WO2014067701A1 - Elektrischer stecker und energieübertragungsanordnung - Google Patents

Elektrischer stecker und energieübertragungsanordnung Download PDF

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force
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electrical
plug
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Andreas Mittag
Ian Faye
Bernd Eckert
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Robert Bosch Gmbh
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    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the present invention relates to an electrical connector having a connector unit which is couplable for transmitting electrical energy to an electrical line, and at least one electrical contact pin having a plug portion and a coupling portion, wherein the coupling portion is electrically coupled to the terminal unit and wherein Plug-in portion is adapted to provide a releasable connector with an associated contact socket. Furthermore, the present invention relates to a power transmission arrangement with an electrical connector of the type mentioned above and an electrical line which is electrically coupled to the terminal unit of the electrical connector.
  • Hybrid vehicles typically use electrical machines as the drive motor, which are powered by an electrical energy store, such as an electric motor. an accumulator to be supplied with electrical energy.
  • an electrical energy store such as an electric motor.
  • an accumulator to be supplied with electrical energy.
  • Electric vehicles, or plug-in hybrid vehicles, must be regular depending on
  • State of charge can be connected to an electrical power grid to charge the energy storage with electrical energy.
  • an inductively coupled wireless energy transmission system or a cable can be used.
  • a cable it is particularly user-friendly if the electric vehicle or the hybrid vehicle with any
  • Standard socket can be connected to charge the traction battery.
  • no special locking device is present, the prevents easy release of the charging cable.
  • the charging cable can be removed under full load of the charging process (about 3.6 kW).
  • this can lead to arcing between the plug of the charging cable and the socket.
  • the plug and socket may be damaged.
  • buttons or electromechanical locks prevent the charger from disconnecting under load. For example, when pressing a corresponding mechanical button, a switch is simultaneously operated, which interrupts the energy transfer before removing the charging cable. If an electromechanical lock is used, it releases the plug only when charging is properly completed or has been interrupted by user intervention (such as actuating a switch).
  • EVSE electric vehicle supply equipment
  • the present invention therefore provides an electrical connector with a
  • Terminal unit which can be coupled to transmit electrical energy to an electrical line, at least one electrical contact pin, the one
  • Plug-in portion and a coupling portion wherein the coupling portion is electrically coupled to the terminal unit and wherein the plug portion is adapted to provide a releasable plug connection with an associated contact socket to electrically couple the contact pin to the contact socket, and a detection unit provided thereto is to detect a tensile force exerted on the contact pin, and / or a movement of the contact pin relative to the contact socket and a shutdown signal for interrupting the
  • the present invention provides a power transmission arrangement with an electrical connector according to the invention, an electrical line, with the
  • Terminal unit of the electrical connector is electrically coupled, and a Control unit, which is electrically coupled to the detection unit of the electrical connector and which is adapted to the transmission of electrical energy via the electrical line on the basis of the shutdown signal and / or the
  • Connector are detected in good time and as a result, a shutdown signal to interrupt the power transmission can be provided. This prevents the formation of an arc. Furthermore, there is no risk of burns for the user. In addition, damage to the electrical connector and the associated contact socket are avoided.
  • the handling of the electrical connector is very simple, since no special mechanical buttons must be pressed to release the connector.
  • the plug can be disconnected from the contact socket at any time. It is not necessary to wait until e.g. Charging has been properly completed before the plug is removed from the contact socket.
  • the electrical connector according to the invention offers the possibility
  • Standard socket e.g. used to charge an electric vehicle.
  • the detection unit is designed to provide the shutdown signal, if the tensile force exceeds a force threshold value and / or the movement exceeds a movement threshold value.
  • the threshold values are determined such that the plug-in connection with the associated contact socket exists at least until the threshold values are reached. This ensures that the electrical contact between the plug and the contact socket is not separated until the power transmission already
  • the detection unit has a
  • Force measuring device which is mechanically coupled to the contact pin and which is adapted to detect the tensile force on the basis of a force between the contact pin and the contact socket when releasing the connector.
  • the tensile force is determined directly on the contact pin.
  • the force measuring device is designed to detect a compressive force between the contact pin and the contact socket during the provision of the plug connection, wherein the force threshold value is a detected value of the pressure force when the plug connection is provided.
  • the force threshold can be determined very easily by measuring the compressive force necessary for providing the connector. If the tensile force exceeds the force threshold determined in this way, it is very reliable to conclude that the plug connection has been released.
  • the detection unit has a displaceable element, which is held by means of a biasing force in an initial position and which is moved out of the starting position, if the tensile force exceeds the biasing force, wherein the biasing force is the force threshold.
  • the displaceable member is held in the home position until the tensile force exceeds the force threshold. When the force threshold value is exceeded, the displaceable element is removed from the
  • the detection unit has a spring element for providing the biasing force.
  • the detection unit comprises a sliding device, which is displaceable on the basis of the movement of the contact pin, wherein the detection unit is adapted to provide the switch-off signal, if the sliding device is displaced from the starting threshold by a movement threshold.
  • a release of the connector is detected as soon as the pusher moves about the movement threshold, i. a predefined one
  • the movement threshold is advantageously chosen so that the plug is still electrically connected to the contact socket in this position. Thus, damage to the plug or the contact socket can be avoided by a possible arcing.
  • the detection unit is designed to provide a switch-on signal for starting the energy transmission, provided that
  • the detection unit has another
  • a spring element adapted to exert a force on the pushing device to displace the pushing device according to the movement of the contact pin.
  • the sliding device is displaced synchronously with the movement of the contact pin (relative to the contact socket) at least over a predefined range.
  • the release / provision of the connector can be reliably detected.
  • the sliding device has a sleeve which is arranged concentrically with the contact pin. This represents a simple and cost-effective implementation of the sliding device.
  • the detection unit is adapted to the switch-off signal and / or the switch-on signal of a control unit for controlling the
  • a control unit coupled to the detection unit can switch off or start the energy transmission on the basis of the provided switch-off signal / switch-on signal.
  • a control unit e.g. an existing charging control unit of an electric vehicle can be used.
  • a separate control unit may be provided, which is designed as part of an energy transmission arrangement (for example as part of a charging cable).
  • the electrical line is further coupled to a traction battery of an electrically powered vehicle, wherein the control unit is configured to interrupt a charging process of the traction battery based on the shutdown signal.
  • the electrical line is preferably coupled by means of a suitable charger with the traction battery.
  • a suitable charger with the traction battery.
  • This allows an electrically driven vehicle to be charged to any standard socket become.
  • Special unlocking / locking mechanisms are not required.
