DE102019117649A1 - Actively cooled charging connector part - Google Patents

Actively cooled charging connector part Download PDF

Info

Publication number
DE102019117649A1
DE102019117649A1 DE102019117649.2A DE102019117649A DE102019117649A1 DE 102019117649 A1 DE102019117649 A1 DE 102019117649A1 DE 102019117649 A DE102019117649 A DE 102019117649A DE 102019117649 A1 DE102019117649 A1 DE 102019117649A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
connector part
bridge
coolant
line
bridge element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102019117649.2A
Other languages
German (de)
Inventor
Thomas Führer
Marius Prais
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Phoenix Contact eMobility GmbH
Original Assignee
Phoenix Contact eMobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Phoenix Contact eMobility GmbH filed Critical Phoenix Contact eMobility GmbH
Priority to DE102019117649.2A priority Critical patent/DE102019117649A1/en
Priority to PCT/EP2020/064817 priority patent/WO2021001093A1/en
Priority to DE112020003189.6T priority patent/DE112020003189A5/en
Publication of DE102019117649A1 publication Critical patent/DE102019117649A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/16Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/0072Electrical cables comprising fluid supply conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/42Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction
    • H01B7/421Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction for heat dissipation
    • H01B7/423Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for heat dissipation or conduction for heat dissipation using a cooling fluid
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Abstract

Ein Steckverbinderteil (1) zur Verbindung mit einem Gegensteckverbinderteil (3) umfasst zumindest ein Brückenelement (10A, 10B) mit einer Kühlleitungsaufnahme (103) zur wärmeleitenden Anlage mit einer Kühlmittelleitung (22) eines Kabels (2), einen am Brückenelement (10A, 10B) vorgesehenen und mit einer elektrischen Leitung (21) des Kabels (2) elektrisch verbindbaren Steckkontakt (11) und einen Kühlkörper (12), der mit dem Brückenelement (10A, 10B) in wärmeleitender Verbindung steht und der einen Kühlmittelkanal (120) ausbildet, an den die Kühlmittelleitung (22) anschließbar ist.A connector part (1) for connection to a mating connector part (3) comprises at least one bridge element (10A, 10B) with a cooling line receptacle (103) for thermally conductive contact with a coolant line (22) of a cable (2), one on the bridge element (10A, 10B) ) provided and with an electrical line (21) of the cable (2) electrically connectable plug contact (11) and a heat sink (12) which is in heat-conducting connection with the bridge element (10A, 10B) and which forms a coolant channel (120), to which the coolant line (22) can be connected.

Description

Die Erfindung betrifft ein Steckverbinderteil zur elektrischen Verbindung mit einem Gegensteckverbinderteil nach Anspruch 1, eine Steckverbinderanordnung und ein Brückenelement.The invention relates to a connector part for electrical connection with a mating connector part according to claim 1, a connector arrangement and a bridge element.

Insbesondere im Bereich der E-Mobilität bestehen für Steckverbinderteile und damit verbundene Ladekabel besonders hohe Anforderungen hinsichtlich ihrer funktionalen Leistungsfähigkeit, Stabilität und Sicherheit. Bei hohen Gleichstrom-Ladeströmen, z.B. um 500 A, werden regelmäßig in allen Bauteilen des Leitpfades erhebliche Stromwärmen freigesetzt.Particularly in the field of e-mobility, there are particularly high requirements for connector parts and associated charging cables with regard to their functional performance, stability and safety. With high direct current charging currents, e.g. around 500 A, considerable electrical heat is regularly released in all components of the guide path.

Insbesondere durch Normen werden enge Grenzen bezüglich der zulässigen Erwärmung der Komponenten im Leitungsstrang gesetzt, z.B. mit einer Temperaturgrenze von 90°C. Darüber hinaus sind die Dimensionen von Steckverbindungen regelmäßig begrenzt, so dass sich konstruktiv die Herausforderung ergibt, eine möglichst hohe elektrische Leistung, insbesondere im Sinne hoher Ladeströme, über vorhandene Geometrien zu führen, und gleichzeitig die Erwärmung in den vorgegebenen Grenzen zu halten.In particular through standards, narrow limits are set with regard to the permissible heating of the components in the wiring harness, e.g. with a temperature limit of 90 ° C. In addition, the dimensions of plug-in connections are regularly limited, so that in terms of design the challenge arises to conduct the highest possible electrical power, in particular in the sense of high charging currents, over existing geometries and at the same time to keep the heating within the specified limits.

Hierzu werden Ladesteckverbinder und Ladekabel z.B. flüssigkeitsgekühlt, siehe DE 10 2016 105 311 A1 und DE 10 2016 107 409 A1 .For this purpose, charging connectors and charging cables are liquid-cooled, see DE 10 2016 105 311 A1 and DE 10 2016 107 409 A1 .

Neben einer Belastung durch hohe Ströme werden Kontakte in Ladesteckverbindern auch regelmäßig bei Spannungen bis zu 1500 V DC betrieben. Dies kann dazu führen, dass jegliche Art von Kühlung an spannungsführenden Bauteilen, welche thermisch gut angekoppelt werden sollen, auch hinreichend gut elektrisch zu isolieren sind, um Isolationsfehler von Leistungskontakten zum Kühlmittelkreislauf zu vermeiden. Der Kühlmittelkreislauf liegt insbesondere bei wasserbasierenden Kühlflüssigkeiten in der Regel in seiner Gesamtheit auf Erdpotential. Im Rahmen einer Isolationskoordination wird üblicherweise sichergestellt, dass vorgegebene Luft- und Kriechstrecken eingehalten werden und isolierende Bauteile mindestens eine vorgegebene elektrische Durchschlagsfestigkeit besitzen.In addition to being exposed to high currents, contacts in charging connectors are also regularly operated at voltages of up to 1500 V DC. This can mean that any type of cooling on live components which are to be thermally well coupled must also be sufficiently well insulated electrically in order to avoid insulation faults in power contacts to the coolant circuit. In the case of water-based cooling liquids, in particular, the coolant circuit is generally at ground potential in its entirety. As part of an insulation coordination, it is usually ensured that specified air and creepage distances are maintained and that insulating components have at least a specified dielectric strength.

Eine thermisch gute Anbindung bei gleichzeitig elektrisch guter Isolation stellt eine besondere Herausforderung dar. A good thermal connection with good electrical insulation at the same time poses a particular challenge.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein bei einem begrenzten Bauraum möglichst gut kühlbares Steckverbinderteil zu ermöglichen.The object of the present invention is to enable a plug connector part that can be cooled as effectively as possible with a limited installation space.

Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an object having the features of claim 1.

Danach wird ein Steckverbinderteil zur elektrischen Verbindung mit einem Gegensteckverbinderteil bereitgestellt, das zumindest ein Brückenelement, zumindest einen Steckkontakt und einen Kühlkörper umfasst. Das Brückenelement ist optional zum elektrischen Anschluss einer elektrischen Leitung eines Kabels ausgebildet und weist eine Kühlleitungsaufnahme zur wärmeleitenden Anlage mit einer Kühlmittelleitung des Kabels auf. Der Steckkontakt ist am Brückenelement vorgesehen (grenzt z.B. daran an) und ist (z.B. über das Brückenelement) elektrisch mit einer elektrischen Leitung des Kabels verbindbar (und optional verbunden). Der Kühlkörper steht mit dem Brückenelement in wärmeleitender Verbindung und bildet einen Kühlmittelkanal aus, an den die Kühlmittelleitung des Kabels angeschlossen oder anschließbar ist.Thereafter, a plug connector part for electrical connection to a mating connector part is provided, which comprises at least one bridge element, at least one plug contact and a heat sink. The bridge element is optionally designed for the electrical connection of an electrical line of a cable and has a cooling line receptacle for the heat-conducting system with a coolant line of the cable. The plug contact is provided on the bridge element (e.g. adjoins it) and can (e.g. via the bridge element) be electrically connected (and optionally connected) to an electrical line of the cable. The heat sink is in a thermally conductive connection with the bridge element and forms a coolant channel to which the coolant line of the cable is or can be connected.

