IT202100000830A1 - Cavo perfezionato. - Google Patents

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IT202100000830A1
IT202100000830A1 IT102021000000830A IT202100000830A IT202100000830A1 IT 202100000830 A1 IT202100000830 A1 IT 202100000830A1 IT 102021000000830 A IT102021000000830 A IT 102021000000830A IT 202100000830 A IT202100000830 A IT 202100000830A IT 202100000830 A1 IT202100000830 A1 IT 202100000830A1
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IT
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electric
cable
electric cable
recharging
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IT102021000000830A
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Inventor
Matteo Pirana
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Aristoncavi S P A
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09K9/00—Tenebrescent materials, i.e. materials for which the range of wavelengths for energy absorption is changed as a result of excitation by some form of energy
    • C09K9/02—Organic tenebrescent materials
    • 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
    • B60L53/18—Cables 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
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Description

DESCRIZIONE
dell'invenzione avente per titolo:
"Cavo perfezionato?
La presente invenzione si riferisce ad un cavo elettrico per la ricarica di veicolo elettrico.
La presente invenzione ? vantaggiosamente impiegabile nel settore cnico della produzione e commercializzazione di dispositivi ed accessori per ricarica e manutenzione di veicoli elettrici e/o ibridi, in particolare nel settore cnico della produzione e commercializzazione di cavi elettrici destinati ad sere elettricamente connessi da una parte ad una sorgente di energia ettrica (e.g. una torretta di ricarica) e dall?altra al veicolo elettrico per la arica di batterie elettriche montate su quest?ultimo.
Nel settore tecnico della produzione e commercializzazione di veicoli ettrici e/o ibridi ? sentita da tempo l?esigenza di ricaricare in maniera sempre ? veloce ed efficiente le batterie montate sui veicoli medesimi. Come ? noto, ricarica delle batterie di un veicolo elettrico avviene mediante il collegamento quest?ultimo ad una sorgente di energia elettrica mediante un cavo elettrico. ormalmente, la completa ricarica di un veicolo elettrico pu? impiegare diverse e, obbligando l?utente a pianificare la ricarica (ad esempio per eseguirla rante la notte) oppure obbligando l?utente medesimo a lunghe indesiderate ste, nel caso in cui la ricarica dovesse rendersi necessaria in un momento n pianificato.
Per ovviare a tali inconvenienti, le case produttrici di veicoli elettrici hanno da tempo ideato metodi di ricarica rapida, ovvero in grado in ricaricare almeno una porzione delle batterie in tempi relativamente brevi (solitamente poche decine di minuti) per consentire all?utente di riprendere il viaggio senza obbligarlo alle suddette lunghe soste.
Al fine di aumentare la velocit? di ricarica, i suddetti metodi noti prevedono necessariamente di aumentare il pi? possibile l?intensit? di corrente di ricarica, erogata da un predisposto apparato di ricarica.
Normalmente, l?apparato di tipo noto per la ricarica prevede il collegamento elettrico del veicolo ad una torretta di ricarica attraverso un dispositivo di ricarica ivi presente, il quale dispositivo comprende in maniera nota almeno un cavo elettrico di ricarica.
Tale cavo elettrico di ricarica ? normalmente realizzato con la nota tecnica produttiva dei cavi elettrici per trasmissione di potenza, ovvero dotati internamente di un?anima centrale in materiale elettricamente conduttivo (normalmente rame e/o alluminio) rivestito da uno strato di copertura in materiale elettricamente isolante.
Per talune applicazioni, il cavo elettrico di tipo noto comprende inoltre una ulteriore guaina protettiva, posta attorno allo strato isolante ed ha lo scopo di separare la parte interna dall?ambiente esterno e preservarla in termini di usura meccanica o di contatto con liquidi come olii oppure da fenomeni atmosferici come radiazioni UV, ozono, in caso di utilizzo all?aperto.
Nel caso specifico dell?applicazione dei cavi per ricarica di veicoli elettrici, l?anima interna ? configurata per essere attraversata dalla corrente elettrica di ricarica, mentre lo strato di copertura esterno impedisce il contatto diretto con la parte elettrica, fungendo sia da protezione meccanica, che dai possibili agenti esterni che possono danneggiare il cavo, ed a tale scopo vengono impiegate speciali resine (ad esempio poliuretaniche) in grado di resistere anche al contatto con liquidi quali oli lubrificanti motore, soluzioni acide, carburanti, agenti anti-gelo e miscele di solventi per pulizia.
Tuttavia, la suddetta elevata intensit? di corrente di ricarica comporta inevitabilmente un aumento della temperatura del cavo, compreso lo strato di copertura. Pi? in dettaglio, l?anima centrale ? soggetta ad un riscaldamento per effetto ohmico ogni qual volta essa ? attraversata da una corrente elettrica e tale riscaldamento ? proporzionale all?intensit? della corrente medesima che lo attraversa.
