DE102022135058A1 - DEVICE FOR ELECTRICALLY CONNECTING A CHARGING INTERFACE TO AN ELECTRICAL STORAGE DEVICE OF A VEHICLE - Google Patents
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Abstract
Es wird Vorrichtung zum elektrischen Verbinden einer elektrischen Ladeschnittstelle (7) mit einer elektrischen Speichereinrichtung (3) eines Fahrzeugs (1) vorgesachlagen, wobei die Ladeschnittstelle (7) eine elektrische Verbindungseinheit (8) aufweist, die in Bezug auf eine Außenseite (9) des Fahrzeugs (1) zwischen zwei Endstellungen bewegbar ist, wobei die elektrische Verbindungseinheit (8) in der ersten Endstellung zum Herstellen einer elektrischen Ladeverbindung gegenüber einem Fahrzeuginneren (10) in Richtung einer Öffnung (6) einer Fahrzeugkarosserie (2) verstellt ist und in der zweiten Endstellung gegenüber der ersten Endstellung in Richtung des Fahrzeuginneren (10) verstellt ist, und wobei die elektrische Verbindungseinheit (8) über wenigstens ein hieran befestigtes Kabel (14) mit der elektrischen Speichereinrichtung (3) in Wirkverbindung steht. Das wenigstens eine Kabel (14) ist in einem an die Ladeschnittstelle (7) grenzenden Bereich fahrzeuginnenseitig der Fahrzeugkarosserie (2) mittels einer Befestigungseinrichtung (15) derart fixiert, dass eine freie Länge des wenigstens einen Kabels (14) zwischen der Befestigungseinrichtung (15) und der elektrischen Verbindungseinheit (8) eine dem Verstellweg der elektrischen Verbindungseinheit (8) zwischen den Endstellungen angepasste Verformung des Kabels (14) während einer Verstellung der elektrischen Verbindungseinheit (8) zulässt. Des Weiteren wird ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung vorgeschlagen.A device for electrically connecting an electrical charging interface (7) to an electrical storage device (3) of a vehicle (1) is proposed, wherein the charging interface (7) has an electrical connection unit (8) which is movable between two end positions with respect to an outer side (9) of the vehicle (1), wherein the electrical connection unit (8) is adjusted in the first end position to establish an electrical charging connection with respect to a vehicle interior (10) in the direction of an opening (6) of a vehicle body (2) and is adjusted in the second end position with respect to the first end position in the direction of the vehicle interior (10), and wherein the electrical connection unit (8) is operatively connected to the electrical storage device (3) via at least one cable (14) attached thereto. The at least one cable (14) is fixed in an area bordering the charging interface (7) on the inside of the vehicle body (2) by means of a fastening device (15) such that a free length of the at least one cable (14) between the fastening device (15) and the electrical connection unit (8) allows a deformation of the cable (14) adapted to the adjustment path of the electrical connection unit (8) between the end positions during an adjustment of the electrical connection unit (8). Furthermore, a vehicle with such a device is proposed.
Description
Die erfindungsgemäße Technologie betrifft eine Vorrichtung zum elektrischen Verbinden einer Ladeschnittstelle mit einer elektrischen Speichereinrichtung eines Fahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 näher definierten Art sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.The technology according to the invention relates to a device for electrically connecting a charging interface to an electrical storage device of a vehicle according to the type defined in more detail in the preamble of patent claim 1 and to a vehicle with such a device.
Aus der Serienproduktion bekannte elektrisch antreibbare Fahrzeuge umfassen wenigstens einen Elektromotor zum Antreiben des Fahrzeugs sowie eine elektrische Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischem Strom für den Elektromotor. Um die elektrische Speichereinrichtung mit elektrischem Strom aufzuladen oder von dieser Strom abzuführen, wird üblicherweise eine fahrzeugseitige Ladeschnittstelle an einer gut zugänglichen Stelle der Karosserieaußenhaut mit einem Ladekabel verbunden. Die Ladeschnittstelle selbst ist in der Regel mit einer sogenannten Ladebuchse ausgebildet, welche mit einem Stecker des Ladekabels koppelbar ist und die über wenigstens ein Kabel, welches elektrische Leitungen enthält, entweder direkt mit der Speichereinrichtung oder mit weiteren zur Speichereinrichtung führenden Kabeln oder Busbars verbunden ist.Electrically driven vehicles known from series production comprise at least one electric motor for driving the vehicle and an electrical storage device for storing electrical current for the electric motor. In order to charge the electrical storage device with electrical current or to discharge current from it, a vehicle-side charging interface is usually connected to a charging cable at an easily accessible point on the body shell. The charging interface itself is usually designed with a so-called charging socket, which can be coupled to a plug of the charging cable and which is connected via at least one cable containing electrical lines either directly to the storage device or to other cables or busbars leading to the storage device.
Um einerseits die Ladebuchse platzsparend anzuordnen und zu schützen und andererseits ein ergonomisch einfaches Koppeln des Ladekabels mit der Ladebuchse zu ermöglichen, wurden Lösungen entwickelt, bei der die Ladedose zwischen einer im Nicht-Ladezustand in der Karosserie abgesenkten Position und einer im Ladezustand in Richtung Fahrzeugaußenhaut verstellten Position beweglich ist.In order to arrange and protect the charging socket in a space-saving manner on the one hand and to enable ergonomically simple coupling of the charging cable with the charging socket on the other, solutions have been developed in which the charging socket can be moved between a position lowered in the body when not charging and a position adjusted towards the vehicle's outer skin when charging.
Eine solche bewegliche Ladedose ist beispielsweise aus der
Ausgehend von dem genannten Stand der Technik und den beschriebenen Erkenntnissen der Erfinder ist es eine bevorzugte Aufgabe der erfindungsgemäßen Technologie, zumindest einen Nachteil von einer vorbekannten Lösung zu verringern oder zu beheben oder eine alternative Lösung vorzuschlagen. Es ist insbesondere eine bevorzugte Aufgabe der hier offenbarten Technologie, eine Vorrichtung zum elektrischen Verbinden einer Ladeschnittstelle mit einer elektrischen Speichereinrichtung eines Fahrzeugs bereitzustellen, welche hinsichtlich mindestens einer der folgenden Faktoren verbessert ist: Herstellungszeit, Kosten, Komplexität der Herstellung, Montage und Wartung, Bauraumausnutzung, Betriebssicherheit, Nachhaltigkeit, Festigkeit, Gesamtgewicht, Bauteilzuverlässigkeit und/oder Lebensdauer. Weitere bevorzugte Aufgaben können sich aus den vorteilhaften Effekten der hier offenbarten Technologie ergeben.Based on the above-mentioned prior art and the described findings of the inventors, a preferred object of the technology according to the invention is to reduce or eliminate at least one disadvantage of a previously known solution or to propose an alternative solution. In particular, a preferred object of the technology disclosed here is to provide a device for electrically connecting a charging interface to an electrical storage device of a vehicle, which is improved with regard to at least one of the following factors: production time, costs, complexity of production, assembly and maintenance, use of installation space, operational safety, sustainability, strength, total weight, component reliability and/or service life. Further preferred objects can result from the advantageous effects of the technology disclosed here.
Die Aufgabe/n wird/werden gelöst durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein hiermit ausgestattetes Fahrzeug. Die hiervon abhängigen Patentansprüche stellen bevorzugte Ausgestaltungen dar.The problem(s) is/are solved by a device according to the features of patent claim 1 and a vehicle equipped therewith. The patent claims dependent thereon represent preferred embodiments.
Es wird mithin eine Vorrichtung zum elektrischen Verbinden einer elektrischen Ladeschnittstelle mit einer elektrischen Speichereinrichtung eines Fahrzeugs vorgeschlagen,
- - wobei die Ladeschnittstelle eine elektrische Verbindungseinheit aufweist, die in Bezug auf eine Außenseite des Fahrzeugs zwischen zwei Endstellungen bewegbar ist,
- - wobei die elektrische Verbindungseinheit in der ersten Endstellung zum Herstellen einer elektrischen Ladeverbindung gegenüber einem Fahrzeuginneren in Richtung einer Öffnung einer Fahrzeugkarosserie verstellt ist und in der zweiten Endstellung gegenüber der ersten Endstellung in Richtung des Fahrzeuginneren verstellt ist, und
- - wobei die elektrische Verbindungseinheit über wenigstens ein hieran befestigtes Kabel mit der elektrischen Speichereinrichtung in Wirkverbindung steht.
- - wherein the charging interface comprises an electrical connection unit which is movable between two end positions with respect to an outside of the vehicle,
- - wherein the electrical connection unit is adjusted in the first end position for establishing an electrical charging connection relative to a vehicle interior in the direction of an opening of a vehicle body and is adjusted in the second end position relative to the first end position in the direction of the vehicle interior, and
- - wherein the electrical connection unit is operatively connected to the electrical storage device via at least one cable attached thereto.
Erfindungsgemäß ist das wenigstens eine Kabel in einem an die Ladeschnittstelle grenzenden Bereich fahrzeuginnenseitig der Fahrzeugkarosserie mittels einer Befestigungseinrichtung derart fixiert, dass eine freie Länge des wenigstens einen Kabels zwischen der Befestigungseinrichtung und der elektrischen Verbindungseinheit eine dem Verstellweg der elektrischen Verbindungseinheit zwischen den Endstellungen angepasste Verformung des Kabels während einer Verstellung der elektrischen Verbindungseinheit zulässt.According to the invention, the at least one cable is fixed in an area bordering the charging interface on the inside of the vehicle body by means of a fastening device such that a free length of the at least one cable between the fastening device and the electrical connection unit allows a deformation of the cable adapted to the adjustment path of the electrical connection unit between the end positions during an adjustment of the electrical connection unit.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, dass die elektrische Verbindungseinheit, welche als übliche Ladesteckdose ausgebildet sein kann, in der ersten Endstellung bzw. Ladestellung in Richtung einer Öffnung einer Fahrzeugkarosserie verstellt werden kann und somit ein für eine Bedienperson komfortables Koppeln der Ladesteckdose mit einem Ladestecker einer externen Ladestation ermöglicht, während die elektrische Verbindungseinheit in ihrer zweiten Endstellung bzw. Nicht-Ladestellung in Richtung Fahrzeuginneres abgesenkt sein kann, wobei aufgrund der Befestigungseinrichtung für das wenigstens eine Kabel und dessen definierte freie Länge sich eine vorgegebene Kabelverformung ergibt, welche so ausgelegt werden kann, dass weder die elektrische Leitfähigkeit der Leitungen des Kabels selbst noch die elektrische Leitfähigkeit einer Anbindung des Kabels an die elektrische Verbindungseinheit beeinträchtigt wird.The device according to the invention offers the advantage that the electrical connection unit, which can be designed as a conventional charging socket, can be adjusted in the first end position or charging position in the direction of an opening in a vehicle body and thus enables an operator to conveniently couple the charging socket with a charging plug of an external charging station, while the electrical connection unit can be lowered in the direction of the vehicle interior in its second end position or non-charging position, whereby due to the fastening device for the at least one cable and its defined free length, a predetermined cable deformation results, which can be designed in such a way that neither the electrical conductivity of the lines of the cable itself nor the electrical conductivity of a connection of the cable to the electrical connection unit is impaired.
