DE102018202128A1 - Elektrische Verbindungseinheit und Batteriesystem - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungseinheit mit einer integrierten Kühlung sowie ein Batteriesystem, das eine derartige Verbindungseinheit aufweist. Insbesondere kann die Kühlung über ein flüssiges Kühlmittel realisiert werden. Eine elektrische Verbindungseinheit (120) umfasst einen ersten elektrischen Anschluss (104) zum Kontaktieren einer ersten elektrischen Komponente, einen zweiten elektrischen Anschluss (106), der mit einem elektrisch leitfähigen Kabel (100) verbunden ist, wobei die elektrische Verbindungseinheit (120) eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss (104) und dem zweiten elektrischen Anschluss (106) herstellt, und einen ersten fluidischen Anschluss (108) zum Anschließen einer Kühlmittelquelle. Der zweite elektrische Anschluss (106) ist außerdem als zweiter fluidischer Anschluss (110) ausgebildet, so dass er einen Kühlkanal (103), der an dem Kabel (100) angeordnet ist und von einem Kühlmittel zur Kühlung des elektrisch leitfähigen Kabels durchströmbar ist, mit dem ersten fluidischen Anschluss (108) verbindet.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Verbindungseinheit mit einer integrierten Kühlung sowie ein Batteriesystem, das eine derartige Verbindungseinheit aufweist. Insbesondere kann die Kühlung über ein flüssiges Kühlmittel realisiert werden.
  • Alle elektronischen Komponenten, Geräte und Schaltkreise erzeugen überschüssige Wärme und erfordern somit ein thermisches Management, um die Zuverlässigkeit zu verbessern und vorzeitiges Versagen zu verhindern. Insbesondere bei der elektrischen Verbindung eines Batteriesystems in einem Kraftfahrzeug treten an den elektrischen Kontakten der Batterie hohe Ströme und damit erhebliche Wärmemengen auf, die möglichst rasch und effizient abgeleitet werden müssen, um gefährliche Überhitzung zu vermeiden.
  • Es gibt verschiedene Techniken für die Kühlung elektrischer Baugruppen, beispielsweise eine Luftkühlung unter Verwendung von Ventilatoren oder thermoelektrische Kühlung, die auf dem Peltier-Effekt basiert. Konventionelle Luftkühlungssysteme mit Ventilatoren sind in ihrer Kapazität Wärme abzuleiten begrenzt. Für die Verwendung mit Batteriesystemen sind sie daher nur bedingt geeignet. Wesentlich effizienter lässt sich Wärme über ein Fluid, beispielsweise eine Kühlflüssigkeit wie Wasser oder ein Öl, abführen.
  • Beispielsweise ist aus der DE 10 2015 221 571 A1 eine Vorrichtung zum Kühlen einer Steckverbindung bekannt, die aus einem Ladestecker, einer Kontaktbuchse, die zur Aufnahme des Ladesteckers geeignet ist, einer ersten elektrischen Leitung, die mit der Kontaktbuchse verbunden ist und eine zweiten elektrischen Leitung, die mit dem Ladestecker verbunden ist, besteht, wobei die erste elektrische Leitung einen ersten Hohlraum und/oder die zweite elektrische Leitung einen zweiten Hohlraum entlang der elektrischen Leitung aufweist, über den/die ein Kühlmittel geleitet wird. Beispielsweise wird ein Schlauch, der das Ladekabel umgibt, von einem Kühlmittel durchströmt. Bei diesem Kühlmittel kann es sich um Luft, Öl, Wasser oder ein anderes zur Wärmeableitung geeignetes Fluid handeln.
  • Diese bekannte Anordnung hat aber den Nachteil, dass sie für die Kühlung an dem Kontaktpunkt zu einer Batterie keine praktikable Lösung anbietet.
  • Es besteht daher ein Bedarf an Mitteln, die eine sichere und effiziente Kühlung einer elektrischen Verbindung erlauben und somit das thermische Management insbesondere unmittelbar an den Kontakten einer Batterie eines Elektrofahrzeugs, sowohl beim Aufladen der Batterie und wie auch beim Betrieb des Fahrzeugs, verbessern und vereinfachen.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Es ist bekannt, elektrisch leitfähige HF-Kabel mittels einer in dem Kabel geführten Kühlflüssigkeit zu kühlen. Beispielsweise ist aus der deutschen Auslegeschrift DE 1160053 B bekannt, dass ein Kupferhohlschlauch in einem aus Gummi bestehenden Schlauch angeordnet ist, so dass der Kupferhohlschlauch zur Stromleitung und der Gummischlauch zur Weiterleitung des Kühlmittels dient, wobei das Kühlmittel gleichzeitig die Drähte des Stromleiters umspült.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben erkannt, dass das Konzept der Flüssigkeitskühlung einer elektrischen Leitung für den Einsatz in einem Batteriesystem adaptiert werden kann, wenn man den elektrischen Anschluss an die Batterie so ausgestaltet, dass er ebenfalls wenigstens teilweise von den Kühlmedium durchströmt werden kann. Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung eine elektrische Verbindungseinheit bereit, die mit einem Kontakt einer Batterie einerseits und einem entsprechenden externen Kontakt andererseits verbindbar ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die elektrische Verbindungseinheit einen ersten elektrischen Anschluss zum Kontaktieren einer ersten elektrischen Komponente, beispielsweise einer Batterie, und einen zweiten elektrischen Anschluss, der mit einem elektrisch leitfähigen Kabel verbunden ist, wobei die elektrische Verbindungseinheit eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und dem zweiten elektrischen Anschluss herstellt. Weiterhin umfasst die elektrische Verbindungseinheit einen ersten fluidischen Anschluss zum Anschließen einer Kühlmittelquelle. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der zweite elektrische Anschluss außerdem als zweiter fluidischer Anschluss ausgebildet, so dass er einen Kühlkanal, der an dem Kabel angeordnet ist und von einem Kühlmittel zur Kühlung des elektrisch leitfähigen Kabels durchströmbar ist, mit dem ersten fluidischen Anschluss verbindet.
  • Auf diese Weise kann erreicht werden, dass ein elektrischer Anschluss zu einer wärmeerzeugenden Komponente, wie beispielsweise einer Batterie, effizient gekühlt werden kann. Dabei kann sichergestellt werden, dass das Kühlmittel so nah wie möglich an die eigentliche Kontaktstelle geleitet werden kann. Die Verbindungseinheit dient somit sowohl dem Anschluss an den elektrischen Stromkreis wie auch an den Kühlkreislauf.
  • Insbesondere, wenn ein elektrisch nicht leitendes Kühlmittel verwendet wird, kann auf eine elektrische Isolation des elektrisch leitfähigen Materials des Kabels gegenüber dem Kühlmittel verzichtet werden, wodurch zum einen der Wärmeübergang nicht durch einen zusätzlichen Isolator verschlechtert wird, und zum anderen die Herstellung des Kabels signifikant vereinfacht wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Kabel eine elektrisch leitfähiges Material, welches einen Hohlraum bildet, der von einem Isolator umgeben ist, wobei der Kühlkanal im Innern des durch das elektrisch leitfähige Material gebildeten Hohlraums ausgebildet ist.
  • Um während der Montage der elektrischen Verbindungseinheit höchstmögliche Flexibilität bei der Position des Kabels mit Bezug auf die erste elektrische Komponente zu ermöglichen, ist der zweite elektrische Anschluss an einer Ringkupplung angeordnet, wobei die Ringkupplung den zweiten Anschluss drehbar um eine longitudinale Achse des ersten elektrischen Anschlusses hält. Die Drehbarkeit der Ringkupplung kann nach der Montage an der ersten elektrischen Komponente beispielsweise durch einen Klemmsitz der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungseinheit blockiert sein. Mit anderen Worten ist die Drehbarkeit nur während der Montage gegeben, während die Lage des Kabels im endgültig montierten Zustand fixiert ist. Im Falle, dass die Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss und der ersten elektrischen Komponente lösbar ist, kann vorgesehen sein, dass die Drehbarkeit durch Lösen der elektrischen Verbindung mechanisch wieder ermöglicht wird.
  • Ringstutzenkupplungen für Fluide sind beispielsweise aus der EP 0 646 748 B1 bekannt und werden verwendet, wenn Fluidleitungen miteinander verbunden werden müssen, die in beliebigen Winkelstellungen zueinander liegen können.
  • Hierbei ist die Grundform der Schraube ein Hohlzylinder, der am Kopfende der Schraube geschlossen und am Gewindeende offen ist. Ferner hat die Schraube am Kopfende zwei einander gegenüber liegende Löcher. Der Ringanschluss besteht aus einem Ring, der an einer Seite ein Loch aufweist, auf welches ein Anschlussstutzen aufgesetzt ist, derart, dass der Stutzen in radialer Richtung nach außen zeigt. Der Ringanschluss wird zwischen zwei Abdichtungsringen auf die Hohlschraube gesteckt. In dieser Konfiguration kann eine Flüssigkeit um einen Winkel umgeleitet werden.
  • Zum Anschluss einer Stromleitung mit integriertem Kühlsystem an eine Batterie und einen Kühlkreislauf gibt es allerdings zwei Anforderungen, die durch die bekannten, ausschließlich auf die fluidische Verbindung fokussierten Lösungen nicht erfüllt werden können. Erstens sollte das Gewinde in die Batterie geschraubt werden können und die Schraube auf der Gewindeseite keine Flüssigkeit, sondern Strom leiten können. Somit darf die Schraube auf der Gewindeseite nicht hohl und offen, sondern sollte massiv sein. Zweitens muss ein weiterer Schlauch angeschlossen werden können, was erfindungsgemäß durch den ersten fluidischen Anschluss realisiert wird.
  • Insbesondere für die Anwendung zum Kontaktieren einer Batterie ist es aus sterischen Gründen vorteilhaft, wenn die elektrische Verbindungseinheit einen Grundkörper mit einer ersten Längsachse hat, die entlang einer Steckrichtung des ersten fluidischen Anschlusses verläuft, wobei die Steckrichtung des ersten fluidischen Anschlusses entlang der longitudinalen Achse des ersten elektrischen Anschlusses verläuft. Auf diese Weise liegt der Batterieanschluss, der dem ersten elektrischen Anschluss entspricht, gegenüber dem Kühlmittelkreislaufanschluss, wodurch eine klare räumliche Trennung zwischen Kühlmittelkreislauf und Batterie gegeben ist.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung hat der zweite elektrische Anschluss eine zweite Längsachse, die nicht parallel zur Steckrichtung des ersten fluidischen Anschlusses verläuft. Mit anderen Worten schließt die zweite Längsachse mit der Steckrichtung einen Winkel ungleich 0° ein. Auf diese Weise kann beispielsweise eine lösbare Schnellkupplung an den ersten fluidisch mit Anschluss vorgesehen sein, um eine besonders einfache und rasche Montage eines Kühlmittelanschlusses zu ermöglichen, nachdem der erste elektrische Anschluss beispielsweise auf dem Kontakt einer Batterie montiert ist.
  • Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Ringkupplung mit dem Grundkörper der Verbindungseinheit eine Kühlmittelkammer ausbildet. Auf diese Weise wird der Grundkörper im elektrischen Kontaktbereich sowohl von innen wie auch von außen von dem Kühlmittel umspült. Dadurch kann die entstehende Wärme noch besser abgeführt werden.
  • Insbesondere kann der erste fluidische Anschluss über mindestens eine Öffnung in dem Grundkörper fluidisch mit der Kühlmittelkammer der Ringkupplung verbunden sein. Durch diese Öffnung wird einerseits der Kühlmittelstrom ermöglicht, andererseits aber eine ausreichende Stromtragfähigkeit und mechanische Stabilität der verbleibenden Wandung des Grundkörpers sichergestellt. Die Kühlmittelkammer ist in vorteilhafter Weise umlaufend um den Grundkörper so ausgebildet, dass die Position der mindestens einen Öffnung nicht mit der Position des zweiten fluidischen Anschlusses korreliert sein muss, um einen ungehinderten Kühlmittelstrom zu ermöglichen.
  • Um einen möglichst hohen Kühlmitteldurchsatz zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass eine Vielzahl von Öffnungen äquidistant an einem Umfang des Grundkörpers angeordnet ist.
  • Im Betrieb muss die flüssigkeitsgekühlte elektrische Verbindungseinheit fluidisch abgedichtet sein, so dass keine Kühlflüssigkeit austreten kann. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies in vorteilhafter Weise über mindestens eine elektrisch leitfähige Dichtvorrichtung realisiert. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Kupferdichtung an der Grenzfläche zwischen dem Grundkörper und der Ringkupplung angebracht ist. Der Vorteil einer derartigen metallischen Dichtung besteht zum einen darin, dass die Stromtragfähigkeit erhöht wird, und zum anderen darin, dass eine langlebige und mechanisch stabile Abdichtung auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen sichergestellt werden kann.
  • Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das Kabel mittels einer Crimpverbindung mit dem zweiten elektrischen Anschluss verbunden. Der Vorteil einer solchen Crimpverbindung besteht darin, dass eine auch bei hohen thermischen Belastungen stabile mechanische und elektrische Verbindung mit hoher Stromtragfähigkeit hergestellt werden kann. Zum Herstellen der Crimpverbindung kann der zweite elektrische Anschluss eine Innenhülse und eine Außenhülse aufweisen, die konzentrisch mit Bezug aufeinander und auf eine Längsachse des zweiten elektrischen Anschlusses angeordnet sind. Das im Wesentlichen rohrförmige Kabel wird in einen Zwischenraum zwischen den beiden Hülsen eingeführt und die äußere Hülse wird auf die innere Hülse gepresst, um eine elektrische Verbindung zwischen der inneren Hülse und dem elektrischen Leiter des Kabels herzustellen. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass die Außenhülse nach innen gerichtete Vorsprünge aufweist, welche die Isolation des Kabels durchdringen kann um den elektrischen Leiter zu kontaktieren. Auf diese Weise wird die Stromtragfähigkeit nochmals erhöht. In vorteilhafter Weise erfolgt durch die Crimpverbindung auf den elektrisch isolierenden Mantel des Kabels auch die fluidische Abdichtung zwischen dem fluidgefüllten Kabel und dem zweiten elektrischen Anschluss, der erfindungsgemäß auch als fluidischer Anschluss fungiert.
  • Eine besonders stabile, stromtragfähige und leicht wieder lösbare elektrische Verbindung insbesondere zum Kontaktieren einer Batterie eines Kraftfahrzeugs kann hergestellt werden, wenn der erste elektrische Anschluss als ein Schraubgewinde ausgebildet ist.
  • Die Vorteile der vorliegenden Erfindung kommen insbesondere dann zum Tragen, wenn die erfindungsgemäße Verbindungseinheit in einem Batteriesystem beispielsweise eines Kraftfahrzeugs eingesetzt wird. Entsprechend bezieht sich die vorliegende Erfindung außerdem auf ein Batteriesystem mit mindestens einem elektrischen Kontakt, wobei der elektrische Kontakt mit dem ersten elektrischen Anschluss einer Verbindungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung verbunden ist, und wobei der erste fluidische Anschluss an ein Kühlmittelreservoir des Batteriesystems angeschlossen ist.
  • In vorteilhafter Weise ist, sofern die erfindungsgemäße elektrische Verbindungseinheit eine Ringkupplung aufweist, diese Ringkupplung durch die Verbindung zwischen dem elektrischen Kontakt und dem ersten elektrischen Anschluss mechanisch fixiert. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass während der Montage die Ableitungsposition des Kabels gemäß den geometrischen Verhältnissen justiert werden kann und dann in Betrieb diese Position sicher fixiert ist.
  • Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird diese anhand der in den nachfolgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen und gleichen Bauteilbezeichnungen versehen. Weiterhin können auch einige Merkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsformen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen.
  • Es zeigen:
    • 1 Eine schematische perspektivische Schnittansicht einer elektrischen Verbindungseinheit gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
    • 2 eine seitliche Schnittansicht der elektrischen Verbindungseinheit aus 1;
    • 3 eine ungeöffnete Seitenansicht der elektrischen Verbindungseinheit aus 1;
    • 4 eine weitere ungeöffnete Seitenansicht der elektrischen Verbindungseinheit aus 1;
    • 5 eine ungeöffnete perspektivische Ansicht der elektrischen Verbindungseinheit aus 1;
    • 6 eine Draufsicht der elektrischen Verbindungseinheit aus 1.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Figuren und dabei zunächst mit Bezug auf 1 näher erläutert.
  • 1 zeigt eine elektrische Verbindungseinheit 120, die geeignet ist einen Batteriekontakt (in den Figuren nicht gezeigt) elektrisch zu kontaktieren. Hierzu weist die elektrische Verbindungseinheit 120 einen ersten elektrischen Anschluss 104 auf, der in der gezeigten Ausführungsform als Schraubverbindung ausgebildet ist. Für einen Fachmann ist aber klar, dass auch andere Ausgestaltungen des ersten elektrischen Anschlusses, wie beispielsweise Steckverbinder oder Einpressverbindungen, verwendet werden können.
  • Der erste elektrische Anschluss 104 ist Teil eines Grundkörpers 122, der sich entlang einer ersten Längsachse 124 erstreckt. Der Grundkörper 122 ist teilweise hohl und weist einen ersten fluidischen Anschluss 108 zum Anschließen einer Kühlmittelleitung (in den Figuren nicht gezeigt) auf. In der gezeigten Ausführungsform ist der erste fluidische Anschluss 108 als Schnellkupplung ausgestaltet. Auf diese Weise kann die elektrische Verbindungseinheit 120 jederzeit schnell und lösbar beispielsweise an den fahrzeuginternen Kühlkreislauf einer Batterie angeschlossen werden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist an der elektrischen Verbindungseinheit 120 ein zweiter elektrischer Anschluss 106 vorgesehen, der mit einem Kabel 100 verbunden ist und sowohl die elektrische Kontaktierung zu dem elektrisch leitfähigen Material 102 des Kabels wie auch die fluidische Kontaktierung bereitstellt. Erfindungsgemäß weist das Kabel 100 einen elektrisch isolierenden Mantel 101 auf, in dessen Innerem ein elektrisch leitfähiges Material 102 angeordnet ist. Auf diese Weise bildet das Kabel in seinem Inneren einen Kühlkanal 103 aus, durch den Kühlmittel strömen kann. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst das Kabel 100 einen Teflon-Schlauch 101 außen und ein Metallgeflecht 102 innen. Um eine optimale Leitfähigkeit zu erreichen, wird als Metall Kupfer verwendet. Die Leitfähigkeit dieses Aufbaus lässt sich erhöhen, indem mehrere Lagen des Kupfergeflechts verwendet werden. Um diesen Leiter zu kühlen, wird ein Kühlmittel durch den Hohlraum, den das Kupfergeflecht 102 bildet, geleitet. Durch die Gewebestruktur wird eine sehr große Grenzfläche zwischen dem Kupfer und dem Kühlmittel erreicht, wodurch eine effiziente Kühlung ermöglicht wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist der zweite fluidische Anschluss 110 an einer Ringkupplung 112 angeordnet, damit er um die Achse 124 drehbar ist. Diese Anordnung ermöglicht eine signifikant erleichterte Montage der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungseinheit 120.
  • Einem Fachmann ist aber selbstverständlich klar, dass der kombinierte zweite elektrische und fluidische Anschluss 106, 110 auch einstückig an den Grundkörper 122 angeformt sein kann.
  • Der Grundkörper 122 weist Öffnungen 118 auf, die um seinen Umfang herum äquidistant angeordnet sind, um Kühlmittel in die durch die Ringkupplung ausgebildete Kühlmittelkammer 113 einströmen zu lassen. Der Kühlmittelstrom ist dabei in strömungstechnisch vorteilhafter Weise so gerichtet, dass er von dem ersten fluidischen Anschluss 108 durch die Öffnungen 118 hindurch zu dem zweiten fluidischen Anschluss 110 hin verläuft und in den elektrisch leitfähigen Kühlkanal 103 des Kabels 100 eintritt. Selbstverständlich ist diese Strömungsrichtung aber nicht zwingend erforderlich.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung ermöglicht es, dass sowohl das Kabel 100 wie auch die unmittelbare Umgebung der stromdurchflossenen Leiter 104, 106 durch ein Kühlmittel gekühlt werden können. Dadurch kann entstehende Wärme wesentlich besser abgeführt werden, als bei bekannten Anordnungen und eine gefährliche Überhitzung kann vermieden werden.
  • In der gezeigten Ausführungsform sind die Grenzflächen 115 zwischen dem Grundkörper 122 und der Ringkupplung 112 durch zwei Kupferringe 114 abgedichtet. Im nicht montierten Zustand ist der Stutzen der Ringkupplung 112, der den zweiten elektrischen Anschluss 106 und den zweiten fluidisch Anschluss 110 bildet, um die Längsachse 124 noch drehbar und die Verdichtungen 114 haben noch keine dichtende Funktion. Sobald die Schraubverbindung des ersten elektrischen Anschlusses 104 jedoch mit ausreichender Festigkeit an einem Gegenkontaktträger (in den Figuren nicht gezeigt) montiert ist, liegt die erste Kupferdichtung 114a an einem in den Figuren nicht dargestellten Gegenlager an.
