WO2019002432A1

WO2019002432A1 - Spuleneinrichtung für ein kraftfahrzeug, insbesondere für einen kraftwagen

Info

Publication number: WO2019002432A1
Application number: PCT/EP2018/067352
Authority: WO
Inventors: Detlef Helm; Josef Krammer; Tobias Müller
Original assignee: Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2018-06-28
Publication date: 2019-01-03
Also published as: EP3646355A1; US20200135392A1; DE102017211208A1; CN110603617A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Spuleneinrichtung (1) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (2), mit wenigstens einer in dem Gehäuse (2) angeordneten Sekundärspule (4) zur induktiven Übertragung von elektrischer Energie zum Laden eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs, und mit einer Mehrzahl von in dem Gehäuse (2) angeordneten und voneinander beabstandeten Ferriten (5) zum Führen wenigstens eines Magnetfelds zur induktiven Übertragung der elektrischen Energie, wobei die Ferrite (5) ein flächiges Element (6) bilden und über wenigstens ein elastisch verformbares Verbindungselement (7) miteinander verbunden sind, sodass die Ferrite (5) unter elastischem Verformen des Verbindungselements (7) relativ zueinander bewegbar sind.

Description

Spuleneinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen

Die Erfindung betrifft eine Spuleneinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 .

Eine solche Spuleneinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen, ist beispielsweise bereits aus der DE 10 2013 226 830 A1 bekannt. Die Spuleneinrichtung weist ein Gehäuse und wenigstens eine in dem Gehäuse angeordnete Sekundärspule auf, mittels welcher elektrische Energie zum Laden eines Energiespeichers des

Kraftfahrzeugs induktiv übertragen werden kann. Hierzu wirkt die Sekundärspule beispielsweise mit einer an einem Boden angeordneten Primärspule zusammen, indem elektrische Energie, welche beispielsweise von einer Energiequelle über die Primärspule bereitgestellt wird, induktiv von der Primärspule auf die Sekundärspule übertragen wird. Von der Sekundärspule wird dann beispielsweise die elektrische Energie zu dem

Energiespeicher übertragen und in dem Energiespeicher gespeichert. Die

Spuleneinrichtung weist ferner eine Mehrzahl von in dem Gehäuse angeordneten und voneinander beabstandeten Ferriten zum Führen, insbesondere Abschirmen, wenigstens eines Magnetfelds zur induktiven Übertragung der elektrischen Energie auf. Mit anderen Worten wird zur induktiven Übertragung der elektrischen Energie wenigstens ein

Magnetfeld erzeugt, welches mittels der Ferrite geführt beziehungsweise abgeschirmt wird.

Die US 2012/0235636 A1 offenbart ein System zum Laden und/oder Betreiben eines oder mehrerer Geräte mittels drahtloser Energie. Außerdem ist aus der JP 2012 257 445 A eine Befestigungsstruktur zum Befestigen eines berührungslosen Laders an einem Fahrzeug bekannt. Des Weiteren offenbart die DE 20 2007 001 542 U1 ein induktives Bauelement, insbesondere eine Antenne, mit einem Spulenkörper, der als längliches, mit mindestens einem Innenraum versehenes Bauteil ausgebildet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Spuleneinrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Spuleneinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung lassen sich den übrigen Ansprüchen entnehmen.

Die eingangs genannte Spuleneinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Ferrite ein flächiges Element, das heißt ein Flächenelement, bilden, welches beispielsweise eine zumindest im Wesentlichen zweidimensionale Erstreckung aufweist. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das Flächenelement (flächiges Element) in zwei senkrecht zueinander verlaufenden Raumrichtungen jeweilige Erstreckungen aufweist, welche wesentlich größer sind als eine dritte Erstreckung, die in eine senkrecht zu den Raumrichtungen verlaufende weitere Raumrichtung verläuft. Außerdem weist die

Spuleneinrichtung wenigstens ein flexibles beziehungsweise elastisch verformbares Verbindungselement auf, über welches die beispielsweise an sich voneinander beabstandeten und das Flächenelement bildenden Ferrite miteinander verbunden sind, sodass die Ferrite unter elastischem Verformen des Verbindungselements relativ zueinander bewegbar sind. Mit anderen Worten, werden die Ferrite relativ zueinander bewegt, so wird dadurch das Verbindungselement elastisch verformt. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt lässt das Verbindungselement Relativbewegungen zwischen den Ferriten zu, sodass die Ferrite unter elastischem Verformen des Verbindungselements relativ zueinander bewegt werden können, während die Ferrite über das

Verbindungselement miteinander verbunden bleiben.

