DE102018201814B4 - Housing with an energy transfer coil and the electronic circuits required for energy transfer - Google Patents

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Abstract

Gehäuse mit einer Energieübertragungsspule (3) und den zur Energieübertragung erforderlichen elektronischen Schaltungen mit einem ersten Gehäuseteil (1) mit metallischen Wänden und mit einem zweiten Gehäuseteil (2) mit nicht-metallischen Wänden, die miteinander verbunden sind,wobei in dem zweiten Gehäuseteil (2) die Energieübertragungsspule (3) angeordnet ist, die auf ihren zum ersten Gehäuseteil (1) hin orientierten Seiten von einem magnetisch gut leitenden Material umgeben ist, das zumindest in der Spulenmitte eine Aussparung (11) aufweist,wobei in der Aussparung (11) eine Antenne (8) zur kontaktlosen Kommunikation angeordnet ist, die mit einer Schaltung (9) zur kontaktlosen Kommunikation verbunden ist,wobei in dem ersten Gehäuseteil (1) eine Leiterplatte (5) angeordnet ist, auf der zumindest die Schaltung zur kontaktlosen Kommunikation (9) und eine Schaltung zur Ansteuerung der Energieübertragungsspule (3) ausgebildet sind, wobei sich die Leiterplatte (5) zumindest bis zur Aussparung (11) erstreckt und die Verbindung der Antenne (8) und der Schaltung (9) zur kontaktlosen Kommunikation im Bereich der Aussparung (11) erfolgt, wobei die Schaltung (9) zur kontaktlosen Kommunikation auf einer Hilfsleiterplatte (20; 5A) ausgebildet ist, die senkrecht zur Leiterplatte (5) auf dieser und in der Aussparung (11) angeordnet ist.Housing with an energy transmission coil (3) and the electronic circuits required for energy transmission, with a first housing part (1) with metallic walls and with a second housing part (2) with non-metallic walls that are connected to one another, wherein the energy transmission coil (3) is arranged in the second housing part (2), which is surrounded on its sides oriented towards the first housing part (1) by a magnetically highly conductive material that has a recess (11) at least in the middle of the coil, wherein an antenna (8) for contactless communication is arranged in the recess (11), which is connected to a circuit (9) for contactless communication, wherein a circuit board (5) is arranged in the first housing part (1), on which at least the circuit for contactless communication (9) and a circuit for controlling the energy transmission coil (3) are formed, wherein the circuit board (5) extends at least as far as the recess (11) and the connection of the antenna (8) and the circuit (9) for contactless communication in the area the recess (11), wherein the circuit (9) for contactless communication is formed on an auxiliary circuit board (20; 5A) which is arranged perpendicular to the circuit board (5) on the latter and in the recess (11).

Description

Zum Laden von Energiespeichern zum Betrieb elektrischer Geräte und Maschinen, insbesondere von Elektromotoren für den Antrieb von Kraftfahrzeugen, ist die Energieübertragung von einer Energiequelle wie beispielsweise dem Wechselspannungsnetz oder einer Solaranlage und dem Energiespeicher im Kraftfahrzeug durch induktive Kopplung zweier Spulen möglich, was im Prinzip einer transformatorischen Energieübertragung entspricht.To charge energy storage devices for operating electrical devices and machines, in particular electric motors for driving motor vehicles, energy can be transferred from an energy source such as the AC network or a solar system and the energy storage device in the motor vehicle by inductive coupling of two coils, which in principle corresponds to a transformer energy transfer.

Wie in der WO 2015/142475 A1 vorgeschlagen ist, ist hierfür außerhalb des Fahrzeugs eine Primärspule, die über eine geeignete Elektronik mit einer oder auch mehreren Energiequellen verbunden ist, im oder ggf. beweglich auf dem Boden eines Fahrzeugstellplatzes verlegt, während eine Sekundärspule und die dazugehörigen Schaltungen zur Umwandlung der Wechsel- in eine Gleichspannung verbaut sind. Schaltungen zur Regelung der Energieübertragung können sowohl im Fahrzeug als auch in einer externen Anordnung - häufig als „wall box“ bezeichnet - untergebracht sein.Like in the WO 2015/142475 A1 As proposed, a primary coil is installed outside the vehicle, which is connected to one or more energy sources via suitable electronics, in the floor of a vehicle parking space or, if necessary, in a movable manner, while a secondary coil and the associated circuits for converting the alternating voltage into a direct voltage are installed. Circuits for regulating the energy transfer can be installed both in the vehicle and in an external arrangement - often referred to as a "wall box".

