[go: up one dir, main page]

DE102011115092A1 - System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten - Google Patents

System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten Download PDF

Info

Publication number
DE102011115092A1
DE102011115092A1 DE102011115092A DE102011115092A DE102011115092A1 DE 102011115092 A1 DE102011115092 A1 DE 102011115092A1 DE 102011115092 A DE102011115092 A DE 102011115092A DE 102011115092 A DE102011115092 A DE 102011115092A DE 102011115092 A1 DE102011115092 A1 DE 102011115092A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
coil
windings
power
communication
winding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102011115092A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102011115092B4 (de
DE102011115092C5 (de
Inventor
Michael Kutz
Nils-Malte Jahn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Original Assignee
SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=47908818&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE102011115092(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by SEW Eurodrive GmbH and Co KG filed Critical SEW Eurodrive GmbH and Co KG
Priority to DE102011115092.0A priority Critical patent/DE102011115092C5/de
Publication of DE102011115092A1 publication Critical patent/DE102011115092A1/de
Publication of DE102011115092B4 publication Critical patent/DE102011115092B4/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102011115092C5 publication Critical patent/DE102011115092C5/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/80Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power involving the exchange of data, concerning supply or distribution of electric power, between transmitting devices and receiving devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14Inductive couplings
    • H01F2038/143Inductive couplings for signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten, wobei ein Mobilteil relativ zu einem Anlagenteil bewegbar angeordnet ist, wobei das Anlagenteil eine erste Leistungsspule und eine erste Kommunikationsspule aufweist, wobei das Mobilteil eine zweite Leistungsspule aufweist, die induktiv an die erste Leistungsspule ankoppelbar ist, wobei das Mobilteil eine zweite Kommunikationsspule aufweist, welche induktiv an die erste Kommunikationsspule ankoppelbar ist, insbesondere wobei mittels der induktiven Kopplung zwischen erster und zweiter Leistungsspule Energie übertragbar ist und zwischen erster und zweiter Kommunikationsspule Daten übertragbar sind, wobei jede Leistungsspule zwei Wicklungen aufweist und jede Kommunikationsspule zwei Wicklungen aufweist, insbesondere wobei die Wicklungsachsen aller Wicklungen parallel ausgerichtet sind, wobei die Wicklungen jeweils mit einem derartigen Wicklungssinn ausgeführt sind, dass von der ersten und/oder zweiten Leistungsspule keine, insbesondere keine wesentliche Gesamtspannung an der ersten und/oder zweiten Kommunikationsspule induzierbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten.
  • Bei einem System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten ist bekannt, Energie von einer Primärspule an eine Sekundärspule induktiv zu übertragen. Außerdem sind durch Aufmodulation von Stromanteilen, deren Frequenz höher ist als die zur Energieübertragung verwendete Frequenz, Daten übertragbar zwischen den beiden Spulen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten weiterzubilden, wobei eine sichere Datenübertragung ausführbar sein soll.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
  • Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem System zur kontaktlosen Übertragung von Energie sind, dass ein Mobilteil relativ zu einem Anlagenteil bewegbar angeordnet ist,
    wobei das Anlagenteil eine erste Leistungsspule und eine erste Kommunikationsspule aufweist,
    wobei das Mobilteil eine zweite Leistungsspule aufweist, die induktiv an die erste Leistungsspule ankoppelbar ist,
    wobei das Mobilteil eine zweite Kommunikationsspule aufweist, welche induktiv an die erste Kommunikationsspule ankoppelbar ist,
