DE102018105507A1 - Device for testing a contact force of an electromechanical connection and charging device for an electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum Prüfen einer Kontaktkraft einer elektromechanischen Verbindung,
- mit mindestens einem Prüfkontakt (4, 6),
- mit mindestens einer Kraftmesseinrichtung (8, 10) zum Messen axialer Kräfte und
- mit mindestens einer Tragstruktur (16),
- wobei die Kraftmesseinrichtung (8, 10) an der Tragstruktur (16) befestigt ist und
- wobei der Prüfkontakt (4,6) an der Kraftmesseinrichtung (8, 10) befestigt ist.
Device for testing a contact force of an electromechanical connection,
with at least one test contact (4, 6),
- With at least one force measuring device (8, 10) for measuring axial forces and
with at least one support structure (16),
- wherein the force measuring device (8, 10) is fixed to the support structure (16) and
- Wherein the test contact (4,6) to the force measuring device (8, 10) is attached.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen einer Kontaktkraft einer elektromechanischen Verbindung und eine Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.The present invention relates to a device for testing a contact force of an electromechanical connection and a charging device for an electric vehicle with such a device.
Im Bereich der Elektromobilität bestehen für Ladesteckverbinder höchste Anforderungen hinsichtlich ihrer Stabilität und Sicherheit, wobei derzeit Ladeströme bis zu 500A übertragen werden. Dies setzt voraus, dass z.B. ein fest verbauter Ladestecker einer öffentlichen Ladesäule auch nach mehrjährigem Gebrauch mit Tausenden von Ladezyklen seine Leistungsfähigkeit beibehält.In the field of electromobility there are highest requirements for charging connectors in terms of their stability and safety, with current charging currents of up to 500A being transmitted. This assumes that e.g. a permanently installed charging plug of a public charging station retains its efficiency even after several years of use with thousands of charging cycles.
Die Kontaktsysteme von Ladesteckverbindungen bestehen üblicherweise aus einem oder mehreren Kontaktpaaren, welche ineinandergesteckt und umfangsseitig federnd elastisch gegeneinander verspannt sind. So kann ein Kontaktpaar z.B. als runder Stifte und geschlitzte Buchse gebildet sein, wobei der Stift im gesteckten Zustand in der Buchse sitzt und Federelemente der Buchse an einer äußeren Mantelfläche des Stifts anliegen. Durch die federnd elastische Verspannung des Stifts innerhalb der Buchse ist eine Kontaktnormalkraft zwischen dem Stift und der Buchse gebildet, welche es ermöglicht, elektrischen Strom über die Kontaktteile zu leiten. Eine verschleißbedingte Reduzierung der Kontaktnormalkraft führt dazu, dass der Übergangswiderstand der elektromechanischen Steckverbindung vergrößert wird. Eine Unterschreitung einer kritischen Normalkraft sollte daher vermieden werden, um die elektrische Funktion sicherzustellen.The contact systems of charging connectors usually consist of one or more pairs of contacts, which are nested and circumferentially resiliently braced against each other. Thus, a contact pair e.g. be formed as round pins and slotted socket, the pin is in the inserted state in the socket and rest spring elements of the socket on an outer circumferential surface of the pin. Due to the resilient elastic tension of the pin within the socket, a normal contact force between the pin and the socket is formed, which makes it possible to conduct electrical current through the contact parts. A wear-related reduction of the contact normal force leads to the fact that the contact resistance of the electromechanical plug connection is increased. A shortfall of a critical normal force should therefore be avoided to ensure the electrical function.
Generell birgt jeglicher Defekt an den elektrischen Leistungskontakten, sei es durch Verschleiß, Verschmutzung oder mutwillige Beschädigung eines solchen Ladesteckverbinders, die Gefahr, dass der Übergangswiderstand der elektromechanischen Steckverbindung während des Ladevorgangs vergrößert wird. Eine Erhöhung des Übergangswiderstands führt zu einem erhöhten Spannungsabfall über den Lastkontakten, was eine erhöhte Verlustleistung nach sich zieht. Die damit einhergehende Wärmeentwicklung kann im Extremfall so hoch sein, dass die Lastkontakte das umgebende Kunststoffmaterial des Steckverbinders und/oder die Kabel in Brand setzen.In general, any defect in the electrical power contacts, be it due to wear, contamination or willful damage to such a charging connector, the risk that the contact resistance of the electromechanical connector is increased during charging. An increase in the contact resistance leads to an increased voltage drop across the load contacts, which entails an increased power loss. The associated heat development can be so high in extreme cases that the load contacts set the surrounding plastic material of the connector and / or the cables on fire.
