WO2016008663A1 - Induktives energieübertragungssystem mit mehrphasigem primärkreis - Google Patents

Induktives energieübertragungssystem mit mehrphasigem primärkreis Download PDF

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WO2016008663A1
WO2016008663A1 PCT/EP2015/063387 EP2015063387W WO2016008663A1 WO 2016008663 A1 WO2016008663 A1 WO 2016008663A1 EP 2015063387 W EP2015063387 W EP 2015063387W WO 2016008663 A1 WO2016008663 A1 WO 2016008663A1
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conductor
primary
arrangement
conductors
phase
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PCT/EP2015/063387
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English (en)
French (fr)
Inventor
Faical Turki
Original Assignee
Paul Vahle Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
    • B60M7/00—Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway
    • B60M7/003—Power lines or rails specially adapted for electrically-propelled vehicles of special types, e.g. suspension tramway, ropeway, underground railway for vehicles using stored power (e.g. charging stations)

Definitions

  • the present invention relates to a primary arrangement of an inductive energy transmission system, wherein the primary assembly comprises at least two electrical conductors which are part of electrical resonant circuits, and which are laid meander-shaped or according to a square voltage waveform in the direction of travel and each arranged transversely to the direction of conductor sections, wherein the two electrical Head of the two resonant circuits of their dimensions and their installation are the same, but are arranged shifted in the direction of travel by a length to each other, and that the currents flowing through the two resonant circuits to each other, in particular by 90 °, are electrically out of phase.
  • the current flowing through the two conductor loops LSa and LSb electrical currents i a and i b are phase-shifted by 90 ° to each other.
  • the object of the present invention is to provide a primary arrangement with a high power density and magnetically decoupled circuits.
  • a further conductor or a further conductor loop which is arranged in a plane which is aligned perpendicular or parallel to the road surface, serves to form a further coil.
  • This coil is intended to generate a magnetic flux flowing in the secondary array which is perpendicular to the total magnetic flux c & gs generated by the first conductors or first coil arrays flowing in the secondary array.
  • the further conductor or the further coil arrangement generates a current flowing in the secondary locating magnetic flux ⁇ the phase shifted by 90 ° to the current flowing in the secondary locating total magnetic flux $ is adjusted saturated or regulated, whereby the further conductor and the further coil assembly also for energy transmission use.
  • the secondary side pickup may be formed as a normal solenoid coil having one or more phases, but it is also possible for the secondary side coil arrangement to be a quadrupole coil arrangement having a plurality of coil fields.
  • magnetic fluxes are meant to mean the magnetic fluxes flowing in the secondary array, which are dependent on the relative position of the secondary array to the primary array.
  • the further conductor or the further conductor loop is formed by straight along the roadway extension extending conductor sections, which can be referred to as a return conductor, wherein the forward conductor and the return conductor are arranged at a distance to each other ,
  • their distance from each other should be selected such that the magnetic field of the lower conductor is not coupled to the secondary energy transmission device which is located above the roadway surface.
  • phase of the magnetic flux ⁇ generated by the further conductor loop or coil arrangement is saturated # aligned, which is generated by the current flowing through the first conductor or coil arrangements electric currents.
  • the phase adjustment device can also adjust or adjust the phase position of the magnetic flux ⁇ to be fluxed in the secondary arrangement as a function of the reaction of the secondary arrangement to the primary arrangement.
  • a measurable reaction results from the transient processes of the secondary-side rectifier elements, which in particular cause higher-frequency voltages induced on the primary side. These can be z. B. filtered out by means of a high-pass filter and used to control or control the phase angle of ⁇ .
  • the primary arrangement has only two first conductor or coil arrangements A and B, it is in principle sufficient to determine only the amplitudes of the phase powers P a / b .
  • the phase angle of the flowing in the secondary array total magnetic flux ⁇ J> ges can be determined.
  • the first electrical conductors which are laid in a plane which is parallel to the road surface, form conductor loops with at least one, in particular a plurality of windings, each formed by a meander-shaped or square-wave-shaped forward conductor and a counterclockwise-extending conductor corresponding to the Hinleiters electrical return conductor are formed.
  • the forward conductor and the return conductor are connected to one another at the location farthest from the feed point of the conductor loop, whereby a forward conductor and a return conductor can consist of a plurality of mutually insulated conductors or strands that form the individual windings.
  • the outward and return conductors each arranged transversely to the direction of travel of the roadway, in particular substantially straight, ladder sections which extend through in the direction of the road, also mostly straight Conductor sections are interconnected.
  • the conductor sections arranged transversely to the roadway direction form ring current loops arranged side by side, together with the conductor sections of a conductor loop extending in the direction of the roadway.
  • a transversely arranged conductor of the Hinleiters and the return conductor are always arranged closely together and current flows in the same direction.
  • the ring current loops have a width AB, which is determined by the distance of the conductor sections arranged transversely to the roadway direction.
  • the forward conductors of the two first electrical conductors are advantageously arranged offset by the offset length L in the direction of the road against each other.
  • the current flowing through the two phases A and B electrical currents are phase-shifted by 90 ° to each other electrically.
  • the electrical currents flowing through the three phases A, B and C are thereby phase-shifted by 120 ° relative to each other.
  • the head of the primary assembly are each part of an electrical series or parallel resonant circuit, each consisting of the electrical conductors and additional capacity, unless the required capacity is already formed by the conductor arrangement.
  • the return conductor of the further conductor or of the further coil arrangement it is also possible to arrange the forward and return conductors next to one another in a plane parallel to the road surface.
  • the coil arrangement formed by the further conductor z. B. have the shape of an elongated eight.
  • This coil arrangement can be two external and conductors spaced apart from each other and extending along the roadway extension, which may also be referred to as conductors, are arranged between and parallel to those closely spaced return conductors.
  • the leads are traversed by currents in the same direction.
  • the return conductors are flowed through the same direction currents.
  • the primary arrangement is designed to transmit energy along a roadway, it is within the meaning of the invention to arrange a plurality of the primary arrangements according to the invention one behind the other in the roadway longitudinal direction.
  • the individual conductors of the primary arrays are connected by means of electrical switching devices, which are formed in particular by inverters, with a voltage or power supply device, wherein by means of the inverter an energy transfer from the supply device to the secondary device takes place.
  • electrical switching devices which are formed in particular by inverters, with a voltage or power supply device, wherein by means of the inverter an energy transfer from the supply device to the secondary device takes place.
  • an energy transfer from the secondary device, and thus the vehicle takes place in the direction of primary supply device.
  • Fig. 1 Two-phase primary arrangement according to the prior art
  • Fig. 2 first possible embodiment of a three-phase primary assembly according to the invention
  • Fig. 3 Phases of the magnetic fluxes which are generated by the electrical currents flowing through the three conductors;
  • FIG. 4 shows a vector diagram of the electrical currents and magnetic fluxes in a three-phase system according to FIG. 2;
  • FIG. 5 Energy transmission system with a plurality of primary arrangements arranged one behind the other in the direction of the road for the continuous transmission of energy to at least one vehicle driving on the roadway.
