Die Erfindung betrifft eine Induktionsladevorrichtung für ein teil- oder voll- elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Induktionsladevorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt und werden zum berührungslosen Aufladen einer Batterie in einem Kraftfahrzeug eingesetzt. Dabei wird eine externe Primärspule mit einer Sekundärspule in dem Kraftfahrzeug induktiv gekoppelt. Durch die Primärspule fließt ein Wechselstrom, der ein elektromagnetisches Feld um die Primärspule erzeugt. Das elektromag- netische Feld induziert in der Sekundärspule einen Wechselstrom, der durch die Leistungselektronik gleichgerichtet und der Batterie zugeführt wird.

Um die Ladeverluste in der Induktionsladevorrichtung zu verringern, wird das elektromagnetische Feld um die Sekundärspule durch eine magnetische Ferrit- platte beeinflusst. In der Induktionsladevorrichtung entstehen dennoch elektro- magnetische Feldemissionen, deren Höhe mit der Ladeleistung ansteigt. Die Feldemissionen können mit einer Metallplatte - meistens aus Aluminium - abge- baut werden, um elektronische Geräte in dem Kraftfahrzeug zu schützen sowie eine negative gesundheitliche Wirkung auf einen Menschen auszuschließen.

Beim Abschirmen des elektromagnetischen Feldes werden in der Metallplatte Wirbelströme erzeugt, die zu einer starken Wärmeentwicklung in der Metallplatte führen. Die erzeugte Abwärme kann die Leistungselektronik in der Induktions- ladevorrichtung beschädigen und muss nach außen abgeleitet werden. Dazu kann an der Metallplatte eine durch ein Kühlfluid durchströmbare Kühlanordnung wärmeübertragend angeordnet sein, so dass die in der Induktionsladevorrichtung erzeugte Abwärme über die Metallplatte an das Kühlfluid übertragen wird. Die Abwärme kann an die Umgebung dissipiert oder zum Erwärmen eines Schmiermittels in dem Kraftfahrzeug genutzt werden, wie beispielweise in

DE 10 2011 088 112 A1 vorgeschlagen ist. Nachteiligerweise ist während des Ladens das Kraftfahrzeug nicht im Betrieb, so dass die erzeugte Abwärme nicht nutzbar ist und an die Umgebung dissipiert wird. Ferner ist die Menge der beim Laden erzeugten Abwärme aufgrund kleiner Ströme und hoher Spannungen rela- tiv gering.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine Induktionsladevorrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungs- form anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der ab- hängigen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das elektro- magnetische Feld in einer Induktionsladevorrichtung für ein teil- oder voll- elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug abhängig von der zu erzeugenden Abwärme zu leiten. Die Induktionsladevorrichtung weist dabei wenigstens eine Ladeanord- nung mit einer Ladespule und eine Temperierungsanordnung auf, die von einem Fluid durchströmbar und wärmeübertragend mit der Ladeanordnung gekoppelt ist. Die Ladespule der Ladeanordnung ist mit einer Primärspule induktiv koppel- bar, so dass eine Batterie in dem Kraftfahrzeug induktiv aufladbar ist. Die Lade- anordnung weist ferner eine an der Ladespule fahrzeugseitig angeordnete Ferri- tanordnung und eine fahrzeugseitig an der Ferritanordnung angeordnete Metall- schirmplatte zum Abschirmen von elektromagnetischen Feldemissionen auf. Die Ferritanordnung ist somit zwischen der Ladespule und der Metallabschirm platte angeordnet. Erfindungsgemäß weist die Ferritanordnung mehrere nebeneinander angeordnete Ferritplatten auf, die jeweils in eine Schließposition und in eine Of- fenposition verdrehbar sind. Die jeweilige Ferritplatte ist dabei in der Schließposi- tion parallel zu der Ladespule angeordnet, so dass die Metallabschirmplatte von der Ladespule abgeschirmt ist. Entsprechend ist in der Metallabschirmplatte ver- gleichsweise geringe Abwärme erzeugbar. Die jeweilige Ferritplatte ist in der Of- fenposition unter einem Winkel zu der Ladespule angeordnet, so dass die Metall- abschirmplatte von der Ladespule teilweise abgeschirmt ist. Entsprechend ist eine vergleichsweise hohe Abwärme in der Metallabschirmplatte erzeugbar.