Häufig ist auch eine Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation zwischen den Schaltungen im Fahrzeug mit den Schaltungen außerhalb des Fahrzeugs - beispielsweise mit der „wall box“ oder der Bodenplatte - vorgesehen, wobei hier oft eine drahtlose Kommunikation beispielsweise über Wifi gewünscht ist.A communication device is often also provided for communication between the circuits in the vehicle and the circuits outside the vehicle - for example with the "wall box" or the floor plate - whereby wireless communication, for example via WiFi, is often desired.

Dabei ist es von Vorteil, wenn alle Komponenten im Fahrzeug in einem Gehäuse verbaut sind, wobei jedoch das Problem der Beeinflussung der Antenne für drahtlose Kommunikation durch das starke elektromagnetische Wechselfeld zwischen der Primär- und der Sekundärspule insbesondere dessen Streufeld besteht.It is advantageous if all components in the vehicle are installed in one housing, although there is the problem of the antenna for wireless communication being influenced by the strong alternating electromagnetic field between the primary and secondary coils, particularly its stray field.

Aus dem Dokument DE 10 2011 014 752 A1 ist ein System zum berührungslosen Übertragen von Energie an ein Fahrzeug, insbesondere an ein Fahrzeug mit einem Energiespeicher, aus welchem der Antrieb des Fahrzeugs versorgbar ist, bekannt, wobei das System einen stationären Teil, insbesondere eine am Boden angeordnete Anordnung, mit Primärleiterwicklung zum induktiven Übertragen von Energie an eine am Fahrzeug angeordnete Sekundärwicklung aufweist, wobei die Anordnung eine Antenne aufweist, welche zumindest zwei Wicklungsabschnitte aufweist, deren jeweils umwickelte Fläche, Wicklungssinn und Wicklungszahl derart gewählt ist, dass die Summe der in den beiden Wicklungsabschnitten vom von der Primärleiterwicklung erzeugten Wechsel-Magnetfeld induzierten Spannungen im Wesentlichen Null beträgtFrom the document EN 10 2011 014 752 A1 a system for the contactless transmission of energy to a vehicle, in particular to a vehicle with an energy storage device from which the drive of the vehicle can be supplied, is known, wherein the system has a stationary part, in particular an arrangement arranged on the ground, with a primary conductor winding for inductively transmitting energy to a secondary winding arranged on the vehicle, wherein the arrangement has an antenna which has at least two winding sections, the wound area, winding direction and number of windings of which are selected such that the sum of the voltages induced in the two winding sections by the alternating magnetic field generated by the primary conductor winding is essentially zero.

Aus dem Dokument EP 2 808 196 A1 ist ein Übertragerelement, vorzugsweise als Sekundärteil eines induktiven Ladesystems für Elektrofahrzeuge, bekannt, aufweisend eine Sekundärspule und eine im Gehäuse integrierte Elektronik. Das Gehäuse weist einen topfartigen Abschnitt aus magnetisch abschirmendem Material mit einer offenen Seite.From the document EP 2 808 196 A1 A transmitter element, preferably as a secondary part of an inductive charging system for electric vehicles, is known, comprising a secondary coil and electronics integrated in the housing. The housing has a pot-like section made of magnetically shielding material with an open side.

Aus dem Dokument DE 10 2016 202 298 A1 ist eine drahtlose Kommunikationseinrichtung bekannt, aufweisend eine Leistungswellenempfangsschleifenantenne, die Leistungswellen von einer gegenüberstehenden Einrichtung empfängt, und eine Informationswellensendeschleifenantenne, die Informationswellen an die gegenüberstehende Einrichtung sendet. Die jeweiligen Schleifenantennen sind so angeordnet, dass schleifenförmige Antennenflächen, die der gegenüberstehenden Einrichtung zwischen den jeweiligen Schleifenantennen zugewandt sind, weitgehend parallel zueinander und so angeordnet sind, dass sie voneinander in vertikaler Richtung getrennt sind. Die mittleren Positionen der Antennenflächen der jeweiligen Schleifenantennen fallen in der vertikalen Richtung weitgehend zusammen. Zwischen den jeweiligen Schleifenantennen ist die Größer der Schleifenantenne, die auf der Seite der gegenüberstehenden Einrichtung angeordnet ist, größer als die Größe der anderen Schleifenantenne.From the document EN 10 2016 202 298 A1 a wireless communication device is known comprising a power wave receiving loop antenna that receives power waves from an opposing device and an information wave transmitting loop antenna that transmits information waves to the opposing device. The respective loop antennas are arranged so that loop-shaped antenna surfaces facing the opposing device between the respective loop antennas are substantially parallel to each other and arranged so as to be separated from each other in the vertical direction. The center positions of the antenna surfaces of the respective loop antennas largely coincide in the vertical direction. Between the respective loop antennas, the size of the loop antenna arranged on the side of the opposing device is larger than the size of the other loop antenna.

Aus dem Dokument DE 10 2009 019 994 A1 ist ein System zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung von einem ersten zu einem zweiten Fahrzeugteil bekannt. Dabei ist neben einem ersten induktiven Teil in einem Hybrid-Transmitter zur Übertragung erster Daten und Energie ein zusätzlicher zweiter Datenkanal derart in den ersten Hybrid-Transmitter eingebaut, dass der zweite Datenkanal möglichst wenig von den elektro-magnetischen Feldern des induktiven Teils des Transmitters beeinflusst wird. Dazu kann ein magnetischer Freiraum in den verwendeten Hybrid-Transmittern geschaffen werden. Zum Empfang sowohl der ersten Daten, der Energie als auch der zweiten Daten ist ein entsprechender zweiter Hybrid-Transmitter angegeben.From the document EN 10 2009 019 994 A1 A system for contactless energy and data transmission from a first to a second vehicle part is known. In addition to a first inductive part in a hybrid transmitter for transmitting first data and energy, an additional second data channel is built into the first hybrid transmitter in such a way that the second data channel is influenced as little as possible by the electromagnetic fields of the inductive part of the transmitter. For this purpose, a magnetic free space can be created in the hybrid transmitters used. A corresponding second hybrid transmitter is specified for receiving both the first data, the energy and the second data.

Aus dem Dokument JP H09 - 74 034 A ist eine Übertragungsvorrichtung bekannt, aufweisend einen Kern zur Leistungsübertragung zur Aufnahme einer Spule zur Leistungsübertragung und einen Kern zur Signalübertragung zur Aufnahme einer Spule zur Signalübertragung in einem Rahmen, der aus einem nichtmagnetischen Körper besteht, indem sie in einer berührungslosen Signalübertragungsvorrichtung magnetisch getrennt werden, wobei die Spule zur Signalübertragung und eine Spule zur Leistungsübertragung konzentrisch in einem Transformatorkern angeordnet sind. Es wird eine Transformator-Primärseite und eine Transformator-Sekundärseite gebildet, die der Transformator-Primärseite über einen Zwischenraum 7 gegenübersteht. Außerdem ist eine Spule zur Rauschunterdrückung, die im Vergleich zur Spule zur Signalübertragung invers gewickelt ist, am Umfang der Außenseite des Kerns zur Signalübertragung vorgesehen. Die Spule zur Signalübertragung und die Spule zur Rauschunterdrückung sind in Reihe geschaltet, wodurch Rauschen aufgrund des magnetischen Streuflusses der Spule zur Leistungsübertragung unterdrückt wird.From the document JP H09 - 74 034 A a transmission device is known, comprising a core for power transmission for receiving a coil for power transmission and a core for signal transmission for receiving a coil for signal transmission in a frame consisting of a non-magnetic body by magnetically separating them in a contactless signal transmission device, wherein the coil for signal transmission and a coil for power transmission are arranged concentrically in a transformer core. A transformer primary side and a transformer secondary side are formed, which correspond to the transformer primary side across a gap 7. In addition, a noise suppression coil wound inversely with respect to the signal transmission coil is provided on the periphery of the outside of the signal transmission core. The signal transmission coil and the noise suppression coil are connected in series, thereby suppressing noise due to leakage magnetic flux of the power transmission coil.

Aus dem Dokument US 2015 / 0 138 031 A ist ein kontaktloser Verbinder bekannt, wobei an dem kontaktlosen Verbinder ein inneres Ferrit-Element und ein induktives Kopplungselement, das so angeordnet ist, dass es das innere Ferrit-Element zumindest teilweise umgibt, angeordnet sind. Ein äußeres Ferrit-Element des kontaktlosen Verbinders ist so angeordnet, dass es das induktive Kopplungselement zumindest teilweise umgibt, wobei ein vorderes Ende des äußeren Ferrit-Elements, das dem Eingriffsende des kontaktlosen Verbinders zugewandt ist, in einer axialen Richtung des kontaktlosen Verbinders in Bezug auf ein vorderes Ende des inneren Ferrit-Elements, das dem Eingriffsende zugewandt ist, zurückgesetzt ist. Ein hinteres Ende des äußeren Ferrit-Elements ist magnetisch mit einem hinteren Ende des inneren Ferrit-Elements verbunden. Ein Trägerelement für die induktive Kopplung ist um das innere Ferritkernelement herum angeordnet. Das induktive Kopplungselement wird aus einem Draht gebildet, der um das induktive Kopplungsstützelement gewickelt ist, um eine Spule zu bilden, die eine Vielzahl von Spulenwicklungen umfasst. Der Verbinder umfasst ferner ein Antennenelement und eine Antennenanschlussleitung, die in einer Öffnung in dem inneren Ferrit-Element angeordnet ist.From the document US 2015 / 0 138 031 A a contactless connector is known, wherein an inner ferrite element and an inductive coupling element arranged to at least partially surround the inner ferrite element are arranged on the contactless connector. An outer ferrite element of the contactless connector is arranged to at least partially surround the inductive coupling element, wherein a front end of the outer ferrite element facing the engagement end of the contactless connector is recessed in an axial direction of the contactless connector with respect to a front end of the inner ferrite element facing the engagement end. A rear end of the outer ferrite element is magnetically connected to a rear end of the inner ferrite element. A support element for the inductive coupling is arranged around the inner ferrite core element. The inductive coupling element is formed from a wire wound around the inductive coupling support member to form a coil comprising a plurality of coil turns. The connector further comprises an antenna element and an antenna lead disposed in an opening in the inner ferrite element.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Gehäuse anzugeben, bei dem dieses Problem zumindest stark gemildert ist.It is the object of the invention to provide a housing in which this problem is at least greatly alleviated.

Die Aufgabe wird durch ein Gehäuse für eine Energieübertragungsspule und die zur Energieübertragung erforderlichen elektronischen Schaltungen gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a housing for an energy transmission coil and the electronic circuits required for energy transmission according to claim 1. Advantageous further developments are specified in the subclaims.

Demnach ist ein Gehäuse mit einer Energieübertragungsspule und den zur Energieübertragung erforderlichen elektronischen Schaltungen mit einem ersten Gehäuseteil mit metallischen Wänden und mit einem zweiten Gehäuseteil mit nicht-metallischen Wänden, die miteinander verbunden sind, gebildet, wobei in dem zweiten Gehäuseteil eine Spule angeordnet ist, die auf ihren zum ersten Gehäuseteil hin orientierten Seiten von einem magnetisch gut leitenden Material umgeben ist, das zumindest in der Spulenmitte eine Aussparung aufweist, wobei in der Aussparung eine Antenne zur kontaktlosen Kommunikation angeordnet ist, die mit einer Schaltung zur kontaktlosen Kommunikation verbunden ist, wobei in dem ersten Gehäuseteil eine Leiterplatte angeordnet ist, auf der zumindest die Schaltung zur kontaktlosen Kommunikation und eine Schaltung zur Ansteuerung der Energieübertragungsspule ausgebildet sind, wobei sich die Leiterplatte zumindest bis zur Aussparung erstreckt und die Verbindung der Antenne und der Schaltung zur kontaktlosen Kommunikation im Bereich der Aussparung erfolgt.Accordingly, a housing with an energy transmission coil and the electronic circuits required for energy transmission is formed with a first housing part with metallic walls and with a second housing part with non-metallic walls that are connected to one another, wherein a coil is arranged in the second housing part, which is surrounded on its sides oriented towards the first housing part by a magnetically highly conductive material that has a recess at least in the center of the coil, wherein an antenna for contactless communication is arranged in the recess, which is connected to a circuit for contactless communication, wherein a circuit board is arranged in the first housing part, on which at least the circuit for contactless communication and a circuit for controlling the energy transmission coil are formed, wherein the circuit board extends at least as far as the recess and the connection of the antenna and the circuit for contactless communication takes place in the region of the recess.

Durch die Einbettung der Spule in ein Material mit guter magnetischer Leitfähigkeit, also hoher Permeabilität, beispielsweise ein Ferrit, das in der Spulenmitte eine Aussparung hat, konzentriert sich das magnetische Wechselfeld vor allem in dem hochpermeablen Material, wodurch im Bereich der Aussparung das elektromagnetische Feld entsprechend schwach ist, so dass dort in erfindungsgemäßer Weise eine Antenne zur kontaktlosen Kommunikation angeordnet werden kann, ohne dass die Kommunikation gestört oder die Antenne beschädigt werden kann.By embedding the coil in a material with good magnetic conductivity, i.e. high permeability, for example a ferrite, which has a recess in the middle of the coil, the alternating magnetic field is concentrated primarily in the highly permeable material, whereby the electromagnetic field in the area of the recess is correspondingly weak, so that an antenna for contactless communication can be arranged there in accordance with the invention without the communication being disturbed or the antenna being damaged.

Durch die Anordnung der Leiterplatte, auf der die elektrischen und elektronischen Schaltungen zum Betreiben des Energietransfers und zur kontaktlosen Kommunikation ausgebildet sind, im Bereich der Aussparung, kann eine Verbindung zwischen der Antenne und der Schaltung zur kontaktlosen Kommunikation ebenfalls im Bereich der feldarmen Aussparung geschaffen werden, so dass keine Beschädigung der Verbindungsleitungen zu besorgen ist.By arranging the circuit board, on which the electrical and electronic circuits for operating the energy transfer and for contactless communication are formed, in the area of the recess, a connection between the antenna and the circuit for contactless communication can also be created in the area of the low-field recess, so that there is no risk of damage to the connecting lines.

In einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Gehäuses ist die Verbindung der Schaltung zur kontaktlosen Kommunikation mit der Antenne zur kontaktlosen Kommunikation eine Drahtverbindung. In one embodiment of the housing according to the invention, the connection of the circuit for contactless communication with the antenna for contactless communication is a wire connection.

Dies stellt die einfachste und kostengünstigste Verbindung dar, die aufgrund der erfindungsgemäßen Verlegung der Drähte jedoch nicht zu deren Beschädigung führen kann.This is the simplest and most cost-effective connection, but due to the inventive way of laying the wires, it cannot lead to damage to them.

Im erfindungsgemäßen Gehäuse ist die Schaltung zur kontaktlosen Kommunikation auf einer Hilfsleiterplatte ausgebildet, die senkrecht zur Leiterplatte auf dieser und in der Aussparung angeordnet ist.In the housing according to the invention, the circuit for contactless communication is formed on an auxiliary circuit board which is arranged perpendicular to the circuit board on the latter and in the recess.

Dies ermöglicht eine einfache Vorfertigung der Leiterplatte, bei der die Schaltung zur kontaktlosen Kommunikation ebenfalls in einem nahezu feldfreien Bereich untergebracht ist.This enables easy prefabrication of the circuit board, in which the circuit for contactless communication is also housed in an almost field-free area.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Hilfsleiterplatte über einen flexiblen Bereich mit der Leiterplatte verbunden.In an advantageous further development, the auxiliary circuit board is connected to the circuit board via a flexible area.

Dadurch kann durch einfaches Verschwenken um den flexiblen Bereich, der auch die Verbindungsleitungen enthält, die Hilfsleiterplatte in der Aussparung angeordnet werden.This allows the auxiliary circuit board to be positioned in the recess by simply pivoting it around the flexible area, which also contains the connecting cables.

In einer weiteren Weiterbildung des erfindungsgemäßen Gehäuses ist auch die Antenne zur kontaktlosen Kommunikation auf der Hilfsleiterplatte angeordnet und insbesondere zusammen mit der Schaltung zur kontaktlosen Kommunikation in einem Modul ausgebildet.In a further development of the housing according to the invention, the antenna for contactless communication is also arranged on the auxiliary circuit board and in particular is formed together with the circuit for contactless communication in a module.

Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage.This allows for particularly easy installation.

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind die Drahtverbindung oder die Hilfsleiterplatte und die Verbindungsleitungen der Energieübertragungsspule zur Schaltung zur Ansteuerung der Energieübertragungsspule durch eine Öffnung der Verbindungswand zwischen dem erstem und dem zweitem Gehäuseteil geführt.In an advantageous embodiment of the invention, the wire connection or the auxiliary circuit board and the connecting lines of the energy transmission coil to the circuit for controlling the energy transmission coil are guided through an opening in the connecting wall between the first and the second housing part.

Dies ist in vorteilhafter Weise eine metallische Wand.This is advantageously a metallic wall.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Hilfe von Figuren näher erläutert werden. Dabei zeigen

  • 1 eine Ausführung eines nicht erfindungsgemäßen Gehäuses mit einer Energieübertragungsspule, einer Antenne zur kontaktlosen Kommunikation sowie den hierfür nötigen Schaltungen auf einer Leiterplatte,
  • 2 eine Ausführung eines erfindungsgemäßen Gehäuses mit einer Energieübertragungsspule, einer Antenne zur kontaktlosen Kommunikation sowie den hierfür nötigen Schaltungen auf einer Leiterplatte,
  • 3 eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Gehäuses mit einer Energieübertragungsspule, einer Antenne zur kontaktlosen Kommunikation sowie den hierfür nötigen Schaltungen auf einer Leiterplatte,
  • 4 eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Gehäuses mit einer Energieübertragungsspule, einer Antenne zur kontaktlosen Kommunikation sowie den hierfür nötigen Schaltungen auf einer Leiterplatte.
The invention will be explained in more detail below using exemplary embodiments with the aid of figures.
  • 1 an embodiment of a housing not according to the invention with an energy transmission coil, an antenna for contactless communication and the necessary circuits on a printed circuit board,
  • 2 an embodiment of a housing according to the invention with an energy transmission coil, an antenna for contactless communication and the necessary circuits on a printed circuit board,
  • 3 a further embodiment of a housing according to the invention with an energy transmission coil, an antenna for contactless communication and the necessary circuits on a printed circuit board,
  • 4 a further embodiment of a housing according to the invention with an energy transmission coil, an antenna for contactless communication and the necessary circuits on a printed circuit board.

Im Folgenden werden vier Ausführungsbeispiele eines Gehäuses beschrieben, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und daher nicht für jede Figur einzeln beschrieben werden.In the following, four embodiments of a housing are described, wherein identical parts are provided with identical reference numerals and are therefore not described individually for each figure.

Ein Gehäuse ist gemäß der Figuren mit einem ersten Gehäuseteil 1 gebildet, das aus einem metallischen Material, vorzugsweise Aluminium, gefertigt ist und dazu dient, eine Leiterplatte 5 aufzunehmen, auf der elektrische und elektronische Schaltungen ausgebildet sind, wobei lediglich in der 1 eine Schaltung für eine drahtlose Kommunikation 9 angedeutet ist. Des Weiteren sind auf der Leiterplatte 5 nicht dargestellte Schaltungen zur Ansteuerung einer Spule 3 vorgesehen, beispielsweise Gleichrichter, Spannungswandler, Regler etc., wobei Verbindungsleitungen 7 nur schematisch bis zur Leiterplatte 5 dargestellt sind. Zur Verbindung der auf der Leiterplatte 5 ausgebildeten Schaltungen ist ein Stecker 6 im ersten Gehäuseteil 1 angeordnet, über den eine drahtgebundene Kommunikation mit den Schaltungen auf der Leiterplatte 5 stattfinden kann, jedoch auch eine Verbindung mit einem Energiespeicher, der über die Spule 3 geladen werden soll.According to the figures, a housing is formed with a first housing part 1, which is made of a metallic material, preferably aluminum, and serves to accommodate a printed circuit board 5 on which electrical and electronic circuits are formed, wherein only in the 1 a circuit for wireless communication 9 is indicated. Furthermore, circuits not shown are provided on the circuit board 5 for controlling a coil 3, for example rectifiers, voltage converters, regulators, etc., whereby connecting lines 7 are only shown schematically up to the circuit board 5. To connect the circuits formed on the circuit board 5, a plug 6 is arranged in the first housing part 1, via which a wired communication with the circuits on the circuit board 5 can take place, but also a connection to an energy storage device that is to be charged via the coil 3.

Mit dem ersten Gehäusesteil 1 ist ein zweites Gehäuseteil 2 verbunden, das aus einem nicht metallischen Werkstoff gefertigt ist und in den dargestellten Ausführungsformen den Boden des ersten Gehäuseteils 1 als Deckel nutzt.Connected to the first housing part 1 is a second housing part 2 which is made of a non-metallic material and, in the embodiments shown, uses the bottom of the first housing part 1 as a cover.

Im zweiten Gehäuseteil 2 ist einerseits die Energieübertragungsspule 3 angeordnet, die einerseits als Sekundärspule für eine induktive Energieübertragung von einem Energieversorgungsnetz zum Energiespeicher in einem Fahrzeug dienen kann, allerdings auch dazu dienen kann, in dem Energiespeicher gespeicherte Energie über die Energieübertragungsspule 3 zu einer damit gekoppelten Primärspule zu übertragen. Je nach Bedarf müssen hierfür entsprechende Schaltungen auf der Leiterplatte 5 vorgesehen sein.The energy transfer coil 3 is arranged in the second housing part 2, which can serve as a secondary coil for inductive energy transfer from a power supply network to the energy storage device in a vehicle, but can also serve to transfer energy stored in the energy storage device via the energy transfer coil 3 to a primary coil coupled to it. Depending on requirements, appropriate circuits must be provided for this on the circuit board 5.

Um das magnetische Feld der Energieübertragungsspule 3 möglichst im Bereich der Spule 3 zu konzentrieren, ist diese in einem Schalenkern 4 aus einem magnetisch gut leitenden Material ausgebildet, wobei dieser Schalenkern 4 diese Spule 3 auf drei Seiten umschließt, jedoch die Seite zur zu koppelnden Primärspule offen lässt. Der Schalenkern 4 weist folglich in der Mitte der Spule eine Aussparung bzw. Ausnehmung 11 auf, in der aufgrund der Konzentration des elektromagnetischen Feldes im Schalenkern 4 das magnetische Feld sehr schwach ist.In order to concentrate the magnetic field of the energy transmission coil 3 as much as possible in the area of the coil 3, the latter is formed in a shell core 4 made of a material with good magnetic conductivity, whereby this shell core 4 encloses this coil 3 on three sides, but leaves the side to the primary coil to be coupled open. The shell core 4 therefore has a recess or cutout 11 in the middle of the coil, in which the magnetic field is very weak due to the concentration of the electromagnetic field in the shell core 4.