  • Durch die in axialer Richtung entlang der Längsachse 124 wirkenden Kräfte werden die Kupferdichtungen 114 gegen die Ringkupplung 112 gepresst. Mithin ist zum einen die Ringkupplung 112 nicht mehr drehbar um die Längsachse 124. Zum anderen sind die Grenzflächen 115 zu dem Grundkörper 122 flüssigkeitsdicht versiegelt. Um die Montage der erfindungsgemäßen elektrischen Verbindungseinheit 120 zu erleichtern, ist an dem Grundkörper 122 eine schraubenmutterähnliche Betätigungseinheit 128 angeordnet. Somit kann die elektrische Verbindungseinheit 120 mit üblichen Montagewerkzeugen beispielsweise auf einer Batterie montiert werden. Solange der erste fluidische Anschluss noch offen ist, ist die Betätigungseinheit 128 leicht für ein Werkzeug zugänglich und der Grundkörper 122 kann festgeschraubt werden, ohne dass sich der Stutzen 111, der den zweiten elektrischen und fluidischen Anschluss 106, 110 bildet, mitdreht. Erst kurz bevor die endgültige Montageposition erreicht ist, verklemmt sich die Ringkupplung 112 und kann nicht mehr gedreht werden.
  • In vorteilhafter Weise kann somit das Kabel 100 bereits werksseitig an dem zweiten elektrischen Anschluss 106 montiert werden.
  • Gemäß der gezeigten Ausführungsform ist hierfür der Stutzen 111 mit einer Innenhülse 130 und einer Außenhülse 132 ausgestattet. In radialer Richtung ist ein umlaufender Spalt zwischen der Innenhülse 130 und der Außenhülse 132 gebildet, in den das Kabel 100 eingeschoben ist.
  • Die Außenhülse 132 ist in einem Crimpbereich 116 radial nach innen in Richtung auf das Kabel 100 und die Innenhülse 130 gepresst. Dadurch wird das elektrisch leitfähige Material 102 des Kabels 100 auf die Außenseite der Innenhülse 130 gepresst, so dass eine elektrische Kontaktierung stattfindet. Darüber hinaus bildet der Crimpbereich 116 auch eine radial umlaufende Pressverbindung zwischen der Außenhülse 132 und dem elektrisch isolierenden Mantel 101 des Kabels 100 aus. Somit wird auf besonders einfache Weise die mechanische Fixierung des Kabels 100 und eine fluidische Dichtung zwischen dem Stutzen 111 und dem Fluidkanal 103 hergestellt.
  • 2 zeigt die Anordnung aus 1 in einer geschnittenen Seitenansicht. Wie aus dieser Darstellung erkennbar ist, hat die Kühlmittelkammer 113 eine torisch um die Außenwandung des Grundkörpers 122 herum verlaufende, gerundete Innenfläche 126, die es ermöglicht, Kühlflüssigkeit, die durch die Öffnungen 118 strömt, ringförmig um den Grundkörper 122 herum in den zweiten fluidischen Anschluss 110 hinein zu leiten. Eine Längsachse 125 des Stutzens 111 verläuft erfindungsgemäß nicht parallel zu der ersten Längsachse 124, so dass eine raumsparende, dennoch flexible gewinkelte Verbinderanordnung entsteht.
  • Die 3 bis 6 illustrieren die elektrische Verbindungseinheit 120 gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform in verschiedenen weiteren Ansichten.
  • Bezugszeichenliste
  • Bezugsziffer Beschreibung
    100 Kabel
    101 Isolator
    102 elektrisch leitfähiges Material; Metallgeflecht
    103 Kühlkanal
    104 erster elektrischer Anschluss
    106 zweiter elektrischer Anschluss
    108 erster fluidischer Anschluss
    110 zweiter fluidischer Anschluss
    111 Stutzen
    112 Ringkupplung
    113 Kühlmittelkammer
    114; 114a,114b Dichtvorrichtung; Kupferringe
    115 Grenzfläche
    116 Crimpbereich
    118 Öffnung
    120 elektrische Verbindungseinheit
    122 Grundkörper
    124 Erste Längsachse
    125 Zweite Längsachse
    126 Innenfläche
    128 Betätigungseinheit
    130 Innenhülse
    132 Außenhülse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (15)

  1. Elektrische Verbindungseinheit, umfassend einen ersten elektrischen Anschluss (104) zum Kontaktieren einer ersten elektrischen Komponente, einen zweiten elektrischen Anschluss (106), der mit einem elektrisch leitfähigen Kabel (100) verbunden ist, wobei die elektrische Verbindungseinheit (120) eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten elektrischen Anschluss (104) und dem zweiten elektrischen Anschluss (106) herstellt, und einen ersten fluidischen Anschluss (108) zum Anschließen einer Kühlmittelquelle, wobei der zweite elektrische Anschluss (106) außerdem als zweiter fluidischer Anschluss (110) ausgebildet ist, so dass er einen Kühlkanal (103), der an dem Kabel (100) angeordnet ist und von einem Kühlmittel zur Kühlung des elektrisch leitfähigen Kabels durchströmbar ist, mit dem ersten fluidischen Anschluss (108) verbindet.
  2. Elektrische Verbindungseinheit nach Anspruch 1, wobei das Kabel (100) ein elektrisch leitfähiges Material (102) umfasst, welches einen Hohlraum bildet, der von einem Isolator (101) umgeben ist, wobei der Kühlkanal (103) im Innern des durch das elektrisch leitfähige Material (102) gebildeten Hohlraums ausgebildet ist.
  3. Elektrische Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der zweite elektrische Anschluss (106) an einer Ringkupplung (112) angeordnet ist und wobei die Ringkupplung (112) den zweiten Anschluss (106) drehbar um eine longitudinale Achse des ersten elektrischen Anschlusses (104) hält.
  4. Elektrische Verbindungseinheit nach Anspruch 3, wobei die Verbindungseinheit (120) einen Grundkörper (122) mit einer ersten Längsachse hat, die entlang einer Steckrichtung des ersten fluidischen Anschlusses (108) verläuft, und wobei die Steckrichtung des ersten fluidischen Anschlusses (108) entlang der longitudinalen Achse des ersten elektrischen Anschlusses (104) verläuft.
  5. Elektrische Verbindungseinheit nach Anspruch 4, wobei der zweite elektrische Anschluss (106) eine zweite Längsachse hat, die nicht parallel zur Steckrichtung des ersten fluidischen Anschlusses (108) verläuft.
  6. Elektrische Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Ringkupplung (112) mit dem Grundkörper (122) der Verbindungseinheit (120) eine Kühlmittelkammer (113) ausbildet.
  7. Elektrische Verbindungseinheit nach Anspruch 6, wobei der erste fluidische Anschluss (108) über mindestens eine Öffnung (118) in dem Grundkörper (122) fluidisch mit der Kühlmittelkammer (113) der Ringkupplung (112) verbunden ist.
  8. Elektrische Verbindungseinheit nach Anspruch 7, wobei eine Vielzahl von Öffnungen (118) äquidistant an einem Umfang des Grundkörpers (122) angeordnet ist.
  9. Elektrische Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei eine Grenzfläche zwischen dem Grundkörper (122) und der Ringkupplung (112) über mindestens eine elektrisch leitfähige Dichtvorrichtung (114) abdichtbar ist.
  10. Elektrische Verbindungseinheit nach Anspruch 9, wobei die mindestens eine elektrisch leitfähige Dichtvorrichtung (114) einen Kupferring umfasst.
  11. Elektrische Verbindungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Kabel (100) mittels einer Crimpverbindung (116) mit dem zweiten elektrischen Anschluss (106) verbunden ist.
  12. Elektrische Verbindungseinheit nach Anspruch 11, wobei das Kabel (100) einen Isolationsmantel (101) zum elektrischen Isolieren des Kabels (100) und zum fluidischen Abdichten an der Crimpverbindung (116) aufweist.
  13. Elektrische Verbindungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste elektrische Anschluss (104) als ein Schraubgewinde ausgebildet ist.
  14. Batteriesystem mit mindestens einem elektrischen Kontakt, wobei der elektrische Kontakt mit dem ersten elektrischen Anschluss (104) einer Verbindungseinheit (120) nach einem der vorhergehenden Ansprüche verbunden ist, und wobei der erste fluidische Anschluss (108) an ein Kühlmittelreservoir des Batteriesystems angeschlossen ist.
  15. Batteriesystem nach Anspruch 3 und 14, wobei die Ringkupplung (112) durch die Verbindung zwischen dem elektrischen Kontakt und dem ersten elektrischen Anschluss (104) mechanisch fixiert ist.
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