用于接收磁场并用于通过磁感应产生电能尤其被车辆使用的接收装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种接收装置(1；200)，所述接收装置用于接收磁场并用于通过磁感应产生电能，所述接收装置尤其被车辆(241)使用，其中，‑所述接收装置(1；200)包括具有至少一个电线的至少一个线圈(33，35，37；131)并且在运行过程中所述磁场在所述至少一个线圈(33，35，37；131)中感生出电压；‑所述接收装置(1；200)和所述至少一个线圈(33，35，37；131)适于从所述接收装置(1；200)的接收侧接收所述磁场；‑所述接收装置(1；200)包括第一场整形布置结构(61；185)，所述第一场整形布置结构包括适于对所述磁场的磁场线整形的可磁化材料；‑如果从所述接收装置(1；200)的所述接收侧观察的话，所述第一场整形布置结构(61；185)布置在所述至少一个线圈(33，35，37；131)的后方；‑所述接收装置(1；200)包括电容器布置结构(111；211)，所述电容器布置结构包括至少一个电容器(115)，所述至少一个电容器电连接至所述至少一个线圈(33，35，37；131)；‑如果从所述接收装置(1；200)的所述接收侧观察的话，所述电容器布置结构(111；211)布置在所述第一场整形布置结构(61；185)的后方；‑所述接收装置(1；200)包括第一冷却结构(81；181)，所述第一冷却结构包括用于引导冷却流体的流动以冷却所述接收装置(1；200)的管道(145，147)；‑所述第一冷却结构(81；181)布置在所述第一场整形布置结构(61；185)与所述电容器布置结构(111；211)之间。

Receiving device for receiving magnetic field and generating electric energy by magnetic induction, especially used by vehicle

\u672c\u53d1\u660e\u6d89\u53ca\u4e00\u79cd\u63a5\u6536\u88c5\u7f6e(1\uff1b200)\uff0c\u6240\u8ff0\u63a5\u6536\u88c5\u7f6e\u7528\u4e8e\u63a5\u6536\u78c1\u573a\u5e76\u7528\u4e8e\u901a\u8fc7\u78c1\u611f\u5e94\u4ea7\u751f\u7535\u80fd\uff0c\u6240\u8ff0\u63a5\u6536\u88c5\u7f6e\u5c24\u5176\u88ab\u8f66\u8f86(241)\u4f7f\u7528\uff0c\u5176\u4e2d\uff0c\u2011\u6240\u8ff0\u63a5\u6536\u88c5\u7f6e(1\uff1b200)\u5305\u62ec\u5177\u6709\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u7535\u7ebf\u7684\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u7ebf\u5708(33\uff0c35\uff0c37\uff1b131)\u5e76\u4e14\u5728\u8fd0\u884c\u8fc7\u7a0b\u4e2d\u6240\u8ff0\u78c1\u573a\u5728\u6240\u8ff0\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u7ebf\u5708(33\uff0c35\uff0c37\uff1b131)\u4e2d\u611f\u751f\u51fa\u7535\u538b\uff1b\u2011\u6240\u8ff0\u63a5\u6536\u88c5\u7f6e(1\uff1b200)\u548c\u6240\u8ff0\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u7ebf\u5708(33\uff0c35\uff0c37\uff1b131)\u9002\u4e8e\u4ece\u6240\u8ff0\u63a5\u6536\u88c5\u7f6e(1\uff1b200)\u7684\u63a5\u6536\u4fa7\u63a5\u6536\u6240\u8ff0\u78c1\u573a\uff1b\u2011\u6240\u8ff0\u63a5\u6536\u88c5\u7f6e(1\uff1b200)\u5305\u62ec\u7b2c\u4e00\u573a\u6574\u5f62\u5e03\u7f6e\u7ed3\u6784(61\uff1b185)\uff0c\u6240\u8ff0\u7b2c\u4e00\u573a\u6574\u5f62\u5e03\u7f6e\u7ed3\u6784\u5305\u62ec\u9002\u4e8e\u5bf9\u6240\u8ff0\u78c1\u573a\u7684\u78c1\u573a\u7ebf\u6574\u5f62\u7684\u53ef\u78c1\u5316\u6750\u6599\uff1b\u2011\u5982\u679c\u4ece\u6240\u8ff0\u63a5\u6536\u88c5\u7f6e(1\uff1b200)\u7684\u6240 \u8ff0\u63a5\u6536\u4fa7\u89c2\u5bdf\u7684\u8bdd\uff0c\u6240\u8ff0\u7b2c\u4e00\u573a\u6574\u5f62\u5e03\u7f6e\u7ed3\u6784(61\uff1b185)\u5e03\u7f6e\u5728\u6240\u8ff0\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u7ebf\u5708(33\uff0c35\uff0c37\uff1b131)\u7684\u540e\u65b9\uff1b\u2011\u6240\u8ff0\u63a5\u6536\u88c5\u7f6e(1\uff1b200)\u5305\u62ec\u7535\u5bb9\u5668\u5e03\u7f6e\u7ed3\u6784(111\uff1b211)\uff0c\u6240\u8ff0\u7535\u5bb9\u5668\u5e03\u7f6e\u7ed3\u6784\u5305\u62ec\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u7535\u5bb9\u5668(115)\uff0c\u6240\u8ff0\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u7535\u5bb9\u5668\u7535\u8fde\u63a5\u81f3\u6240\u8ff0\u81f3\u5c11\u4e00\u4e2a\u7ebf\u5708(33\uff0c35\uff0c37\uff1b131)\uff1b\u2011\u5982\u679c\u4ece\u6240\u8ff0\u63a5\u6536\u88c5\u7f6e(1\uff1b200)\u7684\u6240\u8ff0\u63a5\u6536\u4fa7\u89c2\u5bdf\u7684\u8bdd\uff0c\u6240\u8ff0\u7535\u5bb9\u5668\u5e03\u7f6e\u7ed3\u6784(111\uff1b211)\u5e03\u7f6e\u5728\u6240\u8ff0\u7b2c\u4e00\u573a\u6574\u5f62\u5e03\u7f6e\u7ed3\u6784(61\uff1b185)\u7684\u540e\u65b9\uff1b\u2011\u6240\u8ff0\u63a5\u6536\u88c5\u7f6e(1\uff1b200)\u5305\u62ec\u7b2c\u4e00\u51b7\u5374\u7ed3\u6784(81\uff1b181)\uff0c\u6240\u8ff0\u7b2c\u4e00\u51b7\u5374\u7ed3\u6784\u5305\u62ec\u7528\u4e8e\u5f15\u5bfc\u51b7\u5374\u6d41\u4f53\u7684\u6d41\u52a8\u4ee5\u51b7\u5374\u6240\u8ff0\u63a5\u6536\u88c5\u7f6e(1\uff1b200)\u7684\u7ba1\u9053(145\uff0c147)\uff1b\u2011\u6240\u8ff0\u7b2c\u4e00\u51b7\u5374\u7ed3\u6784(81 (181) is arranged between the first field shaping arrangement structure (61; 185) and the capacitor arrangement structure (111; 211).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于接收磁场并用于通过磁感应产生电能尤其被车辆使用的接收装置
本专利技术涉及一种用于接收磁场并用于通过磁感应产生电能的接收装置，所述接收装置特别用于但不局限于被车辆使用。本专利技术还涉及一种制造这样的接收装置的方法和一种运行这样的接收装置方法。本专利技术可应用在特别向车辆如道路机动车、公交车和轨道车辆的无线传输能量领域。特别地，接收装置可适用于至少在千瓦范围内、如20kW的速率产生电功率。
技术介绍
GB2501482A描述了一种通过在位于车辆的轨道上和/或位于车辆的停车处的主侧部上产生电磁场、通过在位于电磁场源上方的车辆内嵌的次侧部上接收电磁场并且通过在所述次侧部上的磁感应而向陆地车辆、特别是轨道车辆或道路机动车提供电能的设备。次侧部导体组件由导电材料制成，该导电材料在运行过程中在其承载交变电流的同时形成电磁杂散场。由可磁化材料制成的次侧部屏蔽组件保护位于可磁化材料之外的区域免受电磁杂散场。如GB2501482A中所描述的，次侧部导体组件和次侧部屏蔽组件可以是用于从主侧部接收磁场的同一接收装置的部件。例如，本专利技术可涉及如GB2501482A所公开的接收装置，该接收装置还包括电容器布置结构，该电容器布置结构包括至少一个电连接至导体组件的电容器。在感应功率传输(IPT)系统中，电功率的传输利用电导体的两套绕组、如三相绕组予以实施。第一套安装在主侧部上(例如安装在地面上)并且可通过路侧的功率变换器供电。第二套绕组(包括电线构成的至少一个线圈)安装在次侧部如车辆上。例如，第二套绕组可附接在车辆的底侧。包括第二套绕组的装置通常称之为拾取器(pickup)或接收器。特别地，第一套绕组和第二套绕组形成中等频率(例如位于1kHz至200kHz的范围内)的变压器以将电能转换至次侧部。这可以在静态状态(当主、次侧部之间没有任何运动时)和动态状态(当次侧部如车辆移动时)中进行。由于主绕组和次绕组之间的相对于传统变压器相对较大的间隙或间隔，这种变压器的运行表现和具有空气间隙可以忽略不计或较小的闭合磁芯的传统变压器的表现不同。较大的空气间隙导致较小的互感耦合和较大的漏感。为了能够以较高的功率水平传输能量，电容器布置结构被使用从而补偿电感器在运行频率线例如在中等频率区中的感应阻抗。电感和电容的结合形成谐振电路。完美的阻抗抵消发生在使电感和电容的阻抗值选择成使得谐振电路的谐振频率等于通过主侧部绕组的交变电流的频率的情况下。这样的谐振电路是调谐好的。简而言之，次侧部接收器的电容器布置结构的目的在于形成具有由电容器布置结构的电容和绕组的电感限定的谐振频率的电路。在系统的运行过程中，接收器的电性能的显著变化已经被观察到。这涉及电线和电容器布置结构的电性能，包括绕组的电感和电容器布置结构的电容、以及可磁化材料的磁性能。这些电参数的变化影响谐振频率。
技术实现思路
本专利技术的目的正是在于提供一种用于接收磁场并且用于通过磁感应产生电能的接收装置、一种制造这样的接收装置的方法和一种运行这样的接收装置方法，以允许电性能保持恒定本专利技术是基于这样的发现：接收器的电线和电容器布置结构的电容器产生热量。该热产生也存在于由接收器的可磁化材料制成的屏蔽组件中。磁场以运行频率逆转可磁化材料的极化。尤其对于谐振电路，重要的是将运行温度保持在预设温度区域内。否则，接收器的电性能并且由此谐振频率会发生改变。这将显著地减小能量传输效率。由此建议将接收装置的温度保持恒定或保持在限定的温度区域内。另一优点在于，电容器布置结构的至少一个电容器的寿命由于较小的运行温度而增加。此外，运行过程中较小的温度变化增加寿命。在实际中，保持温度恒定的相应手段应当是高效的并且应当需要很小的空间。根据本专利技术的一个基本思想，包括用于引导冷却流体的流动从而冷却接收装置的管道的第一冷却结构在接收装置中使用。第一冷却结构布置在第一场整形布置结构和电容器布置结构之间，第一场整形布置结构包括适于对磁场的磁场线整形的可磁化材料。据此，第一冷却结构可用来冷却第一场整形布置结构和电容器布置结构。特别地，第一冷却结构与这两个布置结构直接机械接触，从而使得向第一冷却结构的热传输是高效的。在任何情况下，将第一冷却结构用于这两个布置结构可减小设置和运行冷却系统所需的付出并且要求很小的空间。特别地，接收装置被建议用于接收磁场并且用于通过磁感应产生电能，该接收装置特别被车辆使用，其中-所述接收装置包括至少一个电线构成的至少一个线圈并且在运行过程中所述磁场在所述至少一个线圈中诱导电压，以便将能量传输至接收装置，-所述接收装置和所述至少一个线圈适于从所述接收装置的接收侧接收所述磁场，-所述接收装置包括第一场整形布置结构，所述第一场整形布置结构包括适于对所述磁场的磁场线整形的可磁化材料，-如果从所述接收装置的所述接收侧观察的话，所述第一场整形布置结构布置在所述至少一个线圈的后方，-所述接收装置包括电容器布置结构，所述电容器布置结构包括至少一个电容器，所述至少一个电容器电连接至所述线圈，-如果从所述接收装置的所述接收侧观察的话，所述电容器布置结构布置在所述第一场整形布置结构的后方，-所述接收装置包括第一冷却结构，所述第一冷却结构包括用于引导冷却流体的流动从而冷却所述接收装置的管道，-所述第一冷却结构布置在所述第一场整形布置结构和所述电容器布置结构之间。本专利技术还覆盖了一种用于制造接收装置的相应方法以及一种运行接收装置的相应方法。由于电容器布置结构布置在第一场整形布置结构后方，因此接收装置具有紧凑的、节约空间的构造并且电容器布置结构被保护免受由接收装置从IPT系统的主侧部所接收的磁场的影响。第一冷却结构优选地包括导电材料构成的板件，该板件含有用于引导冷却流体的管道。特别地，该板件具有沿着横向于从所述板件至接收侧的方向的方向上测量的宽度和长度，沿着从所述板件至接收装置的方向所测量的板件的厚度小于所述宽度和长度。由此并且由于第一冷却结构布置在第一场整形布置结构和电容器布置结构之间，因此导电材料将第一冷却结构之外(如果从接收装置的至少一个线圈观察的话)的区域从电磁场屏蔽。这或者改善了第一场整形布置结构提供的屏蔽效果或者减小了第一场整形布置结构的厚度。特别地，第一冷却结构与接收装置的任何导磁或导电部分绝缘。优选地，第一冷却结构完全覆盖第一场整形布置结构。由此，冷却效率提高。如果从接收侧观察的话，第一场整形布置结构布置在至少一个线圈的后方，这是因为与第一场整形布置结构相反的区域应当从磁场屏蔽。根据优选实施例，接收装置包括另外的第二冷却结构，第二冷却结构包括用于引导冷却流体的流动从而冷却接收装置的管道，其中，第二冷却结构布置在至少一个线圈和第一场整形布置结构之间。据此，冷却效率被进一步提高并且接收装置具有紧凑的构造，这是因为第二冷却结构布置在至少一个线圈和第一场整形布置结构之间。优选地，第二冷却结构与至少一个线圈和/或第一场整形布置结构直接机械接触。由此，热传输效率被提高。特别地，第二冷却结构包括不导电、非磁性并且不可磁化的材料构成的板件，所述板件含有管道。由此，第一场整形布置结构的磁屏蔽性能没有被影响。这一实施例解决了这样的问题，即磁场的磁场线不应当被位于至少一个线圈和可磁化材料之间的冷却结构所影响。