磁通量的引导制造技术

本发明专利技术涉及一种用于引导磁通量的铁氧体装置(10，20)，其具有至少两个棱柱形设计的铁氧体部段(12，14，22)，该铁氧体部段横向于要引导的磁通量的方向地构成用于要引导的磁通量的横截面，并且其彼此相邻地布置，以使得相邻布置的铁氧体部段(12，14，22)的两个表面横向于要引导的磁通量的方向地相对置并且构成气隙(18，24，28)，从而在磁通量的方向上在铁氧体装置(10，20)的内部形成气隙长度。根据本发明专利技术，铁氧体部段(12，14，22)布置使得在横截面的任意位置上的气隙长度经过铁氧体装置(10，20)的横截面是等长的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于引导磁通量的铁氧体装置，其具有至少两个棱柱形设计的铁氧体部段，该铁氧体部段横向于要引导的磁通量的方向地构成要引导的磁通量的横截面，并且其彼此相邻地布置，以使得相邻布置的铁氧体部段的两个表面横向于要引导的磁通量的方向地相对置并且构成气隙，从而在磁通量的方向上在铁氧体装置内部形成气隙长度。此外，本专利技术涉及一种用于制造用于引导磁通量的铁氧体装置的方法，其中，至少两个棱柱形设计的铁氧体部段横向于要引导的磁通量的方向地构成要引导的磁通量的横截面，该铁氧体部段彼此相邻地布置以使得相邻布置的铁氧体部段的两个表面横向于要引导的磁通量的方向地相对置，并且两个表面构成具有在磁通量的方向上在铁氧体装置内部的气隙长度的气隙。此外，本专利技术涉及一种具有电绕组的绕组装置，电绕组具有由电导体组成的线圈。此外，本专利技术涉及一种能电驱动的车辆，具有:包括电机的驱动设备；用于在车辆的行驶运行中为电机提供电能的电蓄能器；和用于将电能供应给蓄能器的充电装置，其中充电装置包括绕组装置用于与能源进行无线能量技术耦合。最后，本专利技术还涉及一种用于能电驱动的车辆的充电站，具有用于电能源的接口、变流器和与所述变流器连接以用于与能电驱动的所述车辆的充电装置进行无线能量技术耦合的绕组装置，以便为所述车辆供应能量。
技术介绍
铁氧体是导电不佳或者不导电的铁磁的陶瓷的材料，例如由像赤铁矿、磁铁矿的氧化铁、另外的金属氧化物、它们的组合或者类似物的组成。根据组成，铁氧体能够是硬磁性的或者软磁性的。在使用磁交变场的情况下，在能量转换器中、或者说在能量耦合中使用铁氧体。其通常在绕组装置中用作磁轭。由于其导电性小，因此其特别地适用于在具有高频率的磁交变场中使用。此外，在充电装置、特别是其绕组装置的情况下使用铁氧体装置，该绕组装置设置用于与充电装置、特别是能电驱动的车辆进行无线能量技术耦合，由此其借助于磁交变场保持能量传输。用于与能源进行无线能量技术耦合的充电装置在原理上是已知的，从而为此不需要额外的文件证明。电设备、例如能电驱动的车辆具有充电装置，因此能够将能量供应得该设备、特别是车辆，为了实施特定运动的目的，在设备或者车辆的蓄能器中提供和/或储存该能量。通常借助于充电站提供能量，该能量站在其自身方面连接在电能源上、例如公用能量供应网上、发电机和/或类似物上，由此其相应地涉及到电能。一种将能量从充电站供应给能电驱动的车辆的充电装置的可能性在于，借助于车辆和充电站之间的电缆建立电连接。此外已知的是，根据另一种可能性建立无线能量技术耦合，其避免了借助于电缆的昂贵的机械连接。为了该目的，通常在充电站侧和车辆侧分别设置绕组装置，它们以能量传输为目的地相互对置地布置，并且能够在使用磁交变场的情况下实现能量技术耦合。这种充电站用于在充电运行期间为能电驱动的车辆供能，以使得能电驱动的车辆能够执行其特定的功能，特别是在行驶运行期间。能电驱动的车辆需要用于行驶运行的能量。具有用于借助于磁交变场无线传输能量的充电装置的这种车辆同样在原理上是已知的，从而为此也不需要额外的文件证明。能电驱动的车辆具有充电装置，因此能够将能量供应给能电驱动的车辆，为了实施特定运行、即行驶运行为的目的，其优选地储存在车辆的蓄能器中。通常借助于充电站提供能量，该能量站在其自身方面与电能源连接。在接收电能源的电能的情况下，充电站生成磁交变场。车辆的充电装置包括磁交变场，提取能量并且在车辆侧提供电能，特别地，以便为车辆的电蓄能器和/或驱动设备的电机供应电能。既在车辆侧、又在充电站侧分别设置绕组装置，其经由磁交变场相互无线地能量技术地耦合。为了能够借助于绕组装置实现尽可能高的能量技术耦合的效率，通常既在车辆侧、又在充电站侧设置铁氧体装置形式的磁轭。由此能够以所期望的方式引导磁通量，并且实现能量技术耦合的高效率。在特别地在能电驱动的车辆领域中应用的绕组装置中，例如在作为螺线管的设计方案中，此外通过铁氧体装置确定绕组组件的尺寸。努力使绕组装置的尺寸设计得尽可能的小，所示出的是，减小铁氧体装置的横截面能够导致局部过热。这损害了绕组装置以及与其连接的其他装置的功能和安全性。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于，给出一种铁氧体装置、一种其制造方法、一种绕组装置、一种充电站以及一种能电驱动的车辆，这些具有改善了的特征。作为解决方案，利用本专利技术提出一种根据独立权利要求1的铁氧体装置以及一种根据另一个独立权利要求7的用于制造铁氧体装置的方法。在绕组装置方面，本专利技术提出一种根据另一个独立权利要求10的绕组装置。此外，利用本专利技术提出一种根据独立权利要求11的能电驱动的车辆。最后，本专利技术利用独立权利要求12提出一种充电站。本专利技术以这样的认知为基础，即特别当绕组装置提供无线能量技术耦合、也称为电感传输系统时，特别当绕组装置作为螺线管实现的时，与绕组的其他实施方式相比，在铁氧体装置中能够出现增高的磁通量密度。由于技术上的要求和/或可实现性，这样的铁氧体装置、特别在螺线管的情况下通常是部段式的，并且该铁氧体装置不是只由唯一的、而是由多个铁氧体部件或者铁氧体部段组成。作为通常是非常易碎的陶瓷元件，在大尺寸时有破裂危险，特别地，例如在能电驱动的车辆的行驶运行中能够引起铁氧体装置的振动和冲击。除了这个原因，铁氧体装置通常由预设数量的铁氧体部段分块地构成，这些铁氧体部段相应地相互布置用于取得所期望的、预设的磁通量的通量集中。这表明，从一个到另一个铁氧体部段的磁通量的传输通过通常不可避免的气隙来影响，其中铁氧体装置中的通量引导也会自我影响。通过气隙，在要引导的磁通量的横截面上的磁通量密度的分布能够变得非常不均匀。此外，这也能够通过变化的气隙长度在要引导的磁通量的方向上在横截面上造成或者增强。如果在磁通量方向上不均匀地构成相邻铁氧体部段之间的过渡或者气隙，那么会出现在铁氧体装置的横截面上的磁通量的不均匀的分布。由此得出关于加载唯一的铁氧体部段的不均匀性以及因此的铁氧体装置内部的局部的温度升高。在铁氧体装置的足够大的横截面中，横截面足够用于补偿可能出现的不均匀性。这意味着，在其自己的横截面中足够大地选择铁氧体部段的尺寸，以用于引导磁通量。出于这个原因，特别地，铁氧体部段的厚度对于选择来说是足够大的。然而，这阻挠了铁氧体部段的厚度变紧凑、特别是减小。为了能够减小铁氧体装置的尺寸，特别提出，减小横向于磁通量的方向的铁氧体装置横截面。然而由此，在铁氧体装置的情况下会出现开头所述的问题。本专利技术提供了一个可能性方案，其避免或者减小了前述的问题。特别地，本专利技术能够实现的是，减少要引导的磁通量的横截面。在此，本专利技术基于这样的认知来建立，即相对于气隙的磁阻来说，铁氧体部段内部的磁通量的磁阻是非常小的。因为铁氧体装置是由多个更小的铁氧体部段组合在一起，所以在磁通量的方向上的相邻的铁氧体部段的过渡位置处，磁阻基于气隙而增加。在现有技术中，在该位置处容许经过横截面的磁通量密度的不均匀性。在铁氧体部段的横截面减小、特别是厚度减小时，这能够导致铁氧体部段的局部过热。在现有技术中，这限制了引导磁通量的铁氧体装置的横截面的减小。利用本专利技术公开的一个可行性方案:减少经过铁氧体装置的横截面的不合适的磁通量密度分布，其中，前述问题、特别是关于变热的问题能够被本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于引导磁通量的铁氧体装置(10，20)，具有至少两个棱柱形设计的铁氧体部段(12，14，22)，所述铁氧体部段横向于要引导的所述磁通量的方向地构成用于要引导的所述磁通量的横截面，并且所述铁氧体部段彼此相邻地布置，以使得相邻布置的所述铁氧体部段(12，14，22)的两个表面横向于要引导的所述磁通量的方向地相对置并且构成气隙(18，24，28)，从而在所述磁通量的方向上在所述铁氧体装置(10，20)内部的形成气隙长度，其特征在于，所述铁氧体部段(12，14，22)布置使得在所述横截面的任意位置上的所述气隙长度经过所述铁氧体装置(10，20)的所述横截面是等长的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：曼努埃尔·布卢姆，托马斯·科马，莫妮卡·波博尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE