[go: up one dir, main page]

WO2018077580A1 - Schutzvorrichtung für ein induktives energieübertragungssystem und induktives energieübertragungssystem - Google Patents

Schutzvorrichtung für ein induktives energieübertragungssystem und induktives energieübertragungssystem Download PDF

Info

Publication number
WO2018077580A1
WO2018077580A1 PCT/EP2017/075133 EP2017075133W WO2018077580A1 WO 2018077580 A1 WO2018077580 A1 WO 2018077580A1 EP 2017075133 W EP2017075133 W EP 2017075133W WO 2018077580 A1 WO2018077580 A1 WO 2018077580A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
primary coil
transmission system
inductive energy
protection device
energy transmission
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2017/075133
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Mader
Oliver Blum
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch 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
Priority claimed from DE102016222530.8A external-priority patent/DE102016222530A1/de
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of WO2018077580A1 publication Critical patent/WO2018077580A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens
    • H01F27/363—Electric or magnetic shields or screens made of electrically conductive material
    • 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
    • H01F27/34—Special means for preventing or reducing unwanted electric or magnetic effects, e.g. no-load losses, reactive currents, harmonics, oscillations, leakage fields
    • H01F27/36—Electric or magnetic shields or screens

Definitions

  • the present invention relates to a protective device for an inductive power transmission system with a primary coil and a secondary coil and an inductive energy transmission system with such
  • the document DE 10 2011 010 049 AI discloses a device for charging a battery of a vehicle, wherein the electrical energy for charging the battery between a coil in the vehicle and a coil in the
  • Charging station is transmitted inductively.
  • Energy transmission systems also generate high high-frequency alternating voltages when generating the magnetic fields in the transmission coils.
  • Transmission coils a capacitor. In this way, the metal surfaces in the vicinity of the transmission coils for an alternating current to the
  • the metal surfaces may be electrically connected to the reference potential, or the transmission coils may be electrically isolated. Disclosure of the invention
  • the present invention discloses a protective device for an inductive power transmission system having the features of claim 1 and an inductive power transmission system having the features of claim 9.
  • a protection device for an inductive power transmission system having a primary coil and a secondary coil.
  • the protection device comprises a shielding device.
  • the shielding means is disposed between the primary coil and the secondary coil.
  • the protection device is designed to shield an electric field of the primary coil.
  • An inductive power transmission system having a primary coil adapted to orgatively provide an alternating magnetic field and a shielding device according to the invention.
  • the screen device shields a parasitic alternating electrical field of the primary coil.
  • the present invention is based on the finding that in an inductive energy transfer, in particular in an inductive
  • the present invention is therefore based on the idea to take this finding into account and a protective device for an inductive Provide energy transfer, which an undesirable capacitive current flow at a contact of metal surfaces in the vicinity of
  • the protective device Since the danger of significant and sometimes dangerous electrical alternating currents in the event of contact by the shield device can be prevented by the protective device according to the invention, no further complex additional protective measures are required. As a result, the inductive power transmission system can be simplified. In particular, the required costs for a safe inductive energy transmission system are reduced.
  • the screening device is for one of
  • Umbrella device thus absorbs exclusively the alternating electric field, while the magnetic alternating field can continue to pass through the shield device unhindered or at least approximately unhindered.
  • the screening device is provided with a
  • the shield device can be electrically coupled to a reference potential, which corresponds to the reference potential of the environment on which the primary coil is arranged. In this way, the screen device and
  • the screening device comprises a plurality of radial conductor tracks.
  • the central point at which the beams of this radial track arrangement meet can coincide with a point on a center axis of the primary coil.
  • the shielding device comprises a plurality of parallel conductor tracks.
  • the conductor tracks are electrically connected to each other here.
  • the interconnects may, for example, have a comb-shaped or a meander-shaped interconnect structure.
  • Conductor tracks can also be achieved a good absorption of the electric alternating fields, without the magnetic alternating field is significantly attenuated.
  • adjacent conductor tracks have a maximum distance of 1 mm.
  • neighboring can
  • Conductor tracks have a distance of less than 1 mm, for example, 0.5 mm, 0.1 mm or less.
  • the conductor tracks of the screen device are arranged on an electrically insulating carrier substrate.
  • the electrically insulating carrier substrate may be a foil, in particular a plastic foil or the like. In this way, an efficient and inexpensive screen device can be realized.
  • the conductor tracks are printed on the electrically insulated carrier substrate.
  • electrical conductor track structures by printing electrical conductor track structures, a very flexible and inexpensive screen device can be realized.
  • the shielding device is arranged on the primary coil.
  • the Umbrella means an area which at least the surface of
  • Figure 1 a schematic representation of an inductive
  • FIG. 1-5 schematic representations of screen devices according to
  • Figure 1 shows a schematic representation of an inductive
  • the inductive energy transmission system comprises a primary coil 2.
  • This primary coil 2 is designed to provide an alternating electric field.
  • a feed device 3 to the primary coil 2, an electrical
  • AC voltage can be provided.
  • This alternating electrical voltage causes in the primary coil 2 an electrical alternating current, which in turn causes by the primary coil 3, an alternating magnetic field.
  • the electrical alternating voltage and thus of the alternating magnetic field can correspond to any given frequency. In particular, for example, frequencies between 30 and 140 kHz, in particular frequencies in the range of 85 kHz are possible.
