WO2016055326A1 - Induktives energieübertragungssystem mit breiter primäranordnung - Google Patents

Induktives energieübertragungssystem mit breiter primäranordnung Download PDF

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Definitions

  • the invention relates to an inductive energy transmission system for transmitting electrical energy from a primary-side, in particular stationarily arranged, coil arrangement toward a secondary coil arrangement arranged on a vehicle, the primary-side and the secondary-side coil arrangement each having at least one winding and at least one ferrite arrangement the primary-side ferrite has a length parallel to the longitudinal extent of the roadway and a width transverse to the longitudinal extent of the roadway and the secondary-side ferrite has a length parallel to the vehicle longitudinal axis and a width transverse to the vehicle longitudinal axis.
  • the primary-side coil arrangement 1 and the secondary-side coil arrangement 2 each consist of a coil core 1 F or 2 F and windings l w and 2 W wound around it.
  • the coil core 1F or 2F is usually made of ferrite and is therefore hereinafter referred to as ferrite.
  • the length P x of the primary-side ferrite arrangement 1F in the roadway longitudinal direction or travel direction FR with which the vehicle is driven via the primary coil arrangement is equal to the width P Y transverse to the direction of travel FR.
  • the length S x and the width S Y of the ferrite 2 F of the secondary coil assembly 2 are identical to those of the primary-side ferrite 1 F formed.
  • the primary-side coil arrangement is formed greater by its width and length than the secondary-side coil arrangement, wherein the secondary-side and primary-side coil arrangement in the Usually have the same aspect ratio of length to width and have the same shape.
  • the secondary-side coil arrangement is positioned exactly centrically above the primary-side coil arrangement.
  • the primary-side coil assembly is usually both wider and longer dimensioned as the secondary-side coil assembly.
  • the primary-side coil arrangement can be raised or the secondary-side coil arrangement, usually in the form of a pickup, lowered.
  • the primary-side and the secondary-side coil arrangements are made identical in size, as shown in FIG.
  • coupling between the primary and the secondary side is usually not optimal.
  • the vehicle can be aligned in the area of the charging station in the vehicle longitudinal direction by driving back and forth relative to the primary arrangement, but not transverse to the direction of travel, since steering interventions must be made here, which are usually difficult to perform.
  • An optimal alignment of the primary and secondary coil arrangement transversely to the direction of travel could therefore be carried out only by means of a correspondingly designed lifting mechanism or lowering mechanism, however, which would be expensive in its construction and expensive.
  • Object of the present invention is therefore to provide an inductive energy transmission system, which ensures a good coupling, even if the vehicle is parked in different positions transverse to the vehicle longitudinal axis on the primary-side coil assembly, at the same time the material costs are low.
  • This object is achieved in that the width of the primary-side ferrite at least 1.3 to 6 times the width of the secondary-side ferrite, particularly preferably 1.5 to 5 times, in particular the length of the primary-side ferrite maximum 1.25 times the length of the secondary side ferrite assembly.
  • the length of the primary-side ferrite is advantageously equal to 0.5 to 1.25 times, more preferably equal to 0.9 to 1.2 times, the length of the secondary-side ferrite.
  • the invention is based on the concept of the invention that the primary-side coil arrangement is formed wider than the secondary-side coil arrangement.
  • the secondary-side coil arrangement can be located transversely to the direction of travel of the vehicle in a specific area to the stationarily arranged primary-side coil arrangement, whereby an optimal coupling between the two coil arrangements is ensured in this area.
  • An optimal coupling is thus achieved not only at a specific parking position but transversely to the direction of travel in a region whose width results from the difference between the widths of the primary and secondary coil arrangements.
  • the width of the primary-side ferrite should be at least as large as the sum of twice the required lateral positioning tolerance and the width of the secondary-side ferrite.
  • Under the lateral positioning tolerance is understood to be the maximum permitted lateral offset of the secondary-side coil arrangement relative to the center line of the primary coil arrangement. The vehicle may thus only be parked in such a way that the secondary coil arrangement is always located with its full width above the primary coil arrangement. Only then is there a sufficiently good coupling between the coil arrangements.
  • a stationarily arranged primary-side coil arrangement is understood to mean a coil arrangement which is either fixedly anchored in or on a roadway or a ground, or else only on the roadway or ground, e.g. the floor of a garage.
