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DE102023002632A1 - Ladesystem für Elektrofahrzeuge - Google Patents

Ladesystem für Elektrofahrzeuge Download PDF

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Publication number
DE102023002632A1
DE102023002632A1 DE102023002632.8A DE102023002632A DE102023002632A1 DE 102023002632 A1 DE102023002632 A1 DE 102023002632A1 DE 102023002632 A DE102023002632 A DE 102023002632A DE 102023002632 A1 DE102023002632 A1 DE 102023002632A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
induction
base plate
charging system
induction plates
vehicle
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.)
Pending
Application number
DE102023002632.8A
Other languages
English (en)
Inventor
Mubeena Abdullah
Abhiram Ravindran
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
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
Application filed by Mercedes Benz Group AG filed Critical Mercedes Benz Group AG
Publication of DE102023002632A1 publication Critical patent/DE102023002632A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B60L50/50Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
    • B60L50/60Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
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    • HELECTRICITY
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    • HELECTRICITY
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Abstract

Die vorliegende Offenbarung stellt ein Ladesystem (200) für ein Elektrofahrzeug (290) bereit. Das Ladesystem beinhaltet eine Induktionsplattenbaugruppe (202), einschließlich einer Grundplatte (204), die beweglich mit einer Unterseite des Fahrzeugs (290) verbunden ist. Die Induktionsplattenbaugruppe beinhaltet ferner eine Mehrzahl von übereinander gestapelten Induktionsplatten (208), die auf der Grundplatte gestapelt sind. Die Mehrzahl von Induktionsplatten ist angepasst, um erweitert zu werden, sodass die Mehrzahl von Induktionsplatten eine linear erweiterte Konfiguration von Induktionsplatten ausbildet. Während des Ladevorgangs befindet sich die Mehrzahl der Induktionsplatten in der linear erweiterten Konfiguration der Induktionsplatten und in Ausrichtung an einer Grundplatte (280), sodass ein von der Grundplatte erzeugter magnetischer Fluss elektrische Ladung in den Induktionsplatten erzeugt.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Ladesystem für ein Elektrofahrzeug. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein verbessertes induktives Ladesystem für ein Elektrofahrzeug.
  • Die Beschreibung des Stands der Technik beinhaltet Informationen, die für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich sein können. Es ist kein Eingeständnis, dass jegliche der hierin bereitgestellten Informationen zu dem Stand der Technik gehört oder für die vorliegend beanspruchte Erfindung relevant sind, oder dass eine beliebige Veröffentlichung, auf die ausdrücklich oder stillschweigend Bezug genommen wird, zu dem Stand der Technik gehört.
  • Viele Elektrofahrzeuge sind mit Induktionsplatten versehen, die das kabellose Aufladen der Fahrzeugbatterien ermöglichen. Das Fahrzeug kann an einer Ladestation aufgeladen werden, an der eine Bodenplatte installiert ist, oder das Elektrofahrzeug kann während der Fahrt aufgeladen werden, wenn die Fahrbahnen in regelmäßigen Abständen mit eingelassenen Bodenplatten versehen sind.
  • Die Fahrzeuge sind jedoch in der Regel mit einer einzigen Induktionsplatte versehen, wobei dadurch die Geschwindigkeit, mit der die Fahrzeugbatterie aufgeladen werden kann, begrenzt ist.
  • Das Patentdokument US9672975 offenbart Systeme, Verfahren und eine Einrichtung für die drahtlosen Leistungsübertragung. Die Einrichtung für die drahtlose Leistungsübertragung beinhaltet eine erste leitende Struktur, die dazu konfiguriert ist, ein erstes Magnetfeld auf Grundlage eines ersten von einer Leistungsquelle empfangenen Stroms zu erzeugen. Die Einrichtung beinhaltet ferner eine zweite leitende Struktur, die dazu konfiguriert ist, ein zweites Magnetfeld auf Grundlage eines zweiten Stroms von der Leistungsquelle zu erzeugen. Die Einrichtung umfasst ferner eine Steuervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, einen jeweiligen Kopplungskoeffizienten zwischen jeweils der ersten und der zweiten leitenden Struktur und einer dritten leitenden Struktur zu bestimmen, die dazu konfiguriert ist, über das erste oder das zweite Magnetfeld Leistung zu empfangen. Die Steuervorrichtung ist ferner dazu konfiguriert ist, den ersten oder den zweiten Strom, der an die erste und zweite leitende Struktur angelegt wird, wenigstens teilweise auf Grundlage der Kopplungskoeffizienten anzupassen.
