DE102023105180A1

DE102023105180A1 - Ladesteckverbinder für Elektro- und Hybridfahrzeuge

Info

Publication number: DE102023105180A1
Application number: DE102023105180.6A
Authority: DE
Inventors: Michael Berres; Christian Sturm
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2023-03-02
Filing date: 2023-03-02
Publication date: 2024-09-05
Also published as: WO2024179645A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Ladesteckverbinder (1) für Elektro- und Hybridfahrzeuge, mit Ladekontakten (2) zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte (3) eines korrespondierenden Ladesteckverbinders (4), wobei wenigstens ein Ladekontakt (2) einen Wärmespeicher (8) aufweist. Auf diese Weise wird auf einfache Art und Weise ein verbesserter Wärmeabtrag bei einem Ladesteckverbinder (1) erzielt, der selbst mit keinem Kühlsystem von Seiten einer Ladestation her ausgestattet ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ladesteckverbinder für Elektro- und Hybridfahrzeuge, mit Ladekontakten zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte eines korrespondierenden Ladesteckverbinders.
Elektro- und Hybridfahrzeuge verfügen über einen aufladbaren Energiespeicher, in der Regel eine Hochvolt-Batterie, die im Fahrbetrieb einem elektrischen Antriebsmotor Energie bereitstellt. Die Speicherkapazitäten dieser Hochvolt-Batterien sind begrenzt, so dass sie regelmäßig an einer Ladestation wieder aufgeladen werden müssen. Das Laden der Batterie erfolgt über ein zwischen Ladestation und Fahrzeug vorgesehenes Ladekabel, wobei das Ladekabel z.B. gemäß der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 auf der einen Seite mit einem Ladestecker, der in eine an der Ladestation vorgesehene Ladesteckdose einsteckbar ist, und auf der anderen Seite mit einer Ladekupplung versehen ist, die mit einem im Elektro- und Hybridfahrzeug installierten Ladeeinbaustecker verbindbar ist. Vorliegend werden Ladesteckdosen, Ladestecker, Ladekupplungen und Ladeeinbaustecker unter dem Begriff „Ladesteckverbinder“ subsummiert. Ladesteckdosen und Ladekupplungen weisen als Ladekontakte Kontakthülsen auf, und Ladestecker sowie in Elektro- und Hybridfahrzeuge einbaubare Ladeeinbaustecker weisen als Ladekontakte Kontaktstifte auf, die in die Kontakthülsen einsteckbar sind.
Die Ladevorrichtung eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs umfasst dabei die Ladestation mit Ladekabel sowie die ladestationsseitigen oder den fahrzeugseitigen Ladesteckverbinder mit elektrischen Leitungen, die im Falle des fahrzeugseitigen Ladesteckverbinders vom Ladesteckverbinder zu der Batterie des Fahrzeugs führen.
Wie z.B. in der EP 3 043 421 A1 dargelegt, heizt sich aufgrund eines durch den Ladesteckverbinder fließenden Ladestroms dieser wegen ohmschen Stromwärmeverlusten auf. Das Aufheizen des Ladesteckverbinders ist jedoch rechtlich auf eine Grenztemperaturerhöhung limitiert. So ist beispielsweise gemäß der Norm IEC 62196-3 die Grenztemperaturerhöhung auf 50 K beschränkt. Dies wiederum führt bei größtenteils genormten Steckverbindergeometrien zu einem maximalen Ladestrom, der in der Regel nicht größer als 200 A im Dauerlastbestrieb sein kann. Bei einer intermittierenden Aufladung der Batterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs sind jedoch höhere Ladeströme über begrenzte Zeiträume notwendig, um die Batterie in einer gewünschten kurzen Zeit aufzuladen. Dies führt zu einer temporären Erhitzung der Ladesteckverbinder, die über der Grenztemperaturerhöhung liegt. Der Leitungsquerschnitt der Elektroanschlusskörper lässt sich aber nicht beliebig vergrößern, da die Steckverbindergeometrien genormt sind und darüber hinaus für die Elektroanschlusskörper eine möglichst geringe Menge an leitfähigem Material, üblicherweise Kupfer, verwendet werden soll.
Insofern soll gemäß der EP 3 043 421 A1 die Aufgabe gelöst werden, einen Elektroanschlusskörper bereitzustellen, der erhöhte Ladeströme bei einer begrenzten Aufheizung ermöglicht und daher eine erhöhte Kurzzeitstromtragfähigkeit aufweist. Diese Aufgabe soll dadurch gelöst werden, dass ein Elektroanschlusskörper für einen Ladestecker bzw. eine Ladebuchse bereitgestellt wird, wobei der Elektroanschlusskörper einen ersten Anschlussbereich zur galvanischen Verbindung mit einem elektrischen Energieempfänger und einen zweiten Anschlussbereich zur galvanischen Verbindung mit einer elektrischen Energiequelle aufweist, wobei der Elektroanschlusskörper so ausgestaltet ist, dass dieser einen im Elektroanschlusskörper ausgebildeten Kühlfluidkanal aufweist, wobei der Kühlfluidkanal des Elektroanschlusskörpers mit einer Kühlfluidquelle fluidtechnisch verbunden ist, die in einer Ladestation angeordnet ist.
Eine Kühlung eines Ladesteckverbinders für Elektro- und Hybridfahrzeuge, die von der Seite der Ladestation ausgeht, ist auch ansonsten aus dem Stand der Technik gut bekannt. So beschreibt die DE 10 2015 119 338 A1 , dass an einem Kontakthülsenelement eines Ladesteckers zwei Anschlussstellen für Kühlmittelleitungen angeordnet sind. Mittels eines spiralförmigen Aufsteckelements wird Kühlmittel zirkular um das Kontakthülsenelement geleitet. Die zwei Anschlussstellen dienen als Zu- und Ablauf für das Kühlmittel, das von der Ladestation zum Ladestecker geleitet wird. Die EP 3 433 902 B1 beschreibt ebenfalls ein Steckverbinderteil mit gekühlten Kontaktelementen. Auch hier ist ladestationsseitig das Heranführen eines Kühlmittels via Kühlmittelleitungen an die Kontaktelemente der an dem Ladekabel angeschlossenen Ladebuchse vorgesehen. Als Kühlmittel ist ein Fluid vorgesehen, welches senkrecht zum Kontaktelement in das ausgehölte Kontaktelement geleitet wird und innerhalb des Kontaktelements zurückströmt.