Die Kabelführung und die freie Kabellänge beeinflussen wesentlich die Lebensdauer und Funktionalität der elektrischen Verbindung zwischen der elektrischen Speichereinrichtung und der Ladeschnittstelle. Unkontrollierte und unerwünschte Krümmungen oder auch Zugbelastungen der elektrischen Leitungen begünstigen beispielsweise einen Kabelbruch und/oder verursachen Beschädigungen in Anschlussbereichen des Kabels, die zu einer dauerhaften Beeinträchtigung der Funktionsweise der Ladeschnittstelle führen.The cable routing and the free cable length have a significant impact on the service life and functionality of the electrical connection between the electrical storage device and the charging interface. Uncontrolled and undesirable bends or tensile loads on the electrical cables can, for example, lead to cable breakage and/or cause damage to the connection areas of the cable, which can permanently impair the functionality of the charging interface.
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird über die Befestigungseinheit ein sogenannter Fixpunkt für die elektrischen Leitungen im Fahrzeug geschaffen, mittels dem auf konstruktiv einfache Art und Weise eine die Lebensdauer begünstigende freie Kabellänge der elektrischen Leitungen im Fahrzeug zwischen der Befestigungseinheit und der elektrischen Verbindungseinheit definiert werden kann. Hierdurch und mit entsprechend dem Verstellweg der Verbindungseinheit vorgegebener freier Kabellänge wird die elektrische Kopplung zwischen der Verbindungseinheit und der elektrischen Speichereinheit über die gesamte Lebensdauer des Fahrzeuges nahezu wartungsfrei, und die elektrische Speichereinheit ist mit hoher Ausfallsicherheit über die Ladeschnittstelle mit elektrischer Energie aufladbar.In the device according to the invention, a so-called fixed point for the electrical lines in the vehicle is created via the fastening unit, by means of which a free cable length of the electrical lines in the vehicle between the fastening unit and the electrical connection unit can be defined in a structurally simple manner, which promotes the service life. As a result of this and with a free cable length specified according to the adjustment path of the connection unit, the electrical coupling between the connection unit and the electrical storage unit is almost maintenance-free over the entire service life of the vehicle, and the electrical storage unit can be charged with electrical energy via the charging interface with a high degree of reliability.
Praktischerweise können die elektrischen Leitungen zu einem flexiblen Kabel zusammengefasst sein, jedoch ist es durchaus denkbar, mehrere, beispielsweise zwei Kabel einzusetzen.Conveniently, the electrical cables can be combined into one flexible cable, but it is also conceivable to use several cables, for example two.
Außerhalb des beschriebenen Verformungsbereiches des wenigstens einen Kabels kann die Stromführung auch über starre Stromschienen, sogenannte Busbars, erfolgen, an die das wenigstes eine flexible Kabel beispielsweise über eine Schraubkontaktverbindung angebunden sein kann.Outside the described deformation range of the at least one cable, the current can also be carried via rigid busbars, so-called busbars, to which the at least one flexible cable can be connected, for example via a screw contact connection.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung kann das wenigstens eine Kabel zwischen der Befestigungseinrichtung und seiner Anbindung an der beweglichen elektrischen Verbindungseinheit einen flexiblen gebogten Bereich aufweisen, dessen Biegung sich in der zweiten Endstellung der elektrischen Verbindungseinheit insbesondere annähernd um den Verstellweg der Verbindungseinheit weiter in Richtung des Fahrzeuginneren erstreckt als in der ersten Endstellung der Verbindungseinheit.In an advantageous embodiment, the at least one cable between the fastening device and its connection to the movable electrical connection unit can have a flexible curved region, the bend of which extends in the second end position of the electrical connection unit, in particular approximately by the adjustment path of the connection unit, further in the direction of the vehicle interior than in the first end position of the connection unit.
Dabei kann das wenigstens eine Kabel zwischen der Befestigungseinrichtung und seiner Anbindung an der elektrischen Verbindungseinheit bzw. Ladesteckdose wenigstens annähernd die Form eines gekrümmten L aufweisen, wobei die Ecke des „L“ gebogen sein kann und die Schenkel des „L“ zueinander gestaucht sein können. Die freie Länge des wenigstens einen Kabels kann dabei so ausgelegt sein, dass ein gebogter Bereich des Kabels angrenzend an die Ecke des „L“ in der zweiten Endstellung bzw. Nicht-Ladestellung der Verbindungseinheit eine stärkere Krümmung aufweist als in der ersten Endstellung der elektrischen Verbindungseinheit.The at least one cable between the fastening device and its connection to the electrical connection unit or charging socket can have at least approximately the shape of a curved L, wherein the corner of the "L" can be bent and the legs of the "L" can be compressed towards each other. The free length of the at least one cable can be designed such that a bent area of the cable adjacent to the corner of the "L" has a greater curvature in the second end position or non-charging position of the connection unit than in the first end position of the electrical connection unit.
