DE102016206300B4 - CHARGING PLUG AND CHARGING STATION FOR DELIVERING ELECTRICAL ENERGY TO A RECEIVER OF ELECTRICAL ENERGY - Google Patents

CHARGING PLUG AND CHARGING STATION FOR DELIVERING ELECTRICAL ENERGY TO A RECEIVER OF ELECTRICAL ENERGY Download PDF

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Abstract

Ladestecker (100) zur Kopplung mit einer korrespondierenden Verbindungsvorrichtung und zur Übertragung elektrischer Energie, wobei der Ladestecker (100) folgende Merkmale aufweist:- der Ladestecker (100) weist zumindest einen in einem Ladesteckergehäuse (110) angeordneten Leistungskontakt (10) auf, der einen über eine Kontaktseite (112) des Ladesteckergehäuses (110) zugänglichen ersten Anschlussbereich (11) zur galvanischen Verbindung mit einem elektrischen Energieempfänger und einen mit einem Ladekabel (120) galvanisch verbundenen zweiten Anschlussbereich (12) aufweist,- der Ladestecker (100) weist zumindest eine Ladekabelkühleinrichtung (121) auf, die mit einer Kühlfluidleitung (122, 123) fluidverbunden ist,- der Ladestecker (100) weist eine Bypass-Vorlaufleitung (130) und eine mit dieser fluidverbundenen Bypass-Rücklaufleitung (131) auf, wobei- die Bypass-Vorlaufleitung (130) und die Bypass-Rücklaufleitung (131) jeweils mit der Kühlfluidleitung (122, 123) fluidverbunden sind, so dass ein Kühlfluidstrom von der Kühlfluidleitung (122, 123) über die Bypass-Vorlaufleitung (130) in die Bypass-Rücklaufleitung (131) zurück in die Kühlfluidleitung (122, 123) ermöglicht ist, wobei der Ladestecker (100) durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:- der Ladestecker (100) weist ein in die Kühlfluidleitung (122, 123) ein- und ausfahrbares Fluidstromstellglied (125) auf, mittels dem eine freie Durchgangsöffnung (D) der Kühlfluidleitung (122, 123) veränderbar ist; und- das Fluidstromstellglied (125) ist zwischen einem Bypass-Vorlaufanschluss (127), mittels dem die Bypass-Vorlaufleitung (130) mit der Kühlfluidleitung (122, 123) fluidverbunden ist, und einem Bypass-Rücklaufanschluss (128), mittels dem die Bypass-Rücklaufleitung (131) mit der Kühlfluidleitung (122, 123) fluidverbunden ist, angeordnet.Charging plug (100) for coupling to a corresponding connecting device and for transmitting electrical energy, the charging plug (100) having the following features: - The charging plug (100) has at least one power contact (10) arranged in a charging plug housing (110), which one Has a first connection area (11) accessible via a contact side (112) of the charging plug housing (110) for the galvanic connection to an electrical energy receiver and a second connection area (12) galvanically connected to a charging cable (120), - the charging plug (100) has at least one Charging cable cooling device (121), which is fluidly connected to a cooling fluid line (122, 123), - the charging plug (100) has a bypass flow line (130) and a bypass return line (131), which is fluidly connected to it, the bypass line Flow line (130) and the bypass return line (131) each fluid-connected to the cooling fluid line (122, 123) s ind, so that a cooling fluid flow is made possible from the cooling fluid line (122, 123) via the bypass feed line (130) into the bypass return line (131) back into the cooling fluid line (122, 123), the charging plug (100) being connected through the The following features are characterized: the charging plug (100) has a fluid flow actuator (125) which can be extended and retracted into the cooling fluid line (122, 123) and by means of which a free through opening (D) of the cooling fluid line (122, 123) can be changed; and - the fluid flow actuator (125) is between a bypass flow connection (127), by means of which the bypass flow line (130) is fluidly connected to the cooling fluid line (122, 123), and a bypass return connection (128), by means of which the bypass Return line (131) is fluidly connected to the cooling fluid line (122, 123).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ladestecker zur Kopplung mit einer korrespondierenden Verbindungsvorrichtung und zur Übertragung elektrischer Energie. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Ladestation zur Abgabe elektrischer Energie an einen Empfänger elektrischer Energie.The present invention relates to a charging plug for coupling to a corresponding connecting device and for transmitting electrical energy. Furthermore, the present invention relates to a charging station for delivering electrical energy to an electrical energy receiver.

Aus dem Stand der Technik sind Ladestecker für elektrisch antreibbare Fahrzeuge bekannt, die zur Verbindung mit einer korrespondierenden als Buchse ausgebildeten Verbindungsvorrichtung ausgebildet sind. Diesbezüglich wird auf den in der DE 10 2012 105 774 B3 offenbarten Ladestecker verwiesen. In dem Ladestecker sind Leistungskontakte angeordnet, die jeweils einen ersten Anschlussbereich und einen zweiten Anschlussbereich aufweisen. Der erste Anschlussbereich ist als Kontaktbuchse ausgebildet und zur galvanischen Verbindung mit einem Kontaktstift geeignet, wobei der Kontaktstift mit einem elektrischen Energieempfänger, beispielsweise einem Akkumulator eines Fahrzeuges galvanisch verbundenen ist. Der zweite Anschlussbereich des Leistungskontakts ist zur galvanischen Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle, beispielsweise eine Ladestation oder im Allgemeinen mit einem elektrischen Versorgungsnetz ausgebildet. Zu diesem Zweck ist jeder zweite Anschlussbereich eines jeden Leistungskontaktes fest mit jeweils einem Ladekabel verbunden.Charging plugs for electrically drivable vehicles are known from the prior art, which are designed for connection to a corresponding connecting device designed as a socket. In this regard, reference is made to the in the DE 10 2012 105 774 B3 disclosed charging connector. Power contacts are arranged in the charging plug, each having a first connection area and a second connection area. The first connection area is designed as a contact socket and is suitable for the galvanic connection with a contact pin, the contact pin being galvanically connected to an electrical energy receiver, for example an accumulator of a vehicle. The second connection area of the power contact is designed for the galvanic connection to an electrical energy source, for example a charging station or generally to an electrical supply network. For this purpose, every second connection area of each power contact is permanently connected to a charging cable.

US 2015/0 217 654 A1 offenbart ein Ladesystem für ein Elektrofahrzeug umfassend eine Stromversorgung; ein Kabel mit einem ersten und einem zweiten Ende, wobei das erste Ende an der Stromversorgung angebracht ist, wobei das Kabel einen Ladeleiter und eine Kühlleitung umfasst, von denen sich jedes vom ersten Ende zum zweiten Ende erstreckt; und einen Verbinder, der an dem zweiten Ende des Kabels angebracht ist, wobei der Verbinder einen Formfaktor aufweist, der einem Ladeanschluss des Elektrofahrzeugs entspricht; wobei die Kühlleitung angepasst ist, um ein Fluid zu fördern, das den Ladeleiter kühlt. US 2015/0 217 654 A1 discloses a charging system for an electric vehicle comprising a power supply; a cable having first and second ends, the first end attached to the power supply, the cable comprising a charge conductor and a cooling line, each of which extends from the first end to the second end; and a connector attached to the second end of the cable, the connector having a form factor that corresponds to a charging port of the electric vehicle; wherein the cooling line is adapted to convey a fluid that cools the charge conductor.

Aufgrund eines durch die Ladekabel fließenden Ladestroms heizen sich die Ladekabel auf. Damit höhere Ladeströme mittels der Ladekabel übertragbar sind, können Ladekabel mit vergrößerten Leitungsquerschnitten verwendet werden. Eine Vergrößerung der Leitungsquerschnitte der Ladekabel führt jedoch dazu, dass sich das Gewicht der Ladekabel erhöht und somit die Handhabbarkeit des Ladekabels und des mit den Ladekabeln gekoppelten Ladesteckers verschlechtert.The charging cables heat up due to a charging current flowing through the charging cables. So that higher charging currents can be transmitted using the charging cable, charging cables with enlarged cable cross sections can be used. However, an increase in the cable cross-sections of the charging cables increases the weight of the charging cables and thus worsens the handling of the charging cable and the charging plug coupled to the charging cables.

Ferner heizt sich aufgrund eines durch den Leistungskontakt fließenden Ladestroms der als Leistungssteckkontakt ausgebildete Leistungskontakt unweigerlich aufgrund von ohmschen Stromwärmeverlusten auf. Das Aufheizen des Leistungskontakts ist jedoch auf eine Grenztemperaturerhöhung limitiert. So ist beispielsweise gemäß der Norm IEC 62196-3 die Grenztemperaturerhöhung auf 50K limitiert. Dies wiederum führt bei größtenteils genormten Steckverbindergeometrien zu einem maximalen Ladestrom von bis zu 200 A Dauerlast.Furthermore, due to a charging current flowing through the power contact, the power contact designed as a power plug contact inevitably heats up due to ohmic current heat losses. However, the heating of the power contact is limited to an increase in the limit temperature. For example, the limit temperature increase is limited to 50K in accordance with the IEC 62196-3 standard. With the largely standardized connector geometries, this in turn leads to a maximum charging current of up to 200 A continuous load.