    insbesondere wobei mittels der induktiven Kopplung zwischen erster und zweiter Leistungsspule Energie übertragbar ist und zwischen erster und zweiter Kommunikationsspule Daten übertragbar sind,
    wobei jede Leistungsspule zwei Wicklungen aufweist und jede Kommunikationsspule zwei Wicklungen aufweist,
    insbesondere wobei die Wicklungsachsen alter Wicklungen parallel ausgerichtet sind,
    wobei die Wicklungen jeweils mit einem derartigen Wicklungssinn ausgeführt sind, dass von der ersten und/oder zweiten Leistungsspule keine, insbesondere keine wesentliche Gesamtspannung an der ersten und/oder zweiten Kommunikationsspule induzierbar ist.
  • Von Vorteil ist dabei, dass die Datenübertragung von der Leistungsübertragung ungestört ausführbar ist, weil das von der Leistungsspule erzeugte Wechsel-Magnetfeld keine oder zumindest keine wesentlichen Gesamtspannungen in der Kommunikationsspule induziert. Denn durch die Aufteilung der Spule in Wicklungen heben sich die Induktionswirkungen, also induzierten Spannungen, auf bei gegensinnigen Wicklungen. Dies ist am einfachsten ausführbar, wenn die umwickelte Fläche jeweils gleich ist und die Wicklungszahl ebenso.
  • Wenn also die Kommunikationsspule aus zwei gegensinnigen Wicklungen zusammengesetzt ist, sind die jeweils induzierten Spannungen betragsgleich und mit unterschiedlichem Vorzeichen versehen. Somit ergibt sich als Gesamtspannung eine verschwindende Spannung an der Kommunikationsspule. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Leistungsspule im Bereich der umwickelten Flächen der Wicklungen der Kommunikationsspule ein gleichstarkes Wechselfeld erzeugt. Dies ist insbesondere dann einfach erreichbar, wenn die Leistungsspule ein homogenes Feld im Bereich der Wicklungen der Kommunikationsspule erzeugt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die erste und zweite Wicklung der ersten Kommunikationsspule unterschiedlichen Wicklungssinn auf,
    wobei die erste und zweite Wicklung der ersten Leistungsspule gleichen Wicklungssinn aufweisen,
    wobei die erste und zweite Wicklung der zweiten Kommunikationsspule unterschiedlichen Wicklungssinn aufweisen,
    wobei die erste und zweite Wicklung der zweiten Leistungsspule gleichen Wicklungssinn aufweisen,
    insbesondere wobei die ersten Wicklungen der beiden Leistungsspulen gleichen Wicklungssinn aufweisen und wobei die ersten Wicklungen der beiden Kommunikationsspulen gleichen Wicklungssinn aufweisen. Von Vorteil ist dabei, dass in einfacher Weise die Datenübertragung ungestört von der Energieübertragung, also Leistungsübertragung, ermöglicht ist.
  • Zwar wird auch bei der Datenübertragung eine elektrische Leistung beziehungsweise Energie übertragen, jedoch wird diese vernachlässigt gegen die mindestens hundertmal größere Übertragung von der ersten auf die zweite Leistungsspule.
  • Bei einer alternativen vorteilhaften Ausgestaltung weisen die erste und zweite Wicklung der ersten Leistungsspule unterschiedlichen Wicklungssinn auf,
    wobei die erste und zweite Wicklung der ersten Kommunikationsspule gleichen Wicklungssinn aufweisen,
    wobei die erste und zweite Wicklung der zweiten Leistungsspule unterschiedlichen Wicklungssinn aufweisen,
    wobei die erste und zweite Wicklung der zweiten Kommunikationsspule gleichen Wicklungssinn aufweisen,
    insbesondere wobei die ersten Wicklungen der beiden Leistungsspulen gleichen Wicklungssinn aufweisen und wobei die ersten Wicklungen der beiden Kommunikationsspulen gleichen Wicklungssinn aufweisen. Von Vorteil ist dabei, dass wiederum Daten und Energie unabhängig voneinander übertragbar sind. Dabei ist die gegensinnige Ausführung der Wicklungen entweder bei der Kommunikationsspule oder bei der Leistungsspule ausführbar. Wichtig ist allerdings, dass bei gegensinniger Ausführung der Wicklungen der Kommunikationsspule die Wicklungen der Leistungsspule gleichsinnig auszuführen ist und umgekehrt.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die erste Wicklung der Leistungsspule und die erste Wicklung der Kommunikationsspule um denselben ersten Spulenkern, insbesondere Ferritkern, gewickelt
    und/oder
