WO2023186365A1 - Stationäre bodenbaugruppe für eine induktive ladevorrichtung - Google Patents

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WO2023186365A1
WO2023186365A1 PCT/EP2023/052235 EP2023052235W WO2023186365A1 WO 2023186365 A1 WO2023186365 A1 WO 2023186365A1 EP 2023052235 W EP2023052235 W EP 2023052235W WO 2023186365 A1 WO2023186365 A1 WO 2023186365A1
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floor assembly
cooling air
base
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PCT/EP2023/052235
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Thomas Himmer
Holger Schroth
Martin Steinbach
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Mahle International Gmbh
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    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling

Definitions

  • the present invention relates to a stationary floor assembly for an inductive charging device for inductively charging a motor vehicle.
  • a direct electrical, plug-based connection can be established between the motor vehicle and an external electrical energy source for charging, although this requires manual activity by a user.
  • Corresponding charging devices have a vehicle assembly in the motor vehicle and a stationary ground assembly outside of the vehicle. In the 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 energy storage device.
  • the present invention is therefore concerned with the problem of providing an improved or at least different embodiment for a base assembly for an inductive charging device of the type mentioned at the outset, which is particularly effective in achieving the nominal power permanently many operating points (including high outside temperature, high humidity, high current in the system).
  • the present invention is based on the general idea of improving power transmission when charging, in particular of an electric vehicle, by means of a stationary floor assembly according to the invention with a housing supported on a surface with a flat coil arranged therein and a core arrangement also arranged therein, in that between the housing and A cooling air duct runs along the surface, which can be actively ventilated and cools both the core arrangement and the flat coil.
  • the stationary floor assembly can be driven over by a motor vehicle to be loaded.
  • the housing has a base and is arranged at a distance from the ground in a distance direction.
  • the flat coil which has a conductor, is arranged in the housing and spaced from the floor in the distance direction.
  • a core arrangement for guiding a magnetic flux which has at least one core body which extends in the form of a plate transversely to the distance direction and has a central region and at least one edge region.
  • at least one support is provided, which is arranged within the central region of an associated core body and connects the core arrangement and the floor in a heat-transferring manner, the at least one support penetrating the floor and supporting the housing directly or indirectly via a base plate on the ground.
  • the cooling air duct runs below the floor, in particular between the floor and the subsurface, which ensures particularly effective cooling of the flat coil or the Core arrangement is possible.
  • the particularly effective cooling is brought about on the one hand by the fact that the cooling air flowing in the cooling air duct cools the floor and, via this, a closed interior of the housing, in which both the flat coil and the core arrangement are arranged.
  • the core arrangement or the flat coil is cooled via the at least one support, which directly or indirectly supports the core arrangement on the surface and thereby crosses the cooling air duct and is therefore also cooled by cooling air flowing in the cooling air duct.
  • the at least one support serves to support the core arrangement or the flat coil and a cover plate arranged above it, which can be driven on by a motor vehicle, for example.
  • the stationary floor assembly With the stationary floor assembly according to the invention, it is possible to operate the latter efficiently, since particularly effective cooling of both the core arrangement, that is, for example, the ferrite plates, and the flat coil are possible via the cooling air duct and the heat-dissipating effect of the supports or the floor.
  • a base plate which extends in the form of a plate transversely to a distance direction, the at least one support connecting the core arrangement and the base plate in a heat-transferring manner and the cooling air duct running between the base and the base plate.
  • the flat coil with its conductor is spaced apart from the base plate in the distance direction.
  • the magnetic flux is guided via the core arrangement, the core arrangement being spaced apart in the distance direction from the base plate and the flat coil and being arranged between the base plate and the flat coil.
  • the core arrangement and the flat coil are arranged in the closed housing above the base plate, the housing being closed off from the base plate by the base.
  • the housing, including the core arrangement and flat coil, are now supported on the base plate via the at least one support that penetrates the floor, and at the same time the core arrangement and the base plate connected to transfer heat.
  • Said cooling air channel now runs between the floor and the base plate, which enables the flat coil or the core arrangement to be effectively cooled.
  • the supports or at least one support are made of a heat-conducting material with a thermal conductivity of X > 5 W/(m K).
  • the base plate and/or the bottom of the housing is also made of a heat-conducting material and also has its own cooling channels and thus not only through the cooling air flowing in the cooling air channel, but also through a coolant flowing in the cooling channels is cooled.
  • the at least one support is therefore assigned two tasks, namely, on the one hand, supporting the core arrangement or the flat coil arranged thereon and, on the other hand, cooling these components by connecting the flat coil or the core arrangement and its core body to the cooling air duct or the base plate in a heat-transferring manner.
  • the core arrangement heats up during operation of the stationary base assembly according to the invention, heat can be dissipated into the cooling air duct or into the base plate, which is designed in particular as a cooling plate, via the at least one support, which enables uniform cooling of the core arrangement and the flat coil with several such supports , whereby in turn the same charging power can be achieved with a smaller cross section of the conductor of the flat coil or a higher charging power can be achieved with the same cross section of the conductor of the flat coil.
  • the support can also be positioned in relation to the associated core body in an area in which the magnetic flux density is sufficiently low, so that when using metallic Materials for the support do not lead to eddy current losses or hysteresis losses, or at least only to a negligible extent. This also prevents field distortion and thus a different operating behavior of the coil system, as well as additional heating of the metallic material indirectly through the magnetic field.
  • Such a central area in the flat coil designed as a primary coil in the stationary base assembly is, for example, explicitly arranged in the middle of the associated ferrite plate or the associated core body, with a distance to the edge of the core body, for example the ferrite plate, depending on the orientation of the primary expected direction of the magnetic field can differentiate.
  • the edge area of each core body, for example each ferrite plate can be determined individually depending on the shape of the expected magnetic flux direction or magnetic flux density.
  • the at least one support has a cavity and is designed such that cooling air flowing into the cooling air duct is directed in the direction of the core body.
  • the cavity thus serves as an air cooling shaft and enables effective cooling of the core arrangement and the flat coil.
  • a deflection element is arranged on the base plate and engages in the cavity of the support.
  • This deflection element serves to redirect the cooling air flowing in the cooling air duct and to direct it upwards in the support like a chimney and then downwards again.
  • This makes it possible to cool the at least one support evenly over the entire height, whereby it can develop its cooling effect not only in a connection area with the associated core body, but also to the closed interior of the housing, which is closed to the base plate by the floor , and in which both the core arrangement and the at least one flat coil are located. This ensures particularly effective cooling and thus a powerful operation of the stationary floor assembly according to the invention is possible.
  • the base and/or the base plate have at least one cooling channel for a coolant. This makes active cooling of the bottom of the housing and/or the base plate possible during operation, with the heat-conducting supports simultaneously also cooling the core arrangement or the core body and the flat coil arranged above it in the installed state.
  • the actively cooled base plate or the actively cooled floor in turn cools the cooling air flowing in the cooling air duct.
  • the floor and/or the base plate itself is advantageously made of a metal or a metal alloy, for example aluminum, in order to improve heat transfer between coolant, cooling air, floor, possibly base plate, air and supports.
  • a metal or a metal alloy for example aluminum
  • an electromagnetic interaction between the base or the base plate with the flat coil and the core arrangement is also minimized or at least reduced.
  • a distance between the floor and/or the base plate and the core arrangement in the distance direction can be between a few millimeters and several centimeters.
  • the at least one support is at least partially made of metal, in particular aluminum.
  • the at least one support is partially made of graphite or ceramic, in particular aluminum nitride or aluminum silicide.
  • Graphite has a thermal conductivity X from 15 to 20 W/(m K), while an aluminum nitride ceramic can even have a conductivity X of 180 W/(m K).
  • the use of such aluminum nitride ceramics is of particular interest where a lot of heat has to be dissipated, but a material may not be electrically conductive under certain circumstances.
  • a fan for conveying cooling air is expediently provided in the cooling air duct.
  • a cooling air flow in the cooling air duct can be forced via such a fan, whereby active and therefore particularly effective cooling of the stationary floor assembly according to the invention can be achieved.
  • Such a fan can be an internal fan, although such a fan can of course also include an external fan.
  • heat exchanger elements which protrude into the cooling air duct are arranged on the floor and/or the base plate.
  • Such heat exchanger elements can be designed, for example, as cooling fins or cooling rods and offer a larger surface available for heat transfer, which in particular allows heat to be removed from the base and/or the base plate and, via this, also to be removed from the heat connected to the base and/or the base plate Allow supports.
  • the individual supports have additional heat exchanger elements, which increase the surface of the supports at least in the cooling air duct, but also in the housing and thus improve heat transfer.
  • a distributor plate heat spreader
  • Such a distribution plate can ensure improved heat transfer and thus improved cooling of the core arrangement, of course It is clear that the distribution plate, if it is metallic, is also arranged within the central area in order to at least minimize the influence on the magnetic field and thus the generation of eddy current losses.
  • the distribution plate is connected to the core arrangement via an adhesive layer with a thermal conductivity of X>0.8 W/(m K) and/or a shear modulus of G ⁇ 10 MPa. Since the adhesive layer, for example an adhesive layer, is extremely thin, a reduced thermal conductivity X of X > 0.8 W/(m K) is sufficient here. In order to be able to compensate for different thermal expansion coefficients between the core bodies, for example a ferrite plate, and the distributor plate, it is advantageous to equip the adhesive layer or generally the adhesive layer with a shear modulus G ⁇ 10 MPa.
  • FIG. 1 shows a sectional view through a stationary floor assembly according to the invention
  • FIG. 3 shows a representation as in FIG. 2, but with different cutting planes
  • Fig. 4 shows a sectional view through a further embodiment of the floor assembly according to the invention.
  • a stationary base assembly 1 for an inductive charging device 2 for inductive charging, for example of a motor vehicle 3, has a closed housing 12 with a base 14, the housing 12 being spaced in a distance direction 5 from a substrate 31 is arranged.
  • the base assembly 1 has at least one flat coil 6 with a conductor 7, which is arranged in the housing 12 and spaced from the base 14 in the distance direction 5.
  • a core arrangement 8 is provided for guiding a magnetic flux, which is spaced inside the housing 12 in the distance direction 5 from the base 14 and the flat coil 6 and is arranged between the base 14 and the conductor 7 and has at least one core body 9, which extends in a plate shape transversely to the distance direction 5 and has a central region 10 and at least one edge region 11.
  • at least one support 15 is provided, which is arranged within the central region 10 of an associated core body 9 and which transfers heat to the core arrangement 8 and the base 14 connects.
  • the at least one support 15 penetrates the floor 14, with a cooling air duct 16 running between the floor 14 and the subsurface 31 (see FIGS. 1 to 3) or between the floor 14 and the base plate 4 (see FIG. 4). .
  • the base plate 4 rests at least partially on the substrate 31.
  • the housing 12 has an upper housing part 13 that is tightly connected to the base 14, whereby the base 14 can be designed as a plastic base 14 'or as a metal base 14".
  • the cooling air duct 16 is used during operation of the stationary base assembly 1 according to the invention for cooling the same, for example cooling air 17 , in particular driven by a fan 18, flows through.
  • a support element 30 is arranged, which supports the upper housing part 13.
  • another support plate (not shown) can be arranged, although purely theoretically it is also conceivable that the upper housing part 13 can be driven directly by a motor vehicle 3.
  • the stationary floor assembly 1 is arranged in or on the ground 31 and can be driven over by a motor vehicle 3 to be loaded, for example.
  • the stationary floor assembly 1 With the stationary floor assembly 1 according to the invention, it is thus possible to enable effective cooling and thus powerful operation of the same, with the support of the core arrangement 8 in the central area 10 of the respective core body 9 also providing an arrangement of the supports 15 in an area in which the magnetic flux density generated by the flat coil 6 is minimal, and as a result there is no or only marginal fear of an obstruction of the magnetic field or the magnetic flux density.
  • This offers the great advantage that a metallic material that is not only load-bearing but also favorable in terms of thermal conductivity can be used for the supports 15, without causing eddy currents or Hysteresis losses arise in the respective support 15.
  • heat removal and thus cooling of the flat coils 6 or the core body 9 is possible not only via the heat-conducting supports 15, but generally also via an arrangement of both the core body 9 and the flat coils 6 in a closed interior 19, which is connected to the cooling air duct 16 via the floor 14 in a heat-transferring manner.
  • the at least one support 15 can, as shown in Figure 2, also have a cavity 20, whereby a comparatively large area available for heat transfer is provided inside the support 15, which is used both for direct cooling of the associated core body 9 and can also be used to cool the closed interior 19.
  • a deflection element 21 can be arranged on the base plate 4, which engages in the cavity 20 and deflects the cooling air 17.
  • the cavity 20 arranged in the support 15 and divided by the deflection element 21 is part of the cooling air channel 16, which thus improves the heat transfer from the flat coil 6 and the core body 9 to the cooling air 17.
  • the base 14 is connected to the support 15 via a waterproof adhesive 23. This allows the interior 19 to be completely sealed.
  • the at least one support 15 can be at least partially made of metal, for example aluminum, and/or preferably one Have thermal conductivity X of X > 5 W/(m K). This allows the core bodies 9 and the flat coils 6 to be effectively dissipated.
  • the aforementioned fan 18 can be provided, which is coupled to the environment and/or to an additional cooling device (not shown), for example a heat exchanger.
  • an additional cooling device for example a heat exchanger.
  • the base 14 or the base plate 4 can also be made of aluminum and additionally have cooling channels 24 in which a coolant can be guided for additional cooling. This enables a further increase in the cooling effect and thus a further possible increase in the charging capacity of the stationary floor assembly 1.
  • a distribution plate 25 can also be arranged, which contributes to improved heat transfer and thus improved cooling of the core arrangement 8. It is of course clear that the distribution plate 25 is also preferably arranged within the central region 10 in order to at least minimize the influence on the magnetic field and thus the generation of eddy current losses, particularly when the distribution plate 25 is made of a metallic material.
  • the distributor plate 25 can also be connected to the core arrangement 8 via an adhesive layer with a thermal conductivity of X>0.8 W/(m K) and/or a shear modulus of G ⁇ 10 MPa. Since the adhesive layer 26, for example an adhesive layer, is extremely thin, a reduced one is sufficient here Thermal conductivity X of X > 0.8 W/(m K). In order to be able to compensate for different thermal expansion coefficients between the core bodies 9, for example a ferrite plate, and the distributor plate 25, it is advantageous to equip the adhesive layer or generally the adhesive layer 26 with a shear modulus G ⁇ 10 MPa.
  • heat exchanger elements 27 are arranged on the base plate, which protrude into the cooling air duct 16 and further increase the area available for heat transfer. 4, heat exchanger elements 27 which protrude into the cooling air duct 16 can also be arranged in an analogous manner on the base 14.
  • the stationary floor assembly 1 With the stationary floor assembly 1 according to the invention, it is therefore possible to achieve particularly effective cooling of the core arrangement 8 or the flat coil 6 via the hollow supports 15 designed as air shafts, whereby they can transmit a higher charging power. Due to the arrangement of the supports 15 essentially in the central region 10 of the respective core arrangements 8 and a heat-conducting design of the supports 15, they can also be used to dissipate heat and thus cool the associated flat coil 6 with its conductor 7 or the core arrangement 8 with the respective core body 9, for example a ferrite plate, without fear of impairment due to hysteresis effects or eddy current losses.
  • the cooling air 17 flowing in the cooling air channel 16 can be adjusted in accordance with a desired cooling capacity in terms of its flow speed by means of the fan 18 and/or supported by additional cooling of the base plate 4 via coolant flowing therein in cooling channels 24.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine stationäre Bodenbaugruppe (1), - mit einem einen Boden (14) aufweisenden Gehäuse (12), welches in einer Abstandsrichtung (5) beabstandet zu einem Untergrund (31) angeordnet ist, - mit zumindest einer in dem Gehäuse (12) angeordneten Flachspule (6), die einen Leiter (7) aufweist, - mit einer Kernanordnung (8), die zumindest einen Kernkörper (9) aufweist, der einen Zentralbereich (10) und zumindest einen Randbereich (11) aufweist, - wobei zumindest eine Stütze (15) vorgesehen ist, die innerhalb des Zentralbereichs (10) eines zugehörigen Kernkörpers (9) angeordnet ist und die Kernanordnung (8) und den Boden (14) wärmeübertragend verbindet, - wobei die zumindest eine Stütze (15) den Boden (14) durchdringt und das Gehäuse (12) auf dem Untergrund (31) abstützt, - wobei unterhalb des Bodens (14), insbesondere zwischen dem Boden (14) und dem Untergrund (31), ein Kühlluftkanal (16) verläuft. Hierdurch sind eine ein Magnetfeld nicht beeinträchtigende Anordnung der Stützen (15) sowie eine verbesserte Kühlung möglich.

Description

Stationäre Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine stationäre Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines Kraftfahrzeugs.
Bei zumindest teilelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen kann zum Laden eine unmittelbare elektrische, steckerbasierte Verbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und einer externen elektrischen Energiequelle hergestellt werden, was jedoch eine manuelle Tätigkeit eines Benutzers erfordert.
Ferner ist es bekannt, den elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeugs induktiv aufzuladen. Entsprechende Ladevorrichtungen weisen hierzu im Kraftfahrzeug eine Baugruppe (Vehicle Assembly) und außerhalb desselben eine stationäre Baugruppe (Ground Assembly) auf. In der Baugruppe außerhalb des Kraftfahrzeugs befindet sich eine Primärspule, welche mit einer Sekundärspule der Baugruppe im Kraftfahrzeug induktiv zusammenwirkt, um den Energiespeicher aufzuladen.
Im Betrieb der Ladevorrichtung kann in der jeweiligen Baugruppe, insbesondere in der stationären Bodenbaugruppe, insbesondere bedingt durch die zu erbringende Ladeleistung, Wärme entstehen, die zu einem unerwünschten Temperaturanstieg der Bodenbaugruppe und/oder benachbarter Gegenstände und damit verbunden auch zu einem Derating (Reduktion der Ladeleistung aufgrund zu großer Wärme im System) oder Ausfall des Systems beim Laden führen kann.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich deshalb mit dem Problem, für eine Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch die dauerhafte Erreichung der Nennleistung in möglichst vielen Betriebspunkten (u.a. hohe Außentemperatur, hohe Luftfeuchtigkeit, hoher Strom im System) auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine Leistungsübertragung beim Laden, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, mittels einer erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe mit einem auf einem Untergrund abgestützten Gehäuse mit einer darin angeordneten Flachspule und einer ebenfalls darin angeordneten Kernanordnung dadurch zu verbessern, dass zwischen dem Gehäuse und dem Untergrund ein Kühlluftkanal verläuft, der aktiv belüftet werden kann und darüber sowohl die Kernanordnung als auch die Flachspule kühlt. Die stationäre Bodenbaugruppe ist dabei von einem zu ladenden Kraftfahrzeug überfahrbar. Das Gehäuse weist einen Boden auf und ist in einer Abstandsrichtung beabstandet zum Untergrund angeordnet. In dem Gehäuse und zum Boden in Abstandsrichtung beabstandet ist die Flachspule angeordnet, die einen Leiter aufweist. Ebenfalls in dem Gehäuse und in Abstandsrichtung zum Boden, dem Leiter und zur Flachspule beabstandet angeordnet ist eine Kernanordnung zur Führung eines magnetischen Flusses, die zumindest einen Kernkörper aufweist, der sich quer zur Abstandsrichtung plattenförmig erstreckt und einen Zentralbereich und zumindest einen Randbereich aufweist. Zur Abstützung ist zumindest eine Stütze vorgesehen, die innerhalb des Zentralbereichs eines zugehörigen Kernkörpers angeordnet ist und die Kernanordnung und den Boden wärmeübertragend verbindet, wobei die zumindest eine Stütze den Boden durchdringt und das Gehäuse direkt oder indirekt über eine Grundplatte auf dem Untergrund abstützt. Unterhalb des Bodens, insbesondere zwischen dem Boden und dem Untergrund , verläuft der Kühlluftkanal, wodurch eine besonders effektive Kühlung der Flachspule bzw. der Kernanordnung möglich ist. Die besonders effektive Kühlung wird dabei einerseits dadurch bewirkt, dass die in dem Kühlluftkanal strömende Kühlluft den Boden und über diesen einen geschlossenen Innenraum des Gehäuses kühlt, in welchem sowohl die Flachspule als auch die Kernanordnung angeordnet sind. Andererseits erfolgt eine Kühlung der Kernanordnung bzw. der Flachspule über die zumindest eine Stütze, welche die Kernanordnung auf dem Untergrund direkt oder indirekt abstützt und dadurch den Kühlluftkanal quert und somit von in dem Kühlluftkanal strömender Kühlluft ebenfalls gekühlt wird. Die zumindest eine Stütze dient dabei der Abstützung der Kernanordnung bzw. der Flachspule sowie einer darüber angeordneten Deckplatte, welche beispielsweise von einem Kraftfahrzeug befahren werden kann. Mit der erfindungsgemäßen stationäre Bodenbaugruppe ist es möglich, letztere leistungsstark zu betreiben, da über den Kühlluftkanal und die wärmeabführende Wirkung der Stützen bzw. des Bodens eine besonders effektive Kühlung sowohl der Kernanordnung, das heißt beispielsweise der Ferritplatten, als auch der Flachspule möglich sind.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist eine Grundplatte vorgesehen, die sich quer zu einer Abstandsrichtung plattenförmig erstreckt, wobei die zumindest eine Stütze die Kernanordnung und die Grundplatte wärmeübertragend verbindet und wobei der Kühlluftkanal zwischen dem Boden und der Grundplatte verläuft. Die Flachspule mit ihrem Leiter ist in Abstandsrichtung zur Grundplatte beabstandet. Über die Kernanordnung erfolgt die Führung des magnetischen Flusses, wobei die Kernanordnung in Abstandsrichtung zur Grundplatte und zur Flachspule beabstandet und zwischen der Grundplatte und der Flachspule angeordnet ist. Die Kernanordnung und die Flachspule sind dabei in dem geschlossenen Gehäuse oberhalb der Grundplatte angeordnet, wobei das Gehäuse gegenüber der Grundplatte durch den Boden verschlossen ist. Über die zumindest eine Stütze, die den Boden durchdringt, werden nun das Gehäuse samt Kernanordnung und Flachspule auf der Grundplatte abgestützt und zugleich die Kernanordnung und die Grundplatte wärmeübertragend verbunden. Zwischen dem Boden und der Grundplatte verläuft nun besagter Kühlluftkanal, der die effektive Kühlung der Flachspule bzw. der Kernanordnung ermöglicht.
Um diesen Effekt weiter zu unterstützen, kann auch vorgesehen sein, die Stützen bzw. zumindest eine Stütze aus einem wärmeleitenden Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von X > 5 W/(m K) auszubilden. Rein theoretisch ist sogar denkbar, dass die Grundplatte und/oder der Boden des Gehäuses ebenfalls aus einem wärmeleitenden Material ausgebildet ist und zudem eigene Kühlkanäle aufweist und somit nicht nur durch die in dem Kühlluftkanal strömende Kühlluft, sondern zusätzlich auch durch ein in den Kühlkanälen strömendes Kühlmittel gekühlt wird. Der zumindest einen Stütze werden somit zwei Aufgaben zuteil, nämlich einerseits die Abstützung der Kernanordnung bzw. der darauf angeordneten Flachspule und andererseits der Kühlung dieser Komponenten, indem sie die Flachspule bzw. die Kernanordnung sowie deren Kernkörper wärmeübertragend mit dem Kühlluftkanal bzw. der Grundplatte verbindet. Erwärmt sich somit im Betrieb der erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe die Kernanordnung, so kann über die zumindest eine Stütze eine Wärmeabfuhr in den Kühlluftkanal bzw. in die insbesondere als Kühlplatte ausgebildete Grundplatte erfolgen, wodurch bei mehreren derartigen Stützen eine gleichmäßige Kühlung der Kernanordnung sowie der Flachspule ermöglicht wird, wodurch wiederum eine gleiche Ladeleistung mit geringerem Querschnitt des Leiters der Flachspule oder eine höhere Ladeleistung bei gleichem Querschnitt des Leiters der Flachspule erreicht werden kann. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der jeweiligen Stütze in Abstandsrichtung unterhalb des Zentralbereichs des zugehörigen Kernkörpers kann darüber hinaus eine Positionierung der Stütze in Bezug auf den zugehörigen Kernkörper in einem Bereich erfolgen, in dem die magnetische Flussdichte ausreichend gering ist, so dass es dort beim Einsatz von metallischen Werkstoffen für die Stütze nicht oder zumindest nur in einem vernachlässigbar geringen Maß zu Wirbelstromverlusten bzw. Hystereseverlusten kommen kann. Damit werden auch eine Feldverzerrung und damit ein anderes Betriebsverhalten des Spulensystems verhindert sowie eine zusätzliche Erwärmung des metallischen Werkstoffs indirekt durch das magnetische Feld. Ein derartiger Zentralbereich bei der als Primärspule ausgebildeten Flachspule in der stationären Bodenbaugruppe ist beispielsweise explizit mittig der zugehörigen Ferritplatte bzw. des zugehörigen Kernkörpers angeordnet, wobei sich ein Abstand zum Rand des Kernkörpers, beispielsweise der Ferritplatte, je nach Orientierung der primär zu erwartenden Richtung des Magnetfeldes unterscheiden kann. Das heißt, der Randbereich jedes Kernkörpers, beispielsweise jeder Ferritplatte, kann je nach Form der erwarteten Magnetflussrichtung bzw. magnetischen Flussdichte individuell festgelegt sein.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe weist die zumindest eine Stütze einen Hohlraum auf und ist derart ausgebildet, dass eine in den Kühlluftkanal strömende Kühlluft in Richtung des Kernkörpers geleitet wird. Der Hohlraum dient somit als Luftkühlschacht und ermöglicht eine effektive Kühlung der Kernanordnung und der Flachspule.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe ist auf der Grundplatte ein Umlenkelement angeordnet, das in den Hohlraum der Stütze eingreift. Dieses Umlenkelement dient dazu, die im Kühlluftkanal strömende Kühlluft umzulenken und kaminartig in der Stütze nach oben und anschließend wieder nach unten zu leiten. Hierdurch ist es möglich, die zumindest eine Stütze über die gesamte Höhe gleichmäßig zu kühlen, wodurch diese ihre Kühlwirkung nicht nur in einem Verbindungsbereich mit dem zugehörigen Kernkörper entfalten kann, sondern auch zum abgeschlossenen Innenraum des Gehäuses, der zur Grundplatte hin durch den Boden verschlossen ist, und in dem sich sowohl die Kernanordnung als auch die zumindest eine Flachspule befinden. Hierdurch sind eine besonders effektive Kühlung und damit ein leistungsstarker Betrieb der erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe möglich.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weisen/weist der Boden und/oder die Grundplatte zumindest einen Kühlkanal für ein Kühlmittel auf. Hierdurch ist eine aktive Kühlung des Bodens des Gehäuses und/oder der Grundplatte im Betrieb möglich, wobei die wärmeleitenden Stützen gleichzeitig auch eine Kühlung der im Einbauzustand darüber angeordneten Kernanordnung bzw. der Kernkörper und der Flachspule bewirken. Zudem kühlt die aktiv gekühlte Grundplatte bzw. der aktiv gekühlte Boden wiederum die im Kühlluftkanal strömende Kühlluft.
Der Boden und/oder die Grundplatte selbst ist vorteilhafterweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung, beispielsweise Aluminium, ausgebildet, um eine Wärmeübertragung zwischen Kühlmittel, Kühlluft, Boden, ggf. Grundplatte, Luft und Stützen zu verbessern. Durch die beabstandete Anordnung des Bodens und/oder der Grundplatte zur Flachspule und der Kernanordnung wird darüber hinaus eine elektromagnetische Wechselwirkung dem Boden bzw. der Grundplatte mit der Flachspule und der Kernanordnung minimiert bzw. zumindest reduziert. Ein Abstand des Bodens und/oder der Grundplatte zur Kernanordnung in Abstandsrichtung kann hierbei zwischen wenigen Millimetern und mehreren Zentimetern betragen. Durch die Herstellung des Bodens und/oder der Grundplatte aus Metall bzw. einer Metalllegierung erfolgt zugleich eine magnetische bzw. elektromagnetische Abschirmung der stationären Bodenbaugruppe nach unten zum Untergrund hin.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die zumindest eine Stütze zumindest teilweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium, ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass die zumindest eine Stütze teilweise aus Grafit oder aus Keramik, insbesondere aus Aluminiumnitrid oder Aluminiumsilizid ausgebildet ist. Grafit besitzt dabei eine Wärmeleitfähigkeit X von 15 bis 20 W/(m K), während eine Aluminiumnitridkeramik sogar eine Leitfähigkeit X von 180 W/(m K) besitzen kann. Der Einsatz insbesondere derartiger Aluminiumnitridkeramiken ist insbesondere dort von großem Interesse, wo viel Wärme abgeführt werden muss, ein Werkstoff jedoch unter Umständen nicht elektrisch leitend sein darf.
Zweckmäßig ist ein Lüfter zur Kühlluftförderung im Kühlluftkanal vorgesehen. Über einen derartigen Lüfter ist eine Kühlluftströmung im Kühlluftkanal erzwingbar, wodurch eine aktive und damit besonders effektive Kühlung der erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe erreicht werden können. Ein derartiger Lüfter kann ein interner Lüfter sein, wobei ein derartiger Lüfter selbstverständlich auch einen externen Lüfter umfassen kann.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe sind an dem Boden und/oder der Grundplatte Wärmeübertragerelemente angeordnet, die in den Kühlluftkanal hineinragen. Derartige Wärmeübertragerelemente können beispielsweise als Kühlrippen oder Kühlstäbe ausgebildet sein und eine größere zur Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Oberfläche bieten, die insbesondere eine Entwärmung des Bodens und/oder der Grundplatte und über diesen/diese auch eine Entwärmung der mit dem Boden und/oder der Grundplatte verbundenen Stützen ermöglichen. Selbstverständlich ist rein theoretisch auch denkbar, dass die einzelnen Stützen weitere Wärmeübertragerelemente aufweisen, die eine Oberfläche der Stützen zumindest im Kühlluftkanal, aber auch im Gehäuse vergrößert und damit einen Wärmeübertrag verbessern.
Zweckmäßig ist zwischen der zumindest einen Stütze und der Kernanordnung bzw. der Haltestruktur eine Verteilerplatte (Heatspreader) angeordnet. Eine derartige Verteilerplatte kann einen verbesserten Wärmeübertrag und damit eine verbesserte Kühlung der Kernanordnung gewährleisten, wobei selbstverständlich klar ist, dass auch die Verteilerplatte, sofern diese metallisch ist, innerhalb des Zentralbereichs angeordnet ist, um insbesondere eine Beeinflussung des Magnetfeldes und damit das Erzeugen von Wirbelstromverlusten zumindest zu minimieren.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe ist die Verteilerplatte über eine adhäsive Schicht mit einer Wärmeleitfähigkeit von X > 0,8 W/(m K) und/oder einem Schubmodul von G < 10 MPa mit der Kernanordnung verbunden. Da die adhäsive Schicht, beispielsweise eine Klebstoffschicht, äußerst dünn ist, reicht hier auch eine reduzierte Wärmeleitfähigkeit X von X > 0,8 W/(m K). Um darüber hinaus unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Kernkörpern, beispielsweise einer Ferritplatte, und der Verteilerplatte ausgleichen zu können, ist es vorteilhaft, die Klebstoffschicht bzw. generell die adhäsive Schicht mit einem Schubmodul G < 10 MPa auszustatten.
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. Dabei zeigen, jeweils schematisch,
Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch eine erfindungsgemäße stationäre Bodenbaugruppe,
Fig. 2 eine weitere Schnittdarstellung durch die Bodenbaugruppe in unterschiedlichen Schnittebenen,
Fig. 3 eine Darstellung wie in Fig. 2, jedoch mit wiederum anderen Schnittebenen,
Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bodenbaugruppe.
Entsprechend den Fig. 1 bis 4, weist eine erfindungsgemäße stationäre Bodenbaugruppe 1 für eine induktive Ladevorrichtung 2 zum induktiven Laden beispielsweise eines Kraftfahrzeugs 3, ein geschlossenes Gehäuse 12 mit einem Boden 14 auf, wobei das Gehäuse 12 in einer Abstandsrichtung 5 beabstandet zu einem Untergrund 31 angeordnet ist. Darüber hinaus weist die Bodenbaugruppe 1 zumindest eine in dem Gehäuse 12 angeordnete und zum Boden 14 in Abstandsrichtung 5 beabstandete Flachspule 6 mit einem Leiter 7 auf. Des Weiteren vorgesehen ist eine Kernanordnung 8 zur Führung eines magnetischen Flusses, die im Inneren des Gehäuses 12 in Abstandsrichtung 5 zum Boden 14 und zur Flachspule 6 beabstandet und zwischen dem Boden 14 und dem Leiter 7 angeordnet ist und zumindest einen Kernkörper 9 aufweist, der sich quer zur Abstandsrichtung 5 plattenförmig erstreckt und einen Zentralbereich 10 und zumindest einen Randbereich 11 aufweist. Zur direkten oder indirekten Abstützung gegenüber dem Untergrund 31 ist zumindest eine Stütze 15 vorgesehen, die innerhalb des Zentralbereichs 10 eines zugehörigen Kernkörpers 9 angeordnet ist und die Kernanordnung 8 und den Boden 14 wärmeübertragend verbindet. Die zumindest eine Stütze 15 durchdringt dabei den Boden 14, wobei zwischen dem Boden 14 und dem Untergrund 31 (vgl. Fig. 1 bis 3) bzw. zwischen dem Boden 14 und der Grundplatte 4 (vgl. Fig. 4) ein Kühlluftkanal 16 verläuft. Die Grundplatte 4 liegt zumindest teilweise am Untergrund 31 an.
Das Gehäuse 12 besitzt einen mit dem Boden 14 dicht verbundenen Gehäuseoberteil 13, wobei der Boden 14 als Kunststoffboden 14’ oder als Metallboden 14" ausgebildet sein kann. Der Kühlluftkanal 16 wird im Betrieb der erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe 1 zur Kühlung derselben, beispielsweise von Kühlluft 17, insbesondere angetrieben mittels eines Lüfters 18, durchströmt.
Oberhalb der Kernanordnung 8 bzw. des jeweiligen Kernkörpers 9 ist jeweils ein Tragelement 30 angeordnet, welches das Gehäuseoberteil 13 abstützt. Oberhalb des Gehäuseoberteils 13 kann nochmals eine Tragplatte (nicht gezeigt) angeordnet sein, wobei rein theoretisch auch denkbar ist, dass das Gehäuseoberteil 13 direkt von einem Kraftfahrzeug 3 befahrbar ist. Die stationäre Bodenbaugruppe 1 ist dabei in oder auf dem Untergrund 31 angeordnet und beispielsweise von einem zu ladenden Kraftfahrzeug 3 überfahrbar.
Mit der erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe 1 ist es somit möglich, eine effektive Kühlung und damit einen leistungsstarken Betrieb derselben zu ermöglichen, wobei durch die Abstützung der Kernanordnung 8 im Zentralbereich 10 der jeweiligen Kernkörper 9 zudem eine Anordnung der Stützen 15 in einem Bereich erfolgt, in welchem die von der Flachspule 6 erzeugte magnetische Flussdichte minimal ist, und dadurch eine Behinderung des Magnetfeldes bzw. der magnetischen Flussdichte nicht oder nur marginal zu befürchten ist. Dies bietet den großen Vorteil, dass für die Stützen 15 sogar ein metallisches und damit nicht nur tragfähiges, sondern auch hinsichtlich der Wärmeleitfähigkeit günstiges Material verwendet werden kann, ohne dass hierdurch Wirbelströme oder Hystereseverluste in der jeweiligen Stütze 15 entstehen. Bei der erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe 1 ist eine Entwärmung und damit Kühlung der Flachspulen 6 bzw. der Kernkörper 9 nicht nur über die wärmeleitenden Stützen 15 möglich, sondern generell auch über eine Anordnung sowohl der Kernkörper 9 als auch der Flachspulen 6 in einem geschlossenen Innenraum 19, welcher über den Boden 14 wärmeübertragend mit dem Kühlluftkanal 16 verbunden ist.
Die zumindest eine Stütze 15 kann, wie dies in Figur 2 gezeigt ist, auch einen Hohlraum 20 aufweisen, wodurch eine vergleichsweise große, zur Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Fläche im Inneren der Stütze 15 bereitgestellt wird, die sowohl zur direkten Kühlung des zugehörigen Kernkörpers 9 als auch zur Kühlung des geschlossenen Innenraums 19 genutzt werden kann.
Entsprechend Fig. 2 kann auf der Grundplatte 4 dabei ein Umlenkelement 21 angeordnet sein, welches in den Hohlraum 20 eingreift und die Kühlluft 17 umlenkt. Das Umlenkelement 21 besitzt dabei gemäß der Schnittdarstellung A-A in Fig. 2 einen runden Querschnitt mit seitlichen, in den Boden 14 bzw. den Kunststoffboden 14’ eingebundenen Flügeln 22. Der Kühlluftkanal 16 besitzt dabei entsprechend der Schnittdarstellung B-B einen halbkreisförmigen Querschnitt. In einer solchen Konfiguration ist somit der in der Stütze 15 angeordnete und durch das Umlenkelement 21 unterteilte Hohlraum 20 ein Teil des Kühlluftkanals 16, was somit die Wärmeübertragung von der Flachspule 6 und dem Kernkörper 9 auf die Kühlluft 17 verbessert. An die Stütze 15 ist der Boden 14 über eine wasserdichte Verklebung 23 angebunden. Hierdurch kann eine vollkommene Abdichtung des Innenraums 19 erreicht werden.
Die zumindest eine Stütze 15 kann dabei zumindest teilweise aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, ausgebildet sein und/oder vorzugsweise eine Wärmeleitfähigkeit X von X > 5 W/(m K) besitzen. Hierdurch kann eine effektive Entwärmung der Kernkörper 9 und der Flachspulen 6 erfolgen.
Zur Förderung der Kühlluft 17 in dem Kühlluftkanal 16 kann der zuvor erwähnte Lüfter 18 vorgesehen sein, welcher mit der Umgebung und/oder mit einer zusätzlichen Kühleinrichtung (nicht gezeigt), beispielsweise einem Wärmeübertrager, gekoppelt ist. Über eine E instellbarkeit der Leistung des Lüfters 18 kann darüber hinaus die Kühlleistung und damit indirekt auch eine mögliche abrufbare Ladeleistung der erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe 1 gesteuert bzw. geregelt werden.
Der Boden 14 bzw. die Grundplatte 4 können/kann ebenfalls aus Aluminium ausgebildet sein und zusätzlich Kühlkanäle 24 aufweisen, in welchen ein Kühlmittel zur zusätzlichen Kühlung geführt werden kann. Hierdurch ist eine nochmalige Steigerung der Kühlwirkung und damit eine nochmalige mögliche Steigerung einer Ladeleistung der stationären Bodenbaugruppe 1 möglich.
Zwischen der zumindest einen Stütze 15 und der Kernanordnung 8 kann darüber hinaus eine Verteilerplatte 25 angeordnet sein, die zu einer verbesserten Wärmeübertragung und damit einer verbesserten Kühlung der Kernanordnung 8 beiträgt. Dabei ist selbstverständlich klar, dass auch die Verteilerplatte 25 vorzugsweise innerhalb des Zentralbereichs 10 angeordnet ist, um insbesondere bei einer Ausführung der Verteilerplatte 25 aus einem metallischen Material eine Beeinflussung des Magnetfeldes und damit das Erzeugen von Wirbelstromverlusten zumindest zu minimieren. Die Verteilerplatte 25 kann darüber hinaus über eine adhäsive Schicht mit einer Wärmeleitfähigkeit von X > 0,8 W/(m K) und/oder einem Schubmodul von G < 10 MPa mit der Kernanordnung 8 verbunden sein. Da die adhäsive Schicht 26, beispielsweise eine Klebstoffschicht, äußerst dünn ist, reicht hier auch eine reduzierte Wärmeleitfähigkeit X von X > 0,8 W/(m K). Um darüber hinaus unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Kernkörpern 9, beispielsweise einer Ferritplatte, und der Verteilerplatte 25 ausgleichen zu können, ist es vorteilhaft, die Klebstoffschicht bzw. generell die adhäsive Schicht 26 mit einem Schubmodul G < 10 MPa auszustatten.
Betrachtet man insbesondere die Fig. 1 nochmals, so kann man erkennen, dass an der Grundplatte 4 Wärmeübertragerelemente 27 angeordnet sind, die in den Kühlluftkanal 16 hineinragen und eine zur Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Fläche nochmals vergrößern. Entsprechend Fig. 4 können in analoger Weise auch an dem Boden 14 Wärmeübertragerelemente 27 angeordnet sein, die in den Kühlluftkanal 16 hineinragen.
Betrachtet man die Fig. 3, so kann man erkennen, dass der Boden 14, respektive der Kunststoffboden 14’, im Bereich unterhalb der Stütze 15 einzelne Stege 28 aufweist, die den unter der Stütze 15 liegenden durchgängigen Kühlluftkanal 16 in einzelne Kanalabschnitte 29 unterteilen. Hierdurch ist eine unproblematische Abstützung der Stütze 15 auf der Grundplatte 4 möglich. Als Alternative (hier nicht gezeigte) Ausführung ist es auch denkbar, dass anstelle der Stege 28 eine Anzahl von einzelnen Stäben, z.B. mit zylindrischen Querschnitt in einer dem Experten bekannten versetzten Anordnung angeordnet sind, welche die Wärmeübertragung begünstigt und der Luftströmung einen geringen Widerstand entgegenbringt.
Mit der erfindungsgemäßen stationären Bodenbaugruppe 1 ist es somit möglich, über die als Luftschächte ausgebildeten, hohlen Stützen 15 eine besonders effektive Kühlung der Kernanordnung 8 bzw. der Flachspule 6 zu erreichen, wodurch diese eine höhere Ladeleistung übertragen können. Durch die Anordnung der Stützen 15 im Wesentlichen im Zentralbereich 10 der jeweiligen Kernanordnungen 8 sowie eine wärmeleitende Ausbildung der Stützen 15 können diese ebenso zur Entwärmung und damit Kühlung der zugehörigen Flachspule 6 mit ihrem Leiter 7 bzw. der Kernanordnung 8 mit dem jeweils zugehörigen Kernkörper 9, beispielsweise einer Ferritplatte, beitragen, ohne dass dabei eine Beeinträchtigung durch Hystereseeffekte bzw. Wirbelstromverluste zu befürchten ist. Die im Kühlluftkanal 16 strömende Kühlluft 17 kann dabei entsprechend einer gewünschten Kühlleistung hinsichtlich ihrer Strömungsgeschwindigkeit mittels des Lüfters 18 angepasst und/oder mittels zusätzlicher Kühlung der Grundplatte 4 über darin in Kühlkanälen 24 strömendem Kühlmittel unterstützt werden.
*****

Claims

Ansprüche Stationäre Bodenbaugruppe (1) für eine induktive Ladevorrichtung (2) zum induktiven Laden eines Kraftfahrzeugs (3),
- mit einem einen Boden (14) aufweisenden, geschlossenen Gehäuse (12), welches in einer Abstandsrichtung (5) beabstandet zu einem Untergrund (31 ) angeordnet ist,
- mit zumindest einer in dem Gehäuse (12) angeordneten und zum Boden (14) in Abstandsrichtung (5) beabstandeten Flachspule (6), die einen Leiter (7) aufweist,
- mit einer Kernanordnung (8) zur Führung eines magnetischen Flusses, die im Inneren des Gehäuses (12) in Abstandsrichtung (5) zum Boden (14) und zur Flachspule (6) beabstandet und zwischen dem Boden (14) und dem Leiter (7) angeordnet ist und zumindest einen Kernkörper (9) aufweist, der sich quer zur Abstandsrichtung (5) plattenförmig erstreckt und einen Zentralbereich (10) und zumindest einen Randbereich (11 ) aufweist,
- wobei zumindest eine Stütze (15) vorgesehen ist, die innerhalb des Zentralbereichs (10) eines zugehörigen Kernkörpers (9) angeordnet ist und die Kernanordnung (8) und den Boden (14) wärmeübertragend verbindet,
- wobei die zumindest eine Stütze (15) den Boden (14) durchdringt und das Gehäuse (12) auf dem Untergrund (31) abstützt,
- wobei unterhalb des Bodens (14), insbesondere zwischen dem Boden (14) und dem Untergrund (31 ), ein Kühlluftkanal (16) verläuft. Bodenbaugruppe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, - dass eine Grundplatte (4) vorgesehen ist, die sich quer zu einer Abstandsrichtung (5) plattenförmig erstreckt,
- wobei die zumindest eine Stütze (15) auf der Grundplatte (4) steht und die Kernanordnung (8) und die Grundplatte (4) wärmeübertragend verbindet,
- wobei der Kühlluftkanal (16) zwischen dem Boden (14) und der Grundplatte (4) verläuft. Bodenbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stütze (15) einen Hohlraum (20) aufweist, in dem eine im Kühlluftkanal (16) strömende Kühlluft (17) bis zum Kernkörper (9) geleitet werden kann. Bodenbaugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Grundplatte (4) ein Umlenkelement (21 ) angeordnet ist, das in den Hohlraum (20) eingreift. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stütze (15) zumindest teilweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium, ausgebildet ist. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lüfter (18) zur Förderung von durch den Kühlluftkanal (16) strömender Kühlluft (17) vorgesehen ist. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (14) zumindest einen Kühlkanal (24) für ein Kühlmittel aufweist. Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (4) zumindest einen Kühlkanal (24) für ein Kühlmittel aufweist. Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (4) zumindest teilweise aus Aluminium ausgebildet ist. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest einer Stütze (15) und der Kernanordnung (8) eine Verteilerplatte (25) angeordnet ist. Bodenbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerplatte (25) über eine adhäsive Schicht (26) mit der Kernanordnung (8) verbunden ist. Bodenbaugruppe nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die adhäsive Schicht (26) eine Wärmeleitfähigkeit von X > 0,8 W/(m K) und/oder einen Schubmodul von G < 10 MPa aufweist. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Boden (14) Wärmeübertragerelemente (27) angeordnet sind, die in den Kühlluftkanal (16) hineinragen. Bodenbaugruppe nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass an der Grundplatte (4) Wärmeübertragerelemente (27) angeordnet sind, die in den Kühlluftkanal (16) hineinragen. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (14) als Kunststoffboden (14') oder als Metallboden (14") ausgebildet ist.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3065152A1 (de) * 2015-03-06 2016-09-07 Brusa Elektronik AG Primärteil eines induktiven ladegeräts
WO2016147598A1 (ja) * 2015-03-13 2016-09-22 株式会社デンソー 放熱装置
US20180114629A1 (en) * 2015-04-08 2018-04-26 Nissan Motor Co., Ltd. Coil unit for contactless power transmission
GB2586878A (en) * 2019-09-09 2021-03-10 Bombardier Primove Gmbh Inductive power transfer pad and method for producing an inductive power transfer pad
WO2021086125A1 (ko) * 2019-10-30 2021-05-06 에스케이씨 주식회사 무선충전 장치 및 이를 포함하는 이동 수단
FR3103623B1 (fr) * 2019-11-26 2021-12-03 Renault Sas Chargeur pour véhicule électrique ou hybride.

Family Cites Families (3)

* 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
DE102020209282A1 (de) 2020-07-23 2022-01-27 Mahle International Gmbh Induktionsbaugruppe einer induktiven Ladevorrichtung
DE102020212388A1 (de) 2020-09-30 2022-03-31 Mahle International Gmbh Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3065152A1 (de) * 2015-03-06 2016-09-07 Brusa Elektronik AG Primärteil eines induktiven ladegeräts
WO2016147598A1 (ja) * 2015-03-13 2016-09-22 株式会社デンソー 放熱装置
US20180114629A1 (en) * 2015-04-08 2018-04-26 Nissan Motor Co., Ltd. Coil unit for contactless power transmission
GB2586878A (en) * 2019-09-09 2021-03-10 Bombardier Primove Gmbh Inductive power transfer pad and method for producing an inductive power transfer pad
WO2021086125A1 (ko) * 2019-10-30 2021-05-06 에스케이씨 주식회사 무선충전 장치 및 이를 포함하는 이동 수단
FR3103623B1 (fr) * 2019-11-26 2021-12-03 Renault Sas Chargeur pour véhicule électrique ou hybride.

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