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Die Erfindung betrifft ein Kabel zum Übertragen eines elektrischen Stroms nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein derartiges Kabel umfasst einen längs entlang einer Erstreckungsrichtung erstreckten Kabelmantel (auch als Kabelschlauch bezeichnet), der einen Mantelinnenraum einfasst, und zumindest eine in dem Mantelinnenraum längs erstreckte Leitungsader zum Leiten eines elektrischen Stroms.
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Ein solches Kabel kann insbesondere als Ladekabel zum Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (auch bezeichnet als Elektrofahrzeug) Verwendung finden. In diesem Fall kann das Kabel beispielsweise einerseits an eine Ladestation angeschlossen sein und andererseits ein Steckverbinderteil in Form eines Ladesteckers tragen, der in ein zugeordnetes Gegensteckverbinderteil in Form einer Ladebuchse an einem Fahrzeug eingesteckt werden kann, um auf diese Weise eine elektrische Verbindung zwischen der Ladestation und dem Fahrzeug herzustellen.
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Ladeströme können als Gleichströme oder als Wechselströme übertragen werden, wobei insbesondere Ladeströme in Form von Gleichstrom eine große Stromstärke, beispielsweise größer als 100 A oder sogar größer als 200 A, aufweisen und zu einer Erwärmung des Kabels genauso wie eines mit dem Kabel verbundenen Steckverbinderteils führen können.
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Ein aus der
DE 10 2010 007 975 B4 bekanntes Ladekabel weist eine Kühlleitung auf, die eine Zuleitung und eine Rückleitung für ein Kühlmittel umfasst und somit einen Kühlmittelfluss hin und zurück in dem Ladekabel ermöglicht. Die Kühlleitung der
DE 10 2010 007 975 B4 dient hierbei zum einen zum Abführen von an einem Energiespeicher eines Fahrzeugs entstehender Verlustwärme, zudem aber auch zum Kühlen des Kabels an sich.
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Ladekabel und auch z.B. ein mit dem Ladekabel verbundener Ladestecker zum Laden von Elektrofahrzeugen sind so auszulegen, dass große Ladeströme übertragen werden können. Weil die thermische Verlustleistung quadratisch mit dem Ladestrom wächst, ist bei solchen Ladesystemen erforderlich, eine Temperaturüberwachung bereitzustellen, um eine Überhitzung z.B. an Bauteilen des Ladesteckers oder einer Ladebuchse frühzeitig zu erkennen und gegebenenfalls eine Modifizierung des Ladestroms oder gar eine Abschaltung der Ladeeinrichtung zu bewirken.
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Bei einem aus der
EP 2 605 339 A1 bekannten Ladestecker ist ein Temperatursensor an einem Isolierkörper in etwa mittig zwischen Kontaktelementen des Kontaktsteckers angeordnet. Über den Temperatursensor kann erkannt werden, ob irgendwo an den Kontaktelementen es zu einer übermäßigen Erhitzung kommt, um gegebenenfalls ein Abschalten des Ladevorgangs zu bewirken.
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Bei einem aus der
GB 2 489 988 A bekannten Ladestecker sind mehrere Temperatursensoren vorgesehen, die über eine Leitung Temperaturdaten übermitteln. Abhängig davon, in welchem Temperaturbereich sich die an den Temperatursensoren aufgenommenen Temperaturen befinden, erfolgt eine Regelung eines Ladevorgangs.
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Aus der
US 6,210,036 ist ein Steckverbinder bekannt, bei dem mehrere Temperaturfühler über eine einadrige Leitung miteinander seriell verkettet sind. Die Temperaturfühler sind an einem Isolierkörper angeordnet und weisen bei einer vorbestimmten Temperatur eine signifikante Widerstandsänderung auf, die so groß ist, dass ein an die Leitung angeschlossener Steuerkreis die Änderung erfassen und den Stromfluss durch den Ladestecker anpassen, gegebenenfalls abschalten kann.
