用于感應(yīng)功率傳輸?shù)木€圈設(shè)備和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于感應(yīng)功率傳輸?shù)姆椒ê途€圈設(shè)備。此外本發(fā)明涉及具有這樣的線圈設(shè)備的車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]盡管可應(yīng)用于用于感應(yīng)功率傳輸?shù)娜我獾木€圈設(shè)備，但是在不限制一般性的情況下以用于無接觸地、感應(yīng)地對(duì)以電的方式運(yùn)行的車輛的電池充電的線圈設(shè)備為例描述本發(fā)明。
[0003]如今作為原型或者在測(cè)試車隊(duì)中被試驗(yàn)的電動(dòng)車裝備有這樣的線圈設(shè)備，所述線圈設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)裝入絕緣的塑料殼體中的電磁線圈，并且通常被安置在車輛底盤處或者被嵌入到所述車輛底盤中，使得所述線圈設(shè)備在車輛底盤處是處于最深的部分。這能夠?qū)崿F(xiàn):一旦車輛被停放在充電點(diǎn)上，就以合適的方式立即啟動(dòng)充電過程，所述充電點(diǎn)裝備有布置在地面處的對(duì)應(yīng)的其他線圈設(shè)備。
[0004]但是當(dāng)在人行道邊沿或者差的路段上行駛時(shí)，在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)類型的公路行駛車輛情況下應(yīng)該經(jīng)常考慮到著陸(Aufsetzen)或沿底座刮擦。這樣的著陸導(dǎo)致車輛底盤的處于最深的部分處的損傷。在具有線圈設(shè)備的絕緣的損傷的機(jī)械損壞情況下，在觸碰時(shí)應(yīng)考慮到通過未充分絕緣的電壓的電擊。相同情況適用于布置在地面上的線圈設(shè)備，所述線圈設(shè)備例如位于車庫或者停車場(chǎng)的地面上，或者被嵌入到所述地面中，并且可能通過駛過或者在上面刮傷而被損傷。因此值得期望的是，在應(yīng)用用于感應(yīng)功率傳輸?shù)木€圈設(shè)備時(shí)避免具有電擊的電氣事故的危險(xiǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此設(shè)置用于感應(yīng)功率傳輸?shù)木€圈設(shè)備，具有用于在線圈設(shè)備的傳輸側(cè)發(fā)出和/或接收電磁場(chǎng)的電磁線圈，以及具有殼體壁，所述殼體壁在傳輸側(cè)處遮蓋線圈，并且對(duì)于電磁場(chǎng)是可穿透的。所述線圈設(shè)備還可以包括多個(gè)線圈，并且也按照其他方面被設(shè)計(jì)用于感應(yīng)功率傳輸。線圈設(shè)備具有殼體介質(zhì)，所述殼體介質(zhì)被殼體壁包圍為使得當(dāng)在殼體壁中形成穿通孔時(shí)，殼體介質(zhì)穿過穿通孔。所述殼體介質(zhì)利用通過穿通孔的穿透因此離開空間，在所述空間中所述殼體介質(zhì)被殼體壁包圍。所述殼體介質(zhì)可以是適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)或者適當(dāng)?shù)幕旌衔?，其中殼體介質(zhì)的類型和包圍的條件如此彼此被協(xié)調(diào)，使得在形成穿通孔時(shí)發(fā)生殼體介質(zhì)的溢出，例如通過擴(kuò)散，通過在形成穿通孔自身期間震動(dòng)或者通過現(xiàn)存的或者后來產(chǎn)生的壓力差。