Um einen Ladevorgang zu überwachen, ist es beispielsweise bekannt, eine Abschaltvorrichtung mit Temperatursensoren einzusetzen, die die Temperatur der Lastkontakte überwachen und einen Ladevorgang beim Überschreiten einer Grenztemperatur beenden. Hierbei ist für den Endkunden nachteilig, dass er den Ladevorgang nicht zeitnah an der betreffenden Ladestation abschließen und zudem das Fahrzeug beschädigt werden kann. Weiter schließt eine solche Temperaturüberwachung nicht aus, dass ein gegebenenfalls für die Temperaturüberschreitung verantwortlicher, defekter Ladestecker nach dem Abkühlen in einem nachfolgenden Ladevorgang erneut bis zum Erreichen der Temperaturgrenze eingesetzt wird.In order to monitor a charging process, it is known, for example, to use a shutdown device with temperature sensors which monitor the temperature of the load contacts and terminate a charging process when a limit temperature is exceeded. In this case, it is disadvantageous for the end customer that he does not complete the charging process in a timely manner at the relevant charging station and, moreover, that the vehicle can be damaged. Furthermore, such a temperature monitoring does not exclude that a faulty charging plug, which may be responsible for the temperature overrun, is reused after cooling in a subsequent charging process until the temperature limit is reached.
Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die technische Problemstellung zugrunde, eine Vorrichtung und eine Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug anzugeben, welche die voranstehend genannten Nachteile nicht oder zumindest in geringerem Maße aufweisen, und insbesondere eine zuverlässige, dauerhaft betriebssichere Übertragung von Ladeleistung an Elektrofahrzeuge zu ermöglichen, wobei ein defekter Ladestecker insbesondere vor dessen Verwendung detektierbar ist.Against this background, the present invention is based on the technical problem to provide an apparatus and a charging device for an electric vehicle, which do not have the disadvantages mentioned above or at least to a lesser extent, and in particular to enable a reliable, permanently reliable transmission of charging power to electric vehicles, wherein a defective charging plug is detectable in particular before its use.
Die voranstehend beschriebene, technische Problemstellung wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und eine Ladevorrichtung nach Anspruch 9. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachstehenden Beschreibung.The technical problem described above is achieved by a device according to claim 1 and a charging device according to claim 9. Further embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and the description below.
Wenn vorliegend von einem Elektrofahrzeug gesprochen wird, so handelt es sich dabei um ein Kraftfahrzeug, dass zumindest teilweise oder vollständig elektrisch angetrieben ist und mindestens eine Antriebsbatterie bzw. Traktionsbatterie aufweist.In the present case, when talking about an electric vehicle, it is a motor vehicle that is at least partially or completely electrically driven and has at least one traction battery or traction battery.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Prüfen einer Kontaktkraft einer elektromechanischen Verbindung, mit mindestens einem Prüfkontakt, mit mindestens einer Kraftmesseinrichtung zum Messen axialer Kräfte und mit mindestens einer Tragstruktur, wobei die Kraftmesseinrichtung an der Tragstruktur befestigt ist und wobei der Prüfkontakt an der Kraftmesseinrichtung befestigt ist.According to a first aspect, the invention relates to a device for testing a contact force of an electromechanical connection, with at least one test contact, with at least one force measuring device for measuring axial forces and at least one support structure, wherein the force measuring device is attached to the support structure and wherein the test contact on the Force measuring device is attached.
Es hat sich gezeigt, dass durch das Messen axialer Kräfte beim Herstellen und/oder Lösen einer Steckverbindung entlang einer Steckrichtung auf die Kontaktnormalkraft einer Ladesteckverbindung geschlossen werden kann. So ergibt sich die Kontaktnormalkraft z.B. aus einer beim Lösen der Steckverbindung gemessenen, axialen Ziehkraft multipliziert mit einem Reibungskoeffizienten der Materialpaarung der Steckverbindung. Dabei ist die Kontaktnormalkraft insbesondere senkrecht zur gemessenen, axialen Ziehkraft orientiert.It has been found that by measuring axial forces during the manufacture and / or release of a plug connection along a plugging direction, it is possible to conclude the contact normal force of a charging plug connection. Thus, the contact normal force results e.g. from a measured during release of the connector, axial pulling force multiplied by a coefficient of friction of the material pairing of the connector. The contact normal force is oriented in particular perpendicular to the measured, axial pulling force.
