LU500252B1 - Cable with active cooling - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kabel (1) zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale, mit einem Mantel (2), der sich entlang des Kabels (1) zumindest abschnittsweise erstreckt, wobei innerhalb des Mantels (2) zumindest ein Schlauch (3.1, 3.2) angeordnet ist, wobei der zumindest eine Schlauch (3.1, 3.2) zur Übertragung elektrischer Energie zumindest zwei Lastleitungen (4.1, ... , 4.6) eines ersten elektrischen Pols umfasst, wobei die zumindest zwei Lastleitungen (4.1, ... , 4.6) innerhalb des zumindest einen Schlauchs (3.1, 3.2) angeordnet sind und mit zumindest einem Schlauchabschnitt (3.1A1, 3.1A2), vorzugsweise entlang des Kabels (1), zumindest einen Kanal (K1, K2, K3) zur Führung eines Mediums (M) ausbilden. Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung, umfassend eine Ladesäule, einen Steckverbinder und ein Kabel (1).The invention relates to a cable (1) for the transmission of electrical energy and/or electrical signals, having a sheath (2) which extends at least in sections along the cable (1), with at least one hose (3.1, 3.2) is arranged, wherein the at least one hose (3.1, 3.2) for the transmission of electrical energy comprises at least two load lines (4.1, ... , 4.6) of a first electrical pole, the at least two load lines (4.1, ... , 4.6 ) are arranged within the at least one tube (3.1, 3.2) and with at least one tube section (3.1A1, 3.1A2), preferably along the cable (1), at least one channel (K1, K2, K3) for guiding a medium (M ) train. The invention also relates to an arrangement comprising a charging station, a plug connector and a cable (1).
Description
BESCHREIBUNG Kabel mit aktiver Kühlung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kabel zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale, vorzugsweise für den Ladevorgang batterieelektrischer Fahrzeuge (BEV). Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung, umfassend eine Ladesäule, einen Steckverbinder und ein Kabel.DESCRIPTION Cable with active cooling The present invention relates to a cable for transmitting electrical energy and/or electrical signals, preferably for charging battery electric vehicles (BEV). The invention also relates to an arrangement comprising a charging station, a connector and a cable.
Elektrische Leitungen, das heißt Kabel zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichsten Konfigurationen und Ausbildungen und für unterschiedlichste Zwecke bekannt. Je nach vorgesehenem Einsatzgebiet des Kabels müssen jeweilige Anforderungen erfüllt werden. Beispielsweise wird im Bereich der Elektromobilität für den Ladevorgang von elektrisch antreibbaren Fahrzeugen, beispielsweise batterieelektrischen Fahrzeugen (BEV), eine Schnellladetechnik mit Gleichstrom angewendet. Hierbei befindet sich die Leistungselektronik nicht im Inneren des batterieelektrischen Fahrzeugs, sondern innerhalb einer Ladesäule. Der Ladevorgang eines Akkus eines batterieelektrischen Fahrzeugs von beispielsweise drei bis fünf Minuten kann eine Reichweite von 100 km ermöglichen. Bei dieser Ladetechnik, die auch als „DC-Schnellladetechnik“ oder „High-Power Charging (HPC)“ bezeichnet wird, kommen zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale Kabel mit aktiver Kühlung unter Verwendung eines Kühlmediums zum Einsatz. Ziel ist die Reduzierung der Erwärmung der Kabel und des Steckverbinders (so genannter „Connector“) während des Ladevorgangs durch den Abtransport der entstehenden Wärme durch das Kühlmedium. Die Erwärmung resultiert aus der Verlustleistung, welche in den Leiteranschlussstellen, in dem Kabel und im Steckverbinder entsteht. Die Verlustleistung errechnet sich aus dem Produkt des Quadrats der Stromstärke und dem resultierenden Widerstand. Mit anderen Worten hat die Verlustleistung eine quadratische Abhängigkeit zur verwendeten Stromstärke. Aufgrund von Anforderungen durch Normvorgaben, wie beispielsweise DIN EN 62196, sind Temperaturen innerhalb des Kabels und innerhalb des Steckverbinders auf eine Differenz von 50 Kund eine Höchsttemperatur auf maximal 90°C begrenzt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. DE 10 2016 209 607 A1 ist unter anderem eine Ladeleitung, das heißt ein Ladekabel zur Übertragung elektrischer Energie bekannt. Das Ladekabel ist durch eine Mantelleitung mit mehreren darin angeordneten Stromleiterkabeln und einem LU500252 Schutzleiterkabel gekennzeichnet. An einer Innenfläche der Mantelleitung ist eine Metallfolie angeordnet. Ferner umfasst das Ladekabel im Inneren seiner Mantelleitungen mehrere separat ausgebildete Kühlleitungen, die zwischen den jeweiligen Stromkabeln angeordnet sind.Electrical lines, ie cables for the transmission of electrical energy and/or electrical signals, are known from the prior art in a wide variety of configurations and designs and for a wide variety of purposes. Depending on the intended area of application of the cable, the respective requirements must be met. For example, in the field of electromobility, rapid charging technology with direct current is used for charging electrically powered vehicles, for example battery electric vehicles (BEV). The power electronics are not inside the battery-electric vehicle, but inside a charging station. Charging the battery of a battery-electric vehicle in three to five minutes, for example, can enable a range of 100 km. With this charging technology, which is also known as “DC fast charging technology” or “high-power charging (HPC)”, cables with active cooling using a cooling medium are used to transmit electrical energy and/or electrical signals. The aim is to reduce the heating of the cable and the plug connector (so-called "connector") during the charging process by dissipating the heat generated by the cooling medium. The heating results from the power loss that occurs in the conductor connection points, in the cable and in the connector. The power loss is calculated from the product of the square of the current and the resulting resistance. In other words, the power loss has a quadratic dependency on the current strength used. Due to the requirements of standards such as DIN EN 62196, temperatures within the cable and within the connector are limited to a difference of 50 K and a maximum temperature of 90°C. From the German patent application no. DE 10 2016 209 607 A1, a charging line, ie a charging cable for the transmission of electrical energy, is known, among other things. The charging cable is characterized by a sheathed cable with several conductor cables arranged in it and a LU500252 protective conductor cable. A metal foil is arranged on an inner surface of the sheathed cable. Furthermore, the charging cable includes several separately formed cooling lines inside its sheathed lines, which are arranged between the respective power cables.
Ferner ist in der deutschen Gebrauchsmusterschrift Nr. DE 20 2016 008 941 U1 ein Ladekabel mit einer Mantelleitung beschrieben, welche eine separat ausgebildete Fluidleitung aufweist. Zudem ist auch aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. DE 10 2015 114 133 A1 ein Kabel zur Übertragung elektrischer Energie bekannt. Das Kabel umfasst einen Kabelmantel, in welchem innerhalb des Kabelmantels mehrere separate, eingefasste Kühlleitungen angeordnet sind. Jede Kühlleitung weist jeweils zwei Einzelleitungen zur entgegengesetzten Führung eines Kühlmediums auf.Furthermore, a charging cable with a sheathed cable is described in the German utility model no. DE 20 2016 008 941 U1, which has a separately formed fluid line. In addition, a cable for the transmission of electrical energy is also known from German laid-open specification DE 10 2015 114 133 A1. The cable includes a cable jacket, in which several separate, surrounded cooling lines are arranged within the cable jacket. Each cooling line has two individual lines for guiding a cooling medium in opposite directions.
Die oben angegebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Kabel mit aktiver Kühlung durch ein Medium sind beispielsweise durch einen aufwendigen Aufbau mit mehreren Komponenten und Elementen gekennzeichnet.The above-mentioned cables known from the prior art with active cooling by a medium are characterized, for example, by a complex structure with a number of components and elements.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kabel zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale, vorzugsweise ein durch ein Medium aktiv kühlbares oder aktiv gekühltes Ladekabel, bereitzustellen, welches vor allem durch eine gesteigerte Leistungsfähigkeit der Übertragung elektrischer Energie und eine verbesserte, vorzugsweise einfachere Bedienung, gekennzeichnet ist, sowie einen einfacheren Aufbau aufweist. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anordnung, umfassend eine Ladesäule, einen Steckverbinder und ein solches Kabel bereitzustellen.It is therefore an object of the present invention to provide a cable for the transmission of electrical energy and/or electrical signals, preferably a charging cable that can be actively cooled or is actively cooled by a medium, which is primarily characterized by an increased efficiency of the transmission of electrical energy and an improved, preferably simpler operation, is characterized, and has a simpler structure. Furthermore, it is an object of the present invention to provide an arrangement comprising a charging station, a connector and such a cable.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele und Anwendungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.The object is solved by the features of independent claim 1. Further exemplary embodiments and applications of the present invention result from the dependent claims and are explained in more detail in the following description with partial reference to the figures.
