DE102010040796A1

DE102010040796A1 - Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE102010040796A1
Application number: DE102010040796A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2010-09-15
Filing date: 2010-09-15
Publication date: 2012-03-15

Abstract

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik weiter entwickelte Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug zu schaffen.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug oder eines Elektrofahrzeugs mit einer in einer Aufnahmeeinheit angeordneten Ladebuchse oder einem Ladestecker für ein Aufladen einer Batterie des Elektrofahrzeugs bereitgestellt. Die Aufnahmeeinheit ist zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung bewegbar und zwar insbesondere verschiebbar und/oder verschwenkbar. Durch die Beweglichkeit kann die Aufnahmeeinheit vor einem Aufladen in eine Stellung bewegt werden, die die für ein Aufladen durchzuführende Handhabungen oder Bewegungen erleichtern. Ist aufgeladen worden, so kann die Aufnahmeeinheit in eine für einen Fahrbetrieb besser geeignete Stellung gebracht werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug oder eines Elektrofahrzeugs mit wenigstens einem Ladestecker oder wenigstens einer Ladebuchse für ein Aufladen der Batterie des Elektrofahrzeugs.
Ein Elektrofahrzeug ist ein Fahrzeug, welches elektrisch angetrieben wird und zwar in der Regel mit einem Elektromotor. Der Elektromotor bezieht seinen Strom über eine Batterie, die im Elektrofahrzeug untergebracht ist. Diese Batterie muss nach einem Entladen wieder aufgeladen werden. Für ein Aufladen der Batterie dient eine Ladeeinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung.
Aus der Druckschrift DE 10 2009 052 366 A1 geht eine Ladeeinrichtung eines Elektrofahrzeugs hervor, welches zum einen eine Steckdose beziehungsweise eine Ladebuchse und zum anderen einen Ladestecker umfasst, der mit einem Elektrokabel verbunden ist. Ladestecker und Ladebuchse sind hinter einem oder zwei Deckeln der Karosserie des Elektrofahrzeugs untergebracht. Für ein Aufladen kann der Ladestecker nach dem Öffnen des entsprechenden Deckels herausgezogen und in eine Steckdose eingesteckt werden. Umgekehrt kann ein externer Ladestecker, der mit einem Elektrokabel verbunden ist, in die Steckdose des Elektrofahrzeugs gesteckt werden, um das Fahrzeug aufzuladen. Aus dieser Druckschrift DE 10 2009 052 366 A1 gehen verschiedene Möglichkeiten hervor, das Elektrokabel nebst Ladestecker geeignet im Elektrofahrzeug unterzubringen. So wird eine Trommel mit Servomotor vorgeschlagen, auf der das Elektrokabel aufgewickelt werden kann. Federkräfte können vorgesehen sein, um ein Elektrokabel in einen Innenraum nebst Ladestecker einziehen zu können.
In die Steckdose des Kraftfahrzeugs wird der Ladestecker des Kraftfahrzeugs eingesteckt, wenn nicht aufgeladen wird, um so den Ladestecker bei Nichtgebrauch zu fixieren.
Aus der Druckschrift DE 44 46 406 A1 geht ein Stromempfangsstecker für ein Aufladen einer Batterie eines Elektrofahrzeugs mit Wechselstrom sowie mit Gleichstrom hervor. Der Stromempfangsstecker umfasst einen Wechselstromempfangsabschnitt und einen davon getrennten Gleichstromempfangsabschnitt. Beide Abschnitte können durch eine erste Kappe abgedeckt werden. In die erste Kappe ist eine zweite Kappe integriert, welche im geöffneten Zustand einen eingeschränkten Zugang zu dem Wechselstromabschnitt ermöglicht.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik weiter entwickelte Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug zu schaffen.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug oder eines Elektrofahrzeugs mit einer in einer Aufnahmeeinheit angeordneten Ladebuchse oder einem Ladestecker für ein Aufladen einer Batterie des Elektrofahrzeugs bereitgestellt. Die Aufnahmeeinheit ist zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung bewegbar und zwar insbesondere verschiebbar und/oder verschwenkbar. Durch die Beweglichkeit kann die Aufnahmeeinheit vor einem Aufladen in eine Stellung bewegt werden, die die für ein Aufladen durchzuführende Handhabungen oder Bewegungen erleichtern. Ist aufgeladen worden, so kann die Aufnahmeeinheit in eine für einen Fahrbetrieb besser geeignete Stellung gebracht werden.
Die Aufnahmeeinheit wird insbesondere durch ein Gehäuse gebildet, welches Ladebuchse oder Ladestecker aufzunehmen, das heißt zu halten vermag. Ladebuchse und/oder Ladestecker können mit dem Gehäuse fest verbunden sein. Insbesondere eine Ladebuchse ist mit dem Gehäuse fest verbunden. Ladebuchse und/oder Ladestecker können heraus bewegbar durch das Gehäuse gehalten sein. Insbesondere ein mit einem Elektrokabel verbundener Ladestecker wird durch das Gehäuse heraus bewegbar gehalten, um einen Ladestecker in eine fest installierte Steckdose einer Ladestation bequem für ein Aufladen einstecken zu können.
Vorzugsweise ist die Ladebuchse und/oder der Ladestecker in der Ausgangsstellung unzugänglich und in der Endstellung zugänglich. In der Ausgangsstellung sind Ladebuchse und/oder der Ladestecker vor äußeren Einflüssen entsprechend geschützt, was für einen Fahrbetrieb des Elektrofahrzeugs vorteilhaft ist. Ein Aufladen ist nicht möglich. In der Endstellung sind Ladestecker und/oder Ladebuchse dagegen zugänglich, das heißt so erreichbar, dass ein Aufladen möglich ist.
Die Aufnahmeeinheit ist vorzugsweise mit einem Scharnier angebracht, um die für ein Verschwenken erforderlichen Kräfte zu minimieren.
Ladestecker und/oder Ladebuchse sind vorzugsweise in einer Mulde der Aufnahmeeinheit und damit verbessert geschützt angeordnet, um Störungen und Beschädigungen besonders sicher zu vermeiden.
Ein Seitenbereich der Aufnahmeeinheit bildet in einer Ausführungsform in der Ausgangsstellung mit der Karosserie des Elektrofahrzeugs eine gemeinsame Oberfläche. Gegenüber angrenzenden Bereichen der Karosserie steht der Seitenbereich der Aufnahmeeinheit dann weder hervor noch zurück. Diese Ausführungsform ist für einen Fahrbetrieb besonders geeignet und vermeidet Beschädigungen und Luftverwirbelungen aufgrund von Kanten und Vorsprüngen.
Die äußere Fläche der Aufnahmeeinheit, die die Ladebuchse oder den Ladestecker umfasst, schließt mit dem angrenzenden Karosseriebereich des Elektrofahrzeugs einen zumindest im Wesentlichen rechten Winkel ein und zwar in der Ausgangsstellung und/oder in der Endstellung. Wird nun ein Ladestecker oder eine Ladebuchse einer Ladestation mit der Ladebuchse bzw. dem Ladestecker der Ladeeinrichtung verbunden, so erstreckt sich die Verbindung zwischen Ladestecker und Ladebuchse zumindest im Wesentlichen parallel zur angrenzenden Oberfläche der Karosserie und steht also nicht senkrecht davon ab. Eine solche Anordnung während des Aufladens ist besonders gut vor Störungen und Beschädigungen geschützt.
Bevorzugt kann die Aufnahmeeinheit in der Ausgangsstellung durch eine Verriegelungseinrichtung verriegelt werden. Ladebuchse bzw. Ladestecker sind so vor unbefugten Zugriffen geschützt. Die Verriegelungseinrichtung umfasst bevorzugt ein Stellglied mit einem bewegbaren Riegel. Der Riegel wird dann beispielsweise in eine Öffnung des Gehäuses der Aufnahmeeinheit zum Beispiel durch Federkraft oder elektrisch beispielsweise mit einem Elektromotor, einem magnetischen Antrieb oder mit Hilfe einer Formgedächtnislegierung hinein bewegt, um so ein Bewegen der Aufnahmeeinheit zu blockieren. Erst wenn der Riegel aus der Öffnung heraus bewegt wird, kann die Aufnahmeeinheit in die Endstellung gebracht werden. Das Herausbewegen erfolgt bevorzugt elektrisch, beispielsweise mittels einer der vorgenannten elektrischen Antriebe oder aber mechanisch mit Hilfe einer Notentriegelungseinrichtung, die nur vom Innenraum des Fahrzeugs aus betätigt werden kann.
Die Aufnahmeeinheit wird vorzugsweise durch einen Antrieb, insbesondere durch einen elektrischen Antrieb von der Ausgangsstellung in die Endstellung und/oder umgekehrt gebracht. Hierfür kann ein Elektromotor, ein Antrieb auf Basis einer Formgedächtnislegierung oder ein magnetischer Antrieb vorgesehen sein. Es kann dann eine Verriegelungseinrichtung entfallen, um Ladebuchse und Ladestecker in der Ausgangsstellung vor unbefugten Zugriffen zu schützen. Zugleich wird der Komfort erhöht. Vorzugsweise gibt es in diesem Fall eine Notbewegungseinrichtung, die ein mechanisches Bewegen der Aufnahmeeinheit in die Endstellung ermöglicht, um auch bei Stromausfall das Fahrzeug aufladen zu können. Die Notbewegungseinrichtung kann vorzugsweise nur vom Innenraum des Fahrzeugs aus betätigt werden.
Umfasst die Aufnahmeeinheit einen Ladestecker, der aus der Aufnahmeeinheit heraus bewegbar ist und der mit einem Elektrokabel für ein Aufladen einer Batterie des Elektrofahrzeugs verbunden ist, so weist die Aufnahmeeinheit bevorzugt einen Aufnahmekanal für die Aufnahme des Ladesteckers auf. Der Ladestecker ist dann mit einem Elektrokabel verbunden, über das eine Batterie des Elektrofahrzeugs aufgeladen werden kann. Der Ladestecker kann in diesem Fall leicht aus dem Aufnahmekanal heraus bewegt und in eine Steckdose für ein Aufladen eingesteckt werden.
Bevorzugt gibt es Transportmittel, die ein mit dem Ladestecker verbundenes Elektrokabel sowohl in einen Innenraum hinein bewegen können als auch aus diesem heraus. Die Transportmittel umfassen vorzugsweise ein oder mehrere Transportrollen, die an dem Elektrokabel für einen Transport des Elektrokabels reibschlüssig und/oder formschlüssig anliegen. Diese Ausführungsform erleichtert ein Aufladen durch Automatisierung, ohne einen großen technischen Aufwand betreiben oder einen großen Bauraum bereitstellen zu müssen.
Die Aufnahmeeinheit umfasst bevorzugt eine Beleuchtungseinrichtung des Elektrofahrzeugs und zwar vorzugsweise eine rückwärtige Beleuchtungseinrichtung des Elektrofahrzeugs. Eine Beleuchtungseinrichtung des Elektrofahrzeugs erfüllt dann eine Doppelfunktion, was den technischen Aufwand gering hält.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
1: Schnitt durch eine Ladeeinrichtung mit Aufnahmeeinheit,
2: Elektrofahrzeug mit schwenkbarer Aufnahmeeinheit der Ladeeinrichtung,
3: Aufsicht auf Ladestecker und Ladebuchse des Elektrofahrzeugs.
Die 1 zeigt eine Ladeeinrichtung 1, die einen Innenraum 2 und davon getrennt eine Aufnahmeeinheit 3 umfasst. Im Innenraum 2 ist ein Elektrokabel 4 mäanderförmig gelagert. Das eine Ende des Elektrokabel 4 führt an der Wand 5 im unteren Bereich horizontal aus dem Innenraum 2 heraus. Dieses Ende ist fest angebracht, so zum Beispiel eingeklemmt. Dieser unten herausführende Bereichs des Elektrokabels 4 ist mittelbar oder unmittelbar mit der aufzuladenden Batterie verbunden. Unterhalb des genannten Bereichs gibt es einen Ablauf 6, der aus dem Innenraum 2 heraus führt. Der Ablauf 6 führt zunächst nach unten und anschließend parallel zum Innenraum 2, um hierüber Flüssigkeit aus dem Innenraum an gewünschter Stelle ab- und herausfließen lassen zu können.
Das andere Ende des Elektrokabels 4 wird im oberen Bereich des Innenraums 2 horizontal herausgeführt und zwar gegenüberliegend der Wand 5. Dieses Ende ist mit einem Ladestecker 7 verbunden. Die horizontale Führung des Elektrokabels 4 im oberen Bereich erfolgt mithilfe einer Auflage 8, einem Antriebsrollenpaar 9, einem rotierbaren Bürstenpaar 10 und einem Öffnungsbereich 11. Für die Antriebsrollen 9 gibt es einen elektrischen Motor 12, der zumindest eine der beiden Antriebsrollen 9 anzutreiben vermag und zwar vorzugsweise die tiefer liegende, um so mit geringem Bauraum auskommen zu können. Ein elektrischer Motor 13 dient dem Antrieb von ein oder beiden insbesondere rotierbaren Bürsten 10.
