DE102022203013A1

DE102022203013A1 - Stationary induction charging device

Info

Publication number: DE102022203013A1
Application number: DE102022203013.3A
Authority: DE
Inventors: Thomas Himmer; Christopher Lämmle; Holger Schroth; Martin Steinbach
Original assignee: Mahle International GmbH
Current assignee: Mahle International GmbH
Priority date: 2022-03-28
Filing date: 2022-03-28
Publication date: 2023-09-28
Also published as: WO2023186408A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine stationäre Induktionsladeeinrichtung (1) für ein induktives Fahrzeugladesystem (3) zum Aufladen einer Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs,- mit zumindest einer Spule (2) zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wechselfelds, die sich in einer senkrecht zur Höhenrichtung (Z) der Induktionsladeeinrichtung (1) verlaufenden Ebene erstreckt und die mit als Litzen (4) ausgestalteten elektrischen Leitern gebildet ist,- mit einer Litzenträgerstruktur (5) aus Kunststoff zum Positionieren der Litzen (4), in der die Litzen (4) zumindest teilweise eingebettet sind,- mit einer Kühlplattenstruktur (6) aus Kunststoff, die sich bezüglich der Höhenrichtung (Z) unterhalb der Litzen (4) senkrecht zur Höhenrichtung (Z) erstreckt und in der ein mehrere Kühlkanäle (9) zum Führen eines Kühlmittels aufweisendes Kühlkanalsystem (8) ausgebildet ist,- mit mehreren magnetfeldleitenden Leitplatten (7) aus einem weichmagnetischen Material, die sich senkrecht zur Höhenrichtung (Z) erstrecken und bezüglich der Höhenrichtung (Z) zwischen den Litzen (4) und den Kühlkanälen (9) angeordnet sind.Die thermische und elektrische Effizienz lässt sich verbessern, wenn die Leitplatten (7) zumindest teilweise in die Litzenträgerstruktur (5) und/oder in die Kühlplattenstruktur (6) eingebettet sind.The invention relates to a stationary induction charging device (1) for an inductive vehicle charging system (3) for charging a battery of a battery-electric vehicle, with at least one coil (2) for generating an alternating electromagnetic field, which is located in a direction perpendicular to the height direction (Z) of the induction charging device (1) extending plane and which is formed with electrical conductors designed as strands (4), - with a strand support structure (5) made of plastic for positioning the strands (4), in which the strands (4) are at least partially embedded, - with a cooling plate structure (6) made of plastic, which extends perpendicular to the height direction (Z) with respect to the height direction (Z) below the strands (4) and in which a cooling channel system (8) having a plurality of cooling channels (9) for guiding a coolant is formed ,- with several magnetic field-conducting guide plates (7) made of a soft magnetic material, which extend perpendicular to the height direction (Z) and are arranged between the strands (4) and the cooling channels (9) with respect to the height direction (Z).The thermal and electrical efficiency can be improved if the guide plates (7) are at least partially embedded in the stranded support structure (5) and/or in the cooling plate structure (6).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine stationäre Induktionsladeeinrichtung für ein induktives Fahrzeugladesystem zum Aufladen einer Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einer derartigen stationären Induktionsladeeinrichtung ausgestattetes induktives Fahrzeugladesystem.The present invention relates to a stationary induction charging device for an inductive vehicle charging system for charging a battery of a battery-electric vehicle. The invention also relates to an inductive vehicle charging system equipped with such a stationary induction charging device.

Ein derartiges induktives Fahrzeugladesystem umfasst eine stationäre Induktionsladeeinrichtung, die auch als Bodenbaugruppe oder Ground Assembly bezeichnet werden kann und die in der Regel ortsfest, beispielsweise an einem Fahrzeugstellplatz, angeordnet und an ein elektrisches Stromnetz angeschlossen ist, und eine mobile Induktionsladeeinrichtung, die auch als Fahrzeugbaugruppe oder Vehicle Assembly bezeichnet werden kann und die am jeweiligen Fahrzeug angeordnet ist, insbesondere am Fahrzeugunterboden. Die mobile Induktionsladeeinrichtung ist dabei mit der Batterie des Fahrzeugs auf geeignete Weise gekoppelt, z.B. über ein entsprechendes fahrzeugseitiges Ladegerät. Zum Aufladen der Batterie wird das Fahrzeug mit seiner mobilen Induktionsladeeinrichtung bezüglich der stationären Induktionsladeeinrichtung so positioniert, dass mittels Induktion, also über ein elektromagnetisches Wechselfeld, elektrische Energie von der stationären Induktionsladeeinrichtung auf die mobile Induktionsladeeinrichtung übertragen werden kann. Beim induktiven Fahrzeugladesystem kann auf Ladestecker verzichtet werden, die mit fahrzeugseitigen Ladebuchsen gesteckt werden müssen.Such an inductive vehicle charging system includes a stationary induction charging device, which can also be referred to as a floor assembly or ground assembly and which is usually arranged stationary, for example at a vehicle parking space, and connected to an electrical power network, and a mobile induction charging device, which is also called a vehicle assembly or Vehicle Assembly can be referred to and which is arranged on the respective vehicle, in particular on the vehicle underbody. The mobile induction charging device is coupled to the battery of the vehicle in a suitable manner, for example via a corresponding charger on the vehicle. To charge the battery, the vehicle with its mobile induction charging device is positioned with respect to the stationary induction charging device in such a way that electrical energy can be transferred from the stationary induction charging device to the mobile induction charging device by means of induction, i.e. via an alternating electromagnetic field. With the inductive vehicle charging system, there is no need for charging plugs that have to be plugged into vehicle-side charging sockets.

Eine derartige stationäre Induktionsladeeinrichtung weist zumindest eine Spule zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wechselfelds auf, die auch als Resonatorspule bezeichnet werden kann. Es ist klar, dass die stationäre Induktionsladeeinrichtung auch eine geeignete Leistungselektronik zur Energieversorgung der Spule sowie zum Ansteuern der Spule aufweist. Die stationäre Induktionsladeeinrichtung besitzt eine Längsrichtung, eine dazu senkrecht verlaufende Querrichtung sowie eine senkrecht zur Längsrichtung und senkrecht zur Querrichtung verlaufende Höhenrichtung. Bei ordnungsgemäß auf einem Untergrund oder in einem Untergrund vertieft oder versenkt angeordneter stationärer Induktionsladeeinrichtung erstrecken sich die Längsrichtung und die Querrichtung horizontal, während sich die Höhenrichtung vertikal, also parallel zur Schwerkraftrichtung erstreckt. Bei der stationären Induktionsladeeinrichtung erstreckt sich die Spule in einer senkrecht zur Höhenrichtung verlaufenden Ebene. Weiterhin ist es zweckmäßig, die Spule innerhalb der stationären Induktionslageeinrichtung auf einem in Höhenrichtung möglichst hohem Niveau anzuordnen, um eine optimale Kopplung mit einer in einem Fahrzeug über der stationären Induktionsladeeinrichtung angeordneten mobilen Induktionsladeeinrichtung zur erreichen.Such a stationary induction charging device has at least one coil for generating an alternating electromagnetic field, which can also be referred to as a resonator coil. It is clear that the stationary induction charging device also has suitable power electronics for supplying energy to the coil and for controlling the coil. The stationary induction charging device has a longitudinal direction, a transverse direction perpendicular thereto and a height direction perpendicular to the longitudinal direction and perpendicular to the transverse direction. When the stationary induction charging device is properly arranged on a surface or recessed or recessed in a surface, the longitudinal direction and the transverse direction extend horizontally, while the height direction extends vertically, i.e. parallel to the direction of gravity. In the stationary induction charging device, the coil extends in a plane perpendicular to the height direction. Furthermore, it is expedient to arrange the coil within the stationary induction positioning device at the highest possible level in the height direction in order to achieve optimal coupling with a mobile induction charging device arranged in a vehicle above the stationary induction charging device.

Die jeweilige Spule ist mit elektrischen Leitern gebildet, die als Litzen ausgestaltet sind. Eine Litze weist mehrere elektrisch leitende Drähte auf. Zur Lagefixierung der Litzen kann die stationäre Induktionsladeeinrichtung eine Litzenträgerstruktur aus Kunststoff aufweisen, in der die Litzen zumindest teilweise eingebettet sind. Während des Betriebs der Induktionsladeeinrichtung kann die Spule bei einer hohen elektrischen Leistung vergleichsweise viel Wärme erzeugen, die abgeführt werden muss, um eine lokale Überhitzung und damit eine Beschädigung der stationären Ladeeinrichtung zu vermeiden. Hierzu kann die Induktionsladeeinrichtung mit einer Kühlplattenstruktur aus Kunststoff ausgestattet sein, die sich bezüglich der Höhenrichtung unterhalb der Litzen senkrecht zur Höhenrichtung erstreckt. In der Kühlplattenstruktur ist ein Kühlkanalsystem ausgebildet, das mehrere Kühlkanäle zum Führen eines Kühlmittels aufweist. Die Verwendung von Kunststoff für die Kühlplattenstruktur ist besonders zweckmäßig, da sich Kunststoff in der Regel besonders gut eignet eine Anwendung innerhalb einer Induktionsladeeinrichtung. Kunststoffe lassen sich vergleichsweise einfach so konfigurieren, dass sie weitestgehend elektromagnetisch neutral sind und somit ein in der Umgebung vorliegendes Magnetfeld nicht beeinflussen.The respective coil is formed with electrical conductors that are designed as strands. A stranded wire has several electrically conductive wires. To fix the position of the strands, the stationary induction charging device can have a strand support structure made of plastic, in which the strands are at least partially embedded. During operation of the induction charging device, the coil can generate a comparatively large amount of heat at high electrical power, which must be dissipated in order to avoid local overheating and thus damage to the stationary charging device. For this purpose, the induction charging device can be equipped with a cooling plate structure made of plastic, which extends perpendicular to the height direction below the strands with respect to the height direction. A cooling channel system is formed in the cooling plate structure and has a plurality of cooling channels for guiding a coolant. The use of plastic for the cooling plate structure is particularly expedient, since plastic is generally particularly suitable for use within an induction charging device. Plastics can be configured comparatively easily so that they are largely electromagnetically neutral and therefore do not influence the magnetic field present in the surrounding area.

Des Weiteren kann die stationäre Induktionsladeeinrichtung mit mehreren magnetfeldleitenden Leitplatten aus einem weichmagnetischen Material ausgestattet sein, die sich senkrecht zur Horizontalrichtung erstrecken und die bezüglich der Horizontalrichtung unterhalb der Litzen angeordnet sind. Mit Hilfe der Leitplatten wird das mit Hilfe der jeweiligen Spule erzeugte elektromagnetische Wechselfeld, das von der jeweiligen Spule auch nach unten abgestrahlt wird, nach oben abgelenkt, wodurch das nach oben abgestrahlte Wechselfeld quasi verstärkt wird. Weichmagnetische Werkstoffe sind gekennzeichnet durch eine leichte Magnetisierbarkeit, die sich in einer kleinen Koerzitivfeldstärke ausdrückt. Im Unterschied dazu besitzen hartmagnetische Werkstoffe, insbesondere Dauermagnete, sehr hohe Koerzitivfeldstärken und setzen äußeren Magnetfeldern dementsprechend einen hohen Widerstand entgegen.Furthermore, the stationary induction charging device can be equipped with a plurality of magnetic field-conducting guide plates made of a soft magnetic material, which extend perpendicular to the horizontal direction and which are arranged below the strands with respect to the horizontal direction. With the help of the guide plates, the alternating electromagnetic field generated by the respective coil, which is also radiated downwards by the respective coil, is deflected upwards, whereby the alternating field radiated upwards is virtually amplified. Soft magnetic materials are characterized by easy magnetizability, which is expressed in a small coercive field strength. In contrast, hard magnetic materials, especially permanent magnets, have very high coercive field strengths and therefore offer a high level of resistance to external magnetic fields.

Das weichmagnetische Material der Leitplatten erzeugt im Betrieb ebenfalls thermische Verluste, also Wärme, die ebenfalls aus den Leitplatten abgeführt werden muss.The soft magnetic material of the guide plates also generates thermal losses during operation, i.e. heat, which also has to be dissipated from the guide plates.

Für eine hohe elektrische Effizienz ist es zudem erforderlich, diese Leitplatten möglichst nahe an den Litzen zu positionieren, jedoch ohne Kontakt, also beabstandet davon. Beispielsweise werden die Leitplatten mit einem geringen Abstand von wenigen Millimetern, insbesondere weniger als 10 mm oder weniger als 5 mm, zu den Litzen positioniert. Hinsichtlich einer guten Wärmeabfuhr, also für eine möglichst hohe thermische Effizienz ist es dagegen erforderlich, die Kühlplattenstruktur möglichst nahe an den Litzen bzw. an der Litzenträgerstruktur anzuordnen. Hierdurch entsteht ein Zielkonflikt.For high electrical efficiency, it is also necessary to position these conductive plates as close as possible to the strands, but without contact, i.e. at a distance from them. For example The guide plates are positioned at a small distance of a few millimeters, in particular less than 10 mm or less than 5 mm, from the strands. With regard to good heat dissipation, i.e. for the highest possible thermal efficiency, it is necessary to arrange the cooling plate structure as close as possible to the strands or to the strand support structure. This creates a conflict of objectives.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Lösung dieses Zielkonflikts. Insbesondere soll für eine stationäre Induktionsladeeinrichtung bzw. für ein damit ausgestattetes induktives Fahrzeugladesystem eine Ausführungsform angegeben werden, die sich durch eine effiziente elektrische Leistung und eine effiziente Wärmeabfuhr auszeichnet.The present invention is concerned with resolving this conflict of objectives. In particular, an embodiment is to be specified for a stationary induction charging device or for an inductive vehicle charging system equipped with it, which is characterized by efficient electrical power and efficient heat dissipation.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of the independent claim. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Leitplatten bezüglich der Höhenrichtung zwischen den Litzen und den Kühlkanälen anzuordnen, wozu die Leitplatten zumindest teilweise in die Litzenträgerstruktur und/oder in die Kühlplattenstruktur eingebettet sind. Durch die Positionierung der Leitplatten zwischen den Litzen und den Kühlkanälen wird zunächst die elektrische Effizienz gesteigert, da sich die Leitplatten nahe an den Litzen befinden. Durch die Einbettung der Leitplatten in die Litzenträgerstruktur kann die elektrische Effizienz weiter gesteigert werden. Gleichzeitig reduziert sich dadurch der Abstand zwischen der Kühlplattenstruktur und der Litzenträgerstruktur, was die thermische Effizienz verbessert. Durch die Einbettung der Leitplatten in die Kühlplattenstruktur verbessert sich deren Kühlung. Ferner verringert sich dadurch der Abstand zwischen Kühlplattenstruktur und Litzenträgerstruktur, was die thermische Effizienz steigert bzw. die Kühlung der Spule verbessert.The invention is based on the general idea of arranging the guide plates with respect to the height direction between the strands and the cooling channels, for which purpose the guide plates are at least partially embedded in the strand support structure and/or in the cooling plate structure. By positioning the conductive plates between the strands and the cooling channels, the electrical efficiency is initially increased because the conductive plates are close to the strands. By embedding the conductive plates in the stranded support structure, electrical efficiency can be further increased. At the same time, the distance between the cooling plate structure and the stranded support structure is reduced, which improves thermal efficiency. Embedding the conductive plates in the cooling plate structure improves their cooling. Furthermore, this reduces the distance between the cooling plate structure and the strand support structure, which increases the thermal efficiency and improves the cooling of the coil.

Die Leitplatten bestehen vorzugsweise aus einem weichmagnetischen und vorzugsweise elektrisch isolierenden bzw. elektrisch wenig leitfähigen Material. Für die relative Permeabilität µ_R soll vorzugsweise gelten, dass µ_R > 2 und insbesondere µ_R > 1.000 ist. Geeignete Materialien sind beispielsweise Ferrite, sodass die Leitplatten häufig auch als Ferritplatten bezeichnet werden.The guide plates preferably consist of a soft magnetic and preferably electrically insulating or electrically poorly conductive material. For the relative permeability µ _R it should preferably apply that µ _R > 2 and in particular µ _R > 1,000. Suitable materials are, for example, ferrites, so that the conductive plates are often also referred to as ferrite plates.

Im vorliegenden Zusammenhang wird unter dem Begriff „eingebettet“ verstanden, dass das eingebettete Bauteil, z.B. die Litzen oder die Leitplatten, mehr oder weniger vom Material der Struktur, in das das jeweilige Bauteil eingebettet ist, umgeben ist. Dies kann dadurch erreicht werden, dass in der Struktur passende Vertiefungen oder Aussparungen zum Einsetzen des jeweiligen Bauteils vorgesehen werden. Ebenso ist denkbar, dass die jeweilige Struktur an das jeweilige Bauteil angespritzt bzw. angegossen wird.In the present context, the term “embedded” means that the embedded component, e.g. the strands or the conductive plates, is more or less surrounded by the material of the structure in which the respective component is embedded. This can be achieved by providing suitable depressions or recesses in the structure for inserting the respective component. It is also conceivable that the respective structure is molded or cast onto the respective component.

Bei allen Komponenten, die thermisch bzw. wärmeübertragen miteinander verbunden sind, können thermische Interfacematerialien, sogenannte TIM, zum Einsatz kommen, welche die Wärmeübertragung zwischen diesen Komponenten verbessern. TIM können z.B. wärmeleitende Klebstoffe oder wärmeleitende Vergussmassen, jeweils mit einer Wärmeleitfähigkeit von beispielsweise größer als 0,5 W/(m·K), oder Wärmeleitpasten sein.For all components that are connected to one another thermally or through heat transfer, thermal interface materials, so-called TIM, can be used, which improve the heat transfer between these components. TIM can be, for example, thermally conductive adhesives or thermally conductive casting compounds, each with a thermal conductivity of, for example, greater than 0.5 W/(m K), or thermally conductive pastes.

Die relativen Ortsangaben „oben“, „unten“, „oberhalb“ und „unterhalb“ beziehen sich auf eine räumliche Ausrichtung der stationären Induktionsladeeinrichtung, die diese im ordnungsgemäßen Betrieb besitzt. Dann verläuft ihre Höhenrichtung parallel zur Schwerkraftrichtung und ein unteres Bauteil befindet sich dann in der Schwerkraftrichtung unterhalb eines oberen Bauteils.The relative location information “above”, “below”, “above” and “below” refers to a spatial orientation of the stationary induction charging device that it has during normal operation. Then their height direction runs parallel to the direction of gravity and a lower component is then located in the direction of gravity below an upper component.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann zumindest einer der Kühlkanäle oder können mehrere oder alle Kühlkanäle des Kühlkanalsystems im Bereich der Leitplatten an einer bezüglich der Höhenrichtung den Litzen zugewandten Oberseite offen sein, wobei dann der jeweilige, an der Oberseite offene Kühlkanal von einer der Leitplatten abgedeckt und verschlossen ist. In der Folge kann im Betrieb der Induktionsladeeinrichtung das Kühlmittel mit der jeweiligen Leitplatte unmittelbar in Kontakt kommen. Diese Maßnahme reduziert einerseits den Abstand zwischen Kühlkanalstruktur und Litzenträgerstruktur, was zu einer verbesserten thermischen Effizienz führt. Zum anderen lässt sich durch diese Maßnahme die Wärmeabfuhr von den Leitplatten signifikant verbessern, sodass auch hierdurch die thermische Effizienz gesteigert wird.According to an advantageous embodiment, at least one of the cooling channels or several or all cooling channels of the cooling channel system can be open in the area of the guide plates on a top side facing the strands with respect to the height direction, in which case the respective cooling channel that is open on the top is covered and closed by one of the guide plates is. As a result, the coolant can come into direct contact with the respective guide plate during operation of the induction charging device. On the one hand, this measure reduces the distance between the cooling channel structure and the strand support structure, which leads to improved thermal efficiency. On the other hand, this measure can significantly improve the heat dissipation from the conductive plates, so that thermal efficiency is also increased.

Zweckmäßig kann die jeweilige Leitplatte zumindest an ihrer, dem jeweiligen Kühlkanal zugewandten Unterseite lackiert oder beschichtet sein. Mit einer derartigen Lackierung bzw. Beschichtung kann eine unerwünschte Wechselwirkung, wie z.B. Korrosion, zwischen dem vorzugsweise flüssigen Kühlmittel und dem Material der Leitplatten vermieden werden.The respective guide plate can expediently be painted or coated at least on its underside facing the respective cooling channel. With such a paint or coating, an undesirable interaction, such as corrosion, between the preferably liquid coolant and the material of the guide plates can be avoided.

