(57)【要約】本発明は、電気エネルギー源（１６）又は電気エネルギーシンク（１２）と接続される接続ユニット（３２）と、接続ユニット（３２）と電気的に接続され電気エネルギーの伝送のために第２の伝送要素（３４）と誘導的に接続可能な伝送要素（３４）と、第１の伝送要素（３４）と第２の伝送要素（３４）との間の伝送区間（２６）に、当該伝送区間（２６）から粒子（２８）を除去するために、清掃媒体（３７）を挿入するよう構成された清掃ユニット（３６）と、を備えたエネルギー伝送装置（３０）に関する。【選択図】図２
2016506220.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−電気エネルギー源（１６）又は電気エネルギーシンク（１２）と接続される接続ユニット（３２）と、
−前記接続ユニット（３２）と電気的に接続され、電気エネルギーの伝送のために第２の伝送要素（３４）と誘導的に接続可能な伝送要素（３４）と、
−前記第１の伝送要素（３４）と前記第２の伝送要素（３４）との間の伝送区間（２６）に、前記伝送区間（２６）から粒子（２８）を除去するために、清掃媒体（３７）を挿入するよう構成された清掃ユニット（３６）と、
を備えたエネルギー伝送装置（３０）。
【請求項２】
前記粒子（２８）は、磁化しうる粒子（２８）を含む、請求項１に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項３】
前記エネルギー伝送装置（３６）は、前記第１の伝送要素（３４）と前記第２の伝送要素（３４）との間の接近を検出し、前記検出された接近に基づいて前記清掃ユニット（３６）を制御するよう構成された制御ユニット（４２）をさらに有する、請求項１又は２に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項４】
前記清掃ユニット（３６）は、前記伝送区間（２６）の領域内に配置された、前記第１の伝送要素（３４）及び／又は前記第２の伝送要素（３４）の表面領域の前記粒子（２８）を除去するよう構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項５】
前記第１の伝送要素（３４）は、電気エネルギーを伝送するためのコイルを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項６】
前記清掃ユニット（３６）は、前記伝送区間（２６）の領域内に清掃媒体（３７）を挿入するための少なくとも１つの導入ユニット（３８）を有し、前記清掃媒体（３７）は、前記粒子（２８）を前記伝送区間（２６）から除去するよう構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項７】
前記導入ユニット（３８）は、前記導入ユニット（３８）を利用して前記伝送区間（２６）の前記領域内へと、圧力を掛けて前記清掃媒体（３７）を挿入するよう構成された押圧ユニット（４０）と接続される、請求項６に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項８】
前記清掃媒体（３７）は外気を含み、前記清掃ユニット（３６）は、前記伝送区間（２６）の前記領域内に圧縮空気を挿入するよう構成される、請求項７に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項９】
前記清掃媒体（３７）は、水及び／又は溶媒を含む、請求項６〜８のいずれか１項に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項１０】
前記導入ユニット（３８）は、前記清掃媒体（３７）が、前記第１の伝送要素（３４）の付近の前記伝送区間（２６）の中央領域内に挿入可能であるように配置される、請求項６〜９のいずれか１項に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項１１】
−第１のエネルギー伝送ユニット（１８）と、
−電気エネルギーの伝送のために、前記第１のエネルギー伝送ユニット（１８）と誘導的に接続可能な第２のエネルギー伝送ユニット（２０）と、
を備えたエネルギー伝送構成（１４）であって、
少なくとも１つの前記エネルギー伝送ユニット（１８、２０）は、請求項１〜１０に記載のエネルギー伝送装置（３０）を有する、エネルギー伝送構成（１４）。
【請求項１２】
前記第１のエネルギー伝送ユニット（１８）は、電気的に駆動可能な車両（１０）内に設置され、前記車両（１０）のトラクションバッテリ（１２）と電気的に接続され、前記第２のエネルギー伝送ユニット（２０）は、充電ステーション内に設置され、エネルギー供給ネットワーク（１６）と電気的に接続される、請求項１１に記載のエネルギー伝送構成。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エネルギー源又は電気エネルギーシンクと接続される接続ユニットと、接続ユニットと電気的に接続され電気エネルギーの伝送のために第２の伝送要素と誘導的に接続可能な伝送要素と、を備えたエネルギー伝送装置に関する。
【０００２】
さらに、本発明は、第１のエネルギー伝送ユニットと、電気エネルギーの伝送のために第１のエネルギー伝送ユニットと誘導的に接続可能な第２のエネルギー伝送ユニットと、を備えたエネルギー伝送構成に関する。
【背景技術】
【０００３】
車両駆動技術の分野では、電動機を、唯一の駆動部として利用し、又は、他の種類の原動機と共に利用（ハイブリッド）することが一般に公知である。このような電気自動車又はハイブリッド自動車では、電動機は典型的に、例えば蓄電池のような電気エネルギー貯蔵器から電気エネルギーが供給される原動機として利用される。電気自動車又はプラグイン（Ｐｌｕｇｉｎ）ハイブリッド自動車の電気エネルギー貯蔵器は、当該エネルギー貯蔵器を電気エネルギーで充電するために、充電状態に従って定期的に電気エネルギー供給ネットワークと接続する必要がある。
【０００４】
充電ステーションから車両へと電気エネルギーを伝送するために、例えばケーブルを利用することが可能である。但し、このようなケーブル接続は使い勝手が非常に悪い上、ユーザにとっては危険である。というのは、ユーザが、ソケットの差込み口又はケーブルに損傷がある際に、通電部分に触れる可能性があるからである。
【０００５】
ケーブル接続の代わりに、無線エネルギー伝送により、車両に電気エネルギーを供給することが考えられる。誘導的なエネルギー伝送の場合、一次側でコイルによって交番磁界が生成される。この交番磁界の少なくとも一部が、同様にコイルを有する二次側を貫通する。これにより、二次側のコイル内で電圧が誘導され、従って、エネルギーが一次側から二次側へと伝送される。その際に、一次側及び二次側のコイルシステムは、大きな隙間を有する変圧器としてモデル化されうる。この隙間によって、漏れインダクタンスが大きくなり、一次側コイルと二次側コイルとの間の接続が比較的悪くなる。漏れインダクタンスは、システム内での無効電流に繋がり、この無効電流は、エネルギー伝送には寄与せず抵抗損を発生させる。従って、無線エネルギー伝送の効率は、ケーブルによる伝送の場合よりも悪い。しかしながら、この種のエネルギー伝送は、操作がより簡単であるため快適であり、ユーザにも受け入れられやすい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
無線エネルギー伝送の場合、動作信頼性は重要なテーマである。即ち、エネルギー伝送の間に、一次側と二次側との間の領域内に、磁界強度及び磁束密度が大きな磁場が形成される。この中間領域内に例えば、磁化しうる粉塵又は汚れが存在する場合には、この磁化しうる粉塵又は汚れは、誘導された渦電流によって非常に激しく加熱される。その結果、この磁化しうる粉塵又は汚れは、白熱している物質（ｇｌｕｅｈｅｎｄｅｓ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）として無線エネルギー伝送の周辺環境で放たれ、この領域内の人間及び事物を危険に曝す。当然の帰結として、このような磁化しうる粉塵又は汚れが発生する環境（例えば、鉄鉱石採掘所、金属工場、製鋼所等）では、無線エネルギー伝送装置を使用することは出来ない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
従って、本発明は、電気エネルギー源又は電気エネルギーシンクと接続される接続ユニットと、接続ユニットと電気的に接続され電気エネルギーの伝送のために第２の伝送要素と誘導的に接続可能な伝送要素と、第１の伝送要素と第２の伝送要素との間の伝送区間に、当該伝送区間から粒子を除去するために、清掃媒体を挿入するよう構成された清掃ユニットと、を備えたエネルギー伝送装置を提供する。
【０００８】
さらに、本発明は、第１のエネルギー伝送ユニットと、電気エネルギーの伝送のために第１のエネルギー伝送ユニットと誘導的に接続可能な第２のエネルギー伝送ユニットと、を備えたエネルギー伝送構成であって、少なくとも１つのエネルギー伝送ユニットは、本発明に係るエネルギー伝送装置を有する、上記エネルギー伝送構成を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る清掃ユニットによって、第１の伝送要素と第２の伝送要素との間の伝送区間から粒子が効果的に除去される。従って、無線エネルギー伝送装置を、磁化しうる粉塵又は汚れが予想される環境でも作動させることが可能である。無線エネルギー伝送の潜在的な危険性が低減される。従って、エネルギー伝送装置を最大可能出力により駆動することが可能である。
【００１０】
さらに、清掃ユニットによって、比較的大きな石がもはや伝送区間内に存在しないことが保証される。従って、第１の伝送要素と第２の伝送要素との間の間隔は、エネルギー伝送の際の効率が最大限に良くなるように調整される。
【００１１】
その際に、清掃ユニットは、一実施形態において、第１のエネルギー伝送ユニットにのみ、又は第２のエネルギー伝送ユニット内にのみ配置されてもよい。これにより、清掃ユニットが上記エネルギー伝送ユニットのうちの１つにのみ設けられるため、コストが節約される。
【００１２】
代替的な実施形態において、上記２つのエネルギー伝送ユニットがそれぞれ、本発明に係るエネルギー伝送装置を１つずつ有してもよい。これにより、伝送区間の粒子を非常に効果的かつ徹底的に清掃することが可能である。
