DE102022213359A1 - Induction charging device - Google Patents

Induction charging device Download PDF

Info

Publication number
DE102022213359A1
DE102022213359A1 DE102022213359.5A DE102022213359A DE102022213359A1 DE 102022213359 A1 DE102022213359 A1 DE 102022213359A1 DE 102022213359 A DE102022213359 A DE 102022213359A DE 102022213359 A1 DE102022213359 A1 DE 102022213359A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
base plate
charging device
induction charging
cover
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102022213359.5A
Other languages
German (de)
Inventor
Mike Böttigheimer
Stefan Hirsch
Christopher Lämmle
Timo Lämmle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mahle International GmbH
Original Assignee
Mahle International GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mahle International GmbH filed Critical Mahle International GmbH
Priority to DE102022213359.5A priority Critical patent/DE102022213359A1/en
Priority to PCT/EP2023/083934 priority patent/WO2024120996A1/en
Publication of DE102022213359A1 publication Critical patent/DE102022213359A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12—Inductive energy transfer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/302—Cooling of charging equipment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/02—Casings
    • H01F27/025—Constructional details relating to cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/005—Mechanical details of housing or structure aiming to accommodate the power transfer means, e.g. mechanical integration of coils, antennas or transducers into emitting or receiving devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00309—Overheat or overtemperature protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
    • H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J50/00—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power
    • H02J50/10—Circuit arrangements or systems for wireless supply or distribution of electric power using inductive coupling
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0042—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries characterised by the mechanical construction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine stationäre Induktionsladevorrichtung (1) mit einem Gehäuse (2) und einer Ladeeinheit (8). Das Gehäuse (2) umfasst eine Bodenplatte (3) und einen Deckel (4), die einen Innenraum (7) nach außen abgrenzen. Die Ladeeinheit (8) ist in dem Innenraum (7) angeordnet. Die Bodenplatte (3) umfasst einen Außenbereich (10), der von dem Deckel (4) nach außen übersteht. Über den Außenbereich (10) ist die in der Ladeeinheit (8) erzeugte Wärme nach außen abgebbar.The invention relates to a stationary induction charging device (1) with a housing (2) and a charging unit (8). The housing (2) comprises a base plate (3) and a cover (4) which delimit an interior (7) from the outside. The charging unit (8) is arranged in the interior (7). The base plate (3) comprises an exterior area (10) which protrudes from the cover (4) to the outside. The heat generated in the charging unit (8) can be released to the outside via the exterior area (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine stationäre Induktionsladevorrichtung für ein induktives Fahrzeugladesystem zum Aufladen einer Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a stationary induction charging device for an inductive vehicle charging system for charging a battery of a battery-electric vehicle according to the preamble of claim 1.

Ein induktives Fahrzeugladesystem umfasst eine stationäre Induktionsladevorrichtung und eine fahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung. Durch eine elektromagnetische Wechselwirkung zwischen den Induktionsladevorrichtungen kann Energie von der stationären Induktionsladevorrichtung auf die fahrzeugseitige Induktionsladevorrichtung übertragen werden und dadurch eine Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs induktiv aufgeladen werden. Die stationäre Induktionsladevorrichtung ist üblicherweise auf einem Untergrund - wie beispielweise einem Boden einer Garage oder eines Parkplatzes - angeordnet. Die stationäre Induktionsladevorrichtung umfasst dabei eine Ladeeinheit mit einer Spule und einer Leistungselektronik. Während der Energieübertragung entstehen in der Ladeeinheit Verluste, die als Wärme nach außen abgegeben werden. Die Ladeeinheit der stationären Induktionsladevorrichtung wird üblicherweise passiv durch natürliche Konvektion gekühlt. Bei hohen Umgebungstemperaturen und dementsprechend bei geringer Temperaturdifferenz zwischen der Ladeeinheit und der Umgebung reduziert sich die abführbare Wärmemenge. Um eine Überhitzung der Ladeeinheit zu verhindern, muss die Leistung des Fahrzeugladesystems gedrosselt werden. Dadurch verlängert sich der Ladevorgang, da in der gleichen Zeit weniger Energie übertragen wird. Um die Kühlung der Ladeeinheit zu verbessern, kann eine aktive Wasserkühlung oder eine aktive Luftkühlung vorgesehen sein. In beiden Fällen müssen Lüftungsschlitze im Gehäuse der stationären Induktionsladevorrichtung vorgesehen sein, die leicht verschmutzen.An inductive vehicle charging system comprises a stationary induction charging device and a vehicle-side induction charging device. Through an electromagnetic interaction between the induction charging devices, energy can be transferred from the stationary induction charging device to the vehicle-side induction charging device, thereby inductively charging a battery of a battery-electric vehicle. The stationary induction charging device is usually arranged on a surface - such as the floor of a garage or parking lot. The stationary induction charging device comprises a charging unit with a coil and power electronics. During energy transfer, losses occur in the charging unit, which are released to the outside as heat. The charging unit of the stationary induction charging device is usually cooled passively by natural convection. At high ambient temperatures and accordingly at a small temperature difference between the charging unit and the environment, the amount of heat that can be dissipated is reduced. To prevent the charging unit from overheating, the power of the vehicle charging system must be throttled. This extends the charging process because less energy is transferred in the same time. To improve the cooling of the charging unit, active water cooling or active air cooling can be provided. In both cases, ventilation slots must be provided in the housing of the stationary induction charging device, which easily become dirty.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, für eine stationäre Induktionsladevorrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest alternative Ausführungsform anzugeben, bei der die beschriebenen Nachteile überwunden werden.The object of the invention is therefore to provide an improved or at least alternative embodiment for a stationary induction charging device of the generic type, in which the described disadvantages are overcome.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject matter of the dependent claims.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, den Wärmeübertrag an die Umgebung in der stationären Induktionsladevorrichtung zu verbessern und die abzugebende Wärmemenge zu erhöhen, so dass ein Betrieb der stationären Induktionsladevorrichtung auch bei höheren Umgebungstemperaturen ohne Reduktion der Übertragungsleistung ermöglicht ist.The present invention is based on the general idea of improving the heat transfer to the environment in the stationary induction charging device and increasing the amount of heat to be released, so that operation of the stationary induction charging device is possible even at higher ambient temperatures without reducing the transfer power.

Die erfindungsgemäße stationäre Induktionsladevorrichtung ist für ein induktives Fahrzeugladesystem zum Aufladen einer Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs ausgelegt. Die Induktionsladevorrichtung weist dabei ein Gehäuse mit einer Bodenplatte zum Auflegen auf einem Untergrund und einem Deckel auf. Der Deckel weist dabei einen Deckelboden, der parallel zur Bodenplatte ausgerichtet ist, und einen umlaufenden Rand, der von dem Deckelboden zu der Bodenplatte absteht, auf. Der Deckel ist mit seinem Rand auf der Bodenplatte abgestützt, so dass zwischen dem Deckel und der Bodenplatte ein nach außen geschlossener Innenraum geformt ist. Die Induktionsladevorrichtung weist ferner eine Ladeeinheit mit wenigstens einer Spule auf und die Ladeeinheit ist in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet. Erfindungsgemäß weist die Bodenplatte einen Außenbereich auf, wobei der Außenbereich der Bodenplatte von dem Rand des Deckels nach außen übersteht. Über den Außenbereich der Bodenplatte kann die in der Ladeeinheit erzeugte Wärme nach außen abgegeben werden. The stationary induction charging device according to the invention is designed for an inductive vehicle charging system for charging a battery of a battery-electric vehicle. The induction charging device has a housing with a base plate for laying on a surface and a cover. The cover has a cover base that is aligned parallel to the base plate and a peripheral edge that protrudes from the cover base to the base plate. The cover is supported with its edge on the base plate so that an interior space that is closed to the outside is formed between the cover and the base plate. The induction charging device also has a charging unit with at least one coil and the charging unit is arranged in the interior of the housing. According to the invention, the base plate has an outer area, wherein the outer area of the base plate protrudes outwards from the edge of the cover. The heat generated in the charging unit can be released to the outside via the outer area of the base plate.

