WO2024120715A1 - Interchangeable insert for a charging socket and charging socket - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a replacement insert for a charging socket and a charging socket for an electric vehicle or a charger.
- the present invention is described below mainly in connection with charging connectors for electric vehicles.
- An electrically powered vehicle can have a charging socket for charging the vehicle's traction battery.
- a charging plug from a charging cable can be plugged into the charging socket.
- the traction battery can be charged via the charging socket by a charger, i.e. a charging station, a wall box or a so-called charging brick.
- the charger can also have such a charging socket into which the other charging plug of the charging cable is plugged.
- Electrical contact elements are arranged in the charging socket in a way that prevents contact.
- the contact elements can be designed as contact pins and, with corresponding counterparts in the charging plug, create an electrically conductive connection with the charging cable.
- the contact elements are subject to mechanical wear and tear as a result of plugging and unplugging processes. If the charging socket is worn out, the entire charging socket can be replaced.
- One object of the invention is therefore to provide an improved charging socket using the simplest possible construction means.
- An improvement can, for example, relate to improved maintainability and an increased service life of the charging socket.
- contact elements of a charging socket are arranged in an exchangeable replacement part.
- the contact elements are arranged in a carrier in such a way that they are in the intended relative positions to one another, i.e. in the places specified by a plug face of the charging plug or a socket face of the charging socket. If at least one of the contact elements is worn, the old replacement part with the old contact elements is exchanged, i.e. removed and replaced with a new replacement part or a replacement part with unworn contact elements.
- the replacement part can also be referred to as a replacement insert.
- the replacement part is accessible from the back or the back of the charging socket.
- a service cover of the charging socket is opened and the interior of the charging socket is accessed through an opening.
- the old replacement part is electrically disconnected, mechanically dismantled, pulled out of the socket face and removed from the interior through the opening.
- the new replacement part is through the opening from behind into the interior of the charging socket and the contact elements are inserted through holes in the socket face towards the front of the charging socket.
- the new replacement part is then mechanically attached to the charging socket, electrically connected and the service cover is closed.
- the service life of a charging socket is no longer limited by the wear and tear of its contact elements.
- a small replacement part can be replaced and the charging socket is as good as new again.
- the replacement part can be replaced quickly and easily.
- the replacement part can be the same for many different vehicles and chargers. This means that the replacement part can be produced cost-effectively in large quantities thanks to economies of scale, and the storage of spare parts is also simplified.
- a removable insert for a charging socket of a vehicle or a charging device wherein the removable insert has a carrier made of a plastic material and at least two contact elements partially overmolded by the plastic material, wherein the carrier has a mechanical interface to a receptacle of the charging socket arranged on an inner side of a socket face of the charging socket, wherein the contact elements have contact pins arranged on a front side of the carrier corresponding to openings in the socket face and electrical interfaces to a cable set of the vehicle or the charging device on a rear side of the carrier.
- a charging socket for a vehicle or a charging device wherein the charging socket has a receptacle for an exchangeable insert according to the first aspect on an inner side of a socket face of the charging socket, wherein the receptacle on the inner side can be closed by a service cover.
- a charging socket according to the second aspect with a removable insert according to the first aspect is proposed, wherein the removable insert is arranged in the receptacle and contact pins of contact elements of the removable insert are arranged in the socket face and the receptacle is closed on the inside by the service cover.
- a charging socket can have at least two contact elements for transmitting electrical energy between a charger and a charging cable or between the charging cable and a vehicle.
- the charging socket can be designed in particular for charging with direct current.
- the charging socket can be designed for charging with alternating current.
- the charging socket can also be designed for charging with direct current and alternating current and have at least seven contact elements for this purpose.
- the charging socket can also have contact elements for data transmission.
- the charging socket can correspond to a standardized standard for charging sockets.
- the contact elements can be designed to form a plug connection with corresponding counterparts.
- the contact elements can have contact pins which can form the plug connection with corresponding sleeves as the counterparts.
- the counterparts or sleeves can be arranged in a charging plug.
- the contact elements can be arranged in a plug geometry of the charging socket defined by the standard.
- the plug geometry can ensure centering and anti-twisting protection, as well as contact protection of the contact elements, with a corresponding counterpart of the charging plug.
- the plug geometry can define a plug face of the charging plug or a socket face of the charging socket.
- the plug face or socket face represents the positions of the contact elements.
- the contact elements for transmitting direct current can be arranged in a flattened, rounded plug geometry next to each other.
- the contact elements for transmitting alternating current can be arranged in a round plug geometry with a flattened area.
- the contact elements for transmitting alternating current can be arranged at equal distances around a central contact element.
- the contact elements are arranged in an exchangeable interchangeable insert.
- the interchangeable insert defines positions of the contact elements according to the plug geometry, without having the plug geometry itself.
- the plug geometry is part of the charging socket; in a charging socket for direct current and alternating current, the contact elements for direct current can be arranged in a direct current interchangeable insert.
- the contact elements for alternating current can be arranged in an alternating current interchangeable insert.
- the charging socket for direct current and alternating current can therefore have two interchangeable inserts.
- the contact elements combined in a removable insert are molded around a common carrier or a base body.
- the carrier consists, for example, of an electrically insulating, thermoplastic material.
- the carrier mechanically connects the contact elements to one another and is designed to be mechanically attached to the charging socket.
- the carrier specifies the positions of the contact elements according to the plug geometry or the socket face. When installed, a front side of the removable insert is aligned towards the outside of the charging socket. This means that the plug geometry of the charging socket is arranged between the removable insert and the outside.
- a mechanical interface of the carrier and a receptacle of the charging socket can be at least partially identical.
- elements for fastening and/or aligning the interchangeable insert on the charging socket can be identical.
- the mechanical interface can essentially be on the front of the carrier.
- the mechanical interface can also be arranged on the side surfaces of the carrier.
- the contact elements are designed in accordance with the standardized standard of the charging socket.
- the contact elements can be designed differently.
- the contact elements have an electrical interface on the back that fits a wiring harness of the vehicle or the charger.
- the electrical interface of at least one of the contact elements can be designed as a flat contact.
- the electrical interface of at least one of the contact elements can be designed as a round contact.
- the electrical interface of at least one of the contact elements can also be designed as a contact surface with a threaded hole or a threaded bolt.
- At least one of the contact elements can have an electrically conductive stamped grid between the contact pin and the electrical interface.
- the stamped grid can be overmolded with the plastic material.
- a stamped grid can be made of a metal material.
- the stamped grid can be punched out of roll material or sheet material.
- the stamped grid can in particular be aligned transversely to the contact pins.
- the stamped grid can run within the carrier.
- the stamped grid can be used to arrange the electrical interface of the contact element laterally offset from the contact pin.
- an end of the stamped grid opposite the contact pin can be bent out of a main extension plane of the stamped grid and form a flat contact protruding from the carrier as the electrical interface.
- the electrical interfaces of the contact elements combined in the interchangeable insert can be arranged in a plug-in geometry of the cable set.
- the plug-in geometry of the charging socket and the cable set can different.
- the plastic material of the carrier can electrically insulate the lead frames from each other.
- the interchangeable insert can have a ground contact. At least one of the contact elements can be electrically connected to the ground contact.
- a ground contact can be connected to a corresponding ground contact on the charging socket in order to achieve electrical potential equalization.
- the ground contact can be arranged laterally offset from the plug geometry of the charging socket or the contact pins of the interchangeable insert.
- the ground contact can be a fastening point of the mechanical interface of the carrier.
- the ground contact can be screwed to the ground contact of the charging socket.
- a screw or threaded bolt can penetrate a through hole of the ground contact and be screwed with a thread in a threaded hole or a nut.
- the ground contact can be electrically connected to the contact pin and the electrical interface via the lead frame.
- the lead frame can have a branch to the ground contact.
- the ground contact can thus be arranged laterally offset to the contact pin and/or the electrical interface.
- the interchangeable insert can have at least one temperature sensor thermally coupled to at least one of the contact elements.
- a temperature sensor can be injected into the carrier between the contact elements, for example.
- the temperature sensor can monitor the temperature of the contact elements when electrical energy is transmitted. Temperature values from the temperature sensor can be transmitted to the electronics of the charging socket via a data interface of the interchangeable insert.
- the temperature sensor can be part of a sensor integrated into or plugged into the interchangeable insert.
- the electronic unit can be designed as an overmolded circuit board, for example.
- the electronic unit can be arranged on the back of the interchangeable insert.
- the mechanical interface of the carrier can have a screw receptacle at at least one fastening point for screwing the interchangeable insert to the charging socket receptacle.
- a screw receptacle can be a through hole for a screw or a threaded bolt.
- the screw or threaded bolt can be arranged in the screw receptacle for screwing.
- the screw can be screwed into the charging socket receptacle.
- a nut can be screwed onto the threaded bolt.
- a screw connection can enable a very secure connection between the interchangeable insert and the charging socket. The screw connection can be screwed and loosened several times.
- the mechanical interface of the carrier can have a locking device at at least one fastening point for positively locking the interchangeable insert in the receptacle of the charging socket.
- a locking device can have a spring element and an undercut on a hook.
- the locking device can also be designed as a counterpart to the spring element and the hook.
- the spring element can be elastically deformed when the interchangeable insert is arranged in the receptacle.
- the hook can slide off the interchangeable insert and rust behind an edge when the interchangeable insert reaches the intended position.
- a mechanical positive locking can be achieved by rusting.
- FIG. 1 to 3 show spatial representations of interchangeable inserts according to embodiments
- Fig. 4 shows spatial representations of contact elements for interchangeable inserts according to embodiments.
- Fig. 5 shows a spatial representation of a charging socket with an exchangeable insert according to an embodiment.
- Fig. 1 shows a spatial representation of an interchangeable insert 100 according to an embodiment.
- the interchangeable insert 100 combines contact elements 102 of a charging socket in a compact, exchangeable unit.
- the interchangeable insert 100 has a carrier 104 made of a plastic material, in which the contact elements 102 are embedded such that they protrude on a front side 106 and a back side 108 of the carrier 104.
- the contact elements 102 are designed as contact pins 110 of the charging socket.
- the interchangeable insert 100 here has seven contact elements 102 in accordance with the EN 62196 Type 2 standard. Five of the contact elements 102 are designed on the back side 108 as electrical interfaces 112 for connecting a cable set.
- the electrical interfaces 112 are designed here as round contacts 114.
- the contact elements 102 are essentially spindle-shaped and each extend along a continuous central axis.
- the carrier 104 defines the positions of the contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard.
- the carrier 104 has a mechanical interface 116 on its front side 106 for fastening and aligning the interchangeable insert 100 in a corresponding receptacle of the charging socket.
- the mechanical interface 116 has at least two screw receptacles 118 for screwing the interchangeable insert 100 behind a socket face of the charging socket.
- Fig. 2 shows a spatial representation of an interchangeable insert 100 according to an embodiment.
- the interchangeable insert 100 essentially corresponds to the interchangeable insert in Fig. 1.
- the electrical interfaces 112 are designed as flat contacts 200.
- the flat contacts 200 are arranged laterally offset from the contact pins 110 and are connected to the contact pins 110 by overmolded lead frames 202.
- the lead frames 202 run within the carrier 104. Ends of the lead frames 202 are bent essentially perpendicular to the rear side 108 of the carrier 104 and form the flat contacts 200.
- the interchangeable insert 100 has a ground contact 204.
- the ground contact 204 is arranged on a side of the rear side 108 opposite the flat contacts 200.
- the ground contact 204 is designed as a screw receptacle 118 of the mechanical interface 116.
- the ground contact 204 is electrically connected to a ground contact of the receptacle when screwed.
- Fig. 3 shows a spatial representation of an interchangeable insert 100 according to an embodiment.
- the interchangeable insert 100 essentially corresponds to the interchangeable insert in Fig. 2.
- a cast electrical circuit 300 is arranged on the rear side 108.
- the circuit 300 has at least one temperature sensor and a data connection 302.
- the temperature sensor is thermally coupled to at least one of the contact elements 102 and represents a temperature of the contact element in a temperature value.
- the temperature value is provided for charging control via the data connection 302.
- the data connection 302 is arranged at the end of an arm protruding from the circuit 300.
- Fig. 4 shows spatial representations of contact elements 102 according to embodiments.
- the contact elements 102 essentially correspond to the contact elements in Figs. 1 and 2.
- the contact elements 102 are shown without the carrier or before overmolding.
- the contact elements 102 are either designed as round contacts 114 with the electrical interfaces 112 as in Fig. 1, or are designed as flat contacts 200 with stamped grids 202 as in Fig. 2 with the electrical interfaces 112. In the variants with stamped grids 202, the ground contact 204 is also contacted via one of the stamped grids 202.
- DC transmission contact elements 102 of charging sockets are shown as further embodiments of contact elements 102.
- the DC transmission contact elements 102 are arranged in pairs in a common carrier.
- the DC transmission contact elements 102 also have contact pins 110 on the front and electrical interfaces 112 on the back for connecting a cable set or flat conductors.
- the contact pins 110 have a significantly larger conductor cross-section compared to the contact pins according to the EN 62196 Type 2 standard.
- the electrical interfaces 112 are designed as round contacts 114.
- the contact elements 102 are essentially spindle-shaped.
- the electrical interfaces 112 are designed as contact sleeves 400 for round contacts.
- the contact sleeves 400 are arranged laterally offset from the contact pins 110 and are connected to the contact pins 110 via lead frames 202 with a correspondingly large line cross-section.
- the variants shown here thus result in four combinations of contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard and direct current transmission contact elements 102.
- the combinations are contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard with round contacts 114 and direct current transmission contact elements 102 with round contacts 114, contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard with flat contacts 200 and direct current transmission contact elements 102 with round contacts 114, contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard with round contacts 114 and direct current transmission contact elements 102 with contact sleeves 400 and contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard with flat contacts 200 and direct current transmission contact elements 102 with contact sleeves.
- Fig. 5 shows a spatial representation of a charging socket 500 with a removable insert 100 according to an embodiment.
- the removable insert 100 corresponds to one of the previously described embodiments.
- the charging socket 500 has a receptacle 502 for fastening the interchangeable insert 100.
- the receptacle 500 is arranged in an interior 504 of a housing 506 of the charging socket 500.
- the interior 504 is accessible through an opening 508 of the housing 506.
- the opening 508 is tightly closed by a service cover 510 during operation of the charging socket 500.
- the service cover 510 has a plug geometry 512 for inserting a plug of a cable set for connecting the charging socket 500.
- the electrical interfaces 112 of the interchangeable insert 100 are arranged in the plug geometry 512.
- the receptacle 502 is arranged on an inner side 514 of a socket face 516 of the charging socket 500.
- the receptacle 502 has fastening points 518 for mechanically fastening the interchangeable insert 100.
- the contact pins 110 are arranged in recesses 520 of the plug face 514 and are accessible from an outer side 522 of the charging socket 500 via a plug geometry 512 of the charging socket 500.
- the interchangeable insert 100 can easily be replaced with a new interchangeable insert 100 through the opening 508 if the contact pins 110 show signs of wear.
- the charging socket 500 has a further receptacle 502 for a further interchangeable insert 100.
- the further receptacle 502 is arranged below the receptacle 502.
- the further receptacle 502 is covered by a further service cover 510 with a further plug geometry 512 and the electrical interfaces 112 of the further interchangeable insert 100 are arranged in the further plug geometry 512 of the further service cover 510.
- the further interchangeable insert 100 here has two direct current transmission contact elements.
- the charging socket thus corresponds to a Combo 2 charging socket 500 with two interchangeable inserts 100.
- the contacts of the charging socket are designed to be replaceable.
- the solution principle can be applied in the AC and DC contact area.
- the contacts are designed as a removable insert that is molded over. The old "replacement insert" is removed through the opening in the service cover and a new replacement insert can be inserted.
- the interchangeable insert can be used as an identical part or as a transfer part in different charging sockets.
- the charging socket has a service opening in which a sealed service cover is attached. In the event of servicing, the service cover is removed in order to replace the replacement insert with a new one and then closed again.
- the contacts are overmolded.
- the contacts are overmolded with a stamped grid.
- a populated circuit board/FPC for temperature sensors, etc.
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Abstract
The present invention relates to an interchangeable insert (100) for a charging socket (500), wherein the interchangeable insert (100) has a carrier (104) made of a plastic material and at least two contact elements (102) which are overmoulded with the plastic material at least in some regions, wherein the carrier (104) has a mechanical interface (116) to a receptacle (502) of the charging socket (500) arranged on an inner side (514) of a socket face (516) of the charging socket (500), wherein the contact elements (102) have, on a front side (106) of the carrier (104), contact pins (110) corresponding to recesses (520) of the socket face (516) and, on a rear side (108) of the carrier (104), electrical interfaces (112) to a cable set.
Description
WECHSELEINSATZ FÜR EINE LADEDOSE UND LADEDOSE INTERCHANGEABLE INSERT FOR A CHARGING SOCKET AND CHARGING SOCKET
Technisches Gebiet Technical area
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wechseleinsatz für eine Ladedose und eine Ladedose für ein elektrisches Fahrzeug oder ein Ladegerät. The present invention relates to a replacement insert for a charging socket and a charging socket for an electric vehicle or a charger.
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden hauptsächlich in Verbindung mit Ladeanschlüssen für elektrische Fahrzeuge beschrieben. The present invention is described below mainly in connection with charging connectors for electric vehicles.
Ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug kann eine Ladedose zum Laden einer Traktionsbatterie des Fahrzeugs aufweisen. In die Ladedose kann ein Ladestecker eines Ladekabels eingesteckt werden. Über die Ladedose kann die Traktionsbatterie von einem Ladegerät, also einer Ladesäule, einer Wallbox oder einem sogenannten Ladeziegel aufgeladen werden. Das Ladegerät kann ebenfalls eine solche Ladedose aufweisen, in die der andere Ladestecker des Ladekabels eingesteckt ist. In der Ladedose sind elektrische Kontaktelemente berührgeschützt angeordnet. Die Kontaktelemente können als Kontaktstifte ausgeführt sein und mit entsprechenden Gegenstücken im Ladestecker eine elektrisch leitende Verbindung mit dem Ladekabel herstellen.
Die Kontaktelemente unterliegen durch An- und Absteckvorgänge einem mechanischen Verschleiß. Wenn die Ladedose verschlissen ist, kann die ganze Ladedose ausgetauscht werden. An electrically powered vehicle can have a charging socket for charging the vehicle's traction battery. A charging plug from a charging cable can be plugged into the charging socket. The traction battery can be charged via the charging socket by a charger, i.e. a charging station, a wall box or a so-called charging brick. The charger can also have such a charging socket into which the other charging plug of the charging cable is plugged. Electrical contact elements are arranged in the charging socket in a way that prevents contact. The contact elements can be designed as contact pins and, with corresponding counterparts in the charging plug, create an electrically conductive connection with the charging cable. The contact elements are subject to mechanical wear and tear as a result of plugging and unplugging processes. If the charging socket is worn out, the entire charging socket can be replaced.
Beschreibung der Erfindung Description of the invention
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, unter Einsatz konstruktiv möglichst einfacher Mittel eine verbesserte Ladedose bereitzustellen. Eine Verbesserung kann hierbei beispielsweise eine verbesserte Wartbarkeit und eine erhöhte Lebensdauer der Ladedose betreffen. One object of the invention is therefore to provide an improved charging socket using the simplest possible construction means. An improvement can, for example, relate to improved maintainability and an increased service life of the charging socket.
Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben. The object is solved by the subject matter of the independent claim. Advantageous developments of the invention are specified in the dependent claims, the description and the accompanying figures.
Bei dem hier vorgestellten Ansatz sind Kontaktelemente einer Ladedose in einem austauschbaren Wechselteil angeordnet. Die Kontaktelemente sind dabei in einem Träger so arrangiert, dass sie in bestimmungsgemäßen Relativpositionen zueinander, also an den durch ein Steckergesicht des Ladesteckers beziehungsweise ein Dosengesicht der Ladedose vorgegebenen Plätzen angeordnet sind. Wenn zumindest eines der Kontaktelemente verschlissen ist, wird das alte Wechselteil mit den alten Kontaktelementen ausgetauscht, also entfernt und durch ein neues Wechselteil beziehungsweise ein Wechselteil mit unverschlissenen Kontaktelementen ersetzt. Das Wechselteil kann auch als Wechseleinsatz bezeichnet werden. In the approach presented here, contact elements of a charging socket are arranged in an exchangeable replacement part. The contact elements are arranged in a carrier in such a way that they are in the intended relative positions to one another, i.e. in the places specified by a plug face of the charging plug or a socket face of the charging socket. If at least one of the contact elements is worn, the old replacement part with the old contact elements is exchanged, i.e. removed and replaced with a new replacement part or a replacement part with unworn contact elements. The replacement part can also be referred to as a replacement insert.
Das Wechselteil ist von hinten beziehungsweise einer Rückseite der Ladedose zugänglich. Dazu wird ein Servicedeckel der Ladedose geöffnet und so ein Inneres der Ladedose durch eine Öffnung zugänglich. Im Inneren wird das alte Wechselteil elektrisch getrennt, mechanisch demontiert, aus dem Dosengesicht herausgezogen und durch die Öffnung aus dem Inneren entnommen. Das neue Wechselteil wird
durch die Öffnung von hinten in das Innere der Ladedose eingeführt und die Kontaktelemente durch Löcher des Dosengesichts in Richtung einer Vorderseite der Ladedose gesteckt. Dann wird das neue Wechselteil mechanisch an der Ladedose befestigt, elektrisch verbunden und der Servicedeckel geschlossen. The replacement part is accessible from the back or the back of the charging socket. To do this, a service cover of the charging socket is opened and the interior of the charging socket is accessed through an opening. Inside, the old replacement part is electrically disconnected, mechanically dismantled, pulled out of the socket face and removed from the interior through the opening. The new replacement part is through the opening from behind into the interior of the charging socket and the contact elements are inserted through holes in the socket face towards the front of the charging socket. The new replacement part is then mechanically attached to the charging socket, electrically connected and the service cover is closed.
Durch den hier vorgestellten Ansatz ist eine Lebensdauer einer Ladedose nicht mehr durch Verschleiß ihrer Kontaktelemente begrenzt. Wenn die Kontaktelemente verschlissen sind, kann ein kleines Wechselteil getauscht werden und die Ladedose ist wieder so gut wie neu. Das Wechselteil kann einfach und schnell ausgetauscht werden. Das Wechselteil kann für viele unterschiedliche Fahrzeuge und Ladegeräte gleich sein. So kann das Wechselteil in hohen Stückzahlen durch Skaleneffekte kostengünstig produziert werden und zusätzlich eine Lagerhaltung von Ersatzteilen vereinfacht werden. Thanks to the approach presented here, the service life of a charging socket is no longer limited by the wear and tear of its contact elements. When the contact elements are worn out, a small replacement part can be replaced and the charging socket is as good as new again. The replacement part can be replaced quickly and easily. The replacement part can be the same for many different vehicles and chargers. This means that the replacement part can be produced cost-effectively in large quantities thanks to economies of scale, and the storage of spare parts is also simplified.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Wechseleinsatz für eine Ladedose eines Fahrzeugs oder eines Ladegeräts vorgeschlagen, wobei der Wechseleinsatz einen Träger aus einem Kunststoffmaterial und zumindest zwei bereichsweise von dem Kunststoffmatenal umspritzte Kontaktelemente aufweist, wobei der Träger eine mechanische Schnittstelle zu einer auf einer Innenseite eines Dosengesichts der Ladedose angeordneten Aufnahme der Ladedose aufweist, wobei die Kontaktelemente auf einer Vorderseite des Trägers korrespondierend zu Öffnungen des Dosengesichts angeordnete Kontaktstifte und auf einer Rückseite des Trägers elektrische Schnittstellen zu einem Kabelsatz des Fahrzeugs oder des Ladegeräts aufweisen. According to a first aspect of the invention, a removable insert for a charging socket of a vehicle or a charging device is proposed, wherein the removable insert has a carrier made of a plastic material and at least two contact elements partially overmolded by the plastic material, wherein the carrier has a mechanical interface to a receptacle of the charging socket arranged on an inner side of a socket face of the charging socket, wherein the contact elements have contact pins arranged on a front side of the carrier corresponding to openings in the socket face and electrical interfaces to a cable set of the vehicle or the charging device on a rear side of the carrier.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Ladedose für ein Fahrzeug oder ein Ladegerät vorgeschlagen, wobei die Ladedose auf einer Innenseite eines Dosengesichts der Ladedose eine Aufnahme für einen Wechseleinsatz gemäß dem ersten Aspekt aufweist, wobei die Aufnahme auf der Innenseite durch einen Servicedeckel verschließbar ist.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird eine Ladedose gemäß dem zweiten Aspekt mit einem Wechseleinsatz gemäß dem ersten Aspekt vorgeschlagen, wobei der Wechseleinsatz in der Aufnahme angeordnet ist und Kontaktstifte von Kontaktelementen des Wechseleinsatzes in dem Dosengesicht angeordnet sind und die Aufnahme auf der Innenseite durch den Servicedeckel verschlossen ist. According to a second aspect of the invention, a charging socket for a vehicle or a charging device is proposed, wherein the charging socket has a receptacle for an exchangeable insert according to the first aspect on an inner side of a socket face of the charging socket, wherein the receptacle on the inner side can be closed by a service cover. According to a third aspect of the invention, a charging socket according to the second aspect with a removable insert according to the first aspect is proposed, wherein the removable insert is arranged in the receptacle and contact pins of contact elements of the removable insert are arranged in the socket face and the receptacle is closed on the inside by the service cover.
