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Patent Searching and Data


Title:
FLOOR ASSEMBLY FOR AN INDUCTIVE CHARGING DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/258367
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a floor assembly (1) for an inductive charging device (2), having - a base (8) which is designed in particular in the form of a cooling plate (30), - a flat coil (5) with a conductor (9) wound in a spiral shape, and - a core assembly (10) for conducting a magnetic flux, said core assembly having at least one core body (11) which has a central region (18) and at least one edge region (22), wherein - at least one support (15) is provided between at least one core body (11) and the base (8), said support being designed in the form of a heat-conducting element (31) which is made of a material with a thermal conductivity of λ > 5 W/(m·K) and being arranged within the central region (18) of a corresponding core body (11) transversely to the spacing direction (7), and - the flat coil (5) has a wire support (51) that has at least one pressure platform (40) which is arranged coaxially to a corresponding support (15) and via which the wire support (51) lies on a corresponding core body (11) of the core assembly (10).

Inventors:
BÖTTIGHEIMER MIKE (DE)
HIMMER THOMAS (DE)
LÄMMLE CHRISTOPHER (DE)
SCHROTH HOLGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/064082
Publication Date:
December 15, 2022
Filing Date:
May 24, 2022
Export Citation:
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Assignee:
MAHLE INT GMBH (DE)
International Classes:
B60L53/12; B60L53/302; H01F27/08; H01F27/24; H01F38/14; H02J50/10; H02J50/70
Domestic Patent References:
WO2016147598A12016-09-22
Foreign References:
US20210151238A12021-05-20
US20210090797A12021-03-25
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Claims:
Ansprüche

1. Bodenbaugruppe (1 ) für eine induktive Ladevorrichtung (2) zum induktiven

Laden eines auf einem Untergrund (6) abgestellten Kraftfahrzeugs (3),

- mit einer insbesondere als Kühlplatte (30) ausgebildeten Grundplatte (8), die sich quer zu einer Abstandsrichtung (7) plattenförmig erstreckt,

- mit zumindest einer Flachspule (5), die einen spiralförmig gewundenen Leiter (9) aufweist und in Abstandsrichtung (7) zur Grundplatte (8) beabstandet ist,

- mit einer Kernanordnung (10) zur Magnetflussführung, die in Abstandsrichtung (7) zur Grundplatte (8) und zur Flachspule (5) beabstandet und zwischen der Grundplatte (8) und dem Leiter (9) angeordnet ist,

- wobei die Kernanordnung (10) zumindest einen Kernkörper (11) aufweist, der sich quer zur Abstandsrichtung (7) plattenförmig erstreckt und einen Zentralbereich (18) und zumindest einen Randbereich (22) aufweist,

- wobei zwischen dem zumindest einen Kernkörper (11 ) und der Grundplatte (8) ein unterer Hohlraum (14) ausgebildet ist,

- wobei zwischen zumindest einem Kernkörper (11) und der Grundplatte (8) zumindest eine Stütze (15) vorgesehen ist, die sich in Abstandsrichtung (7) durch den unteren Hohlraum (14) erstreckt,

- wobei zumindest eine Stütze (15) als Wärmeleitelement (31) aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von l > 5 W/(m K) ausgebildet und quer zur Abstandsrichtung (7) innerhalb des Zentralbereichs (18) eines zugehörigen Kernkörpers (11) angeordnet ist und diesen und die Grundplatte (8) wärmeübertragend verbindet,

- wobei die Flachspule (5) einen Litzenträger (51) aufweist, der zumindest einen koaxial zu einer zugehörigen Stütze (15) angeordneten Druckpodest (40) aufweist, über welchen der Litzenträger (51) auf einem zugehörigen Kernkörper (11) der Kernanordnung (10) aufliegt.

2. Bodenbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stütze (15) aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit l > 10 W/(m K), vorzugsweise einer Wärmeleitfähigkeit l > 50 W/(m K), ausgebildet ist.

3. Bodenbaugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Grundplatte (8) zumindest einen Kühlkanal (25) für ein Kühlmittel aufweist, und/oder

- dass die Grundplatte (8) zumindest teilweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium, ausgebildet ist.

4. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- dass die zumindest eine Stütze (15) zumindest teilweise aus Grafit oder aus Keramik, insbesondere aus Aluminiumnitrid oder Aluminiumsilizid, ausgebildet ist, oder

- dass die zumindest eine Stütze (15) zumindest teilweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium, ausgebildet ist.

5. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Stütze (15) mit einem Wärmedurchlasswiderstand RT < 500 mm2K/W, insbesondere mit einem Wärmedurchlasswiderstand RT < 300 mm2K/W und besonders bevorzugt mit einem Wärmedurchlasswiderstand RT < 100 mm2K/W, mit dem zugehörigen Kernkörper (11) und der Grundplatte (8) wärmeleitend verbunden ist, und/oder

- dass die zumindest eine Stütze (15) einen Wärmeleitwiderstand Rth zwischen einer Anbindungsfläche zum Kernkörper (11) und einer Anbindungsfläche zur Grundplatte (8) von Rth < 0,5 K/W, bevorzugt Rth < 0,3 K/W, besonders bevorzugt von Rth < 0,1 K/W aufweist.

6. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Kunststoffstruktur (12) ausgebildete Haltestruktur (13) zur Fixierung des zumindest einen Kernkörpers (11) vorgesehen ist, wobei die Kunststoffstruktur (12) über eine jeweilige Formschlussverbindung (19) mit der Stütze (15) verbunden ist.

7. Bodenbaugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Formschlussverbindung (19) als Nut- und Feder-Verbindung (21) ausgebildet ist, und/oder

- dass die Formschlussverbindung (19) durch einen konischen Kopf (36) der zugehörigen Stütze (15) und eine komplementär dazu ausgebildete konische Öffnung (37) an der Kunststoffstruktur (12) gebildet ist.

8. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zumindest einer Stütze (15) und dem zugehörigen Kernkörper (11) eine Verteilerplatte (23) angeordnet ist.

9. Bodenbaugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilerplatte (23) über eine adhäsive Schicht (24) aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von l > 0,8 W/(m K) und/oder einem Schubmodul von G < 10 MPa mit dem Kernkörper (11) verbunden ist.

10. Bodenbaugruppe nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außenrand (43) zumindest einer Verteilerplatte (23) eine Fase (44) aufweist oder abgerundet ausgebildet ist.

11. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- dass durch den unteren Hohlraum (14) ein Luftströmungspfad (26) führt und/oder

- dass in dem unteren Hohlraum (14) zumindest ein elektronisches Bauteil angeordnet ist.

12. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

- dass die Bodenbaugruppe (1 ) auf der von der Grundplatte (8) abgewandten Seite der Flachspule (5) und in Abstandsrichtung (7) zu dieser (9) beabstandet eine Deckplatte (17) aufweist,

- dass zwischen der Flachspule (5) und der Deckplatte (17) eine Platine (42) angeordnet ist.

13. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stütze (15) im Querschnitt, kreisförmig, oval, sternförmig, rechteckig mit oder ohne abgerundeten Ecken oder spiralförmig ausgebildet ist. 14. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Stütze (15) eine Länge L in Abstandsrichtung (7) von 20 mm < L < 80 mm aufweist.

