DE102022124708B3 - Leiterplatte zum Einbau in einen Ladesteckverbinder für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, Ladesteckverbinder mit einer solchen Leiterplatte und Anordnung aus einer solchen Leiterplatte und einer zweiten Leiterplatte - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung sind eine Leiterplatte (4) zum Einbau in einen Ladesteckverbinder (1) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, ein Ladesteckverbinder (1) mit einer solchen Leiterplatte (4) und eine Anordnung aus einer solchen Leiterplatte (4) und einer zweiten Leiterplatte (13). Die erfindungsgemäße Leiterplatte (4) ist versehen mit einer Mehrzahl von thermischen Anschlussbereichen (5), mit denen jeweils ein Ladekontakt (6) des Ladesteckverbinders (1) thermisch kontaktierbar ist, elektrischen Anschlussstellen (7) für eine Mehrzahl von Temperatursensoren (8) zum Erfassen der an einem thermischen Anschlussbereich (5) oder an mehreren thermischen Anschlussbereichen (5) vorherrschenden Temperatur und einer mit den elektrischen Anschlussstellen (7) elektrisch verbundenen Schnittstelle (9) zur Ausgabe eines Temperatursignals oder einer Mehrzahl von Temperatursignalen, wobei die elektrischen Anschlussstellen (7) derart auf der Leiterplatte (4) angeordnet und mit der Schnittstelle (9) verbunden sind, dass wahlweise nur ein einziger Temperatursensor (8) für alle thermischen Anschlussbereiche (5) gemeinsam oder gleichzeitig eine Mehrzahl von Temperatursensoren (8) für jeweils einen thermischen Anschlussbereich (5) oder mehrere thermische Anschlussbereiche (5) auf der Leiterplatte (4) betreibbar ist. Damit wird eine derartige Leiterplatte (4) zum Einbau in eine Ladesteckverbinder (1) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug bereitgestellt, die universell für verschiedene Temperatursensoranordnungen verwendet werden kann.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte zum Einbau in einen Ladesteckverbinder für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit einer Mehrzahl von thermischen Anschlussbereichen, mit denen jeweils ein Ladekontakt des Ladesteckverbinders thermisch kontaktierbar ist, elektrischen Anschlussstellen für eine Mehrzahl von Temperatursensoren zum Erfassen der an einem thermischen Anschlussbereich oder an mehreren thermischen Anschlussbereichen vorherrschenden Temperatur und einer Schnittstelle zur Ausgabe eines Temperatursignals oder einer Mehrzahl von Temperatursignalen.
• Ladesteckverbinder für Elektro- und Hybridfahrzeuge unterliegen gesetzlichen und anwenderspezifischen Anforderungen was die Temperaturüberwachung von Wechselstrom- und Gleichstromladekontakten betrifft. Für Gleichstromladen wird in der Regel eine Temperaturmessung an beiden Gleichstromladekontakten gefordert. Hierzu wird ein zur Temperaturmessung geeignetes Bauelement, meist ein NTC-Widerstand, möglichst nahe an die Wärmequelle, also den Ladekontakt, gebracht, um in Echtzeit eine Temperaturüberwachung zur Ladeoptimierung und Sicherheitsüberwachung zu ermöglichen. Bei einem NTC-Widerstand handelt es sich um einen Widerstand, der in elektronischen Bauteilen eingesetzt wird. Er wird auch als Thermistor oder Heißleiter bezeichnet. Das Kürzel „NTC“ steht für „negative temperature coefficient“ und bezeichnet die Eigenschaft von Heißleitern, Strom mit steigender Temperatur besser zu leiten, da sie einen negativen Temperaturkoeffizienten aufweisen.
• Für Wechselstromladen wird meist entweder ebenfalls eine NTC-Temperaturmessung gefordert oder eine einfacherer PTC-Temperaturüberwachung. Ein PTC-Widerstand, auch Kaltleiter oder PTC-Thermistor („positive temperature coefficient“) genannt, ist ebenfalls ein temperaturabhängiger Widerstand, der allerdings bei tiefen Temperaturen den elektrischen Strom besser leitet als bei hohen Temperaturen.
• Der Unterschied zwischen dem Einsatz eines PTC-Elements und eines NTC-Elements liegt darin, dass ein NTC-Element eine echte Temperaturmessung ermöglicht, während ein PTC-Element meist ein nicht-lineares Verhalten des Widerstandes ab einer Schwelltemperatur aufweist und somit dazu genutzt werden kann, das Überschreiten einer kritischen Temperatur zu signalisieren. PTC-Elemente können damit zur Verwirklichung einer Art „Sicherung“ dienen, indem sie einem auslesenden System einen sich sprunghaft ändernden Wert zurückgeben, wenn die kritische Temperatur überschritten worden ist.
