用于电动车辆或混合动力车辆的充电插接器的制作方法

本发明涉及一种用于电动车辆和混合动力车辆的充电插接器，该充电插接器具有壳体和两个充电触点，这两个充电触点穿过至少一个在壳体中形成的开口从壳体引出。

背景技术：

1、电动车辆和混合动力车辆是可持续出行解决方案研发中的关键组成部分，因为它们减少了对化石燃料的依赖，并有助于降低温室气体排放。这些车辆的一个重要部分是其高压电池——一种可充电的能量存储器，其为电动动力设备供给行驶运行所需的能量。这些高压电池——大多是锂离子蓄电池——提供的存储容量有限，需要定期充电以使车辆续航里程最大化。

2、这些电池的充电过程通过车辆与充电站之间经由专门设计的充电电缆的连接来实现。该电缆根据欧洲标准iec 62196 typ 2构造，并能够实现电能的高效且安全的传输。它由连接在充电站上的充电插头和与车辆的内置充电插头相连的充电联接器组成。所有这些用于车辆连接和充电的组件都被统称为“充电插接器”。这些连接件的构造确保了接触插针和接触套筒建立安全且高效的电连接。

3、在充电方面，尤其是在使用直流电（dc）在非常高的电流强度（可能超过500 a）下充电时，存在的挑战是载流部件的发热。温度升高可能会影响组件的性能和寿命，最坏情况下可能导致安全风险。因此，充电插接器的构造和监控必须满足法律和用户特定的温度监控要求。这通常包括使用温度传感器，例如ntc热敏电阻，它们被定位在紧邻充电触点的位置，以实现对温度的精确且实时监控。这种监控对于最大化充电过程效率及同时确保安全至关重要。如果温度超过临界值，充电过程将自动中断，以防止对车辆或基础设施造成损坏。

4、为避免过热并确保快速、高效的充电过程，在充电插接器中采用了先进技术和材料。这包括集成热管理系统，该系统能有效散热，并在充电过程中确保均匀的温度分布。这些技术的持续改进旨在缩短充电时间并提高充电过程的安全性和可靠性，这对于电动车辆和混合动力车辆的接受度和普及至关重要。

5、从de 10 2017 108 526 a1已知一种用于机动车辆的充电插头，其具有连接模块和负载接触模块，其中，连接模块能够与用于供电的供电线路连接，其中，负载接触模块具有用于传输充电功率的负载触点，并且其中，负载接触模块以可拆卸且可更换的方式固定在连接模块上，其中，负载接触模块具有温度传感器。

6、从de 10 2019 120 470 a1已知一种用于与配对插接器部件电连接的插接器部件，该插接器部件包括壳体、至少两个负载触点、一个保护导体触点和一个接地元件，该接地元件布置在壳体中并与保护导体触点电连接，其中，接地元件以能电接触的方式在两个负载触点之间的爬电路径上延伸。

技术实现思路

1、本发明的目的是，提供一种易于制造的充电插接器，该充电插接器能够抵御环境污物侵入，并能够可靠检测充电触点的温度。

2、该目的通过权利要求1的主题实现。本发明的优选改进方案在从属权利要求中加以说明。

3、因此根据本发明提供了一种用于电动车辆和混合动力车辆的充电插接器，其具有壳体、两个充电触点、温度传感器元件和密封安装元件，其中，这两个充电触点穿过至少一个在壳体中形成的开口从壳体引出，密封安装元件是电绝缘且导热的，该密封安装元件如此成形并布置在开口中，使得密封安装元件周向地包围充电触点并对在壳体与充电触点之间的开口的区域进行密封，该密封安装元件具有安装凹槽，温度传感器元件安装在该安装凹槽中，以便能够检测充电触点的温度。

4、因此，本发明的一个重要方面在于，充电插接器具有密封安装元件，它实际上起到多功能元件的作用，即一方面执行密封功能，另一方面用于安装温度传感器元件。密封功能主要在充电插接器未与对应的充电插接器插接在一起时具有重要意义。另一方面，温度传感器在充电插接器的插接状态下使用，以便能够在充电过程中监控充电触点的温度。

5、如果本文中提到对应的充电插接器，则一方面是指如下充电插接器，该充电插接器具有与根据本发明的充电插接器相同的插接面，但一个插接面具有接触插针，而另一个插接面具有接触套筒，反之亦然。因此，由根据本发明的充电插接器和对应的充电插接器组成的套件可以被插接在一起。另一方面，本文中即使插接面在上述意义上仅部分匹配，也可称之为对应的充电插接器，即对应的充电插接器例如不具有在根据本发明的充电插接器中存在的所有触点，而对应的充电插接器的现有触点在插接面方面与根据本发明的充电插接器匹配，从而在这种情况下根据本发明的充电插接器和对应的充电插接器也可以插接在一起。此外，在此要指出的是，充电插接器当然也可以具有两个以上的充电触点。

6、在此，密封安装元件可以以不同方式构造。然而，根据一种优选的改进方案规定，密封安装元件设计为一体式的塑料构件。这简化了充电插接器的制造，并可实现将其简单地安装到壳体中。

7、由于密封安装元件的导热性，温度传感器元件可以以不同的布置方式安装在安装凹槽中，安装凹槽可以具有不同的形状和布置。然而，优选适用的是，安装凹槽延伸至距离由密封安装元件包围的充电触点区域不足1毫米处。在此优选还适用的是，温度传感器元件如此安装在安装凹槽中，使得温度传感器元件与充电触点之间的间距小于1毫米。通过这种方式，可以实际上直接确定相应充电触点的温度。

8、原则上，两个充电触点的温度可以共同用该温度传感器元件来确定，从而实际上测定一个平均温度。然而，根据本发明的一种优选的改进方案，温度传感器元件具有两个温度传感器，这两个温度传感器分别用于测量相应充电触点的温度。优选地，温度传感器位于布置在安装开口中的电路板上。特别优选地，温度传感器分别与待测量温度的相应充电触点之间的间距小于1毫米。

9、优选地，充电触点设计为销状，密封安装元件具有两个彼此间隔开布置的柱形开口，充电触点分别密封地穿过该柱形开口。此外优选地，密封安装元件具有锥形延伸的两个外部区域，这两个外部区域分别密封地贴靠到在壳体中形成的开口的内壁区域上。

10、根据本发明的一种优选的改进方案还规定，在两个充电触点之间构造有过渡区域，该过渡区域设有用于抑制充电触点之间的爬电电流的肋状结构。由此，密封安装元件在多功能元件的意义上承担了第三功能，其中，通过该肋状结构的肋高度和肋数量来实现期望的耐短路强度。

11、在充电插接器中的爬电电流的问题，如其在能量传输系统中，特别是在电动车辆和混合动力车辆中可能出现的那样，是一个重要的安全和效率主题。爬电电流是沿着绝缘材料表面流动的非预期电流，而不是通过导体按预定路径流动。它们可能由多种因素引起，这些因素包括湿气、污垢、盐、化学污染物或材料表面本身的特性。在充电插接器的背景下，这会导致特定的问题，例如某些安全风险：爬电电流可能导致发热，从而增加火灾风险，或者如果人员接触受影响的组件，则可能导致电击。用户和系统的安全性可能因此受到严重损害。

12、由爬电电流引起的发热还可能导致绝缘材料的降解或腐蚀。这会影响组件的寿命，并最终可能导致充电插接器失效。此外，爬电电流代表了所不期望的能量损失。它们降低了充电过程的效率，因为一部分的能量不用于电池充电，而是以热量形式损失掉。此外，爬电电流可能影响实际电流流动的测量和监控。这可能导致控制电子设备中的故障，或导致安全系统错误地发出警报。

13、为了最小化或避免爬电电流，本文中采用了肋状结构形式的特殊构造元件，其延长了爬电电流必须经过的路径，从而降低了其发生的可能性。此外，清洁和干燥的表面有助于降低爬电电流的风险。本文中通过密封安装元件的密封功能来支持获得这种清洁和干燥的表面。

14、本发明原则上可应用于为电动车辆或混合动力车辆充电的充电插接器的任意充电触点。根据本发明的一种优选的改进方案，充电触点是直流充电触点。特别是在直流充电触点中，通过本发明提供的优点可能是显著的，因为在直流充电时由于高充电电流，特别存在直流充电触点被加热超过临界温度的风险。