DE-102023132156-B4 - HOCHVOLT-KONTAKTSYSTEM

Abstract

Hochvolt-Kontaktsystem (100), mit: zwei Hochvolt-Kontakten (101, 102), die ausgebildet sind, eine Hochvolt-Verbindung in einem batteriebetriebenen Fahrzeug auszuformen; einem Temperatursensor (103), der zwischen den beiden Hochvolt-Kontakten (101, 102) angeordnet ist, und ausgebildet ist, eine Temperatur basierend auf Temperaturen von beiden der zwei Hochvolt-Kontakte (101, 102) zu erfassen; und einem wärmeleitfähigen, elektrisch isolierenden Element (104), welches den Temperatursensor (103) einbettet und die beiden Hochvolt-Kontakte (101, 102) kontaktiert, wobei das wärmeleitfähige, elektrisch isolierende Element (104) eine Wärmebrücke zwischen den beiden Hochvolt-Kontakten (101, 102) und dem Temperatursensor (103) bildet, so dass der Temperatursensor (103) die Temperatur basierend auf den Temperaturen von beiden der Hochvolt-Kontakte (101, 102) erfassen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeleitfähige, elektrisch isolierende Element (104) ein Elastomer ist und der Kontakt zwischen dem wärmeleitfähigen, elektrisch isolierenden Element (104) und den beiden Hochvolt-Kontakten (101, 102) über eine Überpressung des Elastomers über die beiden Hochvoltkontakte (101, 102) oder eine Einpressung der beiden Hochvoltkontakte (101, 102) in das Elastomer ausgebildet ist, wobei die Überpressung oder Einpressung eine luftspaltfreie Wärmebrücke zwischen dem wärmeleitfähigen, elektrisch isolierenden Element (104) und den beiden Hochvolt-Kontakten (101, 102) ausformt.

Inventors

• Dominik Pflumm
• Simon Eggl
• Robert Saller

Assignees

• Lisa Dräxlmaier GmbH

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20231117

Claims (7)

1. Hochvolt-Kontaktsystem (100), mit: zwei Hochvolt-Kontakten (101, 102), die ausgebildet sind, eine Hochvolt-Verbindung in einem batteriebetriebenen Fahrzeug auszuformen; einem Temperatursensor (103), der zwischen den beiden Hochvolt-Kontakten (101, 102) angeordnet ist, und ausgebildet ist, eine Temperatur basierend auf Temperaturen von beiden der zwei Hochvolt-Kontakte (101, 102) zu erfassen; und einem wärmeleitfähigen, elektrisch isolierenden Element (104), welches den Temperatursensor (103) einbettet und die beiden Hochvolt-Kontakte (101, 102) kontaktiert, wobei das wärmeleitfähige, elektrisch isolierende Element (104) eine Wärmebrücke zwischen den beiden Hochvolt-Kontakten (101, 102) und dem Temperatursensor (103) bildet, so dass der Temperatursensor (103) die Temperatur basierend auf den Temperaturen von beiden der Hochvolt-Kontakte (101, 102) erfassen kann, dadurch gekennzeichnet , dass das wärmeleitfähige, elektrisch isolierende Element (104) ein Elastomer ist und der Kontakt zwischen dem wärmeleitfähigen, elektrisch isolierenden Element (104) und den beiden Hochvolt-Kontakten (101, 102) über eine Überpressung des Elastomers über die beiden Hochvoltkontakte (101, 102) oder eine Einpressung der beiden Hochvoltkontakte (101, 102) in das Elastomer ausgebildet ist, wobei die Überpressung oder Einpressung eine luftspaltfreie Wärmebrücke zwischen dem wärmeleitfähigen, elektrisch isolierenden Element (104) und den beiden Hochvolt-Kontakten (101, 102) ausformt.
2. Hochvolt-Kontaktsystem (100) nach Anspruch 1 , wobei der Temperatursensor (103) mittig zwischen den beiden Hochvolt-Kontakten (101, 102) angeordnet ist, so dass er eine Temperatur erfassen kann, die zwischen der Temperatur eines ersten (101) der zwei Hochvolt-Kontakte (101, 102) und der Temperatur eines zweiten (102) der zwei Hochvolt-Kontakte (101, 102) liegt.
3. Hochvolt-Kontaktsystem (100) nach Anspruch 1 oder 2 , wobei der Temperatursensor (103) in das Elastomer (104) eingelegt ist oder von dem Elastomer (104) umspritzt ist.
4. Hochvolt-Kontaktsystem (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit: einem zweiten elektrisch isolierenden Element (105), das zwischen den beiden Hochvolt-Kontakten (101, 102) angeordnet ist und ausgebildet ist, die beiden Hochvoltkontakte (101, 102) elektrisch voneinander zu isolieren; wobei das wärmeleitfähige, elektrisch isolierende Element (104) als eine Weichkomponente ausgeformt ist und das zweite elektrisch isolierende Element (105) als eine Hartkomponente ausgeformt ist.
5. Hochvolt-Kontaktsystem (100) nach Anspruch 4 , wobei das wärmeleitfähige, elektrisch isolierende Element (104) als eine 2K-Spritzguss Weichkomponente ausgeformt ist und das zweite elektrisch isolierende Element (105) als eine 2K-Spritzguss Hartkomponente ausgeformt ist.
6. Hochvolt-Kontaktsystem (100) nach Anspruch 4 oder 5 , wobei jeder der zwei Hochvolt-Kontakte (101, 102) eine Einkerbung (101a, 102a) aufweist und wobei das wärmeleitfähige, elektrisch isolierende Element (104) zwei Nuten (104a, 104b) aufweist, welche in die entsprechenden Einkerbungen (101a, 102a) der Hochvolt-Kontakte (101, 102) eingepresst sind, und jeweils luftspaltfreie Verbindungen mit den Hochvolt-Kontakten (101, 102) ausformen.
7. Hochvolt-Kontaktsystem (100) nach Anspruch 6 , wobei das wärmeleitfähige, elektrisch isolierende Element (104) eine dritte Nut (104c) aufweist, die zwischen den beiden Hochvolt-Kontakten (101, 102) angeordnet ist und an dem zweiten isolierenden Element (105) befestigt ist, wobei die dritte Nut (104c) eine luftspaltfreie Verbindung mit den beiden Hochvolt-Kontakten (101, 102) ausformt.

Description

Technisches Gebiet Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochvolt (HV)-Kontaktsystem mit zwei Hochvolt-Kontakten zum Ausformen einer Hochvolt-Verbindung, beispielsweise mit einer Antriebseinheit oder mit einer Hochvolt-Batterie eines batteriebetriebenen Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft insbesondere Techniken zur Temperaturmessung mit einem Temperatursensor für beide Gleichstromkontakte eines Hochvolt-Kontaktsystems. Stand der Technik Die Messung von Temperaturen in Hochvolt-Steckersystemen bzw. Hochvolt-Kontaktsystemen in der Automobilindustrie trägt dazu bei, eine thermische Überlastung des Steckersystems und der zugehörigen Leitungen zu verhindern. Darüber hinaus können mögliche mechanische Beschädigungen und/oder Alterungseffekte, die zu erhöhten oder sogar kritischen Temperaturen im Steckverbinder-System führen können, erkannt und so Maßnahmen zur Vermeidung weiterer Schäden ergriffen werden. Bisherige Serienlösungen messen die Kontaktpole (+ oder -) mit jeweils einem Temperatursensor. Die Verwendung von zwei Temperatursensoren ist mit einem erhöhten Bauraum und erhöhter Komplexität des Steckersystems und damit hohen Herstellungskosten verbunden. Das Überwachen der Temperatur zweier Kontakte mit einem gemeinsamen Temperatursensor ist beispielsweise aus der oberbegrifflich dem Patentanspruch 1 zu Grunde gelegten CN 1 13 594 799 A bekannt. In der CN 2 17 562 844 U wird ein Stromanschluss zum elektrischen Verbinden mit dem Ladeanschluss offenbart, aus der US 2016 / 0 104 978 A1 geht ein elektrisches Zubehörteil hervor. Die JP 2002 - 352 635 A beschreibt ein Netzkabel zur Stromversorgung eines elektrischen Geräts. Aus der JP H04 - 2 480 U geht ein System zur Korrektur der Achsenfehlausrichtung hervor. Die DE 10 2020 116 533 A1 legt ein Hochstromkontaktiereinrichtung offen. Aus der DE 10 2018 133 100 A1 geht eine Temperaturerfassungseinheit hervor und aus der DE 10 2019 114 229 A1 ist ein Ladestecker bekannt. Beschreibung der Erfindung Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Kontaktsystem zur elektrischen Kontaktierung der Kontaktpole der Hochvoltbatterie zu schaffen, bei dem die Temperatur der Kontaktpole bauraumeffizient und kostengünstig überwacht werden kann. Die Aufgabe wird durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben. Die erfinderische Lösung basiert auf der Idee, einen Temperatursensor zu nutzen, der an beide Gleichstromkontakte (Plus und Minus) thermisch mit einem wärmeleitfähigen und isolierenden Elastomer gekoppelt ist. Der Temperatursensor kann dabei mittig zwischen beide Gleichstromkontakte (DC+ und DC-) angeordnet sein und mit einem wärmeleitfähigen, isolierenden Elastomer umhüllt (beispielsweise umspritzt oder eingelegt) sein, das an beide Gleichstromkontakte kontaktiert. Dieses Silikon haftet beispielsweise an einer Hartkomponente, um die Kriechstreckenfestigkeit, gegebenenfalls durch ein 2K Spritzgussverfahren, sicherzustellen. Durch die Überpressung zwischen dem Elastomer und den HV-Kontakten kann eine gute thermische Wärmeübertragung stattfinden und auf weitere Wärmeleitelemente wie Gap-Filler (d.h. Materialien zum Ausfüllen von Luftspalten) verzichtet werden. Dies hat zur Folge, dass die Komplexität und Kosten des Sensorsystems auf ein Minimum reduziert werden können und trotzdem eine ausreichend gute Temperaturmessung erzielt werden kann. Die erfinderische Lösung führt damit zu einer kostengünstigen Temperaturmessung bei gleichzeitiger Bauraumreduzierung. Die Komplexität des Steckersystems kann damit reduziert (bzw. entflochten) werden. Beide HV-Kontakte lassen sich mit nur einem Sensor messen. Eine thermische Überlastung im Stecksystem bzw. Kabelsatz („Derating“) kann frühzeitig erkannt werden. Zudem können mechanische Schädigungen durch zum Beispiel Alterung erkannt werden, die eine erhöhte thermische Belastung zufolge haben. Gemäß einem ersten Aspekt wird die oben beschriebene Aufgabe gelöst durch ein Hochvolt-Kontaktsystem, mit: zwei Hochvolt-Kontakten, die ausgebildet sind, eine Hochvolt-Verbindung in einem batteriebetriebenen Fahrzeug auszuformen; einem Temperatursensor, der zwischen den beiden Hochvolt-Kontakten angeordnet ist, und ausgebildet ist, eine Temperatur basierend auf Temperaturen von beiden der zwei Hochvolt-Kontakte zu erfassen; und einem wärmeleitfähigen, elektrisch isolierenden Element, welches den Temperatursensor einbettet und die beiden Hochvolt-Kontakte kontaktiert, wobei das wärmeleitfähige, elektrisch isolierende Element eine Wärmebrücke zwischen den beiden HV-Kontakten und dem Temperatursensor bildet, so dass der Temperatursensor die Temperatur basierend auf den Temperaturen von beiden der Hochvolt-Kontakte erfassen kann. Die zwei Hochvoltkontakte können beispielsweise eine Hochvolt-Verbindung mit einer Traktionseinheit bzw. einer Antriebseinheit des batteriebetriebenen Fahrzeugs ausformen oder s