CN111448097A - 温度监测负载接触模块及冷却充电插头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于充电插入式连接的负载接触模块，包括：负载接触件(4)，其设计为与待插入和/或滑动的负载接触件(6)机电地接触；安装部(8)，其设计为将负载接触模块(2)连接至充电插头(12)的支承件(10)和/或充电插座的支承件(10)；以及温度传感器(14)，其用于充电过程监测温度，其特征在于，温度传感器(14)与安装部(8)相距一定距离(a)。

Description

温度监测负载接触模块及冷却充电插头
本发明涉及用于插入式充电连接的负载接触模块，包括：负载接触件，该负载接触件设计为与待插入和/或滑动的负载接触件机电地接触；安装部，该安装部设计为将负载接触模块连接至充电插头的支承件和/或充电插座的支承件；以及温度传感器，用于充电过程的温度监测。本发明还涉及包括至少一个这样的负载接触模块的充电插头。
仅由电动机驱动的机动车辆或混合动力车辆的牵引电池通常经由在充电站的充电插头与车辆侧充电插座之间形成的插入式充电连接来充电。这里，可提供一个或多个温度传感器用于充电过程的温度监测，以防止过热和对充电站或车辆的相关损坏。例如，开头所提到的类型的负载接触模块是从申请号为102017108526.2的德国专利申请中获知的。
为了能够通过标准的插入式充电连接传递更高的充电功率，对充电插头、充电插座或者甚至是线路进行主动和/或被动冷却。在这种情况下，由于来自温度传感器的测量值可能受到冷却装置的影响，因此挑战在于监测实际存在于插入式充电连接的机电接触件的区域中的温度。
在此背景下，本发明所解决的技术问题是提供开头所提到的类型的负载接触模块和充电插头，其允许对插入式充电连接的机电接触区域进行可靠的温度监测，该插入式充电连接具体地通过一个或多个冷却部件形成。
上述技术问题是通过根据权利要求1所述的负载接触模块和根据权利要求10所述的充电插头两者解决的。在从属权利要求和以下描述中可找到本发明的其它实施方式。
根据第一方面，本发明涉及一种用于插入式充电连接的负载接触模块，包括：负载接触件，该负载接触件设计为与待插入和/或滑动的负载接触件机电地接触；安装部，该安装部设计为将负载接触模块连接至充电插头的支承件和/或充电插座的支承件；以及温度传感器，用于充电过程的温度监测，该温度传感器与安装部相距一定距离。
由于当负载接触模块已经完成安装时，安装部布置在充电插头和/或充电插座的冷却装置和/或冷却部件附近，因此为了减小或防止来自温度传感器的测量值受到充电插头和/或充电插座的主动和/或被动的冷却装置的影响，将温度传感器与安装部间隔开。
由于温度传感器与安装部间隔开，因此负载接触模块允许以可靠的方式对充电过程进行温度监测，而温度传感器的测量值不会受到被动和/或主动的冷却装置的显著影响。
根据负载接触模块的另一实施方式，温度传感器可至少部分地铸造在导热塑料材料中和/或容纳在导热塑料材料中。因此，温度传感器能够以受保护的方式在负载接触模块内安全地被塑料材料所容纳，塑料材料的导热性确保与周围部件的热耦合，从而可进行可靠地温度监测。
负载接触模块的负载接触件可具有与安装部相关联的第一端和远离第一端的第二端，在负载接触件的第二端形成的负载接触件的端面与安装部之间的距离小于温度传感器与安装部之间的距离。负载接触件可以是例如从安装部突出的插针接触件或插座接触件。由于在温度传感器和安装部之间布置了具有轴向突出长度的负载接触件，因此可实现温度传感器与安装部之间尽可能大的距离。这也意味着，这种布置在温度传感器与适用的充电插头和/或充电插座的部件之间产生了大的距离，该充电插头和/或充电插座的部件在负载接触模块完成安装时进行了冷却。
根据负载接触模块的另一实施方式，可提供的是，温度传感器布置在负载接触件的端面与负载接触模块的壳体的轴环之间，该轴环限定插入开口。反过来，这种结构配置旨在温度传感器与在最终安装状态下冷却的任何部件之间产生尽可能大的距离。
根据负载接触模块的另一实施方式，可提供的是，安装部具有端表面，该端表面形成用于将负载接触模块安装在支承件上的轴向止动件，温度传感器与安装部之间的距离是温度传感器与安装部的端表面之间的轴向距离。因此，温度传感器的轴向距离例如可相对于圆形周向平坦端面形成，该圆形周向平坦端面用作在负载接触件与支承件之间形成的螺纹连接的止动件。
负载接触模块可配置为可互换地和可拆卸地紧固至充电插头的支承件和/或充电插座的支承件。为此目的，可使用例如螺纹连接和/或插针连接，或任何其它合适的可拆卸连接。
根据负载接触模块的另一实施方式，负载接触模块可包括导热接触弹簧，其设计为与负载接触件邻接，该接触弹簧设置成用于沿温度传感器的方向传导热量。具体地，该接触弹簧可以是圆线接触弹簧。
接触弹簧可配置为与在外围上待插入和/或滑动的负载接触件邻接。可替代地，该接触弹簧可配置为与负载接触模块的负载接触件邻接或连接至负载接触模块的负载接触件。
例如，可提供的是，圆线接触弹簧与负载接触模块中的插入开口相关联，该插入开口设置成用于将插针接触件插入至设计为插座接触件的负载接触模块的负载接触件中。当将插针接触件插入至插入开口中时，圆线接触弹簧与插针接触件的周边的外侧表面邻接，使得当插针接触件由于充电过程而进行加热时，圆线接触弹簧也进行加热。
为了实现从导热接触弹簧至温度传感器的可靠热传导，可提供的是，温度传感器经由导热连接元件连接至接触弹簧。
根据本发明的另一实施方式，可提供的是，接触弹簧与导热塑料材料邻接，温度传感器至少部分地铸造或容纳在导热塑料材料中。
可提供的是，圆线接触弹簧位于形成在导热塑料材料中的圆形周向槽中。
根据负载接触模块的另一实施方式，负载接触件是插座接触件，其具有用于插入插针接触件的开口，负载接触件的外围围绕有绝缘壳体，柔性导电轨道在绝缘壳体的背离负载接触件的侧表面上进行引导，并且柔性导电轨道联接至温度传感器，而且柔性导电轨道从温度传感器引导至印刷电路板且连接至印刷电路板。
因此，由温度传感器检测到的测量值可容易且可靠地传输至接口，例如，该接口在安装部上形成并联接至印刷电路板，该接口又配置为将测量数据传输至充电插头的支承件和/或充电插座的支承件。
以这种方式，由负载接触模块检测到的测量值可传输至与充电插头连接的充电站或与充电插座连接的车辆，并且传输至用于控制充电过程的相应控制装置。
温度传感器与安装部之间的距离可以是10mm或更大。具体地，温度传感器与安装部之间的距离可以是20mm或更大。
具体地，沿着温度传感器与安装部的止动表面和/或安装表面或端表面之间的纵轴测量的轴向距离可以是10mm或更大。具体地，该轴向距离可以是20mm或更大。
以下将参考示出实施方式的附图更详细地描述本发明，其中，示意性地：
图1A是根据本发明的负载接触模块的立体图；
图1B是来自图1A的负载接触模块的另一立体图；
图1C是来自图1A的负载接触模块的前视图；
图1D是来自图1A的负载接触模块的分解侧视图；
图1E是来自图1A的负载接触模块沿着图1C中所示的剖面线1E-1E的剖面图；
图2A是根据本发明的充电插头的前视图；
图2B是来自图2A的充电插头的侧视图；
图2C是来自图2A的充电插头的立体图，其中充电插头的一部分以分解视图示出。
图1A至1E示出了根据本发明的用于插入式充电连接的负载接触模块2。
负载接触模块2具有负载接触件4，该负载接触件4设计为与待插入和/或滑动的负载接触件6(负载接触件6，参见图1E)机电地接触。
负载接触模块2具有安装部8，该安装部8设计为将负载接触模块2连接至充电插头12的支承件10和/或充电插座的支承件10。
负载接触模块2具有温度传感器14，其设置成用于充电过程的温度监测。温度传感器14与安装部8相距一定距离a。
在当前情况下，温度传感器14铸造并容纳在导热塑料材料16中。
负载接触件4具有与安装部8相关联的第一端18。负载接触件4具有远离第一端18的第二端20。
在负载接触件4的第二端20形成的、负载接触件4的端面22与安装部8之间的距离a1小于温度传感器14与安装部8之间的距离a。
沿着负载接触模块2的纵轴线L测量距离a、a1。安装部8具有端表面24，该端表面形成用于将负载接触模块2安装在支承件10中的与负载接触模块的接触点处的轴向止动件。因此，温度传感器14与安装部8之间的距离a是沿着温度传感器14与安装部8的端表面24之间的纵轴线L测量的轴向距离a。在当前情况下，温度传感器14布置在负载接触件4的端面22与负载接触模块2的壳体30的轴环28之间，该轴环限定插入开口26。
负载接触模块2包括导热接触弹簧32，其在本例中设计为金属圆线接触弹簧32。圆线接触弹簧32配置为在外围邻接插针接触件6。圆线接触弹簧32用于沿温度传感器14的方向传导热量。
如果插针接触件6在充电过程中进行加热，则热量因此经由圆线接触弹簧32和导热塑料材料16传导至温度传感器14。
在本例中，负载接触件4是插座接触件4，其具有用于插入插针接触件6的开口。负载接触件4的外围围绕有绝缘壳体34。柔性导电轨道38在绝缘壳体34的背离负载接触件4的侧表面36上进行引导。柔性导电轨道38联接至温度传感器14。柔性导电轨道38从温度传感器14引导至印刷电路板40并且连接至印刷电路板40。
在本例中，温度传感器14与安装部8之间的距离a大于20mm。
图2A、图2B和图2C示出了根据本发明的用于对机动车辆的牵引电池进行充电的充电插头12，其包括集成在充电插头壳体42中的主动冷却装置44。该冷却装置44设置成用于冷却在充电过程期间传递充电功率所涉及的充电插头的部件。充电插头12具有两个根据本发明的负载接触模块2，它们通过螺钉46可互换地和可拆卸地紧固至支承件10。
附图标记列表
2 负载接触模块
4 负载接触件
6 负载接触件
8 安装部
10 支承件
12 充电插头
14 温度传感器
16 导热塑料材料
18 第一端
20 第二端
22 端面
24 端表面
26 插入开口
28 轴环
30 壳体
32 接触弹簧
34 绝缘壳体
36 侧表面
38 柔性导电轨道
40 印刷电路板
42 充电插头壳体
44 冷却装置
46 螺钉
a 距离
a1 距离
L 纵轴线

Claims (10)

1.一种用于插入式充电连接的负载接触模块，包括：
负载接触件(4)，设计成与待插入和/或滑动的负载接触件(6)机电地接触；
安装部(8)，设计成将所述负载接触模块(2)连接至充电插头(12)的支承件(10)和/或充电插座的支承件(10)；以及
温度传感器(14)，用于充电过程监测温度，
其特征在于，
所述温度传感器(14)与所述安装部(8)相距一定距离(a)。
2.根据权利要求1所述的负载接触模块，
其特征在于，
所述温度传感器(14)至少部分地铸造在导热塑料材料(16)中和/或容纳在导热塑料材料(16)中。
3.根据权利要求1或2所述的负载接触模块，
其特征在于，
所述负载接触件(4)具有与所述安装部(8)相关联的第一端(18)；
所述负载接触件(4)具有远离所述第一端(18)的第二端(20)；
在所述负载接触件(4)的所述第二端(20)形成的端面(22)与所述安装部(8)之间的距离(a1)小于所述温度传感器(14)与所述安装部(8)之间的所述距离(a)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的负载接触模块，
其特征在于，
所述温度传感器(14)布置在所述负载接触件(4)的所述端面(22)与所述负载接触模块(2)的壳体(30)的轴环(28)之间，所述轴环限定插入开口(26)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的负载接触模块，
其特征在于，
所述安装部(8)具有端表面(24)，所述端表面(24)形成用于将所述负载接触模块(2)安装在所述支承件(10)上的轴向止动件；
所述温度传感器(14)与所述安装部(8)之间的所述距离(a)是所述温度传感器(14)与所述安装部(8)的所述端表面(24)之间的轴向距离(a)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的负载接触模块，
其特征在于，
导热接触弹簧(32)，具体为圆线接触弹簧(32)，所述导热接触弹簧(32)设计成与负载接触件(6)邻接；
所述接触弹簧(32)设置成用于沿所述温度传感器(14)的方向传导热量。
7.根据权利要求2和6所述的负载接触模块，
其特征在于，
所述接触弹簧(14)与所述导热塑料材料(16)邻接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的负载接触模块，
其特征在于，
所述负载接触件(4)是插座接触件(4)，所述插座接触件(4)具有用于插入插针接触件(6)的开口；以及
所述负载接触件(4)的外围围绕有绝缘壳体(34)；
柔性导电轨道(38)在所述绝缘壳体(34)的背离所述负载接触件的侧表面(36)上进行引导；
所述柔性导电轨道(38)联接至所述温度传感器(14)；以及
所述柔性导电轨道(38)从所述温度传感器(14)引导至印刷电路板(40)，并且连接至所述印刷电路板(40)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的负载接触模块，
其特征在于，
所述温度传感器与所述安装部(8)之间的距离(a)为10mm或更大。
10.一种用于机动车辆的充电插头，包括：
主动和/或被动的冷却装置(44)，
所述冷却装置(44)设计成冷却传递充电功率所需的负载接触件或部件，诸如插头、电缆等，或与其相邻的部件；
根据权利要求1至9中任一项所述的负载接触件(2)。
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