Die Vorrichtung kann z.B. dazu eingesetzt werden, zwischen Ladevorgängen an einer Ladesäule die mechanische Kontaktierfähigkeit von Buchsenkontakten eines an der Ladesäule befestigten Ladesteckers zu überprüfen, in dem der Prüfkontakt der Vorrichtung in einen zugeordneten Buchsenkontakt des Ladesteckers eingeführt und eine axiale Ziehkraft beim Lösen der Steckverbindung gemessen wird.The device may e.g. be used to check the mechanical contactability of socket contacts of a charging plug attached to the charging column between charging operations at a charging station, in which the test contact of the device is inserted into an associated socket contact of the charging plug and an axial pulling force when releasing the connector is measured.
Ein Unterschreiten einer erforderlichen Mindestziehkraft lässt auf das Vorliegen einer zu geringen Kontaktnormalkraft während eines Ladevorgangs schließen. Der Ladestecker bzw. ein Buchsenkontakt des Ladesteckers kann daher zwischen den Ladevorgängen auf seine mechanische Kontaktierfähigkeit überprüft werden. Sofern eine Mindestziehkraft unterschritten wird, kann die betreffende Ladesäule gesperrt werden und einen Defekt des Ladesteckers melden. Falling below a required minimum pulling force indicates the presence of a low contact normal force during a charging process. The charging plug or a socket contact of the charging plug can therefore be checked between the charging processes for its mechanical contactability. If a minimum pulling force is exceeded, the relevant charging station can be disabled and report a defect in the charging plug.
Die Vorrichtung kann daher insbesondere eine Prüfvorrichtung zum Prüfen einer axialen Ziehkraft beim Lösen einer Steckverbindung sein. Von der axialen Ziehkraft kann auf die Normalkraft zwischen den Kontakten einer elektromechanischen Ladesteckverbindung geschlossen werden.The device can therefore in particular be a test device for checking an axial pulling force when releasing a plug connection. From the axial pulling force can be concluded that the normal force between the contacts of an electromechanical charging connector.
Die Steckverbindung, die zwischen dem Prüfkontakt und einem Kontakt eines Ladesteckers gebildet werden kann, kann eine rein mechanische Steckverbindung sein. So kann der Prüfkontakt aus einem nicht- oder schlechtleitenden Werkstoff gebildet sein, oder mit einem nicht- oder schlechtleitenden Werkstoff beschichtet sein. Die Steckverbindung, die zwischen dem Prüfkontakt und einem Kontakt eines Ladesteckers gebildet werden kann, kann eine elektromechanische Steckverbindung sein. So kann der Prüfkontakt aus einem leitenden Werkstoff gebildet sein, oder mit einem leitenden Werkstoff beschichtet sein. Unabhängig davon, ob der Prüfkontakt leitend oder nichtleitend ist, dient Vorrichtung der Überprüfung der mechanischen Kontaktierfähigkeit eines zu überprüfenden Kontakts, insbesondere dessen Vermögen, eine Mindestkontaktnormalkraft zu einem korrespondierenden Kontaktpartner einer Kontaktpaarung einer Ladesteckverbindung auszubilden.The plug connection, which can be formed between the test contact and a contact of a charging plug, can be a purely mechanical plug connection. Thus, the test contact may be formed of a non-conductive or poorly conductive material, or be coated with a non-conductive or poorly conductive material. The plug connection, which can be formed between the test contact and a contact of a charging plug, can be an electromechanical plug connection. Thus, the test contact may be formed of a conductive material, or be coated with a conductive material. Regardless of whether the test contact is conductive or non-conductive, device is used to check the mechanical contactability of a contact to be tested, in particular its ability to form a Mindestkontaktnormalkraft to a corresponding contact partner of a contact pairing a charging connector.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Prüfkontakt ein Prüfstift, der zum Einführen in einen hülsenförmigen Lastkontakt eines Elektrofahrzeug-Ladesteckers eingerichtet ist. Demnach kann der Prüfstift nach Art eines Lastkontaktstifts geformt sein, der an einer Ladedose eines Kraftfahrzeugs das Gegenstück zum hülsen- oder buchsenförmigen Lastkontakt des Elektrofahrzeug-Ladesteckers bildet.
Es kann vorgesehen sein, dass der Prüfstift den gleichen oder einen geringeren Durchmesser hat, als der Normdurchmesser eines dem zu prüfenden, hülsenförmigen Lastkontakt zugeordneter Lastkontaktstift eines Elektrofahrzeugs. Alternativ oder ergänzend kann der Prüfstift zumindest abschnittsweise eine reibungsmindernde Beschichtung aufweisen. So kann der Verschleiß eines zu prüfenden Lastkontakts durch die Prüfvorgänge reduziert werden.According to a further embodiment of the invention, the test contact is a test pin, which is set up for insertion into a sleeve-shaped load contact of an electric vehicle charging connector. Accordingly, the test pin may be shaped in the manner of a load contact pin, which forms the counterpart to the sleeve or socket-shaped load contact of the electric vehicle charging plug on a charging socket of a motor vehicle.
It can be provided that the test pin has the same or a smaller diameter than the standard diameter of the test to be tested, sleeve-shaped load contact associated load contact pin of an electric vehicle. Alternatively or additionally, the test pin may have a friction-reducing coating at least in sections. Thus, the wear of a load contact to be tested can be reduced by the test procedures.
Der Prüfstift kann einen Durchmesser haben, der dem Normdurchmesser eines dem zu prüfenden, hülsenförmigen Lastkontakt zugeordneter Lastkontaktstift eines Elektrofahrzeugs entspricht. Ein solcher Prüfstift kann beschichtet oder unbeschichtet sein.
Der Prüfkontakt kann eine Hülse oder Buchse sein, die zum Prüfen der mechanischen Kontaktierfähigkeit eines Kontaktpins vorgesehen ist. Ein solcher hülsen- oder buchsenförmiger Prüfkontakt kann zur Minderung des durch die Prüfvorgänge hervorgerufenen Verschleißes einen größeren Aufnahmedurchmesser haben, als der Normaufnahmedurchmesser einer dem zu prüfenden, stiftförmigen Lastkontakt zugeordneten Lastkontakthülse. Alternativ oder ergänzend kann der hülsen- oder buchsenförmiger Prüfkontakt zumindest abschnittsweise eine reibungsmindernde Beschichtung aufweisen. So kann der Verschleiß eines zu prüfenden Lastkontakts durch die Prüfvorgänge reduziert werden.The test pin can have a diameter which corresponds to the standard diameter of the test to be tested, sleeve-shaped load contact associated load contact pin of an electric vehicle. Such a test pin may be coated or uncoated.
The test contact may be a sleeve or socket intended to test the mechanical contactability of a contact pin. Such a sleeve-shaped or bush-shaped test contact may have a larger receiving diameter to reduce the wear caused by the test procedures, as the Normaufnahmedurchmesser one of the test to be tested, pin-shaped load contact associated load contact sleeve. Alternatively or additionally, the sleeve-shaped or bush-shaped test contact can have, at least in sections, a friction-reducing coating. Thus, the wear of a load contact to be tested can be reduced by the test procedures.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung hat die Tragstruktur mindestens eine Lineareinheit zum Bewegen des Prüfkontakts zwischen mindestens einer ersten Position und mindestens einer zweiten Position. Die Vorrichtung kann daher dazu eingerichtet sein, eine Steck- und Lösebewegung des Prüfkontakts relativ zu einem zu prüfenden Kontakt eines Ladesteckers auszuführen. So kann die Lineareinheit insbesondere dazu eingerichtet sein, eine Hubbewegung zwischen der ersten Position und der zweiten Position auszuführen.According to a further embodiment of the device, the support structure has at least one linear unit for moving the test contact between at least one first position and at least one second position. The device may therefore be adapted to perform a plug and release movement of the test contact relative to a contact to be tested a charging plug. Thus, the linear unit may in particular be adapted to perform a lifting movement between the first position and the second position.
Die Lineareinheit kann einen elektromechanischen Antrieb haben, mit einer Spindel, einem Hubkolben, einer Kette einem Riemen oder dergleichen.The linear unit may have an electromechanical drive, with a spindle, a reciprocating piston, a chain, a belt or the like.
