DE102012112961A1

DE102012112961A1 - Induktionsladevorrichtung

Info

Publication number: DE102012112961A1
Application number: DE201210112961
Authority: DE
Inventors: Juergen Mack; Dragan Krupezevic
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2012-12-21
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-06-26

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer Induktionsladevorrichtung, insbesondere von einer Handwerkzeuginduktionsladevorrichtung, mit zumindest einer Primärinduktionsladeeinheit (12), die zu einer induktiven Energieübertragung auf eine Induktionsakkuvorrichtung (14) vorgesehen ist und die zumindest eine Schwingkreisschaltung (16) mit einer Ladespule (18) aufweist. Es wird vorgeschlagen, dass die Primärinduktionsladeeinheit (12) eine Ausgleichseinheit (20) aufweist, die dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Kenngröße der Induktionsakkuvorrichtung (14) zu erfassen und abhängig von dieser Kenngröße in zumindest einem Betriebszustand eine Kenngröße der Schwingkreisschaltung (16) zu einem Ausgleich anzupassen.

Description

Stand der Technik
Es ist bereits eine Induktionsladevorrichtung, insbesondere eine Handwerkzeuginduktionsladevorrichtung, mit zumindest einer Primärinduktionsladeeinheit, die zu einer induktiven Energieübertragung auf eine Induktionsakkuvorrichtung vorgesehen ist und die zumindest eine Schwingkreisschaltung mit einer Ladespule aufweist, vorgeschlagen worden.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Induktionsladevorrichtung, insbesondere einer Handwerkzeuginduktionsladevorrichtung, mit zumindest einer Primärinduktionsladeeinheit, die zu einer induktiven Energieübertragung auf eine Induktionsakkuvorrichtung vorgesehen ist und die zumindest eine Schwingkreisschaltung mit einer Ladespule aufweist.
Es wird vorgeschlagen, dass die Primärinduktionsladeeinheit eine Ausgleichseinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Kenngröße der Induktionsakkuvorrichtung zu erfassen und abhängig von dieser Kenngröße in zumindest einem Betriebszustand eine Kenngröße der Schwingkreisschaltung zu einem Ausgleich anzupassen. Unter einer „Induktionsladevorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Vorrichtung zum induktiven Laden von Induktionsakkuvorrichtungen verstanden werden. Vorzugsweise weist die Vorrichtung zumindest eine Steuer- und/oder Regeleinheit auf, die dazu vorgesehen ist, einen Ladevorgang zu steuern und/oder zu regeln. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einer „Handwerkzeuginduktionsladevorrichtung“ insbesondere eine Induktionsladevorrichtung für eine Handwerkzeugmaschine verstanden werden. Dabei soll unter einer „Handwerkzeugmaschine“ insbesondere eine werkstückbearbeitende Maschine, vorteilhaft jedoch eine Bohrmaschine, ein Bohr- und/oder Schlaghammer, eine Säge, ein Hobel, ein Schrauber, eine Fräse, ein Schleifer, ein Winkelschleifer, ein Gartengerät und/oder ein Multifunktionswerkzeug verstanden werden. Unter einer „Primärinduktionsladeeinheit“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Induktionsladeeinheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, elektrische Energie in ein magnetisches Feld umzuwandeln, welches insbesondere von einer Sekundärinduktionsladeeinheit wieder in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Unter einer „Induktionsladeeinheit“ soll dabei insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, elektrische Energie in ein magnetisches Feld oder ein magnetisches Feld in elektrische Energie umzuwandeln. Vorzugsweise soll darunter ein Teil einer Induktionsladevorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, Energie, insbesondere zumindest teilweise kontaktlos, durch Induktion von einer Ladevorrichtung auf eine Akkuvorrichtung zu übertragen. Besonders bevorzugt weist die Induktionsladeeinheit zumindest eine Ladespule auf. Dabei soll unter einer „Ladespule“ insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest teilweise aus einem elektrischen Leiter, insbesondere einem gewickelten elektrischen Leiter, besteht, der zumindest teilweise in Form einer Kreisscheibe angeordnet ist. Vorzugsweise wird in dem elektrischen Leiter bei Anliegen eines magnetischen Feldes eine Spannung induziert. Des Weiteren soll unter einer „Induktionsakkuvorrichtung“ in diesem Zusammenhang insbesondere eine Akkuvorrichtung verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, zumindest teilweise induktiv geladen zu werden. Dabei soll unter einer „Akkuvorrichtung“ insbesondere eine Vorrichtung zum temporären Speichern elektrischer Energie, insbesondere ein Akkumulator, verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein wiederaufladbarer Speicher verstanden werden. Es sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Akkuvorrichtungen denkbar, insbesondere soll darunter jedoch ein Lithium-Ionen-Akkumulator verstanden werden. Unter „vorgesehen“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einer „Schwingkreisschaltung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine resonanzfähige Schaltung verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Schaltung mit zumindest einer Spule und zumindest einem Kondensator verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Schaltung verstanden werden, die zumindest einen Teil eines Schwingkreises aufweist. Dabei soll unter einer „Schaltung“ insbesondere eine elektronische Schaltung verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein Zusammenschluss von elektrischen und/oder elektronischen Bauteilen verstanden werden. Ferner soll in diesem Zusammenhang unter einer „Ausgleichseinheit“ insbesondere eine Einheit mit zumindest einer Recheneinheit mit einem Betriebssystem und/oder zumindest einer Rechenroutine verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, eine Änderung einer Kenngröße durch Einstellung und/oder Anpassung zumindest einer weiteren Kenngröße und/oder der Kenngröße selbst auszugleichen. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Einheit mit einem Erfassungselement zur Erfassung einer auszugleichenden Kenngröße und/oder von der auszugleichenden Kenngröße abhängige Kenngröße verstanden werden. Es sind verschiedene, dem Fachmann als sinnvoll erscheinende Erfassungselemente denkbar, wie beispielsweise ein Eingabeelement und/oder insbesondere ein Sensorelement. Dabei soll unter einer „Recheneinheit“ insbesondere eine Einheit mit einem Informationseingang, einer Informationsverarbeitung und einer Informationsausgabe verstanden werden. Vorteilhaft weist die Recheneinheit zumindest einen Prozessor, einen Speicher, Ein- und Ausgabemittel, weitere elektrische Bauteile, ein Betriebsprogramm, Regelroutinen, Steuerroutinen und/oder Berechnungsroutinen auf. Ferner soll dabei unter einem „Sensorelement“ insbesondere ein Element verstanden werden, das dazu vorgesehen ist, zumindest eine Kenngröße und/oder eine physikalische Eigenschaft zu erfassen. Eine Erfassung kann dabei aktiv, wie insbesondere durch das Erzeugen und Aussenden eines elektrischen Messsignals, und/oder passiv, wie insbesondere durch eine Erfassung von Eigenschaftsänderungen eines Sensorbauteils und/oder durch eine Erfassung eines über einen Widerstand fließenden Stroms und/oder einer Spannung und/oder durch den Empfang von Daten, stattfinden.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Induktionsladevorrichtung kann besonders vorteilhaft ein Ausgleich durch eine Anpassung einer Kenngröße der Schwingkreisschaltung erreicht werden. Dadurch kann insbesondere ein Ausgleich bereits durch die Induktionsladevorrichtung erreicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Ausgleichseinheit dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Kenngröße der Induktionsakkuvorrichtung zu erfassen und abhängig von dieser Kenngröße in zumindest einem Betriebszustand eine Anregefrequenz der Schwingkreisschaltung zu einem Ausgleich anzupassen. Unter einer „Anregefrequenz der Schwingkreisschaltung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Frequenz verstanden werden, welche in die Schwingkreisschaltung direkt von einer Elektronik der Induktionsladevorrichtung eingebracht wird. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Frequenz verstanden werden, mit welcher die Schwingkreisschaltung, insbesondere zum Schwingen, angeregt wird. Dadurch kann insbesondere besonders vorteilhaft ein Ausgleich durch eine besonders einfache Anpassung erreicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Ausgleichseinheit dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Kenngröße der Induktionsakkuvorrichtung zu erfassen und abhängig von dieser Kenngröße in einem Ladebetrieb eine Kenngröße der Schwingkreisschaltung zu einem Ausgleich anzupassen. Unter einem „Ladebetrieb“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, bei welchem die Akkuvorrichtung extern mit Energie versorgt wird. Vorzugsweise soll darunter insbesondere ein Betriebszustand verstanden werden, bei welchem die Akkuvorrichtung extern zugeführte Energie temporär speichert. Dadurch kann vorteilhaft ein Ausgleich in einem Ladebetrieb durch eine Anpassung einer Kenngröße der Schwingkreisschaltung erreicht werden.