Die 10 2016 105 361 B4 beschreibt schließlich ebenfalls ein Steckverbinderteil mit einem gekühlten Kontaktelement, wobei auch hier ladestationsseitig das Heranführen eines Kühlmittels via Kühlmittelleitungen an die Kontaktelemente einer am Ladekabel angeschlossenen Ladebuchse vorgesehen. An den Kontaktelementen sind dabei Leitelemente angeordnet, die ein Umströmen der Kontaktelemente durch das Kühlmittel in Form von Pressluft gewähren sollen.
Es sind aus dem Stand der Technik jedoch auch Lösungen bekannt, die auch bei einem Ladesteckverbinder einsetzbar sind, der nicht direkt von Seiten der Ladestation aus gekühlt wird, wie ein in die Fahrzeugkarosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs eingebauter Ladesteckverbinder, wie ein Einbauladestecker nach der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2.
So beschreibt die DE 10 2016 107 409 A1 ein Steckverbinderteil zum Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil, wobei das Steckverbinderteil ein Gehäuse umfasst, das einen Steckabschnitt zum steckenden Verbinden mit dem Gegensteckverbinderteil und ein an dem Steckabschnitt angeordnetes Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren eines zugeordneten Gegenkontaktelement des Gegensteckverbinderteils aufweist. Zusätzlich sind eine an das Kontaktelement angeschlossene Wärmeleitung und ein in dem Gehäuse angeordneter Kühlkörper vorgesehen, der zum Abführen von Wärme von dem Kontaktelement über die Wärmeleitung mit dem Kontaktelement in Wärmeleitverbindung steht. Auf diese Weise wird ein Steckverbinderteil mit einem Kontaktelement zur Verfügung gestellt, das eine große Stromtragfähigkeit beispielsweise zur Verwendung in einem Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs aufweisen kann.
Außerdem beschreibt die DE 20 2019 102 461 U1 ein Steckverbinderteil zum Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil, mit einem Gehäuse, einem an dem Gehäuse angeordneten Steckabschnitt zum steckenden Verbinden mit dem Gegensteckverbinderteil, einem an dem Steckabschnitt angeordneten elektrischen Kontaktelement zum Übertragen eines Stroms zwischen dem Steckverbinderteil und dem Gegensteckverbinderteil und einem an dem Kontaktelement angeordneten Kühlelement zum Kühlen des Kontaktelements, wobei eine Lüftereinrichtung zum Erzeugen eines Luftstroms an dem Kühlelement vorgesehen ist. Dieses sowie das in der DE 10 2016 107 409 A1 beschriebene System sind jedoch sehr aufwändig.
Ausgehend davon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, auf einfache Art und Weise einen verbesserten Wärmeabtrag bei einem Ladekontakt zu erzielen, der selbst mit keinem Kühlsystem von Seiten einer Ladestation her ausgestattet ist.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß wird somit ein Ladesteckverbinder für Elektro- und Hybridfahrzeuge bereitgestellt, mit Ladekontakten zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte eines korrespondierenden Ladesteckverbinders, wobei wenigstens ein Ladekontakt einen Wärmespeicher aufweist.
Vorliegend ist von einem Wärmespeicher die Rede, wenn der Ladesteckverbinder mit diesem Wärmespeicher als zusätzliches Element versehen ist, dessen Aufgabe es ausschließlich nur ist, die beim Ladevorgang entstehende Wärme aufzunehmen und zu speichern. Insbesondere ist diese Wärme mit einem Wärmespeicher besser speicherbar als mit dem Ladekontakt selbst, sodass das Aufheizen sonstiger Einrichtungen des Ladesteckverbinders verzögert werden kann.
Dabei ist der Wärmespeicher derart als ein Teil des Ladekontakts ausgeführt, dass die beim Ladevorgang entstehende Wärme in dem Wärmespeicher aufgenommen werden kann. Grundsätzlich kann der Wärmespeicher mit verschiedenen Materialien gebildet sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Wärmespeichers Wasser oder ein Gemisch mit Wasser und Glykol oder ein Öl aufweist. Das Öl kann etwa ein Mineralöl, ein Pflanzenöl oder ein Silikonöl sein.
Wenn vorliegend von einem korrespondierenden Ladesteckverbinder die Rede ist, dann ist damit einerseits ein Ladesteckverbinder gemeint, der das selbe Steckgesicht wie der erfindungsgemäße Ladesteckverbinder aufweist, wobei das eine Steckgesicht aber Kontaktstifte aufweist, wenn das andere Steckgesicht Kontakthülsen aufweist, und umgekehrt. Das Set aus erfindungsgemäßem Ladesteckverbinder und korrespondierendem Ladesteckverbinder kann also zusammengesteckt werden. Andererseits wird vorliegend auch dann von einem korrespondieren Ladesteckverbinder gesprochen, wenn die Steckgesichter im zuvor genannten Sinne sich nur teilweise entsprechen, also der korrespondierende Ladesteckverbinder z.B. nicht alle Kontakte aufweist, die bei dem erfindungsgemäßen Ladesteckverbinder vorhanden sind, die vorhandenen Kontakte des korrespondieren Ladesteckverbinders aber vom Steckgesicht her dem erfindungsgemäßen Ladesteckverbinder entsprechen, so dass der erfindungsgemäße Ladesteckverbinder und der korrespondierende Ladesteckverbinder auch in diesem Fall zusammengesteckt werden können.
Ein solcher Fall liegt z.B. vor bei einer an einem Ladekabel angeschlossenen Ladekupplung für ein Gleichstromladen nach der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2. Eine solche Ladekupplung ist in einen in die Karosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs eingebauten und für ein Wechselstromladen sowie für ein Gleichstromladen geeigneten Ladeeinbaustecker einsteckbar, wobei im Wechselstromsteckgesicht bei der Gleichstromladenladekupplung nur die Kommunikationskontakte und der Schutzkontakt vorhanden sind, jedoch keine Kontakte für Außenleiter und einen Mittelleiter für ein Wechselstromladen.
Grundsätzlich kann der Wärmespeicher auf verschiedene Arten mit dem Ladekontakt ausgebildet sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Ladekontakt zweiteilig ausgeführt ist, ein erster Teil des Ladekontaktes zum Kontaktieren des korrespondierenden Ladekontakts ausgebildet ist, ein zweiter Teil des Ladekontaktes auf einer dem ersten Teil zugewandten Seite eine Aussparung aufweist, sodass ein Hohlraum in dem Ladekontakt ausgebildet ist, der zweite Teil zum galvanischen Kontaktieren von elektrischen Leitungen auf der dem ersten Teil gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist, und der Wärmespeicher in dem Hohlraum ausgebildet ist, wobei der Wärmespeicher den ersten Teil und den zweiten Teil thermisch kontaktiert, sodass ein Wärmeabtrag von dem ersten Teil und dem zweiten Teil des Ladekontaktes in dem Wärmespeicher aufnehmbar ist.
Die beim Ladevorgang entstehende Wärme kann so direkt an den Wärmespeicher abgetragen werden. Gleichzeitig kann an den elektrischen Leitungen entstehende Wärme ebenfalls direkt an den Wärmespeicher abgetragen werden. Das hat insbesondere den Vorteil, dass die Oberfläche, über die die abgetragene Wärme mittels Konvektion an die Umgebung abgegeben wird, verringert ist. Andernfalls würde die abgetragene Hitze den Ladesteckverbinder kontinuierlich erwärmen, auch wenn der Wärmespeicher die abgetragene Wärme noch aufnehmen kann. Die Konstruktion des erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders verzögert dieses Aufheizen desselben, indem die Wärme direkt in den im Ladekontakt ausgebildeten Wärmespeicher abgeleitet wird. Natürlich ist es nicht notwendig, dass der zweite Teil des Ladekontaktes exklusiv die Aussparung aufweist. Gleichfalls ist es möglich, dass der erste Teil des Ladekontaktes die Aussparung aufweist. Genauso ist es möglich, dass beide Teile je eine Aussparung aufweisen.
Wesentlich ist, dass in dem Ladekontakt ein Hohlraum ausgebildet ist, in dem der Wärmespeicher angeordnet ist.
Der Wärmespeicher kontaktiert sowohl den ersten als auch den zweiten Teil des Ladekontaktes thermisch. Gleichzeitig sind der erste und der zweite Teil des Ladekontaktes sowohl thermisch als auch galvanisch leitend miteinander kontaktiert. Das ermöglicht eine möglichst uniforme Wärmeabgabe an den Wärmespeicher. Das gleichmäßige Aufheizen des Wärmespeichers trägt zu einer vorteilhaften Wärmeaufnahme bei, wodurch eine ungleichmäßige thermische Auslastung des Wärmespeichers vermeidbar ist. Für eine besonders kompakte Bauweise können die elektrischen Leitungen in Form von Flachbandkabeln den zweiten Teil des Ladekontaktes galvanisch leitend kontaktieren.
Prinzipiell ist es möglich den Ladekontakt mit verschiedenen Materialien auf verschiedene Arten zu beschichten. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass der Ladekontakt galvanisch mit einem Silbermaterial beschichtet ist. Das Silbermaterial kann eine Beimischung von Nickel aufweisen. Alternativ kann zur Beschichtung auch Gold verwendet werden. Durch das Beschichten des Ladekontaktes werden die thermische und die galvanische Leitfähigkeit des Ladekontaktes verbessert. Der erste Teil und der zweite Teil des Ladekontakts werden so nahezu nahtlos miteinander verfügt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der dem zweiten Teil des Ladekontaktes zugewandten Seite des ersten Teils des Ladekontaktes eine sich senkrecht zu der Längsachse des Ladekontaktes erstreckende Stirnfläche ausgebildet ist, die einen Deckel des Hohlraums bildet, der Durchmesser der Stirnfläche größer ist als der Durchmesser der dem korrespondierenden Ladekontakt zugewandten Seite des ersten Teils des Ladekontaktes und die Aussparung des zweiten Teils des Ladekontaktes einen dem Durchmesser der Stirnfläche entsprechenden Durchmesser aufweist, sodass der den Wärmespeicher aufnehmende Hohlraum zylindrisch ist.
Ein Ladekontakt ist im Allgemeinen typischerweise axialsymmetrisch ausgebildet und weist eine Längsachse auf, die sich von einem Anschlussbereich in einen Steckbereich des Ladesteckverbinders erstreckt. Vorliegend wird von einem Steckbereich des erfindungsgemäßen Ladesteckverbinders gesprochen, in dem der Ladesteckverbinder im mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder gesteckten Zustand mit dem korrespondierenden Ladesteckverbinder in Steckrichtung überlappt und die Ladekontakte der beiden Steckverbinder in galvanisch leitendem Kontakt miteinander stehen. Ein solcher Steckbereich eines Ladesteckverbinders ist im Allgemeinen auch dadurch definiert und insofern geometrisch begrenzt, als dass der Ladesteckverbinder eine Einrichtung aufweist, die sicherstellt, dass die beiden Ladesteckverbinder im gesteckten Zustand über eine bestimmte maximale Länge miteinander in Überlappung stehen, die dem vollständig eingesteckten Zustand des einen Ladesteckverbinders in den anderen Ladesteckverbinders entspricht. In dem Anschlussbereich des Ladesteckverbinders sind die Ladekontakte galvanisch leitend an die elektrischen Leitungen angeschlossen, die zu einer Batterie des Fahrzeugs führen.
Durch den größeren Durchmesser des Hohlraums ist es möglich das Volumen das Wärmespeichers in dem Ladekontakt zu erhöhen und so die Erhitzung des Ladesteckverbinders noch weiter zu verzögern. Der Hohlraum muss dabei nicht zwangsläufig zylindrisch sein. Durch das Bereitstellen einer quaderförmigen Aussparung sowie einer quaderförmigen Stirnfläche kann der Hohlraum auch im wesentlichen quaderförmig sein. Gleichwohl kann der Hohlraum auch eine andere Form aufweisen, die das freie Volumen in dem Ladesteckverbinder zur Vergrößerung des Wärmespeichers nutzt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Hohlraum exzentrisch zu der Längsachse des ersten Teils des Ladekontaktes angeordnet ist. Das exzentrische Anordnen des Hohlraums bezüglich der Längsachse des Ladekontaktes ermöglicht es, den Hohlraum als solchen mit einem größeren Durchmesser zu versehen, so dass die aufnehmbare Wärmemenge durch einen vergrößerten Wärmespeicher ebenfalls vergrößert ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist nun vorgesehen, dass der Wärmespeicher ein ein Phasenwechselmaterial aufweisender Latentwärmespeicher ist, dessen Phasenübergang von der festen Phase zur flüssigen Phase zur Kühlung des Ladekontakts nutzbar ist. Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist vorgesehen, das Phasenwechselmaterial einen Phasenübergang von der festen Phase zur flüssigen Phase innerhalb des Temperaturbereichs zwischen 60 °C und 80 °C aufweist, vorzugsweise zwischen 65 °C und 75 °C. Vorzugsweise wird dabei als Phasenwechselmaterial ein Paraffin aufweisendes Material und/oder ein ein Salzhydrat aufweisendes Material verwendet. Solche Werkstoffe sind als Phasenwechselmaterialien gut bekannt und können auf eine Schmelztemperatur von z.B. 70 °C abgestimmt werden.
Latentwärmespeicher basieren auf der Ausnutzung der Enthalpie thermodynamischer Zustandsänderungen eines Speichermediums. Das vorliegend genutzte Prinzip ist die Ausnutzung des Phasenübergangs der festen Phase zu der flüssigen Phase, also der Übergang vom erstarrten Medium zum geschmolzenen Medium. Dazu enthält der Latentwärmespeicher ein Phasenwechselmaterial. Phasenwechselmaterialien sind Materialien, die während ihres Phasenwechsels abhängig vom jeweiligen Schmelzpunkt und der Umgebungstemperatur Wärme oder Kälte abgeben bzw. aufnehmen können.
Die im Temperaturbereich des Phasenwechsels gespeicherte Energiebeträge sind deutlich größer als die Energieaufnahme in einem gleich großen Temperaturintervall während des Erwärmens ohne einen Phasenübergang. Bei einer solchen Erwärmung ohne Phasenübergang wird die Energieaufnahme lediglich von der spezifischen Wärmekapazität des jeweiligen Materials bestimmt. Daher gibt es bei Phasenwechselmaterialien einen Vorteil in Bezug auf die Wärmespeicherdichte, besonders bei kleinen Temperaturdifferenzen.
Wird ein Phasenwechselmaterial erwärmt und nähert sich seine Temperatur der Schmelztemperatur an, so wird die vom Phasenwechselmaterial aufgenommene Wärme dazu verwendet, den Phasenwechsel zu vollziehen. Während der Umwandlung von der festen Phase zu der flüssigen Phase kommt es daher zu keiner Temperaturerhöhung. Sobald das Phasenwechselmaterial vollständig flüssig ist, erwärmt sich das Phasenwechselmaterial weiter wie vor dem Phasenübergang.
Dadurch, dass sich in der Zeit des Phasenübergangs das Phasenwechselmaterial nicht weiter erwärmt, wird die Erwärmung gegenüber einer Erwärmung ohne Phasenübergang verzögert. Dies wird erfindungsgemäß ausgenutzt, um die Temperatur an dem Ladekontakt, der mit dem Latentwärmespeicher in thermisch leitendem Kontakt steht, möglichst gering zu halten. Auf diese Weise ist es möglich, bei einem Ladevorgang die Zeit zu verlängern, bis eine kritische Temperatur erreicht wird, bei der der Ladevorgang unterbrochen werden muss.
Grundsätzlich können verschiedene Ladekontakte des Ladesteckverbinders mittels des Latentwärmespeichers gekühlt werden. Vorzugsweise ist es jedoch so, dass der Ladesteckverbinder zwei Gleichstromladekontakte aufweist und je ein Latentwärmespeicher in je einem Gleichstromladekontakt ausgebildet ist.
Vorliegend werden solche Kontakte als Gleichstromladekontakte bezeichnet, die ausschließlich für das Laden mit Gleichstrom vorgesehen sind. Bei solchen Gleichstromladekontakten kommt es beim Laden mit hohen Strömen in besonderem Maße zu einer Erwärmung. Daher ist die Verwendung der Erfindung für Gleichstromkontakte besonders bevorzugt.
In Abgrenzung zu Gleichstromkontakten gibt es Wechselstromladekontakte. Damit sind die Außenleiter sowie der Neutralleiter (Mittelleiter) gemeint, die jedenfalls auch für eine Laden mit Wechselstrom vorgesehen sind. Als Außenleiter (umgangssprachlich auch als Phase bezeichnet) wird dabei ein Leiter bezeichnet, der im üblichen Betrieb unter Spannung steht und zur Übertragung oder Verteilung elektrischer Energie beitragen kann, aber kein Neutralleiter ist. Ein Neutralleiter ist ein Leiter, der mit dem Neutralpunkt elektrisch verbunden und in der Lage ist, zur Verteilung elektrischer Energie beizutragen. In der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2 werden die Kontakte, die vorliegend als Wechselstromladekontakte bezeichnet werden, mit L1, L2 und L3 (Außenleiter) und mit N (Neutralleiter) und die Gleichstromladekontakte mit DC+ und DC- bezeichnet. Diesem Verständnis soll nicht entgegenstehen, dass die europäische Norm IEC 62196 Typ 2 auch eine Betriebsart kennt, gemäß der über die Kontakte L1, L2, L3 und N ein Gleichstromladen erfolgt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist in dem Hohlraum wenigstens ein Wärmeleitelement angeordnet ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Phasenwechselmaterial aufweist. Dies verbessert die Effizienz der Wärmeeinleitung in den inneren Bereich des Latentwärmespeichers hinein. Als Wärmeleitelement wird vorliegend ein solches Element verstanden, das dazu führt, dass bei dem erfindungsgemäßen Ladesteckverbinder die Wärmeleitfähigkeit innerhalb des Latentwärmespeichers besser ist als ohne das Wärmeleitelement.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass in dem Hohlraum eine Mehrzahl von Wärmeleitelementen angeordnet sind und diese Mehrzahl von Wärmeleitelementen wiederum mittels Abstandshaltern voneinander beabstandet sind. Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass der Latentwärmespeicher mit einem weiteren Phasenwechselmaterial gebildet ist, dessen Schmelztemperatur höher liegt als die Schmelztemperatur des Phasenwechselmaterials. Dabei ist es bevorzugt so, dass das weitere Phasenwechselmaterial als Mikrogranulat in dem Hohlraum ausgebildet ist und das Phasenwechselmaterial in den so gebildeten Zwischenräumen angeordnet ist. Dadurch kann das Phasenwechselmaterial beim Übergang in die flüssige Phase in den durch das Mikrogranulat gebildeten Zwischenräumen zirkulieren und derart ein gleichmäßiges Erwärmen des weiteren Phasenwechselmaterials ermöglichen. Das erste Phasenwechselmaterial kann dabei auch durch ein Gemisch mit Wasser und Glykol ersetzt werden.
Es ist denkbar, dass der Wärmespeicher in einem Behälter, insbesondere Tiefziehbehälter ausgebildet ist, wobei der Behälter senkrecht zur Längsachse des Ladekontaktes/der -kontakte und eine zugehörige Abdeckung parallel zur Längsachse des Ladekontaktes/der -kontakte ausgeführt ist.
Die Erfindung betrifft außerdem auch ein Verfahren zur Herstellung eines Ladekontaktes eines Ladesteckverbinders für Elektro- oder Hybridfahrzeuge wie zuvor beschrieben, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: Befüllen einer Aussparung eines zweiten Teils des Ladekontaktes mit einem Material des Wärmespeichers, Zusammenfügen eines ersten Teils des Ladekontaktes mit dem zweiten Teil des Ladekontaktes und Verschweißen des ersten Teils mit dem zweiten Teil. Der erste und der zweite Teil des Ladekontaktes können dabei unter Presspassung miteinander verfügt sein, sodass der Druck zwischen den einander kontaktierenden Teilen des Ladekontaktes die galvanische und thermische Leitfähigkeit verbessert. Der erste und der zweite Teil werden daraufhin stoffschlüssig mittels Laser- oder Reibschweißen miteinander verbunden. Das Verschweißen des ersten und des zweiten Teils verbessert diese Leitfähigkeiten zusätzlich. Das Material des Wärmespeichers ist auf diese Weise dann in dem Hohlraum eingeschlossen.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren einen weiteren Schritt, in dem der Ladekontakte beschichtet wird. Das galvanische Beschichten des Ladekontaktes trägt zusätzlich zu einem niedrigen Kontaktwiderstand zwischen dem ersten und dem zweiten Teil bei.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Teil eine axial angeordnete Durchgangsbohrung aufweist und die Schritte des Verfahrens in der folgenden Reihenfolge ausgeführt werden: Zusammenfügen des ersten Teils des Ladekontaktes mit dem zweiten Teil des Ladekontaktes, Verschweißen des ersten Teils mit dem zweiten Teil, Befüllen der Aussparung des zweiten Teils des Ladekontaktes mit einem Material des Wärmespeichers durch die Durchgangsbohrung und Verschließen der Durchgangsbohrung. Das Zusammenfügen und Verschweißen des ersten Teils mit dem zweiten Teil des Ladekontaktes ist hier möglich, ohne dass das Material des Wärmespeichers vorher bereits in der Aussparung angeordnet werden muss. Da das Material des Wärmespeichers üblicherweise in einem flüssigen Aggregatzustand in der Aussparung angeordnet wird, gehen damit auch bestimmte Positionierungsanforderungen für den Verfahrensschritt des Zusammenfügens einher. Durch das Zusammenfügen des ersten und des zweiten Teils vor dem Befüllen mit dem Material des Wärmespeichers wird eine größere Freiheit in Bezug auf die Positionierung und Ausrichtung des ersten und des zweiten Teils während des Zusammenbaus ermöglicht.
Es ist möglich die Durchgangsbohrung auf verschiedene Arten zu verschließen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass die Durchgangsbohrung des zweiten Teils auf der elektrischen Leitungen zugewandten Seite mit einem Innengewinde versehen ist, eine Schraube mit der Durchgangsbohrung des zweiten Teils verschraubt ist, sodass die Durchgangsbohrung verschlossen ist, und die Schraube auf der dem zweiten Teil gegenüberliegend angeordneten Seite die elektrischen Leitungen galvanisch leitend kontaktiert. Selbstverständlich muss die Durchgangsbohrung nicht zwangsläufig mit einer Schraube verschlossen werden. Vielmehr reicht es auch, wenn ein galvanisch leitender Stab an einem Ende mit einem dem Innengewinde der Durchgangsbohrung entsprechendem Außengewinde versehen ist. Der galvanisch leitende Stab bzw. die Schraube können dann über einen Ringkabelschuh oder ähnlichem mit den elektrischen Leitungen kontaktiert werden.
Außerdem betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines Ladesteckverbinders nach einem der vorhergehenden Ansprüche an der Fahrzeugkarosserie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein System aus einem Ladesteckverbinder wie zuvor beschrieben und einem zu diesem korrespondieren Ladesteckerbinder, wobei der korrespondierende Ladesteckverbinder mit einem mit einem Kühlfluid beaufschlagbaren Kühlelement versehen ist und die korrespondierenden Ladekontakte des korrespondierenden Ladesteckverbinders als Kontakthülsen ausgebildet sind, in die die Kontaktstifte des Ladesteckverbinders einsteckbar sind.
Dieses System ist vorzugsweise dahingehend ausgestaltet, dass es weiterhin eine Ladestation und ein mit der Ladestation verbundenes und den korrespondierenden Ladesteckverbinder tragendes Ladekabel aufweist, wobei die Ladestation eine Kühlfluidquelle aufweist und das Ladekabel mit Kühlfluidleitungen versehen ist, um das Kühlfluid von der Kühlfluidquelle zu dem Kühlelement des korrespondieren Ladesteckverbinders und wieder zurück zu transportieren.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele weiter im Detail beschrieben.
In den Zeichnungen zeigen

1 einen Ladesteckverbinder gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
2 einen zu dem Steckverbinder aus 1 korrespondierenden Steckverbinder,
3a den Ladesteckverbinder aus 1 in einer Seitenansicht,
3b einen Ladekontakt des Ladesteckverbinders mit einem Wärmespeicher,
4 ein Herstellungsdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Ladekontaktes des Ladesteckverbinders,
5 schematisch ein System mit einem Ladesteckverbinder, einem korrespondierenden Ladesteckverbinder, einem Ladekabel, einer Ladestation und einem Kühlsystem gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung und
6 einen weiteren Ladekontakt des Ladesteckverbinders mit einem Wärmespeicher.