Eine Ladedose kann zumindest zwei Kontaktelemente zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen einem Ladegerät und einem Ladekabel beziehungsweise dem Ladekabel und einem Fahrzeug aufweisen. Bei zwei Kontaktelementen kann die Ladedose insbesondere für das Laden mit Gleichstrom ausgebildet sein. Bei fünf oder mehr Kontaktelementen kann die Ladedose für das Laden mit Wechselstrom ausgebildet sein. Die Ladedose kann auch für das Laden mit Gleichstrom und Wechselstrom ausgebildet sein und dazu zumindest sieben Kontaktelemente aufweisen. Die Ladedose kann ferner Kontaktelemente zur Datenübertragung aufweisen. Die Ladedose kann einem genormten Standard für Ladedosen entsprechen. A charging socket can have at least two contact elements for transmitting electrical energy between a charger and a charging cable or between the charging cable and a vehicle. With two contact elements, the charging socket can be designed in particular for charging with direct current. With five or more contact elements, the charging socket can be designed for charging with alternating current. The charging socket can also be designed for charging with direct current and alternating current and have at least seven contact elements for this purpose. The charging socket can also have contact elements for data transmission. The charging socket can correspond to a standardized standard for charging sockets.
Die Kontaktelemente können zum Ausbilden einer Steckverbindung mit entsprechenden Gegenstücken ausgebildet sein. Die Kontaktelemente können dazu Kontaktstifte aufweisen, die mit entsprechenden Hülsen als die Gegenstücke die Steckverbindung ausbilden können. Die Gegenstücke beziehungsweise Hülsen können in einem Ladestecker angeordnet sein. The contact elements can be designed to form a plug connection with corresponding counterparts. The contact elements can have contact pins which can form the plug connection with corresponding sleeves as the counterparts. The counterparts or sleeves can be arranged in a charging plug.
Die Kontaktelemente können in einer durch den Standard festgelegten Steckgeometrie der Ladedose angeordnet sein. Die Steckgeometrie kann mit einem entsprechenden Gegenstück des Ladesteckers eine Zentrierung und Verdrehsicherung, sowie einen Berührschutz der Kontaktelemente sicherstellen. Die Steckgeometrie kann ein Steckergesicht des Ladesteckers beziehungsweise ein Dosengesicht der Ladedose definieren. Das Steckergesicht beziehungsweise Dosengesicht repräsentiert dabei Positionen der Kontaktelemente. Beispielsweise können die Kontaktelemente zum Übertragen von Gleichstrom in einer abgeflachten,
abgerundeten Steckgeometrie nebeneinander angeordnet sein. Die Kontaktelemente zum Übertragen von Wechselstrom können in einer runden Steckgeometrie mit einer Abflachung angeordnet sein. Die Kontaktelemente zum Übertragen von Wechselstrom können um ein zentrales Kontaktelement herum in gleichen Abständen angeordnet sein. The contact elements can be arranged in a plug geometry of the charging socket defined by the standard. The plug geometry can ensure centering and anti-twisting protection, as well as contact protection of the contact elements, with a corresponding counterpart of the charging plug. The plug geometry can define a plug face of the charging plug or a socket face of the charging socket. The plug face or socket face represents the positions of the contact elements. For example, the contact elements for transmitting direct current can be arranged in a flattened, rounded plug geometry next to each other. The contact elements for transmitting alternating current can be arranged in a round plug geometry with a flattened area. The contact elements for transmitting alternating current can be arranged at equal distances around a central contact element.
Bei dem hier vorgestellten Ansatz sind die Kontaktelemente in einem austauschbaren Wechseleinsatz angeordnet. Der Wechseleinsatz definiert Positionen der Kontaktelemente entsprechend der Steckgeometrie, ohne selbst die Steckgeometrie aufzuweisen. Die Steckgeometrie ist Bestandteil der Ladedose, bei einer Ladedose für Gleichstrom und Wechselstrom können die Kontaktelemente für Gleichstrom in einem Gleichstrom-Wechseleinsatz angeordnet sein. Die Kontaktelemente für Wechselstrom können in einem Wechselstrom -Wechseleinsatz angeordnet sein. Die Ladedose für Gleichstrom und Wechselstrom kann also zwei Wechseleinsätze aufweisen. In the approach presented here, the contact elements are arranged in an exchangeable interchangeable insert. The interchangeable insert defines positions of the contact elements according to the plug geometry, without having the plug geometry itself. The plug geometry is part of the charging socket; in a charging socket for direct current and alternating current, the contact elements for direct current can be arranged in a direct current interchangeable insert. The contact elements for alternating current can be arranged in an alternating current interchangeable insert. The charging socket for direct current and alternating current can therefore have two interchangeable inserts.
Die in einem Wechseleinsatz zusammengefassten Kontaktelemente sind von einem gemeinsamen Träger beziehungsweise einem Grundkörper umspritzt. Der Träger besteht beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden, thermoplastischen Kunststoffmatenal. Der Träger verbindet die Kontaktelemente mechanisch miteinander und ist dazu ausgebildet, an der Ladedose mechanisch befestigt zu werden. Der Träger gibt die Positionen der Kontaktelemente entsprechend der Steckgeometrie beziehungsweise dem Dosengesicht vor. Eine Vorderseite des Wechseleinsatzes ist in eingebautem Zustand in Richtung einer Außenseite der Ladedose ausgerichtet. Dadurch ist die Steckgeometrie der Ladedose zwischen dem Wechseleinsatz und der Außenseite angeordnet. The contact elements combined in a removable insert are molded around a common carrier or a base body. The carrier consists, for example, of an electrically insulating, thermoplastic material. The carrier mechanically connects the contact elements to one another and is designed to be mechanically attached to the charging socket. The carrier specifies the positions of the contact elements according to the plug geometry or the socket face. When installed, a front side of the removable insert is aligned towards the outside of the charging socket. This means that the plug geometry of the charging socket is arranged between the removable insert and the outside.
Eine mechanische Schnittstelle des Trägers und eine Aufnahme der Ladedose können zumindest anteilig gegengleich sein. Insbesondere Elemente zum Befestigen und/oder Ausrichten des Wechseleinsatzes an der Ladedose können gegengleich sein. Die mechanische Schnittstelle kann im Wesentlichen auf der Vorderseite des
Trägers angeordnet sein. Die mechanische Schnittstelle kann auch an Seitenflächen des Trägers angeordnet sein. A mechanical interface of the carrier and a receptacle of the charging socket can be at least partially identical. In particular, elements for fastening and/or aligning the interchangeable insert on the charging socket can be identical. The mechanical interface can essentially be on the front of the carrier. The mechanical interface can also be arranged on the side surfaces of the carrier.
Auf der Vorderseite des Trägers sind die Kontaktelemente entsprechend dem genormten Standard der Ladedose ausgebildet. Auf der entgegengesetzten Rückseite können die Kontaktelemente unterschiedlich ausgebildet sein. Die Kontaktelemente weisen an der Rückseite eine zu einem Leitungssatz des Fahrzeugs oder des Ladegeräts passende elektrische Schnittstelle auf. Beispielsweise kann die elektrische Schnittstelle von zumindest einem der Kontaktelemente als Flachkontakt ausgebildet sein. Ebenso kann die elektrische Schnittstelle von zumindest einem der Kontaktelemente als Rundkontakt ausgebildet sein. Die elektrische Schnittstelle von zumindest einem der Kontaktelemente kann auch als Kontaktfläche mit einer Gewindebohrung oder einem Gewindebolzen ausgebildet sein. On the front of the carrier, the contact elements are designed in accordance with the standardized standard of the charging socket. On the opposite back side, the contact elements can be designed differently. The contact elements have an electrical interface on the back that fits a wiring harness of the vehicle or the charger. For example, the electrical interface of at least one of the contact elements can be designed as a flat contact. Likewise, the electrical interface of at least one of the contact elements can be designed as a round contact. The electrical interface of at least one of the contact elements can also be designed as a contact surface with a threaded hole or a threaded bolt.
Zumindest eines der Kontaktelemente kann zwischen dem Kontaktstift und der elektrischen Schnittstelle ein elektrisch leitendes Stanzgitter aufweisen. Das Stanzgitter kann von dem Kunststoffmaterial umspritzt sein. Ein Stanzgitter kann aus einem Metallmaterial sein. Das Stanzgitter kann aus Rollenmaterial oder Plattenmaterial ausgestanzt sein. Das Stanzgitter kann insbesondere quer zu den Kontaktstiften ausgerichtet sein. Das Stanzgitter kann innerhalb des Trägers verlaufen. Durch das Stanzgitter kann die elektrische Schnittstelle des Kontaktelements seitlich versetzt zum Kontaktstift angeordnet sein. Insbesondere kann ein dem Kontaktstift gegenüberliegenden Ende des Stanzgitters aus einer Haupterstreckungsebene des Stanzgitters herausgebogen sein und einen aus dem Träger herausragenden Flachkontakt als die elektrische Schnittstelle ausbilden. At least one of the contact elements can have an electrically conductive stamped grid between the contact pin and the electrical interface. The stamped grid can be overmolded with the plastic material. A stamped grid can be made of a metal material. The stamped grid can be punched out of roll material or sheet material. The stamped grid can in particular be aligned transversely to the contact pins. The stamped grid can run within the carrier. The stamped grid can be used to arrange the electrical interface of the contact element laterally offset from the contact pin. In particular, an end of the stamped grid opposite the contact pin can be bent out of a main extension plane of the stamped grid and form a flat contact protruding from the carrier as the electrical interface.