Die stationäre Induktionsladevorrichtung ist ein Teil eines induktiven Fahrzeugladesystems und kann mit einer fahrzeugseitigen Induktionsladevorrichtung des induktiven Fahrzeugladesystems elektromagnetisch wechselwirken. Dabei kann Energie von der stationären Induktionsladevorrichtung zu der fahrzeugseitigen Induktionsladevorrichtung und weiter zu der Batterie des batterieelektrischen Fahrzeugs übertragen werden. In der vorliegenden Erfindung wird ausschließlich die stationäre Induktionsladevorrichtung behandelt.The stationary induction charging device is part of an inductive vehicle charging system and can interact electromagnetically with a vehicle-side induction charging device of the inductive vehicle charging system. Energy can be transferred from the stationary induction charging device to the vehicle-side induction charging device and further to the battery of the battery-electric vehicle. The present invention deals exclusively with the stationary induction charging device.

Der Innenraum des Gehäuses ist durch den Deckelboden des Deckels, den Rand des Deckels und einen Innenbereich der Bodenplatte nach außen begrenzt. Die Bodenplatte weist dabei eine Unterseite zum Auflegen auf einem Untergrund auf und der Deckel ist auf einer der Unterseite gegenüberliegenden Oberseite der Bodenplatte angeordnet. Die Oberseite der Bodenplatte ist durch den Deckel bzw. den Rand des Deckels in den außerhalb des Innenraums liegenden Außenbereich und den innerhalb des Innenraums liegenden Innenbereich unterteilt. In der betriebsgerechten Einbaulage der stationären Induktionsladevorrichtung ist die Bodenplatte mit ihrer Unterseite an dem Untergrund angeordnet. Der Deckel ist von der Unterseite der Bodenplatte abgewandt an der Oberseite der Bodenplatte angeordnet, so dass der Innenraum mit der Ladeeinheit bezüglich der Bodenplatte von dem Untergrund abgewandt angeordnet ist. Der Außenbereich der Bodenplatte steht dabei im unmittelbaren Kontakt mit der Umgebungsluft.The interior of the housing is delimited on the outside by the bottom of the lid, the edge of the lid and an inner area of the base plate. The base plate has a bottom for placing on a surface and the lid is arranged on an upper area of the base plate opposite the bottom. The top of the base plate is divided by the lid or the edge of the lid into the outer area outside the interior and the inner area inside the interior. In the correct installation position of the stationary induction charging device, the base plate is arranged with its bottom on the surface. The lid is arranged on the upper side of the base plate facing away from the bottom of the base plate so that the interior with the charging unit is arranged facing away from the surface with respect to the base plate. The outer area of the base plate is in direct contact with the ambient air.

In der betriebsgerechten Einbaulage der stationären Induktionsladevorrichtung kann die in der Ladeeinheit erzeugte Wärme über den Deckel durch Konvektion und Strahlung an die Umgebungsluft abgegeben werden. Zudem kann die in der Ladeeinheit erzeugte Wärme an der Unterseite der Bodenplatte durch Wärmeleitung an den Untergrund abgegeben werden. Da durch den überstehenden Au-ßenbereich der Bodenplatte eine zum Wärmetransport verfügbare Fläche der Bodenplatte vergrößert ist, ist auch die durch die Bodenplatte abgebbare Wärmemenge vergrößert. So steht die Bodenplatte in dem Außenbereich im unmittelbaren Kontakt mit der Umgebungsluft und die in der Ladeeinheit erzeugte Wärme kann zusätzlich durch Konvektion und Strahlung an die Umgebungsluft abgegeben werden. Ferner ist durch den überstehenden Außenbereich auch die Kontaktfläche zwischen der Unterseite der Bodenplatte und dem Untergrund vergrö-ßert, so dass auch die durch die Wärmeleitung an den Untergrund abgebbare Wärmemenge vergrößert ist. Insgesamt kann durch den überstehenden Außenbereich der Bodenplatte die von der stationären Induktionsladevorrichtung nach außen abgebbare Wärmemenge erhöht und die Ladeeinheit besser gekühlt werden.When the stationary induction charging device is installed correctly, the heat generated in the charging unit can be released to the ambient air via the cover by convection and radiation. In addition, the heat generated in the charging unit can be released to the ground on the underside of the base plate by heat conduction. Since the protruding outer area of the base plate increases the area of the base plate available for heat transport, the amount of heat that can be released by the base plate is also increased. The base plate is in direct contact with the ambient air in the outer area and the heat generated in the charging unit can also be released to the ambient air by convection and radiation. Furthermore, the protruding outer area also increases the contact area between the underside of the base plate and the ground, so that the amount of heat that can be released to the ground by heat conduction is also increased. Overall, the protruding outer area of the base plate increases the amount of heat that can be released to the outside by the stationary induction charging device and the charging unit can be cooled better.

Die Größe der Bodenplatte bzw. die Größe des überstehenden Außenbereichs sind dabei je nach den landspezifischen Umgebungsbedingungen modular anpassbar. Insbesondere kann die stationäre Induktionsleistungsvorrichtung an die speziellen Heißlandbedingungen vereinfacht angepasst werden. Zudem sind keine Lüftungsschlitze in dem Deckel des Gehäuses notwendig und dadurch kann das Eindringen des Schmutzes in den Innenraum zu der Ladeeinheit vermieden werden. Dadurch kann die Lebensdauer der stationären Induktionsleistungsvorrichtung erhöht werden.The size of the base plate or the size of the protruding outside area can be modularly adapted depending on the country-specific environmental conditions. In particular, the stationary induction power device can be easily adapted to the special hot country conditions. In addition, no ventilation slots are required in the cover of the housing, which prevents dirt from penetrating the interior of the charging unit. This can increase the service life of the stationary induction power device.

Die Bodenplatte kann eine Dicke zwischen 1,5 mm und 10 mm aufweisen. Die Bodenplatte kann aus einem wärmeleitenden Material, bevorzugt mit einer Wärmeleitfähigkeit größer 150 W/mK, geformt sein. Die Bodenplatte kann aus einem elektrisch leitenden Material geformt sein, um die durch das elektromagnetische Feld der Spule in der Bodenplatte erzeugte Wirbelströme zu reduzieren. Die Bodenplatte kann aus Metall, besonders bevorzugt aus Aluminium, geformt sein. The base plate can have a thickness between 1.5 mm and 10 mm. The base plate can be formed from a thermally conductive material, preferably with a thermal conductivity greater than 150 W/mK. The base plate can be formed from an electrically conductive material in order to reduce the eddy currents generated by the electromagnetic field of the coil in the base plate. The base plate can be formed from metal, particularly preferably from aluminum.

Durch die wärmeleitende Bodenplatte kann die von der Bodenplatte aufgenommene oder in der Bodenplatte erzeugte Wärme besonders effektiv aus dem Innenbereich zu dem Außenbereich transportiert werden. Der Deckel kann aus einem elektrisch nichtleitenden bzw. einem elektromagnetisch neutralen Material geformt sein. Der Deckel kann bevorzugt aus Kunststoff oder aus glasfaserverstärktem Kunststoff geformt sein. Die Wärmeleitfähigkeit des Materials des Deckels kann vergrößert und insbesondere größer als 0,3 W/mK sein.The heat-conducting base plate allows the heat absorbed by the base plate or generated in the base plate to be transported particularly effectively from the inside to the outside. The cover can be made of an electrically non-conductive or electromagnetically neutral material. The cover can preferably be made of plastic or glass fiber reinforced plastic. The thermal conductivity of the cover material can be increased and in particular greater than 0.3 W/mK.

Die Ladeeinheit weist - wie oben bereits beschrieben ist - die Spule zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds auf. Die Spule kann zweckgemäß aus einem elektrisch leitenden Material, bevorzugt aus Metall, besonders bevorzugt aus Kupfer, geformt sein. Ferner kann die Ladeeinheit einen die Spule tragenden Spulenträger aufweisen und der Spulenträger mit der Spule kann in dem Innenraum des Gehäuses angeordnet sein. Der Spulenkörper kann aus einem elektrisch nichtleitenden Material, vorzugsweise aus Kunststoff, geformt sein. Die Spule und der Spulenkörper können dabei miteinander festverbunden sein. Zudem kann die Ladeeinheit wenigstens einen Magnetfeldleiter zum Leiten des elektromagnetischen Felds aufweisen und der Magnetfeldleiter kann in dem Innenraum des Gehäuses zwischen der Bodenplatte und der Spule angeordnet sein. Der Magnetfeldleiter kann insbesondere aus einem magnetischen Material, vorzugsweise aus Ferrit, geformt sein. Die Ladeeinheit kann einen Leistungsfaktor-Korrekturfilter aufweisen und der Leistungsfaktor-Korrekturfilter kann der Spule elektrisch vorgeschaltet sein. Der Leistungsfaktor-Korrekturfilter kann insbesondere zum Erreichen des optimalen Arbeitspunkt der Ladeeinheit - üblicherweise bei 11 kW - ausgelegt sein. Bei der Wahl der Materialien ist grundsätzlich zu berücksichtigen, dass zwischen der Spule und der fahrzeugseitigen Induktionsladevorrichtung bzw. von der Spule zu dem Deckel und weiter hin keine elektrisch leitenden Materialien bzw. keine das elektromagnetische Feld beeinflussende Materialien angeordnet sind.The charging unit has - as already described above - the coil for generating an electromagnetic field. The coil can be expediently formed from an electrically conductive material, preferably metal, particularly preferably copper. Furthermore, the charging unit can have a coil carrier carrying the coil and the coil carrier with the coil can be arranged in the interior of the housing. The coil body can be formed from an electrically non-conductive material, preferably plastic. The coil and the coil body can be firmly connected to one another. In addition, the charging unit can have at least one magnetic field conductor for conducting the electromagnetic field and the magnetic field conductor can be arranged in the interior of the housing between the base plate and the coil. The magnetic field conductor can in particular be formed from a magnetic material, preferably ferrite. The charging unit can have a power factor correction filter and the power factor correction filter can be electrically connected upstream of the coil. The power factor correction filter can in particular be designed to achieve the optimal operating point of the charging unit - usually at 11 kW. When selecting materials, it is important to ensure that no electrically conductive materials or materials that affect the electromagnetic field are arranged between the coil and the vehicle-side induction charging device or from the coil to the cover and beyond.

Der Außenbereich der Bodenplatte kann flächengemäß um 5% bis 350%, vorzugsweise um 20% bis 90%, größer als ein in dem Innenraum liegender Innenbereich der Bodenplatte sein. Wie oben bereits beschrieben ist, ist eine dem Deckel zugewandte Oberseite der Bodenplatte durch den Deckel in den außerhalb des Innenraums liegenden Außenbereich und in den innerhalb des Innenraums liegenden Innenbereich aufgeteilt. Da der Innenraum zwischen dem Deckel und der Bodenplatte geformt ist, ist die Fläche des Innenbereichs der Bodenplatte durch die Abmessungen des Deckels bestimmt. Der Außenbereich der Bodenplatte ist dagegen frei bestimmbar und kann modular an die speziellen Heißlandbedingungen angepasst sein.The outside area of the base plate can be 5% to 350%, preferably 20% to 90%, larger than an inside area of the base plate located in the interior. As already described above, an upper side of the base plate facing the cover is divided by the cover into the outside area outside the interior and the inside area inside the interior. Since the interior is formed between the cover and the base plate, the area of the inside area of the base plate is determined by the dimensions of the cover. The outside area of the base plate, on the other hand, can be freely determined and can be modularly adapted to the special hot country conditions.

Der Außenbereich der Bodenplatte kann von dem Rand des Deckels und den Deckel umlaufend mit einem Abstand gleich 10-300 mm nach außen abstehen. Dabei kann der Außenbereich der Bodenplatte auf allen Seiten des Deckels bzw. des Randes des Deckels mit einem identischen Abstand oder mit einem abweichenden Abstand abstehen. Der Deckel und dadurch der Innenbereich der Bodenplatte können rechteckig sein. Die Fläche des Innenbereichs kann beispielweise 500×650 mm2 betragen. Die Bodenplatte an sich kann auch rechteckig sein. Demnach kann die Fläche der Bodenplatte zwischen 520×670 mm2 und 1100×1250 mm2 betragen.The outer area of the base plate can protrude from the edge of the lid and the lid all the way around by a distance of 10-300 mm. The outer area of the base plate can protrude on all sides of the lid or the edge of the lid by an identical distance or by a different distance. The lid and thus the interior area of the base plate can be rectangular. The area of the interior area can be, for example, 500×650 mm 2 . The base plate itself can also be rectangular. Accordingly, the area of the base plate can be between 520×670 mm 2 and 1100×1250 mm 2 .

Bei einer möglichen Ausführungsform der Bodenplatte kann die Bodenplatte massiv geformt sein. Dadurch kann die in der Ladeeinheit erzeugte Wärme von der in dem Innenraum befindlichen Luft in den Innenbereich der Bodenplatte und von dort besonders effektiv zu dem Außenbereich transportiert werden. Zudem kann die massive Bodenplatte bei einem unebenen oder nachgiebigen Untergrund eine stabile Grundlage für den Lastabtrag bei einer Überfahrt der stationären Induktionsladevorrichtung mit dem Fahrzeug ermöglichen.In one possible embodiment of the base plate, the base plate can be solidly formed. This allows the heat generated in the charging unit to be transported particularly effectively from the air in the interior to the interior of the base plate and from there to the outside area. In addition, the solid base plate can provide a stable basis for load transfer when the vehicle drives over the stationary induction charging device on an uneven or yielding surface.

Bei einer alternativen Ausführungsform der Bodenplatte kann die Bodenplatte einen Kühlraum aufweisen. Der Kühlraum kann dann innenliegend und nach außen fluiddicht geschlossen ausgebildet und mit einem Arbeitsmedium gefüllt sein. Für das Arbeitsmedium kann dabei keine aktive Umwälzung beispielweise mittels Pumpen vorgesehen sein. Mit anderen Worten kann durch das Arbeitsmedium keine aktive Kühlung, sondern eine passive Kühlung realisiert sein.In an alternative embodiment of the base plate, the base plate can have a cooling chamber. The cooling chamber can then be designed to be internal and fluid-tight to the outside and filled with a working medium. No active circulation, for example by means of pumps, can be provided for the working medium. In other words, passive cooling cannot be achieved by the working medium, rather than active cooling.

Das Arbeitsmedium kann so gewählt werden, dass die Verdampfungstemperatur und die Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums oberhalb einer maximalen Arbeitstemperatur der Induktionsladevorrichtung liegen. Die maximale Arbeitstemperatur kann dabei durch eine maximale Temperatur der Ladeeinheit im Betrieb der Induktionsladevorrichtung definiert sein. Es versteht sich, dass die maximale Arbeitstemperatur landspezifisch bzw. einbauortspezifisch sein kann. Das Arbeitsmedium kann dann im Betrieb der Induktionsladevorrichtung stets flüssig sein. Das Arbeitsmedium kann beispielweise Wasser sein. Die Bodenplatte kann dadurch einen Schwerkraftkühler abbilden. In dem Schwerkraftkühler kann das Arbeitsmedium passiv umgewälzt werden, sobald das Arbeitsmedium bereichsweise abweichende Temperaturen und dadurch bedingte abweichende Dichte aufweist. Durch die Dichteunterschiede entstehen in dem Arbeitsmedium Strömungen, die Dichteunterschiede und dadurch die Temperaturunterschiede in dem Arbeitsmedium ausgleichen. Dadurch entsteht eine natürliche Konvektion in dem Arbeitsmedium und die in der Ladeeinheit erzeugte Wärme kann effektiv nach außen abtransportiert werden.The working medium can be selected so that the evaporation temperature and the condensation temperature of the working medium are above a maximum working temperature of the induction charging device. The maximum working temperature can be defined by a maximum temperature of the charging unit when the induction charging device is in operation. It goes without saying that the maximum working temperature can be country-specific or installation-site-specific. The working medium can then always be liquid when the induction charging device is in operation. The working medium can be water, for example. The base plate can therefore represent a gravity cooler. The working medium can be passively circulated in the gravity cooler as soon as the working medium has different temperatures in some areas and therefore a different density. The density differences create currents in the working medium that compensate for density differences and therefore temperature differences in the working medium. This creates natural convection in the working medium and the heat generated in the charging unit can be effectively transported outwards.

Alternativ kann das Arbeitsmedium so gewählt werden, dass die Verdampfungstemperatur und die Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums unterhalb einer maximalen Arbeitstemperatur und oberhalb einer minimalen Arbeitstemperatur der Induktionsladevorrichtung liegen. Die maximale Arbeitstemperatur kann dabei durch eine maximale Temperatur und die minimale Arbeitstemperatur kann durch eine minimale Temperatur der Ladeeinheit im Betrieb der Induktionsladevorrichtung definiert sein. Es versteht sich, dass die maximale Arbeitstemperatur und die minimale Arbeitstemperatur landspezifisch bzw. einbauortspezifisch sein können. Die Verdampfungstemperatur des Arbeitsmediums kann beispielweise bei 70-90°C und die Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums kann beispielweise bei 40-60°C liegen. Demnach kann das Arbeitsmedium im Betrieb der Induktionsladevorrichtung verdampfen und kondensieren und die Bodenplatte kann dadurch ein Wärmerohr abbilden. Dadurch kann die in der Ladeeinheit erzeugte Wärme von den wärmeren Bereichen des Arbeitsmedium bzw. der Bodenplatte zu den kälteren Bereichen des Arbeitsmediums bzw. der Bodenplatte transportiert werden. Dadurch entsteht eine natürliche Konvektion in dem Arbeitsmedium und die in der Ladeeinheit erzeugte Wärme kann effektiv nach außen abtransportiert werden.Alternatively, the working medium can be selected such that the evaporation temperature and the condensation temperature of the working medium are below a maximum working temperature and above a minimum working temperature of the induction charging device. The maximum working temperature can be defined by a maximum temperature and the minimum working temperature can be defined by a minimum temperature of the charging unit when the induction charging device is in operation. It goes without saying that the maximum working temperature and the minimum working temperature can be country-specific or installation location-specific. The evaporation temperature of the working medium can be, for example, 70-90°C and the condensation temperature of the working medium can be, for example, 40-60°C. Accordingly, the working medium can evaporate and condense when the induction charging device is in operation and the base plate can thereby form a heat pipe. This allows the heat generated in the charging unit to be transported from the warmer areas of the working medium or the base plate to the colder areas of the working medium or the base plate. This creates a natural convection in the working medium and the heat generated in the charging unit can be effectively transported to the outside.

Der Kühlraum kann dabei zumindest bereichsweise durch eine dem Deckel zugewandte erste Wandung der Bodenplatte und eine von dem Deckel abgewandte zweite Wandung der Bodenplatte nach außen begrenzt sein. Mit anderen Worten kann der Kühlraum innerhalb der Bodenplatte zu der Unterseite und zu der Oberseite benachbart angeordnet sein und sich über nahe die gesamte Fläche der Bodenplatte erstrecken. Zum Versteifen der Bodenplatte bzw. zum Erhöhen der Festigkeit der Bodenplatte kann die Bodenplatte eine in dem Kühlraum der Bodenplatte geformte oder angeordnete Abstützstruktur aufweisen. Die Abstützstruktur kann dabei die erste Wandung und die zweite Wandung miteinander verbinden und dadurch die Bodenplatte versteifen. Insbesondere kann die der Oberseite benachbarte Wandung an der der Unterseite benachbarte Wandung abgestützt sein. Dadurch kann die Bodenplatte bei einer Überfahrt der stationären Induktionsladevorrichtung mit dem Fahrzeug vor einem Verformen geschützt werden. es versteht sich, dass die Abstützstruktur derart geformt ist, dass ein Umwälzen des Arbeitsmediums in dem Kühlraum der Bodenplatte möglich ist.The cooling chamber can be delimited to the outside at least in some areas by a first wall of the base plate facing the lid and a second wall of the base plate facing away from the lid. In other words, the cooling chamber can be arranged within the base plate adjacent to the underside and the top and extend over almost the entire surface of the base plate. To stiffen the base plate or to increase the strength of the base plate, the base plate can have a support structure formed or arranged in the cooling chamber of the base plate. The support structure can connect the first wall and the second wall to one another and thereby stiffen the base plate. In particular, the wall adjacent to the top can be supported on the wall adjacent to the underside. This can protect the base plate from deformation when the stationary induction charging device is driven over by the vehicle. It goes without saying that the support structure is shaped in such a way that circulation of the working medium in the cooling chamber of the base plate is possible.

