用于车辆的感应式充电单元的制作方法

文档序号:17824998发布日期:2019-06-05 22:34阅读:151来源:国知局
用于车辆的感应式充电单元的制作方法

本发明涉及一种用于车辆的感应式充电单元。



背景技术:

经常对用于车辆的感应式充电单元提出高要求,高要求则导致了该充电单元的复杂且成本高昂的制造。

在文献ep3026682a1中说明了无接触式能量传输系统的一种底部单元。



技术实现要素:

本发明所要解决的任务是,创造一种用于车辆的感应式充电单元,该充电单元有助于在其制造中将复杂度和成本保持在很低。

该任务通过独立权利要求的特征解决。有利的设计方案在从属权利要求中表明。

本发明的特征在于一种用于车辆的感应式充电单元,该感应式充电单元包括槽状的基架。基架具有底面和在侧向包围所述底面的侧壁。底面和侧壁在此形成槽。

充电单元还包括与该底面对置的顶面并且包括主线圈。所述主线圈构造用于与配属于车辆的次级线圈感应地耦合并且布置在槽中。

最后,所述充电单元包括布置在该槽中的填料,所述填料机械固紧地包围主线圈。

充电单元可以是底部单元,特别是所谓的“在地面上的”底部单元。

基架可以例如是冲压金属板。

按本发明的充电单元以有利的方式实现了简单的、利于成本的制造。在此可以尤其取消造成高度复杂性和高昂成本的附加构件,如屏蔽金属板、用于将线圈部分保持在统一的高度上的间隔件和用于防止灰尘和湿气侵入的密封件。例如将用于防止充电单元弯曲的稳定化的底部结构和用于防止在被车辆驶越时受损的支撑性结构、如支撑柱认作是仅可选的其它的附加构件。

在一种有利的设计方案中,基架具有从底面朝着顶面指向的拱曲部。

例如基于所述拱曲部在底部单元下方生成了空气空隙。因此以有利的方式节省了材料、重量和成本。这种拱曲部可以特别简单地构造,例如借助拉深或冲压构造。基架尤其可以具有多个这样的拱曲部。

在另一种有利的设计方案中,基架在所述拱曲部的边缘上具有支承面。主线圈和基架的拱曲部彼此布置成,使得在被车辆驶越时出现的机械力从顶面朝着支承面绕过主线圈地传导。

这有利地有助于充电单元的坚固耐用,从而能以少量耗费确保了充电单元的驶越安全性。例如在支承面的区域中仅将填料布置在槽中,从而力能通过填料导出到地面中。换句话说,槽的该区域尤其没有其它构件,如充电单元的铁氧体。

在另一种有利的设计方案中,基架的侧壁中的其中一个侧壁由基架的拱曲部形成。该拱曲部有利地作为侧壁实现了基架的一体式构造并且因此实现了特别简单和利于成本的制造。

形成基架的侧壁的拱曲部尤其具有基架的形成充电单元的外侧的一个区段和基架的形成充电单元的内侧的另一个区段。所述两个区段可以例如与底部围成一个空气气隙。所述两个区段可以在侧壁的背对底面的上棱边上相遇。在它们的相应的背对上棱边的端部上,所述区段例如具有支承面。

在另一种有利的实施方式中,基架的由基架的拱曲部形成的侧壁具有背对槽的外侧,该外侧构造成用于被车辆驶越的斜坡。外侧尤其是基架的前述区段,其与底面夹成了一个预定的上坡角。因此上坡角例如处于0°至45°之间。就此而言,所述外侧尤其是可以弯曲地构造并且具有面朝槽的在数量上增加的上坡角。因此能有利地尽量防止充电单元在被驶越时的移位。

在另一种有利的设计方案中,侧壁的背对底面的上棱边相应用顶面封闭。侧壁因此有利地突出于充电单元的主线圈和/或铁氧体。侧壁因此能有利地用作用于在充电单元运行中提供的磁场的侧向屏蔽金属板,从而有助于在与配属于车辆的次级线圈感应式耦合时有效地充电。

在另一种有利的设计方案中,基架构造成一体式的。这有利地实现了充电单元的简单的和利于成本的制造。

在另一种设计方案中,基架构造成经拉深的金属板。这有利地实现了充电单元的特别简单的和利于成本的制造。

所述金属板尤其构造成导电的,例如由铝制成,以便确保对磁场的侧向屏蔽和朝底部指向的屏蔽。

在另一种有利的设计方案中,充电单元包括带有环形体和横向于该环形体延伸的径向元件的铁氧体结构。所述径向元件通过环形体相互联接并且彼此间隔开地布置。

这有利地在充电单元的功能性几乎保持不变时实现了材料、结构空间、重量和成本的节省。空出的结构空间尤其能鉴于扁平的铁氧体而用填料补偿,从而实现了力绕过铁氧体结构的导出。

在另一种有利的实施方案中,铁氧体结构布置在侧壁的背对底面的上棱边下方。铁氧体结构备选或附加地与基架的侧壁的面朝槽的相应的内侧间隔开布置。

侧壁因此能有利地用作用于在充电单元运行中提供的磁场的侧向的屏蔽金属板。通过侧壁与铁氧体结构的间隔,还有助于仅屏蔽很小一部分所提供的磁场,从而有助于在与配属于车辆的次级线圈感应式耦合时有效地充电。所述板就此而言尤其构造成能导电的,例如由铝制成,以便确保对磁场的所说明的屏蔽。

在另一种有利的设计方案中,填料构造成由gfk或者由带环氧树脂的短纤维制成的浇注料。

在另一种有利的设计方案中,填料形成充电单元的顶面。

在另一种有利的设计方案中,充电单元包括顶板,该顶板形成充电单元的顶面。顶板具有相应在侧向突出于基架的侧壁的超出部。该超出部还相应具有朝着基架的底面的弯曲部,从而该超出部相应覆盖侧面的背对槽的外侧。这有利地有助于充电单元的坚固耐用和防水性。

在另一种有利的设计方案中,顶面具有背对底面的隆起。这有利地实现了雨水的流出。

在另一种有利的设计方案中,充电单元包括用于在主线圈的磁场范围内探测金属异物的柔性的传感器织物。

柔性的传感器织物尤其可以是网孔织物。网孔织物包括多个传感器导线,所述传感器导线沿第一方向彼此平行地排列成排地布置。所述传感器导线沿横向于第一方向延伸的第二方向撑开多个网孔。相邻的传感器导线的网孔分别彼此联接,从而传感器导线形成网孔织物。

网孔织物有利地实现了对磁场中的异物的可靠的探测。但为此不需要电路板,从而能将用于在磁场中进行物体识别的装置的材料耗费、重量和结构空间体积以及成本保持在很低。网孔织物尤其在这种装置与感应式充电单元的能量传输线圈的面积匹配时在标准化的电路板制造和电路板尺寸方面实现了高度的灵活性。能有利地在利用所制定的方案和网孔的情况下简单和利于成本地制造所述网孔织物。在此,尤其能使缠绕次数和网孔尺寸与提出的任务简单地相匹配。

所述传感器导线沿第一方向基本上平行布置。第二方向尤其垂直于第一方向。所联接的网孔撑开了网孔织物,该网孔织物沿第一方向和第二方向延伸。网孔尤其形成用于在磁场中识别物体的装置的传感器线圈。传感器导线优选由漆包线构成。各个传感器线圈在此能串联连接。串联连接的传感器线圈尤其能同向卷绕。

附图说明

下文中借助示意图详细阐释本发明的实施例。

图中:

图1在剖视图中示出了感应式充电系统的结构;

图2在俯视图中示出了感应式充电单元;

图3在细节视图中示出了感应式充电单元;

图4在剖视图中示出了感应式充电单元的第一实施例;

图5和6在剖视图中示出了在感应式充电系统中的磁场线的散布;

图7至10在立体的斜视图、俯视图和剖视图中示出了感应式充电单元的第二实施例;

图11和12在剖视图和放大的剖视图中示出了感应式充电单元的第三实施例;

图13在剖视图中示出了感应式充电单元的第四实施例;

图14在剖视图中示出了感应式充电单元的传统的壳体;以及

图15至40示出了网孔织物、包括该网孔织物的装置、用于制造该网孔织物的方法和带有该网孔织物的充电单元。

结构相同或功能相同的元件在附图中配设有相同的附图标记。

具体实施方式

图1展示了感应式充电系统的结构,该感应式充电系统包括例如布置在地面上并且也可以称为底部单元的第一充电单元100以及例如配属于车辆的并且布置在该车辆的底板上的第二充电单元200。

第一充电单元100具有壳体101、布置在该壳体101中的主线圈103以及铁氧体105。与此类似,第二充电单元200同样具有壳体201、次级线圈203和铁氧体205。

为了给车辆感应式充电,两个充电单元100、200以预定的间距d上下叠置。通过主线圈103和次级线圈203的磁耦合进行能量传输。基于在充电单元100、200之间的大的气隙,线圈103、203仅松散地耦联。

图2在俯视图中示例性地展示了第一充电单元100的结构。第二充电单元200原则上具有与第一充电单元100相同的、但垂直镜像的结构。第二充电单元200此外还应当在其底侧上提供以防碎石撞击的和车辆碰撞在人行道边沿或类似物上的保护。

对第一充电单元100提出了很高的机械要求,例如抗驶越强度、防水性和对腐蚀性介质的耐受性。第一充电单元100的上侧应当提供防止石头压入的保护。情况严重的是,第一充电单元100较大,典型地大于第二充电单元200,并且包含极为敏感的构件。铁氧体105尤其被认为是这种极为敏感的构件,因为铁氧体典型地由极为易碎的材料构成。