Es wird ferner vorgeschlagen, dass die Ausgleichseinheit dazu vorgesehen ist, einen Ladestrom der Induktionsakkuvorrichtung zu erfassen und abhängig von diesem Ladestrom in zumindest einem Betriebszustand eine Kenngröße der Schwingkreisschaltung zu einem Ausgleich anzupassen. Unter einem „Ladestrom der Induktionsakkuvorrichtung“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere der Strom verstanden werden, der auf einer Sekundärseite bei der Induktionsakkuvorrichtung während eines Ladevorgangs fließt. Vorzugsweise soll darunter der Strom verstanden werden, der an einer Ladespule der Induktionsakkuvorrichtung während eines Ladevorgangs induziert wird und/oder eine Zelleneinheit der Induktionsakkuvorrichtung während eines Ladevorgangs durchfließt. Dadurch kann besonders vorteilhaft ein Ausgleich durch eine Anpassung einer Kenngröße der Schwingkreisschaltung abhängig von einem Ladestorm der Induktionsakkuvorrichtung erreicht werden.
Es wird weiter vorgeschlagen, dass die Ausgleichseinheit dazu vorgesehen ist, eine Änderung einer Resonanzfrequenz während zumindest eines Betriebszustands auszugleichen. Unter einer „Resonanzfrequenz“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Frequenz eines schwingungsfähigen Systems verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Frequenz verstanden werden, die zwischen zwei verschiedenartigen Energiespeichern in einem System auftritt. Besonders bevorzugt soll darunter insbesondere eine Frequenz eines elektrischen Schwingkreises mit zumindest einem Kondensator und zumindest einer Spule verstanden werden. Dadurch kann vorteilhaft ein Ausgleich einer sich verändernden Resonanzfrequenz erreicht werden.
Ferner wird ein System mit der Induktionsakkuvorrichtung und mit der Induktionsladevorrichtung vorgeschlagen. Es wird vorgeschlagen, dass die Induktionsakkuvorrichtung zumindest eine Ladespule aufweist und eine Ausgleichseinheit der Induktionsladevorrichtung dazu vorgesehen ist, eine aktuelle Sollanregefrequenz einer Schwingkreisschaltung aus einer Leerlaufresonanzfrequenz, einem Parameter und einem Ladestrom der Induktionsakkuvorrichtung zu berechnen. Unter einer „Sollanregefrequenz“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Frequenz verstanden werden, mit welcher die Schwingkreisschaltung der Induktionsladevorrichtung angeregt werden muss, um eine vorteilhafte Energieübertragung zu erreichen. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Frequenz verstanden werden, mit welcher die Schwingkreisschaltung der Induktionsladevorrichtung angeregt werden muss, um einen Ausgleich, insbesondere der Änderung einer Resonanzfrequenz, zu erreichen. Unter einer „Leerlaufresonanzfrequenz“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Resonanzfrequenz in einem Leerlaufbetrieb verstanden werden. Vorzugsweise soll darunter insbesondere eine Resonanzfrequenz der Induktionsladevorrichtung und der Induktionsakkuvorrichtung beieinander verstanden werden, wie sie bei getrennter Zelleneinheit, also in einem von einem Ladevorgang differierenden Zustand, auftritt. Besonders bevorzugt soll darunter insbesondere die Resonanzfrequenz verstanden werden, wie sie in einem Ladebetrieb zwischen den Schwingkreisen der Induktionsladevorrichtung und der Induktionsakkuvorrichtung, aber in einem von einem Ladevorgang differierenden Zustand, also ohne Einfluss der Zelleneinheit, auftritt. Unter einem „Parameter“ soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein konstanter Parameter des Systems verstanden werden. Der Parameter kann dabei von verschiedenen, dem Fachmann als sinnvoll erscheinenden Kenngrößen abhängen, wie beispielsweise von Kenngrößen einer Anordnung, einer Dimensionierung und/oder einer Beschaffenheit zumindest einer der Ladespulen, von einer Kenngröße eines Abstand der Ladespulen, von Kenngrößen weiterer Schwingkreisbauteile und/oder von Kenngrößen der Zelleneinheit der Induktionsakkuvorrichtung. Dadurch kann besonders vorteilhaft eine besonders zuverlässige Sollanregefrequenz errechnet werden, wodurch ein vorteilhafter Ausgleich erreicht werden kann.
Des Weiteren wird ein Verfahren zur Anpassung einer Kenngröße der Schwingkreisschaltung durch die Ausgleichseinheit der Induktionsladevorrichtung vorgeschlagen.
Dabei wird ferner vorgeschlagen, dass eine Sollanregefrequenz der Schwingkreisschaltung aus einer Leerlaufresonanzfrequenz, einem Parameter und einem Ladestrom der Induktionsakkuvorrichtung berechnet wird. Dadurch kann insbesondere eine besonders vorteilhafte Anpassung der Anregefrequenz der Schwingkreisschaltung der Induktionsladevorrichtung erreicht werden. Dadurch kann insbesondere ein vorteilhafter Ausgleich erreicht werden.
Die erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung, das System, die Induktionsakkuvorrichtung sowie das Verfahren sollen hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung, das System, die Induktionsakkuvorrichtung sowie das Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel 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:
1 eine erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung mit einer Primärinduktionsladeeinheit und mit einer Ausgleichseinheit und eine Induktionsakkuvorrichtung in einem Ladebetrieb in einer schematischen Darstellung,
2 einen Teilausschnitt der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung und der Induktionsakkuvorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung entlang der Schnittlinie II und
3 ein vereinfachtes Schaltbild der Induktionsladevorrichtung mit einer Schwingkreisschaltung und der Induktionsakkuvorrichtung in einem Ladebetrieb.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt eine erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung 10 mit einer Primärinduktionsladeeinheit 12 und mit einer Ausgleichseinheit 20 und eine Induktionsakkuvorrichtung 14 in einem Ladebetrieb. Die Induktionsladevorrichtung 10 ist von einer Handwerkzeugakkuinduktionsladevorrichtung gebildet. Die Induktionsladevorrichtung 10 ist in einem Ladebetrieb dazu vorgesehen, induktiv eine Ladeenergie auf zumindest eine Induktionsakkuvorrichtung 14 zu übertragen. Die Induktionsladevorrichtung 10 weist die Primärinduktionsladeeinheit 12 auf. Die Primärinduktionsladeeinheit 12 ist zur drahtlosen Energieübertragung von der Induktionsladevorrichtung 10 auf die Induktionsakkuvorrichtung 14 vorgesehen. Die Primärinduktionsladeeinheit 12 ist zu einer induktiven Energieübertragung auf die Induktionsakkuvorrichtung 14 vorgesehen. Die Primärinduktionsladeeinheit 12 ist dazu vorgesehen, elektrische Energie in ein magnetisches Feld zu wandeln, das von einer Sekundärinduktionsladeeinheit 28 der Induktionsakkuvorrichtung 14 wieder in elektrische Energie gewandelt werden kann. Die Primärinduktionsladeeinheit 12 weist eine Schwingkreisschaltung 16 mit einer Ladespule 18 auf. Die Ladespule 18 ist ringförmig ausgebildet. Die Ladespule 18 besteht aus mehreren elektrische Leitern, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Die elektrischen Leiter sind in Umfangsrichtung um eine theoretische Wicklungsachse 32 gewickelt. Die Ladespule 18 weist eine Haupterstreckungsebene auf, die senkrecht zu der Wicklungsachse 32 ausgerichtet ist. Ferner weist die Ladespule 18 eine Haupterstreckungsrichtung in der Haupterstreckungsebene auf, die um ein Vielfaches größer ist, als eine Erstreckung der Ladespule 18 senkrecht zu der Haupterstreckungsebene. Ferner weist die Primärinduktionsladeeinheit 12 eine Elektronikeinheit 30 und eine Kerneinheit 34 auf. Die Elektronikeinheit 30 weist eine Ladeelektronik 36 auf. Die Ladeelektronik 36 weist die Schwingkreisschaltung 16 auf. Die Kerneinheit 34 ist plattenförmig ausgebildet und besteht aus einem magnetischen Material. Die Induktionsladevorrichtung 10 weist ferner eine Gehäuseeinheit 38 auf. Die Primärinduktionsladeeinheit 12 ist vollständig in der Gehäuseeinheit 38 angeordnet.
Des Weiteren weist die Primärinduktionsladeeinheit 12 die Ausgleichseinheit 20 auf. Die Ausgleichseinheit 20 ist dazu vorgesehen, eine Kenngröße der Induktionsakkuvorrichtung 14 zu erfassen und abhängig von dieser Kenngröße in einem Betriebszustand eine Kenngröße der Schwingkreisschaltung 16 zu einem Ausgleich anzupassen. Die Ausgleichseinheit 20 ist dazu vorgesehen, eine Kenngröße der Induktionsakkuvorrichtung 14 zu erfassen und abhängig von dieser Kenngröße in einem Betriebszustand eine Anregefrequenz F der Schwingkreisschaltung 16 zu einem Ausgleich anzupassen. Die Ausgleichseinheit 20 ist dazu vorgesehen, eine Kenngröße der Induktionsakkuvorrichtung 14 zu erfassen und abhängig von dieser Kenngröße in einem Ladebetrieb eine Kenngröße der Schwingkreisschaltung 16 zu einem Ausgleich anzupassen. Die Ausgleichseinheit 20 ist dazu vorgesehen, einen Ladestrom I_sec der Induktionsakkuvorrichtung 14 zu erfassen und abhängig von diesem Ladestrom I_sec in einem Betriebszustand eine Kenngröße der Schwingkreisschaltung 16 zu einem Ausgleich anzupassen. Die Ausgleichseinheit 20 ist dazu vorgesehen, den Ladestrom I_sec der Induktionsakkuvorrichtung 14 zu erfassen und abhängig von dem Ladestrom I_sec in einem Ladebetrieb die Anregefrequenz F der Schwingkreisschaltung 16 zu einem Ausgleich anzupassen. Die Ausgleichseinheit 20 ist dazu vorgesehen, eine Änderung einer Resonanzfrequenz f während eines Betriebszustands auszugleichen. Die Ausgleichseinheit 20 ist dazu vorgesehen, eine Änderung der Resonanzfrequenz f während eines Ladebetriebs auszugleichen. Die Ausgleichseinheit 20 bildet einen Teil der Elektronikeinheit 30.
Die Ausgleichseinheit 20 ist dazu vorgesehen, eine aktuelle Sollanregefrequenz F’ der Schwingkreisschaltung 16 aus einer Leerlaufresonanzfrequenz f_lr, einem Parameter A und dem Ladestrom I_sec der Induktionsakkuvorrichtung 14 zu berechnen. Ferner weist die Ausgleichseinheit 20 eine Ausgleichselektronik 58, eine Recheneinheit 60 und eine Kommunikationseinheit 62 auf. Die Ausgleichselektronik 58 ist von einer Leistungselektronik gebildet, die der Schwingkreisschaltung 16 vorgeschalten ist. Die Ausgleichselektronik 58 ist dazu vorgesehen, die Anregefrequenz F der Schwingkreisschaltung 16 einzustellen. Die Ausgleichselektronik 58 ist der Schwingkreisschaltung 16 vorgeschaltet und gibt dieser die Anregefrequenz F aus. Die Recheneinheit 60 der Ausgleichseinheit 20 ist direkt mit der Ausgleichselektronik 58 und der Kommunikationseinheit 62 verbunden. Die Recheneinheit 60 der Ausgleichseinheit 20 ist dazu vorgesehen, ein Verfahren zur Anpassung einer Kenngröße der Schwingkreisschaltung 16 durchzuführen. Die Recheneinheit 60 ist dazu vorgesehen, ein Verfahren zur Anpassung der Anregefrequenz F der Schwingkreisschaltung 16 durchzuführen. Bei dem Verfahren wird die Sollanregefrequenz F’ der Schwingkreisschaltung 16 aus der Leerlaufresonanzfrequenz f_lr, dem Parameter A und dem Ladestrom I_sec der Induktionsakkuvorrichtung 14 berechnet. Ferner ist die Recheneinheit 60 dazu vorgesehen, in einem Ladebetrieb vor einem Ladevorgang die Leerlaufresonanzfrequenz f_lr zu bestimmen. Die Kommunikationseinheit 62 ist dazu vorgesehen, Daten einer nicht weiter sichtbaren Kommunikationseinheit der Induktionsakkuvorrichtung 14 zu empfangen und an die Recheneinheit 60 der Ausgleichseinheit 20 weiterzuleiten. Die Kommunikationseinheit 62 ist dazu vorgesehen, den Ladestrom I_sec der Induktionsakkuvorrichtung 14 über die nicht weiter sichtbare Kommunikationseinheit der Induktionsakkuvorrichtung 14 auszulesen. Der Parameter A ist von einem Parameter eines Systems 22 der Induktionsakkuvorrichtung 14 und der Induktionsladevorrichtung 10 gebildet. Der Parameter A ist auf einem nicht weiter sichtbaren Speicherelement der Recheneinheit 60 gespeichert. Auf dem nicht weiter sichtbaren Speicherelement der Recheneinheit 60 ist ferner die bestimmte Leerlaufresonanzfrequenz f_lr gespeichert. Wird die Leerlaufresonanzfrequenz f_lr in einem Ladebetrieb vor einem Ladevorgang erneut bestimmt, wird ein bestehender Wert überschrieben.
Die Induktionsakkuvorrichtung 14 wird in einem Ladebetrieb auf einer Ladefläche 40 der Induktionsladevorrichtung 10 aufgestellt. Die Ladefläche 40 bildet einen Teil der Gehäuseeinheit 38 der Induktionsladevorrichtung 10. Die Ladefläche 40 erstreckt sich in einem vorgesehenen Stand parallel zu einem Untergrund und ist von einem Untergrund abgewandt. Die Ladefläche 40 ist dazu vorgesehen, die Induktionsakkuvorrichtung 14 für einen Ladevorgang aufzunehmen. Ausgehend von der Ladefläche 40 der Gehäuseeinheit 38 in Richtung einer Mitte der Induktionsladevorrichtung 10 folgt zunächst die Ladespule 18 der Primärinduktionsladeeinheit 12, die Kerneinheit 34 der Primärinduktionsladeeinheit 12, eine Schirmungseinheit 42 und die Elektronikeinheit 30 der Primärinduktionsladeeinheit 12. Die Schirmungseinheit 42 ist dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit 30 vor Störeinflüssen der Ladespule 18 und umgekehrt zu schützen. Die Elektronikeinheit 30 ist nicht weiter sichtbar mit einem Kabel 44 zur Energiezufuhr verbunden.
Die Induktionsakkuvorrichtung 14 ist von einer Handwerkzeugakkuvorrichtung gebildet. Die Induktionsakkuvorrichtung 14 weist eine Gehäuseeinheit 46 auf. Ferner weist die Induktionsakkuvorrichtung 14 eine Zelleneinheit 48 und die Sekundärinduktionsladeeinheit 28 auf. Die Zelleneinheit 48 ist zur Speicherung von Energie vorgesehen. Ferner ist die Zelleneinheit 48 dazu vorgesehen, eine nicht weiter sichtbare Handwerkzeugmaschine mit Energie zu versorgen. Die Zelleneinheit 48 ist in der Gehäuseeinheit 46 angeordnet. Die Sekundärinduktionsladeeinheit 28 der Induktionsakkuvorrichtung 14 ist zum Laden der Zelleneinheit 48 vorgesehen. Die Sekundärinduktionsladeeinheit 28 ist zur drahtlosen Energieübertragung für einen Ladevorgang der Zelleneinheit 48 vorgesehen. Die Sekundärinduktionsladeeinheit 28 weist die Ladespule 26 und eine Kerneinheit 50 auf. Die Ladespule 26 ist ringförmig ausgebildet. Die Ladespule 26 besteht aus mehreren elektrischen Leitern, die sich in Umfangsrichtung erstrecken. Die elektrischen Leiter sind in Umfangsrichtung um die Wicklungsachse 32 gewickelt (2). Die Kerneinheit 50 ist plattenförmig ausgebildet und besteht aus einem magnetischen Material. Die Sekundärinduktionsladeeinheit 28 ist zwischen der Zelleneinheit 48 und einer Gehäusewand 52 der Gehäuseeinheit 46 angeordnet. Ausgehend von der Gehäusewand 52 in Richtung der Zelleneinheit 48 folgt zunächst die Ladespule 26 der Sekundärinduktionsladeeinheit 28, die Kerneinheit 50 der Sekundärinduktionsladeeinheit 28, eine Schirmungseinheit 54 und eine Elektronikeinheit 56 der Sekundärinduktionsladeeinheit 28. Die Schirmungseinheit 54 ist dazu vorgesehen, die Elektronikeinheit 56 vor Störeinflüssen der Ladespule 26 und umgekehrt zu schützen. Die Elektronikeinheit 56 bildet eine Ladeelektronik und ist über eine Leitung mit der Ladespule 26 und über eine Leitung mit der Zelleneinheit 48 verbunden (2).
Die Induktionsakkuvorrichtung 14 und die Induktionsladevorrichtung 10 bilden das System 22. Das System 22 weist die Induktionsakkuvorrichtung 14 mit der Ladespule 26 auf. Ferner weist das System 22 die Ausgleichseinheit 20 der Induktionsladevorrichtung 10 auf, die dazu vorgesehen ist, die aktuelle Sollanregefrequenz F’ der Schwingkreisschaltung 16 aus der Leerlaufresonanzfrequenz f_lr, dem Parameter A und dem Ladestrom I_sec der Induktionsakkuvorrichtung 14 zu berechnen.
3 zeigt ein vereinfachtes Schaltbild der Induktionsladevorrichtung 10 mit der Schwingkreisschaltung 16 und der Induktionsakkuvorrichtung 14 in einem Ladebetrieb. Das Schaltbild der Induktionsladevorrichtung 10 weist die Ladespule 18, die Ausgleichselektronik 58, einen Kondensator 64, einen Widerstand 66 und eine Wechselspannungsquelle 68 auf. Die Ausgleichselektronik 58 ist dabei stark vereinfacht dargestellt. Auf einer Eingangsseite der Ausgleichselektronik 58 ist die Ausgleichselektronik 58 mit der Wechselspannungsquelle 68 verbunden. Auf einer Ausgangsseite der Ausgleichselektronik 58 ist die Ausgleichselektronik 58 mit der Ladespule 18, dem Kondensator 64 und dem Widerstand 66 verbunden. Der Kondensator 64 und der Widerstand 66 sind zu der Ladespule 18 in Reihe geschalten, wobei der Kondensator 64 und der Widerstand 66 parallel zueinander geschalten sind. Die Wechselspannungsquelle 68 ist indirekt von dem Kabel 44 gebildet. Die Ladespule 18 und der Kondensator 64 bilden einen Schwingkreis der Schwingkreisschaltung 16.
Das Schaltbild der Induktionsakkuvorrichtung 14 weist die Ladespule 26, die Elektronikeinheit 56 und die Zelleneinheit 48 auf. Die Elektronikeinheit 56 der Induktionsakkuvorrichtung 14 weist einen Gleichrichter 70 auf. Der Gleichrichter 70 ist von einem Brückengleichrichter gebildet. Der Gleichrichter 70 ist direkt mit der Ladespule 26 verbunden und schält eine an der Ladespule 26 eingehende Spannung gleich. Eine Ausgangsseite des Gleichrichters 70 ist mit der Zelleneinheit 48 verbunden. Der Gleichrichter 70 ist in der Art mit der Zelleneinheit 48 verbunden, so dass ein Aufladen der Zelleneinheit 48 über den Gleichrichter 70 möglich ist, ein Entladen jedoch nicht. Zwischen dem Gleichrichter 70 und der Zelleneinheit 48 ist ein Schalter 72 angeordnet. Zu der Zelleneinheit 48 sind ferner Anschlüsse 74 für eine nicht weiter sichtbare Handwerkzeugmaschine parallel geschalten. Des Weiteren ist zu der Zelleneinheit 48 ein Strommesselement 76 in Reihe geschalten. Das Strommesselement 76 ist dazu vorgesehen, während eines Ladebetriebs den Ladestrom I_sec zu messen.
Die Ladespule 18 der Induktionsladevorrichtung 10 ist berührungslos gegenüber der Ladespule 26 der Induktionsakkuvorrichtung 14 angeordnet.
Der Schalter 72 der Induktionsakkuvorrichtung 14 kann über die Kommunikationseinheit 62 der Ausgleichseinheit 20 der Induktionsladevorrichtung 10 angesteuert werden. Der Schalter 72 ist dazu vorgesehen, während eines Ladebetriebs zu der Bestimmung der Leerlaufresonanzfrequenz f_lr einen Ladevorgang zu verhindert, indem die Zelleneinheit 48 von der Ladespule 26 getrennt wird. Ist der Schalter 72 geschlossen, kann die Zelleneinheit 48 geladen werden.
Zum Ausgleich einer Änderung der Resonanzfrequenz f während einem Ladebetrieb wird vor einem Ladevorgang durch die Recheneinheit 60 der Ausgleichseinheit 20 die Leerlaufresonanzfrequenz f_lr gemessen. Um den einen Beginn des Ladevorgangs zu verhindern, öffnet die Recheneinheit 60 über die Kommunikationseinheit 62 den Schalter 72 der Induktionsakkuvorrichtung 14. Ferner wird über einen gesamten Ladebetrieb von dem Strommesselement 76 der Ladestrom I_sec gemessen und über die nicht weiter sichtbare Kommunikationseinheit der Induktionsakkuvorrichtung 14 und die Kommunikationseinheit 62 der Induktionsladevorrichtung 10 auf die Recheneinheit 60 übertragen. Nach einer Bestimmung der Leerlaufresonanzfrequenz f_lr wird der Schalter 72 geschlossen und ein Ladevorgang beginnt. Während des Ladevorgangs passt die Ausgleichseinheit 20 die Anregefrequenz F der Schwingkreisschaltung 16 der Induktionsladevorrichtung 10 an, um die Änderung der Resonanzfrequenz f auszugleichen. Dazu wird durch die Recheneinheit 60 ständig eine aktuell vorteilhafte Sollanregefrequenz F’ errechnet und an die Ausgleichselektronik 58 geleitet, welche die Sollanregefrequenz F’ als Anregefrequenz F der Schwingkreisschaltung 16 einstellt. Die Sollanregefrequenz F’ wird dabei wie folgt berechnet durch: F’ = f_lr + A·I_sec

Claims

Induktionsladevorrichtung, insbesondere Handwerkzeuginduktionsladevorrichtung, mit zumindest einer Primärinduktionsladeeinheit (12), die zu einer induktiven Energieübertragung auf eine Induktionsakkuvorrichtung (14) vorgesehen ist und die zumindest eine Schwingkreisschaltung (16) mit einer Ladespule (18) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärinduktionsladeeinheit (12) eine Ausgleichseinheit (20) aufweist, die dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Kenngröße der Induktionsakkuvorrichtung (14) zu erfassen und abhängig von dieser Kenngröße in zumindest einem Betriebszustand eine Kenngröße der Schwingkreisschaltung (16) zu einem Ausgleich anzupassen.
Induktionsladevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinheit (20) dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Kenngröße der Induktionsakkuvorrichtung (14) zu erfassen und abhängig von dieser Kenngröße in zumindest einem Betriebszustand eine Anregefrequenz F der Schwingkreisschaltung (16) zu einem Ausgleich anzupassen.
Induktionsladevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinheit (20) dazu vorgesehen ist, wenigstens eine Kenngröße der Induktionsakkuvorrichtung (14) zu erfassen und abhängig von dieser Kenngröße in einem Ladebetrieb eine Kenngröße der Schwingkreisschaltung (16) zu einem Ausgleich anzupassen.
Induktionsladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinheit (20) dazu vorgesehen ist, einen Ladestrom I_sec der Induktionsakkuvorrichtung (14) zu erfassen und abhängig von diesem Ladestrom I_sec in zumindest einem Betriebszustand eine Kenngröße der Schwingkreisschaltung (16) zu einem Ausgleich anzupassen.
Induktionsladevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichseinheit (20) dazu vorgesehen ist, eine Änderung einer Resonanzfrequenz f während zumindest eines Betriebszustands auszugleichen.
System mit einer Induktionsakkuvorrichtung (14) und mit einer Induktionsladevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
System nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsakkuvorrichtung (14) zumindest eine Ladespule (26) aufweist und die Ausgleichseinheit (20) der Induktionsladevorrichtung (10) dazu vorgesehen ist, eine aktuelle Sollanregefrequenz F’ der Schwingkreisschaltung (16) aus einer Leerlaufresonanzfrequenz f_lr, einem Parameter A und einem Ladestrom I_sec der Induktionsakkuvorrichtung (14) zu berechnen.
Induktionsakkuvorrichtung eines System (22) nach Anspruch 6 oder 7.
Verfahren zur Anpassung einer Kenngröße der Schwingkreisschaltung (16) durch die Ausgleichseinheit (20) der Induktionsladevorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sollanregefrequenz F’ der Schwingkreisschaltung (16) aus einer Leerlaufresonanzfrequenz f_lr, einem Parameter A und einem Ladestrom I_sec der Induktionsakkuvorrichtung (14) berechnet wird.