  • the direction of travel is defined in the sense of the direction of travel in the X direction.
  • the primary-side and the secondary-side coil arrangement are spaced apart in the Z-direction.
  • one of the two in the direction of the other z. B. be adjusted by means of a lifting or lowering device in the Z direction.
  • the coil arrangements can either have a plate-shaped or U-shaped or E-shaped ferrite core. If a plate-shaped ferrite core is used, then the at least one winding is wound parallel to the YZ plane. If the coil core has a U-shaped or E-shaped cross section, the windings are preferably arranged around one or more legs parallel to the XY plane.
  • a control device which determines the relative position of the primary and secondary coil arrangements relative to each other in the direction of travel. This can give or transmit information to the vehicle driver or the vehicle about the current parking position and necessary driving maneuvers.
  • the control device can generate acoustic and / or visual signals which serve the driver for optimum positioning of the vehicle relative to the primary coil arrangement.
  • Fig. 1 Primary and secondary side coil assemblies according to the prior art
  • FIG. 2 shows a first embodiment according to the invention of an inductive energy transmission system with a primary coil arrangement which is wider than the secondary-side coil arrangement;
  • FIG. 2a shows a cross-sectional view through the coil arrangements according to FIG. 2;
  • FIG. 2 shows a first possible embodiment of an inductive energy transmission system according to the invention, comprising the primary-side coil arrangement 1 and the secondary-side coil arrangement 2, each having a coil core 1 F or 2 F and windings l w and 2 W wound around it.
  • the coil core 1 F or 2 F is formed by a plate-shaped ferrite, wherein the windings l w and 2 W are wound around the ferrite plate assemblies 1 F and 2 F.
  • the length P x of the primary-side ferrite arrangement 1 F in the roadway longitudinal direction or travel direction FR with which the vehicle is driven via the primary coil arrangement is substantially smaller than the width P Y transverse to the direction of travel FR.
  • the length S x of the ferrite 2 F of the secondary coil assembly 2 is identical to Length P x of the primary-side ferrite arrangement 1 F.
  • the width S y of the ferrite 2 F of the secondary coil assembly 2 is substantially smaller than the width P Y of the primary-side coil assembly 1. It can also be selected equal to the length S x .
  • the secondary-side coil arrangement 2 can thus be displaced in the Y direction in the direction of the arrows starting from the coil arrangement 2, wherein the coupling between the coil arrangements 1 and 2 always remains very high or even optimally over a certain range.
  • the windings l w and 2 W can on the flat mutually facing sides of the ferrite 1 F and 2 F in grooves 1 N , 2 N einre, so that the coil assemblies build as flat as possible and the shell end faces of the ferrite arrays can be brought as close to each other.
  • FIG. 2a shows the coil arrangements 1 and 2 according to FIG. 2 in cross-section, with shielding plates A P and A s being arranged above the secondary-side coil arrangement 2 and below the primary-side coil arrangement 1 in each case for shielding the magnetic fields.
  • FIG. 3 shows a second embodiment according to the invention of an inductive energy transmission system with primary-side and secondary-side coil cores which are U-shaped in cross-section.
  • the primary-side coil arrangement 1 is wider than the secondary-side coil arrangement 2.
  • the windings are each wound around both free and mutually facing legs lb and 2b, which are interconnected by the connecting web la bz. 2a.
  • the length P x of the primary-side ferrite arrangement 1 F in the roadway longitudinal direction or travel direction FR is substantially smaller than the width P Y transversely to the direction of travel FR.
  • the length S x of the ferrite 2 F of the secondary coil assembly 2 is identical to the length P x of the primary-side ferrite 1 F.
  • the width S y of the ferrite 2 F of the secondary coil assembly 2 is substantially smaller than the width P Y of It can also be selected equal to the length S x .
  • FIG. 4 shows a third possible embodiment of an inductive energy transmission system with primary-side and secondary-side coil cores 1 F and 2 F , which are E-shaped in cross section.
  • the primary-side coil arrangement 1 is wider than the secondary-side coil arrangement 2.
  • the windings l w and 2 W are wound around the middle taps lc and 2c, whereby a good shielding of the magnetic field is ensured.