  • the electrical connector can be separated at any time from the associated contact socket, without any risk of arcing. It is understood that the features, properties and advantages of the electrical connector according to the invention also according to the invention
  • Fig. 1 shows in schematic form an electrically driven vehicle which can be coupled by means of an energy transmission arrangement with a charging station;
  • Fig. 2 shows in schematic form a detailed view of
  • Figures 3 to 5 show a schematic view of various embodiments of the electrical connector. Embodiments of the invention
  • an electric vehicle is shown schematically and generally designated 10.
  • the vehicle 10 may also be a plug-in hybrid vehicle.
  • the electric vehicle 10 typically has an unspecified in Fig. 1 electric induction machine, which is used as a drive motor.
  • the electric vehicle 10 has a traction battery 12, which provides electrical energy for the operation of the electric induction machine. After a certain period of operation of the electric vehicle 10, the traction battery 12 must be recharged. For this purpose, the electric vehicle 10 to a charging station 14th
  • the charging station 14 has a contact socket 18, which corresponds to a standard socket in the present example and for connecting the
  • Electric vehicle 10 to the charging station 14 is used. Furthermore, the charging station 14 has a power transmission unit 20, by means of which the contact socket 18 is coupled to the power supply network 16. For charging the electric vehicle 10, the traction battery 12 by means of a
  • Power transmission assembly 22 electrically connected in the present case by means of a charging cable 22 to the charging station 14.
  • the charging cable 22 has an electrical plug 24 and an electrical lead 26 which is electrically coupled at one end to the plug 24.
  • the other end of the electrical line 26 is electrically connected by means of a charger 27 with the traction battery 12 of the electric vehicle 10.
  • the plug 24 is inserted into the contact socket 18.
  • the plug 24 must be released from the female connector 18. According to the invention, the plug 24 is designed to release the
  • Detect plug connection between the electrical connector 24 and the contact socket 18 early and therefore provide a shutdown signal to interrupt the power transmission between the traction battery 12 and the power supply network 16 before the electrical connection between the plug 24 and the contact socket 18 is disconnected.
  • formation of an arc between the plug 24 and the female contact 18 can be avoided. There is thus no risk of burns for the user of the charging cable 22.
  • the plug 24 and the contact socket 18 are protected from damage.
  • FIG. 2 is a detailed view of
  • the plug 24 has a plug housing 28, in which two contact pins 30a, 30b are partially received.
  • the contact pins 30a, 30b each have one
  • Plug-in portion 32a, 32b and a coupling portion 34a, 34b are configured to provide a releasable plug connection with the contact socket 18 in order to electrically couple the contact pins 30a, 30b to the contact socket 18.
  • the coupling portions 34a, 34b are coupled to a terminal unit 36 which electrically couples the contact pins 30a, 30b for transmitting electrical energy to the electrical lead 26.
  • the electrical connector 24 also has a detection unit 38, which is adapted to a tensile force, which is exerted on the contact pins 30 to to capture. Additionally or alternatively, the detection unit 38 may be configured to detect a movement of the contact pins 30 relative to the contact socket 18.
  • the detection unit 38 measures e.g. the force acting on the contact pins 30 and compares this with a
  • the detection unit 38 If the measured tensile force exceeds the force threshold value, a release of the plug connection between the plug 24 and the contact socket 18 is detected. As a result, the detection unit 38 generates a shutdown signal and transmits it to a control unit 40. Based on the shutdown signal, the control unit 40 stops the power transmission between the
  • the control unit 40 is provided in this embodiment as a separate unit which forms a part of the charging cable 22 together with the plug 24. In an alternative embodiment, a in the
  • Electric vehicle 10 already existing charge control unit for controlling the
  • Energy transfer depending on the shutdown signal can be used. Furthermore, it is possible to detect the movement of the contact pins 30 relative to the contact socket 18 by means of the detection unit 38. If the connector between the electrical connector and the contact socket 18 is released, the contact pins 30 must be pulled out of the contact socket 18. If the detected movement of the contact pins 30 exceeds a predefined threshold of movement (i.e., a predefined maximum travel distance), the release of the connector is detected and the shutdown signal is generated and forwarded to the control unit 40.
  • a predefined threshold of movement i.e., a predefined maximum travel distance
  • the force threshold and the movement threshold are preferably dimensioned so that a release of the connector is detected and thus switching off the power transmission between the traction battery 12 and the
  • Power supply network 16 can be done before the electrical contact between the contact pins 30 and the contact socket 18 is separated.
  • the thresholds for stabilizing the energy transfer must be chosen so large that the charging process of the traction battery 12 is not interrupted in the case of small vibrations of the plug 24.
  • it can be determined with the aid of the detection unit 38, whether the plug 24 is inserted into the contact socket 18 and is thus completely taken up in the contact socket 18 at the end of the insertion process.
  • the detection unit 38 in turn detects the movement of the contact pins 30 relative to the contact socket 18. Upon reaching a certain position of the contact pins 30 relative to the contact socket 18, the insertion of the plug 24 is detected in the contact socket 18 and a
  • Start signal generated which is forwarded to the control unit 40 for starting the charging of the traction battery 12.
  • the control unit 40 With the help of the controlled switching on or switching off the power transmission, the greatest possible reliability of the charging cable 22 is ensured.
  • Detection unit 38 according to the invention shown. Since the focus of the following figures is on the various forms of implementation of the detection unit 38, the other elements of the plug 24 are not shown in these figures for reasons of clarity.
  • 3 shows the plug 24 with the plug housing 28 and the contact pins 30.
  • the detection unit 38 force measuring devices 42a, 42b, which are each mechanically coupled to one of the contact pins 30a, 30b. With the help of the force measuring means 42, the force exerted on the contact pins 30 force when loosening / providing the connector can be measured. If the plug 24 is, for example, pulled out of the contact socket 18, the force measuring devices 42 detect the tensile forces exerted on the contact pins 30. If the measured tensile forces exceed the predefined force threshold, the release of the plug connection is detected and the switch-off signal is transmitted to the control unit 40. Of the
  • Force threshold is preferably determined in this embodiment such that the force measuring means 42 detect a compressive force in providing the connector. The detected pressure force is then used as a force threshold in the
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the plug 24 according to the invention.
  • the detection unit 38 has a displaceable element 28 ', which in the
  • the plug housing 28 'or a part of the plug housing 28' corresponds.
  • the displaceable element is, as indicated by the arrows 44a, 44b of Fig. 4, slidably mounted to the contact pins 30.
  • the detection unit 38 also has spring elements 46 a, 46 b, which has a biasing force on the
  • displaceable element 28 ' to hold the displaceable element 28' in a starting position shown in Fig. 4.
