DE102021205539A1

DE102021205539A1 - Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung

Info

Publication number: DE102021205539A1
Application number: DE102021205539.7A
Authority: DE
Inventors: Mike Böttigheimer; Stefan Hirsch; Christopher Lämmle; Timo Lämmle; Florin MOLDOVAN; Holger Schroth; Martin Steinbach; Markus Watzlawski
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2022-12-01
Also published as: WO2022253641A1; CN117413329A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) für den Einsatz in einer zum Aufladen einer Traktionsbatterie eingerichteten und die Induktionsladevorrichtung (1) aufweisenden Induktionsladeeinheit (45) eines Kraftfahrzeugs (46). Die Induktionsladevorrichtung (1) weist eine Induktionsspuleneinrichtung (2) zur berührungslosen Energieübertragung, eine zum Betreiben derselben eingerichteten Elektronikeinrichtung (3), eine zum Kühlen der Induktionsspuleneinrichtung (2) und/oder der Elektronikeinrichtung (3) eingerichteten Kühleinrichtung (4), an der einerseits die Elektronikeinrichtung (3) und andererseits die Induktionsspuleneinrichtung (2) angeordnet ist, sowie einen zumindest die Elektronikeinrichtung (3) zumindest abschnittsweise einhausenden Deckel (27) auf. Die Induktionsspuleneinrichtung (2) verfügt über einen ebenen Flachspulenträger (6) und eine daran angeordnete elektrisch leitfähige Flachspule aus Spulenwindungen. Der Deckel (27) ist so am Flachspulenträger (6) oder an der Kühleinrichtung (4) angeordnet, dass er die Elektronikeinrichtung (3) zumindest abschnittsweise oder vollständig überspannt.

Description

Die Erfindung betrifft eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß dem Gegenstand des Anspruchs 1.
Zur berührungslosen Energieübertragung zwischen einer kraftfahrzeugseitig angeordneten Induktionsladeeinheit mit Induktionsladevorrichtung und einer bodenseitig verankerten Gegen-Induktionsladeeinheit muss, um eine effiziente Energieübertragung realisieren zu können, eine optimale magnetische Kopplung zwischen denselben eingestellt werden. Dies wird üblicherweise im Wesentlichen durch eine konstruktive Abstimmung der beteiligten Komponenten erreicht. Wenn die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung allerdings in Kraftfahrzeugen unterschiedlicher Kraftfahrzeugtypen zum Einsatz kommt oder kommen soll, wobei sich bspw. ein Abstand zwischen der kraftfahrzeugseitigen Induktionsladeeinheit und einer bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit ändert, muss zumindest die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung an die durch diese neue Einbausituation bzw. durch den geänderten Einbauort vorgegebenen Rahmenbedingungen konstruktiven anpasst werden. Die hierzu durchzuführenden Anpassungen sind jedoch mit relativ hohen Kosten verbunden, obwohl man sich kostengünstige Induktionsladesysteme wünscht.
Die Aufgabe der Erfindung liegt daher darin, eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform einer kraftfahrzeugseitigen Induktionsladevorrichtung bereitzustellen oder anzugeben.
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.
Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, den Komponenten einer kraftfahrzeugseitigen Induktionsladevorrichtung eine innovative konstruktive Gestalt zu geben, die es erlaubt, die jeweilige Komponente praktisch ohne oder zumindest mit lediglich geringen konstruktiven Aufwand an eine Vielzahl von vorgegebenen Rahmenbedingungen anzupassen.
Hierzu ist erfindungsgemäß eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung vorgesehen, die insbesondere für den Einsatz in einer zum Aufladen einer Traktionsbatterie eingerichteten und die Induktionsladevorrichtung aufweisenden Induktionsladeeinheit eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist und in einer solchen verwendet werden kann. Der Begriff „kraftfahrzeugseitig“ kann hierbei als allgemeine Zuordnung der Induktionsladevorrichtung zum Kraftfahrzeug verstanden werden, bevorzugt ist bspw. Montage der Induktionsladevorrichtung am Unterboden des Kraftfahrzeuges. Die erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung weist eine Induktionsspuleneinrichtung zur berührungslosen Energieübertragung, eine zum Betreiben derselben eingerichtete Elektronikeinrichtung, eine zum Kühlen der Induktionsspuleneinrichtung und/oder der Elektronikeinrichtung eingerichtete Kühleinrichtung, an der einerseits die Elektronikeinrichtung und andererseits die Induktionsspuleneinrichtung angeordnet ist, sowie einen zumindest die Elektronikeinrichtung zumindest abschnittsweise einhausenden Deckel auf. Die besagte Induktionsspuleneinrichtung hat einen ebenen Flachspulenträger und eine daran insb. mit einer vorgegebenen Spulengeometrie angeordnete elektrisch leitfähige Flachspule aus Spulenwindungen. Der besagte Deckel ist berührend am Flachspulenträger und/oder an der Kühleinrichtung angeordnet und dort ggf. fixiert und überspannt dabei die Elektronikeinrichtung und zweckmäßigerweise zumindest abschnittsweise den Flachspulenträger und/oder zumindest abschnittsweise die Kühleinrichtung. Weiterhin definiert der Deckel in einer vom Flachspulenträger und/oder der Kühleinrichtung orthogonal wegweisenden Höhenrichtung eine bezüglich dem Flachspulenträger und/oder der Kühleinrichtung orthogonal ausgerichtete Hochachse. Es ist vorgesehen, dass sich die Induktionsspuleneinrichtung, die Kühleinrichtung, die Elektronikeinrichtung und der Deckel jeweils um die Hochachse rotieren und dadurch in unterschiedlichen Winkellagen bezüglich der Hochachse positionieren lassen. Hierbei können die Induktionsspuleneinrichtung, die Kühleinrichtung, die Elektronikeinrichtung und der Deckel in ihren jeweiligen Winkellagen aneinander fixiert werden. Dadurch kann die Induktionsladevorrichtung flexibel aufgebaut werden, insb. kann sie modular an ein Kraftfahrzeug angepasst werden. Weiterhin kann der Deckel die Elektronikeinrichtung vor Umwelteinflüssen schützen, insb. ist es möglich die Elektronikeinrichtung gegen elektromagnetische Störeinflüsse abzuschirmen. Insgesamt ist dadurch die magnetische Kopplung zwischen der Induktionsladevorrichtung und einer bodenseitigen Gegen-Induktionsladeeinheit optimiert, wodurch eine berührungslose Energieübertragung relativ störungsfrei und insb. unabhängig von durch den Einbauort der Induktionsladevorrichtung vorgegebenen Rahmenbedingungen realisiert werden kann.
Zweckmäßig ist, wenn zwischen den besagten Winkellagen, in welchen sich die Induktionsspuleneinrichtung, die Kühleinrichtung, die Elektronikeinrichtung und der Deckel positionieren lassen, Winkel von 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 90° oder 180° aufgespannt sind, so dass sich die Induktionsspuleneinrichtung, die Kühleinrichtung, die Elektronikeinrichtung und der Deckel in 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 90° Schritten bezüglich der Hochachse positionieren und aneinander fixieren lassen. Das hat den Vorteil, dass die Position dieser Komponenten, und ggf. die der Leistungselektronik und damit die Position der Podeste des Deckels, beliebig angepasst werden können.
Zweckmäßig ist, wenn der besagte Deckel in einer vom Flachspulenträger und/oder der Kühleinrichtung orthogonal wegweisenden Höhenrichtung eine bezüglich dem Flachspulenträger oder der Kühleinrichtung orthogonal ausgerichtete Hochachse definiert und wenn der Deckel an eine Außenkontur der Elektronikeinrichtung angepasst ist. Die Außenkontur kann dabei von Elektronikkomponenten der Elektronikeinrichtung realisiert sein. Insbesondere kann der Deckel Bereiche unterschiedlicher Abmessungen in Höhenrichtung aufweisen. Dadurch kann auf unterschiedliche Geometrien der verbauten Elektronikkomponenten flexibel und lokal begrenzt reagiert werden. Die Anpassung des Deckels an die Außenkontur der Elektronikeinrichtung erfolgt, indem der Deckel die Elektronikeinrichtung mit einer Wand oder sich quer zur Hochachse erstreckenden Horizontalwandabschnitten und mit sich parallel zur Hochachse erstreckenden Vertikalwandabschnitten überspannt, wobei die Wand und/oder die Vertikalwandabschnitte und/oder die Horizontalwandabschnitte jeweils zwischen sich und zumindest einer der besagten Elektronikkomponenten der Elektronikeinrichtung einen vorgegebenen oder vorgebbaren Spaltabstand aufweist. Derartige Elektronikkomponenten der Elektronikeinrichtung sind insb. durch Elektroversorgungsanschlüsse, bspw. durch Hochspannungssteckanschlüsse und/oder Niederspannungssteckanschlüsse, und insb. durch Elektronikbauteile, bspw. Mikrochips und/oder Kondensatoren, oder durch nachfolgend noch thematisierte Leiterplatinen realisiert. Der vorgegebene oder vorgebbare Spaltabstand soll sicherstellen, dass zwischen dem Deckel bzw. dessen Vertikalwandabschnitten und/oder Horizontalwandabschnitten und den Elektronikkomponenten der Elektronikeinrichtung ausreichend Abstand ist, bspw. für eine elektrische/elektromagnetische Isolation und/oder Spielraum für die Montage des Deckels. Es ist zumindest vorstellbar, dass der Spaltabstand großer Null bis 1 mm oder bis 5mm oder bis 10mm beträgt, wodurch ein relativ enger Spalt realisiert ist. Der Spalt kann luftgefüllt oder, insb. um die besagte elektrische/elektromagnetische Isolation zu unterstützen oder zu erreichen, mit einer aushärtbaren Vergussmasse abschnittsweise oder vollständig aufgefüllt sein. Dadurch ist der Deckel an die Außenkontur, die sozusagen durch die Elektronikkomponenten der Elektronikeinrichtung vorgegeben ist, angepasst. Der Deckel kann daher vorteilhafterweise relativ kompakt bauen.
