CN109470977B - 为车辆能量存储器供给电能的充电插座的检验设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于为车辆的能量存储器供给电能的充电插座的密封性检验设备，包括：用于接触导线网络的被密封的插接连接器的检验适配器，所述导线网络包括被密封的插接连接器、用于安装在至少部分地电驱动的车辆上的充电插座以及将所述插接连接器和所述充电插座相连接的电缆；与所述检验适配器连接的流体供给部，所述流体供给部设置为在所述检验适配器上提供流体；和用于基于所提供的流体检测所述充电插座和/或所述导线网络的密封性的测量装置。此外，本发明涉及一种用于为车辆的能量存储器供给电能的充电插座的检验方法。

Description

为车辆能量存储器供给电能的充电插座的检验设备及方法

技术领域

本发明涉及一种用于为车辆的能量存储器供给电能的充电插座的检验设备，以及一种用于为车辆的能量存储器供给电能的充电插座的检验方法。

背景技术

本发明在下文中主要结合用于车辆的高压导线网络描述。但本发明可使用在要检验电导线网络的密封性且电导线可用作压力空气导管的任何应用中。

所谓的插入式混合动力车辆（PHEV）以及纯电动车辆（BEV）分别具有充电插座，通过所述充电插座可从外部为机动车的电池供给电能。供给在此通常可通过常规的家用插座进行，或也可通过快速充电站进行。充电插座在本专利申请的范畴中可特别地理解为至少部分地电驱动的机动车的连接接口，所述电驱动的机动车特别是电动机动车或混合动力机动车，外部充电导线可连接在所述充电插座上，以从机动车外部为机动车的电池——一般也称为能量存储器——供给电能。

此类充电插座具有由壁包围的防潮密封的空间，电接触部和控制电子器件可布置在所述空间内。此防潮密封的空间也可存在于另外的电气或电子装置上，例如存在于待布置在支承轨上的工业设备的电子装置等内，其中在此防潮密封的空间内，电气或电子部件、例如开关设备可布置在电路板等上。

此充电插座成为导线网络的部分，所述导线网络包括一个或多个密封的插接连接器，所述插接连接器通过电缆与充电插座连接。在此，要求湿气既不可通过用于充电插头或充电插座上的充电套筒的接头也不可通过被连接的电缆侵入到防潮密封的空间。这应在生产结束时检验。

为此已知充电插座，所述充电插座附加地具有通向防潮密封的空间的通路以用于压力检验。此系统例如在公开文献DE 10 2016 100 817 A1中阐述。在此，缺点是附加的通路也可能是对于泄漏的附加的故障来源。

CN 103 308 261 A描述了用于车辆的高压电缆束密封的在线测试系统，所述在线测试系统包括快速检测设备和气密性泄漏检测器。系统可有效地检测高压电缆束的泄漏速率。

DE 103 56 039 A1描述了用于检验电缆套的密封性的鼓风设备，所述鼓风设备可布置在电缆套的未被占用的电缆套管开口内，描述了带有布置在未被占用的电缆套管开口内的鼓风设备的电缆套，且描述了用于检验做好布设准备的电缆套的尤其是针对于防潮的密封性的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，通过使用构造上尽可能简单的方式实现在不改变导线网络的情况下检验所述导线网络的密封性的检验系统和检验方法。

此技术问题通过独立权利要求的主题给出。本发明的有利的改进方案在从属权利要求、说明书和附图中给出。尤其是，一个权利要求类别的独立权利要求也可类似于另一个权利要求类别的从属权利要求扩展。

根据本发明的用于导线网络的充电插座的密封性检验装置包括检验适配器、流体供给部和测量装置。检验适配器设置为接触导线网络的被密封的插接连接器。在此，导线网络包括被密封的插接连接器、用于安装在至少部分地电驱动的车辆上的充电插座以及将充电插座与被密封的插接连接器连接的电缆。电缆可理解为导线。电缆具有至少一个电导体和包裹至少一个电导体的绝缘部。在带有多个电导体的电缆的情况中，所述电导体可分别具有绝缘部，且多个电导体被共同的绝缘部或保护套包围。流体供给部与检验适配器连接，且在此设置为在检验适配器处提供流体，所述流体通过被密封的插接连接器被引导到导线网络内。测量装置设置为基于所提供的流体检测充电插座的密封性，且补充地或替代地检测导线网络的密封性。

