WO2023169869A1 - Bodenbaugruppe für eine induktive ladevorrichtung - Google Patents

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WO2023169869A1
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base plate
electronics
floor assembly
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distance direction
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Mike Böttigheimer
Thomas Himmer
Christopher Lämmle
Holger Schroth
Martin Steinbach
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Mahle International GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a floor assembly for an inductive charging device for inductively charging a motor vehicle.
  • Motor vehicles usually have an electrical energy storage device, for example a rechargeable battery, for the electrical supply of electrical consumers.
  • the electrical energy storage which is also generally referred to below as a battery, also serves to drive the motor vehicle, and is therefore in particular a traction battery.
  • Corresponding charging devices each have an assembly in the motor vehicle and outside the motor vehicle.
  • the stationary assembly outside the motor vehicle there is a primary coil, which interacts inductively with a secondary coil of the assembly in the motor vehicle in order to charge the motor vehicle.
  • the assembly in the motor vehicle is also referred to as a motor vehicle assembly or “vehicle assembly”.
  • the assembly outside the motor vehicle is usually located below the motor vehicle during operation and is also referred to as a floor assembly or “ground assembly”. Heat is generated during operation of the floor assembly. This heat can cause damage to the base assembly and/or reduced performance of the base assembly.
  • the present invention is concerned with the task of providing an improved or at least different embodiment for a floor assembly of the type mentioned above, which in particular eliminates disadvantages from the prior art.
  • the present invention is concerned with the task of providing an improved or at least different embodiment for the floor assembly, which is characterized by increased performance and/or improved durability and/or simplified production.
  • the present invention is therefore based on the general idea of mechanically acting on electronics of the floor assembly in the direction of a base plate of the floor assembly by means of contours of support columns.
  • This results in a defined and simple positioning of the electronics relative to the base plate using existing means, so that the heat transfer between the electronics and the base plate is increased with simplified production.
  • the improved heat transfer between the electronics and the base plate means that the electronics are cooled in a simplified manner during operation.
  • This allows the floor assembly to be operated with increased performance.
  • intentional power reductions to avoid thermal damage, also known as “derating”, are avoided or at least reduced in this way.
  • the floor assembly can operate at increased temperatures, even at elevated ambient temperatures performance.
  • damage to the base assembly, in particular to the electronics, that occurs due to elevated temperatures is avoided or at least reduced.
  • the service life of the floor assembly is increased and its durability is therefore improved.
  • the floor assembly has the base plate and a coil, which are spaced apart from one another in a direction also referred to below as the spacing direction.
  • the base assembly further has a core arrangement having at least one core body for guiding magnetic flux.
  • the core arrangement is spaced apart in the distance direction from the base plate and the coil.
  • the core arrangement is arranged between the base plate and the coil.
  • a cavity is formed between the core arrangement and the base plate.
  • At least one body runs between at least one of the at least one core body and the base plate, which extends through the cavity in the distance direction and supports the core arrangement on the base plate.
  • the body is also referred to below as the support column.
  • At least one of the support columns has a contour.
  • Electronics for the floor assembly are also arranged in the cavity. The electronics are mechanically loaded against the base plate in the distance direction by means of at least one of the at least one contours.
  • the “contour” of the support column is to be understood as meaning a cross section of the support column that changes in the distance direction. This means that the extension of the support column varies transversely to the distance direction along the distance direction, so that at least such a contour is present.
  • At least one contour can extend circumferentially in the distance direction, in particular in a closed circumferential manner, over the associated support column.
  • the contour can be symmetrical with respect to rotations about the distance direction. It is also conceivable that at least one contour is only arranged locally surrounding the distance direction. Accordingly, the contour is asymmetrical with respect to rotations about the distance direction.
  • the respective support column can have any basic shape.
  • the respective support column can have a basic shape that is at least twice as symmetrical with respect to rotations about the distance direction.
  • at least one support column has a cylindrical basic shape.
  • the base assembly is used in a charging device for inductively charging an electrical energy storage device, hereinafter also referred to as a battery, of a motor vehicle.
  • the floor assembly is stationary and for this purpose interacts with an assembly of the motor vehicle.
  • the coil of the floor assembly acts as a primary coil together with a secondary coil of the assembly on/in the motor vehicle.
  • the primary coil generates an alternating magnetic field, which interacts inductively with the secondary coil.
  • the floor assembly is usually located on a subsurface or is embedded in a depression in the subsurface.
  • the distance direction runs along the plumb direction, so that the base plate of the floor assembly is arranged at the bottom along the plumb direction.
  • the floor assembly is designed to transfer mechanical loads acting on it during operation to the base plate and from the base plate to the subsurface or in a depression made in the subsurface without causing damage. This means that the floor assembly is designed in such a way that a motor vehicle can be parked on the floor assembly and/or drive over the floor assembly without causing damage to the floor assembly.
  • the at least one support column serves in particular to transfer loads to the base plate in such a way that the core arrangement remains undamaged.
  • the respective support column only extends locally in the cavity transversely to the distance direction. This means in particular that the at least one support column penetrates the cavity but does not fill it.
  • At least one of the at least one core body rests locally on one of the at least one support columns with its underside facing the base plate.
  • the floor assembly can only have a single such support column.
  • the floor assembly preferably has at least two support columns spaced apart from one another transversely to the distance direction.
  • the respective support column is advantageously fixed to the base plate at least in the state of the floor assembly arranged on the ground and/or in the ground. This leads to a defined and predetermined distance between the support column and the base plate and consequently to a correspondingly defined and predetermined distance between the contour and the base plate. This results in a defined and/or predetermined mechanical loading of the electronics in the direction of the base plate.
  • the respective support column can be fixed to the base plate in any way.
  • a cohesive connection such as a Adhesive connection between the support column and the base plate.
  • the respective support column can be fixed to the base plate by means of a screw connection.
  • the electronics are advantageously used to operate the floor assembly.
  • the electronics can be used to supply the coil of the base assembly.
  • the electronics can therefore in particular be power electronics.
  • the electronics advantageously have a printed circuit board, also known to those skilled in the art by the abbreviation “PCB”, and/or at least one electronic component, in particular at least one electronic power component. At least one of the electronic components is advantageously arranged on the side of the electronics facing the base plate. Since such components usually generate increased heat during operation, this results in improved cooling of the electronics via the base plate.
  • PCB printed circuit board
  • the electronics preferably has a printed circuit board on which at least one such electronic component is attached.
  • Embodiments in which at least one of the components is arranged on the side of the circuit board facing the base plate are particularly preferred.
  • the base plate serves to control the temperature, in particular cooling, of the base assembly, in particular the electronics.
  • the base plate is also a cooling plate.
  • the base plate is preferably also designed to shield magnetic and/or electromagnetic radiation.
  • the base plate is made, for example, from a metal or a metal alloy.
  • the base plate can have at least one flow-through channel through which a fluid can flow during operation and, in particular, absorb heat.
  • a thermal interface material also known by the abbreviation “TIM”, is arranged between the electronics and the base plate. This improves the heat transfer between the electronics and the base plate and thus in particular the cooling of the electronics.
  • thermal interface material is in direct contact with the electronics and/or the base plate. This leads to a further increase in heat transfer between the electronics and the base plate.
  • the thermal interface material is pressed against the base plate by the impact acting on the electronics via the contour.
  • the electronics are mechanically loaded against the base plate by means of the contour and thus press the thermal interface material against the base plate.
  • Embodiments in which the thermal interface material is elastic in the distance direction are considered preferred, with the loading compressing the thermal interface material in the distance direction.
  • the compression of the thermal interface material leads to a reduction in the thermal transfer resistance between the electronics and the base plate.
  • the heat transfer between the electronics and the base plate is further improved.
  • the thermal interface material offers compensation for possible changes in the distances in the distance direction that occur during operation and/or during the service life of the assembly.
  • the elastic property of the thermal interface material as well as the loading of the thermal interface material by means of the at least one contour against the base plate additionally ensure that these changes are compensated for even in the event of possible distance changes that may occur, which may be due to thermal and/or wear and at the same time the thermal connection between the base plate and the electronics is maintained. This means that the heat transfer is increased and stabilized over the service life and/or during operation of the base assembly.
  • thermal interface material it is possible to arrange the thermal interface material completely and over the entire surface between the electronics and the base plate. This means that the entire interface material is arranged between the electronics and the base plate.
  • thermal interface material only in areas with increased heat generation. These areas include in particular the electronic components of electronics. Accordingly, the thermal interface material can only be arranged locally between at least one electronic component and the base plate.
  • the thermal interface material can in principle be anything.
  • the thermal interface material can be made from at least one polymer filled with thermally conductive particles.
  • This filled polymer can be used as a curable paste, for example by screen printing. Dispensing and the like can be applied. Curing can take place in complete assembly, ie in a sandwich structure between the base plate and the electronics. Curing can also only be done on one side, i.e. applied either to the base plate or to the electronics.
  • the thermal interface material is compressed against the base plate by applying a predetermined pressure to the electronics in the direction of the base plate.
  • This pressure is advantageously at least 0.1 bar, preferably at least 0.5 bar, particularly preferably at least 1 bar.
  • the action on the electronics in the direction of the base plate by means of the at least one contour can take place both directly by means of at least one contour and indirectly by means of at least one contour.
  • at least one contour acts on the electronics directly in the direction of the base plate and at least one contour acts on the electronics or other electronics indirectly against the base plate.
  • the electronics When directly acting on a contour, the electronics, preferably the circuit board, is in direct mechanical contact with the contour.
  • At least one of the at least one contours mechanically acts on the electronics, in particular the printed circuit board, directly in the distance direction from the base plate.
  • the contour advantageously rests on the side of the electronics, in particular the circuit board, facing away from the base plate.
  • a further body is provided between the contour and the electronics, which is also referred to below as a hold-down device.