Weiter zweckmäßig ist, wenn auf der besagten Hochachse eine orthogonal auf der Hochachse stehende Längsachse sowie eine orthogonal auf der Hochachse und der Längsachse stehende Querachse definiert ist. Dabei kann die Längsachse eine Längsrichtung und die Querachse eine Querrichtung definieren.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass den Horizontalwandabschnitten und/oder den Vertikalwandabschnitten des Deckels Elektroversorgungsanschlüsse der Elektronikeinrichtung und/oder Kühlmittelanschlüsse der Kühleinrichtung zugeordnet sind. Diese können dieselben, insb. quer zur Hochachse und insb. vollständig, durchsetzen. Alternativ oder zusätzlich können die Horizontalwandabschnitte und/oder die Vertikalwandabschnitte einen vorgegebenen oder vorgebbaren Mindestspaltabstand zwischen sich und den Elektroversorgungsanschlüssen und/oder den Kühlmittelanschlüssen aufweisen. Mittels den besagten Elektroversorgungsanschlüssen kann die Elektronikeinrichtung zweckmäßigerweise elektrisch kontaktiert oder kontaktierbar sein, so dass bspw. eine Kommunikation der Elektronikeinrichtung mit einer Gegen-Elektronikeinrichtung, die insb. eine Traktionsbatterie aufweist oder mit einer solchen kommuniziert, des Kraftfahrzeugs realisierbar ist. Die Elektroversorgungsanschlüsse können bspw. durch Hochspannungssteckanschlüsse und/oder Niederspannungssteckanschlüsse realisiert sein. Die Kühlmittelanschlüsse sind zweckmäßigerweise durch Fluidrohrleitungen oder Fluidschläuche gebildet, die im Betrieb der Kühleinrichtung von Kühlfluid durchströmt oder durchströmbar sind. Der vorgegebene oder vorgebbare Mindestspaltabstand soll sicherstellen, dass zwischen dem Deckel und den besagten Komponenten ausreichend Spielraum ist, bspw. für eine elektrische/elektromagnetische Isolation sowie Spielraum für die Montage des Deckels. Es ist zumindest vorstellbar, dass der Mindestspaltabstand insb. großer Null bis 1 mm oder bis 5mm oder bis 10mm beträgt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Mindestspaltabstand größer oder gleich dem vorstehend beschriebenen Spaltabstand ist. Der entstandene Spalt kann luftgefüllt oder, insb. um die besagte elektrische/elektromagnetische Isolation zu erreichen, mit einer Vergussmasse abschnittsweise oder vollständig aufgefüllt sein. Dadurch kann der Deckel sozusagen an die vorhandenen Elektroversorgungsanschlüsse der Elektronikeinrichtung und/oder an die Kühlmittelanschlüsse der Kühleinrichtung angepasst werden und dieselben abschirmen. Insgesamt baut der Deckel daher relativ kompakt. Weiterhin kann man sich vorstellen, dass der Deckel über große Bereiche der Vertikalwandabschnitte und/oder der Horizontalwandabschnitte eine bezüglich der Elektronikeinrichtung bzw. der Elektronikkomponenten derselben in Höhenrichtung zu verstehende Grundhöhe besitzt, welche eine Überspannung sowie eine Isolation der Elektronikeinrichtung sicherstellt. Die Grundhöhe kann vorgegeben sein, bspw. mehrere Millimeter betragen.
Weiterhin kann die Kühleinrichtung durch eine Kühlplatte realisiert sein, die eine Vielzahl von initial geschlossenen Durchführungspositionen aufweist, wobei zwei dieser initial geschlossenen Durchführungspositionen bei der Montage der Induktionsspuleneinrichtung geöffnet werden, um Durchgänge für Kühlmittelanschlüsse der Kühleinrichtung zu schaffen. Dadurch kann auch die Position der Kühlmittelanschlüsse unabhängig von der Lage der anderen Komponenten der Induktionsspulenvorrichtung und insb. unabhängig von der Position der Litzendurchführung von der Flachspule durch die Kühleinrichtung zur Elektronikeinrichtung realisiert werden.
Die Horizontalwandabschnitte und/oder die Vertikalwandabschnitte des Deckels können unter Ausbildung eines Elektroanschlusssockels und/oder eines Kühlanschlusssockels mit Mindestspaltabstand um die Elektroversorgungsanschlüsse der Elektronikeinrichtung und/oder die Kühlmittelanschlüsse der Kühleinrichtung geführt sein. Die Elektroanschlusssockel und/oder die Kühlanschlusssockel können in Höhenrichtung über den Deckel, insb. dessen übrigen Vertikalwandabschnitte und/oder Horizontalwandabschnitte, von der Kühleinrichtung und dem Flachspulenträger weg ragen. Die Elektroanschlusssockel und/oder die Kühlanschlusssockel sind zweckmäßigerweise am Deckelrand des Deckels und insb. an sich entgegengesetzten Deckelseiten des Deckels angeordnet.
Weiterhin kann der Deckel durch einen Kreisdeckel oder einen Viereckdeckel oder einen Rechteckdeckel oder einen Achteckdeckel realisiert sein. Es kann auch vorgesehen sein, dass statt Kreisdeckel, Viereckdeckel, Rechteckdeckel oder Achteckdeckel auch unregelmäßige 8-eckige Deckelformen für den Deckel gewählt werden können. Hierdurch kann der Deckel an viele denkbare Formen der überspannten Elektronikeinrichtung angepasst sein oder werden, wodurch die Induktionsladevorrichtung relativ flexibel eingesetzt werden kann. Der Deckel kann, insb. unabhängig von seiner Deckelform, im Rahmen eines Gussverfahrens, z.B. Aluminium-Druckguss oder Spritzguss, hergestellt sein, wodurch sich seine Deckelform durch Anpassung der Guss-Werkzeuge relativ einfach anpassen lässt.
Wie erwähnt kann der Deckel in einer vom Flachspulenträger und/oder der Kühleinrichtung orthogonal wegweisenden Höhenrichtung eine bezüglich dem Flachspulenträger oder der Kühleinrichtung orthogonal ausgerichtete Hochachse definieren, wobei der Deckel bezüglich der Hochachse punktsymmetrisch oder bezüglich einer orthogonal auf der Hochachse stehenden Längsachse spiegelsymmetrisch gestaltet ist. Bevorzugt kann der Deckel eine doppelte oder vierfache Symmetrie bezüglich dieser Achsen besitzen. Hierdurch ist dessen Herstellung mit relativ einfachen Werkzeugen und daher kostengünstig möglich.
Zweckmäßigerweise hat der Deckel einen integralen und bezüglich der Hochachse zumindest abschnittsweise oder vollständig umlaufenden Fixierflansch, der im am Flachspulenträger oder an der Kühleinrichtung montierten Zustand des Deckels dem Flachspulenträger oder der Kühleinrichtung zugewandt ist und an demselben berührend angeordnet ist. Der Fixierflansch hat mehrere Durchgangslöcher für Befestigungsschrauben. Die Durchgangslöcher sind am Fixierflansch um die Hochachse umlaufend angeordnet und durchsetzen diesen parallel zur Hochachse, wobei sie zum lösbaren Fixieren des Deckels am Flachspulenträger oder der Kühleinrichtung mit jeweils einer Befestigungsschraube bestückt sind. Die Befestigungsschraube kann in Gewindelöcher eingeschraubt sein, welche in der Kühleinrichtung oder im Flachspulenträger vorgesehen sind.
Weiterhin kann der Fixierflansch verschiedene Deckelformen des Deckels mitmachen bzw. diese aufweisen. Entsprechend kann ein als Kreisdeckel realisierter Deckel einen umlaufenden Ringflansch, ein als Viereckdeckel realisierter Deckel einen umlaufenden Viereckflansch, ein als Rechteckdeckel realisierter Deckel einen umlaufenden Rechteckflansch, ein als Achteckdeckel realisierter Deckel einen umlaufenden Achteckflansch bilden. Dadurch können auch Deckel unterschiedlicher Geometrien einfach und sicher an dem Flachspulenträger oder der Kühleinrichtung lösbar fixiert werden.
Der Deckel kann zweckmäßigerweise fluiddicht mit dem Flachspulenträger und/oder der Kühleinrichtung verklebt sein. Insb. kann ein für die Klebung verwendeter Klebstoff zumindest punktuell oder umlaufend auf einer Berührfläche des Fixierflanschs des Deckels appliziert sein. Dadurch ist die vom Deckel eingehauste bzw. überspannte Elektronikeinrichtung bspw. vor Feuchtigkeit geschützt.
Weiterhin können die besagten Durchgangslöcher des Fixierflanschs bezüglich der Hochachse punktsymmetrisch oder bezüglich einer orthogonal auf der Hochachse stehenden Längsachse spiegelsymmetrisch gestaltet sein. Dadurch kann der Fixierflansch in mehreren Winkeleinbaulagen, d.h. in mehreren Einbaupositionen, am Flachspulenträger oder an der Kühleinrichtung montiert werden. Die Winkeleinbaulagen spannen zwischen sich Winkel von bspw. 15° oder 45° oder 90° oder beliebige andere Winkel auf. Dadurch ist es möglich, dass der Fixierflansch in Abhängigkeit der gewählten Symmetrie der Durchgangslöcher um einen gewissen vorgegebenen oder vorgebaren Winkel um die Hochachse herum rotiert und in unterschiedlichen Winkeleinbaulagen am Flachspulenträger oder an der Kühleinrichtung montiert werden kann. Hierdurch kann bspw. die Orientierung von dem Deckel zugeordneten Elektroversorgungsanschlüssen, Kühlmittelanschlüssen, Elektroanschlusssockeln und/oder Kühlanschlusssockeln nach kraftfahrzeugseitig vorgegebenen Rahmenbedingungen optimiert werden. Insb. kann dadurch eine Rotation des Deckels bezüglich der Hochachse in 15°, 45° oder 90° Schritten möglich sein.