Bei einer möglichen Ausführungsform kann die Induktionsladevorrichtung eine auf einer von dem Deckel abgewandten Unterseite der Bodenplatte angeordnete Ausgleichsschicht aufweisen. Die Ausgleichsschicht kann aus einem wärmeleitenden und flexiblen Material geformt sein. So kann die Ausgleichsschicht beispielweise aus einer Wärmeleitpaste oder einem wärmeleitenden Wärmeleitgel geformt sein. Alternativ kann die Ausgleichsschicht durch eine Wärmeleitfolie geformt sein. Die Wärmeleitfolie kann mit der Unterseite der Bodenplatte verklebt sein. Zudem kann die Wärmeleitfolie bei der Montage der Induktionsladevorrichtung auf dem Untergrund auch mit dem Untergrund verklebt werden. Durch die Ausgleichsschicht kann der Kontakt der Unterseite der Bodenplatte mit dem Untergrund und dadurch die Wärmeleitung zwischen der Bodenplatte und dem Untergrund verbessert werden.In one possible embodiment, the induction charging device can have a compensating layer arranged on an underside of the base plate facing away from the cover. The compensating layer can be formed from a heat-conducting and flexible material. For example, the compensating layer can be formed from a heat-conducting paste or a heat-conducting heat-conducting gel. Alternatively, the compensating layer can be formed from a heat-conducting foil. The heat The conductive foil can be glued to the underside of the base plate. In addition, the thermally conductive foil can also be glued to the base when the induction charging device is mounted on the base. The leveling layer can improve the contact between the underside of the base plate and the base, thereby improving the heat conduction between the base plate and the base.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention emerge from the subclaims, from the drawings and from the associated description of the figures with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those to be explained below can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen. Mehrmals vorhandene Elemente sind zur Übersichtlichkeit exemplarisch mit Bezugszeichen versehen. Nicht unmittelbar sichtbaren Komponente sind mit durchbrochenen Linien angedeutet.Preferred embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description, wherein the same reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components. Elements that are present more than once are provided with reference numerals as examples for clarity. Components that are not immediately visible are indicated with broken lines.

Es zeigen, jeweils schematisch

  • 1 eine Ansicht einer erfindungsgemäßen stationären Induktionsladevorrichtung;
  • 2 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen stationären Induktionsladevorrichtung in einer ersten Ausführungsform;
  • 3 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen stationären Induktionsladevorrichtung in einer zweiten Ausführungsform;
  • 4 eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen stationären Induktionsladevorrichtung in einer dritten Ausführungsform.
They show, each schematically
  • 1 a view of a stationary induction charging device according to the invention;
  • 2 a sectional view of the stationary induction charging device according to the invention in a first embodiment;
  • 3 a sectional view of the stationary induction charging device according to the invention in a second embodiment;
  • 4 a sectional view of the stationary induction charging device according to the invention in a third embodiment.

1 zeigt eine Ansicht einer erfindungsgemäßen stationären Induktionsladevorrichtung 1 für ein induktives Fahrzeugladesystem zum Aufladen einer Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs. Dazu kann die stationäre Induktionsladevorrichtung 1 mit einer fahrzeugseitigen Induktionsladevorrichtung elektromagnetisch wechselwirken. 1 shows a view of a stationary induction charging device 1 according to the invention for an inductive vehicle charging system for charging a battery of a battery-electric vehicle. For this purpose, the stationary induction charging device 1 can interact electromagnetically with a vehicle-side induction charging device.

Die stationäre Induktionsladevorrichtung 1 weist dabei ein Gehäuse 2 mit einer Bodenplatte 3 und einem Deckel 4 auf. Die Bodenplatte ist aus einem wärmeleitenden und elektrisch leitenden Material - bevorzugt aus Metall und besonders bevorzugt aus Aluminium - geformt. Der Deckel 4 ist aus einem elektrisch nichtleitenden Material - bevorzugt aus Kunststoff oder aus glasfaserverstärkten Kunststoff - geformt. Der Deckel 4 ist wannenförmig ausgeformt und weist einen Deckelboden 5 und einen Rand 6 auf. Der Deckelboden 5 ist parallel und beabstandet zu der Bodenplatte 3 ausgerichtet und der Rand 6 umläuft den Deckelboden 5 und steht von dem Deckelboden 5 zu der Bodenplatte 3 ab. Der Deckel 4 ist mit seinem Rand auf einer Oberseite 3a der Bodenplatte 3 abgestützt und mit der Bodenplatte 3 verschraubt. Dadurch ist zwischen dem Deckel 4 und der Bodenplatte 3 ein Innenraum 7 des Gehäuses 2 geformt. In dem Innenraum 7 ist eine Ladeeinheit 8 der stationären Induktionsladevorrichtung 1 angeordnet, wie im Folgenden anhand 2 näher erläutert wird.The stationary induction charging device 1 has a housing 2 with a base plate 3 and a cover 4. The base plate is made of a heat-conducting and electrically conductive material - preferably metal and particularly preferably aluminum. The cover 4 is made of an electrically non-conductive material - preferably plastic or glass fiber reinforced plastic. The cover 4 is trough-shaped and has a cover base 5 and an edge 6. The cover base 5 is aligned parallel and spaced from the base plate 3 and the edge 6 runs around the cover base 5 and protrudes from the cover base 5 to the base plate 3. The cover 4 is supported with its edge on an upper side 3a of the base plate 3 and screwed to the base plate 3. As a result, an interior 7 of the housing 2 is formed between the cover 4 and the base plate 3. A charging unit 8 of the stationary induction charging device 1 is arranged in the interior 7, as will be explained below with reference to 2 is explained in more detail.

Die Bodenplatte 3 weist dabei auf seiner Oberseite 3a einen in dem Innenraum 7 liegenden Innenbereich 9 und einen außerhalb des Innenraums 7 liegenden Au-ßenbereich 10 auf. Der Außenbereich 10 steht dabei von dem Rand 6 des Deckels 5 nach außen über und ist hier umlaufend um den Deckel 4 bzw. den Rand 6 des Deckels 4 geformt. Flächengemäß kann der Außenbereich 10 um 5% bis 350% größer als der Innenbereich 9 der Bodenplatte 3 sein. Mit anderen Worten kann die Fläche der Bodenplatte 3 durch den Außenbereich 10 um 5% bis 350% vergrößert sein. Insbesondere kann die Bodenplatte 3 allseitig um 10-300 mm von dem Deckel 4 abstehen. Beträgt die Fläche des Innenbereichs 9 bzw. des Deckels 4 beispielweise 500×650 mm2, so kann die Fläche der gesamten Bodenplatte 3 zwischen 520×670 mm2 und 1100-1250 mm2 liegen.The base plate 3 has on its upper side 3a an inner region 9 located in the interior 7 and an outer region 10 located outside the interior 7. The outer region 10 protrudes from the edge 6 of the cover 5 to the outside and is formed all the way around the cover 4 or the edge 6 of the cover 4. In terms of area, the outer region 10 can be 5% to 350% larger than the inner region 9 of the base plate 3. In other words, the area of the base plate 3 can be increased by 5% to 350% by the outer region 10. In particular, the base plate 3 can protrude from the cover 4 by 10-300 mm on all sides. If the area of the interior area 9 or the cover 4 is, for example, 500×650 mm 2 , the area of the entire base plate 3 can be between 520×670 mm 2 and 1100-1250 mm 2 .

2 zeigt eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen stationären Induktionsladevorrichtung 1 in einer ersten Ausführungsform. In 2 ist die Induktionsladevorrichtung 1 bereichsweise gezeigt. Mit Pfeilen ist hier der Wärmetransport in der Induktionsladevorrichtung 1 angedeutet. In der ersten Ausführungsform der stationären Induktionsladevorrichtung 1 ist die Bodenplatte 3 massiv geformt. Die Bodenplatte 3 liegt dabei mit einer von der Oberseite 3a abgewandten Unterseite 3b auf einem Untergrund U wärmeübertragend an. Die in der Ladeeinheit 8 erzeugte Wärme kann an die in dem Innenraum 7 befindliche Luft und von der in dem Innenraum 7 befindliche Luft an den Deckel 4 und den Innenbereich 9 abgegeben werden. Über den Deckel 4 kann dann die Wärme durch Konvektion und Strahlung an die Umgebungsluft abgegeben werden. Aus dem Innenbereich 9 der Bodenplatte 3 kann die Wärme zu dem Außenbereich 10 der Bodenplatte 3 transportiert und in dem Außenbereich 10 an die Umgebungsluft durch Konvektion und Strahlung abgegeben werden. Zudem kann die Wärme über die gesamte Unterseite 3b der Bodenplatte 3 durch Wärmeleitung an den Untergrund U abgegeben werden. Insgesamt kann durch den überstehenden Außenbereich 10 der Bodenplatte 3 die nach außen abgeführte Wärmemenge erhöht und die Ladeeinheit 8 besser gekühlt werden. 2 shows a sectional view of the stationary induction charging device 1 according to the invention in a first embodiment. In 2 the induction charging device 1 is shown in sections. Arrows indicate the heat transport in the induction charging device 1. In the first embodiment of the stationary induction charging device 1, the base plate 3 is solid. The base plate 3 rests on a base U with a bottom 3b facing away from the top 3a, transferring heat. The heat generated in the charging unit 8 can be transferred to the air in the interior 7 and from the air in the interior 7 to the lid 4 and the interior 9. The heat can then be transferred to the ambient air via the lid 4 by convection and radiation. The heat can be transported from the interior 9 of the base plate 3 to the exterior 10 of the base plate 3 and transferred to the ambient air in the exterior 10 by convection and radiation. In addition, the heat can be transferred to the base U via the entire bottom 3b of the base plate 3 by heat conduction. Overall, the amount of heat dissipated to the outside can be increased by the protruding outer area 10 of the base plate 3 and the charging unit 8 can be cooled better.

Die Ladeeinheit 8 umfasst dabei eine Spule 11 zum Erzeugen eines elektromagnetischen Felds aus einem elektrisch leitenden Material - bevorzugt aus Metall, besonders bevorzugt aus Kupfer - und einen die Spule 11 tragenden Spulenträger 12 aus einem elektrisch nichtleitenden bzw. elektromagnetisch neutralen Material - beispielweise aus Kunststoff - auf. Zudem weist die Ladeeinheit 8 einen Magnetfeldleiter 13 zum Leiten des elektromagnetischen Felds der Spule 11 aus einem magnetischen Material - beispielweise aus Ferrit - auf. Der Magnetfeldleiter 13 ist dabei zwischen der Spule 11 und der Bodenplatte 3 angeordnet. Dabei ist der Magnetfeldleiter 13 durch mehrere Tragekörper 14 auf der Bodenplatte 3 abgestützt. Die Tragekörper 14 sind aus einem wärmeleitenden Material - beispielweise aus Metall - geformt und unterstützen die Wärmeabgabe aus dem Magnetfeldleiter 13 an die Bodenplatte 3. Die Ladeeinheit 8 ist innerhalb des Innenraums 7 von Luft umgeben, so dass die in der Ladeeinheit 8 erzeugte Wärme - wie oben bereits beschrieben ist - an die Luft und dann an den Deckel 4 und die Bodenplatte 3 übertragen wird. The charging unit 8 comprises a coil 11 for generating an electromagnetic field made of an electrically conductive material - preferably metal, particularly preferably copper - and a coil carrier 12 carrying the coil 11 made of an electrically non-conductive or electromagnetically neutral material - for example plastic. In addition, the charging unit 8 has a magnetic field conductor 13 for conducting the electromagnetic field of the coil 11 made of a magnetic material - for example ferrite. The magnetic field conductor 13 is arranged between the coil 11 and the base plate 3. The magnetic field conductor 13 is supported on the base plate 3 by several support bodies 14. The support bodies 14 are formed from a heat-conducting material - for example metal - and support the heat dissipation from the magnetic field conductor 13 to the base plate 3. The charging unit 8 is surrounded by air within the interior space 7, so that the heat generated in the charging unit 8 - as already described above - is transferred to the air and then to the lid 4 and the base plate 3.

3 zeigt eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen stationären Induktionsladevorrichtung 1 in einer zweiten Ausführungsform. In 3 ist die Induktionsladevorrichtung 1 bereichsweise gezeigt. Mit Pfeilen ist hier der Wärmetransport in der Induktionsladevorrichtung 1 angedeutet. In der zweiten Ausführungsform weist die Induktionsladevorrichtung 1 eine Ausgleichsschicht 15 auf. Die Ausgleichsschicht 15 ist aus einem wärmeleitenden und flexiblen Material geformt und verbessert die Wärmeleitung zwischen der Bodenplatte 3 und dem Untergrund U. Die Ausgleichsschicht 15 kann beispielweise aus einer Wärmeleitpaste oder einem Wärmeleitgel oder einer Wärmeleitfolie geformt sein. Im Übrigen stimmen die erste und die zweite Ausführungsform der stationären Induktionsladevorrichtung 1 überein. 3 shows a sectional view of the stationary induction charging device 1 according to the invention in a second embodiment. In 3 the induction charging device 1 is shown in sections. The heat transport in the induction charging device 1 is indicated here with arrows. In the second embodiment, the induction charging device 1 has a compensating layer 15. The compensating layer 15 is formed from a heat-conducting and flexible material and improves the heat conduction between the base plate 3 and the substrate U. The compensating layer 15 can be formed, for example, from a heat-conducting paste or a heat-conducting gel or a heat-conducting film. Otherwise, the first and second embodiments of the stationary induction charging device 1 are the same.