  • the contour has a mechanical effect on the hold-down device, which in turn mechanically acts on the electronics in the direction of the base plate. It is advantageous that the hold-down device is in direct mechanical contact with both the contour and the electronics.
  • At least one hold-down device is arranged in the cavity. At least one of the at least one contours of at least one support column acts mechanically on at least one of the at least one hold-down device in the direction of the base plate, so that the at least one hold-down device mechanically acts on the electronics in the distance direction from the base plate.
  • the hold-down device is made from a material that is as inactive as possible magnetically and/or electromagnetically, preferably from a plastic. At least one hold-down device is therefore preferably a plastic body. This means that there is no or at least a reduced interaction of the hold-down device with the magnetic and/or electromagnetic field present in the cavity during operation. This results in reduced impairment of the function of the floor assembly.
  • the plastic is preferably one with a low tendency to creep, in particular polyamides, “PA” for short, and/or polyethersulfone, “PES” for short.
  • Embodiments in which at least one of the at least one hold-down device is designed as a spring element acting in the spacing direction are advantageous. This means that distance changes in the distance direction that occur, in particular during operation and are, for example, thermally caused, can be compensated for. This results in the electronics and/or the thermal interface material operating at a predetermined and/or defined pressure in the direction of the base plate.
  • the spring element allows the floor assembly to be manufactured in a simplified manner.
  • the hold-down device can be made from a flat material by forming the material.
  • At least one of the contours can be formed on the associated support column, that is to say it can be monolithic with the associated support column.
  • At least one of the contours can be attached to the associated support column in an unimaginable manner. This means that the contour and the support column can be manufactured separately and then attached to each other.
  • At least one of the at least one contours on the associated support column is adjustable along the distance direction.
  • the distance between the contour and the electronics and thus the mechanical action caused by the contour, in particular the pressure can be changed by adjusting the contour. Consequently, it is particularly possible to adjust the contour in the distance direction if necessary, for example after a certain period of operation of the base assembly, in order to adapt the pressure acting on the electronics accordingly.
  • the loading can be easily adapted to the local conditions when setting up the floor assembly.
  • the contour on the associated support column in the distance direction can be adjusted in any way.
  • the coil of the base assembly can in principle be of any design.
  • the coil advantageously has at least one coil winding. It is also conceivable that the coil has two or more coil windings.
  • the coil is designed as a flat coil. This results in a compact design of the base assembly and/or a larger interaction with the secondary coil.
  • the at least one core body of the core arrangement serves to guide the magnetic flux of the field generated by the coil.
  • the at least one core body is designed accordingly.
  • the core arrangement ensures that propagation of the magnetic field in the direction of the base plate is prevented or at least reduced. This leads in particular to a reduction in energy losses and consequently an increase in efficiency.
  • the at least one core body preferably has a relative magnetic permeability p r of at least two. The following applies to the relative magnetic permeability p r of the at least one core body: p r 2.
  • the at least one core body is electrically separated from the coil for this purpose.
  • the core body is a ferrite body. It is advantageous if the at least one core body extends in a plate shape transversely to the distance direction. The respective core body is therefore advantageously a ferrite plate.
  • the core arrangement preferably has at least two core bodies, with the floor assembly having an associated support column for the respective core body.
  • the assembly has an associated support column of this type for the respective core body.
  • the respective support column runs in the distance direction between the associated core body and the base plate and supports the associated core body on the base plate.
  • at least one of the at least one core body advantageously the respective core body, rests exclusively on the associated support column with its underside facing the base plate. A load transfer in the distance direction towards the base plate therefore takes place exclusively via the associated support column. This leads to a reduced bending stress on the at least one core body and thus to a particularly effective reduction in the risk of damage and/or breakage of the at least one core body.
  • the electronics extend over the entire base plate. This means that the electronics can completely cover the base plate.
  • the electronics have at least two electronic modules, each of which can have a printed circuit board and at least one electrical component. At least one of the electronic modules, preferably the respective electronic module, is acted upon by at least one such contour in the direction of the base plate.
  • the electronics or the electronic modules cover the base plate only partially, so that the base plate remains partially free.
  • the base plate thus also tempers, in particular cools, the cavity and/or the core arrangement and/or the coil.
  • FIG. 1 is a highly simplified representation of an inductive charging device with a floor assembly and a motor vehicle
  • FIG. 2 shows the view from FIG. 1 in another exemplary embodiment
  • the floor assembly 1 interacts with an associated assembly 4 of the motor vehicle 3.
  • the Interaction occurs through a coil 5 of the floor assembly 1, which serves as the primary coil 5 of the charging device 2, and a secondary coil, not shown, of the assembly 4 of the motor vehicle 3.
  • the coil 5 has at least one coil winding 9 and is designed as a flat coil 20.
  • the motor vehicle 3 is located on a surface 6 for inductive charging using the charging device 2 and is parked in particular on the surface 6.
  • the floor assembly 1 is arranged on the subsurface 6 and lies on the subsurface 6. In the exemplary embodiment shown in FIG or less with the subsurface 6.
  • the floor assembly 1 has a plate 8 with which the floor assembly 1 rests on the substrate 6 or in the recess.
  • the plate 8 is also referred to below as the base plate 8.
  • the base plate 8 is spaced apart from the coil 5 in a direction 7, which is also referred to below as the spacing direction 7.
  • the distance direction 7 runs along the plumb direction and corresponds in particular to a surface normal of the base plate 8.
  • the base assembly 1 also has a core arrangement 10 comprising at least one core body 11 for guiding the magnetic flux.
  • the core arrangement 10 is spaced apart from the base plate 8 in the distance direction 7.
  • the core arrangement 10 is arranged in the distance direction 7 between the base plate 8 and the coil 5.
  • a cavity 14 is thus formed between the core arrangement 10 and the base plate 8.
  • the core arrangement 10 has at least two core bodies 11, which are spaced apart from one another.
  • the core bodies 11 are ferrite bodies 21 formed, which extend transversely to the distance direction 7 in a plate shape.
  • At least one body 15 runs between at least one of the at least one core body 11 and the base plate 8, which extends in the distance direction
  • the body 15 is also referred to below as a support column 15.
  • an associated support column 15 is provided for the respective core body 11, which extends in the distance direction 7 from the base plate 8 in the direction of the associated core body 11 and thus in particular supports the associated core body 11 on the base plate 8.
  • the respective support column 15 preferably rests locally and centrally on the associated core body 11.
  • Electronics 16 of the base assembly 1, for example for supplying the coil 5, are arranged in the cavity 14.
  • at least one of the at least one support columns 15 has a contour 19.
  • the electronics 16 is mechanically acted upon against the base plate 8 by means of at least one of the at least one contours 19 in the distance direction 7.
  • the electronics 16 and consequently the base assembly 1 can be operated with increased power and/or a so-called “derating”, in which the performance of the base assembly 1 is reduced due to increased temperatures, in particular Avoiding damage is specifically regulated down, or at least reduced.
  • the base assembly 1 can be operated with increased power and/or damage to the base assembly 1 due to heat generated during operation can at least be reduced.
  • the “contour 19” is, as can be seen by way of example in FIGS. 3 to 8, a cross section of the associated support column 15 that changes along the distance direction 7. This change in cross-section is such that the mechanical action on the electronics 16 in the direction of the base plate 8 can be exerted, advantageously through a positive connection.
  • the mechanical action on the electronics 16 by means of the contour 19 can, as can be seen from FIG. 3, take place directly by means of the contour 19.
  • the mechanical loading of the electronics 16 by means of the contour 19, as can be seen in FIG. 4 can take place indirectly via a body 23 which interacts mechanically with the contour 19 and the electronics 16, which is also referred to below as a hold-down device 23.
  • the hold-down device 23 is arranged between the contour 19 and the electronics 16 and is in direct contact with them.
  • the respective support column 15 is in contact with the base plate 8 at least during operation of the floor assembly 1.
  • the respective support column 15 is mechanically fixed to the base plate 8 on its side facing the base plate 8. This results in a defined support of the core arrangement 10 on the base plate 8.
  • the electronics 16 is mechanically loaded against the base plate 8 in the same or constant manner by means of the at least one contour 19. This leads to improved heat transfer between the electronics 16 and the base plate 8.
  • the fixation of the respective support column 15 to the base plate 8 can, as can be seen in Figures 3 and 4, be cohesive via an adhesive connection 27 and/or as can be seen in Figure 3 can be done using one Screw connection 28 can be realized. If a screw connection 28 is provided, a seal 31 is preferably provided in the area of the screw connection 28, as can also be seen in FIG. 3, in order to seal the openings necessary for the screw connection 28 in such a way that the cavity 14 is sealed to the outside.
  • connection dome 29 protrudes from the base plate 8 for this purpose.
  • the connection dome 29 advantageously allows the electronics 16 to move in the distance direction 7.
  • the electronics 16 has, purely by way of example, a circuit board 17 and electronic components 18 shown only in FIG. 4, which are attached to the circuit board 17.
  • the electronic components 18 are in particular those of power electronics.
  • the electronic components 18 are preferably arranged on the side of the electronics 16, in particular the printed circuit board 17, facing the base plate 8. Since the components 18 usually generate increased heat during operation, this results in effective and improved cooling of the components 18 via the base plate 8.
  • a thermal interface material 22 also known by the abbreviation “TIM”, is arranged between the electronics 16 and the base plate 8.
  • the thermal interface material 22 preferably lies flat on the electronics 16 and on the base plate 8 and increases the heat transfer between the electronics 16 and the base plate 8. This leads in particular to improved cooling the electronics 16 and consequently to an increased possible performance of the base assembly 1 and/or reduced derating and/or an increased service life.
  • the thermal interface material 22 is pressed against the base plate 8 by the impact acting on the electronics 16 by means of the contour 19. This leads to improved contact of the thermal interface material 22 both with the electronics 16 and with the base plate 8. Overall, there is improved heat transfer between the electronics 16 and the base plate 8.
