用于感应式地传输电能的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于感应式地传输电能的设备，其具有：线圈（2），该线圈与另一线圈可通过这两个线圈相对于彼此的适合的定位而感应耦合以传输能量；用于从线圈（2）提取电功率或者用于输出电功率到线圈（2）的功率电子单元（3）；馈电线，其将线圈（2）与功率电子单元连接，其中，馈电线由至少两个具有相互绝缘的芯线（4A-4D；5A-5D）的多芯电缆（4、5）组成，线圈（2）的每个连接端（2A，2B）与功率电子单元（3）的相应配属的连接端的连接由多芯电缆（4、5）的多个芯线（4A-4D；5A-5D）形成。优选地，线圈（2）的每个连接端（2A，2B）与功率电子单元的相应配属的连接端通过至少两个不同的电缆（4、5）的芯线（5A、5C、4B、4D；4A、4C、5B、5D）连接并且每个单个电缆（4、5）的相同多的芯线（5A、5C、4B、4D；4A、4C、5B、5D）将线圈（2）的每个连接端（2A；2B）与功率电子单元（3）的相应配属的连接端连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于感应式地传输电能的设备
本专利技术涉及一种用于感应式地传输电能的设备，该设备具有：一线圈，所述线圈与另一线圈能通过这两个线圈相对于彼此的适合的定位而感应耦合以进行能量传输；一功率电子单元，该功率电子单元用于从所述线圈提取电功率或者用于输出电功率到所述线圈；一馈电线，该馈电线将所述线圈与所述功率电子单元相连接，其中，所述馈电线由至少两个具有相互绝缘的芯线的多芯电缆组成，所述线圈的每个连接端与所述功率电子单元的相应配属的连接端之间的连接由所述多芯电缆的多个芯线形成。
技术介绍
为了给电动车辆感应式地充电，优选在车辆的底侧上设有车辆侧的次级线圈，以此，通过将车辆简单地停靠在充电站并在将次级线圈与设置在地面上的初级线圈进行适当定向的情况下可以建立与充电站的初级线圈的感应耦合。在此希望次级线圈的结构高度尽可能小，因为对于在车辆底侧上的安装通常仅只有小高度的安装空间可供使用。次级线圈必须通过馈电线与车辆侧的功率电子单元连接，该功率电子单元将来自次级线圈的信号转变为适用于给车辆电池充电的形式。馈电线必须至少部分地同样铺设在车辆的底侧上并且因此在结构高度方面遭受到和次级线圈相同的要求。车辆中可供用于安置附加的构件如感应式的传输设备的空间通常受到相当大的限制。因此次级线圈及其馈电线的小的结构高度即便在不同于底侧的另一安装地点、如在保险杠或(汽车碰撞的)变皱区的区域中也是有意义的。由于感应的传输路径/传输链的相对较高的运行频率(其目前通常位于20kHz的数量级上并且在将来还可能进一步向上转移)，所以在馈电线的设计中必须考虑集肤效应，该集肤效应对馈电线电缆提出了特别的要求。一种可能的解决方案是使用高频多股绞合电缆，其由大量非常细的相互间通过油漆层绝缘的单线/单股金属丝组成。这种类型的电缆然而特别是在屏蔽设计中相对较昂贵并且在将其端部连接到其他构件——在此即为连接到次级线圈和功率电子单元——时难以处理。在使用通常的电缆时，由于大电流和集肤效应必须选择大的芯线横截面，其导致电缆的相应大的总横截面。因此对于小结构高度的、特别是结构高度不大于次级线圈的结构高度的馈电线的要求几乎不能通过通常的电缆满足。在用于给电动车辆感应式充电的设备中，还希望充电站的初级线圈及其馈电线具有小的结构高度，特别是当初级线圈及其馈电线没有下沉在地面中，而是平放在车辆停车场的表面上并因此显现为对于车辆乘客的潜在的绊倒危险时，或者如果初级线圈要构造成便携式单元的话。由US2001/0002773A1已知一种具有多个相互绝缘的芯线的馈电线电缆，其用于给电动车辆的电池感应式充电的设备的初级线圈。各芯线相互绝缘，以便在总横截面为圆形的唯一的电缆内沿两个方向在充电站与一设计成可携带式的初级线圈之间引导初级电流，从而为了连接充电站与初级线圈仅需要唯一一根电缆。US6,649,842B1示出了通过两个多芯电缆形成的插座与电源的连接，该电缆的芯线可在端部处无焊接地连接到电源或插座上。该文献还讲授了使用铁芯来平衡多芯电缆的各芯线之间的电流强度。为此单个芯线以多级的方式合并为尺寸递增的组并且在每个级中成组地共同通过铁芯引导。US6,506,971B1示出了一种多芯的电力电缆，其中至少一个芯线由多个相互绝缘的并且相互并联连接的子芯线组成并且每个子芯线与一个引导相位错开的或沿相反的方向流动的电流的芯线或子芯线相邻，从而电缆外部的由在电缆中流动的电流总体上引起的磁场具有尽可能小的场强。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，在一种用于感应式地传输电能的设备中阐明了用于实现在线圈与功率电子单元之间的小高度的连接的一种简单和低成本的技术方案。该目的按照本专利技术通过具有下述特征的设备来实现。按照本专利技术，在一种这样类型的用于感应式地传输电能的设备中，所述线圈与所述功率电子单元之间的馈电线由至少两个具有相互绝缘的芯线的多芯电缆组成，并且所述线圈的每个连接端与所述功率电子单元的相应配属的连接端的连接由所述多芯电缆的多个芯线形成。