BE1030266B1 - Steckverbinderteil für ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs - Google Patents

Abstract

Ein Steckverbinderteil (3) für ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs (4) umfasst einen Steckabschnitt (301) zum steckenden Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil (5), zumindest einen an dem Steckabschnitt (301) angeordneten elektrischen Steckkontakt (31A, 31B) zum Übertragen eines Ladestroms und zumindest eine elektrisch mit dem zumindest einen Steckkontakt (31A, 31B) verbundene, mit einer Lastleitung (21A, 21B) verbindbare Stromschiene (32A, 32B), die einen flächig entlang einer Ebene (P) erstreckten Flächenabschnitt (322) aufweist. Eine Kühleinheit (33) weist ein an dem Flächenabschnitt (322) angeordnetes Gehäuse (33) und eine in dem Gehäuse (33) angeordnete Kammeranordnung (332) zum Leiten eines Kühlmittelflusses (F) auf, wobei die Kammeranordnung (332) eine Mehrzahl von miteinander in Strömungsverbindung stehenden Kammern (335-1…335-11) umfasst und zumindest einige der Kammern (335-1…335-11) ausgebildet sind, einen Kühlmittelfluss (F) entlang einer zu der Ebene (P) senkrechten Strömungsrichtung (S) zu leiten.

Description

Steckverbinderteil für ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Steckverbinderteil für ein Ladesystem zum Aufladen eines

Elektrofahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs.

Ein derartiges Steckverbinderteil umfasst einen Steckabschnitt zum steckenden Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil, zumindest einen an dem Steckabschnitt angeordneten

Steckkontakt zum Übertragen eines Ladestroms und zumindest eine elektrisch mit dem zumindest einen Steckkontakt verbundene, mit einer Lastleitung verbindbare Stromschiene, die einen flächig entlang einer Ebene erstreckten Flächenabschnitt aufweist.

Ein solches Steckverbinderteil kann als Ladestecker oder Ladebuchse ausgebildet und an einem Ladekabel auf Seiten einer Ladestation oder an einem Elektrofahrzeug angeordnet sein. Mit einer Ladebuchse kann ein an einem Ladekabel angeordneter Ladestecker verbunden werden, um auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen einer

Ladestation und dem Elektrofahrzeug herzustellen und das Elektrofahrzeug elektrisch aufzuladen.

Im Bereich der Elektromobilität ist wünschenswert, Elektrofahrzeuge schnell und effizient aufzuladen, um Ladezeiten und damit verbundene Fahrtunterbrechungszeiten zu reduzieren.

Um im Rahmen eines Schnellladevorgangs ein schnelles Aufladen eines Elektrofahrzeugs zu ermöglichen, werden hohe Ladeleistungen verwendet, verbunden mit großen Ladeströmen, zum Beispiel mit einer Stromstärke von 700 A oder gar darüber. Zum Aufladen von

Nutzfahrzeugen sind gar Stromstärken bis hin zu 3000 A denkbar.

Bei der Übertragung von großen Ladeströmen kommt es zu einer Erwärmung an den

Kontaktelementen und anderen Bauteilen des Steckverbinderteils. Vorgeschrieben ist hierbei, dass eine Erwärmung an einem Steckverbinderteil 50 K nicht überschreiten darf. Werden große Ladeströme verwendet, ist daher dafür Sorge zu tragen, dass es nicht zu einer übermäßigen Erwärmung an dem Steckverbinderteil kommt.

Die Anordnung und Dimensionierung von elektrischen Kontaktelementen an

Steckverbinderteilen zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs ist üblicherweise normativ vorgeschrieben. Kontaktgeometrien können daher an solchen Steckverbinderteilen nicht ohne weiteres skaliert werden, um möglicherweise eine größere Stromtragfähigkeit an den

Kontaktelementen zu erreichen. Eine Herausforderung besteht daher darin, mit bestehenden

Kontaktgeometrien eine größtmögliche Leistungsübertragung zu ermöglichen.

Grundsätzlich ist möglich, die Stromtragfähigkeit beispielsweise an einem Ladekabel und einem mit dem Ladekabel verbundenen Ladestecker durch Vergrößerung des Querschnitts der stromführenden Lastleitungen zu vergrößern. Weil ein Ladekabel jedoch manuell durch einen Nutzer gehandhabt werden muss, sind der Vergrößerung des Querschnitts der

Lastleitungen und der damit einhergehenden Gewichtszunahme am Ladekabel Grenzen gesetzt.

Eine Möglichkeit, die Stromtragfähigkeit am Ladekabel, am Ladestecker und auch an der

Ladebuchse zu verbessern, ist das Vorsehen einer aktiven Kühlung an den stromführenden

Bauteilen, insbesondere am Ladekabel und an dem mit dem Ladekabel verbundenen

Ladestecker. Wird als Kühlmedium hierbei Wasser oder ein Wassergemisch (zum Beispiel unter Verwendung von Frostschutzkomponenten) eingesetzt, ist dafür Sorge zu tragen, dass das Kühlmedium nicht mit stromführenden Bauteilen in Kontakt kommt. Sollte Wasser in

Kontakt mit gleichstromführenden Bauteilen gelangen, bestünde die Gefahr, dass das Wasser elektrolytisch zersetzt wird, was zu einer Beschädigung an den Bauteilen führen könnte.

Zudem ist ein Kontakt von Wasser mit stromführenden Bauteilen zur Vermeidung eines elektrischen Sicherheitsrisikos stets auszuschließen.

Bei einem aus der EP 3 103 173 B1 bekannten Ladestecker ist zwischen

Stromschienenkomponenten eine Kühleinheit angeordnet, durch die ein Kühlmittelfluss strömbar ist. In einem Gehäuse der Kühleinheit ist hierbei ein Strömungskanal definiert, der dazu ausgestaltet ist, den Kühlmittelfluss tangential entlang der Stromschienenkomponenten zu leiten.

Bei einem aus der DE 10 2016 107 409 A1 bekannten Steckverbinderteil werden Kühlkörper durch einen Kühlmittelfluss durchströmt. Die Kühlkörper sind über Wärmeleitungen mit zugeordneten Kontaktelementen verbunden, um über die Wärmeleitungen Wärme an den

Kontaktelementen aufzunehmen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steckverbinderteil zur Verfügung zu stellen, das in kostengünstiger Weise eine aktive Kühlung an stromführenden Bauteilen ermöglicht, unter effizienter Wärmeaufnahme an den stromführenden Bauteilen und zuverlässiger elektrischer Isolation eines Kühlmittelflusses von den stromführenden Bauteilen.

Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach weist das Steckverbinderteil eine Kühleinheit auf, die ein an dem Flächenabschnitt angeordnetes Gehäuse und eine in dem Gehäuse angeordnete Kammeranordnung zum

Leiten eines Kühlmittelflusses aufweist. Die Kammeranordnung umfasst eine Mehrzahl von miteinander in Strömungsverbindung stehenden Kammern. Zumindest einige der Kammern sind ausgebildet, einen Kühlmittelfluss entlang einer zu der Ebene senkrechten

Strömungsrichtung zu leiten.

Die Kühleinheit umfasst ein Gehäuse, in dem Kammern gebildet sind, durch die im Betrieb ein

Kühlmittelfluss zum Aufnehmen von Wärme an der mit dem Steckkontakt verbundenen

Stromschiene geleitet wird. Das Gehäuse der Kühleinheit ist hierbei an dem Flächenabschnitt der Stromschiene angeordnet, sodass der Kühlmittelfluss durch das Gehäuse und dadurch an dem Flächenabschnitt geleitet wird und somit Wärme in günstiger Weise an dem

Flächenabschnitt der Stromschiene aufgenommen werden kann. Über den Kühlmittelfluss kann die Wärme abtransportiert und die Stromschiene und damit der mit der Stromschiene verbundene elektrische Kontakt aktiv gekühlt werden.

Das Gehäuse ist an dem Flächenabschnitt der Stromschiene angeordnet. Das Gehäuse ist hierbei vorzugsweise an dem Flächenabschnitt befestigt, beispielsweise mit dem

Flächenabschnitt verklebt oder verschraubt.

Das Gehäuse ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial gefertigt. Die Stromschiene mit dem daran geformten

Flächenabschnitt besteht demgegenüber aus einem elektrisch gut leitfähigen Material, insbesondere einem Metallmaterial, beispielsweise einem Kupfermaterial.

Über die Kammeranordnung wird der Kühlmittelfluss derart geleitet, dass er durch zumindest einige der Kammern entlang einer zu der Ebene des Flächenabschnitts senkrechten

Strômungsrichtung strömt. Durch einige der Kammern wird der Kühlmittelfluss somit in die

Strömungsrichtung zu dem Flächenabschnitt hin geleitet und trifft somit senkrecht auf den

Flächenabschnitt. Durch andere Kammern wird der Kühlmittelfluss demgegenüber entgegen der Strômungsrichtung von dem Flächenabschnitt weg geleitet. Dadurch, dass der

Kühlimittelfluss senkrecht auf den Flächenabschnitt gerichtet ist, kann erreicht werden, dass

Wärme an dem Flächenabschnitt mit einem guten Wärmeübergangskoeffizienten und damit mit großer Wirksamkeit der Kühlung aufgenommen wird, insbesondere im Vergleich zu einem tangential (parallel) zum Flächenabschnitt gerichteten Kühlimittelfluss.

Die Ebene kann flach erstreckt sein. Die Ebene kann aber auch gekrümmt sein, sodass der

Flächenabschnitt der Stromschiene eine gekrümmte Form aufweist. Beispielsweise kann die

Stromschiene zylindrisch geformt sein und der Flächenabschnitt einem Wandungsabschnitt der zylindrischen Stromschiene entsprechen.

In einer Ausgestaltung ist das Gehäuse an einer dem Flächenabschnitt zugewandten Seite offen. Die Kammern an der dem Flächenabschnitt zugewandten Seite sind somit offen dem

Flächenabschnitt zugewandt, sodass ein durch die Kammern strömender Kühlmittelfluss ohne eine dazwischenliegende Gehäusewandung an dem Flächenabschnitt geleitet wird und somit

Wärme an dem Flächenabschnitt in effizienter Weise aufgenommen werden kann.

Wird als Kühlmedium ein elektrisch nicht leitendes Fluid, zum Beispiel ein ölbasiertes

Kühlmedium, verwendet, so sind keine besonderen Vorkehrungen zur elektrischen Isolierung des Kühlmediums von dem Flächenabschnitt zu treffen. Zwischen dem Gehäuse und dem

Flächenabschnitt kann in diesem Fall eine Dichtung angeordnet sein, um zu verhindern, dass das Kühlmedium zwischen dem Gehäuse und dem Flächenabschnitt austreten kann.

Wird als Kühlmedium demgegenüber Wasser oder ein anderes elektrisch leitfähiges Fluid verwendet, so ist sicherzustellen, dass der Flächenabschnitt elektrisch von dem Kühlmedium isoliert ist.

Dies kann, in einer Ausgestaltung, beispielsweise dadurch erreicht werden, dass an dem

Flächenabschnitt eine elektrisch isolierende Trennschicht angeordnet ist, über die eine elektrische Isolierung zwischen dem Flächenabschnitt und dem Kühlmedium im Gehäuse hergestellt ist. Die Trennschicht überdeckt den Flächenabschnitt der Stromschiene derart, dass der Flächenabschnitt an einer ersten Seite der Trennschicht angeordnet ist, der

Kühlmittelfluss hingegen an einer zweiten Seite der Trennschicht in dem Gehäuse strömt. Der

Kühlmittelfluss ist hierbei in Kontakt mit der Trennschicht, sodass die Trennschicht als (unmittelbare) Zwischenlage den Kühlmittelfluss von dem Flächenabschnitt trennt.

Die Trennschicht ist in Kontakt mit dem Flächenabschnitt an der ersten Seite. An der zweiten

Seite der Trennschicht strömt demgegenüber der Kühlmittelfluss. Wärme kann somit über die

Trennschicht von dem Flächenabschnitt in den Kühlmittelfluss übergehen und somit von dem

Kühlmittelfluss aufgenommen und abgeleitet werden.

Dadurch, dass die Trennschicht dünn ausgebildet sein kann, kann auf diese Weise der thermische Widerstand der Trennschicht gering gehalten werden, sodass Wärme von dem

Flächenabschnitt der Stromschiene effizient durch den Kühlmittelfluss aufgenommen und abgeleitet werden kann. 5

Die Trennschicht kann beispielsweise durch eine Kunststofffolie gebildet sein, insbesondere eine Folie aus einem Hochleistungskunststoff, zum Beispiel einem Material enthaltend

Polyimid, insbesondere Polysuccinimid (PSI), Polybismaleinimid (PBMI), Polyimidsulfon (PISO) oder Polymethacrylimid (PMI), oder einem ähnlich leistungsfähigen Kunststoffmaterial.

Die Kunststofffolie ist vorzugsweise (bei bestimmungsgemäBer Verwendung im Betrieb des

Steckverbinderteils auftretenden Temperaturen) nicht schmelzbar und stellt eine elektrische

Isolierung mit hoher Durchschlagfestigkeit auch bei kleiner Foliendicke zur Verfügung.

Beispielsweise kann die Kunststofffolie eine Dicke gleich oder kleiner als 0,1 mm, vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,07 mm, weiter vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,03 mm, aufweisen. Dadurch, dass die Trennschicht eine kleine Dicke (Wandstärke) aufweist, ergibt sich ein kleiner Wärmewiderstand an der Trennschicht, sodass Wärme effizient an der

Stromschiene aufgenommen und über die Kühleinheit abgeleitet werden kann.

Die Kunststofffolie, insbesondere bei Ausgestaltung aus einem Polyimidmaterial, soll eine hohe, dauerhafte Spannungsfestigkeit mit Bezug auf das elektrische Potenzial zwischen dem

Leistungskontakt und dem Kühlmittelfluss aufweisen. Der flächennormierte thermische

Widerstand der Trennschicht entspricht dem Quotienten aus der Dicke (Wandstärke) der

Trennschicht und der spezifischen Wärmeleitfähigkeit der Trennschicht. Somit sind zur

Minimierung des thermischen Widerstands die Wandstarke klein und/oder die

Wärmeleitfähigkeit groß zu wählen. Dadurch, dass bei Ausgestaltung der Trennschicht durch eine Kunststofffolie die Dicke (Wandstärke) sehr klein sein kann, insbesondere bei

Ausgestaltung aus einem Polyimidmaterial, kann der thermische Widerstand an der

Trennschicht auch bei nur mittlerer spezifischer Wärmeleitfähigkeit der Trennschicht, zum

Beispiel in einem Bereich von 0,4 W/(mK), klein sein.

