DE102018203372A1 - System und Verfahren zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges und entsprechende Ladekomponenten - Google Patents

System und Verfahren zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges und entsprechende Ladekomponenten Download PDF

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Taleb Janbein
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Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft ein System und ein Verfahren zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges sowie entsprechende Ladekomponenten. Das System (L1; L2) zum induktiven Laden einer Batterie (B1) eines Kraftfahrzeuges (F1) ist ausgestattet mit einer in dem Kraftfahrzeug (F1) angeordneten ersten Ladekomponente (L1) mit einer ersten Spuleneinrichtung (SP1) zum Empfangen eines Induktionsfeldes (B) eines Fremdkraftfahrzeuges (F2); einer Gleichrichtereinrichtung (G1) zum Gleichrichten einer durch das Induktionsfeld (B) in der Spuleneinrichtung (SP1) erzeugten Wechselspannung in eine Ladespannung der Batterie (B1); und mit einer in dem Fremdkraftfahrzeug (F2) angeordneten zweiten Ladekomponente (L2) mit einer zweiten Spuleneinrichtung (SP2) zum Erzeugen des Induktionsfeldes (B) des Fremdkraftfahrzeuges (F2); einer mit einem motorbetriebenen Generator (M2G) des Fremdkraftfahrzeuges (F2) elektrisch verbundenen Wechselrichtereinrichtung (W2), durch welche eine Wechselspannung in der zweiten Spuleneinrichtung (SP2) zum Erzeugen des Induktionsfeldes (B) des Fremdkraftfahrzeuges (F2) einkoppelbar ist. Eine in dem Kraftfahrzeug (F1) angeordnete erste Kommunikationseinrichtung (ST1, K1) der ersten Ladekomponente (L1) und eine in dem Fremdkraftfahrzeug (F2) angeordneten zweite Kommunikationseinrichtung (ST2, K2) der zweiten Ladekomponente (L2) dienen zum Errichten der Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeug (F1) und dem Fremdkraftfahrzeug (F2) zum Vereinbaren der Ladeposition und zum Koordinieren des Ladens der Batterie (B1) des Kraftfahrzeuges (F1) an der vereinbarten Ladeposition.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft System und ein Verfahren zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges sowie entsprechende Ladekomponenten.
  • Stand der Technik
  • Batteriebetriebene Fahrzeuge weisen gegenüber Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor Nachteile hinsichtlich Reichweite und Ladezeit auf. Normalerweise werden die Batteriezellen mit einer 1-C-Rate geladen, d.h., sie werden in ca. einer Stunde vollgeladen, wenn die Spannungsquelle die erforderliche Energiemenge liefern kann. Ein einphasiges Haushaltsnetz kann eine Leistung von bis zu 3,6 kW zur Verfügung stellen. Dies bedeutet, dass eine Batterie mit mittlerer Kapazität von ca. 20 kWh eine Ladezeit von ca. sechs Stunden benötigt. Wird eine Batterie mit größerer Kapazität zur Verbesserung der Reichweite verwendet, wird entsprechend eine leistungsstärkere Energiequelle benötigt, welche die Batterie in einer Stunde vollladen kann. Eine 70 kWh-Batterie erfordert eine Quelle mit einer Ladeleistung von 70 kW, wenn sie in ca. einer Stunde vollgeladen werden soll. Diese Ladeleistung ist bei Haushaltsanschlüssen nicht vorhanden, welche aktuell auf 22 kW begrenzt sind. Daher verschlechtert sich die Ladezeit aufgrund der hohen Kapazität entsprechend.
  • Zudem ist die Anzahl der öffentlichen Schnellladestationen noch sehr gering, und nicht jeder Fahrzeugbesitzer hat einen Stellplatz zur Verfügung, wo er das Fahrzeug laden kann.
  • Die DE 10 2009 059 976 A1 offenbart ein System zum Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges mit einer stationären Ladestation und einer fahrzeugfesten Kopplungseinheit. Die fahrzeugfeste Kopplungseinheit ermöglicht eine induktive Kopplung der Ladestation mit der Batterie und ist in das Fahrzeugbug, am Fahrzeugheck oder an einer der Fahrzeugseiten integriert.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung schafft ein System und ein Verfahren zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges sowie entsprechende Ladekomponenten gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1, 8 bzw. 9 und 10 sowie 11.
  • Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
  • Vorteile der Erfindung
  • Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Idee besteht darin, die Batterie eines batteriebetriebenen Kraftfahrzeuges beim Stehen mithilfe eines Fremdfahrzeuges, beispielsweise eines Brennstoffzellen-Fremdkraftfahrzeuges, aufzuladen. Die Erfindung ermöglicht es somit, Ladezeiten zu verkürzen und Stellplätze mit Schnellladestationen zu reduzieren.
  • Durch die Erfindung werden lange Ladezeiten während Abstellperioden vermieden, und es entstehen keine zusätzlichen Infrastruktur-Kosten. Der Ladevorgang erfolgt induktiv, weshalb weder zusätzliche Stecker noch Kabel notwendig sind. Elektrofahrzeuge von Fahrzeuginhabern, welche keinen Stellplatz mit Energiequellen haben und/oder keine öffentlichen Ladestationen in ihrer Nähe haben, können einfach geladen werden. Laden ist beim Parken, z.B. in der Nacht, beim Einkaufen, beim Arbeiten und sogar während Stauphasen oder Roter-Ampel-Phasen möglich.
  • Der Ladevorgang ist komfortabel per App/Internet steuerbar, d.h., sowohl bei der Verbindungsherstellung mit dem Fremdkraftfahrzeug als auch während des Ladens müssen die Fahrzeugbesitzer nicht vor Ort sein. Beim Einsatz von Mitteltemperaturzellen kann der Ladevorgang zeitlich so organisiert werden, dass kurz vor Fahren die Batterie vollgeladen ist. So ist die Batterietemperatur betriebsbereit. Zeit und Energie zum Aufheizen lassen sich damit einsparen. Bei einer breiteren Durchdringung der erfindungsgemäßen Idee kann die Batterie eines Batteriefahrzeugs kleiner dimensioniert werden, was sich positiv auf die Herstellungskosten auswirkt.
  • Die Erfindung verbindet die wesentlichen Trends der Zukunftsmobilität, nämlich Elektrifizierung, Connectivity und autonomes Fahren. Es wird in näherer Zukunft vermehrt Batterie- und Brennstoffzellenfahrzeuge auf dem Markt geben. Zukünftige Fahrzeuge werden voraussichtlich alle internetfähig und grossteils zum autonomen Fahren ausgestattet sein.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die erste und Kommunikationseinrichtung in eine Cloud einbindbar sind, innerhalb derer ladebereite Fremdkraftfahrzeuge und deren aktuelle Positionen registriert sind. Dies ermöglicht hohe Flexibilität und Übersicht für die Fahrer.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die erste Spuleneinrichtung in einer Stoßstange des Kraftfahrzeuges und wobei die zweite Spuleneinrichtung in einer Stoßstange des Fremdkraftfahrzeuges derart angeordnet, dass in einer Halteposition des Kraftfahrzeuges und des Fremdkraftfahrzeuges das Induktionsfeld des Fremdkraftfahrzeuges in die erste Spuleneinrichtung einkoppelbar ist. Diese Art von Einbauort ist für das Laden in den Park- und Haltepositionen zweckmäßig.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die erste Spuleneinrichtung am Unterboden des Kraftfahrzeuges und wobei die zweite Spuleneinrichtung an einer beweglichen Schiene des Fremdkraftfahrzeuges derart angeordnet, dass in einer Halteposition des Kraftfahrzeuges und des Fremdkraftfahrzeuges die zweite Spuleneinrichtung mittels der Schiene derart ausfahrbar ist, dass Induktionsfeld des Fremdkraftfahrzeuges in die erste Spuleneinrichtung einkoppelbar ist. Somit kann das System für Fahrzeuge angepasst werden, die bereits eine Spuleneinrichtung am Unterboden aufweisen, welche zum Laden an einer stationären Ladevorrichtung in der Fahrbahndecke eingerichtet ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der motorbetriebene Generator des Fremdkraftfahrzeuges mit einem Brennstoffzellenmotor des Fremdkraftfahrzeuges betreibbar. Dies ermöglicht ein umweltfreundliches Laden.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist am Kraftfahrzeug und/oder am Fremdkraftfahrzeug eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen und Anzeigen eines geeigneten Ladeabstandes der ersten und zweiten Spuleneinrichtung vorgesehen. Dies erleichtert den Fahrern das Ausrichten der Spuleneinrichtungen zum Laden.
