Die Erfindung betrifft ein System zur induktiven Energie übertragung zwischen einer Primär- und einer Sekundärseite mit einem Steuermodul, einem Kommunikationsmodul, einem primär seitigen Energiebereitstellungsmodul , einem Spulenversor gungsmodul und mit einem Primärspulenmodul.

Ein solches System ist aus der US 2016/178740 Al bekannt. Dort ist das Steuermodul, das Kommunikationsmodul und das Spulen versorgungsmodul mit einem Leitsystemmodul und einem Positi onierungsmodul in einem Gesamtmodul, häufig als „Wallbox" bezeichnet, zusammengefasst, wobei die einzelnen Module über nicht näher beschriebene Schnittstellen miteinander Signale austauschen oder mit Energie versorgt werden. Dieses Gesamtmodul ist einerseits mit einem in der US 2016/178740 Al nicht näher beschriebenen primärseitigen Energiebereitstellungsmodul und andererseits mit einem Primärspulenmodul verbunden, über das induktiv Energie zu einer Sekundärspule einer Sekundärseite zum Laden einer Fahrzeugbatterie übertragen wird. Auch diese Schnittstellen sind nicht näher beschrieben.

Solche Systeme sind in ihrer Zusammensetzung und auch in ihrer Funktion festgelegt, das heißt, es kann nicht oder nicht auf einfache Weise von einer induktiven Energieübertragung auf eine konduktive Energieübertragung umgerüstet werden und es ist auch nicht auf einfache Weise möglich, die einzelnen Module durch andere höherwertige oder gleichwirkende Module auszutauschen, beispielsweise durch Module anderer Hersteller, oder die Module in anderer Weise in einem Gehäuse zusammenzufassen.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen.

Die Aufgabe wird durch ein System gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen an gegeben . Ein erfindungsgemäßes System zur induktiven Energieübertragung zwischen einer Primär- und einer Sekundärseite ist demnach mit einem Steuermodul, das eine Eingangsschnittstelle zur Kommu nikation mit externen Geräten und definierte Ausgangs

schnittstellen zur Kommunikation mit internen Modulen aufweist, mit einem primärseitigen Energiebereitstellungsmodul mit Eingangsanschlüssen zur Verbindung mit externen Energiequellen und standarisierten Ausgangsanschlüssen zur Bereitstellung einer definierten Gleichspannung und/oder einer definierten Wechselspannung, das außerdem eine definierte Schnittstelle zur Kommunikation mit dem Steuermodul aufweist, mit einem Kommu nikationsmodul, das eine definierte Schnittstelle zur Kommu nikation mit dem Steuermodul und eine Sen

de/Empfangsschnittstelle zur Kommunikation mit einer Gegen stelle aufweist, mit zumindest einem Energiewandlermodul, das eine definierte Eingangsschnittstelle zur Verbindung mit einem Ausgangsanschluss des Energiebereitstellungsmoduls und eine Ausgangsschnittstelle zur Bereitstellung einer definierten Gleichspannung aufweist, mit einem Spulenversorgungsmodul mit einer definierten Eingangsschnittstelle zur Verbindung mit dem Ausgangsanschluss des Energiewandlermoduls und einer defi nierten Ausgangsschnittstelle zur Bereitstellung einer Wech selspannung mit definierter Frequenz, sowie mit einem Pri märspulenmodul mit einer Primärspule mit Anschlüssen zur Verbindung mit der Ausgangsschnittstelle des Spulenversor gungsmoduls gebildet.

Es wird also ein modulares Energieübertragungssystem insbe sondere zum Laden einer (Fahrzeug) -Batterie vorgestellt. Das Energieübertragungssystem besteht aus mehreren Modulen oder Baugruppen, die durch definierte Schnittstellen verbunden werden. Hierdurch ist die Kombination von Modulen verschiedener Hersteller möglich. Außerdem können einzelne Komponenten ausgetauscht werden, z.B. bei einer Änderung der Übertra gungsleistung von 3,3kW auf 11kW. Es ist auch der Ersatz von einzelnen Modulen bei einem Defekt eines Moduls auf einfache Weise möglich. Zudem ist es auf einfache Weise möglich, ein konduktives Energieübertragungssystem in ein induktives

Energieübertragungssystem umzurüsten oder um ein solches zu erweitern und umgekehrt.

In einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Energie übertragungssystems sind zumindest das Spulenversorgungsmodul und das Primärspulenmodul in einem Gehäuse angeordnet.

Hierdurch muss die an die Primärspule anzulegende hochfrequente Wechselspannung nicht über eine längere Strecke über ein Kabel übertragen werden. Die Primärspule wird zumeist als resonante Spule ausgebildet, wirkt also zusammen mit einem Kondensator in einem Resonanzkreis. Dabei kann auch dieser Kondensator in dem Gehäuse untergebracht sein.

In einer weiteren Ausführungsform sind das Steuermodul, das primärseitige Energiebereitstellungsmodul und das Kommunika tionsmodul in einem Wandgehäuse angeordnet.

Hierdurch werden eine Steuereinheit und die mit externen Geräten Energie oder Signale austauschenden Module kompakt in einem Gehäuse untergebracht. Aufgrund der Modulbauweise sind sie jedoch trotzdem austauschbar.

In einer Weiterbildung kann zumindest ein Energiewandlermodul in dem Wandgehäuse angeordnet sein. Durch das Energiewandlermodul wird eine von außen gelieferte Wechsel- oder Gleichspannung in eine definierte Gleichspannung für ein nachfolgendes Spulen versorgungsmodul gewandelt. Dadurch kann ein beliebiges Spu lenversorgungsmodul, das aus dieser Gleichspannung die hoch frequente Wechselspannung für die Primärspule erzeugt, verwendet werden. Das Energiewandlermodul kann als AC/DC- oder als DC/DC-Wandler ausgebildet sein.

Jedes der genannten Module kann in Submodule mit jeweils de finierten Schnittstellen unterteilt sein. Ebenso können zwei oder mehrere der genannten Module zu einem Gesamtmodul mit definierten Schnittstellen zusammengefasst werden .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe einer Figur näher beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt ein Wandgehäuse 1, in dem ein Energiebe- reitstellungsmodul 2 untergebracht ist. Wandgehäuse bedeutet, dass dieses Modul an einer Wand abgestellt oder aufgehängt werden kann. Es ist über Eingangsanschlüsse mit externen Wechsel- spannungs- und/oder Gleichspannungsquellen verbunden, wobei solche Energiequellen das öffentliche Wechselniederspan nungsnetz, eine Solaranlage, ein Energiespeicher oder der gleichen sein können.

Das Energiebereitstellungsmodul 2 wandelt die von extern be zogene Energie in eine Gleich- oder Wechselspannung definierter Größe um und stellt sie an einer ersten definierten Schnittstelle 10 an Ausgangsanschlüssen zur Verfügung.

Das Energiebereitstellungsmodul 2 ist über diese erste

Schnittstelle 10 mit einem Energiewandlermodul 5 verbunden, das die von dem Energiebereitstellungsmodul 2 zur Verfügung ge stellte Gleich- oder Wechselspannung in eine Gleichspannung definierter Größe umwandelt und an einer zweiten definierten Schnittstelle 11 einem damit verbundenen Spulenversorgungsmodul 6 zur Verfügung stellt. Dieses wandelt die Gleichspannung in eine Wechselspannung mit einer Frequenz um, die an die Resonanz frequenz eines Primärspulenmoduls 7 angepasst ist.

Das Energiewandlermodul 5 kann dabei ein AC-DC-Wandler oder ein DC-DC-Wandler sein.

Das Primärspulenmodul 7 ist induktiv mit einer Sekundärspule 8 beispielsweise in einem Fahrzeug gekoppelt, um damit eine Fahrzeugbatterie laden zu können. Das Spulenversorgungsmodul 6 ist über eine dritte definierte Schnittstelle 12 mit dem Primärspulenmodul 7 verbunden.

Über die bisher beschriebenen Module 2, 5, 6, 7, 8 wird also Energie aus einer externen Energiequelle an eine Fahrzeug batterie übertragen, um diese zu laden, wobei die einzelnen Module über definierte Schnittstellen 10, 11, 12 miteinander verbunden sind. Damit können sie auf einfache Weise ausgetauscht oder erweitert werden. Beispielsweise kann auch ein Ladungsmodul zur konduktiven Batterieladung mit der ersten 10 oder der zweiten Schnittstelle 11 verbunden werden.

Es ist außerdem ein Steuermodul 3 zur Steuerung der Wandlungs und Ladeabläufe und ein Kommunikationsmodul 4 beispielsweise zur Kommunikation der Primärseite mit der Sekundärseite des er findungsgemäßen Systems vorgesehen. Diese können in eigenen Gehäusen gemeinsam oder getrennt oder in dem Wandgehäuse 1 angeordnet sein. Das Steuermodul 3 ist dabei über eine vierte definierte Schnittstelle 13 und das Kommunikationsmodul 4 über eine fünfte definierte Schnittstelle 14 mit dem Energiebe- reitstellungsmodul 2 verbunden.

Auch das Energiewandlermodul 5 kann in dem Wandgehäuse 1 an geordnet sein. Das Spulenversorgungsmodul 6 kann ebenfalls in dem Wandgehäuse 1 oder in dem Primärspulenmodul 7 oder in einem eigenen Gehäuse ausgebildet sein. Wesentlich sind definierte Schnittstellen, die eine einfache Austauschbarkeit gewähr leisten .

Vorteilhaft wäre die Ausgestaltung der Schnittstellen 1000V AC bzw. 1500DC (Hochvolt), da nach BGI/GUV-I 8686 (Qualifizierung für Arbeiten an Fahrzeugen mit Hochvoltsystemen) in diesem Spannungsbereich Arbeiten von Personen mit einem ingenieur- oder naturwissenschaftlichen Studium oder mit einer nichtelektro technischen Facharbeiter- oder Gesellenausbildung nach ent sprechender Qualifizierung durchführen kann. Dies ist z.B. ein großer Vorteil für Werkstätten, da die vorhandenen Mitarbeiter entsprechende Arbeiten durchführen können. Die Mittelspannung beginnt ab lkV.