Bei einer anderen Bauform können die Kühlkanäle im Bereich der Leitplatten in der Höhenrichtung von der jeweils benachbarten Leitplatte beabstandet sein. Mit anderen Worten, bei dieser Bauform sind die jeweiligen Kühlkanäle an ihrer Oberseite durch den Kunststoff der Kühlkanalstruktur verschlossen. Hierdurch kann die Gefahr von Leckagen reduziert werden. Bei dieser Bauform können die vergleichsweise steifen Leitplatten die Kühlplattenstruktur dort versteifen, wo die Leitplatten mit der Kühlplattenstruktur in Kontakt stehen. Die Aussteifung der Kühlplattenstruktur ermöglicht die Verwendung reduzierter Wandstärken und/oder höhere Drücke im Kühlmittel, was jeweils die thermische Effizienz steigert. Eine geringe bzw. reduzierte Wandstärke liegt insbesondere dann vor, wenn diese weniger als 1,5 mm, vorzugsweise weniger als 1,0 mm, beträgt.In another design, the cooling channels in the area of the guide plates can be spaced apart in the height direction from the respective adjacent guide plate. In other words, in this design the respective cooling channels are closed on their top by the plastic of the cooling channel structure. This can reduce the risk of leaks. With this design, the comparatively stiff baffles can ensure cooling stiffen the plate structure where the guide plates are in contact with the cooling plate structure. The stiffening of the cooling plate structure enables the use of reduced wall thicknesses and/or higher pressures in the coolant, each of which increases thermal efficiency. A low or reduced wall thickness is present in particular if it is less than 1.5 mm, preferably less than 1.0 mm.

Zweckmäßig können die Kühlkanäle im Bereich der Leitplatten in der Höhenrichtung einen oberen Abstand zur jeweils benachbarten Leitplatte aufweisen, der kleiner ist als ein unterer Abstand, den der jeweilige Kühlkanal zu einer von den Leitplatten abgewandten Unterseite der Kühlplattenstruktur aufweist. Mit anderen Worten, bei dieser Ausführungsform wird die Wandstärke der Kühlplattenstruktur im Bereich der Leitplatten reduziert, um die thermische Effizienz zu steigern. Die Leitplatten gewährleisten dabei in diesem Bereich eine ausreichende Stabilität für die Kühlplattenstruktur.The cooling channels in the area of the guide plates can expediently have an upper distance in the height direction from the respective adjacent guide plate, which is smaller than a lower distance that the respective cooling channel has to an underside of the cooling plate structure facing away from the guide plates. In other words, in this embodiment, the wall thickness of the cooling plate structure is reduced in the area of the guide plates in order to increase the thermal efficiency. The guide plates ensure sufficient stability for the cooling plate structure in this area.

Bei dieser Bauform ist es ebenfalls zweckmäßig, dass die Leitplatten mit der Oberseite der Kühlplattenstruktur stoffschlüssig verbunden sind. Dazu eignet sich insbesondere eine Klebeverbindung in den Kontaktflächen zwischen den Leitplatten und der Kühlplattenstruktur. Eine derartige stoffschlüssige Verbindung erhöht zum einen die aussteifende Wirkung der Leitplatten auf die Kühlplattenstruktur. Zum anderen wird dadurch ebenfalls die thermische Effizienz zwischen Leitplatten und Kühlplattenstruktur weiter erhöht. Besonders zu bevorzugen ist bei einer solchen geklebten Verbindung zwischen Leitplatten und Kühlplattenstruktur die Verwendung eines Klebstoffes mit verbesserten Wärmeleiteigenschaften, z.B. mit einer spezifischen Wärmeleitfähigkeit > 0,5 W/(m·K).With this design, it is also expedient for the guide plates to be cohesively connected to the top of the cooling plate structure. An adhesive connection in the contact surfaces between the guide plates and the cooling plate structure is particularly suitable for this. On the one hand, such a cohesive connection increases the stiffening effect of the guide plates on the cooling plate structure. On the other hand, this also further increases the thermal efficiency between the conductive plates and the cooling plate structure. For such a bonded connection between the conductive plates and the cooling plate structure, it is particularly preferable to use an adhesive with improved thermal conductivity properties, e.g. with a specific thermal conductivity > 0.5 W/(m K).

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Leitplatte mit der Kühlplattenstruktur mechanisch verbunden ist. Hierdurch wird die Kühlkanalstruktur stabilisiert. Die mechanische Verbindung z.B. kann eine Schweißverbindung oder eine Klebverbindung sein.According to an advantageous embodiment, it can be provided that the respective guide plate is mechanically connected to the cooling plate structure. This stabilizes the cooling channel structure. The mechanical connection, for example, can be a welded connection or an adhesive connection.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform, kann vorgesehen sein, dass die Leitplatten jeweils eine Wärmeleithülle aufweisen und/oder dass die Litzen jeweils eine Wärmeleithülle aufweisen. Die Wärmeleithülle verbessert die Wärmeübertragung zwischen den Leitplatten bzw. den Litzen und der jeweils benachbarten Komponente, insbesondere die Kühlplattenstruktur bzw. die Litzenträgerstruktur. Die Wärmeleithülle kann als integraler Bestandteil, z.B. als Lack oder Beschichtung, an der jeweiligen Litze bzw. Leitplatte ausgebildet sein und/oder als nachträglich an der Litze bzw. Leitplatte angebrachtes thermisches Interfacematerial, wie z.B. Wärmeleitkleber, Wärmeleitfolie, Wärmeleitpaste, ausgestaltet sein.In another advantageous embodiment, it can be provided that the conductive plates each have a heat-conducting sleeve and/or that the strands each have a heat-conducting sleeve. The heat-conducting sleeve improves the heat transfer between the conductive plates or the strands and the adjacent component, in particular the cooling plate structure or the strand support structure. The heat-conducting sleeve can be designed as an integral component, for example as a varnish or coating, on the respective strand or conductive plate and/or as a thermal interface material, such as thermally conductive adhesive, thermal foil, thermal paste, which is subsequently attached to the strand or conductive plate.

Bei einer anderen Ausführungsform kann bezüglich der Höhenrichtung zwischen den Litzen und den Leitplatten eine Distanzplatte angeordnet sein, die sich senkrecht zur Höhenrichtung erstreckt. Die Distanzplatte kann zweckmäßig aus einem Material bestehen, dessen Wärmeleitfähigkeit größer ist als die Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffs der Litzenträgerstruktur und/oder des Kunststoffs der Kühlplattenstruktur. Zweckmäßig kann außerdem vorgesehen sein, dass die Distanzplatte an ihrer Oberseite mit den Litzen in Kontakt steht und/oder an ihrer Unterseite mit den Leitplatten in Kontakt steht. Ein solcher Kontakt kann unmittelbar sein oder mittelbar. Ein mittelbarer Kontakt erfolgt zweckmäßig über bzw. durch ein TIM, z.B. durch einen Verguss oder eine Verklebung realisiert werden, wobei selbstverständlich für das dafür eingebrachte Vergussmaterial bzw. für den dafür eingebrachten Klebstoff ebenfalls gilt, dass dessen Wärmeleitfähigkeit größer als die Wärmeleitfähigkeit des Kunststoffs der Litzenträgerstruktur und des Kunststoffs der Kühlplattenstruktur ist, und bevorzugt auch größer als die Wärmeleitfähigkeit der Distanzplatte. Hierdurch lässt sich die Wärmeübertragung zwischen der Distanzplatte und den Litzen und/oder den Leitplatten verbessern. Zweckmäßig ist das Material der Distanzplatte elektromagnetisch neutral, also elektrisch isolierend und magnetisch durchlässig. Das Material der Distanzplatte ist ein relativ guter Wärmeleiter, wobei für dessen Wärmeleitfähigkeit Lambda insbesondere gilt, dass λ > 0,5 Watt/(m·K) beträgt. Das Material der Distanzplatte ist z.B. ein Wärmeleitkunststoff oder eine Keramik.In another embodiment, a spacer plate can be arranged between the strands and the guide plates with respect to the height direction, which extends perpendicular to the height direction. The spacer plate can expediently consist of a material whose thermal conductivity is greater than the thermal conductivity of the plastic of the stranded support structure and/or the plastic of the cooling plate structure. It can also expediently be provided that the spacer plate is in contact with the strands on its upper side and/or is in contact with the guide plates on its underside. Such contact can be direct or indirect. An indirect contact is expediently carried out via or through a TIM, for example by potting or gluing, whereby it goes without saying that the potting material or adhesive introduced for this purpose also has a thermal conductivity that is greater than the thermal conductivity of the plastic of the stranded support structure and the plastic of the cooling plate structure, and preferably also greater than the thermal conductivity of the spacer plate. This allows the heat transfer between the spacer plate and the strands and/or the guide plates to be improved. The material of the spacer plate is expediently electromagnetically neutral, i.e. electrically insulating and magnetically permeable. The material of the spacer plate is a relatively good heat conductor, with its thermal conductivity lambda in particular being λ > 0.5 watts/(m K). The material of the spacer plate is, for example, a thermally conductive plastic or ceramic.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Litzenträgerstruktur als bezüglich der Kühlplattenstruktur separate Litzenträgerplatte ausgestaltet sein. Diese Litzenträgerplatte steht in der Horizontalrichtung mit der Kühlplattenstruktur in Kontakt oder ist zur Kühlplattenstruktur beabstandet. Die Verwendung einer solchen separaten Litzenträgerplatte vereinfacht die Herstellung und ermöglicht die Verwendung unterschiedlicher Materialien für die Litzenträgerstruktur und die Kühlplattenstruktur.According to another embodiment, the strand support structure can be designed as a strand support plate that is separate from the cooling plate structure. This stranded carrier plate is in contact with the cooling plate structure in the horizontal direction or is spaced apart from the cooling plate structure. The use of such a separate stranded carrier plate simplifies manufacturing and enables the use of different materials for the stranded carrier structure and the cooling plate structure.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die Litzenträgerstruktur und die Kühlplattenstruktur in einem gemeinsamen Plattenkörper ausgebildet sein, in dem die Leitplatten vollständig eingebettet sind. Hierdurch lässt sich eine in der Höhenrichtung besonders kompakte Bauform realisieren, was die elektrische und thermische Effizienz steigert.According to an alternative embodiment, the strand support structure and the cooling plate structure can be formed in a common plate body in which the conductive plates are completely embedded. This makes it possible to achieve a design that is particularly compact in the height direction, which increases electrical and thermal efficiency.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Kühlplattenstruktur ein Plattenunterteil, in dem die Kühlkanäle als nach oben offene Vertiefungen ausgebildet sind, und ein Plattenoberteil aufweisen, das die Kühlkanäle oben verschließt und das mit den Leitplatten in Kontakt steht. Die zweiteilige Ausgestaltung der Kühlplattenstruktur vereinfacht die Ausbildung der innen liegenden Kühlkanäle. Insbesondere lassen sich Plattenoberteil und Plattenunterteil preiswert herstellen, z.B. durch Prägen, Spritzgießen, Spritzprägen, Platten, Folien oder dergleichen.In a further alternative embodiment, the cooling plate structure can be a lower plate part in which the cooling channels are designed as an upwardly open version depressions are formed, and have an upper plate part which closes the cooling channels at the top and which is in contact with the guide plates. The two-part design of the cooling plate structure simplifies the formation of the internal cooling channels. In particular, the upper part of the plate and the lower part of the plate can be produced inexpensively, for example by embossing, injection molding, injection molding, plates, foils or the like.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass die Leitplatten zumindest teilweise versenkt im Plattenoberteil angeordnet sind. Hierdurch lässt sich im Plattenoberteil im Bereich der Leitplatten eine besonders kleine Wandstärke realisieren, da das Plattenoberteil im Bereich der Leitplatten durch diese Leitplatten verstärkt ist. Die reduzierte Wandstärke verbessert die thermische Effizienz.According to an advantageous development, it can be provided that the guide plates are arranged at least partially recessed in the upper part of the plate. This makes it possible to achieve a particularly small wall thickness in the upper part of the plate in the area of the guide plates, since the upper part of the plate in the area of the guide plates is reinforced by these guide plates. The reduced wall thickness improves thermal efficiency.