15. Bodenbaugruppe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Litzenträger (51) einen unteren Litzenträger (38) und einen oberen Litzenträger (39) aufweist, wobei der Leiter (9) zwischen dem unteren und dem oberen Litzenträger (38, 39) angeordnet ist und wobei der Druckpodest (40) am unteren Litzenträger (38) angeordnet ist.

Description:
Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines Kraftfahrzeugs.

Bei zumindest teilelektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen ist ein regelmäßiges Aufladen eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs notwendig. Hierzu kann prinzipiell eine unmittelbare elektrische Verbindung zwischen dem Kraftfahrzeug und einer externen elektrischen Energiequelle, beispielsweise einem Stromanschluss, hergestellt werden. Dies erfordert jedoch eine manuelle Tätigkeit eines Benutzers.

Ferner ist es bekannt, das Kraftfahrzeug, das heißt insbesondere den elektrischen Energiespeicher induktiv aufzuladen. In einer Bodenbaugruppe ("Ground Assembly") außerhalb des Kraftfahrzeugs befindet sich eine Primärspule, die mit einer Sekundärspule ("Vehicle Assembly") im Kraftfahrzeug induktiv zusammenwirkt, um den Energiespeicher aufzuladen.

Im Betrieb der Ladevorrichtung befindet sich das zu ladende Kraftfahrzeug auf einem Untergrund über der Bodenbaugruppe, weshalb die Bodenbaugruppe derart auszulegen ist, dass sie die Last des zu ladenden Kraftfahrzeugs tragen kann. Weiter kann im Betrieb der Ladevorrichtung in der Bodenbaugruppe durch die zu erbringende Ladeleistung Wärme entstehen, die zu einem unerwünschten Temperaturanstieg der Bodenbaugruppe und damit verbunden auch zu einem Versagen der elektrischen und/oder elektromagnetischen Komponenten führen kann.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich deshalb mit dem Problem, für eine Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung der eingangs genannten Art eine verbesserte oder zumindest andere Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, eine mechanische Belastbarkeit sowie eine Leistungsübertragung beim Laden eines Elektrofahrzeugs mittels einer erfindungsgemäßen Bodenbaugruppe mit einer Grundplatte sowie einer darüber über zumindest eine Stütze abgestützten Kernanordnung mit Kernkörpern und einer Flachspule dadurch zu erhöhen, dass die Grundplatte insbesondere als Kühlplatte und die zumindest eine Stütze als Wärmeleitelement aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von l > 5 W/(m K) ausgebildet sind, um eine Wärmeableitung von beispielsweise der Flachspule bzw. der Kernanordnung über die zumindest eine Stütze an die Kühlplatte und damit eine Entwärmung bzw. eine Kühlung der Flachspule, der Kernanordnung mit den Ferritplatten zu verbessern, wodurch eine höhere Ladeleistung bei gleichem Leiterquerschnitt oder eine gleiche Ladeleistung bei geringerem Leiterquerschnitt ermöglicht werden kann. Um dabei eine mechanische Belastbarkeit zu steigern und gleichzeitig ein magnetisches Feld der Flachspule nicht oder lediglich marginal zu beeinflussen, ist die zumindest eine Stütze quer zur Abstandsrichtung innerhalb eines Zentralbereichs eines zugehörigen Kernkörpers der Kernanordnung angeordnet. Der Zentralbereich ist dadurch durch beispielsweise 80% eines Durchmessers der einzelnen Kernkörper jeweils in Längsrichtung und Breitenrichtung, vorzugsweise 70% des Durchmessers der einzelnen Kernkörper jeweils in Längsrichtung und Breitenrichtung, besonders bevorzugt 50% des Durchmessers der einzelnen Kernkörper jeweils in Längsrichtung und Breitenrichtung und ganz besonders bevorzugt 30% des Durchmessers der einzelnen Kernkörper jeweils in Längsrichtung und Breitenrichtung begrenzt. Die Flachspule besitzt einen Litzenträger, der zumindest einen koaxial zu einer zugehörigen Stütze angeordneten Druckpodest aufweist, über welchen der Litzenträger auf einem zugehörigen Kernkörper der Kernanordnung aufliegt. Diese Anordnung bewirkt eine zentrale Belastung des jeweiligen Kernkörpers durch den Druckpodest und der unter dem Kernkörper angeordneten Stütze, wodurch der jeweilige Kernkörper nur auf Druck, nicht aber auf Biegung beansprucht wird. Da Ferrit sehr druckstabil ist, kann ein solcher Kernkörper eine reine Druckbelastung sehr gut aufnehmen. Hierdurch ist eine weitere Haltestruktur entbehrlich und ein direkter abstützender und wärmeableitender Kontakt zwischen dem Kernkörper und der Stütze möglich. Die Kernanordnung weist dabei zumindest einen solchen Kernkörper auf, der sich quer zur Abstandsrichtung plattenförmig erstreckt und im Wesentlichen in der Mitte den Zentralbereich und randseitig einen diesen umgebenden Randbereich aufweist. In dem Zentralbereich des jeweiligen Kernkörpers ist eine dort durch den in dem Leiter der Flachspule fließenden Strom erzeugte magnetische Flussdichte ausreichend gering, so dass eine Anordnung der wärmeleitenden Stütze in diesem Bereich, selbst wenn diese aus Metall ist, unkritisch hinsichtlich der Beeinträchtigung der magnetischen Flussdichte ist. Mit der erfindungsgemäßen Bodenbaugruppe ist es somit möglich, diese aufgrund der wärmeabführenden Stützen mit einer vergleichsweise hohen Ladeleistung zu betreiben, sodass eine unerwünschte Erwärmung, insbesondere eine Überhitzung, wodurch die Ladeleistung gesenkt werden müsste, vermieden werden kann. Zugleich kann durch die Druckpodeste, die Stützen und die nur auf Druck belasteten Kernkörper eine hohe Traglastaufnahmefähigkeit bei gleichzeitig geringer Baugröße erreicht werden, da lastverteilende Haltestrukturen entfallen können.

Die erfindungsgemäße Bodenbaugruppe für eine induktive Ladevorrichtung zum induktiven Laden eines auf einem Untergrund abgestellten Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Elektrofahrzeugs, weist somit im Detail die insbesondere als Kühlplatte ausgebildete Grundplatte auf, die sich quer zur Abstandsrichtung plattenförmig erstreckt. Die Abstandsrichtung ist dabei die Flächennormale der Grundplatte und im Einbauzustand üblicherweise eine Vertikale. Die erfindungsgemäße Bodenbaugruppe weist darüber hinaus zumindest eine Flachspule auf, die als Primärspule bzw. Feldspule ausgebildet ist und die einen spiralförmig gewundenen Leiter besitzt und zugleich in Abstandsrichtung zur Grundplatte beabstandet ist. Ebenfalls vorgesehen ist die Kernanordnung zur Magnetflussführung, die in Abstandsrichtung zur Grundplatte und zur Flachspule beabstandet und zwischen der Grundplatte und der Flachspule angeordnet ist. Zwischen dem Kernkörper und der Grundplatte ist dabei ein unterer Hohlraum ausgebildet, in welchem die zumindest eine Stütze angeordnet ist, so dass sich diese zumindest eine Stütze vorzugsweise in Abstandsrichtung durch den unteren Hohlraum erstreckt. Über die zumindest eine Stütze wird die Ferritplatte und damit die Kernanordnung auf der Grundplatte abgestützt. Die zumindest eine Stütze ist nun als Wärmeleitelement aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von l > 5 W/(m K) ausgebildet und zugleich quer zur Abstandsrichtung innerhalb des Zentralbereichs eines zugehörigen Kernkörpers, beispielsweise einer Ferritplatte, angeordnet. In Abstandsrichtung gesehen liegt somit die Stütze innerhalb des Zentralbereichs, der sich in einer Ebene quer zur Abstandsrichtung aufspannt. Die Stützen dienen der Abstützung der Kernanordnung bzw. der darauf angeordneten Flachspule und zugleich einer Temperierung derselben, indem sie die Flachspule bzw. die Kernanordnung sowie deren Kernkörperwärmeübertragend mit der insbesondere als Kühlplatte ausgebildeten Grundplatte verbindet. Erwärmt sich somit im Betrieb der erfindungsgemäßen Bodenbaugruppe die Flachspule und damit auch die Kernanordnung, so kann über die Kernkörper und über mehrere derartige Stützen eine gleichmäßige Kühlung der Kernanordnung sowie der Flachspule ermöglicht werden, wodurch eine gleiche Ladeleistung bei geringerem Querschnitt des Leiters der Flachspule und/oder der Ferrite der Kernanordnung oder eine höhere Ladeleistung bei gleichem Querschnitt des Leiters der Flachspule und/oder der Ferrite der Kernanordnung erreicht werden kann. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der jeweiligen Stütze im Zentralbereich des zugehörigen Kernkörpers sowie eines koaxial zur jeweiligen Achse der Stütze angeordneten Druckpodests am Litzenträger kann darüber hinaus eine Positionierung der Stütze in Bezug auf den zugehörigen Kernkörper in einem Bereich erfolgen, in dem es selbst beim Einsatz von metallischen Werkstoffen für die Stütze nicht zu Wirbelstromverlusten bzw. Hystereseverlusten kommen kann. Die einzelnen Kernkörper, beispielsweise die Ferritplatten, sind dabei quer zur Abstandsrichtung voneinander beabstandet, wobei quer zur Abstandsrichtung die magnetische Flussdichte sowohl zwischen den einzelnen Kernkörpern, als auch in deren Randbereich deutlich größer ist, als im jeweiligen Zentralbereich des Kernkörpers. Zudem ist es dadurch möglich Lasten, beispielsweise von auf der Bodenbaugruppe fahrenden Fahrzeugen, vorzugsweise ausschließlich als Drucklasten und nicht als Biegelasten über die Druckpodeste in die Kernkörper und von diesen in die Stützen einzuleiten.

Die erfindungsgemäße Bodenbaugruppe kann dabei versenkt in einem Untergrund, insbesondere oberflächenfluchtend zu diesem, angeordnet sein, wobei alternativ selbstverständlich auch Anordnung auf dem Untergrund denkbar ist.

Zweckmäßig weist die zumindest eine Stütze einen Wärmeleitwiderstand Rth zwischen einer Anbindungsfläche zum Kernkörper und einer Anbindungsfläche zur Grundplatte von Rth < 0,5 K/W, bevorzugt Rth < 0,3 K/W, besonders bevorzugt von Rth < 0,1 K/W auf.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist die zumindest eine Stütze aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von l > 10 W/(m K), insbesondere einer Wärmeleitfähigkeit von l > 50 W/(m K) oder l > 100 W/(m K), auf. Als Material für die jeweiligen Stützen kann somit beispielsweise Eisen mit einer Wärmeleitfähigkeit l von ca. 80 W/(m K), aber auch Aluminium mit einer Wärmeleitfähigkeit l von 235 W/(m K) in Frage kommen. Rein theoretisch ist dabei sogar denkbar, dass Kunststoffe mit entsprechenden Metallpartikeln zum Einsatz kommen, welche die für die gewünschte Kühlwirkung erforderliche Wärmeübertragung bzw. Wärmeleitfähigkeit von l > 5 W/(m K) bereitstellen können.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist die zumindest eine Stütze zumindest teilweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium, ausgebildet. Alternativ ist auch denkbar, dass die zumindest eine Stütze teilweise aus Grafit oder aus Keramik, insbesondere aus Aluminiumnitrid oder Aluminiumsilizid ausgebildet ist. Grafit besitzt dabei eine Wärmeleitfähigkeit l von 15 bis 20 W/(m K), während eine Aluminiumnitridkeramik sogar eine Leitfähigkeit l von 180 W/(m K) besitzen kann. Der Einsatz insbesondere derartiger Aluminiumnitridkeramiken ist insbesondere dort von großem Interesse, wo viel Wärme abgeführt werden muss, ein Werkstoff jedoch unter Umständen jedoch nicht elektrisch leitend sein darf.

Mit der erfindungsgemäßen Positionierung ist es somit erstmals möglich, metallische Stützen sowohl zur Lastableitung als auch zur Wärmeableitung und damit zur Entwärmung bzw. Kühlung der Flachspule bzw. der Kernanordnung ohne bzw. mit nur marginalem Einfluss auf das Magnetfeld einzusetzen.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung weist die Grundplatte zumindest einen Kühlkanal für ein Kühlmittel auf. Hierdurch ist eine aktive Kühlung der Grundplatte im Betrieb möglich, wobei die wärmeleitenden Stützen gleichzeitig auch eine Kühlung der im Einbauzustand darüber angeordneten Kernanordnung bzw. der Kernkörper und der Flachspule bewirken. Zudem kühlt die aktiv gekühlte Grundplatte wiederum die Luft innerhalb des unteren Hohlraumes, wodurch eine Kühlung einer dort angeordneten Elektronik sowie auch eine Luftkühlung der oberhalb des unteren Hohlraums angeordneten Kernanordnung bzw. Kernkörper möglich ist. Bereiche, auf denen die jeweiligen Stützen auf der Grundplatte aufliegen, besitzen dabei vorzugsweise keine Kühlkanäle, um eine ausreichende Druckstabilität gewährleisten zu können.

Die Grundplatte selbst ist vorteilhafterweise aus einem Metall oder einer Metalllegierung, beispielsweise Aluminium, ausgebildet, um eine Wärmeübertragung zwischen Kühlmittel, Grundplatte, Luft und Stützen zu verbessern. Durch die beabstandete Anordnung der Grundplatte zur Flachspule und der Kernanordnung wird darüber hinaus eine elektromagnetische Wechselwirkung der Grundplatte mit der Flachspule und der Kernanordnung minimiert bzw. zumindest reduziert. Ein Abstand der Grundplatte zur Kernanordnung in Abstandsrichtung kann hierbei zwischen mehreren Millimetern und mehreren Zentimetern betragen. Durch die Herstellung der Grundplatte aus Metall bzw. einer Metalllegierung erfolgt zugleich eine elektromagnetische Abschirmung der Bodenbaugruppe nach unten zum Untergrund hin.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bodenbaugruppe ist zumindest eine Stütze im Querschnitt, kreisförmig, oval, sternförmig, rechteckig mit oder ohne abgerundeten Ecken oder spiralförmig ausgebildet ist. Die vorzugsweise metallische Stütze kann aus Vollmaterial (insbes. Vollzylinder) oder aus Blechmaterial (insbes. Rohr oder Becher) oder aus Vollmaterial mit Hohlkammern gefertigt werden. Ebenso kann die Querschnittsform neben einer Kreisform auch eine beliebige andere Form annehmen (z.B. Rechteck, Ellipse, etc.) und über die Höhe veränderlich sein, um z.B. die Aufnahme weiterer Komponenten (z.B. Platinen der Leistungs- oder Steuerelektronik, Tragelemente für die Ferrite, etc.) zu erleichtern. Dabei sind Leichtbaustrukturen zu bevorzugen. Durch die Gewichtsoptimierung der Stützen können sich weitere Vorteile ergeben, z.B. können Hohlkammerprofile der Stützen erheblich zur Reduktion des Gesamtgewichts beitragen. Zweckmäßig ist die Stütze mit einem Wärmedurchlasswiderstand RT < 500 mm 2 K/W, insbesondere mit einem Wärmedurchlasswiderstand RT < 300 mm 2 K/W und besonders bevorzugt mit einem Wärmedurchlasswiderstand RT < 100 mm 2 K/W, mit dem zugehörigen Kernkörperwärmeleitend verbunden, beispielsweise stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt oder verlötet. Zusätzlich oder alternativ weist die zumindest eine Stütze einen Wärmeleitwiderstand Rth zwischen einer Anbindungsfläche zum Kernkörper und einer Anbindungsfläche zur Grundplatte von Rth < 0,5 K/W, bevorzugt Rth < 0,3 K/W, besonders bevorzugt von Rth < 0,1 K/W auf. Hierdurch kann eine deutlich verbesserte Wärmeübertragung und damit Entwärmung der Kernkörper erreicht werden.

Zweckmäßig ist eine als Kunststoffstruktur ausgebildete Haltestruktur zur Fixierung zumindest eines Kernkörpers vorgesehen, wobei die Kunststoffstruktur über eine jeweilige Formschlussverbindung mit dem Kernkörper und der Stütze verbunden ist. Dabei kann die Formschlussverbindung als Nut- und Feder- Verbindung und/oder durch einen konischen Kopf der zugehörigen Stütze und eine komplementär dazu ausgebildete konische Öffnung an der Kunststoffstruktur gebildet sein. Durch den konischen Kopf der Stütze und die zugehörige konische Öffnung in der Kunststoffstruktur, kann sich ein zentrierender Formschluss ergeben, wodurch die Montage erleichtert wird. Auch Fasen im Fügebereich der Stütze bzw. der Kunststoffstruktur können diesbezüglich hilfreich sein. Im montierten Zustand entspricht eine Oberkante der Kunststoffstruktur zumindest näherungsweise einer Oberkante der Stütze, bzw. die Kunststoffstruktur liegt geringfügig unterhalb der Oberkante der Stütze, sodass sichergestellt ist, dass ein zuverlässiger wärmeübertragender Kontakt, insbesondere auch über eine Verteilerplatte (Heatspreader, Alublech, Kupferblech, Graphitfolie), die sich zwischen dem Kernkörper einerseits und der Stütze und der Kunststoffstruktur andererseits befindet, die Stütze kontaktiert. Sollte sich die Klebung bzw. die thermische Kontaktierung der Verteilerplatte mit derzeit lösen und/oder die Verteilerplatte im seitlichen Bereich nach unten durchhängen/verbiegen, ist mit der Kunststoffstruktur der unmittelbare Verbleib der Verteilerplatte an dem Kernkörper gewährleistet.

Damit die Ausrichtung und Position der Kunststoffstruktur unveränderlich bleibt und sich diese nicht um die Achse der Stütze verdreht, können die Kunststoffstruktur und die Stütze weiterhin über eine positionierende Formschlussverbindung (z.B. Nut-und-Feder) verbunden sein, welche im Bereich der Öffnung der Kunststoffstruktur bzw. im oberen Bereich der Stütze angeordnet ist. Eine derartige Verteilerplatte kann eine verbesserte Wärmeübertragung und damit eine verbesserte Kühlung der Kernanordnung gewährleisten, wobei selbstverständlich klar ist, dass auch die Verteilerplatte innerhalb des Zentralbereichs angeordnet ist, um insbesondere eine Beeinflussung des Magnetfeldes und damit das Erzeugen von Wirbelstromverlusten zumindest zu minimieren. Zudem ist die Verteilerplatte mit einer Dicke < 2 mm sehr flach und dicht unterhalb der Kernanordnung angeordnet. Auch in diesem Bereich direkt unterhalb und mit Abstand zu den Abstandsbereichen der Kernanordnung ist die Magnetflussdichte im Vergleich zum Bereich zwischen den einzelnen Kernkörpern, als auch in deren Randbereich deutlich herabgesetzt, so dass auch durch den Einsatz elektrisch leitfähiger Materialien für die Verteilerplatte sich sowohl keine großen zusätzlichen Verluste durch Wirbelströme oder Flysterese- Effekte ergeben als auch der Einfluss auf das Magnetfeld sehr gering und somit vernachlässigbar ist.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bodenbaugruppe ist die Verteilerplatte über eine adhäsive Schicht mit einer Wärmeleitfähigkeit von l > 0,8 W/(m K) und/oder einem Schubmodul von G < 10 MPa mit der Kernanordnung verbunden. Da die adhäsive Schicht, beispielsweise eine Klebstoffschicht, äußerst dünn ist, reicht hier auch eine reduzierte Wärmeleitfähigkeit l von l > 0,8 W/(m K). Um darüber hinaus unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Kernkörpern, beispielsweise einer Ferritplatte, und der Verteilerplatte ausgleichen zu können, ist es vorteilhaft, die Klebstoffschicht bzw. generell die adhäsive Schicht mit einem Schubmodul G < 10 MPa auszustatten.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

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.

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.

Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Bodenbaugruppe einer induktiven Ladevorrichtung,

Fig. 2 eine stark vereinfachte Darstellung der induktiven Ladevorrichtung mit der Bodenbaugruppe und einem Kraftfahrzeug,

Fig. 3 eine Ansicht von unten auf die Kernanordnung der Bodenbaugruppe, Fig. 4 eine Ansicht von oben auf die Kernanordnung,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Bodenbaugruppe im Bereich einer Stütze,

Fig. 6a-h unterschiedliche mögliche Querschnitte der Stützen,

Fig. 7a-o unterschiedliche mögliche Längsschnitte der Stützen,

Fig. 8 eine Detailschnittdarstellung im Bereich einer Anbindung einer

Stütze an die Kernanordnung mit formschlüssiger Anbindung der Stütze an die Grundplatte,

Fig. 9 eine Detailschnittdarstellung im Bereich einer Anbindung einer

Stütze an die Kernanordnung mit kraftschlüssiger Anbindung der Stütze an die Grundplatte,

Fig. 10a-d unterschiedliche Randbereiche unterschiedlicher Verteilerplatten an unterschiedlichen Kernkörpern.

Eine erfindungsgemäße Bodenbaugruppe 1, wie sie beispielsweise in den Figuren 1 bis 10 gezeigt ist, kommt in einer in Fig. 2 dargestellten Ladevorrichtung 2 zum induktiven Laden eines Kraftfahrzeugs 3 zum Einsatz. Zu diesem Zweck wirkt die Bodenbaugruppe 1 mit einer zugehörigen Baugruppe 4 des Kraftfahrzeugs 3, beispielsweise einer Sekundärspule 28, zusammen. Die Wechselwirkung erfolgt insbesondere durch eine Flachspule 5 der Bodenbaugruppe 1 , welche als Primärspule der Ladevorrichtung 2 dient, und der Sekundärspule 28 der Baugruppe 4 des Kraftfahrzeugs 3. Das Kraftfahrzeug 3 ist zum induktiven Laden mittels der Ladevorrichtung 2 auf einem Untergrund 6 abgestellt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Bodenbaugruppe 1 versenkt im Untergrund 6 angeordnet, kann aber auch auf diesem angeordnet sein. Die Bodenbaugruppe 1 weist eine insbesondere als Kühlplatte 30 ausgebildete Grundplatte 8 auf. Die Abstandsrichtung 7 verläuft hierbei parallel zu einer Normalen des Untergrunds 6 und insbesondere entlang der Lotrichtung. Entsprechend der Figuren 1 , 5, 8 und 9 ist die Flachspule 5 in Abstandsrichtung 7 zur Grundplatte 8 beabstandet. Die Flachspule 5 umfasst einen spiralförmig gewundenen Leiter 9, der beispielsweise aus Kupfer ausgebildet sein kann. Die Bodenbaugruppe 1 umfasst ferner eine Kernanordnung 10 mit zumindest einem Kernkörper 11. Zudem ist die Kernanordnung 10 in Abstandsrichtung 7 zur Flachspule 5 beabstandet. Hierbei ist die Kernanordnung 10 mit dem zumindest einen Kernkörper 11 zwischen der Grundplatte 8 und der Flachspule 5 angeordnet. Der Kernkörper 11 kann aus einem weichmagnetischen Werkstoff insbesondere aus einem weichmagnetischen Ferrit ausgebildet sein.

Die Kernanordnung 10, insbesondere der zumindest eine Kernkörper 11 , stützt sich beispielsweise direkt auf einer Stütze 15 ab (vgl. Fig. 1). Es kann auch eine als Kunststoffstruktur 12 ausgebildete Haltestruktur 13 zur Fixierung des zumindest einen Kernkörpers 11 , der beispielsweise als Ferritplatte 27 ausgebildet ist, vorgesehen sein. Die Kunststoffstruktur 12 kann dabei über eine jeweilige Formschlussverbindung 19 mit der Stütze 15 verbunden sein. Die Formschlussverbindung 19 selbst kann als Nut- und Feder-Verbindung 21 ausgebildet sein (vgl. Fig. 5), wobei zusätzlich oder alternativ auch denkbar ist, dass die Formschlussverbindung 19 durch einen konischen Kopf 36 der zugehörigen Stütze 15 und eine komplementär dazu ausgebildete konische Öffnung 37 an der Kunststoffstruktur 12 ausgebildet ist.

Die Kunststoffstruktur 12 kann mehrere Kernkörper 11 halten (vgl. auch die Fig. 3 und 4) oder mehrere Kunststoffstrukturen 12 können mehrere Kernkörper 11 halten, wobei jede Kunststoffstruktur 12 z.B. nur einen zugeordneten Kernkörper 11 hält (vgl. Fig. 8, 9). Die Kunststoffstruktur 12 kann vergleichsweise dünnwandig gefertigt werden, sofern sie Rippen 47 aufweist, die die Steifigkeit der Kunststoffstruktur 12 erhöhen. Alternativ kann sie dickwandiger und ohne (Versteifungs-)rippen 47 ausgeführt werden. Optional kann sie auch als Lochplatte ausgeführt werden. Dies spart Material und Gewicht und die Löcher können dazu genutzt werden um (Elektronik-)Bauteile, welche sich unterhalb der Kunststoffstruktur 12 befinden, zu befestigen (einstecken oder einschrauben).

Fig. 3 zeigt eine Ansicht von unten auf die Kernanordnung 10 mit Haltestruktur 13. Dabei sind in Fig. 3 lediglich die Kunststoffstruktur 12 und die Kernanordnung 10 sowie die Kernkörper 11, beispielsweise die Ferritplatten 27, zu sehen. Fig. 4 zeigt eine Draufsicht von oben auf die Kernanordnung 10, wobei die Kernkörper 11 und die Kunststoffstruktur 12 zu sehen sind. Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die Bodenbaugruppe 1 im Bereich einer Stütze 15.

Wie insbesondere der Figur 3 zu entnehmen ist, weist die Bodenbaugruppe 1 der gezeigten Ausführungsbeispiele rein beispielhaft acht Kernkörper 11 auf, welche quaderförmig und beispielhaft identisch ausgebildet sind. Der jeweilige Kernkörper 11 ist plattenförmig ausgebildet und erstreckt sich in Breitenrichtung 20 sowie einer quer zur Breitenrichtung 20 und quer zur Abstandsrichtung 7 verlaufenden Längsrichtung 45 plattenförmig.

Wie weiter der Figur 3 zu entnehmen ist, sind an der Kunststoffstruktur 12 zumindest zwei zueinander beabstandete Stützen 15 angebunden. Die Stützen 15 sind hierbei jeweils säulenartig ausgebildet und weisen insbesondere eine Zylinderform auf. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist zumindest einer der Stützen 15 mit Bezug auf einen zugehörigen Kernkörper 11 mittig des zugehörigen Kernkörpers 11 , das heißt in Breitenrichtung 20 und in Längsrichtung 45 mittig, angeordnet. In Abstandsrichtung 7 gesehen innerhalb des Zentralbereichs 18. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist ferner dem jeweiligen Kernkörper 11 eine einzige solche Stütze 15 zugeordnet, sodass die Kunststoffstruktur 12 entsprechend der Anzahl der Kernkörper 11 insgesamt acht Stützen 15 aufweist. Der jeweilige Kernkörper 11 liegt bevorzugt auf der zugehörigen Stütze 15 auf. Wie insbesondere Fig. 3 ferner zu entnehmen ist, ist die jeweilige Stütze 15 im Querschnitt kleiner als der zugehörige Kernkörper 11. Dabei sind die Stützen 15 in den gezeigten Ausführungsbeispielen entsprechend der identischen Ausbildung der Kernkörper 11 ebenfalls identisch ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass einzelne oder alle Kernkörper 11 und/oder einzelne oder alle Stützen 15 abweichende Ausbildungsformen haben.

Wie insbesondere Fig. 3 entnommen werden kann, weist die Flaltestruktur 13 für den jeweiligen Kernkörper 11 eine Öffnung 34 auf, welche die Unterseite 29 des Kernkörpers 11 fluidisch mit dem unteren Flohlraum 14 verbindet. Somit steht die Luft im unteren Hohlraum 14, insbesondere die durch den unteren Hohlraum 14 strömende Luft, direkt mit der Unterseite 29 in Kontakt und kann den Kernkörper 11 verbessert kühlen. Wie insbesondere der Figur 3 ferner entnommen werden kann, weist die Kunststoffstruktur 12 für die jeweilige Öffnung 34 zumindest eine zugehörige Strebe 35 zur Versteifung und/oder mechanischen Stabilisierung der Haltestruktur 13 im Bereich der Öffnung 34 und der Auflage für die Stütze 15 auf. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind für die jeweilige Öffnung 34 zumindest zwei solche Streben 35 vorgesehen, welche zueinander beabstandet sind. Die jeweilige Strebe 35 erstreckt sich hierbei quer zur Abstandsrichtung 7. In Fig. 3 sind dabei rein beispielhaft für sieben der insgesamt acht Öffnungen 34 vier Streben 35 und für eine der Öffnungen 34 zwei Streben 35 vorgesehen. In den gezeigten Ausführungsbeispielen stehen hierbei die Streben 35 der jeweiligen Öffnung 34 von dem der zugehörigen Kernanordnung 10 zugehörigen Stütze 15 ab. Die Streben 35 sorgen neben der verbesserten mechanischen Stabilität der Haltestruktur 13 für eine Verwirbelung der durch den unteren Hohlraum 14 strömenden Luft und somit für eine verbesserte Kühlung der Kernkörper 11. Die jeweilige Stütze 15 kann prinzipiell massiv ausgebildet sein (vgl. Fig. 6a). Wobei die Fig. 6a und 6b einen massiven runden oder ovalen Querschnitt zeigen. Entsprechend den Fig. 6c, 6d sind auch Flohlquerschnitte oder entsprechend den Fig. 6e-g Vollquerschnitte mit Hohlkammern entsprechend der Fig. 6h ein in Teilquerschnitte unterteilter Gesamtquerschnitt mit Deckplatte denkbar.

Der zumindest eine Kernkörper 11 ist gemäß den Fig. 5, 8 und 9 auf der von der Grundplatte 8 abgewandten Seite der Haltestruktur 13 angeordnet und durch die Haltestruktur 13 in einer quer zur Abstandsrichtung 7 verlaufenden Ebene positioniert. Eine solche Haltestruktur 13 ist bei der Fig. 1 an einem Litzenträger 51 , der einen unteren Litzenträger 38 und einen oberen Litzenträger 39 umfasst, angeordnet. Der Leiter 9 ist zwischen dem oberen und dem unteren Litzenträger 39, 38 angeordnet ist, wobei der untere Litzenträger 38, zumindest ein Druckpodest 40 aufweist, über welchen sich der Litzenträger 51 auf einem zugehörigen Kernkörper 11 der Kernanordnung 10 abstützt. Das Druckpodest 40 ist dabei bezüglich einer sich in Abstandsrichtung 7 erstreckenden Achse koaxial zur Stütze 15 angeordnet, wodurch es möglich ist, Lasten, beispielsweise von auf der Bodenbaugruppe 1 fahrenden Kraftfahrzeugen 3 ausschließlich als Drucklasten und nicht als Biegelasten in die Kernkörper 11 und von diesen in die Stützen 15 einzuleiten. Da Ferrit sehr druckstabil ist, kann ein solcher Kernkörper 11 eine reine Druckbelastung sehr gut aufnehmen. Hierdurch ist eine weitere Haltestruktur 13 zwar möglich, aber nicht wie bislang erforderlich, sodass auch ein direkter abstützender und wärmeableitender Kontakt zwischen dem Kernkörper 11 und der Stütze 15 möglich wird. Um das Druckpodest 40 herum ist der untere Litzenträger 38 von dem Kernkörper 11 abgesetzt, das heißt beabstandet, sodass eine Lasteinleitung in den Kernkörper 11 ausschließlich über die Druckpodeste 40 erfolgt. Hierdurch können die mechanische Belastbarkeit und die Ladeleistung der Bodenbaugruppe 1 deutlich gesteigert werden. Vom unteren Litzenträger 39 können Abstandselemente 46 in Richtung der Kernkörper 11 abstehen, die eine Positionierung der Kernkörper 11 quer zur Abstandsrichtung 7 ermöglichen.

Der Kernkörper 11 weist ferner einen Zentralbereich 18 und zumindest einen Randbereich 22 auf (vgl. Fig.1 , 4, 5, 8 und 9). Zwischen der Haltestruktur 13 und der Grundplatte 8 ist ein unterer Hohlraum 14 vorgesehen, durch den ein Luftströmungspfad 26 führen kann und/oder in dem zumindest ein elektronisches Bauteil angeordnet ist. Die zumindest eine Stütze 15 erstreckt sich in Abstandsrichtung 7 durch den unteren Hohlraum 14. Zumindest einer dieser Stützen 15 ist dabei als Wärmeleitelement 31 aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit l von l > 5 W/(m K) ausgebildet und quer zur Abstandsrichtung 7 innerhalb des Zentralbereichs 18 eines zugehörigen Kernkörpers 11 angeordnet und verbindet diesen und die Grundplatte 8 wärmeübertragend. Dies bietet den großen Vorteil, dass über die als Wärmeleitelemente 31 ausgebildeten Stützen 15 sowohl die Kernanordnung 10, die Flachspule 5 mit deren Leiter 9 als auch die Kernkörper 11 , beispielsweise die Ferritplatten 27, wärmeübertragend mit der als Kühlplatte 30 ausgebildeten Grundplatte 8 verbunden und darüber effektiv gekühlt werden können. Durch die Kontaktierung der Stützen 15 im zugehörigen Zentralbereich 18 mit dem zugehörigen Kernkörper 11 ist zudem eine Beeinflussung des durch die Flachspule 5 erzeugen Magnetfeldes und insbesondere einer magnetischen Flussdichte minimal, so dass für die erfindungsgemäß als Wärmeleitelemente 31 ausgebildeten Stützen 15 sogar metallische Werkstoffe in Betracht kommen.

Die Stütze 15 füllt den unteren Hohlraum 14 lediglich teilweise aus, sodass ein Strömungsraum 16 für ein Fluid, in den gezeigten Ausführungsbeispielen für Luft, verbleibt, wodurch die Kernanordnung 10 über die Luft Wärme an die Grundplatte 8 abgeben und eine Kühlung der Kernanordnung 10 und der Flachspule 5 verbessert und folglich die Effizienz der Bodenbaugruppe 1 erhöht werden können. Somit ist es auch möglich, die Bodenbaugruppe 1 mit hohen Leistungen von insbesondere mehreren kW zu betreiben und folglich das zu ladende Kraftfahrzeug 3 schneller zu laden bzw. kein Derating in irgendeinem Betriebspunkt zu verursachen.

In den Fig. 7a) bis 7o) sind nun einzelne Formen der Stützen 15 dargestellt. Die einfachste ist in Fig. 7a) als Zylinder gezeigt. Gemäß Fig. 7b ist die Zylinderform der Stütze 15 im Übergang zum Kernkörper 11 abgerundet. Die Fig. 7c) und 7d) beschreiben eine kegelstumpfartige Form der Stütze 15. In den Fig. 7e) bis 7g) sind ebenfalls zylinderartige Formen dargestellt mit jeweils einer Stufe, einem Ringwulst oder einer Ringnut. In den Fig. 7h) bis 7o) sind hohle bzw. keine massiven Stützen 15 gezeigt.

In Fig. 8 ist eine Variante der Bodenbaugruppe 1 gezeigt, bei der die Stütze 15 formschlüssig thermisch an die Grundplatte 8 angebunden ist. An die Grundplatte 8 ist dabei ein Gewindering 48 über eine thermisch und mechanisch effektive Verbindung 52 angebunden, der mit der zugehörigen Stütze 15 verschraubt ist.

Die Verbindung 52 kann dabei als Lötung, Klebung oder als andere geeignete stoffschlüssige Verbindung ausgeführt sein. Ebenfalls ist es denkbar, dass der Gewindering 48 über einen Biegeprozess als integraler Bestandteil an die Grundplatte 8 angeformt ist. Der Gewindering 48 ist mit einem Außengewinde 53 versehen. Ein Innengewinde 54 an der Innenoberfläche der Stütze 15 greift bei der Verschraubung in das Außengewinde 53 des Gewinderinges 48 und verbindet so die Stütze 15 mit dem Gewindering 48 und damit mit der Grundplatte 8. Über diese Verbindung kann zudem die Einschraubtiefe in Abstandsrichtung 7 an individuelle Gegebenheiten (z.B. Toleranzen) angepasst werden und somit eine toleranzfreie oder zumindest toleranzarme Position der oberen Fläche der Stütze 15 sichergestellt werden. Der Gewindegang zwischen Außengewinde 53 des Gewinderings 48 und Innengewinde 54 der Stütze 15 kann dabei mit einem thermischen Interfacematerial 55, z.B. einer Wärmeleitpaste oder einem Thermoöl, gefüllt sein, um den Wärmeübergang zu verbessern. Als thermisches Interfacematerial kann auch ein wärmeleitender Klebstoff verwendet werden, welcher nach Aushärtung eine Lagesicherung zwischen dem Gewindering 48 und der Stütze 15 darstellt. Die Stütze 15 kann eine stufige Querschnittsveränderung und ein zentrales Innengewinde zur Verschraubung mit dem Gewindering 48 aufweisen. Hierdurch kann die Stütze 15 in Abstandsrichtung 7 zur Grundplatte 8 und quer dazu fixiert werden.

In Fig. 9 ist der Aufbau ähnlich, jedoch ist das zentrale Innengewinde 54 an der Stütze 15 kleiner und zum Einschrauben einer Schraube 49 vorgesehen, über welche eine kraftschlüssige Anbindung der Stütze 15 an die Grundplatte 8 erfolgen kann. Dazu durchdringt die Schraube 49 die Grundplatte 8 derart, dass eine fluidische Verbindung zwischen Umgebung und dem Innenraum 14 entsteht. Um Eindringen von Feuchtigkeit aus der Umgebung in den Innenraum 14 zu unterbinden, kann zwischen Stütze 15 und Grundplatte 8 koaxial zur Schraube 49 eine Ringdichtung 57 eingebracht sein. Weiterhin kann zur Verbesserung des thermischen Übergangs zwischen Stütze 15 und Grundplatte 8 in den Zwischenraum zwischen Stütze 15 und Grundplatte 8 ein thermisches Interfacematerial 56, z.B. eine Wärmeleitpaste, ein Thermoöl oder eine Graphitfolie eingebracht sein.

Zweckmäßig ist zwischen der zumindest einen Stütze 15 und der Kernanordnung 10 bzw. der Haltestruktur 13 eine Verteilerplatte 23 angeordnet. Eine derartige Verteilerplatte 23 kann eine verbesserte Wärmeübertragung und damit eine verbesserte Kühlung der Kernanordnung 10 gewährleisten, wobei selbstverständlich klar ist, dass auch die Verteilerplatte 23 innerhalb des Zentralbereichs 18 angeordnet ist, um insbesondere eine Beeinflussung des Magnetfeldes und damit das Erzeugen von Wirbelstromverlusten zumindest zu minimieren. Da die Verteilerplatte 23 mit einer Dicke < 2 mm sehr flach und nah unterhalb der Kernanordnung 10 angeordnet ist, kann der zur Verteilerplatte 23 zugehörige Zentralbereich 18a größer und der zur Verteilerplatte 23 zugehörige Randbereich 22a kleiner sein als der zur Stütze 15 zugehörige Zentralbereich 18 bzw. Randbereich 22, ohne dass nicht zu tolerierende große zusätzlichen Verluste durch Wirbelströme oder Hysterese-Effekte in einem elektrisch leitfähigen Material der Verteilerplatte 23 entstehen (vgl. Fig. 10b).

Die Verteilerplatte 23 kann darüber hinaus über eine adhäsive Schicht 24 aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von l > 0,8 W/(m K) und/oder einem Schubmodul von G < 10 MPa mit der Kernanordnung 10 verbunden sein. Da die adhäsive Schicht 24, beispielsweise eine Klebstoffschicht, äußerst dünn ist und über eine große Anbindungsfläche zur Kernanordnung 10 verfügt, reicht hier auch eine reduzierte Wärmeleitfähigkeit l von l > 0,8 W/(m K). Um darüber hinaus unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Kernkörpern 11 , beispielsweise einer Ferritplatte 27 und der Verteilerplatte 23 ausgleichen zu können, ist es vorteilhaft, die Klebstoffschicht bzw. generell die adhäsive Schicht 24 mit einem Schubmodul G < 10 MPa auszustatten. Die adhäsive Schicht 24, kann selbstverständlich auch direkt zwischen der Stütze 15 und dem Kernkörper 11 vorgesehen werden, sofern beispielsweise keine Verteilerplatte 23 vorgesehen ist. Ebenso kann eine zusätzliche adhäsive Schicht 24a bei vorhandener Verteilerplatte 23 auch zwischen der Verteilerplatte 23 und der Stütze 15 vorgesehen sein.

Eine Dicke der Verteilerplatte 23 bzw. der Verteilerschicht 23a liegt im Bereich von 0,2 bis 2,0 mm. Die zumindest eine Verteilerplatte 23 kann dabei neben einer Vergrößerung der wärmeübertragenden Kontaktfläche zwischen Kernkörper 11 und Stütze 15 auch eine Abstützfunktion erfüllen. Auch kann bei elektrisch leitender Verteilerplatte 23 noch eine Isolierschicht 58 zwischen dieser und dem Kernkörper 11 und/oder zwischen dieser und der Stütze 15 vorgesehen werden. Entsprechend den Fig. 8 und 9 ist zudem eine Konsole 50 vorgesehen, über welche eine Abstützung des Kernkörpers 11 erfolgt. In diesem Fall sind die Abstandselemente 46 zur Positionierung des zugehörigen Kernkörpers 11 an der Konsole 50 angeordnet, insbesondere einstückig mit dieser ausgebildet. Die Verteilerplatte 23 kann in den Fig. 8 und 9 als Verteilerschicht 23a ausgebildet sein, beispielsweise als Metallfolie, als Blech oder als thermische Interface- Material.

Die Verteilerschicht 23a besitzt eine laterale Wärmeleitfähigkeit l > 20 W/(m K), bevorzugt l > 50W/(m K), besonders bevorzugt l > 100 W/(m K)). Eine solche Verteilerschicht 23a kann z.B. aus Graphit bestehen, also eine Graphitfolie sein. Eine solche Graphitfolie zeichnet sich aufgrund der Fierstellung durch eine anisotrope thermische Leitfähigkeit aus, welche in Dickenrichtung 5 W/(m K) < l < 10 W/(m K) und in lateraler Richtung l > 100 W/(m K) besitzt. Durch diese hohe laterale thermische Leitfähigkeit kann die Wärme sehr gut aus den Randbereichen des Kernkörpers 11 zur Stütze 15 geleitet werden, wodurch die Temperaturverteilung im Kernkörper 11 im Betrieb homogenisiert und das Risiko thermo-mechanischen Versagens reduziert wird. Alternativ kann auch ein Blech aus einem thermisch leitfähigen Material (z.B. Aluminium, Kupfer) verwendet werden. Da diese Materialien eine elektrische Leitfähigkeit besitzen, welche zu einer Interaktion mit einem magnetischen Wechselfeld führt, ist darauf zu achten, dass eine solche elektrisch leitfähige Verteilerschicht 23a bzw. eine solche Verteilerplatte 23 in einem Bereich, nämlich dem Zentralbereich 18 oder einem größeren Zentralbereich 18a, eingesetzt wird, in welchem die vorhandene Feldstärke ausreichend gering ist (z.B. < 1 mT), um eine signifikante Beeinflussung des magnetischen Feldes und damit verbundene Verluste zu vermeiden. Eine solche Position ist z.B. direkt unterhalb der Kernkörper 11 gegeben, wenn der Außenrand 43 der Verteilerschicht 23a bzw. Verteilerplatte 23 gegenüber dem Rand des magnetischen Leiters, das heißt dem Kernkörper 11 , ausreichend zurückgesetzt ist (z.B. 5 ... 25 mm). Der Abstand ist mit der Stärke des magnetischen Streufeldes am Ferritrand abzustimmen und kann innerhalb eines Kernkörpers 11 über den Umfang variieren oder ggf. ganz entfallen.

Gemäß den Fig. 10a bis d sind die magnetischen Feldlinien mit dem Bezugszeichen 32 bezeichnet, wodurch klar erkennbar ist, dass im Bereich der Stützen 15 die magnetischen Feldlinien 32 direkt am oder im Kernkörper 11 verlaufen und dadurch selbst bei der Verwendung einer metallischen Stütze 15 nicht gestört werden, wodurch keine Wirbelströme oder Hystereseverluste entstehen. Der jeweilige Randbereich 22 ist in unterschiedlichen Richtungen und auch bezüglich unterschiedlicher Orientierungen der Kernkörper 11 unterschiedlich groß, wobei erkennbar ist, dass die magnetischen Feldlinien 32 schon kurz neben einem seitlichen Rand 33 des Kernkörpers 11 , beispielsweise der Ferritplatte 27, im oder nahe am Kernkörper 11 verlaufen und das magnetische Feld dadurch stark abnimmt, so dass die Stütze 15 nicht unbedingt mittig quer zur Abstandsrichtung 7 am jeweiligen Kernkörper 11 angeordnet werden muss, sondern der Zentralbereich 18 eine gewisse Größe (vgl. Fig. 4) aufweist und dadurch eine individuelle Verschiebung der Stütze 15 erlaubt.

Da bekannt ist, dass insbesondere scharfkantige elektrische leitende und magnetische Feldlinien 32 durchdringende Geometrien besonders hohe Verluste durch Wirbelströme und Hysterese-Effekt erzeugen, kann ein Außenrand 43 zumindest einer Verteilerplatte 23 kann auch eine Fase 44 aufweisen oder abgerundet ausgebildet sein. In Fig. 10a ist der Außenrand 43 der Verteilerplatte 23 scharfkantig, wodurch magnetischen Feldlinien 32 durch den Außenrand 43 verlaufen. In Fig. 10b weist der Außenrand 43 eine Fase 44 und in Fig. 10c zwei Fasen 44 auf. In Fig. 10d ist der Außenrand abgerundet, wodurch der Magnetfluss um die Verteilerplatte 23 möglichst stromlinienförmig gestaltet werden kann. Dadurch können Verluste vermieden werden, die sich an einspringenden scharfen Kanten konzentrieren können. In den gezeigten Ausführungsbeispielen weist die Bodenbaugruppe 1 eine Deckplatte 17 auf. Zwischen der Deckplatte 17 und dem oberen Litzenträger 39 sind Hohlräume 41 vorgesehen, in denen beispielsweise eine Platine 42 angeordnet sein kann. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Grundplatte 8 als eine Kühlplatte 30 ausgebildet, durch welche Kühlkanäle 25 für ein Kühlmittel verlaufen. Das Kühlmittel kühlt im Betrieb die Grundplatte 8 aktiv. Die aktive gekühlte Grundplatte 8 kühlt über die Stützen 15 die Kernanordnung 10 bzw. die Kernkörper 11 und die Flachspule 5 und zusätzlich die Luft und folglich über die Luft wiederum die Flachspule 5 und die Kernanordnung 10. Die Grundplatte 8 ist hierbei vorteilhaft aus einem Metall oder einer Metalllegierung, insbesondere Aluminium, hergestellt, um die Wärmeübertragung zwischen Kühlmittel, Grundplatte 8 und Luft zu verbessern. Durch die beabstandete Anordnung der Grundplatte 8 zur Flachspule 5 und Kernanordnung 10 wird eine magnetische bzw. elektromagnetische Wechselwirkung der Grundplatte 8 mit der Flachspule 5 und der Kernanordnung 10 minimiert oder zumindest reduziert. Der Abstand der Grundplatte 8 zu Kernkörper 11 kann zwischen 20 und 80 mm liegen. Durch die Herstellung der Grundplatte 8 aus einem Metall oder einer Metalllegierung erfolgt zugleich eine elektromagnetische Abschirmung der Bodenbaugruppe 1.

Die Stütze 15 ist vorzugsweise mit einem Wärmedurchlasswiderstand RT < 500 mm 2 K/W, insbesondere mit einem Wärmedurchlasswiderstand RT < 300 mm 2 K/W und besonders bevorzugt mit einem Wärmedurchlasswiderstand RT < 100 mm 2 K/W, mit dem zugehörigen Kernkörper 11 und der Grundplatte (8) wärmeleitend verbunden. Hierbei kann insbesondere ein Verlöten oder ein Verkleben zum Einsatz kommen, welches zum einen eine mechanische Anbindung und zum anderen eine wärmeübertragende Anbindung ermöglicht. Zusätzlich oder alternativ weist die zumindest eine Stütze 15 einen Wärmeleitwiderstand Rth zwischen einer Anbindungsfläche zum Kernkörper 11 und einer Anbindungsfläche zur Grundplatte 8 von Rth < 0,5 K/W, bevorzugt Rth < 0,3 K/W, besonders bevorzugt von Rth < 0,1 K/W auf. Mit der erfindungsgemäßen Bodenbaugruppe 1 lassen sich mehrere Vorteile erzielen:

- verbesserte Entwärmung und Belastung der Kernkörper 11 und dadurch hohe Lebensdauer und geringes Bruchrisiko, derselben,

- keine zusätzlichen aktiven Komponenten zur Verbesserung des Wärmetransportes, insbesondere keine Luftströmung,

- dünner Aufbau der thermischen Anbindung durch Verwendung wärmeleitender Stützen 15, insbesondere aus Metall,

- freier Bauraum für Elektronik-Komponenten inkl. Befestigungsmöglichkeiten für Elektronikkomponenten,

- einfacher und kostengünstiger Aufbau,

- flexibel an Leistungsklasse und Umgebungsbedingungen anpassbar,

- Funktionsintegration von Elektromagnetik - Elektronik - Thermik - Mechanik.

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