DE102016224103A1 - Power supply system, supply line and connection cable - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Stromversorgungssystem, insbesondere ein Ladesystem für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend eine Versorgungseinheit mit einer elektrischen Energiequelle, eine Verbrauchereinheit mit einer Energiesenke sowie eine Versorgungsleitung mit einem Verbindungskabel.The invention relates to a power supply system, in particular a charging system for a hybrid or electric vehicle, comprising a supply unit with an electrical energy source, a consumer unit with an energy sink and a supply line with a connection cable.
Description
Die Erfindung betrifft ein Stromversorgungssystem, insbesondere ein Ladesystem für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug, aufweisend eine Versorgungseinheit mit einer elektrischen Energiequelle, eine Verbrauchereinheit mit einer Energiesenke sowie eine Versorgungsleitung mit einem Verbindungskabel.The invention relates to a power supply system, in particular a charging system for a hybrid or electric vehicle, comprising a supply unit with an electrical energy source, a consumer unit with an energy sink and a supply line with a connection cable.
Die Verbreitung von Elektrofahrzeugen hat zuletzt deutlich zugenommen und es ist davon auszugehen, dass sich diese Entwicklung weiter fortsetzt. Für die Alltagstauglichkeit von Elektrofahrzeugen ist dabei von großer Bedeutung, dass sich deren Akkumulatoren jederzeit möglichst einfach und schnell aufladen lassen. Zu diesem Zweck wurden speziell angepasste Ladestationen für Elektrofahrzeuge, die sogenannten Stromtankstellen, entwickelt. Diese zeichnen sich unter anderem durch hohe Ladeströme und hohe Leistungsübertragungen aus.The spread of electric vehicles has recently increased significantly and it can be assumed that this trend will continue. For the everyday suitability of electric vehicles is of great importance that their batteries can be charged at any time as easy and fast. For this purpose, specially adapted charging stations for electric vehicles, the so-called charging stations, have been developed. These are characterized among other things by high charging currents and high power transmissions.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein vorteilhaft ausgestaltetes Stromversorgungssystem sowie eine vorteilhaft ausgebildetes Versorgungsleitung und/oder ein vorteilhaft ausgebildetes Verbindungskabel anzugeben.Proceeding from this, the present invention seeks to provide an advantageous ausgestaltetes power supply system and an advantageously designed supply line and / or an advantageously designed connection cable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Stromversorgungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch eine Versorgungsleitung mit den Merkmalen des Anspruchs 15 sowie durch ein Verbindungskabel mit den Merkmalen des Anspruchs 17. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den rückbezogenen Ansprüchen enthalten. Die im Hinblick auf die Versorgungsleitung und/oder das Verbindungskabel angeführten Vorteile und bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf das Stromversorgungssystem übertragbar und umgekehrt. This object is achieved by a power supply system having the features of claim 1, by a supply line with the features of claim 15 and by a connecting cable with the features of claim 17. Preferred developments are contained in the dependent claims. The advantages and preferred embodiments stated with regard to the supply line and / or the connecting cable can also be applied to the power supply system and vice versa.
Ein entsprechendes Stromversorgungssystem ist dabei insbesondere als Ladesystem für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet und weist eine Versorgungseinheit, also beispielsweise eine Ladesäule, eine Ladestation oder eine Stromtankstelle, mit einer elektrischen Energiequelle, eine Verbrauchereinheit, also beispielsweise ein Hybrid- oder ein Elektrofahrzeug, mit einer Energiesenke, insbesondere einen Akkumulator, sowie eine Versorgungsleitung mit einem Verbindungskabel auf. Hierbei sind die Versorgungseinheit und die Verbrauchereinheit über das Verbindungskabel zwecks Übertragung von elektrischer Energie von der Energiequelle über die Versorgungsleitung zur Energiesenke koppelbar und zudem weist das Stromversorgungssystem eine Steuereinheit zur Steuerung der Übertragung von elektrischer Energie auf.A corresponding power supply system is designed in particular as a charging system for a hybrid or electric vehicle and has a supply unit, such as a charging station, a charging station or a charging station, with an electrical energy source, a consumer unit, so for example a hybrid or an electric vehicle, with a Energy sink, in particular an accumulator, and a supply line with a connection cable. In this case, the supply unit and the consumer unit can be coupled via the connecting cable for the purpose of transmitting electrical energy from the energy source via the supply line to the energy sink and, moreover, the power supply system has a control unit for controlling the transmission of electrical energy.
Des Weiteren umfasst das Stromversorgungssystem bevorzugt einen Regelkreis zur Regelung der Übertragung von elektrischer Energie derart, dass die Regelung in Abhängigkeit zumindest einer Zustandsinformation über den Zustand zumindest eines Abschnitts der Versorgungsleitung, also beispielsweise über den Zustand des Verbindungskabels, und insbesondere in Abhängigkeit zumindest einer Zustandsinformation über den Zustand der gesamten Versorgungsleitung erfolgt.Furthermore, the power supply system preferably comprises a control circuit for controlling the transmission of electrical energy such that the control in response to at least one state information about the state of at least a portion of the supply line, so for example via the state of the connection cable, and in particular as a function of at least one state information the condition of the entire supply line takes place.
Entsprechende Zustandsinformationen werden dabei typischerweise mittels einer Sensorik oder eines Sensorsystems, beispielsweise zur Erfassung von Temperatur, mechanischer Belastung und/oder Medieneindrang, ermittelt und nachfolgend der Regelung zu Grunde gelegt. Ausgebildet ist eine solche Sensorik dabei zum Beispiel durch zumindest ein zusätzliches Messelement, wie eine faseroptische Leitung, welches in zweckdienlicher Weise in die Versorgungsleitung integriert ist, sowie gegebenenfalls durch eine Auswerteeinheit. Alternativ oder ergänzend hierzu werden entsprechende Zustandsinformationen mit Hilfe einer elektronischen Abfrageeinheit von einer Datenquelle bezogen.Corresponding state information is typically determined by means of a sensor system or a sensor system, for example for detecting temperature, mechanical load and / or media intrusion, and subsequently used as a basis for the control. Such a sensor system is embodied, for example, by at least one additional measuring element, such as a fiber-optic line, which is appropriately integrated into the supply line, and optionally by an evaluation unit. Alternatively or additionally, corresponding state information is obtained from a data source with the aid of an electronic query unit.
Hierdurch werden dann beispielsweise unterschiedliche Zustandsprofile erstellt, also zum Beispiel ein punktuelles, ein sich über einen längeren Abschnitt ersteckendes Temperaturprofil oder ein sich über die ganze Leitung ersteckendes Temperaturprofil, die für einen optimalen, möglichst schnellen Ladevorgang als Inputgröße zur Regulierung einer Leistungsübertragung und/oder zur Steuerung eines gegebenenfalls vorhandenen Kühlkreislaufs dienen. Dementsprechend erfolgt dann auch typischerweise eine Regelung im eigentlichen Sinne dieses Begriffs und nicht nur ein Starten und Stoppen.As a result, for example, different state profiles are created, for example, a punktuelles, one over a longer section ersteckendes temperature profile or over the whole line ersteckendes temperature profile for optimal, fastest possible charging as input to regulate a power transfer and / or Serve control of any existing cooling circuit. Accordingly, then also typically a regulation in the true sense of this term and not just a start and stop.
Insbesondere im Falle eines Stromversorgungssystems mit Ladesäule und Hybrid- oder Elektrofahrzeug ist es dabei günstig, die Sensorik so auszugestalten, dass sich diese bis in das Fahrzeug und die darin untergebrachten Strom-(weiter)-führenden Leitungen erstreckt, um das Ladesystem von der Ladesäule bis zur Batterie des Hybrid- oder Elektrofahrzeugs zu überwachen und abzustimmen.In particular, in the case of a power supply system with charging station and hybrid or electric vehicle, it is advantageous to design the sensor so that this extends into the vehicle and housed therein power (further) leading lines to the charging system from the charging station to to monitor and tune to the battery of the hybrid or electric vehicle.
Bevorzugt bildet dabei unter anderem die Steuereinheit den Regelkreis aus und zudem weist der Regelkreis vorteilhafterweise ein mit der Steuereinheit verbundenes Sensorsystem zur Ermittlung der Zustandsinformationen auf. Jene Steuereinheit ist dabei typischerweise in der Versorgungseinheit, also beispielsweise in einer Ladesäule, angeordnet. Ist in einem solchen Fall zudem eine elektronische Abfrageeinheit vorgesehen, so ist diese bevorzugt eingerichtet, um Zustandsinformationen von einer Verbrauchereinheit, also insbesondere von einem Hybrid- oder ein Elektrofahrzeug, zu beziehen und dementsprechend weist die Verbrauchereinheit in einem solchen Falle eine mit der Abfrageeinheit koppelbare Antworteinheit auf. Die Abfrageeinheit und die Antworteinheit erlauben dann im gekoppelten Zustand eine Kommunikation von Versorgungseinheit und Verbrauchereinheit.The control unit preferably forms, inter alia, the control circuit and, moreover, the control circuit advantageously has a sensor system connected to the control unit for determining the status information. The control unit is typically arranged in the supply unit, that is to say for example in a charging station. If an electronic interrogation unit is also provided in such a case, it is preferably set up to obtain status information from a consumer unit, that is to say in particular from a hybrid or an electric vehicle, and accordingly the consumer unit has an interrogation unit in such a case couplable response unit. The interrogation unit and the response unit then allow communication of the supply unit and the consumer unit in the coupled state.
Zur Ermittlung von Zustandsinformationen weist das Sensorsystem außerdem vorzugsweise zumindest einen Sensor auf, der insbesondere an einer vorgegebenen Position in einen Zwischenbereich zwischen den Enden des Verbindungskabels in das Verbindungskabel integriert ist. In vorteilhafter Weiterbildung weist das Verbindungskabel zudem einen weiteren Sensor auf, der an einem Ende des Verbindungskabels positioniert ist und beispielsweise in einen Steckverbinder integriert ist.To determine state information, the sensor system preferably also has at least one sensor, which is integrated in particular at a predetermined position in an intermediate region between the ends of the connecting cable in the connecting cable. In an advantageous embodiment, the connection cable also has a further sensor, which is positioned at one end of the connection cable and is integrated, for example, in a connector.
Weiter ist eine Ausgestaltung des Sensorsystems günstig, die es erlaubt, Zustandsinformationen entlang des Verbindungskabels und insbesondere entlang der gesamten Versorgungsleitung zu ermitteln. Hierzu weist das Sensorsystem zum Beispiel mehrere, entlang des Verbindungskabels positionierte und in das Verbindungskabel integrierte Sensoren auf. Alternativ oder ergänzend hierzu erfolgt die Erfassung von Zustandsinformationen nicht punktuell an mehreren diskreten Positionen, sondern quasi kontinuierlich entlang einer Messstrecke, die insbesondere entlang des Verbindungskabels verläuft und sich beispielsweise über die gesamte Länge des Verbindungskabels oder auch darüber hinaus erstreckt. Gemäß einer Ausführungsvariante erstreckt sich die Messstrecke dabei über nahezu die gesamte Länge der Versorgungsleitung.Furthermore, an embodiment of the sensor system is favorable, which makes it possible to determine status information along the connecting cable and in particular along the entire supply line. For this purpose, the sensor system has, for example, a plurality of sensors positioned along the connection cable and integrated in the connection cable. Alternatively or additionally, the detection of state information does not take place punctually at a plurality of discrete positions, but quasi-continuously along a measuring path, which extends in particular along the connecting cable and extends for example over the entire length of the connecting cable or beyond. According to one embodiment, the measuring section extends over almost the entire length of the supply line.
Insbesondere wenn eine solche Messstrecke realisiert werden soll, ist es von Vorteil, wenn das Sensorsystem zumindest einen faseroptischen Sensor aufweist, der zum Beispiel für eine ortsaufgelöste Temperaturmessung eingerichtet ist.In particular, when such a measuring section is to be realized, it is advantageous if the sensor system has at least one fiber-optic sensor which is set up, for example, for a spatially resolved temperature measurement.
Unabhängig von der Ausgestaltung des Sensorsystems ist es insbesondere aus Sicherheitsgründen günstig, wenn dieses eingerichtet ist, die Oberflächentemperatur des Verbindungskabels als Zustandsinformation zu ermitteln. In diesem Fall wird dann typischerweise für das Verbindungskabel eine maximale Oberflächentemperatur von zum Beispiel 60° Celsius vorgegeben und der Regelkreis steuert dann die über das Verbindungskabel fließende elektrische Leistung derart, dass die vorgegebene maximale Oberflächentemperatur nicht überschritten wird.Regardless of the design of the sensor system, it is particularly favorable for safety reasons, if this is set up to determine the surface temperature of the connecting cable as state information. In this case, a maximum surface temperature of, for example, 60 ° Celsius is then typically specified for the connecting cable and the control circuit then controls the electrical power flowing through the connecting cable such that the predetermined maximum surface temperature is not exceeded.
Weiter weist das Stromversorgungssystem vorteilhafterweise einen zumindest im gekoppelten Zustand von Versorgungseinheit und Verbrauchereinheit ausgebildeten Kühlkreislauf mit einer Kühlmittelführung auf, wobei die Kühlmittelführung zumindest teilweise in das Verbindungskabel integriert ist, so dass zumindest das Verbindungskabel während einer Übertragung von elektrischer Energie gekühlt wird.Furthermore, the power supply system advantageously has a cooling circuit with a coolant guide formed at least in the coupled state of the supply unit and the consumer unit, wherein the coolant guide is at least partially integrated into the connection cable, so that at least the connection cable is cooled during a transmission of electrical energy.
