DE202017102886U1 - Adapter plug for a charging system for charging an electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Translated fromGerman
Description
Translated fromGermanDie Erfindung betrifft einen Adapterstecker für ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs.The invention relates to an adapter plug for a charging system for charging an electric vehicle.
Ein derartiger Adapterstecker umfasst ein Steckergehäuse und ein an dem Steckergehäuse angeordnetes Steckgesicht, das einen Steckabschnitt und zumindest ein an dem Steckabschnitt angeordnetes, elektrisches Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren mit einem zugeordneten Steckverbinderteil aufweist.Such an adapter plug comprises a plug housing and a plug face arranged on the plug housing, which has a plug portion and at least one arranged on the plug portion, electrical contact element for electrical contacting with an associated connector part.
Bei einem Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs wird ein Ladestecker, der über ein Ladekabel mit einer Ladestation verbunden ist, zum Beispiel in eine Ladebuchse an einem Elektrofahrzeug eingesteckt, um auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen der Ladestation und dem Elektrofahrzeug herzustellen und Ladeströme zum Aufladen von Batterien des Elektrofahrzeugs zu übertragen. Ein Ladestrom kann hierbei als Gleichstrom oder auch als Wechselstrom übertragen werden, wobei große Stromstärken, beispielsweise größer als 200 A, gegebenenfalls sogar größer als 350 A, zu übertragen sein können.In a charging system for charging an electric vehicle, a charging plug connected to a charging station via a charging cable is plugged, for example, into a charging socket on an electric vehicle to thereby establish an electrical connection between the charging station and the electric vehicle and charge currents for charging To transfer batteries of the electric vehicle. In this case, a charging current can be transmitted as direct current or else as alternating current, with it being possible for large current intensities, for example greater than 200 A, possibly even greater than 350 A, to be transmitted.
Es existieren unterschiedliche Standards für Steckverbinderteile, die an Ladesystemen zum Aufladen von Elektrofahrzeugen Verwendung finden. Diese sind in der internationalen
Die internationale
In unterschiedlichen Ländern kommen dabei unterschiedliche Standards zum Einsatz. So wird in Japan häufig der sogenannte CHAdeMO-Standard verwendet, während in den USA Steckverbinderteile nach dem CCS1-Standard eingesetzt werden.Different standards are used in different countries. In Japan, for example, the so-called CHAdeMO standard is frequently used, whereas in the USA connector parts according to the CCS1 standard are used.
Es besteht ein Bedürfnis danach, die Kompatibilität zwischen Steckverbinderteilen unterschiedlicher Standards zu verbessern, damit beispielsweise ein Elektrofahrzeug, das eine Ladebuchse nach einem ersten Standard aufweist, auch über eine Ladestation, die einen Ladestecker nach einem zweiten, unterschiedlichen Standard umfasst, aufgeladen werden kann.There is a need to improve the compatibility between connector parts of different standards so that, for example, an electric vehicle having a charging socket according to a first standard can also be charged via a charging station comprising a charging plug according to a second, different standard.
Herkömmlich ist vorgesehen worden, beispielsweise Ladestationen mit einer Mehrzahl von Ladekabeln und unterschiedlichen daran angeordneten Ladesteckern auszugestalten. Dies ist jedoch umständlich und teuer.Conventionally, it has been provided, for example, to design charging stations with a plurality of charging cables and different charging plugs arranged thereon. However, this is cumbersome and expensive.
Bei einem aus der
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Adapterstecker zur Verfügung zu stellen, der es ermöglicht, einen bestehenden, normierten Ladestecker an eine Ladebuchse, die gegebenenfalls nach einem anderen Standard normiert ist, anzuschließen.The object of the present invention is to provide an adapter plug which makes it possible to connect an existing, standardized charging plug to a charging socket, which is optionally standardized according to another standard.
Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by an article having the features of
Demnach umfasst ein Adapterstecker für ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs
- - ein Steckergehäuse,
- - ein erstes an dem Steckergehäuse angeordnetes Steckgesicht, das einen ersten Steckabschnitt und zumindest ein an dem ersten Steckabschnitt angeordnetes, erstes elektrisches Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren mit einem ersten Steckverbinderteil aufweist,
- - ein zweites an dem Steckergehäuse angeordnetes Steckgesicht, das einen zweiten Steckabschnitt und zumindest ein an dem zweiten Steckabschnitt angeordnetes, zweites elektrisches Kontaktelement zum elektrischen Kontaktieren mit einem zweiten Steckverbinderteil aufweist, und
- - eine in oder an dem Steckergehäuse angeordnete Elektronikeinrichtung zur Konvertierung elektrischer Steuersignale, eines elektrischen Stroms und/oder einer elektrischen Spannung zwischen dem zumindest einen ersten Kontaktelement und dem zumindest einen zweiten Kontaktelement.
