JP2019022434A - 充電柱のための冷却ユニットおよび冷却ユニットを有する充電柱 - Google Patents

Abstract

【課題】充電柱のための冷却ユニットおよび冷却ユニットを有する充電柱を提供する。【解決手段】充電柱３０のための冷却ユニット１０は、第１の接続部および第２の接続部を有する熱交換器２０を含み、第１の接続部が電気充電スタンドの共通の一次冷却剤回路に流体的に接続され、および第２の接続部が二次冷却剤回路に流体的に接続される場合、充電柱の閉じられた二次冷却剤回路を冷却する。冷却ユニットは、ポンプを含み、ポンプが第２の接続部に流体的に接続される。【選択図】図２

Description

本発明は、充電柱（ｃｏｌｕｍｎ）のための冷却ユニットに関する。本発明は、対応する充電柱にも関する。

電気工学では、エネルギー貯蔵装置（例えば、電気自動車の主電池）を取り除く必要なく、簡単な設置または挿入により、可動の充電池式のユニット、機械、または自動車にエネルギーを供給するために用いられる任意の固定デバイスまたは電気システムは、充電スタンド（ｓｔａｔｉｏｎ）と呼ばれている。電気自動車のための充電スタンドは、一般に「電気充電スタンド」と呼ばれ、複数の充電ポイントを含むことがあり、それらは、構造の種類に応じて「充電柱」として特徴付けられる。

ここで、特に、欧州で広く普及しているいわゆるコンバインドチャージングシステム（ＣＣＳ）などの直流急速充電／高性能充電（ＨＰＣ）システムが知られている。この全般的なタイプの直流充電の場合、直流が充電柱から車両に直接供給され、そのために、電源系統から強力な整流器によりまたは太陽光電気充電スタンドでの大型の緩衝蓄電器により直流が提供される。車両には、電流強度を適合させるか、または容量限界に達したときにプロセスを終了させるために充電柱と通信するバッテリ管理システムがある。

従来技術によれば、この目的に必要なパワーエレクトロニクスは、通常、充電柱に組み込まれており、５０ｋＷの電力限度まで負荷をかけることができる。充電柱の直流接続は、主電池の対応する接続部に直接接続されるため、ほとんど損失なく高い充電電流を伝達することが可能であり、これは、充電時間を短くするが、熱の発生にもつながる。

使用者のために充電ケーブルの重量および可撓性を低く保つために、液体が流れる充電ケーブルを有するケーブル冷却システムが文献に記載されている。（特許文献１）、（特許文献２）、（特許文献３）、（特許文献４）、および（特許文献５）は、上記タイプの充電ケーブルを例として開示しており、そのケーブルシース内に冷却流体が流れる。

しかし、そのようなシステムには、設置、始動、およびメンテナンス中に問題がある。特に、充電ケーブルは、通常の使用、天候、または不適切な取扱いにより、特に高い摩耗を受ける。しかし、交換および設置は、通常、冷却システムの構成要素の取付けまたは充電柱の冷却システムへのケーブル冷却回路の接続を必要とする。そのために、冷却液体を導入するだけでなく、問題なく動作するように冷却回路を脱気することも必要である。この作業は時間がかかり、過失が生じやすく、現場で充電柱にメンテナンス要員を投入する必要がある。

充填または脱気を不要にすることができる、漏れのない、さらには死容積のないプラグコネクタを用いる代替形態は、非常に高価で壊れやすい。

中国実用新案第２０６２２５０２８号明細書 独国特許出願公開第１０２０１１１００３８９号明細書 米国特許出願公開第２０１２０４３９３５号明細書 米国特許出願公開第２０１５２１７６５４号明細書 米国特許出願公開第２０１７０２８８６２号明細書

本発明は、独立請求項による充電柱のための冷却ユニットおよび対応する充電柱を提供する。

この解決策の１つの利点は、交換可能な冷却システムの形成にある。それにより、冷却システムを既に充填された状態で送達して取り付け、現場での冷却回路の脱気を不要にすることが可能である。

そのために、充電ケーブルの冷却回路は、熱交換器を介して充電柱の液体冷却回路に接続され、液体冷却回路は異なる冷却媒体を使用することが可能である。固定具および結合具は、全て迅速な組立てを可能にする。

冷却ユニットは、充電柱の高い位置にあることが有利である。それにより、現場での組立て中、ケーブルを冷却ユニットと共に上から充電柱内に下降させることができる。

充電ケーブルの固定は、（クランプ作用による、充電柱からの出口におけるおよび場合により充電柱の支持アームでの）数箇所でのシースの固定および充電柱内部での冷却ユニットの固定または懸架のみによって実現される。したがって、ユニットおよび充電柱は、さらなる複雑な組立てステップを必要とせずに迅速なプロセスでケーブルを配置して取り付けることができるように形成される。

本発明のさらに有利な構成は、従属請求項で提示されている。

本発明の１つの例示的実施形態を図面に示し、以下でより詳細に述べる。

第１の充電柱の斜視図を示す。 第２の充電柱の分解図を示す。 第２の充電柱の冷却ユニットの斜視図を示す。

図１は、提案される充電柱（３０）の基本構造を示す。本発明の重要な特徴として、充電柱（３０）は、冷却ユニット（１０）を含み、冷却ユニット（１０）は、電気充電スタンドの複数の充電柱に共通の一次冷却剤回路に充電柱（３０）が流体的に接続されている場合、充電柱（３０）の閉じられた二次冷却剤回路を冷却する。