  • the thermal interface material 22 is elastic in the distance direction 7 , whereby the impact compresses the thermal interface material 22 in the distance direction 7. This leads to a reduced thermal resistance between the base plate 8 and the electronics 16 and consequently a further improved heat transfer between the electronics 16 and the base plate 8.
  • the elastic property of the thermal interface material 22 as well as the mechanical loading also lead to, for example via the Distance changes in the distance direction 7 that occur during the lifespan of the floor assembly 1 are compensated for. This leads to an improved thermal connection between the electronics 16 and the base plate 8, even if such distance changes occur.
  • the elastic property of the thermal interface material 22 leads to changes in the mechanical loading of the electronics 16 being compensated for.
  • the thermal interface material 22 can be positioned over the entire surface between the electronics 16 and the base plate 8 be arranged, the thermal interface material 22 being left out in the area of the support columns 15, so that the support columns 15 are supported on the base plate 8 through the electronics 16 and the thermal interface material 22.
  • the thermal interface material 22 can alternatively only be arranged in areas with increased heat generation between the base plate 8 and the electronics 16. As explained above, these areas with increased heat generation are the electronic components 18, so that in the exemplary embodiment shown in FIG. 4, the thermal interface material 22 is only arranged locally between the components 18 and the base plate 8.
  • the contour 19 of the visible support column 15 mechanically acts on the electronics 16 directly in the distance direction 7 against the base plate 8
  • the contour 19 is designed in a step-like manner purely by way of example, with the contour 19 on the base plate 8 the side of the electronics 16 facing away lies directly.
  • the support column 15 acts mechanically on the electronics 16 via the contour 19 in the direction of the base plate 8.
  • the respective support column 15 points to form the associated contour 19, at least purely by way of example a projection 30 projecting transversely to the distance direction 7.
  • the hold-down device 23 is clamped between the projections 30 and the electronics 16, in particular the printed circuit board 17, so that the hold-down device 23 acts on the electronics 16 mechanically in the direction of the base plate 8.
  • the hold-down device 23 rests on the respective at least one associated contour 19 of at least one support column 15 and on the electronics 16. In the one shown In the exemplary embodiment, the hold-down device 23 rests directly on the associated contours 19 that are assigned to two support columns 15 and on the printed circuit board 17.
  • the hold-down device 23 is made of a magnetically and/or electromagnetically inactive, preferably dielectric and/or electrically insulating, material so as not to influence the magnetic and/or electromagnetic fields present in the cavity 14 during operation.
  • the hold-down device 23 is in particular a plastic body 24.
  • the hold-down device 23 is also designed as a spring element 25, which has a resilient effect in the distance direction 7.
  • the hold-down device 23 in the exemplary embodiment shown is made of a thin-walled material and shaped accordingly.
  • the base plate 8 is advantageously made of a metal or a metal alloy. This leads to improved heat transfer between the base plate 8 and the electronics 16.
  • the base plate 18 can also serve as a magnetic and/or electromagnetic shield for the base assembly 1 in this way.
  • the base plate 8 is also provided with channels 32 through which a fluid can flow during operation. Heat transfer therefore occurs between the base plate 8 and the fluid, so that the temperature control of the electronics 16 is improved. During operation, the fluid absorbs heat in particular from the base plate 8, so that the base plate 8 cools the electronics 16 in an improved manner.
  • the base plate 8 extends transversely to the distance direction 7 beyond the electronics 16.
  • the base plate 8 thus also tempers the cavity 14, so that the cavity 14 and consequently the core arrangement 10 and/or the coil 5 are also tempered, in particular cooled, by means of the base plate 8.
  • the respective contour 19 can be formed on the associated support column 15 and thus be monolithic with the associated support column 15.
  • the contour 19 can be manufactured separately and then attached to the associated support column 15. It is also conceivable to attach at least one of the contours 19 to the associated support column 15 in the distance direction 7. It is therefore possible, for example, to change the mechanical loading of the electronics 16 in the direction of the base plate 8 if necessary.
  • the floor assembly 1 can be assembled more easily in this way.
  • the arrangement of the contour 19 on the associated support column 15, which can be adjusted in the distance direction can take place, for example, via a thread 26, which is only indicated in FIG.
  • Figures 5 to 8 show further exemplary embodiments of the contours 19 in a side view of the support columns 15.
  • the support column 15 is stepped, with the cross section of the support column 15 increasing in steps in the distance direction 7 towards the core arrangement 10 to form the contour 19 to train.
  • the exemplary embodiment in FIG. 6 differs from the exemplary embodiment shown in FIG. 4 in that the projection 30 is arranged in the center of the support column 15 in the distance direction 7.
  • the support column 15 has a recess 33 running transversely to the distance direction 7 to form the contour 19.
  • the support column 15 has at least one projecting extension 34 on the outside transversely to the distance direction 7.
  • the respective contour 19 can be closed symmetrically and all around and/or only locally on the associated support column 15.
  • the base assembly 1 in the exemplary embodiments shown has a holder 12 for holding the core arrangement 10.
  • the core arrangement 10 is held in the base assembly 1 by means of the holder 12 and supported on the base plate 8.
  • the Holder 12 has the support columns 15 to support the core arrangement 10.
  • the holder 12 has a holding structure 13 spaced apart in the distance direction 7 from the base plate 8, the at least one core body 11 being arranged on the side of the holding structure 13 facing away from the base plate 8 and positioned by the holding structure 13 in a plane running transversely to the distance direction 7 .
  • the base assembly 1 has an upper structure 35 on the side facing away from the core arrangement 10 in the distance direction 7, which holds the coil 5 and is mechanically connected to the holder 12 in such a way that a The load acting on the floor assembly 1, for example by a motor vehicle 3, is passed on from the structure 35 into the support columns 15 and then into the base plate 8.
  • the structure 35 and the holder 12 are designed in such a way that this occurs without damage.
  • the structure 35, the holder 12 and the base plate 8 in particular are designed accordingly with regard to their mechanical stability and load-bearing capacity.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenbaugruppe (1) für eine induktive Ladevorrichtung (2) zum Aufladen eines Kraftfahrzeugs (3) auf einem Untergrund (6), welche eine Spule (5) und eine Kernanordnung (10) mit zumindest einem Kernkörper (11) sowie eine Grundplatte (8) aufweist. Eine erhöhte Leistung, eine vereinfachte Herstellung sowie eine verbesserte Beständigkeit der Bodenbaugruppe (1) ergeben sich dadurch, dass eine die Kernanordnung (10) an der Grundplatte (8) abstützende Tragsäule (15) eine Kontur (19) aufweist, mittels welcher eine Elektronik (16) in einem Hohlraum (14) zwischen der Grundplatte (8) und der Kernanordnung (10) in Richtung der Grundplatte (8) mechanisch beaufschlagt ist.

Description

Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines Kraftfahrzeugs.
Kraftfahrzeuge weisen üblicherweise einen elektrischen Energiespeicher, beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie, zur elektrischen Versorgung von elektrischen Verbrauchern auf. Insbesondere bei zumindest teilelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen dient der elektrische Energiespeicher, welche nachfolgend auch allgemein als Batterie bezeichnet wird, auch dem Antrieb des Kraftfahrzeugs, ist also insbesondere eine Traktionsbatterie.
Um derartige Energiespeicher wieder aufzuladen, ist es vorstellbar, Energiespeicher unmittelbar elektrisch mit einer elektrischen Energiequelle, beispielsweise einem Ladepunkt, einem Netzanschluss und dergleichen, zu verbinden. Dies erfordert üblicherweise eine manuelle Handlung eines Nutzers, um insbesondere besagte elektrische Verbindung herzustellen.
Bekannt ist es auch, das Kraftfahrzeug, das heißt insbesondere die Batterie, induktiv zu laden. Entsprechende Ladevorrichtungen weisen im Kraftfahrzeug und außerhalb des Kraftfahrzeugs jeweils eine Baugruppe auf. In der stationären Baugruppe außerhalb des Kraftfahrzeugs befindet sich eine Primärspule, welche mit einer Sekundärspule der Baugruppe im Kraftfahrzeug induktiv zusammenwirkt, um das Kraftfahrzeug aufzuladen. Die Baugruppe im Kraftfahrzeug wird auch als Kraftfahrzeug-Baugruppe oder "Vehicle Assembly" bezeichnet. Die Baugruppe außerhalb des Kraftfahrzeugs befindet sich im Betrieb in der Regel unterhalb des Kraftfahrzeugs und wird auch als Bodenbaugruppe oder "Ground Assembly" bezeichnet. Im Betrieb der Bodenbaugruppe entsteht Wärme. Diese Wärme kann zu Beschädigungen der Bodenbaugruppe und/oder Leistungsreduzierung der Bodenbaugruppe führen.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit der Aufgabe, für eine Bodenbaugruppe der vorstehend genannten Art eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform anzugeben, welche insbesondere Nachteile aus dem Stand der Technik beseitigt. Insbesondere beschäftigt sich die vorliegende Erfindung mit der Aufgabe, für die Bodenbaugruppe eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform anzugeben, welche sich durch eine erhöhte Leistung und/oder eine verbesserte Beständigkeit und/oder eine vereinfachte Herstellung auszeichnet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht demnach auf dem allgemeinen Gedanken, eine Elektronik der Bodenbaugruppe mittels Konturen von Tragsäulen mechanisch in Richtung einer Grundplatte der Bodenbaugruppe zu beaufschlagen. Somit kommt es zu einer definierten und einfachen Positionierung der Elektronik relativ zur Grundplatte mit bereits vorhandenen Mitteln, sodass die Wärmeübertragung zwischen der Elektronik und der Grundplatte bei einer vereinfachten Herstellung erhöht ist. Die verbesserte Wärmeübertragung zwischen der Elektronik und der Grundplatte führt dazu, dass die Elektronik im Betrieb auf vereinfachte Weise gekühlt wird. Dies erlaubt es, die Bodenbaugruppe mit einer erhöhten Leistung zu betreiben. Insbesondere werden auf diese Weise beabsichtigt durchgeführte Leistungsreduzierungen zur Vermeidung von thermischen Schäden, auch als „Derating“ bekannt, vermieden oder zumindest reduziert. In der Folge kann die Bodenbaugruppe, auch bei erhöhten Umgebungstemperaturen, mit erhöhter Leistung betrieben werden. Zudem werden auf diese Weise aufgrund von erhöhten Temperaturen auftretende Beschädigungen der Bodenbaugruppe, insbesondere der Elektronik, vermieden oder zumindest reduziert. In der Folge ist die Lebensdauer der Bodenbaugruppe erhöht und somit deren Beständigkeit verbessert.
Dem Erfindungsgedanken entsprechend weist die Bodenbaugruppe die Grundplatte und eine Spule auf, welche in einer nachfolgend auch als Abstandsrichtung bezeichneten Richtung zueinander beabstandet sind. Die Bodenbaugruppe weist ferner eine zumindest einen Kernkörper aufweisende Kernanordnung zur Magnetflussführung auf. Die Kernanordnung ist in Abstandsrichtung zur Grundplatte und zur Spule beabstandet. Ferner ist die Kernanordnung zwischen der Grundplatte und der Spule angeordnet. Zwischen der Kernanordnung und der Grundplatte ist ein Hohlraum ausgebildet. Zwischen zumindest einem der wenigstens einen Kernkörper und der Grundplatte verläuft zumindest ein Körper, welcher sich in Abstandsrichtung durch den Hohlraum erstreckt und die Kernanordnung an der Grundplatte abstützt. Der Körper wird nachfolgend auch als Tragsäule bezeichnet. Zumindest eine der Tragsäulen weist eine Kontur auf. Im Hohlraum ist ferner eine Elektronik der Bodenbaugruppe angeordnet. Dabei ist die Elektronik mittels zumindest einer der wenigstens einen Konturen in Abstandsrichtung mechanisch gegen die Grundplatte beaufschlagt.
Unter „Kontur“ der Tragsäule ist vorliegend ein sich in Abstandsrichtung ändernder Querschnitt der Tragsäule zu verstehen. Das heißt, dass die Erstreckung der Tragsäule quer zur Abstandsrichtung entlang der Abstandsrichtung variiert, sodass zumindest eine solche Kontur vorhanden ist.
Zumindest eine Kontur kann sich die Abstandsrichtung umlaufend, insbesondere geschlossen umlaufend, über die zugehörige Tragsäule erstrecken. Insbesondere kann die Kontur bezüglich Rotationen um die Abstandsrichtung symmetrisch sein. Ebenso ist es vorstellbar, dass zumindest eine Kontur die Abstandsrichtung umlaufend lediglich lokal angeordnet ist. Dementsprechend ist die Kontur bezüglich Rotationen um die Abstandsrichtung asymmetrisch.
Die jeweilige Tragsäule kann eine beliebige Grundform aufweisen. Insbesondere kann die jeweilige Tragsäule eine bezüglich Rotationen um die Abstandsrichtung zumindest Zweifache symmetrische Grundform aufweisen. Insbesondere ist es vorstellbar, dass zumindest eine Tragsäule eine zylindrische Grundform aufweist.
Die Bodenbaugruppe kommt in einer Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines elektrischen Energiespeichers, nachfolgend auch als Batterie bezeichnet, eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz. Die Bodenbaugruppe ist dabei stationär und wirkt zu diesem Zweck mit einer Baugruppe des Kraftfahrzeugs zusammen. In der Ladevorrichtung wirkt die Spule der Bodenbaugruppe als Primärspule mit einer Sekundärspule der Baugruppe am/im Kraftfahrzeug zusammen. Die Primärspule erzeugt im Betrieb ein magnetisches Wechselfeld, welches mit der Sekundärspule induktiv zusammenwirkt.
Die Bodenbaugruppe befindet sich zu diesem Zweck üblicherweise auf einem Untergrund oder ist in einer Vertiefung des Untergrunds eingelassen. Dabei verläuft die Abstandsrichtung entlang der Lotrichtung, sodass die Grundplatte der Bodenbaugruppe entlang der Lotrichtung unten angeordnet ist.
Die Bodenbaugruppe ist dazu ausgelegt, im Betrieb auf sie wirkende mechanische Lasten beschädigungsfrei auf die Grundplatte und von der Grundplatte auf den Untergrund oder in einer im Untergrund eingebrachten Vertiefung zu übertragen. Das heißt, dass die Bodenbaugruppe derart ausgelegt ist, dass ein Kraftfahrzeug auf der Bodenbaugruppe abgestellt werden und/oder über die Bodenbaugruppe fahren kann, ohne dass es zu Beschädigungen der Bodenbaugruppe kommt. Dabei dient die zumindest eine Tragsäule insbesondere einer Lastenübertragung auf die Grundplatte derart, dass die Kernanordnung unbeschädigt bleibt.
Die jeweilige Tragsäule erstreckt sich im Hohlraum quer zur Abstandsrichtung lediglich lokal. Das heißt insbesondere, dass die zumindest eine Tragsäule den Hohlraum durchdringt, diesen aber nicht ausfüllt.
Bevorzugt liegt zumindest einer der wenigstens einen Kernkörper, besonders bevorzugt der jeweilige Kernkörper, mit seiner der Grundplatte zugewandten Unterseite lokal auf einer der wenigstens einen Tragsäulen auf. Das heißt, dass die Auflagefläche, mit welcher die Unterseite auf dem Trägerkörper liegt, kleiner ist als die gesamte Unterseite. Es erfolgt also eine lokale Lastübertragung vom Kernkörper in den Tragsäule. Dies führt aufgrund der somit erzielen reduzierten Biegebeanspruchung zu einer reduzierten Beschädigungsgefahr, insbesondere Bruchgefahr, der Kernkörper.
Prinzipiell kann die Bodenbaugruppe lediglich eine einzige solche Tragsäule aufweisen. Bevorzugt weist die Bodenbaugruppe zumindest zwei quer zur Abstandsrichtung zueinander beabstandete Tragsäulen auf.
Die jeweilige Tragsäule ist vorteilhaft zumindest in dem auf dem Untergrund und/oder im Untergrund angeordneten Zustand der Bodenbaugruppe an der Grundplatte fixiert. Dies führt zu einem definierten und vorgegebenen Abstand der Tragsäule zur Grundplatte und folglich zu einem entsprechend definierten und vorgegebenen Abstand der Kontur zur Grundplatte. Daraus resultiert eine definierte und/oder vorgegebene mechanische Beaufschlagung der Elektronik in Richtung der Grundplatte.
Das Fixieren der jeweiligen Tragsäule an der Grundplatte kann beliebig erfolgen.
Dies erfolgt beispielsweise durch eine stoffschlüssige Verbindung, etwa eine Klebverbindung, der Tragsäule mit der Grundplatte. Alternativ oder zusätzlich kann die jeweilige Tragsäule mittels einer Schraubverbindung an der Grundplatte fixiert sein.
Die Elektronik kommt vorteilhaft zum Betreiben der Bodenbaugruppe zum Einsatz. Insbesondere kann die Elektronik zur Versorgung der Spule der Bodenbaugruppe zum Einsatz kommen. Bei der Elektronik kann es sich also insbesondere um eine Leistungselektronik handeln.
Die Elektronik weist vorteilhaft eine Leiterplatine, dem Fachmann auch unter der Abkürzung „PCB“ bekannt, und/oder zumindest ein elektronisches Bauteil, insbesondere zumindest ein elektronisches Leistungsbauteil, auf. Vorteilhaft ist zumindest eines der elektronischen Bauteile auf der der Grundplatte zugewandten Seite der Elektronik angeordnet. Da solche Bauteile üblicherweise im Betrieb erhöht Wärme erzeugen, kommt es somit zu einer verbesserten Kühlung der Elektronik über die Grundplatte.
Bevorzugt weist die Elektronik eine Leiterplatine auf, an der zumindest ein solches elektronisches Bauteil angebracht ist. Besonders bevorzugt sind dabei Ausführungsformen, bei denen zumindest eines der Bauteile auf der der Grundplatte zugewandten Seite der Leiterplatine angeordnet ist.
Die Grundplatte dient also neben der Abstützung der Tragsäulen und somit der Lastübertragung auf den Untergrund und/oder in der Vertiefung des Untergrunds dem Temperieren, insbesondere Kühlen, der Bodenbaugruppe, insbesondere der Elektronik. Bei der Grundplatte handelt es sich also zugleich um eine Kühlplatte.
Bevorzugt ist die Grundplatte ferner zum Abschirmen magnetischer und/oder elektromagnetischer Strahlen ausgestaltet. Zu diesem Zweck ist die Grundplatte beispielsweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung hergestellt. Die Grundplatte kann zur verbesserten Temperierung der Bodenbaugruppe zumindest einen durchström baren Kanal aufweisen, durch den im Betrieb ein Fluid strömen und insbesondere Wärme aufnehmen kann.
Bei vorteilhaften Ausführungsformen ist zwischen der Elektronik und der Grundplatte ein thermisches Interfacematerial, auch unter der Abkürzung „TIM“ bekannt, angeordnet. Somit wird die Wärmeübertragung zwischen der Elektronik und der Grundplatte und somit insbesondere eine Kühlung der Elektronik verbessert.