• Je nach Norm und Herstellerspezifikation ist eine echte Temperaturmessung oder nur eine Detektion des Überschreitens eines Temperaturschwellwertes erforderlich. Dies kann entweder für alle Wechselstromladekontakte (z.B. L1, L2, L3 und N bei Steckverbinder gemäß der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2) separat für jeden Wechselstromladekontakt oder gebündelt, also für alle Wechselstromladekontakte gemeinsam, erforderlich sein. Dies macht unterschiedliche Leiterplatten zum Tragen und elektrischen Anschließen eines Temperatursensors oder mehrerer Temperatursensoren an verschiedenen Stellen erforderlich.
• Die DE 10 2015 106 251 A1 beschreibt eine Temperaturüberwachungseinrichtung mit einem flächig entlang einer Ebene erstrecktem Trägerelement mit mindestens einer Öffnung. Das Trägerelement kann dazu als Leiterplatte ausgebildet sein. Die Kontaktelemente sind Bestandteile einer Kontaktbaugruppe, die als modulare Einheit an den Steckereinsatz angesetzt werden kann. Die Kontaktbaugruppe weist eine Temperaturüberwachungseinrichtung mit einem Trägerelement auf. Die Temperaturüberwachungseinrichtung dient dazu an zumindest solchen Kontaktelementen, die im Betrieb des Steckverbinderteils zum Übertragen von großen Strömen dienen, eine etwaige unzulässige Erwärmung zu detektieren. Für die notwendige Kontaktierung weist das Trägerelement an den Öffnungen jeweils eine metallische Beschichtung zur Bereitstellung einer Kontaktfläche in Form einer Durchkontaktierung auf.
• Die WO 2021/004765 A1 beschreibt eine elektrische Baugruppe mit einer Temperaturüberwachungseinrichtung. Dazu ist ein Steckverbinderteil mit sowohl AC-Ladestiften als auch DC- Ladestiften vorgesehen. Zur Überwachung der möglichen Erwärmung, insbesondere an den DC- Ladestiften, weist das Steckverbinderteil eine elektrische Baugruppe auf. Diese Baugruppe besteht aus Kontaktelementen, die auf einem Trägerelement angeordnet und mit zugeordneten Lastleitungen elektrisch verbunden sind. Jedes Kontaktelement ist dazu in einer zugeordneten Aufnahmeöffnung des Trägerelements aufgenommen.
• Die EP 3 667 831 B1 beschreibt ein Steckverbinderteil mit einer Leiterplatte. In einem Aufnahmeraum weist ein Gehäuseteil eine Leiterplatte mit daran angeordneten elektrischen Funktionskomponenten auf. Weiter sind über den Aufnahmeraum elektrische Kontaktelemente in den Steckdomen des Steckgesichts angeordnet. Die Leiterplatte weist zwei Öffnungen auf, durch die Kontaktelemente in Form von Lastkontakten hindurchgreifen. An der Leiterplatte sind weiter Kontaktfedern zur thermischen Kontaktierung mit den Kontaktelementen angeordnet. Diese Kontaktfedern sind um die Öffnungen gruppiert und dienen dazu die Leiterplatte mit den Kontaktelementen, den Lastkontakten, thermisch zu kontaktieren. Dadurch sind die Kontaktelemente über die Kontaktfedern thermisch an die Leiterplatte angebunden, wodurch Wärme über die Kontaktfedern hin zu der Leiterplatte und somit hin zu einem an der Leiterplatte angeordneten Temperatursensor geleitet werden kann.
• Die DE 10 2020 116 535 A1 beschreibt eine Hochstromkontakteinrichtung und ein Verfahren zur Herstellung solch einer Hochstromkontakteinrichtung, wobei die Hochstromkontakteinrichtung wenigstens ein zur Übertragung von elektrischer Energie ausgebildetes erstes Kontaktelement, einen Schaltungsträger, wenigstens einen ersten Datenkontakt zur Übertragung eines Datensignals und wenigstens eine Datenschnittstelle aufweist, wobei das erste Kontaktelement den Schaltungsträger entlang einer Steckachse an einer Durchführung durchgreift, wobei eine Leiterbahn des Schaltungsträgers elektrisch den ersten Datenkontakt mit der Datenschnittstelle verbindet, wobei der Schaltungsträger als spritzgegossener Schaltungsträger ausgebildet ist, wobei ein Träger des Schaltungsträgers mechanisch den ersten Datenkontakt, das erste Kontaktelement und die Datenschnittstelle trägt.
• Die DE 10 2020 116 533 A1 beschreibt eine Hochstromkontakteinrichtung zur Übertragung elektrischer Energie. Die Hochstromkontakteinrichtung weist ein Kontaktgehäuse, ein wenigstens in dem Kontaktgehäuse angeordnetes erstes Kontaktelement und eine Temperaturmesseinrichtung auf, wobei das erste Kontaktelement sich zumindest abschnittsweise entlang einer Steckachse erstreckt, wobei die Temperaturmesseinrichtung einen ersten Wärmeleitpfad und wenigstens einen Schaltungsträger mit einem ersten Temperatursensor aufweist, wobei der erste Temperatursensor auf dem Schaltungsträger angeordnet ist und der Schaltungsträger seitlich neben dem ersten Kontaktelement angeordnet ist, wobei der erste Wärmeleitpfad ein elastisches und wärmeleitfähiges erstes Wärmeleitelement) mit einer Anlagefläche aufweist, wobei die Anlagefläche an einer ersten äußeren Umfangsseite des ersten Kontaktelements anliegt, wobei das erste Wärmeleitelement thermisch das erste Kontaktelement mit dem ersten Temperatursensor koppelt, wobei der erste Temperatursensor ausgebildet ist, eine Temperatur des ersten Kontaktelements zu messen.
• Davon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine derartige Leiterplatte zum Einbau in eine Ladesteckverbinder für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug bereitzustellen, die universell für verschiedene Temperatursensoranordnungen verwendet werden kann. Darüber hinaus sollen ein Ladesteckverbinder mit einer solchen Leiterplatte und eine Anordnung aus einer solchen Leiterplatte und einer zweiten Leiterplatte bereitgestellt werden.
• Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
• Erfindungsgemäß wird somit eine Leiterplatte zum Einbau in einen Ladesteckverbinder für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug bereitgestellt, mit
• einer Mehrzahl von thermischen Anschlussbereichen, mit denen jeweils ein Ladekontakt des Ladesteckverbinders thermisch kontaktierbar ist,
• elektrischen Anschlussstellen für eine Mehrzahl von Temperatursensoren zum Erfassen der an einem thermischen Anschlussbereich oder an mehreren thermischen Anschlussbereichen vorherrschenden Temperatur und
• einer mit den elektrischen Anschlussstellen elektrisch verbundenen Schnittstelle zur Ausgabe eines Temperatursignals oder einer Mehrzahl von Temperatursignalen,
• wobei die elektrischen Anschlussstellen derart auf der Leiterplatte angeordnet und mit der Schnittstelle verbunden sind, dass wahlweise nur ein einziger Temperatursensor für alle thermischen Anschlussbereiche gemeinsam oder gleichzeitig eine Mehrzahl von Temperatursensoren für jeweils einen thermischen Anschlussbereich oder mehrere thermische Anschlussbereiche auf der Leiterplatte betreibbar ist.
• Der Ladesteckverbinder kann eine Ladesteckdose, ein Ladestecker, eine Ladekupplung oder ein Ladeeinbaustecker sein. Die Ladekontakte sind dann bei einer Ladesteckdose und bei einer Ladekupplung Kontakthülsen und bei einem Ladestecker und einem Einbauladestecker Kontaktstifte, die in die Kontakthülsen einsteckbar sind.
• Grundsätzlich können mit den thermischen Anschlussbereichen die jeweiligen Ladekontakte direkt kontaktiert werden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die thermischen Anschlussbereiche mit thermischen Kontaktelementen versehen sind, mit denen ein jeweiliger Ladekontakt thermisch kontaktierbar ist. Die thermische Kontaktierung eines Ladekontaktes durch ein thermisches Kontaktelement erfolgt dabei vorzugsweise dadurch, dass das Kontaktelement an dem jeweiligen Ladekontakt anliegt, vorzugsweise flächig. Die thermischen Kontaktelemente zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Wärmeleitfähigkeit größer ist als das Material, aus dem die Leiterplatte hergestellt ist. Darüber hinaus gilt gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung, dass die thermischen Kontaktelemente nicht galvanisch leitfähig sind. Auf diese Weise ist es unproblematisch, wenn die thermischen Kontaktelemente die Ladekontakte direkt kontaktieren, da es somit zu keiner Stromführung über die thermischen Kontaktelemente kommen kann.
• Die thermischen Kontaktelemente können grundsätzlich unterschiedlich ausgestaltet sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die thermischen Kontaktelemente jeweils für genau einen Ladekontakt vorgesehen sind und
1. i) keine thermische Verbindung miteinander aufweisen und jeweils mit einem eigenen Temperatursensor thermisch in Verbindung stehen oder
