DE102016102532A1

DE102016102532A1 - Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie

Info

Publication number: DE102016102532A1
Application number: DE102016102532.1A
Authority: DE
Inventors: Daniel Spesser
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2016-02-15
Filing date: 2016-02-15
Publication date: 2017-08-17

Abstract

Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zwischen einer ortsfest in einem Erdreich installierten Primärspule und einer Sekundärspule eines mobilen elektrischen Verbrauchers, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, mit einem in dem Erdreich versenkten Schachtmodul (12), welches einen durch einen Modulboden (13) und Modulwände (14) begrenzten Innenraum (15) definiert, in welchem eine die Primärspule und eine Versorgungseinheit für die Primärspule umfassende Spuleneinheit (16) derart angeordnet ist, dass eine Oberseite (17) der Spuleneinheit (16) bündig oder annähend bündig zu einer vom Erdreich definierten Fahrbahn (18) verläuft und zwischen einer Unterseite (19) der Spuleneinheit (16) und dem Modulboden (13) ein der Aufnahme von Wasser dienender Teilraum (15a) des Innenraums (15) ausgebildet ist, wobei der Modulboden (13) derart ausgebildet ist, dass über denselben Wasser aus dem Teilraum (15a) des Innenraums (15) entweicht um im Erdreich (11) versickert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 10 2012 104 372 B4 ist eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zwischen einer ortsfest in einem Erdreich installierten Primärspule und einer Sekundärspule eines mobilen elektrischen Verbrauchers, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, bekannt. Die aus diesem Stand der Technik bekannte Vorrichtung verfügt über ein in dem Erdreich versenktes Schachtmodul, welches einen Modulboden bzw. Schachtboden und Modulwände bzw. Schachtwände aufweist, die einen Innenraum definieren. In diesem Innenraum ist eine die Primärspule und eine Versorgungseinheit für die Primärspule umfassende Spuleneinheit angeordnet, und zwar derart, dass eine Oberseite der Spuleneinheit bündig zu einer vom Erdreich definierten Fahrbahn verläuft. Zwischen einer Unterseite der Spuleneinheit und dem Modulboden ist ein Teilraum des Innenraums ausgebildet, welcher der Aufnahme von Wasser dient.
Um zu vermeiden, dass die Spuleneinheit, insbesondere die Versorgungseinheit der Spuleneinheit, in dem vom Teilraum aufnehmbaren Wasser steht, ist nach der DE 10 2012 104 372 B4 die Versorgungseinheit der Spuleneinheit auf einer im eingebauten Zustand der Fahrbahn abgewandten Seite der Spuleneinheit in einem oben und seitlich geschlossenen Gehäuse angeordnet, welches über eine nach unten offene Gehäuseöffnung verfügt. Dabei macht sich die aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung das sogenannte Taucherglocken-Prinzip zu nutze.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine neuartige Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zu schaffen, die auf einfache Art und Weise sicherstellt, dass die Spuleneinheit nicht in einem sich ansammelnden Wasservolumen steht.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Erfindungsgemäß ist der Modulboden derart ausgebildet, dass über denselben ein Wasser aus dem Teilraum des Innenraums entweicht um im Erdreich versickert.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie benötigt kein Gehäuse für die Versorgungseinheit der Spuleneinheit. Erfindungsgemäß ist der Modulboden des Schachtmoduls derart ausgebildet, dass über denselben Wasser aus dem Teilraum definiert entweicht und im Erdreich versickert.
Hierzu ist der Modulboden vorzugsweise mit Perforationslöchern versehen, die das Entweichen des Wassers aus dem Teilraum und das Versickern desselben im Erdreich definiert ermöglichen.
Vorzugsweise ist das Volumen des Teilraums des Innenraums derart dimensioniert ist, dass bei maximal möglichem Nachströmen von Wasser in den Teilraum des Innenraums über einen Spalt zwischen der Spuleneinheit und den Modulwänden über bei Entweichen von Wasser aus dem Teilraum über den Modulboden ein sich im Teilraum ausbildender Wasserpegel stets unterhalb der Unterseite der Spuleneinheit verläuft.
Diese Ausgestaltung der Erfindung, in welcher das Volumen des der Wasseraufnahme dienenden Teilraums des Innenraums in einem definierten Verhältnis zu dem maximal möglichen Nachströmen des Wassers und dem Entweichen des Wassers aus dem Teilraum über den Modulboden steht, ist besonders bevorzugt, um ein Stehen der Spuleneinheit bzw. der Versorgungseinheit im Wasser und eine hierdurch bewirkte Beschädigungsgefahr zu vermeiden.
Vorzugsweise ist die Spuleneinheit mit ihrer Unterseite auf einer Tragstruktur positioniert, über die Wasser, welches über einen Spalt zwischen der Spuleneinheit und den Modulwänden nachströmt, in den Teilraum des Innenraums strömt. Die Tragstruktur verbessert die Aufnahme der Spuleneinheit im Schachtmodul.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zwischen einer ortsfest in einem Erdreich installierten Primärspule und einer Sekundärspule eines mobilen elektrischen Verbrauchers wie eines Elektrofahrzeugs.
1 zeigt einen schematisierten Ausschnitt aus einer derartigen erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, die ein in einem Erdreich 11 versenktes Schachtmodul 12 umfasst.
Das Schachtmodul 12 verfügt über einen Modulboden 13 sowie über Modulwände 14, die einen Innenraum 15 des Schachtmoduls 10 definieren. In diesem Innenraum 15 des Schachtmoduls 10 ist eine Spuleneinheit 16 aus einer im Detail nicht gezeigten Primärspule und einer Versorgungseinheit für die Primärspule derart angeordnet, dass eine Oberseite 17 der Spuleneinheit 16 bündig oder annähernd bündig zu einer vom Erdreich 11 definierten Fahrbahn 18 verläuft.
Zwischen einer Unterseite 19 der Spuleneinheit 16 und dem Modulboden 13 des Schachtmoduls 12 ist ein Teilraum 15a des Innenraums 15 ausgebildet, welcher der Aufnahme von Wasser 20 dient, zum Beispiel von Regenwasser, welches über einen Spalt 21 zwischen der Spuleneinheit 16 und den Modulwänden 14 in den Innenraum 15 des Schachtmoduls 12 gelangen kann. Ein Pfeil 21 visualisiert einen sich hierbei ausbildenden Wasserpegel.
Ein weiterer Pfeil 22 visualisiert diejenige Wassermenge, die über den Spalt 21 zwischen der Spuleneinheit 16 und den Modulwänden 14 des Schachtmoduls 12 in den Innenraum 15 bzw. den Teilraum 15a des Innenraums 15 gelangen kann.
Im Sinne der Erfindung ist der Modulboden 13 des Schachtmoduls 12 derart ausgebildet, dass über denselben eine Wassermenge aus dem Teilraum 15a des Innenraums entweicht und im Erdreich 11 versickert. Hierzu ist der Modulboden 13 mit Versickerungslöchern perforiert, über die letztendlich Wasser 20 aus dem Teilraum 15a entweichen und im Erdreich 11 versickern kann. Diejenige Wassermenge, die über den Modulboden 13 des Schachtmoduls 12 aus dem Innenraum 15 entweichen und im Erdreich versickern kann, ist in 1 durch einen Pfeil 23 visualisiert.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können auch die Modulwände 14 derart ausgebildet sein, dass über dieselben Wasser aus dem Teilraum 15a des Innenraums 15 entweichen und im Erdreich 11 versickern kann, wozu dann die Modulwände 14 ebenso wie der Modulboden 13 mit entsprechenden Versickerungslöchern perforiert sind.
Um das Versickern des über den Modulboden 13 und die ggf. über die Modulwände 14 aus dem Teilraum 15a des Innenraums 15 entweichenden Wassers 20 zu erleichtern, ist in 1 vorgesehen, dass unterhalb des Schachtmoduls 12 im Erdreich 11 eine Kiesschicht 24 vorgesehen ist, die eine entsprechend große Wassermenge bei der Versickerung aufnehmen kann.
Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Volumen des Teilraums 15a des Innenraums 15 des Schachtmoduls 12 entsprechend vorteilhaft dimensioniert ist, und zwar derart, dass ein sich bei maximal möglichem Nachströmen von Wasser in den Teilraum 15a über den Spalt 21 zwischen der Spuleneinheit 16 in den Modulwänden 14 des Schachtmoduls 12 (siehe Pfeil 22) und bei Versickerung von im Sinne des Pfeils 23 über den Modulboden 13 und ggf. über die Modulwände 14 aus dem Teilraum 15a entweichendem Wasser im Teilraum 15a ausbildende Wasserpegel 25 stets unterhalb der Unterseite 19 der Spuleneinheit 16 und damit unterhalb der Versorgungseinheit der Primärspule der Spuleneinheit 19 verläuft, sodass ausgeschlossen ist, dass elektrische Baugruppen der Vorrichtung 10 permanent in Wasser 20 stehen.
Im in 1 gezeigten, bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Spuleneinheit 16 mit ihrer Unterseite 19 auf einer Tragstruktur 26 positioniert.
Über die Tragstruktur 26 kann Wasser, welches über den Spalt 21 zwischen der Spuleneinheit 16 und den Modulwänden 14 nachströmt, in den Teilraum 15a gelangen, wozu die Tragstruktur 26 mit entsprechenden Überströmlöchern perforiert ist. Diese Überströmlöcher sind dabei derart dimensioniert, dass sich zwischen der Tragstruktur 26 und der Spuleneinheit 16 kein Wasser sammeln kann. Die Tragstruktur 26 leitet demnach über den Spalt 21 zwischen der Spuleneinheit 16 und den Modulwänden 14 nachströmendes Wasser ungehindert in den Teilraum 15a ab.
Das Schachtmodul 12, welches die Modulwand 13 und Modulwände 14 umfasst, kann aus einem metallischen Werkstoff oder auch aus Kunststoff gefertigt sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012104372 B4 [0002, 0003]