  • the plug housing 28 'and the displaceable element 28' is acted upon by a tensile force. If this tensile force exceeds the preload force provided by the spring elements, which in this exemplary embodiment represents the force threshold value, then this becomes
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the plug 24 according to the invention.
  • the detection unit 38 has sliding devices 48a, 48b, which are displaceably mounted to the contact pins 30 (see arrows 50a, 50b in FIG. 5).
  • Pushers 48a, 48b are formed in this embodiment as sleeves 48a, 48b, which are arranged concentrically to the respective contact pins 30a, 30b. Furthermore, the detection unit 38 has further spring elements 52a, 52b, which are supported on the plug housing 28 and exert a compressive force (in FIG. 5, a force to the left) on the sleeves 48a, 48b.
  • the sleeves 48 are supported on a base of the contact socket 18. As a result, the sleeves 48 are completely pushed into the plug housing 28 in the course of the insertion process. Once a predefined end position of the sleeves 48 is reached, the insertion of the plug 24 is detected in the contact socket 18 by means of the detection unit 38 and the On signal transmitted to the control unit 40. Due to the turn-on signal, the control unit 40 can start the energy transmission.
  • the sleeves 48 When removing the plug 24 from the contact socket 18, the sleeves 48 are pushed out by means of the further spring elements 52 again on the plug housing 28. During this movement, the sleeves 48 exceed a predefined distance, i. a predefined threshold movement, the release of the connector is detected by the detection unit 38 and generates a shutdown signal, which is transmitted to the control unit 40 for switching off the power transmission.
  • the movement of the contact pins 30 relative to the contact socket 18 by means of the sleeves 48 can be detected.
  • the switch-off signal / switch-on signal is generated as a function of this detected movement of the contact pins 30.
  • Energy transfer assembly 22 according to the invention not only in charging cables for electric vehicles / plug-in hybrid vehicles, but in any electrical appliances, such. Appliances or power tools can be used. Particularly advantageous is the use of the electrical connector according to the invention in all electrical appliances that have a high power consumption.

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Abstract

Die Erfindungbetrifft einen elektrischen Stecker (24) mit einer Anschlusseinheit (36), die zum Übertragen von elektrischer Energie mit einer elektrischen Leitung (26) koppelbar ist, wenigstens einem elektrischen Kontaktstift (30), der einen Steckabschnitt (32) und einen Kopplungsabschnitt (34) aufweist, wobei der Kopplungsabschnitt (34) mit der Anschlusseinheit (36) elektrisch gekoppelt ist und wobei der Steckabschnitt (32) dazu ausgebildet ist, eine lösbare Steckverbindung mit einer zugeordneten Kontaktbuchse (18) bereitzustellen, um den Kontaktstift (30) elektrisch mit der Kontaktbuchse (18) zu koppeln, und einer Erfassungseinheit (38), die dazuausgebildet ist, eine Zugkraft, die auf den Kontaktstift (30) ausgeübt wird, und/oder eine Bewegung des Kontaktstifts (30) relativ zu der Kontaktbuchse (18) zu erfassen und ein Abschaltsignal zum Unterbrechen der Energieübertragung bereitzustellen.

Description

Beschreibung Titel
Elektrischer Stecker und Energieübertragungsanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrischen Stecker mit einer Anschlusseinheit, die zum Übertragen von elektrischer Energie mit einer elektrischen Leitung koppelbar ist, und wenigstens einem elektrischen Kontaktstift, der einen Steckabschnitt und einen Kopplungsabschnitt aufweist, wobei der Kopplungsabschnitt mit der Anschlusseinheit elektrisch gekoppelt ist und wobei der Steckabschnitt dazu ausgebildet ist, eine lösbare Steckverbindung mit einer zugeordneten Kontaktbuchse bereitzustellen. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Energieübertragungsanordnung mit einem elektrischen Stecker der oben genannten Art und einer elektrischen Leitung, die mit der Anschlusseinheit des elektrischen Steckers elektrisch gekoppelt ist.
Stand der Technik
Auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugantriebstechnik ist es allgemein bekannt, eine elektrische Maschine als alleinigen Antrieb oder gemeinsam mit einem Antriebsmotor eines anderen Typs (Hybridantrieb) zu verwenden. In derartigen Elektro- oder
Hybridfahrzeugen werden typischerweise elektrische Maschinen als Antriebsmotor verwendet, die durch einen elektrischen Energiespeicher, wie z.B. einen Akkumulator, mit elektrischer Energie versorgt werden. Die elektrischen Energiespeicher von
Elektrofahrzeugen, oder Plug-in-Hybridfahrzeugen, müssen regelmäßig je nach
Ladezustand mit einem elektrischen Energieversorgungsnetz verbunden werden, um den Energiespeicher mit elektrischer Energie zu laden.
Zur Übertragung der elektrischen Energie von einer Ladestation auf das Fahrzeug kann bspw. ein induktiv gekoppeltes drahtloses Energieübertragungssystem oder ein Kabel verwendet werden. Bei Verwendung eines Kabels ist es besonders benutzerfreundlich, wenn das Elektrofahrzeug bzw. das Hybridfahrzeug mit jeder beliebigen
Standardsteckdose verbunden werden kann, um die Traktionsbatterie aufzuladen. Bei derartigen Standardsteckdosen ist jedoch keine spezielle Sperrvorrichtung vorhanden, die ein einfaches Lösen des Ladekabels verhindert. Damit kann das Ladekabel unter voller Last des Ladevorgangs (ca. 3,6 kW) abgezogen werden. Dies kann jedoch zu einer Lichtbogenbildung zwischen dem Stecker des Ladekabels und der Steckdose führen. Infolgedessen können der Stecker und die Steckdose beschädigt werden. Außerdem besteht eine Verbrennungsgefahr für den Anwender.
Bei Verwendung der normgemäßen EVSE-Einrichtungen (Electric Vehicle Supply Equipment) mit entsprechenden Steckverbindern wird durch mechanische Tasten bzw. elektromechanische Verriegelungen das Abziehen des Ladekabels unter Last verhindert. Beispielsweise wird beim Betätigen einer entsprechenden mechanischen Taste gleichzeitig ein Schalter betätigt, der die Energieübertragung vor dem Abziehen des Ladekabels unterbricht. Bei Verwendung einer elektromechanischen Verriegelung gibt diese den Stecker erst frei, wenn der Ladevorgang ordnungsgemäß beendet, oder durch Benutzereingriff (z.B. Betätigen eines Schalters) unterbrochen wurde.
Allerdings kann damit das Elektrofahrzeug bzw. Hybridfahrzeug lediglich an speziellen EVSE-Einrichtungen und nicht an jeder beliebigen Standardsteckdose aufgeladen werden. Der Bedienungskomfort derartiger Fahrzeuge ist daher stark eingeschränkt. Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt daher einen elektrischen Stecker mit einer
Anschlusseinheit, die zum Übertragen von elektrischer Energie mit einer elektrischen Leitung koppelbar ist, wenigstens einem elektrischen Kontaktstift, der einen
Steckabschnitt und einen Kopplungsabschnitt aufweist, wobei der Kopplungsabschnitt mit der Anschlusseinheit elektrisch gekoppelt ist und wobei der Steckabschnitt dazu ausgebildet ist, eine lösbare Steckverbindung mit einer zugeordneten Kontaktbuchse bereitzustellen, um den Kontaktstift elektrisch mit der Kontaktbuchse zu koppeln, und einer Erfassungseinheit bereit, die dazu ausgebildet ist, eine Zugkraft, die auf den Kontaktstift ausgeübt wird, und/oder eine Bewegung des Kontaktstifts relativ zu der Kontaktbuchse zu erfassen und ein Abschaltsignal zum Unterbrechen der
Energieübertragung bereitzustellen.
Ferner stellt die vorliegende Erfindung eine Energieübertragungsanordnung mit einem erfindungsgemäßen elektrischen Stecker, einer elektrischen Leitung, die mit der
Anschlusseinheit des elektrischen Steckers elektrisch gekoppelt ist, und einer Steuereinheit bereit, die mit der Erfassungseinheit des elektrischen Steckers elektrisch gekoppelt ist und die dazu ausgebildet ist, die Übertragung von elektrischer Energie über die elektrische Leitung auf der Grundlage des Abschaltsignals und/oder des
Einschaltsignals der Erfassungseinheit zu steuern.
Vorteile der Erfindung
Durch die Erfassungseinheit des elektrischen Steckers kann ein Lösen der
Steckverbindung rechtzeitig erkannt werden und infolgedessen ein Abschaltsignal zum Unterbrechen der Energieübertragung bereitgestellt werden. Damit wird die Bildung eines Lichtbogens verhindert. Ferner besteht keine Verbrennungsgefahr für den Anwender. Darüber hinaus werden Schäden an dem elektrischen Stecker und der zugeordneten Kontaktbuchse vermieden. Die Handhabung des elektrischen Steckers ist sehr einfach, da keine speziellen mechanischen Tasten betätigt werden müssen, um die Steckverbindung zu lösen.
Außerdem kann der Stecker jederzeit von der Kontaktbuchse getrennt werden. Es ist nicht notwendig abzuwarten, bis z.B. ein Ladevorgang ordnungsgemäß beendet wurde, bevor der Stecker von der Kontaktbuchse abgezogen wird.
Zusätzlich bietet der erfindungsgemäße elektrische Stecker die Möglichkeit,
Standardsteckdosen als Kontaktbuchse zu verwenden. Damit kann jede
Standardsteckdose z.B. zum Laden eines Elektrofahrzeugs genutzt werden. Die
Bedienungsfreundlichkeit des Elektrofahrzeugs/Hybridfahrzeugs wird damit signifikant erhöht.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die Erfassungseinheit dazu ausgebildet ist, das Abschaltsignal bereitzustellen, sofern die Zugkraft einen Kraftschwellenwert und/oder die Bewegung einen Bewegungsschwellenwert überschreitet.
Durch diese Maßnahme wird ein Lösen der Steckverbindung zuverlässig erkannt.
Geringfügige Zugkräfte am Stecker bzw. kleine Bewegungen/Erschütterungen des Steckers führen nicht zu einem Abschalten der Energieübertragung. Dadurch kann die Stabilität der Energieübertragung erhöht werden. ln einer weiteren Ausführungsform sind die Schwellenwerte derart festgelegt, dass die Steckverbindung mit der zugeordneten Kontaktbuchse zumindest bis zum Erreichen der Schwellenwerte besteht. Dadurch wird erreicht, dass der elektrische Kontakt zwischen dem Stecker und der Kontaktbuchse erst dann getrennt wird, wenn die Energieübertragung bereits
unterbrochen ist. Durch diese Maßnahme können keine Lichtbögen mehr entstehen. Infolgedessen besteht keine Gefahr von Verbrennungen des Anwenders oder ungewollten Entzündungen brennbarer Materialien. Eine Beschädigung des elektrischen Steckers und der zugeordneten Kontaktbuchse beim Abziehen des elektrischen Steckers wird verhindert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Erfassungseinheit eine
Kraftmesseinrichtung auf, die mit dem Kontaktstift mechanisch gekoppelt ist und die dazu ausgebildet ist, die Zugkraft auf der Grundlage einer Kraft zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktbuchse beim Lösen der Steckverbindung zu erfassen.
In dieser Ausführungsform wird die Zugkraft direkt an dem Kontaktstift ermittelt.
Überschreitet die Zugkraft den Kraftschwellenwert, dann wird ein Lösen der
Steckverbindung detektiert und ein Abschaltsignal zum Abschalten der
Energieübertragung generiert.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Kraftmesseinrichtung dazu ausgebildet, eine Druckkraft zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktbuchse beim Bereitstellen der Steckverbindung zu erfassen, wobei der Kraftschwellenwert ein erfasster Wert der Druckkraft beim Bereitstellen der Steckverbindung ist.
Durch diese Maßnahme kann der Kraftschwellenwert sehr einfach bestimmt werden, indem die Druckkraft gemessen wird, die für das Bereitstellen der Steckverbindung notwendig ist. Überschreitet die Zugkraft den derart ermittelten Kraftschwellenwert, so kann sehr zuverlässig auf ein Lösen der Steckverbindung geschlossen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Erfassungseinheit ein verschiebbares Element auf, das mittels einer Vorspannkraft in einer Ausgangsposition gehalten ist und das aus der Ausgangsposition herausbewegbar ist, sofern die Zugkraft die Vorspannkraft überschreitet, wobei die Vorspannkraft der Kraftschwellenwert ist. ln dieser Ausführungsform wird das verschiebbare Element solange in der Ausgangsposition gehalten, bis die Zugkraft den Kraftschwellenwert überschreitet. Bei Überschreiten des Kraftschwellenwerts wird das verschiebbare Element aus der
Ausgangsposition herausbewegt und das Lösen der Steckverbindung erkannt. Somit kann rechtzeitig vor dem Trennen des elektrischen Kontakts zwischen dem Stecker und der Kontaktbuchse die Energieübertragung mittels des Abschaltsignals unterbrochen werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Erfassungseinheit ein Federelement zum Bereitstellen der Vorspannkraft auf.
Durch das Federelement kann die Vorspannkraft sehr einfach und kostengünstig bereitgestellt werden. In einer weiteren Ausführungsform weist die Erfassungseinheit eine Schiebevorrichtung auf, die auf der Grundlage der Bewegung des Kontaktstifts verschiebbar ist, wobei die Erfassungseinheit dazu ausgebildet ist, das Abschaltsignal bereitzustellen, sofern die Schiebevorrichtung gegenüber einer Ausgangsstellung um den Bewegungsschwellenwert verschoben ist.
In dieser Ausführungsform wird ein Lösen der Steckverbindung erkannt, sobald die Schiebevorrichtung um den Bewegungsschwellenwert, d.h. um eine vordefinierte
Wegstrecke, gegenüber der Ausgangsstellung verschoben ist. Der Bewegungsschwellenwert wird vorteilhafterweise so gewählt, dass der Stecker in dieser Position noch elektrisch mit der Kontaktbuchse verbunden ist. Somit kann eine Beschädigung des Steckers bzw. der Kontaktbuchse durch eine eventuelle Lichtbogenbildung vermieden werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Erfassungseinheit dazu ausgebildet, ein Einschaltsignal zum Starten der Energieübertragung bereitzustellen, sofern die
Ausgangsstellung der Schiebevorrichtung eingestellt ist.
Mittels der Schiebevorrichtung kann sehr einfach detektiert werden, ob der Stecker vollständig in der Kontaktbuchse aufgenommen ist. Befindet sich die Schiebevorrichtung in der Ausgangsstellung, so wird das Herstellen der Steckverbindung erkannt und das Einschaltsignal generiert, um die Energieübertragung zu starten. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Erfassungseinheit ein weiteres
Federelement auf, das dazu ausgebildet ist, eine Kraft auf die Schiebevorrichtung auszuüben, um die Schiebevorrichtung entsprechend der Bewegung des Kontaktstifts zu verschieben.
Durch diese Maßnahme wird die Schiebevorrichtung zumindest über einen vordefinierten Bereich synchron zu der Bewegung des Kontaktstifts (relativ zu der Kontaktbuchse) verschoben. Damit kann das Lösen/Bereitstellen der Steckverbindung zuverlässig erkannt werden.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Schiebevorrichtung eine Hülse auf, die konzentrisch zu dem Kontaktstift angeordnet ist. Dies stellt eine einfache und kostengünstige Realisierung der Schiebevorrichtung dar.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Erfassungseinheit dazu ausgebildet, das Abschaltsignal und/oder das Einschaltsignal einer Steuereinheit zum Steuern der
Energieübertragung zur Verfügung zu stellen.
Eine mit der Erfassungseinheit gekoppelte Steuereinheit kann die Energieübertragung anhand des bereitgestellten Abschaltsignals/Einschaltsignals abschalten bzw. starten. Als Steuereinheit kann z.B. ein bereits vorhandenes Ladesteuergerät eines Elektrofahrzeugs genutzt werden. Alternativ kann auch eine separate Steuereinheit vorgesehen werden, die als Teil einer Energieübertragungsanordnung (bspw. als Teil eines Ladekabels) ausgebildet ist.
In einer Ausführungsform der Energieübertragungsanordnung ist die elektrische Leitung ferner mit einer Traktionsbatterie eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs gekoppelt, wobei die Steuereinheit dazu ausgebildet ist, einen Ladevorgang der Traktionsbatterie auf der Grundlage des Abschaltsignals zu unterbrechen.
Dies stellt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Energieübertragungsanordnung dar. Dabei ist die elektrische Leitung vorzugsweise mittels eines geeigneten Ladegeräts mit der Traktionsbatterie gekoppelt. Damit kann ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug an jeder beliebigen Standardsteckdose geladen werden. Spezielle Entriegelungs-A/erriegelungsmechanismen sind nicht erforderlich. Der elektrische Stecker kann jederzeit von der zugeordneten Kontaktbuchse getrennt werden, ohne dass eine Gefahr einer Lichtbogenbildung besteht. Es versteht sich, dass die Merkmale, Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen elektrischen Steckers auch entsprechend auf die erfindungsgemäße
Energieübertragungsanordnung zutreffen bzw. anwendbar sind.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Fig. 1 zeigt in schematischer Form ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, das mittels einer Energieübertragungsanordnung mit einer Ladestation koppelbar ist;
Fig. 2 zeigt in schematischer Form eine detaillierte Ansicht der
Energieübertragungsanordnung mit einem elektrischen Stecker; und
Figuren 3 bis 5 zeigen in schematischer Ansicht verschiedene Ausführungsformen des elektrischen Steckers. Ausführungsformen der Erfindung
In Fig. 1 ist ein Elektrofahrzeug schematisch dargestellt und generell mit 10 bezeichnet. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann das Fahrzeug 10 auch ein Plug-in- Hybridfahrzeug sein. Das Elektrofahrzeug 10 weist typischerweise eine in Fig. 1 nicht näher bezeichnete elektrische Drehfeldmaschine auf, die als Antriebsmotor verwendet wird. Ferner weist das Elektrofahrzeug 10 eine Traktionsbatterie 12 auf, die elektrische Energie für das Betreiben der elektrischen Drehfeldmaschine bereitstellt. Nach einer bestimmten Betriebsdauer des Elektrofahrzeugs 10 muss die Traktionsbatterie 12 wieder aufgeladen werden. Dazu wird das Elektrofahrzeug 10 an eine Ladestation 14
angeschlossen, die wiederum mit einem elektrischen Energieversorgungsnetz 16 gekoppelt ist. Die Ladestation 14 weist eine Kontaktbuchse 18 auf, die im vorliegenden Beispiel einer Standardsteckdose entspricht und die zum Anschließen des
Elektrofahrzeugs 10 an die Ladestation 14 dient. Des Weiteren weist die Ladestation 14 eine Energieübertragungseinheit 20 auf, mittels der die Kontaktbuchse 18 mit dem Energieversorgungsnetz 16 gekoppelt ist. Zum Laden des Elektrofahrzeugs 10 wird die Traktionsbatterie 12 mit Hilfe einer
Energieübertragungsanordnung 22, im vorliegenden Fall mit Hilfe eines Ladekabels 22 mit der Ladestation 14 elektrisch verbunden. Das Ladekabel 22 weist einen elektrischen Stecker 24 und eine elektrische Leitung 26 auf, die an einem Ende mit dem Stecker 24 elektrisch gekoppelt ist. Das andere Ende der elektrischen Leitung 26 ist mittels eines Ladegeräts 27 mit der Traktionsbatterie 12 des Elektrofahrzeugs 10 elektrisch verbunden. Zum Herstellen eines elektrischen Kontakts zwischen dem Elektrofahrzeug 10 und dem Energieversorgungsnetz 16 wird der Stecker 24 in die Kontaktbuchse 18 eingesteckt. Zum Beenden des Ladevorgangs der Traktionsbatterie 12 (z.B. weil das Elektrofahrzeug 10 für eine Fahrt benötigt wird) muss der Stecker 24 aus der Kontaktbuchse 18 gelöst werden. Erfindungsgemäß ist der Stecker 24 dazu ausgebildet, ein Lösen der
Steckverbindung zwischen dem elektrischen Stecker 24 und der Kontaktbuchse 18 frühzeitig zu erkennen und aufgrund dessen ein Abschaltsignal bereitzustellen, um die Energieübertragung zwischen der Traktionsbatterie 12 und dem Energieversorgungsnetz 16 zu unterbrechen bevor die elektrische Verbindung zwischen dem Stecker 24 und der Kontaktbuchse 18 aufgetrennt wird. Somit kann eine Bildung eines Lichtbogens zwischen dem Stecker 24 und der Kontaktbuchse 18 vermieden werden. Es besteht somit keine Verbrennungsgefahr für den Anwender des Ladekabels 22. Außerdem werden der Stecker 24 und die Kontaktbuchse 18 vor Beschädigungen geschützt.