Bevorzugt ist es dabei, wenn das thermische Interfacematerial in direktem Kontakt mit der Elektronik und/oder der Grundplatte steht. Dies führt zu einer weiteren Erhöhung der Wärmeübertragung zwischen der Elektronik und der Grundplatte.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist das thermische Interfacematerial durch die mittels der Kontur auf die Elektronik wirkenden Beaufschlagung gegen die Grundplatte gepresst. Das heißt, dass die Elektronik mittels der Kontur gegen die Grundplatte mechanisch beaufschlagt ist und somit das thermische Interfacematerial gegen die Grundplatte presst. Somit kommt es zu einem verbesserten und/oder großflächigeren thermischen Kontakt zwischen der Grundplatte und dem thermischen Interfacematerial sowie zwischen dem thermischen Interfacematerial und der Elektronik. In der Folge ist die Wärmeübertragung zwischen der Elektronik und der Grundplatte verbessert.
Als bevorzugt gelten Ausführungsformen, bei denen das thermisches Interfacematerial in Abstandsrichtung elastisch ist, wobei die Beaufschlagung das thermisches Interfacematerial in Abstandsrichtung komprimiert. Durch die Komprimierung des thermischen Interfacematerials kommt es zu einer Reduzierung des thermischen Überganswiderstands zwischen der Elektronik und der Grundplatte. In der Folge wird die Wärmeübertragung zwischen der Elektronik und der Grundplatte weiter verbessert. Zusätzlich bietet das thermische Interfacematerial durch die elastische Eigenschaft einen Ausgleich möglicher im Betrieb und/oder während der Lebensdauer der Baugruppe auftretender Änderungen der Abstände in Abstandsrichtung. Mit anderen Worten, die elastische Eigenschaft des thermischen Interfacematerials sowie das Beaufschlagen des thermischen Interfacematerial mittels der zumindest einen Kontur gegen die Grundplatte sorgen zusätzlich dafür, dass auch bei möglichen auftretenden Abstandsänderungen, welche thermisch und/oder Verschleiß bedingt sein können, ein Ausgleich dieser Änderungen stattfindet und zugleich die thermische Verbindung zwischen der Grundplatte und der Elektronik weiter erhalten bleibt. Somit wird also die Wärmeübertragung über die Lebensdauer und/oder im Betrieb der Bodenbaugruppe erhöht und stabilisiert.
Grundsätzlich ist es möglich, das thermische Interfacematerial vollständig und vollflächig zwischen der Elektronik und der Grundplatte anzuordnen. Das heißt, dass zwischen der Elektronik und der Grundplatte gänzlich das Interfacematerial angeordnet ist.
Vorstellbar ist es auch, das thermische Interfacematerial lediglich in Bereichen mit erhöhter Wärmeerzeugung anzuordnen. Zu diesen Bereichen gehören insbesondere die elektronischen Bauteile der Elektronik. Dementsprechend kann das thermische Interfacematerial lediglich lokal zwischen zumindest einem elektronischen Bauteil und der Grundplatte angeordnet sein.
Das thermische Interfacematerial kann prinzipiell ein Beliebiges sein.
Insbesondere kann das thermische Interfacematerial aus zumindest einem mit Thermoleitpartikeln gefüllten Polymer hergestellt sein. Dieses gefüllte Polymer kann dabei als aushärtbare Paste, beispielsweise mittels Siebdruck, Dispensen und dergleichen, aufgetragen werden. Die Aushärtung kann sowohl im vollständigen Zusammenbau, d.h. in einem Sandwichkonstrukt zwischen der Grundplatte und der Elektronik, erfolgen. Ebenso kann die Aushärtung nur einseitig, das heißt entweder aufgetragen auf der Grundplatte oder auf der Elektronik, erfolgen.
Bei bevorzugten Ausführungsformen wird das thermische Interfacematerial durch das Beaufschlagen der Elektronik in Richtung der Grundplatte mit einem vorgegebenen Druck gegen die Grundplatte komprimiert. Vorteilhaft beträgt dieser Druck zumindest 0,1 bar, bevorzugt zumindest 0,5 bar, besonders bevorzugt zumindest 1 bar.
Das Beaufschlagen der Elektronik in Richtung der Grundplatte mittels der zumindest einen Kontur kann sowohl unmittelbar mittels zumindest einer Kontur als auch mittelbar mittels zumindest einer Kontur erfolgen. Selbstverständlich ist es auch vorstellbar, dass zumindest eine Kontur die Elektronik unmittelbar in Richtung der Grundplatte beaufschlagt und zumindest eine Kontur die Elektronik oder eine andere Elektronik mittelbar gegen die Grundplatte beaufschlagt.
Bei einem unmittelbaren Beaufschlagen mittels einer Kontur ist die Elektronik, vorzugsweise die Leiterplatine, in unmittelbaren mechanischen Kontakt mit der Kontur.
Bevorzugt ist es dabei, wenn zumindest eine der wenigstens einen Konturen die Elektronik, insbesondere die Leiterplatine, unmittelbar in Abstandsrichtung gegen die Grundplatte mechanisch beaufschlagt. Vorteilhaft liegt dabei die Kontur auf der von der Grundplatte abgewandten Seite der Elektronik, insbesondere der Leiterplatine, auf. Bei einem mittelbaren Beaufschlagen mittels der Kontur ist zwischen der Kontur und der Elektronik ein weiterer Körper vorgesehen, welcher nachfolgend auch als Niederhalter bezeichnet wird. Die Kontur wirkt dabei mechanisch auf den Niederhalter, der wiederum die Elektronik in Richtung der Grundplatte mechanisch beaufschlagt. Vorteilhaft ist dabei der Niederhalter sowohl mit der Kontur als auch mit der Elektronik in unmittelbarem mechanischen Kontakt.
Bevorzugt ist es, wenn im Hohlraum zumindest ein Niederhalter angeordnet ist. Dabei beaufschlagt zumindest eine der wenigstens einen Konturen von zumindest einer Tragsäule zumindest einen der wenigstens einen Niederhalter mechanisch in Richtung der Grundplatte, sodass der zumindest eine Niederhalter die Elektronik in Abstandsrichtung gegen Grundplatte mechanisch beaufschlagt.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist der Niederhalter aus einem magnetisch und/oder elektromagnetisch möglichst inaktiven Material, vorzugsweise aus einem Kunststoff, hergestellt. Bei zumindest einem Niederhalter handelt es sich also bevorzugt um einen Kunststoffkörper. Somit kommt es zu keiner oder einer zumindest reduzierten Wechselwirkung des Niederhalter mit dem im Betrieb im Hohlraum gegebenen magnetischen und/oder elektromagnetischen Feld. Dies führt zu einer reduzierten Beeinträchtigung der Funktion der Bodenbaugruppe.
Bei dem Kunststoff handelt es sich vorzugsweise um einen solchen mit geringer Kriechneigung, insbesondere um Polyamide, kurz „PA“, und/oder Polyethersulfon, kurz „PES“.
Vorteilhaft sind Ausführungsformen, bei denen zumindest einer der wenigstens einen Niederhalter als ein in Abstandsrichtung wirkendes Federelement ausgebildet ist. Somit können insbesondere im Betrieb auftretende und beispielsweise thermisch bedingte Abstandsänderungen in Abstandsrichtung ausgeglichen werden. Dies führt dazu, dass die Elektronik und/oder das thermische Interfacematerial mit einem vorgegebenen und/oder definierten Druck in Richtung der Grundplatte beaufschlagt werden. Zudem erlaubt es das Federelement, die Bodenbaugruppe vereinfacht herzustellen.
Zum Ausbilden des Niederhalters als Federelement kann der Niederhalter aus einem flachen Material durch Umformen des Materials hergestellt sein.
Zumindest eine der Konturen kann an der zugehörigen Tragsäule ausgeformt, das heißt mit der zugehörigen Tragsäule monolithisch, sein.
Ebenso kann zumindest eine der Konturen an der zugehörigen Tragsäule unvorstellbar befestigt sein. Das heißt dass die Kontur und die Tragsäule separat hergestellt und anschließend aneinander befestigt sein können.
Vorstellbar ist es auch, dass zumindest eine der wenigstens einen Konturen an der zugehörigen Tragsäule entlang der Abstandsrichtung verstellbar ist. Somit kann der Abstand der Kontur zu Elektronik und somit die mittels der Kontur bewirkte mechanische Beaufschlagung, insbesondere der Druck, durch das Verstellen der Kontur geändert werden. Folglich ist es insbesondere möglich, die Kontur bei Bedarf, beispielsweise nach einer gewissen Betriebsdauer der Bodenbaugruppe, in Abstandsrichtung zur verstellen, um den auf die Elektronik wirkenden Druck entsprechend anzupassen. Ebenso kann die Beaufschlagung somit beim Aufstellen der Bodenbaugruppe vereinfacht an die lokalen Gegebenheiten angepasst werden.
Das Verstellen der Kontur an der zugehörigen Tragsäule in Abstandsrichtung kann prinzipiell beliebig realisiert sein.
Vorstellbar ist es, zu diesem Zweck die Kontur mittels eines Gewindegang an der Tragsäule anzubringen. Die Spule der Bodenbaugruppe kann prinzipiell beliebig ausgebildet sein. Vorteilhaft weist die Spule zumindest eine Spulenwicklung auf. Vorstellbar ist es auch, dass die Spule zwei oder mehr Spulenwicklungen aufweist.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist die Spule als eine Flachspule ausgebildet. Somit kommt es zu einer kompakten Ausbildung der Bodenbaugruppe und/oder zu einem großflächigeren Zusammenwirken mit der Sekundärspule.
Der zumindest eine Kernkörper der Kernanordnung dient, wie vorstehend erläutert, der Magnetflussführung des von der Spule erzeugten Felds. Entsprechend ist der zumindest eine Kernkörper ausgestaltet. Die Kernanordnung sorgt dabei dafür, dass eine Ausbreitung des Magnetfelds in Richtung der Grundplatte verhindert oder zumindest reduziert ist. Dies führt insbesondere zu einer Reduzierung von energetischen Verlusten und folglich einer Erhöhung der Effizienz. Zu diesem Zweck weist der zumindest eine Kernkörper bevorzugt eine relative magnetische Permeabilität pr von zumindest zwei auf. Für die relative magnetische Permeabilität pr des zumindest einen Kernkörpers gilt also: pr 2. Zudem ist der zumindest eine Kernkörper zu diesem Zweck elektrisch von der Spule getrennt. Insbesondere handelt es sich bei dem Kernkörper um einen Ferritkörper. Vorteilhaft ist dabei, wenn sich der zumindest eine Kernkörper quer zur Abstandsrichtung plattenförmig erstreckt. Bei dem jeweiligen Kernkörper handelt es sich also vorteilhaft um eine Ferritplatte.
Bevorzugt weist die Kernanordnung zumindest zwei Kernkörper auf, wobei die Bodenbaugruppe für den jeweiligen Kernkörper eine zugehörige Tragsäule aufweist.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Baugruppe für den jeweiligen Kernkörper eine zugehörige solche Tragsäule aufweist. Dabei verläuft die jeweilige Tragsäule in Abstandsrichtung zwischen dem zugehörigen Kernkörper und der Grundplatte und stützt den zugehörigen Kernkörper an der Grundplatte ab. Besonders bevorzugt liegt zumindest einer der wenigstens einen Kernkörper, vorteilhaft der jeweilige Kernkörper, mit seiner der Grundplatte zugewandten Unterseite ausschließlich auf der zugehörigen Tragsäule auf. Eine Lastübertragung in Abstandsrichtung in Richtung der Grundplatte erfolgt somit ausschließlich über die zugehörige Tragsäule. Dies führt zu einer reduzierten Biegebeanspruchung des zumindest einen Kernkörpers und somit zu einer besonders effektiven Reduzierung der Beschädigungsgefahr und/oder Bruchgefahr des zumindest einen Kernkörpers.
Vorstellbar ist es, dass sich die Elektronik über die gesamte Grundplatte erstreckt. Das heißt, dass die Elektronik die Grundplatte insgesamt Bedecken kann.
Vorstellbar ist es, dass die Elektronik zumindest zwei Elektronikmodule aufweist, welche jeweils eine Leiterplatine und zumindest ein elektrisches Bauteil aufweisen können. Dabei ist zumindest eines der Elektronikmodule, bevorzugt das jeweilige Elektronikmodul, mittels zumindest einer solchen Kontur in Richtung der Grundplatte beaufschlagt.
Vorteilhaft bedeckt die Elektronik bzw. Bedecken die Elektronikmodule die Grundplatte lediglich teilweise, sodass die Grundplatte teilweise frei bleibt. Somit temperiert, insbesondere kühlt, die Grundplatte auch den Hohlraum und/oder die Kernanordnung und/oder die Spule.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch
Fig.1 eine stark vereinfachte Darstellung einer induktiven Ladevorrichtung mit einer Bodenbaugruppe und einem Kraftfahrzeug,
Fig. 2 die Ansicht aus Figur 1 bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 einen Schnitt durch die Bodenbaugruppe im Bereich einer Tragsäule,
Fig. 4 einen Schnitt durch die Bodenbaugruppe bei einem anderen Ausführungsbeispiel,
Fig. 5 bis 8 Seitenansichten der Tragsäule bei jeweils einem anderen Ausführungsbeispiel.
Eine Bodenbaugruppe 1 , wie sie beispielsweise in den Figuren 1 bis 4 gezeigt ist, kommt in einer in den Figuren 1 und 2 beispielhaft und stark vereinfacht dargestellten Ladevorrichtung 2 zum induktiven Laden eines nicht gezeigten elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs 3 zum Einsatz. Zum induktiven Laden des elektrischen Energiespeichers wirkt die Bodenbaugruppe 1 mit einer zugehörigen Baugruppe 4 des Kraftfahrzeugs 3 zusammen. Die Wechselwirkung erfolgt durch eine Spule 5 der Bodenbaugruppe 1 , welche als Primärspule 5 der Ladevorrichtung 2 dient, und eine nicht gezeigte Sekundärspule der Baugruppe 4 des Kraftfahrzeugs 3. In den in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Spule 5 zumindest eine Spulenwicklung 9 auf und ist als eine Flachspule 20 ausgebildet. Das Kraftfahrzeug 3 befindet sich zum induktiven Laden mittels der Ladevorrichtung 2 auf einem Untergrund 6 und ist insbesondere auf dem Untergrund 6 abgestellt. In dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bodenbaugruppe 1 auf dem Untergrund 6 angeordnet und liegt auf dem Untergrund 6. In dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bodenbaugruppe 1 in einer Vertiefung angeordnet und in den Untergrund 6 eingelassen, sodass die Bodenbaugruppe 1 mehr oder weniger mit dem Untergrund 6 abschließt.
Die Bodenbaugruppe 1 weist eine Platte 8 auf, mit welcher die Bodenbaugruppe 1 auf dem Untergrund 6 bzw. in der Vertiefung aufliegt. Die Platte 8 wird nachfolgend auch als Grundplatte 8 bezeichnet. Die Grundplatte 8 ist in einer Richtung 7 zur Spule 5 beabstandet, welche nachfolgend auch als Abstandsrichtung 7 bezeichnet wird. Die Abstandsrichtung 7 verläuft hierbei entlang der Lotrichtung und entspricht insbesondere einer Flächennormalen der Grundplatte 8.
Wie den Figuren 3 und 4 entnommen werden kann, weist die Bodenbaugruppe 1 ferner zur Magnetflussführung eine zumindest einen Kernkörper 11 umfassende Kernanordnung 10 auf. Die Kernanordnung 10 ist zur Grundplatte 8 in Abstandsrichtung 7 beabstandet. Zudem ist die Kernanordnung 10 in Abstandsrichtung 7 zwischen der Grundplatte 8 und der Spule 5 angeordnet. Somit ist zwischen der Kernanordnung 10 und der Grundplatte 8 ein Hohlraum 14 ausgebildet. In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Kernanordnung 10 zumindest zwei Kernkörper 11 auf, welche zueinander beabstandet sind. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Kernkörper 11 als Ferritkörper 21 ausgebildet, welche sich quer zur Abstandsrichtung 7 plattenförmig erstrecken. Zwischen zumindest einem der wenigstens einen Kernkörper 11 und der Grundplatte 8 verläuft zumindest ein Körper 15, welcher sich in Abstandsrichtung
7 durch den Hohlraum 14 erstreckt und die Kernanordnung 10 an der Grundplatte
8 abstützt. Der Körper 15 wird nachfolgend auch als Tragsäule 15 bezeichnet. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist für den jeweiligen Kernkörper 11 eine zugehörige Tragsäule 15 vorgesehen, welche sich in Abstandsrichtung 7 von der Grundplatte 8 in Richtung des zugehörigen Kernkörpers 11 erstreckt und somit insbesondere den zugehörigen Kernkörper 11 an der Grundplatte 8 abstützt. Bevorzugt liegt dabei die jeweilige Tragsäule 15 lokal und mittig am zugehörigen Kernkörper 11 an. Im Hohlraum 14 ist eine Elektronik 16 der Bodenbaugruppe 1 , beispielsweise zur Versorgung der Spule 5, angeordnet. Wie den Figuren 3 bis 8 entnommen werden kann, weist dabei zumindest eine der wenigstens einen Tragsäulen 15 eine Kontur 19 auf. Wie den Figuren 3 und 4 entnommen werden kann, ist die Elektronik 16 mittels zumindest einer der wenigstens einen Konturen 19 in Abstandsrichtung 7 mechanisch gegen die Grundplatte 8 beaufschlagt. Somit kommt es zu einer verbesserten Wärmeübertragung zwischen der Elektronik 16 und der Grundplatte 8. In der Folge kommt es zu einer verbesserten Temperierung der Elektronik 16 über die Grundplatte 8. Insbesondere erfolgt auf diese Weise eine verbesserte Kühlung der Elektronik 16 über die Grundplatte 8. Folglich kommt es auf diese Weise zu einer vereinfachten Temperierung der Elektronik 16. Dementsprechend kann die Elektronik 16 und folglich die Bodenbaugruppe 1 mit einer erhöhten Leistung betrieben und/oder ein sogenanntes „Derating“, bei welchem die Leistung der Bodenbaugruppe 1 aufgrund erhöhter Temperaturen, insbesondere zur Vermeidung von Beschädigungen, gezielt runter geregelt wird, zumindest reduziert werden. In der Folge kann die Bodenbaugruppe 1 mit einer erhöhten Leistung betrieben und/oder Beschädigungen der Bodenbaugruppe 1 aufgrund im Betrieb entstehender Wärme zumindest reduziert werden. Unter der „Kontur 19“ ist, wie beispielhaft den Figuren 3 bis 8 entnommen werden kann, ein sich entlang der Abstandsrichtung 7 verändernder Querschnitt der zugehörigen Tragsäule 15 zu verstehen. Diese Querschnittsänderung ist dabei derart, dass sich, vorteilhaft durch eine formschlüssige Verbindung, die mechanische Beaufschlagung auf die Elektronik 16 in Richtung der Grundplatte 8 ausüben lässt.
Die mechanische Beaufschlagung der Elektronik 16 mittels der Kontur 19 kann, wie Figur 3 entnommen werden kann, unmittelbar mittels der Kontur 19 erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann die mechanische Beaufschlagung der Elektronik 16 mittels der Kontur 19, wie Figur 4 entnommen werden kann, mittelbar über einen mit der Kontur 19 und der Elektronik 16 mechanisch zusammenwirkenden Körper 23 erfolgen, der nachfolgend auch als Niederhalter 23 bezeichnet wird. Der Niederhalter 23 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen der Kontur 19 und der Elektronik 16 angeordnet und mit diesen in unmittelbarem Kontakt.
Die jeweilige Tragsäule 15 ist zumindest im Betrieb der Bodenbaugruppe 1 mit der Grundplatte 8 in Kontakt. In den gezeigten Ausführungsbeispielen und bevorzugt ist die jeweilige Tragsäule 15 an ihrer der Grundplatte 8 zugewandten Seite mechanisch an der Grundplatte 8 fixiert. Somit kommt es zu einer definierten Abstützung der Kernanordnung 10 an der Grundplatte 8. Darüber hinaus ist es somit möglich, zwischen der Tragsäule 15 und somit der Kontur 19 und der Grundplatte 8 einen in Abstandsrichtung 7 definierten Abstand vorzugeben und/oder Änderungen dieses Abstandes zu begrenzen. In der Folge ist die Elektronik 16 mittels der zumindest einen Kontur 19 gleich bzw. konstant gegen die Grundplatte 8 mechanisch beaufschlagt. Dies führt zu einer verbesserten Wärmeübertragung zwischen der Elektronik 16 und der Grundplatte 8. Die Fixierung der jeweiligen Tragsäule 15 an der Grundplatte 8 kann dabei, wie den Figuren 3 und 4 entnommen werden kann stoffschlüssig über eine Klebverbindung 27 und/oder, wie Figur 3 entnommen werden kann, mittels einer Schraubverbindung 28 realisiert sein. Ist eine Schraubverbindung 28 vorgesehen, so ist bevorzugt im Bereich der Schraubverbindung 28, wie Figur 3 ebenfalls entnommen werden kann, bevorzugt eine Dichtung 31 vorgesehen, um die für die Verschraubung 28 notwendigen Öffnungen derart abzudichten, dass der Hohlraum 14 nach außen abgedichtet ist.
Die mechanische Beaufschlagung der Elektronik 16 in Richtung der Grundplatte 8 mittels der zumindest einen Kontur 19 hält die Elektronik 16 im Hohlraum 14 in Abstandsrichtung 7. Wie Figur 4 entnommen werden kann, können zum Halten der Elektronik 16 quer zur Abstandsrichtung 7 andere Maßnahmen ergriffen werden. Bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel steht zu diesem Zweck von der Grundplatte 8 zumindest ein Anschlussdom 29 ab. Der Anschlussdom 29 erlaubt dabei vorteilhaft eine Bewegung der Elektronik 16 in Abstandsrichtung 7.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Elektronik 16 rein beispielhaft eine Leiterplatine 17 sowie lediglich in Figur 4 gezeigte elektronische Bauteile 18 auf, welche an der Leiterplatine 17 angebracht sind. Die elektronischen Bauteile 18 sind dabei insbesondere solche einer Leistungselektronik. Wie Figur 4 entnommen werden kann, sind die elektronischen Bauteile 18 bevorzugt auf der der Grundplatte 8 zugewandten Seite der Elektronik 16, insbesondere der Leiterplatine 17, angeordnet. Da die Bauteile 18 üblicherweise im Betrieb erhöht Wärme erzeugen, kommt es somit zu einer effektiven und verbesserten Kühlung der Bauteile 18 über die Grundplatte 8.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist, wie den Figuren 3 und 4 entnommen werden kann, zwischen der Elektronik 16 und der Grundplatte 8 ein thermisches Interfacematerial 22, auch unter der Abkürzung „TIM“ geläufig, angeordnet. Das thermische Interfacematerial 22 liegt bevorzugt flächig an der Elektronik 16 und an der Grundplatte 8 auf und erhöht die Wärmeübertragung zwischen der Elektronik 16 und der Grundplatte 8. Dies führt insbesondere zu einer verbesserten Kühlung der Elektronik 16 und folglich zu einer erhöhten möglichen Leistung der Bodenbaugruppe 1 und/oder einem reduzierten Derating und/oder zu einer erhöhten Lebensdauer. Dabei wird das thermische Interfacematerial 22 in den gezeigten Ausführungsbeispielen durch die mittels der Kontur 19 auf die Elektronik 16 wirkenden Beaufschlagung gegen die Grundplatte 8 gepresst. Dies führt zu einem verbesserten Kontakt des thermischen Interfacematerial 22 sowohl mit der Elektronik 16 als auch mit der Grundplatte 8. Insgesamt erfolgt also eine verbesserte Wärmeübertragung zwischen der Elektronik 16 und der Grundplatte 8. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist das thermische Interfacematerial 22 in Abstandsrichtung 7 elastisch, wobei die Beaufschlagung das thermisches Interfacematerial 22 in Abstandsrichtung 7 komprimiert. Dies führt zu einem reduzierten thermischen Widerstand zwischen der Grundplatte 8 und der Elektronik 16 und folglich einer weiter verbesserten Wärmeübertragung zwischen der Elektronik 16 und der Grundplatte 8. Die elastische Eigenschaft des thermischen Interfacematerial 22 sowie die mechanische Beaufschlagung führen ferner dazu, dass, beispielsweise über die Lebensdauer der Bodenbaugruppe 1 auftretende, Abstandsänderungen in Abstandsrichtung 7 ausgeglichen werden. Dies führt zu einer verbesserten thermischen Verbindung zwischen der Elektronik 16 und der Grundplatte 8, auch wenn derartige Abstandsänderungen auftreten. Zudem führt die elastische Eigenschaft des thermischen Interfacematerial 22 dazu, Änderungen der mechanischen Beaufschlagung der Elektronik 16 auszugleichen. Das heißt, dass die Elektronik 16 auf diese Weise mit einer definierten Kraft bzw. einem definierten Druck gegen die Grundplatte 8 beaufschlagt ist, wobei diese definierte Kraft auch bei besagten Abstandsänderungen aufrecht erhalten bleibt. Dies führt zu einer weiter verbesserten Wärmeübertragung zwischen der Elektronik 16 und der Grundplatte 8, auch wenn besagte Abstandsänderungen auftreten. Ferner können auf diese Weise Beschädigungen der Elektronik 16 vermieden oder zumindest reduziert werden. Wie Figur 3 entnommen werden kann, kann dabei das thermische Interfacematerial 22 vollflächig zwischen Elektronik 16 und der Grundplatte 8 angeordnet sein, wobei das thermische Interfacematerial 22 im Bereich der Tragsäulen 15 ausgespart ist, sodass die Tragsäulen 15 durch die Elektronik 16 und das thermische Interfacematerial 22 hindurch an der Grundplatte 8 abgestützt sind. Wie Figur 4 entnommen werden kann, kann das thermische Interfacematerial 22 alternativ lediglich in Bereichen mit erhöhter Wärmeerzeugung zwischen der Grundplatte 8 und der Elektronik 16 angeordnet sein. Diese Bereiche mit erhöhter Wärmeerzeugung sind, wie vorstehend erläutert, die elektronischen Bauteile 18, sodass in dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel das thermische Interfacematerial 22 lediglich lokal zwischen den Bauteilen 18 und der Grundplatte 8 lokal angeordnet ist.
Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel, in welchem die Kontur 19 der sichtbaren Tragsäule 15 die Elektronik 16 unmittelbar in Abstandsrichtung 7 gegen die Grundplatte 8 mechanisch beaufschlagt, ist die Kontur 19 rein beispielhaft stufenartig ausgebildet, wobei die Kontur 19 auf der von der Grundplatte 8 abgewandten Seite der Elektronik 16 unmittelbar aufliegt. In der Folge beaufschlagt die Tragsäule 15 Elektronik 16 über die Kontur 19 mechanisch in Richtung der Grundplatte 8.
Bei dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel, in welchem die Konturen 19 der sichtbaren Tragsäulen 15 die Elektronik 16 mittelbar über den im Hohlraum 14 angeordneten Niederhalter 23 in Richtung der Grundplatte 8 beaufschlagen, weist die jeweilige Tragsäule 15 zum Ausbilden der zugehörigen Kontur 19 rein beispielhaft zumindest einen quer zur Abstandsrichtung 7 abstehenden Vorsprung 30 auf. Der Niederhalter 23 ist zwischen den Vorsprüngen 30 und der Elektronik 16, insbesondere der Leiterplatine 17, eingeklemmt, sodass der Niederhalter 23 die Elektronik 16 mechanischen in Richtung der Grundplatte 8 beaufschlagt. Dabei liegt der Niederhalter 23 an der jeweiligen zumindest einen zugehörigen Kontur 19 zumindest einer Tragsäule 15 und an der Elektronik 16 an. Im gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der Niederhalter 23 unmittelbar an den zugehörigen und zwei Tragsäulen 15 zuzuordnenden Konturen 19 und an der Leiterplatine 17 an.
Der Niederhalter 23 ist aus einem magnetisch und/oder elektromagnetisch inaktiven, bevorzugt dielektrischen und/oder elektrisch isolierenden, Material hergestellt, um die im Betrieb im Hohlraum 14 vorhandenen magnetischen und/oder elektromagnetischen Felder möglichst nicht zu beeinflussen. Bei dem Niederhalter 23 handelt es sich dabei insbesondere um einen Kunststoffkörper 24. In dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Niederhalter 23 ferner als ein Federelement 25 ausgebildet, welches in Abstandsrichtung 7 federnd wirkt. Zu diesem Zweck ist der Niederhalter 23 im gezeigten Ausführungsbeispiel aus einem dünnwandigen Material hergestellt und entsprechend geformt.
Die Grundplatte 8 ist vorteilhaft aus einem Metall oder einer Metalllegierung hergestellt. Dies führt zu einer verbesserten Wärmeübertragung zwischen der Grundplatte 8 und der Elektronik 16. Zudem kann die Grundplatte 18 auf diese Weise zugleich als magnetische und/oder elektromagnetische Abschirmung der Bodenbaugruppe 1 dienen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Grundplatte 8 ferner mit Kanälen 32 versehen, durch welche im Betrieb ein Fluid durchströmen kann. Zwischen der Grundplatte 8 und dem Fluid kommt es somit zu einer Wärmeübertragung, sodass eine verbesserte Temperierung der Elektronik 16 erfolgt. Das Fluid nimmt im Betrieb insbesondere Wärme von der Grundplatte 8 auf, sodass die Grundplatte 8 die Elektronik 16 verbessert kühlt.
Wie beispielsweise den Figuren 3 und 4 entnommen werden kann, erstreckt sich die Grundplatte 8 quer zur Abstandsrichtung 7 über die Elektronik 16 hinaus. Somit temperiert die Grundplatte 8 auch den Hohlraum 14, sodass auch der Hohlraum 14 und folglich die Kernanordnung 10 und/oder die Spule 5 mittels der Grundplatte 8 temperiert, insbesondere gekühlt, werden. Die jeweilige Kontur 19 kann an der zugehörigen Tragsäule 15 ausgeformt und somit mit der zugehörigen Tragsäule 15 monolithisch sein. Ebenso kann die Kontur 19 separat hergestellt und anschießend an der zugehörigen Tragsäule 15 befestigt sein. Vorstellbar ist es auch, zumindest eine der Konturen 19 an der zugehörigen Tragsäule 15 in Abstandsrichtung 7 verstellbar anzubringen. Somit ist es beispielsweise möglich, die mechanische Beaufschlagung der Elektronik 16 in Richtung der Grundplatte 8 bei Bedarf zu ändern. Ferner lässt sich die Bodenbaugruppe 1 auf diese Weise vereinfacht montieren. Die in Abstandsrichtung verstellbare Anordnung der Kontur 19 an der zugehörigen Tragsäule 15 kann beispielsweise über einen lediglich in Figur 4 angedeuteten Gewindegang 26 erfolgen.
Die Figuren 5 bis 8 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Konturen 19 in einer Seitenansicht der Tragsäulen 15. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 5 ist die Tragsäule 15 gestuft ausgebildet, wobei der Querschnitt der Tragsäule 15 in Abstandsrichtung 7 hin zur Kernanordnung 10 stufenartig zunimmt, um die Kontur 19 auszubilden. Das Ausführungsbeispiel in Figur 6 unterscheidet sich von dem in Figur 4 gezeigten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der Vorsprung 30 in Abstandsrichtung 7 mittig der Tragsäule 15 angeordnet ist. Beim Ausführungsbeispiel der Figur 7 weist die Tragsäule 15 zum Ausbilden der Kontur 19 eine quer zur Abstandsrichtung 7 verlaufende Aussparung 33 auf. Beim in Figur 8 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Tragsäule 15 quer zur Abstandsrichtung 7 außen zumindest einen abstehenden Fortsatz 34 auf. Die jeweilige Kontur 19 kann dabei symmetrisch und umlaufend geschlossen und/oder lediglich lokal an der zugehörigen Tragsäule 15 vorgesehen sein.
Wie den Figuren 3 und 4 entnommen werden kann, weist die Bodenbaugruppe 1 in den gezeigten Ausführungsbeispielen eine Halterung 12 zum Halten der Kernanordnung 10 auf. Die Kernanordnung 10 wird dabei mittels der Halterung 12 in der Bodenbaugruppe 1 gehalten und an der Grundplatte 8 abgestützt. Die Halterung 12 weist zum Abstützen der Kernanordnung 10 die Tragsäulen 15 auf. Zudem weist die Halterung 12 eine in Abstandsrichtung 7 zur Grundplatte 8 beabstandete Haltestruktur 13 auf, wobei der zumindest eine Kernkörper 11 auf der von der Grundplatte 8 abgewandten Seite der Haltestruktur 13 angeordnet und durch die Haltestruktur 13 in einer quer zur Abstandsrichtung 7 verlaufenden Ebene positioniert ist.
Wie den Figuren 3 und 4 ferner entnommen werden kann, weist die Bodenbaugruppe 1 auf der in Abstandsrichtung 7 von der Kernanordnung 10 abgewandten Seite einen oberen Aufbau 35 auf, welche die Spule 5 hält und mit der Halterung 12 mechanisch derart verbunden ist, dass eine auf die Bodenbaugruppe 1 , beispielsweise durch ein Kraftfahrzeug 3, wirkende Last vom Aufbau 35 in die Tragsäulen 15 und anschließend in die Grundplatte 8 weitergegeben wird. Der Aufbau 35 sowie die Halterung 12 sind dabei derart ausgestaltet, dass dies beschädigungsfrei erfolgt. Entsprechend sind insbesondere der Aufbau 35, die Halterung 12 sowie die Grundplatte 8 hinsichtlich ihrer mechanischen Stabilität sowie Tragfähigkeit ausgelegt.
****

Claims

Ansprüche Bodenbaugruppe (1 ) für eine induktive Ladevorrichtung (2) zum induktiven Laden eines Kraftfahrzeugs (3) auf einem Untergrund (6),
- mit einer Grundplatte (8) und einer Spule (5), welche in einer Abstandsrichtung (7) zueinander beabstandet sind,
- mit einer zumindest einen Kernkörper (11 ) aufweisenden Kernanordnung (10) zur Magnetflussführung, die in Abstandsrichtung (7) zur Grundplatte (8) und zur Spule (5) beabstandet und zwischen der Grundplatte (8) und der Spule (5) angeordnet ist,
- wobei zwischen der Kernanordnung (10) und der Grundplatte (8) ein Hohlraum (14) ausgebildet ist,
- wobei zwischen zumindest einem der wenigstens einen Kernkörper (11 ) und der Grundplatte (8) zumindest eine Tragsäule (15) verläuft, welche sich in Abstandsrichtung (7) durch den Hohlraum (14) erstreckt und die Kernanordnung (10) an der Grundplatte (8) abstützt,
- wobei im Hohlraum (14) eine Elektronik (16) angeordnet ist,
- wobei zumindest eine der wenigstens einen Tragsäulen (15) eine Kontur (19) aufweist,
- wobei die Elektronik (16) mittels zumindest einer der wenigstens einen Konturen (19) in Abstandsrichtung (7) mechanisch gegen die Grundplatte (8) beaufschlagt ist. Bodenbaugruppe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Elektronik (16) und der Grundplatte (8) ein thermisches Interfacematerial (22) angeordnet ist, welches durch die mittels der Kontur (19) auf die Elektronik (16) wirkenden Beaufschlagung gegen die Grundplatte (8) gepresst ist. Bodenbaugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
- dass das thermisches Interfacematerial (22) in Abstandsrichtung (7) elastisch ist,
- dass die Beaufschlagung das thermisches Interfacematerial (22) in Abstandsrichtung (7) komprimiert. Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche bis 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der wenigstens einen Konturen (19) die Elektronik (16) unmittelbar in Abstandsrichtung (7) gegen die Grundplatte (8) mechanisch beaufschlagt. Bodenbaugruppe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (19) auf der von der Grundplatte (8) abgewandten Seite der Elektronik (16) aufliegt. Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
- dass im Hohlraum (14) zumindest ein Niederhalter (23) angeordnet ist,
- dass zumindest eine der wenigstens einen Konturen (19) zumindest einen der wenigstens einen Niederhalter (23) mechanisch in Richtung der Grundplatte (8) beaufschlagt, sodass der zumindest eine Niederhalter (23) die Elektronik (16) in Abstandsrichtung (7) gegen Grundplatte (8) mechanisch beaufschlagt. Bodenbaugruppe nach Ansprüche 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der wenigstens einen Niederhalter (23) an zumindest einem der wenigstens einen zugehörigen Konturen (19) und an der Elektronik (16) anliegt. Bodenbaugruppe nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der wenigstens einen Niederhalter (23) elektrisch isolierend, insbesondere ein Kunststoffkörper (24), ist. Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der wenigstens einen Niederhalter (23) ein in Abstandsrichtung (7) wirkendes Federelement (25) ist. Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der wenigstens einen Konturen (19) an der zugehörigen Tragsäule (15) in Abstandsrichtung (7) verstellbar ist. Bodenbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der wenigstens einen Tragsäulen (15) über einen Gewindegang (26) an der zugehörigen Tragsäule (15) angebracht und somit in Abstandsrichtung (7) verstellbar ist. Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik (16) eine Leiterplatine (17) aufweist, wobei die Elektronik (16) über die Leiterplatine (17) mechanisch gegen die Grundplatte beaufschlagt ist. Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektronik (16) zumindest eine elektronisches Bauteil (18) aufweist, welches auf der der Grundplatte (8) zugewandten Seite der Elektronik (16) angeordnet ist. Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der wenigstens einen Tragsäulen (15) mit der Grundplatte (8) stoffschlüssig, insbesondere mittels einer Klebverbindung (27), verbunden ist. Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der wenigstens einen Tragsäulen (15) mit der Grundplatte (8) mittels einer Schraubverbindung (28), verbunden ist.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2620960A1 (de) * 2010-09-21 2013-07-31 Panasonic Corporation Kontaktlose stromversorgungsvorrichtung
EP2773012A1 (de) * 2011-10-28 2014-09-03 Panasonic Corporation Vorrichtung für kontaktlose stromübertragung sowie stromversorgungsvorrichtung und stromempfangsvorrichtung damit

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020202840A1 (de) 2020-03-05 2021-09-09 Mahle International Gmbh Stationäre Induktionsladevorrichtung zur drahtlosen Energieübertragung
DE102020212388A1 (de) 2020-09-30 2022-03-31 Mahle International Gmbh Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2620960A1 (de) * 2010-09-21 2013-07-31 Panasonic Corporation Kontaktlose stromversorgungsvorrichtung
EP2773012A1 (de) * 2011-10-28 2014-09-03 Panasonic Corporation Vorrichtung für kontaktlose stromübertragung sowie stromversorgungsvorrichtung und stromempfangsvorrichtung damit

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