  • the alternating magnetic field generated by the primary coil 2 couples into a secondary coil 4 and thereby induces an alternating electrical current in the secondary coil 4.
  • This alternating current can be provided, for example, to a charge controller 5.
  • This charge controller 5 can then provide, for example, electrical energy to an electrical energy store 6, for example a traction battery of an electric or hybrid vehicle. In this way, the electrical energy storage 6 can be charged without a galvanic connection to an energy source has to be established between the electrical energy store 6 or the charge controller 5.
  • a protective device 1 is additionally arranged between the primary coil 2 and the secondary coil 4. In particular, this protection device 1 directly above the primary coil 2 or in a
  • predetermined distance from the primary coil 2 may be arranged.
  • Protective device 1 in particular has a shielding device which shields an alternating electric field of the primary coil 2 in the direction of the secondary coil 4. In this way, high frequency alternating voltages occurring at the primary coil 2 during the inductive energy transmission can not be coupled to further metal parts in the region of the secondary coil 4.
  • the shielding device of the protection device 1 can for example be coupled to a reference potential of the primary side.
  • the shielding device of the protection device 1 can for example be coupled to a reference potential of the primary side.
  • Screen device of the protective device 1 are electrically coupled to the potential on which the area around the primary coil 1 is located.
  • Screen device of the protective device 1 for magnetic fields, in particular for magnetic alternating fields permeable the screen device designed such that due to the magnetic field of the primary coil 2 possible no or at least only very small eddy currents within the
  • Forming umbrella device This can be achieved in particular by the fact that in the screen device no closed annular
  • the shielding device may have any suitable structure which, on the one hand, shields as much as possible an electric field from the primary coil 2 and thereby transmits the magnetic fields generated by the primary coil 2. Some possible embodiments of this will be described in more detail below.
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a printed conductor structure for the screening device of the protective device 1 according to one embodiment.
  • the shield device has a plurality of parallel conductor tracks 10, which are electrically connected to one another at one end. In this way, a kind of comb-shaped conductor track structure arises.
  • Conductor structure is electrically coupled at a location with a reference potential.
  • the distances between the individual adjacent interconnects 10 are each 1 millimeter or less.
  • the distances between the individual conductor tracks 10 may each be 0.5 millimeters, 0.1 millimeters or less.
  • the conductor tracks 10 may be arranged in this embodiment, as well as in all subsequent example, on an electrically insulating carrier substrate (not shown here).
  • this electrically insulating carrier substrate may be a plastic film or the like.
  • the individual conductor tracks 10 may also be arranged, for example, between two plastic films or between two electrically insulating substrates. In this way, reliable protection of the
  • the printed conductor structure can be printed on the carrier substrate, vapor-deposited or applied to the carrier substrate in any other method, for example.
  • suitable materials for the conductor tracks 10 for example, metals such as silver, copper, aluminum or other electrically conductive substances such as graphite or the like in question.
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a screen device according to a further embodiment.
  • the first embodiment shows a schematic representation of a screen device according to a further embodiment.
  • the second embodiment shows a schematic representation of a screen device according to a further embodiment.
  • Screen device also several parallel conductor tracks.
  • the individual strip conductors 10 are not all electrically connected to one another on one side, but the strip conductor structure has a meander-shaped strip conductor structure. Also in this case is the
  • Conductor structure at a single point electrically coupled to a reference potential.
  • FIG. 4 shows a schematic illustration of a further embodiment of a shield device of the protective device 1.
  • the strip conductors 10 have a star-shaped structure.
  • the individual conductor tracks 10 are electrically connected to each other at a central point, for example in the middle. Starting from this center, the conductor track structure has a radial geometry. Order here
  • additional conductor tracks can optionally also be provided in the outer area, which are suitably connected to the conductor tracks which converge in the center.
  • This track structure is also connected to a reference potential at a single point.
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a screen device for a protective device 1 according to a further embodiment.
  • the shield means a meandering
  • this conductor track structure is connected to a reference potential at one point.
  • meander-shaped track structure in the annulus to be open at least one point.
  • the shield device can be provided in all embodiments, for example in the areas of the primary coil 2, where large voltages occur.
  • a printed conductor structure can be realized which preferably or exclusively shields edge regions of the primary coil 2.
  • the primary coil 2 covers the entire surface and is reinforced, for example, in particular at the areas where large voltages occur.
  • the present invention relates to a protection device for an inductive power transmission system. Between the primary coil and the secondary coil of an inductive energy transmission, a shield is provided, which although for the magnetic fields of the inductive
  • Conductor be provided structure in which form no eddy currents.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Regulation Of General Use Transformers (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung schafft eine Schutzvorrichtung für ein induktives Energieübertragungssystem. Zwischen der Primärspule und der Sekundärspule einer induktiven Energieübertragung ist eine Abschirmung vorgesehen, welche zwar für die Magnetfelder der induktiven Energieübertragung durchlässig ist, jedoch auftretende elektrische Felder zuverlässig abschirmt. Hierzu kann insbesondere eine geeignete Leiterbahnstruktur vorgesehen sein, in welcher sich keine Wirbelströme ausbilden.