Es kann vorgesehen sein, dass die Kraftmesseinrichtung an einer Tragplatte der Tragstruktur befestigt ist, ein Antrieb der Lineareinheit auf einer Grundplatte der Tragstruktur montiert ist und zwischen der Tragplatte und der Grundplatte eine Linearführung gebildet ist. So kann eine zuverlässige und wiederholgenaue Linearbewegung des Prüfkontakts erreicht werden.It can be provided that the force measuring device is attached to a support plate of the support structure, a drive of the linear unit is mounted on a base plate of the support structure and between the support plate and the base plate, a linear guide is formed. Thus, a reliable and repeatable linear movement of the test contact can be achieved.
Die Kraftmesseinrichtung kann mittels eines elastischen Ausgleichselements, wie einem Kunststoffpuffer oder dergleichen, an der Tragstruktur befestigt sein, um Fluchtungsfehler oder dergleichen beim Herstellen einer Steckverbindung zu einem zu prüfenden Kontakt auszugleichen und aus Fluchtungsfehlern resultierende, mechanische Verspannungen zu vermeiden.The force measuring device can be fixed by means of an elastic compensation element, such as a plastic buffer or the like, to the support structure to compensate for misalignment or the like in the manufacture of a connector to a contact to be tested and to avoid resulting from misalignment, mechanical tension.
Alternativ oder ergänzend kann vorgesehen sein, dass der Prüfkontakt mittels einer Halterung formschlüssig und lösbar an der Kraftmesseinrichtung befestigt ist. So kann der Prüfkontakt beispielsweise einen endseitig angeordneten, kreisrund umlaufenden Kragen haben, der in eine als geschlitzte Tasche gebildete Halterung eingelegt ist. Alternativ oder ergänzend kann der Prüfkontakt mit der Kraftmesseinrichtung und/oder der Halterung verschraubt, verstiftet oder verklemmt sein.Alternatively or additionally, it can be provided that the test contact is fastened by means of a holder in a form-fitting and releasable manner to the force-measuring device. Thus, the test contact, for example, have an end arranged, circular circumferential collar which is inserted into a holder formed as a slotted pocket. Alternatively or additionally, the test contact with the force measuring device and / or the holder can be screwed, pinned or jammed.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Kraftmesseinrichtung nicht mittelbar mithilfe eines elastischen Ausgleichselements, sondern ohne Ausgleichselement an der Tragplatte bzw. der Tragstruktur befestigt ist. Gleichermaßen kann der Prüfkontakt gemäß alternativer Ausgestaltungen nicht mittelbar über eine Halterung, sondern unmittelbar, ohne das Vorsehen der Halterung, direkt an der Kraftmesseinrichtung befestigt sein.Alternatively, it may be provided that the force-measuring device is not indirectly attached to the support plate or the supporting structure by means of an elastic compensating element, but without compensating element. Similarly, the test contact according to alternative embodiments not indirectly via a holder, but directly without the provision of the holder, be attached directly to the force measuring device.
Eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass mindestens zwei Prüfkontakte vorgesehen sind, wobei jedem Prüfkontakt jeweils eine Kraftmesseinrichtung zugeordnet ist. So kann die Vorrichtung eine Mehrzahl von Prüfkontakten haben, wobei, je nach zu prüfendem Kontaktlayout, für jeden Kontakt eines Ladesteckers ein korrespondierender Prüfkontakt vorgesehen ist. Insbesondere können Prüfkontakte zum Prüfen jedes Lastkontakts und jedes Daten- oder Steuerungskontakts eines Ladesteckers vorgesehen sein.A further embodiment of the device is characterized in that at least two test contacts are provided, each test contact is assigned in each case a force measuring device. Thus, the device may have a plurality of test contacts, wherein, depending on the contact layout to be tested, a corresponding test contact is provided for each contact of a charging plug. In particular, test contacts may be provided for testing each load contact and each data or control contact of a charging plug.
Alternativ kann die Vorrichtung genau zwei Prüfkontakte haben, wobei jedem der zwei Prüfkontakte jeweils eine Kraftmesseinrichtung zugeordnet ist. Insbesondere können die zwei Prüfkontakte zum Prüfen von Lastkontakten eines Ladesteckers eingerichtet sein, die im Ladebetrieb die elektrische Ladeleistung zu einem zu ladenden Elektrofahrzeug übertragen.Alternatively, the device may have exactly two test contacts, wherein each of the two test contacts is assigned in each case one force measuring device. In particular, the two test contacts can be set up for testing load contacts of a charging plug which, during charging operation, transmit the electrical charging power to an electric vehicle to be charged.
