CN104969315A - 用于感应式传输电能的线圈单元和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于感应式传输电能的线圈单元(3；6)，该线圈单元具有线圈(9；11；31；32；33；39)和用于引导在线圈(9；11；31；32；33；39)的运行中出现的磁通量的磁通量引导单元(8；12；34；40)，其中，线圈(9；11；31；32；33；39)和/或磁通量引导单元(8；12；34；40)由漏磁场屏蔽件(15；16，16'；20；23，26；26'；27；27')包围，以及本发明还涉及一种用于在位置固定的初级线圈单元(3)与在可动的负载上设置的次级线圈单元(6)之间感应式传输电能的装置(1)。本发明实现如下目的，即提供感应式传输电能的线圈单元和装置，该线圈单元和装置具有低的和空间上小的漏磁场并且遵循对于最大在车辆外期望的磁通量密度边界值的期望预定，并且改善感应式能量传输到车辆的效率，具有线圈单元，其中，漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)与磁通量引导单元(8；12；34；40)和线圈(9；11；31；32；33；39；41)隔开侧向间隔(D)地设置。

Description

用于感应式传输电能的线圈单元和装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的线圈单元、根据权利要求20的前序部分的用于感应式传输电能的装置以及根据权利要求22的前序部分的线圈单元的应用。
背景技术
在将感应式能量传输到可动的负载、特别是电动车如汽车、公共汽车或者货车以及火车的领域中已知的是，安装在电动车中的电池通过在车辆底部上设置的次级线圈由位置固定安装的初级线圈充电。
文献DE 693 13 151 T2公开这样的用于电动车电池充电的电池充电系统。然而用户在那里必须手动地将初级线圈结构与车辆上的次级线圈结构相连接。其缺点在于，用户必须下车并且费事地及复杂地使得初级线圈结构与次级线圈结构相连接。
然而正是在部分或完全电动驱动的公共汽车和道路车辆的领域中存在的期望在于，简单并快速地自动地没有费事操作地给车辆电池充电。为此，初级线圈通常设置在车道上或者下沉地设置在车道中，并且车辆如此驶过初级线圈，使得次级线圈尽可能准确地在初级线圈之上定位。紧接着仅仅必须激活充电过程，从而在地面中设置的初级线圈可以将电能传输给在车辆底部上位于初级线圈附近的次级线圈。特别是在公共汽车中期望的是，该公共汽车在短时停靠在公共汽车站期间在乘客上下车期间快速并自动充电，而无需公共汽车驾驶员下车并麻烦地将初级线圈和次级线圈相互对准。
在乘用车的情况下这可以有利地在车库中或在停车场上停车期间发生。而且在那里期望的是，充电应尽可能自动实现，以便也能实现对于经常不太通晓技术的车辆使用者而言简单和不危险的充电。
但是因为正是道路车辆强制地需要足够的离地距离，所以在初级线圈与次级线圈之间的高度间隔通常相对大，例如在15与20厘米之间。由于该大的间隔，该间隔对于感应式传输装置是一个大的气隙并因此是磁阻，所以为了感应式地由初级线圈传输电能到次级线圈而必须调节相对高的磁场强度。
已知装置经常设定，初级线圈和次级线圈可以通过附加的升高或下降机构相互尽可能接近，以便可以应用尽可能低的场强。然而这会导致高的技术和构造成本，尤其是由此进一步提高车重。优选地特别是次级线圈应不可动地设置在车辆上，从而承受线圈的大的间隔。
试验表明：由于在初级线圈与次级线圈之间大的间隔和由此决定的必要的高磁场强度而产生相对强的漏磁场。这一方面降低能量传输的效率并且另一方面也在空间上远离地在初级线圈和次级线圈之外产生非常高的场强。由于电磁兼容性并且为了避免人员在初级线圈单元区域中的危险，通常期望的是，在车辆旁边的区域中的磁通量密度不超过6.25μTesla。然而该要求不能借助于常规初级线圈单元和车辆上的次级线圈被遵循。
文献US 2010/0 007 215 A1公开了一种无接触的具有线圈的传输系统，该线圈设置在由软磁材料制成的磁通量引导单元上。该线圈此外通过由软磁材料制成的环形漏磁场屏蔽件包围，该漏磁场屏蔽件贴靠在磁通量引导单元上。