2. ii) jeweils mit wenigstens einem anderen thermischen Kontaktelement eine thermische Verbindung aufweisen und thermisch miteinander in Verbindung stehende thermische Kontaktelemente jeweils mit einem gemeinsamen Temperatursensor thermisch in Verbindung stehen.
• Die thermischen Kontaktelemente bieten also die Möglichkeit, mehrere Kontaktelemente thermisch zusammenzuführen, so dass die gemeinsame Temperatur dieser Kontaktelemente über einen einzigen gemeinsamen Temperatursensor gemessen werden kann.
• Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung gilt dabei im Fall ii), dass
• j) jeweils zwei thermische Kontaktelemente eine thermische Verbindung miteinander aufweisen und der gemeinsame Temperatursensor im Mittenbereich zwischen den beiden thermischen Kontaktelementen angeordnet ist, oder
• jj) alle thermische Kontaktelemente eine thermische Verbindung miteinander aufweisen und der gemeinsame Temperatursensor im Bereich von einem der thermischen Kontaktelemente angeordnet ist.
• Im Fall jj) ist es im Übrigen auch möglich, dass der gemeinsame Temperatursensor an einer anderen Stelle des einzigen thermischen Kontaktelements angeordnet ist. Schließlich ist im Gleichgewichtszustand die Temperatur im gesamten Bereich des thermischen Kontaktelementes gleich.
• Für die Geometrie der thermischen Kontaktelemente gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die thermischen Kontaktelemente derart teilkreisförmig ausgebildet sind, dass sie einen jeweiligen Ladekontakt umfangsmäßig teilweise umfassen. Auf diese Weise schmiegen sich die thermischen Kontaktelemente quasi an die jeweiligen Ladekontakte an, so dass eine sehr gute Temperaturübertragung zwischen dem jeweiligen Ladekontakt und dem jeweiligen thermischen Kontaktelement ermöglicht wird.
• Wie eingangs ausgeführt, sind die elektrischen Anschlussstellen derart auf der Leiterplatte angeordnet und mit der Schnittstelle verbunden, dass wahlweise nur ein einziger Temperatursensor für alle thermischen Anschlussbereiche gemeinsam oder gleichzeitig eine Mehrzahl von Temperatursensoren für jeweils einen thermischen Anschlussbereich oder mehrere thermische Anschlussbereiche auf der Leiterplatte betreibbar ist. Unter diesem Aspekt ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Schnittstelle auf der Leiterplatte zwei elektrische Anschlüsse aufweist, zwischen denen wenigstens zwei Temperatursensoranschlussleitungen parallelgeschaltet sind, wobei die Temperatursensoranschlussleitunen eine unterschiedliche Anzahl von elektrischen Anschlussstellen aufweisen, nämlich eine elektrische Anschlussstelle, zwei elektrische Anschlussstellen oder vier elektrische Anschlussstellen. Ganz besonders bevorzugt ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass zwischen den beiden elektrischen Anschlüssen der Schnittstelle genau drei Temperatursensoranschlussleitungen parallelgeschaltet sind, nämlich eine mit einer elektrischen Anschlussstelle, eine mit zwei elektrischen Anschlussstellen und eine mit vier elektrischen Anschlussstellen. Die elektrischen Anschlüsse, die auf der Leiterplatte vorgesehen sind, können als Leitungen auf der Leiterplatte ausgeführt sein, die zu der eigentlichen Schnittstelle führen, die ihrerseits mit einem korrespondierenden Schnittstellenteil eines externen Systems kontaktierbar ist.
• Es ist möglich, die Leiterplatte geometrisch mit unterschiedlichen Formen auszubilden. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Leiterplatte eine rechteckige Grundform aufweist. Dass die Leiterplatte eine rechteckige Grundform aufweist, bedeutet, dass die Seiten der Leiterplatte in ihren überwiegenden Bereichen einer rechteckigen Form folgen. Gleichwohl ist es möglich, dass die Leiterplatte z. B. Ausschnitte aufweist, so dass sie im Bereich dieser Ausschnitte von der rechteckigen Grundform abweicht. In diesem Zusammenhang ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Leiterplatte teilkreisförmige Ausschnitte für die thermischen Anschlussbereiche aufweist. Diese teilkreisförmigen Ausschnitte können derart ausgestaltet sein, dass die thermischen Anschlussbereiche der Form der Ladekontakte entsprechen, die sie kontaktieren sollen. Wie zuvor schon angesprochen, kann eine derartige korrespondierende Form die thermische Leitung zwischen dem Ladekontakt und dem thermischen Anschlussbereich bzw. dem dort vorgesehenen thermischen Kontaktelement deutlich verbessern.
