WO2023152012A1 - Electrical connector part for a charging system for charging an electric vehicle - Google Patents

Electrical connector part for a charging system for charging an electric vehicle Download PDF

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WO2023152012A1
WO2023152012A1 PCT/EP2023/052498 EP2023052498W WO2023152012A1 WO 2023152012 A1 WO2023152012 A1 WO 2023152012A1 EP 2023052498 W EP2023052498 W EP 2023052498W WO 2023152012 A1 WO2023152012 A1 WO 2023152012A1
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WO
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flow
connector part
chamber
coolant
charging
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PCT/EP2023/052498
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French (fr)
Inventor
Thomas Führer
Robert Babezki
Original Assignee
Phoenix Contact E-Mobility Gmbh
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/302Cooling of charging equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods 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
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/16Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/005Electrical coupling combined with fluidic coupling
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R3/00Electrically-conductive connections not otherwise provided for
    • H01R3/08Electrically-conductive connections not otherwise provided for for making connection to a liquid

Definitions

  • the invention relates to a connector part for a charging system for charging an electric vehicle according to the preamble of claim 1 and a charging system for charging an electric vehicle.
  • a connector part of this type comprises a plug-in section for plugging connection to a mating connector part, at least one plug-in contact arranged on the plug-in section for transmitting a charging current and at least one busbar which is electrically connected to the at least one plug-in contact and can be connected to a load line, which has a surface section extending flat along a plane .
  • Such a connector part can be designed as a charging plug or charging socket and can be arranged on a charging cable on the side of a charging station or on an electric vehicle.
  • a charging plug arranged on a charging cable can be connected to a charging socket in order in this way to establish an electrical connection between a charging station and the electric vehicle and to charge the electric vehicle electrically.
  • One way to improve the current-carrying capacity on the charging cable, on the charging plug and also on the charging socket is to provide active cooling on the current-carrying components, in particular on the charging cable and on the charging plug connected to the charging cable. If water or a water mixture is used as the cooling medium (e.g. using antifreeze components), care must be taken to ensure that the cooling medium does not come into contact with live components. If water comes into contact with components carrying DC current, there is a risk that the water will be electrolytically decomposed, which could lead to damage to the components. In addition, contact of water with live components must always be avoided to avoid an electrical safety risk.
  • water or a water mixture e.g. using antifreeze components
  • a cooling unit through which a flow of coolant can flow, is arranged between busbar components.
  • a flow channel is defined in a housing of the cooling unit, which flow channel is designed to guide the coolant flow tangentially along the busbar components.
  • a flow of coolant flows through heat sinks.
  • the heat sinks are connected to associated contact elements via thermal lines in order to absorb heat at the contact elements via the thermal lines.
  • the object of the present invention is to provide a connector part that enables active cooling of current-carrying components in a cost-effective manner, with efficient heat absorption at the current-carrying components and reliable electrical insulation of a coolant flow from the current-carrying components.
  • the connector part has a cooling unit, which has a housing arranged on the surface section and a chamber arrangement arranged in the housing for conducting a flow of coolant.
  • the chamber assembly includes a plurality of chambers in fluid communication with one another. At least some of the chambers are configured to direct coolant flow along a flow direction perpendicular to the plane.
  • the cooling unit comprises a housing in which chambers are formed, through which a flow of coolant is conducted during operation for absorbing heat on the busbar connected to the plug contact.
  • the housing of the cooling unit is arranged on the surface section of the busbar so that the flow of coolant is conducted through the housing and thereby on the surface section and heat can thus be absorbed in a favorable manner on the surface section of the busbar.
  • the heat can be transported away via the coolant flow and the busbar and thus the electrical contact connected to the busbar can be actively cooled.
  • the housing is arranged on the surface portion of the bus bar.
  • the housing is preferably fastened to the surface section, for example glued or screwed to the surface section.
  • the housing is preferably made of an electrically insulating material, in particular a plastic material.
  • the conductor rail with the surface section formed thereon consists of a material with good electrical conductivity, in particular a metal material, for example a copper material.
  • the coolant flow is directed via the chamber arrangement in such a way that it flows through at least some of the chambers along a flow direction perpendicular to the plane of the surface section.
  • the flow of coolant is thus directed in the direction of flow towards the surface section and thus strikes the surface section perpendicularly.
  • the flow of coolant is directed away from the surface section counter to the direction of flow through other chambers. Because the coolant flow is directed perpendicularly onto the surface section, it can be achieved that heat is absorbed at the surface section with a good heat transfer coefficient and thus with great effectiveness of the cooling, in particular in comparison to a coolant flow directed tangentially (parallel) to the surface section.
  • the plane can be extended flat. However, the plane can also be curved, so that the surface section of the busbar has a curved shape.
  • the busbar can be cylindrical in shape and the surface section can correspond to a wall section of the cylindrical busbar.
  • the housing is open on a side facing the surface section.
  • the chambers on the side facing the surface section are thus openly facing the surface section, so that a flow of coolant flowing through the chambers is conducted on the surface section without an intervening housing wall and heat can thus be absorbed efficiently on the surface section.
  • an electrically non-conductive fluid for example an oil-based cooling medium
  • the cooling medium no special precautions need to be taken to electrically insulate the cooling medium from the surface section.
  • a seal can be arranged between the housing and the surface section in order to prevent the cooling medium from escaping between the housing and the surface section.
  • this can be achieved, for example, in that an electrically insulating separating layer is arranged on the surface section, via which electrical insulation is produced between the surface section and the cooling medium in the housing.
  • the separating layer covers the surface section of the busbar in such a way that the surface section is arranged on a first side of the separating layer, while the flow of coolant flows on a second side of the separating layer in the housing.
  • the flow of coolant is in contact with the separating layer, so that the separating layer as a (direct) intermediate layer separates the flow of coolant from the surface section.
  • the release liner is in contact with the surface portion on the first side.
  • the flow of coolant flows on the second side of the separating layer. Heat can thus be transferred from the surface section into the flow of coolant via the separating layer and can thus be absorbed and dissipated by the flow of coolant. Because the separating layer can be made thin, the thermal resistance of the separating layer can be kept low in this way, so that heat can be efficiently absorbed and dissipated by the coolant flow from the surface section of the bus bar.
  • the separating layer can be formed, for example, by a plastic film, in particular a film made of a high-performance plastic, for example a material containing polyimide, in particular polysuccinimide (PSI), polybismaleimide (PBMI), polyimide sulfone (PISO) or polymethacrylimide (PMI), or a similarly efficient plastic material .
  • the plastic film is preferably non-meltable (at the temperatures occurring during operation of the connector part when used as intended) and provides electrical insulation with high dielectric strength even with a small film thickness.
  • the plastic film can have a thickness equal to or less than 0.1 mm, preferably equal to or less than 0.07 mm, more preferably equal to or less than 0.03 mm.
  • the fact that the separating layer has a small thickness (wall thickness) results in a low thermal resistance at the separating layer, so that heat can be efficiently absorbed at the busbar and dissipated via the cooling unit.
  • the plastic film in particular when it is made of a polyimide material, should have a high, permanent dielectric strength with regard to the electrical potential between the power contact and the coolant flow.
  • the surface-normalized thermal resistance of the separating layer corresponds to the quotient of the thickness (wall thickness) of the separating layer and the specific thermal conductivity of the separating layer.
  • the wall thickness should be small and/or the thermal conductivity should be large.
  • the thermal resistance at the separating layer can be increased even if the specific thermal conductivity of the separating layer is only average, for example in a range from 0 .4 W/(mK), to be small.
  • the separating layer formed by a plastic film can, for example, be glued or connected in some other way to the surface section of the conductor rail in order to ensure a flat, tight covering of the surface section by the separating layer.
  • the separating layer can have additional functional layers arranged on the plastic film, for example vapor coatings, in order to adapt heat transfer and/or the dielectric strength to the intended use.
  • the separating layer can be formed by a heat-conducting element that is made of a material that is different from the material of the housing.
  • the housing can be made of a plastic material, for example.
  • the heat-conducting element is made of a material that is different from the plastic material of the housing, for example a material containing silicone rubber.
  • Silicone rubber refers to elastomers consisting of silicone polymer chains with alternately arranged, alternating oxygen and silicon atoms, i.e. -Si-O-Si- bonds (siloxane bonds). They are therefore also called polyorganosiloxanes.
  • the heat-conducting element can, for example, have a thickness equal to or less than 1 mm, preferably equal to or less than 0.5 mm.
  • a separating layer formed by a thermally conductive element can have a high specific thermal conductivity, for example up to 5 W/(mK).
  • Such a heat-conducting element can therefore have a low thermal transition resistance despite a comparatively large wall thickness.
  • the heat-conducting element covers the surface section of the busbar over a large area and is glued to the surface section, for example.
  • the separating layer can be formed, for example, by an electrically insulating coating on the surface section, for example by lacquering or flocking on the surface section.
  • the housing is arranged on the surface section of the conductor rail, for example screwed to the housing.
  • the separating layer can assume an intermediate position between the housing and the surface section.
  • a seal for example, can be arranged between the housing and the separating layer, for example a circumferential seal on a side of the housing facing the surface section, which seals between the housing and the separating layer creates a fluid-tight transition against leakage of the cooling medium.
  • the surface section of the busbar is flat, the separating layer for covering the surface section is also flat. If, on the other hand, the surface section is curved, then the separating layer is also curved.
  • the separating layer can extend, for example as a tube section, inside the surface section or outside around the surface section.
  • the chamber arrangement is designed to guide the flow of coolant meandering in the flow direction towards the surface section and away from the surface section counter to the flow direction.
  • the flow of coolant thus flows perpendicularly towards the surface section and also perpendicularly away from the surface section. Due to the fact that the coolant flow is directed perpendicularly onto the surface section at several points, heat can be distributed over the surface of the surface section and absorbed by the busbar and thus dissipated from the busbar in a favorable, efficient manner.
  • the housing can be arranged, for example, between the surface sections and meander the flow of coolant back and forth between the surface sections.
  • the flow of coolant is thus directed perpendicularly onto the surface sections of the busbars and can thus efficiently absorb heat at the surface sections.
  • a first chamber of the chamber arrangement is designed to direct the flow of coolant in the direction of flow towards the surface section.
  • the first chamber can have a first flow cross section, for example.
  • a first inflow channel for example in the direction of flow, is connected to the first chamber and serves to guide the flow of coolant from the first chamber in the direction of flow towards the surface section.
  • the first inflow channel preferably has a flow cross section that is reduced compared to the flow cross section of the first chamber, so that the coolant flow in the inflow channel with a reduced flow cross section and thus increased flow speed is directed towards the surface section of the busbar and meets the surface section of the busbar perpendicularly.
  • a second chamber that is in flow connection with the first chamber is designed to direct the flow of coolant away from the surface section counter to the direction of flow.
  • the second chamber is downstream of the first chamber arranged and thus receives the coolant flow from the first chamber.
  • the second chamber directs the flow of coolant away from the surface section of the busbar, for example towards a surface section of an adjacent busbar assigned to another plug contact.
  • a second inflow channel can be connected to the second chamber, which is used to direct the coolant flow from the second chamber counter to the direction of flow, for example perpendicularly to the surface section of the adjacent busbar.
  • the second inflow channel can also have a reduced flow cross section.
  • the flow cross section of the second chamber can, for example, correspond to the flow cross section of the first chamber.
  • the second inflow channel has a reduced flow cross section, which corresponds, for example, to the flow cross section of the first inflow channel.
  • a third chamber may be in flow communication with the second chamber in a downstream direction and is adapted to direct the coolant flow (again) in the flow direction toward the surface portion of the bus bar.
  • a third inflow channel can connect to the third chamber in the direction of flow, which directs the flow of coolant with a reduced flow cross section perpendicularly along the direction of flow towards the surface section.
  • Further chambers can be connected to the third chamber, which are arranged in relation to one another and are in flow connection with one another in such a way that the coolant flow is directed in a meandering manner towards the surface section and away from the surface section, so that the coolant flow hits the surface section perpendicularly at several points and thus heats up can be accommodated on the surface section in a favorable, efficient manner.
  • the surface section extends along a plane that is spanned by a longitudinal direction and a vertical direction.
  • a transverse direction which corresponds to a surface normal of the plane, is directed perpendicularly to the longitudinal direction and the vertical direction.
  • the chambers of the chamber arrangement can be offset from one another overall along the longitudinal direction and/or along the height direction and/or along the transverse direction, with the chambers together forming a flow channel which preferably meanders the coolant flow perpendicularly towards the surface section and also perpendicularly away from the surface section again directs.
  • the chambers are arranged on two levels.
  • a first arrangement of chambers can be arranged distributed relative to one another along a first vertical plane perpendicular to the vertical direction.
  • a second arrangement of chambers can be arranged distributed relative to one another along a second vertical plane perpendicular to the vertical direction and spaced apart from the first vertical plane.
  • the coolant flow is guided in a meandering manner. If the flow of coolant has flowed through the chambers of one level, the flow of coolant enters the chambers of the other level and is again guided in a meandering manner through these chambers.
  • a connection for connecting a coolant line can be assigned to each arrangement of chambers.
  • the first arrangement of chambers can have a first port for initiating the flow of coolant and the second arrangement of chambers can have a second port for diverting the flow of coolant.
  • connections can each be connectable to a coolant hose, the coolant hoses being routed, for example, in a charging cable connected to the connector part and also carrying the load lines.
  • the connector part can be connected to a charging station, for example, via the charging cable.
  • the connector part has two electrical plug contacts and two busbars, each connected to one of the plug contacts and each having a surface section.
  • the cooling unit is arranged between the surface sections of the busbars.
  • the housing of the cooling unit is connected to the surface sections, for example glued or screwed to the surface sections.
  • a meandering coolant flow is preferably directed back and forth between the surface sections via the chamber arrangement in the housing of the cooling unit, so that the coolant flow is alternately directed perpendicularly to one surface section and the other surface section and flows back and forth between the surface sections. Heat can thus be efficiently absorbed at both surface sections and dissipated from the surface sections.
  • a charging system for charging an electric vehicle includes a connector part of the type described above.
  • a charging system also includes a mating connector part that can be plugged into the connector part.
  • the connector part can, for example, realize a charging plug that is arranged on a charging cable.
  • the mating connector part can, for example be arranged as a charging socket on the electric vehicle and can be connected to the connector part in the form of the charging plug.
  • the charging plug can be connected to a charging station via the charging cable, for example, so that when the connector part and the mating connector part are in the connected position, charging currents can be transmitted from the charging station to the electric vehicle.
  • the connector part implements a charging socket on the part of an electric vehicle.
  • a connector part of the type described here can be used in particular for transmitting charging currents in the form of direct currents. However, such a connector part can also be used to transmit charging currents in the form of alternating currents.