    die zweite Wicklung der Leistungsspule und die zweite Wicklung der Kommunikationsspule sind um denselben zweiten Spulenkern, insbesondere Ferritkern, gewickelt,
    insbesondere wobei der erste und zweite Spulenkern einstückig ausgeführt sind, insbesondere als Schenkel eines U-förmig ausgeführten Spulenkern ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und kostengünstige Ausführung ermöglicht ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die erste und zweite Wicklung voneinander beabstandet, insbesondere in derjenigen Ebene, deren Normalenrichtung parallel zur Wicklungsachse ausgerichtet ist. Von Vorteil ist dabei, dass eine ebene Spulenanordnung ausführbar ist und somit eine Herstellung der Spulenwicklung als Leiterbahn.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mittels der Kommunikationsspulen vom Mobilteil ein Signal bei Eintreffen des Mobilteils im induktiven Kopplungsbereich übertragbar. Von Vorteil ist dabei, dass ein Datenaustausch schon vor der Eintreffen der zweiten Leistungsspule im induktiven Kopplungsbereich zur ersten Leistungsspule ermöglicht ist. Somit ist eine Einparkhilfe realisierbar, indem Daten zwischen Mobilteil und stationärem Anlagenteil übertragen werden und auf diese Weise das Mobilteil auf den gewünschten Sollpositionsbereich hingesteuert wird.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist aus der zweiten Leistungsspule ein Energiespeicher und/oder ein elektrischer Antrieb des Mobilteils speisbar. Von Vorteil ist dabei, dass der Energiespeicher beladbar ist und somit aus dem Energiespeicher der Antrieb des Mobilteils versorgbar ist. Auf diese Weise ist eine elektrische Beladung im induktiven Kopplungsbereich ausführbar und nachfolgend ein Versorgen des Antriebs aus dem Energiespeicher.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist mittels der Kommunikationsspulen ein vom Ladezustand eines Energiespeichers des Mobilteils abhängiger Stromsollwert vom Mobilteil an den Anlagenteil übertragbar, wobei das Anlagenteil einen die erste Leistungsspule speisenden Steller aufweist, der den in der Leistungsspule fließenden Strom auf einen dem Stromsollwert entsprechenden Wert hin regelt,
    insbesondere wobei der Iststrom der ersten oder zweiten Leistungsspule erfasst wird und einer den Steller ansteuernden Regeleinheit zur Verfügung gestellt wird. Von Vorteil ist dabei, dass eine Ladestromregelung ausführbar ist, indem der Ladezustand auf dem Mobilteil erfasst wird und ein entsprechender Wert an den stationären Anlagenteil übertragen wird, welcher wiederum von diesem primärseitig gestellt wird. Da der sekundärseitig aus der zweiten Leistungsspule austretende Strom dem primärseitig gestellten Strom entspricht, insbesondere von diesem abhängt, ist der sekundärseitige Strom proportional oder zumindest eindeutig abhängig vom primärseitigen Strom.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die von den Wicklungen der Kommunikationsspulen umwickelte Fläche und/oder der maximale Abstand zwischen zwei Punkten der umwickelten Flächen größer als die von den Wicklungen der Leistungsspulen umwickelte Fläche beziehungsweise der zugehörige maximale Abstand zwischen zwei Punkten der entsprechenden umwickelten Flächen. Von Vorteil ist dabei, dass während des Einfahrens des Mobilteils in den induktiven Kopplungsbereich der Leistungsspulen schon vorher eine Datenübertragung ausführbar ist, insbesondere zur Identifikation des Fahrzeugs und/oder zur Durchführung einer automatischen Einparkhilfe.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf dem Spulenkern zusätzlich eine Kompensationswicklung vorgesehen, insbesondere primärseitig,
    insbesondere wobei die erste Leistungsspule, die erste Kommunikationsspule und die Kompensationsspule als in einer, insbesondere einzigen, Ebene angeordnete Spulenanordnung ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine Kompensation einfach und direkt erfassbar und/oder ausführbar ist.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die Kommunikationsspule und die Leistungsspule, insbesondere und die Kompensationsspule, als Flachwicklung auf einer Leiterplatte, insbesondere auf einer mehrlagigen Leiterplatte, ausgeführt, insbesondere wobei die Leiterbahnen hierzu als konzentrische oder spiralförmig verlaufende Leiterbahnen ausgeführt sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache kostengünstige Massenfertigung ermöglicht ist.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
