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Die Erfindung betrifft eine stationäre Induktionsladeeinrichtung für ein Fahrzeugladesystem sowie ein Fahrzeugladesystem mit einem solchen stationären Induktionsladeeinrichtung.
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In heutigen Kraftfahrzeugen kommen sogenannte Traktionsbatterien beispielsweise bei Hybridfahrzeugen oder rein elektrisch betriebenen Fahrzeugen zum Antreiben des Kraftfahrzeugs zum Einsatz. Die Aufladung solcher Traktionsbatterien kann induktiv erfolgen. Hierzu ist es allgemein bekannt, fahrzeugseitig eine Induktionsspule vorzusehen, die mit einer Induktionsspule einer stationären induktiven Ladeeinrichtung zusammenwirken kann.
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Als problematisch erweist sich bei einer solchen stationären Induktionsladeeinrichtung, dass für deren Komponenten oftmals nur begrenzt Bauraum zur Verfügung steht. Dies gilt insbesondere für eine Kühleinrichtung der Induktionsladeeinrichtung, mittels welcher elektrische und elektronische Komponenten der Induktionsladeeinrichtung, welche im Betrieb in nicht unerhebliche Maße Abwärme erzeugen, gekühlt werden können.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbesserte Ausführungsform für eine stationäre Induktionsladeeinrichtung zu schaffen, welche insbesondere voranstehend erläuterte Problematik adressiert.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
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Grundidee der vorliegenden Erfindung ist demnach, eine Induktionsladeeinrichtung mit einer Kühleinrichtung, einer Leistungselektronik, einem elektrischen Inverter und einer Induktionsspule so modular aufzubauen, dass zumindest die Kühleinrichtung und die Induktionsspule unabhängig voneinander, bevorzugt - falls erforderlich - im Abstand zueinander, insbesondere an einem Montageboden oder an einer Montagewand, verbaut werden können. Dies erlaubt eine flexible Anordnung der Komponenten der Induktionsladeeinrichtung an geeigneten Positionen bei gleichzeitig effizienter Kühlung der Induktionsspule mittels der Kühleinrichtung durch Abführung der von der Induktionsspule im Betrieb erzeugten Abwärme.
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Der erfindungsgemäß modulare Aufbau der Induktionsladeeinrichtung erlaubt es dabei, die Position der Kühleinrichtung prinzipiell unabhängig von der Position der Induktionsspule zu wählen. Somit können beim Aufbau der stationären Induktionsladeeinrichtung anwendungs- und bauraumspezifische Randbedingungen besser berücksichtigt werden. Dies gilt insbesondere für das besonders praxisrelevante Szenario, dass zur Montage der Induktionsladeeinrichtung ein von einem Fahrzeug befahrbarer, typischerweise horizontal ausgerichteter Montageboden und eine vertikal ausgerichtete Montagewand zur Verfügung stehen. Da die Induktionsspule der Induktionsladeeinrichtung zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs in der Regel zwingend am Montageboden angeordnet ist, erlaubt der hier vorgestellte modulare Ansatz insbesondere eine wahlweise Anordnung der Kühleinrichtung am Montageboden oder an der Montagewand. Auch eine teilweise Anordnung der Kühleinrichtung jeweils sowohl am Montageboden als auch an der Montagewand ist bei der erfindungsgemäßen Lösung möglich.
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Das hier vorgestellte Konzept kann auch auf weitere im Betrieb Abwärme erzeugende Komponenten der Induktionsladeeinrichtung, also insbesondere auf die oben erwähnte Leistungselektronik sowie auf den oben erwähnten Inverter erweitert werden.
