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Die vorliegende Erfindung betrifft ein batterieelektrisches Fahrzeug, insbesondere ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
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Ein gattungsgemäßes Fahrzeug ist beispielsweise aus der
DE 10 2012 102 685 A1 bekannt und weist eine Karosserie auf, die einen Rohbau und eine vom Rohbau getragene Außenhaut aufweist. Im Rohbau ist eine Batterie untergebracht, die eine Ladeeinrichtung aufweist, mit deren Hilfe die Batterie aufgeladen werden kann. An der Außenhaut ist eine Ladedose angeordnet, über die das Fahrzeug an eine externe Ladestation zum Aufladen der Batterie anschließbar ist. Beim bekannten Fahrzeug ist die Ladedose in einer in der Außenhaut ausgebildeten Lademulde angeordnet, die zweckmäßig mit einer Ladeklappe verschließbar ist. Innerhalb der Lademulde ist die Ladedose mittels einer elastischen Dichtung gehalten.
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Aus der
DE 20 2017 007 349 U1 ist ein anderes batterieelektrisches Fahrzeug bekannt bei dem die Ladedose am Rohbau angeordnet und mit einer an der Außenhaut angeordneten Klappe verschließbar ist.
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Aus der
DE 10 2009 057 426 A1 ist eine Ladedose für ein batterieelektrisches Fahrzeug bekannt, die mit einer Verriegelungseinrichtung für einen damit gesteckten Ladestecker ausgestattet ist. An ihrem innenliegenden Ende weist die Ladedose einen Balg auf, durch den Ladekabel hindurchgeführt und von der Ladedose wegeführt werden können.
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Die Batterie weist üblicherweise wenigstens ein Batteriemodul mit mehreren Batteriezellen sowie eine Ladeeinrichtung auf, die bei entsprechender Stromzuführung den Ladevorgang der Batterie bzw. des jeweiligen Batteriemoduls bzw. der Batteriezellen steuert bzw. kontrolliert. Zur Stromversorgung der Ladeeinrichtung führen Ladekabel von der Ladeeinrichtung zur Ladedose. Bei modernen batterieelektrischen Fahrzeugen sind kurze Ladezeiten angestrebt. Hierzu sind hohe Ladeströme erforderlich. Für hohe Ladeströme müssen die Ladekabel massiv und mit vergleichsweise großen Querschnitten ausgestaltet werden. Diese Anforderung ist im Hinblick auf eine andere Anforderung an moderne Fahrzeuge problematisch, die verlangt, dass das Fahrzeug in vorbestimmten Bereichen der Außenhaut so konzipiert ist, dass kleine Fahrzeugkollisionen, wie zum Beispiel sogenannte „Parkrempler“, keine oder nur geringfügige Schäden am Fahrzeug hinterlassen. Diese für Kollisionen toleranten Bereiche sind insbesondere im Heckbereich und im Frontbereich vorgesehen. Ist nun eine Ladedose in einem solchen für Kollisionen toleranten Bereich der Außenhaut angeordnet, kann die Kollision zu einer Relativverstellung der Ladedose relativ zum Rohbau führen. Hierdurch verstellen sich auch die Ladekabel relativ zum Rohbau. Dabei kann es zu einer Kollision der Ladekabel mit dem Rohbau kommen, was bei relativ stabilen und steifen Ladekabeln zu einer Beschädigung des Rohbaus und auch der Ladekabel führen kann. Hierdurch wird ein vergleichsweise hoher Schaden am Fahrzeug ausgelöst. Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Fahrzeug der vorstehend beschriebenen Art eine verbesserte oder zumindest eine andere Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, dass das Fahrzeug auch dann leichtere Kollisionen mit einem Hindernis toleriert, wenn sich im Bereich der Kollision eine Ladedose befindet.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Ladekabel innerhalb einer Kabelöffnung, die im Rohbau ausgebildet ist und durch die die Ladekabel hindurchgeführt sind, mittels einer Halterung elastisch bzw. relativ zum Rohbau beweglich zu halten. Dies hat zur Folge, dass sich die Ladekabel relativ zum Rohbau verstellen können, ohne dass es dabei sofort zu einer Kollision und somit zu einer Beschädigung des Rohbaus bzw. der Ladekabel kommen muss. Insbesondere für die hier wichtigen kleineren Kollisionsfälle können sich die Ladekabel relativ zum Rohbau bewegen, ohne damit zu kollidieren. Es ist klar, dass bei größeren Kollisionen bzw. Lastfällen oder Crashfällen derartige Kollisionen zwischen den Ladekabeln und dem Rohbau unvermeidbar sind. Bei diesen größeren Lastfällen kommt es dann jedoch ohnehin auch zu größeren Beschädigungen der Karosserie. Diese größeren Lastfälle werden für die vorliegende Erfindung nicht betrachtet.
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Die Halterung kann zweckmäßig vergleichsweise dicht ausgestaltet sein, um eine von der Außenhaut abgewandte Innenseite des Rohbaus von einer der Außenhaut zugewandten Außenseite des Rohbaus mehr oder weniger zu trennen bzw. zu dichten. Hierzu kann die Halterung zweckmäßig in der Umfangsrichtung der Ladekabel geschlossen umlaufend ausgestaltet sein.
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Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Kabelöffnung so groß dimensioniert sein, dass die Ladekabel innerhalb der Kabelöffnung entlang ihres Umfangs an jeder Stelle einen Abstand vom Rohbau aufweisen, der mindestens das 1,0-fache, vorzugsweise mindestens das 1,2-fache und insbesondere mindestens das 1,5-fache, eines gemeinsamen Durchmessers der Ladekabel entspricht. Der gemeinsame Durchmesser der Ladekabel ist dabei der Durchmesser, den die Ladekabel innerhalb der Kabelöffnung zusammen aufweisen, durch die sie als Gruppe hindurchgeführt sind. Die Halterung ist nun so konfiguriert, dass sie elastische Relativverstellungen der Ladekabel quer zur Längsrichtung der Ladekabel in der Kabelöffnung relativ zum Rohbau mit einem Verstellweg erlaubt, der wenigstens dem 1,0-fachen, vorzugsweise wenigstens dem 1,2-fachen, insbesondere wenigstens dem 1,5-fachen, des gemeinsamen Durchmessers der Ladekabel entspricht. Durch diese Dimensionierung bzw. Abstimmung wird eine vergleichsweise große Bewegungsfreiheit für die Ladekabel innerhalb der Kabelöffnung realisiert, so dass vergleichsweise große Relativbewegungen zwischen den Ladekabeln und der Karosserie möglich sind, ohne dass es zu einer Kollision kommt.
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Erfindungsgemäß weist die Halterung einen in Umfangsrichtung der Ladekabel umlaufenden Rohbauhalter auf, der an einem die Kabelöffnung einfassenden Öffnungsrand des Rohbaus befestigt ist. Auf diese Weise lässt sich die Halterung besonders einfach am Rohbau montieren. Beispielsweise kann der Rohbauhalter ein Kunststoffbauteil sein, das mit dem Öffnungsrand verclipst oder verschraubt sein kann.
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Die Halterung weist erfindungsgemäß außerdem einen die Ladekabel in Umfangsrichtung einfassenden Kabelhalter auf, der an den Ladekabeln festgelegt ist. Hierdurch lässt sich die Halterung besonders einfach an den Ladekabeln anbringen. Beispielsweise kann der Kabelhalter ein Kunststoffteil sein. Der Kabelhalter kann durch eine Klemmwirkung oder durch eine Verklebung an den Ladekabeln festgelegt sein. Denkbar ist auch die Verwendung einer Schelle oder eines Kabelbinders, um den Kabelhalter an den Ladekabeln festzulegen.
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Des Weiteren weist die Halterung erfindungsgemäß ein gummielastisches Verbindungsteil auf, das den Rohbauhalter mit dem Kabelhalter verbindet. Über das gummielastische Verbindungsteil wird eine elastische Beweglichkeit zwischen Rohbauhalter und Kabelhalter realisiert, die im Einbauzustand dazu führt, dass die Ladekabel relativ zum Rohbau elastisch beweglich sind. Das Verbindungsteil kann am Kabelhalter und am Rohbauhalter befestigt sein. Ebenso ist denkbar, dass das Verbindungsteil am Kabelhalter und am Rohbauhalter integral ausgeformt ist. Ebenso ist denkbar, dass das Verbindungsteil am Kabelhalter integral ausgeformt ist und am Rohbauhalter befestigt ist. Auch der umgekehrte Fall ist denkbar, bei dem das Verbindungsteil integral am Rohbauhalter ausgebildet und am Kabelhalter befestigt ist. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei welcher das Verbindungsteil als Balg, insbesondere als Gummibalg, ausgestaltet ist.
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Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass das Verbindungsteil zwischen dem Kabelhalter und dem Rohbauhalter ein S-förmiges Profil aufweist. Durch das S-Profil wird die elastische Beweglichkeit des Verbindungsteils verbessert.
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Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass das Verbindungsteil zwischen dem Kabelhalter und dem Rohbauhalter ein wellenförmiges Profil aufweist, das wenigstens einen ersten Abschnitt aufweist, der an einer von der Außenhaut abgewandten Innenseite des Rohbaus über die Kabelöffnung vorsteht, wobei das wellenförmige Profil des Verbindungsteils wenigstens einen zweiten Abschnitt aufweist, der an einer der Außenhaut zugewandten Außenseite des Rohbaus über die Kabelöffnung vorsteht. Durch diese Bauform wird eine besonders hohe Beweglichkeit quer zur Längsrichtung der Ladekabel und auch in der Längsrichtung der Ladekabel realisiert.
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Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass der Kabelhalter von der Ladedose einen Abstand aufweist, der mindestens dem 1,0-fachen, vorzugsweise mindestens dem 1,2-fachen und insbesondere mindestens dem 1,5-fachen, des gemeinsamen Durchmessers der Ladekabel entspricht. Die Halterung kann nun außerdem so konzipiert sein, dass sie elastische Relativverstellungen der Ladekabel in der Längsrichtung der Ladekabel innerhalb der Kabelöffnung relativ zum Rohbau mit einem Verstellweg erlaubt, der wenigstens dem 1,0-fachen, vorzugsweise wenigstens dem 1,2-fachen und insbesondere wenigstens dem 1,5-fachen, des gemeinsamen Durchmessers der Ladekabel entspricht. Somit lassen sich auch Fahrzeugkollisionen tolerieren, die zu einer entsprechenden Verstellung der Ladedose in der Längsrichtung der Ladekabel führt.
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Unabhängig vom vorstehend beschriebenen speziellen Aufbau der Halterung kann bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass die Halterung Relativbewegungen der Ladekabel bezüglich des Rohbaus quer zur Längsrichtung der Ladekabel und in der Längsrichtung der Ladekabel erlaubt. Hierdurch wird der Toleranzbereich für die kleineren Kollisionsfälle erweitert.
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Eine andere Ausführungsform schlägt vor, dass die Ladekabel zumindest von der Ladedose bis zur Kabelöffnung zu einem Ladekabelstrang zusammengefasst sind, der durch die Kabelöffnung hindurchgeführt ist. Die Halterung ist nun so ausgelegt, dass sie den Ladekabelstrang am Rohbau hält. Mit anderen Worten, die Halterung hält die Ladekabel als Einheit, nämlich als Ladekabelstrang am Rohbau. Bei einer anderen Ausführungsform ist grundsätzlich denkbar, dass die Halterung die Ladekabel einzeln am Rohbau hält.
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Bevorzugt befindet sich die Ladedose in einem Heckbereich des Fahrzeugs oder in einem Frontbereich des Fahrzeugs an oder in der Außenhaut. Ebenso ist denkbar, dass das Fahrzeug mit mehr als einer Ladedose ausgestattet ist. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug auf jeder Fahrzeugseite zumindest eine Ladedose aufweist und/oder dass das Fahrzeug im Frontbereich und im Heckbereich jeweils wenigstens eine Ladedose aufweist.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Vorstehend genannte und nachfolgend noch zu nennende Bestandteile einer übergeordneten Einheit, wie z.B. einer Einrichtung, einer Vorrichtung oder einer Anordnung, die separat bezeichnet sind, können separate Bauteile bzw. Komponenten dieser Einheit bilden oder integrale Bereiche bzw. Abschnitte dieser Einheit sein, auch wenn dies in der Zeichnung anders dargestellt ist.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
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Die einzige 1 zeigt eine stark vereinfachte Prinzipdarstellung eines Fahrzeugs als Schnitt durch eine Karosserie im Bereich einer Ladedose.
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Entsprechend 1 besitzt ein batterieelektrisches Fahrzeug 1, bei dem es sich insbesondere um ein Hybridfahrzeug oder um ein Elektrofahrzeug handeln kann, eine Karosserie 2, die in üblicher Weise einen Rohbau 3 und eine Außenhaut 4 aufweist, wobei die Außenhaut 4 den Rohbau 3 umhüllt und vom Rohbau 3 getragen ist. Am oder im Rohbau 3 ist eine Batterie 5 angeordnet, die eine Ladeeinrichtung 6 aufweist. Die Batterie 5 kann dabei in üblicher Weise eine Vielzahl einzelner, hier nicht näher dargestellter Batteriezellen aufweisen, die in einem oder mehreren Batteriemodulen zusammengefasst sein können. Die Ladeeinrichtung 6 repräsentiert eine fahrzeugseitige Elektronik zur Überwachung und Steuerung eines Ladevorgangs der Batterie 5. In bzw. an der Außenhaut 4 ist ferner zumindest eine Ladedose 7 angeordnet, die über Ladekabel 8 mit dem Ladegerät 6 bzw. mit der Batterie 5 verbunden ist. Die Ladedose 7 ist hier in einer Lademulde 9 angeordnet, die in der Außenhaut 4 ausgebildet ist und die mit einer Ladeklappe 10 verschließbar ist. Zweckmäßig kann die hier gezeigte Ladedose 7 in einem Heckbereich des Fahrzeugs 1 oder in einem Frontbereich des Fahrzeugs 1 an oder in der Außenhaut 4 angeordnet sein.
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Der Rohbau 3 weist eine Kabelöffnung 11 auf, durch die die Ladekabel 8 hindurchgeführt sind. In dieser Kabelöffnung 11 sind die Ladekabel 8 mit Hilfe einer Halterung 12 elastisch und/oder beweglich am Rohbau 3 gehalten. Die Ladekabel 8 können sich in der Kabelöffnung 11 relativ zum Rohbau 3 bewegen, ohne dabei mit dem Rohbau 3 zu kollidieren. Die Halterung 12 ist außerdem zweckmäßig vergleichsweise dicht ausgestaltet, um eine von der Außenhaut 4 abgewandte Innenseite 13 des Rohbaus 3 von einer der Außenhaut 4 zugewandten Außenseite 14 des Rohbaus 3 mehr oder weniger zu trennen. Hierzu kann die Halterung 12 zweckmäßig in der Umfangsrichtung der Ladekabel 8 geschlossen umlaufend ausgestaltet sein.
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Die Kabelöffnung 11 besitzt einen vergleichsweise großen Öffnungsquerschnitt und ist insbesondere so groß dimensioniert, dass die Ladekabel 8 innerhalb der Kabelöffnung 11 entlang ihres Umfangs an jeder Stelle einen Abstand 15 vom Rohbau 3 aufweisen, der zumindest so groß ist wie ein Durchmesser 16, den die Ladekabel 8 gemeinsam innerhalb der Kabelöffnung 11 aufweisen. Dieser gemeinsame Durchmesser 16 wird durch eine gedachte Umhüllende definiert, welche die Ladekabel 8 in der Kabelöffnung 11 in der Umfangsrichtung umhüllt. Die Halterung 12 ist dann zweckmäßig so konzipiert, dass sie elastische Relativbewegungen der Ladekabel 8 quer zur Längsrichtung 17 der Ladekabel 8 relativ zum Rohbau 3 mit einem Verstellweg erlaubt, der zumindest dem gemeinsamen Durchmesser 16 der Ladekabel 8 entspricht. Die Längsrichtung 17 der Ladekabel 8, welche die Ladekabel 8 zumindest innerhalb der Kabelöffnung 11 aufweisen, ist in 1 durch einen Doppelpfeil angedeutet und kann im Folgenden auch als Kabellängsrichtung 17 bezeichnet werden.
