用于接收磁場且用于由磁感應產(chǎn)生電能的接收裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及用于接收磁場且用于由磁感應產(chǎn)生電能的接收裝置，所述接收裝置尤其由車輛使用。本發(fā)明也涉及制造這種接收裝置的方法且涉及包括接收裝置和整流器的裝置。具體地，技術應用在于將能量無線傳輸?shù)杰囕v的領域，諸如，公路汽車、公共汽車、卡車、例如叉車的運貨汽車、以及軌道車輛。接收裝置適于至少在例如20kW的千瓦范圍的速率下產(chǎn)生電功率。
【背景技術】
[0002]文獻WO 2012/010649A2公開了一種裝置，其用于接收電磁場、用于從電磁場通過感應產(chǎn)生電能、并且用于給負載物提供電能、尤其用于給軌道車輛(例如，有軌電車)或公路車輛提供能量。為了由感應產(chǎn)生電能，接收裝置包括可以由電導體的一個或多于一個繞組實現(xiàn)的至少一個感應器。在負載物被供有來自接收裝置的電能的同時，由感應器產(chǎn)生的合成交流電被整流。整流器的輸出側連接到負載物。接收裝置可具有用于接收電磁場的三個相位且整流器可以連接到接收裝置的三個相線。每個相位包括可以在每種情況下由至少一個電容器實現(xiàn)的電感和電容。
[0003]需要的是將這種接收裝置或不同接收裝置結合到現(xiàn)有機動車輛中，諸如，公路汽車。接收裝置的重量應該是小的，因為車輛的最大輸入負載應該盡可能少地受影響。此外，接收裝置的構造和接收裝置的安裝應該穩(wěn)定且也易于組裝。應該利用尤其在車身的車底區(qū)域中的現(xiàn)有空間。典型地，磁場(作為交流電磁場的一部分)由在車底下方的裝置產(chǎn)生。因此，典型地安裝在車底的接收裝置從下方(即，從底側)接收磁場。然而，可以沿不同方向(諸如水平方向)定向接收裝置，如果磁場生成裝置沿這個方向定位。概括而言，接收裝置具有接收側，并且在操作期間磁場進入接收裝置或在接收側上進入殼體。
[0004]文獻EP 2081792B1公開了一種覆蓋元件，覆蓋元件具有結合在其中的接收單元。接收單元包括用于非接觸傳輸電能的接收器線圈和多個導流元件，所述多個導流元件被分配給接收器線圈且設計成集中場強度、以及由與空氣相比高磁導率的材料制成。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種接收裝置、這種接收裝置的制造方法和/或包括接收裝置和整流器的裝置，其中，接收裝置以及可選擇的整流器的組裝被簡易化，其中，接收裝置能夠以穩(wěn)定的方式安裝到單元(特別是車輛)，并且其中，在單元表面的現(xiàn)有空間應該被利用以接收接收裝置或整流器的至少一部分。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的基本理念，接收裝置包括將電線的至少一個線圈和接收裝置的其他部件包封在內(nèi)的殼體。電連接到所述線圈或所述線圈中的至少一個的至少一個電容器設置在殼體的突伸部分中。
[0007]利用殼體有助于接收裝置組裝且接收裝置安裝到單元(例如，車輛)。而且，將所述至少一個電容器設置在殼體的突伸部分中使得電容器(一個或多個)可以設置在單元表面的對應凹部中。這繼而提高安裝的穩(wěn)定性且減小靠近單元表面安裝接收裝置所需的另外空間的尺寸。具體地，現(xiàn)有車輛或現(xiàn)有類型的車輛的車底典型地包括凹部，接收裝置的殼體的突伸部分能夠設置在所述凹部中。在許多情況下，公路汽車包括在車身底部的隧道形凹部區(qū)域。隧道形凹部是細長的且在大約沿車輛的中心線的行駛方向上延伸。因此，優(yōu)選接收裝置的殼體在殼體的頂側上、或更概括而言在與磁場在操作期間進入接收裝置的接收側相反的一側上具有對應形狀的突伸部分。
[0008]尤其細長突伸部分、但是任何其他突伸部分也可以不僅用于容置所述至少一個電容器或電容器的至少之一，而且用于接收從接收器的所述至少一個線圈到諸如整流器的外部裝置的電連接件。在細長突伸部分的情況下，連接線纜能夠沿突伸部分的縱向軸線延伸。具體地，連接線纜能夠連接到接收裝置的中央?yún)^(qū)域(與周邊區(qū)域相對)中的所述至少一個線圈且能夠通過突伸部分延伸到外部裝置。
[0009]優(yōu)選的，接收裝置的所述一個或多個線圈與鐵磁性和/或亞鐵磁性材料(諸如，鐵素體)組合，從所述一個或多個線圈觀察時，所述鐵磁性和/或亞鐵磁性材料優(yōu)選設置在接收側的相反側上。由于磁性材料的磁性狀態(tài)可改變，也能夠使用同義詞“可磁化材料”。具體地，如果接收側是底側，則磁性材料設置在所述一個或多個線圈上方。因此，磁場的場線在接收側上進入接收裝置、穿透由所述一個或多個線圈覆蓋的區(qū)域、并且改變方向以及在磁性材料內(nèi)聚成束以便返回到場生成裝置。
[0010]優(yōu)選的，如果接收裝置包括用于產(chǎn)生不同相位的交流電流的線圈，則磁性材料層的高度(沿從接收側到相反側的方向測量)不同，其中，不同相位的線圈相對于由線圈覆蓋的區(qū)域彼此重疊。具體地，線圈的覆蓋區(qū)域包括線圈的任何繞組循環(huán)圍繞的整個區(qū)域。與不同相位的線圈或不同線圈的電線無重疊的第二區(qū)相比，磁性層的高度在不同相位的線圈重疊、且尤其在不同線圈的電線彼此重疊的第一區(qū)中較大。
[0011]具體地，電絕緣材料層和/或彈性材料層能夠設置在所述一個或多個線圈和磁性材料之間。在導電磁性材料的情況下，這個層絕緣，并且在彈性層的情況下，線圈和磁性材料的機械震動和磨損被禁止。
[0012]如果磁性材料的高度不同，則優(yōu)選高度差異由附加材料補償，附加材料每單位體積的重量相比磁性材料更輕。由于高度補償，可以在接收裝置的超過磁性層的區(qū)域(從所述一個或多個線圈觀察時)中使用平坦元件且避免中空空間。例如，彈性材料層和/或導電材料層(其因此屏蔽電磁性輻射)和/或電絕緣材料層(其可以是電路部件的基板，包括所述至少一個電容器和用于將電容器(一個或多個)和/或線圈連接到外部裝置的連接電線)可以放置在由磁性材料和高度補償材料形成的區(qū)域上。
[0013]具體地，接收裝置被提出用于接收磁場和用于由磁感應產(chǎn)生電能，所述接收裝置尤其由車輛使用，其中，
[0014]-接收裝置包括電線的至少一個線圈，其中，在操作期間磁場在線圈中感應電壓，并且其中，線圈具有電感，
[0015]-接收裝置和線圈適于從接收側接收磁場，
[0016]-接收裝置包括將所述至少一個線圈和接收裝置的其他部件包封在內(nèi)的殼體，
[0017]-接收裝置包括具有電容的至少一個電容器，所述電容器電連接到所述線圈或所述線圈中的至少一個，以便形成電路，所述電路具有根據(jù)線圈(一個或多個)的電感和電容器(一個或多個)的電容的諧振頻率，
[0018]-所述至少一個電容器在相反于接收側的一側上設置在殼體的突伸部分中。
[0019]而且，提出一種制造用于接收磁場和用于由磁感應產(chǎn)生電能的接收裝置的方法，所述接收裝置尤其由車輛使用，其中，
[0020]-提供具有突伸部分的殼體以用于包封待制造的接收裝置的部件，
[0021]-電線的至少一個線圈設置在殼體內(nèi)，其中，線圈具有電感，以使得磁場能夠在接收裝置的操作期間在線圈中感應電壓，
[0022]-在殼體內(nèi)的線圈及其布置方式適于從接收側接收磁場，
[0023]-提供至少一個電容器，所述電容器具有電容且電連接到所述線圈或所述線圈中的至少一個，以便形成電路，所述電路具有根據(jù)線圈(一個或多個)的電感和電容器(一個或多個)的電容的諧振頻率，
[0024]-所述至少一個電容器在相反于接收側的一側上設置在殼體的突伸部分中。
[0025]優(yōu)選的，接收裝置包括用于由感應產(chǎn)生電壓的電線的多于一個線圈。具體地，接收裝置可包括多個電相線以由感應產(chǎn)生不同相位的交流電流。每個相線形成至少一個線圈。優(yōu)選的，所有相線形成相同數(shù)量的線圈。
[0026]具體地，所述一個或多個線圈在每種情況下包括電線的至少一個繞組(在至少兩個相位的情況下:相線)，并且相應線圈的所述一個或多個繞組限定電線纏繞的中央軸線。具體地，相應線圈的繞組在每種情況下可圍繞區(qū)域循環(huán)，其中，區(qū)域對于相應線圈的每個繞組基本相同。而且，優(yōu)選接收裝置的所有線圈具有由繞組包封的區(qū)域，所述區(qū)域具有基本(僅非常小百分比的變化)相同的尺寸。以上提及的中央軸線在區(qū)域的中央穿過區(qū)域。優(yōu)選的，接收裝置的所述一個或多個線圈是扁平的，即，每個線圈的所述一個或多個繞組在平面上延伸，且相同線圈的任何不同繞組的平面是相同的或平行于彼此。在多相位的情況下，線圈中的至少一個的電線的區(qū)段可在平面的外側延伸，因為從接收側觀察時不同線圈和/或相位的電線彼此重疊。
[0027]優(yōu)選的，不僅相同線圈的不同繞組的平面，而且不同線圈的繞組的平面是相同的或平行于彼此，以使得線圈的完整結構是扁平的，這意味著線圈覆蓋在操作期間由磁場穿透且相比線圈部件的總高度明顯更寬及更長的區(qū)域。具體地，高度可以小于1/3，優(yōu)選1/5且最優(yōu)選覆蓋區(qū)域的寬度和長度的1/10。因此，線圈部件能夠由外殼容置(其是以上提及的殼體)，所述外殼的形狀如扁平的盒子，即，盒子的高度相比盒子的寬度和長度更小。
[0028]更概括而言，殼體具有限定在接收側上的第一表面和在相反于接收側的一側上的第二表面的扁平構造，其中，第一表面和第二表面由殼體的表面區(qū)域連接，所述表面區(qū)域在每種情況下指向到與接收側和相反于接收側的那一側不同的其它側，并且小于第一表面和第二表面。