DE102013103097B4

DE102013103097B4 - Ladevorrichtung

Info

Publication number: DE102013103097B4
Application number: DE102013103097.1A
Authority: DE
Inventors: Uwe Möhrstädt
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2013-03-26
Filing date: 2013-03-26
Publication date: 2024-09-19
Anticipated expiration: 2033-03-27
Also published as: DE102013103097A1

Abstract

Ladevorrichtung zum induktiven Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten induktiven Bauelement (1), das außerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, und mit einem zweiten induktiven Bauelement (2), das innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei die beiden Bauelemente (1,2) induktiv miteinander koppelbar sind, um den elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufzuladen, wobei eine mechanische Adaptereinrichtung mindestens eine Relativbewegung eines der beiden induktiven Bauelemente (1) relativ zu dem anderen induktiven Bauelement (2) ermöglicht, um die Größe eines Luftspalts (4) zwischen den beiden induktiven Bauelementen (1,2) zu reduzieren, wobei die mechanische Adaptereinrichtung (5) eine Höhenausgleichseinrichtung (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenausgleichseinrichtung (10) mindestens eine Höhenführungsschiene (12) umfasst, wobei die Höhenführungsschiene (12) durch eine Höhenfedereinrichtung (15) gestützt ist, wobei die Höhenausgleichseinrichtung (10) einen Höhenanschlag (13) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum induktiven Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich zum Beispiel um ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug mit einem Elektromotor, der über den elektrischen Energiespeicher mit elektrischer Energie versorgt wird. Der elektrische Energiespeicher kann mit Hilfe der Ladevorrichtung aufgeladen werden. Die deutsche Gebrauchsmusterschrift DE 20 2011 001 735 U1 offenbart eine als Niveaurad ausgeführte Einrichtung zur Stromversorgung von Fahrzeugen mittels Induktion mittels eines induktiven Übertragers, bei dem eine an dem Fahrzeug angebrachte Induktionsspule in einem Rad angeordnet ist, welches gegen eine Fahrbahn mit einer Primärspule im Fahren und im Stillstand angeschwenkt werden kann, wodurch der magnetische Fluss der Induktionsstrecke mit hohem Wirkungsgrad übertragen wird. Die deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2010 028 126 A1 offenbart eine Einrichtung zum Aufladen von elektrischen Zwischenspeichern in Fahrzeugen, mit einer beweglichen Positionierungsvorrichtung, mittels der nach einem Abstellen des Fahrzeugs über der Abgabevorrichtung ein Kontaktmittel an der Positionierungsvorrichtung aus einer Nichtladeposition in eine Ladeposition bringbar ist, in der die zueinander passenden Kontaktmittel miteinander in Kontakt sind, wobei die Positionierungsvorrichtung einen um eine vertikale Achse drehbaren Teleskoparm mit veränderbarer Länge gegenüber der vertikalen Drehachse umfasst.
Aufgabe der Erfindung ist es, das induktive Aufladen eines Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Energiespeicher zu vereinfachen.
Die Aufgabe ist durch eine Ladevorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bei dem induktiven Bauelement handelt es sich vorzugsweise um eine elektrische Spule. Wenn die beiden Spulen benachbart zueinander angeordnet werden, kann mittels eines elektromagnetischen Feldes Energie induktiv von der ersten Spule in die zweite Spule geleitet werden, um den elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufzuladen. Die mechanische Adaptereinrichtung ist, zumindest teilweise, vorzugsweise dem ersten induktiven Bauelement zugeordnet. Durch die Höhenausgleichseinrichtung kann ein Höhenunterschied zwischen den beiden induktiven Bauelementen ausgeglichen beziehungsweise deutlich reduziert werden. Der Höhenausgleich erfolgt vorzugsweise in einer z-Richtung des Kraftfahrzeugs. Eine Längsrichtung des Kraftfahrzeugs wird auch als x-Richtung bezeichnet. Eine Querrichtung des Kraftfahrzeugs wird auch als y-Richtung bezeichnet. Die z-Richtung des Kraftfahrzeugs verläuft senkrecht zu einer Ebene, die von der x-Richtung und der y-Richtung des Kraftfahrzeugs aufgespannt wird. Die Höhenführungsschiene dient dazu, das erste induktive Bauelement in der Höhe zu führen. Die Höhenausgleichseinrichtung umfasst vorteilhaft zwei Höhenführungsschienen, zwischen denen das erste induktive Bauelement angeordnet ist. Die Höhenfedereinrichtung dient vorteilhaft dazu, die Höhenführungsschiene in eine optimale Position zu bringen. Durch den Höhenanschlag kann auf einfache Art und Weise die optimale Position des ersten induktiven Bauelements dargestellt werden.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Adaptereinrichtung eine Seitenausgleichseinrichtung umfasst. Durch die Seitenausgleichseinrichtung wird auf einfache Art und Weise ein Seitenausgleich zwischen den beiden induktiven Bauelementen ermöglicht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenausgleichseinrichtung mindestens eine Seitenführungsschiene umfasst. Die Seitenführungsschiene wirkt zum Beispiel mit einem Führungselement zusammen, das an dem Kraftfahrzeug angebracht ist. Die Seitenführungsschiene kann auch an dem Kraftfahrzeug angebracht sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das erste induktive Bauelement in einem Unterbodenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Diese Anordnung hat sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Ladevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass das zweite induktive Bauelement in oder auf einem Boden angeordnet ist, auf dem das Kraftfahrzeug abstellbar ist. Das zweite induktive Bauelement ist zum Beispiel in oder auf dem Boden eines Parkplatzes oder Garagenplatzes angeordnet.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Adaptereinrichtung, eine Höhenausgleichseinrichtung und/oder eine Seitenausgleichseinrichtung für eine vorab beschriebene Ladevorrichtung. Die genannten Einrichtungen sind separat handelbar.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist.
In der einzigen beiliegenden Figur ist eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung vereinfacht dargestellt.
In der beigefügten Figur ist eine Ladevorrichtung 3 mit einem ersten induktiven Bauelement 1 und einem zweiten induktiven Bauelement 2 vereinfacht dargestellt. Bei den induktiven Bauelementen 1 und 2 handelt es sich um elektrische Spulen. Das zweite induktive Bauelement 2 ist einem (nicht dargestellten) Kraftfahrzeug zugeordnet. An dem Kraftfahrzeug ist das zweite induktive Bauelement 2 im Unterbodenbereich angeordnet. Zwischen den beiden induktiven Bauelementen 1 und 2 ist durch einen Doppelpfeil 4 ein Luftspalt angedeutet.
Das erste induktive Bauelement 1 ist einer mechanischen Adaptereinrichtung 5 zugeordnet. Die mechanische Adaptereinrichtung 5 dient dazu, die Positionierung der beiden induktiven Bauelemente 1 und 2 relativ zueinander zu vereinfachen. Dadurch kann insbesondere der für das induktive Laden wichtige Luftspalt 4 zwischen den beiden induktiven Bauelementen 1 und 2 auf ein Minimum reduziert werden. Dadurch kann die Effizienz eines Ladevorgangs mit Hilfe der Ladevorrichtung 3 erhöht beziehungsweise optimiert werden.
Die mechanische Adaptereinrichtung 5 ist im oder auf einem Boden angebracht, auf dem das Kraftfahrzeug abgestellt wird. Die mechanische Adaptereinrichtung 5 wird bei einem Überfahren mit dem Kraftfahrzeug durch Positionierschienen so in Position gebracht, dass der Luftspalt 4 zwischen den beiden induktiven Bauelementen 1 und 2 auf ein Minimum reduziert wird. Durch einen Pfeil 8 ist die Einfahrt eines Kraftfahrzeugs angedeutet.
Die mechanische Adaptereinrichtung 5 umfasst eine Höhenausgleichseinrichtung 10. Die Höhenausgleichseinrichtung 10 umfasst eine Höhenführungsschiene 12, die in Richtung eines Doppelpfeils 14 bewegbar ist. die Höhenführungsschiene 12 ist durch eine Höhenfedereinrichtung 15 abgestützt. Die Höhenfedereinrichtung 15 ermöglicht ein Nachgeben, sobald die Höhenführungsschiene 12 an einem Höhenanschlag 13 anschlägt. Der Höhenanschlag 13 ist vorteilhaft am Unterboden des Kraftfahrzeugs in der Nähe des zweiten induktiven Bauelements 2 angeordnet.
Die mechanische Adaptereinrichtung 5 umfasst des Weiteren eine Seitenausgleichseinrichtung 20. Die Seitenausgleichseinrichtung 20 umfasst eine Seitenführungsschiene 22 und ermöglicht Seitenausgleichsbewegungen in Richtung eines Doppelpfeils 24.
Der Doppelpfeil 24 entspricht einer Fahrzeugquerrichtung, die auch als y-Richtung bezeichnet wird. Analog entspricht der Doppelpfeil 14 einer z-Richtung des Kraftfahrzeugs. Der seitliche Ausgleich mit Hilfe der Seitenausgleichseinrichtung 20 kann über breite Auflagen ermöglicht werden, die sich entsprechend durch das Einführen eines Gegenstücks positionieren.

