用于電動(dòng)汽車的呈層結(jié)構(gòu)的注塑包封插接器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于借助于電導(dǎo)體傳導(dǎo)電能的裝置，所述電導(dǎo)體被至少一個(gè)電絕緣第二層包圍，該裝置具有至少一個(gè)溫度傳感器，用于檢測(cè)所述電導(dǎo)體的溫度，其中，所述溫度傳感器設(shè)置在電導(dǎo)體與電絕緣第二層之間。
【背景技術(shù)】
[0002]這種類型的用于傳導(dǎo)電能的裝置例如在用于給電動(dòng)汽車充電的電纜或電插接連接裝置中應(yīng)用。對(duì)于給電動(dòng)汽車充電需要的是，在相對(duì)短的時(shí)間內(nèi)傳遞大量電荷到電動(dòng)汽車的電池上。為了使得用于充電的時(shí)間保持很短，充電功率必須相應(yīng)較高，即，在相對(duì)較短的時(shí)間內(nèi)必須將大量電荷傳遞到電池上。這造成了相應(yīng)大的充電流，因?yàn)橛糜诔潆娺^(guò)程的持續(xù)時(shí)間與充電流的增加成比例地下降。然而，較大的充電流導(dǎo)致了用于將電能傳遞到電動(dòng)汽車的蓄電池中的電導(dǎo)體相應(yīng)的發(fā)熱。在此，這個(gè)問(wèn)題基本上還涉及到充電線纜以及電插接連接裝置，利用充電線纜以及電插接連接裝置使充電線纜插接到電動(dòng)汽車上。充電線纜和電插接連接裝置的充電插接器不允許超過(guò)最大的許可溫度，因?yàn)榉駝t可能會(huì)危及操作人員，因?yàn)榭赡軙?huì)形成損壞充電設(shè)備的過(guò)熱并且可能會(huì)形成直至火災(zāi)的系列損害。如果插接連接裝置由于腐蝕而處于惡劣的狀態(tài)，則還明顯地增加了由于插接連接裝置中的電阻的提尚而廣生的廢熱。
[0003]出于上述理由，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)DE 10 2012 200 523 A1已知了一種系統(tǒng)和一種方法，利用該系統(tǒng)和方法使壁式插接器的熱力學(xué)檢測(cè)和控制能夠?qū)崿F(xiàn)，從而在用于電動(dòng)汽車的充電系統(tǒng)中根據(jù)所檢測(cè)到的溫度可以對(duì)負(fù)載進(jìn)行控制。在此，所述系統(tǒng)如此設(shè)計(jì)，使得確定了充電系統(tǒng)與能量源之間的接口上的溫度。在此，所述溫度被溫度傳感器來(lái)檢測(cè)，所述溫度傳感器被包含在插接器組件或者其它殼體或者管道內(nèi)，上述部件都用于使充電系統(tǒng)與能量源相連接。在現(xiàn)有技術(shù)中建議的是，溫度傳感器和引導(dǎo)電壓且中性的插接觸點(diǎn)部分(所述插接觸點(diǎn)部分并不向外延伸)被包封在壓鑄制成的殼體內(nèi)。作為溫度傳感器建議了具有負(fù)向溫度系數(shù)(NTC)的構(gòu)件或者具有正向溫度系數(shù)(PTC)的構(gòu)件。通過(guò)這種方式方法能夠檢測(cè)到插接器組件中的溫度，并且，充電過(guò)程能夠根據(jù)所檢測(cè)到的溫度被如此控制，使得預(yù)設(shè)的溫度不被超過(guò)。
[0004]然而，由現(xiàn)有技術(shù)得出的、利用插接器殼體的溫度傳感器的解決方案具有如下缺點(diǎn):溫度傳感器在電導(dǎo)體上設(shè)置得不夠近，因此不能正確地或者說(shuō)會(huì)有延遲地檢測(cè)到電導(dǎo)體的發(fā)熱。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，根據(jù)本發(fā)明的任務(wù)是，提出一種用于借助于電導(dǎo)體傳導(dǎo)電能的裝置，所述電導(dǎo)體被至少一個(gè)電絕緣第二層包圍，該裝置具有至少一個(gè)溫度傳感器，用于檢測(cè)所述電導(dǎo)體的溫度，其中，所述溫度傳感器設(shè)置在電導(dǎo)體與電絕緣第二層之間，所述裝置允許了對(duì)電導(dǎo)體的溫度的可靠地檢測(cè)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，所述任務(wù)通過(guò)權(quán)利要求1解決，本發(fā)明的有利的構(gòu)型方案由從屬權(quán)利要求和附圖以及說(shuō)明書得以闡述。
[0007]根據(jù)本發(fā)明設(shè)定了，在電絕緣第二層與電導(dǎo)體之間的間隙內(nèi)設(shè)有電絕緣且導(dǎo)熱第一層，并且，溫度傳感器設(shè)置在該電絕緣且導(dǎo)熱第一層的區(qū)域內(nèi)。這意味著，溫度傳感器與電導(dǎo)體借助于電絕緣且導(dǎo)熱第一層被導(dǎo)熱地連接，從而使電導(dǎo)體的熱盡可能快速且不受影響地傳遞到溫度傳感器上。通過(guò)這種方式方法確保了，電導(dǎo)體中的溫度變化盡可能不被削弱地且不被延遲地傳送至溫度傳感器，從而能被溫度傳感器可靠地檢測(cè)到電導(dǎo)體中的溫度變化。
[0008]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的解決方法，在溫度傳感器與電導(dǎo)體之間缺少導(dǎo)熱連接的情況下，溫度傳感器對(duì)于電導(dǎo)體的發(fā)熱僅非常衰減地反應(yīng)，本發(fā)明與該解決方法相比具有顯著的優(yōu)勢(shì)。此外，通過(guò)由溫度傳感器對(duì)實(shí)際溫度的更準(zhǔn)確顯示而增大了有效范圍，因?yàn)橛捎诮?jīng)改善的動(dòng)態(tài)性能而能夠使得與臨界極限(例如最大許可溫度)的差距被減小。這通過(guò)對(duì)溫度變化的更快速的反應(yīng)時(shí)間以及顯著提高的振幅來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)還在于:尤其是不需要改變所述裝置(即用于傳導(dǎo)電能的電纜或者插接連接裝置的插接器)的構(gòu)造，因?yàn)殡妼?dǎo)體保持不變并且溫度傳感器還與該電導(dǎo)體相電絕緣地安裝。由此導(dǎo)致的結(jié)果是:導(dǎo)熱第一層被附加地實(shí)施成電絕緣的。因此促成了，由于插接連接裝置和電纜的布局并沒(méi)有改變而大大縮短了用于滿足電動(dòng)汽車用標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)可程序進(jìn)而變得成本更低廉。根據(jù)本發(fā)明的裝置尤其適用于構(gòu)成對(duì)電動(dòng)汽車充電的電插接器，所述電插接器必須滿足電動(dòng)汽車用的安全要求。
[0010]在本發(fā)明的第一構(gòu)型方案中設(shè)定了，圍繞所述電絕緣第二層和所述電絕緣且導(dǎo)熱第一層周圍設(shè)有外部第三層。所述第三層優(yōu)選以壓鑄工藝來(lái)施加，從而通過(guò)所述方式方法能夠由塑料快速地且價(jià)格適宜地生產(chǎn)出用于電動(dòng)汽車用的充電裝置的插接器。通過(guò)所述方式方法也能稍微地改變所述插接器的外部設(shè)計(jì)，其方式是，根據(jù)設(shè)計(jì)方案將外部第三層簡(jiǎn)單以壓鑄工藝施加。因?yàn)橥獠康谌龑游挥陔娊^緣第二層與電絕緣且導(dǎo)熱第一層之外，因此對(duì)于外部第三層無(wú)需關(guān)于電擊穿強(qiáng)度方面的特殊要求。
[0011]此外有利地設(shè)定了，電絕緣第二層還附加是熱絕緣的。因?yàn)殡娊^緣且導(dǎo)熱第一層將電導(dǎo)體的溫度傳導(dǎo)至溫度傳感器，因此危險(xiǎn)在于:該導(dǎo)熱第一層的熱無(wú)減小地傳遞到電絕緣第二層上。這又意味著，所述熱也能向外傳遞到第三層上進(jìn)而傳遞到插接連接裝置的殼體上。為了使插接連接裝置的殼體的發(fā)熱進(jìn)而第三層的發(fā)熱最小化，根據(jù)本發(fā)明設(shè)定了，電絕緣第二層還附加地是熱絕緣的。因此，從導(dǎo)熱第一層至電絕緣第二層的熱傳遞被阻止或者說(shuō)被禁止，從而使插接連接裝置的外部不被或者僅被輕微地加熱。電絕緣且熱絕緣第二層用于，使通過(guò)插接觸點(diǎn)被導(dǎo)入到第一層中的熱能量在第一層內(nèi)被集中并且大部分不向外導(dǎo)出。因此，由于傳感器上被集中的熱能量而使系統(tǒng)能夠顯著更快速地反應(yīng)。此外，產(chǎn)生的熱可以盡可能地保持遠(yuǎn)離所述外部第三層，從而更好地保護(hù)與插接器接觸的使用者不受到熱的影響。
[0012]此外設(shè)定了，溫度傳感器是PTC-元件或者NTC-元件。在此，優(yōu)選地應(yīng)用PTC-元件，因?yàn)镻TC-元件是斷絲保護(hù)式，因此PTC-元件具有高的響應(yīng)動(dòng)態(tài)，并且，兩個(gè)串聯(lián)的溫度傳感器還能被簡(jiǎn)單地分析處理。
[0013]此外有利地設(shè)定了，電絕緣且導(dǎo)熱第一層由經(jīng)硬化的流體、尤其Gap-Filler 4000構(gòu)成。通過(guò)應(yīng)用經(jīng)硬化的流體能更簡(jiǎn)便地生產(chǎn)出電絕緣且導(dǎo)熱第一層，其方式是，使所述流體例如圍繞插接觸點(diǎn)和插接器的電導(dǎo)體地澆鑄，然后硬化。此外，可以在硬化前放入所需的溫度傳感器，所述溫度傳感器在硬化時(shí)于是在電絕緣且導(dǎo)熱第一層內(nèi)固定。相應(yīng)的硬化流體例如Gap-Filler 4000(—種熱流體)可能與貝格斯公司(Fa.Bergquist)有關(guān)。其它硬化流體也可以例如根據(jù)兩組分原理(Zweikomponentenprinzip)應(yīng)用，所述硬化流體的組分在加熱或通過(guò)氧氣影響時(shí)反應(yīng)且硬化，這種填充流體可能例如與格羅森克內(nèi)滕(Ahlhorn)的繆勒公司(Fa.Dr.Muller)有關(guān)。
[0014]在本發(fā)明的另一個(gè)構(gòu)型方案中設(shè)定了，電絕緣且導(dǎo)熱第一層由熱傳導(dǎo)帶(尤其是由GAP-Pad 5000材料制成的熱傳導(dǎo)帶)構(gòu)成。在這種情況下，電導(dǎo)體被熱傳導(dǎo)帶包圍，所述熱傳導(dǎo)帶收集該電導(dǎo)體的熱。同時(shí)，溫度傳感器設(shè)置在熱傳導(dǎo)帶的內(nèi)部并且與熱傳導(dǎo)帶相接觸，從而被熱傳導(dǎo)帶所接收的熱被傳遞到溫度傳感器上。通過(guò)所述方式方法也同樣可以盡可能多且快地將電導(dǎo)體的熱通過(guò)熱傳導(dǎo)帶傳遞到溫度傳感器上，以便因此能夠通過(guò)溫度傳感器對(duì)電導(dǎo)體的溫度變化盡可能快速且準(zhǔn)確地測(cè)量。熱傳導(dǎo)帶在此由SIL-PAD-材料構(gòu)成，所述SIL-PAD-材料可以同樣涉及到貝格斯公司的產(chǎn)品型號(hào)Gap-Pad 5000。
[0015]在本發(fā)明的另一構(gòu)型方案中設(shè)定了，溫度傳感器附加地具有自身的電絕緣部。溫度傳感器的電絕緣部可以由收縮軟管形成，所述收縮軟管同樣能良好地導(dǎo)熱，以便不影響所述溫度傳感器的動(dòng)態(tài)性能。已經(jīng)電絕緣的溫度傳感器的應(yīng)用簡(jiǎn)化了在制造插接連接裝置時(shí)傳感器在電絕緣且導(dǎo)熱第一層內(nèi)的布置，因?yàn)樵诖藗鞲衅鞯牟贾貌恍枰浅＞_。而且在這種情況下，傳感器非常靠近電導(dǎo)體的這種布置也不會(huì)造成任何危險(xiǎn)，因?yàn)閭鞲衅饕呀?jīng)電絕緣進(jìn)而即使在電絕緣且導(dǎo)熱第一層較薄的情況下在溫度傳感器與電導(dǎo)體之間的區(qū)域內(nèi)仍確保了電擊穿強(qiáng)度。
[0016]此外有利地設(shè)定了，溫度傳感器在預(yù)設(shè)臨界溫度的情況下具有電阻值與溫度相關(guān)的指數(shù)變化(指數(shù)函數(shù))。這意味著，一旦超過(guò)預(yù)設(shè)臨界溫度，則溫度傳感器在達(dá)到預(yù)設(shè)臨界溫度時(shí)特別強(qiáng)烈地反應(yīng)，并且因此輸出相應(yīng)的強(qiáng)烈信號(hào)。因此，能夠安全可靠地檢測(cè)到對(duì)最大許可的預(yù)設(shè)臨界溫度的超出，其方式是能確保足夠的信號(hào)強(qiáng)度。
[0017]此外設(shè)定了，所述裝置是電插接連接裝置的插接器，并且，電導(dǎo)體在插接器的內(nèi)側(cè)上以金屬的插接觸點(diǎn)的形式結(jié)束，所述金屬的插接觸點(diǎn)被引導(dǎo)至插接器的外側(cè)，用于電接觸對(duì)應(yīng)于該插接器的對(duì)應(yīng)件。在所述情況下，電導(dǎo)體在插接器的內(nèi)側(cè)上以金屬的插接觸點(diǎn)的形式結(jié)束，所述金屬的插接觸點(diǎn)被引導(dǎo)至插接器的外側(cè)，以便在此被插接到該插接器的對(duì)應(yīng)件(例如插座)中。這意味著，電插接器的標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造(專業(yè)術(shù)語(yǔ)稱為插接橋，SteckerbrUcke)能夠毫無(wú)問(wèn)題地應(yīng)用，并且因此也無(wú)需改變插接器的結(jié)構(gòu)。這避免了(如開頭所提及的)其它認(rèn)可程序進(jìn)而降低了成本。已經(jīng)在高