CN111819106A - 感应充电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于部分或完全电动的机动车辆的感应充电装置(1)。感应充电装置(1)包括至少一个充电线圈(2)和具有流体管(5)的温度控制组件(3)，液态流体(4)能够流过流体管。充电线圈(2)能够感应地耦合至初级线圈，从而能够对机动车辆中的电池感应充电。充电线圈(2)热传递地耦接至温度控制组件(3)的流体管(5)，使得来自充电线圈(2)的废热能够被传递至温度控制组件(3)的流体管(5)中的流体(4)。感应充电装置(1)还包括布置在车辆侧的充电线圈(2)上的用于屏蔽电磁场发射的金属屏蔽板(9)和用于引导电磁交变场的铁氧体组件(10)。根据本发明，充电线圈(2)布置在温度控制组件(3)的流体管(5)中，使得流体(4)能够在所有侧上围绕该充电线圈流动，并且在流体管(5)中充电线圈直接固定到流体管或者经由保持装置(6)固定到流体管。

Description

感应充电装置
本发明涉及根据权利要求1的前序部分所述的用于部分或完全电动的机动车辆的感应充电装置。
感应充电装置在现有技术中是已知的，并且用于对机动车辆中的电池进行无接触充电。外部初级线圈因此感应地耦合至感应充电装置中的次级线圈。在初级线圈周围产生电磁交变场的交变电流流过初级线圈。在次级线圈中，电磁交变场感应出交变电流，该交变电流借助于电力电子器件被整流并且被供应给电池。
当充电时，由于能量损失，在初级线圈和次级线圈中产生废热。在次级线圈中产生的废热尤其会损坏感应充电装置中的电力电子器件并且必须被传递到外部。为此，能够在次级线圈上布置冷却组件，冷却流体能够流过该冷却组件。因此，冷却组件被热传递地布置在次级线圈上，以便将在次级线圈中产生的废热传递至冷却流体。然后，废热能够散发到环境中或者能够用于加热机动车中的润滑剂，例如在DE 10 2011 088 112 A1中所描述的。可替选地或附加地，也能够在初级线圈处设置冷却组件。
不利的是，次级线圈通常不能被充分冷却，从而对感应充电装置的充电功率产生不利影响。
因此，本发明的目的是给出一种用于通用类型的感应充电装置的改进的或至少替选的实施方式，在该实施方式的情况下克服了所描述的缺点。
根据本发明，该目的通过独立权利要求1的主题来解决。有利的实施例是从属权利要求的主题。
用于部分或完全电动的机动车辆的通用感应充电装置具有至少一个充电线圈以及温度控制组件，该温度控制组件包括流体管，液态流体能够流过该流体管。充电线圈能够感应地耦合至初级线圈，使得能够对机动车辆中的电池感应充电。因此，充电线圈热传递地连接至温度控制组件的流体管，使得来自充电线圈的废热能够被传输至温度控制组件的流体管中的流体。感应充电装置还具有用于屏蔽电磁场发射的金属屏蔽板和用于引导电磁交变场的铁氧体组件，所述金属屏蔽板和铁氧体组件被布置在充电线圈的车辆侧上。根据本发明，充电线圈布置在温度控制组件的流体管中，使得流体能够在所有侧上围绕充电线圈流动，并且在流体管中，充电线圈直接固定到流体管或借助于保持装置固定到流体管。
铁氧体组件被布置在充电线圈的车辆侧上，使得在感应充电装置的安装状态下，铁氧体组件被布置在机动车辆与充电线圈之间。有利地，流体在所有侧上围绕充电线圈流动，使得在充电线圈中生成的废热能够被直接排放到流体管中的流体。
因此，充电线圈被更好地冷却，并且感应充电装置的充电功率被有利地提高。由此，能够进一步防止由于过热而引起的对充电线圈的损坏。此外，保持装置能够将充电线圈固定在流体管中，使得能够在冲击或振动的情况下防止充电线圈相对于金属屏蔽板和铁氧体组件的移位。替选地，流体管中的铁氧体组件能够直接固定到流体管，例如粘附、螺纹连接或夹紧到流体管。
有利地，铁氧体组件能够设置在温度控制组件的流体管中以使得流体能够在所有侧上围绕铁氧体组件流动，并且铁氧体组件在流体管中直接固定到流体管或者借助于保持装置固定到流体管。然后，在铁氧体组件中生成的废热能够有利地直接传递到流体管中的流体，因此铁氧体组件被更好地冷却。铁氧体组件能够具有例如铁氧体板或者能够包括多个单独的板，这些板在流体管中直接固定到流体管或者借助于保持装置固定到流体管并且相对于充电线圈对齐。因此，所述单独的板能够彼此相邻地布置(例如彼此间隔开或者横向地彼此抵靠)，并且能够部分地或完全地覆盖车辆侧的充电线圈。所述单独的板还能够在形状和尺寸上彼此不同。保持装置以及铁氧体组件与流体管的直接连接防止了在冲击或振动的情况下铁氧体组件相对于金属屏蔽板和充电线圈的移位。
在流体管的进一步的改进的情况下，有利地提供的是，流体管具有以流体密封的方式彼此固定的壳体状金属覆盖件和壳体状的下壳体。为此，覆盖件和下壳体能够彼此粘附、焊接、夹紧或螺纹连接。在车辆侧，金属覆盖件由此朝向下壳体包围充电线圈，并且形成感应充电装置的金属屏蔽板。在上下文中，“在车辆侧”意味着，在感应充电装置的安装状态下，覆盖件被布置在机动车与充电线圈之间。替选地，流体管能够具有例如由塑料制成的壳体状非金属覆盖件以及壳体状下壳体，壳体状非金属覆盖件和壳体状下壳体以流体密封的方式彼此固定，例如彼此粘附、焊接、夹紧或螺纹连接。
覆盖件与流体直接接触，从而覆盖件或金属屏蔽板也能够直接通过流体进行冷却。金属屏蔽板能够以这种有利的方式被有效地冷却，并且感应充电装置中的单独部件的数量也能够以这种有利的方式减少。覆盖件或金属屏蔽板则能够是金属的，例如由铜或铝制成。下壳体能够由例如电绝缘塑料制成的电绝缘体形成，以避免对感应充电装置中的电磁交变场产生不利影响。
在根据本发明的感应充电装置的进一步的改进的情况下，感应充电装置具有振荡电路单元和/或电力电子单元。有利地，感应充电装置的振荡电路单元和/或电力电子单元能够固定在金属屏蔽板的车辆侧或充电线圈侧。因此，“在车辆侧”意味着，在感应充电装置的安装状态下，振荡电路单元和/或电力电子单元被布置在机动车与金属屏蔽板之间。在该上下文中，“在充电线圈侧”意味着振荡电路单元和/或电力电子单元被布置在充电线圈与金属屏蔽板之间。振荡电路单元和/或电力电子单元也能够以这种方式经由冷却的金属屏蔽板来冷却。替选地能够提供的是，感应充电装置的振荡电路单元和/或电力电子单元被布置在温度控制组件的流体管中，使得流体能够在所有侧上围绕振荡电路单元和/或电力电子单元流动，并且在流体管中振荡电路单元和/或电力电子单元直接固定到流体管或者借助于保持装置固定到流体管。然后，在振荡回路单元和/或电力电子单元中生成的废热能够直接传递到流体管中的流体，因此振荡回路单元和/或电力电子单元被更好地冷却。此外，保持装置能够将振荡电路单元和/或电力电子单元固定在流体管中，并且能够防止振荡电路单元和/或电力电子单元由于机动车辆中的冲击和振动而移位。
为了避免感应充电装置中的短路，充电线圈和/或振荡电路单元和/或电力电子单元能够与流体电绝缘。替选地或附加地，在流体管中流动的流体能够是电绝缘体，例如不导电的冷却剂或不导电的油。
在根据本发明的感应充电装置的有利的进一步的改进的情况下，感应充电装置包括电池，充电线圈与该电池导电连接，使得电池直流电流流过充电线圈，并且充电线圈形成用于加热流体的电阻加热器，该流体在流体管中围绕充电线圈流动。此外，还能够提供直流转换器以提高充电线圈的加热功率。
有利地，能够提供的是，感应充电装置的振荡电路单元和/或电力电子单元在流体管中布置在充电线圈的上游，使得流体管中的流体能够在充电线圈的上游围绕振荡电路单元和/或电力电子单元流动。振荡电路单元和/或电力电子单元能够以这种方式在流体管中被冷却，并且流体能够在充电线圈周围被加热并且能够仅在此之后从流体管中排出。流体能够从流体入口流过温度控制组件的流体管到达流体出口，并且温度控制组件能够经由流体管的流体入口和流体出口流体地连接至车辆冷却系统。
总之，根据本发明的感应充电装置中的充电线圈能够被有效地冷却，并且充电线圈的充电功率能够有利地保持升高。
在此描述的感应充电装置使用充电线圈作为次级线圈。然而，感应充电装置也适合将充电线圈用作初级线圈而没有任何限制。为此，感应充电装置能够以使得用于屏蔽电磁场发射的金属屏蔽板和用于引导电磁交变场的铁氧体组件背离车辆布置在充电线圈上的方式来布置。
本发明的其他重要特征和优点从从属权利要求、附图和基于附图的相应附图描述中得出。
不言而喻，在不脱离本发明的范围的情况下，上述特征和下面将描述的特征不仅能够以各自的特定组合使用，而且能够以其它组合或单独使用。
本发明的优选示例性实施例在附图中示出，并且将在下面的描述中更详细地描述，其中相同的附图标记表示相同或相似或功能相同的部件。
分别示意性地示出，
图1示出了根据本发明的感应充电装置的剖视图；
图2示出了包括振荡电路单元并且包括电力电子单元的感应充电装置的剖视图，该振荡电路单元和电力电子单元被固定到金属屏蔽板的充电线圈侧上；
图3示出了包括被固定到金属屏蔽板的车辆侧的振荡电路单元和电力电子单元的感应充电装置的剖视图；
图4示出了根据本发明的包括被布置在流体管中的振荡电路单元和电力电子单元的感应充电装置的剖视图。
图1示出了根据本发明的用于部分或完全电动的机动车辆的感应充电装置1的剖视图。感应充电装置1具有至少一个充电线圈2以及包括流体管5的温度控制组件3，流体4能够流过该流体管。流体4能够从流体入口5a流过温度控制组件3的流体管5到达流体出口5b，并且温度控制组件3能够经由流体管5的流体入口5a和流体出口5b流体地连接至车辆冷却系统(这里未示出)。
充电线圈2能够感应地耦合至初级线圈(这里未示出)并且被布置在流体管5中。保持装置6将充电线圈2固定在流体管5中并且保护充电线圈2免受机动车中的冲击或振动。流体4在所有侧面上围绕充电线圈2流动，使得在充电线圈2中产生的废热能够直接传递到流体管5中的流体4。充电线圈2因此被更好地冷却，并且感应充电装置1的充电功率被有利地提高。由此，能够进一步避免由于过热而引起的对充电线圈2的损坏。
在该实施例中，流体管5具有壳体状覆盖件7和壳体状下壳体8，该覆盖件和下壳体以流体密封的方式彼此固定。为此，覆盖件7和下壳体8能够彼此粘附、焊接、夹紧或螺纹连接。在车辆侧，覆盖件7因此朝向下壳体8包围充电线圈2，并且能够是金属的(例如由铜或铝制成)，或者能够是非金属的(例如由塑料制成)。因此，覆盖件7形成用于屏蔽感应充电装置1中的电磁场发射的金属屏蔽板9。下壳体8能够由例如电绝缘塑料制成的电绝缘体形成，以避免对感应充电装置1中的电磁交变场产生不利影响。流体5在一侧上围绕覆盖件7或金属屏蔽板9流动，使得覆盖件7或金属屏蔽板9直接被流体4冷却。有利地，因此能够有效地冷却金属屏蔽板9，并且能够减少感应充电装置1中的单独部件的数量。
为了引导电磁交变场，感应充电装置1还具有布置在充电线圈2上的铁氧体组件10。铁氧体组件10被布置在温度控制组件3的流体管5中，使得流体4能够在所有侧上围绕该铁氧体组件流动，并且铁氧体组件借助于保持装置6固定在流体管5中。保持装置6还限定充电线圈2与铁氧体组件10之间的距离。然后，在铁氧体组件10中产生的废热能够有利地直接传递到流体管5中的流体4，因此铁氧体组件10被更好地冷却。在该示例性实施例中，铁氧体组件10包括多个单独的板11，这些板借助于保持装置6固定在流体管5中并且相对于充电线圈2对齐。保持装置6防止铁氧体组件10在机动车辆中发生冲击或振动的情况下相对于金属屏蔽板9和充电线圈2移位。
为了避免感应充电装置1中的短路，充电线圈2能够与流体4电绝缘。可替选地或附加地，在流体管5中流动的流体4能够是电绝缘体，例如不导电的冷却剂或不导电的油。如果感应充电装置1与电池(这里未示出)导电连接并且电池直流电流流过充电线圈2，则充电线圈2形成用于加热在流体管5中围绕充电线圈2流动的流体4的电阻加热器。
图2示出了根据本发明的感应充电装置1的剖视图。在该示例性实施例中，感应充电装置1具有振荡电路单元12和电力电子单元13。在该示例性实施例中，金属屏蔽板9是单独的部件并且布置流体管5的车辆侧上。有利地，流体通道5的覆盖件7然后由例如不导电的塑料制成的电绝缘体形成。振荡电路单元12和电力电子单元13固定在金属屏蔽板9的充电线圈侧上、流体通道5与金属屏蔽板9之间，并且也由流体管5中的流体4冷却。在该示例性实施例中，铁氧体组件10是铁氧体板14，其在流体管5中布置在充电线圈2的车辆上。铁氧体板14和充电线圈2借助于保持装置6固定在流体通道5中，并且被保护免受冲击或振动。除此之外，这里所示出的感应充电装置1的结构对应于图1所示出的感应充电装置1的结构。
图3示出了根据本发明的感应充电装置1的剖视图。在本实施例中，振荡电路单元12和电力电子单元13固定在车辆侧的金属屏蔽板9上，该金属屏蔽板以热传递的方式连接至覆盖件7。除此之外，这里所示出的感应充电装置1的结构对应于图2所示出的感应充电装置1的结构。
图4示出了根据本发明的感应充电装置1的剖视图，其中振荡电路单元12和电力电子单元13在此借助于保持装置6固定在流体通道5中。在振荡电路单元12和电力电子单元13中产生的废热能够直接传递到流体管5中的流体4，因此振荡电路单元12和电力电子单元13被更好地冷却。振荡电路单元12和电力电子单元13在流体管5中被布置在充电线圈2的上游，使得流体4在充电线圈2上游围绕振荡电路单元和电力电子单元流动。振荡电路单元12和电力电子单元13能够以这种方式在流体管5中被冷却，并且一旦充电线圈2被用作电阻加热器，则流体4能够围绕充电线圈被加热。
总之，在根据本发明的感应充电装置1中，能够有效地冷却充电线圈2，并且能够有利地提高充电线圈2的充电功率。
在图1至图4中描述了感应充电装置1，其中充电线圈2用作次级线圈。然而，感应充电装置1也适合将充电线圈2用作初级线圈而没有任何限制。为此，感应充电装置1能够布置为使得用于屏蔽电磁场发射的金属屏蔽板9和用于引导电磁交变场的铁氧体组件10背离车辆布置在充电线圈2上。

Claims (10)

1.一种用于部分或完全电动的机动车辆的感应充电装置(1)，
-其中，所述感应充电装置(1)具有至少一个充电线圈(2)和包括流体管(5)的温度控制组件(3)，液态流体(4)能够流过所述流体管，
-其中，所述充电线圈(2)能够感应地耦合至初级线圈，使得能够对所述机动车辆中的电池感应充电，
-其中，所述充电线圈(2)被热传递地连接至所述温度控制组件(3)的流体管(5)，使得来自所述充电线圈(2)的废热能够被传递至所述温度控制组件(3)的流体管(5)中的流体(4)，并且
-其中，所述感应充电装置(1)具有用于屏蔽电磁场发射的金属屏蔽板(9)和用于引导所述电磁交变场的铁氧体组件(10)，所述金属屏蔽板和所述铁氧体组件被布置在所述充电线圈(2)的车辆侧上，
其特征在于，
所述充电线圈(2)布置在所述温度控制组件(3)的流体管(5)中，使得所述流体(4)能够在所有侧上围绕所述充电线圈流动，并且在所述流体管(5)中直接固定到所述流体管或者借助于保持装置(6)固定到所述流体管。
2.根据权利要求1所述的感应充电装置，
其特征在于，
所述铁氧体组件(10)布置在所述温度控制组件(3)的流体管(5)中，使得所述流体(4)能够在所有侧上围绕所述铁氧体组件流动，并且在所述流体管(5)中直接固定到所述流体管或者借助于所述保持装置(6)固定到所述流体管。
3.根据权利要求1或2所述的感应充电装置，
其特征在于，
-所述流体管(5)具有以流体密封的方式彼此固定的壳体状金属覆盖件(7)和壳体状下壳体(8)，并且
-在车辆侧上，所述覆盖件(7)朝向所述下壳体(8)包围所述充电线圈(2)，并且形成所述感应充电装置(1)的金属屏蔽板(9)。
4.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置，
其特征在于，
所述感应充电装置(1)具有振荡电路单元(12)和/或电力电子单元(13)。
5.根据权利要求4所述的感应充电装置，
其特征在于，
所述感应充电装置(1)的振荡电路单元(12)和/或电力电子单元(13)固定在所述金属屏蔽板(9)的车辆侧上或充电线圈侧上。
6.根据权利要求4所述的感应充电装置，
其特征在于，
所述感应充电装置(1)的振荡电路单元(12)和/或电力电子单元(13)布置在所述温度控制组件(3)的流体管(5)中，使得所述流体(4)能够在所有侧上围绕所述振荡电路单元和所述电力电子单元流动，并且在所述流体管(5)中直接固定到所述流体管或者借助于所述保持装置(6)固定到所述流体管。
7.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置，
其特征在于，
-所述充电线圈(2)和/或所述振荡电路单元(12)和/或所述电力电子单元(13)与所述流体(4)电绝缘，以及/或者
-在所述流体管(5)中流动的所述流体(4)是电绝缘体。
8.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置，
其特征在于，
所述感应充电装置(1)包括所述电池，所述充电线圈(2)与所述电池导电地连接，使得电池直流电流流过所述充电线圈(2)，并且所述充电线圈(2)形成用于加热所述流体(4)的电阻加热器，所述流体在所述流体管(5)中围绕所述充电线圈(2)流动。
9.根据权利要求8所述的感应充电装置，
其特征在于，
所述感应充电装置(1)的振荡电路单元(12)和/或电力电子单元(13)在所述流体管(5)中布置在所述充电线圈(2)的上游，使得所述流体管(5)中的流体(4)能够在所述充电线圈(2)的上游围绕所述振荡电路单元(12)和/或所述电力电子单元(13)流动。
10.根据前述权利要求之一所述的感应充电装置，
其特征在于，
-所述流体(4)能够从流体入口(5a)流过所述温度控制组件(3)的流体管(5)到达流体出口(5b)，并且
-所述温度控制组件(3)能够经由所述流体管(5)的流体入口(5a)和流体出口(5b)流体地连接至车辆冷却系统。
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