CN111565966A - 用于车辆蓄电池的感应式的充电组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于车辆蓄电池的具有配对线圈组件的感应式充电组件，充电组件包括至少一个位于车辆外的初级线圈组件(2、2’、2”)和至少一个位于车辆内的次级线圈组件(3、3’、3”)，初级线圈组件(2、2’、2”)和次级线圈组件(3、3’、3”)分别具有线圈和磁芯，在相应地定位车辆并对初级线圈组件(2、2’、2”)通电时，通过感应耦合将电能从初级线圈组件(2、2’、2”)传输给次级线圈组件(3、3’、3”)，传输区域具气隙，设有用于使初级线圈组件(2、2’、2”)与次级线圈组件(3、3’、3”)之间的气隙最小化的器件。提出，在初级线圈组件(2、2’、2”)的区域中和/或在次级线圈组件(3、3’、3”)的区域中，布置和构造至少一个能以高导磁能力的液体填充或可填充的、能可逆地变形的容器，使得容器通过高导磁能力的液体的压力加载而向配对线圈组件的相应另一线圈组件的方向变形，容器和位于其中的高导磁能力的液体布置成，使得高导磁能力的液体至少在能可逆地变形的容器变形之后以使气隙最小化的方式成为初级线圈组件(2、2’、2”)与次级线圈组件(3、3’、3”)之间的传输区域的一部分。

Description

用于车辆蓄电池的感应式的充电组件

技术领域

本发明的主题是一种根据权利要求1的前序部分所述的用于车辆蓄电池的感应式的充电组件。

背景技术

在电驱动的车辆中，通常使用蓄电池，蓄电池从车辆外部提取并且中间储存对于驱动所需的电能。为了蓄电池的充电，在车辆侧设置充电装置，充电装置为了供应能量必须与外部的充电站相连接。如果建立了迄今为止优选借助于缆线和插接连接部实现的、外部的充电站与车辆中安装的充电装置的连接，则越来越多地如也在其它技术领域上那样推荐通过感应式耦合从充电站向车辆中的充电装置的能量输送。从原理方面，这种感应式耦合是长期已知的，并且已经多次地技术应用在尤其是受到湿气加载的区域中，或者建立电连接比较麻烦的地方。

用于车辆的感应式充电设备一方面具有嵌入可被车辆驶过的地面区域中的、代表着充电站的充电单元，在充电单元中布置有初级线圈组件，另一方面具有车辆侧的充电装置，车辆侧的充电装置包含次级线圈组件。初级线圈组件和次级线圈组件在此分别具有线圈，线圈具有高导磁能力的线圈芯。在将次级线圈组件适当地定位在布置在地面区域中的初级线圈组件上方时，可从初级线圈向次级线圈传输电能。此时在初级线圈组件和次级线圈组件之间延伸的传输区域也包括在初级线圈组件和次级线圈组件之间形成的气隙，为了改善感应式耦合以及进而改善功率传输，应使该气隙最小化。即，无线的能量传输的效率主要与在初级线圈组件和次级线圈组件之间的气隙的尺寸和初级线圈组件相对于次级线圈组件定向的精确程度相关。

从专利申请WO 2014029439 A1中已知一种充电装置，为了感应式地为可电驱动的车辆的车辆电池充电，充电装置具有初级线圈，初级线圈可借助于处于压力下的介质沿第一方向朝向车辆的次级线圈运动。在此，初级线圈位于至少有时弹性的保持装置上。在此，用于抬起初级线圈的装置可为借助于压缩机充气的波纹管/折叠囊件。

在专利申请US 2017/0080815 A1中描述了类似的组件。然而在此，波纹管被视为机械的抬起机构的保护部。

此外，在专利申请DE 10 2014 218 217 A1中描述了一种用于机动车的充电组件，为了隔离位于地面部分上的异物，充电组件具有圆顶形的遮盖部，该遮盖部也可设计成，可根据需要展开以更好地排开异物。

上述现有技术具有的缺点是，为使在初级线圈组件和次级线圈组件之间的气隙最小化必须移动整个初级线圈组件。

从专利申请DE 10 2016 203 350 A1中描述了用于为电动车充电所用的感应式充电系统的不同的线圈组件。尤其是强调了三种类型。在第一变型方案中，涉及一种圆圈形线圈组件。圆圈形线圈具有的优点是，产生旋转对称的场分布。因此，当保证了两个线圈组件的小的距离和良好的重叠时，机动车在水平方向上的定向不太关键。这种线圈组件的缺点在于，其仅仅具有低的场引导，从而散射通量非常大。

第二实施方式是所谓的DD线圈组件。这种线圈组件具有两个并排布置的铁氧体芯和一个绕组线。绕组线以相同的匝数分别缠绕各个铁氧体芯，其中，绕组围绕第一铁氧体芯的缠绕方向与绕组围绕另一铁氧体芯的缠绕方向相反。这种类型的DD线圈组件具有良好的场引导和进而很少的散射损失，但是具有的缺点是，次级线圈的水平定向必须尽可能精确，这提高了在次级线圈相对于初级线圈定向时的复杂性。

在此被称为同轴线圈组件的第三实施方式结合了这两种组件的优点并且避免了其缺点。为此，第一铁氧体芯构造成空心柱体，并且第二铁氧体芯构造成实心柱体或者空心柱体。第二铁氧体芯的外直径小于第一铁氧体芯的内直径，并且第二铁氧体芯同心地布置在第一铁氧体芯之内。绕组线以相同的匝数分别缠绕各个铁氧体芯，其中，绕第一铁氧体芯的缠绕方向与绕另一铁氧体芯的缠绕方向相反。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的目的是，给出一种用于车辆蓄电池的感应式充电组件，该充电组件在不改变初级线圈或次级线圈和/或其线圈芯的位置的情况下使气隙最小化，并且可同样地应用于所有已知的线圈组件。此外，所述目的还包括给出一种用于运行该组件的方法。

该目的通过主权项的特征部分的特征实现，在与主权项相关的从属权利要求中给出有利的设计方案。在用于运行组件的方法方面，该目的通过权利要求15的特征实现。

从以上描述的类型的感应式充电组件出发，根据本发明提出，在初级线圈组件的区域中和/或在次级线圈组件的区域中，如此布置和构造有至少一个以高导磁能力的液体填充或可填充的、能可逆地变形的容器，使得容器通过高导磁能力的液体的压力加载而向配对线圈组件的相应另一线圈组件的方向变形。此外提出，可变形的容器和位于其中的高导磁能力的液体布置成，使得高导磁能力的液体至少在能可逆地变形的容器变形之后，以使气隙最小化的方式成为在初级线圈组件和次级线圈组件之间的传输区域的一部分。

能可逆地变形的容器的变形例如可通过作用到以高导磁能力的液体填充的容器上的垂直于其变形方向的箍缩力实现，或者通过将附加的高导磁能力的液体在压力下输送到容器中实现。

通过所提出的充电组件的设计方案，有利地实现，为使气隙最小化，既不必使初级线圈和/或其线圈芯移动，也不必使次级线圈和/或其线圈芯移动，而是仅仅使高导磁能力的液体在能可逆地变形的容器中暴露在压力下，使得能可逆地变形的容器向相应另一线圈组件的方向变形，并且所述液体以使气隙最小化的方式成为传输区域以及进而磁回路的一部分。通过气隙的最小化，在初级线圈通电时，通过初级线圈组件和次级线圈组件形成的磁回路的磁阻降低，从而可实现在磁回路中的高的磁通量并且由此可传输高的电功率。

利用高导磁能力的液体填充的、能可逆地变形的容器不仅可布置在初级线圈组件的区域中而且可布置在次级线圈组件的区域中，或者也分别布置在这两者的区域中，布置在次级线圈组件的区域中具有的优点是，可简单地使移动的程度与车辆类型协调。在这方面，布置在初级线圈上的方案暗示了成本增加，但是具有的优点是，可省去在车辆中的相应的布置，这带来成本优势。

在本发明的设计方案中有利的是，为高导磁能力的液体选择铁磁流体。铁磁流体具有如下性能：以引导磁通量的方式对磁场做出响应而不必凝固。

此外，在本发明的设计方案中有利的是，可变形的容器可与其变形方向相反地被加载以弹簧力。

由此实现，一旦高导磁能力的液体、即例如铁磁流体的压力加载消失，能可逆地变形的容器就返回到其初始位置中。

为了不必使能可逆地变形的容器在多于一个的空间方向上变形以消除在初级线圈组件和次级线圈组件之间的气隙，有利的是，如此设计能可逆地变形的容器，使得能可逆地变形的容器可在向着相应另一线圈组件的方向上伸缩。通过该措施，可预设向着相应另一线圈组件的精确的移动方向，由此可减小变形的程度。

通过以下方式实现能可逆地变形的容器的简单且由此有利的设计方案，即，能可逆地变形的容器是可伸缩的囊件，优选地是具有封闭的囊端部的波纹管。备选地，能可逆地变形的容器也可有利地构造成具有封闭的管端部的可伸缩的管装置。

为了实现尽可能高的磁通量，此外有利的是，能可逆地变形的容器在其面对相应另一线圈组件的侧上具有与所述另一线圈组件相对应的软磁的壁部。

为了使能可逆地变形的容器变形，有利的是，借助于被力驱动的输送机构在压力下将高导磁能力的液体从储备容器输送到能可逆地变形的容器中，使得能可逆地变形的容器根据所输送的高导磁能力的液体的量而变形。以这种方式，尤其是在可伸缩的装置的情况中可精确地确定变形的程度。在此，被力驱动的输送机构可包括缸活塞组件。但是，也可设想其它输送机构，例如输送螺杆。如果要驱动缸活塞组件的活塞，则可机械地或气动地或液压地或电动地进行活塞驱动。

由于铁磁性的液体倾向于在交变场中由于磁性颗粒的持续的变向(Umrichtung)而升温，有利的是，至少在感应式功率传输期间使高导磁能力的液体与冷却装置导热接触。

为了实现利用高导磁能力的液体填充的、能可逆地变形的容器的尽可能最优的定位，有利的是，设置用于确定在初级线圈组件和次级线圈组件之间的气隙的大小的测量装置，并且根据气隙的大小操控用于液体的被力驱动的输送机构。

为了至少使线圈组件的花费最小化，在线圈组件的区域中布置利用高导磁能力的液体填充的、能可逆地变形的容器，有利地可规定，借助于高导磁能力的液体形成该线圈组件的磁芯。该设计方案也使得能够大面积地设计液体与冷却装置的接触面。

在双重利用现有装置的意义上，在将利用高导磁能力的液体填充的、能可逆地变形的容器布置在车辆侧的方案中有利的是，缸活塞组件的活塞可用在车辆中本就存在的、可利用泵装置输送的且处在压力下的介质来进行力加载。例如，这种介质可为可变的空气弹簧的空气、制动设备、压力润滑装置或伺服转向装置的油。

用于运行以上定义的类型的充电装置的方法规定，作为利用交变电流通电的备选方案，为了给车辆蓄能器充电，利用脉冲的直流电流为初级线圈组件通电。通过该措施使该组件的生热最小化。

附图说明

下面根据附图详细解释本发明的其它设计方案和优点。其中：

图1示出了具有布置在乘用车上的具有波纹管的次级线圈组件和布置在乘用车之外的初级线圈组件的感应式充电组件的原理图，

图2a在静止位置中以剖切的方式示出了具有在车辆上布置在次级线圈组件的区域中的、弹簧加载的波纹管的感应式充电组件的原理图，

图2b示出了在工作位置中的根据图2a的感应式充电组件，

图2c示出了具有通电的初级线圈的根据图2b的感应式充电组件，

图2d示出了在返回静止位置中时根据图2b的感应式充电组件，

图3示出了具有通电的初级线圈和用铁磁流体代替的次级线圈芯的根据图2c的感应式充电组件，

图4a示出了具有布置在乘用车上的次级线圈组件和布置在乘用车之外的具有波纹管的初级线圈组件的感应式充电组件的原理图，

图4b示出了具有布置在乘用车上的具有波纹管的次级线圈组件和布置在乘用车之外的具有波纹管的初级线圈组件的感应式充电组件的原理图。

具体实施方式

根据图1的图示以原理图示出了具有布置在乘用车1上的次级线圈组件3和在乘用车1之外布置在可由乘用车1驶过的面4中的初级线圈组件2的感应式充电组件。在图中左侧示出了乘用车1，在乘用车的下底板5上存在次级线圈组件3。如果乘用车1相应地定位在可被驶过的面4上，嵌入在可被驶过的面4中的初级线圈组件2与位于乘用车1中的次级线圈组件3相对。在图1中右侧非常简化地、剖切地示出了初级线圈组件2和次级线圈组件3的细节图。在此可看出，初级线圈组件2如此被嵌入可被驶过的面4中，使得初级线圈组件的平面的向上指向的封闭面6与可被驶过的面4齐平。次级线圈组件3位于乘用车1的车身的内部中，并且在那里布置成，使得两个波纹管7.1、7.2延伸过乘用车1的下底板5。如以下还将详细阐述的那样，波纹管7.1、7.2和其填充物与初级线圈组件2和次级线圈组件3一起形成磁回路，使得通过双箭头8表明的气隙是磁回路的一部分。如通常已知的那样，与铁磁性材料相比，空气的导磁能力差，从而必须使气隙最小化以相应地实现从初级线圈2到次级线圈组件3的高传输功率。示例性地在图2a至图2d中示出了如何根据本发明实现这种情况。只要已经结合图1进行了阐述的，采用该附图标记。

在图2a中，剖切地示出了位于静止位置中的在图1中右侧示出的感应式充电组件。如以上阐述的那样，充电组件包括嵌入可被乘用车1驶过的面4中的初级线圈组件2和车辆侧的次级线圈组件3。次级线圈绕组在乘用车1的下底板5处布置在乘用车的内部中。次级线圈组件包括承载组件9，在承载组件9上一方面布置有由次级线圈芯10和次级线圈绕组11组成的次级线圈，并且另一方面布置有盆形的储备容器12，该储备容器的盆开口13直接邻接载体组件9。盆形的储备容器12的盆边缘14流体密封地与载体组件9相连接。在储备容器12中，如此布置可动的壁20，使得该壁将储备容器12在水平方向上流体密封地分成两部分，从而一方面得到储备室21并且另一方面得到压力室22。压力室22通过第一管路23与压缩空气源25相连接并且通过第二管路26与环境空气相连接，在第一管路中布置第一可操控的阀24，在第二管路中布置第二可操控的阀27。

载体组件9从下底板5开始延伸到乘用车1的内部中。储备容器12固定在载体组件9的背离下底板5的侧上。布置在载体组件9处的次级线圈芯10一方面直接邻接盆形的储备容器12的盆开口13，并且在此邻接储备容器的储备室21，并且在其背离储备室的侧上具有承载次级线圈绕组11的附接部/凸出部15。

在下底板5上设置有被两个波纹管7.1、7.2延伸过的凹口。波纹管7.1、7.2在其一个敞开侧上流体密封地与载体组件9相连接，并且在其另一敞开侧上分别被流体密封的板17.1、17.2封闭。波纹管7.1、7.2如此布置在载体组件9上，使得次级线圈芯10上的附接部15和布置在附接部上的次级线圈绕组11分别面对波纹管7.1、7.2的内部。此外，在次级线圈芯10的附接部15中设有穿通部18，穿通部将储备容器12的储备室21与波纹管7.1、7.2的内部相连接。与次级线圈绕组11、次级线圈芯10和铁磁流体导热地接触地，不仅在波纹管7.1、7.2中而且在储备室2中都布置有用于冷却所述组件的冷却装置28。在流体密封的板17.1、17.2中的每一个与载体组件9之间存在拉力弹簧/张力弹簧19，拉力弹簧使流体密封的板17.1、17.2和进而波纹管7.1、7.2朝向载体组件9预紧。储备室21、穿通部18和波纹管7.1、7.2的内部完全被铁磁流体填充，使得其中不存在空气空隙。在以上描述的波纹管7.1、7.2的静止位置中，流体密封的板17.1、17.2的背离波纹管7.1、7.2内部空间的侧与下底板5的外侧面成平面地齐平。

初级线圈组件2具有载体件32，在该载体件中布置有初级线圈芯29。初级线圈芯设有成型部30并且以布置在其上的方式载有初级线圈绕组31。朝向可被驶过的面4，载体件32通过被造型部30穿过的盖部33封闭，使得成型部30的结束面34和盖部表面35形成一个平面，该平面是可被驶过的面4的一部分。如此设计初级线圈组件2和次级线圈组件3的尺寸，使得通过乘用车1在初级线圈组件2上方的相应定位，当流体密封的板17.1、17.2下降到工作位置(图2b)中时，初级线圈组件2上的成型部30的结束面34能够和次级线圈组件3上的流体密封的板17.1、17.2重叠。如可从图中看出的那样，流体密封的板17.1、17.2和分别位于其后方的、被铁磁流体填充的波纹管7.1、7.2显著大于结束面34，从而在次级线圈组件3相对于初级线圈组件2定位时允许相应的水平公差。

在以上描述的状态中，初级线圈组件2和次级线圈组件3形成通过双箭头8表示的气隙。

如以上阐述的那样，为了优化从初级线圈组件2到次级线圈组件3的能量传输，使它们之间的气隙最小化。图2b示出了如何实现这一点。由于图2b与以上描述的图2a仅仅在几个构件的位置方面有区别，但是构件自身是相同的，所以采用图2a中的附图标记。此外，为了避免重复，在对这些构件的描述方面参考关于图2a的描述。现在，为了使在图2a中通过双箭头8表示的气隙最小化，在压缩空气源25中建立压力并且打开第一可操控的阀24，从而压缩空气如通过压缩空气箭头36指出的那样流入压力室22中，由此使可动的壁20沿第一移动箭头37的方向移动到次级线圈芯10上。通过该移动，位于储备室21中的铁磁流体通过穿通部18移动到波纹管7.1、7.2中，从而波纹管通过基本上不可压的铁磁流体展开，由此使流体密封的板17.1、17.2沿第二移动箭头38的方向运动到初级线圈组件2上并且继续张紧拉力弹簧19。向压力室22中的压缩空气输送一直持续到通过测量装置(未示出)确定气隙最小为止，随后通过控制装置(未示出)关闭第一可操控的阀24。在这个被称为组件的工作位置的状态中，流体密封的板17.1、17.2分别贴靠在成型部30的结束面34上并且气隙最小。现在，为初级线圈绕组31通电。

根据除了很少的区别之外与图2b一致的图2c中的图示，通过通电形成磁场，该磁场基本上伸延经过初级线圈芯29、位于波纹管17.1、17.2中的铁磁流体和次级线圈芯10。所述磁场通过虚线40指出。由于图2b和图2c在所有在此重要的点中都没有区别，采用在那里使用的附图标记。为了避免重复，在对构件的描述方面参考以上所述。

通过对初级线圈绕组31通电和由此建立的磁场，在次级线圈绕组中感应出电压并且借助于该电压通过充电电子装置(未示出)为蓄电池(未示出)充电。通过借助于铁磁流体使气隙最小化，相应地可实现更高的传输功率。

在充电过程结束之后，调整初级线圈绕组31的通电，并且根据在图2d中的图示打开第二可操控的阀27，从而如通过排流箭头41指出的那样由此可消除压力室22中的压力。由于图2d和图2c基本上没有区别，采用在那里使用的附图标记。为了避免重复，在对构件的描述方面参考以上所述。

通过现在无压力的压力室22和张紧的拉力弹簧19，位于波纹管7.1、7.2中的铁磁流体再次通过穿通部18被压回储备室21中。由此，一方面使流体密封的板17.1、17.2沿着第一回移箭头42的方向并且另一方面使可动的壁20沿着第二回移箭头43的方向移动回到其根据图2a的初始位置中。

与以上描述的示例(在其中波纹管7.1、7.2向其静止位置中的回移仅仅建立在拉力弹簧19的弹簧力上)不同地，也可规定，通过在压力室22中产生负压进行或辅助回移。

也可如下不同地设计以上描述的将压缩空气用于移动可动的壁20的实施方式，即，设置另一介质、例如油作为用于使可动的壁20移动的介质。在这种情况中，在充电过程结束之后从压力室22中泵出介质并且将介质输入用于介质的储备容器(未示出)，从该储备容器中也可馈给压力源，从而给出循环回路(未示出)。此外，为了将波纹管7.1、7.2固定在其静止位置中，可设置锁止部(未示出)。显然，在波纹管7.1、7.2每次降低之前应松开该锁止部。

图3示出了与根据图2a至图2d的感应式充电组件的设计方案稍微不同的另一设计方案。由于区别很小并且图示也仅仅稍微与图2c中的图示不同，所以如果图2c中的附图标记适用，采用该附图标记。区别在于，在根据图3的组件中，通过铁磁流体代替次级线圈芯。现在，该液体也承担次级线圈芯的功能。相应地，次级线圈绕组以合适的方式直接固定在载体组件9上。由此，根据图3的组件一方面代表在构件节省意义上的优化，另一方面，由此可增大用于在冷却装置28与铁磁流体之间的热接触的接触面，并且由此改善其冷却。

如开头已经阐述的那样，在初级线圈组件的区域中和/或在次级线圈组件的区域中，可如此布置和构造至少一个以高导磁能力的液体填充或可填充的、能可逆地变形的容器，使得通过高导磁能力的液体的压力加载，使容器朝向配合线圈组件的相应另一线圈组件的方向变形。对于这三种可设想的变型方案中的第一变型方案(即，布置以高导磁能力的液体填充或可填充的能可逆地变形的容器)的示例在图1中示出，并且该第一组件借助于根据图1、图2a至2d和图3的图示详细描述。图4a同样以原理图示出了第二变型方案(即，布置以高导磁能力的液体填充或可填充的能可逆地变形的容器)的示例。根据该实施方案，感应式充电组件同样构造成，充电组件具有布置在乘用车1’上的次级线圈组件3’和在乘用车1’之外布置在可由乘用车1’驶过的面4中的初级线圈组件2’。在图中左侧示出了乘用车1’，在其下底板5’上存在次级线圈组件3’。如果乘用车1’相应地定位在可被驶过的面4’上，那么嵌入在可被驶过的面4’中的初级线圈组件2’与位于乘用车1’中的次级线圈组件3’相对。在图4a中右侧示出了初级线圈组件2’和次级线圈组件3’的细节图。在此可看出，初级线圈组件2’如此嵌入可被驶过的面4’中，使得初级线圈组件的平面的、向上指向的封闭面6’与可被驶过的面4齐平。封闭面6’被两个波纹管7.1’、7.2’延伸过。波纹管7.1’、7.2’和其在此也由铁磁流体组成的填充物与初级线圈组件2’和次级线圈组件3’一起如此形成磁回路，使得通过双箭头8’表明的气隙是磁回路的一部分。如已经反复地阐述过的那样，应使气隙最小化，以实现从初级线圈组件2’到次级线圈组件3’上的相应高的传输功率。为此，提高波纹管7.1’、7.2’中的铁磁流体的量。这以与以上描述的类似的方式实现。以这种方式，使处于弹簧作用下的波纹管7.1’、7.2’克服弹簧作用向次级线圈组件3’的方向变形成，使得通过利用铁磁流体进行填充而消除以双箭头8’表示的气隙。弹簧囊件7.1’、7.2’的位置在其工作位置中通过虚线示出。由于铁磁流体在该实施方案中也直接与初级线圈组件2’的线圈芯(未示出)接触，因此该组件的磁阻最小，并且由此实现从初级线圈组件2’到次级线圈组件3’上相应高的传输功率。如果在充电过程之后再次减小波纹管7.1’、7.2’中的铁磁流体的量，则波纹管由于弹簧作用再次返回到其初始位置中。