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Aus der
US 8,325,364 ist ein Stecker bekannt, bei dem einzelnen Kontakten Thermistoren zugeordnet sind, die parallel miteinander verschaltet sind und bei Überschreiten einer Schwelltemperatur einen Thyristor leitend schalten, um auf diese Weise einen Stromfluss durch die Kontakte abzuschalten.
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Bei aus dem Stand der Technik bekannten Ladesystemen erfolgt eine Temperaturüberwachung insbesondere im Bereich eines Ladesteckers, bei dem Temperaturfühler z.B. in einen Isolierkörper eingebettet sein können, um über die Temperaturfühler eine Erwärmung an Kontaktelementen des Ladesteckers zu erfassen.
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Es besteht ein Bedürfnis nach einer Temperaturmesseinrichtung an einem Ladesystem, die einfach und kostengünstig aufgebaut werden kann und eine Temperaturüberwachung mit einem schnellen Ansprechverhalten (auch) an dem Kabel ermöglicht. Wünschenswert ist dabei auch eine einfache Auswertbarkeit von Signalen einer solchen Temperaturmesseinrichtung, um in kostengünstiger und dennoch zuverlässiger Weise eine Überhitzung an Bauteilen des Ladesystems zu erkennen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kabel zum Übertragen eines elektrischen Stroms bereitzustellen, das auf einfache und kostengünstige Weise eine zuverlässige Temperaturüberwachung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Demnach umfasst das Kabel zumindest eine in dem Mantelinnenraum erstreckte Temperaturfühlleitung, die eine Mehrzahl von über Leitungsabschnitte der Temperaturfühlleitung miteinander verbundene, entlang der Längserstreckungsrichtung zueinander versetzte Temperaturfühler zum Erfassen einer Temperaturänderung an dem Kabel aufweist.
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Das Kabel weist somit zumindest eine in dem Mantelinnenraum verlegte Temperaturfühlleitung auf. Die Temperaturfühlleitung wird gebildet durch eine Mehrzahl von Temperaturfühlern, die über Leitungsabschnitte miteinander verbunden sind. Die Temperaturfühler sind derart ausgestaltet, dass sie eine Temperaturänderung aufnehmen und erfassen können, sodass über die Temperaturfühler eine (unzulässige) Temperaturänderung an dem Kabel ermittelt werden kann.
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Die Temperaturfühler können beispielsweise als passive elektrische Bauelemente ausgebildet sein, bei denen sich infolge einer Temperaturänderung zumindest ein elektrischer Kennwert ändert. Über eine geeignete Auswerteeinrichtung kann eine Änderung des Kennwerts erfasst und ausgewertet werden, um zu bestimmen, ob eine unzulässige Temperaturänderung an dem Kabel aufgetreten ist, sodass gegebenenfalls ein über die Leitungsadern des Kabels fließender Strom geregelt oder gar abgeschaltet werden kann.
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Die Temperaturfühler sind zueinander versetzt in dem Kabelmantel angeordnet. Über die Temperaturfühler kann somit eine Temperaturänderung an unterschiedlichen Orten innerhalb des Kabels erfasst werden, wobei vorzugsweise die Temperaturfühlleitung sich entlang der gesamten Länge des Kabels erstreckt, sodass entlang der gesamten Kabellänge eine Temperaturüberwachung stattfinden kann.
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Mittels einer solchen Temperaturfühlleitung kann frühzeitig eine unzulässige Temperaturerhöhung an dem Kabel erfasst werden, sodass eine übermäßige Erwärmung an dem Kabel, die ansonsten ein Verletzungsrisiko für einen Nutzer darstellen könnte, verhindert werden kann.
