DE112020002705T5

DE112020002705T5 - Wärmetauscher für einen Leistungssteckverbinder

Info

Publication number: DE112020002705T5
Application number: DE112020002705.8T
Authority: DE
Inventors: Clara Rhodes; Aaron James De Chazal; Nathan Philip Myer; Jeremy Christin Patterson; Kevin John Peterson; David Bruce Sarraf
Original assignee: TE Connectivity Services GmbH
Current assignee: TE Connectivity Services GmbH
Priority date: 2019-06-05
Filing date: 2020-05-20
Publication date: 2022-02-24
Also published as: CN114072309B; US11285832B2; US20200384875A1; CN114072309A; WO2020245687A1; CN118338615A

Abstract

Ein Kühlsystem (130) für einen Leistungssteckverbinder (102) einer Ladeeingangsanordnung (100) beinhaltet einen Kühladapter (131), der mit einem Gehäuse (110) der Ladeeingangsanordnung verbunden ist und einen Adapterkörper (133) enthält, der einen Hohlraum (135) bildet. Der Kühladapter beinhaltet Zuführungs- und Rücklaufanschlüsse (138, 139) neben einem Kabelausgang (137). Das Kühlsystem beinhaltet einen Wärmetauscher (300), der in dem Hohlraum des Kühladapters positioniert ist und einen Wärmetauscherkörper enthält, der so konfiguriert ist, dass er das Stromkabel und/oder die Klemme (114) aufnimmt. Der Wärmetauscherkörper ist thermisch mit dem Stromkabel oder der Klemme gekoppelt, um die Wärme davon abzuleiten.

Description

Der hier behandelte Gegenstand bezieht sich im Allgemeinen auf Wärmetauscher für Leistungssteckverbinder. Elektrische Steckverbinder, wie z. B. Leistungssteckverbinder, erzeugen Wärme, wenn Strom durch die Klemmen und Kabel der Leistungssteckverbinder fließt. Beispielsweise kann ein Leistungssteckverbinder einer Ladeeingangsanordnung für ein Batteriesystem eines Elektrofahrzeugs (EV) oder eines Hybridelektrofahrzeugs (HEV) während eines Ladevorgangs Wärme durch die Klemmen und die Kabel der Ladeeingangsanordnung erzeugen. Ein Ladesteckverbinder ist so konfiguriert, dass er mit den Klemmen der Ladeeingangsanordnung zusammengesteckt werden kann, um das Batteriesystem des Fahrzeugs aufzuladen. Es ist wünschenswert, den durch die Klemmen fließenden Strom zum Laden der Batterie zu erhöhen. Bei höheren Strömen kommt es jedoch zu einem Temperaturanstieg an den Klemmen und den Stromkabeln, wodurch die Komponenten der Ladeeingangsanordnung beschädigt werden können. Das zu lösende Problem besteht darin, ein Kühlsystem für die Kühlung eines Leistungssteckverbinders, wie zum Beispiel für eine Ladeeingangsanordnung, bereitzustellen.
Dieses Problem wird durch ein Kühlsystem für einen Leistungssteckverbinder einer Ladeeingangsanordnung gelöst, das einen Kühladapter umfasst, der so konfiguriert ist, dass er mit einem Gehäuse der Ladeeingangsanordnung verbunden werden kann. Der Kühladapter beinhaltet einen Adapterkörper, der einen Hohlraum bildet. Der Adapterkörper hat einen Kabelausgang für ein Stromkabel der Ladeeingangsanordnung. Der Kühladapter beinhaltet einen Zufuhranschluss neben dem Kabelausgang und einen Rücklaufanschluss neben dem Kabelausgang. Das Kühlsystem beinhaltet einen Wärmetauscher, der sich im Hohlraum des Kühladapters befindet. Der Wärmetauscher beinhaltet einen Wärmetauscherkörper, der so konfiguriert ist, dass er mindestens ein Stromkabel oder eine Klemme aufnehmen kann, die sich von dem Stromkabel erstreckt. Der Wärmetauscherkörper ist thermisch mit dem mindestens einen aus dem Stromkabel oder der Klemme gekoppelt, um die Wärme davon abzuleiten.
Die Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben:

1 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Leistungssteckverbinders einer Ladeeingangsanordnung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
2 ist eine perspektivische Rückansicht der Ladeeingangsanordnung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
3 ist eine Seitenansicht einer Klemme der Ladeeingangsanordnung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
4 ist eine Querschnittdarstellung der Ladeeingangsanordnung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
5 ist eine Seitenansicht einer Zufuhrseite eines Abschnitts der Ladeeingangsanordnung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, die einen Wärmetauscher zeigt, der thermisch mit der Klemme gekoppelt ist.
6 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Ladeeingangsanordnung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, die den Wärmetauscher zeigt, der thermisch mit der Klemme gekoppelt ist.
7 ist eine Seitenansicht einer Rücklaufseite eines Abschnitts der Ladeeingangsanordnung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, die den Wärmetauscher zeigt, der thermisch mit der Klemme gekoppelt ist.
8 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Ladeeingangsanordnung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, die den Wärmetauscher zeigt, der thermisch mit der Klemme gekoppelt ist.
9 ist eine Teil-Schnittdarstellung eines Abschnitts des Kühlsystems gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
10 ist eine Teil-Schnittdarstellung eines Abschnitts des Kühlsystems gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
11 ist eine perspektivische Rückansicht eines Abschnitts der Ladeeingangsanordnung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
12 ist eine weitere perspektivische Rückansicht eines Abschnitts der Ladeeingangsanordnung gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
13 ist eine Querschnittdarstellung des Kühlsystems gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, die den Wärmetauscher zeigt, der thermisch mit der Klemme gekoppelt ist.

1 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Leistungssteckverbinders 102 einer Ladeeingangsanordnung 100 mit einem Kühlsystem 130 zur Kühlung von Komponenten des Leistungssteckverbinders 102. 2 ist eine perspektivische Rückansicht der Ladeeingangsanordnung 100 und des Kühlsystems 130 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel. Obwohl der Leistungssteckverbinder 102 hier als Teil der Ladeeingangsanordnung 100 beschrieben wird, kann es sich bei dem Leistungssteckverbinder 102 auch um eine andere Art von elektrischem Steckverbinder handeln, z. B. um einen eigenständigen Leistungssteckverbinder oder einen in einem anderen Gerät oder System verwendeten Leistungssteckverbinder.
