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Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung zum Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Ladeeinrichtung zum Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs ist beispielsweise bereits der
DE 10 2011 076 186 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Ladeeinrichtung weist wenigstens eine Primärspule auf, mittels welcher elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom, mit welcher beziehungsweise mit welchem der Energiespeicher aufzuladen ist, induktiv und somit berührungslos an wenigstens eine Sekundärspule des Kraftfahrzeugs übertragbar ist.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ladeeinrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass der Energiespeicher auf besonders komfortable Weise mit elektrischer Energie aufgeladen werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Ladeeinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Ladeeinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass der Energiespeicher auf besonders komfortable Weise mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom aufgeladen werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Ladeeinrichtung ein in zumindest teilweiser, insbesondere in zumindest überwiegender oder vollständiger, Überdeckung mit der Primärspule angeordnetes, umlaufendes Förderband aufweist, mittels welchem auf dem Förderband angeordnete und somit beispielsweise in Überdeckung mit der Primärspule angeordnete Objekte in Richtung eines Randbereiches der Ladeeinrichtung beziehungsweise der Primärspule und von der Ladeeinrichtung herunter gefördert werden können. Mit anderen Worten, ist beispielsweise wenigstens ein Objekt auf dem Förderband und dabei in Überlappung mit der Primärspule angeordnet, so kann das Objekt mittels des Förderbands zunächst in Richtung des Randbereichs gefördert werden. Hierzu wird beispielsweise ein erstes Trum des Förderbands in eine erste Förderrichtung bewegt, wobei das erste Trum beispielsweise außerhalb eines Gehäuses der Ladeeinrichtung verläuft. Dabei ist die Primärspule beispielsweise innerhalb des Gehäuses angeordnet. Das Förderband weist darüber hinaus ein zweites Trum auf, welches sich an das erste Trum anschließt. Insbesondere ist das zweite Trum mit dem ersten Trum verbunden beziehungsweise die Trume sind einstückig miteinander ausgebildet. Während das erste Trum in die erste Förderrichtung bewegt wird, wird - da das Förderband umläuft - das zweite Trum in eine der ersten Förderrichtung entgegengesetzte zweite Förderrichtung bewegt. Da das Förderband umläuft, taucht das Förderband in dem Randbereich ab, insbesondere in das Gehäuse, sodass das erste Trum in die Förderrichtung und währenddessen das zweite Trum in die zweite Förderrichtung bewegt werden kann. Da das Förderband in dem Randbereich abtaucht, um umzulaufen, fällt das Objekt von dem Förderband und somit von der Ladeeinrichtung insgesamt herunter beziehungsweise das Objekt wird von dem Förderband abgestreift, sodass das Objekt von der Ladeeinrichtung herunter gefördert wird.
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Wird dann beispielsweise der Energiespeicher induktiv aufgeladen, indem mittels der Primärspule ein Magnetfeld erzeugt wird, über welches elektrische Energie induktiv und somit berührungslos von der Primärspule auf die Sekundärspule übertragen wird, so befindet sich das Objekt, welches beispielsweise magnetisch ausgebildet ist beziehungsweise mit Magnetfeldern wechselwirken kann, nicht in dem Magnetfeld, sodass das Objekt das induktive Aufladen des beispielsweise als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie, ausgebildeten Energiespeichers nicht beeinträchtigt. Mittels des beispielsweise von einem Motor, insbesondere von einem Elektromotor, antreibbaren Förderbands ist es möglich, zunächst auf dem Förderband und somit in Überlappung mit der Primärspule angeordnete Objekte automatisch von der Ladeeinrichtung herunter zu fördern, ohne dass dies von einer Person manuell durchgeführt werden müsste. Dadurch kann mittels der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung der Energiespeicher besonders komfortabel geladen werden.
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Die auch als induktives Ladesystem bezeichnete Ladeeinrichtung umfasst beispielsweise eine Detektionseinheit, welche auch als FOD-System bezeichnet wird (FOD - Foreign Object Detection - Fremdkörpererkennung). Das FOD-System kann auf dem Förderband und somit beispielsweise auf der Primärspule beziehungsweise in vertikaler Richtung oberhalb der Primärspule angeordnete Objekte beziehungsweise Fremdkörper detektieren. Insbesondere kann das FOD-System solche Objekte detektieren, die auf dem Förderband und somit auf der Ladeeinrichtung angeordnet sind und durch ein Magnetfeld, insbesondere durch das zum induktiven Übertragen der elektrischen Energie verwendete Magnetfeld, erwärmt werden können. Solche, auch als Fremdkörper bezeichnete Objekte können sich sehr stark erwärmen, während mittels des Magnetfelds eine induktive und somit berührungslose Energieübertragung durchgeführt wird, in deren Rahmen die elektrische Energie mittels des Magnetfelds von der Primärspule auf die Sekundärspule übertragen wird. Derartige, auch als Fremdobjekte bezeichnete Fremdkörper können während der Energieübertragung Temperaturen erreichen, die sehr hoch sind.
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Daher ist es bei herkömmlichen Ladeeinrichtungen vorgesehen, die Energieübertragung und somit einen Ladevorgang, in dessen Rahmen der Energiespeicher induktiv aufgeladen wird, sofort abzubrechen beziehungsweise erst gar nicht zu starten, wenn ein auf der Ladeeinrichtung angeordnetes Fremdobjekt detektiert wird. Bei herkömmlichen Ladeeinrichtungen muss dann eine Person den detektieren Fremdkörper manuell von der Ladeeinrichtung entfernen, indem beispielsweise die Person den Fremdkörper von der Ladeeinrichtung wischt. Dies führt zu einem hohen Aufwand für die Person, was den Komfort des Ladevorgangs stark beeinträchtigen kann. Eine solche Komfortbeeinträchtigung kann nun mittels der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung vermieden werden, da Fremdkörper mittels des umlaufenden und beispielsweise auf Rollen gelagerten Förderbands von der Ladeeinrichtung herunter gefördert werden können.
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Die Ladeeinrichtung umfasst dabei beispielsweise eine Antriebseinheit, mittels welcher das Förderband bewegbar ist. Die Antriebseinheit umfasst beispielsweise den zuvor genannten Motor. Wenn beispielsweise mittels des FOD-Systems wenigstens ein oder mehrere Fremdkörper auf der Ladeeinrichtung detektiert wird beziehungsweise werden, wird das Förderband mittels der Antriebseinheit angetrieben. Hierdurch wird der jeweilige Fremdkörper zu dem Randbereich gefördert. Da dann das Förderband abtaucht, fällt der jeweilige Fremdkörper von dem Förderband herab. Vorzugsweise wird infolge einer Detektion wenigstens eines auf der Ladeeinrichtung beziehungsweise auf dem Förderband angeordneten Fremdkörpers wenigstens ein vollständiger Umlauf des Förderbands durchgeführt. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass sich kein Fremdobjekt mehr auf der Ladeeinrichtung beziehungsweise auf dem Förderband befinden kann. Danach kann der Ladevorgang gestartet oder fortgesetzt werden, ohne dass es zu übermäßigen Temperaturen kommt. Bei der erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung ist eine Fremdobjektentfernung von der Ladeeinrichtung ohne aktives Zutun einer Person möglich. Die Fremdobjektentfernung kann dabei vor Beginn eines Ladevorgangs oder aber während eines Ladevorgangs, insbesondere während einer Unterbrechung des Ladevorgangs, einfach und komfortabel durchgeführt werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in der einzigen Fig. schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ladeeinrichtung zum induktiven Aufladen eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs.
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Die einzige Fig. zeigt in jeweiligen schematischen Seitenansichten eine Ladeeinrichtung 10 zum induktiven Aufladen eines beispielsweise als Hochvolt-Batterie ausgebildeten Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielsweise eines Personenkraftwagens. Die Ladeeinrichtung 10 umfasst eine Ladeeinheit 12, welche auch als Ground Pad Module (GPM) bezeichnet wird. Die Ladeeinheit 12 ist beispielsweise an einem in der Fig. nur sehr schematisch dargestellten Boden 14 angeordnet, auf welchem beispielsweise das zuvor genannte Kraftfahrzeug gefahren und insbesondere abgestellt werden kann. Insbesondere kann das Kraftfahrzeug auf dem Boden 14 derart abgestellt beziehungsweise geparkt werden, dass sich das Kraftfahrzeug in vertikaler Richtung oberhalb der Ladeeinrichtung 10, das heißt über der Ladeeinrichtung 10, befinden. Die Ladeeinheit 12 und somit die Ladeeinrichtung 10 weist ein Gehäuse 16 auf, in welchem wenigstens eine in der Fig. besonders schematisch dargestellte Primärspule 18 der Ladeeinrichtung 10 angeordnet ist. Mittels der Primärspule 18 kann elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom induktiv auf wenigstens eine Sekundärspule des Kraftfahrzeugs übertragen werden. Die induktiv auf die Sekundärspule übertragene elektrische Energie kann von der Sekundärspule zu dem Energiespeicher geführt und in den Energiespeicher eingespeichert werden, wodurch der Energiespeicher aufgeladen wird. Zum induktiven Aufladen des Energiespeichers wird mittels der Primärspule 18 ein Magnetfeld erzeugt beziehungsweise bereitgestellt, sodass mittels des Magnetfelds im Rahmen eines Ladevorgangs die elektrische Energie induktiv auf die Sekundärspule übertragen und in den Energiespeicher eingespeichert werden kann.
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Um nun den Ladevorgang besonders komfortabel durchführen zu können, umfasst die Ladeeinrichtung 10 ein in Überdeckung mit der Primärspule 18 angeordnetes, umlaufendes Förderband 20, mittels welchem auf dem Förderband angeordnete Objekte in Richtung eines Randbereichs R der Ladeeinrichtung 10 und von der Ladeeinrichtung 10 herunter förderbar sind. Ein solches, auf dem Förderband 20 angeordnetes und auch als Fremdkörper oder Fremdobjekt bezeichnetes Objekt, welches mittels des Förderbands 20 in Richtung des Randbereichs R und insbesondere in den Randbereich R gefördert und von der Ladeeinrichtung 10 herunter gefördert werden kann, ist in der Fig. dargestellt und mit 22 bezeichnet. Das Objekt 22 kann beispielsweise mit dem Magnetfeld derart wechselwirken, dass das Objekt 22 mittels des Magnetfelds, das heißt dann, wenn das Objekt 22 in dem Magnetfeld angeordnet ist, sehr stark erwärmt wird. Wird beispielsweise mittels einer Detektionseinheit der Ladeeinrichtung 10 erfasst, dass sich das Objekt 22 auf dem Förderband 20 und somit auf der Ladeeinrichtung 10 befindet, so wird beispielsweise das Förderband 20 mittels einer Antriebseinheit der Ladeeinrichtung 10 derart angetrieben, dass das Objekt 22 mittels des Förderbands in den Randbereich R und von der Ladeeinrichtung 10 herunter gefördert wird. Somit ist das Förderband 20 in Abhängigkeit von dem Erfassen des Objekts 22 betreibbar.
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Da das Förderband 20 als umlaufendes Band ausgebildet ist, taucht das Förderband 20 in dem Randbereich R ab. Dabei weist das Förderband 20 ein außerhalb des Gehäuses 16 verlaufendes erstes Trum 24 und ein innerhalb des Gehäuses 16 verlaufendes zweites Trum 26 auf. Um das Objekt 22 in Richtung des Randbereichs R zu fördern, wird das Trum 24 in eine durch einen Pfeil 28 veranschaulichte erste Förderrichtung bewegt, während das Trum 26 innerhalb des Gehäuses 16 in eine durch einen Pfeil 30 veranschaulichte und der Förderrichtung entgegengesetzte zweite Richtung bewegt wird. Außerdem ist aus der Fig. besonders gut erkennbar, dass das Förderband 20 auf einer dem Förderband 20 zugewandten Seite 21 der Primärspule 18 umläuft. Dies bedeutet, dass sowohl das Trum 24 als auch das Trum 26 auf der den Trumen 24 und 26 gemeinsamen Seite 21 der Primärspule 18 angeordnet sind.
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Die Ladeeinrichtung 10 umfasst darüber hinaus Rollen 32, mittels beziehungsweise auf welchen das Förderband 20 gelagert ist. Außerdem sind Umlenkrollen 34 vorgesehen, mittels welchen das Förderband 20 umgelenkt ist. Dadurch läuft das Förderband 20 um. Da das Förderband 20 umläuft, ist das Förderband 20 ein endloses beziehungsweise ein endlos umlaufendes Band, mittels welchem Fremdkörper von der Ladeeinrichtung 10 herunter gefördert werden können.
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Beispielsweise wird bei einem ersten Schritt S1 eines Verfahrens zum Betreiben der Ladeeinrichtung 10 mittels der Detektionseinheit erfasst, dass sich das Objekt 22 auf der Ladeeinrichtung 10 und somit auf der Ladeeinheit 12 befindet.
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Bei einem zweiten Schritt S2 des Verfahrens wird das Förderband 20 mittels der Antriebseinheit derart bewegt, dass - wie durch einen Pfeil 36 veranschaulicht ist - das Objekt 22 in Richtung des Randbereichs R und insbesondere in den Randbereich R gefördert wird.
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Bei einem dritten Schritt S3 des Verfahrens ist das Objekt 22 so weit in den Randbereich R gefördert worden, dass ein Teilbereich T des Förderbands 20 in den Randbereich R abtaucht und - nachdem der Teilbereich T in die Förderrichtung bewegt wurde - in die zweite Richtung bewegt wird. Dabei ist das Objekt 22 in beziehungsweise auf dem Teilbereich T angeordnet. Dadurch, dass der Teilbereich T in den Randbereich R bei dem dritten Schritt S3 abtaucht, fällt das Objekt 22 von der Ladeeinrichtung 10 und dabei von der Ladeeinheit 12 herunter. Daran anschließend kann der Ladevorgang gestartet oder wieder aufgenommen werden, ohne dass sich in dem Magnetfeld Fremdkörper befinden. Insgesamt ist erkennbar, dass mittels der Ladeeinrichtung 10 auf der Ladeeinrichtung 10 angeordnete Fremdkörper automatisch beziehungsweise ohne manuelles Zutun einer Person von der Ladeeinrichtung 10 entfernt werden können, sodass der Ladevorgang besonders einfach und komfortabel durchgeführt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Ladeeinrichtung
- 12
- Ladeeinheit
- 14
- Boden
- 16
- Gehäuse
- 18
- Primärspule
- 20
- Förderband
- 21
- Seite
- 22
- Objekt
- 24
- Trum
- 26
- Trum
- 28
- Pfeil
- 30
- Pfeil
- 32
- Rolle
- 34
- Umlenkrolle
- 36
- Pfeil
- R
- Randbereich
- S1
- erster Schritt
- S2
- zweiter Schritt
- S3
- dritter Schritt
- T
- Teilbereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011076186 A1 [0002]