Unter Verwendung von mehreren voneinander elektrisch isolierten Stanzgittern können die elektrischen Schnittstellen der in dem Wechseleinsatz zusammengefassten Kontaktelemente in einer Steckgeometrie des Leitungssatzes angeordnet sein. Die Steckgeometrie der Ladedose und des Leitungssatzes können
unterschiedlich sein. Das Kunststoffmaterial des Trägers kann die Stanzgitter elektrisch voneinander isolieren. Using several electrically insulated stamped grids, the electrical interfaces of the contact elements combined in the interchangeable insert can be arranged in a plug-in geometry of the cable set. The plug-in geometry of the charging socket and the cable set can different. The plastic material of the carrier can electrically insulate the lead frames from each other.
Der Wechseleinsatz kann einen Massekontakt aufweisen. Zumindest eines der Kontaktelemente kann elektrisch leitend mit dem Massekontakt verbunden sein. Ein Massekontakt kann beim Einsetzen des Wechseleinsatzes in die Ladedose mit einem entsprechenden Massekontakt der Ladedose verbunden werden, um einen elektrischen Potenzialausgleich zu bewirken. Der Massekontakt kann seitlich versetzt zu der Steckgeometrie der Ladedose beziehungsweise den Kontaktstiften des Wechseleinsatzes angeordnet sein. The interchangeable insert can have a ground contact. At least one of the contact elements can be electrically connected to the ground contact. When the interchangeable insert is inserted into the charging socket, a ground contact can be connected to a corresponding ground contact on the charging socket in order to achieve electrical potential equalization. The ground contact can be arranged laterally offset from the plug geometry of the charging socket or the contact pins of the interchangeable insert.
Der Massekontakt kann ein Befestigungspunkt der mechanischen Schnittstelle des Trägers sein. Insbesondere kann der Massekontakt mit dem Massekontakt der Ladedose verschraubt werden. Dabei kann eine Schraube oder ein Gewindebolzen ein Durchgangsloch des Massekontakts durchdringen und mit einem Gewinde in einer Gewindebohrung oder einer Mutter verschraubt werden. The ground contact can be a fastening point of the mechanical interface of the carrier. In particular, the ground contact can be screwed to the ground contact of the charging socket. A screw or threaded bolt can penetrate a through hole of the ground contact and be screwed with a thread in a threaded hole or a nut.
Der Massekontakt kann über das Stanzgitter mit dem Kontaktstift und der elektrischen Schnittstelle elektrisch leitend verbunden sein. Das Stanzgitter kann eine Abzweigung zu dem Massekontakt aufweisen. So kann der Massekontakt seitlich versetzt zu dem Kontaktstift und/oder der elektrischen Schnittstelle angeordnet sein. The ground contact can be electrically connected to the contact pin and the electrical interface via the lead frame. The lead frame can have a branch to the ground contact. The ground contact can thus be arranged laterally offset to the contact pin and/or the electrical interface.
Der Wechseleinsatz kann zumindest einen thermisch mit zumindest einem der Kontaktelemente gekoppelten Temperatursensor aufweisen. Ein Temperatursensor kann beispielsweise zwischen den Kontaktelementen in den Träger eingespritzt sein. Durch den Temperatursensor kann eine Temperatur der Kontaktelemente beim Übertragen von elektrischer Energie überwacht werden. Temperaturwerte des Temperatursensors können über eine Datenschnittstelle des Wechseleinsatzes an eine Elektronik der Ladedose übermittelt werden. Der Temperatursensor kann Bestandteil einer in den Wechseleinsatz integrierten oder aufgesteckten
Elektronikeinheit sein. Die Elektronikeinheit kann beispielsweise als umspritzte Platine ausgeführt sein. Die Elektronikeinheit kann an der Rückseite des Wechseleinsatzes angeordnet sein. The interchangeable insert can have at least one temperature sensor thermally coupled to at least one of the contact elements. A temperature sensor can be injected into the carrier between the contact elements, for example. The temperature sensor can monitor the temperature of the contact elements when electrical energy is transmitted. Temperature values from the temperature sensor can be transmitted to the electronics of the charging socket via a data interface of the interchangeable insert. The temperature sensor can be part of a sensor integrated into or plugged into the interchangeable insert. Electronic unit. The electronic unit can be designed as an overmolded circuit board, for example. The electronic unit can be arranged on the back of the interchangeable insert.
Die mechanische Schnittstelle des Trägers kann an zumindest einem Befestigungspunkt eine Schraubaufnahme zum Verschrauben des Wechseleinsatzes mit der Aufnahme der Ladedose aufweisen. Eine Schraubaufnahme kann ein Durchgangsloch für eine Schraube oder einen Gewindebolzen sein. Zum Verschrauben kann die Schraube oder der Gewindebolzen in der Schraubaufnahme angeordnet werden. Die Schraube kann in die Aufnahme der Ladedose eingeschraubt werden. Eine Mutter kann auf den Gewindebolzen aufgeschraubt werden. Eine Verschraubung kann eine sehr sichere Verbindung zwischen dem Wechseleinsatz und der Ladedose ermöglichen. Die Verschraubung kann mehrmals verschraubt und gelöst werden. The mechanical interface of the carrier can have a screw receptacle at at least one fastening point for screwing the interchangeable insert to the charging socket receptacle. A screw receptacle can be a through hole for a screw or a threaded bolt. The screw or threaded bolt can be arranged in the screw receptacle for screwing. The screw can be screwed into the charging socket receptacle. A nut can be screwed onto the threaded bolt. A screw connection can enable a very secure connection between the interchangeable insert and the charging socket. The screw connection can be screwed and loosened several times.
Die mechanische Schnittstelle des Trägers kann an zumindest einem Befestigungspunkt eine Rasteinrichtung zum formschlüssigen Ver sten des Wechseleinsatzes in der Aufnahme der Ladedose aufweisen. Eine Rasteinrichtung kann ein federndes Element und einen Hinterschnitt an einem Haken aufweisen. Ebenso kann die Rasteinrichtung als ein Gegenstück zum federnden Element und dem Haken ausgebildet sein. Das federnde Element kann beim Anordnen des Wechseleinsatzes in der Aufnahme elastisch verformt werden. Dabei kann der Haken an dem Wechseleinsatz abgleiten und beim Erreichen einer bestimmungsgemäßen Lage des Wechseleinsatzes hinter einer Kante einrosten. Durch das Einrosten kann ein mechanischer Formschluss erreicht werden. The mechanical interface of the carrier can have a locking device at at least one fastening point for positively locking the interchangeable insert in the receptacle of the charging socket. A locking device can have a spring element and an undercut on a hook. The locking device can also be designed as a counterpart to the spring element and the hook. The spring element can be elastically deformed when the interchangeable insert is arranged in the receptacle. The hook can slide off the interchangeable insert and rust behind an edge when the interchangeable insert reaches the intended position. A mechanical positive locking can be achieved by rusting.
Kurze Figurenbeschreibung Short character description
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung unterAdvantageous embodiments of the invention are described below under
Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
Fign. 1 bis 3 zeigen räumliche Darstellungen von Wechseleinsätzen gemäß Ausführungsbeispielen; Reference to the accompanying figures. They show: Figs. 1 to 3 show spatial representations of interchangeable inserts according to embodiments;
Fig. 4 zeigt räumliche Darstellungen von Kontaktelementen für Wechseleinsätze gemäß Ausführungsbeispielen; und Fig. 4 shows spatial representations of contact elements for interchangeable inserts according to embodiments; and
Fig. 5 zeigt eine räumliche Darstellung einer Ladedose mit einem Wechseleinsatz gemäß einem Ausführungsbeispiel. Fig. 5 shows a spatial representation of a charging socket with an exchangeable insert according to an embodiment.
Die Figuren sind schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen. The figures are schematic representations and serve only to explain the invention. Identical or equivalent elements are provided with the same reference numerals throughout.
Detaillierte Beschreibung Detailed description
Fig. 1 zeigt eine räumliche Darstellung eines Wechseleinsatzes 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Wechseleinsatz 100 fasst Kontaktelemente 102 einer Ladedose in einer kompakten austauschbaren Einheit zusammen. Dazu weist der Wechseleinsatz 100 einen Träger 104 aus einem Kunststoffmatenal auf, in den die Kontaktelemente 102 so eingebettet sind, dass sie auf einer Vorderseite 106 und auf einer Rückseite 108 des Trägers 104 hervorstehen. Auf der Vorderseite 106 sind die Kontaktelemente 102 als Kontaktstifte 110 der Ladedose ausgebildet. Der Wechseleinsatz 100 weist hier sieben Kontaktelemente 102 entsprechend dem EN 62196 Typ 2 Standard auf. Fünf der Kontaktelemente 102 sind auf der Rückseite 108 als elektrische Schnittstellen 112 zum Anschließen eines Kabelsatzes ausgebildet. Fig. 1 shows a spatial representation of an interchangeable insert 100 according to an embodiment. The interchangeable insert 100 combines contact elements 102 of a charging socket in a compact, exchangeable unit. For this purpose, the interchangeable insert 100 has a carrier 104 made of a plastic material, in which the contact elements 102 are embedded such that they protrude on a front side 106 and a back side 108 of the carrier 104. On the front side 106, the contact elements 102 are designed as contact pins 110 of the charging socket. The interchangeable insert 100 here has seven contact elements 102 in accordance with the EN 62196 Type 2 standard. Five of the contact elements 102 are designed on the back side 108 as electrical interfaces 112 for connecting a cable set.
Die elektrischen Schnittstellen 112 sind hier als Rundkontakte 114 ausgebildet. The electrical interfaces 112 are designed here as round contacts 114.
Dadurch sind die Kontaktelemente 102 im Wesentlichen spindelförmig und erstrecken sich jeweils entlang einer durchgehenden Mittelachse.
Der Träger 104 definiert die Positionen der Kontaktelemente 102 gemäß dem EN 62196 Typ 2 Standard. Der Träger 104 weist an seiner Vorderseite 106 eine mechanische Schnittstelle 116 zum Befestigen und Ausrichten des Wechseleinsatzes 100 in einer entsprechenden Aufnahme der Ladedose auf. Die mechanische Schnittstelle 116 weist zumindest zwei Schraubaufnahmen 118 zum Verschrauben des Wechseleinsatzes 100 hinter einem Dosengesicht der Ladedose auf. As a result, the contact elements 102 are essentially spindle-shaped and each extend along a continuous central axis. The carrier 104 defines the positions of the contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard. The carrier 104 has a mechanical interface 116 on its front side 106 for fastening and aligning the interchangeable insert 100 in a corresponding receptacle of the charging socket. The mechanical interface 116 has at least two screw receptacles 118 for screwing the interchangeable insert 100 behind a socket face of the charging socket.
Fig. 2 zeigt eine räumliche Darstellung eines Wechseleinsatzes 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Wechseleinsatz 100 entspricht im Wesentlichen dem Wechseleinsatz in Fig. 1. Hier sind die elektrischen Schnittstellen 112 als Flachkontakte 200 ausgeführt. Die Flachkontakte 200 sind seitlich versetzt zu den Kontaktstiften 110 angeordnet und durch umspritzte Stanzgitter 202 mit den Kontaktstiften 110 verbunden. Die Stanzgitter 202 verlaufen innerhalb des Trägers 104. Enden der Stanzgitter 202 sind im Wesentlichen senkrecht zur Rückseite 108 des Trägers 104 gebogen und bilden die Flachkontakte 200 aus. Fig. 2 shows a spatial representation of an interchangeable insert 100 according to an embodiment. The interchangeable insert 100 essentially corresponds to the interchangeable insert in Fig. 1. Here, the electrical interfaces 112 are designed as flat contacts 200. The flat contacts 200 are arranged laterally offset from the contact pins 110 and are connected to the contact pins 110 by overmolded lead frames 202. The lead frames 202 run within the carrier 104. Ends of the lead frames 202 are bent essentially perpendicular to the rear side 108 of the carrier 104 and form the flat contacts 200.
In einem Ausführungsbeispiel weist der Wechseleinsatz 100 einen Massekontakt 204 auf. Der Massekontakt 204 ist an einer den Flachkontakten 200 gegenüberliegenden Seite der Rückseite 108 angeordnet. Der Massekontakt 204 ist dabei als Schraubaufnahme 118 der mechanischen Schnittstelle 116 ausgebildet. Wenn der Wechseleinsatz 100 über die Schraubaufnahmen 118 mit der Aufnahme der Ladedose verschraubt wird, wird der Massekontakt 204 beim Verschrauben mit einem Massekontakt der Aufnahme elektrisch leitend verbunden. In one embodiment, the interchangeable insert 100 has a ground contact 204. The ground contact 204 is arranged on a side of the rear side 108 opposite the flat contacts 200. The ground contact 204 is designed as a screw receptacle 118 of the mechanical interface 116. When the interchangeable insert 100 is screwed to the receptacle of the charging socket via the screw receptacles 118, the ground contact 204 is electrically connected to a ground contact of the receptacle when screwed.
Fig. 3 zeigt eine räumliche Darstellung eines Wechseleinsatzes 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Wechseleinsatz 100 entspricht im Wesentlichen dem Wechseleinsatz in Fig. 2. Hier ist an der Rückseite 108 eine vergossene elektrische Schaltung 300 angeordnet. Die Schaltung 300 weist zumindest einen Temperatursensor und einen Datenanschluss 302 auf. Der Temperatursensor ist
thermisch mit zumindest einem der Kontaktelemente 102 gekoppelt und bildet eine Temperatur des Kontaktelements in einem Temperaturwert ab. Der Temperaturwert wird über den Datenanschluss 302 für eine Laderegelung bereitgestellt. Der Datenanschluss 302 ist dabei am Ende eines von der Schaltung 300 abstehenden Arms angeordnet. Fig. 3 shows a spatial representation of an interchangeable insert 100 according to an embodiment. The interchangeable insert 100 essentially corresponds to the interchangeable insert in Fig. 2. Here, a cast electrical circuit 300 is arranged on the rear side 108. The circuit 300 has at least one temperature sensor and a data connection 302. The temperature sensor is thermally coupled to at least one of the contact elements 102 and represents a temperature of the contact element in a temperature value. The temperature value is provided for charging control via the data connection 302. The data connection 302 is arranged at the end of an arm protruding from the circuit 300.
Fig. 4 zeigt räumliche Darstellungen von Kontaktelementen 102 gemäß Ausführungsbeispielen. Die Kontaktelemente 102 entsprechen im Wesentlichen den Kontaktelementen in den Fign. 1 und 2. Hier sind die Kontaktelemente 102 ohne den Träger beziehungsweise vor dem Umspritzen dargestellt. Fig. 4 shows spatial representations of contact elements 102 according to embodiments. The contact elements 102 essentially correspond to the contact elements in Figs. 1 and 2. Here, the contact elements 102 are shown without the carrier or before overmolding.
Die Kontaktelemente 102 gemäß dem EN 62196 Typ 2 Standard sind entweder wie in Fig. 1 mit den elektrischen Schnittstellen 112 als Rundkontakte 114 ausgeführt, oder sind wie in Fig. 2 mit den elektrischen Schnittstellen 112 als Flachkontakte 200 mit Stanzgitter 202 ausgeführt. Bei den Varianten mit Stanzgittern 202 ist der Massekontakt 204 ebenfalls über eines der Stanzgitter 202 kontaktiert. The contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard are either designed as round contacts 114 with the electrical interfaces 112 as in Fig. 1, or are designed as flat contacts 200 with stamped grids 202 as in Fig. 2 with the electrical interfaces 112. In the variants with stamped grids 202, the ground contact 204 is also contacted via one of the stamped grids 202.
Als weitere Ausführungsbeispiele von Kontaktelementen 102 sind Gleichstromübertragungs-Kontaktelemente 102 von Ladedosen dargestellt. Die Gleichstromübertragungs-Kontaktelemente 102 werden jeweils paarweise in einem gemeinsamen Träger angeordnet. Die Gleichstromübertragungs-Kontaktelemente 102 weisen an der Vorderseite ebenfalls Kontaktstifte 110 und an der Rückseite elektrische Schnittstellen 112 zum Anschließen eines Kabelsatzes oder von Flachleitern auf. Die Kontaktstifte 110 weisen im Vergleich mit den Kontaktstiften gemäß dem EN 62196 Typ 2 Standard einen wesentlich größeren Leitungsquerschnitt auf. DC transmission contact elements 102 of charging sockets are shown as further embodiments of contact elements 102. The DC transmission contact elements 102 are arranged in pairs in a common carrier. The DC transmission contact elements 102 also have contact pins 110 on the front and electrical interfaces 112 on the back for connecting a cable set or flat conductors. The contact pins 110 have a significantly larger conductor cross-section compared to the contact pins according to the EN 62196 Type 2 standard.
In einem Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Schnittstellen 112 als Rundkontakte 114 ausgeführt. Dabei sind die Kontaktelemente 102 im Wesentlichen spindelförmig.