  • Phasor diagram for the four-phase primary arrangement shown in FIG. 8 Another possible embodiment of a four-phase primary arrangement;
  • FIG. 2 shows a first possible embodiment of a three-phase primary arrangement according to the invention which has the phases A, B and D.
  • the three phases A, B and D are formed by the conductor loops LSa, LSb and LSd, which extend along a roadway in the road direction F. Each conductor loop can have more than one turn.
  • the phases A and B are formed in accordance with the phases A and B shown in Figure 1, wherein the conductor loops LSa and LSb are formed by meandered Hinleiter La H , Lb H and also meandering laid return conductors La R , Lb R , which from the feed point SP remote end E are interconnected.
  • the forward and return conductors La H , Lb H and La R , Lb R each have transversely to the longitudinal direction F extension direction F arranged conductor sections La Q and Lb Q , which are connected by running in the direction of carriage F conductor sections La L and Lb L together.
  • the transverse to the roadway extension F ange- arranged ladder sections La Q , Lb Q form together with the running in the longitudinal direction of the road F conductor sections La L , Lb L of each associated conductor loop LSa, LSb in roadway extension F juxtaposed ring current loops S, which roadway extension F have a width AB.
  • the conductor loop LSa, LSb are arranged offset in the longitudinal direction of the road F by the length L, wherein L is equal to AB / 2.
  • the further conductor loop LSd is formed by the forward conductor LdH extending in the roadway extension F and the return conductor Ld R arranged parallel thereto and at a distance A, the forward and return conductors being electrically connected to one another at the end point E.
  • the conductor loop LSd can also have more than one turn.
  • the forward conductor Ld H is arranged above the return conductor LdR in the roadway.
  • the distance A is advantageously to be chosen such that the magnetic field generated by the return conductor LdR does not couple with the secondary-side arrangement of the energy transmission system.
  • Figure 3 shows the currents flowing in the secondary locating magnetic fluxes $ a, #b, .phi.a + b and d, which are caused by the current flowing through the three conductor loops LSa, LSb, LSd electric currents i a, i b and i c.
  • FIG. 4 shows the phasor diagram associated with FIG. 3 of the electrical currents i a , i b and i c and magnetic fluxes $ a, #b, ⁇ a + b and d.
  • the generated magnetic fluxes * & a, ⁇ $ b and * ⁇ d are respectively in phase with the currents i a , ib and i d generating them.
  • the secondary arrangement can also the primary arrangement the phase angle forward (p ge s, this can be done by measuring the induced by the total flux in the secondary arrangement voltage U ge s, ind.
  • phase angle cpges can be determined on the primary side via the repercussions of the secondary arrangement on the primary arrangement.
  • the transient precursors of the secondary-side rectifier can be used, which induce high-frequency voltage changes on the primary side, which can be filtered out, for example, by means of a high-pass filter and used to control or regulate the desired angle cp d .
  • FIG. 5 shows a power transmission system with a plurality of primary arrangements 1 arranged one behind the other in the direction of the road F for the continuous transmission of energy to at least one motor vehicle Kf driving on the carriageway FB.
  • the stationary energy transmission system has a power supply line 3 extending along the roadway direction F, which feeds a first supply unit 4.
  • the electrical switching devices 5 flow either in the in the carriageway FB in the direction F successively laid primary conductor assemblies 1, 1 ' electrical currents to generate the magnetic fluxes, which in turn induce in the pickups 2 of the vehicle motor vehicle voltages, for example, a supply, not shown Battery or drive of the vehicle can be used.
  • FIG. 6 shows the cross section AA through the roadway FB according to FIG. 2 with a vehicle Kfz thereon.
  • the primary assembly 1 according to the invention is arranged, which comprises the two first conductor loops LSa and LSb and the further conductor loop LSd.
  • the two first conductor loops LSa and LSb form the phases A and B and are arranged in the plane EBi parallel to and below the road surface Fo.
  • the two first conductor loops LSa and LSb are formed by the forward conductors La H and Lb H and the return conductors La R and Lb R.
  • the further conductor loop LSd is formed by the forward conductor Ld H and the return conductor Ld R , wherein the forward conductor Ld H above the return conductor Ld R is arranged in a plane EB, which is perpendicular to the road surface Fo and centered to the two first conductor loops LSa and LSb is.
  • the forward conductor Ld H generates the magnetic field M d, which is captured by the ferrite arrangement 2 a of the pickup 2 is induced and in the coil winding or the coil windings 2b of the pickup 2, a voltage.
  • the pickup 2 is arranged or integrated below the vehicle motor vehicle or in the vehicle floor.
  • the shield 2c shields the pickup 2 from the vehicle 1, wherein the shield 2c can also be arranged in the pickup 2 itself.
  • the magnetic field of the lower return conductor Ld R is not shown because it does not interact with the pickup 2 due to the sufficiently large selected distance A.
  • the magnetic fields generated by the conductor loops LSa and LSb are also
  • the distance A must not be too large, so that the inductance formed by the conductor loop LSd or by the forward and return conductors Ld H and Ld R does not become too large and the strength of the lateral magnetic field does not exceed the permissible limits.
  • Each conductor loop LSa, LSb, LSd can be connected to the supply line 3 by means of the electrical switching devices or devices 4, 5 illustrated in FIG.
  • forward conductor and return conductor are to be understood such that the forward conductor from the first terminal AI, Bl, Cl, Dl, which is arranged at the feed point SP, to the farthest end E runs, whereas the return conductor from the end E back to the second terminal A2 extends at the feed point.
  • the upper Hinder Ld H is advantageously arranged below the road surface F 0 of the lane FB. It is also possible that the forward conductor Ld H is arranged in the uppermost roadway layer.
  • FIG. 7 shows a more concrete embodiment of the primary arrangement according to FIG. 6, in which the further conductor loop LSd is arranged in a slot S introduced vertically into the middle of the roadway, the forward conductor Ld H and the return conductor Ld R being kept at a distance by means of a spacer element AE.
  • the conductors of the further conductor loop LSd may be cast directly in the slot or to be arranged in a housing G, which may be formed, for example, by a potting compound may be formed or filled by means of a potting compound.
  • the housing can be prefabricated in the previously elaborated slot S introduced with the electrical conductors and the spacer element. If the conductors are cast in a potting compound, can also be dispensed with the spacer element.
  • FIG. 8 shows a further possible embodiment of the primary arrangement which has four phases A, B, C and D.
  • the three first phases A, B, C generate by means of the three conductor loops LSa, LSb and LSc flowing through currents i a , ib and i c , which are each phase-shifted by 120 ° to each other, a three-phase magnetic field with a total magnetic flux
  • the two induced secondary voltages U d , ind and U ge s, ind are thus advantageously decoupled from each other.
  • the fourth phase D is formed by straight forward and return conductors Ld H and Ld R extending in the roadway direction F, these being arranged in a plane EB which is arranged parallel to the road surface Fo and parallel to the plane EBi, in which the conductors of the two first phases A and B are arranged.
  • the conductor loop LSd is arranged in the form of an elongated eight.