Insbesondere können die Prüfkontakte zueinander beabstandete, parallele Längsachsen aufweisen, wobei der Abstand der Längsachsen dem genormten Abstand der Lastkontakte eines Ladesteckers nach einem der Standards SAEJ1772, IEC62196-2, GB/T20234.2-2015, IEC 62196-3, GB/T20234.3-2015 entspricht.In particular, the test contacts may have mutually spaced, parallel longitudinal axes, wherein the distance of the longitudinal axes of the standard spacing of the load contacts of a charging plug according to one of the standards SAEJ1772, IEC62196-2, GB / T20234.2-2015, IEC 62196-3, GB / T20234. 3-2015 corresponds.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Kraftmesseinrichtungen der mindestens zwei Prüfkontakte oder der genau zwei Prüfkontakte an der Tragplatte befestigt sind. So können die Kraftmesseinrichtungen zusammen mit den zugeordneten Prüfkontakten verschiebbar sein.According to a further embodiment of the device is provided that the force measuring means of the at least two test contacts or the exact two test contacts are attached to the support plate. Thus, the force measuring devices can be displaced together with the associated test contacts.
Ein Prüfkontakt kann Sensoren, wie einen Temperatursensor, einen Stromsensor, einen Spannungssensor oder einen Feuchtigkeitssensor aufweisen, um weitere Messwerte zu erfassen.A test contact may include sensors such as a temperature sensor, a current sensor, a voltage sensor, or a humidity sensor to detect further readings.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung eine Ladevorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeugs, mit einem Gehäuse, mit einem Ladekabel, mit einem Ladestecker, der endseitig an dem Ladekabel angeordnet ist und der mindestens einen Kontakt aufweist, mit einer an dem Gehäuse gebildeten Aufnahme zum Halten des Ladesteckers, mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Prüfen einer Kontaktkraft einer elektromechanischen Verbindung, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung der Aufnahme zugeordnet ist, wobei der Prüfkontakt mit dem Kontakt des Ladesteckers mechanisch verbindbar ist, und wobei die Kraftmesseinrichtung zum Messen einer Ziehkraft beim Lösen einer zwischen dem Prüfkontakt und dem Kontakt des Ladesteckers gebildeten, mechanischen Verbindung eingerichtet ist, und/oder einer Steckkraft beim Herstellen einer zwischen dem Prüfkontakt und dem Kontakt des Ladesteckers gebildeten, mechanischen Verbindung eingerichtet ist.According to a second aspect, the invention relates to a charging device for charging an electric vehicle, with a housing, with a charging cable, with a charging plug, which is arranged on the end of the charging cable and having at least one contact with a housing formed on the housing for holding the Charging plug, with a device according to the invention for testing a contact force of an electromechanical connection, wherein the device according to the invention is associated with the receptacle, wherein the test contact with the contact of the charging plug is mechanically connectable, and wherein the force measuring device for measuring a pulling force when releasing a between the test contact and the contact of the charging plug formed, mechanical connection is established, and / or a plug-in force in establishing a formed between the Prüfkontakt and the contact of the charging plug, mechanical connection is established.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird als Teil der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung vorliegend dazu eingesetzt, zwischen Ladevorgängen an der Ladesäule die mechanische Kontaktierfähigkeit des Kontakts des Ladesteckers zu überprüfen, in dem der Prüfkontakt der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Kontakt des Ladesteckers verbunden und z.B. eine axiale Ziehkraft beim Lösen der Steckverbindung gemessen wird.The device according to the invention is used as part of the charging device according to the present invention to check the mechanical contactability of the contact of the charging plug between charging processes at the charging station, in which the test contact of the device according to the invention is connected to the contact of the charging plug and e.g. an axial pulling force when loosening the connector is measured.
Ein Unterschreiten, z.B. einer erforderlichen Mindestziehkraft, lässt auf das Vorliegen einer zu geringen Kontaktnormalkraft während eines Ladevorgangs schließen. Der Ladestecker bzw. ein Buchsenkontakt des Ladesteckers kann daher zwischen den Ladevorgängen auf seine mechanische Kontaktierfähigkeit überprüft werden. Sofern eine Mindestziehkraft unterschritten wird, kann die betreffende Ladesäule gesperrt werden und einen Defekt des Ladesteckers melden und/oder anzeigen.Falling below, e.g. a required minimum pulling force, suggests the presence of a low contact normal force during a charging process. The charging plug or a socket contact of the charging plug can therefore be checked between the charging processes for its mechanical contactability. If a minimum pulling force is exceeded, the relevant charging station can be disabled and report a defect in the charging plug and / or display.
