[發(fā)明專利]用于感應地傳輸電能的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280050802.2
• 申請日: 2012-08-23
• 公開（公告）號: CN103890876B
• 公開（公告）日: 2016-11-02
• 發(fā)明（設計）人: P·阿瑟林;A·格林;M·韋希林
• 申請（專利權）人: 康達提斯-瓦普弗勒有限公司
• 主分類號: H01F38/14
• 分類號: H01F38/14;H01F3/10
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;馬江立

技術領域

本發(fā)明涉及一種根據(jù)權利要求1的前序部分所述的用于感應地傳輸電能的裝置。這樣的裝置特別是用于給在電動車中安裝的充電電池感應地充電。為了實現(xiàn)高效率必須優(yōu)化在初級線圈與次級線圈之間的磁耦合，但是在兩側之間的氣隙是不可避免的。因此通過由鐵磁材料制成的體對磁流的引導有利于盡可能地最小化由于磁場漏磁造成的損耗。

背景技術

由文獻US4,800,328已知一種用于電動車的電池充電裝置，其中初級線圈和次級線圈分別繞由鐵磁材料制成的磁芯纏繞，該磁芯在變壓器中通常由多個單獨的板組成。該構造具有大的重量和大的結構高度，兩者都是不利的并且特別是在車輛方面按照當今的標準是極其不被期望的。

由文獻DE102006048829A1已知一種對于磁懸浮車輛沿著其行駛路徑感應地傳輸電能的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的次級線圈設有用于引導磁流的網(wǎng)格形的單元。通過將由澆注樹脂和鐵氧體粉組成的混合物澆鑄到由塑料組成的鑄模中制造該磁流引導單元。該鑄模在磁流引導單元的完成的狀態(tài)下作為磁流引導單元的基體起作用。

由文獻WO2010/090538A1已知一種用于感應地傳輸電能的系統(tǒng)的線圈，所述線圈繞一個平坦的鐵氧體芯纏繞。該鐵氧體芯沿縱向方向顯著地超出線圈的端部延伸并且在那里具有兩個極面，在這兩個極面上磁流應該垂直于線圈的縱向方向離開磁芯，以便從那里延伸到一個區(qū)域中，在感應式傳輸系統(tǒng)的運行中該系統(tǒng)的第二線圈位于該區(qū)域中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，對于在用于感應能量傳輸?shù)难b置中的磁流引導闡明一種新的解決方案，該解決方案的特征在于小的結構高度和小的重量以及在處理和運行中的穩(wěn)健性。

該目的按照本發(fā)明通過具有權利要求1的特征的裝置來實現(xiàn)。有利的設計方案在從屬權利要求中給出。

本發(fā)明對于在用于感應能量傳輸?shù)难b置中的磁流引導設有具有板的基本形狀的單元，該單元在所述線圈的一側上與所述線圈的繞組軸線垂直地如此設置，使得所述單元至少部分地覆蓋所述線圈的橫截面；并且該單元具有至少一個鐵磁體，所述鐵磁體由具有各向異性的導磁性的各個元件組成并且由此具有各向異性的導磁性。在與所述線圈的繞組軸線垂直的視圖平面中，具有各向異性的導磁性的鐵磁體的各個元件與所述線圈如此定向，使得導磁性的優(yōu)先方向/主方向至少近似與所述線圈的繞組垂直，沿該優(yōu)先方向該導磁性在視圖平面中具有最大值。

由此可以代替脆的和非常容易斷裂的鐵氧體至少部分地將具有更好的機械特性的納米晶軟磁材料在類似的導磁性和類似的或甚至略小的重量的情況下用于磁流引導，而導磁性的各向異性——這是該材料的一種特性——不會損壞磁流引導的效果并繼而不會損壞整個感應的能量傳輸?shù)男省；诩{米晶軟磁材料的更好的機械穩(wěn)定性，可以將和使用鐵氧體相比更小厚度的板形的體用于構造總體上基本為板形的磁流引導單元。由此可以降低整個磁流引導單元的結構高度以及重量。

但由于其導磁性的各向異性使得該材料不適用于大幅不均勻的場區(qū)域，在該場區(qū)域中場方向在小的間隙內(nèi)顯著變化，因為在這樣的區(qū)域中要么可能不利用材料的最大導磁性并因此在那里不產(chǎn)生有效的場引導，要么該材料在那里必須小塊地根據(jù)場分布馬賽克式地被定向，這會導致不合理的制造技術方面的成本。如果存在的對磁流引導的效果的要求是必要的，那么在這些區(qū)域中因此在忍受不利的機械特征的情況下使用具有各向同性的導磁性的材料，優(yōu)選使用軟磁鐵氧體。但是由于在這種情況下相比于在僅僅使用鐵氧體的情況下需要更少和更小的鐵氧體板，因此可以總體上減小磁流引導單元的結構高度和重量。

由各向異性的鐵磁材料組成的鐵氧體的有利的結構在于匹配于在市場上可用的軟磁納米晶材料——該材料僅僅可用在厚度相對較小的帶中——的材料特性，和在于由各個條帶形的元件層壓成為在各個元件之間具有非導電的粘合劑的板疊。各個元件的條帶形狀和分別位于兩個相鄰的元件之間的非導電粘合劑層的絕緣作用在根據(jù)導磁性對于線圈的繞組定向的情況下具有進一步的有利的作用，亦即盡可能地避免渦流的產(chǎn)生，這改善了感應的能量傳輸?shù)男省?/p>

此外可以通過這種方式不僅實現(xiàn)具有導磁性的統(tǒng)一優(yōu)先方向的體，而且也實現(xiàn)這樣的具有有目的地可變的優(yōu)先方向的體。后者可以通過簡單的方式通過各個元件的扇形的布置結構實現(xiàn)，其中絕緣的粘合劑層的厚度沿條帶的縱向方向連續(xù)地變化。

一種有利的幾何設計在于，所述線圈的繞組在磁流引導單元上平面地設置并且螺旋形地走向。產(chǎn)生了一種具有通過鐵磁磁流引導單元沿橫向方向有效磁流引導的整個布置結構的平坦的結構類型，該磁流引導單元在這種情況下可以具有板的簡單形狀。