  • the lengths P x and S x of the primary-side and secondary-side coil assemblies 1 and 2 need not be the same. Rather, the length P x of the primary-side coil arrangement 1 can also be smaller, ie. only 0.9 times the length S x of the secondary-side coil assembly 2 correspond. It is likewise possible that the length P x of the primary-side coil arrangement 1 is greater than the length S x of the secondary-side coil arrangement 2 by a factor of 1.25.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein induktives Energieübertragungssystem zur Übertragung elektrischer Energie von einer primärseitigen, insbesondere stationär angeordneten, Spulenanordnung (1) hin zu einer sekundärseitigen an einem Fahrzeug angeordneten Spulenanordnung (2), wobei die primärseitige und die sekundärseitige Spulenanordnung (1, 2) jeweils mindestens eine Wicklung (1w,2w) und jeweils mindestens eine Ferritanordnung (1F, 2F) aufweisen, wobei die primärseitige Ferritanordnung (1F) eine Länge (Px) längst zur Fahrtrichtung (FR) der Fahrbahn und eine Breite (Py) quer zur Fahrtrichtung (FR) der Fahrbahn aufweist und die sekundärseitige Ferritanordnung (2F) eine Länge (Sx) parallel zur Fahrzeuglängsachse (FR) und eine Breite (Sy) quer zur Fahrzeuglängsachse (FR) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (Py) der primärseitigen Ferritanordnung (1F) mindestens das 1,3 bis 3-fache der Breite (Sy) der sekundärseitigen Ferritanordnung (2F), besonders bevorzugt das 1,5 bis 2-fache, beträgt, wobei die Länge (PX) der primärseitigen Ferritanordnung (1F) maximal das 1,25-fache der Länge (SX) der sekundärseitigen Ferritanordnung (2F) beträgt.

Description

Induktives Energieübertragungssystem mit breiter Primäranordnung
Die Erfindung betrifft ein induktives Energieübertragungssystem zur Übertragung elektrischer Energie von einer primärseitigen, insbesondere stationär angeordneten, Spulenanordnung hin zu einer sekundärseitigen an einem Fahrzeug angeordneten Spulenanordnung, wobei die primärseitige und die sekun- därseitige Spulenanordnung jeweils mindestens eine Wicklung und jeweils mindestens eine Ferritanordnung aufweisen, wobei die primärseitige Ferritanordnung eine Länge parallel zur Längserstreckung der Fahrbahn und eine Breite quer zur Längserstreckung der Fahrtbahn aufweist und die sekundärseitige Ferritanordnung eine Länge parallel zur Fahrzeuglängsachse und eine Breite quer zur Fahrzeuglängsachse aufweist.
Eine aus dem Stand der Technik bekannte gattungsgemäße Vorrichtung ist in Figur 1 dargestellt. Die primärseitige Spulenanordnung 1 und die sekundärseitige Spulenanordnung 2 bestehen jeweils aus einem Spulenkern 1F bzw. 2F sowie darum herumgewickelter Wicklungen lw bzw. 2W. Der Spulenkern 1F bzw. 2F ist in der Regel aus Ferrit und wird daher nachfolgend als Ferritanordnung bezeichnet. Die Länge Px der primärseitigen Ferritanordnung 1F in Fahrbahnlängsrichtung bzw. Fahrtrichtung FR mit der das Fahrzeug über die primäre Spulenanordnung gefahren wird, ist dabei gleich der Breite PY quer zur Fahrtrichtung FR. Die Länge Sx und die Breite SY der Ferritanordnung 2F der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 sind identisch zu denen der primärseitigen Ferritanordnung 1F ausgebildet.
Es ist auch möglich, dass die primärseitige Spulenanordnung von ihrer Breite und Länge größer ausgebildet ist als die sekundärseitige Spulenanordnung, wobei die sekundärseitige und primärseitige Spulenanordnung dabei in der Regel das gleiche Seitenverhältnis von Länge zu Breite aufweisen und die gleiche Form haben.
Eine optimale induktive Energieübertragung ergibt sich stets dann, wenn die sekundärseitige Spulenanordnung exakt zentrisch über der primärseitigen Spulenanordnung positioniert wird. Da eine optimale Ausrichtung der primär- und sekundärseitigen Spulenanordnungen in der Praxis jedoch meist nicht zu realisieren ist, ist die primärseitige Spulenanordnung in der Regel sowohl breiter als auch länger dimensioniert als die sekundärseitige Spulenanordnung .
