DE102022124503A1 - Charging connectors for electric and hybrid vehicles - Google Patents

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DE102022124503A1 DE102022124503.9A DE102022124503A DE102022124503A1 DE 102022124503 A1 DE102022124503 A1 DE 102022124503A1 DE 102022124503 A DE102022124503 A DE 102022124503A DE 102022124503 A1 DE102022124503 A1 DE 102022124503A1
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Michael Berres
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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Ladesteckverbinder (1) für Elektro- und Hybridfahrzeuge (18), mitLadekontakten (2), zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte (3) eines korrespondierenden Ladesteckverbinders (4),einem Steckbereich (5), in dem der Ladesteckverbinder (1) im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder (4) gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder (4) in Steckrichtung überlappt und die Ladekontakte (2, 3) der beiden Steckverbinder (1, 4) in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen,einem Anschlussbereich (6), in dem die Ladekontakte (2) galvanisch leitend an elektrische Leitungen (7) angeschlossen sind, die von dem Ladesteckverbinder (1) wegführen, undeinem von den Ladekontakten (2) verschiedenen Wärmeleitelement (8), das sich vom Steckbereich (5) bis zum Anschlussbereich (6) erstreckt.Auf diese Weise wird ein verbesserter Wärmeabtrag bei einem Ladesteckverbinder (1) erzielt, der selbst mit keinem Kühlsystem von Seiten einer Ladestation (20) ausgestattet ist.The subject of the invention is a charging connector (1) for electric and hybrid vehicles (18), with charging contacts (2), for contacting corresponding charging contacts (3) of a corresponding charging connector (4), a plug-in area (5) in which the charging connector (1) in the plugged state with the corresponding charging plug connector (4) overlaps in the plugging direction and the charging contacts (2, 3) of the two plug connectors (1, 4) are in galvanic conductive contact with one another, a connection area (6), in in which the charging contacts (2) are connected in a galvanically conductive manner to electrical lines (7) which lead away from the charging connector (1), and a heat-conducting element (8) different from the charging contacts (2) which extends from the plug-in area (5) to the connection area ( 6).In this way, improved heat dissipation is achieved in a charging connector (1), which itself is not equipped with a cooling system on the part of a charging station (20).

Description

Die Erfindung betrifft einen Ladesteckverbinder für Elektro- und Hybridfahrzeuge, mit Ladekontakten, zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte eins korrespondierenden Ladesteckverbinder, einem Steckbereich, in dem der Ladesteckverbinder im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder in Steckrichtung überlappt und die Ladekontakte der beiden Steckverbinder in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen, und einem Anschlussbereich, in dem die Ladekontakte galvanisch leitend an elektrische Leitungen angeschlossen sind, die von dem Ladesteckverbinder wegführen.The invention relates to a charging connector for electric and hybrid vehicles, with charging contacts, for contacting corresponding charging contacts of a corresponding charging connector, a plug-in area in which the charging connector, when plugged into the corresponding charging connector, overlaps with the corresponding charging connector in the plugging direction and the charging contacts of the two connectors in galvanically conductive contact with each other, and a connection area in which the charging contacts are galvanically conductively connected to electrical lines that lead away from the charging connector.

Elektro- und Hybridfahrzeuge verfügen über einen aufladbaren Energiespeicher, in der Regel eine Hochvolt-Batterie, die im Fahrbetrieb einem elektrischen Antriebsmotor Energie bereitstellt. Die Speicherkapazitäten dieser Hochvolt-Batterien sind begrenzt, so dass sie regelmäßig an einer Ladestation wieder aufgeladen werden müssen. Das Laden der Batterie erfolgt über ein zwischen Ladestation und Fahrzeug vorgesehenes Ladekabel, wobei das Ladekabel z.B. gemäß der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 auf der einen Seite mit einem Ladestecker, der in eine an der Ladestation vorgesehene Ladesteckdose einsteckbar ist, und auf der anderen Seite mit einer Ladekupplung versehen ist, die mit einem im Elektro- und Hybridfahrzeug installierten Ladeeinbaustecker verbindbar ist. Vorliegend werden Ladesteckdosen, Ladestecker, Ladekupplungen und Ladeeinbaustecker unter dem Begriff „Ladesteckverbinder“ subsummiert. Ladesteckdosen und Ladekupplungen weisen als Ladekontakte Kontakthülsen auf und Ladestecker sowie in Elektro- und Hybridfahrzeuge einbaubare Ladeeinbaustecker weisen als Ladekontakte Kontaktstifte auf, die in die Kontakthülsen einsteckbar sind.Electric and hybrid vehicles have a rechargeable energy storage device, usually a high-voltage battery, which provides energy to an electric drive motor while driving. The storage capacities of these high-voltage batteries are limited, so they have to be recharged regularly at a charging station. The battery is charged via a charging cable provided between the charging station and the vehicle, whereby the charging cable, for example in accordance with the European standard IEC 62196 Type 2, has a charging plug on one side that can be plugged into a charging socket provided on the charging station, and on the other side is provided with a charging coupling that can be connected to a charging plug installed in the electric and hybrid vehicle. In the present case, charging sockets, charging plugs, charging couplings and charging plugs are subsumed under the term “charging connectors”. Charging sockets and charging couplings have contact sleeves as charging contacts and charging plugs as well as charging plugs that can be installed in electric and hybrid vehicles have contact pins as charging contacts that can be inserted into the contact sleeves.

Wie z.B. in der EP 3 043 421 Al dargelegt, heizt sich aufgrund eines durch den Ladesteckverbinder fließenden Ladestroms dieser wegen ohmscher Stromwärmeverlusten auf. Das Aufheizen des Ladesteckverbinders ist jedoch auf eine Grenztemperaturerhöhung limitiert. So ist beispielsweise gemäß der Norm IEC 62196-3 die Grenztemperaturerhöhung auf 50 K limitiert. Dies wiederum führt bei größtenteils genormten Steckverbindergeometrien zu einem maximalen Ladestrom, der in der Regel nicht größer als 200 A im Dauerlastbestrieb sein kann. Bei einer intermittierenden Aufladung der Batterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs sind jedoch höhere Ladeströme über begrenzte Zeiträume notwendig, um die Batterie in einer gewünschten kurzen Zeit aufzuladen. Dies kann zu einer temporären Erhitzung der Ladesteckverbinder führen, die über der Grenztemperaturerhöhung liegt. Der Leitungsquerschnitt der Elektroanschlusskörper lässt sich nicht beliebig vergrößern, da die Steckverbindergeometrien genormt sind und darüber hinaus für die Elektroanschlusskörper eine möglichst geringe Menge an leitfähigem Material, üblicherweise Kupfer, verwendet werden soll.Such as in the EP 3 043 421 Al explained, due to a charging current flowing through the charging connector, it heats up due to ohmic current heat losses. However, the heating of the charging connector is limited to a limit increase in temperature. For example, according to the IEC 62196-3 standard, the limit temperature increase is limited to 50 K. With largely standardized connector geometries, this in turn leads to a maximum charging current that generally cannot be greater than 200 A in continuous load operation. However, when charging the battery of an electric or hybrid vehicle intermittently, higher charging currents are necessary over limited periods of time in order to charge the battery in a desired short time. This can lead to a temporary heating of the charging connectors that exceeds the limit temperature increase. The cable cross section of the electrical connection bodies cannot be increased arbitrarily, since the connector geometries are standardized and, in addition, the smallest possible amount of conductive material, usually copper, should be used for the electrical connection bodies.

