(57)【要約】【課題】本発明は、流体冷却式のケーブル用の接続ユニットに起源する。さらに本発明は、プラグコネクタと流体冷却式のケーブルと接続ユニットとから成るシステムに関する。【解決手段】  本発明は、流体冷却式の電気的なケーブル（１６）用の接続ユニット（２）に関し、接続ユニット（２）は、ハウジング（９）を有し、ハウジング（９）は、ケーブル接続開口（１０）と流体入口開口（１１）と流体出口開口（１２）とを有する。【選択図】図１
2018046016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体冷却式の電気的なケーブル（１６）用の接続ユニット（２）であって、
前記接続ユニット（２）は、ハウジング（９）を有し、前記ハウジング（９）は、ケーブル接続開口（１０）と流体入口開口（１１）と流体出口開口（１２）とを有する、
接続ユニット（２）。
【請求項２】
前記接続ユニット（２）は、電気自動車用の定位置の充電器スタンド（８）に接続可能である、
請求項１記載の接続ユニット（２）。
【請求項３】
前記接続ユニット（２）は、冷却液用の冷却ユニット（２３）に接続可能である、
請求項１または２記載の接続ユニット（２）。
【請求項４】
前記ケーブル接続開口（１０）と前記流体出口開口（１２）とは、互いに平行に向けられている、
請求項１から３までのいずれか１項記載の接続ユニット（２）。
【請求項５】
前記流体入口開口（１１）は、前記ケーブル接続開口（１０）および／または前記流体出口開口（１２）に対して垂直に向けられている、
請求項１から４までのいずれか１項記載の接続ユニット（２）。
【請求項６】
前記流体出口開口（１２）は、電気的なコンタクト要素（１９）を囲繞しており、前記コンタクト要素（１９）は、前記ハウジング（９）の内側で、前記流体冷却式の電気的なケーブル（１６）と結合可能である、
請求項１から５までのいずれか１項記載の接続ユニット（２）。
【請求項７】
前記流体冷却式の電気的なケーブル（１６）と前記コンタクト要素（１９）との間の結合は、圧着スリーブ（２１）を介して実現されている、
請求項６記載の接続ユニット（２）。
【請求項８】
前記ケーブル接続開口（１０）は、前記流体冷却式の電気的なケーブル（１６）を囲繞していて、ケーブルグランド（１７）を介して媒体密に閉鎖されている、
請求項１から７までのいずれか１項記載の接続ユニット（２）。
【請求項９】
前記流体入口開口（１１）は、前記ケーブル接続開口（１０）よりも前記流体出口開口（１２）の近くに位置する、
請求項１から８までのいずれか１項記載の接続ユニット（２）。
【請求項１０】
プラグコネクタ（５）と、流体冷却式のケーブル（１６）と、接続ユニット（２）、好適には請求項１から９までのいずれか１項記載の接続ユニット（２）と、から成る、
システム。
【請求項１１】
前記流体冷却式のケーブル（１６）は、横断面で見て中央の冷却液管路を有し、前記冷却液管路の周りに複数の個々の導体、好適には銅心線（２０）が位置決めされている、
請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記銅心線（２０）は、液密のシートにより包囲されており、前記液密のシートに緩衝要素（２４）が載設されており、前記緩衝要素（２４）は、固いケーブル被覆により包囲されている、
請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記緩衝要素（２４）は、中空であって、前記液密のシートと前記ケーブル被覆との間の領域において冷却液が通流可能である、
請求項１２記載のシステム。
【請求項１４】
前記充電用プラグコネクタ（５）は、少なくとも１つの流体冷却式の電気的なコンタクト要素（１）を有する、
請求項１０から１３までのいずれか１項記載のシステム。
【請求項１５】
前記流体冷却式の電気的なコンタクト要素（１）は、コンタクト部分（４）と接続部分（３）とを有し、前記接続部分（３）は、ケーブル（２）の電気的な導体（９）と結合可能であり、前記コンタクト要素（１）に前記流体冷却式のケーブルを介して冷却液が供給可能である、
請求項１４記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項１の上位概念に記載の流体冷却式のケーブル用の接続ユニットに起源する。さらに本発明は、プラグコネクタと流体冷却式のケーブルと接続ユニットとから成るシステムに関する。
