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DE102014114640A1 - Inductive energy transfer system with broad primary order - Google Patents

Inductive energy transfer system with broad primary order Download PDF

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DE102014114640A1
DE102014114640A1 DE102014114640.9A DE102014114640A DE102014114640A1 DE 102014114640 A1 DE102014114640 A1 DE 102014114640A1 DE 102014114640 A DE102014114640 A DE 102014114640A DE 102014114640 A1 DE102014114640 A1 DE 102014114640A1
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arrangement
inductive energy
ferrite
transmission system
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Paul Vahle GmbH and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein induktives Energieübertragungssystem zur Übertragung elektrischer Energie von einer primärseitigen, insbesondere stationär angeordneten, Spulenanordnung (1) hin zu einer sekundärseitigen an einem Fahrzeug angeordneten Spulenanordnung (2), wobei die primärseitige und die sekundärseitige Spulenanordnung (1, 2) jeweils mindestens eine Wicklung (1W, 2W) und jeweils mindestens eine Ferritanordnung (1F, 2F) aufweisen, wobei die primärseitige Ferritanordnung (1F) eine Länge (Px) längst zur Fahrtrichtung (FR) der Fahrbahn und eine Breite (Py) quer zur Fahrtrichtung (FR) der Fahrbahn aufweist und die sekundärseitige Ferritanordnung (2F) eine Länge (Sx) parallel zur Fahrzeuglängsachse (FR) und eine Breite (Sy) quer zur Fahrzeuglängsachse (FR) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (Py) der primärseitigen Ferritanordnung (1F) mindestens das 1,3 bis 3-fache der Breite (Sy) der sekundärseitigen Ferritanordnung (2F), besonders bevorzugt das 1,5 bis 2-fache, beträgt, wobei die Länge (Px) der primärseitigen Ferritanordnung (1F) maximal das 1,25-fache der Länge (Sx) der sekundärseitigen Ferritanordnung (2F) beträgt.The invention relates to an inductive energy transmission system for transmitting electrical energy from a primary-side, in particular stationarily arranged, coil arrangement (1) to a secondary coil arrangement arranged on a vehicle (2), wherein the primary-side and the secondary-side coil arrangement (1, 2) each have at least one Winding (1W, 2W) and in each case at least one ferrite arrangement (1F, 2F), the primary-side ferrite arrangement (1F) having a length (Px) longest to the direction of travel (FR) of the roadway and a width (Py) transverse to the direction of travel (FR) having the roadway and the secondary-side ferrite arrangement (2F) has a length (Sx) parallel to the vehicle longitudinal axis (FR) and a width (Sy) transverse to the vehicle longitudinal axis (FR), characterized in that the width (Py) of the primary-side ferrite arrangement (1F) at least 1.3 to 3 times the width (Sy) of the secondary side ferrite (2F), more preferably 1.5 b is 2 times, wherein the length (Px) of the primary side ferrite (1F) is at most 1.25 times the length (Sx) of the secondary side ferrite (2F).

Description

Die Erfindung betrifft ein induktives Energieübertragungssystem zur Übertragung elektrischer Energie von einer primärseitigen, insbesondere stationär angeordneten, Spulenanordnung hin zu einer sekundärseitigen an einem Fahrzeug angeordneten Spulenanordnung, wobei die primärseitige und die sekundärseitige Spulenanordnung jeweils mindestens eine Wicklung und jeweils mindestens eine Ferritanordnung aufweisen, wobei die primärseitige Ferritanordnung eine Länge parallel zur Längserstreckung der Fahrbahn und eine Breite quer zur Längserstreckung der Fahrtbahn aufweist und die sekundärseitige Ferritanordnung eine Länge parallel zur Fahrzeuglängsachse und eine Breite quer zur Fahrzeuglängsachse aufweist.The invention relates to an inductive energy transmission system for transmitting electrical energy from a primary-side, in particular stationarily arranged, coil arrangement towards a secondary coil arrangement arranged on a vehicle, the primary-side and the secondary-side coil arrangement each having at least one winding and at least one ferrite arrangement, the primary-side Ferrite has a length parallel to the longitudinal extent of the road and a width transverse to the longitudinal extent of the trajectory and the secondary-side ferrite has a length parallel to the vehicle longitudinal axis and a width transverse to the vehicle longitudinal axis.

Eine aus dem Stand der Technik bekannte gattungsgemäße Vorrichtung ist in 1 dargestellt. Die primärseitige Spulenanordnung 1 und die sekundärseitige Spulenanordnung 2 bestehen jeweils aus einem Spulenkern 1 F bzw. 2 F sowie darum herumgewickelter Wicklungen 1 W bzw. 2 W. Der Spulenkern 1F bzw. 2F ist in der Regel aus Ferrit und wird daher nachfolgend als Ferritanordnung bezeichnet. Die Länge PX der primärseitigen Ferritanordnung 1F in Fahrbahnlängsrichtung bzw. Fahrtrichtung FR mit der das Fahrzeug über die primäre Spulenanordnung gefahren wird, ist dabei gleich der Breite PY quer zur Fahrtrichtung FR. Die Länge SX und die Breite SY der Ferritanordnung 2 F der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 sind identisch zu denen der primärseitigen Ferritanordnung 1 F ausgebildet.A known from the prior art generic device is in 1 shown. The primary-side coil arrangement 1 and the secondary side coil assembly 2 each consist of a coil core 1 F or 2 F and windings wound around it 1 W or 2 W. The coil core 1F respectively. 2F is usually made of ferrite and is therefore referred to below as ferrite. The length P X of the primary-side ferrite arrangement 1F in the roadway longitudinal direction or travel direction FR with which the vehicle is driven via the primary coil arrangement is equal to the width P Y transverse to the direction of travel FR. The length S X and the width S Y of the ferrite assembly 2 F of the secondary-side coil arrangement 2 are identical to those of the primary-side ferrite arrangement 1 F trained.

Es ist auch möglich, dass die primärseitige Spulenanordnung von ihrer Breite und Länge größer ausgebildet ist als die sekundärseitige Spulenanordnung, wobei die sekundärseitige und primärseitige Spulenanordnung dabei in der Regel das gleiche Seitenverhältnis von Länge zu Breite aufweisen und die gleiche Form haben.It is also possible for the primary-side coil arrangement to be larger in its width and length than the secondary-side coil arrangement, the secondary-side and primary-side coil arrangement generally having the same aspect ratio of length to width and having the same shape.

Eine optimale induktive Energieübertragung ergibt sich stets dann, wenn die sekundärseitige Spulenanordnung exakt zentrisch über der primärseitigen Spulenanordnung positioniert wird. Da eine optimale Ausrichtung der primär- und sekundärseitigen Spulenanordnungen in der Praxis jedoch meist nicht zu realisieren ist, ist die primärseitige Spulenanordnung in der Regel sowohl breiter als auch länger dimensioniert als die sekundarseitige Spulenanordnung.Optimal inductive energy transfer always results when the secondary-side coil arrangement is positioned exactly centrically above the primary-side coil arrangement. Since optimal alignment of the primary and secondary coil arrangements in practice, however, is usually not feasible, the primary-side coil assembly is usually both wider and longer dimensioned as the secondary coil arrangement.

Je kleiner der Abstand zwischen der primärseitigen und der sekundärseitigen Spulenanordnung zueinander ist, desto besser ist die Kopplung und desto verlustärmer ist damit die Energieübertragung. Zur Verringerung des Abstandes kann entweder die primärseitige Spulenanordnung angehoben oder die sekundärseitige Spulenanordnung, meist in Form einer Pickup, abgesenkt werden. Bei derartigen Systemen, welche auch als Z-Mover bezeichnet werden, werden die primärseitigen und die sekundärseitigen Spulenanordnungen von ihrer Größe her gleich ausgebildet, wie es in 1 dargestellt ist. Da jedoch das Fahrzeug mit seiner am Unterboden angeordneten sekundärseitigen Spulenanordnung meist nicht exakt über der primärseitigen Spulenanordnung geparkt wird, ist in der Regel Kopplung zwischen der Primär- und der Sekundärseite nicht optimal. Das Fahrzeug kann im Bereich der Ladestation zwar in Fahrzeuglängsrichtung durch Vor- und Zurückfahren relativ zur Primäranordnung ausgerichtet werden, jedoch nicht quer zur Fahrtrichtung, da hier Lenkeingriffe vorgenommen werden müssen, die meist nur schwer durchzuführen sind. Ein optimales Ausrichten der primär- und sekundärseitigen Spulenanordnung quer zur Fahrrichtung könnte daher nur mittels eines entsprechend ausgebildeten Hebemechanismus bzw. Absenkmechanismus durchgeführt werden, der jedoch aufwendig in seinem Aufbau und teuer wäre.The smaller the distance between the primary-side and the secondary-side coil arrangement is, the better the coupling and the less lossy is the energy transfer. To reduce the distance, either the primary-side coil arrangement can be raised or the secondary-side coil arrangement, usually in the form of a pickup, lowered. In such systems, which are also referred to as Z-mover, the primary-side and the secondary-side coil arrangements are made the same size as in FIG 1 is shown. However, since the vehicle with its arranged on the underbody secondary coil arrangement is usually not parked exactly above the primary-side coil assembly, coupling between the primary and the secondary side is usually not optimal. The vehicle can be aligned in the area of the charging station in the vehicle longitudinal direction by driving back and forth relative to the primary arrangement, but not transverse to the direction of travel, since steering interventions must be made here, which are usually difficult to perform. An optimal alignment of the primary and secondary coil arrangement transversely to the direction of travel could therefore be carried out only by means of a correspondingly designed lifting mechanism or lowering mechanism, however, which would be expensive in its construction and expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein induktives Energieübertragungssystem bereitzustellen, welches eine gute Kopplung gewährleistet, selbst wenn das Fahrzeug in verschiedenen Positionen quer zur Fahrzeuglängsachse über der primärseitigen Spulenanordnung geparkt ist, wobei gleichzeitig die Materialkosten gering sind.Object of the present invention is therefore to provide an inductive energy transmission system, which ensures a good coupling, even if the vehicle is parked in different positions transverse to the vehicle longitudinal axis on the primary-side coil assembly, at the same time the material costs are low.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Breite der primärseitigen Ferritanordnung mindestens das 1,3 bis 6-fache der Breite der sekundärseitigen Ferritanordnung, besonders bevorzug das 1,5 bis 5-fache, beträgt, wobei insbesondere die Länge der primärseitigen Ferritanordnung maximal das 1,25-fache der Länge der sekundärseitigen Ferritanordnung ist.This object is achieved in that the width of the primary-side ferrite at least 1.3 to 6 times the width of the secondary-side ferrite, particularly preferably 1.5 to 5 times, in particular the length of the primary-side ferrite maximum 1.25 times the length of the secondary side ferrite assembly.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des induktiven Energieübertragungssystems gemäß Anspruch 1 ergeben sich durch die Merkmale der auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche 2 bis 11.Further advantageous embodiments of the inductive energy transmission system according to claim 1 result from the features of the dependent claim 1 claims 2 to 11.

Die Länge der primärseitigen Ferritanordnung ist vorteilhaft gleich dem 0,5 bis 1,25-fachen, besonders bevorzugt gleich dem 0,9 bis 1,2-fachen, der Länge der sekundärseitigen Ferritanordnung.The length of the primary-side ferrite is advantageously equal to 0.5 to 1.25 times, more preferably equal to 0.9 to 1.2 times, the length of the secondary-side ferrite.

Der Erfindung liegt der Erfindungsgedanke zugrunde, dass die primärseitige Spulenanordnung breiter als die sekundärseitige Spulenanordnung ausgebildet ist. Hierdurch kann sich die sekundärseitige Spulenanordnung quer zur Fahrtrichtung des Fahrzeuges in einem bestimmten Bereich zur stationär angeordneten primärseitigen Spulenanordnung befinden, wobei in diesem Bereich eine optimale Kopplung zwischen den beiden Spulenanordnungen gewährleistet ist. Eine optimale Kopplung wird somit nicht nur an einer bestimmten Parkposition sondern quer zur Fahrtrichtung in einem Bereich, dessen Breite sich aus der Differenz der Breiten der primär- und sekundärseitigen Spulenanordnungen ergibt, erreicht. Hierdurch vereinfacht sich das Positionieren des Fahrzeuges relativ zur stationären primärseitigen Spulenanordnung, da das Fahrzeug lediglich in Fahrtrichtung genau positioniert werden muss, was durch einfaches Vor- oder Zurückfahren des Fahrzeuges möglich ist und wozu keine Lenkbewegungen erforderlich sind. Sofern die primärseitige Spulenanordnung für die Energieübertragung angehoben bzw. die sekundärseitige Spulenanordnung abgesenkt wird, kann die entsprechende Hebe- bzw. Absenkvorrichtung einfach ausgestaltet werden, da auf eine Zustelleinrichtung quer zur Fahrtrichtung verzichtet werden kann.The invention is based on the concept of the invention that the primary-side coil arrangement is formed wider than the secondary-side coil arrangement. As a result, the secondary-side coil arrangement can be located transversely to the direction of travel of the vehicle in a specific area to the stationarily arranged primary-side coil arrangement, whereby an optimal coupling between the two coil arrangements is ensured in this area. An optimal coupling is thus not only at a certain Parking position but transverse to the direction of travel in a region whose width is the difference of the widths of the primary and secondary coil arrangements achieved. This simplifies the positioning of the vehicle relative to the stationary primary-side coil assembly, since the vehicle only needs to be accurately positioned in the direction of travel, which is possible by simply driving forwards or backwards of the vehicle and what for no steering movements are required. If the primary-side coil arrangement is raised for the transmission of energy or the secondary-side coil arrangement is lowered, the corresponding lifting or lowering device can be configured simply, since a delivery device can be dispensed with transversely to the direction of travel.