Description

Beschreibung
Titel
Schutzvorrichtung für ein induktives Energieübertragungssystem und induktives Energieübertragungssystem
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für ein induktives Energieübertragungssystem mit einer Primärspule und einer Sekundärspule sowie ein induktives Energieübertragungssystem mit einer solchen
Schutzeinrichtung.
Stand der Technik
Die Druckschrift DE 10 2011 010 049 AI offenbart eine Vorrichtung zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs, bei welcher die elektrische Energie zum Laden der Batterie zwischen einer Spule im Fahrzeug und einer Spule in der
Ladestation induktiv übertragen wird.
Induktive Energieübertragungssysteme benötigen Magnetfelder zur
Energieübertragung. Insbesondere bei resonanten induktiven
Energieübertragungssystemen entstehen bei der Erzeugung der Magnetfelder in den Übertragungsspulen auch hohe hochfrequente Wechselspannungen.
Metallflächen in der Nähe der Übertragungsspulen bilden mit diesen
Übertragungsspulen einen Kondensator. Auf diese Weise sind die Metallflächen in der Nähe der Übertragungsspulen für einen Wechselstrom an das
Bezugspotential der Übertragungsspulen angekoppelt. Um bei einer Berührung der Metallflächen einen elektrischen Stromfluss zu verhindern, können die Metallflächen beispielsweise elektrisch mit dem Bezugspotential verbunden werden, oder die Übertragungsspulen können elektrisch isoliert angeordnet werden. Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung offenbart eine Schutzvorrichtung für ein induktives Energieübertragungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein induktives Energieübertragungssystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.
Demgemäß ist vorgesehen:
Eine Schutzvorrichtung für ein induktives Energieübertragungssystem mit einer Primärspule und einer Sekundärspule. Die Schutzvorrichtung umfasst eine Schirmeinrichtung. Die Schirmeinrichtung ist zwischen der Primärspule und der Sekundärspule angeordnet. Ferner ist die Schutzeinrichtung dazu ausgelegt, ein elektrisches Feld der Primärspule abzuschirmen.
Weiterhin ist vorgesehen:
Ein induktives Energieübertragungssystem mit einer Primärspule, die dazu ausgelegt ist, orginär ein magnetisches Wechselfeld bereitzustellen und einer erfindungsgemäßen Schirmeinrichtung. Die Schirmeinrichtung schirmt hierbei ein parasitäres elektrisches Wechselfeld der Primärspule ab.
Vorteile der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer induktiven Energieübertragung, insbesondere bei einer induktiven
Energieübertragung mit resonanten Systemen unter anderem auch hohe hochfrequente Wechselspannungen entstehen. Metallflächen in der Nähe der Übertragungsspulen eines induktiven Energieübertragungssystems bilden hierbei einen Kondensator. Werden diese Metallflächen in der Nähe der
Übertragungsspule während der induktiven Energieübertragung berührt, so kann ein signifikanter elektrischer Wechselstrom fließen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Idee zugrunde, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine Schutzvorrichtung für eine induktive Energieübertragung vorzusehen, welche einen unerwünschten kapazitiven Stromfluss bei einer Berührung von Metallflächen in der Nähe der
Übertragungsspulen bei der induktiven Energieübertragung verhindern oder zumindest signifikant minimieren kann.
Hierzu ist es vorgesehen, das elektrische Wechselfeld, welches bei der induktiven Energieübertragung entsteht, mittels einer geeigneten
Schirmeinrichtung abzuschirmen. Wird das elektrische Feld während der induktiven Energieübertragung abgeschirmt, so kann auch über in der
Umgebung befindliche Metallflächen selbst bei einer Berührung durch eine Person kein oder nur ein ungefährlich geringer elektrischer Strom fließen. Auf diese Weise kann sehr einfach ein zuverlässiger Schutz vor gefährlichen
Ableitströmen bei einer Berührung realisiert werden.
Da durch die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung die Gefahr von signifikanten und zum Teil gefährlichen elektrischen Wechselströmen im Falle einer Berührung durch die Schirmeinrichtung verhindert werden kann, sind keine weiteren aufwendigen zusätzlichen Schutzmaßnahmen erforderlich. Hierdurch kann das induktive Energieübertragungssystem vereinfacht werden. Insbesondere sinken die erforderlichen Kosten für ein sicheres induktives Energieübertragungssystem.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Schirmeinrichtung für ein von der
Primärspule generiertes magnetisches Wechselfeld durchlässig. Die
Schirmeinrichtung absorbiert somit ausschließlich das elektrische Wechselfeld, während das magnetische Wechselfeld weiterhin durch die Schirmeinrichtung ungehindert oder zumindest annähernd ungehindert hindurchdringen kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Schirmeinrichtung mit einem
Bezugspotential der Primärspule elektrisch gekoppelt. Insbesondere kann die Schirmeinrichtung mit einem Bezugspotential elektrisch gekoppelt sein, welches dem Bezugspotential der Umgebung entspricht, an dem die Primärspule angeordnet ist. Auf diese Weise befinden sich die Schirmeinrichtung und
Personen in der Umgebung des induktiven Energieübertragungssystems auf dem gleichen elektrischen Potential. Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Schirmeinrichtung mehrere strahlenförmige Leiterbahnen. Der zentrale Punkt, an dem die Strahlen dieser strahlenförmigen Leiterbahnanordnung zusammentreffen, kann insbesondere mit einem Punkt auf einer Mittenachse der Primärspule zusammenfallen. Durch eine solche strahlenförmige Leiterbahnanordnung kann eine gute Absorption der elektrischen Wechselfelder bei gleichzeitig minimaler Absorption der
magnetischen Wechselfelder erreicht werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform umfasst die Schirmeinrichtung mehrere parallel angeordnete Leiterbahnen. Die Leiterbahnen sind hierbei elektrisch miteinander verbunden. Die Leiterbahnen können beispielsweise eine kammförmige oder eine meanderförmige Leiterbahnstruktur aufweisen. Durch eine derartige Leiterbahnanordnung mit mehreren parallel angeordneten
Leiterbahnen kann ebenfalls eine gute Absorption der elektrischen Wechselfelder erreicht werden, ohne dass dabei das magnetische Wechselfeld signifikant gedämpft wird.
Gemäß einer Ausführungsform weisen benachbarte Leiterbahnen einen maximalen Abstand von 1 mm auf. Insbesondere können benachbarte
Leiterbahnen einen Abstand von weniger als 1 mm, beispielsweise 0,5 mm, 0,1 mm oder weniger aufweisen.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Leiterbahnen der Schirmeinrichtung auf einem elektrisch isolierenden Trägersubstrat angeordnet. Beispielsweise kann es sich bei dem elektrisch isolierenden Trägersubstrat um eine Folie, insbesondere eine Kunststofffolie oder ähnliches handeln. Auf diese Weise kann eine effiziente und kostengünstige Schirmeinrichtung realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Leiterbahnen auf dem elektrisch isolierten Trägersubstrat aufgedruckt. Insbesondere durch das Drucken von elektrischen Leiterbahnstrukturen kann eine sehr flexible und kostengünstige Schirmeinrichtung realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform des induktiven Energieübertragungssystems ist die Schirmeinrichtung auf der Primärspule angeordnet. Insbesondere weist die Schirmeinrichtung eine Fläche auf, welche mindestens der Fläche der
Primärspule entspricht.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich den
Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann dabei auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder
Ergänzungen zu den jeweiligen Grundformen der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1: eine schematische Darstellung eines induktiven
Energieübertragungssystems mit einer Schirmeinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
Figur 2-5: schematische Darstellungen von Schirmeinrichtungen gemäß
mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
Ausführungsformen der Erfindung
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines induktiven
Energieübertragungssystems gemäß einer Ausführungsform. Das induktive Energieübertragungssystem umfasst eine Primärspule 2. Diese Primärspule 2 ist dazu ausgelegt, ein elektrisches Wechselfeld bereitzustellen. Hierzu kann mittels einer Einspeisevorrichtung 3 an der Primärspule 2 eine elektrische
Wechselspannung bereitgestellt werden. Diese elektrische Wechselspannung verursacht in der Primärspule 2 einen elektrischen Wechselstrom, der wiederum durch die Primärspule 3 ein magnetisches Wechselfeld verursacht. Die Frequenz der elektrischen Wechselspannung und somit des magnetischen Wechselfelds kann dabei einer beliebigen vorgegebenen Frequenz entsprechen. Insbesondere sind beispielsweise Frequenzen zwischen 30 und 140 kHz, insbesondere Frequenzen im Bereich von 85 kHz möglich.
Das von der Primärspule 2 erzeugte magnetische Wechselfeld koppelt in eine Sekundärspule 4 ein und induziert hierdurch in der Sekundärspule 4 einen elektrischen Wechselstrom. Dieser Wechselstrom kann beispielsweise einem Laderegler 5 bereitgestellt werden. Dieser Laderegler 5 kann daraufhin beispielsweise elektrische Energie an einem elektrischen Energiespeicher 6, beispielsweise einer Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs bereitstellen. Auf diese Weise kann der elektrische Energiespeicher 6 aufgeladen werden, ohne dass zwischen dem elektrischen Energiespeicher 6 oder dem Laderegler 5 eine galvanische Verbindung zu einer Energiequelle hergestellt werden muss.
Darüber hinaus ist zwischen der Primärspule 2 und der Sekundärspule 4 zusätzlich eine Schutzvorrichtung 1 angeordnet. Insbesondere kann diese Schutzvorrichtung 1 unmittelbar über der Primärspule 2 oder in einem
vorgegebenen Abstand von der Primärspule 2 angeordnet sein. Diese
Schutzvorrichtung 1 weist insbesondere eine Schirmeinrichtung auf, welche ein elektrisches Wechselfeld der Primärspule 2 in Richtung der Sekundärspule 4 abschirmt. Auf diese Weise können während der induktiven Energieübertragung auftretende hochfrequente Wechselspannungen an der Primärspule 2 nicht an weitere Metallteile im Bereich der Sekundärspule 4 einkoppeln.
Die Schirmeinrichtung der Schutzvorrichtung 1 kann zum Beispiel mit einem Bezugspotential der Primärseite gekoppelt. Beispielsweise kann die
Schirmeinrichtung der Schutzvorrichtung 1 mit dem Potential elektrisch gekoppelt werden, auf dem sich auch der Bereich um die Primärspule 1 befindet.
Um trotz der Abschirmung der elektrischen Felder durch die Schirmeinrichtung eine induktive Energieübertragung gewährleisten zu können, ist die
Schirmeinrichtung der Schutzvorrichtung 1 für magnetische Felder, insbesondere für magnetische Wechselfelder durchlässig. Hierzu ist die Schirmeinrichtung derart ausgebildet, dass sich durch das Magnetfeld der Primärspule 2 möglichst keine oder zumindest nur sehr geringe Wirbelströme innerhalb der
Schirmeinrichtung ausbilden. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass in der Schirmeinrichtung keine geschlossenen ringförmigen
Leiterbahnstrukturen oder metallische Flächen vorhanden sind. Darüber hinaus kann die Schirmeinrichtung eine beliebige geeignete Struktur aufweisen, welche einerseits ein elektrisches Feld von der Primärspule 2 möglichst stark abschirmt und dabei für die von der Primärspule 2 generierten Magnetfelder durchlässig ist. Einige mögliche Ausführungsformen hierzu werden nachfolgend näher beschrieben.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung einer Leiterbahnstruktur für die Schirmeinrichtung der Schutzvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform.
Hierbei weist die Schirmeinrichtung mehrere parallel verlaufende Leiterbahnen 10 auf, welche an einem Ende miteinander elektrisch verbunden sind. Auf diese Weise entsteht eine Art kammförmige Leiterbahnstruktur. Diese
Leiterbahnstruktur ist an einer Stelle mit einem Bezugspotential elektrisch gekoppelt. Für eine möglichst gute Abschirmung der elektrischen Felder betragen die Abstände zwischen den einzelnen benachbarten Leiterbahnen 10 jeweils 1 Millimeter oder weniger. Insbesondere können die Abstände zwischen den einzelnen Leiterbahnen 10 jeweils 0,5 Millimeter, 0,1 Millimeter oder weniger betragen.
