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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ladeanordnung zum induktiven Laden von Kraftfahrzeugen. Im Stand der Technik erfreuen sich Elektrofahrzeuge einer steigenden Beliebtheit. Entsprechend wächst auch die Notwendigkeit für Ladesysteme für derartige Fahrzeuge. Aus dem Stand der Technik sind kabelgebundene Ladesysteme bekannt, bei denen das Fahrzeug mittels eines Kabels mit einer Stromquelle verbunden wird. In jüngerer Zeit sind jedoch auch induktive Ladesysteme bekannt geworden, welche darauf basieren, dass eine Spule, die beispielsweise in einem Boden angeordnet ist, eine weitere Spule, die am Kraftfahrzeug angeordnet ist, magnetisch mit Strom versorgt. Ein Problem bei derartigen induktiven Ladevorgängen sind auftretende elektromagnetische Felder, die beispielsweise andere Elektronikeinheiten stören können. Derartige Störfelder können dabei insbesondere auch von Leitungen ausgehen, welche elektromagnetische Felder abstrahlen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die elektromagnetische Verträglichkeit derartiger Anordnungen zu verbessern. Dabei sollen jedoch auch die entsprechenden auftretenden Verluste gering gehalten werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum induktiven Laden von Kraftfahrzeugen weist eine erste Elektronikeinheit auf, welche eine erste Schnittschnelle zum Anschluss eines Stromnetzes aufweist. Weiterhin weist die Vorrichtung eine erste Spuleneinrichtung auf, welche zum Ausgeben eines elektromagnetischen Ladefeldes geeignet und bestimmt ist. Weiterhin weist die Vorrichtung eine zweite Spuleneinrichtung auf, auf welche das elektromagnetische Ladefeld (insbesondere berührungslos) übertragbar ist und welche in Reaktion auf dieses elektromagnetische Ladefeld eine Wechselspannung und/oder einen Wechselstrom ausgibt.
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Weiterhin weist die Vorrichtung eine zweite Elektronikeinheit auf, welche die von der zweiten Spuleneinrichtung erzeugte Wechselspannung und/oder den Wechselstrom aufnimmt, wobei die erste Elektronikeinheit über eine elektrische Verbindungsleitung in elektrischem Kontakt mit ersten Spuleneinrichtung steht und die zweite Spuleneinrichtung über eine zweite elektrische Verbindungseinheit mit der zweiten Elektronikeinheit in elektrischem Kontakt steht, wobei wenigstens eine Verbindungsleitung eine erste elektrische Leitung und eine zweite elektrische Leitung aufweist, wobei die erste elektrische Leitung und die zweite elektrische Leitung bezüglich einander elektrisch insoliert sind.
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Erfindungsgemäß verlaufen die erste elektrische Leitung und die zweite elektrische Leitung wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen koaxial bezüglich einander.
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Bei aus dem Stand der Technik bekannten elektrischen Leitungen werden üblicherweise zwei Leitungsstränge parallel zueinander geführt. So werden beispielsweise für derartige Wechselspannungen geschirmte Doppelleitungen verwendet. Bei derartigen Leitungen ergeben sich ungünstige Stromdichten, was untenstehend unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert wird. Daneben tritt ein zusätzliches Problem mit der Isolation auf.
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Unter im Wesentlichen koaxial wird verstanden, dass die Leitungen insbesondere im Rahmen von Materialtoleranzen koaxial zueinander verlaufen, also insbesondere eine Symmetrieachse einer inneren Leitung mit der Symmetrieleitung einer äußeren Leitung zusammenfällt. Dabei können jedoch Abweichungen von bis zu 10%, bevorzugt von bis zu 5% von einer genauen Koaxialität auftreten.
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Bevorzugt wird die erste Elektronikeinheit von einem Wechselstrom gespeist und gibt auch einen Wechselstrom aus. Unter einem Wechselstrom und/oder einer Wechselspannung wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht nur ein genau sinusförmiger Wechselstrom oder eine sinusförmige Wechselspannung verstanden, sondern allgemein ein Wechselstrom und/oder eine Spannung mit sich über die Zeit ändernden und insbesondere periodisch ändernden Stromstärken und/oder Spannungen
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, zur derartigen Leitung von Strömen und insbesondere von Wechselströmungen Koaxialleitungen einzusetzen. Koaxialleitungen sind aus dem Stand der Technik an sich bekannt, werden jedoch üblicherweise nicht für die Leitung hoher Wechselströme verwendet. Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise, das heißt die Verwendung von Koaxialleitungen, wird eine Möglichkeit zum impedanzkontrollierten Übertragen von elektrischer Energie geschaffen.
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Der Vorteil derartiger Koaxialleitungen ist, dass diese in der Regel eine perfekte oder zumindest weitgehende Symmetrie aufweisen. Auch die magnetischen und elektrischen Felder weisen bevorzugt eine perfekte Symmetrie auf. Auf diese Weise ergeben sich auch symmetrische Stromverteilungen und auch symmetrische Belastungen der Isolation. Daneben ist es durch die Verwendung einer Koaxialleitung auch möglich, die Skin- und Proximity-Verluste sowie auch die Gefahr von Überschlägen und Teilentladung zu minimieren.
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Der Skin-Effekt ist ein Effekt in von höherfrequentem Wechselstrom durchflossenen elektrischen Leitern, durch den die Stromdichte im Inneren eines Leiters niedriger ist als in äußeren Bereichen. Die Ursache für den Skineffekt ist, dass die in den Leiter eindringenden Wechselfelder aufgrund der hohen Leitfähigkeit des Materials schon vor dem Erreichen des Leiterinneren weitgehend gedämpft werden.
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Als Proximity-Effekt bezeichnet man in der Elektrotechnik die Wirkung der Stromeinschnürung oder Stromverdrängung zwischen zwei eng benachbarten Leitern unter dem Einfluss von Wechselströmen aufgrund des magnetischen Streuflusses zwischen ihnen, verursacht durch entgegengesetzte Ströme in den Leitern.
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Bevorzugt tritt auch bei idealen Leitungen kein Magnetfeld außerhalb eines Außenleiters auf. In der Praxis können jedoch die auftretenden Magnetfelder sehr gering sein, sodass ein eventueller zusätzlicher Schirm auch keine relevante Erhöhung der Verluste bewirkt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform verläuft die erste Leitung innerhalb der zweiten Leitung. So kann beispielsweise die zweite Leitung ein rohrförmiges oder schlauchförmiges Profil aufweisen, innerhalb dessen die erste Leitung verläuft. Bevorzugt verläuft daher eine Koaxialachse der beiden Leitungen durch die innere der beiden Leitungen. Bevorzugt ist daher die zweite Leitung als hohler bzw. rohr- oder schlauchförmiger Körper ausgebildet, wobei einen Innenquerschnitt dieser zweiten Leitung größer ist als ein Außenquerschnitt der ersten Leitung. Dabei wäre es denkbar, dass die zweite Leitung als Kupferrohr oder Kupferschlauch ausgebildet ist. Die Ausbildung als Kupferrohr kommt insbesondere in Betracht, wenn in Kauf genommen werden kann, dass die Verbindungsleitung starr ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weisen die erste Verbindungsleitung und die zweite Verbindungsleitung eine erste elektrische Leitung auf und eine zweite elektrische Leitung, wobei die erste elektrische Leitung und die zweite elektrische Leitung bezüglich einander elektrisch isoliert sind und die erste elektrische Leitung und die zweite elektrische Leitung wenigstens abschnittsweise koaxial bezüglich einander verlaufen. Bei dieser Ausgestaltung wird daher vorgeschlagen, dass beide der genannten Verbindungsleitungen in dieser beschriebenen koaxialen Weise aufgebaut sind. Insbesondere handelt es sich bei diesen Verbindungsleitungen um Leitungen, bei denen im Betrieb ein Wechselstrom angelegt wird bzw. durch welche ein Wechselstrom fließt. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erste elektrische Leitung und/oder die zweite elektrische Leitung einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Auf diese Weise können für die Feldabschirmung vorteilhafte ideale Symmetrien erreicht werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die erste bzw. die innere elektrische Leitung einen Querschnitt (bzw. Durchmesser) auf, der größer ist als 1 mm, bevorzugt größer als 2 mm, bevorzugt größer als 3 mm und besonders bevorzugt größer als 4 mm. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erste bzw. die innere elektrische Leitung einen Querschnitt (bzw. Durchmesser) auf, der kleiner ist als 20 mm, bevorzugt kleiner als 15 mm, bevorzugt größer als 10 mm und besonders bevorzugt kleiner als 8 mm.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die zweite elektrische Leitung einen Innenquerschnitt (bzw. Innendurchmesser) auf, der größer ist als 5 mm, bevorzugt größer als 7 mm, bevorzugt größer als 9 mm. Bevorzugt weist die zweite elektrische Leitung einen Innenquerschnitt (bzw. Innendurchmesser) auf, der kleiner ist als 40 mm, bevorzugt kleiner als 20 mm, bevorzugt kleiner als 15 mm.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die zweite elektrische Leitung einen Außenquerschnitt auf, der größer ist als 6 mm, bevorzugt größer als 7 mm und bevorzugt größer als 10 mm. Bevorzugt weist die zweite elektrische Leitung einen Außenquerschnitt auf, der kleiner ist als 40 mm, bevorzugt kleiner als 30 mm, bevorzugt kleiner als 20 mm.
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Bevorzugt weist die zweite elektrische Leitung in einer radialen Richtung der Leitung eine Dicke auf, die zwischen 0,5 mm und 5 mm, bevorzugt zwischen 0,7 mm und 4mm, bevorzugt zwischen 0,8 mm und 3 mm und besonders bevorzugt zwischen 0,8 mm und 2 mm liegt.
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Die hier genannten Dimensionen sind besonders geeignet, um einerseits niedrige Verluste zu erreichen und um andererseits auch eine zufriedenstellende Abschirmung bei den auftretenden (Wechsel-)strömen zu erreichen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist wenigstens ein Material der elektrischen Leitung aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt, welche Silber, Aluminium, Kupfer, Eisen und dergleichen enthält. Bevorzugt handelt es sich bei wenigstens einer der Leitungen und bevorzugt bei beiden Leitungen um Kupferleitungen.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der ersten elektrischen Leitung und der zweiten elektrischen Leitung ein Abschirmelement und/oder ein Isolationselement angeordnet. Dabei kann es sich insbesondere aber nicht ausschließlich um einen Mantel handeln, der die erste bzw. innere elektrische Leitung bevorzugt vollständig umgibt. An einem Außenumfang dieses Mantels kann wiederum die zweite elektrische Leitung angeordnet sein.
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Bevorzugt ist die Abschirmeinrichtung aus einem Material hergestellt, welches aus einer Gruppe von Materialien ausgewählt ist, welche Kunststoffe und insbesondere Polyethylen enthält. Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Abschirmeinrichtung einen Außenquerschnitt auf, der zwischen 4 mm und 20 mm liegt, bevorzugt zwischen 4 mm und 15 mm, bevorzugt zwischen 5 mm und 15 mm und besonders bevorzugt zwischen 5 mm und 10 mm liegt.
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Bevorzugt weist das Material der Abschirmeinrichtung, welche zwischen der ersten elektrischen Leitung und der zweiten elektrischen Leitung angeordnet ist, eine relative Permittivität εr auf, welche größer ist als 1,05 bevorzugt größer als 1,1. Bevorzugt weist dieses Material eine relative Permittivität εr auf, welche kleiner ist als 3,0. Bevorzugt kleiner als 2,5, bevorzugt kleiner als 2,0.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die erste Leitung eine Vielzahl von Leitungssträngen auf, welche nebeneinander verlaufen. Es wäre jedoch auch möglich, dass die erste Leitung aus einem Vollmaterial besteht. Die Ausführung in mehreren Leitungssträngen ist jedoch vorteilhaft im Hinblick auf die Entstehung von Störfeldern. Bevorzugt sind diese Leitungsstränge bezüglich einander isoliert, beispielsweise mit Hilfe einer Lackschicht isoliert. Auch wäre es möglich, dass die einzelnen Leitungsstränge miteinander zumindest teilweise in Kontakt stehen. So wäre es möglich, dass die Leitungsstränge miteinander verseilt sind.