Insofern soll gemäß der EP 3 043 421 A1 die Aufgabe gelöst werden, einen Elektroanschlusskörper bereitzustellen, der erhöhte Ladeströme bei einer begrenzten Aufheizung ermöglicht und daher eine erhöhte Kurzzeitstromtragfähigkeit aufweist. Diese Aufgabe soll dadurch gelöst sein, dass ein Elektroanschlusskörper für einen Ladestecker bzw. eine Ladebuchse bereitgestellt wird, wobei der Elektroanschlusskörper einen ersten Anschlussbereich zur galvanischen Verbindung mit einem elektrischen Energieempfänger und einen zweiten Anschlussbereich zur galvanischen Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle aufweist, wobei der Elektroanschlusskörper so ausgestaltet ist, dass dieser einen im Elektroanschlusskörper ausgebildeten Kühlfluidkanal aufweist, wobei der Kühlfluidkanal des Elektroanschlusskörpers mit einer Kühlfluidquelle fluidverbunden ist, die in einer Ladestation angeordnet ist.In this respect, according to the EP 3 043 421 A1 The aim is to provide an electrical connection body that enables increased charging currents with limited heating and therefore has an increased short-term current carrying capacity. This aim is to be achieved by providing an electrical connection body for a charging plug or a charging socket, wherein the electrical connection body has a first connection area for galvanic connection to an electrical energy receiver and a second connection area for galvanic connection to an electrical energy source, wherein the electrical connection body is designed such that it has a cooling fluid channel formed in the electrical connection body, wherein the cooling fluid channel of the electrical connection body is fluidly connected to a cooling fluid source that is arranged in a charging station.

Eine Kühlung eines Ladesteckverbinders für Elektro- und Hybridfahrzeuge, die von der Seite der Ladestation ausgeht, ist auch ansonsten aus dem Stand der Technik gut bekannt. So beschreibt die DE 10 2015 119 338 A1 , dass an einem Kontakthülsenelement eines Ladesteckers zwei Anschlussstellen für Kühlmittelleitungen angeordnet sind. Mittels eines spiralförmigen Aufsteckelements wird Kühlmittel zirkular um das Kontakthülsenelement geleitet. Die zwei Anschlussstellen dienen als Zu- und Ablauf für das Kühlmittel, das von der Ladestation zum Ladestecker geleitet wird. Die EP 3 433 902 B1 beschreibt ebenfalls ein Steckverbinderteil mit gekühlten Kontaktelementen. Auch hier ist ladestationsseitig das Heranführen eines Kühlmittels via Kühlmittelleitungen an die Kontaktelemente der an dem Ladekabel angeschlossenen Ladekupplung vorgesehen. Als Kühlmittel ist ein Fluid vorgesehen, welches senkrecht zum Kontaktelement in das ausgehölte Kontaktelement geleitet wird und innerhalb des Kontaktelements zurückströmt. Die 10 2016 105 361 B4 beschreibt schließlich ebenfalls ein Steckverbinderteil mit einem gekühlten Kontaktelement, wobei auch hier ladestationsseitig das Heranführen eines Kühlmittels via Kühlmittelleitungen an die Kontaktelemente einer am Ladekabel angeschlossenen Ladebuchse vorgesehen ist. An den Kontaktelementen sind dabei Leitelemente angeordnet, die ein Umströmen der Kontaktelemente durch das Kühlmittel in Form von Pressluft gewähren sollen.Cooling of a charging connector for electric and hybrid vehicles, which emanates from the side of the charging station, is also otherwise well known from the prior art. That's how it describes DE 10 2015 119 338 A1 that two connection points for coolant lines are arranged on a contact sleeve element of a charging plug. By means of a spiral-shaped slip-on element, coolant is guided circularly around the contact sleeve element. The two connection points serve as inlet and outlet for the coolant, which is led from the charging station to the charging plug. The EP 3 433 902 B1 also describes a connector part with cooled contact elements. Here too, on the charging station side, a coolant is provided via coolant lines to the contact elements of the charging coupling connected to the charging cable. A fluid is provided as a coolant, which is directed into the hollowed-out contact element perpendicular to the contact element and flows back within the contact element. Finally, 10 2016 105 361 B4 also describes a connector part with a cooled contact element, whereby here too the introduction of a coolant via coolant lines to the contact elements of a charging socket connected to the charging cable is provided on the charging station side. Guide elements are arranged on the contact elements, which are intended to allow the coolant in the form of compressed air to flow around the contact elements.

Ausgehend davon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Wärmeabtrag bei einem Ladesteckverbinder zu erzielen, der selbst mit keinem Kühlsystem von Seiten einer Ladestation ausgestattet ist.Based on this, the object of the present invention is to provide improved heat dissipation This can be achieved with a charging connector that is not itself equipped with a cooling system on the part of a charging station.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.This task is solved by the subject matter of the independent claims. Preferred developments of the invention are described in the subclaims.

Erfindungsgemäß wird somit ein Ladesteckverbinder für Elektro- und Hybridfahrzeuge bereitgestellt, mit
Ladekontakten, zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte eins korrespondierenden Ladesteckverbinder,
einem Steckbereich, in dem der Ladesteckverbinder im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder in Steckrichtung überlappt und die Ladekontakte der beiden Steckverbinder in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen,
einem Anschlussbereich, in dem die Ladekontakte galvanisch leitend an elektrische Leitungen angeschlossen sind, die von dem Ladesteckverbinder wegführen, und
einem von den Ladekontakten verschiedenen Wärmeleitelement, das sich vom Steckbereich in den Anschlussbereich erstreckt.According to the invention, a charging connector for electric and hybrid vehicles is thus provided
Charging contacts, for contacting corresponding charging contacts, a corresponding charging connector,
a plug-in area in which the charging plug connector, when plugged into the corresponding charging plug connector, overlaps with the corresponding charging plug connector in the plugging direction and the charging contacts of the two plug connectors are in galvanically conductive contact with one another,
a connection area in which the charging contacts are connected in a galvanically conductive manner to electrical lines that lead away from the charging connector, and
a heat-conducting element that is different from the charging contacts and extends from the plug-in area into the connection area.

Wenn vorliegend von einem korrespondierenden Ladesteckverbinder die Rede ist, dann ist damit einerseits ein Ladesteckverbinder gemeint, der das selbe Steckgesicht wie der erfindungsgemäße Ladesteckverbinder aufweist, wobei das eine Steckgesicht aber Kontaktstifte aufweist, wenn das andere Steckgesicht Kontakthülsen aufweist, und umgekehrt. Das Set aus erfindungsgemäßem Ladesteckverbinder und korrespondierendem Ladesteckverbinder kann also zusammengesteckt werden. Andererseits wird vorliegend auch dann von einem korrespondieren Ladesteckverbinder gesprochen, wenn die Steckgesichter im zuvor genannten Sinne sich nur teilweise entsprechen, also der korrespondiere Ladesteckverbinder z.B. nicht alle Kontakte aufweist, die bei dem erfindungsgemäßen Ladesteckverbinder vorhanden sind, die vorhandenen Kontakte des korrespondieren Ladesteckverbinders aber vom Steckgesicht her dem erfindungsgemäßen Ladesteckverbinder entsprechen, so dass der erfindungsgemäße Ladesteckverbinder und der korrespondierende Ladesteckverbinder auch in diesem Fall zusammengesteckt werden können.If we are talking about a corresponding charging connector here, then on the one hand this means a charging connector that has the same plug-in face as the charging plug-in connector according to the invention, but one plug-in face has contact pins if the other plug-in face has contact sleeves, and vice versa. The set of charging connector according to the invention and corresponding charging connector can therefore be plugged together. On the other hand, the present case is also referred to as a corresponding charging connector if the plug-in faces only partially correspond in the sense mentioned above, i.e. the corresponding charging plug-in connector, for example, does not have all of the contacts that are present in the charging plug-in connector according to the invention, but the existing contacts of the corresponding charging plug-in connector are of the plug-in face correspond to the charging connector according to the invention, so that the charging connector according to the invention and the corresponding charging connector can also be plugged together in this case.