In einem Ausführungsbeispiel sind die elektrischen Schnittstellen 112 als Kontakthülsen 400 für Rundkontakte ausgeführt. Dabei sind die Kontakthülsen 400 seitlich versetzt zu den Kontaktstiften 110 angeordnet und über Stanzgitter 202 mit entsprechend großem Leitungsquerschnitt mit den Kontaktstiften 110 verbunden. In one embodiment, the electrical interfaces 112 are designed as round contacts 114. The contact elements 102 are essentially spindle-shaped. In one embodiment, the electrical interfaces 112 are designed as contact sleeves 400 for round contacts. The contact sleeves 400 are arranged laterally offset from the contact pins 110 and are connected to the contact pins 110 via lead frames 202 with a correspondingly large line cross-section.
Die hier dargestellten Varianten ergeben somit vier Kombinationen von Kontaktelementen 102 gemäß dem EN 62196 Typ 2 Standard und Gleichstromübertragungs-Kontaktelementen 102. Die Kombinationen sind Kontaktelemente 102 gemäß dem EN 62196 Typ 2 Standard mit Rundkontakten 114 und Gleichstromübertragungs-Kontaktelemente 102 mit Rundkontakten 114, Kontaktelemente 102 gemäß dem EN 62196 Typ 2 Standard mit Flachkontakten 200 und Gleichstromübertragungs-Kontaktelemente 102 mit Rundkontakten 114, Kontaktelemente 102 gemäß dem EN 62196 Typ 2 Standard mit Rundkontakten 114 und Gleichstromübertragungs-Kontaktelemente 102 mit Kontakthülsen 400 und Kontaktelemente 102 gemäß dem EN 62196 Typ 2 Standard mit Flachkontakten 200 und Gleichstromübertragungs-Kontaktelemente 102 mit Kontakthülsen. The variants shown here thus result in four combinations of contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard and direct current transmission contact elements 102. The combinations are contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard with round contacts 114 and direct current transmission contact elements 102 with round contacts 114, contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard with flat contacts 200 and direct current transmission contact elements 102 with round contacts 114, contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard with round contacts 114 and direct current transmission contact elements 102 with contact sleeves 400 and contact elements 102 according to the EN 62196 Type 2 standard with flat contacts 200 and direct current transmission contact elements 102 with contact sleeves.
Fig. 5 zeigt eine räumliche Darstellung einer Ladedose 500 mit einem Wechseleinsatz 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der Wechseleinsatz 100 entspricht einem der vorhergehend beschriebenen Ausführungsbeispiele. Fig. 5 shows a spatial representation of a charging socket 500 with a removable insert 100 according to an embodiment. The removable insert 100 corresponds to one of the previously described embodiments.
Die Ladedose 500 weist eine Aufnahme 502 zum Befestigen des Wechseleinsatzes 100 auf. Die Aufnahme 500 ist in einem Innenraum 504 eines Gehäuses 506 der Ladedose 500 angeordnet. Der Innenraum 504 ist durch eine Öffnung 508 des Gehäuses 506 zugänglich. Die Öffnung 508 ist während eines Betriebs der Ladedose 500 durch einen Servicedeckel 510 dicht verschlossen. Der Servicedeckel 510 weist eine Steckgeometrie 512 zum Einstecken eines Steckers eines Kabelsatzes zum Anschließen der Ladedose 500 auf. Wenn der Servicedeckel 510 in der Öffnung 508 angeordnet ist, sind die elektrischen Schnittstellen 112 des Wechseleinsatzes 100 in der Steckgeometrie 512 angeordnet.
Die Aufnahme 502 ist auf einer Innenseite 514 eines Dosengesichts 516 der Ladedose 500 angeordnet. Die Aufnahme 502 weist Befestigungspunkte 518 zum mechanischen Befestigen des Wechseleinsatzes 100 auf. Wenn der Wechseleinsatz 100 an der Aufnahme 502 befestigt ist, sind die Kontaktstifte 110 in Aussparungen 520 des Steckergesichts 514 angeordnet und sind von einer Außenseite 522 der Ladedose 500 über eine Steckgeometrie 512 der Ladedose 500 zugänglich. The charging socket 500 has a receptacle 502 for fastening the interchangeable insert 100. The receptacle 500 is arranged in an interior 504 of a housing 506 of the charging socket 500. The interior 504 is accessible through an opening 508 of the housing 506. The opening 508 is tightly closed by a service cover 510 during operation of the charging socket 500. The service cover 510 has a plug geometry 512 for inserting a plug of a cable set for connecting the charging socket 500. When the service cover 510 is arranged in the opening 508, the electrical interfaces 112 of the interchangeable insert 100 are arranged in the plug geometry 512. The receptacle 502 is arranged on an inner side 514 of a socket face 516 of the charging socket 500. The receptacle 502 has fastening points 518 for mechanically fastening the interchangeable insert 100. When the interchangeable insert 100 is fastened to the receptacle 502, the contact pins 110 are arranged in recesses 520 of the plug face 514 and are accessible from an outer side 522 of the charging socket 500 via a plug geometry 512 of the charging socket 500.
Der Wechseleinsatz 100 kann durch die Öffnung 508 einfach durch einen neuen Wechseleinsatz 100 getauscht werden, wenn die Kontaktstifte 110 Verschleißerscheinungen zeigen. The interchangeable insert 100 can easily be replaced with a new interchangeable insert 100 through the opening 508 if the contact pins 110 show signs of wear.
Die Ladedose 500 weist in einem Ausführungsbeispiel eine weitere Aufnahme 502 für einen weiteren Wechseleinsatz 100 auf. Die weitere Aufnahme 502 ist unterhalb der Aufnahme 502 angeordnet. Die weitere Aufnahme 502 ist durch einen weiteren Servicedeckel 510 mit einer weiteren Steckgeometrie 512 abgedeckt und die elektrischen Schnittstellen 112 des weiteren Wechseleinsatzes 100 sind in der weiteren Steckgeometrie 512 des weiteren Servicedeckels 510 angeordnet. Der weitere Wechseleinsatz 100 weist hier zwei Gleichstromübertragungs- Kontaktelemente auf. Die Ladedose entspricht damit einer Combo 2 Ladedose 500 mit zwei Wechseleinsätzen 100. In one embodiment, the charging socket 500 has a further receptacle 502 for a further interchangeable insert 100. The further receptacle 502 is arranged below the receptacle 502. The further receptacle 502 is covered by a further service cover 510 with a further plug geometry 512 and the electrical interfaces 112 of the further interchangeable insert 100 are arranged in the further plug geometry 512 of the further service cover 510. The further interchangeable insert 100 here has two direct current transmission contact elements. The charging socket thus corresponds to a Combo 2 charging socket 500 with two interchangeable inserts 100.
Nachfolgend werden mögliche Ausgestaltungen der Erfindung nochmals zusammengefasst bzw. mit einer geringfügig anderen Wortwahl dargestellt. In the following, possible embodiments of the invention are summarized again or presented using slightly different wording.
Es werden servicefähige Kontakte vorgestellt. Serviceable contacts are presented.
Durch den Oberflächenverschleiß beim Ladeprozess an den Ladedosenkontakten kann es mit der Zeit zu erhöhten Übergangswiderständen und damit verbunden zu höheren Verlusten beim Ladevorgang kommen. Aktuell können verschlissene Kontakte nicht ausgetauscht werden. Daher wird aktuell entweder die Ladedose oder sogar der gesamte HV-Leitungssatz ausgetauscht.
Bei dem hier vorgestellten Ansatz sind die Kontakte der Ladedose austauschbar ausgeführt. Das Lösungsprinzip kann im AC und im DC-Kontaktbereich angewendet werden. Die Kontakte sind als Wechseleinsatz umspritzt ausgeführt. Der alte „Wechseleinsatz“ wird durch die Öffnung des Servicedeckels entnommen und ein neuer Wechseleinsatz kann eingesetzt werden. Due to the surface wear on the charging socket contacts during the charging process, contact resistance can increase over time and, as a result, lead to higher losses during the charging process. Worn contacts cannot currently be replaced. Therefore, either the charging socket or even the entire HV cable set is currently replaced. In the approach presented here, the contacts of the charging socket are designed to be replaceable. The solution principle can be applied in the AC and DC contact area. The contacts are designed as a removable insert that is molded over. The old "replacement insert" is removed through the opening in the service cover and a new replacement insert can be inserted.
Der Wechseleinsatz kann als Gleichteil beziehungsweise Übernahmeteil in unterschiedlichen Ladedosen verwendet werden. The interchangeable insert can be used as an identical part or as a transfer part in different charging sockets.
Statt die komplette Ladedose auszutauschen, wird nur der Wechseleinsatz mit den Kontakten ausgetauscht. So werden Materialien/Rohstoffe eingespart und eine Kostensenkung erreicht. Das Austauschen des Wechseleinsatzes ermöglicht eine Zeitersparnis gegenüber dem Tausch der gesamten Ladedose beziehungsweise der Ladedose und des Leitungssatzes. Eine Laufzeit der Ladedose kann durch die Verwendung von Wechseleinsätzen erhöht werden. Instead of replacing the entire charging socket, only the replacement insert with the contacts is replaced. This saves materials/raw materials and reduces costs. Replacing the replacement insert saves time compared to replacing the entire charging socket or the charging socket and the cable set. The service life of the charging socket can be increased by using replacement inserts.
Die Ladedose hat eine Serviceöffnung, in der ein gedichteter Servicedeckel befestigt ist. Im Servicefall wird der Servicedeckel demontiert, um den Wechseleinsatz gegen einen neuen auszutauschen und anschließend wieder zu schließen. The charging socket has a service opening in which a sealed service cover is attached. In the event of servicing, the service cover is removed in order to replace the replacement insert with a new one and then closed again.
In einer Variante sind die Kontakte umspritzt. In einer weiteren Variante sind die Kontakte mit einem Stanzgitter umspritzt. Auf den umspritzten Kontakten kann noch eine bestückte Platine/FPC (für Temperatur-Sensorik, ...) befestigt werden. Dadurch ergibt sich eine Variantenvielfalt, die je nach Anforderungen an die Ladedose in AC und DC umgesetzt werden kann. In one variant, the contacts are overmolded. In another variant, the contacts are overmolded with a stamped grid. A populated circuit board/FPC (for temperature sensors, etc.) can be attached to the overmolded contacts. This results in a wide range of variants that can be implemented in AC and DC depending on the requirements of the charging socket.
Da es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der
Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind die mechanischen Anordnungen und die Größenverhältnisse der einzelnen Elemente zueinander lediglich beispielhaft.
Since the devices and methods described in detail above are exemplary embodiments, they can be modified to a wide extent by those skilled in the art without departing from the scope of the In particular, the mechanical arrangements and the relative sizes of the individual elements are merely exemplary.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE SYMBOLS
100 Wechseleinsatz 100 interchangeable inserts
102 Kontaktelement 102 Contact element
104 Träger 104 carriers
106 Vorderseite 106 Front
108 Rückseite 108 Back
110 Kontaktstift 110 Contact pin
112 elektrische Schnittstelle112 electrical interface
114 Rundkontakt 114 Round contact
116 mechanische Schnittstelle116 mechanical interface
118 Schraubaufnahme 118 Screw holder
200 Flachkontakt 200 flat contact
202 Stanzgitter 202 Punched Grid
204 Massekontakt 204 Ground contact
300 elektrische Schaltung300 electrical circuit
302 Datenanschluss 302 Data connection
400 Kontakthülse 400 contact sleeve
500 Ladedose 500 charging socket
502 Aufnahme 502 Recording
504 Innenraum 504 Interior
506 Gehäuse 506 Housing
508 Öffnung 508 Opening
510 Servicedeckel 510 Service cover
512 Steckgeometrie 512 Plug-in geometry
514 Innenseite 514 Inside
516 Dosengesicht
Befestigungspunkt516 Can Face Attachment point
Aussparung Recess
Außenseite
Outside
Claims
ANSPRÜCHE Wechseleinsatz (100) für eine Ladedose (500), wobei der Wechseleinsatz (100) einen Träger (104) aus einem Kunststoffmaterial und zumindest zwei bereichsweise von dem Kunststoffmaterial umspritzte Kontaktelemente (102) aufweist, wobei der Träger (104) eine mechanische Schnittstelle (116) zu einer auf einer Innenseite (514) eines Dosengesichts (516) der Ladedose (500) angeordneten Aufnahme (502) der Ladedose (500) aufweist, wobei die Kontaktelemente (102) auf einer Vorderseite (106) des Trägers (104) korrespondierend zu Aussparungen (520) des Dosengesichts (516) angeordnete Kontaktstifte (110) und auf einer Rückseite (108) des Trägers (104) elektrische Schnittstellen (112) zu einem Kabelsatz aufweisen. Wechseleinsatz (100) gemäß Anspruch 1, bei dem zumindest eines der Kontaktelemente (102) zwischen dem Kontaktstift (110) und der elektrischen Schnittstelle (112) ein elektrisch leitendes Stanzgitter (202) aufweist, wobei das Stanzgitter (202) von dem Kunststoffmaterial umspritzt ist. Wechseleinsatz (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Massekontakt (204), wobei zumindest eines der Kontaktelemente (102) elektrisch leitend mit dem Massekontakt (204) verbunden ist. Wechseleinsatz (100) gemäß Anspruch 3, bei dem der Massekontakt (204) ein Befestigungspunkt (518) der mechanischen Schnittstelle (116) des Trägers (104) ist. Wechseleinsatz (100) gemäß Anspruch 2 und einem der Ansprüche 3 bis 4, bei dem der Massekontakt (204) über das Stanzgitter (202) mit dem Kontaktstift (110) und der elektrischen Schnittstelle (112) elektrisch leitend verbunden ist. Wechseleinsatz (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem thermisch mit zumindest einem der Kontaktelemente (102) gekoppelten Temperatursensor. Wechseleinsatz (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mechanische Schnittstelle (116) des Trägers (104) an zumindest einem
Befestigungspunkt (518) eine Schraubaufnahme (118) zum Verschrauben des Wechseleinsatzes (100) mit der Aufnahme (502) der Ladedose (500) aufweist. Wechseleinsatz (100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die mechanische Schnittstelle (116) des Trägers (104) an zumindest einem Befestigungspunkt (518) eine Rasteinrichtung zum formschlüssigen Verrasten des Wechseleinsatzes (100) in der Aufnahme (502) der Ladedose (500) aufweist. Ladedose (500) für ein Fahrzeug, wobei die Ladedose (500) auf einer Innenseite (514) eines Dosengesichts (516) der Ladedose (500) eine Aufnahme (502) für einen Wechseleinsatz (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist, wobei die Aufnahme (502) auf der Innenseite (514) durch einen Servicedeckel (510) verschließbar ist. Ladedose (500) gemäß Anspruch 9 mit einem Wechseleinsatz (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Wechseleinsatz (100) in der Aufnahme (502) angeordnet ist und Kontaktstifte (110) von Kontaktelementen (102) des Wechseleinsatzes (100) in dem Dosengesicht (516) angeordnet sind.
CLAIMS Interchangeable insert (100) for a charging socket (500), wherein the interchangeable insert (100) has a carrier (104) made of a plastic material and at least two contact elements (102) partially overmolded by the plastic material, wherein the carrier (104) has a mechanical interface (116) to a receptacle (502) of the charging socket (500) arranged on an inner side (514) of a socket face (516) of the charging socket (500), wherein the contact elements (102) have contact pins (110) arranged on a front side (106) of the carrier (104) corresponding to recesses (520) of the socket face (516) and have electrical interfaces (112) to a cable set on a rear side (108) of the carrier (104). Interchangeable insert (100) according to claim 1, in which at least one of the contact elements (102) has an electrically conductive stamped grid (202) between the contact pin (110) and the electrical interface (112), the stamped grid (202) being encapsulated by the plastic material. Interchangeable insert (100) according to one of the preceding claims, with a ground contact (204), wherein at least one of the contact elements (102) is electrically conductively connected to the ground contact (204). Interchangeable insert (100) according to claim 3, in which the ground contact (204) is a fastening point (518) of the mechanical interface (116) of the carrier (104). Interchangeable insert (100) according to claim 2 and one of claims 3 to 4, in which the ground contact (204) is electrically conductively connected to the contact pin (110) and the electrical interface (112) via the stamped grid (202). Interchangeable insert (100) according to one of the preceding claims, with at least one temperature sensor thermally coupled to at least one of the contact elements (102). Interchangeable insert (100) according to one of the preceding claims, in which the mechanical interface (116) of the carrier (104) is connected to at least one Fastening point (518) has a screw receptacle (118) for screwing the interchangeable insert (100) to the receptacle (502) of the charging socket (500). Interchangeable insert (100) according to one of the preceding claims, in which the mechanical interface (116) of the carrier (104) has a locking device at at least one fastening point (518) for positively locking the interchangeable insert (100) in the receptacle (502) of the charging socket (500). Charging socket (500) for a vehicle, wherein the charging socket (500) has a receptacle (502) for an interchangeable insert (100) according to one of claims 1 to 8 on an inner side (514) of a socket face (516) of the charging socket (500), wherein the receptacle (502) on the inner side (514) can be closed by a service cover (510). Charging socket (500) according to claim 9 with an interchangeable insert (100) according to one of claims 1 to 8, wherein the interchangeable insert (100) is arranged in the receptacle (502) and contact pins (110) of contact elements (102) of the interchangeable insert (100) are arranged in the socket face (516).
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