用于感应充电设备的地面组件制造技术

本发明专利技术涉及用于感应充电设备的地面组件，所述地面组件：具有基板；具有包括导体的扁平线圈；具有用于磁通量控制的芯装置，该芯装置包括至少一个芯体；其中，在至少一个芯体与基板之间形成下部中空空间；其中，在至少一个芯体与基板之间提供至少一个支撑件；其中，至少一个支撑件由导热系数λ>5W/(m

【技术实现步骤摘要】
用于感应充电设备的地面组件


[0001]本专利技术涉及用于对机动车辆感应充电的感应充电设备的地面组件。

技术介绍

[0002]对于至少部分电力驱动的机动车辆，需要对机动车辆的电能储存装置定期充电。为此，通常能够建立机动车辆与外部电源之间的直接电连接，例如电源连接。然而，这需要用户手动操作。
[0003]此外，已知对机动车辆感应充电，特别是对电能存储装置感应充电。位于机动车辆外部的地面组件中的初级线圈与机动车辆中的次级线圈(车辆组件)感应地相互作用，以便为能量存储装置充电。
[0004]在充电设备运行期间，待充电的机动车辆位于地面组件上方的表面上，这就是地面组件必须配置成使得其能够支撑待充电的机动车辆的载荷的原因。此外，在充电设备运行期间，通过产生的充电功率能够在地面组件中产生热量，该热量能够导致地面组件温度不期望地升高，并且与此相关的，还能够导致电气和/或电磁部件的故障。
[0005]地面组件的不期望的发热能够发生在特别是扁平线圈的导体与芯体之间。在这个区域中，由于场强很高，不能够使用导电材料，因此使得导体与芯体(磁场导体)之间的热传导总是伴随着较大的温差。这特别必须被认为至关重要：根据流行的设计，导体中发生的损耗大约是芯体中发生的损耗的两倍，因此，对于具有11kW功率的地面组件，市售导体的极限温度(约140℃)只能够用温度同步器(基板)的非常低的温度来维持。然而，特别是在不利的气候条件下(例如，最高环境温度为50℃的炎热国家条件下)，不能提供这种低温，或者只能以大的支出(安装空间、成本)提供这种低温，此为此处进行早期降额的原因，使得客户能够只用6kW充电而不是例如11kW。在冷却方案不佳的情况下，此工作点甚至可能在几分钟后出现。

