ES1299367U - Enchufe de carga de vehículo eléctrico con sellos - Google Patents

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Abstract

Un enchufe de vehículo eléctrico (100; 500; 1100), que comprende: dos o más patillas (106; 108) que comprenden al menos una patilla de línea y una patilla de neutro; una tierra; una placa frontal (102; 502; 1102) que incluye una superficie exterior (103) y una pluralidad de partes elevadas (202) y partes rebajadas (205) formadas en una superficie interior, y algunas de las partes elevadas forman parcialmente ranuras (104; 1206) a través de las cuales se extienden al menos dos de las dos o más patillas (106; 108), y una o más de las partes elevadas (202) que forman un soporte (506; 1000; 1112); colocado en una superficie orientada hacia dentro de la placa frontal (102; 502 ; 1102), donde la placa frontal llena el orificio pasante (300) de cada patilla; al menos un sensor de temperatura para monitorear la temperatura interior de la patilla de línea, la patilla de neutro, o tanto la patilla de línea como la patilla de neutro; y un alojamiento (224; 506; 1104) para sujetar al menos un sensor de temperatura junto al soporte y junto a la patilla de línea, la patilla de neutro o tanto la patilla de línea como la patilla de neutro; un cable de datos (118) conectado a al menos un sensor de temperatura y configurado para transmitir datos de temperatura a un controlador que no es parte y está físicamente separado del enchufe (100; 500; 1100); y una superficie exterior de la placa frontal (102; 502; 1102); caracterizado porque contiene primeros sellos (112) formados alrededor de las dos o más patillas y colocados en la superficie orientada hacia dentro de la placa frontal, los primeros sellos se sostienen por rebordes (302) formados dentro de las ranuras (104) y se configuran para llenar cualquier abertura entre las dos o más patillas y la placa frontal; segundos sellos (116; 1204) formados alrededor de las dos o más patillas y configurados para cubrir los primeros sellos (112) con un material suficiente para proteger los primeros sellos de la presión y el calor asociados y un tercer sello moldeado por inyección en la forma de un molde interior (110) que cubre al menos los segundos sellos y las partes rebajadas de la placa frontal y un sobremolde (130) exterior que cubre el molde interior (110).

Description

DESCRIPCIÓN
Enchufe de carga de vehículo eléctrico con sellos
Campo técnico
La presente descripción se refiere a un conector eléctrico, y más particularmente a un enchufe de carga de vehículos eléctricos con sellos.
Antecedentes
Los enchufes eléctricos se utilizan comúnmente para suministrar energía a los aparatos eléctricos, como tostadoras y teteras eléctricas y dispositivos de carga de vehículos eléctricos, algunos de los cuales consumen más corriente que otros dispositivos alimentados. Los enchufes eléctricos convencionales normalmente no incluyen mecanismos de protección para aplicaciones de mayor consumo de corriente que pueden hacer que los enchufes se sobrecalienten, derritan o quemen. Como resultado, los enchufes eléctricos convencionales pueden dañarse y causar condiciones inseguras. Sin embargo, agregar mecanismos de protección aumenta la posibilidad de que cuando los enchufes eléctricos se exponen a ambientes húmedos, la humedad pueda entrar en el enchufe, dañar los mecanismos de protección y provocar daños adicionales y condiciones inseguras. Por lo tanto, existe la necesidad de mejorar los enchufes de los vehículos eléctricos y, en particular, con respecto a los sellos utilizados en los mismos.
Explicación de la invención
De acuerdo con un aspecto de la presente descripción, se proporciona un enchufe de carga para vehículos eléctricos que comprende al menos un sensor de temperatura para controlar la temperatura interior del enchufe para vehículos eléctricos. El enchufe de carga del vehículo eléctrico comprende además un cable de datos que transmite datos de temperatura a un controlador físicamente separado. El enchufe de carga del vehículo eléctrico comprende además un alojamiento o soporte para recibir al menos un sensor de temperatura, en donde el alojamiento o soporte se puede incrustar dentro de un molde interior del enchufe del vehículo eléctrico. Un primer sello puede sellar una unión entre al menos una patilla y una placa frontal o placa puente. Un segundo sello puede sellar tanto una unión entre el al menos una patilla y una placa frontal o placa puente como las uniones entre la misma y el molde interior. Un tercer sello proporcionado por el molde interior sella todo el interior del enchufe del vehículo eléctrico.
En una modalidad, el primer sello puede estar formado por una combinación de epoxi, juntas, aceites de sellado, grasas de sellado y/o adhesivo de fusión en frío formado alrededor de una patilla o entre una unión entre la patilla/lámina y un anillo o tapa separada. En una modalidad, el segundo sello puede estar formado por el anillo o tapa separados y partes superiores de láminas que presionan el anillo o tapa sobre el primer sello. En una modalidad, el segundo sello puede estar formado por el anillo o tapa separada.
En una modalidad, el al menos un sensor de temperatura puede ser proporcionado por un sensor de temperatura de circuito integrado en un conjunto de placa de circuito impreso ("PCBA") alojado dentro de un encapsulado de PCBA. En una modalidad, el al menos un sensor de temperatura puede ser proporcionado por termistores alojados dentro de alojamientos cerámicos altamente conductores térmicamente colocados alrededor y cerca de las partes superiores de las palas.
Las modalidades también incluyen métodos para ensamblar los tapones descritos en este documento. En un aspecto, un método para ensamblar un enchufe de vehículo eléctrico incluye formar una placa frontal que incluye una superficie exterior y una pluralidad de partes elevadas y partes bajas formadas en una superficie interna, algunas de las partes elevadas forman parcialmente ranuras a través de las cuales dos o más patillas se extienden, y una o más de las partes elevadas forman un soporte posicionado en una superficie que mira hacia dentro de la placa frontal; insertar las dos o más patillas en dos o más ranuras entre las ranuras, comprendiendo las dos o más patillas una patilla de línea y una patilla de neutro, incluyendo cada patilla un orificio pasante que se extiende a través de una parte central de la patilla y se llena con la placa frontal; insertar al menos un sensor de temperatura en un alojamiento de sensor, el al menos un sensor de temperatura configurado para controlar una temperatura interior de la patilla de línea, la patilla de neutro o tanto la patilla de línea como la patilla de neutro; colocar el alojamiento del sensor en el soporte, el soporte del sensor se configura para sujetar al menos un sensor de temperatura junto al soporte y junto a la patilla de línea, la patilla de neutro o tanto la patilla de línea como la patilla de neutro; formar primeros sellos alrededor de cada uno de las dos o más patillas y la superficie que mira hacia dentro de la placa frontal, los primeros sellos se sostienen por rebordes formados dentro de las ranuras; formar segundos sellos alrededor de cada uno de las dos o más patillas y cubrir los primeros sellos con un material suficiente para proteger los primeros sellos de la presión y el calor asociados con un tercer sello moldeado por inyección en la forma de un molde interior que cubre en al menos los segundos sellos y las partes rebajadas de la placa frontal; conectar un cable de datos a al menos un sensor de temperatura, el cable de datos configurado para transmitir datos de temperatura a un controlador del que no es parte y está físicamente separado del enchufe; y cubrir el molde interior y una superficie exterior de la placa frontal con un molde exterior.
Breve descripción de los dibujos
Las modalidades de la presente descripción se describirán más detalladamente a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
La Figura 1 ilustra una vista en perspectiva despiezada de un enchufe de carga para vehículos eléctricos de acuerdo con una modalidad de la presente descripción;
La Figura 2 ilustra una vista en perspectiva despiezada de los componentes del puente de la modalidad de la Figura 1;
La Figura 3 es una vista en sección transversal de los componentes del puente de la Figura 1;
La Figura 4 ilustra otra vista en perspectiva de los componentes del puente de la Figura 1 cuando está completamente ensamblado;
La Figura 5 ilustra una vista en perspectiva despiezada de un enchufe de carga para vehículos eléctricos de acuerdo con una modalidad de la presente descripción;
La Figura 6 ilustra una vista en perspectiva de los componentes del puente de la modalidad de la Figura 5 cuando está completamente ensamblado;
La Figura 7 ilustra una vista en perspectiva despiezada de los componentes del puente de la Figura 6;
La Figura 8 es una vista en sección transversal de los componentes del puente de la Figura 5;
La Figura 9 ilustra una vista en perspectiva de un lado interior de los componentes del puente de la Figura 6;
La Figura 10 ilustra una vista en perspectiva del lado interior del puente de la Figura 9 sin los soportes de sensor;
La Figura 11 ilustra una vista en perspectiva de los componentes del puente de una modalidad; La Figura 12 ilustra una vista despiezada ordenado de los componentes de la Figura 11;
La Figura 13 ilustra una vista en perspectiva de detalles de un segundo sello de acuerdo con una modalidad;
La Figura 14 es una vista en sección transversal de los componentes del puente de la Figura 11;
La Figura 15 ilustra una vista en perspectiva del enchufe de carga del vehículo eléctrico de la Figura 1, Figura 5 y/o la Figura 11 cuando se aplica un molde interior de acuerdo con la modalidad de la presente divulgación;
La Figura 16 ilustra una vista en perspectiva del enchufe de carga de vehículos eléctricos de la Figura 1, Figura 5 y/o la Figura 11 cuando se aplica un sobremolde de acuerdo con la modalidad de la presente descripción;
La Figura 17A ilustra una vista en perspectiva de un primer conjunto de enchufes cuyas configuraciones están estandarizadas en un primer conjunto de países;
La Figura 17B ilustra una vista en perspectiva de un segundo conjunto de enchufes cuyas configuraciones están estandarizadas en un segundo conjunto de países;
La Figura 17C ilustra una vista en perspectiva de un tercer conjunto de enchufes cuyas configuraciones están estandarizadas en un tercer conjunto de países;
La Figura 17D ilustra una vista en perspectiva de un cuarto juego de enchufes cuyas configuraciones están estandarizadas en un cuarto juego de países; y
La Figura 17E ilustra una vista en perspectiva de un quinto juego de enchufes cuyas configuraciones están estandarizadas en un quinto juego de países.
Las Figuras 18 a 31 representan modalidades de la presente descripción que se pueden utilizar en Dinamarca y que se describirán más detalladamente a continuación con referencia a los dibujos adjuntos:
La Figura 18 ilustra una vista en perspectiva despiezada de un enchufe de carga para vehículos eléctricos de acuerdo con una modalidad de la presente divulgación;
La Figura 19 ilustra una vista en perspectiva despiezada de los componentes del puente de la modalidad de la Figura 18;
La Figura 20 es una vista en sección transversal de los componentes del puente de la Figura 19;
La Figura 21 ilustra una vista en perspectiva despiezada de un enchufe de carga para vehículos eléctricos de acuerdo con una modalidad de la presente divulgación;
La Figura 22 ilustra una vista en perspectiva de los componentes del puente de la modalidad de la Figura 21 cuando está completamente ensamblado;
La Figura 23 ilustra una vista en perspectiva despiezada de los componentes del puente de la Figura 21;
La Figura 24 es una vista en sección transversal de los componentes del puente de la Figura 21;
La Figura 25 ilustra una vista en perspectiva de un lado interior de los componentes del puente de la Figura 22;
La Figura 26 ilustra una vista en perspectiva del lado interior del puente de la Figura 22 sin los soportes de sensor;
La Figura 27 ilustra una vista en perspectiva de los componentes del puente de una modalidad;
La Figura 28 ilustra una vista despiezada ordenada de los componentes de la Figura 27;
La Figura 29 es una vista en sección transversal de los componentes del puente de la Figura 27;
La Figura 30 ilustra una vista en perspectiva del enchufe de carga del vehículo eléctrico de la Figura 18, Figura 21 y/o la Figura 27 cuando se aplica un molde interior de acuerdo con la modalidad de la presente descripción; y
La Figura 31 ilustra una vista en perspectiva del enchufe de carga de vehículos eléctricos de la Figura 18, Figura 21 y/o la Figura 27 cuando se aplica un sobremolde de acuerdo con la modalidad de la presente descripción.
