarke
Spannungsversorgung sein (z. B. eine Batterie) oder aber ebenfalls über die Netzspannung erfolgen.
Die Steuereinheit 2 beinhaltet eine Leistungselektronik und kann bei geschlossenen
Schaltelementen 6 - 8 die Primärspule 3 bestromen. Dabei kann die Steuereinheit 2 Parameter für den Strom einstellen und diesen auch ganz abschalten. In einer ersten Ausführungsform sind die Schaltelemente 6 - 8 offen, wobei nachfolgend davon ausgegangen wird, dass nur das Schaltelement 6 vorhanden ist. Nähert sich nun ein Fahrzeug, was induktiv geladen werden will, so wird dies von der Erfassungseinrichtung 5 erfasst und an die Sicherheitsschaltung 4 übermittelt. Zusätzlich kann die Erfassungseinrichtung 5 die
Bodenplatte 10 im Bereich der Primärspule 3 nach Stör-Objekten absuchen (z. B. Menschen, Tiere oder metallische Gegenstände). Hierzu kann die Erfassungseinrichtung 5 eine Kamera und/oder Radar- und/oder Ultraschallsensoren aufweisen. Die Annäherung eines Fahrzeugs mit einem Ladewunsch kann von der Erfassungseinrichtung 5 auf sehr unterschiedliche Weise erfolgen, die auch beliebig miteinander kombiniert werden können. Beispielsweise kann das Fahrzeug einen RFI D-Tag aufweisen oder ein spezielles elektrisches oder optisches Signal aussenden. Alternativ oder ergänzend empfängt die Erfassungseinrichtung 5 ein Signal eines Online-Dienstes, mit dem mitgeteilt wird, dass sich ein Fahrzeug mit Ladewunsch in ihrem Bereich befindet.
Sind beide Bedingungen erfüllt (Fahrzeug mit Ladewunsch und kein Stör-Objekt), so erzeugt die Sicherheitsschaltung 4 ein Steuersignal, um das Schaltelement 6 zu schließen.
Anschließend kann das Fahrzeug ein weiteres Signal senden, mit dem der Ladewunsch und gewünschte Ladeparameter an die Steuereinheit 2 übermittelt werden, Abhängig von den Ladeparametern stellt dann die Steuereinheit 2 den Strom durch die Primärspule 3 ein. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass das Fahrzeug nur ein Signal aussendet, das wiederholt wird. Dabei schließt dann die Sicherheitsschaltung 4 das Schaltelement 6, wenn das Signal zunächst von der Erfassungseinrichtung 5 empfangen wird. Anschließend, nachdem die Steuereinheit 2 hochgefahren ist, sendet das Fahrzeug das Signal erneut. Bei Ausführungsformen, wo die Steuereinheit 2 eine von der Netzspannung unabhängige Versorgungsspannung aufweist, ist dabei die Aussendung eines einzigen Signals ausreichend, da die Steuereinheit 2 dieses auch bei offenem Schaltelement 6 empfangen und speichern kann.
In einer alternativen Ausführungsform ist das Schaltelement 6 standardmäßig geschlossen. Die Steuereinheit 2 bestromt dann bei Vorhandensein eines Fahrzeugs mit Ladewunsch die Primärspule 3 und schaltet den Strom in der Primärspule 3 ab, wenn kein Fahrzeug vorhanden ist. Die Abschaltung erfolgt dabei mittels Schaltelementen in der Steuereinheit 2. Auch die Sicherheitsschaltung 4 ist standardmäßig deaktiviert. Erfasst hingegen die
Erfassungseinrichtung 5 ein Magnetfeld, das von der Primärspule 3 erzeugt wird, aktiviert die Erfassungseinrichtung 5 die Sicherheitsschaltung 4. Diese überprüft dann, ob wirklich ein Fahrzeug vorhanden ist, das induktiv geladen wird. Dies kann beispielsweise mittels einer weiteren Sensorik der Erfassungseinrichtung 5 erfolgen (z. B. Kamera). Ist ein Fahrzeug vorhanden, bleibt das Schaltelement 6 geschlossen. Dabei kann zusätzlich erfasst werden, ob auch keine Stör-Objekte vorhanden sind. Wird kein Fahrzeug erfasst, wird auf Fehler in der Steuereinheit 2 oder eine Manipulation geschlossen und die Sicherheitsschaltung 4 öffnet das Schaltelement 6, sodass durch die fehlende Netzspannung die Primärspule 3 nicht mehr bestromt werden kann.
Durch die von der Steuereinheit 2 vollständig unabhängige Sicherheitsschaltung 4 kann somit die Sicherheit an einer induktiven Ladestation 1 verbessert werden, da Fehler oder
Manipulationen der Steuereinheit 2 erfasst werden und unabhängig von der Steuereinheit 2 der Strom durch die Primärspule 3 unterbrochen werden kann.
Bezugszeichenliste Induktive Ladestation
Steuereinheit
Primärspule
Sicherheitsschaltung
Erfassungseinrichtung
Schaltelement
Schaltelement
Schaltelement
Netzanschluss
Bodenplatte