Bei einer intermittierenden Aufladung eines Akkumulators sind hingegen höhere Ladeströme von 350 A und mehr über begrenzte Zeiträume notwendig, um den Akkumulator in einer gewünscht kurzen Zeit aufzuladen. Dies wiederum führt zu einer temporären Erhitzung der Leistungskontakte, die über der Grenztemperaturerhöhung liegt. Der Leitungsquerschnitt des Leistungskontakts lässt sich nicht beliebig vergrößern, da die Steckverbindergeometrien genormt sind und darüber hinaus für die Leistungskontakte eine möglichst geringe Menge an leitfähigem Material, üblicherweise Kupfer, verwendet werden soll.With an intermittent charging of an accumulator, however, higher charging currents of 350 A and more are necessary over limited periods of time in order to charge the accumulator in a desired short time. This in turn leads to a temporary heating of the power contacts, which is above the limit temperature increase. The line cross-section of the power contact cannot be increased arbitrarily, since the connector geometries are standardized and, in addition, the smallest possible amount of conductive material, usually copper, is to be used for the power contacts.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ladestecker bereitzustellen, mittels dem erhöhte Ladeströme bei einer begrenzten Aufheizung ermöglicht sind - der Ladestecker folglich eine erhöhte Stromtragfähigkeit aufweist.The object of the present invention is to provide a charging plug, by means of which increased charging currents are made possible with limited heating - the charging plug consequently has an increased current carrying capacity.

Diese Aufgabe wird durch einen Ladestecker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen beschrieben.This object is achieved by a charging plug with the features of claim 1. Advantageous embodiments are described in the claims dependent on claim 1.

Ferner liegt der vorliegenden Erfindung auch die Aufgabe zugrunde, eine Ladestation zur Abgabe elektrischer Energie an einen Empfänger elektrischer Energie bereitzustellen, mittels der erhöhte Spitzenladeströme übertragbar sind.Furthermore, the present invention is also based on the object of providing a charging station for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy, by means of which increased peak charging currents can be transmitted.

Diese Aufgabe wird durch eine Ladestation mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.This object is achieved by a charging station with the features of claim 8.

Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch einen Ladestecker zur Kopplung mit einer korrespondierenden Verbindungsvorrichtung und zur Übertragung elektrischer Energie gelöst, wobei der Ladestecker zumindest einen in einem Ladesteckergehäuse angeordneten Leistungskontakt aufweist, der einen über eine Kontaktseite des Ladesteckergehäuses zugänglichen ersten Anschlussbereich zur galvanischen Verbindung mit einem elektrischen Energieempfänger und einen mit einem Ladekabel galvanisch verbundenen zweiten Anschlussbereich aufweist. Ferner weist der Ladestecker zumindest eine Ladekabelkühleinrichtung auf, die mit einer Kühlfluidleitung fluidverbunden ist. Der erfindungsgemäße Ladestecker ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ladestecker eine Bypass-Vorlaufleitung und eine mit dieser fluidverbundenen Bypass-Rücklaufleitung aufweist, wobei die Bypass-Vorlaufleitung und die Bypass-Rücklaufleitung zusätzlich jeweils mit der Kühlfluidleitung fluidverbunden sind, so dass ein Kühlfluidstrom von der Kühlfluidleitung über die Bypass-Vorlaufleitung in die Bypass-Rücklaufleitung zurück in die Kühlfluidleitung ermöglicht ist.In more detail, the object on which the present invention is based is achieved by a charging plug for coupling to a corresponding connecting device and for transmitting electrical energy, the charging plug having at least one power contact arranged in a charging plug housing and having a first connection area for galvanic connection which is accessible via a contact side of the charging plug housing having an electrical energy receiver and a second connection area galvanically connected to a charging cable. Furthermore, the charging plug has at least one charging cable cooling device which is fluidly connected to a cooling fluid line. The charging plug according to the invention is characterized in that the charging plug has a bypass flow line and a with This fluid-connected bypass return line has, wherein the bypass flow line and the bypass return line are each also fluidly connected to the cooling fluid line, so that a cooling fluid flow from the cooling fluid line via the bypass flow line into the bypass return line back into the cooling fluid line is made possible.

Selbstverständlich kann der Ladestecker auch zwei oder mehr in dem Ladesteckergehäuse angeordnete Leistungskontakte aufweisen, die jeweils einen über die Kontaktseite des Ladesteckergehäuses zugänglichen ersten Anschlussbereich zur galvanischen Verbindung mit einem elektrischen Energieempfänger und einen mit einem Ladekabel galvanisch verbundenen zweiten Anschlussbereich aufweisen. Folglich würde dann der Ladestecker zwei Ladekabel aufweisen, die jeweils mit einem Leistungskontakt galvanisch verbunden sind. Jedes Ladekabel ist dann mittels der Ladekabelkühleinrichtung kühlbar. Die Kühleinrichtung ist mit einer Kühlfluidvorlaufleitung und einer Kühlfluidrücklaufkühlleitung fluidverbunden. Die Kühlfluidvorlaufleitung und die Kühlfluidrücklaufkühlleitung sind folglich Bestandteile der Kühlfluidleitung.Of course, the charging plug can also have two or more power contacts arranged in the charging plug housing, each of which has a first connection area accessible via the contact side of the charging plug housing for the galvanic connection to an electrical energy receiver and a second connection area galvanically connected to a charging cable. Consequently, the charging plug would then have two charging cables, each of which is galvanically connected to a power contact. Each charging cable can then be cooled by means of the charging cable cooling device. The cooling device is fluidly connected to a cooling fluid feed line and a cooling fluid return cooling line. The cooling fluid feed line and the cooling fluid return cooling line are consequently components of the cooling fluid line.

Durch die Fluidverbindung der Bypass-Vorlaufleitung und der Bypass-Rücklaufleitung mit der Kühlfluidleitung können der erfindungsgemäße Ladestecker und ein Versorgungskabel, mittels dem der Ladestecker mit einer Ladestation gekoppelt ist, wesentlich kompakter ausgebildet sein. Denn in dem Versorgungskabel müssen lediglich die Ladekabel und eine Kühlfluidvorlaufleitung und eine Kühlfluidrücklaufkühlleitung, die Teil der Kühlfluidleitung sind, vorgesehen sein. Die für die Kühlung von weiteren Komponenten des Ladesteckers notwendigen weiteren Kühlleitungen zweigen von der Kühlfluidleitung ab, so dass in dem Versorgungskabel weniger Leitungen unterzubringen sind. Trotz der kompakten Ausführung des Versorgungskabels und des Ladesteckers lassen sich sowohl die Ladekabel als auch weitere Komponenten des Ladesteckers wirkungsvoll kühlen, so dass mit dem erfindungsgemäßen Ladestecker erhöhte Ladeströme übertragbar sind.Due to the fluid connection of the bypass flow line and the bypass return line to the cooling fluid line, the charging plug according to the invention and a supply cable, by means of which the charging plug is coupled to a charging station, can be made substantially more compact. This is because only the charging cable and a cooling fluid feed line and a cooling fluid return cooling line, which are part of the cooling fluid line, must be provided in the supply cable. The further cooling lines necessary for cooling further components of the charging plug branch off from the cooling fluid line, so that fewer lines have to be accommodated in the supply cable. Despite the compact design of the supply cable and the charging plug, both the charging cable and other components of the charging plug can be cooled effectively, so that increased charging currents can be transmitted with the charging plug according to the invention.

Mittels des erfindungsgemäßen Ladesteckers lassen sich sowohl die Ladekabel als auch weitere Komponenten des Ladesteckers, beispielsweise die Leistungskontakte, kühlen. Zur Kühlung der Ladekabel ist eine Kühlleistung von etwa 500 W notwendig. Zur Kühlung der Leistungskontakte ist hingegen lediglich eine Kühlleistung von etwa 20 W notwendig.The charging plug as well as other components of the charging plug, for example the power contacts, can be cooled by means of the charging plug according to the invention. A cooling capacity of around 500 W is required to cool the charging cable. To cool the power contacts, on the other hand, only a cooling power of about 20 W is necessary.

Der erste Anschlussbereich des Leistungskontakts ist mit einem Steckkontakt galvanisch verbindbar. Vorzugsweise ist der erste Anschlussbereich als federnder Kontaktbereich ausgebildet, der mehrere teilzylinderförmige Kontaktfedern aufweist. Weiter vorzugsweise ist der erste Anschlussbereich als Kontaktbuchse mit einem Aufnahmeraum ausgebildet. Der erste Anschlussbereich des Leistungskontakts kann auch als frontseitiger Anschlussbereich bzw. frontseitiger Anschlussabschnitt oder auch als frontseitiger Funktionsbereich bezeichnet werden.The first connection area of the power contact can be galvanically connected with a plug contact. The first connection area is preferably designed as a resilient contact area which has a plurality of partially cylindrical contact springs. More preferably, the first connection area is designed as a contact socket with a receiving space. The first connection area of the power contact can also be referred to as a front-side connection area or front-side connection section or also as a front-side functional area.

Der zweite Anschlussbereich des Leistungskontakts ist zur galvanischen Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle mit einem Ladekabel verbunden. Der zweite Anschlussbereich kann auch als rückseitiger Anschlussbereich bzw. als rückseitiger Anschlussabschnitt oder auch als rückseitiger Funktionsbereich bezeichnet werden. Der Empfänger elektrischer Energie kann beispielsweise ein Akkumulator sein. Insbesondere kann es sich bei dem Akkumulator um eine Fahrzeugbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeuges handeln.The second connection area of the power contact is connected to a charging cable for the galvanic connection to an electrical energy source. The second connection area can also be referred to as a rear connection area or as a rear connection section or as a rear functional area. The receiver of electrical energy can be an accumulator, for example. In particular, the accumulator can be a vehicle battery of an electrically drivable vehicle.

Der Leistungskontakt kann auch als Elektroanschlusskörper bezeichnet werden.The power contact can also be referred to as an electrical connector.

Die Ladekabelkühleinrichtung ist zur Kühlung des Ladekabels / der Ladekabel ausgebildet. Beispielsweise kann das Ladekabel von einem Kühlfluid in der Kühlfluidleitung umspült sein.The charging cable cooling device is designed to cool the charging cable / the charging cable. For example, a cooling fluid can flow around the charging cable in the cooling fluid line.

Mittels des erfindungsgemäßen Ladesteckers ist somit ein Kühlkreislauf beginnend in der Kühlfluidleitung, im Genaueren der Kühlfluidvorlaufleitung, über die Bypass-Vorlaufleitung, die Bypass-Rücklaufleitung zurück in die Kühlfluidleitung, im Genaueren die Kühlfluidrücklaufleitung, realisierbar.By means of the charging plug according to the invention, a cooling circuit can thus be implemented starting in the cooling fluid line, more specifically the cooling fluid supply line, via the bypass supply line, the bypass return line back into the cooling fluid line, more precisely the cooling fluid return line.

Als Kühlfluid kann jegliches Kühlfluid, sowohl flüssig als auch gasförmig, verwendet werden. Beispielsweise können als Kühlfluid Wasser und/oder Ketone, insbesondere fluorierte Ketone verwendet werden. Ferner kann als Kühlfluid auch Stickstoff verwendet werden. Es ist aber auch möglich, dass als Kühlfluid Druckluft verwendet wird, wobei unter Druckluft unter Druck gesetzte Atemluft zu verstehen ist.Any cooling fluid, both liquid and gaseous, can be used as the cooling fluid. For example, water and / or ketones, in particular fluorinated ketones, can be used as the cooling fluid. Nitrogen can also be used as the cooling fluid. However, it is also possible for compressed air to be used as the cooling fluid, where compressed air is to be understood as pressurized breathing air.

Der Ladestecker ist derart ausgebildet, dass dieser ein in die Kühlfluidleitung ein- und ausfahrbares Fluidstromstellglied aufweist, mittels dem eine freie Durchgangsöffnung der Kühlfluidleitung veränderbar ist, wobei das Fluidstromstellglied zwischen einem Bypass-Vorlaufanschluss, mittels dem die Bypass-Vorlaufleitung mit der Kühlfluidleitung fluidverbunden ist, und einem Bypass-Rücklaufanschluss, mittels dem die Bypass-Rücklaufleitung mit der Kühlfluidleitung fluidverbunden ist, angeordnet ist.The charging plug is designed in such a way that it has a fluid flow control element that can be extended and retracted into the cooling fluid line, by means of which a free through opening of the cooling fluid line can be changed, the fluid flow control element being located between a bypass flow connection, by means of which the bypass flow line is fluidly connected to the cooling fluid line, and a bypass return connection, by means of which the bypass return line is fluidly connected to the cooling fluid line.

Der entsprechend ausgebildete Ladestecker bietet den Vorteil, dass die Kühlleistung für die Ladekabel und für weitere Komponenten des Ladesteckers, die mittels des durch die Bypass-Vorlaufleitung und Bypass-Rücklaufleitung transportierten Kühlfluids gekühlt werden, einstellbar ist.The correspondingly designed charging plug offers the advantage that the cooling capacity for the charging cable and for other components of the charging plug, which are cooled by means of the cooling fluid transported through the bypass feed line and bypass return line, can be adjusted.

Denn durch Verringern der freien Durchgangsöffnung der Kühlfluidleitung wird ein größerer Anteil des Gesamtkühlfluidstroms in die Bypass-Vorlaufleitung befördert. Aufgrund der Fluidverbindung der Bypass-Rücklaufleitung mit der Bypass-Vorlaufleitung mittels einer weiteren Kühleinrichtung, mittels der die weitere(n) Komponente(n) des Ladesteckers gekühlt werden, fließt der abgezweigte Kühlfluidstrom selbstverständlich auch durch die Bypass-Rücklaufleitung. Somit können die weiteren Komponenten des Ladesteckers stärker gekühlt werden. Die freie Durchgangsöffnung der Kühlfluidleitung wird durch Einfahren bzw. Hineinfahren, bzw. Eindrehen des Fluidstromstellglieds in die Kühlfluidleitung verringert. Because by reducing the free passage opening of the cooling fluid line, a larger proportion of the total cooling fluid flow is conveyed into the bypass feed line. Due to the fluid connection of the bypass return line to the bypass supply line by means of a further cooling device, by means of which the further component (s) of the charging plug are cooled, the branched cooling fluid flow naturally also flows through the bypass return line. This means that the other components of the charging connector can be cooled more. The free passage opening of the cooling fluid line is reduced by retracting or retracting or screwing the fluid flow actuator into the cooling fluid line.

Durch Vergrößern der freien Durchgangsöffnung der Kühlfluidleitung wird ein kleinerer Teil des Gesamtkühlfluidstroms in die Bypass-Vorlaufleitung befördert, so dass die Ladekabel verbessert gekühlt werden können. Die freie Durchgangsöffnung der Kühlfluidleitung wird durch Ausfahren bzw. Herausfahren, bzw. Herausdrehen des Fluidstromstellglieds aus der Kühlfluidleitung vergrößert.By enlarging the free passage opening of the cooling fluid line, a smaller part of the total cooling fluid flow is conveyed into the bypass feed line, so that the charging cables can be cooled better. The free passage opening of the cooling fluid line is enlarged by extending or extending or unscrewing the fluid flow actuator from the cooling fluid line.

Weiter vorzugsweise ist der Ladestecker derart ausgebildet, dass das Fluidstromstellglied zumindest ein Thermobimetall aufweist, das mit einem Kühlfluid in der Kühlfluidleitung und/oder in der Bypass-Vorlaufleitung in Kontakt bringbar ist, wobei das Thermobimetall derart mit dem Fluidstromstellglied gekoppelt ist, dass mit sinkender Temperatur des Thermobimetalls das Fluidstromstellglied die freie Durchgangsöffnung der Kühlfluidleitung verringert.More preferably, the charging plug is designed in such a way that the fluid flow actuator has at least one thermobimetal that can be brought into contact with a cooling fluid in the cooling fluid line and / or in the bypass feed line, the thermobimetal being coupled to the fluid flow actuator such that the temperature drops of the thermal bimetal, the fluid flow actuator reduces the free passage opening of the cooling fluid line.

Ein entsprechend ausgebildeter Ladestecker bietet den Vorteil, dass die Verteilung des Gesamtkühlfluidstroms zwischen der Kühlfluidleitung und der Bypassleitung, bestehend aus der Bypass-Vorlaufleitung und der Bypass-Rücklaufleitung, automatisch eingestellt wird. Eine sinkende Temperatur des Thermobimetalls wird durch eine sinkende Temperatur des Kühlfluids in der Kühlfluidleitung und/oder in der Bypass-Vorlaufleitung und somit durch eine sinkende Temperatur der Ladeleitungen bewirkt. Wenn sich folglich die Temperatur der Ladeleitungen verringert, kann mehr Kühlleistung für die Bypassleitung und somit für die weiteren Komponenten des Ladesteckers zur Verfügung gestellt werden.A suitably designed charging plug offers the advantage that the distribution of the total cooling fluid flow between the cooling fluid line and the bypass line, consisting of the bypass supply line and the bypass return line, is set automatically. A falling temperature of the bimetallic metal is caused by a falling temperature of the cooling fluid in the cooling fluid line and / or in the bypass feed line and thus by a falling temperature of the charging lines. Consequently, if the temperature of the charging lines decreases, more cooling capacity can be made available for the bypass line and thus for the other components of the charging plug.

Weiter vorzugsweise ist der Ladestecker derart ausgebildet, dass das Fluidstromstellglied zumindest ein Thermobimetall aufweist, das mit einem Kühlfluid in der Bypass-Rücklaufleitung in Kontakt bringbar ist, wobei das Thermobimetall derart mit dem Fluidstromstellglied gekoppelt ist, dass mit steigender Temperatur des Thermobimetalls das Fluidstromstellglied die freie Durchgangsöffnung der Kühlfluidleitung verringert.More preferably, the charging plug is designed such that the fluid flow actuator has at least one thermobimetal that can be brought into contact with a cooling fluid in the bypass return line, the thermobimetal being coupled to the fluid flow actuator in such a way that the fluid flow actuator releases the free fluid as the temperature of the thermobimetal increases Through opening of the cooling fluid line is reduced.

Ein entsprechend ausgebildeter Ladestecker bietet den Vorteil, dass die Verteilung des Gesamtkühlfluidstroms zwischen der Kühlfluidleitung und der Bypassleitung, bestehend aus dem Bypass-Vorlaufleitung und der Bypass-Rücklaufleitung, automatisch eingestellt wird. Eine steigende Temperatur des Thermobimetalls wird durch eine steigende Temperatur des Kühlfluids in der Bypass-Rücklaufleitung und somit durch eine steigende Temperatur der Komponente(n) des Ladesteckers bewirkt, die durch das Kühlfluid in der Bypassleitung gekühlt werden soll(en). Wenn sich folglich die Temperatur der zu kühlenden Komponenten erhöht, kann mehr Kühlleistung für die Bypassleitung und somit für die weiteren Komponenten des Ladesteckers zur Verfügung gestellt werden.A suitably designed charging plug offers the advantage that the distribution of the total cooling fluid flow between the cooling fluid line and the bypass line, consisting of the bypass supply line and the bypass return line, is set automatically. An increasing temperature of the bimetallic metal is caused by an increasing temperature of the cooling fluid in the bypass return line and thus by an increasing temperature of the component (s) of the charging connector that is to be cooled by the cooling fluid in the bypass line. If the temperature of the components to be cooled consequently increases, more cooling capacity can be made available for the bypass line and thus for the other components of the charging connector.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Ladesteckers ist das Fluidstromstellglied elektromotorisch ein- und ausfahrbar ausgebildet.According to a further advantageous embodiment of the charging plug, the fluid flow actuator is designed to be retractable and extendable by an electric motor.

Weiter vorzugsweise ist der Ladestecker derart ausgebildet, dass der Ladestecker zumindest einen Temperaturmessfühler aufweist, der mit dem Fluidstromstellglied mittels einer Steuerungseinrichtung zur Übertragung von Stellsignalen gekoppelt ist, wobei der Temperaturmessfühler mit einem Kühlfluid in der Kühlfluidleitung und/oder in der Bypass-Vorlaufleitung zur Bestimmung einer Kühlfluidtemperatur in der Kühlfluidleitung und/oder in der Bypass-Vorlaufleitung in Kontakt bringbar ist, und wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese mit sinkender Temperatur des Kühlfluids ein Steuersignal an das Fluidstromstellglied überträgt, so dass das Fluidstromstellglied die freie Durchgangsöffnung der Kühlfluidleitung verkleinert.More preferably, the charging plug is designed in such a way that the charging plug has at least one temperature sensor, which is coupled to the fluid flow actuator by means of a control device for transmitting control signals, the temperature sensor having a cooling fluid in the cooling fluid line and / or in the bypass feed line for determining a Cooling fluid temperature in the cooling fluid line and / or in the bypass feed line can be brought into contact, and wherein the control device is designed such that it transmits a control signal to the fluid flow actuator as the temperature of the cooling fluid drops, so that the fluid flow actuator reduces the free passage opening of the cooling fluid line.

Ein entsprechend ausgebildeter Ladestecker bietet den Vorteil, dass die Verteilung des Gesamtkühlfluidstroms zwischen der Kühlfluidleitung und der Bypassleitung, bestehend aus der Bypass-Vorlaufleitung und der Bypass-Rücklaufleitung, automatisch mittels der Steuerungseinrichtung gesteuert werden kann. Der Temperaturmessfühler bestimmt die Temperatur des mit diesem in Kontakt stehenden Kühlfluids. Eine sinkende Temperatur des Temperaturmessfühlers wird durch eine sinkende Temperatur des Kühlfluids in der Kühlfluidleitung und/oder in der Bypass-Vorlaufleitung und somit durch eine sinkende Temperatur der Ladeleitungen bewirkt. Wenn sich die Temperatur der Ladeleitungen verringert, kann mehr Kühlleistung für die Bypassleitung und somit für die weiteren Komponenten des Ladesteckers, z.B. die Leistungskontakte des Ladesteckers, zur Verfügung gestellt werden.A suitably designed charging plug offers the advantage that the distribution of the total cooling fluid flow between the cooling fluid line and the bypass line, consisting of the bypass supply line and the bypass return line, can be controlled automatically by means of the control device. The temperature sensor determines the temperature of the cooling fluid in contact with it. A falling temperature of the temperature sensor is caused by a falling temperature of the cooling fluid in the cooling fluid line and / or in the bypass feed line and thus by a falling temperature of the charging lines. If the temperature of the charging lines decreases, more cooling capacity for the bypass line and thus for the other components of the charging plug, e.g. the power contacts of the charging plug are made available.

Weiter vorzugsweise ist der Ladestecker derart ausgebildet, dass der Ladestecker zumindest einen Temperaturmessfühler aufweist, der mit dem Fluidstromstellglied mittels einer Steuerungseinrichtung zur Übertragung von Stellsignalen gekoppelt ist, wobei der Temperaturmessfühler mit einem Kühlfluid in der Bypass-Rücklaufleitung zur Bestimmung einer Kühlfluidtemperatur in der Bypass-Rücklaufleitung in Kontakt bringbar ist, und wobei die Steuerungseinrichtung derart ausgebildet ist, dass diese mit steigender Temperatur des Kühlfluids ein Steuersignal an das Fluidstromstellglied überträgt, so dass das Fluidstromstellglied die freie Durchgangsöffnung der Kühlfluidleitung verkleinert.Further preferably, the charging plug is designed in such a way that the charging plug has at least one temperature measuring sensor which is connected to the fluid flow actuator by means of a Control device for transmitting control signals is coupled, wherein the temperature sensor can be brought into contact with a cooling fluid in the bypass return line for determining a cooling fluid temperature in the bypass return line, and wherein the control device is designed such that it increases a control signal with increasing temperature of the cooling fluid transmits to the fluid flow actuator, so that the fluid flow actuator reduces the free passage opening of the cooling fluid line.

Ein entsprechend ausgebildeter Ladestecker bietet den Vorteil, dass die Verteilung des Gesamtkühlfluidstroms zwischen der Kühlfluidleitung und der Bypassleitung, bestehend aus der Bypass-Vorlaufleitung und der Bypass-Rücklaufleitung, automatisch mittels der Steuerungseinrichtung gesteuert werden kann. Der Temperaturmessfühler bestimmt die Temperatur des mit diesem in Kontakt stehenden Kühlfluids. Eine steigende Temperatur des Temperaturmessfühlers wird durch eine steigende Temperatur des Kühlfluids in der Bypass-Rücklaufleitung und somit durch eine steigende Temperatur der zu kühlenden Komponenten des Ladesteckers bewirkt. Wenn sich die Temperatur der zu kühlenden Komponenten, z.B. der Leistungskontakte erhöht, kann mehr Kühlleistung für die Bypassleitung und somit für die weiteren Komponenten des Ladesteckers zur Verfügung gestellt werden.A suitably designed charging plug offers the advantage that the distribution of the total cooling fluid flow between the cooling fluid line and the bypass line, consisting of the bypass supply line and the bypass return line, can be controlled automatically by means of the control device. The temperature sensor determines the temperature of the cooling fluid in contact with it. An increasing temperature of the temperature sensor is caused by an increasing temperature of the cooling fluid in the bypass return line and thus by an increasing temperature of the components of the charging plug to be cooled. If the temperature of the components to be cooled, e.g. of the power contacts increased, more cooling capacity can be made available for the bypass line and thus for the other components of the charging connector.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Ladesteckers weist dieser eine Leistungskontaktkühleinrichtung auf, die mit dem Leistungskontakt in direktem Kontakt steht, wobei die Leistungskontaktkühleinrichtung einen Kühlfluidzulaufanschluss und einen mit diesem mittels eines innerhalb der Leistungskontaktkühleinrichtung angeordneten Kühlfluidkanals fluidverbundenen Kühlfluidablaufanschluss aufweist, wobei der Kühlfluidzulaufanschluss mit der Bypass-Zulaufleitung und der Kühlfluidablaufanschluss mit der Bypass-Rücklaufleitung fluidverbunden sind.According to a further advantageous embodiment of the charging plug, the charging plug has a power contact cooling device which is in direct contact with the power contact, the power contact cooling device having a cooling fluid supply connection and a cooling fluid discharge connection fluidly connected to it by means of a cooling fluid drain connection arranged inside the power contact cooling device, the cooling fluid supply connection having the bypass supply line and the cooling fluid drain connection are fluid-connected to the bypass return line.

Durch den direkten und unmittelbaren Kontakt der Kühleinrichtung mit dem Leistungskontakt, im genaueren mit dem zweiten Anschlussbereich des Leistungskontakts, kann die im Leistungskontakt durch ohmsche Verluste erzeugte Wärme verbessert von dem Leistungskontakt abgegeben und abgeführt werden. Vorzugsweise kann die Kühleinrichtung mit dem Leistungskontakt lediglich über Kontaktflächen in direktem Kontakt stehen, die aus einem dielektrischen Material gebildet sind, so dass eine direkte Kontaktierung des Leistungskontakts mit der Kühleinrichtung ermöglicht ist, wodurch sich die Kühlleistung erhöht.Due to the direct and direct contact of the cooling device with the power contact, more precisely with the second connection area of the power contact, the heat generated in the power contact by ohmic losses can be better released and dissipated from the power contact. The cooling device can preferably be in direct contact with the power contact only via contact surfaces which are formed from a dielectric material, so that direct contacting of the power contact with the cooling device is made possible, as a result of which the cooling capacity increases.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch eine Ladestation zur Abgabe elektrischer Energie an einen Empfänger elektrischer Energie gelöst, die einen oben beschriebenen Ladestecker und ein Versorgungskabel aufweist, wobei das Versorgungskabel mit dem zumindest einem Ladekabel elektrisch verbunden und mit der Kühlfluidleitung fluidverbunden ist.The object underlying the present invention is further achieved by a charging station for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy, which has a charging plug and a supply cable described above, the supply cable being electrically connected to the at least one charging cable and being fluidly connected to the cooling fluid line.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen:

  • 1: eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Ladesteckers von schräg vorne betrachtet;
  • 2: einen Leistungskontakt eines erfindungsgemäßen Ladesteckers in Alleinstellung;
  • 3: einen frontseitigen Bereich des in 1 dargestellten Ladesteckers mit demontiertem rückseitigen Bereich des Ladesteckergehäuses, so dass der Ladesteckergehäuseinnenraum ersichtlich ist;
  • 4A: eine Draufsicht auf zwei Ladekabel des in 1 dargestellten Ladesteckers mit einer Ladekabelkühleinrichtung und Bypass-Abzweigen von einer Kühlfluideinrichtung;
  • 4B: die in 4A dargestellte Anordnung in einer Seitenansicht; und
  • 4C: einen Schnitt durch die in 4B dargestellte Ladekabelkühleinrichtung in der Ebene A-A.
Further advantages, details and features of the invention result from the exemplary embodiments explained below. The following show in detail:
  • 1 : a perspective view of a charging plug according to the invention viewed obliquely from the front;
  • 2 : a power contact of a charging plug according to the invention in isolation;
  • 3 : a front area of the in 1 The illustrated charging plug with the rear area of the charging plug housing removed, so that the interior of the charging plug housing can be seen;
  • 4A : a top view of two charging cables of the in 1 shown charging connector with a charging cable cooling device and bypass branches of a cooling fluid device;
  • 4B : in the 4A arrangement shown in a side view; and
  • 4C : a cut through the in 4B Charging cable cooling device shown in the plane AA ,

In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Bauteile beziehungsweise gleiche Merkmale, so dass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüglich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt, so dass eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in andere Ausführungsformen verwendbar.In the following description, the same reference numerals designate the same components or the same features, so that a description of one component with respect to one figure also applies to the other figures, so that a repetitive description is avoided. Furthermore, individual features that have been described in connection with one embodiment can also be used separately in other embodiments.

In 1 ist ein erfindungsgemäßer Ladestecker 100 zur Kopplung mit einer korrespondierenden und in den Figuren nicht dargestellten Verbindungsvorrichtung und zur Übertragung elektrischer Energie dargestellt. Bei dem dargestellten Ladestecker 100 handelt es sich um einen Ladestecker 100 für das sogenannte Combined AC/DC-Charging System, dass ein Ladesteckersystem für Elektrofahrzeuge nach IEC 62196 ist, und ein AC-Laden (Wechselstrom) und ein DC-Laden (Gleichstrom) unterstützt. Das Combined AC/DC-Charging System besteht im Wesentlichen aus einem fahrzeugseitigen Stift, dem sogenannten Inlet, und dem Ladestecker 100.In 1 is a charging plug according to the invention 100 shown for coupling to a corresponding connecting device (not shown in the figures) and for transmitting electrical energy. With the charging plug shown 100 it is a charging plug 100 for the so-called Combined AC / DC Charging System, that a charging connector system for electric vehicles according to IEC 62196 and supports AC charging (AC) and DC charging (DC). The Combined AC / DC Charging System essentially consists of an in-vehicle pin, the so-called inlet, and the charging plug 100 ,

Wie aus 1 ersichtlich ist, weist der Ladestecker 100 ein Ladesteckergehäuse 110 auf, in dem ein Haltegriff 113 zur Handhabe des Ladesteckers 100 ausgebildet ist. Endseitig ist der Ladestecker 100 mit einem Versorgungskabel 140 verbunden, mittels dem der Ladestecker 100 mit einer nicht dargestellten Ladestation elektrisch und/oder fluidtechnisch verbunden bzw. verbindbar ist. Eine frontseitige Kontaktseite 112 des Ladesteckers 100 ist in eine nicht dargestellte Ladebuchse, beispielsweise eines elektrobetriebenen Kraftfahrzeugs einführbar. Für die elektrische Kopplung mit einem Energieempfänger weist der Ladestecker 100 zwei Lastkontakte 10 auf, die über die frontseitige Kontaktseite 112 des Ladesteckers 100 zugänglich sind. Der Ladestecker 100 weist einen frontseitigen Bereich 100 1 und einen rückseitigen Bereich 100 2 auf.How from 1 the charging plug shows 100 a charging connector housing 110 on, in which a handle 113 for handling the charging plug 100 is trained. The charging plug is at the end 100 with a supply cable 140 connected by means of which the charging plug 100 is electrically and / or fluidically connected or connectable to a charging station, not shown. A front contact page 112 of the charging plug 100 can be inserted into a charging socket (not shown), for example an electric motor vehicle. The charging plug is used for the electrical coupling with an energy receiver 100 two load contacts 10 on that through the front contact page 112 of the charging plug 100 are accessible. The charging plug 100 has a front area 100 1 and a back area 100 2 on.

In 2 ist ein Lastkontakt 10 des Ladesteckers 100 in Alleinstellung dargestellt. Jeder Leistungskontakt 10 weist einen ersten als Kontaktbuchse 11 ausgebildeten Anschlussbereich 11 auf, der zur galvanischen Verbindung mit einem elektrischen Energieempfänger, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Batterie eines elektrobetriebenen Fahrzeuges sein kann, ausgebildet ist. Im Genaueren ist die Kontaktbuchse 11 zur Aufnahme eines in den Figuren nicht dargestellten Kontaktstiftes ausgebildet. Der Leistungskontakt 10 umfasst ferner einen zweiten Anschlussbereich 12, der zur galvanischen Verbindung mit einem Ladekabel 120 (siehe 3) ausgebildet ist. Das Ladekabel 120 wiederum ist mit einer nicht dargestellten elektrischen Energiequelle verbunden. In 2 is a load contact 10 of the charging plug 100 shown in isolation. Every performance contact 10 has a first as a contact socket 11 trained connection area 11 on, which is designed for galvanic connection to an electrical energy receiver, which in the present exemplary embodiment can be a battery of an electrically operated vehicle. In more detail is the contact socket 11 designed to receive a contact pin, not shown in the figures. The performance contact 10 also includes a second connection area 12 which is used for the galvanic connection with a charging cable 120 (please refer 3 ) is trained. The charging cable 120 in turn is connected to an electrical energy source, not shown.

Bei dieser elektrischen Energiequelle kann es sich beispielsweise um eine Ladestation für ein elektroangetriebenes Kraftfahrzeug handeln.This electrical energy source can be, for example, a charging station for an electrically powered motor vehicle.

Die Kontaktbuchse 11 ist segmentiert aufgebaut. Dazu weist die Kontaktbuchse 11 eine Vielzahl von Längsausnehmungen auf, sodass die Kontaktbuchse 11 eine der Anzahl der Längsausnehmungen entsprechende Anzahl von Mantelsegmenten 14 aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Mantelsegmente 14 als Zylindermantelsegmente 14 ausgebildet.The contact socket 11 is structured in segments. The contact socket points to this 11 a variety of longitudinal recesses so that the contact socket 11 a number of shell segments corresponding to the number of longitudinal recesses 14 having. In the illustrated embodiment, the jacket segments 14 as cylinder jacket segments 14 educated.

Die radialen Abstände der Zylindermantelsegmente 14 sind zueinander variabel, d.h. die einzelnen Zylindermantelsegmente 14 können unter Vergrößerung der Längsausnehmungen auseinandergedrückt werden, wenn beispielsweise die Kontaktbuchse 11 auf einen in den Figuren nicht dargestellten und beispielsweise fahrzeugseitig bereitgestellten Kontaktstift aufgeschoben wird. Dadurch wird eine zuverlässige elektrische/galvanische Verbindung zwischen der Kontaktbuchse 11 und dem Kontaktstift erreicht.The radial distances between the cylinder jacket segments 14 are mutually variable, ie the individual cylinder jacket segments 14 can be pushed apart by enlarging the longitudinal recesses, for example if the contact socket 11 is pushed onto a contact pin, not shown in the figures and provided, for example, on the vehicle side. This creates a reliable electrical / galvanic connection between the contact socket 11 and reached the contact pin.

Der zweite Anschlussbereich 12 des Leistungskontakts 10 ist mit einem Ladekabel 120 galvanisch verbunden, sodass durch Einführen eines in den Figuren nicht dargestellten Kontaktstiftes in den Aufnahmeraum der Kontaktbuchse 11 über den Leistungskontakt 10 ein Ladestrom übertragbar ist.The second connection area 12 the power contact 10 is with a charging cable 120 galvanically connected, so that by inserting a contact pin, not shown in the figures, into the receiving space of the contact socket 11 via the power contact 10 a charging current is transferable.

Aus den 4A und 4B sind die Ladekabel 120 des Ladesteckers 100 zusammen mit einer Ladekabelkühleinrichtung 121 in Alleinstellung dargestellt. Dabei zeigt 4A eine Draufsicht auf die Ladekabel 120 samt Kühleinrichtung 121 und 4B zeigt eine Seitenansicht der in 4A dargestellten Ladekabel-Anordnung. Die Ladekabelkühleinrichtung 121 ist mit einer Kühlfluidleitung 122, 123 fluidverbunden. From the 4A and 4B are the charging cables 120 of the charging plug 100 together with a charging cable cooling device 121 shown in isolation. It shows 4A a top view of the charging cable 120 including cooling device 121 and 4B shows a side view of the in 4A shown charging cable arrangement. The charging cable cooling device 121 is with a cooling fluid line 122 . 123 fluidly connected.

Die Kühlfluidleitung umfasst dabei eine Kühlfluidvorlaufleitung 122 und eine Kühlfluidrücklaufleitung 123, sodass die Ladekabelkühleinrichtung 121 von einem Kühlfluidstrom durch die Kühlfluidvorlaufleitung 122 und die Kühlfluidrücklaufleitung 123 umströmbar bzw. durchströmenbar ist.The cooling fluid line comprises a cooling fluid supply line 122 and a cooling fluid return line 123 so that the charging cable cooling device 121 from a flow of cooling fluid through the cooling fluid supply line 122 and the cooling fluid return line 123 can be flowed around or flowed through.

4C zeigt eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene A-A der in 4B dargestellten Ladekabel-Anordnung. Dabei ist ersichtlich, dass eine Bypass-Vorlaufleitung 130 und eine Bypass-Rücklaufleitung 131 mit der Kühlfluidleitung fluidverbunden sind. Die Bypass-Vorlaufleitung 130 zweigt von einem Bypass-Vorlaufanschluss 127 der Ladekabelkühleinrichtung 121 ab. Die Bypass-Rücklaufleitung 131 wiederum zweigt von einem Bypass-Rücklaufanschluss 128 der Ladekabelkühleinrichtung 121 ab. 4C shows a sectional view along the sectional plane AA the in 4B shown charging cable arrangement. It can be seen that a bypass flow line 130 and a bypass return line 131 are fluidly connected to the cooling fluid line. The bypass flow line 130 branches from a bypass flow connection 127 the charging cable cooling device 121 from. The bypass return line 131 in turn branches from a bypass return connection 128 the charging cable cooling device 121 from.

Die Bypass-Vorlaufleitung 130 und die Bypass-Rücklaufleitung 131 sind ferner mittels eines in den Figuren nicht dargestellten Kühlfluidkanals in einer in 3 dargestellten Leistungskontaktkühleinrichtung 20 miteinander fluidverbunden. Somit ist ein Kühlfluidstrom von der Kühlfluidvorlaufleitung 122 über die Bypass-Vorlaufleitung 130, die Leistungskontaktkühleinrichtung 20, die Bypass-Rücklaufleitung 131 zurück in die Kühlfluidrücklaufleitung 123 ermöglicht. Ferner ist ein weiterer Kühlfluidstrom von der Kühlfluidvorlaufleitung 122 direkt in die Kühlfluidrücklaufleitung 123 ohne Umweg über den durch die Bypass-Vorlaufleitung 130 und die Bypass-Rücklaufleitung 131 gebildeten Bypasskanal ermöglicht.The bypass flow line 130 and the bypass return line 131 are also in a by means of a cooling fluid channel not shown in the figures 3 illustrated power contact cooling device 20 fluidly connected to each other. Thus, there is a flow of cooling fluid from the cooling fluid supply line 122 via the bypass flow line 130 , the power contact cooler 20 who have favourited Bypass Return Line 131 back into the cooling fluid return line 123 allows. There is also another flow of cooling fluid from the cooling fluid supply line 122 directly into the cooling fluid return line 123 without going through the bypass flow line 130 and the bypass return line 131 formed bypass channel allows.

Damit der zur Kühlung der Ladekabel 120 und der Leistungskontakte 10 vorgesehene Gesamt-Kühlfluidstrom geeignet zwischen einem Kühlfluidkreislauf in der Ladekabelkühleinrichtung 121 und einem Kühlkreislauf in der Leistungskontaktkühleinrichtung 20 aufgeteilt werden kann, weist der Ladestecker 100 ein in die Kühlfluidleitung ein- und ausfahrbares Kühlfluidstromstellglied 125 auf. Das Fluidstromstellglied 125 ist dabei zwischen dem Bypass-Vorlaufanschluss 127, mittels dem die Bypass-Vorlaufleitung 130 mit der Kühlfluidleitung fluidverbunden ist, und dem Bypass-Rücklaufanschluss 128, mittels dem die Bypass-Rücklaufleitung 131 mit der Kühlfluidleitung fluidverbunden ist, angeordnet. Mittels des Kühlfluidstromstellglieds 125 ist eine freie Durchgangsöffnung D der Kühlfluidleitung zwischen dem Bypass-Vorlaufanschluss 127 und dem Bypass-Rücklaufanschluss 128 veränderbar.So that to cool the charging cable 120 and the power contacts 10 provided total cooling fluid flow suitable between a cooling fluid circuit in the charging cable cooling device 121 and a cooling circuit in the power contact cooling device 20 can be divided, the charging connector 100 a cooling fluid flow actuator that can be extended and retracted into the cooling fluid line 125 on. The fluid flow actuator 125 is between the bypass flow connection 127 , by means of which the bypass flow line 130 is fluidly connected to the cooling fluid line, and the bypass return connection 128 . by means of which the bypass return line 131 is fluidly connected to the cooling fluid line. By means of the cooling fluid flow actuator 125 is a free through opening D the cooling fluid line between the bypass flow connection 127 and the bypass return connection 128 variable.

Durch Verringern der freien Durchgangsöffnung D der Kühlfluidleitung wird ein größerer Anteil des Gesamtkühlfluidstroms in die Bypass-Vorlaufleitung 130 befördert. Aufgrund der Fluidverbindung der Bypass-Rücklaufleitung 131 mit der Bypass-Vorlaufleitung 130 mittels der Leistungskontaktkühleinrichtung 20 fließt der abgezweigte Kühlfluidstrom selbstverständlich auch durch die Bypass-Rücklaufleitung 131. Somit können die Leistungskontakte 10 des Ladesteckers 100 stärker gekühlt werden. Die freie Durchgangsöffnung D der Kühlfluidleitung wird durch Einfahren bzw. Hineinfahren, bzw. Eindrehen des Fluidstromstellglieds 125 in die Kühlfluidleitung verringert.By reducing the free through opening D the cooling fluid line becomes a larger portion of the total cooling fluid flow into the bypass flow line 130 promoted. Due to the fluid connection of the bypass return line 131 with the bypass flow line 130 by means of the power contact cooling device 20 Of course, the branched cooling fluid flow also flows through the bypass return line 131 , Thus the power contacts 10 of the charging plug 100 be cooled more. The free passage opening D the cooling fluid line is by retracting or retracting or screwing the fluid flow actuator 125 reduced in the cooling fluid line.

Durch Vergrößern der freien Durchgangsöffnung D der Kühlfluidleitung wird ein kleinerer Anteil des Gesamtkühlfluidstroms in die Bypass-Vorlaufleitung 130 befördert. Somit können die Ladekabel 120 stärker gekühlt werden. Die freie Durchgangsöffnung D der Kühlfluidleitung wird durch Ausfahren bzw. Herausfahren, bzw. Herausdrehen des Fluidstromstellglieds 125 aus der Kühlfluidleitung vergrößert.By enlarging the free through opening D the cooling fluid line becomes a smaller portion of the total cooling fluid flow into the bypass flow line 130 promoted. So the charging cable 120 be cooled more. The free passage opening D the cooling fluid line is extended or retracted or unscrewed the fluid flow actuator 125 enlarged from the cooling fluid line.

Durch eine entsprechende Anbindung der Leistungskontaktkühleinrichtung 20 über eine in dem Ladestecker 100 angeordnete Bypassleitung müssen in einem Versorgungskabel 140, mittels dem der Ladestecker 100 mit einer nicht dargestellten Ladestation elektrisch und fluidtechnisch verbunden ist, lediglich die Ladekabel 120 und die Kühlfluidvorlaufleitung 122 und die Kühlfluidrücklaufleitung 123 angeordnet sein.By connecting the power contact cooling device accordingly 20 via one in the charging plug 100 arranged bypass line must be in a supply cable 140 , by means of which the charging plug 100 is electrically and fluidically connected to a charging station, not shown, only the charging cable 120 and the cooling fluid supply line 122 and the cooling fluid return line 123 be arranged.

In 3 ist der frontseitige Bereich 100 1 des Ladesteckers 100 in Alleinstellung und ohne den rückseitigen Bereich 100 2 dargestellt, so dass ein Ladesteckergehäuseinnenraum 111 erkennbar ist. Die Leistungskontakte 10 sind mittels einer Befestigungseinrichtung 16, die als Befestigungsflansch 16 oder als Dichtflansch 16 bezeichnet werden kann, mit einer Leistungskontaktkühleinrichtung 20 des Ladesteckers 100 verbunden. Die Leistungskontaktkühleinrichtung 20 weist ein dielektrisches Material auf, das elektrisch isolierend ist. Kontaktflächen der Leistungskontaktkühleinrichtung 20, die mit den zweiten Anschlussbereichen 12 der Leistungskontakte 10 in direktem Kontakt stehen, sind aus dem dielektrischen Material gebildet.In 3 is the front area 100 1 of the charging plug 100 in isolation and without the back area 100 2 shown, so that a charging connector housing interior 111 is recognizable. The performance contacts 10 are by means of a fastening device 16 that as a mounting flange 16 or as a sealing flange 16 can be referred to with a power contact cooling device 20 of the charging plug 100 connected. The power contact cooling device 20 has a dielectric material that is electrically insulating. Contact surfaces of the power contact cooling device 20 that with the second connection areas 12 the power contacts 10 are in direct contact, are formed from the dielectric material.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Leistungskontaktkühleinrichtung 20 als Vergusskörper 20 ausgebildet, so dass die zweiten Anschlussbereiche 12 der Leistungskontakte 10 in den Vergusskörper 20 eingegossen sind. Somit ist eine innige Verbindung zwischen dem Vergusskörper 20 und den Leistungskontakten 10 erreicht, da eine Spaltbildung zwischen den Kontaktfläche 21 der Leistungskontaktkühleinrichtung 20 und den zweiten Anschlussbereich 12 der Leistungskontakte 10 wirksam vermieden wird, so dass ein verbesserter Wärmeübergang von den Leistungskontakten 10 zu der Leistungskontaktkühleinrichtung 20 gewährleistet ist.In the illustrated embodiment, the power contact cooling device 20 as a potting body 20 formed so that the second connection areas 12 the power contacts 10 in the potting body 20 are cast in. Thus there is an intimate connection between the casting body 20 and the power contacts 10 achieved because of a gap between the contact surface 21 the power contact cooling device 20 and the second connection area 12 the power contacts 10 is effectively avoided, so that an improved heat transfer from the power contacts 10 to the power contact cooler 20 is guaranteed.

Aus 3 ist ferner ersichtlich, dass die Leistungskontaktkühleinrichtung 20 zusätzlich zum Vergusskörper 20 ein Kühlelement 22 aufweist, das in dem Vergusskörper 20 zumindest abschnittsweise eingegossen ist. Das Kühlelement 22 ist aus einem Metall, beispielsweise Aluminium und/oder Kupfer und/oder Eisen und/oder Stahl und/oder Messing usw., gefertigt. Das Kühlelement 22 weist mehrere Kühlrippen auf. Das Kühlelement 22 der Leistungskontaktkühleinrichtung 20 weist einen Kühlfluidzulaufanschluss 23 und einen Kühlfluidablaufanschluss 24 auf. Der Kühlfluidzulaufanschluss 23 ist dabei mit dem Bypass-Vorlaufleitung 130 fluidverbunden, und der Kühlfluidablaufanschluss 24 ist mit der Bypass-Rücklaufleitung 131 fluidverbunden. Sowohl der Kühlfluidzulaufanschluss 23 als auch der Kühlfluidablaufanschluss 24 sind mit einem innerhalb des Kühlelements 22 angeordneten Kühlfluidkanal fluidverbunden, sodass durch Einleiten eines Kühlfluids über den Kühlfluidzulaufanschluss 23 Wärme von dem Kühlelement 22 und somit von den Leistungskontakten 10 auf das Kühlfluid übertragen wird, wobei dann das erwärmte Kühlfluid über den Kühlfluidablaufanschluss 24 aus dem Kühlelement 22 abgeleitet wird.Out 3 it can also be seen that the power contact cooling device 20 in addition to the potting body 20 a cooling element 22 has that in the potting body 20 is cast in at least in sections. The cooling element 22 is made of a metal, for example aluminum and / or copper and / or iron and / or steel and / or brass etc. The cooling element 22 has several cooling fins. The cooling element 22 the power contact cooling device 20 has a cooling fluid inlet connection 23 and a cooling fluid drain port 24 on. The cooling fluid inlet connection 23 is with the bypass flow line 130 fluid-connected, and the cooling fluid drain connection 24 is with the bypass return line 131 fluidly connected. Both the cooling fluid inlet connection 23 as well as the cooling fluid drain connection 24 are with one inside the cooling element 22 arranged cooling fluid channel fluid-connected, so that by introducing a cooling fluid through the cooling fluid inlet connection 23 Heat from the cooling element 22 and thus from the service contacts 10 is transferred to the cooling fluid, wherein the heated cooling fluid then via the cooling fluid drain connection 24 from the cooling element 22 is derived.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Leistungskontakt / ElektroanschlusskörperPower contact / electrical connector body
1111
erster Anschlussbereich / Kontaktbuchse (des Leistungskontakts)first connection area / contact socket (of the power contact)
1212
zweiter Anschlussbereich (des Leistungskontakts)second connection area (of the power contact)
1313
(zylinderförmige) Kontaktfläche (des zweiten Anschlussbereichs)(cylindrical) contact surface (of the second connection area)
1414
Mantelsegment / Zylindermantelsegment (der Kontaktbuchse)Jacket segment / cylinder jacket segment (of the contact socket)
1616
Befestigungseinrichtung / Befestigungsflansch (des Leistungskontakts)Fastening device / fastening flange (of the power contact)
2020
Leistungskontaktkühleinrichtung / VergusskörperPower contact cooling device / potting body
2222
Kühlelementcooling element
2323
KühlfluidzulaufanschlussCooling fluid supply port
2424
KühlfluidablaufanschlussCooling fluid outflow port
100100
Ladestecker / SteckverbinderCharging plug / connector
110110
LadesteckergehäuseCharging plug housing
100_1100_1
frontseitiger Bereich (des Ladesteckers)front area (of the charging plug)
100_2100_2
rückseitiger Bereich (des Ladesteckers)rear area (of the charging plug)
111111
LadesteckergehäuseinnenraumCharging plug housing interior
112112
Kontaktseite (des Ladesteckergehäuses)Contact side (of the charging connector housing)
113113
Haltegriff (des Ladesteckergehäuses)Handle (of the charging connector housing)
120120
Ladekabel (des Ladesteckers)Charging cable (of the charging plug)
121121
LadekabelkühleinrichtungCharging cable cooling device
122122
Kühlfluidleitung, KühlfluidvorlaufleitungCooling fluid line, cooling fluid supply line
123123
Kühlfluidleitung, KühlfluidrücklaufleitungCooling fluid line, cooling fluid return line
125125
Fluidstromstellglied / FluidstromstellschraubeFluid flow actuator / fluid flow adjustment screw
127127
Bypass-VorlaufanschlussBypass flow connection
128128
Bypass-RücklaufanschlussBypass return connection
130130
Bypass-VorlaufleitungBypass flow line
131131
Bypass-RücklaufleitungBypass return pipe
140140
Versorgungskabelpower cable
DD
freie Durchgangsöffnung (der Kühlfluidleitung)free passage opening (of the cooling fluid line)

Claims (8)

Ladestecker (100) zur Kopplung mit einer korrespondierenden Verbindungsvorrichtung und zur Übertragung elektrischer Energie, wobei der Ladestecker (100) folgende Merkmale aufweist: - der Ladestecker (100) weist zumindest einen in einem Ladesteckergehäuse (110) angeordneten Leistungskontakt (10) auf, der einen über eine Kontaktseite (112) des Ladesteckergehäuses (110) zugänglichen ersten Anschlussbereich (11) zur galvanischen Verbindung mit einem elektrischen Energieempfänger und einen mit einem Ladekabel (120) galvanisch verbundenen zweiten Anschlussbereich (12) aufweist, - der Ladestecker (100) weist zumindest eine Ladekabelkühleinrichtung (121) auf, die mit einer Kühlfluidleitung (122, 123) fluidverbunden ist, - der Ladestecker (100) weist eine Bypass-Vorlaufleitung (130) und eine mit dieser fluidverbundenen Bypass-Rücklaufleitung (131) auf, wobei - die Bypass-Vorlaufleitung (130) und die Bypass-Rücklaufleitung (131) jeweils mit der Kühlfluidleitung (122, 123) fluidverbunden sind, so dass ein Kühlfluidstrom von der Kühlfluidleitung (122, 123) über die Bypass-Vorlaufleitung (130) in die Bypass-Rücklaufleitung (131) zurück in die Kühlfluidleitung (122, 123) ermöglicht ist, wobei der Ladestecker (100) durch die folgenden Merkmale gekennzeichnet ist: - der Ladestecker (100) weist ein in die Kühlfluidleitung (122, 123) ein- und ausfahrbares Fluidstromstellglied (125) auf, mittels dem eine freie Durchgangsöffnung (D) der Kühlfluidleitung (122, 123) veränderbar ist; und - das Fluidstromstellglied (125) ist zwischen einem Bypass-Vorlaufanschluss (127), mittels dem die Bypass-Vorlaufleitung (130) mit der Kühlfluidleitung (122, 123) fluidverbunden ist, und einem Bypass-Rücklaufanschluss (128), mittels dem die Bypass-Rücklaufleitung (131) mit der Kühlfluidleitung (122, 123) fluidverbunden ist, angeordnet.Charging plug (100) for coupling to a corresponding connection device and for transmitting electrical energy, the charging plug (100) having the following features: - The charging plug (100) has at least one power contact (10) arranged in a charging plug housing (110), which has a first connection area (11) accessible via a contact side (112) of the charging plug housing (110) for the galvanic connection to an electrical energy receiver and one having a second connection region (12) which is galvanically connected to a charging cable (120), the charging plug (100) has at least one charging cable cooling device (121) which is fluidly connected to a cooling fluid line (122, 123), - The charging plug (100) has a bypass flow line (130) and a fluid-connected bypass return line (131), wherein - The bypass flow line (130) and the bypass return line (131) are each fluidly connected to the cooling fluid line (122, 123), so that a cooling fluid flow from the cooling fluid line (122, 123) via the bypass flow line (130) into the Bypass return line (131) back into the cooling fluid line (122, 123) is made possible, the charging plug (100) being characterized by the following features: - The charging plug (100) has a fluid flow actuator (125) which can be extended and retracted into the cooling fluid line (122, 123) and by means of which a free passage opening (D) of the cooling fluid line (122, 123) can be changed; and - The fluid flow actuator (125) is between a bypass flow connection (127), by means of which the bypass flow line (130) is fluidly connected to the cooling fluid line (122, 123), and a bypass return connection (128), by means of which the bypass Return line (131) is fluidly connected to the cooling fluid line (122, 123). Ladestecker (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das Fluidstromstellglied (125) weist zumindest ein Thermobimetall auf, das mit einem Kühlfluid in der Kühlfluidleitung (122, 123) und/oder in der Bypass-Vorlaufleitung (130) in Kontakt bringbar ist; - das Thermobimetall ist derart mit dem Fluidstromstellglied (125) gekoppelt, dass mit sinkender Temperatur des Thermobimetalls das Fluidstromstellglied (125) die freie Durchgangsöffnung (D) der Kühlfluidleitung (122, 123) verkleinert.Charging plug (100) Claim 1 , characterized by the following features: - the fluid flow actuator (125) has at least one thermobimetal which can be brought into contact with a cooling fluid in the cooling fluid line (122, 123) and / or in the bypass feed line (130); - The thermobimetal is coupled to the fluid flow actuator (125) such that as the temperature of the thermobimetal decreases, the fluid flow actuator (125) reduces the free passage opening (D) of the cooling fluid line (122, 123). Ladestecker (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - das Fluidstromstellglied (125) weist zumindest ein Thermobimetall auf, das mit einem Kühlfluid in der Bypass-Rücklaufleitung (131) in Kontakt bringbar ist; - das Thermobimetall ist derart mit dem Fluidstromstellglied (125) gekoppelt, dass mit steigender Temperatur des Thermobimetalls das Fluidstromstellglied (125) die freie Durchgangsöffnung (D) der Kühlfluidleitung (122, 123) verkleinert.Charging plug (100) according to one of the preceding claims, characterized by the following features: - the fluid flow actuator (125) has at least one thermobimetal which can be brought into contact with a cooling fluid in the bypass return line (131); - The thermobimetal is coupled to the fluid flow actuator (125) in such a way that with increasing temperature of the thermobimetal the fluid flow actuator (125) reduces the free passage opening (D) of the cooling fluid line (122, 123). Ladestecker (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluidstromstellglied (125) elektromotorisch ein- und ausfahrbar ausgebildet ist.Charging plug (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the fluid flow actuator (125) is designed to be retractable and extendable by an electric motor. Ladestecker (100) nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - der Ladestecker (100) weist zumindest einen Temperaturmessfühler auf, der mit dem Fluidstromstellglied (125) mittels einer Steuerungseinrichtung zur Übertragung von Stellsignalen gekoppelt ist; - der Temperaturmessfühler ist mit einem Kühlfluid in der Kühlfluidleitung (122, 123) und/oder in der Bypass-Vorlaufleitung (130) zur Bestimmung einer Kühlfluidtemperatur in der Kühlfluidleitung (122, 123) und/oder in der Bypass-Vorlaufleitung (130) in Kontakt bringbar; und - die Steuerungseinrichtung ist derart ausgebildet, dass diese mit sinkender Temperatur des Kühlfluids ein Steuersignal an das Fluidstromstellglied (125) überträgt, so dass das Fluidstromstellglied (125) die freie Durchgangsöffnung (D) der Kühlfluidleitung (122, 123) verkleinert.Charging plug (100) Claim 4 , characterized by the following features: - the charging plug (100) has at least one temperature sensor, which is coupled to the fluid flow control element (125) by means of a control device for the transmission of control signals; - The temperature sensor is with a cooling fluid in the cooling fluid line (122, 123) and / or in the bypass flow line (130) for determining a cooling fluid temperature in the cooling fluid line (122, 123) and / or in the bypass flow line (130) in Contactable; and - the control device is designed such that it transmits a control signal to the fluid flow actuator (125) as the temperature of the cooling fluid drops, so that the fluid flow actuator (125) reduces the free passage opening (D) of the cooling fluid line (122, 123). Ladestecker (100) nach einem der Ansprüche 4 bis 5, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - der Ladestecker (100) weist zumindest einen Temperaturmessfühler auf, der mit dem Fluidstromstellglied (125) mittels einer Steuerungseinrichtung zur Übertragung von Stellsignalen gekoppelt ist; - der Temperaturmessfühler ist mit einem Kühlfluid in der Bypass-Rücklaufleitung (131) zur Bestimmung einer Kühlfluidtemperatur in der Bypass-Rücklaufleitung (131) in Kontakt bringbar; und - die Steuerungseinrichtung ist derart ausgebildet, dass diese mit steigender Temperatur des Kühlfluids ein Steuersignal an das Fluidstromstellglied (125) überträgt, so dass das Fluidstromstellglied (125) die freie Durchgangsöffnung (D) der Kühlfluidleitung (122, 123) verkleinert.Charging plug (100) according to one of the Claims 4 to 5 , characterized by the following features: - the charging plug (100) has at least one temperature sensor, which is coupled to the fluid flow control element (125) by means of a control device for the transmission of control signals; - The temperature sensor can be brought into contact with a cooling fluid in the bypass return line (131) for determining a cooling fluid temperature in the bypass return line (131); and - The control device is designed such that it transmits a control signal to the fluid flow actuator (125) as the temperature of the cooling fluid rises, so that the fluid flow actuator (125) reduces the free passage opening (D) of the cooling fluid line (122, 123). Ladestecker (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: - der Ladestecker (100) weist eine Leistungskontaktkühleinrichtung (20) auf, die mit dem Leistungskontakt (10) in direktem Kontakt steht; und - die Leistungskontaktkühleinrichtung (20) weist einen Kühlfluidzulaufanschluss (23) und einen mit diesem mittels einem innerhalb der Leistungskontaktkühleinrichtung (20) angeordneten Kühlfluidkanal fluidverbundenen Kühlfluidablaufanschluss (24) auf, wobei der Kühlfluidzulaufanschluss (23) mit der Bypass-Vorlaufleitung (130) und der Kühlfluidablaufanschluss (24) mit der Bypass-Rücklaufleitung (131) fluidverbunden sind.Charging plug (100) according to one of the preceding claims, characterized by the following features: - the charging plug (100) has a power contact cooling device (20) which is in direct contact with the power contact (10); and - the power contact cooling device (20) has a cooling fluid inlet connection (23) and a cooling fluid outlet connection (24) fluidly connected to the latter by means of a cooling fluid channel (24) arranged within the power contact cooling device (20), the cooling fluid inlet connection (23) with the bypass feed line (130) and the Cooling fluid drain connection (24) are fluid-connected to the bypass return line (131). Ladestation zur Abgabe elektrischer Energie an einen Empfänger elektrischer Energie gekennzeichnet durch, die folgenden Merkmale: - die Ladestation weist einen Ladestecker (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und ein Versorgungskabel (140) auf; und - das Versorgungskabel (140) ist mit dem zumindest einem Ladekabel (120) elektrisch verbunden und mit der Kühlfluidleitung (122, 123) fluidverbunden.Charging station for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy characterized by the following features: - The charging station has a charging plug (100) according to one of the Claims 1 to 7 and a supply cable (140); and - the supply cable (140) is electrically connected to the at least one charging cable (120) and is fluidly connected to the cooling fluid line (122, 123).
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