  • FIG. 1 shows a view of a charging station with a charging cable arranged thereon for connection to an electric vehicle
  • FIG. 2 shows a view of an exemplary embodiment of a connector part in the form of a charging plug
  • 3A is a view of the connector part without a housing
  • FIG. 3B shows another view of the arrangement according to FIG. 3A
  • 4A shows an arrangement of plug contacts of the plug connector part, with a cooling unit arranged between busbars of the plug contacts;
  • FIG. 4B shows another view of the arrangement according to FIG. 4A
  • FIG. 5A shows a side view of the arrangement according to FIG. 4A
  • FIG. 5B shows a plan view of the arrangement according to FIG. 4A
  • FIG. 6A is an exploded view of the assembly of FIG. 4A; 6B shows the exploded view from a different perspective;
  • FIG. 7A shows a partially cut-away view of the arrangement according to FIG. 4A
  • FIG. 7B shows another view of the arrangement according to FIG. 7A
  • Fig. 8A is a sectional view taken along line I-I of Fig. 7B;
  • Fig. 8B is a sectional view taken along line II-II of Fig. 7B;
  • FIG. 8C shows an enlarged view of section A according to FIG. 8A;
  • FIG. 9 is a view of the assembly of FIG. 5B showing coolant flow through the cooling unit
  • FIG. 10A is an enlarged, fragmentary view of the sectional view of FIG. 8A showing coolant flow through chambers of a chamber assembly of the refrigeration unit;
  • FIG. 10B is an enlarged, fragmentary view of the assembly of FIG. 8B showing coolant flow through chambers of the chamber assembly of the refrigeration unit.
  • the charging station 1 shows a charging system comprising a charging station 1, which is used to charge an electrically driven vehicle 4, also referred to as an electric vehicle.
  • the charging station 1 is designed to provide a charging current in the form of an alternating current or a direct current and has a cable 2 which is connected to the charging station 1 at one end 201 and to a connector part 3 in the form of a charging plug at the other end 200 connected is.
  • the connector part 3 has plug-in sections 300, 301 on a housing 30, with which the connector part 3 can be brought into engagement with an associated mating connector part 5 in the form of a charging socket on the vehicle 4.
  • the charging station 1 can be electrically connected to the vehicle 4 in order to transmit charging currents from the charging station 1 to the vehicle 4 .
  • the charging currents transmitted have a high current intensity, for example greater than 500 A, possibly even of the order of 700 A or more. Due to such high charging currents, thermal losses occur on the cable 2 and also on the charging plug 3 and the charging socket 5, which can lead to the cable 2, the charging plug 3 and the charging socket 5 heating up.
  • Permissible heating of components of the charging system is limited by standards, for example to a maximum value of 50 K. It follows that measures must be taken to prevent excessive heating during charging, especially when large currents, for example in the order of magnitude of 700 A or more.
  • plug-in contacts are arranged on the upper plug-in section 300 on plug domes 302, which serve, for example, to transmit control signals or as a grounding contact (connected to a grounding line 22, see FIG. 3B).
  • plug-in contacts 31A, 31B are arranged on plug domes 303 on the lower plug-in section 301, which plug contacts serve as load contacts for transmitting a charging current in the form of a direct current.
  • the plug contacts 31 A, 31 B When plugged into the associated mating connector part 5 in the form of the charging socket on the side of the electric vehicle 4, the plug contacts 31 A, 31 B come into electrical contact with associated mating contact elements on the side of the charging socket 5, so that a charging current can be transmitted from the charging station 1 to the electric vehicle 4 .
  • active cooling is provided in order to absorb and dissipate heat, particularly in the area of the plug contacts 31A, 31B carrying the charging current, in order to limit the heating of the connector part 3 in this way.
  • each plug contact 31A, 31B is assigned a busbar 32A, 32B, via which the respective plug contacts 31A, 31B are connected to a Arrangement of two load lines 21 A, 21 B is connected.
  • Each plug-in contact 31A, 31B has a contact section 310 in the form of a socket, via which a plug-in connection can be made with an associated mating contact element in the form of a contact pin of the mating connector part 5 .
  • the plug contact 31A, 31 B is connected to an associated, flange-shaped end 321 of the associated busbar 32A, 32B, so that the respective plug contact 31 A, 31 B is mechanically fixed to the bus bar 32A, 32B and electrically connected to the bus bar 32A, 32B is contacted.
  • each bus bar 32A, 32B is connected to an array of load lines 21A, 21B.
  • Each busbar 32A, 32B is connected to two load lines 21A, 21B, which are thus connected together to the associated plug contact 31A, 31B and carry a charging current in the form of a direct current via the plug contacts 31A, 31B.
  • the load lines 21A, 21B are routed together in the charging cable 2 connected to the connector part 3 and enclosed in a cable jacket 20 of the charging cable 2 (see, for example, FIGS. 3A, 3B).
  • a cooling unit 33 is arranged between the busbars 32A, 32B and serves to absorb and dissipate heat on the busbars 32A, 32B.
  • Each busbar 32A, 32B has a surface section 322 that extends over a flat area.
  • the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B extend parallel to one another and are each firmly connected to a housing 330 of the cooling unit 33 via screw connections, so that the busbars 32A, 32B are mechanically fixed to one another via the cooling unit 33 .
  • the housing 330 of the cooling unit 33 is made of an electrically insulating plastic material.
  • a chamber arrangement 332 is formed in the housing 330 to provide cooling, as can be seen from Figs. 6A, 6B in conjunction with Figs. 7A, 7B, via which a flow of coolant through the housing 330 and at the surface portions 322 of the bus bars 32A , 32B can be routed.
  • the housing 330 is open on the sides facing the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B, so that the housing 330 extends the chambers formed in the housing 30 towards the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B not locked.
  • a separating layer 331 A, 331 B in the form of a plastic film made of a polyimide material is arranged on each side between the housing 330 and the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B, which forms an intermediate layer between the housing 330 and the surface section 322 on the respective Side of the housing 330 occupies and thus separates the chamber arrangement inside the housing 330 from the surface portion 322.
  • the separating layer 331A, 331B consists of an electrically insulating material.
  • the cooling medium inside the cooling unit 33 is thus electrically isolated from the respective busbar 32A, 32B via the separating layer 331A, 331B.
  • a circumferential seal 333 on each side of the housing 330 ensures that coolant cannot escape from the interior of the housing 330 and come into electrical contact with the respective busbar 32A, 32B.
  • Coolant lines 23, 24 are connected to the cooling unit 33 and are routed in the charging cable 2 together with the load lines 21A, 21B.
  • a first coolant line 23 is connected to a first connection 334 .
  • a second coolant line 24 is connected to an offset port 338 on the same side of the housing 330 (see in particular Figure 6B).
  • Chamber assembly 332 within housing 330 consists of a plurality of fluidly connected chambers which direct coolant flow through cooling unit 33 between ports 334,338.
  • the chambers of the chamber arrangement 332 are arranged relative to one another such that a meandering flow of coolant is set, which is conducted back and forth in a meandering manner between the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B and can thus absorb heat on the busbars 32A, 32B.
  • the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B each extend along a plane P spanned by a longitudinal direction X and a vertical direction Z (see Fig. 10A, 10B), with the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B extending parallel to one another and along a transverse direction Y are spaced from each other.
  • Connection 334 serves as an inflow for introducing a coolant flow into the at the level of connection 334 located array of chambers (in Fig. 6B corresponding to the upper array of chambers within the housing 330).
  • Port 338 serves as a drain for diverting coolant flow from the array of chambers located at the level of port 338 (corresponding to the lower array of chambers within housing 330 in FIG. 6B).
  • Figs. 8A and 8B show cross-sectional views taken along lines I-I and II-II of Fig. 7B.
  • the cross-sectional views represent sections through the upper, first array of chambers associated with port 334, through which a flow of coolant flows after being introduced via port 334 to then enter the lower array of chambers and through the lower array of chambers to the To flow to port 338 and to be drained via port 338.
  • the enlarged representation according to FIG. 8C shows that the chambers of the chamber arrangement 332 are each open towards the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B, but are separated from the surface section 322 of the busbar 32A via the respectively assigned separating layer 331A, 331B , 32B are separated and thus electrically isolated.
  • the circumferential seal 333 seals the housing 330 in a fluid-tight manner at the transition to the separating layer 331A, 331B, so that coolant cannot flow out of the interior of the housing 330 at the transition to the separating layer 331A, 331B.
  • FIG. 9 shows the basic coolant flow F that occurs when the coolant is conducted through the chamber arrangement 332 inside the housing 330 of the cooling unit 33 .
  • the coolant flow F is routed in a meandering manner between the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B and is thus alternately routed perpendicularly to the surface section 322 of one busbar 32A and then perpendicularly to the surface section 322 of the other busbar 32B.
  • the flow of coolant F thus meets alternately perpendicularly on one busbar 32A and on the other busbar 32B.
  • the coolant flow F is set by the chambers of the chamber arrangement 332 inside the housing 330.
  • the chambers are in flow connection with one another and, starting from the connection 334 , flows through them one after the other, the chambers thus being connected to one another and to one another are arranged such that a meandering flow of coolant F, as shown in FIG. 9, results.
  • the coolant flow F flows from the connection 334 first into a chamber 335-1 and is directed in the chamber 335-1 in a flow direction S towards the surface section 322 of the 10A) to then pass through a flow orifice 336-1 into an underlying chamber 335-2 and flow through chamber 335-2 in the opposite direction to the other bus bar 32B (FIG. 10B).
  • the coolant flow F flows through a flow opening 336-2 into a chamber 335-3 located above the chamber 335-2 (FIG. 10A) and out of this chamber 335-3 into an adjacent one along the longitudinal direction X chamber
  • chambers 335-1 ... 335-3 serve to initiate the coolant flow F from the port 334, a plurality of pairs of chambers 335-4, 335-5; 335-6, 335-7; 335-8, 335-9; 335-10, 335-11 (along the longitudinal direction X) lined up next to one another, which are each arranged and formed mirror-inverted to one another (with respect to a plane of symmetry located centrally between the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B) and are serially in fluid communication with one another.
  • the coolant flow F flows through a flow opening
  • the coolant flow F flows into an inflow channel 337-1, which connects to the chamber 335-4 in the direction of flow S and directs the coolant flow F with a reduced flow cross section perpendicularly onto the surface section 322 of the busbar 32A, such as this can be seen from Fig. 10B.
  • the chamber 335-4 has a flow cross section Q1, which is reduced to a flow cross section Q2 in the inflow channel 337-1. This leads to an increase in the flow speed in the inflow channel 337 - 1 , so that the coolant flow F hits the surface section 322 of the busbar 32A perpendicularly at an increased flow speed.
  • the coolant flow F flows out of the inflow channel 337-1 into the chamber 335-5 and passes out of the chamber 335-5 via a flow opening 336-4 (FIG. 10A) into the chamber chamber 335-6 adjacent to the longitudinal direction X.
  • the coolant flow F is now directed to the other busbar 32B, the coolant flow F flowing at the middle wall 339 into an inflow channel 337-2 adjoining the chamber 335-6 and thus via the inflow channel 337-2 again with a reduced flow cross-section and thus with an increased flow speed is directed perpendicularly onto the surface section 322 of the conductor rail 32B.
  • the coolant flow F flows from the inflow channel 337-2 into the adjoining chamber 335-7 and through the flow opening 336-5 into the adjacent chamber 335-8 along the longitudinal direction X, in which the coolant flow F is in turn directed to the conductor rail 32A and through the adjoining inflow channel 337-3 hits the conductor rail 32A perpendicularly.
  • the coolant flow F is then directed back to the busbar 32B.
  • the coolant flow F exits the inflow channel 337-4 (Fig. 10A) into the last chamber 335-
  • a flow opening 336-7 is formed at the bottom of this chamber 335-11, via which the coolant flow F is now directed into the arrangement of chambers below, in order to flow back meandering through the chambers of this lower level and derived via the connection 338 become.
  • the arrangement of the chambers 335-1 . . . 335-11 creates a flow channel which guides the coolant flow F in a meandering manner back and forth between the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B. Because the coolant flow F is alternately conducted perpendicularly to one busbar 32A and the other busbar 32B, heat can be efficiently absorbed and dissipated at the busbars 32A, 32B with a good heat transfer coefficient.
  • Reliable electrical insulation between the cooling unit 33 and the busbars 32A, 32B is also achieved by the separating layers 331A, 331B between the housing 330 and the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B. Because the separating layers 331A, 331B, formed for example by a thin plastic film each, can be made thin, the separating layers 331A, 331B advantageously do not significantly impair the heat transfer at the busbars 32A, 32B.
  • the idea on which the invention is based is not limited to the preceding exemplary embodiments, but can also be implemented in a different way.
  • a connector part of the type in question can implement a charging plug, for example on a charging cable, or a charging socket, for example on the part of an electric vehicle.
  • Such a connector part can be used in particular to transmit a charging current in the form of a direct current.
  • the connector part is designed to transmit a charging current in the form of an alternating current.
  • Active cooling can be provided on one plug contact or on several plug contacts.
  • a busbar can be designed as a separate component for a plug contact, but it can also be formed integrally with the plug contact and thus be realized by a section of the plug contact.
  • the surface section of the bus bar can be extended flat. However, the surface section can also be curved.
  • the separating layer for the insulation is flat or curved in accordance with the planar covering of the surface section of the busbar.

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Abstract

The invention relates to an electrical connector part (3) for a charging system for charging an electric vehicle (4), said electrical connector part comprising: a plug-in portion (301) for plug-in connection to a mating electrical connector part (5); at least one electrical plug-in contact (31A, 31B), located on the plug-in section (301), for transmitting a charging current; and at least one busbar (32A, 32B) which is electrically connected to the at least one plug-in contact (31A, 31B) and can be connected to a load line (21A, 21B) and has a surface portion (322) extending two-dimensionally along a plane (P). A cooling unit (33) has a housing (33) located on the surface portion (322) and a chamber arrangement (332), located in the housing (33), for conducting a coolant flow (F), wherein the chamber arrangement (332) comprises a plurality of chambers (335-1... 335-11) that are fluidically connected to one another, and at least some of the chambers (335-1... 335-11) are designed to conduct a coolant flow (F) along a flow direction (S) perpendicular to the plane (P).

Description

Steckverbinderteil für ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs Connector part for a charging system for charging an electric vehicle
Die Erfindung betrifft ein Steckverbinderteil für ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs. The invention relates to a connector part for a charging system for charging an electric vehicle according to the preamble of claim 1 and a charging system for charging an electric vehicle.
Ein derartiges Steckverbinderteil umfasst einen Steckabschnitt zum steckenden Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil, zumindest einen an dem Steckabschnitt angeordneten Steckkontakt zum Übertragen eines Ladestroms und zumindest eine elektrisch mit dem zumindest einen Steckkontakt verbundene, mit einer Lastleitung verbindbare Stromschiene, die einen flächig entlang einer Ebene erstreckten Flächenabschnitt aufweist. A connector part of this type comprises a plug-in section for plugging connection to a mating connector part, at least one plug-in contact arranged on the plug-in section for transmitting a charging current and at least one busbar which is electrically connected to the at least one plug-in contact and can be connected to a load line, which has a surface section extending flat along a plane .
Ein solches Steckverbinderteil kann als Ladestecker oder Ladebuchse ausgebildet und an einem Ladekabel auf Seiten einer Ladestation oder an einem Elektrofahrzeug angeordnet sein. Mit einer Ladebuchse kann ein an einem Ladekabel angeordneter Ladestecker verbunden werden, um auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen einer Ladestation und dem Elektrofahrzeug herzustellen und das Elektrofahrzeug elektrisch aufzuladen. Such a connector part can be designed as a charging plug or charging socket and can be arranged on a charging cable on the side of a charging station or on an electric vehicle. A charging plug arranged on a charging cable can be connected to a charging socket in order in this way to establish an electrical connection between a charging station and the electric vehicle and to charge the electric vehicle electrically.
Im Bereich der Elektromobilität ist wünschenswert, Elektrofahrzeuge schnell und effizient aufzuladen, um Ladezeiten und damit verbundene Fahrtunterbrechungszeiten zu reduzieren. Um im Rahmen eines Schnellladevorgangs ein schnelles Aufladen eines Elektrofahrzeugs zu ermöglichen, werden hohe Ladeleistungen verwendet, verbunden mit großen Ladeströmen, zum Beispiel mit einer Stromstärke von 700 A oder gar darüber. Zum Aufladen von Nutzfahrzeugen sind gar Stromstärken bis hin zu 3000 A denkbar. In the field of electromobility, it is desirable to charge electric vehicles quickly and efficiently in order to reduce charging times and the associated break-in times. In order to enable rapid charging of an electric vehicle as part of a rapid charging process, high charging capacities are used, combined with large charging currents, for example with a current of 700 A or even more. Current levels of up to 3000 A are even conceivable for charging commercial vehicles.
Bei der Übertragung von großen Ladeströmen kommt es zu einer Erwärmung an den Kontaktelementen und anderen Bauteilen des Steckverbinderteils. Vorgeschrieben ist hierbei, dass eine Erwärmung an einem Steckverbinderteil 50 K nicht überschreiten darf. Werden große Ladeströme verwendet, ist daher dafür Sorge zu tragen, dass es nicht zu einer übermäßigen Erwärmung an dem Steckverbinderteil kommt. When large charging currents are transmitted, the contact elements and other components of the connector part heat up. It is stipulated here that heating of a connector part must not exceed 50 K. If large charging currents are used, care must therefore be taken to ensure that the connector part does not heat up excessively.
Die Anordnung und Dimensionierung von elektrischen Kontaktelementen an Steckverbinderteilen zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs ist üblicherweise normativ vorgeschrieben. Kontaktgeometrien können daher an solchen Steckverbinderteilen nicht ohne weiteres skaliert werden, um möglicherweise eine größere Stromtragfähigkeit an den Kontaktelementen zu erreichen. Eine Herausforderung besteht daher darin, mit bestehenden Kontaktgeometrien eine größtmögliche Leistungsübertragung zu ermöglichen. The arrangement and dimensioning of electrical contact elements on connector parts for charging an electric vehicle is usually prescribed by standards. Contact geometries can therefore not be easily scaled to such connector parts to possibly a greater current carrying capacity at the to reach contact elements. One challenge is therefore to enable the greatest possible power transmission with existing contact geometries.
Grundsätzlich ist möglich, die Stromtragfähigkeit beispielsweise an einem Ladekabel und einem mit dem Ladekabel verbundenen Ladestecker durch Vergrößerung des Querschnitts der stromführenden Lastleitungen zu vergrößern. Weil ein Ladekabel jedoch manuell durch einen Nutzer gehandhabt werden muss, sind der Vergrößerung des Querschnitts der Lastleitungen und der damit einhergehenden Gewichtszunahme am Ladekabel Grenzen gesetzt. In principle, it is possible to increase the current-carrying capacity, for example on a charging cable and a charging plug connected to the charging cable, by increasing the cross section of the current-carrying load lines. However, because a charging cable has to be handled manually by a user, there are limits to the increase in the cross section of the load lines and the associated increase in weight on the charging cable.
Eine Möglichkeit, die Stromtragfähigkeit am Ladekabel, am Ladestecker und auch an der Ladebuchse zu verbessern, ist das Vorsehen einer aktiven Kühlung an den stromführenden Bauteilen, insbesondere am Ladekabel und an dem mit dem Ladekabel verbundenen Ladestecker. Wird als Kühlmedium hierbei Wasser oder ein Wassergemisch (zum Beispiel unter Verwendung von Frostschutzkomponenten) eingesetzt, ist dafür Sorge zu tragen, dass das Kühlmedium nicht mit stromführenden Bauteilen in Kontakt kommt. Sollte Wasser in Kontakt mit gleichstromführenden Bauteilen gelangen, bestünde die Gefahr, dass das Wasser elektrolytisch zersetzt wird, was zu einer Beschädigung an den Bauteilen führen könnte. Zudem ist ein Kontakt von Wasser mit stromführenden Bauteilen zur Vermeidung eines elektrischen Sicherheitsrisikos stets auszuschließen. One way to improve the current-carrying capacity on the charging cable, on the charging plug and also on the charging socket is to provide active cooling on the current-carrying components, in particular on the charging cable and on the charging plug connected to the charging cable. If water or a water mixture is used as the cooling medium (e.g. using antifreeze components), care must be taken to ensure that the cooling medium does not come into contact with live components. If water comes into contact with components carrying DC current, there is a risk that the water will be electrolytically decomposed, which could lead to damage to the components. In addition, contact of water with live components must always be avoided to avoid an electrical safety risk.
Bei einem aus der EP 3 103 173 B1 bekannten Ladestecker ist zwischen Stromschienenkomponenten eine Kühleinheit angeordnet, durch die ein Kühlmittelfluss strömbar ist. In einem Gehäuse der Kühleinheit ist hierbei ein Strömungskanal definiert, der dazu ausgestaltet ist, den Kühlmittelfluss tangential entlang der Stromschienenkomponenten zu leiten. In a charging plug known from EP 3 103 173 B1, a cooling unit, through which a flow of coolant can flow, is arranged between busbar components. In this case, a flow channel is defined in a housing of the cooling unit, which flow channel is designed to guide the coolant flow tangentially along the busbar components.
Bei einem aus der DE 10 2016 107 409 A1 bekannten Steckverbinderteil werden Kühlkörper durch einen Kühlmittelfluss durchströmt. Die Kühlkörper sind über Wärmeleitungen mit zugeordneten Kontaktelementen verbunden, um über die Wärmeleitungen Wärme an den Kontaktelementen aufzunehmen. In a connector part known from DE 10 2016 107 409 A1, a flow of coolant flows through heat sinks. The heat sinks are connected to associated contact elements via thermal lines in order to absorb heat at the contact elements via the thermal lines.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steckverbinderteil zur Verfügung zu stellen, das in kostengünstiger Weise eine aktive Kühlung an stromführenden Bauteilen ermöglicht, unter effizienter Wärmeaufnahme an den stromführenden Bauteilen und zuverlässiger elektrischer Isolation eines Kühlmittelflusses von den stromführenden Bauteilen. Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. The object of the present invention is to provide a connector part that enables active cooling of current-carrying components in a cost-effective manner, with efficient heat absorption at the current-carrying components and reliable electrical insulation of a coolant flow from the current-carrying components. This object is solved by an object with the features of claim 1.
Demnach weist das Steckverbinderteil eine Kühleinheit auf, die ein an dem Flächenabschnitt angeordnetes Gehäuse und eine in dem Gehäuse angeordnete Kammeranordnung zum Leiten eines Kühlmittelflusses aufweist. Die Kammeranordnung umfasst eine Mehrzahl von miteinander in Strömungsverbindung stehenden Kammern. Zumindest einige der Kammern sind ausgebildet, einen Kühlmittelfluss entlang einer zu der Ebene senkrechten Strömungsrichtung zu leiten. Accordingly, the connector part has a cooling unit, which has a housing arranged on the surface section and a chamber arrangement arranged in the housing for conducting a flow of coolant. The chamber assembly includes a plurality of chambers in fluid communication with one another. At least some of the chambers are configured to direct coolant flow along a flow direction perpendicular to the plane.
Die Kühleinheit umfasst ein Gehäuse, in dem Kammern gebildet sind, durch die im Betrieb ein Kühlmittelfluss zum Aufnehmen von Wärme an der mit dem Steckkontakt verbundenen Stromschiene geleitet wird. Das Gehäuse der Kühleinheit ist hierbei an dem Flächenabschnitt der Stromschiene angeordnet, sodass der Kühlmittelfluss durch das Gehäuse und dadurch an dem Flächenabschnitt geleitet wird und somit Wärme in günstiger Weise an dem Flächenabschnitt der Stromschiene aufgenommen werden kann. Über den Kühlmittelfluss kann die Wärme abtransportiert und die Stromschiene und damit der mit der Stromschiene verbundene elektrische Kontakt aktiv gekühlt werden. The cooling unit comprises a housing in which chambers are formed, through which a flow of coolant is conducted during operation for absorbing heat on the busbar connected to the plug contact. The housing of the cooling unit is arranged on the surface section of the busbar so that the flow of coolant is conducted through the housing and thereby on the surface section and heat can thus be absorbed in a favorable manner on the surface section of the busbar. The heat can be transported away via the coolant flow and the busbar and thus the electrical contact connected to the busbar can be actively cooled.
Das Gehäuse ist an dem Flächenabschnitt der Stromschiene angeordnet. Das Gehäuse ist hierbei vorzugsweise an dem Flächenabschnitt befestigt, beispielsweise mit dem Flächenabschnitt verklebt oder verschraubt. The housing is arranged on the surface portion of the bus bar. In this case, the housing is preferably fastened to the surface section, for example glued or screwed to the surface section.
Das Gehäuse ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial gefertigt. Die Stromschiene mit dem daran geformten Flächenabschnitt besteht demgegenüber aus einem elektrisch gut leitfähigen Material, insbesondere einem Metallmaterial, beispielsweise einem Kupfermaterial. The housing is preferably made of an electrically insulating material, in particular a plastic material. In contrast, the conductor rail with the surface section formed thereon consists of a material with good electrical conductivity, in particular a metal material, for example a copper material.
Über die Kammeranordnung wird der Kühlmittelfluss derart geleitet, dass er durch zumindest einige der Kammern entlang einer zu der Ebene des Flächenabschnitts senkrechten Strömungsrichtung strömt. Durch einige der Kammern wird der Kühlmittelfluss somit in die Strömungsrichtung zu dem Flächenabschnitt hin geleitet und trifft somit senkrecht auf den Flächenabschnitt. Durch andere Kammern wird der Kühlmittelfluss demgegenüber entgegen der Strömungsrichtung von dem Flächenabschnitt weg geleitet. Dadurch, dass der Kühlmittelfluss senkrecht auf den Flächenabschnitt gerichtet ist, kann erreicht werden, dass Wärme an dem Flächenabschnitt mit einem guten Wärmeübergangskoeffizienten und damit mit großer Wirksamkeit der Kühlung aufgenommen wird, insbesondere im Vergleich zu einem tangential (parallel) zum Flächenabschnitt gerichteten Kühlmittelfluss. Die Ebene kann flach erstreckt sein. Die Ebene kann aber auch gekrümmt sein, sodass der Flächenabschnitt der Stromschiene eine gekrümmte Form aufweist. Beispielsweise kann die Stromschiene zylindrisch geformt sein und der Flächenabschnitt einem Wandungsabschnitt der zylindrischen Stromschiene entsprechen. The coolant flow is directed via the chamber arrangement in such a way that it flows through at least some of the chambers along a flow direction perpendicular to the plane of the surface section. Through some of the chambers, the flow of coolant is thus directed in the direction of flow towards the surface section and thus strikes the surface section perpendicularly. By contrast, the flow of coolant is directed away from the surface section counter to the direction of flow through other chambers. Because the coolant flow is directed perpendicularly onto the surface section, it can be achieved that heat is absorbed at the surface section with a good heat transfer coefficient and thus with great effectiveness of the cooling, in particular in comparison to a coolant flow directed tangentially (parallel) to the surface section. The plane can be extended flat. However, the plane can also be curved, so that the surface section of the busbar has a curved shape. For example, the busbar can be cylindrical in shape and the surface section can correspond to a wall section of the cylindrical busbar.
In einer Ausgestaltung ist das Gehäuse an einer dem Flächenabschnitt zugewandten Seite offen. Die Kammern an der dem Flächenabschnitt zugewandten Seite sind somit offen dem Flächenabschnitt zugewandt, sodass ein durch die Kammern strömender Kühlmittelfluss ohne eine dazwischenliegende Gehäusewandung an dem Flächenabschnitt geleitet wird und somit Wärme an dem Flächenabschnitt in effizienter Weise aufgenommen werden kann. In one embodiment, the housing is open on a side facing the surface section. The chambers on the side facing the surface section are thus openly facing the surface section, so that a flow of coolant flowing through the chambers is conducted on the surface section without an intervening housing wall and heat can thus be absorbed efficiently on the surface section.
Wird als Kühlmedium ein elektrisch nicht leitendes Fluid, zum Beispiel ein ölbasiertes Kühlmedium, verwendet, so sind keine besonderen Vorkehrungen zur elektrischen Isolierung des Kühlmediums von dem Flächenabschnitt zu treffen. Zwischen dem Gehäuse und dem Flächenabschnitt kann in diesem Fall eine Dichtung angeordnet sein, um zu verhindern, dass das Kühlmedium zwischen dem Gehäuse und dem Flächenabschnitt austreten kann. If an electrically non-conductive fluid, for example an oil-based cooling medium, is used as the cooling medium, then no special precautions need to be taken to electrically insulate the cooling medium from the surface section. In this case, a seal can be arranged between the housing and the surface section in order to prevent the cooling medium from escaping between the housing and the surface section.
Wird als Kühlmedium demgegenüber Wasser oder ein anderes elektrisch leitfähiges Fluid verwendet, so ist sicherzustellen, dass der Flächenabschnitt elektrisch von dem Kühlmedium isoliert ist. If, on the other hand, water or another electrically conductive fluid is used as the cooling medium, it must be ensured that the surface section is electrically insulated from the cooling medium.