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Die Abführung der Abwärme und somit die Kühlung besagter Komponenten kann mithilfe eines flüssigen oder gasförmigen Kühlmediums erfolgen, welches die Abwärme aufnehmen und somit aus der Induktionsladeeinrichtung abtransportieren kann. Hierzu ist die Induktionsladeeinrichtung mit einer Kühleinrichtung ausgestattet, welche einen von dem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkreislaufs umfasst, in welchem das Kühlmedium zirkulieren kann. Dabei ist zumindest die Induktionsspule thermisch mit dem Kühlmedium des Kühlkreislaufs der Kühleinrichtung verbunden. Das Kühlmedium dient somit als Träger- bzw. Transportmedium für die Abwärme besagter Komponenten, insbesondere der Induktionsspule. Die auf das Kühlmedium übertragene Abwärme kann - beispielsweise mithilfe eines Wärmeübertragers - an die äußere Umgebung der Induktionsladeeinrichtung weitergegeben werden. Auf diese Weise wird eine effiziente Kühlung der Abwärme erzeugenden Komponenten erreicht. Da besagter Kühlkreislauf nur wenig Bauraum benötigt, wird zudem zumindest im unmittelbaren Bereich um die zu kühlenden Komponenten der Induktionsladeeinrichtung nur wenig Bauraum zur Kühlung dieser Komponenten benötigt.
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Im Einzelnen umfasst die erfindungsgemäße stationäre Induktionsladeeinrichtung für ein Fahrzeugladesystem eine Spuleneinheit, die wenigstens eine elektrisch bestrombare Induktionsspule zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes aufweist. Ferner umfasst die Induktionsladeeinrichtung einen elektrischen Inverter zur Umwandlung eines elektrischen Gleichstroms in einen elektrischen Wechselstrom, mittels welchem die Induktionsspule über die Leistungselektronik elektrisch bestromt werden kann. Ferner umfasst die Induktionsladeeinrichtung eine elektrisch mit dem Inverter verbundene Leistungselektronik zum Bereitstellen eines elektrischen Gleichstroms an den elektrischen Inverter. Erfindungsgemäß umfasst die Induktionsladeeinrichtung eine Kühleinrichtung, welche einen von einem Kühlmedium durchströmbaren Kühlkreislauf zum Kühlen der im Betrieb Abwärme erzeugenden Komponenten der Induktionsladeeinrichtung, also von Spuleneinheit bzw. Induktionsspule sowie Leistungselektronik und Inverter, aufweist. Erfindungsgemäß sind zumindest die induktive Spuleneinheit und die Kühleinrichtung thermisch miteinander verbunden und außerdem modular aufgebaut, so dass sie unabhängig voneinander, insbesondere an einem Montageboden oder an einer Montagewand, verbaut werden können.
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Im Ergebnis stellt die hier vorgestellte, erfindungsgemäße Induktionsladeeinrichtung eine Lösung dar, die zusätzlich zur Möglichkeit einer flexiblen Anordnung ihrer Komponenten auch eine effiziente Kühlung derselben ermöglicht.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind auch die Leistungselektronik oder/und der Inverter zur Kühlung fluidisch mit der Kühleinrichtung verbunden und außerdem modular aufgebaut, so dass sie unabhängig voneinander und im Abstand zueinander, insbesondere an einem Montageboden oder an einer Montagewand angeordnet und montiert werden können. Auf diese Weise wird die Flexibilität beim Verbauen bzw. Montieren der Induktionsladeeinrichtung hinsichtlich der Anordnung ihrer Komponenten einschließlich der Kühleinrichtung weiter verbessert.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzen wenigstens zwei, vorzugsweise alle, der genannten Komponenten jeweils ein separates Komponentengehäuse. Dies erlaubt und erleichtert nicht nur eine separate Montage der Komponenten, sondern ermöglicht es auch in Übereinstimmung mit dem erfindungswesentlichen, modularen Ansatz, diese - insbesondere aus anwendungsspezifischen oder bauraum-spezifischen Gründen - im Abstand zueinander anzuordnen. Alternativ dazu können bei dieser Ausführungsform wenigstens zwei, vorzugsweise alle drei, der genannten Komponenten ein gemeinsames Gehäuse teilen, also ein gemeinsames Gehäuse aufweisen. Diese Variante ist - aufgrund ihres besonders einfachen Aufbaus - mit reduzierten Herstellungskosten und einem besonders geringen Bedarf an Bauraum verbunden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist der Kühlkreislauf geschlossen ausgebildet, so dass das Kühlmedium in dem Kühlkreislauf zirkulieren kann. Bei dieser Weiterbildung weist die Kühleinrichtung zur indirekten Kühlung eine in einer Rückkühlzone angeordnete Kühleinheit auf. Die Rückkühlzone umfasst einen im geschlossenen Kühlkreislauf bzw. in der Rückkühlzone angeordneten Wärmeübertrager, welcher von Luft, vorzugsweise aus der äußeren Umgebung des Gehäuses bzw. der Induktionsladeeinrichtung, sowie fluidisch getrennt von dem Kühlmedium durchströmt werden kann. In dem Wärmeübertrager kann Wärme von dem Kühlmedium auf die Luft übertragen werden. Die Bereitstellung eines Kühlkreislaufs mit darin zirkulierendem Kühlmedium ermöglicht eine besonders effektive Übertragung von Abwärme der Komponenten auf das Kühlmedium, wodurch besagte Komponenten besonders effizient gekühlt werden können.
