JP2017507640A - 充電ケーブルの冷却 - Google Patents

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Abstract

電気自動車のための充電システムは、電源と、第１および第２端部ならびにそれぞれが第１端部から第２端部まで延びる充電導体および冷却ダクトを有し、かつ第１端部が電源に取り付けられたケーブルと、ケーブルの第２端部に取り付けられ、電気自動車の充電ポートに対応する形状ファクタを有するコネクタとを備えている。冷却ダクトは、充電導体を冷却する流体を運ぶように構成されている。【選択図】図２

Description

電気自動車の発展は、電力を届ける充電設備への増大した必要性を作り出した。いくつかのそのようなアプリケーション（例えば、特定の急速充電車の充電器）は、１００アンペアかそれ以上の直流電流で作動するように設計されている。概して、特定の導体中を流れる電流が大きいほど、より多くの熱が発生する。その結果として、充電設備と自動車との間の導体は、従来より、より高い電流引き込み（current draws）に適合するようにより大きくされてきた。
第１の側面では、電気自動車のための充電システムは、電源と、第１端部および第２端部と、それぞれが該第１端部から該第２端部まで延びる充電導体および冷却ダクトとを有し、かつ上記第１端部が上記電源に取り付けられたケーブルと、上記ケーブルの上記第２端部に接続され、上記電気自動車の充電ポートに対応する形状ファクタを有するコネクタとを備え、上記冷却ダクトは、上記充電導体を冷却する流体を運ぶように構成されている。
実施態様は、次の特徴のいずれかまたは全てを含んでいてもよい。上記冷却ダクトは、上記流体が上記第１端部から上記第２端部へ運ばれ、そして該第２端部から該第１端部へ運ばれるように構成されている。上記コネクタは、上記第２端部でフレームによって保持された少なくとも１つの電気接触子を有し、上記冷却ダクトは、上記フレームによって上記第１端部に戻すための折り返しを形成している。上記折り返しは、上記第１端部から来る上記冷却ダクトの入口部と、該第１端部に導く上記冷却ダクトの出口部とに取り付けられた接続ピースを含んでいる。上記コネクタは、上記第２端部でフレームによって保持された少なくとも１つの電気接触子を有し、上記フレームは、入口開口および出口開口が設けられた内部空洞を有し、上記第１端部から来る上記冷却ダクトの入口部は、上記入口開口に接続され、上記出口開口は、上記第１端部に導く上記冷却ダクトの出口部に接続されている。上記充電システムは、少なくとも第１充電導体および第２充電導体を備え、上記冷却ダクトは、上記第１端部から来る入口部と、該第１端部に導く出口部とを有し、上記充電ケーブルは、上記入口部および上記出口部の各々が上記第１充電導体および上記第２充電導体の各々に接触する断面プロファイルを有している。上記充電システムは、少なくとも第１、第２、第３および第４充電導体を備え、上記冷却ダクトは、上記第１端部から来る入口部と、該第１端部に導く出口部とを有し、上記充電ケーブルは、上記入口部が少なくとも上記第１および第２充電導体に接触し、かつ上記出口部が少なくとも上記第３および第４充電導体に接触する断面プロファイルを有している。上記流体ダクトは、上記コネクタ内において少なくとも１つの電気接触子の周りに流体チャネルを形成している。上記流体ダクトは、上記コネクタのハンドルの内部周囲に流体チャネルを形成している。
上記充電システムは、上記第１端部から上記第２端部まで延びかつ上記充電導体および上記冷却ダクトに接触する接地ケーブルをさらに備え、上記接地ケーブルは、上記充電導体から上記冷却ダクトに熱を伝えるように構成されている。上記接地ケーブルは、上記充電導体および上記冷却ダクトと熱的に接触する網目状の外面を有している。
上記充電システムは、上記第１端部から上記第２端部まで上記接地ケーブルの内部を延びる少なくとも１つの信号ケーブルをさらに備えている。上記冷却ダクトは、上記充電導体を冷却する液体を運ぶように構成されている。上記コネクタは、入口開口から出口開口への内部流体パスを規定する流体ハブを有し、上記内部流体パスは、実質的に上記流体ハブの内部全体を横断している。上記流体ハブは、上記出口開口を含む第２部品に接続され、上記入口開口を含む第１部品を有し、上記第１部品および上記第２部品の少なくとも一方は、上記流体ハブの内部へと延びる壁部を有し、上記内部流体パスは、少なくとも一部が上記壁部によって規定されている。上記流体ハブは、該流体ハブに取り付けられた少なくとも１つのバスバーをさらに有し、上記バスバーは、上記コネクタの接触ソケットに電気的に接続されている。上記流体ハブは、上記電気自動車の充電において使用するように構成された少なくとも１つの回路部品をさらに有し、上記回路部品は、上記流体ハブに取り付けられた基板に取り付けられている。
