Conector de cable de carga para la conexión de un vehículo eléctrico a una estación de carga.

Dispositivo conector para la conexión de un vehículo eléctrico (10),

a través de un cable de carga (30), a una estación de carga (20), que presenta

-una carcasa (40),

-contactos de conexión eléctrica (41) para la conexión a un dispositivo de conexión (13, 23) en la estación de carga (20) o en el vehículo eléctrico (10),

caracterizado porque el dispositivo conector presenta además:

-un medio de codificación (42) dispuesto en la carcasa (40) para el valor de la intensidad de corriente que puede transmitirse a través del cable de carga (30),

-medios de detección de temperatura (42a) dispuestos en la zona de la carcasa (40),

-un dispositivo de evaluación (43) para calcular un valor de codificación corregido en función de la temperatura y

-un medio de comunicación (44) para transmitirlo a un dispositivo de control de corriente de carga (12) .

Conector de cable de carga para la conexión de un vehículo eléctrico a una estación de carga El objeto se refiere a un conector de cable de carga para la conexión de un vehículo eléctrico a una estación de carga, presentando el conector de cable de carga una carcasa con contactos eléctricos realizados para la conexión a una estación de carga o a un vehículo. Además, el objeto se refiere a un conector que presenta tal conector, así como a un sistema constituido por el cable de carga y un vehículo eléctrico conectado a este y/o una estación de carga conectada a este.

La proliferación de vehículos eléctricos aumentará considerablemente en un futuro próximo. Con la proliferación de vehículos eléctricos resultan nuevos requisitos relativos a la infraestructura de aprovisionamiento. Los vehículos eléctricos tienen que poder aprovisionarse de energía eléctrica no sólo en el entorno doméstico, sino también fuera del entorno doméstico. Para ello, en lugares públicos deberían ponerse a disposición estaciones de carga en las que los usuarios de vehículos eléctricos puedan adquirir energía eléctrica. Las estaciones de carga pueden estar dispuestas por ejemplo en aparcamientos públicos, en parkings o en plazas de estacionamiento privados, por ejemplo en el área del puesto de trabajo del usuario. Entonces, los usuarios de vehículos eléctricos podrían conectar sus vehículos a tales estaciones de carga. Durante su ausencia se puede cargar la batería de los vehículos eléctricos.

Sin embargo, un problema del uso de estaciones de carga accesibles en áreas públicas es que la estructura de los vehículos eléctricos será heterogénea, lo que significa que los vehículos eléctricos más diversos funcionan con los conectores y sistemas de conectores más diversos.

El uso del respectivo conector o sistema de enchufe depende sustancialmente del tipo de proceso de carga deseado. Por una parte, se diferencia entre la duración del proceso de carga: Durante un proceso de carga normal que tarda una duración de tiempo más larga con una corriente de carga entre baja y moderada, se pueden emplear cables de carga de sección transversal pequeña o mediana, conocidos por el ámbito doméstico. Durante un proceso de carga rápida que se realiza en un tiempo más corto con una intensidad de corriente más alta, se requieren cables de carga de sección correspondientemente más grande. Por ejemplo, los cables de carga con una sección conductiva de 6 mm2 se pueden usar para un máximo de 32A, mientras que los cables de carga con una sección de 16 mm2 como los que se usan en estaciones de carga rápida están homologados para intensidades de corriente de hasta 63A.

También se diferencia en función del tipo de conexión de cable: La conexión del vehículo eléctrico a la red de corriente alterna en la estación de carga puede realizarse o bien usando un cable de carga y un conector dispuestos de forma duradera en el vehículo eléctrico, o bien, usando una guarnición de cables con conectores de cables en el vehículo eléctrico y en la estación de carga.

Habitualmente, un cable de conexión o cable alargador convencional presenta un conector en un extremo y un acoplamiento en su otro extremo. Los sistemas de cables que se emplean sobre todo en el ámbito industrial o en consumidores de corriente más grandes en el ámbito doméstico con conocidos como llamados conectores CEE y existen en múltiples variantes. Han sido diseñados de tal forma siempre sólo el conector de un tipo quepa en la hembrilla o caja del mismo tipo. La consistencia y el diámetro del conector correspondiente dependen de la intensidad de corriente que debe soportar, diferenciándose entre las intensidades de corriente 16A, 32A, 63A y 125A. En el sistema CEE no es posible unir entre ellos el conector y hembrillas de diferentes intensidades de corriente. En estos sistemas de conectores, sólo los acoplamientos se consideran componentes que llevan tensión y, por consiguiente, sólo los contactos de los acoplamientos se realizan con un aislamiento a prueba de contacto.