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Bevorzugt befindet sich in einem Zentrum des Leiters und insbesondere durch welches, die Koaxialachse verläuft, ein elektrisch leitendes Material. Es wäre jedoch auch denkbar, dass sich im Zentrum der ersten Leitung ein Kunststoffmaterial, etwa ein Kunststoffstrang befindet, um den die elektrisch leitenden Leitungsstränge herum angeordnet sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann die erste Leitung in der Art einer Hochfrequenzlitze aufgebaut sein. Hochfrequenzlitzen, auch HF-Litze genannt, sind Litzen, welche aus einer größeren Anzahl feiner, meist durch Lack voneinander isolierter Drähte bestehen, die so verflochten sind, dass im Mittel jeder Einzeldraht möglichst jede Stelle im Gesamtquerschnitt der Litze gleich oft einnimmt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform verläuft um den Außenumfang der zweiten elektrischen Leitung ein Abschirmelement. Dieses Abschirmelement kann beispielsweise als Metallgeflecht, z. B: als Aluminiumgeflecht ausgeführt sein. Es wäre jedoch auch denkbar, dass das Abschirmelement als Folie, beispielsweise als Alufolie ausgebildet ist, welches in Umfangsrichtung um die zweite elektrische Leitung herum verläuft.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform liegt dieses Abschirmelement wenigstens teilweise an dem Außenumfang der zweiten elektrischen Leitung an. Vorteilhaft liegt dieses Abschirmelement im Wesentlichen vollumfänglich an dem Außenumfang der zweiten elektrischen Leitung an.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei der Verbindungsleitung um eine ungekühlte bzw. um eine nicht aktiv gekühlte Verbindungsleitung. Auf diese Weise kann die Verbindungsleitung kompakter hergestellt werden, insbesondere da auf Kühlmittelkanäle zwischen den elektrischen Leitungen und/oder der zweiten elektrischen Leitung und der äußeren Abschirmung verzichtet wird.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Abschirmelement Gas und/oder fl üssigkeitsdu rch lässig.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Verbindungsleitung wenigstens eine Datenleitung auf. Bei dieser Datenleitung handelt es sich bevorzugt um eine weitere elektrische Leitung, die zusätzlich zu der ersten und der zweiten elektrischen Leitung vorhanden ist. Mittels dieser Datenleitung können insbesondere Informations- bzw. Steuersignale übermittelt werden.
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Bevorzugt weist die Verbindungsleitung eine Vielzahl von Datenleitungen und/oder Einzeladern auf, die bevorzugt gegenüber einander isoliert sind.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verläuft die wenigstens eine Datenleitung innerhalb der ersten elektrischen Leitung oder außerhalb der zweiten elektrischen Leitung. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die wenigstens eine Datenleitung mittels einer weiteren Abschirmeinrichtung, gegenüber der ersten elektrischen Leitung und/oder der zweiten elektrischen Leitung abgeschirmt.
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Bevorzugt weist die Datenleitung eine Vielzahl von Einzeladern auf, die besonders bevorzugt voneinander beabstandet sind. Bei einer weiteren bevorzugen Ausführungsform umgibt das Abschirmelement auch die genannten Datenleitungen bzw. die Einzeladern der Datenleitung(en).
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Datenleitung und sind bevorzugt die Einzeladern dieser Datenleitung oder auch mehrere Datenleitungen in einen Isolationsstoff eingebettet. Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind mehrere Datenleitungen und/oder Einzeladern einer Datenleitung konzentrisch um die zweite elektrische Leitung angeordnet.