  • Figurenliste
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Systems zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer ersten Ladekomponente eines Systems zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 3 eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer zweiten Ladekomponente eines Systems zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
    • 4 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
    • 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Systems zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In den Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Systems zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In 1 bezeichnet Bezugszeichen F1 ein Kraftfahrzeug, dessen Batterie B1, welche zum Antrieb dient, einen niedrigen Ladezustand aufweist, und daher geladen werden muss. Besipielsweise handelt es sich um eine 400V Batterie.
  • Bezugszeichen F2 bezeichnet ein Fremdkraftfahrzeug, durch das die Batterie B1 des Kraftfahrzeugs F1 induktiv aufladbar ist. Über eine erste Kommunikationseinrichtung K1, welche in dem Kraftfahrzeug F1 angeordnet ist, und eine zweite Kommunikationseinrichtung K2, welche in dem Fremdkraftfahrzeug angeordnet ist, wird eine Kommunikation zwischen dem Fahrzeug F1 und dem Fremdfahrzeug F2 errichtet, um eine Ladeposition zu vereinbaren und um das Laden der Batterie B1 des Kraftfahrzeugs F1 an der vereinbarten Ladeposition zu koordinieren.
  • In dem in 1 gezeigten Zustand befinden sich das Kraftfahrzeug F1 und das Fremdkraftfahrzeug F2 bereits an der Ladeposition, wo ein induktives Laden der Batterie B1 des Kraftfahrzeugs F1 durch ein im Fremdkraftfahrzeug F2 erzeugtes Induktionsfeld B erfolgt. Hierzu weist das Kraftfahrzeug F1 eine erste Ladekomponente L1 auf und das Fremdkraftfahrzeug F2 eine zweite Ladekomponente L2, welche über das Induktionsfeld B gekoppelt sind.
  • Bezugszeichen DE bezeichnet eine optionale Erfassungseinrichtung DE zum Erfassen und Anzeigen eines geeigneten Ladeabstandes des Kraftfahrzeugs F1 und des Fremdkraftfahrzeugs F2.
  • Zweckmäßigerweise sind die erste und zweite Kommunikationseinrichtung K1, K2 in eine Cloud mittels einer internetbasierten App einbindbar, innerhalb derer ladbereite Fremdkraftfahrzeuge F2 und deren aktuelle Position registriert sind. Über eine derartige App wird der Fahrer des Kraftfahrzeugs F1 melden, dass die Batterie B1 an einem gewünschten Ort, z.B. beim Parken im Einkaufszentrum, geladen werden soll. Zusätzliche Informationen, wie z.B. die genaue Parkposition, Fahrzeuginformation, Ankunftszeit, Parkzeit, Ladezustand, technische Parameter werden zweckmäßigerweise ebenfalls mitgeteilt. Aus dem mitgeteilten Anforderungsprofil und den Positionen und Spezifikationen ladebereiter Fremdkraftfahrzeuge F2 ermittelt die App mögliche Ladekandidaten, unter denen der Fahrer des Kraftfahrzeugs F1 einen bestimmten Ladekandidaten zum Laden der Batterie B1 heraussuchen kann.
  • Da der Ladevorgang induktiv durchgeführt wird, sollten das Kraftfahrzeug F1 und das Fremdkraftfahrzeug F2 je nach Lage der entsprechenden Spuleneinrichtungen SP1, SP2 in den Stosstangen des Kraftfahrzeuges F1 und des Fremdkraftfahrzeuges F2 (vgl. 2 und 3) dicht in Reihe zueinander geparkt werden. Die Erfassungseinrichtung DE misst den Luftspalt automatisch, und die Fahrer bekommen Anweisungen hinsichtlich der Einstellung des optimierten Luftspalts zwischen dem Kraftfahrzeug F1 und dem Fremdfahrzeug F2.