• Es ist ganz besonders bevorzugt, dass die zuvor beschriebene Leiterplatte für die Wechselstromladekontakte des Ladesteckverbinders vorgesehen sind, in dem sie angeordnet werden soll. Insofern wird gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ein Ladesteckverbinder nach der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 mit einer zuvor beschriebenen Leiterplatte bereitgestellt. In diesem Fall trägt die Leiterplatte also die Temperatursensoren, mit denen die Temperaturen an den Ladekontakten mit den Bezeichnungen L1, L2, L3 und N erfasst werden.
• Grundsätzlich ist die zuvor beschriebene Leiterplatte in einem Ladesteckverbinder verwendbar, ohne dass es einer zusätzlichen Leiterplatte bedarf. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist jedoch eine Anordnung mit einer ersten Leiterplatte, wie zuvor beschrieben, und einer zweiten Leiterplatte vorgesehen, wobei die zweite Leiterplatte zwei thermische Anschlussbereiche, mit denen jeweils ein Ladekontakt des Ladesteckverbinders, für den die erste Leiterplatte vorgesehen ist, thermisch kontaktierbar ist, zwei elektrische Anschlussstellen für jeweils einen Temperatursensor zum Erfassen der an den beiden thermischen Anschlussbereichen vorherrschenden Temperatur und eine elektrische Verbindung von den beiden elektrischen Anschlussstellen zu der Schnittstelle aufweist. Auf diese Weise ist es z. B. möglich, die erste Leiterplatte für die Wechselstromladekontakte des Ladesteckverbinders zu verwenden und die zweite Leiterplatte für die Gleichstromkontakte. Die von den Temperatursensoren für die Wechselstromladekontakte bzw. für die Gleichstromladekontakte ermittelten Temperatursignale werden dabei über die Schnittstelle ausgegeben, die an der ersten Leiterplatte vorgesehen ist. Dazu ist die zweite Leiterplatte mit der elektrischen Verbindung von den beiden elektrischen Anschlussstellen zu der Schnittstelle versehen.
• Grundsätzlich ist es freilich möglich, dass die erste Leiterplatte und die zweite Leiterplatte unterschiedlichen Geometrien und Größen folgen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist die erste Leiterplatte jedoch dieselbe Breite auf wie die zweite Leiterplatte. Die erleichtert die Herstellung der beiden Leiterplatten mit möglichst geringem Verschnitt.
• Schließlich ist es gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die elektrische Verbindung von den beiden elektrischen Anschlussstellen zu der Schnittstelle entweder für jede Anschlussstelle jeweils zwei Leitungen oder für jede Anschlussstelle eine Leitung und für beide Anschlussstellen gemeinsam eine Erdleitung aufweisen. Es ist also einerseits eine Alternative denkbar, bei der jede Anschlussstelle mit einer eigenen Erdleitung versehen ist oder eine Alternative, bei der für die beiden Anschlussstellen eine gemeinsame Erdleitung verwendet wird.
• Im Übrigen sind die weiter oben beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der ersten Leiterplatte grundsätzlich auch auf die zweite Leiterplatte anwendbar.
• Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter im Detail beschrieben.
• In den Zeichnungen zeigen
• 1 schematisch einer Leiterplatte gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die in einen Ladesteckverbinder für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug eingebaut ist,
• 2a eine Leiterplatte gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die mit einem Temperatursensor ausgestattet ist,
• 2b eine Leiterplatte gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die mit zwei Temperatursensoren ausgestattet ist,
• 2c schematisch eine Leiterplatte gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, die mit vier Temperatursensoren ausgestattet ist,
• 3a schematisch die thermischen Verbindungen zwischen den Ladenkontakten bei der Leiterplatte gemäß 2a,
• 3b schematisch die thermischen Verbindungen zwischen den Ladekontakten bei der Leiterplatte gemäß 2b,
• 3c schematisch die thermischen Verbindungen zwischen den Ladekontakten bei der Leiterplatte gemäß 2c,