Las Figuras 32 a 45 representan modalidades de la presente divulgación que se pueden usar en partes de Europa y que se describirán más detalladamente a continuación con referencia a los dibujos adjuntos:
La Figura 32 ilustra una vista en perspectiva despiezada de un enchufe de carga para vehículos eléctricos de acuerdo con una modalidad de la presente divulgación;
La Figura 33 ilustra una vista en perspectiva despiezada de los componentes del puente de la modalidad de la Figura 32;
La Figura 34 es una vista en sección transversal de los componentes del puente de la Figura 33;
La Figura 35 ilustra una vista en perspectiva de los componentes del puente de la Figura 33 cuando está completamente ensamblado;
La Figura 36 ilustra una vista en perspectiva despiezada de un enchufe de carga para vehículos eléctricos de acuerdo con una modalidad de la presente descripción;
La Figura 37 ilustra una vista en perspectiva despiezada de los componentes del puente de la modalidad de la Figura 36;
La Figura 38 es una vista en sección transversal de los componentes del puente de la Figura 36;
La Figura 39 ilustra una vista en perspectiva de los componentes del puente de la Figura 36 cuando está completamente ensamblado;
La Figura 40 ilustra una vista en perspectiva de un lado interior de los componentes del puente de la Figura 36;
La Figura 41 ilustra una vista en perspectiva de los componentes del puente de una modalidad;
La Figura 42 ilustra una vista despiezada ordenada de los componentes de la Figura 41;
La Figura 43 es una vista en sección transversal de los componentes del puente de la Figura 41;
La Figura 44 ilustra una vista en perspectiva del enchufe de carga de vehículos eléctricos de las Figuras 32, 36 y/o 41 cuando se aplica un molde interior de acuerdo con la modalidad de la presente descripción; y
La Figura 45 ilustra una vista en perspectiva del enchufe de carga de vehículos eléctricos de las Figuras 32, 36 y/o 41 cuando se aplica un sobremolde de acuerdo con la modalidad de la presente divulgación.
Descripción detallada
La presente descripción describe un enchufe de carga de vehículos eléctricos mejorado que es capaz de monitorear con precisión la temperatura del enchufe y transmitir datos de temperatura a un controlador fuera del enchufe que puede cortar la energía al enchufe si el enchufe se sobrecalienta. Una vez que la temperatura del enchufe eléctrico supera un umbral predeterminado, el controlador puede cortar automáticamente un circuito eléctrico para evitar dañar el enchufe eléctrico y crear condiciones inseguras. Dado que los enchufes de los vehículos eléctricos pueden estar expuestos a condiciones ambientales exteriores, que incluyen neblina intensa, niebla, lluvia intensa, lluvia torrencial, nieve, etc., se requieren componentes de sellado adicionales para garantizar que la humedad no pueda ingresar al enchufe y causar un corto o para desactivar los dispositivos sensores de temperatura.
Si bien las modalidades representan un enchufe de vehículo eléctrico de tres patillas para conectar a una toma de corriente, debe entenderse que la presente descripción no se limita solo a este tipo de enchufe. Cualquier tipo de enchufe de carga de vehículos eléctricos puede beneficiarse de las mismas mejoras descritas en este documento, incluidos aquellos con solo dos patillas y aquellos con más de tres patillas en un enchufe principal, como cualquiera de los enchufes que se muestran en las Figuras 17A, 17B, 17C, 17D y 17E. La presente divulgación también puede mejorar los enchufes para conectar al enchufe de un vehículo, como SAE J1772, IEC Tipo 2, TESLA y CHADeMO, y enchufes de vehículos eléctricos con patillas en múltiples componentes de enchufe, incluidos SAE J1772 CCS e IEC Tipo 2 CCS. Los enchufes eléctricos de la presente descripción también se pueden usar para enchufes de cualquier estándar de tensión, así como enchufes que soportan dos o más estándares de tensión. Los enchufes eléctricos pueden ser de cualquier forma, tamaño y tipo, como tipo A y C-N y adecuados para cualquier tensión.
Cuando se haga referencia a elementos ilustrados en cada una de las figuras, la etiqueta numerada correspondiente a cada elemento comenzará con un número correspondiente a la figura en la que se analiza por primera vez y se ilustra mejor. Por ejemplo, si primero se analiza un elemento con referencia a la Figura 1, la etiqueta para el elemento seguirá el formato 1NN, y cuando se haga referencia a un elemento discutido primero con referencia a la Figura 2, la etiqueta del elemento seguirá el formato 2NN, etc.
La Figura 1 ilustra una vista en perspectiva despiezada de una modalidad de un enchufe de carga de vehículos eléctricos (100) de acuerdo con una primera modalidad. El enchufe de carga de vehículos eléctricos (100) incluye una placa frontal (102) dentro de la cual se forman un número de ranuras (104) suficientes para corresponder a las patillas (106) y (108) del enchufe de carga de vehículos eléctricos (100). Las patillas (106) y (108) pueden ser patillas redondas o láminas según el tipo de enchufe y pueden estar formados por cualquier material adecuado, como latón. Si bien se hace referencia a las láminas o las patillas de las láminas con respecto a las patillas de línea, de neutro y de tierra, según el estándar de enchufe de un país en particular, todas las patillas pueden ser redondas, todas las patillas pueden ser patillas de lámina o alguna combinación de patillas redondas y patillas de lámina. La placa frontal (102) puede estar hecha de cualquier material adecuado, incluyendo Polipropileno (“PP”), Tereftalato de Polibutileno (“PBT”) y Policarbonato (“PC”). Cada una de las ranuras (104) de la placa frontal (102) puede tener una forma única para que coincida cómodamente con la forma de la parte de las patillas (106) y (108) que se insertan en las ranuras (104).
Con referencia a las Figuras 2-4, las ranuras (104) se pueden formar dentro de un lado o superficie que mira hacia el interior de la placa frontal (102). Un lado o superficie exterior (103) de la placa frontal (102) miraría hacia la toma de corriente (no mostrada) a la que se conectaría el enchufe de carga del vehículo eléctrico (100) durante un ciclo de encendido. Cada una de las ranuras (104) puede estar formada por áreas o partes elevadas (202) de la placa frontal (102) para formar una abertura central (200) con paredes interiores enfrentadas que se acoplan con cada patilla (106) o patilla (108). Las paredes enfrentadas al interior pueden estar configuradas para ser ligeramente más grandes que la circunferencia de las patillas correspondientes (106) o (108) para que la patilla encaje perfectamente dentro de la abertura central (200) de las ranuras (104). Las patillas (106) y (108) pueden colocarse en el molde (no mostrado) que se usa para formar la placa frontal (102) de modo que el material usado para formar la placa frontal (102) fluya hacia los orificios pasantes (300) en cada patilla. Esto puede mantener las patillas (106) y (108) en su lugar durante el uso y, por lo tanto, los orificios pasantes (300) pueden actuar como un elemento de fijación y evitar el movimiento de las patillas con respecto a la placa frontal (102). En las modalidades, los orificios pasantes (300) no se pueden usar debido a que las limitaciones de espacio asociadas con el diseño del enchufe requieren que las patillas se engarcen fuera de la placa frontal y luego se ensamblen en la placa frontal. Como resultado, el diseño de las patillas puede ser diferente, como incluir anillos elevados o relieves rebajados alrededor de las patillas que se acoplan con el material de la placa frontal y evitan que las patillas se muevan con respecto a la placa frontal una vez ensamblados. Las partes elevadas (202) de la placa frontal (102) pueden incluir una serie de áreas rebordes (204) y áreas rebajadas (205) y crear una serie de partes bajas que forman rincones y grietas dentro de la placa frontal (102) que pueden rellenarse con el material del molde interior (110), cuando se forma el molde interior, como se describe más adelante en este documento. Rellenar los rincones y grietas de la placa frontal (102) con el molde interior (110) forma un tercer sello (el primer y segundo sello se describirán a continuación) del interior del enchufe de carga del vehículo eléctrico (100) contra la humedad.
Los sellos (112) pueden ser una junta, epoxi, aceites sellantes, grasas sellantes, adhesivo de fusión en frío o una combinación de estos que se colocan alrededor de otras partes selladas de las patillas (106) y (108) como un primer sello contra la humedad y otros materiales, como polvo y arena, entrando en el enchufe de carga del vehículo eléctrico (100). El sello (112) puede ser una junta tipo junta tórica que se ajusta cómodamente alrededor de las patillas (106) y (108) para asegurar un buen acoplamiento de sellado con el material de la placa frontal (102). Los sellos (112) pueden estar soportados por un reborde (302) formado dentro de la ranura (104) de la patilla (106; 108). El sello (112) puede estar formado de cualquier material adecuado, incluyendo Epoxi, fusión en frío, aceites de sellado, grasa de sellado, Nitril, neopreno, etileno propileno, silicona, fluorocarbono y PTFE, que tenga buena adherencia con superficies metálicas o plásticas. El sello (112) puede configurarse para que tenga cualquier forma adecuada para encajar con las patillas (106; 108) y el material de la placa frontal (102) y formar un primer sello hermético a prueba de humedad.
Los sellos (112) pueden tener una forma que coincida con la forma del reborde (302) formado dentro de las ranuras (104) de las patillas (106; 108). Ciertas patillas o láminas pueden tener anillos metálicos elevados (no mostrados) alrededor de la patilla dentro de los cuales se pueden colocar los sellos (112) o incluir respaldos (220) y otros componentes (no mostrados) que se extienden a lo largo del perímetro de la parte redondeada de la patilla y requieren las ranuras. (104), rebordes (302) y sellos para tener diferentes formas. En tal caso, la forma del sello (112) puede adoptar la forma de un cilindro, un rectángulo tridimensional, un polígono o una forma irregular dependiendo de la forma y el tamaño del reborde (302) de la ranura correspondiente (104).
En algunas modalidades, una patilla puede formar un reborde que soporta un sello (112) en lugar de, o además de, un reborde (302) formado en el material de la placa frontal (102). Por ejemplo, un reborde formado en el material de la placa frontal (102) puede soportar un reborde de patilla, y el reborde de patilla puede soportar el sello (112). En este ejemplo, el reborde del material de la placa frontal soporta directamente la patilla, mientras que el reborde del material de la placa frontal soporta indirectamente el sello (112) a través de la patilla.
Se puede colocar una cubierta o tapa de plástico (116), hecha de PP, PBT, PC u otro material adecuado, encima de cada sello (112) dentro de cada ranura (104), como se muestra en la Figura 3. La forma de la tapa de plástico (116) puede ser un cilindro, un rectángulo tridimensional, un polígono o una forma irregular según la forma y el tamaño del reborde (302) de la ranura correspondiente (104) para que coincida con la forma del epoxi, adhesivo de fusión en frío, aceites sellantes, grasas sellantes, y/o junta (112). Si la patilla incluye anillos u otros componentes, la tapa (116) puede descansar sobre el anillo superior de dos anillos de metal u otros componentes. El molde interior (110) puede estar formado del mismo material que la tapa de plástico (116) y la placa frontal (102). Utilizando el mismo material para la placa frontal (102), la tapa (116) y el molde interior (110) asegura un muy buen rendimiento de unión entre esos componentes, lo que ayuda a sellar aún más el enchufe de carga del vehículo eléctrico (100) como se describe más adelante en este documento.
El molde interior (110) se puede moldear por inyección durante la fabricación del enchufe de carga del vehículo eléctrico (100). Mientras que el plástico fundido del molde interior se inyecta en estado líquido, el anillo tapa (116) y la placa frontal (102) pueden estar en estado sólido de modo que la tapa (116) y la placa frontal (102) estén cubiertas por el plástico del molde interior (110). El plástico del molde interior (110) se puede inyectar a una presión suficientemente alta y a una temperatura suficientemente alta necesaria para garantizar que el material plástico fundido del molde interior (110) llene completamente todos los rincones y grietas de la placa frontal (102) y otros componentes interiores del enchufe de carga del vehículo eléctrico (100). Al llenar los rincones y grietas de la placa frontal (102) y cubrir otros componentes interiores del enchufe de carga del vehículo eléctrico (100), incluida la tapa (116), el molde interior (110) puede formar el tercer sello entre la tapa (116) y las patillas (106; 108) y/o las láminas. La tapa (116) puede tener una forma suficiente para cubrir todo el epoxi, adhesivo de fusión en frío, aceites sellantes, grasas sellantes, o junta que pueda quedar expuesta de otro modo. La forma suficiente para cubrir todo el epoxi, adhesivo de fusión en frío, aceites sellantes, grasas sellantes, o la junta y puede tener un grosor que asegure que todo el material expuesto del sello del epoxi, el adhesivo de fusión en frío, aceites sellantes, grasas sellantes, o junta (112) se cubra. La tapa (116) también puede tener una altura suficiente, es decir, lo suficientemente alta, para formar una cubierta aislante y/o protectora para el sello (112) que evita que el sello (112) se funda completamente durante la inyección del plástico del molde interior (110). Por lo tanto, la tapa (116) puede formar un segundo sello del enchufe de carga del vehículo eléctrico (100).
La placa frontal (102) puede incluir además un respaldo (220) formado en el material de la placa frontal que está configurado para sostener un conjunto de placa de circuito impreso ("PCBA") (304), que está alojado dentro de un alojamiento de encapsulado, también llamada encapsulado de PCBA (224). El alojamiento de encapsulado (224) puede estar formado por PP, PBT o PC y tener la forma de sujetar la PCBA (304), que puede incluir un sensor de temperatura de circuito integrado. Para proteger la PCBA (304) del calor y la presión del molde interior inyectado, la PCBA (304) puede cubrirse con un compuesto de encapsulado protector dentro del alojamiento de encapsulado (224). El compuesto de encapsulado puede ser una resina, tal como termoplásticos de poliamida y poliolefina que usan un moldeo a baja presión y un ciclo de moldeo de procesamiento corto. En una modalidad, el compuesto de relleno puede ser Henkel LOCTITE TECHNOMELT PA6208 u OM646 (anteriormente denominado MACROMELT), o una resina epoxi, poliuretano o un compuesto de silicona.
El sensor de temperatura del circuito integrado de la PCBA (304) puede configurarse para transmitir señales analógicas o digitales que incluyen datos de temperatura a través de cables de datos (118) a un controlador (no mostrado) que no es parte y está físicamente separado del enchufe de carga del vehículo eléctrico (100). Los cables de datos (118) pueden estar envueltos por un blindaje para filtrar el ruido eléctrico a fin de capturar y transmitir con precisión los datos de temperatura. El controlador puede ser parte de un sistema de energía al que se conecta un cable, como el cable (120), del enchufe de carga del vehículo eléctrico (100) y que suministra tensión y corriente al enchufe de carga del vehículo eléctrico (100). El extremo del cable (120) dentro del molde interior (110) puede incluir un clip de metal (122) para asegurar el cable (120) dentro del molde interior (110). Cuando los datos de temperatura proporcionados por la PCBA (304) indican que la temperatura dentro del enchufe de carga del vehículo eléctrico (100) ha excedido un umbral de temperatura, el controlador puede hacer que el sistema de energía deje de proporcionar tensión y corriente al enchufe de carga del vehículo eléctrico (100).
La separación física completa del controlador del enchufe de carga del vehículo eléctrico (100) es una importante característica de seguridad de la presente descripción. Algunos sistemas de enchufe y cable existentes ubican un controlador separado del enchufe, pero en algún lugar del cable que está cerca del enchufe. Si se produce un cortocircuito dentro del enchufe y el controlador está lo suficientemente cerca del enchufe como para dañarse como resultado, es posible que el controlador no pueda evitar que el sistema de alimentación continúe proporcionando tensión y corriente. Esto puede ser especialmente problemático con algunos enchufes de vehículos eléctricos que funcionan con una clasificación de tensión superior a la estándar de 110.
Los cables de línea, de neutro y de tierra (124), junto con los cables de datos (118), pueden alojarse dentro del cable (120) y colocarse cerca de las patillas (106; 108) y PCBA (304), momento en el que se separan entre sí para conectarse a su respectivo componente del enchufe de carga de vehículos eléctricos (100). El cable (120) puede extenderse a través de una abertura (118) del molde interior (110). Tanto el molde interior (110) como el sobremolde (130) incluyen muescas de agarre (132) a cada lado del molde interior y sobremolde (130) para permitir que un usuario del enchufe de carga de vehículos eléctricos (100) mejore su agarre del enchufe cuando está en uso. El sobremolde puede estar formado por elastómero termoplástico ("TPE") o poliuretano termoplástico ("TPU") u otro material adecuado. Una parte superior del sobremolde puede estar configurada para tener una parte flexible (134). La funda del cable (120) también puede estar formada por TPE o TPU u otro material adecuado, lo que da como resultado un buen rendimiento de unión con el sobremoldeado del mismo material.
El sistema de sellado del enchufe de carga para vehículos eléctricos (100) y los métodos descritos en este documento cumplen con la clasificación de resistencia al agua IP67, lo que significa que el enchufe de carga para vehículos eléctricos está 100 % protegido contra objetos sólidos como el polvo y la arena, y ha sido probado para funcionar durante al menos 30 minutos bajo 15 cm a 1 m de agua. El método y el sistema de sellado del enchufe de carga del vehículo eléctrico (100) que se describe en el presente documento también cumple con índices de impermeabilidad más altos hasta la clasificación de impermeabilidad IPX9K, lo que significa que el enchufe de carga del vehículo eléctrico resiste los rocíos a alta presión y alta temperatura a corta distancia.
Las figuras de la Figura 5 a la Figura 10 ilustran la modalidad del enchufe de carga del vehículo eléctrico (500), que es similar a la modalidad descrita anteriormente e incluye la mayoría de los mismos componentes, pero incluye termistores en lugar de una PCBA (304), alojamientos para los termistores y una placa frontal ligeramente diferente (502). Los termistores de coeficiente de temperatura negativo ("NTC") o coeficiente de temperatura positivo ("PTC") (504), un tipo de resistencia cuya resistencia disminuye o aumenta a medida que aumenta la temperatura, pueden colocarse en un alojamiento (506) que rodea la parte superior de cada patilla (106; 108). El alojamiento (506) puede estar hecho de cerámica y puede actuar como alojamiento para termistores (504). La cerámica puede ser una cerámica altamente conductiva térmicamente, tal como nitruro de aluminio, carburo de silicio y óxido de aluminio. Otras cerámicas termoconductoras incluyen óxido de berilio y nitruro de boro, entre otras. Se puede usar un material cerámico altamente conductivo térmicamente para ayudar en la detección de calor por parte de los termistores (504). El alojamiento (506) acopla los termistores (504) a una patilla correspondiente (106) o (108) para garantizar que el calor generado por la patilla se transfiera eficientemente al termistor (504). Si no se usó una cerámica de alta conductividad térmica, cuando se inyectó el molde interior, el material plástico del molde interior puede formar una barrera aislante entre la patilla y el termistor (504). El uso del alojamiento de cerámica (506) asegura que el molde interior (110) no forme una barrera aislante entre la patilla y el termistor (504). El alojamiento de cerámica también puede ser eléctricamente aislante, lo que ayuda a garantizar que el enchufe de carga pueda pasar los requisitos de prueba de alta tensión.
