用于对车辆进行感应充电的线圈单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于对车辆进行感应充电的线圈单元(1)，其具有线圈(3)，其中，所述线圈(3)具有多个由至少两个电导线(5、7)构成的绕组。电导线(5、7)并联连接。每个所述电导线(5、7)分别具有一个绕组部分(10)，在所述绕组部分中构成所述绕组，并且每个所述电导线具有附加部分(15)，在所述附加部分中设置具有预设电感的附加电感单元(Ls)。

Coil Unit for Inductive Charging of Vehicles

The invention relates to a coil unit (1) for inductive charging of a vehicle, which has a coil (3), wherein the coil (3) has a plurality of windings composed of at least two electric wires (5, 7). Electric conductors (5, 7) are connected in parallel. Each conductor (5, 7) has a winding section (10) in which the winding is formed, and each conductor has an additional section (15) in which an additional inductance unit (Ls) with a preset inductance is provided.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对车辆进行感应充电的线圈单元
本专利技术涉及一种用于对车辆进行感应充电的线圈单元。
技术介绍
许多现代的车辆是混合车或电动车。正是这样的车辆经常具有电蓄能器，其具有高的充电容量。为了简化电蓄能器的充电过程而有利的是，电蓄能器可以无线充电。
技术实现思路
本专利技术的任务是，提供一种用于对车辆进行感应充电的线圈单元，其非常有效率。该任务通过独立权利要求的特征解决。有利的设计在从属权利要求中给出。本专利技术的特征在于一种用于对车辆进行感应充电的线圈单元。所述线圈单元具有线圈，其中，所述线圈具有多个由至少两个电导线构成的绕组。所述电导线并联连接。每个所述电导线分别具有一个绕组部分，在所述绕组部分中构成所述绕组，并且每个所述电导线具有附加部分，在所述附加部分中设置具有预设电感的附加电感单元。所述线圈单元例如设置在车辆中或车辆上并且线圈是所谓的次级线圈。备选地，所述线圈单元例如设置在车辆外并且线圈是所谓的初级线圈。通过一定数量的至少两个电导线可以实现高的载流能力，因为电流分布到并联的电导线上。通过附加电感单元可以有助于使电流均匀地分布到并联的电导线上。电导线的数量原则上可自由选择，因此可以使用任意多的电导线，以便实现高的载流能力。所述电导线尤其是HF绞合线。也称为高频绞合线的HF绞合线是如下绞合线，其包括较大数量的彼此绝缘的金属线。所述金属线尤其是编结为使得平均每个单金属线同样经常地占据绞合线总横截面中的尽可能每个位置。由此绞合线具有非常大数量的导电表面，从而尽管存在表面效应也可以实现高的效率。按照一种可选的设计，附加电感单元具有电感，所述电感对应于绕组部分中的相应电导线的电感至少0.02倍。附加电感单元的电感越小，则其对线圈单元的系统参数的作用越小。然而利用较大的附加电感单元可以必要时较准确地有助于使电流均匀地分布到并联的电导线上。因此大小为在绕组部分中的相应电导线的电感的至少0.02倍是良好的折衷。相应的附加电感单元例如具有如下电感，其处于绕组部分中的相应电导线的电感的0.02倍至0.1倍的范围中。例如附加电感单元的电感对应于在绕组部分中的相应电导线的电感的0.02倍、0.04倍、0.06倍、0.08倍或0.1倍。按照另一种可选的设计，电导线的数量为两个并且这两个电导线的附加电感单元反向耦合。通过两个电导线的附加电感单元的反向耦合，线圈的总阻抗不通过附加电感单元改变。反向耦合可以例如以如下方式实现，即：这两个附加电感单元通过两个线圈实现，这两个线圈具有一个共同的铁氧体并且相反地缠绕。按照另一种可选的设计，附加电感单元构成为单独的构件。由此简化线圈单元的制造，因为附加电感单元可以在单独的制造步骤中添加。按照另一种可选的设计，附加电感单元以如下方式构成，即：相应电导线缠绕成一个附加线圈。由此可以以非常简单的且低成本的方式实现附加电感单元。按照另一种可选的设计，电导线的附加线圈围绕一个共同的铁氧体缠绕。由此可以以非常简单的方式实现附加线圈的耦合。按照另一种可选的设计，线圈单元附加地具有支架体，所述支架体具有一定数量的铁氧体，该数量对应于电导线的数量。在铁氧体之间分别设置磁中性的支架。电导线的附加线圈分别围绕支架体的铁氧体缠绕。由此可以以非常简单的方式实现附加线圈的解耦。按照另一种可选的设计，电导线的数量是两个。附加电感单元的电感预设为使得L_S1+L1＝L_S2+L2适用。L1是两个附加电感单元的第一附加电感单元的电感。L2是两个附加电感单元的第二附加电感单元的电感。L_S1是在具有第一附加电感单元的电导线的绕组部分中的电感。L_S2是在具有第二附加电感单元的电导线的绕组部分中的电感。两个电导线经常在绕组部分中具有不同的长度并且因此在绕组部分中具有不同的直径，尤其是在平面绕组的情况下。因为在平面绕组的情况下，两个电导线之一总是在外侧上伸展，所以该导线具有较大的电感并且基于较长的行程而具有较大的电阻。如果附加电感单元的电感预设为使得L_S1+L1＝L_S2+L2适用，则可以补偿这样的非对称性。附图说明接着借助示意图进一步解释本专利技术的实施例。在附图中示出：图1感应充电系统的构造；图2底部单元的俯视图；图3初级线圈或次级线圈的设计；图4线圈模型；图5等效模型；图6电流的虚部关于耦合因数记录的图表；图7电流的实部的数值关于耦合因数记录的图表；图8用于对车辆进行感应充电的线圈单元；图9用于对车辆进行感应充电的线圈单元的等效模型；图10用于对车辆进行感应充电的线圈单元，其中两个电导线反向耦合；图11用于对车辆进行感应充电的线圈单元的等效模型，其中两个电导线反向耦合；图12线圈单元的绕组部分；图13用于对车辆进行感应充电的线圈单元的等效模型；图14用于对车辆进行感应充电的线圈单元的等效模型；图15用于对车辆进行感应充电的线圈单元；图16其中附加线圈围绕共同的铁氧体缠绕的线圈单元；以及图17其中附加线圈围绕支架体缠绕的线圈单元。具体实施方式相同结构或功能的元件在各附图中以相同的附图标记表示。图1示出感应充电系统的构造。所述充电系统包括底部单元100和车辆单元200，所述车辆单元与车辆蓄电池连接。底部单元100具有壳体101、初级线圈103和铁氧体105。车辆单元200同样具有壳体201、次级线圈203和铁氧体205。在充电过程中，车辆单元200以距离d设置在底部单元100上方。图2示出底部单元100的俯视图。如可看出的那样，初级线圈103安置在铁氧体105上。图3示出初级线圈103或次级线圈203的设计。初级线圈103或次级线圈203的设计具有多个由两个电导线构成的绕组，其中各电导线并联连接。所述绕组尤其是实施为使得两个电导线彼此尽可能接近并且也许甚至相交，以便对于各电导线产生尽可能相同的比例。如果对于所述电导线之一采用如在图4中示出的包括电阻R和电感L的模型，则产生在图5中示出的用于图3的设计的等效模型。两个绕组可以解释为变压器。基于绕组型式，对于两个绕组产生接近相同的电感和非常接近1的耦合因数。两个电导线连接在一个接头上。假设k在这里是耦合因数，L1是两个电导线的第一电导线的绕组的电感，L2是两个电导线的第二电导线的绕组的电感，R1是第一电导线的导线电阻并且R2是第二电导线的导线电阻，则由等效模型得出如下方程，：为了简化而代替“jwL”写为“L”。由此得到如下方程：其中U1＝U2＝U并且I1+I2＝I。如可看出的那样，对于方程组(4)给出无限多的解。在实际中这表示电流可以任意地在两个绕组之间划分。这借助图6和图7进一步形象地说明。图6示出随耦合因数k变化的电流I1、I2的虚部，其中假设ΔL1＝luH，Ll＝101uH，L2＝100uH，U1＝U2＝100V，R1＝R2＝0Ohm。如果耦合因数k趋近1，则电流反向并且各个线圈电流超过总电流。图7示出随耦合因数k变化的电流I1、I2的实部，其中假设ΔR1＝0.5Ohm，Ll＝L2＝l00uH，L2＝100uH，U1＝U2＝100V，R1＝0.5Ohm，R2＝0Ohm。如果耦合因数k趋向1，则电流只流过一个导体。这表明并联的线圈绕组对各个参数的偏差非常敏感地反应。不相等的电流在耦合因数接近1时非常强烈地升高，例如在k>～0.99时。已经在电阻差很小时电流就可以集中到一个导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于对车辆进行感应充电的线圈单元(1)，具有‑线圈(3)，其中，所述线圈(3)具有多个由至少两个电导线(5、6、7、8)构成的绕组，其中‑所述电导线(5、6、7、8)并联连接，‑每个所述电导线(5、6、7、8)分别具有一个绕组部分(10)，在所述绕组部分中构成所述绕组，并且每个所述电导线具有附加部分(15)，在所述附加部分中设置具有预设电感的附加电感单元(Ls)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.07 DE 102016219491.71.用于对车辆进行感应充电的线圈单元(1)，具有-线圈(3)，其中，所述线圈(3)具有多个由至少两个电导线(5、6、7、8)构成的绕组，其中-所述电导线(5、6、7、8)并联连接，-每个所述电导线(5、6、7、8)分别具有一个绕组部分(10)，在所述绕组部分中构成所述绕组，并且每个所述电导线具有附加部分(15)，在所述附加部分中设置具有预设电感的附加电感单元(Ls)。2.按照权利要求1所述的线圈单元(1)，其中，所述附加电感单元(Ls)所具有的电感对应于在所述绕组部分(10)中的相应电导线(5、6、7、8)的电感的至少0.02倍。3.按照权利要求1或2所述的线圈单元(1)，其中，所述电导线(5、7)的数量为两个，并且这两个电导线(5、7)的附加电感单元(Ls)反向耦合。4.按照上述权利要求之一所述的线圈单元(1)，其中，所述附加电感单元(Ls)构成为单独的构件。5.按照上述权利要求之一所述的线圈单元(1)，其中，所述附加电感单元(Ls)以如下方式构成...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·克拉默尔，F·尼德迈尔，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE