Die Erfindung betrifft eine Kühleinrichtung zum Kühlen zumindest einer mit einem Steckverbinderteil verbundenen elektrischen Leitung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Kühleinrichtung weist ein an die zumindest eine elektrische Leitung ansetzbares Kühlmodul auf, das einen mit einem Kühlmittel durchströmbaren Kühlkanal aufweist.

Ein Steckverbinderteil, das unter Verwendung der Kühleinrichtung gekühlt werden soll, kann beispielsweise Bestandteil eines Ladesystems zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs sein. Im Rahmen eines solchen Ladesystems wird ein Elektrofahrzeug über ein Ladekabel an eine Ladestation angeschlossen, indem ein Steckverbinderteil in Form eines Ladesteckers an dem Ladekabel zum Beispiel in ein zugeordnetes Steckverbinderteil in Form einer Ladedose an dem Elektrofahrzeug eingesteckt wird.

Ladeströme können als Gleichstrom oder als Wechselstrom übertragen werden, wobei insbesondere Ladeströme in Form von Gleichstrom eine große Stromstärke, beispielsweise größer als 350 A oder sogar größer als 500 A, aufweisen und zu einer Erwärmung des Kabels genauso wie eines mit dem Kabel verbundenen Steckverbinderteils führen können.

Generell kann eine Erwärmung an einem Kabel, insbesondere einem Ladekabel, und einem mit dem Kabel verbundenen Steckverbinderteil zumindest verlangsamt werden, indem stromführende Baugruppen überdimensioniert werden. So können zum Beispiel Leitungen in einem Kabel mit einem vergleichsweise großen Querschnitt ausgebildet sein, um die Stromtragfähigkeit solcher Leitungen zu vergrößern. Zudem können auch Kontaktelemente eines Steckverbinderteils überdimensioniert werden, um einer übermäßigen Erwärmung an den Kontaktelementen des Steckverbinderteils entgegenzuwirken. Zusätzlich oder alternativ kann eine aktive Kühlung unter Verwendung von Kühlleitungen, die von einem Kühlmittel durchströmt werden, zur Verfügung gestellt werden. Eine Überdimensionierung von stromführenden Komponenten und gegebenenfalls zusätzliche Maßnahmen für eine aktive Kühlung werden herkömmlich bei Ladesystemen zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs insbesondere auf Seiten einer Ladestation und einem damit verbundenen Ladekabel verwendet. An einer Ladestation werden üblicherweise eine Vielzahl von Ladevorgängen hintereinander vorgenommen, sodass stromführende Komponenten für einen quasi-dauerhaften Betrieb zu dimensionieren sind.

Auf Seiten eines Elektrofahrzeugs werden stromführende Komponenten demgegenüber üblicherweise unterdimensioniert. Solche stromführenden Komponenten sind generell so auszulegen, dass während eines Ladevorgangs Ströme mit hinreichender Stromtragfähigkeit übertragen werden können, wobei nach einem abgeschlossenen Ladevorgang sich die stromführenden Komponenten wieder abkühlen können. Zum Beispiel bei einem Gleichstrom (DC)-Schnellladevorgang ist eine thermische Belastung somit auf einen vergleichsweise kurzen Zeitraum, zum Beispiel 30 Minuten, beschränkt.

Für eine Erwärmung im Betrieb können normative Grenzen vorgegeben sein. So kann zum Beispiel für ein Steckverbinderteil in Form einer Ladedose auf Seiten eines Elektrofahrzeugs normativ vorgegeben sein, dass eine Erwärmung nicht zu einer Temperatur größer als 90 °C führen darf. Für eine mit dem Steckverbinderteil verbundene elektrische Leitung in Form einer Lastleitung, die das Steckverbinderteil zum Beispiel mit Fahrzeugbatterien verbindet, kann eine solche Grenze gegebenenfalls deutlich höher liegen, beispielsweise bei 180 °C. Aufgrund der höheren Temperaturgrenze für an das Steckverbinderteil angeschlossene elektrische Leitungen können solche Leitungen üblicherweise unterdimensioniert werden, was im Betrieb eine stärkere Erwärmung an den Leitungen zur Folge hat. Dies wiederum kann dazu führen, dass thermische Energie von den Leitungen in das Steckverbinderteil eingeleitet wird, sodass es an dem Steckverbinderteil durch Wärmeübertrag von den angeschlossenen Leitungen zu einer verstärkten Erwärmung kommt.

Es besteht ein Bedürfnis dafür, insbesondere bei einem Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs solchen Effekten entgegenzuwirken.

Ein aus der DE 102010 007 975 B4 bekanntes Ladekabel weist eine Kühlleitung auf, die eine Zuleitung und eine Rückleitung für ein Kühlmittel umfasst und somit einen Kühlmittelfluss hin und zurück in dem Ladekabel ermöglicht. Die Kühlleitung der DE 10 2010 007 975 B4 dient hierbei zum einen zum Abführen von an einem Energiespeicher eines Fahrzeugs entstehender Verlustwärme, zudem aber auch zum Kühlen des Kabels an sich.

Aus der EP 3 611 738 A1 ist eine Kühlmanschette zur Ableitung von Wärme von mindestens einer Energieleitung bekannt, bei der die Energieleitung durch eine Tülle hindurchgeführt ist. Die Tülle ist von einem Gehäuse umgeben. Zwischen Tülle und Gehäuse ist ein Kühlvolumen ausgebildet, das mit einem Kühlfluid durchströmbar ist.

Die DE 10 2017 120 725 A1 beschreibt eine Entwärmungsvorrichtung zum Anbringen an einer elektrischen Leitung mit einem flexiblen oder biegeschlaffen, hülsen- oder schlauchförmigen Grundkörper, der einen zwischen einer Innenwandung und einer Außenwandung eingeschlossenen Kühlmittelraum sowie eine an die Innenwandung angrenzende Durchgangsöffnung zur Aufnahme der Leitung aufweist.

Die DE 20 2020 002 915 U1 beschreibt eine Einrichtung einer Kabelkanalkühlung ohne externen Energieverbrauch, die aus einem flexiblen, rohrförmigen Kunststoffmantel mit einem integrierten zweistufigen, getrennten Latentwärmespeicher-Kühlsystem und mit einem Öffnungsabschnitt zum Einlegen oder Herausnehmen eines Stromkabels besteht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kühleinrichtung zum Kühlen zumindest einer mit einem Steckverbinderteil verbundenen elektrischen Leitung zur Verfügung zu stellen, die eine aktive Kühlung insbesondere zum Entgegenwirken einer Wärmeübertragung von der Leitung hin zu dem angeschlossenen Steckverbinderteil ermöglicht und dabei in einfacher Weise an einer Leitung, beispielsweise an einem Steckverbinderteil an einem Elektrofahrzeug, angebracht werden kann.

Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Demnach weist bei der Kühleinrichtung das Kühlmodul zwei Gehäusebaugruppen mit je einem Verbindungsabschnitt und einer an dem Verbindungsabschnitt geformten Strömungsöffnung auf. Die Gehäusebaugruppen liegen in einem Vormontagezustand getrennt voneinander vor und sind zum Ansetzen an die zumindest eine elektrische Leitung derart miteinander verbindbar, dass die zumindest eine elektrische Leitung zwischen den Gehäusebaugruppen aufgenommen ist und die Strömungsöffnungen der Verbindungsabschnitte der Gehäusebaugruppen zur Ausbildung des Kühlkanals in Strömungsverbindung miteinander stehen.

Bei der Kühleinrichtung ist ein Kühlmodul durch Gehäusebaugruppen gebildet, die in einem Vormontagezustand vor Anbringen an der zugeordneten elektrischen Leitung getrennt voneinander vorliegen und aneinander angesetzt werden können, um eine Kühlung an der Leitung bereitzustellen. Die Gehäusebaugruppen bilden gemeinsam einen Kühlkanal aus, der im Betrieb durch ein Kühlmittel durchströmt werden kann, sodass über das Kühlmittel Wärme an dem Kühlmodul und darüber an der Leitung, an die das Kühlmodul angesetzt ist, aufgenommen und abtransportiert werden kann.

Dadurch, dass das Kühlmodul zwei getrennt voneinander ausgebildete, in dem Vormontagezustand getrennt voneinander vorliegende Gehäusebaugruppen aufweist, die zum Anbringen an der Leitung aneinander angesetzt werden können, ergibt sich eine einfache Montage der Kühleinrichtung an einer zugeordneten, zu kühlenden Leitung. Dadurch, dass die Kühleinrichtung durch Fügen der Gehäusebaugruppen in einfacher Weise an einer zugeordneten Leitung angebracht werden kann, ergibt sich insbesondere die Möglichkeit für ein Nachrüsten der Kühleinrichtung bei einem bereits bestehenden elektrischen System, insbesondere einem Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs.

Soll eine Kühlung an einer Leitung bereitgestellt werden, werden die Gehäusebaugruppen an die Leitung angesetzt und miteinander in Verbindung gebracht, sodass die Leitung zwischen den Gehäusebaugruppen aufgenommen ist und somit Wärme im Betrieb an der Leitung aufgenommen und abgeleitet werden kann.

Das Verbinden der Gehäusebaugruppen kann beispielsweise durch Verschrauben erfolgen. Alternativ oder zusätzlich können die Gehäusebaugruppen beispielsweise formschlüssig, zum Beispiel durch Herstellen einer Rastverbindung, miteinander verbunden werden, um das Kühlmodul an der zugeordneten, zu kühlenden Leitung anzubringen.

Eine jede Gehäusebaugruppe weist einen Verbindungsabschnitt und eine an dem Verbindungsabschnitt geformte Strömungsöffnung auf. Bei Verbinden der Gehäusebaugruppen miteinander gelangen die Verbindungsabschnitte miteinander in Anlage derart, dass die Strömungsöffnungen der Gehäusebaugruppen in Strömungsverbindung miteinander gebracht werden. Auf diese Weise wird ein Kühlkanal geschaffen, der sich in den beiden Gehäusebaugruppen erstreckt und im Betrieb durch Kühlmittel durchströmt werden kann, sodass vorteilhafterweise an beiden Gehäusebaugruppen Wärme aufgenommen und über den Kühlmittelstrom abgeleitet werden kann.

Die Kühleinrichtung kann beispielsweise an einem Ende einer elektrischen Leitung montiert werden, an dem die elektrische Leitung mit dem Steckverbinderteil verbunden ist. Die Kühleinrichtung kann somit eine Kühlung insbesondere an einem Übergang zwischen der elektrischen Leitung und dem Steckverbinderteil zur Verfügung stellen, wodurch verhindert werden kann, dass Wärme von der Leitung in das Steckverbinderteil eingeleitet werden kann. Kommt es im Betrieb an der Leitung zu einer (übermäßigen) Erwärmung, kann Wärme an der Kühleinrichtung aufgenommen und abgeleitet werden, bevor diese in das Steckverbinderteil eingeleitet werden kann und zu einer übermäßigen, gegebenenfalls unzulässigen Erwärmung an dem Steckverbinderteil führt.

In einer Ausgestaltung weist jede Gehäusebaugruppe zumindest einen Kühlkanalabschnitt zur Ausbildung des Kühlkanals auf. Der zumindest eine Kühlkanalabschnitt der einen Gehäusebaugruppe steht hierbei mit dem zumindest einen Kühlkanalabschnitt der anderen der Gehäusebaugruppen in Strömungsverbindung, wenn die Gehäusebaugruppen miteinander verbunden sind. Über die Kühlkanalabschnitte wird der Kühlkanal geformt, der sich somit in beiden Gehäusebaugruppen erstreckt, sodass die Gehäusebaugruppen im Betrieb durch Kühlmittel durchströmt werden können und somit Wärme an beiden Gehäusebaugruppen aufgenommen und abgeleitet werden kann.

Eine Verbindung zwischen den Kühlkanalabschnitten wird hierbei über die Strömungsöffnungen an den Verbindungsabschnitten der Gehäusebaugruppen hergestellt. Dadurch, dass die Gehäusebaugruppen mit den Verbindungsabschnitten miteinander in Anlage gebracht werden, werden die Strömungsöffnungen in Strömungsverbindung miteinander gebracht und somit die Kühlkanalabschnitte der Gehäusebaugruppen so miteinander verbunden, dass ein Kühlmittel zwischen den Kühlkanalabschnitten strömen kann. In einer Ausgestaltung weist zumindest eine der Gehäusebaugruppen ein Körperelement und ein mit dem Körperelement verbundenes Deckelelement auf. Das Körperelement definiert einen Strömungsraum, in dem Kühlmittel strömen kann und in dem der zumindest eine Kühlkanalabschnitt erstreckt ist.

Denkbar ist, dass nur eine der Gehäusebaugruppen ein solches Körperelement und ein mit dem Körperelement verbundenes Deckelelement aufweist. In anderer Ausgestaltung weisen jedoch beide Gehäusebaugruppen jeweils ein Körperelement und ein mit dem Körperelement verbundenes Deckelelement auf.

In einer Ausgestaltung weist das Deckelelement einen den Strömungsraum begrenzenden Flächenabschnitt und zumindest einen an dem Flächenabschnitt geformten Wandungsabschnitt zur Begrenzung des zumindest einen Kühlkanalabschnitts auf. Der Flächenabschnitt schließt den Strömungsraum des Körperelements nach außen hin ab, sodass Kühlmittel in den Strömungsraum strömen kann, wobei Kühlmittel beispielsweise über Anschlusselemente des Kühlmoduls in definierter Weise in den Strömungsraum eingeleitet und auch wieder aus dem Strömungsraum abgeleitet werden kann. Um hierbei einen definierten Strömungsweg in dem Strömungsraum vorzugeben, sind ein oder mehrere Wandungsabschnitte an dem Flächenabschnitt geformt, die einen oder mehrere Kühlkanalabschnitte definieren, entlang derer das Kühlmittel geführt wird, wenn das Kühlmittel im Betrieb durch den Strömungsraum strömt.

Die Wandungsabschnitte können beispielsweise als senkrecht zu dem Flächenabschnitt des Deckelelements erstreckte Stege geformt sein. Ein Kühlkanalabschnitt kann hierbei beispielsweise zwischen parallel zueinander erstreckten Wandungsabschnitten geformt sein, sodass im Betrieb Kühlmittel entlang der Wandungsabschnitte strömen kann.

In einer Ausgestaltung erstreckt sich der zumindest eine Wandungsabschnitt derart hin zu dem Verbindungsabschnitt der zugeordneten Gehäusebaugruppe, dass der zumindest eine Wandungsabschnitt die Strömungsöffnung in mehrere Kanalöffnungen teilt. Der Wandungsabschnitt erstreckt sich somit auch im Bereich der Strömungsöffnung an dem Verbindungsabschnitt der zugeordneten Gehäusebaugruppe. Der Wandungsabschnitt teilt die Strömungsöffnung in mehrere voneinander getrennte Kanalöffnungen, über die Kühlmittel zwischen den Gehäusebaugruppen strömen kann. Einer jeden Kanalöffnung kann hierbei ein Kühlkanalabschnitt auf Seiten einer jeden Gehäusebaugruppe zugeordnet sein, sodass über eine Kanalöffnung Kühlmittel von einem Kühlkanalabschnitt der einen Gehäusebaugruppe in einen zugeordneten Kühlkanalabschnitt der anderen der Gehäusebaugruppen einströmen kann. Dadurch, dass mehrere voneinander getrennte Kanalöffnungen vorgesehen sind, kann Kühlmittel über Kühlkanalabschnitte zwischen den Gehäusebaugruppen hin und her geleitet werden, sodass ein vergleichsweise langer Strömungsweg bereitgestellt und Wärme effizient an der elektrischen Leitung aufgenommen werden kann.

In einer Ausgestaltung sind an dem Flächenabschnitt des Deckelelements ein oder mehrere Strömungselemente zum Beispiel in Form von Vorsprüngen geformt, die in einen oder mehrere Kühlkanalabschnitte der zugeordneten Gehäusebaugruppe hineinragen. Über solche Strömungselemente kann ein Kühlmittelstrom durch den Kühlkanal beispielsweise geformt, zum Beispiel verwirbelt oder umgeleitet werden, beispielsweise um die Fließgeschwindigkeit des Kühlmittelstroms zu verlangsamen und somit eine Wärmeaufnahme zu verbessern. Ein oder mehrere Strömungselemente können hierbei von dem Flächenabschnitt in das Innere des Strömungsraums des Körperelements ragen, um im Inneren des Strömungsraums einen Kühlmittelstrom in geeigneter Weise zu formen.

In einer Ausgestaltung weist das Kühlmodul ein Dichtungselement auf, das zwischen den Verbindungsabschnitten der Gehäusebaugruppen angeordnet ist. Über das Dichtungselement wird ein Übergang zwischen den Gehäusebaugruppen im Bereich der Verbindungsabschnitte abgedichtet, sodass Kühlmittel am Übergang zwischen den Verbindungsabschnitten nicht ausströmen kann, sondern von einer Gehäusebaugruppe in die andere Gehäusebaugruppe eingeleitet werden kann.

Das Dichtungselement kann beispielsweise so zwischen den Verbindungsabschnitten aufgenommen sein, dass das Dichtungselement die Strömungsöffnungen an den Verbindungsabschnitten umfänglich umgibt. Äußere Konturen der Strömungsöffnungen sind somit gegeneinander abgedichtet.

Zudem kann das Dichtungselement Dichtungsstege aufweisen, die Kanalöffnungen voneinander trennen, die unterschiedlichen Kühlkanalabschnitten zugeordnet sind. Verbindungsabschnitte der Wandungsabschnitte des Deckelelements können hierbei zum Beispiel an den Dichtungsstegen anliegen, sodass die die Kühlkanalabschnitte der Gehäusebaugruppen formenden Wandungsabschnitte gegeneinander abgedichtet sind und somit Kühlmittel von einem Kühlkanalabschnitt einer Gehäusebaugruppe über eine zugeordnete Kanalöffnung in einen zugeordneten Kühlkanalabschnitt der anderen Gehäusebaugruppe eingeleitet werden kann.

In einer Ausgestaltung weist zumindest eine der Gehäusebaugruppen eine Aufnahmenut zum Aufnehmen der zumindest einen elektrischen Leitung auf. In die Aufnahmenut kann die elektrische Leitung eingelegt werden, sodass die elektrische Leitung bei miteinander verbundenen Gehäusebaugruppen zwischen den Gehäusebaugruppen aufgenommen und eingefasst ist. Die Formgebung der Aufnahmenut ist hierbei vorzugsweise der elektrischen Leitung angepasst. Beispielsweise kann die Aufnahmenut einen halbkreisförmigen Querschnitt mit einem dem Durchmesser der Leitung entsprechenden Durchmesser aufweisen, sodass die Leitung flächig mit einem die Aufnahmenut formenden Begrenzungsabschnitt der Gehäusebaugruppe in Anlage gelangt, wenn die elektrische Leitung zwischen den Gehäusebaugruppen aufgenommen ist.

Denkbar ist, dass eine solche Aufnahmenut nur an einer der Gehäusebaugruppen geformt ist. In anderer Ausgestaltung weisen jedoch beide Gehäusebaugruppen je eine einer elektrischen Leitung zugeordnete Aufnahmenut auf, sodass die elektrische Leitung bei miteinander verbundenen Gehäusebaugruppen in den Aufnahmenuten der Gehäusebaugruppen einliegt und flächig in Anlage mit den Gehäusebaugruppen ist.

Das Gehäusemodul kann zum Kühlen mehrerer elektrischer Leitungen ausgebildet sein. In diesem Fall können an einer Gehäusebaugruppe oder an beiden Gehäusebaugruppen beispielsweise (jeweils) mehrere Aufnahmenuten geformt sein, in die die mehreren elektrischen Leitungen einzulegen sind.

In einer Ausgestaltung ist der Kühlkanal in dem Gehäusemodul derart geformt und erstreckt, dass in den Kühlkanal geleitetes Kühlmittel einen die Aufnahmenut formenden Begrenzungsabschnitt der zugeordneten Gehäusebaugruppe umströmt. Der Begrenzungsabschnitt kann beispielsweise eine halbzylindrische Form aufweisen und sich innerhalb des durch das Körperelement der jeweiligen Gehäusebaugruppe definierten Strömungsraums erstrecken. Der Kühlkanal verläuft hierbei vorzugsweise über den Begrenzungsabschnitt hinweg und umströmt somit den Begrenzungsabschnitt, sodass Wärme an dem Begrenzungsabschnitt aufgenommen und abgeleitet werden kann. Beispielsweise kann sich der Kühlkanal quer zu dem Verlauf der durch den Begrenzungsabschnitt geformten Aufnahmenut erstrecken. Das Kühlmittel wird somit quer über den Begrenzungsabschnitt hinweg geleitet, wobei der Kühlkanal durch mehrere, mäandrierende Kühlkanalabschnitte gebildet sein kann, sodass das Kühlmittel entlang unterschiedlicher Strömungsrichtungen mehrfach über den Begrenzungsabschnitt geleitet wird.

In einer Ausgestaltung weist das Kühlmodul zumindest ein Anschlusselement zum Anschließen einer Kühlleitung auf. Beispielsweise kann an dem Kühlmodul ein erstes Anschlusselement für eine Zuleitung und ein zweites Anschlusselement für eine Ableitung angeordnet sein, sodass Kühlmittel in das Kühlmodul eingeleitet und auch wieder aus dem Kühlmodul abgeleitet werden kann. Die Anschlusselemente können hierbei beispielsweise gemeinsam an einer der Gehäusebaugruppen angeordnet sein. Denkbar ist aber auch, dass die Anschlagelemente an unterschiedlichen Gehäusebaugruppen angeordnet sind.

Die Gehäusebaugruppen können zum Beispiel jeweils aus einem elektrisch isolierenden Material, insbesondere einem Kunststoff material gefertigt sein. Vorzugsweise weisen die Gehäusebaugruppen hierbei eine gute thermische Leitfähigkeit zum Aufnehmen und Ableiten von Wärme an einer zu kühlenden Leitung auf.

Eine Steckverbinderbaugruppe umfasst ein Steckverbinderteil, zumindest eine an das Steckverbinderteil angeschlossene elektrische Leitung und eine Kühleinrichtung nach der vorangehend beschriebenen Art. Eine solche Steckverbinderbaugruppe kann beispielsweise Bestandteil eines Ladesystems zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs sein. Das Steckverbinderteil kann hierbei beispielsweise durch eine Ladedose auf Seiten eines Elektrofahrzeugs ausgebildet sein, wobei die elektrische Leitung sich beispielsweise ausgehend von dem Steckverbinderteil hin zu einer Fahrzeugbaugruppe des Elektrofahrzeugs, zum Beispiel zu einer Speichereinrichtung, insbesondere einer Batterieanordnung des Elektrofahrzeugs erstreckt. Über die Kühleinrichtung kann somit eine Kühlung auf Seiten des Elektrofahrzeugs zur Verfügung gestellt werden.

Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke soll nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Es zeigen: Fig. 1 eine Ansicht eines Ladesystems mit einer Ladestation und einem aufzuladenden Elektrofahrzeug;

Fig. 2 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Steckverbinderteils in Form einer Ladedose eines Elektrofahrzeugs;

Fig. 3 eine rückseitige Ansicht des Steckverbinderteils gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht des Steckverbinderteils, mit einer Kühleinrichtung, die an

Leitungen angebracht ist, die an das Steckverbinderteil angeschlossen sind;

Fig. 5 eine gesonderte Ansicht eines Kühlmoduls der Kühleinrichtung;

Fig. 6 eine Ansicht von Gehäusebaugruppen des Kühlmoduls der Kühleinrichtung;

Fig. 7 eine Ansicht eines Körperelements und eines Gehäusedeckels einer

Gehäusebaugruppe;

Fig. 8 eine Ansicht des Deckelelements der anderen Gehäusebaugruppe;

Fig. 9 eine Explosionsansicht des Kühlmoduls;

Fig. 10 eine perspektivische Teilschnittansicht des Kühlmoduls;

Fig. 11 eine andere Schnittansicht durch das Kühlmodul entlang der Linie A-A gemäß Fig. 10;

Fig. 12 eine wiederum andere Schnittansicht durch das Kühlmodul entlang der Linie B-B gemäß Fig. 10; und

Fig. 13 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C gemäß Fig. 10.

Fig. 1 zeigt eine Ladestation 1 , die zum Aufladen eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs

4, auch bezeichnet als Elektrofahrzeug, dient. Die Ladestation 1 ist dazu ausgestaltet, einen Ladestrom in Form eines Wechselstroms oder eines Gleichstroms zur Verfügung zu stellen und weist ein Kabel 2 auf, das mit einem Ende 201 mit der Ladestation 1 und mit einem anderen Ende 200 mit einem Steckverbinderteil 3 in Form eines Ladesteckers verbunden ist.

Fig. 2 und 3 zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Steckverbinderteils 40 in Form einer Ladedose auf Seiten des Elektrofahrzeugs 4. Mit dem Steckverbinderteil 40 kann das Steckverbinderteil 3 in Form des Ladesteckers an dem Ladekabel 2 steckend in Verbindung gebracht werden, um auf diese Weise eine Verbindung zwischen der Ladestation 1 und dem Elektrofahrzeug 4 herzustellen und Batterien des Elektrofahrzeugs 4 aufzuladen.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Steckverbinderteil 40 ein Gehäuse 400 und an einem Steckgesicht vorderseitig des Gehäuses 400 geformte Stecköffnungen 401, 402 auf, mit denen ein zugeordnetes Steckverbinderteil 3 an einem Ladekabel 2 steckend in Verbindung gebracht werden kann. Innerhalb der Stecköffnungen 401, 402 sind Steckabschnitte mit daran angeordneten elektrischen Kontaktelementen 403 geformt. Kontaktelemente im Bereich der oberen Stecköffnungen 401 dienen hierbei zur Übertragung eines Wechselstroms. Kontaktelemente 403 im Bereich der unteren Stecköffnungen 402 dienen demgegenüber zum Übertragen eines Ladestroms in Form eines Gleichstroms.

Elektrische Leitungen 41, auch bezeichnet als Lastleitungen zur Übertragung eines Ladestroms mit großer Stromstärke, sind bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 mit den Kontaktelementen 403 verbunden, sodass elektrische Ladeströme über die Leitungen 41 und die angeschlossenen Kontaktelemente 403 übertragen werden können.

Um ein zügiges Aufladen des Elektrofahrzeugs 4 im Rahmen eines sogenannten Schnellladevorgangs zu ermöglichen, weisen die übertragenen Ladeströme eine große Stromstärke, z.B. größer als 350 A, gegebenenfalls sogar in der Größenordnung von 500 A oder darüber, auf. Aufgrund solch hoher Ladeströme kommt es an dem Kabel 2 und an den Steckverbinderteilen 3, 40 zu thermischen Verlusten, die zu einem Erwärmen des Kabels 2 und des Steckverbinderteils 3, 40 führen können. Ebenso erwärmen sich die stromführenden Leitungen 41, die mit dem Steckverbinderteil 40 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 und 3 verbunden sind. Einer übermäßigen Erwärmung an dem Kabel 2 sowie dem Steckverbinderteil 3 kann üblicherweise durch eine Kühlung an dem Kabel 2 und/oder an dem Steckverbinderteil 3 entgegengewirkt werden. Zudem sind stromführende Komponenten, insbesondere Leitungsadern des Kabels 2 und Kontaktelemente des Steckverbinderteils 3, üblicherweise so dimensioniert, dass sie eine große Stromtragfähigkeit aufweisen und für einen fortdauernden Betrieb mit einer Vielzahl von aneinander anschließenden Ladevorgängen ausgelegt sind.

Eine übermäßige Erwärmung ist zudem auch an dem Steckverbinderteil 40 und den Leitungen 41 auf Seiten des Elektrofahrzeugs 4 zu vermeiden. Weil das Steckverbinderteil

40 und die daran angeschlossenen Leitungen 41 nach Beendigung eines Ladevorgangs üblicherweise für einen längeren Zeitraum nicht mit Strom beaufschlagt werden und sich somit nach einem vollendeten Ladevorgang wieder abkühlen können, sind die Anforderungen an eine Dimensionierung von Komponenten auf Seiten des Elektrofahrzeugs 4 üblicherweise reduziert. Es bestehen dabei jedoch normative Grenzen für eine zulässige maximale Erwärmung an dem Steckverbinderteil 40 und auch an den daran angeschlossenen Leitungen 41.

Üblicherweise ist hierbei eine maximal zulässige Temperatur für das Steckverbinderteil 40 unterschiedlich von der maximal zulässigen Temperatur für die Leitungen 41. Beispielsweise kann vorgeschrieben sein, dass sich das Steckverbinderteil 40 nur bis zu einer Temperatur erwärmen darf, beispielsweise 90 °C, die deutlich niedriger ist als die maximal zulässige Temperatur der Leitungen 41, die beispielsweise bei 180 °C liegt. Dies kann dazu führen, dass die Leitungen 41 aufgrund der geringeren Anforderungen mit vergleichsweise kleinem Leitungsquerschnitt dimensioniert werden und sich die Leitungen

41 im Betrieb somit stärker erwärmen als das Steckverbinderteil 40, was zur Folge haben kann, dass im Betrieb Wärme von den Leitungen 41 in das Steckverbinderteil 40 eingeleitet wird, was zu einer gesteigerten Erwärmung an dem Steckverbinderteil 40 führt.

Diesem soll vorliegend dadurch entgegengewirkt werden, dass eine Kühleinrichtung 5 zur Verfügung gestellt wird, wie sie in einem Ausführungsbeispiel in Fig. 4-12 dargestellt ist. Die Kühleinrichtung 5 soll an den Leitungen 41 angebracht werden, insbesondere im Bereich von Enden der Leitungen 41 , an denen die Leitungen 41 an das Steckverbinderteil 40 angeschlossen sind. Über die Kühleinrichtung 5 soll somit Wärme an einem Übergang zwischen den Leitungen 41 und dem Steckverbinderteil 40 aufgenommen und abgeleitet werden, sodass Wärme von den Leitungen 41 nicht oder nur vermindert in das Steckverbinderteil 40 eingeleitet wird.

Die Kühleinrichtung 5 weist ein Kühlmodul 50 auf, an das eine Zuleitung 51 und eine Ableitung 52 für einen Kühlmittelstrom angeschlossen sind. Die Zuleitung 51 ist an ein Anschlusselement 510 des Kühlmoduls 50 angeschlossen und dient dazu, Kühlmittel in das Kühlmodul 50 einzuleiten. Über die Ableitung 52, die an ein Anschlusselement 520 des Kühlmoduls 50 angeschlossen ist, kann das Kühlmittel nach Durchströmen des Kühlmoduls 50 wieder abgeleitet werden, um auf diese Weise Wärme von dem Kühlmodul 50 abzutransportieren und auf diese Weise eine Kühlung an den elektrischen Leitungen 41 bereitzustellen.

Wie aus den Ansichten gemäß Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, weist das Kühlmodul 50 zwei Gehäusebaugruppen 53, 54 auf, die in einem Vormontagezustand (Fig. 6) getrennt voneinander vorliegen und miteinander verbunden werden können, um in einer verbundenen Stellung (Fig. 5) Aufnahmekanäle 501 , 502 zwischen sich auszubilden, in denen die Leitungen 41 aufgenommen werden können. Über die Gehäusebaugruppen 53, 54 kann das Kühlmodul 50 somit mit den Leitungen 41 in Anlage gebracht werden, um Wärme an den Leitungen 41 aufzunehmen und von den Leitungen 41 abzuleiten.

Wie aus der Explosionsansicht gemäß Fig. 9 sowie den Ansichten gemäß Fig. 7 und 8 ersichtlich ist, weist eine jede Gehäusebaugruppe 53, 54 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Körperelement 56A, 56B und ein mit dem jeweils zugeordneten Körperelement 56A, 56B verbundenes Deckelelement 55A, 55B auf. Zwischen dem Deckelelement 55A, 55B und dem Körperelement 56A, 56B ist jeweils ein Dichtungselement 566 angeordnet, sodass ein Übergang zwischen dem Deckelelement 55A, 55B und dem Körperelement 56A, 56B fluiddicht abgedichtet ist.

Ein jedes Körperelement 56A, 56B definiert einen Strömungsraum 565, innerhalb dessen Kühlmittel strömen kann. Die Deckelelemente 55A, 55B weisen hierbei jeweils einen Flächenabschnitt 550 und an dem Flächenabschnitt 550 geformte Wandungsabschnitte 551 in Form von senkrecht zu dem Flächenabschnitt 550 erstreckten Stegen auf, mit denen das Deckelelement 55A, 55B so in den Strömungsraum 565 des zugeordneten Körperelements 56A, 56B eingesetzt werden kann, dass eine untere Kante eines jeden Wandungsabschnitts 551 mit einem Boden des Körperelements 56A, 56B in Anlage gelangt und somit in dem Strömungsraum 565 Kühlkanalabschnitte zur Ausbildung eines Kühlkanals 503 geformt werden, wie dies nachfolgend noch erläutert werden soll.

Wie dies aus Fig. 6 in Zusammenschau mit Fig. 7 und 9 ersichtlich ist, sind in dem Bereich des Bodens eines jeden Körperelements 56A, 56B Aufnahmenuten 560, 561 geformt, die gemeinsam die Aufnahmekanäle 501, 502 ausbilden (siehe Fig. 5). Die Aufnahmenuten 560, 561 werden jeweils durch halbzylindrische Begrenzungsabschnitte 567 geformt, die sich - wie zum Beispiel aus Fig. 9 ersichtlich - innerhalb des Strömungsraums 565 eines jeden Körperelements 56A, 56B erstrecken.

Die Gehäusebaugruppen 53, 54 bilden - an einander zugewandten Seiten, an denen auch die Aufnahmenuten 560, 561 geformt sind - Verbindungsabschnitte 562-564 aus, mit denen die Gehäusebaugruppen 53, 54 miteinander in Anlage gebracht werden, wenn die Gehäusebaugruppen 53, 54 zur Montage an zugeordneten Leitungen 41 miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschraubt werden. Einer der Verbindungsabschnitte 562-564 einer jeden Gehäusebaugruppe 53, 54, nämlich der Verbindungsabschnitt 564, bildet hierbei eine Strömungsöffnung 568 aus, die zur Herstellung einer Strömungsverbindung mit der jeweils anderen Gehäusebaugruppe 54, 53 dient.

We dies beispielsweise aus Fig. 6 und Fig. 9 ersichtlich ist, sind die Verbindungsabschnitte 564 mit den daran geformten Strömungsöffnungen 568 der Gehäusebaugruppen 53, 54 einander zugewandt derart, dass bei aneinander angesetzten Gehäusebaugruppen 53, 54 die Strömungsöffnungen 568 aufeinander zu liegen kommen und somit bei miteinander verbundenen Gehäusebaugruppen 53, 54 eine Strömungsverbindung zwischen den Gehäusebaugruppen 53, 54 hergestellt ist. Zwischen den Verbindungsabschnitten 564 liegt hierbei ein Dichtungselement 57, das zum Abdichten eines Übergangs zwischen den Verbindungsabschnitten 564 und somit zum Abdichten eines durch die Strömungsöffnungen 568 in den Verbindungsabschnitten 564 geformten Strömungswegs dient, sodass Kühlmittel nicht am Übergang nach Außen abweichen kann.

We dies aus Fig. 9 ersichtlich ist, bildet das Dichtungselement 57 eine Mehrzahl von Kanalöffnungen 570 aus, die paarweise durch Dichtungsstege 571 voneinander getrennt sind. Einem jeden Dichtungssteg 571 ist hierbei ein Anlageabschnitt 552 an einer vom Flächenabschnitt 550 abliegenden Kante eines zugeordneten Wandungsabschnitts 551 eines jeden Deckelelements 55A, 55B zugeordnet, sodass bei montiertem Kühlmodul 50 Wandungsabschnitte 551 der Deckelelemente 55A, 55B beidseits an die Dichtungsstege 571 des Dichtungselements 57 anschließen und somit Kühlkanalabschnitte in beiden Gehäusebaugruppen 53, 54 ausbilden, die über die Verbindungsabschnitte 564 und die darin geformten Strömungsöffnungen 568 miteinander strömungsverbunden sind.

Wie dies aus Fig. 10-13 ersichtlich ist, werden durch die Wandungsabschnitte 551 an dem Deckelelement 55A, 55B der Gehäusebaugruppen 53, 54 Kühlkanalabschnitte 530, 540 innerhalb einer jeden Gehäusebaugruppe 53, 54 geformt, die gemeinsam einen Kühlkanal 503 ausbilden, durch den hindurch Kühlmittel zum Aufnehmen von Wärme an den elektrischen Leitungen 41 geleitet werden kann.

Wie dies aus Fig. 10 ersichtlich ist, wird im Betrieb Kühlmittel über eine an das Anschlusselement 510 angeschlossene Zuleitung 51 in einen Kühlkanalabschnitt 540 der Gehäusebaugruppe 54 eingeleitet und strömt quer zur Längserstreckungsrichtung der Leitungen 41 in den Aufnahmekanälen 501, 502 über die Begrenzungsabschnitte 567 im Bereich der Aufnahmekanäle 501, 502 hinweg. Durch eine zugeordnete Kanalöffnung 570 strömt das Kühlmittel in einen Kühlkanalabschnitt 530 in der Gehäusebaugruppe 53 ein und wiederum, nunmehr in entgegengesetzter Richtung, über die Aufnahmekanäle 501 , 502 hinweg und in einen benachbarten, parallelversetzten Kühlkanalabschnitt 530 der Gehäusebaugruppe 53 ein, wie dies aus Fig. 10 und 13 ersichtlich ist.

Nach Durchströmen dieses Kühlkanalabschnitts 530 gelangt der Kühlmittelstrom wiederum durch eine zugeordnete Kanalöffnung 570 in einen darunter gelegenen Kühlkanalabschnitt 540 in der Gehäusebaugruppe 54 und durchströmt die Gehäusebaugruppe 54, wie dies aus Fig. 11 ersichtlich ist, in Hin- und Rückrichtung, um wiederum durch eine Kanalöffnung 570 in einen weiteren Kühlkanalabschnitt 530 in der Gehäusebaugruppe 53 einzutreten, Kühlkanalabschnitte 530 in der Gehäusebaugruppe 53 zu durchströmen und schließlich über eine Kanalöffnung 570 in den in Fig. 11 oben dargestellten Kühlkanalabschnitt 540 der Gehäusebaugruppe 54 einzuströmen und über das Anschlusselement 520 und eine daran angeschlossene Ableitung 52 aus dem Kühlmodul 50 auszuströmen.

Über die Kühlkanalabschnitte 530, 540, die in jedem Gehäusemodul 53, 54 parallel zueinander erstreckt und quer zur Längserstreckungsrichtung der in den Aufnahmekanälen 501 , 502 aufgenommenen Leitungen 41 gerichtet sind (wie dies auch aus Fig. 12 ersichtlich ist), wird ein Kühlkanal 503 geschaffen, der mäandrierend in beiden Gehäusebaugruppen 53, 54 verläuft und das Kühlmittel mehrfach hin und zurück in beiden Gehäusebaugruppen 53, 54 über die Aufnahmekanäle 501, 502 und somit die darin aufgenommenen elektrischen Leitungen 41 leitet. Wärme kann somit an den Leitungen 41 aufgenommen und von den Leitungen 41 weg geleitet werden.

Wie aus Fig. 13 in Zusammenschau mit Fig. 10 ersichtlich ist, sind an dem Flächenabschnitt 550 eines jeden Deckelelements 55A, 55B Strömungselemente 553 geformt, die als hakenförmige Vorsprünge in den Bereich der Kühlkanalabschnitte 530, 540 innerhalb der zugeordneten Gehäusebaugruppe 53, 54 ragen und dazu dienen, den Kühlmittelstrom durch die Kühlkanalabschnitte 530, 540 so zu formen, dass insbesondere die die Aufnahmekanäle 501, 502 formenden Begrenzungsabschnitte 567 an dem Körperelement 56A, 56B umströmt werden und Wärme effizient an den Begrenzungsabschnitten 567 aufgenommen werden kann.

Die Körperelemente 56A, 56B und die Deckelelemente 55A, 55B bestehen vorteilhafterweise aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material, insbesondere einem Kunststoffmaterial, das vorzugsweise gut wärmeleitfähig ist. Der in den Gehäusebaugruppen 53, 54 geleitete Kühlmittelstrom ist somit elektrisch von den in den Aufnahmekanälen 501, 502 aufgenommenen Leitungen 41 getrennt.

Alternativ können die Körperelemente 56A, 56B aber auch aus einem elektrisch leitfähigen Material, zum Beispiel einem Aluminiummaterial, gefertigt sein, wobei die Leitungen 41 über einen isolierenden Leitungsmantel gegenüber den Körperelementen 56A, 56B elektrisch isoliert sind.

Dadurch, dass die Gehäusebaugruppen 53, 54 in einem Vormontagezustand getrennt voneinander vorliegen und aneinander angesetzt werden können, um das Gehäusemodul 50 an zu kühlenden Leitungen 41 zu montieren, ergibt sich eine einfache Montage, insbesondere auch mit der Möglichkeit für eine Nachrüstung bei bereits montierten und an ein zugeordnetes Steckverbinderteil 40 angeschlossenen Leitungen 41. Bei dem Kühlmittel kann es sich insbesondere um eine Kühlmittelflüssigkeit, zum Beispiel eine Wasser/Glykol-Mischung handeln. Auch andere Kühlmittel in Form flüssiger oder gasförmige Fluide können jedoch zur Kühlung verwendet werden. Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke ist nicht auf die vorangehend geschilderten Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern lässt sich auch in anderer Weise verwirklichen.

Eine Steckverbinderbaugruppe der beschriebenen Art kann vorteilhafter Weise an einem Ladesystem zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs zum Einsatz kommen. Denkbar ist grundsätzlich aber auch eine andere Anwendung, insbesondere dort, wo große Ströme übertragen werden sollen und daher eine Kühlung an einer Steckverbinderbaugruppe bereitzustellen ist.

Bezugszeichenliste

1 Ladestation

2 Ladekabel

200, 201 Ende

3 Steckverbinderteil (Ladestecker)

4 Fahrzeug

40 Steckverbinderteil (Ladedose) 400 Gehäuse

401 , 402 Steckabschnitt 403 Elektrische Kontaktelemente

41 Lastleitung

5 Kühleinrichtung

50 Kühlmodul

501 , 502 Aufnahmekanal 503 Kühlkanal

51 Zuleitung 510 Anschlusselement

52 Ableitung 520 Anschlusselement 53, 54 Gehäusebaugruppe 530, 540 Kühlkanalabschnitte 55A, 55 B Deckelelement

550 Flächenabschnitt

551 Wandungsabschnitte

552 Anlageabschnitte

553 Strömungselement

56A, 56 B Körperelement 560, 561 Aufnahmenut 562-564 Verbindungsabschnitt

565 Strömungsraum

566 Dichtungselement

567 Begrenzungsabschnitt

568 Strömungsöffnung 57 Dichtungselement 570 Kanalöffnung

571 Dichtungsstege