DE-102024132246-A1 - Induktive Spule, induktives Spulensystem, Fahrzeug

Abstract

Es wird eine induktive Spule (2) angegeben, umfassend - einen Träger (3), der sich entlang einer Haupterstreckungsebene in lateralen Richtungen erstreckt, - eine erste Spule (4) und - eine Magnetfeldführungsvorrichtung (5), wobei - ein Material der Magnetfeldführungsvorrichtung (5) ein keramisches, ferromagnetisches Material umfasst und - die Magnetfeldführungsvorrichtung (5) die erste Spule (4) in zumindest einer lateralen Richtung umgibt. Weiterhin werden ein induktives Spulensystem und ein Fahrzeug angegeben.

Inventors

• Bernhard Höss
• Stephan Peuckmann
• Stefan Goldammer
• Robert Huber

Assignees

• BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT
• EFM Engineering GmbH
• Hans Götz e.K.

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20241106

Claims (10)

1. Induktive Spule (2), umfassend - einen Träger (3), der sich entlang einer Haupterstreckungsebene in lateralen Richtungen erstreckt, - eine erste Spule (4) und - eine Magnetfeldführungsvorrichtung (5), wobei - ein Material der Magnetfeldführungsvorrichtung (5) ein ferromagnetisches Material, insbesondere ein keramisches ferromagnetisches Material, umfasst und - die Magnetfeldführungsvorrichtung (5) die erste Spule (4) in zumindest einer lateralen Richtung umgibt.
2. Induktive Spule (2) gemäß dem Anspruch 1 , wobei - der Träger (3) eine Reflektorvorrichtung (6) umfasst und - die erste Spule (4) auf der Reflektorvorrichtung (6) angeordnet ist, - auf der Reflektorvorrichtung (6) eine horizontal ausgerichtete Magnetfeldführungsvorrichtung (10) angeordnet ist, und - die Magnetfeldführungsvorrichtung (5) in lateraler Richtung ergänzt, oder - als eigenständig Vorrichtung ohne der Magnetfeldführungsvorrichtung (5) in lateraler Richtung genutzt wird.
3. Induktive Spule (2) gemäß dem Anspruch 2 , wobei - eine metallische Schirmungsvorrichtung (7) auf dem Träger (3) angeordnet ist, - die Reflektorvorrichtung (6) auf der metallischen Schirmungsvorrichtung (7) angeordnet ist und - die Schirmungsvorrichtung (7) die Reflektorvorrichtung (6) und die erste Spule (4) in lateralen Richtungen überragt.
4. Induktive Spule (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 , wobei - die Magnetfeldführungsvorrichtung (5) in direktem Kontakt mit zumindest einer Seitenfläche der ersten Spule (4) steht und/oder - die Magnetfeldführungsvorrichtung (5) in lateraler Richtung beabstandet zu zumindest einer Seitenfläche der ersten Spule (4) ist.
5. Induktive Spule (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 , wobei - die Magnetfeldführungsvorrichtung (5) eine hohle insbesondere zylindrische Form aufweist oder - die Magnetfeldführungsvorrichtung (5) eine Vielzahl von Segmenten umfasst und - die Hohlräume oder Segmente die erste Spule (4) umgeben und - die Hohlräume oder Segmente zumindest teilweise mit magnetisch aktivem, insbesondere ferromagnetischem Material gefüllt sind.
6. Induktive Spule (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 , wobei - das Material der Magnetfeldführungsvorrichtung (5) ein Matrixmaterial umfasst und - magnetisch aktives, insbesondere ferromagnetisches, keramisches Material in das Matrixmaterial eingebracht ist.
7. Induktive Spule (2) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6 , wobei die horizontal ausgerichtete Magnetfeldführungsvorrichtung (10) die Reflektorvorrichtung (6) ersetzt.
8. Induktive Spule (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 , weiter umfassend - weitere Spulen, wobei - die erste Spule (4) und die weiteren Spulen jeweils dazu ausgebildet sind, mit jeweils einer Phase einer mehrphasigen Elektronikeinheit verbunden zu sein.
9. Induktives Spulensystem, umfassend - eine Primärspuleneinheit und - eine Sekundärspuleneinheit, wobei - die Primärspuleneinheit und/oder die Sekundärspuleneinheit die induktive Spule (2) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst/umfassen.
10. Fahrzeug (1), umfassend - die induktive Spule (2) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 und - eine Fahrzeugstruktur (8), wobei - die Fahrzeugstruktur (8) die induktive Spule (2) in lateralen Richtungen umgibt, und - die Magnetfeldführungsvorrichtung (5) in direktem Kontakt mit zumindest einer Seitenfläche der Fahrzeugstruktur (8) steht und/oder - die Magnetfeldführungsvorrichtung (5) in lateraler Richtung beabstandet zu zumindest einer Seitenfläche der Fahrzeugstruktur (8) ist.

Description

Es wird eine induktive Spule angegeben. Darüber hinaus werden ein induktives Spulensystem und ein Fahrzeug angegeben. Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine induktive Spule anzugeben, bei der eine uni- oder bidirektionale Energieübertragung besonders effizient ausgestaltet ist. Des Weiteren sollen ein induktives Spulensystem und ein Fahrzeug angegeben werden. Diese Aufgaben werden durch das System und die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Implementierungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Patentansprüche. Zunächst wird die induktive Spule erläutert. Die induktive Spule ist beispielsweise Teil einer mobilen Einheit eines elektrischen Fahrzeugs und/oder Teil einer stationären Einheit. Die mobile Einheit und die stationäre Einheit sind dazu ausgebildet, Energie zu übertragen, insbesondere drahtlos. Bei dem elektrischen Fahrzeug handelt es sich beispielsweise um einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen, einen Transporter, ein Motorrad, ein Schienenfahrzeug und/oder ein Flurförderfahrzeug. Insbesondere ist das elektrische Fahrzeug ein Batterie-Elektrofahrzeug (englisch „battery electric vehicle“, kurz „BEV“) und/oder ein Plug-In-Hybrid-Batterie-Elektrofahrzeug (englisch „plug-in-hybrid battery electric vehicle“, kurz „PHEV“), das jeweils einen Elektromotor aufweist, der mit einem Energiespeicher betrieben wird. Der Energiespeicher ist beispielsweise eine Traktionsbatterie und umfasst beispielsweise eine Vielzahl an Energiespeicherzellen, die miteinander verbunden sind. Bei den Zellen handelt es sich jeweils zum Beispiel um eine Lithium-Ionen-Zelle oder um eine Festkörper-Zelle oder eine Natrium-Ionen-Zelle. Insbesondere kann der Energiespeicher mittels der induktiven Spule geladen und/oder entladen werden. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die induktive Spule einen Träger, der sich entlang einer Haupterstreckungsebene in lateralen Richtungen erstreckt. Eine vertikale Richtung ist senkrecht zu den lateralen Richtungen orientiert. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die induktive Spule eine erste Spule. Die erste Spule ist insbesondere auf dem Träger angeordnet. Die erste Spule ist beispielsweise in direktem Kontakt mit dem Träger. Eine Oberfläche des Trägers, die mit der ersten Spule in direktem Kontakt steht, ist insbesondere elektrisch isolierend ausgebildet. Ergänzend oder alternativ dazu kann eine Zwischenschicht, insbesondere eine elektrisch isolierend ausgebildete Zwischenschicht, zwischen Spule und Träger eingebracht sein. Der Träger ist beispielsweise als mechanische Stütze für die erste Spule ausgebildet. Der Träger kann ein eigenständiges Bauteil oder in andere Systembauteile, zum Beispiel Gehäusekomponenten, integriert sein. Zum Beispiel umfasst die erste Spule einen Leiter, der in mehreren Windungen um eine Wickelachse gewickelt ist. Die erste Spule ist insbesondere dazu ausgebildet, elektrische Energie in magnetische Energie umzuwandeln und umgekehrt. Beispielsweise umfasst die erste Spule ein Gehäuse. Zum Beispiel ist der Leiter vollständig von dem Gehäuse umgeben. Das Gehäuse umfasst beispielsweise ein elektrisch isolierendes Material. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die induktive Spule eine Magnetfeldführungsvorrichtung. Die Magnetfeldführungsvorrichtung ist beispielsweise dazu ausgebildet, ein Magnetfeld in einen vorgegebenen Bereich zu lenken und/oder in einem vorgegebenen Bereich zu konzentrieren. Das Magnetfeld ist beispielsweise charakteristisch für das im Betrieb der ersten Spule erzeuge Magnetfeld. Alternativ oder zusätzlich ist das Magnetfeld beispielsweise charakteristisch für ein von der ersten Spule zu empfangendes Magnetfeld. Der vorgegebene Bereich ist beispielsweise ein Bereich, in dem die erste Spule angeordnet ist. Insbesondere umfasst der vorgegebene Bereich die erste Spule. Der vorgegebene Bereich erstreckt sich beispielsweise in vertikaler Richtung von dem Träger weg. Die Magnetfeldführungsvorrichtung umfasst beispielsweise ein Material, das eine vergleichsweise hohe magnetische Permeabilität aufweist. Insbesondere ist das Material der Magnetfeldführungsvorrichtung elektrisch isolierend. Die Permeabilität ist insbesondere charakteristisch für die Führung von Magnetfeldern des Magnetfelds. Die Permeabilität gibt beispielsweise an, wie stark sich Magnetfeldlinien des Magnetfelds durch ein Material, insbesondere das Material der Magnetfeldführungsvorrichtung, konzentrieren lassen. Ein Material mit vergleichsweise hoher Permeabilität lenkt und konzentriert die Magnetfeldlinien in den/dem vorgegebenen Bereich. Ein derartiges Material weist insbesondere eine vergleichsweise niedrige Hysterese und hohen elektrischen Widerstand auf, um mit Vorteil Energieverluste insbesondere Kernverluste zu minimieren. Das Material der Magnetfeldführungsvorrichtung weist beispielsweise eine magnetische Permeabilitätszahl im Bereich von 200 bis 5000 auf. Höhere Permeabilitätszahlen w