Eine andere Weiterbildung schlägt vor, dass die Litzenträgerstruktur und das Plattenoberteil in einem gemeinsamen Plattenkörper ausgebildet sind, in dem die Leitplatten vollständig eingebettet sind. Auch diese Bauform unterstützt eine in der Höhenrichtung kompakte Bauweise und ist vorteilhaft hinsichtlich elektrischer und magnetischer Effizienz. Gleichzeitig kann die einfache Realisierung der innen liegenden Kühlkanäle beibehalten werden.Another development suggests that the stranded support structure and the upper plate part are formed in a common plate body in which the guide plates are completely embedded. This design also supports a compact design in the height direction and is advantageous in terms of electrical and magnetic efficiency. At the same time, the simple implementation of the internal cooling channels can be maintained.

Bei einer anderen Ausführungsform können die Leitplatten vollständig versenkt in der Litzenträgerstruktur angeordnet sein, sodass die Leitplatten bündig mit einer der Kühlplattenstruktur zugewandten Unterseite der Litzenträgerstruktur abschlie-ßen. Hierdurch wird der Abstand zwischen den Litzen und den Leitplatten reduziert.In another embodiment, the guide plates can be arranged completely recessed in the strand support structure, so that the guide plates are flush with an underside of the strand support structure facing the cooling plate structure. This reduces the distance between the strands and the guide plates.

Bei einer alternativen Ausführungsform können die Leitplatten vollständig versenkt in der Kühlplattenstruktur angeordnet sein, sodass die Leitplatten bündig mit einer der Litzenträgerstruktur zugewandten Oberseite der Kühlplattenstruktur abschlie-ßen. Durch diese Maßnahme lässt sich der Abstand zwischen Kühlplattenstruktur und Litzenträgerstruktur minimieren.In an alternative embodiment, the guide plates can be arranged completely recessed in the cooling plate structure, so that the guide plates are flush with an upper side of the cooling plate structure facing the strand support structure. This measure allows the distance between the cooling plate structure and the strand support structure to be minimized.

Bei einer anderen alternativen Ausführungsform können die Leitplatten in der Litzenträgerstruktur und in der Kühlplattenstruktur jeweils teilweise versenkt angeordnet sein. Diese Maßnahme verbessert die elektrische und die thermische Effizienz.In another alternative embodiment, the guide plates can each be arranged partially recessed in the strand support structure and in the cooling plate structure. This measure improves electrical and thermal efficiency.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Leitplatten nur teilweise versenkt in der Litzenträgerstruktur angeordnet sind und mit einer eben ausgestalteten Oberseite der Kühlplattenstruktur in Kontakt stehen. In diesem Fall wird auf Vertiefungen in der Kühlplattenstruktur verzichtet, was die Herstellung der Kühlplattenstruktur vereinfacht.In a further alternative embodiment, it can be provided that the guide plates are only partially recessed in the strand support structure and are in contact with a flat top side of the cooling plate structure. In this case, there are no depressions in the cooling plate structure, which simplifies the production of the cooling plate structure.

Bei einer weitere alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Leitplatten nur teilweise versenkt in der Kühlplattenstruktur angeordnet sind und mit einer eben ausgestalteten Unterseite der Litzenträgerstruktur in Kontakt stehen. In diesem Fall kann auf Vertiefungen in der Litzenträgerstruktur verzichtet werden, was deren Herstellung vereinfacht.In a further alternative embodiment, it can be provided that the guide plates are only partially recessed in the cooling plate structure and are in contact with a flat underside of the strand support structure. In this case, depressions in the strand support structure can be dispensed with, which simplifies their production.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann die Induktionsladeeinrichtung eine Bodenplatte, insbesondere aus Metall, aufweisen, die sich bezüglich der Höhenrichtung unterhalb der Kühlplattenstruktur und senkrecht zur Höhenrichtung erstreckt. Mit Hilfe der Bodenplatte kann die Induktionsladeeinrichtung auf einem Untergrund aufliegen. Die Kühlplattenstruktur kann über mehrere Stützstrukturen in der Höhenrichtung an der Bodenplatte abgestützt sein. Die Abstützung erfolgt dabei derart, dass die stationäre Induktionsladeeinrichtung von einem Fahrzeug überfahrbar ist. Zweckmäßig kann dabei vorgesehen sein, dass die Stützstrukturen jeweils im Bereich einer der Leitplatten angeordnet sind. Dabei können die Stützstrukturen jeweils mittig oder zentral bezüglich einer solchen Leitplatte angeordnet sein. Alternativ ist ebenso denkbar, die Stützstrukturen jeweils in einem Bereich anzuordnen, in denen zwei oder mehr Leitplatten indirekt über einen Spalt oder direkt aneinander angrenzen, oder randseitig an einer oder mehreren Leitplatten anzuordnen.In another advantageous embodiment, the induction charging device can have a base plate, in particular made of metal, which extends below the cooling plate structure with respect to the height direction and perpendicular to the height direction. With the help of the base plate, the induction charging device can rest on a surface. The cooling plate structure can be supported on the base plate in the height direction via several support structures. The support is provided in such a way that the stationary induction charging device can be driven over by a vehicle. It can expediently be provided that the support structures are each arranged in the area of one of the guide plates. The support structures can each be arranged centrally or centrally with respect to such a guide plate. Alternatively, it is also conceivable to arrange the support structures in an area in which two or more guide plates adjoin one another indirectly via a gap or directly, or to arrange them on the edge of one or more guide plates.

Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die jeweilige Stützstruktur integral an der Kühlplattenstruktur, insbesondere am weiter oben genannten Kühlplattenunterteil ausgeformt ist. Dies vereinfacht die Herstellung.In another embodiment, it can be provided that the respective support structure is formed integrally on the cooling plate structure, in particular on the cooling plate lower part mentioned above. This simplifies production.

Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass die jeweilige Stützstruktur bezüglich der Kühlplattenstruktur und der Bodenplatte separat ausgestaltet ist. Hierdurch ist insbesondere eine optimierte Materialauswahl für die Stützstruktur möglich. Beispielsweise kann ein faserverstärkter Kunststoff zum Einsatz kommen.Alternatively, it can also be provided that the respective support structure is designed separately with respect to the cooling plate structure and the base plate. This makes possible, in particular, an optimized material selection for the support structure. For example, a fiber-reinforced plastic can be used.

Bei einer anderen Ausführungsform kann die Induktionsladeeinrichtung in der Höhenrichtung zwischen der Kühlplattenstruktur und einer Bodenplatte der Induktionsladeeinrichtung einen Innenraum aufweisen. In diesem Innenraum können sich beispielsweise die Stützstrukturen erstrecken oder Komponenten der Elektronik, insbesondere der Leistungselektronik, angeordnet sein. Zweckmäßig kann in diesen Innenraum ein Feuchtigkeitsabsorber angeordnet sein. Der Feuchtigkeitsabsorber weist ein Feuchtigkeit absorbierendes Material, wie z.B. Zeolith oder Silikagel auf und hält den Innenraum trocken. Hierdurch ist es möglich, für die Kühlplattenstruktur einen Kunststoff zu verwenden, der eine gewisse Diffusionsfähigkeit für das Kühlmittel besitzt. Eine besonders hohe Effektivität eines Feuchtigkeitsabsorbers ergibt sich auch aus der Tatsache, dass die stationäre Induktionseinrichtung im Betrieb regelmäßig auf eine höhere Temperatur erwärmt wird, wodurch die geringen Mengen an diffundiertem Kühlmittel erwärmt und zumindest in Teilen verdampft werden, wodurch sich die Absorption dieses Kühlmitteldampfes in den Feuchtigkeitsabsorber deutlich steigert und der Innenraum als weitestgehend trockener Raum ausgewiesen werden kann.In another embodiment, the induction charging device can have an interior space in the height direction between the cooling plate structure and a base plate of the induction charging device. In this interior space, for example, the support structures can extend or components of the electronics, in particular the power electronics, can be arranged. A moisture absorber can expediently be arranged in this interior. The moisture absorber comprises a moisture absorbing material such as Zeolite or silica gel and keeps the interior dry. This makes it possible to use a plastic for the cooling plate structure that has a certain diffusivity for the coolant. A particularly high effectiveness of a moisture absorber also results from the fact that the stationary induction device is regularly heated to a higher temperature during operation, as a result of which the small amounts of diffused coolant are heated and at least partially evaporated, thereby increasing the absorption of this coolant vapor in the Moisture absorber increases significantly and the interior can be designated as a largely dry room.

