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Title:
INDUCTION CHARGING DEVICE WITH COOLING ARRANGEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/197267
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an induction charging device (1) for a partially or fully electrically operated motor vehicle. The induction charging device (1) comprises an emission protection arrangement (2) having a metal shield plate (4) and a charging arrangement (3) fixed to the emission protection arrangement (2). The charging arrangement (3) comprises at least one magnet plate (5) that is ferrimagnetic or ferromagnetic at least in regions, and at least one induction coil (6) in a charging housing (11). According to the invention, the charging arrangement (3) comprises an active cooling arrangement (7) fixed in the charging housing (11) in a heat-transmitting manner.

Inventors:
LÄMMLE CHRISTOPHER (DE)
LÄMMLE TIMO (DE)
MALDOVAN FLORIN (DE)
NEFF HEIKO (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/059777
Publication Date:
November 01, 2018
Filing Date:
April 17, 2018
Export Citation:
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Assignee:
MAHLE INT GMBH (DE)
International Classes:
B60L11/18; H01F27/00; H01F27/02; H01F27/08; H01F38/14
Domestic Patent References:
WO2015014827A22015-02-05
Foreign References:
GB2529630A2016-03-02
EP2620960A12013-07-31
EP2858079A12015-04-08
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
BRP RENAUD UND PARTNER MBB (DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Induktionsladevorrichtung (1 ) für ein teil- oder vollelektrisch betriebenes Kraftfahrzeug,

- wobei die Induktionsladevorrichtung (1 ) eine Emissionsschutzanordnung (2) mit einer Metallschirmplatte (4) und eine an der Emissionsschutzanordnung (2) festgelegte Ladeanordnung (3) aufweist,

- wobei die Ladeanordnung (3) wenigstens eine zumindest bereichsweise ferri- magnetische oder ferromagnetische und der Emissionsschutzanordnung zugewandte Magnetplatte (5) und wenigstens eine Induktionsspule (6) in einem Ladegehäuse (1 1 ) aufweist,

dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeanordnung (3) eine wärmeübertragend in dem Ladegehäuse (1 1 ) festgelegte aktive Kühlanordnung (7) aufweist.

2. Induktionsladevorrichtung nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kühlanordnung (7) mit einer Kühlungsoberseite (7a) an der Magnetplatte (5) und mit einer Kühlungsunterseite (7b) an der wenigstens einer Induktionsspule (6) zumindest bereichsweise angeordnet ist.

3. Induktionsladevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Kühlanordnung (7) aus einem nicht metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem diffusionsdichten Kunststoff oder aus einem eine diffusionsdichte Beschichtung aufweisenden Kunststoff, hergestellt ist.

4. Induktionsladevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Kühlanordnung (7) mit der Kühlungsunterseite (7b) an einer Magnetplattenoberseite (5a) der Magnetplatte (5) angeordnet ist.

5. Induktionsladevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass

die Kühlanordnung (7) aus einem Metall, vorzugsweise aus Aluminium, oder aus einer Metalllegierung, vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung, hergestellt ist.

6. Induktionsladevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Kühlanordnung (7) mit der Kühlungsoberseite (7a) an einer Gehäuseunterseite (1 1 b) oder an einer Spulenunterseite (6b) angeordnet ist.

7. Induktionsladevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Ladegehäuse (1 1 ) auf einer Gehäuseoberseite (1 1 a) wenigstens eine Spulenvertiefung für die wenigstens eine Induktionsspule (6) und/oder wenigstens eine Magnetplattenvertiefung für die Magnetplatte (5) und/oder auf der Gehäuseunterseite (1 1 b) wenigstens eine Kühlvertiefung (18) für die Kühlanordnung (7) aufweist.

8. Induktionsladevorrichtung nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

- dass die Kühlanordnung (7) wenigstens einen in der Kühlvertiefung (18) des Ladegehäuses (1 1 ) integral ausgebildeten Kühlkanal (16) aufweist und - dass die Ladeanordnung (3) einen Unterseitendeckel (19) aufweist, der an der Gehäuseunterseite (1 1 b) des Ladegehäuses (1 1 ) fluiddicht festgelegt ist.

9. Induktionsladevorrichtung nach Anspruch 7 oder 8,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Ladegehäuse (1 1 ) und/oder der Unterseitendeckel (19) aus einem nicht metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem diffusionsdichten Kunststoff o- der aus einem eine diffusionsdichte Beschichtung aufweisenden Kunststoff, hergestellt sind.

10. Induktionsladevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Kühlanordnung (7) eine Rohranordnung (8) mit wenigstens einem Kühl- fluidrohr (9) und/oder eine Scheibenanordnung (14) oder eine Rohrscheibenanordnung mit wenigstens einer Kühlscheibe (15) mit wenigstens einem Kühlkanal (16) und/oder eine Kanalanordnung (17) mit wenigstens einer Kanalplatte mit wenigstens einem integral in der Kanalplatte ausgeformten Kühlkanal (16) aufweist.

1 1 . Induktionsladevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass das Ladegehäuse (1 1 ) zumindest teilweise mit einer temperaturstabilen und/oder wärmeleitfähigen und/oder elektrisch isolierenden Wärmeableitfüllung gefüllt ist.

12. Induktionsladevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Ladeanordnung (3) eine Wärmeleitschicht (13), bevorzugt eine Wärmeleitplatte, eine Wärmeleitfolie oder eine Wärmeleitpaste, aufweist, die an einer Deckeloberseite (12a) eines Ladegehäusedeckels (12) und an einer Metallplattenunterseite (4b) der Metallschirmplatte (4) anliegt.

13. Induktionsladevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Induktionsladevorrichtung (1 ) eine Leistungselektronikeinheit aufweist, die in der Ladeanordnung (3) oder an der Ladeanordnung (3) oder an der Metallschirmplatte (4) wärmeleitend festgelegt ist.

14. Induktionsladevorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

dass die Induktionsladevorrichtung (1 ) im Wesentlichen eben ausgeformt ist oder im Wesentlichen einer dreidimensionalen Oberfläche folgt.

Description:
INDUKTIONSLADEVORRICHTUNG MIT KÜHLANORDNUNG

Die Erfindung betrifft eine Induktionsladevorrichtung für ein teil- oder vollelektrisch betriebenes Kraftfahrzeug.

Induktionsladevorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bereits bekannt und können zur berührungslosen Übertragung der Energie von einer externen Quelle zu einem Energiespeicher sowohl in dem Kraftfahrzeug als auch direkt in einem elektrischen Verbraucher oder in einem Antrieb eingesetzt werden.

Die Induktionsladevorrichtung weist dabei eine Ladeanordnung mit wenigstens einer Sekundärspule auf, die mit einer Primärspule elektromagnetisch gekoppelt werden kann. Beispielsweise kann die Sekundärspule an einem Kraftfahrzeugboden festgelegt werden und die Primärspule an einer bodenebenen oder in der Höhe verstellbaren Ladestelle. Durch Anfahren der Ladestelle kann dann die Sekundärstelle mit der Primärspule elektromagnetisch gekoppelt und ein Energiespeicher des Kraftfahrzeugs durch eine elektromagnetische Wechselwirkung zwischen der Primärspule und der Sekundärspule berührungslos aufgeladen werden. Durch eine Spulenvielzahl in dem Boden oder in der Fahrbahn kann auch halbdynamisch im "stop and go" Betrieb oder dynamisch im Fahrbetrieb Energie übertragen werden. Die Primärspule und die Sekundärspule können dabei beispielsweise in Form einer Circularspule oder Doppel-D-Spule oder anders ausgestaltet sein.

Bei einem Ladevorgang wird zwischen der Primärspule und der Sekundärspule ein elektromagnetisches Feld aufgebaut, das durch eine zumindest bereichsweise ferrimagnetische oder ferromagnetische Magnetplatte - beispielsweise mit weichmagnetischen Ferriten - zur Verringerung der Ladeverluste beeinflusst wird. In der Ladeanordnung entsteht eine elektromagnetische Feldemission, de- ren Höhe mit der Ladeleistung ansteigt. Die Feldemission kann mit einer Emissionsschutzanordnung - meistens in Form einer Metallschirmplatte aus Aluminium - aufgefangen werden, um elektronische Geräte in dem Kraftfahrzeug nicht zu beschädigen sowie eine negative gesundheitliche Wirkung auf einen Menschen auszuschließen.

Mit der steigenden Ladeleistung steigt auch die an der Magnetplatte und an der Metallschirmplatte anfallende Wärmemenge. Bei einer hohen Ladeleistung kann die Wärme nur teilweise abgeführt werden, was zu einem Überhitzen und folglich zu einem Beschädigen der Induktionsladevorrichtung führen kann.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Induktionsladevorrichtung bereitzustellen, bei der eine höhere Ladeleistung erreicht wird und ein Beschädigen der Induktionsladevorrichtung infolge eines Überhitzens verhindert wird.

Diese Aufgabe 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 Induktionsladevorrichtung aktiv zu kühlen, um eine höhere Ladeleistung zu erreichen sowie ein Beschädigen der Induktionsladevorrichtung infolge eines Überhitzens zu verhindern. Hierzu weist die Induktionsladevorrichtung eine Emissionsschutzanordnung mit einer Metallschirmplatte und eine an der Emissionsschutzanordnung festgelegte Ladeanordnung auf. Die Ladeanordnung weist dabei wenigstens eine zumindest bereichsweise ferrimagnetische oder ferromagnetische und der Emissionsschutzanordnung zugewandte Magnetplatte und wenigstens eine Induktionsspule in einem Ladegehäuse auf. Erfindungsgemäß weist die Ladean- Ordnung eine wärmeübertragend in dem Ladegehäuse festgelegte aktive Kühlanordnung auf.

Die Induktionsspule - eine sogenannte Sekundärspule - kann mit einer externen Induktionsspule - einer sogenannten Primärspule - elektromagnetisch gekoppelt werden und die Energie von der externen Induktionsspule zu der Induktionsspule und folglich zu einem Energiespeicher berührungslos übertragen werden. Die aktive Kühlanordnung kühlt dabei die Ladeanordnung und ist als eine durch ein Kühlfluid - beispielsweise Wasser, Öl oder ein Kühlmittel - zumindest bereichsweise durchfließbare Anordnung zu verstehen. Dazu kann die Kühlanordnung wenigstens einen Kühlkanal aufweisen, durch den das Kühlfluid fließen kann. Erfindungsgemäß ist die aktive Kühlanordnung in dem Ladegehäuse festgelegt, so dass durch eine Wärmeübertragung zwischen dem kühleren Kühlfluid der Kühlanordnung und einem der heißeren Elemente der Ladeanordnung dieses aktiv gekühlt wird. Vorteilhafterweise findet die Wärmeübertragung direkt an den wärmeerzeugenden Elementen der Ladeanordnung statt, wodurch ein höherer Temperaturgradient und folglich eine bessere Wärmeübertragung erreicht werden können. Insgesamt können auf diese Weise ein Überhitzen der Induktionsladevorrichtung verhindert und die Ladeleistung erhöht werden.

Die Metallschirmplatte der Emissionsschutzanordnung schirmt die elektromagnetische Feldemission der Ladeanordnung ab und kann beispielsweise aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Zweckgemäß sind die Emissionsschutzanordnung auf einer Oberseite und die Ladeanordnung auf einer Unterseite der Induktionsladevorrichtung angeordnet. Die Oberseite ist dabei als eine dem Kraftfahrzeug zugewandte Seite und die Unterseite ist als eine dem Kraftfahrzeug abgewandte Seite der Induktionsladevorrichtung mit der Induktionsspule - der sogenannten Sekundärspule - definiert. Auf diese Weise kann die Emissionsschutzanordnung das Kraftfahrzeug von der in der Ladeanordnung er- zeugten Feldemission abschirmen und die Induktionsspule der Ladeanordnung mit einer externen Induktionsspule beispielsweise einer Ladestelle gekoppelt werden.

Durch die zumindest bereichsweise ferrimagnetische oder ferromagnetische und der Emissionsschutzanordnung zugewandte Magnetplatte kann das von der Induktionsspule erzeugte elektromagnetische Feld beeinflusst werden und die Ladeleistung erhöht werden. Dazu kann die Magnetplatte beispielsweise weichmagnetische Ferrite aufweisen, die auf einer metallischen Platte zumindest bereichsweise angeordnet sind. Des Weiteren kann die Induktionsladevorrichtung zur Erhöhung der Ladeleistung mehrere Induktionsspulen aufweisen. Die jeweilige Induktionsspule kann dabei eine Circularspule oder eine Doppel-D-Spule oder eine Solenoid-Spule oder eine Bi-Polar-Spule sein. Die Abmessungen der jeweiligen Induktionsspule können an die geforderte Ladeleistung auch angepasst werden.

Insgesamt kann die erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung durch die aktive Kühlanordnung aktiv gekühlt werden, wodurch die Ladeleistung erhöht und ein Überhitzen der Induktionsladevorrichtung vermieden wird. Alternativ können zur Erzielung einer im Vergleich zu den herkömmlichen Induktionsladevorrichtungen gleichen Ladeleistung in der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung leichtere und in ihren Abmessungen kleinere Induktionsspulen verwendet werden. Dadurch können die Gesamtmasse, die Abmessungen sowie die Kosten der Induktionsladevorrichtung vorteilhaft reduziert werden.

Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Kühlanordnung mit einer Kühlungsoberseite an der Magnetplatte und mit einer Kühlungsunterseite an der wenigstens einer Induktionsspule zumindest bereichsweise angeordnet ist. Auf diese Weise wird die Kühlanordnung direkt an der wärmeentwickelnden Induktionsspule angeordnet, wodurch die Wärmeübertragung direkt zwischen der Kühlanordnung und der Induktionsspule stattfindet. Ein Überhitzen der Induktionsspule, der Magnetplatte sowie des Ladegehäuses wird dadurch vorteilhaft verhindert. Die Kühlanordnung kann dabei an der Induktionsspule sowohl bereichsweise als auch komplett großflächig anliegen.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Kühlanordnung aus einem nicht metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem diffusionsdichten Kunststoff oder aus einem eine diffusionsdichte Beschichtung aufweisenden Kunststoff, hergestellt ist. Der Kunststoff stört die Wechselwirkung zwischen der Magnetplatte und der Induktionsspule bei der Kopplung der Induktionsspule mit einer externen Induktionsspule nicht, so dass die Ladeleistung aufrechterhalten wird. Durch den diffusionsdichten Kunststoff oder alternativ durch den die Diffusionsbeschichtung aufweisenden Kunststoff wird ein Diffundieren des Kühlfluids in die Induktionsspule sowie in weitere elektrisch leitend angebundene Komponenten der Ladeanordnung verhindert. Auf diese Weise kann ein effizientes Kühlen der Induktionsladevorrichtung erreicht und ein elektrisches sowie ein mechanisches Beschädigen der Induktionsladevorrichtung verhindert werden. Um das von der Induktionsspule erzeugte elektromagnetische Feld auch durch das Kühlfluid nicht negativ zu beeinflussen, kann ein nichtleitendes oder ein nur geringfügig leitendes Kühlfluid verwendet werden. Insgesamt kann bei dieser Ausführung die Kühlanordnung großflächig beispielsweise an der Induktionsspule und an der Magnetplatte angeordnet werden und dadurch die Ladeanordnung ohne die Ladeleistung der Induktionsladevorrichtung zu vermindern effizient gekühlt werden.

Alternativ oder zusätzlich ist vorgesehen, dass die Kühlanordnung mit der Kühlungsunterseite an einer Magnetplattenoberseite der Magnetplatte angeordnet ist. Bei dieser Ausführung der Kühlanordnung wird die Wechselwirkung der Magnet- platte mit der Induktionsspule bei der Kopplung der Induktionsspule mit einer externen Induktionsspule nicht beeinflusst, so dass die Kühlanordnung an der Magnetplatte bereichsweise oder großflächig angeordnet werden kann. Zusätzlich kann die Kühlanordnung aus einem beliebigen Material hergestellt sein.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Kühlanordnung aus einem Metall, vorzugsweise aus Aluminium, oder aus einer Metalllegierung, vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung, hergestellt ist. Metalle und einige Metalllegierungen weisen eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit auf, so dass die Wärmeübertragung zwischen dem kühleren Kühlfluid und den zu kühlenden heißeren Elementen der Ladeanordnung vorteilhaft erhöht werden kann.

Bei einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, dass die Kühlanordnung mit der Kühlungsoberseite an einer Gehäuseunterseite und/oder an einer Spulenunterseite angeordnet ist. Bei dieser Ausführung der Ladeanordnung kann die Kühlanordnung an der Induktionsspule und/oder an der Gehäuseunterseite ebenfalls bereichsweise oder großflächig anliegen. Um die Wechselwirkung der Induktionsspule mit einer externen Induktionsspule bei der Kopplung nicht negativ zu beeinflussen, kann die Kühlanordnung aus einem nichtmetallischen Werkstoff hergestellt sein. Vorzugsweise ist der nichtmetallische Werkstoff ein diffusionsdichter Kunststoff oder ein eine diffusionsdichte Beschichtung aufweisender Kunststoff. Zusätzlich kann bei dieser Ausführung der Ladeanordnung auch ein nichtleitendes oder ein nur geringfügig leitendes Kühlfluid verwendet werden.

Um die einzelnen zu kühlenden Elemente in der Ladeanordnung anordnen zu können, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Ladegehäuse auf einer Gehäuseoberseite wenigstens eine Spulenvertiefung für die wenigstens eine Induktionsspule und/oder wenigstens eine Magnetplattenvertiefung für die Magnetplat- te und/oder auf einer Gehäuseunterseite wenigstens eine Kühlvertiefung für die Kühlanordnung aufweist. Auf diese Weise können die Induktionsspule, die Magnetplatte oder auch die Kühlanordnung in dem Ladegehäuse auf eine platzsparende Weise festgelegt werden. Zusätzlich wird ein großflächiges Anliegen der einzelnen zu kühlenden Elemente der Ladeanordnung aneinander ermöglicht, so dass die Wärmeübertragung zwischen der Kühlanordnung und den einzelnen zu kühlenden Elementen der Ladeanordnung verbessert wird.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Kühlanordnung wenigstens einen in der Kühlvertiefung des Ladegehäuses integral ausgebildeten Kühlkanal aufweist und dass die Ladeanordnung einen Unterseitendeckel aufweist, der an der Gehäuseunterseite des Ladegehäuses fluiddicht festgelegt ist. Die Kühlanordnung wird somit durch die Gehäuseunterseite und den an der Gehäuseunterseite fluiddicht anliegenden Unterseitendeckel gebildet. Der Kühlkanal wird durch das Kühl- fluid durchflössen, so dass das Ladegehäuse direkt gekühlt wird. Auf diese Weise kann die Effizienz der Kühlanordnung deutlich verbessert werden. Das fluiddichte Festlegen des Unterseitendeckels an der Gehäuseunterseite kann beispielsweise durch eine Klebeverbindung erreicht werden. Alternativ kann auch ein Dichtmittel - beispielsweise ein elastisches Material wie Gummi - in Kombination mit einer Schraubenverbindung oder einer Klemmverbindung verwendet werden.

Um die Wechselwirkung der Induktionsspule mit einer externen Induktionsspule bei der Kopplung auch hier nicht negativ zu beeinflussen, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass das Ladegehäuse und/oder der Unterseitendeckel aus einem nicht metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus einem diffusionsdichten Kunststoff oder aus einem eine diffusionsdichte Beschichtung aufweisenden Kunststoff, hergestellt sind. Der Kühlkanal kann dann auf der Gehäuseunterseite beispielsweise gefräst werden oder alternativ das Ladegehäuse mit dem integral ausgebildeten Kühlkanal in einem Spritzgussverfahren hergestellt werden. Vorteilhafterweise kann die Kühlanordnung eine Rohranordnung mit wenigstens einem Kühlfluidrohr aufweisen. Die Rohranordnung kann dabei mehrere Kühlflu- idrohre aufweisen, die durch das Kühlfluid durchfließbar sind und beispielsweise durch einen Kühlfluidsammler verbunden sind.

Alternativ oder zusätzlich kann die Kühlanordnung eine Scheibenanordnung mit wenigstens einer Kühlscheibe mit wenigstens einem Kühlkanal aufweisen. Die Kühlkanäle können dabei beispielsweise durch ein Umformen der Kühlscheibe ausgeformt und offen ausgestaltet sein. So können die Kühlkanäle beispielsweise durch ein Tiefziehen der Kühlscheibe aus einem Metall oder aus einem Kunststoff ausgeformt werden. Um die offenen Kühlkanäle zu schließen, kann die Scheibenanordnung beispielsweise an der Magnetplatte, an dem Ladegehäusedeckel oder an einer Gehäuseunterseite des Ladegehäuses fluiddicht festgelegt werden. Alternativ kann die Kühlanordnung ein Kühlungsgehäuse aufweisen, in dem die Scheibenanordnung fluiddicht festgelegt ist.

Alternativ oder zusätzlich kann die Kühlanordnung auch eine Kanalanordnung mit wenigstens einer Kanalplatte mit wenigstens einem integral in der Kanalplatte ausgeformten Kühlkanal aufweisen. Die Kanalplatte kann beispielsweise metallisch oder nicht metallisch sein und die Kühlkanäle beispielsweise durch ein Fräsen in der Kanalplatte geformt werden. Vorteilhafterweise können auch Oberflächen der einzelnen zu kühlenden Elemente der Ladeanordnung, wie beispielsweise der Ladegehäusedeckel oder die Magnetplatte oder das Ladegehäuse, als Kanalplatte dienen. Die Kanalanordnung ermöglicht ein besonders platzsparendes Festlegen der Kühlanordnung in der Ladeanordnung.

Um die Wärmeübertragung zwischen der Kühlanordnung und den einzelnen zu kühlenden Elementen der Ladeanordnung zu erhöhen, ist vorteilhafterweise vor- gesehen, dass das Ladegehäuse zumindest teilweise mit einer temperaturstabilen und/oder wärmeleitfähigen und/oder elektrisch isolierenden Wärmeableitfüllung gefüllt ist. Die Wärmeableitfüllung kann beispielsweise eine Wärmeleitpaste oder eine Vergussmasse sein, die in das Ladegehäuse vergossen und durch eine Wärmezufuhr verfestigt wird. Durch die Wärmeableitfüllung können die zu kühlenden Elemente der Ladeanordnung wärmeleitend aneinander festgelegt werden, so dass die Wärmeübertragung zwischen den einzelnen zu kühlenden Elementen untereinander sowie mit der Kühlanordnung verbessert wird. Auf diese Weise können auch die nicht direkt an der Kühlanordnung anliegenden Elemente der Ladeanordnung effektiv gekühlt werden. Die elektrisch isolierende Wärmeableitfüllung kann insbesondere bei der metallischen Kühlanordnung vorteilhaft eingesetzt werden.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass die Ladeanordnung eine Wärmeleitschicht aufweist, die an einer Deckeloberseite eines Ladegehäusedeckels und an einer Metallplattenunterseite der Metallschirmplatte anliegt. Die Wärmeleitschicht kann eine Wärmeleitplatte, eine Wärmeleitfolie oder eine Wärmeleitpaste sein. Auf diese Weise kann auch die Metallschirmplatte der Emissionsschutzanordnung wärmeleitend mit der Ladeanordnung und folglich mit der Kühlanordnung verbunden und aktiv gekühlt werden. Ein Festlegen der Wärmeleitschicht kann dabei stoff-, kraft- oder auch formschlüssig erfolgen.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung ist vorgesehen, dass die Induktionsladevorrichtung eine Leistungselektronikeinheit aufweist, die in der Ladeanordnung oder an der Ladeanordnung oder an der Metallschirmplatte wärmeleitend festgelegt ist. Die Leistungselektronikeinheit beinhaltet mehrere elektrische wärmeerzeugende Komponenten, die auf diese Weise durch die Kühlanordnung gekühlt werden können. Um die Induktionsladevorrichtung platzsparend an dem Kraftfahrzeug festlegen zu können, ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Induktionsladevorrichtung im Wesentlichen eben ausgeformt ist oder im Wesentlichen einer dreidimensionalen Oberfläche folgt. So kann beispielsweise die eben ausgeformte Induktionsladevorrichtung an einem Kraftfahrzeugboden festgelegt sein und die Induktionsspule der Induktionsladevorrichtung durch ein Anfahren einer ebenen Ladestelle mit einer externen Induktionsspule gekoppelt werden. Alternativ kann die Induktionsladevorrichtung im Wesentlichen der dreidimensionalen Oberfläche folgen und beispielsweise an die Form des Kraftfahrzeugbodens angepasst werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Induktionsladevorrichtung an dem Kraftfahrzeugboden platzsparend angeordnet werden und ein unerwünschtes Abreißen der Induktionsladevorrichtung infolge einer Kraftfahrzeugnutzung vermieden werden.

Insgesamt kann die Induktionsladevorrichtung durch die aktive Kühlanordnung aktiv gekühlt werden, wodurch die Ladeleistung erhöht und ein Überhitzen der Induktionsladevorrichtung vermieden wird.

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 eine Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung in einer ersten Ausführung;

Fig. 2 eine Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Induktionsladevorrichtung;

Fig. 3 eine Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung in einer zweiten Ausführung;

Fig. 4 eine Ansicht der in Fig. 3 gezeigten Induktionsladevorrichtung;

Fig. 5 eine Explosionsansicht einer erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung in einer dritten Ausführung;

Fig. 6 eine Ansicht der in Fig. 5 gezeigten Induktionsladevorrichtung.

Fig. 1 und Fig. 2 zeigen eine Explosionsansicht und eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung 1 . Die Induktionsladevorrichtung 1 weist eine Emissionsschutzanordnung 2 und eine Ladeanordnung 3 auf. Die Emissionsschutzanordnung 2 umfasst eine Metallschirmplatte 4, die die elektromagnetische Feldemission der Ladeanordnung 3 zu einem Kraftfahrzeug hin abschirmt. Die Metallschirmplatte 4 kann beispielsweise aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Die Ladeanordnung 3 weist eine zumindest bereichsweise ferrimagnetische oder ferromagnetische Magnetplatte 5, eine Induktionsspule 6 und eine aktive Kühlanordnung 7 auf. Die Induktionsspule 6 ist hier beispielhaft in Form einer Circularspule ausgebildet und kann mit einer externen Induktionsspule elektromagnetisch gekoppelt werden. Die Kühlanordnung 7 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Rohranordnung 8 mit mehreren Kühlfluidrohren 9, die beidseitig durch Kühlfluidsammler 10a und 10b miteinander verbunden sind. Die Kühlanordnung 7 ist wärmeleitend mit einer Kühlungsoberseite 7a an einer Magnetplattenunterseite 5b der Magnetplatte 5 und mit einer Kühlungsunterseite 7b an einer Spulenoberseite 6a der Induktionsspule 6 angeordnet. Durch die Kühlanordnung 7 kann so ein Überhitzen der Induktionsspule 6 und der Magnetplatte 5 vorteilhaft verhindert werden. Um die Feldführung der Magnetplatte 5 und der Induktionsspule 6 nicht negativ zu beeinflussen, kann die Kühlanordnung 7 aus einem nicht metallischen Werkstoff hergestellt sein. Zusätzlich kann auch ein nicht leitfähiges oder ein nur geringfügig leitfähiges Kühlfluid in der Kühlanordnung 7 verwendet werden. Die Magnetplatte 5, die Induktionsspule 6 und die Kühlanordnung 7 sind in einem Ladegehäuse 1 1 angeordnet, das mit einem Ladegehäusedeckel 12 geschlossen wird. Dabei liegt die Induktionsspule 6 mit einer Spulenunterseite 6b an einer Gehäuseoberseite 1 1 a an.

Die Emissionsschutzanordnung 2 und die Ladeanordnung 3 sind miteinander durch eine Wärmeleitschicht 13 - beispielsweise eine Wärmeleitplatte, eine Wärmeleitfolie oder eine Wärmeleitpaste - verbunden, die an einer Deckeloberseite 12a des Ladegehäusedeckels 12 und an einer Metallplattenunterseite 4b der Metallschirmplatte 4 anliegt. Auf diese Weise wird die Metallschirmplatte 4 der Emissionsschutzanordnung 2 wärmeleitend mit der Ladeanordnung 3 und folglich mit der Kühlanordnung 7 verbunden und aktiv gekühlt. Um die Wärmeübertragung zwischen der Metallschirmplatte 5, der Induktionsspule 6 und der Kühlanordnung 7 zu verbessern, kann das Ladegehäuse 1 1 zumindest teilweise mit einer temperaturstabilen und/oder wärmeleitfähigen und/oder elektrisch isolie- renden Wärmeableitfüllung - beispielsweise einer Wärmeleitpaste oder einer Vergussmasse - gefüllt sein.

Fig. 3 und Fig. 4 zeigen eine Explosionsansicht und eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung 1 . In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kühlanordnung 7 mit der Kühlungsunterseite 7b an einer Magnetplattenoberseite 5a der Magnetplatte 5 - beispielsweise einer Ferritplatte - angeordnet. In der Induktionsladevorrichtung 1 beeinflusst die Kühlanordnung 7 die Feldführung der Magnetplatte 5 mit der Induktionsspule 6 nicht, so dass die Kühlanordnung 7 aus einem beliebigen Material hergestellt sein kann. Die Kühlanordnung 7 ist hier eine Scheibenanordnung 14 mit einer Kühlscheibe 15. Auf der Kühlscheibe 15 sind mehrere Kühlkanäle 16 ausgeformt und die Kühlscheibe 15 ist fluiddicht an der Magnetplattenunterseite 5b festgelegt. Alternativ kann die Scheibenanordnung 14 in Form einer Rohrscheibenanordnung mit mehreren Rohren oder eine Kanalscheibenanordnung mit mehreren geschlossenen integral in der Kanalscheibenanordnung ausgeformten Kühlkanälen sein.

Fig. 5 und Fig. 6 zeigen eine Explosionsansicht und eine schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung 1 . In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kühlanordnung 7 mit der Kühlungsoberseite 7a an einer Gehäuseunterseite 1 1 b angeordnet. Die Kühlanordnung 7 ist hier eine Kanalanordnung 17 mit den Kühlkanälen 16. Die Kühlkanäle 16 sind in einer Kühl Vertiefung 18 auf der Gehäuseunterseite 1 1 b des Ladegehäuses 1 1 integral ausgeformt und sind mit einem Unterseitendeckel 19 fluiddicht abgetrennt. Die Kanalanordnung 17 ist somit durch die Gehäuseunterseite 1 1 b und den an der Gehäuseunterseite 1 1 b fluiddicht anliegenden Unterseitendeckel 19 gebildet. Um die Wechselwirkung der Induktionsspule 6 mit einer externen Induktionsspule nicht negativ zu beeinflussen, können das Ladegehäuse 1 1 und der Unterseitendeckel 19 aus einem nicht metallischen Werkstoff hergestellt sein. Des Weiteren kann auch das Kühlfluid nicht leitend sein.

In den hier dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Induktionsladevorrichtung 1 eben ausgeformt. Die Induktionsladevorrichtung 1 kann jedoch auch im Wesentlichen einer dreidimensionalen Oberfläche folgen, um die Induktionsladevorrichtung 1 beispielsweise an einem unebenen Kraftfahrzeugboden platzsparend festlegen zu können.

Insgesamt kann durch die Kühlanordnung 7 die erfindungsgemäße Induktionsladevorrichtung 1 aktiv gekühlt werden und dadurch die Ladeleistung erhöht und ein Überhitzen der Induktionsladevorrichtung 1 verhindert werden. Alternativ können bei einer gleichbleibenden Ladeleistung in der erfindungsgemäßen Induktionsladevorrichtung 1 die Abmessungen der Induktionsspule 6 verkleinert werden und dadurch die Gesamtmasse, die Abmessungen sowie die Kosten der Induktionsladevorrichtung 1 reduziert werden.