DE102018109547A1 - charging connector - Google Patents

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Abstract

Die Offenbarung umfasst einen Ladeverbinder (100) zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit einem Ladeverbindergegenstück, mi einer Steckbuchse (101), welche mit einem Kontaktstift (103) des Ladeverbindergegenstücks zusammensteckbar ist, um eine elektrisch leitfähige Steckverbindung herzustellen, und einem Stromsensor (105), welcher die Steckbuchse (101) umfänglich zumindest teilweise umschließt, wobei der Stromsensor (105) ausgebildet ist, an der elektrisch leitfähigen Steckverbindung einen Strommesswert eines durch die elektrisch leitfähige Steckverbindung fließenden elektrischen Stroms zu erfassen.
Figure DE102018109547A1_0000
The disclosure comprises a charging connector (100) for electrically connecting to a charging connector counterpart comprising a receptacle (101) which is mated with a contact pin (103) of the charging connector counterpart to produce an electrically conductive connector, and a current sensor (105) the socket (101) circumferentially at least partially surrounds, wherein the current sensor (105) is formed to detect at the electrically conductive connector a current reading of a current flowing through the electrically conductive connector electrical current.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Ladeverbinder für eine elektrische Ladeverbindung eines Fahrzeugs.The present disclosure relates to a charging connector for a vehicle electrical charging connection.
  • Eine Ladeverbindung zwischen einem elektrisch antreibbaren Fahrzeug und einer Ladestation weist typischerweise zumindest eine Steckverbindung auf, um das elektrisch antreibbare Fahrzeug mit der Ladestation zu koppeln. Die Steckverbindung kann eine Ladeleitung umfassen, über welche ein Ladestrom von der Ladestation zu dem elektrisch antreibbaren Fahrzeug fließt. Zur Kontrolle eines Ladevorgangs des elektrisch antreibbaren Fahrzeugs kann es notwendig sein einen Stromfluss von der Ladestation zu dem elektrisch antreibbaren Fahrzeug zu überwachen. Dies kann beispielsweise mittels eines Stromsensors, welcher in oder an der Ladeleitung angeordnet ist, realisiert sein. Üblicherweise werden Stromsensoren in einer Ladestromsteuerung in dem Fahrzeug und/oder in der Ladestation vorgesehen.A charging connection between an electrically drivable vehicle and a charging station typically has at least one plug connection in order to couple the electrically drivable vehicle to the charging station. The plug connection may comprise a charging line, via which a charging current flows from the charging station to the electrically drivable vehicle. To control a charging process of the electrically driven vehicle, it may be necessary to monitor a flow of current from the charging station to the electrically driven vehicle. This can be realized, for example, by means of a current sensor which is arranged in or on the charging line. Usually, current sensors are provided in a charging current control in the vehicle and / or in the charging station.
  • Die bekannten Lösungen sind jedoch mit einem höheren Verdrahtungsaufwand, einem bedingt durch den verbauten Stromsensor größerem Bauraum sowie höheren Kosten verbunden.However, the known solutions are associated with a higher wiring complexity, due to the built-in current sensor larger space and higher costs.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen effizienteren Ladeverbinder bereitzustellen, welcher ausgebildet ist, eine Strommessung an der Verbindungsstelle zwischen der Ladestation und dem elektrisch antreibbaren Fahrzeug durchzuführen.It is the object of the present disclosure to provide a more efficient charging connector, which is designed to perform a current measurement at the junction between the charging station and the electrically driven vehicle.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren.This object is solved by the features of the independent claim. Advantageous embodiments are subject of the dependent claims, the description and the accompanying figures.
  • Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch einen Ladeverbinder realisiert werden kann, welcher einen Stromsensor aufweist, welcher unmittelbar an einer Steckverbindung zwischen einer Ladebuchse und einem Steckkontakt angeordnet ist. Insbesondere kann der Stromsensor ausgebildet sein, einen Stromfluss in der Ladeleitung kontaktlos, beispielsweise induktiv zu erfassen. Demnach kann eine Stromstärke eines Stromflusses durch die Ladeleitung an der Verbindungsstelle zwischen der Ladebuchse und dem Steckkontakt erfasst werden.The present disclosure is based on the realization that the above object can be achieved by a charging connector having a current sensor, which is arranged directly on a plug connection between a charging socket and a plug contact. In particular, the current sensor can be designed to detect a current flow in the charging line without contact, for example inductively. Accordingly, a current strength of a current flow through the charging line at the junction between the charging socket and the plug contact can be detected.
  • Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung einen Ladeverbinder zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit einem Ladeverbindergegenstück. Der Ladeverbinder umfasst eine Steckbuchse, welche mit einem Kontaktstift des Ladeverbindergegenstücks zusammensteckbar ist, um eine elektrisch leitfähige Steckverbindung herzustellen. Ferner umfasst der Ladeverbinder einen Stromsensor, welcher die Steckbuchse umfänglich zumindest teilweise umschließt, wobei der Stromsensor ausgebildet ist, an der elektrisch leitfähigen Steckverbindung einen Strommesswert eines durch die elektrisch leitfähige Steckverbindung fließenden elektrischen Stroms zu erfassen.According to a first aspect, the disclosure relates to a charging connector for electrically conductive connection to a charging connector counterpart. The charging connector comprises a socket which is mated with a contact pin of the Ladeverbindergegenstücks to produce an electrically conductive connector. Further, the charging connector comprises a current sensor which surrounds the receptacle circumferentially at least partially, wherein the current sensor is adapted to detect at the electrically conductive connector a current reading of a current flowing through the electrically conductive connector electrical current.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Stromsensor einen ringförmigen Ferritkern, welcher zumindest teilweise quer zu einem Umfang des ringförmigen Ferritkerns spulenförmig mit einem elektrisch leitfähigen Draht umwickelt ist, und wobei der ringförmige Ferritkern zumindest teilweise von der Steckbuchse durchsetzt ist.In one embodiment, the current sensor comprises an annular ferrite core, which is at least partially coiled around an circumference of the annular ferrite core with an electrically conductive wire, and wherein the annular ferrite core is at least partially penetrated by the socket.
  • Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Stromsensor ein Magnetfeld erfassen kann, welches von einem durch die Steckbuchse fließend Strom erzeugt wird. Mit einer Veränderung der Magnetfeldstärke kann eine Spannung in dem elektrisch leitfähigen Draht induziert werden, welcher an den Enden des elektrisch leitfähigen Drahts abgegriffen werden kann. Die induzierte Spannung kann proportional zu dem durch die Steckbuchse fließenden Strom sein. Mit dem ringförmigen Ferritkern, kann die magnetische Permeabilität innerhalb der elektrisch leitfähigen Drahtspule erhöht werden, um eine effizientere Kopplung des Strommesswerts an ein Stromsignal, mit welchem die Steckbuchse beaufschlagt ist, zu erhöhen.As a result, the advantage is achieved that the current sensor can detect a magnetic field which is generated by a current flowing through the socket. With a change in the magnetic field strength, a voltage can be induced in the electrically conductive wire, which can be tapped at the ends of the electrically conductive wire. The induced voltage may be proportional to the current flowing through the receptacle. With the annular ferrite core, the magnetic permeability within the electrically conductive wire coil can be increased to increase a more efficient coupling of the current sense value to a current signal applied to the receptacle.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Ladeverbinder eine Kunststoffhülse, welche elektrisch nichtleitend ist, wobei die Kunststoffhülse ausgebildet ist, die Steckbuchse zumindest teilweise formschlüssig aufzunehmen.In one embodiment, the charging connector comprises a plastic sleeve, which is electrically non-conductive, wherein the plastic sleeve is formed to receive the socket at least partially positively.
  • Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Steckbuchse gegenüber anderen Komponenten des Ladeverbinders, insbesondere gegenüber weiteren Steckbuchsen elektrisch isoliert sein kann. Ferner kann die Steckbuchse mit der Kunststoffhülse in dem Ladeverbinder fixiert sein. Ein Formschluss zwischen Steckbuchse und Kunststoffhülse kann beispielsweise durch eine Rastverbindung, Verdrehsicherung in Form von Stegen und/oder Nuten und/oder durch eine Schraubverbindung realisiert sein.As a result, the advantage is achieved that the socket relative to other components of the charging connector, in particular with respect to other sockets can be electrically isolated. Furthermore, the socket with the plastic sleeve can be fixed in the charging connector. A positive connection between the socket and the plastic sleeve can be realized for example by a latching connection, rotation in the form of webs and / or grooves and / or by a screw connection.
  • Ferner kann die Kunststoffhülse in den Ladeverbinder geklebt sein. Die Kunststoffhülse kann weiterhin ausgebildet sein, insbesondere in einem Umfang um die Steckbuchse diese elektrisch zu isolieren.Furthermore, the plastic sleeve can be glued into the charging connector. The plastic sleeve may further be formed, in particular in a circumference around the socket to insulate them electrically.
  • Die Kunststoffhülse kann ferner konisch geformt sein und/oder an einer der Steckbuchse zugewandten Seite einen Durchmesser aufweisen, welcher in Bezug auf einen weiteren Durchmesser an einer der Steckbuchse abgewandten Seite kleiner ist.The plastic sleeve may also be conically shaped and / or have a diameter on a side facing the socket, which is smaller with respect to a further diameter on a side facing away from the socket.
  • In einer Ausführungsform weist die Steckbuchse eine Aufnahmeöffnung auf, welche ausgebildet ist, den Kontaktstift aufzunehmen, wobei die Kunststoffhülse die Steckbuchse an der Aufnahmeöffnung überragt.In one embodiment, the socket has a receiving opening which is adapted to receive the contact pin, wherein the plastic sleeve projects beyond the socket at the receiving opening.
  • Die Steckbuchse und der Kontaktstift können bei einem Zusammenstecken formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sein, wobei die Steckbuchse mit dem Kontaktstift eine gemeinsame Auflagefläche aufweist, über welche die Steckbuchse elektrisch leitend mit dem Kontaktstift verbunden ist.The socket and the contact pin can be positively and / or non-positively connected to each other in a mating, wherein the socket with the contact pin has a common bearing surface over which the socket is electrically connected to the contact pin.
  • In einer Ausführungsform ist die Kunststoffhülse aus einem Kunststoff hergestellt, welchem elektrisch leitende Partikel, insbesondere Ferritpartikel, beigemischt sind. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein Magnetfeld welches von einem Stromfluss durch die Steckbuchse erzeugt wird, verstärkt werden kann. Der Stromsensor kann ausgebildet sein, dieses Magnetfeld als Strommesswert zu erfassen. Mit der Verstärkung des Magnetfeldes, kann entsprechend ein stärkeres Strommesssignal zur Erfassung durch den Stromsensor erzeugt werden.In one embodiment, the plastic sleeve is made of a plastic, to which electrically conductive particles, in particular ferrite particles, are admixed. As a result, the advantage is achieved that a magnetic field which is generated by a current flow through the socket, can be amplified. The current sensor can be designed to detect this magnetic field as a current measured value. With the amplification of the magnetic field, a stronger current measurement signal for detection by the current sensor can accordingly be generated.
  • Die Kunststoffhülse kann aus einem Verbundwerkstoff hergestellt sein, welcher elastomergebundene ferromagnetische Partikel, insbesondere in Form von Pulver enthält. Mit dieser Materialkombination können vorteilhafte mechanische Eigenschaften, insbesondere erhöhte Elastizität und/oder Korrosionsbeständigkeit mit vorteilhaften elektromagnetischen Eigenschaften, insbesondere eine erhöhte magnetische Suszeptibilität und/oder eine erhöhte magnetische Permeabilität der Kunststoffhülse kombiniert werden. Der Kunststoff kann insbesondere ein Elastomer, Gummi, Thermoplast oder Duroplast sein.The plastic sleeve may be made of a composite material containing elastomer-bonded ferromagnetic particles, in particular in the form of powder. With this combination of materials advantageous mechanical properties, in particular increased elasticity and / or corrosion resistance can be combined with advantageous electromagnetic properties, in particular an increased magnetic susceptibility and / or increased magnetic permeability of the plastic sleeve. The plastic may in particular be an elastomer, rubber, thermoplastic or duroplastic.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Stromsensor eine elektromagnetische Spule, welche in die Kunststoffhülse eingelassen ist, um den Strommesswert auf Grundlage einer Induktionsspannung zu erfassen.In one embodiment, the current sensor comprises an electromagnetic coil that is embedded in the plastic sleeve to detect the current reading based on an induction voltage.
  • Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die elektromagnetische Spule von dem Material der Kunststoffhülse durchdrungen ist, sodass insbesondere das Innere der Spule mit Ferritpartikeln durchsetzt ist, um die Effizienz der Wandlung eines die Spule durchsetzenden Magnetfelds in eine Induktionsspannung zu erhöhen. Die elektromagnetische Spule kann derart angeordnet sein, dass eine Flächennormale einer Querschnittsfläche der elektromagnetischen Spule möglichst parallel zu den Magnetfeldlinien des Magnetfelds verläuft. Die Magnetfeldlinien eines von einem Stromfluss durch die Steckbuchse erzeugten Magnetfelds können konzentrisch um eine Längsachse der Steckbuchse angeordnet sein.Thereby, the advantage is achieved that the electromagnetic coil is penetrated by the material of the plastic sleeve, so that in particular the interior of the coil is interspersed with ferrite particles in order to increase the efficiency of the conversion of a magnetic field passing through the coil into an induction voltage. The electromagnetic coil may be arranged such that a surface normal of a cross-sectional area of the electromagnetic coil runs as parallel as possible to the magnetic field lines of the magnetic field. The magnetic field lines of a magnetic field generated by a current flow through the socket can be arranged concentrically about a longitudinal axis of the socket.
  • In einer Ausführungsform ist die elektromagnetische Spule ringförmig entlang eines Umfangs der Kunststoffhülse angeordnet und die Steckbuchse entlang einer Längsachse der Steckbuchse zumindest teilweise überragt, um den Strommesswert eines durch den Kontaktstift oder eine mit dem Kontaktstift verbundene Signalleitung fließenden elektrischen Strom zu erfassen.In one embodiment, the electromagnetic coil is arranged annularly along a circumference of the plastic sleeve and at least partially projects beyond the socket along a longitudinal axis of the socket in order to detect the current measurement of an electrical current flowing through the contact pin or a signal line connected to the contact pin.
  • Die Steckbuchse kann unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen. Insbesondere kann der Steckbuchsenquerschnitt kreisförmig, elliptisch, rechteckig, quadratisch oder mehreckig ausgebildet sein. Entsprechend kann die Form der elektromagnetischen Spule dem Steckbuchsenquerschnitt folgen.The socket can have different cross-sectional shapes. In particular, the socket cross section can be circular, elliptical, rectangular, square or polygonal. Accordingly, the shape of the electromagnetic coil can follow the socket cross section.
  • In einer Ausführungsform weist die elektromagnetische Spule einen zumindest teilweise ferromagnetischen Spulenkern auf, welcher insbesondere einteilig mit der Kunststoffhülse gebildet ist. Mit einer ferromagnetischen Kunststoffhülse kann der Vorteil einer Verstärkung des Magnetfelds innerhalb der elektromagnetischen Spule erreicht werden. Durch die einteilige Fertigung kann die elektromagnetische Spule beispielsweise von einem mit Ferritpartikeln angereicherten Kunststoff umgossen oder umspritzt werden, um die elektromagnetische Spule in der Kunststoffhülse einzubetten.In one embodiment, the electromagnetic coil has an at least partially ferromagnetic coil core, which is in particular formed integrally with the plastic sleeve. With a ferromagnetic plastic sleeve, the advantage of amplifying the magnetic field within the electromagnetic coil can be achieved. As a result of the one-piece production, the electromagnetic coil can be encapsulated or overmolded, for example, by a plastic enriched with ferrite particles in order to embed the electromagnetic coil in the plastic sleeve.
  • In einer Ausführungsform ist der Stromsensor in der Kunststoffhülse angeordnet und mit Kunststoff umspritzt. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die elektromagnetische Spule in die Kunststoffhülse integriert sein kann und insbesondere vor äußeren Umwelteinflüssen und/oder Korrosion geschützt sein kann. Ferner kann auch eine Verformung der elektromagnetischen Spule aufgrund von äußeren Krafteinwirkungen auf die Kunststoffhülse unterbunden oder elastisch sein.In one embodiment, the current sensor is arranged in the plastic sleeve and molded with plastic. Thereby, the advantage is achieved that the electromagnetic coil can be integrated into the plastic sleeve and in particular can be protected from external environmental influences and / or corrosion. Furthermore, a deformation of the electromagnetic coil due to external forces acting on the plastic sleeve can be prevented or elastic.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Stromsensor eine Luftspule, welche quer um einen Umfang der Steckbuchse gewickelt ist, welcher von der Steckbuchse radial beabstandet angeordnet ist.In an embodiment, the current sensor comprises an air-core coil wound transversely around a circumference of the receptacle which is radially spaced from the receptacle.