Die Ladeeingangsanordnung 100 wird als Ladeeingang für ein Fahrzeug, wie z. B. ein Elektrofahrzeug (EV) oder ein Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV), verwendet. Die Ladeeingangsanordnung 100 beinhaltet einen Leistungssteckverbinder 102, der zur Aufnahme eines Ladesteckverbinders (nicht dargestellt) konfiguriert ist. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der Leistungssteckverbinder 102 so konfiguriert, dass er zusätzlich zu Wechselstrom-Ladesteckverbindern, wie dem SAE J1772-Ladesteckverbinder, mit einem Gleichstrom-Schnellladesteckverbinder, wie dem SAE Combo CCS-Ladesteckverbinder, verbunden werden kann.
Die Ladeeingangsanordnung 100 beinhaltet ein Gehäuse 110, in dem sich Klemmen 114 befinden, die einen Teil des Leistungssteckverbinders 102 bilden. Die Klemmen 114 können Gleichstrom-Ladeklemmen, Wechselstrom-Ladeklemmen oder andere Arten von Klemmen einschlie-ßen. Die Klemmen 114 sind elektrisch mit den entsprechenden Stromkabeln 118 verbunden. Die Klemmen 114 sind so konfiguriert, dass sie mit dem Ladesteckverbinder verbunden werden können. Die Klemmen 114 sind in Klemmenkanälen 116 des Gehäuses 110 untergebracht. Die Klemmen 114 können in den Klemmenkanälen 116 mit dem Gehäuse 110 verbunden werden. In einen beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet die Ladeeingangsanordnung 100 das Kühlsystem 130 zur aktiven Kühlung der Klemmen 114, beispielsweise durch direkte Kühlung der Klemmen und/oder durch Kühlung der Stromkabel 118 zur Kühlung der Klemmen 114. Kühlmittel kann durch Leitungen oder Kanäle des Kühlsystems 130 gepumpt werden und in thermischer Verbindung mit den Klemmen 114 und/oder den Stromkabeln 118 fließen, um Wärme von den Klemmen 114 abzuleiten.
Die Ladeeingangsanordnung 100 beinhaltet einen Montageflansch 120, der sich vom Gehäuse 110 aus erstreckt. Der Montageflansch 120 dient zur Ankopplung der Ladeeingangsanordnung 100 an das Fahrzeug. Der Montageflansch 120 beinhaltet Befestigungslaschen 122 mit Öffnungen 124, die Befestigungselemente (nicht dargestellt) aufnehmen, welche zur Befestigung der Ladeeingangsanordnung 100 am Fahrzeug verwendet werden. Es können auch andere Arten von Montagemitteln verwendet werden, um die Ladeeingangsanordnung 100 am Fahrzeug zu befestigen. Der Montageflansch 120 kann eine Dichtung zum Abdichten der Ladeeingangsanordnung 100 am Fahrzeug beinhalten.
Die Ladeeingangsanordnung 100 beinhaltet eine Klemmenabdeckung 126 (1), die gelenkig mit dem Montageflansch 120 und/oder dem Gehäuse 110 verbunden ist. Die Klemmenabdeckung 126 wird zur Abdeckung der entsprechenden Klemmen 114 verwendet. Das Gehäuse 110 beinhaltet eine hintere Abdeckung 128 (2) an einer Rückseite des Gehäuses 110, die den Zugang zur Rückseite des Gehäuses 110 verschließt. Die hintere Abdeckung 128 kann am Hauptteil des Gehäuses 110 befestigt werden, z. B. mit Clips oder Rasten. In alternativen Ausführungsbeispielen können auch andere Arten von Sicherungsmitteln, wie z. B. Befestigungselemente, verwendet werden. Das Kühlsystem 130 kann in das Gehäuse 110 integriert sein, z. B. durch die hintere Abdeckung 128 hindurchführen und/oder mit ihr verbunden sein.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet das Kühlsystem 130 einen Kühladapter 131 (2) an der Rückseite des Gehäuses 110. Der Kühladapter 131 kann mit der hinteren Abdeckung 128 verbunden sein oder zumindest teilweise durch die hintere Abdeckung 128 definiert sein. An der Schnittstelle zwischen dem Kühladapter 131 und dem Hauptkörper des Gehäuses 110 und/oder zwischen den Teilen des Kühladapters 131 kann eine Dichtung vorgesehen sein. Der Kühladapter 131 kann zum Beispiel ein mehrteiliger Adapter sein. Der Kühladapter 131 beinhaltet einen Adapterkörper 133, der einen Hohlraum bildet. Der Adapterkörper 133 bildet einen Teil des Gehäuses 110 und umschließt die hintere Kammer des Gehäuses 110. Der Hohlraum ist zur hinteren Kammer des Gehäuses 110 hin offen. Die Kühlkomponenten des Kühlsystems 130 sind thermisch mit den Klemmen 114 und/oder den Stromkabeln 118 im Hohlraum und/oder der hinteren Kammer des Gehäuses 110 gekoppelt. Der Adapterkörper 133 enthält Kabelausgänge 137 für die Stromkabel 118. Der Kühladapter 131 beinhaltet einen Zufuhranschluss 138 neben den Kabelausgängen 137 und einen Rücklaufanschluss 139 neben den Kabelausgängen 137.
Eine Kühlmittelzuführungsleitung 132 ist mit dem Zufuhranschluss 138 verbunden und erstreckt sich von dem Adapterkörper 133 im Allgemeinen parallel zu den Stromkabeln 118, so dass die Kühlmittelzuführungsleitung 132 mit den Stromkabeln 118 gebündelt werden kann, um die Kühlmittelzuführungsleitung 132 und die Stromkabel 118 kontrolliert von der Ladeeingangsanordnung 100 zu verlegen, z. B. zur Batterie des Elektrofahrzeugs. Eine Kühlmittelrücklaufleitung 134 ist mit dem Rücklaufanschluss 139 verbunden und erstreckt sich von dem Adapterkörper 133 im Allgemeinen parallel zu den Stromkabeln 118, so dass die Kühlmittelrücklaufleitung 134 mit den Stromkabeln 118 gebündelt werden kann, um die Kühlmittelrücklaufleitung 134 und die Stromkabel 118 kontrolliert von der Ladeeingangsanordnung 100 zu verlegen, beispielsweise zur Batterie des Elektrofahrzeugs. Der Kühladapter 131 kann eine oder mehrere Schnittstellendichtungen (nicht dargestellt) für die Verbindung mit den Kühlmittelzuführungs- und -rücklaufleitungen 132, 134 enthalten.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Zufuhranschluss 138 und der Rücklaufanschluss 139 an der Rückseite des Adapterkörpers 133 angeordnet, z. B. neben den Kabelausgängen 137, so dass die Kühlmittelzuführungsleitung 132 und die Kühlmittelrücklaufleitung 134 von hinten verlaufen (z. B. parallel zu den Stromkabeln 118). Die Anschlüsse 139 können sich jedoch auch an anderen Stellen befinden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können sich der Zufuhranschluss 138 und/oder der Rücklaufanschluss 139 auf gegenüberliegenden Seiten des Adapterkörpers 133 befinden.
3 ist eine Seitenansicht der Klemme 114 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel. Die Klemme 114 beinhaltet einen Gegenstift 200 an einer Vorderseite 210 der Klemme 114 und einen Kabelsteckverbinder 202 an einer Rückseite 212 der Klemme 114. Die Klemme 114 erstreckt sich entlang einer Längsachse 204. Der Gegenstift 200 ist so konfiguriert, dass er mit dem Ladesteckverbinder zusammengesteckt werden kann. Der Kabelsteckverbinder 202 ist so konfiguriert, dass er elektrisch mit dem Stromkabel 118 verbunden werden kann (siehe 2). In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind der Gegenstift 200 und/oder der Kabelsteckverbinder 202 so konfiguriert, dass sie durch das Kühlsystem 130 (in 2 dargestellt) gekühlt werden.
In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist der Kabelsteckverbinder 202 vom Gegenstift 200 getrennt und diskret und so konfiguriert, dass er mechanisch und elektrisch mit dem Gegenstift 200 gekoppelt ist. Beispielsweise kann der Kabelsteckverbinder 202 auf den Gegenstift 200 aufgepresst werden. In alternativen Ausführungsbeispielen kann der Kabelsteckverbinder 202 jedoch auch durch andere Verfahren wie Schweißen, Nieten, eine Schraubverbindung oder ähnliches am Gegenstift 200 befestigt werden. In anderen Ausführungsbeispielen ist der Kabelsteckverbinder 202 einstückig mit dem Gegenstift 200 ausgebildet, beispielsweise mit dem Gegenstift 200 geformt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen ist der Kabelsteckverbinder 202 so konfiguriert, dass er an das Stromkabel 118 angeschlossen werden kann, indem das Stromkabel 118 mit dem Kabelsteckverbinder 202 verschweißt wird. So kann der Kabelsteckverbinder 202 beispielsweise eine Schweißlasche aufweisen. In verschiedenen anderen Ausführungsbeispielen wird der Kabelsteckverbinder 202 durch andere Verfahren an das Stromkabel 118 angeschlossen, z. B. durch Crimpen, Löten oder Ähnliches. Der Kabelsteckverbinder 202 kann beispielsweise eine Quetschhülse enthalten, die so konfiguriert ist, dass sie an das Stromkabel 118 angeschlossen werden kann.
Der Gegenstift 200 ist elektrisch leitfähig. Der Gegenstift 200 kann beispielsweise aus einem metallischen Material, wie z. B. Kupfer, gefertigt sein. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der Gegenstift 200 schraubenförmig bearbeitet. Der Gegenstift 200 kann aus einer Metalllegierung (z. B. Kupferlegierung) mit Zusätzen zur Verbesserung der Bearbeitbarkeit hergestellt werden. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der Gegenstift 200 zylindrisch. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist eine Dichtung 228 mit dem Gegenstift 200 in der Nähe eines hinteren Endes des Gegenstifts 200 gekoppelt, um eine Schnittstellendichtung gegen eine Innenfläche des Klemmenkanals 116 (in 1 dargestellt) zu erreichen.
Der Kabelsteckverbinder 202 erstreckt sich vom hinteren Ende des Gegenstifts 200 und/oder ist mit diesem verbunden. Der Kabelsteckverbinder 202 kann auf den Gegenstift 200 aufgepresst sein. Der Kabelsteckverbinder 202 beinhaltet ein Kabelklemmenende 240 an der Rückseite 212 der Klemme 114. Das Stromkabel 118 ist so konfiguriert, dass es an das Kabelklemmenende 240 angeschlossen werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beinhaltet der Kabelsteckverbinder 202 einen Puffer 242, der sich von einer Basis 244 des Kabelsteckverbinders 202 aus erstreckt. Der Puffer 242 ist an der Rückseite 212 angebracht. Der Puffer 242 kann rechteckig sein oder in alternativen Ausführungsbeispielen andere Formen aufweisen. Der Puffer 242 kann ebene, parallele Flächen zur Befestigung des Stromkabels 118 an dem Puffer 242 aufweisen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Puffer 242 ein Schweißpuffer sein und das Stromkabel 118 kann mit dem Schweißpuffer verschweißt sein. Das Kabelklemmenende 240 kann in alternativen Ausführungsbeispielen anstelle des Puffers 242 eine Crimphülse (nicht dargestellt) enthalten. Die Basis 244 kann zylindrisch und hohl sein, um das hintere Ende des Gegenstifts 200 aufzunehmen. Die Basis 244 ist mechanisch und elektrisch mit dem hinteren Ende des Gegenstift 200 verbunden. Die Basis 244 kann auf das hintere Ende des Gegenstifts 200 aufgepresst sein.
4 ist eine Querschnittdarstellung der Ladeeingangsanordnung 100 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel. 4 zeigt eine der Klemmen 114, die mit dem Gehäuse 110 verbunden ist. Das Gehäuse 110 weist auf der Rückseite 110 des Gehäuses eine Kammer 140 auf. Die hintere Abdeckung 128 befindet sich hinter der Kammer 140 und verschließt diese. Die Stromkabel 118 und die Kühlmittelzuführungs- und -rücklaufleitungen verlassen die Kammer 140 durch die hintere Abdeckung 128 (z. B. durch Öffnungen oder Anschlüsse in der hinteren Abdeckung 128).
Die Klemme 114 erstreckt sich in die Kammer 140, und das Stromkabel 118 ist mit der Klemme 114 in der Kammer 140 verbunden. Das Kühlsystem 130 ist mit dem Stromkabel 118 in der Kammer 140 verbunden, um eine aktive Kühlung der Klemme 114 bereitzustellen. Das Kühlsystem 130 beinhaltet beispielsweise einen Wärmetauscher 300, der sich in der Kammer 140 befindet und mit der Klemme 114 verbunden ist. Der Wärmetauscher 300 ist thermisch mit der Klemme 114 gekoppelt. Das Kühlsystem 130 senkt die Betriebstemperatur der Klemme 114, um die Leistung der Ladeeingangsanordnung 100 zu verbessern und/oder einen höheren Strom durch die Klemme 114 zu ermöglichen und/oder das Risiko einer Beschädigung der Klemme 114 zu verringern.
Die Klemme 114 wird im entsprechenden Klemmenkanal 116 aufgenommen. Der Gegenstift 200 befindet sich im Klemmenkanal 116, um mit einem in das Gehäuse 110 eingesteckten Ladesteckverbinder verbunden zu werden. Das Gehäuse 110 beinhaltet eine primäre Raste 162, die sich in den Klemmenkanal 116 erstreckt, um mit der Klemme 114 im Klemmenkanal 116 in Eingriff zu kommen und sie axial zu halten. Die primäre Raste 162 kann eine auslenkbare Raste sein. Die primäre Raste 162 kann mit dem Gehäuse 110 integral sein, z. B. an das Gehäuse 110 angeformt sein. Die primäre Raste 162 widersteht dem Herausziehen der Klemme 114 aus dem Klemmenkanal 116 nach hinten. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Dichtung 228 mit einer Oberfläche des Gehäuses 110 versiegelt, die den Klemmenkanal 116 definiert.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Klemme 114 im Klemmenkanal 116 so angeordnet, dass sich der Kabelsteckverbinder 202 unmittelbar hinter dem Klemmenkanal 116 befindet. Der Kabelsteckverbinder 202 erstreckt sich in die Kammer 140, um eine elektrische Verbindung mit dem Stromkabel 118 herzustellen. Das Stromkabel 118 ist mit dem Puffer 242 in der Kammer 140 verbunden. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann das Stromkabel 118 mit dem Puffer 242 ultraschallverschweißt werden, wodurch eine Schnittstelle mit geringem Widerstand zwischen der Klemme 114 und dem Stromkabel 118 entsteht. In verschiedenen anderen Ausführungsbeispielen kann das Stromkabel 118 gecrimpt oder auf andere Weise mechanisch und elektrisch an die Klemme 114 angeschlossen werden. Das Kühlsystem 130 ist thermisch mit der Klemme 114 gekoppelt, beispielsweise unmittelbar hinter dem Klemmenkanal 116, um eine flache Verbindung zwischen dem Kühlsystem 130 und der Klemme 114 herzustellen. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der Wärmetauscher 300 direkt thermisch mit der Basis 244 und/oder dem Puffer 242 verbunden sein.
Optional kann zwischen der Klemme 114 und dem Wärmetauscher 300 ein Wärmeleitmaterial, ein Wärmeleitfett oder eine andere Wärmebrücke vorgesehen werden. In verschiedenen anderen Ausführungsbeispielen kann der Wärmetauscher 300 indirekt mit der Klemme 114 thermisch gekoppelt sein, z. B. über das Stromkabel 118. Durch die Ableitung von Wärme aus dem Stromkabel 118 kann beispielsweise die Temperatur der Klemme 114 gesenkt werden. Das Stromkabel 118 fungiert als Wärmebrücke zwischen dem Wärmetauscher 300 und der Klemme 114.
5 ist eine Seitenansicht einer Zufuhrseite eines Abschnitts der Ladeeingangsanordnung 100 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, die den Wärmetauscher 300 zeigt, der thermisch mit der Klemme 114 gekoppelt ist. 6 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Ladeeingangsanordnung 100 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, die den Wärmetauscher 300 zeigt, der thermisch mit der Klemme 114 gekoppelt ist. 7 ist eine Seitenansicht der Rücklaufseite eines Abschnitts der Ladeeingangsanordnung 100 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, die den Wärmetauscher 300 zeigt, der thermisch mit der Klemme 114 gekoppelt ist. 8 ist eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Ladeeingangsanordnung 100 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, die den Wärmetauscher 300 zeigt, der thermisch mit der Klemme 114 gekoppelt ist. 5 und 6 zeigen den Wärmetauscher 300, der mit der Kühlmittelzuführungsleitung 132 und der Kühlmittelrücklaufleitung 134 verbunden ist. 7 und 8 zeigen den Wärmetauscher 300, wobei die Kühlmittelzuführungs- und -rücklaufleitungen 132, 134 entfernt wurden, um die Zufuhr- und Rücklaufenden des Wärmetauschers 300 zu veranschaulichen.
Der Wärmetauscher 300 beinhaltet einen Kühlmittelkanal 302 durch den Wärmetauscher 300. Das Kühlmittel fließt durch den Kühlmittelkanal 302, um die Wärme aus dem Wärmetauscher 300 zu übertragen. Der Wärmetauscher 300 ist so konfiguriert, dass er thermisch mit den Klemmen 114 gekoppelt ist (z. B. direkt mit den Puffern 242 oder über die Stromkabel 118). Der Wärmetauscher 300 kann gegen die Klemmen 114 und/oder die Stromkabel 118 gedrückt werden. Der Wärmetauscher 300 kann zum Beispiel durch Befestigungselemente, Clips, Rasten oder andere Sicherungsmittel gesichert werden.
Der Wärmetauscher 300 beinhaltet einen Wärmetauscherkörper 304, der den Kühlmittelkanal 302 definiert. Der Wärmetauscher 300 beinhaltet ein Kühlmittelrohr 305, der sich von dem Wärmetauscherkörper 304 aus erstreckt. Das Kühlmittelrohr 305 kann separat und getrennt vom Wärmetauscherkörper 304 sein und mit dem Wärmetauscherkörper 304 verbunden sein. Das Kühlmittelrohr 305 kann zum Beispiel an den Wärmetauscherkörper 304 hartgelötet, geschweißt oder gelötet werden. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist das Kühlmittelrohr 305 ein U-förmiges Rohr. In alternativen Ausführungsbeispielen kann das Kühlmittelrohr 305 auch andere Formen haben. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet das Kühlmittelrohr 305 ein Zuführungsrohr 306, ein Rücklaufrohr 308 und ein Übergangsrohr 307 zwischen dem Zuführungsrohr 306 und dem Rücklaufrohr 308. Das Übergangsrohr 307 ist mit dem Wärmetauscherkörper 304 verbunden. Das Zuführungsrohr 306 erstreckt sich von einer Seite des Wärmetauscherkörpers 304 und das Rücklaufrohr 308 verstreckt sich von der gegenüberliegenden Seite des Wärmetauscherkörpers 304. Das Zuführungsrohr 306 reicht bis zum Zufuhranschluss 138 des Kühladapters 131 (beide in 2 dargestellt). Das Rücklaufrohr 308 reicht bis zum Rücklaufanschluss 139 des Kühladapters 131 (beide in 2 dargestellt). In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist das Kühlmittelrohr 305 von dem Übergangsrohr 307 bis zu dem Zuführungsrohr 306 und dem Rücklaufrohr 308 durchgängig.
Der Wärmetauscher 300 erstreckt sich zwischen einer Zufuhrseite 310 und einer Rücklaufseite 312. Das Zuführungsrohr 306 ist an der Zufuhrseite 310 vorgesehen und das Rücklaufrohr 308 ist an der Rücklaufseite 312 vorgesehen. Der Wärmetauscherkörper 304 beinhaltet eine Vorderseite 314 und eine Rückseite 316. Die Vorderseite 314 ist den Klemmen 114 zugewandt. Die Rückseite 316 ist den Stromkabeln 118 zugewandt. Der Wärmetauscherkörper 304 beinhaltet eine Endwand 318, die sich zwischen der Vorderseite 314 und der Rückseite 316 erstreckt. Die Endwand 318 erstreckt sich entlang den Klemmen 114 und/oder den Stromkabeln 118 und ist so konfiguriert, dass sie mit diesen thermisch gekoppelt werden kann. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet die Endwand 318 einen Sattel 322 zum Stützen der Klemmen 114 und/oder der Stromkabel 118. Der Sattel 322 nimmt die Klemmen 114 und/oder die Stromkabel 118 auf. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet der Sattel 322 (ebenfalls in 11 dargestellt) Taschen 324, welche die Klemmen 114 und/oder die Stromkabel 118 aufnehmen. Die Taschen 324 sind so bemessen und geformt, dass sie die Klemmen 114 und/oder die Stromkabel 118 aufnehmen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Taschen 324 so bemessen und geformt, dass sie die Stromkabel 118 aufnehmen können. Die Taschen 324 haben eine komplementäre Form wie die Stromkabel 118, um die Stromkabel 118 sicher aufzunehmen, so dass der Wärmetauscherkörper 304 in Wärmekontakt mit den Stromkabeln 118 steht. Die Taschen 324 können zum Beispiel eine halbzylindrische Form haben. In alternativen Ausführungsbeispielen sind auch andere Formen möglich, z. B. eine komplementäre Form wie die Puffer 242 der Klemmen 114.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet der Wärmetauscher 300 einen Wärmetauscherdeckel 320, der mit dem Wärmetauscherkörper 304 verbunden ist. Die Klemmen 114 und/oder die Stromkabel 118 können zwischen der Endwand 318 und dem Wärmetauscherdeckel 320 eingeklemmt werden. Der Wärmetauscherdeckel 320 kann auf den Wärmetauscherkörper 304 aufgeclipst werden, z. B. an den Seiten 310, 312. Der Wärmetauscherdeckel 320 kann mit Befestigungselementen am Wärmetauscherkörper 304 befestigt werden, z. B. an der Vorderseite 314 und/oder der Rückseite 316. Wenn der Wärmetauscherdeckel 320 mit dem Wärmetauscherkörper 304 verbunden ist, werden die Stromkabel 118 gegen den Wärmetauscherkörper 304 gedrückt, um eine effiziente Wärmeübertragung zwischen den Stromkabeln 118 und dem Wärmetauscherkörper 304 zu gewährleisten.
Der Wärmetauscherkörper 304 und der Wärmetauscherdeckel 320 können aus wärmeleitenden Materialien, wie z. B. Metall, hergestellt werden. Optional sind sowohl der Wärmetauscherkörper 304 als auch der Wärmetauscherdeckel 320 aus demselben Material gefertigt. In verschiedenen Ausführungsbeispielen sind der Wärmetauscherkörper 304 und/oder der Wärmetauscherdeckel 320 aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt. Der Wärmetauscherkörper 304 und der Wärmetauscherdeckel 320 können gestanzt und geformt werden. Der Wärmetauscherkörper 304 und der Wärmetauscherdeckel 320 können jedoch in alternativen Ausführungsbeispielen auch durch andere Verfahren hergestellt werden, z. B. durch Formen, spanende Bearbeitung und dergleichen.
Der Kühlmittelkanal 302 ist für eine Strömungsverbindung durch das Zuführungsrohr 306, das Übergangsrohr 307 und das Rücklaufrohr 308 ausgelegt. Der Kühlmittelkanal 302 steht in Strömungsverbindung mit den Zuführungs- und Rücklaufleitungen 132, 134. Das Kühlmittel wird durch den Kühlmittelkanal 302 geleitet, um Wärme aus dem Wärmetauscherkörper 304 des Wärmetauschers 300 abzuführen und so die Klemme 114 zu kühlen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Kühlmittelrohr 305 U-förmig und bildet einen U-förmigen Kühlmittelkanal 302. Der Kühlmittelkanal 302 kann sich auch entlang anderen nichtlinearen Pfaden erstrecken, wie z. B. einem gekrümmten oder serpentinenförmigen Pfad in alternativen Ausführungsbeispielen. Der Kühlmittelkanal 302 erstreckt sich zwischen einem Einlass 332 an der Zufuhrseite 310 und einem Auslass 334 an der Rücklaufseite 312. Das Zuführungsrohr 306 definiert den Einlass 332 und das Rücklaufrohr 308 definiert den Auslass 334. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet das Kühlmittelrohr 305 ein erste Biegung 336 zwischen dem Zuführungsrohr 306 und dem Übergangsrohr 338 und eine zweite Biegung 338 zwischen dem Übergangsrohr und dem Rücklaufrohr 308. Die Strömungsrichtungen des Kühlmittels durch das Zuführungsrohr 306 und das Rücklaufrohr 308 verlaufen parallel zu den Stromkabeln 118 und gerade in/aus den Zuführungs- und Rückführungsleitungen 132, 134. Die Strömungsrichtung des Kühlmittels durch den Einlass 332 und/oder den Auslass 334 verläuft parallel zu den Stromkabeln 118 (z. B. gerader Strömungsweg zu/von der Kühlmittelzuführungsleitung 132 und der Kühlmittelrücklaufleitung 134). Die Strömungsrichtung des Kühlmittels durch das Übergangsrohr 307 verläuft im Allgemeinen senkrecht zur Strömung durch die Zuführungs- und Rücklaufrohre 306, 308.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet der Wärmetauscher 300 ein Zuführungspassstück 340, das mit einem Ende 342 des Rücklaufrohrs 306 verbunden ist. Das Zuführungspassstück 340 kann separat und getrennt vom Zuführungsrohr 306 sein und mit diesem verbunden werden. So kann beispielsweise das Zuführungspassstück 340 mit dem Zuführungsrohr 306 verschraubt werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Ende 342 des Zuführungsrohrs 306 so geformt sein, dass es ein Gewinde (z. B. ein Innengewinde) zur Aufnahme des Zuführungspassstücks 340 enthält, z. B. durch Hydroforming. Das Zuführungspassstück 340 kann in alternativen Ausführungsbeispielen durch andere Verfahren gekoppelt werden, z. B. durch Schweißen oder Löten an das Ende des Zuführungsrohrs 306. An der Schnittstelle zwischen dem Zuführungsrohr 306 und dem Zuführungspassstück 340 kann eine Flüssigkeitsdichtung (nicht dargestellt) vorgesehen sein. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet der Wärmetauscher 300 eine Zuführungsrohrdichtung 344 nahe dem Ende 342 des Zuführungsrohrs 306. Die Zuführungsrohrdichtung 344 kann zwischen den Positioniermitteln 346 des Zuführungsrohrs 306 positioniert werden. Die Positioniermittel 346 können z. B. durch das Hydroforming-Verfahren geformt werden. Die Zuführungsrohrdichtung 344 ist so konfiguriert, dass sie gegen den Adapterkörper 133 des Kühladapters 131 abgedichtet wird.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel enthält das Zuführungspassstück 340 ein Sicherungsmittel 348 zur Befestigung der Kühlmittelzuführungsleitung 132 an dem Zuführungspassstück 340. Das Sicherungsmittel 348 kann zum Beispiel eine Raste oder einen Flansch beinhalten, die eine umlaufende Nut um das Zuführungspassstück 340 bilden. Die Nut ist so gestaltet, dass sie ein Sicherungsmittel der Kühlmittelzuführungsleitung 132 aufnimmt, um die Kühlmittelzuführungsleitung 132 an dem Zuführungspassstück 340 zu sichern. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet die Kühlmittelzuführungsleitung 132 ein Zuführungsleitungspassstück 350, das mit dem Zuführungspassstück 340 verbunden ist. Das Zuführungsleitungspassstück 350 kann schnappbar mit dem Zuführungspassstück 340 gekoppelt sein. So kann das Zuführungsleitungspassstück 350 beispielsweise ein Sicherungsmittel 352 enthalten, das dazu ausgelegt ist, mit dem Sicherungsmittel 348 des Zuführungspassstücks 340 gekoppelt zu werden. Das Sicherungsmittel 352 kann eine oder mehrere Rasten enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie in der umlaufenden Nut um das Zuführungspassstück 340 aufgenommen werden. In alternativen Ausführungsbeispielen können auch andere Arten von Sicherungsmitteln vorgesehen sein. Bei den Passstücken 340, 350 kann es sich zum Beispiel um Schnellkupplungen handeln. In alternativen Ausführungsbeispielen können die Passstücke 340, 350 verschraubt sein.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet der Wärmetauscher 300 ein Rücklaufpassstück 360, das mit einem Ende 362 des Rücklaufrohrs 308 verbunden ist. Das Rücklaufpassstück 360 kann separat und getrennt vom Rücklaufrohr 308 sein und mit diesem verbunden werden. So kann beispielsweise das Rücklaufpassstück 360 mit dem Rücklaufrohr 308 verschraubt werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann das Ende 362 des Rücklaufrohrs 308 so geformt werden, dass es ein Gewinde (z. B. ein Innengewinde) zur Aufnahme des Rücklaufpassstücks 360 enthält, z. B. durch Hydroforming. Das Rücklaufpassstück 360 kann in alternativen Ausführungsbeispielen durch andere Verfahren gekoppelt werden, z. B. durch Schweißen oder Löten an das Ende des Rücklaufrohrs 308. An der Schnittstelle zwischen dem Rücklaufrohr 308 und dem Rücklaufpassstück 360 kann eine Flüssigkeitsdichtung (nicht dargestellt) vorgesehen sein. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet der Wärmetauscher 300 eine Rücklaufrohrdichtung 364 nahe dem Ende 362 des Rücklaufrohrs 308. Die Rücklaufrohrdichtung 364 kann zwischen den Positioniermitteln 366 des Rücklaufrohrs 308 positioniert werden. Die Positioniermittel 366 können z. B. durch das Hydroforming-Verfahren geformt werden. Die Rücklaufrohrdichtung 364 ist so konfiguriert, dass sie gegen den Adapterkörper 133 des Kühladapters 131 abgedichtet wird.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel enthält das Rücklaufpassstück 360 ein Sicherungsmittel 368 zur Befestigung der Kühlmittelrücklaufleitung 134 an dem Rücklaufpassstück 360. Das Sicherungsmittel 368 kann zum Beispiel eine Raste oder einen Flansch beinhalten, die eine umlaufende Nut um das Rücklaufpassstück 360 bilden. Die Nut ist so ausgelegt, dass sie ein Sicherungsmittel der Kühlmittelrücklaufleitung 134 aufnimmt, um die Kühlmittelrücklaufleitung 134 an dem Rücklaufpassstück 360 zu sichern. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet die Kühlmittelrücklaufleitung 134 ein Rücklaufleitungspassstück 370, das mit dem Rücklaufpassstück 360 verbunden ist. Das Rücklaufleitungspassstück 370 kann schnappbar mit dem Rücklaufpassstück 360 gekoppelt sein. So kann das Rücklaufleitungspassstück 370 beispielsweise ein Sicherungsmittel 372 enthalten, das dazu ausgelegt ist, mit dem Sicherungsmittel 368 des Rücklaufpassstücks 360 gekoppelt zu werden. Das Sicherungsmittel 372 kann eine oder mehrere Rasten enthalten, die so konfiguriert sind, dass sie in der umlaufenden Nut um das Rücklaufpassstück 360 aufgenommen werden. In alternativen Ausführungsbeispielen können auch andere Arten von Sicherungsmitteln vorgesehen sein. Bei den Passstücken 360, 370 kann es sich zum Beispiel um Schnellkupplungen handeln. In alternativen Ausführungsbeispielen können die Passstücke 360, 370 verschraubt sein.
9 ist eine Teil-Schnittdarstellung eines Abschnitts des Kühlsystems 130 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, die das Zuführungspassstück zeigt, dass mit dem Ende 342 des Zuführungsrohrs 306 gekoppelt ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Zuführungsrohr 306 hydrogeformt und enthält am Ende 342 ein Gewinde 354. Am Ende 342 ist eine Flüssigkeitsdichtung 356 vorgesehen. Das Zuführungspassstück 340 steht mit der Flüssigkeitsdichtung 356 und dem Zuführungsrohr 306 in Eingriff, um die Schnittstelle zwischen dem Zuführungspassstück 340 und dem Zuführungsrohr 306 abzudichten. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird die Zuführungsrohrdichtung 344 zwischen den Positioniermitteln 346 des Zuführungsrohrs 306 positioniert und gegen den Adapterkörper 133 des Kühladapters 131 abgedichtet.
10 ist eine Teil-Schnittdarstellung eines Abschnitts des Kühlsystems 130 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, die das Zuführungspassstück zeigt, das mit dem Ende 342 des Zuführungsrohrs 306 gekoppelt ist. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet das Zuführungsrohr 306 am Ende 342 eine Quetschhülse 358. Die Quetschhülse 358 kann ein spanend bearbeitetes Teil mit dem Gewinde 354 entlang der Innenseite der Quetschhülse 358 sein. Das Zuführungspassstück 340 ist so konfiguriert, dass es mit der Quetschhülse 358 am Ende 342 des Zuführungsrohrs 306 verschraubt werden kann. Die Quetschhülse 358 kann mit dem Hauptabschnitt des Zuführungsrohrs verbunden werden, z. B. durch Schweißen oder Löten an einer Verbindungsstelle.
11 ist eine perspektivische Rückansicht eines Abschnitts der Ladeeingangsanordnung 100 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel. 12 ist eine weitere perspektivische Rückansicht eines Abschnitts der Ladeeingangsanordnung 100 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel. 11 und 12 zeigen die beiden Stromkabel 118, die an den beiden Klemmen 114 angeschlossen sind. 11 und 12 zeigen einen Abschnitt des Kühlsystems 130 mit dem Wärmetauscher 300, der thermisch mit den Klemmen 114 gekoppelt ist.
Der Wärmetauscher 300 ist mit der Kühlmittelzuführungsleitung 132 und der Kühlmittelrücklaufleitung 134 verbunden (beide in 11 dargestellt). Der Wärmetauscherkörper 304 ist thermisch mit den Klemmen 114 gekoppelt (z. B. über die Stromkabel 118), und das Kühlmittelrohr 305 erstreckt sich vom Wärmetauscherkörper 304 zu den Kühlmittelzuführungs- und -rücklaufleitungen 132, 134. Beispielsweise erstreckt sich das Übergangsrohr 307 quer über beide Stromkabel 118, und die Zuführungs- und Rücklaufrohre 306, 308 sind so gebogen (z. B. rechtwinklig), dass sich die Zuführungs- und Rücklaufrohre 306, 308 parallel zu den Stromkabeln 118 erstrecken. Die Kühlmittelzuführungs- und -rücklaufleitungen 132, 134 sind mit den Zuführungs- und Rücklaufrohren 306, 308 verbunden und erstrecken sich weiterhin parallel zu den Stromkabeln 118. Die Stromkabel 118 können mit den Kühlmittelzuführungs- und -rücklaufleitungen 132, 134 gebündelt und gemeinsam zu einer anderen Stelle im Fahrzeug, z. B. zur Batterieanordnung, verlegt werden. Wie zusätzlich in 2 dargestellt, verläuft das Zuführungsrohr 306 in einem beispielhaften Ausführungsbeispiel durch den Zufuhranschluss 138, so dass das Zuführungspassstück 340 außerhalb des Adapterkörpers 133 angeordnet ist. Das Zuführungsleitungspassstück 350 wird von der Außenseite des Adapterkörpers 133 mit dem Zuführungspassstück 340 verbunden. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel verläuft das Rücklaufrohr 308 durch den Rücklaufanschluss 139, so dass das Rücklaufpassstück 360 außerhalb des Adapterkörpers 133 angeordnet ist. Das Rücklaufleitungspassstück 370 ist mit dem Rücklaufpassstück 360 von der Außenseite des Adapterkörpers 133 verbunden.
13 ist eine Querschnittdarstellung des Kühlsystems 130 gemäß einem beispielhaften Ausführungsbeispiel, die den Wärmetauscher 300 zeigt, der thermisch mit der Klemme 114 gekoppelt ist. Das Stromkabel 118 verläuft durch den Kabelausgang 137. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist am Kabelausgang 137 eine Umgebungsdichtung 141 vorgesehen, um das Stromkabel 118 abzudichten. Die Umgebungsdichtung 141 ist gegen den Adapterkörper 133 abgedichtet.
Der Wärmetauscher 300 dient dazu, die Temperatur der Klemme 114 zu senken, indem er Wärme von der Klemme 114 ableitet, z. B. über das Stromkabel 118. Der Wärmetauscher 300 ist beispielsweise thermisch mit dem Stromkabel 118 gekoppelt, das wiederum thermisch mit der Klemme 114 gekoppelt ist. So senkt die Ableitung von Wärme aus dem Stromkabel 118 die Betriebstemperatur der Klemme 114 während des Ladens. In alternativen Ausführungsbeispielen kann der Wärmetauscher 300 direkt thermisch mit der Klemme 114 verbunden werden, um die Betriebstemperatur der Klemme 114 zu senken.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel nimmt die Tasche 324 das Stromkabel 118 auf, so dass der Wärmetauscherkörper 304 thermisch mit dem Stromkabel 118 gekoppelt ist. Der Wärmetauscherdeckel 320 hält das Stromkabel 118 in der Tasche 324 fest und drückt das Stromkabel 118 gegen den Wärmetauscherkörper 304. Das Kühlmittelrohr 305 leitet flüssiges Kühlmittel durch den Wärmetauscher 300, um die Wärme aus dem Wärmetauscherkörper 304 abzuführen und so die Temperatur des Stromkabels 118 und der Klemme 114 zu senken.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet der Wärmetauscher 300 einen wärmeleitenden Separator 390 zwischen dem Wärmetauscherkörper 304 und dem Stromkabel 118. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der wärmeleitende Separator 390 auf der Oberfläche der Tasche 324 und/oder des Wärmetauscherdeckels 320 angebracht werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der wärmeleitende Separator 390 zusätzlich oder alternativ auf das Stromkabel 118 oder die Klemme 114 aufgebracht werden. Der wärmeleitende Separator 390 kann eine thermische Dichtung sein. Der wärmeleitende Separator 390 kann ein Silikonband oder -film sein, der mit der Klemme 114 verbunden ist. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der wärmeleitende Separator 390 als dünne Schicht auf der Außenfläche 382 aufgespritzt sein. Der wärmeleitende Separator 390 kann aus einem Material hergestellt werden, das elektrisch isolierend und hoch wärmeleitend ist. Der wärmeleitende Separator 390 kann aus einem wärmeleitenden Epoxid, einem thermoplastischen Material oder einem duroplastischen Material bestehen. Der wärmeleitende Separator 390 kann aus Berylliumoxid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, Bornitrid, Silikon, Keramik, Kapton, Nylon, Polyester und dergleichen hergestellt werden. Der wärmeleitende Separator 390 kann eine vorgeformte Struktur sein, wie z. B. eine Folie, ein Puffer, ein Blech, ein Rohr, ein Spritzgussteil oder ähnliches. In verschiedenen anderen Ausführungsbeispielen kann der wärmeleitende Separator 390 an Ort und Stelle aufgebracht werden, z. B. als umspritzter Körper, als Fett oder als Paste, die auf den Wärmetauscherkörper 304 oder das Stromkabel 118 oder die Klemme 114 aufgetragen wird. In verschiedenen Ausführungsbeispielen kann der wärmeleitende Separator 390 ein Schrumpfschlauch sein, der auf die Klemme 114 angewendet wird. Der wärmeleitende Separator 390 kann aus einem dotierten Polymermaterial hergestellt werden, z. B. aus einem Kunststoffmaterial, dem wärmeleitende Materialien zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit zugesetzt wurden. In alternativen Ausführungsbeispielen können auch andere Arten von wärmeleitenden, elektrisch isolierenden Materialien verwendet werden. In verschiedenen Ausführungsbeispielen erstreckt sich der wärmeleitende Separator 390 über eine Länge des Stromkabels 118 über den Wärmetauscherkörper 304 hinaus, um eine erhöhte Kriechstrecke zwischen dem Stromkabel 118 und dem Wärmetauscherkörper 304 zu schaffen. Der wärmeleitende Separator 390 kann doppelte elektrische Isolationsschichten zwischen dem Stromkabel 118 und dem Wärmetauscherkörper 304 bilden.

Claims

Kühlsystem (130) für einen Leistungssteckverbinder (102) einer Ladeeingangsanordnung (100), wobei das Kühlsystem umfasst: einen Kühladapter (131), der so konfiguriert ist, dass er mit einem Gehäuse (110) der Ladeeingangsanordnung gekoppelt werden kann, wobei der Kühladapter einen Adapterkörper (133) beinhaltet, der einen Hohlraum (135) bildet, wobei der Adapterkörper einen Kabelausgang (137) für ein Stromkabel (118) der Ladeeingangsanordnung aufweist, wobei der Kühladapter einen Zufuhranschluss (138) neben dem Kabelausgang und einen Rücklaufanschluss (139) neben dem Kabelausgang beinhaltet; einen Wärmetauscher (300), der in dem Hohlraum des Kühladapters positioniert ist, wobei der Wärmetauscher so konfiguriert ist, dass er mindestens eines aus dem Stromkabel oder einer Klemme (114), die sich von dem Stromkabel erstreckt, aufnimmt, wobei der Wärmetauscher thermisch mit dem mindestens einen aus dem Stromkabel oder der Klemme gekoppelt ist, um Wärme davon abzuleiten, wobei der Wärmetauscher einen Kühlmittelkanal (302) für einen Kühlmittelfluss durch den Wärmetauscher aufweist.
Kühlsystem (130) nach Anspruch 1, wobei der Wärmetauscher (300) ein Kühlmittelrohr (305) beinhaltet, das sich zwischen einem Kühlmittelzuführungsrohr (306) und einem Kühlmittelrücklaufrohr (308) erstreckt, wobei das Kühlmittelrohr U-förmig ist und ein Übergangsrohr (307) zwischen dem Zuführungsrohr und dem Rücklaufrohr aufweist, wobei das Zuführungsrohr parallel zum Rücklaufrohr verläuft.
Kühlsystem (130) nach Anspruch 2, wobei sich das Übergangsrohr (307) im Allgemeinen senkrecht zum Stromkabel (118) erstreckt.
Kühlsystem (130) nach Anspruch 2, wobei das Kühlmittelrohr (305) ein erste Biegung (336) zwischen dem Zuführungsrohr (306) und dem Übergangsrohr (307) und eine zweite Biegung (338) zwischen dem Rücklauf zu dem Übergangsrohr beinhaltet.
Kühlsystem (130) nach Anspruch 2, wobei das Kühlmittelrohr (305) zwischen dem Zuführungsrohr (306) und dem durch den Wärmetauscher (300) führenden Rücklaufrohr (308) durchgängig ist.
Kühlsystem (130) nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend eine zweite Klemme (114), die mit dem Gehäuse (110) verbunden ist, und ein zweites Stromkabel (118), das an die zweite Klemme angeschlossen ist, wobei der Wärmetauscher (300) so konfiguriert ist, dass er mindestens eines aus dem zweiten Stromkabel oder einer zweiten Klemme aufnimmt, wobei der Wärmetauscherkörper thermisch mit dem mindestens einen aus dem zweiten Stromkabel oder der zweiten Klemme gekoppelt ist, um Wärme davon abzuleiten.
Kühlsystem (130) nach Anspruch 6, wobei der Wärmetauscher (300) einen Wärmetauscherkörper (304) mit einer ersten Tasche (324), die mindestens eines aus dem Stromkabel (118) oder der Klemme (114) aufnimmt, und einer zweiten Tasche (324), die mindestens eines aus dem zweiten Stromkabel (118) oder der zweiten Klemme (114) aufnimmt, beinhaltet, wobei der Wärmetauscherkörper eine Wärmeableitung für die Klemme und die zweite Klemme bereitstellt.
Kühlsystem (130) nach Anspruch 1, wobei der Wärmetauscher (300) ein Kühlmittelrohr (305) mit einem Zuführungsrohr (306) an einer Zufuhrseite (310) des Wärmetauschers und einem Rücklaufrohr (308) an einer Rücklaufseite (312) des Wärmetauschers beinhaltet, wobei sich das Zuführungsrohr zum Zufuhranschluss (138) des Kühladapters (131) und das Rücklaufrohr zum Rücklaufanschluss (139) des Kühladapters erstreckt, das Kühlsystem des Weiteren ein Zuführungspassstück (340), das mit einem Ende (342) des Zuführungsrohrs verbunden ist, und ein Rücklaufpassstück, das mit einem Ende (362) des Rücklaufrohrs verbunden ist, umfasst, wobei das Zuführungspassstück (350) so konfiguriert ist, dass es mit einem Zuführungsleitungspassstück an einem Ende der Kühlmittelzuführungsleitung verbunden werden kann, und das Rücklaufpassstück so konfiguriert ist, dass es mit einem Rücklaufleitungspassstück (370) an einem Ende der Kühlmittelrücklaufleitung verbunden werden kann.
Kühlsystem (130) nach Anspruch 8, wobei sich das Zuführungspassstück außerhalb des Adapterkörpers (133) und das Rücklaufpassstück außerhalb des Adapterkörpers befindet.
Kühlsystem (130) nach Anspruch 8, des Weiteren umfassend eine Zuführungsrohrdichtung (344), die mit dem Zuführungsrohr (306) in der Nähe eines Endes (342) des Zuführungsrohrs gekoppelt ist, und eine Rücklaufrohrdichtung (364), die mit dem Rücklaufrohr (308) in der Nähe eines Endes (362) des Rücklaufrohrs gekoppelt ist, wobei die Zuführungsrohrdichtung mit dem Adapterkörper (133) an der Zufuhröffnung (138) in Eingriff steht, um den Hohlraum (135) abzudichten, und die Rücklaufrohrdichtung mit dem Adapterkörper an der Rücklauföffnung (139) in Eingriff steht, um den Hohlraum abzudichten.