Die Ferritanordnung ist in der erfindungsgemäßen Induktionsladeanordnung zwi- schen der Ladespule und der Metallabschirmplatte angeordnet. Sind alle oder zumindest einige der mehreren Ferritplatten in der Schließposition, so kann die Metallabschirmplatte von der Ladespule zumindest bereichsweise abgeschirmt und das elektromagnetische Feld kann zumindest bereichsweise zurück zu der Ladespule umgeleitet sein. Die in der Metallabschirmplatte erzeugte Abwärme bleibt gering. Sind alle oder zumindest einige der mehreren Ferritplatten in der Offenposition, so kann das elektromagnetische Feld nahe ungehindert die Me- tallabschirmplatte erreichen und die in der Metallabschirmplatte erzeugte Abwär- me ist hoch. Die Temperierungsanordnung ist mit der Ladeanordnung wärme- übertragend gekoppelt und die in der Metallabschirmplatte erzeugte Abwärme kann an das Fluid in der Temperierungsanordnung übertragen werden. Vorteil- hafterweise kann dann die Abwärme zum Vorwärmen eines Schmieröls in einem Motor, zum Vorwärmen des Motors, zum Vorwärmen der Batterie oder auch zum Vorheizen eines Innenraumes des Kraftfahrzeugs verwendet werden. In der er- findungsgemäßen Induktionsladevorrichtung sind die Menge der an das Fluid in der Temperierungsanordnung abgegebenen Abwärme und dadurch auch die Heizleistung der Temperierungsanordnung vorteilhaft anpassbar. In der Schließposition ist die jeweilige Ferritplatte parallel zu der Ladespule aus- gerichtet und schirmt diese von der Metallabschirmplatte ab. Die Metallabschirm- platte umschließt zweckgemäß die Ladespule fahrzeugseitig, so dass elektro- magnetische Feldemissionen zu dem Kraftfahrzeug hin abgeschirmt werden kön- nen. In der Offenposition ist die jeweilige Ferritplatte unter einem Winkel zu der Ladespule angeordnet, der zwischen 30° und 90° variieren kann. Insgesamt sind in der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung mehrere Abschirmstellun- gen der Ferritanordnung und dadurch auch unterschiedliche Abschirmgrade er- reichbar. Entsprechend sind auch die Menge der in der Metallabschirmplatte er- zeugten und an das Fluid abgebbaren Abwärme und dadurch auch die Heizleis- tung der Temperierungsanordnung vorteilhaft anpassbar.

Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Ladeanordnung in einen Ladezustand schaltbar ist, wobei in dem Ladezustand in der Ladespule ein Induktionswechsel- strom fließt und die Batterie des Kraftfahrzeugs aufladbar ist. In dem Ladezu- stand ist die Ladespule mit der Primärspule induktiv gekoppelt und der Indukti- onswechselstrom in der Ladespule wird durch das um die Primärspule erzeugte elektrische Feld erzeugt. Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass in dem Ladezustand zumindest einige der jeweiligen Ferritplatten in die Schließposition verdreht sind. In der Schließposition ist die jeweilige Ferritplatte parallel zu der Ladespule ausgerichtet und schirmt die Metallabschirmplatte von der Ladespule ab. Das elektromagnetische Feld ist dabei zu der Ladespule umgeleitet und die Ladeleistung der Induktionsvorrichtung ist hoch. In der Metallabschirmplatte wird dabei eine geringe Menge der Abwärme erzeugt und die Heizleistung der Tempe- rierungsanordnung ist gering. In dem Ladezustand ist das Kraftfahrzeug übli cherweise nicht im Betrieb und dadurch ist eine geringe Abwärme und eine hohe Ladeleistung vorteilhaft. Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Ladeanordnung in einen Heizzustand schaltbar ist, wobei in dem Heizzustand in der Ladespule ein Wechselstrom fließt und in der Ladeanordnung eine Abwärme erzeugbar ist. Vorteilhafterweise kön- nen in dem Heizzustand zumindest einige der jeweiligen Ferritplatten in die Of- fenposition verdreht sein. Durch den Wechselstrom wird um die Ladespule ein elektromagnetisches Feld erzeugt, das dann zu der Metallabschirmplatte geleitet wird. In der Metallabschirmplatte werden Wirbelströme erzeugt und dadurch wird eine hohe Menge der Abwärme erzeugt. Die Heizleistung der Temperierungsan- ordnung ist entsprechend hoch.

Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Temperierungsanordnung wenigstens ein Fluidrohr aufweist, das an der Metallschirmplatte wärmeübertra- gend anliegt. Alternativ kann die Temperierungsanordnung wenigstens einen Flu idkanal aufweist, der in der Metallschirmplatte ausgebildet ist. Die Temperie- rungsanordnung kann vorteilhafterweise von einem Fluideinlass zu einem Flu- idauslass von dem Fluid durchströmbar und über den Fluideinlass und über den Fluidauslass mit einem Fahrzeugkühlsystem fluidisch verbindbar sein.

Die Ladeanordnung kann vorteilhafterweise ein schalenförmiges Ladegehäuse aufweisen, in dem die Ladespule und die Ferritanordnung angeordnet sind. Die Metallabschirmplatte kann dann einen Deckel des Ladegehäuses bilden und die ses fahrzeugseitig verschließen. Insbesondere kann dadurch die Anzahl der Ein- zelteile in der Induktionsladevorrichtung und dadurch auch die Herstellungskos- ten reduziert werden. Um das elektromagnetische Feld nicht zu beeinflussen, kann das Ladegehäuse aus einem elektrischen Isolator, bevorzugt Kunststoff, geformt sein. Vorteilhafterweise können dann die mehreren Ferritplatten der Fer- ritanordnung in dem Ladegehäuse an diesem verdrehbar festgelegt sein. Die mehreren Ferritplatten können dann beispielweise streifenförmig ausgeformt und beidseitig an dem Ladegehäuse verdrehbar gelagert sein. Zum Verstellen der Ferritplatten zwischen der Schließposition und der Offenposition kann eine Stel leinrichtung vorgesehen sein.

Zusammenfassend kann in der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung das elektromagnetische Feld beeinflusst und dadurch die Menge der in der Me- tallabschirmplatte erzeugten Abwärme geändert werden. Dadurch kann die Tem- perierungsanordnung vorteilhaft zum Vorwärmen eines Schmieröls in einem Mo- tor, zum Vorwärmen des Motors, zum Vorwärmen der Batterie oder auch zum Vorheizen eines Innenraumes des Kraftfahrzeugs verwendet werden.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Un- teransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschrei- bung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, son- dern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, oh- ne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen darge- stellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Kompo- nenten beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch Fig. 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Induktionsladevorrich- tung mit einer Ferritanordnung, deren mehrere Ferritplatten in einer Schließposition sind;

Fig. 2 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Induktionsladevorrich- tung mit einer Ferritanordnung, deren mehrere Ferritplatten in einer Offenposition sind.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen Schnittansichten einer erfindungsgemäßen Induktions- ladevorrichtung 1 für ein teil- oder vollelektrisch betriebenes Kraftfahrzeug. Die Induktionsladevorrichtung 1 weist eine Ladeanordnung 2 mit einer Ladespule 3 und eine Temperierungsanordnung 4 auf. Die Temperierungsanordnung 4 weist einen mit einem Fluid 5 durchströmbaren Fluidkanal 6 auf, der in einer Metall- schirmplatte 7 ausgebildet ist. Die Temperierungsanordnung 4 ist von einem Flu ideinlass 4a zu einem Fluidauslass 4b von dem Fluid 5 durchströmbar und ist über den Fluideinlass 4a und über den Fluidauslass 4b mit einem Fahrzeugkühl- system - hier nicht gezeigt - fluidisch verbindbar. Die in der Metallabschirmplatte 7 erzeugte Abwärme ist dann über das Fluid 5 in dem Fluidkanal 6 zu weiteren Elementen des Kraftfahrzeugs transportierbar und kann zum Vorwärmen eines Schmieröls in einem Motor, zum Vorwärmen des Motors, zum Vorwärmen der Batterie oder auch zum Vorheizen eines Innenraumes des Kraftfahrzeugs ver- wendet werden.

