[发明专利]用于车辆充电系统的感应充电装置

说明书

本发明涉及一种用于车辆充电系统(2)的感应充电装置(1)并且涉及一种用于限制这种感应充电装置(1)的磁场导体(3)的热负荷的方法。本发明基于抑制或至少减少磁场导体(3)的不被允许的热负荷的总体思想，尤其是基于抑制或至少减少在磁场导体(3)中产生不被允许的温度梯度的总体思想。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆充电系统的感应充电装置并且涉及一种用于限制这种感应充电装置的磁场导体的热负荷的方法。此外，本发明还涉及一种车辆充电系统并且涉及一种具有根据本发明的感应充电装置的车辆。

背景技术

为了增加终端用户对电动车辆的接受度，以非接触或无线的方式来进行固定能源与车辆的牵引储能器单元之间的能量传输可能是有利的。无线能量传输因为例如无需携带或插入充电线而对终端用户有利。另外，固定感应充电站能够部分地埋在地面区域中，使得其可以更好地整合在城镇景观或乡村景观中。

感应充电站包含用于传导磁场的磁场导体，以便使得可以在无线能量传输期间减少传输损耗。尽管如此，每次无线能量传输都受到某些传输损耗的干扰。这能够包括例如欧姆损耗，该欧姆损耗导致感应充电装置的感应线圈的热负荷并使其温度升高。此外，在磁场导体中能够发生磁滞损耗和/或在感应充电装置的导电组件中发生涡流损耗和/或在感应充电装置的功率电子组件中发生调节损耗或切换损耗。

这些传输损耗例如导致了感应充电装置的磁场导体的热负荷，其中尤其是能够在在磁场导体内产生温度梯度。

在例如能够被设计为烧结铁氧体的磁场导体中，这种温度梯度能够引起热膨胀(热力学)，该热膨胀在非受力位置对磁场导体施加弯曲和/或变形。然而，当磁场导体例如处在感应充电装置中的受力位置中时，其中，例如弯曲和/或变形不能在没有障碍的情况下实现，必须通过磁场导体的适当机械膨胀来对该热膨胀进行补偿，从而维持该受力位置。

由于通过烧结工艺来进行制造，铁氧体材料的磁场导体具有非常脆(类似于玻璃)的材料特性，这就是该材料仅能吸收非常小的机械膨胀即会破裂的原因。铁氧体材料结构中的任何破坏(例如微裂纹)都会对磁场导体的电磁特性产生负面影响，并且因此导致能量传输效率大大减少，这就是应该避免或至少减小磁场导体的机械过载的原因。另外，磁场导体中的任何结构破坏都会导致增加的和/或附加的传输损耗，这附加地放大了磁场导体的热力学膨胀过程。

传输功率超过10kW时，感应充电装置配备有流体循环的温度控制装置，以便将导致磁场导体热负荷的传输损耗释放到感应充电装置的周围环境中。在某些情况下，尤其是在能量传输开始时，非常温暖的温度控制流体能够流入到非常冷的感应充电装置中，或者冷的温度控制流体能够流入到非常温暖的感应充电装置中。这会导致热冲击，该热冲击在磁场导体中形成高的温度梯度，这继而导致对磁场导体结构的损坏并削弱磁场导体的铁氧体特性。通过磁场导体的这种加速老化，显著减少了整个能量传输的效率，这能够导致车辆充电系统的监控系统不再允许能量传输。

本发明基于的目的是提出一种感应充电装置以及一种用于这种感应充电装置的方法，其避免或至少减少了由于热负荷而导致的磁场导体的老化和/或损坏。

根据本发明，该问题通过独立权利要求的主题来解决。有利的实施例是从属权利要求的主题。

发明内容

本发明基于抑制或至少减少磁场导体不被允许的热负荷的总体思想，尤其是改进磁场导体中不被允许的温度梯度的总体思想。

根据本发明的用于车辆充电系统的感应充电装置包含至少一个磁场导体以及至少一个控制装置。在此和/或在下文中，术语“控制装置”能够指调节装置。控制装置能够形成调节装置和/或能够是调节装置。

与空气相比，磁场导体具有更高的磁导率并且能够至少部分地由亚铁磁性和/或由铁磁性材料形成。磁场导体能够形成为板状元件和/或形成为烧结的板状元件。感应充电装置能够包含多个磁场导体，尤其是彼此间隔开的多个磁场导体。