図１は、冷却ダクトを有する充電ケーブルの例を示す図である。 図２は、充電システムに接続された電気自動車システムを示す図である。 図３は、Ｕターンループを有する冷却ダクトの例を示す図である。 図４は、接続ピースを有する冷却ダクトの例を示す図である。 図５は、フレームおよび冷却ダクトを有する充電ケーブルコネクタの例を示す図である。 図６は、内部空洞を有するフレームの例を図である。 図７は、充電ケーブルの断面プロファイルの例を示す図である。 図８は、充電ケーブルの断面プロファイルの例を示す図である。 図９は、充電ケーブルの断面プロファイルの例を示す図である。 図９Ａは、充電ケーブルの断面プロファイルの例を示す図である。 図１０Ａは、フレームおよび電気接触子の他の例を示す図である。 図１０Ｂは、フレームおよび電気接触子の他の例を示す図である。 図１０Ｃは、フレームおよび電気接触子の他の例を示す図である。 図１０Ｄは、フレームおよび電気接触子の他の例を示す図である。 図１１は、充電ケーブルの断面プロファイルの他の例を示す図である。 図１２は、充電ケーブルの断面プロファイルの他の例を示す図である。 図１３Ａは、流体ハブの例を示す図である。 図１３Ｂは、流体ハブの例を示す図である。 図１４は、図１３Ａ〜図１３Ｂの流体ハブを有する接触子の例を示す図である。 図１５は、図１４の接触子に取り付けられた部品の例を示す図である。 図１６は、冷却ダクトを有する充電ケーブルの別の例を示す図である。
本明細書では、充電ケーブルを冷却するためのシステムおよび技術の例について記載する。電気自動車の充電ポートに接続された充電ケーブルは、流体によって冷却されてもよい。これにより１つあるいはそれ以上の利点が提供され得る。例えば、充電ケーブルを通じてより多くの電力が供給され得るか、より細い充電ケーブルが使用され得るか、充電ケーブルがより軽く作られ得るか、充電ケーブルにおける銅の使用量が低減され得るか、および／または、充電ケーブルがよりフレキシブルに作られてそのために操作がより容易になり得る、といった利点が提供され得る。本明細書では例として電気自動車に言及するが、いくつかの実施態様が、代替的にあるいは追加的に、静止した貯蔵設備の充電を含む１つあるいはそれ以上の他の文脈において使用され得る。また、本明細書では例として充電について記載するが、いくつかの実施態様が、代替的にあるいは追加的に、例えば電子機器を電源に接続するときのように他の文脈における電気の輸送において使用され得る。最後に、本明細書で例として記載されるコネクタは雄型コネクタまたは雌型コネクタのどちらであってもよい。
図１は、冷却ダクト１０２を有する充電ケーブル１００の例を示している。概して、充電ケーブルは、コネクタ１０４と、コネクタハウジング１０６（ここでは、見やすさのために一部が省略されている）と、ケーブル１０８とを有している。コネクタ１０４は、電気自動車に備え付けられた充電入口（例えばコンセント）に適合するように設計されていて、したがって電気コネクタのための１つあるいはそれ以上の規格にしたがって構成されていてもよい。コネクタハウジング１０６は、例えばコネクタを自動車の充電ポートに差し込むときや、充電後にコネクタを充電ポートから抜き取るときに、人間によって掴まれるように設計されている。ケーブル１０８は、コネクタ１０４と充電設備（図示せず）との間の接続を形成していて、冷却ダクト１０２のみでなく電力を届けるように構成された少なくとも１つの充電導体１１０をも収容している。ある実施態様では、コネクタとコネクタハウジングとは一体部品として製造されてもよい。
冷却ダクト１０２は、電気エネルギーの流通によって発生した熱の一部あるいは全てを取り去るために、充電導体の長さ方向に沿って冷媒（例えば、液体）を運ぶのに役立つ。冷媒または他の熱輸送媒体の例は、これらに制限されるものではないが、水、空気、油、相変化材料、および他の化学物質を含む。例えば、十分な熱容量を有する非分解性の冷媒が選択されてもよい。冷却ダクトのための材料は、その熱伝導率ならびにその柔軟性および耐久性に基づいて選択されてもよい。ここで、冷却ダクトは、ケーブル１０８の開始位置（図示せず）から始まってコネクタ１０４の近くで折り返している。この実施態様および類似の実施態様では、ダクトによって実質的にケーブル１０８の全長にわたっておよび充電コネクタ内が冷却され得る。
