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)地對以電的方式運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試車隊中被試驗的電動車裝備有這樣的線圈設(shè)備，所述線圈設(shè)備包括一個或多個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上，就以合適的方式立即啟動充電過程，所述充電點裝備有布置在地面處的對應(yīng)的其他線圈設(shè)備。
[0004]但是當在人行道邊沿或者差的路段上行駛時，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)?？紤]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械損壞情況下，在觸碰時應(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)備時避免具有電擊的電氣事故的危險。

【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，并且對于電磁場是可穿透的。所述線圈設(shè)備還可以包括多個線圈，并且也按照其他方面被設(shè)計用于感應(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在殼體壁中形成穿通孔時，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?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)或者適當?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發(fā)生殼體介質(zhì)的溢出，例如通過擴散，通過在形成穿通孔自身期間震動或者通過現(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，所述殼體壁對于電磁場是可穿透的；通過殼體壁包圍具有相對于大氣空氣改變的內(nèi)壓的流體；感測內(nèi)壓；判斷內(nèi)壓是否達到能預(yù)先給定的內(nèi)壓閾值；并且如果內(nèi)壓達到內(nèi)壓閾值，則輸出信號。
[0007]發(fā)明優(yōu)點本發(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€圈即使在機械損傷時也從傳輸側(cè)可靠地避免電氣事故。因為殼體壁在傳輸側(cè)處遮蓋線圈，所以所述殼體壁首先在正常運行中阻止通過用戶直接地碰觸線圈的帶電壓的部分。即使在例如通過對線圈設(shè)備的機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)以機械方式產(chǎn)生影響的對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?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，因為所述彩色粉末在穿透穿通孔后快速地在大的面上分布。
[0009]按照優(yōu)選的改進方案，所述殼體介質(zhì)具有帶有相對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，因為由于液體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)壓傳感器感測內(nèi)壓；和信號單元，如果內(nèi)壓低于能預(yù)先給定的內(nèi)壓閾值，則所述信號單元輸出信號。這使得能夠根據(jù)潛在危害的損傷的存在連續(xù)地自動化地監(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]在對此可替代的觀點下，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在殼體壁中形成穿通孔時所述殼體介質(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在殼體壁中形成穿通孔時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，則在此信號單元不同地被配置用以輸出信號?！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大氣的外壓。在此信號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而引起的錯誤的信號，并且因此實現(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、諸如殼壁的過度的厚度。
[0013]按照優(yōu)選的改進方案，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，因為線圈自身處于由殼體介質(zhì)填充的空間之外，所以使線圈的維護和檢查變得容易。按照可替代的改進方案，殼體壁圍繞線圈，這使得能夠節(jié)約壁材料，因為殼壁的雙壁實施是不需要的。
[0014]在另一觀點下，本發(fā)明提供具有電存儲器的車輛，所述車輛包括用于以感應(yīng)方式向電存儲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。此外，殼體壁優(yōu)選地向下以及朝側(cè)面地遮蓋線圈。由此對電氣事故的防止延伸到不僅從下而且從側(cè)面對線圈設(shè)備的有威脅的機械損傷。
【附圖說明】
[0015]圖1A示出按照本發(fā)明的實施方式的線圈設(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示出按照兩個不同的實施方式的線圈設(shè)備的示意性橫截面圖；
圖4示出按照實施方式的車輛的示意性側(cè)視圖；和
圖5示出按照實施方式的用于感應(yīng)功率傳輸?shù)姆椒ǖ牧鞒虉D。
[0016]只要未明確地提及其他，相同的附圖標記在圖中涉及相同的或者等效的元件。
【具體實施方式】
[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