图4b同样以原理图示出了用于布置利用高导磁能力的液体填充或可填充的能可逆地变形的容器的第三变型方案的示例。在该实施方案中，感应式充电组件由布置在乘用车1”上的次级线圈组件3”和在乘用车1”之外布置在可由乘用车1”驶过的面4”中的次级线圈组件2”组成。在图中左侧示出了乘用车1”，在其下底板5”上存在有次级线圈组件3”。如果乘用车1”如所示出的那样相应地定位在可被驶过的面4”上，则嵌入在可被驶过的面4”中的初级线圈组件2”与位于乘用车1”中的次级线圈组件3”相对。在图4b中右侧示出了初级线圈组件2”和次级线圈组件3”的详细图。在该实施方式中，初级线圈组件2”如此嵌入可被驶过的面4”中，使得初级线圈组件的平面的、向上指向的封闭面6”与可被驶过的面4”齐平。次级线圈组件3”位于乘用车1”的车身的内部中，并且如此布置在那里，使得两个波纹管7.12”、7.22”延伸过乘用车1”的下底板5”。嵌入可被驶过的面4”中的初级线圈组件2”在此也具有平面的向上指向的封闭面6”，该封闭面与可被驶过的面4”齐平。封闭面6”被两个波纹管7.11”、7.21”延伸过。波纹管7.11”、7.21”和其填充物(该填充物再次由铁磁流体组成)与初级线圈组件2”和次级线圈组件3”和布置在其上的波纹管7.12”、7.22”一起如此形成磁回路，使得通过双箭头8”表明的气隙是磁回路的一部分。如已经重复地阐述过的那样，应使气隙最小化，以实现从初级线圈组件2”到次级线圈组件3”上相应高的传输功率。为此，一方面提高处于弹簧作用下的、布置在初级线圈组件2”上的波纹管7.11”、7.21”中的铁磁流体的量。这以与以上描述的类似的方式实现。同时，另一方面提高处于弹簧作用下的、布置在次级线圈组件3”上的波纹管7.12”、7.22”中的铁磁流体的量。这也以与以上描述的类似的方式实现。以这种方式，使初级线圈组件2”上的处于弹簧作用下的波纹管7.11”、7.21”和次级线圈组件3”上的波纹管7.12”、7.22”分别克服弹簧作用朝向彼此变形，直至它们彼此接触。由此，通过利用铁磁流体进行填充而消除以双箭头8”表示的气隙。在该工作位置中，分别以虚线示出了波纹管7.11”、7.21”、7.12”、7.22”的位置。

由于在该实施方案中铁磁流体也分别直接与初级线圈组件2”的线圈芯(未示出)或次级线圈组件3”的线圈芯(未示出)接触，所以该组件的磁阻最小并且进而实现从初级线圈组件2”到次级线圈组件3”上相应高的传输功率。如果在充电过程之后再次减小在波纹管7.11”、7.21”和波纹管7.12”、7.22”中的铁磁流体的量，则波纹管由于弹簧作用再次返回到其初始位置中。

以上结合图4a和4b描述的实施变型方案具有的优点是，通过使在初级线圈组件2’上的波纹管7.1’、7.2’(图4a)或在初级线圈组件2”上的波纹管7.11”、7.21”(图4b)必须向上抬起到明显高于可被驶过的面4’(图4a)或可被驶过的面4”(图4b)的水平，可能位于可被驶过的面4’、4”上的物体滑下并且由此使其远离传输区域。可通过以下方式加强这种效果，即，在未示出的变形方案中，波纹管7.1’、7.2’(图4a)或7.11”、7.21”(图4b)的封闭面构造成凸圆形的或金字塔形的，由此也能使小的物体滑下。在这种优选的变型方案的情况中，显然，出于气隙最小化的原因，在次级线圈组件上的配对件设有对应的、反向的/负形的成型部。这种类型的设计方案此外具有的优点是，由此可实现对中，因为波纹管允许稍微侧向的运动以及由此对中。

如开头已经阐述的那样，根据本发明的组件不限于使用波纹管作为能可逆地变形的容器，而是也可将任意构造的允许可逆的纵向变形的容器用于容纳高导磁能力的液体，即例如铁磁流体。在此尤其应强调的是如下组件：在该组件中，不同直径的管件以可纵向移动的方式流体密封地彼此嵌套布置，并且单侧封闭地可通过提高所包围的流体量而伸缩。也可直接用波纹管更换这样的组件。

以上描述的组件使用被称为DD线圈组件并且开头已经描述过的线圈组件。显然，能可逆地变形的、能以高导磁能力的液体填充的容器的原理可应用在所有已知的线圈组件上，尤其是也应用在开头描述的圆圈形线圈组件和同轴线圈组件上。

为了使组件的发热最小化(当由交变电流感生出的磁场作用到铁磁流体上时，所述发热如上所述由铁磁流体中的金属颗粒的持续的变向引起)，有利地以脉冲的直流电流为初级线圈组件2、2’、2”通电。在这种情况中，不出现磁性颗粒的变向，从而也将发热限制在最少。

Claims (15)

1.一种用于车辆蓄电池的、感应式的充电组件，该充电组件具有配对线圈组件，所述充电组件包括至少一个位于车辆外的初级线圈组件(2、2’、2”)和至少一个位于车辆内的次级线圈组件(3、3’、3”)，其中，初级线圈组件(2、2’、2”)和次级线圈组件(3、3’、3”)分别具有线圈和磁芯，在相应地定位车辆并对初级线圈组件(2、2’、2”)通电时，通过感应耦合将电能从初级线圈组件(2、2’、2”)传输给次级线圈组件(3、3’、3”)，传输区域具有气隙，设有用于使初级线圈组件(2、2’、2”)与次级线圈组件(3、3’、3”)之间的气隙减到最小的器件，

其特征在于，

在初级线圈组件(2、2’、2”)的区域中和/或在次级线圈组件(3、3’、3”)的区域中，如此布置和构造有以高导磁能力的液体填充的或能以高导磁能力的液体填充的至少一个能可逆地变形的容器，使得容器通过高导磁能力的液体的压力加载而向配对线圈组件的相应另一线圈组件的方向变形，能变形的容器和位于容器中的高导磁能力的液体布置成，使得高导磁能力的液体至少在能可逆地变形的容器变形之后以使气隙减到最小的方式成为初级线圈组件(2、2’、2”)与次级线圈组件(3、3’、3”)之间的传输区域的一部分。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述高导磁能力的液体是铁磁流体。

3.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述至少一个能可逆地变形的容器与容器变形方向相反地被弹簧加载。

4.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述至少一个能可逆地变形的容器在朝向配对线圈组件的相应另一线圈组件的方向上是可伸缩的。

5.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述至少一个能可逆地变形的容器是可伸缩的囊件，优选地是具有一封闭的端部的波纹管(7.1、7.2、7.1’、7.2’、7.11”、7.21”、7.12”、7.22”)。

6.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述至少一个能可逆地变形的容器是具有一封闭的管端部的、可伸缩的管装置。

7.根据上述权利要求中任一项所述的充电装置，其特征在于，所述至少一个能可逆地变形的容器在容器的面对相应另一线圈组件的侧上具有与所述另一线圈组件相对应的软磁的壁部。

8.根据上述权利要求中任一项所述的充电装置，其特征在于，高导磁能力的液体能借助于被力驱动的输送机构在压力下从储备室(21)输送到所述至少一个能可逆地变形的容器中，使得能可逆地变形的容器根据所输送的高导磁能力的液体的量而变形。

9.根据权利要求8所述的充电装置，其特征在于，所述被力驱动的输送机构包括缸活塞组件。

10.根据权利要求8所述的充电装置，其特征在于，所述缸活塞组件的活塞是机械地或气动地或液压地或电动地驱动的。

11.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，至少在感应式功率传输期间，所述高导磁能力的液体与冷却装置(28)导热接触。

12.根据权利要求8所述的充电装置，其特征在于，设有用于测得在初级线圈组件(2、2’、2”)与次级线圈组件(3、3’、3”)之间的气隙的大小的测量装置，所述被力驱动的输送机构能根据所述气隙的大小来操控。

13.根据上述权利要求中任一项所述的充电装置，其特征在于，初级线圈组件(2、2’、2”)的初级线圈芯和/或次级线圈组件(3、3’、3”)的次级线圈芯由高导磁能力的液体形成。

14.根据权利要求8所述的充电装置，其特征在于，所述缸活塞组件的活塞能被在车辆中本就存在的、能利用泵装置输送的且处于压力下的介质施加作用力。

15.一种用于运行根据上述权利要求中任一项所述的充电装置的方法，其特征在于，利用脉冲的直流电流为初级线圈通电。

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