ある実施態様では、冷媒の流れ方向が、例えば冷却ダクト１０２のＵターン部によってコネクタであるいはコネクタ近くで反転する。このように、例えば充電ケーブルが取り付けられる特定の充電ステーションのための冷却システムの槽のような冷媒を供給するシステムに冷媒が戻され得る。別の例として、充電作業の間に冷却を提供する（あるいは強める）ために冷媒が（例えば充電中に）自動車内に供給される実施態様のように、Ｕターン部が充電コネクタの外部に存在していてもよく、ここで冷媒は同じ充電コネクタを通って自動車から流れ戻る。他の実施態様では、冷媒の一方向への流れが提供されてもよい。例えば、電気自動車（または他の装置）の充電入口に取り付けられたコネクタが、また、自動車の冷媒槽に結合された流体入口を有していてもよい。このように、冷媒は、そのような槽に冷媒を補充するために使用されてもよい。
図２は、充電システム２０２に接続された電気自動車システム２００を示している。例えば、システム２００は電気自動車（例えば、完全電動乗用車）の一部であってもよく、システム２０２は１つあるいはそれ以上のタイプの電気自動車のために設計された充電設備（例えば、私的あるいは公的な場所に設置された電気自動車電源設備）の一部であってもよい。２つのシステムを接続する充電ケーブル２０４は概略的に図示されている。例えば、充電ケーブルの一端部はシステム２０２に恒久的に取り付けられており、充電時に、ユーザが他端部を電気自動車の一部である充電ポート２０６に取り付ける。充電ケーブルは１つあるいはそれ以上の導電体２０４Ａ（例えば、銅製ワイヤ）と冷却ダクト２０４Ｂとを有している。
導電体２０４Ａは、システム２０２内のパワーユニット２０８から電力を受け取る。そしてパワーユニット２０８は、例えば発電機または配電網のような外部電源２１０から電気を引き込む。ある実施態様では、パワーユニットは、電気自動車に適切な電気エネルギーを届けるために供給された電力を調整する。例えば、入力される交流電流または直流電流が適当な形態の交流電流または直流電流に変換されてもよい。導電体は、その長さの一部または全部に沿って接地導体２１２を有していてもよく、当該接地導体２１２はシステム２０２内の接地端子２１４に接続されていてもよい。充電中には、接地導体は、また、例えば自動車シャシのような電気自動車内の対応する接地端子２１６に接続されてもよい。
電気自動車システム２００では、充電ケーブル２０４によって運ばれた電力が、エネルギー貯蔵部２２０（例えば、リチウムイオン電池のバッテリーパック）に電気エネルギーを供給する少なくとも１つの内蔵充電器２１８に提供される。そのように蓄えられたエネルギーは、１つあるいはそれ以上の電気モータ２２２および／または他の車両部品によって、例えば電気自動車の推進力および／または加熱のために利用されてもよい。ある実施態様では、エネルギー貯蔵部は、動いている車両の運動エネルギーの回生によるものを含む、充電器２１８に加えられる少なくとも１つの他の方法において電気エネルギーを受け取ってもよい。
冷却ダクト２０４Ｂに戻ると、それは充電システム２０２にベースを置く冷却システム２２４の一部である。例えば、冷却システムは、供給装置と同じ外装ケースまたはハウジング内に収容されていてもよい。この実施態様では、ポンプ２２６は、充電ケーブル２０４から戻ってきた冷媒を受け取りかつ冷却ユニット２２８に冷媒を供給し、当該冷却ユニット２２８は、関連する熱のレベルを考慮した上で適当な任意の冷却技術を利用することができる。例えば、ラジエータ（例えば、１つあるいはそれ以上の熱フィン）が、必要に応じてファンと組み合わせて使用されてもよい。冷却ユニットから、冷却された流体が充電ケーブルの入口に供給され、そして当該流体は充電導体およびケーブルの端部にあるコネクタを冷却する。冷却ダクトの寸法および冷媒の流速は、実施態様の特性に基づいて選択される。
他の実施態様では、１つよりも多くのダクト、ポンプ、および／または冷却ユニットが使用されてもよい。別の例として、冷媒が回路内を逆方向に流れてもよい。さらに別の実施態様では、冷媒が循環するのではなく、充電システム２０２から電気自動車システム２００へ運ばれてもよい。例えば、電気自動車システムは、充電システムからの供給によって補充される冷媒槽を有していてもよい。
図３は、Ｕターンループを有する冷却ダクトの例を示している。特に、充電ケーブル１００は、ここで、銅ベースの端子３００（すなわち、充電ダクトの端部であって、いくつか例を挙げると、銅、黄銅またはその他の銅合金で作られたもの）と共に示されている。冷却ダクト１０２は、Ｕターン部分３０２によって銅端子の間で折り返している。すなわち、冷却ダクトの材料は、十分にフレキシブルであって、破断することなく図示の形状まで曲げられ得る。例えば、この柔軟性は通常状態（例えば、室温）において存在するか、あるいはダクトの処理（例えば、加熱、成形、モールディング、二次加工）によってもたらされる。他の実施態様では、冷却ダクトはフレームの湾曲部の付近を通されていてもよい。例えば、このことは冷媒流れを制限し得るねじれの発生を防止し得る。
本明細書に記載するいくつかの例では、冷媒は充電コネクタに到達するとＵターンして、その後充電ケーブルに沿って（例えば、循環システム内を）流れ戻る。他の実施態様では、しかしながら、充電ケーブルが流体（例えば、冷媒）のための車両または他の充電される装置への「パススルー」として機能してもよい。例えば、これは車両の内部冷却システムに冷媒／流体を提供するために使用されてもよい。
図４は、接続ピース４００を有する冷却ダクトの例を示している。すなわち、冷却チューブ４０２は、入口部４０２Ａと出口部４０２Ｂとから構成されていてもよい。入口部は、充電ケーブルの開始部からその終端部まで延びていて、当該終端部で接続ピースに結合されている。同様に、出口部は、接続ピースから充電ケーブルの開始部まで延びている。接続ピースは、これに制限されるものではなく、屈曲形状を含む任意の適当な形態を有していてもよい。例えば、接続ピースによって、ダクト材料それ自体でＵターン部を作る場合に可能であるか実際的であるものよりも、冷却ダクトがより近い範囲で（例えば、より狭いケーブルハウジング内で）折り返すことが可能となり得る。
図５は、フレーム５００および冷却ダクト１０２を有する充電ケーブルコネクタ１００の例を示している。特に、図１で示されていたコネクタの一部が、ここでは、電気接触子５０２が見えるように省略されている。電気接触子は、充電のための電気的接続を提供するために、電気自動車の充電ポート内の対応する接触子と嵌合するだろう。フレーム５００は、任意の適当な材料（例えば、樹脂材料）から作られてもよく、また電気接触子を保持することを可能とするデザインを有していてもよい。冷却ダクト１０２は、上述の例と同様に、銅端子の間で折り返している。
充電プロセスの間、電気導体の長さ方向に沿って（すなわち、電気導体を構成している銅または他の材料内において）のみでなく、コネクタ内（すなわち、電気接触子５０２内および／または導体と接触子との接続部で）でも熱が発生する。ある実施態様では、コネクタ内またはコネクタ近くでかなりの熱が発生し、そのためこの領域における冷却への実質的な要求が存在し得る。そのような冷却は、発生する熱の近くを循環する冷媒の量を増加させる冷却ダクトのループによって提供され得る。
ある実施態様では、コネクタを冷却するため、およびダクトの出口部に冷媒を提供するために異なったアプローチが用いられてもよい。図６は、内部空洞６０２を有するフレーム６００の例を示している。フレーム６００は、充電ケーブル１００と共に使用されるように構成されていてもよく（例えば、図５に示すように）、内部冷却の追加的な利益を提供し得る。内部空洞６０２は、フレームの内部の一部または全部を通じて延びていて、任意の適当な形状（例えば、図６に示す形状）を有していてもよい。ある実施態様では、フレームは機械加工または、これに限られるものではなく、射出成形を含む鋳造プロセスによって作られる。
フレーム６００は、内部空洞６０２への冷媒の流入を提供する少なくとも１つの入口６０４と、内部空洞からの流出を提供する少なくとも１つの出口６０６とを有している。例として図４を簡単に再び参照すると、入口部４０２Ａが入口６０４に結合されてもよく、出口部４０２Ｂが出口６０６に結合されてもよい。したがって、フレーム６００の少なくとも一部が中空である内部は、その中における冷媒の循環を提供し得、それが充電において発生した熱の除去に役立つ。
他の実施態様では、熱充填材が、１つあるいはそれ以上の接触子５０２（図５を参照）とフレームとの間に設けられていてもよい。例えば、これにより熱輸送が増大し、よって冷却効果が向上され得る。
フレームは、充電ケーブルの製造において重要な利点を提供し得る。まず、電気のための接続（すなわち、導体）および冷媒のための接続（すなわち、冷却ダクト）が作られてもよい。次に、電気接触子（例えば、図５における接触子５０２）が、フレームによって保持されるように当該フレームに差し込まれてもよい。そして、接触子の前端部（すなわち、使用時に自動車に面する端部）が、正しい位置に保持されるように固定具に差し込まれてもよい。例えば、そのような固定具は、充電ケーブルと共に使用される充電ポートに相当していてもよい。接触子が保持されている間に、ポッティングまたは他の材料が、接触子をその正しい位置に固定するために当該接触子にまたはその周りに塗布されてもよい。例えば、ポッティング材料は熱伝導性のものであってもよい。すなわち、フレームは電気接触子をその正しい位置に適応させるのに役立ち得、使用の間において（例えば、コネクタを自動車に差し込むか引き抜くときに）接触子を構造的に支持し、かつかなりの熱が発生する箇所における冷却を提供する。
図７〜図９は、充電ケーブルの断面プロファイルの例を示している。プロファイル７００は、電気導体７０２，７０４と、冷却ダクト７０６，７０８とを外側ジャケット７１０内に有している。電気導体は、電気的絶縁を提供するために、外側に１つあるいはそれ以上の絶縁材料を有していてもよい。冷却ダクトの各々は、冷媒が少なくとも一方の方向に流れるのを可能とする少なくとも１つの流路を内部に有している。概して、冷却ダクトによって提供される冷却によって、それがない場合よりも小さな直径の外側ジャケットを有する充電ケーブルの作製が可能となる。また、ケーブル内には、接地導体７１２および、例えば信号ケーブルおよび／または充填剤のような１つあるいはそれ以上の追加部材７１４がある。ケーブル要素は明瞭さのために互いに一定の分離を伴って示されているが、ある実施態様では当該要素が外側ジャケットの内部を完全に満たしていてもよいことを理解されたい。
ここで、冷却ダクト７０６，７０８の各々は、電気導体７０２，７０４の各々に接触している。したがって、冷却ダクトの各々は、電気導体の各々を冷却し得る。
プロファイル８００は、電気導体８０２，８０４，８０６，８０８と、冷却ダクト８１０，８１２とを外側ジャケット８１４内に有している。接地導体７１２および追加部材７１４が、また、外側ジャケット内に含まれていてもよい。冷却ダクトの各々は、内部に１つあるいはそれ以上の流路を有している。ここで、冷却ダクト８１０は電気導体８０２，８０４の各々に接触し、冷却ダクト８１２は電気導体８０６，８０８の各々に接触している。
プロファイル９００では、外側ジャケット８１４は、電気導体８０２，８０４，８０６，８０８と、冷却ダクト８１０，８１２とを収容している。信号ケーブル（例えば、追加部材７１４）は接地導体９０２内に封入されている。接地導体の外面９０４は、例えば図９Ａに図示する断面に示すように、網目状であってもよい。ある実施態様では、絶縁材料（例えば、樹脂）の薄い層が、接地ケーブルと１つあるいはそれ以上の他の要素との間に設けられていてもよい。１つあるいはそれ以上の充填剤９０６が、外側ジャケットの内部に設けられていてもよい。
接地導体は、電気導体８０２，８０４，８０６，８０８および冷却ダクト８１０，８１２の各々と接触していてもよい。したがって、接地導体は、電気導体から冷却ダクトへ熱が輸送されるのを可能とし、それにより冷却効果を向上させ得る。
ここで示した各例において、個々のケーブル要素の寸法および比率、要素の数や各々の互いに対する位置は、全てただ説明の目的のためのものである。他の実施態様では、要素の寸法、比率、数、および／または相対位置は異なったものであってもよい。例えば、ダクトの断面形状が、熱輸送を増加させるために導体と接触する表面積を最大化するように最適化されてもよい。
図１０Ａ〜図１０Ｄは、フレーム１０００および電気接触子１００２の他の例を示している。フレームは、内側に空洞１０００Ｂを形成しかつ外側に１つあるいはそれ以上の接触スペース１０００Ｃを形成する形状を有するハウジング１０００Ａを備えている。キャップ１００４は、例えば接触スペースの輪郭をトレースすることにより、空洞をシールする形状を有している。ある実施態様では、キャップは、冷媒または他の流体がフレームの内部に流入あるいは流出するのを可能とする２つの継ぎ手１００６を有している。例えば、冷却ダクト１０２（図１、図３、図４および図５を参照）が、フレームの内部における冷媒の循環を提供するためにキャップに取り付けられてもよい。
構造体１００８は、キャップ１００４のハウジング１０００Ａへの取付けを提供し得る。例えば、１つあるいはそれ以上のボルトまたは他の固定具が使用されてもよい。ある実施態様では、例えばガスケットまたはポッティング材料によって接続部がシールされてもよい。図１０Ｂは、キャップ１００４が取り付けられたフレーム１０００を示している。
図１０Ｃは、電気接触子１００２が取り付けられたフレーム１０００を示している。ある実施態様では、比較的大きな径を有する接触子が、例えばバッテリーパック等のエネルギー貯蔵部に電力を供給するために使用される。例えば、各接触子には、平坦領域のような、例えば溶接またはかしめによって導体を取り付ける際に使用されるように構成された接続面１０１０が設けられていてもよい。１つあるいはそれ以上の比較的小さい径を有する接触子１００２が、これらに限られるものではなく、接地端子としてまたは通信のためのものとして使用されることを含む他の目的のために使用されてもよい。
特に図１０Ｄを参照すると、同図は、フレーム１０００と、電気接触子１００２と、接続面１０１０と、ここでまた電気接触子の少なくとも一部を取り囲む１つあるいはそれ以上の流体チャネル１０１２とを示している。流体チャネルは、例えばフレームの中空内部を介して、流体流れを提供するためにキャップの継ぎ手に結合されている。すなわち、フレームに提供された流体は、また、あるいは代わりに、流体チャネルによって電気接触子の周囲を循環し得る。ある実施態様では、流体チャネルは、電気接触子の少なくとも一部の周りにラップ数（例えば、４つ）を作る実質的にスパイラル形状の流れパターンを提供する。例えば、このことは外部接触面の温度を下げるように、冷却効果を増大させ得る。
図１１および図１２は、充電ケーブルのための断面プロファイル１１００，１２００の他の例を示している。プロファイル１１００から始めると、それは流体（例えば、冷媒）の内向きおよび外向きの流れを２つに分けるというコンセプトに関連している。特に、プロファイル１１００は、仕切り１１０４によって形成され得るチャネル１１０２Ａ，１１０２Ｂを有している。例えば、チャネル１１０２Ａは内向きの流れ（すなわち、充電設備からコネクタおよび車両に向かう流れ）のために使用されてもよく、チャネル１１０２Ｂは外向きの流れ（すなわち、逆方向に戻る流れ）のために使用されてもよい。すなわち、充電コネクタが取り付けられる充電ケーブルの端部に到達すると、冷媒流れは反対のチャネル内を流れ戻るように折り返してもよい。そのような折り返しは、ただ２つの例を挙げると、ダクトのＵターン部の形成によって、またはフレームの内部で冷媒を循環させることによってなされてもよい。他の実施態様では、内向きおよび外向きの流れが反対のチャネル内を流れてもよい。
チャネル１１０２Ａ，１１０２Ｂの一方または両方が、その中に１つあるいはそれ以上の導体を有していてもよい。例えば、電気導体１１０６は充電のための電気エネルギーを供給してもよく、導体１１０８は情報伝達および／または接地接続を提供してもよい。
プロファイル１２００に移ると、それは中央冷却ダクト１２０２と、複数の放射状に配置されたダクト１２０４とを有している。ダクトは、ここで、押し出し成形品１２０６の一体構造物として形成されている。例えば、押し出し成形品は、フレキシブル材料（例えば、ポリマー）を押し出すことにより、または冷間鋳造技術により形成されてもよい。
ダクト１２０２，１２０４は、複数の導体１２０８，１２１０の近くにあるいは隣接して配置されている。例えば、導体１２０８は充電のための高電圧の交流電流または直流電流を供給してもよく、また導体１２１０は接地または信号ケーブルであってもよい。
ダクト１２０２，１２０４は、充電ケーブルの端部においてコネクタに結合されている。ある実施態様では、コネクタは、充電ケーブル内を一方向に流れてきた冷媒のための折り返し点として機能してもよい。例えば、中央ダクト１２０２は充電される装置（例えば、自動車）に向かう冷媒流れを収めていてもよく、放射状に配置されたダクト１２０４は逆向きの冷媒流れを収めていてもよい。他の実施態様では、冷媒が折り返すことなく、例えば車両の冷媒槽へ向かってコネクタを通過してもよい。
図１３Ａおよび図１３Ｂは、流体ハブ１３００の例を示している。流体ハブは、ここで、第１部品１３０２および第２部品１３０４が見えるように分解図で示されている。部品の各々は、ただ２つの例を挙げると、鋳造プロセスによって、または機械加工プロセスによって製造されてもよい。例えばスナップ嵌め組み立て、溶接、または接着剤の適用によって一体的に結合されると、流体ハブは流体パス１３０６を規定する。この流体パス１３０６は、この例では、第１部品１３０２から始まって開口１３０８を通って流入し、流体ハブの内部を流れて第２部品１３０４に到達し、そして開口１３１０において流体ハブから流出する。流れは、その代わりに、流体ハブを通る逆向きのものであってもよい。
流体ハブは、液体の流れを方向付ける１つあるいはそれ以上の内壁または他の仕切りを有していてもよい。この例では、第１部品１３０２は、内部容積を半分に仕切りかつ逆方向への流れのために遠端に開通路を形成する壁部１３１２を有している。壁部１３１４は、第２部品１３０４に設けられていてもよい。例えば、壁部１３１２，１３１４は流体ハブ内において平面を形成してもよい。ある実施態様では、一方の壁部は他方の壁部よりも小さくてもよく、あるいは完全に省略されてもよい。例えば、壁部１３１２，１３１４のどちらかが、流体のための所望の流れパスが規定されるように、反対側の部品１３０２，１３０４の内部まで延びていてもよい。
流体ハブ１３００は、充電システム内の電気部品および／またはコネクタとの有用な熱交換を提供し得る。例えば、流体ハブは、当該ハブ内の流体が外部の部品を冷却するように比較的大きな表面積１３１６（部品１３０４におけるもの），１３１８（部品１３０２におけるもの）を有していてもよい。いくつかの例が後述されるだろう。
図１４は、図１３Ａおよび図１３Ｂの流体ハブ１３００を有する接触子１４００の例を示している。接触子は、流体ハブの側面に取り付けられたバスバー１４０２，１４０４を有している。例えば、熱エポキシが使用されてもよい。この例では、バスバーは、良好な熱交換を提供するために流体ハブと接触する比較的大きな表面を有している。
バスバーは、充電ケーブルのレスト（rest）と１つあるいはそれ以上の接触ソケット１４０６または他のコネクタとの間の電気的接続部である。接触ソケットは、電気自動車の充電ポートの形状ファクタ（form factor）に適合するように大きさが決められかつ配置される。ソケットは、フレーム１４０８または他の構造体によって保持されてもよい。
接触ソケットはバスバーにロウ付けされていてもよく、それにより比較的大きな熱輸送領域が確保され得る。別の例として、接触ソケットは、同じ機能のための拡大および／または平坦化された領域を作り出すために加圧変形されていてもよい。例えば、このことはより少ない部品の使用、および／または向上した熱輸送のための他の境界の除去を可能とし得る。充電ケーブルの導体は、例えば超音波溶接または抵抗溶接のような適当な技術によってバスバーに取り付けられてもよい。
図１５は、図１４の接触子１４００に取り付けられた部品１５００の例を示している。部品１５００は、電気および／または冷媒の流れの管理のような、または車両と外部充電設備との間の通信のような電気自動車の充電プロセスに関連している。例えば、部品は、プリント回路基板上に作られた１つあるいはそれ以上の回路を含んでいてもよい。
流体ハブ状に回路を配置することは、またそのような部品の有用な冷却を提供し得る。また、この例において図示された接触子の構成は、１つあるいはそれ以上のソケットの軸に対して揃えられるケーブル取付位置（例えば、バスバー上）を許容する。このことは、コネクタハンドル内における部品１５００のコンパクトな実装を可能とし得る。すなわち、アセンブリのソケット端部の断面実装面積が比較的小さくされ得る。
図１６は、冷却ダクトを有する充電ケーブルの別の例を示している。充電ケーブル１００、コネクタ１０４、コネクタハウジング１０６、ケーブル１０８、および充電導体１１０は、ここで、図１に示されたそれらと同様のものである。しかしながら、冷却ダクト１０２は、ここで、充電コネクタのハンドルの内部周囲に巻き付いた流体チャネル１６００につながっている。流体チャネルは、充電コネクタのハウジングと一体的に形成されていてもいなくてもよい。例えば、冷却ダクトは、内向き溝またはコネクタハウジング１０６によって提供される他のスペース内を延びていてもよい。このように、外部からは（すなわち、ユーザには）ハンドルは、別の実施態様のもの、例えば冷却ダクトがＵターン部を形成している図１の実施態様のもの、または冷媒が流れてきた同じ充電ケーブルに沿って戻らない実施態様のものと似たようにあるいは同じように見え得る。しかしながら、流体チャネルは、例えば電気接触子や他の部品の向上された冷却、および／または、外面（例えば、ユーザが掴む面またはそうでなければ装置に接触する面）の改善された温度管理のような、１つあるいはそれ以上の利点を提供し得る。
この例では、部分１６０２は、流体流れの回路を完成させるために流体チャネル１６００が充電ケーブル１０８内へ戻る箇所に対応している。他の実施態様では、流体が逆方向に流れてもよい。
複数の実施態様について例として記載した。それでもなお、他の実施態様が以下のクレームによって包含される。

Claims (17)

  1. 電気自動車のための充電システムであって、
    電源と、
    第１端部および第２端部と、それぞれが該第１端部から該第２端部まで延びる充電導体および冷却ダクトとを有し、かつ上記第１端部が上記電源に取り付けられたケーブルと、
    上記ケーブルの上記第２端部に接続され、上記電気自動車の充電ポートに対応する形状ファクタを有するコネクタとを備え、
    上記冷却ダクトは、上記充電導体を冷却する流体を運ぶように構成されている
    ことを特徴とする充電システム。
  2. 請求項１において、
    上記冷却ダクトは、上記流体が上記第１端部から上記第２端部へ運ばれ、そして該第２端部から該第１端部へ運ばれるように構成されている
    ことを特徴とする充電システム。
  3. 請求項２において、
    上記コネクタは、上記第２端部でフレームによって保持された少なくとも１つの電気接触子を有し、
    上記冷却ダクトは、上記フレームによって上記第１端部に戻すための折り返しを形成している
    ことを特徴とする充電システム。
  4. 請求項３において、
    上記折り返しは、上記第１端部から来る上記冷却ダクトの入口部と、該第１端部に導く上記冷却ダクトの出口部とに取り付けられた接続ピースを含んでいる
    ことを特徴とする充電システム。
  5. 請求項２において、
    上記コネクタは、上記第２端部でフレームによって保持された少なくとも１つの電気接触子を有し、
    上記フレームは、入口開口および出口開口が設けられた内部空洞を有し、
    上記第１端部から来る上記冷却ダクトの入口部は、上記入口開口に接続され、
    上記出口開口は、上記第１端部に導く上記冷却ダクトの出口部に接続されている
    ことを特徴とする充電システム。
  6. 請求項２において、
    少なくとも第１充電導体および第２充電導体を備え、
    上記冷却ダクトは、上記第１端部から来る入口部と、該第１端部に導く出口部とを有し、
    上記充電ケーブルは、上記入口部および上記出口部の各々が上記第１充電導体および上記第２充電導体の各々に接触する断面プロファイルを有している
    ことを特徴とする充電システム。
  7. 請求項２において、
    少なくとも第１、第２、第３および第４充電導体を備え、
    上記冷却ダクトは、上記第１端部から来る入口部と、該第１端部に導く出口部とを有し、
    上記充電ケーブルは、上記入口部が少なくとも上記第１および第２充電導体に接触し、かつ上記出口部が少なくとも上記第３および第４充電導体に接触する断面プロファイルを有している
    ことを特徴とする充電システム。
  8. 請求項２において、
    上記冷却ダクトは、上記コネクタ内において少なくとも１つの電気接触子の周りに流体チャネルを形成している
    ことを特徴とする充電システム。
  9. 請求項２において、
    上記冷却ダクトは、上記コネクタのハンドルの内部周囲に流体チャネルを形成している
    ことを特徴とする充電システム。
  10. 請求項１において、
    上記第１端部から上記第２端部まで延びかつ上記充電導体および上記冷却ダクトに接触する接地ケーブルをさらに備え、
    上記接地ケーブルは、上記充電導体から上記冷却ダクトに熱を伝えるように構成されている
    ことを特徴とする充電システム。
  11. 請求項１０において、
    上記接地ケーブルは、上記充電導体および上記冷却ダクトと熱的に接触する網目状の外面を有している
    ことを特徴とする充電システム。
  12. 請求項１０において、
    上記第１端部から上記第２端部まで上記接地ケーブルの内部を延びる少なくとも１つの信号ケーブルをさらに備えている
    ことを特徴とする充電システム。
  13. 請求項１において、
    上記冷却ダクトは、上記充電導体を冷却する液体を運ぶように構成されている
    ことを特徴とする充電システム。
  14. 請求項１において、
    上記コネクタは、入口開口から出口開口への内部流体パスを規定する流体ハブを有し、
    上記内部流体パスは、実質的に上記流体ハブの内部全体を横断している
    ことを特徴とする充電システム。
  15. 請求項１４において、
    上記流体ハブは、上記出口開口を含む第２部品に接続され、上記入口開口を含む第１部品を有し、
    上記第１部品および上記第２部品の少なくとも一方は、上記流体ハブの内部へと延びる壁部を有し、
    上記内部流体パスは、少なくとも一部が上記壁部によって規定されている
    ことを特徴とする充電システム。
  16. 請求項１４において、
    上記流体ハブは、該流体ハブに取り付けられた少なくとも１つのバスバーをさらに有し、
    上記バスバーは、上記コネクタの接触ソケットに電気的に接続されている
    ことを特徴とする充電システム。
  17. 請求項１４において、
    上記流体ハブは、上記電気自動車の充電において使用するように構成された少なくとも１つの回路部品をさらに有し、
    上記回路部品は、上記流体ハブに取り付けられた基板に取り付けられている
    ことを特徴とする充電システム。
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