Hintergrund der Erfindung ist insbesondere, dass die Sekundärspule üblicherweise an einem Unterboden des beispielsweise als Kraftwagen, insbesondere als

Personenkraftwagen, ausgebildeten Kraftfahrzeugs angeordnet ist, sodass die

Sekundärspule besonders vorteilhaft mit einer Primärspule einer induktiven Ladeeinheit zusammenwirken kann. Mittels der Ladeeinheit kann elektrische Energie, welche beispielsweise von einer Energiequelle über die Primärspule bereitgestellt wird, induktiv von der Primärspule auf die Sekundärspule übertragen und dem beispielsweise als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie, ausgebildeten Energiespeicher des

Kraftfahrzeugs zugeführt und in dem Energiespeicher gespeichert werden. Die

Primärspule ist üblicherweise an einem Boden, beispielsweise eines Parkplatzes, eines Parkhauses, einer Garage etc., angeordnet. Üblicherweise ist die Sekundärspule sämtlichen Witterungen sowie Krafteinflüssen ausgesetzt, insbesondere dann, wenn ein Objekt, das sich auf einer Fahrbahn, entlang welcher das Kraftfahrzeug gefahren wird, befindet, mit der Sekundärspule beziehungsweise mit der Spuleneinrichtung kollidiert. Die Sekundärspule ist vorzugsweise aus Kupfer gebildet beziehungsweise umfasst Kupfer, um eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit zu realisieren. Zur induktiven Übertragung der elektrischen Energie wird wenigstens ein Magnetfeld erzeugt, welches mittels der Ferrite geführt, insbesondere abgeschirmt, werden kann. Hierdurch kann eine besonders effiziente Energieübertragung dargestellt werden. Die Ferrite sind üblicherweise spröde und somit bruchgefährdet. Dies bedeutet, dass die Ferrite unter Krafteinwirkung leicht brechen können. Außerdem ist üblicherweise eine

Leistungselektronik, insbesondere in dem Kraftfahrzeug beziehungsweise in dem

Gehäuse, vorgesehen, wobei auch eine solche Leistungselektronik Witterungen sowie Krafteinwirkungen ausgesetzt sein kann. Üblicherweise ist kein oder ein nur

unzureichender Schutz der Ferrite vorgesehen.

Um nun die Wahrscheinlichkeit, dass es zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Ferrite kommt, besonders gering halten zu können, bilden die Ferrite - wie beschrieben - das Flächenelement und sind über das Verbindungselement relativ zueinander bewegbar miteinander verbunden, sodass ein segmentierter Aufbau beziehungsweise eine segmentierte Anordnung der Ferrite vorgesehen ist. Durch die Bildung des

Flächenelements und den segmentierten Aufbau kann beispielsweise eine auf die Spuleneinrichtung wirkende Kraft durch die Spuleneinrichtung, insbesondere durch die Ferrite, besonders vorteilhaft aufgenommen werden. Zu einer solchen, auf die

Spuleneinrichtung wirkenden Kraft kommt es beispielsweise dann, wenn zunächst ein auf einer Fahrbahn, entlang welcher das Kraftfahrzeug bewegt wird, angeordnetes Objekt mit der Spuleneinrichtung kollidiert. An einer Stelle, an der das Objekt mit der

Spuleneinrichtung kollidiert, kann beispielsweise das Flächenelement beziehungsweise können die Ferrite der Kraft nachgeben, da das Verbindungselement eine

Relativbewegung zwischen den Ferriten zulässt. Die Ferrite und das die Ferrite verbindende Verbindungselement bilden beispielsweise eine Baueinheit, welche, insbesondere an der genannten Stelle, der Krafteinwirkung nachgeben beziehungsweise ausweichen kann. Dadurch kann eine übermäßig starke Kraftbeaufschlagung eines einzelnen der Ferrite vermieden werden, sodass die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs der Ferrite beziehungsweise des einzelnen Ferrits im Vergleich zu herkömmlichen

Spuleneinrichtungen erheblich reduziert werden kann.

Bei der erfindungsgemäßen Spuleneinrichtung lässt sich somit ein besonders vorteilhafter Schutz der genannten Baueinheit und somit der Ferrite gegenüber äu ßeren Einflüssen, insbesondere äu ßeren Krafteinwirkungen, realisieren. Die Ferrite an sich sind starre Elemente der Baueinheit. Die starren Elemente sind auf die beschriebene Weise über das Verbindungselement miteinander verbunden. Da das Verbindungselement elastisch verformbar ist, ist die Baueinheit insgesamt flexibel beziehungsweise elastisch

verformbar, sodass von au ßen auf die Baueinheit wirkende Kräfte besonders vorteilhaft aufgenommen und verteilt werden können. Lokale Belastungsspitzen und daraus resultierende Beschädigungen, insbesondere Brüche, der Ferrite können somit vermieden werden.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Gehäuse aus einem elastisch verformbaren beziehungsweise flexiblen Material gebildet, sodass das Gehäuse beispielsweise äußeren Einflüssen, insbesondere Krafteinwirkungen, besonders vorteilhaft nachgeben beziehungsweise ausweichen kann. Hierdurch können lokale Belastungsspitzen vermieden werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Ferrite auf einer den Ferriten zugewandten Oberfläche des Verbindungselements angeordnet und vorzugsweise mit der Oberfläche verbunden. Somit sind die Ferrite beispielsweise auf dem

Verbindungselement angeordnet, wodurch die Ferrite über das Verbindungselement besonders einfach miteinander verbunden werden können.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist das Verbindungselement zumindest teilweise zwischen den beispielsweise als Ferritkernen ausgebildeten Ferriten

angeordnet, sodass beispielsweise die Ferrite besonders vorteilhaft miteinander verbunden werden können. Ist das Verbindungselement beispielsweise ausschließlich zwischen den Ferriten angeordnet, kann der Bauraumbedarf der Baueinheit besonders gering gehalten werden. Ferner ist dabei beispielsweise das Verbindungselement Teil des Flächenelements, sodass der Bauraumbedarf besonders gering gehalten werden kann.

Um die Teileanzahl und das Gewicht besonders gering halten zu können, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Verbindungselement einstückig und/oder als eine Folie ausgebildet ist.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Ferrite matrixartig in parallel zueinander verlaufenden Zeilen und parallel zueinander und jeweils senkrecht zu den Zeilen verlaufenden Spalten angeordnet sind. Hierdurch kann das Magnetfeld besonders vorteilhaft geführt werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Ferrite sternförmig angeordnet sind, um dadurch eine besonders vorteilhafte Führung und Abschirmung des Magnetfelds realisieren zu können.

Um beispielsweise den Energiespeicher auch dann besonders vorteilhaft, insbesondere effizient, laden zu können, wenn die Ferrite relativ zueinander bewegt werden

beziehungsweise wenn das Verbindungselement elastisch verformt ist, ist es bei einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Ferrite auf jeweiligen, einander zugewandten Stirnseiten, insbesondere Schmalseiten, bogenförmig ausgebildet sind. Hierdurch bleibt beispielsweise ein jeweiliger Abstand zwischen den Ferriten zumindest im Wesentlichen konstant, wenn die Ferrite unter elastischem Verformen des

Verbindungselements relativ zueinander bewegt werden beziehungsweise wenn das Verbindungselement im Vergleich zu einem Ausgangszustand elastisch verformt ist.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn eine jeweilige erste der Stirnseiten eine konvexe Positivkontur und eine jeweilige, der jeweiligen ersten Stirnseite direkt gegenüberliegende zweite der Stirnseite eine mit der Positivkontur

korrespondierende, konkave Negativkontur aufweist.

Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Ferrite

ineinandergreifen. Hierdurch kann die elektrische Energie besonders vorteilhaft auch dann induktiv übertragen werden, wenn die Ferrite relativ zueinander bewegt werden beziehungsweise wenn das Verbindungselement elastisch verformt ist.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich im Weiteren anhand der Figurenbeschreibung sowie der Zeichnungen. Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer

Spuleneinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform für ein

Kraftfahrzeug, mit Ferriten, die ein flächiges Element bilden und über wenigstens ein elastisch verformbares Verbindungselement miteinander verbunden sind, sodass die Ferrite unter elastischem Verformen des Verbindungselements relativ zueinander bewegbar sind; Fig. 2 eine schematische und geschnittene Seitenansicht einer die Ferrite und das Verbindungselement umfassenden Baueinheit gemäß der ersten Ausführungsform;

Fig. 3 eine schematische und geschnittene Seitenansicht der Baueinheit

gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Fig. 4 eine schematische und geschnittene Seitenansicht der Baueinheit

gemäß der ersten Ausführungsform in einem verformten Zustand;

Fig. 5 eine schematische Draufsicht der Baueinheit gemäß der ersten

Ausführungsform;

Fig. 6 eine schematische Draufsicht der Baueinheit gemäß einer dritten

Ausführungsform;

Fig. 7 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht der

Baueinheit;

Fig. 8 ausschnittsweise eine schematische Draufsicht der Baueinheit gemäß einer vierten Ausführungsform;

Fig. 9 ausschnittsweise eine schematische und geschnittene Seitenansicht der

Baueinheit gemäß einer fünften Ausführungsform; und

Fig. 10 eine schematische Draufsicht eines der Ferrite gemäß der fünften

Ausführungsform.

In Fig. 1 ist in einer geschnittenen Seitenansicht eine Spuleneinrichtung 1 für ein

Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Kraftwagen wie beispielsweise einen

Personenkraftwagen, gezeigt. Die Spuleneinrichtung 1 wird zur Realisierung einer induktiven Ladeeinheit genutzt, mittels welcher ein zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeter Energiespeicher des Kraftfahrzeugs mit elektrischer Energie induktiv geladen werden kann. Das Kraftfahrzeug ist dabei beispielsweise als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet und weist wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher wenigstens ein Rad des Kraftfahrzeugs beziehungsweise das Kraftfahrzeug insgesamt elektrisch angetrieben werden kann. Hierzu ist die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar. Um die elektrische Maschine in dem Motorbetrieb zu betreiben, wird die elektrische Maschine mit in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie versorgt. Dadurch nimmt eine in dem Energiespeicher gespeicherte Menge an elektrischer Energie ab. Um die in dem Energiespeicher gespeicherte Menge an elektrischer Energie wieder zu erhöhen, wird der Energiespeicher geladen. Hierzu stellt beispielsweise eine Energiequelle über eine in den Fig. nicht gezeigte Primärspule der induktiven Ladeeinheit elektrische Energie bereit. Bei der Energiequelle handelt es sich beispielsweise um ein Stromnetz beziehungsweise um eine an ein solches Stromnetz angeschlossene Ladesäule. Die Primärspule ist beispielsweise an einem Boden angeordnet, auf welchem das Kraftfahrzeug über seine Räder abgestützt ist beziehungsweise steht.

Die Spuleneinrichtung 1 ist dabei Bestandteil des Kraftfahrzeugs und zumindest mittelbar an einem Aufbau, insbesondere an einer selbsttragenden Karosserie, des Kraftfahrzeugs gehalten. Die Spuleneinrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 und eine in dem Gehäuse 2, insbesondere in einem Aufnahmeraum 3 des Gehäuses 2, angeordnete Sekundärspule 4 auf. Beispielsweise können in dem Gehäuse 2 mehrere Sekundärspulen 4 angeordnet sein. Die Sekundärspule 4 kann derart mit der Primärspule zusammenwirken, dass die von der Energiequelle über die Primärspule bereitgestellte elektrische Energie von der Primärspule auf die Sekundärspule induktiv übertragen wird. Die auf die Sekundärspule 4 übertragene elektrische Energie wird von der Sekundärspule 4 zu dem Energiespeicher geleitet und in dem Energiespeicher gespeichert. Der Energiespeicher ist beispielsweise als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie), ausgebildet und weist eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, von mehreren 100 Volt auf. Dadurch können hohe elektrische Leistungen zum elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden.

Die Spuleneinrichtung 1 weist ferner eine Mehrzahl von beispielsweise als Ferritkerne ausgebildeten Ferriten 5 auf, welche paarweise voneinander beabstandet sind. Zur induktiven Übertragung der elektrischen Energie von der Primärspule auf die

Sekundärspule 4 wird wenigstens ein Magnetfeld erzeugt, welches mittels der

beispielsweise als Ferritkerne ausgebildeten Ferrite 5 geführt sowie abgeschirmt wird. Dadurch kann eine besonders effiziente induktive und somit berührungslose

Energieübertragung realisiert werden. Die Ferrite 5 an sich sind starr, das heißt nicht elastisch beziehungsweise gummielastisch verformbar. Da die Ferrite 5 paarweise voneinander beabstandet sind, ist eine segmentierte Anordnung beziehungsweise ein segmentierter Aufbau der Ferrite 5 vorgesehen, sodass der jeweilige Ferrit 5 auch als Segment oder Ferrit-Segment bezeichnet wird.