  • Ein Beispiel für einen Kommunikationsdialog wird später mit Bezug auf 4 näher beschrieben.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer ersten Ladekomponente zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Die in dem Kraftfahrzeug F1 angeordnete erste Ladekomponente L1 ist ausgestattet mit einer ersten Spuleneinrichtung SP1 zum Empfangen eines Induktionsfeldes B des Fremdkraftfahrzeugs F2. Die erste Spuleneinrichtung SP1 ist mit einer Gleichrichtereinrichtung G1 zum Gleichrichten einer durch das Induktionsfeld B in der ersten Spuleneinrichtung SP1 erzeugten Wechselspannung in eine Ladespannung der Batterie B1 ausgestattet, welche dieser zugeführt wird. Die erste Kommunikationseinrichtung K1 ist in eine Steuereinrichtung ST1 integriert, welche ausgestaltet ist zum Einrichten der Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeug F1 und dem Fremdkraftfahrzeug F2 zum Vereinbaren der Ladeposition und zum Koordinieren des Ladens der Batterie B1 des Kraftfahrzeugs F1 an der vereinbarten Ladeposition sowie für weitere Kommunikationsbeiträge, wie weiter unten beschrieben.
  • Die erste Ladekomponente L1 ist bei diesem Beispiel bidirektional ausgestattet. Zur Ausgestaltung der bidirektionalen Funktion weist die erste Ladekomponente weiterhin einen motorbetriebenen Generator M1G des Kraftfahrzeugs F1 auf, welcher durch den Motor M1, beispielsweise ein Brennstoffzellenmotor, des Kraftfahrzeugs F1 betreibbar ist. Der motorbetriebene Generator M1G ist mit einer Wechselrichtereinrichtung W1 verbunden, durch welche eine Wechselspannung in der ersten Spuleneinrichtung SP1 zum Erzeugen eines Induktionsfelds B' des Kraftfahrzeugs F1 einkoppelbar ist. Somit kann über die erste Kommunikationseinrichtung K1 und die zweite Kommunikationseinrichtung K2 eine Ladeposition zum Laden der Batterie B2 des Fremdkraftfahrzeugs F2 an der vereinbarten Ladeposition vereinbart werden und der Ladevorgang koordiniert werden.
  • Die Steuereinrichtung ST1 kann wahlweise die Gleichrichtereinrichtung G1 oder die Wechselrichtereinrichtung W1 aktivieren, je nachdem, ob die Batterie B1 des Kraftfahrzeugs F1 geladen werden soll oder die Batterie B2 des Fremdkraftfahrzeugs F2.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung einer zweiten Ladekomponente zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Wie in 3 dargestellt, ist die zweite Ladekomponente L2 des Fremdkraftfahrzeugs F2 analog zur ersten Ladekomponente L1 aufgebaut.
  • Eine zweite Spuleneinrichtung SP2 dient zum Erzeugen des Induktionsfelds B des Fremdkraftfahrzeugs F2. Der Motor M2 des Fremdkraftfahrzeugs F2 betreibt einen Generator M2G des Fremdkraftfahrzeugs F2, wobei durch den motorbetriebenen Generator M2G eine Wechselspannung in der zweiten Spuleneinrichtung SP2 zum Erzeugen des Induktionsfelds B des Fremdkraftfahrzeugs F2 einkoppelbar ist.
  • Die zweite Ladekomponente L2 ist ebenfalls bidirektional aufgebaut und weist eine Gleichrichtereinrichtung G2 zum Gleichrichten einer durch das Induktionsfeld B' ähnlich der zweiten Spuleneinrichtung SP2 erzeugten Wechselspannung in eine Ladespannung der Batterie B2 auf. Die zweite Kommunikationseinrichtung K2 ist analog wie die erste Kommunikationseinrichtung K1 aufgebaut. Ebenfalls vorhanden ist eine Steuereinrichtung ST2, welche wahlweise die Gleichrichtereinrichtung G2 oder die Wechselrichtereinrichtung W2 aktivieren kann, je nachdem, ob die Batterie B1 des Kraftfahrzeugs F1 oder die Batterie B2 des Fremdkraftfahrzeugs F2 geladen werden soll.