  • Die Erfindung wird nun anhand von schematischen Abbildungen näher erläutert:
    In der 1 ist ein schematischer Querschnitt durch die erfindungsgemäße Anordnung zur induktiven Übertragung von Energie und Information gezeigt.
  • In der 2 ist eine zugehörige Seitenansicht gezeigt.
  • In der 3 ist eine Seitenansicht für ein ähnliches Ausführungsbeispiel gezeigt.
  • In der 4 ist eine Seitenanscht für ein ähnliches Ausführungsbeispiel gezeigt.
  • Wie in 1 und auch in der 2 gezeigt, weist die Anordnung einen Anlagen auf der Primärseite 1 und einen auf der Sekundärseite 2 angeordneten jeweiligen Teil auf, wobei diese Teile relativ gegeneinander bewegbar angeordnet sind.
  • Dabei ist auf der Primärseite eine Leistungsspule L1 vorgesehen, die aus einer oder mehreren gleichsinnig gewickelten Wicklungen ausgeführt ist.
  • Der von der Leistungswicklung L1 bei Bestromung erzeugte Magnetfluss M durchdringt auch eine primärseitig angeordnete Kommunikationswicklung K1, wobei diese ebenfalls aus mindestens zwei Wicklungen zusammengesetzt ist, deren Wicklungssinn zueinander entgegengesetzt ist.
  • Weil beide Wicklungen dieselbe Wicklungszahl aufweisen und demselben Magnetfluss ausgesetzt sind, wird vom Magnetfluss M keine Gesamtspannung an der die Kommunikationsspule K1 bildenden Reihenschaltung der Kommunikationswicklungen induziert.
  • Entsprechend der Leistungsspule L1 ist die sekundärseitig angeordnete Leistungswicklung 12 aus Wicklungen aufgebaut, so dass die vom Magnetfluss induzierten Spannungen an der Reihenschaltung der Wicklungen der Leistungswicklung 12 eine Gesamtspannung erzeugen. Vorzugsweise ist jeder Wicklung der primärseitigen Leistungsspule L1 eine entsprechende Wicklung der sekundärseitigen Leistungsspule 12 zugeordnet.
  • Entsprechend ist die sekundärseitig angeordnete Kommunikationsspule K2 aus Wicklungen ausgeführt, deren Wicklungssinn zueinander entgegengesetzt sind und die in Reihe geschaltet sind. Somit wird wiederum von der primärseitigen Leistungswicklung L1 keine Gesamtspannung in der Kommunikationsspule K2 induziert. Die Windungszahl der Wicklungen der Spule ist vorzugsweise gleich.
  • Die Leistungsspulen sind also induktiv gekoppelt und es ist somit von der Primärseite 1 auf die Sekundärseite 2 die Übertragung von Energie induktiv ausführbar. Die übertragene Energie wird sekundärseitig einem Verbraucher und/oder einem Energiespeicher zugeführt. Beispielsweise ist ein Energiespeicher, wie Akkumulator oder Batterie, beim Zuführen von Energie beladbar. Abhängig vom Ladezustand des Energiespeichers ist ein Ladestrom von der Leistungsspule 2 über einen Gleichrichter dem Energiespeicher zuführbar. Als Verbraucher ist beispielsweise ein elektrischer Antrieb für das Fahrzeug vorsehbar. Dabei weist der Antrieb einen Elektromotor auf.
  • Zwischen den Kommunikationsspulen werden Signale übertragen. Die zugeordnete induktiv übertragene elektrische Leistung ist mindestens 100 mal geringer als bei der induktiven Übertragung zwischen den Leistungsspulen 11 und 12. Entsprechend sind die Leitungsquerschnitte der Wicklungsdrähte der Leistungsspulen L1 und 12 größer als die Leitungsquerschnitte der Wicklungsdrähte der Kommunikationsspulen K1 und K2.
  • Die Wicklungen der Spulen, insbesondere der Leistungsspulen L1 und 12, sind auf Spulenkernen aus Ferrit 40 ausgeführt.
  • Des Weiteren ist eine Kompensationswicklung KO primärseitig vorgesehen.
  • In 2 sind die Spulenkerne jeder Wicklung zugeordnet und der Wicklungssinn ist symbolisch angegeben.
  • In der 3 wird im Unterschied zur 2 für die Wicklungen einer jeweiligen Spule ein gemeinsamer Kern verwendet. Dabei ist dieser Kern U-förmig oder C-förmig ausgeführt.
  • Die erste Wicklung der Leistungsspule und die erste Wicklung der Kommunikationsspule ist jeweils auf einem ersten Schenkel des U ausgeführt. Die zweite Wicklung der Leistungsspule und die zweite Wicklung der Kommunikationsspule ist jeweils auf dem zweiten Schenkel des U ausgeführt.
  • In der 4 sind die Schenkel des U verkürzt ausgeführt und somit die Wicklungen flach ausgeführt, wobei die erste Wicklung der Leistungsspule und die erste Wicklung der Kommunikationsspule konzentrisch angeordnet sind. Ebenso sind die jeweiligen zweiten Wicklungen angeordnet.
  • Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird die Primärspule als Flachwicklung ausgeführt. Bevorzugt wird hierzu die Spule auf einer Leiterplatte realisiert.
  • Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen wird statt des Wickelsinns eine entsprechende Verschaltung beziehungsweise Verpolung der Wicklungen ausgeführt.
  • Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen werden zusätzlich hochfrequente Signale auf den für die Leistungsspule vorgesehenen Strom aufmoduliert, so dass Daten auf diese Weise übertragbar sind. Sekundärseitig werden die Daten dann aus dem in die sekundärseitig Leistungsspule induzierten Strömen herausgefiltert. Auch umgekehrt ist eine Datenübertragung durch Aufmodulation ermöglicht. Somit ist eine zusätzliche bidirektionale Kommunikation ausführbar, welche die Datenübertragung zwischen den Kommunikationsspulen K1 und K2 nicht stört.
  • Mit den vorgenannten Ausführungsbeispielen ist also eine Anordnung zum kontaktlosen Übertragen von Energie ausführbar. Hierbei wird der sekundärseitige Teil der Anordnung an einem Fahrzeug vorgesehen, das einen elektrischen Antrieb und/oder einen Energiespeicher aufweist. Somit ist mittels der leistungsspule L1 Energie induktiv an die Leistungsspule 12 übertragbar.
  • Dabei wird die Bestromung abhängig vom Eintreffen des Fahrzeugs im Kopplungsbereich ausgeführt. Sobald das Fahrzeug nämlich eingetroffen ist und somit ein von der zweiten Kommunikationsspule K2 gesendetes Signal mittels der Kommunikationsspule K1 detektiert wird, wird die Bestromung begonnen.
  • Des Weiteren ist während der Beladung eine Kommunikation zwischen Fahrzeug und primärseitigem Teil der Anordnung ausführbar. Insbesondere ist ein Sollwert beim Beladen vorgebbar. Insbesondere ist der Sollwert als Sollwerk für Strom ausführbar. Auf diese Weise gibt das Fahrzeug abhängig von einem Ladezustand eines Energiespeichers des Fahrzeugs einen Stromsollwert an die primärseitige Anordnung weiter, so dass der induktiv übertragene und von der sekundärseitigen Leistungsspule an den Energiespeicher gelieferte Ladestrom auf einen zugehörigen jeweils aktuellen Stromsollwert hin geregelt wird.
  • Die primärseitige Einspeisung stellt also den jeweils vom Fahrzeug abhängig vom Ladezustand des Energiespeichers angeforderten Ladestrom zur Verfügung.
  • Bei Eintreffen des Fahrzeugs im Bereich der induktiven Kopplung ist eine Übertragung von Daten zur Identifikation des Fahrzeugs ermöglicht, wobei die Daten von der Kommunikationsspule K2 zur Kommunikationsspule K1 übertragen werden.
  • Bei weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist die von den Wicklungen der Kommunikationsspulen umwickelte Fläche und/oder der maximale Abstand zwischen zwei Punkten der umwickelten Flächen größer als die von den Wicklungen der Leistungsspulen umwickelte Fläche beziehungsweise der zugehörige maximale Abstand zwischen zwei Punkten der entsprechenden umwickelten Flächen.
  • Somit ist bei Hinbewegen des Fahrzeugs in den Bereich der induktiven Kopplung schon vor der induktiven Kopplung der Leistungsspulen eine Datenübertragung mittels der Kommunikationsspulen ausführbar. Hierbei ist insbesondere ein Positionieren des Fahrzeuges auf eine Sollposition hin steuerbar.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Primärseite
    2
    Sekundärseite
    40
    Ferrit
    K1
    primärseitige Kommunikationsspule
    L1
    primärseitige Leistungsspule
    K2
    sekundärseitige Kommunikationsspule
    L2
    sekundärseitige Leistungsspule
    KO
    Kompensationswicklung
    M
    magnetischer Fluss