Die Litzenträgerstruktur ist zweckmäßig eben und flach konzipiert. Die Kühlplattenstruktur ist zweckmäßig eben und flach konzipiert. Die Leitplatten sind zweckmäßig eben und flach konzipiert. Die Distanzplatte ist zweckmäßig eben und flach konzipiert.The strand support structure is designed to be flat and flat. The cooling plate structure is designed to be practical and flat. The guide plates are designed to be flat and flat. The spacer plate is designed to be flat and flat.

Ein erfindungsgemäßes induktives Fahrzeugladesystem dient zum Aufladen einer Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs. Hierzu weist das Fahrzeugladesystem eine stationäre Induktionsladeeinrichtung der vorstehend beschriebenen Art sowie eine mobile Induktionsladeeinrichtung auf, die im oder am Fahrzeug angeordnet ist. Es ist klar, dass die mobile Induktionsladeeinrichtung des Fahrzeugs auf die stationäre Induktionsladeeinrichtung abgestimmt ist, sodass bei ordnungsgemäßer Positionierung des Fahrzeugs bzw. der mobilen Induktionsladeeinrichtung oberhalb der stationären Induktionsladeeinrichtung eine induktive Energieübertragung zum Aufladen der Batterie erfolgen kann.An inductive vehicle charging system according to the invention is used to charge a battery of a battery-electric vehicle. For this purpose, the vehicle charging system has a stationary induction charging device of the type described above and a mobile induction charging device which is arranged in or on the vehicle. It is clear that the mobile induction charging device of the vehicle is coordinated with the stationary induction charging device, so that when the vehicle or the mobile induction charging device is properly positioned above the stationary induction charging device, an inductive energy transfer can take place to charge the battery.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures based on the drawings.

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 Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in den Zeichnungen anders dargestellt ist.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or alone, without departing from the scope of the invention. The above-mentioned and below-mentioned components of a higher-level unit, such as a device, a device or an arrangement, which are designated separately, can form separate parts or components of this unit or can be integral areas or sections of this unit, even if this shown differently in the drawings.

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.Preferred exemplary embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, with the same reference numbers referring to the same or similar or functionally the same components.

Es zeigen, jeweils schematisch,

1 bis 14 jeweils einen stark vereinfachten, prinzipiellen Vertikalschnitt durch einen Teil einer stationären Induktionsladeeinrichtung bei unterschiedlichen Ausführungsformen,
15 ein vergrößertes Detail der stationären Induktionsladeeinrichtung bei einem konkretisierten Vertikalschnitt einer weiteren Ausführungsform.

It shows, schematically,

1 until 14 each a greatly simplified, basic vertical section through part of a stationary induction charging device in different embodiments,
15 an enlarged detail of the stationary induction charging device in a concrete vertical section of a further embodiment.

Entsprechend den 1 bis 15 umfasst eine stationäre Induktionsladeeinrichtung 1 wenigstens eine Spule 2 zum Erzeugen eines elektromagnetischen Wechselfelds. Die Induktionsladeeinrichtung 1 ist dabei Bestandteil eines induktiven Fahrzeugladesystems 3, das zusätzlich zur gezeigten stationären Induktionsladeeinrichtung 1 eine hier nicht gezeigte mobile Induktionsladeeinrichtung aufweist, die an oder in einem batterieelektrischen Fahrzeug angeordnet ist. Das Fahrzeugladesystem 3 dient zum Aufladen einer Batterie des batterieelektrischen Fahrzeugs, wobei die Übertragung der elektrischen Energie mittels Induktion erfolgt, sodass auf Steckverbindungen zwischen einer Ladestation und dem Fahrzeug verzichtet werden kann.According to the 1 until 15 A stationary induction charging device 1 comprises at least one coil 2 for generating an alternating electromagnetic field. The induction charging device 1 is part of an inductive vehicle charging system 3, which, in addition to the stationary induction charging device 1 shown, has a mobile induction charging device, not shown here, which is arranged on or in a battery-electric vehicle. The vehicle charging system 3 is used to charge a battery of the battery-electric vehicle, with the electrical energy being transferred by means of induction, so that plug connections between a charging station and the vehicle can be dispensed with.

Die Induktionsladeeinrichtung 1 besitzt eine Längsrichtung X, eine senkrecht dazu verlaufende Querrichtung Y und eine senkrecht zur Längsrichtung X und senkrecht zur Querrichtung Y verlaufende Höhenrichtung Z. In den Vertikalschnitten der 1 bis 15 liegen die Längsrichtung X und die Höhenrichtung Z in der Zeichnungsebene, während die Querrichtung Y senkrecht dazu verläuft. Im ordnungsgemäßen Betriebszustand der stationären Induktionsladeeinrichtung 1 ist diese an einem Fahrzeugstellplatz auf einem Untergrund angeordnet oder vertieft, insbesondere versenkt, im Untergrund angeordnet. Jedenfalls erstreckt sich dann die Höhenrichtung Z vertikal, also parallel zur Schwerkraft. Die Längsrichtung X und die Querrichtung Y erstrecken sich dann horizontal.The induction charging device 1 has a longitudinal direction X, a transverse direction Y running perpendicular thereto and a height direction Z running perpendicular to the longitudinal direction X and perpendicular to the transverse direction Y 1 until 15 The longitudinal direction X and the height direction Z lie in the plane of the drawing, while the transverse direction Y runs perpendicular to it. When the stationary induction charging device 1 is in the correct operating state, it is arranged on a surface at a vehicle parking space or is arranged recessed, in particular sunk, in the surface. In any case, the height direction Z then extends vertically, i.e. parallel to gravity. The longitudinal direction X and the transverse direction Y then extend horizontally.

Die jeweilige Spule 2 erstreckt sich in einer senkrecht zur Höhenrichtung Z verlaufenden Ebene. Die jeweilige Spule 2 ist mit Hilfe mehrerer elektrischer Leiter gebildet, die als Litzen 4 ausgestaltet sind.The respective coil 2 extends in a plane perpendicular to the height direction Z. The respective coil 2 is formed with the help of several electrical conductors, which are designed as strands 4.

Die Induktionsladeeinrichtung 1 weist außerdem eine Litzenträgerstruktur 5, eine Kühlplattenstruktur 6 sowie mehrere Leitplatten 7 auf. Die Litzenträgerstruktur 5 besteht aus einem Kunststoff und dient zum Positionieren der Litzen 4. Hierzu sind die Litzen 4 zumindest teilweise in die Litzenträgerstruktur 5 eingebettet. Zumindest die Ausführungsformen der 7, 8 und 12 bis 14 zeigen eine vollständige Einbettung der Litzen 4 im Kunststoff der Litzenträgerstruktur 5.The induction charging device 1 also has a stranded support structure 5, a cooling plate structure 6 and a plurality of conductive plates 7. The strand support structure 5 consists of a plastic and is used to position the strands 4. For this purpose the strands 4 are at least partially embedded in the strand support structure 5. At least the embodiments of the 7 , 8th and 12 until 14 show a complete embedding of the strands 4 in the plastic of the strand support structure 5.

Die Kühlplattenstruktur 6 besteht aus einem Kunststoff und erstreckt sich bezüglich der Höhenrichtung Z unterhalb der Litzen 4 sowie senkrecht zur Höhenrichtung. In der Kühlplattenstruktur 6 ist ein Kühlkanalsystem 8 ausgebildet, das mehrere Kühlkanäle 9 aufweist, die ein Kühlmittel, vorzugsweise ein flüssiges Kühlmittel, führen. Die Leitplatten 7 dienen zum Leiten eines Magnetfelds und sind hierzu aus einem weichmagnetischen Material gebildet, das vorzugsweise elektrisch isolierend oder zumindest elektrisch wenig leitfähig ist. Die Leitplatten 7 erstrecken sich senkrecht zur Höhenrichtung Z und sind bezüglich der Höhenrichtung Z zwischen den Litzen 4 und den Kühlkanälen 9 angeordnet. Bei allen Ausführungsformen sind die Leitplatten 7 zumindest teilweise in die Litzenträgerstruktur 5 und/oder in die Kühlplattenstruktur 6 eingebettet. Bei den Ausführungsformen der 1 bis 3, 6 bis 11 und 15 sind die Leitplatten 7 vollständig versenkt in der Kühlplattenstruktur 6 angeordnet. In den Beispielen der 4 und 5 sind die Leitplatten 7 dagegen nur teilweise versenkt in der Kühlplattenstruktur 6 angeordnet. Im Beispiel der 12 sind die Leitplatten 7 vollständig in der Litzenträgerstruktur 5 angeordnet. In den Beispielen der 13 und 14 sind die Leitplatten 7 dagegen nur teilweise versenkt in der Litzenträgerstruktur 5 angeordnet. Ferner kann bei allen wärmeübertragend miteinander verbundenen, insbesondere in Kontakt stehenden Komponenten, vor allem bei den Wärme abgebenden Komponenten wie die Litzen 4 und die Leitplatten 7, an den Oberflächen ein TIM, also ein thermisches Interfacematerial zum Einsatz kommen, was exemplarisch und stellvertretend für alle anderen Ausführungsformen weiter unten in Verbindung mit der in 14 gezeigten Ausführungsform näher erläutert wird. Das TIM wird dort mit 28, bzw. 29 bezeichnet.The cooling plate structure 6 is made of a plastic and extends below the strands 4 with respect to the height direction Z and perpendicular to the height direction. A cooling channel system 8 is formed in the cooling plate structure 6 and has a plurality of cooling channels 9 which carry a coolant, preferably a liquid coolant. The guide plates 7 serve to conduct a magnetic field and are formed for this purpose from a soft magnetic material that is preferably electrically insulating or at least electrically poorly conductive. The guide plates 7 extend perpendicular to the height direction Z and are arranged between the strands 4 and the cooling channels 9 with respect to the height direction Z. In all embodiments, the guide plates 7 are at least partially embedded in the strand support structure 5 and/or in the cooling plate structure 6. In the embodiments of 1 until 3 , 6 until 11 and 15 the guide plates 7 are arranged completely recessed in the cooling plate structure 6. In the examples of 4 and 5 On the other hand, the guide plates 7 are only partially recessed in the cooling plate structure 6. In the example of 12 the guide plates 7 are arranged completely in the strand support structure 5. In the examples of 13 and 14 On the other hand, the guide plates 7 are only partially recessed in the strand support structure 5. Furthermore, a TIM, i.e. a thermal interface material, can be used on the surfaces of all heat-transferring components, in particular those that are in contact, especially the heat-emitting components such as the strands 4 and the conductive plates 7, which is exemplary and representative for all other embodiments below in connection with in 14 shown embodiment is explained in more detail. The TIM is designated there as 28 or 29.

