DE102012022100A1

DE102012022100A1 - Anschlussvorrichtung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens

Info

Publication number: DE102012022100A1
Application number: DE102012022100A
Authority: DE
Inventors: Matthias Winkler; Stefan Zwiener
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-11-10
Filing date: 2012-11-10
Publication date: 2013-05-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens, mit einem Ladekabel (10), dessen Stecker (13) in einer Verstaustellung in einer Lademulde (18) angeordnet ist und welches beim Ausziehen des Steckers (13) von einer Aufbewahrungseinrichtung, insbesondere einer Kabeltrommel, in eine Gebrauchsstellung bewegbar ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Anschlussvorrichtung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens.
Im Serienfahrzeugbau von Personenkraftwagen steigt die Zahl an elektrisch betreibbaren Kraftwagen wie beispielsweise Hybrid-Fahrzeugen oder reinen Elektrofahrzeugen stetig an. Diese Kraftwagen umfassen dabei wenigstens einen Elektromotor zum Antreiben des Kraftwagens sowie eine elektrische Speichereinrichtung, insbesondere eine Batterie, zum Speichern von elektrischem Strom für den Elektromotor.
Um die elektrische Speichereinrichtung wieder mit elektrischem Strom aufzuladen, ist es beispielsweise bei sogenannten Plug-In-Hybriden bekannt, ein Ladekabel zu verwenden. Das Ladekabel weist üblicherweise einen Stecker auf, welches mit einer kraftwagenseitigen Ladebuchse zu koppeln ist. Die Ladebuchse ist dabei üblicher Weise an einer leicht zugänglichen Stelle fest an der Außenseite des Kraftwagens festgelegt.
Ein Problem bei derartigen Anschlussvorrichtungen ist es bislang, dass der Nutzer das Ladekabel stets mitführen muss, da ansonsten das Aufladen der elektrischen Speichereinrichtung nicht möglich ist. Des Weiteren ist die Handhabung des Ladekabels insbesondere dann unkomfortabel, wenn das Ladekabel verschmutzt ist. Zu einer solchen Verschmutzung kann es besonders häufig bei schlechten Witterungsbedingungen insbesondere im Winter kommen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Anschlussvorrichtung bereitzustellen, bei welcher eine besonders einfache und komfortable Handhabung des Ladekabels zum Aufladen der elektrischen Speichereinrichtung realisiert ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Anschlussvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Anschlussvorrichtung bereitzustellen, bei welcher eine besonders einfache und komfortable Handhabung des Ladekabels zum Aufladen der elektrischen Speichereinrichtung realisiert ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Anschlussvorrichtung ein kraftwagenseitiges Ladekabel umfasst. Dieses Ladekabel umfasst einen Stecker, der in einer Verstaustellung in einer fahrzeugseitigen Lademulde angeordnet ist. Beim Ausziehen des Steckers – zum Verbinden mit einer externen Ladestation – ist das Ladekabel von einer Aufbewahrungseinrichtung, insbesondere einer Kabeltrommel, in eine Gebrauchsstellung bewegbar.
Bei der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung ist somit das Ladekabel fahrzeugseitig vorgesehen und mittels der Verstaueinrichtung, insbesondere einer Kabeltrommel, im Fahrzeug verstaubar. Bei Bedarf kann dann das Ladekabel in die Gebrauchsstellung bewegt und mit der externen Ladestation verbunden werden, indem der Stecker in eine Steckdose oder dgl. Verbindungselement eingesteckt werden. Hierdurch ist eine fahrzeuginterne elektrische Speichereinrichtung über das Ladekabel mit einer vom Kraftwagen externen Stromquelle/Ladestation verbindbar und aufladbar. Da das Ladekabel stets am Personenkraftwagen verbleiben kann, ist eine kraftwagenseitige Ladebuchse, über welche das Ladekabel mittels eines weiteren Steckers mit der elektrischen Speichereinrichtung (Batterie) verbindbar ist, nicht erforderlich und kann entfallen. Ebenso kann eine kraftwagenseitige Steckerverriegelung entfallen. Dies hält den Bauraumbedarf der Anschlussvorrichtung besonders gering. Da keine Ladebuchse vorgesehen ist, welche sich mit Wasser füllen könnte, kann deren Abdichtung entfallen. Somit ist eine besonders einfache und komfortable Handhabung des Ladekabels sichergestellt, da dieses stets am Fahrzeug verbleibt und bei Bedarf zwischen der Verstaustellung und der wenigstens einen Gebrauchsstellung bewegt wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Aufbewahrungseinrichtung ein Antriebselement, mittels welchem das Ladekabel in die Verstaustellung bewegbar ist. Dies kann alternativ durch ein Antriebselement in Form eines Federelements oder in Form eines Motors, insbesondere eines Elektromotors, erfolgen. Bei beiden Varianten ist eine komfortable Rückstellung des Ladekabels in die Verstaustellung sichergestellt, wobei das Federelement eine besonders einfache und der Motor eine besonders komfortable Ausführung darstellen.
Eine weiter vorteilhafte Ausführungsform der Anschlussvorrichtung sieht vor, dass die Lademulde mittels einer Klappe verschließbar ist, welche zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung bewegbar ist. Hierdurch ist eine verborgene Anordnung des Ladekabels mit dem Stecker in der Verstaustellung möglich.
In diesem Zusammenhang hat es sich schließlich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Klappe eine Durchführung für das Ladekabel aufweist. Somit kann der Ladevorgang der fahrzeugseitigen Speichereinrichtung bzw. Batterie bei geschlossener Klappe erfolgen, was beispielsweise eine geringe Verschmutzung des Ladekabels zur Folge hat.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
1 eine ausschnittsweise und schematische Schnittansicht auf eine Anschlussvorrichtung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens, mit einem Ladekabel, dessen Stecker in einer Verstaustellung in einer durch eine Klappe verschließbaren Lademulde angeordnet ist und welches beim Ausziehen des Steckers von einer Aufbewahrungseinrichtung, insbesondere einer Kabeltrommel, in eine Gebrauchsstellung bewegbar ist;
2 eine ausschnittsweise und schematische Vorderansicht auf die Klappe der Lademulde der Anschlussvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; und
3 eine ausschnittsweise und schematische Vorderansicht auf die Klappe der Lademulde der Anschlussvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
1 zeigt in einer ausschnittsweisen und schematischen Schnittansicht eine Anschlussvorrichtung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens, beispielsweise eines Hybrid-Fahrzeugs oder eines Elektrofahrzeugs. Der Personenkraftwagen umfasst somit zu seinem Antrieb wenigstens einen in 1 nicht erkennbaren Elektromotor sowie wenigstens eine, in 1 ebenfalls nicht erkennbare elektrische Speichereinrichtung in Form einer Batterie, mittels welcher elektrischer Strom zur Versorgung des Elektromotors speicherbar ist.
Von der Anschlussvorrichtung ist ein Ladekabel 10 erkennbar, an dessen Leitungsende 16 ein Stecker 13 angeschlossen ist. Über entsprechende Kontaktelemente 14 des Steckers 13 ist das Ladekabel 10 mit einer Ladebuchse/Steckdose einer nicht dargestellten externen Stromquelle/Ladestation verbindbar, so dass eine ebenfalls nicht erkennbare Speichereinrichtung des Kraftwagens, welche an das dem Stecker 13 abgewandte Ende des Ladekabels 10 angeschlossen ist, mit elektrischem Strom versorgt bzw. aufgeladen werden kann.
Der Stecker 13 bzw. das Ladekabel 10 insgesamt ist zwischen einer in 1 gezeigten Verstaustellung und wenigstens einer Gebrauchsstellung verstellbar bzw. ausziehbar angeordnet. In der Verstaustellung ist der Stecker 13 in einer Lademulde 18 angeordnet. Zum Erreichen der Gebrauchsstellung des Ladekabels 10 ist der Stecker 13 aus der Lademulde 18 ausziehbar. Beim Ausziehen des Steckers 13 ist das Ladekabel 10 von einer nicht dargestellten Aufbewahrungseinrichtung, insbesondere einer Kabeltrommel, abrollbar. Auf diese Kabeltrommel ist ein entsprechender Teil des Ladekabels 10 beim Bewegen aus der Verstaustellung in die Gebrauchsstellung abwickelbar bzw. beim Bewegen des Ladekabels 10 aus der Gebrauchsstellung in die Verstaustellung aufwickelbar. Die Kabeltrommel ist beispielsweise in einem hinteren Stoßfänger des Personenkraftwagens integriert und ermöglicht es, das Ladekabel 10 direkt im Personenkraftwagen mitzuführen. Ein Lösen des Ladekabels 10 vom Personenkraftwagen beispielweise nach Beendigung des Aufladens der elektrischen Speichereinrichtung ist nicht vorgesehen und nicht erforderlich.
Die Aufbewahrungseinrichtung bzw. Kabeltrommel umfasst dabei ein nicht gezeigtes Antriebselement, mittels welchem das Ladekabel 10 in die Verstaustellung bewegbar ist. Dieses Antriebselement kann beispielsweise als Federelement ausgebildet sein, welches beim Ausziehen des Ladekabels 10 vorgespannt wird, so dass dieses beim Bewegen aus der Gebrauchsstellung in die Verstaustellung unter zumindest teilweiser Entspannung des Federelements bewegt bzw. aufgerollt wird. Wird das Abwickeln des Ladekabels 10 in Abwickelrichtung beendet, so rastet beispielsweise die Kabeltrommel ein, so dass sie entgegen einer durch das Federelement bewirkten Federkraftbeaufschlagung arretiert ist. Wird dann das Ladekabel 10 ein kleines Stück in Richtung Abwickelbewegung gezogen, so wird die Arretierung der Kabeltrommel aufgehoben, so dass die Kabeltrommel durch die durch das Federelement bewirkte Federkraftbeaufschlagung unter Aufwickeln des Ladekabels 10 auf die Kabeltrommel zurückgedreht wird. Hierdurch ist eine Rückholautomatik realisiert, mittels welcher das Ladekabel 10 auf einfache Weise auf die Kabeltrommel aufgerollt werden kann. Durch das Arretieren der Kabeltrommel entgegen der Federkraftbeaufschlagung mittels wenigstens eines Arretierungselements kann ein unerwünschtes Aufwickeln sowie eine Kraftbeaufschlagung des Ladekabels 10 entgegen der Abwickelrichtung vermieden werden.
Alternativ zu dem Federelement kann das Antriebselement als Motor, insbesondere Elektromotor, ausgebildet sein, mittels welchem das Ladekabel aus der Gebrauchsstellung in die Verstaustellung bewegbar ist. Auch andere Lösungen zum Speichern des Ladekabels 10 sind denkbar.
Wie des Weiteren aus 1 erkennbar ist, weist die Lademulde 18 einen Führungskanal 20 auf, über welchen das Ladekabel 10 zur Aufbewahrungseinrichtung geführt ist. Zudem umfasst die Lademulde 18 auch einen Aufnahmebereich 22, in welchem der Stecker 13 in der Verstaustellung aufgenommen ist. Der Stecker 13 ist über eine Öffnung 24 innerhalb eines Außenverkleidungsteils 12 des Kraftwagens zugänglich, welche durch eine um eine Schwenkachse 26 zwischen einer in 1 gezeigten Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung (Richtungspfeil 30) verschwenkbare Klappe 28 verschließbar ist. In der Offenstellung gibt die Klappe 28 dabei wenigstens einen Teilbereich der Öffnung 24 frei.
Zum Aufladen der elektrische Speichereinrichtung muss von einem Bediener zunächst die Klappe 28 aus ihrer Schließstellung in ihre Offenstellung bewegt werden, wonach der Stecker 13 bzw. das Ladekabel 10 über die Öffnung 24 aus der Lademulde 18 herausgezogen werden kann. Ist der Ladevorgang beendet, so ist lediglich der Stecker 13 von der korrespondierenden Steckeraufnahme zu entkoppeln, und das Ladekabel 10 kann mittels der Aufbewahrungseinrichtung/Kabeltrommel aus seiner Gebrauchsstellung in seine Verstaustellung bewegt werden.
Die 2 und 3 zeigen jeweils eine ausschnittsweise eine schematische Vorderansicht auf die Klappe 28 der Lademulde 22 gemäß von zwei Ausführungsformen.
Bei der Ausführungsform gemäß 2 ist eine Durchführung 32 vorgesehen, welche durch eine Ausformung 34 in der Klappe 28 und eine Ausformung 36 in dem Außenverkleidungsteil 12 gebildet ist. Hierdurch kann das Ladekabel 10 bei geschlossener Klappe 28 nach außen geführt werden.
Bei der Ausführungsform gemäß 3 ist eine andersartige Ausgestaltung der Klappe 28 gewählt, wobei wiederum eine Durchführung 32 wie bei der Gestaltung gemäß 2 vorgesehen ist. Dadurch kann die elektrische Speichereinrichtung wiederum bei geschlossener Klappe 28 aufgeladen werden.
Schließlich ist aus den 2 und 3 erkennbar, dass auf einer jeweiligen Außenseite 38 der Klappen 28 ein Steckersymbol 40 angeordnet ist. Das Steckersymbol 40 dient dabei zur Veranschaulichung der Funktion der Anschlussvorrichtung, die sich hinter der Klappe 28 verbirgt. Um auch bei schlechten Lichtverhältnissen und beispielsweise bei Nacht ein komfortables Laden zu ermöglichen, ist das Steckersymbol 40 vorzugsweise beleuchtet. Das Steckersymbol 40 kann auch als Ladeanzeige zur Visualisierung des aktuellen Ladezustands der Batterie verwendet werden.

Claims

Anschlussvorrichtung zum Laden eines elektrisch betreibbaren Kraftwagens, mit einem Ladekabel (10), dessen Stecker (13) in einer Verstaustellung in einer Lademulde (18) angeordnet ist und welches beim Ausziehen des Steckers (13) von einer Aufbewahrungseinrichtung, insbesondere einer Kabeltrommel, in eine Gebrauchsstellung bewegbar ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufbewahrungseinrichtung ein Antriebselement umfasst, mittels welchem das Ladekabel (10) in die Verstaustellung bewegbar ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement als Federelement ausgebildet ist, mittels welchem das Ladekabel (10) unter zumindest teilweiser Entspannung des Federelements aus der Gebrauchsstellung in die Verstaustellung bewegbar ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Antriebselement als Motor, insbesondere Elektromotor ausgebildet ist, mittels welchem das Ladekabel aus der Gebrauchsstellung in die Verstaustellung bewegbar ist.
Anschlussvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lademulde (18) mittels einer Klappe (28) verschließbar ist, welche zwischen einer Schließstellung und wenigstens einer Offenstellung bewegbar ist.
Anschlussvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, eine Durchführung (32) für das Ladekabel (10) bei geschlossener Klappe (28) vorgesehen ist.