Die vorliegende Erfindung betrifft eine stationäre Energieübertragungseinrichtung zum induktiven Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeuges, wobei die Energieübertragungseinrichtung mehrere entlang der Fahrbahn hintereinander angeordnete Leiterpaare aufweist, wobei jedes Leiterpaar aus einem ersten Leiter und einem zweiten Leiter gebildet ist, die beiden Leiter parallel zueinander in der Fahrbahn angeordnet sind und jeweils eine Leiterschlaufe bilden.

Eine gattungsgemäße Energieübertragungseinrichtung ist in den Figuren 1 und zwei dargestellt. Das stationäre Energieübertragungssystem weist eine sich entlang der Fahrbahn F erstreckende Energieversorgungsleitung 3 auf, die eine erste Versorgungseinheit 4 speist. Mittels der elektrischen Schaltvorrichtung 5 fließt wahlweise in den in der Fahrbahn F in Fahrtrichtung hintereinander verlegten Primärleiterschleifen 6, 6 ^' einen Wechselstrom, der das in Figur 2 dargestellte Magnetfeld M _a und M _b erzeugt. Die beiden parallelen Leiter 6a und 6b sind in einer Ebene zueinander angeordnet, welche parallel zu der Fahrbahnoberfläche F ₀ angeordnet ist. Die Magnetfelder M _a und M _b induzieren in den Wicklungen 2b der Pickup 2 des Fahrzeuges 1 eine Spannung, die zur Versorgung einer nicht dargestellten Batterie des Fahrzeuges genutzt wird . Die Wicklungen 2b können mit nicht dargestellten Kondensatoren Serien- oder Parallelschwingkreise bilden.

Die magnetische Kopplung zwischen der Primär- und der Sekundärseite des Energieübertragungssystems wird verbessert, sofern mehr ferromagnetisches Material in der Sekundärspule verwendet wird . Eine Erhöhung der Kopplung kann auch durch Verwendung von ferromagnetischem Material in der Primärleiteranordnung erzielt werden. Die ist jedoch bedingt durch den großen Materialeinsatz unverhältnismäßig teuer, so dass auf ferromagnetisches Material in der Primäranordnung nach Möglichkeit verzichtet werden sollte. Bei Leistungen unterhalb von 100kW wird gewöhnlich eine Arbeitsfrequenz von 20 kHz bis 200 kHz gewählt. Die Arbeitsfrequenz wird nach oben hin im Wesentlichen durch die Schaltverluste der verwendeten IGBTs begrenzt. Andererseits werden die passiven Schaltungskomponenten, insbesondere die Spulen bei höheren Arbeitsfrequenzen kleiner bei gleicher zu übertragender Leistung. Für die Übertragung kleinerer Leistungen sind Arbeitsfrequenzen von 80-90 kHz und 130 bis 145 kHz üblich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stationäre, d .h. primäre, Energieübertragungseinrichtung bereitzustellen, welche einen größeren Luftspalt zwischen der Primär- und der Sekundärseite zulässt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer stationären Energieübertragungseinrichtung zum induktiven Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeuges gelöst, bei der erste Leiter in einem Abstand oberhalb des zweiten Leiters in der Fahrbahn angeordnet ist. Die beiden parallelen Leiter sind dabei in einer Ebene senkrecht zur Fahrbahnoberfläche angeordnet. Hierdurch koppelt die Pickup des Fahrzeuges lediglich mit dem Magnetfeld des oberen ersten Leiters, wodurch die Pickup kleiner gebaut werden kann. Die Wicklung der sekundären Spule der Pickup ist dabei um den Ferritkern der Pickup herum gewickelt, wodurch sich auch oberhalb des Ferritkerns stromdurchflossene Wicklungsdrähte befinden, so dass eine Abschirmung der Pickup gegenüber dem Fahrzeug zwingend notwendig ist.

Es ergeben sich dadurch folgende Vorteile :

- einfacher Aufbau der primärseitigen Leiterschleifen;

- kostengünstige primärseitige Energieübertragungseinrichtung;

- geringe Leitungslänge, da die Leiter in Fahrtrichtung verlegt sind;

- keine Ferrite oder zusätzlichen Metalle zur Beeinflussung des Magnetfei- des auf der Primärseite.

Jedes Leiterpaar ist dabei Bestandteil entweder eines elektrischen Serien- oder Parallelschwingkreises, bestehend jeweils aus dem ersten und zweiten elektrischen Leiter und Kondensatoren. Wie bereits in den Figuren 1 und 2 dargestellt und erläutert, bilden der erste und der zweite Leiter Leiterschleifen, d .h. sie sind an einem Ende direkt oder über einen Kondensator miteinander verbunden. Die leiterpaare sind mittels der Versorgungs- und Schalteinrichtungen mit einer Energieversorgungsleitung wahlweise verbindbar, so dass nicht alle in der Fahrbahn angeordneten Leiterschleifen ständig stromdurchflossen sein müssen, sondern lediglich diejenigen über denen sich ein zu ladendes Fahrzeug befindet.

Durch das übereinander Anordnen der beiden parallel zueinander angeordneten Leiter, ergibt sich ein einfacher Aufbau. Zudem ergeben sich geringe Ausrüstungskosten für die Strecke und geringe Abmessungen der sekundärseiti- gen Einrichtungen, insbesondere der Pickups.

Im einfachsten Falle wird in die Fahrbahnoberfläche ein Schlitz eingearbeitet, in den die beiden Leiter auf Abstand zueinander und übereinander eingelegt werden. Auf ein Gehäuse kann verzichtet werden, sofern die beiden Leiter und das Abstandselement in dem Schlitz eingegossen werden. Es ist jedoch auch möglich, dass die Leiter, und gegebenenfalls auch weitere passive und/oder aktive Komponenten, in einem Gehäuse angeordnet sind ober vor dem Einbringen in den Fahrbahnschlitz miteinander auf Abstand in eine Vergussmasse eingebettet worden sind und dann anschließend die Verbundstruktur aus Leitern und ggfs. weiterer Komponenten anschließend in den Fahrbahnschlitz eingebracht werden. Dabei ist jeweils darauf zu achten, dass durch das Überfahren des später verschlossenen Fahrbahnschlitzes die Leiteranordnung durch die auftretenden Belastungen nicht beschädigt wird . Dies kann durch geeignete Maßnahmen, welche die Kräfte aufnehmen und/oder zur Seite hin ableiten, realisiert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen : Figur 1 : Eine gattungsgemäße Energieübertragungseinrichtung mit hintereinander in Fahrtrichtung angeordneten Leiterschleifen, welche parallel zur Fahrbahnoberfläche angeordnet sind;

Figur 2 : Querschnittsdarstellung durch das in Figur 1 prinziphaft dargestellte Energieübertragungssystem;

Figur 3 : Querschnittsdarstellung durch das erfindungsgemäße Energieübertragungssystem;

Figur 4: weitere mögliche Ausbildung eines erfindungsgemäßen Energieübertragungssystems.

Die Figur 3 zeigt eine Querschnittsdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Energieübertragungssystem, bei dem die beiden Leiter 6a und 6b in der Ebene E, welche senkrecht zur Fahrbahnoberfläche F ₀ und der Zeichnungsebene ausgerichtet ist, in einem Abstand A zueinander angeordnet sind . Der obere Leiter 6a erzeugt dabei das Magnetfeld M _a welches von der Ferritanordnung 2a der Pickup 2 eingefangen wird und in der Spulenwicklung bzw. den Spulenwicklungen 2b der Pickup 2 eine Spannung induziert. Die Pickup 2 ist unterhalb des Fahrzeuges 1 bzw. im Fahrzeugboden angeordnet bzw. integriert. Die Abschirmung 2c schirmt die Pickup 2 gegenüber dem Fahrzeug 1 ab, wobei die Abschirmung 2c auch in der Pickup 2 selbst angeordnet sein kann . Das untere Magnetfeld des unteren Leiters 6b ist nicht dargestellt, da es nicht mit der Pickup 2 zusammenwirkt.

Durch den Abstand A darf nicht zu groß gewählt werden, damit die durch die Leiter 6a, 6b gebildete Induktivität nicht zu groß wird und die Stärke des seitlichen Magnetfeldes nicht die zulässigen Grenzwerte überschreitet.

Jedes Leiterpaar 6a, 6b ist mittels der in Figur 2 dargestellten elektrischen Schaltvorrichtungen oder Einrichtungen 4, 5 mit der Versorgungsleitung 3 verbindbar.

Der obere Leiter wird vorteilhaft unterhalb der Fahrbahnoberfläche F ₀ der Fahrbahn F angeordnet. Es ist möglich, dass der oberer Leiter 6a in der obersten Fahrbahnschicht angeordnet ist. Wie in Figur 4 dargestellt, können die beiden Leiter 6a und 6b in einem senkrechten Schlitz S der Fahrbahn F einliegen. Vorteilhaft sind sie durch ein Abstandselement AE voneinander beabstandet. So kann z. B. eine unter Fundamentschicht FU in den Schlitz eingebracht werden, auf den der untere Leiter 6b gelegt wird, wonach dann das bzw. die Abstandselemente AR auf den unteren Leiter 6b gelegt werden. Anschließend wird der oberer Leiter 6a in den Schlitz S eingelegt, welcher dann z.B. mit dem Fahrbahnbelag verschlossen werden kann.

Es ist selbstverständlich auch möglich, dass die beiden Leiter 6a und 6b in einer Gussform außerhalb des Schlitzes S in einem Abstand zueinander eingegossen werden, und dann anschließend der ausgehärtete Gusskörper mit den darin eingebetteten Leitern 6a und 6b und ggfs. weiterer elektrischer Komponenten, wie z. B. Kapazitäten, in den Fahrbahnschlitz S eingelassen wird.

Auch ist es möglich, dass die Leiter in einem Gehäuse G angeordnet werden, und als Ganzes mit dem Gehäuse G in den Fahrbahnschlitz S eingelassen werden.

Die Sekundärseitige Energieübertragungseinrichtung 2 kann mindestens einen, insbesondere flachen, scheibenförmigen, Spulenkern 2a, welcher insbesondere durch eine flache Ferritanordnung gebildet ist, aufweisen. Der Spulenkern 2b ist von mindestens einer Wicklung 2b an seiner Ober- und Unterseite umgriffen, wobei der Spulenkern 2b und parallel zur Fahrbahnoberfläche F ₀ ausgerichtet am Fahrzeug 1 angeordnet bzw. befestigt ist. Oberhalb der Pickup- Spule 2a, 2b ist eine metallische Abschirmung 2c angeordnet, damit das Fahrzeug 1 nicht durch die magnetischen Felder, welche durch die oberhalb des Spulenkerns 2a angeordneten stromdurchflossenen Leiter erzeugt werden, gestört wird.

Je nachdem, wie das Energieübertragungssystem ausgelegt ist, ist die Pickup- Spule 2a, 2b entweder Bestandteil eines elektrischen Serien- oder Parallelschwingkreises.