DE102022202826A1

DE102022202826A1 - Verbinder für ein Versorgungskabel

Info

Publication number: DE102022202826A1
Application number: DE102022202826.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Loercher
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2022-03-23
Filing date: 2022-03-23
Publication date: 2023-09-28

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbinder für ein eine Verbindungsleitung (13) aufweisendes Versorgungskabel (10) zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs (12) mit einer elektrische Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung (16) und/oder mit einem elektrische Energie benötigenden Verbraucher (19), wobei der Verbinder (15) eingerichtet ist zur Verbindung mit der Energieversorgungseinrichtung (16) und/oder mit dem Verbraucher (19). Der Verbinder (15) weist auf:
-- ein Gehäuse (20) mit einer Aufnahme (21), die insbesondere eingerichtet ist, einen wechselbaren Adapter (30) aufzunehmen;
-- einen Adapter (30), der lösbar mit der Aufnahme (21) gekoppelt ist und elektrisch mit dem Verbinder (15) verbunden ist; wobei der Adapter (30) einen ersten Anschluss (31) aufweist, der dazu eingerichtet ist, mit einem Gegenanschluss (17) der Energieversorgungseinrichtung (16) oder dem Verbraucher (19) gekoppelt zu werden, insbesondere elektrisch und mechanisch verbunden zu werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Verbinder für ein Versorgungskabel zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs mit einer elektrische Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung und/oder mit einem elektrische Energie benötigenden Verbraucher. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Versorgungskabel mit einem derartigen Verbinder.
Stand der Technik
Zum elektrischen Laden von Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen (z.B. Autos, LKWs, Boote, Fluggeräte, Zweiräder etc.) sind aus dem Stand der Technik verschiedene Ansätze bekannt. Ein Laden des Fahrzeugs kann in einer ersten Ladesituation über eine dedizierte Ladeinfrastruktur erfolgen, wobei es sich insbesondere um festinstallierte Ladestationen handelt. Beispielsweise sind solche Ladestationen als Ladesäule oder Wallbox realisiert. In einer alternativen Ladesituation ist eine Dauerstromsteckdose vorgesehen, wie diese beispielsweise in normalen Haushalten zur Energieversorgung verwendet wird. Beispielsweise handelt es sich hierbei um eine (z.B. 230V-)Schuko-Steckdose oder um eine nach sonstigen regionalen Standards oder Gewohnheiten ausgebildete Steckdose, wobei auch ein Drehstromanschluss vorgesehen sein kann. In diesem Fall weist eine Verbindungsleitung des Ladekabels in der Regel eine integrierte Steuerung auf, die auch In-Cable-Control-Box, ICCB, genannt wird und die zwischen den beiden Verbindern innerhalb der Verbindungsleitung angeordnet ist. Diese integrierte Steuerung dient zur Kommunikation mit dem Fahrzeug und zum Freigeben und Einstellen eines Ladestroms, da z.B. eine Haushaltssteckdose (z.B. eine Schukosteckdose) in der Regel im Unterschied zu einer Ladesäule oder einer Wallbox nicht über eine Kommunikationsleitung verfügt, über die das Fahrzeug mit der Energieversorgungseinrichtung kommunizieren kann.
Ein derartiges Laden bzw. ein Energietransfer kann durch eine Versorgungsleitung bzw. ein Versorgungskabel, die bzw. das landläufig oft als Ladekabel bezeichnet wird, ermöglicht werden. Ein derartiges Versorgungskabel bzw. eine derartige Versorgungsleitung weist üblicherweise an ihren beiden Enden je einen Verbinder (landläufig oft als Ladestecker bezeichnet) auf, von denen einer mit dem Fahrzeug (Primärverbinder) und der andere mit der Energieversorgungseinrichtung oder einem Verbraucher (Sekundärverbinder) elektrisch verbunden wird (der Verbraucher kann dabei auch ein anderes Fahrzeug sein). Zwischen den beiden Verbindern ist eine Verbindungsleitung angeordnet, durch die der elektrische Strom fließt.
Das Laden von Elektrofahrzeugen wird derzeit (im Jahre 2022) zu einem hohen Anteil an Haushaltssteckdosen durchgeführt, da noch keine flächendeckende Infrastruktur gemäß DIN IEC 62196-1 vorhanden ist. Genormte Haushaltssteckdosen sind hingegen für viele Elektrofahrzeugfahrer zugänglich. In Europa sind Steckerschnittstellen mit Schutzerde-Kontakten teilweise über mehrere Länder (z.B. Deutschland, Österreich mit sogenannten Typ-F-Steckern) harmonisiert, wobei in einigen anderen Ländern ein eigenes Stecksystem (Steckerschnittstellen) verwendet wird. Dies ist in z.B. in Italien (Typ L), der Schweiz (Typ J), in Dänemark (Typ K), in Großbritannien (Typ G) und Frankreich (Typ E) der Fall. In den USA sind z.B. Typ A oder Typ B Stecker(schnittstellen) bekannt, in Australien und China Typ I Stecker(schnittstellen) und in Israel Typ H Stecker(schnittstellen). Darüber hinaus gibt es weitere Steckerschnittstellen, z.B. sogenannte CCE einphasige und CCE dreiphasige Steckerschnittstellen.
Aufgrund dieser verschiedenen Stecksysteme kann es z.B. auf Reisen erforderlich sein, dass z.B. zum Laden von Elektrofahrzeugen mehrere verschiedene Ladekabel mitgeführt werden müssen, die jeweils die landestypische Steckerschnittstelle bzw. den landestypischen Infrastrukturanschluss bzw. Verbraucheranschluss aufweisen. Dies nimmt viel Platz im Fahrzeug weg und ist teuer.
Um diesen Platzbedarf und die hohen Kosten zu reduzieren sind Versorgungskabel bekannt, bei denen der infrastrukturseitige bzw. verbraucherseitige Verbinder eine Kupplung aufweist und lösbar mit einer Verbindungsleitung des Versorgungskabels verbindbar ist, wobei in dem Verbinder elektrische und/oder elektronische Komponenten vorgesehen sein können, die eine In-Cable-Control-Box (ICCB), ggf. im Zusammenwirken mit einem weiteren Verbinder am anderen Ende des Versorgungskabels, überflüssig machen. Durch einen derartig modularen Aufbau muss für verschiedene ländertypische Steckerschnittstellen (z.B. für Haushaltssteckdosen) nicht jeweils ein komplettes Versorgungskabel mitgeführt werden, es reicht vielmehr, den jeweils passenden infrastrukturseitigen Verbinder vorzuhalten bzw. mitzuführen und diesen dann je nach dem vorliegenden Gegenanschluss z.B. an einer Energieversorgungseinrichtung an die Verbindungsleitung zu koppeln.
Ein derartiges Versorgungskabel und derartige Verbinder sind aus der DE 10 2021 203 363 A1 bekannt.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung geht aus von der Erkenntnis, dass das Mitführen verschiedener fest verdrahteter Versorgungskabel mit jeweils unterschiedlichen (z.B. länderspezifischen) Infrastrukturanschlüssen einen unerwünscht hohen Platzbedarf bewirkt und hohe Kosten verursacht. Selbst die Verwendung eines Versorgungskabels, bei dem die Verbindungsleitung lösbar mit dem infrastrukturseitigen bzw. verbraucherseitige Verbinder (der z.B. auch elektrische und/oder elektronische Komponenten aufweist, um eine ICCB überflüssig zu machen) koppelbar ist erfordert bei Reisen durch mehrere Länder (z.B. Deutschland, Schweiz, Italien), in denen auch z.B. an Haushaltssteckdosen geladen werden soll, das Mitführen mehrerer Verbinder, was einen hohen Kostenaufwand und weiterhin einen erhöhten Platzbedarf im Fahrzeug bewirkt.