4 zeigt eine Schnittansicht der erfindungsgemäßen stationären Induktionsladevorrichtung 1 in einer dritten Ausführungsform. In 4 ist die Induktionsladevorrichtung 1 bereichsweise gezeigt. Mit Pfeilen ist hier der Wärmetransport in der Induktionsladevorrichtung 1 angedeutet. In der dritten Ausführungsform der stationären Induktionsladevorrichtung 1 ist in der Bodenplatte 3 ein Kühlraum 16 geformt. Der Kühlraum 16 ist dabei zwischen einer dem Deckel 4 benachbarten Wandung 17a der Bodenplatte 3 und einer dem Untergrund U benachbarten Wandung 17b der Bodenplatte 3 angeordnet. Der Kühlraum 16 ist dabei nach au-ßen geschlossen und mit einem Arbeitsmedium M gefüllt. Das Arbeitsmedium M unterstützt dabei die Wärmeleitung innerhalb der Bodenplatte 3 von den wärmeren Bereichen zu den kühleren Bereichen. Im Übrigen stimmen die erste und die dritte Ausführungsform der stationären Induktionsladevorrichtung 1 überein. 4 shows a sectional view of the stationary induction charging device 1 according to the invention in a third embodiment. In 4 the induction charging device 1 is shown in sections. Arrows indicate the heat transport in the induction charging device 1. In the third embodiment of the stationary induction charging device 1, a cooling chamber 16 is formed in the base plate 3. The cooling chamber 16 is arranged between a wall 17a of the base plate 3 adjacent to the cover 4 and a wall 17b of the base plate 3 adjacent to the substrate U. The cooling chamber 16 is closed to the outside and filled with a working medium M. The working medium M supports the heat conduction within the base plate 3 from the warmer areas to the cooler areas. Otherwise, the first and third embodiments of the stationary induction charging device 1 are the same.

Die Bodenplatte 3 kann dabei einen Schwerkraftkühler abbilden. Dazu kann das Arbeitsmedium M so gewählt sein, dass die Verdampfungstemperatur und die Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums M oberhalb einer maximalen Arbeitstemperatur der Induktionsladevorrichtung 1 liegen und das Arbeitsmedium M stets flüssig bleibt. Alternativ kann die Bodenplatte 3 ein Wärmerohr abbilden. Dazu kann das Arbeitsmedium M so gewählt sein, dass die Verdampfungstemperatur und die Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums unterhalb einer maximalen Arbeitstemperatur und oberhalb einer minimalen Arbeitstemperatur der Induktionsladevorrichtung 1 liegen und das Arbeitsmedium im Betrieb der Induktionsladevorrichtung 1 verdampft und kondensiert. In beiden Fällen kann eine passive Umwälzung des Arbeitsmedium M in dem Kühlraum 16 erreicht und dadurch die Kühlung der Ladeeinheit 8 unterstützt werden.The base plate 3 can represent a gravity cooler. For this purpose, the working medium M can be selected such that the evaporation temperature and the condensation temperature of the working medium M are above a maximum working temperature of the induction charging device 1 and the working medium M always remains liquid. Alternatively, the base plate 3 can represent a heat pipe. For this purpose, the working medium M can be selected such that the evaporation temperature and the condensation temperature of the working medium are below a maximum working temperature and above a minimum working temperature of the induction charging device 1 and the working medium evaporates and condenses during operation of the induction charging device 1. In both cases, a passive circulation of the working medium M in the cooling chamber 16 can be achieved, thereby supporting the cooling of the charging unit 8.

Claims (10)

Stationäre Induktionsladevorrichtung (1) für ein induktives Fahrzeugladesystem zum Aufladen einer Batterie eines batterieelektrischen Fahrzeugs, - wobei die Induktionsladevorrichtung (1) ein Gehäuse (2) mit einer Bodenplatte (3) zum Auflegen auf einem Untergrund (U) und einem Deckel (4) aufweist, - wobei der Deckel (4) einen parallel zur Bodenplatte (3) ausgerichteten Deckelboden (5) und einen von dem Deckelboden (5) zu der Bodenplatte (3) abstehenden umlaufenden Rand (6) aufweist, - wobei der Deckel (4) mit dem Rand (6) auf der Bodenplatte (3) abgestützt ist und dadurch zwischen dem Deckel (4) und der Bodenplatte (3) ein nach au-ßen geschlossener Innenraum (7) geformt ist, und - wobei die Induktionsladevorrichtung (1) eine in dem Innenraum (7) des Gehäuses (2) angeordnete Ladeeinheit (8) mit wenigstens einer Spule (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte einen Außenbereich (10), der von dem Rand (6) des Deckels (4) nach außen übersteht, aufweist und über den Außenbereich (10) der Bodenplatte (3) die in der Ladeeinheit (8) erzeugte Wärme nach außen abgebbar ist.Stationary induction charging device (1) for an inductive vehicle charging system for charging a battery of a battery-electric vehicle, - wherein the induction charging device (1) has a housing (2) with a base plate (3) for laying on a base (U) and a cover (4), - wherein the cover (4) has a cover base (5) aligned parallel to the base plate (3) and a peripheral edge (6) protruding from the cover base (5) to the base plate (3), - wherein the cover (4) is supported by the edge (6) on the base plate (3) and thereby an interior space (7) closed to the outside is formed between the cover (4) and the base plate (3), and - wherein the induction charging device (1) has a charging unit (8) arranged in the interior space (7) of the housing (2) with at least one coil (11), characterized in that the base plate has an outer area (10) which protrudes outwards from the edge (6) of the cover (4) and over the The heat generated in the charging unit (8) can be dissipated to the outside via the outer region (10) of the base plate (3). Induktionsladevorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenbereich (10) der Bodenplatte (3) flächengemäß um 5% bis 350%, vorzugsweise um 20% bis 90%, größer als ein in dem Innenraum (7) liegender Innenbereich (9) der Bodenplatte (3) ist.Induction charging device (1) according to Claim 1 , characterized in that the outer area (10) of the base plate (3) is 5% to 350%, preferably 20% to 90%, larger larger than an inner region (9) of the base plate (3) located in the interior space (7). Induktionsladevorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenbereich (10) der Bodenplatte (3) von dem Rand (6) des Deckels (4) und den Deckel (4) umlaufend um 10 mm bis 300 mm nach außen absteht.Induction charging device (1) according to Claim 1 or 2 , characterized in that the outer region (10) of the base plate (3) projects outwards from the edge (6) of the cover (4) and the cover (4) by 10 mm to 300 mm. Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, - dass die Bodenplatte (3) eine Dicke zwischen 1,5 mm und 10 mm aufweist, und/oder - dass die Bodenplatte (3) aus einem wärmeleitenden Material, bevorzugt Metall, besonders bevorzugt aus Aluminium, geformt ist, und/oder - dass die Bodenplatte (3) aus einem wärmeleitenden Material mit einer Wärmeleitfähigkeit größer 150 W/mK geformt ist, und/oder - dass der Deckel (4) aus einem elektrisch nichtleitenden Material, bevorzugt aus Kunststoff, geformt ist.Induction charging device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that - the base plate (3) has a thickness between 1.5 mm and 10 mm, and/or - the base plate (3) is formed from a heat-conducting material, preferably metal, particularly preferably aluminum, and/or - the base plate (3) is formed from a heat-conducting material with a thermal conductivity greater than 150 W/mK, and/or - the cover (4) is formed from an electrically non-conductive material, preferably plastic. Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (3) massiv geformt ist.Induction charging device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the base plate (3) is solidly formed. Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenplatte (3) einen innenliegenden und nach außen fluiddicht geschlossenen Kühlraum (16) aufweist und der Kühlraum (16) mit einem Arbeitsmedium (M) gefüllt ist.Induction charging device (1) according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the base plate (3) has an internal cooling chamber (16) which is closed fluid-tight to the outside and the cooling chamber (16) is filled with a working medium (M). Induktionsladevorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungstemperatur und die Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums (M) oberhalb einer maximalen Arbeitstemperatur der Induktionsladevorrichtung (1) liegen, so dass das Arbeitsmedium (M) im Betrieb der Induktionsladevorrichtung (1) stets flüssig ist und die Bodenplatte (3) dadurch einen Schwerkraftkühler abbildet.Induction charging device (1) according to Claim 6 , characterized in that the evaporation temperature and the condensation temperature of the working medium (M) are above a maximum working temperature of the induction charging device (1), so that the working medium (M) is always liquid during operation of the induction charging device (1) and the base plate (3) thereby forms a gravity cooler. Induktionsladevorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungstemperatur und die Kondensationstemperatur des Arbeitsmediums (M) unterhalb einer maximalen Arbeitstemperatur und oberhalb einer minimalen Arbeitstemperatur der Induktionsladevorrichtung (1) liegen, so dass das Arbeitsmedium (M) im Betrieb der Induktionsladevorrichtung (1) verdampft und kondensiert und die Bodenplatte (3) dadurch ein Wärmerohr abbildet.Induction charging device (1) according to Claim 6 , characterized in that the evaporation temperature and the condensation temperature of the working medium (M) are below a maximum working temperature and above a minimum working temperature of the induction charging device (1), so that the working medium (M) evaporates and condenses during operation of the induction charging device (1) and the base plate (3) thereby forms a heat pipe. Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, - dass der Kühlraum (16) zumindest bereichsweise durch eine dem Deckel (4) zugewandte Wandung (17a) der Bodenplatte (3) und eine von dem Deckel abgewandte Wandung (17b) der Bodenplatte (3) nach außen begrenzt ist, - dass die Bodenplatte (3) eine in dem Kühlraum (16) der Bodenplatte (3) geformte Abstützstruktur aufweist, und - dass die Abstützstruktur die dem Deckel zugewandte Wandung (17a) und die von dem Deckel abgewandte Wandung (17b) miteinander verbindet und dadurch die Bodenplatte (3) versteift.Induction charging device (1) according to one of the Claims 6 until 8th , characterized in that - the cooling chamber (16) is at least partially delimited on the outside by a wall (17a) of the base plate (3) facing the lid (4) and a wall (17b) of the base plate (3) facing away from the lid, - that the base plate (3) has a support structure formed in the cooling chamber (16) of the base plate (3), and - that the support structure connects the wall (17a) facing the lid and the wall (17b) facing away from the lid to one another and thereby stiffens the base plate (3). Induktionsladevorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Induktionsladevorrichtung (1) eine auf einer von dem Deckel (4) abgewandten Unterseite (3b) der Bodenplatte (3) angeordnete Ausgleichsschicht (15) aufweist und die Ausgleichsschicht (15) aus einem wärmeleitenden und flexiblen Material geformt ist.Induction charging device (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the induction charging device (1) has a compensating layer (15) arranged on an underside (3b) of the base plate (3) facing away from the cover (4), and the compensating layer (15) is formed from a heat-conducting and flexible material.
DE102022213359.5A 2022-12-09 2022-12-09 Induction charging device Pending DE102022213359A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022213359.5A DE102022213359A1 (en) 2022-12-09 2022-12-09 Induction charging device
PCT/EP2023/083934 WO2024120996A1 (en) 2022-12-09 2023-12-01 Inductive charging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022213359.5A DE102022213359A1 (en) 2022-12-09 2022-12-09 Induction charging device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102022213359A1 true DE102022213359A1 (en) 2024-06-20

Family

ID=89073350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102022213359.5A Pending DE102022213359A1 (en) 2022-12-09 2022-12-09 Induction charging device

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022213359A1 (en)
WO (1) WO2024120996A1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017207266A1 (en) 2017-04-28 2018-10-31 Mahle International Gmbh Induction charging device
JP6565953B2 (en) 2016-03-30 2019-08-28 Tdk株式会社 Coil unit, wireless power feeding device, wireless power receiving device, and wireless power transmission device
DE102021205979A1 (en) 2021-06-11 2022-12-15 Mahle International Gmbh Bottom assembly for an inductive charging device

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012202472B4 (en) * 2012-02-17 2018-03-01 Siemens Aktiengesellschaft Device for contactless transmission of energy to a corresponding device
US9431834B2 (en) * 2012-03-20 2016-08-30 Qualcomm Incorporated Wireless power transfer apparatus and method of manufacture
US9406429B2 (en) * 2012-06-05 2016-08-02 Technova Inc. Contactless power transfer transformer
JP2019009161A (en) * 2017-06-21 2019-01-17 トヨタ自動車株式会社 Coil unit
GB2580865A (en) * 2018-10-23 2020-08-05 Bombardier Primove Gmbh Stationary part for an inductive power transfer pad
DE102020202840A1 (en) * 2020-03-05 2021-09-09 Mahle International Gmbh Stationary induction charging device for wireless energy transfer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6565953B2 (en) 2016-03-30 2019-08-28 Tdk株式会社 Coil unit, wireless power feeding device, wireless power receiving device, and wireless power transmission device
DE102017207266A1 (en) 2017-04-28 2018-10-31 Mahle International Gmbh Induction charging device
DE102021205979A1 (en) 2021-06-11 2022-12-15 Mahle International Gmbh Bottom assembly for an inductive charging device

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024120996A1 (en) 2024-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2021175887A1 (en) Stationary induction charging device for wireless energy transfer
DE102019216970A1 (en) Stationary induction charging station
DE60110061T2 (en) THERMOELECTRIC DEHUMIDIFIER
EP3113278B1 (en) Motor vehicle battery
DE102017200465A1 (en) Wireless charging contact point with coolant arrangement
EP2567424B1 (en) Electrical energy store with cooling device
DE102019216971A1 (en) Induction charging device for a vehicle charging system
DE102020215074A1 (en) Electromagnetic induction charging device
WO2018146201A1 (en) Inductive charging device
DE102017207266A1 (en) Induction charging device
DE102008059954A1 (en) Battery for use in e.g. hybrid vehicle, has cooling device including heat exchanger with meandering-type molded cooling pipe, where planar side of upper surfaces of meander of pipe lies at surface of cooling plate
DE102022213359A1 (en) Induction charging device
DE102021211348A1 (en) Bottom assembly for an inductive charging device
DE102022213349A1 (en) Induction charging device
DE102017009640A1 (en) cooler
EP3427377A1 (en) Circuit arrangement for a frequency converter
EP0465700B1 (en) Single winding inductor
WO2024120961A1 (en) Inductive charging device
WO2008138777A1 (en) Heat exchanger for cooling an electronic assembly
DE102019216140A1 (en) Induction charger
DE102013105120B4 (en) Electrical and inductive components
DE4225675C2 (en) Liquid-cooled converter module with converter module frame
DE102020135044A1 (en) Primary unit of a propulsion device of a magnetic levitation train
WO2024120960A1 (en) Inductive charging device
WO2020260537A1 (en) Receiving device for receiving and cooling insertion modules

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified