DE102015002704A1 - Charging cable, method of charging a vehicle-mounted battery, and method of assembling a power-supply control device - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Ladekabel zum Laden einer in ein Fahrzeug eingebauten Batterie, umfassend einen ersten Verbinder 10 zur Verbindung mit einer elektrischen Leistungszuleitung, einen zweiten Verbinder 20 zur Verbindung mit einem fahrzeugseitigen Verbinder, ein Kabel zum Verbinden der ersten und zweiten Verbinder 10, 20, wobei das Kabel mit einer Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung PCSA zum Steuern bzw. Regeln einer Leistungszuleitung von der elektrischen Leistungszuleitung zu dem Fahrzeug versehen ist, wobei die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung PCSA umfasst: ein Gehäuse 30 zum Unterbringen einer Leistungszuleitungsleiterplatte 100 und einer Steuer- bzw. Regelleiterplatte 200, wobei die Leistungszuleitungsleiterplatte 100 beinhaltet: erste Anschlusspassstücke 150 zur Verbindung mit zugehörigen Anschlusspassstücken 180, die an einem Ende von zu dem ersten Verbinder 10 führenden Drähten vorgesehen sind, und zweite Anschlusspassstücke 160 zur Verbindung mit zugehörigen Anschlusspassstücken, die an einem Ende von zu dem zweiten Verbinder 20 führenden Drähten vorgesehen sind, und eine Leistungszuleitungsleitung 190 zum Verbinden der ersten und zweiten Anschlusspassstücke 150, 160, wobei die Leistungszuleitungsleitung 190 als leitfähiger Weg der Leistungszuleitungsleiterplatte 100 ausgebildet ist.The invention relates to a charging cable for charging a vehicle-mounted battery, comprising a first connector 10 for connection to an electric power supply, a second connector 20 for connection to a vehicle-side connector, a cable for connecting the first and second connectors 10, 20, wherein the cable is provided with a power supply controller PCSA for controlling a power supply from the electric power supply to the vehicle, the power supply controller PCSA comprising: a housing 30 for housing a power supply board 100 and a control unit Regulator plate 200, wherein the power supply board 100 includes: first terminal fittings 150 for connection to associated terminal fittings 180 provided at one end of wires leading to the first connector 10, and second terminal fittings 160 for Ver a power supply line 190 for connecting the first and second terminal fittings 150, 160, wherein the power supply line 190 is formed as a conductive path of the power supply circuit board 100.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ladekabel zum Laden einer Batterie, die in ein Fahrzeug, so beispielsweise ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug, eingebaut ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung für ein Ladekabel, ein Verfahren zum Laden einer in ein Fahrzeug eingebauten Batterie sowie ein Verfahren zum Zusammenbauen oder Herstellen einer Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung eines Ladekabels.The present invention relates to a charging cable for charging a battery installed in a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle. Further, the invention relates to a power supply control device for a charging cable, a method of charging a vehicle-mounted battery, and a method of assembling or manufacturing a power supply control device of a charging cable.
Batterien, die in Elektro- oder Hybridfahrzeuge eingebaut sind, müssen aus einer externen Leistungsquelle, so beispielsweise einer handelsüblichen elektrischen Wechselstromleistungsquelle, geladen werden. Das Fahrzeug muss hierzu mit der externen Leistungsquelle, so beispielsweise einer Leistungsquelle mit 100 V, 110 V, 220 V oder 250 V, über ein Ladekabel verbunden werden. Ein derartiges Ladekabel umfasst wenigstens zwei Leistungsleitungen, eine Erdungsleitung sowie eine Signalleitung oder einen Datenbus zum Verbinden einer Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung, die in der Mitte des Ladekabels vorgesehen ist, mit einer Steuer- bzw. Regeleinrichtung oder einer Ladevorrichtung, die in dem Fahrzeug eingebaut ist. Die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung übernimmt die Funktion des Verbindens oder Trennens der Leistungsleitungen mit beziehungsweise von dem Fahrzeug in Abhängigkeit von einem Ladezustand der in das Fahrzeug eingebauten Batterie, die Funktion des Trennens der Leistungsleitungen für den Fall eines zu hohen Stromes infolge eines Defektes sowie zur Anzeige von Information für einen Anwender.Batteries installed in electric or hybrid vehicles must be charged from an external power source, such as a commercial AC electric power source. For this purpose, the vehicle must be connected to the external power source, such as a power source of 100 V, 110 V, 220 V or 250 V, via a charging cable. Such a charging cable includes at least two power lines, a grounding line and a signal line or a data bus for connecting a power supply control device provided in the middle of the charging cable with a controller or a charging device installed in the vehicle is. The power supply control device performs the function of connecting or disconnecting the power lines to and from the vehicle depending on a state of charge of the battery installed in the vehicle, the function of disconnecting the power lines in the event of excessive current due to a defect, and Display of information for a user.
Entsprechend umfasst die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung, die innerhalb des Ladekabels vorgesehen ist, Schalter oder Relais, um das Schalten zwischen einem verbundenen Zustand und einem nichtverbundenen Zustand der Leistungsleitungen zu ermöglichen, sowie eine Steuer- bzw. Regelvorrichtung oder eine Steuer- bzw. Regelleiterplatte sowie Anzeigevorrichtungen wie beispielsweise LEDs. Des Weiteren muss eine Sicherungsschaltung in die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung eingebaut sein, um eine Verbindungstrennung für den Fall eines Defektes, so beispielsweise eines durch die Leistungsleitungen fließenden zu hohen Stromes, zu veranlassen.Accordingly, the power supply control device provided inside the charging cable includes switches or relays for enabling switching between a connected state and a disconnected state of the power lines, and a controller or a control panel and display devices such as LEDs. Furthermore, a fuse circuit must be incorporated in the power supply control device to cause disconnection in the event of a failure, such as excessive current flowing through the power lines.
Üblicherweise müssen die Steuer- bzw. Regel- und Sicherungsvorrichtungen, die innerhalb der Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung eingebaut sind, mit Leistungs- und Signaldrähten oder Busschienen und dergleichen verbunden werden. Daher sind zahlreiche Zusammenbauschritte erforderlich, um die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung herzustellen. Des Weiteren weist die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung eine übermäßige Größe auf, damit alle Komponenten im Inneren von deren Gehäuse untergebracht werden können.Conventionally, the control and protection devices incorporated within the power supply control device must be connected to power and signal wires or bus bars and the like. Therefore, numerous assembly steps are required to manufacture the power supply controller. Furthermore, the power supply control device has an excessive size so that all the components can be accommodated inside of their case.
Entsprechend besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Bereitstellung eines Ladekabels zum Laden einer Batterie, die in ein Fahrzeug, so beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, eingebaut ist, das eine Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung umfasst, wie auch einer Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung und in der Bereitstellung eines Verfahrens zum Laden einer Batterie und eines Verfahrens zum Zusammenbauen der Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung, wobei die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung eine geringe Größe aufweist und durch ein Minimum von Zusammenbauschritten zusammengebaut werden kann. Des Weiteren müssen alle Sicherheitsbestimmungen erfüllt sein.Accordingly, it is an object of the invention to provide a charging cable for charging a battery installed in a vehicle such as an electric vehicle or a hybrid vehicle, which includes a power supply control device, as well as a power supply control device and in the provision of a method of charging a battery and a method of assembling the power supply control device, wherein the power supply control device has a small size and can be assembled by a minimum of assembling steps. Furthermore, all safety regulations must be met.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Besondere Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is achieved by the features of the independent claims. Particular embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Entsprechend einem ersten Aspekt wird ein Ladekabel zum Laden einer in ein Fahrzeug eingebauten Batterie bereitgestellt, umfassend: einen ersten Verbinder zur Verbindung mit einer elektrischen Leistungszuleitung, einen zweiten Verbinder zur Verbindung mit einem zugehörigen fahrzeugseitigen Verbinder und ein Kabel zum Verbinden der ersten und zweiten Verbinder, wobei das Kabel mit einer Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung zum Steuern bzw. Regeln einer Leistungszuleitung von der elektrischen Leistungszuleitung zu dem Fahrzeug versehen ist, wobei die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung umfasst:
ein Gehäuse zum Unterbringen einer Leistungszuleitungsleiterplatte und einer Steuer- bzw. Regelleiterplatte,
wobei die Leistungszuleitungsleiterplatte beinhaltet: erste Anschlusspassstücke zur Verbindung mit zugehörigen Anschlusspassstücken, die an einem Ende von zu dem ersten Verbinder führenden Drähten vorgesehen sind, und zweite Anschlusspassstücke zur Verbindung mit zugehörigen Anschlusspassstücken, die an einem Ende von zu dem zweiten Verbinder führenden Drähten vorgesehen sind, und eine Leistungszuleitungsleitung zum Verbinden der ersten und zweiten Anschlusspassstücke, wobei die Leistungszuleitungsleitung als wenigstens ein leitfähiger Weg der Leistungszuleitungsleiterplatte ausgebildet ist.According to a first aspect, there is provided a charging cable for charging a vehicle-mounted battery, comprising: a first connector for connection to an electric power supply, a second connector for connection to an associated vehicle-side connector, and a cable for connecting the first and second connectors; wherein the cable is provided with a power supply control device for controlling a power supply from the electric power supply to the vehicle, the power supply control device comprising:
a housing for housing a power supply board and a control panel,
wherein the power supply board includes: first terminal fittings for connection to associated terminal fittings provided at one end of wires leading to the first connector, and second terminal fittings for connection to associated terminal fittings provided at one end of wires leading to the second connector; and a power supply line for connecting the first and second terminal fittings, wherein the power supply line is formed as at least one conductive path of the power supply circuit board.
Damit sind die ersten Anschlusspassstücke elektrisch mit dem ersten Verbinder über einen ersten Abschnitt des Ladekabels verbunden, und es sind die zweiten Anschlusspassstücke elektrisch mit dem zweiten Verbinder über einen zweiten Abschnitt des Ladekabels verbunden. Vorzugsweise weist der erste Abschnitt des Ladekabels eine geringere Länge als dessen zweiter Abschnitt auf, sodass die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung nahe an der elektrischen Leistungszuleitung vorgesehen ist. Die Erfindung ist jedoch nicht auf eine derartige Ausgestaltung beschränkt. Der erste Abschnitt kann auch länger sein oder dieselbe Länge wie der zweite Abschnitt des Ladekabels aufweisen. Alternativ kann die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung den ersten Verbinder umfassen, sodass die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung mit einer Infrastrukturdose (infrastructure socket) verbunden wird. Auf diese Weise verfügt das Ladekabel nur über den zweiten Abschnitt, jedoch nicht über den ersten Abschnitt.Thus, the first terminal fittings are electrically connected to the first connector via a first portion of the charging cable, and the second terminal fittings are electrically connected to the first connector second connector connected via a second section of the charging cable. Preferably, the first portion of the charging cable has a shorter length than its second portion, so that the power supply control device is provided close to the electric power supply line. However, the invention is not limited to such a configuration. The first section may also be longer or the same length as the second section of the charging cable. Alternatively, the power supply control device may include the first connector so that the power supply control device is connected to an infrastructure socket. In this way, the charging cable has only the second section, but not the first section.
Die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung verfügt insbesondere über eine Zwei-Schichten-Struktur, die die Leistungszuleitungsleiterplatte und die Steuer- bzw. Regelleiterplatte umfasst. Vorzugsweise sind keine weiteren Leiterplatten vorgesehen, sodass die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung nur die Leistungszuleitungsleiterplatte und die Steuer- bzw. Regelleiterplatte umfasst. Es sind keine weiteren Drähte, Busschienen und dergleichen mehr oder weitere Schichten von leitfähigen Wegen erforderlich. Die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung verbindet die ersten und zweiten Anschlusspassstücke einfach über den integrierten Leistungszuleitungsweg oder eine solche Bahn, der/die in der Leistungszuleitungsleiterplatte integriert ist oder einen Teil derselben bildet.In particular, the power supply control device has a two-layer structure including the power supply board and the control pipe plate. Preferably, no further printed circuit boards are provided so that the power supply control device comprises only the power supply printed circuit board and the control or rectifier plate. No further wires, bus bars, and the like, more or more layers of conductive paths are required. The power supply controller simply connects the first and second terminal fittings through the integrated power supply path or path integrated with or forming part of the power supply board.
Insbesondere stützt die Leiterplatte elektronische Komponenten unter Verwendung von leitfähigen Bahnen, Pads bzw. Feldern und anderen Merkmalen, die aus Kupferlagen geätzt sind, die auf einem (beispielsweise auflaminierten, mittels Elektroabscheidung aufgebrachten oder dergleichen) nichtleitenden (dielektrischen) Substrat vorgesehen sind, mechanisch und verbindet diese elektrisch. Wenigstens zwei der leitfähigen Bahnen sind dafür vorgesehen, Leistung von den ersten den zweiten Anschlusspassstücken zuzuleiten. Darüber hinaus stellt eine der leitfähigen Bahnen den erforderlichen Erdungsanschluss dar. Die Leiterplatte ist im Allgemeinen aus einem dielektrischen Material, das eine Kupferschicht umfasst, hergestellt. Das Substrat wird einem Bohren, chemischen Ätzen und/oder Laminieren unterzogen, um die Leiterplatte, die die erforderlichen leitfähigen Wege umfasst, bereitzustellen. Angebracht werden können elektronische oder elektrische Komponenten an der Leiterplatte durch Einführen eines oder mehrerer jeweiliger Stifte oder solcher Zuleitungen in Löcher, die in die Leiterplatte (Printed Circuit Board PCB) gebohrt sind, und Verlöten der Stifte der Komponente mit den Bahnen oder Wegen, die auf der PCB vorgesehen sind, um einen elektrischen Kontakt mit diesen herzustellen.In particular, the circuit board mechanically supports and connects electronic components using conductive traces, pads, and other features etched from copper layers provided on a dielectric laminate (eg, laminated, deposited by electrostatic deposition, or the like) this electrically. At least two of the conductive tracks are intended to supply power from the first to the second terminal fittings. In addition, one of the conductive traces constitutes the required ground terminal. The printed circuit board is generally made of a dielectric material comprising a copper layer. The substrate is subjected to drilling, chemical etching and / or lamination to provide the circuit board comprising the required conductive paths. Electronic or electrical components may be attached to the circuit board by inserting one or more respective pins or such leads into holes drilled in the printed circuit board (PCB) and soldering the pins of the component to the tracks or paths that are on the PCB are provided to make electrical contact therewith.
Entsprechend ist die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung insbesondere eine integrierte Anordnung, die nur die Leistungszuleitungsleiterplatte und die Steuer- bzw. Regelplatte umfasst und nur mit den jeweiligen zugehörigen Anschlusspassstücken verbunden werden muss, die am Ende der Drähte der ersten und zweiten Verbinder vorgesehen sind. Insbesondere sind keine weiteren Drähte oder Busschienen oder dergleichen innerhalb der Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung vorgesehen, um jeweilige der ersten Anschlusspassstücke und jeweilige der zweiten Anschlusspassstücke zu verbinden. Daher weist die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung eine geringe Größe auf und kann leicht zusammengebaut werden.Accordingly, in particular, the power supply control device is an integrated device including only the power supply board and the control board and only needs to be connected to the respective associated terminal fittings provided at the end of the wires of the first and second connectors. In particular, no further wires or bus bars or the like are provided within the power supply control device to connect respective ones of the first terminal fittings and each of the second terminal fittings. Therefore, the power supply controller has a small size and can be easily assembled.
Vorzugsweise sind die ersten Anschlusspassstücke wenigstens teilweise von einem Stromsensor zum Steuern bzw. Regeln eines der Leistungszuleitungsleiterplatte zugeleiteten Stromes umgeben.Preferably, the first terminal fittings are at least partially surrounded by a current sensor for controlling a current conducted to the power supply board.
Da der Stromsensor wenigstens teilweise von den ersten Anschlusspassstücken umgeben ist, besteht kein Bedarf an einem zusätzlichen Draht oder elektrischen Weg, um den Strom durch den Stromsensor zu detektieren. Insbesondere ist es nicht notwendig, einen eigens bzw. getrennt vorgesehenen Draht um den Stromsensor herum anzuordnen. Entsprechend kann die Anzahl von Komponenten verringert werden. Der Stromsensor kann ein Hall-Effekt-Sensor oder ein wechselstromgeeigneter Transformator sein. Der Hall-Sensor erfasst eine Spannungsdifferenz an den ersten Anschlusspassstücken quer zum elektrischen Strom in den ersten Anschlusspassstücken und ein magnetisches Feld senkrecht zum Strom. Der Hall-Koeffizient ist als Verhältnis des induzierten elektrischen Feldes zum Produkt der Stromdichte und dem angelegten magnetischen Feld definiert. Er ist eine Eigenschaft des Materials, aus dem die ersten Anschlusspassstücke bestehen, da dessen Wert von der Art, der Anzahl und den Eigenschaften der den Strom bildenden Ladungsträger abhängt. Der Strom beim Hall-Effekt wird durch die Bewegung vieler kleiner Ladungsträger, so beispielsweise von Elektronen, Löchern, Ionen oder allen dreien, gebildet. Gleichwohl kann auch ein Transformator als Stromsensor eingesetzt werden, der einen variierenden magnetischen Fluss im Kern und ein variierendes magnetisches Feld erzeugt.Since the current sensor is at least partially surrounded by the first terminal fittings, there is no need for an additional wire or electrical path to detect the current through the current sensor. In particular, it is not necessary to arrange a dedicated wire around the current sensor. Accordingly, the number of components can be reduced. The current sensor may be a Hall effect sensor or an AC suitable transformer. The Hall sensor detects a voltage difference across the first terminal fittings across the electrical current in the first terminal fittings and a magnetic field perpendicular to the current. The Hall coefficient is defined as the ratio of the induced electric field to the product of the current density and the applied magnetic field. It is a property of the material of which the first terminal fittings are made, since its value depends on the type, number and characteristics of the carriers forming the current. The current in the Hall effect is formed by the movement of many small charge carriers, such as electrons, holes, ions or all three. However, a transformer may also be used as a current sensor that produces a varying magnetic flux in the core and a varying magnetic field.
Vorzugsweise wird die Steuer- bzw. Regelleiterplatte aus einer Mehrzahl von Steuer- bzw. Regelleiterplatten mit verschiedenem Layout ausgewählt. Entsprechend können dieselben Komponenten bei dem ersten und zweiten Verbinder, dem Kabel, dem Gehäuse und der Leistungszuleitungsleiterplatte bei verschiedenen Steuer- bzw. Regelleiterplatten verwendet werden, um verschiedene Leistungszuleitungsladekabel bereitzustellen. Eine „Grundausgestaltung” kann beispielsweise eine Anzeige, so beispielsweise LEDs, beinhalten, um Funktionen und/oder Probleme beim Laden anzuzeigen, während eine „Komfortausgestaltung” zusätzlich mehrere Schaltflächen umfassen kann, um zwischen verschiedenen Ladebetriebszuständen zu wählen oder um die Ladezeitspanne zu steuern bzw. zu regeln und dergleichen mehr. Eine „Prämiumausgestaltung” kann zusätzlich eine WLAN-Verbindung umfassen, um eine Fernsteuerung bzw. Fernregelung über einen Computer oder eine mobile Vorrichtung, so beispielsweise ein Smartphone und dergleichen mehr, zu ermöglichen.Preferably, the control or regulator platen is selected from a plurality of control platters having a different layout. Accordingly, the same components in the first and second connectors, the cable, the housing and the power supply board may be used on various control board plates to provide various power line charging cables. For example, a "basic design" may include a display, such as LEDs, to indicate functions and / or loading issues, while a "comfort design" may additionally include multiple buttons to select between different charging modes or to control the charging period; to regulate and the like more. A "premium design" may additionally include a WLAN connection to enable remote control via a computer or mobile device such as a smartphone and the like.
Vorzugsweise stehen die ersten Anschlusspassstücke unter einem Winkel, der von 0° oder 180° verschieden ist, vorzugsweise im Wesentlichen normal vor oder stehen im Wesentlichen aufrecht von einer Zone der Leistungs-PCB, an der der Stromsensor montiert ist, hoch. Stärker bevorzugt ist, wenn ein oberes Ende der ersten Anschlusspassstücke vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht gebogen oder gekrümmt ist, damit es sich zu einem Ende der PCBs erstreckt. Auf diese Weise kann der Draht des Ladekabels ohne Weiteres mit den ersten Anschlusspassstücken verbunden werden, wenn der Draht in das Gehäuse der Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung insbesondere im Wesentlichen in einer Richtung entsprechend der Richtung, in der die PCBs innerhalb des Gehäuses montiert sind, eingeführt ist.Preferably, the first terminal fittings protrude at an angle other than 0 ° or 180 °, preferably substantially normal, or are substantially upright from a zone of the power PCB to which the current sensor is mounted. More preferably, an upper end of the first terminal fittings is preferably bent or bent substantially perpendicular to extend to an end of the PCBs. In this way, the wire of the charging cable can be readily connected to the first terminal fittings when the wire is inserted into the housing of the power supply controller, in particular substantially in a direction corresponding to the direction in which the PCBs are mounted inside the housing is.
Des Weiteren wird bevorzugt, wenn die Leistungszuleitungsleiterplatte und die Steuer- bzw. Regelleiterplatte mechanisch über eine Mehrzahl von Säulen oder Bolzen verbunden sind und/oder elektrisch über eine Mehrzahl von Stiften, die in jeweilige in den Leiterplatten vorgesehene Stiftlöcher eingeführt sind, verbunden sind.Furthermore, it is preferable that the power supply circuit board and the control plate are mechanically connected through a plurality of columns or bolts and / or are electrically connected via a plurality of pins inserted into respective pin holes provided in the circuit boards.
Da die Leistungszuleitungs-PCB und die Steuer- bzw. Regel-PCB mechanisch und elektrisch über die Säulen und die Stifte verbunden sind, sind insbesondere weder Schrauben für die mechanische Verbindung noch Drähte für die elektrische Verbindung erforderlich.In particular, since the power supply PCB and the control PCB are mechanically and electrically connected via the pillars and the pins, neither screws for the mechanical connection nor wires for the electrical connection are required.
Vorzugsweise umfassen die Säulen ein verjüngtes Ende an jeder Seite und einen einen kleineren Durchmesser aufweisenden Abschnitt benachbart zu dem verjüngten Ende für einen Rastsitz in in den Leiterplatten vorgesehenen jeweiligen Verbindungslöchern, und/oder es ist wenigstens ein Teil der Stifte durch wenigstens einen Verbindungsbügel zusammengefasst, und/oder die Stifte sind in funktionale Gruppen getrennt, die wenigstens eine von einer Stromerfassungsgruppe, einer relaisbezogenen Gruppe und einer Anzeigegruppe beinhalten.Preferably, the pillars include a tapered end on each side and a smaller diameter portion adjacent to the tapered end for a snap fit in respective connection holes provided in the circuit boards, and / or at least a portion of the pins are collated by at least one connection bracket, and The pins are separated into functional groups that include at least one of a current sense group, a relay related group, and a display group.
Infolge der Rastsitzfunktion der Säulen müssen die beiden PCBs nur aufeinander zu oder (über die Säulen) gegeneinander gedrückt werden, um die mechanische Verbindung zwischen den beiden PCBs herzustellen. Durch Bereitstellen wenigstens eines Verbindungsbügels derart, dass eine Gruppe oder ein Teil der Stifte zusammengefasst ist, sind die Stifte mechanisch in der Mitte zwischen den beiden PCBs verbunden, um den Zusammenbau der Stifte zu vereinfachen und eine stabilere mechanische Verbindung der Stifte bereitzustellen.Due to the snap-fit function of the columns, the two PCBs need only be pushed towards each other or (over the columns) against each other to establish the mechanical connection between the two PCBs. By providing at least one tie strap such that a group or portion of the pins are gathered, the pins are mechanically connected midway between the two PCBs to facilitate assembly of the pins and to provide a more stable mechanical connection of the pins.
Des Weiteren wird bevorzugt, wenn die Gruppen voneinander getrennt (oder beabstandet) sind, um beispielsweise eine Gruppe zur Stromerfassung, eine Gruppe zum Schalten von Relais und eine Gruppe zum Betreiben von LEDs oder einer Anzeigevorrichtung und dergleichen mehr bereitzustellen. Entsprechend können Komponenten, die verschiedene funktionelle Elemente auf den PCBs darstellen, physisch durch diskrete Trennung oder Beabstandung der Stifte in verschiedene Zonen (beispielsweise Zonen an im Wesentlichen entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Enden der PCBs) der PCBs getrennt werden, um eine nachteilige Wechselwirkung der Signale hiervon und/oder von darin fließenden Strömen zu vermeiden. Des Weiteren ist diese Vorgehensweise insbesondere dahingehend von Vorteil, dass die Stromerfassung sehr strengen Sicherheitsregelungen infolge gesetzlicher Sicherheitsanforderungen, die genauer Beachtung bedürfen, unterliegt.Further, it is preferable that the groups are separated (or spaced apart) from each other to provide, for example, a group for current detection, a group for switching relays, and a group for operating LEDs or a display device, and the like. Accordingly, components that represent different functional elements on the PCBs may be physically separated by discrete separation or spacing of the pins into different zones (eg, zones at substantially opposite ends of the PCBs) of the PCBs to adversely affect the signals thereof and / or currents flowing therein. Furthermore, this approach is particularly advantageous in that the current detection is subject to very strict safety regulations as a result of legal safety requirements, which require closer attention.
Vorzugsweise umfassen die ersten Anschlusspassstücke jeweils ein Paar von Vorsprungsstiften, die wenigstens teilweise in jeweilige Vorsprungsstiftlöcher der Leistungszuleitungsleilerplatte eingeführt sind oder eingeführt werden sollen, einen Erstreckungsabschnitt, der sich von den Vorsprungsstiften aus (insbesondere im Wesentlichen gerade) erstreckt, und einen Verbindungsfortsatz, der mit den zugehörigen Anschlusspassstücken verbunden ist oder verbunden werden soll, die am Ende der Drähte (erster Abschnitt des Ladekabels), die zu dem ersten Verbinder führen, vorgesehen sind.Preferably, the first terminal fittings each include a pair of protrusion pins at least partially inserted or inserted into respective protrusion pin holes of the power lead pad, an extension portion extending from the protrusion pins (particularly, substantially straight), and a connection extension joined to the protrusion pins associated terminal fittings which are provided at the end of the wires (first portion of the charging cable) leading to the first connector.
Infolgedessen, dass das Paar von Vorsprungsstiften an einem unteren Ende der ersten Anschlusspassstücke vorgesehen ist, können die ersten Anschlusspassstücke insbesondere mechanisch auf stabile Weise oberhalb von oder auf der Leistungs-PCB angeordnet werden. Es wird jegliche Verkippung oder Schrägläufigkeit der ersten Anschlusspassstücke vermieden, indem das Paar von Vorsprungsstiften, die in die jeweiligen Vorsprungsstiftlöcher der Leistungs-PCB eingeführt sind, bereitgestellt wird. Des Weiteren wird der Kriechabstand für Oberflächenströme vergrößert, was die elektrische Sicherheit beispielsweise in Bezug auf Kurzschlüsse oder Entladungen verbessert. Der Erstreckungsabschnitt kann innerhalb eines Loches des Stromsensors angeordnet sein, um insbesondere einen eigenen bzw. getrennten Draht oder eine solche Leitung zur Anordnung innerhalb des Stromsensors zum Erfassen des Stromes zu vermeiden. Das erste Anschlusspassstück umfasst einen Verbindungsanschluss zur Verbindung mit einem zugehörigen Anschlusspassstück, das am Ende des zu dem ersten Verbinder führenden Drahtes vorgesehen ist. Damit nimmt das erste Anschlusspassstück drei Funktionen wahr, nämlich das Verbinden mit der Leistungs-PCB, das Bereitstellen des stromerfassenden elektrischen Weges in Form des Erstreckungsabschnittes sowie das Verbinden mit dem Draht mittels des Verbindungsfortsatzes an dem Ende entgegengesetzt bzw. gegenüberliegend zu den Vorsprungsstiften. Weiter wird bevorzugt, wenn der Erstreckungsabschnitt aufrecht von der Leistungs-PCB hochsteht und sich in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Leistungs-PCB erstreckt. Weiter wird bevorzugt, wenn der Verbindungsfortsatz in Bezug auf den Erstreckungsabschnitt gewinkelt oder gekrümmt ist und sich in einer Richtung im Wesentlichen parallel zur Erstreckungsrichtung der Leistungs-PCB erstreckt.In particular, because the pair of protrusion pins are provided at a lower end of the first terminal fittings, the first terminal fittings can be mechanically stably disposed above or on the power PCB. Any tilt or skew of the first terminal fittings is avoided by providing the pair of projection pins inserted into the respective projection pin holes of the power PCB. Furthermore, the creepage distance for surface currents is increased, which is the improved electrical safety, for example, with respect to short circuits or discharges. The extension portion may be disposed within a hole of the current sensor, in particular to avoid a separate wire or line for placement within the current sensor for detecting the current. The first terminal fitting includes a connection terminal for connection to an associated terminal fitting provided at the end of the wire leading to the first connector. Thus, the first terminal fitting performs three functions, namely, connecting to the power PCB, providing the current-sensing electrical path in the form of the extension portion, and connecting to the wire by means of the connection extension at the end opposite to the projection pins. Further, it is preferable that the extending portion stands upright from the power PCB and extends in a direction substantially perpendicular to the extending direction of the power PCB. Further, it is preferable that the connection extension is angled or curved with respect to the extension portion and extends in a direction substantially parallel to the extending direction of the power PCB.
Insbesondere ist eine Mehrzahl von Relais an der Leistungszuleitungsleiterplatte in der Umgebung der zweiten Anschlusspassstücke zum Schalten zwischen einem verbundenen Zustand, in dem die ersten und zweiten Anschlusspassstücke verbunden sind, und einem nichtverbundenen Zustand, in dem die Verbindung zwischen den ersten und zweiten Anschlusspassstücken aufgehoben ist, vorgesehen, und/oder die Steuer- bzw. Regelleiterplatte ist kürzer als die Leistungszuleitungsleiterplatte, wobei die Mehrzahl von Relais an der Leistungszuleitungsleiterplatte benachbart zu der Steuer- bzw. Regelleiterplatte derart angeordnet ist, dass keine Überlappung zwischen den Relais und der Steuer- bzw. Regelleiterplatte vorhanden ist.Specifically, a plurality of relays are connected to the power supply board in the vicinity of the second terminal fittings for switching between a connected state in which the first and second terminal fittings are connected and a non-connected state in which the connection between the first and second terminal fittings is canceled; and / or the control plate is shorter than the power supply board, the plurality of relays being arranged on the power supply board adjacent to the control board such that there is no overlap between the relays and the control board is available.
Da die Relais in der Umgebung der zweiten Anschlusspassstücke vorgesehen sind, die an einem Ende der Leistungs-PCB vorgesehen sind, während die ersten Anschlusspassstücke an dem entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Ende hiervon vorgesehen sind, sind die Relais weit entfernt von dem Stromsensor, der an den ersten Anschlusspassstücken vorgesehen ist, vorgesehen. Daher kann die Steuer-PCB über dem Stromsensor gestapelt werden, wobei den Relais, die eine größere Höhe im Vergleich zu dem Stromsensor aufweisen, ausgewichen wird. Damit kann insbesondere eine kompakte Struktur erreicht werden.Since the relays are provided in the vicinity of the second terminal fittings provided at one end of the power PCB while the first terminal fittings are provided at the opposite end thereof, the relays are far from the current sensor connected to the first terminal fittings is provided provided. Therefore, the control PCB can be stacked over the current sensor, avoiding the relays having a greater height compared to the current sensor. In particular, a compact structure can thus be achieved.
Vorzugsweise weist die Leistungszuleitungsleiterplatte eine im Wesentlichen rechteckige Form mit einer Länge und einer Breite auf, wobei die Länge größer als die Breite ist, die ersten Anschlusspassstücke an einem Ende in Richtung der Länge angeordnet sind und die zweiten Anschlusspassstücke an dem entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Ende in Richtung der Länge der Leistungszuleitungsleiterplatte angeordnet sind.Preferably, the power supply board has a substantially rectangular shape with a length and a width, wherein the length is greater than the width, the first terminal fittings are arranged at one end in the length direction, and the second terminal fittings at the opposite end in FIG Direction of the length of the power supply circuit board are arranged.
Vorgesehen ist entsprechend einem weiteren Aspekt eine Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung für ein Ladekabel insbesondere entsprechend dem vorstehenden Aspekt der Erfindung oder einer besonderen Ausführungsform hiervon, umfassend: ein Gehäuse zum Unterbringen einer Leistungszuleitungsleiterplatte und einer Steuer- bzw. Regelleiterplatte, wobei die Leistungszuleitungsleiterplatte beinhaltet: erste Anschlusspassstücke zur Verbindung mit zugehörigen Anschlusspassstücken, die an einem Ende von zu einem ersten Verbinder führenden Drähten vorgesehen sind, und zweite Anschlusspassstücke zur Verbindung mit zugehörigen Anschlusspassstücken, die an einem Ende von zu einem zweiten Verbinder führenden Drähten vorgesehen sind, und eine integrierte Leistungszuleitungsleitung zum Verbinden der ersten und zweiten Anschlusspassstücke.According to another aspect, there is provided a power supply control apparatus for a charging cable particularly according to the above aspect of the invention or a particular embodiment thereof, comprising: a housing for housing a power supply board and a control panel, wherein the power supply board includes: first Terminal fittings for connection to associated terminal fittings provided at one end of wires leading to a first connector and second terminal fittings for connection to associated terminal fittings provided at one end of wires leading to a second connector, and an integrated power supply line for connection the first and second terminal fittings.
Vorgesehen ist entsprechend einem weiteren Aspekt ein Verfahren zum Laden einer in ein Fahrzeug eingebauten Batterie, umfassend die nachfolgenden Schritte: Verbinden eines ersten Verbinders mit einer elektrischen Leistungszuleitung, Verbinden eines zweiten Verbinders mit einem fahrzeugseitigen Verbinder, Verbinden der ersten und zweiten Verbinder über ein Kabel, Steuern bzw. Regeln einer Leistungszuleitung von der elektrischen Leistungszuleitung zu dem Fahrzeug über eine innerhalb des Kabels vorgesehene Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung, Verbinden von ersten Anschlusspassstücken, die an einer Leistungszuleitungsleiterplatte vorgesehen sind, mit zugehörigen Anschlusspassstücken, die an einem Ende von zu dem ersten Verbinder führenden Drähten vorgesehen sind, Verbinden von zweiten Anschlusspassstücken, die an der Leistungszuleitungsleiterplatte vorgesehen sind, mit zugehörigen Anschlusspassstücken, die an einem Ende von zu dem zweiten Verbinder führenden Drähten vorgesehen sind, und Verbinden der ersten und zweiten Anschlusspassstücke über eine Leistungszuleitungsleitung, die innerhalb der Leistungszuleitungsleiterplatte integriert ist.According to another aspect, there is provided a method of charging a vehicle-mounted battery, comprising the steps of: connecting a first connector to an electrical power lead, connecting a second connector to a vehicle-side connector, connecting the first and second connectors via a cable, Controlling a power supply line from the electric power supply line to the vehicle via a power supply control device provided inside the cable, connecting first terminal fittings provided on a power supply board with associated terminal fittings connected at one end to the first connector leading wires are provided, connecting second terminal fittings provided on the power supply board with associated terminal fittings disposed at one end of wires leading to the second connector n, and connecting the first and second terminal fittings via a power supply line integrated within the power supply circuit board.
Vorgesehen ist entsprechend einem weiteren Aspekt ein Verfahren zum Zusammenbauen einer Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung eines Ladekabels, umfassend die nachfolgenden Schritte: Bereitstellen einer Leistungszuleitungsleiterplatte, Einführen einer Mehrzahl von Stiften in Stiftlöcher, die in der Leistungszuleitungsleiterplatte vorgesehen sind,
Einführen einer Mehrzahl von Säulen in Verbindungslöcher, die in der Leistungszuleitungsleiterplatte vorgesehen sind, Anbringen einer Steuer- bzw. Regelleiterplatte durch Einführen von entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Enden der Stifte in Stiftlöcher, die in der Steuer- bzw. Regelleiterplatte vorgesehen sind, und Einführen von entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Enden der Säulen in Verbindungslöcher, die in der Steuer- bzw. Regelleiterplatte vorgesehen sind, und Bereitstellen der Leistungszuleitungsleiterplatte mit einer integrierten Leistungszuleitungsleitung.According to another aspect, there is provided a method of assembling a power supply control device of a charging cable, comprising the steps of: providing a power supply board, inserting a plurality of pins into pin holes provided in the power supply board;
Inserting a plurality of pillars into communication holes provided in the power supply circuit board, attaching a control rectifier plate by inserting opposite ends of the pins into pin holes provided in the control plate and inserting opposite ones or opposite ends of the pillars in communication holes provided in the control plate and providing the power supply board with an integrated power supply line.
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich besser beim Studium der nachfolgenden Detailbeschreibung von bevorzugten Ausführungsformen und der begleitenden Zeichnung. Man beachte, dass ungeachtet dessen, dass Ausführungsformen getrennt beschrieben werden, einzelne Merkmale derselben auch zu zusätzlichen Ausführungsformen zusammengefasst werden können.These and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent upon reading the following detailed description of preferred embodiments and the accompanying drawings. Note that notwithstanding that embodiments are described separately, individual features thereof may also be grouped into additional embodiments.
Bei einer Ausführungsform umfasst ein Ladekabel C zum Laden einer Batterie, die in ein Fahrzeug, so beispielsweise ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug eingebaut ist, einen ersten Verbinder
Wie in
Die Leistungs-PCB umfasst an einer Seite (beispielsweise einer oberen Oberfläche) hiervon zwei oder mehr Relais
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung der Säule/Säulen
Des Weiteren ist eine Mehrzahl von Stiften
Erste Anschlusspassstücke
Die ersten Anschlusspassstücke
Die Leistungs-PCB
Wie weiter in
Der Stromsensor
Die ersten Anschlusspassstücke
Da sich die Verbindungsfortsätze
Nachstehend werden Funktionen des Ladekabels C, die die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung PCSA umfasst, anhand
Wird der erste Verbinder
Des Weiteren soll der zweite Verbinder
Zusätzlich ist eine Signalleitung CP mit dem Fahrzeug verbunden. Für den Fall, dass eine Steuer- bzw. Regeleinrichtung und/oder eine Ladevorrichtung mit Bereitstellung innerhalb des Fahrzeuges ein Signal über die Signalleitung CP für eine CP-Schnittstelle
Sind die Relaisschalter
In diesem verbundenen Zustand detektiert der Stromsensor
Des Weiteren ist die Steuerung
Ein weiteres Signal wird insbesondere von einem Spannungsüberwachungs-AC
Insbesondere ist eine Anzeigevorrichtung
Vorzugsweise wird die Steuer- bzw. Regelleiterplatte
Des Weiteren sind der eine oder die mehreren Vorsprungsstifte
Die Zusammenbauprozedur der Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung PCSA wird nachstehend beschrieben. In einem ersten Schritt wird die Leistungszuleitungsleiterplatte
In einem nächsten Schritt wird eine Mehrzahl von elektrischen Stiften
In einem nächsten Schritt wird die Steuer- bzw. Regel-PCB
Des Weiteren werden die Enden der Stifte
Schließlich wird die die beiden PCBs
Des Weiteren werden der Stromsensor
Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung PCSA zudem eine oder mehrere Betriebsvorgangselemente (so beispielsweise Schaltflächen, eine Berührungsanzeige oder dergleichen) zur Bedienung durch einen Anwender umfassen, damit Betriebsvorgangssignale an die Steuerung bzw. Regelung
Insbesondere da die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung PCSA keine Flachkabel, flexible PCBs, Busschienen, Drähte und dergleichen mehr umfasst, kann die Leistungszuleitungssteuer- bzw. Regeleinrichtung PCSA ohne Weiteres zusammengebaut werden, und es kann die Größe hiervon minimiert werden. Insbesondere führt die spezifische Zwei-Schichten-Form, die die beiden PCBs
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- erster Verbinderfirst connector
- 2020
- zweiter Verbindersecond connector
- 3030
- Gehäusecasing
- 3232
- Deckelcover
- 32a32a
- Öffnungopening
- 100100
- LeistungszuleitungsleiterplattePower supply circuit board
- 110110
- Montierlochmounting hole
- 120120
- Verbindungslochconnecting hole
- 130130
- Stiftlochpinhole
- 140140
- VorsprungsstiftlochLead pinhole
- 150150
- erstes Anschlusspassstückfirst connection fitting
- 152152
- Vorsprungsstiftlead pencil
- 154154
- Erstreckungsabschnittextending portion
- 156156
- VerbindungsfortsatzConnecting projection
- 160160
- zweites Anschlusspassstücksecond connection fitting
- 162162
- VerbindungsfortsatzConnecting projection
- 180180
- LeistungskabelanschlusspassstückPower cable terminal fitting
- 190190
- LeistungszuleitungsleitungPower supply line
- 200 (200a, 200b, 200c)200 (200a, 200b, 200c)
- Steuer- bzw. RegelleiterplatteControl or Regelleiterplatte
- 220220
- Verbindungslochconnecting hole
- 230230
- Stiftlochpinhole
- 240240
- Steuer- bzw. RegelleiterplattenleistungszuleitungControl or Regelleiterplattenleistungszuleitung
- 250250
- SignalkonditionierungstemperatursensorSignal conditioning temperature sensor
- 260260
- Steuerung bzw. RegelungControl
- 270270
- Anzeige (LED)Display (LED)
- 270a270a
- Anzeige „Bereit” (grün)Ready (green) indicator
- 270b270b
- Anzeige „Laden” (gelb)Display "Load" (yellow)
- 270c270c
- Anzeige „Defekt” (rot)Display "defect" (red)
- 272272
- Schaltflächebutton
- 274274
- Drahtlos-LAN (WLAN)Wireless LAN (WLAN)
- 280280
- FahrzeugschnittstelleVehicle interface
- 290290
- Spannungsüberwachungvoltage monitoring
- 300300
- Relaisrelay
- 310310
- Relaistreiberrelay driver
- 320320
- Relaisschalterrelay switch
- 400400
- Stromsensorcurrent sensor
- 410410
- Stromsensorsteuer- bzw. RegelteilCurrent sensor control or control part
- 500500
- Gehäusecasing
- 510510
- StromsensorunterbringungskammerCurrent sensor accommodating chamber
- 520520
- VerbindungsfortsatzunterbringungskammerConnecting projection accommodating chamber
- 530530
- ErdungsfortsatzunterbringungskammerGrounding extension accommodating chamber
- 600600
- Säulepillar
- 610610
- verjüngtes Enderejuvenated end
- 620620
- kleineren Durchmesser aufweisender Abschnittsmaller diameter section
- 700700
- Stiftpen
- 710710
- Verbindungsbügelconnecting brackets
- L, Nl L, N l
- LeistungsleitungseingangPower line input
- PEl PE l
- ErdungsleitungseingangGrounding line input
- L, No L, N o
- LeistungsleitungsausgangPower line output
- PEo PE o
- ErdungsleitungsausgangGrounding line output
- ll
- Längsrichtunglongitudinal direction
- ww
- Breitenrichtungwidth direction
- hH
- Höhenrichtungheight direction
- CC
- Ladekabelcharge cable
- C1C1
- erster Abschnittfirst section
- C2C2
- zweiter Abschnittsecond part
- PCSAPCSA
- Leistungszuleitungssteuer- bzw. RegeleinrichtungPower supply control device
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