DE19926105A1 - Schnellladekonzept für eine Kraftfahrzeugfernbedienung - Google Patents
Schnellladekonzept für eine KraftfahrzeugfernbedienungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Schnellladeverfahren für eine akkumulatorbetriebene Vorrichtung, insbesondere Kraftfahrzeugfernbedienung, mit einer Akkumulatoreinrichtung (7), wobei ein der Akkumulatoreinrichtung (7) vorgeschalteter Energiespeicher (1) wenigstens kurzzeitig mittels einer dem Energiespeicher (1) vorgeschalteten Koppeleinheit (2) mit einer externen Energiequelle gekoppelt wird, der Energiespeicher (1) von der hiermit gekoppelten Energiequelle mit hohem Energiefluss und kleiner Ladezeitkonstante aufgeladen wird und nachfolgend die im Energiespeicher (1) geladene Energie mit geringerem Energiefluss und größerer Ladezeitkonstante auf die Akkumulatoreinrichtung (7) übertragen wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine akkumulatorbetriebene Vorrichtung (7) für ein derartiges Schnellladeverfahren.
Description
Die Erfindung betrifft ein Schnellladeverfahren für eine
akkumulatorbetriebene Vorrichtung sowie eine akkumulatorbetrie
bene Vorrichtung für ein derartiges Schnellladeverfahren.
Die Verwendung von Akkumulatoren als Energiequelle in elek
trischen Geräten ist in zunehmender Weise auf unterschied
lichsten technischen Gebieten wie Küchengeräten, elektrischen
Zahnbürsten, Mobiltelefonen, Fernbedienungen für verschieden
ste Zwecke usw. zu beobachten.
Gegenüber der Verwendung von Batterien in solchen Geräten
entfällt vorteilhafterweise nicht nur der Austausch ver
brauchter gegen neue Batterien, sondern es wird auch die Mög
lichkeit eröffnet, durch feste Installation einer Akkumula
toreinrichtung im Gerätegehäuse eines Gerätes von einem sonst
notwendigen öffen- und schließbaren Batteriefach abzusehen.
Hierdurch vereinfacht sich die Herstellung eines Gerätegehäu
ses sowie eine eventuell notwendige Kapselung gegen Um
welteinflüsse.
Nachteiligerweise ist ein solches Gerät, wie beispielsweise
ein Kraftfahrzeugfernbediensender, bei aufgebrauchter Energie
der Akkumulatoreinrichtung nicht durch den Austausch gegen
neue Batterien oder Akkumulatoren schnell wieder einsetzbar,
sondern benötigt eine längere Ladezeit der Akkumulatorein
richtung bis zum erneuten funktionsfähigen Einsatz.
Hierzu muss ein solches Gerät für längere Zeit mit einem
ortsfesten Ladegerät verbunden werden, so dass sich die ört
liche Verfügbarkeit eines solchen Gerätes verringert. Bei
spielsweise sind neuere Kraftfahrzeugfernbedienungen, soge
nannte Keyless-Go-ID-Geber, die vom Fahrer immer am Körper
getragen werden, ohne Beeinträchtigung der Bedienerfreund
lichkeit nicht für längere Zeit mit einem ortsfesten Ladege
rät, beispielsweise im Fahrzeuginneren verbindbar.
Um diese Nachteile zu überwinden, ist es bereits bei Auto-
Akkumulatoren bekannt, diese mittels einer Schnellladung mit
sehr hohem Ladestrom über wenige Minuten gegenüber sonst nö
tigen mehreren Stunden schnell zu laden. Bei diesem Schnell
ladeverfahren wird allerdings die Lebensdauer der Akkumula
toreinrichtung beeinträchtigt, so dass dieses Verfahren nur
notfalls angewendet wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,
ein Schnellladeverfahren für eine Akkumulatoreinrichtung für
eine akkumulatorbetriebene Vorrichtung sowie eine Vorrichtung
hierfür zu schaffen, bei dem die akkumulatorbetriebene Vor
richtung nur kurzzeitig mit einer Energiequelle verbunden
werden muss, um ein die Lebensdauer der Akkumulatoreinrich
tung nicht beeinträchtigendes Laden zu gewährleisten und die
Bedienerfreundlichkeit zu erhöhen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schnellladeverfah
ren sowie eine Akkumulatoreinrichtung mit den Merkmalen der
Ansprüche 1 und 4 gelöst. Hierbei wird weiterhin eine Akkumu
latoreinrichtung, bestehend aus einer oder mehreren miteinan
der seriell und/oder parallel geschalteten Zellen wie bei
spielsweise Nickelkadmium, Nickelmetallhydrid, Ionen-Lithium
usw. wegen der auch über längere Zeit hervorragenden Energie
speichereigenschaften verwendet.
Dieser Akkumulatoreinrichtung ist ein Energiespeicher vorge
schaltet, der in kürzester Zeit ohne Schaden zu nehmen von
einer externen Energiequelle Energie aufnehmen kann und die
aufgenommene Energie mit geringerem Energiefluss und größerer
Ladezeitkonstante auf die Akkumulatoreinrichtung überträgt.
Dieser Energiespeicher muss demnach im Unterschied zu einer
Akkumulatoreinrichtung keine Langzeitenergiespeichereigen
schaften aufweisen.
Ein derartiger Energiespeicher kann beispielsweise mechanisch
in Form einer Feder realisiert sein, welche durch die kineti
sche Energie, welche extern eingebracht wird, beispielsweise
durch Betätigung eines Knopfes, Hebels oder ähnlichem ge
spannt wird. Die aufgenommene Energie kann langsam dann durch
geeignete Mittel, wie beispielsweise eine Untersetzung, mit
tels eines Energieumwandlers, beispielsweise eines Generators
auf die Akkumulatoreinrichtung übertragen werden.
Die Energie kann im Energiespeicher, aber auch in anderer
Form wie beispielweise kristallin, chemisch oder elektrisch
gespeichert werden, wobei bei einer Speicherung in elektri
scher Form vorteilhafterweise das Umformen durch einen Gene
rator entfällt. Die elektrische Energie wird hierbei bei
spielsweise in einer Kapazität als Ladung oder in einer In
duktivität in Form eines Magnetfeldes gespeichert. Die Ladung
einer Kapazität bzw. der durch das Zusammenbrechen des Ma
gnetfeldes in einer Induktivität induzierte Strom wird dann
durch eine Ladestrombegrenzung beispielsweise in Form eines
zwischengeschalteten Widerstandes zum ordnungsgemäßen Laden
der Akkumulatoreinrichtung verwendet.
Der Energiespeicher muss hierzu nur kurzzeitig für wenige Se
kunden oder für Sekundenbruchteile, beispielsweise wenige ms,
mit einer externen Energiequelle gekoppelt werden. Die Kopp
lung kann hierbei direkt über Steckkontakte oder in einer an
deren Ausführungsform induktiv über Induktivitäten erfolgen.
Selbstverständlich muss es sich bei einer induktiven Kopplung
um eine Wechselstromenergiequelle handeln, die über eine
Sendeinduktivität in einer Empfangsinduktivität des Gerätes
einen Wechselstrom erzeugt.
In diesem Fall muss die empfangene Energie in Form eines
Wechselstroms durch einen dem Energiespeicher vorgeschalteten
üblichen Gleichrichter gleichgerichtet werden, um in Form ei
ner Ladung in einer Kapazität bzw. in Form eines Magnetfeldes
in einer Induktivität zumindest kurzzeitig gespeichert zu
werden. Vorteilhafterweise wird in der induktiven Ausfüh
rungsform der Kopplung die Bedienerfreundlichkeit weiter ver
bessert, da das Gerät nicht mehr exakt mit einem üblicherwei
se ortsfesten Ladegerät verbunden werden, sondern sich nur
noch in eine vorbestimmte Reichweite des Ladegerätes befinden
muss. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Keyless-ID-
Geber immer am Körper des Fahrers getragen werden, da sich
der Fahrer sogar mehrmals, zumindest kurzzeitig, in Reichwei
te einer entsprechend im Fahrzeug angeordneten Sendeantenne
eines Ladegerätes begibt.
Bei der Ausführungsform mit direkter Kopplung kann dagegen
vorteilhafterweise auf eine Gleichrichtung, sofern es sich
bei der Energiequelle um eine Gleichstromquelle handelt, ver
zichtet werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. In der Zeich
nung zeigt die einzige Figur ein Blockschaltbild der elektri
schen Einrichtung in einer akkumulatorbetriebenen Vorrich
tung, insbesondere Kraftfahrzeugfernbedienung, nach der Er
findung.
Nach der Zeichnung weist die Elektrik einer akkumulatorbe
triebenen Vorrichtung einen Energiespeicher 1 auf, der in der
speziellen Ausführung als Kondensator 1 vom Typ Supercap bzw.
Goldcap ausgeführt ist. Dieser Typ weist bei kleiner Bauform
vorteilhafterweise eine sehr hohe Kapazität von beispielswei
se mehreren mF auf. Die beiden Pole 5 und 6 des Kondensators
1 sind mit einer Koppeleinheit 2 für die Kopplung mit einer
externen, in der Zeichnung nicht dargestellten Energiequelle
verbunden.
Diese Koppeleinheit kann, wie in der Zeichnung dargestellt,
in ihrer einfachsten Form zwei Kontakte 3 und 4 aufweisen,
die mit den Polen 5 und 6 des Kondensators 1 jeweils parallel
verbunden sind. An die Kontakte 3 und 4 kann dann zumindest
für den Ladevorgang eine externe Energiequelle in Form einer
Gleichstromquelle angelegt werden.
Die Koppeleinheit 2 könnte aber auch für eine induktive Kopp
lung in Form einer Empfangsantenne bzw. -induktivität ausge
legt sein, wobei sie zudem eine Gleichrichterschaltung auf
weisen muss, um den für einen Kondensator 1 zu dessen Ladung
nötigen Gleichstrom zu erzeugen. Eine derartige induktive
Koppeleinheit kann dann über eine Sendeantenne bzw.
-induktivität einer externen Wechselstromquelle Strom aufneh
men.
In jedem Fall wird der Kondensator 1 durch eine Kopplung mit
einem externen Ladegerät in wenigen Sekunden oder gar in Se
kundenbruchteilen, beispielsweise wenige ms, mit sehr hohem
Ladestrom geladen. Die Pole 5, 6 des Kondensators 1 sind an
dererseits jeweils mit den Polen 8 und 9 einer Akkumula
toreinrichtung verbunden, wobei sich in wenigstens einem
Zweig 5, 8 und 6, 9 ein Widerstand 11 geeigneter Größe befin
det, um den Ladestrom für die Akkumulatoreinrichtung 7 in
vorbestimmter und geeigneter Weise zu begrenzen.
An den Polen 8, 9 der Akkumulatoreinrichtung 7 hängt eine Er
satzlast 10, die permanent oder intermittierend mit diesen
verbunden ist. Durch diese Ersatzlast 10 wird beispielsweise
die Sende- und evtl. Empfangsfunktion einer Kraftfahrzeug
fernbedienung simuliert.
Die Koppeleinheit 2 muss für die Ladung des Kondensators 1,
wie vorstehend geschildert, nur kurzzeitig mit einer externen
Energiequelle zur vollständigen Ladung des Kondensators 1
verbunden werden. Da der Ladestrom in Richtung der Akkumula
toreinrichtung in jedem Fall durch den Widerstand 6 begrenzt
ist, ist jedoch auch eine längere Kopplung mit einer externen
Energiequelle für die Geräteschaltung, insbesondere für die
Akkumulatoreinrichtung 7, unschädlich und trägt allenfalls
innerhalb der Toleranzen zur Ladung der Akkumulatoreinrich
tung 7 bei.
Die Akkumulatoreinrichtung 7 kann, wie im Blockschaltbild
dargestellt aus einer Serienschaltung zweier einzelner Zellen
aufgebaut sein. Je nach Einsatzgebiet ist aber auch eine Se
rien- und/oder Parallelschaltung einer beliebigen Anzahl von
Zellen möglich. Ebenso kann der Energiespeicher 1 in seiner
Ausführungsform mit Kondensatoren je nach Einsatzgebiet durch
Zusammenschaltung, insbesondere Parallelschaltung einer be
liebigen Anzahl von Kondensatoren ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise kann durch die vorliegende Erfindung das
nachteilige lange Verbinden eines akkumulatorbetriebenen Ge
rätes mit einem Ladegerät auf wenige Sekunden oder gar auf
Sekundenbruchteile, beispielsweise wenige ms, verkürzt wer
den, ohne die Lebensdauer und Qualität der Energiespeicherei
genschaften einer Akkumulatoreinrichtung zu beeinträchtigen.
Die vorliegende Erfindung ist deshalb grundsätzlich für alle
akkumulatorbetriebenen Vorrichtungen einsetzbar, wobei sich
für den Bediener Vorteile wie erhöhte Bedienerfreundlichkeit
und verbesserte Verfügbarkeit des akkumulatorbetriebenen Ge
rätes ergeben.
Claims (9)
1. Schnellladeverfahren für eine akkumulatorbetriebene Vor
richtung, insbesondere Kraftfahrzeugfernbedienung, mit
einer Akkumulatoreinrichtung (7)
dadurch gekennzeichnet, dass
- - ein der Akkumulatoreinrichtung (7) vorgeschalteter Energiespeicher (1) wenigstens kurzzeitig mittels einer dem Energiespeicher (1) vorgeschalteten Koppeleinheit (2) mit einer externen Energiequelle gekoppelt wird,
- - der Energiespeicher (1) von der hiermit gekoppelten Energiequelle mit hohem Energiefluss und kleiner Lade zeitkonstante aufgeladen wird und
- - nachfolgend die im Energiespeicher (1) geladenen Ener gie mit geringerem Energiefluss und größerer Ladezeit konstante auf die Akkumulatoreinrichtung (7) übertragen wird.
2. Schnellladeverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die
Energie im Energiespeicher (1) als elektrische Energie
gespeichert wird.
3. Schnellladeverfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die
Energiequelle Energie in Form von Wechselstrom abgibt und
mit dem Energiespeicher (1) über die Koppeleinheit (2)
induktiv gekoppelt wird, wobei die Koppeleinheit (2) eine
Gleichrichtereinheit aufweist, die den Wechselstrom
gleichrichtet.
4. Akkumulatorbetriebene Vorrichtung, insbesondere Kraft
fahrzeugfernbedienung, für ein Schnellladeverfahren nach
einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer Akkumulatorein
richtung (7),
dadurch gekennzeichnet, dass
- - der Akkumulatoreinrichtung (7) ein Energiespeicher (1) vorgeschaltet ist, welcher wenigstens kurzzeitig mit einer externen Energiequelle mittels einer dem Energie speicher vorgeschalteten Koppeleinheit (2) koppelbar ist und
- - der Energiespeicher (1) eine im Vergleich zur Akkumula toreinrichtung (7) kürzere Ladezeitkonstante aufweist.
5. Akkumulatorbetriebene Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der
Energiespeicher (1) als elektrisches Bauelement ausgebil
det ist.
6. Akkumulatorbetriebene Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass das
elektrische Bauelement als Kondensator (1) mit hoher Ka
pazität ausgebildet ist.
7. Akkumulatorbetriebene Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der
Kondensator (1) als Supercap ausgebildet ist.
8. Anordnung aus einer akkumulatorbetriebenen Vorrichtung
nach einem der Ansprüche 4 bis 7 und einer hiermit gekop
pelten externen Energiequelle zur Durchführung des Ver
fahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
9. Anordnung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die ex
terne Energiequelle als Wechselstromquelle ausgebildet
ist, welche mit einer dem elektrischen Bauelement vorge
schalteten Gleichrichtereinheit induktiv gekoppelt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999126105 DE19926105A1 (de) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Schnellladekonzept für eine Kraftfahrzeugfernbedienung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999126105 DE19926105A1 (de) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Schnellladekonzept für eine Kraftfahrzeugfernbedienung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19926105A1 true DE19926105A1 (de) | 2000-12-21 |
Family
ID=7910556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999126105 Withdrawn DE19926105A1 (de) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | Schnellladekonzept für eine Kraftfahrzeugfernbedienung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19926105A1 (de) |
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-
1999
- 1999-06-08 DE DE1999126105 patent/DE19926105A1/de not_active Withdrawn
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