用于為機動車輛的電能存儲裝置無接觸充電的設備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及為機動車輛的電能存儲裝置(2)無接觸充電的設備(1)，包括：至少一個初級線圈(3)，能夠連接至一個電力供應系統(tǒng)；一個底部殼體(4)，初級線圈(3)被安排在該底部殼體內(nèi)，設備(1)被形成的方式為使得初級線圈(3)可以在運行過程中有交流電流動經(jīng)過并且可以產(chǎn)生交變磁場(10)，該交變磁場可以在該車輛側上在通過氣隙與初級線圈(3)分開的次級線圈(6)中感應產(chǎn)生交流電壓，從而導致電流，電流是隨時間可變的并且可以借助于提供在車輛側上的一個整流器裝置來轉換為直流電，以為連接至整流器裝置的電能存儲裝置充電，該至少一個初級線圈(3)被連接至該底部殼體(4)的方式為在外部壓縮力的作用下能夠機械地屈服。
【專利說明】
用于為機動車輛的電能存儲裝置無接觸充電的設備
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于為機動車輛的電能存儲裝置無接觸充電的設備，該設備包括可以被連接至電力供應系統(tǒng)的至少一個初級線圈以及一個底部殼體，該初級線圈被安排在該底部殼體內(nèi)，該設備被形成的方式為使得該初級線圈可以在運行過程中有交流電流動經(jīng)過并且可以產(chǎn)生交變磁場，該交變磁場可以在該車輛側上在通過氣隙與該初級線圈分開的次級線圈中感應產(chǎn)生交流電壓，從而導致電流，該電流是隨時間可變的并且可以借助于被提供在該車輛側上的一個整流器裝置來轉換為直流電，以用于為被連接至該整流器裝置的該電能存儲裝置充電?！颈尘凹夹g】
[0002]交流驅動在機動車輛技術中扮演著越來越重要的角色。現(xiàn)有技術披露了驅動包括電動機器或電動機器與內(nèi)燃發(fā)動機的組合(已知為混合動力車輛)的機動車輛。這種機動車輛具有用于存儲電能的電能存儲裝置，該電能存儲裝置用于給該電動機器饋電。該電能存儲裝置(其電壓電平一般處于200V與400V之間的范圍中)具有彼此相連接的多個可充電的蓄電池單元或可充電的蓄電池單元組。
[0003]從現(xiàn)有技術已知用于解決為電能存儲裝置充電的問題的不同途徑。通常借助于充電纜線來執(zhí)行充電，該充電纜線可以被連接至該機動車輛的充電接口并且連接至公共電力供應系統(tǒng)的充電接口(已知為插入式技術)。公共電力供應系統(tǒng)的充電接口通常是標準插座，充電纜線的常規(guī)充電插頭可以插入其中。在公共電力供應系統(tǒng)上的充電操作通常需要車輛使用者的干預，因為必須將充電纜線插入到為其提供的充電接口中，其結果是它們要經(jīng)受磨損。如果車輛使用者無意間沒有攜帶充電纜線，則機動車輛的電能存儲裝置不能充電。如果用于機動車輛的電能存儲裝置的充電站被安裝在公共可觸及的區(qū)域中，則還存在它們會經(jīng)常被故意破壞而損壞的問題。
[0004]為了補救上述問題，從現(xiàn)有技術已知使用感應為機動車輛的電能存儲裝置無接觸充電，可以通過這種無接觸充電來為電動機器饋電。為此目的，需要兩個線圈。第一線圈(初級線圈)被容納在底部殼體中并且被連接至公共電力供應系統(tǒng)。此外，第二線圈(次級線圈) 被定位在機動車輛的底板的區(qū)域中。為了給機動車輛的電能存儲裝置充電，該初級線圈和該次級線圈必須被盡可能準確地彼此上下定位，并且因此在x、y和z方向上彼此對齊。用于為該電能存儲裝置充電的交流電流流動經(jīng)過在該底部側上設置的該初級線圈。該初級線圈產(chǎn)生交變磁場，該交變磁場在車輛側上的次級線圈中感應產(chǎn)生交流電壓，其結果是產(chǎn)生隨時間可變的電流。在該車輛側上設置了一個整流器裝置，以便引起交流電的整流，從而可以為該電能存儲裝置充電。
[0005]在z方向(豎直方向)上該初級線圈與該次級線圈之間的距離可以通過使用升降設備來改變，該升降設備被安排在該底部殼體內(nèi)并且可以例如以剪刀的方式來形成。通過升高該初級線圈，在該初級線圈與該次級線圈之間的氣隙的大小可以在限定方式下變化并且被適當?shù)卦O定。
[0006]現(xiàn)代機動車輛通常裝備有高度可調整的底盤，可以通過其來設定機動車輛的至少兩個不同的高度水平。該高度可調整的底盤可以例如包括一個高度可調整的空氣懸掛設備。如在TO 2014/114762 A2、TO 2012/079668 A2和US 2012/0025761 A1 中所披露的，可以在充電過程開始之前，通過降低該高度可調整的底盤來設定在底部側初級線圈與車輛側次級線圈之間的距離，并且因此設定氣隙的大小。當使用上述設備為具有高度可調整的底盤的機動車輛的電能存儲裝置無接觸充電時，可以根據(jù)通過降低該高度可調整的底盤、或通過借助于該升降設備升高該初級線圈的選擇來執(zhí)行對該氣隙的設定。原理上可以想到這兩種高度調整的組合(即，降低該高度可調整的底盤和借助于該升降設備升高該初級線圈)。 例如在具有相對大的離地間隙的機動車輛的情況下(例如在越野車輛的情況下)，如果該機動車輛借助于該高度可調整的底盤的降低不足以將該初級線圈與該次級線圈之間的氣隙設定到所需要的值，則可能會需要這種組合。原理上，如果該機動車輛可以借助于該高度可調整的底盤降低到可以將該初級線圈與該次級線圈之間的氣隙設定到對應值的程度，則可以省去在該底部殼體內(nèi)的升降設備。
[0007]在高度可調整的底盤包括空氣懸掛設備的機動車輛的情況下，可能存在的問題是，如果該機動車輛已經(jīng)使用了相對長的時間則該空氣懸掛設備下垂。當該機動車輛已經(jīng)被定位在具有用于為該電能存儲裝置充電的初級線圈的該底部殼體上方時，該空氣懸掛設備的下垂在一些情況下可能具有的效果是，該機動車輛在下面置于該初級線圈上，其結果是在一些情況下可能發(fā)生損壞。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明基于的目的是:開發(fā)用于為在開篇處提及類型的機動車輛的電能存儲裝置無接觸充電的一種設備，其方式為使得可以防止由該機動車輛向下置于該初級線圈上可能造成的損壞。
[0009]這個目的實現(xiàn)的方式是借助于在開篇處提及類型的具有下述1的特征部分的特征的設備來提供的。下述2-9涉及本發(fā)明的多個有利發(fā)展。
[0010]1.—種用于為機動車輛的電能存儲裝置(2)無接觸充電的設備(1)，該設備包括
[0011]-至少一個初級線圈(3)，該至少一個初級線圈能夠被連接至一個電力供應系統(tǒng)， 以及
[0012]-—個底部殼體(4)，該初級線圈(3)被安排在該底部殼體內(nèi)，該設備(1)被形成的方式為使得該初級線圈(3)能夠在運行過程中有交流電流動經(jīng)過并且能夠產(chǎn)生交變磁場 (10)，該交變磁場能夠在該車輛側上在通過氣隙與該初級線圈(3)分開的次級線圈(6)中感應產(chǎn)生交流電壓，從而導致電流，該電流是隨時間可變的并且能夠借助于被提供在該車輛側上的一個整流器裝置(7)來轉換為直流電，以用于為被連接至該整流器裝置(7)的該電能存儲裝置(2)充電，其特征在于，該至少一個初級線圈(3)被連接至該底部殼體(4)的方式為在外部壓縮力的作用下能夠機械地屈服。[〇〇13]2.如上述1所述的設備(1)，其中該設備(1)包括至少一個壓縮彈簧裝置(8,9)，該初級線圈(3)借助于該至少一個壓縮彈簧裝置而連接至該底部殼體(4)。
[0014]3.如上述2所述的設備(1)，其中該至少一個壓縮彈簧裝置(8,9)在該底部殼體(4)的底部部分(41)與該初級線圈(3)之間延伸。
[0015]4.如上述2或3所述的設備(1)，其中該至少一個壓縮彈簧裝置(8,9)被形成為螺旋彈黃。
[0016]5.如上述2或3所述的設備(1)，其中該至少一個壓縮彈簧裝置(8,9)被形成為氣體壓縮彈簧。[〇〇17]6.如上述2至5之一所述的設備(1)，其中該至少一個壓縮彈簧裝置(8,9)的長度被選擇為使得:在該至少一個壓縮彈簧裝置(8,9)的松弛狀態(tài)下，該初級線圈(3)在該底部殼體(4)的上部殼體開口的上方延伸。
[0018]7.如上述2至6之一所述的設備(1)，其中該壓縮彈簧裝置(8,9)的長度被選擇為使得:在該壓縮彈簧裝置(8,9)的未加載的狀態(tài)下，該初級線圈(3)被保持與該次級線圈(6)相隔一距離，其方式為在該機動車輛的具有至少兩個高度水平的高度可調整的底盤的較低高度水平處，在該初級線圈(3)與該次級線圈(6)之間形成氣隙。[〇〇19]8.如上述2至7之一所述的設備(1)，其中該設備具有多個壓縮彈簧裝置(8,9)。
[0020]9.如上述1至8之一所述的設備(1)，其中該底部殼體(4)具有被選擇為使得在該機動車輛下垂的事件中能夠防止該機動車輛下置在該底部殼體(4)的上側(40)上的總體高度。[〇〇21]根據(jù)本發(fā)明用于為機動車輛的電能存儲裝置無接觸充電的設備的突出之處在于以下事實，即該至少一個初級線圈被連接至該底部殼體的方式為使得在外部壓縮力的作用下能夠機械地屈服。本發(fā)明基于不以剛性方式而以屈服方式將該初級線圈連接至該底部殼體的想法。避免該初級線圈與該底部殼體的剛性連接能夠尤其抵消的問題是:具有空氣懸掛設備的高度可調整底盤的機動車輛下置到該初級線圈上，其方式為如果例如該空氣懸掛設備由于其使用持續(xù)時間而下垂則可能導致?lián)p壞。該空氣懸掛設備的下垂致使壓力從上方施加在該初級線圈上，在根據(jù)本發(fā)明的設備的情況下，其作用是，以屈服的方式被連接至該底部殼體的該初級線圈被壓向下，從而可以有效地防止損壞。
[0022]在優(yōu)選實施例中所提出的是，該設備包括至少一個壓縮彈簧裝置，該初級線圈借助于該至少一個壓縮彈簧裝置來連接至該底部殼體。這允許了實現(xiàn)該初級線圈到該底部殼體的魯棒設計的屈服連接。[〇〇23]在此背景下已經(jīng)證明有利的是，該至少一個壓縮彈簧裝置在該底部殼體的底部部分與該初級線圈之間延伸。因此該至少一個壓縮彈簧裝置的彈簧力恰好抵消該機動車輛的重量的力。[〇〇24]在優(yōu)選實施例中所提出的是，該至少一個壓縮彈簧裝置被形成為螺旋彈簧。這允許了該至少一個壓縮彈簧裝置被特別魯棒機械地形成。
[0025]在替代實施例中還存在的可能性是，該至少一個壓縮彈簧裝置被形成為氣體壓縮彈簧。以此方式，同樣實現(xiàn)了壓縮彈簧裝置的機械魯棒設計。
[0026]在優(yōu)選實施例中，該至少一個壓縮彈簧裝置的長度可以被選擇為使得:在該至少一個壓縮彈簧裝置的松弛狀態(tài)下，該初級線圈在該底部殼體的上部殼體開口的上方延伸。 當該至少一個壓縮彈簧裝置承受壓縮力時，連接到其上的該初級線圈尤其可以移動到該底部殼體的內(nèi)部中。
