CN105993108A - 感应线圈在机动车底部上的布置系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于给蓄能器感应充电的至少一个感应线圈(20)在机动车(70)的底部上的布置系统。所述感应线圈(20)在车辆高度方向(12)上向下至少部分地被至少一个盖元件(22)覆盖。

Description

感应线圈在机动车底部上的布置系统
技术领域
本发明涉及一种用于给蓄能器感应充电的至少一个感应线圈在机动车底部上的布置系统。
背景技术
这种感应线圈特别适合于给例如车辆电池(蓄能器)无接触地充电，其中，仅需要将机动车在较长时间上放置在自身变化的发射磁场的充电装置上方，以便给蓄能器充电。这种充电装置可以例如设置在公共停车场，利用装有这种感应线圈的机动车的确定的停车时间为蓄能器(车辆电池)在机动车停车期间充电。与用石化燃料为机动车加油的加油过程相比，优点不仅在于不需要寻找特定的加油站以至少部分地填满蓄能器，还在于蓄能器的充电无接触地完成并且与之相应地特别人性化地且不需要驾驶员干预地实施。此外，与用石化燃料加油恰恰相反，在加油过程中或者说在蓄电池充电过程中，没有燃料蒸汽释放，与之相应地对于环境保护或对于健康保护都具有特别大的贡献。例如已知，通常在用石化燃料加油的过程中释放的烃类化合物可能上升成为汽油蒸汽或柴油蒸汽，此类蒸汽被划分为污染环境或致癌的。
在底部上设置的这种设计成用于感应充电的机动车的感应线圈也被称为所谓的次级线圈或车垫模块(CPM)。如果该机动车在给机动车的蓄能器感应充电的充电装置上方停车，那么该充电装置的所谓的初级线圈被移近设置在该机动车底部上的次级线圈，相对于该次级线圈定向并且借助该初级线圈建立以特定频率变化的磁场。通过该变化的磁场，机动车的蓄能器(车辆电池或者说高压电池)在次级线圈的中继之下充电。该初级线圈被引导得离机动车的次级线圈越近，或者说初级线圈相对于次级线圈定向得越准确，充电过程就越有效。
发明内容
本发明的目的在于，创建一种开头所述类型的布置系统，其中，即使在次级线圈与初级线圈之间的距离加大的情况下以及在初级线圈相对于次级线圈的定向不那么准确的情况下也能实现有效充电过程。
该目的通过具有权利要求1的技术特征的布置系统来实现。在其它权利要求中限定本发明的有利的实施方案以及适宜的复杂一些的扩展方案。
为了创建在权利要求1的前序部分中所述类型的布置系统，通过该布置系统，即使在初级线圈与初级线圈之间的距离加大的情况下或者说在初级线圈相对于次级线圈的定向不那么准确的情况下也能实现有效充电，按本发明进行如下规定，感应线圈在车辆高度方向上向下至少部分地被至少一个盖元件覆盖。
借助该盖元件能避免机动车的感应线圈、也就是次级线圈在行驶过程中例如被恶劣路段上的外来影响损伤，或者避免较大量溅水或在冬季的含盐的水到达电子元件例如感应线圈上。因此，通过盖元件也避免，感应线圈受到损伤或者感应线圈的漏磁场在撞击车辆底部的物体例如石头或树枝的冲击下受到不利的影响或损害。借助该盖元件，蓄能器(高压电池、电池)充电时的效率可以在车辆使用寿命中得到特别大程度的保持，因为任何对感应线圈的损伤或者溅水对感应线圈造成的影响借助盖元件被显著地抑制。该盖元件例如可由玻璃纤维塑料制成，由此，磁场在感应充电期间受到极少干扰，虽然该盖元件设置在机动车感应线圈(次级线圈)和初级线圈之间。充电过程的效率甚至还能进一步改善，因为例如在盖元件上设置具有相应磁场引导元件的磁场引导区，这些磁场引导元件相当于所谓的铁氧体。这样，例如盖元件的特定区域(磁场引导区)特别地设计成，使得该磁场在感应充电时被调整成效率最优的，其中，除了磁场还有伴随着磁场构成的电场也受到积极的影响。所述盖元件也可以被用于仅仅部分地覆盖所述机动车的感应线圈并具有例如开放的框架区域，在该框架区域中所述初级线圈在充电时被引入并且特别迅速且准确地相对于机动车的感应线圈锁定，也就是定向。这样使得该感应充电能特别迅速地完成并与之相应地节省特别多的时间，因为通过该开放的框架形成一种用于定向初级线圈的定向辅助措施。在盖元件部分覆盖感应线圈的情况下，也就是例如通过使用这样一种开放的框架，该框架例如向下、也就是朝向机动车的地面伸出于该感应线圈，至少能大大抑制破坏性物体的撞击或者抑制向机动车感应线圈上的可能的溅水，同时还能实现初级线圈相当于次级线圈的特别快速的定向。
下面通过优选的实施例的描述以及根据附图说明本发明的其它优点、特征和细节。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在附图中仅示出的特征和特征组合不仅在相应说明的组合中，而且在其它组合中是可使用的，或可单独使用，而不脱离本发明范围。
附图说明
附图如下：
图1a示出机动车的底部的底视图，在此对于该底部只示出底部保护元件以及覆盖感应线圈的盖元件，该盖元件由玻璃纤维增强塑料(GFK)制成；
图1b示出底部保护元件的按图1a的剖面线A-A的剖视图；
图1c示出另一个剖视图，其中，感应线圈在此是隐没的，并且与之相应，容纳该感应线圈的容纳区域是可见的；
图2示出底部保护元件以及盖元件的另一个透视的底视图，所述盖元件被框架包围；
图3a示出底部保护元件以及盖元件的另一个透视的底视图，所述盖元件在此具有磁场引导区，该磁场引导区带有构成为铁氧体的磁场引导元件；
图3b示出在图3a中示出的底部保护元件24的按剖面线B-B的剖视图；
图3c示出底部保护元件24的在图3b中被包围的区域Z的在剖视图中示出的局部放大图；
图4示出机动车底部的局部的底视图，用于保护机动车的相应部件的底部保护元件固定在底部上；
图5示出机动车底部的局部的另一底视图，在此，感应线圈没有被盖元件覆盖。
具体实施方式
图1a在底视图中示出底部保护元件24，其是机动车的底部10的组成部分。所述底部保护元件24在两轮驱动的机动车中(具有一个驱动轴)被称为发动机罩并且在四轮驱动的机动车(全轮驱动)中被称为剪力板。基于在全轮驱动的机动车中对于稳定性的提高的要求，构成为剪切场的底部保护元件24比发动机罩构造得更结实。
图1b和图1c分别示出按图1a的剖面线A-A的剖视图。首先，由图1b中可见，在机动车的底部10上，感应线圈20在车辆高度方向12上向下被盖元件22覆盖。所述感应线圈20也被称为车垫模块(CPM，Car Pad Module的缩写)。所述感应线圈20在此是被盖元件22完全覆盖，但也可考虑，该感应线圈20仅部分被盖元件22覆盖。感应线圈20是所谓的次级线圈，其持久地被携带在机动车上，并且用于为这里未进一步示出的蓄能器借助同样未示出的初级线圈感应充电，该蓄能器例如是用于为驱动机动车的电动机供电的高压电池，该初级线圈从下方被引导到机动车上并且至少基本上与感应线圈20重合地定向。该底部保护元件24紧接着感应线圈20，所述底部保护元件24至少部分地限定容纳区域，所述感应线圈20容纳在该容纳区域中。所述容纳区域28在此对应于具有金属底板或其他面状材料的通孔或槽，所述感应线圈固定于其上。借助于该底部保护元件24能保护机动车的相应部件26防范潮湿或异物，例如石头或树枝或它们的撞击以及由此带来的损伤。所述机动车部件26例如是整流器、变压器或其它需要保护以免受损伤的车辆部件。盖元件22设置在底部保护元件24上并在车辆高度方向12上向下覆盖所述容纳区域28。所述底部保护元件24具有磁场引导区30，其具有相应的用于在感应充电时使磁场加强和定向的磁场引导元件32。磁场引导元件32在此通过圆形轮廓示出，当然，分别具有铁氧体的磁场引导元件32也可以具有其它轮廓。通过对铁氧体或者说磁场引导元件32的特殊设置能够实现六维电磁场的特别有利的通透性。这六个维度一方面包括由自身变化的磁场，另一方面包括在感应充电时也出现的电场。换句话说，基于磁场引导元件32(它们分布在磁场引导区30上，所述磁场引导区在盖元件32上成面状地延伸)，在此未示出的机动车蓄能器(高压电池)的充电在充电效率方面得到显著提高。借助磁场引导元件32(铁氧体)，感应线圈20(次级线圈)能够因此以特别有利的方式并且以高充电效率借助初级线圈(未示出)被感应加载特别准确地定向的电磁场。
从图1a、图1b和图1c中进一步看出另外可见，沿车辆横向方向14在底部保护元件24的相对的两侧16、18上，在底部10上设置相应的滑板40，所述滑板向下突出于底部保护元件24。换句话说，这些滑板40因此与此处未示出的机动车70的地面的距离小于盖元件22到地面的距离。例如，如果该机动车70应登上的山丘的斜坡角度大到使得机动车70的底部10与地面接触，那么借助突出于底部保护元件24和盖元件22的滑板40避免底部保护元件24或盖元件22与地面接触。通过朝向行驶方向50定向的滑板40能避免对盖元件22或底部保护元件24的损伤，方式为：使这些滑板40作为地面和盖元件22或底部保护元件24之间或间隔器。清楚的是，滑板40沿着底部保护元件24的相对设置的两侧16、18在车辆纵向方向上延伸，此时，只要机动车70的底部10与地面接触，滑板40允许机动车70在行驶方向50上在地面上滑动。
由图2、图3a、图3b和图3c可见，盖元件22被至少部分包围盖元件22的框架34容纳。其中，图3b示出底部保护元件24的按在图3a中示出的剖面线B-B的剖视图。图3c示出按照在图3b中标出的区域Z的在剖视图中示出的细节图。
所述框架34一方面能构成为集成在盖元件22中的金属框架(例如铝框架)或者备选地由钢缆构成。与框架34构成为金属框架或构成为钢缆或金属缆绳无关，所述框架34可以如图3a中所示，构成为部分地围绕盖元件22的边缘区域延伸或备选地构成一个封闭的轮廓。所述框架34不仅可以在外部布设在盖元件22上，而且可以集成在盖元件22的材料或者说原材料中，该框架34在此作为盖元件22或处于其下方的感应线圈的附加的保护器或稳定器，防止在与地面接触时的损坏。清楚的是，作为滑板40的补充或替换，轮廓34可以设置在机动车70的底部10上。如果框架34构成为钢缆，那么感应线圈20能得到特别好的防范尖锐物体的保护，这些物体能撕开机动车70的底部10。这种特别好的保护是这样产生的：即尖锐物体带动框架34即钢缆，该钢缆由此被拉拽穿过盖元件22的材料并因此将变形能量分散到盖元件22的特别大的面积上，所述变形能量通过尖锐物体相对于机动车70的底部10的相对运动产生。换句话说，取代尖锐物体造成的又深又窄的裂缝，造成明显不那么深的并为此大面积地分散在盖元件22上方的刮平。如果盖元件22如在该实施例中所述的那样由玻璃纤维增强塑料(GFK)制成，那么产生的变形能量可以被分散在特别大的面积上，因为GFK可以被制造成各向异性的材料，使得在行驶方向50上具有与在车辆横向方向14上不同的抗变形的阻力。
图4和图5分别示出机动车70的底部10的其它底视图。所述感应线圈20在此通过三点支撑而用螺钉连接在机动车70的所谓的车前部的剪力板(底部保护元件24)上。WCU 60(无线控制单元)固定在副驾驶侧，借助该WCU 60可以放行感应充电过程并因此激活用于充电过程的感应线圈20，或者可以拒绝充电过程。清楚的是，该WCU60也可以集成在感应线圈20中并与之相应地同样被盖元件22保护。所述WCU 60因此用于防盗，因为这样可以有效地阻止感应充电。

Claims (9)

1.用于给蓄能器感应充电的至少一个感应线圈(20)在机动车(70)的底部(10)上的布置系统，其特征在于，所述感应线圈(20)在车辆高度方向(12)上向下至少部分地被至少一个盖元件(22)覆盖。
2.按照权利要求1所述的布置系统，其特征在于，设有至少一个紧接着所述感应线圈(20)的底部保护元件(24)，用于保护机动车的至少一个部件(26)，所述底部保护元件(24)至少部分地限定容纳区域(28)，所述感应线圈(20)至少部分地容纳在该容纳区域中。
3.按照权利要求2所述的布置系统，其特征在于，所述盖元件(22)设置在底部保护元件(24)上。
4.按照权利要求2或3所述的布置系统，其特征在于，所述容纳区域(28)在车辆高度方向(12)上向下被所述盖元件(22)至少部分地覆盖。
5.按照权利要求2至4之中任一项所述的布置系统，其特征在于，所述底部保护元件(24)具有至少一个磁场引导区(30)，所述磁场引导区具有各自的磁场引导元件(32)，用于在感应充电期间使磁场加强和定向。
6.按照权利要求5所述的布置系统，其特征在于，所述磁场引导元件(32)具有各自的铁氧体。
7.按照权利要求2至5之中任一项所述的布置系统，其特征在于，沿车辆横向方向(14)在底部保护元件(24)的相对的两侧(16、18)上，在底部(10)上设置相应的滑板(40)，所述滑板在车辆高度方向(12)上向下突出于底部保护元件(24)。
8.按照权利要求7的布置系统，其特征在于，所述滑板(40)沿着底部保护元件(24)的相对的两侧(16、18)在车辆纵向方向上延伸。
9.按照前述权利要求之中任一项所述的布置系统，其特征在于，所述盖元件(22)被框架(34)容纳，所述框架至少部分地包围盖元件(22)。
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