CN111145994A - 感应充电装置 - Google Patents

Abstract

一种用于电动车辆的感应充电装置(1)，具有包括底部(3)和盖子(4)的壳体(2)、至少部分地布置在壳体(2)中的至少一个感应线圈(5)和至少一个磁导体(6)、至少部分地布置在壳体(2)中的支撑结构(7)，其中支撑结构(7)包括第一结构部分(8)和第二结构部分(9)，其中第二结构部分(9)至少部分地抵靠盖子(4)的盖子部分(10)。

Description

感应充电装置

技术领域

本发明涉及一种用于电动车辆的感应充电装置。

背景技术

为了提高终端消费者对电动车辆的接受度，若在固定能量源和车辆的蓄能器之间实现非接触式能量传递，会是有利的。非接触式能量传递对于终端消费者是有利的，因为例如不需要携带或插入充电电缆。此外，固定感应充电站可以部分地掩埋在地下，从而可以更好地融合在城市或乡村景观中。另外，掩埋式感应充电站尤其很好地防止故意破坏。

连接到固定能量源的固定感应充电站能够由初级线圈产生随时间变化的磁场。电动车辆具有包括感应线圈的感应充电装置。如果感应充电装置位于固定感应充电站的磁场区域中，则时变磁场在感应充电装置的感应线圈中感应出交流电流或交流电压。该感应出的交流电流或交流电压可以用于给车辆的蓄电池充电。

与商用车辆相比，客用车中用于感应充电装置的可用结构空间非常有限。然而除了实际的能量传递之外，在许多情况下感应充电装置还必须具有一定的电磁兼容性、包括用于控制热流的热管理、具有尽可能低的重量、以及为机械敏感部件提供抵抗外部作用的机械保护。

在这些需求之间的状况中，本发明所要解决的问题是指出一种上述类型的，尤其有利地设计用于车辆的感应充电装置。

发明内容

根据本发明，独立权利要求的主题解决了该问题。有利的实施例是从属权利要求的主题。

本发明基于这种一般构思，即感应装置具有用于保护机械敏感部件的至少部分集成的支撑结构。

根据本发明的感应充电装置能够布置在电动车辆中，其中当感应充电装置布置为尽可能靠近车辆行驶的道路时是有利的。由此使经受感应充电站的时变磁场的车辆部件的数量最小化，从而例如避免了涡流形式的能量损失。可以规定感应充电站设计用于至少10kW的电力传输。

感应充电装置包括具有底部和盖子的壳体。底部可以面向道路并且盖子可以面向电动车辆。底部可以形成保护感应充电装置的部件免受天气因素和/或机械作用影响的底盘保护或接地保护。底部能够由将增强纤维嵌入塑料基质中的纤维/塑料复合材料制成，其中能够优选使用玻璃纤维作为增强纤维，因为玻璃纤维不导电并且因而是电磁中性的。底部的制造能够例如通过挤压SMC(片状模塑料)和/或玻璃纤维毡增强热塑性塑料(GMT)来完成。底部的壁厚可以为(2.0±1.0)mm，优选为2.0mm。底部可以构造有加强筋。

盖子还用于电磁屏蔽，因为在能量传递期间产生场强随充电功率增加的磁场辐射和电场辐射。为了避免车辆部件(尤其是电气部件)的损坏，盖子能够由导电材料形成，其中盖子厚度对应于针对盖子的导电材料在给定的能量传递频率下的磁场辐射和电场辐射的至少一个趋肤深度。盖子可以由铝制成。盖子的壁厚可以为(1.5±0.5)mm，优选为1.5mm。

盖子和底部可以由例如胶接或压接相互连接。

感应充电装置具有至少部分地布置在壳体中的至少一个感应线圈和至少一个磁导体。感应线圈可以导电地连接到电子模块。电子模块可以具有设计用于转换电压和电流的至少一个电力电子设备。感应线圈可以设计为扁平螺旋线圈或双D线圈。感应线圈可以由直径为(5.0±2.0)mm、优选为5.0mm的绞合线圈线形成。感应线圈可以至少部分地由铜形成。另外可以规定感应线圈至少部分地由铝形成。

磁导体以合适的方式引导磁场并因此提高能量传递效率并且还在忽略杂散场的情况下为了车辆对感应充电站的基本上时变的磁场进行屏蔽。磁导体具有比空气更高的磁导率，并且能够至少部分地由亚铁磁和/或铁磁材料形成。磁导体可以形成为板元件。另外，磁导体可以跨过导热元件连接到盖子或者用导热胶附接或者通过热压固定到盖子。导热元件可以具有(1.0±0.5)mm，优选为1.0mm的壁厚。可以规定磁导体具有(5.0±2.0)mm，优选为5.0mm的壁厚。

感应充电装置具有至少部分地布置在壳体中的支撑结构，其中支撑结构具有第一结构部分和第二结构部分，其中第二结构部分至少部分地抵靠盖子的盖子部分。术语“盖子部分”可以认为是盖子面向底部的整个表面或局部表面。支撑结构可以优选地形成为单件和/或单块。还可以规定第一结构部分能够机械地连接到第二结构部分，其中可以设想可释放和不可释放的连接。支撑结构可以相对于壳体单独形成，尤其是相对于底部和/或盖子单独形成。

支撑结构能够由比用于制造磁导体的材料具有更高的弹性模量的材料制成。支撑结构可以包括具有如下横截面尺寸的结构：横截面宽度为(14.0±6.0)mm，优选为14.0mm，横截面高度为(6.0±2.0)mm，优选为6.0mm。支撑结构可以设计为实心轮廓、空心轮廓、或者也可以一部分为实心轮廓和一部分为空心轮廓。第一结构部分可以包括具有如下横截面尺寸的结构：横截面宽度为(14.0±2.5)mm，优选为14.0mm，横截面高度为(18.0±4.0)mm，优选为18.00mm。可以规定支撑结构整体布置在感应充电装置的壳体内。

支撑结构提供足够的机械保护以保护诸如磁导体或电子模块等机械敏感部件免受由于例如道路上的粗糙地面或者较大石头冲击引起的机械作用影响。通过将支撑结构集成在感应充电装置的壳体中，使所需的设计空间最小化。支撑结构通过第一结构部分吸收可能会导致底部变形的力，并且通过第二结构部分将这些力部分地疏导到盖子部分和/或车辆部分，使得这些力不能作用于机械敏感部件。

可以规定感应充电装置具有(350.0±10.0)mm，优选为350.0mm的宽度和长度，以及(27.0±10.0)mm，优选为27.0mm的高度。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定第一结构部分至少部分地抵靠底部的底部部分。术语“底部部分”可以认为是底部面向盖子的整个表面或局部表面。由于作用力被第一结构部分或支撑结构吸收，这防止了在机械作用下底部的过度变形。

可以规定第一结构部分抵靠着形成底部中心部分的底部部分。第二结构部分可以抵靠着形成盖子边缘部分的盖子部分。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定在支撑结构和底部之间布置有至少一个线圈底部，其中第一结构部分至少部分地抵靠线圈底部。线圈底部可以例如通过纤维复合材料的热成型而成。线圈底部可以具有(1.0±0.3)mm，优选为1.0mm的壁厚。可以提供例如具有玻璃纤维的有机片材作为纤维复合材料。

可以规定底部具有边缘部分。线圈底部可以优选地形成为带有平坦底部的盒，其中该盒具有与底部的边缘部分互补形成的边缘结构。盒能够优选地由连续纤维增强塑料形成。线圈底部可以在结构上和/或通过材料配合(例如，通过胶合)连接到所得接触区域中的底部。

可以规定在底部和线圈底部之间的这些结构连接部分地存在。特别地，这些结构连接可以设置在第一结构部分的区域中和/或线圈底部侧边缘结构的区域中。通过底部和线圈底部之间的这种局部结构连接，结合至少局部存在的底部凸部以及支撑结构，可以形成将力从道路方向(例如，在由石块撞击或撞击护柱造成的载荷的情况下)基本上经由支撑结构传递到车辆和/或车辆的局部区域的结构单元。在这种情况下，底部的凸部能够朝向道路延伸并远离线圈底部。

在根据本发明的解决方案的一个有利的改进方案中，规定在安装位置中感应充电装置能够通过至少一个车辆部分固定在电动车辆上，其中在感应充电装置的安装位置中，第二结构部分至少部分地抵靠电动车辆的车辆部分。

在感应充电装置的安装位置中，盖子可以抵靠车辆。车辆部分可以包括车辆的结构元件以及能够将盖子和/或底部紧固到车辆结构元件的对应紧固件。紧固件例如可以是部分地插入车辆结构元件并且部分地穿过盖子和/或底部的容纳部的螺钉元件。

由于第二结构部分至少部分地抵靠车辆部分和/或在结构上刚性地连接到车辆部分，所以产生的力不完全地传递到盖子，而是部分地传递到车辆部分并因此部分地传递到车辆。由此能够利用车辆的机械结构上坚固的部分，使得盖子能够设计成具有较小的壁厚而不会损伤感应充电装置的机械强度。

支撑结构可以设计成使得至少一半产生的力传递到车辆部分。可以规定底部具有加强的边缘部分，第二结构部分的不抵靠车辆部分的局部区域抵靠该加强的边缘区域。由此能够减小作用于盖子的力的大小。加强边缘部分可以包括结构加强件。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定在安装位置中感应充电装置能够通过至少一个车辆部分固定在电动车辆上，其中在感应充电装置的安装位置中，第二结构部分至少部分地抵靠底部，其中底部的至少部分地布置在第二结构部分和车辆部分之间的至少一个局部部分具有结构加强件，尤其是几何结构加强件。

在第二结构部分终止于车辆部分附近的这类实施例中，在结构部分端部和车辆部分之间形成结构上加强的底部，以将力从第二结构部分传递到车辆部分。结构加强件可以理解为底部的增加机械强度的构造。结构加强件也可以由另外的加强元件形成。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定第一结构部分构造成圆环和/或圆柱体和/或空心圆柱体，其中第二结构部分包括多个支撑臂，其中支撑臂抵靠第一结构部分并且布置为在第一结构部分的圆周方向上彼此间隔开地。可以规定支撑臂存在于第一结构部分的内部和/或外部。此外，可以规定支撑臂在第一结构部分的圆周方向上基本等距地布置。另外，可以规定设置偶数个支撑臂。可以规定第二结构部分具有八个支撑臂，在第一结构部分的圆周方向上在每个支撑臂之间分别存在45°的角度间隔。

圆环形第一结构部分能够使产生的力基本上均匀分布于所有支撑臂。由此能够用较小重量的支撑结构实现紧凑且机械稳定的构造。可以规定比第一结构部分外部的支撑臂具有更短的纵向延伸的支撑臂设置在圆环形第一结构部分内。可以规定在第一结构部分内设置在圆环形第一结构部分的中心处相互连接的八个支撑臂。

可以规定多个磁导体设置在感应充电装置内部，例如布置在支撑臂之间。还可以设想支撑臂的数量对应于磁导体的数量。磁导体可以具有三角形几何构造。

支撑结构可以相对于壳体，尤其是底部和/或盖子单独形成。支撑臂可以布置成至少部分地与壳体，尤其是底部和/或盖子不接触。在圆周方向上，在两个相邻的支撑臂之间可以布置至少一个磁导体，尤其是一个磁导体和/或两个场磁导体。在两个支撑臂之间可以分别布置磁导体，尤其是单件式磁导体。磁导体件能够分别位于两个支撑臂之间。

在根据本发明的解决方案的一个有利改进方案中，规定至少一个支撑臂具有非直线轮廓、优选弯曲轮廓的局部部分。优选地，可以实现这种非直线轮廓以使支撑臂的这个局部部分比在支撑臂起点和终点的直线连接的情况下更远离底部。这优化了力的传递并且同时为感应线圈创造了设计空间。该局部部分的曲线的曲率半径可以大于在支撑臂和第一结构部分之间的过渡处的第二曲率半径。通常，两个曲率半径不需要是常数，而是可以在曲线的不同位置中改变。由此改善了作用力从第一结构部分到第二结构部分并因此到车辆部分的传递。另外，这使在第一结构部分和第二结构部分之间的弹性的或有回弹力的相对运动成为可能，使得一部分作用力转换成支撑结构的弹性形变。由此能够减小车辆部分和/或盖子的机械载荷。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定感应线圈至少部分地、尤其是关于Z方向布置在支撑结构的第二结构部分和壳体的底部之间。由此使感应充电装置的尤其紧凑且机械稳固的结构成为可能。

在根据本发明的解决方案的一个有利改进方案中，规定底部的至少一个局部部分形成远离盖子延伸的凸部，尤其是曲线和/或曲面的凸部。可以规定底部的不抵靠第一结构部分的那个局部部分分别具有远离盖子延伸的凸部。由此首先能够将作用于感应充电装置的力通过底部引导到车辆部分，其中在凸部的过度变形下支撑结构将吸收一部分作用力并因此防止对底部的破坏。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定盖子至少部分地具有加强筋。可以规定加强筋形成在盖子的与支撑结构的第二结构部分抵靠的局部部分中。加强筋可以具有与支撑臂的布置互补的布置。例如，如果支撑臂布置成辐射状，则加强筋也可以布置成辐射状。由此增加了盖子的刚度或机械强度，使得盖子能够具有更薄的壁厚或者在给定的壁厚下能够吸收更大的力。此外，加强筋对盖子或感应充电装置的可能的振动状态具有阻尼作用。

在根据本发明的解决方案的一个有利改进方案中，规定在盖子和底部之间设置用于流体的流动控制的至少一个冷却管道系统。冷却管道系统可以包括流体入口和流体出口。冷却管道系统可以以在盖子的至少一个局部表面上通过材料配合安装中间底部的方式来形成多个冷却管道，使得冷却管道部分地由盖子并且部分地由中间底部形成。中间底部可以例如通过对塑料的注塑成型来形成。中间底部可以具有(4.0±1.0)mm，优选为4.0mm的最大壁厚。由塑料制成的中间底部能够通过胶合、注塑或铆接安装在盖子上。中间底部能够由铝制成，尤其是形成为压花钣金部件。中间底部可以具有(1.0±0.5)mm，优选为1.0mm的壁厚。在这种情况下，中间底部能够通过焊接或胶合安装在盖子上。可以规定冷却管道系统包括多个局部冷却区域，其中局部冷却区域彼此流体连接。另外，可以设想流体通过局部冷却区域的流动能够彼此独立地进行。局部冷却区域可以具有基本上三角形的轮廓。

可以规定磁导体经由导热元件导热地连接到冷却管道系统，其中导热元件与空气相比具有较低的热阻抗。导热元件可以是例如具有高导热率的胶。导热元件可以是导热膜或导热胶。导热元件可以具有(1.0±0.5)mm，优选为1.0mm的壁厚。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定在感应线圈和底部之间设置至少一个线圈底部和一个线圈支架，尤其是相对于线圈底部单独形成的线圈支架。线圈支架能够由塑料制成。线圈支架可以具有(0.6±0.2)mm，优选0.6mm的壁厚。线圈底部可以例如通过纤维复合材料的热成型而成。线圈底部可以具有(1.0±0.3)mm，优选为1.0mm的壁厚。纤维复合材料可以是例如带有玻璃纤维的有机片材。线圈支架可以胶合到线圈底部上或者在线圈底部的热成型期间由塑料基质压印而成。感应线圈可以夹在和/或胶合到线圈支架中。线圈底部还用于稳定底部防止形变，因为线圈底部由于是纤维毡材料而具有高拉伸强度。

在根据本发明的解决方案的一个有利改进方案中，规定第一结构部分至少部分地抵靠线圈底部。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定第一结构部分抗剪切地连接到线圈底部，其中第二结构部分抗剪切地连接到盖子。由此能够使感应充电装置的尤其稳定的机械构造成为可能。

在根据本发明的解决方案的一个有利改进方案中，规定在磁导体和冷却管道系统之间设置导热元件，以便能够改善热接触。

在根据本发明的解决方案的一个有利改进方案中，规定在感应线圈和磁导体之间设置导热元件，以便将感应线圈中产生的热能通过导热元件和磁导体排放到冷却管道系统。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定盖子具有容纳部分，其中电子模块被容纳在该容纳部分中。电子模块可以具有例如电力电子单元和/或控制单元和/或通信单元和/或监控单元和/或电加热元件。例如通过深拉或压印铝形成的盖子的容纳部分可以形成为盖子的凹槽和/或凹陷。容纳部分可以具有(1.0±0.5)mm，优选1.0mm的壁厚。容纳部分可以通过胶合、通过焊接或通过紧固件连接到盖子。

在根据本发明的解决方案的一个有利改进方案中，规定在感应充电装置的安装位置中，盖子与车辆侧屏蔽元件、尤其是相对于盖子单独形成的车辆侧屏蔽元件形成对电场和磁场的屏蔽。由此防止了对车辆的部件(尤其是电子部件)的功能的负面影响，并且防止由导电材料制成的大多车辆结构部件的涡流产生的过热。

可以规定热敏电子部件附接在盖子的背离绞合线的一侧上，以便经由盖子将功率损耗传递到冷却管道系统。

可以规定底部和/或盖和/或支撑结构适合于相应车辆的车辆部分，感应充电装置的其余部件能够标准化地用于任何给定车辆。

此外，可以规定盖子具有在狭窄区域中提供了额外的设计空间的压花和/或凹槽。该设计空间可以例如由单独的大尺寸电子部件(例如滤波器线圈)使用，以便进一步减小应用的整体尺寸。

还可以规定，由于电磁中性，非导电玻璃纤维用于所有含纤维的材料。同样可以设想使用其他非导电纤维材料。

在根据本发明的解决方案的一个有利改进方案中，规定电子模块布置在盖子的面向车辆的一侧。电子模块可以具有设计用于转换电压或电流的至少一个电力电子装置。

在根据本发明的解决方案的有利改进中，规定电子模块布置在盖子中的容纳部分中以及在盖子的面向车辆的一侧上。电子模块可以具有设计用于转换电压或电流的至少一个电力电子装置。

在根据本发明的解决方案的一个有利改进方案中，规定感应充电装置具有EMC保护装置，其中EMC保护装置完全覆盖电子模块并且通过合适的连接件完全固定在盖子的面向车辆的一侧上，使得由电子模块发出的电磁信号能够不能干扰位于附近的其他电气装置设备。电子模块可以具有设计用于转换电压或电流的至少一个电力电子设备。

在一个尤其合适的实施例中，在EMC保护装置和盖子之间的环绕连接同样满足对有毒介质的足够密封性的要求(例如，IP69)。

EMC保护装置可以由电磁屏障材料构成和/或包括电磁屏障材料，或者也可以由非电磁屏障材料组成的混合材料构成和/或包括该混合材料。EMC保护装置可以设置有合适的屏障涂层和/或合适的屏障结构。屏障结构可以形成为例如由导电材料制成的网状结构。

EMC保护装置可以由壁厚为(1.0±0.5)mm、优选为1.0mm的电磁屏障材料(例如铝)构成和/或包括该电磁屏障材料，或者也可以由壁厚为(1.5±1.0)mm、优选为1.5mm的非电磁屏障材料(例如塑料)的混合材料构成和/或包括该混合材料，EMC保护装置设置为具有壁厚为(0.1±0.09)mm、优选为0.1mm的合适的屏障涂层(例如金属涂层)，和/或网眼尺寸为(1.5±1.0)mm、优选1.5mm和线厚度为(0.3±0.2)mm、优选0.3mm的合适的屏障结构(例如金属晶格结构)。

在根据本发明的解决方案的一个有利改进方案中，规定EMC保护装置具有用于感应充电装置的电连接件和流体连接件的引线部和/或合适的适配器。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定第二结构部分形成在圆周方向上环绕的结构框架，该结构框架至少部分地抵靠盖子的盖子部分。环绕的结构框架可以相对于圆周方向完全和/或连续环绕而成。环绕的结构框架的背离底部的至少一侧表面可以完全抵靠盖子的盖子部分，尤其接触地抵靠。环绕的结构框架可以部分或全部由连续纤维增强塑料形成。环绕的结构框架可以具有矩形和/或正方形形状。在这种情况下，环绕的结构框架可以具有基本上直线延伸的多个结构框架区段。直线延伸的结构框架区段可以分别经由拐角区域彼此连接。拐角区域可以至少部分是圆角和/或弯曲的。每两个在圆周方向上彼此相邻布置的直线延伸的结构框架区段可以基本上横向和/或彼此垂直地定向。可以规定环绕的结构框架具有经由至少四个拐角区域彼此连接的直线延伸的至少四个结构框架区段，其中在圆周方向上的两个相邻结构框架区段之间形成一个拐角区域。环绕的结构框架使在第二结构部分中沿Z方向作用的垂直力的更均匀的分布成为可能。

在根据本发明的解决方案的一个有利改进方案中，规定在结构框架的至少一个拐角区域中形成至少一个容纳装置，和/或第一结构部分基本上形成为具有圆形拐角区域的正方形。可以规定结构框架的每个拐角区域、尤其是结构框架的至少四个拐角区域分别形成容纳装置。至少一个容纳装置可以设计用于容纳车辆部分的至少一个局部部分，尤其是用于容纳紧固件。在这种情况下，至少一个容纳装置可以形成为至少部分地与紧固件互补。至少一个容纳装置可以形成为环和/或套管。在这种情况下，可以规定紧固件至少部分地穿过环形和/或套管形容纳装置。由于具有圆形拐角区域的第一结构部分的基本上正方形的构造，能够在第一结构部分中实现更均匀的力分布。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定第二结构部分具有多个支撑臂，其中支撑臂分别通过第一端抵靠第一结构部分并且布置为在第一结构部分的圆周方向上相互间隔开，其中支撑臂分别通过第二端抵靠环绕的结构框架。支撑臂的第二端可以例如抵靠结构框架的直线延伸的结构框架区段。支撑臂可以通过材料配合和/或力配合和/或形状配合连接到第一结构部分和/或环绕的结构框架，尤其连接到直线延伸的结构框架区段。

可以规定支撑臂形成在第一结构部分的内部和/或外部。此外，可以规定支撑臂在第一结构部分的圆周方向上基本等距地布置。另外，可以规定设置偶数个支撑臂。可以规定第二结构部分具有八个支撑臂，每个支撑臂之间在第一结构部分的圆周方向上分别存在45°的角度间隔。

支撑臂至少部分地在圆周方向上以一角度间隔开和/或旋转，尤其是相对于结构框架的至少一个对称轴线和/或对称平面以基本上22.5°的角度间隔开和/或旋转。在结构框架的俯视平面中，对称轴线可以认为是在俯视平面和对应的对称平面之间的交线，其中相应的对称平面垂直于和/或横切于俯视平面。可以规定对称平面垂直于和/或横切于圆周方向。结构框架的至少一个对称轴线和/或对称平面可以形成为对角轴线和/或对角平面。对角轴线和/或对角平面延伸穿过结构框架的至少两个相互间隔开的拐角区域以及穿过和/或沿着结构框架的重心。结构框架的至少一个对称轴线和/或对称平面可以形成为中点轴线和/或中点平面。中点轴线和/或中点平面延伸穿过结构框架的至少两个间隔开的直线延伸的结构框架区段的至少两个中点并且穿过和/或沿着结构框架的重心。结构框架可以具有至少第一对角轴线和/或第一对角平面，其垂直于和/或横切于第二对角轴线和/或第二对角平面。结构框架可以具有至少一个第一中点轴线和/或第一中点平面，其垂直于和/或横切于第二中点轴线和/或第二中点平面。中点轴线和/或中点平面可以在圆周方向上相对于对角轴线和/或对角平面以基本上45°的角度间隔开和/或旋转。

通过环绕的结构框架，作用力、尤其是沿Z方向作用的力能够更均匀地分布于支撑臂。通过将支撑臂布置在结构框架的直线延伸的结构框架区段上，能够引入磁导体使得通过支撑臂的分布来支持或有助于磁场密度和/或磁通密度在感应线圈的拐角中的集中。因此总体上增加了结构和/或机械强度，并且还改善了磁场分布和/或磁通密度分布和/或使所述分布均匀化。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定至少一个磁导体由多个局部零件形成，尤其是由两个和/或多个几何形状不同的局部零件形成，其中至少一个磁导体的局部零件经由中间材料通过材料配合相互连接。中间材料可以是例如粘合剂和/或胶水。局部零件可以形成为三角形或梯形的形状。在感应充电装置的俯视图中例如可以看到这种三角形或梯形构造。可以规定感应充电装置具有第一组八个相同的局部零件和第二组四个相同的局部零件以形成磁导体。在这种情况下，可以规定第一组四个局部零件与第二组四个局部零件经由中间材料通过材料配合相互连接。因此，可以规定感应充电装置形成至少四个单件式磁导体和四个两件式磁导体。第一组的局部零件与第二组的局部零件相比具有更大的物理体积。关于至少一个对角轴线和/或一个对角平面与结构框架的拐角区域相对的第一组的局部零件可以通过中间材料以材料配合的方式接合到第二组的至少一个局部零件。在这种情况下，第二组的局部零件可以关于至少一个对角轴线和/或至少一个对角平面布置在结构框架的拐角区域和第一组的局部零件之间。第一组的局部零件能够沿着引入中间材料的连接区域以材料配合的方式接合到第二组的局部零件。连接区域能够基本垂直于和/或横切于至少一个对角轴线和/或至少一个对角平面定向。在设计空间方面可以引入磁导体以支持和/或有助于磁场密度和/或磁通密度在感应线圈的拐角中的集中。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定结构框架的至少一个结构框架区段形成至少一个容纳装置，和/或结构框架的至少一个结构框架区段形成沿结构框架区段间隔开的至少两个容纳装置。结构框架区段可以是基本上直线延伸的结构框架区段。可以规定结构框架的每个结构框架区段形成至少一个容纳装置或多个容纳装置。特别地，可以规定结构框架的每个结构框架区段形成沿着相应的结构框架区段间隔开的至少两个容纳装置。在矩形和/或正方形形状的环绕的结构框架中，例如，可以形成八个容纳装置，其中每两个这些容纳装置能够通过基本上直线延伸的结构框架区段形成。由此能够改善感应充电装置与电动车辆的附接的机械强度。

在根据本发明的解决方案的另一有利实施例中，规定至少一个支撑臂布置在至少一个容纳装置上，和/或多个支撑臂分别布置在至少一个容纳装置上，和/或所有支撑臂分别布置在至少一个容纳装置上。可以规定不同的支撑臂布置在不同容纳装置上。布置可以理解为是相应的支撑臂接触地并且抵靠地布置在容纳装置上和/或相应的支撑臂通过材料配合和/或形状配合和/或力配合连接到容纳装置。由此能够实现在支撑臂上更均匀的载荷分布。

本发明的其他重要特征和优点将从从属权利要求、附图以及借助于附图的相应附图说明显现出来。

当然，上述和下面将要说明的特征不仅可以以特别提出的组合使用，而且在不脱离本发明范围的情况下可以以其他组合或单独使用。

附图说明

本发明的优选示例性实施例在

附图中示出，并且将在以下描述中更详细地说明，其中，相同的附图标记涉及相同或相似或等同功能的部件。

图分别示意性地示出：

图1：根据本发明的感应充电装置在其安装位置的极大简化的俯视图，

图2：根据本发明的感应充电装置的另一俯视图，

图3：沿图1中的线A-A通过根据本发明的感应充电装置在其安装位置的极大简化的对角截面，

图4：沿图1中的线B-B通过根据本发明具有电子模块的感应充电装置的极大简化的横截面，

图5：沿图1中的线B-B通过根据本发明具有冷却管道系统的感应充电装置的实施例的横截面，

图6：沿图1中的线B-B通过根据本发明具有用于热连接的特殊界面材料的感应充电装置的另一实施例的横截面，

图7：沿图1中的线B-B通过根据本发明具有电子模块的感应充电装置的另一实施例的横截面，该电子模块可以具有电力电子单元并且具有EMC保护装置，

图8：根据本发明的感应充电装置的另一实施例的俯视图，

图9：根据本发明的感应充电装置的另一实施例的等距示意图，

图10：根据本发明具有盖子和EMC保护装置的感应充电装置的另一实施例的等距示意图，

图11：相对于图1中的线B-B平行移位的通过根据本发明的感应充电装置的另一实施例的正交截面的侧视图，

图12：沿图1中的线A-A通过根据本发明的感应充电装置的另一实施例的对角截面的侧视图，

图13：沿图1中的线A-A通过根据本发明在其安装位置的另一感应充电装置的极大简化的对角截面，其中，第二结构部分抵靠车辆部分，

图14：沿图1中的线A-A通过根据本发明的感应充电装置的另一实施例的对角截面的侧视图，其中，第二结构部分抵靠具有结构加强件的底部，

图15：根据本发明具有环绕的结构框架的感应充电装置的极大简化的俯视图，

图16：没有感应线圈的图15的另一俯视图，

图17：根据本发明具有环绕的结构框架的感应充电装置的另一实施例的极大简化的俯视图，

图18：根据图17的感应充电装置的另一简化俯视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的感应充电装置1在其安装位置12的极大简化的俯视图，这里示出了底部3和支撑结构7。支撑结构7具有在俯视图中具有圆环形轮廓的第一结构部分8。此外，支撑结构7包括在该示例性实施例中由八个支撑臂14形成的第二结构部分9，该支撑臂在圆周方向15上绕着第一结构部分8彼此间隔开地布置。

设置车辆部分13，其能够用于将感应充电装置1固定到车辆(未示出)的结构元件13a。这能够通过合适的紧固件13b完成，例如螺纹连接件。结构元件13a和紧固件13b在图1中由虚线示出。如图1所示，四个支撑臂14连接到车辆部分13，这里其他四个支撑臂14连接到或者抵靠底部3的边缘区域。至少抵靠车辆部分13的支撑臂14可以具有容纳装置37，容纳装置37可以设计成容纳车辆部分13的至少一个局部部分，尤其是紧固件13b。在这种情况下，容纳装置37可以构造成至少部分地与紧固件13b互补。这些容纳装置37可以形成为环状。

在圆环形第一结构部分8的内部例如设置有比第一结构部分8外部的支撑臂14具有更短纵向延伸的支撑臂38。

此外与图1相比，图2还示出了感应线圈5以及八个磁导体6，每个磁导体6分别具有三角形几何构造。该示例性实施例中的感应线圈5形成为扁平螺旋线圈，这里感应线圈5也可能是双D构造的。

图3示出了根据本发明的感应充电装置1在其安装位置12的极大简化的侧视图，其中也示出了车辆的结构元件13a和在车辆部分13中的合适的紧固件13b。感应充电装置1具有盖子4，盖子4部分地抵靠底部3，这里支撑结构7布置在底部3和盖子4之间。

支撑结构7的第一结构部分8抵靠底部3的底部部分11。如图5中所示，还可以规定在支撑结构7的第一结构部分8和底部3的底部部分11之间布置线圈底部22。支撑结构7的第二结构部分9或支撑臂14至少部分地抵靠盖子4的盖子部分10。

第一结构部分8至少部分地形成为空心圆柱体，其中第一结构部分8的局部部分29面向盖子4延伸，其中可以规定在无负载状态下局部部分29不抵靠盖子4。还可以设想在无负载状态下局部部分29抵靠盖子4。盖子4具有在该示例性实施例中构造成凹槽的容纳部分25。如图4至图7中示意性示出的，容纳部分25能够容纳电子模块26。可以规定容纳部分25布置为与第一结构部分8的局部部分29基本齐平。

图4示出了根据本发明的具有电子模块26的感应充电装置1的极大简化的侧视图。与图3相比，盖子4具有加强筋20，以提高感应充电装置1整体机械稳定性和盖子4的机械稳定性。此外，底部3在不抵靠第一结构部分8的局部部分中具有远离盖子4延伸的凸部19。

第二结构部分9或支撑臂14相对于底部3具有带有曲线16的非直线轮廓。因此支撑臂14至少部分地具有面向盖子4的弯曲部。曲线16的曲率半径17大于在第一结构部分8和第二结构部分9之间的过渡处的曲率半径18。

图5示出了根据本发明的具有冷却管道系统21的感应充电装置1的一个实施例的侧视图。另外，还示出了磁导体6和感应线圈5。感应线圈5包括多个布置在线圈支架23中的绞合线绕组。线圈支架23布置在线圈底部22上，所述线圈底部可以具有部分或完全对应于底部3的表面和/或底部部分的延伸量。

线圈底部22优选地构造为具有平坦底部和形成为与底部3互补的边缘39的盒，优选地由连续纤维增强塑料形成。线圈底部22可以在所得接触区域40中结构连接(例如，通过胶合)到底部3。这种结构连接尤其是设置在第一结构部分8的区域中和在线圈底部22侧边缘结构的区域中。通过在底部3和线圈底部22之间的这些局部结构连接与底部3中的凸部19的组合，产生了尤其有利的结构，该结构能够将来自道路方向(例如在由石头撞击或撞击护柱而造成的载荷的情况下)以及基本上平行于Z方向30作用的力经由第一支撑结构8和第二支撑结构9转移到车辆部分13或者车辆的车身结构。

与图5相比，在图6中，导热元件24设置在感应线圈5和磁导体6之间。在该实施例中，在冷却管道系统21和磁导体6之间设置有另外的导热元件32。

图7示出了沿图1中的线B-B通过根据本发明的具有电子模块26和EMC保护装置33的感应充电装置1的另一实施例的横截面，该电子模块可以具有电力电子单元。电子模块26具有布置在车辆中的感应充电装置1的安装位置中至少部分地位于盖子4上方的加宽的局部部分。电子模块26至少部分地以跨热界面34、尤其跨导热元件导热的方式连接到盖子4。热界面34至少部分地布置在盖子4和电子模块26和/或电子模块26的加宽局部部分之间。

感应充电装置1具有覆盖电子模块26的EMC保护装置33，使得电子模块26布置在EMC保护装置33和底部3之间。EMC保护装置33在电磁方面连接到盖子4，以实现基本上紧密或完全屏蔽。EMC保护装置33可以具有电连接件35和流体连接件36。

图8示出了根据本发明的具有正方形感应线圈5的感应充电装置1的另一实施例的俯视图。在圆环形第一结构部分8内部例如没有设置支撑臂38和支撑臂14。

图9示出了具有支撑结构7和磁导体6的感应充电装置1的一个实施例的等距视图。

图10示出了感应充电装置1的一个实施例的等距视图，其具有带有集成电连接件35和集成流体连接件36的EMC保护装置33。

图11示出了通过根据本发明的感应充电装置1的另一实施例的正交截面的侧视图，该截面与图1中的线B-B平行。感应充电装置1具有至少一个流体连接件36、EMC保护装置33、电子模块26、盖子4、至少一个磁导体6、感应线圈5、线圈支架23、底部3的凸部19、冷却管道系统21、线圈底部22以及第一结构部分8和第二结构部分9。EMC保护装置33可以构造为至少部分地与电子模块26的局部部分互补。EMC保护装置33可以具有容纳部，该容纳部能够构造为至少用于局部地容纳电子模块26。

图12示出了沿图1中的线A-A通过根据本发明的感应充电装置1的另一实施例的对角截面的侧视图。感应充电装置1具有至少一个EMC保护装置33、电子模块26、盖子4、至少一个磁导体6、感应线圈5、线圈底部22和线圈支架23、底部3的凸部19、冷却管道系统21、第一结构部分8、带有支撑臂14的第二结构部分9。EMC保护装置33可以构造为至少部分地与电子模块26的局部部分互补。EMC保护装置33可以具有能够构造为至少用于局部地容纳电子模块26的容纳部。

图13示出了根据本发明的另一感应充电装置1在其关于道路28的安装位置12中的极大简化的侧视图。在安装位置12中盖子4连接到车辆侧的屏蔽元件27，以在Z方向30上形成对电场和磁场的屏蔽。

与绘制的图不同，车辆侧屏蔽元件27可以具有比感应线圈5更大的尺寸，以便还保护诸如车轴和/或车辆的纵梁或横梁等结构元件。车辆侧屏蔽元件27也可以布置在结构元件13a和盖子4之间。对于图14的简图同样适用。

由此防止了对车辆的部件、尤其是电子部件的负面影响。感应充电装置的高度也沿Z方向30确定。

图14示出了沿图1中的线A-A通过根据本发明的感应充电装置1的另一实施例的对角截面的侧视图，其中第二结构部分9抵靠底部3而不是抵靠车辆部分13。底部3的至少部分地位于第二结构部分9和车辆部分13之间的至少一个局部部分具有结构加强件31。这些结构加强件31可以设计为机械上更具刚性的区域。这些结构加强件31用于将在第二结构部分9出现的力传递到车辆部分13。

图15示出了感应充电装置1，其中第二结构部分9在圆周方向15上形成至少部分地抵靠盖子4的盖子部分10的环绕的结构框架41。

第二结构部分9包括多个支撑臂14，其中支撑臂14分别通过第一端抵靠第一结构部分8并且布置为在第一结构部分8的圆周方向15上相互间隔开，其中支撑臂14分别通过第二端抵靠环绕的结构框架41。支撑臂14至少部分地在圆周方向15上关于结构框架41的至少一个对称轴线和/或对称平面43、44、45、46以一角度间隔开和/或旋转，尤其是基本上以22.5°的角度间隔开和/或旋转。在图15的结构框架的俯视平面或图示平面中，对称轴线43、44、45、46可以认为是俯视平面或图示平面与对应的对称平面43、44、45、46之间的交线，其中相应的对称平面43、44、45、46垂直于和/或横切于俯视平面或图示平面。

在结构框架41的至少一个拐角区域42中，形成至少一个容纳装置37，并且第一结构部分8基本上构造为具有圆形拐角区域的正方形。

结构框架41可以具有垂直于和/或横切于第二对角轴线和/或第二对角线平面44的至少一第一对角轴线和/或第一对角平面43。结构框架可以具有垂直于和/或横切于第二中点轴线和/或第二中点平面46的至少一个第一中点轴线和/或第一中点平面45。中点轴线和/或中点平面45和/或46可以在圆周方向15上相对于对角轴线和/或对角平面43和/或44以基本上45°的角度间隔开和/或旋转。

在图16中能够清楚地看到至少一个磁导体6由多个局部零件47和47a形成，尤其是由两个或更多个几何形状不同的局部零件47和47a形成。至少一个磁导体6的局部零件47和47a通过中间材料沿结合区域48通过材料配合相互连接。

与图16相比，在图17中，感应充电装置1包括环绕的结构框架41，在结构框架39的每个直线延伸的结构框架区段49上形成至少两个容纳装置37。在该示例性实施例中，拐角区域42不具有容纳装置37，但是也可以设想在图17的实施例中在拐角区域42中形成附加的容纳装置37。在图17中形成分别布置在至少一个容纳装置37处的八个支撑臂14。

在图18中，为清楚起见，结构框架41的拐角区域42a、42b、42c和42d用白色表示，并且直线延伸的结构框架区段49a、49b、49c和49d继续用黑色填充。环绕的结构框架41基本上是矩形和/或正方形。环绕的结构框架41在此具有多个基本上直线延伸的结构框架区段49a、49b、49c和49d。直线延伸的结构框架区段49a、49b、49c和49d分别经由拐角区域42a、42b、42c或42d彼此连接。拐角区域42a、42b、42c和42d至少部分地可以形成为带圆角和/或弯曲的。每两个在圆周方向15上彼此相邻布置的直线延伸的结构框架区段49a、49b、49c和/或49d基本上彼此横切和/或垂直。结构框架41的这种描述也适用于图15至图17，其中根据示例性实施例，容纳装置37可以由拐角区域42a、42b、42c、42d和/或由结构框架区段49a、49b、49c、49d形成。

Claims (20)

1.一种用于电动车辆的感应充电装置(1)，

-具有壳体(2)，所述壳体具有底部(3)和盖子(4)，

-具有至少一个感应线圈(5)和至少一个磁导体(6)，所述至少一个感应线圈和所述至少一个磁导体至少部分地布置在壳体(2)中，

-具有支撑结构(7)，所述支撑结构至少部分地布置在壳体(2)中，

-其中，所述支撑结构(7)包括第一结构部分(8)和第二结构部分(9)，

-其中，所述第二结构部分(9)至少部分地抵靠盖子(4)的盖子部分(10)。

2.根据权利要求1所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

所述第一结构部分(8)至少部分地抵靠底部(3)的底部部分(11)。

3.根据权利要求1所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

-在支撑结构(7)和底部(3)之间布置有至少一个线圈底部(22)，

-其中，所述第一结构部分(8)至少部分地抵靠线圈底部(22)。

4.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

-在安装位置(12)中，感应充电装置(1)能够通过至少一个车辆部分(13)固定在电动车辆上，

-其中，在感应充电装置(1)的安装位置(12)中，第二结构部分(9)至少部分地抵靠电动车辆的车辆部分(13)。

5.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

-在安装位置(12)中，感应充电装置(1)能够通过至少一个车辆部分(13)固定在电动车辆上，

-其中，在感应充电装置(1)的安装位置(12)中，第二结构部分(9)至少部分地抵靠底部(3)，

-其中，所述底部(3)的至少部分地位于第二结构部分(9)和车辆部分之间的至少一个局部部分包括结构加强件(31)，尤其是几何结构加强件(31)。

6.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

-所述第一结构部分(8)构造为圆环和/或圆柱体和/或空心圆柱体，

-所述第二结构部分(9)包括多个支撑臂(14)，

-其中，所述支撑臂(14)抵靠第一结构部分(8)并且布置为在第一结构部分(8)的圆周方向(15)上彼此间隔开。

7.根据权利要求6所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

至少一个支撑臂(14)包括具有非直线轮廓、优选弯曲轮廓的局部部分。

8.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于

-所述感应线圈(5)至少部分地、尤其关于Z方向(30)布置在支撑结构(7)的第二结构部分(9)和壳体(2)的底部(3)之间，和/或

-所述底部(3)的至少一个局部部分形成远离盖子延伸的凸部(19)，尤其是曲线和/或曲面的凸部(19)。

9.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

在盖子(4)和底部(3)之间设置有至少一个冷却管道系统(21)，用于流体的流动控制。

10.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

在感应线圈(5)和底部(3)之间设置有至少一个线圈底部(22)和线圈支架(23)，尤其是相对于线圈底部(22)单独形成的线圈支架(23)。

11.根据权利要求10所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

-所述第一结构部分(8)至少部分地抵靠线圈底部(22)，和/或

-所述第一结构部分(8)抗剪切地连接到线圈底部(22)，

-所述第二结构部分(9)抗剪切地连接到盖子(4)。

12.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

-在磁导体(6)和冷却管道系统(21)之间设置有导热元件(32)，和/或

-在感应线圈(5)和磁导体(6)之间设置有导热元件(24)。

13.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

-所述盖子(4)具有容纳部分(25)，

-其中，电子模块(26)被容纳在所述容纳部分(25)中。

14.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

在感应充电装置(1)的安装位置(12)中，盖子(4)与车辆侧屏蔽元件(27)、尤其是相对于盖子(4)单独形成的车辆侧屏蔽元件(27)形成对电场和磁场的屏蔽。

15.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

-电子模块(26)布置在盖子(4)的面向车辆的一侧上，和/或

-电子模块(26)布置在盖子(4)中的容纳部分(25)中以及在盖子(4)的面向车辆的一侧上。

16.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

-所述感应充电装置(1)包括EMC保护装置(33)，

-其中，所述EMC保护装置(33)完全覆盖电子模块(26)并且通过合适的连接件完全固定在盖子(4)的面向车辆的一侧上，使得由电子模块(26)发出的电磁信号不能干扰位于附近的其他电气装置单元，和/或

-所述EMC保护装置(33)包括用于感应充电装置(1)的电连接件(35)和流体连接件(36)的引线部和/或合适的适配器。

17.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

所述第二结构部分(9)形成在圆周方向(15)上环绕的结构框架(41)，该结构框架至少部分地抵靠盖子(4)的盖子部分(10)。

18.根据权利要求17所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

-在结构框架(39)的至少一个拐角区域(42)中形成有至少一个容纳装置(37)，和/或

-所述第一结构部分(8)基本上形成为具有圆形拐角区域的正方形。

19.根据权利要求17或18所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

-所述第二结构部分(9)包括多个支撑臂(14)，

-所述支撑臂(14)分别通过第一端抵靠第一结构部分(8)并且布置为在第一结构部分(8)的圆周方向(15)上相互间隔开，

-所述支撑臂(14)分别通过第二端抵靠所述环绕的结构框架(41)，

-所述支撑臂(14)至少部分地在圆周方向(15)上关于结构框架(41)的至少一个对称轴线和/或对称平面(43、44、45、46)以一角度间隔开和/或旋转，尤其基本上以22.5°的角度间隔开和/或旋转。

20.根据权利要求6到19之一所述的感应充电装置(1)，其特征在于，

-至少一个支撑臂(14)布置在至少一个容纳装置(37)上，和/或

-多个支撑臂(14)分别布置在至少一个容纳装置(37)上，和/或

-所有支撑臂(14)分别布置在至少一个容纳装置(37)上。

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