Die Breite der primärseitigen Ferritanordnung sollte mindestens so groß gewählt werden, wie die Summe aus dem Doppelten der geforderten seitlichen Positioniertoleranz und der Breite der sekundärseitigen Ferritanordnung. Unter der seitlichen Positioniertoleranz wird dabei der maximal erlaubte seitliche Versatz der sekundärseitigen Spulenanordnung relativ zur Mittellinie der primären Spulenanordnung verstanden. Das Fahrzeug darf somit nur derart geparkt werden, dass die sekundäre Spulenanordnung stets sich noch mit ihrer vollständigen Breite oberhalb der primären Spulenanordnung befindet. Nur dann ist eine hinreichend gute Kopplung zwischen den Spulenanordnungen gegeben.The width of the primary-side ferrite should be at least as large as the sum of twice the required lateral positioning tolerance and the width of the secondary-side ferrite. The lateral positioning tolerance is understood to be the maximum permitted lateral offset of the secondary-side coil arrangement relative to the center line of the primary coil arrangement. The vehicle may thus only be parked in such a way that the secondary coil arrangement is always located with its full width above the primary coil arrangement. Only then is there a sufficiently good coupling between the coil arrangements.

Unter einer stationär angeordneten primärseitigen Spulenanordnung wird eine Spulenanordnung verstanden, die entweder fest in oder an einer Fahrbahn oder einem Boden angeordnet bzw. verankert ist oder aber lediglich auf der Fahrbahn bzw. dem Boden, z. B. dem Boden einer Garage, aufgelegt ist.A stationarily arranged primary-side coil arrangement is understood to mean a coil arrangement which is either fixedly arranged or anchored in or on a roadway or a ground, or else only on the roadway or the ground, e.g. B. the floor of a garage, is launched.

Die Fahrrichtung ist im Sinne der Fahrtrichtung in X-Richtung definiert. Die primärseitige und die sekundärseitige Spulenanordnung sind in Z-Richtung zueinander beabstandet.The direction of travel is defined in the sense of the direction of travel in the X direction. The primary-side and the secondary-side coil arrangement are spaced apart in the Z-direction.

Zur Reduzierung des Luftspalts zwischen der primärseitigen und der sekundärseitigen Spulenanordnung kann eine von beiden in Richtung der anderen z. B. mittels einer Hebe- oder Absenkvorrichtung in Z-Richtung verstellt werden.To reduce the air gap between the primary-side and the secondary-side coil arrangement, one of the two in the direction of the other z. B. be adjusted by means of a lifting or lowering device in the Z direction.

Die Spulenanordnungen können entweder einen plattenförmigen oder im Querschnitt U- oder E-förmigen Ferritkern aufweisen. Sofern ein plattenförmiger Ferritkern verwendet wird, so ist die mindestens eine Wicklung parallel zur YZ-Ebene gewickelt. Hat der Spulenkern einen U- oder E-förmigen Querschnitt, so sind die Wicklungen vorzugsweise um einen oder mehrere Schenkel herum parallel zur XY-Ebene angeordnet.The coil arrangements can either have a plate-shaped or U-shaped or E-shaped ferrite core. If a plate-shaped ferrite core is used, the at least one winding is wound parallel to the YZ plane. If the coil core has a U-shaped or E-shaped cross section, the windings are preferably arranged around one or more legs parallel to the XY plane.

Vorteilhaft ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die die relative Position der primär- und sekundärseitigen Spulenanordnungen relativ zueinander in Fahrtrichtung ermittelt. Diese kann dem Fahrzeugführer oder dem Fahrzeug Informationen zu der momentanen Parkposition und notwendigen Fahrmanövern geben bzw. übermitteln. Die Steuereinrichtung kann hierzu akustische und/oder visuelle Signale erzeugen, die dem Fahrzeugführer zur optimalen Positionierung des Fahrzeuges relativ zur primären Spulenanordnung dienen.Advantageously, a control device is provided which determines the relative position of the primary and secondary coil arrangements relative to each other in the direction of travel. This can give or transmit information to the vehicle driver or the vehicle about the current parking position and necessary driving maneuvers. For this purpose, the control device can generate acoustic and / or visual signals which serve the driver for optimum positioning of the vehicle relative to the primary coil arrangement.