Es kann daher ein Bedarf bestehen, einen Verbinder für ein Versorgungskabel bereitzustellen, der einfach und kostengünstig herzustellen ist, der die Verwendung bzw. Kopplung mit verschiedenen Steckerschnittstellen, insbesondere an Haushaltssteckdosen verschiedener Länder, ermöglicht und der gleichzeitig möglichst an einem Versorgungskabel ohne In-Cable-Control-Box (ICCB) verwendbar ist, um den Platzbedarf weiter zu senken. Gleichzeitig soll der Verbinder eine für Lebewesen und Material sichere und zuverlässige Verbindung zur Infrastrukturschnittstelle bzw. zur Verbraucherschnittstelle ermöglichen und dafür ausgelegt sein, auch über längere Zeit (z.B. mehrere Stunden) einen Stromfluss von z.B. wenigstens 10A, bzw. wenigstens 13A sicher zu bewältigen. Weiterhin soll der Verbinder möglichst kompakt bauen.
Vorteile der Erfindung
Dieser Bedarf kann durch den Gegenstand der vorliegenden Erfindung gemäß der unabhängigen Ansprüche gedeckt werden. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verbinder für ein Versorgungskabel zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs mit einer elektrische Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung und/oder mit einem elektrische Energie benötigenden Verbraucher vorgeschlagen.
Der Verbinder ist eingerichtet zur Verbindung mit der Energieversorgungseinrichtung und/oder mit dem Verbraucher. Der Verbinder weist ein Gehäuse mit einer Aufnahme auf sowie einen Adapter, der lösbar mit der Aufnahme gekoppelt ist und elektrisch mit dem Verbinder verbunden ist. Der Adapter weist einen ersten Anschluss auf, der dazu eingerichtet ist, mit einem Gegenanschluss der Energieversorgungseinrichtung oder dem Verbraucher gekoppelt zu werden.
Der erste Anschluss kann z.B. dazu eingerichtet sein, elektrisch und mechanisch mit dem Gegenanschluss verbunden zu werden.
Die Aufnahme kann z.B. dafür eingerichtet ist, den wechselbaren Adapter aufzunehmen.
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass der Verbinder als solcher nicht einen festen (unlösbaren) Anschluss aufweist, der den Verbinder lediglich für eine einzige Steckerschnittstelle des Gegenanschlusses verwendbar macht. Vielmehr kann aufgrund des Adapters in einfacher und zuverlässiger Art und Weise der Verbinder umgerüstet werden, um an verschiedene Steckerschnittstellen mechanisch und elektrisch angekoppelt zu werden. Auf diese Weise kann erheblich Platz eingespart werden, da nicht für jede Steckerschnittstelle verschiedener Länder je ein eigener Verbinder oder gar ein komplettes Versorgungskabel mitgeführt werden muss. Vielmehr ist es ausreichend, ausschließlich einen Adapter mit dem passenden ersten Anschluss mitzuführen für jede Steckerschnittstelle, mit der der Verbinder gekoppelt werden soll. Da der Adapter bevorzugt direkt mit dem Verbinder (über die Aufnahme) gekoppelt ist und mit dem Verbinder im gekoppelten Zustand eine Einheit bildet ist auch die Sicherheit für Lebewesen und für das Material verbessert. Denn die Verbindung zwischen Adapter und Aufnahme kann z.B. mit einem besonders geringem Übergangswiderstand, besonders sicher gegen Wackelkontakte und für eine hohe Stromtragfähigkeit von z.B. mehr als 10A über mehrere Stunden ausgebildet sein. Es entfällt somit die Notwendigkeit, in einer Situation, in der kein Versorgungskabel mit einer länderspezifischen Steckerschnittstelle vorhanden ist, entweder in gefährlicher Weise mit selbst gebastelten Konstruktionen z.B. einen Ladevorgang des Fahrzeugs zu ermöglichen oder sich auf Überbrückungslösungen zu verlassen, die auf den ersten Blick geeignet erscheinen, jedoch nicht für eine hohe Stromtragfähigkeit über mehrere Stunden (z.B. Mehr als 10A) ausgelegt sind, Wackelkontakte am Übergang zum Verbinder aufweisen können und dadurch überhitzen könnten. Weiterhin vorteilhaft kann ein Nutzer so auch eine Menge Geld sparen, da statt mehrerer Verbinder bzw. kompletter Versorgungskabel lediglich pro Steckerschnittstelle ein Adapter erworben werden muss.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Aufnahme komplementär zu dem Adapter ausgebildet ist und auf diese Weise in der Art eines Schlüssel-Schloss-Prinzips nur die zum Verbinder gehörenden Adapter in der Aufnahme aufgenommen werden können und mit dem Verbinder elektrisch und mechanisch gekoppelt werden können.
Der Adapter kann z.B. verliersicher aber lösbar mit der Aufnahme gekoppelt sein. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Adapter sich nicht aus der Aufnahme löst, wenn der Verbinder vom Gegenanschluss entfernt wird. Beispielsweise kann der Adapter mittels einer Bajonettverbindung, einer Schraubverbindung, einer Clipsverbindung oder dergleichen mit der Aufnahme gekoppelt sein. Besonders vorteilhaft weist der Adapter ein Sicherungselement auf, welches z.B. manuell oder elektrisch betätigt werden muss, bevor der Adapter aus bzw. von der Aufnahme gelöst werden kann.
Weiterhin bevorzugt ist zwischen der Aufnahme und dem Adapter kein Kabel angeordnet. Der Adapter ist vorteilhaft ortsfest in direktem Kontakt mit der Aufnahme bzw. dem Gehäuse mit dem Gehäuse gekoppelt.
Es versteht sich insbesondere, dass eine Steckerschnittstelle z.B. ein Schuko-Steckergesicht, keine Aufnahme im Sinne dieser Erfindung darstellen soll.
Im Kontext dieser Anmeldung wird der Begriff „aufweisend“ synonym zum Begriff „umfassend“ verwendet und der Begriff „aufweisen“ synonym zum Begriff „umfassen“, sofern nichts anderes geschrieben steht.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Verbinder einen der Verbindungsleitung zugewandten ersten Abschnitt aufweist, wobei der Verbinder einen dem Gegenanschluss zugewandten zweiten Abschnitt aufweist.
Die Aufnahme kann z.B. im zweiten Abschnitt angeordnet sein.
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass eine räumliche Trennung zwischen dem Anschluss des Verbinders an den Gegenanschluss einerseits und dem Anschluss des Verbinders an die Verbindungsleitung des Versorgungskabels andererseits vorliegt.
Besonders bevorzugt sind der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt voneinander beabstandet. Beispielsweise kann eine derartige Beabstandung wenigstens 5cm, bevorzugt wenigstens 10cm betragen.
Weiterhin bevorzugt sind erster Abschnitt und zweiter Abschnitt an entgegengesetzten Enden des Verbinders angeordnet und/oder voneinander abgewandt.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Adapter ein Kodierelement aufweist, wobei das Kodierelement die Art des ersten Anschlusses kodiert.
Das Kodierelement kann z.B. als elektrischer Widerstand ausgebildet sein.
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass z.B. ein mit dem Verbinder mittelbar (z.B. über die Versorgungsleitung) verbundenes Fahrzeug bzw. eine Energieversorgungseinrichtung bzw. ein Verbraucher erkennen kann (z.B. kann ein Wert des Kodierelements eingelesen werden), welcher Adapter mit dem Verbinder gekoppelt ist. Aus der Art des Adapters kann dann z.B. auf den Gegenanschluss geschlossen werden. In Abhängigkeit des eingelesenen Wertes kann das Fahrzeug, die Energieversorgungseinrichtung bzw. der Verbraucher dann z.B. eine zu erwartende bzw. erwartete Spannung und/oder eine maximal zu erwartende bzw. abzugebende Stromstärke bereitstellen bzw. sich auf eine entsprechende (maximale) Leistungsaufnahme bzw. Leistungsabgabe einrichten.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Adapter einen Temperatursensor aufweist.
Dadurch kann vorteilhaft eine Temperatur im Bereich des Gegenanschlusses ermittelt werden. Ein vom Temperatursensor bereitgestellter Temperaturwert (der mit der Temperatur assoziiert werden kann) kann z.B. von dem Fahrzeug, der Energieversorgungseinrichtung und/oder dem Verbraucher eingelesen werden. In Abhängigkeit von dem Temperaturwert kann dann die angeforderte und/oder abgegebene Spannung und/oder der abgegeben und/oder empfangene Strom angepasst werden. Beispielsweise kann ein Temperaturwert, der eine definierte Schwelle überschreitet (z.B. eine zu hohe Temperatur, z.B. mehr als 80°C oder mehr als 100°C) ein Abschalten eines Leistungsflusses (z.B. bei einem Ladevorgang) auslösen und/oder eine Reduzierung des Leistungsflusses der elektrischen Energie auslösen und/oder eine Warnung eines Benutzers auslösen. Es kann auch ganz allgemein ein Zustandssignal in Abhängigkeit des Vergleichs von Temperaturwert und Schwellwert gesetzt werden. Dadurch wird vorteilhaft die Sicherheit bei der Verwendung des Verbinders und/oder des Versorgungskabels erhöht.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Verbinder im ersten Abschnitt oder an einem im ersten Abschnitt angeordneten Kabel einen zweiten Anschluss aufweist zur Verbindung mit der Verbindungsleitung des Versorgungskabels.
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass der Verbinder in einfacher Weise mittels des zweiten Anschlusses mit der Verbindungsleitung verbunden werden kann. Besondres vorteilhaft kann eine zerstörungsfrei lösbare Verbindung vorgesehen sein.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Verbinder am zweiten Anschluss eine Kupplung aufweist, die dazu eingerichtet ist, dass der Verbinder mit der Verbindungsleitung des Versorgungskabel elektrisch lösbar gekoppelt werden kann bzw. koppelbar ist.
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass je nach Art des Gegenanschlusses je ein eigener Verbinder an die Verbindungsleitung in besonders einfacher Art und Weise angekoppelt und auch wieder abgekoppelt werden kann. Derartige unterschiedliche Verbinder können trotz des Adapters Sinn machen. Denn es sind z.B. Energieversorgungseinrichtungen mit Signal- bzw. Steuerleitungen bekannt (z.B. Ladesäulen und/oder Wallboxen). Andere Energieversorgungseinrichtungen bzw. auch Verbraucher können dagegen ohne derartige Signalleitungen bzw. Steuerleitungen ausgebildet sein. Das Vorsehen verschiedener Verbinder, die mit der Verbindungsleitung über die Kupplung koppelbar sind kann große Kostenvorteile mit sich bringen. Ein Verbinder für eine Ladesäule mit Steuerleitung(en) kann z.B. auf eine Elektronik im Verbinder und/oder in der Verbindungsleitung verzichten. Ein Verbinder für Energieversorgungseinrichtungen mit einem Gegenanschluss z.B. in Form einer Haushaltssteckdose kann z.B. eine Elektronik im Verbinder selber erfordern bzw. zumindest eine elektronische Steuerung im Versorgungskabel (z.B. in der Verbindungsleitung, z.B. als ICCB), um dem Fahrzeug gegenüber das Vorhandensein einer Energieversorgungseinrichtung mit Steuerungsleitung zu simulieren.
So kann z.B. ein erster Verbinder vorgesehen sein, der z.B. mit einer Wallbox als Energieversorgungseinrichtung koppelbar ist. Ein zweiter Verbinder kann vorgesehen sein, mit Haushaltssteckdosen verbunden zu werden.
Durch das Vorsehen des Adapters reicht es nun prinzipiell aus, für jede Art von Verbinder (mit Steuerungsleitung(en) bzw. ohne Steuerungsleitung(en) bezüglich des Gegenanschlusses) genau einen Verbinder vorzuhalten. Das Vorhalten weiterer Verbinder, die z.B. auch noch unterschiedliche Steckergesichter (Steckerschnittstellen) bzw. unterschiedliche erste Anschlüsse aufweisen kann dann jedoch aufgrund des Adapters entfallen.
Auf diese Weise ist somit ein kostengünstiges Versorgungskabel realisierbar, das mit zwei gegeneinander austauschbaren Verbindern auskommt und dabei die meisten, wenn nicht sogar alle Anwendungsfälle (Gegenanschlüsse mit oder ohne Signalleitung(en)) abdecken kann.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Verbinder eine Spannungsversorgung aufweist, die mit dem Adapter elektrisch gekoppelt ist, wobei die Spannungsversorgung bei Anliegen einer elektrischen Spannung, insbesondere einer Netzspannung, am ersten Anschluss eine elektrische Versorgungsspannung bereitstellt.
Die elektrische Versorgungsspannung kann z.B. geringer sein als die Netzspannung.
Die Versorgungsspannung kann z.B. an eine Signalleitung bzw. Steuerungsleitung bzw. Steuerleitung des Versorgungskabels angelegt werden (eine derartige Signalleitung ist insbesondere keine der Phasenleitungen und auch nicht ein Nullleiter und auch nicht eine Schutzerde-Leitung). Beispielsweise können als Signalleitungen eine CP-Leitung („Control Pilot“-Leitung) und eine PP-Leitung (Proximity Pilot / Plug Present-Leitung) vorgesehen sein.
Die Spannungsversorgung kann z.B. als Spannungswandler ausgebildet sein.
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass der Verbinder z.B. für Haushaltssteckdosen ausgebildet sein kann, die keine Steuerungsleitungen aufweisen und dass der Verbinder mittels der Spannungsversorgung dem fahrzeugseitigen Verbinder und/oder dem Fahrzeug übermitteln kann, dass der Verbinder erfolgreich mit der Energieversorgungseinrichtung gekoppelt ist. Dies kann dann vorteilhaft dazu führen, dass z.B. das Fahrzeug einen Ladevorgang aktiviert. Es kann z.B. auch vorteilhaft bewirkt werden, dass in einem fahrzeugseitigen Verbinder des Versorgungskabels eine ohne die Spannung der Spannungsversorgung überbrückte Steuerungseinheit bzw. Steuereinheit (z.B. eine elektronische Schaltung) aktiviert wird, die alleine oder in Zusammenwirken mit dem Fahrzeug den Ladevorgang bzw. den Entladevorgang steuert. Beispielsweise kann die Spannungsversorgung einen Bypass-Schalter in dem fahrzeugseitigen Verbinder aktivieren. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Netzspannung wenigstens 100V beträgt, z.B. 110V oder 230V. Die Spannungsversorgung kann z.B. eine (Versorgungs)Spannung (eine Steuerspannung) im Bereich zwischen 7V und 30V bereitstellen, bevorzugt im Bereich zwischen 10V und 20V, z.B. 15V. Die Versorgungsspannung kann z.B. eine Gleichspannung sein, wobei auch eine Wechselspannung möglich ist. Besonders vorteilhaft wird auf diese Weise eine hohe Sicherheit für Benutzer erreicht, da die Spannungsversorgung sehr nahe am Gegenanschluss (im Verbinder) angeordnet ist - es ist somit keine (unüberwachte) Kabelstrecke zwischen dem Gegenanschluss bis zur Spannungsversorgung nötig, wie dies z.B. der Fall wäre, wenn die Spannungsversorgung in einer ICCB angeordnet wäre. Weiterhin vorteilhaft wird dadurch auch eine ICCB („In Cable Control Box“) in der Verbindungsleitung entbehrlich, wodurch Gewicht, Platz und Kosten eingespart werden können.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Verbinder eine Schalteinheit aufweist, über die eine elektrische Verbindung zwischen der Energieversorgungseinrichtung und/oder dem Verbraucher einerseits und dem zweiten Anschluss andererseits einschaltbar und ausschaltbar ist.
Dabei kann z.B. die Schalteinheit durch das Versorgungskabel oder wenigstens eine seiner Komponenten, z.B. einen weiteren Verbinder (z.B. fahrzeugseitiger Verbinder), steuerbar sein.
Die Schalteinheit kann z.B. durch das Versorgungskabel oder wenigstens eine seiner Komponenten, z.B. einen weiteren Verbinder (z.B. fahrzeugseitiger Verbinder), steuerbar sein, um den Ladevorgang zu steuern.
Die Schalteinheit kann z.B. mittels des fahrzeugseitigen Verbinders oder mittels des Fahrzeugs angesteuert werden.
Durch die Schalteinheit wird vorteilhaft bewirkt, dass die Sicherheit für Benutzer des Verbinders erhöht wird. So kann die Schalteinheit z.B. die Ausgabe eine Spannung bzw. das Anliegen einer Spannung am zweiten Anschluss unterbinden z.B. im Fall, dass der Verbinder mit dem Gegenanschluss gekoppelt ist, die Verbindungsleitung jedoch noch nicht am zweiten Anschluss angeordnet bzw. noch nicht mit diesem gekoppelt ist oder für den Fall, dass der fahrzeugseitige Verbinder (weiterer Verbinder) noch nicht mit dem Fahrzeug gekoppelt ist. Dadurch wird ein Berühren Spannung bzw. Strom führender Teile durch einen Benutzer verhindert. Außerdem kann dadurch vorteilhaft eine Abnutzung von Material, z.B. durch einen Lichtbogen beim Koppeln unter Spannung von Verbinder und Verbindungsleitung (z.B. von Kupplung und Gegenkupplung) verhindert werden. Auch kann durch die Schalteinheit eine Schnellabschaltung bewirkt werden, die einen Leistungsfluss durch den Verbinder (und das Versorgungskabel) sofort unterbricht, z.B. in Abhängigkeit von einem detektierten Überschreiten bzw. Unterschreiten eines erfassten Wertes relativ zu einem Schrankenwert bzw. Schwellenwert. Dies kann z.B. das Überschreiten einer bestimmten Temperatur im Fahrzeug oder am ersten Anschluss sein oder ein erfasster Differenzstrom, der auf eine beschädigte Isolierung hinweist oder dergleichen.
In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der erste Anschluss ausgebildet ist, mit einem Gegenanschluss gekoppelt zu werden gewählt aus der Gruppe:

Typ A, Typ B, Typ C, Typ E, Typ F, Typ G, Typ I, Typ J, Typ K, Typ L, CEE einphasig, CEE dreiphasig.

Der erste Anschluss kann z.B. als male-Anschluss, wie z.B. ein Stecker bzw. ein Kontaktmesser, etc. ausgebildet sein oder als female-Anschluss, wie z.B. eine Steckdose bzw. eine Buchse, ausgebildet sein.
Dadurch wird vorteilhaft bewirkt, dass der Verbinder mittels des Adapters problemlos auf die unterschiedlichsten Steckerschnittstellen verschiedener Länder angepasst werden kann. Auch die Verwendung des Verbinders zum Anschließen eines Verbrauchers in verschiedenen Ländern wird so vorteilhaft kostengünstig und einfach ermöglicht.
Gemäß eines zweiten Aspekts der Erfindung ist ein Versorgungskabel zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs mit einer elektrische Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung und/oder mit einem elektrische Energie benötigenden Verbraucher vorgesehen.
Das Versorgungskabel weist auf: einen Verbinder wie oben beschrieben, eine Verbindungsleitung, die mit dem Verbinder elektrisch verbunden ist sowie einen fahrzeugseitigen weiteren Verbinder zum Koppeln mit dem Fahrzeug.
Dadurch wird vorteilhaft ein besonders kostengünstiges, platzsparendes, sicheres und flexibel einsetzbares Versorgungskabel bereitgestellt, das flexibel in verschiedenen Ländern mit unterschiedlichen Steckerschnittstellen für Haushaltssteckdosen bzw. Haushaltsstecker oder andere Steckerschnittstellen verwendet werden kann.
Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann aus der nachfolgenden Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen, die jedoch nicht als die Erfindung beschränkend auszulegen sind, unter Bezugnahme auf die beigelegten Zeichnungen ersichtlich.
Es zeigen

1: eine schematische Abbildung eines Versorgungskabels;
2a: eine schematische Abbildung eines Verbinders;
2b: eine schematische Darstellung einer Spannungsversorgung und einer Schalteinheit eines Verbinders;
3a-3f: schematische Abbildungen verschiedener Ausführungsformen von Adaptern des Verbinders.

1 zeigt schematisch ein Fahrzeug 12, das beispielsweise ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug ist und das einen Energiespeicher 11 aufweist. Der Energiespeicher 11 (z.B. eine Batterie) soll hier beispielsweise über eine Energieversorgungseinrichtung 16 geladen werden. Die Energieversorgungseinrichtung 16 in dem in 1 gezeigten Fall kann dabei z.B. eine Wallbox, die ein Laden mit dreiphasiger Wechselspannung ermöglicht, sein oder eine Dauerspannungsquelle, beispielsweise eine Haushaltssteckdose wie z.B. eine Schuko-Steckdose, die beispielsweise einphasiges Laden ermöglicht. Zur Verbindung von Energieversorgungseinrichtung 16 und Energiespeicher 11 bzw. Fahrzeug 12 ist ein Versorgungskabel 10 vorgesehen.
Das Versorgungskabel 10 zum elektrischen Verbinden des Fahrzeugs 12 mit der elektrische Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung 16 und/oder mit dem elektrische Energie benötigenden Verbraucher 19 weist einen fahrzeugseitigen (Primär)Verbinder 14 zum Koppeln mit dem Fahrzeug 12 auf sowie einen (Sekundär)Verbinder 15, wobei in 1 verschiedene Varianten des Sekundärverbinders 15 gezeigt sind. Im Kontext der Anmeldung wird allgemein von Verbinder 14, 15 gesprochen. Der (Primär)Verbinder 14 kann gelegentlich auch als „weiterer Verbinder“ bezeichnet werden. Zwischen dem (Primär)Verbinder 14 und dem (Sekundär)Verbinder 15 ist eine Versorgungsleitung bzw. Verbindungsleitung 13 vorhanden. Die Verbindungsleitung 13 ist mit dem (Sekundär)Verbinder 15 elektrisch verbunden. Sie ist auch mit dem (Primär)Verbinder 14 elektrisch verbunden.
Der (Primär)Verbinder 14 dient zur elektrischen Verbindung mit dem Fahrzeug 12 und speziell mit dem Energiespeicher 11. Der (Sekundär)Verbinder 15 dient je nach dessen Ausgestaltung zur Verbindung mit den verschiedenen Typen der Energieversorgungseinrichtung 16 oder einem Verbraucher 19. In dem Fall, dass der (Sekundär)Verbinder 15 zur Verbindung mit einem Verbraucher 19 (hier beispielhaft in Form eines Föns dargestellt) eingerichtet ist kann der (Sekundär)Verbinder 15 z.B. eine ländertypische Haushaltssteckdose sein. In diesem Fall wird dem Fahrzeug 12 bzw. dessen Energiespeicher 11 elektrische Energie entnommen. Es versteht sich, dass der elektrische Verbraucher 19 auch ein Stromnetz sein kann, so dass elektrische Energie aus dem Fahrzeug 12 zurück ins Stromnetz gespeist werden kann. In diesem Fall kann z.B. ein länderspezifischer Haushaltsstecker oder ein Typ2-Ladestecker zum Einstecken in eine Wallbox als (Sekundär)Verbinder 15 dienen. Es versteht sich weiterhin, dass der elektrische Verbraucher 19 auch ein weiteres Fahrzeug sein kann, welches mit Strom bzw. elektrischer Energie aus dem Fahrzeug 12 versorgt wird. In diesem Fall kann der (Sekundär)Verbinder 15 z.B. analog zum (Primär)Verbinder 14 ausgebildet sein.
Der (Primär)Verbinder 14 weist einen Fahrzeuganschluss 4 auf, der zur mittelbar oder unmittelbar lösbaren drahtlosen oder drahtgebundenen elektrischen Verbindung mit dem Fahrzeug 12 bzw. dem Energiespeicher 11 vorgesehen ist.
In der gezeigten Ausgestaltung weist der (Primär)Verbinder 14 außerdem einen Zusatzanschluss 5 auf, über den eine drahtlose und/oder drahtgebundene elektrische Verbindung mit einer Zusatzkupplung 6 der Verbindungsleitung 13 unmittelbar oder mittelbar lösbar herstellbar ist. In einer alternativen Ausgestaltung kann auf den Zusatzanschluss 5 sowie die Zusatzkupplung 6 verzichtet werden, so dass die Verbindungsleitung 13 direkt an dem (Primär)Verbinder 14 angebracht ist und nicht zerstörungsfrei von diesem trennbar ist.
Das Versorgungskabel 10 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit verschiedenen Typen von (Sekundär)Verbindern 15 koppelbar. Der (Sekundär)Verbinder 15 ist somit ein (Sekundär)Verbinder 15 für ein eine Verbindungsleitung 13 aufweisendes Versorgungskabel 10 zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs 12 mit einer elektrische Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung 16 und/oder mit einem elektrische Energie benötigenden Verbraucher 19. Der (Sekundär)Verbinder 15 ist eingerichtet zur insbesondere lösbaren Verbindung mit der Energieversorgungseinrichtung 16 und/oder mit dem Verbraucher 19. Der (Sekundär)Verbinder 15 weist ein Gehäuse 20 mit einer Aufnahme 21 auf. Die Aufnahme 21 kann z.B. dazu eingerichtet sein, einen wechselbaren Adapter 30 aufzunehmen. Der (Sekundär)Verbinder 15 weist weiterhin einen Adapter 30 auf, der lösbar mit der Aufnahme 21 gekoppelt ist und elektrisch mit dem Verbinder 15 verbunden ist. Der Adapter 30 weist einen ersten Anschluss 31 auf, der dazu eingerichtet ist, mit einem Gegenanschluss 17 der Energieversorgungseinrichtung 16 oder dem Verbraucher 19 gekoppelt zu werden. Eine derartige Kopplung kann z.B. als elektrische und mechanische Verbindung ausgestaltet sein.
Der Verbinder 15 weist einen der Verbindungsleitung 13 zugewandten ersten Abschnitt 21 auf sowie einen dem Gegenanschluss 17 zugewandten zweiten Abschnitt 22. Die Aufnahme 23 ist hier beispielhaft im zweiten Abschnitt 22 angeordnet.
Der Verbinder 15 weist hier beispielhaft im ersten Abschnitt 21 einen zweiten Anschluss 2 auf zur (insbesondere lösbaren) Verbindung mit der Verbindungsleitung 13 des Versorgungskabels 10. Grundsätzlich kann ein derartiger zweiter Anschluss 2 auch an einem im ersten Abschnitt 21 angeordneten Kabel angeordnet sein. Ein derartiges Kabel kann z.B. einige Zentimeter (z.B. zwischen 3cm und 120cm, bevorzugt zwischen 5cm und 80cm) lang sein. Es kann z.B. unlösbar mit dem Gehäuse 20 verbunden sein.
Der Verbinder 15 weist hier beispielhaft am zweiten Anschluss 2 eine Kupplung 3 auf, die dazu eingerichtet ist, dass der Verbinder 15 mit der Verbindungsleitung 13 des Versorgungskabel 10 elektrisch lösbar, jedoch (z.B. ohne bewusste manuelle Betätigung) vorteilhaft unverlierbar, gekoppelt werden kann, z.B. mittels einer Gegenkupplung 7 an der Verbindungsleitung 13. Die Kupplung kann z.B. zum Lösen des gekoppelten Zustands von der Gegenkupplung 7 erfordern, dass eine Schiebebewegung und/oder eine Drehbewegung eines Kupplungsgehäuses bzw. Eines Gegenkupplungsgehäuses, insbesondere relativ zu der elektrischen Verbindung, ausgeführt wird, um z.B. dadurch eine mechanische Verriegelung zu lösen und das mechanische Lösen von Kupplung und Gegenkupplung zu ermöglichen. Dadurch kann z.B. vorgesehen sein, dass sich Kupplung 3 und Gegenkupplung 7 von einer profanen Steckverbindung (Stecker/Steckdose) unterscheiden.
Jeder (Sekundär)Verbinder 15 weist einen Infrastrukturanschluss 1 auf, der hier (wechselbar) durch den ersten Anschluss 31 des Adapters 30 ausgebildet sein kann. Jeder der hier dargestellten (Sekundär)Verbinder 15 weist hier beispielhaft einen zweiten Anschluss 2 bzw. Kabelanschluss auf. Der Infrastrukturanschluss 1 ist zur elektrischen Verbindung mit der Energieversorgungseinrichtung 16 oder dem Verbraucher 19 ausgebildet. Der zweite Anschluss 2 bzw. Kabelanschluss dient zur Verbindung mit der Verbindungsleitung 13. Wie oben dargelegt weist der Verbinder 15 am zweiten Anschluss hier eine Kupplung 3 auf bzw. ist der zweite Anschluss 2 als Kupplung 3 ausgebildet. Die Verbindungsleitung 13 weist hier beispielhaft eine Gegenkupplung 7 auf, wobei die Gegenkupplung 7 und der Kabelanschluss 2 bzw. die Kupplung 3 lösbar elektrisch verbindbar sind. Somit lassen sich die (Sekundär)Verbinder 15 einfach und aufwandsarm gegeneinander austauschen, indem lediglich die Verbindung zwischen Kupplung 3 und Gegenkupplung 7 zu trennen ist. Grundsätzlich sind selbstverständlich auch Versorgungskabel 10 denkbar, bei denen der (Sekundär)Verbinder 15 unlösbar (d.h.: nicht zerstörungsfrei lösbar) mit der Verbindungsleitung 13 verbunden ist.
In 1 oben rechts ist gezeigt, dass der Infrastrukturanschluss 1 bzw. der erste Anschluss 31 des Adapters 30 beispielhaft auch zur Verbindung mit einem Verbraucher 19 ausgebildet sein kann, z.B. indem der Infrastrukturanschluss 1 bzw. der erste Anschluss 31 des Adapters 30 beispielhaft als Haushalts-Steckdose eines bestimmten Ländertyps oder als Drehstromsteckdose ausgebildet ist.
In 1 mittig rechts ist gezeigt, dass der Infrastrukturanschluss 1 bzw. der erste Anschluss 31 des Adapters 30 des (Sekundär)Verbinders 15 in einer alternativen Ausgestaltung beispielsweise ein Typ2-Anschluss zur Verbindung mit einer Ladesäule oder Wallbox sein kann (hierbei ist z.B. ein Stromfluss vom Infrastrukturanschluss 1 zum Fahrzeug 12 hin oder vom Fahrzeug 12 weg hin zum Infrastrukturanschluss 1 möglich). Dabei kann z.B. ein anderer Verbindertyp als in 1 oben rechts verwendet werden, da ein Anschluss an eine Ladesäule in der Regel die Nutzung von Signalen der Ladesäule über Signalleitungen im Verbinder 15 zur Steuerung des Ladevorgangs ermöglicht.
In 1 unten rechts ist beispielhaft gezeigt, dass der Infrastrukturanschluss 1 des (Sekundär)Verbinders 15 in einer alternativen Ausgestaltung ein (länderspezifischer) Haushaltsstecker zur Verbindung mit einer Haushaltssteckdose sein kann (auch hierbei ist z.B. ein Stromfluss vom Infrastrukturanschluss 1 bzw. vom ersten Anschluss 31 des Adapters 30 zum Fahrzeug 12 hin oder vom Fahrzeug 12 weg hin zum Infrastrukturanschluss 1 möglich). Ein (Sekundär)Verbinder 15 zum Verbinden mit einem weiteren Fahrzeug ist grundsätzlich auch möglich, hier jedoch nicht dargestellt.
Somit können hier drei verschiedene (Sekundär)Verbinder 15 vorhanden sein, die jeweils eine Aufnahme 23 zum Koppeln verschiedener Adapter 30 aufweist. Es ist jedoch auch möglich, dass lediglich zwei Verbindertypen ausreichen: der Verbinder aus 1 mittig rechts sowie der Verbinder aus 1 unten rechts, wobei in diesem Fall der Adapter 30 einen ersten Anschluss 31 in Form einer länderspezifischen Haushaltssteckdose (siehe 1 oben rechts) aufweisen kann.
Der erste Anschluss 31 kann dazu ausgebildet sein, mit einem Gegenanschluss 17 gekoppelt zu werden gewählt aus der Gruppe: Typ A, Typ B, Typ C, Typ E, Typ F, Typ G, Typ I, Typ J, Typ K, Typ L, CEE einphasig, CEE dreiphasig. Auch weitere Ausgestaltungsformen des ersten Anschlusses 31 sind denkbar. Dabei kann der erste Anschluss 31 z.B. als male-Anschluss oder als female-Anschluss ausgebildet sein.
Grundsätzlich kann bei einem unlösbar mit der Verbindungsleitung 13 verbundenen (Sekundär)Verbinder 15 auch ein einziger Verbindertyp vorgesehen sein, an den dann all die verschiedenen in 1 dargestellten Infrastrukturanschlüsse 1 mittels verschiedener Adapter 30 gekoppelt werden können (mittels der Aufnahme 23).
Die Verbindungsleitung 13 weist zwischen der Kupplung 3 und der Zusatzkupplung 6 in diesem Ausführungsbeispiel lediglich elektrische Leiter auf, die eine elektrische Verbindung zwischen der Kupplung 3 und der Zusatzkupplung 6 herstellen. Diese elektrischen Leiter sind beispielsweise Kupferleiter oder Aluminiumleiter oder sie sind aus einem anderen Material mit hoher elektrischer Leitfähigkeit ausgebildet und weisen eine elektrische Isolierung auf. Alle elektrischen Leiter sind beispielhaft in einem Strang zusammengefasst und weisen bevorzugt einen gemeinsamen Mantel auf, der einerseits als elektrische Isolierung und andererseits als mechanischer Schutz dient. Bevorzugt ist in 1 keinerlei aktive oder passive elektrische Komponente in der Verbindungsleitung 13 vorgesehen. Sämtliche logischen Bauteile bzw. Logikbausteine (z.B. Mikroprozessoren, ASICs, etc.) und insbesondere aktive oder passive elektrische Komponenten sind entweder Teil des (Primär)Verbinders 14 und/oder Teil des (Sekundär)Verbinders 15. Dadurch kann die Verbindungsleitung 13 vorteilhaft kostengünstig hergestellt werden. Auf eine ICCB (eine In-Cable Control-Box) kann in diesem Ausführungsbeispiel somit ausdrücklich verzichtet werden. Dadurch kann das Versorgungskabel 10 trotz seiner hier dargestellten Adaptionsfähigkeit (verschiedene (Sekundär)Verbinder 15 sind wahlweise ankoppelbar, wobei an die Verbinder 15 wiederum verschiedene Adapter koppelbar 30 sind) kostengünstig, kompakt, einfach, platzsparend und vom Gewicht her leicht bereitgestellt werden. Der Verzicht auf eine ICCB verbessert die Handhabbarkeit und reduziert neben dem Gewicht und den Kosten auch aufwändige Qualitätsprüfungen und Belastungstests, da es nicht notwendig ist, die empfindliche Elektronik der ICCB z.B. gegen ein Überfahren durch andere Fahrzeuge, z.B. LKWs zu sichern. Auch wird dadurch vorteilhaft die Stolpergefahr für Personen reduziert. Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsbeispielen eine ICCB vorgesehen sein kann, die dann z.B. innerhalb der Verbindungsleitung 13 angeordnet ist.
2a zeigt eine schematische Abbildung eines Verbinders 15 in etwas größerer Darstellung als in 1.
Besonders gut sind hier zu erkennen: die Aufnahme 23, der erste Abschnitt 21, der der Verbindungsleitung 13 zugewandt ist, und der zweite Abschnitt 22, der dem Gegenanschluss 17 (hier nicht dargestellt) zugewandt ist.
Der Adapter 30 ist hier beispielhaft mit einem ersten Anschluss 31 als male-Anschluss mit hier drei sichtbaren Pins bzw. Rundkontakten ausgebildet. Es kann sich lediglich beispielsweise z.B. um einen ersten Anschluss 31 handeln, der hier (ohne darauf beschränkt zu sein) als Typ L oder Typ J ausgebildet ist.
Der Adapter 30 weist hier beispielhaft ein Kodierelement 32 auf. Dieses ist hier beispielsweise als ein elektrischer Widerstand 33 ausgebildet. Das Kodierelement 32 kodiert die Art des ersten Anschlusses 31. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass je nach Stromtragfähigkeit bzw. der zugeordneten Netzspannung der spezifischen Ländernetze das Kodierelement 32 einen anderen Wert aufweist. Beispielsweise kann ein elektrischer (ohmscher) Widerstand je nach Typ des ersten Anschlusses 31 unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen. Das Kodierelement 32 kann z.B. elektrisch mit einer hier nicht näher dargestellten Signalleitung und/oder einem Neutralleiter und/oder einem Schutzerde-Leiter verbunden sein, so dass ein mit dem Verbinder 15 verbundenes Fahrzeug 12 oder ein weiterer (fahrzeugseitiger) Verbinder 14 der Versorgungsleitung 10 den Wert des Kodierelements 32 einlesen kann bzw. ermitteln kann. Es versteht sich, dass auch andere elektrische oder elektronische Elemente geeignet sein können, als Kodierelement 32 verwendet zu werden als nur elektrische Widerstände. Beispielsweise kann eine Induktivität (z.B. in Form einer Spule) oder eine Kapazität (z.B. in Form eines Kondensators) oder ein Speicherbaustein (RAM oder ROM) oder ein Halbleiterbauelement (z.B. ein ASIC, etc.) als Kodierelement 32 verwendet werden.
Weiterhin ist in diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass der Adapter 30 wenigstens einen Temperatursensor 34 aufweist. Dieser Temperatursensor 34 kann z.B. einen Temperaturwert erfassen (z.B. eine mit der Temperatur korrelierende Spannung, etc.). Der Temperaturwert kann z.B. von dem Fahrzeug 12 und/oder dem weiteren Verbinder 14 eingelesen werden. In Abhängigkeit des Temperaturwerts kann dann eine Aktion erfolgen. Wird z.B. ein Temperaturschwellwert überschritten, so kann z.B. vorgesehen werden, die elektrische Leistung, die durch den ersten Anschluss 31 fließt zu reduzieren oder sogar den Leistungsfluss komplett zu unterbrechen. Damit kann z.B. einer Brandgefahr bei Haushaltssteckdosen entgegengewirkt werden, falls der Übergangswiderstand des ersten Anschlusses 31 zum Gegenanschluss 17 zu hoch ist bzw. die Haushaltssteckdose für einen dauerhaft hohen Stromfluss von z.B. mehr als 10A über mehrere Stunden nicht ausgebildet ist bzw. die mit ihr verbundenen Zuführungsleitungen dafür nicht ausgelegt sind.
Der Verbinder 15 weist hier beispielhaft weiterhin eine Spannungsversorgung 40 auf, die mit dem Adapter 30 elektrisch gekoppelt ist. Liegt eine Spannung, insbesondere eine Netzspannung von z.B. mehr als 100V (z.B. 110V oder 230V, etc.) an der Spannungsversorgung 40 an, so wird mittels der Spannungsversorgung 40 am ersten Anschluss 31 eine elektrische Versorgungsspannung bereitstellt, die insbesondere geringer ist als die Netzspannung und die insbesondere an eine Signalleitung des Versorgungskabels 10 angelegt werden kann. Die Spannungsversorgung 40 kann z.B. ein Transformator bzw. ein Spannungswandler sein. Insbesondere kann die Spannungsversorgung 40 eine Wechselspannung in eine Gleichspannung wandeln. Beispielsweise ist die Versorgungsspannung eine Gleichspannung im Bereich zwischen 7V und 40V, bevorzugt im Bereich zwischen 10V und 25V, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 13V und 20V.
Die Versorgungsspannung kann z.B. über eine Signalleitung des Verbinders 15 und weiter über die Verbindungsleitung 13 (die auch eine Signalleitung aufweisen kann) zum Fahrzeug 12 und/oder zum weiteren (fahrzeugseitigen) Verbinder 14 geleitet werden. Im Fahrzeug 12 und/oder im weiteren Verbinder 14 können dann in Abhängigkeit davon, ob die Versorgungsspannung anliegt oder nicht, beispielsweise unterschiedliche Aktionen ausgelöst werden. Beispielsweise kann die Versorgungsspannung einen z.B. als Relais ausgebildeten Bypass-Schalter im weiteren Verbinder 14 aktuieren. Ist der Bypass-Schalter aktuiert kann z.B. eine Steuerungseinheit bzw. Steuereinheit im weiteren Verbinder 14 mit dem Fahrzeug 12 und/oder dem Verbinder 15 in Kommunikationsverbindung treten (ohne Aktuierung des Bypass-Schalters kann die Steuerungseinheit z.B. überbrückt sein). Die Steuerungseinheit kann dann z.B. mit dem Fahrzeug die gewünschte Leistungsaufnahme mit der maximal verfügbaren Leistung (z.B. kodiert durch das Kodierelement 32 und/oder in Abhängigkeit von einem Temperaturwert des Temperatursensors 34) aushandeln und den Leistungsfluss durch den Verbinder 15 regeln bzw. steuern. Gleiches gilt auch für eine Leistungsentnahme aus dem Fahrzeug 12.
Der Verbinder 15 weist hier beispielhaft auch eine Schalteinheit 50 auf, über die eine elektrische Verbindung zwischen der Energieversorgungseinrichtung 16 und/oder dem Verbraucher 19 einerseits und dem zweiten Anschluss 2 andererseits einschaltbar und ausschaltbar ist. Die Schalteinheit 50 kann z.B. dafür eingerichtet sein, durch das Versorgungskabel 10 gesteuert zu werden bzw. durch den weiteren Verbinder 14 gesteuert zu werden. Beispielsweise kann so in Ladevorgang gesteuert werden oder ein Entnahmevorgang (Energieentnahme aus dem Energiespeicher 11 zum Verbraucher 19).
Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die oben erwähnte Steuereinheit im weiteren Verbinder 14 (oder in einer ICCB) nach Anliegen der Versorgungsspannung die Schalteinheit 50 aktuiert, so dass erst dann ein elektrischer Strom durch den Verbinder 15 vom ersten Anschluss 31 (bzw. dem Infrastrukturanschluss 1) zum zweiten Anschluss 2 (oder umgekehrt) fließen kann. Auf diese Weise wird eine hohe Sicherheit gewährleistet.
Ist beispielsweise die Gegenkupplung 7 nicht oder nicht richtig an die Kupplung 3 gekoppelt, so kann selbst bei korrekt mit dem Gegenanschluss 17 verbundenem Verbinder 15 die Versorgungsspannung der Spannungsversorgung 40 nicht über die Verbindungsleitung 13 bis zur Steuerungseinheit bzw. Steuereinheit bzw. bis zum Bypass-Schalter gelangen, der die Steuerungseinheit aktiviert.
Ohne die aktivierte Steuereinheit bzw. den aktuierten Bypass-Schalter wiederum kann die Schalteinheit 50 nicht aktiviert werden. D.h.: die am ersten Anschluss 31 anliegende Spannung liegt nicht am zweiten Anschluss 2.
2b zeigt eine schematische Darstellung einer Spannungsversorgung 40 und einer Schalteinheit 50 eines Verbinders 15. Die Spannungsversorgung 40 ist hier lediglich beispielhaft als ein AC/DC-Spannungswandler (also als Wechselstrom/Gleichstrom-Spannungswandler) ausgebildet, z.B., um eine Wechselspannung von 230V in eine Gleichspannung im Bereich zwischen 10V und 30V, z.B. 15V zu wandeln.
Es ist schematisch zu erkennen, dass das Anliegen der Netzspannung auf der rechten Seite (Phase 63, Erde 64 und Schutzerde 65 sind symbolisch für eine übliche Haushaltsstromversorgung dargestellt) die Spannungsversorgung zur Abgabe einer Versorgungsspannung aktiviert. Diese Versorgungsspannung liegt an einer ersten Signalleitung 61 an. Sie kann über den zweiten Anschluss 2 und über die Verbindungsleitung 13 zum weiteren Verbinder 14 und/oder zum Fahrzeug und/oder zu einer ICCB geleitet werden. Dort kann sie z.B. einen Bypass-Schalter (z.B. ein Relais oder ein Leistungstransistor, etc.) aktuieren, der im aktuierten Zustand eine (bzw. z.B. die oben beschriebene) Steuerungseinheit aktiviert. Die Steuerungseinheit und/oder der Bypass-Schalter wiederum können dann an eine zweite Signalleitung 62 eine weitere Spannung anlegen. Diese kann dann z.B. im Verbinder 15 die Schalteinheit 50 aktuieren bzw. aktivieren. Die Schalteinheit 50 kann z.B. als Relais oder Halbleiterschalter, etc. ausgebildet sein. Die Schalteinheit 50 kann im aktuierten bzw. aktivierten Zustand die elektrische Verbindung zwischen erstem Anschluss 31 bzw. Infrastrukturanschluss 1 und zweitem Anschluss 2 herstellen, die ansonsten unterbrochen ist.
In 2b sind auf der linken Seite zwei weitere Leitungen zwischen der Phase 63 und der Erde 64 dargestellt. Diese können z.B. für eine zweite und dritte Phase verwendet werden, falls am ersten Anschluss 31 bzw. am Infrastrukturanschluss drei Phasen anliegen, z.B. bei einer Ladesäule als Energieversorgungseinrichtung 16. Vorliegend sind die beiden Leitungen Blindleitungen. In dem Fall, dass eine Ladesäule als Energieversorgungseinrichtung 16 vorgesehen ist kann vorgesehen sein, dass ein anderer Verbinder 15 verwendet wird, der keine Spannungsversorgung 40 und/oder keine Schalteinheit 50 aufweist, da in diesem Fall üblicherweise die erste und/oder zweite Signalleitung 61, 62 direkt mit dem Fahrzeug 12 verbunden sind und mit diesem kommunizieren, um den Ladevorgang bzw. den Entnahmevorgang zu steuern bzw. zu regeln.
Die 3a bis 3f zeigen schematische Abbildungen verschiedener Ausführungsformen von Adaptern 30 des Verbinders 15.
Alle Adapter 30 der 3a bis 3f weisen ein Adaptergehäuse 35 auf, das hier beispielhaft und lediglich schematisch als eine Platte ausgebildet ist. Das Adaptergehäuse 35 ist bevorzugt komplementär zur Aufnahme 23 des Gehäuses 20 des Verbinders 15 ausgebildet. Das Adaptergehäuse 35 kann bevorzugt in einfacher Weise mit der Aufnahme 23 lösbar, jedoch ohne z.B. manuellen Eingriff unverlierbar, gekoppelt werden. Beispielsweise kann das Adaptergehäuse 35 mit der Aufnahme 23 durch einen Bajonett-Verschluss oder eine Clipsverbindung oder magnetisch, etc. verbunden sein.
In den 3a bis 3f sind Adapter 30 dargestellt, die beispielhaft wenigstens ein Kodierelement 32 in Form eines elektrischen Widerstands 33 aufweisen sowie jeweils wenigstens einen Temperatursensor 34. Die dargestellten Adapter 30 entsprechen folgenden Anschlusstypen:
3a stellt einen ersten Anschluss 31 als male-Anschluss vom Typ E bzw. Typ F dar.
3b stellt einen ersten Anschluss 31 als male-Anschluss vom Typ L dar.
3c stellt einen ersten Anschluss 31 als male-Anschluss vom Typ J dar.
3d stellt einen ersten Anschluss 31 als male-Anschluss vom Typ H dar.
3e stellt einen ersten Anschluss 31 als male-Anschluss vom Typ B dar.
3f stellt einen ersten Anschluss 31 als female-Anschluss vom Typ F dar.
Es versteht sich, dass der Adapter 30 weitere Typen von male-Anschlüssen oder female-Anschlüssen aufweisen kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102021203363 A1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN IEC 62196-1 [0004]

Claims

Verbinder für ein eine Verbindungsleitung (13) aufweisendes Versorgungskabel (10) zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs (12) mit einer elektrische Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung (16) und/oder mit einem elektrische Energie benötigenden Verbraucher (19), wobei der Verbinder (15) eingerichtet ist zur Verbindung mit der Energieversorgungseinrichtung (16) und/oder mit dem Verbraucher (19), der Verbinder (15) aufweisend: -- ein Gehäuse (20) mit einer Aufnahme (21), die insbesondere eingerichtet ist, einen wechselbaren Adapter (30) aufzunehmen; -- einen Adapter (30), der lösbar mit der Aufnahme (21) gekoppelt ist und elektrisch mit dem Verbinder (15) verbunden ist; wobei der Adapter (30) einen ersten Anschluss (31) aufweist, der dazu eingerichtet ist, mit einem Gegenanschluss (17) der Energieversorgungseinrichtung (16) oder dem Verbraucher (19) gekoppelt zu werden, insbesondere elektrisch und mechanisch verbunden zu werden.
Verbinder nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Verbinder (15) einen der Verbindungsleitung (13) zugewandten ersten Abschnitt (21) aufweist wobei der Verbinder (15) einen dem Gegenanschluss (17) zugewandten zweiten Abschnitt (22) aufweist, wobei insbesondere die Aufnahme (23) im zweiten Abschnitt (22) angeordnet ist.
Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Adapter (30) ein Kodierelement (32) aufweist, insbesondere einen elektrischen Widerstand (33), wobei das Kodierelement (32) die Art des ersten Anschlusses (31) kodiert.
Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Adapter (30) einen Temperatursensor (34) aufweist.
Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche und nach Anspruch 2, wobei der Verbinder (15) im ersten Abschnitt (21) oder an einem im ersten Abschnitt (21) angeordneten Kabel einen zweiten Anschluss (2) aufweist zur Verbindung mit der Verbindungsleitung (13) des Versorgungskabels (10).
Verbinder nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei der Verbinder (15) am zweiten Anschluss (2) eine Kupplung (3) aufweist, die dazu eingerichtet ist, dass der Verbinder (15) mit der Verbindungsleitung (13) des Versorgungskabel (10) elektrisch lösbar gekoppelt werden kann.
Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (15) eine Spannungsversorgung (40) aufweist, die mit dem Adapter (30) elektrisch gekoppelt ist, wobei die Spannungsversorgung (40) bei Anliegen einer elektrischen Spannung, insbesondere einer Netzspannung, am ersten Anschluss (31) eine elektrische Versorgungsspannung bereitstellt, die insbesondere geringer ist als die Netzspannung und die insbesondere an eine Signalleitung des Versorgungskabels (10) angelegt werden kann.
Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Verbinder (15) eine Schalteinheit (50) aufweist, über die eine elektrische Verbindung zwischen der Energieversorgungseinrichtung (16) und/oder dem Verbraucher (19) einerseits und dem zweiten Anschluss (2) andererseits einschaltbar und ausschaltbar ist, wobei die Schalteinheit (50) insbesondere durch das Versorgungskabel (10) steuerbar ist, insbesondere um den Ladevorgang zu steuern.
Verbinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Anschluss (31) ausgebildet ist, mit einem Gegenanschluss (17) gekoppelt zu werden gewählt aus der Gruppe: Typ A, Typ B, Typ C, Typ E, Typ F, Typ G, Typ I, Typ J, Typ K, Typ L, CEE einphasig, CEE dreiphasig, wobei der erste Anschluss (31) insbesondere als male-Anschluss oder als female-Anschluss ausgebildet ist.
Versorgungskabel (10) zum elektrischen Verbinden eines Fahrzeugs (12) mit einer elektrische Energie bereitstellenden Energieversorgungseinrichtung (16) und/oder mit einem elektrische Energie benötigenden Verbraucher (19), das Versorgungskabel (10) aufweisend: -- einen Verbinder (15) nach einem der vorhergehenden Ansprüche; -- eine Verbindungsleitung (13), die mit dem Verbinder (15) elektrisch verbunden ist, -- einen fahrzeugseitigen weiteren Verbinder (14) zum Koppeln mit dem Fahrzeug (12).