Die Leiterbahnen 10 können in diesem Ausführungsbeispiel, wie auch in allen nachfolgenden beispielsweise auf einem elektrisch isolierenden Trägersubstrat (hier nicht dargestellt) angeordnet sein. Beispielsweise kann es sich bei diesem elektrisch isolierenden Trägersubstrat um eine Kunststofffolie oder ähnliches handeln. Auch können die einzelnen Leiterbahnen 10 beispielsweise zwischen zwei Kunststofffolien oder zwischen zwei elektrisch isolierenden Substraten angeordnet sein. Auf diese Weise kann ein zuverlässiger Schutz der
Schirmeinrichtung vor Beschädigungen erreicht werden.
Zur Realisierung der gewünschten Leiterbahnstruktur kann die Leiterbahnstruktur beispielsweise auf dem Trägersubstrat aufgedruckt, aufgedampft oder in einem beliebigen anderen Verfahren auf das Trägersubstrat aufgebracht werden. Insbesondere kommen als Materialien für die Leiterbahnen 10 beispielsweise Metalle wie Silber, Kupfer, Aluminium oder auch weitere elektrisch leitfähige Substanzen wie zum Beispiel Graphit oder ähnliches in Frage.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung einer Schirmeinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform. In dieser Ausführungsform umfasst die
Schirmeinrichtung ebenfalls mehrere parallel angeordnete Leiterbahnen. Dabei sind die einzelnen Leiterbahnen 10 jedoch nicht alle gemeinsam auf einer Seite miteinander elektrisch verbunden, sondern die Leiterbahnstruktur weist eine meanderförmige Leiterbahnstruktur auf. Auch in diesem Fall ist die
Leiterbahnstruktur an einer einzigen Stelle mit einem Bezugspotential elektrisch gekoppelt.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform für eine Schirmeinrichtung der Schutzvorrichtung 1. In dieser Ausführungsform weisen die Leiterbahnen 10 eine sternförmige Struktur auf. Die einzelnen Leiterbahnen 10 sind dabei an einem zentralen Punkt, beispielsweise in der Mitte miteinander elektrisch verbunden. Von diesem Mittelpunkt ausgehend weist die Leiterbahnstruktur eine strahlenförmige Geometrie auf. Um hierbei
beispielsweise im Außenbereich eine effizientere Abschirmung zu erreichen, können gegebenenfalls auch im Außenbereich zusätzliche Leiterbahnen vorgesehen sein, die in geeigneter Weise mit den Leiterbahnen verbunden sind, die im Mittelpunkt zusammenlaufen. Auch diese Leiterbahnstruktur ist an einem einzigen Punkt mit einem Bezugspotential verbunden.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung einer Schirmeinrichtung für eine Schutzvorrichtung 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. In dieser
Ausführungsform weist die Schirmeinrichtung eine meanderförmige
Leiterbahnstruktur auf, wobei die meanderförmige Leiterbahnstruktur im Bereich eines Kreisrings angeordnet ist. Dieser Kreisring überdeckt hierbei
beispielsweise den Bereich der darunter angeordneten Primärspule 2. Dabei ist auch diese Leiterbahnstruktur an einem Punkt mit einem Bezugspotential verbunden. Bei dieser Ausführungsform, wie auch bei allen zuvor beschriebenen
Ausführungsformen ist es dabei essentiell, dass keine geschlossenen ringförmigen Leiterbahnstrukturen gebildet werden. Daher muss die
meanderförmige Leiterbahnstruktur in dem Kreisring an mindestens einer Stelle offen sein.
Die Schirmeinrichtung kann in allen Ausführungsformen beispielsweise in den Bereichen der Primärspule 2 vorgesehen sein, an denen große Spannungen auftreten. Insbesondere kann beispielsweise eine Leiterbahnstruktur realisiert werden, die vorzugsweise oder ausschließlich Randbereiche der Primärspule 2 abschirmt. Ferner ist es auch möglich, dass die Schirmeinrichtung der
Schutzvorrichtung 1 die Primärspule 2 vollflächig überdeckt und beispielsweise insbesondere an den Bereichen verstärkt wird, an denen große Spannungen auftreten.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine Schutzvorrichtung für ein induktives Energieübertragungssystem. Zwischen der Primärspule und der Sekundärspule einer induktiven Energieübertragung ist eine Abschirmung vorgesehen, welche zwar für die Magnetfelder der induktiven
Energieübertragung durchlässig ist, jedoch auftretende elektrische Felder zuverlässig abschirmt. Hierzu kann insbesondere eine geeignete
Leiterbahnstruktur vorgesehen sein, in welcher sich keine Wirbelströme ausbilden.

