[发明专利]充电插头的保护性接地和冷却系统、用于将电能输送到电能接收器的充电插头和充电站

说明书

本发明公开了一种用于充电插头(100)的保护性接地和冷却系统(1)，其包括与地线(120)导电连接的至少一个地线触头(20)，以及用于消散从所述充电插头(100)中产生的热量的至少一个冷却装置(30)，其中所述冷却装置(30)与所述地线触头(20)导电连接，其中所述保护性接地和冷却系统(1)的特征在于，所述冷却装置(30)具有至少部分地导电连接到地线(120)的地线接口(32)，并且所述地线触头(20)、所述冷却装置(30)和所述地线接口(32)布置成使得所述地线触头(20)通过所述冷却装置(30)导电连接到所述地线接口(32)。

本发明涉及一种用于充电插头的保护性接地和冷却系统。本发明还涉及一种用于与相应的连接装置耦合并且用于传输电能的充电插头。本发明还涉及一种用于将电能输送到电能接收器的充电站。

根据现有技术充电插头已知用于电动车辆，所述充电插头构造成用于连接到构造成插座的相应的连接装置。在这方面参考DE 10 2012 105 774 B3中公开的充电插头。在充电插头中布置电源触头，每个电源触头具有第一接口区域和第二接口区域。第一接口区域构造成接触插座，并且适合于与接触销进行导电连接，所述接触销与电能接收器，例如车辆的蓄电池进行导电连接。电源触头的第二个接口区域构造成用于与电能源头(例如充电站)或一般与供电网络的导电连接。例如，第二接口区域可以固定的连接到充电线。

由于流过电源触头的充电电流，构造成电源插头接头的电源触头不可避免地会由于欧姆电流热量损失而变热。但是，电源触头的加热仅限于极限温度升高。例如，根据IEC62196-3标准，极限温度上升限制为50K。对于大多数标准化的连接器几何形状，这又导致最大充电电流高达200A连续负载。

然而，在蓄电池的间歇充电的情况下，为了在期望的短时间内给蓄电池充电，在有限的时间段内却需要350A及更高的充电电流。这又会导致电源触头的暂时加热，超过极限温度的升高。由于连接器的几何形状是标准化的，因此电源触头的管线横截面无法随意扩大，此外，应将尽可能少量的导电材料(通常为铜)用于电源触头。

从现有技术中还已知通过将冷却系统集成到充电插头中来抵消电源触头的发热。这样的冷却系统可以消散在操作期间在充电插头中产生的热量。设置在充电插头中的冷却系统可以例如主动冷却充电插头并且尤其可以通过冷却剂传导来自充电插头的热量。在这方面参考DE 10 2016105 311 Al中公开的充电插头，其中，在充电插头壳体中设置有与电源触头接触以进行热交换的冷却装置，以消散在充电插头中产生的热量。由于标准化的连接器几何形状和操作充电插头所需的操作性，充电插头中用于此类冷却系统的可用空间有限。

为了安全使用，还为上述充电插头提供了保护性或保护性接地系统。为此，建立了地线系统，在所述系统中，布置在充电插头中的地线触头可确保在发生故障时可以通过地线触头进行安全接地。在由DE 10 2016105 311 Al已知的充电插头中，设置例如地线触头或PE触头(或也称为接地触头元件)，所述触头一方面通过穿过充电插头外壳延伸的导线与布置在充电电缆中的地线或中性导体进行电气接触或导电连接。另一方面，地线触头也至少部分的与冷却装置电气/导电连接。地线触头通过直接与保护或中性导体的连接来确保充电插头所需的接地。

由于标准化的连接器几何形状和操作充电插头所需的操作性，用于此类保护性接地系统的充电插头中的可用空间有限。此外，由于导线延伸穿过大部分充电插头壳体，一方面就空间要求而言，另一方面就操作安全而言，需要改进地线和地线触点的连接，因为导线一方面占据空间，另一方面由于路线延伸穿过充电插头壳体，也是地线系统中断的一个故障原因。

本发明的目的是提供一种用于充电插头的保护性接地和冷却系统，所述系统允许在有限的加热下提高充电电流，从而具有更高的导电性能，同时允许所述充电插头的设计更加紧凑和安全。

所述目的通过具有权利要求1特征的保护性接地和冷却系统实现。在权利要求1的从属权利要求中描述了有利的实施例。