  • Der Stromsensor kann insbesondere durch eine Rogowskispule gebildet sein, welche toroidal geformt ist und zum Erfassen eines Wechselstroms ausgebildet ist, welcher durch die Steckbuchse fließt. Der Stromsensor kann von der Steckbuchse elektrisch isoliert sein, wobei insbesondere eine Kunststoffschicht der Kunststoffhülse zwischen Stromsensor und Steckbuchse angeordnet sein kann. Vorteilhafterweise ist der Stromsensor möglichst nah an der Steckbuchse angeordnet, um einen möglichst großen Signal-Rausch-Abstand des zu erfassenden Magnetfelds zu realisieren.The current sensor may in particular be formed by a Rogowski coil which is toroidally shaped and designed to detect an alternating current flowing through the socket. The current sensor can be electrically insulated from the socket, wherein in particular a plastic layer of the plastic sleeve between the current sensor and socket can be arranged. Advantageously, the current sensor is arranged as close as possible to the socket to a possible realize large signal-to-noise ratio of the magnetic field to be detected.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Stromsensor einen ringförmigen Ferritkern und eine Hall-Sonde, welche in einer Öffnung des ringförmigen Ferritkerns angeordnet ist, wobei die Steckbuchse zumindest teilweise innerhalb des ringförmigen Ferritkerns angeordnet ist.In an embodiment, the current sensor comprises an annular ferrite core and a Hall probe disposed in an opening of the annular ferrite core, the receptacle being at least partially disposed within the annular ferrite core.
  • Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass der Stromsensor einen durch die Steckbuchse fließenden Gleichstrom erfassen kann. Die Hallsonde kann eine Magnetfeldstärke erfassen, wobei die elektromagnetische Spule eine Änderung der Magnetfeldstärke erfassen kann. Mit einer Anordnung der Hallsonde in einer Öffnung des Querschnitts des ringförmigen Ferritkerns, kann eine Magnetfeldstärke eines die Hallsonde durchsetzenden Magnetfelds erhöht sein. Die Hallsonde kann plattenförmig geformt sein, wobei eine Flächennormale einer Messfläche der Hallsonde parallel zu einer Tangente des ringförmigen Ferritkerns angeordnet ist.As a result, the advantage is achieved that the current sensor can detect a DC current flowing through the socket. The Hall probe can detect a magnetic field strength, wherein the electromagnetic coil can detect a change in the magnetic field strength. With an arrangement of the Hall probe in an opening of the cross section of the annular ferrite core, a magnetic field strength of a magnetic field passing through the Hall probe can be increased. The Hall probe may be plate-shaped, wherein a surface normal of a measuring surface of the Hall probe is arranged parallel to a tangent of the annular ferrite core.
  • In einer Ausführungsform ist der ringförmige Ferritkern durch eine mit einem Schlitz versehene Kunststoffhülse gebildet, welche mit Ferritpartikeln durchsetzt ist, wobei die Hall-Sonde in dem Schlitz angeordnet ist. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein radial um die Steckbuchse ausgebildetes Magnetfeld verstärkt und auf eine Sensorfläche der Hall-Sonde gerichtet sein kann. Die mit Ferritpartikeln versehene Kunststoffhülse kann gegenüber vollmetallischen Ferritringen leichter bearbeitbar und formbar sein, sodass insbesondere der Schlitz in dem ringförmigen Ferritkern effizient herstellbar sein kann.In one embodiment, the annular ferrite core is formed by a slotted plastic sleeve which is interspersed with ferrite particles, with the Hall probe disposed in the slot. As a result, the advantage is achieved that a magnetic field formed radially around the socket can be amplified and directed onto a sensor surface of the Hall probe. The ferrite particles provided with plastic sleeve can be easily machined and malleable compared to full metallic ferrite, so that in particular the slot in the annular ferrite core can be produced efficiently.
  • In einer Ausführungsform ist der Stromsensor ausgebildet, eine Messspannung, welche an einem Übergangswiderstand zwischen der Steckbuchse und einer weiteren Signalleitung, welche der Steckbuchse nachgeschaltet ist, und/oder zwischen der Steckbuchse und dem Kontaktstift abfällt, zu erfassen und als Strommesswert bereitzustellen.In one embodiment, the current sensor is designed to detect a measuring voltage which drops at a contact resistance between the socket and a further signal line, which is connected downstream of the socket, and / or between the socket and the pin, and to provide it as a current measurement.
  • Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein Stromfluss durch die Steckbuchse leitungsgebunden an der Steckbuchse, an der Signalleitung und/oder dem Kontaktstift erfasst werden kann. Der Übergangswiderstand kann insbesondere ein intrinsischer ohmscher Widerstand einer Kontaktstelle zwischen der Steckbuchse und der Signalleitung oder der Steckbuchse und dem Kontaktstift sein. Eine an dem Übergangswiderstand abfallende Spannung kann proportional zu einer Stromstärke eines durch die Steckbuchse fließenden Stroms sein. Die Steckbuchse und die Signalleitungen können insbesondere mittels einer Crimpverbindung elektrisch miteinander verbunden sein. Der Übergangswiderstand kann an der Crimpverbindung bestimmt und als Shunt genutzt werden.As a result, the advantage is achieved that a current flow through the socket can be detected by line conduction on the socket, on the signal line and / or the contact pin. The contact resistance may in particular be an intrinsic ohmic resistance of a contact point between the socket and the signal line or the socket and the contact pin. A voltage drop across the contact resistance may be proportional to a current of a current flowing through the receptacle. The socket and the signal lines can be electrically connected to each other in particular by means of a crimp connection. The contact resistance can be determined at the crimp connection and used as a shunt.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Ladeverbinder einen Prozessor, welcher ausgebildet ist, den Strommesswert zu verarbeiten und den Strommesswert über eine Kommunikationsleitung einer Ladesteuerung bereitzustellen.In one embodiment, the charging connector includes a processor configured to process the current reading and provide the current reading via a communication line to a charge controller.
  • Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass in Abhängigkeit von dem Strommesswert eine Steuerung des Ladestroms insbesondere eine Anpassung in Bezug auf maximal zulässige Stromstärkegrenzwerte der Verbindung zwischen Steckbuchse und Kontaktstift und/oder allgemeine der Ladeverbindung zwischen dem elektrisch antreibbaren Fahrzeug und der Ladestation realisiert sein kann. Der Ladeverbinder kann eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, welche ausgebildet sein kann eine drahtlose oder drahtgebundene Kommunikationsverbindung mit der Ladesteuerung aufzubauen, um den Strommesswert zu übertragen. Der Prozessor kann insbesondere ein Mikroprozessor sein, welcher ausgebildet sein kann, den Strommesswert zu verstärken und/oder in Messdaten zu wandeln, welche über ein Bussystem an die Ladesteuerung gesendet werden können.As a result, the advantage is achieved that depending on the measured current value, a control of the charging current, in particular an adaptation with respect to maximum permissible current limit values of the connection between socket and pin and / or general of the charging connection between the electrically driven vehicle and the charging station can be realized. The charging connector may include a communication interface that may be configured to establish a wireless or wired communication connection with the charging controller to transmit the current reading. In particular, the processor can be a microprocessor, which can be designed to amplify the current measurement value and / or to convert it into measurement data which can be sent to the charge control via a bus system.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Ladeverbinder ein Verbindergehäuse, in welchem eine Mehrzahl von Steckbuchsen angeordnet ist, welche jeweils in einer Kunststoffhülse angeordnet sind, wobei das Verbindergehäuse mit dem Ladeverbindergegenstück, welches einer Mehrzahl von Kontaktstiften aufweist, formschlüssig verbindbar ist, wobei mit einer formschlüssigen Verbindung des Ladesteckers und des Ladeverbinders jeweils eine Steckbuchse zu jeweils einem Kontaktstift ausgerichtet und mit dem jeweiligen Kontaktstift elektrisch verbunden ist.In one embodiment, the charging connector comprises a connector housing, in which a plurality of sockets is arranged, which are each arranged in a plastic sleeve, wherein the connector housing with the Ladeverbindergegenstück having a plurality of contact pins, is positively connected, wherein with a positive connection of the Charging plug and the charging connector each have a female connector aligned in each case a contact pin and is electrically connected to the respective contact pin.
  • Das Ladeverbindergegenstück kann insbesondere ein Ladestecker sein, welcher eine bis drei Signalleitungen aufweisen kann, welche jeweils mit einer Steckbuchse verbunden sind, wobei die Signalleitungen mit elektrischen Signalen beaufschlagt werden können, welche insbesondere phasenverschoben zueinander sein können. Die elektrischen Signale können Gleichspannungen und/oder Wechselspannungen zum Übertragen eines Ladestroms von der Ladestation zu dem elektrisch antreibbaren Fahrzeug sein.The Ladeverbindergegenstück may be in particular a charging plug, which may have one to three signal lines, which are each connected to a socket, wherein the signal lines can be acted upon with electrical signals, which may be in particular out of phase with each other. The electrical signals may be DC voltages and / or AC voltages for transmitting a charging current from the charging station to the electrically driven vehicle.
  • Der Ladeverbinder kann insbesondere ein Ladestecker oder eine Ladebuchse sein, welche an einem Ladekabel angeordnet ist. Das Verbindergehäuse kann ausgebildet sein mit dem Ladestecker eine Formschlussverbindung zu bilden, um die Kontaktstifte zu den Steckbuchsen auszurichten.The charging connector may in particular be a charging plug or a charging socket which is arranged on a charging cable. The connector housing may be formed with the charging plug to form a positive connection to align the contact pins to the sockets.
  • Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
    • 1 einen Ladeverbinder in einer Ausführungsform;
    • 2 einen Ladeverbinder in einer Ausführungsform; und
    • 3 einen Ladeverbinder in einer Ausführungsform.
    Further embodiments will be explained with reference to the accompanying figures. Show it:
    • 1 a charging connector in one embodiment;
    • 2 a charging connector in one embodiment; and
    • 3 a charging connector in one embodiment.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ladeverbinders 100 zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit einem Ladeverbindergegenstück in einer Ausführungsform. Der Ladeverbinder 100 umfasst eine Steckbuchse 101, welche mit einem Kontaktstift 103 des Ladeverbindergegenstücks zusammensteckbar ist, um eine elektrisch leitfähige Steckverbindung herzustellen, und einen Stromsensor 105, welcher die Steckbuchse 101 umfänglich zumindest teilweise umschließt, wobei der Stromsensor 105 ausgebildet ist, an der elektrisch leitfähigen Steckverbindung einen Strommesswert eines durch die elektrisch leitfähige Steckverbindung fließenden elektrischen Stroms zu erfassen. 1 shows a schematic representation of a charging connector 100 for electrically conductive connection to a charge connector counterpart in one embodiment. The charging connector 100 includes a socket 101 , which with a contact pin 103 the Ladeverbindergegenstücks is plugged together to produce an electrically conductive connector, and a current sensor 105 which the socket 101 circumferentially at least partially encloses, wherein the current sensor 105 is formed to detect at the electrically conductive connector a current reading of a current flowing through the electrically conductive connector electrical current.
  • Ferner umfasst der Ladeverbinder 100 ein Verbindergehäuse 107, in welchem eine Mehrzahl von Steckbuchsen 101 angeordnet ist, welche jeweils in einer Kunststoffhülse 203 angeordnet sind. Das Verbindergehäuse 107 ist mit dem Ladeverbindergegenstück, welches einer Mehrzahl von Kontaktstiften 103 aufweist, formschlüssig verbindbar. Mit einer formschlüssigen Verbindung des Ladeverbindergegenstücks und des Ladeverbinders 100 ist jeweils eine Steckbuchse 101 zu jeweils einem Kontaktstift 103 ausgerichtet und mit dem jeweiligen Kontaktstift 103 elektrisch verbunden.Furthermore, the charging connector comprises 100 a connector housing 107 in which a plurality of sockets 101 is arranged, which in each case in a plastic sleeve 203 are arranged. The connector housing 107 is with the Ladeverbindergegenstück, which a plurality of contact pins 103 has, positively connected. With a positive connection of the Ladeverbindergegenstücks and the charging connector 100 is in each case a socket 101 to one contact pin each 103 aligned and with the respective contact pin 103 electrically connected.