Alternativ oder ergänzend hierzu weist das Stromversorgungssystem zumindest im entkoppelten Zustand von Versorgungseinheit und Verbrauchereinheit zwei getrennte Kühlkreisläufe auf, wobei in diesem Fall bevorzugt ein Kühlkreislauf in die Versorgungseinheit und ein Kühlkreislauf in die Verbrauchereinheit integriert ist. Hierbei ist der Kühlkreislauf der Versorgungseinheit weiter bevorzugt zur Kühlung zumindest des Verbindungskabels ausgebildet und dementsprechend ist dann die zumindest teilweise in das Verbindungskabel integrierte Kühlmittelführung Teil dieses Kühlkreislaufs. Dieser lässt sich dann auch im entkoppelten Zustand von Versorgungseinheit und Verbrauchereinheit betreiben und vorteilhafterweise erfolgt eine Kühlung zumindest des Verbindungskabels auch nach Abschluss einer Leistungsübertragung, beispielsweise so lange, bis das Verbindungskabel auf eine vorgegebene Temperatur herunter gekühlt ist.Alternatively or additionally, the power supply system, at least in the decoupled state of supply unit and consumer unit on two separate cooling circuits, in which case preferably a cooling circuit is integrated into the supply unit and a cooling circuit in the consumer unit. In this case, the cooling circuit of the supply unit is further preferably designed for cooling at least the connecting cable, and accordingly the coolant guide integrated at least partially into the connecting cable is then part of this cooling circuit. This can then be operated in the decoupled state of supply unit and consumer unit and advantageously takes place cooling at least the connection cable after completion of a power transmission, for example, until the connection cable is cooled down to a predetermined temperature.
Durch einen entsprechenden Kühlkreislauf oder entsprechende Kühlkreisläufe lassen sich dann, beispielsweise bei für das Verbindungskabel vorgegebener maximaler Oberflächentemperatur von zum Beispiel 60° Celsius, größere Ströme durch das Verbindungskabel leiten, als dies bei einem nicht gekühlten oder nur passiv, durch die Umgebungsluft gekühlten Verbindungskabel der Fall wäre.By a corresponding cooling circuit or corresponding cooling circuits can then, for example, given for the connection cable maximum surface temperature of, for example, 60 ° C, larger currents through the connecting cable, as in a non-cooled or passive, cooled by the ambient air connection cable of the case would.
Ein entsprechendes Verbindungskabel ist hierbei typischerweise als Hochstromkabel ausgebildet und zweckdienlicherweise für Ströme größer 5 A, bevorzugt größer 10 A, weiter bevorzugt größer 50 A und insbesondere größer 100 A ausgelegt. Außerdem ist das Verbindungskabel vorzugsweise für Ströme kleiner 1000 A und insbesondere kleiner 500 A ausgebildet. Ein entsprechendes Verbindungskabel ist somit also bevorzugt für eine Stromstärke ausgelegt, die im Bereich zwischen 10 A und 1000 A liegt, sowie insbesondere im Bereich zwischen 100 A und 500 A. Zudem ist ein solches Verbindungskabel gemäß einer vorteilhaften Ausführungsvariante für Gleichströme ausgelegt, also insbesondere als Ladekabel für ein Gleichstromladen. Ein entsprechendes Gleichstromladen erfolgt dann beispielsweise bei 1000 V mit 450 A.A corresponding connection cable is hereby typically designed as a high-current cable and expediently designed for currents greater than 5 A, preferably greater than 10 A, more preferably greater than 50 A and in particular greater than 100 A. In addition, the connecting cable is preferably designed for currents less than 1000 A and in particular less than 500 A. A corresponding connection cable is therefore preferably designed for a current intensity which is in the range between 10 A and 1000 A, and in particular in the range between 100 A and 500 A. In addition, such a connection cable is designed according to an advantageous embodiment for direct currents, ie in particular as Charging cable for a DC charging. A corresponding DC charging then takes place, for example, at 1000 V with 450 A.
Die Kühlmittelführung ist dabei zweckdienlicherweise zumindest abschnittsweise als langgestreckter, insbesondere schlauchartiger, Wärmetauscher ausgebildet und verläuft bevorzugt zumindest in einem Abschnitt entlang des Verbindungskabels. Das heißt, dass zumindest ein Abschnitt der Kühlmittelführung des Kühlkreislaufs als eine Art in das Verbindungskabel integrierter Schlauch ausgebildet ist, der sich vorzugsweise über die gesamte Länge des Verbindungskabels hinweg erstreckt.The coolant guide is expediently designed at least in sections as an elongated, in particular tubular, heat exchanger and preferably extends at least in a section along the connecting cable. That is, at least a portion of the coolant guide of the cooling circuit is formed as a type of hose integrated into the connection cable, which preferably extends over the entire length of the connection cable.
In vorteilhafter Weiterbildung ist zusätzlich zu dem zumindest einen integrierten Abschnitt der Kühlmittelführung ein innerhalb des Verbindungskabels davon getrennter weiterer Abschnitt der Kühlmittelführung in das Verbindungskabel integriert, wobei auch dieser weitere Abschnitt bevorzugt schlauchartig ausgebildet ist und sich wiederrum bevorzugt entlang des Verbindungskabels über dessen gesamte Länge hinweg erstreckt. Bei einem derart ausgestalteten Verbindungskabel ist dann weiter bevorzugt der Kühlkreislauf derart ausgestaltet, dass im Betrieb des Kühlkreislaufes durch die voneinander getrennten Abschnitte der Kühlmittelführung im Verbindungskabel ein Vorlauf und ein Rücklauf für ein Kühlmittel ausgebildet sind. In an advantageous development, in addition to the at least one integrated section of the coolant guide, a further section of the coolant guide separated therefrom is integrated into the connecting cable, whereby this further section is preferably tubular and preferably extends along the connecting cable over its entire length , In a connecting cable designed in this way, the cooling circuit is then preferably designed such that, during operation of the cooling circuit, a flow and a return for a coolant are formed in the connecting cable through the mutually separate sections of the coolant guide.
Von Vorteil ist weiter eine Ausgestaltung der Versorgungsleitung, bei der diese eine durch zwei einander ergänzende und insbesondere komplementäre Steckverbinder ausgebildete Trennstelle aufweist, die an einem Ende des Verbindungskabels, welches Teil der Versorgungsleitung ist, angeordnet ist. Hierbei weisen dann die beiden Steckverbinder zweckdienlicherweise einander ergänzende elektrische Kontakte zur Übergabe von elektrischer Leistung auf, so dass sich bei gekoppelten Steckverbindern elektrische Leistung über die Trennstelle hinweg übertragen lässt. Die Versorgungsleitung und/oder das Verbindungkabel weist bzw. weisen dann zweckdienlicherweise mit diesen elektrischen Kontakten verbundene Adern für die Übertragung von elektrischer Leistung auf.Another advantage is an embodiment of the supply line, in which this has a separating point formed by two complementary and in particular complementary connector, which is arranged at one end of the connecting cable, which is part of the supply line. In this case, then the two connectors expediently have complementary electrical contacts for the transfer of electrical power, so that in coupled connectors electrical power can be transmitted across the separation point away. The supply line and / or the connecting cable then expediently have wires connected to these electrical contacts for the transmission of electrical power.
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die beiden Steckverbinder einander ergänzende Kühlmittelanschlüsse für eine Kühlmittelübergabe aufweisen, wobei hier eine Ausführungsvariante bevorzugt ist, bei der die beiden Steckverbinder einander ergänzende Kühlmittelanschlüsse für eine Kühlmittelübergabe über einen Vorlauf einerseits und einen Rücklauf andererseits aufweisen. In diesem Fall weisen die beiden Steckverbinder dann also typischerweise zumindest zwei voneinander getrennte Kühlmittelanschlüsse auf. Die Versorgungsleitung und/oder das Verbindungkabel weist bzw. weisen dann wiederum zweckdienlicherweise mit diesen Kühlmittelanschlüssen verbundene Kühlmittelführungen für die Durchleitung eines Kühlmittels auf.Further, it is advantageous if the two connectors have complementary coolant connections for a coolant transfer, in which case a variant is preferred in which the two connectors have complementary coolant connections for a coolant transfer via a flow on the one hand and a return on the other. In this case, the two connectors then typically have at least two separate coolant connections. The supply line and / or the connecting cable then in turn has expediently coolant guides connected to these coolant connections for the passage of a coolant.
Für eine einfache Handhabung des Stromversorgungssystems ist dann zudem eine Ausgestaltung der Steckverbinder von Vorteil, bei der in zumindest einem Kühlmittelanschluss eines Steckverbinders und bevorzugt in jeden Kühlmittelanschluss der beiden Steckverbinder ein Ventil, insbesondere ein Umschaltventil und/oder ein steuerbares Ventil, integriert ist, welches bzw. welche ein Austreten des Kühlmittels bei getrennten Steckverbindern unterbindet bzw. unterbinden. Mit Hilfe eines Umschaltventils lässt sich zudem erreichen, dass ein verkürzter Kühlkreislauf im entkoppelten Zustand von Versorgungseinheit und Verbrauchereinheit weiter betreibbar ist oder dass ein durchgehender Kühlkreislauf in zwei getrennte Kühlkreisläufe aufgeteilt wird, die sich nachfolgend unabhängig voneinander betreiben lassen und im gekoppelten Zustand von Versorgungseinheit und Verbrauchereinheit zu einem Kühlkreislauf miteinander verbunden sind.For a simple handling of the power supply system, an embodiment of the plug connector is also advantageous in which a valve, in particular a changeover valve and / or a controllable valve, is integrated in at least one coolant connection of a connector and preferably in each coolant connection of the two plug connectors ., Which prevents leakage of the coolant in separate connectors or prevent. With the help of a switching valve can also achieve that a shortened cooling circuit in the decoupled state of supply unit and consumer unit is still operable or that a continuous cooling circuit is divided into two separate cooling circuits, which can be operated independently and subsequently in the coupled state of supply unit and consumer unit connected to a cooling circuit.
Günstig ist außerdem eine Ausgestaltung des Stromversorgungssystems, bei der die beiden Steckverbinder einander ergänzende Kontakte, beispielsweise elektrische Kontakte oder optische Schnittstellen-Elemente, zur Übergabe von Informationssignalen, insbesondere zur Übergabe von zuvor beschriebenen Informationssignalen, aufweisen, um beispielsweise eine Kommunikation oder einen Datenaustausch zwischen der Versorgungseinheit und der Verbrauchereinheit ermöglichen. In diesem Fall sind dann auch entsprechende Signalleitungen oder Datenleitungen in das Verbindungskabel und/oder in die Versorgungsleitung integriert, die mit den Kontakten zur Übergabe von Informationssignalen verbunden sind.Also favorable is an embodiment of the power supply system in which the two connectors complementary contacts, such as electrical contacts or optical interface elements, for the transfer of information signals, in particular for the transfer of information signals described above, have, for example, a communication or data exchange between the Supply unit and the consumer unit allow. In this case, then corresponding signal lines or data lines are integrated into the connection cable and / or in the supply line, which are connected to the contacts for the transfer of information signals.
Da zweckdienlicherweise für verschiedene Anwendungszwecke und Einsatzszenarien verschieden ausgestaltete Steckverbinder vorteilhaft sind, die sich insbesondere hinsichtlich der Ausgestaltung und der Anzahl der Kontakte und/oder der Kühlmittelanschlüsse unterscheiden, ist es weiter von Vorteil, die Steckverbinder durch ihre Kontakte und/oder Anschlüsse zu kodieren, so dass sich lediglich kompatible Steckverbinder miteinander verbinden lassen. Mit einer entsprechenden Kodierung des Steckers lassen sich alternativ oder ergänzend hierzu bei einem Stecken die Kühlleistung und/oder die Ladeleistung, beispielsweise durch die Anzahl der Kontakte, festlegen. Dabei sind die Steckverbinder, zumindest hinsichtlich der elektrischen Kontakte zur Übergabe von elektrischer Leistung, bevorzugt entsprechend der
Von Vorteil ist weiterhin eine Ausführung des Stromversorgungssystems, bei der sich ein Abschnitt der Kühlmittelführung des Kühlkreislaufs von der Trennstelle bis zur Energiesenke hin, also beispielsweise bis zu einem Akkumulator hin, erstreckt. In diesem Fall wird dann bevorzugt zumindest ein Teil des Strompfades innerhalb der Verbrauchereinheit hin zur Energiesenke im Betrieb des Kühlkreislaufs gekühlt.Another advantage is an embodiment of the power supply system, in which a portion of the coolant supply of the cooling circuit from the separation point to the energy sink out, so for example up to an accumulator out extends. In this case, then preferably at least a portion of the current path is cooled within the consumer unit towards the energy sink in the operation of the cooling circuit.
Alternativ oder ergänzend hierzu erstreckt sich ein Abschnitt der Kühlmittelführung des Kühlkreislaufs von der Trennstelle bis zur Energiequelle, wobei in diesem Fall im Betrieb des Kühlkreislaufes bevorzugt zumindest ein Teil des Strompfades innerhalb der Versorgungseinheit hin zur Energiequelle gekühlt wird.Alternatively or additionally, a section of the coolant guide of the cooling circuit extends from the separation point to the energy source, wherein in this case, during operation of the cooling circuit, preferably at least a part of the current path is cooled within the supply unit to the energy source.
In vorteilhafter Weiterbildung verläuft dann ein durchgehender Abschnitt der Kühlmittelführung des Kühlkreislaufs entlang des gesamten Strompfades von der Energiequelle bis zur Energiesenke und dementsprechend wird dann im Betrieb des Kühlkreislaufs das Stromversorgungssystem entlang dieses Strompfades gekühlt.In an advantageous development, a continuous section of the coolant guide of the cooling circuit then runs along the entire current path from the energy source to the energy sink, and accordingly during operation of the cooling circuit the power supply system is cooled along this current path.
Insbesondere wenn eine solche durchgehende Kühleinrichtung gegeben ist, so ist es zudem zweckdienlich, den Kühlkreislauf zur Kühlung der Energiesenke, also beispielsweise eines Akkumulators, auszubilden, so dass die Energiesenke im Betrieb des Kühlkreislaufs mitgekühlt wird.In particular, if such a continuous cooling device is given, then it is also expedient to form the cooling circuit for cooling the energy sink, that is, for example, a rechargeable battery, so that the energy sink is also co-cooled during operation of the cooling circuit.
Ist dagegen keine durchgehende Kühlmittelführung des Kühlkreislaufs entlang des gesamten Strompfades von der Energiequelle bis zur Energiesenke vorgesehen, so ist vorteilhafterweise an einer vorgegebenen Position entlang dieser Strecke ein Umkehrpunkt für das Kühlmittel vorgegeben, insbesondere durch ein in die Verbindungsleitung und bevorzugt in das Verbindungskabel integriertes Umkehrelement, wie zum Beispiel ein U-förmiges Schlauchstück, das die beiden in der Verbindungsleitung bzw. im Verbindungskabel voneinander getrennten Kühlmittelführungen für Vorlauf und Rücklauf miteinander verbindet.If, on the other hand, no continuous coolant supply of the cooling circuit is provided along the entire current path from the energy source to the energy sink, a reversal point for the coolant is advantageously predetermined at a predetermined position along this path, in particular by a reversal element integrated in the connection line and preferably in the connection cable. such as a U-shaped piece of hose, which connects the two separate in the connecting line or in the connecting cable coolant guides for flow and return together.
Zweckdienlich ist außerdem eine Ausgestaltung des Kühlkreislaufs, bei der dieser eine Kühlmittelpumpe aufweist, die beispielsweise in der Versorgungseinheit oder der Verbrauchereinheit angeordnet und dementsprechend in die Versorgungseinheit bzw. in die Verbrauchereinheit integriert ist. Dementsprechend ist der Kühlkreislauf bevorzugt als aktiver Kühlkreislauf ausgebildet, der zudem bevorzugt steuerbar ist und in diesem Fall eine zuvor beschriebene Steuereinheit aufweist.Also useful is an embodiment of the cooling circuit, in which this has a coolant pump, which is arranged for example in the supply unit or the consumer unit and accordingly integrated in the supply unit or in the consumer unit. Accordingly, the cooling circuit is preferably designed as an active cooling circuit, which is also preferably controllable and in this case has a control unit described above.
Eine entsprechende Steuereinheit ist dabei vorzugsweise zur Regelung der Kühlleistung und/oder zur Regelung der Ladeleistung, also zur Regelung der elektrischen Leistung, die von der Energiequelle über die Versorgungsleitung zur Energiesenke übertragen wird, eingerichtet und bildet hierzu insbesondere den zuvor beschriebenen Regelkreis mit aus. Hierbei ist die entsprechende Steuereinheit beispielsweise in der Versorgungseinheit oder der Verbrauchereinheit angeordnet und insbesondere ausgebildet, um eine Übertragung von elektrischer Leistung, also beispielsweise einem Ladevorgang, im Fehlerfall automatisch zu unterbrechen oder zu stoppen.A corresponding control unit is preferably arranged to control the cooling power and / or to regulate the charging power, that is, to regulate the electrical power that is transmitted from the power source via the supply line to the energy sink, and in particular forms the previously described control circuit. In this case, the corresponding control unit is arranged for example in the supply unit or the consumer unit and in particular designed to automatically interrupt or stop a transmission of electrical power, that is, for example, a charging operation in the event of a fault.
Von Vorteil ist es zudem, wenn das Stromversorgungssystem und insbesondere der Kühlkreislauf ein Sensorsystem, also insbesondere ein zuvor beschriebenes Sensorsystem, aufweist, mittels dessen Zustandsinformationen, also Informationen zum Zustand des Stromversorgungssystems oder des Kühlkreislaufs, ermittelt oder erfasst werden. Eine zuvor beschriebene Steuereinheit ist dabei zudem bevorzugt Teil des Sensorsystems und dementsprechend über eine Signalleitung oder eine Datenleitung mit einem oder mehreren Sensoren, beispielsweise Temperatursensoren, verbunden. Günstig ist dabei insbesondere eine Ausgestaltung des Sensorsystems, bei der an mehreren Stellen entlang der Kühlmittelführung des Kühlkreislaufs Zustandsinformationen ermittelt oder erfasst werden, beispielsweise durch mehrere entlang der Kühlmittelführung verteilt angeordnete Sensoren.It is also advantageous if the power supply system and in particular the cooling circuit comprises a sensor system, ie in particular a previously described sensor system, by means of which state information, ie information on the state of the power supply system or the cooling circuit, are determined or detected. A control unit described above is also preferably part of the sensor system and accordingly connected via a signal line or a data line with one or more sensors, such as temperature sensors. In this case, in particular, an embodiment of the sensor system in which state information is determined or detected at several points along the coolant guide of the cooling circuit is expedient, for example, by a plurality of sensors distributed along the coolant guide.
Zweckdienlich ist es außerdem, wenn der Kühlkreislauf ein Kühlaggregat zur Wärmeauskopplung aus dem Kühlkreislauf aufweist, also zum Beispiel einen Wärmetauscher zur Wärmeabgabe an die Umgebung. Alternativ oder ergänzend hierzu weist der Kühlkreislauf als Kühlaggregat einen Kondensator, einen Verdampfer, also beispielsweise einen Verdampfer eines Kältekreislaufs, auf und/oder einen Wärmespeicher, beispielsweise einen Latentwärmespeicher.It is also expedient if the cooling circuit has a cooling unit for heat extraction from the cooling circuit, so for example a heat exchanger for heat dissipation to the environment. Alternatively or additionally, the cooling circuit as a cooling unit, a condenser, an evaporator, that is, for example, an evaporator of a refrigeration cycle, and / or a heat storage, for example, a latent heat storage.
Bildet ein Kraftfahrzeug die Verbrauchereinheit aus, so ist es zudem günstig, wenn der Kühlkreislauf einen Wärmetauscher zur Wärmeabgabe an das Kraftfahrzeug aufweist, um beispielsweise einen Fahrgastraum zu beheizen und/oder Baugruppen, wie den Ölkreislauf eines Verbrennungsmotors, vorzuwärmen.If a motor vehicle forms the consumer unit, then it is also advantageous if the cooling circuit has a heat exchanger for dissipating heat to the motor vehicle in order, for example, to heat a passenger compartment and / or to preheat assemblies, such as the oil circuit of an internal combustion engine.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
-
1 in einer Art Blockschaltbilddarstellung ein Stromversorgungssystem mit einer ein Verbindungskabel mit Steckverbinder aufweisenden Versorgungsleitung sowie -
2 in einer Seitenansicht der Steckverbinder.
-
1 in a kind of block diagram representation of a power supply system with a connection cable with a connector having supply line and -
2 in a side view of the connector.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.
Ein nachfolgend exemplarisch beschriebenes und in
Hierbei ist das Stromversorgungssystem
Weiter weist die Versorgungsleitung
Sind die beiden Steckverbinder der Trennstelle
Eine entsprechende Energieübertragung wird dabei im Ausführungsbeispiel durch ein Verbinden beiden Steckverbinder der Trennstelle
Gemäß einer weiteren nicht explizit dargestellten Ausführungsvariante ist zur Generierung von Sensordaten zumindest eine faseroptische Leitung in das Verbindungskabel
Alternativ oder ergänzend hierzu sind, so wie im Ausführungsbeispiel gemäß
Das heißt, dass bevorzugt zumindest das Verbindungskabel
Weiter weist das Stromversorgungssystem
Jener in das Verbindungskabel
Des Weiteren weist der Kühlkreiselauf
Ist die Verbrauchereinheit
Der Kühlkreislauf
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiment described above. Rather, other variants of the invention can be derived therefrom by the person skilled in the art without departing from the subject matter of the invention. In particular, all the individual features described in connection with the exemplary embodiment can also be combined with each other in other ways, without departing from the subject matter of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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