Die 1 und 2 zeigen Ausführungsformen, bei denen die Kühlkanäle 9 im Bereich der Leitplatten 7 an einer bezüglich der Höhenrichtung Z den Litzen 4 zugewandten Oberseite offen sind. Ferner sind die offenen Oberseiten der Kühlkanäle 9 durch die Leitplatten 7 abgedeckt, zweckmäßig fluiddicht verschlossen. Im Betrieb der Induktionsladeeinrichtung 1 kann das Kühlmittel somit unmittelbar mit den Leitplatten 7 in Kontakt kommen. Gemäß 2 kann die jeweilige Leitplatte 7 zumindest an ihrer den Kühlkanälen 9 zugewandten Unterseite eine elektromagnetisch neutrale Lackierung 10 oder Beschichtung 10 aufweisen, sodass das Kühlmittel mit der Lackierung 10 bzw. mit der Beschichtung 10 der Leitplatte 7 in Kontakt kommt.The 1 and 2 show embodiments in which the cooling channels 9 in the area of the guide plates 7 are open on an upper side facing the strands 4 with respect to the height direction Z. Furthermore, the open tops of the cooling channels 9 are covered by the guide plates 7 and are expediently sealed in a fluid-tight manner. During operation of the induction charging device 1, the coolant can therefore come into direct contact with the guide plates 7. According to 2 The respective guide plate 7 can have an electromagnetically neutral paint 10 or coating 10 at least on its underside facing the cooling channels 9, so that the coolant comes into contact with the paint 10 or with the coating 10 of the guide plate 7.

Bei den Ausführungsformen der 3 bis 15 sind die Kühlkanäle 9 im Bereich der Leitplatten 7 in der Höhenrichtung Z von der jeweils benachbarten Leitplatte 7 beabstandet. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform, bei der die Kühlkanäle 9 im Bereich der Leitplatten 7 in der Höhenrichtung Z einen in 3 eingezeichneten oberen Abstand 11 zur jeweils benachbarten Leitplatte 7 aufweisen, der kleiner ist als ein in 3 eingetragener unterer Abstand 12, den der jeweilige Kühlkanal 9 zu einer von den Leitplatten 7 abgewandten Unterseite 13 der Kühlplattenstruktur 6 aufweist. Beispielsweise ist der obere Abstand 11 kleiner als 1,5 mm, während der untere Abstand 12 größer als 1,5 mm ist. Vorzugsweise ist der obere Abstand kleiner als 1,0 mm, und der untere Abstand 12 ist größer als 1,0 mm.In the embodiments of 3 until 15 the cooling channels 9 in the area of the guide plates 7 are spaced apart from the adjacent guide plate 7 in the height direction Z. An embodiment in which the cooling channels 9 in the area of the guide plates 7 in the height direction Z is particularly advantageous 3 shown upper distance 11 to the adjacent guide plate 7, which is smaller than one in 3 entered lower distance 12, which the respective cooling channel 9 has to an underside 13 of the cooling plate structure 6 facing away from the guide plates 7. For example, the upper distance 11 is less than 1.5 mm, while the lower distance 12 is greater than 1.5 mm. Preferably the upper distance is less than 1.0 mm and the lower distance 12 is greater than 1.0 mm.

Gemäß den Ausführungsformen der 1 bis 6 kann die Induktionsladeeinrichtung 1 außerdem mit einer Distanzplatte 14 ausgestattet sein, die bezüglich der Höhenrichtung Z zwischen den Litzen 4 und den Leitplatten 7 angeordnet ist. Die Distanzplatte 14 erstreckt sich senkrecht zur Höhenrichtung Z und besteht aus einem Material, das eine größere Wärmeleitfähigkeit als die Kunststoffe der Litzenträgerstruktur 5 und der Kühlplattenstruktur 6 besitzt. Das Material der Distanzplatte 14 ist zweckmäßig ein elektromagnetisch neutraler Kunststoff oder eine elektromagnetisch neutrale Keramik. Bei den Ausführungsformen der 1 bis 6 steht die Distanzplatte 14 an ihrer den Litzen 4 zugewandten Oberseite 15 unmittelbar mit den Litzen 4 in Kontakt. Gleichzeitig steht die Distanzplatte 14 an ihrer den Leitplatten 7 zugewandten Unterseite 16 direkt mit den Leitplatten 7 in Kontakt. Durch die Distanzplatte 14 wird die Wärmeübertragung von den Litzen 4 auf die Leitplatten 7 verbessert, was die Wärmeabfuhr von den Litzen 4 unterstützt. Anstelle eines unmittelbaren direkten Kontakts kann hier auch ein TIM zum Einsatz kommen, was weiter unten mit Bezug auf 14 näher erläutert wird.According to the embodiments of 1 until 6 The induction charging device 1 can also be equipped with a spacer plate 14, which is arranged between the strands 4 and the guide plates 7 with respect to the height direction Z. The spacer plate 14 extends perpendicular to the height direction Z and consists of a material that has a greater thermal conductivity than the plastics of the strand support structure 5 and the cooling plate structure 6. The material of the spacer plate 14 is expediently an electromagnetically neutral plastic or an electromagnetically neutral ceramic. In the embodiments of 1 until 6 the spacer plate 14 is in direct contact with the strands 4 on its top side 15 facing the strands 4. At the same time, the spacer plate 14 is in direct contact with the guide plates 7 on its underside 16 facing the guide plates 7. The distance plate 14 improves the heat transfer from the strands 4 to the guide plates 7, which supports the heat dissipation from the strands 4. Instead of direct direct contact, a TIM can also be used here, which will be discussed further below with reference to 14 is explained in more detail.

Bei den Ausführungsformen der 1 bis 10 und 12 bis 15 ist die Litzenträgerstruktur 5 als bezüglich der Kühlplattenstruktur 6 separate Litzenträgerplatte 17 ausgestaltet. Diese Litzenträgerplatte 17 steht in den 1 bis 6 unmittelbar mit der Distanzplatte 14 in Kontakt. Anstelle eines unmittelbaren direkten Kontakts kann hier auch ein TIM zum Einsatz kommen, was weiter unten mit Bezug auf 14 näher erläutert wird. In den 1 bis 3, 7 bis 10 sowie 12 und 15 steht die Litzenträgerplatte 17 in der Höhenrichtung Z mit der Kühlplattenstruktur 6 unmittelbar in Kontakt. Auch hier kann anstelle eines unmittelbaren direkten Kontakts ein TIM zum Einsatz kommen, was weiter unten mit Bezug auf 14 näher erläutert wird. Bei den Ausführungsformen der 4 bis 6, 13 und 14 ist die Litzenträgerplatte 17 in der Höhenrichtung Z dagegen zur Kühlplattenstruktur 6 beabstandet, sodass dort jeweils eine Lücke 18 oder ein Spalt 18 erkennbar ist.In the embodiments of 1 until 10 and 12 until 15 the strand support structure 5 is designed as a separate strand support plate 17 with respect to the cooling plate structure 6. This stranded carrier plate 17 is in the 1 until 6 directly in contact with the spacer plate 14. Instead of direct direct contact, a TIM can also be used here, which will be discussed further below with reference to 14 is explained in more detail. In the 1 until 3 , 7 until 10 as well as 12 and 15, the stranded carrier plate 17 is in direct contact with the cooling plate structure 6 in the height direction Z. Here too, a TIM can be used instead of immediate direct contact, which will be discussed further below with reference to 14 is explained in more detail. In the embodiments of 4 until 6 , 13 and 14 is the stranded carrier plate 17, on the other hand, is spaced apart from the cooling plate structure 6 in the height direction Z, so that a gap 18 or a gap 18 can be seen there.

11 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die Litzenträgerstruktur 5 und die Kühlplattenstruktur 6 in einem gemeinsamen Plattenkörper 19 ausgebildet sind. In diesen Plattenkörper 19 sind die Leitplatten 7 und die Kühlkanäle 9 vollständig eingebettet. 11 shows another embodiment in which the strand support structure 5 and the cooling plate structure 6 are formed in a common plate body 19. The guide plates 7 and the cooling channels 9 are completely embedded in this plate body 19.

Bei den Ausführungsformen der 1 bis 4, 6, 8 bis 14 ist die Kühlplattenstruktur 6 jeweils einteilig konzipiert. Im Unterschied dazu zeigen die Ausführungsformen der 5, 7 und 15 Ausführungsformen, bei denen die Kühlplattenstruktur 6 mehrteilig konzipiert ist und zumindest ein Plattenunterteil 20 sowie zumindest ein Plattenoberteil 21 aufweist. Im Plattenunterteil 20 sind die Kühlkanäle 9 als nach oben offene Vertiefungen ausgestaltet. Das Plattenoberteil 21 ist bezüglich der Höhenrichtung Z oben auf das Plattenunterteil 20 aufgesetzt und verschließt dadurch die offenen Seiten der Kühlkanäle 9 von oben. Ferner steht das Plattenoberteil 21 an seiner vom Plattenunterteil 20 abgewandten Oberseite unmittelbar mit den Leitplatten 7 in Kontakt. Anstelle eines unmittelbaren direkten Kontakts kann hier auch ein TIM zum Einsatz kommen, was weiter unten mit Bezug auf 14 näher erläutert wird. Grundsätzlich kann das Plattenoberteil 21 an seiner Oberseite eben konfiguriert sein. In den Beispielen der 5 und 7 sind an der Oberseite des Plattenoberteils 21 dagegen Vertiefungen zur Aufnahme der Leitplatten 7 ausgebildet. Im Beispiel der 5 sind die Leitplatten 7 nur teilweise versenkt im Plattenoberteil 21 angeordnet. Im Beispiel der 7 sind die Leitplatten 7 dagegen vollständig versenkt im Plattenoberteil 21 angeordnet.In the embodiments of 1 until 4 , 6 , 8th until 14 the cooling plate structure 6 is designed in one piece. In contrast, the embodiments of 5 , 7 and 15 Embodiments in which the cooling plate structure 6 is designed in several parts and has at least one lower plate part 20 and at least one upper plate part 21. In the lower plate part 20, the cooling channels 9 are designed as recesses that are open at the top. The upper plate part 21 is placed on top of the lower plate part 20 with respect to the height direction Z and thereby closes the open sides of the cooling channels 9 from above. Furthermore, the upper plate part 21 is in direct contact with the guide plates 7 on its upper side facing away from the lower plate part 20. Instead of direct direct contact, a TIM can also be used here, which will be discussed further below with reference to 14 is explained in more detail. In principle, the upper plate part 21 can be configured flat on its top side. In the examples of 5 and 7 On the other hand, recesses for receiving the guide plates 7 are formed on the top of the upper plate part 21. In the example of 5 the guide plates 7 are only partially recessed in the upper plate part 21. In the example of 7 The guide plates 7, on the other hand, are arranged completely recessed in the upper plate part 21.

Bei einer weiteren, hier nicht gezeigten Ausführungsform können das Plattenoberteil 21 und die Litzenträgerstruktur 5 in einem gemeinsamen Plattenkörper ausgebildet sein, in dem dann die Leitplatten 7 vollständig eingebettet sind.In a further embodiment, not shown here, the upper plate part 21 and the strand support structure 5 can be formed in a common plate body, in which the guide plates 7 are then completely embedded.

Im Beispiel der 12 sind die Leitplatten 7 vollständig versenkt in der Litzenträgerstruktur 5 angeordnet, derart, dass die Leitplatten 7 bündig mit einer der Kühlplattenstruktur 6 zugewandten Unterseite 22 der Litzenträgerstruktur 5 abschließen.In the example of 12 the guide plates 7 are arranged completely recessed in the strand support structure 5, such that the guide plates 7 are flush with an underside 22 of the strand support structure 5 facing the cooling plate structure 6.

In den Beispielen der 1 bis 3, 6 bis 9 und 15 sind die Leitplatten 7 vollständig versenkt in der Kühlplattenstruktur 6 angeordnet, derart, dass die Leitplatten 7 bündig mit einer der Litzenträgerstruktur 5 zugewandten Oberseite 23 der Kühlplattenstruktur 6 abschließen.In the examples of 1 until 3 , 6 until 9 and 15 the guide plates 7 are arranged completely recessed in the cooling plate structure 6, such that the guide plates 7 are flush with an upper side 23 of the cooling plate structure 6 facing the strand support structure 5.

In den Beispielen der 13 und 14 sind die Leitplatten 7 nur teilweise in der Litzenträgerstruktur 5 versenkt angeordnet und stehen mit der eben ausgestalteten Oberseite 23 der Kühlplattenstruktur 6 in Kontakt.In the examples of 13 and 14 the guide plates 7 are only partially recessed in the strand support structure 5 and are in contact with the flat top 23 of the cooling plate structure 6.

In den Beispielen der 4 und 5 ist dagegen vorgesehen, dass die Leitplatten 7 nur teilweise in der Kühlplattenstruktur 6 versenkt angeordnet sind und mit der eben ausgestalteten Unterseite 16 der Distanzplatte 14 in Kontakt stehen. Bei einer anderen, hier nicht gezeigten Ausführungsform können die Leitplatten 7 mit einer eben ausgestalteten Unterseite 22 der Litzenträgerstruktur 5 in Kontakt stehen, beispielsweise bei fehlender Distanzplatte 14.In the examples of 4 and 5 On the other hand, it is provided that the guide plates 7 are only partially recessed in the cooling plate structure 6 and are in contact with the flat underside 16 of the spacer plate 14. In another embodiment, not shown here, the guide plates 7 can be in contact with a flat underside 22 of the strand support structure 5, for example in the absence of a spacer plate 14.

Bei allen hier gezeigten Ausführungsformen ist die Induktionsladeeinrichtung 1 mit einer Bodenplatte 24 ausgestattet, die z.B. aus Metall bestehen kann. Diese Bodenplatte 24 befindet sich bezüglich der Höhenrichtung Z unterhalb der Kühlplattenstruktur 6 und erstreckt sich senkrecht zur Höhenrichtung Z. Die Bodenplatte 24 dient beispielsweise zum Abstellen der Induktionsladeeinrichtung 1 auf einem Untergrund am bzw. im jeweiligen Fahrzeugstellplatz. Zweckmäßig kann nun die Kühlplattenstruktur 6 über mehrere Stützstrukturen 25 in der Höhenrichtung Z an der Bodenplatte 24 abgestützt sein. Die Stützstrukturen 25 können dabei Kräfte in der Höhenrichtung Z von der Kühlplattenstruktur 6 auf die Bodenplatte 4 übertragen, die beispielsweise beim Überfahren der Induktionsladeeinrichtung 1 auftreten können. Darüber hinaus ist denkbar, die Stützstrukturen 25 wärmeleitend zu konfigurieren, sodass zusätzlich Wärme auf die Bodenplatte 24 übertragen und von dieser abgeführt werden kann. Hierzu können die Stützstrukturen 25 aus Metall oder aus einem wärmeleitenden Kunststoff hergestellt sein.In all of the embodiments shown here, the induction charging device 1 is equipped with a base plate 24, which can be made of metal, for example. This base plate 24 is located below the cooling plate structure 6 with respect to the height direction Z and extends perpendicular to the height direction Z. The base plate 24 is used, for example, to place the induction charging device 1 on a surface at or in the respective vehicle parking space. The cooling plate structure 6 can now expediently be supported on the base plate 24 in the height direction Z via several support structures 25. The support structures 25 can transmit forces in the height direction Z from the cooling plate structure 6 to the base plate 4, which can occur, for example, when driving over the induction charging device 1. In addition, it is conceivable to configure the support structures 25 to be thermally conductive, so that additional heat can be transferred to the base plate 24 and dissipated from it. For this purpose, the support structures 25 can be made of metal or of a heat-conducting plastic.

Gemäß den 1 bis 5 und 8 bis 15 kann es zweckmäßig sein, die Stützstrukturen 25 jeweils im Bereich einer der Leitplatten 7, vorzugsweise zentral dazu, anzuordnen. Zweckmäßig ist dann jeder Leitplatte 7 genau eine solche Stützstruktur 25 zugeordnet, die mittig bezüglich der jeweiligen Leitplatte 7 positioniert ist. Hierdurch ergibt sich eine besonders effiziente Kraftübertragung. Die 6 und 7 zeigen alternative Ausführungsformen, bei denen die Stützstrukturen 25 bezüglich der Leitplatten 7 randseitig angeordnet sind.According to the 1 until 5 and 8th until 15 It may be expedient to arrange the support structures 25 in the area of one of the guide plates 7, preferably centrally thereto. Each guide plate 7 is then expediently assigned exactly one such support structure 25, which is positioned centrally with respect to the respective guide plate 7. This results in a particularly efficient power transmission. The 6 and 7 show alternative embodiments in which the support structures 25 are arranged on the edge with respect to the guide plates 7.

Für eine hohe Festigkeit und/oder hohe Wärmeleitfähigkeit können die Stützstrukturen 25 bezüglich der Kühlplattenstruktur 6 und bezüglich der Bodenplatte 24 separat Bauteile repräsentieren, z.B. aus Metall, wie dies bei den Beispielen der 1 bis 3 und 8 bis 14 der Fall ist. Eine preiswerte Realisierbarkeit lässt sich dagegen erreichen, wenn die jeweilige Stützstruktur 25 gemäß den Beispielen der 4 bis 7 und 15 integral an der Kühlplattenstruktur 6 ausgeformt ist. Besonders zweckmäßig ist dabei eine in den 5, 7 und 15 gezeigte Variante, bei der die Kühlplattenstruktur 6 zweiteilig konfiguriert ist. In diesem Fall sind die Stützstrukturen 25 integral am Plattenunterteil 20 ausgeformt.For high strength and/or high thermal conductivity, the support structures 25 can represent separate components with respect to the cooling plate structure 6 and with respect to the base plate 24, for example made of metal, as in the examples of FIG 1 until 3 and 8th until 14 the case is. On the other hand, inexpensive implementation can be achieved if the respective support structure 25 according to the examples of 4 until 7 and 15 is integrally formed on the cooling plate structure 6. One in the is particularly useful 5 , 7 and 15 shown variant, in which the cooling plate structure 6 is configured in two parts. In this case, the support structures 25 are integrally formed on the lower plate part 20.

Bei allen gezeigten Ausführungsformen ist in der Induktionsladeeinrichtung 1 in der Höhenrichtung Z zwischen der Kühlplattenstruktur 6 und der Bodenplatte 24 ein Innenraum 26 ausgebildet, der zur Unterbringung weiterer Komponenten der Induktionsladeeinrichtung 1 genutzt werden kann. Rein exemplarisch ist hierzu in 14 ein im Innenraum 26 angeordneter Feuchtigkeitsabsorber 27 angedeutet, der ein Feuchtigkeit absorbierendes Material aufweist. Die Induktionsladeeinrichtung 1 weist an sich ein hier nicht gezeigtes, dicht verschlossenes Gehäuse auf, sodass von außen keine Feuchtigkeit in die Induktionsladeeinrichtung 1 eindringen kann. Für die Herstellung der Kühlkanalstruktur 6 können, z.B. im Hinblick auf die gewünschte hohe Wärmeleitfähigkeit, Kunststoff zum Einsatz kommen, die für das verwendete Kühlmittel eine gewisse Diffusionsfähigkeit besitzen, sodass vergleichsweise geringe Mengen an Kühlmittel in den Innenraum 26 gelangen können. Um dort nachteilige Effekte, wie z.B. Korrosion, für weitere Komponenten, insbesondere von elektrischen oder elektronischen Komponenten, der Induktionsladeeinrichtung 1 reduzieren zu können, absorbiert der Feuchtigkeitsabsorber 27 diese Feuchtigkeit. Zweckmäßig ist der Feuchtigkeitsabsorber 27 dabei so dimensioniert, dass er die über die erwartete Lebensdauer der Induktionsladeeinrichtung 1 erwartete Menge an Feuchtigkeit aufnehmen kann. Insoweit ist die Induktionsladeeinrichtung 1 diesbezüglich wartungsfrei.In all of the embodiments shown, an interior space 26 is formed in the induction charging device 1 in the height direction Z between the cooling plate structure 6 and the base plate 24, which can be used to accommodate further components of the induction charging device 1. As a purely example of this, see: 14 a moisture absorber 27 arranged in the interior 26 is indicated, which has a moisture-absorbing material. The induction charging device 1 has a tightly sealed housing (not shown here), so that no moisture can penetrate into the induction charging device 1 from the outside. For the production of the cooling channel structure 6, plastic can be used, for example in view of the desired high thermal conductivity, which has a certain diffusivity for the coolant used, so that comparatively small amounts of coolant can reach the interior 26. In order to be able to reduce disadvantageous effects, such as corrosion, for other components, in particular electrical or electronic components, of the induction charging device 1, the moisture absorber 27 absorbs this moisture. The moisture absorber 27 is expediently dimensioned so that it can absorb the amount of moisture expected over the expected service life of the induction charging device 1. In this respect, the induction charging device 1 is maintenance-free in this regard.