  • Die weist Steckbuchse 101 eine Aufnahmeöffnung 109, welche ausgebildet ist, den Kontaktstift 103 aufzunehmen, und wobei die Kunststoffhülse 203 die Steckbuchse 101 an der Aufnahmeöffnung 109 überragt.The has socket 101 a receiving opening 109 , which is formed, the contact pin 103 and the plastic sleeve 203 the socket 101 at the receiving opening 109 surmounted.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ladeverbinders 100 zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit einem Ladeverbindergegenstück in einer Ausführungsform. Der Ladeverbinder 100 umfasst eine Steckbuchse 101, welche mit einem Kontaktstift 103 des Ladeverbindergegenstücks zusammensteckbar ist, um eine elektrisch leitfähige Steckverbindung herzustellen, und einen Stromsensor 105, welcher die Steckbuchse 101 umfänglich zumindest teilweise umschließt, wobei der Stromsensor 105 ausgebildet ist, an der elektrisch leitfähigen Steckverbindung einen Strommesswert eines durch die elektrisch leitfähige Steckverbindung fließenden elektrischen Stroms zu erfassen. 2 shows a schematic representation of a charging connector 100 for electrically conductive connection to a charge connector counterpart in one embodiment. The charging connector 100 includes a socket 101 , which with a contact pin 103 the Ladeverbindergegenstücks is plugged together to produce an electrically conductive connector, and a current sensor 105 which the socket 101 circumferentially at least partially encloses, wherein the current sensor 105 is formed to detect at the electrically conductive connector a current reading of a current flowing through the electrically conductive connector electrical current.
  • Der Stromsensor 105 umfasst einen ringförmigen Ferritkern 201, welcher zumindest teilweise quer zu einem Umfang des ringförmigen Ferritkerns 201 spulenförmig mit einem elektrisch leitfähigen Draht umwickelt ist, wobei der ringförmige Ferritkern 201 zumindest teilweise von der Steckbuchse 101 durchsetzt ist. Weiterhin ist der Stromsensor 105 in der Kunststoffhülse 203 angeordnet und mit Kunststoff umspritzt. In einer Ausführungsform kann der der Stromsensor 105 eine Luftspule aufweisen, welche quer um einen Umfang der Steckbuchse 101 gewickelt ist, welcher von der Steckbuchse 101 radial beabstandet angeordnet ist und in einem Durchmesser der Luftspule frei von ferromagnetischen Materialien istThe current sensor 105 includes an annular ferrite core 201 which is at least partially transverse to a circumference of the annular ferrite core 201 coil-shaped with an electrically conductive wire is wrapped, wherein the annular ferrite core 201 at least partially from the socket 101 is interspersed. Furthermore, the current sensor 105 in the plastic sleeve 203 arranged and overmoulded with plastic. In one embodiment, the current sensor may be 105 have an air coil which is transverse to a circumference of the socket 101 is wound, which of the socket 101 is arranged radially spaced and is free of ferromagnetic materials in a diameter of the air coil
  • Ferner umfasst der Ladeverbinder 100 eine Kunststoffhülse 203, welche elektrisch nichtleitend ist, wobei die Kunststoffhülse 203 ausgebildet ist, die Steckbuchse 101 zumindest teilweise formschlüssig aufzunehmen. Weiterhin ist die Kunststoffhülse 203 aus einem Kunststoff hergestellt, welchem elektrisch leitende Partikel, insbesondere Ferritpartikel, beigemischt sind. Der Stromsensor 105 umfasst eine elektromagnetische Spule, welche in die Kunststoffhülse 203 eingelassen ist, um den Strommesswert auf Grundlage einer Induktionsspannung zu erfassen.Furthermore, the charging connector comprises 100 a plastic sleeve 203 , which is electrically non-conductive, wherein the plastic sleeve 203 is formed, the socket 101 at least partially positive fit. Furthermore, the plastic sleeve 203 made of a plastic, to which electrically conductive particles, in particular ferrite particles, are admixed. The current sensor 105 includes an electromagnetic coil, which in the plastic sleeve 203 is inserted to detect the current reading based on an induction voltage.
  • Die elektromagnetische Spule ist ringförmig entlang eines Umfangs der Kunststoffhülse 203 angeordnet und überragt die Steckbuchse 101 entlang einer Längsachse der Steckbuchse 101 zumindest teilweise, um den Strommesswert eines durch den Kontaktstift 103 oder durch eine mit dem Kontaktstift 103 verbundene Signalleitung fließenden elektrischen Strom zu erfassen. Die elektromagnetische Spule weist einen zumindest teilweise ferromagnetischen Spulenkern auf, welcher insbesondere einteilig mit der Kunststoffhülse 203 gebildet sein kann.The electromagnetic coil is annular along a circumference of the plastic sleeve 203 arranged and surmounted the socket 101 along a longitudinal axis of the socket 101 at least in part, to the current reading of a through the contact pin 103 or by one with the contact pin 103 connected signal line to detect flowing electric current. The electromagnetic coil has an at least partially ferromagnetic coil core, which in particular is integral with the plastic sleeve 203 can be formed.
  • In einer Ausführungsform kann der Stromsensor 105 an Stelle von oder zusätzlich zu der elektromagnetischen Spule einen ringförmigen Ferritkern 201 und eine Hall-Sonde umfassen, welche in einer Öffnung des ringförmigen Ferritkerns 201 angeordnet ist, wobei die Steckbuchse 101 zumindest teilweise innerhalb des ringförmigen Ferritkerns 201 angeordnet ist. Der ringförmige Ferritkern 201 kann durch eine mit einem Schlitz 205 versehene Kunststoffhülse 203 gebildet sein, welche mit Ferritpartikeln durchsetzt ist, und wobei die Hall-Sonde in dem Schlitz 205 angeordnet ist.In one embodiment, the current sensor 105 instead of or in addition to the electromagnetic coil, an annular ferrite core 201 and a Hall probe included in an opening of the annular ferrite core 201 is arranged, with the socket 101 at least partially within the annular ferrite core 201 is arranged. The annular ferrite core 201 can through one with a slot 205 provided plastic sleeve 203 be formed, which is interspersed with ferrite particles, and wherein the Hall probe in the slot 205 is arranged.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Ladeverbinders 100 zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit einem Ladeverbindergegenstück in einer Ausführungsform. Der Ladeverbinder 100 umfasst ein Verbindergehäuse 107, in welchem eine Mehrzahl von Steckbuchsen 101 angeordnet ist, welche jeweils in einer Kunststoffhülse 203 angeordnet sind, wobei das Verbindergehäuse 107 mit einem Ladeverbindergegenstück, welches einer Mehrzahl von Kontaktstiften 103 aufweist, formschlüssig verbindbar ist, wobei mit einer formschlüssigen Verbindung des Ladeverbindergegenstücks und des Ladeverbinders 100 jeweils eine Steckbuchse 101 zu jeweils einem Kontaktstift 103 ausgerichtet und mit dem jeweiligen Kontaktstift 103 elektrisch verbunden ist. 3 shows a schematic representation of a charging connector 100 for electrically conductive connection to a charge connector counterpart in one embodiment. The charging connector 100 includes a connector housing 107 in which a plurality of sockets 101 is arranged, which in each case in a plastic sleeve 203 are arranged, wherein the connector housing 107 with a charging connector counterpart, which is a plurality of contact pins 103 has, is positively connected, with a positive connection of the Ladeverbindergegenstücks and the charging connector 100 one socket each 101 to one contact pin each 103 aligned and with the respective contact pin 103 electrically connected.
  • Ferner umfasst der Ladeverbinder 100 einen Stromsensor 105, welcher die jeweilige Steckbuchse 101 umfänglich zumindest teilweise umschließt, wobei der Stromsensor 105 ausgebildet ist, an der elektrisch leitfähigen Steckverbindung einen Strommesswert eines durch die elektrisch leitfähige Steckverbindung fließenden elektrischen Stroms zu erfassen.Furthermore, the charging connector comprises 100 a current sensor 105 , which the respective socket 101 circumferentially at least partially encloses, wherein the current sensor 105 is formed to detect at the electrically conductive connector a current reading of a current flowing through the electrically conductive connector electrical current.
  • Ferner umfasst der Ladeverbinder 100 einen Prozessor, welcher ausgebildet ist, den Strommesswert zu verarbeiten und den Strommesswert über eine Kommunikationsleitung einer Ladesteuerung bereitzustellen.Furthermore, the charging connector comprises 100 a processor configured to process the current reading and provide the current reading via a communication line to a charge controller.
  • BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
  • 100100
    Ladeverbindercharging connector
    101101
    Steckbuchsereceptacle
    103103
    Kontaktstiftpin
    105105
    Stromsensorcurrent sensor
    107107
    Verbindergehäuseconnector housing
    109109
    Aufnahmeöffnung receiving opening
    201201
    Ferritkernferrite
    203203
    KunststoffhülsePlastic sleeve
    205205
    Schlitzslot

Claims (15)

  1. Ladeverbinder (100) zum elektrisch leitfähigen Verbinden mit einem Ladeverbindergegenstück, mit: einer Steckbuchse (101), welche mit einem Kontaktstift (103) des Ladeverbindergegenstücks zusammensteckbar ist, um eine elektrisch leitfähige Steckverbindung herzustellen, und einem Stromsensor (105), welcher die Steckbuchse (101) umfänglich zumindest teilweise umschließt, wobei der Stromsensor (105) ausgebildet ist, an der elektrisch leitfähigen Steckverbindung einen Strommesswert eines durch die elektrisch leitfähige Steckverbindung fließenden elektrischen Stroms zu erfassen.Charging connector (100) for electrically connecting to a charging connector counterpart, comprising: a female connector (101) which is mating with a contact pin (103) of the Ladeverbindergegenstücks to produce an electrically conductive connector, and a current sensor (105), which surrounds the socket (101) circumferentially at least partially, wherein the current sensor (105) is adapted to detect at the electrically conductive connector a current reading of an electric current flowing through the electrically conductive connector.
  2. Ladeverbinder (100) nach Anspruch 1, wobei der Stromsensor (105) einen ringförmigen Ferritkern (201) umfasst, welcher zumindest teilweise quer zu einem Umfang des ringförmigen Ferritkerns (201) spulenförmig mit einem elektrisch leitfähigen Draht umwickelt ist, und wobei der ringförmige Ferritkern (201) zumindest teilweise von der Steckbuchse (101) durchsetzt ist.Charging connector (100) after Claim 1 wherein the current sensor (105) comprises an annular ferrite core (201) at least partially coiled around an circumference of the annular ferrite core (201) with an electrically conductive wire, and wherein the annular ferrite core (201) at least partially from the receptacle (101) is interspersed.
  3. Ladeverbinder (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Kunststoffhülse (203), welche elektrisch nichtleitend ist, wobei die Kunststoffhülse (203) ausgebildet ist, die Steckbuchse (101) zumindest teilweise formschlüssig aufzunehmen.Charging connector (100) according to any one of the preceding claims, comprising a plastic sleeve (203), which is electrically non-conductive, wherein the plastic sleeve (203) is adapted to receive the socket (101) at least partially positively.
  4. Ladeverbinder (100) nach Anspruch 3, wobei die Steckbuchse (101) eine Aufnahmeöffnung (109) aufweist, welche ausgebildet ist, den Kontaktstift (103) aufzunehmen, und wobei die Kunststoffhülse (203) die Steckbuchse (101) an der Aufnahmeöffnung (109) überragt.Charging connector (100) after Claim 3 wherein the socket (101) has a receiving opening (109) which is adapted to receive the contact pin (103), and wherein the plastic sleeve (203) projects beyond the socket (101) at the receiving opening (109).
  5. Ladeverbinder (100) nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Kunststoffhülse (203) aus einem Kunststoff hergestellt ist, welchem elektrisch leitende Partikel, insbesondere Ferritpartikel, beigemischt sind.Charging connector (100) after Claim 3 or 4 wherein the plastic sleeve (203) is made of a plastic, to which electrically conductive particles, in particular ferrite particles, are admixed.
  6. Ladeverbinder (100) nach Anspruch 5, umfasst der Stromsensor (105) eine elektromagnetische Spule, welche in die Kunststoffhülse (203) eingelassen ist, um den Strommesswert auf Grundlage einer Induktionsspannung zu erfassen.Charging connector (100) after Claim 5 , the current sensor (105) comprises an electromagnetic coil, which is embedded in the plastic sleeve (203) to detect the current reading based on an induction voltage.
  7. Ladeverbinder (100) nach Anspruch 6, wobei die elektromagnetische Spule ringförmig entlang eines Umfangs der Kunststoffhülse (203) angeordnet ist und die Steckbuchse (101) entlang einer Längsachse der Steckbuchse (101) zumindest teilweise überragt, um den Strommesswert eines durch den Kontaktstift (103) oder eine mit dem Kontaktstift (103) verbundene Signalleitung fließenden elektrischen Strom zu erfassen.Charging connector (100) after Claim 6 in which the electromagnetic coil is arranged annularly along a circumference of the plastic sleeve (203) and projects beyond the socket (101) at least partially along a longitudinal axis of the socket (101) in order to measure the current reading of a pin (103) or pin ( 103) connected signal line to detect flowing electric current.
  8. Ladeverbinder (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei die elektromagnetische Spule einen zumindest teilweise ferromagnetischen Spulenkern aufweist, welcher insbesondere einteilig mit der Kunststoffhülse (203) gebildet ist.Charging connector (100) after Claim 6 or 7 , wherein the electromagnetic coil has an at least partially ferromagnetic coil core, which is in particular formed integrally with the plastic sleeve (203).
  9. Ladeverbinder (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei der Stromsensor (105) in der Kunststoffhülse (203) angeordnet ist und mit Kunststoff umspritzt ist.Charging connector (100) according to one of Claims 3 to 8th , wherein the current sensor (105) in the plastic sleeve (203) is arranged and molded with plastic.
  10. Ladeverbinder (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, umfasst der Stromsensor (105) eine Luftspule, welche quer um einen Umfang der Steckbuchse (101) gewickelt ist, welcher von der Steckbuchse (101) radial beabstandet angeordnet ist.A charging connector (100) according to any one of the preceding claims, the current sensor (105) comprises an air-core coil wound transversely around a circumference of the receptacle (101) radially spaced from the receptacle (101).
  11. Ladeverbinder (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Stromsensor (105) einen ringförmigen Ferritkern (201) und eine Hall-Sonde umfasst, welche in einer Öffnung des ringförmigen Ferritkerns (201) angeordnet ist, und wobei die Steckbuchse (101) zumindest teilweise innerhalb des ringförmigen Ferritkerns (201)angeordnet ist.A charging connector (100) according to any one of the preceding claims, wherein the current sensor (105) comprises an annular ferrite core (201) and a Hall probe disposed in an opening of the annular ferrite core (201) is arranged, and wherein the socket (101) is at least partially disposed within the annular ferrite core (201).
  12. Ladeverbinder (100) nach Anspruch 11, wobei der ringförmige Ferritkern (201) durch eine mit einem Schlitz (205) versehene Kunststoffhülse (203) gebildet ist, welche mit Ferritpartikeln durchsetzt ist, und wobei die Hall-Sonde in dem Schlitz (205) angeordnet ist.Charging connector (100) after Claim 11 wherein the annular ferrite core (201) is formed by a plastic sleeve (203) provided with a slit (205) interspersed with ferrite particles, and wherein the Hall probe is disposed in the slit (205).
  13. Ladeverbinder (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Stromsensor (105) ausgebildet ist, eine Messspannung, welche an einem Übergangswiderstand zwischen der Steckbuchse (101) und einer weiteren Signalleitung, welche der Steckbuchse (101) nachgeschaltet ist, und/oder zwischen der Steckbuchse (101) und dem Kontaktstift (103) abfällt, zu erfassen und als Strommesswert bereitzustellen.Charging connector (100) according to any one of the preceding claims, wherein the current sensor (105) is formed, a measuring voltage which at a contact resistance between the socket (101) and another signal line, which is the socket (101) connected downstream, and / or between the socket (101) and the contact pin (103) drops to detect and provide as a current reading.
  14. Ladeverbinder (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Prozessor, welcher ausgebildet ist, den Strommesswert zu verarbeiten und den Strommesswert über eine Kommunikationsleitung einer Ladesteuerung bereitzustellen.A charging connector (100) according to any one of the preceding claims, comprising a processor configured to process the current reading and provide the current reading via a communication line to a charge controller.
  15. Ladeverbinder (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einem Verbindergehäuse (107), in welchem eine Mehrzahl von Steckbuchsen (101) angeordnet ist, welche jeweils in einer Kunststoffhülse (203) angeordnet sind, wobei das Verbindergehäuse (107) mit dem Ladeverbindergegenstück, welches einer Mehrzahl von Kontaktstiften (103) aufweist, formschlüssig verbindbar ist, wobei mit einer formschlüssigen Verbindung des Ladeverbindergegenstücks und des Ladeverbinders (100) jeweils eine Steckbuchse (101) zu jeweils einem Kontaktstift (103) ausgerichtet und mit dem jeweiligen Kontaktstift (103) elektrisch verbunden ist.A charging connector (100) according to any one of the preceding claims, comprising a connector housing (107) in which a plurality of sockets (101) are arranged, each disposed in a plastic sleeve (203), the connector housing (107) being mating with the charging connector, which has a plurality of contact pins (103), is positively connectable, wherein with a positive connection of the Ladeverbindergegenstücks and the charging connector (100) each have a female connector (101) each aligned to a contact pin (103) and electrically to the respective contact pin (103) connected is.
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