[发明专利]非接触式能量传输的能量传输器和牵引蓄电池充电系统

说明书

本发明涉及一种能量传输器(1)，其具有线圈装置(4)和导磁体(6)。线圈装置(4)包括多个线圈绕组(10)的线圈(9)，所述线圈布置在导磁体(6)上。对于本发明而言重要的是，在线圈绕组(10)与大磁体表面(7、8)之间限定周向截面(13)。

技术领域

本发明涉及一种用于非接触式能量传输的能量传输器。本发明还涉及一种牵引蓄电池充电系统。

背景技术

用于非接触式能量传输的能量传输器通常用于以非接触的方式，即特别是在没有电接触插头或电线的情况下，向例如是电动车辆、移动式工作机器或移动电话的移动装备的用于驱动的牵引蓄电池或驱动蓄电池提供能量。

在文献WO 2013/051947 A1中描述了一种感应能量传输器，其包括具有多个侧壁的壳体。一个或更多个线圈布置在该壳体中，以便在壳体内产生交变磁场来进行非接触式能量传输。线圈的密度随离侧壁的距离而变化。此外还描述了该能量传输器包括透磁层，其中，层的厚度或层的磁导率不同。

能量传输器通常包括用于提供磁场的线圈和用于传导磁场的导磁体。导磁体通常具有不均匀的通量密度分布，与理论上可能的最大磁荷相比，这导致相对较低的磁荷，该最大磁荷在技术界称其为“饱和通量密度”。不均匀的通量密度分布还导致所产生的磁功率损耗的不均匀分布，这通常伴随着导磁体上的不均匀的温度负荷。然而，不均匀的温度负载能够导致不良的热磁效应和热机械效应。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于能量传输器的改进的实施例或至少另一实施例。此外，本发明的目的是提供一种具有能量传输器的牵引蓄电池充电系统。

根据本发明，该目的特别通过独立权利要求的主题解决。有利的实施例是从属权利要求的主题和说明书的主题。

本发明的基本思想是，通过设计措施使导磁体上的不均匀通量密度的分布尽可能均匀，以在导磁体上实现相对较高的磁通密度的同时实现相对较低的热负荷。此外，这也导致重量的减轻，特别是当在机动车辆中使用时是特别有利。

为此，用于非接触式能量传输的能量传输器，特别是适用于电动车辆的牵引蓄电池充电系统的感应线圈装置包括：线圈装置，特别是用于提供或接收用于非接触式能量传输的磁场的发射器线圈装置和/或接收器线圈装置；以及包括优选地具有两个大磁体表面的导磁体，该导磁体用于传导，特别是用于引导/传导线圈装置提供或接收的磁场。线圈装置包括线圈，该线圈布置在优选面向线圈的大磁体表面上，该线圈围绕线圈的假想线圈绕组中心沿周向布置成线圈状，实际上呈螺旋状。每个线圈绕组的周向长度能够例如以米(m)为单位。重要的是，在两个大磁体表面之间限定了一个或更多个假想的周向截面，周向截面分别沿着线圈绕组的线圈绕组周向长度延伸穿过两个大磁体表面之间的导磁体。实际上，周向截面能够以平方米(m²)为单位。根据本发明，导磁体被构造成使得至少两个周向截面，特别是在径向方向上彼此相邻的两个周向截面在面积上彼此基本相同。这样的效果是，对于每个线圈绕组周向长度，在导磁体中都具有相同的周向截面。

具体地，能够说线圈绕组布置得越靠近线圈绕组中心，即线圈绕组的半径越小，则必须通过磁通量的导磁体中的线圈绕组周向长度和周向截面也就越小。因此，当周向截面减小时，磁通量保持不变。所以，导磁体内的磁通密度随着半径的减小而增大。在理想情况下，这种行为对于圆形绕组的线圈是线性的。在任何情况下，导磁体的构造优选地通过调节导磁体的材料厚度来实现，例如，优选地通过对大磁体表面之一进行斜切使得材料厚度从线圈绕组中心径向向外减小。通过这种方式，实现了在导磁体的任意位置处都能够调节均匀过程量，例如均匀的磁通密度或均匀的温度分布。

实际上，至少两个或所有线圈绕组的周向截面彼此相同。通过这种方式，可以直接利用周向截面对导磁体进行有利构造，使得导磁体上的期望的相对均匀的磁场密度和/或导磁体上的期望的温度分布是可调节的。