Weiterhin ist vorgesehen, dass die Elektronikeinrichtung der Induktionsladevorrichtung eine einzige, mehrere separate oder vier separate und jeweils bedruckte Leiterplatinen aufweist, die über elektrische Leiter elektrisch kommunizierend miteinander verbunden sind. Diese Leiterplatinen sind zweckmäßigerweise geometrisch an den vorstehend beschriebenen Deckel angepasst und von demselben überspannt, so dass der Deckel eine die Leiterplatinen abschirmende Schutzwirkung entfaltet, so dass die Leiterplatinen von bspw. elektromagnetischen Störungen geschützt relativ störungsfrei betreibbar sind, wodurch also eine kombinatorische Wechselwirkung geschaffen ist, infolge der der Betrieb einer Induktionsladevorrichtung störungsfreier und mithin sicherer ist. Jedenfalls ist vorgesehen, dass eine erste Leiterplatine dieser Leiterplatinen eine Kondensatoren-Platine bildet, welche in der Praxis als IMN-Platine bezeichnet wird, die mehrere separate Kondensatorbänke aufweist. Dabei können die Kondensatorbänke jeweils miteinander elektrisch verbundene elektrische Einzelkapazitäten aufweisen, wobei im zusammengebauten Zustand der Induktionsladevorrichtung eine einzige Kondensatorbank oder mehrere Kondensatorbänke oder alle Kondensatorbänke der ersten Leiterplatine elektrisch leitfähig zusammengeschaltet sind. Dadurch kann eine Gesamtkapazität gebildet werden, die mit der erwähnten Flachspule elektrisch kommunizierend verbunden ist und mit dieser zusammenwirkt, um die magnetische Kopplung der Flachspule zu optimieren. Es ist vorstellbar, dass die Leiterplatinen der Elektronikeinrichtung lediglich eine einzige erste Leiterplatine oder alternativ mehrere erste Leiterplatinen aufweisen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine zweite Leiterplatine dieser Leiterplatinen eine Hochvolt-Signalverarbeitungs-Platine bildet, welche in der Praxis als HV-Platine bezeichnet wird. Sie realisiert eine Hochvoltsignalverarbeitung und eine Hochvoltsignalumwandlung, um bspw. eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs zu laden oder entladen. Die zweite Leiterplatine kann insb. einen AC/DC-Wandler aufweisen oder von einem gebildet sein. Es ist vorstellbar, dass die Leiterplatinen der Elektronikeinrichtung lediglich eine einzige zweite Leiterplatine oder alternativ mehrere zweite Leiterplatinen aufweisen. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass eine dritte Leiterplatine dieser Leiterplatinen eine weitere Kondensatoren-Platine bildet, welche in der Praxis als TMN-Platine bezeichnet wird, die zumindest einen einstellbaren Kondensator aufweist, um die magnetische Kopplung der Flachspule zu optimieren. Es ist vorstellbar, dass die Leiterplatinen der Elektronikeinrichtung lediglich eine einzige dritte Leiterplatine oder alternativ mehrere dritte Leiterplatinen aufweisen. Ferner kann vorgesehen sein, dass eine vierte Leiterplatine dieser Leiterplatinen eine Kommunikations-Platine bildet, welche in der Praxis als COM-Platine bezeichnet wird, eine Steuerung und/oder Regelung für den Betrieb der Flachspule bildet. Hierzu kann sie Steuer- und/oder Regelungselektronik aufweisen. Sie kann auch Sicherheitssysteme und Assistenzsysteme aufweisen. Die beschriebenen separaten Leiterplatinen haben den Vorteil, dass bei ihrer Integration in die Induktionsladevorrichtung flexibel auf die vorgegebenen Rahmenbedingungen an einem Einbauort reagiert werden kann, z.B. auf die Positionen von fahrzeugseitigen Gegen-Elektroversorgungsanschlüssen. Eine elektrische Verbindung zwischen den vorstehend beschriebenen Leiterplatinen kann mittels starren oder flexibel gestalteten Leitern erfolgen.
Die elektrischen Leiter können Hochvolt-Leiter bilden, nachfolgend HV-Leiter, die dabei Bestandteil der elektromagnetisch mit der Gegen-Induktionsladeeinheit kommunizierenden Induktionsspuleneinrichtung sein können und sind somit als standardisierte Verbindung zu realisieren sind. Die mit diesen HV-Leiter zu verbindenden Leiterplatinen, insb. die vorstehend erwähnten ersten, zweiten, dritten oder vierten Leiterplatinen, sind daher so gestaltet, dass auch in unterschiedlichen Einbaulagen die Verbindung mit diesen standardisierten HV-Leiter umgesetzt werden kann. Somit bleibt die elektromagnetische Induktionsspuleneinrichtung auch bei unterschiedlicher örtlicher Verteilung der Leiterplatinen unverändert.
Um die die Kommunikation unter den besagten Leiterplatinen sicherzustellen und diese relativ flexibel und ggf. an unterschiedlichen Positionen montieren zu können, kann vorgesehen sein, dass die elektrischen Leiter der Elektronikeinrichtung Niedervolt-Leiter, nachfolgend LV-Leiter, bilden, die Niedervolt-Kommunikationsverbindungen bilden, die auch als LV-Kommunikationsverbindungen bezeichnet werden. Zumindest eine LV-Kommunikationsverbindung dieser LV-Kommunikationsverbindungen kann durch einen flexiblen Leiter ausgebildet sein und die erste, zweite, dritte oder vierte Leiterplatine mit der ersten, zweiten, dritten oder vierten Leiterplatine elektrisch miteinander verbinden. Sowohl die standardisierten HV-Verbindungen als auch die flexiblen LV-Verbindungen haben den Vorteil, dass die Elektronikeinrichtung insb. an die magnetischen Spuleneigenschaften der erwähnten Flachspule und/oder an in einem Kraftfahrzeug vorgegebene Rahmenbedingungen angepasst werden kann.
Zweckmäßig ist, wenn sich die Leiterplatinen durch Drehung um die besagte Hochachse und/oder Drehung um eine senkrecht auf der Hochachse stehende Querachse in unterschiedlichen Winkellagen positionieren lassen. Hierbei lassen sich die Leiterplatinen mittels der besagten Hochvolt-Leiter und/oder der besagten Niedervolt-Leiter elektrisch kommunizierend miteinander verbinden. Alternativ oder zusätzlich können für die elektrischen Verbindungen zwischen der ersten, zweiten und dritten Leiterplatine, auch bei unterschiedlichen Winkellagen, die gleichen Hochvolt-Leiter verwendet werden. Dadurch kann ebenfalls die Position der Podeste bzw. Sockel des Deckels und die Position der elektrischen Anschlüsse der Leiterplatinen angepasst werden. Ferner ist hilfreich, um zusätzliche Störeinflüsse auf die elektromagnetische Kopplung zu vermeiden.
Weiterhin können alle besagten Leiterplatinen in beliebiger räumlicher Kombination nebeneinander zusammengelegt werden. Alle Leiterplatinen können durch eine einzige einstückige Basisleiterplatine realisiert sein. Ebenfalls denkbar, dass zumindest eine oder mehrere Leiterplatinen in Abhängigkeit ihrer jeweiligen Funktion separiert sind oder dass zumindest eine oder mehrere Leiterplatinen Zusatzfunktionen aufweisen.
Zweckmäßigerweise kann die Elektronikeinrichtung alle für einen Lade- und/oder Entladevorgang einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs erforderlichen elektrischen und mechanischen Komponenten aufweisen, um die erforderlichen Lade-/Entladefunktionen bereitzustellen. Insb. kann die Elektronikeinrichtung auch eine Steuerung und/oder Regelung umfassen, die einen Lade- und/oder Entladevorgang der Traktionsbatterie bewerkstelligt.
Damit sich die Induktionsladevorrichtung kostengünstig und mit relativ montagefreundlichen Mitteln an einem Kraftfahrzeug befestigen lässt, kann vorgesehen sein, dass dem Deckel und/oder dem Flachspulenträger und/oder der Kühleinrichtung Fixiermittel zugeordnet sind. Mittels diesen kann die Induktionsladevorrichtung insb. bodenseitig und lösbar oder unlösbar an einem Kraftfahrzeug befestigt werden.
Weiter zweckmäßig ist, wenn dem Deckel und/oder dem Flachspulenträger und/oder der Kühleinrichtung Fixiermittel zugeordnet sind, deren Positionierung und Ausrichtung zweckmäßigerweise innerhalb vorgegebener Bereiche der Induktionsladevorrichtung, insb. den Ecken des Deckels und/oder des Flachspulenträgers und/oder der Kühleinrichtung und/oder der Induktionsspuleneinrichtung, beliebig angepasst werden können, wobei mittels den Fixiermitteln die Induktionsladevorrichtung an einem Kraftfahrzeug lösbar oder unlösbar befestigt werden kann. Dadurch kann, ohne dass die mechanische Integrität der Induktionsladevorrichtung beeinträchtigt wird, eine flexible Fixierung erreicht werden. Zweckmäßigerweise können die besagten Bereiche für die Fixiermittel durch geeignete konstruktive Mittel besonders ausgesteift sein. Es kann mehr besagte Bereich für Fixiermittel an der Induktionsladevorrichtung geben, als tatsächlich für eine Fixierung derselben an ein Kraftfahrzeug benötigt werden, so dass zumindest einige besagte Bereiche im montierten Zustand der Induktionsladevorrichtung ungenutzt sind.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Fixiermittel durch mehrere, insb. drei oder vier, separate und am Deckel und/oder am Flachspulenträger und/oder an der Kühleinrichtung angeordnete Direktverschraubungsvorsprünge gebildet sind. Diese Direktverschraubungsvorsprünge können jeweils einen quer zur besagten Hochachse vom Deckel und/oder vom Flachspulenträger und/oder von der Kühleinrichtung radial bezüglich der Hochachse, also in besagter Querrichtung, nach außen wegragenden Vorsprung mit mindestens einer in Höhenrichtung orientierten Gewindebohrung oder einem in gleicher Richtung orientierten Durchgangsloch aufweisen. Dabei kann der Ausdruck „in Höhenrichtung orientierte Gewindebohrung“ oder „in Höhenrichtung orientiertes Durchgangsloch“ bedeuten, dass die Gewindebohrung oder das Durchgangsloch eines Direktverschraubungsvorsprungs im Wesentlichen parallel zur Hochachse orientiert ist, was eine Abweichung gegenüber derselben von bspw. +/-5% entsprechen kann. Die Gewindebohrung oder das Durchgangsloch eines Direktverschraubungsvorsprungs kann eine Ausnehmungsmittenachse definieren. Diese kann parallel zur Hochachse ausgerichtet sein. Dadurch kann die Induktionsladevorrichtung mit einfachen Mitteln an ein Kraftfahrzeug montiert werden. Bspw. können in die Gewindebohrungen kraftfahrzeugseitig gehalterte Befestigungsschrauben eingeschraubt werden oder durch die Durchgangslöcher Befestigungsschrauben eingesetzt werden, die dann in kraftfahrzeugseitig Schraubpunkte eingeschraubt werden. D.h. Gewindebohrungen und Durchgangslöcher wirken mit Befestigungsschrauben zur lösbaren oder ggf. unlösbaren Fixierung der Induktionsladevorrichtung am Kraftfahrzeug zusammen.