  • Die erste Spuleneinrichtung SP1 ist laut 1 in einer Stoßstange des Kraftfahrzeugs F1 angeordnet, wobei die zweite Spuleneinrichtung SP2 in einer Stoßstange des Fremdkraftfahrzeugs F2 angeordnet ist. In der Ladeposition, beispielsweise einer Halteposition des Kraftfahrzeugs F1 und des Fremdkraftfahrzeugs F2, ist bei entsprechender Anordnung das Induktionsfeld B des Fremdkraftfahrzeugs F2 in die erste Spuleneinrichtung SP1 einkoppelbar bzw. das Induktionsfeld B' des Kraftfahrzeugs F1 in die zweite Spuleneinrichtung SP2 des Fremdkraftfahrzeugs F2 einkoppelbar.
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Verfahrens zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Im Schritt S1 meldet der Fahrer des Kraftfahrzeugs F1 einen Ladebedarf für die Batterie B1 des Kraftfahrzeugs F1.
  • Diese Anforderung wird im Schritt S2 an die Cloud gesendet bzw. in die Cloud eingebunden, innerhalb derer ladebereite Fremdkraftfahrzeuge F2 und deren aktuelle Positionen und Spezifikationen registriert sind. Im Schritt S3 wird ein passendes Fremdkraftfahrzeug als Ladefahrzeug identifiziert und dessen Fahrer vorgeschlagen. Der Fahrzeugbesitzer des Fremdkraftfahrzeugs genehmigt im Schritt S4 den geplanten Ladevorgang. Es werden ebenfalls weitere Daten hinsichtlich Spezifikation, Ladeort, Ladezeit usw. über die Cloud übertragen.
  • Der Fahrzeugbesitzer des zu ladenden Kraftfahrzeugs F1 genehmigt im Schritt S5 ebenfalls den Ladevorgang. Im Schritt S6 fahren das Kraftfahrzeug F1 und das Fremdkraftfahrzeug F2 zur vereinbarten Ladeposition. Nach Erreichen der Ladeposition und Einstellen des Ladeabstands erfolgt eine direkte Kommunikation der ersten Kommunikationseinrichtung K1 und der zweiten Kommunikationseinrichtung K2.
  • Im Schritt S8 erfolgt dann die Aufladung der Batterie B1 des Kraftfahrzeugs F1. Nach Beendigung des Ladevorganges wird im Schritt S9 eine Bestätigung und ein Abbrechen der Verbindung der ersten und zweiten Kommunikationseinrichtung K1, K2 durchgeführt.
  • Schließlich im Schritt S10 wird eine Abrechnung durch die zweite Kommunikationseinrichtung K2 der ersten Kommunikationseinrichtung K1 mitgeteilt.
  • In einer Modifikation des Verfahrens können im Schritt S3a, falls im Schritt S3 kein passendes Ladefahrzeug als Fremdkraftfahrzeug F2 identifizierbar ist, ein Vorschlag aus der Cloud für ein Ladefahrzeug aus einem Lade-Service-Unternehmen erstellt werden.
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung eines Systems zum induktiven Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • Bei der zweiten Ausführungsform ist die erste Spuleneinrichtung SP1` am Unterboden des Kraftfahrzeugs F1 angebracht und kann gleichzeitig zum normalen induktiven Laden an einer stationären Ladevorrichtung, welche beispielsweise in der Fahrbahndecke integriert ist, verwendet werden. Die zweite Spuleneinrichtung SP2' ist an einer beweglichen Schiene SC2 des Fremdkraftfahrzeugs F2 angeordnet. In einer Halteposition des Kraftfahrzeugs F1 und des Fremdkraftfahrzeugs F2 kann die zweite Spuleneinrichtung SP2' mittels der Schiene SC2 derart ausgefahren werden, dass das Induktionsfeld B des Fremdkraftfahrzeugs F2 von unterhalb der ersten Spuleneinrichtung SP1` in die erste Spuleneinrichtung SP1 einkoppelbar ist.
  • Nach Beendigung des Ladevorganges lässt sich die Schiene SC2 des Fremdkraftfahrzeugs F2 wiederum einfahren.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.
  • Obwohl bei den obigen Ausführungsformen die erste und zweite Spuleneinrichtung in der Stoßstange bzw. am Unterboden des Kraftfahrzeugs bzw. des Fremdkraftfahrzeugs vorgesehen waren, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern beliebige weitere Anbringungsorte denkbar. Beispielsweise könnten die erste und zweite Spuleneinrichtung auch in Kotflügeln oder Türen des Kraftfahrzeugs bzw. des Fremdkraftfahrzeugs eingebaut werden, welche in einer Halteposition geeignet zueinander ausgerichtet werden können.
  • Auch ist die vorliegende Erfindung nicht auf Fahrzeuge mit Brennstoffzellenmotoren beschränkt, sondern generell für beliebige Motorantriebe geeignet, wobei eine besondere Effizienz bei regenerierbaren Antrieben erzielbar ist.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102009059976 A1 [0004]

Claims (15)

  1. System (L1; L2) zum induktiven Laden einer Batterie (B1) eines Kraftfahrzeuges (F1) mit: einer in dem Kraftfahrzeug (F1) angeordneten ersten Ladekomponente (L1) mit einer ersten Spuleneinrichtung (SP1; SP1') zum Empfangen eines Induktionsfeldes (B) eines Fremdkraftfahrzeuges (F2); einer Gleichrichtereinrichtung (G1) zum Gleichrichten einer durch das Induktionsfeld (B) in der ersten Spuleneinrichtung (SP1; SP1') erzeugten Wechselspannung in eine Ladespannung der Batterie (B1); einer in dem Kraftfahrzeug (F1) angeordneten ersten Kommunikationseinrichtung (ST1, K1), welche ausgestaltet ist zum Errichten einer Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeug (F1) und dem Fremdkraftfahrzeug (F2) zum Vereinbaren einer Ladeposition und zum Koordinieren des Ladens der Batterie (B1) des Kraftfahrzeuges (F1) an der vereinbarten Ladeposition; einer in dem Fremdkraftfahrzeug (F2) angeordneten zweiten Ladekomponente (L2) mit: einer zweiten Spuleneinrichtung (SP2; SP2') zum Erzeugen des Induktionsfeldes (B) des Fremdkraftfahrzeuges (F2); einer mit einem motorbetriebenen Generator (M2G) des Fremdkraftfahrzeuges (F2) elektrisch verbundenen Wechselrichtereinrichtung (W2), durch welche eine Wechselspannung in der zweiten Spuleneinrichtung (SP2; SP2') zum Erzeugen des Induktionsfeldes (B) des Fremdkraftfahrzeuges (F2) einkoppelbar ist; und einer in dem Fremdkraftfahrzeug (F2) angeordneten zweiten Kommunikationseinrichtung (ST2, K2) zum Errichten der Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeug (F1) und dem Fremdkraftfahrzeug (F2) zum Vereinbaren der Ladeposition und zum Koordinieren des Ladens der Batterie (B1) des Kraftfahrzeuges (F1) an der vereinbarten Ladeposition.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die erste Kommunikationseinrichtung (ST1, K1; ST2, K2) in eine Cloud einbindbar sind, innerhalb derer ladebereite Fremdkraftfahrzeuge (F2) und deren aktuelle Positionen registriert sind.
  3. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Spuleneinrichtung (SP1) in einer Stoßstange des Kraftfahrzeuges (F1) und wobei die zweite Spuleneinrichtung (SP1) in einer Stoßstange des Fremdkraftfahrzeuges (F2) derart angeordnet sind, dass in einer Halteposition des Kraftfahrzeuges (F1) und des Fremdkraftfahrzeuges (F2) das Induktionsfeld (B) des Fremdkraftfahrzeuges (F2) in die erste Spuleneinrichtung (SP1) einkoppelbar ist.
  4. System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Spuleneinrichtung (SP1') am Unterboden des Kraftfahrzeuges (F1) und wobei die zweite Spuleneinrichtung (SP1') an einer beweglichen Schiene (SC2) des Fremdkraftfahrzeuges (F2) derart angeordnet sind, dass in einer Halteposition des Kraftfahrzeuges (F1) und des Fremdkraftfahrzeuges (F2) die zweite Spuleneinrichtung (SP2') mittels der Schiene (SC2) derart ausfahrbar ist, dass Induktionsfeld (B) des Fremdkraftfahrzeuges (F2) in die erste Spuleneinrichtung (SP1') einkoppelbar ist.