Um nun einen besonders hohen Schutz der Ferrite 5 vor unerwünschter Beschädigung und Zerstörung zu realisieren, bilden die Ferrite 5 ein auch als Flächenelement 6 bezeichnetes flächiges Element. Dies bedeutet, dass die Ferrite 5 in einer gemeinsamen Ebene nebeneinander angeordnet sind, wobei diese Ebene durch eine erste

Raumrichtung und durch eine senkrecht zur ersten Raumrichtung verlaufende zweite Raumrichtung aufgespannt wird, insbesondere bezogen auf eine Einbaulage der

Spuleneinrichtung 1 . Insbesondere nimmt die Spuleneinrichtung 1 ihre Einbaulage in vollständig hergestelltem Zustand des Kraftfahrzeugs ein. In diesem vollständig hergestellten Zustand des Kraftfahrzeugs ist die Spuleneinrichtung 1 beispielsweise an, insbesondere unter, einem Unterboden des Kraftfahrzeugs angeordnet, wobei der Unterboden beispielsweise durch den Aufbau, insbesondere durch die selbsttragende Karosserie, gebildet wird. Hierdurch kann die Spuleneinrichtung 1 beziehungsweise die Sekundärspule 4 besonders nahe an der Primärspule angeordnet werden, um dadurch eine besonders effiziente Energieübertragung realisieren zu können.

Das Flächenelement 6 weist dabei eine zumindest im Wesentlichen flächige Erstreckung auf. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass das Flächenelement 6 eine entlang der ersten Raumrichtung verlaufende erste Erstreckung und eine entlang der zweiten

Raumrichtung und somit senkrecht zur ersten Erstreckung verlaufende zweite

Erstreckung aufweist. Ferner weist das Flächenelement 6 eine senkrecht zur ersten Erstreckung und senkrecht zur zweiten Erstreckung verlaufende dritte Erstreckung auf, welche entlang einer senkrecht zur ersten Raumrichtung und senkrecht zur zweiten Raumrichtung verlaufenden dritten Raumrichtung verläuft, sodass die dritte Raumrichtung senkrecht zu der genannten Ebene verläuft. Dabei sind die erste Erstreckung und die zweite Erstreckung wesentlich größer als die dritte Erstreckung. Gleiches gilt

beispielsweise analog für den jeweiligen Ferrit 5, sodass der jeweilige Ferrit 5

beispielsweise - wie besonders gut aus Fig. 10 erkennbar ist - als Flächenelement und dabei als Platte beziehungsweise Ferritplatte ausgebildet ist. Das Flächenelement 6 beziehungsweise die jeweilige Platte ist dabei in der genannten Ebene angeordnet.

Außerdem ist es zur Realisierung eines besonders vorteilhaften Schutzes der Ferrite 5 vor äußeren Einwirkungen, insbesondere Krafteinflüssen, vorgesehen, dass die

Spuleneinrichtung 1 wenigstens ein elastisch verformbares Verbindungselement 7 aufweist, über welches die Ferrite 5 miteinander verbunden sind, sodass die Ferrite 5 unter elastischem Verformen des Verbindungselements 7 relativ zueinander bewegbar sind.

Fig. 1 , 2, 4 und 5 veranschaulichen eine erste Ausführungsform der Spuleneinrichtung 1 . Bei der ersten Ausführungsform sind mehrere, paarweise voneinander beabstandete Verbindungselemente 7 vorgesehen, welche flexibel beziehungsweise elastisch verformbar und somit aus einem flexiblen beziehungsweise elastisch verformbaren Werkstoff gebildet sind. Das jeweilige Verbindungselement 7 ist dabei jeweils zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, zwischen den jeweiligen Ferriten 5 angeordnet. Insbesondere ist das jeweilige Verbindungselement 7 zwischen zwei unmittelbar beziehungsweise direkt einander zugewandten Stirnseiten 8 und 9 von jeweils zwei der Ferrite 5 angeordnet, wobei das jeweilige Verbindungselement 7, insbesondere direkt, mit den jeweiligen Stirnseiten 8 und 9 verbunden ist. Die jeweiligen Stirnseiten 8 und 9 sind jeweilige Schmalseiten des jeweiligen Ferrits 5.

Bei der ersten Ausführungsform sind die Verbindungselemente 7 an sich voneinander separate Bauteile, die mit den Ferriten 5 verbunden und somit über die Ferrite 5 miteinander verbunden sind. Ferner sind die Verbindungselemente 7 voneinander beabstandet. Bei der ersten Ausführungsform sind die Verbindungselemente 7 somit ebenfalls als Segmente und dabei als elastisch verformbare beziehungsweise elastische Elemente oder Segmente ausgebildet, die eine Relativbewegung zwischen den an sich starren Ferriten 5 zulassen. Bei der ersten Ausführungsform sind die jeweiligen

