EP4505558A1 - Steckverbinderteil - Google Patents

Steckverbinderteil

Info

Publication number
EP4505558A1
EP4505558A1 EP23724162.5A EP23724162A EP4505558A1 EP 4505558 A1 EP4505558 A1 EP 4505558A1 EP 23724162 A EP23724162 A EP 23724162A EP 4505558 A1 EP4505558 A1 EP 4505558A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connector part
carrier element
contact
contact element
part according
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.)
Pending
Application number
EP23724162.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael Berres
Benjamin DJEDOVIC
Tim SONNENSCHEIN
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.)
Kiekert AG
Original Assignee
Kiekert AG
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 Kiekert AG filed Critical Kiekert AG
Publication of EP4505558A1 publication Critical patent/EP4505558A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • 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
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/665—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit
    • H01R13/6683—Structural association with built-in electrical component with built-in electronic circuit with built-in sensor
    • 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
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/36—Temperature of vehicle components or parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26—Connectors or connections adapted for particular applications for vehicles
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a connector part for mechanical and electrical connection to a mating connector part, in particular a motor vehicle charging socket for coupling to a charging plug as part of an electrical charging infrastructure for electric or hybrid motor vehicles, or vice versa, with a housing and at least one electrical contact element arranged in the housing , and with a temperature monitoring device with at least one flat carrier element and at least one temperature sensor arranged thereon for the contact element, wherein the carrier element can be thermally coupled to the contact element using at least one spring element.
  • the connector part is generally a charging socket in a motor vehicle, which can be coupled to an associated charging plug that is present, for example, on an electric charging station.
  • the charging plug (and also the charging socket) is part of an electrical charging infrastructure that can be used to charge the rechargeable energy storage devices or accumulators of electric or hybrid motor vehicles.
  • the connector part on the motor vehicle can also be a charging plug instead of a charging socket.
  • the charging station is equipped with an associated charging socket.
  • the electric or hybrid motor vehicle has a charging socket with several electrical contact elements arranged in the housing, into which the charging plug connected to the charging station is inserted for charging the motor vehicle in question.
  • the temperature monitoring device has a support element which extends flatly along a plane and on which the sensor device or the temperature sensor is arranged.
  • the carrier element is equipped with two clip arms, via which the carrier element is clipped onto the contact element to be monitored with regard to the temperature.
  • EP 3 286 804 B1 involves a connector part, which is again equipped with a carrier element. With the help of the carrier element, heating on the at least one contact element is detected. For this purpose, the contact element extends through at least one opening in the carrier element.
  • the state of the art has fundamentally proven itself when it comes to detecting and evaluating any heating of the contact element of the connector part using the temperature monitoring device.
  • the temperature monitoring device is typically connected to a control unit, for example to ensure rapid shutdown in the event of overheating. This prevents any damage to the connector part and in particular to the associated housing, which is usually made of plastic.
  • the known embodiments of the carrier element generally require a special design with regard to the contact element to be monitored in terms of temperature.
  • Such clips must be adapted to the geometry of the contact element and can often only be connected to the electrical contact element in a specific assembly position.
  • the invention as a whole aims to provide a remedy here.
  • the invention is based on the technical problem of further developing a connector part of the structure described above in such a way that a flexible attachment of the temperature monitoring device to the electrical contact element to be monitored is possible while taking into account simple assembly.
  • a generic connector part for mechanical and electrical connection to a mating connector part is characterized in the context of the invention in that the carrier element is arranged tangentially on the (cylindrical) contact element in a front view of the contact element.
  • the carrier element is not connected, for example, directly to the contact element in order to provide the required thermal coupling and thus temperature monitoring, as is the case in the prior art with the clips according to EP 3 616 270 B1.
  • the invention relies on a contacting contact of the carrier element on the cylindrical contact element in such a way that the carrier element is arranged tangentially on the cylindrical contact element or the carrier element touches the cylindrical contact element tangentially.
  • the carrier element and with it the temperature sensor arranged on the carrier element can be flexibly attached to the cylindrical contact element.
  • the design according to the invention expressly does not require a specific adaptation of the carrier element to the geometry of the cylindrical contact element - in contrast to the prior art.
  • the diameter of the cylindrical contact element plays practically no role for the tangential contact of the carrier element.
  • the contact element is cylindrical at least in the contact area with the carrier element, so that the carrier element can be arranged tangentially on the cylindrical contact element or the cylindrical area of the contact element. This gives the contact element a variety of degrees of freedom in its implementation. The same applies to the connector part as such and the associated housing, which the prior art cannot provide.
  • the contact element has an insulating collar on the housing side with an insertion opening for the carrier element.
  • the invention is based on the knowledge that a high-voltage direct voltage is present on the contact element or the usually two contact elements provided at this point.
  • the contact element in question is equipped with the insulating collar on the housing side, ie inside the housing usually up to a connection area of the contact element.
  • the contact element is a contact socket because the plug connector part is usually designed as a charging socket on the vehicle side.
  • the insulating collar now ensures that the contact element or the contact socket is covered practically over the entire surface with the insulating collar except for the insertion opening for the carrier element, so that only a contact plug can be inserted into the contact socket as part of the charging plug and ensures the required electrical contact. Nevertheless, the support element can be easily assembled. All that is required is for the carrier element to pass through the insertion opening in the insulating collar and in this way to be applied tangentially to the contact element or its cylindrical region.
  • the at least one spring element or, as a rule, the several spring elements ensure that the carrier element is positioned accordingly and is held in contact with the cylindrical contact element inside the insertion opening with the required force.
