WO2018114098A1 - Verbindungselement und verbindungsvorrichtung zum elektrischen verbinden eines kabels mit einem elektrischen gerät eines kraftfahrzeugs - Google Patents

Verbindungselement und verbindungsvorrichtung zum elektrischen verbinden eines kabels mit einem elektrischen gerät eines kraftfahrzeugs Download PDF

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Juha Tauriainen
Johannes Ott
Boris Zuev
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • Connecting element and connecting device for electrically connecting a cable with an electrical device of a motor vehicle
  • the invention relates to a connecting element and a connecting device for electrically connecting a cable to an electrical device of a motor vehicle.
  • the connecting element in this case comprises a housing and at least two electrical contacts, which are at least partially accommodated in the housing.
  • the housing has a passage or channel which extends from a first opening of the housing through the housing to a second opening of the housing and can be flowed through by a coolant.
  • a wiring harness for a motor vehicle with a plug for connecting an electrical device installed in the motor vehicle is known. Through the plug and the wiring harness runs while a hose through which the electrical device is connected to a cooling unit of the motor vehicle.
  • the hose is made with a thermally insulating sheath of a
  • DE 103 23 170 A1 describes a plug with a surrounding plug housing and an at least partially integrated electronic circuit as well as a cooling integrated for the electronic circuit.
  • the cooling can be in the
  • the connector housing can be designed such that it forms a heat sink.
  • An inventive connecting element for electrically connecting a cable to an electrical device of a motor vehicle comprises a housing in which at least two electrical contacts are at least partially accommodated.
  • the housing has a passage, which extends from a first opening of the housing through this to a second opening of the housing and can be flowed through by a coolant.
  • the electrical contacts of the connecting element for active cooling by means of the coolant are thermally coupled to the passage.
  • the connecting element is thus traversed by a cavity or channel through which the coolant can flow, flow or be conveyed in order to cool the electrical contacts and thus also the connecting element. It is thus dissipated by the coolant in particular at the electrical contacts resulting heat and thus from the field of electrical contacts and ultimately from the
  • the first opening will be understood below as being an inlet or inflow opening for the coolant without restricting generality
  • the second opening of the housing is accordingly to be understood as an outlet or outflow opening for the coolant.
  • the connecting element in particular the housing, also may have one or more further openings.
  • the housing may have one or more further inflow openings and / or one or more outflow openings for the coolant.
  • the thermal coupling or coupling of the electrical contacts to the passage is to be understood and interpreted in the sense of the present invention that a large part of the heat generated by a proper electrical operation of the connecting element or the contacts by means of the coolant can be dissipated, if this the passage flows through.
  • the passage can run or be arranged next to one or all electrical contacts, for example.
  • the passage in the immediate vicinity or directly or directly adjacent to one, several or all of the electrical Be arranged contacts of the connecting element.
  • Passage be arranged a heat conducting element in order to allow a particularly effective and efficient heat transfer from the respective electrical contact to the passage, in particular to the coolant.
  • the heat-conducting element may be an additional component or a specific, formed in a corresponding manner portion of the housing.
  • the heat-conducting element or the heat-conducting region can also represent or form a wall of the passage.
  • arranged portions of the housing can contribute to the cooling of the electrical contacts.
  • a heat conducting material for example, a plastic with a for
  • Plastics above average thermal conductivity or a metallic material such as aluminum or copper can be used.
  • the connecting element may be for example a plug or a part of a plug. It may also be possible and / or provided that the connecting element is designed as or for a pin socket or sword-socket connection or -Kontakttechnik or for producing such a connection or contact.
  • the connecting element can therefore be designed as part of such a connection or contacting.
  • the connecting element can also be designed, for example, for electrically connecting the cable to the electrical device in the form of or via a screw contact or frontal contact or the like. If the connecting element is designed for use as or in a plug-in connection, this can advantageously enable a particularly simple handling of the cable and a coolant line connected to the first opening.
  • Serves the connecting element for producing a screw it may for example include a thread and / or a clamp or the like.
  • the possibility of active cooling of the connecting element and of the electrical contacts provided by the present invention is particularly advantageous, in particular due to the voltages and current intensities used today in electrical systems of motor vehicles, which are increasing in popularity. Due to the active cooling, the current-carrying capacity of the electrical contacts can advantageously be increased, since a lower temperature of the electrical contacts during operation can be realized by the active cooling, which results in a lower electrical resistance. Additionally or alternatively, the active cooling can advantageously also reduce the size, in particular a cross-section, of the electrical contacts with the same performance or current carrying capacity. As a result, for example, more electrical contacts in the connecting element can be accommodated with unchanged size or space requirement. Additionally or alternatively, if necessary, also the connecting element itself can be made smaller.
  • the active cooling of the electrical contacts or the connecting element according to the invention thus makes it possible to meet higher requirements with regard to the current-carrying capacity or the transferable electrical power and / or the size or the installation space or packaging.
  • This is particularly advantageous nowadays because the complexity of motor vehicles continues to increase due to the multitude of components and systems and installation space plays a decisive role in the design of new systems. It is also advantageous that, if necessary, resources, for example copper for the electrical contacts, and thus also corresponding costs can be saved.
  • Another advantage of the connecting element according to the invention is that the coolant - after it has flowed through the connecting element - can be fed directly to the electrical device via the second opening or outlet opening. So that is a particularly simple and feasible with little effort serial cooling circuit can be implemented. In other words, it is thus possible in a simple manner to provide a branch, for example, from a cooling circuit, which for example already exists for cooling the device, via which the connecting element is supplied with the coolant. As a result, advantageously no additional complete or independent cooling circuit for the connecting element is necessary.
  • a coolant for example, a known liquid medium, such as water or oil can be used, in principle, a use of a gaseous coolant or cooling medium may be possible.
  • the selection of the coolant can be taken in each case depending on the respective thermal requirements.
  • At least one of the electrical contacts is connected directly to the flow-through internal volume of the passage and thereby directly from the coolant can be flowed.
  • the term "passage" can therefore also designate the clear volume or volume flowed through or flowed through by the coolant, and does not necessarily comprise a wall or wall or boundary of this volume, ie the thermal coupling takes place here by the direct contact or the direct connection of the at least one
  • the direct current flow at least a portion of the respective electrical contact is directly touched or flushed with the coolant, thereby advantageously allowing a particularly effective and efficient and rapid transfer of heat from the directly contacted electrical contact to or from the electrical contact
  • an electrically insulating or nonconductive coolant such as an oil.
  • the passage in the housing is formed branched into a plurality of channels, which are brought together again within the housing.
  • the passage may be split after its start at the first opening within the housing, so that the coolant passes through or flows through the housing in several different ways.
  • an external structure or connection arrangement of the connecting element can be kept particularly simple. In other words, therefore, for example, a single outflow opening can suffice, through which the entire coolant flow passing through the connecting element can escape.
  • a device-sidedemittee entry be kept as low as possible.
  • each of the outlet openings can be fed to any number of the plurality of channels.
  • only some or a subset of the multiple channels may be within the housing
  • the individual channels, into which the passage branches, can be of equal size and shape, whereby a uniform cooling is possible.
  • one or more of the channels have different sizes, shapes or cross sections, whereby a targeted distribution of the available cooling capacity is made possible.
  • Passage be provided, at each of which branch off one or more channels.
  • an optimal adaptation of the passage and / or the coolant guide to a respective arrangement of the electrical contacts can advantageously be realized. Due to the branching of the passage, the surface available for cooling or heat exchange between the connecting element or the electrical contacts on the one hand and the coolant on the other hand can advantageously be increased, whereby the cooling or the effective cooling performance can be improved.
  • the first opening of the housing as a connection for a coolant line
  • the connecting element allows independent connection of the coolant line and the cable to the connecting element.
  • the coolant line and the cable can thus be guided in different ways to the connecting element.
  • a particularly great flexibility and a versatile substitutability of the connecting element is advantageously achieved.
  • the connecting element and the electrical contacts for connecting the cable with a high-voltage device and / or a high-voltage load of the motor vehicle are designed.
  • the high-voltage device, consumer or aggregate may be, for example, a traction battery, an electric drive or a
  • Component of a charging system of the motor vehicle act.
  • a voltage range between 50 V and 1000 V is to be understood as a high-voltage voltage or high-voltage range, for example.
  • the connecting element according to the invention can be used due to the associated with the high voltages and correspondingly high performance significant heat developments with particular benefit and advantage.
  • the connecting element according to the invention can be used and used in any electrical connection.
  • the first and second openings of the housing are arranged in at least one direction or dimension on different sides of at least one of the electrical contacts.
  • the connecting element additionally at least one, in particular at one
  • cooling element may, for example, form or have one or more cooling fins and thus be effective in or on the connection element for cooling the electrical contacts further increase available cooling capacity. It may be possible for the additional cooling element to emit heat absorbed by the connecting element to an environment in accordance with a passive function or cooling principle. Likewise, however, it may also be possible, by arranging the cooling element at the passage, to enlarge a surface flowed around or flown by the coolant, whereby the heat transfer to the coolant can be improved.
  • connection device comprises a connection element which corresponds to the connection element and is provided for a device-side arrangement, which connection element has at least one connection element-side inlet opening and one device-side outlet opening.
  • connection element has at least one connection element-side inlet opening and one device-side outlet opening.
  • the inlet opening and the outlet opening of the connection element are - analogous to the first and second opening of the connecting element - also through a passage
  • the inlet opening is arranged on the second opening of the connecting element, so that the passage of the
  • the connecting element in order to establish the electrical connection of the cable to the electrical device, can be connected or coupled to the connection element.
  • the passages of the connecting element and the connecting element effectively form a single, correspondingly longer passage, which extends from the first opening of the connecting element to the outlet opening of the connecting element, at least except for couplings or the like.
  • Connection element may form the connection or interface to a cooling circuit of the respective electrical device. Due to the two- or multi-part design of the connecting device with the connecting element and the connecting element can be advantageously ensured that a dense, safe and reliable connection of both the electrical components as well as the permeable for the coolant or can be made in a simple manner.
  • the connecting device may be formed, for example, as a plug or screw connection between the connecting element and the connecting element.
  • Connecting element and the connecting device according to the invention is not limited to applications in a wiring harness of a vehicle. Rather, both the connecting element according to the invention and the connecting device according to the invention can be used, for example, in stationary installations or devices or in other fields of use.
  • Figure 1 is a schematic representation of a rear view of a connecting element according to an embodiment of the present invention for electrically connecting a cable to an electrical device of a motor vehicle.
  • Fig. 2 is a schematic representation of a sectional side view of
  • FIG. 1 Connecting element of FIG. 1. Identical or functionally identical elements are indicated in FIG. 1 and FIG. 2 by the same reference numerals. For better orientation, an auxiliary line AA is shown both in FIG. 1 and in FIG. 2.
  • FIG. 1 in a schematic rear view illustrated connecting element 1 for electrically connecting a cable to an electrical device of a
  • Motor vehicle comprises a housing 2.
  • the cable side of the connecting element 1 and the housing 2 is the cable side, so that actually connected to the connecting element 1 cable here so for example from the
  • terminals or similar means for receiving, holding and / or fixing the cable or individual conductors of the cable can be provided.
  • two electrical contacts 4, 5 of the connecting element 1 are arranged.
  • the electrical connection between the cable and the electrical device is made with the intended use of the connecting element 1.
  • the housing 2 has a first opening in a region which is central in the transverse direction, which is referred to here as the inflow opening 6.
  • the inflow opening 6 forms a starting point of a passage 7 which adjoins the inflow opening 6 on the housing side and which represents or forms a cavity extending through the housing 2.
  • Passage 7 may for example correspond to the cross-section of the inflow opening 6, although this is not necessary for the intended functioning of the connecting element 1.
  • both the inflow opening 6 and the cross section of the passage 7 are round, but other shapes are possible.
  • Heat development can be limited to a damage-free over the electrical contacts 4, 5 and the connecting element 1 transportable electrical power.
  • the passage 7 for the active cooling of the electrical contacts 4, 5 can be flowed through by a coolant.
  • the electrical contacts 4, 5 are thermally coupled to the füriass 7.
  • Fig. 2 shows in a schematic and sectional side view of the
  • passage 7 completely penetrates the connecting element 1 or the housing 2 and extends from the inflow opening 6 to an outflow opening 10 for this purpose.
  • Outflow opening 10 is arranged on a device side of the housing 2 opposite the rear side of the housing 2 shown in FIG. 1.
  • the passage 7 in the present case is flowed through by a coolant flow 8.
  • a flow or flow direction of the coolant flow 8 is indicated by corresponding arrows and extends from the inflow opening 6 through the füriass 7 to the electrical contacts 4, 5 over to the
  • the coolant flow 8 can be guided, for example, through a respective coolant line (not shown here) or a respective coolant hose to the connecting element 1 and away from it.
  • the connecting element 1 has respective line connections 9, 11 surrounding the inflow opening 6 and the outflow opening 10. On these line connections 9, 1 1, for example, the respective
  • the passage 7 may extend past the electrical contacts 4, 5 in such a way that at least one wall of the passage 7 is located between the coolant and the electrical contacts 4, 5.
  • the electrical contacts 4, 5 are thus electrically isolated from the coolant.
  • the electrical contacts 4, 5 can also protrude into the opening 7 or form the wall thereof at least in a partial region. In this case, the coolant can flow directly to the electrical contacts 4, 5.
  • Conduit 9 is spaced from the cable connector 3, the corresponding coolant line and the cable can be advantageously flexibly and independently.
  • the line connection 9 can be made round in order to achieve the best possible compatibility with known and customary connection or connection systems for coolant hoses. It can be used to connect the Coolant hoses to the line connections 9, 1 1, for example, a screw, a clamp or the like may be provided.
  • sealing elements such as a rubber lip or a rubber ring or the like may be arranged.
  • these properties can be selected without affecting the cable routing or the guidance of the coolant hose.
  • the size, the cross-section and / or the course of the passage 7 can be determined depending on the space requirements of the connecting element 1 or the housing 2 and / or the size and / or arrangement of the electrical contacts 4, 5. It can also be a streamlined design or arrangement of the passage 7 and the openings 6, 10 are selected.
  • cooling elements can be arranged on the connecting element 1.
  • the housing 2 each completely or partially or partially from a
  • Plastic or a particularly good thermal conductivity material such as aluminum is made.
  • the openings 6, 10 and the passage 7, for example, may have a diameter of 10 mm to 20 mm.
  • the connecting element 1 or the described arrangement or the described construction of the illustrated as well as further embodiments of the connecting element 1 are scalable in size.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement (1) sowie eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden eines Kabels mit einem elektrischen Gerät eines Kraftfahrzeugs. Das Verbindungselement (1) umfasst ein Gehäuse (2), in welchem wenigstens 2 elektrische Kontakte (4, 5) zumindest teilweise aufgenommen sind und welches einen Durchlass (7) aufweist, welcher sich von einer ersten Öffnung (6) des Gehäuses (2) durch dieses bis zu einer zweiten Öffnung (10) des Gehäuses (2) erstreckt und von einem Kühlmittel (8) durchströmbar ist. Um eine elektrische Verbindung zu ermöglichen, welche höheren Anforderungen genügt, ist es dabei vorgesehen, dass die elektrischen Kontakte (4, 5) zur aktiven Kühlung mittels des Kühlmittels (8) thermisch mit dem Durchlass (7) gekoppelt sind.

Description

Verbindungselement und Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden eines Kabels mit einem elektrischen Gerät eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Verbindungselement und eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden eines Kabels mit einem elektrischen Gerät eines Kraftfahrzeugs. Das Verbindungselement umfasst dabei ein Gehäuse und wenigstens zwei elektrische Kontakte, welche zumindest teilweise in dem Gehäuse aufgenommen sind. Das Gehäuse weist einen Durchlass oder Kanal auf, welcher sich von einer ersten Öffnung des Gehäuses durch das Gehäuse bis zu einer zweiten Öffnung des Gehäuses erstreckt und von einem Kühlmittel durchströmbar ist.
Aus der EP 1 870 288 B1 ist ein Kabelbaum für ein Kraftfahrzeug mit einem Stecker zum Anschließen eines in dem Kraftfahrzeug eingebauten elektrischen Gerätes bekannt. Durch den Stecker und den Kabelbaum verläuft dabei ein Schlauch, über den das elektrische Gerät mit einem Kühlaggregat des Kraftfahrzeugs verbindbar ist. Der Schlauch ist mit einer thermisch isolierenden Ummantelung aus einem
wärmedämmenden Material versehen, wodurch verhindert werden kann, dass zur Kühlung des elektrischen Geräts durch den Schlauch geführte Luft sich bereits auf dem Weg vom Kühlaggregat aufheizt.
Die DE 103 23 170 A1 beschreibt einen Stecker mit einem umgebenden Steckergehäuse und einer zumindest teilweise integrierten Elektronikschaltung sowie einer für die Elektronikschaltung integrierten Kühlung. Die Kühlung kann dabei in dem
Steckergehäuse integriert sein, wobei das Steckergehäuse derart ausgeführt sein kann, dass es einen Kühlkörper bildet.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zum elektrischen Verbinden eines Kabels mit einem elektrischen Gerät anzugeben, welche höheren Anforderungen genügt als herkömmliche derartige elektrische Verbindungen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen
Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Zeichnung.
Ein erfindungsgemäßes Verbindungselement zum elektrischen Verbinden eines Kabels mit einem elektrischen Gerät eines Kraftfahrzeugs umfasst ein Gehäuse, in welchem wenigstens zwei elektrische Kontakte zumindest teilweise aufgenommen sind. Das Gehäuse weist dabei einen Durchläse auf, welcher sich von einer ersten Öffnung des Gehäuses durch dieses bis zu einer zweiten Öffnung des Gehäuses erstreckt und von einem Kühlmittel durchströmbar ist. Um eine elektrische Verbindung zu ermöglichen, welche besonders hohen Anforderungen genügt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die elektrischen Kontakte des Verbindungselements zur aktiven Kühlung mittels des Kühlmittels thermisch mit dem Durchlass gekoppelt sind. Mit anderen Worten ist das Verbindungselement also von einem Hohlraum oder Kanal durchzogen, durch welchen das Kühlmittel strömen, fließen oder gefördert werden kann, um die elektrischen Kontakte und damit auch das Verbindungselement zu kühlen. Es wird also durch das Kühlmittel insbesondere an den elektrischen Kontakten entstehende Wärme abgeführt und somit aus dem Bereich der elektrischen Kontakte und letztlich auch aus dem
Verbindungselement insgesamt abtransportiert.
Der Übersichtlichkeit und Anschaulichkeit halber soll im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit die erste Öffnung als Einlass oder Einströmöffnung für das Kühlmittel verstanden werden und die zweite Öffnung des Gehäuses soll entsprechend als Auslass oder Ausströmöffnung für das Kühlmittel verstanden werden. Davon unbenommen ist, dass das Verbindungselement, insbesondere das Gehäuse, auch noch eine oder mehrere weitere Öffnungen aufweisen kann. Insbesondere kann das Gehäuse eine oder mehrere weitere Einströmöffnungen und/oder eine oder mehrere Ausströmöffnungen für das Kühlmittel aufweisen.
Die thermische Kopplung oder Ankopplung der elektrischen Kontakte an den Durchlass ist im Sinne der vorliegenden Erfindung so zu verstehen und ausgelegt, dass ein Großteil der durch einen bestimmungsgemäßen elektrischen Betrieb des Verbindungselements beziehungsweise der Kontakte entstehenden Wärme mittels des Kühlmittels abgeführt werden kann, wenn dieses den Durchlass durchströmt. Dazu kann der Durchlass beispielsweise neben einem oder allen elektrischen Kontakten verlaufen oder angeordnet sein. Insbesondere kann der Durchlass in unmittelbarer Nähe oder unmittelbar beziehungsweise direkt angrenzend an einen, mehrere oder alle der elektrischen Kontakte des Verbindungselements angeordnet sein. Weiterhin kann zwischen jeweils einem elektrischen Kontakt und dem Durchlass oder einem Innenvolumen des
Durchlasses ein Wärmeleitelement angeordnet sein, um einen besonders effektiven und effizienten Wärmetransport von dem jeweiligen elektrischen Kontakt zu dem Durchlass, insbesondere zu dem Kühlmittel, zu ermöglichen. Das Wärmeleitelement kann dabei ein zusätzliches Bauteil oder ein bestimmter, in entsprechender Art und Weise ausgebildeter Teilbereich des Gehäuses sein. Insbesondere kann das Wärmeleitelement oder der Wärmeleitbereich auch eine Wandung des Durchlasses darstellen oder bilden. Ebenso ist es jedoch möglich, das Gehäuse ganz oder teilweise aus einem Wärmeleitmaterial, das heißt einem besonders gut wärmeleitfähigen Material, zu bilden, sodass auch nicht unmittelbar zwischen dem jeweiligen elektrischen Kontakt und dem Durchlass
angeordnete Teilbereiche des Gehäuses zur Kühlung der elektrischen Kontakte beitragen können. Als Wärmeleitmaterial kann beispielsweise ein Kunststoff mit einer für
Kunststoffe überdurchschnittlichen Wärmeleitfähigkeit oder ein metallischer Werkstoff, wie beispielsweise Aluminium oder Kupfer, verwendet werden.
Das Verbindungselement kann beispielsweise ein Stecker oder ein Teil eines Steckers sein. Ebenso kann es möglich und/oder vorgesehen sein, dass das Verbindungselement als oder für eine Pin-Buchse- oder Schwert-Buchse-Verbindung oder -Kontaktierung beziehungsweise zum Herstellen einer derartigen Verbindung oder Kontaktierung ausgebildet ist. Das Verbindungselement kann also als Teil einer solchen Verbindung oder Kontaktierung ausgebildet sein. Das Verbindungselement kann aber beispielsweise auch zum elektrischen Verbinden des Kabels mit dem elektrischen Gerät in Form eines oder über einen Schraubkontakt oder stirnseitigen Kontakt oder dergleichen ausgebildet sein. Ist das Verbindungselement zur Verwendung als oder in einer Steckverbindung ausgebildet, so kann dadurch vorteilhaft eine besonders einfache Handhabung des Kabels und einer an die erste Öffnung angeschlossenen Kühlmittelleitung ermöglicht werden. Dient das Verbindungselement zum Herstellen einer Schraubverbindung, so kann es dazu beispielsweise ein Gewinde und/oder eine Schelle oder dergleichen umfassen. Eine Ausbildung des Verbindungselements zum Herstellen oder zur
Verwendung in einer Schraubverbindung kann hier besonders vorteilhaft sein, da so eine besonders sichere und gegen versehentliches oder zufälliges Lösen besonders gut abgesicherte Verbindung des Kabels mit dem Gerät erzeugbar ist. Dies ist insbesondere deshalb besonders vorteilhaft, da so ein Austreten des Kühlmittels, welches
gegebenenfalls zur Beschädigung umgebender Bauteile führen könnte, besonders zuverlässig vermeidbar ist. Die durch die vorliegende Erfindung geschaffene Möglichkeit der aktiven Kühlung des Verbindungselements und der elektrischen Kontakte ist insbesondere aufgrund der heutzutage verbreitet ansteigenden in elektrischen Systemen von Kraftfahrzeugen verwendeten Spannungen und Stromstärken besonders vorteilhaft. Durch die aktive Kühlung kann vorteilhaft die Stromtragfähigkeit der elektrischen Kontakte erhöht werden, da durch die aktive Kühlung eine geringere Temperatur der elektrischen Kontakte im Betrieb realisiert werden kann, was einen niedrigeren elektrischen Widerstand zur Folge hat. Zusätzlich oder alternativ kann durch die aktive Kühlung vorteilhaft auch die Größe, insbesondere ein Querschnitt, der elektrischen Kontakte bei gleicher Leistungsfähigkeit beziehungsweise Stromtragfähigkeit reduziert werden. Dadurch können beispielsweise mehr elektrische Kontakte in dem Verbindungselement bei unveränderter Größe beziehungsweise Bauraumanforderung untergebracht werden. Zusätzlich oder alternativ kann gegebenenfalls auch das Verbindungselement selbst verkleinert werden.
Insgesamt können durch die aktive Kühlung der elektrischen Kontakte beziehungsweise durch das erfindungsgemäße Verbindungselement also höhere Anforderungen bezüglich der Stromtragfähigkeit beziehungsweise der übertragbaren elektrischen Leistung und/oder der Baugröße beziehungsweise des Bauraums oder Packagings erfüllt werden. Dies ist heutzutage besonders vorteilhaft, da durch die Vielzahl der Komponenten und Systeme die Komplexität von Kraftfahrzeugen weiter ansteigt und Bauraum eine entscheidende Rolle bei der Auslegung neuer Systeme spielt. Weiterhin vorteilhaft ist es, dass gegebenenfalls Ressourcen, beispielsweise Kupfer für die elektrischen Kontakte, und somit auch entsprechende Kosten eingespart werden können.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verbindungselements ist es, dass das Kühlmittel - nachdem es das Verbindungselement durchströmt hat - über die zweite Öffnung oder Auslassöffnung direkt dem elektrischen Gerät zugeführt werden kann. Damit ist also ein besonders einfacher und mit geringem Aufwand realisierbarer serieller Kühlkreislauf umsetzbar. Mit anderen Worten ist es also auf einfache Weise möglich, von einem beispielsweise ohnehin zur Kühlung des Gerätes vorhandenen Kühlkreislauf einen Abzweig vorzusehen, über den das Verbindungselement mit dem Kühlmittel versorgt wird. Dadurch ist also vorteilhaft kein zusätzlicher vollständiger oder eigenständiger Kühlkreislauf für das Verbindungselement notwendig.
Als Kühlmittel kann beispielsweise ein bekanntes flüssiges Medium, wie etwa Wasser oder Öl verwendet werden, wobei prinzipiell auch eine Verwendung eines gasförmigen Kühlmittels oder Kühlmediums möglich sein kann. Die Auswahl des Kühlmittels kann dabei im Einzelfall abhängig von den jeweiligen thermischen Anforderungen getroffen werden.
In weiterer Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass zumindest einer der elektrischen Kontakte direkt mit dem durchströmbaren Innenvolumen des Durchlasses verbunden und dadurch direkt von dem Kühlmittel anströmbar ist. Der Begriff„Durchlass" kann also auch das lichte beziehungsweise von dem Kühlmittel durchströmbare oder durchströmte Volumen bezeichnen und muss nicht zwangsläufig eine Wand beziehungsweise Wandung oder Begrenzung dieses Volumens umfassen. Die thermische Kopplung erfolgt hier also durch den direkten Kontakt beziehungsweise das direkte Inverbindungstehen des zumindest einen elektrischen Kontakts mit dem Innenvolumen oder Innenbereich. Durch die direkte Anstromung wird also zumindest ein Teilbereich des jeweiligen elektrischen Kontaktes unmittelbar von dem Kühlmittel berührt oder umspült. Dadurch kann vorteilhaft ein besonders effektiver und effizienter sowie schneller Wärmeübertrag von dem direkt angeströmten elektrischen Kontakt auf das oder zu dem Kühlmittel erfolgen. Im Falle einer direkten Anstromung eines, mehrerer oder aller der elektrischen Kontakte ist ein elektrisch isolierendes oder nicht-leitfähiges Kühlmittel, wie beispielsweise ein Öl, zu verwenden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass der Durchlass in dem Gehäuse in mehrere Kanäle verzweigt ausgebildet ist, welche innerhalb des Gehäuses wieder zusammengeführt sind. Mit anderen Worten kann der Durchlass nach seinem Beginn an der ersten Öffnung innerhalb des Gehäuses aufgespalten sein, sodass das Kühlmittel das Gehäuse auf mehreren verschiedenen Wegen durchtritt oder durchströmt. Durch die noch innerhalb des Gehäuses vorgesehene Zusammenführung oder Vereinigung dieser mehreren verschiedenen Kanäle oder Strömungswege kann vorteilhaft eine externe Struktur oder Anschlussanordnung des Verbindungselements besonders einfach gehalten werden. Mit anderen Worten kann dadurch also beispielsweise eine einzige Ausströmöffnung ausreichen, durch die der gesamte, das Verbindungselement durchlaufende Kühlmittelstrom austreten kann. Damit können entsprechende Anforderungen und Komplexitäten beispielsweise einer geräteseitigen Kühlmitteiführung möglichst gering gehalten werden. Selbstverständlich kann es aber dennoch möglich sein, mehrere Austrittsöffnungen für das Kühlmittel an dem Verbindungselement vorzusehen. Dabei kann jeder der Austrittsöffnungen eine beliebige Anzahl der mehreren Kanäle zugeführt sein. Insbesondere können auch nur einige oder eine Untermenge der mehreren Kanäle innerhalb des Gehäuses
zusammengeführt sein, während einer oder mehrere weitere Kanäle in einer weiteren Zusammenführung zusammenlaufen oder auch einzeln bis zu einer weiteren
Austrittsöffnung verlaufen können.
Die einzelnen Kanäle, in die der Durchlass verzweigt, können von gleicher Größe und Gestalt sein, wodurch eine gleichmäßige Kühlung ermöglicht wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass einer oder mehrere der Kanäle unterschiedliche Größen, Formen oder Querschnitte aufweisen, wodurch eine gezielte Verteilung der zur Verfügung stehenden Kühlleistung ermöglicht wird. Beispielsweise kann die Größe, die Form, der Querschnitt und/oder ein Verlauf eines jeweiligen Kanals in Abhängigkeit von der Größe und/oder einer zu erwartenden Wärmeentwicklung eines jeweils - zumindest
hauptsächlich - über den jeweiligen Kanal gekühlten elektrischen Kontaktes
dimensioniert oder ausgestaltet sein. Je nach konkreter Anordnung der elektrischen Kontakte können auch mehrere Verzweigungs- oder Abzweigungspunkte des
Durchlasses vorgesehen sein, an denen jeweils einer oder mehrere Kanäle abzweigen. Dadurch kann vorteilhaft eine optimale Anpassung des Durchlasses und/oder der Kühlmittelführung an eine jeweilige Anordnung der elektrischen Kontakte realisiert werden. Durch die Verzweigung des Durchlasses kann vorteilhaft die zur Kühlung beziehungsweise zum Wärmeaustausch zwischen dem Verbindungselement oder den elektrischen Kontakten einerseits und dem Kühlmittel andererseits zur Verfügung stehende Oberfläche vergrößert werden, wodurch die Kühlung beziehungsweise die effektive Kühlleistung verbessert werden kann.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass sich zwischen jeweils zwei nebeneinander angeordneten elektrischen Kontakten des Verbindungselements zumindest einer der mehreren Kanäle erstreckt. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders effektive und effiziente Kühlung oder Wärmeabfuhr realisiert werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste Öffnung des Gehäuses als Anschluss für eine Kühlmittelleitung
ausgebildet und von einer gehäuseseitigen Anschlussstelle für das Kabel beabstandet angeordnet ist, sodass das Verbindungselement ein unabhängiges Anschließen der Kühlmittelleitung und des Kabels an das Verbindungselement ermöglicht. Mit anderen Worten können die Kühlmittelleitung und das Kabel also auf unterschiedlichen Wegen zu dem Verbindungselement geführt werden. Dadurch wird vorteilhaft eine besonders große Flexibilität und eine vielfältige Ersetzbarkeit des Verbindungselements erzielt. Zudem wird beispielsweise ein Austausch oder eine Reparatur des Kabels und/oder der Kühlmittelleitung beziehungsweise der entsprechenden Verbindungs- oder
Anschlusspunkte erleichtert. Auch kann durch eine geschickte Anordnung - beispielsweise unter Beachtung einer typischen Einbaulage - vermieden werden, dass an der Anschlussstelle der Kühlmittelleitung austretendes Kühlmittel in Kontakt mit dem Kabel tritt, sodass die elektrische Sicherheit erhöht wird.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verbindungselement und die elektrischen Kontakte zum Verbinden des Kabels mit einem Hochvolt-Gerät und/oder einem Hochvolt-Verbraucher des Kraftfahrzeugs ausgelegt sind. Bei dem Hochvolt-Gerät, -Verbraucher oder -Aggregat kann es sich beispielsweise um eine Traktionsbatterie, einen elektrischen Antrieb oder eine
Komponente eines Ladesystems des Kraftfahrzeugs handeln. Als Hochvolt-Spannung oder Hochvolt-Bereich soll im Sinne der vorliegenden Erfindung beispielsweise ein Spannungsbereich zwischen 50 V und 1000 V verstanden werden. Hier kann das erfindungsgemäße Verbindungselement aufgrund der mit den hohen Spannungen und entsprechend hohen Leistungen verbundenen signifikanten Wärmeentwicklungen mit besonderem Gewinn und Vorteil eingesetzt werden.
Grundsätzlich kann das erfindungsgemäße Verbindungselement bei jedweder elektrischen Verbindung eingesetzt und verwendet werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste und zweite Öffnung des Gehäuses in zumindest einer Richtung oder Dimension auf unterschiedlichen Seiten zumindest eines der elektrischen Kontakte angeordnet sind. Dadurch wird also erreicht, dass das Kühlmittel in der entsprechenden Richtung oder Dimension, beispielsweise in der Längs- oder Querrichtung des jeweiligen elektrischen Kontakts, vollständig an diesem vorbei oder über diesen hinweg fließt oder strömt. Somit kann eine Kontaktfläche und/oder eine Zeitdauer, welche das Kühlmittel zum Vorbeiströmen an dem jeweiligen elektrischen Kontakt benötigt, maximiert werden. Auch hierdurch kann die Effektivität und/oder Effizienz der Wärmeabfuhr von dem jeweiligen elektrischen Kontakt verbessert werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verbindungselement zusätzlich zumindest ein, insbesondere an einer
Außenseite des Gehäuses oder an dem Durchlass angeordnetes, Kühlelement aufweist. Das Kühlelement kann beispielsweise eine oder mehrere Kühlrippen bilden oder aufweisen und so die effektiv in oder an dem Verbindungselement zur Kühlung der elektrischen Kontakte verfügbare Kühlleistung weiter erhöhen. Es kann dabei möglich sein, dass das zusätzliche Kühlelement nach einem passiven Funktions- beziehungsweise Kühlprinzip aus dem Verbindungselement aufgenommene Wärme an eine Umgebung abgibt. Ebenso kann es jedoch auch möglich sein, durch Anordnung des Kühlelements an dem Durchlass eine von dem Kühlmittel umströmte oder angeströmte Oberfläche zu vergrößern, wodurch der Wärmeübertrag an das Kühlmittel verbessert werden kann.
Eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden eines Kabels mit einem elektrischen Gerät eines Kraftfahrzeugs umfasst ein
erfindungsgemäßes Verbindungselement. Weiterhin umfasst die Verbindungsvorrichtung ein zu dem Verbindungselement korrespondierendes, für eine geräteseitige Anordnung vorgesehenes Anschlusselement, welches zumindest eine verbindungselementseitige Einlassöffnung und eine geräteseitige Auslassöffnung aufweist. Die Einlassöffnung und die Auslassöffnung des Anschlusselements sind dabei - analog zu der ersten und zweiten Öffnung des Verbindungselements - ebenfalls durch einen Durchlass
miteinander verbunden, wobei auch dieser Durchlass von dem Kühlmittel durchströmbar ist. Dabei ist die Einlassöffnung in einer bestimmungsgemäßen Kontaktstellung, in der das Verbindungselement mit dem Anschlusselement verbunden ist, an der zweiten Öffnung des Verbindungselements angeordnet, sodass der Durchlass des
Verbindungselements und der Durchlass des Anschlusselements von einem
kontinuierlichen Kühlmittelstrom durchströmbar sind.
Mit anderen Worten kann zum Herstellen der elektrischen Verbindung des Kabels mit dem elektrischen Gerät das Verbindungselement mit dem Anschlusselement verbunden oder gekoppelt werden. In der dann vorliegenden Kontaktstellung bilden die Durchlässe des Verbindungselements und des Anschlusselements effektiv einen einzigen - zumindest bis auf Kupplungen oder ähnliches - durchgehenden, entsprechend längeren Durchlass, welcher sich von der ersten Öffnung des Verbindungselements zu der Auslassöffnung des Anschlusselementes erstreckt. Die Auslassöffnung des
Anschlusselements kann die Verbindung oder Schnittstelle zu einem Kühlkreislauf des jeweiligen elektrischen Geräts bilden. Durch die zwei- beziehungsweise mehrteilige Ausgestaltung der Verbindungsvorrichtung mit dem Verbindungselement und dem Anschlusselement kann vorteilhaft sichergestellt werden, dass eine dichte, sichere und zuverlässige Verbindung sowohl der elektrischen Komponenten als auch der durchlässige für das Kühlmittel besteht beziehungsweise auf einfache Weise hergestellt werden kann. Die Verbindungsvorrichtung kann beispielsweise als Steck- oder Schraubverbindung zwischen dem Verbindungselement und dem Anschlusselement ausgebildet sein.
Die bisher und im Folgenden sowie in den abhängigen Patentansprüchen angegebenen Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verbindungselements sowie die
entsprechenden Vorteile sind jeweils entsprechend sinngemäß auch auf die
erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung übertragbar und umgekehrt. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Merkmale und Eigenschaften nicht noch einmal explizit für die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung ausformuliert.
In jedem Fall ist der jeweilige Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen
Verbindungselements und der erfindungsgemäßen Verbindungsvorrichtung nicht auf Anwendungen in einem Kabelbaum eines Fahrzeugs beschränkt. Vielmehr können sowohl das erfindungsgemäße Verbindungselement als auch die erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung beispielsweise in stationären Anlagen oder Geräten oder in sonstigen Einsatzgebieten verwendet werden.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen
Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.
Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 in schematischer Darstellung eine Rückansicht eines Verbindungselements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum elektrischen Verbinden eines Kabels mit einem elektrischen Gerät eines Kraftfahrzeugs; und
Fig. 2 in schematischer Darstellung eine geschnittene Seitenansicht des
Verbindungselements aus Fig. 1. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind in Fig. 1 und Fig. 2 jeweils durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Zur besseren Orientierung ist sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 eine Hilfslinie AA eingezeichnet.