由此实现了，使用具有小的总横截面的电缆并且通过这种方式总体上保持馈电线的小的结构高度。通过将电流分布到多个芯线中来对电缆的对于待引导的电流过小的芯线横截面进行补偿。有利地，所述线圈的每个连接端与所述功率电子单元的相应配属的连接端通过至少两个不同的电缆的芯线相连接。由此在每个电缆中流动有彼此方向相反的电流，各电流的磁场因此相互相反地指向并且因此至少部分地相互抵消。这在避免源自馈电线的具有相对较高磁场和频率的交变磁场对车辆电子构件的干扰方面是有利的。对于该抵消作用特别有利的是，来自每个单个电缆的相同数量的芯线将所述线圈的两个连接端中的每一个与所述功率电子单元的相应配属的连接端连接。对于磁场的抵消更有利的是，此外所述芯线在每个电缆的横截面中对称地布置并且如此地配属给所述线圈的连接端，使得具有相同电流方向的芯线总是关于所述电缆的中心点对称地成对地布置并且电流方向彼此相反的芯线沿周向在每个通过所述电缆的中心点和两个相互对称的芯线的中心点限定的圆上交替。在这种情况下，只要所有芯线的分电流的大小相同，每个电缆的各个芯线的磁场在电缆外部在距离电缆小的间距处便已在很大程度上抵消。此外，有利的是，电缆的使所述线圈的一个连接端与所述功率电子单元的同一连接端相连接的所有芯线周期性地成对地以分别彼此相反的电流方向被引导通过封闭的磁芯以将总电流均匀地分布到各个芯线上。将总电流均匀地分布到各个芯线上不仅在源自馈电线的磁场的抵消方面而且在该电馈线的小的欧姆总电阻和避免不均匀的损耗功率进而不同的芯线的发热的意义上是期望的。对于多芯电缆中的每一个的总横截面，有意义的参考值是不应该被超过的线圈结构高度，由此对于馈电线，与线圈所占据的相同高度的空间就足够了。按照本专利技术，所述线圈可以是一能在车辆上装配的、用于决定功率接收的次级线圈，也可以是一能在静止单元上装配的、用于决定功率输出的初级线圈。附图说明下文根据附图对一实施例的描述公开了本专利技术的其他细节和优点。其中:图1以从下方观察的视图以及一个局部纵剖视图示出配备有按照本专利技术的设备的车辆的示意图；图2以横截面示出两个四芯电缆的按照本专利技术的配置；图3示出按照本专利技术将次级线圈连接到两个四芯电缆上的例子；以及图4示出用于对称地将电流分布到电缆的四个芯线上的布置结构。具体实施方式如图1示意地示出，在车辆1的底侧上设置有一用于感应式地接收电能的设备，其具有一次级线圈2和一功率电子单元3，它们通过一双极的馈电线4、5相互连接。功率电子单元3与一未示出的电池连接，由该电池为车辆1的电驱动装置馈电。该设备用于为车辆电池在充电站上充电，该充电站具有一相应于次级线圈2的初级线圈。为了给车辆电池充电，将车辆1如此停靠在充电站，使得次级线圈2适配于设置在地面上的初级线圈地定向并且这两个线圈形成一个变压器，经由该变压器可以将电能传输到车辆1。如在图1下部中的沿图1上部的点划线剖开的局部纵截面中可以看到的，次级线圈2是非常扁平的，因为在车辆1的底侧上仅可为这个次级线圈提供小高度的安装空间6。通道7也具有同样小的高度，该通道从安装空间6通到功率电子单元3并且被提供用于铺设馈电线4、5。馈电线4、5因此不允许具有比次级线圈2的结构高度更大的横截面，由此其不会从通道7向下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.16 DE 102010054848.01.一种用于感应式地传输电能的设备，该设备具有：一第一线圈(2)，所述第一线圈与另一线圈能通过这两个线圈相对于彼此的适合的定位而感应耦合以进行能量传输；一功率电子单元(3)，该功率电子单元用于从所述第一线圈(2)提取电功率或者用于输出电功率到所述第一线圈(2)；一馈电线(4、5)，该馈电线将所述第一线圈(2)与所述功率电子单元(3)相连接，其中，所述馈电线(4、5)由至少两个具有相互绝缘的芯线(4A、4B、4C、4D；5A、5B、5C、5D)的多芯电缆(4、5)组成，所述第一线圈(2)的每个连接端(2A；2B)与所述功率电子单元(3)的相应配属的连接端之间的连接由所述多芯电缆(4、5)的多个芯线(5A、5C、4B、4D；4A、4C、5B、5D)形成，其特征在于，所述第一线圈(2)的每个连接端(2A；2B)与所述功率电子单元(3)的相应配属的连接端由至少两个不同的多芯电缆(4、5)通过芯线(5A、5C、4B、4D；4A、4C、5B、5D)相连接。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，均匀来自不同的多芯电缆(4、5)的相同数量的芯线(5A、5C、4B、4D；4A、4C、5B、5D)将所述第一线圈(2)的两个连接端(2A；2B)中的每一个与所述功率电子单元(3)的相应配属的连接端相连接。...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·韦希林，P·阿瑟林，
申请(专利权)人：康达提斯瓦普弗勒有限公司，
类型：
国别省市：