  • Das Patentdokument US10141748 offenbart ein drahtloses Leistungsübertragungssystem, einschließlich einer Spulenbaugruppe, die ein Paar voneinander beabstandeter induktiver Spulen, die auf derselben Seite einer Ferritunterlage positioniert sind, und ein Schaltnetzwerk beinhaltet. Als Reaktion auf die Angabe einer entsprechenden Konfiguration der induktiven Spulenbaugruppe betreibt das Schaltnetzwerk die Spulen selektiv in einem zweipoligen oder einem dreipoligen Modus.
  • Die zitierten Patentdokumente bieten jedoch keine Lösung für das Problem der begrenzten Ladegeschwindigkeit der Fahrzeugbatterie durch drahtloses Laden.
  • Es besteht daher eine Anforderung in dem Stand der Technik für ein Mittel für die Verbesserung der Ladegeschwindigkeit der Fahrzeugbatterie durch drahtloses Laden.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ladesystem für ein Elektrofahrzeug bereitzustellen.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Ladesystem mit verbesserter Ladegeschwindigkeit bereitzustellen.
    Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein kompaktes Ladesystem bereitzustellen.
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Ladesystem für ein Elektrofahrzeug. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein verbessertes induktives Ladesystem für ein Elektrofahrzeug.
  • In einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Ladesystem für ein Elektrofahrzeug bereit. Das Ladesystem beinhaltet eine Induktionsplattenbaugruppe, einschließlich einer Grundplatte, die beweglich mit einer Unterseite des Fahrzeugs verbunden ist. Die Induktionsplattenbaugruppe beinhaltet ferner eine Mehrzahl von übereinander gestapelten Induktionsplatten und die auf der Grundplatte gestapelt sind. Die Mehrzahl von Induktionsplatten ist angepasst, um erweitert zu werden, sodass die Mehrzahl von Induktionsplatten eine linear erweiterte Konfiguration von Induktionsplatten ausbildet. Während des Ladevorgangs befindet sich die Mehrzahl der Induktionsplatten in der linear erweiterten Konfiguration der Induktionsplatten und in Ausrichtung an einer Grundplatte, sodass ein von der Grundplatte erzeugter magnetischer Fluss elektrische Ladung in den Induktionsplatten erzeugt.
  • In einigen Ausführungsformen sind die Induktionsplatten in einer gestapelten Konfiguration, wenn sie nicht geladen werden, und die Induktionsplattenbaugruppe wird an der Vorderachse des Fahrzeugs verstaut und durch ein Schloss gesichert.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Grundplatte über ein Drehgelenk beweglich mit der Unterseite des Fahrzeugs gekoppelt, wobei das Drehgelenk angepasst ist, um die Grundplatte in vertikaler Richtung in Bezug auf die Unterseite des Fahrzeugs zu drehen. In einigen Ausführungsformen wird das Drehgelenk durch einen Motor betrieben. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Induktionsplattenbaugruppe einen Stopper, der dazu konfiguriert ist, eine Drehung der Grundplatte zu begrenzen.
  • In einigen Ausführungsformen ist jede der Induktionsplatten durch einen Kolbenmechanismus beweglich mit wenigstens einer von einer vorhergehenden Induktionsplatte, einer nachfolgenden Induktionsplatte und der Grundplatte gekoppelt, wobei der Kolbenmechanismus Stangen und Rollen beinhaltet, wobei die Bewegung des Kolbenmechanismus das Auspacken der Induktionsplatten in die linear ausgefahrene Konfiguration der Induktionsplatten bewirkt. In einigen Ausführungsformen wird der Kolbenmechanismus durch einen Motor betrieben.