Gemäß 14 kann bei einer besonderen Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Leitplatten 7 jeweils eine Wärmeleithülle 28 aufweisen. Zusätzlich oder alternativ können die Litzen 4 jeweils eines Wärmeleithülle 29 aufweisen. Die jeweilige Wärmeleithülle 28, 29 ist in 14 mit unterbrochener Linie angedeutet. According to 14 In a special embodiment, it can be provided that the conductive plates 7 each have a heat-conducting sleeve 28. Additionally or alternatively, the strands 4 can each have a heat-conducting sleeve 29. The respective heat-conducting sleeve 28, 29 is in 14 indicated with a broken line.

Diese Wärmeleithüllen 28, 29 sind nicht auf die in 14 gezeigte Ausführungsform beschränkt, sondern können auch bei den in den anderen Figuren gezeigten Ausführungsformen an den Leitplatten 7 und/oder an den Litzen 4 zum Einsatz kommen. Die Wärmeleithüllen 28, 29 sind vorzugsweise ein thermisches Interfacematerial, also ein TIM und können z.B. aus einem Wärmeleitmaterial bestehen, das einen Wärmeleitkoeffizienten besitzt, der größer ist als derjenige des Kunststoffs, in den die Leitplatten 7 bzw. die Litzen 4 eingebettet sind, also als der Kunststoff der Kühlplattenstruktur 6 bzw. der Litzenträgerstruktur 5. Ebenso können die Wärmeleithüllen 28, 29 als TIM durch wärmeleitende Füllstoffe oder Klebstoffe gebildet sein, die Spalte, Lücken und dergleichen ausgleichen bzw. ausfüllen, die sich zwischen den Leitplatten 7 und der Kühlplattenstruktur 6 bzw. zwischen den Litzen 4 und der Litzenträgerstruktur 7 ausbilden können. Zusätzlich oder alternativ können die Wärmeleithüllen 28, 29 durch eine die Oberflächenbehandlung der Leitplatten 7 bzw. der Litzen 4 gebildet sein, die zu einer verbesserten Wärmeübertragung führt. Beispielsweise eine Reduzierung der Oberflächenrauhigkeiten. Insbesondere kann eine solche Oberflächenbehandlung in Verbindung mit einem TIM zum Einsatz kommen, um die Wärmeübertragung zu verbessern.These heat-conducting sleeves 28, 29 are not on the in 14 Embodiment shown is limited, but can also be used in the embodiments shown in the other figures on the guide plates 7 and / or on the strands 4. The heat-conducting sleeves 28, 29 are preferably a thermal interface material, i.e. a TIM, and can, for example, consist of a heat-conducting material that has a thermal conductivity coefficient that is greater than that of the plastic in which the conductive plates 7 or the strands 4 are embedded, i.e. as the plastic of the cooling plate structure 6 or the strand support structure 5. Likewise, the heat-conducting sleeves 28, 29 can be formed as TIM by heat-conducting fillers or adhesives that compensate for or fill gaps, gaps and the like that are between the conducting plates 7 and the cooling plate structure 6 or . can form between the strands 4 and the strand support structure 7. Additionally or alternatively, the heat-conducting sleeves 28, 29 can be formed by a surface treatment of the conductive plates 7 or the strands 4, which leads to improved heat transfer. For example, a reduction in surface roughness. In particular, such a surface treatment can be used in conjunction with a TIM to improve heat transfer.

Claims

Stationary induction charging device (1) for an inductive vehicle charging system (3) for charging a battery of a battery-electric vehicle, - with at least one coil (2) for generating an alternating electromagnetic field, which extends in a plane perpendicular to the height direction (Z) of the induction charging device (1) and which is formed with electrical conductors designed as strands (4), - with a strand support structure (5) made of plastic for positioning the strands (4), in which the strands (4) are at least partially embedded, - with a cooling plate structure (6) made of plastic, which extends perpendicular to the height direction (Z) below the strands (4) with respect to the height direction (Z) and in which a cooling channel system (8) having a plurality of cooling channels (9) for guiding a coolant is formed is, - with several magnetic field-conducting guide plates (7) made of a soft magnetic material, which extend perpendicular to the height direction (Z) and are arranged between the strands (4) and the cooling channels (9) with respect to the height direction (Z), - Wherein the guide plates (7) are at least partially embedded in the strand support structure (5) and/or in the cooling plate structure (6).

Induction charging device (1). Claim 1 , characterized in that - at least one or more or all cooling channels (9) of the cooling channel system (8) in the area of the guide plates (7) are open on an upper side facing the strands (4) with respect to the height direction (Z), - that the respective , cooling channel (9) open on the top is covered by one of the baffles (7), so that the coolant comes into contact with the respective baffle (7) during operation of the induction charging device (1).

Induction charging device (1). Claim 2 , characterized in that - the respective guide plate (7) is painted or coated at least on its underside facing the respective cooling channel (9).

Induction charging device (1). Claim 1 , characterized in that - the cooling channels (9) in the area of the guide plates (7) are spaced apart in the height direction (Z) from the respective adjacent guide plate (7).

Induction charging device (1). Claim 1 or 4 , characterized in that - the cooling channels (9) in the area of the guide plates (7) in the height direction (Z) have an upper distance (11) from the respective adjacent guide plate (7), which is smaller than a lower distance (12), which the respective cooling channel (9) has to an underside (13) of the cooling plate structure (6) facing away from the guide plates (7).

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that - the respective guide plate (7) is mechanically connected to the cooling plate structure (6).

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in - that the conductive plates (7) each have a heat-conducting sleeve (28) and / or that the strands (4) each have a heat-conducting sleeve (29).

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that - with respect to the height direction (Z) between the strands (4) and the guide plates (7) a spacer plate (14) is arranged, which extends perpendicular to the height direction (Z), - that the spacer plate (14). its upper side (15) is in contact with the strands (4) and its underside (16) is in contact with the guide plates (7).

Induction charging device (1). Claim 8 , characterized in - that the spacer plate (14) consists of a material whose thermal conductivity is greater than the thermal conductivity of the plastic of the stranded support structure (5) and the plastic of the cooling plate structure (6), and / or - that the contact between the spacer plate ( 14) and the respective strand (4) and/or the contact between the spacer plate (14) and the respective guide plate (7) takes place indirectly via a thermal interface material or directly.

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that - the strand support structure (5) is designed as a separate strand support plate (17) with respect to the cooling plate structure (6), - that the strand support plate (17) is in contact with the cooling plate structure (6) in the height direction (Z) or to Cooling plate structure (6) is spaced apart.

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that - the strand support structure (5) and the cooling plate structure (6) are formed in a common plate body (19) in which the guide plates (7) are completely embedded.

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that - the cooling plate structure (6) has a lower plate part (20), in which the cooling channels (9) are designed as recesses that are open at the top, and an upper plate part (21) which closes the cooling channels (9) at the top and that is in contact with the guide plates (7).

Induction charging device (1). Claim 12 , characterized in that - the guide plates (7) are arranged at least partially recessed in the upper plate part (21).

Induction charging device (1). Claim 12 or 13 , characterized in that - the strand support structure (5) and the upper plate part (21) are formed in a common plate body in which the guide plates (7) are completely embedded.

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 14 , characterized in that - the guide plates (7) are arranged completely recessed in the strand support structure (5), so that the guide plates (7) are flush with an underside (22) of the strand support structure (5) facing the cooling plate structure (6).

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 14 , characterized in that - the guide plates (7) are arranged completely recessed in the cooling plate structure (6), so that the guide plates (7) are flush with an upper side (23) of the cooling plate structure (6) facing the strand support structure (5).

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 14 , characterized in that - the guide plates (7) are each arranged partially recessed in the stranded support structure (5) and in the cooling plate structure (6).

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 14 , characterized in - that the guide plates (7) are only partially recessed the strand support structure (5) are arranged and are in contact with a flat top (23) of the cooling plate structure (6).

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 14 , characterized in that - the guide plates (7) are only partially recessed in the cooling plate structure (6) and are in contact with a flat underside (22) of the strand support structure (5).

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 19 , characterized in that - the induction charging device (1) has a base plate (24) which extends below the cooling plate structure (6) with respect to the height direction (Z) and perpendicular to the height direction (Z), - that the cooling plate structure (6) extends over several Support structures (25) are supported in the height direction (Z) on the base plate (24), - that the support structures (25) are preferably each arranged in the area of one of the guide plates (7).

Induction charging device (1). Claim 20 , characterized in that - the respective support structure (25) is integrally formed on the cooling plate structure (6), or - that the respective support structure (25) is separate with respect to the cooling plate structure (6) and the base plate (24).

Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 21 , characterized in that - the induction charging device (1) has an interior (26) in the height direction (Z) between the cooling plate structure (6) and a base plate (24) of the induction charging device (1), in which a moisture absorber (27) is arranged .

Inductive vehicle charging system (3) for charging a battery of a battery-electric vehicle, - with a stationary induction charging device (1) according to one of the preceding claims and - with a mobile induction charging device (1) which is arranged in or on the vehicle.