Aus 1 ist in einer perspektivischen Ansicht ein Ladesteckverbinder 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ersichtlich. Dabei handelt es sich um einen Ladeeinbaustecker zum Einbau in die Fahrzeugkarosserie 17 eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 25, wie schematisch in 5 dargestellt. Der vorliegende Ladesteckverbinder 1 ist im Wesentlichen und von seinem Steckgesicht her ein Ladeeinbaustecker gemäß der europäischen Norm IEC 62196 Typ 2. Neben nicht weiter mit Bezugszeichen versehenen Wechselstromladekontakten, einem Schutzkontakt und Kommunikationskontakten weist der Ladesteckverbinder 1 zwei Gleichstromladekontakte 2 für ein Gleichstromladen auf.
Der Ladesteckverbinder 1 ist mit einem korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 koppelbar, der in 2 dargestellt ist.
Dabei handelt es sich um eine Ladekupplung, die an einem Ladekabel befestigbar ist und mit dem Ladeeinbaustecker zusammengesteckt werden kann. Die hier exemplarisch gezeigte Ladekupplung ist eine solche für ein Gleichstromladen und weist daher korrespondierende Gleichstromladekontakte 3, einen Schutzkontakt und Kommunikationskontakte auf. Sowohl der hier gezeigte Ladeeinbaustecker als auch die hier gezeigte Kupplung entsprechen von ihrem Steckgesicht her der europäischen Norm IEC 62196.
Wesentlich ist nun, dass die Ladekontakte 2 des Ladesteckverbinders 1 mit je einem Wärmespeicher 8 ausgebildet sind. 3a zeigt dazu den Ladesteckverbinder aus 1 in einer Seitenansicht. Der Wärmespeicher 8 ist in dem Ladekontakt 2 ausgebildet, der wiederum in dem Ladesteckverbinder 1 angeordnet ist. Elektrische Leitungen 14 kontaktieren die Ladekontakte 2 und führen zu der nicht weiter beschriebenen Batterie des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 25. Die elektrischen Leitungen 14 können die Ladekontakte 2 dabei direkt kontaktieren.
3b zeigt den einzelnen Ladekontakt 2 des Ladesteckverbinders 1. Der Ladekontakt 2 ist aus einem ersten Teil 10 und einem zweiten Teil 12 zusammengesetzt. Der erste Teil 10 des Ladekontaktes 2 weist eine Stirnfläche 16 auf, die dem zweiten Teil 12 zugewandt ist. Der zweite Teil 12 weist eine Aussparung 7 auf, mit der in einem zusammengeführten Zustand mit der Stirnfläche 16 ein zylindrischer Hohlraum 6 ausgebildet ist. Der Durchmesser dieses Hohlraums 6 ist dabei größer als der Durchmesser des den korrespondierenden Ladekontakt 3 kontaktierenden ersten Teils 10 des Ladekontaktes 2. Der vorliegende Wärmespeicher 8 ist ein mit einem Phasenwechselmaterial 18 versehener Latentwärmespeicher, der in dem Hohlraum 6 angeordnet ist. Das Phasenwechselmaterial 18 ist vollständig von dem thermisch leitenden Material des Ladekontaktes 2 umschlossen. Dadurch wird die Effizienz der Aufnahme der bei einem Ladevorgang entstehenden Wärme in dem Latentwärmespeicher gesteigert. Das Phasenwechselmaterial 18 wird aus jeder Richtung erwärmt, sodass ein sehr gleichmäßiger Übergang von der festen in die flüssige Phase des Phasenwechselmaterials 18 stattfinden kann.
Das Phasenwechselmaterial 18 ist vorliegend so gewählt, dass es einen Schmelzpunkt von 70 °C aufweist, unter 70 °C also fest ist und über dieser Temperatur flüssig. Bei einem normalen Ladevorgang, bei dem über die Gleichstromladekontakte 2 ein Gleichstrom fließt, ist das Phasenwechselmaterial 18 also bei üblichen Umgebungsbedingungen fest. Erwärmen sich die Gleichstromladekontakte 2 nun während es Ladevorgangs kommt es auch zu einer Erwärmung des Phasenwechselmaterials 18. Dieses erhöht seine Temperatur bis auf einen Temperaturwert von 70 °C und bleibt dabei in der festen Phase. Ab dem Schmelzpunkt von 70 °C beginnt das Phasenwechselmaterial 18 zu schmelzen, also sich zu verflüssigen. Während dieses Schmelzvorgangs erhöht sich die Temperatur des Phasenwechselmaterials 18 nicht. Vielmehr bleibt dessen Temperatur bei 70 °C. Erst wenn das Phasenwechselmaterial 18 vollständig geschmolzen ist, also in seine flüssige Phase überführt ist, kommt es zu einem weiteren Temperaturanstieg.
Dies hat den positiven Effekt, dass die Erwärmung des Phasenwechselmaterials 18 herausgezögert wird, nämlich um die Zeit, die es zum vollständigen Schmelzen des Phasenwechselmaterial 18 braucht. Auf diese Weise kann von den Gleichstromladekontakten 2 sehr effektiv Wärme aufgenommen werden, was einen längeren Betrieb des Gleichstromladevorgangs ermöglicht, ohne dass eine kritische Temperatur des Ladesteckverbinders 1 überschritten wird. Nachdem der Ladevorgang beendet worden ist, kühlt das Phasenwechselmaterial 18 wieder ab, indem es seine Wärme an seine Umgebung abgibt und dann wieder fest wird.
An einer der Aussparung 7 abgewandten Seite des zweiten Teils 12 des Ladekontaktes 2 ist eine galvanisch leitende Schraube 24 mit dem zweiten Teil 12 verschraubt. Elektrische Leitungen 14 in Form eines Flachbandkabels kontaktieren diese Schraube 24 mit einem Ringkabelschuh.
Die 4. zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieses Verfahren umfasst die Schritte S1 bis S4.
Das Verfahren zur Herstellung des Ladekontaktes 2 des Ladesteckverbinders 1 für Elektro- oder Hybridfahrzeuge 25, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: In einem ersten Schritt S1 wird die Aussparung des zweiten Teils 12 des Ladekontaktes 2 mit dem Wärmespeicher 8 befüllt, der vorliegend ein Latentwärmespeicher mit einem Phasenwechselmaterial 18 ist. In einem zweiten Schritt S2 werden der erste Teil 10 des Ladekontaktes 2 sowie der zweite Teil 12 des Ladekontaktes 2 zusammengefügt. In einem weiteren Schritt S3 wird der erste Teil 10 mit dem zweiten Teil 12 stoffschlüssig mittels Laser verschweißt. In einem letzten Schritt S4 schließlich wird der Ladekontakt 2 galvanisch mit einem Silbermaterial beschichtet.
Weiter oben ist schon angesprochen worden, dass der Ladesteckverbinder 1 in Form eines Einbausteckers an der Fahrzeugkarosserie 17 eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 25 Verwendung findet. In diesem Zusammenhang darf auf 5 verwiesen werden, die schematisch ein System gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, das einen in eine Fahrzeugkarosserie 17 eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 25 eingebauten Ladesteckverbinder 1, einen zu diesem korrespondieren Ladesteckerbinder 4, eine Ladestation 26 und ein mit der Ladestation 26 verbundenes und den korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 tragendes Ladekabel 21 umfasst. Wesentlich ist bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, dass der korrespondierende Ladesteckverbinder 4 mit einem mit einem Kühlfluid beaufschlagbaren Kühlelement 19 zum Kühlen der korrespondierenden Ladekontakte 3 versehen ist. Um über die Kühlelemente 19 eine Kühlung der korrespondierenden Ladekontakte 3 zu erzielen, ist die Ladestation 26 mit einer Kühlfluidquelle 23 versehen und das Ladekabel 21 weist Kühlfluidleitungen 28 auf, um das Kühlfluid von der Kühlfluidquelle 23 zu dem Kühlelement 19 des korrespondieren Ladesteckverbinders 4 und wieder zurück zu transportieren.
Dadurch, dass nun die in der Fahrzeugkarosserie 17 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 25 eingebaute Ladevorrichtung mit dem Ladesteckverbinder 1 und mit mit Wärmespeichern 8 aufweisenden Ladekontakten 2 versehen ist, werden einerseits die ladestationsseitigen korrespondierenden Ladekontakte 3 mit der ladestationsseitigen Kühlung beaufschlagt und andererseits wird die thermische Kopplung zwischen dem in der Fahrzeugkarosserie 17 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 25 eingebauten Ladesteckverbinders 1 und dem an dem Ladekabel 21 angebrachten korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 im gesteckten Zustand der beiden Ladesteckverbinder 1, 4 deutlich verbessert, so dass die aktive Kühlung in dem korrespondierenden Ladesteckverbinder 4 mit dem von der Kühlfluidquelle 23 stammenden Kühlfluid mittelbar auch für die Kühlung des in der Fahrzeugkarosserie 17 des Elektro- oder Hybridfahrzeugs 25 eingebauten Ladesteckverbinders 1 und der Ladekontakte 2 nutzbar ist.
Es ist auch möglich, den Ladekontakt 2 wie in dargestellt zu gestalten. Hier sind der erste Teil 10 des Ladekontaktes 2 ohne Stirnfläche 16 sowie der zweite Teil 12 des Ladekontaktes 2 ohne die Aussparung 7 mit je einer Seite eines Wärmespeichers 8 stoffschlüssig verbunden, sodass die Längsachse des zweiten Teils 12 koaxial zu der Längsachse des ersten Teils 10 angeordnet ist. Die Wärmespeicher 8 sind dabei als Kupfertanks vorgesehen, die den Ladestrom entsprechend an den zweiten Teil 12 des Ladekontaktes 2 leiten. Die Stoffschlüssige Verbindung, die mittels Laser-, Reibschweißen oder Induktionslöten und anschließender galvanischer Beschichtung herbeiführbar ist, ermöglicht eine hohe galvanische Leitfähigkeit in den Übergangsbereichen. Der zweiten Teils 12 des Ladekontaktes 2, der auf einer dem Wärmespeicher 8 gegenüberliegend angeordneten Seite mit den elektrischen Leitungen 14 kontaktiert ist, kann mit einem Erstausrüster-Standard im Querschnitt rund oder eckig sein. Er kann ebenfalls mit einem Innengewinde oder mit Außengewinde versehen sein und ist so unabhängig vom Design des korrespondierenden Ladekontaktes 3.
Das Volumen der Wärmespeicher 8 der Ladekontakte 2 kann mittels Tiefziehens quer zu der Längsachse der Ladekontakte 2 hin zu einem unteren Teil des Ladesteckverbinders 1 in dem Ladesteckverbinder 1 gebildet werden. Wesentlich ist hier jedoch, dass die Wärmespeicher 8 einen größtmöglichen Teil des Volumens des Ladesteckverbinders 1 ausfüllen, ohne einen Kurzschluss zu verursachen. Im Anschluss an das Befüllen des einzelnen Wärmespeichers 8 mit dem Phasenwechselmaterial 18 und/oder dem Gemisch mit Wasser und Glykol wird der Wärmespeicher 8 mit einer Abdeckung 30 mittels Kleben, Schweißen oder Bördeln verschlossen.
Bezugszeichenliste

1: Ladesteckverbinder
2: Ladekontakt
3: korrespondierender Ladekontakt
4: korrespondierender Ladesteckverbinder
6: Hohlraum
7: Aussparung
8: Wärmespeicher
10: erster Teil
12: zweiter Teil
14: elektrische Leitungen
16: Stirnfläche
17: Fahrzeugkarosserie
18: Phasenwechselmaterial
19: Kühlelement
20: Wärmeleitelement
21: Ladekabel
22: Durchgangsbohrung
23: Kühlfluidquelle
24: Schraube
25: Elektro- oder Hybridfahrzeug
26: Ladestation
28: Kühlfluidleitungen
30: Abdeckung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3043421 A1 [0004, 0005]
DE 102015119338 A1 [0006]
EP 3433902 B1 [0006]
DE 102016107409 A1 [0009, 0010]
DE 202019102461 U1 [0010]

Claims

Ladesteckverbinder (1) für Elektro- und Hybridfahrzeuge, mit Ladekontakten (2) zum Kontaktieren korrespondierender Ladekontakte (3) eines korrespondierenden Ladesteckverbinders (4), wobei wenigstens ein Ladekontakt (2) einen Wärmespeicher (8) aufweist.
Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 1 für Elektro- und Hybridfahrzeuge, wobei der Wärmespeicher Wasser oder ein Gemisch mit Wasser und Glykol oder ein Öl aufweist.
Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Ladekontakt (2) zweiteilig ausgeführt ist, ein erster Teil (10) des Ladekontaktes (2) zum Kontaktieren des korrespondierenden Ladekontakts (3) ausgebildet ist, ein zweiter Teil (12) des Ladekontaktes (2) auf einer dem ersten Teil (10) zugewandten Seite eine Aussparung (7) aufweist, sodass ein Hohlraum (6) in dem Ladekontakt (2) ausgebildet ist, der zweite Teil (12) zum galvanischen Kontaktieren von elektrischen Leitungen (14) auf der dem ersten Teil (10) gegenüberliegenden Seite ausgebildet ist und der Wärmespeicher (8) in dem Hohlraum (6) ausgebildet ist, wobei der Wärmespeicher (8) den ersten Teil (10) und den zweiten Teil (12) thermisch kontaktiert, sodass ein Wärmeabtrag von dem ersten Teil (10) und dem zweiten Teil (12) des Ladekontaktes (2) in dem Wärmespeicher (8) aufnehmbar ist.
Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei der Ladekontakt (2) galvanisch mit einem Silbermaterial beschichtet ist.
Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 3 oder 4, wobei an der dem zweiten Teil (12) des Ladekontaktes (2) zugewandten Seite des ersten Teils (10) des Ladekontaktes (2) eine sich senkrecht zu der Längsachse des Ladekontaktes erstreckende Stirnfläche (16) ausgebildet ist, die einen Deckel des Hohlraums (6) bildet, der Durchmesser der Stirnfläche (16) größer ist als der Durchmesser der dem korrespondierenden Ladekontakt (3) zugewandten Seite des ersten Teils (10) des Ladekontaktes (2) und die Aussparung (7) des zweiten Teils (12) des Ladekontaktes (2) einen dem Durchmesser der Stirnfläche (16) entsprechenden Durchmesser aufweist, sodass der den Wärmespeicher (8) aufnehmende Hohlraum (6) zylindrisch ist.
Ladesteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Hohlraum (6) exzentrisch zu der Längsachse des ersten Teils (10) des Ladekontaktes (2) angeordnet ist.
Ladesteckverbinder (1) nach einem der vorigen Ansprüche, wobei der Wärmespeicher (8) ein ein Phasenwechselmaterial (18) aufweisender Latentwärmespeicher ist, dessen Phasenübergang von der festen Phase zur flüssigen Phase zur Kühlung des Ladekontakts (2) nutzbar ist.
Ladesteckverbinder (1) nach Anspruch 7, wobei in dem Hohlraum (6) wenigstens ein Wärmeleitelement (20) angeordnet ist, das eine höhere Wärmeleitfähigkeit als das Phasenwechselmaterial (18) aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Ladekontaktes (2) eines Ladesteckverbinders (1) für Elektro- oder Hybridfahrzeuge nach einem der Ansprüche 3 bis 8, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: (S1) Befüllen einer Aussparung (7) eines zweiten Teils (12) des Ladekontaktes (2) mit einem Material des Wärmespeichers(8), (S2) Zusammenfügen eines ersten Teils (10) des Ladekontaktes (2) mit dem zweiten Teil (12) des Ladekontaktes (2) und (S3) Verschweißen des ersten Teils (10) mit dem zweiten Teil (12).
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Verfahren den folgenden weiteren Schritt umfasst: (S4) Beschichten des Ladekontaktes (2).
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei der zweite Teil (12) eine axial angeordnete Durchgangsbohrung (22) aufweist, und die Schritte des Verfahrens in der folgenden Reihenfolge ausgeführt werden, umfassend einen weiteren Schritt: (S2) Zusammenfügen des ersten Teils (10) des Ladekontaktes (2) mit dem zweiten Teil (12) des Ladekontaktes (2), (S3) Verschweißen des ersten Teils (10) mit dem zweiten Teil (12), (S1) Befüllen der Aussparung (7) des zweiten Teils (12) des Ladekontaktes (2) mit einem Material des Wärmespeichers (8) durch die Durchgangsbohrung (22) und (S5) Verschließen der Durchgangsbohrung (22).
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die Durchgangsbohrung (22) des zweiten Teils (12) auf der den elektrischen Leitungen (14) zugewandten Seite mit einem Innengewinde versehen ist, eine Schraube (24) mit der Durchgangsbohrung (22) des zweiten Teils (12) verschraubt ist, sodass die Durchgangsbohrung (22) verschlossen ist und die Schraube (24) auf der dem zweiten Teil (12) gegenüberliegend angeordneten Seite die elektrischen Leitungen (14) galvanisch leitend kontaktiert.
Verwendung eines Ladesteckverbinders (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 an der Fahrzeugkarosserie (17) eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (25).
System aus einem Ladesteckverbinder (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und einem zu diesem korrespondieren Ladesteckerbinder (4), wobei der korrespondierende Ladesteckverbinder (4) mit einem mit einem Kühlfluid beaufschlagbaren Kühlelement (19) versehen ist und die korrespondierenden Ladekontakte (3) des korrespondierenden Ladesteckverbinders (4) als Kontakthülsen ausgebildet sind, in die die Kontaktstifte des Ladesteckverbinders (1) einsteckbar sind.
System nach Anspruch 14, weiter aufweisend eine Ladestation (26) und ein mit der Ladestation (26) verbundenes und den korrespondierenden Ladesteckverbinder (4) tragendes Ladekabel (21), wobei die Ladestation (26) eine Kühlfluidquelle (23) aufweist und das Ladekabel (21) mit Kühlfluidleitungen (28) versehen ist, um das Kühlfluid von der Kühlfluidquelle (23) zu dem Kühlelement (19) des korrespondieren Ladesteckverbinders (4) und wieder zurück zu transportieren.