Estos conectores CEE conocidos, sin embargo, no resultan adecuados en combinación con el proceso de carga de vehículos eléctricos. Una razón es que no sólo puede realizarse una alimentación de energía a la batería del vehículo eléctrico, sino también viceversa, un proceso de retroalimentación de energía del vehículo eléctrico a la estación de carga. Por lo tanto, es necesario que en estos cables de carga estén aislados a prueba de contacto tanto los contactos en el acoplamiento como los contactos en el conector. Alternativamente, también es posible usar un cable de carga con dos conectores.

Por ello, para garantizar la posibilidad de conexión universal, en los vehículos eléctricos queda excluido el escalonamiento conocido de los tamaños de conectores o de acoplamiento según las intensidades de corriente admisibles, según el cual un pequeño tamaño de conector corresponde a una intensidad de corriente de 16A, un tamaño medio corresponde a una intensidad de corriente de 32A y un tamaño grande de conector corresponde a una intensidad de corriente de 63A.

Más bien, es deseable que un vehículo eléctrico pueda conectarse con el mismo cable de carga a una caja de enchufe en la estación de carga, independientemente de la intensidad de corriente de carga correspondiente. El uso de un tamaño de construcción unitario para el conector de un cable de carga requiere sin embargo una indicación de la intensidad de corriente máxima admisible para el cable de carga o el conector para evitar su sobrecarga. Se conoce realizar para tal indicación una llamada "codificación" de la intensidad de corriente máxima, para lo que dentro de la carcasa del conector está dispuesta una resistencia óhmica. Para diferentes intensidades de corriente admisibles se emplean diferentes valores de resistencia. Al usar el conector con el vehículo eléctrico o con la estación de carga, el valor de la resistencia óhmica es registrado por el punto correspondiente y a partir de ello se determina el valor para la intensidad de corriente máxima admisible para el cable de carga. Conociendo la máxima intensidad de corriente de carga que debe ser suministrada por la estación de carga y teniendo en cuenta además la cantidad de energía requerida por el vehículo eléctrico se realiza ahora una coordinación en el sentido en que se ajusta a la corriente de carga óptima bajo las condiciones dadas, siendo determinada esta por el eslabón más débil en la cadena del circuito de carga completo.

Sin embargo, la codificación descrita de la máxima intensidad de corriente admisible del cable de carga tiene la desventaja de que pueden predeterminarse sólo determinados valores numéricos discretos para la intensidad de corriente. En caso de un empeoramiento del contacto por procesos de envejecimiento o corrosiones de los conectores que conduzcan a un incremento de la resistencia en la zona del conector se produce por tanto un peligro de accidente pudiendo producirse incluso un incendio de la unión de enchufe. La causa consiste esencialmente en que por las mayores pérdidas de calor en la zona de la conexión de contacto empeorada se produce un incremento inadmisible de la temperatura si se trabaja con la intensidad de corriente de carga que corresponde al valor de codificación fijo predeterminado.

Un dispositivo conector genérico se conoce por el documento US5596258A en el que un cable de carga presenta una carcasa que presenta contactos de conexión eléctricos para conectar el cable de carga a un dispositivo de conexión de una estación de carga o de un vehículo eléctrico.

La presente invención tiene el objetivo de mejorar un dispositivo o un sistema del tipo mencionado al principio en el sentido de que se pueda conseguir una mayor seguridad contra los peligros térmicos descritos.

Este objetivo se consigue mediante un dispositivo conector para conectar un vehículo eléctrico a una estación de carga, que presenta las siguientes características:

- una carcasa,

- contactos de conexión eléctrica a un dispositivo de conexión en la estación de carga o en el vehículo eléctrico,

- un medio de codificación dispuesto en la carcasa para el valor de la intensidad de corriente que puede transmitirse a través del cable de carga,

- medios de detección de temperatura dispuestos en la zona de la carcasa,

- un dispositivo de evaluación para calcular un valor de codificación corregido en función de la temperatura y

- un medio de comunicación para transmitirlo a un dispositivo de control de corriente de carga.