  • the insulating collar generally represents a component of the housing and, like this, may be made of plastic, for example defining a one-piece plastic injection-molded part together with the housing.
  • the insulating collar can also be provided separately from the housing.
  • the contact element can be received by the insulating collar and the assembly assembly formed in this way can be installed in the housing by, for example, snaps.
  • the size of the insertion opening is usually adapted to the carrier element or to the temperature sensor. This means that the size of the insertion opening typically corresponds to the external dimensions of the carrier element or the temperature sensor, so that no uncovered areas of the contact element are observed when the carrier element is installed in the insertion opening.
  • the carrier element has a simultaneously heat-conducting and electrically insulating covering also contributes to this, so that the contact element is covered in an electrically insulating manner overall by means of the insulating collar and by the carrier element, which is also equipped with the insulating covering.
  • the carrier element is typically a sensor board with conductor tracks for the electrical transmission of sensor signals.
  • a circuit board made of an electrically non-conductive carrier material, such as plastic, is usually used, which is equipped with applied or inserted conductor tracks. Signals from the temperature sensor can be transmitted via the conductor tracks, for example, to a control unit connected to the carrier element via a supply line.
  • the temperature sensor is typically a semiconductor sensor or a resistance sensor, which can, for example, have a positive temperature coefficient in the sense of a PTC resistor. With such temperature sensors, the resistance value increases as the temperature increases. Colloquially, these temperature sensors are also referred to as PTC thermistor and can be made, for example, from a ceramic material as so-called ceramic PTC thermistor. In addition, it is also conceivable to use electrical resistors with negative temperature coefficients, so-called NTC resistors, as temperature sensors. In this case, the resistance of the relevant temperature sensor decreases as the temperature increases. As a rule, the temperature sensor is arranged at the end of the carrier element on its top or bottom side. The carrier element itself is designed as a rectangular strip.
  • the temperature sensor By attaching the temperature sensor at the end with reference to the rectangular strip, the temperature sensor can be placed in such a way that it comes into direct thermal contact with the cylindrical contact element or the cylindrical region of the contact element with the carrier element arranged tangentially to the contact element. In principle, however, it is also possible for the temperature sensor not to be located at the end, but rather in the middle of the carrier element.
  • the carrier element may be equipped with a metal core, with the help of which heat is conducted from the contact surface of the carrier element with the contact element to the temperature sensor.
  • the carrier element is designed, for example, as a so-called metal core printed circuit board, as described in detail in DE 39 35 680 A1.
  • a metal plate is covered with plastic on the inside and additional conductor tracks can be applied, for example photolithographically, as described in detail in the aforementioned prior art.
  • the sensor board or printed circuit board made of plastic with applied or embedded conductor tracks and without an additional metal core is used as a support element. This is because the temperature sensor located on the carrier element or the circuit board is generally arranged on the contact surface of the carrier element with the contact element, so that the heat flow emanating from the contact element hits the temperature sensor directly and almost without delay.
  • the heat flow emanating from the contact element must first pass through the envelope that is generally provided and encloses the carrier element, which according to the invention is designed to be both heat-conducting and electrically insulating.
  • the covering as a whole is designed so that it covers the sensor board or the circuit board and the Temperature sensor together encloses.
  • the covering is typically a plastic covering.
  • the covering usually uses a compound, which is initially a thermoplastic such as PA (polyamide), PBT (polybutylene terephthalate), PP (polypropylene), PPS (polyphenylene sulfide) or comparable thermoplastics.
  • a thermoplastic such as PA (polyamide), PBT (polybutylene terephthalate), PP (polypropylene), PPS (polyphenylene sulfide) or comparable thermoplastics.
  • PA polyamide
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • PPS polyphenylene sulfide
  • comparable thermoplastics are particularly easy to process by injection molding.
  • a filler is added to the plastic in question or the plastic compound as a plastic coating.
  • Graphite, carbon fibers or ceramics are recommended as suitable fillers.
  • thermosets or thermoplastics that are equipped with electrically insulating, thermally conductive fillers are advantageously used at this point.
  • aluminum compounds or boron compounds preferably aluminum oxide or boron nitride, have proven to be particularly suitable.
  • the grammage of these electrically insulating and thermally conductive fillers in the plastic can be up to 50% by weight and more. Thermal conductivities of more than 1 W/(m ⁇ K) up to 25 W/(m ⁇ K) can be achieved. Further details with regard to such plastics can be found in the prior art according to DE 102007 037 316 A1, which can be cited as a reference here. Similar information can be found in DE 10 2013 208 605 A1.
  • the invention also recommends that the casing for the carrier element including the temperature sensor typically has a material thickness of less than 1 mm, in particular 0.5 mm and less. This ensures very rapid heat transfer from the contact element to the temperature sensor, so that any overheating at this point can be detected immediately and, for example, result in a power shutdown.
  • the invention recommends a special design of the carrier element, namely one in which the carrier element is equipped with two opposing temperature sensors. In this case, for example, two contact elements for a DC charging process can be temperature monitored simultaneously with a (single) carrier element. It goes without saying that by using the two opposite temperature sensors, the two contact elements can be monitored separately from one another for possible overheating.
  • the control unit supplied with the sensor signals to mean that a switch-off or a current reduction takes place.
  • the two opposite temperature sensors are again arranged in the area of the contact surface of the carrier element with the associated contact element in order to be able to realize and implement a temperature measurement that is as delay-free as possible.
  • the design is usually such that the conductor track or the several conductor tracks define one or more contact areas as components of the carrier element or the sensor board or circuit board implemented at this point.
  • the sensor signals can now reach the control unit particularly advantageously via these contact areas and the spring elements that generally enclose the contact areas at least on one side. It is understood that the contact areas in question are not covered by the covering of the sensor board including the temperature sensor, so that when the carrier element is mounted, the spring elements can directly electrically contact the contact areas in question.
  • the spring elements take on a dual function, namely in such a way that, on the one hand, the carrier element in question is held in tangential contact with the contact element to be monitored.
  • the spring elements also function as electrical contacts, namely in order to be able to forward the sensor signals from the temperature sensor attached to or on the carrier element to the control unit.
  • additional contact areas to be implemented at this point, which do not necessarily serve to transport the sensor signals from the temperature sensor.
  • a connector part and in particular a vehicle-side charging socket with a temperature monitoring device is made available and realized, in which the temperature monitoring device can be particularly flexibly adapted to different installation situations and designs of the relevant charging socket.
  • the temperature monitoring device uses at least one flat support element, which is arranged tangentially on the cylindrical contact element for this purpose. This means that special fastenings on the contact element or specific mounting directions are not required, which explains the particular flexibility. This is where the main advantages can be seen.
  • FIG. 1 shows the connector part according to the invention in the form of a motor vehicle charging socket in a front view
  • Fig. 2 shows the corresponding rear view of Fig. 1,
  • Fig. 3 shows the object according to Fig. 2 enlarged in detail
  • Figures 4A to 4C show the assembly of an alternatively used support element as a temperature monitoring device.
  • the figures show a connector part for mechanical and electrical connection to a mating connector part.
  • the connector part according to the exemplary embodiment in FIGS. 1 and 2 is a charging socket 1 on the motor vehicle side.
  • the charging socket 1 is set up for coupling with a charging plug, which is not shown in detail and represents part of an electrical charging infrastructure for electric or hybrid motor vehicles.
  • the charging socket 1 is equipped with a housing 2 made of plastic and at least one electrical contact element 3 arranged in the housing 2.
  • a housing 2 made of plastic
  • at least one electrical contact element 3 arranged in the housing 2.
  • the additional electrical contact elements 4 provided are, in contrast, required for an AC charging process and will not be discussed in more detail below.
  • the two contact elements 3 are equipped with a temperature monitoring device 5, 6.
  • the temperature monitoring device 5, 6 has at least one flat support element 5 and at least one temperature sensor 6 arranged thereon for the contact element 3.
  • the carrier element 5 is flat and designed as a rectangular strip or as a rectangular element. It is also clear that the temperature sensor 6 is arranged on a surface of the carrier element 5, namely at the end of the carrier element 5 in the area of a contact surface 7 with the contact element 3.
  • the carrier element 5 is held with the help of several spring elements 8 and is achieved in this way that the carrier element 5 is thermally coupled to the contact element 3.
  • the respective spring elements 8 are U-shaped springs, which surround the rectangular carrier element 5 on the edge.
  • the individual spring elements 8 not only serve to hold the support element 5, but are also connected to electrical lines 9, which are only indicated in FIG. 3 and which in turn are connected to a control unit 10.
  • the carrier element 5 is arranged tangentially on the contact element 3, namely in a front view of the contact element 3.
  • the contact element 3 is cylindrical at least in the area of the contact surface 7.
  • the contact element 3 is enclosed on the housing side with an insulating collar 11, which has an insertion opening 12 for the carrier element 5 or the temperature sensor 6 engaging in the insertion opening 12 on the carrier element 5.
  • the insulating collar 11 can also be made in one piece with the housing 1 from plastic.
  • the insulating collar 11 and the contact element 3 can also represent a pre-assembled assembly assembly 3, 11, which is connected to the rest of the housing 1, for example in a latching manner. However, this is not shown in detail.
  • the size of the insertion opening 12 is adapted to the carrier element 5 or the temperature sensor 6 carried by the carrier element 5.
  • the carrier element 5 is a sensor board or circuit board that is equipped with conductor tracks for the electrical transmission of sensor signals from the temperature sensor 6.
  • the conductor tracks open into contact areas 13, which can be seen in particular in FIG.
  • the spring elements 8 encompass the carrier element 5 in these contact areas 13, so that in this way not only the carrier element 5 is held in tangential contact with the relevant contact element 3, but at the same time the sensor signals emitted by the temperature sensor 6 are transmitted the spring elements 8 and the supply lines 9 can be transmitted to the control unit 10.
  • the carrier element 5 and the temperature sensor 6 are equipped overall with a casing 14 that is both heat-conducting and electrically insulating.
  • Envelope 14 is designed in such a way that only the previously mentioned contact areas 13 are left out. That is, the casing 14 encloses the sensor board or printed circuit board and thus the carrier element 5 and the temperature sensor 6 together.
  • the casing 14 is a plastic casing that is applied by overmolding the carrier element 5 including the temperature sensor 6.
  • the invention relies on a thermoplastic material, as has already been described in the introduction to the description.
  • the plastic is a plastic compound with added fillers.
  • the fillers used are those which simultaneously ensure good heat conduction and electrical insulation of the thermoplastic in question, for example in the form of aluminum oxide or boron nitride, as already described in the introduction.
  • the covering 14 made of plastic can still be processed by injection molding and at the same time it is ensured that the covering 14 practically does not hinder the heat conduction from the contact element 3 to the temperature sensor 6 in the area of the contact surface 7. Nevertheless, the casing 14 provides the necessary electrical insulation in this area, so that any problems are not observed at this point.
  • the casing 14 has a material thickness that is generally less than 1 mm and in particular 0.5 mm and less.
  • a heat flow emanating from the contact element 3 can pass through the casing 14 immediately and in a short time and pass through the temperature sensor 6 in the area of the contact surface 7 almost without delay to reach.
  • any overheating of the contact element 3 is immediately detected using the temperature sensor 6 and reported to the control unit 10 as described.
  • the control unit 10 can then, for example, reduce the charging current at the contact elements 3 or even switch it off completely.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Steckverbinderteil zum mechanischen und elektrischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil, insbesondere eine kraftfahrzeugseitige Ladedose (1 ) zur Kopplung mit einem Ladestecker als Bestandteile einer elektrischen Ladeinfrastruktur für Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeuge. Das Steckverbinderteil ist zu diesem Zweck mit einem Gehäuse (2) sowie wenigstens einem im Gehäuse (2) angeordneten elektrischen Kontaktelement (3), und mit einer Temperaturüberwachungseinrichtung (5, 6) mit wenigstens einem flächigen Trägerelement (5) sowie zumindest einem daran angeordneten Temperatursensor (6) für das Kontaktelement (3) ausgerüstet. Das Trägerelement (5) ist mithilfe von zumindest einem Federelement (8) mit dem Kontaktelement (3) wärmekoppelbar. Erfindungsgemäß ist das Trägerelement (5) tangential an dem Kontaktelement (3) angeordnet.

Description

Beschreibung
Steckverbinderteil
Die Erfindung betrifft ein Steckverbinderteil zum mechanischen und elektrischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil, insbesondere eine kraftfahrzeugseitige Ladedose zur Kopplung mit einem Ladestecker als Bestandteile einer elektrischen Ladeinfrastruktur für Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeuge, oder umgekehrt, mit einem Gehäuse sowie wenigstens einem im Gehäuse angeordneten elektrischen Kontaktelement, und mit einer Temperaturüberwachungs- einrichtung mit wenigstens einem flächigen Trägerelement sowie zumindest einem daran angeordneten Temperatursensor für das Kontaktelement, wobei das Trägerelement mithilfe von zumindest einem Federelement mit dem Kontaktelement wärmekoppelbar ist.
Bei dem Steckverbinderteil handelt es sich im Allgemeinen um eine Ladedose bei einem Kraftfahrzeug, die mit einem zugehörigen und beispielsweise an einer elektrischen Ladesäule vorhandenen Ladestecker gekoppelt werden kann. Der Ladestecker (und auch die Ladedose) gehört zu einer elektrischen Ladeinfrastruktur, mit deren Hilfe die aufladbaren Energiespeicher bzw. Akkumulatoren von Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeugen aufgeladen werden können. Grundsätzlich kann es sich bei dem Steckverbinderteil am Kraftfahrzeug anstelle einer Ladedose auch um einen Ladestecker handeln. In diesem Fall ist die Ladesäule mit einer zugehörigen Ladedose ausgerüstet. Im Regelfall verfügt jedoch das Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeug über eine Ladedose mit mehreren im Gehäuse angeordneten elektrischen Kontaktelementen, in welche der an die Ladesäule angeschlossene Ladestecker zum Laden des betreffenden Kraftfahrzeuges eingesteckt wird.
Um an dieser Stelle einerseits hohe Leistungen der im betreffenden Kraftfahrzeug vorhandenen Elektromotoren mit der erforderlichen elektrischen Energie versorgen zu können und andererseits eine ausreichende Reichweite zur Verfügung zu stellen, wird heutzutage typischerweise mit Hochvolt-Batterien bzw. Akkumulatoren gearbeitet, die typischerweise mit Hochvolt-Gleichspannung geladen werden. Neben solchen DC (Direct Current)-Ladevorgängen erlauben die meisten Elektro- oder Hybridkraftfahrzeuge auch die Möglichkeit, den Ladevorgang über eine Wechselspannung im Sinne eines AC (Alternating Current)Ladevorganges zu realisieren. An dieser Stelle wird meistens jedoch mit geringen Strömen und langen Ladezeiten gearbeitet, wohingegen bei dem zuvor bereits beschriebenen DC-Ladevorgang hohe Spannungen und hohe Ströme sowie daraus resultierend kurze Ladezeiten beobachtet werden.
Insbesondere bei DC-Ladevorgängen besteht aufgrund der großen Stromstärke das grundsätzliche Problem, dass die an dieser Stelle genutzten elektrischen Kontaktelemente zunehmend erwärmen. Dadurch steigt ihr Widerstand, was den elektrischen Ladevorgang und ein gewünschtes Schnellladen behindert.
Aus diesem Grund werden im gattungsbildenden Stand der Technik nach der EP 3 616 270 B1 ein Steckverbinderteil inklusive Temperaturüberwachungs- einrichtung beschrieben. Die Temperaturüberwachungseinrichtung verfügt zu diesem Zweck über ein flächig entlang einer Ebene erstrecktes Trägerelement, an dem die Sensoreinrichtung bzw. der Temperatursensor angeordnet ist. Außerdem ist das Trägerelement mit zwei Clipsarmen ausgerüstet, über die das Trägerelement auf das hinsichtlich der Temperatur zu überwachende Kontaktelement aufgeclipst ist.
Im Rahmen einer anderen Vorgehensweise entsprechend der EP 3 286 804 B1 geht es um ein Steckverbinderteil, welches erneut mit einem Trägerelement ausgerüstet ist. Mithilfe des Trägerelementes erfolgt die Detektion einer Erwärmung an dem mindestens einen Kontaktelement. Zu diesem Zweck erstreckt sich das Kontaktelement durch mindestens eine Öffnung des Trägerelementes. Der Stand der Technik hat sich grundsätzlich bewährt, wenn es darum geht, etwaige Erwärmungen des Kontaktelementes des Steckverbinderteils mithilfe der Temperaturüberwachungseinrichtung zu erfassen und auszuwerten. Dazu ist die Temperaturüberwachungseinrichtung typischerweise an eine Steuereinheit angeschlossen, um beispielsweise eine Schnellabschaltung bei einer Überhitzung zu gewährleisten. Dadurch werden etwaige Beschädigungen des Steckverbinderteils und insbesondere des zugehörigen und meistens aus Kunststoff bestehenden Gehäuses vermieden.
Allerdings fällt auf, dass die bekannten Ausführungsformen des Trägerelementes im Allgemeinen eine spezielle Auslegung im Hinblick auf das hinsichtlich der Temperatur zu überwachende Kontaktelement erfordern. Das gilt besonders für die beim gattungsbildenden Stand der Technik nach der EP 3 616 270 B1 vorgesehenen Clipse, mit deren Hilfe das Trägerelement auf das Kontaktelement aufgeclipst wird. Denn solche Clipse müssen an die Geometrie des Kontaktelementes angepasst werden und lassen sich oftmals auch nur in einer bestimmten Montageposition mit dem elektrischen Kontaktelement verbinden. Hier will die Erfindung insgesamt Abhilfe schaffen.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Steckverbinderteil des eingangs beschriebenen Aufbaus so weiterzuentwickeln, dass eine flexible Anbringung der Temperaturüberwachungseinrichtung am zu überwachenden elektrischen Kontaktelement unter Berücksichtigung einer einfachen Montage gelingt.
Zur Lösung dieser technischen Problemstellung ist ein gattungsgemäßes Steckverbinderteil zum mechanischen und elektrischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil im Rahmen der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement in Frontansicht auf das Kontaktelement tangential an dem (zylindrischen) Kontaktelement angeordnet ist. Im Rahmen der Erfindung wird also das Trägerelement nicht beispielsweise direkt mit dem Kontaktelement verbunden, um die erforderliche Wärmekopplung und damit Temperaturüberwachung zur Verfügung zu stellen, wie dies beim Stand der Technik mit den Clipsen entsprechend der EP 3 616 270 B1 der Fall ist. Vielmehr greift die Erfindung auf eine berührende Anlage des Trägerelementes an dem zylindrischen Kontaktelement dergestalt zurück, dass das Trägerelement tangential an dem zylindrischen Kontaktelement angeordnet ist bzw. das Trägerelement das zylindrische Kontaktelement tangential berührt.
Auf diese Weise lässt sich zunächst einmal das Trägerelement und mit ihm der auf dem Trägerelement angeordnete Temperatursensor flexibel an das zylindrische Kontaktelement anbauen. Denn hierzu ist es lediglich erforderlich, dass das Trägerelement das Kontaktelement tangential berührt bzw. an diesem anliegt. Dadurch kann ganz generell mit unterschiedlichen Montagerichtungen gearbeitet werden, je nachdem welche Einbaubedingungen beobachtet werden und vorliegen. Hinzu kommt, dass die erfindungsgemäße Auslegung eine spezifische Anpassung des Trägerelementes an die Geometrie des zylindrischen Kontaktelementes - im Gegensatz zum Stand der Technik - ausdrücklich nicht erforderlich macht.
Vielmehr spielt im Endeffekt der Durchmesser des zylindrischen Kontaktelementes für die tangentiale Anlage des Trägerelementes praktisch keine Rolle. Außerdem reicht es im Rahmen der Erfindung aus, wenn das Kontaktelement zumindest im Kontaktbereich mit dem Trägerelement zylindrisch ausgebildet ist, sodass das Trägerelement tangential an dem zylindrischen Kontaktelement bzw. dem zylindrischen Bereich des Kontaktelementes angeordnet werden kann. Dadurch erhält das Kontaktelement vielfältige Freiheitsgrade bei seiner Realisierung. Gleiches gilt für das Steckverbinderteil als solches und das zugehörige Gehäuse, welche der Stand der Technik nicht zu liefern vermag.
Nach weiterer vorteilhafter Ausgestaltung weist das Kontaktelement gehäuseseitig einen Isolierbund mit einer Einführöffnung für das Trägerelement auf. Hierbei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass am Kontaktelement bzw. den meistens zwei an dieser Stelle vorgesehenen Kontaktelementen eine Hochvolt-Gleichspannung anliegt. Um an dieser Stelle die entsprechenden Abstände und erforderlichen elektrischen Isolationen zu realisieren, ist das betreffende Kontaktelement gehäuseseitig mit dem Isolierbund ausgerüstet, d. h. im Inneren des Gehäuses meistens bis zu einem Anschlussbereich des Kontaktelementes. Typischerweise handelt es sich bei dem Kontaktelement um eine Kontaktbuchse, weil das Steckverbinderteil meistens als kraftfahrzeugseitige Ladedose ausgebildet ist.
Der Isolierbund sorgt nun dafür, dass das Kontaktelement bzw. die Kontaktbuchse praktisch vollflächig mit dem Isolierbund bis auf die Einführöffnung für das Trägerelement abgedeckt wird, sodass in die Kontaktbuchse lediglich ein Kontaktstecker als Bestandteil des Ladesteckers eingesteckt werden kann und für den erforderlichen elektrischen Kontakt sorgt. Gleichwohl kann das Trägerelement unschwer montiert werden. Dazu ist es lediglich erforderlich, dass das Trägerelement die Einführöffnung im Isolierbund durchgreift und auf diese Weise tangential an das Kontaktelement bzw. seinen zylindrischen Bereich angelegt wird. Dabei sorgt das wenigstens eine Federelement bzw. in der Regel die mehreren Federelemente dafür, dass das Trägerelement entsprechend positioniert und mit der erforderlichen Kraft in Anlage am zylindrischen Kontaktelement im Innern der Einführöffnung gehalten wird.
Der Isolierbund stellt dabei in der Regel einen Bestandteil des Gehäuses dar und mag wie dieses aus Kunststoff hergestellt sein, beispielsweise zusammen mit dem Gehäuse ein einstückiges Kunststoffspritzgussteil definieren. Grundsätzlich kann der Isolierbund aber auch getrennt vom Gehäuse vorgesehen werden. In diesem Fall kann beispielsweise das Kontaktelement vom Isolierbund aufgenommen und die auf diese Weise gebildete Montagebaugruppe in das Gehäuse durch beispielsweise Rasten eingebaut werden. Darüber hinaus ist die Einführöffnung in der Regel größenmäßig an das Trägerelement bzw. an den Temperatursensor angepasst. D. h., die Einführöffnung entspricht typischerweise von ihrer Größe her den Außenabmessungen des Trägerelementes bzw. des Temperatursensors, sodass bei in die Einführöffnung eingebautem Trägerelement keine unabgedeckten Bereiche des Kontaktelementes beobachtet werden. Hierzu trägt ergänzend der Umstand bei, dass das Trägerelement eine zugleich wärmeleitende und elektrisch isolierende Umhüllung aufweist, sodass das Kontaktelement mithilfe des Isolierbundes und durch das zugleich mit der isolierenden Umhüllung ausgerüstete Trägerelement insgesamt elektrisch isolierend abgedeckt ist.
Bei dem Trägerelement handelt es sich typischerweise um eine Sensorplatine mit Leiterbahnen zur elektrischen Weiterleitung von Sensorsignalen. Tatsächlich wird an dieser Stelle meistens auf eine Leiterplatte aus einem elektrisch nicht leitenden Trägermaterial, beispielsweise Kunststoff, zurückgegriffen, welches mit auf- oder eingebrachten Leiterbahnen ausgerüstet ist. Über die Leiterbahnen können Signale des Temperatursensors beispielsweise zu einer an das Trägerelement über eine Zuleitung angeschlossenen Steuereinheit übermittelt werden.
Bei dem Temperatursensor handelt es sich typischerweise um einen Halbleitersensor oder einen Widerstandssensor, welcher beispielsweise einen positiven Temperaturkoeffizienten im Sinne eines PTC-Widerstandes haben kann. Bei solchen Temperatursensoren steigt der Widerstandswert mit steigender Temperatur. Umgangssprachlich werden diese Temperatursensoren auch als Kaltleiter bezeichnet und können beispielsweise aus einem Keramikmaterial als sogenannte Keramik-Kaltleiter hergestellt sein. Daneben ist es aber auch denkbar, elektrische Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten, sogenannte NTC-Widerstände als Temperatursensoren einzusetzen. In diesem Fall sinkt der Widerstand des betreffenden Temperatursensors mit steigender Temperatur. In der Regel ist der Temperatursensor endseitig des Trägerelementes auf seiner Oberseite oder Unterseite angeordnet. Das Trägerelement selbst ist als Rechteckstreifen ausgebildet. Durch die endseitige Anbringung des Temperatursensors mit Bezug zu dem Rechteckstreifen kann der Temperatursensor so platziert werden, dass er unmittelbar in Wärmekontakt mit dem zylindrischen Kontaktelement bzw. dem zylindrischen Bereich des Kontaktelementes bei tangential an das Kontaktelement angeordnetem Trägerelement tritt. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, dass der Temperatur-Sensor nicht endseitig, sondern vielmehr mittig des Trägerelementes eine Anordnung findet. In diesem Fall mag das Trägerelement mit einem Metallkern ausgerüstet sein, mit dessen Hilfe von der Berührfläche des Trägerelementes mit dem Kontaktelement Wärme bis hin zum Temperatursensor geleitet wird. In diesem Fall ist das Trägerelement beispielhaft als sogenannte Metallkern-Leiterplatte ausgelegt, wie sie im Detail in der DE 39 35 680 A1 beschrieben wird. Dabei wird eine Metallplatte im Innern mit Kunststoff umhüllt und lassen sich zusätzlich Leiterbahnen beispielsweise fotolithografisch aufbringen, wie dies im zuvor genannten Stand der Technik im Detail beschrieben wird.
Im Regelfall kommt jedoch als Trägerelement die Sensorplatine bzw. Leiterplatte aus Kunststoff mit aufgebrachten oder eingebetteten Leiterbahnen und ohne zusätzlichen Metallkern zum Einsatz. Denn der auf dem Trägerelement bzw. der Leiterplatte befindliche Temperatursensor ist im Allgemeinen an der Berührfläche des Trägerelementes mit dem Kontaktelement angeordnet, sodass der vom Kontaktelement ausgehende Wärmestrom unmittelbar und nahezu verzögerungsfrei auf den Temperatursensor trifft.
