[发明专利]用于无接触能量传输的电感器导体及其在车辆上的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于从至少一个第一装置到至少一个第二装置无接触传输电能的电感器导体。电感器导体具有多个单导体，所述单导体分别由电绝缘体部分地或完全地包围并且所述单导体沿着纵向布置。此外，本发明还涉及一种使用电感器导体的方法。

背景技术

对于车辆上牵引和/或辅助驱动供电的电能的无接触传输按照电磁相互作用基本原理进行。系统如通常的变压器那样工作。在变压器中初级和次级电路位于一个共同的封闭的铁磁性的铁芯上，在目前实施的无接触供能系统中(例如Vahle CPS、或Inductive Power Supply Transrapid TR 09)初级绕组沿着行车路径实施为长的导体回路并且次级绕组安装在包围(“pick up，拾取”)该导体回路的打开的铁磁性铁芯上。

无接触能量传输要求磁场，该磁场通过在初级部分的导体回路中的电流保障。通过逆变器以尽可能高的频率进行馈入，以便尽可能小地保持电感的体积。为了补偿导体回路的电感，将电容器以有规律的距离与串联振荡电路串联连接。该串联振荡电路被调谐到运行频率，例如20kHz并且在该频率下对于馈入显示纯欧姆负载。

采用的离散实施的电容器由于在外部区域中通常的环境条件、由于其温度依赖性和由于老化而导致振荡电路的失谐。此外，电容器的故障还导致在所涉及的片段中的车载能量传输系统(Bordenergieübertragungssystem)故障。

发明内容

按照本发明的用于从至少一个第一装置无接触传输电能到至少一个第二装置的电感器导体的技术问题是，能够对于电感器导体的纯欧姆特性弃用离散电容器并且能够在降低维护开销的同时提高电感器导体的或在使用电感器导体的条件下构造的无接触能量传输系统的稳健性和由此的可靠性。此外，按照本发明的用于使用电感器导体的方法的技术问题是提供一种对装置无接触供以能量的简单、稳定并低成本的可能性。

关于用于从至少一个第一装置无接触传输电能到至少一个第二装置的电感器导体的所述技术问题通过权利要求1的特征来解决，并且关于用于使用电感器导体的方法的技术问题通过权利要求12的特征来解决。

按照本发明的用于从至少一个第一装置无接触传输电能到至少一个第二装置的电感器导体的和用于使用电感器导体的方法的有利构造从分别对应的从属权利要求中得到。在此可以将主权利要求的特征与从权利要求的特征组合和/或将从属权利要求的特征互相组合。

按照本发明的用于从至少一个第一装置无接触传输电能到至少一个第二装置的电感器导体具有多个单导体。单导体分别由电绝缘体部分地或完全地包围并且沿着纵轴布置。在沿着单导体的纵向的至少一个周期性重复的第一区域中将至少一个单导体划分为至少两个空间上互相分离的部分。该至少两个部分分别机械地经由不导电的绝缘桥互相连接。

通过被划分的部分形成电容，所述电容能够补偿单导体的电感。形成串联振荡电路，该串联振荡电路例如通过选择长度和通过选择在区域中被划分的和未被划分的单导体的距离以及通过其横截面和绝缘材料可以被调谐到运行频率，例如20kHz。电感器导体由此可以表示纯欧姆的负载，而无需将附加的离散电容器嵌入到电感器导体中。由此可以防止在离散电容器例如由于环境影响而老化的情况下发生振荡电路的失谐或可以在时间上延迟这种效应。这样在降低对于电感器导体的维护开销的同时提高电能从至少一个第一装置到至少一个第二装置的无接触传输的稳健性和由此的可靠性。

为了加强这种效果，可以将第一区域中的多个单导体分别被划分为至少两个在空间上互相分离的部分并且多个单导体的分离的部分可以基本上平行于在第一区域中没有被划分的至少一个单导体沿着纵向布置。

在此，基本上平行包括多个单导体互相扭绞或互相交织在一起。

在第一区域中被划分为至少两个空间上互相分离的部分的每个单导体可以与在第一区域中未被划分的单导体相邻布置。在至少一个第一区域中没有被划分的单导体可以在至少一个周期性重复的第二区域中被划分为至少两个空间上互相分离的部分并且在第一区域中被划分为至少两个空间上互相分离的部分的单导体可以在至少一个第二区域中不被划分。在一个区域中的单导体的互相分离的部分可以与至少一个在相同区域中未被划分的单导体结合形成电容器。

形成在分离的部分上的电容和单导体的电感的串联电路，并且该布置允许代替或弃用与电感器导体以有规律的距离电连接的离散的电容器。