Es versteht sich, dass die einzelnen Schenkel des „L“, insbesondere der zur Befestigungseinrichtung führende Schenkel, auch eine Krümmung aufweisen können.It is understood that the individual legs of the “L”, in particular the leg leading to the fastening device, can also have a curvature.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung kann die freie Länge des wenigstens einen Kabels so gewählt sein, dass das Kabel zwischen der elektrischen Verbindungseinheit und der Befestigungseinheit ausgehend von der elektrischen Verbindungseinheit zunächst im Wesentlichen in eine erste Raumrichtung, d. h. in Richtung Fahrzeuginneres, und daran anschließend bogenförmig von der Verbindungseinheit im Wesentlichen in Richtung einer zweiten Raumrichtung, die senkrecht zur ersten Raumrichtung steht, zu der Befestigungseinrichtung geführt wird.In an advantageous development, the free length of the at least one cable can be selected such that the cable between the electrical connection unit and the fastening unit is initially guided from the electrical connection unit essentially in a first spatial direction, i.e. in the direction of the vehicle interior, and then in an arc from the connection unit essentially in the direction of a second spatial direction, which is perpendicular to the first spatial direction, to the fastening device.
Dies bietet die Möglichkeit, das wenigstens eine Kabel auf bauraumgünstige Art und Weise unter Einhaltung zulässiger Biegeradien mit der Verbindungseinheit zu verbinden.This offers the possibility of connecting at least one cable to the connection unit in a space-saving manner while observing permissible bending radii.
Die elektrischen Leitungen sind aufgrund des bogenförmigen Verlaufs in Fahrzeuglängsrichtung und in Fahrzeugquerrichtung in bauraumgünstiger Art und Weise innerhalb der Fahrzeugkarosserie von der elektrischen Verbindungseinheit zur Befestigungseinrichtung an der Karosserie oder einem anderen fahrzeugfesten Element und weiter in Richtung der elektrischen Speichereinheit führbar.Due to the curved course in the longitudinal direction of the vehicle and in the transverse direction of the vehicle, the electrical cables can be routed in a space-efficient manner within the vehicle body from the electrical connection unit to the fastening device on the body or another vehicle-fixed element and further in the direction of the electrical storage unit.
Die Befestigungseinrichtung und eine Anbindung des wenigstens einen Kabels an die elektrische Verbindungseinheit in deren erster Endstellung bzw. Ladestellung kann in etwa in einer gemeinsamen, parallel zur Außenseite des Fahrzeugs verlaufenden Ebene liegen. Bei einer solchen seitlichen Befestigung des Kabels, welche insbesondere unter Bauraumgesichtspunkten vorteilhaft ist, verläuft dann das Kabel im Ladezustand wenigstens in etwa parallel zur Fahrzeugaußenhaut.The fastening device and a connection of the at least one cable to the electrical connection unit in its first end position or charging position can lie approximately in a common plane running parallel to the outside of the vehicle. With such a lateral fastening of the cable, which is particularly advantageous from an installation space perspective, the cable then runs at least approximately parallel to the vehicle's outer skin in the charging state.
Betrachtet man eine günstige Kabelführung geometrisch, kann das wenigstens eine Kabel in der ersten Endstellung der elektrischen Verbindungseinheit gegenüber einer Linie zwischen der Befestigungseinrichtung und seiner Anbindung an der elektrischen Verbindungseinheit einen spitzen Winkel α, der insbesondere in einem Bereich zwischen 0° und 20° liegen kann, und in der zweiten Endstellung einen größeren Winkel α, insbesondere in einem Bereich zwischen 15° und 60°, in Richtung Fahrzeuginnerem einschließen. Die Kabelbiegung kann dabei wiederum sowohl in Fahrzeugquerrichtung als auch in Fahrzeuglängsrichtung erfolgen.If one considers a favorable cable routing geometrically, the at least one cable in the first end position of the electrical connection unit can enclose an acute angle α, which can in particular be in a range between 0° and 20°, with respect to a line between the fastening device and its connection to the electrical connection unit, and in the second end position a larger angle α, in particular in a range between 15° and 60°, in the direction of the vehicle interior. The cable bend can again take place both in the transverse direction of the vehicle and in the longitudinal direction of the vehicle.
Eine Weiterbildung kann vorsehen, dass das wenigstens eine Kabel in einem an seine Anbindung an die elektrische Verbindungseinheit grenzenden Bereich derart versteift ist, dass es sich wenigstens annähernd geradlinig in Bewegungsrichtung der Befestigungseinheit erstreckt. Dies kann insbesondere bei einer Linearführung zusammen mit der elektrischen Verbindungseinheit vorteilhaft sein.A further development can provide that the at least one cable is stiffened in an area adjacent to its connection to the electrical connection unit in such a way that it extends at least approximately in a straight line in the direction of movement of the fastening unit. This can be advantageous in particular in the case of a linear guide together with the electrical connection unit.
Zur Festlegung des wenigstens einen Kabels an der Fahrzeugkarosserie oder einem anderen fahrzeugfesten Element kann die Befestigungseinrichtung gängige Befestigungsmittel aus der Gruppe Schellenbefestigung, Schlaufenbefestigung, Clipverbindung, Schmelzverbindung und Klebeverbindung aufweisen.To secure the at least one cable to the vehicle body or another vehicle-fixed element, the fastening device can comprise common fastening means from the group of clamp fastening, loop fastening, clip connection, melt connection and adhesive connection.
Das wenigstens eine Kabel kann in der ersten Endstellung der Verbindungseinheit bereichsweise von einem Gehäuse der Verbindungseinheit umgeben sein. Dann besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Anschlussbereiche des Kabels an die elektrischen Verbindungseinheit während eines Ladevorganges mit einem Kühlmedium zu beaufschlagen und zu temperieren. Dadurch ist eine Betriebstemperatur der Anschlussbereiche auf einfache Art und Weise auf ein Temperaturniveau einstellbar, auf dem die elektrische Speichereinheit mit einer gewünscht hohen Ladeleistung beladen werden kann.In the first end position of the connection unit, the at least one cable can be partially surrounded by a housing of the connection unit. It is then possible, for example, to apply a cooling medium to the connection areas of the cable to the electrical connection unit during a charging process and to regulate their temperature. This makes it easy to set the operating temperature of the connection areas to a temperature level at which the electrical storage unit can be charged with a desired high charging power.
Das Gehäuse kann eine gemeinsame Aufnahmevorrichtung für zumindest die Ladedose und das Deckelelement bilden, wobei die Ladedose und das Deckelelement an der gemeinsame Aufnahmevorrichtung beweglich geführt sind und über die Aufnahmevorrichtung bzw. das Gehäuse an der Fahrzeugkarosserie befestigbar sind. Damit wird erreicht, dass das Gehäuse verschiedene Funktionen, wie die Lagerung, Führung und Fahrzeuganbindung zumindest der Ladedose und des Deckelelements vereint und somit ein Modul bildet, welches mit geringer Bauteilvielfalt herstellbar ist und einfach zu montieren ist, wodurch die Kosten einer damit ausgestatteten Ladeschnittstelle entsprechend reduziert sind. Da sowohl an der Deckelkomponente als auch an der Ladedose in der Regel weitere Funktionskomponenten angebunden sind, ermöglicht das derart ausgebildete Gehäuse eine vielfältige Funktionsintegration in einem schnell und einfach an der Karosserie zu befestigenden Modul.The housing can form a common receiving device for at least the charging socket and the cover element, wherein the charging socket and the cover element are movably guided on the common receiving device and can be fastened to the vehicle body via the receiving device or the housing. This ensures that the housing combines various functions, such as the storage, guidance and vehicle connection of at least the charging socket and the cover element, and thus forms a module that can be manufactured with a small variety of components and is easy to assemble, which reduces the costs of a charging interface equipped with it accordingly. Since additional functional components are usually connected to both the cover component and the charging socket, the housing designed in this way enables a wide range of functional integration in a module that can be attached quickly and easily to the body.
In einer Ausführung der Erfindung kann das Gehäuse topfartig mit wenigstens zwei seitlichen Wandungen und einer die seitlichen Wandungen verbindenden Wand ausgebildet sein, wobei die seitlichen Wandungen mit der verbindende Wand einen Aufnahmebereich für das Deckelelement und die Ladedose bilden. Der Begriff „topfartig“ bedeutet dabei nicht, dass es sich um ein weitgehend geschlossenes Gehäuse handeln muss. Vielmehr können je nach Anwendungsfall an allen Seiten Aussparungen vorgesehen sein, so dass das Gehäuse auch auf einen rahmenartiger Lagerbock reduziert sein kann. Dabei kann das Gehäuse beispielsweise als Gussteil hergestellt sein.In one embodiment of the invention, the housing can be designed in a pot-like manner with at least two side walls and a wall connecting the side walls, whereby the side walls and the connecting wall form a receiving area for the cover element and the charging socket. The term "pot-like" does not mean that it has to be a largely closed housing. Rather, depending on the application, recesses can be provided on all sides, so that the housing can also be reduced to a frame-like bearing block. The housing can be manufactured as a cast part, for example.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Gehäuses, die ebenfalls eine hohe Funktionsintegration aufweist und daraus resultierend lediglich einen niedrigen Montageaufwand sowie geringe Herstellkosten verursacht, weist dieses im rückwärtigen Bereich eine Durchgangsöffnung für elektrische Leitungen auf. Die Leitungen können zur elektrischen Kopplung der Ladedose mit dem elektrischen Speicher des Fahrzeugs vorgesehen sein.In a further embodiment of the housing, which also has a high level of functional integration and as a result only requires little assembly effort and low manufacturing costs, it has a through-opening for electrical cables in the rear area. The cables can be provided for the electrical coupling of the charging socket with the vehicle's electrical storage unit.
Zudem kann das Gehäuse zur Verbesserung der Funktionsintegration einen Anschlussbereich für eine Antriebseinheit für das Deckelelement und die Ladeschnittstelle aufweisen. Dabei kann zum Beispiel ein gemeinsamer Elektromotor vorgesehen sein, es können aber auch mehrere Elektromotoren für unterschiedliche angetriebene Komponenten vorgesehen sein. In jedem Fall ist das Gehäuse dann gemeinsam mit der Antriebseinheit als vormontierbares Modul zur Verfügung stellbar, das mit geringem Montageaufwand in ein Fahrzeug einsetzbar ist.In addition, the housing can have a connection area for a drive unit for the cover element and the charging interface to improve functional integration. For example, a common electric motor can be provided, but several electric motors can also be provided for different driven components. In any case, the housing can then be made available together with the drive unit as a pre-assembled module that can be installed in a vehicle with little assembly effort.
Bei einer bauraumgünstigen Ausführungsform ist der Anschlussbereich für die Antriebseinheit auf der dem Aufnahmebereich abgewandten Seite an wenigstens einer der seitlichen Wandungen vorgesehen. Dann ist die Antriebseinheit im Fehlerfall zudem mit geringem Aufwand austauschbar.In a space-saving design, the connection area for the drive unit is provided on the side facing away from the receiving area on at least one of the side walls. In the event of a fault, the drive unit can then be replaced with little effort.
Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass ein weiterer Anschlussbereich der Aufnahmevorrichtung zum Anbinden einer Sensorik oder der HMI-Schnittstelle vorgesehen ist. Hierbei kann es sich um eine Sensorik zur Erfassung der Bewegung der an die Aufnahmevorrichtung angebundenen Komponenten handeln, aber auch um eine Sensorik zur Erfassung des Wunsches einer Bedienperson. Im weiteren Sinne kommen hier Taster wie auch Spracherfassungseinrichtungen und ggf. auch Sprachausgabeeirichtungen, Displays und dergleichen Kommunikationsmittel zur Maschine-Mensch-Interaktion mit einer Bedienperson in Betracht.In addition, there is the possibility of providing a further connection area of the recording device for connecting a sensor or the HMI interface. This can be a sensor for detecting the movement of the components connected to the recording device, but also a sensor for detecting the wishes of an operator. In a broader sense, buttons as well as voice recording devices and possibly also voice output devices, displays and similar means of communication for machine-human interaction with an operator come into consideration here.
Zur weiteren Verbesserung der Funktionsintegration kann das Gehäuse mit Kulissenbahnen ausgeführt sein, in die das Deckelelement mit Koppelelementen eingreift. Das Deckelelement ist dann an dem Gehäuse entlang der Kulissenbahnen zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung verschieblich geführt. Dabei können die Kulissenbahnen zueinander beabstandet in den seitlichen Wandungen vorgesehen sind, wobei in jedem seitlichen Bereich zwei voneinander getrennte Kulissenbahnen vorgesehen sein können.To further improve the functional integration, the housing can be designed with guide rails into which the cover element engages with coupling elements. The cover element is then guided on the housing along the guide rails between a closed position and an open position. The guide rails can be provided at a distance from one another in the side walls, with two separate guide rails being provided in each side area.
Weiterhin kann das Gehäuse zur weiteren Erhöhung der Funktionsintegration mit einer Befestigungseinheit für eine Linearführung für die Ladedose und/oder dem der Ladedose zugeordneten HMI-Shield ausgeführt sein.Furthermore, to further increase the functional integration, the housing can be designed with a fastening unit for a linear guide for the charging socket and/or the HMI shield assigned to the charging socket.
Die Befestigungseinheit kann Durchgangsöffnungen in einer Rückwand des Gehäuses umfassen, durch die Führungsstangen der Linearführung auf konstruktiv einfache Art und Weise führbar sind. Weiterhin kann das Gehäuse eine Kabelführungseinheit aufweisen, in deren Bereich im Einbauzustand Strom- und Steuerkabel angebunden sind.The fastening unit can comprise through-openings in a rear wall of the housing through which guide rods of the linear guide can be guided in a structurally simple manner. Furthermore, the housing can have a cable guide unit in the area of which power and control cables are connected when installed.
Das Gehäuse kann mit geringem Aufwand mit der Fahrzeugkarosserie verbindbar sein, wenn die Befestigungsbereiche zum Verbinden des Gehäuses mit der Fahrzeugkarosserie seitlich z. B. als Schraubverbindungen ausgebildet sind.The housing can be connected to the vehicle body with little effort if the fastening areas for connecting the housing to the vehicle body are designed as screw connections on the sides, for example.
Hinsichtlich der Ausgestaltung der elektrischen Leitungen des wenigstens einen Kabels können Materialien mit geringen Verlustleistungen z. B. aus Kupfer und/oder aus Aluminium gewählt werden. Die Leitungen können mit einem elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise flexiblem Kunststoff, umhüllt sein und bei Bedarf gekühlt sein.With regard to the design of the electrical lines of the at least one cable, materials with low power losses, e.g. made of copper and/or aluminum, can be selected. The lines can be covered with an electrically insulating material, preferably flexible plastic, and can be cooled if necessary.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des unabhängigen Anspruches oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen oder unmittelbar aus der Zeichnung hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.The invention is not limited to the specified combination of the features of the independent claim or the dependent claims. There are also possibilities to combine individual features with one another, even if they emerge from the claims, the following description of embodiments or directly from the drawing. The reference of the claims to the drawings by using reference symbols is not intended to limit the scope of protection of the claims.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und dem nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel.Further advantages and advantageous embodiments of the invention emerge from the patent claims and the embodiment described in principle below with reference to the drawing.
Es zeigt:
-
1 eine vereinfachte dreidimensionale Ansicht eines Fahrzeugs mit einer Ladeschnittstelle an einer Öffnung einer Fahrzeugkarosserie des Fahrzeugs und einem Deckelelement zum Verschließen und Freigeben der Öffnung; -
2 eine dreidimensionale Einzelansicht einer Ausstattung der Ladeschnittstelle mit einer Aufnahmevorrichtung für eine bewegliche Ladedose und das verstellbare Deckelelement in Fahrzeugaußenrichtung betrachtet.
-
1 a simplified three-dimensional view of a vehicle with a charging interface at an opening of a vehicle body of the vehicle and a cover element for closing and releasing the opening; -
2 a three-dimensional individual view of an equipment of the charging interface with a receiving device for a movable charging socket and the adjustable cover element viewed in the vehicle's outer direction.
Bezug nehmend auf
In
Die elektrische Verbindungseinheit 8 ist in Bezug auf eine Außenseite 9 der Fahrzeugkarosserie 2 des Fahrzeuges 1 zwischen zwei Endstellungen verfahrbar. Dabei ist die elektrische Verbindungseinheit 8 in der in
In der zweiten Endstellung ist die elektrische Verbindungseinheit 8 in der in
Zum Beladen der elektrischen Speichereinheit 3 ist die elektrische Verbindungseinheit der elektrischen Ladeschnittstelle 7 über ein flexibles elektrisches Kabel 14 mit der fahrzeugseitigen elektrischen Speichereinheit 3 verbunden. Das Kabel 14 ist zwischen der elektrischen Verbindungseinheit 8 und der elektrischen Speichereinheit 3 über eine Befestigungseinheit 15 fahrzeugseitig festgelegt. Mit anderen Worten bildet die Befestigungseinheit 15 an der Fahrzeugkarosserie 2 oder an einem karosserieseitig festgelegten Bauteil damit einen sogenannten Fixpunkt für das Kabel 14 am Fahrzeug 1. Die Befestigungseinrichtung 15 weist vorliegend als Befestigungsmittel 22 eine Schellenbefestigung auf.To charge the
Die freie Kabellänge des Kabels 14 zwischen der Befestigungseinheit 15 und der elektrischen Verbindungseinheit 8 ist so ausgelegt, dass eine Verformung des Kabels 14 während der Verstellung der elektrischen Verbindungseinheit 8 bzw. Ladesteckdose 8 in Fahrzeugquerrichtung y in den Bereichen zwischen der Ladesteckdose 8 und der Befestigungseinheit 15 weder die elektrische Leitfähigkeit der Leitungen des Kabels 14 noch die elektrische Leitfähigkeit von Anschlussbereichen der elektrischen Leitungen des Kabels 14 an der Ladesteckdose 8 beeinträchtigt. Das Kabel 14 ist vorliegend in herkömmlicher Weise mit elektrischen Leitungen aus Kupfer und/oder aus Aluminium ausgebildet und weist eine isolierende Ummantelung 23 aus flexiblem Kunststoff auf.The free cable length of the
Das Kabel 14 weist zwischen der Befestigungseinrichtung 15 und seiner Anbindung 18 an der Ladesteckdose 8 einen flexiblen gebogten Bereich 19 auf, dessen Biegung sich in der zweiten Endstellung bzw. Nicht-Ladestellung der Ladesteckdose 8 insbesondere annähernd um den hier linearen Verstellweg der Ladesteckdose 8 weiter in Richtung des Fahrzeuginneren 10 erstreckt als in der Ladestellung der Ladesteckdose 8. Dabei ist das Kabel 14 zwischen der Befestigungseinrichtung 15 und seiner Anbindung 18 an der Ladesteckdose 8 wenigstens annähernd wie ein „L“ mit gekrümmten Schenkeln und abgerundetem Übergang zwischen den Schenkeln geformt. Abweichend hiervon kann sich je nach gewählter Kabelführung auch eine stärkere Krümmung, welche sich einem „U“ annähert, ergeben.The
Die freie Länge des Kabels 14 ist hier so gewählt, dass ein gebogter Bereich 19 des Kabels 14 in der Nicht-Ladestellung der Ladesteckdose 8 gemäß
Da die Befestigungseinrichtung 15 bei der gezeigten Ausführung seitlich der Ladeschnittstelle 7 nahe an der Fahrzeugaußenwand angeordnet ist, liegt diese hier in etwa parallel zur Anbindung 18 des Kabels 14 an die Ladesteckdose 8 in deren Ladezustand in einer gemeinsamen, parallel zur Außenseite 9 des Fahrzeugs 1 verlaufenden Ebene E mit der Anbindung 18 des Kabels 14 an die Ladesteckdose 8. In dieser Ladestellung schließt das Kabel 14 gegenüber einer Linie L1 zwischen der Befestigungseinrichtung 15 und seiner Anbindung 18 an der Ladesteckdose 8 einen spitzen Winkel α ein, der hier deutlich unter 20° beträgt. In der Nicht-Ladestellung gemäß
Entsprechend der hier vorgesehenen Linearführung der verstellbaren Ladesteckdose 8 ist das Kabel 14 bei der gezeigten Ausführung in einem an seine Anbindung 18 an die Ladesteckdose 8 grenzenden Bereich 20 derart versteift dass es sich wenigstens annähernd geradlinig in Bewegungsrichtung der Ladesteckdose 8 erstreckt.According to the linear guide of the
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Ladeschnittstelle von einem Gehäuse 21 umgeben, welches in
