CN112585705A - 用于感应电力传输的导体布置结构、系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于感应电力传输的导体布置结构(5)，其中，导体(10)被布置为能够形成彼此相邻布置的至少一个第一子绕组(1)和第二子绕组(2)，使得第一子绕组(1)和第二子绕组(2)中的每个的至少一个导体段在导体布置结构(5)的第一导体束(22)中彼此并排延伸，其中，在所述第一导体束(22)中，第一子绕组(1)和第二子绕组(2)经由与导体布置结构(5)的至少一个另外的导体段(29)交叉的第一连接导体段(26)彼此连接。此外，本发明涉及一种用于包括至少两个相应的导体布置结构(5)的感应电力传输的系统(100)。

Description

用于感应电力传输的导体布置结构、系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于感应电力传输的导体布置结构、系统和方法。特别是，本发明涉及一种用于从固定单元到车辆、例如火车或汽车的感应电力传输的导体布置结构、系统和方法。

背景技术

电动车辆、特别是有轨车辆和/或公路汽车可以通过借助于感应电力传输而传输的电能来操作。这样的车辆可以包括可以是车辆的牵引系统或牵引系统的一部分的电路布置结构，所述电路布置结构包括适于接收交变电磁场并通过电磁感应产生交变电流的接收装置。此外，这样的车辆可以包括适于将交流电(AC：alternating current)转换成直流电(DC：direct current)的整流器。DC可以用于为牵引电池充电或用于操作电机机器。在后一种情况下，DC可以借助于逆变器被转换为AC。

感应电力传输通常使用分别形成为绕组结构的至少两组导体布置结构来执行。导体布置结构可以包括多个子绕组或极和/或多个匝或环路。第一组可以安装在地面上或周围环境中(初级绕组结构)，并可以通过路旁电力转换器(WPC：wayside power converter)馈电。第二组绕组(次级绕组结构)安装在车辆上。例如，第二组绕组可附接在车辆下方、在电车情况下可附接在其一些挂车下方。对于汽车，其可以附接于车辆底盘。次级绕组结构、或者一般地次级侧通常被称为拾取布置结构或接收器或者是它们的一部分。初级绕组结构和次级绕组结构形成高频变压器，以将电能传输到车辆。这可以在静态下(当车辆不运动时)和动态下(当车辆运动时)进行。

然而，已知的导体布置结构具有许多缺点。

例如，感应电力传输系统可能遭受局部涡流和杂散磁场的影响，从而导致不希望的磁损耗。这一般可以被称为电磁干扰，电磁干扰是在感应电力传输系统或其中使用的导体布置结构内引起的。结果是，参与的组件中的热量产生可能增加，并且感应电力传输的效率可能降低。

另一问题是电势沿着导体布置结构内的导体(例如，电线或电缆)的延伸连续增大。这种增大可能是由于沿着导体的长度增加(累积)的电损耗或增加(累积)的电阻引起的。

因此，在导体布置结构包括彼此相邻延伸的相邻导体段的情况下，在这样的相邻导体段之间可能出现大的电势差。这可能导致在相邻的导体段之间出现高压，高压甚至可以击穿所述段的绝缘性并造成电短路。例如，如果感应的或施加的电压过高，则当仅有一匝或换句话说1个环路的导体布置结构内仅存在两个子绕组或极时，甚至可能出现这种现象。为了补偿该问题，通常的做法是在导体布置结构的两极或子绕组之间布置额外的电组件、例如电容器，从而将沿着导体段的电势值限制为可接受的值。然而，这增加了导体布置结构的尺寸和成本，并且可能影响其对称性并因此影响所产生的电磁场的规则性。

在通常发现的实施例中，电感器的每个子绕组(通常称为极)被设计为与其他子绕组尽可能相似和/或对称，以允许产生均匀的磁场。每个子绕组包括输入连接器和输出连接器，这些连接器例如是印刷电路板上或位于绕组单元下方的专门设计的连接器板上的端子。第一子绕组的输出连接器通过电连接结构连接到下一个子绕组的输入连接器，从而串联连接子绕组。连接器和/或电连接结构通常必须位于子绕组在其中延伸的平面之外，从而导致产生不规则的电磁场。因此，需要额外的空间，在某些情况下还需要进一步的屏蔽，以应对所述不规则的电磁场。当提供多于一个的导体布置结构、例如以特定的操作电流激励每个导体布置结构以产生交变电磁场时，这尤其更加重要。

此外，对于具有多于一个环路的子绕组，呈螺旋形式的电导体的布置结构是一个常遇到的实施例。在这种情况下，通常将输入连接器用作螺旋的外部起点。电导体以螺旋方式向内引导，并在经过所需的匝数后终止于输出连接器处，从而形成子绕组。在两个或更多个极的情况下，两个或更多个极则彼此串联连接，其中，第一子绕组的输出连接器连接到第二子绕组的输入连接器。在一些情况下，连接器通过简单地将所述子绕组的相应导体的两个开口端焊接在一起来实施。在仅两个极的情况下，连接器可以通过使得线形成两个附接的连续螺旋这样的方式布置电线来实施。然而，当实施三个或更多个子绕组而不偏离每个子绕组的普通螺旋形式时，无法应用此方法。同样，这可能导致产生不规则的电磁场。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于感应电力传输的导体布置结构及一种制造和操作所述导体布置结构的方法，其允许安全且有效的感应电力传输，优选地具有有限的尺寸和有限的成本。

该目的通过根据所附的独立权利要求的装置、系统和方法来解决。在从属权利要求中限定有利的实施例。此外，如果未提及或明显地提及，则在说明书的以上介绍部分中提及的特征可以单独地或以其任何组合提供在当前公开的解决方案中。

根据本发明的基本构思，提出一种包括具有交叉导体段的子绕组的导体布置结构以及包括这样的导体布置结构的系统。换句话说，导体布置结构包括彼此交叉、例如一个与另一个交叉布置的至少两个导体段。此外，总体上考虑的是，提供连接彼此相邻布置的两个子绕组(例如，从而将它们串联连接)的交叉或分段的相应导体。已经发现，这允许形成子绕组，这在许多方面是有利的。例如，这允许减小相邻导体段之间、特别是属于不同子绕组的相邻导体段之间的电势差。结果是，可以省略附加组件、例如电容器。此外，由于交叉导体段，提供更大的自由度，以用于以优选的方式(例如，以实现产生的电磁场的所需规则性这样的方式)布置导体和定位连接器或连接端子。

更准确地说，提出一种用于感应电力传输的导体布置结构，其中，导体被布置(例如，通过被布置或根据所限定的路线布置)为能够形成被布置为彼此相邻的至少一个第一子绕组和第二子绕组(例如，当沿着导体布置结构的纵向轴线观察时)，使得第一子绕组和第二子绕组中的每个的至少一个导体布置结构在导体布置结构的第一导体束中彼此并排和/或彼此平行延伸(换句话说，从而至少部分地形成导体布置结构的第一导体束)，其中，在所述第一导体束中，第一子绕组和第二子绕组经由第一连接导体段彼此连接，所述第一连接导体段与导体布置结构的至少一个另外的导体段交叉。

在本公开的上下文中，导体可以是导电元件、例如电缆、(导体)股线(或彼此并排延伸的多个股线)、电线以及特别是相线。通常，导体可以是导电构件，所述导电构件(例如，通过布置和/或电连接)被构造为能够将电从一个限定点传导到另一限定点，所述点优选地位于导体的相反的端处。附加地或替代地，在本公开的上下文中，导体可以指的是导电构件，所述导电构件大体上沿着纵向轴线伸长和/或延伸，由于将导体布置为形成导体布置结构，所述导电构件可以具有非直线路径(例如弯曲、缠绕或曲线的路径)。总体上，导体可以以环路、弯曲或缠绕的方式布置，以形成所述至少一个第一子绕组和第二子绕组以及下面讨论的任何其他子绕组。

导体布置结构可以形成初级绕组结构的至少一个绕组结构，初级绕组结构可以包括多个相应的绕组结构和/或通常可以被称为初级单元。所述初级绕组结构可以包括多个导体布置结构、例如三个导体布置结构，所述导体布置结构中的每个优选地以当前公开的方式成形。导体布置结构和/或初级绕组结构可以用于对车辆感应充电。附加地或替代地，导体布置结构和/或初级绕组结构可以是所谓的感应电力传输垫或充电垫的一部分，其可以安装在道路、轨道、路线和/或停车位的表面上或集成在这样的结构的表面内。初级绕组结构可以被构造为能够当被激励或被供应操作电流时产生优选的交变的(电)磁场。所述(电)磁场可以被一个或两个以上次级绕组结构接收。

替代地，导体布置结构可以形成次级绕组结构的至少一个绕组结构，次级绕组结构可以包括多个相应的绕组结构和/或通常可以被称为次级单元。次级绕组结构通常可以被构造为能够接收电磁场、通常为感应传输的电力。

在感应电力传输的情况下，导体布置结构通常可以位于所谓的初级侧，所述初级侧与待被传输电力的单元或车辆分开定位。然而，也可以将导体布置结构定位在次级侧(例如，待被传输电力的单元或车辆)处。

通常，子绕组可以包括通过导体形成的至少一个完全或很大程度地闭合的环路或线圈。例如，环路或线圈的打开角度可以等于或小于90°，因此被很大程度地闭合。子绕组可以包括多个完全或很大程度地闭合的匝(例如，每个子绕组至少两个)。所述匝的打开角度或部分可以被定位为彼此不重叠(例如，通过被定位在子绕组的不同侧、优选地相对侧处)。

导体布置结构可以具有纵向轴线、以及优选地成角度延伸、例如与所述纵向轴线正交的横向轴线。至少第一子绕组和第二子绕组以及优选地每个子绕组可以彼此相邻布置和/或沿着所述纵向轴线串联连接(例如，当沿着所述纵向轴线观察导体布置结构时)。例如，子绕组可以沿着所述纵向轴线彼此以预定位移或彼此以一定距离布置。该位移可以被称为子绕组结构之间的间距。换句话说，子绕组可以沿着所述纵向轴线不重叠和/或导体布置结构可以具有沿着所述纵向轴线的部分，子绕组中的仅一个在所述部分中延伸，并且优选地每个子绕组具有一个相应的部分。在一个示例中，子绕组沿着所述纵向轴线不重叠，而是可以如下面详述地通过连接导体段而彼此连接。纵向轴线也可以被称为导体布置结构的极沿着它定位的轴线。

每个子绕组可以以矩形或椭圆形的方式成形。每个子绕组可以提供一个极、尤其是相线的一个极，其可以用作导体布置结构的导体。每个子绕组可以具有彼此相对和/或平行地布置的两对部分。附加地或替代地，每个子绕组可以具有两个(相对)较长的部分和两个(相对)较短的部分，所述较长的部分优选地彼此相对和/或平行地延伸，优选地，这同样适用于较短的部分。

每个子绕组可以具有有效部分，例如有效部分限定或支配子绕组的有关电力传输的特性。附加地或替代地，有效部分可以被构造为能够在感应电力传输期间，通过与另一导体布置结构(例如，被定位在第一绕组结构和第二绕组结构的相应的另一个中的导体布置结构)相互作用(和/或协作)而产生谐振电磁场。通常，有效部分可以通过子绕组的较长部分和/或子绕组的所谓的极腿的至少一部分形成或提供。其他部分可以通过子绕组的较短部分和/或子绕组的所谓的极头形成或提供。有效部分可以沿着导体布置结构的横向轴线延伸和/或其他部分可以沿着导体布置结构的纵向轴线延伸。

一般而言，每个子绕组结构可因此具有沿着和/或平行于纵向轴线和横向轴线延伸的部分或段(特别是沿着纵向轴线的两个部分和沿着横向轴线的两个段)。平行于横向轴线延伸的部分也可以称为有效部分。

子绕组可以被提供为平坦结构和/或被布置在公共二维平面内和/或平行于公共二维平面。所述平面可以包括导体布置结构的上述横向轴线和纵向轴线。应理解的是，如果在公共平面内延伸，则所述平面可以具有有限的厚度，所述有限的厚度例如可以通过导体的厚度(例如，其直径)来限定。另一方面，至少在线交叉的位置处，平面的厚度可以通过导体的厚度或其直径的两倍来限定，例如这是因为在相应的交叉处，两个导体段彼此叠置。优选地，线交叉通常被标记为彼此交叉的导体段之间的直接接触。

通常，横向轴线和纵向轴线二者可以垂直于竖直轴线定向，所述竖直轴线优选地朝向第一绕组结构和次级绕组结构中的另一个定向和/或平行于电力传输的主方向延伸。此外，所述竖直轴线可以沿着重力方向定向，但是优选地与重力方向相反。在本公开中使用的指向方向、例如“上方”、“下方”、“旁边”或它们相应的等同物的方向术语可以与前述的纵向轴线、横向轴线和竖直轴线相关。

由于彼此相邻布置，子绕组可具有彼此并排延伸的段(例如，第一子绕组的一个段和第二子绕组的一个段)。相应的段可以是两个较长的段、两个沿着纵向轴线延伸的段、两个极腿或两个有效部分。此外，所述段可以彼此面对，或者换句话说，被每个子绕组的一侧的至少一部分包括或形成每个子绕组的一侧的至少一部分，所述侧彼此面对。此外，子绕组可以具有彼此背离的两个段和/或侧(例如，另外的较长的段、另外的有效部分、另外的沿着纵向轴线延伸的段或者另外的彼此不面对的极腿)。附加地或替代地，每个子绕组可以具有成角度延伸到彼此并排延伸的段的两个段，所述两个段例如形成作为较短的段和/或沿着纵向轴线延伸的极头。此外，这些段通常可以连接子绕组的另外的段，从而形成基本上矩形或椭圆形形状。

在本公开中，导体束通常可以表示相邻和/或平行的导体段的布置结构。优选地，导体束包括属于两个不同子绕组的导体段、例如属于不同的子绕组的至少两个导体段。在一个示例中，导体束包括三个或四个导体段，所述导体段中的两个导体段属于第一子绕组，所述导体段中的其他(或一个)导体段属于第二子绕组，反之亦然。导体束的导体段可以包括子绕组的彼此并排延伸的任何上述导体段、例如有效部分、较长的段、极腿或沿着横向轴线延伸的段。

第一导体束可以包括除了第一子绕组和第二子绕组的彼此并排延伸的段之外的其他段。特别地，第一导体束可以例如包括第一连接导体段。所述第一连接导体段可以将第一子绕组和第二子绕组电连接、例如通过将一个子绕组的极腿连接到另一子绕组的绕组头部而将第一子绕组和第二子绕组电连接。

第一连接导体段(以及例如下面讨论的可能的另外的第二连接导体段)通常可以相对于纵向轴线、横向轴线和/或导体束内的至少一个其他导体段成角度延伸、例如以至少20°的角度延伸。附加地或替代地，连接导体段可以与导体布置结构的其他导体段交叉，同时与之围成至少30°、45°或60°的角度。连接导体段可以完全或仅部分地在导体束内延伸。例如，在导体交叉部之后的段可以朝向子绕组中的一个延伸到导体束之外，以连接到子绕组中的一个。在本公开的上下文中，导体交叉部通常是指导体布置结构的两个导体段彼此交叉的点或区域。第一连接导体段可以是下面讨论的连接导体交叉部的一部分。

根据另一个实施例，至少一个交叉导体段是第一子绕组或第二子绕组的一部分和/或在第一导体束内延伸。交叉导体段可以沿着纵向轴线或与其成角度延伸。例如，交叉导体段可以相对于纵向轴线和横向轴线成角度延伸，但是具有与连接导体段不同的取向。在一个示例中，交叉导体段和连接导体段彼此围成达到40°、达到60°或达到90°或达到120°的角度。如果多于一个导体段交叉部，则以上任何特征可应用于任何交叉导体段、特别是所有交叉导体段。

在另一个实施例中，第一连接导体段终止于子绕组中的一个子绕组的与第一导体束成角度(例如，正交)延伸的导体段处或附近。根据观察方向，也可以说第一连接导体段在相应的导体段处或附近开始。换句话说，第一连接导体段可以在与第一导体束成角度(例如，正交)延伸的导体段处或附近的位置处连接到子绕组中的一个子绕组。所述导体段可以是子绕组的绕组头部的一部分或形成子绕组的绕组头部。靠近相应导体段的端子或连接结构可以具有小于0.3m、小于0.2m、小于0.1m或小于0.05m的端子点或连接点与所述导体段之间的距离、例如沿着横向轴线的距离。附加地或替代地，该距离可以相当于第一导体束的沿着横向轴线的长度的小于10％或小于5％。

通过以上述方式定位第一连接导体段，所述交叉导体段可以被定位为靠近子绕组中的至少一个或两个的绕组头部，并因此位于子绕组的有效部分的边缘部分处。因此，与导体交叉部或线交叉部相关联的干扰影响、例如涡流可以被定位在边缘或距对于实现有效的感应电力传输是实质性的(例如，主要贡献的)区域的一距离处。

根据另一方面，每个子绕组形成导体布置结构的极并且包括至少第一极腿和第二极腿以及至少第一极头和第二极头。优选地，第一导体束包括每个子绕组的一个极腿。极通常可以是导体布置结构的区域或区，在所述区域或区中，当被电流(特别是交流电)激励时，可以产生限定的电磁行为(例如，通过形成所述导体布置结构所产生的电磁场的限定的极)。极腿可以对应于或包括上面讨论的沿着纵向轴线延伸的导体段、较长的导体段和/或导体布置结构的有效部分。绕组头部可以对应于或包括上面讨论的沿着横向轴线延伸的导体段、较短的导体段和/或导体布置结构的除了有效部分之外的其他段。应当理解，极腿通常可以彼此平行地延伸并且形成相应的子绕组的相对的侧，这同样适用于绕组头部。因此，第一导体束也可以被称为第一极腿束。

就此而言，与第一导体连接段交叉的导体段可以形成第一子绕组或第二子绕组中的一个的极腿的一部分或直接连接到第一子绕组或第二子绕组中的一个的极腿(或终止于第一子绕组或第二子绕组中的一个的极腿处或附近)。这样，可以以紧凑的方式和/或在第一导体束内实现子绕组通过第一连接导体段的连接结构。此外，这允许将导体交叉部靠近绕组头部中的一个或两个定位和/或定位在极腿或有效部分的边缘部分处。术语“附近”可以意味着如上所述的相对于终止于与第一导体束成角度延伸的导体段附近的第一连接导体段的距离。

根据另一方面，第一子绕组和第二子绕组沿着纵向轴线彼此相邻地布置，并且第一导体束相对于所述纵向轴线成角度延伸、特别是正交于所述纵轴延伸。如上所述，沿着纵向轴线彼此相邻的布置结构可以指的是当沿着所述纵向轴线观察导体布置结构时的相应布置结构，和/或使得沿着所述纵向轴线的子绕组的不重叠布置结构或等同于所述不重叠布置结构。通常，可以避免导体布置结构的子绕组之间的任何重叠(例如，也沿着横向轴线)，使得在导体布置结构内仅可以由导体交叉部引起导体重叠。

在另一个实施例中，导体段彼此交叉的位置位于第一导体束的(外部)边缘部分处或附近。所述边缘部分可以指第一导体束的相反的(例如，上部和下部)边缘或端部(例如，当沿着横向轴线观察时)。术语“附近”可以意味着到所述边缘部分的距离不大于30cm、不大于20cm、不大于10cm或不大于5cm、例如沿着横向轴线。附加地或替代地，到所述边缘部分的距离可以相当于第一导体束的沿着横向轴线的长度的小于20％或小于10％。该实施例可以有助于将导体交叉部和与其相关联的电磁干扰定位在边缘处或可以借助于产生的电磁场提供有效的感应电力传输的区域之外(例如，在有效部分的边缘之外或边缘处)。

换句话说，导体段彼此交叉的位置可以因此定位在第一导体束和导体布置结构的与第一导体束成角度延伸的部分之间的过渡区域附近或内。通常，所述过渡区域包括子绕组中的一个子绕组的至少一个拐角区域，其中，在所述拐角区域中，例如极腿和绕组头部彼此连接。

如上所述，子绕组可以具有多个匝，因此还包括彼此平行延伸的多个导体段(例如，多个极腿或绕组头部)。形成最外导体段(例如，当从子绕组的几何中心观察时)的导体段可以被称为外部导体段。因此，外部导体段通常可以面对或形成与周围环境的边界(特别是当形成绕组头部时)和/或与相邻子绕组的边界(特别是当形成极腿时)。没有形成相应的外部导体段的导体段可以被称为内导体段或内部导体段。

根据另一方面，导体布置结构的子绕组中的至少一个包括内部导体交叉部，在所述内部导体交叉部中(或处)，所述子绕组的两个导体段彼此交叉。术语“内部”可以意味着彼此相交的导体段属于相同的子绕组、例如均形成所述子绕组的极腿的导体段，其中，所述极腿优选地彼此平行地延伸。内部导体交叉部可以定位在导体束内(例如，下面讨论的第一导体束或第二导体束内)。内部导体交叉部可以使得子绕组的外部导体段成为(或连接到)内部导体段的并且使得内部导体段成为(或连接到)外部导体段，反之亦然。附加地或替代地，内部导体交叉部可以包括：交叉导体段，其至少在导体交叉区域中相对于纵向轴线和/或横向轴线以角度延伸。另一方面，导体交叉部之前和之后的段可以沿着纵向轴线和/或横向轴线延伸。

内部导体交叉部可以例如有助于限制相邻导体段之间(例如，导体束内)的电势差。附加地或替代地，其可以使得能够用于以期望的方式定位用于连接到电压源的连接器，例如通过提供额外的自由度来布置具有子绕组的导体来定位。

关于对内部导体交叉部的定位，与将导体交叉部定位以用于连接子绕组(即，连接导体段)相关的任何上面或下面的说明、特征和方面可以等同地应用。特别地，内部导体交叉部可以定位在导体束的绕组头部或边缘部分处或附近。此外，这可以有助于限制可由于导体段的交叉而引起的对产生的电磁场的干扰。

根据另一改进，第一子绕组和第二子绕组分别包括至少一个内部导体段和外部导体段，其中，第一连接导体段将第一子绕组的外部导体段连接到第二子绕组的内部导体段，反之亦然。换句话说，第一连接导体段可以终止于第一子绕组的外部导体段和第二子绕组的内部导体段和/或将这些导体段彼此连接。术语反之亦然意味着：替代地，第一子绕组的内部导体段和第二子绕组的外部导体段可以通过第一连接导体段连接(和/或第一连接导体段在其处终止或在它们之间延伸)。这种改进可以有助于减小导体束中的相邻导体段之间的电势差，从而限制感应电力传输上的电磁干扰。

根据另一方面，导体布置结构可以包括第三子绕组，第三子绕组被布置为能够与第一子绕组和第二子绕组中的一个相邻(例如，直接相邻)和/或连接到(例如，直接连接到、即在其之间没有另外的子绕组)第一子绕组和第二子绕组中的一个。此外，第三子绕组可以形成导体布置结构的极。如果不明确或另外提及，其通常可以包括以上关于第一子绕组和第二子绕组讨论的任何特征。例如，第三子绕组可以包括两个极腿以及绕组头部和/或多个匝，从而包括内部导体段和外部导体段。

在一个示例中，第三子绕组没有内部导体交叉部和/或直接连接到另外的子绕组中的一个，而没有与其他导体部分交叉的连接导体部分。这有助于限制与交叉导体相关联的电磁干扰。此外，第三子绕组可以包括用于连接到电压源的连接器。此外，将第三子绕组直接连接到另外的子绕组中的一个的连接导体段可以相对于纵向轴线和/或横向轴线成角度延伸(例如，成不大于45°或不大于60°的角度)。这可以有助于保持导体布置结构紧凑性并限制导体束中的相邻导体段之间的距离。

另一方面，第三子绕组和与其相邻的第一子绕组或第二子绕组可以经由连接导体交叉部彼此连接，在所述连接导体交叉部中，导体布置结构的至少两个导体段彼此交叉。例如，连接导体交叉部可以包括第二连接导体段，第二连接导体段与导体布置结构中的至少一个导体段交叉，并且在一个示例中与导体布置结构中的其他导体段交叉。优选地，第二连接导体段在第三子绕组的内部导体段和与第三子绕组相邻的子绕组的外部导体段之间延伸，或者换句话说，第二连接导体段终止于或开始于这些导体段处或者将它们彼此连接。如上所述，这可以包括与导体布置结构的至少一个导体段、优选地两个另外的导体段交叉(例如，第三导体段的导体段以及与之相邻布置的第一子绕组或第二子绕组的导体段)。相应地，第二连接导体段可以是连接导体交叉部的与其他导体段交叉的导体段。第二连接导体段通常可以根据关于第一连接导体段先前或随后所讨论的任何变型来构造。例如，第二连接导体段可以在子绕组的极腿和绕组头部之间和/或相对于纵向轴线和横向轴线成角度延伸。通常，第三子绕组及与其相邻的子绕组可以包括在第二导体束中彼此并排延伸的导体段。关于第一导体束先前或随后所讨论的任何方面也可以应用于第二导体束。特别地，第二导体束可以与导体布置结构的纵向轴线正交延伸，并且可以包括相应的子绕组的相邻导体段和/或彼此相对和/或面对的导体段。第二连接导体段(和/或连接导体交叉部)可以被定位和/或至少部分地延伸在第二导体束内。此外，第二连接导体段可以定位在通过第三子绕组的至少一个导体段和与第三子绕组直接相邻的子绕组的至少一个导体段形成的导体束的边缘部分处或附近。

连接导体交叉部中的交叉导体段中的至少一个可以是属于第三子绕组或与其相邻的子绕组的极腿的导体段。在一个示例中，第二连接导体段与两个另外的导体段交叉，所述导体段属于、或者换句话说形成第三子绕组的极腿和与其相邻的子绕组的极腿。所述至少一个交叉导体段可以与纵向轴线和/或横向轴线成角度延伸，并且与第二连接导体段围成达到40°、达到60°或达到90°或达到120°的角度。

此外，第二连接导体段可以在第三子绕组的内部导体段和与第三子绕组相邻的子绕组的外部导体段之间延伸(和/或连接或终止于第三子绕组的内部导体段和与第三子绕组相邻的子绕组的外部导体段)，反之亦然(即，在第三子绕组的外部导体段和与第三子绕组相邻的子绕组的内部导体段之间)。在第三子绕组内并且从连接到连接导体交叉部的点开始，导体可以从内部到外部延伸，从而形成第三子绕组的至少一个匝、优选地两个匝。随后，其可以与第二连接导体段交叉，以连接到与第三子绕组相邻布置的子绕组。总体上，内部导体段和外部导体段的上述连接结构因此允许简单地制造第三子绕组的在电磁上优选(即，引起有限的电磁干扰)的结构以及第三子绕组到与其相邻的一个位置的连接结构。

在另一个实施例中，第一子绕组和第二子绕组中的与第三子绕组段相邻布置的一个包括内部导体交叉部，其中，借助于所述内部导体交叉部，所述子绕组的内部导体段连接到所述子绕组的外部导体段(或成为所述子绕组的外部导体段和/或在所述子绕组的外部导体段之间延伸)，所述外部导体段连接到第三子绕组。换句话说，内部导体交叉部可以在内部导体段和外部导体段之间延伸并因此连接内部导体段和外部导体段，进而，外部导体段终止于(和/或连接到)第三子绕组。此外，借助于所述内部导体交叉部，内部导体段可以连接到该子绕组的外部导体段。换句话说，相应子绕组的两个导体段可以在内部导体交叉部处或经由内部导体交叉部而彼此交叉，从而内部导体段继续为外部导体段(根据方向视角，反之亦然)且外部导体段继续为内部导体段(根据方向视角，反之亦然)。

在另一个实施例中，导体在导体布置结构内(例如，在其第一连接器和第二连接器之间)作为连续构件和/或导体段的连续序列延伸(例如，无间断或间隙，但形成为连续、单件或分段的股、优选地具有许多弯折或弯曲)。例如，可以提供通过接合技术、例如焊接或钎焊而彼此连接的多个导体段。继而，导体布置结构可以没有额外的电子组件、例如电容器，使得导体可以例如布置为具有弯曲和/或缠绕路线以形成子绕组的连续或多段构件。

上面的实施例在成本和尺寸方面是有利的，特别地，可以由于通过在此公开的导体交叉部提供另外的自由度而实现。例如，所述导体交叉部可以被定位为使得相邻导体段(例如，属于不同子绕组的导体段和/或定位在公共导体束中的导体段)之间的电势差减小。因此，可不需要在子绕组之间包括电容器来减小相应的电势差，从而可以使用连续的导体。

在另一个实施例中，导体布置结构的子绕组中的一个子绕组(例如，第一子绕组、第二子绕组或可能的第三子绕组)包括用于电连接到电压源的第一极的第一连接器(或连接端子)，导体布置结构的另一子绕组(例如，不包括第一连接器的第一子绕组、第二子绕组或可能的第三子绕组)包括用于电连接到电压源的第二极的第二连接器(或连接端子)，其中，导体布置结构被构造为能够在第一连接器和第二连接器之间传导电流。第一连接器和第二连接器可以通过输入电路或输出电路提供和/或包括输入电路或输出电路(例如，第一连接器通过输入电路提供或包括输入电路，第二连接器通过输出电路提供或包括输出电路，反之亦然)。第一极和第二极可以彼此不同，例如第一极是正极且第二极是负极，反之亦然。此外，应当理解，与电压源的极的电连接结构可以不一定包括直接的物理连接结构，而可以仅包括经由其他中间组件(例如，经由AC电流发生器)的间接连接结构。

由于需要将导体连接到电压源，因此已知的导体布置结构通常不能以优选的对称性来构造(例如，子绕组相对于纵向轴线和横向轴线二者不特别对称)。这种对称性的缺乏可能导致产生的电磁场缺乏对称性，从而降低感应电力传输的效率。由于提供了上面讨论的交叉导体段，对于以期望的方式布置连接器的更多的自由度是可用的，从而限制了对称性的负面影响。

例如，连接器可以被定位为使得存在这样的区域：在该区域中，子绕组标记为期望的对称性，并且特别地，相对于纵向轴线和横向轴线二者是对称的。所述区域可以被矩形成形。附加地或替代地，连接器因此可以被定位为使得第一导体束和/或第二导体束的至少一部分(例如，在这样的束中的属于一个子绕组的至少一个导体段和属于另外的子绕组的至少另一个导体段)包括彼此平行延伸的直的导体段、例如沿着所述导体束的长度的至少三分之二或四分之三。这也有助于提高感应电力传输的效率。

在本文中，第一连接器和第二连接器可以定位在基本相似的高度处(例如，沿着横向轴线)和/或可以定位为使得连接器之间的沿着导体布置结构的与纵向轴线正交延伸的横向轴线的距离小于0.3米、小于0.15米或小于0.05米。这样，可以限制由于提供连接器而导致的对称性缺乏以及对产生的电磁场(的对称性)和感应电力传输的效率的负面影响。此外，这可以允许将连接器定位在下面讨论的导磁元件上方或导磁元件之间的间隙中。

根据另一方面，导体布置结构还包括导磁元件的布置结构(例如，铁氧体布置结构或磁通引导元件的布置结构)，并且第一连接器和第二连接器定位在具有局部限制(特别是局部降低)磁导率的区域中或上方。具有局部限制磁导率的区域可以例如通过导磁元件之间的间隙或者在一个导磁元件内的凹部形成和/或包括导磁元件之间的间隙或者在一个导磁元件内的凹部。导磁元件可以定位在导体及其子绕组的下方和/或在子绕组的背离电力被感应地传输到或感应接收电力的单元的一侧处、特别是相对于先前讨论的竖直轴线而言。因此，第一连接器和第二连接器可以定位在相应的区域上方。换句话说，第一连接器和第二连接器可被定位在相对于纵向轴线和横向轴线与导磁元件的布置结构的相应区域具有相似坐标的位置或区域处。当相应地定位连接器时，可以限制通过或经过导磁元件的与连接器相关联的电磁干扰(例如，由于缺乏对称性的引入而导致的电磁干扰)的放大。

附加地或替代地，导体布置结构还可以包括一个或两个以上导磁元件的布置结构(例如，铁氧体布置结构或磁通引导元件的布置结构)，其中，导体布置结构的至少一个导体交叉部的位置位于具有局部限制(特别是局部降低)磁导率的区域中或上方。可以根据以上或以下方面中的任何一个来构造导磁元件的布置结构以及具有局部限制磁导率的区域。该实施例的优点在于：可以限制通过或经过导磁元件的布置结构的与导体交叉部相关联的电磁干扰、例如涡流的放大。

至少一个导磁元件可以至少部分地或全部地布置在以下平面内：导体布置结构或其子绕组的至少一个布置在所述平面中。特别地，所述导磁元件可以布置在被一个子绕组结构所包围的体积或区域内或可以延伸到被一个子绕组结构所包围的体积或区域中。

导磁元件或布置结构可以沿着或平行于纵向轴线延伸和/或定向。特别地，所述至少一个导磁元件可以是带状或细长的元件。换句话说，所述至少一个导磁元件可以是棒状元件、例如铁氧体棒。这有利地允许减小在不希望的方向上远离导体布置结构延伸的磁通量。棒状元件沿着其长度可以具有恒定的高度。在这种情况下，棒状元件可以具有长方体形状。替代地，棒状元件沿着其长度可以具有变化的高度。特别地，棒状元件可以具有至少一个具有恒定的高度的部分和至少一个具有增大的高度的部分，从而例如形成凹部。高度可以沿着初级绕组结构的竖直轴线测量。

此外，导磁元件的布置结构可以包括多个棒状元件。这些棒状元件可以被布置为使得棒状元件均沿着或平行于纵向轴线延伸和/或定向。多个棒状元件可以沿着或平行于与纵向轴线平行延伸的直线布置，其中，这些多个棒状元件可以在棒状元件的前端部分或后端部分邻接或重叠。这样的布置结构也可以被称为成行的棒状元件。

多个棒状元件的布置结构可以包括多个行，其中，每行包括一个或多个棒状元件。在相邻的行之间，可以形成间隙，所述间隙可以沿着纵向轴线相等地延伸。

此外，导磁元件的布置结构可以包括至少一个导磁元件的多个行，其中，沿着横向方向在两个相邻或连续的行之间提供非零间隙。每行包括沿着平行于纵向轴线的线延伸的一个或多个棒状元件。这些行沿着或平行于横向轴线彼此间隔开。两个相邻的行之间的距离可以从0mm(不包括)到50mm(包括)、优选为30mm(包括)的间隔中选择。非零间隙有利地允许在被子绕组结构所包围的体积或区域内调节或提供期望的通量密度，其还可以提供局部限制磁导率的区域。

此外，至少两个导磁元件可以彼此重叠。特别地，所述至少两个棒状元件可以在棒状元件的前端或后端部分处彼此重叠。更特别地，多个棒状元件的一个行中的两个连续的棒状元件可以重叠。这可以意味着，至少两个棒状元件沿着上述竖直轴线布置在不同的竖直位置处。

此外，所述至少一个导磁元件或导磁元件的布置结构可以提供凹部。凹部可以容纳绕组结构、特别是子绕组结构的至少一部分。此外，特别地，凹部可以被布置和/或设计为能够接收沿着或平行于横向轴线延伸的绕组结构的一部分。更特别地，凹部可以被设计和/或布置为使得绕组结构的沿着纵向轴线从一个子绕组结构到连续的子绕组结构的过渡处的一部分(例如，连接导体段)可以被布置在凹部上方中。

如果多个导磁元件的布置结构包括多于一个导磁元件的一个或多个行，则一个行的导磁元件可以布置为使得提供凹部。如果仅该行中的第二导磁元件、特别是细长元件的端部部分分别与该行中的第一导磁元件和第三导磁元件的端部部分叠置，则可以例如提供凹部。然后，可以在第一导磁元件和第三导磁元件之间提供凹部。凹部的宽度可以适于初级绕组结构的待容纳的部分的宽度。换句话说，多个导磁元件的布置结构中的导磁元件可以布置成一行。在这种情况下，多个导磁元件可以沿着初级绕组结构的纵向轴线连续地布置。此外，至少两个连续的导磁元件彼此竖直偏移地对正。这可以意味着，沿着初级绕组结构的竖直轴线在两个连续的导磁元件的纵向轴线之间提供非零距离。此外，在每行的第二导磁元件之间可以不存在竖直偏移。竖直偏移可以提供凹部。这有利地进一步减少安装空间的需求，并且增加初级绕组结构和次级绕组结构之间的磁耦合。

此外，至少一个导磁元件的至少一部分可以延伸到一个子绕组结构中。这可以意味着，所述至少一部分延伸到被子绕组结构所包围的体积或区域中。这有利地进一步减少安装空间的需求。

换句话说，至少一个导磁元件的至少一部分可以布置在被子绕组结构所包围的体积或区域内。布置在被子绕组结构所包围的体积内的导磁元件的高度可以大于、等于或小于子绕组结构的高度。这有利地进一步减少安装空间的需求。此外，由于导磁元件用作场收集器，因此在该体积内的导磁元件的布置结构有利地增大交变电磁场的场线的量，所述交变电磁场穿过该体积延伸。

被子绕组结构所包围的体积的30％至70％、优选地为45％至55％可填充有一个或多个导磁元件。

如果多个导磁元件的布置结构包括多于一个导磁元件的一个或多个行，则一行的导磁元件可以布置为使得绕组结构的至少一部分布置在通过该行提供的凹部内，其中，该行的一部分布置在被子绕组结构所包围的体积或区域内。

例如，一个行可以包括上部导磁元件和至少一个或多个下部导磁元件，其中，上部导磁元件布置在被子绕组结构所包围的体积或区域内，其中，下部导磁元件桥接绕组结构的在两个相邻的子绕组结构的体积之间的部分。在这种情况下，下部导磁元件的第一端部部分可以与第一上部导磁元件的端部部分重叠，其中，下部导磁元件的另一端部部分与第二上部导磁元件的端部部分重叠。凹部设置在上部导磁元件之间。

在横截面中，该行中的导磁元件的这种布置结构提供帽状结构。

此外，导磁元件或多个导磁元件的布置结构可以布置成一行。在这种情况下，多个导磁元件可以沿着初级绕组结构的纵向轴线连续地布置。此外，至少两个连续的导磁元件彼此横向偏移地对正。这可以意味着，沿着初级绕组结构的横向轴线在两个连续的导磁元件的纵向轴线之间提供非零距离。可以沿着或相对于初级绕组结构的横向轴线提供横向偏移。此外，在该行的每个第二导磁元件之间可以不存在横向偏移。

该布置结构可以具有多个行，其中，仅在选择的行中而不是在所有行中提供两个连续的导磁元件之间的横向偏移。这意味着，该布置结构包括：在没有横向偏移的情况下沿着初级绕组结构的纵向轴线布置多个导磁元件的一个或多个行；以及以所述横向偏移沿着纵向轴线布置至少两个连续的导磁元件的一个或多个行。

当然，除了横向偏移之外，还可以在一个行的两个连续的导磁元件之间提供竖直偏移。通过提供横向偏移，可以改变、例如沿着横向方向增加两个相邻的行之间的间隙。这允许将其他组件布置在两个相邻的行之间、例如以固定的方式布置。

此外，导体布置结构可以包括至少一个导体(特别是电缆)支承元件。导体支承元件可以表示适于定位和/或保持导体布置结构的至少一个子绕组或其一部分、优选地所有子绕组的元件。特别地，导体支承元件可以适于定位和/或保持一个或两个以上电导体的可以提供初级侧布置结构的相线的多个导体段或线部分。

导体支承元件可以包括凹部，所述凹部形成限定用于容纳至少一个子绕组的至少一部分的空间的空间和/或突起。所述至少一个子绕组可以延伸通过这些空间。

此外，导体支承元件可以适于定位和/或保持至少一个导磁元件、优选地布置在被至少一个子绕组所包围的体积内的导磁元件。导体支承元件可以通过铸造提供。优选地，导体支承元件通过非导磁材料、例如塑料提供。

导体支承元件可以形成为例如在GB2485616A中和GB2505516A中描述的成形块。因此，GB2485616A和GB2505516A1的公开内容、特别是所要求保护的实施例通过引用被并入本说明书中。优选地，导体支承元件的至少一个端部部分可以具有锥形或截头圆锥形形状。导体支承元件可以布置在壳体内、特别是在感应电力传输垫的壳体的内部体积内。导体支承元件可以通过非导磁材料、例如塑料或混凝土或聚合物制成。

本发明还涉及一种用于感应电力传输的系统，其包括根据以上权利要求中的任一项所述的至少两个、优选地三个导体布置结构。导体布置结构可以通过不同的、特别是单独的操作电流来激励或是可激励的。例如，第一导体布置结构可以通过第一操作电流来激励，第二导体布置结构可以通过第二操作电流来激励，第三导体布置结构可以通过第三操作电流来激励，所述操作电流中的每个彼此不同、例如由于它们之间的相移而彼此不同。这样，可以产生交变电磁场。例如，操作电流之间的相移可以是120°(例如，第一操作电流和第二操作电流之间为120°，第一操作电流和第三操作电流之间为240°，因此第二操作电流和第三操作电流之间为120°)。

通常，所述系统的导体布置结构的每个导体因此可以通过相线形成或被称为相线，其中，每个相线可以通过根据以上示例中的一个示例的操作电流来激励，从而允许产生交变电磁场。

本发明还涉及一种用于向车辆感应地供电的方法，其中，操作电流被供应到根据上述方面中的任何一个的导体布置结构或系统。例如，操作电流可以被供应到包括三个根据上述方面中的任何一个的导体布置结构的系统，其中，每个导体布置结构被提供一个操作电流。例如，第一操作电流可以被供应给第一导体布置结构，第二操作电流可以被供应给第二导体布置结构，第三操作电流可以被供应给第三导体布置结构。在标准操作模式中，第一操作电流、第二操作电流和第三操作电流可以被控制为使得在所有三个操作电流之间提供预定的相移。在修改的操作模式中，第一操作电流、第二操作电流和第三操作电流可以被控制为使得一组相移值包括至多两个非零值，并且所有非零相移值均相等。附加地或替代地，可以将三个操作电流中的一个减小为零，并且可选地，其余的操作电流可以被控制为使得非零相移值为180°相角。

本发明还涉及一种用于制造根据以上方面中的任何一个的导体布置结构或系统的方法。具体地，所述方法可以包括：布置导体，以形成彼此相邻布置的至少一个第一子绕组和第二子绕组，使得第一子绕组和第二子绕组中的每个的至少一个导体段在导体布置结构的第一导体束中彼此并排延伸；在所述第一导体束中，使第一子绕组和第二子绕组经由与导体布置结构的至少一个另外的导体段交叉的第一连接导体段彼此连接。在制造系统的情况下，以上方法可以应用于至少两个、优选地三个导体布置结构，并且还可以包括相对于彼此布置多个导电布置结构，以形成系统。

附图说明

在下文中，将参考所附的示意图描述本发明的实施例。在整个附图中，在特征的类型和/或功能方面彼此对应的特征可以被指定相同的附图标记。在附图中：

图1示意性地示出了必须将两个子绕组彼此连接以形成用于感应电力传输的导体布置结构的基本问题；

图2示出了根据现有技术的对于图1的问题的已知解决方案；

图3示出了根据本发明的第一实施例的导体布置结构；

图4示出了根据本发明的第二实施例的导体布置结构；

图5示出了根据本发明的第一实施例的包括多个导体布置结构的系统。

具体实施方式

图1包括作为本发明的基础的基础问题的示意图。示出两个绕组1、2，两个绕组待被连接以形成导体布置结构，因此绕组形成所述导体布置结构的子绕组。每个(子)绕组1、2通过连续的(即，不间断的或不分段的)导体10形成，导体10可以包括至少一个电线或电缆(例如，相线)或通过至少一个电线或电缆(例如，相线)提供。在每个情况下，导体10以螺旋型的方式布置有多个弯曲部，从而形成两个匝和/或环路。更准确地说，从第一连接器12开始，导体10以螺旋型的方式布置，以到达向内定位的第二连接器14。出于说明的目的，每个连接器12、14可以电连接到电压源16(例如，作为电池或电网连接结构提供的AC电压源)的一个极，使得当导体10利用电流被激励时可以产生电磁场。通过电压源16提供的交流电适于具有接近未显示的包括另一导体布置结构的次级绕组结构的谐振频率的频率，以允许参与的导体布置结构的有效磁耦合。

此外，每个(子)绕组1、2包括纵向轴线L和与其正交的横向轴线B。导体10的沿着纵向轴线L延伸的导体段通常形成(子)绕组1、2的较长的段18和/或较长的尺寸。它们可以被称为极腿和/或提供(子)绕组1、2的所谓的有效部分。另一方面，(子)绕组1、2均包括沿着横向轴线B延伸的较短的段，其可以被称为绕组头部20或除有效部分18之外的其他部分。因此，显然的是，在所示的示例中，(子)绕组1、2是矩形的。

(子)绕组1、2待彼此串联连接，以提供导体布置结构，所述导体布置结构包括多个子绕组、或者换句话说多个极且每个极通过相应的子绕组提供。然后，相应的导体布置结构可以被用作初级或次级单元中或初级或次级绕组结构中的绕组结构，其中，在次级单元或次级绕组结构的情况下，与电压源的连接结构可以用与DC整流器的连接结构代替。

图2中示出了现有技术中已知的提供这样的连接结构的典型解决方案。在这种情况下，绕组1、2通过经由未特别显示的电容器将其外部连接器12彼此耦合而被连接。因此，形成包括两个子绕组1、2的导体布置结构5。当将内部连接器14连接到公共电压源的不同极时，未显示的电容器对于限制沿着导体10的增大的电势差是必需的。除了需要增加导体布置结构5的尺寸和成本的其他电组件之外，至少在连接外部连接器12的区域中，产生的电磁场将是高度不规则的。这可能导致产生的热量的增加和磁损耗的增加，并降低感应电力传输的效率。为了完整起见，注意的是，导体10从一个内部连接器14向另一个内部连接器延伸，而不与子绕组1、2中的任何一个的任何其他导体段交叉。

图3示出了根据本发明的第一实施例的导体布置结构5。在所示的示例中，导体布置结构5包括三个子绕组1、2、3，所述三个子绕组均可以提供和/或被称为导体布置结构5的极。然而，子绕组1、2、3的数量仅是以示例的方式选择的，当从左侧观察时，导体布置结构5也可以仅通过前两个子绕组1、2来实现。总体上，子绕组1、2、3通过连续的(即，不间断的或不分段的)导体10形成，导体10从第一连接器12延伸到第二连接器14并且以这样的方式布置(即，缠绕或弯曲)，使得形成相应的子绕组1、2、3。每个子绕组1、2、3包括导体10的至少两个匝或环路。此外，如下文将进一步讨论的，子绕组1、2、3彼此串联连接。

在图3中，再次示出了导体布置结构5的纵向轴线L和横向轴线B。可以看出，子绕组1、2、3沿着所述纵向轴线L彼此相邻地布置。当从左向右观察时，最左边的子绕组1可以被称为第一子绕组，中间的子绕组2可以被称为第二子绕组，最右边的子绕组3被称为第三子绕组3。

为了说明的目的，适用于所有子绕组1、2、3的一些附图标记仅包括在图3中所示的子绕组1、2、3中的一个中。

由于多个绕组或环路，每个子绕组1、2、3包括沿着横向轴线B延伸的两对(较长的)导体段18，所述对还平行于彼此且在相应子绕组1、2、3的相对侧延伸。如上所述，这些导体段18例如可以被称为极腿。应注意的是，在所示的示例中，由于连接到连接器12、14，第一子绕组1和第二子绕组2中的每个的一个极腿18、更准确地说一个内部极腿18的长度比所述子绕组1、2的其余极腿18的长度示出得短。然而，这不是必须的。

此外，每个子绕组1、2、3包括沿着纵向轴线L延伸的两对(较短的)导体段20，所述对还平行于彼此且在相应子绕组1、2、3的相对侧延伸。如上所述，这些导体段20可以例如被称为绕组头部。

从图3还可以看出，绕组头部20连接到两个相对的极腿18和/或终止于这样相对的极腿18或在这样相对的极腿18之间延伸。

应当理解，在增加子绕组1、2、3的环路或匝的数量的情况下，彼此平行延伸的导体段18、20的数量可以相应地增加，从而，代替仅一对相应的导体段18、20，可存在两个三联体或四联体。

此外，由于连接到内部连接器12并且然后以向外螺旋的方式布置，子绕组1、2、3大体上包括内部导体段和外部导体段18、20。例如，与内部连接器12相邻和/或面对内部连接器12的导体段18、20可以被称为内部导体段，面对周围的子绕组1、2、3和/或相邻的子绕组1、2、3的导体段18、20可以被称为外部导体段18、20。

由于子绕组1、2、3彼此相邻地布置，两个相邻的子绕组1、2、3彼此面对的区域(即，第一子绕组1和第二子绕组2彼此面对及第二子绕组2和第三子绕组3彼此面对的区域)包括两个相邻子绕组1、2、3的导体段、更准确地说包括两个相邻子绕组1、2、3的极腿18(即，每个相邻子绕组1、2、3的至少一个极腿18)。在该区域中，分别属于相邻子绕组1、2、3的极腿18并排并且彼此平行地延伸。属于不同子绕组1、2、3的相邻极腿18的这种局部累积形成并被称为导体束22、24。

特别地，第一子绕组1和第二子绕组2的相邻极腿18形成第一导体束22，第二子绕组2和第三子绕组3的相邻极腿18形成第二导体束24。导体束22、24均沿着横向轴线B延伸，并因此与绕组头部20成角度。

在下文中，将讨论子绕组1、2、3之间的电连接结构、例如通过连接导体段26或连接导体交叉部28的电连接结构。

如果沿着第一子绕组1中的导体10的路线并且从内部连接器12开始，则导体10朝向面对第二子绕组2(即，与第二子绕组2直接相对)的呈极腿18形式的外部导体段向外成螺旋形。该极腿18在标记为25的位置处终止，该位置(例如，当沿横向轴线B观察时)在子绕组1、2、3的下部绕组头部20附近。参照第一导体束22，终止于位置25的极腿18的长度占导体束22总长度的80％。例如，位置25可以在沿着横向轴线B距子绕组1、2、3的外部下部绕组头部20小于10cm、例如小于5cm的距离处。

此外，示出了第一连接导体段26，第一连接导体段26从在位置25处的所述外部极腿18开始并连接到所述外部极腿18。该连接导体段26示出为不超过10cm的相对小的长度。其与纵向轴线L和横向轴线B二者成角度并朝向第二子绕组2延伸。特别地，第一连接导体段26朝向并终止于标记为27的位置，所述位置属于第二子绕组2的内部导体段。位置27可以靠近所述第二子绕组2的内部下部绕组头部20或属于所述第二子绕组2的内部下部绕组头部20，或者当沿着横向轴线B观察时，可以大体上定位为靠近第二子绕组的最靠近连接导体段26的内部绕组头部20或属于第二子绕组的最靠近连接导体段26的内部绕组头部20(例如，下部内部绕组头部20比图3的上部内部绕组头部20更靠近所述第一连接导体段26)。

因此，第一连接导体段26在上面讨论的位置25和27之间延伸，并且其从第一子绕组1的外部极腿18开始，并且直接终止于靠近第二子绕组2的内部绕组头部20的位置27处或至少终止于靠近第二子绕组2的内部绕组头部20的位置27处。

此外，可以看出，第一连接段26与导体布置结构5的标记为29的另一导体段交叉，特别是，与属于第二子绕组2的外部极腿18的导体段29交叉，所述极腿18面对第一子绕组1。在所示的示例中，交叉导体段29相对于纵向轴线L和横向轴线B二者成角度延伸。然而，这不是必须的。此外，在所描绘的示例中，连接导体段26和交叉导体段29彼此围成90°的角度(实际上是四个角度)。

所描述的导体交叉部使得第二子绕组2内的导体10能够从位置27开始以向外螺旋的方式布置。以这样的方式来完成：当从位置27开始观察时，在形成下部内部绕组头部段20、在与连接导体段26相对的一侧上的内部极腿段18以及上部内部绕组头部段20之后，形成面对第一子绕组1的外部极腿18。特别地，所述外部极腿18与第一子绕组1的面对第二子绕组2的外部极腿18相对地布置。因此，导体10在所述极腿18之间以有限的长度延伸，所述有限的长度仅通过上述三个导体段限定，或者换句话说，是第二子绕组2的内部环路的长度的四分之三。由于所述有限的长度，与第一子绕组1的相对地布置的外部极腿18相比，第二子绕组2的面对第一子绕组1的外部极腿18仅具有有限的电势差。

这是有利的，例如，出于安全的原因，减小短路的风险(例如，由于高电势差而导致相邻极腿18之间的绝缘性被击穿而引起的短路)。

通过在第二子绕组2中提供这样的可选内部导体交叉部30，简化了以上述方式在第二子绕组2中布置导体10。所述内部导体交叉部30位于第一导体束22的与包括第一连接导体段26的端部相对的端部。因此，所述内部导体交叉部30被定位为靠近或直接连接到第二子绕组2的上部绕组头部20。与第一连接导体段26相似，导体交叉部30被定位为在沿着横向轴线B距子绕组1、2、3的外部上部绕组头部20小于10cm、例如小于5cm的距离处，和/或在沿着横向轴线B距所述绕组头部20不大于第一导体束22的总长度的20％或不大于所述总长度的10％的距离处。

在所述内部导体交叉部30中，形成第二子绕组2的在第一导体束22内的第一极腿18的外部段的外部导体段32被布置为能够成为连接到导体布置结构5的第二连接器14的内部极腿18。此外，作为内部极腿18的从第二子绕组的上部内部绕组头部20开始的第二极腿18被布置为能够成为上面讨论的第二子绕组2的在导体束22内的外部极腿18。这可以被称为通过内部导体交叉部30改变极腿18的顺序。

除了上面讨论的减小相邻的子绕组1、2的极腿18之间的电势差之外，这还使得能够以总体优选的方式更加灵活地定位第二连接器14。特别地，当沿着纵向轴线L观察时，这使得能够将所述连接器14定位在第一连接器束22的边缘部分。这进而意味着在第一导体束22内，相邻子绕组1、2的三个极腿(即，第一子绕组1中的两个和第二子绕组2中的一个)可以直接彼此相邻定位，而在它们之间没有任何连接器12、14。就产生的电磁场的规则性而言，这是有益的。

此外，这意味着第一连接器12和第二连接器14可以定位在相似的高度处，例如当沿着横向轴线B观察时。如将在下文中参考图4所讨论的，这允许将连接器12、14定位在导磁元件之间的间隙中或上方、特别是在导磁元件之间的公共间隙中或上方，使得与所述连接器12、14相关的电磁干扰的放大被限制。

如上所述，由于第一连接导体段26与导体布置结构5的另一段29相交，因此可以实现减小所述导体布置结构5内的电势差的优点。如果进一步添加这样的可选的内部导体交叉部30，则可实现关于导体12、14的位置的其他优点(或者至少比没有所述内部导体交叉部30的情况更容易实现，即，对于实现该优点，所述交叉部30不是必须的)。如果仅在所示的导体布置结构5上仅设置子绕组、特别是仅设置第一子绕组1和第二子绕组2而不设置第三子绕组3，则情况也是这样。

然而，可优选的是，增加相应的第三子绕组3，例如用于产生可以通过下面讨论的图5中描绘的系统100提供的三相交变电磁场。所述第三子绕组3沿着纵向轴线L与第二子绕组2相邻地定位并且与其串联连接。为此，提供在第二导体束24内延伸的连接导体交叉部28。第二导体束24包括每个子绕组2、3的一对极腿18(即，总共四个极腿18)，所述极腿18彼此并排且彼此平行并且沿着纵向轴线L延伸。

连接导体交叉部28定位在图3中的第二导体束24的上端处。其定位为距子绕组1、2、3的上部绕组头部20的距离与上面讨论的内部导体交叉部30的距离相似(例如，沿着横向轴线B的距离不大于10cm或不大于5cm或不大于第二导体束24的长度的20％或10％)。

连接导体交叉部28连接在第三子绕组3的内部极腿18和第二子绕组2的外部极腿18的上部段之间并在其间延伸。为此，提供开始于/终止于相应极腿18的标记为42和44的位置处的第二连接导体段51。此外，第二连接导体段51相对于横向轴线B和纵向轴线L二者成角度延伸。还可以看出，第二连接导体段51与导体布置结构5的另外两个导体段交叉。

特别地，其与也属于连接导体交叉部28的第三连接导体段31交叉。所述连接导体段31连接第二子绕组2的外部极腿18的下部部分52和第三子绕组3的外部极腿18的上部部分50。因此，第二子绕组2和第三子绕组3的两个外部极腿18借助于连接导体交叉部28分开为相应的上部部分50和下部部分52，并且不设置为连续构件或股。因此，总体上，第二连接导体段31在图3中标记为54、56的位置之间延伸，并且与纵向轴线L和横向轴线B成角度。

此外，第二连接导体段51也与极腿段18交叉，并且特别是与其中布置第三子绕组3的(当从图3的顶部到底部观察时)最初的内部极腿18的段交叉，以继续作为所述子绕组3的外部极腿18。这可以被认为是第三子绕组3的内部导体交叉部30(至少当考虑到线段51的弯曲部分属于第三子绕组3时)，即，在所描述的示例中，内部导体交叉部30包括在连接导体交叉部28中。

连接导体交叉部28包括两个连接导体段51、31的原因是：第三子绕组3不包括任何连接器12、14。因此，导体10必须被引导到第三子绕组3中并从中引出，或者换句话说，当从第二子绕组2开始时，导体10必须连接到第三子绕组3的外部螺旋起始(或末端)点54以及内部螺旋起始(或末端)点44。

然而，由于第二子绕组2和第三子绕组3之间的连接导体交叉部28，第二子绕组2和第三子绕组3的彼此面对的外部极腿18的较长的下部部分52具有相对低的电势差。当沿着从点54开始并沿着第三子绕组3的外部绕组直到到达内部导体交叉部30的导体路径时，这是明显的。此外，这在安全性方面提供了优势。

最后，在图3中，在区域S中标记为沿着纵向轴线L以限定的宽度W延伸。所述宽度W通过子绕组1、2、3的极腿18的在第一连接导体段26和内部交叉部30以及连接导体交叉部28之间的沿着横向轴线B的长度限定。在所述连接结构和交叉部26、30、28之间的区域S中，导体布置结构5标记为高水平的对称性并产生相对规则的电磁场。极腿18的在所述区域内延伸并具有等于宽度W的长度的部分可以被称为有效部分，例如，这是由于它们基本上确定产生的电磁场、特别是当与另一个绕组单元的未示出的另一个导体布置结构5相互作用(例如，谐振)时产生的电磁场的特征。由于上面所列的连接结构和交叉部26、30、28的上述位置，因此有效部分的宽度W和长度相对大、例如相当于第一导体束22或第二导体束24的沿着横向轴线B的总长度的至少60％或至少80％。这进一步提高了感应电力传输的效率。

在下文中，将讨论图4。在所述附图中，示出了包括三个子绕组1、2、3的导体布置结构5，所述三个子绕组沿着纵向轴线L彼此相邻布置，并且沿着横向轴线B处于相同高度。除了在下文中讨论的不同之处外，导体布置结构5总体上与先前实施例的导体布置结构相似地构造并且作用。为了说明的目的，例如对于子绕组1、2、3中的每个相似的特征在各种情况下可以不通过相应的附图标记来标记。

与图3的实施例相比，连接器12、14位于第二子绕组2和第三子绕组3内，并且第一子绕组1没有相应的连接器12、14。每个子绕组1、2、3也包括两对绕组头部20和极腿18，两对绕组头部20和极腿18的布置和尺寸与第一实施例的相应绕组头部20和极腿18相似。

第一子绕组1和第二子绕组2经由连接导体交叉部28彼此连接。该连接导体交叉部28与在先前实施例中关于第二子绕组2和第三子绕组3之间的连接结构所讨论的连接导体交叉部28相似地构造。因此，显然的是，本实施例的第一子绕组1和第二子绕组2经由至少一个第一连接导体段26以及实际上是两个相应的(第一)连接导体段26彼此连接。

如先前所讨论的，它们彼此交叉，但是所述连接导体段26中的一个也与第一子绕组1的极腿段18交叉。这可以被认为形成内部导体交叉部30(例如，当考虑段26的交叉部属于第一子绕组1时)。为了完整起见，应注意的是，所示的示例的连接导体段26定位在第一导体束22内，第一导体束22与第一实施例的第二导体束相似地构造。

与另外两个导体段交叉的连接导体段26连接到第二子绕组2的包括所述第二子绕组2的下部外部绕组头部20的导体段70。所述导体段70终止于第一连接器12并连接到第一连接器12。

仅与另外一个导体段(即，另一个连接导体段26)交叉的连接导体段26终止于第二子绕组2的外部极腿18并连接到第二子绕组2的外部极腿18，所述极腿18定位在第一导体束22中。

总体上，由于第一子绕组1和第二子绕组2之间的所示的连接结构，对于限定电位差具有如关于第一实施例的连接导体交叉部28所说明的相同的优点。

另一方面，第二子绕组2和第三子绕组3未经由与任何其他段交叉的导体段相互连接。代替地，示出将第二子绕组2的外部极腿18与第三子绕组3的外部极腿18的下部部分连接的成角度的导体段60。另一方面，第二子绕组2包括内部导体交叉部30。这允许形成所述子绕组2的另一内部环路。此外，显然的是，第二子绕组2和第三子绕组3的直接相邻的外部极腿18具有有限的电势差，这是因为第二子绕组2的外部极腿18与第三子绕组3的外部极腿18通过仅三个导体段(两个绕组头部20和一个极腿18)分隔。此外，显然的是，定位在第三子绕组3中的第二连接器14形成所述子绕组3的螺旋或环路结构的内端或起点。

此外，显然的是，连接器12、14沿着横向轴线B定位在相同的高度，并且在第二导体束24内的区域内或直接位于第二导体束24内，第二导体束24包括第二子绕组2和第三子绕组3的相邻的成对的极腿18(总共四个极腿18)。

导体布置结构5还包括导磁元件72的布置结构。这些导磁元件形成为平行于纵向轴线L延伸并沿纵向轴线L取向的铁氧体棒，同时彼此隔开间隙53。间隙53形成限制的磁导率、特别是局部降低的磁导率的局部区域。导磁元件72也在一个共同的平面中延伸，所述平面平行于导体布置结构5在其中延伸的平面。在一个示例中，导体布置结构5(优选地直接)定位在导磁元件72的布置结构上。

从图4中，显然的是，每个导体交叉部28、30以及连接器12、14定位在导磁元件72的布置结构的间隙53中的一个上方。这有助于限制与这些交叉部28、30和连接器12、14相关的电磁干扰的放大。除此之外，导磁元件72的功能和工作原理对应于已知方案的功能和工作原理，并且如先前在本公开的总体部分中已经讨论的。

在图5中，示出了根据本发明的一个实施例的系统100。所述系统包括三个导体布置结构5、25、35。每个布置结构5、25、35包括沿着纵向轴线L彼此相邻布置的三个子绕组1、2、3。出于说明的目的，一些附图标记可以仅包括在图5中的子绕组1、2、3和/或导体布置结构5、25、35中的一个中，尽管它们与这些结构中的每个有关。

导体布置结构5、25、35中的每个可以利用不同的操作电流激励。特别地，操作电流可以具有相对彼此的相移、例如120°的相移。

这样，可以产生交变电磁场。这种工作原理是公知的，例如，在WO2016/207291A1中描述的。

应注意的是，在图5中，示出了系统100的局部透视图。与所描绘的相对，导体布置结构5、25、35沿着纵向轴线L相对于彼此移位，但是沿着横向轴线B定位在相同的高度(即，绕组头部20彼此对正和/或一致)。

每个导体布置结构5、25、35的子绕组1、2、3总体上可以根据前述实施例之一来构造。特别地，导体布置结构5、25、35包括根据前述示例之一的交叉导体段。由于用于将连接器12、14定位在每个导体布置结构5、25、35中的额外的自由度，因此连接器12、14可以彼此靠近放置，所述自由度通过交叉导线的可能性提供。特别地，示出了包括系统100的所有连接器12、14的区域80。可以看出，所述区域80标记为沿着横向轴线B的具有有限高度(例如，小于20cm或小于10cm)。此外，区域80沿着纵向轴线的长度小于该区域80的高度的四倍。

因此，连接器12、14可以被放置在基本上相同的高度水平或沿着横向轴线B的距离小于20cm、小于10cm或小于5cm的距离处。沿着纵向轴线L，连接器12、14可以沿着不大于50cm、不大于30cm或不大于20cm的长度(例如，区域80的长度)定位。连接器12、14的这种局部集中有助于改善产生的电磁的规则性。

在图5中，没有具体显示导磁元件72的布置结构(整个系统100的一个布置结构)，但是可以与图4相似地构造。由于将连接器12、14定位在基本上相同的高度水平或在限定的横向距离处，所有连接器12、14也可以定位在间隙53上方、特别是定位在导磁元件72的布置结构的相同间隙53上方。

Claims (21)

1.一种用于感应电力传输的导体布置结构(5)，

其中，导体(10)被布置为能够形成彼此相邻布置的至少一个第一子绕组(1)和第二子绕组(2)，使得第一子绕组(1)和第二子绕组(2)中的每个的至少一个导体段在导体布置结构(5)的第一导体束(22)中彼此并排延伸，

其特征在于，在所述第一导体束(22)中，第一子绕组(1)和第二子绕组(2)经由与导体布置结构(5)的至少一个另外的导体段(29)交叉的第一连接导体段(26)彼此连接，并且

第一子绕组(1)和第二子绕组(2)均包括至少一个内部导体段和外部导体段，其中，第一连接导体段(26)在第一子绕组(1)的外部导体段和第二子绕组(2)的内部导体段之间延伸。

2.根据权利要求1所述的导体布置结构(5)，

其中，第一子绕组(1)具有到电压源的连接器(12)，导体(10)从所述连接器(12)开始朝向第一连接导体段(26)以向外成螺旋形的方式布置。

3.根据权利要求1或2所述的导体布置结构(5)，

其中，交叉的导体段(29)是第一子绕组或第二子绕组(2)的一部分。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的导体布置结构(5)，

其中，第一连接导体段(26)终止于子绕组(1、2)中的一个的与第一导体束(22)成角度延伸的导体段(20)处或附近。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的导体布置结构(5)，

其中，每个子绕组(1、2)形成导体布置结构(5)的极，并包括至少一个第一极腿和第二极腿(18)以及至少一个第一极头和第二极头(20)，其中，第一导体束(22)包括每个子绕组(1、2)的至少一个极腿(18)。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的导体布置结构(5)，

其中，与第一导体连接段(26)交叉的导体段(29)形成第一子绕组或第二子绕组(1、2)中的一个的极腿(18)的一部分或终止于第一子绕组或第二子绕组(1、2)中的一个的极腿(18)处或附近。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的导体布置结构(5)，

其中，第一子绕组和第二子绕组(1、2)沿着纵向轴线(L)彼此相邻布置，第一导体束(22)相对于所述纵向轴线(L)成角度延伸。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的导体布置结构(5)，

其中，导体段彼此交叉的位置位于第一导体束(22)的边缘部分处或附近。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的导体布置结构(5)，

其中，导体布置结构(5)的子绕组(1、2)中的至少一个子绕组包括内部导体交叉部(30)，在内部导体交叉部(30)中，所述子绕组(1、2)的两个导体段彼此交叉。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的导体布置结构(5)，

所述导体布置结构(5)包括布置在第一子绕组(1)和第二子绕组(2)中的一个附近的第三子绕组(3)。

11.根据权利要求10所述的导体布置结构(5)，

其中，第三子绕组(3)以及第一子绕组和第二子绕组(1、2)中的与第三子绕组(3)相邻布置的一个经由连接导体交叉部(28)彼此连接，在连接导体交叉部(28)中，导体布置结构(5)的至少两个导体段彼此交叉。

12.根据权利要求11所述的导体布置结构(5)，

其中，连接导体交叉部(28)包括第二连接导体段(51)，第二连接导体段(51)在第三子绕组(3)的内部导体段和与第三子绕组(3)相邻的子绕组(1)的外部导体段之间延伸。

13.根据权利要求9和10所述的导体布置结构(5)，

其中，第一子绕组(1)和第二子绕组(2)中的与第三子绕组(3)相邻布置的一个包括内部导体交叉部(30)，其中，借助于所述内部导体交叉部(30)，所述子绕组(1、2)的内部导体段成为所述子绕组(1、2)的外部导体段，所述外部导体段连接到第三子绕组(3)。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的导体布置结构(5)，

其中，导体(10)作为连续的构件或元件和/或导体段的连续序列在导体布置结构(5)内延伸。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的导体布置结构(5)，

其中，导体布置结构(5)的子绕组(1、2、3)中的一个子绕组包括用于电连接到电压源(16)的第一极的第一连接器(12)，导体布置结构(5)的另一个子绕组(1、2、3)包括用于电连接到电压源(16)的第二极的第二连接器(14)，其中，导体布置结构(5)被构造为能够在第一连接器和第二连接器(12、14)之间传导电流。

16.根据权利要求15所述的导体布置结构(5)，

其中，第一连接器和第二连接器(12、14)定位在基本相似的高度和/或定位为使得连接器(12、14)之间沿着导体布置结构(5)的与纵向轴线(L)正交延伸的横向轴线(B)的距离小于0.3米、小于0.15米或小于0.05米。

17.根据权利要求14至16中的任一项所述的导体布置结构(5)，

所述导体布置结构(5)还包括一个或两个以上导磁元件(72)的布置结构，其中，第一连接器和第二连接器(12、14)定位在具有局部限制的磁导率的区域中或上方。

18.根据前述权利要求中的任一项所述的导体布置结构(5)，

所述导体布置结构(5)还包括一个或两个以上导磁元件(72)的布置结构，其中，导体布置结构(5)的至少一个导体交叉部的位置位于具有局部限制的磁导率的区域中或上方。

19.一种用于感应电力传输的系统(100)，

所述系统(100)包括至少两个根据上述权利要求中的任一项所述的导体布置结构(5)。

20.一种用于向车辆感应供电的方法，

其中，将操作电流供应到根据上述权利要求中的任一项所述的导体布置结构(5)。

21.一种用于制造用于感应电力传输的导体布置结构的方法，所述方法包括：

布置导体(10)，以形成彼此相邻布置的至少一个第一子绕组(1)和第二子绕组(2)，使得第一子绕组(1)和第二子绕组(2)中的每个的至少一个导体段在导体布置结构(5)的第一导体束(22)中彼此并排延伸，

其特征在于，在所述第一导体束(22)中，使第一子绕组(1)和第二子绕组(2)经由与导体布置结构(5)的至少一个另外的导体段(29)交叉的第一连接导体段(26)彼此连接，并且

以以下方式布置第一子绕组(1)和第二子绕组(2)：第一子绕组(1)和第二子绕组(2)包括至少一个内部导体段和外部导体段，其中，第一连接导体段(26)在第一子绕组(1)的外部导体段和第二子绕组(2)的内部导体段之间延伸。

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