図２による若干異なる実施形態と、図３に詳細に示されるその実施形態の冷却ユニット（１０）とを併せて見て、この動作原理が説明される。冷却ユニット（１０）は、第１の接続部（１１、１３）および第２の接続部（１５、１６）を有する熱交換器（２０）に基づく。第１の接続部（１１、１３）は、遮断弁（１８）を有する２つのホース（１９）を介して一次冷却剤回路の接続点（２１）に接続され、一方、第２の接続部（１５、１６）は、補償容器（１２）を有するポンプ（１４）によって二次冷却剤回路に冷却剤を供給し、前記二次冷却剤回路の熱が熱交換器（２０）を通って一次冷却剤回路に伝達されることが意図される。一次冷却剤回路は、典型的には水／グリコール混合物を送給するが、二次冷却剤回路は、例えば商標名「Ｎｏｖｅｃ」として流通している合成メトキシヘプタフルオロプロパンもしくはメトキシノナフルオロプロパン、ハイドロフルオロエーテル、もしくはフルオロケトン、または可能な限りゆっくり反応する何らかの他の非導電性流体で満たされ得る。

このようにして予め製造された冷却ユニット（１０）は、組立て時に簡単に充電柱（３０）の内側フレーム（３４）（図２に示される）内に下降させることができ、そのフレームのハウジングは、外側から当接するシートモールディングコンパウンド（ＳＭＣ）から構成されるブラケットプレート（３１、３６）を有する外壁（３２、３５）によって形成され、この場合、左側の外壁（３２）のロックメカニズム（３７）を介してアクセス可能である。上側ケーブルホルダ（３３）、およびドリップエッジを有するルーフ（３８）は、図面において上側の端部であるブラケットプレート（３１、３６）の端部間に嵌合式に配置される。ケーブルホルダ（３３）は、２つの射出成形部品から構成され、これらは、相補的に形成された２つの切欠きにより、冷却された充電ケーブル（１７）をその間に受け入れる。

１０ 冷却ユニット
１１、１３ 第１の接続部
１５、１６ 第２の接続部
２０ 熱交換器
３０ 充電柱

Claims (10)

1. 電気充電スタンドの充電柱（３０）のための冷却ユニット（１０）であって、以下の特徴：
   − 第１の接続部（１１、１３）および第２の接続部（１５、１６）を有する熱交換器（２０）を含むことと、
   − 前記第１の接続部（１１、１３）が前記電気充電スタンドの共通の一次冷却剤回路に流体的に接続され、および前記第２の接続部（１５、１６）が二次冷却剤回路に流体的に接続される場合、前記充電柱（３０）の前記閉じられた二次冷却剤回路を冷却するように構成されることと
   によって特徴付けられる冷却ユニット（１０）。
2. 以下の特徴：
   − ポンプ（１４）を含むことと、
   − 前記ポンプ（１４）が前記第２の接続部（１５、１６）に流体的に接続されることと
   によって特徴付けられる、請求項１に記載の冷却ユニット（１０）。
3. 以下の特徴：
   − 補償容器（１２）を含むことと、
   − 前記補償容器（１２）が前記ポンプ（１４）に流体的に接続されることと
   によって特徴付けられる、請求項２に記載の冷却ユニット（１０）。
4. 電気充電スタンドのための充電柱（３０）であって、以下の特徴：
   − 請求項１〜３のいずれか一項に記載の冷却ユニット（１０）と、充電ケーブル（１７）とを含み、前記充電ケーブル（１７）が、好ましくはケーブルラグ（２２）を設けられ、かつ閉じられた二次冷却剤回路を有することと、
   − 前記冷却ユニット（１０）の前記第２の接続部（１５、１６）が前記二次冷却剤回路に流体的に接続されることと
   によって特徴付けられる充電柱（３０）。
5. 以下の特徴：
   − 前記電気充電スタンドの共通の一次冷却剤回路への接続のためのホース（１９）を含むことと、
   − 前記冷却ユニット（１０）の前記第１の接続部（１１、１３）が前記ホース（１９）に流体的に接続されることと
   によって特徴付けられる、請求項４に記載の充電柱（３０）。
6. 以下の特徴：
   − 前記二次冷却剤回路が、反応の遅い、好ましくは不活性の非導電性流体、特にメトキシヘプタフルオロプロパン、メトキシノナフルオロプロパン、ハイドロフルオロエーテル、またはフルオロケトンで満たされること
   によって特徴付けられる、請求項５に記載の充電柱（３０）。
7. 以下の特徴：
   − 前記ホース（１９）が、遮断弁（１８）と、前記一次冷却剤回路の接続のための接続点（２１）とを有することと、
   − 前記遮断弁（１８）が前記接続点（２１）に配置されることと
   によって特徴付けられる、請求項５または６に記載の充電柱（３０）。
8. 以下の特徴：
   − 左側のブラケットプレート（３１）、好ましくはシート成形化合物を有する左側の外壁（３２）と、右側のブラケットプレート（３６）を有する右側の外壁（３５）と、好ましくはドリップエッジを設けられるルーフ（３８）とを含むことと、
   − 前記ブラケットプレート（３１、３６）が前記外壁（３２、３５）に外側から当接することと、
   − 前記ルーフ（３８）が前記ブラケットプレート（３１、３６）間に嵌合式に配置されることと
   によって特徴付けられる、請求項４〜７のいずれか一項に記載の充電柱（３０）。
9. 以下の特徴：
   − ２つの射出成形部品からなるケーブルホルダ（３３）を含むことと、
   − 前記ケーブルホルダ（３３）が、同様に前記ブラケットプレート（３１、３６）間に嵌合式に配置され、かつ前記ルーフ（３８）によって覆われることと
   によって特徴付けられる、請求項８に記載の充電柱（３０）。
10. 以下の特徴：
    − 前記外壁（３２、３５）の１つがロックメカニズム（３７）を有すること
    によって特徴付けられる、請求項８または９に記載の充電柱（３０）。

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