CN114467153A - 用于监控从能量源到能量阱的输电线路段的温度的装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于监控从能量源到能量阱的输电线路段(10)的温度的方法和装置(1)，其包括电力电线(10)，其从电线起点(11)延伸到电线末端(12)，其中设置平行于所述电力电线(10)延伸的传感器线路段(20)，并且在所述电线(10)和所述传感器线路段(20)之间提供热耦合，使得在所述电线(10)上的局部温度变化引起所述传感器线路段(20)上的温度变化。

Description

用于监控从能量源到能量阱的输电线路段的温度的装置
技术领域
本发明涉及一种用于监控从能量源到能量阱的输电线路段的温度的装置，特别是车辆中的车载供电***，其中监控储能器和消耗器之间的输电线路段。
背景技术
从现有技术已知从能量源到能量阱的输电线路段的温度监控，但是其大部分不适用于车辆供电***。还要求可以灵活配置输电线路段。如果将典型的电力电缆用作电缆组，则其设计必须是通用设计，以适应各种应用和车辆类型。
从用于可电驱动车辆的具有插头连接器或充电插头的充电***领域中已知这种概念，插头连接器或充电插头设计成用于连接到相应的连接装置，例如设计为充电插座。在这方面，参考DE 10 2012 105 774 B3中公开的充电插头。充电插头中布置电线触点，通过该电线触点可以将充电电流传输到电力能量阱，例如车辆的蓄电池。电线触点设计用于电连接到电源，例如充电站或通常连接到供电网络。为此，电线触点分别永久地连接到充电电线。由于流经电线触点的充电电流，并由于欧姆电流热损失，电线触点不可避免地变热。然而，电线触点的加热仅限于极限温度升高。例如，根据IEC 62196-3标准，极限温度升高被限制在50K。
为了检测和避免过热，从现有技术中已知为插头连接器提供温度传感器。其监控插头连接器的温度。一旦温度超过定义的极限值，就通过监控电子设备通过输出一个或多个控制信号中断充电过程或降低充电电流。
例如，DE 10 2009 034 886 A1描述了一种用于将电动车辆连接到充电站的充电电缆的插头装置。在这种情况下，插头装置包括外壳和分配给外壳的电触点，该电触点用于连通到充电站或电动车辆中的连通装置。此外，在外壳中设置设计为热敏电阻的温度检测装置，可以通过温度检测装置评估外壳中的温度。
用于确定供电线中温度变化的各种方法也是已知的，例如US 2006/0289463 A1。
在已知的确定供电线温度变化的方法中，缺点在于温度变化是使用位于供电线上特定位置的传感器测量的，并且仅检测该特殊位置的温度变化。例如，如果电动汽车通过家庭连通设备在公共电网上充电，则供电线内以高充电电流在较长时间内进行充电。由于私有电网没有均一的基础设施，供电线存在差异，例如电缆直径、敷设类型、线路保护等，供电线中的高电流可能导致局部严重发热，并且存在火灾和受伤的危险。此外，公共电网的供电线通常铺设在房屋墙壁的内部，因此无法通过传感器接近以进行测量。这意味着不能通过传感器在供电线的所有位置点检测到温度变化。
车辆的内部供电***和电线连接也出现同样的问题。因此，存在创建一种温度可监控的电线连接的需求，该电线连接具有输电的基本功能，但也可以配备传感器并能够对整个线路段进行监控。在现有技术中，目前还没有令人满意的、具有成本效益的和普遍适用的解决方案。
发明内容
因此，本发明的目的是克服上述缺点并提供一种可以尽可能普遍地适用于电线连接的方案，特别是用于车辆中的HV和电池线路以及车辆供电***线路。
该目的通过根据专利权利要求1的特征组合实现。
为此，根据本发明提出一种用于监控从能量源到能量阱的输电线路段的温度的装置或设备，其包括电力电线，所述电力电线从电线起点延伸到电线末端，其中设置平行于所述电力电线延伸的传感器线路段，并且在所述电线和所述传感器线路段之间提供热耦合，使得在所述电线上的局部温度变化引起所述传感器线路段上的温度变化。
所述传感器线路段有利地设计成在所述电力电线中或沿所述电力电线的管状通道，所述管状通道特别有利地在内部形成并且在电线的整个长度上延伸。
在本发明的优选实施例中，传感器线路段具有传感器线路。以此方式，也可以提供传感器触点，所述传感器触点例如用在具有触点监控的2芯线路中。
特别有利的是将传感器线路段设计为光纤装置、光纤线路或具有光纤元件的方案。因此可以利用所谓的拉曼效应(Raman-Effekt)。玻璃纤维中的光以小于波长的微小密度波动散射。除了与入射光波长相同的弹性散射分量(瑞利散射)外，反向散射还包含其他波长的附加分量，这些分量与分子振动耦合，从而与局部温度(拉曼散射)耦合。本发明特殊的构思在于提供一种预制装置，该预制装置设计成具有用于容纳光纤装置相应的通道，以便能够利用上述效果进行温度监测。目前市场上没有可供电缆制造商使用相应线路(Leitungzurückgreifen)的电缆组。
因此，在本发明的一个特别有利的实施例中规定，在传感器通道中布置光纤线路，或者所述通道设计成具有光纤元件。
本发明的另一方面涉及这种线路的制造方法。在所述制造方法中，在一个步骤中将通道形成在电线上或电线中。在随后的步骤中，将传感器线路或光纤单元或光纤电缆拉入或连入(eingeschossen)通道中。
替代地，传感器线路和/或光纤装置也可以在所述制造方法中与电线一起被挤入到线路护套中。
以此方式，可以将按米或成卷销售的货物生产为所需长度的半成品，从而为电缆制造商提供一种具有集成的温度监控装置的新型电力传输线路。
特别有利地，所述线路具有用于高能量密度电力传输的装置，优选地用于电功率在1KW以上的电力传输，更优选地用于5kW以上的电力传输。
本发明的同样优选的实施例规定，用于电连接的线路在每一端配备接触元件，并且在所述接触元件和所述传感器线路段之间建立用于检测接触处温度变化的热耦合。
还有利地，所述电线围绕至少一个电绝缘的线路护套，并且所述管状通道位于所述线路护套的内部，或在制造的过程中***所述线路护套内部。
本发明的另一个同样优选的实施例规定，所述电线是屏蔽线路，其中用于输电的装置被屏蔽物包围。
一个优选的设计规定，管状通道位于所述电线内部，并且在多个或所有侧面被用于输电的装置包围，其中所述用于输电的装置显示为单独电路、绞合电路或电路束。
以此方式，可以以大致相同的灵敏度监控电线周围部分。
由于根据本发明的方法，根据本发明的概念也可以实现扁平电线或扁平电缆。
还优选地，实现至少部分地提供光纤温度测量的温度检测装置。
因此，除了半成品之外，还可以提供由半成品和传感器和监控装置形成的现成***。
在相应的优选的方案中，提供温度监控装置，所述温度监控装置被设计成用于确定温度变化，特别是确定响应于由热耦合引起的光纤特性的变化或光纤材料的传输特性的影响而在所述电线起点和所述电线末端之间的位置处的局部温度升高。
附图说明
本发明的其他有利的进一步方案在从属权利要求中表征或者在下文中与参照附图对本发明的优选实施例的描述一起更详细地呈现。
附图中显示：
图1示出本发明的第一示例性实施例；
图2示出本发明的第二示例性实施例；
图3示出本发明的第三示例性实施例；
图4示出本发明的第四示例性实施例；
图5示出扁平电线的三种替代方案概念；以及
图6示出暴扣用于温度监控的装置的***
具体实施方式
下面参考图1至图6更详细地解释本发明，图中相同的附图标记表示相同的结构和/或功能的特征。
图1至图5中示出了不同的示例性实施例，其示意性地示出了实施本发明的可能的方案。
图6示出具有用于监测从能量源Q到能量阱S的输电线路段的温度的装置1的***的示意图，所述装置包括电力电线10，所述电力电线从电线起点11延伸到电线末端12，其中设置平行于所述电力电线10延伸的传感器线路段20，并且在所述电线10和所述传感器线路段20之间提供热耦合，其中电线10或装置1可以具有如图1至图5中所示示例中的配置。
电路10均具有传感器线路段20，传感器线路段20被设计为在电线10中或沿着电线10的管状通道21。在图1中，通道21布置在电线10的中心。
图2提供了一种替代方案，其中通道在电线10的线路护套的表面上延伸。在此通过通道壁和电线10的护套之间的接触面或材料结合方式的连接而发生热耦合。
本发明的实施不限于上面给出的优选示例性实施例。更确切地，即使在根本不同的设计的情况下，也可以想到利用所示方案的多种变体。