[0027]該至少一個壓縮彈簧裝置的長度可以優(yōu)選地被選擇為使得:在該壓縮彈簧裝置的未加載的狀態(tài)下，該初級線圈被保持與該次級線圈相隔一距離，其方式為在該機動車輛的具有至少兩個高度水平的高度可調整的底盤的較低高度水平處，在該初級線圈與該次級線圈之間形成氣隙。這個措施實現(xiàn)的效果是，可以通過降低該高度可調整的底盤來可靠地調整在該初級線圈與該次級線圈之間的氣隙。
[0028]在特別優(yōu)選的發(fā)展中，存在的可能性是該設備具有多個這種壓縮彈簧裝置。在該機動車輛下置的事件中，這可以使作用在該初級線圈上的壓縮力以有利的方式分布在多個壓縮彈簧裝置中。
[0029]在有利的實施例中可以提供的是，該底部殼體具有被選擇為使得在該機動車輛下垂的事件中可以防止該機動車輛下置在該底部殼體的上側上的總體高度。這個措施具有例如以下效果:防止了在該機動車輛的高度可調整的底盤的空氣懸掛設備由于其使用壽命而下垂的事件中，該初級線圈屈服但盡管如此該機動車輛還是下置在該底部殼體的上側上?！靖綀D說明】
[0030]參照附圖，本發(fā)明的進一步的特征和優(yōu)點從優(yōu)選示例性實施例的以下描述中變得清楚，在附圖中:
[0031]圖1示出了示意性地大大簡化的表示，展示了通過感應為機動車輛的電能存儲裝置無接觸充電的物理原理，[〇〇32]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選示例性實施例配置的用于機動車輛的電能存儲裝置的無接觸充電的設備的示意性地大大簡化的表示?！揪唧w實施方式】
[0033]參照圖1，下文旨在更詳細地解釋機動車輛的電能存儲裝置2的無接觸充電的基本物理原理，該機動車輛具有電動機器或者電動機器與內(nèi)燃發(fā)動機的組合(已知為混合動力車輛)作為驅動。為此目的設置的用于為電能存儲裝置2無接觸充電的設備1具有一個初級線圈3,該初級線圈被安排在底部殼體4中，該底部殼體呈現(xiàn)在圖2中。初級線圈3關閉底部殼體4的上部殼體開口。
[0034]在底板5的區(qū)域中，該機動車輛具有一個次級線圈6,該次級線圈被連接至整流器裝置7,次級線圈6和整流器裝置7可以被一個共同的殼體封閉。整流器裝置7就其本身而言被連接至電能存儲裝置2。為了給該機動車輛的電能存儲裝置2充電，初級線圈3和次級線圈 6必須在x、y和z方向上彼此對齊并且盡可能準確地彼此上下定位。初級線圈3被連接至公共電力供應系統(tǒng)并且其上有用于為電能存儲裝置2充電的交流電流流動經(jīng)過。初級線圈3由此產(chǎn)生交變磁場10,該交變磁場至少部分地穿透車輛側的次級線圈6并且在其中感應產(chǎn)生交流電壓。這個交流電壓導致了隨時間可變的電流。在該車輛側上設置的整流器裝置7引起了交流電的整流，從而可以為連接到其上的電能存儲裝置2充電。
[0035]如果該機動車輛裝備有具有空氣懸掛設備的高度可調整的底盤，則可能存在的問題是，如果該機動車輛已經(jīng)使用了相對長的時間則該空氣懸掛設備會下垂。作為結果，在一些情況下該機動車輛可能下置在被安排在該底部側上的初級線圈3上，并且由此造成損壞。
[0036]為了補救這個問題，在圖2中呈現(xiàn)的用于為電能存儲裝置2無接觸充電的設備1的底部殼體4在其總體高度方面被設計成使得該機動車輛在該空氣懸掛設備下垂的事件中不會下置在底部殼體4的上側40上。此外，初級線圈3沒有被剛性地緊固在底部殼體4上，而是與其連接的方式為使得在外部壓縮力的作用下屈服。在此所示的示例性實施例中，兩個壓縮彈簧裝置8、9為此目的被安排在底部殼體4內(nèi)，這些壓縮彈簧裝置在底部部分41與初級線圈3之間延伸。在這個示例性實施例中，這些壓縮彈簧裝置8、9被形成為螺旋彈簧，這些螺旋彈簧被安排為在底部殼體4的縱向方向上彼此相隔一距離。這些壓縮彈簧裝置8、9還可以通過其他類型的彈簧(例如通過氣體壓縮彈簧)來實現(xiàn)。[〇〇37]因為底部殼體4具有比現(xiàn)有技術中更小的總體高度，在這些壓縮彈簧裝置8、9的松弛狀態(tài)下，初級線圈3延伸超出底部殼體4的上部殼體開口。這些壓縮彈簧裝置8、9的長度被選擇的方式為使得:在松弛狀態(tài)下，初級線圈3處于一個高度水平處，借助于該高度可調整的底盤的空氣懸掛設備、同時在初級線圈3與次級線圈6之間形成氣隙，則可以將該機動車輛的高度水平可靠地降低到該高度水平處，而沒有下置的風險。
[0038]該空氣懸掛設備在使用了相對長的時間之后會下垂，使得該機動車輛下置在初級線圈3上，這些壓縮彈簧裝置8、9被壓縮。換言之，初級線圈3因此由于該機動車輛產(chǎn)生的壓力而屈服并且在軸向方向上朝下移動，從而可以尤其有效地防止對初級線圈3以及對設置在該車輛側上的次級線圈6的損壞。
【主權項】
1.一種用于為機動車輛的電能存儲裝置(2)無接觸充電的設備(1)，該設備包括-至少一個初級線圈(3)，該至少一個初級線圈能夠被連接至一個電力供應系統(tǒng)，以及-一個底部殼體(4)，該初級線圈(3)被安排在該底部殼體內(nèi)，該設備(1)被形成的方式 為使得該初級線圈(3)能夠在運行過程中有交流電流動經(jīng)過并且能夠產(chǎn)生交變磁場(10)， 該交變磁場能夠在該車輛側上在通過氣隙與該初級線圈(3)分開的次級線圈(6)中感應產(chǎn) 生交流電壓，從而導致電流，該電流是隨時間可變的并且能夠借助于被提供在該車輛側上 的一個整流器裝置(7)來轉換為直流電，以用于為被連接至該整流器裝置(7)的該電能存儲 裝置(2)充電，其特征在于，該至少一個初級線圈(3)被連接至該底部殼體(4)的方式為在外 部壓縮力的作用下能夠機械地屈服。2.如權利要求1所述的設備(1)，其特征在于，該設備(1)包括至少一個壓縮彈簧裝置 (8,9)，該初級線圈(3)借助于該至少一個壓縮彈簧裝置而連接至該底部殼體(4)。3.如權利要求2所述的設備(1)，其特征在于，該至少一個壓縮彈簧裝置(8,9)在該底部 殼體(4)的底部部分(41)與該初級線圈(3)之間延伸。4.如權利要求2或3所述的設備(1)，其特征在于，該至少一個壓縮彈簧裝置(8,9)被形 成為螺旋彈簧。5.如權利要求2或3所述的設備(1)，其特征在于，該至少一個壓縮彈簧裝置(8,9)被形 成為氣體壓縮彈簧。6.如權利要求2或3所述的設備(1)，其特征在于，該至少一個壓縮彈簧裝置(8,9)的長 度被選擇為使得:在該至少一個壓縮彈簧裝置(8,9)的松弛狀態(tài)下，該初級線圈(3)在該底 部殼體(4)的上部殼體開口的上方延伸。7.如權利要求2或3所述的設備(1)，其特征在于，該壓縮彈簧裝置(8,9)的長度被選擇 為使得:在該壓縮彈簧裝置(8,9)的未加載的狀態(tài)下，該初級線圈(3)被保持與該次級線圈 (6)相隔一距離，其方式為在該機動車輛的具有至少兩個高度水平的高度可調整的底盤的 較低高度水平處，在該初級線圈(3)與該次級線圈(6)之間形成氣隙。8.如權利要求2或3所述的設備(1 )，其特征在于，該設備具有多個壓縮彈簧裝置(8，9)。9.如權利要求1至3之一所述的設備(1)，其特征在于，該底部殼體(4)具有被選擇為使 得在該機動車輛下垂的事件中能夠防止該機動車輛下置在該底部殼體(4)的上側(40)上的 總體高度。
【文檔編號】B60L11/18GK106004475SQ201610187239
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月29日
【發(fā)明人】T·克里斯托夫, D·赫爾克, M·烏馮
【申請人】保時捷股份公司