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Besonders zweckmäßig kann bei der voranstehend erläuterten Weiterbildung die Kühleinrichtung einen Lufteinlass zum Einbringen von Luft aus der Umgebung der Induktionsladeeinrichtung in den Wärmeübertrager und einen Luftauslass zum Ausleiten der Luft in die Umgebung der Induktionsladeeinrichtung nach dem Durchströmen des Wärmeübertragers aufweisen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung sind der Lufteinlass und/oder der Luftauslass im Abstand zur Kühleinheit angeordnet. Somit können Lufteinlass und/oder Luftauslass insbesondere an einer vertikalen Montagewand und im Abstand zur Spuleneinheit angeordnet sein.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist der Kühlkreislauf zur direkten Kühlung mit Luft als Kühlmedium offen ausgebildet. Dadurch kann als Kühlmedium Luft aus der Umgebung der Induktionsladeeinrichtung verwendet werden. Bei dieser Weiterbildung umfasst der Kühlkreislauf einen, vorzugsweise im Abstand zur Spuleneinheit angeordneten, Lufteinlass zum Einleiten von Luft in den Kühlkreislauf und einen, vorzugsweise ebenfalls im Abstand zur Spuleneinheit angeordneten, Luftauslass bzw. zum Ausleiten von Luft aus dem Kühlkreislauf. Bei dieser Variante kann auf die Bereitstellung eines geschlossenen Kühlkreislaufs zur Zirkulation eines zur Umgebungsluft separaten Kühlmediums verzichtet werden. Dies führt zu einem erheblich vereinfachten Aufbau der Kühleinrichtung und somit zu deutlichen Kostenvorteilen bei der Herstellung der Induktionsladeeinrichtung.
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Bevorzugt kann der Kühlkreislauf eine erste Kühlzone zum Kühlen der Leistungselektronik, eine zweite Kühlzone zum Kühlen des Inverters und eine dritte Kühlzone zum Kühlen der Induktionsspule, umfassen, die fluidisch miteinander kommunizieren.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die drei Kühlzonen fluidisch in Reihe miteinander verschaltet im Kühlkreislauf angeordnet. Diese Variante ist technisch besonders einfach aufgebaut, da auf fluidische Abzweige zu den einzelnen Kühlzone bzw. von den einzelnen Kühlzonen, wie diese bei einer fluidischen Parallelschaltungen erforderlich wäre, verzichtet werden kann. Insofern benötigt eine solche Reihenschaltung auch besonders wenig Bauraum. Darüber hinaus ist bei dieser Variante sichergestellt, dass jede Kühlzone von dem gesamten Kühlmedium - und nicht nur von einem Teilstrom des Kühlmediums - durchströmt wird.
