借助于叠加测试频率检测插接器中温度的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于借助至少一个温度传感器检测出电流导体中温度的设备，该温度传感器输出由于温度变化而频率变化的信号。
【背景技术】
[0002]在必须传输高电功率的电流导线和插接连接器中可能会在运行中发热。这种发热在此不允许超过许可的最大温度，因为否则对环境造成危险或者损坏导线和插接连接器。因此必须在超过不许可的温度的情况下中断功率传输，其方式是，操作相应开关并且将线缆与电网分离。这样的情况经常在蓄电池充电时(特别是在电动交通工具中)产生。为了将电动交通工具中的充电时间保持尽可能短，要传输非常高的电功率，这导致了充电线缆和插接连接器的相应发热。为了能够监测充电线缆和插接连接器中的温度，由现有技术已知温度传感器，如PTC或NTC，将温度传感器置入且焊接到线缆或插接连接器中并且通过附加的信号线路将关于充电线缆中或者插接连接器中的温度的信息输出给充电电子装置的控制器。如果温度传感器报告出过高的温度，则充电电子装置关断电压供应，从而充电线缆和插接连接器又冷却。
[0003]对于该方法不利的是，温度传感器需要独立的信号线缆，该信号线缆附加于电流导体必须设置在线缆中。由公开文献DE 102011087262B4已知一种被动式可无线读取的温度传感器，该温度传感器不需要信号线缆便将检测到的温度转发给控制器。被动式可无线读取的温度传感器在此通过磁或电磁式发送交变场来激活并且供能。被动式温度传感器耦合到发送交变场例如通过发送线圈或天线实现。如果相应的交变电磁场此时从外部耦入，则无线式温度传感器产生与温度相关的传感器信号，该传感器信号又作为输出信号输出。该信号于是可以由无线式接收器读取并且由此无线地求取到温度。对于该设备不利的是，在此必须设有耗费的传感器和接收单元。此外必须作出相应的预防措施，以使传感器和接收器不被其它无线电频率干扰。
[0004]用于温度分析处理的另一电路由公开文献DE 102007039951A1已知。在此检测到功率半导体的温度，其中，温度检测通过开关电路中的光电耦合器与功率半导体电隔离。在此，在功率半导体中设有以NTC或PTC传感器形式的温度传感器，该温度传感器用作具有电阻R和电容C的振荡回路的一部分。电阻R在此通过温度敏感的传感器PTC或NTC形成。如果温度变化，则电阻R进而振荡回路频率也变化。通过这种方式和方法，可以通过分析处理电子装置检测到变化的频率并且由此推断出功率半导体的温度。由此可以监测该功率半导体中的温度并且在过强发热的情况下关断该功率半导体。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的任务在于，实现一种用于检测出电流导体中温度的设备，与现有技术不同的是，该设备不需要附加的信号线路并且不需要耗费的发送和接收电子装置。
[0006]该任务按照本发明通过权利要求1解决，本发明有利的设计方案产生于从属权利要求和附图。在本发明中，与温度相关的、频率可变的构件在电流导体中安置在任意位置上并且用作温度传感器。特别是，温度传感器也可以安装在插接器中电流导体的端部上。温度传感器的信号在此通过电流导体自身传送，其方式是，将相应的信号频率馈入并且通过温度传感器将其改变。被温度传感器改变频率的信号于是经由电流导体传输给分析处理装置，该分析处理装置分析处理被温度传感器改变频率的信号并且因此能实现温度的检测。而且在此使电流导体与分析处理装置保持电隔离，因为将信号耦出到分析处理装置中是电感式或电容式地发生。因此确保:电流导体中的高电压不能够击穿到分析处理装置中。通过这种方式和方法可能的是，在无需附加的信号线缆并且无需耗费的发送和接收技术的情况下(该发送和接收技术可能会由于无线电信号被干扰)，分析处理了温度传感器的信号并且确定了温度。
[0007]在本发明的第一设计方案中设定，温度传感器具有可变式电容或可变式电感。呈电容器形式的电容或者呈线圈形式的电感在此根据存在的温度来改变电容或电感。通过变化的电容和变化的电感，到达分析处理装置中的信号在其频率方面变化，并且，频率变化的信号被发送给分析处理装置。于是，分析处理装置可以根据变化的频率来确定温度。在此有利的是，由温度传感器输出的信号的频率在电流导体中预定温度特别是60°C的情况下跳跃式地变化。在60°C的情况下，大多在充电线缆中存在临界极限，该临界极限不允许被超过，因为否则危害环境并且可能会损坏充电线缆。通过跳跃式变化的电容或电感，频率也跳跃式地变化，其中，跳跃式变化的频率输出这样许可的信号:温度处于临界范围内。一旦频率跳跃式地变化，例如被分析处理装置所检测，则可以关断电压供应并且因此阻止了电流导体的进一步发热。因此，所需的安全性特别是在电动交通工具用的充电线缆中实现。
[0008]在本发明的另一有利的设计方案中设定，与温度相关地通过温度传感器使频率变化的信号从信号发生器馈入防护导体中。为了能够使温度传感器完全改变信号的频率，在温度传感器上必须设有相应信号。该信号按照本发明通过信号发生器产生，其中，信号发生器将信号经由防护导体馈入。因此，在本发明中也不需要用于频率信号的独立的馈电线。更确切地说，信号能够经由本来存在的防护导体馈入。备选地，信号可以经由主动式导体(即相线或中线)馈入。于是，然而能够仅使温度传感器的频率被分析处理。
[0009]在本发明的另一设计方案中设定，信号发生器、防护导体、温度传感器和电流导体形成振荡回路，该振荡回路的频率被分析处理装置检测。只要温度不变，那么振荡回路中的信号频率保持恒定并且被分析处理装置相应地检测。一旦温度升高或下降，振荡回路中的频率变化，这被分析处理装置检测。通过这种方式和方法，分析处理装置能够通过检测到变化的频率来推断出温度传感器中相应的温度。
[0010]此外可以设定，振荡回路如此调适，使得在电流导体中传输的信号处于下述频率范围内:该频率范围不耦入到电网中。振荡回路中的频率能够在此通过选定所参与的结构元件如此合适地选择，使得频率处于下述范围内:使得之前高频信号不再继续传播，而是通过相应的传输阻隔器(例如由低通滤波器形成)滤出。因此也确保:信号没有到达电网中并且在该处导致干扰。传输阻隔器也阻止:用于检测温度的设备的开关电路由于外部干扰信号发生影响。
[0011]此外有利地设定，至少所述分析处理机和所述信号发生器设置在电动交通工具用的充电线缆中的缆上控制盒中。缆上控制盒(In Cable Control Box)可以理解为电子控制设备，该电子控制设备控制了电动交通工具中的充电过程的至少部分，其中，缆上控制盒也具有如下任务，即确保在充电过程中的安全性并且特别是确保与电动交通工具中的充电电子装置的通信。通过将分析处理装置和信号发生器集成到缆上控制盒中，可以制造出紧凑的控制和监测单元，用于控制和监测电动交通工具的充电过程。
[0012]此外设定，缆上控制盒包含微处理器，该微处理器包含用于中断至少一个电流导体和/或中性导体的开关。借助于微处理器引起了充电线缆中的开关过程，这些开关过程在充电线缆过载时将该充电线缆从电网关断。为此优选地，通过微处理器通过相应开关将电流导体和/或中性导体关断。按照本发明此时设定，微处理器和分析处理装置相互连接以便通信。这具有的优点在于，被分析处理装置视为临界的温度升高能够直接作为信号转发给微处理器，紧接着，该微处理器操作电流导体和中线中的相应的开关且由此通过中断供电来阻止进一步发热。
[0013]此外有利地设定，温度传感器在电流导体中设置在连接插接器中，所述连接插接器用于与线缆插座或插口相连接。通过这种方式和方法，能够直接检测出至电动汽车的连接插接器中的温度，从而特别是可靠地检测出由于插接连接器差错安置而导致的温度升高(由此提高了充电线缆与电动交通工具之间的过渡电阻)并且随后中断充电过程。因此也在插接连接器差错安置的情况下确保:在插接连接器中不会形成不许可的温度升高，由此避免了对操作人员的危险和充