Der Ladestecker 7 weist eine Verjüngung 14 auf und zwar in Richtung Elektrokabel 4. Darüber hinaus ist das Gehäuse des Ladesteckers 7 mit einem Anschlag 15 versehen, der ringförmig um das Gehäuse des Ladesteckers 7 verläuft und gegenüber dem Gehäuse des Ladesteckers 7 hervorsteht. Der Anschlag 15 begrenzt das Hineinschieben des Ladesteckers 7 in den Kanal 16 hinein, der der Aufnahme und Aufbewahrung des Ladesteckers 7 dient. Der aufgrund des Anschlags 15 gegenüber dem Kanal 16 hervorstehende Teil des Ladesteckers 7 befindet sich in einer Mulde 17.
In dieser Mulde 17 gibt es darüber hinaus eine Ladebuchse 18, über die die Batterie des Elektrofahrzeugs mithilfe von Gleichstrom aufgeladen werden kann. Mit der Ladebuchse 18 ist ein Elektrokabel 19 verbunden, welches mittelbar oder unmittelbar zur aufzuladenden Batterie des Elektrofahrzeugs führt.
Eine Elektronik 20 insbesondere für eine Steuerung der Antriebsrollen 9 ist außerhalb des Innenraums 2 angeordnet, um diese vor Feuchtigkeit zu schützen, die mit dem Elektrokabel 4 in den Innenraum 2 transportiert werden kann. Eine Trennwand 21 trennt den Innenraum 2 in einen Vorraum für die Aufnahme der Antriebsrollen 9, der Bürsten 10 sowie der Motoren 12 und 13 und in einen Hauptraum, in dem das Elektrokabel mäanderförmig gelagert werden kann.
Die in der 1 gezeigte Ladeeinrichtung weist zwei weitgehend mechanisch voneinander getrennte Einrichtungen auf und zwar zum einen die Aufnahmeeinheit 3 und zum anderen den Innenraum 2 nebst darin befindlichen Elementen, damit die Aufnahmeeinheit 3 schwenkbar im Bereich der in der 2 gezeigten Karosserie 22 des Elektrofahrzeugs angebracht werden kann. Dargestellt wird in der 2 ausschnittsweise ein Elektrofahrzeug bzw. seine Karosserie 22, welche die schwenkbare Aufnahmeeinheit 3 umfasst. Die Aufnahmeeinheit 3 kann von der gezeigten ausgeklappten Endstellung in Richtung Karosserie 22 in die Ausgangsstellung geschwenkt werden, um dann nach außen eine einheitliche Oberfläche mit der Karosserie 19 zu bilden, so dass die Ladeeinrichtung 3 nach außen gegenüber der Karosserie 22 weder hervorsteht noch gegenüber der Karosserie zurücksteht. Ladebuchse und Ladestecker sind nach einem solchen Einklappen in die Endstellung nicht mehr zugänglich und nicht mehr sichtbar. Wird die klapp- bzw. schwenkbare Aufnahmeeinheit 3 heraus geschwenkt, so wird der Bereich mit Ladebuchse 18 und Ladestecker 7 zugänglich, der in 3 gezeigt wird. Es handelt sich zum einen um den heraus bewegbaren Ladestecker 7 für Drehstrom und zum anderen um die Ladebuchse 18 für Gleichstrom.
Die bei der Karosserie 22 schwenkbar angebrachte Aufnahmeeinheit 3 kann im eingeklappten Zustand durch eine nicht dargestellte Verriegelungseinrichtung verriegelt werden, um eine unbefugte Benutzung zu vermeiden.
Darüber hinaus umfasst die schwenkbare Aufnahmeeinheit 3 vorzugsweise eine weitere Verriegelungseinrichtung, um einen in die Ladebuchse 18 eingesteckten Stecker 23 verriegeln zu können. Eine Verriegelung erfolgt wiederum vorzugsweise mit einem Stellglied, welches einen aus dem Gehäuse des Stellglieds heraus bewegbaren Riegel umfasst. Ist die Verbindung zwischen Ladebuchse 18 und Ladestecker 23 verriegelt worden, so kann diese nicht mehr gelöst werden.
Die Fläche 24 der Aufnahmeeinheit 3, die die Ladebuchse 18 sowie den Ladestecker 7 umfasst, schließt mit dem angrenzenden Karosseriebereich 22 des Elektrofahrzeugs einen zumindest im Wesentlichen rechten Winkel ein und zwar sowohl in der Ausgangsstellung als auch in der Endstellung der Aufnahmeeinheit 3.
Im Ausführungsbeispiel weist die Aufnahmeeinheit 3 nach außen hin an jeder Seite eine Wand auf, so dass insgesamt ein nach allen außen liegenden Seiten schützendes Gehäuse vorhanden ist. Die Aufnahmeeinheit ist im gezeigten Ausführungsbeispiel oberhalb des Hinterrads eines Kraftfahrzeugs vorgesehen.
Die Aufnahmeeinheit kann aber auch mit Vorteil beispielsweise im Stoßfänger eines Kraftfahrzeugs integriert sein, um den hier vorhandenen Bauraum auszunutzen.
Bezugszeichenliste

1: Ladeeinrichtung
2: Innenraum
3: Aufnahmeeinheit
4: Elektrokabel
5: Wand
6: Ablauf
7: Ladestecker
8: Auflage
9: Antriebsrollen
10: Bürsten
11: Öffnungsbereich
12: Motor
13: Motor
14: Verjüngung
15: Anschlag
16: Kanal
17: Mulde
18: Ladebuchse
19: Elektrokabel
20: Elektronik
21: Trennwand
22: Karosserie
23: Ladestecker
24: Fläche

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009052366 A1 [0003, 0003]
DE 4446406 A1 [0005]

Claims

Ladeeinrichtung (1) für ein Elektrofahrzeug oder eines Elektrofahrzeugs mit einer in einer Aufnahmeeinheit (3) angeordneten Ladebuchse (18) und/oder einem Ladestecker (7) für ein Aufladen einer Batterie des Elektrofahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (3) zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung bewegbar und zwar insbesondere verschwenkbar ist.
Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Ladebuchse (18) und/oder der Ladestecker (7) in der Ausgangsstellung unzugänglich und in der Endstellung zugänglich sind.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (3) mit einem Scharnier verschwenkbar angebracht ist und zwar vorzugsweise an oder bei der Karosserie (22) eines Elektrofahrzeugs.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Ladestecker (7) und/oder Ladebuchse (18) in einer Mulde (17) der Aufnahmeeinheit (3) angeordnet sind.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Seitenbereich der Aufnahmeeinheit (3) in der Ausgangsstellung mit der angrenzenden Karosserie (22) des Elektrofahrzeugs eine gemeinsame Oberfläche bildet.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche (24), die die Ladebuchse (18) und/oder den Ladestecker (7) umfasst, mit dem angrenzenden Karosseriebereich (22) des Elektrofahrzeugs einen zumindest im Wesentlichen rechten Winkel einschließt und zwar in der Ausgangsstellung und/oder in der Endstellung.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (3) in der Ausgangsstellung durch eine Verriegelungseinrichtung verriegelbar ist.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (3) durch einen Antrieb, insbesondere durch einen Elektroantrieb von der Ausgangsstellung in die Endstellung und/oder umgekehrt gebracht bzw. bewegt werden kann.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (3) einen Ladestecker (7) umfasst, der aus der Aufnahmeeinheit (3) heraus bewegbar ist und der mit einem Elektrokabel (4) für ein Aufladen einer Batterie des Elektrofahrzeugs verbunden ist.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Aufnahmekanal (16) der Aufnahmeeinheit (3) für die Aufnahme des Ladesteckers (7).
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Transportmittel, die ein Elektrokabel (4), welches mit dem Ladestecker (7) verbunden ist, sowohl in einen Innenraum (2) hinein bewegen können als auch aus diesem heraus, wobei die Transportmittel vorzugsweise ein oder mehrere Transportrollen (9) umfassen, die an dem Elektrokabel (4) für einen Transport des Elektrokabels (4) reibschlüssig und/oder formschlüssig anliegen.
Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeeinheit (3) eine Beleuchtungseinrichtung des Elektrofahrzeugs umfasst und zwar vorzugsweise eine rückwärtige Beleuchtungseinrichtung des Elektrofahrzeugs.
Ladeeinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch mit zumindest einem Antrieb (12), insbesondere einem Elektroantrieb für wenigstens eine Transportrolle (9).