• 4a schematisch den Anschluss einer zweiten Leiterplatte gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer zwei Signalleitungen und zwei Erdleitungen aufweisenden elektrischen Verbindung und
• 4b schematisch den Anschluss einer zweiten Leiterplatte gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung mittels einer elektrischen Verbindung, die zwei Signalleitungen und eine Erdleitung aufweist.
• Aus 1 ist schematisch ein Ladesteckverbinder 1 ersichtlich, der mit einer Leiterplatte 4 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgestattet ist. Bei dem Ladesteckverbinder 1 handelt es sich um einen Einbauladestecker, der in der Karosserie eines Elektro -oder Hybridfahrzeugs installierbar ist. Konkret handelt es sich um einen Ladeeinbaustecker nach der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2, der oben einen Wechselstromteil und unten einen Gleichstromteil aufweist. Auf den Wechselstromteil kann eine Wechselstromladekupplung aufgesteckt werden, und der Gleichstromteil ist zusammen mit dem Wechselstromteil zum Aufstecken einer Gleichstromladekupplung vorgesehen. Der Wechselstromladeteil 2 ist mit vier Ladekontakten 6 versehen, nämlich den Wechselstromkontakten, die auch mit L1, L2, L3 und N bezeichnet werden. Darüber hinaus ist im Wechselstromteil 2 ein Schutzleiter 22 vorgesehen, der auch mit PE bezeichnet wird. Darüber hinaus befinden sich im Wechselstromteil zwei Kommunikationskontakte 19, die auch mit PP und CP bezeichnet werden. Im Gleichstromteil befinden sich lediglich die beiden Ladekontakte 6', die als Gleichstromladekontakte dienen. Wenn für ein Gleichstromladen eine Gleichstromladekupplung auf Wechselstromteil und Gleichstromteil aufgesteckt wird, dann werden im Wechselstromteil regelmäßig nur der Schutzkontakt 22 und die Kommunikationskontakte 19 kontaktiert.
• Maßgeblich ist nun, dass der Ladesteckverbinder 1 mit einer ersten Leiterplatte 4 und einer zweiten Leiterplatte 13 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung versehen ist. Die erste Leiterplatte 4 weist eine Mehrzahl von thermischen Anschlussbereichen 5 auf, die ihrerseits jeweils mit thermischen Kontaktelementen 10 versehen sind. Diese thermischen Kontaktelemente 10 weisen eine besonders gute thermische Leitfähigkeit auf, sind jedoch galvanisch isolierend. Darüber hinaus ist die erste Leiterplatte 4 mit elektrischen Anschlussstellen 7 versehen, mittels derer Temperatursensoren 8 anschließbar sind, die zum Erfassen der an einem thermischen Anschlussbereich oder an mehreren thermischen Anschlussbereichen 5 vorherrschenden Temperatur vorgesehen sind.
• Außerdem weist die erste Leiterplatte 4 eine mit den elektrischen Anschlussstellen 7 verbundene Schnittstelle 9 zur Ausgabe eines Temperatursignals oder, im Falle mehrerer Temperatursensoren, zur Ausgabe einer Mehrzahl von Temperatursignalen auf. Diese elektrischen Anschlussstellen 7 sind auf der ersten Leiterplatte 4 derart angeordnet und mit der Schnittstelle 9 verbunden, dass wahlweise nur ein einziger Temperatursensor 8 für alle thermischen Anschlussbereiche gemeinsam oder gleichzeitig eine Mehrzahl von Temperatursensoren 8 für jeweils einen thermischen Anschlussbereich 5 oder mehrere thermische Anschlussbereiche 5 auf der Leiterplatte 4 betreibbar ist. Dazu weist die Schnittstelle 9 auf der ersten Leiterplatte 4 elektrische Anschlüsse 11 auf, nämlich in Form von auf der ersten Leiterplatte 4 aufgedruckten elektrischen Leitungen, zwischen denen insgesamt drei Temperatursensoranschlussleitungen 20 vorgesehen sind. Diese Temperatursensoranschlussleitungen 20 weisen jeweils eine unterschiedliche Anzahl von elektrischen Anschlussstellen 7 auf, nämlich nur eine elektrische Anschlussstelle 7, zwei elektrische Anschlussstellen 7 oder vier elektrische Anschlussstellen 7.
• Wie den 2a bis 2c entnehmbar, ist es nun möglich, nur die elektrische Anschlussstelle 7 der Temperaturanschlussleitung 20 mit einem Temperatursensor 8 zu versehen oder aber die elektrischen Anschlussstellen 7 einer der beiden anderen Temperatursensoranschlussleitungen 20 mit zwei bzw. vier Temperatursensoren 8 zu versehen. Auf diese Weise wird, wie in 2a dargestellt, für alle Ladekontakte 6 gemeinsam ein einziger Temperatursensor 8 bereitgestellt. 2b zeigt eine Situation, bei der jeweils für zwei Ladekontakte 6, nämlich einerseits für die Ladekontakte L1 und L2 und andererseits für die Ladekontakte L3 und N ein gemeinsamer Temperatursensor 8 bereitgestellt wird. Schließlich ist aus 2c eine Situation ersichtlich, in der jeder Ladekontakt 6 mit einem eigenen Temperatursensor 8 versehen worden ist.
• Es sei darauf hingewiesen, dass in den Figuren der Übersichtlichkeit halber nicht immer alle Komponenten des Ladesteckverbinders 1 und der ersten Leiterplatte 4 bzw. der zweiten Leiterplatte 13 mit Bezugszeichen versehen worden sind. Darüber hinaus sei darauf hingewiesen, dass die 1 sowie die 2a bis 2c nicht zeigen, wie die Ladekontakte 6 bzw. die thermischen Kontaktelemente 10 in den thermischen Anschlussbereichen 5 thermisch miteinander verbunden sind. Dies ist vielmehr separat in den 3a bis 3c dargestellt.
• Dabei entspricht die Ausgestaltung, die aus 3a ersichtlich ist, der in 2a gezeigten Ausgestaltung mit einem einzigen Temperatursensor 8 für alle Ladekontakte 6. Dazu sind alle Ladekontakte 6 sowie zusätzlich der Schutzkontakt 22 über eine gemeinsame thermische Verbindung 21 thermisch miteinander verbunden. Grundsätzlich kann der Temperatursensor 8 in dieser Situation an einer beliebigen Stelle an der thermischen Verbindung 21 angeordnet sein. Vorliegend ist eine derartige Positionierung des Temperatursensors 8 gewählt worden, die im Bereich des Schutzkontakts 22 liegt.
• Die Situation, die in 3b gezeigt ist, entspricht der Situation aus 2b. Hier sind also insgesamt zwei Temperatursensoren 8 vorgesehen, die jeweils gemeinsam die Temperatur von zwei Ladekontakten 6 erfassen, nämlich einerseits gemeinsam für die Ladekontakte L1 und L2 und andererseits gemeinsam für die Ladekontakte L3 und N. Dazu sind die Ladekontakte L1 und L2 einerseits und die Ladekontakte L3 und N andererseits jeweils mit einer thermischen Verbindung 21 thermisch miteinander verbunden. Im Mittenbereich der jeweiligen thermischen Verbindung 21 ist jeweils der Temperatursensor 8 installiert, so dass von dem jeweiligen Temperatursensor 8 praktisch eine gemittelte Temperatur der beiden jeweiligen Ladekontakte 6 erfassbar ist.
• 3c zeigt schließlich die Situation, die auch in 2c dargestellt ist. Hier ist für jeden Ladekontakt 6 ein eigener Temperatursensor 8 vorgesehen. Insofern entfallen hier thermische Verbindungen zwischen den Ladekontakten 6 bzw. den thermischen Kontaktelementen 10, die im Bereich der thermischen Anschlussbereiche 5 vorgesehen sind.
• Zurückkommend auf 1 wird im Folgenden auf die zweite Leiterplatte 13 eingegangen. Diese ist mit thermischen Anschlussbereichen 14 versehen, mit denen ein thermischer Anschluss an die beiden Ladekontakte 6', also an die beiden Gleichstromladekontakte, ermöglicht wird. In dem Bereich der thermischen Anschlussbereiche 14 sind auf der zweiten Leiterplatte 13 im Übrigen elektrische Anschlussstellen 15 vorgesehen, um dort ebenfalls Temperatursensoren 8 anschließen zu können. Im Falle der Ladekontakte 6', also der Gleichstromladekontakte, ist immer ein eigener Temperatursensor 8 für jeden Ladekontakt 6' vorgesehen.
• Die zweite Leiterplatte 13 zeichnet sich nun dadurch aus, dass sie dieselbe Breite aufweist wie die erste Leiterplatte 4. Dies erleichtert die Herstellung der Leiterplatten 4, 13 und verringert den Verschnitt. Die elektrische Leiterplatte 13 ist über eine elektrische Verbindung 16 mit der ersten Leiterplatte 4 und dort mit der Schnittstelle 9 verbunden.
• Wie nun den 4a und 4b entnehmbar, die die zweite Leiterplatte 13 in einer vergrößerten Darstellung zeigen, kann die elektrische Verbindung 16 zwischen der zweiten Leiterplatte 13 und der Schnittstelle 9 der ersten Leiterplatte 4 unterschiedlich ausgestaltet sein. Wie in 4a dargestellt, kann jede elektrische Anschlussstelle 15 für einen Temperatursensor 8 jeweils mit einer Signalleitung 17 und einer Erdleitung 18 versehen sein. Alternativ ist es möglich, wie in 4b dargestellt, eine gemeinsame Erdleitung 18 für beide Temperatursensoren 8 zu verwenden, so dass jede elektrische Anschlussstelle 15 der zweiten Leiterplatte 13 zwar eine eigene Signalleitung 17 aufweist, sich die Erdleitung 18 jedoch mit der anderen elektrischen Anschlussstelle 15 teilt.
• Bezugszeichenliste

1

Ladesteckverbinder

2

Wechselstromteil

3

Gleichstromteil

4

erste Leiterplatte

5

thermische Anschlussbereiche der ersten Leiterplatte

6

Ladekontakte

6'

Ladekontakte

7

elektrischen Anschlussstellen der ersten Leiterplatte

8

Temperatursensoren

9

Schnittstelle

10

thermische Kontaktelementen

11

elektrische Anschlüsse

12

teilkreisförmige Ausschnitte

13

zweite Leiterplatte

14

thermische Anschlussbereiche der zweiten Leiterplatte

15

elektrische Anschlussstellen der zweiten Leiterplatte

16

elektrische Verbindung

17

Signalleitung

18

Erdleitung

19

Kommunikationskontakte

20

Temperatursensoranschlussleitungen

21

thermische Verbindungen

22

Schutzkontakt

Claims (14)

1. Leiterplatte (4) zum Einbau in einen Ladesteckverbinder (1) für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, mit einer Mehrzahl von thermischen Anschlussbereichen (5), mit denen jeweils ein Ladekontakt (6) des Ladesteckverbinders (1) thermisch kontaktierbar ist, elektrischen Anschlussstellen (7) für eine Mehrzahl von Temperatursensoren (8) zum Erfassen der an einem thermischen Anschlussbereich (5) oder an mehreren thermischen Anschlussbereichen (5) vorherrschenden Temperatur und einer mit den elektrischen Anschlussstellen (7) elektrisch verbundenen Schnittstelle (9) zur Ausgabe eines Temperatursignals oder einer Mehrzahl von Temperatursignalen, wobei die elektrischen Anschlussstellen (7) derart auf der Leiterplatte (4) angeordnet und mit der Schnittstelle (9) verbunden sind, dass wahlweise nur ein einziger Temperatursensor (8) für alle thermischen Anschlussbereiche (5) gemeinsam oder gleichzeitig eine Mehrzahl von Temperatursensoren (8) für jeweils einen thermischen Anschlussbereich (5) oder mehrere thermische Anschlussbereiche (5) auf der Leiterplatte (4) betreibbar ist.
2. Leiterplatte (4) nach Anspruch 1, wobei die thermischen Anschlussbereiche (5) mit thermischen Kontaktelementen (10) versehen sind, mit denen ein jeweiliger Ladekontakt (6) thermisch kontaktierbar ist.
3. Leiterplatte (4) nach Anspruch 2, wobei die thermischen Kontaktelemente (10) nicht galvanisch leitfähig sind.
4. Leiterplatte (4) nach Anspruch 2 oder 3, wobei die thermischen Kontaktelemente (10) jeweils für genau einen Ladekontakt (6) vorgesehen und i) keine thermische Verbindung (21) miteinander aufweisen und jeweils mit einem eigenen Temperatursensor (8) thermisch in Verbindung stehen oder ii) jeweils mit wenigstens einem anderen thermischen Kontaktelement (6) eine thermische Verbindung (21) aufweisen und thermisch miteinander in Verbindung stehende thermische Kontaktelemente (6) jeweils mit einem gemeinsamen Temperatursensor (8) thermisch in Verbindung stehen.
5. Leiterplatte (4) nach Anspruch 4, wobei im Fall ii) entweder j) jeweils zwei thermische Kontaktelemente (10) eine thermische Verbindung (21) miteinander aufweisen und der gemeinsame Temperatursensor (8) im Mittenbereich zwischen den beiden thermischen Kontaktelementen (10) angeordnet ist oder jj) alle thermische Kontaktelemente (10) eine thermische Verbindung (21) miteinander aufweisen und der gemeinsame Temperatursensor (8) im Bereich von einem der thermischen Kontaktelemente (10) angeordnet ist.
6. Leiterplatte (4) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die thermischen Kontaktelemente (10) derart teilkreisförmig ausgebildet sind, dass sie einen jeweiligen Ladekontakt (6) umfangsmäßig teilweise umfassen.
7. Leiterplatte (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schnittstelle (9) auf der Leiterplatte zwei elektrische Anschlüsse (11) aufweist, zwischen denen wenigstens zwei Temperatursensoranschlussleitungen (20) parallel geschaltet sind, wobei die Temperatursensoranschlussleitungen (20) eine unterschiedliche Anzahl von elektrischen Anschlussstellen (7) aufweisen, nämlich eine elektrische Anschlussstelle (7), zwei elektrische Anschlussstellen (7) oder vier elektrische Anschlussstellen (7).
8. Leiterplatte (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterplatte (4) eine rechteckige Grundform aufweist.
9. Leiterplatte (4) nach Anspruch 8, wobei die Leiterplatte (4) teilkreisförmige Ausschnitte für die thermischen Anschlussbereiche (10) aufweist.
10. Leiterplatte (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterplatte (4) für die Wechselstromladekontakte des Ladesteckverbinders (1) vorgesehen sind.
11. Ladesteckverbinder (1) nach der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 mit einer Leiterplatte (4) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Anordnung aus einer ersten Leiterplatte (4) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10 und einer zweiten Leiterplatte (13), wobei die zweite Leiterplatte (13) aufweist: zwei thermische Anschlussbereiche (14), mit denen jeweils ein Ladekontakt (6, 6') des Ladesteckverbinders, für den die erste Leiterplatte (4) vorgesehen ist, thermisch kontaktierbar ist, zwei elektrische Anschlussstellen (15) für jeweils einen Temperatursensor (8) zum Erfassen der an den beiden thermischen Anschlussbereichen (14) vorherrschenden Temperatur und eine elektrische Verbindung (16) von den beiden elektrischen Anschlussstellen (15) zu der Schnittstelle (9) .
13. Anordnung nach Anspruch 12, wobei die erste Leiterplatte (4) und die zweite Leiterplatte (13) dieselbe Breite aufweisen.
14. Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die elektrische Verbindung (16) von den beiden elektrischen Anschlussstellen (15) zu der Schnittstelle (9) entweder für jede elektrische Anschlussstelle (15) eine Signalleitung (17) und eine Erdleitung (18) oder für jede elektrische Anschlussstelle (15) eine Signalleitung (17) und für beide Anschlussstellen (15) gemeinsam eine Erdleitung (18) aufweist.

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