DE102009016895A1

DE102009016895A1 - Ladeanschlusseinrichtung für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102009016895A1
Application number: DE102009016895A
Authority: DE
Inventors: Christian Beck; Jürgen Herzig
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2010-10-14
Also published as: WO2010117594A2; WO2010117594A3

Abstract

Ladeanschlusseinrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend einen Anschlusskörper, der an einer Öffnung des Kraftfahrzeugs befestigbar ist und einen Anschlussraum bildet, weiter umfassend eine elektrische Anschlusseinrichtung zum elektrischen Verbinden eines Akkumulators des Kraftfahrzeugs mit einer außerhalb des Kraftfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Versorgungsquelle zum Laden des Akkumulators, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Anschlusseinrichtung ein Ladekabel aufweist, welches mit dem Akkumulator verbindbar ist und eine elektrische Steckeinrichtung zum Verbinden mit der elektrischen Versorgungsquelle aufweist, dass die elektrische Anschlusseinrichtung eine Kabelaufrolleinrichtung mit einer drehbar gelagerten Kabelrolle aufweist, wobei die Kabelrolle in eine Aufrollstellung vorgespannt ist, in der das Ladekabel auf der Kabelrolle aufgerollt ist und die Steckeinrichtung innerhalb des durch den Anschlusskörper gebildeten Anschlussraums angeordnet ist und von außen zugänglich ist, so dass die Steckeinrichtung zum Verbinden mit der externen elektrischen Versorgung gemeinsam mit dem Ladekabel aus dem Anschlusskörper gezogen werden kann, wobei das Ladekabel gegen die Vorspannung der Kabelrolle von dieser abgerollt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladeanschlusseinrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend einen Anschlusskörper, der an einer Öffnung des Kraftfahrzeugs befestigbar ist und einen Anschlussraum bildet, weiter umfassend eine elektrische Anschlusseinrichtung zum elektrischen Verbinden eines Akkumulators des Kraftfahrzeugs mit einer außerhalb des Kraftfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Versorgungsquelle zum Laden des Akkumulators.
Unter Umweltschutzgesichtspunkten werden vollständig oder teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeuge zukünftig einen immer größer werdenden Anteil am Automobilmarkt einnehmen. Derartige Fahrzeuge besitzen mindestens einen Akkumulator, der das Fahrzeug zumindest teilweise antreibt. Dabei ist es erforderlich, den Akkumulator regelmäßig aufzuladen. Dazu besitzen derartige Fahrzeuge eine elektrische Anschlusseinrichtung, über die der Akkumulator mit einer externen Spannungsversorgung verbunden werden kann. Die Anschlusseinrichtung kann beispielsweise in einer Fahrzeugmulde, ähnlich einer Tankmulde, vorgesehen sein. Durch Öffnen einer Klappe wird der Zugang von außen zu der Anschlusseinrichtung, beispielsweise einer Steckkupplung, freigegeben.
Bei bekannten derartigen Fahrzeugen wird beispielsweise im Kofferraum des Fahrzeugs ein Ladekabel mitgeführt, welches für einen Ladevorgang aus dem Kofferraum entnommen und mit der Anschlusseinrichtung des Fahrzeugs einerseits und der externen Spannungsversorgung andererseits verbunden werden muss. Dies ist jedoch verhältnismäßig aufwendig. Außerdem besteht die Gefahr, dass vergessen wird, das Ladekabel nach einem Ladevorgang wieder in das Fahrzeug zu legen. Sollte anschließend an einem anderen Ort ein Ladevorgang erforderlich werden, muss ein anderes Kabel beschafft werden. Schlimmstenfalls kann der Akkumulator nicht aufgeladen und das Fahrzeug nicht mehr betrieben werden. Außerdem muss das bekannte Kabel eine verhältnismäßig große Länge aufweisen, um auch eine weiter entfernte Spannungsversorgung zu erreichen, wie dies beispielsweise in öffentlichen Garagen der Fall sein kann. Dadurch nimmt das Kabel in dem Fahrzeug erheblichen Platz in Anspruch.
Ausgehend von dem erläuterten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Ladeanschlusseinrichtung der eingangs genannt Art bereitzustellen, die in einfacher und flexibler Weise jederzeit einen Ladevorgang ermöglicht und gleichzeitig platzsparend ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Figuren.
Für eine Ladeanschlusseinrichtung der eingangs genannten Art löst die Erfindung die Aufgabe dadurch,

– dass die elektrische Anschlusseinrichtung ein Ladekabel aufweist, welches mit dem Akkumulator verbindbar ist und eine elektrische Steckeinrichtung zum Verbinden mit der elektrischen Versorgungsquelle aufweist,
– dass die elektrische Anschlusseinrichtung eine Kabelaufrolleinrichtung mit einer drehbar gelagerten Kabelrolle aufweist,
– wobei die Kabelrolle in eine Aufrollstellung vorgespannt ist, in der das Ladekabel auf der Kabelrolle aufgerollt ist und die Steckeinrichtung innerhalb des durch den Anschlusskörper gebildeten Anschlussraums angeordnet ist und von außen zugänglich ist, so dass die Steckeinrichtung zum Verbinden mit der externen elektrischen Versorgung gemeinsam mit dem Ladekabel aus dem An schlusskörper gezogen werden kann, wobei das Ladekabel gegen die Vorspannung der Kabelrolle von dieser abgerollt wird.

Die Ladeanschlusseinrichtung besitzt einen Anschlusskörper, der beispielsweise wie an sich bekannte Tankmulden in eine Fahrzeugöffnung eingesetzt wird. Der Anschlusskörper kann insbesondere einen Boden und Seitenwände aufweisen und so eine Vertiefung als Anschlussraum bilden. Die Steckeinrichtung ist ein Steckverbinder und kann insbesondere ein Stecker sein.
Die Ladeanschlusseinrichtung besitzt eine Kabelaufrolleinrichtung mit einer beispielsweise auf der der Außenseite der Einrichtung (und damit im montierten Zustand der Fahrzeugaußenseite) abgewandten Seite des Anschlusskörpers angeordneten Kabelrolle. Die Kabelrolle kann also hinter dem Anschlusskörper angeordnet sein. Durch eine beispielsweise durch eine Feder bereitgestellte Vorspannung wird auf der Kabelrolle ein Ladekabel im aufgerollten Zustand gehalten. Das Ladekabel wird durch die Fahrzeugöffnung hindurchgeführt. Das Ladekabel ist im montierten Zustand der Ladeanschlusseinrichtung mit seinem einen Ende mit dem Akkumulator des Fahrzeugs elektrisch verbunden. Sein anderes Ende weist die Steckeinrichtung auf. Das Ladekabel kann dabei eine Länge von mehr als einem Meter, insbesondere mehreren Meter, besitzen, um mittels der Steckeinrichtung eine Verbindung zwischen dem Akkumulator und weiter entfernten externen elektrischen Versorgungen bereitzustellen.
Im aufgerollten Zustand des Ladekabels ist die Steckeinrichtung in dem Anschlussraum angeordnet und das Ladekabel verläuft durch den Anschlusskörper und die Öffnung des Kraftfahrzeugs hindurch zu der auf der der Steckeinrichtung gegenüberliegenden Seite des Anschlusskörpers befindlichen Kabelrolle. Das Ladekabel kann dann an der Steckeinrichtung manuell durch die Öffnung hindurch aus dem Anschlussraum gezogen und für den Ladevorgang mit der Steckeinrichtung auf eine korrespondierende Steckeinrichtung der externen elektrischen Versorgung gesteckt werden. Auf diese Weise wird der Fahrzeugakkumulator mit der externen Versorgung elektrisch verbunden. Nach Abschluss des Ladevorgangs wird die Steckeinrichtung von der externen Versorgung gelöst und das Kabel aufgrund der Vorspannung automatisch wieder auf die Kabelrolle aufgerollt und dabei zusammen mit der Steckeinrichtung in den Anschlussraum zurückgezogen.
Erfindungsgemäß ist also eine Ladeanschlusseinrichtung eines Kraftfahrzeugs mit einem integrierten Ladestromkabel-Aufrollautomaten vorgesehen, wie er an sich aus anderen Vorrichtungen bekannt ist. Auf diese Weise ist das Aufladen der Fahrzeugbatterie(n) in komfortablerer Weise möglich als beim Stand der Technik. Insbesondere muss kein separates Ladekabel mitgeführt werden, das für den Ladevorgang mit einer Steckvorrichtung in einer Mulde einerseits und einer Steckvorrichtung der externen Spannungsversorgung andererseits verbunden werden muss. Vielmehr ist das Kabel im normalen Betrieb des Fahrzeugs auf der innerhalb der Fahrzeugkarosserie angeordneten Kabelrolle aufgerollt. Zum Laden wird das Kabel in einfacher Weise aus dem Anschlussraum gezogen und mit der externen elektrischen Versorgung verbunden. Dabei kann das Kabel durch ein entsprechend weites Herausziehen aus dem Anschlussraum in flexibler Weise an unterschiedlich weit entfernte externe Versorgungen angepasst werden. Nach Abschluss des Ladevorgangs wird das Kabel automatisch wieder auf die Kabelrolle aufgerollt und damit für den Betrieb des Fahrzeugs sicher und platzsparend verstaut. Das Kabel wird also jederzeit mitgeführt und kann z. B. nach einem erfolgten Ladevorgang nicht vergessen werden.
Nach einer besonders praxisgemäßen Ausgestaltung kann der Anschlusskörper ein Muldenkörper sein, der als Anschlussraum eine Vertiefung bildet, wobei die Ladeanschlusseinrichtung weiterhin eine Klappe umfasst, mit der der Zugang von außen zu der durch den Muldenkörper gebildeten Vertiefung wahlweise freigegeben oder verschlossen werden kann. Die Ladeanschlusseinrichtung kann also eine Lademulde sein. Durch Öffnen und Schließen der Klappe wird der Zugang zu der Vertiefung und damit der Steckeinrichtung des Ladekabels freigegeben oder verschlossen. Die Klappe kann beispielsweise mittels eines Scharniergelenks an einer Seitenwand des Anschlusskörpers angelenkt sein. Im aufgerollten Zustand des Ladekabels befindet sich die Steckeinrichtung in der Vertiefung und die Vertiefung kann mit der Klappe verschlossen werden. Bei geöffneter Klappe ist die Steckeinrichtung dann von außen per Hand in der Vertiefung greifbar. Zum leichteren Entnehmen der Steckeinrichtung einschließlich des Kabels kann in der Mulde oder z. B. an einem Scharnierarm der Klappe eine Steckerarretierung vorgesehen sein, die die Steckeinrichtung zum Greifen per Hand in der Mulde hält.
Der Akkumulator dient zum zumindest teilweisen Antreiben des Fahrzeugs. Von dem Begriff Akkumulator ist dabei selbstverständlich auch ein Zusammenschluss mehrerer Einzelakkumulatoren zu einem Akkumulatorverbund umfasst. Grundsätzlich kann das Fahrzeug ein teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug (Hybridfahrzeug) oder ein ausschließlich elektrisch angetriebenes Fahrzeug (Elektrofahrzeug) sein. Nach einer Ausgestaltung kann die Ladeanschlusseinrichtung entsprechend weiterhin einer Öffnung oder einen Stutzen aufweisen für die Verbindung mit einer Kraftstofftankleitung des Kraftfahrzeugs. Bei dieser Ausgestaltung handelt es sich also um ein Hybridfahrzeug, wobei durch dieselbe Mulde ein elektrischer Ladevorgang und eine Betankung mit Kraftstoff erfolgen kann. Die Ladeanschlusseinrichtung kann also (auch) eine Tankmulde sein.
Die Öffnung des Kraftfahrzeugs kann beispielsweise ein Karosseriedurchbruch oder eine Öffnung in einem Stoßfänger sein, in die der Anschlusskörper einsetzbar ist. Die Ladeanschlusseinrichtung befindet sich also in einem Durchbruch oder einer Öffnung in dem Kraftfahrzeug und kann beispielsweise mittels der Klappe freigegeben oder verschlossen werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Kabelaufrolleinrichtung eine Reinigungseinrichtung aufweisen, an der das Ladekabel beim Auf- und/oder Abrollen von der Kabelrolle vorbeigeführt wird und dabei gereinigt wird. Eine solche Reinigungseinrichtung kann z. B. eine oder mehrere Bürsten, Abstreiflippen, Schwämme oder Ähnliches umfassen. Auf diese Weise wird eine Grobreinigung des Kabels, insbesondere vor dem Aufrollen auf die Kabelrolle durchgeführt, so dass Betriebsstörungen aufgrund einer Verunreinigung vermieden werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Ladeanschlusseinrichtung eine integrierte Akkumulatorladeanzeige aufweisen. Die Ladeanzeige gibt den jeweiligen Ladezustand des Akkumulators an. Auf diese Weise ist dieser komfortabel ablesbar und es kann besonders einfach festgestellt werden, wann der Ladevorgang abgeschlossen ist. Die Ladeanzeige kann beispielsweise in den Anschlusskörper integriert sein.
Die Kabelaufrolleinrichtung kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung eine Arretiereinrichtung aufweisen, die die Kabelrolle im zumindest teilweise von der Kabelrolle abgerollten Zustand des Ladekabels lösbar gegen ein Aufrollen arretiert. Bei dieser Ausgestaltung wird die Kabelrolle im teilweise oder vollständig abgerollten Zustand des Kabels also gegen ein Zurückbewegen in die Aufrollstellung arretiert. Die Vorspannung kann somit nicht auf die Kabelrolle wirken und das abgerollte Kabel wird nicht in den Anschlussraum zurückgezogen. Das Kabel spannt sich dann im abgerollten und mit der externen Versorgung verbundenen Zustand nicht in unerwünschter Weise. Außerdem wird bei einem Lösen der Steckeinrichtung von der externen Versorgung ein plötzliches Zurückziehen des Kabels und der Steckein richtung in den Anschlussraum und somit eine mögliche Beschädigung der einen Karosseriedurchbruch umgebenden Karosserie o. ä. durch die Steckeinrichtung vermieden. In dem arretierten Zustand der Kabelrolle kann das Kabel allerdings weiter abgerollt werden. Die Arretierung wirkt also nur in eine Drehrichtung der Kabelrolle. Durch ein Lösen der Arretierung wirkt die Vorspannung dann wieder auf die Kabelrolle und das Kabel wird aufgrund der Vorspannung wieder auf die Kabelrolle aufgerollt, sofern keine ausreichende Gegenkraft wirkt. Zum Lösen der Arretierung kann beispielsweise eine Drucktaste an dem Anschlusskörper vorgesehen sein. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Arretierung der Kabelrolle durch ein Drücken der vollständig geöffneten Klappe in ihrer Öffnungsrichtung lösbar ist. Die Klappe wird also in die Öffnungsrichtung überdruckt und dadurch die Kabelaufrollmechanik ausgelöst. Eine solche Ausgestaltung erfordert keine zusätzlichen Schalter.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann an dem Anschlusskörper und/oder an der Klappe eine Ausnehmung vorgesehen sein, durch die das Ladekabel bei geschlossener Klappe geführt werden kann. Die Ausnehmung kann beispielsweise eine Nut oder Ausbeulung sein. Sie bildet im geschlossenen Zustand der Klappe einen Durchbruch bzw. eine Durchführung für das Kabel. Die Klappe kann also bei abgerolltem und aus der Mulde herausgeführtem Kabel geschlossen werden. Dadurch kann der Anschlussraum während des Ladevorgangs verschlossen und so vor Verunreinigungen geschützt werden. Dazu kann weiterhin die Ausnehmung eine entsprechende Dichtung aufweisen, beispielsweise eine Dichtlippe. Es ist auch möglich, dass der Anschlusskörper und/oder die Klappe eine Dichtung aufweisen, die bei geschlossener Klappe ein Eindringen von Verunreinigungen oder Feuchtigkeit in den durch den Anschlusskörper gebildeten Anschlussraum verhindert. Die Dichtung ist dabei zwischen der Klappe und dem Anschlusskörper vorgesehen, insbesondere im Bereich einer Anlagefläche der Klappe an dem Anschlusskörper. Es kann sich beispielsweise um ein um die Außenkante der Klappe und/oder den Rand der durch die Klappe zu verschließenden Öffnung des Anschlusskörpers umlaufendes Dichtungselement handeln.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann die Ladeanschlusseinrichtung mindestens einen Sensor aufweisen, der den Aufrollzustand des Ladekabels detektiert und/oder eine Beschädigung des Ladekabels detektiert und/oder eine elektrische Überlastung des Ladekabels detektiert. Bei solchen Sensoren kann es sich insbesondere um elektronische Sensoren handeln. Durch die Sensoren wird die Sicherheit der Vorrichtung erhöht. Die Sensorsignale können beispielsweise einer zentralen Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs zugeführt werden, durch die auf dieser Grundlage geeignete Maßnahmen eingeleitet werden können. So können von den Sensoren erkannte Zustande, z. B. eine Beschädigung des Kabels, dem Fahrer des Fahrzeugs und/oder einer Wartungsperson angezeigt werden. Dabei kann für jeden der zu detektierenden Zustande jeweils mindestens ein Sensor vorgesehen sein. Sensoren, die einen Aufrollzustand des Ladekabels auf der Kabelrolle oder eine Beschädigung des Kabels erkennen, können z. B. optische Sensoren sein. Es kann weiterhin vorgesehen sein, dass bei Detektion eines zumindest teilweise abgerollten Zustands des Ladekabels ein Starten des Kraftfahrzeugs verhindert wird. Dazu kann der Sensor in geeigneter Weise mit einer Steuereinrichtung des Fahrzeugs verbunden sein, die bei einem entsprechenden Sensorsignal ein Starten des Fahrzeugs unterbindet. Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein Sensor zur Detektion einer elektrischen Überlastung des Ladekabels ein Temperatursensor ist. In dem auf der Kabelrolle aufgerollten Zustand bildet das Kabel eine Spule, die sich dem durch das Kabel fließenden Ladestrom entsprechend erwärmt. Eine zu starke Erwärmung kann das Kabel und/oder andere Komponenten der Ladeanschlusseinrichtung beschädigen. Dies wird durch einen Temperatursensor rechtzeitig erkannt. Durch eine Steuereinrichtung, an der die Sensorsignale anliegen, kann dann z. B. der Ladestrom verringert werden oder der Ladevorgang abgebrochen werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Ladeanschlusseinrichtung eine Beleuchtungseinrichtung aufweisen, die bei geöffneter Klappe den durch den Anschlusskörper gebildeten Anschlussraum, insbesondere die Vertiefung, beleuchtet. Auf diese Weise wird der Komfort erhöht. Die Ausgestaltung ist insbesondere bei reinen Elektrofahrzeugen vorteilhaft bzw. wenn die Ladeanschlusseinrichtung nur zu einem elektrischen Aufladen genutzt wird. Bei einer gleichzeitig für eine Kraftstoffbetankung genutzten Mulde ist eine solche Beleuchtung aufgrund der Explosionsgefahr unerwünscht.
Die elektrische Anschlusseinrichtung kann weiterhin eine im Anschlusskörper fest angeordnete zweite Steckeinrichtung aufweisen für einen Anschluss mit einer außerhalb des Kraftfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Versorgungsquelle. Die Steckeinrichtung kann z. B. eine Steckbuchse sein. Sie kann für eine höhere Ladeleistung (Ladestrom bzw. Ladespannung) vorgesehen sein als die Steckeinrichtung an dem Ladekabel. Über den festen Steckverbinder ist also ein Schnellladevorgang des Akkumulators möglich. Die Steckeinrichtung an dem Ladekabel kann hingegen beispielsweise für gängige Spannungen ausgelegt sein. Es kann weiterhin eine servicefähige Lösung vorgesehen sein, mit der ein beschädigtes Fahrzeugkabel in einfacher Weise ausgetauscht werden kann.
Die Erfindung betrifft auch ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend einen Akkumulator, eine erfindungsgemäße Ladeanschlusseinrichtung und eine Öffnung, insbesondere einen Karosseriedurchbruch oder eine Öffnung in einem Stoßfänger, in die der Anschlusskörper der Ladeanschlusseinrichtung eingesetzt ist, wobei das Ladekabel mit dem Akkumulator (insbesondere permanent) verbunden ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Es zeigen schematisch:
1 eine erfindungsgemäße Ladeanschlusseinrichtung in einer perspektivischen Ansicht,
2 die Ladeanschlusseinrichtung aus 1 in einer weiteren perspektivischen Ansicht,
3a) die Ladeanschlusseinrichtung aus 1 in einer Vorderansicht,
3b) das Detail A aus 3a),
4 die Ladeanschlusseinrichtung aus 1 in einer Draufsicht, und
5 die Ladeanschlusseinrichtung aus 1 in einer Seitenansicht.
Soweit nichts anderes angegeben ist, bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen gleiche Gegenstände. Die 1 bis 5 zeigen eine erfindungsgemäße Ladeanschlusseinrichtung 10 in unterschiedlichen Ansichten. In 1 ist die Ladeanschlusseinrichtung 10 in einer perspektivischen Ansicht von ihrer Vorderseite und schräg oben gezeigt. In 2 ist die Ladeanschlusseinrichtung 10 von ihrer Hinterseite und schräg oben gezeigt. Die Ladeanschlusseinrichtung 10 besitzt einen beispielsweise im Spritzgussverfahren hergestellten Anschlusskörper 12, in dem dargestellten Beispiel einen Muldenkörper 12, mit einem Boden 14 und Seitenwänden 16. Auf diese Weise bildet der Muldenkörper 12 eine Vertiefung 18 als Anschlussraum 18. Mit dem Muldenkörper 12 wird die Ladeanschlusseinrichtung in eine Öffnung, beispielsweise einen Karosseriedurchbruch oder eine Stoßfängeröffnung, eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs eingesetzt. Die Ladeanschlusseinrichtung 10 besitzt weiterhin eine über einen an einem Scharniergelenk 20 schwenkbar gelagerten Schwenkarm 22 schwenkbare Klappe 24. In den 1 und 3 ist die Klappe 24 im geöffneten Zustand gezeigt, in der sie den Zugang zu der Vertiefung 18 freigibt. Durch ein Verschwenken der Klappe 24 mittels des Schwenkarms 22 kann die Muldenöffnung verschlossen werden, so dass der Zugang zu der Vertiefung 18 ebenfalls verschlossen ist. In den 2, 4 und 5 ist die Klappe 24 im geschlossenen Zustand gezeigt. Dieser Aufbau einer Kraftfahrzeugmulde ist für konventionelle Tankmulden an sich bekannt.
Die erfindungsgemäße Ladeanschlusseinrichtung 10 umfasst weiterhin eine elektrische Anschlusseinrichtung zum elektrischen Verbinden eines nicht dargestellten Akkumulators des Fahrzeugs mit einer außerhalb des Fahrzeugs vorgesehenen, ebenfalls nicht dargestellten elektrischen Versorgungsquelle für einen Ladevorgang zum Aufladen des Akkumulators. Die Anschlusseinrichtung weist ein Ladekabel 26 auf, welches mit seinem einen Ende in nicht näher dargestellter Weise mit dem Akkumulator elektrisch verbindbar ist. An seinem anderen Ende besitzt das Ladekabel 26 eine elektrische Steckeinrichtung 28, in dem dargestellten Beispiel einen elektrischen Stecker 28. Der Stecker 28 kann auf die externe Versorgungsquelle gesteckt werden, so dass eine elektrische Verbindung zwischen dem Fahrzeugakkumulator und der Versorgung hergestellt wird. Die elektrische Anschlusseinrichtung besitzt weiterhin eine Kabelaufrolleinrichtung mit einer drehbar gelagerten Kabelrolle 30. Die Drehachse der Kabelrolle 30 verläuft dabei in der Darstellung in 4 zentral durch die kreisförmige Oberseite der Kabelrolle 30 und senkrecht zu der Zeichnungsebene. Die Kabelrolle 30 ist auf der Rückseite des Muldenkörpers 12 und damit im montierten Zustand auf der der Fahrzeugaußenseite abgewandten Seite des Muldenkörpers 12 angeordnet. Die Kabelrolle 30 ist durch eine Feder (nicht dargestellt) in eine Aufrollstellung vorgespannt, in der das Ladekabel 26 vollständig auf der Kabelrolle 30 aufgerollt ist und die Steckeinrichtung 28 innerhalb der Vertiefung 18 angeordnet ist. In diesem Zustand ist der Stecker 28 jedoch bei geöffneter Klappe 24 von außen in der Vertiefung 18 zugänglich und per Hand greifbar. Dazu ist eine Steckerarretierung 29 vorgesehen, die den Stecker 28 für ein manuelles Greifen in der Vertiefung 18 vorhält. Aus dieser Stellung können der Stecker 28 und damit das Ladekabel 26 aus der Vertiefung 18 herausgezogen werden für eine Verbindung mit der externen Versorgung. Es ist zu beachten, dass in den 1 und 3a) zur Veranschaulichung der Stecker 28 jeweils einmal im in die Vertiefung 18 zurückgezogenen Zustand und einmal im teilweise aus der Vertiefung 18 herausgezogenen Zustand gezeigt ist. Selbstverständlich ist nur ein Stecker 28 vorgesehen, wobei die Figuren lediglich zur Veranschaulichung beide Zustände des Steckers 28 zeigen.
Die Kabelaufrolleinrichtung umfasst weiterhin eine Reinigungseinrichtung 32, vorliegend eine Reinigungsbürste 32, die in 3b), die das Detail A aus 3a) vergrößert zeigt, zu erkennen ist. Beim Herausziehen aus der Vertiefung 18 und beim Wiederzurückziehen in die Vertiefung 18 durchläuft das Kabel 26 die Reinigungsbürste 32 und wird so insbesondere vor einem Aufrollen auf die Kabelrolle 30 gereinigt.
Die Kabelaufrolleinrichtung besitzt außerdem eine Arretiereinrichtung 34, die die Kabelrolle 30 in einem zumindest teilweise von der Rolle 30 abgerollten Zustand lösbar gegen ein Wiederaufrollen des Kabels 26 arretiert. Das Kabel 26 wird also nach dem Herausziehen aus der Ladeanschlusseinrichtung 10 zunächst in dem herausgerollten Zustand gehalten. Durch eine auf dem Boden 14 des Muldenkörpers 12 vorgesehene Drucktaste 36 kann die Arretiereinrichtung 34 gelöst werden. Dadurch wird die Arretierung der Kabelrolle 30 gelöst und die durch die Feder bereitgestellte Vorspannung bewirkt bei Ausbleiben einer entsprechenden Gegenkraft eine Drehung der Kabelrolle 30 und damit ein Aufrollen des Kabels 26, wobei dieses einschließlich des Steckers 28 in die Vertiefung 18 der Ladeanschlusseinrichtung 10 zurückgezogen wird. Alternativ zu dem Drucktaster 36 ist es auch denkbar, die Aufrollmechanik beispielsweise durch ein Überdrücken der Klappe 24 in der geöffneten Stellung auszulösen.
Der Muldenkörper 12 besitzt weiterhin im Bereich seiner unteren Seitenwand 16 ein Führungselement 38, durch das das Kabel 26 geführt wird. Auf diese Weise wird das Kabel 26 an einer definierten Position aus dem Muldenkörper 12 herausgeführt. Die Klappe 24 besitzt eine korrespondierende nutförmige Ausnehmung 40 an ihrem unteren Rand. Im geschlossenen Zustand der Klappe 24 verläuft das durch das Führungselement 38 geführte Kabel 26 gerade durch die Ausnehmung 40 hindurch, so dass bei aus der Vertiefung 18 herausgeführtem Kabel 26 die Klappe 24 geschlossen werden kann. Dies ist in 4 gezeigt. An ihrem unteren Ende besitzt die Ausnehmung 40 eine Dichtlippe 42. Darüber hinaus ist an dem die Muldenöffnung begrenzenden Rand des Muldenkörpers 12 ebenfalls eine umlaufende Dichtung 44 vorgesehen. Durch die Dichtlippe 42 der Ausnehmung 40 und die Dichtung 44 des Muldenkörpers 12 ist die Vertiefung 18 bei geschlossener Klappe 24 vor dem Eindringen von Wasser oder Schmutz geschützt.
Darüber hinaus ist in den Boden 14 des Muldenkörpers 12 eine Akkumulatorladeanzeige 46 integriert. Sie besteht in dem dargestellten Beispiel aus fünf Leuchtdioden 46, die den Ladezustand anzeigen. Sie können beispielsweise unterschiedlich farbig sein, wobei der vollständig aufgeladene Zustand des Akkumulators durch ein Leuchten sämtlicher Dioden 46 angezeigt wird. Außerdem ist in dem Muldenkörper 12 eine zweite Steckeinrichtung 48, vorliegend eine Steckdose 48, fest angeordnet. Sie kann mittels einer schwenkbar gelagerten Klappe 50 verschlossen oder geöffnet werden. Während der Stecker 28 zur Verbindung mit einer gängigen Spannungsquelle dient, dient die zweite Steckdose 48 zur Verbindung mit einer Hochspannungsquelle und damit für einen Schnellladevorgang.
Die erfindungsgemäße Ladeanschlusseinrichtung 10 kann auch eine nicht näher dargestellte, an dem Muldenkörper angeordnete Beleuchtungseinrichtung aufweisen, die bei geöffneter Klappe die Vertiefung 18 beleuchtet. Darüber hinaus können ein oder mehrere Sensoren vorgesehen sein, die beispielsweise einen zumindest teilweise abgerollten Zustand des Ladekabels und/oder eine Beschädigung des Ladekabels und/oder eine elektrische Überlastung des Ladekabels detektieren. Die Sensorsignale können an einer zentralen Steuereinrichtung des Fahrzeugs liegen. Dabei können von den Sensoren festgestellte Fehlfunktionen beispielsweise einem Benutzer angezeigt werden oder andere Gegenmaßnahmen ergriffen werden, beispielsweise ein Ladevorgang unterbrochen oder ein Starten des Fahrzeugs unterbunden werden. Die Ladeanschlusseinrichtung kann weiterhin eine nicht näher dargestellte Öffnung oder einen Stutzen aufweisen, für die Verbindung mit einer Kraftstofftankleitung des Kraftfahrzeugs. Dies ist bei sogenannten Hybridfahrzeugen denkbar, die sowohl elektrisch als auch mit Kraftstoff angetrieben werden.
Mit der erfindungsgemäßen Ladeanschlusseinrichtung 10 ist ein Aufladen eines Fahrzeugakkumulators bzw. -akkumulatorverbunds in besonders einfacher und komfortabler Weise möglich, wobei die Anschlusseinrichtung 10 und insbesondere ihre elektrische Anschlusseinrichtung gleichzeitig platzsparend ausgebildet ist.

Claims

Ladeanschlusseinrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend einen Anschlusskörper (12), der an einer Öffnung des Kraftfahrzeug befestigbar ist und einen Anschlussraum (18) bildet, weiter umfassend eine elektrische Anschlusseinrichtung zum elektrischen Verbinden eines Akkumulators des Kraftfahrzeugs mit einer außerhalb des Kraftfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Versorgungsquelle zum Laden des Akkumulators, dadurch gekennzeichnet, – dass die elektrische Anschlusseinrichtung ein Ladekabel (26) aufweist, welches mit dem Akkumulator verbindbar ist und eine elektrische Steckeinrichtung (28) zum Verbinden mit der elektrischen Versorgungsquelle aufweist, – dass die elektrische Anschlusseinrichtung eine Kabelaufrolleinrichtung mit einer drehbar gelagerten Kabelrolle (30) aufweist, – wobei die Kabelrolle (30) in eine Aufrollstellung vorgespannt ist, in der das Ladekabel (26) auf der Kabelrolle (30) aufgerollt ist und die Steckeinrichtung (28) innerhalb des durch den Anschlusskörper (12) gebildeten Anschlussraums (18) angeordnet ist und von außen zugänglich ist, so dass die Steckeinrichtung (28) zum Verbinden mit der externen elektrischen Versorgung gemeinsam mit dem Ladekabel (26) aus dem Anschlusskörper (12) gezogen werden kann, wobei das Ladekabel (26) gegen die Vorspannung der Kabelrolle (30) von dieser abgerollt wird.
Ladeanschlusseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (18) ein Muldenkörper (18) ist, der als Anschlussraum (18) eine Vertiefung (18) bildet und, dass die Ladeanschlusseinrichtung eine Klappe (24) umfasst, mit der der Zugang von außen zu der durch den Muldenkörper (12) gebildeten Vertiefung (18) wahlweise freigegeben oder verschlossen werden kann.
Ladeanschlusseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeanschlusseinrichtung (10) weiterhin eine Öffnung oder einen Stutzen aufweist für die Verbindung mit einer Kraftstofftankleitung des Kraftfahrzeugs.
Ladeanschlusseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung des Kraftfahrzeugs ein Karosseriedurchbruch oder eine Öffnung in einem Stoßfänger ist, in die der Anschlusskörper (12) einsetzbar ist.
Ladeanschlusseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelaufrolleinrichtung eine Reinigungseinrichtung (32) aufweist, an der das Ladekabel (26) beim Auf- und/oder Abrollen von der Kabelrolle (30) vorbeigeführt wird und dabei gereinigt wird.
Ladeanschlusseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeanschlusseinrichtung (10) eine integrierte Akkumulatorladeanzeige (46) aufweist.
Ladeanschlusseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabelaufrolleinrichtung eine Arretiereinrichtung (34) aufweist, die die Kabelrolle (30) im zumindest teilweise von der Kabelrolle (30) abgerollten Zustand des Ladekabels (26) lösbar gegen ein Aufrollen arretiert.
Ladeanschlusseinrichtung nach den Ansprüchen 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierung der Kabelrolle (30) durch ein Drücken der vollständig geöffneten Klappe (24) in ihre Öffnungsrichtung lösbar ist.
Ladeanschlusseinrichtung nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Anschlusskörper (12) und/oder an der Klappe (24) eine Ausnehmung (40) vorgesehen ist, durch die das Ladekabel (26) bei geschlossener Klappe (24) geführt werden kann.
Ladeanschlusseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (40) eine Dichtung (42) aufweist.
Ladeanschlusseinrichtung nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlusskörper (12) und/oder die Klappe (24) eine Dichtung (44) aufweisen, die bei geschlossener Klappe (24) ein Eindringen von Verunreinigungen oder Feuchtigkeit in den durch den Anschlusskörper (12) gebildeten Anschlussraum (18) verhindert.
Ladeanschlusseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeanschlusseinrichtung (10) mindestens einen Sensor aufweist, der den Aufrollzustand des Ladekabels (26) detektiert und/oder eine Beschädigung des Ladekabels (26) detektiert und/oder eine elektrische Überlastung des Ladekabels (26) detektiert.
Ladeanschlusseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass bei Detektion eines zumindest teilweise abgerollten Zustands des Ladekabels (26) ein Starten des Kraftfahrzeugs verhindert wird.
Ladeanschlusseinrichtung nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein Sensor zur Detektion einer elektrischen Überlastung des Ladekabels (26) ein Temperatursensor ist.
Ladeanschlusseinrichtung nach Anspruch 2 oder nach Anspruch 2 und einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladeanschlusseinrichtung (10) eine Beleuchtungseinrichtung aufweist, die bei geöffneter Klappe (24) den durch den Anschlusskörper (12) gebildeten Anschlussraum (18) beleuchtet.
Ladeanschlusseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Anschlusseinrichtung eine am Anschlusskörper (12) fest angeordnete zweite Steckeinrichtung (48) aufweist für einen Anschluss mit einer außerhalb des Kraftfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Versorgungsquelle.
Zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug umfassend einen Akkumulator, eine Ladeanschlusseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und eine Öffnung, an der der Anschlusskörper (12) der Ladeanschlusseinrichtung (10) befestigt ist, wobei das Ladekabel (26) mit dem Akkumulator verbunden ist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung ein Karosseriedurchbruch oder eine Öffnung in einem Stoßfänger ist, in die der Anschlusskörper (12) eingesetzt ist.