根据本发明的为车辆的能量存储器供给电能的充电插座的检验方法包括如下步骤：接触、提供、传导和检测。在步骤“接触”中，接触导线网络的被密封的插接连接器。导线网络包括被密封的插接连接器、充电插座以及插接连接器和连接充电插座的电缆。在步骤“提供”中，在被密封的插接连接器上提供流体。所提供的流体在步骤“传导”中从被密封的插接连接器通过电缆被传导到充电插座。在步骤“检测”中，基于所提供的流体检测充电插座的密封性，且同时或替代地检测导线网络的密封性。

换言之，通过插接连接器将压力空气或另外的气态物质馈入，所述压力空气或另外的气态物质经过电缆流入到充电插座内。通过测量装置可测量实际的泄漏。在压力建立阶段期间，在所有部件和部件通向导线网络的连接被密封时存在高的流速，因此流量值在压力建立阶段之后摆动到接近0 ml/min的值或替代地摆动到可容许的基础泄漏值。插接连接器和充电插座之间的电缆在此在此近似于用作压力空气管道或流体管道，以用于构建在后方的部件或多个部件的密封性检验。

在一个实施形式中，导线网络是高压导线网络。因此，插接连接器是高压插接连接器，充电插座是高压充电插座，且连接电缆是高压电缆。在此情况中，检验适配器设置为接触高压插接连接器。检验适配器和插接连接器之间的接触实施为流体密封的接触。

导线网络可包括多个被密封的插接连接器，所述插接连接器分别以至少一个电缆与充电插座连接。因此，被密封的插接连接器可使用两个或多个电缆与充电插座连接，以例如从充电插座向插接连接器或反向地传导交流电流或多相电流。检验适配器在此可设置为接触多个被密封的插接连接器。通过检验适配器导入的流体在此可通过多个插接连接器被导入到导线网络内。因此，可有利地也检验导线网络的更复杂的结构。

流体可提供为具有与环境压力相比的过压，且可被馈入到导线网络内。因此，流体可提供为具有至少等于环境压力值的1.05倍或1.07倍的压力。因此，过压可例如等于大致0.7巴。因此，流体可提供为具有至少等于环境压力值的1.1倍的压力。此外，流体可提供为具有至少等于环境压力值的1.2倍或更高的压力。换言之，流体可提供为具有高于环境压力10%的压力，尤其是高于环境压力20%的压力。

密封性检验装置可包括流量传感器。因此，流量传感器可以是测量装置的一部分。可使用流量传感器测量且监测所提供的流体的流量。在此，可将流量与预先限定的阈值进行比较。流量的时间曲线在此可在一个振荡时间之后达到恒定值。在此，通过与阈值的比较，可简单地判定密封性。在最优的系统中，只要导线网络且特别是充电插座被密封，则在振荡时间后流量可达到大致0 ml/min的值。因此，可提供“正常”的信息。如果在振荡时间后流量达到大于预先限定的阈值的值，所述阈值例如为100 ml/min或300 ml/min或600 ml/min，则可断定不密封或泄漏。

在特别的实施形式中可提供气态流体。因此，流体可以是空气。特别地，流体可以是氦或氢，或者该流体可与正常空气相比具有更高份额的氦或氢。因此，可使用气体传感器检测氦或氢的逸出，且因此诊断出泄漏。

在另外的特别的实施形式中，流体可以是彩色的或具有与空气不同的折射率，或替代地具有与环境空气不同的温度，在此颜色差异、折射率差异或温度差异应选择为相应地高，使得通过测量装置可检测到导线网络的环境中的由于泄漏导致的改变。因此，测量装置可具有与之匹配的传感器。因此，所述传感器可以是光学测量器件或是例如照相机的光学传感器。

密封性检验装置可此外具有用于导线网络的电测试的检验装置。因此，检验适配器可包括用于电接触且检验导线网络的高压接触元件。在此实施形式中，测量装置可此外具有电测量装置，以一方面为导线网络施加以检验电压且替代地或补充地施加以检验电流，且另一方面对应地进行测量技术上的评估。

所提出的构思实现了检验整个高压电缆网络（尤其包括电缆的绝缘部）的密封性的可能性。

附图说明

下文通过参考附图解释本发明的有利实施例。各图为：

图1示出了根据本发明的第一实施例的布置在带有充电插座的导线网络上的密封性检验装置的示意性图示；

图2示出了根据本发明的第二实施例的布置在带有充电插座的导线网络上的密封性检验装置的示意性图示；

图3示出了根据本发明的第三实施例的布置在带有充电插座的导线网络上的密封性检验装置的示意性图示；

图4示出了根据本发明的第四实施例的布置在带有充电插座的导线网络上的密封性检验装置的示意性图示；

图5示出了根据本发明的一个实施例的被密封的插接连接器上的检验适配器；

图6示出了根据本发明的另外的实施例的被密封的插接连接器上的检验适配器；

图7示出了带有充电插座和包括充电插座的导线网络的车辆的示意图；和

图8示出了根据本发明的实施例的用于为车辆的能量存储器供给电能的充电插座的检验方法的流程图。

附图仅是示意性图示，且仅用于解释本发明。相同的或功能相同的元件在各处提供以相同的附图标记。

具体实施方式

图1示出了导线网络100，所述导线网络100带有：充电插座102，被密封的插接连接器104，以及将充电插座102和被密封的插接连接器104相连接的电缆106。充电插座102设置为将电能传导到在此未图示的车辆的能量存储器。电缆106根据技术规格与流体密封的充电插座流体密封地连接。电缆106也根据技术规格与被密封的插接连接器104流体密封地连接。导线网络100是要被检验密封性的试件108。因此，密封性检验装置110还与导线网络100的插接连接器104连接。密封性检验装置110包括检验适配器112、流体供给部114以及测量装置116。检验适配器112接触插接连接器104。在此，在二者之间形成流体密封的连接。流体供给部114设置为向检验适配器112提供流体。在图示的实施例中，在流体供给部114和检验适配器112之间布置测量装置116。由流体供给部114提供的流体118通过测量装置116被引导到检验适配器112。测量装置116设置为基于对于所提供的流体118的物理量的评估来判断充电插座102的密封性。

在优选的实施例中，导线网络100是高压导线网络。因此，电缆106可具有硅胶绝缘部。

密封性检验装置110设置为检验试件108的密封性。在图1中的简化图示中，充电插座102仅示意性地示出。充电插座102在背侧具有被密封的空间，在所述空间内具有接触部和电路板。不存在在被密封的区域内为充电插座施加以压力空气以执行检验的直接可能性。在图示的实施例中，充电插座102不具有可馈入压力空气且因此可检验密封性的“馈入点”。此馈入点也成为附加的可能的故障来源，因为所述馈入点也可能不密封，特别地在测试流程之后不密封。因此，通过充电插座102的接触侧的常规的压力检验不能保证或可靠地检验充电插座102的整体密封性，因为背侧建立的密封不被检验。

在一个变体中，测量装置116包括压力传感器120。压力传感器120设置为检测流体118的流量。此外，测量装置116设置为通过使用流量确定密封性。在具有高流速的压力建立阶段后，流量值摆动到某值。压力建立阶段的时间段也称为振荡时间。如果此值低于预先限定的阈值，则试件108被称为密封或“正常”。

图2示出了与图1中图示的第一实施例相比密封性检验装置110的扩展的第二实施例。导线网络100具有第二插接连接器204。第二插接连接器204通过两个电缆206与充电插座102连接。检验适配器112形成为流体密封地接触第一插接连接器104和第二插接连接器204。构思是可放缩的。在第一变体中形成检验适配器112以接触导线网络100的所有的插接连接器104、204。在第二变体中形成检验适配器112以接触至少一个第一插接连接器104，将导线网络100的其余插接连接器204以未图示的盖流体密封地封闭。

在一个变体中流体118是气态的。因此，流体可以是空气，在特别的变体中流体具有升高的份额的氦或氢，所述氦或氢可由气体传感器230检测到。因此，气体传感器230设置为感测包括氦或氢的流体从充电插座102或从导线网络100的排放，且对应地显示泄漏。所显示的泄漏与根据密封性的要求抵触。在这种情况下将试件108挑出。

在图2中所示的第二实施例中，测量装置116除气体传感器230外还包括视觉传感器232。视觉传感器232可以是照相机234，特别是用于记录彩色图像的照相机。在此，可构思将所提供的流体118染色，且因此如果出现对应的被染色的流体则可识别出试件108的泄漏或不密封性。在此，颜色信息的评估（视觉的或甚至基于直方图的纯统计评估）足以检验密封性。

图3将已描述的实施例扩展以附加的接触元件340，以用于电接触导线网络100。如果导线网络100是高压导线网络，则接触元件340也形成为高压接触元件342。在此情况中，密封性检验装置100被扩展以附加的电检验装置344，所述电检验装置344设置为与密封性检验并行地也进行试件108的电气测试。

也称为充电导线组的整个导线网络100形成了流体密封的网络。充电插座102不可被直接施加以空气以测量密封性。在此所述的构思建议，使整个导线网络接受密封性检验。使用插接连接器104、204作为用于检验系统的接口，即密封性检验装置110的接口。例如在图4中图示的实施例中测量装置设置为通过在0.2巴的过压下确定以l/min为单位的流量值来判定系统的密封性。在图4中的实施例中，流体118的馈入通过压力空气调节装置450进行。流体118在此作为压力空气从中央压力空气供给部452提供。替代地，设置商用压力调节阀。流量测量器454处在压力馈入部（即压力空气供给部452和压力调节装置450或替代地压力调节阀）以及在此形成为高压插接器的插接连接器104、204之间，所述流量测量器454确定流量且因此确定泄漏。流量测量器454因此成为包括流量传感器120的测量装置116。

流体118在流量测量器454之后通过T形分配器456被引导到两个分开的接触衬套458。T形分配器456和两个分开的接触衬套458是检验适配器112的一部分。接触衬套458设置为流体密封地接触插接连接器104、204。换言之，接触衬套458构造为密封在检验适配器112内。也称为嵌入件的接触衬套458在密封面区域内在几何形状上对应于检验适配器112的嵌入件或对应于配对插接器。通过接触衬套458为插接连接器104、204施加以压力空气或流体118。如此馈入的流体118通过在图示的实施例中形成为高压导线的电缆106、206被引导到充电插座102内。

流量传感器454具有0 ml/min至999 ml/min的测量范围。在充电插座102上可设置例如另外的PE导管，微量的流体118可通过所述PE导管溢出。在此情况中，流量例如可在30ml/min的值摆动。在此情况中，可将阈值限定到35 ml/min，且在高于阈值的值的情况下检测到不希望的泄漏。在替代的导线网络100的情况下，在0.2巴的过压下，阈值可例如确定为100 ml/min。

在试验中已显示，在0.2巴的过压下，在小于1分钟内可馈入充足的空气量，直至在充电插座102内或在导线网络100内已建立对应的相对压力。在此情况中，振荡时间定义为1分钟。

图5和图6示出了作为检验适配器112的一部分的接触衬套458的变体。接触衬套458在其几何形状上对应于插接连接器104、204的配对插接器，且在检验适配器112和插接连接器104、204之间形成了流体密封的连接，使得流体118可被引导到导线网络100内。

图7示出了带有处于充电站772上的充电插座102的车辆770。充电站772通过充电电缆774与车辆770的充电插座102连接。为此，充电电缆774在远离充电站772的端部上具有用于接触充电插座102的未示出的充电插接器。充电插座102是导线网络102的一部分，如在图1至图3中典型地描述。插接连接器104与车辆770的能量存储器776连接。因此，图7示出了如用于为电驱动的车辆（简称为电动车辆或BEV或PHEV）充电的充电系统的示意图。

充电插座102也可称为充电衬套，其中，具有与充电站772电连接的充电插接器的形式的配对插接器可插入在充电电缆774的端部上。充电电缆774与充电站电连接，使得通过充电插座102和未图示的充电插接器之间的连接在充电站772和车辆770之间可形成电连接，且可传输用于为车辆770的能量存储器776充电的充电电流。

图8示出了用于为车辆的能量存储器供给电能的充电插座的检验方法的流程图，所述检验方法带有步骤“接触”S1、步骤“提供”S2、步骤“传导”S3和步骤“检测”S4。

在步骤“接触”S1中接触导线网络的被密封的插接连接器，所述导线网络包括被密封的插接连接器、用于安装在至少部分地电驱动的车辆上的充电插座以及将插接连接器和充电插座相连接的电缆。在步骤S2中，在插接连接器上提供流体，所述流体在步骤“传导”S3中从插接连接器通过电缆被传导到充电插座。在步骤“检测”S4中，基于所提供的流体检测充电插座或导线网络的密封性。

因为前文中详述的设备和方法是实施例，所以所述设备和方法可以以通常的方式由专业人员在较宽范围内修改，而不偏离本发明的范围。特别地，各个元件相互间的机械布置和大小关系仅是示例。

附图标记列表

100 导线网络

102 充电插座

104、204 插接连接器

106、206 电缆、导线

108 试件

110 密封性检验装置

112 检验适配器

114 流体供给部

116 测量装置

118 流体

120 流量传感器

230 气体传感器

232 视觉传感器

234 照相机、彩色照相机

340 接触元件

342 高压接触元件

450 压力空气调节装置

452 中央压力空气供给部

454 流量测量器

456 T形分配器

458 接触衬套

770 车辆

772 充电站

774 充电电缆

776 能量存储器

S1、S2、S3 方法步骤。

Claims (18)

1.一种用于为车辆（770）的能量存储器（776）供给电能的充电插座（102）的密封性检验设备（110），包括：

a. 用于接触导线网络（100）的被密封的插接连接器（104；204）的检验适配器（112），所述导线网络包括被密封的插接连接器（104；204）、用于安装在至少部分地电驱动的车辆（770）上的充电插座（102）以及将所述插接连接器（104；204）和所述充电插座（102）相连接的电缆（106；206），其中所述电缆（106；206）具有至少一个电导体和包裹所述至少一个电导体的绝缘部，

b. 与所述检验适配器（112）连接的流体供给部（114），所述流体供给部设置为在所述检验适配器（112）上提供流体（118），和

c. 用于基于所提供的流体（118）检测所述充电插座（102）和/或所述导线网络（100）的密封性的测量装置（116），

所述检验适配器接触所述插接连接器，其中，在所述检验适配器和所述插接连接器之间形成流体密封，并且其中，所述流体供给部（114）设置为向所述检验适配器（112）提供流体。

2.根据权利要求1所述的密封性检验设备（110），其中，所述导线网络（100）是高压导线网络，且所述检验适配器设置为接触被密封的高压插接连接器。

3.根据权利要求1或2所述的密封性检验设备（110），其中，所述检验适配器（112）设置为接触至少第二个被密封的插接连接器（204），所述插接连接器通过至少一个第二电缆（206）与所述充电插座（102）相连接。

4.根据权利要求1或2所述的密封性检验设备（110），其中，所述流体供给部（114）设置为提供至少具有环境压力的1.05倍的压力值的流体（118），或提供至少具有环境压力的1.1倍的压力值的流体（118），或提供至少具有环境压力的1.2倍的压力值的流体（118）。

5.根据权利要求1或2所述的密封性检验设备（110），其中所述测量装置（116）包括流量传感器（120）且设置为监测所提供的所述流体（118）的流量和/或压力，且通过使用所述流量和/或压力确定密封性。

6.根据权利要求5所述的密封性检验设备（110），其中，所述测量装置（116）设置为将所述流量与阈值进行比较，其中，如果所述流量小于所述阈值则检测到密封性。

7.根据权利要求5所述的密封性检验设备（110），其中，所述测量装置（116）设置为将所述流量与阈值进行比较，其中，如果所述流量在一个振荡时间之后小于所述阈值则检测到密封性。

8.根据权利要求1或2所述的密封性检验设备（110），其中，所述流体（118）为气态。

9.根据权利要求8所述的密封性检验设备（110），其中，所述流体（118）包括氦、氢或基本上包括空气。

10.根据权利要求8所述的密封性检验设备（110），其中，所述测量装置（116）包括气体传感器（230）以检测显示泄漏的排放。

11.根据权利要求1或2所述的密封性检验设备（110），其中所述测量装置（116）包括视觉传感器（232、234）以检测显示泄漏的排放。

12.根据权利要求1或2所述的密封性检验设备（110），其中，在所述检验适配器（112）内包括用于电接触和检验导线网络（100）的高压接触元件（342）。

13.一种用于为车辆（770）的能量存储器（776）供给电能的充电插座（102）的检验方法，所述检验方法带有如下步骤：

a. 接触（S1）导线网络（100）的被密封的插接连接器（104；204），所述导线网络（100）包括被密封的插接连接器（104；204）、用于安装在至少部分地电驱动的车辆（770）上的充电插座（102）以及将所述插接连接器（104；204）和所述充电插座（102）相连接的电缆（106；206），其中，所述电缆（106；206）具有至少一个电导体和包裹所述至少一个电导体的绝缘部，

b. 在所述被密封的插接连接器（104；204）上提供（S2）流体（118），

c. 将所提供的流体（118）从所述被密封的插接连接器（104；204）通过电缆（106；206）传导到所述充电插座（102），和

d. 基于所提供的所述流体（118）检测（S4）所述充电插座（102）和/或所述导线网络（100）的密封性，

其中，检验适配器接触所述插接连接器，其中，在所述检验适配器和所述插接连接器之间形成流体密封，并且其中，所述流体供给部（114）设置为向所述检验适配器（112）提供流体。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述步骤“提供”（S2）中提供至少具有环境压力的1.07倍的压力值的流体（118）。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，在所述步骤“提供”（S2）中提供至少具有环境压力的1.2倍的压力值的流体（118）。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，其中，在所述步骤“检测”（S4）中监测所提供的流体的流量和/或压力，且通过使用所述流量和/或压力确定密封性。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述步骤“检测”（S4）中将所述流量与阈值进行比较，其中，如果所述流量小于所述阈值则提供肯定的密封性信息。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述步骤“检测”（S4）在一个振荡时间之后实施。

Images