图3再次在带有附加的功能部件的示意性细节视图中展示了第一充电单元100。除了主线圈103和铁氧体105(在此未详细示出)外,第一充电单元100例如具有谐振电容器111,该谐振电容器与主线圈103联接。此外,第一充电单元100例如还包括:定位单元113,所述定位单元用于对带有第二充电单元200的车辆在第一充电单元100上的引导和/或定位,该定位单元例如具有六个传感器线圈;fod单元115(foreignobjectdetection,异物探测),所述fod单元用于探测第一充电单元100的磁场内的异物,该fod单元例如具有六十个传感器线圈;温度传感器117;以及用于评估信号的控制单元119。作为fod单元115的备选或者除了fod单元115外,也能使用lod单元(livingobjectdetection,活体探测)来探测在气隙中的动物或人类何时介入气隙。为了保护两个充电单元100、200,可以在fod单元115探测到金属异物的情况下关断主线圈103。

此外,第一充电单元100具有供电输入端121,例如高频利兹线,第一充电单元100通过所述高频利兹线被供以例如具有85khz频率的电能。此外,第一充电单元100具有安全引线输入端123和通信输入端125、127和129。通信输入端125例如构造用于借助can协议通信,而在输入端127上则施加12v的电压并且在输入端129上施加基准电位。第一充电单元100的一部分电子装置或者全部电子装置可选地例如也可以在外部布置在壁挂单元120中(所谓的“wallbox”,壁挂箱)并且通过输入端121-129与第一充电单元100联接。

主线圈103典型地安装在极为坚固耐用的壳体中。该壳体在整个线圈面上都必须足够坚固,以便阻隔对线圈本体的负荷。这造成了很高的材料耗费、重量耗费和空间需求并且因此可能无法完全保护铁氧体不受沉重负荷的影响。

总体上所有这些要求都导致了带有主线圈103的第一充电单元100的高度复杂的结构。基于很多在技术上有高要求的构件,这导致了极高的生产耗费和制造成本。

因此为第一充电单元100建议了一种构建技术,其用简单的手段以少量构件满足了上述要求。

在第一实施例(图4)中,第一充电单元100具有槽状的基架130。基架130例如由铝构成,例如由2mm厚的金属板构成。

基架130具有多个拱曲部131、133,所述拱曲部例如通过对基架130的拉深和/或冲压构成。外部的拱曲部131在此形成第一充电单元100的侧壁并且和基架的底面以及顶面140一起界定形成基架130的槽容积。

在槽容积中,除了主线圈103和铁氧体105外,还可以布置有例如fod单元115或者lod单元以及其它的构件151,如电子装置和传感器。供电输入端121还如示意性所示那样伸入到所述槽容积中。

槽容积用浇注料107填充。主线圈103、铁氧体105以及其它的元件151连同供电输入端121的高频利兹线,都被浇注在浇注料107中并且因此固紧在第一充电单元100中。可以使用与电子构件兼容的材料、如电路板材料或在构件中的材料作为浇注料107。例如玻纤增强塑料(gfk)或者其它纤维-塑料复合物、如带有环氧树脂的短纤维均适用于此。

浇注料107尤其形成在第一充电单元100的槽容积中用于主线圈103和/或铁氧体105和/或其它构件151的壳体。在此,浇注料107可以既包围各个构件103、105、151,也将它们保持其位和/或保持其形,从而能免去其它的支承结构。

尤其可以通过弹性包覆有利地保护敏感的构件以防受到浇注料107引起的机械负荷影响。

在一个在此未示出的实施变型方案中,时效硬化的浇注料170可以形成第一充电单元100的顶面。在所示的实施变型方案中,在浇注料107上布置有顶板140,该顶板例如是gfk板。顶板140在其末端上相应具有关于拱曲部131的上棱边的超出部141,该超出部同样拱曲地构造并且紧贴在拱曲部131的背对铁氧体105的侧面上。因此有利地有助于避免水进入槽容积中。

此外,第一充电单元100在其在地面上的支承面137(参看图10)上还具有橡胶垫板135,其实现了在地面上的柔软的、防滑的支承。

由拱曲部131、133形成的在基架130和地面之间的空腔,用于减少材料耗费和重量。此外,通过居中的拱曲部133能将基架130的刚度或第一充电单元100的总弯曲性能调整到一个预定的值。在此尤其是这样来设计造型,使得必要时结合顶板140达到了第一充电单元的所需的抗弯刚度,从而实现了与地面不平坦性的匹配和驶越时的平顺(nachgeben)。

图5和6分别展示了在感应式充电系统运行中磁场线b的散布。

第一充电单元100如在图5中所示那样具有没有屏蔽性边缘的传统的壳体101。磁场线b朝着感应式充电系统的侧面极远地散布,因为不存在屏蔽结构。

而第一充电单元100如在图6中所示那样与第一实施例类似地具有带槽状的基架130的壳体。磁场线b朝着感应式充电系统的侧面的散布相比按图5的第一充电单元100明显减少。这应归因于起到屏蔽板作用的拱曲部131。

尤其这样来构造第一充电单元100,使得拱曲部131沿竖直的方向伸出于铁氧体105。此外,优选这样来构造第一充电单元100,使得仅极小百分比的磁场线b被拱曲部131屏蔽,从而能将感应式充电系统的效率保持在很高。铁氧体105为此例如布置成与拱曲部131的面朝铁氧体105的侧面间隔预定的间距a。

因此通过基架130有利地确保了对磁场线b的既沿第一充电单元100的支承面的方向又朝着侧面的有效屏蔽。

图7在立体的斜视图中展示了在感应式充电系统中的第一充电单元100的第二实施例。第一充电单元100例如与第一实施例类似地构造并且区别仅在于铁氧体105的形状。该铁氧体在所示的实施变型方案中具有星形的结构。在此例如是epcos公司的n95铁氧体,其经烧结或切割。在其它实施变型方案(图8)中,铁氧体105也可以具有多个径向元件1051,所述径向元件通过一个环1053相互连接。与所示实施变型方案不同的是可以考虑多个具有相似的特性的其它的铁氧体结构。

铁氧体105按照第二实施例尤其具有非平面的结构,该非平面的结构与平面的铁氧体结构的磁场线b的走向相匹配。由此可以特别是在感应式充电系统的效率几乎保持不变的情况下节省材料、结构容积和重量。

图9展示了沿图8的剖面a-a′的第一充电单元100。如已经借助图6阐释的那样,基架130的金属板这样成形,使得磁场线b朝着次级线圈203良好地延伸,并且在水平方向基于高的“金属板边缘”的屏蔽作用而受到阻碍。

浇注料107尤其构造成磁性中性并且与铁氧体105一起有助于为了与次级线圈203的有效耦合而优化地引导磁场线b。

图10展示了机械负荷下图9的第一充电单元100。主线圈103、铁氧体105或径向元件1051以及支承面137彼此布置成,使得机械力,如拉力、压力和剪力,可以绕过敏感的构件、如铁氧体105传导。图10示例性地示出了在被车辆驶越时的压力f,该压力绕过铁氧体105和主线圈103传导,拱曲部133为此尤其这样设计,使得压力f有针对性地绕过敏感的构件传导进入地面。

在此,有利地这样来设计第一充电单元100、特别是铁氧体105,使得存在用于浇注料107的足够的空间,以便绕过铁氧体105引导力f。

以如下方式防止力导入到第一充电单元100的电子装置的构件151中(参看图12),即,电子装置的构件151布置在不受力的区域中并且必要时用弹性的材料如浇注料107包覆。

图11在剖视图中展示了第一充电单元100的第三实施例。第一充电单元100例如与第一或第二实施例类似地构造并且区别在于顶板140的形状。该顶板具有带倾斜顶面的隆起143,以便确保雨水流走。

此外,第一充电单元100为了探测异物而具有柔性地构造的fod单元115,该fod单元例如被层压并且沿着顶板140的隆起143延伸。在一种优选的实施变型方案中,经层压的fod单元115形成顶板140。柔性的fod单元可以有利地通过浇注料107保持其形。

柔性的fod单元115可以尤其包括柔性的传感器织物、如网孔织物。这种网孔织物、包括该网孔织物的装置、用于制造该网孔织物的方法以及带有该网孔织物的充电单元均借助图15至40详细阐释。

图12展示了图11的一个放大的部分。第一充电单元100的电子装置的一个或多个构件151布置在铁氧体105和基架130之间,以便利用其屏蔽作用来屏蔽构件151。

构件151在此可以例如直接被一起层压。就此而言,第一充电单元100的电子装置的完整的电路板或者大的配件如薄膜电容器尤其能被浇注料107封装和固紧。相应选择浇注料的特性、如热膨胀。

图13最后在剖视图中展示了第一充电单元100的第四实施例。第一充电单元100例如与第一、第二或第三实施例类似地构造并且区别在于拱曲部131的形状。该拱曲部在其背对铁氧体105(在此没有详细示出)的侧面上平缓地构造,从而在被车辆驶过时几乎不出现水平力。通过车辆沿竖直方向的重量产生了高的竖直负荷。换句话说,第一充电单元100的边缘构造成有平角的斜坡,从而在驶越时尽量防止了底部单元的移动。

在传统的壳体101(图14)中,这种造型则例如由于铝型材作为框架元件而更难。所述框架元件经常具有更为陡峭的斜坡。

图15再次在立体的斜视图中展示了充电系统。两个充电单元100、200彼此平行地沿第一方向x和第二方向y、彼此间隔开地沿第三方向z延伸。在充电单元运行中用磁通密度“流经”在所述两个充电单元100、200之间的用于传输能量的空间。若在那里存在金属的或导电的异物10(图16),那么所述异物被加热。为了原则上防止加热或防止至少过度加热,用fod单元115监视所述空间。在出现金属的物体10时,可以关断能量传输或磁场。可选地可以向用户发出警告。

