本發(fā)明涉及按照權(quán)利要求1的將所謂的煎餅線圈用于向電動(dòng)交通工具進(jìn)行無(wú)線能量傳輸?shù)膽?yīng)用以及一種按照權(quán)利要求6的用于向電動(dòng)交通工具進(jìn)行無(wú)線能量傳輸?shù)难b置。

電動(dòng)交通工具的使用是已知的。此外還已知的是：這樣的交通工具只要不通過(guò)自主的、例如通過(guò)太陽(yáng)能電池來(lái)供應(yīng)電能，就通常具有儲(chǔ)能器，所述儲(chǔ)能器必須定期被充載新能量。

在當(dāng)前現(xiàn)有技術(shù)的情況下，在道路交通中存在的電動(dòng)交通工具借助由至合適的耦合裝置的插頭建立的連接來(lái)連接到充電站上。為此，站設(shè)置有相應(yīng)的線纜。

這些站或者線纜暴露于氣候環(huán)境下以及還暴露于其他可能導(dǎo)致功能損害的外部因素下。

此外為了充電，還必須手動(dòng)地建立插頭和耦合裝置的連接。這可能導(dǎo)致另外的損傷。

還已知的是，借助線圈執(zhí)行能量傳輸。因此，對(duì)于上述情形中的應(yīng)用存在找到基于該技術(shù)的解決方案的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是說(shuō)明一種這樣的解決方案，其特別有利地解決這些要求。

該任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1的特征以及權(quán)利要求6的特征解決。

按照本發(fā)明，進(jìn)行將煎餅線圈用于向電動(dòng)交通工具進(jìn)行無(wú)線能量傳輸?shù)膽?yīng)用，其中，為了無(wú)線傳輸，將該傳輸所需的線圈中的至少一個(gè)第一線圈構(gòu)造為煎餅線圈。

這能夠?qū)崿F(xiàn)或者支持充電過(guò)程的自動(dòng)化，因?yàn)閮H僅需要將電動(dòng)交通工具以合適的方式引入充電線圈的附近。從而，由此支持在自主的電動(dòng)交通工具中的使用，所述自主的電動(dòng)交通工具由工業(yè)或在自動(dòng)化技術(shù)中已知。但是，在道路交通中存在的電動(dòng)交通工具和充電裝置的在開頭部分所述的缺點(diǎn)也被克服。

此外，煎餅線圈的應(yīng)用的特點(diǎn)在于：煎餅線圈被緊湊并且同時(shí)扁平地構(gòu)造，其中單個(gè)線圈具有高品質(zhì)，所述高品質(zhì)提高能量傳輸?shù)男?。這兩者尤其是通過(guò)煎餅線圈的通常常見的構(gòu)造而得到，所述構(gòu)造的特點(diǎn)在于涉及由相同繞向的多股絞線制成的2層螺旋線圈，其中在第一層中的第一線圈由外向內(nèi)繞，而在第二層中的第二線圈由內(nèi)向外繞。

在此，有利的是以如下方式改進(jìn)所述應(yīng)用，即為了應(yīng)用煎餅線圈，耐壓地分開布置第一線圈的層。

在此，這優(yōu)選通過(guò)改進(jìn)方案來(lái)以如下方式實(shí)現(xiàn)：對(duì)于用于耐壓地分開布置第一線圈的應(yīng)用，在所述層之間設(shè)置至少一個(gè)、尤其是薄的、尤其是由fr4或其衍生物形成的板g。其特點(diǎn)尤其是在于線圈的穩(wěn)定支承，但是也在于能量傳輸功能的優(yōu)化。衍生物在這種情況下應(yīng)定義為復(fù)合材料，所述復(fù)合材料被構(gòu)造為作為印制電路板材料來(lái)使用。

對(duì)此替換地或補(bǔ)充地，按照一種改進(jìn)方案這可以通過(guò)如下方式來(lái)實(shí)現(xiàn)：為了耐壓地分開布置第一線圈，在所述層之間設(shè)置特氟龍膜。作為替換方案，其具有節(jié)省空間的優(yōu)點(diǎn)，并且作為補(bǔ)充，其通過(guò)相應(yīng)的大小確定還提供了用于優(yōu)化能量傳輸功能的另外的自由度。

另一種替換方案或者補(bǔ)充方案是以如下方式進(jìn)行所述應(yīng)用：為了耐壓地分開布置第一線圈，在所述層之間設(shè)置至少一個(gè)被涂覆的漆層。這提供了另外的空間節(jié)省可能性或者用于優(yōu)化能量傳輸功能的自由度。

本發(fā)明的煎餅線圈優(yōu)選布置在尤其是構(gòu)造為板的鐵氧體裝置上。尤其是，該鐵氧體裝置作為板來(lái)構(gòu)造。由此提高了電感并且從而將繞組體積最小化。此外，這種鐵氧體基底迫使（電）磁場(chǎng)進(jìn)入到該（電）磁場(chǎng)的另一半空間的場(chǎng)中或者說(shuō)將（電）磁場(chǎng)限制到總體上一半空間上。

按照本發(fā)明也建議一種用于向電動(dòng)交通工具進(jìn)行無(wú)線能量傳輸?shù)难b置，該裝置的特點(diǎn)在于，將充電站和/或電動(dòng)交通工具構(gòu)造為，使得其利用根據(jù)前面描述的應(yīng)用所描述的煎餅線圈來(lái)構(gòu)造。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)借助在圖1a和1b中示出的實(shí)施例來(lái)予以闡述。在此，

圖1a示出第一層的俯視圖，

圖1b示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例被用于能量傳輸?shù)募屣灳€圈的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

在圖1a和1b中示出的實(shí)施與所有按照本發(fā)明的煎餅線圈變型方案一樣具有如下優(yōu)點(diǎn)：其在對(duì)交通工具（或者其電池）進(jìn)行電感式充電的情況下保證了，傳輸功率的線圈或者通過(guò)布置兩個(gè)這樣的線圈（也即一個(gè)在交通工具中以及一個(gè)在充電站中）而形成的變壓器系統(tǒng)（trafosystem））被盡可能無(wú)損地實(shí)施。

這要求具有盡可能高品質(zhì)的單個(gè)線圈的線圈系統(tǒng)，如可以通過(guò)煎餅線圈的根據(jù)本發(fā)明的應(yīng)用來(lái)形成的那樣。

在設(shè)計(jì)滿足本發(fā)明應(yīng)用的該線圈系統(tǒng)時(shí)的第二要求是單個(gè)線圈的大小，所述單個(gè)線圈盡可能緊湊并且扁平地實(shí)施。

這在按照一種特別有利的擴(kuò)展方案的所示實(shí)施例中被實(shí)施到鐵氧體面上，所述鐵氧體面具有如下優(yōu)點(diǎn)，電磁場(chǎng)分布被限制在一半空間上并且煎餅線圈的電感值被提高或者由此繞組體積被降低。

由此，與單層螺旋線圈或單層螺旋線圈的組合（例如作為所謂的“蝴蝶”的裝置）的應(yīng)用相比，本發(fā)明具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

如在圖1a（俯視圖）和1b（側(cè)視圖）中所示的煎餅線圈的使用最佳地利用了所述兩個(gè)要求，在此在所示實(shí)施例中，該煎餅線圈的線圈煎餅_線圈_層_1（pancake_spule_lage_1）、煎餅_線圈_層_2（pancake_spule_lage_2）被構(gòu)造為由相同繞向的多股絞線制成的兩層螺旋線圈，其中在第一層中的第一線圈煎餅_線圈_層_1（pancake_spule_lage_1）由外向內(nèi)繞，而在第二層中的第二線圈煎餅_線圈_層_2（pancake_spule_lage_2）由內(nèi)向外繞。

在此，按照實(shí)施例，這兩個(gè)層的耐壓的分離通過(guò)薄的復(fù)合材料板（例如fr4板、fr_4_板）來(lái)得到。對(duì)此替換的或補(bǔ)充的是漆或特氟龍膜。如可以看到的一樣，在此多股絞線在第一繞組的端部穿過(guò)在復(fù)合材料板fr_4_板中的孔到達(dá)復(fù)合材料板fr_4_板的另一層側(cè)上。

還可以看到，該裝置設(shè)置在鐵氧體板ferritplatte上。

為了將煎餅線圈的（電）磁場(chǎng)分布限制到一半空間上并且提高煎餅線圈的電感值（以便由此節(jié)省線匝和體積），所述煎餅線圈處于鐵氧體面上，例如被構(gòu)造為鐵氧體板ferritplatte或者星形鐵氧體裝置或者類似鐵氧體裝置。這保證了：該（電）磁場(chǎng)的另一半空間的（電）磁場(chǎng)被強(qiáng)迫進(jìn)入到鐵氧體面中。由此，金屬基底的影響可以被忽略或者說(shuō)可以由此保證場(chǎng)屏蔽。

在應(yīng)用圖1a和1b中所示實(shí)施方式的實(shí)驗(yàn)程序中，通過(guò)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)的值針對(duì)按照本發(fā)明的使用表現(xiàn)為l225μh的電感和在頻率f=100khz時(shí)的q=1000。

q在此表示線圈品質(zhì)，按照使用銅作為基礎(chǔ)材料并且在室溫下的例子，該線圈品質(zhì)用在100khz時(shí)1000的值示出在該頻率時(shí)通過(guò)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)的最佳值，該最佳值描述了電抗=2*pi*f*l與損耗電阻r之比，因此是一種針對(duì)線圈損耗的度量。

如可以看出的，通過(guò)本發(fā)明的如這里描述的實(shí)施方式可以至少將線圈損耗最小化。

這種線圈類型的優(yōu)點(diǎn)是：相比單層螺旋線圈的使用，最佳地使用兩個(gè)層。因?yàn)閱螌泳€圈的、在那里強(qiáng)制必需的線圈導(dǎo)線的回引使得在同樣高度的情況下必須有更大的線圈直徑。

因此，通過(guò)本發(fā)明可以在最佳利用體積的情況下實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)的線圈。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及用于由煎餅線圈向電動(dòng)交通工具進(jìn)行無(wú)線能量傳輸?shù)膽?yīng)用和裝置，其中為了無(wú)線傳輸而將用于傳輸所需的線圈中的至少一個(gè)第一線圈構(gòu)造為煎餅線圈。

技術(shù)研發(fā)人員：F.艾爾曼
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西門子公司
技術(shù)研發(fā)日：2016.02.19
技術(shù)公布日：2017.10.20