Claims (11)

  1. System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten, wobei ein Mobilteil relativ zu einem Anlagenteil bewegbar angeordnet ist, wobei das Anlagenteil eine erste Leistungsspule und eine erste Kommunikationsspule aufweist, wobei das Mobilteil eine zweite Leistungsspule aufweist, die induktiv an die erste Leistungsspule ankoppelbar ist, wobei das Mobilteil eine zweite Kommunikationsspule aufweist, welche induktiv an die erste Kommunikationsspule ankoppelbar ist, insbesondere wobei mittels der induktiven Kopplung zwischen erster und zweiter Leistungsspule Energie übertragbar ist und zwischen erster und zweiter Kommunikationsspule Daten übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass jede Leistungsspule zwei Wicklungen aufweist und jede Kommunikationsspule zwei Wicklungen aufweist, insbesondere wobei die Wicklungsachsen aller Wicklungen parallel ausgerichtet sind, wobei die Wicklungen jeweils mit einem derartigen Wicklungssinn ausgeführt sind, dass von der ersten und/oder zweiten Leistungsspule keine, insbesondere keine wesentliche Gesamtspannung an der ersten und/oder zweiten Kommunikationsspule induzierbar ist.
  2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Wicklung der ersten Kommunikationsspule unterschiedlichen Wicklungssinn aufweisen, wobei die erste und zweite Wicklung der ersten Leistungsspule gleichen Wicklungssinn aufweisen, wobei die erste und zweite Wicklung der zweiten Kommunikationsspule unterschiedlichen Wicklungssinn aufweisen, wobei die erste und zweite Wicklung der zweiten Leistungsspule gleichen Wicklungssinn aufweisen, insbesondere wobei die ersten Wicklungen der beiden Leistungsspulen gleichen Wicklungssinn aufweisen und wobei die ersten Wicklungen der beiden Kommunikationsspulen gleichen Wicklungssinn aufweisen.
  3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Wicklung der ersten Leistungsspule unterschiedlichen Wicklungssinn aufweisen, wobei die erste und zweite Wicklung der ersten Kommunikationsspule gleichen Wicklungssinn aufweisen, wobei die erste und zweite Wicklung der zweiten Leistungsspule unterschiedlichen Wicklungssinn aufweisen, wobei die erste und zweite Wicklung der zweiten Kommunikationsspule gleichen Wicklungssinn aufweisen, insbesondere wobei die ersten Wicklungen der beiden Leistungsspulen gleichen Wicklungssinn aufweisen und wobei die ersten Wicklungen der beiden Kommunikationsspulen gleichen Wicklungssinn aufweisen.
  4. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wicklung der Leistungsspule und die erste Wicklung der Kommunikationsspule um denselben ersten Spulenkern, insbesondere Ferritkern, gewickelt sind und/oder dass die zweite Wicklung der Leistungsspule und die zweite Wicklung der Kommunikationsspule um denselben zweiten Spulenkern, insbesondere Ferritkern, gewickelt sind, insbesondere wobei der erste und zweite Spulenkern einstückig ausgeführt sind, insbesondere als Schenkel eines U-förmig ausgeführten Spulenkern ausgeführt sind.
  5. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und zweite Wicklung voneinander beabstandet sind, insbesondere in derjenigen Ebene, deren Normalenrichtung parallel zur Wicklungsachse ausgerichtet ist.
  6. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kommunikationsspulen vom Mobilteil ein Signal bei Eintreffen des Mobilteils im induktiven Kopplungsbereich übertragbar ist.
  7. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass aus der zweiten Leistungsspule ein Energiespeicher und/oder ein elektrischer Antrieb des Mobilteils speisbar ist.
  8. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Kommunikationsspulen ein vom Ladezustand eines Energiespeichers des Mobilteils abhängiger Stromsollwert vom Mobilteil an den Anlagenteil übertragbar ist, wobei das Anlagenteil einen die erste Leistungsspule speisenden Steiler aufweist, der den in der Leistungsspule fließenden Strom auf einen dem Stromsollwert entsprechenden Wert hin regelt, insbesondere wobei der Iststrom der ersten oder zweiten Leistungsspule erfasst wird und einer den Steller ansteuernden Regeleinheit zur Verfügung gestellt wird.
  9. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Wicklungen der Kommunikationsspulen umwickelte Fläche und/oder der maximale Abstand zwischen zwei Punkten der umwickelten Flächen größer als die von den Wicklungen der Leistungsspulen umwickelte Fläche beziehungsweise der zugehörige maximale Abstand zwischen zwei Punkten der entsprechenden umwickelten Flächen ist.
  10. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Spulenkern zusätzlich eine Kompensationswicklung vorgesehen ist, insbesondere primärseitig, insbesondere wobei die erste Leistungsspule, die erste Kommunikationsspule und die Kompensationsspule als in einer, insbesondere einzigen, Ebene angeordnete Spulenanordnung ausgeführt sind.
  11. System nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsspule und die Leistungsspule, insbesondere und die Kompensationsspule, als Flachwicklung auf einer Leiterplatte, insbesondere auf einer mehrlagigen Leiterplatte, ausgeführt sind, insbesondere wobei die Leiterbahnen hierzu als konzentrische oder spiralförmig verlaufende Leiterbahnen ausgeführt sind.
DE102011115092.0A 2011-10-07 2011-10-07 System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten Active DE102011115092C5 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011115092.0A DE102011115092C5 (de) 2011-10-07 2011-10-07 System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102011115092.0A DE102011115092C5 (de) 2011-10-07 2011-10-07 System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE102011115092A1 true DE102011115092A1 (de) 2013-04-11
DE102011115092B4 DE102011115092B4 (de) 2014-10-30
DE102011115092C5 DE102011115092C5 (de) 2018-04-05