Dies kann, in einer Ausgestaltung, beispielsweise dadurch erreicht werden, dass an dem Flächenabschnitt eine elektrisch isolierende Trennschicht angeordnet ist, über die eine elektrische Isolierung zwischen dem Flächenabschnitt und dem Kühlmedium im Gehäuse hergestellt ist. Die Trennschicht überdeckt den Flächenabschnitt der Stromschiene derart, dass der Flächenabschnitt an einer ersten Seite der Trennschicht angeordnet ist, der Kühlmittelfluss hingegen an einer zweiten Seite der Trennschicht in dem Gehäuse strömt. Der Kühlmittelfluss ist hierbei in Kontakt mit der Trennschicht, sodass die Trennschicht als (unmittelbare) Zwischenlage den Kühlmittelfluss von dem Flächenabschnitt trennt. In one configuration, this can be achieved, for example, in that an electrically insulating separating layer is arranged on the surface section, via which electrical insulation is produced between the surface section and the cooling medium in the housing. The separating layer covers the surface section of the busbar in such a way that the surface section is arranged on a first side of the separating layer, while the flow of coolant flows on a second side of the separating layer in the housing. The flow of coolant is in contact with the separating layer, so that the separating layer as a (direct) intermediate layer separates the flow of coolant from the surface section.
Die Trennschicht ist in Kontakt mit dem Flächenabschnitt an der ersten Seite. An der zweiten Seite der Trennschicht strömt demgegenüber der Kühlmittelfluss. Wärme kann somit über die Trennschicht von dem Flächenabschnitt in den Kühlmittelfluss übergehen und somit von dem Kühlmittelfluss aufgenommen und abgeleitet werden. Dadurch, dass die Trennschicht dünn ausgebildet sein kann, kann auf diese Weise der thermische Widerstand der Trennschicht gering gehalten werden, sodass Wärme von dem Flächenabschnitt der Stromschiene effizient durch den Kühlmittelfluss aufgenommen und abgeleitet werden kann. The release liner is in contact with the surface portion on the first side. In contrast, the flow of coolant flows on the second side of the separating layer. Heat can thus be transferred from the surface section into the flow of coolant via the separating layer and can thus be absorbed and dissipated by the flow of coolant. Because the separating layer can be made thin, the thermal resistance of the separating layer can be kept low in this way, so that heat can be efficiently absorbed and dissipated by the coolant flow from the surface section of the bus bar.
Die Trennschicht kann beispielsweise durch eine Kunststofffolie gebildet sein, insbesondere eine Folie aus einem Hochleistungskunststoff, zum Beispiel einem Material enthaltend Polyimid, insbesondere Polysuccinimid (PSI), Polybismaleinimid (PBMI), Polyimidsulfon (PISO) oder Polymethacrylimid (PMI), oder einem ähnlich leistungsfähigen Kunststoffmaterial. Die Kunststofffolie ist vorzugsweise (bei bestimmungsgemäßer Verwendung im Betrieb des Steckverbinderteils auftretenden Temperaturen) nicht schmelzbar und stellt eine elektrische Isolierung mit hoher Durchschlagfestigkeit auch bei kleiner Foliendicke zur Verfügung. The separating layer can be formed, for example, by a plastic film, in particular a film made of a high-performance plastic, for example a material containing polyimide, in particular polysuccinimide (PSI), polybismaleimide (PBMI), polyimide sulfone (PISO) or polymethacrylimide (PMI), or a similarly efficient plastic material . The plastic film is preferably non-meltable (at the temperatures occurring during operation of the connector part when used as intended) and provides electrical insulation with high dielectric strength even with a small film thickness.
Beispielsweise kann die Kunststofffolie eine Dicke gleich oder kleiner als 0,1 mm, vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,07 mm, weiter vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,03 mm, aufweisen. Dadurch, dass die Trennschicht eine kleine Dicke (Wandstärke) aufweist, ergibt sich ein kleiner Wärmewiderstand an der Trennschicht, sodass Wärme effizient an der Stromschiene aufgenommen und über die Kühleinheit abgeleitet werden kann. For example, the plastic film can have a thickness equal to or less than 0.1 mm, preferably equal to or less than 0.07 mm, more preferably equal to or less than 0.03 mm. The fact that the separating layer has a small thickness (wall thickness) results in a low thermal resistance at the separating layer, so that heat can be efficiently absorbed at the busbar and dissipated via the cooling unit.
Die Kunststofffolie, insbesondere bei Ausgestaltung aus einem Polyimidmaterial, soll eine hohe, dauerhafte Spannungsfestigkeit mit Bezug auf das elektrische Potenzial zwischen dem Leistungskontakt und dem Kühlmittelfluss aufweisen. Der flächennormierte thermische Widerstand der Trennschicht entspricht dem Quotienten aus der Dicke (Wandstärke) der Trennschicht und der spezifischen Wärmeleitfähigkeit der Trennschicht. Somit sind zur Minimierung des thermischen Widerstands die Wandstarke klein und/oder die Wärmeleitfähigkeit groß zu wählen. Dadurch, dass bei Ausgestaltung der Trennschicht durch eine Kunststofffolie die Dicke (Wandstärke) sehr klein sein kann, insbesondere bei Ausgestaltung aus einem Polyimidmaterial, kann der thermische Widerstand an der Trennschicht auch bei nur mittlerer spezifischer Wärmeleitfähigkeit der Trennschicht, zum Beispiel in einem Bereich von 0,4 W/(mK), klein sein. The plastic film, in particular when it is made of a polyimide material, should have a high, permanent dielectric strength with regard to the electrical potential between the power contact and the coolant flow. The surface-normalized thermal resistance of the separating layer corresponds to the quotient of the thickness (wall thickness) of the separating layer and the specific thermal conductivity of the separating layer. Thus, in order to minimize the thermal resistance, the wall thickness should be small and/or the thermal conductivity should be large. Due to the fact that the thickness (wall thickness) can be very small when the separating layer is made of a plastic film, especially when it is made of a polyimide material, the thermal resistance at the separating layer can be increased even if the specific thermal conductivity of the separating layer is only average, for example in a range from 0 .4 W/(mK), to be small.
Die durch eine Kunststofffolie ausgebildete Trennschicht kann beispielsweise mit dem Flächenabschnitt der Stromschiene verklebt oder in sonstiger Weise verbunden sein, um eine flächige, enge Überdeckung des Flächenabschnitts durch die Trennschicht zu gewährleisten. Die Trennschicht kann zusätzliche, an der Kunststofffolie angeordnete, funktionale Schichten, zum Beispiel Bedampfungen, aufweisen, um einen Wärmeübergang und/oder die Spannungsfestigkeit für den Anwendungszweck anzupassen. The separating layer formed by a plastic film can, for example, be glued or connected in some other way to the surface section of the conductor rail in order to ensure a flat, tight covering of the surface section by the separating layer. The separating layer can have additional functional layers arranged on the plastic film, for example vapor coatings, in order to adapt heat transfer and/or the dielectric strength to the intended use.
In einer Ausgestaltung kann die Trennschicht durch ein Wärmeleitelement gebildet sein, das aus einem von dem Material des Gehäuses unterschiedlichen Material gefertigt ist. Das Gehäuse kann beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein. Das Wärmeleitelement ist demgegenüber aus einem von dem Kunststoffmaterial des Gehäuses unterschiedlichen Material, zum Beispiel einem Material enthaltend Silikonkautschuk, gefertigt. In one configuration, the separating layer can be formed by a heat-conducting element that is made of a material that is different from the material of the housing. The housing can be made of a plastic material, for example. In contrast, the heat-conducting element is made of a material that is different from the plastic material of the housing, for example a material containing silicone rubber.
Silikonkautschuk bezeichnet Elastomere, die aus Silikon-Polymerketten bestehen, mit abwechselnd angeordneten, alternierenden Sauerstoff- und Siliziumatomen, also -Si-O-Si- Bindungen (Siloxanbindungen). Sie werden daher auch Polyorganosiloxane genannt. Silicone rubber refers to elastomers consisting of silicone polymer chains with alternately arranged, alternating oxygen and silicon atoms, i.e. -Si-O-Si- bonds (siloxane bonds). They are therefore also called polyorganosiloxanes.
Bei Ausgestaltung der Trennschicht durch ein (flächig erstrecktes) Wärmeleitelement kann das Wärmeleitelement beispielsweise eine Dicke gleich oder kleiner als 1 mm, vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,5 mm aufweisen. Eine solche durch ein Wärmeleitelement ausgebildete Trennschicht kann eine große spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweisen, zum Beispiel bis hin zu 5 W/(mK). Ein solches Wärmeleitelement kann somit trotz einer vergleichsweise großen Wandstärke einen geringen thermischen Übergangswiderstand aufweisen. If the separating layer is formed by a heat-conducting element (which extends over a surface), the heat-conducting element can, for example, have a thickness equal to or less than 1 mm, preferably equal to or less than 0.5 mm. Such a separating layer formed by a thermally conductive element can have a high specific thermal conductivity, for example up to 5 W/(mK). Such a heat-conducting element can therefore have a low thermal transition resistance despite a comparatively large wall thickness.
Das Wärmeleitelement überdeckt den Flächenabschnitt der Stromschiene flächig und ist beispielsweise mit dem Flächenabschnitt verklebt. The heat-conducting element covers the surface section of the busbar over a large area and is glued to the surface section, for example.
In einer Ausgestaltung kann die Trennschicht zum Beispiel durch eine elektrisch isolierende Beschichtung an dem Flächenabschnitt, zum Beispiel durch eine Lackierung oder Beflockung an dem Flächenabschnitt, gebildet sein. In one configuration, the separating layer can be formed, for example, by an electrically insulating coating on the surface section, for example by lacquering or flocking on the surface section.
Das Gehäuse ist an dem Flächenabschnitt der Stromschiene angeordnet, beispielsweise mit dem Gehäuse verschraubt. Die Trennschicht kann hierbei eine Zwischenlage zwischen dem Gehäuse und dem Flächenabschnitt einnehmen. Um hierbei einen fluiddichten Übergang zwischen dem Gehäuse und der Trennschicht herzustellen, kann zwischen dem Gehäuse und der T rennschicht zum Beispiel eine Dichtung angeordnet sein, zum Beispiel eine an einer dem Flächenabschnitt zugewandten Seite des Gehäuses umlaufende Dichtung, die zwischen dem Gehäuse und der Trennschicht einen fluiddichten Übergang gegen ein Austreten des Kühlmediums schafft. Ist der Flächenabschnitt der Stromschiene flach erstreckt, ist auch die Trennschicht zur flächigen Überdeckung des Flächenabschnitts flach erstreckt. Ist der Flächenabschnitt hingegen gekrümmt, so ist auch die Trennschicht gekrümmt. Ist der Flächenabschnitt zylindrisch ausgebildet, kann sich die Trennschicht beispielsweise als Schlauchabschnitt innerhalb des Flächenabschnitts oder außerhalb um den Flächenabschnitt herum erstrecken. The housing is arranged on the surface section of the conductor rail, for example screwed to the housing. In this case, the separating layer can assume an intermediate position between the housing and the surface section. In order to produce a fluid-tight transition between the housing and the separating layer, a seal, for example, can be arranged between the housing and the separating layer, for example a circumferential seal on a side of the housing facing the surface section, which seals between the housing and the separating layer creates a fluid-tight transition against leakage of the cooling medium. If the surface section of the busbar is flat, the separating layer for covering the surface section is also flat. If, on the other hand, the surface section is curved, then the separating layer is also curved. If the surface section is cylindrical, the separating layer can extend, for example as a tube section, inside the surface section or outside around the surface section.
Vorteilhafterweise ist die Kammeranordnung ausgebildet, den Kühlmittelfluss mäandrierend in die Strömungsrichtung zu dem Flächenabschnitt hin und entgegen der Strömungsrichtung von dem Flächenabschnitt weg zu leiten. Der Kühlmittelfluss strömt somit senkrecht zu dem Flächenabschnitt hin und auch senkrecht von dem Flächenabschnitt wieder weg. Dadurch, dass der Kühlmittelfluss an mehreren Punkten senkrecht auf den Flächenabschnitt gerichtet ist, kann Wärme über die Fläche des Flächenabschnitts verteilt an der Stromschiene aufgenommen und somit in günstiger, effizienter Weise von der Stromschiene abgeleitet werden. Advantageously, the chamber arrangement is designed to guide the flow of coolant meandering in the flow direction towards the surface section and away from the surface section counter to the flow direction. The flow of coolant thus flows perpendicularly towards the surface section and also perpendicularly away from the surface section. Due to the fact that the coolant flow is directed perpendicularly onto the surface section at several points, heat can be distributed over the surface of the surface section and absorbed by the busbar and thus dissipated from the busbar in a favorable, efficient manner.
Weist das Steckverbinderteil, insbesondere zum Übertragen eines Ladestroms in Form eines Gleichstroms, zwei Steckkontakte auf, die jeweils mit einer Stromschiene verbunden sind, so kann das Gehäuse beispielsweise zwischen den Flächenabschnitten angeordnet sein und den Kühlmittelfluss mäandrierend zwischen den Flächenabschnitten hin und her leiten. Der Kühlmittelfluss wird somit senkrecht auf die Flächenabschnitte der Stromschienen gerichtet und kann damit an den Flächenabschnitten in effizienter Weise Wärme aufnehmen. If the connector part has two plug contacts, in particular for transmitting a charging current in the form of a direct current, which are each connected to a busbar, the housing can be arranged, for example, between the surface sections and meander the flow of coolant back and forth between the surface sections. The flow of coolant is thus directed perpendicularly onto the surface sections of the busbars and can thus efficiently absorb heat at the surface sections.
In einer Ausgestaltung ist eine erste Kammer der Kammeranordnung ausgebildet, den Kühlmittelfluss in die Strömungsrichtung zu dem Flächenabschnitt hin zu leiten. Die erste Kammer kann beispielsweise einen ersten Strömungsquerschnitt aufweisen. An die erste Kammer schließt beispielsweise in die Strömungsrichtung ein erster Anströmkanal an, der dazu dient, den Kühlmittelfluss aus der ersten Kammer in die Strömungsrichtung hin zu dem Flächenabschnitt zu leiten. Der erste Anströmkanal weist hierbei vorzugsweise einen gegenüber dem Strömungsquerschnitt der ersten Kammer reduzierten Strömungsquerschnitt auf, sodass der Kühlmittelfluss in dem Anströmkanal mit reduziertem Strömungsquerschnitt und somit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit hin zu dem Flächenabschnitt der Stromschiene geleitet wird und senkrecht auf den Flächenabschnitt der Stromschiene trifft. In one configuration, a first chamber of the chamber arrangement is designed to direct the flow of coolant in the direction of flow towards the surface section. The first chamber can have a first flow cross section, for example. A first inflow channel, for example in the direction of flow, is connected to the first chamber and serves to guide the flow of coolant from the first chamber in the direction of flow towards the surface section. The first inflow channel preferably has a flow cross section that is reduced compared to the flow cross section of the first chamber, so that the coolant flow in the inflow channel with a reduced flow cross section and thus increased flow speed is directed towards the surface section of the busbar and meets the surface section of the busbar perpendicularly.
In einer Ausgestaltung ist eine mit der ersten Kammer in Strömungsverbindung stehende, zweite Kammer ausgebildet, den Kühlmittelfluss entgegen der Strömungsrichtung von dem Flächenabschnitt weg zu leiten. Die zweite Kammer ist stromabwärts der ersten Kammer angeordnet und empfängt somit den Kühlmittelfluss aus der ersten Kammer. Die zweite Kammer leitet den Kühlmittelfluss von dem Flächenabschnitt der Stromschiene weg, beispielsweise hin zu einem Flächenabschnitt einer benachbarten, einem anderen Steckkontakt zugeordneten Stromschiene. In one embodiment, a second chamber that is in flow connection with the first chamber is designed to direct the flow of coolant away from the surface section counter to the direction of flow. The second chamber is downstream of the first chamber arranged and thus receives the coolant flow from the first chamber. The second chamber directs the flow of coolant away from the surface section of the busbar, for example towards a surface section of an adjacent busbar assigned to another plug contact.
An die zweite Kammer kann hierbei ein zweiter Anströmkanal anschließen, der dazu dient, den Kühlmittelfluss aus der zweiten Kammer entgegen der Strömungsrichtung zu leiten, zum Beispiel senkrecht hin zu dem Flächenabschnitt der benachbarten Stromschiene. Auch der zweite Anströmkanal kann einen reduzierten Strömungsquerschnitt aufweisen. Der Strömungsquerschnitt der zweiten Kammer kann beispielsweise dem Strömungsquerschnitt der ersten Kammer entsprechen. Der zweite Anströmkanal weist demgegenüber einen reduzierten Strömungsquerschnitt auf, der beispielsweise dem Strömungsquerschnitt des ersten Anströmkanals entspricht. In this case, a second inflow channel can be connected to the second chamber, which is used to direct the coolant flow from the second chamber counter to the direction of flow, for example perpendicularly to the surface section of the adjacent busbar. The second inflow channel can also have a reduced flow cross section. The flow cross section of the second chamber can, for example, correspond to the flow cross section of the first chamber. In contrast, the second inflow channel has a reduced flow cross section, which corresponds, for example, to the flow cross section of the first inflow channel.
Mit der zweiten Kammer kann in Stromabwärtsrichtung eine dritte Kammer in Strömungsverbindung stehen, die dazu ausgebildet ist, den Kühlmittelfluss (wiederum) in die Strömungsrichtung zu dem Flächenabschnitt der Stromschiene hin zu leiten. An die dritte Kammer kann ein dritter Anströmkanal in die Strömungsrichtung anschließen, der den Kühlmittelfluss mit reduziertem Strömungsquerschnitt senkrecht entlang der Strömungsrichtung hin zu dem Flächenabschnitt leitet. A third chamber may be in flow communication with the second chamber in a downstream direction and is adapted to direct the coolant flow (again) in the flow direction toward the surface portion of the bus bar. A third inflow channel can connect to the third chamber in the direction of flow, which directs the flow of coolant with a reduced flow cross section perpendicularly along the direction of flow towards the surface section.
An die dritte Kammer können weitere Kammern anschließen, die so zueinander angeordnet sind und miteinander in Strömungsverbindung stehen, dass der Kühlmittelfluss mäandrierend hin zu dem Flächenabschnitt und von dem Flächenabschnitt weg geleitet wird, sodass der Kühlmittelfluss an mehreren Punkten senkrecht auf den Flächenabschnitt trifft und damit Wärme an dem Flächenabschnitt in günstiger, effizienter Weise aufgenommen werden kann. Further chambers can be connected to the third chamber, which are arranged in relation to one another and are in flow connection with one another in such a way that the coolant flow is directed in a meandering manner towards the surface section and away from the surface section, so that the coolant flow hits the surface section perpendicularly at several points and thus heats up can be accommodated on the surface section in a favorable, efficient manner.
Der Flächenabschnitt ist entlang einer Ebene erstreckt, die durch eine Längsrichtung und eine Höhenrichtung aufgespannt ist. Zu der Längsrichtung und der Höhenrichtung ist eine Querrichtung senkrecht gerichtet, die einer Flächennormalen der Ebene entspricht. Die Kammern der Kammeranordnung können insgesamt entlang der Längsrichtung und/oder entlang der Höhenrichtung und/oder entlang der Querrichtung zueinander versetzt sein, wobei die Kammern gemeinsam einen Strömungskanal ausbilden, der den Kühlmittelfluss vorzugsweise mäandrierend senkrecht hin zum Flächenabschnitt und auch senkrecht wieder weg von dem Flächenabschnitt leitet. In einer Ausgestaltung sind die Kammern in zwei Höhenebenen angeordnet. Eine erste Anordnung von Kammern kann hierbei entlang einer zur Höhenrichtung senkrechten, ersten Höhenebene verteilt zueinander angeordnet sein. Eine zweite Anordnung von Kammern kann demgegenüber entlang einer zur Höhenrichtung senkrechten, zur ersten Höhenebene beabstandeten, zweiten Höhenebene verteilt zueinander angeordnet sein. In den höhenversetzten Anordnungen der Kammern wird der Kühlmittelfluss jeweils mäandrierend geleitet. Hat der Kühlmittelfluss die Kammern einer Höhenebene durchströmt, tritt der Kühlmittelfluss in die Kammern der anderen Höhenebene ein und wird durch diese Kammern wiederum mäandrierend geleitet. The surface section extends along a plane that is spanned by a longitudinal direction and a vertical direction. A transverse direction, which corresponds to a surface normal of the plane, is directed perpendicularly to the longitudinal direction and the vertical direction. The chambers of the chamber arrangement can be offset from one another overall along the longitudinal direction and/or along the height direction and/or along the transverse direction, with the chambers together forming a flow channel which preferably meanders the coolant flow perpendicularly towards the surface section and also perpendicularly away from the surface section again directs. In one embodiment, the chambers are arranged on two levels. A first arrangement of chambers can be arranged distributed relative to one another along a first vertical plane perpendicular to the vertical direction. A second arrangement of chambers, on the other hand, can be arranged distributed relative to one another along a second vertical plane perpendicular to the vertical direction and spaced apart from the first vertical plane. In the height-staggered arrangement of the chambers, the coolant flow is guided in a meandering manner. If the flow of coolant has flowed through the chambers of one level, the flow of coolant enters the chambers of the other level and is again guided in a meandering manner through these chambers.
Einer jeden Anordnung von Kammern kann hierbei ein Anschluss zum Anschließen einer Kühlmittelleitung zugeordnet sein. Insbesondere kann die erste Anordnung von Kammern einen ersten Anschluss zum Einleiten des Kühlmittelflusses und die zweite Anordnung von Kammern einen zweiten Anschluss zum Ableiten des Kühlmittelflusses aufweisen. A connection for connecting a coolant line can be assigned to each arrangement of chambers. In particular, the first arrangement of chambers can have a first port for initiating the flow of coolant and the second arrangement of chambers can have a second port for diverting the flow of coolant.
Die Anschlüsse können jeweils mit einem Kühlmittelschlauch verbindbar sein, wobei die Kühlmittelschläuche beispielsweise in einem mit dem Steckverbinderteil verbundenen, auch die Lastleitungen führenden Ladekabel geführt sind. Über das Ladekabel kann das Steckverbinderteil beispielsweise mit einer Ladestation verbunden sein. The connections can each be connectable to a coolant hose, the coolant hoses being routed, for example, in a charging cable connected to the connector part and also carrying the load lines. The connector part can be connected to a charging station, for example, via the charging cable.
In einer Ausgestaltung weist das Steckverbinderteil zwei elektrische Steckkontakte und zwei jeweils mit einem der Steckkontakte verbundene, jeweils einen Flächenabschnitt aufweisende Stromschienen auf. Die Kühleinheit ist hierbei zwischen den Flächenabschnitten der Stromschienen angeordnet. Das Gehäuse der Kühleinheit ist mit den Flächenabschnitten verbunden, beispielsweise mit den Flächenabschnitten verklebt oder verschraubt. Über die Kammeranordnung im Gehäuse der Kühleinheit wird ein Kühlmittelfluss mäandrierend vorzugsweise zwischen den Flächenabschnitten hin und her geleitet, sodass der Kühlmittelfluss abwechselnd senkrecht auf den einen Flächenabschnitt und den anderen Flächenabschnitt gerichtet wird und dabei zwischen den Flächenabschnitten hin und her strömt. Wärme kann somit an beiden Flächenabschnitten effizient aufgenommen und von den Flächenabschnitten abgeleitet werden. In one embodiment, the connector part has two electrical plug contacts and two busbars, each connected to one of the plug contacts and each having a surface section. In this case, the cooling unit is arranged between the surface sections of the busbars. The housing of the cooling unit is connected to the surface sections, for example glued or screwed to the surface sections. A meandering coolant flow is preferably directed back and forth between the surface sections via the chamber arrangement in the housing of the cooling unit, so that the coolant flow is alternately directed perpendicularly to one surface section and the other surface section and flows back and forth between the surface sections. Heat can thus be efficiently absorbed at both surface sections and dissipated from the surface sections.
Ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs umfasst ein Steckverbinderteil der vorangehend beschriebenen Art. Ein solches Ladesystem umfasst zudem ein Gegensteckverbinderteil, das steckend mit dem Steckverbinderteil verbunden werden kann. Das Steckverbinderteil kann beispielsweise einen Ladestecker verwirklichen, der an einem Ladekabel angeordnet ist. Das Gegensteckverbinderteil kann demgegenüber beispielsweise als Ladebuchse an dem Elektrofahrzeug angeordnet sein und mit dem Steckverbinderteil in Form des Ladesteckers verbunden werden kann. Über das Ladekabel kann der Ladestecker beispielsweise an eine Ladestation angeschlossen sein, sodass in verbundener Stellung des Steckverbinderteils und des Gegensteckverbinderteils Ladeströme von der Ladestation zum Elektrofahrzeug übertragen werden können. A charging system for charging an electric vehicle includes a connector part of the type described above. Such a charging system also includes a mating connector part that can be plugged into the connector part. The connector part can, for example, realize a charging plug that is arranged on a charging cable. In contrast, the mating connector part can, for example be arranged as a charging socket on the electric vehicle and can be connected to the connector part in the form of the charging plug. The charging plug can be connected to a charging station via the charging cable, for example, so that when the connector part and the mating connector part are in the connected position, charging currents can be transmitted from the charging station to the electric vehicle.
Denkbar ist aber auch, dass das Steckverbinderteil eine Ladebuchse auf Seiten eines Elektrofahrzeugs verwirklicht. However, it is also conceivable that the connector part implements a charging socket on the part of an electric vehicle.
Ein Steckverbinderteil der hier beschriebenen Art kann insbesondere zum Übertragen von Ladeströmen in Form von Gleichströmen eingesetzt werden. Ein solches Steckverbinderteil kann aber auch zum Übertragen von Ladeströmen in Form von Wechselströmen dienen. A connector part of the type described here can be used in particular for transmitting charging currents in the form of direct currents. However, such a connector part can also be used to transmit charging currents in the form of alternating currents.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen: The idea on which the invention is based is to be explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments illustrated in the figures. Show it:
Fig. 1 eine Ansicht einer Ladestation mit einem daran angeordneten Ladekabel zum Verbinden mit einem Elektrofahrzeug; 1 shows a view of a charging station with a charging cable arranged thereon for connection to an electric vehicle;
Fig. 2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Steckverbinderteils in Form eines Ladesteckers; 2 shows a view of an exemplary embodiment of a connector part in the form of a charging plug;
Fig. 3A eine Ansicht des Steckverbinderteils, ohne ein Gehäuse; 3A is a view of the connector part without a housing;
Fig. 3B eine andere Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 3A; FIG. 3B shows another view of the arrangement according to FIG. 3A;
Fig. 4A eine Anordnung von Steckkontakten des Steckverbinderteils, mit einer zwischen Stromschienen der Steckkontakte angeordneten Kühleinheit; 4A shows an arrangement of plug contacts of the plug connector part, with a cooling unit arranged between busbars of the plug contacts;
Fig. 4B eine andere Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 4A; FIG. 4B shows another view of the arrangement according to FIG. 4A;
Fig. 5A eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 4A; FIG. 5A shows a side view of the arrangement according to FIG. 4A;
Fig. 5B eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 4A; FIG. 5B shows a plan view of the arrangement according to FIG. 4A;
Fig. 6A eine Explosionsansicht der Anordnung gemäß Fig. 4A; Fig. 6B die Explosionsansicht aus anderer Perspektive; FIG. 6A is an exploded view of the assembly of FIG. 4A; 6B shows the exploded view from a different perspective;
Fig. 7A eine teilweise freigeschnittene Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 4A; FIG. 7A shows a partially cut-away view of the arrangement according to FIG. 4A;
Fig. 7B eine andere Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 7A; FIG. 7B shows another view of the arrangement according to FIG. 7A;
Fig. 8A eine Schnittansicht entlang der Linie l-l gemäß Fig. 7B; Fig. 8A is a sectional view taken along line I-I of Fig. 7B;
Fig. 8B eine Schnittansicht entlang der Linie ll-ll gemäß Fig. 7B; Fig. 8B is a sectional view taken along line II-II of Fig. 7B;
Fig. 8C eine vergrößerte Ansicht im Ausschnitt A gemäß Fig. 8A; FIG. 8C shows an enlarged view of section A according to FIG. 8A; FIG.
Fig. 9 eine Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 5B, darstellend einen Kühlmittelfluss durch die Kühleinheit; FIG. 9 is a view of the assembly of FIG. 5B showing coolant flow through the cooling unit;
Fig. 10A eine vergrößerte, ausschnittsweise Ansicht der Schnittansicht gemäß Fig. 8A, darstellend einen Kühlmittelfluss durch Kammern einer Kammeranordnung der Kühleinheit; und 10A is an enlarged, fragmentary view of the sectional view of FIG. 8A showing coolant flow through chambers of a chamber assembly of the refrigeration unit; and
Fig. 10B eine vergrößerte, ausschnittsweise Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 8B, darstellend einen Kühlmittelfluss durch Kammern der Kammeranordnung der Kühleinheit. 10B is an enlarged, fragmentary view of the assembly of FIG. 8B showing coolant flow through chambers of the chamber assembly of the refrigeration unit.
Fig. 1 zeigt ein Ladesystem umfassend eine Ladestation 1 , die zum Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 4, auch bezeichnet als Elektrofahrzeug, dient. Die Ladestation 1 ist dazu ausgestaltet, einen Ladestrom in Form eines Wechselstroms oder eines Gleichstroms zur Verfügung zu stellen und weist ein Kabel 2 auf, das mit einem Ende 201 mit der Ladestation 1 und mit einem anderen Ende 200 mit einem Steckverbinderteil 3 in Form eines Ladesteckers verbunden ist. 1 shows a charging system comprising a charging station 1, which is used to charge an electrically driven vehicle 4, also referred to as an electric vehicle. The charging station 1 is designed to provide a charging current in the form of an alternating current or a direct current and has a cable 2 which is connected to the charging station 1 at one end 201 and to a connector part 3 in the form of a charging plug at the other end 200 connected is.
Wie aus der vergrößerten Ansicht gemäß Fig. 2 ersichtlich, weist das Steckverbinderteil 3 an einem Gehäuse 30 Steckabschnitte 300, 301 auf, mit denen das Steckverbinderteil 3 steckend mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil 5 in Form einer Ladebuchse an dem Fahrzeug 4 in Eingriff gebracht werden kann. Auf diese Weise kann die Ladestation 1 elektrisch mit dem Fahrzeug 4 verbunden werden, um Ladeströme von der Ladestation 1 hin zu dem Fahrzeug 4 zu übertragen. Um ein zügiges Aufladen des Elektrofahrzeugs 4 z.B. im Rahmen eines sogenannten Schnellladevorgangs zu ermöglichen, weisen die übertragenen Ladeströme eine große Stromstärke, z.B. größer als 500 A, gegebenenfalls sogar in der Größenordnung von 700 A oder darüber, auf. Aufgrund solch hoher Ladeströme kommt es an dem Kabel 2 und auch am Ladestecker 3 sowie der Ladebuchse 5 zu thermischen Verlusten, die zu einem Erwärmen des Kabels 2, des Ladesteckers 3 und der Ladebuchse 5 führen können. As can be seen from the enlarged view according to FIG. 2, the connector part 3 has plug-in sections 300, 301 on a housing 30, with which the connector part 3 can be brought into engagement with an associated mating connector part 5 in the form of a charging socket on the vehicle 4. In this way, the charging station 1 can be electrically connected to the vehicle 4 in order to transmit charging currents from the charging station 1 to the vehicle 4 . In order to enable the electric vehicle 4 to be charged quickly, for example as part of a so-called rapid charging process, the charging currents transmitted have a high current intensity, for example greater than 500 A, possibly even of the order of 700 A or more. Due to such high charging currents, thermal losses occur on the cable 2 and also on the charging plug 3 and the charging socket 5, which can lead to the cable 2, the charging plug 3 and the charging socket 5 heating up.
Eine zulässige Erwärmung an Bauteilen des Ladesystems ist hierbei normativ begrenzt, zum Beispiel auf einen Wert von maximal 50 K. Hieraus folgt, dass Maßnahmen ergriffen werden müssen, um eine übermäßige Erwärmung im Ladebetrieb zu verhindern, insbesondere wenn große Stromstärken, zum Beispiel in der Größenordnung von 700 A oder darüber, eingesetzt werden. Permissible heating of components of the charging system is limited by standards, for example to a maximum value of 50 K. It follows that measures must be taken to prevent excessive heating during charging, especially when large currents, for example in the order of magnitude of 700 A or more.
Bei dem Steckverbinderteil 3 in Form des Ladesteckers gemäß Fig. 2 sind an dem oberen Steckabschnitt 300 an Steckdomen 302 Steckkontakte angeordnet, die zum Beispiel zum Übertragen von Steuersignalen oder als (mit einer Erdungsleitung 22, siehe Fig. 3B, verbundener) Erdungskontakt dienen. An dem unteren Steckabschnitt 301 sind an Steckdomen 303 demgegenüber Steckkontakte 31 A, 31 B angeordnet, die als Lastkontakte zum Übertragen eines Ladestroms in Form eines Gleichstroms dienen. Bei steckendem Verbinden mit dem zugeordneten Gegensteckverbinderteil 5 in Form der Ladebuchse auf Seiten des Elektrofahrzeugs 4 gelangen die Steckkontakte 31 A, 31 B mit zugeordneten Gegenkontaktelementen auf Seiten der Ladebuchse 5 in elektrischen Kontakt, sodass ein Ladestrom von der Ladestation 1 zum Elektrofahrzeug 4 übertragen werden kann. In the connector part 3 in the form of the charging connector according to FIG. 2, plug-in contacts are arranged on the upper plug-in section 300 on plug domes 302, which serve, for example, to transmit control signals or as a grounding contact (connected to a grounding line 22, see FIG. 3B). In contrast, plug-in contacts 31A, 31B are arranged on plug domes 303 on the lower plug-in section 301, which plug contacts serve as load contacts for transmitting a charging current in the form of a direct current. When plugged into the associated mating connector part 5 in the form of the charging socket on the side of the electric vehicle 4, the plug contacts 31 A, 31 B come into electrical contact with associated mating contact elements on the side of the charging socket 5, so that a charging current can be transmitted from the charging station 1 to the electric vehicle 4 .
Bei dem dargestellten Steckverbinderteil 3 in Form des Ladesteckers ist eine aktive Kühlung vorgesehen, um Wärme insbesondere im Bereich der den Ladestrom führenden Steckkontakte 31 A, 31 B aufzunehmen und abzuleiten, um auf diese Weise die Erwärmung an dem Steckverbinderteil 3 zu begrenzen. In the illustrated connector part 3 in the form of the charging plug, active cooling is provided in order to absorb and dissipate heat, particularly in the area of the plug contacts 31A, 31B carrying the charging current, in order to limit the heating of the connector part 3 in this way.
Wie dies aus Fig. 3A, 3B bis 6A, 6B ersichtlich ist, ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des Steckverbinderteils 3 einem jeden Steckkontakt 31 A, 31 B eine Stromschiene 32A, 32B zugeordnet, über die der jeweilige Steckkontakte 31 A, 31 B mit einer Anordnung von je zwei Lastleitungen 21 A, 21 B verbunden ist. As can be seen from Fig. 3A, 3B to 6A, 6B, in the illustrated embodiment of the connector part 3, each plug contact 31A, 31B is assigned a busbar 32A, 32B, via which the respective plug contacts 31A, 31B are connected to a Arrangement of two load lines 21 A, 21 B is connected.
Ein jeder Steckkontakt 31 A, 31 B weist einen Kontaktabschnitt 310 in Form einer Steckbuchse auf, über die eine steckende Verbindung mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement in Form eines Kontaktstifts des Gegensteckverbinderteils 5 hergestellt werden kann. An einem dem Kontaktabschnitt 310 abgewandten Ende ist der Steckkontakt 31A, 31 B mit einem zugeordneten, flanschförmigen Ende 321 der zugeordneten Stromschiene 32A, 32B verbunden, sodass darüber der jeweilige Steckkontakt 31 A, 31 B an der Stromschiene 32A, 32B mechanisch festgelegt und elektrisch mit der Stromschiene 32A, 32B kontaktiert ist. Each plug-in contact 31A, 31B has a contact section 310 in the form of a socket, via which a plug-in connection can be made with an associated mating contact element in the form of a contact pin of the mating connector part 5 . at one At the end facing away from the contact section 310, the plug contact 31A, 31 B is connected to an associated, flange-shaped end 321 of the associated busbar 32A, 32B, so that the respective plug contact 31 A, 31 B is mechanically fixed to the bus bar 32A, 32B and electrically connected to the bus bar 32A, 32B is contacted.
An einem dem Ende 321 abgewandten Ende 320 ist jede Stromschiene 32A, 32B mit einer Anordnung von Lastleitungen 21 A, 21 B verbunden. Eine jede Stromschiene 32A, 32B ist hierbei mit zwei Lastleitungen 21 A, 21 B verbunden, die somit gemeinsam mit dem jeweils zugeordneten Steckkontakt 31 A, 31 B verbunden sind und einen Ladestrom in Form eines Gleichstroms über die Steckkontakte 31 A, 31 B führen. At an end 320 remote from end 321, each bus bar 32A, 32B is connected to an array of load lines 21A, 21B. Each busbar 32A, 32B is connected to two load lines 21A, 21B, which are thus connected together to the associated plug contact 31A, 31B and carry a charging current in the form of a direct current via the plug contacts 31A, 31B.
Die Lastleitungen 21 A, 21 B sind gemeinsam in dem mit dem Steckverbinderteil 3 verbundenen Ladekabel 2 geführt und in einem Kabelmantel 20 des Ladekabels 2 eingefasst (siehe zum Beispiel Fig. 3A, 3B). The load lines 21A, 21B are routed together in the charging cable 2 connected to the connector part 3 and enclosed in a cable jacket 20 of the charging cable 2 (see, for example, FIGS. 3A, 3B).
Zwischen den Stromschienen 32A, 32B ist eine Kühleinheit 33 angeordnet, die zum Aufnehmen und Abführen von Wärme an den Stromschienen 32A, 32B dient. Eine jede Stromschiene 32A, 32B weist hierbei einen flächig erstreckten Flächenabschnitt 322 auf. Die Flächenabschnitte 322 der Stromschienen 32A, 32B erstrecken sich parallel zueinander und sind jeweils über Schraubverbindungen fest mit einem Gehäuse 330 der Kühleinheit 33 verbunden, sodass die Stromschienen 32A, 32B über die Kühleinheit 33 mechanisch aneinander festgelegt sind. A cooling unit 33 is arranged between the busbars 32A, 32B and serves to absorb and dissipate heat on the busbars 32A, 32B. Each busbar 32A, 32B has a surface section 322 that extends over a flat area. The surface sections 322 of the busbars 32A, 32B extend parallel to one another and are each firmly connected to a housing 330 of the cooling unit 33 via screw connections, so that the busbars 32A, 32B are mechanically fixed to one another via the cooling unit 33 .
Das Gehäuse 330 der Kühleinheit 33 ist aus einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial gefertigt. The housing 330 of the cooling unit 33 is made of an electrically insulating plastic material.
In dem Gehäuse 330 ist zum Bereitstellen der Kühlung eine Kammeranordnung 332 geformt, wie dies aus Fig. 6A, 6B in Zusammenschau mit Fig. 7A, 7B ersichtlich ist, über die ein Kühlmittelfluss durch das Gehäuse 330 hindurch und an den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B geleitet werden kann. A chamber arrangement 332 is formed in the housing 330 to provide cooling, as can be seen from Figs. 6A, 6B in conjunction with Figs. 7A, 7B, via which a flow of coolant through the housing 330 and at the surface portions 322 of the bus bars 32A , 32B can be routed.
Wie dies aus Fig. 6A, 6B ersichtlich ist, ist das Gehäuse 330 an den den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B zugewandten Seiten offen, sodass das Gehäuse 330 die in dem Gehäuse 30 geformten Kammern hin zu den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B nicht verschließt. Zwischen dem Gehäuse 330 und den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B ist hierbei jedoch an jeder Seite eine Trennschicht 331 A, 331 B in Form einer aus einem Polyimidmaterial gefertigten Kunststofffolie angeordnet, die eine Zwischenlage zwischen dem Gehäuse 330 und dem Flächenabschnitt 322 an der jeweiligen Seite des Gehäuses 330 einnimmt und somit die Kammeranordnung im Inneren des Gehäuses 330 von dem Flächenabschnitt 322 trennt. As can be seen from FIGS. 6A, 6B, the housing 330 is open on the sides facing the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B, so that the housing 330 extends the chambers formed in the housing 30 towards the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B not locked. However, a separating layer 331 A, 331 B in the form of a plastic film made of a polyimide material is arranged on each side between the housing 330 and the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B, which forms an intermediate layer between the housing 330 and the surface section 322 on the respective Side of the housing 330 occupies and thus separates the chamber arrangement inside the housing 330 from the surface portion 322.
Die Trennschicht 331 A, 331 B besteht aus einem elektrisch isolierenden Material. Über die Trennschicht 331 A, 331 B ist das Kühlmedium im Inneren der Kühleinheit 33 somit elektrisch von der jeweiligen Stromschiene 32A, 32B getrennt. Über eine umlaufende Dichtung 333 an jeder Seite des Gehäuses 330 ist sichergestellt, dass Kühlmittel nicht aus dem Inneren des Gehäuses 330 austreten und in elektrischen Kontakt mit der jeweiligen Stromschiene 32A, 32B gelangen kann. The separating layer 331A, 331B consists of an electrically insulating material. The cooling medium inside the cooling unit 33 is thus electrically isolated from the respective busbar 32A, 32B via the separating layer 331A, 331B. A circumferential seal 333 on each side of the housing 330 ensures that coolant cannot escape from the interior of the housing 330 and come into electrical contact with the respective busbar 32A, 32B.
An die Kühleinheit 33 sind Kühlmittelleitungen 23, 24 angeschlossen, die gemeinsam mit den Lastleitungen 21 A, 21 B in dem Ladekabel 2 geführt sind. Eine erste Kühlmittelleitung 23 ist hierbei an einen ersten Anschluss 334 angeschlossen. Eine zweite Kühlmittelleitung 24 ist an einen höhenversetzten Anschluss 338 an der gleichen Seite des Gehäuses 330 angeschlossen (siehe insbesondere Fig. 6B). Coolant lines 23, 24 are connected to the cooling unit 33 and are routed in the charging cable 2 together with the load lines 21A, 21B. A first coolant line 23 is connected to a first connection 334 . A second coolant line 24 is connected to an offset port 338 on the same side of the housing 330 (see in particular Figure 6B).
Die Kammeranordnung 332 im Inneren des Gehäuses 330 besteht aus einer Mehrzahl von in Strömungsverbindung miteinander stehenden Kammern, die einen Kühlmittelfluss durch die Kühleinheit 33 zwischen den Anschlüssen 334, 338 leiten. Die Kammern der Kammeranordnung 332 sind hierbei so zueinander angeordnet, dass ein mäandrierender Kühlmittelfluss eingestellt wird, der mäandrierend zwischen den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B hin und her geleitet wird und somit Wärme an den Stromschienen 32A, 32B aufnehmen kann. Chamber assembly 332 within housing 330 consists of a plurality of fluidly connected chambers which direct coolant flow through cooling unit 33 between ports 334,338. The chambers of the chamber arrangement 332 are arranged relative to one another such that a meandering flow of coolant is set, which is conducted back and forth in a meandering manner between the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B and can thus absorb heat on the busbars 32A, 32B.
Die Flächenabschnitte 322 der Stromschienen 32A, 32B erstrecken sich jeweils entlang einer durch eine Längsrichtung X und eine Höhenrichtung Z aufgespannten Ebene P (siehe Fig. 10A, 10B), wobei sich die Flächenabschnitte 322 der Stromschienen 32A, 32B parallel zueinander erstrecken und entlang einer Querrichtung Y zueinander beabstandet sind. The surface sections 322 of the busbars 32A, 32B each extend along a plane P spanned by a longitudinal direction X and a vertical direction Z (see Fig. 10A, 10B), with the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B extending parallel to one another and along a transverse direction Y are spaced from each other.
In dem Gehäuse 330 sind zwei Anordnungen von Kammern geformt, die sich auf unterschiedlichen Höhenpositionen (betrachtet entlang der Höhenrichtung Z) befinden und jeweils einem der Anschlüsse 334, 338 zugeordnet sind. Der Anschluss 334 dient hierbei als Zufluss zum Einleiten eines Kühlmittelflusses in die auf der Höhe des Anschlusses 334 befindliche Anordnung von Kammern (in Fig. 6B entsprechend der oberen Anordnung von Kammern innerhalb des Gehäuses 330). Der Anschluss 338 dient demgegenüber als Abfluss zum Ableiten des Kühlmittelflusses aus der auf der Höhe des Anschlusses 338 befindlichen Anordnung von Kammern (in Fig. 6B entsprechend der unteren Anordnung von Kammern innerhalb des Gehäuses 330). Two arrangements of chambers are formed in the housing 330, which are located at different height positions (viewed along the height direction Z) and are each assigned to one of the connections 334, 338. Connection 334 serves as an inflow for introducing a coolant flow into the at the level of connection 334 located array of chambers (in Fig. 6B corresponding to the upper array of chambers within the housing 330). Port 338, on the other hand, serves as a drain for diverting coolant flow from the array of chambers located at the level of port 338 (corresponding to the lower array of chambers within housing 330 in FIG. 6B).
Fig. 8A und 8B zeigen Querschnittsansichten entlang der Linien l-l und ll-ll nach Fig. 7B. Die Querschnittsansichten stellen hierbei Schnitte durch die obere, erste, dem Anschluss 334 zugeordnete Anordnung von Kammern dar, durch die hindurch ein Kühlmittelfluss nach Einleitung über den Anschluss 334 strömt, um sodann in die untere Anordnung von Kammern einzutreten und durch die untere Anordnung von Kammern zum Anschluss 338 zu strömen und über den Anschluss 338 abgeleitet zu werden. Figs. 8A and 8B show cross-sectional views taken along lines I-I and II-II of Fig. 7B. The cross-sectional views represent sections through the upper, first array of chambers associated with port 334, through which a flow of coolant flows after being introduced via port 334 to then enter the lower array of chambers and through the lower array of chambers to the To flow to port 338 and to be drained via port 338.
Aus der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 8C ist ersichtlich, dass die Kammern der Kammeranordnung 332 jeweils zu den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B hin offen sind, dabei aber über die jeweils zugeordnete Trennschicht 331 A, 331 B von dem Flächenabschnitt 322 der Stromschiene 32A, 32B getrennt und somit elektrisch isoliert sind. Über die umlaufende Dichtung 333 ist das Gehäuse 330 am Übergang zur Trennschicht 331 A, 331 B fluiddicht abgedichtet, sodass Kühlmittel nicht aus dem Inneren des Gehäuses 330 am Übergang zur Trennschicht 331 A, 331 B ausströmen kann. The enlarged representation according to FIG. 8C shows that the chambers of the chamber arrangement 332 are each open towards the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B, but are separated from the surface section 322 of the busbar 32A via the respectively assigned separating layer 331A, 331B , 32B are separated and thus electrically isolated. The circumferential seal 333 seals the housing 330 in a fluid-tight manner at the transition to the separating layer 331A, 331B, so that coolant cannot flow out of the interior of the housing 330 at the transition to the separating layer 331A, 331B.
In Fig. 9 ist der prinzipielle Kühlmittelfluss F dargestellt, der sich einstellt, wenn das Kühlmittel durch die Kammeranordnung 332 im Inneren des Gehäuses 330 der Kühleinheit 33 geleitet wird. Ersichtlich ist insbesondere, dass der Kühlmittelfluss F mäandrierend zwischen den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B geleitet wird und somit abwechselnd senkrecht hin zu dem Flächenabschnitt 322 der einen Stromschiene 32A und anschließend senkrecht hin zu dem Flächenabschnitt 322 der anderen Stromschiene 32B geleitet wird. Der Kühlmittelfluss F trifft somit abwechselnd senkrecht auf die eine Stromschiene 32A und auf die andere Stromschiene 32B. Durch dieses Anströmen der Stromschienen 32A, 32B kann ein guter Wärmeübergang zwischen dem Kühlmittelfluss F und den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B eingestellt und somit Wärme effizient an den Stromschienen 32A, 32B aufgenommen werden. FIG. 9 shows the basic coolant flow F that occurs when the coolant is conducted through the chamber arrangement 332 inside the housing 330 of the cooling unit 33 . It can be seen in particular that the coolant flow F is routed in a meandering manner between the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B and is thus alternately routed perpendicularly to the surface section 322 of one busbar 32A and then perpendicularly to the surface section 322 of the other busbar 32B. The flow of coolant F thus meets alternately perpendicularly on one busbar 32A and on the other busbar 32B. As a result of this flow against the busbars 32A, 32B, good heat transfer can be established between the coolant flow F and the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B, and heat can therefore be efficiently absorbed on the busbars 32A, 32B.
Der Kühlmittelfluss F, wie er prinzipiell in Fig. 9 dargestellt ist, wird durch die Kammern der Kammeranordnung 332 im Inneren des Gehäuses 330 eingestellt. Die Kammern stehen hierbei miteinander in Strömungsverbindung und werden ausgehend von dem Anschluss 334 nacheinander durchströmt, wobei die Kammern so miteinander verbunden und zueinander angeordnet sind, dass sich ein mäandrierender Kühlmittelfluss F, wie in Fig. 9 dargestellt, ergibt. The coolant flow F, as shown in principle in FIG. 9, is set by the chambers of the chamber arrangement 332 inside the housing 330. In this case, the chambers are in flow connection with one another and, starting from the connection 334 , flows through them one after the other, the chambers thus being connected to one another and to one another are arranged such that a meandering flow of coolant F, as shown in FIG. 9, results.
Bezugnehmend nunmehr auf Fig. 10A und 10B, strömt der Kühlmittelfluss F ausgehend von dem Anschluss 334 zunächst in eine Kammern 335-1 ein und wird in der Kammer 335-1 in eine Strömungsrichtung S hin zu dem entlang einer Ebene P flächig erstreckten Flächenabschnitt 322 der Stromschiene 32A geleitet (Fig. 10A), um sodann durch eine Strömungsöffnung 336-1 in eine darunterliegende Kammer 335-2 zu gelangen und durch die Kammer 335-2 in entgegengesetzte Richtung zu der anderen Stromschiene 32B zu strömen (Fig. 10B). Auf Seiten der anderen Stromschiene 32A strömt der Kühlmittelfluss F durch eine Strömungsöffnung 336-2 in eine über der Kammer 335-2 liegende Kammern 335-3 ein (Fig. 10A), um aus dieser Kammer 335-3 in eine entlang der Längsrichtung X benachbarte KammerReferring now to FIGS. 10A and 10B, the coolant flow F flows from the connection 334 first into a chamber 335-1 and is directed in the chamber 335-1 in a flow direction S towards the surface section 322 of the 10A) to then pass through a flow orifice 336-1 into an underlying chamber 335-2 and flow through chamber 335-2 in the opposite direction to the other bus bar 32B (FIG. 10B). On the side of the other busbar 32A, the coolant flow F flows through a flow opening 336-2 into a chamber 335-3 located above the chamber 335-2 (FIG. 10A) and out of this chamber 335-3 into an adjacent one along the longitudinal direction X chamber
335-4 einzuströmen. 335-4 to flow in.
Während die Kammern 335-1 ... 335-3 zum Einleiten des Kühlmittelflusses F ausgehend von dem Anschluss 334 dienen, sind eine Mehrzahl von Paaren von Kammern 335-4, 335-5; 335- 6, 335-7; 335-8, 335-9; 335-10, 335-11 (entlang der Längsrichtung X) aneinander angereiht, die jeweils spiegelverkehrt (zu einer mittig zwischen den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B gelegenen Symmetrieebene) zueinander angeordnet und ausgebildet sind und seriell miteinander in Strömungsverbindung stehen. While the chambers 335-1 ... 335-3 serve to initiate the coolant flow F from the port 334, a plurality of pairs of chambers 335-4, 335-5; 335-6, 335-7; 335-8, 335-9; 335-10, 335-11 (along the longitudinal direction X) lined up next to one another, which are each arranged and formed mirror-inverted to one another (with respect to a plane of symmetry located centrally between the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B) and are serially in fluid communication with one another.
Ausgehend von der Kammer 335-3 strömt der Kühlmittelfluss F durch eine StrömungsöffnungStarting from the chamber 335-3, the coolant flow F flows through a flow opening
336-3 (Fig. 10A) in die Kammer 335-4 ein und wird in der Kammer 335-4 entlang der Strömungsrichtung S hin zu dem Flächenabschnitt 322 der Stromschiene 32A geleitet. An einer mittleren Wandung 339 des Gehäuses 330 strömt der Kühlmittelfluss F in einen Anströmkanal 337-1 ein, der an die Kammer 335-4 in die Strömungsrichtung S anschließt und den Kühlmittelfluss F mit reduziertem Strömungsquerschnitt senkrecht auf den Flächenabschnitt 322 der Stromschiene 32A leitet, wie dies aus Fig. 10B ersichtlich ist. 336-3 (FIG. 10A) into the chamber 335-4 and is guided in the chamber 335-4 along the direction of flow S towards the surface section 322 of the busbar 32A. At a middle wall 339 of the housing 330, the coolant flow F flows into an inflow channel 337-1, which connects to the chamber 335-4 in the direction of flow S and directs the coolant flow F with a reduced flow cross section perpendicularly onto the surface section 322 of the busbar 32A, such as this can be seen from Fig. 10B.
Insbesondere weist die Kammer 335-4 einen Strömungsquerschnitt Q1 auf, der in dem Anströmkanal 337-1 zu einem Strömungsquerschnitt Q2 reduziert ist. Dies führt zu einer Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in dem Anströmkanal 337-1 , sodass der Kühlmittelfluss F mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit senkrecht auf den Flächenabschnitt 322 der Stromschiene 32A trifft. In particular, the chamber 335-4 has a flow cross section Q1, which is reduced to a flow cross section Q2 in the inflow channel 337-1. This leads to an increase in the flow speed in the inflow channel 337 - 1 , so that the coolant flow F hits the surface section 322 of the busbar 32A perpendicularly at an increased flow speed.
Aus dem Anströmkanal 337-1 strömt der Kühlmittelfluss F in die Kammer 335-5 ein und gelangt aus der Kammer 335-5 über eine Strömungsöffnung 336-4 (Fig. 10A) in die entlang der Längsrichtung X benachbarte Kammer 335-6. In der Kammer 335-6 wird der Kühlmittelfluss F nunmehr hin zu der anderen Stromschiene 32B geleitet, wobei der Kühlmittelfluss F an der mittleren Wandung 339 in einen an die Kammer 335-6 anschließenden Anströmkanal 337-2 einströmt und über den Anströmkanal 337-2 somit wiederum mit reduziertem Strömungsquerschnitt und somit mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit senkrecht auf den Flächenabschnitt 322 der Stromschiene 32B geleitet wird. The coolant flow F flows out of the inflow channel 337-1 into the chamber 335-5 and passes out of the chamber 335-5 via a flow opening 336-4 (FIG. 10A) into the chamber chamber 335-6 adjacent to the longitudinal direction X. In the chamber 335-6, the coolant flow F is now directed to the other busbar 32B, the coolant flow F flowing at the middle wall 339 into an inflow channel 337-2 adjoining the chamber 335-6 and thus via the inflow channel 337-2 again with a reduced flow cross-section and thus with an increased flow speed is directed perpendicularly onto the surface section 322 of the conductor rail 32B.
Aus dem Anströmkanal 337-2 strömt der Kühlmittelfluss F in die anschließende Kammer 335- 7 und durch die Strömungsöffnung 336-5 in die entlang der Längsrichtung X benachbarte Kammer 335-8 ein, in der der Kühlmittelfluss F wiederum hin zu der Stromschiene 32A geleitet wird und durch den anschließenden Anströmkanal 337-3 senkrecht auf die Stromschiene 32A trifft. Über die anschließende Kammer 335-9, die Strömungsöffnung 336-6, die Kammer 335-The coolant flow F flows from the inflow channel 337-2 into the adjoining chamber 335-7 and through the flow opening 336-5 into the adjacent chamber 335-8 along the longitudinal direction X, in which the coolant flow F is in turn directed to the conductor rail 32A and through the adjoining inflow channel 337-3 hits the conductor rail 32A perpendicularly. Via the adjoining chamber 335-9, the flow opening 336-6, the chamber 335-
10 und den Anströmkanal 337-4 wird der Kühlmittelfluss F sodann zurück zur Stromschiene 32B geleitet. 10 and the inflow channel 337-4, the coolant flow F is then directed back to the busbar 32B.
Aus dem Anströmkanal 337-4 (Fig. 10A) tritt der Kühlmittelfluss F in die letzte Kammer 335-The coolant flow F exits the inflow channel 337-4 (Fig. 10A) into the last chamber 335-
11 der Anordnung von Kammern auf dieser Höhenebene ein. Am Boden dieser Kammer 335- 11 ist eine Strömungsöffnung 336-7 geformt, über die der Kühlmittelfluss F nunmehr in die darunter gelegene Anordnung von Kammern geleitet wird, um durch die Kammern dieser unteren Ebene wiederum mäandrierend zurück zu strömen und über den Anschluss 338 abgeleitet zu werden. 11 of the arrangement of chambers at this level. A flow opening 336-7 is formed at the bottom of this chamber 335-11, via which the coolant flow F is now directed into the arrangement of chambers below, in order to flow back meandering through the chambers of this lower level and derived via the connection 338 become.
Durch die Anordnung der Kammern 335-1 ... 335-11 wird ein Strömungskanal geschaffen, der den Kühlmittelfluss F mäandrierend hin und zurück zwischen den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B leitet. Dadurch, dass der Kühlmittelfluss F abwechselnd senkrecht auf die eine Stromschiene 32A und die andere Stromschiene 32B geleitet wird, kann Wärme mit gutem Wärmeübergangskoeffizienten effizient an den Stromschienen 32A, 32B aufgenommen und abgeleitet werden. The arrangement of the chambers 335-1 . . . 335-11 creates a flow channel which guides the coolant flow F in a meandering manner back and forth between the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B. Because the coolant flow F is alternately conducted perpendicularly to one busbar 32A and the other busbar 32B, heat can be efficiently absorbed and dissipated at the busbars 32A, 32B with a good heat transfer coefficient.
Durch die Trennschichten 331 A, 331 B zwischen dem Gehäuse 330 und den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B wird zudem eine zuverlässige elektrische Isolierung zwischen der Kühleinheit 33 und den Stromschienen 32A, 32B erreicht. Weil die Trennschichten 331 A, 331 B, ausgebildet zum Beispiel durch je eine dünne Kunststofffolie, dünn ausgebildet sein können, beeinträchtigen die Trennschichten 331 A, 331 B den Wärmeübergang an den Stromschienen 32A, 32B vorteilhafterweise nicht wesentlich. Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auch in anderer Weise verwirklicht werden. Reliable electrical insulation between the cooling unit 33 and the busbars 32A, 32B is also achieved by the separating layers 331A, 331B between the housing 330 and the surface sections 322 of the busbars 32A, 32B. Because the separating layers 331A, 331B, formed for example by a thin plastic film each, can be made thin, the separating layers 331A, 331B advantageously do not significantly impair the heat transfer at the busbars 32A, 32B. The idea on which the invention is based is not limited to the preceding exemplary embodiments, but can also be implemented in a different way.