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Die Halterung 12 kann einen in Umfangsrichtung der Ladekabel 8 umlaufenden Rohbauhalter 18 aufweisen, der an einem die Kabelöffnung 11 einfassenden Öffnungsrand 19 des Rohbaus 3 befestigt ist. Diese Befestigung kann beispielsweise mittels Befestigungselementen 20, wie zum Bespiel Schrauben oder Nieten, realisiert werden. Die Halterung 12 kann außerdem einen die Ladekabel 8 in Umfangsrichtung einfassenden Kabelhalter 21 aufweisen, der an den Ladekabeln 8 festgelegt ist. Beispielsweise kann der Kabelhalter 21 ein elastischer Ring sein, der auf die Ladekabel 8 aufgezogen ist und dabei gedehnt wird, so dass sich der Kabelhalter 21 durch Klemmwirkung an den Ladekabeln 8 festlegt. Ebenso können eine hier nicht gezeigte Schelle oder ein Kabelbinder zur Anwendung kommen, um den Kabelhalter 21 an den Ladekabeln 8 festzulegen. Des Weiteren kann die Halterung 12 ein gummielastisches Verbindungsteil 22 aufweisen, das den Rohbauhalter 18 mit dem Kabelhalter 21 verbindet. Das Verbindungsteil 22 ist zweckmäßig ein Kunststoffteil. Beim hier gezeigten Beispiel ist das Verbindungsteil 22 integral am Kabelhalter 21 ausgeformt und am Rohbauhalter 18 befestigt, z.B. daran eingeklemmt. In diesem Fall ist auch der Kabelhalter 21 ein Kunststoffteil. Der Rohbauhalter 18 kann ebenfalls als Kunststoffteil konzipiert sein.
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Das Verbindungsteil 22 kann als Balg ausgestaltet sein. Der Balg bzw. das Verbindungsteil 22 kann zwischen dem Kabelhalter 21 und dem Rohbauhalter 18 ein S-förmiges Profil 23 aufweisen. Der Balg bzw. das Verbindungsteil 22 kann zwischen dem Kabelhalter 21 und dem Rohbauhalter 18 ein wellenförmiges Profil 24 aufweisen, das insbesondere durch das zuvor genannte S-förmige Profil 23 gebildet sein kann. Jedenfalls kann das jeweilige Profil 23, 24 zumindest einen ersten Abschnitt 25 aufweisen, der an der Innenseite 13 des Rohbaus 3 in der Kabellängsrichtung 17 über die Kabelöffnung 11 vorsteht. Außerdem kann das jeweilige Profil 23, 24 einen zweiten Abschnitt 26 aufweisen, der an der Außenseite 14 des Rohbaus 3 in der Kabellängsrichtung 17 über die Kabelöffnung 11 vorsteht. Durch die Formgebung des Verbindungsteils 22 wird eine relativ hohe Elastizität für Relativverstellungen zwischen Kabelhalter 21 und Rohbauhalter 18 realisiert, um entsprechenden Relativbewegungen zwischen den Ladekabeln 8 und dem Rohbau 3 folgen zu können, ohne beispielsweise die Abdichtung zwischen Innenseite 13 und Außenseite 14 an der Kabelöffnung 11 zu beeinträchtigen.
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Der Kabelhalter 21 kann von der Ladedose 7 einen Abstand 27 aufweisen, der wenigstens dem gemeinsamen Durchmesser 16 der Ladekabel 8 entspricht. Die Halterung 12 kann nun außerdem so konzipiert sein, dass sie elastische Relativverstellungen der Ladekabel 8 in der Kabellängsrichtung 17 relativ zum Rohbau 3 mit einem Verstellweg erlaubt, der zumindest dem gemeinsamen Durchmesser 16 der Ladekabel 8 entspricht.
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Unabhängig von dem hier vorgestellten speziellen Aufbau der Halterung 12, also bei grundsätzlich jedem beliebigen anderen geeigneten Aufbau der Halterung 12 kann zweckmäßig vorgesehen sein, dass die Halterung 12 so konzipiert ist, dass sie Relativbewegungen der Ladekabel 8 bezüglich des Rohbaus 3 quer zur Längsrichtung 17 der Ladekabel 8 und/oder parallel zur Längsrichtung 17 der Ladekabel 8 erlaubt.
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Zweckmäßig sind die Ladekabel 8 zumindest von der Ladedose 7 bis zur Kabelöffnung 11 zu einem Ladekabelstrang 28 zusammengefasst, der durch die Kabelöffnung 11 hindurchgeführt ist. Die Halterung 12 hält demnach den Ladekabelstrang 28 am Rohbau 3.