【００１３】
一実施形態において、粒子は磁化しうる粒子を有する。
【００１４】
磁化しうる粒子内では、交番磁界によって渦電流が誘導される。渦電流自体は、上記粒子への非常に激しい加熱を引き起こす。白熱するまで熱せられた粒子が、無線エネルギー伝送の周辺環境で放たれ、従ってこの領域内の人間及び事物を危険に曝す。例えば、熱せられた粒子によって火災が引き起こされる可能性がある。本発明に係る清掃ユニットによって、磁化しうる粒子を、伝送区間から除去することが可能である。これにより、上述した危険を回避することが可能である。従って、エネルギー伝送装置を、金屑及び／又は金属粉塵が発生する環境内でも作動させることが可能である。
【００１５】
更なる別の実施形態によれば、エネルギー伝送装置は、第１の伝送要素と第２の伝送要素との間の接近を検出し、検出された接近に基づいて清掃ユニットを制御するよう構成された制御ユニットをさらに有する。
【００１６】
この手段によって、第１の伝送要素と第２の伝送要素との間の接近が検出された際には、伝送区間の清掃が自動的に開始される。従って、手動での介入は必要ではない。伝送区間の清掃は、例えば、第１の伝送要素と第２の伝送要素との間の正確な隙間の調整の間に行うことが可能である。その結果、伝送区間の清掃が既に行われているため、正しい隙間間隔に達した際にエネルギー伝送を即時に開始することが可能である。
【００１７】
代替的な実施形態において、伝送区間の清掃は、２つの伝送要素の間が正しい間隔に達した場合に初めて開始されてもよい。
【００１８】
更なる別の実施形態において、制御ユニットはさらに、伝送区間の汚染度を検出するよう構成される。さらに、制御ユニットは、汚染度に従って清掃ユニットを制御するよう構成されてもよい。
【００１９】
このことにより、非常にフレキシブルで汚染度に対して調整された、伝送区間の清掃が可能となる。
【００２０】
更なる別の実施形態において、清掃ユニットは、伝送区間の領域内に配置された、第１の伝送要素及び／又は第２の伝送要素の表面領域の粒子を除去するよう構成される。
【００２１】
汚染された環境でエネルギー伝送装置が使用される場合には、例えば、磁化しうる粉塵が伝送要素の表面に沈積する可能性がある。引き続いてエネルギー伝送が行われる際に、磁化しうる粉塵は、誘導された渦電流のために非常に激しく加熱され、従って、伝送要素に損傷を与える可能性があるであろう。本発明に係る清掃ユニットによって、伝送要素の表面に沈積した粒子又は磁化しうる粉塵を伝送区間から除去することが可能である。この除去により、伝送要素への損傷が回避されうる。
【００２２】
更なる別の実施形態によれば、第１の伝送要素は、電気エネルギーを伝送するためのコイルを有する。
【００２３】
コイルによって、第１の伝送要素は、第２の伝送要素と誘導的に接続されうる。磁化しうる粒子がコイルの表面に存在する場合には、この磁化しうる粒子は、清掃ユニットによって、エネルギー伝送の開始前に伝送区間から除去される。従って、あちこちに飛散する白熱した粒子による危険が低減される。
【００２４】
更なる別の実施形態において、清掃ユニットは、伝送区間の領域内に清掃媒体を挿入するための少なくとも１つの導入ユニットを有し、清掃媒体は、粒子を伝送区間から除去するよう構成される。
【００２５】
本発明によれば、例えば清掃管として伝送要素内に実現可能な導入ユニットが設けられる。導入ユニットは、伝送要素の表面に清掃媒体を供給し、伝送要素の間の領域内に清掃媒体を挿入する役目を果たす。このことによって、伝送区間全体の極めて徹底的な清掃が可能となる。
【００２６】
更なる別の実施形態によれば、導入ユニットは、当該導入ユニットを利用して伝送区間の領域内へと、圧力を掛けて清掃媒体を挿入するよう構成された押圧ユニットと接続される。
【００２７】
圧力を掛けて清掃媒体を挿入することによって、更に効果的かつ徹底的に伝送区間の粒子を清掃することが可能である。
【００２８】
更なる別の実施形態において、清掃媒体は外気を含み、清掃ユニットは、伝送区間の領域内に圧縮空気を挿入するよう構成される。
【００２９】
圧縮空気の利用によって、伝送区間の良好な清掃が可能となり、基本的に、伝送要素の表面には残りかすが残らない。その結果、例えば、磁性を帯びた汚れが伝送区間から効果的に除去される。従って、危険を伴わずに無線電力伝送が可能である。
【００３０】
更なる別の実施形態によれば、清掃媒体は、水及び／又は溶媒を含む。
【００３１】
ドロドロした汚れが予想される環境では、圧縮空気に溶媒又は水を混ぜることが可能である。代替的に、清掃媒体として溶媒及び／又は水のみ使用してもよい。
【００３２】
更なる別の実施形態では、導入ユニットは、清掃媒体が、第１の伝送要素の付近の伝送区間の中央領域内に挿入可能であるように配置される。
【００３３】
この手段によって、徹底的に、可能な限り広範囲に伝送要素を清掃することが保証される。同様に、この構成によって、伝送要素の間の領域の非常に良好な清掃が実現される。
【００３４】
しかしながら、代替的な実施形態において、導入ユニットは伝送区間の付近の他の任意の位置に配置されてもよい。
【００３５】