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Die Temperaturfühler sind vorteilhafterweise über die Leitungsabschnitte der Temperaturfühlleitung in Reihe miteinander verschaltet. Die Verschaltung der Temperaturfühler über eine gemeinsame Temperaturfühlleitung ermöglicht eine gemeinsame Auswertung der über die Temperaturfühler erhaltenen Messsignale. Diesem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass für eine Temperaturüberwachung häufig nicht erforderlich ist, die Temperatur an unterschiedlichen Orten des Kabels gesondert zu ermitteln und auszuwerten, sondern lediglich entscheidend ist, ob es an einem Ort zu einer Überhitzung, beispielsweise zur Überschreitung eines Temperaturschwellwerts, kommt. Über die gemeinsame Temperaturfühlleitung kann somit die Information erhalten und ausgewertet werden, ob an einem Temperaturfühler (oder an mehreren Temperaturfühlern) ein (unzulässiger) Temperaturanstieg an zumindest einem Ort im oder am Kabel aufgetreten ist, woraufhin – unabhängig davon, an welchem Ort genau es zu einer Überhitzung kommt – geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können, beispielsweise ein Ladestrom geregelt oder abgeschaltet werden kann.
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Die serielle Verschaltung der Temperaturfühler über eine gemeinsame Temperaturfühlleitung hat den weiteren Vorteil, dass der Schaltungsaufwand reduziert ist. Eine solche seriell verschaltete Anordnung von Temperaturfühlern kann über die Temperaturfühlleitung in einfacher Weise an eine zugeordnete Auswerteeinrichtung angeschlossen werden, um in der Auswerteeinrichtung über die Temperaturfühlleitung erhaltene Messwerte auszuwerten.
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Die Temperaturfühler können beispielsweise als temperaturabhängige Widerstände ausgebildet sein. Bei den Temperaturfühlern kann es sich beispielsweise um Widerstände mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (so genannte PTC-Widerstände) handeln, deren Widerstandswert mit steigender Temperatur ansteigt (auch bezeichnet als Kaltleiter, die bei niedriger Temperatur eine gute elektrische Leitfähigkeit und bei höheren Temperaturen eine reduzierte elektrische Leitfähigkeit aufweisen).
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In einer konkreten Ausgestaltung können die Temperaturfühler, ausgebildet als temperaturabhängige Widerstände, beispielsweise eine nichtlineare Temperaturkennlinie aufweisen. Solche temperaturabhängigen Widerstände können beispielsweise aus einem Keramikmaterial hergestellt sein (so genannte Keramik-Kaltleiter) und weisen bei einer materialspezifischen Temperatur einen starken Widerstandsanstieg auf. Wird die materialspezifische Temperatur überschritten, steigt der Widerstand an dem Temperaturfühler in nichtlinearer Weise stark an, was als Überschreiten eines Temperaturschwellwerts erkannt und entsprechend ausgewertet werden kann.
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So steigt bei serieller Verkettung der Temperaturfühler bei Anstieg des Widerstandswerts an einem Temperaturfühler der elektrische Widerstand in der Temperaturfühlleitung insgesamt an, was durch eine Auswerteeinrichtung entsprechend ausgewertet werden kann. Der Temperaturschwellwert, bei dem es zu einem (starken) Anstieg des Widerstandswerts kommt, kann hierbei anhand des Materials der temperaturabhängigen Widerstände in gewünschter Weise eingestellt werden.
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Grundsätzlich können auch elektrische Widerstände mit negativem Temperaturkoeffizienten (sogenannte NTC-Widerstände) zum Einsatz kommen, deren Widerstandswert mit steigender Temperatur sinkt. Solche Widerstände können beispielsweise über Leitungsabschnitte parallel miteinander verschaltet werden, so dass wiederum über eine gemeinsame Temperaturfühlleitung eine Auswertung erfolgen kann.
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Zur Auswertung kann über eine Auswerteeinrichtung beispielsweise ein konstanter Strom durch die Temperaturfühlleitung geleitet werden, um den sich ergebenden Spannungsabfall über der Temperaturfühlleitung zu ermitteln und auszuwerten. Steigt der Widerstandswert in der Temperaturfühlleitung an, wird sich der Spannungsabfall über der Temperaturfühlleitung bei konstantem Strom erhöhen, was zum Erkennen einer Überhitzung an (zumindest) einem Ort in dem Kabel ausgewertet werden kann.
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In einer kostengünstigen Variante kann die Temperaturfühlleitung auch Teil eines Spannungsteilers sein. In diesem Fall ergibt sich bei einer Temperaturänderung sowohl eine Veränderung des Stromes als auch des Spannungsabfalls über der Leitung mit den darin angeordneten Temperaturfühlern.
