本發(fā)明涉及一種插接連接器，該插接連接器被設(shè)計成用于藉由支承在接觸載體中的至少兩個接觸部件來傳輸電功率并在傳輸電功率時冷卻這些接觸部件，插接連接器相應(yīng)地具有連接元件，在連接元件上連接有電線路。

背景技術(shù)：

1、普遍意義上的接觸部具有用于與對應(yīng)的配對接觸元件可松脫、暫時或插接連接的至少一個導(dǎo)電接觸區(qū)段和與接觸區(qū)段相連接的、用于將電線路緊固在接觸部處的桿區(qū)段。這樣的接觸部、插接接觸部、高電流接觸部可以被用于(例如為電動驅(qū)動的車輛充電的)充電插頭或充電插座。在這種情況下，線纜一方面連接至充電站并且另一方面承載呈充電插頭形式的插接連接器部件，該插接連接器部件可以被插入呈車輛上的呈充電插座形式的相關(guān)聯(lián)的配對插接連接器部件中，以便以這種方式在充電站與車輛之間建立電連接。

2、充電電流原則上可以作為直流電流或交流電流被傳輸，其中尤其呈直流電流形式的充電電流和高電流范圍具有很高的電流強度，例如大于200a或甚至大于300a或甚至350a，并且可能導(dǎo)致線纜升溫，就像與線纜相連接的高電流接觸部那樣。

3、在電能儲存器、蓄電池的充電過程中，由于所傳輸?shù)碾姽β省㈦娏鬏^高，當(dāng)充電插頭被插入充電插座中并傳輸電功率時，不僅在充電插頭例如借以與充電站相連接的線纜上、而且在充電插頭上以及尤其在充電插頭內(nèi)部(例如在借以與電動車輛上的相關(guān)聯(lián)的配對接觸部(例如在充電插座側(cè))建立電接觸的高電流接觸部上)產(chǎn)生熱量。

4、當(dāng)充電電流流過接觸部、插接接觸部、高電流接觸部時，由導(dǎo)電材料、例如由銅材料制成的這樣的高電流接觸部升溫，其中接觸部原則上根據(jù)要傳輸?shù)某潆婋娏鞅辉O(shè)定尺寸成使得接觸部具有足夠的載流能力并且在接觸元件處的升溫受到限制。在此成立的是，要傳輸?shù)某潆婋娏髟酱螅佑|部的尺寸就要設(shè)定得越大。然而，由于與此相關(guān)的結(jié)構(gòu)空間需求、重量和成本，接觸元件尺寸隨充電電流的增大而擴展受到限制。因此，存在以尺寸設(shè)定相對較小的接觸部來傳輸較大的充電電流的需求。

5、在力求的電動汽車的范圍內(nèi)，高充電電流是特別重要的。只能以這種方式在短時間內(nèi)將電動車輛或其能量儲存器“充滿”。

6、在現(xiàn)有技術(shù)中原則上已知的解決方案是，被動或主動地冷卻接觸部、高電流接觸部，以便即使在結(jié)構(gòu)元件的尺寸設(shè)定較小的情況下也在傳輸功率的構(gòu)件的升溫有限的同時實現(xiàn)該傳輸功率。

7、de?10?2016?204?895?a1公開了一種用于充電插頭和/或充電插座的功率接觸系統(tǒng)以及一種用于與相對應(yīng)的連接設(shè)備相聯(lián)接并傳輸電能的充電插頭。要實現(xiàn)的目的在于，提供一種充電插頭，借助于該充電插頭可以在該充電插頭不會過熱的情況下傳輸更高的充電電流。

8、為了實現(xiàn)該目的，提出一種用于充電插頭和/或充電插座的功率接觸系統(tǒng)，該功率接觸系統(tǒng)具有功率接觸部，該功率接觸部具有用于與電能接收器電連接的第一連接區(qū)域和用于與充電線纜電連接的第二連接區(qū)域。

9、設(shè)置有與功率接觸部的第二連接區(qū)域處于直接接觸的冷卻元件，其中冷卻元件具有冷卻流體入口接口和借助于布置在冷卻元件內(nèi)部的冷卻流體通道與該冷卻流體入口接口處于流體連接的冷卻流體出口接口。冷卻流體入口接口和冷卻流體出口接口布置在冷卻元件蓋板中，并且以可流通的方式與冷卻元件相連接，該冷卻元件被設(shè)計成使得冷卻流體沒有與功率接觸部處于直接接觸。

10、特斯拉汽車公司(tesla?motors)的us2015/0217654?a1示出一種用于電動車輛的充電系統(tǒng)，該充電系統(tǒng)具有：電源；帶有第一端部和第二端部的線纜，其中第一端部緊固在電源上，其中線纜包括充電線和冷卻線路，其中的每一者均從第一端部延伸直至第二端部；以及連接器，該連接器緊固在線纜的第二端部上，其中連接器所具有的形狀系數(shù)與電動車輛的充電站相對應(yīng)，其中冷卻線路適用于運輸流體，該流體冷卻充電線、線路。冷卻線路和導(dǎo)電的充電線、線路在實踐中布置在線路包中。

11、從de?10?2010?007?975?b4已知的帶有接觸部、高電流接觸部的充電線纜具有冷卻線路，該冷卻線路包括用于冷卻劑的供應(yīng)線路和回流線路，并且因此可以實現(xiàn)冷卻劑在充電線纜中來回流動。在此，de?10?2010?007?975?b4的冷卻線路一方面用于導(dǎo)出在車輛的能量儲存器中產(chǎn)生的損失熱量，然而此外還用于冷卻線纜本身。為了實現(xiàn)充電線纜的冷卻效果，充電線纜同中心地布置在冷卻線路內(nèi)部并被冷卻介質(zhì)環(huán)繞流過。

12、ep?3?043?421?a1示出了一種用于具有冷卻裝置的充電插頭的電連接體。提出了一種用于充電插頭和/或充電插座的電連接體，該電連接體具有用于與電能接收器電連接的第一連接區(qū)域和用于與電源電連接的第二連接區(qū)域，并且其中電連接體具有在電連接體中形成的冷卻流體通道。

13、用于插接連接器、充電插頭、接觸部、高電流接觸部的已知冷卻方案在各個方面是不利的或需改進的。通常，冷卻介質(zhì)體積流量由于通向冷卻元件的供應(yīng)線路和導(dǎo)出線路的橫截面減小而并不充足。冷卻元件的體積在許多情況下也是尺寸設(shè)定不足的。

14、有效率地進行冷卻的另一個問題在于，溫度更高的區(qū)和區(qū)域以及冷卻介質(zhì)的熱傳遞通常不充分。其原因多是要冷卻的部件或接觸部與冷卻元件之間的接觸面積過小。在大多數(shù)情況下，引導(dǎo)冷卻介質(zhì)的部件和引導(dǎo)高電流的部件是獨立的、封閉的結(jié)構(gòu)元件，由此導(dǎo)致兩者之間的熱傳遞減小。

15、許多可用的冷卻裝置被設(shè)計成使得僅高電流接觸部的部分區(qū)域受到冷卻性能。通常，僅冷卻通向配對插頭的接觸區(qū)域，或線路受到冷卻效果。線路與接觸部之間的連接區(qū)段大多只有在導(dǎo)電供應(yīng)線路是編織狀結(jié)構(gòu)的情況下才被冷卻。

16、在安全方面，許多為高電流接觸部提供的冷卻方案也無法令人信服。可用的冷卻裝置在冷卻失效(例如由于冷卻介質(zhì)泵有缺陷或冷卻介質(zhì)的供應(yīng)線路或?qū)С鼍€路中發(fā)生故障)時無法提供保護或緊急功能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、因此，本發(fā)明的目的在于，改進對插接連接器的現(xiàn)有冷卻方案，使得至少部分地減少現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點并且提高冷卻性能。

2、這個目的通過根據(jù)專利權(quán)利要求1所述的特征組合來實現(xiàn)。

3、根據(jù)本發(fā)明，提出一種插接連接器，該插接連接器被設(shè)計成用于藉由支承在接觸載體中的至少兩個接觸部件來傳輸電功率并在傳輸電功率時冷卻這些接觸部件，插接連接器相應(yīng)地具有連接元件，在連接元件上連接有電線路。在此設(shè)置有(優(yōu)選恰好一條)輸入線路，以向由冷卻殼體界定的、共同的冷卻空間中供應(yīng)冷卻流體，并且相應(yīng)地圍繞線路布置有軟管，以將冷卻流體從冷卻空間輸送走。此外，相應(yīng)的連接元件至少局部地布置在冷卻殼體中，并且包括軟管接納部以用于接納相應(yīng)的軟管，在軟管中接納有對應(yīng)的電線路，使得針對于電線路形成線路冷卻區(qū)域。此外，連接元件包括至少一個開口以用于流動聯(lián)接至少冷卻空間。冷卻殼體具有用于冷卻流體的至少一個入口，該至少一個入口與用于冷卻流體的輸入線路相連接。此外，冷卻殼體包括流動方向控制裝置，該流動方向控制裝置被成型和/或設(shè)計成使得經(jīng)由入口流入的冷卻流體至少在冷卻空間中至少局部地以旋轉(zhuǎn)的方式圍繞相應(yīng)的連接元件流動。

4、其優(yōu)點在于，在被對應(yīng)冷卻的插接連接器中，熱量通過冷卻流體借助于對流被導(dǎo)出，這可以在線纜橫截面相同的情況下實現(xiàn)明顯更小的線纜直徑或明顯更大的電流傳輸。這通過流動方向控制裝置來實現(xiàn)，該流動方向控制裝置實現(xiàn)流體在流入線纜中時的定向，以使流體從開始就具有旋轉(zhuǎn)。以這種方式，優(yōu)化了對流或冷卻流體從載熱體的吸熱，因為流體以盡可能高的速度并且在最大可能的長度上圍繞載熱體流動并且因此停留時間很長。

5、在一個有利的實施變體中提出，流動方向控制裝置將冷卻流體幾乎均勻地分配至相應(yīng)的連接元件，優(yōu)選地，冷卻流體圍繞對應(yīng)的連接元件流動的旋轉(zhuǎn)方向相反。由此，相應(yīng)的連接元件被大致均勻地冷卻。此外，可以以結(jié)構(gòu)上更簡單的方式構(gòu)造和設(shè)計影響流動的裝置。

6、在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，設(shè)置有恰好一條輸入線路和分別與連接元件相連接的恰好兩條電線路，這些電線路分別具有圍繞線路布置的軟管以將冷卻流體從冷卻空間輸送走。在此有利的是，大幅度減小了插接連接器中的壓力降，因為與輸入線路相比，僅一半體積流量的冷卻流體流經(jīng)該插接連接器。附加地，由于入口上的壓力降很低，因此明顯減小了插接連接器的總壓力降。此外，在接觸部件和連接元件上產(chǎn)生大致對稱的溫度分布。

7、在另一個優(yōu)選的實施變體中，根據(jù)本發(fā)明的插接連接器被設(shè)計成使得相應(yīng)的軟管被這樣固定在對應(yīng)的連接元件的軟管接納部處，使得冷卻空間和線路冷卻區(qū)域借助于開口處于流動聯(lián)接。在此，冷卻流體在線路冷卻區(qū)域中至少局部地以旋轉(zhuǎn)的方式圍繞電導(dǎo)體流動。由于對應(yīng)設(shè)計的開口或冷卻空間與線路冷卻區(qū)域的聯(lián)接，盡可能廣泛地在線纜中維持了冷卻流體的旋轉(zhuǎn)。由此，明顯提高了冷卻性能，因為冷卻流體在線纜周圍的路徑以及因此停留時間延長了。

8、在本發(fā)明的一個實施例中提出，冷卻殼體被布置成使得至少在連接元件的線路連接的區(qū)域中針對于電線路形成冷卻空間。其優(yōu)點在于，實現(xiàn)對插接連接器的熱點或被最大程度加熱的區(qū)域之一的冷卻。還有利的實施方案是：線路連接是借助于卷曲連接建立的。

9、根據(jù)本發(fā)明，在另一個有利的變體中提出，冷卻殼體被布置成使得接觸部件至少局部地從冷卻殼體伸出/突出。以這種方式，一方面確保接觸部件的接觸，并且另一方面確保對接觸部件的直接冷卻。

10、在本發(fā)明的插接連接器的一個優(yōu)選實施方案中還提出，流動方向控制裝置包括在入口處形成的、伸入流動區(qū)域中的凸起部，該凸起部為流入的冷卻流體預(yù)先給定流入方向。進一步有利的是，流動方向控制裝置被設(shè)計成使得流入的冷卻流體呈切向地流入冷卻空間。借助于凸起部，在流體流入時實現(xiàn)對流動方向的控制，以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。由于如此設(shè)計的入口或流動方向控制裝置，針對于接觸部件和連接元件實現(xiàn)了切向的流入，由此提高了速度并且相對應(yīng)地還增強了對流和冷卻性能。

11、在本發(fā)明的一個實施例中提出，冷卻殼體、軟管和連接元件通過冷卻殼體適配器相互聯(lián)接。此外，上述部件借助于適當(dāng)?shù)拿芊饧幻芊?。通過冷卻殼體適配器，改善了部件與插接連接器的聯(lián)結(jié)。

12、在另一個有利的實施變體中提出，具有對應(yīng)的電線路的相應(yīng)的軟管被接納在共同的外絕緣層中，其中外絕緣層優(yōu)選地填充有填充物。在此，填充是指向軟管填充適合的填充材料。在一個替代性的實施方案中，輸入線路也被接納在共同的外絕緣層中。以這種方式，為插接連接器提供緊湊且易于操作的線纜。

13、以上公開的特征可以以技術(shù)上可能的方式任意地組合，并且這些特征之間不相互矛盾。