Je kleiner der Abstand zwischen der primärseitigen und der sekundärseitigen Spulenanordnung zueinander ist, desto besser ist die Kopplung und desto verlustärmer ist damit die Energieübertragung . Zur Verringerung des Abstandes kann entweder die primärseitige Spulenanordnung angehoben oder die sekundärseitige Spulenanordnung, meist in Form einer Pickup, abgesenkt werden. Bei derartigen Systemen, welche auch als Z-Mover bezeichnet werden, werden die primärseitigen und die sekundärseitigen Spulenanordnungen von ihrer Größe her gleich ausgebildet, wie es in Figur 1 dargestellt ist. Da jedoch das Fahrzeug mit seiner am Unterboden angeordneten sekundärseitigen Spulenanordnung meist nicht exakt über der primärseitigen Spulenanordnung geparkt wird, ist in der Regel Kopplung zwischen der Primär- und der Sekundärseite nicht optimal. Das Fahrzeug kann im Bereich der Ladestation zwar in Fahrzeuglängsrichtung durch Vor- und Zurückfahren relativ zur Primäranordnung ausgerichtet werden, jedoch nicht quer zur Fahrtrichtung, da hier Lenkeingriffe vorgenommen werden müssen, die meist nur schwer durchzuführen sind . Ein optimales Ausrichten der primär- und sekundärseitigen Spulenanordnung quer zur Fahrrichtung könnte daher nur mittels eines entsprechend ausgebildeten Hebemechanismus bzw. Absenkmechanismus durchgeführt werden, der jedoch aufwendig in seinem Aufbau und teuer wäre.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein induktives Energieübertragungssystem bereitzustellen, welches eine gute Kopplung gewährleistet, selbst wenn das Fahrzeug in verschiedenen Positionen quer zur Fahrzeuglängsachse über der primärseitigen Spulenanordnung geparkt ist, wobei gleichzeitig die Materialkosten gering sind . Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Breite der primärseitigen Ferritanordnung mindestens das 1,3 bis 6-fache der Breite der sekundärseitigen Ferritanordnung, besonders bevorzug das 1,5 bis 5-fache, beträgt, wobei insbesondere die Länge der primärseitigen Ferritanordnung maximal das 1,25-fache der Länge der sekundärseitigen Ferritanordnung ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des induktiven Energieübertragungssystems gemäß Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche 2 bis 11.
Die Länge der primärseitigen Ferritanordnung ist vorteilhaft gleich dem 0,5 bis 1,25-fachen, besonders bevorzugt gleich dem 0,9 bis 1,2-fachen, der Länge der sekundärseitigen Ferritanordnung .
Der Erfindung liegt der Erfindungsgedanke zugrunde, dass die primärseitige Spulenanordnung breiter als die sekundärseitige Spulenanordnung ausgebildet ist. Hierdurch kann sich die sekundärseitige Spulenanordnung quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges in einem bestimmten Bereich zur stationär angeordneten primärseitigen Spulenanordnung befinden, wobei in diesem Bereich eine optimale Kopplung zwischen den beiden Spulenanordnungen gewährleistet ist. Eine optimale Kopplung wird somit nicht nur an einer bestimmten Parkposition sondern quer zur Fahrtrichtung in einem Bereich, dessen Breite sich aus der Differenz der Breiten der primär- und sekundärseitigen Spulenanordnungen ergibt, erreicht. Hierdurch vereinfacht sich das Positionieren des Fahrzeuges relativ zur stationären primärseitigen Spulenanordnung, da das Fahrzeug lediglich in Fahrtrichtung genau positioniert werden muss, was durch einfaches Vor- oder Zurückfahren des Fahrzeuges möglich ist und wozu keine Lenkbewegungen erforderlich sind . Sofern die primärseitige Spulenanordnung für die Energieübertragung angehoben bzw. die sekundärseitige Spulenanordnung abgesenkt wird, kann die entsprechende Hebe- bzw. Absenkvorrichtung einfach ausgestaltet werden, da auf eine ZuStelleinrichtung quer zur Fahrtrichtung verzichtet werden kann.
Die Breite der primärseitigen Ferritanordnung sollte mindestens so groß gewählt werden, wie die Summe aus dem Doppelten der geforderten seitlichen Positioniertoleranz und der Breite der sekundärseitigen Ferritanordnung . Unter der seitlichen Positioniertoleranz wird dabei der maximal erlaubte seitliche Versatz der sekundärseitigen Spulenanordnung relativ zur Mittellinie der primären Spulenanordnung verstanden. Das Fahrzeug darf somit nur derart geparkt werden, dass die sekundäre Spulenanordnung stets sich noch mit ihrer vollständigen Breite oberhalb der primären Spulenanordnung befindet. Nur dann ist eine hinreichend gute Kopplung zwischen den Spulenanordnungen gegeben.
Unter einer stationär angeordneten primärseitigen Spulenanordnung wird eine Spulenanordnung verstanden, die entweder fest in oder an einer Fahrbahn oder einem Boden angeordnet bzw. verankert ist oder aber lediglich auf der Fahrbahn bzw. dem Boden, z.B. dem Boden einer Garage, aufgelegt ist.
Die Fahrrichtung ist im Sinne der Fahrtrichtung in X-Richtung definiert. Die primärseitige und die sekundärseitige Spulenanordnung sind in Z-Richtung zueinander beabstandet.
Zur Reduzierung des Luftspalts zwischen der primärseitigen und der sekundärseitigen Spulenanordnung kann eine von beiden in Richtung der anderen z. B. mittels einer Hebe- oder Absenkvorrichtung in Z-Richtung verstellt werden.
Die Spulenanordnungen können entweder einen plattenförmigen oder im Querschnitt U- oder E-förmigen Ferritkern aufweisen. Sofern ein plattenförmi- ger Ferritkern verwendet wird, so ist die mindestens eine Wicklung parallel zur YZ-Ebene gewickelt. Hat der Spulenkern einen U- oder E-förmigen Querschnitt, so sind die Wicklungen vorzugsweise um einen oder mehrere Schenkel herum parallel zur XY-Ebene angeordnet.
Vorteilhaft ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die die relative Position der primär- und sekundärseitigen Spulenanordnungen relativ zueinander in Fahrtrichtung ermittelt. Diese kann dem Fahrzeugführer oder dem Fahrzeug Informationen zu der momentanen Parkposition und notwendigen Fahrmanövern geben bzw. übermitteln. Die Steuereinrichtung kann hierzu akustische und/oder visuelle Signale erzeugen, die dem Fahrzeugführer zur optimalen Positionierung des Fahrzeuges relativ zur primären Spulenanordnung dienen. Nachfolgend wird anhand von Zeichnungen die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen :
Fig. 1 : Primär- und sekundärseitige Spulenanordnungen nach dem Stand der Technik;
Fig. 2 : erste erfindungsgemäße Ausführungsform eines induktiven Energieübertragungssystems mit einer primären Spulenanordnung, welche breiter als die sekundärseitige Spulenanordnung ist;
Fig. 2a : Querschnittsdarstellung durch die Spulenanordnungen gemäß Figur 2;
Fig. 3 : eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines induktiven
Energieübertragungssystems mit im Querschnitt U-förmiger pri- märseitigen und sekundärseitigen Spulenkernen, wobei die pri- märseitige Spulenanordnung breiter als die sekundärseitige Spulenanordnung ist;
Fig. 4: eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform eines induktiven
Energieübertragungssystems mit im Querschnitt E-förmiger pri- märseitigen und sekundärseitigen Spulenkernen, wobei die pri- märseitige Spulenanordnung breiter als die sekundärseitige Spulenanordnung ist.
Die Figur 2 zeigt eine erste mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen induktiven Energieübertragungssystems, die primärseitige Spulenanordnung 1 und die sekundärseitige Spulenanordnung 2 aufweisend, die jeweils einen Spulenkern 1F bzw. 2F sowie darum herumgewickelter Wicklungen lw bzw. 2W aufweisen. Der Spulenkern 1F bzw. 2F ist durch eine plattenförmige Ferritanordnung gebildet, wobei die Wicklungen lw und 2W um die Ferritplattenanordnungen 1F und 2F herumgewickelt sind . Die Länge Px der primärseiti- gen Ferritanordnung 1F in Fahrbahnlängsrichtung bzw. Fahrtrichtung FR mit der das Fahrzeug über die primäre Spulenanordnung gefahren wird, ist dabei wesentlich kleiner als die Breite PY quer zur Fahrtrichtung FR. Die Länge Sx der Ferritanordnung 2F der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 ist identisch zur Länge Px der primärseitigen Ferritanordnung 1F. Die Breite Sy der Ferritanordnung 2F der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 ist wesentlich kleiner als die Breite PY der primärseitigen Spulenanordnung 1. Sie kann auch gleich der Länge Sx gewählt werden. Die sekundärseitige Spulenanordnung 2 kann somit in Y-Richtung in Richtung der von der Spulenanordnung 2 ausgehenden Pfeile verschoben werden, wobei stets die Kopplung zwischen den Spulenanordnungen 1 und 2 sehr hoch bzw. über einen gewissen Bereich sogar optimal bleibt.
Die Wicklungen lw und 2W können auf den flachen zueinander zugewandten Seiten der Ferritanordnungen 1F und 2F in Nuten 1N, 2N einliegen, so dass die Spulenanordnungen möglichst flach bauen und die schalen Stirnseiten der Ferritanordnungen möglichst nahe zueinander gebracht werden können.
Die Figur 2a zeigt die Spulenanordnungen 1 und 2 gemäß Figur 2 im Querschnitt, wobei oberhalb der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 und unterhalb der primärseitigen Spulenanordnung 1 jeweils zur Abschirmung der magnetischen Felder Abschirmplatten AP und As angeordnet sind .
Nicht dargestellt sind evtl. Vorrichtungen zum Anheben bzw. Absenken der Spulenanordnungen 1 und 2.
Die Figur 3 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines induktiven Energieübertragungssystems mit primärseitigen und sekundärseitigen Spulenkernen, die im Querschnitt U-formig sind . Ebenso wie bei der in den Figuren 2 und 2a gezeigten Ausführungsform, ist die primärseitige Spulenanordnung 1 breiter als die sekundärseitige Spulenanordnung 2 ausgebildet. Die Wicklungen sind jeweils um beide freien und zueinander zugewandten Schenkel lb und 2b herum gewickelt, welche durch den Verbindungssteg la bz. 2a miteinander verbunden sind .
Auch bei dieser Ausführungsform ist die Länge Px der primärseitigen Ferritanordnung 1F in Fahrbahnlängsrichtung bzw. Fahrtrichtung FR wesentlich kleiner als die Breite PY quer zur Fahrtrichtung FR. Die Länge Sx der Ferritanordnung 2F der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 ist identisch zur Länge Px der primärseitigen Ferritanordnung 1F. Die Breite Sy der Ferritanordnung 2F der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 ist wesentlich kleiner als die Breite PY der primärseitigen Spulenanordnung 1. Sie kann auch gleich der Länge Sx gewählt werden.
Die Figur 4 zeigt eine dritte mögliche Ausführungsform eines induktiven Energieübertragungssystems mit im Querschnitt E-förmigen primärseitigen und sekundärseitigen Spulenkernen 1F und 2F, wobei auch bei dieser Ausführungsform die primärseitige Spulenanordnung 1 breiter als die sekundärseitige Spulenanordnung 2 ist. Die Wicklungen lw und 2W sind dabei um die mittleren Schenke lc und 2c herum gewickelt, wodurch eine gute Abschirmung des Magnetfeldes gewährleistet ist.
Es ist selbstverständlich möglich, dass bei allen vorbeschriebenen Ausführungsformen die Längen Px und Sx der primärseitigen und sekundärseitigen Spulenanordnungen 1 und 2 nicht gleich sein müssen. Vielmehr kann die Länge Px der primärseitigen Spulenanordnung 1 auch kleiner sein, d .h. nur dem 0,9-fachen der Länge Sx der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 entsprechen. Ebenso ist es möglich, dass die Länge Px der primärseitigen Spulenanordnung 1 bis zum Faktor von 1,25 größer als die Länge Sx der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 ist.

Claims

Patentansprüche
Induktives Energieübertragungssystem zur Übertragung elektrischer Energie von einer primärseitigen, insbesondere stationär angeordneten, Spulenanordnung (1) hin zu einer sekundärseitigen an einem Fahrzeug angeordneten Spulenanordnung (2), wobei die primärseitige und die sekundärseitige Spulenanordnung (1, 2) jeweils mindestens eine Wicklung (lw, 2W) und jeweils mindestens eine Ferritanordnung (1F,
2F) aufweisen, wobei die primärseitige Ferritanordnung (1F) eine Länge (Px) längs zur Fahrtrichtung (FR) der Fahrbahn und eine Breite (Py) quer zur Fahrtrichtung (FR) der Fahrbahn aufweist und die sekundärseitige Ferritanordnung (2F) eine Länge (Sx) parallel zur Fahrzeuglängsachse (FR) und eine Breite (Sy) quer zur Fahrzeuglängsachse (FR) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (Py) der primärseitigen Ferritanordnung (1F) mindestens das 1,
3 bis 6-fache der Breite (Sy) der sekundärseitigen Ferritanordnung (2F), besonders bevorzugt das 1,5 bis 5-fache, beträgt, wobei die Länge (Px) der primärseitigen Ferritanordnung (1F) maximal das 1,25- fache der Länge (Sx) der sekundärseitigen Ferritanordnung (2F) beträgt.
Induktives Energieübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (Px) der primärseitigen Ferritanordnung (1F) gleich dem 0,5 bis 1,25-fachen, besonders bevorzugt gleich dem 0,9 bis 1,2-fachen, der Länge (Sx) der sekundärseitigen Ferritanordnung (2F) beträgt.
Induktives Energieübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (Py) der primärseitigen Ferritanordnung (1F) mindestens so groß ist wie das doppelte der geforderten seitlichen Positioniertoleranz zuzüglich der Breite (Sy) der sekundärseitigen Ferritanordnung .
4. Induktives Energieübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnungen (1, 2) einen plattenförmigen oder im Querschnitt U- oder E-förmigen Ferritkern (1F, 2F) aufweisen.
5. Induktives Energieübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsfläche der Wicklung (lw, 2w), insbesondere bei einem plattenförmigen Ferritkern, parallel zur YZ-Ebene angeordnet ist.
6. Induktives Energieübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsfläche der Wicklung (lw, 2W) bei einem im Querschnitt U- oder E-förmigen Ferritkern parallel zur XY-Ebene angeordnet ist.
7. Induktives Energieübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem U- oder E-förmigen Ferritkern (1F, 2F) um mindestens einen Schenkel (lb, lc; 2b, 2c) eine Wicklung (lw, 2W) gewickelt ist.
8. Induktives Energieübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Spulenanordnung (1) mittels einer Hebevorrichtung, insbesondere eines um eine Achse verschwenkbaren Arms oder eines Teleskoparmes, in Z-Richtung, insbesondere mittels eines Antriebs, anhebbar ist oder dass die sekundäre Spulenanordnung (2) mittels einer Absenkvorrichtung, insbesondere eines um eine Achse verschwenkbaren Arms oder eines Teleskoparmes, in Z-Richtung, insbesondere mittels eines Antriebs, absenkbar ist.
9. Induktives Energieübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieübertragungssystem eine Steuereinrichtung aufweist, die die relative Position der primär- und sekundärseitigen Spulenanordnungen relativ zueinander in Fahrtrichtung ermittelt.
10. Induktives Energieübertragungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung mittels der ermittelten Kopp- lung zwischen den Spulenanordnungen (1, 2) die relative Position der Spulenanordnungen (1, 2) zueinander ermittelt.
11. Induktives Energieübertragungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung akustische und/oder visuelle Signale erzeugt, die dem Fahrzeugführer zur optimalen Positionierung des Fahrzeuges relativ zur primärseitigen Spulenanordnung (1) dienen.
12. Induktives Energieübertragungssystem nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung Signale zur Steuerung des Fahrzeuges generiert.
13. Induktives Energieübertragungssystem nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Relativposition des Fahrzeugs relativ zur primären Spulenanordnung (1) übermittelt.
14. Induktives Energieübertragungssystem nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die primäre Spulenanordnung anhebt, sobald sich die sekundärseitige Spulenanordnung des Fahrzeuges oberhalb der primären Spulenanordnung befindet.
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