  • a first lead Ld H extends from the terminal Dl to the end E on the right side of the primary assembly 1, passing approximately below the right conductor portions La L and Lb L. At the end of E it is deflected and becomes the return conductor Ld R , which extends to the feed point SP approximately in the middle of the primary assembly 1.
  • the conductor loop LSd may have more than one turn, in which case the second return conductor Ld ' R is connected to the second terminal D2 only at the end of the last turn and is deflected again in all previous turns and becomes the first forward conductor Ld H again
  • the return conductors Ld R and Ld ' R are centered between the outer conductors Ld H and Ld ' H , as shown in Figures 10 and 11.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Primäranordnung (1) eines induktiven Energieübertragungssystems, wobei die Primäranordnung mindestens zwei erste elektrische Leiter (La, Lb, Lc) aufweist, die jeweils Bestandteil von ersten elektrischen Schwingkreisen (Sa, Sb, Sc) sind, und Spulenwicklungen bilden, welche mäanderförmig oder entsprechend eines Rechteckspannungsverlaufes in Fahrtrichtung (F) verlegt sind und jeweils quer zur Fahrtrichtung (F) angeordnete Leiterabschnitte (Laq, Lbq, Lcq) aufweisen, wobei die ersten elektrischen Leiter (La, Lb, Lc) der Schwingkreise (Sa, Sb, Sc) von ihren Abmessungen und ihrer Verlegung gleich ausgebildet sind, jedoch in Fahrtrichtung (F) um eine Länge (L) zueinander verschoben angeordnet sind, und dass die durch die Schwingkreise (Sa, Sb, Sc) fließenden Ströme (Ia, Ib, Ic) zueinander, insbesondere um 90° oder 120°, elektrisch phasenverschoben sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäranordnung mindestens einen weiteren Leiter (Ld, Ld´) aufweist, der Bestandteil eines weiteren Schwingkreises (Sd) ist, wobei der weitere Leiter (Ld) mindestens einen in Fahrtrichtung (F) verlegten geraden Hinleiter (LdH, Ld´H) und mindestens einen parallel dazu angeordnete geraden Rückleiter (LdR, Ld´R) aufweist, und dass eine Phaseneinstelleinrichtung (PI) die Phasenverschiebung (φ) zwischen dem durch die weitere Leiterschleife (Ld) erzeugten und in einer Sekundäranordnung (2) fließenden magnetischen Flusses (ϕd) und dem durch die Ströme (Ia, Ib, Ic) erzeugten und ebenfalls in der Sekundäranordnung (2) fließenden magnetischen Gesamtflusses (ϕges=ϕa+ϕb+ϕc), insbesondere auf 90°, einstellt oder regelt.

Description

Induktives Energieübertragungssystem mit mehrphasigem Primärkreis
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Primäranordnung eines induktiven Energieübertragungssystems, wobei die Primäranordnung mindestens zwei elektrische Leiter aufweist, die Bestandteil von elektrischen Schwingkreisen sind, und welche mäanderförmig oder entsprechend eines Rechteckspannungsverlaufes in Fahrtrichtung verlegt sind und jeweils quer zur Fahrtrichtung angeordnete Leiterabschnitte aufweisen, wobei die beiden elektrischen Leiter der beiden Schwingkreise von ihren Abmessungen und ihrer Verlegung gleich ausgebildet sind, jedoch in Fahrtrichtung um eine Länge zueinander verschoben angeordnet sind, und dass die durch die beiden Schwingkreise fließenden Ströme zueinander, insbesondere um 90°, elektrisch phasenverschoben sind.
Aus WO2011/145953 AI ist eine gattungsgemäße Primäranordnung bekannt, welche in Figur 1 dargestellt ist, und bei der zwei mäanderförmig verlegte Leiterschleifen LSa und LSb, bestehend jeweils aus den Hinleitern LaH und LbH, welche am Endpunkt E mit dem jeweils zugehörigen Rückleiter LaR bzw. LbR verbunden sind, in Fahrtrichtung versetzt zueinander angeordnet sind . Die Hinleiter LaH, LbH und die Rückleiter LaR, LbR weisen jeweils quer zur Fahr- bahnlängserstreckungsrichtung F angeordnete Leiterabschnitte LaQ und LbQ auf, die durch in Fahrbahnrichtung F verlaufende Leiterabschnitte LaL und LbL miteinander verbunden sind . Die durch die beiden Leiterschleifen LSa und LSb fließenden elektrischen Ströme ia und ib sind um 90° zueinander phasenverschoben. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Primäranordnung mit einer hohen Leistungsdichte und magnetisch entkoppelten Kreisen bereitzustellen .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Primäranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich durch die Merkmale der auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche.
Gemäß der Erfindung dient ein weiterer Leiter bzw. eine weitere Leiterschleife, welche in einer Ebene angeordnet ist, die senkrecht oder parallel zur Fahrbahnoberfläche ausgerichtet ist, zur Bildung einer weiteren Spule. Diese Spule soll einen in der Sekundäranordnung fließenden magnetischen Fluss generieren, welcher senkrecht zum durch die ersten Leiter bzw. ersten Spulenanordnungen erzeugten in der Sekundäranordnung fließenden magnetischen Gesamtflusses c&ges ist. Der weitere Leiter bzw. die weitere Spulenanordnung erzeugt einen in der Sekundäranordnung fließenden magnetischen Fluss α der um 90° phasenverschoben zum in der Sekundäranordnung fließenden magnetischen Gesamtfluss $ges eingestellt bzw. geregelt wird, wodurch sich der weitere Leiter bzw. die weitere Spulenanordnung ebenfalls zur Energieübertragung nutzen lässt. Da die magnetischen in der Sekundäranordnung fließenden Flüsse (pges und α orthogonal zueinander ausgerichtet sind, beeinflussen sich die von diesen magnetischen Flüssen induzierten sekundärseitigen Spannungen nicht gegenseitig . Die Primärseitige Anordnung kann somit sowohl zur induktiven Energieübertragung mit einer sekundärseitigen Spulenanordnung zusammenwirken, welche ein- oder mehrphasig ausgebildet ist. So kann die se- kundärseitige Pickup als normale Solenoid-Spule mit einer oder mehreren Phasen ausgebildet sein . Es ist jedoch auch möglich, dass die sekundärseitige Spulenanordnung eine Quadropol-Spulenanordnung mit mehreren Spulenfelder ist.
Sofern im Folgenden von magnetischen Flüssen gesprochen wird, so sind hiermit die in der Sekundäranordnung fließenden magnetischen Flüsse gemeint, welche abhängig von der relativen Lage der Sekundäranordnung zur Primäranordnung sind . Mit der erfindungsgemäßen Primäranordnung lässt sich ein induktives Energieübertragungssystem mit einer vorteilhaft hohen Leistungsdichte realisieren, wobei aufgrund der magnetisch entkoppelten Kreise ges und α ein einfacher Abgleich möglich ist.
Im Gegensatz zu den ersten Leitern, welche mäanderförmig verlegt sind, ist der weitere Leiter bzw. die weitere Leiterschleife durch gerade entlang der Fahrbahnlängserstreckung verlaufende Leiterabschnitte gebildet, die als Hin- und Rückleiter bezeichnet werden können, wobei Hinleiter und Rückleiter in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Bei der Ausführungsform, bei der die Hinleiter und Rückleiter übereinander angeordnet sind, ist deren Abstand zueinander so zu wählen, dass das Magnetfeld des unteren Leiters nicht mit der sekundären Energieübertragungseinrichtung, welche sich oberhalb der Fahrbahnoberfläche befindet bzw. bewegt, koppelt.
Für eine magnetische Entkopplung der durch die ersten Leiter erzeugten Magnetfeldes und des durch die weitere Leiterschleife bzw. Spulenanordnung erzeugten Magnetfeldes ist es notwendig, dass die Phase des durch die weitere Leiterschleife bzw. Spulenanordnung erzeugten magnetischen Flusses α senkrecht bzw. 90° zur der Phase des magnetischen Gesamtflusses #ges ausgerichtet ist, welcher durch die durch die ersten Leiter bzw. Spulenanordnungen fließenden elektrischen Ströme erzeugt wird . Damit die Primärseite Kenntnis von der Phasenlage des Gesamtflusses hat, werden die Amplituden der den magnetischen Gesamtfluss hervorrufenden Primärströme gemessen. Aus den Amplituden Pa,b,c kann die Phasenlage φ(Φ9θ5) des magnetischen Gesamtflus¬ ses #ges = #a + #b + ε berechnet werden. Mit cp(#ges) + 90° erhält man die benötigte Phasenlage φ(Φα) des durch den weiteren Leiter bzw. die weitere Spulenanordnung zu generierenden magnetischen Flusses φα und damit auch die Phasenlage des durch den weiteren Leiter bzw. die weitere Spulenanordnung zu fließenden Sollstromes id.
Die Phasenlage des in der Sekundäranordnung fließenden magnetischen Gesamtflusses (I)ges=<I:,a+ I)b+<i,c und/oder der durch den Gesamtfluss induzierten sekundärseitgen Spannung Uges,ind kann auch von der Sekundäranordnung ermittelt und an die Primäranordnung übermittelt werden, so dass anhand dieser übermittelten Daten die Phaseneinstelleinrichtung die Soll-Phasenlage des in der Sekundäranordnung fließenden magnetischen Flusses *£d einstellen oder einregeln kann.
Auch kann die Phaseneinstelleinrichtung die Phasenlage des in der Sekundäranordnung zu fließenden magnetischen Flusses ά in Abhängigkeit der Rückwirkung der Sekundäranordnung auf die Primäranordnung einstellen bzw. einregeln . Eine messbare Rückwirkung ergibt sich durch die transienten Vorgänge der sekundärseitigen Gleichrichterelemente, welche insbesondere hö- herfrequente, primärseitig induzierte Spannungen hervorgerufenen. Diese können z. B. mittels eines Hochpassfilters herausgefiltert und zur Steuerung bzw. Regelung der Phasenlage von ό genutzt werden.
Sofern die Primäranordnung lediglich zwei erste Leiter bzw. Spulenanordnungen A und B aufweist, reicht es prinzipiell aus, lediglich die Amplituden der Phasenleistungen Pa/b zu ermitteln . Durch das Verhältnis des gemessenen Phasenleistungen Pa,b kann die Phasenlage des in der Sekundäranordnung fließenden magnetische Gesamtflusses <J>ges ermittelt werden.
Die ersten elektrischen Leiter, welche in einer Ebene verlegt sind, welche parallel zur Fahrbahnoberfläche ist, bilden Leiterschleifen mit mindestens einer, insbesondere mehreren Windungen, die jeweils durch einen mäanderförmigen oder entsprechend einer Rechteckspannung verlaufenden Hinleiter und einen sich entgegen der Fahrtrichtung erstreckenden entsprechend des Hinleiters geformten elektrischen Rückleiter gebildet sind. Hinleiter und Rückleiter sind dabei am vom Speisepunkt der Leiterschleife entferntesten Ort miteinander verbunden, wobei ein Hinleiter und ein Rückleiter aus mehreren gegeneinander isolierten Leitern bzw. Litzen bestehen kann, welche die einzelnen Windungen bilden.
Vorteilhaft weisen die Hin- und Rückleiter jeweils quer zur Fahrtrichtung der Fahrbahn angeordnete, insbesondere im Wesentlichen gerade, Leiterabschnitte auf, die durch in Fahrbahnrichtung verlaufende, ebenfalls überwiegend gerade Leiterabschnitte miteinander verbunden sind . Die quer zur Fahrbahnrichtung angeordneten Leiterabschnitte bilden dabei zusammen mit den in Fahrbahnrichtung verlaufenden Leiterabschnitten einer Leiterschleife nebeneinander angeordnete Ringstromschleifen. Dabei sind immer ein quer angeordneter Leiter des Hinleiters und der Rückleiters eng zusammen angeordnet und in gleicher Richtung stromdurchflossen.
Die Ringstromschleifen haben eine Breite AB, welche durch den Abstand der quer zur Fahrbahnrichtung angeordneten Leiterabschnitte bestimmt ist. Die Hinleiter der beiden ersten elektrischen Leiter sind dabei vorteilhaft um die Versatzlänge L in Fahrbahnrichtung gegeneinander verschoben angeordnet.
Sofern die ersten Leiter lediglich ein zweiphasiges System bilden, ist die Versatzlänge gleich der Hälfte des Abstandes AB der quer zur Fahrbahnrichtung angeordneten Leiterabschnitte ist (L = AB/2). Die durch die beiden Phasen A und B fließenden elektrischen Ströme sind dabei um 90° elektrisch zueinander phasenverschoben.
Sofern die ersten Leiter ein dreiphasiges System bilden, ist die Versatzlänge gleich einem Drittel des Abstandes AB der quer zur Fahrbahnrichtung angeordneten Leiterabschnitte ist (L = AB/3). Die durch die drei Phasen A, B und C fließenden elektrischen Ströme sind dabei um 120° elektrisch zueinander phasenverschoben.
Die Leiter der Primäranordnung sind jeweils Bestandteil eines elektrischen Serien- oder Parallelschwingkreises, bestehend jeweils aus den elektrischen Leitern und zusätzlichen Kapazitäten, sofern nicht bereits durch die Leiteranordnung die notwendige Kapazität gebildet ist.
Anstatt die Hin- und Rückleiter des weiteren Leiters bzw. der weiteren Spulenanordnung übereinander in der Fahrbahn anzuordnen, ist es gemäß einer weiteren Ausführungsform auch möglich, Hin- und Rückleiter nebeneinander in einer Ebene parallel zur Fahrbahnoberfläche anzuordnen. Dabei kann die durch den weiteren Leiter gebildete Spulenanordnung z. B. die Form einer langgestreckten Acht aufweisen. Diese Spulenanordnung kann zwei außenliegende und zueinander beabstandete und sich entlang der Fahrbahnlängserstreckung erstreckende Leiter, welche auch als Hinleiter bezeichnet werden können, aufweisen, zwischen und parallel zu denen eng beieinander liegende Rückleiter, angeordnet sind. Die Hinleiter sind dabei durch gleichsinnige Ströme durchflössen. Ebenso sind die Rückleiter durch gleichsinnige Ströme durchflössen.
Da die Primäranordnung zur Energieübertragung längs einer Fahrbahn ausgebildet ist, ist es im Sinne der Erfindung, mehrere der erfindungsgemäßen Primäranordnungen hintereinander in Fahrbahnlängserstreckungsrichtung anzuordnen. Die einzelnen Leiter der Primäranordnungen werden mittels elektrischer Schaltvorrichtungen, welche insbesondere durch Wechselrichter gebildet sind, mit einer Spannungs- oder Stromversorgungseinrichtung verbunden, wobei mittels der Wechselrichter ein Energietransfer von der Versorgungseinrichtung hin zu Sekundäreinrichtung erfolgt. Es ist jedoch ebenso möglich, dass ein Energietransfer von der Sekundäreinrichtung, und damit dem Fahrzeug, in Richtung primärer Versorgungseinrichtung erfolgt.
Nachfolgend wird anhand von Zeichnungen die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen :
Fig. 1 : Zweiphasige Primäranordnung gemäß des Standes der Technik;
Fig. 2 : erste mögliche Ausführungsform einer dreiphasigen erfindungsgemäßen Primäranordnung;
Fig. 3 : Phasenlagen der magnetischen Flüsse, welche durch die durch die drei Leiter fließenden elektrischen Ströme erzeugt werden;
Fig. 4: Zeigerdiagramm der elektrischen Ströme und magnetischen Flüsse bei einem dreiphasigen System gemäß Fig . 2;
Fig. 5 : Energieübertragungssystem mit mehreren in Fahrbahnrichtung hintereinander angeordneten Primäranordnungen zur kontinuierlichen Energieübertragung auf mindestens ein die Fahrbahn befahrendes Fahrzeug . Querschnitt durch eine Fahrbahn quer zur Fahrbahnlängserstre- ckung;
Querschnitt durch eine Fahrbahn quer zur Fahrbahnlängserstre- ckung gemäß Figur 6 mit einem den Hin- und Rückleiter des drit ten Leiters auf Abstand haltenden Abstandselementes; vierphasige Primäranordnung;
Zeigerdiagramm für die in Figur 8 dargestellte vierphasige Primäranordnung; weitere mögliche Ausführungsform einer vierphasigen Primäranordnung;
Querschnitt durch eine schematisch dargestellte Fahrbahn mit darauf befindlichem Fahrzeug und einer in der Fahrbahn gemäß Figur 10 ausgebildeten Primäranordnung .
Die Figur 2 zeigt eine erste mögliche Ausführungsform einer dreiphasigen erfindungsgemäßen Primäranordnung, welche die Phasen A, B und D aufweist. Die drei Phase A, B und D sind durch die Leiterschleifen LSa, LSb und LSd gebildet, die sich entlang einer Fahrbahn in Fahrbahnrichtung F erstrecken. Jede Leiterschleife kann dabei mehr als eine Windung aufweisen. Die Phasen A und B sind entsprechend der in Figur 1 dargestellten Phasen A und B ausgebildet, wobei die Leiterschleifen LSa und LSb durch mäanderförmig verlegte Hinleiter LaH, LbH und ebenfalls mäanderförmig verlegte Rückleiter LaR, LbR gebildet sind, welche am vom Speisepunkt SP entfernten Ende E miteinander verbunden sind.
Die Hin- und Rückleiter LaH, LbH und LaR, LbR weisen jeweils quer zur Fahr- bahnlängserstreckungsrichtung F angeordnete Leiterabschnitte LaQ und LbQ auf, die durch in Fahrbahnrichtung F verlaufende Leiterabschnitte LaL und LbL miteinander verbunden sind . Die quer zur Fahrbahnlängserstreckung F ange- ordneten Leiterabschnitte LaQ, LbQ bilden zusammen mit den in Fahrbahn- längserstreckungsrichtung F verlaufenden Leiterabschnitten LaL, LbL der jeweils zugehörigen Leiterschleife LSa, LSb in Fahrbahnlängserstreckung F nebeneinander angeordnete Ringstromschleifen S, bilden, welche Fahrbahnlängserstreckung F eine Breite AB aufweisen. Die Leiterschleife LSa, LSb sind in Fahrbahnlängserstreckung F um die Länge L zueinander versetzt angeordnet, wobei L gleich AB/2 ist.
Die weitere Leiterschleife LSd ist durch den sich in Fahrbahnlängserstreckung F erstreckenden Hinleiter LdH und den dazu parallel und im Abstand A angeordneten Rückleiter LdR gebildet, wobei Hin- und Rückleiter am Endpunkt E miteinander elektrisch verbunden sind . Auch die Leiterschleife LSd kann mehr als eine Windung aufweisen. Der Hinleiter LdH ist oberhalb des Rückleiters LdR in der Fahrbahn angeordnet. Der Abstand A ist vorteilhaft so zu wählen, dass das vom Rückleiter LdR erzeugte Magnetfeld nicht mit der sekundärseitigen Anordnung des Energieübertragungssystems koppelt.
Die Figur 3 zeigt die in der Sekundäranordnung fließenden magnetischen Flüsse $a, #b, Φa+ b und d, welche durch die durch die drei Leiterschleifen LSa, LSb, LSd fließenden elektrischen Ströme ia, ib und ic hervorgerufen werden. Eine Phaseneinstelleinrichtung stellt dabei die Phasenlage des Stromes id relativ zu den Phasenlagen der Ströme ia und ib so ein, dass der magnetische Gesamtfluss $ges = #a-^b um einen Winkel von 90° zum magnetischen Fluss d phasenverschoben ist.
Die Figur 4 zeigt das zu Figur 3 zugehörige Zeigerdiagramm der elektrischen Ströme ia, ib und ic und magnetischen Flüsse $a, #b, Φa+ b und d.
Die erzeugten magnetischen Flüsse *&a, <$b und *^d sind jeweils in Phase zu den sie erzeugenden Strömen ia, ib und id. Der von der Phaseneinstelleinrichtung einzustellende Winkel cpd ergibt sich aus dem Phasenwinkel cpa+b = (pges zuzüglich 90° und lässt sich zum Beispiel aus den Amplituden der Phasenleistungen Pa und Pb ermitteln. Wie bereits oben beschrieben, kann die Sekundäranordnung auch der Primäranordnung den Phasenwinkel (pges übermitteln, wobei dies über die Messung der durch den Gesamtfluss in der Sekundäranordnung induzierten Spannung Uges,ind erfolgen kann. Ebenso kann der Phasenwinkel cpges primärseitig über die Rückwirkungen der Sekundäranordnung auf die Primäranordnung ermittelt werden. Hier können z.B. die transienten Vorgäng des sekundärseitigen Gleichrichters genutzt werden, welche hochfrequente Spannungsänderungen primärseitig induzieren, die z.B. mittels eines Hochpassfilters herausfilterbar und zur Steuerung bzw. Regelung des Soll- Winkels cpd nutzbar sind.
Die Figur 5 zeigt ein Energieübertragungssystem mit mehreren in Fahrbahnrichtung F hintereinander angeordneten Primäranordnungen 1 zur kontinuierlichen Energieübertragung auf mindestens ein die Fahrbahn FB befahrendes Kraftfahrzeug Kfz. Das stationäre Energieübertragungssystem weist eine sich entlang der Fahrbahnrichtung F erstreckende Energieversorgungsleitung 3 auf, die eine erste Versorgungseinheit 4 speist. Mittels der elektrischen Schaltvorrichtungen 5 fließen wahlweise in den in der Fahrbahn FB in Fahrtrichtung F hintereinander verlegten Primärleiteranordnungen 1, 1 ' elektrische Ströme zur Erzeugung der magnetischen Flüsse, die wiederum in den Pickups 2 des Fahrzeuges Kfz Spannungen induzieren, die zur Versorgung z.B. einer nicht dargestellten Batterie oder Antriebes des Fahrzeuges Kfz genutzt werden.
Die Figur 6 zeigt den Querschnitt A-A durch die Fahrbahn FB gemäß Figur 2 mit einem darauf befindlichen Fahrzeug Kfz. In der Fahrbahn FB ist die erfindungsgemäße Primäranordnung 1 angeordnet, welche die beiden ersten Leiterschleifen LSa und LSb sowie die weitere Leiterschleife LSd umfasst. Die beiden ersten Leiterschleifen LSa und LSb bilden die Phasen A und B und sind in der Ebene EBi parallel zur und unter der Fahrbahnoberfläche Fo angeordnet. Die beiden ersten Leiterschleifen LSa und LSb sind durch die Hinleiter LaH und LbH sowie die Rückleiter LaR und LbR gebildet. Die weitere Leiterschleife LSd ist durch den Hinleiter LdH und den Rückleiter LdR gebildet, wobei der Hinleiter LdH oberhalb des Rückleiters LdR in einer Ebene EB angeordnet ist, welche senkrecht zur Fahrbahnoberfläche Fo und mittig zu den beiden ersten leiterschleifen LSa und LSb angeordnet ist. Der Hinleiter LdH erzeugt dabei das Magnetfeld Md welches von der Ferritanordnung 2a der Pickup 2 eingefangen wird und in der Spulenwicklung bzw. den Spulenwicklungen 2b der Pickup 2 eine Spannung induziert. Die Pickup 2 ist unterhalb des Fahrzeuges Kfz bzw. im Fahrzeugboden angeordnet bzw. integriert. Die Abschirmung 2c schirmt die Pickup 2 gegenüber dem Fahrzeug 1 ab, wobei die Abschirmung 2c auch in der Pickup 2 selbst angeordnet sein kann . Das Magnetfeld des unteren Rückleiters LdR ist nicht dargestellt, da es aufgrund des hinreichend groß gewählten Ab- standes A nicht mit der Pickup 2 zusammenwirkt. Die von den Leiterschleifen LSa und LSb erzeugten Magnetfelder sind ebenfalls nicht dargestellt.
Der Abstand A darf jedoch nicht zu groß gewählt werden, damit die durch die Leiterschleife LSd bzw. durch die Hin- und Rückleiter LdH und LdR gebildete Induktivität nicht zu groß wird und die Stärke des seitlichen Magnetfeldes nicht die zulässigen Grenzwerte überschreitet.
Jede Leiterschleife LSa, LSb, LSd ist mittels der in Figur 5 dargestellten elektrischen Schaltvorrichtungen oder Einrichtungen 4, 5 mit der Versorgungsleitung 3 verbindbar.
Die Begriffe Hinleiter und Rückleiter sind derart zu verstehen, dass der Hinleiter von der ersten Anschlussklemme AI, Bl, Cl, Dl, welche beim Speisepunkt SP angeordnet ist, hin zum entferntesten Ende E verläuft, wohingegen sich der Rückleiter vom Ende E zurück zur zweiten Anschlussklemme A2 beim Speisepunkt erstreckt.
Der obere Hinleiter LdH wird vorteilhaft unterhalb der Fahrbahnoberfläche F0 der Fahrbahn FB angeordnet. Es ist auch möglich, dass der Hinleiter LdH in der obersten Fahrbahnschicht angeordnet ist.
Die Figur 7 zeigt eine konkretere Ausgestaltung der Primäranordnung gemäß Figur 6, bei der die weitere Leiterschleife LSd in einem senkrecht in die Fahrbahnmitte eingebrachten Schlitz S angeordnet ist, wobei der Hinleiter LdH und der Rückleiter LdR mittels eines Abstandselemente AE auf Abstand gehalten sind . Selbstverständlich ist es möglich, dass zumindest die Leiter der weiteren L eiterschleife LSd in dem Schlitz unmittelbar eingegossen sind oder in einem Gehäuse G angeordnet sind, welches zum Beispiel durch eine Vergussmasse gebildet oder mittels einer Vergussmasse ausgefüllt sein kann. Das Gehäuse kann in den zuvor ausgearbeiteten Schlitz S vorgefertigt mit den elektrischen Leitern und dem Abstandselement eingebracht werden. Sofern die Leiter in einer Vergussmasse eingegossen sind, kann auch auf das Abstandselement verzichtet werden.
Die Figur 8 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der Primäranordnung, welche vier Phasen A, B, C und D aufweist. Die drei ersten Phasen A, B, C erzeugen mittels der die drei Leiterschleifen LSa, LSb und LSc durchfließenden Ströme ia, ib und ic, welche jeweils 120° zueinander phasenverschoben sind, ein dreiphasiges Magnetfeld mit einem magnetischen Gesamtfluss
*ges=*a+<3?b+*c
Die einzelnen Leiterschleifen LSa, LSb und LSc sind genauso ausgebildet, wie die ersten Leiterschleifen LSa und LSb gemäß der zuvor beschriebenen Ausführungsform, jedoch um die Länge L = AB/3 zueinander in Fahrbahnrichtung F verschoben.
Die weitere Leiterschleife LSd ist konstruktiv identisch und elektrisch gleichwirkend zu der weiteren Leiterschleife LSd der zuvor beschriebenen Ausführungsformen, wobei lediglich, wie im Zeigerdiagramm der Figur 9 gezeigt, die Phasenlage des Stromes id derart eingestellt wird, dass der magnetische Fluss ά möglichst genau 90° phasenverschoben zum magnetischen Gesamtfluss <l?ges = a+'i?b+$c ist und somit die durch den magnetische Fluss d induzierte Sekundärspannung Udjnd ebenfalls um 90° phasenverschoben zu der vom magnetischen Gesamtfluss (5ges =<I)a+<I:)b+<£c induzierten sekundären Spannung Ugesjnd ist. Die beiden induzierten Sekundärspannungen Ud,ind und Uges,ind sind somit vorteilhaft voneinander entkoppelt.
Die Figuren 10 und 11 zeigen eine weitere mögliche Ausführungsform einer Primäranordnung 1 die zwei erste Leiterschleifen LSa und LSb aufweist, welche einen magnetischen Gesamtfluss ges = a+ b erzeugt, welcher sekundärsei- tig die Spannung Uges,ind induziert. Die vierte Phase D ist durch sich in Fahrbahnrichtung F erstreckende gerade Hin- und Rückleiter LdH und LdR gebildet, wobei diese in einer Ebene EB angeordnet sind, welche parallel zur Fahrbahnoberfläche Fo und parallel zur Ebene EBi, in der die Leiter der beiden ersten Phasen A und B angeordnet sind, angeordnet ist. Die Leiterschleife LSd ist in Form einer langgestreckten Acht angeordnet. Ein erster Hinleiter LdH erstreckt sich ausgehend von der Anschlussklemme Dl hin zum Ende E auf der rechten Seite der Primäranordnung 1, wobei er ungefähr unterhalb der rechten Leiterabschnitte LaL und LbL verläuft. Am Ende E wird er umgelenkt und wird zum Rückleiter LdR, welcher sich bis zum Speisepunkt SP ungefähr in der Mitte der Primäranordnung 1 erstreckt. Dort wird er wieder umgelenkt und verläuft als zweiter Hinleiter Ld " H auf der linken Seite der Primäranordnung 1 wieder zum Ende E, wo er wiederum umgelenkt und zum zweiten Rückleiter Ld ' R wird, welche zurück zum Speisepunkt und der zweiten Anschlussklemme D2 verläuft. Wie bereits oben dargelegt, kann die Leiterschleife LSd mehr als eine Windung aufweisen, wobei dann der zweite Rückleiter Ld ' R erst am Ende der letzten Windung mit der zweiten Anschlussklemme D2 verbunden ist und bei allen vorherigen Windungen erneut umgelenkt und wieder zum ersten Hinleiter LdH wird. Die Rückleiter LdR und Ld ' R liegen, wie in den Figuren 10 und 11 dargestellt mittig zwischen den außen angeordneten Hinleitern LdH und Ld ' H. Auch bei dieser vierphasigen Primäranordnung 1 wird der Phasenwinkel cpd des magnetischen Flusses d derart eingestellt, dass er möglichst genau 90° phasenverschoben zum magnetischen Gesamtfluss ges
Figure imgf000014_0001
ist und somit die durch den in der Sekundäranordnung fließenden magnetische Fluss <Ϊ induzierte Sekundärspannung Udjnd ebenfalls um 90° phasenverschoben zu der vom magnetischen Gesamtfluss $ges =$a+$b induzierten sekundären Span¬
Figure imgf000014_0002
Es versteht sich von selbst, dass die in den Figuren 10 und 11 dargestellte Ausführungsform um eine vierte Phase C erweitert werden kann, wobei dann die ersten drei Phasen A, B und C jeweils elektrisch um 120° zueinander phasenverschoben und ihre Leiterschleifen LSa, LSb und LSc mechanisch in Fahrbahnrichtung F um L = AB/3 statt um L = AB/2 zueinander verschoben angeordnet sind .

Claims

Patentansprüche
Primäranordnung (1) eines induktiven Energieübertragungssystems, wo¬ bei die Primäranordnung mindestens zwei erste elektrische Leiter (La, Lb, Lc) aufweist, die jeweils Bestandteil von ersten elektrischen Schwingkrei¬ sen (Sa, Sb, Sc) sind, und Spulenwicklungen bilden, welche mäanderför- mig oder entsprechend eines Rechteckspannungsverlaufes in Fahrtrich¬ tung (F) verlegt sind und jeweils quer zur Fahrtrichtung (F) angeordnete Leiterabschnitte (Laq, Lbq, Lcq) aufweisen, wobei die ersten elektrischen Leiter (La, Lb, Lc) der Schwingkreise (Sa, Sb, Sc) von ihren Abmessun¬ gen und ihrer Verlegung gleich ausgebildet sind, jedoch in Fahrtrichtung (F) um eine Länge (L) zueinander verschoben angeordnet sind, und dass die durch die Schwingkreise (Sa, Sb, Sc) fließenden Ströme (Ia, lb, lc) zueinander, insbesondere um 90° oder 120°, elektrisch phasenverscho¬ ben sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Primäranordnung mindestens einen weiteren Leiter (Ld, Ld ') aufweist, der Bestandteil eines weiteren Schwingkreises (Sd) ist, wobei der weitere Leiter (Ld) mindestens einen in Fahrtrichtung (F) verlegten geraden Hinleiter (LdH, Ld Ή) und mindes¬ tens einen parallel dazu angeordneten geraden Rückleiter (LdR, Ld'R) aufweist, und dass eine Phaseneinstelleinrichtung (P die Phasenverschiebung (cp) zwischen dem durch die weitere Leiterschleife (Ld) erzeug¬ ten und in einer Sekundäranordnung (2) fließenden magnetischen Flusses ( ά) und dem durch die Ströme (Ia, lb, lc) erzeugten und ebenfalls in der Sekundäranordnung (2) fließenden magnetischen Gesamtflusses ( ges=<5a+$b+<i,c), insbesondere auf 90°, einstellt oder regelt.
Primäranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phaseneinstelleinrichtung (P die Phasenlage des in der Sekundäranordnung (2) fließenden magnetischen Flusses ($d) in Abhängigkeit der abgegebenen Phasenleistungen (PA, PB, PC) und/oder in Abhängigkeit von der relativen Position (POSPickup) der Sekundäranordnung (2), insbesondere in Form einer Pickup (3), zur Primäranordnung (1), einstellt.
Primäranordnung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundäranordnung der Primäranordnung die aktuelle Phasenlage des in der Sekundäranordnung (2) fließenden magnetischen Flusses (#d) und/oder des in der Sekundäranordnung (2) fließenden magnetischen Gesamtflusses ^ges=(£a+<ib+(i)c) und/oder die Phasenlage von Udjnd und/oder Uges,ind übermittelt und die Phaseneinstelleinrichtung ( P anhand der übermittelten Daten die Soll-Phasenlage des in der Sekundäranordnung (2) fließenden magnetischen Flusses ( ά ) einstellt oder regelt.
Primäranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Phaseneinstelleinrichtung ( P die Phasenlage des in der Sekundäranordnung (2) fließenden magnetischen Flusses (Φά ) in Abhängigkeit von der Rückwirkung der Sekundäranordnung einstellt, insbesondere anhand der durch die transienten Vorgänge der sekundärseiti- gen Gleichrichterelemente hervorgerufenen, insbesondere höherfrequen- ten, primärseitig induzierten Spannungen.
Primäranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Hinleiter (LdH) oberhalb des Rückleiter (LdR) und in einem Abstand (A) zu diesem angeordnet ist.
Primäranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Leiter (La, Lb, Lc, Ld) Leiterschleifen (LSa, LSb, LSc, LSd) bilden.
Primäranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterschleifen (LSa, LSb, LSc, LSd) jeweils durch einen mäanderförmigen oder entsprechend einer Rechteckspannung verlaufenden Hinleiter (LaH, LbH, LcH) und einen sich entgegen der Fahrtrichtung (F) erstreckenden und entsprechend des Hinleiters (LaH, LbH, LcH) geformten elektrischen Rückleiters (LaR, LbR, LcR) gebildet sind, wobei die Hinleiter (LaH, LbH, LcH) und die Rückleiter (LaR, LbR, LcR) am vom Speisepunkt (SP) entferntesten Ort (E) miteinander verbunden sind .
8. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Hin- und Rückleiter (LaH, LbH, LcH; LaR, LbR, LcR) jeweils quer zur Fahrbahn (F) angeordnete Leiterabschnitte (LaQ, LbQ, LcQ) aufweisen, die durch in Fahrbahnrichtung (F) verlaufende Leiterabschnitte (LaL, LbL, LcL) miteinander verbunden sind, wobei die quer zur Fahrbahn (F) angeordneten Leiterabschnitte (LaQ, LbQ, LcQ) zusammen mit den in Fahrbahnrichtung (F) verlaufenden Leiterabschnitten (LaL, LbL, LcL) einer Leiterschlauffe (LSa, LSbLSc) nebeneinander angeordnete Ringstromschleifen (S,) bilden.
9. Primäranordnung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass quer zur Fahrbahn (F) angeordneten Leiterabschnitte (LaQ, LbQ, LcQ) der Hin- und Rückleiter (LaH, LbH,LCH, LaR, LbR, LcR) einer Leiterschleife (LSa, LSb, LSc) jeweils zum benachbarten quer zur Fahrbahn (F) angeordneten Leiterabschnitt (LaQ, LbQ, LcQ) einen Abstand (AB) aufweisen.
10. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass bei zwei ersten Schwingkreisen (Sa, Sb) die Länge (L) gleich dem halben Abstand (AB) ist (L = AB/2) oder dass bei drei ersten Schwingkreisen (Sa, Sb, Sc) die Länge (L) gleich einem Drittel des Abstandes (AB) ist, d.h. (L = AB/3).
11. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Hinleiter (LdH, LD ' H) und der mindestens eine Rückleiter (LdR, Ld ' R) des weiteren Leiters (Ld) bzw. Schwingkreises (Sd) in einer Ebene (EB) angeordnet sind, wobei die Ebene (EB) entweder senkrecht zur Fahrbahnoberfläche (F0) oder parallel dazu angeordnet ist.
12. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Leiter (Ld) zwei Hinleiter (LdH, LD ' H) aufweist, welche zueinander beabstandet angeordnet sind, und zwei dazwischen und zueinander benachbart angeordnete Rückleiter (LdR, Ld ' R) aufweist, wobei die durch die zwei Hinleiter (LdH, LD ' H) fließenden Ströme und auch die durch die zwei Rückleiter (LdR, LD ' R) fließenden Ströme gleichsinnig sind .
13. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Leiter (La, Lb, Lc, Ld) Bestandteil jeweils eines elektrischen Serien- oder Parallelschwingkreises, insbesondere bestehend aus dem jeweiligen elektrischen Leiter (La, Lb, Lc, Lc) und mindestens einer Kapazität, ist.
14. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass jeder Leiter (La, Lb, Lc, Ld) mittels einer elektrischen Schaltvorrichtung (Wa, Wb, Wc, Wd) mit einer Spannungsoder Stromversorgungseinrichtung (Qa, Qb, Qc, Qd) verbindbar ist.
15. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (La, Lb, Lc, Ld) unterhalb der Fahrbahnoberfläche (F0) in der Fahrbahn (F) angeordnet sind .
16. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein oder alle Leiter (La, Lb, Lc) in einem Gehäuse (G) angeordnet oder in einer Vergussmasse (V) eingegossen sind .
17. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere der die weitere Leiterschleife (LSd) bildende Leiter (Ld) in einem von oben in die Fahrbahnoberfläche (F0) der Fahrbahn (F) eingearbeiteten Längsschlitz (L) eingelegt und mittels mindestens einem Abstandselement (AE) auf Abstand gehalten sind und mittels einer Vergussmasse (V) eingegossen sind .
18. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (A) zwischen dem Hinleiter (LdH) und dem Rückleiter (LdR) derart bemessen ist, dass allein oder im wesentlichen Maße nur vom magnetischen Feld (Ma) des oberen Hinleiters (LdH) eine Spannung in der am Fahrzeug (1) angeordneten sekundärsei- tigen Energieübertragungseinrichtung (2), insbesondere in Form einer Pick-Up, induziert und die Induktivität der dritten Leiterschleife (LSd) nicht zu groß wird.
19. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Primäranordnungen (1) quer zur Fahrbahnlängserstreckung (F) nebeneinander und/oder in Fahr- bahnlängserstreckung (F) versetzt zueinander angeordnet sind.
20. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in Längserstreckungsrichtung (F) der Fahrbahn mehrere Primäranordnungen (1) hintereinander angeordnet sind und mittels der Schaltvorrichtungen mit einer Spannungs- oder Stromversorgungseinrichtung (Q) verbindbar sind .
21. Primäranordnung (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass eine übergeordnete Steuerung (ÜS) mittels der Schaltvorrichtung (5) nur in die Primäranordnungen (1) eine Wechselspannung oder einen Wechselstrom einprägt bzw. einspeist, über denen sich ein Fahrzeug befindet oder demnächst befinden wird .
22. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Hinleiter (LdH) und der Rückleiter (LdR) mittels mindestens einem Abstandselement (AE) auf Abstand (A) gehalten sind .
23. Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (La, Lb, Lc, Ld) bzw. Leiterschleifen (LSa, LSb, LSc, LSd) Spulenwicklungen bilden, wobei die Spulenwicklungen mindestens eine Windung aufweisen.
24. Straße mit mindestens einer Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mindestens einer Spur einer Fahrbahn (F) der ein- oder mehrspurigen Straße mindestens eine Primäranordnung (1) angeordnet ist.
25. Sekundärseitige Energieübertragungseinrichtung (2) zur Bildung eines induktiven Energieübertragungssystem zusammen mit einer Primäranordnung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundärseitige Energieübertragungseinrichtung (2) mindestens einen, insbesondere flachen, scheibenförmigen, Spulenkern (2a), welcher insbesondere durch eine Ferritanordnung gebildet ist, aufweist, welcher von mindestens einer Wicklung (2b) an seiner Ober- und Unterseite umgriffen und parallel zur Fahrbahnoberfläche (F0) ausgerichtet ist.
26. Sekundärseitige Energieübertragungseinrichtung (2) zur Bildung eines induktiven Energieübertragungssystem zusammen mit einer Primäranordnung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die sekundärseitige Energieübertragungseinrichtung (2) mindestens einen, insbesondere flachen, scheibenförmigen, Spulenkern (2a), insbesondere durch eine Ferritanordnung gebildet, aufweist, wobei an der Unterseite des Spulenkerns (2a) mindestens zwei benachbarte und in einer Ebene parallel zur Fahrbahnoberfläche (F0) angeordnete Flachspulen angeordnet sind.
27. Sekundärseitige Energieübertragungseinrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass oberhalb der sekundärseitigen Energieübertragungseinrichtung (2) eine metallische Abschirmung (2c), welche insbesondere größere Abmessungen als die Ferritanordnung (2a) aufweist.
28. Sekundärseitige Energieübertragungseinrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Wicklung Bestandteil eines elektrischen Serien- oder Parallelschwingkreises ist.
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