Se puede conectar un cable de datos (118) a cada termistor (504) y configurarlo para transmitir señales analógicas que incluyen datos de temperatura a un controlador (no mostrado) que no es parte y está físicamente separado del enchufe del vehículo eléctrico, como se explicó anteriormente en este documento. Cuando los datos de temperatura proporcionados por el termistor (504) indican que la temperatura dentro del enchufe de carga del vehículo eléctrico (500) ha excedido un umbral de temperatura, el controlador puede hacer que el sistema de energía reduzca la corriente o deje de suministrar tensión y corriente.
Los cables de línea, de neutro y de tierra (124), junto con los cables de datos (118), se pueden alojar dentro de la funda del cable (120) hasta que estén cerca de las patillas y los termistores (504), momento en el que se separan entre sí para conectarlos a su respectivo componente del enchufe de carga del vehículo eléctrico (500).
Como se ilustra adicionalmente en las Figuras 6-10, la placa frontal (502) puede incluir soportes (1000) que están configurados para acoplarse con cada alojamiento (506) y mantener el alojamiento en posición con respecto a la parte superior de la patilla correspondiente. Los soportes (1000) pueden tener la forma que se ilustra con más detalle en la Figura 10. Como se muestra en las Figuras 8 y 9, el alojamiento (506) puede descansar parcial o totalmente sobre la tapa correspondiente (116) para ayudar a mantener la tapa (116) en posición, y también puede descansar parcialmente sobre la superficie superior del soporte (1000). La altura de los soportes (1000) es ligeramente mayor que la altura de la parte elevada (202) para crear una abertura (800) debajo de cada alojamiento (506). La abertura (800) puede servir como un hueco y grieta, como se explicó anteriormente, que puede llenarse con el material del molde interior (110) como resultado de la presurización durante la formación del molde interior, que sirve para mantener todos los componentes interiores en su lugar y que forma un tercer sello del enchufe de carga del vehículo eléctrico (500).
La Figura 11 ilustra una modalidad de un enchufe de carga de vehículos eléctricos (1100) similar a las modalidades representadas en la Figura 1 y la Figura 5. El enchufe de carga (1100) incluye una placa frontal (1102), un solo soporte o alojamiento (1104) y un solo termistor (1106). El alojamiento (1104) puede estar formado por un material cerámico. El material cerámico puede ser una cerámica altamente conductiva térmicamente, tal como nitruro de aluminio, carburo de silicio y óxido de aluminio. Otras cerámicas termoconductoras incluyen óxido de berilio y nitruro de boro, entre otras. Un material cerámico altamente conductivo térmicamente puede ayudar en la detección de calor por parte del termistor (1106). El alojamiento (1104) puede acoplar el termistor (1106) a las patillas (1108) y (1110), que pueden ser las patillas de línea y de neutro, para garantizar que el calor generado por las patillas se transfiera eficientemente al termistor (1106). El alojamiento de cerámica también puede ser eléctricamente aislante, lo que ayuda a garantizar que el enchufe de carga pueda pasar los requisitos de prueba de alta tensión.
El termistor (1106) puede ser un termistor de coeficiente de temperatura negativo ("NTC") o de coeficiente de temperatura positivo ("PTC"). El termistor 1106 se puede colocar entre las patillas (1108) y (1110) en una posición central para que esté igualmente distanciado de ambas patillas. El alojamiento (1104) puede rodear ambas patillas (1108) y (1110) y mantenerse en posición mediante soportes (1112) formados en el lado interior de la placa frontal (1102). La Figura 12 proporciona más detalles de la placa frontal (1102), así como los primeros sellos (1202) y los segundos sellos (1204), como se describió anteriormente en este documento. La Figura 13 proporciona detalles adicionales con respecto a los segundos sellos o anillos de plástico (1204). Se puede formar una pluralidad de nervaduras de aplastamiento por interferencia (1302) alrededor del perímetro de cada anillo de plástico (1204). Aunque en la Figura 13 se muestran cuatro nervaduras de aplastamiento (1302), se puede utilizar un número mayor o menor. Las nervaduras de aplastamiento (1302) son muy delgadas y están configuradas para aplastarse y deformarse cuando encajan en las ranuras (1206) de la placa frontal (1102) para ayudar a asegurar el anillo de plástico del segundo sello (1204) dentro de la ranura (1206). También se pueden usar nervaduras de aplastamiento (1302) en los anillos de plástico de tapa (116) de las modalidades de las Figuras 1 y la Figura 5. La Figura 14 proporciona una vista en sección transversal de la modalidad de la Figura 11 a la Figura 12.
La Figura 15 ilustra el enchufe de carga de vehículos eléctricos (100) o (500) completamente ensamblado con solo el molde interior (110) expuesto y el cable (120). La Figura 16 ilustra el enchufe de carga del vehículo eléctrico (100) o (500) completamente ensamblado con solo el sobremolde (130) expuesto, la parte flexible (134) y el cable (120).
El sistema de sellado del enchufe de carga para vehículos eléctricos (500) y los métodos descritos en este documento cumplen con la clasificación de impermeabilidad IP67, lo que significa que el enchufe de carga para vehículos eléctricos está 100% protegido contra objetos sólidos como el polvo y la arena, y ha sido probado para funcionar durante al menos 30 minutos bajo 15 cm a 1 m de agua. El sistema de sellado del enchufe de carga para vehículos eléctricos (500) y los métodos descritos en este documento también cumplen con índices de impermeabilidad más altos hasta la clasificación de impermeabilidad IPX9K, lo que significa que el enchufe de carga para vehículos eléctricos resiste los rociados a alta presión y alta temperatura a corta distancia.