Nachfolgend wird anhand von Zeichnungen die Erfindung näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

1: Primär- und sekundärseitige Spulenanordnungen nach dem Stand der Technik; 1 : Primary and secondary side coil assemblies of the prior art;

2: erste erfindungsgemäße Ausführungsform eines induktiven Energieübertragungssystems mit einer primären Spulenanordnung, welche breiter als die sekundärseitige Spulenanordnung ist; 2 : First embodiment of an inductive power transmission system according to the invention with a primary coil arrangement which is wider than the secondary-side coil arrangement;

2a: Querschnittsdarstellung durch die Spulenanordnungen gemäß 2; 2a : Cross-sectional view through the coil arrangements according to 2 ;

3: eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines induktiven Energieübertragungssystems mit im Querschnitt U-förmiger primärseitigen und sekundärseitigen Spulenkernen, wobei die primärseitige Spulenanordnung breiter als die sekundärseitige Spulenanordnung ist; 3 a second embodiment according to the invention of an inductive power transmission system having in cross-section U-shaped primary side and secondary side coil cores, wherein the primary-side coil assembly is wider than the secondary-side coil assembly;

4: eine dritte erfindungsgemäße Ausführungsform eines induktiven Energieübertragungssystems mit im Querschnitt E-förmiger primärseitigen und sekundärseitigen Spulenkernen, wobei die primärseitige Spulenanordnung breiter als die sekundärseitige Spulenanordnung ist. 4 A third embodiment according to the invention of an inductive energy transmission system with cross-sectionally E-shaped primary-side and secondary-side coil cores, wherein the primary-side coil arrangement is wider than the secondary-side coil arrangement.

Die 2 zeigt eine erste mögliche Ausführungsform eines erfindungsgemäßen induktiven Energieübertragungssystems, die primärseitige Spulenanordnung 1 und die sekundärseitige Spulenanordnung 2 aufweisend, die jeweils einen Spulenkern 1 F bzw. 2 F sowie darum herumgewickelter Wicklungen 1 W bzw. 2 W aufweisen. Der Spulenkern 1 F bzw. 2 F ist durch eine plattenförmige Ferritanordnung gebildet, wobei die Wicklungen 1 W und 2 W um die Ferritplattenanordnungen 1 F und 2 F herumgewickelt sind. Die Länge PX der primärseitigen Ferritanordnung 1 F in Fahrbahnlängsrichtung bzw. Fahrtrichtung FR mit der das Fahrzeug über die primäre Spulenanordnung gefahren wird, ist dabei wesentlich kleiner als die Breite PY quer zur Fahrtrichtung FR. Die Länge SX der Ferritanordnung 2 F der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 ist identisch zur Länge Px der primärseitigen Ferritanordnung 1 F. Die Breite Sy der Ferritanordnung 2 F der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 ist wesentlich kleiner als die Breite PY der primärseitigen Spulenanordnung 1. Sie kann auch gleich der Länge Sx gewählt werden. Die sekundärseitige Spulenanordnung 2 kann somit in Y-Richtung in Richtung der von der Spulenanordnung 2 ausgehenden Pfeile verschoben werden, wobei stets die Kopplung zwischen den Spulenanordnungen 1 und 2 sehr hoch bzw. über einen gewissen Bereich sogar optimal bleibt.The 2 shows a first possible embodiment of an inductive power transmission system according to the invention, the primary-side coil assembly 1 and the secondary side coil assembly 2 each having a bobbin core 1 F or 2 F and windings wound around it 1 W or 2 W have. The coil core 1 F or 2 F is formed by a plate-shaped ferrite arrangement, wherein the windings 1 W and 2 W around the ferrite plate assemblies 1 F and 2 F are wound around. The length P X of the primary-side ferrite arrangement 1 F in the roadway longitudinal direction or travel direction FR with which the vehicle is driven via the primary coil arrangement is substantially smaller than the width P Y transversely to the direction of travel FR. The length S X of the ferrite arrangement 2 F of the secondary-side coil arrangement 2 is identical to the length P x of the primary-side ferrite arrangement 1 F. The width S y of the ferrite arrangement 2 F of the secondary-side coil arrangement 2 is much smaller than the width P Y of the primary-side coil assembly 1 , It can also be chosen equal to the length S x . The secondary-side coil arrangement 2 can thus in the Y direction in the direction of the coil assembly 2 outgoing arrows are shifted, with always the coupling between the coil arrangements 1 and 2 very high or even optimally over a certain range.

Die Wicklungen 1 W und 2 W können auf den flachen zueinander zugewandten Seiten der Ferritanordnungen 1 F und 2 F in Nuten 1 N, 2 N einliegen, so dass die Spulenanordnungen möglichst flach bauen und die schalen Stirnseiten der Ferritanordnungen möglichst nahe zueinander gebracht werden können.The windings 1 W and 2 W can on the flat facing sides of the ferrite assemblies 1 F and 2 F in grooves 1 N , 2 N einliegen, so that the coil assemblies build as flat as possible and the shell end faces of the ferrite assemblies can be brought as close to each other.

Die 2a zeigt die Spulenanordnungen 1 und 2 gemäß 2 im Querschnitt, wobei oberhalb der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 und unterhalb der primärseitigen Spulenanordnung 1 jeweils zur Abschirmung der magnetischen Felder Abschirmplatten AP und AS angeordnet sind.The 2a shows the coil arrangements 1 and 2 according to 2 in cross section, wherein above the secondary coil arrangement 2 and below the primary side coil assembly 1 in each case shielding plates A P and A S are arranged to shield the magnetic fields.

Nicht dargestellt sind evtl. Vorrichtungen zum Anheben bzw. Absenken der Spulenanordnungen 1 und 2.Not shown are possibly devices for raising or lowering the coil arrangements 1 and 2 ,

Die 3 zeigt eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines induktiven Energieübertragungssystems mit primärseitigen und sekundärseitigen Spulenkernen, die im Querschnitt U-formig sind. Ebenso wie bei der in den 2 und 2a gezeigten Ausführungsform, ist die primärseitige Spulenanordnung 1 breiter als die sekundärseitige Spulenanordnung 2 ausgebildet. Die Wicklungen sind jeweils um beide freien und zueinander zugewandten Schenkel 1b und 2b herum gewickelt, welche durch den Verbindungssteg 1a bz. 2a miteinander verbunden sind.The 3 shows a second embodiment according to the invention of an inductive power transmission system with primary-side and secondary-side coil cores, which are U-shaped in cross section. As with the in the 2 and 2a the embodiment shown is the primary-side coil assembly 1 wider than the secondary-side coil arrangement 2 educated. The windings are each about both free and mutually facing legs 1b and 2 B wrapped around, which through the connecting bridge 1a bz. 2a connected to each other.

Auch bei dieser Ausführungsform ist die Länge PX der primärseitigen Ferritanordnung 1 F in Fahrbahnlängsrichtung bzw. Fahrtrichtung FR wesentlich kleiner als die Breite PY quer zur Fahrtrichtung FR. Die Länge SX der Ferritanordnung 2 F der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 ist identisch zur Länge Px der primärseitigen Ferritanordnung 1 F. Die Breite Sy der Ferritanordnung 2 F der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 ist wesentlich kleiner als die Breite PY der primärseitigen Spulenanordnung 1. Sie kann auch gleich der Länge Sx gewählt werden.Also in this embodiment, the length P X of the primary-side ferrite is 1 F in the roadway longitudinal direction or travel direction FR substantially smaller than the width P Y transverse to the direction of travel FR. The length S X of the ferrite arrangement 2 F of the secondary-side coil arrangement 2 is identical to the length P x of the primary-side ferrite arrangement 1 F. The width S y of the ferrite arrangement 2 F of the secondary-side coil arrangement 2 is much smaller than the width P Y of the primary-side coil assembly 1 , It can also be chosen equal to the length S x .

Die 4 zeigt eine dritte mögliche Ausführungsform eines induktiven Energieübertragungssystems mit im Querschnitt E-förmigen primärseitigen und sekundärseitigen Spulenkernen 1 F und 2 F, wobei auch bei dieser Ausführungsform die primärseitige Spulenanordnung 1 breiter als die sekundärseitige Spulenanordnung 2 ist. Die Wicklungen 1 W und 2 W sind dabei um die mittleren Schenke 1c und 2c herum gewickelt, wodurch eine gute Abschirmung des Magnetfeldes gewährleistet ist.The 4 shows a third possible embodiment of an inductive energy transmission system with cross-sectionally E-shaped primary side and secondary side coil cores 1 F and 2 F , wherein also in this embodiment, the primary-side coil assembly 1 wider than the secondary-side coil arrangement 2 is. The windings 1 W and 2 W are around the middle tavern 1c and 2c wound around, whereby a good shielding of the magnetic field is ensured.

Es ist selbstverständlich möglich, dass bei allen vorbeschriebenen Ausführungsformen die Längen Px und SX der primärseitigen und sekundärseitigen Spulenanordnungen 1 und 2 nicht gleich sein müssen. Vielmehr kann die Länge Px der primärseitigen Spulenanordnung 1 auch kleiner sein, d. h. nur dem 0,9-fachen der Länge Sx der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 entsprechen. Ebenso ist es möglich, dass die Länge Px der primärseitigen Spulenanordnung 1 bis zum Faktor von 1,25 größer als die Länge Sx der sekundärseitigen Spulenanordnung 2 ist.It is of course possible that in all the above-described embodiments, the lengths P x and S X of the primary-side and secondary-side coil arrangements 1 and 2 do not have to be the same. Rather, the length P x of the primary-side coil arrangement 1 Also be smaller, ie only 0.9 times the length S x of the secondary coil arrangement 2 correspond. It is also possible that the length P x of the primary-side coil arrangement 1 up to a factor of 1.25 greater than the length S x of the secondary coil arrangement 2 is.

Claims (14)

Induktives Energieübertragungssystem zur Übertragung elektrischer Energie von einer primärseitigen, insbesondere stationär angeordneten, Spulenanordnung (1) hin zu einer sekundärseitigen an einem Fahrzeug angeordneten Spulenanordnung (2), wobei die primärseitige und die sekundärseitige Spulenanordnung (1, 2) jeweils mindestens eine Wicklung (1 W, 2 W) und jeweils mindestens eine Ferritanordnung (1 F, 2 F) aufweisen, wobei die primärseitige Ferritanordnung (1 F) eine Länge (Px) längs zur Fahrtrichtung (FR) der Fahrbahn und eine Breite (Py) quer zur Fahrtrichtung (FR) der Fahrbahn aufweist und die sekundärseitige Ferritanordnung (2 F) eine Länge (Sx) parallel zur Fahrzeuglängsachse (FR) und eine Breite (Sy) quer zur Fahrzeuglängsachse (FR) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (Py) der primärseitigen Ferritanordnung (1 F) mindestens das 1,3 bis 6-fache der Breite (Sy) der sekundärseitigen Ferritanordnung (2 F), besonders bevorzugt das 1,5 bis 5-fache, beträgt, wobei die Länge (Px) der primärseitigen Ferritanordnung (1 F) maximal das 1,25-fache der Länge (Sx) der sekundärseitigen Ferritanordnung (2 F) beträgt.Inductive energy transmission system for transmitting electrical energy from a primary-side, in particular stationary, arranged coil arrangement ( 1 ) to a secondary side arranged on a vehicle coil assembly ( 2 ), wherein the primary-side and the secondary-side coil arrangement ( 1 . 2 ) at least one winding ( 1 W , 2 W ) and in each case at least one ferrite arrangement ( 1 F , 2 F ), wherein the primary-side ferrite arrangement ( 1 F ) has a length (P x ) along the direction of travel (FR) of the roadway and a width (P y ) transverse to the direction of travel (FR) of the roadway and the secondary-side ferrite arrangement ( 2 F ) has a length (S x ) parallel to the vehicle longitudinal axis (FR) and a width (S y ) transverse to the vehicle longitudinal axis (FR), characterized in that the width (P y ) of the primary-side ferrite ( 1 F ) at least 1.3 to 6 times the width (S y ) of the secondary-side ferrite arrangement ( 2 F ), particularly preferably 1.5 to 5 times, wherein the length (P x ) of the primary-side ferrite arrangement ( 1 F ) at most 1.25 times the length (S x ) of the secondary-side ferrite arrangement ( 2 F ) is. Induktives Energieübertragungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (Px) der primärseitigen Ferritanordnung (1 F) gleich dem 0,5 bis 1,25-fachen, besonders bevorzugt gleich dem 0,9 bis 1,2-fachen, der Länge (Sx) der sekundärseitigen Ferritanordnung (2 F) beträgt.Inductive energy transmission system according to claim 1, characterized in that the length (P x ) of the primary-side ferrite arrangement ( 1 F ) is equal to 0.5 to 1.25 times, more preferably equal to 0.9 to 1.2 times, the length (S x ) of the secondary-side ferrite arrangement ( 2 F ) is. Induktives Energieübertragungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (Py) der primärseitigen Ferritanordnung (1 F) mindestens so groß ist wie das doppelte der geforderten seitlichen Positioniertoleranz zuzüglich der Breite (Sy) der sekundärseitigen Ferritanordnung.Inductive energy transmission system according to claim 1 or 2, characterized in that the width (P y ) of the primary-side ferrite arrangement ( 1 F ) is at least as large as twice the required lateral positioning tolerance plus the width (S y ) of the secondary-side ferrite arrangement. Induktives Energieübertragungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenanordnungen (1, 2) einen plattenförmigen oder im Querschnitt U- oder E-förmigen Ferritkern (1 F, 2 F) aufweisen.Inductive energy transfer system according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coil arrangements ( 1 . 