WO2020058173A1 - Charging connector for coupling to a corresponding connection device and for transferring electrical energy, and charging device for outputting electrical energy to a receiver of electrical energy - Google Patents

Charging connector for coupling to a corresponding connection device and for transferring electrical energy, and charging device for outputting electrical energy to a receiver of electrical energy Download PDF

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WO2020058173A1
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charging
charging connector
electrical
signals
signal line
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Thomas Führer
Johannes Held
Thomas Knies
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Phoenix Contact E-Mobility Gmbh
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    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
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    • B60L53/16—Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • Charging plug connector for coupling to a corresponding connection device and for the transmission of electrical energy, and charging device for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy
  • the present invention relates to a charging connector for coupling to a corresponding connecting device and for transmitting electrical energy. Furthermore, the prior invention relates to a charging device for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy.
  • Charging connectors for electrically drivable vehicles, or electric vehicles for short are known from the prior art, which are designed for connection to a corresponding, as a socket trained, connecting device.
  • the charging connector disclosed in DE 10 2012 105 774 B3 Power contacts are arranged in the charging connector, each having a first connection area and a second connection area.
  • the first connection area is designed as a contact socket and is suitable for the electrical or galvanic connection with a contact pin, the contact pin being electrically or galvanically connected to an electrical energy receiver, for example an accumulator of a vehicle.
  • the second connection area of the power contact is designed for electrical or galvanic connection to an electrical energy source, for example a charging device, for example in the form of a charging station, or generally to an electrical supply network.
  • the second connection area can be permanently connected to a charging line section arranged in the charging connector and via this to a charging line, which can be part of a supply cable or charging cable, and finally connected to the charging device.
  • the charging line section can merge into the charging line, for example in the form of a continuous cable.
  • the charging device accordingly supplies the receiver of electrical energy in the form of the electric vehicle with the necessary charging current, by the charging current via the charging line in the supply cable, the charging line section in the charging plug connector or in its housing and the power contact of the charging plug connector in the corresponding connecting device and finally in the battery of the electric vehicle flows.
  • a galvanic or electrical connection is to be understood here as a connection which enables an electrical current to flow or be transmitted through the electrically or galvanically connected components when the charging connector is in operation, that is to say, for example, during a charging process.
  • a charging connector can also be referred to as a connector or charging connector.
  • the receiver of electrical energy can be an accumulator, for example.
  • the accumulator can be a vehicle battery of an electrically drivable vehicle or electric vehicle.
  • signals for example Information regarding the charging process, the state of the battery mulator of the electric vehicle or other operating parameters such as sensor data etc., are sent by the receiver of electrical energy or the electric vehicle to the charging device or in the reverse order.
  • the charging process can be controlled or controlled or, in general, when the electric vehicle is connected to a charging device, information can be exchanged between the electric vehicle and the charging device.
  • the charging plug connector comprises, in addition to the charging line section, at least one signal line section for transmitting signals between the corresponding connecting device and the charging device.
  • a signal line regularly connects to this signal line section in the charging connector or the signal line section merges into the signal line, the signals or information being able to be transmitted to or received by the charging device via the signal line.
  • the signal line section or the signal line is accordingly an auxiliary line of the charging connector or the charging device, while the charging line sections or charging lines are the load lines of the charging connector or the charging device required for the transmission of the charging current.
  • the signal line sections of the charging connector or the signal line are regularly metallic conductors that transmit the signals in the form of electrical signals.
  • the signal transmission is accordingly carried out conductively, for example via copper lines.
  • the present invention has for its object to provide a charging connector that improves the security of the charging process and that is less sensitive to electromagnetic interference, consequently has an increased resistance to interference.
  • the object of the present invention is based on a charging connector for coupling with a corresponding connecting device and for the transmission of electrical energy, comprising at least one charging line section for the electrical connection of an electrical energy receiver and a charging device, and at least one signal line section for transmitting signals between the corresponding connecting device and the charging device.
  • the charging connector is characterized in that the at least one signal line section is designed as an optical waveguide, and that the charging connector has at least one opto-electrical converter, the opto-electrical converter for converting electrical signals coming from the corresponding connecting device into into the at least one signal line section is set up outgoing optical signals.
  • the charging plug connector By means of the charging plug connector according to the invention, a safer charging process can be implemented, in particular with regard to communication that is less sensitive to external interference, for controlling the charging process.
  • the charging connector has improved immunity to interference, since the signals to be transmitted are transmitted in the form of optical signals by means of optical fibers, and these optical signals are not susceptible to electromagnetic interference. This results in a more interference-free signal transmission compared to an electrical, for example conductive, signal transmission, for example over copper lines susceptible to interference. The probability that the signal transmission is negatively influenced by external factors, for example by crosstalk of signals due to electromagnetic interference, is reduced.
  • An optical waveguide is used for signal transmission, which is used for the optical transmission of signals, ie an optical cable in the form of an optical signal line and no electrical, for example conductive, signal line is used.
  • An optical waveguide is an optical component suitable for transporting light, which often consists of a large number of individual glass fibers or synthetic fibers, in particular polymer fibers, which are very thin in relation to their length and combined into a bundle. In the following, however, an optical waveguide should also be understood to mean one with a single fiber.
  • the individual glass fibers or plastic fibers are usually surrounded by a plastic coating. Due to the significantly higher carrier frequency of the light compared to electrical signals, larger amounts of data can be transmitted in the same time or the same amount of data in a shorter time than with conventional coaxial cables.
  • a polymer fiber has significantly higher attenuation values and a larger diameter, but it is inexpensive and easier to install.
  • Polymer optical fibers (POF) are preferably used as optical fibers, which represent an effective and inexpensive variant .
  • the signals to be transmitted can be transferred from the corresponding connecting device, that is to say ultimately from the electric vehicle, to the charging connector in the usual way, that is to say in the form of electrical signals.
  • an opto-electrical converter is then provided, which can convert the incoming electrical signals into optical signals, which can then be transferred to the optical waveguide.
  • the opto-electrical converter can enter into an electrical or galvanic connection on the input side with the corresponding connecting device and can be connected from the output side to the signal line section of the charging plug connector.
  • an advantageous, universal charging connector that can be used flexibly reached. This is because the signal transmission provided in the charging connector is realized by means of optical signals, but the signal transmission from the corresponding connecting device or the electric vehicle to the charging connector can continue to be carried out in the usual way by means of electrical signals.
  • the optical signal transmission can ensure communication between the electrical connecting device or ultimately the electric vehicle with which the charging connector is coupled and the charging device which connects to the charging connector and serves to charge the electrical energy receiver.
  • Information that is important for the charging process can be transmitted from the electrical energy receiver to the charging device, for example about the condition of the vehicle battery or the accumulator to be charged. Such communication can also take place in the other direction, that is to say from the charging device to the electrical energy receiver or the electric vehicle.
  • Optical signals can be transmitted from the charging device to the charging connector, converted there into electrical signals and then passed on as electrical signals to the electrical energy receiver or the electric vehicle.
  • the optoelectrical converter can also be set up to convert optical signals coming from the at least one signal line section into electrical signals going out into the corresponding connecting device.
  • information collected within the charging connector can be transferred as optical signals to the charging device and signals not only coming from the electrical energy receiver or the electric vehicle.
  • the charging device can also transmit signals to the charging connector, for example to control units arranged there.
  • the opto-electrical Transducers translate the electrical signals into light pulses or vice versa and then send these translated signals as optical signals or, in the opposite case, as electrical signals.
  • the charging connector has an outer charging connector housing, and the at least one charging line section, the at least one signal line section and the at least one opto-electrical converter are arranged in a charging connector housing interior of the external charging connector housing.
  • the charging plug connector can have an inner housing with an interior sealed off from the at least one charging line section, the at least one opto-electrical converter being arranged in the inner housing. Since with a further improved in terms of susceptibility to interference, the charging connector is achieved, since, among other things, the opto-electrical converter important for signal transmission in the charging connector is separated from the charging line section, via which the electrical current flows during a charging operation, is arranged.
  • the at least one signal line section can also be arranged at least partially in the sealed interior of the inner housing and thus separately from the charge line section.
  • the latter can have at least one printed circuit board, the at least one printed circuit board being set up to implement at least one electronic function of the charging connector.
  • a particularly safe charging process can be achieved by means of the charging plug connector, since the Printed circuit board and in particular by the information obtained via this information, the charging process can be controlled.
  • an electronic function of the charging connector can be understood to mean the control of the charging connector or charging process, sensors provided in the charging connector, data storage or data processing.
  • the at least one opto-electrical converter can be arranged on the at least one printed circuit board.
  • the opto-electrical converter is therefore connected to the circuit board.
  • the printed circuit board is thus also arranged together with the opto-electrical converter in the interior of the inner housing of the charging connector and is sealed off from the at least one charging line section.
  • the at least one opto-electrical converter is integrated into a mechanical coupling of the at least one signal line section.
  • a particularly compact charging connector is achieved because the necessary mechanical connection to the signal line section in the form of the optical waveguide to the other components, for example a printed circuit board and ultimately to establish the connection to the corresponding connecting device or electric vehicle, with the necessary provision an opto-electrical converter is combined.
  • the charging connector comprises two signal line sections for transmission of signals between the corresponding Vietnamesesvorrich device and the charging device, wherein the opto-electrical converter for converting incoming from the corresponding Vietnamesesvor direction, electrical signals in one of the two signal line sections outgoing, optical signals and fer ner for converting the other of the two Signal line sections incoming optical signals in the corresponding connecting device outgoing electrical signals is set up.
  • the opto-electrical converter for converting incoming from the corresponding Vietnamesesvor direction, electrical signals in one of the two signal line sections outgoing, optical signals and fer ner for converting the other of the two Signal line sections incoming optical signals in the corresponding connecting device outgoing electrical signals is set up.
  • the signals can be transmitted via the charging connector both from the corresponding connecting device or the electric vehicle to the charging device and from the charging device back to the corresponding connecting device or the electric vehicle, since there is not only a unidirectional but a bidirectional connection .
  • the transmission of the optical signals in the two different directions can take place independently of one another and thus, among other things, also simultaneously, since two signal line sections are provided for transmission and one of the signal line sections can be provided for a transmission path.
  • the charging plug connector can have a supply cable, the at least one charge line section merging into a charge line arranged in the supply cable and the at least one signal line section merging into a signal line arranged in the supply cable.
  • the supply cable to the charging connector housing is designed to close. Accordingly, there is at least one charging line that is used to transmit electrical current from the Charging device for the electrical energy receiver or electric vehicle is used, and at least one signal line, which serves the signal transmission between the electric vehicle and charging device, arranged together in a supply cable. In the event that two signal line sections are provided in the charging connector, two signal lines are also provided in the supply cable.
  • the supply cable connects to a cable-side section facing away from a front of the outer charging plug housing.
  • a front of the outer charging connector housing or the charging connector is to be understood as the side via which the charging connector is intended to be coupled with a corresponding connecting device.
  • the cable-side section of the outer charging connector housing or the charging connector is the section facing away from the front side, to which the supply cable regularly connects, for example by plugging it into the cable-side section of the outer charging connector housing.
  • the object on which the present invention is based is also achieved by a charging device for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy, the charging device being characterized in that it has a previously described charging connector which connects to the charging device by means of at least one charging line and at least a supply cable having a signal line is at least electrically connected.
  • the electrical connection ensures the transmission of the charging current required for the charging process, which is seen from the charging device via the charging line in the supply cable is transferred to the charging connector.
  • an electrical connection is to be understood that in addition to this electrical connection, the previously described connection for signal transmission of optical signals or information is provided and not exclusively the electrical connection for transmission of the charging current.
  • a suitably trained charging device is improved with regard to the susceptibility to interference in the signal transmission between the charging device and the receiver to be charged electrical energy or electric vehicle and thus also in terms of safety during a charging process in accordance with the previously described aspects.
  • the charging device has an opto-electrical converter which is set up to convert optical signals coming from the at least one signal line of the supply cable into electrical signals coming out.
  • the signals arriving as optical signals from the receiver of electrical energy or the electric vehicle can be converted again into electrical signals for advantageous further processing.
  • the opto-electrical converter in the charging device can be configured in accordance with the opto-electrical converter of the charging connector.
  • the supply cable can have two signal lines, the opto-electrical converter of the charging device for converting optical signals coming in from one of the two signal lines into outgoing electrical signals and also for converting incoming electrical signals into outgoing optical signals is set up in the other of the two signal lines.
  • the charging device can be used as described above with regard to the charging connector be implemented as a bidirectional variant, so that a signal transmission is possible both from the receiver of electrical energy or the electric vehicle to the charging device and vice versa.
  • FIG. 1A a perspective view of a charging connector according to the Invention
  • Fig. 1B the charging connector shown in Figure 1A, where the charging connector housing with the exception of the front side is not shown;
  • Fig. IC the charging connector shown in Fig. 1B, where the inner housing is not shown;
  • FIGS. 1A, 1B and IC shown in a side view with a cutout, so that the interior of the charging housing is partially visible;
  • FIG. 3A a detailed view of internal components of the La desteckstecker according to Figures 1A, 1B, IC and 2 in a first embodiment.
  • Fig. 3B the inner components of the charging connector
  • FIG. 1A shows a charging connector 100 according to the invention for coupling to a corresponding connecting device (not shown in the figures) and for transmitting electrical energy.
  • the charging connector 100 can also be referred to as a connector or charging connector.
  • the charging connector 100 has an outer charging connector housing 110 (or charging connector connector housing) comprising two parts, namely a front side 111 (also called the front side of the charging connector) and a cable-side section 112.
  • the charging connector 100 has a supply cable 140, which can also be referred to as a charging cable, by means of which the charging connector 100 can be connected or connected to a charging device, not shown, for example in the form of a charging station.
  • the supply cable 140 is connected to the cable-side section 112 of the outer charging plug housing 110.
  • the supply cable 140 can include a plurality of conductors or lines, including a charging line that provides the power supply for the charging connector 100 and a signal line that ensures signal transmission for the purpose of information exchange. Virtue, the signal lines and Ladelei ⁇ not shown are obligations placed together in the supply cable 140th
  • FIG. 1B shows the charging connector 100 according to the invention with the omission of a large part of the outer charging plug housing 110 with the exception of the front 111 of the outer charging plug housing 110, so that a large part of the charging plug housing interior 113 is visible.
  • a signal line section 1 is arranged in the charging connector housing interior 113 .
  • the Signallei line section 1 is in the form of an optical waveguide and can be formed for example from polymeric optical fibers with a plastic jacket.
  • the Signal einsab section 1 is used to transmit optical signals between the corresponding connecting device and the charging device. For this purpose, the signal line section 1 in the arranged in the supply cable 140, not shown Signallei device over.
  • two charging line sections 20 are arranged in the charging connector housing interior 113, which serve for the electrical connection of an electrical energy receiver to be charged, for example in the form of an accumulator of an electric vehicle and the charging device, and which accordingly change into two charging lines, not shown, arranged in the supply cable 140 .
  • the two charge line sections 20 are connected to power contacts (also called Lastkon contacts), which can enter into an electrical or galvanic connection with the electrical energy receiver or the electric vehicle via the front 111.
  • power contacts also called Lastkon contacts
  • One of the two power contacts is at least partially recognizable in the case of the charging line section 20 shown in the foreground in FIG. 1B and is identified as a power contact LK.
  • the charging connector 100 also has an inner housing 10 arranged in the charging connector housing interior 113, which for a seal of further electronic or other compo nents against the rest of the charge connector housing interior 113, in particular against the charge line section 20, provides.
  • the charging connector 100 according to the invention is shown, as in FIG. 1B, only with the inner housing 10 omitted, so that the interior 11 of the inner housing 10 is visible.
  • a circuit board 30 and an arranged thereon, with the circuit board 30 connected opto-electrical converter 40 are arranged. Accordingly, the printed circuit board 30 and the opto-electrical wall 40 are sealed against the rest of the interior of the charging housing 113 and in particular are arranged separately from the charging line section 20.
  • the opto-electrical converter 40 which is integrated in the present mechanical coupling of the signal line section 1, is set up to convert from the corresponding connecting device or ultimately the receiver of electrical energy or the electric vehicle, electrical signals into optical signals. The converted optical signals are then output by the opto-electrical converter 40 to the signal line section 1 and then transmitted by means of the signal line to the charging device.
  • the optoelectrical converter 40 can also be set up to convert optical signals coming in from the charging device in reverse order into electrical signals going out to the electric vehicle. For the purpose of converting the electrical signals into optical signals or vice versa, the opto-electrical converter 40 can translate the electrical signals into light pulses or vice versa and then transmit these translated signals as optical signals or, conversely, as electrical signals.
  • the printed circuit board 30 is set up to implement at least one electronic function of the charging connector 100, ie the printed circuit board 30 can, in particular, temporarily store or further process the incoming or outgoing electrical signals, or also record measurement data via sensors provided in the charging connector 100.
  • the charging connector 100 according to the invention according to FIGS. 1A, 1B and IC is shown in a side view with a cutout, so that the interior of the charging housing 113 is partially visible. It can be seen from FIG. 2 how the signal line section 1 is coupled to the opto-electrical converter 40 arranged on the printed circuit board 30. Characterized in that the circuit board 30 and the opto-electrical converter 40 are arranged in the inner housing 10, the signal line section 1 is at least partially arranged in the inner housing 10.
  • Fig. 3A and Fig. 3B two different embodiments of the inner components of the Ladesteckver connector 100 according to the invention are shown.
  • the embodiment shown in FIG. 3A only one signal line section 1 is provided, which is coupled to the opto-electrical converter 40 arranged on the printed circuit board 30, so that a unidirectional connection is established with regard to the signal transmission between the electric vehicle and the charging device.
  • two signal line sections 1 1, 1 2 are provided, which are coupled to the opto-electrical converter 40 arranged on the printed circuit board 30, so that a bidirectional variant of the signal transmission between the electric vehicle and the charging device is realized.
  • electrical signals coming from the electric vehicle can be converted into optical signals in the opto-electrical converter 40 and these optical signals can then be converted via the signal line section 1 1 in the direction of the loading device.
  • optical signals arriving in the other direction from the charging device via the charging line section 1_2 can be converted into electrical signals in the opto-electrical converter 40 and these electrical signals can then be transmitted in the direction of the electric vehicle.
  • 3B is set up to convert electrical signals coming from the corresponding connecting device into optical signals going out into the signal line section 11 and furthermore optical signals coming in from the other signal line section 1_2 Convert signals into outgoing electrical signals into the corresponding connecting device.
  • two signal lines in the supply cable 140 also connect to these.

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Abstract

The present invention discloses a charging connector (100) for coupling to a corresponding connection device and for transferring electrical energy, comprising at least one charging line section (20) for the electrical connection of an electrical energy receiver and a charging device, and at least one signal line section (1, 1_1, 1_2) for the transfer of signals between the corresponding connection device and the charging device, the charging connector (100) being characterized in that the at least one signal line section (1, 1_1, 1_2) is designed as an optical fibre and that the charging connector (100) has at least one optoelectrical converter (40), wherein the optoelectrical converter (40) is designed for the conversion of electric signals arriving from the corresponding connection device into optical signals for output on the at least one signal line section (1, 1_1, 1_2).

Description

LadeSteckverbinder zur Kopplung mit einer korrespondierenden Verbindungsvorrichtung und zur Übertragung elektrischer Energie sowie Ladeeinrichtung zur Abgabe elektrischer Energie an einen Empfänger elektrischer Energie Charging plug connector for coupling to a corresponding connection device and for the transmission of electrical energy, and charging device for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Ladesteckverbinder zur Kopplung mit einer korrespondierenden Verbindungsvorrichtung und zur Übertragung elektrischer Energie. Ferner betrifft die vor liegende Erfindung eine Ladeeinrichtung zur Abgabe elektrischer Energie an einen Empfänger elektrischer Energie. The present invention relates to a charging connector for coupling to a corresponding connecting device and for transmitting electrical energy. Furthermore, the prior invention relates to a charging device for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy.
Aus dem Stand der Technik sind Ladesteckverbinder für elektrisch antreibbare Fahrzeuge, kurz Elektrofahrzeuge, bekannt, die zur Verbindung mit einer korrespondierenden, als Buchse ausgebilde ten, Verbindungsvorrichtung ausgebildet sind. Diesbezüglich wird auf den in der DE 10 2012 105 774 B3 offenbarten Ladesteckver binder verwiesen. In dem Ladesteckverbinder sind Leistungskon takte angeordnet, die jeweils einen ersten Anschlussbereich und einen zweiten Anschlussbereich aufweisen. Der erste Anschluss bereich ist als Kontaktbuchse ausgebildet und zur elektrischen bzw. galvanischen Verbindung mit einem Kontaktstift geeignet, wobei der Kontaktstift mit einem elektrischen Energieempfänger, beispielsweise einem Akkumulator eines Fahrzeuges elektrisch bzw. galvanisch verbundenen ist. Der zweite Anschlussbereich des Leistungskontakts ist zur elektrischen bzw. galvanischen Ver bindung mit einer elektrischen Energiequelle, beispielsweise ei ner Ladeeinrichtung etwa in Form einer Ladestation, oder im Allgemeinen mit einem elektrischen Versorgungsnetz, ausgebildet. Beispielsweise kann der zweite Anschlussbereich fest mit einem im Ladesteckverbinder angeordneten Ladeleitungsabschnitt und über diesen mit einer Ladeleitung, die Teil eines Versorgungs kabels bzw. Ladekabels sein kann, und schließlich mit der Lade einrichtung verbunden sein. Der Ladeleitungsabschnitt kann dabei in die Ladeleitung übergehen, etwa in Form eines fortlaufenden Kabels. Die Ladeeinrichtung versorgt demnach den Empfänger elektrischer Energie in Form des Elektrofahrzeugs mit dem not wendigen Ladestrom, indem der Ladestrom über die Ladeleitung im Versorgungskabel, den Ladeleitungsabschnitt im Ladesteckverbin der bzw. in dessen Gehäuse und den Leistungskontakt des Lade steckverbinders in die korrespondierende Verbindungsvorrichtung und schließlich in den Akkumulator des Elektrofahrzeugs fließt. Charging connectors for electrically drivable vehicles, or electric vehicles for short, are known from the prior art, which are designed for connection to a corresponding, as a socket trained, connecting device. In this regard, reference is made to the charging connector disclosed in DE 10 2012 105 774 B3. Power contacts are arranged in the charging connector, each having a first connection area and a second connection area. The first connection area is designed as a contact socket and is suitable for the electrical or galvanic connection with a contact pin, the contact pin being electrically or galvanically connected to an electrical energy receiver, for example an accumulator of a vehicle. The second connection area of the power contact is designed for electrical or galvanic connection to an electrical energy source, for example a charging device, for example in the form of a charging station, or generally to an electrical supply network. For example, the second connection area can be permanently connected to a charging line section arranged in the charging connector and via this to a charging line, which can be part of a supply cable or charging cable, and finally connected to the charging device. The charging line section can merge into the charging line, for example in the form of a continuous cable. The charging device accordingly supplies the receiver of electrical energy in the form of the electric vehicle with the necessary charging current, by the charging current via the charging line in the supply cable, the charging line section in the charging plug connector or in its housing and the power contact of the charging plug connector in the corresponding connecting device and finally in the battery of the electric vehicle flows.
Unter einer galvanischen oder auch elektrischen Verbindung ist hierbei eine Verbindung zu verstehen, die es ermöglicht, dass bei Betrieb des Ladesteckverbinders, also beispielsweise bei ei nem Ladevorgang, ein elektrischer Strom durch die elektrisch bzw. galvanisch verbundenen Bauteile fließen bzw. übertragen werden kann. A galvanic or electrical connection is to be understood here as a connection which enables an electrical current to flow or be transmitted through the electrically or galvanically connected components when the charging connector is in operation, that is to say, for example, during a charging process.
Ein Ladesteckverbinder kann auch als Steckverbinder oder Lade stecker bezeichnet werden. Der Empfänger elektrischer Energie, bzw. auch elektrische Energieempfänger genannt, kann beispiels weise ein Akkumulator sein. Insbesondere kann es sich bei dem Akkumulator um eine Fahrzeugbatterie eines elektrisch antreib- baren Fahrzeuges bzw. Elektrofahrzeugs handeln. A charging connector can also be referred to as a connector or charging connector. The receiver of electrical energy, or also called electrical energy receiver, can be an accumulator, for example. In particular, the accumulator can be a vehicle battery of an electrically drivable vehicle or electric vehicle.
Es ist ferner bekannt, dass während des beschriebenen Ladevor gangs mittels des Ladesteckverbinders nicht nur ein Ladestrom von der Ladeeinrichtung an die korrespondierende Verbindungs vorrichtung bzw. den Empfänger elektrischer Energie übertragen wird, sondern eine weitere Kommunikation in Form von einer Sig nalübertragung stattfindet. Dazu können Signale, beispielsweise Informationen betreffend den Ladevorgang, den Zustand des Akku mulators des Elektrofahrzeugs oder sonstige Betriebsparameter wie Sensordaten etc., von dem Empfänger elektrischer Energie bzw. dem Elektrofahrzeug an die Ladeeinrichtung oder auch in umgekehrter Reihenfolge gesendet werden. Auf diese Weise kann der Ladevorgang kontrolliert oder auch gesteuert bzw. im Allge meinen bei einem Anschluss des Elektrofahrzeugs an eine Lade einrichtung Informationen zwischen Elektrofahrzeug und Ladeeinrichtung ausgetauscht werden. It is also known that during the charging process described using the charging connector, not only is a charging current transmitted from the charging device to the corresponding connecting device or the receiver of electrical energy, but further communication takes place in the form of a signal transmission. For this purpose, signals, for example Information regarding the charging process, the state of the battery mulator of the electric vehicle or other operating parameters such as sensor data etc., are sent by the receiver of electrical energy or the electric vehicle to the charging device or in the reverse order. In this way, the charging process can be controlled or controlled or, in general, when the electric vehicle is connected to a charging device, information can be exchanged between the electric vehicle and the charging device.
Dazu umfasst der Ladesteckverbinder zusätzlich zum Ladeleitungs abschnitt noch zumindest einen Signalleitungsabschnitt zur Über tragung von Signalen zwischen der korrespondierenden Verbindungsvorrichtung und der Ladeeinrichtung. Regelmäßig schließt eine Signalleitung an diesen Signalleitungsabschnitt im Ladesteckverbinder an bzw. der Signalleitungsabschnitt geht in die Signalleitung über, wobei über die Signalleitung die Signale bzw. Informationen an die Ladeeinrichtung übermittelt bzw. von dieser empfangen werden können. For this purpose, the charging plug connector comprises, in addition to the charging line section, at least one signal line section for transmitting signals between the corresponding connecting device and the charging device. A signal line regularly connects to this signal line section in the charging connector or the signal line section merges into the signal line, the signals or information being able to be transmitted to or received by the charging device via the signal line.
Bei dem Signalleitungsabschnitt bzw. der Signalleitung handelt es sich demnach um eine Hilfsleitung des Ladesteckverbinders bzw. der Ladeeinrichtung, während es sich bei den Ladeleitungs abschnitten bzw. Ladeleitungen um die für die Übertragung des Ladestroms erforderlichen Lastleitungen des Ladesteckverbinders bzw. der Ladeeinrichtung handelt. The signal line section or the signal line is accordingly an auxiliary line of the charging connector or the charging device, while the charging line sections or charging lines are the load lines of the charging connector or the charging device required for the transmission of the charging current.
Bei den Signalleitungsabschnitten des Ladesteckverbinders bzw. der Signalleitung handelt es sich regelmäßig um metallische Lei ter, die die Signale in Form von elektrischen Signalen übertra gen. Die Signalübertragung wird demnach konduktiv, beispielsweise über Kupferleitungen, realisiert. The signal line sections of the charging connector or the signal line are regularly metallic conductors that transmit the signals in the form of electrical signals. The signal transmission is accordingly carried out conductively, for example via copper lines.
Die Übertragung von elektrischen Signalen über solche Signal leitungen ist jedoch störanfällig hinsichtlich äußerer Einflüsse wie beispielsweise elektromagnetischer Störungen, etwa durch das Abstrahlen von Signalen anderer, benachbarter Elektrofahrzeuge oder Ladeeinrichtungen oder durch andere potentielle Störquel len. Dadurch wird die Sicherheit des Ladevorgangs negativ be einträchtigt, da die äußeren Störungen Fehlfunktionen im Ladesteckverbinder verursachen können, die den Ladevorgang auf grund von vorhandenen Sicherheitsmechanismen dann abbrechen. Die bekannten Ladesteckverbinder bzw. Ladeeinrichtungen sind demnach hinsichtlich ihrer sogenannten Störfestigkeit, also der Unemp findlichkeit gegenüber elektromagnetischen Störungen, verbesse rungsbedürftig . However, the transmission of electrical signals via such signal lines is susceptible to interference with regard to external influences such as electromagnetic interference, for example by emitting signals from other, neighboring electric vehicles or charging devices or by other potential sources of interference. This negatively affects the safety of the charging process, since the external faults can cause malfunctions in the charging connector, which then abort the charging process due to existing safety mechanisms. The known charging connectors or charging devices are therefore in need of improvement with regard to their so-called immunity, that is, their insensitivity to electromagnetic interference.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ladesteckverbinder bereitzustellen, der die Sicherheit des La devorgangs verbessert und der unempfindlicher gegenüber elekt romagnetischen Störungen ist, folglich also eine erhöhte Stör festigkeit aufweist. The present invention has for its object to provide a charging connector that improves the security of the charging process and that is less sensitive to electromagnetic interference, consequently has an increased resistance to interference.
Diese Aufgabe wird durch einen Ladesteckverbinder mit den Merk malen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den von Anspruch 1 abhängigen Ansprüchen beschrieben. This object is achieved by a charging connector with the Merk paint of claim 1. Advantageous embodiments are described in the claims dependent on claim 1.
Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ladeeinrichtung bereitzustellen, mittels der die Sicherheit des Ladevorgangs verbessert wird und die unempfindlicher gegen über elektromagnetischen Störungen ist, folglich also eine er höhte Störfestigkeit aufweist. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a charging device by means of which the safety of the charging process is improved and which is less sensitive to electromagnetic interference, and consequently has an increased immunity to interference.
Diese Aufgabe wird durch eine Ladeeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des La desteckers sind in den von Anspruch 10 abhängigen Ansprüchen beschrieben . This object is achieved by a charging device with the features of claim 10. Advantageous embodiments of the La desteckers are described in the claims dependent on claim 10.
Im Genaueren wird die der vorliegenden Erfindung zugrundelie gende Aufgabe durch einen Ladesteckverbinder zur Kopplung mit einer korrespondierenden Verbindungsvorrichtung und zur Über tragung elektrischer Energie gelöst, umfassend zumindest einen Ladeleitungsabschnitt zur elektrischen Verbindung von einem elektrischen Energieempfänger und einer Ladeeinrichtung, und zu mindest einen Signalleitungsabschnitt zur Übertragung von Sig nalen zwischen der korrespondierenden Verbindungsvorrichtung und der Ladeeinrichtung. Der Ladesteckverbinder ist dadurch gekenn zeichnet, dass der zumindest eine Signalleitungsabschnitt als Lichtwellenleiter ausgebildet ist, und dass der Ladesteckver binder zumindest einen opto-elektrischen Wandler aufweist, wobei der opto-elektrische Wandler zur Umwandlung von von der korres pondierenden Verbindungsvorrichtung eingehenden, elektrischen Signalen in in den zumindest einen Signalleitungsabschnitt aus gehende, optische Signale eingerichtet ist. In more detail, the object of the present invention is based on a charging connector for coupling with a corresponding connecting device and for the transmission of electrical energy, comprising at least one charging line section for the electrical connection of an electrical energy receiver and a charging device, and at least one signal line section for transmitting signals between the corresponding connecting device and the charging device. The charging connector is characterized in that the at least one signal line section is designed as an optical waveguide, and that the charging connector has at least one opto-electrical converter, the opto-electrical converter for converting electrical signals coming from the corresponding connecting device into into the at least one signal line section is set up outgoing optical signals.
Mittels des erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders lässt sich ein sichererer Ladevorgang realisieren, insbesondere hinsichtlich einer gegenüber äußeren Störungen unempfindlicheren Kommunika tion zur Steuerung des Ladevorganges. Der Ladesteckverbinder weist eine verbesserte Störfestigkeit auf, da die zu übertrage nen Signale in Form von optischen Signalen mittels Lichtwellen leiter übertragen werden und diese optischen Signale nicht anfällig gegenüber elektromagnetischen Störungen sind. Damit wird eine störsicherere Signalübertragung im Vergleich zu einer elektrischen, beispielsweise konduktiven, Signalübertragung, zum Beispiel über störanfällige Kupferleitungen, erreicht. Die Wahrscheinlichkeit, dass die Signalübertragung durch äußere Fak toren, beispielsweise durch Übersprechen von Signalen durch elektromagnetische Störungen, negative beeinflusst wird, wird reduziert . By means of the charging plug connector according to the invention, a safer charging process can be implemented, in particular with regard to communication that is less sensitive to external interference, for controlling the charging process. The charging connector has improved immunity to interference, since the signals to be transmitted are transmitted in the form of optical signals by means of optical fibers, and these optical signals are not susceptible to electromagnetic interference. This results in a more interference-free signal transmission compared to an electrical, for example conductive, signal transmission, for example over copper lines susceptible to interference. The probability that the signal transmission is negatively influenced by external factors, for example by crosstalk of signals due to electromagnetic interference, is reduced.
Zur Signalübertragung wird ein Lichtwellenleiter eingesetzt, der der optischen Übertragung von Signalen dient, d.h. es wird ein optisches Kabel in Form einer optischen Signalleitung und keine elektrische, zum Beispiel konduktive, Signalleitung eingesetzt. Bei einem Lichtwellenleiter handelt es sich um ein zum Licht transport geeignetes optisches Bauelement, welches häufig aus einer Vielzahl, im Verhältnis zu ihrer Länge sehr dünner, zu einem Bündel zusammengefasster einzelner Glasfasern oder Kunst stoffasern, insbesondere Polymerfasern, besteht. Unter einem Lichtwellenleiter soll im Folgenden jedoch auch ein solcher mit einer Einzelfaser verstanden werden. Die einzelnen Glasfasern oder Kunststofffasern sind dabei in der Regel von einer Kunst stoffummantelung umgeben. Durch die im Vergleich zu elektrischen Signalen wesentlich höhere Trägerfrequenz des Lichtes können auch größere Datenmengen in gleicher Zeit bzw. gleiche Daten mengen in kürzerer Zeit übertragen werden als mit herkömmlichen Koaxialkabeln. Außerdem gibt es bei Lichtwellenleitern keine durch äußere elektromagnetische Effekte verursachten Übertra gungsprobleme. Gegenüber einer Glasfaser hat eine Polymerfaser wesentlich höhere Dämpfungswerte und einen größeren Durchmesser, sie ist jedoch preiswert und einfacher zu installieren. Vorzugs weise kommen als Lichtwellenleiter polymere optische Fasern (POF) zum Einsatz, die eine effektive und kostengünstige Vari¬ ante darstellen. An optical waveguide is used for signal transmission, which is used for the optical transmission of signals, ie an optical cable in the form of an optical signal line and no electrical, for example conductive, signal line is used. An optical waveguide is an optical component suitable for transporting light, which often consists of a large number of individual glass fibers or synthetic fibers, in particular polymer fibers, which are very thin in relation to their length and combined into a bundle. In the following, however, an optical waveguide should also be understood to mean one with a single fiber. The individual glass fibers or plastic fibers are usually surrounded by a plastic coating. Due to the significantly higher carrier frequency of the light compared to electrical signals, larger amounts of data can be transmitted in the same time or the same amount of data in a shorter time than with conventional coaxial cables. In addition, there are no transmission problems caused by external electromagnetic effects in optical fibers. Compared to a glass fiber, a polymer fiber has significantly higher attenuation values and a larger diameter, but it is inexpensive and easier to install. Polymer optical fibers (POF) are preferably used as optical fibers, which represent an effective and inexpensive variant .
Die zu übertragenen Signale können von der korrespondierenden Verbindungsvorrichtung, sprich letztlich vom Elektrofahrzeug, auf übliche Weise, also in Form von elektrischen Signalen, an den Ladesteckverbinder übergeben werden. In dem Ladesteckver binder ist dann ein opto-elektrischer Wandler vorgesehen, der die ankommenden elektrischen Signale in optische Signale umwan deln kann, die daraufhin an den Lichtwellenleiter übergeben wer den können. Dazu kann der opto-elektrische Wandler eingangsseitig eine elektrische bzw. galvanisch Verbindung mit der korrespondierenden Verbindungsvorrichtung eingehen und aus gangsseitig mit dem Signalleitungsabschnitt des Ladesteckver binders verbunden sein. Auf diese Weise wird ein vorteilhafter, universeller Ladesteckverbinder, der flexibel einsetzbar ist, erreicht. Denn die im Ladesteckverbinder vorgesehene Signalüber tragung wird zwar mittels optischer Signale realisiert, die Sig nalübertragung von der korrespondierenden Verbindungs vorrichtung bzw. dem Elektrofahrzeug zum Ladesteckverbinder kann jedoch weiterhin auf die übliche Weise mittels elektrischer Sig nale erfolgen. The signals to be transmitted can be transferred from the corresponding connecting device, that is to say ultimately from the electric vehicle, to the charging connector in the usual way, that is to say in the form of electrical signals. In the Ladesteckver binder an opto-electrical converter is then provided, which can convert the incoming electrical signals into optical signals, which can then be transferred to the optical waveguide. For this purpose, the opto-electrical converter can enter into an electrical or galvanic connection on the input side with the corresponding connecting device and can be connected from the output side to the signal line section of the charging plug connector. In this way, an advantageous, universal charging connector that can be used flexibly reached. This is because the signal transmission provided in the charging connector is realized by means of optical signals, but the signal transmission from the corresponding connecting device or the electric vehicle to the charging connector can continue to be carried out in the usual way by means of electrical signals.
Durch die optische Signalübertragung kann die Kommunikation zwi schen der elektrischen Verbindungsvorrichtung bzw. letztlich dem Elektrofahrzeug, mit welchem der Ladesteckverbinder gekoppelt wird, und der Ladeeinrichtung, die an den Ladesteckverbinder anschließt und dem Laden des elektrischen Energieempfängers dient, sichergestellt werden. Dabei können für den Ladevorgang bedeutende Informationen vom elektrischen Energieempfänger an die Ladeeinrichtung übermittelt werden, beispielsweise über den Zustand der Fahrzeugbatterie bzw. des zu ladenden Akkumulators. Eine solche Kommunikation kann auch in die andere Richtung, sprich von der Ladeeinrichtung zum elektrischen Energieempfänger bzw. dem Elektrofahrzeug erfolgen. Dabei können optische Signale von der Ladeeinrichtung an den Ladesteckverbinder übermittelt, dort in elektrische Signale umgewandelt und sodann als elektri sche Signale an den elektrischen Energieempfänger bzw. das Elektrofahrzeug weitergegeben werden. Dazu kann der opto-elekt- rische Wandler auch zur Umwandlung von von dem zumindest einen Signalleitungsabschnitt eingehenden, optischen Signalen in in die korrespondierende Verbindungsvorrichtung ausgehende, elekt rische Signale eingerichtet sein. Ferner können auch innerhalb des Ladesteckverbinders, beispielsweise über dort angeordnete Sensoren, gesammelte Informationen als optische Signale an die Ladeeinrichtung übergeben werden und nicht nur von dem elektri schen Energieempfänger bzw. dem Elektrofahrzeug kommende Sig nale. Umgekehrt kann auch die Ladeeinrichtung Signale an den Ladesteckverbinder, beispielsweise an dort angeordnete Steue rungseinheiten, übermitteln. Zwecks Umwandlung der elektrischen in optische Signale bzw. umgekehrt kann der opto-elektrische Wandler die elektrischen Signale in Lichtimpulse übersetzen bzw. umgekehrt und diese übersetzten Signale dann als optische Sig nale bzw. im umgekehrten Fall als elektrische Signale weiter senden . The optical signal transmission can ensure communication between the electrical connecting device or ultimately the electric vehicle with which the charging connector is coupled and the charging device which connects to the charging connector and serves to charge the electrical energy receiver. Information that is important for the charging process can be transmitted from the electrical energy receiver to the charging device, for example about the condition of the vehicle battery or the accumulator to be charged. Such communication can also take place in the other direction, that is to say from the charging device to the electrical energy receiver or the electric vehicle. Optical signals can be transmitted from the charging device to the charging connector, converted there into electrical signals and then passed on as electrical signals to the electrical energy receiver or the electric vehicle. For this purpose, the optoelectrical converter can also be set up to convert optical signals coming from the at least one signal line section into electrical signals going out into the corresponding connecting device. Furthermore, information collected within the charging connector, for example via sensors arranged there, can be transferred as optical signals to the charging device and signals not only coming from the electrical energy receiver or the electric vehicle. Conversely, the charging device can also transmit signals to the charging connector, for example to control units arranged there. For the purpose of converting the electrical into optical signals or vice versa, the opto-electrical Transducers translate the electrical signals into light pulses or vice versa and then send these translated signals as optical signals or, in the opposite case, as electrical signals.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Ladesteckver binder ein äußeres Ladesteckergehäuse auf, und der zumindest eine Ladeleitungsabschnitt, der zumindest eine Signalleitungs abschnitt und der zumindest eine opto-elektrische Wandler sind in einem Ladesteckergehäuseinnenraum des äußeres Ladesteckerge häuse angeordnet. Auf diese Weise wird ein kompakter und sicherer Ladesteckverbinder erreicht, bei dem die inneren Komponenten durch das Ladesteckergehäuse abgedichtet und somit vor äußeren Einflüssen geschützt sind. According to an advantageous embodiment, the charging connector has an outer charging connector housing, and the at least one charging line section, the at least one signal line section and the at least one opto-electrical converter are arranged in a charging connector housing interior of the external charging connector housing. In this way, a compact and secure charging connector is achieved, in which the internal components are sealed by the charging connector housing and are therefore protected from external influences.
Weiter vorzugsweise kann der Ladesteckverbinder ein Innengehäuse mit einem gegenüber dem zumindest einen Ladeleitungsabschnitt abgedichteten Innenraum aufweisen, wobei der zumindest eine opto-elektrische Wandler in dem Innengehäuse angeordnet ist. Da mit wird ein hinsichtlich der Störanfälligkeit weiter verbes serter Ladesteckverbinder erzielt, da unter anderem der für die Signalübertragung bedeutende opto-elektrische Wandler in dem La desteckverbinder getrennt von dem Ladeleitungsabschnitt, über den bei einem Ladevorgang der elektrische Strom fließt, ange ordnet ist. Dabei kann der zumindest eine Signalleitungsab schnitt auch zumindest teilweise in dem abgedichteten Innenraum des Innengehäuses und somit getrennt von dem Ladeleitungsab schnitt angeordnet sein. Further preferably, the charging plug connector can have an inner housing with an interior sealed off from the at least one charging line section, the at least one opto-electrical converter being arranged in the inner housing. Since with a further improved in terms of susceptibility to interference, the charging connector is achieved, since, among other things, the opto-electrical converter important for signal transmission in the charging connector is separated from the charging line section, via which the electrical current flows during a charging operation, is arranged. The at least one signal line section can also be arranged at least partially in the sealed interior of the inner housing and thus separately from the charge line section.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Ladesteck verbinders kann dieser zumindest eine Leiterplatte aufweisen, wobei die zumindest eine Leiterplatte dazu eingerichtet ist, wenigstens eine elektronische Funktion des Ladesteckverbinders zu realisieren. Dadurch kann ein besonders sicherer Ladevorgang mittels des Ladesteckverbinders erzielt werden, da durch die Leiterplatte und insbesondere durch über diese gewonnene Infor mationen der Ladevorgang gesteuert werden kann. Dementsprechend kann unter einer elektronischen Funktion des Ladesteckverbinders die Steuerung des Ladesteckverbinders bzw. Ladevorgangs, im La desteckverbinder vorgesehene Sensorik, eine Datenspeicherung bzw. Datenverarbeitung zu verstehen sein. According to a further advantageous embodiment of the charging connector, the latter can have at least one printed circuit board, the at least one printed circuit board being set up to implement at least one electronic function of the charging connector. As a result, a particularly safe charging process can be achieved by means of the charging plug connector, since the Printed circuit board and in particular by the information obtained via this information, the charging process can be controlled. Accordingly, an electronic function of the charging connector can be understood to mean the control of the charging connector or charging process, sensors provided in the charging connector, data storage or data processing.
Weiter vorzugsweise kann der zumindest eine opto-elektrische Wandler auf der zumindest einen Leiterplatte angeordnet sein. Dadurch kann ein besonders kompakter Ladesteckverbinder erzielt werden, da die von der korrespondierenden Verbindungsvorrichtung bzw. dem Elektrofahrzeug an den Ladesteckverbinder eingehenden, elektrischen Signale über die bereits vorhandene Leiterplatte an den opto-elektrischen Wandler übertragen und übergeben werden können. Der opto-elektrische Wandler ist also mit der Leiter platte verbunden. Nach einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Leiterplatte somit auch gemeinsam mit dem opto-elektrischen Wandler im Innenraum des Innengehäuses des Ladesteckverbinders angeordnet und gegenüber dem zumindest einen Ladeleitungsab- schnitt abgedichtet. More preferably, the at least one opto-electrical converter can be arranged on the at least one printed circuit board. This makes it possible to achieve a particularly compact charging connector, since the electrical signals coming from the corresponding connecting device or the electric vehicle to the charging connector can be transmitted and transferred to the opto-electrical converter via the already existing printed circuit board. The opto-electrical converter is therefore connected to the circuit board. According to a preferred embodiment, the printed circuit board is thus also arranged together with the opto-electrical converter in the interior of the inner housing of the charging connector and is sealed off from the at least one charging line section.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Ladesteckverbinders ist der zumindest eine opto-elektrische Wandler in eine mecha nische Kupplung des zumindest einen Signalleitungsabschnitts in tegriert. Auf diese Weise wird ein besonders kompakter Ladesteckverbinder erzielt, da die notwendige mechanische An bindung des Signalleitungsabschnitts in Form des Lichtwellen leiters an die weiteren Komponenten, beispielsweise einer Leiterplatte und letztlich zur Herstellung der Verbindung zur korrespondierenden Verbindungsvorrichtung bzw. dem Elektrofahr zeug, mit dem notwendigen Vorsehen eines opto-elektrischen Wand lers kombiniert wird. According to an advantageous embodiment of the charging connector, the at least one opto-electrical converter is integrated into a mechanical coupling of the at least one signal line section. In this way, a particularly compact charging connector is achieved because the necessary mechanical connection to the signal line section in the form of the optical waveguide to the other components, for example a printed circuit board and ultimately to establish the connection to the corresponding connecting device or electric vehicle, with the necessary provision an opto-electrical converter is combined.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfasst der La desteckverbinder zwei Signalleitungsabschnitte zur Übertragung von Signalen zwischen der korrespondierenden Verbindungsvorrich tung und der Ladeeinrichtung, wobei der opto-elektrische Wandler zur Umwandlung von von der korrespondierenden Verbindungsvor richtung eingehenden, elektrischen Signalen in in eine der zwei Signalleitungsabschnitte ausgehende, optische Signale sowie fer ner zur Umwandlung von von der anderen der zwei Signalleitungs abschnitte eingehenden, optischen Signalen in in die korrespondierende Verbindungsvorrichtung ausgehende, elektri sche Signale eingerichtet ist. Dadurch wird eine sogenannte bidirektionale Variante des Ladesteckverbinders erreicht, wobei die Signalübertragung zwischen der korrespondierenden Verbin dungsvorrichtung bzw. dem Elektrofahrzeug oder auch dem Lade steckverbinder selbst und der anschließenden Ladeeinrichtung in beide Richtungen, also bidirektional, erfolgen kann. D.h. die Signale können über den Ladesteckverbinder sowohl von der kor respondierenden Verbindungsvorrichtung bzw. dem Elektrofahrzeug zu der Ladeeinrichtung als auch von der Ladeeinrichtung zurück zu der korrespondierenden Verbindungsvorrichtung bzw. dem Elekt rofahrzeug übertragen werden, da nicht lediglich eine unidirek- tionale sondern eine bidirektionale Verbindung vorliegt. Die Übertragung der optischen Signale in die beiden verschiedenen Richtungen kann dabei unabhängig voneinander und somit unter anderem auch gleichzeitig erfolgen, da zwei Signalleitungsab schnitte zur Übertragung vorgesehen sind und jeweils einer der Signalleitungsabschnitte für einen Übertragungsweg vorgesehen sein kann. According to a further advantageous embodiment, the charging connector comprises two signal line sections for transmission of signals between the corresponding Verbindungsvorrich device and the charging device, wherein the opto-electrical converter for converting incoming from the corresponding Verbindungsvor direction, electrical signals in one of the two signal line sections outgoing, optical signals and fer ner for converting the other of the two Signal line sections incoming optical signals in the corresponding connecting device outgoing electrical signals is set up. A so-called bidirectional variant of the charging connector is thereby achieved, wherein the signal transmission between the corresponding connec tion device or the electric vehicle or the charging connector itself and the subsequent charging device can take place in both directions, that is to say bidirectionally. This means that the signals can be transmitted via the charging connector both from the corresponding connecting device or the electric vehicle to the charging device and from the charging device back to the corresponding connecting device or the electric vehicle, since there is not only a unidirectional but a bidirectional connection . The transmission of the optical signals in the two different directions can take place independently of one another and thus, among other things, also simultaneously, since two signal line sections are provided for transmission and one of the signal line sections can be provided for a transmission path.
Weiter vorzugsweise kann der Ladesteckverbinder ein Versorgungs kabel aufweisen, wobei der zumindest eine Ladeleitungsabschnitt in eine in dem Versorgungskabel angeordnete Ladeleitung übergeht und der zumindest eine Signalleitungsabschnitt in eine in dem Versorgungskabel angeordnete Signalleitung übergeht. Insbeson dere ist das Versorgungskabel an das Ladesteckergehäuse an schließend ausgebildet. Es sind demnach zumindest eine Ladeleitung, die der Übertragung von elektrischem Strom von der Ladeeinrichtung zu dem elektrischen Energieempfänger bzw. Elekt rofahrzeug dient, und zumindest eine Signalleitung, die der Sig nalübertragung zwischen Elektrofahrzeug und Ladeeinrichtung dient, gemeinsam in einem Versorgungskabel angeordnet. Für den Fall, dass zwei Signalleitungsabschnitte in dem Ladesteckver binder vorgesehen sind, sind auch zwei Signalleitungen im Ver sorgungskabel vorgesehen. Further preferably, the charging plug connector can have a supply cable, the at least one charge line section merging into a charge line arranged in the supply cable and the at least one signal line section merging into a signal line arranged in the supply cable. In particular, the supply cable to the charging connector housing is designed to close. Accordingly, there is at least one charging line that is used to transmit electrical current from the Charging device for the electrical energy receiver or electric vehicle is used, and at least one signal line, which serves the signal transmission between the electric vehicle and charging device, arranged together in a supply cable. In the event that two signal line sections are provided in the charging connector, two signal lines are also provided in the supply cable.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Ladesteckverbinders schließt das Versorgungskabel an einen einer Frontseite des äu ßeren Ladesteckergehäuses abgewandten, kabelseitigen Abschnitt an. Dadurch wird ein für den Bediener einfach handzuhabender Ladesteckverbinder erzielt. Unter einer Frontseite des äußeren Ladesteckergehäuses bzw. des Ladesteckverbinders ist die Seite zu verstehen, über welche der Ladesteckverbinder bestimmungsge mäß mit einer korrespondierenden Verbindungsvorrichtung gekop pelt wird. Der kabelseitige Abschnitt des äußeren Ladesteckergehäuses bzw. des Ladesteckverbinders ist der von der Frontseite abgewandte Abschnitt, an den regelmäßig das Versor gungskabel beispielsweise durch Einstecken in den kabelseitigen Abschnitt des äußeren Ladesteckergehäuses anschließt. According to an advantageous embodiment of the charging plug connector, the supply cable connects to a cable-side section facing away from a front of the outer charging plug housing. This results in a charging connector that is easy to handle for the operator. A front of the outer charging connector housing or the charging connector is to be understood as the side via which the charging connector is intended to be coupled with a corresponding connecting device. The cable-side section of the outer charging connector housing or the charging connector is the section facing away from the front side, to which the supply cable regularly connects, for example by plugging it into the cable-side section of the outer charging connector housing.
Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auch durch eine Ladeeinrichtung zur Abgabe elektrischer Energie an einen Empfänger elektrischer Energie gelöst, wobei die Lade einrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie einen zuvor beschriebenen Ladesteckverbinder aufweist, der mit der Ladeein richtung mittels eines zumindest eine Ladeleitung und zumindest eine Signalleitung aufweisenden Versorgungskabels zumindest elektrisch verbunden ist. The object on which the present invention is based is also achieved by a charging device for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy, the charging device being characterized in that it has a previously described charging connector which connects to the charging device by means of at least one charging line and at least a supply cable having a signal line is at least electrically connected.
Die elektrische Verbindung sorgt dabei für die Übertragung des für den Ladevorgang erforderlichen Ladestroms, welcher von der Ladeeinrichtung aus gesehen über die Ladeleitung im Versorgungs- kabel zum Ladesteckverbinder übertragen wird. Unter einer zu mindest elektrischen Verbindung ist zu verstehen, dass neben dieser elektrischen Verbindung auch noch die zuvor beschriebene Verbindung zur Signalübertragung von optischen Signalen bzw. In formationen vorgesehen ist und nicht ausschließlich die elekt rische Verbindung zur Übertragung des Ladestroms. The electrical connection ensures the transmission of the charging current required for the charging process, which is seen from the charging device via the charging line in the supply cable is transferred to the charging connector. Under at least an electrical connection is to be understood that in addition to this electrical connection, the previously described connection for signal transmission of optical signals or information is provided and not exclusively the electrical connection for transmission of the charging current.
Eine entsprechend ausgebildete Ladeeinrichtung ist hinsichtlich der Störanfälligkeit bei der Signalübertragung zwischen Lade einrichtung und aufzuladendem Empfänger elektrischer Energie bzw. Elektrofahrzeug und somit auch hinsichtlich der Sicherheit bei einem Ladevorgang entsprechend der zuvor beschriebenen As pekte verbessert. A suitably trained charging device is improved with regard to the susceptibility to interference in the signal transmission between the charging device and the receiver to be charged electrical energy or electric vehicle and thus also in terms of safety during a charging process in accordance with the previously described aspects.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Ladeeinrich tung einen opto-elektrischen Wandler auf, der zur Umwandlung von von der zumindest einen Signalleitung des Versorgungskabels ein gehenden, optischen Signalen in ausgehende, elektrische Signale eingerichtet ist. Auf diese Weise können die als optische Signale von dem Empfänger elektrischer Energie bzw. dem Elektrofahrzeug ankommenden Signale zur vorteilhaften Weiterverarbeitung erneut in elektrische Signale umgewandelt werden. Prinzipiell kann der opto-elektrische Wandler in der Ladeeinrichtung entsprechend zu dem opto-elektrischen Wandler des Ladesteckverbinders ausgebil det sein. According to an advantageous embodiment, the charging device has an opto-electrical converter which is set up to convert optical signals coming from the at least one signal line of the supply cable into electrical signals coming out. In this way, the signals arriving as optical signals from the receiver of electrical energy or the electric vehicle can be converted again into electrical signals for advantageous further processing. In principle, the opto-electrical converter in the charging device can be configured in accordance with the opto-electrical converter of the charging connector.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Ladeeinrichtung kann das Versorgungskabel zwei Signalleitungen aufweisen, wobei der opto-elektrische Wandler der Ladeeinrichtung zur Umwandlung von von einer der zwei Signalleitungen eingehenden, optischen Sig nalen in ausgehende, elektrische Signale sowie ferner zur Um wandlung von eingehenden, elektrischen Signalen in in die andere der zwei Signalleitungen ausgehende, optische Signale eingerich tet ist. Auf diese Weise kann die Ladeeinrichtung entsprechend der vorherigen Beschreibung bezüglich des Ladesteckverbinders als bidirektionale Variante realisiert sein, sodass eine Sig nalübertragung sowohl von dem Empfänger elektrischer Energie bzw. dem Elektrofahrzeug zur Ladeeinrichtung als auch umgekehrt möglich ist. According to a further embodiment of the charging device, the supply cable can have two signal lines, the opto-electrical converter of the charging device for converting optical signals coming in from one of the two signal lines into outgoing electrical signals and also for converting incoming electrical signals into outgoing optical signals is set up in the other of the two signal lines. In this way, the charging device can be used as described above with regard to the charging connector be implemented as a bidirectional variant, so that a signal transmission is possible both from the receiver of electrical energy or the electric vehicle to the charging device and vice versa.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung erge ben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen: Further advantages, details and features of the invention are shown below from the exemplary embodiments explained. The following show in detail:
Fig. 1A: eine perspektivische Darstellung eines erfindungs gemäßen Ladesteckverbinders; 1A: a perspective view of a charging connector according to the Invention;
Fig. 1B: der in Fig. 1A dargestellte Ladesteckverbinder, wo bei das Ladesteckergehäuse mit Ausnahme der Front seite nicht dargestellt ist; Fig. 1B: the charging connector shown in Figure 1A, where the charging connector housing with the exception of the front side is not shown;
Fig. IC: der in Fig. 1B dargestellte Ladesteckverbinder, wo bei das Innengehäuse nicht dargestellt ist; Fig. IC: the charging connector shown in Fig. 1B, where the inner housing is not shown;
Fig. 2: der Ladesteckverbinder gemäß Fig. 1A, 1B und IC in einer Seitenansicht dargestellt mit einem Ausbruch, sodass der Ladegehäuseinnenraum teilweise sichtbar ist; 2: the charging connector according to FIGS. 1A, 1B and IC shown in a side view with a cutout, so that the interior of the charging housing is partially visible;
Fig. 3A: eine Detailansicht von inneren Komponenten des La desteckverbinders gemäß Fig. 1A, 1B, IC und 2 in einer ersten Ausführungsform; 3A: a detailed view of internal components of the La desteckstecker according to Figures 1A, 1B, IC and 2 in a first embodiment.
Fig. 3B: die inneren Komponenten des Ladesteckverbinders aus Fig. 3B: the inner components of the charging connector
Fig. 3A gemäß einer weiteren Ausführungsform.  3A according to a further embodiment.
In der nun folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszei chen gleiche Bauteile beziehungsweise gleiche Merkmale, sodass eine in Bezug auf eine Figur durchgeführte Beschreibung bezüg lich eines Bauteils auch für die anderen Figuren gilt und eine wiederholende Beschreibung vermieden wird. Ferner sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform be schrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen ver wendbar . In the following description, the same reference numerals denote the same components or the same features, so that a description carried out with respect to one figure with respect to one component also applies to the other figures and one repetitive description is avoided. Furthermore, individual features that have been described in connection with one embodiment can also be used separately in other embodiments.
In Fig. 1A ist ein erfindungsgemäßer Ladesteckverbinder 100 zur Kopplung mit einer korrespondierenden und in den Figuren nicht dargestellten Verbindungsvorrichtung und zur Übertragung elektrischer Energie dargestellt. Der Ladesteckverbinder 100 kann auch als Steckverbinder oder Ladestecker bezeichnet werden. 1A shows a charging connector 100 according to the invention for coupling to a corresponding connecting device (not shown in the figures) and for transmitting electrical energy. The charging connector 100 can also be referred to as a connector or charging connector.
Wie aus Fig. 1A ersichtlich ist, weist der Ladesteckverbinder 100 ein äußeres Ladesteckergehäuse 110 (bzw. Ladesteckverbin dergehäuse) umfassend zwei Teile, nämlich eine Frontseite 111 (auch Frontseite des Ladesteckverbinders genannt) sowie einen kabelseitigen Abschnitt 112 auf. Endseitig weist der Ladesteck verbinder 100 ein Versorgungskabel 140 auf, das auch als Lade kabel bezeichnet werden kann, mittels dem der Ladesteckverbinder 100 mit einer nicht dargestellten Ladeeinrichtung, beispiels weise in Form einer Ladestation, verbunden bzw. verbindbar ist. Das Versorgungskabel 140 ist mit dem kabelseitigen Abschnitt 112 des äußeren Ladesteckergehäuses 110 verbunden. Das Versorgungs kabel 140 kann dabei mehrere Leiter oder Leitungen, unter anderem eine für die Stromversorgung des Ladesteckverbinders 100 sor gende Ladeleitung sowie eine für eine Signalübertragung zwecks Informationsaustausch sorgende Signalleitung umfassen. Vorzugs weise sind die nicht dargestellten Signalleitungen und Ladelei¬ tungen gemeinsam in dem Versorgungskabel 140 angeordnet. As can be seen from FIG. 1A, the charging connector 100 has an outer charging connector housing 110 (or charging connector connector housing) comprising two parts, namely a front side 111 (also called the front side of the charging connector) and a cable-side section 112. At the end, the charging connector 100 has a supply cable 140, which can also be referred to as a charging cable, by means of which the charging connector 100 can be connected or connected to a charging device, not shown, for example in the form of a charging station. The supply cable 140 is connected to the cable-side section 112 of the outer charging plug housing 110. The supply cable 140 can include a plurality of conductors or lines, including a charging line that provides the power supply for the charging connector 100 and a signal line that ensures signal transmission for the purpose of information exchange. Virtue, the signal lines and Ladelei ¬ not shown are obligations placed together in the supply cable 140th
In Fig. 1B ist der erfindungsgemäße Ladesteckverbinder 100 unter Weglassen eines Großteils des äußeren Ladesteckergehäuses 110 mit Ausnahme der Frontseite 111 des äußeren Ladesteckergehäuses 110 dargestellt, sodass ein Großteil des Ladesteckergehäusein- nenraums 113 sichtbar wird. Im Ladesteckergehäuseinnenraum 113 ist ein Signalleitungsabschnitt 1 angeordnet. Der Signallei tungsabschnitt 1 liegt in Form eines Lichtwellenleiters vor und kann beispielsweise aus polymeren optischen Fasern mit einer Kunststoffummantelung gebildet sein. Der Signalleitungsab schnitt 1 dient der Übertragung von optischen Signalen zwischen der korrespondierenden Verbindungsvorrichtung und der Ladeein richtung. Dazu geht der Signalleitungsabschnitt 1 in die in dem Versorgungskabel 140 angeordnete, nicht dargestellte Signallei tung über. 1B shows the charging connector 100 according to the invention with the omission of a large part of the outer charging plug housing 110 with the exception of the front 111 of the outer charging plug housing 110, so that a large part of the charging plug housing interior 113 is visible. In the charging connector housing interior 113 a signal line section 1 is arranged. The Signallei line section 1 is in the form of an optical waveguide and can be formed for example from polymeric optical fibers with a plastic jacket. The Signalleitungsab section 1 is used to transmit optical signals between the corresponding connecting device and the charging device. For this purpose, the signal line section 1 in the arranged in the supply cable 140, not shown Signallei device over.
Ferner sind in dem Ladesteckergehäuseinnenraum 113 zwei Ladel eitungsabschnitte 20 angeordnet, die der elektrischen Verbindung von einem aufzuladenden, elektrischen Energieempfänger etwa in Form eines Akkumulators eines Elektrofahrzeugs und der Ladeein richtung dienen und die dementsprechend in zwei in dem Versor gungskabel 140 angeordnete, nicht dargestellte Ladeleitungen übergehen. Dabei handelt es sich bei den dargestellten Ladelei tungsabschnitten 20 sowie den nicht dargestellten, in dem Ver sorgungskabel 140 angeordneten Ladeleitungen nicht um separate Teile, sondern letztlich jeweils um eine sich fortlaufend er streckende Ladeleitung. Lediglich die in Fig. 1B erkennbaren, im Ladesteckergehäuseinnenraum 113 angeordneten Abschnitte der La deleitungen werden vorliegend als Ladeleitungsabschnitte 20 be zeichnet. In Richtung der Frontseite 111 sind die beiden Ladeleitungsabschnitte 20 mit Leistungskontakten (auch Lastkon takte genannt) verbunden, die über die Frontseite 111 eine elekt rische bzw. galvanische Verbindung mit dem elektrischen Energieempfänger bzw. dem Elektrofahrzeug eingehen können. Einer der beiden Leistungskontakte ist im Falle des in Fig. 1B im Vordergrund dargestellten Ladeleitungsabschnittes 20 zumindest teilweise zu erkennen und als Leistungskontakt LK gekennzeich net . Furthermore, two charging line sections 20 are arranged in the charging connector housing interior 113, which serve for the electrical connection of an electrical energy receiver to be charged, for example in the form of an accumulator of an electric vehicle and the charging device, and which accordingly change into two charging lines, not shown, arranged in the supply cable 140 . These are the line sections 20 shown in the charging line and the charging lines (not shown) arranged in the supply cable 140 are not separate parts, but ultimately in each case a continuously extending charging line. Only the recognizable in Fig. 1B, arranged in the charging connector housing interior 113 sections of the charging lines are referred to in the present case as charging line sections 20 be. In the direction of the front 111, the two charge line sections 20 are connected to power contacts (also called Lastkon contacts), which can enter into an electrical or galvanic connection with the electrical energy receiver or the electric vehicle via the front 111. One of the two power contacts is at least partially recognizable in the case of the charging line section 20 shown in the foreground in FIG. 1B and is identified as a power contact LK.
Der Ladesteckverbinder 100 weist ferner ein im Ladesteckerge häuseinnenraum 113 angeordnetes Innengehäuse 10 auf, welches für eine Abdichtung weiterer elektronischer bzw. sonstiger Kompo nenten gegenüber dem restlichen Ladesteckergehäuseinnenraum 113, insbesondere gegenüber den Ladeleitungsabschnitt 20, sorgt. The charging connector 100 also has an inner housing 10 arranged in the charging connector housing interior 113, which for a seal of further electronic or other compo nents against the rest of the charge connector housing interior 113, in particular against the charge line section 20, provides.
In Fig. IC ist der erfindungsgemäße Ladesteckverbinder 100 wie in Fig. 1B nur unter Weglassen des Innengehäuses 10 dargestellt, sodass der Innenraum 11 des Innengehäuses 10 sichtbar wird. In dem Innenraum 11 und somit in dem Innengehäuse 10 sind eine Leiterplatte 30 und ein darauf angeordneter, mit der Leiter platte 30 verbundener opto-elektrischer Wandler 40 angeordnet. Demnach sind die Leiterplatte 30 und der opto-elektrische Wand ler 40 gegenüber dem restlichen Ladegehäuseinnenraum 113 abge dichtet und insbesondere getrennt von den Ladeleitungsabschnitt 20 angeordnet. In FIG. IC, the charging connector 100 according to the invention is shown, as in FIG. 1B, only with the inner housing 10 omitted, so that the interior 11 of the inner housing 10 is visible. In the interior 11 and thus in the inner housing 10, a circuit board 30 and an arranged thereon, with the circuit board 30 connected opto-electrical converter 40 are arranged. Accordingly, the printed circuit board 30 and the opto-electrical wall 40 are sealed against the rest of the interior of the charging housing 113 and in particular are arranged separately from the charging line section 20.
Der opto-elektrische Wandler 40, der vorliegend in die mechani sche Kupplung des Signalleitungsabschnittes 1 integriert ist, ist zur Umwandlung von von der korrespondierenden Verbindungs vorrichtung bzw. letztlich dem Empfänger elektrischer Energie bzw. dem Elektrofahrzeug eingehenden, elektrischen Signalen in optische Signale eingerichtet. Die umgewandelten optischen Sig nale werden dann von dem opto-elektrischen Wandler 40 an den Signalleitungsabschnitt 1 ausgegeben und dann mittels der Sig nalleitung bis an die Ladeeinrichtung übermittelt. Der opto- elektrische Wandler 40 kann auch dazu eingerichtet sein, in um gekehrter Reihenfolge von der Ladeeinrichtung eingehende, opti sche Signale in an das Elektrofahrzeug ausgehende, elektrische Signale umzuwandeln. Zwecks Umwandlung der elektrischen in op tische Signale bzw. umgekehrt kann der opto-elektrische Wandler 40 die elektrischen Signale in Lichtimpulse übersetzen bzw. um gekehrt und diese übersetzten Signale dann als optische Signale bzw. im umgekehrten Fall als elektrische Signale weitersenden. Die Leiterplatte 30 ist dazu eingerichtet ist, wenigstens eine elektronische Funktion des Ladesteckverbinders 100 zu realisie ren, d.h. die Leiterplatte 30 kann insbesondere die eingehenden oder auch ausgehenden, elektrischen Signale Zwischenspeichern oder weiterverarbeiten oder aber auch über im Ladesteckverbinder 100 vorgesehene Sensorik Messdaten aufnehmen. The opto-electrical converter 40, which is integrated in the present mechanical coupling of the signal line section 1, is set up to convert from the corresponding connecting device or ultimately the receiver of electrical energy or the electric vehicle, electrical signals into optical signals. The converted optical signals are then output by the opto-electrical converter 40 to the signal line section 1 and then transmitted by means of the signal line to the charging device. The optoelectrical converter 40 can also be set up to convert optical signals coming in from the charging device in reverse order into electrical signals going out to the electric vehicle. For the purpose of converting the electrical signals into optical signals or vice versa, the opto-electrical converter 40 can translate the electrical signals into light pulses or vice versa and then transmit these translated signals as optical signals or, conversely, as electrical signals. The printed circuit board 30 is set up to implement at least one electronic function of the charging connector 100, ie the printed circuit board 30 can, in particular, temporarily store or further process the incoming or outgoing electrical signals, or also record measurement data via sensors provided in the charging connector 100.
In Fig. 2 ist der erfindungsgemäße Ladesteckverbinder 100 gemäß Fig. 1A, 1B und IC in einer Seitenansicht dargestellt mit einem Ausbruch, sodass der Ladegehäuseinnenraum 113 teilweise sichtbar wird. Dabei wird aus Fig. 2 ersichtlich, wie der Signalleitungs abschnitt 1 mit dem auf der Leiterplatte 30 angeordneten opto-elektrischen Wandler 40 gekoppelt ist. Dadurch, dass die Leiterplatte 30 und der opto-elektrische Wandler 40 in dem In nengehäuse 10 angeordnet sind, ist auch der Signalleitungsab schnitt 1 zumindest teilweise in dem Innengehäuse 10 angeordnet. 2, the charging connector 100 according to the invention according to FIGS. 1A, 1B and IC is shown in a side view with a cutout, so that the interior of the charging housing 113 is partially visible. It can be seen from FIG. 2 how the signal line section 1 is coupled to the opto-electrical converter 40 arranged on the printed circuit board 30. Characterized in that the circuit board 30 and the opto-electrical converter 40 are arranged in the inner housing 10, the signal line section 1 is at least partially arranged in the inner housing 10.
In Fig. 3A und Fig. 3B sind zwei verschiedene Ausführungsformen von den inneren Komponenten des erfindungsgemäßen Ladesteckver binders 100 dargestellt. Gemäß der in Fig. 3A dargestellten Aus führungsform ist lediglich ein Signalleitungsabschnitt 1 vorgesehen, der mit dem auf der Leiterplatte 30 angeordneten opto-elektrischen Wandler 40 gekoppelt ist, sodass eine unidi- rektionale Verbindung hinsichtlich der Signalübertragung zwi schen Elektrofahrzeug und Ladeeinrichtung eingerichtet ist. In Fig. 3A and Fig. 3B, two different embodiments of the inner components of the Ladesteckver connector 100 according to the invention are shown. According to the embodiment shown in FIG. 3A, only one signal line section 1 is provided, which is coupled to the opto-electrical converter 40 arranged on the printed circuit board 30, so that a unidirectional connection is established with regard to the signal transmission between the electric vehicle and the charging device.
Im Gegensatz dazu sind gemäß der in Fig. 3B dargestellten Aus führungsform zwei Signalleitungsabschnitte 1 1, 1 2 vorgesehen, die mit dem auf der Leiterplatte 30 angeordneten opto-elektri schen Wandler 40 gekoppelt sind, sodass eine bidirektionale Va riante der Signalübertragung zwischen Elektrofahrzeug und Ladeeinrichtung realisiert ist. Mit anderen Worten können von dem Elektrofahrzeug eingehende, elektrische Signale im opto- elektrischen Wandler 40 in optische Signale umgewandelt und diese optischen Signale dann über den Signalleitungsabschnitt 1 1 in Richtung Ladeeinrichtung übermittelt werden. Gleichzeitig können in die andere Richtung von der Ladeeinrichtung über den Ladeleitungsabschnitt 1_ 2 eingehende, optische Signale im opto- elektrischen Wandler 40 in elektrische Signale umgewandelt und diese elektrischen Signale dann in Richtung Elektrofahrzeug übermittelt werden. Dazu ist der opto-elektrische Wandler 40 in der Ausführungsform gemäß Fig. 3B eingerichtet, von der korres pondierenden Verbindungsvorrichtung eingehende, elektrische Signale in in den Signalleitungsabschnitt 1 1 ausgehende, opti- sehe Signale umzuwandeln sowie ferner von dem anderen Signal leitungsabschnitt 1_2 eingehende, optische Signale in in die korrespondierende Verbindungsvorrichtung ausgehende, elektri sche Signale umzuwandeln. Bei der Ausführungsform mit zwei Sig nalleitungsabschnitten 1_1, 1_2 schließen an diese auch zwei Signalleitungen im Versorgungskabel 140 an. In contrast, according to the embodiment shown in FIG. 3B, two signal line sections 1 1, 1 2 are provided, which are coupled to the opto-electrical converter 40 arranged on the printed circuit board 30, so that a bidirectional variant of the signal transmission between the electric vehicle and the charging device is realized. In other words, electrical signals coming from the electric vehicle can be converted into optical signals in the opto-electrical converter 40 and these optical signals can then be converted via the signal line section 1 1 in the direction of the loading device. At the same time, optical signals arriving in the other direction from the charging device via the charging line section 1_2 can be converted into electrical signals in the opto-electrical converter 40 and these electrical signals can then be transmitted in the direction of the electric vehicle. For this purpose, the opto-electrical converter 40 in the embodiment according to FIG. 3B is set up to convert electrical signals coming from the corresponding connecting device into optical signals going out into the signal line section 11 and furthermore optical signals coming in from the other signal line section 1_2 Convert signals into outgoing electrical signals into the corresponding connecting device. In the embodiment with two signal line sections 1_1, 1_2, two signal lines in the supply cable 140 also connect to these.
Bezugs zeichenliste Reference character list
1, 1_1, 1_2 Signalleitungsabschnitt 1, 1_1, 1_2 signal line section
10 Innengehäuse 10 inner housing
11 Innenraum (des Innengehäuses) 11 interior (of the inner housing)
20 Ladeleitungsabschnitt  20 charging line section
30 Leiterplatte 30 circuit board
40 opto-elektrischer Wandler 40 opto-electrical converters
100 Ladesteckverbinder / Steckverbinder / Ladeste cker 100 charging connectors / plug connectors / charging plug
110 äußeres Ladesteckergehäuse  110 outer charging connector housing
111 Frontseite (des Ladesteckergehäuses)  111 front (of the charging connector housing)
112 kabelseitiger Abschnitt (des Ladesteckergehäu ses)  112 cable-side section (of the charging connector housing)
113 LadeSteckergehäuseinnenraum 113 Charging connector housing interior
140 Versorgungskabel / Ladekabel  140 supply cable / charging cable
LK Leistungskontakt LK power contact

Claims

Patentansprüche Claims
1. Ladesteckverbinder (100) zur Kopplung mit einer korrespon dierenden Verbindungsvorrichtung und zur Übertragung elektrischer Energie, umfassend: A charging connector (100) for coupling to a corresponding connecting device and for transmitting electrical energy, comprising:
zumindest einen Ladeleitungsabschnitt (20) zur elektri schen Verbindung von einem elektrischen Energieempfän ger und einer Ladeeinrichtung, und  at least one charging line section (20) for the electrical connection of an electrical energy receiver and a charging device, and
zumindest einen Signalleitungsabschnitt (1, 1 1, 1 2) zur Übertragung von Signalen zwischen der korrespondie renden Verbindungsvorrichtung und der Ladeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass  at least one signal line section (1, 1 1, 1 2) for the transmission of signals between the corresponding connecting device and the charging device, characterized in that
der zumindest eine Signalleitungsabschnitt (1, 1 1, 1 2) als Lichtwellenleiter ausgebildet ist, und dass der Ladesteck verbinder (100) zumindest einen opto-elektrischen Wandler (40) aufweist, wobei der opto-elektrische Wandler (40) zur Umwandlung von von der korrespondierenden Verbindungsvor richtung eingehenden, elektrischen Signalen in in den zumin dest einen Signalleitungsabschnitt (1, 1_1, 1_2) ausgehende, optische Signale eingerichtet ist.  the at least one signal line section (1, 1 1, 1 2) is designed as an optical waveguide, and that the charging connector (100) has at least one opto-electrical converter (40), the opto-electrical converter (40) for converting the corresponding Verbindungsvor direction incoming electrical signals in the at least one signal line section (1, 1_1, 1_2) outgoing optical signals is set up.
2. Ladesteckverbinder (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladesteckverbinder (100) ein äußeres La¬ desteckergehäuse (110) aufweist, und dass der zumindest eine Ladeleitungsabschnitt (20), der zumindest eine Signallei tungsabschnitt (1, 1_1, 1_2) und der zumindest eine opto-elektrische Wandler (40) in einem Ladesteckergehäusein- nenraum (113) des äußeres Ladesteckergehäuse (110) angeord net sind. 2. charging connector (100) according to claim 1, characterized in that the charging connector (100) includes an outer La ¬ least ecker housing (110), and in that the at least one charging line section (20), the at least line section a Signallei (1, 1_1, 1_2 ) and the at least one opto-electrical converter (40) are arranged in a charge plug housing interior (113) of the outer charge plug housing (110).
3. Ladesteckverbinder (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladesteckverbinder (100) ein Innen gehäuse (10) mit einem gegenüber dem zumindest einen Ladel eitungsabschnitt (20) abgedichteten Innenraum (11) aufweist, wobei der zumindest eine opto-elektrische Wandler (40) in dem Innengehäuse (11) angeordnet ist. 3. charging connector (100) according to claim 1 or 2, characterized in that the charging connector (100) has an inner housing (10) with an at least one charge line section (20) sealed interior (11), wherein the at least one opto-electrical converter (40) is arranged in the inner housing (11).
4. Ladesteckverbinder (100) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladesteckverbinder (100) zumindest eine Leiterplatte (30) aufweist, wobei die zumindest eine Leiterplatte (30) dazu eingerichtet ist, we nigstens eine elektronische Funktion des Ladesteckverbinders (100) zu realisieren. 4. Charging connector (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the charging connector (100) has at least one printed circuit board (30), the at least one printed circuit board (30) being set up for at least one electronic function of the charging connector ( 100) to be realized.
5. Ladesteckverbinder (100) nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, dass der zumindest eine opto-elektrische Wandler (40) auf der zumindest einen Leiterplatte (30) angeordnet ist . 5. charging connector (100) according to claim 4, characterized in that the at least one opto-electrical converter (40) is arranged on the at least one printed circuit board (30).
6. Ladesteckverbinder (100) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine opto-elektrische Wandler (40) in eine mechanische Kupplung des zumindest einen Signalleitungsabschnitts (1, 1_1, 1_2) integriert ist. 6. charging connector (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the at least one opto-electrical converter (40) is integrated in a mechanical coupling of the at least one signal line section (1, 1_1, 1_2).
7. Ladesteckverbinder (100) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladesteckverbinder (100) zwei Signalleitungsabschnitte (1 1, 1 2) zur Übertra gung von Signalen zwischen der korrespondierenden Verbin dungsvorrichtung und der Ladeeinrichtung umfasst, wobei der opto-elektrische Wandler (40) zur Umwandlung von von der korrespondierenden Verbindungsvorrichtung eingehenden, elektrischen Signalen in in eine der zwei Signalleitungsab schnitte (1_1) ausgehende, optische Signale sowie ferner zur Umwandlung von von der anderen der zwei Signalleitungsab schnitte (1 2) eingehenden, optischen Signalen in in die korrespondierende Verbindungsvorrichtung ausgehende, elekt rische Signale eingerichtet ist. 7. charging connector (100) according to any one of the preceding claims, characterized in that the charging connector (100) comprises two signal line sections (1 1, 1 2) for transmitting signals between the corresponding connec tion device and the charging device, wherein the opto- Electrical converters (40) for converting incoming electrical signals from the corresponding connecting device into one of the two signal line sections (1_1) outgoing optical signals and also for converting incoming signals from the other of the two signal line sections (1 2) in the corresponding connecting device outgoing, electrical signals is set up.
8. Ladesteckverbinder (100) nach einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladesteckverbinder (100) ein Versorgungskabel (140) aufweist, wobei der zumin dest eine Ladeleitungsabschnitt (20) in eine in dem Versor¬ gungskabel (140) angeordnete Ladeleitung übergeht und der zumindest eine Signalleitungsabschnitt (1, 1 1, 1 2) in eine in dem Versorgungskabel (140) angeordnete Signalleitung übergeht . 8. charging connector (100) claims according to any one of the preceding, characterized in that the charging connector (100) has a supply cable (140), said at least one charging line section (20) in which is arranged in the versor ¬ supply cable (140) charging line passes and the at least one signal line section (1, 1 1, 1 2) merges into a signal line arranged in the supply cable (140).
9. Ladesteckverbinder (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungskabel (140) an einen einer Frontseite (111) des äußeren Ladesteckergehäuses (110) ab¬ gewandten, kabelseitigen Abschnitt (112) anschließt. 9. charging connector (100) according to claim 8, characterized in that the supply cable (140) to one of a front side (111) of the outer charging connector housing (110) from ¬ facing, cable-side section (112).
10. Ladeeinrichtung zur Abgabe elektrischer Energie an einen Empfänger elektrischer Energie, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung einen Ladesteckverbinder (100) nach ei nem der Ansprüche 1 bis 9 aufweist, der mit der Ladeeinrich tung mittels eines zumindest eine Ladeleitung und zumindest eine Signalleitung aufweisenden Versorgungskabels (140) zu mindest elektrisch verbunden ist. 10. Charging device for delivering electrical energy to a receiver of electrical energy, characterized in that the charging device has a charging connector (100) according to one of claims 1 to 9, which device with the charging device by means of a supply cable having at least one charging line and at least one signal line (140) is at least electrically connected.
11. Ladeeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeeinrichtung einen opto-elektrischen Wandler aufweist, der zur Umwandlung von von der zumindest einen Signalleitung des Versorgungskabels (140) eingehenden, op tischen Signalen in ausgehende, elektrische Signale einge¬ richtet ist. 11. Loading device according to claim 10, characterized in that the charging device comprises an opto-electric converter, which is for converting of the at least one signal line of the supply cable (140) incoming, op tables signals into outgoing electrical signals ¬ aligned is.
12. Ladeeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Versorgungskabel (140) zwei Signalleitungen auf¬ weist, wobei der opto-elektrische Wandler der Ladeeinrich tung zur Umwandlung von von einer der zwei Signalleitungen eingehenden, optischen Signalen in ausgehende, elektrische Signale sowie ferner zur Umwandlung von eingehenden, elektrischen Signalen in in die andere der zwei Signallei tungen ausgehende, optische Signale eingerichtet ist . 12. Charging device according to claim 11, characterized in that the supply cable (140) has two signal lines on ¬ , the opto-electrical converter of the charging device for converting incoming optical signals from one of the two signal lines into outgoing electrical signals and further to convert incoming, electrical signals in the other of the two signal lines outgoing optical signals is set up.
PCT/EP2019/074667 2018-09-17 2019-09-16 Charging connector for coupling to a corresponding connection device and for transferring electrical energy, and charging device for outputting electrical energy to a receiver of electrical energy WO2020058173A1 (en)

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