- a plug housing,
- a first plug-in face arranged on the plug housing, which has a first plug-in section and at least one first electrical contact element arranged on the first plug-in section for making electrical contact with a first plug connector part,
- - A second arranged on the plug housing mating face, which has a second plug portion and at least one disposed on the second plug portion, the second electrical contact element for electrically contacting with a second connector part, and
- - An arranged in or on the connector housing electronic device for converting electrical control signals, an electrical current and / or an electrical voltage between the at least one first contact element and the at least one second contact element.
Demnach sind an dem Steckergehäuse zwei Steckgesichter angeordnet. Dies ermöglicht, den Adapterstecker beispielsweise zwischen einem Ladestecker an einem Ladekabel und einer Ladebuchse an einem Elektrofahrzeug anzuordnen, um auf diese Weise einen Adapter zwischen dem Ladestecker und der Ladebuchse bereitzustellen. Der Ladestecker kann hierbei in eines der Steckgesichter einzustecken sein, das hierfür beispielsweise als Buchse (auch bezeichnet als Inlet) ausgestaltet sein kann. Der Adapterstecker kann in diesem Fall mit seinem anderen Steckgesicht, das hierzu als Stecker (Connector) ausgebildet ist, in eine Ladebuchse auf Seiten des Elektrofahrzeugs eingesteckt werden.Accordingly, two mating faces are arranged on the plug housing. This allows the adapter plug, for example, between a charging connector on a charging cable and a charging socket to be mounted on an electric vehicle to provide in this way an adapter between the charging plug and the charging socket. The charging plug can in this case be plugged into one of the plug-in faces, which can be configured for this purpose, for example, as a socket (also referred to as an inlet). The adapter plug can be inserted in this case with its other mating face, which is designed as a plug (connector), in a charging socket on the side of the electric vehicle.
Das erste Steckgesicht kann hierbei nach einem ersten Steckverbindertyp und das zweite Steckgesicht nach einem von dem ersten Steckverbindertyp unterschiedlichen, zweiten Steckverbindertyp ausgebildet sein. Darunter, dass ein Steckgesicht nach einem Steckverbindertyp ausgebildet ist, soll vorliegend verstanden werden, dass das Steckgesicht durch einen definierten Standard, beispielsweise die internationale Norm IEC 62196, normiert ist und somit standardisiert ist.In this case, the first mating face may be designed according to a first connector type and the second mating face may be designed according to a second connector type different from the first connector type. Under that a mating face is designed according to a connector type, it should be understood in the present case that the mating face is standardized by a defined standard, for example, the international standard IEC 62196 and is therefore standardized.
Hierbei kann vorgesehen sein, dass die unterschiedlichen Steckgesichter unterschiedlichen Standards entsprechen. In diesem Fall ermöglicht der Adapterstecker somit beispielsweise das Anschließen eines Ladesteckers nach einem ersten Standard an eines der Steckgesichter und das Anschließen des Adaptersteckers mit dem anderen Steckgesicht an eine Ladebuchse nach einem anderen Standard.It can be provided that the different mating faces correspond to different standards. In this case, the adapter plug thus enables, for example, the connection of a charging plug according to a first standard to one of the mating faces and the connection of the adapter plug with the other mating face to a charging socket according to another standard.
Das erste Steckgesicht und das zweite Steckgesicht sind jedoch nicht zwingend nach unterschiedlichen Standards ausgebildet. Die Steckgesichter können auch nach dem gleichen Standard ausgebildet, dabei aber zum Beispiel einerseits als Buchse (Inlet) und andererseits als Stecker (Connector) verwirklicht sein. Bei gleichen Standards von Connector und Buchse ist grundsätzlich keine Signaladaptierung notwendig, sondern Signale können einfach durchgeleitet werden. Durch Bereitstellung eines Adaptersteckers mit Steckgesichtern gleichen Standards könnte zum Beispiel eine Test- oder Prüfvorrichtung bereitgestellt werden, über die auf die Leitungen im Adapter zugegriffen werden kann.However, the first mating face and the second mating face are not necessarily designed according to different standards. The mating faces can also be designed according to the same standard, but on the one hand be realized, on the one hand, as a socket (inlet) and, on the other hand, as a plug (connector). With the same standards of connector and socket, no signal adaptation is necessary, but signals can be passed through easily. For example, by providing an adapter plug with mating faces of the same standard, a test or test device could be provided to access the leads in the adapter.
Der erste Steckabschnitt des ersten Steckgesichts kann vorzugsweise entlang einer ersten Steckrichtung steckend mit dem ersten Steckverbinderteil zu verbinden sein, während der zweite Steckabschnitt des zweiten Steckgesichts entlang einer zweiten Steckrichtung steckend mit dem zweiten Steckverbinderteil verbunden werden kann. In einer Ausgestaltung unterscheiden sich hierbei die erste Steckrichtung und die zweite Steckrichtung voneinander und sind insbesondere schräg zueinander gerichtet. Dies kann die Handhabung des Adaptersteckers erleichtern, weil ein Ladekabel bei an eines der Steckgesichter angestecktem Ladestecker in anderer Richtung von dem Steckergehäuse abgehen kann als die Steckrichtung, in die der Adapterstecker an eine zugeordnete Ladebuchse auf Seiten zum Beispiel eines Elektrofahrzeugs einzustecken ist.The first plug-in section of the first plug-in face can preferably be connected to the first plug connector part along a first plug-in direction, while the second plug-in section of the second plug-in face can be connected to the second plug connector part along a second plug-in direction. In one embodiment, in this case, the first plug-in direction and the second plug-in direction differ from one another and, in particular, are directed at an angle to one another. This may facilitate the handling of the adapter plug, because a charging cable may go off in a different direction from the connector housing when plugged into one of the mating faces charging plug, in which the adapter plug is plugged into an associated charging socket on pages such as an electric vehicle.
In einem Ausführungsbeispiel weist zumindest eines der Steckgesichter zwei Steckabschnitte mit je zumindest einem daran angeordneten elektrischen Kontaktelement auf. Ein solches, zwei Steckabschnitte umfassendes Steckgesicht kann beispielsweise in eine entsprechend ausgestaltete Ladebuchse einzustecken sein, beispielsweise eine Ladebuchse nach dem in den USA gebräuchlichen CCS1-Standard.In one embodiment, at least one of the mating faces has two plug-in sections, each with at least one electrical contact element arranged thereon. Such a mating face comprising two plug-in sections can for example be plugged into a suitably configured charging socket, for example a charging socket according to the CCS1 standard customary in the USA.
Vorzugsweise sind das zumindest eine erste Kontaktelement und das zumindest eine zweite Kontaktelement über eine elektrische Verbindungseinrichtung elektrisch miteinander verbunden. Die Kontaktelemente der Steckgesichter stehen somit elektrisch miteinander in Verbindung, sodass Ströme zwischen den Kontaktelementen der Steckgesichter übertragen werden können. Die Verbindung kann hierbei über die Elektronikeinrichtung hergestellt werden, die beispielsweise dazu ausgestaltet sein kann, Steuersignale von einem Standard auf einen anderen Standard zu konvertieren oder elektrische Ströme und/oder elektrische Spannungen so anzupassen, dass diese den Vorgaben der Standards entsprechen.Preferably, the at least one first contact element and the at least one second contact element are electrically connected to one another via an electrical connection device. The contact elements of the mating faces are thus electrically connected to each other, so that currents between the contact elements of the mating faces can be transmitted. In this case, the connection can be produced via the electronic device, which can be configured, for example, to convert control signals from one standard to another standard or to adapt electrical currents and / or electrical voltages such that they correspond to the specifications of the standards.
In einer Ausgestaltung weist die Elektronikeinrichtung ein Elektronikgehäuse auf, in dem eine Elektronikplatine angeordnet ist. Die Elektronikplatine kann beispielsweise elektronische Komponenten aufweisen, die die Konvertierungsfunktion der Elektronikeinrichtung ausüben. Die Elektronikplatine kann beispielsweise über entsprechende Kontaktelemente mit ersten Kontaktelementen des ersten Steckgesichts und/oder zweiten Kontaktelementen des zweiten Steckgesichts verbunden sein.In one embodiment, the electronic device has an electronics housing, in which an electronic circuit board is arranged. The electronic board may, for example, have electronic components that perform the conversion function of the electronic device. The electronic circuit board may be connected, for example via corresponding contact elements with first contact elements of the first mating face and / or second contact elements of the second mating face.
Vorzugsweise ist das Elektronikgehäuse abgedichtet und schützt dadurch die Elektronikplatine vor Feuchtigkeit. Das Elektronikgehäuse kann hierbei in dem Steckergehäuse eingefasst sein, sodass über das Elektronikgehäuse ein zusätzlicher Schutz für die Elektronikplatine innerhalb des Steckergehäuses bereitgestellt wird. Sämtliche elektrischen Komponenten, insbesondere elektrische Leitungen und Kontakte, sind vorzugsweise in dem Steckergehäuse feuchtigkeitsdicht gekapselt, sodass Kurzschlüsse innerhalb des Steckergehäuses vermieden werden, wenn Feuchtigkeit in das Steckergehäuse eindringen sollte.Preferably, the electronics housing is sealed and thereby protects the electronic board from moisture. The electronics housing can in this case be enclosed in the connector housing, so that an additional protection for the electronics board within the connector housing is provided via the electronics housing. All electrical components, in particular electrical lines and contacts, are preferably moisture-tightly encapsulated in the connector housing, so that short circuits within the connector housing are avoided if moisture should penetrate into the connector housing.
In einer Ausgestaltung weist das Steckergehäuse beispielsweise einen Griff zum Anfassen des Adaptersteckers durch einen Nutzer auf. An dem Griff kann ein Nutzer an den Adapterstecker angreifen, um diesen, gegebenenfalls bei bereits an einen der Steckgesichter angeschlossenem Ladestecker, an einer Ladebuchse zum Beispiel an einem Elektrofahrzeug anzustecken.In one embodiment, the plug housing, for example, a handle for touching the adapter plug by a user. At the handle, a user can attack the adapter plug to this, if necessary, already at one plug-in connector connected charging plug, to be connected to a charging socket, for example, to an electric vehicle.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht eines Ladesystems zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs;2 eine Ansicht eines Adaptersteckers zum Verbinden eines Ladesteckers eines ersten Steckverbindertyps mit einer Ladebuchse eines anderen Steckverbindertyps;3 eine andere Ansicht des Adaptersteckers;4 eine wiederum andere Ansicht des Adaptersteckers;5 eine teilweise freigeschnittene Ansicht des Adaptersteckers;6 eine Ansicht einer inneren Baugruppe des Adaptersteckers, mit einem ersten Steckgesicht und einem zweiten Steckgesicht;7 eine andere Ansicht der Baugruppe gemäß6 ;8 eine gesonderte Ansicht eines ersten Steckgesichts des Adaptersteckers;9 eine rückseitige Ansicht des das erste Steckgesicht verwirklichenden Gehäuseteils;10 eine gesonderte Ansicht des anderen, zweiten Steckgesichts des Adaptersteckers;11 eine rückseitige Ansicht des das zweite Steckgesicht verwirklichenden Gehäuseteils;12 eine Ansicht einer Elektronikeinrichtung des Adaptersteckers;13 eine andere Ansicht der Elektronikeinrichtung;14 eine Explosionsansicht der Elektronikeinrichtung; und15 eine gesonderte Ansicht einer Elektronikplatine der Elektronikeinrichtung.
1 a schematic view of a charging system for charging an electric vehicle;2 a view of an adapter plug for connecting a charging connector of a first connector type with a charging socket of a different connector type;3 another view of the adapter plug;4 another turn of the adapter plug;5 a partially cutaway view of the adapter plug;6 a view of an inner assembly of the adapter plug, with a first mating face and a second mating face;7 another view of the assembly according to6 ;8th a separate view of a first mating face of the adapter plug;9 a rear view of the first mating face realizing housing part;10 a separate view of the other, second mating face of the adapter plug;11 a rear view of the second mating face realizing housing part;12 a view of an electronic device of the adapter plug;13 another view of the electronics device;14 an exploded view of the electronic device; and15 a separate view of an electronic board of the electronic device.
Grundsätzlich sind zum Übertragen von Ladeströmen Gleichströme und Wechselströme verwendbar. Zudem existieren unterschiedliche Normen, die unterschiedliche Modi zum Aufladen definieren und zudem unterschiedliche Standards für Steckverbinderteile zur Herstellung der Verbindung zwischen einer Ladestation
In unterschiedlichen Regionen auf der Welt kommen heutzutage unterschiedliche Steckverbinderteile nach unterschiedlichen Normen zum Einsatz, wobei Steckverbinderteile nach den unterschiedlichen Normen generell nicht miteinander kompatibel sind, weder elektrisch in der Übertragung von elektrischen Strömen zum Aufladen und von Steuersignalen zum Steuern eines Ladevorgangs noch mechanisch in der strukturellen Ausgestaltung der Steckgesichter zum Herstellen der steckenden, mechanischen Verbindung.In different regions of the world today different connector parts are used according to different standards, with connector parts according to different standards generally not compatible with each other, neither electrically in the transmission of electrical currents for charging and control signals to control a charging nor mechanically in the structural Design of the mating faces for producing the plug-in, mechanical connection.
Um ein Steckverbinderteil
Der in
Ein erstes Steckgesicht
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel stellen die Kontaktelemente
Das andere, zweite Steckgesicht
Zusätzlich zu den Kontaktelementen
Wie aus
Wie aus
Über die Verbindungseinrichtung
Während das zweite Steckgesicht
In dem Steckergehäuse
An der Elektronikplatine
Über die Kontaktelemente
Die Elektronikeinrichtung
Der Mikrocontroller ist auf der in
Der der Erfindung zu Grunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich andersgearteter Weise verwirklichen.The idea underlying the invention is not limited to the embodiments described above, but in principle can also be implemented in a completely different manner.
Mittels eines Adaptersteckers der hier beschriebenen Art können Steckverbinderteile ganz unterschiedlicher Standards miteinander verbunden werden. Dies ist nicht auf die genannten Standards (CHAdeMO und CCS1) beschränkt. Grundsätzlich können Steckverbinderteile ganz beliebiger Standards über einen entsprechend angepassten Adapterstecker miteinander verbunden werden.By means of an adapter plug of the type described here connector parts of very different standards can be connected to each other. This is not restricted to the standards mentioned (CHAdeMO and CCS1). In principle, connector parts of any standard can be connected to one another via a correspondingly adapted adapter plug.
Denkbar ist auch, dass über einen Adapterstecker Steckverbinderteile gleichen Steckverbindertyps, also gleichen Standards, miteinander verbunden werden können. In diesem Fall kann der Adapterstecker beispielsweise zu Testzwecken dazu dienen, auf elektrische Verbindungen zuzugreifen, um Tests bei einem Ladevorgang vorzunehmen. An dem Steckergehäuse können in diesem Fall beispielsweise dedizierte Anschlüsse zum Anschließen von Testleitungen oder dergleichen vorgesehen sein.It is also conceivable that connector parts of the same connector type, ie the same standards, can be connected to one another via an adapter plug. In this case, for example, the adapter plug may be used for test purposes to access electrical connections to test for charging. In this case, for example, dedicated connections for connecting test lines or the like may be provided on the connector housing.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Adaptersteckeradapter plug
- 1010
- Steckergehäuseplug housing
- 1111
- Steckgesichtmating face
- 110, 111110, 111
- Steckabschnittplug-in section
- 112, 113112, 113
- Kontaktelementecontact elements
- 114114
- Gehäuseteilhousing part
- 115115
- Kontaktstellencontact points
- 1212
- Steckgesichtmating face
- 120120
- Steckabschnittplug-in section
- 121121
- Kontaktelementecontact elements
- 122122
- Gehäuseteilhousing part
- 123123
- Kontaktstellencontact points
- 124124
- Steuerkontaktecontrol contacts
- 125125
- Anschlussstelleninterchanges
- 1313
- GriffHandle
- 1414
- Elektronikeinrichtungelectronic device
- 140140
- Elektronikgehäuseelectronics housing
- 141141
- Gehäusedeckelhousing cover
- 142142
- Gehäusekörperhousing body
- 143143
- Elektronikplatineelectronic board
- 144144
- Kontaktelementecontact elements
- 1515
- Elektrische VerbindungseinrichtungElectrical connection device
- 22
- Elektrofahrzeugelectric vehicle
- 2020
- Steckverbinderteil (Ladebuchse)Connector part (charging socket)
- 33
- Ladestationcharging station
- 3030
- Ladekabelcharge cable
- 3131
- Steckverbinderteil (Ladestecker)Connector part (charging connector)
- E1, E2E1, E2
- Steckrichtungplug-in direction
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102013007330 A1 [0009]DE 102013007330 A1 [0009]
- EP 2555340 B1 [0010]EP 2555340 B1 [0010]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Norm IEC 62196 [0004]Standard IEC 62196 [0004]
- Norm (IEC 62196-4) [0004]Standard (IEC 62196-4) [0004]
- Norm IEC 62196-3 [0005]Standard IEC 62196-3 [0005]
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| R207 | Utility model specification | ||
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
| R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |