Elektrische Leitungsanordnung (10), insbesondere Ladekabel für ein Kraftfahrzeug (12), mit:
– wenigstens einem elektrisch leitfähigen Leiter (16), der an seinen Enden elektrisch kontaktierbar ist, um elektrische Energie zu übertragen,
– einer Isolationsschicht (22), die den Leiter (16) umfänglich umgibt, und
– einem Kühlmittelkanal (24), in dem ein Kühlfluid (28) zum Kühlen des Leiters (16) führbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Isolationsschicht (22) von dem Leiter (16) beabstandet ist und der Kühlmittelkanal (24) zwischen der Isolationsschicht (22) und dem Leiter (16) derart ausgebildet ist, dass das Kühlfluid (28) den Leiter (16) direkt umströmt.
DE19921310A1 | N/A | 2000-11-09 |
Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Leitungsanordnung, insbesondere ein Ladekabel für ein Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem elektrisch leitfähigen Leiter, der an seinen Enden elektrisch kontaktierbar ist, um elektrische Energie zu übertragen, einer Isolationsschicht, die den Leiter umfänglich umgibt, und einem Kühlmittelkanal, in dem ein Kühlfluid zum Kühlen des Leiters geführt bzw. führbar ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein elektrisches Ladekabel für ein Kraftfahrzeug, mit einem ersten Steckverbinder und einem zweiten Steckverbinder, um das elektrische Ladekabel mit einem Kraftfahrzeug bzw. einer Ladestation elektrisch zu verbinden.
Auf dem Gebiet der elektrischen Energieübertragung, und insbesondere auf dem Gebiet der Ladeleitungen für Kraftfahrzeuge, werden elektrische Leiter üblicherweise in einer Mantelleitung angeordnet, in der zusätzlich zu den jeweils einzeln isolierten elektrischen Leitern Fülladern aus Kunststoff aufgenommen sind, um eine entsprechend kreisrunde Außengeometrie der Mantelleitung zu ermöglichen. Durch die mehrfache Isolierung der elektrischen Leiter und die Fülladern innerhalb der Mantelleitung ist die Abfuhr von Verlustwärme, die in den elektrischen Leitungen entsteht gering, so dass es bei der Übertragung von großen elektrischen Leistungen insbesondere beim Ladevorgang eines Kraftfahrzeugs zu Überhitzungen der elektrischen Leiter und des Ladekabels im Allgemeinen kommen kann.
Zur Verbesserung der Kühlung eines elektrischen Ladekabels für Kraftfahrzeuge ist es bspw. aus der
Nachteilig dabei ist es, dass die Anordnung des Kühlmittelkanals in den elektrischen Leitungen aufwändig ist und durch die zusätzliche Isolierung des Kühlmittelkanals und der elektrischen Leitungen die Wärmeübertragung zwischen den elektrischen Leitungen und dem Kühlmedium gering ist.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine verbesserte elektrische Leitungsanordnung bereitzustellen, die mit technisch geringem Aufwand eine verbesserte Kühlung von elektrischen Leitungen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten elektrischen Leitungsanordnung dadurch gelöst, dass die Isolationsschicht von dem Leiter beabstandet ist und der Kühlmittelkanal zwischen der Isolationsschicht und dem Leiter derart ausgebildet ist, dass das Kühlfluid den Leiter direkt umströmt.
Diese Aufgabe wird ferner bei dem eingangs genannten elektrischen Ladekabel für ein Kraftfahrzeug gelöst durch eine elektrische Leitungsanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung, die elektrisch mit den Steckverbindern verbunden ist.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist der elektrisch leitfähige Leiter nicht separat isoliert, so dass das Kühlfluid in dem Kühlmittelkanal den elektrischen Leiter bzw. elektrische Adern des elektrischen Leiters direkt umströmen bzw. die stromführenden Adern des elektrischen Leiters direkt berühren kann, so dass eine direkte Wärmeübertragung von dem elektrischen Leiter auf das Kühlfluid möglich ist.
Dadurch, dass das Kühlfluid den elektrischen Leiter direkt umströmt, kann somit die Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmedium und dem elektrischen Leiter bzw. den elektrischen Adern des elektrischen Leiters verbessert werden, da keine elektrische Isolation der elektrischen Leitung von dem Wärmestrom überwunden werden muss und ein direkter konventioneller Wärmeübergang zwischen dem elektrischen Leiter und dem Kühlfluid gewährleistet ist.
Die elektrische Leitungsanordnung kann folglich mit einer verbesserten Wärmeabführung und mit technisch geringem Aufwand bereitgestellt werden, so dass die Aufgabe der vorliegenden Erfindung vollständig gelöst wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist zwischen der Isolationsschicht und dem Leiter ein Hohlraum gebildet, der den Kühlmittelkanal bildet.
Dadurch, dass der Kühlmittelkanal lediglich durch einen Hohlraum zwischen der Isolationsschicht und dem elektrischen Leiter gebildet ist und kein separater Kühlmittelkanal bereitgestellt werden muss, kann der technische Aufwand für den Kühlmittelkanal und insgesamt für die elektrische Leitungsanordnung erheblich reduziert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die elektrische Leitungsanordnung ferner eine Mantelschicht auf, die die Isolationsschicht umfänglich umgibt, wobei die Mantelschicht von der Isolationsschicht beabstandet ist und ein zweiter Kühlmittelkanal zwischen der Mantelschicht und der Isolationsschicht gebildet ist.
Dadurch kann das Kühlfluid in einem geschlossenen System in der gesamten Leitungsanordnung geführt werden, so dass eine definierte Kühlung der elektrisch leitfähigen Leiter möglich ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform bildet der erste Kühlmittelkanal einen Kühlmittelvorlauf und der zweite Kühlmittelkanal einen Kühlmittelrücklauf.
Dadurch kann dem elektrisch leitfähigen Leiter das Kühlfluid gekühlt bereitgestellt werden und über den zweiten Kühlmittelkanal das Kühlfluid zurückgeführt werden, so dass ein definierter Kühlmittelumlauf erzielt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die elektrische Leitungsanordnung an wenigstens einem axialen Ende einen Steckverbinder auf, um den Leiter elektrisch zu kontaktieren und wobei der Steckverbinder den ersten Kühlmittelkanal mit dem zweiten Kühlmittelkanal verbindet.
Dadurch kann der erste Kühlmittelkanal als Vorlauf mit dem zweiten Kühlmittelkanal als Kühlmittelrücklauf verbunden werden, so dass ein definierter Kühlfluidumlauf mit technisch geringem Aufwand bereitgestellt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die elektrische Leitungsanordnung an wenigstens einem axialen Ende einen Steckverbinder auf, um den Leiter elektrisch zu kontaktieren, wobei der Steckverbinder eine Öffnung aufweist, die mit dem Kühlmittelkanal verbunden ist, um das Kühlfluid aus der elektrischen Leitungsanordnung abzuführen.
Dadurch kann mit technisch geringem Aufwand ein Kühlfluidstrom in dem Kühlmittelkanal erzeugt werden und das Kühlfluid mit technisch geringem Aufwand aus dem Kühlmittelkanal abgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die elektrische Leitungsanordnung an wenigstens einem axialen Ende einen Steckverbinder auf, um die elektrisch leitfähige Leitung elektrisch zu kontaktieren, und wobei der Steckverbinder mit einer Kühlmittelanordnung verbindbar ist, um dem ersten Kühlmittelkanal das Kühlfluid zuzuführen.
Dadurch kann dem Kühlmittelkanal durch die Kühlmittelanordnung gekühltes Kühlfluid zugeführt werden, wodurch die Kühlleistung der elektrischen Leitungsanordnung insgesamt verbessert werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kühlfluid durch Umgebungsluft gebildet, die gekühlt oder ungekühlt in den Kühlmittelkanal eingeleitet wird.
Dadurch kann mit technisch geringem Aufwand den Leitern Kühlfluid zugeführt werden.
In einer besonderen Ausführungsform weist die elektrische Leitungsanordnung einen Drucksensor auf, der in dem zweiten Kühlmittelkanal angeordnet ist, um einen Druckabfall in dem Kühlmittelkanal zu erfassen.
Dadurch ist mit technisch geringem Aufwand eine Leckage in dem Kühlmittelkanal detektierbar, wodurch eine Fehlfunktion der Kühlung insgesamt frühzeitig erkannt werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist ein zweiter Drucksensor in dem ersten Kühlmittelkanal angeordnet, um eine Position einer Beschädigung des Kühlmittelkanals zu bestimmen.
Dadurch kann eine Leckageposition in dem Kühlmittelkanal mit technisch geringem Aufwand erfasst und bestimmt werden, wodurch die Lokalisierung eines Lecks und eine entsprechende Reparatur mit technischem Aufwand erzielt werden kann.
Insgesamt kann durch die vorliegende elektrische Leitungsanordnung mit technisch geringem Aufwand eine verbesserte Kühlung der elektrischen Leitung bereitgestellt werden, da das Kühlfluid die elektrische Leitung direkt umströmt und der Wärmestrom nicht durch eine Isolierung behindert wird, wobei gleichzeitig der technische Aufwand durch die Beabstandung der Isolationsschicht von dem elektrischen Leiter und durch den dazwischen gebildeten Kühlkanal, der eine Kühlmittelleitung bildet, erheblich reduziert werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
In
Die elektrische Leitungsanordnung
Dadurch, dass das Kühlfluid in dem Hohlraum zwischen der Isolationsschicht
Der elektrisch leitfähige Leiter
Das Kühlfluid, das in einer bevorzugten Ausführungsform durch gekühlte oder ungekühlte Umgebungsluft gebildet wird, wird dem Kühlmittelkanal
In
Die elektrische Leitungsanordnung
Das Kühlmedium
In
Die elektrische Leitungsanordnung
In dieser Anordnung bilden die ersten Hohlräume
In
Die elektrische Leitungsanordnung
In dem Stecker
In einer alternativen Ausführungsform kann der Stecker
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Ladestation
In einer bevorzugten Ausführungsform ist in dem Hohlraum
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.