Claims

Patentansprüche
1. Induktive Ladestation (1 ), umfassend eine Steuereinheit (2) und eine Primärspule (3), wobei die Steuereinheit (2) derart ausgebildet ist, einen Stromfluss durch die Primärspule (3) zu steuern, wobei die induktive Ladestation (1 ) einen Netzanschluss (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
die induktive Ladestation (1 ) mindestens eine von der Steuereinheit (2) unabhängige Sicherheitsschaltung (4) aufweist, die derart ausgebildet ist, mindestens ein
Schaltelement (6 - 8) anzusteuern, das den Stromfluss durch die Primärspule (3) unterbricht.
2. Induktive Ladestation nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schaltelement (6) zwischen dem Netzanschluss (9) und der Steuereinheit (2) und/oder der Steuereinheit (2) und der Primärspule (3) und/oder der Steuereinheit (2) und einem Versorgungsspannungsanschluss der Steuereinheit (2) angeordnet ist.
3. Induktive Ladestation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
induktive Ladestation (1 ) mindestens eine Erfassungseinrichtung (5) aufweist, die datentechnisch mit der Sicherheitsschaltung (4) verbunden ist, wobei die
Sicherheitsschaltung (4) derart ausgebildet ist, das mindestens eine Schaltelement (6 - 8) in Abhängigkeit der Signale der mindestens einen Erfassungseinrichtung (5) anzusteuern.
4. Induktive Ladestation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sicherheitsschaltung (4) derart ausgebildet ist, das mindestens eine Schaltelement (6 - 8) erst zu schließen, wenn aus den Signalen der Erfassungseinrichtung (5) auf einen gewünschten und möglichen Ladevorgang geschlossen wird.
5. Induktive Ladestation nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Steuereinheit (2) derart ausgebildet ist, dass das mindestens eine Schaltelement (6 - 8) geöffnet wird, wenn ein Magnetfeld der Primärspule (3) erfasst wird und aus den Signalen der Erfassungseinrichtung (5) auf einem fehlenden und/oder unmöglichen Ladevorgang geschlossen wird.
6. Induktive Ladestation nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Sicherheitsschaltung (4) derart ausgebildet ist, dass diese durch ein Magnetfeld der Primärspule (3) aktiviert wird. Induktive Ladestation nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (5) derart ausgebildet ist, ein Ladewunsch-Signal zu erfassen, das unabhängig von einem Ladewunsch-Signal für die Steuereinheit (2) ist.
Induktive Ladestation nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (5) derart ausgebildet ist, Stör-Objekte zu erfassen.
Verfahren zum Steuern einer induktiven Ladestation (1 ), wobei die induktive Ladestation (1 ) eine Steuereinheit (2) und eine Primärspule (3) aufweist, wobei die Steuereinheit (2) einen Stromfluss durch die Primärspule (3) steuert,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels einer von der Steuereinheit (2) unabhängigen Sicherheitsschaltung (4) die induktive Ladestation (1 ) überwacht wird, wobei die Sicherheitsschaltung (4) ein
Schaltelement (6 - 8) ansteuert, das den Stromfluss durch die Primärspule (3) unterbricht, wobei im Fehlerfall das Schaltelement (6 - 8) geöffnet wird oder geöffnet bleibt.
PCT/EP2017/064789 2016-11-11 2017-06-16 Induktive ladestation und verfahren zum steuern einer induktiven ladestation WO2018086768A1 (de)

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