技术实现思路

[0006]因此，本专利技术解决为用于感应充电设备的地面组件提供改进的或至少另外的实施例的问题，该实施例克服了现有技术已知的缺点。
[0007]根据本专利技术，该问题通过独立权利要求1的主题得以解决。有利实施例是从属专利权利要求的主题。
[0008]本专利技术基于避免地面组件中的早期降额的总体思想，其中从地面组件的扁平线圈的导体到芯体中，并且从芯体到基板中的目标散热成为可能，并且从而实现扁平线圈的有效冷却。使用根据本专利技术的地面组件，能够传输具有相同导体截面的较高充电功率或具有减小的导体截面的相同充电功率。根据本专利技术的用于对停放在地面上的机动车辆(例如电动车)感应充电的感应充电设备的地面组件具体包括特别地形成为冷却板的基板，该基板横向于距离方向板状地延伸。此处，距离方向是基板的表面法线，并且在安装状态下通常是垂直的。根据本专利技术的地面组件还包括至少一个扁平线圈，该至少一个扁平线圈设计为初
级线圈或磁场线圈，并且具有螺旋缠绕的导体，并且同时与基板在距离方向上间隔开。同样，还提供了用于磁通量控制的芯装置，该芯装置与基板和扁平线圈在距离方向上间隔开，并设置在基板与扁平线圈之间。在芯体与基板之间，形成其中设置有至少一个支撑件的下部中空空间，使得该至少一个支撑件在距离方向上延伸穿过下部中空空间。通过至少一个支撑件，芯体支撑在基板上，并且芯装置因此支撑在基板上。此外，扁平线圈具有绞合线载体，该绞合线载体包括与相关联支撑件同轴设置的至少一个压力座，通过该压力座，绞合线载体被支撑在芯装置的相关联芯体上，其中提供了导热元件，其至少部分地包围压力座，并以传热方式将绞合线载体与芯体连接。现在，所述至少一个支撑件由导热系数λ>5W/(m
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K)的材料制成。因此，当在根据本专利技术的地面组件的工作过程中加热扁平线圈时，所述导体不仅能够散热，并因此通过支撑件和铁氧体装置进行冷却，而且同时还可以通过围绕压力座的导热元件进行冷却，因此，能够实现扁平线圈的导体和/或芯装置的铁氧体的具有较低横截面的相同充电功率，或扁平线圈的导体和/或芯装置的铁氧体的具有相同横截面的较高充电功率。通过根据本专利技术的与绞合线载体上的支撑件的相应的轴线同轴设置的压力座，支撑件相对于相关联芯体在如下区域内定位，在该区域内，即使在支撑件采用金属材料的情况下，也不会额外发生涡流损耗或磁滞损耗。单独的芯体(例如铁氧体板)，横向于距离方向彼此间隔开，其中在横向于距离方向上，单个芯体之间的磁通量密度以及其边缘区域的磁通量密度明显大于芯体的相应的其中设置有支撑件的中心区域的磁通量密度。此外，因此可以通过压力座将载荷(例如，来自在地面组件上行驶的车辆的载荷)引入芯体中，并从这些芯体引入支撑件中，优先地完全作为压力载荷而不是弯曲载荷。支撑件的与相关联芯体相关的装置设置在中心区域，这样，既能够提高机械载荷能力，也能够将扁平线圈磁场的影响最小化。此处，在每种情况下，中心区域在纵向方向和宽度方向被界定为，例如，在纵向和宽度方向上单独的芯体各自的直径的80％，优先地，在纵向和宽度方向上单独的芯体各自的直径的70％，特别优选地，在纵向和宽度方向上单独的芯体各自的直径的50％，并且最优选地，在纵向和宽度方向上单独的芯体各自的直径的30％。
[0009]根据本专利技术的地面组件能够设置为凹进表面中，特别地，设置为与表面齐平，其中替代地，设置在表面上的装置显然也是可以想象的。
[0010]在有利的进一步发展中，基板形成为具有用于冷却剂的至少一个冷却通道的冷却板。通过这种方式，在工作过程中可以对基板进行主动冷却，其中，导热支撑件还可以同时对芯装置或芯体以及在安装状态下设置在芯装置或芯体上方的扁平线圈进行冷却。此外，主动冷却的基板又冷却下部中空空间内的空气，因此可以冷却设置在下部中空空间内的电子设备，也可以对设置在下部中空空间上方的芯装置或芯体进行空气冷却。为了能够确保足够的压力稳定性，相应的支撑件支撑在基板上的区域优先地不具有任何冷却通道。
[0011]在根据本专利技术的地面组件的有利进一步发展中，导热元件包括嵌入塑料(例如聚硅氧烷)中的导热颗粒，其中塑料具有H<10的肖氏硬度。这种也被称为热界面材料(TIM)的导热元件提供的主要优点是，由于导热元件可以将待耗散的热量直接转移到芯体(例如铁氧体板)内，并且除此之外转移到形成为导热元件的支撑件中，因此，扁平线圈的导电体的更远离支撑件的横向于距离方向形成为导热元件的区域，也能够可靠地散热从而冷却。通过这种方式，芯体和扁平线圈内的温差能够保持较低。由于导热元件相对软的塑料材料，还可以将例如来自在地面组件上行驶的机动车辆高压载荷完全作为压力载荷引入相应的支
撑件中，因为相对弹性的导热元件不会导致弯曲拉伸应力，从而不会导致相应的芯体破裂的风险。因此，例如，由在地面组件上行驶的机动车辆所产生的载荷的传输，几乎完全通过压力座，从绞合线载体转移到下面设置的芯体和下面依次设置的支撑件，因此，芯体(例如铁氧体板)中不会产生弯曲拉应力。
[0012]实际上，导热元件包括凹部，其中凹部的密度和/或大小随着与压力座的距离增加而增加，或者凹部被设置为均匀分布。为了确保由于机动车辆在地面组件上方行驶导致绞合线载体弯曲引起的导热元件(例如包括具有电磁中性颗粒，特别是氮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于感应充电设备(2)的地面组件(1)，所述感应充电设备(2)用于对停放在表面(6)上的机动车辆(3)感应充电，
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具有基板(8)，所述基板(8)横向于距离方向(7)板状延伸，
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具有至少一个扁平线圈(5)，所述至少一个扁平线圈(5)包括螺旋缠绕的导体(9)，并与所述基板(8)在距离方向(7)上间隔开，
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具有用于磁通量控制的芯装置(10)，所述芯装置(10)与基板(8)和扁平线圈(5)在距离方向(7)上间隔开，并设置在基板(8)与导体(9)之间，
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其中，所述芯装置(10)包括横向于距离方向(7)板状延伸的至少一个芯体(11)，
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其中，在所述至少一个芯体(11)与基板(8)之间形成下部中空空间(14)，
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其中，在所述至少一个芯体(11)与基板(8)之间提供至少一个支撑件(15)，所述至少一个支撑件(15)沿距离方向(7)延伸穿过下部中空空间(14)，
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其中，至少一个支撑件(15)由导热系数λ>5W/(m
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K)的材料形成，
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其中，所述扁平线圈(5)包括绞合线载体(12)，所述绞合线载体(12)包括与相关联的支撑件(15)同轴设置的至少一个压力座(20)，所述绞合线载体(12)通过所述至少一个压力座(20)支撑在芯装置(10)的相关联的芯体(11)上，
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其中，提供有导热元件(29)，所述导热元件(29)至少部分地包围压力座(20)，并以传热方式将绞合线载体(12)与芯体(11)连接。2.根据权利要求1所述的地面组件，其特征在于，所述基板(8)形成为具有冷却通道(25)的冷却板(30)。3.根据权利要求1或2所述的地面组件，其特征在于，
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所述导热元件(29)包括嵌入塑料中的导热颗粒，特别是嵌入聚硅氧烷中的导热颗粒，其中，所述塑料的肖氏硬度A<10。4.根据前述权利要求中的任一项所述的地面组件，其特征在于，
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所述至少一个支撑件(15)至少部分地由石墨或陶瓷形成，特别是由氮化铝或硅化铝形成，或，
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所述至少一个支撑件(15)至少部分地由金属形成，特别是由铝形成。5.根据前述权利要求中的任一项所述的地面组件，其特征在于，所述导热元件(29)包括凹部(32)，其中，所述凹部(32)的密度和/或大小随着与压力座(20)距离的增加而增加，或者所述凹部(32)设置为均匀分布。6.根据前述权利要求中的任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克，
申请(专利权)人：马勒国际有限公司，
类型：发明
国别省市：