Ein in Fig. 1 in einer schematischen Rückansicht dargestelltes Verbindungselement 1 zum elektrischen Verbinden eines Kabels mit einem elektrischen Gerät eines
Kraftfahrzeugs umfasst ein Gehäuse 2. Vorliegend sind weder das Kabel noch das elektrische Gerät dargestellt. Die in Fig. 1 dargestellte Seite des Verbindungselements 1 beziehungsweise des Gehäuses 2 ist die kabelseitige Seite, sodass ein tatsächlich mit dem Verbindungselement 1 verbundenes Kabel hier also beispielsweise aus der
Zeichnungsebene herausragen würde. Zum Verbinden oder Anschließen des Kabels mit dem beziehungsweise an das Verbindungselement 1 weist dieses vorliegend ein
Kabelanschlussstück 3 auf. In oder an diesem Kabelanschlussstück 3 können
beispielsweise hier nicht dargestellte Ausnehmungen, Klemmen oder vergleichbare Mittel zum Aufnehmen, Halten und/oder Festlegen des Kabels oder einzelner Leiter des Kabels vorgesehen sein. Im Bereich des Kabelanschlussstücks 3 sind zwei elektrische Kontakte 4, 5 des Verbindungselements 1 angeordnet. Über diese elektrischen Kontakte 4, 5 wird bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Verbindungselements 1 die elektrische Verbindung zwischen dem Kabel und dem elektrischen Gerät hergestellt.
Oberhalb des Kabelanschlussstücks 3 weist das Gehäuse 2 in einem in Querrichtung zentralen Bereich eine erste Öffnung auf, welche ich hier als Einströmöffnung 6 bezeichnet wird. Die Einströmöffnung 6 bildet einen Anfangspunkt eines sich gehäuse- seitig an die Einströmöffnung 6 anschließenden Durchlasses 7, welcher einen das Gehäuse 2 durchgreifenden Hohlraum darstellt oder bildet. Der Querschnitt des
Durchlasses 7 kann beispielsweise dem Querschnitt der Einströmöffnung 6 entsprechen, obwohl dies für ein bestimmungsgemäßes Funktionieren des Verbindungselements 1 nicht notwendig ist. Im vorliegenden Beispiel sind sowohl die Einströmöffnung 6 als auch der Querschnitt des Durchlasses 7 rund, wobei aber auch andere Formen möglich sind.
Wenn bei einem Betrieb oder Einsatz des Verbindungselements 1 elektrischer Strom über die elektrischen Kontakte 4, 5 fließt entsteht dort Wärme. Durch diese
Wärmeentwicklung kann eine beschädigungsfrei über die elektrischen Kontakte 4, 5 beziehungsweise das Verbindungselement 1 transportierbare elektrische Leistung begrenzt sein. Mit dem Ziel, diese Leistung beziehungsweise eine Stromtragfähigkeit der elektrischen Kontakte 4, 5 zu erhöhen und/oder die Größe der elektrischen Kontakte 4, 5 und/oder des Gehäuses 2 verringern zu können, ist es vorgesehen, dass der Durchlass 7 zur aktiven Kühlung der elektrischen Kontakte 4, 5 von einem Kühlmittel durchströmbar ist. Dazu sind die elektrischen Kontakte 4, 5 thermisch mit dem Durchiass 7 gekoppelt.
Fig. 2 zeigt in einer schematischen und geschnittenen Seitenansicht das
Verbindungselement 1 aus Fig. 1. Deutlich erkennbar ist hier, dass der Durchiass 7 das Verbindungselement 1 beziehungsweise das Gehäuse 2 vollständig durchgreift und sich dazu von der Einströmöffnung 6 bis zu einer Ausströmöffnung 10 erstreckt. Die
Ausströmöffnung 10 ist dabei an einer zu der in Fig. 1 dargestellten Rückseite des Gehäuses 2 gegenüberliegenden, geräteseitigen Seite des Gehäuses 2 angeordnet. Zur aktiven Kühlung der elektrischen Kontakte 4, 5 wird der Durchiass 7 vorliegend von einem Kühlmittelstrom 8 durchströmt. Eine Fließ- oder Strömungsrichtung des Kühlmittelstroms 8 ist dabei durch entsprechende Pfeile angedeutet und verläuft von der Einströmöffnung 6 durch den Durchiass 7 an den elektrischen Kontakten 4, 5 vorbei bis zu der
Ausströmöffnung 10, wo der Kühlmittelstrom 8 das Verbindungselement 1 verlässt.
Der Kühlmittelstrom 8 kann beispielsweise durch eine jeweilige hier nicht dargestellte Kühlmittelleitung oder einen jeweiligen Kühlmittelschlauch an das Verbindungselement 1 und von diesem weg geführt werden. Dazu weist das Verbindungselement 1 jeweilige, die Einströmöffnung 6 und die Ausströmöffnung 10 umgebende Leitungsanschlüsse 9, 1 1 auf. Auf diese Leitungsanschlüsse 9, 1 1 kann beispielsweise die jeweilige
Kühlmittelleitung aufgeschoben werden, um eine zuverlässige und dichte Verbindung zu dem Durchiass 7 herzustellen.
Der Durchiass 7 kann derart an den elektrischen Kontakten 4, 5 vorbei verlaufen, dass sich zwischen dem Kühlmittel und den elektrischen Kontakten 4, 5 zumindest eine Wandung des Durchlasses 7 befindet. Dadurch sind die elektrischen Kontakte 4, 5 also elektrisch von dem Kühlmittel isolierbar. Alternativ können die elektrischen Kontakte 4, 5 aber auch in den Durchiass 7 hineinragen oder zumindest in einem Teilbereich dessen Wandung bilden. In diesem Fall kann das Kühlmittel die elektrischen Kontakte 4, 5 direkt anströmen.
Da insbesondere die Einströmöffnung 6 und damit auch der dieser zugeordnete
Leitungsanschluss 9 von dem Kabelanschlussstück 3 beabstandet angeordnet ist, können die entsprechende Kühlmittelleitung und das Kabel vorteilhaft flexibel und unabhängig voneinander geführt werden. Der Leitungsanschluss 9 kann rund ausgeführt sein, um eine möglichst gute Kompatibilität mit bekannten und üblichen Anschluss- oder Verbindungssystemen für Kühlmittelschläuche zu erreichen. Es kann zum Anschluss der Kühlmittelschläuche an die Leitungsanschlüsse 9, 1 1 beispielsweise eine Verschraubung, eine Klemmung oder dergleichen vorgesehen sein. An den Leitungsanschlüssen 9, 1 1 können auch hier nicht dargestellte Dichtungselemente, beispielsweise eine Gummilippe oder ein Gummiring oder dergleichen angeordnet sein.
Grundsätzlich sind jedoch sowohl für die Leitungsanschlüsse 9, 1 1 als auch für die Öffnungen 6, 10 und den Durchlass 7 auch andere als die hier explizit genannten
Formen, Querschnitte und Größen beziehungsweise Größenverhältnisse möglich.
Insbesondere können diese Eigenschaften ohne Auswirkungen auf die Kabelführung oder die Führung des Kühlmittelschlauches gewählt werden. Insbesondere die Größe, der Querschnitt und/oder der Verlauf des Durchlasses 7 kann in Abhängigkeit von den Bauraumanforderungen des Verbindungselements 1 beziehungsweise des Gehäuses 2 und/oder der Größe und/oder der Anordnung der elektrischen Kontakte 4, 5 festgelegt werden. Es kann dabei auch eine stromungsoptimierte Formgebung oder Anordnung des Durchlasses 7 sowie der Öffnungen 6, 10 gewählt werden.
Um die von den elektrischen Kontakten 4, 5 abführbare Wärmemenge weiter zu erhöhen, können hier nicht dargestellte Kühlelemente an dem Verbindungselement 1 angeordnet sein. Um die Wärmeabführung zu optimieren kann ebenfalls vorgesehen sein, dass das Gehäuse 2 jeweils ganz oder teilweise beziehungsweise bereichsweise aus einem
Kunststoff oder einem besonders gut wärmeleitfähigen Werkstoff wie beispielsweise Aluminium gefertigt ist.
Zur Veranschaulichung und besseren Einordnung sei gesagt, dass die Öffnungen 6, 10 sowie der Durchlass 7 beispielsweise einen Durchmesser von 10 mm bis 20 mm aufweisen können. Grundsätzlich sind das Verbindungselement 1 beziehungsweise die beschriebene Anordnung oder der beschriebene Aufbau der dargestellten ebenso wie weiterer Ausführungsformen des Verbindungselements 1 in der Größe skalierbar. So kann die Größe des Verbindungselements 1 und seiner Bestandteile an den jeweiligen Verwendungszweck und die jeweiligen Anforderungen in unterschiedlichsten
Einsatzgebieten angepasst werden.
Insgesamt kann durch die Erfindung eine elektrische Verbindung mit erhöhter
Stromtragfähigkeit und/oder geringerem Bauraumbedarf durch kleinere elektrische Kontakte beziehungsweise ein insgesamt kleineres Kontaktsystem realisiert werden. Vorteilhaft kann dabei ein gegebenenfalls zur Kühlung eines elektrischen Gerätes ohnehin vorhandener Kühlkreislauf zur Kühlung der elektrischen Kontakte mitgenutzt werden. Durch die verbesserte Kühlung kann vorteilhaft außerdem eine Gerätebeziehungsweise komponentenseitige Energieersparnis realisiert werden.
Bezugszeichenliste
1 Verbindungselement
2 Gehäuse
3 Kabelanschlussstück
4,5 elektrischer Kontakt
6 Einströmöffnung
7 Durchlass
8 Kühlmittelstrom
9,1 1 Leitungsanschluss
10 Ausströmöffnung

Claims

Patentansprüche
1. Verbindungselement (1 ) zum elektrischen Verbinden eines Kabels mit einem
elektrischen Gerät eines Kraftfahrzeugs, mit einem Gehäuse (2), in welchem wenigstens zwei elektrische Kontakte (4, 5) zumindest teilweise aufgenommen sind und welches einen Durchlass (7) aufweist, welcher sich von einer ersten Öffnung (6) des Gehäuses (2) durch dieses bis zu einer zweiten Öffnung (10) des Gehäuses (2) erstreckt und von einem Kühlmittel (8) durchströmbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die elektrischen Kontakte (4, 5) zur aktiven Kühlung mittels des Kühlmittels (8) thermisch mit dem Durchlass (7) gekoppelt sind.
2. Verbindungselement (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest einer der elektrischen Kontakte (4, 5) direkt mit einem durchströmbaren Innenvolumen des Durchlasses (7) verbunden und dadurch direkt von dem
Kühlmittel (8) anströmbar ist.
3. Verbindungselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Durchlass (7) in dem Gehäuse (2) in mehrere Kanäle verzweigt ausgebildet ist, welche innerhalb des Gehäuses (2) wieder zusammengeführt sind.
4. Verbindungselement (1 ) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich zwischen jeweils zwei nebeneinander angeordneten elektrischen Kontakten (4, 5) des Verbindungselements (1 ) zumindest einer der mehreren Kanäle erstreckt.
5. Verbindungselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste Öffnung (6) des Gehäuses (2) als Anschluss (9) für eine Kühlmittelleitung ausgebildet und von einer gehäuseseitigen Anschlussstelle (3) für das Kabel beabstandet angeordnet ist, sodass das Verbindungselement (1 ) ein unabhängiges Anschließen der Kühlmittelleitung und des Kabels an das Verbindungselement (1 ) ermöglicht.
6. Verbindungselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verbindungselement (1 ) und die elektrischen Kontakte (4, 5) zum Verbinden des Kabels mit einem Hochvolt-Gerät und/oder einem Hochvolt-Verbraucher des Kraftfahrzeugs ausgelegt sind.
7. Verbindungselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die erste (6) und zweite Öffnung (10) des Gehäuses (2) in zumindest einer Richtung auf unterschiedlichen Seiten zumindest eines der elektrischen Kontakte (4, 5) angeordnet sind.
8. Verbindungselement (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verbindungselement (1 ) zusätzlich zumindest ein, insbesondere an einer Außenseite des Gehäuses (2) oder an dem Durchlass (7) angeordnetes,
Kühlelement aufweist.
9. Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden eines Kabels mit einem
elektrischen Gerät eines Kraftfahrzeugs, umfassend ein Verbindungselement (1 ) gemäß einem der vorherigen Ansprüche und ein zu diesem korrespondierendes, für eine geräteseitige Anordnung vorgesehenes Anschlusselement, welches zumindest eine verbindungselementseitige Einlassöffnung und eine geräteseitige
Auslassöffnung aufweist, welche durch einen Durchlass miteinander verbunden sind, wobei die Einlassöffnung in einer bestimmungsgemäßen Kontaktstellung, in der das Verbindungselement (1 ) mit dem Anschlusselement verbunden ist, an der zweiten Öffnung (10) des Verbindungselements (1 ) angeordnet ist, sodass der Durchlass (7) des Verbindungselements (1 ) und der Durchlass des
Anschlusselements von einem kontinuierlichen Kühlmittelstrom (8) durchströmbar sind.
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