Claims

Vorrichtung zur induktiven Übertragung elektrischer Energie zwischen einer ortsfest in einem Erdreich installierten Primärspule und einer Sekundärspule eines mobilen elektrischen Verbrauchers, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, mit einem in dem Erdreich versenkten Schachtmodul (12), welches einen durch einen Modulboden (13) und Modulwände (14) begrenzten Innenraum (15) definiert, in welchem eine die Primärspule und eine Versorgungseinheit für die Primärspule umfassende Spuleneinheit (16) derart angeordnet ist, dass eine Oberseite (17) der Spuleneinheit (16) bündig oder annähend bündig zu einer vom Erdreich definierten Fahrbahn (18) verläuft und zwischen einer Unterseite (19) der Spuleneinheit (16) und dem Modulboden (13) ein der Aufnahme von Wasser dienender Teilraum (15a) des Innenraums (15) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulboden (13) derart ausgebildet ist, dass über denselben Wasser aus dem Teilraum (15a) des Innenraums (15) entweicht um im Erdreich (11) versickert.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich die Modulwände (14) derart ausgebildet sind, dass über dieselben Wasser aus dem Teilraum (15a) des Innenraums entweicht um im Erdreich versickert.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des Teilraums (15a) des Innenraums (15) derart dimensioniert ist, dass bei maximal möglichem Nachströmen von Wasser in den Teilraum (15a) des Innenraums über einen Spalt (21) zwischen der Spuleneinheit (16) und den Modulwänden (14) ein sich im Teilraum (15a) ausbildender Wasserpegel (25) stets unterhalb der Unterseite (19) der Spuleneinheit (16) verläuft.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Modulboden (13) mit Versickerungslöchern perforiert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Modulwände (14) mit Versickerungslöchern perforiert sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spuleneinheit (16) mit ihrer Unterseite (19) auf einer Tragstruktur (26) positioniert ist, über die Wasser, welches über einen Spalt (21) zwischen der Spuleneinheit (26) und den Modulwänden (14) nachströmt, in den Teilraum (15a) des Innenraums (15) strömt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragstruktur (26) mit Überströmlöchern perforiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Überströmlöcher derart dimensioniert sind, dass sich zwischen der Spuleneinheit (16) und der Tragstruktur (26) kein Wasser sammelt.