Zweckmäßigerweise kann vorgesehen sein, dass die angeordneten Direktverschraubungsvorsprünge in ihrer Lage bzw. Verbindung zur Induktionsladevorrichtung lediglich auf einen Bereich festgelegt sind. Ein solcher Bereich kann z.B. eine Ecke der Induktionsladevorrichtung darstellen, wobei der Begriff Ecke hier auch die Bereiche im Abstand von Null bis 50 mm oder bis 100 mm oder bis 150 mm vom geometrischen Schnittpunkt der Seitenflächen mit einschließt. Es ist somit denkbar, dass ein für den Eckbereich vorgesehener Direktverschraubungsvorsprung exakt diagonal an der Ecke angebracht wird oder in einer abweichenden Richtung, welche sich zwischen der der diagonalen und eine axialen Richtung befindet, im Abstand von Null bis 50mm oder bis 100 mm oder bis 150 mm vom geometrischen Schnittpunkt der Seitenflächen angebracht ist, ohne die mechanische Integrität und insbesondere die mechanische Festigkeit der Induktionsladevorrichtung in allen mechanischen Belangen (Festigkeit, Schock, Vibration) einzuschränken. Dazu ist die innere Tragstruktur der Induktionsladevorrichtung speziell ausgelegt, z.B. durch eine besondere Versteifung des Eckbereiches der Induktionsladevorrichtung. Durch diese Flexibilität kann die Induktionsladevorrichtung schnell und mit wenig Aufwand an sehr viele unterschiedliche Montagesituationen im Fahrzeug angepasst werden.
Ebenfalls zweckmäßig ist vorgesehen, dass zumindest eine Gewindebohrung oder ein Durchgangsloch eines Vorsprungs oder ein für eine Befestigung vorgesehener Bereich im montierten Zustand der Induktionsladevorrichtung unbenutzt also frei ist, so dass also diese Gewindebohrung oder dieses Durchgangsloch nicht mit einer Befestigungsschraube zusammenwirkt. Ferner können die Direktverschraubungsvorsprünge oder zumindest die Vorsprünge derselben im Rahmen eines Gussverfahrens, bspw. ein Spritzguss-, oder Druckgussverfahren, oder mittels anderen urformgebenden Verfahren herstellt sein. Ferner können die Direktverschraubungsvorsprünge oder zumindest die Vorsprünge derselben auch nachträglich bspw. durch eine Schweißung oder eine Klebung stoffschlüssig unlösbar oder bspw. durch eine Verschraubung oder eine sonstige Klemmung form- und kraftschlüssig lösbar am Deckel und/oder am Flachspulenträger und/oder an der Kühleinrichtung angeordnet sein. Die lösbare Anordnung der Direktverschraubungsvorsprünge oder zumindest der Vorsprünge hat den Vorteil, dass eine Reparatur im Schadensfall relativ einfach möglich ist, wobei insb. die Integrität der Induktionsladevorrichtung nicht beeinträchtigt werden muss.
Weiterhin können die Direktverschraubungsvorsprünge oder zumindest die Vorsprünge derselben bezüglich der Hochachse einfach- oder doppeltsymmetrisch gestaltet sein. Es ist auch denkbar, dass die Direktverschraubungsvorsprünge oder zumindest deren Vorsprünge eine gemeinsame, bezüglich der Hochachse orthogonal orientierte Ebene bilden, so dass die Direktverschraubungsvorsprünge oder zumindest deren Vorsprünge sozusagen zur Karosserie oder einem Unterboden eines Kraftfahrzeuges hin auf einem identischen Höhenniveau liegen.
Man kann sich zumindest vorstellen, dass am Deckel und/oder dem Flachspulenträger und/oder der Kühleinrichtung zwei, drei, vier, fünf oder sechs Direktverschraubungsvorsprünge angeordnet sind. Man kann sich auch eine gerade oder ungerade Anzahl von angeordneten Direktverschraubungsvorsprüngen vorstellen.
Es kann auch vorgesehen sein, dass die radial nach außen ragenden Vorsprünge mit Gewindebohrung oder Durchgangsloch jeweils durch einen radial bezüglich der Hochachse wegragenden quaderförmigen Tragarm realisiert sind. Hierbei sind die jeweiligen Gewindebohrungen oder Durchgangslöcher jeweils am distalen Ende eines Tragarms angeordnet. Der Ausdruck „distales Ende eines Tragarms“ kann hierbei das freie Ende eines Tragarms meinen, in dem Sinne, dass eine Gewindebohrung oder ein Durchgangsloch am freien Ende eines Tragarms angeordnet ist. Dadurch kann sozusagen der Anschlusspunkt nach radial außen hin verlagert werden, so dass bspw. ein gewisser Abstand zwischen der Induktionsladevorrichtung und einem jeweiligen Anschlusspunkt eingehalten werden kann. Es ist zweckmäßig, die Tragarme mit dem Deckel und/oder dem Flachspulenträger und/oder der Kühleinrichtung integral auszuführen, alternativ können sie auch als separate Baueinheiten bereitgestellt und nachträglich montiert werden, weiter alternativ können sie durch Komponenten des Deckels oder des Flachspulenträgers oder der Kühleinrichtung gebildet werden.
Zweckmäßigerweise können die Fixiermittel durch mehrere, insb. drei oder vier oder noch mehr, am Deckel und/oder am Flachspulenträger und/oder an der Kühleinrichtung angeordnete Klemmen gebildet sein. Hierbei kann jede Klemme einen Klemmkörper, einen lose am Deckel und/oder am Flachspulenträger und/oder an der Kühleinrichtung angeordneten und radial bezüglich der Hochachse, also in Querrichtung, nach außen wegragendes Distanzstück und eine Befestigungsschraube aufweisen. Damit die Induktionsladevorrichtung an einem Kraftfahrzeug fixiert werden kann ist zweckmäßigerweise vorgesehen, dass der Klemmkörper auf dem Deckel und/oder auf dem Flachspulenträger und/oder auf der Kühleinrichtung berührend anliegt, wobei das Distanzstück sandwichartig zwischen dem Klemmkörper und einem Kraftfahrzeug, bspw. dessen Unterboden, angeordnet ist. Klemmkörper, Distanzstück und Kraftfahrzeug, bspw. dessen Unterboden, werden dann mittels einer bspw. kraftfahrzeugseitig gehalterten Befestigungsschraube gegenseitig in Höhenrichtung verspannt, so dass Deckel und/oder am Flachspulenträger und/oder an der Kühleinrichtung festklemmt sind. Dadurch ist eine günstige lösbare Befestigungsoption für die Induktionsladevorrichtung angegeben.
Weiterhin kann man sich vorstellen, dass die Induktionsladevorrichtung mit einer Versteifung ausgestattet ist, was z.B. durch eine zumindest lokale Wandstärkenerhöhung, eine lokale Bauhöhenerhöhung und/oder durch eine Materialanpassung des Deckels und/oder des Flachspulenträgers und/oder der Kühleinrichtung realisiert werden kann. Das hat den Vorteil, dass der Deckel und/oder der Flachspulenträger und/oder die Kühleinrichtung eine vergleichsweise, d.h. insb. eine Induktionsladevorrichtung ohne Versteifung, relativ hohe Steifigkeit erreichen kann.
Die Induktionsladevorrichtung kann weiterhin ein einzelnes Fixiermittel aufweisen, das durch einen am Deckel angeordneten Träger gebildet ist. Der Träger kann eine Tragstange, die kraftfahrzeugseitig verankert werden kann, und an der Tragstange integral angreifende und sich sternförmig über den Deckel auslaufende Tragstreben, die der Versteifung des Trägers dienen, aufweisen.
Dies einzelne Fixiermittel bzw. Befestigungsstelle hat den Vorteil, dass bei Verformungen oder Verwindungen der Fahrzeugstruktur keine Zwängungsbeanspruchungen durch mehrere Fixiermittel bzw. Befestigungsstellen in der mechanischen Struktur die Induktionsladevorrichtung eingetragen werden können. Ein einzelnes Fixiermittel bzw. Befestigungsstelle kann deckungsgleich mit der Hochachse der Induktionsladevorrichtung positioniert sein. Alternativ kann sich diese Befestigungsstelle auch in einer zur Hochachse parallel verschobenen Position, z.B. der Position des Schwerpunktes der Induktionsladevorrichtung befinden. Diese einzelne Befestigungsstelle kann z.B. integral mit dem Deckel verbunden sein, wobei der Bereich um die Befestigungsstelle durch eine oder mehrere Rippenstrukturen oder andere mechanische Maßnahmen (z.B. Erhöhung der Wandstärke) besonders versteift sein kann. Alternativ kann das Fixiermittel bzw. die Befestigungsstelle auch so gestaltet sein, dass sie mit weiteren Montagemitteln (z.B. Schrauben) fest mit dem Deckel verbunden werden kann.
