EP3756246A1 - Elektrische ladeanordnung zum laden von elektrofahrzeugen - Google Patents

Elektrische ladeanordnung zum laden von elektrofahrzeugen

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Publication number
EP3756246A1
EP3756246A1 EP19704003.3A EP19704003A EP3756246A1 EP 3756246 A1 EP3756246 A1 EP 3756246A1 EP 19704003 A EP19704003 A EP 19704003A EP 3756246 A1 EP3756246 A1 EP 3756246A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
contacts
plug
protective plate
electrical
charging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19704003.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Müller-Winterberg
Stefan Helnerus
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CCS Abwicklungs AG
Original Assignee
Innogy SE
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Innogy SE filed Critical Innogy SE
Publication of EP3756246A1 publication Critical patent/EP3756246A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14—Conductive energy transfer
    • B60L53/16—Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/44—Means for preventing access to live contacts
    • H01R13/447—Shutter or cover plate
    • H01R13/453—Shutter or cover plate opened by engagement of counterpart
    • H01R13/4534—Laterally sliding shutter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the application relates to an electrical charging device for charging
  • Electric vehicles with an electrical charging connector with an electrical charging connector.
  • the application relates to an electrical charging connector and a use of an electrical charging connector.
  • Electric charging arrangements for example in the form of charging stations, for charging electric vehicles are known.
  • an electric vehicle is to be understood as meaning a vehicle which can be operated at least partially electrically and comprises a rechargeable electric store.
  • An electrical charging assembly may include a plurality of its housing
  • a first unit can be electrically connected to a further unit via a charging connector.
  • the charging connector thus allows the intended use of the charging arrangement, an electric current flow between two units of
  • the electrical charging device is ready for use and in particular can be used at least for charging an electric vehicle.
  • a charging connector usually includes a female connector with a
  • Charging connector so if the plug and the socket are not coupled to each other (electrically and mechanically), may still be applied to the first contacts of the socket voltage. Due to the possibility that even in an unconnected state of the charging connector to the first contacts The socket can apply a voltage, there is a need in the art for improved user protection. At the same time the plug with the socket should be inserted or used in a simple manner.
  • the application is based on the object to provide an electrical charging device with at least one electrical charging connector, which improves user safety and at the same time the insertion of the plug
  • the object is achieved according to a first aspect of the application by an electric charging device for charging electric vehicles according to claim 1.
  • the electrical charging arrangement comprises at least one electrical
  • a charging connector comprising a receptacle having a plurality of first contacts and a connector having a plurality of second contacts corresponding to the first contacts.
  • the electrical charging arrangement comprises a charge control unit which is electrically connected to an electrical connection unit via the electrical charging connection in a proper use.
  • the socket has at least one sliding protective plate with a plurality of openings corresponding to contact openings of the first contacts.
  • the protective plate is arranged to close the contact openings of the first contacts in an unconnected state.
  • the protective plate is adapted to cooperate with the plug, that by inserting the plug into the
  • the electrical charging arrangement has an electrical charging connector with a socket which comprises a protective plate.
  • the protective plate is set up such that, in an unconnected state of the charging connector, the Contact openings of the first contacts covered by the protective plate or
  • a so-called wire protection can be provided. Under a wire protection is to be understood that in the unconnected state, a conductive wire not (accidentally) in one
  • the electrical charging arrangement for example in the form of an electrical
  • Charging station is set up for electric charging of electric vehicles.
  • the charging arrangement may have a charging cable or a charging connector receptacle for connecting a charging cable.
  • the charging cable can then be used to replace electrical power (bidirectional) with an electric vehicle.
  • An electrical charging assembly may include a plurality of (functional) electrical units.
  • a first unit is an electrical connection unit or an electrical connection field.
  • An electrical connection unit is in particular designed for the electrical connection or connection of the charging arrangement to a power source, in particular a (public) power grid.
  • a second unit is a charge control unit.
  • the charging control unit can be set up to forward the power drawn from the power supply to a vehicle to be charged.
  • the charge control unit can have, for example, a charge control which controls at least the delivery of the electrical power to the vehicle.
  • a charging connector is provided according to the application.
  • the charging connector also called mains connector
  • the charging connector includes a socket (also called female mains connector) and a plug (also called male mains connector).
  • the socket corresponds in particular structurally to the plug.
  • the female connector may have a plurality of first contacts with one
  • the plug comprises a (corresponding) plurality of second contacts.
  • the second contacts are corresponding number of contact openings.
  • the plug comprises a (corresponding) plurality of second contacts. The second contacts
  • the second contacts are inserted into the corresponding contact openings of the first contacts such that electrical power can be transferred from the first contacts to the second contacts (or in the reverse direction) ,
  • the socket (fixed) may be connected to the electrical connection unit and the plug (fixed) connected to the charging control unit.
  • the socket in particular according to the application on its upper side on a sliding protective plate.
  • the protective plate is in particular movably mounted and in particular can be displaced parallel to the surface of the socket in which the contact openings of the first contacts lie.
  • the protective plate has a plurality of openings.
  • the plurality of openings corresponds in particular with regard to the number, position and / or shape to the Number, location and / or shape of the contact openings of the first contacts.
  • the diameter of a particular opening may be substantially the same as that of FIG.
  • the contact openings of the first contacts are exposed by being superimposed with the corresponding openings of the protective plate.
  • the protective plate is set up, preferably in particular to completely close or cover all contact openings of the first contacts. In other words, the protective plate is shifted relative to the connected state such that the contact openings of the first contacts are closed.
  • the protective plate is arranged that is automatically caused by an insertion, so an insertion movement during the insertion process, the plug into the socket, a shift of the protective plate from the closed position to the released position due to the operative connection between the plug and the protective plate during the insertion process.
  • Protective plate can be inserted into the contact openings of the first contacts.
  • a simple mounting, in particular production, the mechanical and electrical coupling of the plug with the socket can be provided according to the application.
  • the protective plate having a female guide module corresponding to a plug guide module of the plug such that the insertion of the plug into the socket, the displacement of the protective plate by a force of the plug guide module on the female guide module (during the insertion process) is effected in particular
  • Plug guide module during the insertion of the plug in the Female connector on the female connector module a force in one (vertical)
  • Plug guide module and bushing module is at least partially diverted in a direction of displacement, so that a displacement of the protective plate in a transversely (for example, substantially perpendicular) to the direction of insertion extending displacement direction is effected.
  • a displacement of the protective plate can be effected by the insertion movement in a simple and automatic manner in particular.
  • the guide modules simultaneously serve the second contacts, in particular in the form of second ones
  • a bushing module and / or a
  • Plug guide module may be formed as desired, as long as a corresponding
  • the female guide module may be (at least) a projection arranged on the upper side of the protective plate.
  • the female guide module may be (at least) a projection arranged on the upper side of the protective plate.
  • exactly one projection can be provided, which is in particular fixedly coupled to the protective plate.
  • the plug guide module may (at least) one to the projection
  • the protrusion may comprise at least one first abutment surface corresponding to at least one second abutment surface of the receptacle
  • the first stop surface, the at least second stop surface at least
  • a force is applied from the second abutment surface to the first abutment surface during the insertion process.
  • a force deflection is provided by which a displacement of the protective plate in the direction of displacement can be effected.
  • the first abutment surface may be formed by the projection being tapered in the direction of the free end of the projection.
  • a side surface may have an oblique course.
  • the first abutment surface, in particular the corresponding side surface does not extend
  • Stop surface during the insertion process (continuously) at least
  • the force deflection described above can be provided by the at least one inclined first stop surface.
  • the second abutment surface may be formed by widening or expanding the receptacle in the direction of the receiving opening.
  • a side surface may have an oblique course.
  • the second stop surface extends, in particular the corresponding one
  • Stop surface the first (for example, obliquely or perpendicular to
  • stop surfaces Another advantage of such stop surfaces is that a (certain game) is provided between the plug and socket, which further simplifies the production of the mechanical and electrical coupling of the plug with the socket. It is understood that for effecting the displacement of the protective plate in
  • first contacts and / or second contacts may be arbitrary.
  • the parameters may include at least five first contacts, preferably at least seven first contacts, in particular preferably nine first contacts, the plurality of first contacts. It should be understood that the plurality of second contacts may each have a corresponding number of second contacts.
  • Charging arrangement of the displacement path 1 of the protective plate (in the direction of displacement) be at least greater than the maximum diameter (d max ) of the contact openings of the first contacts.
