用于为车辆感应式充电的线圈单元和系统技术方案

一种用于为车辆感应式充电的线圈单元(1)，该线圈单元包括壳体(3)和线圈(5)，该线圈至少部分地设置在壳体(3)中。线圈(5)包括至少一条电导线(7)的多个绕组，其中，电导线(7)具有两个端部(71、73)，并且电导线(7)的两个端部(71、73)从壳体(3)引出，以用于与电子单元连接。

Coil units and systems for inductive charging of vehicles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于为车辆感应式充电的线圈单元和系统
本专利技术涉及一种用于为车辆感应式充电的线圈单元。本专利技术此外涉及一种系统。
技术介绍
许多现代车辆是混合动力车辆或电动车辆。正是这样的车辆常常具有充电容量高的电蓄能器。为了简化电蓄能器的充电过程，有利的是，能够对电蓄能器无线充电。
技术实现思路
本专利技术以如下任务为基础，即提供一种用于为车辆感应式充电的线圈单元，该线圈单元紧凑且鲁棒。该任务通过独立权利要求的特征得以解决。有利的设计方案在从属权利要求中得以表征。本专利技术的特征在于一种用于为车辆感应式充电的线圈单元。该线圈单元包括壳体。线圈单元此外包括线圈，该线圈至少部分地设置在壳体中。线圈包括至少一条电导线的多个绕组，其中，所述电导线具有两个端部。所述电导线的两个端部从壳体引出，以用于与电子单元连接。与电子单元的连接在此包括与电子单元的直接连接或通过另一连接件与电子单元连接。所述线圈可以是所谓的初级线圈，该初级线圈设置在车辆外部。尤其是线圈是所谓的次级线圈，该次级线圈设置在车辆中或车辆上。例如可以将线圈单元集成到车辆底盘中。然而这里产生对结构空间的大幅限制。一方面，如果要将线圈单元集成到车辆底盘中，那么线圈单元必须承受高载荷、特别是碰撞，例如可能在底盘与石头接触时发生所述碰撞。此外，底盘中的结构空间非常有限。因为线圈单元不包括电子单元，所以可以将所有灵敏电子部件安装在车辆中的其他部位上，因此可以更有效地利用结构空间，并且线圈单元更鲁棒。然而，在充电过程中电导线上有非常高的频率和电压。所述频率例如为85kHz，并且所述电压例如在高达1000V-2000V的范围内。由于电导线的所述两个端部从壳体引出以用于与电子单元连接，因此不必将高频率和高电压通过常规的电缆连接导入到电子单元。因此可以提高在充电过程中的安全性和效率，并且同时可以保证紧凑且鲁棒的构造。根据一种可选的设计方案，所述电导线包括HF绞合线。HF绞合线(也被称为高频绞合线)是一种如下的绞合线，该绞合线包括较多数量相互绝缘的线。所述线特别是如此交织在一起，使得每条单独的线平均以相同频度占据绞合线总横截面中的尽可能每个部位。因此，所述绞合线具有大量的有传导能力的表面，从而尽管存在趋肤效应也能实现高效率。HF绞合线此外特别是具有连续的线路绝缘。因此可以放弃附加的密封件来防止潮湿和泄露电流。即使在电导线没有HF绞合线的情况下也可以使用连续的线路绝缘。根据另一种可选的设计方案，围绕电导线从壳体引出的部分设置有屏蔽织物。通过该屏蔽织物可能的是，其余车辆电子器件不受由电导线产生的电磁场干扰。根据另一种可选的设计方案，所述壳体包括由金属制成的外侧，并且所述屏蔽织物与外侧连接。因此，可以以尤其简单的方式实现非常好的线路屏蔽。根据另一种可选的设计方案，所述线圈单元具有铁氧体，该铁氧体至少部分地设置在壳体中，并且所述屏蔽织物与铁氧体连接。连接就此而言包括：铁氧体与屏蔽织物之间的间隙非常小(例如≤1mm)。因此，即使在壳体没有金属的情况下也可以以特别简单的方式实现非常好的线路屏蔽。根据另一种可选的设计方案，所述屏蔽织物借助凸缘与所述外侧或铁氧体连接。因此，屏蔽织物能够非常简单地固定在线圈单元上。通过凸缘简单地引导电导线，并且继而将该凸缘固定在所述外侧或铁氧体上。根据另一种可选的设计方案，在屏蔽织物内部设有一个或多个信号线路。因此，例如可以操控和/或读取在线圈单元中附加的传感器。根据另一种可选的设计方案，所述线圈单元具有铁氧体，该铁氧体至少部分地设置在壳体中，其中，铁氧体具有空隙。电导线的各端部中的一个端部通过铁氧体的空隙从壳体引出。通过空隙可以将所述电导线的所述一个端部特别节省空间地从壳体引出。根据另一种可选的设计方案，所述电导线的各端部以在45°至135°之间的角度从壳体引出。假如例如在服务处，人员必须从下方接近车辆的马达区域，那么必须将线圈单元移除。因为这可能是耗费的，所以有利的是，可以将线圈单元围绕轴线转向一边。如果电导线的端部以在45°至135°之间的角度从壳体引出，那么可以将线圈单元非常简单地围绕轴线转动，而不损坏电导线。根据另一种可选的设计方案，所述电导线的端部基本上直地从壳体引出。因此非常简单的构造是可能的。“基本上”在此意味着例如±5°。根据另一种可选的设计方案，所述线圈单元具有插头，该插头用于连接到电子单元的插座上，其中，电导线的所述两个端部与插头连接。借助插头，线圈单元能非常简单地与电子单元连接。备选地，电导线的两个端部也可以与另一线路连接，并且该另一线路与插头连接。根据另一种可选的设计方案，所述线圈单元具有张力消除件，该张力消除件与插头和线圈单元连接。因此，可以提高线圈的可靠性和安全性。张力消除件也可以通过屏蔽织物得以实现。根据另一种可选的设计方案，所述插头具有用于在分离插接连接的情况下切断电压的机构。这样的机构例如是为此设置的硬件电路、超前的触点、HV互锁装置(HV-Interlock)或类似物。HV互锁装置例如构成为用于监控插接连接的具体连接并具有如下目标，即在HV设备激活时遏止由于意外的、不当的或由其他条件决定的插接连接分离而导致的电危险。为了实现这个目标，HV互锁装置例如具有安全线。在此涉及串联电路。如果通过拔掉插头来中断安全线的电路，那么这由HV互锁装置控制单元识别出。HV互锁装置控制单元构成为用于立即断开继电器，以便无电压地切换电导线。根据另一种可选的设计方案，所述插头如此构造，使得该插头在插入状态中具有≥15mm、特别是20mm的气隙和爬电距离。因为在插入状态中存在很高的电压，所以有利的是，保证即使在充电过程中也不存在对触碰插头的人员的危险。为此，插头例如具有至少一个凹部，所述凹部径向地设置在电导线的插接触点的外部。插座具有与凹部匹配的配合件。因此，在空气能从插头排出之前，空气首先必须大致经过凹部的内部范围，这是因为插座的配合件阻挡了插头和插座的直接路径。根据另一方面，本专利技术的特征在于一种用于为车辆感应式充电的系统。该系统具有线圈单元或线圈单元的可选的设计方案。该系统另外具有电子单元。根据另一种可选的设计方案，所述电子单元包括谐振电容器。所述谐振电容器是如下构件，该构件与线圈形成一个谐振电路。如果谐振电容器设置在电子单元中，那么这意味着，在线圈单元中仅须设置线圈本身。因此，所有其它电气构件可以设置在电子单元中，以此实现非常紧凑且鲁棒的线圈单元。附图说明以下借助示意图更详细地阐述本专利技术的实施例。其中：图1示出感应式充电系统的构造，图2示出线圈单元，图3示出具有引出的电导线的线圈单元，图4示出线圈单元，其中，电导线的端部以一个角度从壳体引出，图5示出线圈单元，其中，电导线的端部基本上直线地从壳体引出，图6示出在铁氧体中具有空隙的线圈单元，图7示出具有线圈单元和电子单元的系统，图8示出插头，图9示出在断开位置中的插头，图10示出在插入位置中的插头，图11示出线圈单元和屏蔽织物的组装，图12示出具有屏蔽织物的电导线的横截面。具体实施方式相同结构或功能的元件跨附图地以相同的附图标记标示。图1示出感应式充电系统的构造。该充电系统包括地面单元100和车辆单元200，该车辆单元与车辆电池300连接。地面单元100包括电压源101、逆变器103、补偿单元105和谐振本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于为车辆感应式充电的线圈单元(1)，包括——壳体(3)，——线圈(5)，该线圈至少部分地设置在壳体(3)中，其中，——线圈(5)包括至少一条电导线(7)的多个绕组，其中，电导线(7)具有两个端部(71、73)，并且——所述电导线(7)的两个端部(71、73)从壳体(3)引出，以用于与电子单元(80)连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.16 DE 102016217795.81.用于为车辆感应式充电的线圈单元(1)，包括——壳体(3)，——线圈(5)，该线圈至少部分地设置在壳体(3)中，其中，——线圈(5)包括至少一条电导线(7)的多个绕组，其中，电导线(7)具有两个端部(71、73)，并且——所述电导线(7)的两个端部(71、73)从壳体(3)引出，以用于与电子单元(80)连接。2.根据权利要求1所述的线圈单元(1)，其中，所述电导线(7)包括HF绞合线。3.根据权利要求1或2所述的线圈单元(1)，其中，围绕电导线(7)的从壳体(3)中引出的部分地设置有屏蔽织物(10)。4.根据权利要求3所述的线圈单元(1)，其中，所述壳体(3)包括由金属制成的外侧(31)，并且所述屏蔽织物(10)与该外侧(31)连接。5.根据权利要求3所述的线圈单元(1)，其中，所述线圈单元(1)具有铁氧体(9)，该铁氧体至少部分地设置在壳体(3)中，并且所述屏蔽织物(10)与铁氧体(9)连接。6.根据权利要求4或5所述的线圈单元(1)，其中，所述屏蔽织物借助凸缘(95)与外侧(31)或与铁氧体(9)连接。7.根据权利要求3至6中任意一项所述的线圈单元(1)，其中，在所述屏蔽织物(10)内部设有一个或多个信号线路(75a、75b、75c、75d)。8.根据前述权利要求任意一项所述的线圈单元(1)，其中，所述线圈单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·克拉默，M·彼得拉特辛格，H·柯尼希，S·奥普尔，J·克勒迈尔，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE