[发明专利]用于能电驱动的车辆的能量技术上的无线耦合的充电站

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于能电驱动的车辆的能量技术上的无线耦合的充电站，具有电源接口和电子线圈，借助该电子线圈可以提供用于能电驱动的车辆的能量技术上的无线耦合的磁交变场，其中电子线圈具有圆柱形的绕组和铁磁体，其中绕组的端面与铁磁体毗邻，从而由绕组所发出的磁交变场通过该端面耦合到铁磁体中。此外，本发明涉及一种用于使能电驱动的车辆与充电站进行能量技术上的无线耦合的方法，该充电站从电源获得电能并借助用于能电驱动的车辆的能量技术上的无线耦合的磁交变场提供能量，借助充电站的、具有圆柱形绕组和铁磁体的电子线圈产生该磁交变场，其中通过与铁磁体毗邻的绕组的端面，使由绕组发出的磁交变场耦合到铁磁体中。最后，本发明还涉及一种用于充电站的能量技术上的无线耦合的能电驱动的车辆，具有蓄电器、带有电机的驱动装置和电子线圈，用于充电站的能量技术上的无线耦合的充电站的磁交变场可以流经该电子线圈，其中电子线圈具有圆柱形的绕组和铁磁体，其中绕组的端面与铁磁体毗邻，从而由绕组所发出的磁交变场通过该端面耦合到铁磁体中。

背景技术

这种类型的充电站和能电驱动的车辆及用于借助磁交变场进行能量的无线传输的方法在原理上是已知的，因此这里无需特别的书面说明。这种类型的充电站的作用在于，在充电时对能电驱动的车辆提供能量，从而使能电驱动的车辆可以执行其预定的功能。尤其是能电驱动的车辆需要行驶所需的能量。

能量由充电站的磁交变场提供，充电站本身与电源，例如与公共的供电网络、与发电机、与电池和/或诸如此类的相连接。充电站在接收电源电能的情况下产生磁交变场。能电驱动的车辆借助适当的电子线圈获取磁交变场、吸收此能量并且从车辆侧提供电能，尤其是为车辆的蓄电器和/或车辆的驱动装置的电机提供电能。

一种将能量从充电站输送至车辆的充电装置的可行性方案为，借助车辆与充电站之间的电缆建立作为能量技术耦合的电动连接。除此之外已知，依据另外的可行性方案建立无线能量技术的耦合，该耦合避免了借助电缆的高成本的机械连接。为了该目的，一般在充电站侧和车辆侧分别设置具有电子线圈的线圈电路，其在充电时基本上彼此相对布置，并且能在使用磁交变场的情况下实现能量耦合。举例来说这种结构由KR 10 2012 0 016 521 A已知。

用于充电站中的预定的应用以及以双重方式用于能电驱动的车辆的线圈应当构造得尽可能平坦，以使得在现有技术条件下，线圈通常相对于其直径具有较小的结构高度。因此，线圈的两个端面仅放置在基本上构造为长方体形状的铁氧体上，该铁氧体构成磁轭。一般来说，线圈的绕组的内直径与其在磁交变场方向上的结构高度的比值是一个值为五或更大的因数。

在现有技术条件下，在这种情况时占主导的观点为，由于较小的结构高度由绕组包围的空间无法填充铁磁材料。由于此原因一般来说，该空间作为由空气填充的自由空间。

即使在现有技术条件下已经证明了这种结构，还是需要改善，尤其是考虑到对能电驱动的车辆的能量技术上的无线耦合的越来越高的要求。

发明内容

因此本发明的目的为，在功率性能和效率方面改善一般类型的充电站。

作为解决方案，本发明提出一种充电站。此外，本发明提出一种用于运行充电站的方法。最后，本发明提出一种能电驱动的车辆。

本发明特别是从装置角度提出，绕组包括第一和第二绕组，第一和第二绕组彼此毗邻且其端面与铁磁体毗邻，并且其设计为，产生反向的磁交变场，其中分别被第一和第二绕组包围的空间具有铁磁材料。相应地从方法角度提出，所述绕组借助于第一和第二绕组，所述第一和第二绕组彼此毗邻并且其端面与铁磁体毗邻布置，产生反向的磁交变场，其中分别被第一和第二绕组包围的空间使用铁磁材料。

出乎意料地确定出，当由绕组所包围的空间至少部分地由铁磁材料填充时，可以明显改善能量技术上的无线耦合的效率，尽管绕组的结构高度相对于其直径来说较小。这也就表明，绕组的漏磁通量出乎意料地-与现有技术条件下至今所采用的不同-并不是无关紧要的并且可以通过以本发明为依据的这种结构显著地降低。除此之外，此种结构还可以，尽量降低由于电磁交变作用而产生的不期望的自加热。由此，从总体上不仅可以改善能量技术上的无线耦合的效率，还可以降低不受欢迎的损失功率产生及其引起的发热。由此，从总体上得到一种改良的充电站，相对于现有条件下的同类充电站来说，其更有效率、更紧凑并因此成本更低。