Zur näheren Erläuterung ist in Fig. 2 eine detaillierte Ansicht der
Energieübertragungsanordnung 22 bzw. des Ladekabels 22 gezeigt. Der Stecker 24 weist ein Steckergehäuse 28 auf, in dem zwei Kontaktstifte 30a, 30b teilweise aufgenommen sind. Die Kontaktstifte 30a, 30b weisen jeweils einen
Steckabschnitt 32a, 32b und einen Kopplungsabschnitt 34a, 34b auf. Die Steckabschnitte 32a, 32b sind dazu ausgebildet, eine lösbare Steckverbindung mit der Kontaktbuchse 18 bereitzustellen, um die Kontaktstifte 30a, 30b elektrisch mit der Kontaktbuchse 18 zu koppeln. Die Kopplungsabschnitte 34a, 34b sind mit einer Anschlusseinheit 36 gekoppelt, die die Kontaktstifte 30a, 30b zum Übertragen von elektrischer Energie mit der elektrischen Leitung 26 elektrisch koppelt.
Erfindungsgemäß weist der elektrische Stecker 24 außerdem eine Erfassungseinheit 38 auf, die dazu ausgebildet ist, eine Zugkraft, die auf die Kontaktstifte 30 ausgeübt wird, zu erfassen. Zusätzlich oder alternativ kann die Erfassungseinheit 38 dazu ausgebildet sein, eine Bewegung der Kontaktstifte 30 relativ zu der Kontaktbuchse 18 zu erfassen.
Soll der Stecker 24 aus der Kontaktbuchse 18 herausgezogen werden, so muss eine bestimmte Zugkraft auf den Stecker 24 ausgeübt werden. Die Erfassungseinheit 38 misst z.B. die auf die Kontaktstifte 30 wirkende Kraft und vergleicht diese mit einem
Kraftschwellenwert. Überschreitet die gemessene Zugkraft den Kraftschwellenwert, so wird ein Lösen der Steckverbindung zwischen dem Stecker 24 und der Kontaktbuchse 18 erkannt. Infolgedessen generiert die Erfassungseinheit 38 ein Abschaltsignal und übermittelt dieses an eine Steuereinheit 40. Auf der Grundlage des Abschaltsignals unterbricht die Steuereinheit 40 die Energieübertragung zwischen dem
Energieversorgungsnetz 16 und der Traktionsbatterie 12 bevor die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktstiften 30 und der Kontaktbuchse 18 aufgetrennt wird. Somit wird die Lichtbogenbildung verhindert. Die Steuereinheit 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel als separate Einheit vorgesehen, die zusammen mit dem Stecker 24 einen Teil des Ladekabels 22 bildet. In einer alternativen Ausführungsform kann auch ein in dem
Elektrofahrzeug 10 bereits vorhandenes Ladesteuergerät zur Steuerung der
Energieübertragung in Abhängigkeit des Abschaltsignals eingesetzt werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, mittels der Erfassungseinheit 38 die Bewegung der Kontaktstifte 30 relativ zu der Kontaktbuchse 18 zu erfassen. Wird die Steckverbindung zwischen dem elektrischen Stecker und der Kontaktbuchse 18 gelöst, so müssen die Kontaktstifte 30 aus der Kontaktbuchse 18 herausgezogen werden. Überschreitet die erfasste Bewegung der Kontaktstifte 30 einen vordefinierten Bewegungsschwellenwert (d.h. eine vordefinierte maximale Wegstrecke), so wird das Lösen der Steckverbindung erkannt und das Abschaltsignal erzeugt und an die Steuereinheit 40 weitergeleitet.
Der Kraftschwellenwert und der Bewegungsschwellenwert werden dabei vorzugsweise so dimensioniert, dass ein Lösen der Steckverbindung erkannt wird und damit ein Abschalten der Energieübertragung zwischen der Traktionsbatterie 12 und dem
Energieversorgungsnetz 16 erfolgen kann, bevor der elektrische Kontakt zwischen den Kontaktstiften 30 und der Kontaktbuchse 18 aufgetrennt wird. Allerdings müssen die Schwellenwerte zur Stabilisierung der Energieübertragung so groß gewählt werden, dass der Ladevorgang der Traktionsbatterie 12 nicht bei kleinen Erschütterungen des Steckers 24 unterbrochen wird. Ferner kann mit Hilfe der Erfassungseinheit 38 festgestellt werden, ob der Stecker 24 in die Kontaktbuchse 18 eingesteckt wird und damit am Ende des Einsteckvorgangs vollständig in der Kontaktbuchse 18 aufgenommen ist. Dazu erfasst die Erfassungseinheit 38 wiederum die Bewegung der Kontaktstifte 30 relativ zu der Kontaktbuchse 18. Bei Erreichen einer bestimmten Position der Kontaktstifte 30 relativ zu der Kontaktbuchse 18, wird das Einstecken des Steckers 24 in die Kontaktbuchse 18 erkannt und ein
Einschaltsignal generiert, das an die Steuereinheit 40 zum Starten des Ladevorgangs der Traktionsbatterie 12 weitergeleitet wird. Mit Hilfe des kontrollierten Einschaltens bzw. Abschaltens der Energieübertragung wird die größtmögliche Betriebssicherheit des Ladekabels 22 gewährleistet.