  • the displacement path is at least greater than the diameter of the contact opening, which has the largest diameter. It is understood that this can be provided in particular for the case when the respective diameters of the openings of the protective plate substantially correspond to the respective corresponding diameters of the contact openings. In the event that the diameters of the openings are larger than the diameter of the
  • charging connector is preferred that the respective diameters of the openings of the protective plate substantially corresponding to the respective
  • Diameters of the contact openings correspond.
  • the return element may be configured to close the in the unconnected state
  • the contact openings are closed by a corresponding force is exerted by the restoring element on the protective plate
  • the restoring element during the execution process of the plug exert a force on the protective plate, such that a displacement of the protective plate (in opposite displacement direction) takes place, so that the contact openings are automatically closed (and in
  • the at least one return element may be a spring element, for example a compression spring and / or a tension spring. It can be ensured in a simple manner that the contact openings of the first contacts are inaccessible in the unconnected state of the charging plug connection. User safety can be further improved and the handling of the charging connector simultaneously simplified.
  • Another aspect of the application is an electrical charging connector for an electrical charging device for charging electric vehicles.
  • the electrical charging connector comprises a female connector having a plurality of first contacts.
  • the electrical charging connector comprises a plug having a plurality of second contacts corresponding to the first contacts.
  • the socket has at least one sliding protective plate with a plurality of openings corresponding to contact openings of the first contacts.
  • the protective plate is arranged to close the contact openings of the first contacts in an unconnected state.
  • the protective plate is adapted to cooperate with the plug, that by inserting the plug into the
  • Socket a displacement of the protective plate is effected such that the second contacts are inserted through the openings of the protective plate in the contact openings of the first contacts.
  • the electrical charging connector can be a previously described electrical charging connector, which can be installed in particular in a previously described electrical charging device.
  • the charging connector can be designed in particular for currents of more than 10 A.
  • Yet another aspect of the application is a use of a previously
  • Charging arrangement for charging electric vehicles, in particular in a previously described electrical charging arrangement, for electrically connecting an electrical connection unit of the charging arrangement to a charging control unit of the charging arrangement.
  • Fig. 1 is a schematic view of an embodiment of a
  • FIG. 2a is a schematic sectional view of an embodiment of an electrical charging connector according to the present application in an unconnected state of the electrical
  • 2b is a schematic sectional view of the embodiment of a
  • Fig. 3a is a schematic plan view of an embodiment of a
  • 3b is a schematic plan view of an embodiment of a
  • FIG. 3c is a schematic plan view of an embodiment in which a protective plate according to Figure 3b is arranged in a released position on the socket of Figure 3a, and
  • Fig. 3d is a schematic plan view of an embodiment in which a protective plate according to Figure 3b is arranged in a closed position on the socket of Figure 3a.
  • FIG. 1 shows a schematic view of an exemplary embodiment of an electrical charging arrangement 100 according to the present application.
  • the electrical charging arrangement 100 is shown in the form of a charging station 100 that is set up to charge electric vehicles 112.
  • the electrical charging arrangement 100 is shown in the form of a charging station 100 that is set up to charge electric vehicles 112.
  • the charging station 100 that is set up to charge electric vehicles 112.
  • Electric vehicle 112 are connected in a known manner via a charging cable 110 to the electrical charging device 100.
  • the electrical charging arrangement 100 is connected to a current source 108, in the present case
  • the electrical charging arrangement 100 For connection to the power grid 108, the electrical charging arrangement 100 has an electrical connection unit 106.
  • the electrical connection unit 106 is coupled to the power network 108 via a cable.
  • the electric charging arrangement 100 has an electrical charging control unit 104.
  • the charge control unit 104 may also have a charge controller (not shown) for controlling the output.
  • the charge control unit 104 is electrically (and mechanically) connected to the electrical connection unit 106 in FIG intended use of the electrical charging device 100 coupled via an electrical charging connector 102.
  • Charging connector 102 includes a receptacle having a plurality of first contacts and a connector having a plurality of second contacts corresponding to the first contacts, the receptacle having at least one slidable protection plate having a plurality of openings corresponding to contact openings of the first contacts; wherein the protective plate is arranged to close the contact openings of the first contacts in an unconnected state, and wherein the protective plate is arranged to cooperate with the plug, that by inserting the plug in the
  • Socket a displacement of the protective plate is effected such that the second contacts are inserted through the openings of the protective plate in the contact openings of the first contacts.
  • Figures 2a and 2b each show a schematic sectional view of a
  • the illustrated charging connector 202 may be used in the
  • the charging plug connection 202 comprises a plug 218 and a plug socket 216 corresponding to the plug 218. This is to be understood as meaning that the plug 218 can be electrically and mechanically coupled to the plug socket 216.
  • the plug 218 comprises a plurality of second contacts 222, in particular in the form of second contact pins 222. By way of example, four second contacts 222 are shown here by way of example. It is understood that more or less contacts 222 can be provided.
  • the plug 218 comprises a plug guide module 232, which according to a preferred embodiment in the present case is formed as a receptacle 232.
  • the receptacle 232 has at least one second abutment surface 236, which in the present case is formed by a side wall of the receptacle 232.
  • the abutment surface 236 may have a stop edge 237 to at least partially contact a corresponding first abutment surface 234 during the insertion process.
  • the function of the illustrated plug guide module 232 will be described in more detail below.
  • the socket 216 includes a plurality of first contacts 220, each having a contact opening 224.
  • the first contacts 220 correspond to the second contacts 222 in this case.
  • the second contact pins 222 can be inserted into the first contacts 220 to allow current to flow from the first contacts 220 to the second contacts 222 (or vice versa).
  • the socket 216 has a sliding protective plate 226.
  • the protective plate 226 is in particular movable on the
  • the socket 216 stored so that it is displaceable in a direction of displacement 240.
  • the female connector 216 may have a groove for guiding the protective plate 226.
  • the sliding protective plate 226 (also called shutter) has a plurality of openings 228.
  • the openings 228 of the protective plate 226 correspond to the contact openings 224 of the first contacts 220. This is to be understood in particular that the position of the openings 228 to each other to the position of
  • Contact openings 224 corresponds to each other, the number of openings 228 corresponds to the number of contact openings 224 (it is understood that more openings may be provided) and the shape, in particular the diameter, of the openings 228, substantially identical to the shape, in particular the Diameter, which is contact openings 224.
  • the plug socket 216 in particular the protective plate 226, has a socket guide module 230.
  • Jack guide module 230 corresponds (from its shape and location on top of guard plate 226) to plug guide module 232 of plug 218.
  • the jack guide module 230 is presently in accordance with a
  • the preferred embodiment formed as a projection 230 which is disposed on the surface of the protective plate 226.
  • the projection 230 in this case extends from the surface of the protective plate 226 parallel to the insertion direction 238.
  • the projection 230 has a first abutment surface 230.
  • the first abutment surface 234 is formed in particular by a taper, for example a bevel, of the protrusion 230 in the direction of the free end of the protrusion 230.
  • the abutment surface 234 is formed in particular by an obliquely formed side surface of the projection. By this is meant that the angle between the plane of displacement (or here the surface of the guard plate 226) is less than 90 ° (e.g., between 5 ° and 85 °, especially between 15 ° and 75 °).
  • At least one return element 242 is attached to the protective plate 226.
  • the restoring element 242 is a spring element which is arranged in particular between the socket 216 and the protective plate 226 and is fastened to the corresponding elements.
  • the return element 242 is arranged to apply a force to the protective plate 226 in opposite directions
  • Exercise displacement direction 240 In this way, it can be achieved in an automatic manner that in the unconnected state (FIG. 2 a) the first contacts 220 or their contact openings 224 are closed.
  • the connected state of the position plug connection 202 is the plug 218 during insertion in the insertion direction, for example, by a user moves.
  • the projection 230 engages in the receptacle 232.
  • the plug 218 relative to the socket (not shown means) initially be aligned such that the second abutment surface 236 sections contacted the first abutment surface 234.
  • an operative connection between plug 218 and protective plate 226 is made during the insertion process.
  • a first contact by the insertion in the region of the stop edge 237 of the second stop surface 236 and the abutment portion 235 of the first abutment surface 234 take place. Due to the further insertion of the plug 218 in the insertion direction 238 is due to the formation of the first stop surface 234 as a slope, a displacement of the protective plate 226 in the displacement direction 240 causes in particular a
  • the abutment surfaces 234, 236 can be matched to one another such that a certain (desired) displacement path 1 is achieved.
  • the female guide module 230 is particularly so on the
  • Plug guide module 232 tuned that the protective plate 226 (exactly) so far in the direction of displacement 240 is displaced by the insertion of the plug 218 that the contact openings 224 are accessible through the openings 228 of the protective plate In particular, the contact openings 224 are so accessible or released that the second contacts 222 can be inserted or used in the first contacts. This connected state is shown here in FIG. 2b.
  • Displacement direction 240 of the plug 218 during insertion (almost) no shift in the direction of displacement 240 may perform.
  • the plug 218 is separated from the selbigen in particular by a manual execution of the socket 216.
  • the arranged return element 242 causes an automatic closure of the contact openings 224th
  • FIG. 3a shows a schematic plan view of an exemplary embodiment of a socket 316 according to the present application.
  • the female connector 316 shown is in particular a component of an electrical according to the application
  • Charging connector e.g., as shown in Figures 2a and 2b.
  • the illustrated receptacle 316 has a plurality (nine in the present case) of FIG.
  • the contact openings 324 are all in the same plane, which runs in particular parallel to a displacement plane. Further, in the present case, the outer shape of the
  • Plug socket 316 formed by way of example rectangular. The contact opening 324 with the largest diameter compared to the eight others shown
  • Contact openings 324 has a diameter of d max .
  • FIG. 3b shows a schematic plan view of an embodiment of a protective plate 326 for a socket 316.
  • the formed protective plate 326 has a plurality of openings 328 (nine in the present case), which correspond to the contact openings 324 of the socket 316 in the manner previously described. It is understood that the respective diameter of the openings 328 may preferably be formed substantially equal to or alternatively greater than the respective diameter of the contact openings 324. Further, the top of the guard plate 326 has a projection 330 (previously described) with a stopper surface 334 (previously described). Figures 3c and 3d show the previously described embodiments of a socket 316 and a corresponding protective plate 326 schematically in an assembled state. For a better overview was on the
  • Figure 3c shows a schematic plan view of a
  • Protective plate 324 is arranged according to Figure 3b in a released position. In other words, in this position, all the contact openings 324 of the first contacts 320 are accessible through the openings 328 of the protective plate 326. As a result, second contacts (not shown) can be inserted into the contact openings 324.
  • FIG. 3d shows a schematic top view of an exemplary embodiment in which a protective plate 326 according to FIG. 3b is arranged in a closed position on the socket 316 according to FIG. 3a.
  • the respective diameters of the openings 328 of the protective plate 326 may be provided in particular for the case when the respective diameters of the openings 328 of the protective plate 326 substantially correspond to the respectively corresponding diameters of the contact openings 324.
  • Diameter of the openings 328 are greater than the diameter of the contact openings 324, a corresponding increase in the displacement path 1 is required (by a corresponding configuration of the guide modules, such as the stop surfaces).

Landscapes

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Abstract

Die Anmeldung betrifft eine elektrische Ladeanordnung (100) zum Laden von Elektrofahrzeugen (112), umfassend mindestens eine elektrische Ladesteckverbindung (102, 202, 302), umfassend eine Steckerbuchse (216, 316) mit einer Mehrzahl von ersten Kontakten (220, 320) und einen Stecker (218) mit einer Mehrzahl von zweiten Kontakten (22), die zu den ersten Kontakten (220, 320) korrespondieren, eine über die elektrische Ladesteckverbindung (102, 202, 302) mit einer elektrischen Anschlusseinheit (106) in einem bestimmungsgemäßen Gebrauch elektrisch verbundene Ladesteuereinheit (104), wobei die Steckerbuchse (216, 316) mindestens eine verschiebbare Schutzplatte (226, 326) mit einer Mehrzahl von Öffnungen (228, 328) aufweist, die zu Kontaktöffnungen (224, 324) der ersten Kontakte (220, 320) korrespondieren, wobei die Schutzplatte (226, 326) eingerichtet ist, in einem unverbundenen Zustand die Kontaktöffnungen (224, 324) der ersten Kontakte (220, 320) zu verschließen, und wobei die Schutzplatte (226, 326) eingerichtet ist, derart mit dem Stecker (218) zusammenzuwirken, dass durch ein Einführen des Steckers (218) in die Steckerbuchse (216, 316) eine Verschiebung der Schutzplatte (226, 326) derart bewirkt wird, dass die zweiten Kontakte (222) durch die Öffnungen (228, 328) der Schutzplatte (226, 326) in die Kontaktöffnungen (224, 324) der ersten Kontakte (220, 320) einführbar sind.

Description

Elektrische Ladeanordnung zum Laden von Elektrofahrzeugen
Die Anmeldung betrifft eine elektrische Ladeanordnung zum Laden von
Elektrofahrzeugen mit einer elektrischen Ladesteckverbindung. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung eine elektrische Ladesteckverbindung und eine Verwendung einer elektrischen Ladesteckverbindung.
Elektrische Ladeanordnungen, beispielsweise in Form von Ladestationen, zum Laden von Elektrofahrzeugen sind bekannt. Unter einem Elektrofahrzeug ist vorliegend ein Fahrzeug zu verstehen, das zumindest teilweise elektrisch betrieben werden kann und einen wiederaufladbaren elektrischen Speicher umfasst.
Eine elektrische Ladeanordnung kann in ihrem Gehäuse eine Mehrzahl von
funktionalen elektrischen Einheiten umfassen. Hierbei kann eine erste Einheit mit einer weiteren Einheit elektrisch über eine Ladesteckverbindung verbunden sein. Die Ladesteckverbindung ermöglicht demnach im bestimmungsgemäßen Gebrauch der Ladeanordnung einen elektrischen Stromfluss zwischen zwei Einheiten der
Ladeanordnung. Unter einem bestimmungsgemäßen Gebrauch ist vorliegend zu verstehen, dass die elektrische Ladeanordnung betriebsbereit ist und insbesondere zumindest zum Laden eines Elektrofahrzeugs verwendet werden kann.
Eine Ladesteckverbindung umfasst in der Regel eine Steckerbuchse mit einer
Mehrzahl von ersten Kontakten und einen Stecker mit einer Mehrzahl von zweiten Kontakten, wobei die zweiten Kontakte zu den ersten Kontakten (elektrisch und mechanisch) korrespondieren ln einem unverbundenen Zustand der
Ladesteckverbindung, also wenn der Stecker und die Steckerbuchse nicht miteinander (elektrisch und mechanisch) gekoppelt sind, kann dennoch an den ersten Kontakten der Steckerbuchse eine Spannung anliegen. Aufgrund der Möglichkeit, dass auch in einem unverbundenen Zustand der Ladesteckverbindung an den ersten Kontakten der Steckerbuchse eine Spannung anliegen kann, besteht im Stand der Technik ein Bedarf an einem verbesserten Nutzerschutz. Gleichzeitig sollte der Stecker mit der Steckerbuchse in einfacher Weise einführbar bzw. einsetzbar sein.
Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, eine elektrische Ladeanordnung mit mindestens einer elektrischen Ladesteckverbindung bereitzustellen, welche die Nutzersicherheit verbessert und gleichzeitig das Einführen des Steckers der
Ladesteckverbindung in die Steckerbuchse der Ladesteckverbindung zumindest nicht erschwert.
Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung durch eine elektrische Ladeanordnung zum Laden von Elektrofahrzeugen nach Anspruch 1 gelöst. Die elektrische Ladeanordnung umfasst mindestens eine elektrische
Ladesteckverbindung, umfassend eine Steckerbuchse mit einer Mehrzahl von ersten Kontakten und einen Stecker mit einer Mehrzahl von zweiten Kontakten, die zu den ersten Kontakten korrespondieren. Die elektrische Ladeanordnung umfasst eine über die elektrische Ladesteckverbindung mit einer elektrischen Anschlusseinheit in einem bestimmungsgemäßen Gebrauch elektrisch verbundene Ladesteuereinheit. Die Steckerbuchse weist mindestens eine verschiebbare Schutzplatte mit einer Mehrzahl von Öffnungen auf, die zu Kontaktöffnungen der ersten Kontakte korrespondieren. Die Schutzplatte ist eingerichtet, in einem unverbundenen Zustand die Kontaktöffnungen der ersten Kontakte zu verschließen. Die Schutzplatte ist eingerichtet, derart mit dem Stecker zusammenzuwirken, dass durch ein Einführen des Steckers in die
Steckerbuchse eine Verschiebung der Schutzplatte derart bewirkt wird, dass die zweiten Kontakte durch die Öffnungen der Schutzplatte in die Kontaktöffnungen der ersten Kontakte einführbar sind. lm Gegensatz zum Stand der Technik verfügt die anmeldungsgemäße elektrische Ladeanordnung über eine elektrische Ladesteckverbindung mit einer Steckerbuchse, die eine Schutzplatte umfasst. Hierbei ist die Schutzplatte anmeldungsgemäß derart eingerichtet, dass in einem unverbundenen Zustand der Ladesteckverbindung die Kontaktöffnungen der ersten Kontakte durch die Schutzplatte abgedeckt bzw.
verschlossen sind. Mit anderen Worten kann anmeldungsgemäß ein so genannter Drahtschutz bereitgestellt werden. Unter einem Drahtschutz ist zu verstehen, dass im unverbundenen Zustand ein leitfähiger Draht nicht (versehentlich) in eine
Kontaktöffnung eingeführt werden kann. Gleichzeitig wird anmeldungsgemäß das Einführen des Steckers in die Steckerbuchse nicht erschwert, da der Stecker mit der Schutzplatte derart zusammenwirkt, dass während des Einführvorgangs eine automatische Verschiebung der Schutzplatte bewirkt wird und dadurch die
Kontaktöffnungen freigegeben werden ln die automatisch freigegebenen
Kontaktöffnungen können dann die zweiten Kontakte eingeführt werden.
Die elektrische Ladeanordnung, beispielsweise in Form einer elektrischen
Ladestation, ist zum elektrischen Laden von Elektrofahrzeugen eingerichtet.
Beispielsweise kann die Ladeanordnung über ein Ladekabel verfügen oder über eine Ladesteckeraufnahme zum Anschließen eines Ladekabels. Über das Ladekabel kann dann mit einem Elektrofahrzeug elektrische Leistung (bidirektional) ausgetauscht werden.
Eine elektrische Ladeanordnung kann eine Mehrzahl von (funktionalen) elektrischen Einheiten umfassen. Eine erste Einheit ist eine elektrische Anschlusseinheit bzw. ein elektrisches Anschlussfeld. Eine elektrische Anschlusseinheit ist insbesondere zum elektrischen Anschließen bzw. Verbinden der Ladeanordnung an eine Stromquelle, insbesondere ein (öffentliches) Stromnetz, eingerichtet.
Eine zweite Einheit ist eine Ladesteuereinheit. Die Ladesteuereinheit kann zum Weiterleiten der aus dem Stromnetz bezogenen Leistung an ein zu ladendes Fahrzeug eingerichtet sein. Zudem kann die Ladesteuereinheit beispielsweise über eine Ladesteuerung verfügen, die zumindest die Abgabe der elektrischen Leistung an das Fahrzeug steuert. Um im bestimmungsgemäßen Gebrauch, also zumindest in einem betriebsbereiten Zustand, einen Stromfluss von der elektrischen Anschlusseinheit zu der (elektrischen) Ladesteuereinheit zu ermöglichen, ist anmeldungsgemäß eine Ladesteckverbindung vorgesehen. Die Ladesteckverbindung (auch mains connector genannt) umfasst eine Steckerbuchse (auch female mains connector genannt) und einen Stecker (auch male mains connector genannt). Die Steckerbuchse korrespondiert insbesondere strukturell zu dem Stecker.
Die Steckerbuchse kann eine Mehrzahl von ersten Kontakten mit einer
entsprechenden Anzahl von Kontaktöffnungen umfassen. Der Stecker umfasst eine (entsprechende) Mehrzahl von zweiten Kontakten. Die zweiten Kontakte
korrespondieren elektrisch und mechanisch zu den ersten Kontakten lnsbesondere sind in einem verbundenen Zustand die zweiten Kontakte in die entsprechenden Kontaktöffnungen der ersten Kontakte derart eingeführt bzw. eingesetzt, dass elektrische Leistung von den ersten Kontakten an die zweiten Kontakte (oder in umgekehrte Richtung) übertragen werden kann.
Vorzugsweise kann die Steckerbuchse (fest) an der elektrischen Anschlusseinheit angeschlossen sein und der Stecker (fest) an der Ladesteuereinheit angeschlossen sein.
Um in einem unverbundenen Zustand der Ladesteckverbindung eine ausreichende Sicherheit bereitzustellen, weist die Steckerbuchse insbesondere an ihrer Oberseite anmeldungsgemäß eine verschiebbare Schutzplatte auf. Die Schutzplatte ist insbesondere beweglich gelagert und kann insbesondere parallel zu der Oberfläche der Steckerbuchse, in der die Kontaktöffnungen der ersten Kontakte liegen, verschoben werden. Vorzugsweise kann die Schutzplatte aus einem
Kunststoffmaterial hergestellt sein.
Die Schutzplatte weist eine Mehrzahl von Öffnungen auf. Die Mehrzahl von Öffnungen korrespondiert insbesondere hinsichtlich der Anzahl, Lage und/oder Form zu der Anzahl, Lage und/oder Form der Kontaktöffnungen der ersten Kontakte. So kann der Durchmesser einer bestimmten Öffnung beispielsweise im Wesentlichen dem
Durchmesser (oder größer) der hierzu korrespondieren Kontaktöffnung entsprechen ln einem verbundenen Zustand der Ladesteckverbindung sind die Kontaktöffnungen der ersten Kontakte durch Überlagerung mit den entsprechenden Öffnungen der Schutzplatte freigegeben bzw. geöffnet. ln einem unverbundenen Zustand der Ladesteckverbindung ist die Schutzplatte eingerichtet, vorzugsweise sämtliche Kontaktöffnungen der ersten Kontakte insbesondere vollständig zu verschließen bzw. abzudecken. Mit anderen Worten ist die Schutzplatte gegenüber dem verbundenen Zustand derart verschoben, dass die Kontaktöffnungen der ersten Kontakte verschlossen sind.
Darüber hinaus ist die Schutzplatte eingerichtet, dass durch ein Einführen, also eine Einführbewegung während des Einführvorgangs, des Steckers in die Steckerbuchse automatisch eine Verschiebung der Schutzplatte von der verschlossenen Position in die freigegebene Position aufgrund der Wirkverbindung zwischen Stecker und Schutzplatte während des Einführvorgangs bewirkt wird. Hierdurch wird
insbesondere bewirkt, dass die zweiten Kontakte durch die Öffnungen der
Schutzplatte in die Kontaktöffnungen der ersten Kontakte einführbar sind. Eine einfache Montierung, insbesondere Herstellung, der mechanischen und elektrischen Kopplung des Steckers mit der Steckerbuchse kann anmeldungsgemäß bereitgestellt werden.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen elektrischen
Ladeanordnung kann die Schutzplatte ein Buchsenführungsmodul aufweisen, das zu einem Steckerführungsmodul des Steckers derart korrespondiert, dass durch das Einführen des Steckers in die Steckerbuchse die Verschiebung der Schutzplatte durch eine Krafteinwirkung des Steckerführungsmoduls auf das Buchsenführungsmodul (während des Einführvorgangs) bewirkt wird lnsbesondere kann das
Steckerführungsmodul während des Einführvorgangs des Steckers in die Steckerbuchse auf das Buchsenführungsmodul eine Kraft in eine (vertikale)
Einführrichtung ausüben, welche durch die Wirkverbindung von
Steckerführungsmodul und Buchsenführungsmodul in eine Verschieberichtung zumindest teilweise umgeleitet wird, so dass eine Verschiebung der Schutzplatte in eine quer (z.B. im Wesentliche senkrecht) zu der Einführrichtung verlaufenden Verschieberichtung bewirkt wird. Durch eine entsprechende Kraftübertragung kann durch die Einführbewegung in einfacher und insbesondere automatischer Weise eine Verschiebung der Schutzplatte bewirkt werden. Hierbei dienen die Führungsmodule gleichzeitig dazu, die zweiten Kontakte, insbesondere in Form von zweiten
Kontaktstiften, in die korrespondierenden Kontaktöffnungen der ersten Kontakte zu führen.
Grundsätzlich können ein Buchsenführungsmodul und/oder ein
Steckerführungsmodul beliebig gebildet sein, so lange eine entsprechende
Kraftumlenkung bereitgestellt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen Ladeanordnung kann das Buchsenführungsmodul (mindestens) ein auf der Oberseite der Schutzplatte angeordneter Vorsprung sein. Vorzugsweise kann genau ein Vorsprung vorgesehen sein, der insbesondere fest mit der Schutzplatte gekoppelt ist. lnsbesondere kann eine einstückig gebildete Schutzplatte mit
Vorsprung bereitgestellt werden.
Das Steckerführungsmodul kann (mindestens) eine zu dem Vorsprung
korrespondierende Aufnahme sein. Vorzugsweise kann genau eine Aufnahme vorgesehen sein. Der Vorsprung kann mindestens eine erste zu mindestens einer zweiten Anschlagsfläche der Aufnahme korrespondierende Anschlagsfläche
aufweisen, derart, dass durch das Einführen des Steckers in die Steckerbuchse die erste Anschlagsfläche die mindestens zweite Anschlagsfläche zumindest
abschnittsweise derart kontaktiert, dass die Verschiebung der Schutzplatte zu der Einführungsrichtung bewirkt wird lnsbesondere wird eine Kraft von der zweiten Anschlagsfläche auf die erste Anschlagsfläche während des Einführvorgangs ausgeübt. Durch die Ausübung der Kraft wird eine Kraftumlenkung bereitgestellt, durch die eine Verschiebung der Schutzplatte in Verschieberichtung bewirkt werden kann.
Besonders bevorzugt kann die erste Anschlagsfläche gebildet sein, indem sich der Vorsprung in Richtung des freien Endes des Vorsprungs verjüngt lnsbesondere kann eine Seitenfläche einen schrägen Verlauf aufweisen. Mit anderen Worten verläuft die erste Anschlagsfläche, insbesondere die entsprechende Seitenfläche, nicht
rechtwinklig zur Verschiebeebene, sondern weist einen Winkel kleiner als 90° (z.B. zwischen 5° und 85°) hierzu auf. lndem die zweite (beispielsweise schräg oder rechtwinklig zur Verschiebeebene verlaufende) Anschlagsfläche die erste
Anschlagsfläche während des Einführvorgangs (kontinuierlich) zumindest
abschnittsweise kontaktiert, kann durch die mindestens eine schräg verlaufende erste Anschlagsfläche die oben beschriebene Kraftumlenkung bereitgestellt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Anschlagsfläche gebildet sein, indem sich die Aufnahme in Richtung der Aufnahmeöffnung verbreitert bzw. aufweitet lnsbesondere kann eine Seitenfläche einen schrägen Verlauf aufweisen. Mit anderen Worten verläuft die zweite Anschlagsfläche, insbesondere die entsprechende
Seitenfläche, nicht rechtwinklig zur Verschiebeebene, sondern weist einen Winkel kleiner als 90° (z.B. zwischen 5° und 85°) hierzu auf. lndem diese zweite
Anschlagsfläche die erste (beispielsweise schräg oder rechtwinklig zur
Verschiebeebene verlaufende) Anschlagsfläche während des Einführvorgangs (kontinuierlich) zumindest abschnittsweise kontaktiert, kann durch die mindestens eine schräg verlaufende zweite Anschlagsfläche die oben beschriebene
Kraftumlenkung bereitgestellt werden.
Ein weiterer Vorteil entsprechender Anschlagsflächen ist, dass ein (bestimmtes Spiel) zwischen Stecker und Steckerbuchse bereitgestellt wird, welches die Herstellung der mechanischen und elektrischen Kopplung des Steckers mit der Steckerbuchse weiter vereinfacht. Es versteht sich, dass für das Bewirken der Verschiebung der Schutzplatte in
Verschieberichtung der Stecker (nahezu) keine Verschiebung in Verschieberichtung während des Einführvorgangs durchführen darf. Entsprechende Fixierungsmittel (z.B. Anschlagsmittel, die eine Bewegung in Verschieberichtung verhindern) können in der Ladeanordnung vorgesehen sein.
Darüber hinaus kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der elektrischen Ladeanordnung vorgesehen sein, dass sämtliche Kontaktöffnungen der ersten
Kontakte in der gleichen Ebene liegen lndem sämtliche Kontaktöffnungen der ersten Kontakte in der gleichen Ebene liegen, können diese in einfacher Weise durch eine Schutzplatte (im unverbundenen Zustand) abgedeckt werden lnsbesondere kann als Schutzplatte in diesem Falle eine Schutzplatte mit einer planaren Unterseite verwendet werden. Die Ebene der Kontaktöffnungen kann hierbei parallel zur
Verschiebeebene der Schutzplatte verlaufen.
Grundsätzlich kann die Anzahl der ersten Kontakte und/oder der zweiten Kontakte beliebig sein. Für eine kompakte Übertragung einer Vielzahl von elektrischen
Parametern kann gemäß einer weiteren Ausführungsform die Mehrzahl der ersten Kontakte zumindest fünf erste Kontakte, bevorzugt zumindest sieben erste Kontakte, insbesondere bevorzugt neun erste Kontakte, umfassen. Es versteht sich hierbei, dass die Mehrzahl der zweiten Kontakte jeweils eine entsprechende Anzahl an zweiten Kontakten aufweisen kann.
Um eine vollständige Abdeckung der Kontaktöffnungen der ersten Kontakte zu erreichen, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der elektrischen
Ladeanordnung der Verschiebungsweg 1 der Schutzplatte (in der Verschieberichtung) zumindest größer als der maximale Durchmesser (dmax) der Kontaktöffnungen der ersten Kontakte sein. Mit anderen Worten ist der Verschiebungsweg zumindest größer als der Durchmesser der Kontaktöffnung, die den größten Durchmesser aufweist. Es versteht sich, dass dies insbesondere für den Fall vorgesehen sein kann, wenn die jeweiligen Durchmesser der Öffnungen der Schutzplatte im Wesentlichen den jeweils entsprechenden Durchmessern der Kontaktöffnungen entsprechen. Für den Fall, dass die Durchmesser der Öffnungen größer als die Durchmesser der
Kontaktöffnungen sind, ist eine entsprechende Vergrößerung des Verschiebungswegs erforderlich. Für eine kompakte Realisierung der anmeldungsgemäßen
Ladesteckverbindung ist jedoch bevorzugt, dass die jeweiligen Durchmesser der Öffnungen der Schutzplatte im Wesentlichen den jeweils entsprechenden
Durchmessern der Kontaktöffnungen entsprechen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen elektrischen Ladeanordnung kann mindestens ein Rückstellelement mit der
Schutzplatte verbunden sein lnsbesondere kann ein Rückstellelement mit der
Schutzplatte und einem festen bzw. unbeweglichen Bezugspunkt der Ladeanordnung, beispielsweise der Steckerbuchse, befestigt sein. Das Rückstellelement kann eingerichtet sein, in dem unverbundenen Zustand das Verschließen der
Kontaktöffnungen der ersten Kontakte zu bewirken lnsbesondere stellt das
Rückstellelement sicher, dass in dem unverbundenen Zustand die Kontaktöffnungen verschlossen sind, indem durch das Rückstellelement eine entsprechende Kraft auf die Schutzplatte ausgeübt wird lnsbesondere kann das Rückstellelement während des Ausführvorgangs des Steckers eine Kraft auf die Schutzplatte ausüben, derart, dass eine Verschiebung der Schutzplatte (in entgegengesetzter Verschieberichtung) erfolgt, so dass die Kontaktöffnungen automatisch verschlossen werden (und im
unverbundenen Zustand auch bleiben).
Vorzugsweise kann das mindestens eine Rückstellelement ein Federelement, beispielsweise eine Druckfeder und/oder eine Zugfeder, sein ln einfacher Weise kann sichergestellt werden, dass im unverbundenen Zustand der Ladesteckverbindung die Kontaktöffnungen der ersten Kontakte unzugänglich sind. Die Nutzersicherheit kann weiter verbessert und die Handhabung der Ladesteckverbindung gleichzeitig vereinfacht werden. Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist eine elektrische Ladesteckverbindung für eine elektrische Ladeanordnung zum Laden von Elektrofahrzeugen. Die elektrische Ladesteckverbindung umfasst eine Steckerbuchse mit einer Mehrzahl von ersten Kontakten. Die elektrische Ladesteckverbindung umfasst einen Stecker mit einer Mehrzahl von zweiten Kontakten, die zu den ersten Kontakten korrespondieren. Die Steckerbuchse weist mindestens eine verschiebbare Schutzplatte mit einer Mehrzahl von Öffnungen auf, die zu Kontaktöffnungen der ersten Kontakte korrespondieren. Die Schutzplatte ist eingerichtet, in einem unverbundenen Zustand die Kontaktöffnungen der ersten Kontakte zu verschließen. Die Schutzplatte ist eingerichtet, derart mit dem Stecker zusammenzuwirken, dass durch ein Einführen des Steckers in die
Steckerbuchse eine Verschiebung der Schutzplatte derart bewirkt wird, dass die zweiten Kontakte durch die Öffnungen der Schutzplatte in die Kontaktöffnungen der ersten Kontakte einführbar sind.
Vorzugsweise kann die elektrische Ladesteckverbindung eine zuvor beschriebene elektrische Ladesteckverbindung sein, die insbesondere in einer zuvor beschriebenen elektrischen Ladeanordnung installiert werden kann.
Die Ladesteckverbindung kann insbesondere für Ströme von mehr als 10 A ausgelegt sein.
Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist eine Verwendung einer zuvor
beschriebenen elektrischen Ladesteckverbindung in einer elektrischen
Ladeanordnung zum Laden von Elektrofahrzeugen, insbesondere in einer zuvor beschriebenen elektrischen Ladeanordnung, zum elektrischen Verbinden einer elektrischen Anschlusseinheit der Ladeanordnung mit einer Ladesteuereinheit der Ladeanordnung.
Die Merkmale der elektrischen Ladeanordnungen, elektrischen
Ladesteckverbindungen und Verwendungen sind frei miteinander kombinierbar lnsbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die anmeldungsgemäße elektrische Ladeanordnung, die anmeldungsgemäße elektrische Ladesteckverbindung und die anmeldungsgemäße Verwendung auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung ln der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer
elektrischen Ladeanordnung gemäß der vorliegenden Anmeldung,
Fig. 2a eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer elektrischen Ladesteckverbindung gemäß der vorliegenden Anmeldung in einem unverbundenen Zustand der elektrischen
Ladesteckverbindung,
Fig. 2b eine schematische Schnittansicht des Ausführungsbeispiels einer
elektrischen Ladesteckverbindung nach Figur 2a in einem verbundenen Zustand der elektrischen Ladesteckverbindung,
Fig. 3a eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer
Steckerbuchse gemäß der vorliegenden Anmeldung,
Fig. 3b eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer
Schutzplatte gemäß der vorliegenden Anmeldung, Fig. 3c eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels, bei dem auf der Steckerbuchse nach Figur 3a eine Schutzplatte nach Figur 3b in einer freigegebenen Position angeordnet ist, und
Fig. 3d eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels, bei dem auf der Steckerbuchse nach Figur 3a eine Schutzplatte nach Figur 3b in einer verschlossen Position angeordnet ist.
Nachfolgend werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.
Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer elektrischen Ladeanordnung 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung lnsbesondere ist die elektrische Ladeanordnung 100 in Form einer Ladestation 100 dargestellt, die zum Laden von Elektrofahrzeugen 112 eingerichtet ist. Hierfür kann das
Elektrofahrzeug 112 in bekannter Weise über ein Ladekabel 110 mit der elektrischen Ladeanordnung 100 verbunden werden.
Um elektrische Leistung an ein Fahrzeug 112 insbesondere abgeben zu können, ist die elektrische Ladeanordnung 100 mit einer Stromquelle 108, vorliegend ein
(öffentliches) Stromnetz 108, verbunden. Für einen Anschluss an das Stromnetz 108 weist die elektrische Ladeanordnung 100 eine elektrische Anschlusseinheit 106 auf. Die elektrische Anschlusseinheit 106 wird über ein Kabel mit dem Stromnetz 108 gekoppelt. lnsbesondere für die Abgabe der elektrischen Leistung an ein Elektrofahrzeug 112 weist die elektrische Ladeanordnung 100 eine elektrische Ladesteuereinheit 104 auf. Die Ladesteuereinheit 104 kann zudem über eine (nicht gezeigte) Ladesteuerung zur Steuerung der Leistungsabgabe verfügen.
Wie ferner aus der Figur 1 zu erkennen ist, ist die Ladesteuereinheit 104 elektrisch (und mechanisch) mit der elektrischen Anschlusseinheit 106 im dargestellten bestimmungsgemäßen Gebrauch der elektrischen Ladeanordnung 100 über eine elektrische Ladesteckverbindung 102 gekoppelt.
Die im vorliegenden Ausführungsbeispiel nur schematisch dargestellte
Ladesteckverbindung 102 umfasst eine Steckerbuchse mit einer Mehrzahl von ersten Kontakten und einen Stecker mit einer Mehrzahl von zweiten Kontakten, die zu den ersten Kontakten korrespondieren, wobei die Steckerbuchse mindestens eine verschiebbare Schutzplatte mit einer Mehrzahl von Öffnungen aufweist, die zu Kontaktöffnungen der ersten Kontakte korrespondieren, wobei die Schutzplatte eingerichtet ist, in einem unverbundenen Zustand die Kontaktöffnungen der ersten Kontakte zu verschließen, und wobei die Schutzplatte eingerichtet ist, derart mit dem Stecker zusammenzuwirken, dass durch ein Einführen des Steckers in die
Steckerbuchse eine Verschiebung der Schutzplatte derart bewirkt wird, dass die zweiten Kontakte durch die Öffnungen der Schutzplatte in die Kontaktöffnungen der ersten Kontakte einführbar sind. Eine nähere Beschreibung von beispielhaften anmeldungsgemäßen Ladesteckverbindungen 102 erfolgt nachfolgend.
Die Figuren 2a und 2b zeigen jeweils eine schematische Schnittansicht eines
Ausführungsbeispiels einer elektrischen Ladesteckverbindung 202 gemäß der vorliegenden Anmeldung in einem unverbundenen Zustand der Ladesteckverbindung 202 (Fig. 2a) und in einem verbundenen Zustand der Ladesteckverbindung 202 (Fig. 2b). Die dargestellte Ladesteckverbindung 202 kann beispielsweise in der
elektrischen Ladeanordnung 100 gemäß der Figur 1 eingesetzt werden.
Die Ladesteckverbindung 202 umfasst einen Stecker 218 und eine zu dem Stecker 218 korrespondierende Steckerbuchse 216. Hierunter ist zu verstehen, dass der Stecker 218 elektrisch und mechanisch mit der Steckerbuchse 216 koppelbar ist.
Der Stecker 218 umfasst eine Mehrzahl von zweiten Kontakten 222, insbesondere in Form von zweiten Kontaktstiften 222. Beispielhaft sind vorliegend vier zweite Kontakte 222 dargestellt. Es versteht sich, dass auch mehr oder weniger Kontakte 222 vorgesehen sein können. Darüber hinaus umfasst der Stecker 218 ein Steckerführungsmodul 232, welches gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung vorliegend als Aufnahme 232 gebildet ist. Die Aufnahme 232 weist mindestens eine zweite Anschlagsfläche 236 auf, die vorliegend durch eine Seitenwand der Aufnahme 232 gebildet ist. lnsbesondere kann die Anschlagsfläche 236 eine Anschlagskante 237 aufweisen, um eine korrespondierende erste Anschlagsfläche 234 während des Einführvorgangs zumindest abschnittsweise zu kontaktieren. Die Funktion des dargestellten Steckerführungsmoduls 232 wird nachfolgend noch näher beschrieben.
Die Steckerbuchse 216 umfasst eine Mehrzahl von ersten Kontakten 220, die jeweils eine Kontaktöffnung 224 aufweisen. Die ersten Kontakte 220 korrespondieren hierbei zu den zweiten Kontakten 222. Mit anderen Worten können die zweiten Kontaktstifte 222 in die ersten Kontakte 220 eingesetzt werden, um einen Stromfluss von den ersten Kontakten 220 zu den zweiten Kontakten 222 (oder in umgekehrter Richtung) zu ermöglichen. Darüber hinaus weist die Steckerbuchse 216 eine verschiebbare Schutzplatte 226 auf. Die Schutzplatte 226 ist insbesondere beweglich an der
Oberseite der Steckerbuchse 216 gelagert, dass sie in eine Verschieberichtung 240 verschiebbar ist. Beispielsweise kann die Steckerbuchse 216 über eine Nut zur Führung der Schutzplatte 226 verfügen.
Die verschiebbare Schutzplatte 226 (auch shutter genannt) weist eine Mehrzahl von Öffnungen 228 auf. Die Öffnungen 228 der Schutzplatte 226 korrespondieren zu den Kontaktöffnungen 224 der ersten Kontakte 220. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Lage der Öffnungen 228 zueinander zu der Lage der
Kontaktöffnungen 224 zueinander korrespondiert, die Anzahl der Öffnungen 228 der Anzahl der Kontaktöffnungen 224 entspricht (es versteht sich, dass auch mehr Öffnungen vorgesehen sein können) und die Form, insbesondere der Durchmesser, der Öffnungen 228, im Wesentlichen identisch mit der Form, insbesondere dem Durchmesser, der Kontaktöffnungen 224 ist. Wie ferner aus den Figuren 2a und 2b zu entnehmen ist, weist die Steckerbuchse 216, insbesondere die Schutzplatte 226, ein Buchsenführungsmodul 230 auf. Das
Buchsenführungsmodul 230 korrespondiert (von seiner Form und Lage bzw. Position auf der Oberseite der Schutzplatte 226) zu dem Steckerführungsmodul 232 des Steckers 218. Das Buchsenführungsmodul 230 ist vorliegend gemäß einer
bevorzugten Ausgestaltung als Vorsprung 230 gebildet, der an der Oberfläche der Schutzplatte 226 angeordnet ist. Der Vorsprung 230 erstreckt sich hierbei von der Oberfläche der Schutzplatte 226 parallel zur Einführrichtung 238.
Der Vorsprung 230 weist eine erste Anschlagsfläche 230 auf. Hierbei ist die erste Anschlagsfläche 234 insbesondere durch eine Verjüngung, beispielsweise eine Abschrägung, des Vorsprungs 230 in Richtung des freien Endes des Vorsprungs 230 gebildet. Die Anschlagsfläche 234 ist insbesondere durch eine schräg ausgebildete Seitenfläche des Vorsprungs gebildet. Hierunter ist zu verstehen, dass der Winkel zwischen der Verschiebeebene (oder hier die Oberfläche der Schutzplatte 226) kleiner als 90° ist (z.B. zwischen 5° und 85°, insbesondere zwischen 15° und 75°).
Darüber hinaus ist mindestens ein Rückstellelement 242 an der Schutzplatte 226 befestigt. Vorliegend ist das Rückstellelement 242 ein Federelement, welches insbesondere zwischen der Steckerbuchse 216 und der Schutzplatte 226 angeordnet und an den entsprechenden Elementen befestigt ist. Das Rückstellelement 242 ist eingerichtet, eine Kraft auf die Schutzplatte 226 in entgegengesetzter
Verschieberichtung 240 auszuüben. Hierdurch kann in automatischer Weise erreicht werden, dass in dem unverbundenen Zustand (Fig. 2a) die ersten Kontakte 220 bzw. deren Kontaktöffnungen 224 verschlossen sind.
Die Funktionsweise der Lagesteckverbindung 202 wird nachfolgend näher
beschrieben.
Um von dem unverbundenen Zustand der Lagesteckverbindung 202 in den
verbundenen Zustand der Lagesteckverbindung 202 zu gelangen, wird der Stecker 218 während eines Einführvorgangs in Einführrichtung, beispielsweise von einem Nutzer, bewegt. Durch dieses Einführen greift der Vorsprung 230 in die Aufnahme 232 ein. Hierbei kann der Stecker 218 gegenüber der Steckerbuchse (durch nicht gezeigte Mittel) zunächst derart ausgerichtet sein, dass die zweite Anschlagsfläche 236 abschnittsweise die erste Anschlagsfläche 234 kontaktiert. Mit anderen Worten wird während des Einführvorgangs eine Wirkverbindung zwischen Stecker 218 und Schutzplatte 226 hergestellt. So kann vorzugsweise ein erster Kontakt durch das Einführen im Bereich der Anschlagskante 237 der zweiten Anschlagsfläche 236 und dem Anschlagsbereich 235 der ersten Anschlagsfläche 234 erfolgen. Durch das weitere Einführen des Steckers 218 in Einführrichtung 238 wird aufgrund der Ausbildung der ersten Anschlagsfläche 234 als Schräge eine Verschiebung der Schutzplatte 226 in Verschieberichtung 240 bewirkt lnsbesondere wird eine
Kraftumlenkung von der Einführrichtung 238 in die Verschieberichtung 240 durch die dargestellte Zusammenwirkung von Stecker 218 und Steckerbuchse 216
bereitgestellt. Die Anschlagsflächen 234, 236 können derart aufeinander abgestimmt sein, dass ein bestimmter (gewünschte) Verschiebeweg 1 erreicht wird. Mit anderen Worten ist das Buchsenführungsmodul 230 insbesondere derart auf das
Steckerführungsmodul 232 abgestimmt, dass die Schutzplatte 226 (genau) so weit in Verschieberichtung 240 durch das Einführen des Steckers 218 verschoben wird, dass die Kontaktöffnungen 224 durch die Öffnungen 228 der Schutzplatte zugänglich sind lnsbesondere sind die Kontaktöffnungen 224 derart zugänglich bzw. freigegeben, dass die zweiten Kontakte 222 in die ersten Kontakte eingeführt bzw. eingesetzt werden können. Dieser verbundene Zustand ist hierbei in der Figur 2b dargestellt.
Es versteht sich, dass die durch das Einführen des Steckers 218 ausgeübte Kraft die von dem Rückstellelement 242 ausgeübte Kraft übersteigen muss. Es versteht sich ferner, dass für das Bewirken der Verschiebung der Schutzplatte 226 in
Verschieberichtung 240 der Stecker 218 während des Einführens (nahezu) keine Verschiebung in Verschieberichtung 240 durchführen darf. Entsprechende (nicht gezeigte) Fixierungsmittel, z.B. Anschlagsflächen, die eine entsprechende Bewegung verhindern, können in der Ladeanordnung und/oder der Ladesteckverbindung vorgesehen sein. Schließlich versteht es sich, dass gemäß anderen Varianten der Anmeldung andere Formen von Vorsprüngen, Aufnahmen etc. vorgesehen sein können.
Bei einer Trennung des Steckers 218 von der Steckerbuchse 216 wird der Stecker 218 insbesondere durch ein manuelles Ausführen aus der Steckerbuchse 216 von der selbigen getrennt. Das angeordnete Rückstelleelement 242 bewirkt eine automatische Verschließung der Kontaktöffnungen 224.
Die Figur 3a zeigt eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer Steckerbuchse 316 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Die gezeigte Steckerbuchse 316 ist insbesondere ein Bestandteil einer anmeldungsgemäßen elektrischen
Ladesteckverbindung (z.B. gemäß Fig. 2a und 2b). Wie zu erkennen ist, weist die dargestellte Steckerbuchse 316 eine Mehrzahl (vorliegend neun) von
Kontaktöffnungen 324 einer entsprechenden Anzahl von ersten Kontakten 320 auf.
Die Kontaktöffnungen 324 liegen alle in der gleichen Ebene, die insbesondere parallel zu einer Verschiebeebene verläuft. Ferner ist vorliegend die Außenform der
Steckerbuchse 316 beispielhaft rechteckförmig gebildet. Die Kontaktöffnung 324 mit dem größten Durchmesser im Vergleich zu den acht anderen dargestellten
Kontaktöffnungen 324 weist einen Durchmesser von dmaxauf.
Die Figur 3b zeigt eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels einer Schutzplatte 326 für eine Steckerbuchse 316. Die im Wesentlichen planar
ausgebildete Schutzplatte 326 weist eine Mehrzahl von Öffnungen 328 (vorliegend neun) auf, die in zuvor beschriebener Weise zu den Kontaktöffnungen 324 der Steckerbuchse 316 korrespondieren. Es versteht sich, dass der jeweilige Durchmesser der Öffnungen 328 vorzugsweise im Wesentlichen gleich oder alternativ größer als der jeweilige Durchmesser der Kontaktöffnungen 324 gebildet sein kann. Ferner weist die Oberseite der Schutzplatte 326 einen (zuvor beschriebenen) Vorsprung 330 mit einer (zuvor beschriebenen) Anschlagsfläche 334 auf. Die Figuren 3c und 3d zeigen die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele einer Steckerbuchse 316 und einer dazu korrespondierenden Schutzplatte 326 schematisch in einem zusammengebauten Zustand. Zur besseren Übersicht wurde auf die
Darstellung eines Steckers verzichtet. lnsbesondere zeigt die Figur 3c eine schematische Draufsicht eines
Ausführungsbeispiels, bei dem auf der Steckerbuchse 316 nach Figur 3a eine
Schutzplatte 324 nach Figur 3b in einer freigegebenen Position angeordnet ist. Mit anderen Worten sind in dieser Position sämtliche Kontaktöffnungen 324 der ersten Kontakte 320 durch die Öffnungen 328 der Schutzplatte 326 zugänglich. Hierdurch können (nicht gezeigte) zweite Kontakte in die Kontaktöffnungen 324 eingesetzt werden.
Die Figur 3d zeigt eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels, bei dem auf der Steckerbuchse 316 nach Figur 3a eine Schutzplatte 326 nach Figur 3b in einer verschlossen Position angeordnet ist. Mit anderen Worten sind sämtliche
Kontaktöffnungen 324 der ersten Kontakte 320 durch die Schutzplatte 326 abgedeckt bzw. verschlossen. Ein hoher Sicherheitslevel kann hierdurch bereitgestellt werden.
Um zu erreichen, dass sämtliche Kontaktöffnungen 324 der ersten Kontakte 320 in einem unverbundenen Zustand vollständig durch die Schutzplatte 326 in der geschlossenen Position abgedeckt sind, ist es erforderlich, dass der Verschiebeweg 1 größer als der maximale Durchmesser dmax ist. Es versteht sich, dass dies
insbesondere für den Fall vorgesehen sein kann, wenn die jeweiligen Durchmesser der Öffnungen 328 der Schutzplatte 326 im Wesentlichen den jeweils entsprechenden Durchmessern der Kontaktöffnungen 324 entsprechen. Für den Fall, dass die
Durchmesser der Öffnungen 328 größer als die Durchmesser der Kontaktöffnungen 324 sind, ist eine entsprechende Vergrößerung des Verschiebungswegs 1 (durch eine entsprechende Konfiguration der Führungsmodule, z.B. der Anschlagsflächen) erforderlich.

Claims

HB/HB 180293WO 6. Februar 2019 P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Elektrische Ladeanordnung (100) zum Laden von Elektrofahrzeugen (112),
umfassend:
mindestens eine elektrische Ladesteckverbindung (102, 202, 302), umfassend eine Steckerbuchse (216, 316) mit einer Mehrzahl von ersten Kontakten (220,
320) und einen Stecker (218) mit einer Mehrzahl von zweiten Kontakten (22), die zu den ersten Kontakten (220, 320) korrespondieren,
eine über die elektrische Ladesteckverbindung (102, 202, 302) mit einer elektrischen Anschlusseinheit (106) in einem bestimmungsgemäßen Gebrauch elektrisch verbundene Ladesteuereinheit (104),
wobei die Steckerbuchse (216, 316) mindestens eine verschiebbare Schutzplatte (226, 326) mit einer Mehrzahl von Öffnungen (228, 328) aufweist, die zu
Kontaktöffnungen (224, 324) der ersten Kontakte (220, 320) korrespondieren, wobei die Schutzplatte (226, 326) eingerichtet ist, in einem unverbundenen Zustand die Kontaktöffnungen (224, 324) der ersten Kontakte (220, 320) zu verschließen, und
wobei die Schutzplatte (226, 326) eingerichtet ist, derart mit dem Stecker (218) zusammenzuwirken, dass durch ein Einführen des Steckers (218) in die
Steckerbuchse (216, 316) eine Verschiebung der Schutzplatte (226, 326) derart bewirkt wird, dass die zweiten Kontakte (222) durch die Öffnungen (228, 328) der Schutzplatte (226, 326) in die Kontaktöffnungen (224, 324) der ersten Kontakte (220, 320) einführbar sind.
2. Elektrische Ladeanordnung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzplatte (226, 326) ein Buchsenführungsmodul (230, 330) aufweist, das zu einem Steckerführungsmodul (232) des Steckers (218) derart
korrespondiert, dass durch das Einführen des Steckers (218) in die Steckerbuchse (216, 316) die Verschiebung der Schutzplatte (226, 326) durch eine Krafteinwirkung des Steckerführungsmoduls (232) auf das
Buchsenführungsmodul (230, 330) bewirkt wird.
3. Elektrische Ladeanordnung (100) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Buchsenführungsmodul (230, 330) ein auf der Oberseite der Schutzplatte (226, 326) angeordneter Vorsprung (230, 330) ist,
das Steckerführungsmodul (232) eine zu dem Vorsprung (230, 330)
korrespondierende Aufnahme (232) ist, und
der Vorsprung (230, 330) mindestens eine erste zu mindestens einer zweiten Anschlagsfläche (236) der Aufnahme (232) korrespondierende Anschlagsfläche (234, 334) aufweist, derart, dass durch das Einführen des Steckers (218) in die Steckerbuchse (216, 316) die erste Anschlagsfläche (234, 334) die zweite Anschlagsfläche (236) zumindest abschnittsweise derart kontaktiert, dass die Verschiebung der Schutzplatte (226, 326) bewirkt wird.
4. Elektrische Ladeanordnung (100) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Anschlagsfläche (234, 334) gebildet ist, indem sich der Vorsprung (230) in Richtung des freien Endes des Vorsprungs (230) verjüngt,
und/oder
die zweite Anschlagsfläche (236) gebildet ist, indem sich die Aufnahme (232) in Richtung der Aufnahmeöffnung verbreitert.
5. Elektrische Ladeanordnung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Kontaktöffnungen (224, 324) der ersten Kontakte (220, 320) in der gleichen Ebene liegen.
6. Elektrische Ladeanordnung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrzahl der ersten Kontakte (220, 320) zumindest fünf erste Kontakte (220, 320), bevorzugt zumindest sieben erste Kontakte (220, 320), insbesondere bevorzugt neun erste Kontakte (220, 320), umfasst.
7. Elektrische Ladeanordnung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebungsweg (1) der Schutzplatte (226, 326) zumindest größer als der maximale Durchmesser (dmax) der
Kontaktöffnungen (224, 324) der ersten Kontakte (220, 320) ist.
8. Elektrische Ladeanordnung (100) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Rückstellelement (242) mit der Schutzplatte (226, 326) verbunden ist,
wobei das Rückstellelement (242) eingerichtet ist, in dem unverbundenen Zustand das Verschließen der Kontaktöffnungen (224, 324) der ersten Kontakte (220, 320) zu bewirken.
9. Elektrische Ladesteckverbindung (102, 202, 302) für eine elektrische
Ladeanordnung (100) zum Laden von Elektrofahrzeugen (112), umfassend:
eine Steckerbuchse (216, 316) mit einer Mehrzahl von ersten Kontakten (220, 320),
einen Stecker (218) mit einer Mehrzahl von zweiten Kontakten (222), die zu den ersten Kontakten (220, 320) korrespondieren,
wobei die Steckerbuchse (216, 316) mindestens eine verschiebbare Schutzplatte (226, 326) mit einer Mehrzahl von Öffnungen (228, 328) aufweist, die zu
Kontaktöffnungen (224, 324) der ersten Kontakte (220, 320) korrespondieren, wobei die Schutzplatte (226, 326) eingerichtet ist, in einem unverbundenen Zustand die Kontaktöffnungen (224, 324) der ersten Kontakte (220, 320) zu verschließen, und
die Schutzplatte (226, 326) eingerichtet ist, derart mit dem Stecker (218) zusammenzuwirken, dass durch ein Einführen des Steckers (218) in die Steckerbuchse (216, 316) eine Verschiebung der Schutzplatte (226, 326) derart bewirkt wird, dass die zweiten Kontakte (222) durch die Öffnungen (228, 328) der Schutzplatte (226, 326) in die Kontaktöffnungen (224, 324) der ersten Kontakte (220, 320) einführbar sind.
10. Verwendung einer elektrischen Ladesteckverbindung (102, 202, 302) nach Anspruch 9 in einer elektrischen Ladeanordnung (100) zum Laden von
Elektrofahrzeugen (112), insbesondere in einer elektrischen Ladeanordnung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, zum elektrischen Verbinden einer elektrischen Anschlusseinheit (106) der elektrischen Ladeanordnung (100) mit einer Ladesteuereinheit (104) der elektrischen Ladeanordnung (100).
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