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Die Auswerteeinrichtung ist an die Temperaturfühlleitung angeschlossen und dient dazu, ein über die Temperaturfühlleitung erhaltenes Messsignal auszuwerten. Die Auswerteeinrichtung kann beispielsweise innerhalb einer Ladestation, an die das Kabel angeschlossen ist, angeordnet sein.
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Generell kann die Auswerteeinrichtung ausgebildet sein, anhand des Messsignals das Überschreiten eines Temperaturschwellwerts an zumindest einem Ort des Kabels zu erkennen. Dies ermöglicht eine einfache, zuverlässige Auswertung ohne großen Aufwand. Beispielsweise kann bei Erkennen einer Überschreitung eines Temperaturschwellwerts an einem oder an mehreren Temperaturfühlern im oder am Kabel (was anhand einer Überschreitung eines vorbestimmten Widerstandsschwellwerts an der Temperaturfühlleitung erkannt werden kann) eine sofortige Abschaltung eines über das Kabel fließenden Stroms, insbesondere eines Ladestroms, erfolgen.
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Die bei einer Verwendung des Kabels als Ladekabel beispielsweise in einer Ladestation angeordnete Auswerteeinrichtung kann z.B. mit einem ersten Endpunkt und mit einem zweiten Endpunkt der Temperaturfühlleitung elektrisch verbunden sein. Die Auswerteeinrichtung kann somit, beispielsweise anhand einer Spannungs- und/oder Stromänderung an der Temperaturfühlleitung, den Gesamtwiderstand der Temperaturfühlleitung auswerten, sodass anhand einer Änderung des Gesamtwiderstands auf eine (unzulässige) Temperaturänderung an dem Kabel geschlossen werden kann. Sind die Temperaturfühler beispielsweise als temperaturabhängige Widerstände mit nichtlinearer Kennlinie ausgebildet, so können die Widerstände in einem zulässigen Temperaturbereich einen vergleichsweise kleinen elektrischen Widerstand aufweisen, sodass auch der Gesamtwiderstand der Temperaturfühlleitung vergleichsweise klein ist. Steigt die Temperatur am Ort zumindest eines Temperaturfühlers über einen vorbestimmten Temperaturschwellwert an, steigt der Widerstand des Temperaturfühlers nichtlinear um Größenordnungen an, sodass der Gesamtwiderstand der Temperaturfühlleitung im Wesentlichen durch den elektrischen Widerstand des Temperaturfühlers am Ort der unzulässig erhöhten Temperatur bestimmt wird. Anhand des dadurch erhöhten Gesamtwiderstands der Temperaturfühlleitung kann auf eine unzulässige Temperaturänderung an zumindest einem Ort im oder am Kabel geschlossen werden. Zwar ist bei diesem Vorgehen eine Lokalisierung der Temperaturerhöhung an dem Kabel nicht möglich. Dies ist aber auch nicht erforderlich, um gegebenenfalls einen Regelung des Ladestroms oder gar eine Abschaltung des Ladestroms zu bewirken.
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Der Gesamtwiderstand der Temperaturfühlleitung in einem normalen, zulässigen Temperaturbereich ist hierbei geringer als der Gesamtwiderstand bei unzulässiger Temperaturänderung und dadurch stark erhöhtem Widerstand an zumindest einem Temperaturfühler. Dies gewährleistet, dass über die Widerstandsänderung an zumindest einem Temperaturfühler zuverlässig auf einen Erhöhung der Temperatur am Kabel an zumindest einem Ort geschlossen werden kann.
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Die Temperaturfühlleitung ist vorzugsweise derart in dem Mantelinnenraum verlegt, dass sie sich entlang einer Leitungsader, über die im Betrieb des Kabels ein Laststrom geführt wird, erstreckt. Vorzugsweise ist die Temperaturfühlleitung hierbei zumindest abschnittsweise in Anlage mit einer oder mehreren Leitungsadern, sodass über die Temperaturfühler eine Temperatur unmittelbar an den die Lastleitungen verwirklichenden Leitungsadern aufgenommen werden kann.
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Das Kabel kann vorzugsweise über eine in dem Mantelinnenraum erstreckte Kühlleitung gekühlt werden, sodass eine aktive Kühlung an dem Kabel bereitgestellt wird. Die Kühlleitung kann beispielsweise durch ein flüssiges oder gasförmiges Fluid (beispielsweise Wasser oder Luft) durchflossen sein, sodass über die Kühlleitung Wärme von dem Kabel abtransportiert werden kann.
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An das Kabel, das beispielsweise als Ladekabel in einem Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs ausgebildet ist, kann beispielsweise ein Steckverbinderteil in Form eines Ladesteckers angeschlossen sein. Über die Temperaturfühlleitung kann grundsätzlich auch eine Temperaturerkennung an dem Steckverbinderteil erfolgen, wobei hierzu beispielsweise ein Temperaturfühler an einem Kontaktelement des Steckverbinderteils angeordnet sein kann und seriell mit anderen Temperaturfühlern entlang des Kabels verbunden ist.
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In diesem Fall kann über eine in dem Kabel verlegte Kühlleitung auch eine Kühlung an dem Steckverbinderteil bereitgestellt werden.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Elektrofahrzeugs mit einem Ladekabel und einer Ladestation zum Aufladen;
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2 eine Ansicht eines Kabels mit darin geführten Leitungsadern und einer Temperaturfühlleitung;
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3 eine Querschnittsansicht des Kabels;
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4 eine schematische Längsansicht des Kabels; und
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5 eine Ansicht einer beispielhaften, nichtlinearen Temperaturkennlinie eines elektrischen Widerstands mit positivem Temperaturkoeffizienten.
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1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Fahrzeug 1 in Form eines elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugs (nachfolgend bezeichnet als Elektrofahrzeug). Das Elektrofahrzeug 1 verfügt über elektrisch aufladbare Batterien, über die ein Elektromotor zum Fortbewegen des Fahrzeugs 1 elektrisch versorgt werden kann.
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Um die Batterien des Fahrzeugs 1 aufzuladen, kann das Fahrzeug 1 über ein Ladekabel 3 an eine Ladestation 2 angeschlossen werden. Das Ladekabel 3 kann hierzu mit einem Steckverbinderteil 4 an einem Ende in eine zugeordnete Ladebuchse 10 des Fahrzeugs 1 eingesteckt werden und steht an seinem anderen Ende mit einer geeigneten Ladebuchse 20 an der Ladestation 2 in elektrischer Verbindung. Über das Ladekabel 3 werden Ladeströme mit vergleichsweise großer Stromstärke hin zum Fahrzeug 1 übertragen.
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Ansichten eines Ausführungsbeispiels eines Ladekabels 3 zeigen 2 und 3. Das Ladekabel 3 ist entlang einer Längserstreckungsrichtung L längs erstreckt, dabei aber biegsam und weist einen (flexiblen, biegsamen) Kabelmantel 30 mit einer zylindrischen Grundform auf, innerhalb dessen ein Mantelinnenraum 300 gebildet ist, in dem Leitungsadern 31 zum Führen eines Laststroms und Signalleitungen 32 zum Übertragen von elektrischen Signalen verlegt sind.
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In dem Mantelinnenraum 300 erstrecken sich zudem Kühlleitungen 33, 34, in denen ein Kühlmittel innerhalb des Kabelmantels 30 in Hin- und Rückrichtung geführt wird, um eine Kühlung an dem Kabel 3 und gegebenenfalls auch an dem mit dem Kabel 3 verbundenen Steckverbinderteil 4 zur Verfügung zu stellen.
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Eine (insbesondere thermisch leitfähige) umfängliche Schicht 301 (z.B. in Form einer Folie oder eines Geflechts) an der Innenseite des Kabelmantels 30 schirmt die Leitungsadern 31 und auch die Signalleitungen 32 elektrisch nach außen hin ab. Zusätzlich sind Füllelemente 35 (aus einem nicht leitfähigen Material) vorgesehen, die den Mantelinnenraum 300 zusätzlich zu den Leitungsadern 31, den Signalleitungen 32 und den Kühlleitungen 33, 34 ausfüllen, um eine zumindest näherungsweise zylindrische Grundform mit kreisförmigem Querschnitt (3) des Kabels 3 zu erhalten.
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In dem Kabel 3 ist zudem eine Temperaturfühlleitung 36 erstreckt, die entlang der Längserstreckungsrichtung L des Kabels 3 zwischen den Leitungsadern 31 innerhalb des Mantelinnenraums 300 verlegt ist. Die Temperaturfühlleitung 36 weist eine Mehrzahl von entlang der Längserstreckungsrichtung L des Kabels 3 zueinander versetzten Temperaturfühlern 360 auf, über die eine Temperaturänderung an dem Kabel 3 erkannt und ausgewertet werden kann, um gegebenenfalls den über die Leitungsadern 31 übertragenen Laststrom zu regeln oder gar abzuschalten.
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Die Temperaturfühler 360 der Temperaturfühlleitung 36 sind über Leitungsabschnitte 361 seriell miteinander verbunden und, wie schematisch in 4 dargestellt, an eine Auswerteeinrichtung 5 angeschlossen. Ein von der Auswerteeinrichtung 5, die beispielsweise in die Ladestation 2 integriert sein kann, abliegender Endpunkt 362 der Temperaturfühlleitung 36 ist hierbei über eine der Signalleitungen 32 mit der Auswerteeinrichtung 5 verbunden, und auch der andere, der Ladestation 2 zugewandte Endpunkt 363 der Temperaturfühlleitung 36 ist an die Auswerteeinrichtung 5 angeschlossen.
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Die Auswerteeinrichtung 5 ist beispielsweise ausgebildet, einen konstanten Strom in die Temperaturfühlleitung 36 einzuprägen und einen sich ergebenden Spannungsabfall auszuwerten. Steigt bei konstantem Strom der Spannungsabfall, so deutet dies auf eine Widerstandserhöhung in der Temperaturfühlleitung 36 und somit auf eine Widerstandsänderung an einem oder an mehreren der Temperaturfühler 360 hin.
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Die Temperaturfühler 360 können beispielsweise als temperaturabhängige Widerstände mit positivem Temperaturkoeffizienten ausgebildet sein und können beispielsweise eine nichtlineare Kennlinie aufweisen, wie sie schematisch in 5 dargestellt ist. Die temperaturabhängigen Widerstände 360 können beispielsweise aus einem Keramikmaterial hergestellt sein, das bei einer materialspezifischen Temperatur einen starken, nichtlinearen Widerstandsanstieg aufweist. Durch Auswahl eines geeigneten Materials kann somit ein Temperaturschwellwert eingestellt werden, bei Überschreiten dessen es zu einer (großen) Widerstandsänderung kommt, die über die Auswerteeinrichtung 5 detektiert werden kann. Wird ein entsprechender Widerstandsanstieg in der Temperaturfühlleitung 36 detektiert, wird auf eine Überhitzung an zumindest einem Ort an dem Kabel 3 geschlossen und eine geeignete Gegenmaßnahme, beispielsweise eine Regulierung des Ladestroms oder eine Abschaltung des Ladestroms, bewirkt.
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Eine beispielhafte nichtlineare Temperaturkennlinie eines einen Temperaturfühler 360 verwirklichenden, temperaturabhängigen Widerstands ist in 5 dargestellt. Der Widerstandswert R des elektrischen Widerstands hängt ab von der Temperatur T, wobei sich unterhalb einer Nenntemperatur TN ein vergleichsweise kleiner Widerstandswert in einem Bereich zwischen einem Anfangswiderstand RA und einem Nennwiderstand RE ergibt (beispielsweise kleiner 100 Ohm). Ausgehend von einer Anfangstemperatur TA beginnt, bei steigender Temperatur, der Widerstandswert nichtlinear zu steigen, wobei oberhalb der Nenntemperatur TN der Widerstand stark zunimmt bis zu einem Endwiderstand RE (beispielsweise größer als 10 kOhm) bei einer Temperatur TE. Oberhalb der Temperatur TE steigt der Widerstandswert dann nur noch langsam an.
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Anhand der Nenntemperatur TN und des Nennwiderstands RN sowie der Endtemperatur TE und des Endwiderstands RE kann der Arbeitsbereich des Widerstands zur Verwirklichung eines geeigneten Temperaturfühlers 360 eingestellt und insbesondere ein Schwellwert einer zulässigen Temperatur festgelegt werden, wobei hierzu beispielsweise ein geeignetes Widerstandsmaterial ausgewählt werden kann, z.B. ein Keramikmaterial, das bei einer gewünschten Temperatur einen starken, nichtlinearen Widerstandsanstieg aufweist. In einem zulässigen Temperaturbereich unterhalb der Nenntemperatur TN ist der Gesamtwiderstand der Temperaturfühlleitung 36 vergleichsweise klein, resultierend aus der Summe der Widerstandswerte der in Serie miteinander verschalteten Temperaturfühler 360. Steigt jedoch an zumindest einem Ort im Bereich eines Temperaturfühlers 360 die Temperatur unzulässig über die Nenntemperatur TN hinaus an, so steigt an dem betroffenen Temperaturfühler 360 der Widerstandswert nichtlinear an, sodass auch der Gesamtwiderstand der Temperaturfühlleitung 36 steigt, was an der Auswerteeinrichtung 5 ausgewertet und erkannt werden kann.
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Die Temperaturfühlleitung 36 kann einfach aufgebaut und einfach zu realisieren sein. Zudem ist die Auswertung über die Auswerteeinrichtung 5 einfach und zuverlässig und ermöglicht zudem ein schnelles Ansprechverhalten, weil eine Temperaturänderung innerhalb des Kabels 3 unmittelbar und ohne große zeitliche Verzögerung über die Temperaturfühler 360 aufgenommen werden kann.
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Die Temperaturfühlleitung 36 ist hierbei über die gesamte Länge des Kabels 3 erstreckt, sodass eine Temperaturüberwachung über die gesamte Länge des Kabels 3 erfolgen kann. Über die einzelnen, diskret zueinander versetzten Temperaturfühler 360 erfolgt hierbei eine punktuelle Temperaturüberwachung, sodass bei Überschreiten einer zulässigen Temperatur an nur einem Ort des Kabels 3 geeignete Gegenmaßnahmen eingeleitet werden können.
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Die Temperaturfühlleitung 36 ist innerhalb des Kabelmantels 30 zwischen den die Lastleitungen verwirklichenden Leitungsadern 31 erstreckt und steht vorzugsweise mit ihren Temperaturfühlern 360 in unmittelbarem Kontakt mit einer oder mehreren der Leitungsadern 31. Die Temperaturfühler 360 können hierzu auch an einer oder mehreren Leitungsadern 31 befestigt, beispielsweise mit einer Leitungsader 31 verklebt sein.
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Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich grundsätzlich auch in gänzlich anders gearteter Weise verwirklichen.
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Insbesondere ist ein Kabel der hier beschriebenen Art nicht nur an einer Ladeeinrichtung zum Laden eines Fahrzeugs verwendbar, sondern kann auch in anderen Einrichtungen zum Herstellen einer elektrischen Verbindung zum Einsatz kommen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 10
- Ladebuchse
- 2
- Ladestation
- 20
- Ladebuchse
- 3
- Ladekabel
- 30
- Kabelmantel
- 300
- Mantelinnenraum
- 301
- Schicht
- 31
- Lastleitung
- 32
- Signalleitung
- 33, 34
- Kühlleitung
- 35
- Füllelement
- 36
- Temperaturfühlleitung
- 360
- Temperaturfühler
- 361
- Leitungsabschnitt
- 362, 363
- Endpunkt
- 4
- Steckverbinderteil
- 5
- Auswerteeinrichtung
- L
- Längserstreckungsrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010007975 B4 [0005, 0005]
- EP 2605339 A1 [0007]
- GB 2489988 A [0008]
- US 6210036 [0009]
- US 8325364 [0010]