文献DE 10 2011 107 620 A1公开了一种电动道路车辆中的线圈装置。为了磁通量引导在那里应用亚铁板，线圈绕组位于该亚铁板上。
文献DE 10 2010 050 935 A1公开了一种用于无接触传输电能的装置，其中一个线圈放置在由多个亚铁板组成的亚铁装置上。
文献US 5 656 983 A公开了一种感应式耦合器，其具有两个盘形亚铁芯，该盘形亚铁芯具有用于线圈绕组的内圆柱体和外圆环形的壁。亚铁芯的相互指向的端侧被涂以导磁良好的材料的薄的保护层。由此一方面保护端侧免于外部机械作用，而另一方面实现良好的导磁性。
文献DE 10 2005 051 462 A1公开了一种具有初级部分和次级部分的感应式旋转传输装置，其中初级部分具有初级线圈和初级核芯，而次级部分具有次级线圈和次级核芯。初级核芯或次级核芯具有一个部段，该部段包括至少两个至少部分地相互叠置的磁的、特别是软磁的层。
文献DE 10 2011 054 541 A1和DE 20 2011 051 649 U1公开了一种具有线圈的用于感应式传输电能的装置以及板形的用于引导在装置运行中出现的磁通量的磁通量引导单元，该磁通量引导单元包括至少一个由多个单个元件组成的铁磁体。
文献US 8 008 888 B2公开一种电动车辆和用于车辆的供电装置，其中在那里由导磁差的材料制成的反射壁沿功率传输的方向反射磁通量。
发明内容
因此本发明的目的在于，克服上述缺点并且提供一种开始所述的线圈单元、一种开始所述的用于感应式传输电能的装置以及这样的线圈单元的应用，它们具有低的和空间上小的漏磁场并且遵循对于最大在车辆外期望的磁通量密度边界值的期望预定。再者应改善感应式能量传输到车辆的效率。
本发明通过具有权利要求1的特征的线圈单元、具有权利要求20的特征的用于感应式传输电能的装置以及具有权利要求22的特征的线圈单元的应用实现所述目的。本发明的有利的设计方案和适宜的进一步改进在从属权利要求中给出。
按照本发明，开始所述的线圈单元的特征在于，线圈和/或磁通量引导单元由漏磁场屏蔽件包围。由此，线圈之外的漏磁通量可以显著减小并且遵循对于磁通量密度的预定边界值。在此，漏磁场屏蔽件与磁通量引导单元和线圈隔开侧向间隔地设置，也就是如在上述图2、4、6、8和10至15中所示的线圈和磁通量引导的俯视图中，并且因此通过气隙或导磁差或甚至不导磁的材料与磁通量引导单元和线圈磁隔离。通过漏磁场屏蔽件与磁通量引导单元和线圈的隔离改善了漏磁场的屏蔽，因为漏磁场屏蔽件由此不用于主磁通量的引导。而且漏磁场屏蔽件与线圈和/或磁通量引导单元的间隔可以沿不同方向是不同大小的，特别是当线圈仅仅部分突出于磁通量引导单元时。
优选地，漏磁场屏蔽件可以在线圈的线圈绕组的绕组平面中或者与该绕组平面平行地包围线圈和/或磁通量引导单元，由此可以实现正是对于电动车或其充电站有利的扁平结构。线圈可以为此有利地是具有并排或相互部分重叠设置的线圈绕组的扁平线圈。同样地，磁通量引导单元和/或漏磁场屏蔽件可以完全或至少部分扁平地构成，以便获得平面的结构。优选地，磁通量引导单元和/或漏磁场屏蔽件可以由铁磁材料或亚铁磁材料或所述两种材料的组合制成，以便实现磁通量良好的引导。
在一个制造技术、运输技术和装配技术上有利的实施方案中，线圈、磁通量引导单元和漏磁场屏蔽件可以相互固定连接，特别是相互浇铸、压入/压紧或螺纹连接或以上述连接方式的组合进行连接。
优选地，线圈是具有一个线圈绕组的单相线圈、具有两个线圈绕组的双D线圈、具有三个线圈绕组的三相线圈或者绕磁通量引导单元缠绕的电磁线圈/螺线管线圈。由此在同时扁平的结构形式下能实现良好的感应式能量传输。优选地，线圈绕组的外部区域可以侧向地突出于磁通量引导单元，从而可以节省重量和成本。
在一个有利的实施方案中，漏磁场屏蔽件可以具有至少一个框或环，该框或环与线圈隔开侧向间隔地设置。在此有利地，侧向间隔可以为沿间隔方向相互对置的外线圈绕组的线圈宽度的至少六分之一。更优选地，漏磁场屏蔽件的宽度可以为沿间隔方向相互对置的外线圈绕组的线圈宽度的至少四分之一、优选三分之一。由此可以良好地减少线圈之外的漏磁通量。优选地，漏磁场屏蔽件在此可以与线圈的绕组的绕组轴线或外周同轴地设置，以便实现漏磁通量均匀的分布以及不会不利地影响主磁通量。