Ein Steckverbinderteil der hier in Rede stehenden Art kann einen Ladestecker zum Beispiel an einem Ladekabel oder eine Ladebuchse zum Beispiel auf Seiten eines Elektrofahrzeugs verwirklichen. A connector part of the type in question can implement a charging plug, for example on a charging cable, or a charging socket, for example on the part of an electric vehicle.
Ein solches Steckverbinderteil kann insbesondere zum Übertragen eines Ladestroms in Form eines Gleichstroms dienen. Denkbar ist aber auch, dass das Steckverbinderteil zum Übertragen eines Ladestroms in Form eines Wechselstroms ausgestaltet ist. Such a connector part can be used in particular to transmit a charging current in the form of a direct current. However, it is also conceivable that the connector part is designed to transmit a charging current in the form of an alternating current.
Eine aktive Kühlung kann an einem Steckkontakt oder auch an mehreren Steckkontakten vorgesehen sein. Active cooling can be provided on one plug contact or on several plug contacts.
Eine Stromschiene kann als separates Bauelement zu einem Steckkontakt ausgebildet sein, kann aber auch integral mit dem Steckkontakt geformt und somit durch einen Abschnitt des Steckkontakts verwirklicht sein. A busbar can be designed as a separate component for a plug contact, but it can also be formed integrally with the plug contact and thus be realized by a section of the plug contact.
Der Flächenabschnitt der Stromschiene kann flach erstreckt sein. Der Flächenabschnitt kann aber auch gekrümmt sein. Die Trennschicht zur Isolation ist entsprechend zur flächigen Überdeckung des Flächenabschnitts der Stromschiene flach oder gekrümmt ausgebildet. The surface section of the bus bar can be extended flat. However, the surface section can also be curved. The separating layer for the insulation is flat or curved in accordance with the planar covering of the surface section of the busbar.
Bezugszeichenliste Reference List
Ladestation charging station
2 Ladekabel 2 charging cables
20 Kabelmantel 20 cable jacket
200, 201 Ende 200, 201 end
21A, 21 B Lastleitung 21A, 21B load line
22 Erdungsleitung 22 ground wire
23, 24 Kühlmittelschlauch23, 24 coolant hose
3 Ladestecker 3 charging plugs
30 Gehäuse 30 housing
300, 301 Steckabschnitt300, 301 mating section
302, 303 Steckdom 302, 303 socket
31A, 31 B Steckkontakt 31A, 31B plug contact
310 Kontaktabschnitt310 contact section
311 Ende 311 end
32A, 32B Stromschiene 32A, 32B power rail
320, 321 Ende 320, 321 end
322 Flächenabschnitt322 surface section
33 Kühleinheit 33 cooling unit
330 Gehäuse 330 case
331 A, 331 B Trennschicht (Folie)331 A, 331 B separating layer (foil)
332 Kammeranordnung332 chamber arrangement
333 Dichtung 333 seal
334 Zufluss 334 inflow
335-1...335-11 Kammer 335-1...335-11 Chamber
336-1...336-7 Strömungsöffnung336-1...336-7 flow opening
337-1...337-4 Anströmkanal 337-1...337-4 inflow channel
338 Abfluss 338 drain
339 Wandung 339 wall
4 Fahrzeug 4 vehicle
5 Ladebuchse 5 charging socket
E Einsteckrichtung E insertion direction
F Kühlmittelfluss F coolant flow
P Ebene P level
Q1, Q2 StrömungsquerschnittQ1, Q2 flow cross-section
S Strömungsrichtung X LängsrichtungS flow direction X Longitudinal
Y QuerrichtungY transverse direction
Z Höhenrichtung Z height direction

Claims

Patentansprüche patent claims
1. Steckverbinderteil (3) für ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs (4), mit einem Steckabschnitt (301) zum steckenden Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil (5), zumindest einem an dem Steckabschnitt (301) angeordneten elektrischen Steckkontakt (31 A, 31 B) zum Übertragen eines Ladestroms und zumindest einer elektrisch mit dem zumindest einen Steckkontakt (31 A, 31 B) verbundenen, mit einer Lastleitung (21 A, 21 B) verbindbaren Stromschiene (32A, 32B), die einen flächig entlang einer Ebene (P) erstreckten Flächenabschnitt (322) aufweist, gekennzeichnet durch eine Kühleinheit (33), die ein an dem Flächenabschnitt (322) angeordnetes Gehäuse (33) und eine in dem Gehäuse (33) angeordnete Kammeranordnung (332) zum Leiten eines Kühlmittelflusses (F) aufweist, wobei die Kammeranordnung (332) eine Mehrzahl von miteinander in Strömungsverbindung stehenden Kammern (335-1...335-11) umfasst und zumindest einige der Kammern (335- 1...335-11) ausgebildet sind, einen Kühlmittelfluss (F) entlang einer zu der Ebene (P) senkrechten Strömungsrichtung (S) zu leiten. 1. Connector part (3) for a charging system for charging an electric vehicle (4), with a plug-in section (301) for plugging connection to a mating connector part (5), at least one electrical plug-in contact (31 A, 31 B) arranged on the plug-in section (301). ) for transmitting a charging current and at least one busbar (32A, 32B) which is electrically connected to the at least one plug contact (31 A, 31 B) and can be connected to a load line (21 A, 21 B), which has a surface area along a plane (P) has an extended surface section (322), characterized by a cooling unit (33) which has a housing (33) arranged on the surface section (322) and a chamber arrangement (332) arranged in the housing (33) for conducting a coolant flow (F), wherein the chamber arrangement (332) comprises a plurality of chambers (335-1...335-11) in fluid communication with one another and at least some of the chambers (335-1...335-11) are formed, a coolant flow (F) along a flow direction (S) perpendicular to the plane (P).
2. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (330) an einer dem Flächenabschnitt (322) zugewandten Seite offen ist. 2. Connector part (3) according to claim 1, characterized in that the housing (330) on a surface portion (322) facing side is open.
3. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Gehäuse (330) und dem Flächenabschnitt (322) angeordnete, elektrisch isolierende Trennschicht (331 A, 331 B). 3. Connector part (3) according to claim 1 or 2, characterized by an electrically insulating separating layer (331 A, 331 B) arranged between the housing (330) and the surface section (322).
4. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (331 A, 331 B) durch eine Kunststofffolie gebildet ist. 4. Connector part (3) according to claim 3, characterized in that the separating layer (331 A, 331 B) is formed by a plastic film.
5. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie aus einem Material enthaltend Polyimid gefertigt ist. 5. Connector part (3) according to claim 4, characterized in that the plastic film is made of a material containing polyimide.
6. Steckverbinderteil (3) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht eine Dicke gleich oder kleiner als 0,1 mm, vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,07 mm aufweist. 6. connector part (3) according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the separating layer has a thickness equal to or less than 0.1 mm, preferably equal to or less than 0.07 mm.
7. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (331 A, 331 B) durch ein Wärmeleitelement gebildet ist, das aus einem von dem Material des Gehäuses (33) unterschiedlichen Material gefertigt ist. 7. Connector part (3) according to claim 3, characterized in that the separating layer (331 A, 331 B) is formed by a heat-conducting element which is made of a different material from the material of the housing (33).
8. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement aus einem Material enthaltend Silikonkautschuk gefertigt ist. 8. connector part (3) according to claim 7, characterized in that the heat conducting element is made of a material containing silicone rubber.
9. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement eine Dicke gleich oder kleiner als 1 mm, vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,5 mm aufweist. 9. connector part (3) according to claim 7 or 8, characterized in that the heat conducting element has a thickness equal to or less than 1 mm, preferably equal to or less than 0.5 mm.
10. Steckverbinderteil (3) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (33) eine zwischen dem Gehäuse (330) und der T rennschicht (331 A, 331 B) angeordnete Dichtung (333) aufweist. 10. Connector part (3) according to one of Claims 3 to 9, characterized in that the cooling unit (33) has a seal (333) arranged between the housing (330) and the separating layer (331 A, 331 B).
11 . Steckverbinderteil (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammeranordnung (332) ausgebildet ist, den Kühlmittelfluss (F) mäandrierend in die Strömungsrichtung (S) zu dem Flächenabschnitt (322) hin und entgegen der Strömungsrichtung (S) von dem Flächenabschnitt (322) weg zu leiten. 11 . Connector part (3) according to one of the preceding claims, characterized in that the chamber arrangement (332) is designed so that the coolant flow (F) meanders in the direction of flow (S) towards the surface section (322) and counter to the direction of flow (S) from the To guide surface portion (322) away.
12. Steckverbinderteil (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Kammer (335-4) ausgebildet ist, den Kühlmittelfluss (F) in die Strömungsrichtung (S) zu dem Flächenabschnitt (322) hin zu leiten. 12. Connector part (3) according to any one of the preceding claims, characterized in that a first chamber (335-4) is designed to direct the coolant flow (F) in the flow direction (S) to the surface section (322).
13. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an die erste Kammer (335-4) ein erster Anströmkanal (337-1) zum Leiten des Kühlmittelflusses (F) aus der ersten Kammer (335-4) in die Strömungsrichtung (S) hin zu dem Flächenabschnitt (322) anschließt, wobei der erste Anströmkanal (337-1) einen gegenüber einem Strömungsquerschnitt (Q1) der ersten Kammer (335-4) reduzierten Strömungsquerschnitt (Q2) aufweist. 13. Connector part (3) according to claim 12, characterized in that the first chamber (335-4) has a first inflow channel (337-1) for conducting the coolant flow (F) from the first chamber (335-4) in the direction of flow (S) towards the surface section (322), the first inflow channel (337-1) having a flow cross section (Q2) that is reduced compared to a flow cross section (Q1) of the first chamber (335-4).
14. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der ersten Kammer (335-4) in Strömungsverbindung stehende, zweite Kammer (335-6) ausgebildet ist, den Kühlmittelfluss (F) entgegen der Strömungsrichtung (S) von dem Flächenabschnitt (322) weg zu leiten. 14. Connector part (3) according to Claim 12 or 13, characterized in that a second chamber (335-6) which is in flow communication with the first chamber (335-4) is designed to direct the flow of coolant (F) against the direction of flow (S ) away from the surface portion (322).
15. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an die zweite Kammer (335-6) ein zweiter Anströmkanal (337-2) zum Leiten des Kühlmittelflusses (F) aus der zweiten Kammer (335-6) entgegen der Strömungsrichtung (S) anschließt, wobei der zweite Anströmkanal (337-2) einen gegenüber einem Strömungsquerschnitt (Q1) der zweiten Kammer (335-6) reduzierten Strömungsquerschnitt (Q2) aufweist. 15. Connector part (3) according to claim 14, characterized in that to the second chamber (335-6) a second inflow channel (337-2) for conducting the coolant flow (F) from the second chamber (335-6) against the flow direction (S) connects, wherein the second inflow channel (337-2) has a flow cross section (Q2) that is reduced compared to a flow cross section (Q1) of the second chamber (335-6).
16. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der zweiten Kammer (335-6) in Strömungsverbindung stehende, dritte Kammer (335-8) ausgebildet ist, den Kühlmittelfluss (F) in die Strömungsrichtung (S) zu dem Flächenabschnitt (322) hin zu leiten. 16. Connector part (3) according to Claim 14 or 15, characterized in that a third chamber (335-8) which is in flow communication with the second chamber (335-6) is designed to direct the flow of coolant (F) in the direction of flow (S ) towards the surface section (322).
17. Steckverbinderteil (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene durch eine Längsrichtung (X) und eine Höhenrichtung (Z) aufgespannt und senkrecht zu einer Querrichtung (Y) erstreckt ist, wobei zumindest einige der Kammern (335-1...335-11) entlang der Längsrichtung (X) und/oder entlang der Höhenrichtung (Z) und/oder entlang der Querrichtung (Y) zueinander versetzt sind. 17. Connector part (3) according to one of the preceding claims, characterized in that the plane is spanned by a longitudinal direction (X) and a height direction (Z) and perpendicular to a transverse direction (Y), wherein at least some of the chambers (335- 1...335-11) are offset from one another along the longitudinal direction (X) and/or along the vertical direction (Z) and/or along the transverse direction (Y).
18. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Anordnung von Kammern (335-1...335-11) entlang einer zur Höhenrichtung (Z) senkrechten, ersten Höhenebene verteilt zueinander angeordnet ist und eine zweite Anordnung von Kammern (335-1...335-11) entlang einer zur Höhenrichtung (Z) senkrechten, zur ersten Höhenebene beabstandeten, zweiten Höhenebene verteilt zueinander angeordnet ist. 18 connector part (3) according to claim 17, characterized in that a first arrangement of chambers (335-1 ... 335-11) along a height direction (Z) perpendicular to the vertical, first vertical plane is distributed to each other and a second arrangement of Chambers (335-1...335-11) are distributed along a second height plane perpendicular to the height direction (Z) and spaced apart from the first height plane.
19. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anordnung von Kammern (335-1...335-11) einen ersten Anschluss (334) zum Einleiten des Kühlmittelflusses (F) und die zweite Anordnung von Kammern (335-1...335-11) einen zweiten Anschluss (338) zum Ableiten des Kühlmittelflusses (F) aufweisen. 19. Connector part (3) according to claim 18, characterized in that the first arrangement of chambers (335-1 ... 335-11) has a first connection (334) for introducing the coolant flow (F) and the second arrangement of chambers ( 335-1...335-11) have a second connection (338) for diverting the coolant flow (F).
20. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschluss (334) und der zweite Anschluss (338) jeweils mit einem Kühlmittelschlauch (23, 24) verbindbar sind. 20. Connector part (3) according to claim 19, characterized in that the first connection (334) and the second connection (338) can each be connected to a coolant hose (23, 24).
21. Steckverbinderteil (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbinderteil (3) zwei elektrische Steckkontakte (31A, 31 B) und zwei jeweils mit einem der Steckkontakte (31 A, 31 B) verbundene, jeweils einen Flächenabschnitt (322) aufweisende Stromschienen (32A, 32B) aufweist, wobei die Kühleinheit (33) zwischen den Flächenabschnitten (322) der Stromschienen (32A, 32B) angeordnet ist. Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs (4), mit einem Steckverbinderteil (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche. 21. Connector part (3) according to one of the preceding claims, characterized in that the connector part (3) has two electrical plug contacts (31A, 31B) and two each with one of the plug contacts (31A, 31B) connected, each having a surface section ( 322) having busbars (32A, 32B), wherein the Cooling unit (33) between the surface portions (322) of the busbars (32A, 32B) is arranged. Charging system for charging an electric vehicle (4), with a connector part (3) according to one of the preceding claims.
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