Die Induktionsladevorrichtung 1 weist ferner eine Ferritanordnung 8 mit mehreren nebeneinander angeordneten Ferritplatten 9 auf. Die Ferritanordnung 8 und die Ladespule 3 sind in einem schalenförmigen Ladegehäuse 10 angeordnet, das mit der Metallabschirmplatte 7 - die hier einen Deckel 11 des Ladegehäuses 10 bil det— fahrzeugseitig geschlossen ist. Der Begriff "fahrzeugseitig" bedeutet in die sem Zusammenhang, dass die Metallabschirmplatte 7 beziehungsweise der De- ekel 11 in einem eingebauten Zustand der Induktionsladevorrichtung 1 zwischen dem Kraftfahrzeug und dem Ladegehäuse 10 angeordnet ist. Die mehreren Fer- ritplatten 9 der Ferritanordnung 8 sind in dem Ladegehäuse an diesem um je- weils eine Drehachse 12 verdrehbar festgelegt.

Die Ferritanordnung 8 weist die mehreren Ferritplatten 9 auf, die jeweils in eine Schließposition und in eine Offenposition verdrehbar sind. In Fig. 1 sind die meh- reren Ferritplatten 9 der Ferritanordnung 8 in der Schließposition und in Fig. 2 sind die mehreren Ferritplatten 9 der Ferritanordnung 8 in der Offenposition ge- zeigt. Die jeweiligen Ferritplatten 9 sind dabei in der Schließposition parallel und in der Offenposition unter einem Winkel - der zwischen 30° und 90° variieren kann - zu der Ladespule 3 angeordnet.

In Fig. 1 ist die Ladeanordnung 2 in einem Ladezustand und die mehreren Ferrit- platten 9 sind in der Schließposition. In der Ladespule 3 fließt ein Induktions- wechselstrom und die Batterie des Kraftfahrzeugs - hier nicht gezeigt - ist auf- ladbar. In der Metallabschirmplatte 7 werden vernachlässigbar kleine Wirbelströ- me erzeugt. Die Ladeleistung der Induktionsvorrichtung 1 ist hoch und in der Me- tallabschirm platte 7 wird eine geringe Menge der Abwärme erzeugt. Entspre- chend ist auch die Heizleistung der Temperierungsanordnung 4 gering.

In Fig. 2 ist die Ladespule 3 in einem Heizzustand und die mehreren Ferritplatten 9 sind in der Offenposition. In der Ladespule 3 fließt ein Wechselstrom. Das elektromagnetische Feld 13 kann dabei nahe ungehindert die Metallabschirmplat- te 7 erreichen und in der Metallabschirmplatte 7 werden Wirbelströme erzeugt und die erzeugte Abwärme und entsprechend auch die Heizleistung der Tempe- rierungsanordnung 4 sind hoch. Zusammenfassend kann in der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung 1 das elektromagnetische Feld beeinflusst und dadurch die Menge der in der Me- tallabschirmplatte 7 erzeugten Abwärme geändert werden. Dadurch kann die Temperierungsanordnung 4 zum Vorwärmen eines Schmieröls in einem Motor, zum Vorwärmen des Motors, zum Vorwärmen der Batterie oder auch zum Vor- heizen eines Innenraumes des Kraftfahrzeugs verwendet werden.

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