In questa situazione, il cavo di ricarica di tipo noto si ? rivelato nella pratica non scevro di inconvenienti.
Il principale inconveniente risiede nel fatto che il cavo del dispositivo di ricarica di tipo noto, se attraversato da correnti di elevata intensit?, pu? raggiungere temperature elevate e pericolose, ovvero di diverse decine di gradi Celsius in corrispondenza dello strato esterno, risultando pericoloso se manipolato direttamente dall?utente.
In questa situazione, il cavo del dispositivo di ricarica di tipo noto risulta essere poco affidabile e pertanto poco utilizzabile per le ricariche rapide (i.e. con elevata intensit? di corrente di ricarica), risultando utilizzabile solamente per una ricarica lenta (i.e. con bassa intensit? di corrente di ricarica) e poco funzionale, aumentando il tempo necessario alla ricarica.
Allo scopo di ovviare almeno parzialmente agli inconvenienti della tecnica nota sopra citata, sono noti dispositivi di ricarica per veicoli elettrici comprendenti, oltre al suddetto cavo di ricarica di tipo noto, almeno un misuratore di temperatura operativamente associato al cavo di ricarica medesimo.
Pi? in dettaglio, il misuratore comprende almeno un termometro (ad esempio un termometro a contatto oppure ad infrarossi) applicato sulla superficie esterna dello strato di copertura del cavo di ricarica.
Inoltre, il dispositivo di tipo noto comprende almeno un?unit? elettronica di controllo, quale ad esempio un PLC, elettronicamente collegata al termometro e programmata per rilevare i segnali di misurazione inviati dal termometro ed inviare corrispondenti segnali di allarme al raggiungimento di un predeterminato valore di soglia, ad esempio un valore di temperatura preimpostato almeno potenzialmente dannoso per la pelle umana.
Inoltre, il dispositivo di tipo noto pu? prevedere mezzi di allarme, ad esempio un display per segnalare in maniera visiva all?utente il raggiungimento della suddetta temperatura di soglia, oppure un altoparlante per segnalare in maniera acustica il raggiungimento della suddetta temperatura di soglia.
Pertanto, anche quest?ultimo dispositivo di ricarica di tipo noto si ? rivelato nella pratica non scevro di inconvenienti.
Il principale inconveniente risiede nel fatto che il dispositivo di ricarica di tipo noto risulta essere complesso e costoso.
Un ulteriore inconveniente risiede nel fatto che il dispositivo di tipo noto richiede la sua installazione da parte dell?utente e, nel caso in cui non siano presenti mezzi di allarme, una costante visione della temperatura segnalata dal termometro, al fine di conoscere lo stato del cavo di ricarica.
Un ulteriore inconveniente risiede nel fatto che sovente la ricarica dei veicoli elettrici avviene nelle abitazioni private degli utenti, i quali non hanno a disposizione tutti gli strumenti di diagnostica necessari per prevenire eventuali contatti con il cavo se troppo caldo, incorrendo nel rischio di scottarsi.
Un ulteriore inconveniente risiede nel fatto che il dispositivo di tipo noto risulta essere molto costoso e complesso da montare.
Tutti gli inconvenienti sopra brevemente riassunti rendono i dispositivi di tipo noto molto costosi da mantenere e scomodi nella loro manutenzione.
In questa situazione, scopo della presente invenzione ? quella di ovviare agli inconvenienti della tecnica sopra citata mettendo a disposizione un cavo per la ricarica di un veicolo elettrico che permetta di superare, almeno in parte, gli inconvenienti delle note soluzioni.
Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un cavo elettrico che sia efficace nell?avvertire un utente di eventuali temperature elevate.
Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un cavo che sia facilmente oggetto di manutenzione.
Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un cavo elettrico che sia facile e semplice da installare.
Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un cavo elettrico che non necessiti di apparecchi complessi e costosi per la segnalazione di eventuali temperature elevate.
Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un cavo elettrico che sia realizzabile in modo facile, rapido e con costi contenuti.
Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un cavo elettrico che sia costruttivamente semplice e del tutto affidabile.
Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un cavo elettrico che risulti alternativo e migliorativo rispetto alle note soluzioni.
Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un cavo elettrico che possa essere facilmente installato su stazioni di ricarica gi? esistenti.
Altro scopo dell?invenzione ? di proporre un cavo elettrico che sia realizzabile in modo facile, rapido e con costi contenuti.
Tutti questi scopi, sia singolarmente che in una loro qualsiasi combinazione, ed altri che risulteranno dalla descrizione che segue sono raggiunti, secondo l'invenzione, con un cavo elettrico con le caratteristiche indicate nella rivendicazione 1 o con un dispositivo per la ricarica di un veicolo elettrico con le caratteristiche indicate nella rivendicazione 8.
La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in alcune sue preferite forme di pratica realizzazione riportate a scopo puramente esemplificativo e non limitativo con riferimento alle allegate tavole di disegni, in cui:
la figura 1: mostra una vista schematica frontale di un dispositivo secondo la presente invenzione per la ricarica di un veicolo elettrico,
la figura 2: mostra una vista in sezione trasversale, realizzata lungo la traccia II-II di figura 1, del cavo elettrico secondo la presente invenzione in una prima forma realizzativa;
la figura 3: mostra una vista in sezione trasversale, realizzata lungo la traccia II-II di figura 1, del cavo elettrico secondo la presente invenzione in una seconda forma realizzativa.
La presente invenzione concerne un cavo elettrico perfezionato per la ricarica di un veicolo elettrico, indicato complessivamente nelle allegate figure con il riferimento numero 1.
Preferibilmente il cavo elettrico 1 secondo l?invenzione pu? essere vantaggiosamente impiegato per collegare elettricamente una sorgente di energia elettrica con un?auto elettrica 100 da ricaricare.
Pertanto, il cavo elettrico 1 secondo l?invenzione trova vantaggioso impiego nel settore tecnico della produzione e commercializzazione di dispositivi ed accessori elettrici per la ricarica e la manutenzione di veicoli elettrici, quali in particolare automobili elettriche.
Ovviamente, il cavo elettrico 1 secondo la presente invenzione potr? essere vantaggiosamente impiegato anche per altre applicazioni senza per questo uscire dall?ambito di protezione della presente privativa, ad esempio per la connessione elettrica tra una sorgente di energia elettrica ed un qualsiasi carico elettrico da alimentare, preferibilmente ad elevate intensit? di corrente di ricarica.
Nel seguito si far? riferimento ad un veicolo elettrico 100, illustrato parzialmente nella allegata figura 1, quale ad esempio un?automobile elettrica.
Pi? in generale, il cavo elettrico 1 oggetto della presente invenzione ? vantaggiosamente impiegabile per ricaricare qualunque tipologia di veicolo che necessiti la ricarica di almeno una batteria montata a bordo.
Il cavo elettrico 1, per la ricarica di un veicolo elettrico 100, comprende un corpo flessibile allungato 2 estendentesi tra una prima estremit? 3 destinata ad essere elettricamente collegata, in particolare tramite un primo connettore 201, ad una sorgente di energia elettrica 101 ed una seconda estremit? 4 destinata ad essere elettricamente collegata, in particolare tramite un secondo connettore 202, al veicolo elettrico 100, per ricaricarlo cos? con la suddetta energia elettrica.
Con il termine di ?energia elettrica? si dovr? intendere nel seguito come un termine generico per indicare tutte le grandezze elettriche normalmente necessarie e utilizzate per ricaricare una batteria elettrica, in particolare potenza, tensione e corrente elettrica.
Il copro flessibile allungato 2 del cavo elettrico 1 comprende opportunamente almeno un?anima interna 5, e preferibilmente almeno due anime interne 5, in materiale elettricamente conduttivo estendentesi tra la prima estremit? 3 e la seconda estremit? 4 e configurata per trasportare la suddetta energia elettrica di ricarica.
Opportunamente, il cavo 1 pu? prevedere ulteriori anime interne 5, ad esempio con sezione trasversale di dimensioni inferiori, configurate per collegare elettricamente una stazione di ricarica ed il veicolo elettrico.
Opportunamente, le anime interne 5 del cavo 1 possono avere tutte le stesse dimensioni della sezione trasversale, oppure possono avere sezioni trasversale differenti tra loro.
Vantaggiosamente, le anime interne 5 sono realizzate in materiale metallico, quale ad esempio rame e/o alluminio ovvero una loro lega.
Opportunamente, l?anima interna 5 comprende una pluralit? di filamenti tra loro intrecciati, ciascuno realizzato in materiale elettricamente conduttivo.
Il corpo flessibile allungato 2 comprende inoltre almeno uno strato elettricamente isolante 7 posto attorno a detta almeno un?anima interna 5.
Opportunamente, lo strato isolante 7 ? ad esempio realizzato in polivinilcloruro, oppure polietilene espanso oppure altri materiali dielettrici.
Vantaggiosamente, lo strato isolante 7 realizzato in polivinilcloruro consente di raggiungere temperature di esercizio continuativo fino a 70?C.
Preferibilmente, in accordo con una forma di realizzazione preferenziale, lo strato isolante 7 ? realizzato in gomma, in particolare in gomma EPR, i.e. in gomma etilene-propilenica reticolata.
Vantaggiosamente, lo strato isolante 7 realizzato in gomma etilenepropilenica reticolata consente di raggiungere temperature di esercizio continuato fino a 110?C.
In questa situazione, lo strato isolante 7 realizzato in gomma etilenepropilenica reticolata risulta particolarmente idoneo per la specifica applicazione nella ricarica di veicoli elettrici, in cui l?elevata intensit? di corrente di ricarica comporta anche elevate temperature di esercizio del cavo 1 secondo l?invenzione. Preferibilmente, ciascuna anima interna 5 del cavo 1 ? rivestita esternamente da un rispettivo strato isolante 7.
In accordo con le forme realizzative preferenziali ma non limitative illustrate nelle allegate figure 2 e 3, il cavo elettrico 1 ? un cavo multipolare, ovvero il cavo elettrico 1 comprende due o pi? anime interne 5.
Opportunamente, le anime interne 5 possono essere anime di potenza 5? o anime di controllo 5??.
Vantaggiosamente, il cavo elettrico 1 comprende almeno tre anime interne di potenza 5?, configurate per trasportare la potenza elettrica necessaria alla ricarica del veicolo elettrico, e almeno due anime interne di controllo 5??, configurate per essere attraversate da segnali digitali a bassa potenza per il controllo attivo della ricarica, in maniera di per s? nota al tecnico del settore e pertanto non descritta in dettaglio nel seguito.
Opportunamente, le anime interne 5 sono tra loro affiancate e si estendono lungo direzioni tra loro sostanzialmente parallele. Preferibilmente, le anime interne 5 si sviluppano intrecciate tra loro.
In accordo con la forma realizzativa preferenziale illustrata nelle allegate figure 2 e 3, il cavo elettrico 1 comprende cinque anime interne 5, tra loro affiancate e intrecciate tra loro.
Opportunamente, il cavo elettrico 1 comprende almeno uno strato di copertura 6 posto attorno all?almeno un?anima interna 5.
Preferibilmente, lo strato di copertura 6 ? posto attorno a detto almeno uno strato isolante 7 che ? opportunamente avvolto attorno ad almeno una o a tutte le anime interne 5 del cavo 1.
Opportunamente, lo strato di copertura ? in contatto diretto, almeno in parte, con lo strato isolante 7 e/o con detta almeno un?anima interna 5 del cavo 1.
Preferibilmente, detto almeno uno strato di copertura 6 ? posizionato attorno a tutte le anime interne 5 del cavo 1.
Preferibilmente, le anime interne 5 del cavo 1 con i rispettivi strati isolanti 7 sono interamente contenute/alloggiate all?interno di detto strato di copertura 6.
Lo strato di copertura 6 ? vantaggiosamente realizzato in materiale tale da conferire le opportune propriet? di resistenza meccanica e protezione da agenti esterni alle anime interne 5 ed agli strati isolanti 7.
Vantaggiosamente, lo strato di copertura 6 ? estruso attorno agli strati isolanti 7, a loro volta estrusi attorno alla corrispondente anima interna 5.
Lo strato di copertura 6 del corpo flessibile allungato 2 del cavo elettrico 1 ? realizzato, almeno in una sua porzione 6?, in materiale termocromico (di seguito detta anche porzione termocromica 6?) che ? configurato per variare almeno tra una prima colorazione (colore) ed una seconda colorazione (colore) almeno quando lo strato di copertura 6 raggiunge o supera una predeterminata temperatura di soglia.
Con il termine ?termocromico? (o ?termocromatico?) si dovr? intendere un qualsiasi materiale suscettibile di cambiare la propria colorazione/colore a seguito di una corrispondente variazione della sua temperatura. Opportunamente, la variazione di colorazione pu? essere una variazione in termini di tonalit? (o tinta) e/o luminosit? e/o chiarezza e/o intensit? (pienezza) e/o croma (o crominanza) e/o saturazione.
Opportunamente, la porzione 6? in materiale termocromico (i.e. la porzione termocromica 6?) pu? interessare una parte o l?interno strato di copertura 6.
In questo modo, il cavo elettrico 1 secondo la presente invenzione, ? in grado di dare un?informazione immediata ad un utente riguardo alla sua temperatura, in quanto l?utente ? in grado visivamente di apprezzare un surriscaldamento, sulla base di una variazione di colorazione del corpo allungato 2 del cavo 1.
Operativamente, lo strato di copertura 6 ? e quindi la porzione termocromica 6? di quest?ultimo - si scalda per conduzione termica (diretta o per tramite dello strato isolante 7), in cui il calore ? generato dall?anima interna 5 quando ? attraversata da una corrente elettrica. Pi? in dettaglio, l?anima interna 5 disperde parte dell?energia elettrica che la attraversa sotto forma di calore, per effetto del cosiddetto effetto ohmico, riscaldando cos? lo strato di copertura 6, che avvolge la suddetta almeno una anima interna 5, e quindi anche la porzione termocromica 6? di detto strato 6.
Opportunamente, lo strato di copertura 6 si scalda mediante conduzione termica diretta con lo strato elettricamente isolante 7. Pi? in dettaglio, il calore emesso dall?anima interna 5 riscalda lo strato elettricamente isolante 7 per conduzione termica diretta, che a sua volta riscalda lo strato di copertura 6.
Vantaggiosamente, lo strato elettricamente isolante 7 non ? termicamente isolante, ovvero ? preferibilmente termicamente permeabile e/o conduttivo.
Opportunamente, la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 ? configurato per assumere in momenti distinti almeno due configurazioni, ciascuna delle quali corrisponde ad una colorazione (colore) che ? differente dagli altri in termini di tonalit? (o tinta) e/o luminosit? e/o chiarezza e/o intensit? (pienezza) e/o croma (o crominanza) e/o saturazione.
Preferibilmente, la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 ? configurata per poter assumere, in base alla sua temperatura, almeno due differenti colorazioni (colori) che si differenziamo tra loro in termini di tinta e/o chiarezza e/o croma.
Preferibilmente, la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 ? configurata per poter passare, almeno temporaneamente, a fronte dell?aumento della sua temperatura, da una prima colorazione ad una secondo colorazione che si differenzia dalla prima colorazione in termini di tinta e/o chiarezza e/o croma.
Preferibilmente, la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 ? configurata per poter passare reversibilmente, a fronte dell?aumento della sua temperatura, da una prima colorazione ad una secondo colorazione che si differenzia dalla prima colorazione in termini di tinta e/o chiarezza e/o croma.
Opportunamente, a fronte della diminuzione della sua temperatura, detta porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 pu? ritornare a temperatura ambiente o pu? mantenere detta seconda colorazione.
Opportunamente, la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 ? configurato per cambiare colorazione tra una prima configurazione, a temperatura minore in cui presenta una prima colorazione, ed una seconda configurazione, a temperatura maggiore in cui presente una seconda colorazione che ? diversa rispetto alla prima colorazione.
Ad esempio, la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 pu? essere configurata per avere una prima gradazione quando a temperatura ambiente e per variare tale gradazione all?aumentare della sua temperatura.
Vantaggiosamente, lo strato di copertura 6 del corpo flessibile allungato 2 del cavo elettrico 1 ? interamente realizzato in materiale termocromico.
Preferibilmente, detto materiale termocromico ? reversibile.
Vantaggiosamente, la colorazione della porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 cambia ad ogni sua variazione di temperatura in maniera reversibile, ovvero varia da una prima gradazione di colore ad una seconda gradazione di colore per poi tornare alla prima gradazione quando termina la variazione di temperatura.
A seguito di numerosi test effettuati, ? risultato che i pigmenti termocromici che formano la colorazione dello strato di copertura 6, risentono dei fenomeni ossidativi, in particolare causati dai radicali liberi formati ad esempio per effetto delle alte temperature, della presenza di ozono e dei raggi UV, condizioni queste presenti anche nella specifica applicazione del cavo oggetto della presente invenzione.
Vantaggiosamente, allo scopo di ovviare ai suddetti inconvenienti, lo strato di copertura 6 comprende opportunamente composti fenolici e composti imidazolici, opportunamente atti a neutralizzare i radicali liberi per preservare la reversibilit? del colorante termocromico, in particolare un leuco colorante, dagli effetti dei radicali liberi, che si formano all??interno dello strato di copertura 6 per effetto di temperature e/o ozono e/o raggi UV.
Operativamente, da numerosi test effettuati, tramite analisi termogravimetrica, mediante una termobilancia, ? stata rilevata la variazione di colorazione dello strato di copertura 6 del cavo 1 sottoposto a numerosi cicli di riscaldamento e raffreddamento.
Pi? in dettaglio, i test sono state effettuati in atmosfera ossidante e sottoponendo il cavo a cicli di temperatura tra i 40?C e gli 80?C con una rampa di salita di 10?C/min e di discesa di 5?C/min, effettuando un totale di 2.000 cicli. Dai test effettuati sul cavo 1 secondo l?invenzione ? risultato che le propriet? termocromiche reversibili dello strato di copertura 6 del cavo 1 risultano sostanzialmente uguali dal primo all?ultimo ciclo.
In altre parole, il cavo elettrico 1 oggetto dell?invenzione ? in grado di mantenere inalterata la sua capacit? termocromica reversibile per almeno 2.000 cicli di ricarica di un?automobile elettrica, i quali cicli corrispondono ad almeno 400.000km percorsi dal veicolo elettrico, (in particolare prendendo in considerazione un ciclo di ricarica ogni 200km percorsi per 2.000cicli si ottiene il corrispondente utilizzo in km di 400.000km).
Preferibilmente, lo strato di copertura 6 del corpo flessibile allungato 2 del cavo elettrico 1 non prevede alcun trattamento superficiale mediante materiale termocromico ma, diversamente, ? esso stesso realizzato in materiale termocromico.
Opportunamente, la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 ? realizzata mediante una matrice poliuretanica comprendente pigmenti leuco termocromici e agenti protettivi. In particolare, la matrice poliuretanica comprende pigmenti leuco termocromici e composti fenolici e composti imidazolici. In questo modo, lo strato di copertura 6 ovvia all?inconveniente di perdere la suddetta finitura superficiale, ad esempio a seguito del contatto con agenti esterni e/o atmosferici.
Pertanto, il cavo 1 secondo l?invenzione risulta essere estremamente sicuro ed affidabile e duraturo nel tempo.
In accordo con una ulteriore forma realizzativa della presente invenzione, illustrata nella allegata figura 3, lo strato di copertura 6 ? realizzato in due o pi? diversi materiali.
Pi? in dettaglio, lo strato di copertura 6 ? realizzato almeno in una sua porzione 6? con il suddetto materiale termocromico.
Opportunamente, la porzione 6? di materiale termocromico si sviluppa per almeno una parte o per l?intero sviluppo longitudinale del cavo 1.
Vantaggiosamente, lo strato di copertura 6 comprende una prima porzione longitudinale 6? di materiale termocromico ed una seconda porzione longitudinale 6??, accoppiata alla prima fascia longitudinale a copertura dell?anima interna 5, di un secondo materiale. Opportunamente, il secondo materiale pu? non essere un materiale termocromico oppure pu? essere un materiale termocromico che ? differente, in termini di composizione e/o in termini di colori, rispetto al materiale termocromico della prima porzione longitudinale 6?.
Vantaggiosamente, la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 ? configurato per cambiare colore in una pluralit? di configurazioni intermedie, tra la suddetta prima e seconda configurazione, in cui presenta una corrispondente pluralit? di diverse gradazioni o tonalit? di colore.
In accordo con una prima forma realizzativa esemplificativa e non limitativa, la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 del corpo flessibile allungato 2 del cavo elettrico 1 ? realizzata in modo tale da presentare una pigmentazione/colorazione blu in corrispondenza della prima configurazione ed una pigmentazione/colorazione gialla in corrispondenza della seconda configurazione.
Vantaggiosamente, la suddetta temperatura di soglia, in cui opportunamente lo strato di copertura 6 ? configurato per variare dalla prima alla seconda configurazione, ? compresa tra 45?C e 75?C e preferibilmente di circa 60?C.
Opportunamente, quindi, quando il cavo 1, ed in particolare lo strato di copertura 6, si trova ad una temperatura inferiore a circa 45-75?C, e preferibilmente inferiore a circa 60?C, la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 del cavo 1 ha una colorazione blu, mentre quando si trova ad una temperatura a circa 45-75?C, e preferibilmente inferiore a circa 60?C, la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 del cavo 1 ha una colorazione gialla. In questo modo, il cavo elettrico 1 secondo la presente invenzione risulta essere estremamente affidabile nell?avvertire l?utente in maniera autonoma ed automatica di una pericolosa variazione della sua temperatura, in modo tale che l?utente eviti di toccare direttamente il cavo 1 medesimo, ovviando al rischio di scottarsi.
Opportunamente, lo strato di copertura 6 del corpo flessibile allungato 2 del cavo elettrico 1 ? realizzato interamente o in parte in materiale termocromico reversibile, configurato per tornare dalla seconda colorazione, in corrispondenza della seconda configurazione, alla prima colorazione, in corrispondenza della prima configurazione, i.e. quando lo strato di copertura 6 raggiunge o scende ad una temperatura inferiore rispetto alla temperatura di soglia.
In accordo con la forma realizzativa preferenziale della presente invenzione, almeno la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6 ? realizzato in resina a base poliuretanica. Preferibilmente, almeno la porzione termocromica 6? dello strato di copertura 6, oppure l?intero lo strato di copertura 6, ? realizzata in un materiale termocromico comprendente almeno i seguenti componenti:
- resina poliuretanica, compresa tra 94%p/p e 98%p/p;
- pentaeritritolo tetrakis [3- [3,5-di-terz-butil-4-idrossifenil] propionato, compreso tra 0,5%p/p e 1,5%p/p;
- 2-mercapto-4(5)-metilbenzilimidazolo, compreso tra 0,5%p/p e 1,5%p/p; - acido butandioico, dimetilestere,4-idrossi-2,2,6,6-tetrametil-1-piperidineetanolo, compreso tra 0,5%p/p e 1,5%p/p;
- 6-dimetilammino-3,3-bis dimetilammino fenil isobenzofuranone, compreso tra 0.5%p/p e 1,5%p/p;
- 4-[(2,5-diclorofenil)azo]-2,4-diidro-5-metil-2-fenil-3H-pirazolone, compreso tra 0,5%p/p e 1,5%p/p
Vantaggiosamente, la resina poliuretanica ? ad esempio un poliuretano termoplastico (TPU) a base di polietere, in particolare ignifugo e privo di alogeni.
Ad esempio, la resina poliuretanica dello strato di copertura 6 ha densit? compresa tra 0,9 e 1,3 g/cm? e preferibilmente di circa 1,12 g/cm?.
Vantaggiosamente, il pigmento ha formula IUPAC 4-[(2,5-diclorofenil)azo]-2,4-diidro-5-metil-2-fenil-3H-pirazolone ed ? preferibilmente configurato per dotare lo strato di copertura 6 di una colorazione gialla quando supera la suddetta temperatura di soglia.
La presente invenzione riguarda altres? un dispositivo 200 per la ricarica di un veicolo elettrico 100, il quale comprende almeno un cavo elettrico 1 del tipo sopra descritto e di cui, per semplicit? di esposizione, si manterranno gli stessi riferimenti numerici.
Il dispositivo 200 secondo l?invenzione comprende inoltre opportunamente almeno un primo connettore 201 elettricamente connesso alla prima estremit? 3 del cavo elettrico 1 e configurato per collegare elettricamente il cavo elettrico 1 medesimo ad una sorgente di energia elettrica 101.
Inoltre, il dispositivo 200 comprende opportunamente almeno un secondo connettore 202 elettricamente connesso alla seconda estremit? 4 del cavo elettrico 1 e configurato per collegare elettricamente il cavo elettrico 1 medesimo al veicolo elettrico 100 da ricaricare.
In accordo con una prima forma realizzativa preferenziale, il primo ed il secondo connettore 201, 202 sono connettori per corrente alternata monofase, ad esempio configurati per trasportare una potenza elettrica compresa tra 5kW e 9kW e preferibilmente di circa 7kW.
In accordo con una seconda forma realizzativa preferenziale, il primo ed il secondo connettore 201, 202 sono connettori per corrente alternata trifase, ad esempio configurati per trasportare una potenza elettrica compresa tra 25kW e 50 kW e preferibilmente di circa 40kW.
In accordo con ulteriori forme realizzative del dispositivo 200, il primo ed il secondo connettore 201, 202 sono connettori per corrente continua. In particolare, il primo ed il secondo connettore 201, 202 sono connettori di tipo CHAdeMo e/o CCS-Combo.
La presente invenzione riguarda altres? un metodo per la produzione di un cavo 1 per la ricarica di un veicolo elettrico 100 del tipo sopra descritto e di cui, per semplicit? di esposizione, si manterranno gli stessi riferimenti numerici.
Il metodo secondo l?invenzione prevede di predisporre detta almeno una anima interna 5, la quale ? preferibilmente realizzata, in maniera di per s? nota dal tecnico del settore, mediante intreccio di filamenti di ridotto diametro in materiale elettricamente conduttivo.
Il metodo prevede inoltre di estrudere a caldo attorno all?anima interna 5, mediante almeno un estrusore, detto almeno uno strato di copertura 6 che ? realizzato - almeno parzialmente, preferibilmente interamente - in materiale termocromico.
Preferibilmente, l?estrusione di detto almeno uno strato di copertura 6 avviene ad una temperatura compresa tra 150?C e 200?C.
La soluzione sinergica di additivi selezionati nella presente invenzione hanno effetto anche sulla processabilit? della matrice alle normali temperature di processo.
Il metodo prevede opportunamente quindi di raffreddare lo strato di copertura 6 per ottenere il corpo allungato flessibile 2.
Vantaggiosamente, in accordo con una ulteriore forma realizzativa della presente invenzione, il metodo prevede di estrudere due diversi materiali coestrusi, per formare almeno una prima porzione longitudinale 6? in materiale termocromico ed una seconda porzione longitudinale 6?? tra loro affiancate avvolte attorno all?anima interna 5.
Opportunamente, prima dell?estrusione, il metodo prevede una fase di miscelazione di componenti per formare almeno il materiale termocromico dello strato di copertura 6.
Vantaggiosamente, il metodo prevede infine di avvolgere il cavo 1 cos? formato in bobine per un loro rapido e semplice stoccaggio.
Come risulta chiaramente da quanto detto, la soluzione secondo l?invenzione raggiunge gli scopi prefissi. In particolare, il cavo secondo l?invenzione risulta particolarmente vantaggioso, in quanto:
- permette di superare gli inconvenienti delle note soluzioni; - ? efficace nell?avvertire un utente di eventuali temperature elevate; - ? facilmente oggetto di manutenzione;
- ? facile e semplice da installare;
- ovvia alla necessit? di apparecchi complessi e costosi per la segnalazione di eventuali temperature elevate;
- ? facilmente implementabile e con bassi costi;
- ? costruttivamente semplice e del tutto affidabile;
- ? alternativo e migliorativo rispetto alle note soluzioni;
- pu? essere facilmente installato e/o applicato su stazioni di ricarica gi? esistenti.
La presente invenzione ? stata illustrata e descritta in alcune sue preferite forme di realizzazione, ma si intende che varianti esecutive potranno ad esse in pratica apportarsi, senza peraltro uscire dall?ambito di protezione del presente brevetto per invenzione industriale.

Claims (10)

RIVENDICAZIONI
1. Cavo elettrico (1) per la ricarica di un veicolo elettrico (100), comprendente un corpo flessibile allungato (2) estendentesi tra una prima estremit? (3) destinata ad essere elettricamente collegata ad una sorgente di energia elettrica (101) ed una seconda estremit? (4) destinata ad essere elettricamente collegata a detto veicolo elettrico (100) per ricaricarlo con detta energia elettrica;
detto corpo flessibile allungato (2) comprendendo all?interno di uno strato esterno di copertura (6):
- almeno un?anima interna (5) in materiale elettricamente conduttivo, estendentesi tra detta prima estremit? (3) e detta seconda estremit? (4) e configurata per trasportare detta energia elettrica;
- almeno uno strato elettricamente isolante (7) posto attorno a detta almeno un?anima interna (5);
caratterizzato dal fatto che lo strato di copertura (6) di detto corpo flessibile allungato (2) ? realizzato, almeno in una sua porzione (6?), in materiale termocromico configurato per variare almeno tra una prima colorazione ed una seconda colorazione almeno quando detto strato di copertura raggiunge o supera una predeterminata temperatura di soglia.
2. Cavo elettrico (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto detto strato di copertura (6) ? configurato per cambiare colorazione tra una prima configurazione, a temperatura minore, in cui presenta una prima colorazione, ed una seconda configurazione, a temperatura maggiore, in cui presente una seconda colorazione che ? diversa rispetto a detta prima colorazione.
3. Cavo elettrico (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto strato di copertura (6) ? configurato per cambiare colorazione in una pluralit? di configurazioni intermedie, tra detta prima e seconda configurazione, in cui presenta una corrispondente pluralit? di diverse gradazioni o tonalit? di colore.
4. Cavo elettrico (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta temperatura di soglia ? compresa tra 45?C e 75?C e preferibilmente di circa 60?C.
5. Cavo elettrico (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto materiale termocromico di detto strato di copertura (6) ? reversibile, essendo cos? configurato per tornare dalla seconda colorazione alla prima colorazione quando detto strato di copertura (6) raggiunge o scende ad una temperatura inferiore rispetto a detta temperatura di soglia.
6. Cavo elettrico (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto strato di copertura (6) ? realizzato in resina a base poliuretanica.
7. Cavo elettrico (1) secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che almeno detta porzione (6?) di detto strato di copertura (6) ? realizzata in detto materiale termocromico che comprende almeno i seguenti componenti:
- resina poliuretanica, compresa tra 94%p/p e 98%p/p;
- pentaeritritolo tetrakis [3- [3,5-di-terz-butil-4-idrossifenil] propionato, compreso tra 0,5%p/p e 1,5%p/p;
- 2-mercapto-4(5)-metilbenzilimidazolo, compreso tra 0,5%p/p e 1,5%p/p; - acido butandioico, dimetilestere,4-idrossi-2,2,6,6-tetrametil-1-piperidineetanolo, compreso tra 0,5%p/p e 1,5%p/p;
- 6-dimetilammino-3,3-bis dimetilammino fenil isobenzofuranone, compreso tra 0.5%p/p e 1,5%p/p;
- 4-[(2,5-diclorofenil)azo]-2,4-diidro-5-metil-2-fenil-3H-pirazolone, compreso tra 0,5%p/p e 1,5%p/p
8. Dispositivo (200) per la ricarica di un veicolo elettrico (100) comprendente:
- almeno un cavo elettrico (1) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti,
- almeno un primo connettore (201) elettricamente connesso a detta prima estremit? (3) di detto cavo elettrico (1) configurato per collegare elettricamente detto cavo elettrico (1) ad una sorgente di energia elettrica (101);
- almeno un secondo connettore (202) elettricamente connesso a detta seconda estremit? (4) di detto cavo elettrico (1) configurato per collegare elettricamente detto cavo elettrico (1) a detto veicolo elettrico (100) da ricaricare.
9. Metodo per la produzione di un cavo (1) per la ricarica di un veicolo elettrico (100) secondo una o pi? delle rivendicazioni precedenti, il quale metodo prevede almeno di:
- predisporre detta almeno una anima interna (5) ricoperta di materiale isolante (7);
- estrudere a caldo, mediante almeno un estrusore, detto almeno uno strato di copertura (6), che ? realizzato, almeno in una sua porzione (6?), in materiale termocromico, attorno a detto strato elettricamente isolante (7) previsto attorno a detta anima interna (5);
- raffreddare detto strato di copertura (6), per ottenere cos? detto corpo allungato flessibile (2).
10. Metodo secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dal fatto che detta estrusione di detto almeno uno strato di copertura (6) avviene ad una temperatura compresa tra 150?C e 200?C.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102015009407A1 (de) * 2015-07-20 2017-01-26 Adamy GmbH Thermochromes Kabel zur Verbindung von Batterien und Verfahren zu seiner Herstellung
EP3651307A1 (en) * 2018-11-08 2020-05-13 Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. Charging cable
US20200381142A1 (en) * 2019-05-28 2020-12-03 Cheng-Lang Tsai Insulated wire capable of changing color when overheated under current load and method for making the same

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