Das Herstellen und Lösen der Steckverbindung zwischen dem Prüfkontakt und dem Kontakt des Ladesteckers sowie das Messen und Auswerten der seitens der Kraftmesseinrichtung gemessenen Axialkräfte können automatisiert erfolgen.The manufacture and release of the plug connection between the test contact and the contact of the charging plug and the measurement and evaluation of the axial forces measured by the force measuring device can be automated.
Es kann vorgesehen sein, dass der Prüfkontakt und der Kontakt des Ladesteckers entlang einer Steckachse betrachtet koaxial bzw. fluchtend angeordnet sind.It can be provided that the test contact and the contact of the charging plug along a plug-in axis are arranged coaxially or aligned.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann daher insbesondere eine in eine Ladevorrichtung integrierte Prüfvorrichtung zum Prüfen einer axialen Ziehkraft beim Lösen einer Steckverbindung sein. Von der gemessenen, axialen Ziehkraft kann auf die Normalkraft zwischen den Kontakten einer elektromechanischen Ladesteckverbindung geschlossen werden.The device according to the invention can therefore be, in particular, a testing device integrated in a charging device for checking an axial pulling force when releasing a plug connection. From the measured, axial pulling force can be concluded that the normal force between the contacts of an electromechanical charging connector.
Eine weitere Ausgestaltung der Ladevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung eine Verriegelungseinrichtung mit mindestens einem Verriegelungselement aufweist, wie einem Bolzen oder dergleichen, wobei die Verriegelungseinrichtung dazu eingerichtet ist, den Ladestecker elektromechanisch in der Aufnahme zu verriegeln, soweit eine vorgegebene Mindestkraft beim Prüfen der Kontaktkraft zwischen dem Prüfkontakt und dem Kontakt des Ladesteckers unterschritten wird. Der Ladestecker ist im verriegelten Zustand nicht aus der Aufnahme entnehmbar, so dass ein defekter Ladestecker vor seiner Verwendung detektiert und für die weitere Benutzung gesperrt werden kann.A further embodiment of the loading device is characterized in that the Charging device has a locking device with at least one locking element, such as a bolt or the like, wherein the locking device is adapted to lock the charging plug electromechanically in the receptacle, as far as a predetermined minimum force is exceeded when checking the contact force between the test contact and the contact of the charging plug. The charging plug can not be removed from the receptacle in the locked state, so that a defective charging plug can be detected prior to its use and blocked for further use.
Es kann vorgesehen, dass der Ladestecker unmittelbar nach dem Einsetzen in die Aufnahme automatisch verriegelt wird und eine Freigabe der Verriegelung erst nach einem positiven Prüfergebnis durch die Vorrichtung zum Prüfen der Kontaktkraft erfolgt.It is envisaged that the charging plug is automatically locked immediately after insertion into the receptacle and release of the lock takes place only after a positive test result by the device for checking the contact force.
Es kann vorgesehen sein, dass die Messergebnisse der Prüfvorrichtung gespeichert und an eine zentrale Datenbank übermittelt werden, um das Langzeitverschleißverhalten der Kontakte eines Ladesteckers zu dokumentieren. Hierzu kann die Ladevorrichtung eine Datenschnittstelle zur Übermittlung von Messdaten aufweisen.It can be provided that the measurement results of the test apparatus are stored and transmitted to a central database in order to document the long-term wear behavior of the contacts of a charging plug. For this purpose, the charging device can have a data interface for the transmission of measured data.