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Die vorliegende Erfindung ist weiterhin auf eine elektrische Verbindungsleitung zum Leiten von elektrischen Wechselströmen gerichtet. Diese Verbindungsleitung weist eine erste elektrische Leitung auf, sowie auch eine zweite elektrischen Leitung, wobei die erste elektrische Leitung und die zweite elektrische Leitung bezüglich einander elektrisch isoliert sind. Erfindungsgemäß verlaufen die erste elektrische Leitung und die zweite elektrische Leitung wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen koaxial bezüglich einander, wobei die erste elektrische Leitung innerhalb der zweiten elektrischen Leitung verläuft und die erste elektrische Leitung einen Querschnitt aufweist, der größer ist als 3 mm, bevorzugt größer als 4 mm.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Verbindungsleitung eine Impedanz auf, die geringer ist als 50 Ohm, bevorzugt kleiner als 40 Ohm, bevorzugt kleiner als 30 Ohm, bevorzugt kleiner als 20 Ohm, bevorzugt kleiner als 10 Ohm. Diese (niedrige) Impedanz wird durch die geometrische Auslegung der elektrischen Leiter erreicht, insbesondere durch das Verhältnis zwischen dem Radius der ersten elektrischen Leitung und der zweiten elektrischen Leitung.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum induktiven Laden von Kraftfahrzeugen, wobei eine erste Elektronikeinheit einen Wechselstrom (und/oder eine Wechselspannung) an eine erste Spuleneinrichtung ausgibt und diese erste Spuleneinrichtung ein elektrisches Wechselfeld abgibt, welches in einer zweiten (und von der ersten Spuleneinrichtung beabstandeten) Spuleneinrichtung einen Wechselstrom (und/oder eine Wechselspannung) erzeugt, wobei weiterhin dieser Wechselstrom von der zweiten Spuleneinrichtung an eine zweite Elektronikeinheit ausgegeben wird und diese zweite Elektronikeinheit (8) diesen Wechselstrom in einen Gleichstrom wandelt und wenigstens mittelbar an eine Fahrzeugbatterie ausgibt.
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Erfindungsgemäß wird der von der ersten Elektronikeinheit an die erste Spuleneinrichtung ausgegebene Wechselstrom und/oder der von der zweiten Spuleneinrichtung an die zweite Elektronikeinheit ausgegebene Wechselstrom über eine elektrische Verbindungsleitung geführt, welche eine erste elektrische Leitung und eine zweite elektrische Leitung aufweisen wobei die erste elektrische Leitung und die zweite elektrische Leitung bezüglich einander elektrisch isoliert sind und wobei die erste elektrische Leitung und die zweite elektrische Leitung wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen koaxial bezüglich einander verlaufen.
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Es wird daher auch verfahrensseitig vorgeschlagen, dass die in der Anordnung auftretenden Wechselströme und/oder Wechselspannungen über eine Koaxialleitung geführt werden.
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Weitere Vorteile und Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
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Darin zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Ladeanordnung für Kraftfahrzeuge;
- 2 einen Leitungsquerschnitt einer Leitung nach dem Stand der Technik;
- 3 eine weitere Ausgestaltung einer Leitung nach dem Stand der Technik;
- 4 eine weitere Ausgestaltung einer elektrischen Verbindungsleitung nach dem Stand der Technik;
- 5 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen elektrischen Leitung.
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1 zeigt eine elektrische Ladeanordnung 1 zum Laden von Kraftfahrzeugen. Dabei wird ausgehend von einer Stromquelle oder einem Stromnetz 50 zunächst eine erste Elektronikeinheit 2 versorgt. Diese Elektronikeinheit kann dabei unterschiedliche elektronische Komponenten aufweisen, wie beispielsweise einen Eingangsfilter 22, einen Resonanzkreis 24, einen PFC (Leistungsfaktorkorrekturfilter) 23, und dergleichen. Daneben kann die erste Elektronikeinheit auch Elemente wie eine Sendeeinrichtung 26 aufweisen oder auch eine DC-DC Wandlereinheit 27.
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Die erste Elektronikeinheit 2 steht über eine elektrische Verbindungsleitung 12 in elektrischer Verbindung mit einer ersten Spuleneinrichtung 6. Das von der ersten Spuleneinrichtung 6 ausgegebene elektromagnetische Feld wird auf eine zweite Spuleneinrichtung 4 übertragen. Dabei ist bevorzugt die erste Spuleneinrichtung 6 stationär beispielsweise an oder in einem Boden angeordnet und die zweite Spuleneinrichtung ist Bestandteil eines Kraftfahrzeugs bzw. an diesem angeordnet. Ausgehend von der zweiten Spuleneinrichtung 4 führt eine zweite elektrische Verbindungsleitung 14 zu einer zweiten Elektronikeinheit 8. Auch diese zweite Elektronikeinheit 8 kann diverse elektronische Komponenten aufweisen, wie beispielsweise Eingangsfilter 82, einen Resonanzkreis 83, eine Sendeeinrichtung 84 und dergleichen.
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Ausgehend von dieser zweiten Elektronikeinheit 8 wird wiederum eine Kraftfahrzeugbatterie 10 versorgt bzw. geladen. Über die beiden elektrischen Verbindungsleitungen 12, 14 fließen damit elektrische Wechselströme.
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2 zeigt eine Darstellung eines Leitungskabels nach dem Stand der Technik. Dieses Leitungskabel weist dabei eine erste Leitung 102 und eine zweite Leitung 104 auf. Dabei zeigen das Kreuz und der Punkt an, dass die Ströme durch diese Leitungen in umgekehrten Richtungen fließen. Das Bezugszeichen S bezieht sich jeweils auf eine Abschirmung dieser Leitungen 102 und 104. Das Bezugszeichen 106 kennzeichnet eine Außenabschirmung für das Kabel. Zu einem bestimmten Zeitpunkt t bewirkt der Stromfluss erhöhte Stromdichten an den jeweiligen Innenbereichen der Leitungen. Dabei werden auch die Verluste der Leitungen erhöht.
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Daneben tritt das Problem auf, dass unterschiedliche Abstände zwischen den potentialführenden Teilen der Leiter 102 und 104 und der Abschirmung 106 zu unterschiedlichen elektrischen Feldstärken führen und somit auch die Gefahr von elektrischen Überschlägen oder Teilentladungen erhöhen. Bei der in 3 gezeigten Situation und der in 4 gezeigten Situation werden jeweils die Abstände zwischen den potentialführenden Teilen 102 und 104 vergrößert. Auf diese Weise werden die elektrischen Feldstärken und damit verbundenen Gefahren verringert. Allerdings steigen dadurch auch die Verluste im Schirm, da sich die von Leiter 1 und Leiter 2 erzeugten Magnetfelder weniger kompensieren. Mit anderen Worten kommt es zu einer stärkeren Ausbreitung der Magnetfelder und damit zu zusätzlichen Verlusten in der Abschirmung.
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Die Erfindung schlägt nun, wie in 5 gezeigt, die Verwendung einer Koaxialleitung vor. Insbesondere wird hier die Verwendung einer Koaxialleitung zum impedanzkontrollierten Übertragen von elektrischer Energie und insbesondere auch von Wechselfeldern vorgeschlagen. Diese Koaxleitung weist eine erste Leitung 42 auf, die innerhalb einer zweiten Leitung 44 verläuft. Durch diese Ausgestaltung stellt sich eine perfekte Symmetrie zwischen den beiden Leitern auf, sodass es nicht mehr zu der in 1 gezeigten ungünstigen Feldverteilung kommen kann. Die erste Leitung 42 kann mehrere zueinander parallele Leitungsstränge aufweisen.
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Die magnetischen und elektrischen Felder weisen ebenfalls eine perfekte Symmetrie auf. Auf diese Weise ergeben sich symmetrische Stromverteilungen und symmetrische Belastungen der Isolation. Auf diese Weise können auch die Skin- und Proximitry-Verluste sowie auch die Gefahr von Überschlägen und Teilentladungen verringert werden.
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Bei idealen Leitern tritt kein Magnetfeld außerhalb des Außenleiters auf. In der Praxis wird es zu geringfügigen Magnetfeldern kommen, sodass diese mit einem zusätzlichen Schirm 48 abgeschirmt werden können, wobei jedoch diese zusätzliche Abschirmung 48 keine relevante Erhöhung der Verluste bewirkt. Das Bezugszeichen E bezieht sich auf die zwischen den Leitungen 42 und 44 auftretenden elektrischen Felder.
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Das Bezugszeichen 46 kennzeichnet ein Isolationsmaterial, welches zwischen der ersten Leitung 42 und der zweiten Leitung 44 angeordnet ist. Das Bezugszeichen E kennzeichnet das elektrische Feld bzw. die elektrischen Felder, die zwischen der ersten elektrischen Leitung und der zweiten elektrischen Leitung auftreten.
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6 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbindungsleitung. Diese Verbindungsleitung weist zusätzlich noch eine bzw. mehrere Datenleitungen 112 auf. Bei der in 6 gezeigten Ausführungsform ist diese eine Datenleitung 112 innerhalb der ersten Verbindungsleitung 102 geführt. Dabei kann optional diese Datenleitung innerhalb eines Isolationsfüllstoffes geführt sein.
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Das Bezugszeichen 116 bezieht sich auf eine Datenleitungsabschirmung, die hier zwischen der oder den Datenleitungen und der ersten Leitung angeordnet ist.
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7 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Verbindungsleitung. Bei dieser Ausgestaltung ist die Datenleitung 112 bzw. sind die Stränge der Datenleitung außerhalb der zweiten elektrischen Leitung angeordnet. Die Bezugszeichen 48 und 148 beziehen sich auf Abschirmungen, welche die Datenleitungen gegenüber den elektrischen Leitungen 104, 106 abschirmt. Die einzelnen Stränge der Datenleitung sind hier in Umfangsrichtung um die elektrischen Leitungen angeordnet. Das 110 bezieht sich auf einen Isolationsfüllstoff.
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Die Anmelderin behält sich vor, sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Es wird weiterhin darauf hingewiesen, dass in den einzelnen Figuren auch Merkmale beschrieben wurden, welche für sich genommen vorteilhaft sein können. Der Fachmann erkennt unmittelbar, dass ein bestimmtes in einer Figur beschriebenes Merkmal auch ohne die Übernahme weiterer Merkmale aus dieser Figur vorteilhaft sein kann. Ferner erkennt der Fachmann, dass sich auch Vorteile durch eine Kombination mehrerer in einzelnen oder in unterschiedlichen Figuren gezeigter Merkmale ergeben können.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Ladeanordnung
- 2
- Elektronikeinheit
- 4
- zweite Spuleneinrichtung
- 6
- erste Spuleneinrichtung
- 8
- Elektronikeinheit
- 10
- Kraftfahrzeugbatterie
- 12
- elektrische Verbindungsleitung
- 14
- elektrische Verbindungsleitung
- 22
- Eingangsfilter
- 23
- PFC
- 24
- Resonanzkreis
- 26
- Sendeeinrichtung
- 27
- DC-DC - Wandler
- 42
- erste Leitung
- 44
- zweite Leitung
- 48
- Schirm, Abschirmung
- 50
- Stromnetz
- 82
- Eingangsfilter
- 83
- Resonanzkreis
- 84
- Sendeeinrichtung
- 102
- erste Leitung
- 104
- zweite Leitung
- 106
- Außenabschirmung
- 112
- Datenleitung
- 110
- Isolationsfüllstoff
- 116
- Datenleitungsabschirmung
- 148
- Abschirmung
- S
- Abschirmung
- E
- elektrisches Feld