在一个优选的改进方案中，漏磁场屏蔽件可以由多个单个子部件组成，特别是由导磁良好的材料的条和/或板组成。由此可以简化制造和装配，因为较小的条和板不太容易折断并且可简单处理。为了以在部件之间小的气隙获得良好的磁通量，单个子部件可以相互齐平地设置和/或保持。
在制造技术上有利地，该线圈单元可以具有容纳部，该容纳部具有凹槽，所述凹槽用于在制造线圈单元之前、特别是在与线圈和磁通量引导单元浇铸、压入或螺纹连接或其他连接之前固定漏磁场屏蔽件。此外在此，容纳部可以具有用于在制造线圈单元之前、特别是在与线圈和漏磁场屏蔽件浇铸、压入或螺纹连接或其他连接之前容纳和固定磁通量引导单元的凹槽。
在一个有利的实施方案中，容纳部可以由对于线圈的磁场可穿透的材料、特别是塑料制成，以便不影响磁通量。备选地，容纳部可以至少部分地特别是在相应于线圈单元的基板的部分上由屏蔽磁场的材料、特别是铝制成，以便阻止磁场进入到车辆的底部区域中。
优选地，凹槽可以正是如此深，使得所述凹槽至少部分容纳漏磁场屏蔽件，从而容纳部保持相对平。备选地，凹槽可以如此深，使得所述凹槽完全容纳漏磁场屏蔽件，从而漏磁场屏蔽件在制造期间保持受到良好保护免于来自外部的影响。
优选地，磁通量引导单元和漏磁场屏蔽件可以基本上相互在相同平面中设置，由此可以首先有利地进一步降低漏磁场的侧向扩展。在此，漏磁场屏蔽件和磁通量引导单元可以垂直于平面看去是相同或不同厚的，漏磁场屏蔽件也就可以厚于或薄于磁通量引导单元。
按照本发明，开始所述的用于感应式传输电能的装置的特征在于，初级线圈单元和/或次级线圈单元如上文和下面所述那样构成。
此外按照本发明，上文和下面所述的线圈单元可以作为位置固定的初级线圈单元和/或可动的负载、特别是电动车的次级线圈单元在装置中应用，该装置用于在初级线圈单元的初级线圈与可动的负载的次级线圈单元的次级线圈之间感应式传输电能。
附图说明
本发明的另外的特点和优点由根据附图对优选实施例的以下描述中得出。其中：
图1示出按照本发明的装置横向于要充电车辆的纵向的示意截面图；
图2示出按照本发明来自图1的线圈单元的示意俯视图；
图3示出用于来自图2的线圈单元的第一容纳部的示意俯视图；
图4示出按照本发明的线圈单元的备选实施方案的示意俯视图；
图5示出用于来自图4的线圈单元的第二容纳部的示意俯视图；
图6示出按照本发明的线圈单元的另一备选实施方案的示意俯视图；
图7示出用于来自图6的线圈单元的第三容纳部的示意俯视图；
图8示出来自图2的按照本发明的线圈单元的改型的示意俯视图以及沿线B-B的截面图；
图9示出用于来自图8的线圈单元的第四容纳部的示意俯视图；
图10示出按照本发明的线圈单元的备选实施方案的示意俯视图；
图11示出来自图10的线圈单元的改型的示意俯视图；
图12示出来自图2的具有备选的单相线圈的线圈单元的示意俯视图；
图13示出按照本发明的线圈单元的备选实施方案的示意俯视图；
图14示出按照本发明的线圈单元的备选实施方案的示意俯视图；
图15示出按照本发明的线圈单元的备选实施方案的示意俯视图。
具体实施方式
图1示意地示出按照本发明的装置1的示意截面图，该装置用于在设置在车道2上的按照本发明的初级线圈单元3与设置在电动车5的车辆底部4上的按照本发明的次级线圈单元6之间感应式传输电能。
如由图1得知，初级线圈单元3安置在车道2之上。然而初级线圈单元3同样也可以下沉到车道2中或该车道下方。而且次级线圈单元6可以集成到车辆底部4中。如可容易看到的那样，在初级线圈单元3与次级线圈单元6之间的高度间隔H相对大并且通常为10至20厘米。
初级线圈单元3具有壳体7，该壳体具有磁通量引导单元8和设置在其上的初级线圈9。壳体7由可透磁的材料、优选塑料制成。由铁磁材料或亚铁磁材料制成的磁通量引导单元8和初级线圈9被浇铸到可透磁的材料、特别是塑料的壳体7中。取而代之地，磁通量引导单元、初级线圈以及壳体也可以相互螺纹连接或以塑料层或塑料板压入。初级线圈9和磁通量引导单元8的结构和材料对于本领域内技术人员原则上是已知的。