Zweckmäßigerweise weist der eingangs erwähnte Flachspulenträger zusammenhängende Nuten auf, in welche die Spulenwindungen der Flachspule unter Ausbildung eines die Spuleneigenschaften der Flachspule vorgebenden Spulenwicklungsbildes der Flachspule, das sozusagen die Geometrien der Spulenwindungen der Flachspule repräsentiert, entlang eines sich durch die Nuten erstreckenden Windungspfads einlegbar sind. Hierbei können die Nuten zumindest zwei Windungspfade zum Einlegen von Spulenwindungen begrenzen oder bilden, wodurch zumindest zwei Spulenwicklungsbilder für Flachspulen mit unterschiedlichen Spuleneigenschaften vorgegeben sind Im zusammengebauten Zustand der Induktionsladevorrichtung sind die Spulenwindungen der Flachspule zweckmäßigerweise unter Ausbildung eines der vorgegebenen Spulenwicklungsbilder entlang eines Windungspfads der zumindest zwei Windungspfade in die Nuten eingelegt und an dem Flachspulenträger fixiert. Dadurch kann 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. Der vorstehend beschriebene Flachspulenträger kann zweckmäßigerweise mit dem weiter oben beschriebenen Deckel sowie der ebenfalls weiter oben beschriebenen Elektronikeinrichtung zusammenwirken, um eine optimierte magnetische Kopplung der Induktionsladevorrichtung an eine Gegen- Induktionsladeeinheit zu erreichen.
Ferner kann die erwähnte Kühleinrichtung eine quadratische Gestaltung aufweisen, was insb. dann von Vorteil ist, wenn auch der Flachspulenträger eine quadratische Gestaltung hat. Hierbei kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Kühleinrichtung mit Kühlmittelanschlüssen ausgestattet ist. Wegen der quadratischen Gestaltung der Kühleinrichtung kann diese bezüglich der Hochachse um 90°, 180°, 270° oder 360° rotiert werden, wobei sich eine Kühlmittelanschluss-Position der Kühlmittelanschlüsse bezüglich der Hochachse um 90°, 180°, 270° oder 360° ändert, wodurch sich die Kühleinrichtung relativ einfach und schnell an bspw. kundenseitig vorgegebene Kraftfahrzeuganschlüsse für die Kühlmittelanschlüsse anpassen lässt. Hierbei kann die Kühleinrichtung konstruktiv unverändert bleiben, was sich in Hinblick auf die Herstellkosten der Induktionsladevorrichtung vorteilhaft auswirken kann.
Weiterhin kann eine Verwendung einer kraftfahrzeugseitigen Induktionsladevorrichtung nach der vorhergehenden Beschreibung in einem Kraftfahrzeug vorgesehen sein, wobei das Kraftfahrzeug mit einer Traktionsbatterie ausgerüstet und die Induktionsladeeinrichtung im Kraftfahrzeug integriert ist.
Zusammenfassend bleibt festzuhalten: Die vorliegende Erfindung betrifft vorzugsweise eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung für den Einsatz in einer zum Aufladen einer Traktionsbatterie eingerichteten und die Induktionsladevorrichtung aufweisenden Induktionsladeeinheit eines Kraftfahrzeugs. Die Induktionsladevorrichtung weist eine Induktionsspuleneinrichtung zur berührungslosen Energieübertragung, eine zum Betreiben derselben eingerichteten Elektronikeinrichtung, eine zum Kühlen der Induktionsspuleneinrichtung und/oder der Elektronikeinrichtung eingerichteten Kühleinrichtung, an der einerseits die Elektronikeinrichtung und andererseits die Induktionsspuleneinrichtung angeordnet ist, sowie einen zumindest die Elektronikeinrichtung zumindest abschnittsweise einhausenden Deckel auf. Die Induktionsspuleneinrichtung verfügt über einen ebenen Flachspulenträger und eine daran angeordnete elektrisch leitfähige Flachspule aus Spulenwindungen. Der Deckel ist so am Flachspulenträger oder an der Kühleinrichtung angeordnet, dass er die Elektronikeinrichtung zumindest abschnittsweise oder vollständig überspannt.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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.
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.
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 kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einem zusammengebauten Zustand aufweist,
2 in einer perspektivischen Ansicht die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung aus 1, jedoch ohne das Kraftfahrzeug,
3 in einer perspektivischen Ansicht eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
4 in einer perspektivischen Ansicht eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
5 in einer Draufsicht die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß 4 in Blickrichtung eines dort eingezeichneten Pfeils V,
6 in einer perspektivischen Ansicht eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
7 in einer Draufsicht die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß 6 in Blickrichtung eines dort eingezeichneten Pfeils VII,
8 in einer perspektivischen Ansicht eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
9 in einer Draufsicht die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß 8 in Blickrichtung eines dort eingezeichneten Pfeils IX,
10 in einer perspektivischen Ansicht eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
11 in einer Draufsicht die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß 10 in Blickrichtung eines dort eingezeichneten Pfeils XI,
12 in einer perspektivischen Ansicht eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
13 in einer Draufsicht die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß 12 in Blickrichtung eines dort eingezeichneten Pfeils XIII,
14 in einer perspektivischen Ansicht eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
15 in einer Draufsicht die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß 14 in Blickrichtung eines dort eingezeichneten Pfeils XV,
16 in einer perspektivischen Ansicht eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
17 in einer Draufsicht die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß 16 in Blickrichtung eines dort eingezeichneten Pfeils XVII,
18 bis 20 jeweils eine Elektronikeinrichtung einer Induktionsladevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel,
21 in einer perspektivischen Ansicht eine kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel und zuletzt die
22 in einer Draufsicht die kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung gemäß 21 in Blickrichtung eines dort eingezeichneten Pfeils XXI,
23 in einer Draufsicht einen Flachspulenträger der Induktionsspuleneinrichtung der Induktionsladevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.

Die 1 bis 23 zeigen mehrere bevorzugte Ausführungsbeispiele einer im Gesamten mit der Bezugsziffer 1 bezeichneten Induktionsladevorrichtung, die jeweils Verwendung in einer kraftfahrzeugseitigen Induktionsladeeinheit eines Kraftfahrzeuges finden können.
In 1 ist in einer stark vereinfachten Schnittansicht ein auf einem Untergrund 48 oberhalb einer Gegen-Induktionsladeeinheit 47 abgestelltes, nur ausschnittsweise illustriertes Kraftfahrzeug 46 zu erkennen, 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 Energie berührungslos und ggf. bidirektional zwischen der Gegen-Induktionsladeeinheit 47 und der Induktionsladeeinheit 45 übertragbar ist.
Um die besagte magnetische Kopplung bzw. die bidirektionale Energieübertragung realisieren zu können weist die Induktionsladevorrichtung 1 durch vier Kästchen angedeutete separate Komponenten auf, nämlich eine Induktionsspuleneinrichtung 2, die die eigentliche berührungslose Energieübertragung bewerkstelligt, eine zum Betreiben derselben eingerichtete Elektronikeinrichtung 3, eine zum Kühlen der Induktionsspuleneinrichtung 2 und der Elektronikeinrichtung 3 eingerichtete Kühleinrichtung 4 sowie einen Deckel 27. 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. Der Deckel 27 ist dazu eingerichtet, die Induktionsspuleneinrichtung 2 und die Elektronikeinrichtung 3 insb. vor elektromagnetischen Störeinflüssen zu schützen, wozu er dieselben exemplarisch vollständig überspannt und einhaust, so dass eine optimale Abschirmung realisiert ist. Wegen der nachfolgend näher beschriebenen Gestaltungen des Deckels 27 kann der Deckel 27 relativ kompakt bauen. Die 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14 und 16 zeigen jeweils Deckel 27 gemäß voneinander abweichenden Ausführungsbeispielen, welche in den 5, 7, 9, 11, 13, 15 und 17 jeweils in einer Draufsicht gezeigt sind, so dass alle relevanten konstruktiven Details gut ersichtlich sind.
Mit Bezug auf 2 ist zu erläutern, dass eine Induktionsspuleneinrichtung 2 und eine Elektronikeinrichtung 3, eine Kühleinrichtung 4 sowie ein Deckel 27 zu erkennen sind. Die Induktionsspuleneinrichtung 2 hat einen ebenen Flachspulenträger 6 und eine daran angeordnete elektrisch leitfähige Flachspule 8 aus Spulenwindungen 9, wobei der Deckel 27 exemplarisch an der Kühleinrichtung 4, die durch eine Kühlplatte realisiert sein kann, fixiert ist, so dass er die Elektronikeinrichtung 3 überspannt. Der Deckel 27 ragt in einer Höhenrichtung 35 entlang einer bezüglich dem Flachspulenträger 6 und der Kühleinrichtung 4 orthogonal ausgerichteten Hochachse 52 von denselben weg. An der Hochachse 52 ist eine orthogonal auf der Hochachse 52 stehende Längsachse 55 sowie eine orthogonal auf der Hochachse 52 und der Längsachse 55 stehende Querachse 56 definiert, wobei die Längsachse 55 eine Längsrichtung 57 und die Querachse 56 eine Querrichtung 58 definiert. Der illustrierte Deckel 27 ist so an eine Außenkontur der Elektronikeinrichtung 3, die vorliegend in 2 durch ein gestricheltes Kästchen illustrierte Elektronikkomponenten 60 der Elektronikeinrichtung 3 definiert ist, angepasst, dass er relativ kompakt bauen kann. Die Anpassung kann dadurch erreicht werden, dass der Deckel 27 die Elektronikeinrichtung 3 mit sich quer zur Hochachse 52 erstreckenden Horizontalwandabschnitten 53 und mit sich parallel zur Hochachse 52 erstreckenden Vertikalwandabschnitten 54 überspannt, wobei die Vertikalwandabschnitte 54 und/oder die Horizontalwandabschnitte 53 jeweils zwischen sich und einer Elektronikkomponente 60 der Elektronikeinrichtung 3 einen vorgegebenen oder vorgebbaren Spaltabstand aufweisen, bspw. einige Millimeter. Dabei sind den Horizontalwandabschnitten 53 und den Vertikalwandabschnitten 54 des Deckels 27 Elektroversorgungsanschlüsse 61 der Elektronikeinrichtung 3 und Kühlmittelanschlüsse 62 der Kühleinrichtung 4 zugeordnet, welche dieselben vollständig durchsetzen. Die Horizontalwandabschnitte 53 und die Vertikalwandabschnitte 54 sind weiterhin mit einem nicht illustrierten Mindestspaltabstand um die Elektroversorgungsanschlüsse 61 der Elektronikeinrichtung 3 und die Kühlmittelanschlüsse 62 der Kühleinrichtung 4 unter Ausbildung eines Elektroanschlusssockels 64 und eines Kühlanschlusssockels 65 geführt.