[0006]在另一觀點(diǎn)下，提供用于感應(yīng)功率傳輸?shù)姆椒?。所述方法包括以下步驟:提供用于發(fā)出和/或接收電磁場(chǎng)的電磁線圈；在傳輸側(cè)處利用殼體壁覆蓋線圈，所述殼體壁對(duì)于電磁場(chǎng)是可穿透的；通過殼體壁包圍具有相對(duì)于大氣空氣改變的內(nèi)壓的流體；感測(cè)內(nèi)壓；判斷內(nèi)壓是否達(dá)到能預(yù)先給定的內(nèi)壓閾值；并且如果內(nèi)壓達(dá)到內(nèi)壓閾值，則輸出信號(hào)。
[0007]發(fā)明優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明線圈設(shè)備使得能夠，利用被使用用于感應(yīng)功率傳輸?shù)木€圈即使在機(jī)械損傷時(shí)也從傳輸側(cè)可靠地避免電氣事故。因?yàn)闅んw壁在傳輸側(cè)處遮蓋線圈，所以所述殼體壁首先在正常運(yùn)行中阻止通過用戶直接地碰觸線圈的帶電壓的部分。即使在例如通過對(duì)線圈設(shè)備的機(jī)械沖擊引起的較小的損傷情況下(所述沖擊能夠不穿通殼體壁)，使用者通過在傳輸側(cè)處提供對(duì)線圈的仍舊完全遮住的殼壁而保持免遭電氣事故。最后，在損傷如此巨大以致于可能發(fā)生線圈的暴露的情況下，必然也在位于線圈和從傳輸側(cè)以機(jī)械方式產(chǎn)生影響的對(duì)象之間的殼壁中形成穿通孔，使得按照本發(fā)明所述殼體介質(zhì)穿過穿通孔。這使得能夠通過適當(dāng)?shù)赜^察殼體介質(zhì)來確定損傷的存在，而不必精確地定位損傷自身，使得例如通過關(guān)斷，可以立刻結(jié)束感應(yīng)功率傳輸并且可以避免通過暴露的帶電壓的部分引起的持續(xù)的危害。
[0008]按照線圈設(shè)備的優(yōu)選的改進(jìn)方案，所述殼體介質(zhì)具有顏料。這使得線圈設(shè)備的使用者能夠根據(jù)溢出的顏料以特別簡(jiǎn)單的方式通過單純?nèi)庋塾^察覺察所述線圈設(shè)備的損傷，以便接著可以采取安全措施、例如關(guān)斷線圈設(shè)備或者修理，其中在所述損傷情況下殼體壁被穿通。顏料優(yōu)選地被構(gòu)造為彩色粉末，所述彩色粉末能特別容易地被覺察，因?yàn)樗霾噬勰┰诖┩复┩缀罂焖俚卦诖蟮拿嫔戏植肌?br>[0009]按照優(yōu)選的改進(jìn)方案，所述殼體介質(zhì)具有帶有相對(duì)于大氣空氣提高的內(nèi)壓的流體。例如處于壓力下的流體可以被構(gòu)造為空氣、其他氣體或者液體。如果穿通孔被形成，則流體向外穿過穿通孔，這導(dǎo)致在由殼壁包圍的空間中的特別可靠地例如借助于壓力計(jì)能確定的內(nèi)壓下降。優(yōu)選地，所述流體包括液體或/和凝膠。這利用最小的穿通孔能夠?qū)崿F(xiàn)特別可靠的損傷確定自身，因?yàn)橛捎谝后w和凝膠的在很大程度上的不可壓縮性，通過穿通孔流出的流體的最小的量也導(dǎo)致內(nèi)壓的急劇的、能容易地確定的下降。
[0010]按照優(yōu)選的改進(jìn)方案，所述線圈設(shè)備此外包括內(nèi)壓傳感器，所述內(nèi)壓傳感器感測(cè)內(nèi)壓；和信號(hào)單元，如果內(nèi)壓低于能預(yù)先給定的內(nèi)壓閾值，則所述信號(hào)單元輸出信號(hào)。這使得能夠根據(jù)潛在危害的損傷的存在連續(xù)地自動(dòng)化地監(jiān)控線圈設(shè)備，使得在合適的應(yīng)用中獲得特別高的安全性。
[0011]在對(duì)此可替代的觀點(diǎn)下，本發(fā)明提供線圈設(shè)備，在所述線圈設(shè)備情況下替代殼體介質(zhì)，其中所述殼體介質(zhì)被殼體壁包圍為使得當(dāng)在殼體壁中形成穿通孔時(shí)所述殼體介質(zhì)穿過穿通孔，殼體真空被使用，所述殼體真空被殼體壁包圍為使得當(dāng)在殼體壁中形成穿通孔時(shí)大氣空氣穿過穿通孔。如果內(nèi)壓超過能預(yù)先給定的內(nèi)壓閾值，則在此信號(hào)單元不同地被配置用以輸出信號(hào)?！皻んw真空”不僅可以被理解為理想的真空，而且廣義來說還理解為殼體介質(zhì)，所述殼體介質(zhì)包括具有相對(duì)于大氣壓降低的內(nèi)壓的流體、尤其空氣或者其他氣體或者氣體混合物。
[0012]按照優(yōu)選的改進(jìn)方案，所述線圈設(shè)備此外包括外壓傳感器，所述外壓傳感器感測(cè)大氣的外壓。在此信號(hào)單元包括閾值確定單元，所述閾值確定單元根據(jù)外壓確定內(nèi)壓閾值。這使得能夠避免由于大氣壓的波動(dòng)而引起的錯(cuò)誤的信號(hào)，并且因此實(shí)現(xiàn)特別高的安全性，而不需要與大氣壓過度不同的內(nèi)壓和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)耗費(fèi)、諸如殼壁的過度的厚度。
[0013]按照優(yōu)選的改進(jìn)方案，殼體壁包括內(nèi)壁和外壁，所述內(nèi)壁和外壁在傳輸側(cè)處遮蓋線圈。也即，殼壁在傳輸側(cè)處雙壁地被實(shí)施。這一方面使得能夠配置具有非常小的體積的殼體介質(zhì)的線圈設(shè)備，這按照使用的殼體介質(zhì)在線圈設(shè)備的總重量和材料成本方面是有利的。此外，因?yàn)榫€圈自身處于由殼體介質(zhì)填充的空間之外，所以使線圈的維護(hù)和檢查變得容易。按照可替代的改進(jìn)方案，殼體壁圍繞線圈，這使得能夠節(jié)約壁材料，因?yàn)闅け诘碾p壁實(shí)施是不需要的。
[0014]在另一觀點(diǎn)下，本發(fā)明提供具有電存儲(chǔ)器的車輛，所述車輛包括用于以感應(yīng)方式向電存儲(chǔ)器傳輸功率的這樣的線圈設(shè)備。優(yōu)選地，所述線圈設(shè)備被布置在車輛的底盤處，其中傳輸側(cè)指向下。這使得能夠關(guān)于處于地面處或者處于地面中的其他線圈設(shè)備特別深地將線圈設(shè)備布置在地面上方用于高效的功率傳輸，而不增加電氣事故的危險(xiǎn)。此外，殼體壁優(yōu)選地向下以及朝側(cè)面地遮蓋線圈。由此對(duì)電氣事故的防止延伸到不僅從下而且從側(cè)面對(duì)線圈設(shè)備的有威脅的機(jī)械損傷。
【附圖說明】
[0015]圖1A示出按照本發(fā)明的實(shí)施方式的線圈設(shè)備的示意性橫截面圖；
圖1B示出來自圖1的處于損傷狀態(tài)的線圈設(shè)備的示意性橫截面圖；
圖2-3示出按照兩個(gè)不同的實(shí)施方式的線圈設(shè)備的示意性橫截面圖；
圖4示出按照實(shí)施方式的車輛的示意性側(cè)視圖；和
圖5示出按照實(shí)施方式的用于感應(yīng)功率傳輸?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。
[0016]只要未明確地提及其他，相同的附圖標(biāo)記在圖中涉及相同的或者等效的元件。
【具體實(shí)施方式】
[0017]圖1A以示意性橫截面圖示出水平地被布置在地面119上的、用于借助于電磁場(chǎng)112向未示出的另一線圈設(shè)備以感應(yīng)的方式傳輸功率的線圈設(shè)備100，所述另一線圈設(shè)備能布置在線圈設(shè)備100的被稱為傳輸側(cè)106的上側(cè)，并且例如可以被安裝在要停放在線圈設(shè)備100上方的、未示出的電動(dòng)車處。所述線圈設(shè)備100包括線圈102以及環(huán)繞線圈102的、具有同樣圓柱形的壁104的殼體，所述線圈的線匝總共地以平的圓柱體的形式被纏繞，所述圓柱體的對(duì)稱軸101處于圖平面中。
[0018]線圈設(shè)備100的殼體的壁104環(huán)繞地雙壁地利用由不導(dǎo)電的材料組成的內(nèi)壁104’’和外壁104’’實(shí)施，其中為了在線圈設(shè)備的背離傳輸側(cè)的下側(cè)處支撐內(nèi)壁104’，間隔物107被插入在內(nèi)壁104’和外壁104’’之間。用于將電功率饋入到線圈102中的雙芯引線103通過間隔物107之一