  5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der motorbetriebene Generator (M2G) des Fremdkraftfahrzeuges (F2) mit einem Brennstoffzellenmotor (M2) des Fremdkraftfahrzeuges (F2) betreibbar ist.
  6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am Kraftfahrzeug (F1) und/oder am Fremdkraftfahrzeug (F2) eine Erfassungseinrichtung (DE) zum Erfassen und Anzeigen eines geeigneten Ladeabstandes der ersten und zweiten Spuleneinrichtung (SP1; SP2) vorgesehen ist.
  7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Ladekomponente (L1) weiterhin aufweist eine mit einem motorbetriebenen Generator (M1G) des Kraftfahrzeuges (F1) elektrisch verbundene weitere Wechselrichtereinrichtung (W1), durch welche eine Wechselspannung in der ersten Spuleneinrichtung (SP1; SP1') zum Erzeugen des Induktionsfeldes (B') des Kraftfahrzeuges (F1) einkoppelbar ist; und eine in dem Fremdkraftfahrzeug (F2) angeordnete dritte Kommunikationseinrichtung (ST1, K1) zum Errichten einer Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeug (F1) und dem Fremdkraftfahrzeug (F2) zum Vereinbaren der Ladeposition und zum Koordinieren des Ladens der Batterie (B2) des Fremdkraftfahrzeuges (F2) an der vereinbarten Ladeposition.
  8. System Anspruch 7, wobei die zweite Ladekomponente (L2) weiterhin aufweist eine weitere Gleichrichtereinrichtung (G2) zum Gleichrichten einer durch das Induktionsfeld (B') in der zweiten Spuleneinrichtung (SP2; SP2') erzeugten Wechselspannung in eine Ladespannung der Batterie (B2); eine in dem Kraftfahrzeug (F1) angeordneten vierte Kommunikationseinrichtung (ST2, K2), welche ausgestaltet ist zum Errichten einer Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeug (F1) und dem Fremdkraftfahrzeug (F2) zum Vereinbaren einer Ladeposition und zum Koordinieren des Ladens der Batterie (B2) des Fremdkraftfahrzeuges (F1) an der vereinbarten Ladeposition.
  9. Erste Ladekomponente (L1) zur Verwendung in einem System nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  10. Zweite Ladekomponente (L2) zur Verwendung in einem System nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
  11. Verfahren zum induktiven Laden einer Batterie (B1) eines Kraftfahrzeuges (F1) mit den Schritten: Errichten einer Kommunikation zwischen dem Kraftfahrzeug (F1) und einem Fremdkraftfahrzeug (F2) zum Vereinbaren einer Ladeposition und zum Koordinieren des Ladens der Batterie (B1) des Kraftfahrzeuges (F1) an der vereinbarten Ladeposition mittels einer in dem Kraftfahrzeug (F1) angeordneten ersten Kommunikationseinrichtung (ST1, K1), und einer in dem Fremdkraftfahrzeug (F2) angeordneten zweiten Kommunikationseinrichtung (ST1, K1); und induktives Laden der Batterie (B1) des Kraftfahrzeuges (F1) durch ein im Fremdkraftfahrzeug (F2) erzeugtes Induktionsfeld (B) an der Ladeposition.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die erste und Kommunikationseinrichtung (ST1, K1; ST2, K2) in eine Cloud eingebunden werden, innerhalb derer ladebereite Fremdkraftfahrzeuge (F2) und deren aktuelle Positionen registriert sind.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei dem Kraftfahrzeug (F1) ein ladebereites Fremdkraftfahrzeug (F2) basierend auf den aktuelle Positionen und vorgebbaren technischen Parametern vorgeschlagen wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, 12 oder 13, wobei in der Kommunikation Identifikationsdaten zwischen dem Kraftfahrzeug (F1) und dem Fremdkraftfahrzeug (F2) ausgetauscht werden.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei die Kommunikation Internet-basiert über eine App durchgeführt wird.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023161596A1 (en) * 2022-02-25 2023-08-31 Richmond Design And Marketing Powering and controlling or monitoring of vehicles

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009059976A1 (de) 2009-12-22 2011-06-30 HS Genion GmbH, 82205 System zum Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeuges

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