Verbindungselemente 7 ebenfalls in der den Ferriten 5 und den Verbindungselementen 7 gemeinsamen Ebene angeordnet, sodass bei der ersten Ausführungsform beispielsweise die Verbindungselemente 7 zu dem Flächenelement 6 gehören. Die

Verbindungselemente 7 überragen dabei beispielsweise die Ferrite 5 entlang der dritten Raumrichtung nicht und sind somit beispielsweise entlang der dritten Raumrichtung bündig mit den Ferriten 5 angeordnet oder gegenüber den Ferriten 5 zurückversetzt. Bei der ersten Ausführungsform ist somit beispielsweise eine Mixtur aus jeweiligem Ferrit 5 und jeweiligem Verbindungselement 7 vorgesehen, welches beispielsweise aus einem elastischen Material gebildet ist, das jeweilige magnetische Eigenschaften bei Bewegung nicht verändert. Bei dem elastischen Material handelt es sich beispielsweise um

Kunststoff.

Fig. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform, bei welcher beispielsweise genau ein

Verbindungselement 7 vorgesehen ist. Das Verbindungselement 7 ist dabei beispielsweise als eine Folie ausgebildet und weist eine Oberfläche 10 auf, die, insbesondere entlang der dritten Raumrichtung, den der Oberfläche 10 gemeinsamen Ferriten 5 zugewandt ist. Die jeweiligen Ferrite 5 sind dabei auf der Oberfläche 10 angeordnet und an der Oberfläche 10 befestigt, sodass die Ferrite 5 auf dem

Verbindungselement 7 angeordnet sind. Das Verbindungselement 7 ist dabei nicht zwischen den Ferriten 5 angeordnet, sodass das Verbindungselement 7 bezüglich der Stirnseiten 8 und 9 überdeckungsfrei zu den Ferriten 5 angeordnet ist. Bei der dritten Ausführungsform ist somit ein Schichtaufbau vorgesehen. Bei der jeweiligen

Ausführungsform sind die Ferrite 5 und das jeweilige Verbindungselement 7

beispielsweise Bestandteile einer im Ganzen mit 1 1 bezeichneten Baueinheit, welche beispielsweise bei der ersten Ausführungsform dem Flächenelement 6 entspricht. Bei der zweiten Ausführungsform jedoch weist die Baueinheit 1 1 einen Schichtaufbau auf. Der Schichtaufbau weist eine durch das Flächenelement 6 und somit durch die Ferrite 5 gebildete erste Schicht und eine zweite Schicht auf, welche durch das

Verbindungselement 7 gebildet ist. Dabei ist die erste Schicht auf der zweiten Schicht angeordnet, sodass die Schichten beispielsweise in jeweiligen, senkrecht zur dritten Raumrichtung verlaufenden und entlang der dritten Raumrichtung voneinander beabstandeten Ebenen angeordnet sind.

Wie besonders gut aus Fig. 4 erkennbar ist, wird die Baueinheit 1 1 beispielsweise bei einer äußeren Kraftein Wirkung elastisch verformt, ohne dass eine Überlastung der jeweiligen Ferrite 5 erfolgt. Mit anderen Worten, durch den segmentierten Aufbau und die Verbindung der Ferrite 5 über das elastisch verformbare Verbindungselement 7 kann die Baueinheit 1 1 einer äußeren Krafteinwirkung nachgeben beziehungsweise ausweichen. Hierdurch kann die Baueinheit 1 1 besonders vorteilhaft äußere Kräfte aufnehmen, die besonders gut in der Baueinheit 1 1 verteilt und somit von der Baueinheit 1 1

aufgenommen werden können. Hierdurch können lokale Belastungsspitzen und somit Überlastungen der Ferrite 5 vermieden werden, sodass die Wahrscheinlichkeit, dass es zu Beschädigungen oder Zerstörungen der Ferrite 5 kommt, besonders gering gehalten werden kann. Der segmentierte Aufbau wird auch als gliederartiger Aufbau bezeichnet, da beispielsweise die Ferrite 5 jeweilige Glieder darstellen, die über das jeweilige

Verbindungselement 7 bewegbar miteinander verbunden sind.

Fig. 1 bis 3 zeigen die Baueinheit 1 1 in einem Ausgangszustand, wobei Fig. 4 die Baueinheit in einem gegenüber dem Ausgangszustand elastisch verformten

Verformungszustand zeigt. Die Baueinheit 1 1 wird beispielsweise ausgehend von dem Ausgangszustand in den Verformungszustand gebracht, indem von außen eine Kraft auf die Baueinheit 1 1 wirkt. Hierzu kommt es beispielsweise dann, wenn ein Objekt, das sich zunächst auf einer Fahrbahn befindet, entlang welcher das Kraftfahrzeug gefahren wird, gegen die Baueinheit 1 1 beziehungsweise gegen die Spuleneinrichtung 1 prallt. In dem Verformungszustand ist das jeweilige Verbindungselement 7 stärker als in dem

Ausgangszustand verformt, sodass das jeweilige Verbindungselement 7 beispielsweise eine Federkraft bereitstellt. Wirkt diese äu ßere Kraft nicht mehr auf die Baueinheit 1 1 , so kann sich das jeweilige Verbindungselement 7 beispielsweise selbsttätig

beziehungsweise selbstständig zurückverformen. Mit anderen Worten federt das jeweilige Verbindungselement 7 zurück, sodass die Baueinheit 1 1 dann wieder ihren

Ausgangszustand einnimmt.

Fig. 5 zeigt die erste Ausführungsform in einer Draufsicht. Dabei sind die Ferrite 5 quadratisch beziehungsweise matrixartig in parallel zueinander verlaufenden Zeilen 12 und parallel zueinander und jeweils senkrecht zu den Zeilen 12 verlaufenden Spalten 13 angeordnet. Bei einer in Fig. 6 gezeigten dritten Ausführungsform sind die Ferrite 5 sternförmig angeordnet.

Sind keine entsprechenden Maßnahmen getroffen, so ändern sich beispielsweise jeweilige Abstände zwischen den Ferriten 5, wenn diese unter elastischem Verformen des jeweiligen Verbindungselements 7 relativ zueinander bewegt werden. Mit anderen Worten ist beispielsweise ein jeweiliger Abstand zwischen den Ferriten 5 in dem

Ausgangszustand entlang wenigstens einer Erstreckung des Abstands konstant, in dem Verformungszustand jedoch variiert der Abstand entlang seiner Erstreckung. Dadurch können sich die magnetischen Eigenschaften zwischen den Ferriten 5 verändern. Dies ist in Fig. 7 veranschaulicht. In Fig. 7 bezeichnet A den Abstand zwischen jeweils zwei direkt nebeneinander angeordneten der Ferrite 5, wobei der Abstand A entlang seiner

Erstreckung, beispielsweise entlang der dritten Raumrichtung variiert, wenn die

Baueinheit 1 1 elastisch verformt ist.

Fig. 8 zeigt eine vierte Ausführungsform, durch welche beispielsweise der Abstand A auch in verformten Zustand der Baueinheit 1 1 zumindest im Wesentlichen homogen beziehungsweise konstant gehalten werden kann. Mit anderen Worten kann der Abstand A zwischen den an sich festen beziehungsweise starren Ferriten 5 festgelegt werden. Dabei ist beispielsweise eine äußere Form der Ferrite 5 so ausgebildet beziehungsweise konstruiert, dass die Funktion gleich bleibt. Dies ist bei der vierten Ausführungsform dadurch realisiert, dass die jeweiligen, direkt beziehungsweise unmittelbar benachbarten Ferrite 5 auf ihren direkt einander zugewandten Stirnseiten 8 und 9, welche insbesondere als Schmalseiten ausgebildet sind, bogenförmig ausgebildet sind. Dabei ist die jeweilige Stirnseite 8 konvex ausgebildet und weist somit eine konvexe Positivkontur auf. Die jeweilige Stirnseite 9 ist konkav und weist somit eine mit der Positivkontur

korrespondierende, konkave Negativkontur auf.

Bei der vierten Ausführungsform sind die auch als Stirnflächen bezeichneten Stirnseiten 8 und 9 zumindest im Wesentlichen rund gestaltet. So bleibt der Abstand A zwischen den Ferriten 5 zumindest im Wesentlichen homogen beziehungsweise gleich oder konstant, insbesondere auch dann, wenn die Baueinheit 1 1 verformt wird.

Der Abstand A zwischen den Ferriten 5 ist beispielsweise durch das jeweilige, als elastisches Segment ausgebildete Verbindungselement 7 dargestellt. Das jeweilige Verbindungselement 7 ist beispielsweise aus einem flexiblen beziehungsweise elastisch verformbaren Werkstoff und Ferritpulver gebildet, wobei das Ferritpulver beispielsweise in das flexible Material eingebettet ist. Diese Realisierung garantiert eine unveränderte Funktion auch bei einem Stoß während der induktiven Energieübertragung und somit während eines Ladevorgangs, in dessen Rahmen der Energiespeicher aufgeladen wird, da sich die Ferrite 5 nur sehr gering relativ zueinander bewegen und daraus resultierende kleine Veränderungen vernachlässigt werden können. Dabei verändert sich der Abstand A beispielsweise um weniger als 5 Prozent, sodass nach wie vor ein besonders effizienter Ladevorgang darstellbar ist.

Fig. 9 und 10 zeigen schließlich eine fünfte Ausführungsform, bei welcher die Ferrite 5 ineinandergreifen. Da der Magnetfluss über die Stirnseiten 8 und 9 und somit über Seitenflächen geht, wäre die gleiche Funktion bei Verformung der Baueinheit 1 1 auch während des Ladevorgangs gewährleistet. Insgesamt ist erkennbar, dass die Baueinheit 1 1 durch äu ßere Krafteinwirkung zerstörungsfrei und beschädigungsfrei, insbesondere elastisch, verformt werden kann. Hierdurch gibt die Baueinheit 1 1 äu ßeren

Krafteinwirkungen nach, wodurch vermieden werden kann, dass die Ferrite 5 brechen. Darüber hinaus sind in Fig. 9 und 10 Flächen zur Flussübertragung mit gestrichelten Linien dargestellt und mit 14 bezeichnet.

Vorzugsweise ist das Gehäuse 2 aus einem dichten und verformbaren, insbesondere elastisch verformbaren, und somit flexiblen Material gebildet, sodass auch das Gehäuse 2 äußeren Krafteinwirkungen ausweichen beziehungsweise nachgeben kann. Je nach Anforderung sind ferner unterschiedliche Formen der Sekundärspule 4 denkbar.

Insbesondere die vierte Ausführungsform und die fünfte Ausführungsform ermöglichen es, die induktive Energieübertragung und somit den Ladevorgang auch in dem Verformungszustand der Baueinheit 1 1 effizient durchzuführen, sodass der Energiespeicher vorteilhaft aufgeladen werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Spuleneinrichtung

2 Gehäuse

3 Aufnahmeraum

4 Sekundärspule

5 Ferrit

6 Flächenelement

7 Verbindungselement

8 Stirnseite

9 Stirnseite

10 Oberfläche

1 1 Baueinheit

12 Zeile

13 Spalte

14 Fläche

A Abstand

Claims

Patentansprüche

1 . Spuleneinrichtung (1 ) für ein Kraftfahrzeug, mit einem Gehäuse (2), mit wenigstens einer in dem Gehäuse (2) angeordneten Sekundärspule (4) zur induktiven

Übertragung von elektrischer Energie zum Laden eines Energiespeichers des Kraftfahrzeugs, und mit einer Mehrzahl von in dem Gehäuse (2) angeordneten und voneinander beabstandeten Ferriten (5) zum Führen wenigstens eines Magnetfelds zur induktiven Übertragung der elektrischen Energie,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ferrite (5) ein flächiges Element (6) bilden und über wenigstens ein elastisch verformbares Verbindungselement (7) miteinander verbunden sind, sodass die Ferrite (5) unter elastischem Verformen des Verbindungselements (7) relativ zueinander bewegbar sind.

2. Spuleneinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Gehäuse (2) aus einem elastisch verformbaren Material gebildet ist.

3. Spuleneinrichtung (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ferrite (5) auf einer den Ferriten (5) zugewandten Oberfläche (1 1 ) des

Verbindungselements (7) angeordnet sind.

4. Spuleneinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Verbindungselement (7) zumindest teilweise zwischen den Ferriten (5) angeordnet ist.

5. Spuleneinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

das Verbindungselement (7) einstückig und/oder als eine Folie ausgebildet ist.

6. Spuleneinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ferrite (5) matrixartig in parallel zueinander verlaufenden Zeilen (12) und parallel zueinander und jeweils senkrecht zu den Zeilen (12) verlaufenden Spalten (13) angeordnet sind.

7. Spuleneinrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ferrite (5) sternenförmig angeordnet sind.

8. Spuleneinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ferrite (5) auf jeweiligen, einander zugewandten Stirnseiten (8, 9), insbesondere Schmalseiten, bogenförmig ausgebildet sind.

9. Spuleneinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

eine jeweilige erste der Stirnseiten (8, 9) eine konvexe Positivkontur und eine jeweilige, der jeweiligen ersten Stirnseite (8) gegenüberliegende zweite der

Stirnseiten (8, 9) eine mit der Positivkontur korrespondierende, konkave

Negativkontur aufweist.

10. Spuleneinrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Ferrite (5) ineinander greifen.