Die durch eine Kunststofffolie ausgebildete Trennschicht kann beispielsweise mit dem

Flächenabschnitt der Stromschiene verklebt oder in sonstiger Weise verbunden sein, um eine flächige, enge Überdeckung des Flächenabschnitts durch die Trennschicht zu gewährleisten.

Die Trennschicht kann zusätzliche, an der Kunststofffolie angeordnete, funktionale Schichten, zum Beispiel Bedampfungen, aufweisen, um einen Wärmeübergang und/oder die

Spannungsfestigkeit für den Anwendungszweck anzupassen.

In einer Ausgestaltung kann die Trennschicht durch ein Wärmeleitelement gebildet sein, das aus einem von dem Material des Gehäuses unterschiedlichen Material gefertigt ist. Das

Gehäuse kann beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt sein. Das

Wärmeleitelement ist demgegenüber aus einem von dem Kunststoffmaterial des Gehäuses unterschiedlichen Material, zum Beispiel einem Material enthaltend Silikonkautschuk, gefertigt.

Silikonkautschuk bezeichnet Elastomere, die aus Silikon-Polymerketten bestehen, mit abwechselnd angeordneten, alternierenden Sauerstoff- und Siliziumatomen, also -Si-O-Si-

Bindungen (Siloxanbindungen). Sie werden daher auch Polyorganosiloxane genannt.

Bei Ausgestaltung der Trennschicht durch ein (flächig erstrecktes) Wärmeleitelement kann das

Wärmeleitelement beispielsweise eine Dicke gleich oder kleiner als 1 mm, vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,5 mm aufweisen. Eine solche durch ein Wärmeleitelement ausgebildete

Trennschicht kann eine große spezifische Wärmeleitfähigkeit aufweisen, zum Beispiel bis hin zu 5 W/(mK). Ein solches Wärmeleitelement kann somit trotz einer vergleichsweise großen

Wandstärke einen geringen thermischen Übergangswiderstand aufweisen.

Das Wärmeleitelement überdeckt den Flächenabschnitt der Stromschiene flächig und ist beispielsweise mit dem Flächenabschnitt verklebt.

In einer Ausgestaltung kann die Trennschicht zum Beispiel durch eine elektrisch isolierende

Beschichtung an dem Flächenabschnitt, zum Beispiel durch eine Lackierung oder Beflockung an dem Flächenabschnitt, gebildet sein.

Das Gehäuse ist an dem Flächenabschnitt der Stromschiene angeordnet, beispielsweise mit dem Gehäuse verschraubt. Die Trennschicht kann hierbei eine Zwischenlage zwischen dem

Gehäuse und dem Flächenabschnitt einnehmen. Um hierbei einen fluiddichten Übergang zwischen dem Gehäuse und der Trennschicht herzustellen, kann zwischen dem Gehäuse und der Trennschicht zum Beispiel eine Dichtung angeordnet sein, zum Beispiel eine an einer dem

Flächenabschnitt zugewandten Seite des Gehäuses umlaufende Dichtung, die zwischen dem

Gehäuse und der Trennschicht einen fluiddichten Übergang gegen ein Austreten des

Kühlmediums schafft.

Ist der Flächenabschnitt der Stromschiene flach erstreckt, ist auch die Trennschicht zur flächigen Überdeckung des Flächenabschnitts flach erstreckt. Ist der Flächenabschnitt hingegen gekrümmt, so ist auch die Trennschicht gekrümmt. Ist der Flächenabschnitt zylindrisch ausgebildet, kann sich die Trennschicht beispielsweise als Schlauchabschnitt innerhalb des Flächenabschnitts oder außerhalb um den Flächenabschnitt herum erstrecken.

Vorteilhafterweise ist die Kammeranordnung ausgebildet, den Kühlmittelfluss mäandrierend in die Strömungsrichtung zu dem Flächenabschnitt hin und entgegen der Strömungsrichtung von dem Flächenabschnitt weg zu leiten. Der Kühlmittelfluss strömt somit senkrecht zu dem

Flächenabschnitt hin und auch senkrecht von dem Flächenabschnitt wieder weg. Dadurch, dass der Kühlmittelfluss an mehreren Punkten senkrecht auf den Flächenabschnitt gerichtet ist, kann Wärme über die Fläche des Flächenabschnitts verteilt an der Stromschiene aufgenommen und somit in günstiger, effizienter Weise von der Stromschiene abgeleitet werden.

Weist das Steckverbinderteil, insbesondere zum Übertragen eines Ladestroms in Form eines

Gleichstroms, zwei Steckkontakte auf, die jeweils mit einer Stromschiene verbunden sind, so kann das Gehäuse beispielsweise zwischen den Flächenabschnitten angeordnet sein und den

Kühlmittelfluss mäandrierend zwischen den Flächenabschnitten hin und her leiten. Der

Kühlmittelfluss wird somit senkrecht auf die Flächenabschnitte der Stromschienen gerichtet und kann damit an den Flächenabschnitten in effizienter Weise Wärme aufnehmen.

In einer Ausgestaltung ist eine erste Kammer der Kammeranordnung ausgebildet, den

Kühlmittelfluss in die Strömungsrichtung zu dem Flächenabschnitt hin zu leiten. Die erste

Kammer kann beispielsweise einen ersten Strömungsquerschnitt aufweisen. An die erste

Kammer schließt beispielsweise in die Strömungsrichtung ein erster Anströmkanal an, der dazu dient, den Kühlmittelfluss aus der ersten Kammer in die Strömungsrichtung hin zu dem

Flächenabschnitt zu leiten. Der erste Anströmkanal weist hierbei vorzugsweise einen gegenüber dem Strömungsquerschnitt der ersten Kammer reduzierten Strömungsquerschnitt auf, sodass der Kühlmittelfluss in dem Anströmkanal mit reduziertem Strömungsquerschnitt und somit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit hin zu dem Flächenabschnitt der Stromschiene geleitet wird und senkrecht auf den Flächenabschnitt der Stromschiene trifft.

In einer Ausgestaltung ist eine mit der ersten Kammer in Strömungsverbindung stehende, zweite Kammer ausgebildet, den Kühlmittelfluss entgegen der Strömungsrichtung von dem

Flächenabschnitt weg zu leiten. Die zweite Kammer ist stromabwärts der ersten Kammer angeordnet und empfängt somit den Kühlmittelfluss aus der ersten Kammer. Die zweite

Kammer leitet den Kühlmittelfluss von dem Flächenabschnitt der Stromschiene weg, beispielsweise hin zu einem Flächenabschnitt einer benachbarten, einem anderen

Steckkontakt zugeordneten Stromschiene.

An die zweite Kammer kann hierbei ein zweiter Anströmkanal anschließen, der dazu dient, den Kühlmittelfluss aus der zweiten Kammer entgegen der Strömungsrichtung zu leiten, zum

Beispiel senkrecht hin zu dem Flächenabschnitt der benachbarten Stromschiene. Auch der zweite Anströmkanal kann einen reduzierten Strömungsquerschnitt aufweisen. Der

Strömungsquerschnitt der zweiten Kammer kann beispielsweise dem Strömungsquerschnitt der ersten Kammer entsprechen. Der zweite Anströmkanal weist demgegenüber einen reduzierten Strömungsquerschnitt auf, der beispielsweise dem Strömungsquerschnitt des ersten Anströmkanals entspricht.

Mit der zweiten Kammer kann in Stromabwärtsrichtung eine dritte Kammer in

Strömungsverbindung stehen, die dazu ausgebildet ist, den Kühlmittelfluss (wiederum) in die

Strömungsrichtung zu dem Flächenabschnitt der Stromschiene hin zu leiten. An die dritte

Kammer kann ein dritter Anströmkanal in die Strömungsrichtung anschließen, der den

Kühlmittelfluss mit reduziertem Stömungsquerschnitt senkrecht entlang der

Strömungsrichtung hin zu dem Flächenabschnitt leitet.

An die dritte Kammer können weitere Kammern anschließen, die so zueinander angeordnet sind und miteinander in Strömungsverbindung stehen, dass der Kühlmittelfluss mäandrierend hin zu dem Flächenabschnitt und von dem Flächenabschnitt weg geleitet wird, sodass der

Kühlmittelfluss an mehreren Punkten senkrecht auf den Flächenabschnitt trifft und damit

Wärme an dem Flächenabschnitt in günstiger, effizienter Weise aufgenommen werden kann.

Der Flächenabschnitt ist entlang einer Ebene erstreckt, die durch eine Längsrichtung und eine

Höhenrichtung aufgespannt ist. Zu der Längsrichtung und der Höhenrichtung ist eine

Querrichtung senkrecht gerichtet, die einer Flächennormalen der Ebene entspricht. Die

Kammern der Kammeranordnung können insgesamt entlang der Längsrichtung und/oder entlang der Höhenrichtung und/oder entlang der Querrichtung zueinander versetzt sein, wobei die Kammern gemeinsam einen Strömungskanal ausbilden, der den Kühlmittelfluss vorzugsweise mäandrierend senkrecht hin zum Flächenabschnitt und auch senkrecht wieder weg von dem Flächenabschnitt leitet.

In einer Ausgestaltung sind die Kammern in zwei Höhenebenen angeordnet. Eine erste

Anordnung von Kammern kann hierbei entlang einer zur Höhenrichtung senkrechten, ersten

Höhenebene verteilt zueinander angeordnet sein. Eine zweite Anordnung von Kammern kann demgegenüber entlang einer zur Höhenrichtung senkrechten, zur ersten Höhenebene beabstandeten, zweiten Höhenebene verteilt zueinander angeordnet sein. In den höhenversetzten Anordnungen der Kammern wird der Kühlmittelfluss jeweils mäandrierend geleitet. Hat der Kühlmittelfluss die Kammern einer Höhenebene durchströmt, tritt der

Kühlmittelfluss in die Kammern der anderen Höhenebene ein und wird durch diese Kammern wiederum mäandrierend geleitet.

Einer jeden Anordnung von Kammern kann hierbei ein Anschluss zum Anschließen einer

Kühlmittelleitung zugeordnet sein. Insbesondere kann die erste Anordnung von Kammern einen ersten Anschluss zum Einleiten des Kühlmittelflusses und die zweite Anordnung von

Kammern einen zweiten Anschluss zum Ableiten des Kühimittelflusses aufweisen.

Die Anschlüsse können jeweils mit einem Kühlmittelschlauch verbindbar sein, wobei die

Kühlmittelschläuche beispielsweise in einem mit dem Steckverbinderteil verbundenen, auch die Lastleitungen führenden Ladekabel geführt sind. Über das Ladekabel kann das

Steckverbinderteil beispielsweise mit einer Ladestation verbunden sein.

In einer Ausgestaltung weist das Steckverbinderteil zwei elektrische Steckkontakte und zwei jeweils mit einem der Steckkontakte verbundene, jeweils einen Flächenabschnitt aufweisende

Stromschienen auf. Die Kühleinheit ist hierbei zwischen den Flächenabschnitten der

Stromschienen angeordnet. Das Gehäuse der Kühleinheit ist mit den Flächenabschnitten verbunden, beispielsweise mit den Flächenabschnitten verklebt oder verschraubt. Über die

Kammeranordnung im Gehäuse der Kühleinheit wird ein Kühlmittelfluss mäandrierend vorzugsweise zwischen den Flächenabschnitten hin und her geleitet, sodass der

Kühlmittelfluss abwechselnd senkrecht auf den einen Flächenabschnitt und den anderen

Flächenabschnitt gerichtet wird und dabei zwischen den Flächenabschnitten hin und her strömt. Wärme kann somit an beiden Flächenabschnitten effizient aufgenommen und von den

Flächenabschnitten abgeleitet werden.

Ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs umfasst ein Steckverbinderteil der vorangehend beschriebenen Art. Ein solches Ladesystem umfasst zudem ein

Gegensteckverbinderteil, das steckend mit dem Steckverbinderteil verbunden werden kann.

Das Steckverbinderteil kann beispielsweise einen Ladestecker verwirklichen, der an einem

Ladekabel angeordnet ist. Das Gegensteckverbinderteil kann demgegenüber beispielsweise als Ladebuchse an dem Elektrofahrzeug angeordnet sein und mit dem Steckverbinderteil in

Form des Ladesteckers verbunden werden kann. Über das Ladekabel kann der Ladestecker beispielsweise an eine Ladestation angeschlossen sein, sodass in verbundener Stellung des

Steckverbinderteils und des Gegensteckverbinderteils Ladeströme von der Ladestation zum

Elektrofahrzeug übertragen werden können.

Denkbar ist aber auch, dass das Steckverbinderteil eine Ladebuchse auf Seiten eines

Elektrofahrzeugs verwirklicht.

Ein Steckverbinderteil der hier beschriebenen Art kann insbesondere zum Übertragen von

Ladeströmen in Form von Gleichströmen eingesetzt werden. Ein solches Steckverbinderteil kann aber auch zum Übertragen von Ladeströmen in Form von Wechselströmen dienen.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Ladestation mit einem daran angeordneten Ladekabel zum

Verbinden mit einem Elektrofahrzeug;

Fig.2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Steckverbinderteils in Form eines Ladesteckers;

Fig. 3A eine Ansicht des Steckverbinderteils, ohne ein Gehäuse;

Fig. 3B eine andere Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 3A;

Fig. 4A eine Anordnung von Steckkontakten des Steckverbinderteils, mit einer zwischen Stromschienen der Steckkontakte angeordneten Kühleinheit;

Fig. 4B eine andere Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 4A;

Fig. 5A eine Seitenansicht der Anordnung gemäß Fig. 4A;

Fig. 5B eine Draufsicht auf die Anordnung gemäß Fig. 4A;

Fig. GA eine Explosionsansicht der Anordnung gemäß Fig. 4A;

Fig. 6B die Explosionsansicht aus anderer Perspektive;

Fig. 7A eine teilweise freigeschnittene Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 4A;

Fig. 7B eine andere Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 7A;

Fig. 8A eine Schnittansicht entlang der Linie I-I| gemäß Fig. 7B;

Fig. 8B eine Schnittansicht entlang der Linie Il-II gemäß Fig. 7B;

Fig. 8C eine vergrößerte Ansicht im Ausschnitt A gemäß Fig. 8A;

Fig. 9 eine Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 5B, darstellend einen Kühlmittelfluss durch die Kühleinheit;

Fig. 10A eine vergrößerte, ausschnittsweise Ansicht der Schnittansicht gemäß Fig. 8A, darstellend einen Kühlmittelfluss durch Kammern einer Kammeranordnung der

Kühleinheit; und

Fig. 10B eine vergrößerte, ausschnittsweise Ansicht der Anordnung gemäß Fig. 8B, darstellend einen Kühlmittelfluss durch Kammern der Kammeranordnung der

Kühleinheit.

Fig. 1 zeigt ein Ladesystem umfassend eine Ladestation 1, die zum Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 4, auch bezeichnet als Elektrofahrzeug, dient. Die Ladestation 1 ist dazu ausgestaltet, einen Ladestrom in Form eines Wechselstroms oder eines Gleichstroms zur Verfügung zu stellen und weist ein Kabel 2 auf, das mit einem Ende 201 mit der Ladestation 1 und mit einem anderen Ende 200 mit einem Steckverbinderteil 3 in Form eines Ladesteckers verbunden ist.

Wie aus der vergrößerten Ansicht gemäß Fig. 2 ersichtlich, weist das Steckverbinderteil 3 an einem Gehäuse 30 Steckabschnitte 300, 301 auf, mit denen das Steckverbinderteil 3 steckend mit einem zugeordneten Gegensteckverbinderteil 5 in Form einer Ladebuchse an dem

Fahrzeug 4 in Eingriff gebracht werden kann. Auf diese Weise kann die Ladestation 1 elektrisch mit dem Fahrzeug 4 verbunden werden, um Ladeströme von der Ladestation 1 hin zu dem Fahrzeug 4 zu übertragen.

Um ein zügiges Aufladen des Elektrofahrzeugs 4 z.B. im Rahmen eines sogenannten

Schnellladevorgangs zu ermöglichen, weisen die übertragenen Ladeströme eine große

Stromstärke, z.B. größer als 500 A, gegebenenfalls sogar in der Größenordnung von 700 A oder darüber, auf. Aufgrund solch hoher Ladeströme kommt es an dem Kabel 2 und auch am

Ladestecker 3 sowie der Ladebuchse 5 zu thermischen Verlusten, die zu einem Erwärmen des Kabels 2, des Ladesteckers 3 und der Ladebuchse 5 führen können.

Eine zulässige Erwärmung an Bauteilen des Ladesystems ist hierbei normativ begrenzt, zum

Beispiel auf einen Wert von maximal 50 K. Hieraus folgt, dass Maßnahmen ergriffen werden müssen, um eine übermäßige Erwärmung im Ladebetrieb zu verhindern, insbesondere wenn große Stromstärken, zum Beispiel in der Größenordnung von 700 A oder darüber, eingesetzt werden.

Bei dem Steckverbinderteil 3 in Form des Ladesteckers gemäß Fig. 2 sind an dem oberen

Steckabschnitt 300 an Steckdomen 302 Steckkontakte angeordnet, die zum Beispiel zum

Übertragen von Steuersignalen oder als (mit einer Erdungsleitung 22, siehe Fig. 3B, verbundener) Erdungskontakt dienen. An dem unteren Steckabschnitt 301 sind an

Steckdomen 303 demgegenüber Steckkontakte 31A, 31B angeordnet, die als Lastkontakte zum Übertragen eines Ladestroms in Form eines Gleichstroms dienen. Bei steckendem

Verbinden mit dem zugeordneten Gegensteckverbinderteil 5 in Form der Ladebuchse auf

Seiten des Elektrofahrzeugs 4 gelangen die Steckkontakte 31A, 31B mit zugeordneten

Gegenkontaktelementen auf Seiten der Ladebuchse 5 in elektrischen Kontakt, sodass ein

Ladestrom von der Ladestation 1 zum Elektrofahrzeug 4 übertragen werden kann.

Bei dem dargestellten Steckverbinderteil 3 in Form des Ladesteckers ist eine aktive Kühlung vorgesehen, um Wärme insbesondere im Bereich der den Ladestrom führenden

Steckkontakte 31A, 31B aufzunehmen und abzuleiten, um auf diese Weise die Erwärmung an dem Steckverbinderteil 3 zu begrenzen.

Wie dies aus Fig. 3A, 3B bis 6A, 6B ersichtlich ist, ist bei dem dargestellten

Ausführungsbeispiel des Steckverbinderteils 3 einem jeden Steckkontakt 31A, 31B eine

Stromschiene 32A, 32B zugeordnet, über die der jeweilige Steckkontakte 31A, 31B mit einer

Anordnung von je zwei Lastleitungen 21A, 21B verbunden ist.

Ein jeder Steckkontakt 31A, 31B weist einen Kontaktabschnitt 310 in Form einer Steckbuchse auf, über die eine steckende Verbindung mit einem zugeordneten Gegenkontaktelement in

Form eines Kontaktstifts des Gegensteckverbinderteils 5 hergestellt werden kann. An einem dem Kontaktabschnitt 310 abgewandten Ende ist der Steckkontakt 31A, 31B mit einem zugeordneten, flanschförmigen Ende 321 der zugeordneten Stromschiene 32A, 32B verbunden, sodass darüber der jeweilige Steckkontakt 31A, 31B an der Stromschiene 32A, 32B mechanisch festgelegt und elektrisch mit der Stromschiene 32A, 32B kontaktiert ist.

An einem dem Ende 321 abgewandten Ende 320 ist jede Stromschiene 32A, 32B mit einer

Anordnung von Lastleitungen 21A, 21B verbunden. Eine jede Stromschiene 32A, 32B ist hierbei mit zwei Lastleitungen 21A, 21B verbunden, die somit gemeinsam mit dem jeweils zugeordneten Steckkontakt 31A, 31B verbunden sind und einen Ladestrom in Form eines

Gleichstroms über die Steckkontakte 31A, 31B führen.

Die Lastleitungen 21A, 21B sind gemeinsam in dem mit dem Steckverbinderteil 3 verbundenen

Ladekabel 2 geführt und in einem Kabelmantel 20 des Ladekabels 2 eingefasst (siehe zum

Beispiel Fig. 3A, 3B).

Zwischen den Stromschienen 32A, 32B ist eine Kühleinheit 33 angeordnet, die zum

Aufnehmen und Abführen von Wärme an den Stromschienen 32A, 32B dient. Eine jede

Stromschiene 32A, 32B weist hierbei einen flächig erstreckten Flächenabschnitt 322 auf. Die

Flächenabschnitte 322 der Stromschienen 32A, 32B erstrecken sich parallel zueinander und sind jeweils über Schraubverbindungen fest mit einem Gehäuse 330 der Kühleinheit 33 verbunden, sodass die Stromschienen 32A, 32B über die Kühleinheit 33 mechanisch aneinander festgelegt sind.

Das Gehäuse 330 der Kühleinheit 33 ist aus einem elektrisch isolierenden Kunststoffmaterial gefertigt.

In dem Gehäuse 330 ist zum Bereitstellen der Kühlung eine Kammeranordnung 332 geformt, wie dies aus Fig. 6A, 6B in Zusammenschau mit Fig. 7A, 7B ersichtlich ist, über die ein

Kühlmittelfluss durch das Gehäuse 330 hindurch und an den Flächenabschnitten 322 der

Stromschienen 32A, 32B geleitet werden kann.

Wie dies aus Fig. 6A, 6B ersichtlich ist, ist das Gehäuse 330 an den den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B zugewandten Seiten offen, sodass das Gehäuse 330 die in dem Gehäuse 30 geformten Kammern hin zu den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B nicht verschließt.

Zwischen dem Gehäuse 330 und den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B ist hierbei jedoch an jeder Seite eine Trennschicht 331A, 331B in Form einer aus einem

Polyimidmaterial gefertigten Kunststofffolie angeordnet, die eine Zwischenlage zwischen dem

Gehäuse 330 und dem Flächenabschnitt 322 an der jeweiligen Seite des Gehäuses 330 einnimmt und somit die Kammeranordnung im Inneren des Gehäuses 330 von dem

Flächenabschnitt 322 trennt.

Die Trennschicht 331A, 331B besteht aus einem elektrisch isolierenden Material. Über die

Trennschicht 331A, 331B ist das Kühlmedium im Inneren der Kühleinheit 33 somit elektrisch von der jeweiligen Stromschiene 32A, 32B getrennt. Über eine umlaufende Dichtung 333 an jeder Seite des Gehäuses 330 ist sichergestellt, dass Kühlmittel nicht aus dem Inneren des

Gehäuses 330 austreten und in elektrischen Kontakt mit der jeweiligen Stromschiene 32A, 32B gelangen kann.

An die Kühleinheit 33 sind Kühlmittelleitungen 23, 24 angeschlossen, die gemeinsam mit den

Lastleitungen 21A, 21B in dem Ladekabel 2 geführt sind. Eine erste Kühlmittelleitung 23 ist hierbei an einen ersten Anschluss 334 angeschlossen. Eine zweite Kühlmittelleitung 24 ist an einen höhenversetzten Anschluss 338 an der gleichen Seite des Gehäuses 330 angeschlossen (siehe insbesondere Fig. 6B).

Die Kammeranordnung 332 im Inneren des Gehäuses 330 besteht aus einer Mehrzahl von in

Strömungsverbindung miteinander stehenden Kammern, die einen Kühlmittelfluss durch die

Kühleinheit 33 zwischen den Anschlüssen 334, 338 leiten. Die Kammern der

Kammeranordnung 332 sind hierbei so zueinander angeordnet, dass ein mäandrierender

Kühlmittelfluss eingestellt wird, der mäandrierend zwischen den Flächenabschnitten 322 der

Stromschienen 32A, 32B hin und her geleitet wird und somit Wärme an den Stromschienen 32A, 32B aufnehmen kann.

Die Flächenabschnitte 322 der Stromschienen 32A, 32B erstrecken sich jeweils entlang einer durch eine Längsrichtung X und eine Höhenrichtung Z aufgespannten Ebene P (siehe Fig. 10A, 10B), wobei sich die Flächenabschnitte 322 der Stromschienen 32A, 32B parallel zueinander erstrecken und entlang einer Querrichtung Y zueinander beabstandet sind.

In dem Gehäuse 330 sind zwei Anordnungen von Kammern geformt, die sich auf unterschiedlichen Höhenpositionen (betrachtet entlang der Höhenrichtung Z) befinden und jeweils einem der Anschlüsse 334, 338 zugeordnet sind. Der Anschluss 334 dient hierbei als

Zufluss zum Einleiten eines Kühlmittelflusses in die auf der Höhe des Anschlusses 334 befindliche Anordnung von Kammern (in Fig. 6B entsprechend der oberen Anordnung von

Kammern innerhalb des Gehäuses 330). Der Anschluss 338 dient demgegenüber als Abfluss zum Ableiten des Kühlmittelflusses aus der auf der Höhe des Anschlusses 338 befindlichen

Anordnung von Kammern (in Fig. 6B entsprechend der unteren Anordnung von Kammern innerhalb des Gehäuses 330).

Fig. 8A und 8B zeigen Querschnittsansichten entlang der Linien I-I und II-Il nach Fig. 7B. Die

Querschnittsansichten stellen hierbei Schnitte durch die obere, erste, dem Anschluss 334 zugeordnete Anordnung von Kammern dar, durch die hindurch ein Kühlmittelfluss nach

Einleitung über den Anschluss 334 strömt, um sodann in die untere Anordnung von Kammern einzutreten und durch die untere Anordnung von Kammern zum Anschluss 338 zu strömen und über den Anschluss 338 abgeleitet zu werden.

Aus der vergrößerten Darstellung gemäß Fig. 8C ist ersichtlich, dass die Kammern der

Kammeranordnung 332 jeweils zu den Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B hin offen sind, dabei aber über die jeweils zugeordnete Trennschicht 331A, 331B von dem

Flächenabschnitt 322 der Stromschiene 32A, 32B getrennt und somit elektrisch isoliert sind.

Über die umlaufende Dichtung 333 ist das Gehäuse 330 am Übergang zur Trennschicht 331A, 331B fluiddicht abgedichtet, sodass Kühlmittel nicht aus dem Inneren des Gehäuses 330 am

Übergang zur Trennschicht 331A, 331B ausströmen kann.

In Fig. 9 ist der prinzipielle Kühlmittelfluss F dargestellt, der sich einstellt, wenn das Kühlmittel durch die Kammeranordnung 332 im Inneren des Gehäuses 330 der Kühleinheit 33 geleitet wird. Ersichtlich ist insbesondere, dass der Kühlmittelfluss F mäandrierend zwischen den

Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B geleitet wird und somit abwechselnd senkrecht hin zu dem Flächenabschnitt 322 der einen Stromschiene 32A und anschließend senkrecht hin zu dem Flächenabschnitt 322 der anderen Stromschiene 32B geleitet wird. Der

Kühlmittelfluss F trifft somit abwechselnd senkrecht auf die eine Stromschiene 32A und auf die andere Stromschiene 32B. Durch dieses Anströmen der Stromschienen 32A, 32B kann ein guter Wärmeübergang zwischen dem Kühlmittelfluss F und den Flächenabschnitten 322 der

Stromschienen 32A, 32B eingestellt und somit Wärme effizient an den Stromschienen 32A, 32B aufgenommen werden.

Der Kühlmittelfluss F, wie er prinzipiell in Fig. 9 dargestellt ist, wird durch die Kammern der

Kammeranordnung 332 im Inneren des Gehäuses 330 eingestellt. Die Kammern stehen hierbei miteinander in Strömungsverbindung und werden ausgehend von dem Anschluss 334 nacheinander durchströmt, wobei die Kammern so miteinander verbunden und zueinander angeordnet sind, dass sich ein mäandrierender Kühlmittelfluss F, wie in Fig. 9 dargestellt, ergibt.

Bezugnehmend nunmehr auf Fig. 10A und 10B, strömt der Kühlmittelfluss F ausgehend von dem Anschluss 334 zunächst in eine Kammern 335-1 ein und wird in der Kammer 335-1 in eine Strömungsrichtung S hin zu dem entlang einer Ebene P flächig erstreckten

Flächenabschnitt 322 der Stromschiene 32A geleitet (Fig. 10A), um sodann durch eine

Strömungsöffnung 336-1 in eine darunterliegende Kammer 335-2 zu gelangen und durch die

Kammer 335-2 in entgegengesetzte Richtung zu der anderen Stromschiene 32B zu strömen (Fig. 10B). Auf Seiten der anderen Stromschiene 32A strömt der Kühlmittelfluss F durch eine

Strömungsöffnung 336-2 in eine über der Kammer 335-2 liegende Kammern 335-3 ein (Fig. 10A), um aus dieser Kammer 335-3 in eine entlang der Längsrichtung X benachbarte Kammer 335-4 einzuströmen.

Während die Kammern 335-1 ... 335-3 zum Einleiten des Kühlmittelflusses F ausgehend von dem Anschluss 334 dienen, sind eine Mehrzahl von Paaren von Kammern 335-4, 335-5; 335- 6, 335-7; 335-8, 335-9; 335-10, 335-11 (entlang der Längsrichtung X) aneinander angereiht, die Jeweils spiegelverkehrt (zu einer mittig zwischen den Flächenabschnitten 322 der

Stromschienen 32A, 32B gelegenen Symmetrieebene) zueinander angeordnet und _ ausgebildet sind und seriell miteinander in Strömungsverbindung stehen.

Ausgehend von der Kammer 335-3 strömt der Kühlmittelfluss F durch eine Strömungsöffnung 336-3 (Fig. 10A) in die Kammer 335-4 ein und wird in der Kammer 335-4 entlang der

Strömungsrichtung S hin zu dem Flächenabschnitt 322 der Stromschiene 32A geleitet. An einer mittleren Wandung 339 des Gehäuses 330 strömt der Kühlmittelfluss F in einen

Anströmkanal 337-1 ein, der an die Kammer 335-4 in die Strömungsrichtung S anschließt und den Kühlmittelfluss F mit reduziertem Strömungsquerschnitt senkrecht auf den

Flächenabschnitt 322 der Stromschiene 32A leitet, wie dies aus Fig. 10B ersichtlich ist.

Insbesondere weist die Kammer 335-4 einen Strömungsquerschnitt Q1 auf, der in dem

Anströmkanal 337-1 zu einem Strömungsquerschnitt Q2 reduziert ist. Dies führt zu einer

Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in dem Anströmkanal 337-1, sodass der

Kühlmittelfluss F mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit senkrecht auf den Flächenabschnitt 322 der Stromschiene 32A trifft.

Aus dem Anströmkanal 337-1 strömt der Kühlmittelfluss F in die Kammer 335-5 ein und gelangt aus der Kammer 335-5 über eine Strömungsöffnung 336-4 (Fig. 10A) in die entlang der Längsrichtung X benachbarte Kammer 335-6. In der Kammer 335-6 wird der

Kühlmittelfluss F nunmehr hin zu der anderen Stromschiene 32B geleitet, wobei der

Kühlmittelfluss F an der mittleren Wandung 339 in einen an die Kammer 335-6 anschließenden

Anströmkanal 337-2 einströmt und über den Anströmkanal 337-2 somit wiederum mit reduziertem Strömungsquerschnitt und somit mit erhöhter Strömungsgeschwindigkeit senkrecht auf den Flächenabschnitt 322 der Stromschiene 32B geleitet wird.

Aus dem Anströmkanal 337-2 strömt der Kühlmittelfluss F in die anschließende Kammer 335- 7 und durch die Strömungsöffnung 336-5 in die entlang der Längsrichtung X benachbarte

Kammer 335-8 ein, in der der Kühlmittelfluss F wiederum hin zu der Stromschiene 32A geleitet wird und durch den anschließenden Anströmkanal 337-3 senkrecht auf die Stromschiene 32A trifft. Über die anschließende Kammer 335-9, die Strömungsöffnung 336-6, die Kammer 335- 10 und den Anströmkanal 337-4 wird der Kühlmittelfluss F sodann zurück zur Stromschiene 32B geleitet.

Aus dem Anströmkanal 337-4 (Fig. 10A) tritt der Kühlmittelfluss F in die letzte Kammer 335- 11 der Anordnung von Kammern auf dieser Höhenebene ein. Am Boden dieser Kammer 335- 11 ist eine Strömungsöffnung 336-7 geformt, über die der Kühlmittelfluss F nunmehr in die darunter gelegene Anordnung von Kammern geleitet wird, um durch die Kammern dieser unteren Ebene wiederum mäandrierend zurück zu strömen und über den Anschluss 338 abgeleitet zu werden.

Durch die Anordnung der Kammern 335-1 ... 335-11 wird ein Strömungskanal geschaffen, der den Kühlmittelfluss F mäandrierend hin und zurück zwischen den Flächenabschnitten 322 der

Stromschienen 32A, 32B leitet. Dadurch, dass der Kühlmittelfluss F abwechselnd senkrecht auf die eine Stromschiene 32A und die andere Stromschiene 32B geleitet wird, kann Wärme mit gutem Wärmeübergangskoeffizienten effizient an den Stromschienen 32A, 32B aufgenommen und abgeleitet werden.

Durch die Trennschichten 331A, 331B zwischen dem Gehäuse 330 und den

Flächenabschnitten 322 der Stromschienen 32A, 32B wird zudem eine zuverlässige elektrische Isolierung zwischen der Kühleinheit 33 und den Stromschienen 32A, 32B erreicht.

Weil die Trennschichten 331A, 331B, ausgebildet zum Beispiel durch je eine dünne

Kunststofffolie, dünn ausgebildet sein können, beeinträchtigen die Trennschichten 331A, 331B den Wärmeübergang an den Stromschienen 32A, 32B vorteilhafterweise nicht wesentlich.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehenden

Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auch in anderer Weise verwirklicht werden.

Ein Steckverbinderteil der hier in Rede stehenden Art kann einen Ladestecker zum Beispiel an einem Ladekabel oder eine Ladebuchse zum Beispiel auf Seiten eines Elektrofahrzeugs verwirklichen.

Ein solches Steckverbinderteil kann insbesondere zum Übertragen eines Ladestroms in Form eines Gleichstroms dienen. Denkbar ist aber auch, dass das Steckverbinderteil zum

Übertragen eines Ladestroms in Form eines Wechselstroms ausgestaltet ist.

Eine aktive Kühlung kann an einem Steckkontakt oder auch an mehreren Steckkontakten vorgesehen sein.

Eine Stromschiene kann als separates Bauelement zu einem Steckkontakt ausgebildet sein, kann aber auch integral mit dem Steckkontakt geformt und somit durch einen Abschnitt des

Steckkontakts verwirklicht sein.

Der Flächenabschnitt der Stromschiene kann flach erstreckt sein. Der Flächenabschnitt kann aber auch gekrümmt sein. Die Trennschicht zur Isolation ist entsprechend zur flächigen

Überdeckung des Flächenabschnitts der Stromschiene flach oder gekrümmt ausgebildet.

Bezugszeichenliste 1 Ladestation 2 Ladekabel 20 Kabelmantel 200, 201 Ende 21A, 21B Lastleitung 22 Erdungsleitung 23, 24 Kühlmittelschlauch 3 Ladestecker 30 Gehäuse 300, 301 Steckabschnitt 302, 303 Steckdom 31A, 31B Steckkontakt 310 Kontaktabschnitt 311 Ende 32A, 32B Stromschiene 320, 321 Ende 322 Flächenabschnitt 33 Kühleinheit 330 Gehäuse 331A, 331B Trennschicht (Folie) 332 Kammeranordnung 333 Dichtung 334 Zufluss 335-1...335-11 Kammer 336-1...336-7 Strömungsöffnung 337-1...337-4 Anströmkanal 338 Abfluss 339 Wandung 4 Fahrzeug 5 Ladebuchse

E Einsteckrichtung

F Kühlmittelfluss

P Ebene

Q1, Q2 Strömungsquerschnitt

S Strômungsrichtung

X Längsrichtung

Y Querrichtung

Z Hôhenrichtung

Claims (22)

Patentansprüche

1. Steckverbinderteil (3) für ein Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs (4), mit einem Steckabschnitt (301) zum steckenden Verbinden mit einem Gegensteckverbinderteil (5), zumindest einem an dem Steckabschnitt (301) angeordneten elektrischen Steckkontakt (31A, 31B) zum Übertragen eines Ladestroms und zumindest einer elektrisch mit dem zumindest einen Steckkontakt (31A, 31B) verbundenen, mit einer Lastleitung (21A, 21B) verbindbaren Stromschiene (32A, 32B), die einen flächig entlang einer Ebene (P) erstreckten Flächenabschnitt (322) aufweist, gekennzeichnet durch eine Kühleinheit (33), die ein an dem Flächenabschnitt (322) angeordnetes Gehäuse (33) und eine in dem Gehäuse (33) angeordnete Kammeranordnung (332) zum Leiten eines Kühlmittelflusses (F) aufweist, wobei die Kammeranordnung (332) eine Mehrzahl von miteinander in Strömungsverbindung stehenden Kammern (335-1...335-11) umfasst und zumindest einige der Kammern (335-

1...335-11) ausgebildet sind, einen Kühlmittelfluss (F) entlang einer zu der Ebene (P) senkrechten Strömungsrichtung (S) zu leiten.

2. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (330) an einer dem Flächenabschnitt (322) zugewandten Seite offen ist.

3. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Gehäuse (330) und dem Flächenabschnitt (322) angeordnete, elektrisch isolierende Trennschicht (331A, 331B).

4. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (331A, 331B) durch eine Kunststofffolie gebildet ist.

5. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie aus einem Material enthaltend Polyimid gefertigt ist.

6. Steckverbinderteil (3) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht eine Dicke gleich oder kleiner als 0,1 mm, vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,07 mm aufweist.

7. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennschicht (331A, 331B) durch ein Wärmeleitelement gebildet ist, das aus einem von dem Material des Gehäuses (33) unterschiedlichen Material gefertigt ist.

8. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement aus einem Material enthaltend Silikonkautschuk gefertigt ist.

9. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitelement eine Dicke gleich oder kleiner als 1 mm, vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,5 mm aufweist.

10. Steckverbinderteil (3) nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühleinheit (33) eine zwischen dem Gehäuse (330) und der Trennschicht (331A, 331B) angeordnete Dichtung (333) aufweist.

11. Steckverbinderteil (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammeranordnung (332) ausgebildet ist, den Kühlmittelfluss (F) mäandrierend in die Strömungsrichtung (S) zu dem Flächenabschnitt (322) hin und entgegen der Strömungsrichtung (S) von dem Flächenabschnitt (322) weg zu leiten.

12. Steckverbinderteil (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Kammer (335-4) ausgebildet ist, den Kühlmittelfluss (F) in die Strömungsrichtung (S) zu dem Flächenabschnitt (322) hin zu leiten.

13. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass an die erste Kammer (335-4) ein erster Anströmkanal (337-1) zum Leiten des Kühlmittelflusses (F) aus der ersten Kammer (335-4) in die Strömungsrichtung (S) hin zu dem Flächenabschnitt (322) anschließt, wobei der erste Anströmkanal (337-1) einen gegenüber einem Strömungsquerschnitt (Q1) der ersten Kammer (335-4) reduzierten Strömungsquerschnitt (Q2) aufweist.

14. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der ersten Kammer (335-4) in Strömungsverbindung stehende, zweite Kammer (335-6) ausgebildet ist, den Kühlmittelfluss (F) entgegen der Strömungsrichtung (S) von dem Flächenabschnitt (322) weg zu leiten.

15. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass an die zweite Kammer (335-6) ein zweiter Anströmkanal (337-2) zum Leiten des Kühlmittelflusses (F) aus der zweiten Kammer (335-6) entgegen der Strömungsrichtung (S) anschließt, wobei der zweite Anströmkanal (337-2) einen gegenüber einem Strömungsquerschnitt (Q1) der zweiten Kammer (335-6) reduzierten Strömungsquerschnitt (Q2) aufweist.

16. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der zweiten Kammer (335-6) in Strömungsverbindung stehende, dritte Kammer (335-8) ausgebildet ist, den Kühlmittelfluss (F) in die Strömungsrichtung (S) zu dem Flächenabschnitt (322) hin zu leiten.

17. Steckverbinderteil (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene durch eine Längsrichtung (X) und eine Höhenrichtung (Z) aufgespannt und senkrecht zu einer Querrichtung (Y) erstreckt ist, wobei zumindest einige der Kammern (335-1...335-11) entlang der Längsrichtung (X) und/oder entlang der Höhenrichtung (Z) und/oder entlang der Querrichtung (Y) zueinander versetzt sind.

18. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Anordnung von Kammern (335-1...335-11) entlang einer zur Höhenrichtung (Z) senkrechten, ersten Höhenebene verteilt zueinander angeordnet ist und eine zweite Anordnung von Kammern (335-1...335-11) entlang einer zur Höhenrichtung (Z) senkrechten, zur ersten Höhenebene beabstandeten, zweiten Höhenebene verteilt zueinander angeordnet ist.

19. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anordnung von Kammern (335-1...335-11) einen ersten Anschluss (334) zum Einleiten des Kühlmittelflusses (F) und die zweite Anordnung von Kammern (335-1...335-11) einen zweiten Anschluss (338) zum Ableiten des Kühlmittelflusses (F) aufweisen.

20. Steckverbinderteil (3) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Anschluss (334) und der zweite Anschluss (338) jeweils mit einem Kühlmittelschlauch (23, 24) verbindbar sind.

21. Steckverbinderteil (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckverbinderteil (3) zwei elektrische Steckkontakte (31A, 31B) und zwei jeweils mit einem der Steckkontakte (31A, 31B) verbundene, jeweils einen Flächenabschnitt (322) aufweisende Stromschienen (32A, 32B) aufweist, wobei die

Kühleinheit (33) zwischen den Flächenabschnitten (322) der Stromschienen (32A, 32B) angeordnet ist.

22. Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs (4), mit einem Steckverbinderteil (3) nach einem der vorangehenden Ansprüche.