Claims (12)

1.一种用于监控从能量源到能量阱的输电线路段(10)的温度的装置(1)，其包括电力电线(10)，所述电力电线从电线起点(11)延伸到电线末端(12)，其中设置平行于所述电力电线(10)延伸的传感器线路段(20)，并且在所述电线(10)和所述传感器线路段(20)之间提供热耦合，使得在所述电线(10)上的局部温度变化引起所述传感器线路段(20)上的温度变化。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述传感器线路段(20)设计成在所述电力电线(10)中或沿所述电力电线(10)的管状通道(21)。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述传感器线路段(20)具有传感器线路(22)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述传感器线路段(20)被设计为光纤装置、光纤线路或者具有光纤元件。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述电线(10)构造为具有用于高能量密度的电力传输的装置，优选地用于电功率在1KW以上的电力传输，更优选地用于5kW以上的电力传输。
6.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，用于电连接的电线(10)在每一端配备接触元件，并且在所述接触元件和所述传感器线路段之间建立用于检测接触处温度变化的热耦合。
7.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述电线(10)围绕电绝缘的线路护套(14)，并且所述管状通道(21)位于所述线路护套(14)的内部。
8.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述电线(10)是屏蔽线。
9.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述管状通道(21)位于所述电线(10)的内部并且在多个或所有侧面被用于输电的装置(15)包围，其中所述用于输电的装置(15)显示为单独电路、绞合电路或电路束。
10.根据权利要求1至8中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述电线(10)是扁平电线或扁平电缆。
11.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，设置用于温度检测的装置，其至少部分地提供光纤温度测量。
12.根据前述权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于，设置温度监控装置，其被设计成用于确定温度变化，特别是确定响应于由热耦合引起的光纤特性的变化或光纤材料的传输特性的影响而在所述电线起点(11)和所述电线末端(12)之间的位置处的局部温度升高。
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