[發明專利]用于車輛充電系統的感應充電裝置

在審

• 申請號: 202011489442.9
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN113002331A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 阿希姆·維貝爾特;沃克爾·沙爾;克里斯多夫·萊姆勒;霍爾格·施羅特
• 申請（專利權）人: 馬勒國際有限公司
• 主分類號: B60L53/12
• 分類號: B60L53/12;H02J50/10
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 鄔志岐;劉繼富

本發明涉及一種用于車輛充電系統(2)的感應充電裝置(1)并且涉及一種用于限制這種感應充電裝置(1)的磁場導體(3)的熱負荷的方法。本發明基于抑制或至少減少磁場導體(3)的不被允許的熱負荷的總體思想，尤其是基于抑制或至少減少在磁場導體(3)中產生不被允許的溫度梯度的總體思想。

技術領域

本發明涉及一種用于車輛充電系統的感應充電裝置并且涉及一種用于限制這種感應充電裝置的磁場導體的熱負荷的方法。此外，本發明還涉及一種車輛充電系統并且涉及一種具有根據本發明的感應充電裝置的車輛。

背景技術

為了增加終端用戶對電動車輛的接受度，以非接觸或無線的方式來進行固定能源與車輛的牽引儲能器單元之間的能量傳輸可能是有利的。無線能量傳輸因為例如無需攜帶或插入充電線而對終端用戶有利。另外，固定感應充電站能夠部分地埋在地面區域中，使得其可以更好地整合在城鎮景觀或鄉村景觀中。

感應充電站包含用于傳導磁場的磁場導體，以便使得可以在無線能量傳輸期間減少傳輸損耗。盡管如此，每次無線能量傳輸都受到某些傳輸損耗的干擾。這能夠包括例如歐姆損耗，該歐姆損耗導致感應充電裝置的感應線圈的熱負荷并使其溫度升高。此外，在磁場導體中能夠發生磁滯損耗和/或在感應充電裝置的導電組件中發生渦流損耗和/或在感應充電裝置的功率電子組件中發生調節損耗或切換損耗。

這些傳輸損耗例如導致了感應充電裝置的磁場導體的熱負荷，其中尤其是能夠在在磁場導體內產生溫度梯度。

在例如能夠被設計為燒結鐵氧體的磁場導體中，這種溫度梯度能夠引起熱膨脹(熱力學)，該熱膨脹在非受力位置對磁場導體施加彎曲和/或變形。然而，當磁場導體例如處在感應充電裝置中的受力位置中時，其中，例如彎曲和/或變形不能在沒有障礙的情況下實現，必須通過磁場導體的適當機械膨脹來對該熱膨脹進行補償，從而維持該受力位置。

由于通過燒結工藝來進行制造，鐵氧體材料的磁場導體具有非常脆(類似于玻璃)的材料特性，這就是該材料僅能吸收非常小的機械膨脹即會破裂的原因。鐵氧體材料結構中的任何破壞(例如微裂紋)都會對磁場導體的電磁特性產生負面影響，并且因此導致能量傳輸效率大大減少，這就是應該避免或至少減小磁場導體的機械過載的原因。另外，磁場導體中的任何結構破壞都會導致增加的和/或附加的傳輸損耗，這附加地放大了磁場導體的熱力學膨脹過程。

傳輸功率超過10kW時，感應充電裝置配備有流體循環的溫度控制裝置，以便將導致磁場導體熱負荷的傳輸損耗釋放到感應充電裝置的周圍環境中。在某些情況下，尤其是在能量傳輸開始時，非常溫暖的溫度控制流體能夠流入到非常冷的感應充電裝置中，或者冷的溫度控制流體能夠流入到非常溫暖的感應充電裝置中。這會導致熱沖擊，該熱沖擊在磁場導體中形成高的溫度梯度，這繼而導致對磁場導體結構的損壞并削弱磁場導體的鐵氧體特性。通過磁場導體的這種加速老化，顯著減少了整個能量傳輸的效率，這能夠導致車輛充電系統的監控系統不再允許能量傳輸。

本發明基于的目的是提出一種感應充電裝置以及一種用于這種感應充電裝置的方法，其避免或至少減少了由于熱負荷而導致的磁場導體的老化和/或損壞。

根據本發明，該問題通過獨立權利要求的主題來解決。有利的實施例是從屬權利要求的主題。

發明內容

本發明基于抑制或至少減少磁場導體不被允許的熱負荷的總體思想，尤其是改進磁場導體中不被允許的溫度梯度的總體思想。

根據本發明的用于車輛充電系統的感應充電裝置包含至少一個磁場導體以及至少一個控制裝置。在此和/或在下文中，術語“控制裝置”能夠指調節裝置。控制裝置能夠形成調節裝置和/或能夠是調節裝置。

與空氣相比，磁場導體具有更高的磁導率并且能夠至少部分地由亞鐵磁性和/或由鐵磁性材料形成。磁場導體能夠形成為板狀元件和/或形成為燒結的板狀元件。感應充電裝置能夠包含多個磁場導體，尤其是彼此間隔開的多個磁場導體。