  • In einigen Ausführungsformen ist jede der Induktionsplatten über ein Scharniergelenk beweglich mit wenigstens einer einer vorherigen Induktionsplatte, einer nachfolgenden Induktionsplatte und der Grundplatte gekoppelt.
  • In einigen Ausführungsformen wird das Ladesystem von einer elektronischen Steuereinheit des Fahrzeugs gesteuert.
  • In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Elektrofahrzeug bereit, das das Ladesystem des ersten Aspekts beinhaltet.
  • Verschiedene Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern gleiche Komponenten darstellen, deutlicher.
  • Die beigefügten Zeichnungen sind beinhaltet, um ein weiteres Verständnis der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen, und sind in diese Patentschrift einbezogen und bilden einen Teil dieser. Die Zeichnungen veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und dienen zusammen mit der Beschreibung für die Erläuterung der Grundsätze der vorliegenden Offenbarung.
    • 1A veranschaulicht eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Ladesystems für ein Elektrofahrzeug;
    • 1B veranschaulicht eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Befestigung der Induktionsplatte an dem Fahrzeug;
    • 1C veranschaulicht eine schematische Darstellung des Inneren der Induktionsplatte;
    • 2 veranschaulicht eine schematische Darstellung des Betriebs eines Ladesystems für ein Elektrofahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und
    • 3 veranschaulicht eine schematische Darstellung des Betriebs eines Ladesystems für ein Elektrofahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
  • Es folgt eine ausführliche Beschreibung der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen der Offenbarung. Die Ausführungsformen sind so ausführlich, um die Offenbarung klar zu vermitteln. Es ist jedoch nicht beabsichtigt, durch die Menge der angebotenen Details die vorhersehbaren Variationen von Ausführungsformen einzuschränken; im Gegenteil, die Absicht ist, alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen abzudecken, die in den Geist und den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, wie durch die beigefügten Ansprüche definiert.
  • 1A veranschaulicht eine schematische Darstellung eines herkömmlichen Ladesystems 100 für ein Elektrofahrzeug 150. Das Ladesystem 100 beinhaltet eine Induktionsplatte 102, die auf einer Bodenoberfläche des Fahrzeugs 150 angeordnet ist, und eine Bodenplatte 104, die auf einer Oberfläche angeordnet ist, auf der das Fahrzeug 150 steht, wie einer Straße. Wenn die Induktionsplatte 102 und die Grundplatte 104 aneinander ausgerichtet sind, wird aufgrund des magnetischen Flusses in der Induktionsplatte 102 elektrische Ladung erzeugt, die dann zum Aufladen einer Batterie des Fahrzeugs 150 verwendet wird.
  • 1B veranschaulicht eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Befestigung der Induktionsplatte 102 an dem Fahrzeug 150. Die Induktionsplatte 102 ist in der Regel fest an einer unteren Oberfläche 106 des Fahrzeugs 150 an festen Befestigungspunkten 108 montiert.
  • 1C veranschaulicht eine schematische Darstellung des Inneren der Induktionsplatte 102. Die Induktionsplatte 102 beinhaltet eine Wicklungsfläche 110, der in einem Aluminiumgehäuse 112 angeordnet ist. Die Wicklungsfläche 110 beinhaltet eine Spule 114 und einen Ferritkern 116.
  • Nun unter Bezugnahme auf 1A-1C, hängt eine Ladekapazität für das Fahrzeug 150 von der Wicklungsfläche in dem Fahrzeug ab. Insbesondere ist die Ladekapazität direkt proportional zu der Wicklungsfläche des Fahrzeugs. Herkömmlicherweise sind die Fahrzeuge mit einer einzigen Induktionsplatte versehen, die die Geschwindigkeit, mit der die Fahrzeugbatterie geladen werden kann, begrenzt. Bei einem Fahrzeug mit einer Batteriekapazität von etwa 50 KW und einer einzelnen Induktionsplatte mit einer Kapazität von etwa 60 W kann es beispielsweise bis zu 8 Stunden dauern, bis die Batterie wieder vollständig aufgeladen ist. Dies kann eine lange Ausfallzeit für das Fahrzeug bedeuten.
  • In einem Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung ein Ladesystem für ein Elektrofahrzeug bereit. Das Ladesystem beinhaltet eine Induktionsplattenbaugruppe, einschließlich einer Grundplatte, die beweglich mit einer Unterseite des Fahrzeugs verbunden ist. Die Induktionsplattenbaugruppe beinhaltet ferner eine Mehrzahl von übereinander gestapelten Induktionsplatten und die auf der Grundplatte gestapelt sind. Die Mehrzahl von Induktionsplatten ist angepasst, um erweitert zu werden, sodass die Mehrzahl von Induktionsplatten eine linear erweiterte Konfiguration von Induktionsplatten ausbildet. Während des Ladevorgangs befindet sich die Mehrzahl der Induktionsplatten in der linear erweiterten Konfiguration der Induktionsplatten und in Ausrichtung an einer Grundplatte, sodass ein von der Grundplatte erzeugter magnetischer Fluss elektrische Ladung in den Induktionsplatten erzeugt.
  • In einigen Ausführungsformen sind die Induktionsplatten in einer gestapelten Konfiguration, wenn sie nicht geladen werden, und die Induktionsplattenbaugruppe wird an der Vorderachse des Fahrzeugs verstaut und durch ein Schloss gesichert.
  • In einigen Ausführungsformen ist die Grundplatte über ein Drehgelenk beweglich mit der Unterseite des Fahrzeugs gekoppelt, wobei das Drehgelenk angepasst ist, um die Grundplatte in vertikaler Richtung in Bezug auf die Unterseite des Fahrzeugs zu drehen. In einigen Ausführungsformen wird das Drehgelenk durch einen Motor betrieben. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Induktionsplattenbaugruppe einen Stopper, der dazu konfiguriert ist, eine Drehung der Grundplatte zu begrenzen.
  • In einigen Ausführungsformen ist jede der Induktionsplatten durch einen Kolbenmechanismus beweglich mit wenigstens einer von einer vorhergehenden Induktionsplatte, einer nachfolgenden Induktionsplatte und der Grundplatte gekoppelt, wobei der Kolbenmechanismus Stangen und Rollen beinhaltet, wobei die Bewegung des Kolbenmechanismus das Auspacken der Induktionsplatten in die linear ausgefahrene Konfiguration der Induktionsplatten bewirkt. In einigen Ausführungsformen wird der Kolbenmechanismus durch einen Motor betrieben.
  • In einigen Ausführungsformen ist jede der Induktionsplatten über ein Scharniergelenk beweglich mit wenigstens einer einer vorherigen Induktionsplatte, einer nachfolgenden Induktionsplatte und der Grundplatte gekoppelt.
  • In einigen Ausführungsformen wird das Ladesystem von einer elektronischen Steuereinheit des Fahrzeugs gesteuert.
  • 2 veranschaulicht eine schematische Darstellung des Betriebs eines Ladesystems 200 für ein Elektrofahrzeug 290 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Ladesystem 200 beinhaltet eine Induktionsplattenbaugruppe 202, die an der Unterseite des Fahrzeugs 290 angeordnet ist. Insbesondere kann die Baugruppe 202 in der Nähe einer Vorderachse des Fahrzeugs 290 angeordnet sein. Die Baugruppe 202 kann eine Grundplatte 204 beinhalten, die an der Unterseite des Fahrzeugs 290 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist die Grundplatte 204 über ein Drehgelenk 206 mit der Unterseite des Fahrzeugs 290 verbunden. Das Drehgelenk 206 kann als ein Scharnier dienen, um das die Grundplatte 204 bewegt werden kann. Das Drehgelenk 206 kann durch einen Motor betrieben werden, um sich zu bewegen.
  • Die Baugruppe 202 kann ferner eine oder mehrere übereinander gestapelte Induktionsplatten 208 beinhalten, die auf der Grundplatte 204 gestapelt sind. Die Induktionsplatten 208 und die Grundplatte 204 sind über einen Kolbenaufbau, der Stangen 210 und Rollen 212 beinhaltet, beweglich miteinander gekoppelt. Die Rollen 212 sind gleitend mit den einzelnen Grundplatten 204 und den Induktionsplatten 208 gekoppelt. Wenn sich die Rollen 212 von einer Ausgangsposition zu einer Endposition auf der entsprechenden Grundplatte 204 und den Induktionsplatten 208 bewegen, verwandelt sich die gestapelte Form der Induktionsplatten 208 auf der Grundplatte 204 in eine lineare Anordnung der Induktionsplatten 208 und der Grundplatte 204. Die Baugruppe 202 beinhaltet ferner einen Stopper 214, der angepasst ist, um eine Drehung der Grundplatte 204 zu begrenzen. Die Baugruppe 202 beinhaltet ferner eine Verriegelung 216, die angepasst ist, um die Baugruppe in einer gestapelten Position zu verriegeln, wenn das Fahrzeug 290 nicht aufgeladen werden muss. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Baugruppe 202 ferner ein Kabel 220, das zwischen der Grundplatte 204 und einer der letzten Induktionsplatten 208 gekoppelt ist. Insbesondere kann das Kabel 220 zwischen dem Drehgelenk 206 und der letzten der Induktionsplatten 208 gekoppelt werden. Wenn sich die Baugruppe 202 in dem erweiterten Zustand befindet, besteht die Gefahr, dass die Induktionsplatten 208 durch ihr Eigengewicht herunterfallen. Das Kabel 220 kann der Baugruppe 202 zusätzliche Stabilität bereitstellen und die eine oder die mehreren Induktionsplatten 208 in einer horizontalen Ebene halten. In einigen Ausführungsformen kann das Kabel 220 ein Metallkabel sein.
  • In Schritt 250 befindet sich die Baugruppe 202 in einem verriegelten Zustand. Die Baugruppe 202 wird ferner in einer verriegelten Position unter der Vorderachse des Fahrzeugs 290 verstaut. In Schritt 252 wird die Baugruppe 202 in Eingriff genommen, um den Ladevorgang zu beginnen. Die Verriegelung 216 wird gelöst und das Drehgelenk 206 wird gedreht, sodass die Grundplatte 204 und die gestapelten Induktionsplatten 208 in einen bestimmten Winkel gedreht werden. Ferner wird der Stopper 214 in Eingriff gebracht, um die Drehung der Grundplatte 204 zu begrenzen, sobald der bestimmte Drehwinkel erreicht ist. Im Allgemeinen kann die Drehung bis zu 90 Grad betragen. In Schritt 254 werden die Rollen 212 entlang jeweils der Grundplatte 204 und der einzelnen Induktionsplatten 208 bewegt, sodass die Bewegung der Rollen 212 die gestapelte Konfiguration der Induktionsplatten 208 auspackt und zusammen mit den Stangen 210 eine Translationskraft bereitstellt, um die gestapelte Konfiguration der Induktionsplatten 208 in eine lineare Konfiguration umzuwandeln. Ferner wird das Kabel 220 zwischen der Grundplatte 204 und der letzten Induktionsplatte 208 erweitert, um der erweiterten Baugruppe 202 zusätzliche Stabilität bereitzustellen. In Schritt 256 werden die Induktionsplatten 208 in ihrer linearen Konfiguration auf der Grundplatte 280 ausgerichtet, und die Baugruppe 202 beginnt, das Fahrzeug 290 aufzuladen.
  • In einigen Ausführungsformen kann der spezifische Drehwinkel der Grundplatte 204 etwa 20 Grad betragen. Wenn der Drehwinkel variiert, kann auch der Abstand zwischen den linearen Induktionsplatten 208 und der Grundplatte 280 variieren. Ferner kann ebenso die Bodenfreiheit des Fahrzeugs 290 als Folge variieren. Bei einem Drehwinkel von etwa 20 Grad kann die Bodenfreiheit um etwa 100 mm reduziert werden. In der Regel weist das Fahrzeug 290 eine Bodenfreiheit von etwa 150 bis 200 mm auf. Daher kann beim Ineingriffnehmen der Baugruppe 202 in den Lademodus immer noch eine Bodenfreiheit von etwa 50 bis 100 mm verbleiben, wobei das Fahrverhalten des Fahrzeugs 290 dadurch nicht beeinträchtigt wird.
  • 3 veranschaulicht eine schematische Darstellung des Betriebs eines Ladesystems 300 für ein Elektrofahrzeug 390 gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Das Ladesystem 300 beinhaltet eine Induktionsplattenbaugruppe 302, die an der Unterseite des Fahrzeugs 390 angeordnet ist. Insbesondere kann die Baugruppe 302 in der Nähe einer Vorderachse des Fahrzeugs 390 angeordnet sein. Die Baugruppe 302 kann eine Grundplatte 304 beinhalten, die an der Unterseite des Fahrzeugs 390 gekoppelt ist. In einigen Ausführungsformen ist die Grundplatte 304 über ein Drehgelenk 306 mit der Unterseite des Fahrzeugs 390 verbunden. Das Drehgelenk 306 kann als ein Scharnier dienen, um das die Grundplatte 304 bewegt werden kann. Das Drehgelenk 306 kann durch einen Motor betrieben werden, um sich zu bewegen.
  • Die Baugruppe 302 kann ferner eine oder mehrere übereinander gestapelte Induktionsplatten 308 beinhalten, die auf der Grundplatte 304 gestapelt sind. Die Induktionsplatten 308 und die Grundplatte 304 sind über einen Kolbenaufbau, der Stangen 310 und Rollen 312 beinhaltet, beweglich miteinander gekoppelt. Die Rollen 312 sind gleitend mit den einzelnen Grundplatten 304 und den Induktionsplatten 308 gekoppelt. Wenn sich die Rollen 312 von einer Ausgangsposition zu einer Endposition auf der entsprechenden Grundplatte 304 und den Induktionsplatten 308 bewegen, verwandelt sich die gestapelte Form der Induktionsplatten 308 auf der Grundplatte 304 in eine lineare Anordnung der Induktionsplatten 308 und der Grundplatte 304. Die Baugruppe 302 beinhaltet ferner einen Stopper 314, der angepasst ist, um eine Drehung der Grundplatte 304 zu begrenzen. Die Baugruppe 302 beinhaltet ferner eine Verriegelung 316, die angepasst ist, um die Baugruppe in einer gestapelten Position zu verriegeln, wenn das Fahrzeug 390 nicht aufgeladen werden muss. In einigen Ausführungsformen beinhaltet die Baugruppe 302 ferner ein Kabel 320, das zwischen der Grundplatte 304 und einer der letzten Induktionsplatten 308 gekoppelt ist. Insbesondere kann das Kabel 320 zwischen dem Drehgelenk 306 und der letzten der Induktionsplatten 308 gekoppelt werden. Wenn sich die Baugruppe 302 in dem erweiterten Zustand befindet, besteht die Gefahr, dass die Induktionsplatten 308 durch ihr Eigengewicht herunterfallen. Das Kabel 320 kann der Baugruppe 302 zusätzliche Stabilität bereitstellen und die eine oder die mehreren Induktionsplatten 308 in einer horizontalen Ebene halten. In einigen Ausführungsformen kann das Kabel 320 ein Metallkabel sein.
  • In einigen Ausführungsformen sind die eine oder mehreren Induktionsplatten 308 ebenso über Scharniergelenke 318 an den Enden der Induktionsplatten 308 miteinander gekoppelt. Dadurch können sich die Induktionsplatten scherenförmig erweitern oder zusammenziehen.
  • In Schritt 350 befindet sich die Baugruppe 302 in einem verriegelten Zustand. Die Baugruppe 302 wird ferner in einer verriegelten Position unter der Vorderachse des Fahrzeugs 390 verstaut. In Schritt 352 wird die Baugruppe 302 in Eingriff genommen, um den Ladevorgang zu beginnen. Die Verriegelung 316 wird gelöst und das Drehgelenk 306 wird gedreht, sodass die Grundplatte 304 und die gestapelten Induktionsplatten 308 in einen bestimmten Winkel gedreht werden. Ferner wird der Stopper 314 in Eingriff gebracht, um die Drehung der Grundplatte 304 zu begrenzen, sobald der bestimmte Drehwinkel erreicht ist. Im Allgemeinen kann die Drehung bis zu 90 Grad betragen. In Schritt 354 werden die Rollen 312 entlang jeweils der Grundplatte 304 und der einzelnen Induktionsplatten 308 bewegt, sodass die Bewegung der Rollen 312 die gestapelte Konfiguration der Induktionsplatten 308 auspackt und zusammen mit den Stangen 310 eine Translationskraft bereitstellt, um die gestapelte Konfiguration der Induktionsplatten 308 in eine lineare Konfiguration umzuwandeln. Ferner wird das Kabel 320 zwischen der Grundplatte 304 und der letzten Induktionsplatte 308 erweitert, um der erweiterten Baugruppe 302 zusätzliche Stabilität bereitzustellen. In Schritt 356 werden die Induktionsplatten 308 in ihrer linearen Konfiguration auf der Grundplatte 380 ausgerichtet, und die Baugruppe 302 beginnt, das Fahrzeug 390 aufzuladen.
  • Mit Bezug auf 2 und 3 ermöglichen die Ladesysteme 200, 300 eine schnellere Ladegeschwindigkeit der Batterie durch die Verwendung einer oder mehrerer Induktionsplatten. Bei einem Fahrzeug mit einer Batteriekapazität von etwa 50 KW und einer Baugruppe mit vier Induktionsplatten zu je 60 W kann die Ladezeit beispielsweise etwa 2 Stunden betragen. Darüber hinaus kann die Baugruppe je nach Bedarf eingefahren oder erweitert werden, was die Baugruppe kompakt macht.
  • Es sollte dem Fachmann klar sein, dass neben den bereits beschriebenen Modifikationen noch viele weitere möglich sind, ohne von den hierin enthaltenen erfinderischen Konzepten abzuweichen. Der Erfindungsgegenstand ist daher nicht einzuschränken, außer in dem Geiste der beigefügten Ansprüche. Darüber hinaus sollten bei der Auslegung sowohl der Patentschrift als auch der Ansprüche alle Begriffe so weit wie möglich im Einklang mit dem Kontext ausgelegt werden. Insbesondere die Begriffe „umfassen“ und „umfassend“ sollten so ausgelegt werden, dass sie sich auf Elemente, Komponenten oder Schritte auf nicht ausschließliche Weise beziehen und anzeigen, dass die genannten Elemente, Komponenten oder Schritte vorhanden sein oder genutzt oder mit anderen Elementen, Komponenten oder Schritten kombiniert werden können, auf die nicht ausdrücklich Bezug genommen wird. Wenn in den Ansprüchen der Patentschrift auf wenigstens eines der Elemente aus der Gruppe, bestehend aus A, B, C .... und N, Bezug genommen wird, ist der Text so auszulegen, dass nur ein Element aus der Gruppe erforderlich ist, nicht A plus N oder B plus N usw. Die vorstehende Beschreibung der spezifischen Ausführungsformen wird die allgemeine Natur der Ausführungsformen hierin so vollständig offenbaren, dass andere durch Anwendung des gegenwärtigen Wissensstandes solche spezifischen Ausführungsformen ohne weiteres modifizieren und/oder für verschiedene Anwendungen anpassen können, ohne von dem allgemeinen Konzept abzuweichen, und daher sollten und sollen solche Anpassungen und Modifikationen als in der Bedeutung und dem Bereich der Äquivalente der offenbarten Ausführungsformen verstanden werden. Es versteht sich, dass die hierin eingesetzte Phraseologie oder Terminologie der Beschreibung und nicht der Einschränkung dient. Obwohl die Ausführungsformen hierin in Form von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurden, wird der Fachmann erkennen, dass die Ausführungsformen hierin mit Modifikationen innerhalb des Geistes und des Umfangs der beigefügten Ansprüche praktiziert werden können.
  • Während das Vorstehende verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschreibt, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung formuliert werden, ohne von dem grundsätzlichen Umfang davon abzuweichen. Der Umfang der Erfindung wird durch die Ansprüche bestimmt, die folgen. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen, Varianten oder Beispiele beschränkt, die beinhaltet sind, um es einem Durchschnittsfachmann zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, wenn sie mit den Informationen und Kenntnissen kombiniert werden, die dem Durchschnittsfachmann zur Verfügung stehen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Ladesystem für ein Elektrofahrzeug bereit.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Ladesystem mit verbesserter Ladegeschwindigkeit bereit.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein kompaktes Ladesystem bereit.
  • 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
    • US 9672975 [0005]
    • US 10141748 [0006]

Claims (10)

  1. Ladesystem (200) für ein elektrisches Fahrzeug (290), wobei das Ladesystem (200) umfasst: eine Induktionsplattenbaugruppe (202), die umfasst: eine Grundplatte (204), die beweglich mit einer Unterseite des Fahrzeugs (290) gekoppelt ist; eine Mehrzahl von übereinander gestapelten Induktionsplatten (208), die auf der Grundplatte (204) gestapelt sind, wobei die Mehrzahl von Induktionsplatten (208) angepasst ist, um erweitert zu werden, sodass die Mehrzahl von Induktionsplatten (208) eine linear erweiterte Konfiguration von Induktionsplatten (208) ausbildet, und wobei, während des Ladevorgangs befindet sich die Mehrzahl der Induktionsplatten (208) in der linear erweiterten Konfiguration der Induktionsplatten (208) und in Ausrichtung an einer Grundplatte (280), sodass ein von der Grundplatte (280) erzeugter magnetischer Fluss elektrische Ladung in den Induktionsplatten (208) erzeugt.
  2. Ladesystem (200) nach Anspruch 1, wobei die Induktionsplatten (208), wenn sie nicht geladen werden, in einer gestapelten Konfiguration vorliegen und die Induktionsplattenbaugruppe (202) an der Vorderachse des Fahrzeugs (290) verstaut und durch ein Schloss (216) gesichert ist.
  3. Ladesystem (200) nach Anspruch 1, wobei die Grundplatte (204) über ein Drehgelenk (206) beweglich mit der Unterseite des Fahrzeugs (290) gekoppelt ist, wobei das Drehgelenk (206) angepasst ist, um die Grundplatte (204) vertikal in Bezug auf die Unterseite des Fahrzeugs (290) zu drehen.
  4. Ladesystem nach Anspruch 3, wobei das Drehgelenk (206) durch einen Motor betrieben wird.
  5. Ladesystem (200) nach Anspruch 3, wobei die Induktionsplattenbaugruppe (202) einen Stopper (214) umfasst, der dazu konfiguriert ist, eine Drehung der Grundplatte (204) zu begrenzen.
  6. Ladesystem (200) nach Anspruch 1, wobei jede der Induktionsplatten (208) durch einen Kolbenmechanismus beweglich mit wenigstens einer von einer vorhergehenden Induktionsplatte (208), einer nachfolgenden Induktionsplatte (208) und der Grundplatte (204) gekoppelt ist, wobei der Kolbenmechanismus Stangen (210) und Rollen (212) umfasst, wobei die Bewegung des Kolbenmechanismus das Auspacken der Induktionsplatten (208) in die linear erweiterte Konfiguration der Induktionsplatten (208) bewirkt.
  7. Ladesystem nach Anspruch 5, wobei der Kolbenmechanismus durch einen Motor betrieben wird.
  8. Ladesystem (200) nach Anspruch 1, wobei jede der Induktionsplatten (208) über eine Scharnierverbindung (318) mit wenigstens einer von einer vorhergehenden Induktionsplatte (208), einer nachfolgenden Induktionsplatte (208) und der Grundplatte (204) beweglich gekoppelt ist.
  9. Ladesystem (200) nach Anspruch 1, wobei das Ladesystem von einer elektronischen Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs (290) betrieben wird.
  10. Elektrofahrzeug, umfassend das Ladesystem (200) nach Anspruch 1.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10141748B2 (en) 2014-12-19 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc Inductive wireless power transfer systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9672975B2 (en) 2012-09-11 2017-06-06 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer system coil arrangements and method of operation
US10141748B2 (en) 2014-12-19 2018-11-27 Ford Global Technologies, Llc Inductive wireless power transfer systems

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