他の実施形態において、清掃ユニットは、エネルギー伝送装置上を移動可能に保持されたブラシ（Ｂｅｓｅｎ）であって、エネルギー伝送装置に対して相対的な運動により伝送区間から粒子を除去するよう構成された上記ブラシを有する。
【００３６】
その際には、好適に、非電導性の及び／又は磁化しないブラシが使用される。ブラシの回転運動又は拭き取り運動によって、エネルギー伝送装置の表面又は伝送区間を清掃することが可能である。ブラシの運動に加えて、清掃過程をサポートするために、例えば、圧縮された空気及び／又は洗浄剤を伝送区間内に挿入することが可能である。
【００３７】
更なる別の実施形態において、清掃ユニットは、ブラシが使い古されたことを検出するよう構成されたセンサを有する。
【００３８】
従って、例えば、ブラシの毛が使い古されているため、清掃の効率を維持ためにブラシの交換を行うべきであることが自動的に検出される。
【００３９】
エネルギー伝送構成の特に好適な実施形態において、第１のエネルギー伝送ユニットは、電気的に駆動可能な車両内に設置され、車両のトラクションバッテリと電気的に接続され、第２のエネルギー伝送ユニットは、充電ステーション内に設置され、エネルギー供給ネットワークと電気的に接続される。
【００４０】
本実施形態において、トラクションバッテリを充電するために、電気エネルギーが、一実施形態によるエネルギー供給ネットワーク内でトラクションバッテリへと伝送されうる。更なる別の実施例において、トラクションバッテリも、電気エネルギーをエネルギー供給ネットワークへと供給してもよい。
【００４１】
その際に、清掃ユニットは、例えば、充電ステーションのエネルギー伝送ユニット内にのみ配置されてもよい。
【００４２】
これにより、エネルギー伝送装置はエネルギー伝送ユニットうちの一方にのみ設けられるため、コストを節約することが可能である。
【００４３】
代替的な実施形態において、エネルギー伝送装置は、電気的に駆動される車両のエネルギー伝送ユニット内にのみ設置されてもよい。これにより、充電ステーションから独立した解決策を車両内で直接的に実現することが可能である。従って、本発明に係る清掃ユニットを具備した車両は、あらゆる環境において、充電ステーションの実施形態に依存せずに無線で充電することが可能である。
【００４４】
更なる別の代替的な実施形態において、第１のエネルギー伝送ユニットも、第２のエネルギー伝送ユニットも、清掃ユニットを備えたエネルギー伝送装置を有する。従って、伝送要素間の伝送区間を非常に効率的かつ徹底的に清掃することが可能である。加熱されて白熱した粒子による危険を回避することが可能である。
【００４５】
エネルギー伝送構成の更なる別の実施形態において、第１のエネルギー伝送ユニットは、例えば、ホイールローダ、ダンプトラック、又は、例えば鉱山で使用される掘削装置のような作業機械でも使用することが可能である。その際には、第１のエネルギー伝送ユニットは、実行すべき作業機能のために電気エネルギーを提供するバッテリと接続される。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】電気的に駆動される車両及びエネルギー伝送構成の概略図を示す。
【図２】エネルギー伝送構成の詳細な構造の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４７】
図１は、全体に符号１０が付された、電気的に駆動される車両を概略的に示している。電気的に駆動される車両１０は、例えば、電気自動車１０又はハイブリッド自動車１０である。このような電気自動車又はハイブリッド自動車では典型的に、電気的な誘導機が原動機として利用される。その際に、図１では詳細に記載されない誘導機には、通常は、車両１０の電気系統に存在するトラクションバッテリ１２によって、電気エネルギーが供給される。車両１０の特定の稼働時間の後には、トラクションバッテリ１２を再び電気エネルギーで充電する必要がある。このために、トラクションバッテリ１２は、エネルギー伝送構成１４を介してエネルギー供給ネットワーク１６と電気的に接続されている。図１には、３つの代替的な接続の可能性が示されており、この３つの可能性は、対応するエネルギー伝送構成１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、これらに属するエネルギー供給ネットワーク１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、によって識別される。図１から分かるように、エネルギー伝送構成１４は、例えば、垂直方向又は水平方向に方向付けられてもよい。
【００４８】
エネルギー伝送構成１４は、第１のエネルギー伝送ユニット１８と第２のエネルギー伝送ユニット２０とを有する。第１のエネルギー伝送ユニット１８と第２のエネルギー伝送ユニット２０とは、当該第１のエネルギー伝送ユニット１８と第２のエネルギー伝送ユニット２０との間でエネルギーを伝送するために、互いに誘導的に接続可能である。本例では、第１のエネルギー伝送ユニット１８は、車両１０に固定的に設置され、トラクションバッテリ１２と電気的に接続されている。これに対して、第２のエネルギー伝送ユニット２０は、或る固定の位置２２に設置され、エネルギー供給ネットワーク１６と電気的に接続されている。その際に、第２のエネルギー伝送ユニット２０は、固定的に設置された充電ステーションの一部を形成してもよい。実施例に従って、固定的な位置２２は、例えば、第２のエネルギー伝送ユニット２０ａがその中に入った路面２２ａであってもよい。代替的に、固定的な位置２２は、車庫の天井２２ｂ又は壁２２ｃであってもよい。
【００４９】
任意に、第１のエネルギー伝送ユニット１８及び／又は第２のエネルギー伝送ユニット２０は、対応するリフト機構／昇降機構２４と接続されてもよい。リフト機構／昇降機構２４によって、２つのエネルギー伝送ユニット１８、２０間の短い伝送区間２６、即ち本例では小さな隙間２６が調整されうる。この小さな隙間２６によって、エネルギー伝送構成１４の効果的な電力伝送が保証される。
【００５０】
トラクションバッテリ１２が、エネルギー伝送構成１４、及び、当該エネルギー伝送構成１４と接続されたエネルギー供給ネットワーク１６によって電気エネルギーで充電される場合には、２つのエネルギー伝送ユニット１８、２０の間に、磁界強度及び磁束密度が高い交番磁界が構築される。磁化しうる粉塵又は汚れが予想される環境（鉄鉱石採掘所、金属工場、製鋼所等）で、エネルギー伝送ユニット１４を使用する際には、磁化しうる粒子２８が伝送区間２６内に存在する可能性がある。その場合、磁化しうる粒子２８は、エネルギー伝送ユニット１８、２０の表面、及び／又は、エネルギー伝送ユニット１８、２０の間の空間に配列されている可能性がある。
【００５１】
エネルギー伝送の開始時に、磁化しうる粒子２８は、誘導された渦電流によって非常に強く加熱される。白熱している粒子２８が、エネルギー伝送構成１４の周囲に放たれ、従って、人間を危険に曝し及び／又は事物に損傷を与える可能性がある。例えば、あちこちに飛散する白熱した粒子２８によって火事が引き起こされる可能性がある。同様に、エネルギー伝送ユニット１８、２０が、白熱した粒子２８により損傷を受けるということも考えられる。
【００５２】
このような危険及び／又は損傷を回避するために、本発明に係るエネルギー伝送構成１４は、エネルギー伝送の前及び／又はエネルギー伝送の間粒子を伝送区間２６から除去するよう構成される。
【００５３】
より詳細な解説のために、図２には、エネルギー伝送構成１４の詳細な概略図が示されている。本例では、エネルギー伝送ユニット１８も、エネルギー伝送ユニット２０も本発明に係るエネルギー伝送装置３０を有すると仮定する。エネルギー伝送構成１４の代替的な実施形態において、２つのエネルギー伝送ユニット１８、２０の一方が、本発明に係るエネルギー伝送装置３０を有してもよい。
【００５４】
エネルギー伝送装置３０は、電気的に互いに接続された接続ユニット３２と伝送要素３４とを有する。図２で説明される例では、接続ユニット３２ａはトラクションバッテリ１２と電気的に接続され、接続ユニット３２ｂはエネルギー供給ネットワーク１６と電気的に接続される。伝送要素３４ａ、３４ｂは、例えば、電気エネルギーの伝送のために誘導的に接続可能なコイル３４ａ、３４ｂを有してもよい。
【００５５】
既に図１について記載されたように、伝送区間２６内に配列された磁化しうる粒子２８は、エネルギー伝送の開始時に強く加熱される。従って、好適には、伝送区間２６でのエネルギー伝送の開始前又はエネルギー伝送の開始直後に、磁化しうる粒子２８を除去する必要がある。このために、エネルギー伝送装置３０は、清掃ユニット３６を有する。清掃ユニット３６は、伝送区間２６から粒子２８を除去するために、伝送要素３４ａと伝送要素３４ｂとの間の伝送区間２６に清掃媒体３７を挿入するよう構成される。これにより、人間への危険、及び／又は、事物の損傷を回避することが可能である。
【００５６】
伝送区間２６の領域内に清掃媒体３７を挿入するために、清掃ユニット３６は、好適に伝送要素３４の中央領域に配置された導入ユニット３８を有しており、従って、清掃媒体３７が、伝送区間２６の中央領域に挿入されうる。さらに、清掃ユニット３６は、導入ユニット３８と接続された押圧ユニット４０を有する。押圧ユニット４０及び導入ユニット３８によって、清掃媒体３７を、圧力を掛けて伝送区間２６の領域内に導入することが可能である。従って、伝送区間２６から非常に効果的に、磁化しうる粒子２８を清掃することが可能である。その際に、伝送要素３４の表面に沈積した磁化しうる粒子２８も、２つの伝送要素３４の間の領域に配列された磁化しうる粒子２８も、伝送区間２６から除去することが可能である。
【００５７】
清掃媒体３７として、例えば圧縮空気３７を伝送区間２６の領域内に送り込むことも可能である。ドロドロした汚れがある環境では、圧縮空気に溶媒又は水を混ぜてもよい。代替的な実施形態において、圧縮空気３７は、溶媒又は水と置換されてもよい。磁化しうる粒子２８（例えば、金屑、金属粉塵）の除去によって、危険を伴わずに無線エネルギー伝送が可能である。
【００５８】
エネルギー伝送装置３０はさらに、伝送要素３４ａと伝送要素３４ｂとの間の接近を検出するよう構成された制御ユニット４２を有する。このような接近が検出される限りにおいて、制御ユニット４２は、伝送区間２６への清掃媒体３７の挿入を開始するために清掃ユニット３６を駆動する。２つの伝送要素３４の接近を定めるために、制御ユニット４２は例えば、対向する伝送要素３４を検出するよう構成された図２に詳細に示されないセンサと接続されてもよい。代替的に、制御ユニット４２は、２つの伝送要素３４の接近を、伝送要素３４の電磁接続の変化、及び、これに伴う伝送要素３４の電気的変量の変化から導出してもよい。
【００５９】
制御ユニット４２は、伝送要素３４の接近を検出してから、伝送要素３４間が事前設定された間隔に達するまでの間、清掃媒体３７が伝送区間２６へと挿入されるように、清掃ユニット３６又は押圧ユニット４０を駆動する。これにより、エネルギー伝送が開始される前に、伝送区間２６から磁化しうる粒子２８が清掃される。従って、伝送要素３４への危険又は伝送要素３４の損傷が回避されうる。
【００６０】
代替的な実施形態において、制御ユニット４２は、伝送要素間の所定の間隔を下回り次第清掃媒体３７が伝送区間２６へと挿入されるように、清掃ユニット３６を制御してもよい。これにより、可能な限り大きな清掃能力が実現可能となった場合に初めて、清掃媒体３７が挿入される。
【００６１】
更なる別の代替的な実施形態において、制御ユニット４２はさらに伝送区間２６の汚染度を検出するよう構成される。その場合、清掃ユニット３６は、汚染度に従って、制御ユニット４２によって駆動される。従って、例えば、汚染度がより大きい際には、押圧ユニット４０でより大きな圧力を設定することが可能である。さらに、汚染度に従って、より多量の溶媒を混ぜるという可能性が生じる。
【００６２】
本発明に係るエネルギー伝送装置３０及び本発明に係るエネルギー伝送構成１４によって、磁化しうる粉塵又は汚れが予想される環境でも、危険を伴わずに無線エネルギー伝送を利用することが可能である。
【００６３】
本発明に係るエネルギー伝送装置３０及び本発明に係るエネルギー伝送構成１４の好適な実施形態を示してきたが、本発明の範囲を逸脱することなく様々な変更及び修正を行うことが可能であると了解されたい。
【００６４】
例えば、エネルギー伝送構成１４は、誘導接続された任意のエネルギー伝送システム内で使用することが可能である。従って、機械のための非接触式充電装置でも、エネルギー伝送構成１４を利用することが可能である。
【００６５】
さらに、清掃ユニット３６は、携帯型の伝送要素３４及び／又は固定的に取り付けられた伝送要素３４上に配置されてもよい。
【図１】
2016506220.tif 000003
【図２】
2016506220.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成27年5月14日(2015.5.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
−電気エネルギー源（１６）又は電気エネルギーシンク（１２）と接続される接続ユニット（３２）と、
−前記接続ユニット（３２）と電気的に接続され、電気エネルギーの伝送のために第２の伝送要素（３４）と誘導的に接続可能な第１の伝送要素（３４）と、
−前記第１の伝送要素（３４）と前記第２の伝送要素（３４）との間の伝送区間（２６）に、前記伝送区間（２６）から粒子（２８）を除去するために、清掃媒体（３７）を挿入するよう構成された清掃ユニット（３６）と、
を備えたエネルギー伝送装置（３０）。
【請求項２】
前記粒子（２８）は、磁化しうる粒子（２８）を含む、請求項１に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項３】
前記エネルギー伝送装置（３０）は、前記第１の伝送要素（３４）と前記第２の伝送要素（３４）との間の接近を検出し、前記検出された接近に基づいて前記清掃ユニット（３６）を制御するよう構成された制御ユニット（４２）をさらに有する、請求項１又は２に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項４】
前記清掃ユニット（３６）は、前記伝送区間（２６）の領域内に配置された、前記第１の伝送要素（３４）及び／又は前記第２の伝送要素（３４）の表面領域の前記粒子（２８）を除去するよう構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項５】
前記第１の伝送要素（３４）は、電気エネルギーを伝送するためのコイルを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項６】
前記清掃ユニット（３６）は、前記伝送区間（２６）の領域内に清掃媒体（３７）を挿入するための少なくとも１つの導入ユニット（３８）を有し、前記清掃媒体（３７）は、前記粒子（２８）を前記伝送区間（２６）から除去するよう構成される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項７】
前記導入ユニット（３８）は、前記導入ユニット（３８）を利用して前記伝送区間（２６）の前記領域内へと、圧力を掛けて前記清掃媒体（３７）を挿入するよう構成された押圧ユニット（４０）と接続される、請求項６に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項８】
前記清掃媒体（３７）は外気を含み、前記清掃ユニット（３６）は、前記伝送区間（２６）の前記領域内に圧縮空気を挿入するよう構成される、請求項７に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項９】
前記清掃媒体（３７）は、水及び／又は溶媒を含む、請求項６〜８のいずれか１項に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項１０】
前記導入ユニット（３８）は、前記清掃媒体（３７）が、前記第１の伝送要素（３４）の付近の前記伝送区間（２６）の中央領域内に挿入可能であるように配置される、請求項６〜９のいずれか１項に記載のエネルギー伝送装置。
【請求項１１】
−第１のエネルギー伝送ユニット（１８）と、
−電気エネルギーの伝送のために、前記第１のエネルギー伝送ユニット（１８）と誘導的に接続可能な第２のエネルギー伝送ユニット（２０）と、
を備えたエネルギー伝送構成（１４）であって、
少なくとも１つの前記エネルギー伝送ユニット（１８、２０）は、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のエネルギー伝送装置（３０）を有する、エネルギー伝送構成（１４）。
【請求項１２】
前記第１のエネルギー伝送ユニット（１８）は、電気的に駆動可能な車両（１０）内に設置され、前記車両（１０）のトラクションバッテリ（１２）と電気的に接続され、前記第２のエネルギー伝送ユニット（２０）は、充電ステーション内に設置され、エネルギー供給ネットワーク（１６）と電気的に接続される、請求項１１に記載のエネルギー伝送構成。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
従って、本発明は、電気エネルギー源又は電気エネルギーシンクと接続される接続ユニットと、接続ユニットと電気的に接続され電気エネルギーの伝送のために第２の伝送要素と誘導的に接続可能な第１の伝送要素と、第１の伝送要素と第２の伝送要素との間の伝送区間に、当該伝送区間から粒子を除去するために、清掃媒体を挿入するよう構成された清掃ユニットと、を備えたエネルギー伝送装置を提供する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
図１は、全体に符号１０が付された、電気的に駆動される車両を概略的に示している。電気的に駆動される車両１０は、例えば、電気自動車１０又はハイブリッド自動車１０である。このような電気自動車又はハイブリッド自動車では典型的に、電気的な誘導機が原動機として利用される。その際に、図１では詳細に記載されない誘導機には、通常は、車両１０の電気系統に存在するトラクションバッテリ１２によって、電気エネルギーが供給される。車両１０の特定の稼働時間の後には、トラクションバッテリ１２を再び電気エネルギーで充電する必要がある。このために、トラクションバッテリ１２は、エネルギー伝送構成１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を介してエネルギー供給ネットワーク１６（１６ａ、１６ｂ、１６ｃ）と電気的に接続されている。図１には、３つの代替的な接続の可能性が示されており、この３つの可能性は、対応するエネルギー伝送構成１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、これらに属するエネルギー供給ネットワーク１６ａ、１６ｂ、１６ｃと、によって識別される。図１から分かるように、エネルギー伝送構成１４は、例えば、垂直方向又は水平方向に方向付けられてもよい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
エネルギー伝送構成１４は、第１のエネルギー伝送ユニット１８（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ）と第２のエネルギー伝送ユニット２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）とを有する。第１のエネルギー伝送ユニット１８と第２のエネルギー伝送ユニット２０とは、当該第１のエネルギー伝送ユニット１８と第２のエネルギー伝送ユニット２０との間でエネルギーを伝送するために、互いに誘導的に接続可能である。本例では、第１のエネルギー伝送ユニット１８は、車両１０に固定的に設置され、トラクションバッテリ１２と電気的に接続されている。これに対して、第２のエネルギー伝送ユニット２０は、或る固定の位置２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）に設置され、エネルギー供給ネットワーク１６と電気的に接続されている。その際に、第２のエネルギー伝送ユニット２０は、固定的に設置された充電ステーションの一部を形成してもよい。実施例に従って、固定的な位置２２は、例えば、第２のエネルギー伝送ユニット２０ａがその中に入った路面２２ａであってもよい。代替的に、固定的な位置２２は、車庫の天井２２ｂ又は壁２２ｃであってもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
任意に、第１のエネルギー伝送ユニット１８及び／又は第２のエネルギー伝送ユニット２０は、対応するリフト機構／昇降機構２４と接続されてもよい。リフト機構／昇降機構２４によって、２つのエネルギー伝送ユニット１８、２０間の短い伝送区間２６（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ）、即ち本例では小さな隙間２６が調整されうる。この小さな隙間２６によって、エネルギー伝送構成１４の効果的な電力伝送が保証される。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
トラクションバッテリ１２が、エネルギー伝送構成１４、及び、当該エネルギー伝送構成１４と接続されたエネルギー供給ネットワーク１６によって電気エネルギーで充電される場合には、２つのエネルギー伝送ユニット１８、２０の間に、磁界強度及び磁束密度が高い交番磁界が構築される。磁化しうる粉塵又は汚れが予想される環境（鉄鉱石採掘所、金属工場、製鋼所等）で、エネルギー伝送ユニット１４を使用する際には、磁化しうる粒子２８（２８ａ、２８ｂ、２８ｃ）が伝送区間２６内に存在する可能性がある。その場合、磁化しうる粒子２８は、エネルギー伝送ユニット１８、２０の表面、及び／又は、エネルギー伝送ユニット１８、２０の間の空間に配列されている可能性がある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
より詳細な解説のために、図２には、エネルギー伝送構成１４の詳細な概略図が示されている。本例では、エネルギー伝送ユニット１８も、エネルギー伝送ユニット２０も本発明に係るエネルギー伝送装置３０（３０ａ、３０ｂ）を有すると仮定する。エネルギー伝送構成１４の代替的な実施形態において、２つのエネルギー伝送ユニット１８、２０の一方が、本発明に係るエネルギー伝送装置３０を有してもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
エネルギー伝送装置３０は、電気的に互いに接続された接続ユニット３２（３２ａ、３２ｂ）と伝送要素３４（３４ａ、３４ｂ）とを有する。図２で説明される例では、接続ユニット３２ａはトラクションバッテリ１２と電気的に接続され、接続ユニット３２ｂはエネルギー供給ネットワーク１６と電気的に接続される。伝送要素３４ａ、３４ｂは、例えば、電気エネルギーの伝送のために誘導的に接続可能なコイル３４ａ、３４ｂを有してもよい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
既に図１について記載されたように、伝送区間２６内に配列された磁化しうる粒子２８は、エネルギー伝送の開始時に強く加熱される。従って、好適には、伝送区間２６でのエネルギー伝送の開始前又はエネルギー伝送の開始直後に、磁化しうる粒子２８を除去する必要がある。このために、エネルギー伝送装置３０は、清掃ユニット３６（３６ａ、３６ｂ）を有する。清掃ユニット３６は、伝送区間２６から粒子２８を除去するために、伝送要素３４ａと伝送要素３４ｂとの間の伝送区間２６に清掃媒体３７を挿入するよう構成される。これにより、人間への危険、及び／又は、事物の損傷を回避することが可能である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
伝送区間２６の領域内に清掃媒体３７を挿入するために、清掃ユニット３６は、好適に伝送要素３４の中央領域に配置された導入ユニット３８（３８ａ、３８ｂ）を有しており、従って、清掃媒体３７が、伝送区間２６の中央領域に挿入されうる。さらに、清掃ユニット３６は、導入ユニット３８と接続された押圧ユニット４０（４０ａ、４０ｂ）を有する。押圧ユニット４０及び導入ユニット３８によって、清掃媒体３７を、圧力を掛けて伝送区間２６の領域内に導入することが可能である。従って、伝送区間２６から非常に効果的に、磁化しうる粒子２８を清掃することが可能である。その際に、伝送要素３４の表面に沈積した磁化しうる粒子２８も、２つの伝送要素３４の間の領域に配列された磁化しうる粒子２８も、伝送区間２６から除去することが可能である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
エネルギー伝送装置３０はさらに、伝送要素３４ａと伝送要素３４ｂとの間の接近を検出するよう構成された制御ユニット４２（４２ａ、４２ｂ）を有する。このような接近が検出される限りにおいて、制御ユニット４２は、伝送区間２６への清掃媒体３７の挿入を開始するために清掃ユニット３６を駆動する。２つの伝送要素３４の接近を定めるために、制御ユニット４２は例えば、対向する伝送要素３４を検出するよう構成された図２に詳細に示されないセンサと接続されてもよい。代替的に、制御ユニット４２は、２つの伝送要素３４の接近を、伝送要素３４の電磁接続の変化、及び、これに伴う伝送要素３４の電気的変量の変化から導出してもよい。
【国際調査報告】
2016506220.tif 000005
2016506220.tif 000006
2016506220.tif 000007
2016506220.tif 000008