Como se indicó anteriormente, mientras que los enchufes de carga de vehículos eléctricos (100), (500) y (1100) se describen en términos de tener una patilla para conexión a tierra y patillas de láminas para línea y neutro, esto es solo para el tipo de enchufe estándar particular que se ilustra en las Figuras 1-16, que corresponde, por ejemplo, a un enchufe estándar en China, Australia o Argentina. Los enchufes en otros países y para diferentes tensiones tienen diferentes configuraciones de patillas y conexión a tierra Figura 17A ilustra un primer conjunto (1700) de enchufes que son estándar en varios otros países. Por ejemplo, el enchufe (1702) es un enchufe NEMA 5-15 estándar en los Estados Unidos, Filipinas y Vietnam. El enchufe (1702) tiene patillas de lámina para línea y neutro y una patilla para tierra. El enchufe (1704) es estándar para Europa, Corea e Indonesia y solo tiene dos patillas para línea y neutro, pero no tiene patilla para tierra. En cambio, el enchufe (1704) incluye un conjunto de contactos laterales (1703) para proporcionar una conexión a tierra cuando se conecta a un enchufe alemán y un tubo de conexión a tierra (1705) para proporcionar una conexión a tierra cuando se enchufa a un enchufe francés. El enchufe (1706) tiene patillas de lámina de línea y de neutro orientadas horizontalmente, mientras que tierra también es una lámina orientada verticalmente, que puede usarse, por ejemplo, en el Reino Unido. El enchufe (1708) tiene tres patillas de lámina para de línea, neutro y tierra, con las patillas de línea y neutro en ángulos de 45 grados con respecto al patilla de tierra, que se puede usar, por ejemplo, en Argentina.
La Figura 17B ilustra una vista en perspectiva de un segundo juego de enchufes (1710) que son estándar en otros países, incluido el enchufe (1712) en Japón, el enchufe (1714) en Brasil, el enchufe (1716) en China (similar al enchufe (1708) pero con la patilla de tierra en la parte superior cuando se enchufa en lugar de que en la parte inferior), y enchufe (1718) en Australia. La Figura 17C ilustra una vista en perspectiva de un tercer juego de enchufes (1720) que son estándar en otros países, incluido el enchufe (1722) en Sudáfrica, el enchufe (1726) en Suiza y el enchufe (1728) en Tailandia. El enchufe (1724) es un enchufe de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) para 200-250 voltios que se usa en muchos países diferentes. La versión de 32 amperios se usa comúnmente para proporcionar energía a vehículos de campamento estáticos y botes amarrados, mientras que la versión de 16 amperios se usa comúnmente para proporcionar energía a caravanas/vehículos de turismo y tiendas de campaña.
La Figura 17D ilustra una vista en perspectiva de un cuarto conjunto de enchufes (1730), que incluye el enchufe (1732) en Taiwán, el enchufe (1734) en Chile e Italia, el enchufe (1736) en Israel y el enchufe (1738) en Dinamarca. La Figura 17E ilustra una vista en perspectiva de un quinto juego de enchufes (1740), que incluye el enchufe (1742) en India, el enchufe (1744), un enchufe NEMA 14-3 en los Estados Unidos, el enchufe (1746), un enchufe TT 30 en los Estados Unidos y el enchufe (1748), un enchufe NEMA 14-50 también en los Estados Unidos.
Las Figuras 18 a 31 representan aspectos de los enchufes que se pueden usar en Dinamarca, en los que los números de elementos que coinciden con los elementos de los enchufes representados en las Figuras 1-16 para China puede cumplir una función similar, aunque esté incorporado en una forma física algo diferente. Dichos elementos de función similar se describen anteriormente con respecto a las Figuras 1-16. Otros elementos representados en las Figuras 18 a 31 pueden ser funcionalmente diferentes de los elementos de las figuras anteriores, y algunos de esos elementos de funciones diferentes se describen a continuación.
La Figura 20 es una vista en sección transversal de los componentes del puente de la Figura 18 El relieve rebajado (2020) es un relieve a lo largo de la superficie de una patilla en la placa frontal (102). El relieve rebajado (2020) se puede rellenar con material de la placa frontal (102). Una superficie interior de la placa frontal (102) que forma una ranura (104) para una patilla correspondiente puede brindar soporte a la patilla correspondiente en el relieve rebajado (2020) y puede actuar para evitar el movimiento de la patilla correspondiente con respecto a la placa frontal (102).
Los rebordes de patilla (2022) pueden ser rebordes formados en una patilla correspondiente en una ubicación dentro de la ranura correspondiente de la patilla (104). Un reborde de la patilla (2022) puede funcionar para soportar un sello (112). En algunas modalidades, el reborde de la patilla (2022) se puede colocar en un reborde de ranura (302) adyacente formado de material de placa frontal de tal manera que el reborde de patilla (2022) y su reborde de ranura (302) adyacente se pueden combinar para formar un reborde combinado grande para soportar conjuntamente un sello (112).
Las Figuras 32 a 45 representan aspectos de enchufes que pueden usarse en algunas partes de Europa, en los que los números de elementos que coinciden con los elementos de los enchufes representados en las Figuras 1-16 para China puede cumplir una función similar mientras se materializa en una forma física algo diferente. Dichos elementos de función similar se describen anteriormente con respecto a las Figuras 1-16. Otros elementos representados en las Figuras 32 a 45 pueden ser funcionalmente diferentes de los elementos de las figuras anteriores, y algunos de esos elementos de funciones diferentes se describen a continuación.
La Figura 34 es una vista en sección transversal de los componentes del puente de la Figura 32. El relieve rebajado (3420) es un relieve a lo largo de la superficie de una patilla en la placa frontal (102). El relieve rebajado (3420) se puede llenar con material de la placa frontal (102). Una superficie interior de la placa frontal (102) que forma una ranura (104) para una patilla correspondiente puede brindar soporte a la patilla correspondiente en el relieve rebajado (3420) y puede actuar para evitar el movimiento de la patilla correspondiente con respecto a la placa frontal (102).
Los rebordes de la patilla (3422) pueden ser rebordes formados en una patilla correspondiente en una ubicación dentro de la ranura correspondiente de la patilla (104). Un reborde de la patilla (3422) puede funcionar para soportar un sello (112). En algunas modalidades, el reborde de la patilla (3422) se puede colocar en un reborde (302) de ranura adyacente formado de material de placa frontal de tal manera que el reborde de patilla (3422) y su reborde (302) de ranura adyacente se pueden combinar para formar un reborde combinado grande para soportar conjuntamente un sello (112).
Se apreciará que los sistemas y métodos de sellado discutidos aquí no se limitan a las modalidades representadas, y otros sistemas y métodos de sellado pueden aplicarse para formar un sello y/o unión entre varios elementos del tapón, por ejemplo, patillas, puente, cables, tubos de cables, aislamiento de cables, alojamientos y termistores. Si bien se han descrito ciertas modalidades, estas modalidades se han presentado únicamente a modo de ejemplo y no pretenden limitar el alcance de las invenciones descritas en este documento. Por ejemplo, dependiendo de varios tipos de enchufes, la cantidad de sensores de temperatura, como termistores, integrados en un enchufe eléctrico, la configuración del alojamiento que contiene los sensores de temperatura y el proceso para ensamblar el enchufe eléctrico pueden tener variantes sin apartarse del espíritu de la presente revelación. De hecho, la presente divulgación descrita en el presente documento se puede realizar en una variedad de otras formas; además, se pueden realizar varias omisiones, sustituciones y cambios en la forma de las modalidades descritas en este documento sin apartarse del espíritu de las invenciones descritas en este documento. Las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes pretenden cubrir aquellas formas o modificaciones que caerían dentro del alcance y el espíritu de algunas de las invenciones descritas en este documento.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1§.- Un enchufe de vehículo eléctrico (100; 500; 1100), que comprende: dos o más patillas (106; 108) que comprenden al menos una patilla de línea y una patilla de neutro; una tierra; una placa frontal (102; 502; 1102) que incluye una superficie exterior (103) y una pluralidad de partes elevadas (202) y partes rebajadas (205) formadas en una superficie interior, y algunas de las partes elevadas forman parcialmente ranuras (104; 1206) a través de las cuales se extienden al menos dos de las dos o más patillas (106; 108), y una o más de las partes elevadas (202) que forman un soporte (506; 1000; 1112); colocado en una superficie orientada hacia dentro de la placa frontal (102; 502 ; 1102), donde la placa frontal llena el orificio pasante (300) de cada patilla; al menos un sensor de temperatura para monitorear la temperatura interior de la patilla de línea, la patilla de neutro, o tanto la patilla de línea como la patilla de neutro; y un alojamiento (224; 506; 1104) para sujetar al menos un sensor de temperatura junto al soporte y junto a la patilla de línea, la patilla de neutro o tanto la patilla de línea como la patilla de neutro; un cable de datos (118) conectado a al menos un sensor de temperatura y configurado para transmitir datos de temperatura a un controlador que no es parte y está físicamente separado del enchufe (100; 500; 1100); y una superficie exterior de la placa frontal (102; 502; 1102); caracterizado porque contiene primeros sellos (112) formados alrededor de las dos o más patillas y colocados en la superficie orientada hacia dentro de la placa frontal, los primeros sellos se sostienen por rebordes (302) formados dentro de las ranuras (104) y se configuran para llenar cualquier abertura entre las dos o más patillas y la placa frontal; segundos sellos (116; 1204) formados alrededor de las dos o más patillas y configurados para cubrir los primeros sellos (112) con un material suficiente para proteger los primeros sellos de la presión y el calor asociados y un tercer sello moldeado por inyección en la forma de un molde interior (110) que cubre al menos los segundos sellos y las partes rebajadas de la placa frontal y un sobremolde (130) exterior que cubre el molde interior (110)
2§.- El enchufe de vehículo eléctrico de la reivindicación 1, caracterizado porque los primeros sellos (112) están formados por uno o más de epoxi, fusión en frío, aceites de sellado, grasas de sellado, Nnitrilo, neopreno, etileno propileno, silicona, fluorocarbono y PTFE.
3§.- El enchufe de vehículo eléctrico de la reivindicación 1, caracterizado porque el material de los segundos sellos (116; 1204) y el material de la placa frontal (102; 502; 1102) y los terceros sellos o molde interior (110) se eligen entre polipropileno, tereftalato de polibutileno y policarbonato.
4- .- El enchufe para vehículo eléctrico de la reivindicación 1, caracterizado porque los primeros sellos (112) y los segundos sellos (116; 1204) tienen formas que coinciden con las formas de los rebordes (302) correspondientes.
5- .- El enchufe de vehículo eléctrico de la reivindicación 1, caracterizado porque las dos o más patillas (106; 108) son una de dos o más patillas redondas o dos o más láminas.
6- .- El enchufe de vehículo eléctrico de la reivindicación 1, caracterizado porque al menos un sensor de temperatura es un sensor de temperatura de circuito integrado montado en un conjunto de placa de circuito impreso (304).
7- .- El enchufe de vehículo eléctrico de la reivindicación 6, caracterizado porque el alojamiento es un alojamiento de encapsulado (224) configurado para sujetar el conjunto de placa de circuito impreso (304) y cubrir el conjunto de placa de circuito impreso con un compuesto de encapsulado para proteger el conjunto de placa de circuito impreso de la presión y el calor asociados con el tercer sello moldeado por inyección.
8- .- El enchufe de vehículo eléctrico de la reivindicación 1, caracterizado porque el al menos un sensor de temperatura incluye un primer sensor y un segundo sensor, el alojamiento incluye un primer alojamiento (506) para sujetar el primer sensor (504) y un segundo alojamiento (506) para sujetar el segundo sensor (504), y el soporte incluye un primer soporte (1000) y un segundo soporte (1000), en donde el primer alojamiento se coloca junto a la patilla de línea por el primer soporte y el segundo alojamiento se coloca junto a la patilla de neutro por el segundo soporte.
9- .- El enchufe de vehículo eléctrico de la reivindicación 8, caracterizado porque el primer sensor (504) y el segundo sensor (504) son un termistor de coeficiente de temperatura negativo o un termistor de coeficiente de temperatura positivo, y en donde el primer alojamiento y el segundo alojamiento son de cerámica termoconductora.
10- .- El enchufe de vehículo eléctrico de la reivindicación 1, caracterizado porque la conexión a tierra es una patilla (106;108) de conexión a tierra, una lámina de conexión a tierra, un conjunto de contactos laterales o un tubo de conexión a tierra.
11- .- El enchufe de vehículo eléctrico de la reivindicación 1, caracterizado porque los segundos sellos (116; 1204) incluyen una o más nervaduras (1302) ubicadas alrededor de una periferia de los segundos sellos y configuradas para aplastar y deformar dentro de las ranuras y asegurar los segundos sellos.
12§.- El enchufe de vehículo eléctrico de la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una patilla (106; 108) incluye un orificio pasante (300) que se extiende a través de una parte central de la patilla, y el material que forma la placa frontal llena el orificio pasante.
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