2 ) one plate-shaped or in cross-section U- or E-shaped ferrite core ( 1 F , 2 F ). Induktives Energieübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsfläche der Wicklung (1W, 2W), insbesondere bei einem plattenförmigen Ferritkern, parallel zur YZ-Ebene angeordnet ist.Inductive energy transmission system according to one of the preceding claims, characterized in that the winding surface of the winding ( 1W . 2W ), in particular in the case of a plate-shaped ferrite core, is arranged parallel to the YZ plane. Induktives Energieübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklungsfläche der Wicklung (1 W, 2 W) bei einem im Querschnitt U- oder E-förmigen Ferritkern parallel zur XY-Ebene angeordnet ist.Inductive energy transmission system according to one of the preceding claims, characterized in that the winding surface of the winding ( 1 W , 2 W ) is arranged in a cross-sectionally U- or E-shaped ferrite core parallel to the XY plane. Induktives Energieübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem U- oder E-förmigen Ferritkern (1 F, 2 F) um mindestens einen Schenkel (1b, 1c; 2b, 2c) eine Wicklung (1 W, 2 W) gewickelt ist.Inductive energy transfer system according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of a U-shaped or E-shaped ferrite core ( 1 F , 2 F ) around at least one leg ( 1b . 1c ; 2 B . 2c ) a winding ( 1 W , 2 W ) is wound. Induktives Energieübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die primäre Spulenanordnung (1) mittels einer Hebevorrichtung, insbesondere eines um eine Achse verschwenkbaren Arms oder eines Teleskoparmes, in Z-Richtung, insbesondere mittels eines Antriebs, anhebbar ist oder dass die sekundäre Spulenanordnung (2) mittels einer Absenkvorrichtung, insbesondere eines um eine Achse verschwenkbaren Arms oder eines Teleskoparmes, in Z-Richtung, insbesondere mittels eines Antriebs, absenkbar ist.Inductive energy transfer system according to one of the preceding claims, characterized in that the primary coil arrangement ( 1 ) by means of a lifting device, in particular an arm pivotable about an axis or a telescopic arm, in the Z direction, in particular by means of a drive, can be raised or that the secondary coil arrangement ( 2 ) by means of a lowering device, in particular an arm pivotable about an axis or a telescopic arm, in the Z direction, in particular by means of a drive, can be lowered. Induktives Energieübertragungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energieübertragungssystem eine Steuereinrichtung aufweist, die die relative Position der primär- und sekundärseitigen Spulenanordnungen relativ zueinander in Fahrtrichtung ermittelt.Inductive energy transmission system according to one of the preceding claims, characterized in that the energy transmission system comprises a control device which determines the relative position of the primary and secondary coil arrangements relative to each other in the direction of travel. Induktives Energieübertragungssystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung mittels der ermittelten Kopplung zwischen den Spulenanordnungen (1, 2) die relative Position der Spulenanordnungen (1, 2) zueinander ermittelt.Inductive energy transmission system according to claim 9, characterized in that the control device by means of the determined coupling between the coil arrangements ( 1 . 2 ) the relative position of the coil arrangements ( 1 . 2 ) to each other. Induktives Energieübertragungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung akustische und/oder visuelle Signale erzeugt, die dem Fahrzeugführer zur optimalen Positionierung des Fahrzeuges relativ zur primärseitigen Spulenanordnung (1) dienen.Inductive energy transmission system according to the preceding claim, characterized in that the control device generates audible and / or visual signals which enable the driver to position the vehicle optimally relative to the primary coil arrangement ( 1 ) serve. Induktives Energieübertragungssystem nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung Signale zur Steuerung des Fahrzeuges generiert.Inductive energy transmission system according to the two preceding claims, characterized in that the control device generates signals for controlling the vehicle. Induktives Energieübertragungssystem nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die Relativposition des Fahrzeugs relativ zur primären Spulenanordnung (1) übermittelt.Inductive energy transmission system according to the two preceding claims, characterized in that the control means the relative position of the vehicle relative to the primary coil arrangement ( 1 ) transmitted. Induktives Energieübertragungssystem nach den beiden vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung die primäre Spulenanordnung anhebt, sobald sich die sekundärseitige Spulenanordnung des Fahrzeuges oberhalb der primären Spulenanordnung befindet.Inductive energy transmission system according to the two preceding claims, characterized in that the control means raises the primary coil assembly as soon as the secondary coil assembly of the vehicle is above the primary coil assembly.
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