Die Erfindung betrifft nach einem ersten allgemeinen Gesichtspunkt ein Kabel, vorzugsweise ein Ladekabel, zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale, mit einem Mantel, der sich entlang des Kabels zumindest abschnittsweise erstreckt, wobei innerhalb des Mantels zumindest ein Schlauch angeordnet oder aufgenommen ist, wobei der zumindest eine Schlauch zurAccording to a first general aspect, the invention relates to a cable, preferably a charging cable, for the transmission of electrical energy and/or electrical signals, with a sheath which extends at least in sections along the cable, with at least one hose being arranged or accommodated within the sheath, wherein the at least one hose to
Übertragung elektrischer Energie zumindest zwei Lastleitungen eines ersten elektrischen Pols oder LU500252 einer ersten elektrischen Polung umfasst, wobei die zumindest zwei Lastleitungen innerhalb des zumindest einen Schlauchs angeordnet oder aufgenommen sind und mit zumindest einem Schlauchabschnitt, vorzugsweise entlang des Kabels oder vorzugsweise in Kabelrichtung, zumindest einen Kanal zur Führung eines Mediums, vorzugsweise eines Kühlmediums, ausbilden. Mit der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise ein Kabel und vorzugsweise ein Gleichstrom- Ladekabel nach der DC-Schnellladetechnik bereitgestellt werden, welches die Übertragung hoher elektrischer Energie, beispielweise mit einer Stromstärke von mehr als 600A, ermôglicht. Ferner kann mit der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein Kabel bereitgestellt werden, welches durch einen kompakten Aufbau, vorzugsweise innerhalb des Mantels, gekennzeichnet ist. Beispielweise kann dadurch der Aufendurchmesser des Kabels und somit des Mantels reduziert werden. Dies kann beispielsweise zu einer Verbesserung des Handlings, das heißt der Bedienung des Kabels führen. Ferner ist es durch die vorliegende Erfindung möglich, dass Biegeradien des Kabels optimiert sind. Durch Verwendung eines Mediums zur aktiven Kühlung, welches direkt mit den Lastleitungen, das heißt kontaktierend mit Oberflächenabschnitten der Lastleitungen, innerhalb des zumindest einen Schlauchs durch dadurch zumindest einen ausgebildeten Kanal in Kontakt gebracht wird, kann ein effektiver Abtransport entstehender Wärme von den Lastleitungen während des Ladevorgangs gewähreistet werden. Es ist somit beispielsweise nicht notwendig, für das Medium eine eigene oder separate Vorlauf- Leitung und Rücklauf-Leitung vorzusehen, wie dies beispielsweise bei den aus dem Stand der Technik bekannten Kabeln der Fall ist. Mit anderen Worten gibt es beispielsweise für das Medium keine separate, das heißt eigens ausgebildete Kanalleitung bei dem Kabel gemäß der vorliegenden Erfindung. Der zumindest eine Kanal wird durch die zumindest zwei Lastleitungen und den zumindest einen Schlauchabschnitt, das heißt mittels entsprechender Flächen von entsprechenden Wänden und/oder Wandabschnitten dieser Komponenten, gebildet.Transmission of electrical energy comprises at least two load lines of a first electrical pole or LU500252 a first electrical polarity, the at least two load lines being arranged or accommodated within the at least one hose and having at least one hose section, preferably along the cable or preferably in the direction of the cable, at least one channel for guiding a medium, preferably a cooling medium. With the present invention, for example, a cable and preferably a DC charging cable can be provided according to DC fast charging technology, which enables the transmission of high electrical energy, for example with a current of more than 600 A. Furthermore, with the present invention, a cable can be provided, for example, which is characterized by a compact structure, preferably within the sheath. For example, this can reduce the outer diameter of the cable and thus the sheath. This can, for example, lead to an improvement in handling, ie the operation of the cable. Furthermore, the present invention makes it possible for the bending radii of the cable to be optimized. By using a medium for active cooling, which is brought into direct contact with the load lines, i.e. in contact with surface sections of the load lines, within the at least one hose through at least one channel formed thereby, heat generated from the load lines during the charging process can be effectively transported away be guaranteed. It is therefore not necessary, for example, to provide a dedicated or separate flow line and return line for the medium, as is the case, for example, with the cables known from the prior art. In other words, there is no separate, ie specially designed, channel line for the medium, for example, in the cable according to the present invention. The at least one channel is formed by the at least two load lines and the at least one hose section, ie by means of corresponding surfaces of corresponding walls and/or wall sections of these components.
Es ist möglich, dass auch der Mantel als Schlauch ausgebildet ist. Der Mantel kann als Schlauch beispielsweise in extrudierter oder gezogener oder geblasener Form ausgebildet sein. Der Mantel kann beispielsweise aus Polytetrafluorethylen (PTFE) ausgebildet sein.It is possible that the jacket is also designed as a hose. The jacket can be designed as a hose, for example in extruded or drawn or blown form. The jacket can be made of polytetrafluoroethylene (PTFE), for example.
Der zumindest eine Schlauch kann vorzugsweise zumindest abschnittsweise ein flexibler länglicher LU500252 Hohlkôrper oder eine flexible längliche Hülle sein. Vorzugsweise kann der zumindest eine Schlauch eine geringere Steifigkeit und/oder Festigkeit als der Mantel des Kabels aufweisen. Der zumindest eine Schlauch kann vorzugsweise aus einem Elastomer oder auf Basis eines Elastomers ausgebildet sein. Es ist môglich, dass der zumindest eine Schlauch zumindest abschnittsweise elastisch und/oder zumindest abschnittsweise formstabil ausgebildet und/oder konfiguriert ist, vorzugsweise jeweils entlang des Kabels. Der zumindest eine Schlauch kann somit eine variable Form oder eine variable Geometrie annehmen.The at least one hose can preferably be a flexible, elongated hollow body or a flexible, elongated sleeve, at least in sections. The at least one tube can preferably have a lower rigidity and/or strength than the sheath of the cable. The at least one tube can preferably be formed from an elastomer or based on an elastomer. It is possible for the at least one hose to be designed and/or configured to be elastic at least in sections and/or dimensionally stable at least in sections, preferably in each case along the cable. The at least one tube can thus assume a variable shape or a variable geometry.
Der zumindest eine Schlauch kann beispielsweise konfiguriert sein, bei Druckbeaufschlagung mit dem Medium sich zumindest abschnittsweise aufzuweiten und somit den Querschnitt zu vergrößern.The at least one hose can be configured, for example, to expand at least in sections when pressure is applied with the medium and thus to increase the cross section.
Der zumindest eine Schlauch kann in einer Ansicht, vorzugsweise in einer Querschnittsansicht, zumindest abschnittsweise eine ovale Kontur aufweisen. Dadurch kann beispielsweise eine hinsichtlich des zumindest einen Kanals optimierte Querschnittsfläche als von dem Medium durchströmte Fläche bereitgestellt werden.The at least one hose can have an oval contour at least in sections in a view, preferably in a cross-sectional view. As a result, for example, a cross-sectional area optimized with regard to the at least one channel can be provided as the area through which the medium flows.
Es ist möglich, dass der zumindest eine Schlauch die zumindest zwei Lastleitungen mit einer Vorspannung beaufschlagt, vorzugsweise zumindest abschnittsweise aneinander presst. Wie bereits beschrieben, kann der zumindest eine Schlauch hinsichtlich seines Materialverhaltens und/oder hinsichtlich seiner Geometrie flexibel oder elastisch und somit reversibel verformbar ausgebildet sein. Der zumindest eine Schlauch kann auf Abschnitte der zumindest zwei Lastleitungen, welche mit dem zumindest einen Schlauch abschnittsweise kontaktieren, eine Druckbelastung ausüben und die zumindest zwei Lastleitungen zumindest abschnittsweise aneinander pressen.It is possible for the at least one hose to apply a pretension to the at least two load lines, preferably pressing them together at least in sections. As already described, the at least one tube can be designed to be flexible or elastic and thus reversibly deformable with regard to its material behavior and/or with regard to its geometry. The at least one hose can exert a pressure load on sections of the at least two load lines, which make contact with the at least one hose in sections, and press the at least two load lines against one another at least in sections.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Schlauch durch das Medium druckbeaufschlagbar ausgebildet ist und/oder bei einer Druckbeaufschlagung mit dem Medium zumindest abschnittsweise eine elastische Formänderung ausbildet. Der zumindest eine Schlauch kann vorzugsweise in Umfangsrichtung und in der Längsrichtung des Mantels oder in Richtung der Erstreckung des Kabels geschlossen und medium dicht, vorzugsweise gasdicht und/oder flüssigkeitsdicht, ausgebildet sein.According to a further aspect of the invention, it can be provided that the at least one tube is designed so that it can be pressurized by the medium and/or forms an elastic change in shape at least in sections when pressurized by the medium. The at least one tube can preferably be closed in the circumferential direction and in the longitudinal direction of the jacket or in the direction of the extension of the cable and be designed to be medium-tight, preferably gas-tight and/or liquid-tight.
Es ist möglich, dass der zumindest eine Schlauch zumindest zwei übereinanderliegende, vorzugsweise separat ausgebildete, Schlauchschichten aufweist, welche vorzugsweise stoffschlüssig oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind, und/oder wobei eine 5 Schlauchschicht der zumindest zwei übereinanderliegenden Schlauchschichten ein elastisches Geflecht oder ein elastisches Gitter aufweist, und/oder wobei die zumindest zwei übereinanderliegenden Schlauchschichten zumindest abschnittsweise formstabil ausgebildet sind. Das elastische Geflecht oder das elastische Gitter kann aus einem nicht-metallischen Material ausgebildet sein. Es ist alternativ möglich, dass das elastische Gitter oder das elastische Geflecht aus einem metallischen Material ausgebildet ist.It is possible for the at least one hose to have at least two superimposed, preferably separately formed, hose layers, which are preferably connected to one another in a materially bonded or non-positive manner, and/or wherein one hose layer of the at least two superimposed hose layers has an elastic braid or an elastic grid, and/or wherein the at least two tube layers lying one on top of the other are designed to be dimensionally stable at least in sections. The elastic braid or mesh may be formed from a non-metallic material. It is alternatively possible that the elastic lattice or the elastic mesh is made of a metallic material.
Die zumindest zwei übereinanderliegenden Schlauchschichten können beispielsweise an entsprechenden Flächen miteinander verklebt sein. Damit kann beispielsweise eine kabelinterne Schutzschicht für die innerhalb des zumindest einen Schlauchs angeordneten Lastleitungen bereitgestellt werden.The at least two tube layers lying one on top of the other can, for example, be glued to one another on corresponding surfaces. In this way, for example, a cable-internal protective layer can be provided for the load lines arranged within the at least one hose.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der zumindest eine Kanal in einer Ansicht, vorzugsweise in einer Querschnittsansicht, zumindest abschnittsweise eine im Wesentlichen keilförmige Kontur oder zumindest abschnittsweise eine im Wesentlichen kreisbogendreieckförmige Kontur aufweist. Dadurch kann beispielsweise gewährleistet werden, dass vergleichsweise große Flächen der Lastleitungen von dem Medium kontaktiert werden können, um eine effizientere Kühlung zu erreichen.According to a further aspect of the invention, it can be provided that the at least one channel in a view, preferably in a cross-sectional view, has an essentially wedge-shaped contour at least in sections or an essentially arc-triangular contour at least in sections. This can ensure, for example, that comparatively large areas of the load lines can be contacted by the medium in order to achieve more efficient cooling.
Es ist möglich, dass der zumindest eine Kanal, vorzugsweise in einem Zwickelbereich der zumindest zwei Lastleitungen, zur Führung eines gasförmigen Mediums und/oder vorzugsweise eines flüssigen Mediums ausgebildet ist, wobei das flüssige Medium ein gießbares und/oder ein spritzbares Medium ist. Der Kanal kann beispielsweise zur Führung von Wasser als Medium ausgebildet sein. Es ist möglich, dass der Kanal zur Führung eines Mediums ausgebildet ist, welches elektrisch leitfähig ist oder, alternativ, elektrisch nicht leitfähig ist. Das Medium kann beispielsweise ein Wasser-Ethanol-Gemisch oder ein Öl-Gemisch sein.It is possible for the at least one channel, preferably in a gusset area of the at least two load lines, to be designed for conducting a gaseous medium and/or preferably a liquid medium, with the liquid medium being a pourable and/or sprayable medium. The channel can be designed, for example, to carry water as the medium. It is possible for the channel to be designed to guide a medium which is electrically conductive or, alternatively, is electrically non-conductive. The medium can be, for example, a water-ethanol mixture or an oil mixture.
Der Zwickelbereich der zumindest zwei Lastleitungen kann vorzugsweise ein Bereich sein, welcher durch Außenflächen oder Außenflächenabschnitte der zumindest zwei Lastleitungen und durch eine Innenfläche oder durch einen Innenflächenabschnitt des Schlauchs oder vonThe gusset area of the at least two load lines may preferably be an area defined by outer surfaces or outer surface portions of the at least two load lines and by an inner surface or inner surface portion of the hose or of
Schlauchabschnitten gebildet wird. Der Zwickelbereich kann in einer Ansicht, vorzugsweise in einer LU500252 Querschnittsansicht, zumindest abschnittsweise eine im Wesentlichen keilfôrmige Ausbildung oder zumindest abschnittsweise eine im Wesentlichen kreisbogendreieckfôrmige Ausbildung aufweisen. Die zumindest eine Lastleitung der zumindest zwei Lastleitungen kann in einer Ansicht, vorzugsweise in einer Querschnittsansicht, eine im Wesentlichen runde oder eine im Wesentlichen ovale Kontur aufweisen. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass bei einer Kombination des zumindest einen Schlauchs mit dem zumindest zwei Lastleitungen mit der Anordnung der zumindest zwei Lastleitungen innerhalb des zumindest einen Schlauchs stets ein Kanal zur Führung des Mediums ausgebildet ist oder ausgebildet wird. Die zumindest eine Lastleitung der zumindest zwei Lastleitungen kann als Einzeldraht oder als Litze oder als Litzenverbund ausgebildet sein. Vorzugsweise weisen die zumindest zwei Lastleitungen keinerlei (eigene) Isolierung auf und sind somit isolationsfrei innerhalb des zumindest einen Schlauchs angeordnet und/oder aufgenommen. Ein Litzenverbund kann eine Verseilung mehrerer Litzen aufweisen oder durch eine Verseilung mehrerer Litzen ausgebildet sein. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass innerhalb des Mantels und vorzugsweise außerhalb des zumindest einen Schlauchs zumindest eine Versorgungsleitung für das Medium angeordnet und/oder aufgenommen ist. Die zumindest eine Versorgungsleitung kann für das Medium eine Vorlauf-Leitung oder eine Rücklauf-Leitung ausbilden. Alternativ ist es môglich, dass für das Medium zumindest ein Kanal als Vorlauf-Leitung und zumindest ein weiterer Kanal als Rücklauf-Leitung ausgebildet ist. Der zumindest eine Kanal kann Bestandteil eines ersten Schlauchs sein und der zumindest eine weitere Kanal kann Bestandteil eines zweiten Schlauchs sein. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass innerhalb des Mantels und außerhalb des zumindest einen Schlauchs zumindest eine Signalleitung zur Übertragung elektrischer Signale und/oder eine Schutzleitung (PE-Leitung) angeordnet ist.Tube sections is formed. In one view, preferably in a cross-sectional view, the gusset area can have an essentially wedge-shaped configuration at least in sections or an essentially arc-triangular configuration at least in sections. The at least one load line of the at least two load lines can have a substantially round or a substantially oval contour in a view, preferably in a cross-sectional view. This can ensure, for example, that when the at least one hose is combined with the at least two load lines with the arrangement of the at least two load lines within the at least one hose, a channel for guiding the medium is always formed or will be formed. The at least one load line of the at least two load lines can be embodied as a single wire or as a stranded wire or as a stranded assembly. The at least two load lines preferably have no (own) insulation whatsoever and are therefore arranged and/or accommodated without insulation within the at least one hose. A strand assembly can have a stranding of several strands or be formed by stranding of several strands. According to a further aspect of the invention, it can be provided that at least one supply line for the medium is arranged and/or accommodated within the casing and preferably outside of the at least one hose. The at least one supply line can form a flow line or a return line for the medium. Alternatively, it is possible for at least one channel to be in the form of a forward flow line and at least one further channel to be in the form of a return line for the medium. The at least one channel can be part of a first hose and the at least one further channel can be part of a second hose. According to a further aspect of the invention, it can be provided that at least one signal line for transmitting electrical signals and/or a protective line (PE line) is arranged inside the casing and outside of the at least one hose.
Es ist möglich, dass innerhalb des Mantels ein erster Schlauch und ein zweiter Schlauch angeordnet und/oder aufgenommen ist, wobei der erste Schlauch zu dem zweiten Schlauch beabstandet angeordnet ist und zwischen dem ersten Schlauch und dem zweiten Schlauch zumindest eine Versorgungsleitung für das Medium und/oder zumindest eine Signalleitung zur Übertragung elektrischer Signale angeordnet ist.It is possible for a first hose and a second hose to be arranged and/or accommodated within the jacket, with the first hose being arranged at a distance from the second hose and at least one supply line for the medium and/or between the first hose and the second hose. or at least one signal line is arranged for the transmission of electrical signals.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die zumindest zwei Lastleitungen zumindest innerhalb des zumindest einen Schlauchs isolationsfrei angeordnet und/oder aufgenommen sind und/oder in einer Ansicht, vorzugsweise in einer Querschnittsansicht, jeweils eine im Wesentlichen runde Kontur aufweisen. Es ist möglich, dass zumindest eine Lastleitung der zumindest zwei Lastleitungen zumindest abschnittsweise von einem Stabilisierungselement ummantelt oder umgeben ist, wobei das Stabilisierungselement vorzugsweise als ein Geflecht, eine Hülle oder als ein Draht ausgebildet ist.According to a further aspect of the invention, it can be provided that the at least two load lines are arranged and/or accommodated without insulation at least within the at least one hose and/or in a view, preferably in a cross-sectional view, each have a substantially round contour. It is possible for at least one load line of the at least two load lines to be encased or surrounded at least in sections by a stabilizing element, with the stabilizing element preferably being in the form of a mesh, a sheath or a wire.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung kann vorgesehen sein, dass innerhalb des Mantels und außerhalb des zumindest einen Schlauchs zumindest ein Leckagesensor angeordnet und/oder aufgenommen ist, um ein Austreten des Mediums an einer Leckagestelle des zumindest einen Schlauchs detektieren zu können.According to a further aspect of the invention, it can be provided that at least one leakage sensor is arranged and/or accommodated inside the jacket and outside of the at least one hose in order to be able to detect an escape of the medium at a leakage point of the at least one hose.
Der zumindest eine Leckagesensor kann beispielsweise zwei isolationsfreie elektrische Leitungen umfassen, die mit einer Niedrigspannung als Kontrollspannung beaufschlagt sind. Die beiden isolationsfreien elektrischen Leitungen können innerhalb des Mantels zueinander beabstandet angeordnet sein. Im Falle einer Leckage kann sich bei Verwendung und Austritt eines elektrisch leitenden Mediums beispielsweise an einer Leckagestelle des zumindest einen Schlauchs ein Kurzschluss zwischen den beiden isolationsfreien elektrischen Leitungen einstellen und somit ein Austreten des Mediums, das heißt eine Leckage detektiert werden. Die Erfindung betrifft nach einem zweiten allgemeinen Aspekt eine Anordnung, umfassend eine Ladesäule, einen Steckverbinder und ein Kabel wie hierin offenbart. Die zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind beliebig miteinander kombinierbar. Weitere oder andere Einzelheiten und vorteilhafte Wirkungen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 ein Teilstück eines Kabels gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht;The at least one leakage sensor can include, for example, two insulation-free electrical lines to which a low voltage is applied as a control voltage. The two insulation-free electrical lines can be spaced apart from one another within the jacket. In the event of a leak, when using and escaping an electrically conductive medium, a short circuit can occur between the two insulation-free electrical lines, for example at a leak point of the at least one hose, and the medium can therefore escape, i.e. a leak can be detected. According to a second general aspect, the invention relates to an arrangement comprising a charging station, a connector and a cable as disclosed herein. The exemplary embodiments and features of the present invention described above can be combined with one another as desired. Further or other details and advantageous effects of the invention are explained in more detail below with reference to the attached figures. 1 shows a section of a cable according to a first exemplary embodiment of the present invention in a perspective view;
Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kabels gemäß der vorliegenden Erfindung in einer LU500252 Querschnittsansicht; Fig.3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kabels gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Querschnittsansicht.2 shows a second embodiment of a cable according to the present invention in a cross-sectional view; 3 shows a third exemplary embodiment of a cable according to the present invention in a cross-sectional view.
Gleiche oder funktional äquivalente Komponenten oder Elemente sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Zu deren Erläuterung wird teilweise auch auf die Beschreibung anderer Ausführungsbeispiele und/oder Figuren verwiesen, um Wiederholungen zu vermeiden.Identical or functionally equivalent components or elements are identified in the figures with the same reference symbols. For their explanation, reference is also made in part to the description of other exemplary embodiments and/or figures in order to avoid repetition.
Die folgende detaillierte Beschreibung der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele dient zur näheren Veranschaulichung oder Verdeutlichung und soll den Umfang der vorliegenden Erfindung in keiner Weise beschränken.The following detailed description of the exemplary embodiments illustrated in the figures serves for the purpose of further illustration or clarification and is not intended to limit the scope of the present invention in any way.
Figur 1 zeigt ein Teilstück eines Kabels 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht. Der mit „X“ gekennzeichnete Doppelpfeil in Figur 1 zeigt in die Richtungen, entlang sich das Kabel 1 im Weiteren erstreckt.Figure 1 shows a portion of a cable 1 according to a first embodiment of the present invention in a perspective view. The double arrow labeled “X” in FIG. 1 points in the directions along which the cable 1 then extends.
Das Kabel 1 dient zur Übertragung elektrischer Energie und/oder elektrischer Signale. Das Kabel 1 kann beispielsweise Bestandteil einer Anordnung, umfassend eine Ladesäule und einen Steckverbinder für einen Ladevorgang eines batterieelektrischen Fahrzeugs (BEV), sein (in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt). Beispielsweise kann das Kabel 1 somit an einem Ende mit der Ladesäule und an dem anderen Ende mit dem Steckverbinder verbunden sein. Der Steckverbinder dient zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit dem batterieelektrischen Fahrzeug über einen Gegensteckverbinder des batterieelektrischen Fahrzeugs. Vorzugsweise ist das Kabel 1 dazu ausgebildet und/oder konfiguriert, das batterieelektrische Fahrzeug mittels der Schnellladetechnik mit Gleichstrom (DC-Schnellladetechnik) aufzuladen. Das Kabel 1 kann daher für Stromstärken von mehr als 600A ausgebildet und/oder konfiguriert sein.The cable 1 is used to transmit electrical energy and/or electrical signals. The cable 1 can, for example, be part of an arrangement comprising a charging station and a connector for charging a battery electric vehicle (BEV) (not shown in the figures for reasons of clarity). For example, the cable 1 can thus be connected to the charging station at one end and to the plug connector at the other end. The connector is used to establish an electrical connection to the battery electric vehicle via a mating connector of the battery electric vehicle. The cable 1 is preferably designed and/or configured to charge the battery-electric vehicle using rapid charging technology with direct current (DC rapid charging technology). The cable 1 can therefore be designed and/or configured for current intensities of more than 600A.
Das Kabel 1 umfasst einen Mantel 2, welcher sich als sichtbarer Bestandteil des Kabels 1 in Richtung des Kabels 1 erstreckt. Innerhalb des Mantels 2 sind die weiteren Komponenten und Elemente zur Erfüllung der Funktion des Kabels 1 als Ladekabel angeordnet, welche nachfolgend noch näher beschrieben werden.The cable 1 comprises a sheath 2 which extends in the direction of the cable 1 as a visible part of the cable 1 . The other components and elements for fulfilling the function of the cable 1 as a charging cable are arranged inside the jacket 2 and are described in more detail below.
Der Mantel 2, welcher auch als Kabelmantel 2 bezeichnet wird, ist vorzugsweise eine flexible LU500252 und/oder elastisch verformbare längliche Hülle aus einem Isolierstoff. Der Isolierstoff kann beispielsweise ein Kunststoff sein oder auf einem Kunststoff basieren. Der Mantel 2 dient in erster Linie zum Schutz der innerhalb des Mantels 2 angeordneten Komponenten und Elemente und erstreckt sich zumindest abschnittsweise entlang des Kabels 1. In einer Ansicht, vorzugsweise in einer Querschnittsansicht, weist der Mantel 2 des Kabels 1 eine im Wesentlichen kreisringfôrmige Kontur auf. Innerhalb des Mantels 2 ist ein Schlauch 3.1 angeordnet oder aufgenommen, welcher vorzugsweise zumindest abschnittsweise formschlüssig mit der Innenfliche des Mantels 2 kontaktiert. Der Schlauch 3.1 kann - hinsichtlich Geometrie und/oder Materialverhalten - zumindest abschnittsweise ein flexibler länglicher Hohlkörper oder eine flexible längliche Hülle sein. Der Schlauch 3.1 kann eine Länge aufweisen, welche zumindest der Länge des Mantels 2 entspricht. Der Schlauch 3.1 kann eine geringere Festigkeit und/oder Steifigkeit als der Mantel 2 aufweisen. Der Schlauch 3.1 kann zumindest abschnittsweise aus einem formfesten, jedoch elastisch verformbaren Material, vorzugsweise Kunststoffmaterial, hergestellt sein. Beispielsweise kann der Schlauch 3.1 aus einem Material auf Polymerbasis hergestellt sein. Innerhalb des Schlauchs 3.1 sind zur Übertragung elektrischer Energie, das heißt elektrischem Strom drei Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 als elektrische Leiter angeordnet oder aufgenommen. Die drei Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 sind einer elektrischen Polung, das heißt einem elektrischen Pol, beispielsweise dem Pluspol, zugeordnet. Die drei Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 können als Einzeldrähte ausgebildet sein, wovon jeder Einzeldraht in einer Querschnittsansicht eine im Wesentlichen runde Kontur aufweist. Es ist alternativ auch möglich, dass jede der jeweils drei Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 als Litze und somit als ein dünne Einzeldrähte aufweisender und leicht zu verformender elektrischer Leiter ausgebildet ist. Die Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 können auch als Litzenverbund ausgebildet sein. Es ist ferner möglich, dass die Lastleitungen 4.1, 4.2, 4.3 zumindest abschnittsweise mit einem Klebeband umgeben sind oder zumindest abschnittsweise von einem zusätzlichen Drahtgeflecht umgeben oder ummantelt sind. Die innerhalb des SchlauchsThe sheath 2, which is also referred to as the cable sheath 2, is preferably a flexible and/or elastically deformable elongated sheath made of an insulating material. The insulating material can be a plastic, for example, or can be based on a plastic. The jacket 2 primarily serves to protect the components and elements arranged within the jacket 2 and extends at least in sections along the cable 1. In a view, preferably in a cross-sectional view, the jacket 2 of the cable 1 has an essentially circular contour . A hose 3.1 is arranged or accommodated within the casing 2, which preferably makes contact with the inner surface of the casing 2 in a form-fitting manner at least in sections. In terms of geometry and/or material behavior, the tube 3.1 can be a flexible, elongated hollow body or a flexible, elongated sleeve, at least in sections. The hose 3.1 can have a length which corresponds at least to the length of the casing 2. The hose 3.1 can have a lower strength and/or rigidity than the jacket 2. The hose 3.1 can be made, at least in sections, from a dimensionally stable but elastically deformable material, preferably a plastic material. For example, the hose 3.1 can be made of a polymer-based material. Inside the tube 3.1, three load lines 4.1, 4.2 and 4.3 are arranged or accommodated as electrical conductors for the transmission of electrical energy, ie electrical current. The three load lines 4.1, 4.2 and 4.3 are assigned an electrical polarity, ie an electrical pole, for example the positive pole. The three load lines 4.1, 4.2 and 4.3 can be designed as individual wires, of which each individual wire has a substantially round contour in a cross-sectional view. Alternatively, it is also possible for each of the three load lines 4.1, 4.2 and 4.3 to be designed as a stranded wire and thus as an electrical conductor which has thin individual wires and is easy to deform. The load lines 4.1, 4.2 and 4.3 can also be designed as a stranded assembly. It is also possible that the load lines 4.1, 4.2, 4.3 are surrounded at least in sections with an adhesive tape or are surrounded or encased at least in sections by an additional wire mesh. The ones inside the hose
3.1 angeordneten oder aufgenommenen drei Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 weisen keinerlei Isolierung auf. Der Schlauch 3.1 umspannt die drei Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 an entsprechenden Abschnitten, das heißt Oberflächen oder Außenflächen und beaufschlagt diese vorzugsweise mit einer Vorspannung. Mit anderen Worten werden die drei Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 mittels des3.1 arranged or recorded three load lines 4.1, 4.2 and 4.3 have no insulation. The hose 3.1 spans the three load lines 4.1, 4.2 and 4.3 at corresponding sections, ie surfaces or outer surfaces, and preferably applies a pretension to them. In other words, the three load lines 4.1, 4.2 and 4.3 are connected by means of the
Schlauchs 3.1 zumindest abschnittsweise aneinander gepresst. Somit kann eine definierte LU500252 Anordnung der jeweiligen Lastleitung 4.1, 4.2 und 4.3 innerhalb des Schlauchs 3.1 gewährleistet werden. Die drei Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 sind in dem Schlauch 3.1 derart angeordnet, dass deren Oberflächen oder AuRenflächen zusammen mit der Innenfläche des Schlauchs 3.1 und hier mit den Innenflächen der jeweiligen Schlauchabschnitte 3.1A1, 3.1A2 und 3.1A3 die Kanäle K1, K2 und K3 ausbilden. Die Kanäle K1, K2, K3 werden somit erst durch die Schlauchabschnitte 3.1A1,Hose 3.1 pressed together at least in sections. Thus, a defined LU500252 arrangement of the respective load lines 4.1, 4.2 and 4.3 within the hose 3.1 can be guaranteed. The three load lines 4.1, 4.2 and 4.3 are arranged in the hose 3.1 in such a way that their surfaces or outer surfaces together with the inner surface of the hose 3.1 and here with the inner surfaces of the respective hose sections 3.1A1, 3.1A2 and 3.1A3 form the channels K1, K2 and Train K3. The channels K1, K2, K3 are thus only through the tube sections 3.1A1,
3.1A2 und 3.1A3 und entsprechend gegenüberliegenden Oberflächen oder Außenflächen der Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 ausgebildet, von welchen in Figur 1 die Schlauchabschnitte 3.1A1 und3.1A2 and 3.1A3 and corresponding opposite surfaces or outer surfaces of the load lines 4.1, 4.2 and 4.3 are formed, of which the hose sections 3.1A1 and 3.1A1 are shown in FIG
3.1A2 des Schlauchs 3.1 gut erkennbar sind.3.1A2 of the hose 3.1 are clearly visible.
In den Kanälen K1, K2 und K3 kann ein Medium M geführt werden, welches als Kühlmedium zum Abtransport entstehender Wärme an den und/oder in den Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 dient, was nachfolgend noch näher beschrieben wird. Innerhalb des Mantels 2 und außerhalb des SchlauchsA medium M can be guided in the channels K1, K2 and K3, which medium is used as a cooling medium for transporting away heat generated on and/or in the load lines 4.1, 4.2 and 4.3, which is described in more detail below. Inside the jacket 2 and outside the hose
3.1 ist die Versorgungsleitung 5.1 angeordnet. Die Versorgungsleitung 5.1 ist ebenso zur Führung des Mediums M ausgebildet und kann als Vorlauf-Leitung oder als Rücklauf-Leitung ausgebildet sein. Bei einer Ausbildung der Versorgungsleitung 5.1 als Rücklauf-Leitung wird in der Versorgungsleitung 5.1 das von den Kanälen K1, K2 und K3 des Schlauchs 3.1 kommende, erwärmte Medium M zurück zu einem Warmetauschersystem (in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt) transportiert, in welchem dem Medium die Wärme wieder entzogen wird.3.1 the supply line 5.1 is arranged. The supply line 5.1 is also designed to guide the medium M and can be designed as a flow line or as a return line. If the supply line 5.1 is designed as a return line, the heated medium M coming from the channels K1, K2 and K3 of the hose 3.1 is transported in the supply line 5.1 back to a heat exchanger system (not shown in the figures for reasons of clarity), in from which the heat is withdrawn from the medium.
Das in Figur 1 gezeigte Teilstück des Kabels 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beherbergt weitere Komponenten und Elemente, welche in Figur 1 jedoch nicht dargestellt sind.The section of the cable 1 shown in FIG. 1 according to a first exemplary embodiment of the present invention accommodates further components and elements, which are not shown in FIG.
Durch die Erfindung kann ein Kabel 1 bereitgestellt werden, welches durch einen kompakten Aufbau einerseits und andererseits durch eine hohe elektrische Leistungsfähigkeit, vorzugsweise für einen Ladevorgang nach der DC-Schnellladetechnik, gekennzeichnet ist.The invention makes it possible to provide a cable 1 which is characterized on the one hand by a compact structure and on the other hand by high electrical performance, preferably for a charging process using DC fast charging technology.
Durch den Wegfall der Isolierung bei den Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 und der entsprechenden Anordnung der Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 kann beispielsweise auf relative einfache Weise eine elektrische Kontaktierung, das heißt ein elektrischer Anschluss realisiert werden. Zudem kann der Schlauch 3.1 aufgrund seiner geometrischen Eigenschaften und/oder seiner Materialeigenschaften einfach aufgenommen und/oder abgedichtet werden. Ferner kann der effektive Außendurchmesser des Kabels 1 und somit des Mantels 2 durch die Erfindung im Hinblick auf vergleichbare Kabel aus dem Stand der Technik reduziert werden. Dies ermöglicht beispielsweise LU500252 auch eine einfachere Bedienung. Die Kanäle K1, K2 und K3 gewährleisten somit eine direkte Kühlung der Lastleitungen 4.1, 4.2 undBy eliminating the insulation in the load lines 4.1, 4.2 and 4.3 and the corresponding arrangement of the load lines 4.1, 4.2 and 4.3, electrical contacting, ie an electrical connection, can be implemented in a relatively simple manner, for example. In addition, the tube 3.1 can be easily accommodated and/or sealed due to its geometric properties and/or its material properties. Furthermore, the effective outer diameter of the cable 1 and thus of the sheath 2 can be reduced by the invention with regard to comparable cables from the prior art. This also allows LU500252, for example, to be operated more easily. The channels K1, K2 and K3 thus ensure direct cooling of the load lines 4.1, 4.2 and
4.3, wodurch eine hohe Kühlleistung ermöglicht wird. Somit kann beispielsweise bei gleicher Stromtragfähigkeit auch der Querschnitt der jeweiligen Lastleitung 4.1, 4.2 und 4.3 reduziert werden. Figur 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Kabels 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Querschnittsansicht. Das Kabel 1 umfasst einen Mantel 2, welcher in einer Querschnittsansicht eine im Wesentlichen kreisringförmige Kontur aufweist. Innerhalb des Mantels 2 ist ein erster Schlauch 3.1 und ein zweiter Schlauch 3.2 angeordnet oder aufgenommen. Sowohl der erste Schlauch 3.1 als auch der zweite Schlauch 3.2 sind aus einem flexiblen und/oder elastisch verformbaren Material hergestellt. Es ist möglich, dass der erste Schlauch 3.1 und/oder der zweite Schlauch 3.2 zumindest abschnittsweise aus einem starren oder formstabilen Material hergestellt ist oder zumindest abschnittsweise ein formstabiles Material aufweist. Sowohl der erste Schlauch 3.1 als auch der zweite Schlauch 3.2 weisen in dieser Ansicht, das heißt Querschnittsansicht, zumindest abschnittsweise eine ovale Kontur auf. Bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kabels 1 umfasst der erste Schlauch 3.1 einen Schlauchabschnitt 3.1A1, welcher formstabil ausgebildet ist und gegenüber weiteren, vorzugsweise in Umfangsrichtung benachbarten, Abschnitten des ersten Schlauchs 3.1 eine erhöhte oder zumindest eine höhere Steifigkeit und/oder Festigkeit aufweist. Der Schlauchabschnitt 3.1A1 weist in der Querschnittsansicht in Figur 2 eine bogenförmige Kontur auf und erstreckt sich von einem Abschnitt der ersten Lastleitung 4.1 zu einem Abschnitt der zweiten Lastleitung 4.2. Die Innenfläche des Schlauchabschnitts 3.1A1 bildet zusammen mit den jeweiligen Außenflächen der ersten und der zweiten Lastleitung 4.1 und 4.2 den Kanal K1 zur Führung des Mediums M. Der erste Schlauch 3.1 umfasst ferner den weiteren Schlauchabschnitt 3.1A2, welcher formstabil ausgebildet ist und gegenüber den weiteren, vorzugsweise in Umfangsrichtung benachbarten, Abschnitten des ersten Schlauchs 3.1 eine erhöhte Steifigkeit und/oder Festigkeit aufweist. Der Schlauchabschnitt 3.1A2 weist in der Querschnittsansicht in Figur 2 analog zum Schlauchabschnitt4.3, which enables high cooling performance. Thus, for example, the cross section of the respective load line 4.1, 4.2 and 4.3 can also be reduced with the same current carrying capacity. Figure 2 shows a second embodiment of a cable 1 according to the present invention in a cross-sectional view. The cable 1 comprises a jacket 2 which, in a cross-sectional view, has an essentially annular contour. A first hose 3.1 and a second hose 3.2 are arranged or accommodated within the jacket 2 . Both the first tube 3.1 and the second tube 3.2 are made of a flexible and/or elastically deformable material. It is possible for the first hose 3.1 and/or the second hose 3.2 to be produced at least in sections from a rigid or dimensionally stable material or to have a dimensionally stable material at least in sections. Both the first hose 3.1 and the second hose 3.2 have an oval contour at least in sections in this view, that is to say a cross-sectional view. In the exemplary embodiment of a cable 1 according to the invention shown in Figure 2, the first tube 3.1 comprises a tube section 3.1A1, which is dimensionally stable and has increased or at least higher rigidity and/or strength compared to other sections of the first tube 3.1 that are preferably adjacent in the circumferential direction having. In the cross-sectional view in FIG. 2, the hose section 3.1A1 has an arcuate contour and extends from a section of the first load line 4.1 to a section of the second load line 4.2. The inner surface of the hose section 3.1A1 together with the respective outer surfaces of the first and the second load line 4.1 and 4.2 forms the channel K1 for guiding the medium M. The first hose 3.1 also includes the further hose section 3.1A2, which is dimensionally stable and compared to the others , preferably adjacent in the circumferential direction, sections of the first tube 3.1 has an increased rigidity and / or strength. In the cross-sectional view in FIG. 2, the hose section 3.1A2 points analogously to the hose section
3.1A2 eine bogenförmige Kontur auf und erstreckt sich, dem ersten Schlauchabschnitt 3.1A1 LU500252 gegenüberliegend, von einem Abschnitt der ersten Lastleitung 4.1 zu einem Abschnitt der zweiten Lastleitung 4.2. Die Innenfläâche dieses weiteren Schlauchabschnitts 3.1A2 bildet zusammen mit den jeweiligen AuBenflachen der ersten und der zweiten Lastleitung 4.1 und 4.2 den Kanal K2 zur Führung des Mediums M.3.1A2 has an arcuate contour and extends, opposite the first hose section 3.1A1 LU500252, from a section of the first load line 4.1 to a section of the second load line 4.2. The inner surface of this further hose section 3.1A2 forms, together with the respective outer surfaces of the first and second load lines 4.1 and 4.2, the channel K2 for conducting the medium M.
Sowohl der innerhalb des ersten Schlauchs 3.1 gebildete Kanal K1 als auch der gebildete Kanal K2 weisen in dieser Ansicht eine kreisbogendreieckfôrmige Kontur auf.Both the channel K1 formed inside the first hose 3.1 and the channel K2 formed have a contour in the shape of a circular arc of a triangle in this view.
Innerhalb des zweiten Schlauchs 3.2 sind die drei Lastleitungen 4.4, 4.5 und 4.6 angeordnet oder aufgenommen. Die drei Lastleitungen 4.4, 4.5 und 4.6 sind dem Minuspol zugeordnet. Aufgrund der Verwendung dreier Lastleitungen 4.4, 4.5 und 4.6 in dem zweiten Schlauch 3.2 ergeben sich zusammen mit entsprechenden, aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht näher gekennzeichneten Schlauchabschnitten/Innenflächen von Schlauchabschnitten des zweiten Schlauchs 3.2 und entsprechenden Außenflächen der drei Lastleitungen 4.4, 4.5 und 4.6 die drei Kanäle K1, K2 und K3 zur Führung des Mediums M.The three load lines 4.4, 4.5 and 4.6 are arranged or accommodated within the second hose 3.2. The three load lines 4.4, 4.5 and 4.6 are assigned to the negative pole. Due to the use of three load lines 4.4, 4.5 and 4.6 in the second hose 3.2, together with corresponding hose sections/inner surfaces of hose sections of the second hose 3.2 and corresponding outer surfaces of the three load lines 4.4, 4.5 and 4.6, which are not identified in detail for reasons of clarity, the three result Channels K1, K2 and K3 for guiding the medium M.
Der zweite Schlauch 3.2, das heißt die Wand des zweiten Schlauchs 3.2 ist sowohl um den Umfang herum als auch in Richtung des Kabels 1 im Wesentlichen homogen ausgebildet. Der zweite Schlauch 3.2 kann vorzugsweise flexibel oder elastisch ausgebildet sein. Durch die elastische Ausbildung des zweiten Schlauchs 3.2 ist es möglich, bei einer Druckbeaufschlagung des zweiten Schlauchs 3.2 mit dem Medium M zumindest abschnittsweise die Form reversibel zu ändern (in Figur 2 durch einen Pfeil innerhalb des Kanals K2 des zweiten Schlauchs 3.2 dargestellt).The second hose 3.2, that is to say the wall of the second hose 3.2, is of essentially homogeneous design both around the circumference and in the direction of the cable 1. The second tube 3.2 can preferably be flexible or elastic. Due to the elastic design of the second tube 3.2, it is possible to reversibly change the shape at least in sections when the second tube 3.2 is pressurized by the medium M (shown in Figure 2 by an arrow within the channel K2 of the second tube 3.2).
Wie bereits oben beschrieben, sind die ausgebildeten Kanäle K1, K2 und K3 zur Führung des Mediums M konfiguriert und gewährleisten den Abtransport entstehender Wärme, vorzugsweise bei oder während eines Ladevorgangs.As already described above, the formed channels K1, K2 and K3 are configured to guide the medium M and ensure the removal of heat generated, preferably during or during a charging process.
Aufgrund großer Stromstärken von beispielsweise mehr als 600A, welche bei einem DC- Schnellladevorgang an den Lastleitungen 4.1 und 4.2 des Pluspols sowie den Lastleitungen 4.4, 4.5 und 4,6 des Minuspols während eines Ladevorgangs auftreten, müssen die Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 aktiv gekühlt werden. Die Kühlung erfolgt hierbei mithilfe des Mediums M, welches durch die Kanäle K1, K2, K3 hindurchgeführt, vorzugsweise hindurchgepresst oder gepumpt, wird.Due to high currents of more than 600A, for example, which occur during a DC fast charging process on the load lines 4.1 and 4.2 of the positive pole and the load lines 4.4, 4.5 and 4.6 of the negative pole during a charging process, the load lines 4.1, 4.2 and 4.3 must be actively cooled will. In this case, the cooling takes place with the aid of the medium M, which is guided through the channels K1, K2, K3, preferably pressed through or pumped through.
Das Medium M sorgt, wie bereits beschrieben, für einen Abtransport entstehender Wärme. Zur LU500252 Versorgung der Kanäle K1, K2, und K3 mit Medium M kann jeweils eine Versorgungsleitung 5.1, 5.2 verwendet werden, durch welche das Medium M, vorzugsweise druckbeaufschlagt, geführt wird. Die Kühlung innerhalb der gebildeten Kanäle K1, K2 und K3 innerhalb des ersten Schlauchs 3.1 kann im Vorlauf oder vorzugsweise im Rücklauf erfolgen. Bei einer Kühlung im Rücklauf erfolgt zunächst ein Transport des Mediums M durch die Versorgungsleitung 5.1, 5.2 zum Steckverbinder hin mit anschließender Rückführung durch die Kanäle K1, K2 und K3 des ersten und des zweiten SchlauchsAs already described, the medium M ensures that any heat generated is removed. To supply the channels K1, K2 and K3 with medium M, a supply line 5.1, 5.2 can be used in each case, through which the medium M is guided, preferably under pressure. The cooling within the channels K1, K2 and K3 formed within the first hose 3.1 can take place in the forward flow or preferably in the return flow. In the case of cooling in the return, the medium M is first transported through the supply line 5.1, 5.2 to the connector, with subsequent return through the channels K1, K2 and K3 of the first and second hose
3.1, 3.2 in Richtung der Ladesäule. Somit kann ferner Wärme, welche im Steckverbinder entsteht, auf zumindest teilweise mit dem Medium M abtransportiert oder abgeführt werden, was unter anderem auch zu einer Kühlung des Steckverbinders führt. Das Medium M kann als Kühlmedium oder Kühlmittel beispielsweise ein gasformiges Medium sein. Vorzugsweise kann das Medium M als Mühlmedium oder Kühlmittel ein flüssiges, gießbares und/oder spritzbares Medium M sein. Das Medium M kann ein elektrisch leitfähiges Medium oder alternativ ein elektrisch nicht leitfahiges Medium M sein. Bei Verwendung eines elektrisch leitfahigen Mediums, wie beispielsweise Wasser, bedarf es bei dem Kabel 1 zweier separater Versorgungsleitungen 5.1, 5.2 und zweier galvanisch getrennter Pumpen, um das jeweilige Medium M fir den jeweiligen Schlauch 3.1, 3.2 und somit die jeweiligen Lastleitungen 4.1, bis 4.6 zur Verfligung zu stellen. Bei Verwendung eines elektrisch nicht leitfahigen Mediums M kann die Führung des Mediums M durch eine einzige Versorgungsleitung 5.1 und eine einzige Pumpe zur Druckbeaufschlagung des Mediums M im Vorlauf oder im Rücklauf erfolgen.3.1, 3.2 in the direction of the charging station. In this way, heat that is generated in the connector can also be transported away or dissipated at least partially with the medium M, which, among other things, also leads to cooling of the connector. The medium M can be a gaseous medium, for example, as a cooling medium or coolant. The medium M can preferably be a liquid, pourable and/or sprayable medium M as a milling medium or coolant. The medium M can be an electrically conductive medium or alternatively an electrically non-conductive medium M. When using an electrically conductive medium such as water, the cable 1 requires two separate supply lines 5.1, 5.2 and two galvanically isolated pumps in order to pump the respective medium M for the respective hose 3.1, 3.2 and thus the respective load lines 4.1 to 4.6 to make available. When using an electrically non-conductive medium M, the medium M can be guided through a single supply line 5.1 and a single pump for pressurizing the medium M in the forward flow or in the return flow.
Sowohl die Lastleitungen 4.1 und 4.2 des Pluspols in dem ersten Schlauch 3.1, als auch die Lastleitungen 4.1, 4.2 und 4.3 des Minuspols in dem zweiten Schlauch 3.2 weisen in der Querschnittsansicht jeweils eine in Wesentlichen runde Kontur auf. Zudem sind in dem Mantel 2 die Signalleitungen 6.1 bis 6.8 zur Übertragung elektrischer Signale sowie die Schutzleitung 7 angeordnet. Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines Kabels 1 gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Querschnittsansicht.Both the load lines 4.1 and 4.2 of the positive pole in the first tube 3.1 and the load lines 4.1, 4.2 and 4.3 of the negative pole in the second tube 3.2 each have a substantially round contour in the cross-sectional view. In addition, the signal lines 6.1 to 6.8 for the transmission of electrical signals and the protective line 7 are arranged in the jacket 2 . Figure 3 shows a third embodiment of a cable 1 according to the present invention in a cross-sectional view.
Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel des Kabels 1 sind der erste Schlauch 3.1 und der LU500252 zweite Schlauch 3.2 innerhalb des Mantels 2 des Kabels 1 zueinander beabstandet angeordnet. Zwischen dem ersten Schlauch 3.1 und dem zweiten Schlauch 3.2 ist zumindest abschnittsweise hinsichtlich der Kanäle K1 bis K3 des ersten Schlauchs 3.1 die erste Versorgungsleitung 5.1 für das Medium M, sowie hinsichtlich der Kanäle K1 bis K3 des zweiten Schlauchs 3.2 die zweite Versorgungsleitung 5.2 für das Medium M angeordnet. Ferner befinden sich zwischen dem ersten Schlauch 3.1 und dem zweiten Schlauch 3.2 die Signalleitungen zur Übertragung elektrischer SignaleIn the exemplary embodiment of the cable 1 shown in FIG. 3, the first tube 3.1 and the second tube 3.2 are arranged at a distance from one another within the sheath 2 of the cable 1. Between the first hose 3.1 and the second hose 3.2 is at least partially the first supply line 5.1 for the medium M with regard to the channels K1 to K3 of the first hose 3.1, and the second supply line 5.2 for the medium with regard to the channels K1 to K3 of the second hose 3.2 M arranged. Furthermore, the signal lines for transmitting electrical signals are located between the first tube 3.1 and the second tube 3.2
6.2, 6.3, 6.5 und 6.8 sowie zumindest abschnittsweise die Schutzleitung 7.6.2, 6.3, 6.5 and 6.8 as well as at least sections of the protective line 7.
Aufgrund der Ausbildung entsprechender Kanäle K1, K2 und K3 durch entsprechende Schlauchabschnitte (in Figur 3 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht explizit gekennzeichnet) des ersten und des zweiten Schlauchs 3.1, 3.2, sowie durch entsprechende Außenflächen der jeweiligen Lastleitungen 4.1 bis 4.6 bedarf es bei dem Kabel 1 gemäß der vorliegenden Erfindung beispielsweise keiner separaten Kühlleitungen an den Lastleitungen, um entstehende Wärme, vorzugsweise während eines Ladevorgangs, durch ein entsprechendes Medium M, abzutransportieren.Due to the formation of corresponding channels K1, K2 and K3 through corresponding hose sections (not explicitly marked in Figure 3 for reasons of clarity) of the first and second hose 3.1, 3.2, as well as through corresponding outer surfaces of the respective load lines 4.1 to 4.6, it is required for the cable 1 according to the present invention, for example, no separate cooling lines on the load lines, in order to transport away heat generated, preferably during a charging process, through a corresponding medium M.
Innerhalb des Mantels 2 des Kabels 1 sind ferner eine Schutzleitung 7 (PE-Leitung) sowie die Signalleitungen 6.1 bis 6.8 angeordnet. Sowohl die Schutzleitung 7 als auch die Signalleitungen 6.1 bis 6.8 befinden sich, wie oben bereits teilweise beschrieben, außerhalb des ersten Schlauchs 3.1 und außerhalb des zweiten Schlauchs 3.2. Die Signalleitungen 6.1 bis 6.8 dienen zur Übertragung elektrischer Signale, welche vor, während und nach einem Ladevorgang zwischen eine Ladesäule und einem batterieelektrischen Fahrzeug über das Kabel 1 und den Steckverbinder ausgetauscht werden.Also arranged inside the sheath 2 of the cable 1 are a protective line 7 (PE line) and the signal lines 6.1 to 6.8. Both the protective line 7 and the signal lines 6.1 to 6.8 are, as already partially described above, outside the first tube 3.1 and outside the second tube 3.2. The signal lines 6.1 to 6.8 are used to transmit electrical signals which are exchanged between a charging station and a battery-electric vehicle via the cable 1 and the connector before, during and after a charging process.
Es ist ferner môglich, dass beispielsweise die Signalleitungen 6.1 und 6.7 als isolationsfreie elektrische Leitungen mit Niedrigspannung ausgebildet sind und somit eine Leckagesensorfunktion erfüllen, um ein Austreten des Mediums M an einer Leckagestelle des ersten Schlauchs 3.1 und/oder des zweiten Schlauchs 3.2 zu detektieren. Bei Verwendung eines beispielsweise elektrisch leitenden Mediums M würde sich somit ein Kurzschluss über die beiden isolationsfreien elektrischen Leitungen 6.1 und 6.7 einstellen.It is also possible that, for example, the signal lines 6.1 and 6.7 are designed as non-insulated electrical lines with low voltage and thus fulfill a leakage sensor function in order to detect an escape of the medium M at a leakage point of the first tube 3.1 and/or the second tube 3.2. When using, for example, an electrically conductive medium M, a short circuit would thus occur via the two insulation-free electrical lines 6.1 and 6.7.
Die Erfindung betrifft ferner auch eine Anordnung, welche eine Ladesäule, einen Steckverbinder (in den Figuren aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt) und ein Kabel 1, wie hierin offenbart, umfasst. Das Kabel 1 verbindet hierbei den Steckverbinder, welcher als Ladestecker ausgebildet ist, mit der Ladesäule.The invention also relates to an arrangement comprising a charging station, a connector (not shown in the figures for reasons of clarity) and a cable 1 as disclosed herein. The cable 1 connects the plug connector, which is designed as a charging plug, to the charging station.
Die Ladesäule stellt die elektrische Energie für den Ladevorgang LU500252 eines batterieelektrischen Fahrzeugs bereit.The charging station provides the electrical energy for the charging process LU500252 of a battery electric vehicle.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt.The present invention is not limited to the embodiments described above.
Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die ebenfalls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.Rather, a large number of variants and modifications are possible, which also make use of the idea of the invention and therefore fall within the scope of protection.
Vorzugsweise beansprucht die vorliegende Erfindung auch Schutz für den Gegenstand und die Merkmale der Unteranspriiche unabhängig von den in Bezug genommenen Ansprüchen.Preferably, the present invention also claims protection for the subject-matter and features of the subclaims independently of the claims referred to.
Bezugszeichenliste LU500252 1 Kabel 2 MantelList of references LU500252 1 cable 2 sheath
3.1 erster Schlauch3.1 first hose
3.1A1 Schlauchabschnitt3.1A1 hose section
3.1A2 Schlauchabschnitt3.1A2 hose section
3.1A3 Schlauchabschnitt3.1A3 hose section
3.2 zweiter Schlauch3.2 second hose
4.1, ..., 4.6 Lastleitung4.1, ..., 4.6 load line
5.1 erste Versorgungsleitung5.1 first supply line
5.2 zweite Versorgungsleitung5.2 second supply line
6.1, ..., 6.8 Signalleitung 7 Schutzleitung K1 Kanal K2 Kanal K3 Kanal M Medium X Kabelrichtung * ok kk6.1, ..., 6.8 signal line 7 protective line K1 channel K2 channel K3 channel M medium X cable direction * ok kk
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