用于接收磁场且用于由磁感应产生电能的接收装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于接收磁场且用于由磁感应产生电能的接收装置，所述接收装置尤其由车辆使用。本发明也涉及制造这种接收装置的方法且涉及包括接收装置和整流器的装置。具体地，技术应用在于将能量无线传输到车辆的领域，诸如，公路汽车、公共汽车、卡车、例如叉车的运货汽车、以及轨道车辆。接收装置适于至少在例如20kW的千瓦范围的速率下产生电功率。
【背景技术】
[0002]文献WO 2012/010649A2公开了一种装置，其用于接收电磁场、用于从电磁场通过感应产生电能、并且用于给负载物提供电能、尤其用于给轨道车辆(例如，有轨电车)或公路车辆提供能量。为了由感应产生电能，接收装置包括可以由电导体的一个或多于一个绕组实现的至少一个感应器。在负载物被供有来自接收装置的电能的同时，由感应器产生的合成交流电被整流。整流器的输出侧连接到负载物。接收装置可具有用于接收电磁场的三个相位且整流器可以连接到接收装置的三个相线。每个相位包括可以在每种情况下由至少一个电容器实现的电感和电容。
[0003]需要的是将这种接收装置或不同接收装置结合到现有机动车辆中，诸如，公路汽车。接收装置的重量应该是小的，因为车辆的最大输入负载应该尽可能少地受影响。此外，接收装置的构造和接收装置的安装应该稳定且也易于组装。应该利用尤其在车身的车底区域中的现有空间。典型地，磁场(作为交流电磁场的一部分)由在车底下方的装置产生。因此，典型地安装在车底的接收装置从下方(即，从底侧)接收磁场。然而，可以沿不同方向(诸如水平方向)定向接收装置，如果磁场生成装置沿这个方向定位。概括而言，接收装置具有接收侧，并且在操作期间磁场进入接收装置或在接收侧上进入壳体。
[0004]文献EP 2081792B1公开了一种覆盖元件，覆盖元件具有结合在其中的接收单元。接收单元包括用于非接触传输电能的接收器线圈和多个导流元件，所述多个导流元件被分配给接收器线圈且设计成集中场强度、以及由与空气相比高磁导率的材料制成。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种接收装置、这种接收装置的制造方法和/或包括接收装置和整流器的装置，其中，接收装置以及可选择的整流器的组装被简易化，其中，接收装置能够以稳定的方式安装到单元(特别是车辆)，并且其中，在单元表面的现有空间应该被利用以接收接收装置或整流器的至少一部分。
[0006]根据本发明的基本理念，接收装置包括将电线的至少一个线圈和接收装置的其他部件包封在内的壳体。电连接到所述线圈或所述线圈中的至少一个的至少一个电容器设置在壳体的突伸部分中。
[0007]利用壳体有助于接收装置组装且接收装置安装到单元(例如，车辆)。而且，将所述至少一个电容器设置在壳体的突伸部分中使得电容器(一个或多个)可以设置在单元表面的对应凹部中。这继而提高安装的稳定性且减小靠近单元表面安装接收装置所需的另外空间的尺寸。具体地，现有车辆或现有类型的车辆的车底典型地包括凹部，接收装置的壳体的突伸部分能够设置在所述凹部中。在许多情况下，公路汽车包括在车身底部的隧道形凹部区域。隧道形凹部是细长的且在大约沿车辆的中心线的行驶方向上延伸。因此，优选接收装置的壳体在壳体的顶侧上、或更概括而言在与磁场在操作期间进入接收装置的接收侧相反的一侧上具有对应形状的突伸部分。
[0008]尤其细长突伸部分、但是任何其他突伸部分也可以不仅用于容置所述至少一个电容器或电容器的至少之一，而且用于接收从接收器的所述至少一个线圈到诸如整流器的外部装置的电连接件。在细长突伸部分的情况下，连接线缆能够沿突伸部分的纵向轴线延伸。具体地，连接线缆能够连接到接收装置的中央区域(与周边区域相对)中的所述至少一个线圈且能够通过突伸部分延伸到外部装置。
[0009]优选的，接收装置的所述一个或多个线圈与铁磁性和/或亚铁磁性材料(诸如，铁素体)组合，从所述一个或多个线圈观察时，所述铁磁性和/或亚铁磁性材料优选设置在接收侧的相反侧上。由于磁性材料的磁性状态可改变，也能够使用同义词“可磁化材料”。具体地，如果接收侧是底侧，则磁性材料设置在所述一个或多个线圈上方。因此，磁场的场线在接收侧上进入接收装置、穿透由所述一个或多个线圈覆盖的区域、并且改变方向以及在磁性材料内聚成束以便返回到场生成装置。
[0010]优选的，如果接收装置包括用于产生不同相位的交流电流的线圈，则磁性材料层的高度(沿从接收侧到相反侧的方向测量)不同，其中，不同相位的线圈相对于由线圈覆盖的区域彼此重叠。具体地，线圈的覆盖区域包括线圈的任何绕组循环围绕的整个区域。与不同相位的线圈或不同线圈的电线无重叠的第二区相比，磁性层的高度在不同相位的线圈重叠、且尤其在不同线圈的电线彼此重叠的第一区中较大。
[0011]具体地，电绝缘材料层和/或弹性材料层能够设置在所述一个或多个线圈和磁性材料之间。在导电磁性材料的情况下，这个层绝缘，并且在弹性层的情况下，线圈和磁性材料的机械震动和磨损被禁止。
[0012]如果磁性材料的高度不同，则优选高度差异由附加材料补偿，附加材料每单位体积的重量相比磁性材料更轻。由于高度补偿，可以在接收装置的超过磁性层的区域(从所述一个或多个线圈观察时)中使用平坦元件且避免中空空间。例如，弹性材料层和/或导电材料层(其因此屏蔽电磁性辐射)和/或电绝缘材料层(其可以是电路部件的基板，包括所述至少一个电容器和用于将电容器(一个或多个)和/或线圈连接到外部装置的连接电线)可以放置在由磁性材料和高度补偿材料形成的区域上。
[0013]具体地，接收装置被提出用于接收磁场和用于由磁感应产生电能，所述接收装置尤其由车辆使用，其中，
[0014]-接收装置包括电线的至少一个线圈，其中，在操作期间磁场在线圈中感应电压，并且其中，线圈具有电感，
[0015]-接收装置和线圈适于从接收侧接收磁场，
[0016]-接收装置包括将所述至少一个线圈和接收装置的其他部件包封在内的壳体，
[0017]-接收装置包括具有电容的至少一个电容器，所述电容器电连接到所述线圈或所述线圈中的至少一个，以便形成电路，所述电路具有根据线圈(一个或多个)的电感和电容器(一个或多个)的电容的谐振频率，
[0018]-所述至少一个电容器在相反于接收侧的一侧上设置在壳体的突伸部分中。
[0019]而且，提出一种制造用于接收磁场和用于由磁感应产生电能的接收装置的方法，所述接收装置尤其由车辆使用，其中，
[0020]-提供具有突伸部分的壳体以用于包封待制造的接收装置的部件，
[0021]-电线的至少一个线圈设置在壳体内，其中，线圈具有电感，以使得磁场能够在接收装置的操作期间在线圈中感应电压，
[0022]-在壳体内的线圈及其布置方式适于从接收侧接收磁场，
[0023]-提供至少一个电容器，所述电容器具有电容且电连接到所述线圈或所述线圈中的至少一个，以便形成电路，所述电路具有根据线圈(一个或多个)的电感和电容器(一个或多个)的电容的谐振频率，
[0024]-所述至少一个电容器在相反于接收侧的一侧上设置在壳体的突伸部分中。
[0025]优选的，接收装置包括用于由感应产生电压的电线的多于一个线圈。具体地，接收装置可包括多个电相线以由感应产生不同相位的交流电流。每个相线形成至少一个线圈。优选的，所有相线形成相同数量的线圈。
[0026]具体地，所述一个或多个线圈在每种情况下包括电线的至少一个绕组(在至少两个相位的情况下:相线)，并且相应线圈的所述一个或多个绕组限定电线缠绕的中央轴线。具体地，相应线圈的绕组在每种情况下可围绕区域循环，其中，区域对于相应线圈的每个绕组基本相同。而且，优选接收装置的所有线圈具有由绕组包封的区域，所述区域具有基本(仅非常小百分比的变化)相同的尺寸。以上提及的中央轴线在区域的中央穿过区域。优选的，接收装置的所述一个或多个线圈是扁平的，即，每个线圈的所述一个或多个绕组在平面上延伸，且相同线圈的任何不同绕组的平面是相同的或平行于彼此。在多相位的情况下，线圈中的至少一个的电线的区段可在平面的外侧延伸，因为从接收侧观察时不同线圈和/或相位的电线彼此重叠。
[0027]优选的，不仅相同线圈的不同绕组的平面，而且不同线圈的绕组的平面是相同的或平行于彼此，以使得线圈的完整结构是扁平的，这意味着线圈覆盖在操作期间由磁场穿透且相比线圈部件的总高度明显更宽及更长的区域。具体地，高度可以小于1/3，优选1/5且最优选覆盖区域的宽度和长度的1/10。因此，线圈部件能够由外壳容置(其是以上提及的壳体)，所述外壳的形状如扁平的盒子，即，盒子的高度相比盒子的宽度和长度更小。
[0028]更概括而言，壳体具有限定在接收侧上的第一表面和在相反于接收侧的一侧上的第二表面的扁平构造，其中，第一表面和第二表面由壳体的表面区域连接，所述表面区域在每种情况下指向到与接收侧和相反于接收侧的那一侧不同的其它侧，并且小于第一表面和第二表面。