Claims

Ansprüche
1. Schutzvorrichtung (1) für ein induktives Energieübertragungssystem mit einer Primärspule (2) und einer Sekundärspule (4), mit: einer Schirmeinrichtung, die zwischen der Primärspule (2) und der Sekundärspule (4) angeordnet ist, und die dazu ausgelegt ist, ein elektrisches Feld der Primärspule (2) abzuschirmen.
2. Schutzvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei die Schirmeinrichtung für ein von der Primärspule (2) generiertes Magnetfeld durchlässig ist.
3. Schutzvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die
Schirmeinrichtung mit einem Bezugspotential der Primärspule (2) elektrisch gekoppelt ist.
4. Schutzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schirmeinrichtung mehrere strahlenförmige Leiterbahnen (10) umfasst.
5. Schutzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Schirmeinrichtung mehrere parallel angeordnete Leiterbahnen (10) umfasst.
6. Schutzvorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei benachbarte
Leiterbahnen (10) einen Abstand von maximal einem Millimeter aufweisen.
7. Schutzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Leiterbahnen (10) auf einem elektrisch isolierenden Trägersubstrat angeordnet sind.
8. Schutzvorrichtung (1) nach Anspruch 7, wobei die Leiterbahnen (10) auf dem elektrisch isolierenden Trägersubstrat aufgedruckt sind.
9. Induktives Energieübertragungssystem, mit: einer Primärspule (2) , die dazu ausgelegt ist, ein magnetisches Wechselfeld bereitzustellen; und einer Schirmeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Induktives Energieübertragungssysteme nach Anspruch 9, wobei die Schirmeinrichtung auf der Primärspule (2) angeordnet ist.
PCT/EP2017/075133 2016-10-26 2017-10-04 Schutzvorrichtung für ein induktives energieübertragungssystem und induktives energieübertragungssystem Ceased WO2018077580A1 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016221011.4 2016-10-26
DE102016221011 2016-10-26
DE102016222530.8 2016-11-16
DE102016222530.8A DE102016222530A1 (de) 2016-11-16 2016-11-16 Schutzvorrichtung für ein induktives Energieübertragungssystem und induktives Energieübertragungssystem

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018077580A1 true WO2018077580A1 (de) 2018-05-03

Family

ID=60051500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/075133 Ceased WO2018077580A1 (de) 2016-10-26 2017-10-04 Schutzvorrichtung für ein induktives energieübertragungssystem und induktives energieübertragungssystem

