DE102022100067A1 - MODULAR SYSTEM FOR MANUFACTURING DIFFERENT VARIANTS OF CHARGING SOCKET ELEMENTS, METHOD FOR MANUFACTURING A CHARGING SOCKET ELEMENT, CHARGING SOCKET ELEMENT AND CHARGING CABLE UNIT - Google Patents
MODULAR SYSTEM FOR MANUFACTURING DIFFERENT VARIANTS OF CHARGING SOCKET ELEMENTS, METHOD FOR MANUFACTURING A CHARGING SOCKET ELEMENT, CHARGING SOCKET ELEMENT AND CHARGING CABLE UNIT Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Baukastensystem und ein Verfahren zum Herstellen unterschiedlicher Varianten (A, B) von Ladesteckelementen (1, 1A, 1B), mittels derer ein Bordnetz (30) eines Kraftfahrzeugs (20) und eine elektrische Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Kraftfahrzeugenergiespeichers miteinander koppelbar sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Ladesteckelement sowie eine Ladekabeleinheit. Das Baukastensystem umfasst Varianten (3A, 3B) von Adaptern (3), die jeweils eine adaptervariantenspezifische Stromschienenanordnung (8) aufweisen, mittels derer elektrische Kontaktelemente (5), die gemäß einem Kontaktelementlayout angeordnet sind, und jeweils korrespondierende Kabelverbindungselemente (7) desselben Adapters (3, 3A, 3B), die gemäß einem Kabelverbindungselementlayout (10) angeordnet sind, elektrisch leitend miteinander verbunden sind, wobei die Adaptervarianten (3, 3A, 3B) des Baukastensystems unterschiedliche Kontaktelementlayouts (6, 6A, 6B) und ein gemeinsames, gleiches Kabelverbindungselementlayout (10) aufweisen.The invention relates to a modular system and a method for producing different variants (A, B) of charging plug elements (1, 1A, 1B), by means of which an on-board network (30) of a motor vehicle (20) and an electric charging device for charging an electric motor vehicle energy store can be coupled to one another are. The invention also relates to a plug-in charging element and a charging cable unit. The modular system includes variants (3A, 3B) of adapters (3), each of which has an adapter variant-specific busbar arrangement (8), by means of which electrical contact elements (5), which are arranged according to a contact element layout, and corresponding cable connecting elements (7) of the same adapter ( 3, 3A, 3B), which are arranged according to a cable connection element layout (10), are electrically connected to one another, the adapter variants (3, 3A, 3B) of the modular system having different contact element layouts (6, 6A, 6B) and a common, identical cable connection element layout (10) have.
Description
Technisches Gebiettechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Baukastensystem zum Herstellen unterschiedlicher Varianten von Ladesteckelementen. Mittels solcher Ladesteckelemente sind ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs und eine elektrische Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Kraftfahrzeugenergiespeichers miteinander koppelbar. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren mittels dessen unter Nutzung des Baukastensystems ein solches Ladesteckelement hergestellt wird. Überdies betrifft die Erfindung ein Ladesteckelement, das mittels des Verfahrens, bei dem das Baukastensystem zum Einsatz kommt, hergestellt wurde. Zudem wird gemäß der Erfindung eine Ladekabeleinheit vorgeschlagen, die das Ladesteckelement aufweist.The present invention relates to a modular system for producing different variants of charging plug elements. A vehicle electrical system of a motor vehicle and an electric charging device for charging an electric motor vehicle energy store can be coupled to one another by means of such plug-in charging elements. Furthermore, the invention relates to a method by means of which such a plug-in charging element is produced using the modular system. Furthermore, the invention relates to a charging plug element that was produced by means of the method in which the modular system is used. In addition, according to the invention, a charging cable unit is proposed which has the charging plug element.
Stand der TechnikState of the art
Die Elektrifizierung des Individualverkehrs wird heutzutage immer weiter vorangetrieben. Insbesondere Hybridkraftfahrzeuge und reinelektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge gewinnen immer mehr an Bedeutung. Das Kraftfahrzeug weist einen Energiespeicher auf - ein sogenannten Traktionsakkumulator - der mit einem Bordnetz elektrisch kontaktiert oder kontaktierbar ist. Das Bordnetz umfasst eine Ladeschnittstelle, über die der Kraftfahrzeugenergiespeicher mit einer Ladevorrichtung, etwa einer Ladesäule, einer Ladeinfrastuktur koppelbar ist. Hierzu kommt üblicherweise eine Ladekabeleinheit zum Einsatz, die einerseits ein mit der Ladeschnittstelle des Kraftfahrzeugs korrespondierendes Steckelement und andererseits ein mit der Ladesäule korrespondierendes Steckelement aufweist. Für eine sichere Bedienung und um ein fehlerhaftes Einstecken der Ladekabeleinheit in die Ladeschnittstelle und in die Ladesäule zu vermeiden, weisen die Steckelemente spezielle Kontaktelementlayouts und/oder Steckelementkulissen auf, sodass die Steckelemente nur in der richtigen Ausrichtung mit der Ladeschnittstelle und der Ladesäule verbunden werden können. Jedoch haben sich im Laufe der Zeit je nach Einsatzzweck, Einsatzregion, Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeugenergiespeichers etc. unterschiedliche Kontaktelementlayouts und Steckelementkulissen durchgesetzt, zum Beispiel Typ 1 US, Typ 2 EU, Typ China GBT etc. Daher müssen Hersteller von Kraftfahrzeugbordnetzen und/oder Ladekabeleinheiten eine Vielzahl von unterschiedlichen Ladekabeleinheiten mit unterschiedlichen Kontaktelementlayouts und unterschiedlichen Steckelementkulissen herstellen, um die entsprechenden Märkte bedienen zu können.The electrification of private transport is being pushed ever further these days. In particular, hybrid motor vehicles and motor vehicles that can be driven purely electrically are becoming increasingly important. The motor vehicle has an energy store--a so-called traction accumulator--which is or can be electrically contacted with an on-board network. The vehicle electrical system includes a charging interface, via which the motor vehicle energy store can be coupled to a charging device, such as a charging station, a charging infrastructure. A charging cable unit is usually used for this purpose, which on the one hand has a plug-in element that corresponds to the charging interface of the motor vehicle and on the other hand has a plug-in element that corresponds to the charging station. For safe operation and to avoid incorrect plugging of the charging cable unit into the charging interface and into the charging station, the plug-in elements have special contact element layouts and/or plug-in element links, so that the plug-in elements can only be connected to the charging interface and the charging station in the correct alignment. However, over time, depending on the intended use, region of use, performance of the motor vehicle energy storage device, etc., different contact element layouts and plug-in element layouts have become established, for
Die Ladekabeleinheiten werden derzeit unter Einsatz eines besonders hohen Handarbeitsanteils gefertigt, um Einzelkabel eines Ladekabels der entsprechenden Ladekabeleinheit von Fall zu Fall dem zu fertigenden Kontaktelementlayout zuzuordnen und mit den zugehörigen Kontakten zu verbinden. Dies führt zu einem besonders aufwändigen Fertigungsprozess, was unter anderem ökonomisch ungünstig ist.The charging cable units are currently manufactured using a particularly high proportion of manual work in order to assign individual cables of a charging cable to the corresponding charging cable unit from case to case to the contact element layout to be manufactured and to connect them to the associated contacts. This leads to a particularly complex manufacturing process, which is economically unfavorable, among other things.
Beschreibung der ErfindungDescription of the invention
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Herstellung einer Vielzahl von Ladesteckelementvarianten zu vereinfachen.It is the object of the invention to simplify the production of a large number of charging plug element variants.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenständer der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche anzusehen. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart.This object is solved by the subject matter of the independent patent claims. Features, advantages and possible configurations that are presented in the description for one of the subject matter of the independent claims are to be regarded at least analogously as features, advantages and possible configurations of the respective subject matter of the other independent claims as well as any possible combination of the subject matter of the independent claims. Further possible configurations of the invention are disclosed in the dependent claims, the description and the figures.
Gemäß der Erfindung wird ein Baukastensystem zum Herstellen unterschiedlicher Varianten von Ladesteckelementen vorgeschlagen. Mittels des Ladesteckelements sind ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs und eine elektrische Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Kraftfahrzeugenergiespeichers miteinander koppelbar. Durch das Ladesteckelement ist ein Bestandteil einer Ladekabeleinheit gebildet, wobei die Ladekabeleinheit neben dem Ladesteckelement noch weitere Bestandteile umfasst, so zum Beispiel ein mehrere Einzelkabel aufweisendes Ladekabel, Dichtungselemente, ein Griffelement, Schutzkappen oder -deckel etc. According to the invention, a modular system for producing different variants of charging plug elements is proposed. A vehicle electrical system of a motor vehicle and an electric charging device for charging an electric motor vehicle energy store can be coupled to one another by means of the charging plug element. The charging plug element forms a component of a charging cable unit, with the charging cable unit comprising other components in addition to the charging plug element, for example a charging cable having several individual cables, sealing elements, a grip element, protective caps or covers, etc.
In bestimmungsgemäßer Einbaulage des Ladesteckelements weist die Ladekabeleinheit also das Ladesteckelement auf.In the intended installation position of the charging plug element, the charging cable unit therefore has the charging plug element.
In dem Baukastensystem sind unterschiedliche Varianten von Adaptern sortiert, wobei die jeweilige Adaptervariante eine adaptervariantenspezifische Stromschienenanordnung aufweist. Das Baukastensystem weist somit zwei oder mehr Adaptervarianten auf, die sich zumindest aufgrund der unterschiedlichen Stromschienenanordnungen voneinander unterscheiden. Das Baukastensystem weist insbesondere über die unterschiedlichen Adaptervarianten noch weitere Bauelemente auf, die zum Herstellen der Ladesteckelemente eingesetzt werden. Bei diesen Bauelementen handelt es sich etwa um unterschiedliche Kontaktelementvarianten, die sich hinsichtlich Form, Größe, Bauart (Buchse, Stecker) etc. voneinander unterscheiden. Weitere Bauelemente sind insbesondere unterschiedliche Dichtungselemente, unterschiedliche elektrische/elektronische Funktionsbauelementvarianten (Widerstände, Dioden etc.). Das Baukastensystem kann demnach alle zum Herstellen des Ladesteckelements erforderlichen Bauelemente aufweisen. Ferner ist es denkbar, dass das Baukastensystem zu einem Baukastensystem zum Herstellen von unterschiedlichen Varianten von Ladekabeleinheiten erweitert wird, wobei das Baukastensystem dann noch weitere Bauelemente umfasst, insbesondere unterschiedliche Ladekabelvarianten, unterschiedliche Griffelementvarianten, unterschiedliche Steckelemente etc. Das Baukastensystem weist dann alle zum Herstellen der Ladekabeleinheit erforderlichen Bauelemente auf.Different variants of adapters are sorted in the modular system, with the respective adapter variant having a busbar arrangement specific to the adapter variant. The modular system thus has two or more adapter variants, which differ from one another at least because of the different busbar arrangements. The modular system has additional components, in particular via the different adapter variants, which are used to produce the charging plug elements. These components are about different contact element variants that differ in terms of shape, size, design (socket, Ste cker) etc. differ from each other. Further components are, in particular, different sealing elements, different electrical/electronic functional component variants (resistors, diodes, etc.). The modular system can therefore have all the components required to produce the charging plug element. It is also conceivable for the modular system to be expanded into a modular system for producing different variants of charging cable units, with the modular system then comprising further components, in particular different charging cable variants, different grip element variants, different plug-in elements, etc. The modular system then has everything for producing the charging cable unit required components.
Der Adapter weist elektrische Kontaktelemente auf, die gemäß einem - beispielsweise aufgrund einer Einsatz- oder Zulassungsregion, eines Einsatzzwecks, einer Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeugenergiespeichers - vorgegebenen Kontaktelementlayout an einer Steckelementseite des entsprechenden Adapters angeordnet sind. Ferner weist derselbe Adapter Kabelverbindungselemente auf, die gemäß einem vorgegebenen Kabelverbindungselementlayout an einer der Steckelementseite gegenüberliegenden Kabelverbindungsseite des Adapters angeordnet sind. Bei der Ladekabeleinheit, die den Adapter aufweist, sind die Einzelkabel des Ladekabels an der Kabelverbindungsseite des Adapters angeschlossen. Dabei korrespondiert die Steckelementseite des Adapters, durch welche insbesondere eine Steckelementseite der Ladekabeleinheit gebildet ist, mit einem Steckelement einer anderen Ladekabeleinheit.The adapter has electrical contact elements which are arranged on a plug-in element side of the corresponding adapter according to a predetermined contact element layout--for example due to a region of use or approval, a purpose of use, a performance of the motor vehicle energy store. Furthermore, the same adapter has cable connection elements which are arranged according to a predetermined cable connection element layout on a cable connection side of the adapter opposite the plug element side. In the charging cable unit that has the adapter, the individual cables of the charging cable are connected to the cable connection side of the adapter. In this case, the plug-in element side of the adapter, through which in particular a plug-in element side of the charging cable unit is formed, corresponds to a plug-in element of another charging cable unit.
Obschon vorstellbar ist, dass die Elementlayouts zueinander deckungsgleich sind, wodurch die Stromschienenanordnung besonders einfach gestaltet sein kann, unterscheiden die Elementlayouts sich in zumindest einer der Adaptervarianten voneinander. Das heißt, das Kabelverbindungselementlayout und das Kontaktierungselementlayout sind in zumindest einer der Adaptervarianten zueinander nicht deckungsgleich. Folglich ergibt sich an der Steckelementseite ein anderes Elementlayout als an der Kabelverbindungsseite. Mittels des Adapters bzw. mittels der entsprechenden Stromschienenanordnung werden dann die unterschiedlichen Elementlayouts übersetzt, sodass etwa an der Steckelementseite die Kontaktelemente gemäß einem nach einem Typ-1-US-Kontaktelementlayout angeordnet sind, wohingegen bei demselben Adapter an der Kabelverbindungsseite die Kabelverbindungselemente gemäß einem Typ-2-EU-Kabelverbindungselementlayout angeordnet sind.Although it is conceivable that the element layouts are congruent with one another, as a result of which the conductor rail arrangement can be designed in a particularly simple manner, the element layouts differ from one another in at least one of the adapter variants. This means that the cable connection element layout and the contacting element layout are not congruent with one another in at least one of the adapter variants. Consequently, there is a different element layout on the plug-in element side than on the cable connection side. The different element layouts are then translated by means of the adapter or by means of the corresponding busbar arrangement, so that the contact elements on the plug element side are arranged according to a
Mittels der jeweiligen adapterspezifischen Stromschienenanordnung sind die gemäß dem Kontaktelementlayout angeordneten Kontaktelemente des jeweiligen Adapters und die jeweils korrespondierenden, gemäß dem Kabelverbindungselementlayout angeordneten Kabelverbindungselemente desselben Adapters elektrisch leitend miteinander verbunden.The contact elements of the respective adapter arranged according to the contact element layout and the respective corresponding cable connection elements of the same adapter arranged according to the cable connection element layout are electrically conductively connected to one another by means of the respective adapter-specific busbar arrangement.
Um die unterschiedlichen Varianten der Ladesteckelemente, die sich je nach Einsatzzweck, Einsatzregion, Leistungsfähigkeit des Kraftfahrzeugenergiespeichers etc. zumindest hinsichtlich des Kontaktelementlayouts unterscheiden, mithilfe des Baukastensystems besonders einfach und/oder aufwandsarm herstellen zu können, weisen die Adaptervarianten des Baukastensystems unterschiedliche Kontaktelementlayouts und ein einziges gemeinsames, gleiches Kabelverbindungselementlayout auf. Mit anderen Worten variieren die Kontaktelementlayouts von Adaptervariante zu Adaptervariante, wohingegen eine Varianz der Kabelverbindungselementlayouts null ist. Das bedeutet, dass die Kabelverbindungselementlayouts von Adaptervariante zu Adaptervariante gleich sind. Bei dem einen einzigen Kabelverbindungselementlayout kann es sich zum Beispiel um ein herstellerspezifisch bestimmtes/festgelegtes Kabelverbindungselementlayout handeln.In order to be able to produce the different variants of the charging plug elements, which differ at least in terms of the contact element layout depending on the intended use, region of use, performance of the motor vehicle energy storage unit, etc., using the modular system in a particularly simple and/or inexpensive manner, the adapter variants of the modular system have different contact element layouts and a single common one , same cable connector layout on. In other words, the contact element layouts vary from adapter variant to adapter variant, whereas a variance in the cable connection element layouts is zero. This means that the cable connector layouts are the same from adapter variant to adapter variant. The one single cable connector layout can be, for example, a manufacturer-specific determined/specified cable connector layout.
Mittels der adaptervariantenspezifischen Stromschienenanordnungen werden also das von Variante zu Variante variierende Kontaktelementlayout und das von Variante zu Variante immer gleiche Kabelverbindungselementlayout elektrisch ineinander übersetzt. Da dabei das Kabelverbindungselementlayout immer gleich ist, ergeben sich Vorteile bei der Herstellung des Ladesteckelements und infolgedessen für die Herstellung der entsprechenden Ladekabeleinheit: Es wird in besonders vorteilhafter Weise eine Automatisierung von Herstellungsschritten ermöglicht, die bisher per Handarbeit erledigt werden mussten, insbesondere das Verbinden der Einzelkabel mit den zugehörigen Kabelverbindungselemente, die bisher je nach Kontaktelementlayout von Fall zu Fall unterschiedlich angeordnet waren. Durch das höherautomatisierte Herstellen wird zudem eine Qualität des Ladesteckelements und infolgedessen der Ladekabeleinheit durch den verringerten Handarbeitsanteil erhöht und auf konstant hohem Qualitätsniveau gehalten. Durch den hohen automatischen Anteil der Fertigung wird daneben ein fehlerhaftes Anschließen der Einzelkabel an falsche Kabelverbindungselemente nahezu ausgeschlossen. Somit sind eine Produktion von Fehlteilen und damit verbundene Ausschussware verhindert, was ökologisch günstig ist. Weiter vorteilhaft sind eine verringerte Prozessdauer und die damit einhergehenden ökonomischen Vorteile.The contact element layout, which varies from variant to variant, and the cable connection element layout, which is always the same from variant to variant, are thus electrically translated into one another by means of the adapter variant-specific busbar arrangements. Since the cable connection element layout is always the same, there are advantages in the production of the charging plug element and consequently for the production of the corresponding charging cable unit: It is possible in a particularly advantageous manner to automate production steps that previously had to be done manually, in particular the connection of the individual cables with the associated cable connection elements, which were previously arranged differently from case to case depending on the contact element layout. The more automated manufacture also increases the quality of the charging plug element and, as a result, the charging cable unit due to the reduced proportion of manual labor and keeps it at a constantly high level of quality. In addition, due to the high level of automation involved in production, incorrect connection of the individual cables to the wrong cable connection elements is virtually impossible. This prevents the production of missing parts and the associated rejects, which is ecologically beneficial. A reduced process duration and the associated economic advantages are also advantageous.
In einer Weiterbildung des Baukastensystems ist die Kabelverbindungsseite wenigstens einer der Adaptervarianten dazu ausgebildet, mit den Einzelkabeln eines kraftfahrzeuginternen Ladekabels des Bordnetzes elektrisch verbunden zu werden, wohingegen die Steckelementseite derselben Adaptervariante mit einem Steckelement einer kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheit korrespondiert. Demnach wird diese Adaptervariante zum Herstellen einer Ladeschnittstelle genutzt, die im oder am Kraftfahrzeug verbaut ist. Das Ladekabel ist in diesem Fall ein Bestandteil des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs, wobei mittels des Ladekabels bzw. mittels der Einzelkabel des Ladekabels die Ladeschnittstelle und der Kraftfahrzeugenergiespeicher elektrisch miteinander gekoppelt oder koppelbar sind. Hierdurch sind unterschiedliche Varianten von kraftfahrzeuginternen Ladekabeleinheiten besonders einfach bzw. aufwandsarm herstellbar.In a further development of the modular system, the cable connection side of at least one of the adapter variants is designed to be electrically connected to the individual cables of a vehicle-internal charging cable of the vehicle electrical system, whereas the plug-in element side of the same adapter variant corresponds to a plug-in element of a vehicle-external charging cable unit. Accordingly, this adapter variant is used to create a charging interface that is installed in or on the motor vehicle. In this case, the charging cable is part of the vehicle electrical system, the charging interface and the motor vehicle energy store being electrically coupled or capable of being coupled to one another by means of the charging cable or by means of the individual cables of the charging cable. As a result, different variants of charging cable units inside the motor vehicle can be produced particularly easily and with little effort.
In noch einer Weiterbildung des Baukastensystems ist die Kabelverbindungsseite wenigstens einer der Adaptervarianten dazu ausgebildet, mit den Einzelkabeln eines kraftfahrzeugexternen Ladekabels verbunden zu werden, wohingegen die Steckelementseite derselben Adaptervariante mit einem Steckelement einer kraftfahrzeuginternen Ladekabeleinheit, insbesondere mit der Ladeschnittstelle, korrespondiert. Demnach wird diese Adaptervariante zum Herstellen einer Ladekabeleinheit genutzt, die separat von dem Kraftfahrzeug, insbesondere separat von dessen Bordnetz, hergestellt ist. Hierdurch sind unterschiedliche Varianten von kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheiten (die insbesondere von einer Kundschaft vereinfacht als „Ladekabel“ bezeichnet werden können) unter Einsatz von besonders geringem Aufwand effizient herstellbar. Die Ladekabeleinheit verbindet ein Nutzer des Kraftfahrzeugs einerseits mit dem Kraftfahrzeug, also mit der Ladeschnittstelle, und andererseits mit der elektrischen Ladeinfrastruktur, also mit der Ladevorrichtung. So stellt der Nutzer eine elektrische Verbindung zwischen dem Kraftfahrzeugenergiespeicher und der Ladeinfrastruktur her, um dem Kraftfahrzeugenergiespeicher und/oder der Ladeinfrastruktur (etwa einem Stromnetz eines Energieversorgers) elektrische Energie bereitzustellen.In another development of the modular system, the cable connection side of at least one of the adapter variants is designed to be connected to the individual cables of a vehicle-external charging cable, whereas the plug-in element side of the same adapter variant corresponds to a plug-in element of a vehicle-internal charging cable unit, in particular to the charging interface. Accordingly, this adapter variant is used to produce a charging cable unit that is produced separately from the motor vehicle, in particular separately from its vehicle electrical system. As a result, different variants of vehicle-external charging cable units (which can be referred to in simplified terms as “charging cables” by customers in particular) can be produced efficiently using particularly little effort. The charging cable unit connects a user of the motor vehicle to the motor vehicle, ie to the charging interface, on the one hand, and to the electrical charging infrastructure, ie to the charging device, on the other. The user thus establishes an electrical connection between the motor vehicle energy store and the charging infrastructure in order to provide electrical energy to the motor vehicle energy store and/or the charging infrastructure (such as a power grid of an energy supplier).
Durch die beiden vorgenannten Weiterbildungen ist das Baukastensystem besonders flexibel und vielseitig einsetzbar, da sowohl unterschiedliche Varianten von kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheiten als auch unterschiedliche Varianten von kraftfahrzeuginternen Ladekabeleinheiten, insbesondere unterschiedliche Varianten von Bordnetzen bzw. Ladeschnittstellen, herstellbar sind.The two aforementioned developments make the modular system particularly flexible and versatile, since both different variants of vehicle-external charging cable units and different variants of vehicle-internal charging cable units, in particular different variants of vehicle electrical systems or charging interfaces, can be produced.
In weiterer Ausgestaltung des Baukastensystems ist/sind in die Stromschienenanordnung wenigstens einer der Adaptervarianten ein elektrisches und/oder elektronisches Funktionsbauelement oder mehr elektr(on)ische Funktionsbauelemente integriert. Bei dem (jeweiligen) Funktionsbauelement handelt es sich etwa um eine Diode, eine Leuchtdiode, einen Kondensator, einen ohmschen Widerstand etc., die zum Beispiel - wie in Weiterbildung des Baukastensystems vorgesehen - als ein jeweiliges oberflächenmontierbares oder oberflächenmontiertes elektrisches/elektronisches Bauelement bzw. SMD-Bauelement (SMD: surface mounted device) ausgebildet sind. Aufgrund der SMD-Bauweise ist das Funktionsbauelement besonders klein und dadurch besonders einfach in dem Ladesteckelement unterzubringen. Durch die Auswahl des entsprechenden Adapters, in dessen Stromschienenanordnung das Funktionsbauelement oder die Funktionsbauelemente integriert sind, wodurch die Stromschienenanordnung das Funktionsbauelement aufweist, entfällt in vorteilhafter Weise das manuelle Anordnen und elektrische Verbinden (zum Beispiel Einlöten) des jeweiligen Funktionsbauelements mit den entsprechenden Kontaktierungselementen und/oder Kabelverbindungselementen. Stattdessen wird, wenn das zu fertigende Ladesteckelement oder die zu fertigende Ladekabeleinheit eines oder mehr der Funktionsbauelemente aufweisen soll, die entsprechende Adaptervariante aus dem Baukastensystem ausgewählt.In a further refinement of the modular system, at least one of the adapter variants is/are integrated into the conductor rail arrangement, an electrical and/or electronic functional component or more electrical functional components. The (respective) functional component is, for example, a diode, a light-emitting diode, a capacitor, an ohmic resistor, etc., which, for example - as provided in a further development of the modular system - as a respective surface-mountable or surface-mounted electrical/electronic component or SMD -Component (SMD: surface mounted device) are formed. Due to the SMD design, the functional component is particularly small and therefore particularly easy to accommodate in the charging plug element. By selecting the appropriate adapter, in whose busbar arrangement the functional component or functional components are integrated, whereby the busbar arrangement has the functional component, the manual arrangement and electrical connection (for example soldering) of the respective functional component with the corresponding contacting elements and/or is advantageously eliminated cable connectors. Instead, if the charging plug element to be manufactured or the charging cable unit to be manufactured is to have one or more of the functional components, the corresponding adapter variant is selected from the modular system.
In weiterer Ausbildung handelt es sich bei dem Funktionsbauelement um einen ohmschen Widerstand, mittels dessen in einem bestimmungsgemäßen Betrieb des Adapters bzw. des Ladesteckelements oder der Ladekabeleinheit, etwa in einem Ladebetrieb, ein Kennwert eines elektrischen Ladevorgangs bereitstellbar ist. Bei dem Kennwert handelt es sich zum Beispiel um einen elektrischen Ladestrom, der maximal mittels der Ladekabeleinheit übertragbar ist, ohne dass es zu übermäßigen unerwünschten Nebeneffekten kommt, wie zu einer übermäßigen Erwärmung des Ladekabels. Über einen PP-Kontakt (PP: plug present - Stecker präsent) der Ladekabeleinheit wird vor oder im Ladebetrieb ermittelt, wie stark die angeschlossene Ladekabeleinheit belastet werden darf. Hierzu ist der ohmsche Widerstand zwischen dem PP-Kontakt und einem PE-Kontakt (PE: protective earth - Schutzleiter) eingebaut. Durch den Widerstandswert des in die Stromschienenanordnung integrierten ohmschen Widerstands, der sich aus einer vorgegebenen Gruppe von Widerstandswerten rekrutiert, wird charakterisiert, welchen Leitungsquerschnitt die Einzelkabel der Ladekabeleinheit haben, durch welchen eine Leistungsfähigkeit der Ladekabeleinheit beschränkt ist. Dabei sind unter anderem folgende Widerstandswerte möglich: 1,5 kΩ (Leitungsquerschnitt 1,5 mm2; maximaler Ladestrom 13 A), 680 Ω (Leitungsquerschnitt 2,5 mm2; maximaler Ladestrom 20 A), 220 Ω (Leitungsquerschnitt 4-6 mm2; maximaler Ladestrom 32 A), 100 Ω (Leitungsquerschnitt 10-16 mm2; maximaler Ladestrom 63 A). Indem die entsprechende Adaptervariante beim Bau der Ladekabeleinheit - insbesondere automatisiert oder automatisch, etwa mittels eines Roboters etc. - aus dem Baukastensystem ausgewählt wird, ist sichergestellt, dass stets der richtige ohmsche Widerstand verbaut wird. Somit ist eine Sicherheit der Ladekabeleinheit erhöht. Es kann des Weiteren vorgesehen sein, dass das Funktionsbauelement zum Herstellen des Ladesteckelements aus dem Baukastensystem ausgewählt wird und erst danach in die ebenso zum Bau desselben Ladesteckelements herangezogenen Stromschienenanordnung integriert wird.In a further development, the functional component is an ohmic resistor, by means of which a characteristic value of an electrical charging process can be provided when the adapter or the charging plug element or the charging cable unit is operating as intended, for example in charging operation. The characteristic value is, for example, an electrical charging current that can be transmitted at most by means of the charging cable unit without excessive unwanted side effects occurring, such as excessive heating of the charging cable. A PP contact (PP: plug present) on the charging cable unit is used to determine before or during charging how much the connected charging cable unit can be loaded. For this purpose, the ohmic resistance is installed between the PP contact and a PE contact (PE: protective earth - protective conductor). The resistance value of the ohmic resistor integrated into the conductor rail arrangement, which is recruited from a predetermined group of resistance values, characterizes the line cross-section of the individual cables of the charging cable unit, which limits the performance of the charging cable unit. The following resistance values are possible: 1.5 kΩ (cable cross-section 1.5 mm 2 ; maximum charging current 13 A), 680 Ω (cable cross-section 2.5 mm 2 ; maximum charging current 20 A), 220 Ω (cable cross-section 4-6 mm 2 ; maximum charging current 32 A), 100 Ω (cable cross-section 10-16 mm 2 ; maximum charging current 63 A). By selecting the appropriate adapter variant from the modular system during the construction of the charging cable unit - in particular automatically or automatically, for example by means of a robot etc. - it is ensured that the correct ohmic resistance is always installed. This increases the safety of the charging cable unit. Provision can furthermore be made for the functional component for producing the charging plug element to be selected from the modular system and only then integrated into the busbar arrangement which is also used to construct the same charging plug element.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des Baukastensystems weisen die Adaptervarianten jeweils einen Trägerkörper auf, wobei die Stromschienenanordnung in ein elektrisch isolierendes Material des Trägerkörpers eingebettet sind. Demnach weist der Trägerkörper das elektrisch isolierende Material auf, beispielsweise einen elektrisch isolierenden Kunststoff, eine Keramik und/oder ein elektrisch isolierendes metallisches Material. Die Stromschienenanordnung ist dabei so weit in den Trägerkörper eingebettet, dass Kontaktstellen der Stromschienenanordnung, an denen eine elektrisch leitfähige bzw. elektrisch leitende Verbindung zwischen den Kontaktelementen bzw. Kabelverbindungselementen und Stromschienen der Stromschienenanordnung hergestellt wird oder ist, von dem Material des Trägerkörpers frei sind oder nach einem Ummanteln der gesamten Stromschienenanordnung von dem Material befreit werden. Aufgrund des Trägerkörpers wird eine Handhabung, insbesondere eine automatisierte Handhabung, der Adapter beim Entnehmen aus dem Baukastensystem und/oder beim Handhaben im Zuge des Herstellens des Ladesteckelements erleichtert. Daneben fungiert das Material des Trägerkörpers als ein Sicherheitselement, durch welches ein Berühren der Stromschienenanordnung verhindert ist. Ferner nimmt im Betrieb der den Adapter aufweisenden Ladekabeleinheit das Material des Trägerkörpers Wärme auf, die von der Stromschienenanordnung abgegeben wird, sodass sich die Ladekabeleinheit, insbesondere ein Griffelement, außenseitig weniger stark erwärmt.According to a further embodiment of the modular system, the adapter variants each have a carrier body, with the conductor rail arrangement being embedded in an electrically insulating material of the carrier body. Accordingly, the carrier body has the electrically insulating material, for example an electrically insulating plastic, a ceramic and/or an electrically insulating metallic material. The busbar arrangement is embedded in the carrier body to such an extent that contact points of the busbar arrangement, at which an electrically conductive or electrically conductive connection between the contact elements or cable connecting elements and busbars of the busbar arrangement is or is made, are free of the material of the carrier body or after be freed from the material by encasing the entire conductor rail arrangement. The carrier body facilitates handling, in particular automated handling, of the adapter when removing it from the modular system and/or when handling it in the course of manufacturing the charging plug element. In addition, the material of the carrier body acts as a safety element, which prevents the busbar arrangement from being touched. Furthermore, during operation of the charging cable unit having the adapter, the material of the carrier body absorbs heat that is given off by the conductor rail arrangement, so that the charging cable unit, in particular a handle element, heats up less on the outside.
Die Adaptervarianten weisen in Weiterbildung des Baukastensystems an der jeweiligen Kabelverbindungsseite ein Kabelverbindungssteckelement auf, das mit einem Kabelverbindungssteckelement des Ladekabels (das heißt mit dem Ladekabel der kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheit oder mit dem Ladekabel des Bordnetzes) korrespondiert, wobei die Kabelverbindungssteckelemente gemäß dem gemeinsamen, gleichen Kabelverbindungselementlayout ausgebildet sind. Auf diese Weise ist das Verbinden der Einzelkabel des entsprechenden Ladekabels nochmals vereinfacht. Denn es ist zumindest in diesem Fall vorgesehen, dass der Hersteller des Ladesteckelements bzw. der Ladekabeleinheit Ladekabel herstellt oder vorhält, die allesamt mit dem ladekabelseitigen Kabelverbindungssteckelement ausgestattet sind, wobei das ladekabelseitige Kabelverbindungssteckelement das immer gleiche Kabelverbindungselementlayout aufweist. Dann entfällt beim elektrischen Kontaktieren der Einzelkabel mit den Kabelverbindungselementen das manuelle Zuordnen der Einzelkabel zu den zugehörigen Kabelverbindungselementen und das je Einzelkabel separate Verbinden. Stattdessen werden in einfacher Weise die Kabelverbindungssteckelemente miteinander verbunden und dadurch die Einzelkabel des Ladekabels und die Kabelverbindungselemente elektrisch kontaktiert. Ein Verbinden von Kabelverbindungselementen mit einem falschen der Einzelkabel ist so verhindert. Zudem ist eine hochautomatische Fertigung weiter begünstigt.In a further development of the modular system, the adapter variants have a cable connection plug-in element on the respective cable connection side, which corresponds to a cable connection plug-in element of the charging cable (i.e. with the charging cable of the charging cable unit external to the motor vehicle or with the charging cable of the vehicle electrical system), the cable connection plug-in elements being designed in accordance with the common, identical cable connection element layout . This makes it even easier to connect the individual cables of the corresponding charging cable. At least in this case, it is provided that the manufacturer of the charging plug element or the charging cable unit produces or maintains charging cables, all of which are equipped with the cable connecting plug element on the charging cable side, with the cable connecting plug element on the charging cable side always having the same cable connecting element layout. Then, when electrically contacting the individual cables with the cable connecting elements, the manual assignment of the individual cables to the associated cable connecting elements and the separate connection for each individual cable is eliminated. Instead, the cable connecting plug elements are connected to one another in a simple manner and the individual cables of the charging cable and the cable connecting elements are thus electrically contacted. This prevents cable connection elements from being connected to the wrong one of the individual cables. In addition, a highly automated production is further favored.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Ladesteckelements bzw. von unterschiedlichen Varianten von Ladesteckelementen vorgeschlagen. Bei dem Verfahren wird in Abhängigkeit von einem designierten Einsatzzweck des Ladesteckelements aus einem gemäß der vorstehenden Beschreibung ausgebildeten Baukastensystem eine der Adaptervarianten ausgewählt und zum Herstellen der entsprechenden Ladesteckelementvariante eingesetzt. Durch die Nutzung des Baukastensystems ist das Herstellen des Ladesteckelements bzw. der Ladesteckelementvarianten besonders einfach, das heißt mit besonders wenig Aufwand verbunden.In a further aspect of the invention, a method for producing a charging connector element or different variants of charging connector elements is proposed. In the method, depending on a designated use of the charging connector element, one of the adapter variants is selected from a modular system designed according to the above description and used to produce the corresponding charging connector element variant. By using the modular system, the production of the charging plug element or the charging plug element variants is particularly simple, that is associated with particularly little effort.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird der designierte Einsatzzweck des Ladesteckelements in Abhängigkeit von einer oder mehr von Vorgaben bestimmt. Eine der Vorgaben ist, ob das zu fertigende Ladesteckelement als Teil einer kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheit eingesetzt wird. Das bedeutet, es wird bestimmt, ob das Ladesteckelement genutzt wird, um die kraftfahrzeugexterne Ladekabeleinheit zu bilden, die der Nutzer zum Laden des Kraftfahrzeugenergiespeichers mit der Ladeschnittstelle des Kraftfahrzeugs und der elektrischen Ladevorrichtung koppelt. Eine weitere der Vorgaben ist, ob das zu fertigende Ladesteckelement als Teil einer kraftfahrzeuginternen Ladekabeleinheit eingesetzt wird. Das bedeutet, es wird bestimmt, ob das Ladesteckelement genutzt wird, um die kraftfahrzeuginterne Ladekabeleinheit zu bilden, durch welche das Bordnetz des Kraftfahrzeugs zumindest teilweise gebildet ist oder wird. In diesem Fall wird das Ladesteckelement zum Beispiel eingesetzt, um die Ladeschnittstelle des Kraftfahrzeugs zu bilden, die an/in der Außenhaut des Kraftfahrzeugs angeordnet wird. Eine weitere mögliche Vorgabe ist, in welcher Einsatzregion das Ladesteckelement als Teil der entsprechenden Ladekabeleinheit zum Einsatz kommen soll. Es wird dann basierend auf der Vorgabenbestimmung diejenige der Adaptervarianten aus dem Baukastensystem ausgewählt, die das zu der Vorgabe oder zu den Vorgaben passende Kontaktelementlayout und/oder gegebenenfalls das zu der Vorgabe oder zu den Vorgaben passende Funktionsbauelement aufweist. Demnach wird beim/zum Herstellen des Ladesteckelements bestimmt, welches Kontaktelementlayout und/oder welche Stromschienenanordnung der Adapter aufweisen soll, um in der designierten Einsatzregion und/oder gemäß dem Einsatzzweck des Ladesteckelements bestimmungsgemäß eingesetzt werden zu können. Somit sind unterschiedliche Varianten von Ladesteckelementen und infolgedessen unterschiedliche Ladekabeleinheiten besonders einfach und aufwandsarm mithilfe des Baukastensystems herstellbar.In a further refinement of the method, the designated purpose of use of the charging plug element is determined as a function of one or more specifications. One of the specifications is whether the charging plug element to be manufactured is to be used as part of a vehicle-external charging cable unit. This means that it is determined whether the charging plug element is used to form the vehicle-external charging cable unit, which the user couples to the charging interface of the motor vehicle and the electric charging device in order to charge the motor vehicle energy store. Another of the specifications is whether the charging plug element to be manufactured is to be used as part of a vehicle-internal charging cable unit. This means that it is determined whether the charging plug element is used to form the vehicle-internal charging cable unit, through which the on-board electrical system of the motor vehicle is or is at least partially formed. In this case, the charging plug element is used, for example, to form the charging interface of the motor vehicle, which is arranged on/in the outer skin of the motor vehicle. Another possible specification is in which region of use the charging plug element is part of the ent speaking charging cable unit is to be used. Based on the specifications, that one of the adapter variants is then selected from the modular system that has the contact element layout that matches the specification or specifications and/or possibly the functional component that matches the specification or specifications. Accordingly, it is determined during / for the manufacture of the charging plug element which contact element layout and/or which busbar arrangement the adapter should have in order to be able to be used as intended in the designated application region and/or according to the intended use of the charging plug element. Thus, different variants of charging plug elements and, as a result, different charging cable units can be produced particularly easily and with little effort using the modular system.
Das Ladesteckelement kann generell über den Adapter hinaus noch weitere Bauteile aufweisen, insbesondere ein an der Steckelementseite angeordnetes Formschlusselement, um das Ladesteckelement mit einem korrespondierenden Formschlusselement (zum Beispiel der kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheit oder der kraftfahrzeuginternen Ladekabeleinheit) zuverlässig mechanisch zu verbinden. Mittels der Formschlusselemente ist hierzu ein reversibel zerstörungsfrei lösbarer Formschluss zwischen dem Ladesteckelement und beispielsweise der Ladeschnittstelle ein Formschluss bildbar. Ein weiteres mögliches Bauteil des Ladesteckelements kann durch ein Griffelement gebildet sein, an welchem ein Nutzer des Ladesteckelements bzw. der Ladekabeleinheit das Ladesteckelement umgreifen, halten und handhaben kann.The charging plug element can generally have other components in addition to the adapter, in particular a form-fitting element arranged on the plug-in element side, in order to reliably mechanically connect the charging plug element to a corresponding form-fitting element (e.g. the charging cable unit external to the vehicle or the charging cable unit internal to the vehicle). By means of the form-locking elements, a form-locking connection that can be releasably non-destructively released between the charging plug-in element and, for example, the charging interface can be formed for this purpose. Another possible component of the charging connector element can be formed by a grip element, on which a user of the charging connector element or the charging cable unit can grasp, hold and manipulate the charging connector element.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, den Adapter und das Formschlusselement des Ladesteckelements in ein Spritzgießwerkzeug einzulegen, wobei unter dem Einlegen das Formschlusselement auf der Steckelementseite angeordnet wird. Hiernach werden der Adapter und das Formschlusselement jeweils zumindest teilweise mit einem Spritzgießmaterial - zum Beispiel einem zumindest im ausreagierten Zustand elektrisch isolierenden Kunststoff- bespritzt und dadurch in das Spritzgießmaterial eingebettet. Dabei werden mittels des Spritzgießmaterials miteinander stoffschlüssig verbunden, indem das Spritzgießmaterial aktiv (unter Einfluss eines Härtungsmittels, UV-Licht, Wärme, Druck etc.) oder passiv (an der Umgebungsluft) aushärtet. Durch dasselbe Spritzgießen, durch welches auch der Adapter und das Formschlusselement stoffschlüssig miteinander verbunden werden, wird aus dem Spritzgießmaterial auf der Kabelverbindungsseite ein Griffelement des Ladesteckelements ausgebildet. Insoweit weist eine Spritzgießform des Spritzgießwerkzeugs zum Beispiel einen Griffformanteil auf, die beim Spritzgießen mit dem Spritzgießmaterial befüllt wird, wodurch das Griffelement erzeugt wird. So werden zum einen der Adapter und das Formschlusselement besonders zuverlässig aneinander fixiert, wodurch das Ladesteckelement - und folglich die das Ladesteckelement aufweisende Ladekabeleinheit - besonders stabil und langlebig ist. Zum anderen kann in vorteilhafter Weise auf ein separates Bereitstellen von Griffbauteilen, etwa Griffschalen, zugehörigen Befestigungsmitteln etc., verzichtet werden. Darüber hinaus entfällt beim Herstellen des Ladesteckelements vorteilhaft ein aufwändiges Positionieren, Halten und Fixieren von solchen Griffbauteilen, was eine besonders effiziente Fertigung des Ladesteckelements noch weiter unterstützt und begünstigt.A further embodiment of the method provides for the adapter and the form-fitting element of the charging plug element to be inserted into an injection mold, with the form-fitting element being arranged on the plug-in element side under the insertion. Thereafter, the adapter and the positive-locking element are each at least partially sprayed with an injection molding material—for example, a plastic that is electrically insulating at least in the fully reacted state—and thereby embedded in the injection molding material. In this case, the injection molding material is used to create a material bond with one another, in that the injection molding material hardens actively (under the influence of a hardening agent, UV light, heat, pressure, etc.) or passively (in the ambient air). By the same injection molding, by which the adapter and the form-fitting element are also connected to one another in a materially bonded manner, a handle element of the charging plug element is formed from the injection molding material on the cable connection side. In this respect, an injection mold of the injection molding tool has, for example, a handle part that is filled with the injection molding material during injection molding, as a result of which the handle element is produced. On the one hand, the adapter and the positive-locking element are fixed to one another in a particularly reliable manner, as a result of which the charging plug element—and consequently the charging cable unit that has the charging plug element—is particularly stable and durable. On the other hand, the separate provision of handle components, such as handle shells, associated fastening means, etc., can advantageously be dispensed with. In addition, when manufacturing the charging plug element, there is advantageously no need for time-consuming positioning, holding and fixing of such handle components, which further supports and promotes a particularly efficient production of the charging plug element.
Die Erfindung betrifft in einem weiteren Aspekt ein Ladesteckelement, das mittels eines vorstehend beschriebenen Verfahrens, das heißt unter Nutzung des ebenso vorstehend beschriebenen Baukastensystems, hergestellt wurde. Unter einer Weiterverarbeitung des Ladesteckelements kann - je nach Ladesteckelementvariante - eine kraftfahrzeuginterne Ladekabeleinheit (das heißt zumindest ein Teil des Bordnetzes) oder eine kraftfahrzeugexterne Ladekabeleinheit hergestellt werden. Als eine jeweilige Ausgestaltung der kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheit sind unter anderem die von der Kundschaft vereinfacht als „Ladekabel“ bezeichnete Ladekabeleinheit und ein elektrisches Netz der Ladevorrichtung anzusehen.In a further aspect, the invention relates to a charging plug element which was produced by means of a method described above, ie using the modular system also described above. Depending on the variant of the charging plug element, a further processing of the charging plug element can produce a charging cable unit inside the vehicle (ie at least part of the vehicle electrical system) or a charging cable unit external to the vehicle. The charging cable unit, referred to simply as the “charging cable” by customers, and an electrical network of the charging device are to be regarded as a respective embodiment of the charging cable unit external to the motor vehicle.
Somit ist zu verstehen, dass das Ladesteckelement an folgenden Stellen bzw. Einbauorten bestimmungsgemäß zum Einsatz kommen kann:
- - als Teil des Kraftfahrzeugs zwischen dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs und der kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheit,
- - als Teil der kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheit zwischen dem Bordnetz des Kraftfahrzeugs und der Ladevorrichtung (das heißt an einem ersten und/oder an einem zweiten Ende des „Ladekabels“),
- - als Teil der Ladevorrichtung zwischen der kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheit und einem internen Netz der Ladevorrichtung bzw. der Ladeinfrastruktur.
- - as part of the motor vehicle between the vehicle electrical system and the vehicle-external charging cable unit,
- - as part of the vehicle-external charging cable unit between the vehicle electrical system and the charging device (i.e. at a first and/or at a second end of the "charging cable"),
- - As part of the charging device between the vehicle-external charging cable unit and an internal network of the charging device or the charging infrastructure.
Zudem betrifft ein weiterer Aspekt der Erfindung eine kraftfahrzeuginterne oder kraftfahrzeugexterne Ladekabeleinheit mit einem nach der vorstehenden Beschreibung ausgebildeten Ladesteckelement. Die Ladekabeleinheit umfasst ein Ladekabel, das aus mehr als zwei Einzelkabeln oder „Einzeladern“ gebildet ist. Bei der Ladekabeleinheit sind die Einzelkabel des Ladekabels über die Kabelverbindungselemente des eingesetzten Adapters mit den Kontaktelementen desselben Adapters verbunden. Die Einzelkabel und die Kabelverbindungselemente sind zum Beispiel mittels einer kraft-, form- und/oder stoffschlüssig wirkenden Verbindungseinrichtung mechanisch und elektrisch leitend bzw. leitfähig miteinander verbunden. Diese Verbindungseinrichtung weist beispielsweise ein stoffschlüssiges Verbindungsmittel auf, die mittels Klebens, Lötens, Schmelzschweißens, Pressschweißens (insbesondere Ultraschallschweißens) etc. hergestellt sein kann. Alternativ oder zusätzlich weist die Verbindungseinrichtung ein kraft- und/oder formschlüssiges Verbindungsmittel auf, etwa eine Steckverbindung (zum Beispiel durch eine Stecker-Buchse-Verbindung), eine Klemmverbindung (etwa mittels einer Federkraftklemme, Lüsterklemme etc.), eine Quetschverbindung, zum Beispiel Crimpverbindung.In addition, a further aspect of the invention relates to a vehicle-internal or vehicle-external charging cable unit with a charging plug-in element designed according to the above description. The charging cable unit includes a charging cable that is formed from more than two individual cables or "single wires". With the charging cable unit, the individual cables of the charging cable are connected via the cable connection elements of the used Adapter connected to the contact elements of the same adapter. The individual cables and the cable connection elements are mechanically and electrically conductively or conductively connected to one another, for example, by means of a non-positive, positive and/or material connection. This connecting device has, for example, an integral connecting means which can be produced by means of gluing, soldering, fusion welding, pressure welding (in particular ultrasonic welding), etc. Alternatively or additionally, the connecting device has a non-positive and/or positive connection means, such as a plug-in connection (e.g. by means of a plug-socket connection), a clamp connection (e.g. by means of a spring-cage terminal, luster terminal, etc.), a crimp connection, for example a crimp connection .
Wie in einer weiteren Ausgestaltung der Ladekabeleinheit vorgesehen, sind eines oder mehr der Einzelkabel und das entsprechend zugehörige oder die entsprechend zugehörigen der Kabelverbindungselemente mittels Laserschweißens miteinander verbunden. Durch das Laserschweißen ist zum einen eine besonders zuverlässige, stabile und präzise sowie vorteilhaft wenig raumgreifende Verbindung zwischen dem Einzelkabel und dem zugehörigen Kabelverbindungselement geschaffen. Zum anderen läuft das Laserschweißen - das hochautomatisiert erfolgt, etwa mittels einer Laserschweißanlage, insbesondere eines Laserschweißroboters - besonders schnell ab, was zu einer vorteilhaft besonders kurzen Herstellungsdauer der Ladekabeleinheit führt. Das Herstellen der Ladekabeleinheit ist also nochmals vereinfacht.As provided in a further embodiment of the charging cable unit, one or more of the individual cables and the correspondingly associated one or the correspondingly associated ones of the cable connection elements are connected to one another by means of laser welding. On the one hand, the laser welding creates a particularly reliable, stable and precise connection, which advantageously takes up little space, between the individual cable and the associated cable connection element. On the other hand, the laser welding—which takes place in a highly automated manner, for example by means of a laser welding system, in particular a laser welding robot—takes place particularly quickly, which advantageously leads to a particularly short production time for the charging cable unit. The production of the charging cable unit is therefore simplified again.
Die vorliegende Beschreibung nicht auf nur zwei unterschiedliche Varianten des Adapters, der Stromschienen, der Kontaktelemente, der Kabelverbindungselemente, des Formschlusselements, des Funktionsbauteils, des Trägerkörpers, der Kabelverbindungssteckelemente etc. beschränkt. Stattdessen kann das Baukastensystem eine Vielzahl von unterschiedlichen Varianten der genannten Elemente aufweisen, die zum Herstellen der Ladesteckelementvarianten bzw. Ladekabeleinheitsvarianten eingesetzt werden können.The present description is not limited to just two different variants of the adapter, the busbars, the contact elements, the cable connection elements, the positive-locking element, the functional component, the carrier body, the cable connection plug-in elements, etc. Instead, the modular system can have a large number of different variants of the elements mentioned, which can be used to produce the charging plug element variants or charging cable unit variants.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Beschreibung möglicher Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention can result from the following description of possible exemplary embodiments and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description and the features and feature combinations shown below in the description of the figures and/or in the figures alone can be used not only in the combination specified in each case, but also in other combinations or on their own, without going beyond the scope of the invention to leave.
Figurenlistecharacter list
Die Zeichnung zeigt in:
-
1 eine schematische Ansicht einer Steckelementseite einer ersten Ladesteckelementvariante mit einer ersten Adaptervariante, die aus einem Baukastensystem zum Herstellen von unterschiedlichen Varianten von Ladesteckelementen oder Ladekabeleinheiten stammt; -
2 eine schematische und entlang einer Schnittebene II-II (siehe1 ) geschnittene Ansicht der ersten Ladesteckelementvariante; -
3 eine schematische Ansicht einer Steckelementseite einer zweiten Ladesteckelementvariante mit einer zweiten Adaptervariante, die ebenfalls aus dem Baukastensystem stammt; -
4 eine schematische und entlang einer Schnittebene IV-IV (siehe3 ) geschnittene Ansicht der zweiten Ladesteckelementvariante; -
5 eine schematische und zum Verständnis teilweise transparent dargestellte Ansicht der zweiten Ladesteckelementvariante; -
6 eine perspektivische Ansicht einer kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheit, die ein Ladesteckelement aufweist; -
7 eine schematische und zum Verständnis teilweise transparent dargestellte Ansicht eines Teils der kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheit, die die erste Ladesteckelementvariante aufweist; -
8 eine schematische und zum Verständnis teilweise transparent dargestellte Ansicht eines Teils der kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheit, die die zweite Ladesteckelementvariante aufweist; -
9 eine schematische und zum Verständnis teilweise transparent dargestellte Ansicht eines Teils einer kraftfahrzeuginternen Ladekabeleinheit, die die erste Ladesteckelementvariante aufweist; und -
10 eine schematische und zum Verständnis teilweise transparent dargestellte Ansicht eines Teils der kraftfahrzeuginternen Ladekabeleinheit, die die zweite Ladesteckelementvariante aufweist.
-
1 a schematic view of a plug element side of a first charging plug element variant with a first adapter variant, which comes from a modular system for producing different variants of charging plug elements or charging cable units; -
2 a schematic and along a section plane II-II (see1 ) sectional view of the first charging plug element variant; -
3 a schematic view of a plug element side of a second charging plug element variant with a second adapter variant, which also comes from the modular system; -
4 a schematic and along a section plane IV-IV (see3 ) sectional view of the second charging plug element variant; -
5 a schematic view of the second charging plug element variant, shown partially transparent for understanding; -
6 a perspective view of a vehicle-external charging cable unit having a charging plug element; -
7 a schematic view of a part of the vehicle-external charging cable unit, which is partially transparent for understanding and has the first charging plug element variant; -
8th a schematic view of a part of the vehicle-external charging cable unit, which is partially transparent for understanding, and which has the second charging plug element variant; -
9 a schematic and partially transparent view of part of a motor vehicle internal charging cable unit, which has the first charging connector element variant; and -
10 a schematic view of part of the charging cable unit inside the motor vehicle, which is partially transparent for understanding and has the second charging plug element variant.
Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichem Bezugszeichen versehen. Im Folgenden werden ein Baukastensystem zum Herstellen unterschiedlicher Varianten 1A, 1B von Ladesteckelementen 1, ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Ladesteckelements 1, das Ladesteckelement 1 an sich sowie eine Ladekabeleinheit 2 in gemeinsamer Beschreibung dargelegt.Identical and functionally identical elements are provided with the same reference symbols in the figures. In the following, a modular system for producing
Das Baukastensystem umfasst zum Herstellen der unterschiedlichen Ladesteckelementvarianten 1A, 1B bzw. zum Herstellen von unterschiedlichen Ladekabeleinheitsvarianten 2A, 2B unterschiedliche Varianten 3A, 3B von Adaptern 3. Je nach designiertem Einsatzzweck des Ladesteckelements 1 bzw. der Ladekabeleinheit 2 wird beim Verfahren zum Herstellen der entsprechenden Ladesteckelementvariante 1A, 1B bzw. der entsprechenden Ladekabeleinheitsvariante 2A, 2B aus dem Baukastensystem eine der Adaptervarianten 3A, 3B ausgewählt und eingesetzt. Im Sinne einer einfachen Beschreibung werden hier - lediglich beispielhaft - nur zwei unterschiedliche Varianten A, B behandelt; es ist jedoch zu verstehen, dass das Baukastensystem und die damit herstellbaren Produkte nicht auf diese zwei Varianten A, B beschränkt sind, sondern dass eine Vielzahl von unterschiedlichen Produktvarianten mittels des Baukastensystems herstellbar sind.The modular system includes
Es zeigt
Das Kabelverbindungselementlayout 10 und das Kontaktelementlayout 6 können in Bezug auf die Seiten 4, 9 des Ladesteckelements 1 deckungsgleich sein (siehe
In
Aus
In einer perspektivischen Ansicht ist in
Zudem ist in
In
In
Beim Herstellen der jeweiligen Variante 1A, 1B des Ladesteckelements 1 oder der jeweiligen Variante 13A, 13B, 18A, 18B der Ladekabeleinheit 2 wird der designierte Einsatzzweck des Ladesteckelements 1 in Abhängigkeit von einer oder mehr der folgenden Vorgaben bestimmt:
- -
ob das Ladesteckelement 1 als Teil der kraftfahrzeugexternen Ladekabeleinheit 13 eingesetzt wird; - -
ob das Ladesteckelement 1 als Teil der kraftfahrzeuginternen Ladekabeleinheit 18 eingesetzt wird; - - in welcher
Einsatzregion das Ladesteckelement 1 bzw. die Ladekabeleinheit 13 oder 18 eingesetzt wird.
- - whether the charging
plug element 1 is used as part of the vehicle-external charging cable unit 13; - - Whether the charging
plug element 1 is used as part of the vehicle's internal charging cable unit 18; - - In which application region the charging
plug element 1 or the charging cable unit 13 or 18 is used.
Basierend auf der Vorgabenbestimmung wird dann diejenige der Adaptervarianten 3A, 3B aus dem Baukastensystem ausgewählt, die das zu der Vorgabe oder zu den Vorgaben passende Kontaktelementlayout 6A oder 6B aufweist.Based on the specification, that one of the
Unter erneuter Bezugnahme auf
- - der Adapter 3 bzw. die
3A, 3B und das Formschlusselement 16 (oder eine - insbesondere eine aus dem Baukastensystem ausgewählte - Formschlusselementvariante) des Ladesteckelements 1 in ein Spritzgießwerkzeug (nicht dargestellt) eingelegt werden,ausgewählte Adaptervariante wobei das Formschlusselement 16 auf der Steckelementseite 4 angeordnet wird; - - der Adapter 3
und das Formschlusselement 16 jeweils zumindest teilweisemit einem Spritzgießmaterial 31 bespritzt und dadurch indas Spritzgießmaterial 31 eingebettet sowie miteinander stoffschlüssig verbunden werden; und - - durch dasselbe Spritzgießen aus
dem Spritzgießmaterial 31 auf der Kabelverbindungsseite 9ein Griffelement 32 des Ladesteckelements 1 ausgebildet wird.
- - The adapter 3 or the selected
3A, 3B and the form-fitting element 16 (or a form-fitting element variant - in particular one selected from the modular system - form-fitting element variant) of the chargingadapter variant plug element 1 are inserted into an injection mold (not shown), with the form-fittingelement 16 on the plug-inelement side 4 is arranged; - - The adapter 3 and the form-fitting
element 16 are each at least partially sprayed with an injection-molding material 31 and are thereby embedded in the injection-molding material 31 and bonded to one another; and - - A
grip element 32 of the chargingplug element 1 is formed by the same injection molding from theinjection molding material 31 on thecable connection side 9 .
Durch das Baukastensystem, durch das Verfahren zum Herstellen des Ladesteckelements 1, durch das Ladesteckelement 1 selbst sowie durch die Ladekabeleinheit 2 sind jeweilige Möglichkeiten aufgezeigt, wie eine Vielzahl von Ladesteckelementvarianten (beispielsweise der Ladesteckelementvarianten 1A, 1 B) vereinfacht wird.The modular system, the method for producing the charging
BezugszeichenlisteReference List
- AA
- erste Variantefirst variant
- BB
- zweite Variante second variant
- 11
- Ladesteckelementcharging connector
- 22
- Ladekabeleinheitcharging cable unit
- 33
- Adapteradapter
- 44
- Steckelementseiteplug-in side
- 55
- Kontaktelementcontact element
- 66
- Kontaktelementlayoutcontact element layout
- 77
- Kabelverbindungselementcable connector
- 88th
- Stromschienenanordnungpower rail arrangement
- 99
- Kabelverbindungsseitecable connection side
- 1010
- KabelverbindungselementlayoutCable connector layout
- 1111
- Stromschienepower rail
- 1212
- Funktionsbauelementfunctional component
- 1313
- kraftfahrzeugexterne Ladekabeleinheitvehicle-external charging cable unit
- 1414
- Einzelkabelsingle cable
- 1515
- Ladekabelcharging cable
- 1616
- Formschlusselementinterlocking element
- 1717
- Steckelementplug-in element
- 1818
- kraftfahrzeuginterne Ladekabeleinheitin-vehicle charging cable unit
- 1919
- Ladeschnittstellecharging interface
- 2020
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 2121
- EndeEnd
- 2222
- EndeEnd
- 2323
- Kopplungseinheitcoupling unit
- 2424
- Trägerkörpercarrier body
- 2525
- Materialmaterial
- 2626
- Kabelverbindungssteckelementcable connector plug
- 2727
- Fortsatzextension
- 2828
- Kabelverbindungssteckelementcable connector plug
- 2929
- Außenhautouter skin
- 3030
- Bordnetzelectrical system
- 3131
- Spritzgießmaterialinjection molding material
- 3232
- Griffelementgrip element
- 3333
- Steckelementplug-in element
Claims (15)
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
DE102022100067.2A DE102022100067A1 (en) | 2022-01-03 | 2022-01-03 | MODULAR SYSTEM FOR MANUFACTURING DIFFERENT VARIANTS OF CHARGING SOCKET ELEMENTS, METHOD FOR MANUFACTURING A CHARGING SOCKET ELEMENT, CHARGING SOCKET ELEMENT AND CHARGING CABLE UNIT |
PCT/EP2022/085873 WO2023126180A1 (en) | 2022-01-03 | 2022-12-14 | Modular system for producing different variants of charging plug elements, method for producing a charging plug element, charging plug element, and charging cable unit |
Applications Claiming Priority (1)
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DE102022100067.2A DE102022100067A1 (en) | 2022-01-03 | 2022-01-03 | MODULAR SYSTEM FOR MANUFACTURING DIFFERENT VARIANTS OF CHARGING SOCKET ELEMENTS, METHOD FOR MANUFACTURING A CHARGING SOCKET ELEMENT, CHARGING SOCKET ELEMENT AND CHARGING CABLE UNIT |
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Family Applications (1)
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2022
- 2022-01-03 DE DE102022100067.2A patent/DE102022100067A1/en active Granted
- 2022-12-14 WO PCT/EP2022/085873 patent/WO2023126180A1/en unknown
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023126180A1 (en) | 2023-07-06 |
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