Claims

Ladevorrichtung zum induktiven Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, mit einem ersten induktiven Bauelement (1), das außerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, und mit einem zweiten induktiven Bauelement (2), das innerhalb des Kraftfahrzeugs angeordnet ist, wobei die beiden Bauelemente (1,2) induktiv miteinander koppelbar sind, um den elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs aufzuladen, wobei eine mechanische Adaptereinrichtung mindestens eine Relativbewegung eines der beiden induktiven Bauelemente (1) relativ zu dem anderen induktiven Bauelement (2) ermöglicht, um die Größe eines Luftspalts (4) zwischen den beiden induktiven Bauelementen (1,2) zu reduzieren, wobei die mechanische Adaptereinrichtung (5) eine Höhenausgleichseinrichtung (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhenausgleichseinrichtung (10) mindestens eine Höhenführungsschiene (12) umfasst, wobei die Höhenführungsschiene (12) durch eine Höhenfedereinrichtung (15) gestützt ist, wobei die Höhenausgleichseinrichtung (10) einen Höhenanschlag (13) umfasst.
Ladevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Adaptereinrichtung (5) eine Seitenausgleichseinrichtung (20) umfasst.
Ladevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenausgleichseinrichtung (20) mindestens eine Seitenführungsschiene (22) umfasst.
Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste induktive Bauelement (1) in einem Unterbodenbereich des Kraftfahrzeugs angeordnet ist.
Ladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste induktive Bauelement (1) in oder auf einem Boden angeordnet ist, auf dem das Kraftfahrzeug abstellbar ist.
Adaptereinrichtung für eine Ladevorrichtung (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.