An dieser Stelle muss der vom Kontaktelement ausgehende Wärmestrom allerdings zunächst die in der Regel vorgesehene und das Trägerelement umschließende Umhüllung passieren, die erfindungsgemäß sowohl wärmeleitend als auch elektrisch isolierend ausgebildet ist. Dabei ist die Umhüllung insgesamt so ausgelegt, dass sie die Sensorplatine bzw. die Leiterplatte und den Temperatursensor gemeinsam umschließt. Bei der Umhüllung handelt es sich typischerweise um eine Kunststoffumhüllung.
Zu diesem Zweck greift die Umhüllung in der Regel auf ein Compound zurück, welches zunächst einmal als Kunststoff einen thermoplastischen Kunststoff wie beispielsweise PA (Polyamid), PBT (Polybutylenterephthalat), PP (Polypropylen), PPS (Polyphenylensulfid) oder vergleichbare thermoplastische Kunststoffe eingesetzt. Diese lassen sich besonders einfach durch Spritzgießen verarbeiten. Zusätzlich wird dem fraglichen Kunststoff bzw. dem Kunststoffcompound als Kunststoffumhüllung ein Füllstoff zugesetzt. Als geeignete Füllstoffe empfehlen sich hier beispielhaft Graphit, Carbonfasern oder auch Keramik.
Tatsächlich werden an dieser Stelle Duroplaste oder thermoplastische Kunststoffe vorteilhaft eingesetzt, die mit elektrisch isolierenden thermisch leitfähigen Füllstoffen ausgerüstet sind. Hier haben sich insbesondere Aluminiumverbindungen oder Borverbindungen und zwar bevorzugt Aluminiumoxid oder Bornitrid als besonders geeignet erwiesen. Die Grammatur dieser elektrisch isolierenden sowie thermisch leitfähigen Füllstoffe im Kunststoff kann Werte bis zu 50 Gew.-% und mehr betragen. Dabei lassen sich Wärmeleitfähigkeiten von mehr als 1 W/(m ■ K) bis hin zu 25 W/(m ■ K) erreichen. Weitere Einzelheiten im Hinblick auf solche Kunststoffe lassen sich dem an dieser Stelle als Referenz zu nennenden Stand der Technik nach der DE 102007 037 316 A1 entnehmen. Ähnliche Angaben finden sich in der DE 10 2013 208 605 A1 .
An dieser Stelle empfiehlt die Erfindung darüber hinaus, dass die Umhüllung für das Trägerelement inklusive Temperatursensor typischerweise eine Materialstärke von weniger als 1 mm, insbesondere von 0,5 mm und weniger aufweist. Dadurch wird eine sehr schnelle Wärmeübertragung vom Kontaktelement auf den Temperatursensor zur Verfügung gestellt, sodass eine etwaige Überhitzung an dieser Stelle unmittelbar erkannt und beispielsweise in eine Stromabschaltung münden kann. Schließlich empfiehlt die Erfindung eine spezielle Auslegung des Trägerelementes, nämlich eine solche, bei der das Trägerelement mit zwei sich gegenüberliegenden Temperatursensoren ausgerüstet ist. In diesem Fall können beispielsweise zwei Kontaktelemente für einen DC-Ladevorgang gleichzeitig mit einem (einzigen) Trägerelement temperaturüberwacht werden. Dabei versteht es sich, dass durch den Rückgriff auf die beiden sich gegenüberliegenden Temperatursensoren die beiden Kontaktelemente getrennt voneinander hinsichtlich einer etwaigen Überhitzung überwacht werden können. Sobald an einem der beiden Kontaktelemente Anzeichen für eine solche Überhitzung auftreten und beobachtet werden, wird dies seitens der mit den Sensorsignalen versorgten Steuereinheit dahingehend interpretiert, dass ein Abschalten oder eine Stromreduzierung erfolgt. Dabei versteht es sich, dass die beiden sich gegenüberliegenden Temperatursensoren erneut im Bereich der Berührfläche des Trägerelementes mit dem zugehörigen Kontaktelement angeordnet sind, um eine möglichst verzögerungsfreie Temperaturmessung realisieren und umsetzen zu können.
Schließlich ist die Auslegung meistens noch so getroffen, dass die Leiterbahn oder die mehreren Leiterbahnen als Bestandteile des Trägerelementes bzw. der an dieser Stelle realisierten Sensorplatine oder Leiterplatte ein oder mehrere Kontaktbereiche definieren. Über diese Kontaktbereiche und die in der Regel die Kontaktbereiche zumindest einseitig umschließenden Federelemente können nun besonders vorteilhaft die Sensorsignale zur Steuereinheit gelangen. Dabei versteht es sich, dass die fraglichen Kontaktbereiche nicht mit der Umhüllung der Sensorplatine inklusive Temperatursensor abgedeckt sind, sodass bei der Montage des Trägerelementes die Federelemente die fraglichen Kontaktbereiche unmittelbar elektrisch kontaktieren können.
D. h., erfindungsgemäß übernehmen die Federelemente eine zweifache Funktion, und zwar dergestalt, dass einerseits das betreffende Trägerelement in tangentialer Anlage an dem zu überwachenden Kontaktelement gehalten wird. Andererseits fungieren die Federelemente zugleich als elektrische Kontakte, nämlich um die Sensorsignale des auf oder an dem Trägerelement befestigten Temperatursensors an die Steuereinheit weiterleiten zu können. Grundsätzlich ist es natürlich auch denkbar und liegt im Rahmen der Erfindung, dass an dieser Stelle weitere Kontaktbereiche realisiert sind, die nicht notwendigerweise dem Transport der Sensorsignale seitens des Temperatursensors dienen.
Im Ergebnis wird ein Steckverbinderteil und insbesondere eine kraftfahrzeugseitige Ladedose mit Temperaturüberwachungseinrichtung zur Verfügung gestellt und realisiert, bei welcher sich die Temperaturüberwachungseinrichtung besonders flexibel an unterschiedliche Einbausituationen und Auslegungen der betreffenden Ladedose anpassen lässt. Das lässt sich im Kern darauf zurückführen, dass die Temperaturüberwachungseinrichtung auf zumindest ein flächiges Trägerelement zurückgreift, welches zu diesem Zweck tangential am zylindrischen Kontaktelement angeordnet wird. Dadurch sind spezielle Befestigungen am Kontaktelement oder bestimmte Montagerichtungen nicht erforderlich, was die besondere Flexibilität erklärt. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 das erfindungsgemäße Steckverbinderteil in Gestalt einer kraftfahrzeugseitigen Ladedose in einer Frontansicht,
Fig. 2 die zugehörige Rückansicht zur Fig. 1 ,
Fig. 3 den Gegenstand nach der Fig. 2 ausschnittsweise vergrößert und
Figuren 4A bis 4C die Montage eines alternativ eingesetzten Trägerelementes als Temperaturüberwachungseinrichtung. In den Figuren ist ein Steckverbinderteil zum mechanischen und elektrischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil dargestellt. Tatsächlich handelt es sich bei dem Steckverbinderteil nach dem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 und 2 um eine kraftfahrzeugseitige Ladedose 1 . Die Ladedose 1 ist zur Kopplung mit einem Ladestecker eingerichtet, der im Detail nicht dargestellt ist und einen Bestandteil einer elektrischen Ladeinfrastruktur für Elektro- oder Hybrid- Kraftfahrzeuge darstellt.
Zu diesem Zweck ist die Ladedose 1 mit einem Gehäuse 2 aus Kunststoff sowie wenigstens einem im Gehäuse 2 angeordneten elektrischen Kontaktelement 3 ausgerüstet. Nachfolgend werden lediglich die beiden für einen DC-Ladevorgang benötigten Kontaktelemente 3 betrachtet. Die zusätzlich vorgesehenen weiteren elektrischen Kontaktelemente 4 werden demgegenüber für einen AC- Ladevorgang benötigt und nachfolgend nicht näher problematisiert.
Die beiden Kontaktelemente 3 sind ausweislich der Figuren 3 und 4 mit einer Temperaturüberwachungseinrichtung 5, 6 ausgerüstet. Die Temperaturüber- wachungseinrichtung 5, 6 verfügt zu diesem Zweck über wenigstens ein flächiges Trägerelement 5 sowie zumindest einen daran angeordneten Temperatursensor 6 für das Kontaktelement 3.
Anhand der Figuren 3 und 4 erkennt man, dass das Trägerelement 5 flächig und als rechteckförmiger Streifen bzw. als Rechteckelement ausgebildet ist. Außerdem wird deutlich, dass der Temperatursensor 6 jeweils auf einer Oberfläche des Trägerelementes 5 angeordnet ist, und zwar endseitig des Trägerelementes 5 im Bereich einer Berührfläche 7 mit dem Kontaktelement 3.
Das Trägerelement 5 wird dabei mithilfe von mehreren Federelementen 8 gehalten und wird auf diese Weise erreicht, dass das Trägerelement 5 mit dem Kontaktelement 3 wärmegekoppelt wird. Bei den jeweiligen Federelementen 8 handelt es sich ausweislich der Figuren 4A bis 4C um jeweils U-förmige Federn, welche das rechteckförmige Trägerelement 5 randseitig umgreifen. Die einzelnen Federelemente 8 dienen nach dem Ausführungsbeispiel nicht nur zur Halterung des Trägerelementes 5, sondern sind zusätzlich noch an lediglich in der Fig. 3 angedeutete elektrische Leitungen 9 angeschlossen, die ihrerseits mit einer Steuereinheit 10 verbunden sind.
Erfindungsgemäß ist das Trägerelement 5 tangential an dem Kontaktelement 3 angeordnet, und zwar in Frontansicht auf das Kontaktelement 3. Dazu ist das Kontaktelement 3 zylindrisch zumindest im Bereich der Berührfläche 7 ausgebildet. Dadurch kann der Temperatursensor 6 unmittelbar in Wärmekontakt mit dem Kontaktelement 3 treten.
Man erkennt insbesondere anhand der Figuren 3 und 4A bis 4C, dass das Kontaktelement 3 gehäuseseitig mit einem Isolierbund 11 umschlossen ist, der eine Einführöffnung 12 für das Trägerelement 5 bzw. den in die Einführöffnung 12 eingreifenden Temperatursensor 6 auf dem Trägerelement 5 aufweist. Der Isolierbund 11 kann dabei einstückig mit dem Gehäuse 1 ebenfalls aus Kunststoff hergestellt sein. Grundsätzlich können der Isolierbund 11 und das Kontaktelement 3 aber auch eine vormontierbare Montagebaugruppe 3, 11 darstellen, die mit dem übrigen Gehäuse 1 beispielsweise rastend verbunden wird. Das ist im Detail jedoch nicht dargestellt.
Die Einführöffnung 12 ist größenmäßig an das Trägerelement 5 bzw. den vom Trägerelement 5 getragenen Temperatursensor 6 angepasst. Bei dem Trägerelement 5 handelt es sich um eine Sensorplatine bzw. Leiterplatte, die mit Leiterbahnen zur elektrischen Weiterleitung von Sensorsignalen des Temperatursensors 6 ausgerüstet ist. Die Leiterbahnen münden nach dem Ausführungsbeispiel in Kontaktbereiche 13, die man insbesondere in der Fig. 3 erkennen kann. Die Federelemente 8 umgreifen das Trägerelement 5 in diesen Kontaktbereichen 13, sodass auf diese Weise nicht nur das Trägerelement 5 in tangentialer Anlage an dem betreffenden Kontaktelement 3 gehalten wird, sondern zugleich die vom Temperatursensor 6 abgegebenen Sensorsignale über die Federelemente 8 und die Zuleitungen 9 an die Steuereinheit 10 übermittelt werden können.
Das Trägerelement 5 und der Temperatursensor 6 sind insgesamt mit einer zugleich wärmeleitenden und elektrisch isolierenden Umhüllung 14 ausgerüstet. Dabei ist Umhüllung 14 so ausgelegt, dass lediglich die zuvor bereits angesprochenen Kontaktbereiche 13 ausgespart sind. D. h., die Umhüllung 14 umschließt die Sensorplatine bzw. Leiterplatte und damit das Trägerelement 5 und den Temperatursensor 6 gemeinsam. Zu diesem Zweck handelt es sich bei der Umhüllung 14 um eine Kunststoffumhüllung, die durch Umspritzen des Trägerelementes 5 inklusive Temperatursensor 6 aufgebracht wird. Tatsächlich greift die Erfindung an dieser Stelle auf einen thermoplastischen Kunststoff zurück, wie er in der Beschreibungseinleitung bereits beschrieben worden ist. Bei dem Kunststoff handelt es sich im Detail um ein Kunststoff-Compound mit zugesetzten Füllstoffen.
Als Füllstoffe kommen solche zum Einsatz, die zugleich für eine gute Wärmeleitung und elektrische Isolierung des betreffenden thermoplastischen Kunststoffes sorgen, beispielsweise in Gestalt von Aluminiumoxid oder Bornitrid, wie dies einleitend bereits beschrieben wurde. Dadurch lässt sich die Umhüllung 14 aus Kunststoff nach wie vor per Spritzguss verarbeiten und ist zugleich sichergestellt, dass die Umhüllung 14 die Wärmeleitung vom Kontaktelement 3 bis zum Temperatursensor 6 im Bereich der Berührfläche 7 praktisch nicht behindert. Gleichwohl sorgt die Umhüllung 14 für die erforderliche elektrische Isolierung in diesem Bereich, sodass etwaige Probleme an dieser Stelle nicht beobachtet werden.
Tatsächlich verfügt die Umhüllung 14 nach dem Ausführungsbeispiel über eine Materialstärke, die in der Regel weniger als 1 mm und insbesondere 0,5 mm und weniger beträgt. Dadurch kann ein vom Kontaktelement 3 ausgehender Wärmestrom die Umhüllung 14 unmittelbar und in kurzer Zeit passieren sowie den Temperatursensor 6 im Bereich der Berührfläche 7 nahezu verzögerungsfrei erreichen. Als Folge hiervon werden mithilfe des Temperatursensors 6 unmittelbar etwaige Überhitzungen des Kontaktelementes 3 erfasst und an die Steuereinheit 10 wie beschriebenen gemeldet. Die Steuereinheit 10 kann daraufhin beispielsweise den Ladestrom an den Kontaktelementen 3 reduzieren oder sogar gänzlich abschalten.
Im Rahmen der Figuren 4A bis 4C ist nun eine Variante dergestalt bildlich wiedergegeben, bei welcher das Trägerelement 5 mit zwei sich gegenüberliegenden Temperatursensoren 6 ausgerüstet ist. Auf diese Weise können die beiden benachbarten Kontaktelemente 3 unter Rückgriff auf ein einziges Trägerelement 5 mit den beiden Temperatursensoren 6 hinsichtlich ihrer Temperatur überwacht werden. Anhand der Abfolge der Figuren 4A bis 4C erkennt man die einfache Montage des Trägerelementes 5 inklusive der beiden Temperatursensoren 6, die zu diesem Zweck in die im Gehäuse verankerten Federelemente 8 eingesteckt werden. Dadurch kommt es zugleich zwischen den Federelementen 8 und den zugehörigen Kontaktbereichen 13 der Leiterbahn der Trägerelemente 5 zur gewünschten elektrischen Verbindung, sodass auch in diesem Fall die beiden Temperatursensoren 6 unabhängig voneinander die zugehörigen Kontaktelemente 3 im Hinblick auf etwaige Überhitzungen überwachen können. D. h., auch in diesem Fall werden die beiden Kontaktelemente 3 getrennt voneinander mithilfe der zugehörigen Temperatursensoren 6 überwacht und werden etwaige Überhitzungen an die Steuereinheit 10 wie beschrieben gemeldet.
Bezugszeichenliste:
1 Ladedose
2 Gehäuse 3 elektrische Kontaktelemente (DC)
4 elektrische Kontaktelemente (AC)
5, 6 Temperaturüberwachungseinrichtung
5 flächiges Trägerelement
6 Temperatursensor 7 Berührfläche
8 Federelemente
9 elektrische Leitungen
10 Steuerheinheit
11 Isolierbund 3, 11 Montagebaugruppe
12 Einführöffnung
13 Kontaktbereiche
14 Umhüllung

Claims

Patentansprüche
1. Steckverbinderteil zum mechanischen und elektrischen Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil, insbesondere kraftfahrzeugseitige Ladedose (1 ) zur Kopplung mit einem Ladestecker als Bestandteile einer elektrischen Ladeinfrastruktur für Elektro- oder Hybrid-Kraftfahrzeuge, oder umgekehrt, mit einem Gehäuse (2) sowie wenigstens einem im Gehäuse (2) angeordneten elektrischen Kontaktelement (3), und mit einer Temperaturüberwachungseinrichtung (5, 6) mit wenigstens einem flächigen Trägerelement (5) sowie zumindest einem daran angeordneten Temperatursensor (6) für das Kontaktelement (3), wobei das Trägerelement (5) mithilfe von zumindest einem Federelement (8) mit dem Kontaktelement (3) wärmekoppelbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Trägerelement (5) tangential an dem Kontaktelement (3) angeordnet ist.
2. Steckverbinderteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktelement (3) gehäuseseitig einen Isolierbund (11 ) mit einer Einführöffnung (12) für das Trägerelement (5) aufweist.
3. Steckverbinderteil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einführöffnung (12) größenmäßig an den Temperatursensor (6) angepasst ist.
4. Steckverbinderteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (5) eine Sensorplatine mit Leiterbahnen zur elektrischen Weiterleitung von Sensorsignalen aufweist.
5. Steckverbinderteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (5) eine zugleich wärmeleitende und elektrisch isolierende Umhüllung (14) aufweist.
6. Steckverbinderteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (14) die Sensorplatine und den Temperatursensor (6) gemeinsam umschließt.
7. Steckverbinderteil nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (14) als Kunststoffumhüllung ausgebildet ist.
8. Steckverbinderteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Kunststoff ein Duroplast oder ein thermoplastischer Kunststoff mit zugesetztem Füllstoff zum Einsatz kommt.
9. Steckverbinderteil nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung (14) eine Materialstärke von weniger als 1 mm, insbesondere von 0,5 mm und weniger, aufweist.
10. Steckverbinderteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (5) mit zwei sich gegenüberliegenden Temperatursensoren (6) ausgerüstet ist.
EP23724162.5A 2022-04-05 2023-03-22 Steckverbinderteil Pending EP4505558A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022108104.4A DE102022108104A1 (de) 2022-04-05 2022-04-05 Steckverbinderteil
PCT/DE2023/100219 WO2023193844A1 (de) 2022-04-05 2023-03-22 Steckverbinderteil

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4505558A1 true EP4505558A1 (de) 2025-02-12

Family

ID=86387133

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23724162.5A Pending EP4505558A1 (de) 2022-04-05 2023-03-22 Steckverbinderteil

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20250214459A1 (de)
EP (1) EP4505558A1 (de)
JP (1) JP2025511769A (de)
KR (1) KR20240170938A (de)
CN (1) CN118975069A (de)
DE (1) DE102022108104A1 (de)
WO (1) WO2023193844A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102023135532A1 (de) * 2023-12-18 2025-06-18 Te Connectivity Solutions Gmbh Hochstromkontakteinrichtung zur Übertragung elektrischer Energie
DE102024100685A1 (de) * 2024-01-10 2025-07-10 Lisa Dräxlmaier GmbH Hochvolt-temperaturmessanordnung und ladeverbinder und elektrofahrzeug damit

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3935680A1 (de) 1989-10-26 1991-05-02 Standard Elektrik Lorenz Ag Verfahren zum herstellen einer metallkern-leiterplatte
DE102007037316A1 (de) 2007-08-08 2009-02-12 Lanxess Deutschland Gmbh Thermisch leitfähige und elektrisch isolierende thermoplastische Compounds
DE102013208605A1 (de) 2013-05-10 2014-11-13 Robert Bosch Gmbh Wärmeleitfähige Kunststoffbauteile mit erhöhter Wärmeleitung in Dickenrichtung
DE102014111185A1 (de) 2014-08-06 2016-02-11 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Steckverbinderteil mit einer Temperatursensoreinrichtung
DE102015104170B4 (de) 2015-03-20 2017-10-19 Kriwan Industrie-Elektronik Gmbh Anschlusssteckvorrichtung
DE102015106251A1 (de) 2015-04-23 2016-10-27 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Steckverbinderteil mit einer Temperaturüberwachungseinrichtung
BE1025169B1 (de) * 2017-04-24 2018-11-28 Phoenix Contact E-Mobility Gmbh Steckverbinderteil mit einer Temperaturüberwachungseinrichtung
CN208238969U (zh) 2018-05-31 2018-12-14 泰科电子(上海)有限公司 温度传感器导热组件及连接器
FR3087584B1 (fr) 2018-10-23 2020-11-13 Aptiv Tech Ltd Dispositif de connexion pour vehicule equipe d'un capteur de temperature
JP7185660B2 (ja) * 2020-06-03 2022-12-07 矢崎総業株式会社 コネクタ
DE102020124513A1 (de) 2020-09-21 2022-03-24 Lisa Dräxlmaier GmbH Vorrichtung zum elektrischen laden einer fahrzeugbatterie eines elektrisch betriebenen fahrzeugs und verfahren zum herstellen einer vorrichtung zum elektrischen laden einer fahrzeugbatterie eines elektrisch betriebenen fahrzeugs
CN114024178B (zh) 2021-11-17 2024-04-05 湖南省泰格莱精密电子有限公司 国标汽车充电连接器

Also Published As

Publication number Publication date
US20250214459A1 (en) 2025-07-03
CN118975069A (zh) 2024-11-15
DE102022108104A1 (de) 2023-10-05
KR20240170938A (ko) 2024-12-05
WO2023193844A1 (de) 2023-10-12
JP2025511769A (ja) 2025-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3667831B1 (de) Steckverbinderteil mit einer leiterplatte
EP3616270B1 (de) Steckverbinderteil mit einer temperaturüberwachungseinrichtung
EP3286804B1 (de) Steckverbinderteil mit einer temperaturüberwachungseinrichtung
WO2020233986A1 (de) Steckverbinderteil mit einer an kontaktlamellen eines kontaktelements angeordneten sensoreinrichtung
DE112020000405T5 (de) Buchsenverbinder für Ladeeingangsanordnung
WO2023193844A1 (de) Steckverbinderteil
EP3692559B1 (de) Elektrischer netzstecker
EP3183781A1 (de) Steckverbinderteil mit temperatursensoren
DE102018131558A1 (de) Steckverbinderteil mit einer Temperaturüberwachungseinrichtung
DE102016001572A1 (de) Ladeverbinder, Anschlusspassstück und Verfahren zum Fixieren eines Sensors an einem Anschlusspassstück
DE202017101060U1 (de) Steckverbinder, insbesondere für eine Hochstromanwendung
DE102020126192A1 (de) Temperaturerfassungseinrichtung für ein Steckverbinderteil
DE102009016157A1 (de) Abgeschirmte Steckverbinderanordnung
EP2559110B1 (de) Vorrichtung zum elektrischen verbinden eines kabels, insbesondere steckverbindungsteil mit einem schirmkontaktelement
BE1028678B1 (de) Temperaturerfassungseinrichtung für ein Steckverbinderteil
DE102019109393A1 (de) Leiterplattendurchführung
DE102018124028A1 (de) Sensorvorrichtung, spannungsversorgungssystem und verfahren
WO2006133824A1 (de) Fremdstartstützpunkt
WO2023198241A1 (de) Steckverbinderteil
DE102020126188A1 (de) Baugruppe eines Steckverbinderteils mit einer Temperaturüberwachungseinrichtung
EP1691579A1 (de) Elektrische Heizvorrichtung, insbesondere für den Einsatz in Kraftfahrzeugen
DE19903431B4 (de) Stecker für einen Zigarettenanzünder eines Kraftfahrzeuges
EP1043805A2 (de) Elektrische Verbindungs- oder Anschlussklemme
DE102020121194A1 (de) Kontaktanordnung für eine Ladesteckverbindung, Ladevorrichtung und Kraftfahrzeug
EP3734298B1 (de) Messanordnung zum erfassen eines elektrischen stroms

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20240904

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
19U Interruption of proceedings before grant

Effective date: 20251201

19W Proceedings resumed before grant after interruption of proceedings

Effective date: 20270104