Es kann vorgesehen sein, dass der Prüfkontakt, soweit der Ladestecker in der Aufnahme gehalten ist, insbesondere verriegelt ist, aus einer ersten Position, in der der Prüfkontakt einen Abstand zu dem Kontakt des Ladesteckers aufweist, in Richtung des Kontakts des Ladesteckers in eine zweite Position bewegbar ist, um eine mechanische Verbindung zu dem Kontakt des Ladesteckers zu bilden, und dass der Prüfkontakt aus der zweiten Position, in der der Prüfkontakt mechanisch mit dem Kontakt des Ladesteckers verbunden ist, in die erste Position bewegbar ist. Gemäß alternativer Ausgestaltungen der Erfindung ist ebenfalls denkbar, dass der Ladestecker in Richtung einer feststehenden Prüfvorrichtung in das Gehäuse eingezogen und wieder ausgerückt wird, um den Prüfvorgang durchzuführen.It can be provided that the test contact, as far as the charging plug is held in the receptacle, in particular is locked, from a first position in which the test contact is spaced from the contact of the charging plug, in the direction of contact of the charging plug in a second position is movable to form a mechanical connection to the contact of the charging plug, and that the test contact from the second position in which the test contact is mechanically connected to the contact of the charging plug, is movable to the first position. According to alternative embodiments of the invention, it is likewise conceivable that the charging plug is drawn into the housing in the direction of a stationary testing device and is disengaged again in order to carry out the checking procedure.
Bei dem Ladekabel kann es sich um ein fest an der Ladevorrichtung installiertes Ladekabel handeln, insbesondere zum DC-Laden.The charging cable can be a charging cable permanently installed on the charging device, in particular for DC charging.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Prüfen einer Kontaktkraft in einer perspektivischen Ansicht von oben; -
2 die Vorrichtung aus1 in einer Seitenansicht; -
3 die Vorrichtung aus1 in einer Draufsicht; -
4 Prüfkontakte mit hülsenförmigen Lastkontakten in einer perspektivischen Ansicht von oben; -
5 die Prüfkontakte und Lastkontakte aus4 in einem Längsschnitt in einer ersten Position; -
6 die Prüfkontakte und Lastkontakte aus4 in einem Längsschnitt in einer zweiten Position; -
7 eine erfindungsgemäße Ladevorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeugs in einer perspektivischen Ansicht; -
8 eine vergrößerte Darstellung des Ladesteckers der Ladevorrichtung aus7 ; -
9 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus1 in einem in die Ladevorrichtung aus7 montierten Zustand; -
10 die Anordnung aus9 in einem Längsschnitt in einer ersten Position; -
11 die Anordnung aus9 in einem Längsschnitt in einer zweiten Position.
-
1 an inventive device for testing a contact force in a perspective view from above; -
2 the device off1 in a side view; -
3 the device off1 in a plan view; -
4 Test contacts with sleeve-shaped load contacts in a perspective view from above; -
5 the test contacts andload contacts 4 in a longitudinal section in a first position; -
6 the test contacts andload contacts 4 in a longitudinal section in a second position; -
7 a charging device according to the invention for charging an electric vehicle in a perspective view; -
8th an enlarged view of the charging plug of the charging device7 ; -
9 the device of the invention1 in one in the loader7 assembled state; -
10 the arrangement9 in a longitudinal section in a first position; -
11 the arrangement9 in a longitudinal section in a second position.
In
Die Vorrichtung
Die Tragstruktur
Wie den
Die Kraftmesseinrichtung
Der Prüfkontakt
Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Kraftmesseinrichtungen
Vorliegend handelt es sich bei den Prüfkontakten
Die Prüfstifte
Die in
Das Gehäuse
Die Ladevorrichtung
Die Prüfkontakte
Die Ladevorrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Vorrichtungdevice
- 44
- Prüfkontakttest contact
- 66
- Prüfkontakttest contact
- 88th
- KraftmesseinrichtungForce measuring device
- 1010
- KraftmesseinrichtungForce measuring device
- 1212
- Achseaxis
- 1414
- Achseaxis
- 1616
- Tragstruktursupporting structure
- 1818
- Lineareinheitlinear unit
- 2020
- Tragplattesupport plate
- 2222
- Antriebdrive
- 2424
- Grundplattebaseplate
- 2626
- Linearführunglinear guide
- 2828
- Ausgleichselementcompensation element
- 3030
- Ausgleichselementcompensation element
- 3232
- Halterungholder
- 3434
- Halterungholder
- 3636
- Lastkontaktload contact
- 3838
- Lastkontaktload contact
- 4040
- Ladevorrichtungloader
- 4242
- Gehäusecasing
- 4444
- Ladekabelcharge cable
- 4646
- Ladesteckercharging plug
- 4848
- Aufnahmeadmission
- 5050
- Verriegelungseinrichtunglocking device
- 5252
- Verriegelungselementlocking element
Claims (11)
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-
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