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2018077580A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070180684A1 (en) * 2004-10-18 2007-08-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for manufacturing monolithic ceramic electronic component, and multilayer composite
WO2010001339A2 (en) * 2008-07-02 2010-01-07 Nxp B.V. Planar, monolithically integrated coil
DE102011010049A1 (de) 2011-02-01 2011-11-03 Daimler Ag Ladevorrichtung und Verfahren zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs
WO2013191178A1 (ja) * 2012-06-19 2013-12-27 株式会社新日本電波吸収体 ループアンテナ用シールド材、シールドユニット、及びシールドタグ
DE102012219985A1 (de) * 2012-10-31 2014-04-30 Robert Bosch Gmbh Vorrichtungen zur induktiven Energieübertragung an ein elektrisch antreibbares Fahrzeug
US20160057900A1 (en) * 2013-04-02 2016-02-25 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Shielding film and method for producing a shielding film

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070180684A1 (en) * 2004-10-18 2007-08-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for manufacturing monolithic ceramic electronic component, and multilayer composite
WO2010001339A2 (en) * 2008-07-02 2010-01-07 Nxp B.V. Planar, monolithically integrated coil
DE102011010049A1 (de) 2011-02-01 2011-11-03 Daimler Ag Ladevorrichtung und Verfahren zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs
WO2013191178A1 (ja) * 2012-06-19 2013-12-27 株式会社新日本電波吸収体 ループアンテナ用シールド材、シールドユニット、及びシールドタグ
DE102012219985A1 (de) * 2012-10-31 2014-04-30 Robert Bosch Gmbh Vorrichtungen zur induktiven Energieübertragung an ein elektrisch antreibbares Fahrzeug
US20160057900A1 (en) * 2013-04-02 2016-02-25 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Shielding film and method for producing a shielding film

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Proceedings of the Institute of Radio Engineers", vol. 24, 1 June 1936, article ST PAUL: "ELECTROMAGNETIC SHIELDING EFFECT OF AN INFINITE PLANE CONDUCTING SHEET PLACED BETWEEN CIRCULAR COAXIAL COILS* BY SAMUEL LEVY", XP055439725 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0594809B1 (de) Funkantennenanordnung in der nähe von fahrzeug-fensterscheiben
EP1855366B1 (de) Anordnung und Verfahren zur Kompensation eines Fehlerstromes bei einem Erdschluss
DE102013109458A1 (de) E-Feld-Abschirmung für kabelloses Ladegerät
DE102018007599A1 (de) System zur berührungslosen Übertragung von elektrischer Energie an ein Mobilteil
DE69904178T3 (de) Elektrisches schienenfahrzeug und stromversorgungseinrichtung , insbesonderen für ein solches fahrzeug
DE102016222530A1 (de) Schutzvorrichtung für ein induktives Energieübertragungssystem und induktives Energieübertragungssystem
WO2018077580A1 (de) Schutzvorrichtung für ein induktives energieübertragungssystem und induktives energieübertragungssystem
DE102011002864A1 (de) Leiterplatine und Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatine
EP1252717A2 (de) Anordnung zur übertragung elektrischer signale zwischen bewegten teilen mit verringerter wegezahl
DE10011773B4 (de) Induktions-Gareinrichtung mit Abschirmeinrichtung
WO2018091191A1 (de) Vorrichtung für ein induktives energieübertragungssystem, induktives energieübertragungssystem und ladevorrichtung für einen elektrischen energiespeicher
DE10050445C2 (de) Kabel mit einer Abschirmvorrichtung
WO2019096737A1 (de) Spuleneinheit für ein induktives ladesystem
EP0043065B1 (de) In eine geschirmte Busleitung einschaltbarer Signalkoppler
DE102014212842A1 (de) Vorrichtung zum induktiven Laden eines elektrischen Speichers
DE102019109110B4 (de) Spulenkörper und Vorrichtung mit Spulenkörper
DE102020113132B4 (de) Anordnung zur Verringerung von parasitären Kapazitäten
DE102019108899A1 (de) Energieübertragungsvorrichtung
DE102013221659A1 (de) Anordnung zur Bereitstellung einer induktiven Ladeverbindung
DE19543624B4 (de) Abschirmvorrichtung für elektrische Geräte oder Leitungen
CH240670A (de) Vorrichtung zur Verbindung und Trennung von Stromkreisen, in denen hohe Potentiale auftreten.
DE202016104469U1 (de) Spannungsgeführter Stromrichter mit einem Ferritabschwächer
DE102014007070A1 (de) Ladestation für ein elektrisches Gerät
DE3819361A1 (de) Elektrische anlage
DE2505395A1 (de) Einrichtung zur erwaermung eines behaelters, insbesondere eines geschirrteiles

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17781451

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17781451

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1