Die vorliegende Erfindung betrifft ein System mit einer stationären induktiven Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines Kraftfahrzeugs.

Es ist bekannt, zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie in einem Kraftfahrzeug Induktion einzusetzen, um ein kabelloses Laden zu ermöglichen. Zu diesem Zweck wirkt eine stationäre induktive Ladevorrichtung mit einer mobilen induktiven Ladevorrichtung des Kraftfahrzeugs zusammen. Zum induktiven Laden wird im Betrieb in der stationären Ladevorrichtung ein magnetisches Wechselfeld erzeugt, welches im Kraftfahrzeug mittels der mobilen Ladevorrichtung abgefangen und zum Laden der Batterie eingesetzt wird.

Zum Erzeugen des magnetischen Wechselfelds weist die stationäre induktive Ladevorrichtung, auch als "Bodenbaugruppe" oder "Ground-Assembly" bekannt, eine Spule auf. Zudem weist die Ladevorrichtung eine Einheit zum Führen des von der Spule erzeugten magnetischen Felds auf, die zumindest ein Magnetflussführungselement, beispielsweise einen Ferritkörper, umfasst. Mit "Führen" des magnetischen Felds ist hierbei gemeint, dass das magnetische Feld durch die Mangetflussführungselemente für ein verbessertes Betreiben der Ladevorrichtung beeinflusst wird. Beispielsweise kann das Magnetfeld mittels der Mangetflussführungselemente besser in Richtung der mobilen Ladevorrichtung gelenkt werden. Im Betrieb der Vorrichtung entsteht dabei insbesondere in der Spule und in der Einheit Wärme. Um ein effektives und/oder schnelles Laden der Batterie des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, werden derartige Ladevorrichtungen mit einer entsprechenden Leistung betrieben. In der Folge fällt im Betrieb, insbesondere in der Spule und der Einheit, mehr Wärme an, die zu einer Beschädigung und/oder Leistungsreduzierung der Vorrichtung führen kann. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit der Aufgabe, für ein System mit zumindest einer stationären induktiven Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines Kraftfahrzeugs eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform anzugeben, welche sich durch eine erhöhte Effizienz und/oder einen vereinfachten Betrieb auszeichnet.

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

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine stationäre induktive Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines Kraftfahrzeugs mittels eines komprimierten Gases zu kühlen, wobei das Gas in eine Kammer eingebracht wird, in welcher zu kühlende Komponenten der stationären induktiven Ladevorrichtung, nachher auch kurz als Ladevorrichtung bezeichnet, aufgenommen sind, und wobei das komprimierte Gas beim Strömen in die besagte Kammer entspannt wird. Bereits durch das Strömen des Gases in die Kammer erfolgt eine Kühlung besagter Komponenten. Das Entspannen des Gases führt zugleich zu einer Kühlung des Gases. Folglich wird durch das Entspannen des Gases die Kühlwirkung erhöht. Somit ist eine verbesserte Kühlung besagter Komponenten erreicht. Auf diese Weise kann die Ladevorrichtung mit einer erhöhten Leistung betrieben werden, wobei zugleich eine effektive Kühlung erfolgt. Ferner ist auf diese Weise eine einfache und effiziente Umsetzung der Kühlung besagter Komponenten gegeben.

Dem Erfindungsgedanken entsprechend ist die Vorrichtung Bestandteil eines Systems, welches zudem einen Kompressor zum Verdichten des Gases umfasst. Die Ladevorrichtung weist eine Bodenplatte und eine der Bodenplatte gegenüberliegende Abdeckung auf, welche ein Innenvolumen der Ladevorrichtung begrenzen. Zwischen der Bodenplatte und der Abdeckung weist die Ladevorrichtung eine Wandung, nachfolgend auch als Zwischenwandung bezeichnet, auf. Die Zwischenwandung unterteilt hierbei das Innenvolumen in eine Verteilerkammer, welche zwischen der Bodenplatte und der Zwischenwandung ausgebildet ist, und eine Aufnahmekammer, welche zwischen der Zwischenwandung und der Abdeckung ausgebildet ist. Die Ladevorrichtung weist ferner eine Spule auf, welche im Betrieb ein magnetisches Feld erzeugt. Zudem weist die Ladevorrichtung eine Magnetflussführungseinheit zum Führen des von der Spule erzeugten magnetischen Felds auf. Die Magnetflussführungseinheit, nachfolgend auch kurz als Einheit bezeichnet, umfasst hierbei zumindest ein Magnetflussführungselement, welches nachfolgend auch kurz als Element bezeichnet wird. Hierbei sind die Spule und die Einheit in der Aufnahmekammer aufgenommen. Die Ladevorrichtung weist ferner einen Einlass auf, welcher dem Einlassen des mit dem Kompressor verdichteten Gases in die Verteilerkammer dient und folglich mit der Verteilerkammer fluidisch verbunden ist. Hierbei ist der Einlass druckseitig des Kompressors angeordnet, sodass vom Kompressor verdichtetes Gas entlang eines Strömungspfads des Gases über den Einlass in die Verteilerkammer strömt. In der Zwischenwand ist zumindest ein lokaler Durchlass ausgebildet, der die Verteilerkammer mit der Aufnahmekammer fluidisch verbindet, sodass der Strömungspfad durch den zumindest einen Durchlass von der Verteilerkammer in die Aufnahmekammer führt. Das heißt, dass das Gas über den zumindest einen Durchlass von der Verteilerkammer in die Aufnahmekammer strömt. Dies erfolgt dabei derart, dass das Gas mit reduziertem Druck in die Aufnahmekammer strömt, also beim Strömen in die Aufnahmekammer entspannt wird und somit abkühlt. Somit erfolgt mit dem Gas eine Kühlung der Einheit und/oder der Spule. Zweckmäßig weist die Ladevorrichtung ferner einen Auslass zum Auslassen des Gases aus der Aufnahmekammer auf, durch welchen der Strömungspfad entsprechend führt. Zum Entspannen des Gases beim Strömen in die Aufnahmekammer herrscht bevorzugt im Betrieb in der Aufnahmekammer ein geringerer Druck als in der Verteilerkammer. Mit anderen Worten, das Gas weist in der Verteilerkammer einen höheren Druck auf als in der Aufnahmekammer.

Die Abdeckung ist vorteilhaft zur Bodenplatte in Höhenrichtung hin zu einem mit der Vorrichtung induktiv zu ladenden Kraftfahrzeug beabstandet. Dabei gelangt das von der Spule erzeugte und von der Einheit geführte magnetische Feld zweckmäßig über die Abdeckung zum Kraftfahrzeug. Hierzu ist die Abdeckung aus einem nichtmetallischen Werkstoff, beispielsweise aus Kunststoff, hergestellt.

Bevorzugt ist es, wenn mit der Bodenplatte eine Abschirmung des erzeugten magnetischen Felds erfolgt. Zu diesem Zweck ist die Bodenplatte vorteilhaft aus einem metallischen Werkstoff hergestellt.

Bevorzugt sind die Bodenplatte und die Abdeckung Bestandteile eines Gehäuses der Ladevorrichtung, welches das Innenvolumen umschließt. Zu diesem Zweck können zwischen der Bodenplatte und der Abdeckung entlang der Abstandsrichtung der Bodenplatte zur Abdeckung verlaufende Außenwände des Gehäuses vorgesehen sein.

Mit der Einheit erfolgt, wie erläutert, eine Führung des von der Spule erzeugten magnetischen Felds. Zu diesem Zweck ist das zumindest eine Element entsprechend ausgestaltet. Das zumindest eine Element weist hierzu vorteilhaft eine relative magnetische Permeabilität von zumindest 2 auf. Bevorzugt ist das zumindest eine Element ein Ferritkörper, besonders bevorzugt eine Ferritplatte.

Die Einheit kann relativ zur Spule prinzipiell beliebig angeordnet sein. Bevorzugt ist die Einheit, insbesondere das zumindest eine Element, auf der der Bodenplatte zugewandten Seite der Spule angeordnet. Das zumindest eine Element ist also zwischen der Spule und der Bodenplatte in der Aufnahmekammer angeordnet. Somit erfolgt ein effektives Führen des von der Spule erzeugten magnetischen Felds, nachfolgend auch als Magnetfeld bezeichnet, in Richtung der Abdeckung. Dies Führt zum einem effektiven Zusammenwirken der Ladevorrichtung mit dem zu ladenden Kraftfahrzeug über die Abdeckung. Daraus resultiert ein effektives Laden des zu ladenden Kraftfahrzeugs.

Prinzipiell kann die Verteilerkammer beliebig zwischen der Bodenplatte und der Zwischenwand ausgebildet sein. Bevorzugt ist es, wenn die Verteilerkammer von der Bodenplatte und der Zwischenwand begrenzt ist.

Prinzipiell kann die Aufnahmekammer beliebig zwischen der Zwischenwand und der Abdeckung ausgebildet sein. Vorteilhaft ist es, wenn die Aufnahmekammer von der Zwischenwand und der Abdeckung begrenzt ist.

Bevorzugt ist die Verteilerkammer derart ausgebildet, dass das mit Druck in die Verteilerkammer strömende Gas sich innerhalb der Verteilerkammer verteilt und mittels zwei oder mehr Durchlässe, vorzugsweise gleichmäßig, in die Aufnahmekammer strömt. Vorstellbar ist es hierbei, in der Verteilerkammer eine entsprechende Struktur zur Verteilung des Gases vorzusehen, wobei die Struktur bevorzugt derart ausgestaltet ist, dass sie den Druck im Gas möglichst nicht reduziert.

Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der wenigstens einen Durchlass derart angeordnet ist, dass das Gas auf der von der Abdeckung abgewandten Seite der Einheit, insbesondere des zumindest einen Elements, in die Aufnahmekammer strömt. Dies erlaubt eine einfache und effektive Kühlung der Einheit und somit des zumindest einen Elements. Ein Abstand des zumindest einen Elements zum Durchlass, insbesondere zur Zwischenwandung, kann hierbei zwischen mehreren Millimetern und einigen Zentimetern betragen.

Bei dem Gas kann es sich prinzipiell um ein beliebiges Gas handeln.

Bevorzugt ist es, wenn es sich bei dem Gas um Luft handelt. Der Kompressor erzeugt also im Betrieb Druckluft, welche über den Einlass in die Verteilerkammer strömt, wobei die Druckluft mittels des zumindest einen Durchlasses in die Aufnahmekammer strömt und dabei entspannt. Dies erlaubt einen einfachen und sicheren Betrieb des Systems.

Bevorzugt weist die Ladevorrichtung eine im Innenvolumen angeordnete Trägerstruktur auf, welche mittels zwischen der Abdeckung und der Bodenplatte verlaufende Träger eine auf die Abdeckung wirkende mechanische Last auf die Bodenplatte überträgt.

Insbesondere ist die Trägerstruktur derart ausgestaltet, dass sie durch ein Kraftfahrzeug auf die Abdeckung übertragene Lasten an die Bodenplatte weitergibt, ohne dass hierdurch Beschädigungen der Ladevorrichtung entstehen.

Die Ladevorrichtung ist, wie vorstehend erwähnt, stationär. Das heißt, dass die Ladevorrichtung im Gegensatz zum Kraftfahrzeug an einem festen Platz angeordnet ist. Zu diesem Zweck kann die Ladevorrichtung auf einem Untergrund, beispielsweise eines Parkplatzes, angeordnet sein. Ebenso ist es vorstellbar, die Ladevorrichtung zumindest teilweise in den Untergrund einzulassen, derart, dass die Ladevorrichtung von außen zumindest teilweise unsichtbar ist. Das induktive Laden des Kraftfahrzeugs erfolgt durch das Zusammenwirken der Ladevorrichtung mit einer entsprechenden Vorrichtung am/im Kraftfahrzeug, welche eine mit der Spule der Ladevorrichtung zusammenwirkende Spule umfasst.

Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der wenigstens einen Durchlass als eine Düse ausgebildet ist. Der Durchlass erlaubt also eine gezielte bzw. gerichtete Strömung der Luft in die Aufnahmekammer. Somit ist es möglich, die Einheit und/oder die Spule in der Aufnahmekammer gezielt anzuströmen und somit gezielt zu kühlen. Zudem erfolgt auf diese Weise eine vorteilhafte Reduzierung des im Gas herrschenden Drucks beim Strömen in die Aufnahmekammer und folglich eine effektivere Kühlung.

Prinzipiell kann der jeweilige zumindest eine Durchlass eine beliebige Orientierung aufweisen, sich also von der Verteilerkammer bis zur Aufnahmekammer beliebig erstrecken.

Bevorzugt ist es, wenn zumindest einer der wenigstens einen Durchlass, vorteilhaft der jeweilige Durchlass, einen geraden Verlauf aufweist.

Vorstellbar ist es, dass zumindest einer der zumindest einen Durchlass relativ zur Abstandsrichtung der Bodenplatte zur Abdeckung schräg verläuft. Ebenso ist es vorstellbar, dass zumindest einer der wenigstens einen Durchlass entlang der Abstandsrichtung verläuft.

Als vorteilhaft gelten Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der wenigstens einen Durchlass in Richtung eines zugehörigen der wenigstens einen Elemente gerichtet verläuft, sodass das zugehörige Element mittels des Durchlasses gezielt angeströmt und gekühlt wird. Mit anderen Worten, eine von einer hin zur Verteilerkammer offenen ersten Durchlassöffnung bis zu einer hin zur Aufnahmekammer offenen zweiten Durchlassöffnung verlaufende Erstreckung zumindest einer der wenigstens einen Durchlass ist hin zu einem zugehörigen Element gerichtet, sodass Gas mittels des Durchlasses in Richtung des zugehörigen Elements strömt. Somit erfolgt eine effizientere Kühlung des jeweiligen zugehörigen Elements.

Die Zwischenwandung kann prinzipiell eben und flach ausgebildet sein und den zumindest einen Durchlass aufweisen.

Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Zwischenwandung zumindest einen Rohrabschnitt aufweist, der in Richtung der Einheit absteht und durch welchen der Strömungspfad des Gases derart führt, dass die Einheit im Betrieb mit Gas angeströmt ist.

Zu diesem Zweck kann der Rohrabschnitt zumindest einen Durchlass aufweisen, mittels welchem das Element angeströmt wird, in dessen Richtung der Rohrabschnitt absteht. Somit ist eine gezieltere Anströmung der Einheit und somit ein effektiveres Kühlen möglich.

Der jeweilige Rohrabschnitt kann hierbei zur Einheit beabstandet sein.

Vorstellbar sind ebenso Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der wenigstens einen Rohrabschnitt Bestandteil eines Trägers der Trägerstruktur ist. Der Träger ist dabei vorteilhaft mehrteilig ausgebildet, wobei der Rohrschnitt auf der der Bodenplatte zugewandten Seite der Einheit angeordnet ist. Der Träger weist ferner einen auf der der Abdeckung zugewandten Seite der Einheit angeordneten Abschnitt auf, welcher nachfolgend auch als Oberabschnitt bezeichnet wird. In Abstandrichtung entspricht der Rohrabschnitt einer zum Oberabschnitt in Abstandsrichtung beabstandete Fortführung des Oberabschnitts, so dass eine Last von der Abdeckung über die Einheit in einer linearen Fortsetzung auf den Rohrabschnitt und über den Rohrabschnitt auf die Bodenplatte übertragen wird.

Dabei kann zumindest ein Magnetflussführungselement zwischen Rohrabschnitt und Oberabschnitt angeordnet sein, sodass der Träger das Element über die beabstandete Anordnung von Rohrabschnitt und Oberabschnitt hält.

Bevorzugt ist das Element quer zur Abstandsrichtung der Bodenplatte zur Abdeckung größer als der Rohrabschnitt. Das Element überragt den Rohrabschnitt also seitlich. Dabei ist das Element mittig vom Rohrabschnitt gehalten.

Vorteilhaft ist es, wenn zumindest einer der wenigstens einen Rohrabschnitt an der Abdeckung anliegt und derart ausgestaltet ist, dass er eine auf die Abdeckung, insbesondere durch ein Kraftfahrzeug, wirkende Last auf die Bodenplatte überträgt. Zumindest einer der wenigstens einen Rohrabschnitt kann also Bestandteil der Tragstruktur sein .

Bevorzugt ist es dabei, wenn das Element in Abstandsrichtung der Bodenplatte zur Abdeckung zwischen dem Rohrabschnitt und der Oberabschnitt eingeklemmt ist. Das heißt, dass der Rohrabschnitt auf der der Abdeckung zugewandte Seite und der Oberabschnitt auf der der Bodenplatte zugewandten Seite des Elements aufliegt. Somit erfolgt eine zuverlässige und für das Element schonende Lastübertragung von der Abdeckung auf die Bodenplatte. Vorstellbar ist es hierbei, dass sich wenigstens eins des zumindest einen Element in den Rohrabschnitt hinein erstreckt, sodass das Element innerhalb des Rohrabschnitts mit dem Gas in Kontakt steht und somit gekühlt wird.

Bei bevorzugten Ausführungsformen ist stromab der Aufnahmekammer, insbesondere im Auslass, zum Einstellen des Drucks in der Aufnahmekammer ein Ventil, nachfolgend auch als Auslassventil bezeichnet, und/oder eine Membran angeordnet, derart, dass im Betrieb der Druck in der Aufnahmekammer niedriger ist als der Druck in der Verteilerkammer. Zu diesem Zweck kann die Membran entsprechend ausgestaltet sein, insbesondere derart, dass sie die Strömung durch den Auslass beim Überschreiten eines vorgegebenen Drucks in der Aufnahmekammer freigibt. Auch das Auslassventil kann entsprechend ausgestaltet sein. Vorstellbar ist es auch, dass Auslassventil zum Freigeben und Sperren der Strömung durch den Auslass anzusteuern.

Alternativ oder zusätzlich kann zwischen der Aufnahmekammer und der Umgebung, insbesondere zwischen der Aufnahmekammer und dem Auslass, ein Behälter mit einer Flüssigkeit angeordnet sein, durch welchen der Strömungspfad von der Aufnahmekammer in die Umgebung führt. Somit wird insbesondere das Eindringen von Flüssigkeiten und/oder Feuchtigkeit aus der Umgebung in die Aufnahmekammer verhindert oder zumindest reduziert. Auf diese Weise wird die Aufnahmekammer also außerhalb des Betriebs von der Umgebung getrennt, wobei diese Trennung verschleißfrei und selbstregelnd erfolgt.

Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen zwischen der Verteilerkammer und dem Kompressor, insbesondere im Einlass, ein Ventil zum Fierstellen und Trennen der fluidischen Verbindung der Verteilerkammer mit dem Kompressor angeordnet ist. Mit dem Ventil, nachfolgend auch als Einlassventil bezeichnet, ist es also möglich, vom Kompressor verdichtetes Gas in die Verteilerkammer einzulassen oder die Strömung des Gases in die Verteilerkammer zu unterbinden. Dementsprechend ist das Einlassventil zwischen einer Betriebsstellung und einer Sperrsteilung verstellbar, wobei das Einlassventil die fluidische Verbindung der Verteilerkammer mit dem Kompressor in der Betriebsstellung freigibt und in der Sperrsteilung unterbricht.

Es ist vorstellbar, dass das über den Auslass ausströmende Gas in die Umgebung ausgegeben wird, sodass der Kompressor stets frisches Gas verdichtet, das ebenfalls aus der Umgebung stammen kann.

Vorstellbar sind auch Ausführungsformen, bei denen der Strömungspfad einem Kreislauf folgt. Das heißt, dass das Gas im System zirkuliert wird. Zu diesem Zweck ist der Auslass fluidisch mit dem Kompressor verbunden. Auf diese Weise ist es möglich, das Gas einfach und effektiv sauber zu halten und/oder das Eindringen von unerwünschten Bestandteilen in die Ladevorrichtung auf einfache Weise zu vermeiden.

Es versteht sich, dass das System auch zwei oder mehr Ladevorrichtungen aufweisen kann, welche zueinander beabstandet angeordnet sind. Dabei dient die jeweilige Ladevorrichtung zweckmäßig dem Laden eines zugehörigen Kraftfahrzeugs. Vorstellbar ist es aber auch, dass zwei oder mehr Ladevorrichtungen dem Laden eines gemeinsamen Kraftfahrzeugs dienen.

Es versteht sich, dass das System zwei oder mehr Kompressoren aufweisen kann, die jeweils im Betrieb Gas verdichten. Insbesondere ist es dabei vorstellbar, für zwei oder mehr der Ladevorrichtungen jeweils einen zugehörigen Kompressor vorzusehen. Somit ist ein autarkerer Betrieb der jeweiligen Ladevorrichtung möglich. Bei bevorzugten Ausführungsformen umfasst das System zwei oder mehr Ladevorrichtungen, wobei für zumindest zwei der Ladevorrichtungen, vorteilhaft für die jeweilige Ladevorrichtung, ein gemeinsamer Kompressor vorgesehen ist. Dies ermöglicht einen einfachen und kosteneffizienten Betrieb des Systems. Dabei ist der Kompressor vorteilhaft dezentral, das heißt außerhalb der jeweiligen Ladevorrichtung, angeordnet, und ist entsprechend fluidisch mit den Einlässen der Ladevorrichtungen verbunden.

Bevorzugt ist es, wenn zumindest zwei der Ladevorrichtungen, vorteilhaft die jeweilige Ladevorrichtung, ein Einlassventil aufweist, wobei mittels des Einlassventils von dem gemeinsamen Kompressor komprimiertes Gas lediglich dann in die Verteilerkammer und anschließend in die Aufnahmekammer strömt, wenn eine Kühlung der zugehörigen Ladevorrichtung benötigt wird. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Ladevorrichtung sich im Betrieb befindet, also ein zugehöriges Kraftfahrzeug lädt. Somit kann das System effektiv und kostengünstig betrieben werden. Bevorzugt kommt zu diesem Zweck zumindest eine Steuereinrichtung zum Einsatz, welche mit den Einlassventilen verbunden und derart ausgestaltet ist, dass sie das jeweilige Einlassventil entsprechend verstellt. Die zumindest eine Steuereinrichtung verstellt dabei zweckmäßig das jeweilige Einlassventil in die Betriebsstellung, wenn die zugehörige induktive Ladevorrichtung im Betrieb ist und in die Sperrsteilung, wenn die zugehörige Ladevorrichtung inaktiv ist. Selbstverständlich können sowohl das Verstellen in die Betriebsstellung als auch das Verstellen in die Sperrsteilung jeweils zeitlich vorgezogen oder verzögert werden.

Vorteilhaft ist die Steuereinrichtung derart ausgestaltet, dass sie das jeweilige Einlassventil in beliebigen Stellungen zwischen einem gänzlich geöffneten und einer gänzlich geschlossenen Stellung verstellen kann. Mit anderen Worten, die Betriebsstellung entspricht nicht zwangsläufig der gänzlich geöffneten Stellung des zugehörigen Einlassventils.

Bevorzugt erfolgt diese Verstellung zumindest eines der Einlassventile, vorzugsweise des jeweiligen Einlassventils, abhängig von zumindest einem mittels eines Sensors ermittelten Sensorparameters. Das System weist also vorteilhaft zumindest einen Sensor auf, welcher mit der Steuereinrichtung kommunizierend verbunden ist. Die Steuereinrichtung ist dabei derart ausgestaltet, dass sie zumindest eines der Einlassventile, vorzugsweise das jeweilige Einlassventil, abhängig von zumindest einem Sensorparameter zwischen der Betriebsstellung und der Sperrsteilung verstellt. Sinnvoll ist dies aus akustischen Gründen, um die Strömungsgeräusche im Betrieb zu reduzieren, und/oder zur Entlastung des Kompressors und somit zur Effizienzsteigerung.

Bevorzugt ist zumindest eines der Sensorparameter eine Temperatur. Das heißt, dass zumindest einer der Sensoren ein Temperatursensor ist.

Das System kann dabei für zwei oder mehr der Ladevorrichtungen, insbesondere für alle Ladevorrichtungen, eine gemeinsame Steuereinrichtung aufweisen. Vorstellbar ist es auch, dass für zumindest eine der Ladevorrichtungen eine zugehörige Steuereinrichtung vorgesehen ist, sodass das System zumindest zwei Steuereinrichtungen aufweist.

Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen das System eine Kühleinrichtung aufweist, welche im Betrieb das Gas, bevorzugt das mittels des zumindest einen Kompressors verdichtete Gas, kühlt.

Vorstellbar ist es, zu diesem Zweck in zumindest einer der wenigstens einen Ladevorrichtung einen entsprechenden Wärmeübertrager der Kühleinrichtung vorzusehen, durch den das Gas zum Kühlen strömt. Vorstellbar ist es ebenso, bei zumindest einer der wenigstens einen Ladevorrichtung die Bodenplatte zu kühlen. Die Bodenplatte ist also bei dieser Variante auch Bestandteil der Kühleinrichtung und wird aktiv gekühlt. Zu diesem Zweck sind in der Bodenplatte vorteilhaft Kühlkanäle vorgesehen, durch welche ein Kühlmittel strömt.

Bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die Kühleinrichtung für zumindest zwei der Ladevorrichtungen einen gemeinsamen Wärmeübertrager aufweist. Somit werden ein effektiverer Betrieb des Systems und ein vereinfachter Aufbau erreicht.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Kühleinrichtung dezentral, das heißt außerhalb der Ladevorrichtung angeordnet ist. Dies führt zu einer besonders einfachen und effektiven Ausgestaltung des Systems.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

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

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Es zeigen, jeweils schematisch

Fig. 1 bis 7 jeweils einen stark vereinfachten Schnitt durch ein System mit einer Ladevorrichtung und einem Kompressor bei jeweils unterschiedlichem Ausführungsbeispiel,

Fig. 8 eine stark vereinfachte Draufsicht des Systems bei einem weiteren

Ausführungsbeispiel.

Ein System 1 , wie es in den Figuren 1 bis 8 gezeigt ist, dient dem induktiven und somit kabellosen Laden von Kraftfahrzeugen 2 (s. Figur 8).

Entsprechend den Figuren 1 bis 8 umfasst das System 1 eine stationäre induktive Ladevorrichtung 3, die nachfolgend auch kurz als Ladevorrichtung 3 bezeichnet wird. Das System 1 umfasst ferner einen Kompressor 4, welcher im Betrieb ein Gas, in den gezeigten Ausführungsbeispielen Luft, verdichtet, und somit Druckluft erzeugt. Die Ladevorrichtung 3 weist eine Bodenplatte 5 und eine der Bodenplatte 5 gegenüberliegende Abdeckung 6 auf. Die Bodenplatte 5 und die Abdeckung 6 begrenzen ein Innenvolumen 7 der Ladevorrichtung 3. Die Bodenplatte 5 und die Abdeckung 6 sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen Bestandteile eines Gehäuses 8 der Ladevorrichtung 3, in welchem das Innenvolumen 7 umschlossen ist. In den gezeigten Ausführungsbeispielen verlaufen die Bodenplatte 5 und die Abdeckung 6 quer zu ihrer Abstandsrichtung 9, welche der Höhenrichtung 10 entspricht, im Wesentlichen flach und plattenförmig. Zwischen der Bodenplatte 5 und der Abdeckung 6 ist ferner eine Wandung 11 vorgesehen, die nachfolgend auch als Zwischenwandung 11 bezeichnet wird. Die Zwischenwandung 11 unterteilt das Innenvolumen 7 in einerzwischen der Bodenplatte 5 und der Zwischenwandung 11 ausgebildete Verteilerkammer 12 und eine zwischen der Zwischenwandung 11 und der Abdeckung 6 ausgebildete Aufnahmekammer 13.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen wird die Verteilerkammer 12 von der Bodenplatte 5 und der Zwischenwandung 11 begrenzt. In den gezeigten Ausführungsbeispielen wird die Aufnahmekammer 13 von der Zwischenwandung 11 und der Abdeckung 6 begrenzt. Die Ladevorrichtung 3, insbesondere das Gehäuse 8, verfügt über einen Einlass 14, über welchen die mittels des Kompressors 4 erzeugte Druckluft in die Verteilerkammer 12 strömen kann. Folglich ist der Einlass 14 fluidisch mit der Verteilerkammer 12 verbunden.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Einlass 14 jeweils am Gehäuse 8 ausgebildet. Die Ladevorrichtung 3 verfügt ferner über einen Auslass 15 zum Auslassen von Luft aus der Aufnahmekammer 13, welche folglich fluidisch mit der Aufnahmekammer 13 verbunden ist. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der Auslass 15 am Gehäuse 8 ausgebildet. Der Einlass 14 ist zum Einlassen von Druckluft in die Verteilerkammer 12 druckseitig des Kompressors 4 angeordnet, sodass vom Kompressor erzeugte Druckluft entlang eines Strömungspfads 16 des Gases, insbesondere der Luft, über den Einlass 14 in die Verteilerkammer 12 strömt. Der Strömungspfad 16 führt ferner von der Verteilerkammer 12 in die Aufnahmekammer 13 und über den Auslass 15 aus der Aufnahmekammer 13. Um eine Strömung der Luft von der Verteilerkammer 12 in die Aufnahmekammer 13 zu ermöglichen, weist die Zwischenwandung 11 zumindest einen Durchlass 17 auf, der lokal ausgebildet ist und die Verteilerkammer 12 fluidisch mit der Aufnahmekammer 13 verbindet. In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Zwischenwandung 11 mehrere solche Durchlässe 17 auf. In der Aufnahmekammer 13 herrscht dabei ein niedrigerer Druck als in der Verteilerkammer 12, sodass die Luft beim Strömen in die Aufnahmekammer 13 entspannt wird und somit abkühlt. In der Aufnahmekammer 13 befindet sich eine Spule 18 der Ladevorrichtung 3, welche im Betrieb ein magnetisches Wechselfeld erzeugt. Die Spule 18 ist von einem nicht dargestellten Spulenträger getragen. Zudem ist in der Aufnahmekammer eine Magnetflussführungseinheit 19 angeordnet, welche dem Führen des von der Spule 18 erzeugten magnetischen Felds dient. In den gezeigten Ausführungsbeispielen und vorteilhaft ist die Magnetflussführungseinheit 19, nachfolgend auch kurz als Einheit 19 bezeichnet, auf der von der Abdeckung 6 abgewandten Seite der Spule 18 angeordnet. Zum Führen des magnetischen Felds weist die Einheit 19 zumindest ein Magnetflussführungselement 20, nachfolgend auch kurz als Element 20 bezeichnet, auf. Wie den Figuren 1 bis 7 entnommen werden kann, weist die Einheit 19 mehrere solche Elemente 20 auf, von denen in den Figuren 1 bis 7 jeweils zwei sichtbar sind. Vorteilhaft ist dabei die Spule 18, von der Einheit 19 elektrisch getrennt, thermisch mit der Einheit 19 verbunden (nicht gezeigt). Wie den Figuren 1 bis 7 ferner entnommen werden kann, ist das jeweilige Element 20 plattenförmig ausgebildet. Das jeweilige Element 20 ist vorzugsweise eine Ferritplatte 21. Beim Erzeugen des magnetischen Wechselfelds fällt sowohl in der Spule 18 als auch in der Einheit 19 Wärme an. Mit der durch die Durchlässe 17 in die Aufnahmekammer 13 strömenden Luft erfolgt dabei eine Kühlung der Einheit 19 und der Spule 18. Das Entspannen der Luft beim Strömen in die Aufnahmekammer 13 führt dabei zu einer Kühlung der Luft und somit einer verbesserten Kühlung der Einheit 19, insbesondere der Elemente 20, und/oder der Spule 18. Nach dem Strömen in die Aufnahmekammer 13 strömt die Luft über den Auslass 15 aus der Aufnahmekammer 13.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist der jeweilige Durchlass 17 als eine Düse 22 ausgebildet. Die jeweilige Düse 22 ist dabei in Richtung eines zugehörigen der Elemente 20 gerichtet, sodass die Luft über die Düse 22 gezielt in Richtung des zugehörigen Elements 20 strömt. Somit wird eine verbesserte Kühlung der Elemente 20 erreicht.

In den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 2 sowie 4 bis 7 verlaufen die Durchlässe 17 schräg zur Abstandsrichtung 9 bzw. Höhenrichtung 10. Der jeweilige Durchlass 17 erstreckt sich also zwischen zwei Durchlassöffnungen 23, nämlich eine hin zur Verteilerkammer 12 offene erste Durchlassöffnung 23a und eine hin zur Aufnahmekammer 13 offene zweite Durchlassöffnung 23b, wobei die Erstreckung des Durchlasses 17 von der ersten Durchlassöffnung 23a bis zur zweiten Durchlassöffnung 23b geneigt zur Abstandsrichtung 9 verläuft. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 3 sind neben den geneigt zur Abstandsrichtung 9 verlaufenden Durchlässen 17 auch solche Durchlässe 17 vorgesehen, welche sich entlang der Abstandsrichtung 9 erstrecken.

In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Zwischenwandung 11 zumindest einen in Richtung der Einheit 19 abstehenden Rohrabschnitt 24 auf, wobei der Rohrabschnitt 24 hin zur Verteilerkammer 12 offen und auf der von der Verteilerkammer 12 abgewandten Seite geschlossen ist. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind jeweils zwei solche Rohrabschnitte 24 zu sehen, welche zueinander beabstandet sind. Der jeweilige Rohrabschnitt 24 weist zumindest einen der Durchlässe 17, in den gezeigten Beispielen mehrere der Durchlässe 17, auf. Dabei sind die Durchlässe 17 entlang des Umfangs des Rohrabschnitts 24 gleichmäßig, insbesondere kranzartig, verteilt angeordnet.

Somit erfolgt mittels der Durchlässe 17 des jeweiligen Rohrabschnitts 24 in den gezeigten Ausführungsbeispielen das Ausströmen von Luft in Richtung eines zugehörigen Elements 20.

In den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 und 2 sowie 4 bis 7 ist der jeweilige Rohrabschnitt 24 Bestandteil eines Trägers 25, welcher der Übertragung einer Last von der Abdeckung 6 auf die Bodenplatte 5 dienst. Hierzu weist der Träger einen zum Rohrabschnitt 24 in Abstandsrichtung 9 beabstandeten Oberabschnitt 40 auf, der mit dem zugehörigen Rohrabschnitt 24 fluchtet, also einer linearen Fortsetzung des Rohrabschnitts 24 entspricht. Rohrabschnitt 24 und Oberabschnitt 40 sind dabei in Abstandsrichtung 9 zueinander beabstandet und nehmen jeweils die Einheit 19 bzw. eine Element 20 auf. Der Oberabschnitt 40 ist in der Art eines einseitig geschlossenen Rohrkörpers ausgebildet. Wie den Figuren 1 und 2 sowie 4 bis 7 zu entnehmen ist, liegt bei diesen Ausführungsbeispielen der Oberabschnitt 40 mit der geschlossenen Seite an der Abdeckung 6 an. Somit kann eine auf die Abdeckung 6 wirkende Last, welche beispielsweise durch ein Kraftfahrzeug 2 auftreten kann, mittels des Oberabschnitts 40 über die Einheit 19 in Abstandsrichtung 9 auf den Rohrabschnitts 24 und über weitere, nicht dargestellte Strukturen, in die Bodenplatte 5 geleitet werden. Die Vielzahl der Träger 25 bilden hierbei eine Trägerstruktur 41 zur gleichmäßigen Lastübertragung. Bevorzugt ist der jeweilige Oberschnitt 40 von der Spule 18 durchdrungen (nicht gezeigt).

Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Rohrabschnitte 24 jeweils zum zugehörigen Element 20 beabstandet. Dabei ist der entlang der Abstandsrichtung 9 verlaufende Durchlass 17 auf der dem zugehörigen Element 20 zugewandten Seite des Rohrabschnitts 24 angeordnet und ausgebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Ladevorrichtung 3 in der Aufnahmekammer 13 eine von den Rohrabschnitten 24 separate Haltestruktur 26 auf, welche die Elemente 20 in der Aufnahmekammer 13 hält.

Wie den Figuren 1 bis 3 entnommen werden kann, kann zwischen dem Kompressor 4 und der Verteilerkammer 12 ein Ventil 27 vorgesehen sein, welches eine fluidische Verbindung zwischen der Verteilerkammer 12 und dem Kompressor 4 wahlweise herstellt und trennt. Mit dem Ventil 27, nachfolgend auch als Einlassventil 27 bezeichnet, ist es also möglich, die von dem Kompressor 4 erzeugte Druckluft lediglich bei Bedarf in die Verteilerkammer 12 einzulassen, um die Einheit 19 und/oder die Spule 18 zu kühlen. Dies erfolgt zweckmäßig lediglich dann, wenn eine entsprechende Kühlung benötigt ist, insbesondere wenn und die Spule 18 das magnetische Wechselfeld erzeugt und die Ladevorrichtung 3 somit aktiv ist.

Wie den Figuren 1 bis 6 entnommen werden kann, kann ein Ventil 28 und/oder eine Membran 29 zum Auslassen von Luft aus der Aufnahmekammer 13 vorgesehen sein. Mittels des Ventils 28, welches nachfolgend auch als Auslassventil 28 bezeichnet wird, und/oder der Membran 29 ist es also möglich, bei Bedarf Luft aus der Aufnahmekammer 13 auszulassen, um beispielsweise den Druck in der Aufnahmekammer 13 zu reduzieren. Dies erfolgt bevorzugt derart, dass im Betrieb der Druck in der Aufnahmekammer 13 niedriger ist als der Druck in der Verteilerkammer 12.

Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 4 und 5 ist zwischen der Aufnahmekammer 13 und der Umgebung 30 ein Behälter 31 mit einer Flüssigkeit 32 angeordnet, wobei der Strömungspfad 16 durch die Flüssigkeit 32 führt, sodass die Luft beim Verlassen der Aufnahmekammer 13 durch die Flüssigkeit 32 strömt. Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 4 und 5 ist dabei der Behälter 31 mit der Flüssigkeit 32 stromauf des Auslassventils 28 bzw. der Membran 29 angeordnet. Im Ausführungsbeispiel der Figur 4 ist der Behälter 31 innerhalb der Aufnahmekammer 13 angeordnet. Demgegenüber ist im Ausführungsbeispiel der Figur 5 der Behälter 31 außerhalb der Aufnahmekammer 13 angeordnet und mittels eines Rohrkörpers 33, der in die Flüssigkeit 32 dringt, fluidisch mit der Aufnahmekammer 13 verbunden.

Entsprechend den Figuren 6 und 7 kann das System 1 zum Erreichen einer verbesserten Kühlung eine Kühleinrichtung 34 zum Kühlen der Luft aufweisen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen umfasst die Kühleinrichtung 34 die Bodenplatte 5. Das heißt, dass die Bodenplatte 5 im Betrieb gekühlt wird, um die Luft in der Verteilerkammer 12 zu kühlen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Bodenplatte 5 von einem Kühlmittel (nicht gezeigt) durchströmt und gekühlt. Zu diesem Zweck sind in der Bodenplatte 5 mehrere Kühlkanäle 35 ausgebildet. Wie Figur 7 entnommen werden kann, kann die Kühleinrichtung 34 ebenfalls einen Wärmeübertrager 36 aufweisen, der von der Luft und einem weiteren Fluid (nicht gezeigt) durchströmt ist, sodass Wärme von der Luft auf das weitere Fluid übertragen und die Luft somit gekühlt wird. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Wärmeübertrager 36 rein beispielhaft stromauf des Kompressors 4 angeordnet.

Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 6 saugt der Kompressor 4 Luft aus der Umgebung 30 an, verdichtet diese und führt sie über den Einlass 14 der Verteilerkammer 12 zu.

Wie Figur 7 entnommen werden kann, kann die Luft auch in einem Kreislauf strömen, der Strömungspfad 16 also einem Kreislauf folgen. In diesem Fall wird die Luft also zirkuliert. Zu diesem Zweck ist der Auslass 15 fluidisch saugseitig des Kompressors 4 mit dem Kompressor 4 verbunden.

Figur 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Systems 1. Entsprechend Figur 8 kann das System 1 auch zwei oder mehr Ladevorrichtungen 3 aufweisen, wobei im Ausführungsbeispiel der Figur 8 rein beispielhaft vier Ladevorrichtungen 3 gezeigt sind. Wie Figur 8 entnommen werden kann, ist bei diesem Ausführungsbeispiel für zumindest zwei der Ladevorrichtungen 3, im gezeigten Ausführungsbeispiel für sämtliche Ladevorrichtungen 3, ein gemeinsamer Kompressor 4 vorgesehen, der dezentral, das heißt außerhalb der Ladevorrichtungen 3 und zu diesen beabstandet, angeordnet ist. Die jeweilige Ladevorrichtung 3 ist dabei fluidisch mit dem Kompressor 4 verbunden und kann somit mit vom Kompressor 4 erzeugter Druckluft versorgt werden. Bevorzugt weist die jeweilige Ladevorrichtung 3 ein Einlassventil 27 auf, welches derart betrieben ist, dass die fluidische Verbindung zwischen dem Kompressor 4 und der Verteilerkammer 12 zum Einlassen von Druckluft in die Verteilerkammer 12 lediglich bei Bedarf freigegeben wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn mit der Ladevorrichtung 3 das induktive Laden eines Kraftfahrzeugs 2 erfolgt. Wie in Figur 8 angedeutet, kann beispielsweise lediglich eine der Ladevorrichtungen 3 zum Laden eines Kraftfahrzeugs 2 zum Einsatz kommen, während eine andere der Ladevorrichtungen 3 nicht zum Laden zum Einsatz kommt und somit inaktiv ist. In der Darstellung der Figur 8 ist lediglich eine der Ladevorrichtungen 3 aktiv und kommt somit zum Laden des angedeuteten Kraftfahrzeugs 2 zum Einsatz, wohingegen die übrigen Ladevorrichtungen 3 inaktiv sind. Hierbei ist es mittels der Einlassventile 27 möglich, lediglich die aktive Ladevorrichtung 3 mit Druckluft zu versorgen, wohingegen die Versorgung der inaktiven Ladevorrichtungen 3 unterbrochen ist. Zu diesem Zweck kann das jeweilige Einlassventil 27, wie in den Figuren 1 bis 3 angedeutet, mittels einer kommunizierenden Verbindung 37 mit einer zugehörigen Steuereinrichtung 38 verbunden sein, welche derart ausgestaltet ist, dass sie das Einlassventil 27 entsprechend verstellt. Ebenso ist es möglich, wie in Figur 8 angedeutet, für die Einlassventile 27 der Ladevorrichtungen 3 des Systems 1 eine gemeinsame Steuereinrichtung 38 vorzusehen. Wie lediglich in Figur 1 gezeigt, kann das System 1 zumindest einen mit der Steuereinrichtung 38 kommunizierend verbundenen Sensor 42 aufweisen, wobei die Steuereinrichtung 38 das Einlassventil 38 abhängig von einem mittel des Sensors 42 ermittelenten Sensorparameters verstellt. Hierbei kann das Einlassventil 27 auch beliebige Stellungen zwischen einer gänzlich geschlossenen und einer gänzlich geöffneten Stellung einnehmen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist das System rein beispielhaft lediglich einen Sensor 42 auf, welcher als Temperatursensor 43 ausgebildet ist.

Wie Figur 8 zu entnehmen ist, ist es in dem System 1 ferner vorgesehen, dass die Ladevorrichtungen 3 jeweils von einer gemeinsamen elektrischen Energiequelle 39 elektrisch versorgt sind. Hierbei kann, wie in Figur 8 lediglich angedeutet, für zumindest zwei der Ladevorrichtungen 3 eine gemeinsame Kühleinrichtung 34, insbesondere ein gemeinsamer Wärmeübertrager 36, zum Kühlen der in die Ladevorrichtungen 3 strömenden Druckluft vorgesehen sein.

_*****