Ein solcher Fall liegt z.B. vor bei einer an einem Ladekabel angeschlossenen Ladekupplung für ein Gleichstromladen nach der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2. Eine solche Ladekupplung ist in einen in die Karosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs eingebauten und für Wechselstromladen sowie für Gleichstromladen geeigneten Ladeeinbaustecker einsteckbar, wobei im Wechselstromsteckgesicht bei der Gleichstromladenladekupplung nur die Kommunikationskontakte und der Schutzkontakt vorhanden sind, jedoch keine Kontakte für Außenleiter und einen Mittelleiter für ein Wechselstromladen.Such a case occurs, for example, with a charging coupling connected to a charging cable for direct current charging in accordance with the European standard IEC 62196 Type 2. Such a charging coupling can be plugged into a charging plug installed in the body of an electric or hybrid vehicle and suitable for alternating current charging and direct current charging, whereby only the communication contacts and the protective contact are present in the AC connector face of the DC charging coupling, but no contacts for external conductors and a center conductor for AC charging.

Als Wärmeleitelement wird vorliegend ein solches Element verstanden, das dazu führt, dass die Wärmeleitfähigkeit des erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders in Steckrichtung größer ist als ohne das Wärmeleitelement. Der Einbau des Wärmeleitelements verbessert also die Möglichkeit des Ladesteckverbinders, in dem Ladesteckverbinder entstehende Wärme in mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder gesteckten Zustand in Richtung zu dem korrespondierenden Ladesteckverbinder hin abzuleiten.In the present case, a heat-conducting element is understood to be an element which results in the thermal conductivity of the charging connector according to the invention being greater in the plug-in direction than without the heat-conducting element. The installation of the heat-conducting element therefore improves the possibility of the charging connector to dissipate heat generated in the charging connector in the plugged state with the corresponding charging connector in the direction of the corresponding charging connector.

Vorliegend wird von einem Steckbereich des erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders gesprochen, in dem der Ladesteckverbinder im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder in Steckrichtung überlappt und die Ladekontakte der beiden Steckverbinder in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen. Ein solcher Steckbereich eines Ladesteckverbinders ist im Allgemeinen auch dadurch definiert und insofern geometrisch begrenzt, als dass der Ladesteckverbinder eine Einrichtung aufweist, die sicherstellt, dass die beiden Ladesteckverbinder im gesteckten Zustand über eine bestimmte maximale Länge miteinander in Überlappung stehen, die dem vollständig eingesteckten Zustand des einen Ladesteckverbinders in den anderen Ladesteckverbinders entspricht.In the present case, we are talking about a plug-in area of the charging plug connector according to the invention, in which the charging plug connector, when plugged into the corresponding charging plug connector, overlaps with the corresponding charging plug connector in the plugging direction and the charging contacts of the two plug connectors are in galvanically conductive contact with one another. Such a plug-in area of a charging connector is generally also defined and geometrically limited in that the charging connector has a device which ensures that the two charging connectors in the plugged state overlap with one another over a certain maximum length, which corresponds to the fully plugged-in state of the one charging connector corresponds to the other charging connector.

Es ist somit ein maßgeblicher Aspekt der Erfindung, die passive Kühlung seitens des Ladesteckverbinders zu unterstützen und dazu die thermische Kopplung zwischen dem Ladesteckverbinder und einem mit diesem gesteckten korrespondieren Ladesteckverbinder zu nutzen, so dass Wärme effektiv von dem Ladesteckverbinder auf den korrespondierenden Ladesteckverbinder übertragen werden kann. Dies ist von besonderem Nutzen, wenn der korrespondierende Ladesteckverbinder mit einem aktiven Kühlsystem ausgestattet ist, wie eingangs unter Bezugnahme auf den Stand der Technik beschrieben. Durch das erfindungsgemäß vorgesehen Wärmeleitelement kann nämlich in dem erfindungsgemäßen Ladesteckverbinder entstehende Wärme in Richtung zu dem aktiven Kühlsystem des korrespondierenden Ladesteckverbinders abgeführt werden, so dass dieses aktive Kühlsystem praktisch für den erfindungsgemäßen Steckverbinder mit genutzt werden kann.It is therefore a significant aspect of the invention to support passive cooling on the part of the charging connector and to use the thermal coupling between the charging connector and a corresponding charging connector plugged into it, so that heat can be effectively transferred from the charging connector to the corresponding charging connector. This is of particular benefit if the corresponding charging connector is equipped with an active cooling system, as described at the beginning with reference to the prior art. The heat-conducting element provided according to the invention allows heat generated in the charging connector according to the invention to be dissipated in the direction of the active cooling system of the corresponding charging connector, so that this active cooling system can be practically used for the connector according to the invention.

Grundsätzlich können die Ladekontakte ganz unterschiedliche Formen aufweisen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Ladekontakte jedoch im Querschnitt kreisförmig. Dabei sind sie vorzugsweise als Kontakthülsen bzw. als in Kontakthülsen einsteckbare Kontaktstifte ausgebildet.In principle, the charging contacts can have very different shapes. According to one However, in a preferred development of the invention, the charging contacts are circular in cross section. They are preferably designed as contact sleeves or as contact pins that can be inserted into contact sleeves.

Wie zuvor schon erläutert, liegt die einzige Anforderung an das Wärmeleitelement darin, dass es dazu führt, dass die Wärmeleitfähigkeit des erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders in Steckrichtung größer ist als ohne das Wärmeleitelement. Der Einbau des Wärmeleitelements soll also die Möglichkeit des Ladesteckverbinders verbessern, in dem Ladesteckverbinder entstehende Wärme in mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder gesteckten Zustand in Richtung zu dem korrespondierenden Ladesteckverbinder hin abzuleiten. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist dazu vorgesehen, dass das Wärmeleitelement aus Metall hergestellt ist, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium. Im Übrigen sind natürlich auch andere gut wärmeleitfähige Materialien und Materialmischungen für das Wärmeleitelement möglich, die zu dem in Rede stehenden verbesserten Wärmeabtrag von dem erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders führen.As already explained above, the only requirement for the heat-conducting element is that it results in the thermal conductivity of the charging connector according to the invention being greater in the plug-in direction than without the heat-conducting element. The installation of the heat-conducting element is intended to improve the ability of the charging connector to dissipate heat generated in the charging connector in the direction of the corresponding charging connector when plugged into the corresponding charging connector. According to a preferred development of the invention, it is provided that the heat-conducting element is made of metal, preferably copper or aluminum. Furthermore, other materials and material mixtures with good thermal conductivity are of course also possible for the heat-conducting element, which lead to the improved heat dissipation in question from the charging connector according to the invention.

Die Erfindung fordert erst mal nur, dass sich das Wärmeleitelement von dem Steckbereich des Ladesteckverbinders in den Anschlussbereich des Ladesteckverbinderst erstreckt. Dabei ist aber vorzugsweise vorgesehen, dass sich das Wärmeleitelement in Steckrichtung erstreckt. Auf diese Weise wird für den Wärmeabtransport von dem Ladesteckverbinder der kürzeste Weg bereitgestellt, was einem effektiven Wärmeabtrag zuträglich ist.The invention only requires that the heat-conducting element extends from the plug-in area of the charging connector into the connection area of the charging connector. However, it is preferably provided that the heat-conducting element extends in the plug-in direction. In this way, the shortest path is provided for the heat dissipation from the charging connector, which is conducive to effective heat dissipation.

Dabei ist es vorzugsweise so, dass das Wärmeleitelement parallel zu einem Ladekontakt verläuft und im Steckbereich auf der selben Länge endet wie der parallele Ladekontakt. Im Rahmen dieser bevorzugten Weiterbildung ist es aber auch möglich, dass das Wärmeleitelement vor dem parallelen Ladekontakt endet, insbesondere in einem Bereich zwischen 1 und 3 mm vor dem Ende des parallelen Ladekontakts. In beiden Fällen kann erreicht werden, dass das Wärmeleitelement beim Stecken nicht stört und gleichwohl im gesteckten Zustand sehr nahe an den korrespondieren Ladesteckverbinder heranreicht, was den Wärmeabtrag unterstützt.It is preferably the case that the heat-conducting element runs parallel to a charging contact and ends in the plug-in area at the same length as the parallel charging contact. As part of this preferred development, it is also possible for the heat-conducting element to end in front of the parallel charging contact, in particular in an area between 1 and 3 mm in front of the end of the parallel charging contact. In both cases, it can be achieved that the heat-conducting element does not interfere when plugged in and nevertheless comes very close to the corresponding charging connector when plugged in, which supports heat dissipation.

Genauso ist es von Vorteil, wenn das Wärmeleitelement im Anschlussbereich auf der selben Länge wie der parallele Ladekontakt oder erst hinter dem parallelen Ladekontakt endet. Auf diese Weise kann aus einem großen Bereich in dem Ladesteckverbinder Wärme aufgenommen und im gesteckten Zustand an den korrespondierenden Ladesteckverbinder weitergegeben werden.It is also advantageous if the heat-conducting element in the connection area ends at the same length as the parallel charging contact or only behind the parallel charging contact. In this way, heat can be absorbed from a large area in the charging connector and passed on to the corresponding charging connector when plugged in.

Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher geometrischer Anordnungsmöglichkeiten im Ladesteckverbinder für das Wärmeleitelement. Vorzugsweise ist das Wärmeleitelement jedoch so angeordnet, dass es in einem Bereich zwischen zwei Gleichstromladekontakten verläuft. Beim Gleichstromladen entstehen im Bereich der Gleichstromkontakte besonders hohe Temperaturen, und zwar aufgrund der höheren Ströme auch deutlich höhere Temperaturen als im Bereich der Wechselstromladekontakte beim Wechselstromladen.There are a variety of different geometric arrangement options in the charging connector for the heat-conducting element. However, the heat-conducting element is preferably arranged so that it runs in an area between two DC charging contacts. During direct current charging, particularly high temperatures arise in the area of the direct current contacts, and due to the higher currents, significantly higher temperatures than in the area of the alternating current charging contacts in alternating current charging.

Vorliegend werden solche Kontakte als Gleichstromladekontakte bezeichnet, die ausschließlich für das Laden mit Gleichstrom vorgesehen sind. In Abgrenzung dazu gibt es Wechselstromladekontakte. Damit sind die Außenleiter sowie der Neutralleiter (Mittelleiter) gemeint, die jedenfalls auch für eine Laden mit Wechselstrom vorgesehen sind. Als Außenleiter (umgangssprachlich auch als Phase bezeichnet) wird dabei ein Leiter bezeichnet, der im üblichen Betrieb unter Spannung steht und zur Übertragung oder Verteilung elektrischer Energie beitragen kann, aber kein Neutralleiter ist. Ein Neutralleiter ist ein Leiter, der mit dem Neutralpunkt elektrisch verbunden und in der Lage ist, zur Verteilung elektrischer Energie beizutragen. In der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 werden die Kontakte, die vorliegend als Wechselstromladekontakte bezeichnet werden, mit L1, L2 und L3 (Außenleiter) und mit N (Neutralleiter) und die Gleichstromladekontakte mit DC+ und DC- bezeichnet. Diesem Verständnis soll nicht entgegenstehen, dass die europäische Norm IEC 62196 Typ 2 auch eine Betriebsart kennt, gemäß der über die Kontakte L1, L2, L3 und N ein Gleichstromladen erfolgt.In the present case, such contacts are referred to as DC charging contacts, which are intended exclusively for charging with direct current. In contrast to this, there are AC charging contacts. This refers to the external conductors and the neutral conductor (center conductor), which are also intended for charging with alternating current. An external conductor (also known colloquially as a phase) is a conductor that is live during normal operation and can contribute to the transmission or distribution of electrical energy, but is not a neutral conductor. A neutral conductor is a conductor that is electrically connected to the neutral point and capable of contributing to the distribution of electrical energy. In the European standard IEC 62196 Type 2, the contacts, which are referred to here as AC charging contacts, are designated L1, L2 and L3 (outer conductor) and N (neutral conductor) and the DC charging contacts are designated DC+ and DC-. This understanding should not be contradicted by the fact that the European standard IEC 62196 Type 2 also recognizes an operating mode according to which direct current charging takes place via the contacts L1, L2, L3 and N.

Ganz besonders bevorzugt ist es nun, wenn zwei parallel zueinander verlaufende Wärmeleitelemente vorgesehen sind. Im Fall der Anordnung dieser Wärmeleitelemente im Bereich zweier parallel zueinander verlaufender Gleichstromladekontakte ist es von besonderem Vorteil, wenn die Ebene, in der die Längsachsen der beiden Gleichstromladekontakte liegen, parallel zu der Ebene ist, in der die Längsachsen der beiden Wärmeleitelemente liegen. Genz besonders bevorzugt ist also eine derartige Anordnung, bei der die beiden Wärmeleitelement zwischen den beiden Gleichstromladekontakten in Bereichen etwas oberhalb bzw. etwas unterhalb der Gleichstromladekontakte verlaufen.It is now particularly preferred if two heat-conducting elements running parallel to one another are provided. In the case of arranging these heat-conducting elements in the area of two DC charging contacts running parallel to one another, it is particularly advantageous if the plane in which the longitudinal axes of the two DC charging contacts lie is parallel to the plane in which the longitudinal axes of the two heat-conducting elements lie. Such an arrangement is particularly preferred in which the two heat-conducting elements run between the two DC charging contacts in areas slightly above or slightly below the DC charging contacts.

Dabei können die Wärmeleitelemente grundsätzlich verschiedene Formen aufweisen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Wärmeleitelemente beide jeweils im Querschnitt eine Dreiecksform aufweisen und jeweils mit einer Ecke des Dreiecks zu der Achse zeigen, die in der Mitte zwischen den beiden Gleichstromladekontakten parallel zu diesen verläuft. Dabei ist es ganz besonders bevorzugt, dass die beiden Seiten des Dreiecks, die zu der Ecke führen, die zu der Achse zeigen, die in der Mitte zwischen den beiden Gleichstromladekontakten parallel zu diesen verläuft, konkav sind. Von Vorteil ist es dabei, wenn die konkaven Seiten im Querschnitt jeweils einer solchen Form folgen, die durch einen Kreis gegeben sind, dessen Mittelpunkt auf der Längsachse des jeweiligen Ladekontakts liegt. Damit wird eine Form und Lage der beiden Wärmeleitelemente erzielt, gemäß der die Wärmeleitelemente über einen relativ großen Bereich sehr nahe an die Gleichstromladekontakte heranreichen.The heat-conducting elements can basically have different shapes. According to a preferred development of the invention, however, it is provided that the heat-conducting elements both have a triangular shape in cross section and each have one corner of the triangle pointing towards the axis which is in the middle between the two DC charging contacts parallel to them runs. It is particularly preferred that the two sides of the triangle that lead to the corner that point to the axis that runs parallel to the two DC charging contacts in the middle are concave. It is advantageous if the concave sides each follow a shape in cross section that is given by a circle whose center lies on the longitudinal axis of the respective charging contact. This achieves a shape and position of the two heat-conducting elements according to which the heat-conducting elements reach very close to the DC charging contacts over a relatively large area.

Die Erfindung betrifft außerdem die Verwendung eines Ladesteckverbinders nach einem der vorhergehenden Ansprüche an der Fahrzeugkarosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Dabei ist es ganz besonders bevorzugt, dass der Ladesteckverbinder eine Ladeeinbaustecker ist, insbesondere nach der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2.The invention also relates to the use of a charging connector according to one of the preceding claims on the vehicle body of an electric or hybrid vehicle. It is particularly preferred that the charging connector is a built-in charging plug, in particular according to the European standard IEC 62196 Type 2.

Außerdem betrifft die Erfindung ein System aus einem Ladesteckverbinder wie zuvor beschrieben und einem zu diesem korrespondieren Ladesteckerbinder, wobei der korrespondierende Ladesteckverbinder mit einem mit einem Kühlfluid beaufschlagbaren Kühlelement versehen ist.The invention also relates to a system comprising a charging connector as described above and a charging connector corresponding thereto, the corresponding charging connector being provided with a cooling element which can be acted upon by a cooling fluid.

Dieses System ist vorzugsweise dahingehend ausgestaltet, dass es weiterhin eine Ladestation und ein mit der Ladestation verbundenes und den korrespondierenden Ladesteckverbinder tragendes Ladekabel aufweist, wobei die Ladestation eine Kühlfluidquelle aufweist und das Ladekabel mit Kühlfluidleitungen versehen ist, um das Kühlfluid von der Kühlfluidquelle zu dem Kühlelement des korrespondieren Ladesteckverbinder und wieder zurück zu transportieren. Die Kühlfluidquelle der Ladestation ist dabei derart ausgestaltet, dass erwärmtes, von dem Ladesteckverbinder zurückgeführtes Kühlfluid wieder abgekühlt wird, so dass es erneut für eine Kühlung zur Verfügung steht.This system is preferably designed such that it also has a charging station and a charging cable connected to the charging station and carrying the corresponding charging connector, wherein the charging station has a cooling fluid source and the charging cable is provided with cooling fluid lines in order to transport the cooling fluid from the cooling fluid source to the cooling element of the corresponding charging connector and back again. The cooling fluid source of the charging station is designed such that heated cooling fluid returned from the charging connector is cooled down again so that it is available again for cooling.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter im Detail beschrieben.The invention is described in further detail below with reference to the drawings using preferred exemplary embodiments.

In den Zeichnungen zeigen

  • 1 in einer perspektivischen Ansicht einen Ladesteckverbinder gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 2 in einer perspektivischen Ansicht einen zum dem Steckverbinder aus 1 korrespondierenden Ladesteckverbinder,
  • 3a schematisch den Ladesteckverbinder aus 1 in einer Seitenansicht,
  • 3b einen Schnitt des Ladesteckverbinders aus 3a entlang der Linie A-A,
  • 4 das in 3b gezeigte Wärmeleitelement in einer perspektivischen Ansicht,
  • 5a das in 3b gezeigte Wärmeleitelement im Querschnitt,
  • 5b ein Wärmeleitelement mit einem dreieckigen Querschnitt,
  • 5c ein Wärmeleitelement mit einem kreisrunden Querschnitt und
  • 6 schematisch ein System mit einem Ladesteckverbinder, einem korrespondierenden Ladesteckverbinder, einem Ladekabel, einer Ladestation und einem Kühlsystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Show in the drawings
  • 1 in a perspective view a charging connector according to a preferred embodiment of the invention,
  • 2 in a perspective view of the connector 1 corresponding charging connector,
  • 3a schematically select the charging connector 1 in a side view,
  • 3b a cut of the charging connector 3a along line AA,
  • 4 this in 3b heat-conducting element shown in a perspective view,
  • 5a this in 3b heat-conducting element shown in cross section,
  • 5b a heat-conducting element with a triangular cross section,
  • 5c a heat-conducting element with a circular cross section and
  • 6 schematically a system with a charging connector, a corresponding charging connector, a charging cable, a charging station and a cooling system according to a preferred embodiment of the invention.

Aus 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein Ladesteckverbinder 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich. Dabei handelt es sich um einen Ladeeinbaustecker zum Einbau in die Fahrzeugkarosserie 17 eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 18, wie schematisch in 6 dargestellt. Der vorliegende Ladesteckverbinder 1 ist im Wesentlichen und von seinem Steckgesicht her ein Ladeeinbaustecker gemäß der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2. Neben nicht weiter mit Bezugszeichen versehenen Wechselstromladekontakten, einem Schutzkontakt und Kommunikationskontakten weist der Ladesteckverbinder 1 zwei Gleichstromladekontakte 2 für ein Gleichstromladen auf.Out of 1 A charging connector 1 according to a preferred exemplary embodiment of the invention can be seen in a perspective view. This is a charging plug for installation in the vehicle body 17 of an electric or hybrid vehicle 18, as shown schematically in 6 shown. The present charging connector 1 is essentially and in terms of its mating face a built-in charging plug in accordance with the European standard IEC 62196 Type 2. In addition to AC charging contacts that are not provided with reference numbers, a protective contact and communication contacts, the charging connector 1 has two DC charging contacts 2 for DC charging.

Der Ladesteckverbinder 1 ist aus einem vorderen Gehäuseteil 24 und einem hinteren Gehäuseteil 25 zusammengesetzt. Das vordere Gehäuseteil 24 ist mit dem hinteren Gehäuseteil 25 mittels einer Laserverschweißung verbunden. Das vordere Gehäuseteil 24 ist das Gehäuseteil, das im in einer Fahrzeugkarosserie 17 eingebauten Zustand nach außen zeigt und dafür vorgesehen ist, einen korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 zum empfangen.The charging connector 1 is composed of a front housing part 24 and a rear housing part 25. The front housing part 24 is connected to the rear housing part 25 by means of laser welding. The front housing part 24 is the housing part which, when installed in a vehicle body 17, faces outwards and is intended to receive a corresponding charging connector 4.

Ein solcher korrespondierender Ladesteckverbinder 4 ist in einer perspektivischen Ansicht aus 2 ersichtlich. Dabei handelt es sich um eine Ladekupplung für ein Gleichstromladen, die im Wesentlichen und von ihrem Steckgesicht her der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 entspricht. Für das Gleichstromladen sind zwei Gleichstromladekontakte 14 vorgesehen, die beim Laden mit den Gleichstromladekontakten 2 des Ladesteckverbinders 1 zusammenwirken. Konkret sind die Gleichstromladekontakte 2 des Ladesteckverbinders 1 vorliegend als Kontaktstifte ausgebildet und die Gleichstromladekontakte 14 des korrespondierenden Ladesteckverbinders 4 als Kontakthülsen, in die die Kontaktstifte einsteckbar sind. Außerdem weist der korrespondierende Ladesteckverbinder 4 zwei Kommunikationskontakte 16 sowie einen Schutzkontakt 15 auf.Such a corresponding charging connector 4 is shown in a perspective view 2 visible. This is a charging coupling for DC charging, which essentially and in terms of its mating face corresponds to the European standard IEC 62196 Type 2. For DC charging, two DC charging contacts 14 are provided, which interact with the DC charging contacts 2 of the charging connector 1 during charging. Specifically, the DC charging contacts 2 of the charging connector 1 are designed here as contact pins and the DC charging contacts 14 of the corresponding charging connector 4 are designed as contact sleeves into which the contact pins can be inserted. Besides that the corresponding charging connector 4 has two communication contacts 16 and a protective contact 15.

Wie insbesondere 3a entnehmbar, weist der Ladesteckverbinder 1 einen Steckbereich 5 im vorderen Gehäuseteil 24 und einen Anschlussbereich 6 im hinteren Gehäuseteil 25 auf. Der Steckbereich 5 ist als ein solcher Bereich definiert, in dem der Ladesteckverbinder 1 im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 in Steckrichtung überlappt und die Gleichstromladekontakte 2, 14 der beiden Steckverbinder 1, 4 in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen. Der Anschlussbereich 6 ist als ein solcher Bereich definiert, in dem die Ladekontakte 2 des Ladesteckverbinders galvanisch leitend an elektrische Leitungen 7 angeschlossen sind, die von dem Ladesteckverbinder 1 zu einer nicht weiter dargestellten Batterie führen.Like in particular 3a removable, the charging connector 1 has a plug-in area 5 in the front housing part 24 and a connection area 6 in the rear housing part 25. The plug-in area 5 is defined as an area in which the charging plug connector 1, when plugged into the corresponding charging plug connector 4, overlaps with the corresponding charging plug connector 4 in the plugging direction and the DC charging contacts 2, 14 of the two plug connectors 1, 4 are in galvanically conductive contact with one another. The connection area 6 is defined as an area in which the charging contacts 2 of the charging connector are connected in a galvanically conductive manner to electrical lines 7, which lead from the charging connector 1 to a battery, not shown.

Maßgeblich bei dem hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nun, dass zwei metallische Wärmeleitelemente 8 aus Aluminium vorgesehen sind, die sich parallel zu den Gleichstromladekontakten 2 in Steckrichtung des Ladesteckverbinders 1 erstrecken, und zwar von dem Steckbereich 5 bis in den Anschlussbereich 6. Dabei gilt, dass die Wärmeleitelemente 8 beide im Steckbereich 5 in etwa auf der selben Länge enden wie die parallelen Gleichstromladekontakte 2. Außerdem führen die Wärmeleitelemente 8 auch weit in den Anschlussbereich 6 hinein und enden dort erst hinter den zueinander parallelen Gleichstromladekontakten 2.What is crucial in the preferred exemplary embodiment of the invention described here is that two metallic heat-conducting elements 8 made of aluminum are provided, which extend parallel to the DC charging contacts 2 in the plug-in direction of the charging connector 1, namely from the plug-in area 5 to the connection area 6. The following applies that the heat-conducting elements 8 both end in the plug-in area 5 at approximately the same length as the parallel DC charging contacts 2. In addition, the heat-conducting elements 8 also lead far into the connection area 6 and only end there behind the mutually parallel DC charging contacts 2.

Den 3a und 3b ist entnehmbar, dass die Wärmeleitelemente 8 in einem Bereich zwischen den beiden Gleichstromladekontakten 2 verlaufen, wobei die Ebene, in der die Längsachsen 9 der beiden Gleichstromladekontakte 2 liegen, parallel zu der Ebene ist, in der die Längsachsen 10 der beiden Wärmeleitelemente liegen. Dabei weisen die Wärmeleitelemente 8 beide jeweils im Querschnitt eine Dreiecksform aufweisen und zeigen jeweils mit einer Ecke 11 des Dreiecks zu der Achse 12, die in der Mitte zwischen den beiden Gleichstromladekontakten 2 parallel zu diesen verläuft.The 3a and 3b It can be seen that the heat-conducting elements 8 run in an area between the two DC charging contacts 2, the plane in which the longitudinal axes 9 of the two DC charging contacts 2 lie being parallel to the plane in which the longitudinal axes 10 of the two heat-conducting elements lie. The heat-conducting elements 8 both have a triangular cross-section and each point with a corner 11 of the triangle towards the axis 12, which runs parallel to the axis 12 in the middle between the two DC charging contacts 2.

Die Form der Wärmeleitelemente 8 ist noch weiter an die Form der Gleichstromladekontakte 2 angepasst, indem die beiden Seiten des Dreiecks, die zu der Ecke 11 führen, die zu der Achse 12 zeigen, die in der Mitte zwischen den beiden Gleichstromladekontakten 2 parallel zu diesen verläuft, konkav sind. Konkret folgen die konkaven Seiten dabei im Querschnitt jeweils einer solchen Form, die durch einen Kreis 13 gegeben sind, dessen Mittelpunkt auf der Längsachse 9 des jeweiligen Gleichstromladekontakts 2 liegt. Dies ist schematisch in 5a angedeutet.The shape of the heat-conducting elements 8 is further adapted to the shape of the DC charging contacts 2 in that the two sides of the triangle, which lead to the corner 11, point to the axis 12, which runs parallel to them in the middle between the two DC charging contacts 2 , are concave. Specifically, the concave sides each follow a shape in cross section that is given by a circle 13, the center of which lies on the longitudinal axis 9 of the respective DC charging contact 2. This is schematic in 5a indicated.

Insgesamt ergibt sich damit eine Form der beiden Wärmeleitelemente 8, wie in perspektivischer Darstellung aus 4 entnehmbar. In diesem Zusammenhang sei allerdings angemerkt, dass die in den 4 und 5a gezeigten Formen der Wärmeleitelemente 8 zwar sehr günstig für den Wärmeabtrag von den Gleichstromladekontakten 2 sind, da sie von ihrer Form her in ihren den Gleichstromladekontakten 2 zugewandten Bereichen im Wesentlichen der Außenform der Gleichstromladekontakte 2 entsprechen, so dass die Wärmeleitelemente 8 nahe an die Gleichstromladekontakte 2 herangerückt werden können. Gleichwohl sind andere Querschnittsformen für die Wärmeleitelemente 8 möglich, nämlich z.B, wie in 5b gezeigt, eine Dreiecksform mit geraden Seiten oder, wie in 5c gezeigt, grundsätzlich auch eine kreisrunde Form.Overall, this results in a shape of the two heat conducting elements 8, as shown in perspective 4 In this context, however, it should be noted that the 4 and 5a shown shapes of the heat conducting elements 8 are very favorable for the heat dissipation from the direct current charging contacts 2, since their shape in their areas facing the direct current charging contacts 2 essentially corresponds to the external shape of the direct current charging contacts 2, so that the heat conducting elements 8 can be moved close to the direct current charging contacts 2. Nevertheless, other cross-sectional shapes for the heat conducting elements 8 are possible, namely, for example, as in 5b shown, a triangular shape with straight sides or, as in 5c shown, basically also a circular shape.

Weiter oben ist schon angesprochen worden, dass der Ladesteckverbinder 1 in Form eines Einbausteckers Verwendung findet an der Fahrzeugkarosserie 17 eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 18. In diesem Zusammenhang darf auf 6 verwiesen werden, die schematisch ein System gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, das einen in eine Fahrzeugkarosserie 17 eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 18 eingebauten Ladesteckverbinder 1, einen zu diesem korrespondieren Ladesteckerbinder 4, eine Ladestation 20 und ein mit der Ladestation 20 verbundenes und den korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 tragendes Ladekabel 21 umfasst. Wesentlich ist bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, dass der korrespondierende Ladesteckverbinder 4 mit einem mit einem Kühlfluid beaufschlagbaren Kühlelement 19 zum Kühlen der korrespondierenden Ladekontakte 4 versehen ist. Um über die Kühlelemente 19 eine Kühlung der korrespondierenden Ladekontakte 4 zu erzielen, ist die Ladestation 20 mit einer Kühlfluidquelle 23 versehen und das Ladekabel 21 weist Kühlfluidleitungen 22 auf, um das Kühlfluid von der Kühlfluidquelle 23 zu dem Kühlelement19 des korrespondieren Ladesteckverbinder 4 und wieder zurück zu transportieren.It has already been mentioned above that the charging connector 1 is used in the form of a built-in plug on the vehicle body 17 of an electric or hybrid vehicle 18. In this context, 6 are referred to, which schematically shows a system according to a preferred embodiment of the invention, which has a charging connector 1 installed in a vehicle body 17 of an electric or hybrid vehicle 18, a charging connector 4 corresponding to this, a charging station 20 and a charging station 20 connected to the charging station 20 and the corresponding charging connector 4 carrying charging cable 21 includes. What is essential in this preferred exemplary embodiment of the invention is that the corresponding charging connector 4 is provided with a cooling element 19 that can be acted upon with a cooling fluid for cooling the corresponding charging contacts 4. In order to achieve cooling of the corresponding charging contacts 4 via the cooling elements 19, the charging station 20 is provided with a cooling fluid source 23 and the charging cable 21 has cooling fluid lines 22 in order to supply the cooling fluid from the cooling fluid source 23 to the cooling element 19 of the corresponding charging connector 4 and back again transport.

Dadurch, dass nun der in der Fahrzeugkarosserie 17 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 18 eingebaute Ladesteckverbinder 1 mit den beiden Wärmeleitelementen 8 versehen ist, wird die thermische Kopplung zwischen dem in der Fahrzeugkarosserie 17 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 18 eingebauten Ladesteckverbinders 1 und dem an dem Ladekabel 21 angebrachten korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 im gesteckten Zustand der beiden Ladesteckverbinder 1, 4 deutlich verbessert, so dass die aktive Kühlung in dem korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 mit dem von der Kühlfluidquelle stammenden Kühlfluid mittelbar auch für die Kühlung des in der Fahrzeugkarosserie 17 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 18 eingebauten Ladesteckverbinders 1 nutzbar ist.Because the charging connector 1 installed in the vehicle body 17 of the electric or hybrid vehicle 18 is now provided with the two heat-conducting elements 8, the thermal coupling between the charging connector 1 installed in the vehicle body 17 of the electric or hybrid vehicle 18 and that on the charging cable 21 attached corresponding charging connector 4 in the plugged state of the two charging connectors 1, 4 significantly improved, so that the active cooling in the correspond the charging connector 4 with the cooling fluid coming from the cooling fluid source can also be used indirectly for cooling the charging connector 1 installed in the vehicle body 17 of the electric or hybrid vehicle 18.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11
LadesteckverbinderCharging connector
22
Ladekontakte/GleichstromladekontakteCharging contacts/DC charging contacts
33
korrespondierende Ladekontaktecorresponding charging contacts
44
korrespondierenden Ladesteckverbindercorresponding charging connector
55
SteckbereichPlugging area
66
AnschlussbereichConnection area
77
elektrische Leitungenelectric lines
88th
WärmeleitelementHeat conducting element
99
Längsachsen der GleichstromladekontakteLongitudinal axes of the DC charging contacts
1010
Längsachsen der WärmeleitelementeLongitudinal axes of the heat-conducting elements
1111
Ecke des Dreieckscorner of the triangle
1212
Achse in der Mitte zwischen den GleichstromladekontaktenAxle in the middle between the DC charging contacts
1313
KreisCircle
1414
GleichstromladekontakteDC charging contacts
1515
SchutzkontaktProtective contact
1616
KommunikationskontakteCommunication contacts
1717
FahrzeugkarosserieVehicle body
1818
Elektro- oder HybridfahrzeugElectric or hybrid vehicle
1919
KühlelementCooling element
2020
LadestationCharging station
2121
LadekabelCharging cable
2222
KühlfluidleitungenCooling fluid lines
2323
KühlfluidquelleCooling fluid source
2424
vorderer Gehäuseteilfront housing part
2525
hinterer Gehäuseteilrear housing part

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 3043421 [0003]EP 3043421 [0003]
  • EP 3043421 A1 [0004]EP 3043421 A1 [0004]
  • DE 102015119338 A1 [0005]DE 102015119338 A1 [0005]
  • EP 3433902 B1 [0005]EP 3433902 B1 [0005]

Claims (14)

Ladesteckverbinder (1) für Elektro- und Hybridfahrzeuge (18), mit Ladekontakten (2), zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte (3) eines korrespondierenden Ladesteckverbinders (4), einem Steckbereich (5), in dem der Ladesteckverbinder (1) im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder (4) gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder (4) in Steckrichtung überlappt und die Ladekontakte (2, 3) der beiden Steckverbinder (1, 4) in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen, einem Anschlussbereich (6), in dem die Ladekontakte (2) galvanisch leitend an elektrische Leitungen (7) angeschlossen sind, die von dem Ladesteckverbinder (1) wegführen, und einem von den Ladekontakten (2) verschiedenen Wärmeleitelement (8), das sich vom Steckbereich (5) bis zum Anschlussbereich (6) erstreckt.Charging connector (1) for electric and hybrid vehicles (18), with Charging contacts (2), for contacting corresponding charging contacts (3) of a corresponding charging connector (4), a plug-in area (5) in which the charging plug connector (1) when plugged into the corresponding charging plug connector (4) overlaps with the corresponding charging plug connector (4) in the plugging direction and the charging contacts (2, 3) of the two plug connectors (1, 4) in are in galvanic conductive contact with each other, a connection area (6) in which the charging contacts (2) are connected in a galvanically conductive manner to electrical lines (7) which lead away from the charging connector (1), and a heat-conducting element (8) different from the charging contacts (2), which extends from the plug-in area (5) to the connection area (6). Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 1, wobei das Wärmeleitelement (8) aus Metall ausgebildet ist, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium.charging connector (1). Claim 1 , wherein the heat-conducting element (8) is made of metal, preferably copper or aluminum. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich das Wärmeleitelement (8) in Steckrichtung des Ladesteckverbinders (1) erstreckt.charging connector (1). Claim 1 or 2 , wherein the heat-conducting element (8) extends in the plugging direction of the charging connector (1). Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 3, wobei das Wärmeleitelement (8) parallel zu einem Ladekontakt (2) verläuft und im Steckbereich (5) auf der selben Länge endet wie der parallele Ladekontakt (2) oder vor dem parallelen Ladekontakt (2).charging connector (1). Claim 3 , wherein the heat-conducting element (8) runs parallel to a charging contact (2) and ends in the plug-in area (5) at the same length as the parallel charging contact (2) or in front of the parallel charging contact (2). Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Wärmeleitelement (8) im Anschlussbereich (6) auf der selben Länge wie der parallele Ladekontakt (2) oder erst hinter dem parallelen Ladekontakt (2) endet.charging connector (1). Claim 3 or 4 , whereby the heat-conducting element (8) in the connection area (6) ends at the same length as the parallel charging contact (2) or only behind the parallel charging contact (2). Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladekontakte (2) Gleichstromladekontakte (2) sind und das Wärmeleitelement (8) in einem Bereich zwischen den beiden Gleichstromladekontakten (2) verläuft.Charging connector (1) according to one of the preceding claims, wherein the charging contacts (2) are DC charging contacts (2) and the heat-conducting element (8) runs in an area between the two DC charging contacts (2). Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei parallel zueinander verlaufende Wärmeleitelemente (8) vorgesehen sind.Charging connector (1) according to one of the preceding claims, wherein two heat-conducting elements (8) running parallel to one another are provided. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 7, wobei die Gleichstromladekontakte (2) parallel zueinander verlaufen und die Ebene, in der die Längsachsen (9) der beiden Gleichstromladekontakte (2) liegen, parallel zu der Ebene steht, in der die Längsachsen (10) der beiden Wärmeleitelemente liegen.charging connector (1). Claim 7 , wherein the DC charging contacts (2) run parallel to one another and the plane in which the longitudinal axes (9) of the two DC charging contacts (2) lie is parallel to the plane in which the longitudinal axes (10) of the two heat-conducting elements lie. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 8, wobei die Wärmeleitelemente (8) beide jeweils im Querschnitt eine Dreiecksform aufweisen und jeweils mit einer Ecke (11) des Dreiecks zu der Achse (12) zeigen, die in der Mitte zwischen den beiden Gleichstromladekontakten (2) parallel zu diesen verläuft.charging connector (1). Claim 8 , wherein the heat-conducting elements (8) both have a triangular cross-section and each have a corner (11) of the triangle pointing towards the axis (12), which runs parallel to the center between the two DC charging contacts (2). Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 9, wobei die beiden Seiten des Dreiecks, die zu der Ecke (11) führen, die zu der Achse (12) zeigen, die in der Mitte zwischen den beiden Gleichstromladekontakten (2) parallel zu diesen verläuft, konkav sind.charging connector (1). Claim 9 , whereby the two sides of the triangle, which lead to the corner (11), which point to the axis (12) which runs parallel to the two DC charging contacts (2) in the middle, are concave. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 10, wobei die konkaven Seiten im Querschnitt jeweils einer solchen Form folgen, die durch einen Kreis (13) gegeben sind, dessen Mittelpunkt auf der Längsachse (9) des jeweiligen Gleichstromladekontakts (2) liegt.charging connector (1). Claim 10 , the concave sides in cross section each following a shape that is given by a circle (13), the center of which lies on the longitudinal axis (9) of the respective DC charging contact (2). Verwendung eines Ladesteckverbinders (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche an der Fahrzeugkarosserie (17) eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (18).Use of a charging connector (1) according to one of the preceding claims on the vehicle body (17) of an electric or hybrid vehicle (18). System aus einem Ladesteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einem zu diesem korrespondieren Ladesteckerbinder (4), wobei der korrespondierende Ladesteckverbinder (4) mit einem mit einem Kühlfluid beaufschlagbaren Kühlelement (19) versehen ist.System consisting of a charging connector (1) according to one of the Claims 1 until 11 and a charging plug connector (4) corresponding to this, the corresponding charging plug connector (4) being provided with a cooling element (19) which can be acted upon by a cooling fluid. System nach Anspruch 13, weiter aufweisend eine Ladestation (20) und ein mit der Ladestation (20) verbundenes und den korrespondierenden Ladesteckverbinder (4) tragendes Ladekabel (21), wobei die Ladestation (20) eine Kühlfluidquelle (23) aufweist und das Ladekabel (21) mit Kühlfluidleitungen (22) versehen ist, um das Kühlfluid von der Kühlfluidquelle (23) zu dem Kühlelement (19) des korrespondieren Ladesteckverbinders (4) und wieder zurück zu transportieren.System after Claim 13 , further comprising a charging station (20) and a charging cable (21) connected to the charging station (20) and carrying the corresponding charging connector (4), the charging station (20) having a cooling fluid source (23) and the charging cable (21) with cooling fluid lines (22) is provided to transport the cooling fluid from the cooling fluid source (23) to the cooling element (19) of the corresponding charging connector (4) and back again.
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030082945A1 (en) 2001-10-29 2003-05-01 Belady Christian L. Thermally enhanced electrical connector
DE102011100883A1 (en) 2011-05-07 2012-11-08 Amphenol-Tuchel Electronics Gmbh Electrical plug connection
US20140141647A1 (en) 2012-11-16 2014-05-22 Apple Inc. Connector contacts with thermally conductive polymer
US20140199881A1 (en) 2013-01-17 2014-07-17 Joseph Michael Manahan Active cooling of electrical connectors
EP3043421A1 (en) 2015-01-12 2016-07-13 Phoenix Contact e-Mobility GmbH Electric connection body for a charging connector and/or a charging socket, charging connector and charging station for supplying electric energy to a receiver of electrical energy
US20170062993A1 (en) 2015-06-22 2017-03-02 Delphi Technologies. Inc. Electrical plug adapter
DE102015119338A1 (en) 2015-11-10 2017-05-11 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Contact assembly e.g. for a charging plug
DE102016117439A1 (en) 2016-09-16 2018-03-22 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Connector part with cooled contact elements
WO2019161750A1 (en) 2018-02-21 2019-08-29 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co., Ltd. A charging module
DE102019110241A1 (en) 2018-04-24 2019-10-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Connectors
EP3433902B1 (en) 2016-03-22 2020-10-28 Phoenix Contact e-Mobility GmbH Connector equipped with a cooling element

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3761769B1 (en) * 2018-04-02 2022-09-07 Rocking Energy Intelligent Technology Co., Ltd. Charging gun having excellent heat conduction and dissipation performance
KR20210065614A (en) * 2019-11-27 2021-06-04 엘에스이브이코리아 주식회사 Electric Vehicle Charging Connector and Electric Vehicle Charging Assembly

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030082945A1 (en) 2001-10-29 2003-05-01 Belady Christian L. Thermally enhanced electrical connector
DE102011100883A1 (en) 2011-05-07 2012-11-08 Amphenol-Tuchel Electronics Gmbh Electrical plug connection
US20140141647A1 (en) 2012-11-16 2014-05-22 Apple Inc. Connector contacts with thermally conductive polymer
US20140199881A1 (en) 2013-01-17 2014-07-17 Joseph Michael Manahan Active cooling of electrical connectors
EP3043421A1 (en) 2015-01-12 2016-07-13 Phoenix Contact e-Mobility GmbH Electric connection body for a charging connector and/or a charging socket, charging connector and charging station for supplying electric energy to a receiver of electrical energy
US20170062993A1 (en) 2015-06-22 2017-03-02 Delphi Technologies. Inc. Electrical plug adapter
DE102015119338A1 (en) 2015-11-10 2017-05-11 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Contact assembly e.g. for a charging plug
EP3433902B1 (en) 2016-03-22 2020-10-28 Phoenix Contact e-Mobility GmbH Connector equipped with a cooling element
DE102016117439A1 (en) 2016-09-16 2018-03-22 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Connector part with cooled contact elements
WO2019161750A1 (en) 2018-02-21 2019-08-29 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co., Ltd. A charging module
DE102019110241A1 (en) 2018-04-24 2019-10-24 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Connectors

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