而且在图1中示出的次级线圈单元6还具有包括集成在其中的次级线圈11的壳体10和由铁磁材料或亚铁磁材料制成的磁通量引导单元12。次级线圈11和磁通量引导单元12的结构和材料对于本领域内技术人员自身是已知的。
优选地，磁通量引导单元8和/或12可以在其背向相应线圈9或11的侧上设有屏蔽磁通量的基板13、14，例如由铝制成。
壳体7和10用于阻止线圈单元3、6与引导电流和电压的元件接触并且保护线圈单元免于机械损坏。在图2至10中为了更好的显示没有画出壳体7、10和基板13、14。
线圈9、11在本实施方案中相同地构成，从而本发明以下主要根据初级线圈9进行描述。相应说明类似地适用于次级线圈11。
初级线圈9构成为扁平的所谓的双D线圈(参见文献DE 10 2011 054541 A1)，其具有并排的螺旋形放置在绕组平面E中的绕组9'、9"，其中，这些绕组在此矩形地具有倒圆的角地放置，但是也可以圆螺旋形地放置。线圈绕组9'、9"的缠绕轴线A、A'垂直竖立于绕组平面E上，也就是垂直竖立于图2至10中的纸面上。在附图中，线圈9仅仅以同心表示的绕组的形式示出，该绕组实际上以自身已知的方式然而螺旋形地相互缠绕。在这些附图中描绘已经在图1中描绘的、横向于车辆5的纵向Y的横向X以及纵向Y。但是线圈单元3在车辆5中的安装也可能沿其他方向实现，此外在绕组平面E中转动90°。
在此，绕组9'、9"如此相互固定连接或在运行中如此连接或通电，使得对于感应式能量传输决定性的主磁通量的在图1中标明的磁场线曲线F产生，其中绕组9'、9"的磁通量以自身已知的方式增加且不消除。磁通量引导单元8因此用于将两个绕组9'、9"的主磁通量引导通过绕组9'、9"的无绕组的区域。绕组9'、9"因此可以优选以已知的方式侧向地突出于磁通量引导单元8。
代替在附图中示出的线圈9和11也可以应用其他类型的线圈，例如具有相应数量的并排或部分重叠的线圈绕组的两相、三相或多相线圈。
此外本发明根据初级线圈单元3阐明，相应实施方案类似于次级线圈单元6产生。
意外地在测量中已经表明：如果初级线圈9及其磁通量引导单元8由漏磁场屏蔽件15包围，那么通电的初级线圈9的漏磁场和漏磁通量密度显著减小。在图2中，漏磁场屏蔽件15具有关闭的、矩形内部打开的框16，该框由导磁良好的材料、特别是铁磁材料或亚铁磁材料制成。这样的材料对于本领域内技术人员而言原则上已知并因此在此不需要详细地列举，典型的材料例如是锰-锌-亚铁。
框16在此设置在与磁通量引导单元8相同的平面中并且与线圈9的中心同轴地设置，以便能实现通过通电的初级线圈9产生的漏磁场的尽可能均匀的引导。框16但是也可以略高或略低于磁通量引导单元8地设置。
优选地，在磁通量引导单元8与框16的内侧之间的侧向间隔D可以为线圈绕组9、9"的沿间隔方向相互对置的外部绕组的线圈宽度S的至少六分之一。这依照图2表示：间隔方向水平延伸，也就是沿双箭头D的方向延伸。如果框架16的宽度B优选可以为线圈宽度S的至少四分之一，特别优选为至少三分之一。
所述情况也相应地适用于线圈和漏磁场屏蔽件的其他形式。如果线圈9在图2中例如沿X或Y方向具有不同的线圈宽度，那么对于在线圈9与框16之间沿X或Y方向的不同间隔分别地在对置的线圈绕组之间沿与漏磁场屏蔽件的相邻部分的间隔方向的线圈宽度是决定性的。而且上述说明也适用于其他形式，例如六边形、八边形或其他多边形线圈以及相应形成的漏磁场屏蔽件和磁通量引导单元。
此外在框16与磁通量引导单元8或线圈9之间的间隔D沿X和Y方向是不同大小的，如在图2中以略提的方式可见的那样。
优选地，在图3中示出的第一容纳部17具有用于容纳磁通量引导单元8的矩形凹槽18和环绕的、不中断的框形凹槽19，框16可插入到该框形凹槽中。由此插入的部分可以对于初级线圈单元3的浇铸准确地相互定位，这对于实现尽可能均匀的磁场分布是有意义的。
通过该设置使得环绕漏磁场屏蔽件15的漏磁场被集中，在初级线圈单元3之外的磁通量密度因此显著减小，从而磁通量密度的允许的和期望的值已经可以在附近在初级线圈单元3中在车辆5之下实现。如果附加或备选地也环绕次级线圈单元6设置相应的漏磁场屏蔽件，那么所述情况也相应地适用。
图4至11示出了本发明备选的设计方案，该备选设计方案然而利用相同的基本原理，亦即包围相应线圈9、11的、优选平面的漏磁场屏蔽件。
来自图2的漏磁场屏蔽件15可以如图4所示也由各个统一以附图标记20表示的条20组成，该条由与框16相同的材料制成。由此制造被简化，因为应用的材料相对容易折断并且框架16因此难以制造和处理。优选地，在图5中示出的第二容纳部21具有用于容纳磁通量引导单元8的矩形凹槽18和统一以附图标记22表示的四个条形凹槽22，四个条20插入到条形凹槽中并且可以为了对于初级线圈单元3的浇铸、压入或螺纹连接被固定在限定的位置。
来自图2的漏磁场屏蔽件15可以如图6所示也由统一以附图标记23表示的各个并排设置的较小的板23接合，该板由相同材料制成。
由此又简化了制造，因为这样的小板23不太容易折断并且可更好地处理。优选地，在图7中示出的第三容纳部24具有用于容纳磁通量引导单元8的矩形凹槽18以及统一以附图标记25表示的板形凹槽25，板23插入到板形凹槽中并且可以为了浇铸、压入或螺纹连接被固定在限定的位置。
优选地，条20或板23以尽可能小的间隔相互插入，在条20或板23之间的凹槽22或25的连接片也就应尽可能薄。
备选地，四个条20或板23也可以插入到框形的凹槽19中并且借助于未示出的、在条20或板23之间推入的、优选楔形的间隔保持件相互紧固，以便可以预定用于浇铸的限定的位置。而且在该实施方案中，条20或板23也可以如此宽，使得该条或板完全填充框形的凹槽19并且因此相对地固定。由此可以附加地提供在条20或板23之间导磁良好的连接。
在此有利地，条20或板23也可以如此宽，使得该条或板完全填充框形的容纳部并且相对地固定。由此可以附加地提供在条20或板23之间导磁良好的连接。
在根据图8的实施方案中，漏磁场屏蔽件由绕初级线圈9同轴地并且与磁通量引导单元8共面设置的矩形框、内框26和外框27组成，它们以相互均匀的间隔设置。框26和27如来自图2的框16那样又是由导磁良好的材料、特别是铁磁材料或亚铁磁材料制成。通过该实施方案，漏磁场没有完全如在根据图2的实施方案中那么强地减小，然而节省了铁磁材料或亚铁磁材料，由此重量并且成本也降低。优选地，该节省重量的实施方案在次级线圈单元6中应用在车辆5上。
图9示出用于固定内框26和外框27的第四容纳部28。如在图8中在右边沿着线B-B的截面所示，磁通量引导单元8、内框26和外框27固定在第四容纳部28中。第四容纳部28具有用于内框26和外框27的矩形的框形的凹槽29、30。容纳部28将磁通量引导单元8、内框26和外框27在对于初级线圈单元3浇铸、压入或螺纹连接之前保持在其位置上并且如此建立保持的部件相互的限定的尽可能准确的间隔，以便降低或完全避免在磁场和磁通量分布中的不对称性。
容纳部17、21、24和28用于在与初级线圈9和磁通量引导单元8浇铸、压入或螺纹连接之前位置准确地定位不同的漏磁场屏蔽件并且如此提供保持的部件的限定的尽可能准确的间隔。优选地，容纳部17、21、24和28由可透磁的材料、优选塑料制造。
为了在次级线圈单元6中实现尽可能扁平的结构方式，容纳部17、21、24和28在那里也可以由铝或其他屏蔽磁场的材料制成，从而可以省去基板14。
为了进一步节省材料并且更进一步减小次级线圈单元6的结构高度，凹槽18、19、22或25在那里也可以正是仅仅如此深，使得漏磁场屏蔽件16、20、23、26或27在浇铸时保持在其位置上。
在图10中示出的备选的线圈单元中，代替在图2中示出的双D线圈9作为唯一的区别应用单相的、扁平缠绕的线圈31。而且在那里，框形的漏磁场屏蔽件15包围用于减小漏磁场的磁通量引导单元8。
在图11中示出的另一备选线圈单元中，代替在图2中示出的双D线圈9应用单相的电磁线圈32，该电磁线圈以自身已知的方式绕磁通量引导单元8缠绕。在图13中仅仅示出在磁通量引导单元8之上延伸的绕组，在磁通量引导单元8之下延伸的绕组出于清晰显示的原因未示出。
在图12中示出的另一备选的线圈单元中，代替在图2中示出的双D线圈9应用具有三个线圈绕组的三相线圈33，这三个线圈绕组缠绕地位于在相应较长的磁通量引导单元34上。