Daher kann in dieser Aussparung 11 in erfindungsgemäßer Weise eine Antenne 8 zur kontaktlosen Kommunikation angeordnet werden, da diese nicht im ersten Gehäuseteil 1 untergebracht werden kann, da aufgrund dessen metallischer Wandung keine drahtlose Kommunikation möglich wäre.Therefore, an antenna 8 for contactless communication can be arranged in this recess 11 in accordance with the invention, since this cannot be accommodated in the first housing part 1, since wireless communication would not be possible due to its metallic wall.

Um nun eine Verbindung von der Antenne 8 zur drahtlosen Kommunikation zu einer Schaltung 9 zur drahtlosen Kommunikation, die auf der Leiterplatte 5 ausgebildet ist, herstellen zu können, ohne dass zu verlegende Drähte 10 im Bereich des Magnetfeldes der Energieübertragungsspule 3 zu liegen kommen, ist die Leiterplatte 5 bis in den Bereich der Aussparung 11 ausgedehnt, sodass die Drähte 10 vollständig im Bereich der Aussparung 11 angeordnet werden können.In order to be able to establish a connection from the antenna 8 for wireless communication to a circuit 9 for wireless communication, which is formed on the circuit board 5, without In order that wires 10 to be laid come to lie in the region of the magnetic field of the energy transmission coil 3, the circuit board 5 is extended into the region of the recess 11 so that the wires 10 can be arranged completely in the region of the recess 11.

Im Ausführungsbeispiel der 1 sind die Verbindungsdrähte 7 von der Energieübertragungsspule 3 zur Leiterplatte 5 bzw. einer darauf vorzusehenden Schaltung zur Ansteuerung der Energieübertragungsspule 3 - beispielsweise ein Gleichrichter oder eine Regelschaltung - durch eine andere Aussparung bzw. Ausnehmung im Boden des ersten Gehäuseteils 1 geführt als die Verbindungsdrähte 10, die die Antenne 8 mit der Schaltung 9 zur drahtlosen Kommunikation verbinden.In the example of the 1 the connecting wires 7 from the energy transmission coil 3 to the circuit board 5 or a circuit to be provided thereon for controlling the energy transmission coil 3 - for example a rectifier or a control circuit - are led through a different recess or cutout in the bottom of the first housing part 1 than the connecting wires 10 which connect the antenna 8 to the circuit 9 for wireless communication.

In der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem die Antenne und die Schaltung zur drahtlosen Kommunikation zu einem Modul 21 zusammengefasst sind, das auf einer Hilfsleiterplatte 20 angeordnet ist, die mit der Leiterplatte 5 verbunden ist und etwa senkrecht auf dieser steht und in die Aussparung 11 hineinragt, sodass auch hier die Antenne zur drahtlosen Kommunikation in einem Bereich mit sehr geringer magnetischer Feldstärke zu liegen kommt.In the 2 a further embodiment is shown in which the antenna and the circuit for wireless communication are combined to form a module 21 which is arranged on an auxiliary circuit board 20 which is connected to the circuit board 5 and stands approximately perpendicularly thereto and projects into the recess 11, so that here too the antenna for wireless communication is located in an area with a very low magnetic field strength.

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung einer solchen Hilfsleiterplatte erfolgt gemäß 3 durch eine Teilleiterplatte bzw. Hilfsleiterplatte 5A, die über einen flexiblen Bereich 5B mit der Leiterplatte 5 verbunden ist und in einem rechten Winkel mittels des flexiblen Bereiches 5B zur Leiterplatte 5 abgeknickt ist. Der flexible Bereich 5B führt dabei die Verbindungsleitungen, die die Hilfsleiterplatte 5A mit der Leiterplatte 5 elektrisch und signaltechnisch verbinden.A particularly advantageous design of such an auxiliary circuit board is according to 3 by a partial circuit board or auxiliary circuit board 5A, which is connected to the circuit board 5 via a flexible area 5B and is bent at a right angle to the circuit board 5 by means of the flexible area 5B. The flexible area 5B carries the connecting lines that connect the auxiliary circuit board 5A to the circuit board 5 electrically and in terms of signals.

In der 4 ist schließlich eine Ausführung dargestellt, bei der die Verbindungsleitungen 7 von der Energieübertragungsspule 3 zur Ansteuerung der Energieübertragungsspule 3 und die Hilfsleiterplatte 20 durch die gleiche Öffnung bzw. Ausnehmung 22 in der Bodenplatte des ersten Gehäuseteils 1 geführt sind, sodass ggf. die Leiterplatte 5 nur über der Aussparung bzw. Ausnehmung 11 angeordnet ist und sich nicht bis zur Energieübertragungsspule 3 erstrecken muss. Damit kann das erste Gehäuseteil 1 ggf. kleiner ausgeführt werden.In the 4 Finally, an embodiment is shown in which the connecting lines 7 from the energy transmission coil 3 for controlling the energy transmission coil 3 and the auxiliary circuit board 20 are guided through the same opening or recess 22 in the base plate of the first housing part 1, so that the circuit board 5 is only arranged above the recess or cutout 11 and does not have to extend to the energy transmission coil 3. This means that the first housing part 1 can be made smaller if necessary.

Claims (6)

Gehäuse mit einer Energieübertragungsspule (3) und den zur Energieübertragung erforderlichen elektronischen Schaltungen mit einem ersten Gehäuseteil (1) mit metallischen Wänden und mit einem zweiten Gehäuseteil (2) mit nicht-metallischen Wänden, die miteinander verbunden sind, wobei in dem zweiten Gehäuseteil (2) die Energieübertragungsspule (3) angeordnet ist, die auf ihren zum ersten Gehäuseteil (1) hin orientierten Seiten von einem magnetisch gut leitenden Material umgeben ist, das zumindest in der Spulenmitte eine Aussparung (11) aufweist, wobei in der Aussparung (11) eine Antenne (8) zur kontaktlosen Kommunikation angeordnet ist, die mit einer Schaltung (9) zur kontaktlosen Kommunikation verbunden ist, wobei in dem ersten Gehäuseteil (1) eine Leiterplatte (5) angeordnet ist, auf der zumindest die Schaltung zur kontaktlosen Kommunikation (9) und eine Schaltung zur Ansteuerung der Energieübertragungsspule (3) ausgebildet sind, wobei sich die Leiterplatte (5) zumindest bis zur Aussparung (11) erstreckt und die Verbindung der Antenne (8) und der Schaltung (9) zur kontaktlosen Kommunikation im Bereich der Aussparung (11) erfolgt, wobei die Schaltung (9) zur kontaktlosen Kommunikation auf einer Hilfsleiterplatte (20; 5A) ausgebildet ist, die senkrecht zur Leiterplatte (5) auf dieser und in der Aussparung (11) angeordnet ist.Housing with an energy transmission coil (3) and the electronic circuits required for energy transmission, with a first housing part (1) with metallic walls and with a second housing part (2) with non-metallic walls that are connected to one another, wherein the second housing part (2) contains the energy transmission coil (3), which is surrounded on its sides oriented towards the first housing part (1) by a material with good magnetic conductivity that has a recess (11) at least in the middle of the coil, wherein an antenna (8) for contactless communication is arranged in the recess (11), which is connected to a circuit (9) for contactless communication, wherein a circuit board (5) is arranged in the first housing part (1), on which at least the circuit for contactless communication (9) and a circuit for controlling the energy transmission coil (3) are formed, where the circuit board (5) extends at least as far as the recess (11) and the connection of the antenna (8) and the circuit (9) for contactless Communication takes place in the region of the recess (11), wherein the circuit (9) for contactless communication is formed on an auxiliary circuit board (20; 5A) which is arranged perpendicular to the circuit board (5) on the latter and in the recess (11). Gehäuse nach Anspruch 1, bei dem die Verbindung der Schaltung (9) zur kontaktlosen Kommunikation mit der Antenne (8) zur kontaktlosen Kommunikation eine Drahtverbindung (10) ist.Housing according to Claim 1 , wherein the connection of the circuit (9) for contactless communication to the antenna (8) for contactless communication is a wire connection (10). Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Hilfsleiterplatte (5A) über einen flexiblen Bereich (5B) mit der Leiterplatte (5) verbunden ist.Housing according to one of the preceding claims, wherein the auxiliary circuit board (5A) is connected to the circuit board (5) via a flexible region (5B). Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem auch die Antenne (8) zur kontaktlosen Kommunikation auf der Hilfsleiterplatte (20; 5A) angeordnet ist.Housing according to one of the preceding claims, in which the antenna (8) for contactless communication is also arranged on the auxiliary circuit board (20; 5A). Gehäuse nach Anspruch 4, bei dem die Schaltung und die Antenne zur kontaktlosen Kommunikation in einem Modul (21) ausgebildet sind.Housing according to Claim 4 , in which the circuit and the antenna for contactless communication are formed in a module (21). Gehäuse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Drahtverbindung (10) oder die Hilfsleiterplatte (20; 5A) und die Verbindung (7) der Energieübertragungsspule (3) zur Schaltung zur Ansteuerung der Energieübertragungsspule durch eine Öffnung (22) der Verbindungswand zwischen dem erstem (1) und dem zweitem Gehäuseteil (2) geführt sind.Housing according to one of the preceding claims, in which the wire connection (10) or the auxiliary circuit board (20; 5A) and the connection (7) of the energy transmission coil (3) to the circuit for controlling the energy transmission coil are guided through an opening (22) in the connecting wall between the first (1) and the second housing part (2).
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