In den folgenden Figuren 3 bis 5 sind in schematischer Ansicht verschiedene
Ausführungsformen des elektrischen Steckers 24 und insbesondere der
erfindungsgemäßen Erfassungseinheit 38 gezeigt. Da der Fokus der folgenden Figuren auf den verschiedenen Realisierungsformen der Erfassungseinheit 38 liegt, sind die anderen Elemente des Steckers 24 aus Gründen der Übersichtlichkeit in diesen Figuren nicht dargestellt. Die Fig. 3 zeigt den Stecker 24 mit dem Steckergehäuse 28 und den Kontaktstiften 30. In diesem Ausführungsbeispiel weist die Erfassungseinheit 38 Kraftmesseinrichtungen 42a, 42b auf, die jeweils mit einem der Kontaktstifte 30a, 30b mechanisch gekoppelt sind. Mit Hilfe der Kraftmesseinrichtungen 42 kann die auf die Kontaktstifte 30 ausgeübte Kraft beim Lösen/Bereitstellen der Steckverbindung gemessen werden. Wird der Stecker 24 bspw. aus der Kontaktbuchse 18 herausgezogen, so erfassen die Kraftmesseinrichtungen 42 die auf die Kontaktstifte 30 ausgeübten Zugkräfte. Überschreiten die gemessenen Zugkräfte den vordefinierten Kraftschwellenwert, wird das Lösen der Steckverbindung erkannt und das Abschaltsignal an die Steuereinheit 40 übermittelt. Der
Kraftschwellenwert wird in dieser Ausführungsform vorzugsweise derart ermittelt, dass die Kraftmesseinrichtungen 42 eine Druckkraft beim Bereitstellen der Steckverbindung erfassen. Die erfasste Druckkraft wird dann als Kraftschwellenwert in der
Erfassungseinheit 38 abgespeichert. Somit wird in dieser Ausführungsform das
Abschaltsignal an die Steuereinheit 40 übermittelt, sofern die erfasste Zugkraft beim Lösen der Steckverbindung die Druckkraft beim Bereitstellen der Steckverbindung übersteigt. Dabei ist es unerheblich, ob die Zugkraft durch ein direktes Abziehen des Steckers 24 oder durch einen Zug an der elektrischen Leitung 26 verursacht wird. In Fig. 4 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckers 24 gezeigt. Die Erfassungseinheit 38 weist ein verschiebbares Element 28' auf, das in dem
vorliegenden Beispiel dem Steckergehäuse 28' oder einem Teil des Steckergehäuses 28' entspricht. Das verschiebbare Element ist, wie mit den Pfeilen 44a, 44b aus Fig. 4 angedeutet, verschiebbar zu den Kontaktstiften 30 gelagert. Die Erfassungseinheit 38 weist außerdem Federelemente 46a, 46b auf, die eine Vorspannkraft auf das
verschiebbare Element 28' ausüben, um das verschiebbare Element 28' in einer in Fig. 4 dargestellten Ausgangsposition zu halten.
Bei einem Herausziehen des elektrischen Steckers 24 aus der Kontaktbuchse 18 wird das Steckergehäuse 28' bzw. das verschiebbare Element 28' mit einer Zugkraft beaufschlagt. Übersteigt diese Zugkraft die mittels der Federelemente bereitgestellte Vorspannkraft, die in diesem Ausführungsbeispiel den Kraftschwellenwert darstellt, so wird das
verschiebbare Element 28' aus der in Fig. 4 dargestellten Ausgangsposition nach rechts herausbewegt. Dadurch kann bspw. ein in Fig. 4 nicht näher bezeichneter Schalter der Erfassungseinheit 38 betätigt werden, der das Abschaltsignal erzeugt. Somit kann die Energieübertragung über die elektrische Leitung 26 mittels der Steuereinheit 40 unterbrochen werden, bevor die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktstiften 30 und der Kontaktbuchse 18 aufgetrennt wird.
In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Steckers 24 gezeigt. Die Erfassungseinheit 38 weist Schiebevorrichtungen 48a, 48b auf, die verschiebbar zu den Kontaktstiften 30 gelagert sind (siehe Pfeile 50a, 50b in Fig. 5). Die
Schiebevorrichtungen 48a, 48b sind in diesem Ausführungsbeispiel als Hülsen 48a, 48b ausgebildet, die konzentrisch zu den jeweiligen Kontaktstiften 30a, 30b angeordnet sind. Ferner weist die Erfassungseinheit 38 weitere Federelemente 52a, 52b auf, die sich an dem Steckergehäuse 28 abstützen und eine Druckkraft (in Fig. 5 eine Kraft nach links) auf die Hülsen 48a, 48b ausüben.
Wird der Stecker 24 in die Kontaktbuchse 18 eingesteckt, so stützen sich die Hülsen 48 an einem Grund der Kontaktbuchse 18 ab. Dadurch werden die Hülsen 48 im Verlauf des Einsteckvorgangs vollständig in das Steckergehäuse 28 hineingedrückt. Sobald eine vordefinierte Endposition der Hülsen 48 erreicht ist, wird mittels der Erfassungseinheit 38 das Einstecken des Steckers 24 in die Kontaktbuchse 18 detektiert und das Einschaltsignal an die Steuereinheit 40 übermittelt. Aufgrund des Einschaltsignals kann die Steuereinheit 40 die Energieübertragung starten.
Beim Abziehen des Steckers 24 von der Kontaktbuchse 18 werden die Hülsen 48 mittels der weiteren Federelemente 52 wieder auf dem Steckergehäuse 28 herausgedrückt. Überschreiten die Hülsen 48 bei dieser Bewegung eine vordefinierte Wegstrecke, d.h. einen vordefinierten Bewegungsschwellenwert, so wird das Lösen der Steckverbindung von der Erfassungseinheit 38 erkannt und ein Abschaltsignal generiert, das an die Steuereinheit 40 zum Abschalten der Energieübertragung übermittelt wird.
Somit kann in dieser Ausführungsform die Bewegung der Kontaktstifte 30 relativ zu der Kontaktbuchse 18 mittels der Hülsen 48 erfasst werden. Das Abschaltsignal/Einschaltsignal wird in Abhängigkeit dieser erfassten Bewegung der Kontaktstifte 30 erzeugt. Obgleich somit bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Steckers 24 und der erfindungsgemäßen Energieübertragungsanordnung 22 gezeigt worden sind, versteht sich, dass verschiedene Abwandlungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann von der Erfassungseinheit 38 lediglich ein Kraftmesssignal oder ein Bewegungssignal zur Verfügung gestellt werden, das anschließend in der Steuereinheit 40 anhand eines Vergleichs mit vordefinierten Schwellenwerten ausgewertet wird. Damit wird in der Steuereinheit 40 das Lösen/Bereitstellen der Steckverbindung erkannt und infolgedessen das Abschalten/Starten der Energieübertragung initiiert.
Außerdem besteht die Möglichkeit, mehrere unterschiedliche Ausführungsformen der Erfassungseinheit 38 miteinander zu kombinieren, um somit die Zuverlässigkeit der Erkennung eines Lösens/Bereitstellens der Steckverbindung zu erhöhen. Des Weiteren versteht sich, dass der erfindungsgemäße Stecker 24 bzw. die
erfindungsgemäße Energieübertragungsanordnung 22 nicht nur bei Ladekabeln für Elektrofahrzeuge/Plug-in-Hybridfahrzeuge, sondern bei beliebigen Elektrogeräten, wie z.B. Haushaltsgeräten oder Elektrowerkzeugen, eingesetzt werden können. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung des erfindungsgemäßen elektrischen Steckers bei allen Elektrogeräten, die einen hohen Stromverbrauch aufweisen.

Claims

Ansprüche 1 . Elektrischer Stecker (24) mit:
- einer Anschlusseinheit (36), die zum Übertragen von elektrischer Energie mit einer elektrischen Leitung (26) koppelbar ist,
- wenigstens einem elektrischen Kontaktstift (30), der einen Steckabschnitt (32) und einen Kopplungsabschnitt (34) aufweist, wobei der Kopplungsabschnitt (34) mit der
Anschlusseinheit (36) elektrisch gekoppelt ist und wobei der Steckabschnitt (32) dazu ausgebildet ist, eine lösbare Steckverbindung mit einer zugeordneten Kontaktbuchse (18) bereitzustellen, um den Kontaktstift (30) elektrisch mit der Kontaktbuchse (18) zu koppeln, und
- einer Erfassungseinheit (38), die dazu ausgebildet ist, eine Zugkraft, die auf den
Kontaktstift (30) ausgeübt wird, und/oder eine Bewegung des Kontaktstifts (30) relativ zu der Kontaktbuchse (18) zu erfassen und ein Abschaltsignal zum Unterbrechen der Energieübertragung bereitzustellen.
2. Elektrischer Stecker nach Anspruch 1 , wobei die Erfassungseinheit (38) dazu ausgebildet ist, das Abschaltsignal bereitzustellen, sofern die Zugkraft einen
Kraftschwellenwert und/oder die Bewegung einen Bewegungsschwellenwert
überschreitet.
3. Elektrischer Stecker nach Anspruch 2, wobei die Schwellenwerte derart festgelegt sind, dass die Steckverbindung mit der zugeordneten Kontaktbuchse (18) zumindest bis zum
Erreichen der Schwellenwerte besteht.
4. Elektrischer Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Erfassungseinheit (38) eine Kraftmesseinrichtung (42) aufweist, die mit dem Kontaktstift (30) mechanisch gekoppelt ist und die dazu ausgebildet ist, die Zugkraft auf der Grundlage einer Kraft zwischen dem Kontaktstift (30) und der Kontaktbuchse (18) beim Lösen der
Steckverbindung zu erfassen.
5. Elektrischer Stecker nach Anspruch 4, wobei die Kraftmesseinrichtung (42) dazu ausgebildet ist, eine Druckkraft zwischen dem Kontaktstift (30) und der Kontaktbuchse
(18) beim Bereitstellen der Steckverbindung zu erfassen und wobei der Kraftschwellenwert ein erfasster Wert der Druckkraft beim Bereitstellen der
Steckverbindung ist.
6. Elektrischer Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Erfassungseinheit (38) ein verschiebbares Element (28') aufweist, das mittels einer Vorspannkraft in einer Ausgangsposition gehalten ist und das aus der Ausgangsposition herausbewegbar ist, sofern die Zugkraft die Vorspannkraft überschreitet, und wobei die Vorspannkraft der Kraftschwellenwert ist.
7. Elektrischer Stecker nach Anspruch 6, wobei die Erfassungseinheit (38) ein
Federelement (46) zum Bereitstellen der Vorspannkraft aufweist.
8. Elektrischer Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Erfassungseinheit (38) eine Schiebevorrichtung (48) aufweist, die auf der Grundlage der Bewegung des Kontaktstifts (30) verschiebbar ist, und wobei die Erfassungseinheit (38) dazu ausgebildet ist, das Abschaltsignal bereitzustellen, sofern die Schiebevorrichtung (48) gegenüber einer Ausgangsstellung um den Bewegungsschwellenwert verschoben ist.
9. Elektrischer Stecker nach Anspruch 8, wobei die Erfassungseinheit (38) dazu ausgebildet ist, ein Einschaltsignal zum Starten der Energieübertragung bereitzustellen, sofern die Ausgangsstellung der Schiebevorrichtung (48) eingestellt ist.
10. Elektrischer Stecker nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Erfassungseinheit (38) ein weiteres Federelement (52) aufweist, das dazu ausgebildet ist, eine Kraft auf die
Schiebevorrichtung (48) auszuüben, um die Schiebevorrichtung (48) entsprechend der Bewegung des Kontaktstifts (30) zu verschieben.
1 1 . Elektrischer Stecker nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die
Schiebevorrichtung (48) eine Hülse aufweist, die konzentrisch zu dem Kontaktstift (30) angeordnet ist.
12. Elektrischer Stecker nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei die Erfassungseinheit (38) dazu ausgebildet ist, das Abschaltsignal und/oder das Einschaltsignal einer
Steuereinheit (40) zum Steuern der Energieübertragung zur Verfügung zu stellen.
13. Energieübertragungsanordnung (22) mit
- einem elektrischen Stecker (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
- einer elektrischen Leitung (26), die mit der Anschlusseinheit (36) des elektrischen Steckers (24) elektrisch gekoppelt ist, und
- einer Steuereinheit (40), die mit der Erfassungseinheit (38) des elektrischen Steckers (24) elektrisch gekoppelt ist und die dazu ausgebildet ist, die Übertragung von elektrischer Energie über die elektrische Leitung (26) auf der Grundlage des Abschaltsignals und/oder des Einschaltsignals der Erfassungseinheit (38) zu steuern.
14. Energieübertragungsanordnung nach Anspruch 13, wobei die elektrische Leitung (26) ferner mit einer Traktionsbatterie (12) eines elektrisch antreibbaren Fahrzeugs (10) gekoppelt ist und wobei die Steuereinheit (40) dazu ausgebildet ist, einen Ladevorgang der Traktionsbatterie (12) auf der Grundlage des Abschaltsignals zu unterbrechen.
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