CN107735278A - 具有负载导线的插接连接器部件 - Google Patents

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Abstract

一种用于与配对连接器部件(5，4)相连的插接连接器部件(4,5)，该插接连接器部件包括用于在插接连接器部件(4,5)和配对连接器部件(5,4)之间传输负载电流的电功率接触件(42A‑42E，43A，43B)以及与功率接触件(42A‑42E，43A，43B)相连的负载导线(44A,44B,45)。其中，负载导线(44A，44B)设计为具有多个单线(442)，这些单线与相应的功率接触件(42A‑42E，43A，43B)相连，从而用于通过功率接触件(42A‑42E，43A，43B)传输负载电流。以此方式给出了一种连接有负载导线的插接连接器部件，该插接连接器部件实现了以简单、低成本的方式降低尤其是在传输大负载电流时在负载导线上的发热。

Description

具有负载导线的插接连接器部件
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的用于连接配对连接器部件的插接连接器部件。
背景技术
该种插接连接器部件包括一个或多个用于在插接连接器部件和配对连接器部件之间传输负载电流的电功率接触件。电负载导线与至少一个功率接触件相连，通过该负载导线向相应的功率接触件导入负载电流或由相应的功率接触件导出电流。
这样的插接连接器部件可尤其在用于传输充电电流的充电装置上使用。其中，插接连接器部件可尤其用作例如车辆或充电站上的例如充电电缆或充电口上的充电插头，并且用于电机驱动车辆(也称作电动车)的电池的充电。
这样设计用于为电动车充电的充电装置上的插接连接器部件，使其能够传输大充电电流。由于充电过程要顺畅进行，需要使用越来越大的电流，而这需要降低插接连接器部件和与之相连的负载导线中产生的热，从而避免在插接连接器部件和与插接连接器部件的功率接触件相连的负载导线处的(过度的)变热。其中，电流强度可以例如在大于50A的范围内浮动，其中充电电流，尤其是直流充电电流可以大于100A。
通常在通过负载导线传输大负载电流时，使用具有大横截面的电导线，例如铜导线。然而这会使导线的重量以及成本提高。因此，相比于通过使用具有大横截面的导线来降低负载导线中的电阻损失，更倾向于以适当的方式导出负载导线中产生的热，从而以此方式避免(过度的，不允许的)变热。
发明内容
本发明的目的在于，给出一种连接有负载导线的插接连接器部件，该插接连接器部件实现了以简单、低成本的方式降低尤其是在传输大负载电流时在负载导线上的发热。
该目的通过具有权利要求1所述特征的主体实现。
负载导线因此具有多个单线，这些单线与相应的功率接触件相连进而通过功率接触件传输负载电流。
插接连接器部件具有一个或多个功率接触件。负载导线与至少一个功率接触件相连，其中，每个负载导线由多个单线组成。经过功率接触件的电流从而通过与功率接触件相连的负载导线的单线传导。
这是基于这样的基本构思，即，将待通过一个功率接触件传输的负载电流分配到多个单线上，从而通过每个单线只流过电流的一部分，并且由此可以为每个单线选用具有较小横截面的导线。通过使用多个具有小横截面的单线总地提高了负载导线的表面积，从而改善负载导线的热量释放并由此更有利于负载导线的散热。基本上具有小横截面的导线的表面积体积比大于具有大横截面的导线。从而具有小横截面的导线在加载了相同电流密度的情况下具有比大横截面的导线更低的平衡温度，因为热能能够通过导线的表面更好地释放。
应通过一个功率接触件传输的负载电流由此被分配到多个单线上。这些单线分别与相应的功率接触件电相连并且由此共同位于功率接触件的电势上。如果单线的尺寸相同，则这些单线分别传输相同份额的负载电流。例如每个负载导线使用四个单线，则每个单线传输待通过功率接触件传输的总负载电流的四分之一。
在优选的实施方案中，这些单线能够例如电连接在与功率接触件相连的导电轨上。导电轨能够例如以梁的形式垂直于单线延伸的纵向延伸，并且与功率接触件电接触，例如通过使导电轨与功率接触件固定相连，例如以熔焊或焊接或集成在功率接触件中的方式构造。这些单线由导电轨开始延伸，从而使负载电流通过导电轨分配到多个单线上或者传导进功率接触件。
在一个具体的实施方式中，这些单线垂直于单线延伸的纵向彼此隔开。这些单线由此彼此隔开并且不直接彼此相邻地贴靠，这有利于单线的热量释放并且尤其实现了单线的空气环流。这些单线能够例如通过一个或多个限位器保持彼此之间的距离，其中，这些单线由导电轨开始在例如一个通过纵向和由导电轨给出的高度方向形成的面中延伸。这些单线从而沿着高度方向彼此错开，其中相邻的单线通过一个或多个限位器，例如在相邻的单线间延伸的梁，保持彼此之间的距离。
这些单线分别优选以被沿着其纵向延伸的绝缘外皮包裹的方式电绝缘。每个单线例如由与功率接触件相连的导电轨开始并以此在相应的绝缘外皮中延伸，并且由此针对外侧电绝缘。
在这种情况下，限位器能够通过在绝缘外皮之间延伸的梁实现。
绝缘外皮能够例如将两个相邻的单线通过梁彼此相连，从而使这些单线通过梁保持彼此之间的距离，并且由此防止单线彼此之间直接的贴靠。沿着纵向观察，空隙位于梁之间，空气能够流经该空隙，从而使单线能够进行空气环流，进而改进热能的释放。
插接连接器部件优选包括多个功率接触件，这些功率接触件分别与负载导线相连。功率接触件能够用于例如传输直流电，其中，也可想到并且可能的是，通过功率接触件传输单相或多项交流电。
这些单线能够例如在用于为电动车充电的充电系统的充电电缆中时，例如柔性地构造，从而使单线能够弯曲并且进而能够例如使充电电缆以不同的方式铺设。为此，这些单线能够例如通过单核铜导线或通过绞线构造，其中，这些单线分别具有相对较小的横截面。大负载电流的传输能够例如通过使用多个分别只能传输负载电流的一部分的单线来实现。
插接连接器部件可以是为电动车充电的充电系统的组成部分。
在这种情况下，插接连接器部件通过其功率接触件和连接在功率接触件上的负载导线用于传输负载电流，例如具有相对较大电流强度的直流电或交流电，例如大于50A，尤其大于80A或者甚至大于100A。
附图说明
本发明所基于的构思在下文中将根据附图所示的实施例进一步阐述。其中，
图1示出了连接着充电装置的电动车的示意图；
图2A示出了车辆充电口形式的插接连接器部件的实施例的透视图；
图2B示出了图2A的插接连接器部件的另一个透视图；
图3示出了与插接连接器部件的功率接触件相连的负载导线的侧视图；以及
图4示出了图3的负载导线的透视图。
具体实施方式
图1示出了电机驱动车辆(下文中表示为电动车)形式的车辆1的示意图。电动车具有可充电的电池，通过该电池可为用于车辆1驱动的电机供电。
为了给车辆1的电池充电，车辆1能够通过充电电缆3连接在充电站2上。为此，充电电缆3能够通过在一端上呈充电插头形式的插接连接器部件5插在电动车1的相应的充电口4中，并且在其另一端与充电站2电相连。负载电流以相对较大的电流强度通过充电电缆3传输到车辆1。
图2A和图2B示出了充电口形式的插接连接器部件4的一个实施例。在该实施例中，构造为所谓交流/直流组合充电系统CCS(Combined AC/DC-Charging System)-插接连接器的、适合用于传输直流电或交流电形式的负载电流的插接连接器部件4包括具有两个插接段400,401的壳体40，插接段能够与充电线缆3上相应的充电插头5(见图1)插接。纵向延伸的接触件42A-42G，43A，43B沿着插入方向E以接触销的形式插入插接段400,401中，接触销能够通过已知的方式与相应的充电插头5的接触插座沿着插入方向E插接固定。
交流电形式的负载电流能够通过插接段400的接触件42A-42G传输。接触件42A-42G中的沿着环绕中央接触件42A半环形布置的接触件42B-42E作为所谓的功率触点用于(大)充电电流的传输。
功率接触件42A-42E中的接触件42B-42D能够例如作为外侧导体接触(也表示为“L1”,“L2”和“L3”)使用，而接触件42D作为中性导体(也用字母“N”表示)使用，并且居中布置的接触件42A作为保护触点(也表示为“PE”)使用。这些功率接触件42A-42E用于传输单相或多相形式的充电电流，例如具有有效值为例如50A到100A之间的并且电压在例如400V到600V之间的三相交流电流。
额外的接触件42F,42G用于发送信号。接触件42F则作为信号接触件(也表示为“Control Pilot”,缩写“CP”)，通过其能够传输信号信息。与之不同，42G作为所谓的接近触点(也表示为“Proximity Pilot”，缩写“PP”)。通过信号接触件42F能够传输例如方波电压，通过其能够由充电站2向车辆1传输关于最大可用充电功率的信息。与之不同，通过接近触点42G能够确定充电口4上充电插头5的存在。
与之不同，通过下侧的第二插接段401的接触件43A，43B能够传输直流电形式的充电电流。充电口4从而能够在充电系统的范围内使用，通过其能够传输用于电动车1充电的直流电和交流电。
在所示的充电口4的实施例中，下侧的第二插接段401上的每个接触件43A，43B各连接有一条负载导线44A，44B，负载导线由多个单线442组成。充电电流从而不是通过单独的导线，而是以分配在多个单线442上的方式传输。由于每个单线442由此不必传输全部充电电流，而是只传输充电电流的一部分，因此这些单线442能够以例如比单核铜导线或绞线相对更小的导线横截面构造。
如图3和图4所示，这些单线442连接在导电轨441上，该导电轨通过连接段440与相应的接触件43A,43B电相连。板状的连接段440为此以电接触的方式在相应的接触件43A,43B的圆盘430后面贴靠在板状的连接段431上，并且与其固定相连，尤其是与其熔焊或焊接或集成，即与其单件式地构造。
导电轨441沿着垂直于插入方向E并且垂直于纵向L的高度方向H延伸，导电轨441的单线442沿该纵向延伸。这些单线442连接在导电轨441上，并且沿着纵向L垂直于导电轨441向外延伸。
这些单线442沿着高度方向H在导电轨441上错开布置，并且彼此之间具有距离A(沿高度方向H观察)。每个单线442沿其纵向L被例如由电绝缘的塑料材料制成的绝缘外皮443包裹，并且由此通过绝缘外皮443与外界电绝缘。
这些单线442在由高度方向H和纵向方向L构成的平面中延伸，并且在该平面中彼此这样错开，从而使相邻的单线442之间产生距离A。
为了使这些单线442沿着纵向L保持彼此之间的距离A，在每两个相邻的单线442之间布置由塑料制成的梁444的形式的限位器，该限位器防止相邻的单线442互相贴靠。梁444能够与这些相邻的单线442的绝缘外皮443构造为一体。沿着纵向L，在此多个梁444彼此周期性地错开布置，从而在这些梁444之间产生空隙。
由于负载导线44A，44B分成多个单线442，因此每个单线442不必设计用于传输全部负载电流，而只需要承载全部电流的一部分，在所示实施例中至承载全部电流的四分之一。这些单线442从而能够构造具有相对小的横截面。
通过使用多个单线442,使负载导线44A,44B的表面积扩大，这有利于热量释放。此外由于通过较小的导线横截面产生较大的表面积体积比，因此在相同的有效电流密度条件下，每个单线442的平衡温度比具有较大横截面的导线的平衡温度低。每个单线442本身以及负载导线44A，44B的多个单线442的整体由此都实现了向周围环境的有利地散热，其还能够通过负载导线44A，44B的空气环流改善。
这些单线442优选构造为柔性的，从而使导线44A，44B能够以不同方式布置。例如这些单线442构造为(具有相对小的横截面的)单核铜导线或绞线。此处的绞线被理解为一种由多个细单丝组成并因此容易弯折的导电线。细单丝构造为例如铜丝。
在所示的充电口4的实施例中，(只有)插接段401的接触件43A，43B为了传输直流电而与图3和图4中所示类型的负载导线44A，44B相连。与之不同，插接段400的接触件42A-42E分别与一个单核导线相连，这些单核导线汇总成一个导线45并且从充电口4引出。此处显然也可想到并且可行的是，插接段400的接触件42A-42E为了传输交流电而与由多个单线组成的负载导线相连。
负载导线44A，44B的单线442由充电口4的壳体40的向后的壳体区段41伸出，其中，导电轨441被围在壳体区段41中，并且在壳体40外侧的单线442完全被其绝缘外皮443包裹。
本发明所基于的构思不仅限于上述实施例，原则上也可通过完全不同的方式实现。
此处所描述类型的插接连接器部件由此能够在车辆侧以充电口的形式设置或者也能够在充电电缆侧以充电插头的形式设置。对于后者，负载导线布置在充电电缆的内侧。
附图标记说明
1 车辆
2 充电站
3 充电电缆
4 插接连接器部件(充电口)
40 壳体
400,401 插接段
41 壳体区段
42A-42G 接触件(接触销)
43A，43B 接触件(接触销)
430 圆盘
431 连接段
44A，44B 负载导线
440 连接段
441 梁
442 单线
443 绝缘外皮
444 限位器
45 导线
5 插接连接器部件(充电插头)
A 距离
E 插入方向
L 纵向方向
H 高度方向

Claims (12)

1.一种用于与配对连接器部件(5，4)相连的插接连接器部件(4,5)，具有
-用于在所述插接连接器部件(4,5)和所述配对连接器部件(5,4)之间传输负载电流的功率接触件(42A-42E，43A，43B)以及-与所述功率接触件(42A-42E，43A，43B)相连的负载导线(44A,44B,45)，
其特征在于，所述负载导线(44A，44B)具有多个单线(442)，这些单线与相应的所述功率接触件(42A-42E，43A，43B)相连，从而用于通过所述功率接触件(42A-42E，43A，43B)传输负载电流。
2.根据权利要求1所述的插接连接器部件(4,5)，其特征在于，所述单线(442)与一个与所述功率接触件(42A-42E，43A，43B)相连的导电轨(441)电接触。
3.根据权利要求2所述的插接连接器部件(4,5)，其特征在于，所述导电轨(441)垂直于纵向(L)延伸，所述单线(442)沿着该纵向延伸。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的插接连接器部件(4,5)，其特征在于，所述单线(442)垂直于纵向(L)彼此隔开，所述单线(442)沿着该纵向延伸。
5.根据权利要求4所述的插接连接器部件(4,5)，其特征在于，所述单线(442)通过至少一个限位器(444)保持彼此之间的距离(A)。
6.根据上述权利要求中任意一项所述的插接连接器部件(4,5)，其特征在于，所述单线(442)分别具有电绝缘的，沿纵向(L)包裹相应所述单线(442)的绝缘外皮(443)。
7.根据权利要求6所述的插接连接器部件(4,5)，其特征在于，在两个彼此相邻的所述单线(442)的所述绝缘外皮(443)之间布置梁(444)，从而保持所述单线(442)之间的距离(A)。
8.根据上述权利要求中任意一项所述的插接连接器部件(4,5)，其特征在于，所述插接连接器部件(4,5)具有多个所述功率接触件(43A，43B)，其分别与所述负载导线(44A,44B)相连。
9.根据上述权利要求中任意一项所述的插接连接器部件(4,5)，其特征在于，所述功率接触件(42A-42E，43A，43B)用于传输直流电。
10.根据上述权利要求中任意一项所述的插接连接器部件(4,5)，其特征在于，所述单线(442)为柔性的。
11.根据上述权利要求中任意一项所述的插接连接器部件(4,5)，其特征在于，所述单线(442)通过单核铜导线或绞线构造。
12.一种用于为电动车(1)充电的充电系统，其具有上述权利要求中任意一项所述的插接连接器部件(4,5)。
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