用于电力驱动车辆的充电插座的制作方法

本发明涉及一种用于电力驱动车辆的充电插座以及一种用于加热这种充电插座的至少一个接触部分的方法。

背景技术

已知的是，电力驱动车辆具有电池设备，这些电池设备用作电功率的储存器，以便能够用电动机来驱动车辆。不仅在组合的驱动可能方案中(即，在混合驱动装置或增程器的情况下)、而且在纯电力驱动车辆中，这些电池提供有充电插座，该充电插座被设计成用于与充电插头电接触。这种“电加油”通常如此进行：即，打开该充电插座，并且接着将相关联的、适配的充电插头插入该充电插座的对应的接触部分中。接着开始充电过程，在该充电过程中，电流可以经由充电插座对车辆中的电池设备充电。

这些已知的解决方案的缺点是：充电插座基本上只以被动方式来提供。被动的充电插座通常也足以能够在正常使用条件下确保充电过程。然而尤其在冷的条件下、优选在低于冰点的条件下，存在极端的天气条件。在这种已知的充电插座中，这可能导致尤其在充电周期开始时出现变得困难的充电条件。还可能的是：由于潮湿、结冰或部分结冰的侵入而阻碍充电过程，或者甚至在机械方面阻止或至少使得将充电插头插入充电插座中变得困难。

技术实现要素：

本发明的目的是至少部分地消除上述缺点。本发明的目的尤其在于，以成本有效且简单的方式确保即便在充电插座的温度较低时也能够安全地利用。

上述目的是通过一种具有如下项1的特征的充电插座和一种具有如下项9的特征的方法来实现的。自如下项2-8和10、说明书和附图中得到本发明的另外的特征和细节。在此，结合根据本发明的充电插座描述的特征和细节自然也适用于与根据本发明的方法相结合，并且相应地反之亦然，使得始终交替地参考或能够参考关于本发明的各个方面的公开内容。

1.一种用于电力驱动车辆的充电插座，该充电插座具有基体，该基体具有至少一个带有电触点的接触部分，该接触部分用于形状配合地容纳充电插头的具有多个配对电触点的配对接触部分，以便在这些电触点与这些配对电触点之间形成电充电连接，其特征在于，该基体具有至少一个加热元件用于加热该至少一个接触部分。

2.根据如上项1所述的充电插座，其特征在于，该至少一个加热元件至少区段式地、尤其完全地围绕该至少一个接触部分而安排。

3.根据如上项1或2所述的充电插座，其特征在于，在该至少一个接触部分与该至少一个加热元件之间形成电绝缘的绝缘间距。

4.根据如上项1或2所述的充电插座，其特征在于，该至少一个加热元件至少部分地、尤其完全地嵌入到该基体中。

5.根据如上项1或2所述的充电插座，其特征在于，该至少一个加热元件具有以下实施方式中的至少一者：

-电加热元件，

-用于加热流体的加热通道。

6.根据如上项1或2所述的充电插座，其特征在于，该基体具有用于检测传感器参数的、尤其呈温度传感器和/或湿度传感器的形式的至少一个传感器元件。

7.根据如上项1或2所述的充电插座，其特征在于，至少两个加热元件被安排在该基体中并且能够由切换装置彼此单独地控制。

8.根据如上项1或2所述的充电插座，其特征在于，在该基体中设计有用于不同充电插头的不同配对接触部分的至少两个接触部分。

9.一种用于加热电力驱动车辆的充电插座的至少一个接触部分的方法，该充电插座尤其具有如上项1至8之一所述的特征，该方法具有以下步骤：

-启动至少一个加热元件，

-利用所启动的加热元件产生热，以加热该至少一个接触部分。

10.根据如上项9所述的方法，其特征在于，该至少一个加热元件的启动是通过启动信号来进行，尤其是通过以下各项之一：

-温度信号，尤其是温度传感器的温度信号，

-湿度信号，尤其是湿度传感器的湿度信号，

-车辆的使用信号。

本发明的充电插座用于电力驱动车辆的充电。为此，该充电插座具有基体，该基体具有至少一个带有电触点的接触部分，该接触部分被设计成用于形状配合地容纳充电插头的具有多个配对电触点的配对接触部分，以便在这些电触点与这些配对电触点之间形成电充电连接。根据本发明，该充电插座的突出之处在于：该基体具有至少一个加热元件用于加热该至少一个接触部分。

因此，本发明的充电插座基于被动充电插座的已知解决方案构造并且用附加功能对其加以改进。现在，这种附加功能允许实现加热充电插座或充电插座的至少一部分。在此就本发明意义上，加热元件被理解为这样的部件：即，该部件能够将热输入充电插座的基体中且尤其是接触部分的区域中。热的输入在此可以通过导热、热辐射、和/或热传递实现。在此在本发明的意义上，基于整个系统的简易性、轻便性和减小的复杂性，特别优选的是电加热元件。电加热元件在此尤其被设计为电阻加热元件(因此优选加热丝)，该电阻加热元件在通电的情况下由于电阻而发热并且可以以这种方式通过导热和热传递将所产生的热量或热输出至接触部分并将其经由基体而输出。

但显然在本发明范围内也可以单独地或额外地设想加热元件的其他技术实现可能性。因此，加热元件例如也可以借助加热流体被使用，因此借助于呈热水或热气体形式的被加热的流体经对应的热通道将所述流体送入基体的区域中并在那里进而通过热传递和导热得到接触部分的加热可能性。

特别优选的是，该加热元件使用原则上存在于车辆中的介质。如果加热元件是电加热元件，则为此所需的能量从车载电网中提取。如果使用冷却流体作为加热元件，则该冷却流体尤其与用于经加热的空气的车辆的热机或对应的热回路组合。

现在借助于在充电插座上的根据本发明的加热元件可能的是：能够保证对充电插座的尤其在低温范围内的主动调温。因此，如果例如确定了车辆处于低于冰点的极端天气状况下，则该加热元件可以就像随后还将参照本发明方法来阐述的那样被启动。借助所述启动，开始充电插座的相应接触部分或基体的加热过程。通过所述加热，基体温度升高，从而在充电过程开始时在充电插头插在充电插座中的情况下已经可以假定有限定的温度状况，该温度状况尤其不同于低于0℃的温度下的极端温度状况。通过这种方式，还可以对应地融化因潮湿和入侵的水而产生的冰或雪并通过这种方式将其以液态形式从充电插座除去。

由于已经在将充电插头插入充电插座之前借助加热元件进行加热，所以可以通过融化和流体化排出或液态排出来避免可能由雪或冰垢引起的实际的机械堵塞，从而即便在极端天气条件下也可以在打开充电插座之后简单且快速地以熟悉的方式实现插入相关联的充电插头。

在本发明的意义上，接触部分尤其被理解为标准化的接触部分，其具有两个或更多个电触点。接触部分就其几何形状而言对应于充电插头的配对接触部分，因此，形状配合的容纳在此预定并限定了正确的电接触。显然，针对不同的充电机制，例如针对直流电充电与交流电充电之间的区别，也提供了这样的充电插座：即，该充电插座具有两个或更多个不同接触部分。在本发明意义上，也可以在一个单独的充电插座中提供相同的接触部分，以便例如能够用两个或更多个相同的充电插头同时保证将更高的功率传输到车辆的一个或多个电池设备中。该加热元件在这样的情况下显然被设计成用于给这样的充电插座的这些接触部分中的至少一个、但优选两个或更多个(如果不是所有接触部分的话)供应对应的加热功率。

可能有利的是：在本发明的充电插座中，该至少一个加热元件至少区段式地、尤其完全地围绕该至少一个接触部分而安排。距相应的接触部分的间距在此优选是相同的或基本相同的，从而从加热元件的热产生点至接触部分上的相应的触点所要经过的热传输路径对于加热元件的所有位置是相同的或基本相同的。因此，围绕相应的接触部分的环形或圆形安排带来了环形加热可能性，从而可以近似从所有侧将希望的加热功率输入该接触部分中。除了改善加热功率外，这尤其使得在加热元件接通时对接触部分均匀加热。这种均匀加热尤其使得除了改善加热行为外，还能够以更小的、且功率更低的、且因而更便宜以及更简单的加热元件来工作。根据本发明的、给充电插座提供加热元件的核心思想由此可以通过更简单且更成本有效的方式来实现。

此外有利的是：在本发明的充电插座中，在该至少一个接触部分与该至少一个加热元件之间形成电绝缘的绝缘间距。绝缘间距被理解为这样的间距：即，该间距也作为热传递路径而存在，以便在基体内将由加热元件提供的热传递给接触部分。绝缘间距在此尤其涉及在绝缘间距的一侧的加热元件的导电部件与接触部分的导电部件、尤其是在绝缘间距的另一侧的接触部分的电触点的间距。因此，绝缘间距用于在加热元件的导电部件与接触部分的导电元件之间提供电绝缘作用。绝缘间距在此优选适配于对应的法律规定以避免泄漏电流或过电压，其可能导致在加热元件与接触部分之间的电流流出。在绝缘间距中的绝缘作用尤其由该基体的在该绝缘间距中的对应电绝缘的材料来提供。

同样有利的是：在本发明的充电插座中，该至少一个加热元件至少部分地、尤其完全嵌入该基体中。所述嵌入具有多个优点。一方面，通过这种方式保证了对于加热元件的机械以及外观保护。即，该加热元件即便在充电插座打开时既看不到、也摸不到。如果该加热元件在优选实施方式中是电加热元件，则由于具有电绝缘材料的基体，利用嵌入也提供了该电作用的加热元件的电绝缘。尤其是通过这种方式获得了更好的导热，这是因为在将加热元件嵌入该基体的材料中的情况下提供了在基体与加热元件之间的表面的直接接触。这种直接接触优选避免了任何气隙，从而可以实现没有气隙地直接将热从加热元件传输到该基体中。由此所出现的热阻减小，从而可以更快速、更容易、且以更小的加热功率看到在接触部分的所期望的热学加热效果。

同样有利的是：在本发明的充电插座中，该至少一个加热元件具有以下实施方式中的至少一者：

-电加热元件，

-用于加热流体的加热通道。

以上列举并非穷尽的清单。显然，加热元件的不同实施方式可以在单独的充电插座中自由相互组合。但在这种情况下优选使用电加热元件。在此，在设计加热元件时着重于此地使用对应的介质，所述介质以电流或热空气的形式已存在于车辆中。作为电加热元件，优选采用电阻加热元件，其例如能够被设计为加热丝或加热螺线圈。

此外有利的是：在本发明的充电插座中，该基体具有用于检测传感器参数的、尤其呈温度传感器或湿度传感器形式的至少一个传感器元件。因此，该传感器元件用于检测传感器参数，该传感器参数具有对接触部分或对接触部分、基体和/或整个充电插座的状态进行对应说明的作用。在此，该传感器元件可以是简单的传感器元件，其例如可以识别充电插座的充电盖的打开状态。对充电插头的插入位置的识别也可以借助这样的传感器元件来提供。但优选也提供以下的传感器元件，其可以提供关于需要接通加热元件的信息。因此，对应的传感器元件可以用于借助温度传感器依据外界温度来识别极端天气条件。结冰的危险可以由作为该充电插座内的传感器元件的对应的湿度传感器来识别。显然，也可以设想机械传感器，其可以直接或间接地感测充电插座的阻塞或由冰导致的机械堵塞。因此，传感器元件的使用尤其可以改善之后还将阐述的加热方法和由此对加热元件的控制或调整，或者甚至针对相应的使用目的来优化。

此外可以有利的是：在本发明的充电插座中，至少两个加热元件被安排在该基体中并且能够由切换装置彼此单独地控制。为了能够在该基体内的不同的位置上提供不同的加热功率，两个或更多个加热元件是可行的。因此例如可以设想的是，用于不同的充电可能性的组合式充电插座具有不同的接触部分。在此，可以专门针对每个接触部分提供一个加热元件。因此，现在如果期望利用第一接触部分充电，则用加热元件加热该第一接触部分就足够了。相比之下，如果第二接触部分被用于充电，则专门地并且相关联地与之连接的加热元件被施加电流并且同样在那里输入加热功率。现在，所描述切换装置允许以定量方式以及定性方式提供对单独加热元件的单独控制，以便可以非常灵活地以针对具体的个别情况而设计的方式在基体中输入加热功率。

此外有利的是：在本发明的充电插座中，在该基体中设计有用于不同充电插头的不同配对接触部分的至少两个接触部分。如已在前一段落中所阐述地，可以提供不同的接触部分用于不同的充电情况。尤其，在此可以将用于交流电的充电可能性与用于直流电的充电可能性区分开。这些单独的接触部分可以相同地设计，但通常具有不同数量和形状的接触部分或电触点。接触部分的数量优选与加热元件的数量相关联，因此至少还为每个接触部分提供一个单个的且可单独切换的加热元件。显然，也可以针对一个接触部分采用两个或更多个加热元件。

同样地，本发明的主题是一种用于加热电力驱动车辆的尤其根据本发明的充电插座的至少一个接触部分的方法，该方法具有以下步骤：

-启动至少一个加热元件，

-利用所启动的加热元件产生热，以加热该至少一个接触部分。

通过参照根据本发明的充电插座，通过该方法获得了与明确参照本发明的充电插座所阐述的优点相同的优点。所述启动和热产生在加热元件启动的情况下优选以通电方式进行。

本发明的方法可以如下改进：即，该至少一个加热元件的启动是通过启动信号来进行，尤其是通过以下各项之一：

-温度信号，尤其是温度传感器的温度信号，

-湿度信号，尤其的湿度传感器的湿度信号，

-车辆的使用信号。

以上列举并非穷尽的清单。例如驾驶员的或车辆本身的利用行为可以用作使用信号。因此，可以利用开门、关门、启动发动机、停止发动机或例如启动充电过程，该启动充电过程例如可以通过将充电插头插入充电插座中而被识别。如果提供了对应的传感器元件，则也可以将其中产生的传感器参数用作在本发明方法的意义上的启动信号。

附图说明

本发明的其他的优点、特征和细节将从以下说明中显现，在以下说明中参照附图对本发明的实施例进行详细说明。在此，在如上项1-10和说明书中提及的特征可能分别以其本身单独地或以任意的组合方式对本发明是必要的。附图示意性地示出：

图1本发明的充电插座的第一实施方式，

图2本发明的充电插座的另一实施方式，

图3本发明的充电插座的另一实施方式，以及

图4本发明的充电插座的另一实施方式。

具体实施方式

图1示出本发明的充电插座10的第一实施方式，该充电插座具有唯一的接触部分30。这个接触部分被设计成用于利用处于交流电模式的、对应的充电插头的充电周期。单独的电触点32被安排在接触部分30内，该接触部分具有如下几何形状：即，该几何形状被设计成与为此有待使用的充电插头的相关联的配对接触部分互补。单独的电触点32可以在插入充电插头时与配对电触点电接触，从而可以通过电接触实现电流传输并且由此实现对所连接的车辆的电池装置的充电。

为了能够确保用于根据图1的充电插座10的本发明的加热功能，在此提供了加热元件40，该加热元件围绕整个接触部分30而安排。加热元件40在此是以电加热方式设计的，因此例如可以提供电阻加热装置作为加热丝。在加热元件40与接触部分30之间的间距在此被视作绝缘间距50，且尤其关于其电绝缘作用由基体20的材料来保证。加热元件40在此完全地或基本完全地嵌入充电插座10的基体20中。

图1示出两个改进方案：即，一方面是切换装置70，该切换装置尤其相对于未进一步展示的其他加热元件40而言单独地、且专门针对相应的加热元件40来切换该加热元件40。为了执行如根据本发明所提出的方法，同样可以使用切换装置70，并且在此优选还使用传感器元件60的传感器信号。此处的这两个传感器元件在此被设计为温度传感器和湿度传感器。

图2示出本发明的充电插座10的另一实施方式。这个实施方式原则上是基于根据图1的实施方式的技术设计。然而在此提出了加热元件40的较小的构型，该较小的构型由此提供了距接触部分30和距电触点32的较大的绝缘间距50。基体20同样再次形成了用于该充电插座10的底座。该作用方式与针对图1所描述的作用方式相同。

图3示出按照本发明的方式的充电插座10的另一实施方式。在此，现在提供了两个单独的加热元件40，这两个加热元件是相对于具有电触点32的唯一接触部分30来提供的。借助于切换装置70，这两个加热元件40能够被单独控制并且能够适配于具体情况。两个加热元件40在此也嵌入在充电插座10的基体20中。

现在，图4示出具有两个单独的接触部分30的实施方式，这些接触部分具有两个电触点32。下接触部分30在此优选被提供用于利用直流电源和对应的充电插头来充电。上接触部分30优选是与已在图1至图3中看到的接触部分相同的接触部分。在此，为两个接触部分30提供了共用的并且环形围绕的加热元件40，该加热元件同样可以再次借助切换装置70来控制，以便能够提供用于对这两个接触部分30进行调温的加热功率。

本发明仅在示例范围内对该实施方式的上述解释进行描述。当然，在不脱离本发明的范围的情况下，这些实施方式的单独的特征(只要技术上有意义)能够彼此自由组合。