Además, este objetivo también se consigue mediante un cable de carga equipado con un dispositivo... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo conector para la conexión de un vehículo eléctrico (10) , a través de un cable de carga (30) , a una estación de carga (20) , que presenta

-una carcasa (40) ,

-contactos de conexión eléctrica (41) para la conexión a un dispositivo de conexión (13, 23) en la estación de carga (20) o en el vehículo eléctrico (10) ,

caracterizado porque el dispositivo conector presenta además:

-un medio de codificación (42) dispuesto en la carcasa (40) para el valor de la intensidad de corriente que puede transmitirse a través del cable de carga (30) ,

-medios de detección de temperatura (42a) dispuestos en la zona de la carcasa (40) ,

-un dispositivo de evaluación (43) para calcular un valor de codificación corregido en función de la temperatura y

-un medio de comunicación (44) para transmitirlo a un dispositivo de control de corriente de carga (12) .

2. Dispositivo conector según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de codificación (42) y el medio de detección de temperatura (42a) están asignados a un dispositivo de evaluación (43) común y/o porque el medio de detección de temperatura está dispuesto dentro de la carcasa (40) .

3. Dispositivo conector según una de las reivindicaciones 1 a 2 anteriores, caracterizado porque el medio de detección de temperatura es una resistencia eléctrica (42a) dependiente de la temperatura, especialmente un termistor.

4. Dispositivo conector según la reivindicación 3, caracterizado porque el termistor presenta un coeficiente de temperatura positivo o un coeficiente de temperatura negativo.

5. Dispositivo conector según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el medio de codificación (42a ) es una resistencia óhmica.

6. Dispositivo conector según la reivindicación 5, caracterizado porque el termistor está conectado en paralelo a la resistencia óhmica o en serie con la resistencia óhmica.

7. Dispositivo conector según la reivindicación 3, caracterizado porque a cada valor para la intensidad de corriente admisible (16A, 32A, 63A) del cable de carga está asignado respectivamente un valor de resistencia óhmica determinado.

8. Dispositivo conector según la reivindicación 7, caracterizado porque los valores de resistencia óhmica y las líneas características de temperatura de la unidad de circuito constituida por el termistor y la resistencia óhmica están elegidos y coordinados entre sí en cada caso de tal forma que para diferentes valores de intensidad de corriente resultan intervalos que no se solapan respectivamente.

9. Dispositivo conector según la reivindicación 8, caracterizado porque el medio de codificación (42) está dispuesto entre una conexión de señales piloto y el conductor protector de la línea de señales piloto o porque el medio de codificación (42) está dispuesto entre dos conexiones de la línea de señales piloto (44) .

10. Cable de carga equipado con un dispositivo conector según una de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Sistema constituido por un cable de carga (30) con un dispositivo conector según una de las reivindicaciones 1 a 9 y con un vehículo eléctrico (10) con un dispositivo receptor (13) , especialmente una caja de enchufe, para la carcasa (40) del dispositivo conector.

12. Sistema constituido por un cable de carga (30) con un dispositivo conector según una de las reivindicaciones 1 a 9 y con una estación de carga (20) con un dispositivo receptor (23) , especialmente una caja de enchufe, para la carcasa (40) del dispositivo conector.

13. Sistema según una de las reivindicaciones 11 o 12, caracterizado porque el medio de detección de temperatura (42a) está dispuesto en el dispositivo de conexión, especialmente en una caja de enchufe (13, 23) de la estación de carga (20) o del vehículo eléctrico (10) .

14. Sistema según la reivindicación 12, caracterizado porque la estación de carga (20) presenta medios de detección de corriente (22) para la detección especialmente referida a fase de la corriente recibida por el vehículo eléctrico y/o porque la estación de carga (20) presenta medios para la detección especialmente referida a fase del valor de potencia recibido por el vehículo eléctrico.

15. Sistema según la reivindicación 12, caracterizado porque el medio de detección de corriente está asignado a un contador de cantidad de energía (22) .