In 2 ist der Kühlanschlusssockel 65 zweimal durch ein Kästchen angedeutet, um für den Kühlanschlusssockel 65 zwei abweichende alternative, bezüglich der Hochachse 55 um 90° rotierte Positionen anzuzeigen. Ferner ist zu erwähnen, dass der Deckel 27 als Viereckdeckel 67 ausgeführt ist, was bedeutet, dass er einen nicht bezeichneten quaderförmigen Basiskörper bildet, wobei über diesen die erläuterten Elektroanschlusssockel 64 und Kühlanschlusssockel 65 in Höhenrichtung 35 hinausragen. In 2 ist weiterhin ersichtlich, dass die Induktionsladevorrichtung 1 mit am Flachspulenträger 6 und/oder der Kühleinrichtung 4 angeordneten Fixiermitteln 77 ausgerüstete ist, mittels denen die Induktionsladevorrichtung 1 an einem Kraftfahrzeug 46 lösbar oder unlösbar befestigt werden kann. Exemplarisch ist vorgesehen, dass die Fixiermittel 77 durch vier separate Direktverschraubungsvorsprünge 78 realisiert sind, die bezüglich der Hochachse 52 radial vom Flachspulenträger 6 und der Kühleinrichtung 4 nach außen weg ragen. Jeder Direktverschraubungsvorsprung 78 hat einen Vorsprung 79 mit mindestens einem in Höhenrichtung 35 orientierten Durchgangsloch 80, das auch als Gewindebohrung ausgebildet sein könnte. Die Vorsprünge 79 sind jeweils durch einen separaten quaderförmigen Tragarm 81 realisiert, die entweder integral mit dem Flachspulenträger 6 und der Kühleinrichtung 4 ausgebildet sind oder als separate Baueinheit nachträglich montiert sind. Die Durchgangslöcher 80 sind jeweils am distalen Ende eines Tragarms 81 angeordnet.
Die 3 zeigt eine gegenüber der Induktionsladevorrichtung 1 aus 2 konstruktiv leicht überarbeitete Induktionsladevorrichtung 1. Sie unterscheidet sich von der in 2 illustrierten Induktionsladevorrichtung 1 dadurch, dass der Deckel 27 nun als Rechteckdeckel 68 ausgeführt ist, was bedeutet, dass er einen nicht bezeichneten rechteckquaderförmigen Basiskörper bildet. Über den Rechteckdeckel 68 ragen, statt eines einzigen Elektroanschlusssockels 64 wie in 2, nun zwei zueinander entgegengesetzt am Deckel 27 positionierte Elektroanschlusssockel 64. In Längsrichtung 57 zwischen diesen beiden Elektroanschlusssockel 64 ist ein einziger Kühlanschlusssockel 65 angeordnet.
Die 4 und 5 zeigen eine gegenüber der Induktionsladevorrichtung 1 aus 2 und 3 konstruktiv leicht überarbeitete weitere Induktionsladevorrichtung 1. Sie unterscheidet sich von den in 2 und 3 illustrierten Induktionsladevorrichtungen 1 dadurch, dass der Deckel 27 zwar erneut als Viereckdeckel 67 ausgeführt ist, was wieder bedeutet, dass er einen nicht bezeichneten viereckquaderförmigen Basiskörper bildet, allerdings sind nun die über den Viereckdeckel 67 erhabenen Elektroanschlusssockel 64 und Kühlanschlusssockel 65 sowie Fixiermittel 77 ausgeblendet, damit man einen integral am Deckel 27 angeordneten, bezüglich der Hochachse 52 vollständig umlaufenden, in den 1 bis 3 ausgeblendeten, Fixierflansch 70 erkennen kann. Der Fixierflansch 70 hat mehrere mit der Ziffer 71 bezeichnete Durchgangslöcher, die am Fixierflansch 70 um die Hochachse 52 umlaufend angeordnet sind und denselben in Höhenrichtung 35 vollständig durchsetzen. Durch die Durchgangslöcher 71 können Befestigungsschrauben 84 hindurchgeführt und mit dem Flachspulenträger 6 und/oder der Kühleinrichtung 4 verschraubt werden. Dadurch kann der Deckel 27 berührend und ggf. unter Zuhilfenahme von Klebstoff fluiddicht am Flachspulenträger 6 bzw. der Induktionsspuleneinrichtung 2 und/oder an der Kühleinrichtung 4 montiert werden. Insb. kann der Deckel 27 lösbar oder ggf. unlösbar fixiert sein.
Die 6 und 7 zeigen eine gegenüber den vorhergehenden Induktionsladevorrichtungen 1 konstruktiv leicht überarbeitete Induktionsladevorrichtung 1. Sie unterscheidet sich von den vorhergehend illustrierten Induktionsladevorrichtungen 1 insb. dadurch, dass der Deckel 27 nun als Rechteckdeckel 68 ausgeführt ist, was bedeutet, dass er einen nicht bezeichneten rechteckquaderförmigen Basiskörper bildet. Über den Rechteckdeckel 68 ragt ein einziger Sockel, welcher sozusagen einen Elektroanschlusssockel 64 und einen Kühlanschlusssockel 65 bildet.
Die 8 und 9 zeigen eine gegenüber den vorhergehenden Induktionsladevorrichtungen 1 konstruktiv leicht überarbeitete Induktionsladevorrichtung 1. Sie unterscheidet sich von den vorhergehend illustrierten Induktionsladevorrichtungen 1 insb. dadurch, dass der als Rechteckdeckel 68 ausgeführte Deckel 27 nun zwei Sockel aufweist, die in Längsrichtung 57 parallel zur Längsachse 55 zueinander entgegengesetzt am Deckel 27 positioniert sind. Die beiden Sockel können jeweils einen Elektroanschlusssockel 64 oder einen Kühlanschlusssockel 65 bilden. Denkbar ist auch, dass jeder Sockel sowohl einen Elektroanschlusssockel 64 als auch einen Kühlanschlusssockel 65 bildet. Die Elektroversorgungsanschlüsse 61 und die Kühlmittelanschlüsse 62 sind jedoch nicht dargestellt.
Die 10 und 11 zeigen eine gegenüber den vorhergehenden Induktionsladevorrichtungen 1 konstruktiv leicht überarbeitete Induktionsladevorrichtung 1. Sie unterscheidet sich von den vorhergehend illustrierten Induktionsladevorrichtungen 1 insb. dadurch, dass der erneut als Rechteckdeckel 68 ausgeführte Deckel 27 nun einen einzigen Sockel aufweist, der einen Elektroanschlusssockel 64 und einen Kühlanschlusssockel 65 komponiert.
Die 12 und 13 zeigen eine gegenüber den vorhergehenden Induktionsladevorrichtungen 1 konstruktiv leicht überarbeitete Induktionsladevorrichtung 1. Sie unterscheidet sich von den vorhergehend illustrierten Induktionsladevorrichtungen 1 insb. dadurch, dass der Deckel 27 nun als Achteckdeckel 69 ausgeführt ist, was bedeutet, dass er einen nicht bezeichneten achteckförmigen Basiskörper besitzt. Über diesen ragt in Höhenrichtung 35 ein Sockel, der einen Elektroanschlusssockel 64 darstellt. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Kühlmittelanschlüsse 62 in Höhenrichtung an der Kühlvorrichtung 4 anliegen, so dass diese also unmittelbar und ohne Durchführung durch den Deckel 27 mit eine fluidischen Kühlmittel durchströmt wird oder durchströmt werden kann. Diese Kühlmittelanschlüsse 62 liegen somit in einem nicht von dem Deckel 27 überspannten bzw. abgedeckten Bereich der Kühlmittelvorrichtung 4. Der illustrierte Fixierflansch 70 macht die Deckelform mit, so dass er eine achteckform hat. Abweichend von den vorhergehenden Ausführungsbeispielen ist ferner vorgesehen, dass die Fixiermitteln 77 nun durch die Induktionsspuleneinrichtung 2, die Elektronikeinrichtung 3 sowie die Kühleinrichtung 4 gebildet sind, so dass hier keine Vorsprünge 79 bzw. Tragarme 81 vorgesehen sind. Dadurch kann die Induktionsladevorrichtung 1 relativ kompakt und leichtgewichtig bauen.
Die 14 und 15 zeigen eine gegenüber den vorhergehenden Induktionsladevorrichtungen 1 konstruktiv leicht überarbeitete Induktionsladevorrichtung 1. Sie unterscheidet sich von der in 12 und 13 illustrierten Induktionsladevorrichtungen 1 insb. dadurch, dass der Deckel 27 nun um 125° bezüglich der Hochachse 55 gedreht ist und weiterhin dadurch, dass die Fixiermitteln 77 nun wieder Vorsprünge 79 bzw. Tragarme 81 mit Durchgangslöcher 80 haben.
Die 16 und 17 zeigen eine gegenüber den vorhergehenden Induktionsladevorrichtungen 1 konstruktiv leicht überarbeitete Induktionsladevorrichtung 1. Sie unterscheidet sich von den vorhergehend illustrierten Induktionsladevorrichtungen 1 insb. dadurch, dass der Deckel 27 nun als Kreisdeckel 66 ausgeführt ist, was bedeutet, dass er einen nicht bezeichneten zylinderförmigen Basiskörper besitzt. Über diesen ragt in Höhenrichtung 35 ein Sockel, der insb. einen Kreissehnenkörper bildet. Erneut bildet dieser Sockel sowohl einen Elektroanschlusssockel 64 als auch einen Kühlanschlusssockel 65. Der illustrierte Fixierflansch 70 ist ringförmig, er macht also die Deckelform mit. Die Durchgangslöcher 71 sind dadurch kreisförmig um die Hochachse 52 verteilt am Fixierflansch 70 angeordnet. Dieser Deckel 27 kann bspw. in 15° Schritten um die Hochachse 52 gedreht werden, so dass sich verschiedene Positionen des Deckels 27 und insbesondere des Sockels 64 realisieren lassen. Ferner kann man erkennen, dass die Fixiermittel 77 exemplarisch durch vier am Deckel 27 und/oder am Flachspulenträger 6 und/oder an der Kühleinrichtung 4 angeordnete Klemmen 82 gebildet sind. Jede Klemme 82 hat einen Klemmkörper 83, ein lose am Deckel 27 und/oder am Flachspulenträger 6 und/oder an der Kühleinrichtung 4 angeordneten und radial bezüglich der Hochachse 52 nach außen wegragendes Distanzstück 86 und eine Befestigungsschraube 84. Im kraftfahrzeugseitig montierten Zustand der Induktionsladevorrichtung 1 ist der Klemmkörper 83 auf dem Deckel 27 und/oder auf dem Flachspulenträger 6 und/oder auf der Kühleinrichtung 4 berührend abgestützt und den Deckel 27 und/oder den Flachspulenträger 6 und/oder die Kühleinrichtung 4 mittels einer der kraftfahrzeugseitig eingeschraubten Befestigungsschrauben 84 in Höhenrichtung 35 festgeklemmt. Zudem kann man erkennen, dass die Klemmen 82 in unterschiedlicher Richtung in den Eckbereich der Induktionsladevorrichtung 1 montiert sind. Dies ist möglich, da durch den inneren strukturellen Aufbau der gesamte Eckbereich für die Befestigung an einem Kraftfahrzeug ausgelegt ist. Im dargestellten Fall lässt sich der Klemmkörper 83 in drei unterschiedlichen Positionen in einem Eckebereich montieren, ohne die mechanische Integrität der Induktionsladevorrichtung 1 zu beeinträchtigen. Die jeweiligen Positionen können durch formschlüssige Gestaltungselemente (hier z.B. Kerben) vorgegeben sein.
Die 18 bis 20 zeigen jeweils eine Elektronikeinrichtung 3 einer Induktionsladevorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, die jeweils vier separate und bedruckte Leiterplatinen 72, 73, 74, 75 aufweisen. Die Leiterplatinen 72, 73, 74, 75 sind die über elektrische HV-Leiter 91 und LV-Leiter 85 elektrisch kommunizierend miteinander verbunden. Eine als erste Leiterplatine 72 betitelte Leiterplatine dieser Leiterplatinen 72, 73, 74, 75 bildet eine Kondensatoren-Platine, die mehrere separate Kondensatorbänke aufweist, eine zweite Leiterplatine 73 dieser Leiterplatinen 72, 73, 74, 75 bildet eine Hochvolt-Signalverarbeitungs-Platine, die eine Hochvoltsignalverarbeitung und eine Hochvoltsignalumwandlung realisiert. Weiterhin bildet eine dritte Leiterplatine 74 dieser Leiterplatinen 72, 73, 74, 75 eine weitere Kondensatoren-Platine, die zumindest einen einstellbaren Kondensator aufweist. Die letzte Leiterplatine ist als vierte Leiterplatine 75 bezeichnet. Sie bildet eine Kommunikations-Platine, die Steuer- und Regelungselektronik für den Betrieb zumindest der Flachspule 8 aufweist. Die Leiterplatinen 72, 73, 74, 75, welche mit HV-Leitern 91 verbunden werden, sind so gestaltet, dass jeweils standardisierte, einheitliche Leiter verwendet werden können. Die LV-Leiter 85 können hingegen als flexible LV-Kommunikationsverbindungen 76 (z.B. durch dünne Litzen) realisiert sein. Die in den 18 bis 20 illustrierten Leiterplatinen 72, 73, 74, 75 sind in unterschiedlichen Positionen und Ausrichtungen angeordnet, um eine nach den jeweils vorgegebenen Rahmenbedingungen optimale magnetische Kopplung und/oder ein bevorzugtes elektromagnetischen Verhalten realisieren zu können.
Weiterhin ist es möglich, die Lage der Podeste, die man als Sockel 64, 65 verstehen kann, des Deckels 27 durch Verlagerung der dadurch eingeschlossenen hohen Elektronikkomponenten zu verändern und so ggf. die Integration in ein Kraftfahrzeug zu erleichtern. Zumindest die zweite und die erste Leiterplatine 72, 73 weisen jeweils noch eine in den 18 bis 20 mit einem +/- Symbol angedeuteten elektrischen Versorgungsanschluss 90 auf, man kann sich vorstellen, dass es sich hierbei bspw. um die besagten Elektroversorgungsanschlüsse 61 handelt.
Die 21 und 22 zeigen eine Induktionsladevorrichtung 1, deren Fixiermittel 77 durch einen integral am Deckel 27 angeordneten Träger 89 gebildet ist. Der Träger 89 hat eine Tragstange 87, die kraftfahrzeugseitig bspw. durch Verschraubung oder Schweißung oder Klebung verankert werden kann, und an der Tragstange 87 integral angreifende und sternförmig über den Deckel 27 auslaufende rippenartige Tragstreben 88, die in erster Linie zur Verteilung der Tragkraft von der Tragstange 87 auf den Deckel 27 aber auch, insb. wenn die Tragstreben 88 integral am Deckel 27 und der Tragstange 87angeformt sind, zur Versteifung der Tragstange 87 und des Deckels 27 dienen.
Die 23 zeigt in einer Draufsicht einen Flachspulenträger 6 der Induktionsspuleneinrichtung 2 der Induktionsladevorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Man kann erkennen, dass der Flachspulenträger 6 zusammenhängende Nuten 10 aufweist, in welche die Spulenwindungen 9 der Flachspule 8 unter Ausbildung eines die Spuleneigenschaften der Flachspule 8 vorgebenden Spulenwicklungsbildes der Flachspule 8 entlang eines sich durch die Nuten 10 erstreckenden Windungspfads 15, 16 einlegbar sind. Die Nuten 10 definieren hierbei zumindest zwei verschiedene Windungspfade 15, 16 zum Einlegen von Spulenwindungen 9, wodurch zumindest zwei Spulenwicklungsbilder für Flachspulen 8 mit unterschiedlichen Spuleneigenschaften bereitgestellt sind. Im zusammengebauten Zustand der Induktionsladevorrichtung 1 sind die Spulenwindungen 9 der Flachspule 8 jedoch unter Ausbildung eines einzigen der vorgegebenen Spulenwicklungsbilder entlang eines einzigen Windungspfads 15, 16 der zumindest zwei Windungspfade 15, 16 in die Nuten 10 eingelegt und an dem Flachspulenträger 6 fixiert.

Claims

Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1), insbesondere für den Einsatz in einer zum Aufladen einer Traktionsbatterie eingerichteten und die Induktionsladevorrichtung (1) aufweisenden Induktionsladeeinheit (45) eines Kraftfahrzeugs (46), - mit einer Induktionsspuleneinrichtung (2) zur berührungslosen Energieübertragung, einer zum Betreiben derselben eingerichteten Elektronikeinrichtung (3), einer zum Kühlen der Induktionsspuleneinrichtung (2) und/oder der Elektronikeinrichtung (3) eingerichteten Kühleinrichtung (4), an der einerseits die Elektronikeinrichtung (3) und andererseits die Induktionsspuleneinrichtung (2) angeordnet ist sowie mit einem zumindest die Elektronikeinrichtung (3) zumindest abschnittsweise einhausenden Deckel (27), - wobei die Induktionsspuleneinrichtung (2) einen ebenen Flachspulenträger (6) und eine daran angeordnete elektrisch leitfähige Flachspule (8) aus Spulenwindungen (9) aufweist, - wobei der Deckel (27) am Flachspulenträger (6) oder an der Kühleinrichtung (4) angeordnet ist und die Elektronikeinrichtung (3) überspannt, - wobei der Deckel (27) in einer vom Flachspulenträger (6) und/oder der Kühleinrichtung (4) orthogonal wegweisenden Höhenrichtung (35) eine bezüglich dem Flachspulenträger (6) und/oder der Kühleinrichtung (4) orthogonal ausgerichtete Hochachse (52) definiert, - wobei sich die Induktionsspuleneinrichtung (2), die Kühleinrichtung (4), die Elektronikeinrichtung (3) und der Deckel (27) jeweils um die Hochachse (52) rotieren und dadurch in unterschiedlichen Winkellagen bezüglich der Hochachse (52) positionieren lassen, - wobei sich die Induktionsspuleneinrichtung (2), die Kühleinrichtung (4), die Elektronikeinrichtung (3) und der Deckel (27) in ihren jeweiligen Winkellagen aneinander fixieren lassen.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - zwischen den besagten Winkellagen, in welchen sich die Induktionsspuleneinrichtung (2), die Kühleinrichtung (4), die Elektronikeinrichtung (3) und der Deckel (27) positionieren lassen, Winkel von 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 90° oder 180° aufgespannt sind, so dass sich die Induktionsspuleneinrichtung (2), die Kühleinrichtung (4), die Elektronikeinrichtung (3) und der Deckel (27) in 5°, 10°, 15°, 20°, 25°, 30°, 35°, 40°, 45°, 90° und 180° Schritten bezüglich der Hochachse (52) positionieren und aneinander fixieren lassen.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass - der Deckel (27) an eine Außenkontur der Elektronikeinrichtung (3) angepasst ist, indem er die Elektronikeinrichtung (3) mit einer Wand überspannt, wobei diese Wand zwischen sich und einer Elektronikkomponente (60) der Elektronikeinrichtung (3) einen vorgegebenen oder vorgebbaren Spaltabstand bildet, und/oder - der Deckel (27) an eine Außenkontur der Elektronikeinrichtung (3) angepasst ist, indem er die Elektronikeinrichtung (3) mit sich quer zur Hochachse (52) erstreckenden Horizontalwandabschnitten (53) und mit sich parallel zur Hochachse (52) erstreckenden Vertikalwandabschnitten (54) überspannt, wobei die Vertikalwandabschnitte (54) und/oder die Horizontalwandabschnitte (53) jeweils zwischen sich und einer Elektronikkomponente (60) der Elektronikeinrichtung (3) einen vorgegebenen oder vorgebbaren Spaltabstand aufweisen.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass - den Horizontalwandabschnitten (53) und/oder den Vertikalwandabschnitten (54) des Deckels (27) Elektroversorgungsanschlüsse (61) der Elektronikeinrichtung (3) und/oder Kühlmittelanschlüsse (62) der Kühleinrichtung (4) zugeordnet sind, welche dieselben durchsetzen, und/oder - wobei die Horizontalwandabschnitte (53) und/oder die Vertikalwandabschnitte (54) einen vorgegebenen oder vorgebbaren Mindestspaltabstand zwischen sich und den Elektroversorgungsanschlüssen (61) und/oder den Kühlmittelanschlüssen (62) aufweisen.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinrichtung (4) durch eine Kühlplatte realisiert ist, die eine Vielzahl von initial geschlossenen Durchführungspositionen aufweist, wobei zwei dieser initial geschlossenen Durchführungspositionen geöffnet werden, um Durchgänge für Kühlmittelanschlüsse (62) zu schaffen.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Horizontalwandabschnitte (53) und/oder die Vertikalwandabschnitte (54) mit Mindestspaltabstand um die Elektroversorgungsanschlüsse (61) der Elektronikeinrichtung (3) und/oder die Kühlmittelanschlüsse (62) der Kühleinrichtung (4) unter Ausbildung eines erhabenen Elektroanschlusssockels (64) und/oder eines erhabenen Kühlanschlusssockels (65) geführt sind.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (27) durch einen Kreisdeckel (66) oder einen Viereckdeckel (67) oder einen Rechteckdeckel (68) oder einen Achteckdeckel (69) realisiert ist.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Deckel (27) in einer vom Flachspulenträger (6) und/oder der Kühleinrichtung (4) orthogonal wegweisenden Höhenrichtung (35) eine bezüglich dem Flachspulenträger (6) oder der Kühleinrichtung (4) orthogonal ausgerichtete Hochachse (52) definiert, - wobei der Deckel (27) bezüglich der Hochachse (52) punktsymmetrisch oder bezüglich einer orthogonal auf der Hochachse (52) stehenden Längsachse (55) spiegelsymmetrisch gestaltet ist.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Deckel (27) in einer vom Flachspulenträger (6) und/oder der Kühleinrichtung (4) orthogonal wegweisenden Höhenrichtung (35) eine bezüglich dem Flachspulenträger (6) oder der Kühleinrichtung (4) orthogonal ausgerichtete Hochachse (52) definiert, - wobei der Deckel (27) einen integralen und bezüglich der Hochachse (52) umlaufenden Fixierflansch (70) hat, der im am Flachspulenträger (6) oder an der Kühleinrichtung (4) montierten Zustand des Deckels (27) dem Flachspulenträger (6) und der Kühleinrichtung (4) zugewandt ist und an demselben berührend angeordnet ist, - wobei der Fixierflansch (70) um die Hochachse (52) umlaufend angeordnete Durchgangslöcher (71) für Befestigungsschrauben (84) aufweist, - wobei die Durchgangslöcher (71) zum lösbaren Fixieren des Deckels (27) am Flachspulenträger (6) oder der Kühleinrichtung (4) im am Flachspulenträger (6) oder an der Kühleinrichtung (4) montierten Zustand des Deckels (27) mit jeweils einer Befestigungsschraube (84) bestückt sind.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Durchgangslöcher (71) des Fixierflanschs (70) bezüglich der Hochachse (52) punktsymmetrisch oder bezüglich einer orthogonal auf der Hochachse (52) stehenden Längsachse (55) spiegelsymmetrisch gestaltet sind.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - die Elektronikeinrichtung (3) mehrere separate oder vier separate und bedruckte Leiterplatinen (72, 73, 74, 75) aufweist, die über elektrische Leiter (85) elektrisch kommunizierend miteinander verbunden sind, - wobei eine erste Leiterplatine (72) dieser Leiterplatinen (72, 73, 74, 75) eine Kondensatoren-Platine bildet, die mehreren separate Kondensatorbänken aufweist, - wobei eine zweite Leiterplatine (73) dieser Leiterplatinen (72, 73, 74, 75) eine Hochvolt-Signalverarbeitungs-Platine bildet, die eine Hochvoltsignalverarbeitung und eine Hochvoltsignalumwandlung realisiert, - wobei eine dritte Leiterplatine (74) dieser Leiterplatinen (72, 73, 74, 75) eine weitere Kondensatoren-Platine bildet, die zumindest einen einstellbaren Kondensator aufweist, - wobei eine vierte Leiterplatine (75) dieser Leiterplatinen (72, 73, 74, 75) eine Kommunikations-Platine bildet, die Steuer- und Regelungselektronik für den Betrieb zumindest der Flachspule aufweist.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - die elektrischen Leiter (85) der Elektronikeinrichtung (3) Niedervolt-Leiter (85), sogenannte LV-Leiter, und Hochvolt-Leiter (91), sogenannte HV-Leiter, bilden, mittels denen die Leiterplatinen (72, 73, 74, 75) elektrisch verbunden oder verbindbar sind.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass - sich die Leiterplatinen (72, 73, 74, 75) durch Drehung um die Hochachse (52) und/oder Drehung um eine senkrecht auf der Hochachse (52) stehende Querachse (56) in unterschiedlichen Winkellagen positionieren lassen, - wobei sich die Leiterplatinen (72, 73, 74, 75) mittels der besagten Hochvolt-Leiter (91) und/oder der besagten Niedervolt-Leiter (85) elektrisch kommunizierend verbinden lassen, und/oder - wobei für die elektrischen Verbindungen zwischen der ersten, zweiten und dritten Leiterplatine (72, 73, 74) auch bei unterschiedlichen Winkellagen die gleichen Hochvolt-Leiter (91) verwendet werden können.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Deckel (27) und/oder dem Flachspulenträger (6) und/oder der Kühleinrichtung (4) Fixiermittel (77) zugeordnet sind, deren Positionierung und Ausrichtung zweckmäßigerweise innerhalb vorgegebener Bereiche der Induktionsladevorrichtung (1), insb. Ecken des Deckels (27) und/oder des Flachspulenträgers (6) und/oder der Kühleinrichtung (4), beliebig angepasst werden können, wobei mittels den Fixiermitteln (77) die Induktionsladevorrichtung (1) an einem Kraftfahrzeug (46) lösbar oder unlösbar befestigt werden kann.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass - der Deckel (27) in einer vom Flachspulenträger (6) und/oder der Kühleinrichtung (4) orthogonal wegweisenden Höhenrichtung (35) eine bezüglich dem Flachspulenträger (6) oder der Kühleinrichtung (4) orthogonal ausgerichtete Hochachse (52) definiert, - die Fixiermittel (77) durch mehrere, insb. drei oder vier, separate und am Deckel (27) und/oder am Flachspulenträger (6) und/oder an der Kühleinrichtung (4) angeordnete Direktverschraubungsvorsprünge (78) gebildet sind, - wobei jeder Direktverschraubungsvorsprung (78) einen quer zur Hochachse (52) vom Deckel (27) und/oder vom Flachspulenträger (6) und/oder von der Kühleinrichtung (4) radial nach außen wegragenden Vorsprung (79) mit mindestens einem Durchgangsloch (80) oder einer Gewindebohrung aufweist, wobei das Durchgangsloch (80) oder die Gewindebohrung mit ihren Öffnungen in Höhenrichtung (35) orientiert sind, und/oder - die Vorsprünge (79) mit Durchgangsloch (80) oder Gewindebohrung jeweils durch einen quaderförmigen Tragarm (81) realisiert sind, - wobei deren Durchgangslöcher (80) oder Gewindebohrungen jeweils am distalen Ende eines Tragarms (81) oder in Richtung quer zur Hochachse (52) im radial außenliegenden, letzten Drittel eines jeweiligen Tragarms (81) angeordnet sind, und/oder - die Fixiermittel (77) durch mehrere, insb. drei oder vier, am Deckel (27) und/oder am Flachspulenträger (6) und/oder an der Kühleinrichtung (4) angeordnete Klemmen (82) gebildet sind, - wobei jede Klemme (82) einen Klemmkörper (83), einem lose am Deckel (27) und/oder am Flachspulenträger (6) und/oder an der Kühleinrichtung (4) angeordneten und radial bezüglich der Hochachse (52), also in Querrichtung (58), nach außen wegragenden Distanzstück (86) und eine Befestigungsschraube (84) aufweist, - wobei der Klemmkörper (83) auf dem Deckel (27) und/oder auf dem Flachspulenträger (6) und/oder auf der Kühleinrichtung (4) berührend anliegt und den Deckel (27) und/oder den Flachspulenträger (6) und/oder die Kühleinrichtung (4) mittels einer der kraftfahrzeugseitig eingeschraubten Befestigungsschrauben (84) in Höhenrichtung (35) festklemmt.
Kraftfahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - der Flachspulenträger (6) zusammenhängende Nuten (10) aufweist, in welche die Spulenwindungen (9) der Flachspule (8) unter Ausbildung eines die Spuleneigenschaften der Flachspule (8) vorgebenden Spulenwicklungsbildes der Flachspule (8) entlang eines sich durch die Nuten (10) erstreckenden Windungspfads (15, 16) einlegbar sind, - wobei die Nuten (10) zumindest zwei Windungspfade (15, 16) zum Einlegen von Spulenwindungen (9) begrenzen oder bilden, wodurch zumindest zwei Spulenwicklungsbilder für Flachspulen (8) mit unterschiedlichen Spuleneigenschaften vorgegeben sind, - wobei im zusammengebauten Zustand der Induktionsladevorrichtung (1) die Spulenwindungen (9) der Flachspule (8) unter Ausbildung eines der vorgegebenen Spulenwicklungsbilder entlang eines Windungspfads (15, 16) der zumindest zwei Windungspfade (15, 16) in die Nuten (10) eingelegt und an dem Flachspulenträger (6) fixiert sind.