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Besonders bevorzugt kann die erste Kühlzone stromauf der zweiten und dritten Kühlzone und die zweite Kühlzone stromauf der dritten Kühlzone im Kühlkreislauf angeordnet sein. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass von dem Kühlmedium zunächst Wärme von der im Betrieb typischerweise besonders viel Abwärme erzeugenden Leistungselektronik, aufgenommen wird und erst dann - wenn von dem Kühlmedium bereits Abwärme von der Leistungselektronik aufgenommen wird - von der im Vergleich zur Leistungselektronik weniger Abwärme erzeugenden Induktionsspule. Auch der in der Regel ebenfalls vergleichsweise wenig Abwärme erzeugende elektrische Inverter gibt seine Abwärme also bei dieser Variante erst an das Kühlmedium ab, nachdem dieses bereits jeweils Abwärme von der Leistungselektronik und von der Induktionsspule aufgenommen hat.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann eine der drei Kühlzonen parallel zu den beiden anderen in Reihe verschalteten Kühlzonen verschaltet sein. Ebenfalls ist es denkbar, dass alle drei Kühlzonen fluidisch parallel verschaltet sind. Eine parallele fluidische Verschaltung hat den Vorteil, dass das Kühlmedium mit einer gleichen niedrigen Eingangstemperatur in die parallel verschalteten Kühlzonen eintritt, die zu kühlenden Komponenten also mit einer niedrigeren Temperatur gekühlt werden und somit im Betrieb auch eine niedrigere Betriebstemperatur einnehmen, was insbesondere die Alterung dieser Komponenten verringert und somit die Lebensdauer erhöht.
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Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Rückkühlzone fluidisch in Reihe zu den drei Kühlzonen im Kühlkreislauf angeordnet. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das Kühlmedium bei jeder einzelnen Zirkulation im Kühlkreislauf durch die Rückkühlzone geführt ist, wo es Wärme an die äußere Umgebung der Induktionsladeeinrichtung abgeben kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist in wenigstens einer der drei Kühlzonen wenigstens ein von dem Kühlmedium durchströmbares Kühlelement der Kühleinrichtung angeordnet. Von bzw. in dem Kühlelement kann die von der jeweiligen Komponente, also Induktionsspule oder/und Leistungselektronik oder/und Inverter, erzeugte Abwärme besonders effizient aufgenommen und auf das Kühlmedium übertragen werden.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform umfasst oder ist das Kühlelement ein Gehäuseteil, in welchem eine von dem Kühlmedium durchströmbare Kanalstruktur ausgebildet ist. Bei dieser Ausführungsform ist auf dem Gehäuseteil die Induktionsspule oder/und die Leistungselektronik oder/und der Inverter als jeweils Abwärme erzeugende elektrische/elektronische Komponente der Induktionsladeeinrichtung zumindest teilweise angeordnet und thermisch mit dieser Komponente verbunden. Dadurch kann die von der Komponente erzeugte Abwärme an das durch die Kanalstruktur geführte Kühlmedium übertragen werden.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung mit einem Montageboden und mit einer Montagewand sowie mit einer voranstehend vorgestellten, erfindungsgemäßen Induktionsladeeinrichtung. Die voranstehend erläuterten Vorteile der erfindungsgemäßen Induktionsladeeinrichtung übertragen sich daher auch auf die erfindungsgemäße Anordnung. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist zumindest die Spuleneinheit der Induktionsladeeinrichtung auf dem Montageboden angeordnet.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung kann die Kühleinheit, vorzugsweise benachbart zur Spuleneinheit mit der Induktionsspule, auf dem Montageboden angeordnet sein. Außerdem sind bei dieser Ausführungsform der Lufteinlass und der Luftauslass als Teil der Kühleinheit auf dem Montageboden angeordnet. Dazu alternativ können aber der Lufteinlass und der Luftauslass aber auch im Abstand zur Kühleinheit an der Montagewand angeordnet sein. Somit kann der für die Luft-Zuführung und Luft-Abführung ideale Position flexibel ausgewählt werden. Zudem steht im Abstand zur auf dem Montageboden montierten Kühleinheit ggf. mehr Bauraum zur Verfügung, welcher z.B. für geräuschdämpfende Maßnahmen genutzt werden kann, was den Komfort bei der Nutzung der Induktionsladeeinrichtung weiter erhöht.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung kann zusätzlich zum Lufteinlass und zum Luftauslass auch die Leistungselektronik an der Montagewand angeordnet sein. Besonders bevorzugt ist bei dieser Weiterbildung auch der Inverter an der Montagewand angeordnet, so dass in diesem Fall nur die Spuleneinheit mit der Induktionsspule zum Zusammenwirken mit einer im Elektrofahrzeug verbauten mobilen Induktionsladeeinrichtung auf dem Montageboden verbleibt. Die elektrische Verbindung zwischen der Induktionsspule und der Leistungselektronik bzw. dem elektrischen Inverter kann über geeignete elektrische Verbindungsleitungen realisiert sein. Diese Variante erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn auf dem Montageboden nur wenig, insbesondere nicht genügend, Bauraum zur Verfügung steht.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann zusätzlich zur Spuleneinheit auch der Inverter, vorzugsweise benachbart zur Spuleneinheit, auf dem Montageboden angeordnet sein. Besonders bevorzugt kann bei dieser Ausführungsform auch die Leistungselektronik auf dem Montageboden angeordnet sein. Somit können die elektrischen Leitungswege zwischen der Induktionsspule und dem Inverter sowie gegebenenfalls der Leistungselektronik klein gehalten werden. Diese Variante erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn an anderer Stelle als auf dem Montageboden - insbesondere an oben erwähnter vertikaler Montagewand - nur wenig, insbesondere nicht genügend, Bauraum zur Verfügung steht. Weiterhin können durch eine solche Ausführungsform Bauraum und Kosten für lange elektrische Verbindungsleitungen vermieden und insbesondere die damit einher gehenden Leitungsverluste klein gehalten werden, was den Wirkungsgrad und damit die Effizienz der induktiven Leistungsübertagung erhöht.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Es zeigen, jeweils schematisch:
- 1 ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung, bei welcher die gesamte Induktionsladeeinrichtung auf dem Montageboden der Anordnung angeordnet ist und die Kühlung mittels eines von einem Kühlmedium durchströmbaren, geschlossen ausgebildeten Kühlkreislaufs erfolgt,
- 2 eine Weiterbildung des Beispiels der 1, bei welcher die Kühleinheit der Kühleinrichtung einschließlich Wärmeübertrager sowie Lufteinlass und Luftauslass im Abstand zu den anderen Komponenten der Induktionsladeeinrichtung an einer Montagewand der Anordnung befestigt sind,
- 3 eine Variante des Beispiels der 2, bei welcher nur Lufteinlass und Luftauslass der Kühleinrichtung im Abstand zu den anderen Komponenten der Induktionsladeeinrichtung an einer Montagewand der Anordnung befestigt sind,
- 4 eine Variante des Beispiels der 1, bei welcher der Kühlkreislauf offen ausgebildet ist, so dass er mit Umgebungsluft der Induktionsladeeinrichtung durchströmt werden kann,
- 5, 6 zwei weitere Varianten des Beispiels der 1, bei welchen die Induktionsladeeinrichtung nicht vollständig auf dem Montageboden angeordnet, sondern teilweise an der Montagewand der Anordnung befestigt ist.
- 7 beispielhaft eine mögliche technische Ausgestaltungsform eines Kühlelements der Kühleinrichtung, welches durch ein Gehäuseteil mit Kanalstruktur zum Durchströmen mit dem Kühlmedium ausgebildet ist.
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Die 1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung 30. Die Anordnung 30 umfasst einen sich horizontal erstreckenden Montageboden 31 und eine sich vertikal erstreckende Montagewand 32 sowie eine - anhand der Figuren ebenfalls beispielhaft erläuterte - erfindungsgemäße stationäre Induktionsladeeinrichtung 1, die im Beispiel der 1 auf dem Montageboden 31 angeordnet ist. Die stationäre Induktionsladeeinrichtung 1 umfasst eine Spuleneinheit 15, die eine elektrisch bestrombare Induktionsspule 5 zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes aufweist. Außerdem umfasst die Induktionsladeeinrichtung 1 einen elektrisch mit der Induktionsspule 5 verbundenen elektrischen Inverter 7 zur Umwandlung eines elektrischen Gleichstroms in einen elektrischen Wechselstrom, mittels welchem die Induktionsspule 5 über die Leistungselektronik 6 elektrisch bestromt werden kann. Ferner umfasst die Induktionsladeeinrichtung 1 eine elektrisch mit dem Inverter 7 verbundene Leistungselektronik 6 zum Bereitstellen eines elektrischen Gleichstroms an den elektrischen Inverter 7.
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Entsprechend 1 umfasst die Induktionsladeeinrichtung 1 eine Kühleinrichtung 10 zum Kühlen der im Betrieb Abwärme erzeugenden Komponenten 4 der Induktionsladeeinrichtung 1, also von Spuleneinheit 15 bzw. Induktionsspule 5 sowie von Leistungselektronik 6 und Inverter 7. Hierzu umfasst die Kühleinrichtung 10 einen von einem Kühlmedium K durchströmbaren Kühlkreislauf 13.
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Im Beispiel der 1 ist der Kühlkreislauf 13 geschlossen ausgebildet, so dass das Kühlmedium K in dem Kühlkreislauf 13 zirkulieren kann. Im Beispiel weist der Kühlkreislauf 13 eine erste Kühlzone 14a zum Kühlen der Leistungselektronik 6, eine zweite Kühlzone 14b zum Kühlen des Inverters 7 und eine dritte Kühlzone 14c zum Kühlen der Induktionsspule 5 auf. In der jeweiligen Kühlzone 14a, 14b, 14c wird von der zugeordneten Komponente 4, also der Leistungselektronik 6, der Induktionsspule 5 bzw. des Inverters 7, Abwärme auf das Kühlmedium K übertragen. Die drei Kühlzonen 14a, 14b, 14c können dabei wie in 1 gezeigt fluidisch in Reihe, also seriell miteinander verschaltet im Kühlkreislauf 13 angeordnet sein. Alternativ dazu ist aber auch eine parallele Verschaltung oder eine Kombination aus paralleler und serieller Verschaltung (nicht gezeigt).
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Weiterhin weist die Kühleinrichtung 10 eine zur Abführung der vom Kühlmedium K aufgenommenen Abwärme in einer Rückkühlzone 12 angeordnete Kühleinheit 23 auf. Die Kühleinheit 23 umfasst einen im geschlossenen Kühlkreislauf 13 angeordneten Wärmeübertrager 18, welcher zum einen von Luft L aus der äußeren Umgebung 19 der Induktionsladeeinrichtung 1 und zum anderen - fluidisch getrennt zur Luft L - von dem im Kühlkreislauf 13 zirkulierenden Kühlmedium K durchströmt werden kann. In dem Wärmeübertrager 18 kann Wärme von dem Kühlmedium K auf die Luft L übertragen werden. Die Kühleinheit 23 kann auch eine im Kühlkreislauf 13 angeordnete Fördereinrichtung (nicht gezeigt), etwa in Form einer Fluidpumpe, zum Antreiben des Kühlmediums K umfassen.
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In jeder der drei Kühlzonen 14a, 14b, 14c kann ein von dem Kühlmedium K durchströmbares Kühlelement 16 der Kühleinrichtung 10 angeordnet sein. Von bzw. in dem Kühlelement 16 kann die von der jeweiligen Abwärme erzeugenden Komponente 4, also von der Induktionsspule 5, von der Leistungselektronik 6 sowie vom elektrischen Inverter 7 erzeugte Abwärme aufgenommen und auf das Kühlmedium K übertragen werden.
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Wie in 7 veranschaulicht, kann das Kühlelement 16 ein Gehäuseteil 8 in Form eines Gehäusebodens 9 sein, in welchem eine von dem Kühlmedium K durchströmbare Kanalstruktur 17 mit einem oder mehreren Kühlkanälen 21 ausgebildet ist. Der Gehäuseboden 9 kann von einem ebenfalls plattenartig ausgebildeten Gehäusedeckel 22 fluiddicht verschlossen sein. Auf dem Kühlelement 16 kann die Induktionsspule 5, die Leistungselektronik 6 bzw. der elektrische Inverter 7 als jeweils Abwärme erzeugende Komponente 4 der Induktionsladeeinrichtung 1 angeordnet und thermisch mit dieser Komponente 4 verbunden (in 7 nicht gezeigt) sein. Dadurch kann die von der betreffenden Komponente 4 erzeugte Abwärme an das durch die Kanalstruktur 17 geführte Kühlmedium K übertragen werden. Das Gehäuseteil 8 kann insbesondere Teil des separaten Komponentengehäuses 2a, 2b, 2c oder des gemeinsamen Gehäuses der Komponenten 4 sein.
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Die induktive Spuleneinheit 15 mit der Induktionsspule 5, die Leistungselektronik 6, und der Inverter 7 sind also mittels des Kühlkreislaufs 13 bzw. des im Kühlkreislauf 13 zirkulierenden Kühlmediums K und mittels der Kühlelemente 16 thermisch mit der Kühleinheit 10 verbunden und außerdem modular aufgebaut, so dass sie unabhängig voneinander, insbesondere an dem Montageboden 31 oder an der Montagewand 32 verbaut werden können.
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Die Versorgung der Komponenten 4 mit elektrischer Energie erfolgt im Beispiel der 1 über eine oder mehrere elektrische Versorgungsleitungen 33, welche die Leistungselektronik 6 elektrisch mit einem an der Montagewand 32 vorgesehenen elektrischen Versorgungsanschluss 34 verbunden sind, an welchem elektrische Energie aus einer externen elektrischen Energiequelle (nicht gezeigt) bereitgestellt ist. Der Inverter 7 und die Induktionsspule 7 können über eine oder mehrere elektrische Verbindungsleitungen 35 elektrisch mit der Leistungselektronik 6 verbunden sein.
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Im Beispielszenario der 1 weisen die Komponenten 4 zur Umsetzung des modularen Ansatzes jeweils ein separates Komponentengehäuse 2a, 2b, 2c auf. Alternativ dazu können sich wenigstens zwei -vorzugsweise alle drei - der genannten Komponenten 4 ein gemeinsames Gehäuse teilen (nicht dargestellt).
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Wie die 1 weiterhin veranschaulicht, kann die Kühleinrichtung 10 einen Lufteinlass 3a zum Einbringen von Luft aus der Umgebung 19 der Induktionsladeeinrichtung 1 in den Wärmeübertrager 18 und einen Luftauslass 3b zum Ausleiten der Luft L in die Umgebung 19 der Induktionsladeeinrichtung 1 nach dem Durchströmen des Wärmeübertragers 18 aufweisen.
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Im Beispiel der 1 sind die Spuleneinheit 15 mit der Induktionsspule 5, die Leistungselektronik 6 und der Inverter 7 auf dem Montageboden 31 angeordnet. Außerdem ist im Beispiel der 1 auch die Kühleinheit 23 auf dem Montageboden 31 angeordnet. Ebenso sind der Lufteinlass 3a und der Luftauslass 3b sowie in 1 dargestellt im Bereich des Montagebodens 31 angeordnet. Im Beispiel der 1 ist also die gesamte Induktionsladeeinrichtung 1 auf dem Montageboden 31, nicht aber an der Montagewand 32 angeordnet.
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Die 2 zeigt eine Variante des Beispiels der 2. Die Anordnung 30 der 2 unterscheidet sich von jener der 1 darin, dass die Induktionsladeeinrichtung 1 nur teilweise auf dem Montageboden 31, teilweise aber auch an der Montagewand 32 angeordnet ist. So ist im Beispiel der 2 die Kühleinrichtung 10 mit der Kühleinheit 23, dem Wärmeübertrager 18 sowie mit dem Lufteinlass 3a und mit dem Luftauslass 3b an der Montagewand 32 angeordnet. Der Kühlkreislauf 13, in welchem das Kühlmedium K zirkuliert, erstreckt sich somit abschnittsweise auch von dem Montageboden 31 zur Montagewand 32.
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3 illustriert eine Alternativ-Variante zum Beispiel der 2, gemäß welchem nicht wie im Beispiel der 2 die gesamte Kühleinheit 23, sondern dass nur deren Lufteinlass 3a und Luftauslass 3b an der Montagewand 32 angeordnet sind. Der Lufteinlass 3a und der Luftauslass 3b kommunizieren über eine Luftzuführungsleitung 25 bzw. über eine Luftabführungsleitung 26 fluidisch mit dem am Montageboden 32 angeordneten Wärmeübertrager 18, so dass Luft L aus der Umgebung 19 der Montagewand 32 über den Lufteinlass 3a und die Luftzuführungsleitung 25 zum Wärmeübertrager 18 transportiert werden kann. Dort kann die Luft L Wärme vom Kühlmedium K aufnehmen und danach über die Luftabführungsleitung 26 zum Luftauslass 3b weiterströmen, wo sie wieder in die Umgebung 19 der Montagewand 32 austreten kann. Zweckmäßig können der Lufteinlass 3a und Luftauslass 3b benachbart zueinander an der Montagewand 32 angeordnet sein. Es sind aber auch andere Konfigurationen denkbar, bei welchen der Lufteinlass 3a und der Luftauslass 3b in einem Mindestabstand zueinander angeordnet sind.
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Die 4 zeigt eine weitere Variante der Beispiele der 1 bis 3. Bei dieser Variante ist der Kühlkreislauf 13 nicht wie im Beispiel der 1 bis 3 geschlossen, sondern zur direkten Kühlung mit Luft L als Kühlmedium K offen ausgebildet. Bei der Variante der 4 ist also auf den geschlossenen Kühlkreislauf 13 gemäß den 1 bis 3, in welchem das Kühlmedium K zirkuliert, verzichtet. Die Funktion des Kühlmediums K übernimmt hier die Luft L aus der Umgebung 19 der Induktionsladeeinrichtung 1. Bei dieser Variante umfasst die Induktionsladeeinrichtung 1 analog zum Beispiel der 3 einen Lufteinlass 3a und einen Luftauslass 3b, die beide im Abstand zur Kühleinheit 23 an der Montagewand 32 angeordnet sind.
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Die 5 zeigt in einer Teildarstellung im Bereich der Montagewand 32 eine weitere Variante des Beispiels der 2. Die Variante gemäß 5 unterscheidet sich von jener gemäß 2 darin, dass beim Beispiel der 5 zusätzlich zur Kühleinheit 23 auch die Leistungselektronik 6 an der Montagewand 32 - und somit nicht wie im Beispiel der 2 am Montageboden 31 - angeordnet ist.
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Die 6 zeigt in einer Teildarstellung im Bereich der Montagewand 32 eine Variante des Beispiels der 5. Die Variante gemäß 6 unterscheidet sich von jener gemäß 5 darin, dass beim Beispiel der 6 zusätzlich zur Kühleinheit 23 und zur Leistungselektronik 6 auch der elektrische Inverter 7 an der Montagewand 32 - und somit nicht wie im Beispiel der 4 am Montageboden 31 - angeordnet ist.
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Diejenigen Komponenten 4, die an der Montagewand 32 (vgl. Beispiele der 2, 5 und 6) angeordnet sind, können über eine oder mehrere elektrische Verbindungsleitungen 35 mit den am Montageboden 31 angeordneten Komponenten 4 verbunden sein.