在图16中示例性地示出了少量几条磁场线b。在两个充电单元100、200运行中磁场的磁通密度在此在铁氧体105、205中在数量上很高。磁通密度在线圈103、203的线匝附近在数量上已经变小,并且在两个充电单元100、200之间的气隙内进一步下降。在气隙外,磁通密度在数量上极低。在图16中所示的导电的和/或铁磁的物体10处在高磁场强度的区域中。

物体10例如涉及扁平的圆盘、如硬币(图17)。在物体10中按照电磁感应定律

而在物体10的圆周中感应出了电压,该电压相应于磁通通过物体的面的变化。当圆盘不是垂直于磁场线b时(很少的磁通通过圆盘),所述效应因此变小,并且当圆盘平行于磁场线b取向时,所述效应几乎完全消失。

如在图18中所示那样,这导致了基于趋肤效应在物体10的边缘上直至侵入深度t的电流i。在物体10的内部保留有一个无磁场的区域11。电流i又产生了反向的磁场,该反向的磁场与磁场线b叠加,从而围绕物体10产生了一个无磁场的区域,参看图19。通过由于趋肤效应而收缩的电流i在电阻上的欧姆损失而在物体10的圆周上产生了损失。

为了探测物体10,可以例如使用传感器线圈阵列作为fod单元115,传感器线圈阵列如借助图20a-20d所示那样与传统的金属探测器类似地工作。在此尤其可以考虑不同的测量方法:

图20a展示了(从左向右)在脉冲测量时的一个传感器线圈1151、一个励磁线圈以及等效电路图;在此考虑衰减时间常数作为典型的特征参量。

图20b展示了(从左向右)在借助交变电流励磁测量时的两个已联接的传感器线圈1151以及等效电路图;在此考虑感应电压和相位作为典型的特征参量。

图20c展示了(从左向右)在交变电流励磁下进行谐振测量时的一个传感器线圈1151和等效电路图;在此考虑谐振频率作为典型的特征参量。

图20d最后展示了在分析能量传输的磁场时的多个传感器线圈1151以及一个主线圈103(备选也可以使用次级线圈203);在此考虑感应电压和相位作为典型的特征量。

如已经在图16中所示那样,fod单元115可以在壳体101内直接在主线圈103上方的一个平面中布置。与此类似地,fod单元215可以备选或附加地在壳体201内直接在次级线圈203下方的一个平面中布置。可以例如借助印制电路板来构建这些fod单元115、215,印制电路板在线圈103、203的上方或下方遮盖整个面。借助相应成形的印制导线实现了用于借助图20a-20d所说明的测量方法探测物体10的传感器线圈1151。用在线圈103、203上方或下方的用于能量传输的很大的面来监视磁通密度在数量上很高的区域。要求印制电路板至少两层,以便能显示交叉。除接触接通部之外无需对构件进行装备。

为了能够识别在所有可能的层中的所有相关的异物10,可以例如在印制电路板上实现极多的传感器线圈1151。在此要注意的是,虽然小的传感器线圈1151对小的物体10敏感,但对远离传感线圈1151的物体10则不敏感。此外,大的传感器线圈1151难以探测到小的物体10。统一的传感器线圈1151则没有考虑到在充电单元100、200运行中的磁场的不均匀性。传感器线圈1151的多个线圈尺寸和线圈形式基于不同的敏感度又要求高的应用耗费。最终在气隙内的物体10视位置和尺寸而定同时影响多个传感器线圈1151。

图21在俯视图中展示了带有36个传感器线圈1151的一个示例性的fod单元115,fod单元相应于传感器线圈1151的数量而提供36个不同的针对在图20a-20d中说明的特征参量的测量值。

为了让评估电路和评估过程的数量不上升超过一定程度,可以因此将传感器线圈1151串联连接。在图22中将36个传感器线圈1151联合成十个线圈排1153。如借助箭头示意性所示那样,在此分别交替地反向卷绕的传感器线圈1151被联合成一个线圈排1153。

图23示出了有反向卷绕的传感器线圈1151的线圈排1153。该线圈排1153例如通过传感器导线1150实现,该传感器导线用其起始端和末端与评估电子装置的控制单元119联接。传感器导线1150示例性地形成五个网孔21,其中,传感器导线1150的虚线示出的部分分别象征了传感器导线1150在后方延伸的部分。每个网孔21在当前具有仅一次缠绕(windung)。与此不同的是,网孔21也可以具有多次缠绕,即通常具有n次缠绕(参看图23)。每个所述线圈排1153在此可以这样布置在相应的线圈103、203上方,使得通过能量传输感应出的电压彼此几乎完全互补。

基于有待观察的区域的尺寸,需要极大的印制电路板,或者甚至必须使用多个印制电路板。这导致了高成本,因为一方面印制电路板的面引起了高成本。在多个印制电路板中需要附加的连接技术。基于尺寸大小和标准制造尺寸,还应额外考虑大量的边角料。此外,印制电路板必须通过相应的装置固定在相应的壳体101、201中。在第一充电单元100中,尤其需要确保驶越强度,以及在第二充电单元200中,必须确保车辆底板要求,如无风险地碰撞在护柱或类似物上。这造成了充电单元100、200的附加的机械复杂度。

建议取代电路板由铜漆包线制造网孔织物20(图24至38)并且将该网孔织物20集成到相应的线圈103、203的壳体101、201中(图39和40)。

在此尤其利用了下列认识:若线圈排1153在充电单元100、200运行中遮盖磁场的两个方向,那么即使在同向卷绕时,感应出的电压也几乎完全互补。线圈排1153为此被这样布置,使得相应线圈排1153的传感器线圈1151面单元的总和乘以垂直于此的磁场密度几乎为零。在图24的fod单元115的如图16所示的布置中,在传感器线圈1151按图25联接成线圈排1153时,就是这样的情形。

图26与图23类似地展示了有同向卷绕的传感器线圈1151的线圈排1153。线圈排1153又例如通过传感器导线1150实现,传感器导线用其起始端和末端与评估电子装置的控制单元119联接。传感器导线1150示例性地形成五个网孔21。每个网孔21在当前具有仅一次缠绕。与此不同的是,网孔21也可以具有多次缠绕,即通常具有n次缠绕(参看图26)。每个所述线圈排1153在此均可以这样布置在相应的线圈103、203上方,使得通过能量传输感应出的电压几乎完全互补。

图27展示了例如包括五十个传感器线圈1151的、网孔织物20的第一例子,用各五个传感器线圈1151联合成十个线圈排1153。线圈排1153彼此平行地沿第一方向x排列成排地布置并且分别沿着第二方向y延伸。

每个线圈排1153在此与图26类似地具有带同向卷绕的传感器线圈1151的传感器导线1150,传感器导线例如由铜漆包线构成。但与图26相反的是,传感器导线1150在第一变型方案(图28)中分别在每个网孔21的起始端上或末端上关于第二方向y在交叉点22中交叉,从而生成了一种与金属丝护栏网类似的编织网。

线圈排1153附加或备选地在第二变型方案中(图29)分别在每个网孔21的起始端或末端上关于第二方向y具有夹持器或夹子26,网孔21通过所述夹持器或夹子固住。

如借助图30所示那样,网孔织物20的这种结构可以通过间隔件27加以补充。由此例如可以产生其它的平面构型,如在第二例子(图31)中为多边形的网孔织物20。

在第三例子中(图32),网孔织物20可以备选地也借助针织制造或在第四例子中(图34)也类似编织品地制造。在借助针织制造时,网孔21可以例如额外通过夹持器或夹子26(参看图29至31)保持其形。在类似编织物地制造时,使用经纱28和纬纱29。但与在编织时不同的是,期望的不是极其“网孔大的”产品。纬纱29可以与筘24、25(参看图36a-36e)一起用于使纬纱29撑开相应的网孔21。

图34示出了按照第一例子的第一变型方案的两个平行布置的线圈排1153,其中,与图23类似,传感器导线1150的虚线示出的部分分别象征传感器导线1150在后方延伸的部分。与相应的传感器导线1150在相应的线圈排1153的网孔21之间的交叉类似,在此传感器导线1150也彼此在每个网孔21的起始端或末端上关于第一方向x在交叉点22中联结。

此外,网孔织物20可以在边缘上具有固紧点23,该网孔织物能在所述固紧点上撑开。

在两个平行的线圈排1153之间的自由空间可以例如通过另一个网孔织物的附加线圈排1153沿第三方向z在第一和第二方向x、y上错开的上下叠放而被遮盖。

备选地可以如借助图35示出那样在第五例子中将图34的网孔织物20实现为一个更为复杂的网孔织物20,在该更为复杂的网孔织物中,另一个线圈排1153被编入到现有的交叉点22中。

借助图36a至36e在下文中示出了一种用于制造图34的网孔织物20的方法。

在第一步骤中(图36a),传感器导线1150沿着第二方向y穿引通过现有的网孔织物20,其中,现有的网孔21被挤压开。

在接下来的第二步骤中(图36b),第一筘24将传感器导线1150的穿引过的区段沿第一方向x拉。

在接下来的第三步骤中(图36c)将传感器导线1150的剩余的区段通过经第二步骤新撑开的网孔21与第二方向y相反地往回穿线。如在第一步骤中那样,这些网孔21被垂直于图平面地挤压开。

在接下来的第四步骤中(图36d),第二筘25现在将在第三步骤中穿入的传感器导线1150的区段朝着第一方向x向下拉,从而又撑开了一个新的网孔21。

接下来的第五步骤(图36e)基本上对应第一步骤。重复第一直至第四步骤以实现多个多次缠绕。

图37在主线圈103上方的俯视图和剖视图中示出了网孔织物20的第六例子。除了之前的例子外,该网孔织物20还具有不同大小的网孔21。在主线圈103的绕组上方磁通密度提高的区域12中的面积尤其与该磁通密度相匹配。

如已经结合图34、35提到的那样,还可以备选或附加地将多个网孔织物上下叠置。在图38所示的第七例子中,网孔大小不同的两个网孔织物20被上下叠放并且示出为轻微地朝着彼此移位。第一网孔织物20的网孔21大致是第二网孔织物30的网孔31的两倍大。

图39示出了第一感应式充电单元100的一个例子。第一充电单元100具有带例如两个压铸成形件的壳体101。

该壳体101的在与第二感应式充电单元联接时面朝该第二感应式充电单元的顶面,尤其由不导电的材料构成、如塑料或纤维复合材料。这实现了网孔织物20到壳体101中的简单的集成。尤其是所述网孔织物20能够借助层压在塑料中而集成到壳体101中。

网孔织物20例如在其角上具有保持元件1155,所述保持元件在正确的位置中撑开网孔织物20。所述保持元件可以例如一同被浇注。

如图40中所示那样,传感器导线1150可以作为柔性的连接结构1157从网孔织物20以相应的长度例如引导到插头1191上,插头布置在控制单元119的电路板1193上。

网孔织物20有利地没有支承电路板。传感器线圈1151此外不是仅被编织到稀松结构(gelege)中,更确切地说由线圈结构产生了一种稀松结构。传感器线圈可以直接被浇注在塑料中。网孔织物20因此本身就是稀松结构。

各个传感器线圈1151在此可以串联连接。网孔织物20可以有利地简单地集成到现有的壳体构件中。撑开网孔织物20的传感器导线1150可以同时用于构成直至评估电子装置的控制单元119的连接线路1157。可以使用网孔金属线制造的办法和/或所述办法的附加修改方案来制造网孔织物20。在此也能使用其它的办法,如通过织物制造。通过改变网孔织物20内的网孔面可以考虑到fod单元115的整个面内的不均一的要求。此外,可以通过使用附加的夹持器和夹子26简单地调整网孔21的几何形状。在上下重叠地使用多个网孔织物20时,可以有利地实现一种有不同的网孔尺寸大小的极为紧密的网。

网孔织物尤其适合使用在按本发明的充电单元中。概括而言,要突出强调的网孔织物的下列方案:

1.方案:

用于在磁场中识别物体的网孔织物(20),包括多个传感器导线(1150),其中,

-传感器导线(1150)沿第一方向(x)彼此平行地排列成排地布置,

-传感器导线(1150)沿横向于第一方向(x)延伸的第二方向(y)撑开了多个网孔(21),以及

-相邻的传感器导线(1150)的网孔(21)分别彼此联接,从而传感器导线(1150)形成网孔织物(20)。

2.方案:

按照方案1的网孔织物(20),在该网孔织物中,相邻的传感器导线(1150)的网孔(21)分别彼此嵌接,从而网孔织物(20)构造成联结。

3.方案:

按照前述方案1或2所述的网孔织物(20),包括联接元件(26),在该网孔织物中,相邻的传感器导线(1150)的网孔(21)分别借助联接元件(26)相互联接。

4.方案:

按照前述方案1至3任一个所述的网孔织物(20),在该网孔织物(20)中,传感器导线(1150)相应具有沿第二方向(y)延伸的第一区段以及逆着第二方向(y)延伸的第二区段,其中,每一个所述网孔(21)由第一区段和第二区段构成,并且这样来构造传感器导线(1150),使得第二区段在每个网孔(21)的起始端上关于第二方向(y)和/或在每个网孔(21)的末端上关于第二方向(y)与第一区段交叉。

5.方案:

按照前述方案1至4任一个所述的网孔织物(20),包括联接元件(26),在该网孔织物,传感器导线(1150)相应具有沿第二方向(y)延伸的第一区段以及逆着第二方向(y)延伸的第二区段,其中,每一个网孔(21)由第一区段和第二区段构成,并且第二区段在每个网孔(21)的起始端上关于第二方向(y)和/或在每个网孔(21)的末端上关于第二方向(y)分别借助联接元件(26)与第一区段联接。

6.方案:

按照前述方案1至5任一个所述的网孔织物(20),在该网孔织物中,网孔(21)分别包围一个面,该面的尺寸大小这样变化,使得面彼此间的尺寸比在0.5和2之间。

7.方案:

用于在磁场中识别物体的装置(115),该装置包括按照前述方案1至6任一个所述的第一网孔织物(20)和用于识别物体的评估电子装置(119),该评估电子装置与第一网孔织物(20)的传感器导线(1150)在信号技术上联接。

8.方案:

按照权利要求7所述的装置(115),包括按照前述方案1至6任一个所述的另一个网孔织物(30),其中,该另一个网孔织物(30)平行于第一网孔织物(20)地沿横向于第一和第二方向(x、y)延伸的第三方向(z)与第一网孔织物(20)间隔开地布置并且该另一个网孔织物(30)的传感器导线(1150)在信号技术上与评估电子装置(119)联接。

9.方案:

按照方案8所述的装置(115),其中,第一网孔织物(20)的网孔(21)分别包围第一面,并且所述另一个网孔织物(30)的网孔(31)分别包围另一个面,其中,第一面与所述另一个面的尺寸比在0.5和2之间。

10.方案:

用于制造用于在磁场中识别物体的网孔织物(20)的方法,在该方法中,

-提供了多个传感器导线(1150),

-传感器导线(1150)沿第一方向(x)这样彼此平行、排列成排地布置,使得传感器导线(1150)沿横向于第一方向延伸的第二方向(y)分别撑开多个网孔(21),并且相邻的传感器导线(1150)的网孔(21)分别彼此联接,从而传感器导线(1150)形成网孔织物(20)。

11.方案:

按照方案10所述的方法,具有下列步骤:

a)提供多个传感器导线(1150)中的第一传感器导线,该第一传感器导线形成多个第一网孔,

b)提供了多个传感器导线(1150)中的带有第一区段和第二区段的所述另一个传感器导线,

c)将传感器导线(1150)这样沿第一方向(x)彼此平行、排列成排地布置,使得传感器导线(1150)沿横向于第一方向(x)延伸的第二方向(y)分别撑开了多个网孔(21),并且将相邻的传感器导线(1150)的网孔(21)分别相互联接,从而传感器导线(1150)以如下方式形成网孔织物(20),即,执行下列步骤:

c1)使所述另一个传感器导线沿第二方向(y)这样引导穿过第一网孔,使得该另一个传感器导线用其第一区段在每个第一网孔的起始端上关于第二方向(y)以及在每个第一网孔的末端上关于第二方向(y)与第一传感器导线交叉,

c2)借助分别在第一传感器导线和所述另一个传感器导线的交叉点(22)之间的第一筘(24)沿第一方向(x)拉所述另一个传感器导线的第一区段,从而在所述另一个传感器导线的第一区段和第一网孔之间分别围出一个面块,

c3)使所述另一个传感器导线的第二区段逆着第二方向(y)这样导引穿过面块,即,所述另一个传感器导线用其第二区段在每个第一网孔的末端上关于第二方向(y)以及在每个第一网孔的起始端上关于第二方向(y)与所述另一个传感器导线的第一区段交叉,以及

c4)借助分别在所述另一个传感器导线的第一区段和第二区段的交叉点(22)之间的第二筘(25)沿第一方向(x)拉所述另一个传感器导线的第二区段,从而由所述另一个传感器导线的第一区段和第二区段分别形成另外的网孔(21)。

12.方案:

按照方案11所述的方法,在该方法中,

-将第二区段的逆着第二方向(y)从网孔织物(20)引导出来的末端用作带有相应的第一区段和第二区段的另一传感器导线,以及

-重新执行步骤c1)至c4)。

13.方案:

按照方案10所述的方法,在该方法中,网孔织物(20)通过对传感器导线(1150)针织、编织或夹持制造。

14.方案:

用于车辆的按本发明的感应式充电单元(100),包括

-用于与配属于车辆的次级线圈(203)感应式耦合的主线圈(103),以及

-按照前述方案7至9任一个所述的用于识别物体的装置(115)。

15.方案:

用于车辆的感应式充电单元(200),包括

-用于与配属于底部单元的主线圈(103)感应式耦合的次级线圈(203),以及

-按照前述方案7至9任一个所述的用于识别物体的装置(215)。

16.方案:

按照前述方案14或15任一个所述的充电单元(100、200),其中,这样来布置所述装置(115、215),使得在充电单元(100、200)运行中,通过主线圈(103)的磁场在网孔(21)中感应出的电压分别得到补偿。

17.方案:

按照前述方案14至16任一个所述的充电单元(100),包括带有保持元件(1155)的壳体(101),其中,网孔织物(20)借助保持元件(1155)以固紧在壳体(101)中的方式被撑开。

附图标记列表:

100第一充电单元

101壳体

103主线圈

105铁氧体

107浇注料

111谐振电容器

113定位单元

115fod单元

117温度传感器

119控制装置

120壁挂单元

121-129输入端

130基架

131、133拱曲部

135橡胶垫板

137支承面

140顶板

141超出部

143隆起

151构件

200第二充电单元

201壳体

203次级线圈

205铁氧体

d间距

b磁场线

a间距

f力

x、y、z方向

10异物

11无磁场的区域

12磁通密度提高的区域

20网孔织物

21网孔

22交叉点

23固紧点

24第一筘

25第二筘

26夹子

27间隔件

28经纱

29纬纱

30网孔织物

31网孔

1150传感器导线

1151传感器线圈

1153线圈排

1155保持元件

1157连接结构

1191插头

1193电路板

215fod单元

i电流

t侵入深度

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