EP4590539A1

EP4590539A1 - Ladesteckverbinder für elektro- und hybridfahrzeuge

Info

Publication number: EP4590539A1
Application number: EP23772763.1A
Authority: EP
Inventors: Michael Berres
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2022-09-23
Filing date: 2023-09-01
Publication date: 2025-07-30
Also published as: DE102022124503A1; WO2024061402A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Ladesteckverbinder (1) für Elektro- und Hybridfahrzeuge (18), mit Ladekontakten (2), zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte (3) eines korrespondierenden Ladesteckverbinders (4), einem Steckbereich (5), in dem der Ladesteckverbinder (1) im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder (4) gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder (4) in Steckrichtung überlappt und die Ladekontakte (2, 3) der beiden Steckverbinder (1, 4) in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen, einem Anschlussbereich (6), in dem die Ladekontakte (2) galvanisch leitend an elektrische Leitungen (7) angeschlossen sind, die von dem Ladesteckverbinder (1) wegführen, und einem von den Ladekontakten (2) verschiedenen Wärmeleitelement (8), das sich vom Steckbereich (5) bis zum Anschlussbereich (6) erstreckt. Auf diese Weise wird ein verbesserter Wärmeabtrag bei einem Ladesteckverbinder (1) erzielt, der selbst mit keinem Kühlsystem von Seiten einer Ladestation (20) ausgestattet ist.

Description

Ladesteckverbinder für Elektro- und Hybridfahrzeuge

Die Erfindung betri fft einen Ladesteckverbinder für Elektro- und Hybridfahrzeuge , mit Ladekontakten, zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte eins korrespondierenden Ladesteckverbinder, einem Steckbereich, in dem der Ladesteckverbinder im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder in Steckrichtung überlappt und die Ladekontakte der beiden Steckverbinder in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen, und einem Anschlussbereich, in dem die Ladekontakte galvanisch leitend an elektrische Leitungen angeschlossen sind, die von dem Ladesteckverbinder wegführen .

Elektro- und Hybridfahrzeuge verfügen über einen aufladbaren Energiespeicher, in der Regel eine Hochvolt-Batterie , die im Fährbetrieb einem elektrischen Antriebsmotor Energie bereitstellt . Die Speicherkapazitäten dieser Hochvolt-Batterien sind begrenzt , so dass sie regelmäßig an einer Ladestation wieder aufgeladen werden müssen . Das Laden der Batterie erfolgt über ein zwischen Ladestation und Fahrzeug vorgesehenes Ladekabel , wobei das Ladekabel z . B . gemäß der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 auf der einen Seite mit einem Ladestecker, der in eine an der Ladestation vorgesehene Ladesteckdose einsteckbar ist , und auf der anderen Seite mit einer Ladekupplung versehen ist , die mit einem im Elektro- und Hybridfahrzeug installierten Ladeeinbaustecker verbindbar ist . Vorliegend werden Ladesteckdosen, Ladestecker, Ladekupplungen und Ladeeinbaustecker unter dem Begri f f „Ladesteckverbinder" subsummiert . Ladesteckdosen und Ladekupplungen weisen als Ladekontakte Kontakthülsen auf und Ladestecker sowie in Elektro- und Hybridfahrzeuge einbaubare Ladeeinbaustecker weisen als Ladekontakte Kontaktstif te auf , die in die Kontakthülsen einsteckbar sind .

Wie z . B . in der EP 3 043 421 Al dargelegt , hei zt sich aufgrund eines durch den Ladesteckverbinder fließenden Ladestroms dieser wegen ohmscher Stromwärmeverlusten auf . Das Aufhei zen des Ladesteckverbinders ist j edoch auf eine Grenztemperaturerhöhung limitiert . So ist beispielsweise gemäß der Norm IEC 62196-3 die Grenztemperaturerhöhung auf 50 K limitiert . Dies wiederum führt bei größtenteils genormten Steckverbindergeometrien zu einem maximalen Ladestrom, der in der Regel nicht größer als 200 A im Dauer- lastbestrieb sein kann . Bei einer intermittierenden Aufladung der Batterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs sind j edoch höhere Ladeströme über begrenzte Zeiträume notwendig, um die Batterie in einer gewünschten kurzen Zeit auf zuladen . Dies kann zu einer temporären Erhitzung der Ladesteckverbinder führen, die über der Grenztemperaturerhöhung liegt . Der Leitungsquerschnitt der Elektroanschlusskörper lässt sich nicht beliebig vergrößern, da die Steckverbindergeometrien genormt sind und darüber hinaus für die Elektroanschlusskörper eine möglichst geringe Menge an leitfähigem Material , üblicherweise Kupfer, verwendet werden soll .

Insofern soll gemäß der EP 3 043 421 Al die Aufgabe gelöst werden, einen Elektroanschlusskörper bereitzustellen, der erhöhte Ladeströme bei einer begrenzten Aufhei zung ermöglicht und daher eine erhöhte Kurz zeitstromtragfähigkeit aufweist . Diese Aufgabe soll dadurch gelöst sein, dass ein Elektroanschlusskörper für einen Ladestecker bzw . eine Ladebuchse bereitgestellt wird, wobei der Elektroanschlusskörper einen ersten Anschlussbereich zur galvanischen Verbindung mit einem elektrischen Energieempfänger und einen zweiten Anschlussbereich zur galvanischen Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle aufweist , wobei der Elektroanschlusskörper so ausgestaltet ist , das s dieser einen im Elektroanschlusskörper ausgebildeten Kühl fluidkanal aufweist , wobei der Kühl fluidkanal des Elektroanschlusskörpers mit einer Kühl fluidquelle fluidverbunden ist , die in einer Ladestation angeordnet ist .

Eine Kühlung eines Ladesteckverbinders für Elektro- und Hybridfahrzeuge , die von der Seite der Ladestation ausgeht , ist auch ansonsten aus dem Stand der Technik gut bekannt . So beschreibt die DE 10 2015 119 338 Al , dass an einem Kontakthülsenelement eines Ladesteckers zwei Anschlussstellen für Kühlmittelleitungen angeordnet sind . Mittels eines spiral förmigen Auf steckelements wird Kühlmittel zirkular um das Kontakthülsenelement geleitet . Die zwei Anschlussstellen dienen als Zu- und Ablauf für das Kühlmittel , das von der Ladestation zum Ladestecker geleitet wird . Die EP 3 433 902 Bl beschreibt ebenfalls ein Steckverbinderteil mit gekühlten Kontaktelementen . Auch hier ist ladestationsseitig das Heranführen eines Kühlmittels via Kühlmittelleitungen an die Kontaktelemente der an dem Ladekabel angeschlossenen Ladekupplung vorgesehen . Als Kühlmittel ist ein Fluid vorgesehen, welches senkrecht zum Kontaktelement in das ausgehölte Kontaktelement geleitet wird und innerhalb des Kontaktelements zurückströmt . Die 10 2016 105 361 B4 beschreibt schließlich ebenfalls ein Steckverbinderteil mit einem gekühlten Kontaktelement , wobei auch hier ladestationsseitig das Heranführen eines Kühlmittels via Kühlmittelleitungen an die Kontaktelemente einer am Ladekabel angeschlossenen Ladebuchse vorgesehen ist . An den Kontaktelementen sind dabei Leitelemente angeordnet , die ein Umströmen der Kontaktelemente durch das Kühlmittel in Form von Pressluft gewähren sollen .

Ausgehend davon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Wärmeabtrag bei einem Ladesteckverbinder zu erzielen, der selbst mit keinem Kühlsystem von Seiten einer Ladestation ausgestattet ist .

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst . Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben .

Erfindungsgemäß wird somit ein Ladesteckverbinder für Elektro- und Hybridfahrzeuge bereitgestellt , mit

Ladekontakten, zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte eins korrespondierenden Ladesteckverbinder, einem Steckbereich, in dem der Ladesteckverbinder im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder in Steckrichtung überlappt und die Ladekontakte der beiden Steckverbinder in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen, einem Anschlussbereich, in dem die Ladekontakte galvanisch leitend an elektrische Leitungen angeschlossen sind, die von dem Ladesteckverbinder wegführen, und einem von den Ladekontakten verschiedenen Wärmeleitelement , das sich vom Steckbereich in den Anschlussbereich erstreckt .

Wenn vorliegend von einem korrespondierenden Ladesteckverbinder die Rede ist , dann ist damit einerseits ein Ladesteckverbinder gemeint, der das selbe Steckgesicht wie der erfindungsgemäße Ladesteckverbinder aufweist , wobei das eine Steckgesicht aber Kontaktsti fte aufweist , wenn das andere Steckgesicht Kontakthülsen aufweist , und umgekehrt . Das Set aus erfindungsgemäßem Ladesteckverbinder und korrespondierendem Ladesteckverbinder kann also zusammengesteckt werden . Andererseits wird vorliegend auch dann von einem korrespondieren Ladesteckverbinder gesprochen, wenn die Steckgesichter im zuvor genannten Sinne sich nur teilweise entsprechen, also der korrespondiere Ladesteckverbinder z . B . nicht alle Kontakte aufweist , die bei dem erfindungsgemäßen Ladesteckverbinder vorhanden sind, die vorhandenen Kontakte des korrespondieren Ladesteckverbinders aber vom Steckgesicht her dem erfindungsgemäßen Ladesteckverbinder entsprechen, so dass der erf indungsgemäße Ladesteckverbinder und der korrespondierende Ladesteckverbinder auch in diesem Fall zusammengesteckt werden können .

Ein solcher Fall liegt z . B . vor bei einer an einem Ladekabel angeschlossenen Ladekupplung für ein Gleichstromladen nach der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 . Eine solche Ladekupplung ist in einen in die Karosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs eingebauten und für Wechselstromladen sowie für Gleichstromladen geeigneten Ladeeinbaustecker einsteckbar, wobei im Wechselstromsteckgesicht bei der Gleichstromladenladekupplung nur die Kommunikationskontakte und der Schutzkontakt vorhanden sind, j edoch keine Kontakte für Außenleiter und einen Mittelleiter für ein Wechselstromladen .

Als Wärmeleitelement wird vorliegend ein solches Element verstanden, das dazu führt , dass die Wärmeleitfähigkeit des erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders in Steckrichtung größer ist als ohne das Wärmeleitelement . Der Einbau des Wärmeleitelements verbessert also die Möglichkeit des Ladesteckverbinders , in dem Ladesteckverbinder entstehende Wärme in mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder gesteckten Zustand in Richtung zu dem korrespondierenden Ladesteckverbinder hin abzuleiten .

Vorliegend wird von einem Steckbereich des erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders gesprochen, in dem der Ladesteckverbinder im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder in Steckrichtung überlappt und die Ladekontakte der beiden Steckverbinder in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen . Ein solcher Steckbereich eines Ladesteckverbinders ist im Al lgemeinen auch dadurch definiert und insofern geometrisch begrenzt , als dass der Ladesteckverbinder eine Einrichtung aufweist , die sicherstellt , dass die beiden Ladesteckverbinder im gesteckten Zustand über eine bestimmte maximale Länge miteinander in Überlappung stehen, die dem vollständig eingesteckten Zustand des einen Ladesteckverbinders in den anderen Ladesteckverbinders entspricht .

Es ist somit ein maßgeblicher Aspekt der Erfindung, die passive Kühlung seitens des Ladesteckverbinders zu unterstützen und dazu die thermische Kopplung zwischen dem Ladesteckverbinder und einem mit diesem gesteckten korrespondieren Ladesteckverbinder zu nutzen, so dass Wärme effektiv von dem Ladesteckverbinder auf den korrespondierenden Ladesteckverbinder übertragen werden kann . Dies i st von besonderem Nutzen, wenn der korrespondierende Ladesteckverbinder mit einem aktiven Kühlsystem ausgestattet ist , wie eingangs unter Bezugnahme auf den Stand der Technik beschrieben . Durch das erfindungsgemäß vorgesehen Wärmeleitelement kann nämlich in dem erfindungsgemäßen Ladesteckverbinder entstehende Wärme in Richtung zu dem aktiven Kühlsystem des korrespondierenden Ladesteckverbinders abgeführt werden, so dass dieses aktive Kühlsystem praktisch für den erfindungsgemäßen Steckverbinder mit genutzt werden kann .

Grundsätzlich können die Ladekontakte ganz unterschiedliche Formen aufweisen . Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Ladekontakte j edoch im Querschnitt kreis förmig . Dabei sind sie vorzugsweise als Kontakthülsen bzw . als in Kontakthülsen einsteckbare Kontaktsti fte ausgebildet .

Wie zuvor schon erläutert , liegt die einzige Anforderung an das Wärmeleitelement darin, dass es dazu führt , dass die Wärmeleitfähigkeit des erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders in Steckrichtung größer ist als ohne das Wärmeleitelement . Der Einbau des Wärmeleitelements soll also die Möglichkeit des Ladesteckverbinders verbessern, in dem Ladesteckverbinder entstehende Wärme in mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder gesteckten Zustand in Richtung zu dem korrespondierenden Ladesteckverbinder hin abzuleiten . Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist dazu vorgesehen, dass das Wärmeleitelement aus Metall hergestellt ist , vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium . Im Übrigen sind natürlich auch andere gut wärmeleitfähige Materialien und Materialmischungen für das Wärmeleitelement möglich, die zu dem in Rede stehenden verbesserten Wärmeabtrag von dem erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders führen .

Die Erfindung fordert erst mal nur, dass sich das Wärmeleitelement von dem Steckbereich des Ladesteckverbinders in den Anschlussbereich des Lades teckverbinderst erstreckt . Dabei ist aber vorzugsweise vorgesehen, dass sich das Wärmeleitelement in Steckrichtung erstreckt . Auf diese Weise wird für den Wärmeabtransport von dem Ladesteckverbinder der kürzeste Weg bereitgestellt , was einem ef fektiven Wärmeabtrag zuträglich ist .

Dabei ist es vorzugsweise so , dass das Wärmeleitelement parallel zu einem Ladekontakt verläuft und im Steckbereich auf der selben Länge endet wie der parallele Ladekontakt . Im Rahmen dieser bevorzugten Weiterbildung ist es aber auch möglich, dass das Wärmeleitelement vor dem paral lelen Ladekontakt endet , insbesondere in einem Bereich zwischen 1 und 3 mm vor dem Ende des parallelen Ladekontakts . In beiden Fällen kann erreicht werden, dass das Wärmeleitelement beim Stecken nicht stört und gleichwohl im gesteckten Zustand sehr nahe an den korrespondieren Ladesteckverbinder heranreicht , was den Wärmeabtrag unterstützt .

Genauso ist es von Vorteil , wenn das Wärmeleitelement im Anschlussbereich auf der selben Länge wie der parallele Ladekontakt oder erst hinter dem parallelen Ladekontakt endet . Auf diese Weise kann aus einem großen Bereich in dem Ladesteckverbinder Wärme aufgenommen und im gesteckten Zustand an den korrespondierenden Ladesteckverbinder weitergegeben werden .

Es gibt eine Viel zahl unterschiedlicher geometrischer Anordnungsmöglichkeiten im Ladesteckverbinder für das Wärmeleitelement . Vorzugsweise ist das Wärmeleitelement j edoch so angeordnet , dass es in einem Bereich zwischen zwei Gleichstromladekontakten verläuft . Beim Gleichstromladen entstehen im Bereich der Gleichstromkontakte besonders hohe Temperaturen, und zwar aufgrund der höheren Ströme auch deutlich höhere Temperaturen als im Bereich der Wechselstromladekontakte beim Wechselstromladen .

Vorliegend werden solche Kontakte als Gleichstromladekontakte bezeichnet , die ausschließlich für das Laden mit Gleichstrom vorgesehen sind . In Abgrenzung dazu gibt es Wechselstromladekontakte . Damit s ind die Außenleiter sowie der Neutralleiter (Mittelleiter ) gemeint , die j edenfal ls auch für eine Laden mit Wechselstrom vorgesehen sind . Als Außenleiter (umgangssprachlich auch als Phase bezeichnet ) wird dabei ein Leiter bezeichnet , der im üblichen Betrieb unter Spannung steht und zur Übertragung oder Verteilung elektrischer Energie beitragen kann, aber kein Neutralleiter ist . Ein Neutralleiter ist ein Leiter, der mit dem Neutralpunkt elektrisch verbunden und in der Lage ist , zur Verteilung elektrischer Energie bei zutragen . In der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 werden die Kontakte , die vorliegend als Wechselstromladekontakte bezeichnet werden, mit LI , L2 und L3 (Außenleiter ) und mit N (Neutralleiter ) und die Gleichstromladekontakte mit DC+ und DC- bezeichnet . Diesem Verständnis soll nicht entgegenstehen, das s die europäische Norm IEC 62196 Typ 2 auch eine Betriebsart kennt , gemäß der über die Kontakte LI , L2 , L3 und N ein Gleichstromladen erfolgt .

Ganz besonders bevorzugt ist es nun, wenn zwei parallel zueinander verlaufende Wärmeleitelemente vorgesehen sind . Im Fall der Anordnung dieser Wärmeleitelemente im Bereich zweier parallel zueinander verlaufender Gleichstromladekontakte ist es von besonderem Vorteil , wenn die Ebene , in der die Längsachsen der beiden Gleichstromladekontakte liegen, parallel zu der Ebene ist , in der die Längsachsen der beiden Wärmeleitelemente l iegen . Genz besonders bevorzugt ist also eine derartige Anordnung, bei der die beiden Wärmeleitelement zwischen den beiden Gleichstromladekontakten in Bereichen etwas oberhalb bzw . etwas unterhalb der Gleichstromladekontakte verlaufen .

Dabei können die Wärmeleitelemente grundsätzlich verschiedene Formen aufweisen . Gemäß einer bevorzugten Weiterbil- dung der Erfindung ist j edoch vorgesehen, dass die Wärmeleitelemente beide j eweils im Querschnitt eine Dreiecksform aufweisen und j eweils mit einer Ecke des Dreiecks zu der Achse zeigen, die in der Mitte zwischen den beiden Gleichstromladekontakten parallel zu diesen verläuft . Dabei ist es ganz besonders bevorzugt, dass die beiden Seiten des Dreiecks , die zu der Ecke führen, die zu der Achse zeigen, die in der Mitte zwischen den beiden Gleichstromladekontakten parallel zu diesen verläuft , konkav sind . Von Vorteil ist es dabei , wenn die konkaven Seiten im Querschnitt j eweils einer solchen Form folgen, die durch einen Kreis gegeben sind, dessen Mittelpunkt auf der Längsachse des j eweiligen Ladekontakts liegt . Damit wird eine Form und Lage der beiden Wärmeleitelemente erzielt , gemäß der die Wärmeleitelemente über einen relativ großen Bereich sehr nahe an die Gleichstromladekontakte heranreichen .

Die Erfindung betri f ft außerdem die Verwendung eines Ladesteckverbinders nach einem der vorhergehenden Ansprüche an der Fahrzeugkarosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs . Dabei ist es ganz besonders bevorzugt , dass der Ladesteckverbinder eine Ladeeinbaustecker ist , insbesondere nach der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 .

Außerdem betri f ft die Erfindung ein System aus einem Ladesteckverbinder wie zuvor beschrieben und einem zu diesem korrespondieren Ladesteckerbinder, wobei der korrespondierende Ladesteckverbinder mit einem mit einem Kühl fluid beaufschlagbaren Kühlelement versehen ist . Dieses System ist vorzugsweise dahingehend ausgestaltet , dass es weiterhin eine Ladestation und ein mit der Ladestation verbundenes und den korrespondierenden Ladesteckverbinder tragendes Ladekabel aufweist , wobei die Ladestation eine Kühl fluidquelle aufweist und das Ladekabel mit Kühl fluidleitungen versehen ist , um das Kühl fluid von der Kühl fluidquelle zu dem Kühlelement des korrespondieren Ladesteckverbinder und wieder zurück zu transportieren . Die Kühl fluidquelle der Ladestation ist dabei derart ausgestaltet , dass erwärmtes , von dem Ladesteckverbinder zurückgeführtes Kühl fluid wieder abgekühlt wird, so dass es erneut für eine Kühlung zur Verfügung steht .

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Aus führungsbeispiele weiter im Detail beschrieben .

In den Zeichnungen zeigen

Fig . 1 in einer perspektivischen Ansicht einen Ladesteckverbinder gemäß einem bevorzugten Aus führungsbeispiel der Erfindung,

Fig . 2 in einer perspektivischen Ansicht einen zum dem Steckverbinder aus Fig . 1 korrespondierenden Ladesteckverbinder,

Fig . 3a schematisch den Ladesteckverbinder aus Fig . 1 in einer Seitenansicht , Fig . 3b einen Schnitt des Ladesteckverbinders aus Fig . 3a entlang der Linie A-A,

Fig . 4 das in Fig . 3b gezeigte Wärmeleitelement in einer perspektivischen Ansicht ,

Fig . 5a das in Fig . 3b gezeigte Wärmeleitelement im

Querschnitt ,

Fig . 5b ein Wärmeleitelement mit einem dreieckigen

Querschnitt ,

Fig . 5c ein Wärmeleitelement mit einem kreisrunden

Querschnitt und

Fig . 6 schematisch ein System mit einem Ladesteckverbinder, einem korrespondierenden Ladesteckverbinder, einem Ladekabel , einer Ladestation und einem Kühlsystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung .

Aus Fig . 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein Ladesteckverbinder 1 gemäß einem bevorzugten Aus führungsbeispiel der Erfindung ersichtlich . Dabei handelt es sich um einen Ladeeinbaustecker zum Einbau in die Fahrzeugkarosserie 17 eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 18 , wie schematisch in Fig . 6 dargestellt . Der vorl iegende Ladesteckverbinder 1 ist im Wesentlichen und von seinem Steckgesicht her ein Ladeeinbaustecker gemäß der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 . Neben nicht weiter mit Bezugs zeichen versehenen Wechselstromladekontakten, einem Schutzkontakt und Kommunikationskontakten weist der Ladesteckverbinder 1 zwei Gleichstromladekontakte 2 für ein Gleichstromladen auf .

Der Ladesteckverbinder 1 ist aus einem vorderen Gehäuseteil 24 und einem hinteren Gehäuseteil 25 zusammengesetzt . Das vordere Gehäuseteil 24 ist mit dem hinteren Gehäuseteil 25 mittels einer Laserverschweißung verbunden . Das vordere Gehäuseteil 24 ist das Gehäuseteil , das im in einer Fahrzeugkarosserie 17 eingebauten Zustand nach außen zeigt und dafür vorgesehen ist, einen korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 zum empfangen .

Ein solcher korrespondierender Ladesteckverbinder 4 ist in einer perspektivischen Ansicht aus Fig . 2 ersichtlich . Dabei handelt es sich um eine Ladekupplung für ein Gleichstromladen, die im Wesentlichen und von ihrem Steckgesicht her der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 entspricht . Für das Gleichstromladen sind zwei Gleichstromladekontakte 14 vorgesehen, die beim Laden mit den Gleichstromladekontakten 2 des Ladesteckverbinders 1 Zusammenwirken . Konkret sind die Gleichstromladekontakte 2 des Ladesteckverbinders 1 vorliegend als Kontaktsti fte ausgebildet und die Gleichstromladekontakte 14 des korrespondierenden Ladesteckverbinders 4 als Kontakthülsen, in die die Kontaktsti fte einsteckbar sind . Außerdem weist der korrespondierende Ladesteckverbinder 4 zwei Kommunikationskontakte 16 sowie einen Schutzkontakt 15 auf .

Wie insbesondere Fig . 3a entnehmbar, weist der Ladesteckverbinder 1 einen Steckbereich 5 im vorderen Gehäuseteil 24 und einen Anschlussbereich 6 im hinteren Gehäuseteil 25 auf . Der Steckbereich 5 ist als ein solcher Bereich definiert , in dem der Ladesteckverbinder 1 im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 in Steckrichtung überlappt und die Gleichstromladekontakte 2 , 14 der beiden Steckverbinder 1 , 4 in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen . Der Anschlussbereich 6 ist als ein solcher Bereich definiert , in dem die Ladekontakte 2 des Ladesteckverbinders galvanisch leitend an elektrische Leitungen 7 angeschlossen sind, die von dem Ladesteckverbinder 1 zu einer nicht weiter dargestellten Batterie führen .

Maßgeblich bei dem hier beschriebenen bevorzugten Aus führungsbeispiel der Erfindung ist nun, dass zwei metal lische Wärmeleitelemente 8 aus Aluminium vorgesehen sind, die sich parallel zu den Gleichstromladekontakten 2 in Steckrichtung des Ladesteckverbinders 1 erstrecken, und zwar von dem Steckbereich 5 bis in den Anschlussbereich 6 . Dabei gilt , dass die Wärmeleitelemente 8 beide im Steckbereich 5 in etwa auf der selben Länge enden wie die parallelen Gleichstromladekontakte 2 . Außerdem führen die Wärmeleitelemente 8 auch weit in den Anschlussbereich 6 hinein und enden dort erst hinter den zueinander parallelen Gleichstromladekontakten 2 .

Den Fig . 3a und 3b ist entnehmbar, dass die Wärmeleitelemente 8 in einem Bereich zwischen den beiden Gleichstromladekontakten 2 verlaufen, wobei die Ebene , in der die Längsachsen 9 der beiden Gleichstromladekontakte 2 liegen, parallel zu der Ebene ist , in der die Längsachsen 10 der beiden Wärmeleitelemente liegen . Dabei weisen die Wärmeleitelemente 8 beide j eweils im Querschnitt eine Dreiecksform aufweisen und zeigen j eweils mit einer Ecke 11 des

Dreiecks zu der Achse 12 , die in der Mitte zwischen den beiden Gleichstromladekontakten 2 parallel zu diesen verläuft .

Die Form der Wärmeleitelemente 8 ist noch weiter an die Form der Gleichstromladekontakte 2 angepasst , indem die beiden Seiten des Dreiecks , die zu der Ecke 11 führen, die zu der Achse 12 zeigen, die in der Mitte zwischen den beiden Gleichstromladekontakten 2 parallel zu diesen verläuft , konkav sind . Konkret folgen die konkaven Seiten dabei im Querschnitt j eweils einer solchen Form, die durch einen Kreis 13 gegeben sind, dessen Mittelpunkt auf der Längsachse 9 des j eweiligen Gleichstromladekontakts 2 liegt . Dies ist schematisch in Fig . 5a angedeutet .

Insgesamt ergibt sich damit eine Form der beiden Wärmeleitelemente 8 , wie in perspektivischer Darstellung aus Fig . 4 entnehmbar . In diesem Zusammenhang sei allerdings angemerkt , dass die in den Fig . 4 und 5a gezeigten Formen der Wärmeleitelemente 8 zwar sehr günstig für den Wärmeabtrag von den Gleichstromladekontakten 2 sind, da sie von ihrer Form her in ihren den Gleichstromladekontakten 2 zugewandten Bereichen im Wesentlichen der Außenform der Gleichstromladekontakte 2 entsprechen, so dass die Wärmeleitelemente 8 nahe an die Gleichstromladekontakte 2 herangerückt werden können . Gleichwohl s ind andere Querschnitts formen für die Wärmeleitelemente 8 möglich, nämlich z . B, wie in Fig . 5b gezeigt , eine Dreiecks form mit geraden Seiten oder, wie in Fig . 5c gezeigt , grundsätzlich auch eine kreisrunde Form .

Weiter oben ist schon angesprochen worden, dass der Ladesteckverbinder 1 in Form eines Einbausteckers Verwendung findet an der Fahrzeugkarosserie 17 eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 18 . In diesem Zusammenhang darf auf Fig . 6 verwiesen werden, die schematisch ein System gemäß einem bevorzugten Aus führungsbeispiel der Erfindung zeigt , das einen in eine Fahrzeugkarosserie 17 eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 18 eingebauten Ladesteckverbinder 1 , einen zu diesem korrespondieren Ladesteckerbinder 4 , eine Ladestation 20 und ein mit der Ladestation 20 verbundenes und den korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 tragendes Ladekabel 21 umfasst . Wesentlich ist bei diesem bevorzugten Aus führungsbeispiel der Erfindung, dass der korrespondierende Ladesteckverbinder 4 mit einem mit einem Kühlfluid beaufschlagbaren Kühlelement 19 zum Kühlen der korrespondierenden Ladekontakte 4 versehen ist . Um über die Kühlelemente 19 eine Kühlung der korrespondierenden Ladekontakte 4 zu erzielen, ist die Ladestation 20 mit einer Kühl fluidquelle 23 versehen und das Ladekabel 21 wei st Kühl fluidleitungen 22 auf , um das Kühl fluid von der Kühl fluidquelle 23 zu dem Kühlelement 19 des korrespondieren Ladesteckverbinder 4 und wieder zurück zu transportieren .

Dadurch, dass nun der in der Fahrzeugkarosserie 17 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 18 eingebaute Ladesteckverbinder 1 mit den beiden Wärmeleitelementen 8 versehen ist, wird die thermische Kopplung zwischen dem in der Fahrzeugkarosserie 17 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 18 eingebauten Ladesteckverbinders 1 und dem an dem Ladekabel 21 angebrachten korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 im gesteckten Zustand der beiden Ladesteckverbinder 1 , 4 deutlich verbessert , so dass die aktive Kühlung in dem korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 mit dem von der Kühl fluidquelle stammenden Kühl fluid mittelbar auch für die Kühlung des in der Fahrzeugkarosserie 17 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 18 eingebauten Ladesteckverbinders 1 nutzbar ist .

Bezugs zeichenliste

1 Lade Steckverbinder

2 Lade kontakte/ Gleichstromi ade kontakte

3 korrespondierende Ladekontakte

4 korrespondierenden Lade Steckverbinder

5 Steckbereich

6 Anschlussbereich

7 elektrische Leitungen

8 Wärmeleitelement

9 Längsachsen der Gleichstromladekontakte

10 Längsachsen der Wärmeleitelemente

11 Ecke des Dreiecks

12 Achse in der Mitte zwischen den Gleichstromladekontakten

13 Kreis

14 Gleichstromi ade kontakte

15 Schutzkontakt

16 Kommunikations kontakte

17 Fahrzeugkarosserie

18 Elektro- oder Hybridfahrzeug

19 Kühlelement

20 Ladestation

21 Ladekabel

22 Kühl fluidleitungen

23 Kühl fluidquelle

24 vorderer Gehäuseteil

25 hinterer Gehäuseteil

Claims

Patentansprüche

1. Ladesteckverbinder (1) für Elektro- und Hybridfahrzeuge (18) , mit

Ladekontakten (2) , zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte (3) eines korrespondierenden Ladesteckverbinders (4) , einem Steckbereich (5) , in dem der Ladesteckverbinder (1) im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder (4) gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder (4) in Steckrichtung überlappt und die Ladekontakte (2, 3) der beiden Steckverbinder (1, 4) in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen, einem Anschlussbereich (6) , in dem die Ladekontakte (2) galvanisch leitend an elektrische Leitungen (7) angeschlossen sind, die von dem Ladesteckverbinder (1) wegführen, und einem von den Ladekontakten (2) verschiedenen Wärmeleitelement (8) , das sich vom Steckbereich (5) bis zum Anschlussbereich (6) erstreckt.

2. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 1, wobei das Wärmeleitelement (8) aus Metall ausgebildet ist, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium.

3. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2 wo — bei sich das Wärmeleitelement (8) in Steckrichtung des

Ladesteckverbinders (1) erstreckt.

4. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 3, wobei das

Wärmeleitelement (8) parallel zu einem Ladekontakt (2) verläuft und im Steckbereich (5) auf der selben Länge endet wie der parallele Ladekontakt (2) oder vor dem parallelen Ladekontakt (2) .

5. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Wärmeleitelement (8) im Anschlussbereich (6) auf der selben Länge wie der parallele Ladekontakt (2) oder erst hinter dem parallelen Ladekontakt (2) endet.

6. Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Ladekontakte (2) Gleichstromladekontakte (2) sind und das Wärmeleitelement (8) in einem Bereich zwischen den beiden Gleichstromladekontakten (2) verläuft .

7. Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei parallel zueinander verlaufende Wärmeleitelemente (8) vorgesehen sind.

8. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 7, wobei die Gleichstromladekontakte (2) parallel zueinander verlaufen und die Ebene, in der die Längsachsen (9) der beiden Gleichstromladekontakte (2) liegen, parallel zu der Ebene steht, in der die Längsachsen (10) der beiden Wärmeleitelemente liegen.

9. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 8, wobei die Wärmeleitelemente (8) beide jeweils im Querschnitt eine Dreiecksform aufweisen und jeweils mit einer Ecke (11) des Dreiecks zu der Achse (12) zeigen, die in der Mitte zwischen den beiden Gleichstromladekontakten (2) parallel zu diesen verläuft.

10. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 9, wobei die beiden Seiten des Dreiecks, die zu der Ecke (11) führen, die zu der Achse (12) zeigen, die in der Mitte zwischen den beiden Gleichstromladekontakten (2) parallel zu diesen verläuft, konkav sind.

11. Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 10, wobei die konkaven Seiten im Querschnitt jeweils einer solchen Form folgen, die durch einen Kreis (13) gegeben sind, dessen Mittelpunkt auf der Längsachse (9) des jeweiligen Gleich- stromladekontakts (2) liegt.

12. Verwendung eines Ladesteckverbinders (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche an der Fahrzeugkarosserie (17) eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (18) .

13. System aus einem Ladesteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 und einem zu diesem korrespondieren Ladesteckerbinder (4) , wobei der korrespondierende Ladesteckverbinder (4) mit einem mit einem Kühlfluid beaufschlagbaren Kühlelement (19) versehen ist.

14. System nach Anspruch 13, weiter aufweisend eine Ladestation (20) und ein mit der Ladestation (20) verbundenes und den korrespondierenden Ladesteckverbinder (4) tragendes Ladekabel (21) , wobei die Ladestation (20) eine Kühlfluidquelle (23) aufweist und das Ladekabel (21) mit Kühlfluidleitungen (22) versehen ist, um das Kühlfluid von der Kühlfluidquelle (23) zu dem Kühlelement (19) des korrespondieren Ladesteckverbinders (4) und wieder zurück zu transportieren .