DE112011105236B4

DE112011105236B4 - Fahrzeug

Info

Publication number: DE112011105236B4
Application number: DE112011105236.7T
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Ohno
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2011-05-12
Filing date: 2011-05-12
Publication date: 2016-01-07
Anticipated expiration: 2031-05-13
Also published as: US20140073147A1; WO2012153413A1; CN103517816A; JPWO2012153413A1; CN103517816B; JP5472532B2; DE112011105236T5; US9033076B2

Abstract

Fahrzeug (100), das mittels einer externen Stromquelle geladen werden kann, aufweisend: einen Fahrzeugaufbau (200) mit einem Ladeeinlass (90); und ein Führungselement (404), in das ein Ladestecker (800), der mit dem Ladeeinlass (90) verbunden ist, eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (404) an einem oberen Kühlerträger (403) in Form einer Metallplatte angebracht ist, die derart um den Ladeeinlass (90) herum angeordnet ist, dass sie sich, wenn sie einen Schlag von außen erfährt, verformt, um den Ladeeinlass (90) abzudecken, und dass das Führungselement (404) eine Öffnung (406) hat, in welche der Ladestecker (800) eingefügt wird, und separat vom Ladeeinlass (90) ausgebildet ist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit den Merkmalen nach Oberbegriff des Anspruchs 1.
STAND DER TECHNIK
Im Stand der Technik wurden Fahrzeuge offenbart, siehe beispielsweise die Offenlegungsschriften JP H11-332 003 A und JP 2003-151 841 A sowie die Patentschrift JP 3 266 015 B2 .
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Die JP H11-332 003 A offenbart ein elektrisches Fahrzeug mit einem Ladeeinlass an der Vorderseite des Fahrzeugs. Die JP 2003-151 841 A offenbart ein kleines, elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit einem konisch zulaufenden Führungsabschnitt, der an einem ladeseitigen Anschluß (Ladeeinlass) vorgesehen ist.
Aus der JP 3 266 015 B2 ist ferner ein Fahrzeug bekannt, das mittels einer externen Stromquelle geladen werden kann und einen Aufbau hat, bei dem Ladeinlass an einer vorderen Stoßstange ausgebildet ist und ein Führungselement vorgesehen ist, in das ein Ladestecker eingefügt wird.
Derart herkömmliche Fahrzeuge zeigen dabei jeweils das Problem, dass, wenn der Ladeeinlass und die damit verbundenen Teile durch einen Schlag von außen, beispielsweise aufgrund eines Unfalls oder dergleichen, beschädigt werden, das Laden des Fahrzeugs durch den Nutzer mittels einer externen Stromquelle Schwierigkeiten im Fahrzeug verursacht.
Ausgehend vom vorstehend genannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Fahrzeug zu schaffen, das vermittels einer externen Stromquelle geladen werden kann, und bei welchem Schwierigkeiten beim Laden des Fahrzeug nach einem Stoß auf den Ladeeinlass verhindert werden können.
Lösung des Problems
Ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug, das mittels einer externen Stromquelle geladen werden kann, aufweisend: einen Fahrzeugaufbau mit einem Ladeeinlass und ein Führungselement, in das ein Ladestecker, der mit dem Ladeeinlass verbunden ist, eingefügt ist, wobei das Führungselement an einem oberen Kühlerträger in Form einer Metallplatte angebracht ist, die derart um den Ladeeinlass herum angeordnet ist, dass es sich, wenn es einen Schlag von außen erfährt, verformt, um den Ladeeinlass abzudecken. Das Führungselement hat eine Öffnung, in welche der Ladestecker eingefügt wird, und ist separat vom Ladeeinlass ausgebildet.
Bei dem wie vorstehend beschriebenen Fahrzeugaufbau verformt sich das Führungselement, wenn es einen Schlag von außen erfährt, um den Ladeeinlass abzudecken. Folglich kann das Laden nach dem Schlag bzw. Stoß verhindert werden, wodurch das Auftreten von Schwierigkeiten im Fahrzeug unterdrückt werden kann.
Vorzugsweise ist das Führungselement eine Führungsschiene.
Vorzugsweise ist die Führungsschiene durch Verwinden eines plattenförmigen Elements hergestellt.
Vorzugsweise ist der Ladeeinlass an einer Vorderseite des Fahrzeugaufbaus angeordnet.
Vorzugsweise umfasst der Ladeeinlass einen ersten Ladeport zum Laden mit hoher Spannung bzw. Hochspannung und einen zweiten Ladeport zum Laden mit niedriger Spannung bzw. Niederspannung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Fahrzeugs mit einem Ladeport gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt eine Darstellung des Fahrzeugs gemäß der in 1 gezeigten Erfindung in einer Ansicht von vorne;
3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang einer Linie III-III in 2;
4 zeigt eine vergrößerte Darstellung einer Führungsschiene;
5 zeigt eine Seitenansicht eines Ladesteckers;
6 zeigt eine Vorderansicht des Ladesteckers; und
7 zeigt eine Ansicht, wie zwei Ladeports in einem Fahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung angeordnet sind.
BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die Zeichnung beschrieben. In den nachfolgend wiedergegebenen Ausführungsformen werden gleiche oder einander entsprechende Teile mit identischen Bezugszeichen bezeichnet und nicht in wiederholter Weise beschrieben. Es ist dabei auch möglich, die Ausführungsformen miteinander zu kombinieren.
(Erste Ausführungsform)
1 ist eine perspektivische Darstellung eines Fahrzeugs mit einem Ladeport gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Bezug nehmend auf 1 ist ein Fahrzeug 100 ein Hybridfahrzeug und hat einen Fahrzeughauptkörper bzw. Fahrzeugaufbau 200, der aus einer Karosserie und Außenteilen gebildet ist, ein Paar Vorderräder (Räder) 2F, die, in Fahrtrichtung D des Fahrzeugs 100, an einer Vorderseite angeordnet sind, und Hinterräder (Räder) 2R, die, in Fahrtrichtung D des Fahrzeugs 100, an einer Rückseite angeordnet sind.
Der Fahrzeugaufbau 200 hat einen Motorraum ER, der auf einer Fahrtrichtungsseite des Fahrzeugs 100 angeordnet ist, einen Fahrgastraum CR, der an den Motorraum ER an einer Rückseite desselben in Fahrtrichtung D angrenzt, und einen Gepäckraum LR, der an den Fahrgastraum CR an einer Rückseite desselben in Fahrtrichtung D angrenzt.
Ein Monocoque-Aufbau wird beispielsweise als Karosserie des Fahrzeugaufbaus 200 verwendet, und diese Karosserie bzw. dieser Aufbau hat einen Vorderwandabschnitt, der an einer Vorderflächenseite desselben in Fahrtrichtung D angeordnet ist, einen Kabinenwandabschnitt, der den Fahrgastraum CR definiert, und einen Rückwandabschnitt, der an einer Rückseite des Kabinenwandabschnitts ausgebildet ist.
Eine Öffnung 212R, die mit dem Fahrgastraum CR in Verbindung steht, und durch welche ein Insasse in das und aus dem Fahrzeug gelangen kann, ist an einer Seitenfläche der Karosserie vorgesehen. Eine Mehrzahl von Außenteilen sind an Flächen der wie vorstehend beschriebenen Karosserie montiert, um den Fahrzeugaufbau 200 auszubilden.
Die Außenteile umfassen eine Frontstoßfängerabdeckung 300, die an einer Unterseite der Vorderflächenseite des Fahrzeugaufbaus 200 angebracht ist, einen Frontkotflügel 301R, der eine Seitenfläche des Vorderwandabschnitts abdeckt, und eine Vordertür 312R sowie eine Fondtür 313R, die vorgesehen sind, um ein Öffnen und Schließen der Öffnung 212R zu ermöglichen. Sowohl die Vordertür 312R wie auch die Fondtür 313R sind mit einem Fensterrahmen 305 ausgebildet.
Die Außenteile umfassen weiter eine Haube 307, die als obere Abdeckung des Motorraums ER dient, einen Heckkotflügel 303R, der in Fahrtrichtung D an einer Rückseite der Fondtür 313R angeordnet ist, und einen Heckstoßfänger 304, der an einem unteren Abschnitt des Heckkotflügels 303R angeordnet ist.
Der Fahrgastraum CR hat einen Fahrersitz zum Bedienen des Fahrzeugs 100, einen Beifahrersitz, der in Breitenrichtung des Fahrzeugs 100 neben dem Fahrersitz liegt, und einen Rücksitz, der hinter den Fahrer- und Beifahrersitz angeordnet ist. Der Fahrersitz ist, bezüglich einer Mittellinie O des Fahrzeugs 100, die in Fahrtrichtung D verläuft, in Richtung zu einer rechten Seitenfläche (einer Seitenfläche) 100A des Fahrzeugs 100 versetzt.
Ein Verbrennungsmotor zum Erzeugen einer Antriebskraft zum Antrieben der Vorderräder 2F ist im Motorraum ER aufgenommen. Ein Ladeport 90 hat einen Anschluß- bzw. Verbindungsabschnitt 91, der an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet ist und mit einem Stecker 190 verbunden werden kann, eine Abdeckung 90A, die in der Frontstoßfängerabdeckung 300 ausgebildet ist und ermöglicht, den Verbindungsabschnitt 91 nach außen freizulegen oder in dem Fahrzeug 100 aufzunehmen, und Leitungen 92A, 92B, die mit dem Verbindungsabschnitt 91 verbunden sind. Der Stecker 190 ist hierbei ein Ladeverbinder bzw. -anschloß zum Zuführen von elektrischer Leistung bzw. Strom zu einer Batterie B zum Laden der Batterie B und ist ein Anschluß bzw. Verbinder zum Zuführen von elektrischer Leistung von einer öffentlichen Stromquelle (z. B. 100 V Einphasen-Wechselstrom in Japan) zur Batterie B. Der Stecker 190 kann beispielsweise ein Stecker sein, der mit einer Haushaltstromversorgung in einem gewöhnlichen Haus verbunden ist.
Ein Verbrennungsmotor zum Erzeugen einer Antriebskraft zum Antreiben der Vorderräder 2F ist im Motorraum ER aufgenommen. Die Batterie (Ladegerät) B, beispielsweise eine Brennstoffzelle, ein Kondensator mit hoher Kapazität oder dergleichen, ist hinter dem Rücksitz in Fahrtrichtung D angeordnet.
Es sei angemerkt, dass ein Verfahren zum Zuführen und Empfangen von Strom zwischen dem Stecker 190 und dem Ladeport 90 ein Kontaktverfahren (berührend) sein kann, bei welchem zumindest ein Abschnitt des Steckers 190 und zumindest ein Abschnitt des Ladeports 90 in direkten Kontakt miteinander gelangen, oder ein kontaktloses Verfahren (induktiv) sein kann.
Obgleich der Ladeport 90 in diesem Beispiel in der Frontstoßfängerabdeckung 300 angeordnet ist, kann er auch an einer anderen Stelle, beispielsweise dem Frontkotflügel 301R, der Vordertür 312R, der Fondtür 313R, dem Heckkotflügel 303R und dem Heckstoßfänger 304R, angeordnet sein.
Obgleich hier ein Beispiel wiedergegeben ist, in welchem ein Fahrzeug 100 geladen wird, kann nicht nur ein Hybridfahrzeug sondern auch eine Elektrofahrzeug ohne Verbrennungsmotor mit elektrischer Leistung bzw. Strom durch den Stecker 190 versorgt werden. Es sei angemerkt, dass ein Kraftstofftank 201 angrenzend an die Batterie B vorgesehen ist.
Zudem kann das Fahrzeug, das mit Strom versorgt werden soll, jedwedes Fahrzeug mit zwei oder mehr Rädern sein. Das bedeutet, es können nicht nur Fahrzeuge mit vier Rädern, wie in 1 gezeigt, zur Anwendung kommen, sondern auch Fahrzeuge mit zwei Rädern oder gar Fahrzeuge mit sechs oder mehr Rädern, beispielsweise LKWs.
2 ist eine Darstellung des Fahrzeugs gemäß der in 1 gezeigten Erfindung in einer Ansicht von vorne. 3 zeigt eine Schnittdarstellung entlang einer Linie III-III in 2. Bezug nehmend auf die 2 und 3 ist das Fahrzeug 100 gemäß dieser Ausführungsform ein Fahrzeug, das mittels einer externen Stromquelle geladen werden muß, beispielsweise eine Elektrofahrzeug (EV), ein Plug-In-Hybridfahrzeug (PHV) oder dergleichen. Der Ladeport 90 ist an der Front des Fahrzeugs angebracht. Ein Element zum sicheren Schützen des Ladeports 90, der als Ladeeinlass dient, im Falle einer Kollision, ist nicht vorgesehen. Der Ladeport 90 ist zwischen einem oberen Kühlerträger 403 und einer Stoßfängerverstärkung 402 vorgesehen. Der Ladeport 90 ist zwischen rechten und linken Frontscheinwerfern 401 angeordnet. Eine plattenförmige Führungsschiene 404 zum Einsetzen eines Ladesteckers ist um den Ladeport 90 herum ausgebildet. Die Führungsschiene 404 dient zum Verhindern des Ladens nach einer Kollision. Die Führungsschiene 404 verformt sich bei einer Kollision und deckt den Ladeport 90 ab, wodurch ein Verbinden des Ladesteckers mit dem Ladeport 90 verhindert wird. Vor der Kollision liegt der Ladeport 90 vollständig durch eine Öffnung 406, die in der Führungsschiene 404 ausgebildet ist, nach außen hin frei, jedoch liegt ein Abschnitt des Ladeports 90 nach einer Kollision nicht länger durch die Öffnung 406 nach außen frei, um das Laden zu verhindern.
Die durch gestrichelte Linien in den 2 und 3 gezeigten Abschnitte zeigen die Positionen der Führungsschiene 404 und der Öffnung 406 nach einer Kollision. Nach einer Kollision deckt die Führungsschiene 404 den Ladeport 90 ab.
4 zeigt eine vergrößerte Ansicht der Führungsschiene. Bezug nehmend auf 4 ist die am oberen Kühlerträger 403 angebrachte Führungsschiene 404 beispielsweise eine Metallplatte und U-förmig ausgebildet. Die dünne, plattenförmige Metallplatte wird dann verdreht bzw. gewunden, um die Öffnung 406 auszubilden, die über dem Ladeport 90 liegt. Durch Verwenden der gewundenen Metallplatte kann eine Struktur erreicht werden, die sich leicht bei einer Kollision verformt. Zum Zeitpunkt der Kollision wird ein Schlag bzw. Stoß in eine Front-Heck-Richtung des Fahrzeugs auf die Führungsschiene 404 aufgebracht. Die Führungsschiene wird durch diesen Aufprall bzw. Schlag leicht verformt.
Obgleich die Führungsschiene 404 in 4 eine gewundene Metallplatte ist, ist sie hierauf nicht beschränkt; die Führungsschiene 404 kann auch eine flache, nicht gewundene Platte sein.
5 zeigt eine Seitenansicht des Ladesteckers. 6 zeigt eine Vorderansicht des Ladesteckers, betrachtet in eine Richtung, die durch einen Pfeil VI in 5 angedeutet wird. Bezug nehmend auf die 5 und 6 ist der Ladestecker 800 mit Ladeanschlüssen 801, 802, 803, 804 und 805 ausgebildet. Ein jeder dieser Ladeanschlüsse 801, 802, 803, 804 und 805 dient beispielsweise zum Zuführen von Strom, Übertragen von elektrischen Signalen und zur Erdung.
Im Fahrzeug 100 der wie vorstehend beschrieben aufgebauten Erfindung wird der Ladestecker 800 mit dem Ladeport 90 verbunden, um von einer Ladevorrichtung Strom zuzuführen, und das Laden wird gestartet. Bei einer Kollision gibt es, wenn der Ladeport 90 und die mit ihm verbundenen Elemente beschädigt sind, Bedenken hinsichtlich möglicher Schwierigkeiten, die beim Verbinden mit dem Ladestecker 800 auftreten können. Um dies zu vermeiden ist die Führungsschiene 404 zum Einführen des Ladestecker 800 in den Ladeport 90 vorgesehen, und die Führungsschiene 404 verformt sich bei einer Kollision, wodurch das Laden mit dem Ladestecker 800 durch den Ladeport 90 verhindert wird.
(Zweite Ausführungsform)
7 zeigt eine Ansicht, wie zwei Ladeports in einem Fahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung angeordnet sind. Bezug nehmend auf 7 sind, bei einem Fahrzeug 100 gemäß einer zweiten Ausführungsform, zwei Ladeports, d. h. ein Ladeport für niedrige Spannung bzw. Niederspannungsladeport 90C und ein Ladeport für hohe Spannung bzw. Hochspannungsladeport 90D vorgesehen. Das Laden mit einer Spannung von 100 V von einem gewöhnlichen Haus erfolgt über den Niederspannungsladeport 90C, während das Laden mit einer Spannung, die gleich der Spannung der Batterie B ist, über den Hochspannungsladeport 90D erfolgt, wodurch ein schnelles Laden ermöglicht wird.
Sowohl der Niederspannungsladeport 90C als auch der Hochspannungsladeport 90D werden von der Führungsscheine 404 abgedeckt.

Claims

Fahrzeug (100), das mittels einer externen Stromquelle geladen werden kann, aufweisend: einen Fahrzeugaufbau (200) mit einem Ladeeinlass (90); und ein Führungselement (404), in das ein Ladestecker (800), der mit dem Ladeeinlass (90) verbunden ist, eingefügt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (404) an einem oberen Kühlerträger (403) in Form einer Metallplatte angebracht ist, die derart um den Ladeeinlass (90) herum angeordnet ist, dass sie sich, wenn sie einen Schlag von außen erfährt, verformt, um den Ladeeinlass (90) abzudecken, und dass das Führungselement (404) eine Öffnung (406) hat, in welche der Ladestecker (800) eingefügt wird, und separat vom Ladeeinlass (90) ausgebildet ist.
Fahrzeug (100) nach Anspruch 1, wobei das Führungselement (404) eine Führungsschiene ist.
Fahrzeug (100) nach Anspruch 2, wobei die Führungsschiene durch Verwinden eines plattenförmigen Elements hergestellt ist.
Fahrzeug (100) nach Anspruch 1, wobei der Ladeeinlass (90) an einer Vorderseite des Fahrzeugaufbaus (200) angeordnet ist.
Fahrzeug (100) nach Anspruch 1, wobei der Ladeeinlass (90) einen ersten Ladeport (90D) zum Laden mit hoher Spannung und einen zweiten Ladeport (90C) zum Laden mit niedriger Spannung umfasst.