Auf diese Weise wird ein Steckverbinderteil bereitgestellt, bei dem die den Laststrom führenden Teile (z.B. das Brückenelement) sowohl durch die Kühlleitung als auch durch den Kühlkörper gekühlt werden kann. Hierdurch wird eine besonders effiziente Kühlung auf besonders kleinem Raum ermöglicht. Das Brückenelement und der Kühlkörper sind voneinander separate Komponenten.In this way, a connector part is provided in which the parts carrying the load current (e.g. the bridge element) can be cooled both by the cooling line and by the heat sink. This enables particularly efficient cooling in a particularly small space. The bridge element and the heat sink are separate components from one another.

Bei dem Steckverbinderteil kann es sich um ein Hochstrom- und/oder Hochspannungs-Steckverbinderteil handeln. Beispielsweise ist das Brückenelement dazu ausgebildet, elektrische Ströme mit einer Leistung von 10 kW oder mehr zu leiten, insbesondere von 50 kW oder mehr, 135 kW oder mehr, oder 350 kW oder mehr. Beispielsweise ist das Brückenelement dazu ausgebildet, elektrische Ströme mit Stromstärken von 100 A, oder mehr, 200A oder mehr, 300 A oder mehr, insbesondere von 500 A oder mehr zu leiten.The connector part can be a high-current and / or high-voltage connector part. For example, the bridge element is designed to conduct electrical currents with a power of 10 kW or more, in particular of 50 kW or more, 135 kW or more, or 350 kW or more. For example, the bridge element is designed to conduct electrical currents with currents of 100 A or more, 200 A or more, 300 A or more, in particular 500 A or more.

Optional ist das Brückenelement mit dem Steckkontakt elektrisch leitend und/oder wärmeleitend verbunden. Damit kann das Brückenelement gleich mehrere Funktionen erfüllen, nämlich insbesondere eine Leitung von Wärme und eine Leitung von elektrischem Strom.Optionally, the bridge element is connected to the plug contact in an electrically conductive and / or thermally conductive manner. The bridge element can thus fulfill several functions at the same time, namely, in particular, conduction of heat and conduction of electrical current.

Das Brückenelement kann einstückig ausgebildet sein, z.B. aus Kupfer, was eine besonders gute elektrische und thermische Leitung ermöglicht. Das Brückenelement und der Steckkontakt können mehrteilig ausgebildet sein und in Berührung miteinander stehen, z.B. aneinander befestigt sein. Alternativ sind das Brückenelement und der Steckkontakt einstückig miteinander ausgebildet. Optional sind das Brückenelement und der Steckkontakt stoffschlüssig miteinander verbunden, z.B. verschweißt und/oder verlötet.The bridge element can be made in one piece, e.g. from copper, which enables particularly good electrical and thermal conduction. The bridge element and the plug-in contact can be constructed in several parts and can be in contact with one another, for example fastened to one another. Alternatively, the bridge element and the plug contact are formed integrally with one another. Optionally, the bridge element and the plug contact are firmly connected to one another, e.g. welded and / or soldered.

Die Kühlleitungsaufnahme des Brückenelements kann konkav und/oder längserstreckt ausgebildet sein. Beispielsweise ist die Kühlleitungsaufnahme in Form einer Ausnehmung ausgebildet. So ist eine besonders gute Wärmeleitung über eine große Anlagefläche möglich. Optional ist die Kühlleitungsaufnahme in Form einer Nut ausgebildet.The cooling line receptacle of the bridge element can be concave and / or elongated. For example, the Cooling line receptacle designed in the form of a recess. This enables particularly good heat conduction over a large contact surface. The cooling line receptacle is optionally designed in the form of a groove.

Die Kühlleitungsaufnahme kann senkrecht zum Steckkontakt ausgerichtet sein. Hierdurch ist eine geringe Bautiefe möglich, wie sie z.B. für einen Einbau in einem Fahrzeug oftmals notwendig ist.The cooling line receptacle can be aligned perpendicular to the plug contact. This enables a small installation depth, as is often necessary, for example, for installation in a vehicle.

Optional weist das Brückenelement einen Grundkörper und eine vom Grundkörper abstehende Wärmebrücke auf. Die Wärmebrücke steht z.B. in einer Richtung vom Grundkörper ab, die parallel oder im Wesentlichen parallel zur Längserstreckung der Kühlleitungsaufnahme verläuft.The bridge element optionally has a base body and a thermal bridge protruding from the base body. The thermal bridge protrudes from the base body, for example, in a direction that runs parallel or essentially parallel to the longitudinal extension of the cooling line receptacle.

Am Brückenelement kann ein elektrisch isolierendes Wärmeleitelement angeordnet sein. Das Wärmeleitelement kann so ausgebildet sein, dass es die Wärmebrücke des Brückenelements aufnimmt. Das Wärmeleitelement steht optional in flächiger Anlage mit dem Kühlkörper. Ein solches Wärmeleitelement kann eine besonders sichere elektrische Isolierung des Brückenelements vom Kühlkörper erzielen. Als Material für das Wärmeleitelement kann z.B. ein elektrisch isolierender Kunststoff oder eine elektrisch isolierende Keramik mit hoher Wärmeleitfähigkeit eingesetzt werden.An electrically insulating heat-conducting element can be arranged on the bridge element. The heat-conducting element can be designed in such a way that it receives the heat bridge of the bridge element. The heat conducting element is optionally in flat contact with the heat sink. Such a heat-conducting element can achieve particularly reliable electrical insulation of the bridge element from the heat sink. An electrically insulating plastic or an electrically insulating ceramic with high thermal conductivity can be used as the material for the heat-conducting element.

Das Steckverbinderteil kann (genau) zwei Brückenelemente umfassen, insbesondere zwei Brückenelements wie vorstehend beschrieben. Beide Brückenelemente stehen in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlkörper. Eines der Brückenelemente kann als positiver Leiter einer Gleichstromverbindung dienen, der andere als negativer Leiter.The connector part can (precisely) comprise two bridge elements, in particular two bridge elements as described above. Both bridge elements are in a thermally conductive connection with the heat sink. One of the bridge elements can serve as the positive conductor of a direct current connection, the other as the negative conductor.

Der Kühlkörper weist z.B. (genau) einen Einlass und (genau) einen Auslass auf, wobei durch den Einlass in einer Einlassrichtung eingeleitetes Kühlmittel in einer Auslassrichtung aus dem Auslass strömt. Dabei kann vorgesehen sein, dass die Einlassrichtung und die Auslassrichtung entgegengesetzt sind. Der Kühlkörper kann somit eine Doppelfunktion erfüllen, nämlich zur Kühlung des/der Brückenelement (e) beitragen und den Kühlmittelstrom um 180° umlenken. Der Kühlmittelkanal erstreckt sich vom Einlass bis zum Auslass.The heat sink has, for example, (precisely) one inlet and (precisely) one outlet, with coolant introduced through the inlet in an inlet direction flowing out of the outlet in an outlet direction. It can be provided that the inlet direction and the outlet direction are opposite. The heat sink can thus fulfill a double function, namely contribute to cooling the bridge element (s) and deflect the coolant flow by 180 °. The coolant channel extends from the inlet to the outlet.

Das Steckverbinderteil ist z.B. als Fahrzeugladedose ausgebildet, insbesondere zum Hochstromladen mittels Gleichstrom.The connector part is designed, for example, as a vehicle charging socket, in particular for high-current charging using direct current.

Gemäß einem Aspekt wird eine Steckverbinderanordnung bereitgestellt, die ein Steckverbinderteil nach einer beliebigen, hierin beschriebenen Ausgestaltung umfasst, sowie ein Kabel, das eine elektrische Leitung und eine Kühlmittelleitung umfasst. Die elektrische Leitung ist dabei elektrisch an die Anschlussfläche des Brückenelements angeschlossen. Die Kühlmittelleitung steht in Anlage mit der Kühlleitungsaufnahme des Brückenelements und ist (insbesondere mit einem anderen, z.B. benachbarten Abschnitt) an den Kühlmittelkanal des Kühlkörpers angeschlossen.According to one aspect, a plug connector arrangement is provided which comprises a plug connector part according to any configuration described herein, and a cable which comprises an electrical line and a coolant line. The electrical line is electrically connected to the connection surface of the bridge element. The coolant line is in contact with the cooling line receptacle of the bridge element and is connected to the coolant channel of the heat sink (in particular with another, e.g. adjacent section).

Das Brückenelement ist an der Kühlleitungsaufnahme und über die Wärmebrücke mittels durch die Kühlmittelleitung strömendes Kühlmittel kühlbar.The bridge element can be cooled on the cooling line receptacle and over the thermal bridge by means of coolant flowing through the coolant line.

Die elektrische Leitung und die Kühlmittelleitung können koaxial ausgebildet sein. So sind keine separaten Leitungen nötig. Beispielsweise umgibt die elektrische Leitung die Kühlmittelleitung. Die elektrische Leitung umfasst z.B. eine Lage von Litzen, insbesondere Kupferlitzen. Dies ermöglicht eine besonders effiziente Kühlung der elektrischen Leitung, die gleichzeitig zur Kühlung des Brückenelements eingesetzt werden kann.The electrical line and the coolant line can be coaxial. No separate lines are necessary. For example, the electrical line surrounds the coolant line. The electrical line comprises, for example, a layer of litz wires, in particular copper litz wires. This enables particularly efficient cooling of the electrical line, which can be used at the same time to cool the bridge element.

Die elektrische Leitung kann über eine Schweißverbindung mit der Anschlussfläche verbunden sein. Das ermöglicht eine besonders sichere Verbindung mit einem niedrigen Übergangswiederstand.The electrical line can be connected to the connection surface via a welded connection. This enables a particularly secure connection with a low transition resistance.

Optional umfasst das Steckverbinderteil zwei Brückenelemente der beschriebenen Art. Beide Brückenelemente stehen in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlkörper, wobei das Kabel oder die Kabel zwei elektrische Leitungen und zwei Kühlmittelleitungen umfasst/umfassen. Die elektrischen Leitungen sind jeweils elektrisch an die Anschlussfläche von einem der Brückenelemente angeschlossen. Die Kühlmittelleitungen stehen jeweils in Anlage mit der Kühlleitungsaufnahme von einem der Brückenelemente und sind an den Kühlmittelkanal des Kühlkörpers angeschlossen. So können beide Leiter einer Gleichstromverbindung besonders gut gekühlt werden.Optionally, the connector part comprises two bridge elements of the type described. Both bridge elements are in a thermally conductive connection with the heat sink, the cable or cables comprising two electrical lines and two coolant lines. The electrical lines are each electrically connected to the connection surface of one of the bridge elements. The coolant lines are each in contact with the cooling line receptacle of one of the bridge elements and are connected to the coolant channel of the heat sink. In this way, both conductors of a direct current connection can be cooled particularly well.

Gemäß einem Aspekt wird ein Brückenelement bereitgestellt, insbesondere für das Steckverbinderteil nach einer beliebigen, hierin beschriebenen Ausgestaltung. Das Brückenelement umfasst einen Grundkörper, der eine Anschlussfläche zum elektrischen Anschluss einer elektrischen Leitung eines Kabels und eine Kühlleitungsaufnahme zum wärmeleitenden Aufnehmen einer Kühlmittelleitung des Kabels. Ferner umfasst das Brückenelement einen Verbindungsabschnitt (z.B. in Form eines Steckkontaktanschlusses), über den ein Steckkontakt zum steckbaren Verbinden mit einem Gegensteckkontakt elektrisch mit der Anschlussfläche in Verbindung steht oder bringbar ist, und eine z.B. vom Grundkörper abstehende Wärmebrücke.According to one aspect, a bridge element is provided, in particular for the plug connector part according to any configuration described herein. The bridge element comprises a base body which has a connection surface for the electrical connection of an electrical line of a cable and a cooling line receptacle for thermally conductive receiving of a coolant line of the cable. Furthermore, the bridge element comprises a connecting section (e.g. in the form of a plug contact connection), via which a plug contact for pluggable connection with a mating plug contact is or can be electrically connected to the connection surface, and a thermal bridge protruding from the base body, for example.

Eine derartiges Brückenelement ermöglicht eine Wärmeableitung sowohl über die Kühlleitungsaufnahme als auch über die Wärmebrücke, was eine besonders effiziente Abführung von Wärme ermöglicht.Such a bridge element enables heat to be dissipated both via the cooling line receptacle and via the thermal bridge, which is a enables particularly efficient dissipation of heat.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Es zeigen:

  • 1 eine Ansicht eines Fahrzeugs mit einer Ladebuchse und einer Ladestation mit einem daran angeordneten Kabel;
  • 2A und 2B Ansichten des Steckverbinderteils gemäß 1 mit daran angeschlossenen Leitungen;
  • 3A und 3B Teile des Steckverbinderteils gemäß 2A und 2B mit mehreren Leitungen in einer perspektivischen Ansicht (3A) und in einer Explosionsansicht (3B);
  • 4A und 4B ein Brückenelement des Steckverbinderteils mit einem Steckkontakt, sowie Leitungen gemäß 2A und 2B in einer perspektivischen Ansicht (4A) und in einer Explosionsansicht (4B);
  • 5 ein Brückenelement des Steckverbinderteils gemäß 2A und 2B, Leitungen und einen Steckkontakt;
  • 6A und 6B aufgeschnittene Ansichten des Brückenelements gemäß 5;
  • 7A bis 8B Ansichten des Brückenelement des Steckverbinderteils gemäß 2A und 2B; und
  • 9A bis 9E Ansichten eines Kühlkörpers des Steckverbinderteils gemäß 2A und 2B mit daran montierten Wärmeleitelementen.
The idea on which the invention is based is to be explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments shown in the figures. Show it:
  • 1 a view of a vehicle with a charging socket and a charging station with a cable arranged thereon;
  • 2A and 2 B Views of the connector part according to 1 with lines connected to it;
  • 3A and 3B Parts of the connector part according to 2A and 2 B with several lines in a perspective view ( 3A) and in an exploded view ( 3B) ;
  • 4A and 4B a bridge element of the connector part with a plug contact, and lines according to 2A and 2 B in a perspective view ( 4A) and in an exploded view ( 4B) ;
  • 5 a bridge element of the connector part according to 2A and 2 B , Cables and a plug contact;
  • 6A and 6B cut-away views of the bridge element according to FIG 5 ;
  • 7A to 8B Views of the bridge element of the connector part according to 2A and 2 B ; and
  • 9A to 9E Views of a heat sink of the connector part according to FIG 2A and 2 B with heat conducting elements mounted on it.

1 zeigt ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug 4, auch bezeichnet als Elektrofahrzeug, mit einem Steckverbinderteil 1, hier in Form einer Ladebuchse, zur lösbaren elektrischen Verbindung mit einem Gegensteckverbinderteil 3. Gemeinsam bilden das Steckverbinderteil 1 und das Gegensteckverbinderteil 3 einen Steckverbinder. Ferner zeigt 1 eine Ladestation 5, die zum Aufladen des Fahrzeugs 4 dient. Die Ladestation 5 ist dazu ausgestaltet, einen Ladestrom in Form eines Gleichstroms (alternativ oder zusätzlich eines Wechselstroms) zur Verfügung zu stellen und weist ein Kabel auf, das mit einem Ende mit der Ladestation 5 und mit einem anderen Ende mit dem Gegensteckverbinderteil 3 in Form eines Ladesteckers verbunden ist. Das Gegensteckverbinderteil 3 ist im gezeigten Beispiel als manuell betätigbarer Ladestecker für das Elektrofahrzeug 4 ausgebildet. 1 shows an electrically powered vehicle 4th , also referred to as an electric vehicle, with a connector part 1 , here in the form of a charging socket, for a detachable electrical connection with a mating connector part 3 . Together form the connector part 1 and the mating connector part 3 a connector. Also shows 1 a charging station 5 used to charge the vehicle 4th serves. The charging station 5 is designed to provide a charging current in the form of a direct current (alternatively or additionally an alternating current) and has a cable that connects at one end to the charging station 5 and at the other end to the mating connector part 3 is connected in the form of a charging plug. The mating connector part 3 is in the example shown as a manually operated charging plug for the electric vehicle 4th educated.

2A und 2B zeigen das Steckverbinderteil 1. Das Steckverbinderteil 1 ist vorliegend zur Montage am Elektrofahrzeug 4 ausgebildet, konkret als Fahrzeug-Inlet, z.B. gemäß dem CCS (Combined Charging System) Typ 2. 2A and 2 B show the connector part 1 . The connector part 1 is available for mounting on the electric vehicle 4th designed, specifically as a vehicle inlet, e.g. according to the CCS (Combined Charging System) type 2 .

Das Steckverbinderteil 1 ist dazu ausgebildet, einen Ladestrom in Form eines Gleichstroms und/oder in Form eines Wechselstroms zu übertragen. Es stellt ein aktiv gekühltes Ladesteckverbinderteil dar. Vorliegend ist das Steckverbinderteil 1 an einen Kühlmittelkreislauf 40 des Fahrzeugs 4 und an ein Gleichstromnetz 41 des Fahrzeugs 4 angeschlossen.The connector part 1 is designed to transmit a charging current in the form of a direct current and / or in the form of an alternating current. It represents an actively cooled charging connector part. The connector part is here 1 to a coolant circuit 40 of the vehicle 4th and to a direct current network 41 of the vehicle 4th connected.

Das Steckverbinderteil 1 umfasst ein Gehäuse 16. Das Gehäuse 16 bildet einen Anschlussbereich für das Gegensteckverbinderteil 3. Dabei dienen zwei Steckkontakte 11 zum Aufbau eines Gleichstromkreises. Die Steckkontakte 11 sind Hochstrom-Lastkontakte. Die Steckkontakte 11 sind z.B. Drehteile. Sie können während, insbesondere für die Dauer eines Ladevorgangs oder Entladevorgangs Ströme von 50 A oder mehr, insbesondere 100 A oder mehr leiten. Weitere Steckkontakte dienen z.B. als Schutzleiter (PE) und als Wechsel- oder Drehstromkontakte oder als Datenverbindungen.The connector part 1 includes a housing 16 . The case 16 forms a connection area for the mating connector part 3 . Two plug contacts are used for this 11 to build a DC circuit. The plug contacts 11 are high-current load contacts. The plug contacts 11 are e.g. turned parts. You can conduct currents of 50 A or more, in particular 100 A or more, during, in particular for the duration of a charging process or discharging process. Additional plug contacts serve, for example, as protective conductors (PE) and as AC or three-phase current contacts or as data connections.

Zum Anschluss an das Gleichstromnetz 41 sind Kabel 2 an das Steckverbinderteil 1 angeschlossen. Jeweils eines von zwei Kabeln 2 dient zum Anschluss des positiven und des negativen Pols einer Gleichstromverbindung. Gemeinsam mit den Kabeln 2 bildet das Steckverbinderteil 1 eine Steckverbinderanordnung. Die Kabel 2 sind in einer Richtung an das Steckverbinderteil 1 angeschlossen, die in etwa senkrecht zu einer Einsteckrichtung des Gegensteckverbinderteils 3 an das Steckverbinderteil 1 ausgerichtet ist. Optional sind einige der Kabel, insbesondere die beiden Kabel 2 für die Gleichstromübertragung zu einem gemeinsamen Kabel oder zu einem Kabelbündel zusammengefasst, wie in 2A anhand von gestrichelten Linien veranschaulicht.For connection to the direct current network 41 are cables 2 to the connector part 1 connected. One of two cables each 2 serves to connect the positive and negative pole of a direct current connection. Together with the cables 2 forms the connector part 1 a connector assembly. The cables 2 are in one direction on the connector part 1 connected, which is approximately perpendicular to an insertion direction of the mating connector part 3 to the connector part 1 is aligned. Some of the cables, especially the two cables, are optional 2 for direct current transmission in a common cable or in a cable bundle, as in 2A illustrated by dashed lines.

3A und 3B zeigen Teile des Steckverbinderteils 1, die für sich genommen bereits als Steckverbinderteil dienen, und daran angeschlossene Kabel 2. 3A and 3B show parts of the connector part 1 , which in themselves already serve as a connector part, and cables connected to them 2 .

Das Steckverbinderteil 1 umfasst allgemein zumindest ein, hier zwei Brückenelemente 10A, 10B zum Anschluss einer elektrischen Leitung 21 des jeweiligen Kabels 2 und mit einer Kühlleitungsaufnahme 103 zur wärmeleitenden Anlage mit einer Kühlmittelleitung 22 des Kabels 2, den mit dem Brückenelement 10A, 10B elektrisch verbundenen Steckkontakt 11 und einen Kühlkörper 12, der mit dem Brückenelement 10A, 10B in wärmeleitender Verbindung steht und der einen Kühlmittelkanal 120 (siehe insbesondere 9C bis 9E) ausbildet, an den die Kühlmittelleitung 22 anschließbar und angeschlossen ist. Das oder die Brückenelement(e) 10A, 10B ist/sind elektrisch vom Kühlkörper 12 isoliert. Jedes Brückenelement 10A, 10B stellt eine elektrische Verbindung zwischen dem jeweiligen Steckkontakt 11 und der jeweiligen elektrischen Leitung 21 her.The connector part 1 generally comprises at least one, here two bridge elements 10A , 10B for connecting an electrical line 21st of the respective cable 2 and with a cooling line holder 103 to the thermally conductive system with a coolant line 22nd of the cable 2 the one with the bridge element 10A , 10B electrically connected plug contact 11 and a heat sink 12th , the one with the bridge element 10A , 10B is in a thermally conductive connection and one coolant channel 120 (see in particular 9C to 9E) forms to which the coolant line 22nd connectable and connected. The bridge element (s) 10A , 10B is / are electrical from the heat sink 12th isolated. Every bridge element 10A , 10B provides an electrical connection between the respective plug contact 11 and the respective electrical line 21st here.

Die Kühlleitungsaufnahme 103 ist senkrecht zum Steckkontakt 11 ausgerichtet. In die Kühlleitungsaufnahme 103 ist die Kühlleitung 22 einlegbar, und zwar konkret so, dass entlang des Umfangs der Kühlleitung 22 ein Teil der Kühlleitung 22 der Kühlleitungsaufnahme 103 zugewandt ist und ein Teil der Kühlleitung 22 der Kühlleitungsaufnahme 103 abgewandt ist.The cooling line intake 103 is perpendicular to the plug contact 11 aligned. In the cooling line intake 103 is the cooling line 22nd insertable, specifically so that along the circumference of the cooling line 22nd part of the cooling line 22nd of the cooling line intake 103 is facing and part of the cooling line 22nd of the cooling line intake 103 is turned away.

Die Kabel 2 umfassen jeweils die Kühlmittelleitung 22, die von der elektrischen Leitung 21 umgeben ist. Die Kühlmittelleitung 22 ist z.B. jeweils als Schlauch ausgebildet. Als Kühlmittel kann z.B. Wasser verwendet werden. Die elektrische Leitung 21 ist z.B. eine Lage Kupferlitzen, welche die Kühlmittelleitung 22 entlang ihrer Länge umgibt. Die elektrische Leitung 21 von jedem der Kabel 2 ist elektrisch an ein Anschlussende 23A, 23B angeschlossen.The cables 2 each include the coolant line 22nd by the electric line 21st is surrounded. The coolant line 22nd is designed as a hose, for example. For example, water can be used as a coolant. The electrical line 21st is, for example, a layer of copper strands that form the coolant line 22nd surrounds along its length. The electrical line 21st from each of the cables 2 is electrical to one connector end 23A , 23B connected.

Zum elektrischen Anschluss jedes der beiden Kabel 2 an eines der beiden Brückenelemente 10A, 10B ist das jeweilige Anschlussende 23A, 23B elektrisch mit dem entsprechenden Brückenelement 10A, 10B verbunden, z.B. damit verschweißt, beispielsweise mittels Ultraschallschweißen. Ferner liegt die (freigelegte) Kühlmittelleitung 22 jedes der Kabel 2 flächig am jeweiligen Brückenelement 10A, 10B an. Jeweils einer der beiden auch in 2A sichtbaren Gleichstrom-Steckkontakte 11 ist an einem der beiden Brückenelemente 10A, 10B befestigt und elektrisch leitend damit verbunden.For electrical connection of each of the two cables 2 on one of the two bridge elements 10A , 10B is the respective connection end 23A , 23B electrically with the corresponding bridge element 10A , 10B connected, for example welded thereto, for example by means of ultrasonic welding. Furthermore, the (exposed) coolant line is located 22nd each of the cables 2 flat on the respective bridge element 10A , 10B at. One of the two also in 2A visible DC plug contacts 11 is on one of the two bridge elements 10A , 10B attached and electrically connected to it.

Jedes der Brückenelemente 10A, 10B stellt eine elektrische Verbindung zwischen einem elektrischen Leiter 21 von einem der Kabel 2 mit einem der Steckkontakte 11 her. Ferner steht jedes der Brückenelemente 10A, 10B mit der jeweiligen Kühlmittelleitung 22 in flächiger Anlage. Die Brückenelemente 10A, 10B sind somit durch in den Kühlmittelleitungen strömendes Kühlmittel kühlbar. Vorliegend dient eine der Kühlmittelleitungen 22 als Zulauf, die andere der Kühlmittelleitung 22 als Ablauf.Each of the bridge elements 10A , 10B establishes an electrical connection between an electrical conductor 21st from one of the cables 2 with one of the plug contacts 11 here. Furthermore, each of the bridge elements is standing 10A , 10B with the respective coolant line 22nd in two-dimensional system. The bridge elements 10A , 10B can thus be cooled by the coolant flowing in the coolant lines. One of the coolant lines is used here 22nd as the inlet, the other for the coolant line 22nd as a process.

Weitere Details der Brückenelemente 10A, 10B werden nachfolgend im Zusammenhang mit den 7A bis 8B erläutert werden.Further details of the bridge elements 10A , 10B are described below in connection with the 7A to 8B explained.

3A und 3B zeigen ferner einen Kühlkörper 12, an welchen beide Kühlmittelleitungen 22 angeschlossen sind. Ferner sind die Brückenelemente 10A, 10B in jeweils eine Aufnahme des Kühlkörpers 12 eingesteckt. Weitere Details des Kühlkörpers 12 werden nachfolgend im Zusammenhang mit den 9A bis 9E erläutert werden. 3A and 3B also show a heat sink 12th on which both coolant lines 22nd are connected. Furthermore, the bridge elements 10A , 10B in each of a receptacle of the heat sink 12th plugged in. More details of the heat sink 12th are described below in connection with the 9A to 9E explained.

4A und 4B zeigen eine der beiden Brückenelemente 10A, 10B mit dem zugeordneten Kabel 2. Es ist zu erkennen, dass die Kühlmittelleitung 22 des Kabels 2 am Brückenelement 10A befestigt ist, vorliegend mittels zwei Schellen 14, die mit jeweils einer Schraube 15 an das Brückenelement 10A geschraubt sind. Hierdurch wird die Kühlmittelleitung 22 sicher am Brückenelement 10A gehalten und zudem dagegen gepresst, was eine besonders gute Wärmeleitung zwischen den Kühlmittelleitungen 22 und den Brückenelementen 10A, 10B ermöglicht. 4A and 4B show one of the two bridge elements 10A , 10B with the assigned cable 2 . It can be seen that the coolant line 22nd of the cable 2 on the bridge element 10A is attached, in the present case by means of two clamps 14th each with one screw 15th to the bridge element 10A are screwed. This causes the coolant line 22nd safe on the bridge element 10A held and also pressed against it, which ensures particularly good heat conduction between the coolant lines 22nd and the bridge elements 10A , 10B enables.

5 zeigt die andere der beiden Brückenelemente 10A, 10B. Insbesondere im Vergleich mit 4A und 4B wird deutlich, dass bei dem in 4A und 4B gezeigten Brückenelement 10A das Anschlussende 23A und die Kühlmittelleitung 22 an gegenüberliegenden Seiten des Brückenelements 10A am Brückenelement 10A anliegen. Bei der in 5 gezeigten anderen Brückenelement 10B des Steckverbinderteils 1 liegen das Anschlussende 23B und die Kühlmittelleitung 22 an derselben Seite des Brückenelements 10B am Brückenelement 10B an. 5 shows the other of the two bridge elements 10A , 10B . Especially when compared to 4A and 4B it becomes clear that the in 4A and 4B shown bridge element 10A the connection end 23A and the coolant line 22nd on opposite sides of the bridge element 10A on the bridge element 10A issue. At the in 5 other bridge element shown 10B of the connector part 1 are the connection end 23B and the coolant line 22nd on the same side of the bridge element 10B on the bridge element 10B at.

6A und 6B zeigen am Beispiel des in 5 gezeigten Brückenelements 10B, wie die Kühlmittelleitung 22, im gezeigten Beispiel konkret mittels Schelle 14 und Schraube 15, am Brückenelement 10B befestigt ist. Die Brückenelemente 10A, 10B weisen hierzu insbesondere eine Kühlleitungsaufnahme 103 auf, die im Wesentlichen denselben Radius aufweist wie die Kühlmittelleitung 22. 6A and 6B show using the example of the in 5 bridge element shown 10B such as the coolant line 22nd , in the example shown specifically using a clamp 14th and screw 15th , on the bridge element 10B is attached. The bridge elements 10A , 10B have a cooling line receptacle for this purpose 103 which has substantially the same radius as the coolant line 22nd .

7A und 7B zeigen eines der Brückenelemente 10A, 10B. Insbesondere in den Ansichten der 7A und 7B ist zu erkennen, dass die Brückenelemente 10A einen Grundkörper 101 aufweist, an dem eine plane Anschlussfläche 102 zum Anschluss der elektrischen Leitung 21 des entsprechenden Kabels 2 ausgebildet ist. Konkret ist das entsprechende Anschlussende 23A (z.B. aus Kupfer) damit verschweißbar, wobei alternativ denkbar ist, anstelle einer Planfläche als Anschlussfläche 102 eine montierte Buchse für einen Crimpanschluss vorzusehen. Gegenüber der Anschlussfläche 102 bildet der Grundkörper 101 die Kühlleitungsaufnahme 103 aus. Die Kühlleitungsaufnahme 103 ist als konkave, nutartig längserstreckte Ausnehmung gestaltet, die den Querschnitt eines Kreisabschnittes aufweist. Der Radius der Kühlleitungsaufnahme 103 ist auf den Durchmesser der Kühlmittelleitung 22 abgestimmt. Ein optional verbleibender Restspalt zwischen der Kühlmittelleitung 22 und dem Brückenelement 10A kann zusätzlich mit einem wärmeleitenden Medium, z.B. einem Wärmeleitkleber, gefüllt werden bzw. sein. Dies dient dazu, einen besonders effizienten Wärmeübergang zur Kühlung zwischen dem Brückenelement 10A und der Kühlmittelleitung 22 zu realisieren. 7A and 7B show one of the bridge elements 10A , 10B . In particular in the views of the 7A and 7B it can be seen that the bridge elements 10A a base body 101 has on which a flat connection surface 102 for connecting the electrical line 21st of the corresponding cable 2 is trained. The corresponding connection end is concrete 23A (eg made of copper) can be welded to it, it being alternatively conceivable instead of a flat surface as a connection surface 102 to provide a mounted socket for a crimp connection. Opposite the connection surface 102 forms the main body 101 the cooling line intake 103 out. The cooling line intake 103 is designed as a concave, groove-like elongated recess which has the cross section of a segment of a circle. The radius of the cooling line intake 103 is based on the diameter of the coolant line 22nd Voted. An optional remaining gap between the coolant line 22nd and the bridge element 10A can additionally be or be filled with a thermally conductive medium, for example a thermally conductive adhesive. This serves to ensure a particularly efficient heat transfer for cooling between the bridge element 10A and the coolant line 22nd to realize.

Im Grundkörper 101 sind ferner mehrere, hier zwei Schraublöcher 104 zur Montage der Schellen 14 ausgebildet. Vom Grundkörper 101 steht ein Steckkontaktanschluss 105 ab, vorliegend in einer Richtung senkrecht zur Hauptersteckungsebene des Grundkörpers 101. Am Steckkontaktanschluss 105 ist ein Durchgangsloch, hier in Form einer Bohrung 106 ausgebildet. An der Bohrung 106 ist der entsprechende Steckkontakt 11 montierbar, z.B. damit verschweißbar oder verschraubbar.In the basic body 101 there are also several, here two screw holes 104 for mounting the clamps 14th educated. From the basic body 101 there is a plug contact connection 105 ab, in the present case in a direction perpendicular to the main plane of the main body 101 . At the plug contact connection 105 is a through hole, here in the form of a bore 106 educated. At the hole 106 is the corresponding plug contact 11 mountable, eg weldable or screwable with it.

Des Weiteren steht vom Grundkörper 101 unter einem stumpfen Winkel eine Wärmebrücke 100A ab. Die Wärmebrücke 100A ist stabförmig.Furthermore stands from the base body 101 a thermal bridge at an obtuse angle 100A from. The thermal bridge 100A is rod-shaped.

8A und 8B zeigen das andere der Brückenelemente 10A, 10B. Dieses Brückenelement 10B ist ähnlich zum Brückenelement 10A gemäß 7A und 7B ausgebildet. Im Unterschied dazu ist die Anschlussfläche 102 des Brückenelements 10B allerdings an derselben Seite ausgebildet wie die Kühlleitungsaufnahme 103. Ferner erstreckt sich die Wärmebrücke 100B in derselben Ebene wie der Grundkörper 101. Der Steckkontaktanschluss 105 des Brückenelements 10B gemäß 8A und 8B ist angrenzend an die Wärmebrücke 100B und beabstandet von der Kühlleitungsaufnahme 103 angeordnet. Der Steckkontaktanschluss 105 des Brückenelements 10A gemäß 7A und 7B ist beabstandet von der Wärmebrücke 100A und angrenzend an die Kühlleitungsaufnahme 103 angeordnet. 8A and 8B show the other of the bridge elements 10A , 10B . This bridge element 10B is similar to the bridge element 10A according to 7A and 7B educated. The difference is the connection surface 102 of the bridge element 10B however, formed on the same side as the cooling line receptacle 103 . The thermal bridge also extends 100B in the same plane as the main body 101 . The plug contact connection 105 of the bridge element 10B according to 8A and 8B is adjacent to the thermal bridge 100B and at a distance from the cooling line receptacle 103 arranged. The plug contact connection 105 of the bridge element 10A according to 7A and 7B is at a distance from the thermal bridge 100A and adjacent to the cooling line receptacle 103 arranged.

Die Brückenelemente 10A, 10B sind massive, flächig ausgeprägte Teile aus thermisch und elektrisch gut leitfähigem Material, z.B. Kupfer. Die Brückenelemente 10A, 10B weisen einen Querschnitt auf, der die Leitung hoher Ströme erlaubt. Beispielsweise weisen die Brückenelemente an zumindest einer Stelle einen Querschnitt senkrecht zur Längserstreckungsrichtung mit einer Breite und Höhe auf, deren Verhältnis nicht größer als 3:1 oder 4:1 ist.The bridge elements 10A , 10B are massive, flat parts made of thermally and electrically good conductive material, e.g. copper. The bridge elements 10A , 10B have a cross-section that allows the conduction of high currents. For example, the bridge elements have a cross section perpendicular to the direction of longitudinal extension at at least one point with a width and height whose ratio is not greater than 3: 1 or 4: 1.

9A bis 9E zeigen den Kühlkörper 12 sowie zwei Wärmeleitelemente 13. 9A to 9E show the heat sink 12th as well as two heat conducting elements 13th .

Der Kühlkörper 12 umfasst einen Grundkörper 122, der Aufnahmen zur Verbindung mit jeweils einem Schlauchanschluss 121 aufweist. Die Aufnahmen stehen in Fluidverbindung mit einem Kanal, der im verschlossenen Zustand gemeinsam mit einem Deckel 123 den Kühlmittelkanal 120 ausbildet. An die Schlauchanschlüsse 121 sind die beiden Kühlmittelleitungen 22 anschließbar, sodass sie über den Kühlmittelkanal 120 miteinander in Fluidverbindung stehen. Eine Dichtung 124 dichtet den Deckel 123 gegenüber dem Grundkörper 122 ab. Schrauben 126 oder andere Befestigungselemente sichern den Deckel 123 am Grundkörper 122.The heat sink 12th comprises a base body 122 , the recordings for connection with one hose connection each 121 having. The receptacles are in fluid connection with a channel, which in the closed state together with a cover 123 the coolant duct 120 trains. To the hose connections 121 are the two coolant lines 22nd can be connected so that they can be connected via the coolant duct 120 are in fluid communication with each other. A seal 124 seals the lid 123 compared to the base body 122 from. Screws 126 or other fasteners secure the lid 123 on the main body 122 .

Der Grundkörper 122 und der Deckel 123 weisen jeweils zwei zueinander parallele Planflächen 127 auf. Jede der Planflächen 127 steht in flächiger Anlage mit einem Wärmeleitelement 13. Eine Montageklammer 125 klemmt die Wärmeleitelemente 13 gegen den Grundkörper 122 und den Deckel 123.The basic body 122 and the lid 123 each have two mutually parallel plane surfaces 127 on. Each of the planar surfaces 127 stands in flat contact with a heat conducting element 13th . A mounting bracket 125 clamps the heat conducting elements 13th against the main body 122 and the lid 123 .

In den Wärmeleitelementen 13 ist jeweils eine Wärmebrücke 100A, 100B von einem der beiden Brückenelemente 10A, 10B aufgenommen. Konkret weisen die Wärmeleitelemente hierzu jeweils einen Schachtabschnitt 130 auf, der endseitig verschlossen ist. Die Wärmeleitelemente 13 sind jeweils aus einem Wärmeleiter hergestellt, der zugleich ein elektrischer Isolator ist z.B. aus Aluminiumnitridkeramik. Somit werden die Brückenelemente 10A, 10B vom Kühlkörper 12 elektrisch isoliert.In the heat conducting elements 13th is a thermal bridge 100A , 100B from one of the two bridge elements 10A , 10B recorded. Specifically, the heat conducting elements each have a shaft section for this purpose 130 on, which is closed at the end. The heat conducting elements 13th are each made of a heat conductor, which is also an electrical insulator, e.g. made of aluminum nitride ceramic. Thus the bridge elements 10A , 10B from the heat sink 12th electrically isolated.

Ferner weisen die Wärmeleitelemente 13 jeweils einen Flächenabschnitt 131 auf, der sich in einer Ebene erstreckt, die senkrecht zur Längserstreckungsrichtung des jeweiligen Schachtabschnitts 130 verläuft. Hierdurch kann eine besonders sichere elektrische Isolation erzielt werden. Die Wärmeleitelemente 13 bewirken eine galvanische Trennung der Brückenelemente 10A, 10B vom Kühlkörper 12.Furthermore, the heat conducting elements 13th each a surface section 131 which extends in a plane which is perpendicular to the direction of longitudinal extension of the respective shaft section 130 runs. In this way, particularly reliable electrical insulation can be achieved. The heat conducting elements 13th cause a galvanic separation of the bridge elements 10A , 10B from the heat sink 12th .

Vorliegend sind die Wärmeleitelemente 13 jeweils in Form einer Kappe oder eines Huts ausgebildet. Die Flächenabschnitte 131 sind in Form einer Krempe ausgebildet.Here are the heat conducting elements 13th each in the form of a cap or a hat. The surface sections 131 are designed in the form of a brim.

Die Brückenelemente 10A, 10B sind somit an zwei Stellen durch Kühlmittel, welches durch die Kühlmittelleitungen 22 strömt, kühlbar, nämlich sowohl über die Kühlleitungsaufnahmen 103 als auch über die Wärmebrücken 100A, 100B, was eine besonders wirkungsvolle Kühlung auf einem kleinen Raum ermöglicht. Der gesamte Teil der Brückenelemente 10A, 10B, welcher sich zwischen Steckkontakt 11 und Anschlussfläche 102 befindet, wird im Betrieb vom Laststrom durchsetzt und dementsprechend erwärmt. Der massive und damit gut wärmeleitende Querschnitt der Brückenelemente 10A, 10B führt die entstehende Wärme gut zu diesen Wärmeübergängen ab.The bridge elements 10A , 10B are thus in two places through coolant, which through the coolant lines 22nd flows, coolable, namely both via the cooling line receptacles 103 as well as over the thermal bridges 100A , 100B , which enables particularly effective cooling in a small space. The entire part of the bridge elements 10A , 10B , which is between the plug contact 11 and connection surface 102 is located, is penetrated by the load current during operation and heated accordingly. The massive and therefore highly thermally conductive cross-section of the bridge elements 10A , 10B conducts the resulting heat well to these heat transfers.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
SteckverbinderteilConnector part
10A, 10B10A, 10B
BrückenelementBridge element
100A, 100B100A, 100B
WärmebrückeThermal bridge
101101
GrundkörperBase body
102102
AnschlussflächeConnection surface
103103
KühlleitungsaufnahmeCooling line intake
104104
SchraublochScrew hole
105105
Steckkontaktanschluss (Verbindungsabschnitt)Plug contact connection (connecting section)
106106
Bohrungdrilling
1111
SteckkontaktPlug contact
1212
KühlkörperHeat sink
120120
KühlmittelkanalCoolant duct
121121
SchlauchanschlussHose connection
122122
GrundkörperBase body
123123
Deckelcover
124124
Dichtungpoetry
125125
MontageklammerMounting bracket
126126
Schraubescrew
127127
PlanflächeFlat surface
1313
WärmeleitelementHeat conducting element
130130
SchachtabschnittShaft section
131131
FlächenabschnittArea segment
1414th
Schelleclamp
1515th
Schraubescrew
1616
Gehäusecasing
22
Kabelelectric wire
2121st
elektrische Leitungelectrical line
2222nd
KühlmittelleitungCoolant line
23A, 23B23A, 23B
AnschlussendeConnection end
33
GegensteckverbinderteilMating connector part
44th
Fahrzeugvehicle
4040
KühlmittelkreislaufCoolant circuit
4141
GleichstromnetzDC network
55
LadestationCharging station

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016105311 A1 [0004]DE 102016105311 A1 [0004]
  • DE 102016107409 A1 [0004]DE 102016107409 A1 [0004]

Claims (17)

Steckverbinderteil (1) zur Verbindung mit einem Gegensteckverbinderteil (3), mit - zumindest einem Brückenelement (10A, 10B) mit einer Kühlleitungsaufnahme (103) zur wärmeleitenden Anlage mit einer Kühlmittelleitung (22) eines Kabels (2), - einem am Brückenelement (10A, 10B) vorgesehenen und mit einer elektrischen Leitung (21) des Kabels (2) elektrisch verbindbaren Steckkontakt (11) und - einem Kühlkörper (12), der mit dem Brückenelement (10A, 10B) in wärmeleitender Verbindung steht und der einen Kühlmittelkanal (120) ausbildet, an den die Kühlmittelleitung (22) anschließbar ist.Connector part (1) for connection to a mating connector part (3) with - At least one bridge element (10A, 10B) with a cooling line receptacle (103) for the heat-conducting system with a coolant line (22) of a cable (2), - A plug contact (11) provided on the bridge element (10A, 10B) and electrically connectable to an electrical line (21) of the cable (2) and - A heat sink (12) which is in a thermally conductive connection with the bridge element (10A, 10B) and which forms a coolant channel (120) to which the coolant line (22) can be connected. Steckverbinderteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenelement (10A, 10B) dazu ausgebildet ist, elektrische Ströme von 200 A oder mehr zu leiten.Connector part (1) Claim 1 , characterized in that the bridge element (10A, 10B) is designed to conduct electrical currents of 200 A or more. Steckverbinderteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenelement (10A, 10B) mit dem Steckkontakt (11) elektrisch verbunden ist.Connector part (1) Claim 1 or 2 , characterized in that the bridge element (10A, 10B) is electrically connected to the plug contact (11). Steckverbinderteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenelement (10A, 10B) einstückig ausgebildet ist.Plug connector part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the bridge element (10A, 10B) is formed in one piece. Steckverbinderteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitungsaufnahme (103) des Brückenelements (10A, 10B) als konkave, längserstreckte Ausnehmung ausgebildet ist.Plug connector part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling line receptacle (103) of the bridge element (10A, 10B) is designed as a concave, elongated recess. Steckverbinderteil (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlleitungsaufnahme (103) senkrecht zum Steckkontakt (11) ausgerichtet ist.Connector part (1) Claim 5 , characterized in that the cooling line receptacle (103) is aligned perpendicular to the plug contact (11). Steckverbinderteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenelement (10A, 10B) einen Grundkörper (101) und eine vom Grundkörper (101) abstehende Wärmebrücke (100A, 100B) aufweist.Plug connector part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the bridge element (10A, 10B) has a base body (101) and a thermal bridge (100A, 100B) protruding from the base body (101). Steckverbinderteil (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch ein elektrisch isolierendes Wärmeleitelement (13), das die Wärmebrücke (100A, 100B) des Brückenelement (10A, 10B) aufnimmt und das in flächiger Anlage mit dem Kühlkörper (12) steht.Connector part (1) Claim 7 , characterized by an electrically insulating heat conducting element (13) which receives the heat bridge (100A, 100B) of the bridge element (10A, 10B) and which is in flat contact with the heat sink (12). Steckverbinderteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zwei Brückenelemente (10A, 10B), wobei beide Brückenelemente (10A, 10B) in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlkörper (12) stehen.Plug connector part (1) according to one of the preceding claims, characterized by two bridge elements (10A, 10B), both bridge elements (10A, 10B) being in a thermally conductive connection with the cooling body (12). Steckverbinderteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (12) einen Einlass und einen Auslass aufweist, wobei durch den Einlass in einer Einlassrichtung eingeleitetes Kühlmittel in einer Auslassrichtung aus dem Auslass strömt, die entgegen der Einlassrichtung gerichtet ist.Plug connector part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the cooling body (12) has an inlet and an outlet, wherein coolant introduced through the inlet in an inlet direction flows out of the outlet in an outlet direction which is directed opposite to the inlet direction. Steckverbinderteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbinderteil (1) als Fahrzeugladedose zum Hochleistungsgleichstromladen ausgebildet ist.Plug connector part (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the plug connector part (1) is designed as a vehicle charging socket for high-performance DC charging. Steckverbinderanordnung mit einem Steckverbinderteil (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Kabel (2), das eine elektrische Leitung (21) und eine Kühlmittelleitung (22) umfasst, wobei die elektrische Leitung (21) elektrisch an eine Anschlussfläche (102) des Brückenelements (10A, 10B) angeschlossen ist und die Kühlmittelleitung (22) in Anlage mit der Kühlleitungsaufnahme (103) des Brückenelements (10A, 10B) steht und an den Kühlmittelkanal (120) des Kühlkörpers (12) angeschlossen ist.Connector arrangement with a connector part (1) according to one of the preceding claims and a cable (2) which comprises an electrical line (21) and a coolant line (22), the electrical line (21) electrically connected to a connection surface (102) of the bridge element (10A, 10B) is connected and the coolant line (22) is in contact with the cooling line receptacle (103) of the bridge element (10A, 10B) and is connected to the coolant channel (120) of the heat sink (12). Steckverbinderanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Brückenelement (10A, 10B) an der Kühlleitungsaufnahme (103) und über die Wärmebrücke (100A, 100B) mittels durch die Kühlmittelleitung (22) strömendes Kühlmittel kühlbar ist.Connector arrangement according to Claim 12 , characterized in that the bridge element (10A, 10B) can be cooled on the cooling line receptacle (103) and over the heat bridge (100A, 100B) by means of coolant flowing through the coolant line (22). Steckverbinderanordnung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung (21) die Kühlmittelleitung (22) umgibt.Connector arrangement according to Claim 12 or 13th , characterized in that the electrical line (21) surrounds the coolant line (22). Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Leitung (21) über eine Schweißverbindung mit der Anschlussfläche (102) verbunden ist.Connector arrangement according to one of the Claims 12 to 14th , characterized in that the electrical line (21) is connected to the connection surface (102) via a welded connection. Steckverbinderanordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbinderteil (1) zwei Brückenelemente (10A, 10B) umfasst, wobei beide Brückenelemente (10A, 10B) in wärmeleitender Verbindung mit dem Kühlkörper (12) stehen, wobei zwei elektrische Leitungen (21) und zwei Kühlmittelleitungen (22) vorgesehen sind und wobei die elektrischen Leitungen (21) jeweils elektrisch an die Anschlussfläche (102) von einem der Brückenelemente (10A, 10B) angeschlossen sind und die Kühlmittelleitungen (22) jeweils in Anlage mit der Kühlleitungsaufnahme (103) von einem der Brückenelemente (10A, 10B) stehen und an den Kühlmittelkanal (120) des Kühlkörpers (12) angeschlossen sind.Connector arrangement according to one of the Claims 12 to 15th , characterized in that the connector part (1) comprises two bridge elements (10A, 10B), both bridge elements (10A, 10B) being in a thermally conductive connection with the heat sink (12), with two electrical lines (21) and two coolant lines (22 ) are provided and the electrical lines (21) are each electrically connected to the connection surface (102) of one of the bridge elements (10A, 10B) and the coolant lines (22) are each in contact with the cooling line receptacle (103) of one of the bridge elements ( 10A, 10B) and are connected to the coolant channel (120) of the heat sink (12). Brückenelement (10A; 10B) für das Steckverbinderteil (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, mit - einem Grundkörper (101), der eine Anschlussfläche (102) zum Anschluss einer elektrischen Leitung (21) eines Kabels (2) und eine Kühlleitungsaufnahme (103) zum wärmeleitenden Aufnehmen einer Kühlmittelleitung (22) des Kabels (2) aufweist, - einem Verbindungsabschnitt (105), über den die Anschlussfläche (102) und ein Steckkontakt (11) elektrisch miteinander in Verbindung stehen, und - einer vom Grundkörper (101) abstehenden Wärmebrücke (101; 100B).Bridge element (10A; 10B) for the connector part (1) according to one of the Claims 1 to 11 , With - a base body (101) which has a connection surface (102) for connecting an electrical line (21) of a cable (2) and a cooling line receptacle (103) for receiving a coolant line (22) of the cable (2) in a thermally conductive manner, - a connecting section ( 105), via which the connection surface (102) and a plug contact (11) are electrically connected to one another, and - a thermal bridge (101; 100B) protruding from the base body (101).
DE102019117649.2A 2019-07-01 2019-07-01 Actively cooled charging connector part Withdrawn DE102019117649A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019117649.2A DE102019117649A1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Actively cooled charging connector part
PCT/EP2020/064817 WO2021001093A1 (en) 2019-07-01 2020-05-28 Actively cooled charging connector part
DE112020003189.6T DE112020003189A5 (en) 2019-07-01 2020-05-28 Actively cooled charging connector part

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019117649.2A DE102019117649A1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Actively cooled charging connector part

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102019117649A1 true DE102019117649A1 (en) 2021-01-07

Family

ID=70922026

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102019117649.2A Withdrawn DE102019117649A1 (en) 2019-07-01 2019-07-01 Actively cooled charging connector part
DE112020003189.6T Pending DE112020003189A5 (en) 2019-07-01 2020-05-28 Actively cooled charging connector part

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112020003189.6T Pending DE112020003189A5 (en) 2019-07-01 2020-05-28 Actively cooled charging connector part

Country Status (2)

Country Link
DE (2) DE102019117649A1 (en)
WO (1) WO2021001093A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022108334A1 (en) 2022-04-06 2023-10-12 Lisa Dräxlmaier GmbH CONDUCT RAIL WITH RECEPTACLE FOR COOLING
EP4287409A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-06 Aptiv Technologies Limited Electrical connector for connecting high voltage power cable comprising electrical conductor to electrical terminal

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021123488A1 (en) * 2021-09-10 2023-03-16 Auto-Kabel Management Gmbh Connection arrangement, charging socket and connection arrangement and charging socket system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE395367C (en) * 1924-05-08 Elektra G M B H Air-cooled plug contact
US20150217654A1 (en) * 2014-02-05 2015-08-06 Tesla Motors, Inc. Cooling of charging cable
DE102016204895A1 (en) * 2016-03-23 2017-09-28 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Power contact system for a charging plug and / or a charging socket, charging plug and charging station for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy
DE102016107409A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Connector part with a cooled contact element
US20190074620A1 (en) * 2016-03-22 2019-03-07 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Plug connector part with a cooled contact element
WO2019239262A1 (en) * 2018-06-13 2019-12-19 Te Connectivity Corporation Charging system with cooling tube

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI990209A (en) * 1999-02-03 2000-08-04 Abb Industry Oy Liquid cooled conduit
DE102016105361B4 (en) * 2016-03-22 2018-02-01 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Connector part with a cooled contact element
DE102017103271A1 (en) * 2017-02-17 2018-08-23 Benteler Automobiltechnik Gmbh Electrical charging arrangement and motor vehicle

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE395367C (en) * 1924-05-08 Elektra G M B H Air-cooled plug contact
US20150217654A1 (en) * 2014-02-05 2015-08-06 Tesla Motors, Inc. Cooling of charging cable
US20190074620A1 (en) * 2016-03-22 2019-03-07 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Plug connector part with a cooled contact element
DE102016204895A1 (en) * 2016-03-23 2017-09-28 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Power contact system for a charging plug and / or a charging socket, charging plug and charging station for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy
DE102016107409A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Connector part with a cooled contact element
WO2019239262A1 (en) * 2018-06-13 2019-12-19 Te Connectivity Corporation Charging system with cooling tube

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022108334A1 (en) 2022-04-06 2023-10-12 Lisa Dräxlmaier GmbH CONDUCT RAIL WITH RECEPTACLE FOR COOLING
EP4287409A1 (en) * 2022-06-03 2023-12-06 Aptiv Technologies Limited Electrical connector for connecting high voltage power cable comprising electrical conductor to electrical terminal

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021001093A1 (en) 2021-01-07
DE112020003189A5 (en) 2022-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3512736B1 (en) Plug connector part having cooled contact elements for charging electrical vehicles
DE102016204895B4 (en) Charging connector with a power contact system and charging station for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy
EP3433903A1 (en) Plug connector part with a cooled contact element
WO2021001093A1 (en) Actively cooled charging connector part
DE102020108175A1 (en) CABLE HEAT EXCHANGER FOR A POWER CONNECTOR
EP4139984A1 (en) Cooling system for busbars
DE102016206300B4 (en) CHARGING PLUG AND CHARGING STATION FOR DELIVERING ELECTRICAL ENERGY TO A RECEIVER OF ELECTRICAL ENERGY
DE102018104536A1 (en) FIXED PART OF A CONNECTOR
DE102021101528A1 (en) High current module for charging connector part
DE102012216694A1 (en) Electrical contact bush used in electrical contact system, has main electrical conduit that is electrically connected to electrically conductive housing, and heat-conducting element that is designed to remove heat from bush main unit
DE102018202128A1 (en) Electrical connection unit and battery system
DE102020102219A1 (en) Charging connector for a charging cable for connection to a motor vehicle and motor vehicle and charging system
DE102018112596B3 (en) Protective earthing and cooling system for a charging plug, charging plug and charging station for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy
DE102007055320B3 (en) Electrical plug contact of an electric drive system
DE102017113920B4 (en) Charge port cooler and vehicle with charge port cooler
DE102019120470A1 (en) Connector with insulation monitoring
DE102011079394A1 (en) Energy storage module
DE102016108823B4 (en) Assembly for transmitting an electrical current, in particular for a charging system for charging an electrically powered vehicle
DE10021907B4 (en) Fuel cell system with a fuel cell stack with integrated polarity reversal protection diode
DE202009007819U1 (en) High voltage socket and high voltage device comprising such a socket
WO2022122292A1 (en) Cooling module for a plug connector part, and plug connector part
DE102013219601A1 (en) Electrically driven vehicle with an insulated busbar
EP3756933B1 (en) Charging connector and charging connection system
DE102007055235B3 (en) Electrical plug contact of an electric drive system
DE102022124506A1 (en) Charging connectors for electric and hybrid vehicles

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R118 Application deemed withdrawn due to claim for domestic priority