特别地，如文献GB2501482A所说明的，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接收装置(1；200)，所述接收装置用于接收磁场并用于通过磁感应产生电能，所述接收装置尤其被车辆(241)使用，其特征在于，‑所述接收装置(1；200)包括具有至少一个电线的至少一个线圈(33，35，37；131)并且在运行过程中所述磁场在所述至少一个线圈(33，35，37；131)中感生出电压，‑所述接收装置(1；200)和所述至少一个线圈(33，35，37；131)适于从所述接收装置(1；200)的接收侧接收所述磁场，‑所述接收装置(1；200)包括第一场整形布置结构(61；185)，所述第一场整形布置结构包括适于对所述磁场的磁场线整形的可磁化材料，‑如果从所述接收装置(1；200)的所述接收侧观察的话，所述第一场整形布置结构(61；185)布置在所述至少一个线圈(33，35，37；131)的后方，‑所述接收装置(1；200)包括电容器布置结构(111；211)，所述电容器布置结构包括至少一个电容器(115)，所述至少一个电容器电连接至所述至少一个线圈(33，35，37；131)，‑如果从所述接收装置(1；200)的所述接收侧观察的话，所述电容器布置结构(111；211)布置在所述第一场整形布置结构(61；185)的后方，‑所述接收装置(1；200)包括第一冷却结构(81；181)，所述第一冷却结构包括用于引导冷却流体的流动以冷却所述接收装置(1；200)的管道(145，147)，‑所述第一冷却结构(81；181)布置在所述第一场整形布置结构(61；185)与所述电容器布置结构(111；211)之间。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.26 GB 1415056.91.一种接收装置(1；200)，所述接收装置用于接收磁场并用于通过磁感应产生电能，所述接收装置尤其被车辆(241)使用，其特征在于，-所述接收装置(1；200)包括具有至少一个电线的至少一个线圈(33，35，37；131)并且在运行过程中所述磁场在所述至少一个线圈(33，35，37；131)中感生出电压，-所述接收装置(1；200)和所述至少一个线圈(33，35，37；131)适于从所述接收装置(1；200)的接收侧接收所述磁场，-所述接收装置(1；200)包括第一场整形布置结构(61；185)，所述第一场整形布置结构包括适于对所述磁场的磁场线整形的可磁化材料，-如果从所述接收装置(1；200)的所述接收侧观察的话，所述第一场整形布置结构(61；185)布置在所述至少一个线圈(33，35，37；131)的后方，-所述接收装置(1；200)包括电容器布置结构(111；211)，所述电容器布置结构包括至少一个电容器(115)，所述至少一个电容器电连接至所述至少一个线圈(33，35，37；131)，-如果从所述接收装置(1；200)的所述接收侧观察的话，所述电容器布置结构(111；211)布置在所述第一场整形布置结构(61；185)的后方，-所述接收装置(1；200)包括第一冷却结构(81；181)，所述第一冷却结构包括用于引导冷却流体的流动以冷却所述接收装置(1；200)的管道(145，147)，-所述第一冷却结构(81；181)布置在所述第一场整形布置结构(61；185)与所述电容器布置结构(111；211)之间。2.根据权利要求1所述的接收装置，其特征在于，所述接收装置(1；200)包括第二冷却结构(51；182)，所述第二冷却结构包括用于引导冷却流体的流动以冷却所述接收装置(1；200)的管道，并且，所述第二冷却结构(51；182)布置在所述至少一个线圈(33，35，37；131)与所述第一场整形布置结构(61；185)之间。3.根据权利要求2所述的接收装置，其特征在于，所述第二冷却结构(51；182)包括由不导电、非磁性且不可磁化的材料构成的板件，该板件含有管道。4.根据权利要求1至3之一所述的接收装置，其特征在于，所述至少一个线圈(131)包括位于所述至少一个线圈(131)的相反侧上的侧向端区域(132a、132b)，所述侧向端区域(132a、132b)通过所述至少一个线圈(131)的在所述侧向端区域(132a、132b)之间的中间区域内延伸的电线连接，所述侧向端区域(132a、132b)在所述侧向端区域(132a、132b)的包括所述侧向端区域的侧向外侧在内的至少两侧上相应地被一个第二场整形布置结构(186a；186b)包围，所述第二场整形布置结构包括适于对所述磁场的磁场线整形的可磁化材料，包括用于引导冷却流体的流动以冷却所述接收装置(200)的管道的第三冷却结构(165a、165b)相应地布置在所述侧向端区域的所述侧向外侧上。5.根据权利要求4所述的接收装置，其特征在于，包括用于引导冷却流体的流动以冷却所述接收装置(200)的管道的第四冷却结构(183a，183b)相应地布置在所述第二场整形布置结构(186a；186b)与所述至少一个线圈(131)的所述侧向端区域之间。6.根据权利要求5所述的接收装置，其特征在于，所述第四冷却结构(183a，183b)包括由不导电、非磁性且不可磁化的材料构成的板件，该板件含有管道。7.根据权利要求1至6之一所述的接收装置，其特征在于，所述第一冷却结构(81；181)完全覆盖所述第一场整形布置结构(61；185)。8.根据权利要求1至7之一所述的接收装置，其特征在于，所述第一冷却结构(81；181)包括由导电材料构成的板件(143)，所述板件(143)含有管道(145，147)。9.根据权利要求1至8之一所述的接收装置，其特征在于，所述第一冷却结构(181)连接至流体进口(162)，所述流体进口分支于所述第一冷却结构(181)中的多个管道(145，147)，并且所述第一冷却结构(181)连接至流体出口(163)，所述流体出口(163)将所述多个管道(145，147)内的冷却流体的流动合并。10.根据权利要求1至9之一所述的接收装置，其特征在于，所述第一冷却结构(141；181)的至少一个管道包括前进区段(146a，148a)和返回区段(146b，148b)，所述前进区段(146a，148a)用于引导从流体进口进入的冷却流体，所述返回区段(146b，148b)用于从所述前进区段(146a，148a)向流体出口引导冷却流体，所述前进区段(146a，148a)和所述返回区段(146b，148b)彼此并排延伸并且通过所述第一冷却结构(141；181)的用于支撑所述至少一个管道的支撑材料彼此机械连接。11.一种制造接收装置(1；200)的方法，所述接收装置用于接收磁场并用于通过磁感应产生电能，所述接收装置尤其被车辆使用，所述方法包括步骤：-提供具有至少一个电线的至少一个线圈(33，35，37；131)，其中，在运行过程中所述磁场在所述至少一个线圈(33，35，37；131)中感生出电压，并且所述接收装置(1；200)和所述至少一个线圈(33，35，37；131)适于从所述接收装置(1；200)的接收侧接收所述磁场，-提供第一场整形布置结构(61；185)，所述第一场整形布置结构包括适于对所述磁场的磁场线整形的可磁化材料，-将所述第一场整形布置结构(61；185)布置在所述至少一个线圈(33，35，37；131)的从所述接收装置(1；200)的所述接收侧观察时的后方，-提供包括至少一个电容器(115)的电容器布置结构(111；211)，所述至少一个电容器电连接至所述至少一个线圈(33，35，37；131)，-将所述电容器布置结构(111；211)布置在所述第一场整形布置结构(61；185)的从所述接收装置(1；200)的所述接收侧观察时的后方，-提供第一冷却结构(81；181)，所述第一冷却结构包括用于引导冷却流体的流动以冷却所述接收装置(1；200)的管道(145，147)，-将所述第一冷却结构(81；181)布置在所述第一场整形布置结构(61；185)与所述电容器布置结构(111；211)之间。12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，提供第二冷却结构(51；182)，所述第二冷却结构包括用于引导冷却流体的流动以冷却所述接收装置(1；200)的管道，并且，所述第二冷却结构(51；182)布置在所述至少一个线圈(33，35，37；131)与所述第一场整形布置结构(61；185)之间。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第二冷却结构(51；182)包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·加西亚，N·马丁内斯佩莱斯，
申请(专利权)人：庞巴迪无接触运行有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE