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Die Erfindung betrifft eine Induktionsladevorrichtung gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1.
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Zur berührungslosen Energieübertragung zwischen einer kraftfahrzeugseitig angeordneten Induktionsladeeinheit mit Induktionsladevorrichtung und einer bodenseitig verankerten universellen Gegen-Induktionsladeeinheit muss, um eine effiziente Energieübertragung realisieren zu können, eine optimale magnetische Kopplung zwischen denselben eingestellt werden. Dies wird in der Regel hauptsächlich durch eine konstruktive Abstimmung der Komponenten aufeinander erreicht. Wenn die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung allerdings in Kraftfahrzeugen unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen zum Einsatz kommt oder kommen soll, wo sich bspw. ein Abstand zwischen der kraftfahrzeugseitigen Induktionsladeeinheit und der bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit ändert, muss zumindest die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung konstruktiv an die neuen Rahmenbedingungen anpasst werden. Eine solche konstruktive Anpassung ist jedoch mit relativ hohen Kosten verbunden, obwohl man sich kostengünstige Induktionsladesysteme wünscht.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform einer Induktionsladevorrichtung bereitzustellen oder anzugeben. Insb. soll eine Induktionsladevorrichtung angegeben werden, die sich praktisch ohne konstruktive Anpassung kostengünstig und flexibel in Kraftfahrzeugen unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen oder auch in einer bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit einsetzen lässt.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe insb. durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und der Beschreibung.
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Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, an einem eine Flachspule tragenden Flachspulenträger der Induktionsladevorrichtung Mittel vorzusehen, mit denen verschiedene Geometrien der Spulenwindungen der Flachspule, die die Erfindung als Spulenwicklungsbilder bezeichnet, realisiert werden können, ohne dass der Flachspulenträger konstruktiv angepasst werden muss. Dadurch lässt sich die Induktionsladevorrichtung insb. kostengünstig und relativ zügig mit unterschiedlichen Flachspulen bzw. mit unterschiedlichen Spuleneigenschaften einer Flachspule ausstatten.
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Hierzu schlägt die Erfindung eine Induktionsladevorrichtung vor, die sich insb. für den Einsatz in einer zum Aufladen einer Traktionsbatterie eingerichteten und die Induktionsladevorrichtung aufweisenden Induktionsladeeinheit, welche ggf. auch eine Steuerung und ein Nutzerendgerät mit Anzeigen umfasst, eines Kraftfahrzeugs oder auch in einer bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit eignet. Die Induktionsladevorrichtung weist eine Induktionsspuleneinrichtung zur berührungslosen, insb. bidirektionalen, Energieübertragung, eine zum Betreiben derselben eingerichteten Elektronikeinrichtung sowie eine zum Kühlen der Induktionsspuleneinrichtung und/oder der Elektronikeinrichtung eingerichteten Kühleinrichtung auf, wobei einerseits an der Kühleinrichtung die Elektronikeinrichtung und andererseits die Induktionsspuleneinrichtung angeordnet ist. Die besagte Induktionsspuleneinrichtung weist einen sich zweckmäßigerweise in einer Ebene erstreckenden, ebenen Flachspulenträger und eine, insb. einer Trägergroßfläche des Flachspulenträgers zugeordnete, elektrisch leitfähige Flachspule aus, insb. parallel zur Ebene angeordneten, Spulenwindungen auf. Der besagte Flachspulenträger hat zusammenhängende Nuten, die zweckmäßigerweise an der besagten Trägergroßfläche des Flachspulenträgers angeordnet sind, die in der besagten Ebene liegt. Ferner ist vorgesehen, dass die Spulenwindungen unter Ausbildung eines die Spuleneigenschaften, insb. Spuleninduktionseigenschaften, der Flachspule vorgebenden Spulenwicklungsbildes der Flachspule entlang eines sich durch die Nuten erstreckenden Windungspfads in die Nuten einlegbar sind. Dadurch kann also die Flachspule mit vorgegebenen Spuleneigenschaften realisiert bzw. ausgebildet werden. Hierbei versteht die Erfindung den Begriff „Spulenwicklungsbild“ zweckmäßigerweise als die Geometrie der Spulenwindungen der Flachspule. Wesentlich ist, dass die Nuten nicht lediglich einen einzigen, sondern zumindest zwei oder mehr, insb. zumindest abschnittsweise unterschiedliche oder vollständig unterschiedliche, Windungspfade zum Einlegen von Spulenwindungen begrenzen oder bilden, entlang denen jeweils Spulenwindungen in die Nuten eingelegt werden können. Dadurch bietet der Flachspulenträger die Option, Flachspulen in zumindest zwei oder mehr unterschiedlichen Spulenwicklungsbildern, also mit unterschiedlichen Spuleneigenschaften, zu realisieren. Im zusammengebauten Zustand der Induktionsladevorrichtung ist vorgesehen, dass die Spulenwindungen der Flachspule unter Ausbildung eines der somit vorgegebenen Spulenwicklungsbilder entlang eines Windungspfads der zumindest zwei vorgegebenen Windungspfade in die Nuten eingelegt und am Flachspulenträger fixiert sind. Hierbei sind nicht zwingend alle Nuten mit einer Spulenwindung gefüllt.
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Durch das Einlegen der Spulenwindungen in die Nuten entlang des einen oder anderen bzw. einer der verschiedenen Windungspfade können mit nur einem einzigen Flachspulenträger zumindest zwei verschiedene Spulenwicklungsbilder für Flachspulen, also sozusagen zumindest zwei verschiedene Spulengestaltungen für Flachspulen, realisiert werden. Durch verschiedene Spulenwicklungsbilder können Flachspulen mit unterschiedlichen Spuleneigenschaften, insb. Spuleninduktionseigenschaften, bereitgestellt werden. Das hat den Vorteil, dass sich die erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung bzw. die Flachspule an eine Vielzahl von unterschiedlichen Rahmenbedingungen anpassen lässt, was relativ schnell und kostengünstig möglich ist, da die seither notwendige konstruktive Anpassung des Flachspulenträgers sowie ggf. weiterer Komponenten, bspw. Komponenten der Elektronikeinrichtung, Kommunikation, Sicherheitsfunktionen, Gehäuse oder Anschlüsse, wegfällt. Die erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung kann hierdurch insb. in Kraftfahrzeugen unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen oder auch in einer bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit zum Einsatz kommen, wobei eine optimale magnetische Kopplung zwischen der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung und einer bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit, trotz unterschiedlicher Rahmenbedingungen, wie Bodenfreiheiten, Batteriespannungen oder Begebenheiten am kraftfahrzeugseitigen Einbauort, relativ schnell und kostengünstig realisierbar ist.
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Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass der modular bzw. universell gestaltete Flachspulenträger die Möglichkeit besitzt, Spulenwindungen mit unterschiedlichen Litzendurchmessern aufzunehmen, z.B. 3mm bis 6 mm. Spulenwindungen können nämlich durch einen einstückigen und elektrisch leitfähigen Draht bzw. eine Litze realisiert sein. So kann vorteilhaft die Stromtragfähigkeit der Spulenwindung beispielweise an die ausgangsseitig geforderte Batteriespannung angepasst werden, z.B. 400 V oder 800 V Systeme inklusive aller weiterer denkbaren Batteriekonfigurationen. Die Aufnahme von Spulenwindungen mit unterschiedlichen Litzendurchmessern kann z.B. durch die Gestaltung einer hinterschnittigen Litzennut erreicht werden. Weitere Möglichkeiten stellen flexible Fixiermöglichkeiten, wie z.B. Clipse dar. Auch durch die Verwendung flexibler Litzennuteinsätze in einem Spritzgusswerkzeug kann der modulare Litzenträger mit identischen Layout für unterschiedliche Litzendurchmesser vorbereitet werden.
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Zweckmäßig ist, wenn sich der ebene Flachspulenträger in der besagten oder in einer Ebene erstreckt, wobei auf dieser eine den Flachspulenträger, insb. zentral, durchsetzende und bezüglich der Ebene senkrecht orientierte Hochachse steht. Hierbei kann von der Hochachse eine bezüglich derselben senkreckt orientierte und in der besagten Ebene verlaufende Querachse weg ragen, wobei die Nuten des Flachspulenträgers an einer in der besagten Ebene oder zumindest parallel dazu liegenden Trägergroßfläche des Flachspulenträgers ausmünden und die Hochachse umlaufen. Dadurch sind die Nuten nach außen hin offen, so dass eine Spulenwindung eingelegt werden kann. Es ist denkbar, dass die Nuten vollständig und in einer um die Hochachse rotierenden Umfangsrichtung oder zumindest abschnittsweise in dieser Umfangsrichtung um die Hochachse umlaufen.
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Um unterschiedliche Spulenwicklungsbilder realisieren zu können, kann die Gestalt der Nuten angepasst werden. Zweckmäßig ist bspw., wenn die Nuten mit Steigung in einer Umfangsrichtung spiralförmig um die Hochachse umlaufen, so dass sie eine Spiralform bilden. Zusätzlich oder alternativ können die Nuten in der Art einer Überlagerungsspirale aus zwei oder mehr überlagerten Einzelspiralen in einer Umfangsrichtung um die Hochachse umlaufen, so dass sie ein Spiralüberlagerungsform bilden. Die besagte Steigung kann dabei als Abstand zwischen in Richtung der Querachse unmittelbar benachbarten Nuten verstanden werden. Die Steigung kann entweder konstant sein, so dass der Abstand zwischen zwei in Richtung der Querachse unmittelbar benachbarten Nuten an jeder Stelle einer Flachspule bzw. des Flachspulenträgers gleich ist, oder variieren. Die Nuten können abschnittsweise oder vollständig in einer Umfangsrichtung um die besagte Hochachse umlaufen. Es versteht sich von selbst, dass die Nuten statt in der aus zwei oder mehr überlagerten Spiralen gebildeten Spiralüberlagerungsform auch in anderen Überlagerungsformen um die Hochachse umlaufen können. Vorstellen kann man sich bspw. einen aus zwei oder mehr überlagernd angeordneten Ringen gebildeten Überlagerungsring, der eine Ringüberlagerungsform bildet oder eine aus zwei oder mehr überlagernd angeordneten Ellipsen gebildete Überlagerungsellipse, die eine Ellipsenüberlagerungsform definiert. In Richtung der Querachse kann radial von der Hochachse weglaufend bedeuten.
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Weiterhin können Nuten zweckmäßig sein, die aus bezüglich der Hochachse konzentrischen Umfangsringnuten und radial von der Hochachse weglaufen Radialnuten gebildet sind oder solche aufweisen. Hierbei können die Umfangsringnuten und die Radialnuten in Übergangsabschnitten ineinander übergehen, so dass die Nuten zusammenhängen.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die besagten Umfangsringnuten in einer Umfangsrichtung um die Hochachse umlaufen und dabei eine in der Ebene und der Trägergroßfläche liegende Umfangsnutkontur aufweisen oder bilden, die kreisförmig, viereckförmig oder ellipsenförmig gestaltet ist. Der Querschnitt der Umfangsringnuten kann dabei beliebig gewählt werden. Weiterhin können die Radialnuten radial bezüglich der Hochachse, d.h. ggf. in Richtung der Querachse, geradlinig oder in geschwungenen Bahnen oder mäanderförmigen Bahnen radial von der Hochachse weglaufen. Auch der Querschnitt der Radialnuten kann beliebig gewählt werden. Dadurch sind einfach und kostengünstig herzustellende Nuten angegeben, die darüber hinaus eine variable Gestaltung der Spulenwicklungsbilder gestatten.
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Weiter zweckmäßig ist, wenn in Richtung der Querachse oder radial bezüglich der Hochachse unmittelbar benachbarte Nuten voneinander durch eine Nutenwand getrennt und/oder elektrisch isoliert sind. Dabei kann man sich vorstellen, dass eine in Richtung der Querachse oder radial bezüglich der Hochachse gemessene Wandstärke dieser Nutenwand mindestens einer vorgegebenen oder vorgebbaren Mindestwandstärke entspricht. Hierdurch kann insb. eine ausreichende elektrische Isolierung der in den Nuten eingelegten Spulenwindungen sichergestellt werden.
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Weiterhin können die Nuten bezüglich der besagten Hochachse punktsymmetrisch und/oder bezüglich der besagten Querachse spiegelsymmetrisch gestaltet sein. Die Erfindung versteht den Begriff „punktsymmetrisch“ zweckmäßigerweise als die Eigenschaft der Nuten oder einer beliebigen Geometrie, durch die Spiegelung an einem Symmetriepunkt, insb. der Hochachse, wieder auf sich selbst abgebildet zu werden. Weiterhin versteht die Erfindung den Begriff „spiegelsymmetrisch“ zweckmäßigerweise als die Eigenschaft der Nuten oder einer beliebigen Geometrie, durch die Spiegelung an einer Symmetrieachse, insb. der Querachse, wieder auf sich selbst abgebildet zu werden. Weiterhin ist vorstellbar, dass die bezüglich der Hochachse konzentrisch ausgebildeten Umfangsringnuten und die radial von der Hochachse weglaufen Radialnuten punktsymmetrisch bezüglich der Hochachse und/oder spiegelsymmetrisch bezüglich der Querachse ausgebildet sind.
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Weiterhin kann der Flachspulenträger zumindest eine Durchführung aufweisen, die den Flachspulenträger vollständig durchsetzt und durch die hindurch die Flachspule, insb. ein Litzenende derselben, elektrisch kontaktiert oder kontaktierbar ist.
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Vorteilhafterweise kann die zumindest eine Durchführung in eine Nut des Flachspulenträgers einmünden. Weiterhin kann zumindest ein Kontaktierabschnitt der Spulenwindung der Flachspule durch die zumindest eine Durchführung hindurchgeführt und elektrisch kontaktiert sein. Zweckmäßigerweise ist genau eine einzige Durchführung vorgesehen, die den Flachspulenträger durchsetzt, wobei zwei Kontaktierabschnitte der Spulenwindung der Flachspule durch diese Durchführung hindurchgeführt und elektrisch kontaktiert sind. Alternativ kann vorgesehen sein, dass zwei oder mehr separate Durchführungen vorgesehen sind, die den Flachspulenträger an separaten Stellen durchsetzen. Hierbei können die beiden oder mehreren separaten Durchführungen auf einer gemeinsamen in Richtung der Querachse geradlinig verlaufenden Bahn liegen und jeweils in Richtung der Querachse oder radial bezüglich der Hochachse zueinander beabstandete Nuten einmünden. Dadurch ist es möglich, dass die Kontaktierabschnitte der Spulenwindung der Flachspule, die bspw. durch ihre Windungsenden realisiert sein können, an der gleichen oder an unterschiedlichen Positionen durch den Flachspulenträger geführt werden können.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass sich die durch die zumindest zwei Windungspfade vorgegebenen Spulenwicklungsbilder für die Spulenwindungen einer Flachspule in ihren Spuleninnenabmessungen und/oder Spulenaußenabmessungen und/oder Spulenwindungsanzahlen und/oder Spulenwindungsabständen, die zwischen zwei unmittelbar benachbarten Spulenwindungen in Richtung der Querachse oder radial bezüglich der Hochachse zu messen sind, voneinander unterscheiden. Dadurch sind verschiedene Spulenwicklungsbilder bereitgestellt, mit denen unterschiedliche Spuleneigenschaften einer Flachspule abgebildet werden können. Weiterhin können gemäß einem denkbaren Spulenwicklungsbild die Spulenwindungen lediglich in die, bezüglich der Querachse oder radial bezüglich der Hochachse betrachtet, radial innersten Nuten des Flachspulenträgers eingelegt sein, während die radial äußeren Nuten frei von Spulenwindungen sind. Es kann allerdings auch vorgesehen sein, gemäß einem anderen denkbaren Spulenwicklungsbild, dass die Spulenwindungen lediglich in die, bezüglich der Querachse oder radial bezüglich der Hochachse betrachtet, radial äußersten Nuten des Flachspulenträgers eingelegt sind, während nun die radial inneren Nuten frei von Spulenwindungen sind. Weiterhin können die Spulenwindungen in, wieder in Richtung der Querachse oder radial bezüglich der Hochachse betrachtet, radial unmittelbar aufeinanderfolgende, also benachbarte, Nuten eingelegt sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass zumindest einzelne Nuten übersprungen werden, so dass bspw. Spulenwindungen lediglich, wieder in Richtung der Querachse oder radial bezüglich der Hochachse betrachtet, in jeder zweiten oder dritten oder einer beliebigen Nut eingelegt sind, während die übersprungenen Nutenfrei von Spulenwindungen sind. Auch hierdurch können unterschiedliche Spulenwicklungsbilder bereitgestellt werden, um eine möglichst flexible Gestaltung der magnetischen Spuleneigenschaften einer Flachspule zu realisieren.
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Die Induktionsspuleneinrichtung kann eine Ferriteinheit aus Ferritelementen zur Führung von Magnetfeldern, insb. die der Flachspule, und einem Träger aufweisen. Die insb. aus Ferrit hergestellten, separaten Ferritelemente sind am Träger bspw. adhäsiv fixiert und insb. pizzaartig, positioniert, so dass sie unverlierbar und an einer vorgegebenen Stelle am Träger angeordnet sind. Im zusammengebauten Zustand der Induktionsladevorrichtung können die Ferritelemente mittels des Trägers unter Ausbildung eines Abstands zwischen den jeweiligen Ferritelementen und dem Flachspulenträger am Flachspulenträger angeordnet sein.
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Die besagte Ferriteinheit mit Ferritelementen kann zweckmäßigerweise zusätzlich zum vorstehend beschriebenen Flachspulenträger mit Flachspule an der Induktionsspuleneinrichtung angeordnet oder zumindest derselben zugeordnet sein und mit dem Flachspulenträger mit Flachspule funktionell zusammenwirken. Insb. kann die Ferriteinheit mit Ferritelementen hierbei ein von der Flachspule oder der Gegen-Induktionsladeeinheit bereitgestelltes Magnetfeld formen und/oder führen. Dadurch kann vorteilhafterweise die technische Wirkung erreicht werden, dass die magnetische Kopplung der Induktionsladevorrichtung bzw. Induktionsladeeinrichtung mit einer bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit optimiert oder optimal eingestellt werden kann.
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Die Ferritelemente können insb. in Richtung der Querachse hinsichtlich ihrer Position und flächenmäßigen Größe an die Gestaltung der Flachspule angepasst werden, um eine Verbesserung der magnetischen Kopplung der Induktionsladevorrichtung mit einer bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit zu erreichen. Bevorzugt decken die Ferritelemente die Flachspule in Richtung der Hochachse vollständig ab, wobei zur Einsparung von Ferritmasse und damit auch der Materialkosten, Ferritelemente-Überstände, d.h. insb. diejenigen Bereiche der Ferritelemente die in Richtung der Querachse über die Flachspule hinausragen, weggenommen werden können. Der dadurch freigegebene Bauraum kann vergossen oder durch eingelegte Dummy-Elemente gefüllt werden. Die Dummy-Elemente können dabei auch eine tragende Funktion in der Induktionsladevorrichtung übernehmen.
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Die Ferritelemente können weiterhin eine dreieckige Grundform besitzen, wobei sie zweckmäßigerweise flächig über der Flachspule angeordnet sind, insb. so dass jeweils eine Dreieckspitze eines dreieckigen Ferritelements zur Hochachse zeigt. Dadurch ergibt sich eine pizzaartige Anordnung der Ferritelemente. Das Fixieren der Ferritelemente kann, auch wenn diese zueinander unterschiedliche Größen haben, durch Knicklaschen auf der Oberseite des Flachspulenträgers vorbereitet sein. Störende Knicklaschen werden vor ihrer Montage einfach abgebrochen, so dass die verbleibenden Knicklaschen oder -stifte die eingelegten Ferritelemente in der jeweils vorgegebenen Position halten. Ggf. werden die Ferritelemente an ihrer jeweiligen Position am Flachspulenträger durch eine Vergussmasse zusätzlich fixiert.
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Der besagte Träger kann zweckmäßigerweise durch ein Traggitter realisiert sein, welches von einer unausgehärteten Vergussmasse, die im ausgehärteten Zustand die Ferritelemente am Flachspulenträger fixiert, ungehindert umströmt oder umströmbar ist. Alternativ kann der Träger auch als eine Abstandsplatte realisiert sein, welche einen Abstand zwischen den Ferritelementen und dem Flachspulenträger bzw. der Flachspule einstellt. Weiter alternativ kann der Träger durch ein Abstandsgitter realisiert sein, welches von einer unausgehärteten Vergussmasse, die im ausgehärteten Zustand die Ferritelemente am Flachspulenträger fixiert, ungehinderten umströmt oder umströmbar ist und welches einen Abstand zwischen den Ferritelementen und dem Flachspulenträger bzw. der Flachspule einstellt. Dadurch lassen sich die Ferritelemente mit einem vorgegebenen Abstand und mit einfachen Mitteln am Flachspulenträger fixieren.
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Die Kühleinrichtung ist zweckmäßigerweise durch eine ebene fluiddurchströmbare Wärmetauscherkühlplatte realisiert. Diese kann als Gleichteil ausgebildet sein, so dass eine konstruktive Anpassung der Kühleinrichtung für alle Varianten einer die Induktionsladevorrichtung aufweisenden Induktionsladeeinrichtung entfallen kann. Dadurch ist die Induktionsladevorrichtung relativ kostengünstig in der Herstellung.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Elektronikeinrichtung zumindest eine Elektronikplatine mit mehreren separaten Kondensatorbänken aufweist. Die Kondensatorbänke weisen mehrere Einzelkapazitäten auf, die allesamt elektrisch leitfähig miteinander verbunden sind. Im zusammengebauten Zustand der Induktionsladevorrichtung können insb. in Abhängigkeit des Spulenwicklungsbildes der Flachspule entweder eine einzige Kondensatorbank oder mehrere Kondensatorbänke oder alle verfügbaren Kondensatorbänke elektrisch leitfähig zusammengeschaltet sein, wodurch eine Gesamtkapazität gebildet ist, die mit der Flachspule elektrisch kommunizierend verbunden ist. Dies dient zur Anpassung der als Gesamtkapazität bezeichneten Kapazität der Elektronikeinrichtung an die Induktivität der Flachspule. Dies hat den Vorteil, dass eine effektive magnetische Kopplung zwischen der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung eines Kraftfahrzeuges und einer bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit in der Form realisierbar ist, dass nicht übertragene elektrische Energie in der Frequenz des schwingenden Magnetfeldes zwischengespeichert werden kann und somit nicht verloren geht. Man kann sich vorstellen, dass die Elektronikplatine über sieben separate Kondensatorbänke verfügt, die ihrerseits eine Vielzahl von Einzelkapazitäten aufweisen. Die Kondensatorbänke können beliebig miteinander kombiniert/zusammengeschaltet werden, so dass die erzielbare Gesamtkapazität auf die Induktivität der Flachspule angepasst werden kann. Zweckmäßigerweise sind die Kapazitäten der einzelnen Kondensatorbänke gestaffelt ausgebildet, in der Art, dass eine erste Kondensatorbank eine relativ kleine Kapazität bereitstellt, während jede weitere Kondensatorbank eine etwas größere Kapazität bereitstellt. Insb. kann vorgesehen sein, dass zumindest die besagte erste Kondensatorbank immer geschaltet ist, so dass sozusagen eine Mindestkapazität gewährleistet ist. Die realisierbare Gesamtkapazität ergibt sich zweckmäßigerweise aus den miteinander zusammengeschalteten Einzelkapazitäten. Hierdurch besteht die Möglichkeit einer Flachspule, die gemäß einem der hier vorgeschlagenen Spulenwicklungsbilder bzw. gemäß einer der vorgeschlagenen Geometrien der Spulenwindungen ausgebildet ist, eine optimale Kapazität zuzuordnen. Wegen der beschriebenen Zusammenschaltbarkeit der Kondensatorbänke der Elektronikplatine kann die hierbei realisierbare Kapazität in weiten Bereichen flexibel variiert werden. Dadurch lassen sich sowohl die Flachspule als auch die Elektronikplatine für den jeweiligen Fahrzeugtyp modular einstellen, ohne dass es einer konstruktiven Änderung der jeweiligen Komponenten bedarf.
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Die besagte Elektronikeinrichtung mit Elektronikplatine kann zweckmäßigerweise zusätzlich zum vorstehend beschriebenen Flachspulenträger mit Flachspule und/oder der Ferriteinheit mit Ferritelementen an der Induktionsspuleneinrichtung angeordnet oder zumindest derselben zugeordnet sein und mit dem Flachspulenträger mit Flachspule und/oder der Ferriteinheit mit Ferritelementen funktionell zusammenwirken. Insb. kann die Elektronikeinrichtung mit Elektronikplatine hierbei ein von der Flachspule oder der Gegen-Induktionsladeeinheit bereitgestelltes Magnetfeld formen und/oder bereitstellen oder mit einem solchen zusammenwirken. Dadurch kann vorteilhafterweise die technische Wirkung erreicht werden, dass die magnetische Kopplung der Induktionsladevorrichtung bzw. Induktionsladeeinrichtung mit einer bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit weiter optimiert oder optimal eingestellt werden kann.
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Weiter zweckmäßigerweise hat die Elektronikplatine zumindest drei separate Anschlusskontakte zur elektrisch leitfähigen Verbindung der Elektronikplatine mit hier nicht thematisieren weiteren elektrischen Komponenten der Elektronikeinrichtung. Zweckmäßigerweise sind je zwei dieser Anschlusskontakte elektrisch kommunizierend miteinander über eine vorgegebene Auswahl von Kondensatorbänken verbunden. Dadurch kann, wenn die Elektronikplatine über ein erstes Paar von Anschlusskontakten elektrisch leitfähig verbunden ist, eine erste Gesamtkapazität bereitgestellt werden. Weiterhin kann, wenn die Elektronikplatine über ein zweites Paar von Anschlusskontakten elektrisch leitfähig verbunden ist, eine zweite Gesamtkapazität, die von der ersten Gesamtkapazität abweicht, bereitgestellt werden. Weiterhin kann, wenn die Elektronikplatine über ein drittes Paar von Anschlusskontakten elektrisch leitfähig verbunden ist, eine dritte Gesamtkapazität, die von der ersten und zweiten Gesamtkapazität abweicht, bereitgestellt werden. Die jeweils nicht elektrisch leitfähig verbundenen Anschlusskontakte werden nicht aktiv genutzt. Dadurch kann durch die Wahl des elektrisch leitfähig verbundenen Paars von Anschlusskontakten unterschiedliche Gesamtkapazitäten bereitgestellt werden, ohne dass die Elektronikplatine konstruktiv geändert werden muss. Weiterhin kann durch die Wahl geeigneter Anschlusskontakte auch die Zugänglichkeit zu den Spulenwindungen bzw. den Litzenenden optimiert werden, welche bei unterschiedlichen Spulenwicklungsbildern durch unterschiedliche Durchführungen durch den Flachspulenträger geführt werden und somit an unterschiedlichen Positionen der Elektronikeinrichtung zugeführt werden.
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Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass die vorstehend erläuterte elektrisch leitfähige Zusammenschaltung mehrerer oder aller Kondensatorbänke durch auf der Elektronikplatine angeordneten Leistungsschalter oder durch eine ebenfalls auf der Elektronikplatine angeordneten programmierbaren Steuerlogik oder durch ebenfalls auf der Elektronikplatine angeordneten elektrische Festkontakten, welche insb. bei der Herstellung der Elektronikplatine ausgebildet und ggf. an derselben durch löten fixiert werden, realisiert sein kann. Die Festkontakte können aus der nachfolgenden, nicht abschließenden Gruppe stammen: Schalter, Jumper, Hochleistungsjumper, Leiterbrücken.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Induktionsspuleneinrichtung und die Kühleinrichtung mittels einer Vergussmasse aneinander fixiert sind, wobei zwischen der Induktionsspuleneinrichtung und der Kühleinrichtung vorhandene Kavitäten zumindest teilweise oder vollständig mittels eines Füllmaterials, insb. Epoxidharz, aufgefüllt sind.
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Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung kann zweckmäßigerweise darin liegen, eine Verwendung einer kraftfahrzeugseitigen Induktionsladeeinrichtung nach der vorhergehenden Beschreibung in einem mit einer Traktionsbatterie ausgerüsteten Kraftfahrzeug oder auch in einer bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit anzugeben. Hierbei kann die Induktionsladeeinrichtung in einer zweckmäßigerweise in einer Induktionsladevorrichtung des Kraftfahrzeuges oder auch in einer bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit integriert sein.
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Zweckmäßig ist ferner, wenn die vorstehend beschriebene Gesamtkapazität so eingestellt ist, dass sie mit der Induktivität der Flachspule gemäß des einen realisierten Spulenwicklungsbildes einen Schwingkreis bildet, welcher im Bereich einer angestrebten Betriebsfrequenz der Induktionsladevorrichtung eine Resonanzfrequenz aufweist.
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Zusammenfassend bleibt festzuhalten: Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise eine kraftfahrzeugseitige oder auch in eine bodenseitige Induktionsladevorrichtung mit einer Induktionsspuleneinrichtung zur berührungslosen Energieübertragung, einer zum Betreiben derselben eingerichteten Elektronikeinrichtung sowie einer zum Kühlen der Induktionsspuleneinrichtung und/oder der Elektronikeinrichtung eingerichteten Kühleinrichtung, an der einerseits die Elektronikeinrichtung und andererseits die Induktionsspuleneinrichtung angeordnet ist. Die Induktionsspuleneinrichtung hat einen Flachspulenträger und eine Flachspule aus Spulenwindungen, wobei der Flachspulenträger zusammenhängende Nuten aufweist, in welche die Spulenwindungen unter Ausbildung der Flachspule sowie eines die Spuleneigenschaften der Flachspule vorgebenden Spulenwicklungsbildes entlang eines sich durch die Nuten erstreckenden Windungspfads eingelegt sind. Die Nuten des Flachspulenträgers bilden oder begrenzen zumindest zwei Windungspfade zum Einlegen von Spulenwindungen wodurch zumindest zwei unterschiedliche Spulenwicklungsbilder für Flachspulen mit unterschiedlichen Spuleninduktionseigenschaften vorgegeben sind.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch
- 1 in einer Schnittansicht ein auf einem Untergrund oberhalb einer Gegen-Induktionsladeeinheit abgestelltes Kraftfahrzeug mit einer zum Aufladen einer nicht illustrierten Traktionsbatterie eingerichteten Induktionsladeeinheit, die eine erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem zusammengebauten Zustand aufweist,
- 2 in einer Draufsicht einen in die Induktionsladevorrichtung aus 1 integrierten Flachspulenträger gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
- 3 in einer Draufsicht einen in die Induktionsladevorrichtung aus 1 integrierten Flachspulenträger gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
- 4 und 5 jeweils eine Flachspule in einer Draufsicht, wodurch deren Spulengeometrie bzw. deren Spulenwicklungsbild ersichtlich ist, wobei die Flachspulen in einen Flachspulenträger der Induktionsladevorrichtung gemäß 2 oder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel eingewickelt sein können,
- 6 und 7 jeweils eine Flachspule in einer Draufsicht, wodurch deren Spulengeometrie bzw. deren Spulenwicklungsbild ersichtlich ist, wobei die Flachspulen in einen Flachspulenträger der Induktionsladevorrichtung gemäß 3 oder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel eingewickelt sein können,
- 8 in einer Draufsicht eine Elektronikplatine einer Elektronikeinrichtung der Induktionsladevorrichtung gemäß 1 oder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
- 9 in einer Draufsicht eine weitere Elektronikplatine einer Elektronikeinrichtung der Induktionsladevorrichtung gemäß 1 oder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
- 10 in einer Draufsicht eine auf einem Flachspulenträger angeordnete Ferriteinheit der Induktionsladevorrichtung gemäß 1 oder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei die Ferriteinheit zumindest abschnittsweise transparent dargestellt ist, um den Blick auf den ansonsten von der Ferriteinheit verdeckten Flachspulenträger zumindest abschnittsweise freizugeben, und zuletzt die
- 11 in einer Draufsicht eine weitere auf einem Flachspulenträger angeordnete Ferriteinheit der Induktionsladevorrichtung gemäß 1 oder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, wobei die Ferriteinheit erneut zumindest abschnittsweise transparent dargestellt ist, so dass der ansonsten von der Ferriteinheit verdeckte Flachspulenträger zumindest abschnittsweise zu erkennen ist.
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Die 1 zeigt in einer Schnittansicht ein auf einem Untergrund 48 oberhalb einer Gegen-Induktionsladeeinheit 47 abgestelltes, nur ausschnittsweise illustriertes Kraftfahrzeug 46, das mit einer zum Aufladen einer nicht illustrierten Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs 46 eingerichteten Induktionsladeeinheit 45 ausgerüstet ist, die eine erfindungsgemäße kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und ggf. weitere Komponenten aufweist. Die Induktionsladevorrichtung 1 ist in dem in 1 angedeuteten zusammengebauten Zustand eingerichtet und derart oberhalb der ortsfest am Untergrund 48 angeordneten Gegen-Induktionsladeeinheit 47 positioniert, dass sie mit der Gegen-Induktionsladeeinheit 47 eine optimale magnetische Kopplung realisiert, mittels der elektrische Energie berührungslos und ggf. bidirektional zwischen der Gegen-Induktionsladeeinheit 47 und der Induktionsladeeinheit 45 übertragbar ist. Die erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung 1 könnte statt kraftfahrzeugseitig auch bodenseitig in der dortigen Gegen-Induktionsladeeinheit 47 realisiert sein.
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Um die besagte magnetische Kopplung bzw. die bidirektionale Energieübertragung realisieren zu können, weist die Induktionsladevorrichtung 1 durch drei Kästchen angedeutete separate Komponenten auf, nämlich eine Induktionsspuleneinrichtung 2, die die eigentliche berührungslose Energieübertragung bewerkstelligt, eine zum Betreiben derselben eingerichtete Elektronikeinrichtung 3 sowie eine zum Kühlen der Induktionsspuleneinrichtung 2 und der Elektronikeinrichtung 3 eingerichtete Kühleinrichtung 4. In 1 kann man erkennen, dass einerseits an der Kühleinrichtung 4 die Elektronikeinrichtung 3 und andererseits die Induktionsspuleneinrichtung 2 angeordnet ist, die Kühleinrichtung 4 ist sozusagen sandwichartig eingefasst. In der Praxis kann es zweckmäßig sein, wenn die Induktionsspuleneinrichtung 2 an der dem Untergrund 48 zugewandten Seite der Kühleinrichtung 4 und die Elektronikeinrichtung 3 an einer diesbezüglich entgegengesetzt orientierten, dem Untergrund 48 abgewandten Gegenseite der Kühleinrichtung 4 angeordnet ist.
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In 2 und 3 kann man jeweils einen Flachspulenträger 6 einer oder der besagten Induktionsspuleneinrichtung 2 in einer Draufsicht erkennen. Der Flachspulenträger 6 ist in beiden Figuren exemplarisch von einem monolithischen, ebenen Quadergrundkörper mit abgerundeten Ecken gebildet und erstreckt sich zweckmäßigerweise in einer der jeweiligen Zeichenebene entsprechenden Ebene 5. Der Flachspulenträger 6 bzw. dessen Quadergrundkörper definiert exemplarisch zwei entgegengesetzt orientierte Trägergroßflächen, von denen in 2 und 3 lediglich eine zu erkennen und mit der Bezugsziffer 7 bezeichnet ist. Die übrigen, nicht illustrierten, Seitenflächen des Flachspulenträgers 6 bzw. dessen Quadergrundkörpers können als Schmalseiten ausgebildet sein, die die beiden Trägergroßflächen miteinander verbinden. Senkrecht auf der Ebene 5 steht eine in 2 und 3 durch ein Kreuzchen angedeutete Hochachse 17, die den Flachspulenträger 6 bzw. dessen Trägergroßfläche 7 zentral durchsetzt, so dass man auch von einer Hochmittenachse sprechen könnte. Jedenfalls ragt von der Hochachse 17 eine in 2 und 3 durch einen einfachen Pfeil kenntlich gemachte, bezüglich der Hochachse 17 senkreckt orientierte und in der besagten Ebene 5 verlaufende Querachse 18 weg.
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In 2 und 3 ist weiterhin zu erkennen, dass der jeweilige Flachspulenträger 6 zusammenhängende Nuten 10 aufweist, wobei der Begriff „zusammenhängend“ im Sinne von „ineinander übergehend“ verstanden werden kann, sodass man also von einem Nutennetz sprechen könnte. Die besagten Nuten 10 sind durch in den jeweiligen Flachspulenträger 6 bzw. dessen Quadergrundkörper eingebrachte, im Querschnitt beliebig gestaltete Vertiefungen gebildet, wobei sie an der Trägergroßfläche 7 des jeweiligen Flachspulenträgers 6 angeordnet sind, sich in der besagten Ebene 5 erstrecken und an der Trägergroßfläche 7 unter Ausbildung einer Nutöffnung ausmünden. Anders ausgedrückt erstreckt sich die Nutöffnung in der Trägergroßfläche 7. Dabei rotieren die Nuten 10 um die Hochachse 17.
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Die Induktionsspuleneinrichtung 2 hat neben dem diskutierten Flachspulenträger 6 zumindest noch eine elektrisch leitfähige Flachspule 8 aus parallel zur Ebene 5 angeordneten Spulenwindungen 9, die im Betrieb der Induktionsladevorrichtung 1 durch magnetische Kopplung mit der Gegen-Induktionsladeeinheit 47 Energie übertragen oder empfangen kann. Entsprechende Flachspulen 8 sind exemplarisch in den 4 bis 7 illustriert und nachfolgend noch kurz erläutert. Die Spulenwindungen 9 können bspw. durch einen einstückigen und elektrisch leitfähigen Draht bzw. einer Litze realisiert sein. Mit Bezug auf 2 und 3 ist festzuhalten, dass diese Spulenwindungen 9 in die besagten Nuten 10 der jeweiligen Flachspulenträger 6 unter Ausbildung der Flachspule 8 mit einem die Spuleneigenschaften dieser Flachspulen 8 vorgebenden Spulenwicklungsbild 11, 12, 13, 14 entlang eines sich durch die Nuten 10 erstreckenden Windungspfads 15, 16 einlegbar sind. Weiterhin verfügen die Flachspulenträger 6 noch über mehrere Durchführungen 28, die den jeweiligen Flachspulenträger 6 vollständig und parallel zur Hochachse 17 durchsetzen. Die Flachspulen 8 können durch zumindest eine oder mehrere Durchführung 28 hindurch elektrisch kontaktiert werden, in der Praxis kann ein nicht bezeichneter Kontaktierabschnitt einer Spulenwindung 9 einer Flachspule 8 durch die zumindest eine Durchführung 28 hindurchgeführt und elektrisch kontaktiert sein.
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Um mit nur einem einzigen Flachspulenträger 6 zumindest zwei verschiedene Spulenwicklungsbilder 11, 12, 13, 14 für Flachspulen 8, also sozusagen zumindest zwei verschiedene Spulengestaltungen für Flachspulen 8, anbieten zu können, was bspw. interessant ist, wenn die vorliegende Induktionsladevorrichtung 1 in Kraftfahrzeugen unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen zum Einsatz kommen soll und entsprechende Anpassungsarbeiten vorzunehmen sind, ist vorgesehen und in 2 und 3 entsprechend angedeutet, dass die Nuten 10 der Flachspulenträger 6 zumindest zwei und zumindest abschnittsweise unterschiedliche Windungspfade 15, 16 zum Einlegen von Spulenwindungen 9 begrenzen oder bilden. Dadurch ist es möglich, die Spulenwindungen 9 zumindest entweder entlang des einen oder anderen Windungspfads 15, 16 in die Nuten 10 einzulegen, wodurch zumindest zwei verschiedene Spulenwicklungsbilder 11, 12, 13, 14 für Flachspulen 8, also zumindest zwei Flachspulen 8 mit unterschiedlichen Spuleneigenschaften, bereitgestellt werden können. Dadurch lassen sich die Spuleneigenschaften einer Flachspule 8 an konkrete Rahmenbedingungen anpassen, ohne dass der Flachspulenträger 6 konstruktiv abgeändert werden muss.
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Im zusammengebauten Zustand der Induktionsladevorrichtung 1, vgl. insb. die 1, ist nur ein einziger Windungspfad 15, 16 mit Spulenwindungen 9 der Flachspule 8 belegt, während die übrigen Windungspfade 15, 16 bzw. Nuten 10 spulenwindungsfrei sind. Diese spulenwindungsfreien Windungspfade 15, 16 bzw. Nuten 10 lassen sich bspw. durch eine Vergussmasse kostengünstig auffüllen.
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Die in 2 präsentierten zusammenhängenden Nuten 10 sind aus mehreren bezüglich der Hochachse 17 konzentrisch angeordneten Umfangsringnuten 22 und in Richtung der Querachse 18 geradlinig radial von der Hochachse 17 weglaufenden Radialnuten 23 gebildet. Die Umfangsringnuten 22 und die Radialnuten 23 gehen in als Übergangsabschnitte 24 bezeichneten Kreuzungsbereichen ineinander über, so dass die Nuten 10 zusammenhängen und Windungspfade 15, 16 bilden oder begrenzen können. In 2 kann man erkennen, dass die Umfangsringnuten 22 in einer in 2 durch einen kreisförmigen Pfeil angedeuteten Umfangsrichtung 19 um die Hochachse 17 vollständig umlaufen, wobei sie in der Ebene 5 und der Trägergroßfläche 7 des Flachspulenträgers 6 liegen. Die Umfangsringnuten 22 definieren dadurch Umfangsnutkonturen 25, sozusagen Nutringe, die vorliegend die Form eines Vierecks mit abgerundeten Ecken beschreiben, obwohl man sich auch kreisförmige, viereckförmige oder ellipsenförmige Umfangsnutkonturen 25 vorstellen kann. In 2 sind insb. mehrere sich überlagernde Umfangsringnuten 22 bzw. Umfangsnutkonturen 25 dargestellt. Jedenfalls kann man in 2 auch erkennen, dass in Richtung der Querachse 18 unmittelbar benachbarte Nuten 10 durch eine Nutenwand 26 voneinander getrennt und elektrisch isoliert sind. In der Praxis kann eine in Richtung der Querachse 18 gemessene Wandstärke dieser Nutenwand 26 mindestens einer vorgegebenen oder vorgebbaren Mindestwandstärke entsprechen. Weiterhin können die Nuten 10 nach 2, also die Umfangsringnuten 22 und die Radialnuten 23 bezüglich der Hochachse 17 punktsymmetrisch und/oder bezüglich der Querachse 18 spiegelsymmetrisch gestaltet sein. Es ist noch zu erläutern, dass die in 2 dargestellten Durchführungen 28 auf einer in Richtung der Querachse 18 geradlinig von der Hochachse 17 nach radial außen laufenden Gerade liegen und jeweils in eine Nut 10 des Flachspulenträgers 6 einmünden, was die elektrische Kontaktierung der Flachspule 8 erleichtert. Die Nuten 10 nach 2, also die Umfangsringnuten 22 und die Radialnuten 23, bilden oder begrenzen exemplarisch einen ersten Windungspfad 15, der abschnittsweise durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, und einen weiteren zweiten Windungspfad 16, der abschnittsweise durch eine strich-punktierte Linie angedeutet ist.
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Die in 3 präsentierten zusammenhängenden Nuten 10 sind im Unterschied zu den in 2 illustrierten Nuten 10 spiralförmig. D.h. die Nuten 10 laufen mit Steigung in einer in 3 ebenfalls durch einen kreisförmigen Pfeil angedeuteten Umfangsrichtung 19 spiralförmig um die Hochachse 17 um, wobei sie eine Spiralform 20 definieren. Die Nuten 10 können dabei auch in der Art einer durch zwei oder mehr überlagerter Spiralen gebildeten Spiralüberlagerungsform 21 in der Umfangsrichtung 19 um die Hochachse 17 umlaufen. Es ist noch zu erläutern, dass die in 3 dargestellten Durchführungen 28 auf einer in Richtung der Querachse 18 geradlinig von der Hochachse 17 nach radial außen laufenden Geraden liegen und jeweils in eine Nut 10 des Flachspulenträgers 6 einmünden, was die elektrische Kontaktierung der Flachspule 8 erleichtert. Die Nuten 10 nach 3 bilden oder begrenzen exemplarisch einen dritten Windungspfad 49, der dort abschnittsweise durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, und einen weiteren vierten Windungspfad 50, der abschnittsweise durch eine strich-punktierte Linie angedeutet ist.
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Die 4 und 5 zeigen jeweils eine Flachspule 8 in einer Draufsicht, die bspw. in der Induktionsladevorrichtung 1 gemäß 1, insb. am dortigen Flachspulenträger 6 nach 2, angeordnet sein können. In 4 kann man die Spulengeometrie, also das vorliegend als erstes Spulenwicklungsbild 11 bezeichnete Spulenwicklungsbild 11, 12, 13, 14, dieser Flachspule 8 erkennen. Es kann erhalten werden, indem die Spulenwindungen 9 dieser Flachspule 8 in die Nuten 10 des in 2 illustrierten Flachspulenträgers 6 entlang des dort mit einer gestrichelten Linie angedeuteten ersten Windungspfads 15 eingelegt werden. In 5 kann man die Spulengeometrie, die vorliegend als zweites Spulenwicklungsbild 12 bezeichnet ist, einer weiteren Flachspule 8 erkennen. Es kann erhalten werden, indem die Spulenwindungen 9 dieser Flachspule 8 in die Nuten 10 des in 2 illustrierten Flachspulenträgers 6 entlang des dort mit einer strich-punktierten Linie angedeuteten zweiten Windungspfads 16 eingelegt werden. Dadurch können sich das erste Spulenwicklungsbild 11 und das zweite Spulenwicklungsbild 12 insb. hinsichtlich ihrer Spuleninnenabmessung 29, ihrer Spulenaußenabmessung 30 sowie in der Anzahl ihrer Spulenwindungen unterscheiden. Zudem variieren die Spulenwindungsabstände 31 in Richtung der Querachse 18.
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In den 6 und 7 sind weitere Flachspulen 8 in einer Draufsicht zu erkennen, wodurch deren Spulengeometrie bzw. deren Spulenwicklungsbilder 13, 14 gut zu erkennen sind. Diese Flachspulen 8 können bspw. in der Induktionsladevorrichtung 1 gemäß 1, insb. am dortigen Flachspulenträger 6 nach 3, angeordnet sein. In 6 kann man die Spulengeometrie, also das vorliegend als drittes Spulenwicklungsbild 13 bezeichnete Spulenwicklungsbild 11, 12, 13, 14, dieser Flachspule 8 erkennen. Es kann erhalten werden, indem die Spulenwindungen 9 dieser Flachspule 8 in die Nuten 10 des in 3 illustrierten Flachspulenträgers 6 entlang des dort mit einer gestrichelten Linie angedeuteten dritten Windungspfads 49 eingelegt werden. In 7 kann man die Spulengeometrie, die vorliegend als viertes Spulenwicklungsbild 14 bezeichnet ist, einer weiteren Flachspule 8 erkennen. Es kann erhalten werden, indem die Spulenwindungen 9 dieser Flachspule 8 in die Nuten 10 des in 3 illustrierten Flachspulenträgers 6 entlang des dort mit einer strich-punktierten Linie angedeuteten vierten Windungspfads 50 eingelegt werden. Dadurch können sich das dritte Spulenwicklungsbild 13 und das vierte Spulenwicklungsbild 14 insb. hinsichtlich ihrer Spuleninnenabmessung 29, ihrer Spulenaußenabmessung 30 sowie in der Anzahl ihrer Spulenwindungen unterscheiden. Zudem variieren die Spulenwindungsabstände 31.
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Die 8 zeigt in einer Draufsicht eine im Gesamten mit Bezugsziffer 36 bezeichnete Elektronikplatine der Elektronikeinrichtung 3 der kraftfahrzeugseitigen Induktionsladevorrichtung 1 gemäß 1 oder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Induktionsladevorrichtung 1. Die Elektronikplatine 36 hat mehrere separate Kondensatorbänke 37, 38, 39, die aus elektrisch leitfähig miteinander verbunden elektrischen Einzelkapazitäten 40 aufgebaut sind. Die einzelnen Kondensatorbänke 37, 38, 39 sind zwar separat, d.h. insb. elektrisch isoliert auf einer Leiterplatine 51 angeordnet, ausgebildet, jedoch mittels elektrischer Festkontakte 44 in geschlossenen bzw. in geöffneten Leitungszustand, welche insb. bei der Herstellung der Elektronikplatine 36 ausgebildet und ggf. an derselben durch löten fixiert werden, zusammengeschaltet oder zusammenschaltbar. Die Festkontakte 44 können bspw. durch Schalter, Jumper, Hochleistungsjumper oder Leiterbrücken realisiert sein. Im zusammengebauten Zustand der Induktionsladevorrichtung 1 sind exemplarisch mehrere Kondensatorbänke 37, 38, 39 elektrisch leitfähig zusammengeschaltet, so dass sie gemeinsam eine sich summarisch aus den Kapazitäten der Einzelkapazitäten 40 zusammensetzende Gesamtkapazität bilden, die mit der Flachspule 8 elektrisch kommunizierend verbunden ist. Rein exemplarisch ist die Elektronikplatine 36 mit drei separaten Anschlusskontakten 41 zur elektrisch leitfähigen Verbindung der Elektronikplatine 36 mit hier nicht illustrierten elektrischen Komponenten der Elektronikeinrichtung 3 ausgerüstet. Zweckmäßigerweise sind je zwei dieser Anschlusskontakte 41 elektrisch kommunizierend über eine vorgegebene Auswahl von Kondensatorbänken 37, 38, 39 miteinander verbunden oder zumindest verbindbar. Dadurch kann, wenn die Elektronikplatine 36 über ein entsprechendes Paar von Anschlusskontakten 41 elektrisch leitfähig verbunden ist, eine vorgegebene Gesamtkapazität eingestellt werden.
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Die 9 zeigt in einer Draufsicht eine weitere Elektronikplatine 36 der Elektronikeinrichtung 3 der kraftfahrzeugseitigen Induktionsladevorrichtung 1 gemäß 1 oder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Induktionsladevorrichtung 1. Die weitere Elektronikplatine 36 kann alternativ zur vorstehend beschriebenen Elektronikplatine 36 oder zusätzlich zu dieser in der Elektronikeinrichtung 3 angeordnet sein. Die weitere Elektronikplatine 36 unterscheidet sich von der Elektronikplatine 36 nach 8 lediglich dadurch, dass die Zusammenschaltung der Kondensatorbänke 37, 38, 39 durch eine programmierbare Steuerlogik 43, welche diversere Leistungsschalter 52 steuert, realisiert ist, so dass eine bereitstellbare Gesamtkapazität der weiteren Elektronikplatine 36 bspw. durch einen externen Programmiereingriff vorgegeben werden kann.
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Die 10 zeigt in einer Draufsicht eine auf einem Flachspulenträger 6 angeordnete Ferriteinheit 32 der Induktionsspuleneinrichtung 2 der kraftfahrzeugseitigen Induktionsladevorrichtung 1 gemäß 1 oder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Induktionsladevorrichtung 1, wobei die Ferriteinheit 32 zumindest abschnittsweise transparent dargestellt ist, um den Blick auf den ansonsten von der Ferriteinheit 32 verdeckten Flachspulenträger 6 mit spiralförmiger Flachspule 8 zumindest abschnittsweise freizugeben. Man kann dort erkennen, dass die Ferriteinheit 32 aus mehreren pizzaartig angeordneten Ferritelementen 33 aufgebaut ist, die gemeinsam zur Führung von Magnetfeldern dienen. Vorliegend sind die Ferritelemente 33 durch eine leichte Schraffur markiert. Die Ferritelementen 33 sind an einem Träger 34 adhäsiv gehaltert und mittels diesem am Flachspulenträger 6 im Bereich einer oder oberhalb einer Flachspule 8 angeordnet, wobei diese vollflächig abgedeckt ist. In der Praxis wird der Träger 34 so ausgelegt, dass im montierten Zustand zwischen den Ferritelementen 33 und dem Flachspulenträger 6 ein gewisser Abstand zwischen den jeweiligen Ferritelementen 33 und dem Flachspulenträger 6 ausgebildet ist. Ggf. werden die Ferritelemente 33 am Flachspulenträger 6 durch eine Vergussmasse fixiert.
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Zuletzt zeigt die 11 in einer Draufsicht eine weitere auf einem Flachspulenträger 6 mit spiralförmiger Flachspule 8 angeordnete weitere Ferriteinheit 32 der kraftfahrzeugseitigen Induktionsladevorrichtung 1 gemäß 1 oder gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel Induktionsladevorrichtung 1, wobei die weitere Ferriteinheit 32 zumindest abschnittsweise transparent dargestellt ist, so dass der ansonsten von der weiteren Ferriteinheit 32 verdeckte Flachspulenträger 6 mit Flachspule 8 zumindest abschnittsweise zu erkennen ist. Im Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel nach 10 sind vorliegend die Ferritelemente 33 der weiteren Ferriteinheit 32 radial gekürzt, da die spiralförmige Flachspule 8 eine vergleichsweise kleine Spulenaußenabmessung aufweist. Durch die Kürzung der Ferritelemente 33 in Radialrichtung kann Ferritmaterial eingespart und zugleich eine ausreichende Führung von Magnetfeldern realisiert werden. Ggf. werden die Ferritelemente 33 am Flachspulenträger 6 durch eine Vergussmasse 27 fixiert, zusätzlich können auch durch die Kürzung der Ferritelemente 33 in Radialrichtung freigegeben Volumenbereiche mit dieser Masse 27 ausgegossen sein.