【０００２】
流体冷却式のケーブルは、特に大きな電流を伝送するために、たとえば充電用プラグコネクタの接続に用いられる。
【０００３】
電気自動車では、内燃機関を有する従来慣用の車両に対してこの技術の価値を認めさせようとするとき、バッテリの急速な充電が必要である。内燃機関を有する車両は、数分内に完全に給油することができる。そこで電気自動車は、これに対抗できるようにしなければならない。急速充電プロセスでは、特に大きな電流を使用しなければならず、これは、充電用プラグコネクタにおいて強い発熱を生じさせてしまう。
【０００４】
いわゆるアクティブ冷却では、流体冷却により冷却されるケーブルを冷却ユニットに接続しなければならない。冷却ユニットにおいて、充電用プラグコネクタにより加温された冷却液が再び低温に冷却されるかまたは処理される。同時に、流体冷却式のケーブルに電流を供給して、相応にこのケーブルを接続しなければならない。そのように冷却されるケーブルの接続は、煩雑で時間が掛かる。
【背景技術】
【０００５】
独国特許発明第１０  ２０１０  ０５０  ５６２号明細書（DE 10 2010 050 562 B3）には、電気自動車用の充電用プラグコネクタが開示されている。充電プロセスに際して生じたプラグコネクタの加温は、主にプラグコネクタのグリップ領域において延在する螺旋状の液体管路により低減される。液体管路を通って、冷却液は、閉じた冷却回路内を流れる。液体管路は、電気的なケーブルに対して平行に延在している。したがって、電気的なケーブルと冷却液管路とを別個に接続しなければならない。平行に案内された冷却液管路によるケーブルの冷却は、それほど効率的ではない。さらに、このような構造は、省スペースではなく、これは、とりわけ狭い補給ステーション領域で問題となり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、充電用プラグコネクタが接続された流体冷却式の電気的なケーブルのコンパクトな接続の可能性を提供することにある。さらに、そのようなケーブルを接続するのに掛かる時間を短縮すべきである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題は、独立請求項１の特徴部に記載の構成により解決される。
【０００８】
本発明の好適な態様は、従属請求項に記述されている。
【０００９】
本発明に係る接続ユニットは、流体冷却式の電気的なケーブルを接続するために設けられている。接続ユニットは、ハウジングを有し、ハウジングは、ケーブル接続開口と流体入口開口と流体出口開口とを有する。
【００１０】
流体冷却式の電気的なケーブルは、一方の端部で、電気的なプラグコネクタ、好適には充電用プラグコネクタと結合されている。流体冷却式で電気的なケーブルの他方の端部は、本発明に係る接続ユニットと結合されている。接続ユニットを介して、プラグコネクタに、これに接続されたケーブルに関連して、同様に液体および電流を供給することができる。
【００１１】
接続ユニットに接続されたケーブルは、横断面で見て中央の冷却液管路を有する。冷却液管路の周りに、複数の個々の導体、ここでは銅心線が位置決めされている。銅心線は、液密のシートにより包囲されている。このシートにいわゆる緩衝要素が載設されており、緩衝要素は、最終的に固いケーブル被覆により包囲されている。緩衝要素は、中空であるので、液密のシートとケーブル被覆との間の領域において冷却液が通流可能である。
【００１２】
好適には、接続ユニットは、冷却液用の冷却ユニットに接続可能である。冷却液は、プラグコネクタと冷却ユニットとの間の閉じた回路内を移動する。冷却ユニット内で、冷却液が、充電用プラグコネクタ内での加温後に再び低温に冷却されることにより、処理される。
【００１３】
好適には、接続ユニットは、電気自動車用の定位置の充電器スタンドに接続可能である。この定位置の充電器スタンドは、上述の冷却ユニットを含んでよい。同時に、充電器スタンドを介して、電気自動車を充電するために電流が提供される。充電プロセス時のアクティブ冷却により、電気自動車の極めて短い充電時間を達成することができる。
【００１４】
好適には、接続ユニットにおいて、ケーブル接続開口と流体出口開口とは、互いに平行に向けられている。充電プロセスにより加温された流体は、そうして直接的な経路上を冷却ユニットに戻すことができる。
【００１５】
本発明の好適な態様では、流体入口開口は、ケーブル接続開口および／または流体出口開口に対して垂直に向けられている。好適には、流体入口開口は、ケーブル接続開口よりも流体出口開口の近くに配置されている。そのように配置すると、流体入口開口を介して流入する新鮮な冷却液（流体）は、流体出口開口を介して流出する加温された流体をすでにいくぶんか冷却することができる。加温された流体を極めて迅速に再び低温に冷却することができるので、そのような配置が特に効率的に作用することが、実験により示されている。
【００１６】
特に好適には、流体出口開口は、電気的なコンタクト要素を囲繞しており、コンタクト要素は、ハウジングの内側で、流体冷却式の電気的なケーブルと結合可能である。コンタクト要素により、電気的な接続を接続ユニットのハウジングの内側で行うことができ、これは、接続ユニットのコンパクトな構造にとって有利である。
【００１７】
好適には、流体冷却式の電気的なケーブルとコンタクト要素との間の結合は、圧着スリーブを介して実現されている。圧着スリーブは、流体出口開口のコンタクト要素へのケーブルの銅導体の媒体密の接続にも役立つ。
【００１８】
好適には、ケーブル接続開口に、上述の流体冷却式の電気的なケーブルが進入する。ケーブル接続開口は、ケーブルグランドを介して媒体密に閉鎖されている。
【００１９】
上述の接続ユニットは、特に好適には、プラグコネクタ、好適には充電用プラグコネクタと、流体冷却式のケーブルとともに使用することができる。
【００２０】
好適には、流体冷却式のケーブルは、横断面で見て中央の冷却液通路を有し、冷却液通路の周りに複数の個々の導体、好適には銅心線が位置決めされている。銅心線は、好適には液密のシートにより包囲されており、液密のシートに緩衝要素が載設されており、緩衝要素は、固いケーブル被覆により包囲されている。緩衝要素は、理想的には中空に形成されているので、液密のシートとケーブル被覆との間の領域において冷却液が通流可能である。
【００２１】
上述のシステムの充電用プラグコネクタは、少なくとも１つの電気的なコンタクト要素を有し、電気的なコンタクト要素は、コンタクト部分と接続部分とを有し、接続部分は、ケーブルの電気的な導体と結合可能であり、コンタクト要素に、流体冷却式のケーブルを介して、冷却液が供給可能である。
【００２２】
本発明の１つの実施の態様を図面に示し、以下に詳説する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】接続ユニットの部分断面斜視図である。
【図２】接続ユニットを介して充電器スタンドに接続された充電用プラグコネクタの概略図である。
【図３】充電用プラグコネクタのコンタクト要素の斜視図である。
【図４】充電用プラグコネクタの部分断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
これらの図面は、部分的に簡略化された概略的な表示を含む。一部には、同等ではあるが場合により同一ではない要素に同一の符号を用いてある。同等の要素の異なる表示において、それぞれ縮尺が異なっていてよい。
【００２５】
図１は、接続ユニット２を示しており、接続ユニット２により、充電用プラグコネクタ５を充電器スタンド８に接続することができる。接続ユニット２は、ボックス状のハウジング９を有し、ハウジング９は、３つの開口、つまりケーブル接続開口１０と流体入口開口１１と流体出口開口１２とを有する。ケーブル接続開口１０に、流体冷却式のケーブル１６が、ケーブルグランド１７を介して取り付けられている。流体入口開口１１は、流体管片１８を有する。流体出口開口１２は、電気的なコンタクト要素１９を収容し、コンタクト要素１９は、ハウジング９の内側で圧着スリーブ２１を介してケーブル１６の銅心線２０と結合されている。
【００２６】
コンタクト要素１９は、後述のコンタクト要素１と同様に、中空円筒部（図１には視認されない）を有する。中空円筒部は、ケーブル１６の中央の冷却液管路に挿入されている。コンタクト要素１９内に貫通孔が形成されており、この孔は、外側で流体管片１８’に続いている。これを介して、充電用プラグコネクタ５内で加温された流体を流出させることができる。コンタクト要素１９は、外側でねじ山（図示されていない）を有し、さらに電気的に接続するためにナットに関連して、電流レール２２に接続することができる。コンタクト要素１９の端面およびナットの端面は、それぞれ回動または弛緩を阻止するローレットを有する。これにより、確実で電気的な接続が保証されている。コンタクト要素１９および付属のナットは、鋼から成るのではなく、高い銅含有量を有する格別に導電性の材料から成る。これにより、結合部の長期耐久性だけではなく結合部の機械的な強度も保証される。
【００２７】
流体管片１８，１８’を介して、接続ユニット２を充電器スタンド８の冷却ユニット２３に接続することができる。
【００２８】
図２から看取されるように、充電用プラグコネクタ５に設けられた各々の流体冷却式のコンタクト１に対して接続ユニット２も設けられている。接続ユニット２は、充電器スタンド８に接続されている。たとえば信号電流を伝送するかまたは接地のために設けられている別のコンタクト要素に対しては、別の接続ユニットが不要である。
【００２９】
流体入口開口１１において、低い温度を有する新鮮な流体が接続ユニット２に導入される。中空の緩衝要素２４を介して、流体は、充電用プラグコネクタ５のコンタクト要素１に達する。そこで流体は、充電プロセスに際して発生した熱または熱エネルギを吸収する。加温された流体は、ケーブル１６の中央の液体管路を介して流体出口開口１２へ向けて搬送され、冷却ユニット２３において再び処理され、つまり再び低温に冷却される。
【００３０】
充電用プラグコネクタ５には、少なくとも１つの流体冷却式のコンタクト要素１が組み付けられている。コンタクト要素１は、接続部分３とコンタクト部分４とから成る。接続部分３は、軸方向の孔を有し、コンタクト部分４は、軸方向の貫通孔を有する。孔ならびに貫通孔は、それぞれ雌ねじ山を有し、ねじ（図示されていない）を介して互いに可逆式に結合することができる。コンタクト部分４は、全体で６つの薄片７を有するいわゆるジャックとして構成されている。接続部分３は、ほぼ円筒形に形成されている。主本体から軸方向に突出するように、中空円筒部６が一体的に成形されている。中空円筒部６は、中空ニードル部とみなされてもよい。中空円筒部６は、端部に向けて先細りになっていて、流出開口１３で開口している。流出開口１３と主本体との間で、中空円筒部６に、薄片構造１４が取り付けられている。接続部分３に開口１５が形成されており、開口１５は、接続部分３の内側の中空室へ向かう進入部を形成する。中空室は、同様に中空円筒部６が形成する中空室と接続されている。
【００３１】
中空円筒部６の流出開口１３は、ケーブルの中央の冷却液管路に挿入されている。冷却液は、接続部分３の開口１５に流入する。接続部分３の前述の中空室を冷却液が通流する。運転中にそこに発生した熱は、冷却液により吸収され、中空円筒部６の中空室を介して中央の液体管路を通り再び搬出される。離れた冷却ユニットにおいて、冷却液は、再び低温に冷却され、閉じた回路内で再び開口１５に供給される。
【００３２】
充電用プラグコネクタ５に信号ケーブル２５が接続されており、信号ケーブル２５を介して、充電用プラグコネクタ５に様々な制御信号が送られる。さらに充電用プラグコネクタ５に接地ケーブル２６が接続されている。
【００３３】
図４には、充電用プラグコネクタ５が示されており、充電用プラグコネクタ５または充電用プラグコネクタ５のコンタクト要素１は、流体冷却式のケーブル１６に接続されている。通常は、充電用プラグコネクタ５は、複数の流体冷却式のコンタクト要素１を有する。この場合、各々のコンタクト要素１は、それぞれ１つの流体冷却式のケーブル１６と結合されている。流体冷却式のケーブル１６と他のケーブルとは、フレキシブルな１つの管（描画上の理由から図示されていない）にまとめられ、この管は、充電用プラグコネクタ５のケーブル引出し部２７から延在している。
【符号の説明】
【００３４】
１  コンタクト要素
２  接続ユニット
３  接続部分
４  コンタクト部分
５  充電用プラグコネクタ
６  中空円筒部
７  薄片
８  充電器スタンド
９  ハウジング
１０  ケーブル接続開口
１１  流体入口開口
１２  流体出口開口
１３  流出開口
１４  薄片構造
１５  開口
１６  流体冷却式のケーブル
１７  ケーブルグランド
１８  流体管片
１９  コンタクト要素
２０  銅心線
２１  圧着スリーブ
２２  電流レール
２３  冷却ユニット
２４  緩衝要素
２５  信号ケーブル
２６  接地ケーブル
２７  ケーブル引出し部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
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