Family

ID=47908818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102011115092.0A Active DE102011115092C5 (de) 2011-10-07 2011-10-07 System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102011115092C5 (de)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015011654A1 (de) * 2015-05-11 2016-11-17 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg System zur kontaktlosen Energieübertragung von einem Primärleiter an eine an einem Fahrzeug angeordnete Sekundärwicklung
CN107146688A (zh) * 2016-03-01 2017-09-08 大众汽车有限公司 绕组
DE102018217008A1 (de) * 2018-10-04 2020-04-09 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur kabellosen Energie- und/oder Datenübertragung
DE102014000347B4 (de) 2014-01-16 2022-10-06 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Primärteil, insbesondere bodengebundenes Primärteil, für ein System zur berührungslosen Energieübertragung
US11498437B2 (en) 2018-11-05 2022-11-15 Mahle International Gmbh Inductive charging system with modular underground protection
DE102021124122A1 (de) 2021-09-17 2023-03-23 Beckhoff Automation Gmbh Induktive Energieübertragungseinrichtung für ein lineares Transportsystem
US11757490B2 (en) 2018-08-02 2023-09-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V Data transmission from a user terminal to another apparatus
US12096167B2 (en) 2019-01-30 2024-09-17 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Bidirectional configuration of sensor nodes with mobile phone with no extension

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015122244B9 (de) * 2015-12-18 2024-05-02 Tdk Electronics Ag Anordnung zur Kompensierung von in einem Übertrager induzierten Störspannungen
DE202016101808U1 (de) * 2016-04-06 2016-04-27 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. System zur drahtlosen Übertragung von Energie und Daten

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10012981A1 (de) 2000-03-16 2001-09-27 Hema Elektronik Fertigungs Und Einrichtung zur kontaktlosen Übertragung von elektrischer Energie und elektronischen Daten zwichen einer stationären und einer rotierenden Einheit
DE602004010140T2 (de) 2003-08-08 2008-09-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Unidirektionale strom- und bidirektionale datenübertragung über einer einzelnen, induktiven kopplung
DE102010001709A1 (de) 2010-02-09 2011-08-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., 51147 Ladesystem und Verfahren zum Laden von Elektrofahrzeugen

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE491895C (de) * 1927-09-02 1930-02-22 Aeg Transformator mit einer aus einer oder mehreren Windungen bestehenden Hilfswicklung
JPS6423401A (en) * 1987-07-20 1989-01-26 Victor Company Of Japan Magnetic recording and reproducing device
JPH04326709A (ja) * 1991-04-26 1992-11-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回転トランス
DE4236286A1 (de) * 1992-10-28 1994-05-05 Daimler Benz Ag Verfahren und Anordnung zum automatischen berührungslosen Laden
DE10216422C5 (de) * 2002-04-12 2011-02-10 Conductix-Wampfler Ag Vorrichtung zur induktiven Energieversorgung und Führung eines beweglichen Objektes
EP1705673B1 (de) * 2005-03-24 2008-05-07 Siemens Aktiengesellschaft Induktiver Drehübertrager
JPWO2010038297A1 (ja) * 2008-10-02 2012-02-23 トヨタ自動車株式会社 自己共振コイル、非接触電力伝達装置および車両
DE102010001484A1 (de) * 2010-02-02 2011-09-29 Balluff Gmbh Übertragungsvorrichtung zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten, Übertragungssystem und Verfahren zur kontaktlosen induktiven Energieübertragung und Datenübertragung

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10012981A1 (de) 2000-03-16 2001-09-27 Hema Elektronik Fertigungs Und Einrichtung zur kontaktlosen Übertragung von elektrischer Energie und elektronischen Daten zwichen einer stationären und einer rotierenden Einheit
DE602004010140T2 (de) 2003-08-08 2008-09-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Unidirektionale strom- und bidirektionale datenübertragung über einer einzelnen, induktiven kopplung
DE102010001709A1 (de) 2010-02-09 2011-08-11 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., 51147 Ladesystem und Verfahren zum Laden von Elektrofahrzeugen

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014000347B4 (de) 2014-01-16 2022-10-06 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg Primärteil, insbesondere bodengebundenes Primärteil, für ein System zur berührungslosen Energieübertragung
DE102015011654A1 (de) * 2015-05-11 2016-11-17 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg System zur kontaktlosen Energieübertragung von einem Primärleiter an eine an einem Fahrzeug angeordnete Sekundärwicklung
DE102015011654B4 (de) 2015-05-11 2021-11-11 Sew-Eurodrive Gmbh & Co Kg System zur kontaktlosen Energieübertragung von einem Primärleiter an eine an einem Fahrzeug angeordnete Sekundärwicklung
CN107146688A (zh) * 2016-03-01 2017-09-08 大众汽车有限公司 绕组
US11757490B2 (en) 2018-08-02 2023-09-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V Data transmission from a user terminal to another apparatus
DE102018217008A1 (de) * 2018-10-04 2020-04-09 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur kabellosen Energie- und/oder Datenübertragung
US11498437B2 (en) 2018-11-05 2022-11-15 Mahle International Gmbh Inductive charging system with modular underground protection
US12096167B2 (en) 2019-01-30 2024-09-17 Fraunhofer-Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Bidirectional configuration of sensor nodes with mobile phone with no extension
DE102021124122A1 (de) 2021-09-17 2023-03-23 Beckhoff Automation Gmbh Induktive Energieübertragungseinrichtung für ein lineares Transportsystem
CN118574745A (zh) * 2021-09-17 2024-08-30 倍福自动化有限公司 用于线性运输系统的感应式能量传输装置
EP4384410B1 (de) * 2021-09-17 2024-12-11 Beckhoff Automation GmbH Induktive energieübertragungseinrichtung für ein lineares transportsystem
CN118574745B (zh) * 2021-09-17 2025-05-23 倍福自动化有限公司 用于线性运输系统的感应式能量传输装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102011115092B4 (de) 2014-10-30
DE102011115092C5 (de) 2018-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102011115092B4 (de) System zur kontaktlosen Übertragung von Energie und Daten
DE102009013103B4 (de) Anlage mit über den Boden bewegbaren Fahrzeugen
DE69836468T2 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontaktlosen stromversorgung
WO1996020526A1 (de) Anordnung zur berührungslosen induktiven übertragung elektrischer leistung
EP0950558A1 (de) Verfahren zur Energieversorgung und/oder Führung eines Objektes
EP1897242B1 (de) System zur berührungslosen energieübertragung
DE102008064640B4 (de) Anordnung zur berührungslosen Energieübertragung
WO2016096884A1 (de) Primäreinheit mit mehreren teilspulen für induktives laden
EP2700140B1 (de) System zur induktiven energie-übertragung an einen verbraucher
DE102014109944A1 (de) Induktives Energieübertragungssystem mit mehrphasigem Primärkreis
DE102007024293A1 (de) Anlage
WO2015144619A1 (de) Magnetischer kreis zum dynamischen laden von elektrofahrzeugen
DE102012022479A1 (de) Fahrzeug, System und Verfahren zum Betreiben eines Systems
EP3224926B1 (de) Verfahren und system zum betreiben einer ladestation zur induktiven übertragung elektrischer energie an ein fahrzeug mit energiespeicher
DE102013219714A1 (de) Anordnung einer Elektronik bei einem System zur induktiven Energieübertragung
EP4536500A1 (de) Verfahren zum positionieren eines fahrzeugs
DE102017006197A1 (de) System zur induktiven Energieübertragung an ein auf einer Verfahrfläche, insbesondere Verfahrebene, bewegbar angeordnetes Fahrzeug
DE102008024602B4 (de) Schaltungsanordnung und deren Verwendung
DE102022125036A1 (de) Induktive Ladeeinrichtung für ein Fahrzeugladesystem
WO2025068081A1 (de) Induktionsladevorrichtung für ein ladesystem
EP4572979A1 (de) Induktive ladeeinrichtung für ein fahrzeugladesystem
EP4572978A1 (de) Induktive ladeeinrichtung für ein fahrzeugladesystem
EP2994342A2 (de) Anordnung und verfahren zum induktiven laden von mobilen geräten
DE2648104A1 (de) Anordnung zum spurfuehren
DE102010006598A1 (de) Leitungabschlusseinrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01F0038040000

Ipc: H01F0038140000

R018 Grant decision by examination section/examining division
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01F0038040000

Ipc: H01F0038140000

Effective date: 20140611

R026 Opposition filed against patent
R006 Appeal filed
R008 Case pending at federal patent court
R011 All appeals rejected, refused or otherwise settled
R034 Decision of examining division/federal patent court maintaining patent in limited form now final
R206 Amended patent specification