在此，三个绕组33、33"、33"′如此相互固定连接或者在运行中如此连接或通电，使得对于感应式能量传输是决定性的主磁通量延伸通过绕组33、33"、33"′的无绕组区域。在此，绕组33、33"、33"′的磁通量以自身已知的方式累加并且不消除。磁通量引导单元8'因此也在此用于，将绕组33、33"、33"′的主磁通量引导通过绕组33、33"、33"′的无绕组区域。而且在此，外部的线圈绕组33、33"′侧向地突出于磁通量引导单元34。
在该线圈33中，对于间隔D和框35的宽度B是决定性的线圈宽度S被考虑为线圈绕组33、33"′的沿间隔方向对置的外部绕组的间隔。
图13和14示出根据图2或8的线圈单元的备选实施方案，其中在那里圆环形的漏磁场屏蔽件36或37、38绕相应地圆形构成的初级线圈39和磁通量引导单元40设置。否则对于图2或8所做的实施方案相应地适用。代替单相线圈39也可以应用半圆形设置的根据图2的双D线圈。
图15示出根据图13的另一备选线圈单元，其中在此代替单相螺旋形缠绕的初级线圈39应用三相的、类似三角形缠绕的线圈。在此，线圈的三个绕组如下相互固定连接或在运行中如此连接或通电，使得对于感应式能量传输决定性的主磁通量延伸通过绕组的无绕组区域。在此，绕组的磁通量以自身已知的方式累加并且不消除。磁通量引导单元8'因此也在此用于，将绕组41、41"、41"′的主磁通量引导通过绕组41、41"、41"′的无绕组区域。而且在该实施方案中绕组41、41"、41"′通过磁通量引导单元40的外部部分足够，这在附图中仅仅标明。
代替在附图中示出的并且上述的线圈也可以应用其他类型的线圈，例如具有相应数量的线圈绕组的多相线圈。而且线圈的线圈绕组可以并排设置或部分重叠地构成。再者线圈、磁通量引导单元和/或漏磁场屏蔽件在必要时也可以不是完全平坦的，而是部分折弯或形状经调整的，以便特别是可以使得次级线圈节省空间地匹配于车辆底部的几何结构。例如在来自图2的线圈单元3中可以沿着在图2中垂直的、在绕组9、9'之间的对称线设有沿高度方向的折弯部。
附图标记列表：
1 能量传输装置
2 车道
3 初级线圈单元
4 车辆底部
5 具有表明的轮胎的电动车
6 次级线圈单元
7 初级线圈单元壳体
8 初级线圈磁通量引导单元
9 初级线圈(双D线圈)
9'、9" 初级线圈的线圈绕组
10 次级线圈单元壳体
11 次级线圈
12 次级线圈磁通量引导单元
13 初级线圈单元基板
14 次级线圈单元基板
15 漏磁场屏蔽件
16 亚铁框
17 第一容纳部
18 矩形凹槽
19 框形凹槽
20 条
21 第二容纳部
22 条形凹槽
23 板
24 第三容纳部
25 板形凹槽
26 内框
27 外框
28 第四容纳部
29 框形内凹槽
30 框形外凹槽
31 单相线圈
32 电磁线圈
33 三相线圈
33'、33"、33"′ 三相线圈的线圈绕组
34 三相线圈的磁通量引导单元
35 三相线圈的矩形亚铁框
36 圆环形的漏磁场屏蔽件
37 圆环形的漏磁场屏蔽件
38 圆环形的漏磁场屏蔽件
39 圆形线圈
40 圆形线圈的磁通量引导单元
41 圆形三相线圈
41'、41"、41"′ 圆形三相线圈的线圈绕组
A 绕组轴线
B 漏磁场屏蔽件的宽度
D 线圈或磁通量引导单元-漏磁场屏蔽件的间隔
E 绕组平面
F 磁场线曲线
H 线圈的高度间隔
S 线圈宽度
X 车辆横向
Y 车辆纵向

Claims (22)

1.一种用于感应式传输电能的线圈单元(3；6)，该线圈单元具有线圈(9；11；31；32；33；39；41)和用于引导在线圈(9；11；31；32；33；39；41)的运行中出现的磁通量的磁通量引导单元(8；12；34；40)，其中，线圈(9；11；31；32；33；39；41)和/或磁通量引导单元(8；12；34；40)由漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)包围，其特征在于，漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)与磁通量引导单元(8；12；34；40)和线圈(9；11；31；32；33；39；41)隔开侧向间隔(D)地设置。
2.根据权利要求1所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)在线圈(9；11；31；32；33；39；41)的线圈绕组(9′，9″；33′，33″，33″′；41′，41″，41″′)的绕组平面(E)中或者与该绕组平面平行地包围线圈(9；11；31；32；33；39；41)和/或磁通量引导单元(8；12；34；40)。
3.根据权利要求1或2所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，线圈(9；11；31；33；39；41)是具有并排或相互部分重叠设置的线圈绕组(9′，9″；33′，33″，33″′；41′，41″，41″′)的扁平线圈。
4.根据上述权利要求中任一项所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，磁通量引导单元(8；12；34；40)和/或漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)完全或至少部分扁平地构成。
5.根据上述权利要求中任一项所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，磁通量引导单元(8；12；34；40)和/或漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)由铁磁材料或亚铁磁材料或所述两种材料的组合制成。
6.根据上述权利要求中任一项所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，线圈(9；11；31；32；33；39；41)、磁通量引导单元(8；12；34；40)和漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)相互固定连接，特别是相互浇铸、压入或螺纹连接。
7.根据上述权利要求中任一项所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，线圈是具有一个线圈绕组的单相线圈(31)、具有两个线圈绕组(9′，9″)的双D线圈(9)、具有三个线圈绕组(33′，33″，33″′)的三相线圈(33)或者绕磁通量引导单元(8)缠绕的电磁线圈/螺线管线圈(32)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，线圈绕组(9′，9″；33′，33″，33″′；41′，41″，41″′)的外部区域侧向地突出于磁通量引导单元(8；12；34；40)。
9.根据上述权利要求中任一项所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，漏磁场屏蔽件(15)具有至少一个框(16；20；23；26，27；35)或环(36；37；38)，该框或环与线圈(9；11；31；32；33；39；41)和/或磁通量引导单元(8；12；34；40)隔开侧向间隔(D)地设置。
10.根据权利要求9所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，该侧向间隔(D)为沿间隔方向相互对置的外线圈绕组(9′，9″；33′，33″′)的线圈宽度(S)的至少六分之一。
11.根据权利要求9或10所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，漏磁场屏蔽件(15；36)的宽度(B)为沿间隔方向相互对置的外线圈绕组(9′，9″；33′，33″′)的线圈宽度(S)的至少四分之一、优选三分之一。
12.根据上述权利要求中任一项所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)与线圈(9；11；31；32；33；39；41)的绕组的绕组轴线(A)或外周同轴地设置。
13.根据上述权利要求中任一项所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，漏磁场屏蔽件(15)由多个单个子部件组成，特别是由导磁良好的材料的条(20)和/或板(23)组成。
14.根据权利要求13所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，单个子部件(20；23)相互齐平地设置和/或保持。
15.根据上述权利要求中任一项所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，该线圈单元具有容纳部(17，21，24)，该容纳部具有凹槽(19；22；25；29；30)，所述凹槽用于在与线圈(9；11；31；32；33；39；41)和磁通量引导单元(8；12；34；40)浇铸、压入或螺纹连接之前固定漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)。
16.根据权利要求15所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，容纳部(17，21，24)具有用于在与线圈(9；11；31；32；33；39；41)和漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)浇铸、压入或螺纹连接之前容纳和固定磁通量引导单元(8；12；34；40)的凹槽(18)。
17.根据权利要求15或16所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，容纳部(17，21，24)由对于线圈(9；11；31；32；33；39；41)的磁场可穿透的材料、特别是塑料或者由屏蔽磁场的材料、特别是铝制成。
18.根据权利要求15、16或17所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，凹槽(18；19；22；25；29；30)如此深，使得所述凹槽至少部分或完全容纳漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)。
19.根据上述权利要求中任一项所述的线圈单元(3；6)，其特征在于，磁通量引导单元(8；12；34；40)和漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)基本上相互在相同平面中设置。
20.一种用于在位置固定的初级线圈单元(3)的初级线圈(9；9′)与在可动的负载、特别是电动车(5)上设置的次级线圈单元(6)的次级线圈(11)之间感应式传输电能的装置(1)，所述线圈单元用于感应式传输电能并具有线圈(9；11；31；32；33；39；41)和用于引导在线圈(9；11；31；32；33；39；41)的运行中出现的磁通量的磁通量引导单元(8；12；34；40)，其特征在于，线圈(9；11；31；32；33；39；41)和/或磁通量引导单元(8；12；34；40)由漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)包围，特别是其中，漏磁场屏蔽件(15；16；20；23；26，27；35；36；37，38)与磁通量引导单元(8；12；34；40)和线圈(9；11；31；32；33；39；41)隔开侧向间隔(D)地设置。
21.根据权利要求20所述的装置(1)，其特征在于，初级线圈单元(3)和/或次级线圈单元(6)根据权利要求1至19中任一项所述地设计。
22.一种根据权利要求1至19中任一项所述的线圈单元(3；6)作为位置固定的初级线圈单元(3)和/或可动的负载、特别是电动车(5)的次级线圈单元(6)在装置(1)中的应用，该装置用于在初级线圈单元(3)的初级线圈(9；9′)与可动的负载的次级线圈单元(6)的次级线圈(11)之间感应式传输电能。
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