Das Gehäuse 21 weist vorliegend seitlichen Wandungen 24 und 25 auf, welche jeweils mit einer verbindenden Wandung 26, welche eine Rückwand darstellt, verbunden sind. Dabei bildet und begrenzt vorliegend die Rückwand 26 mit den seitlichen Wandungen 24, 25 einen Aufnahmebereich 27, der für die Aufnahme des Deckelementes 5 und die Ladedose 8 vorgesehen ist. Die Rückwand 26 weist eine Durchgangsöffnung 28 für die elektrische Leitung 14 auf, die zur elektrischen Kopplung der Ladedose 8 mit der elektrischen Speichereinrichtung 3 des Fahrzeugs 1 dient.In this case, the
Des Weiteren ist das Gehäuse 21 im Bereich der Rückwand 26 eine Befestigungseinheit 29 für eine Linearführung für die Ladedose 8 mit dem nach Fahrzeugaußen weisenden HMI(Human-Machine-Interface)-Shield 13 vorgesehen. Über die Linearführung ist die Ladedose 8 in Fahrzeugquerrichtung y gegenüber der Öffnung 6 verschiebbar, wobei ein Abstand in Fahrzeugquerrichtung y zwischen dem nach Fahrzugaußen gerichteten HMI-Shield 13 der Ladedose 8 in der Offenstellung des Deckelelementes 5 kleiner als in der Schließstellung des Deckelelementes 5. Damit kann eine Bedienperson einen Ladestecker oder dergleichen auf möglichst ergonomische Weise mit der Ladedose 8 koppeln.Furthermore, the
Darüber hinaus ist das Gehäuse 21 mit Befestigungsbereichen 30 ausgeführt, über die das Gehäuse 21 mit der Fahrzeugkarosserie 2 auf der der Außenseite 9 abgewandten Seite des Gehäuses 21 befestigbar ist.In addition, the
Durch die hohe Funktionsdichte des Gehäuses 21, das entweder einstückig ausgeführt sein kann oder während einer Vormontage aus einzelnen Bauteilen zusammensetzbar ist, ist eine Ladeschnittstelle eines zumindest teilweise elektrisch antreibbaren Fahrzeuges auf konstruktiv einfache Art und Weise als vormontierbares Modul ausführbar, das während eines einzigen Montageschrittes in die Fahrzeugkarosserie einsetzbar und mit dieser sowohl mechanisch, elektrisch als auch steuerungstechnisch verbindbar ist.Due to the high functional density of the
BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE SYMBOLS
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- FahrzeugkarosserieVehicle body
- 33
- elektrische Speichereinrichtungelectrical storage device
- 55
- Abdeckvorrichtung, DeckelkomponenteCovering device, cover component
- 66
- Öffnungopening
- 77
- LadeschnittstelleCharging interface
- 88th
- elektrische Verbindungseinheit, Ladesteckdoseelectrical connection unit, charging socket
- 99
- Außenseite der FahrzeugkarosserieOutside of the vehicle body
- 1010
- FahrzeuginneresVehicle interior
- 1111
- elektrische Verbindungseinheit, Ladesteckerelectrical connection unit, charging plug
- 1212
- elektrisches Kabelelectrical cable
- 1313
- HMI-ShieldHMI Shield
- 1414
- flexible elektrische Leitung, Kabelflexible electrical cable, cable
- 1515
- BefestigungseinheitMounting unit
- 1818
- AnbindungConnection
- 1919
- gebogter Bereich der elektrischen Leitungcurved area of the electrical cable
- 2020
- weiterer Bereich der elektrischen Leitungfurther area of electrical wiring
- 2121
- GehäuseHousing
- 2222
- BefestigungsmittelFasteners
- 2323
- UmmantelungSheathing
- 2424
- seitliche Wandungside wall
- 2525
- seitliche Wandungside wall
- 2626
- verbindende Wandung, Rückwandconnecting wall, rear wall
- 2727
- AufnahmebereichRecording area
- 2828
- DurchgangsöffnungPassage opening
- 2929
- BefestigungseinheitMounting unit
- 3030
- BefestigungsbereichMounting area
- EE
- Ebenelevel
- L1L1
- Linieline
- xx
- FahrzeuglängsrichtungVehicle longitudinal direction
- yy
- FahrzeugquerrichtungVehicle transverse direction
- zz
- FahrzeughochrichtungVehicle vertical direction
- αα
- Winkelangle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- EP 2646277 B1 [0004]EP 2646277 B1 [0004]
Claims (11)
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022135058.4A DE102022135058A1 (en) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | DEVICE FOR ELECTRICALLY CONNECTING A CHARGING INTERFACE TO AN ELECTRICAL STORAGE DEVICE OF A VEHICLE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102022135058.4A DE102022135058A1 (en) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | DEVICE FOR ELECTRICALLY CONNECTING A CHARGING INTERFACE TO AN ELECTRICAL STORAGE DEVICE OF A VEHICLE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102022135058A1 true DE102022135058A1 (en) | 2024-07-11 |
Family
ID=91582639
Family Applications (1)
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| DE102022135058.4A Pending DE102022135058A1 (en) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | DEVICE FOR ELECTRICALLY CONNECTING A CHARGING INTERFACE TO AN ELECTRICAL STORAGE DEVICE OF A VEHICLE |
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|---|---|
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Citations (6)
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-
2022
- 2022-12-30 DE DE102022135058.4A patent/DE102022135058A1/en active Pending
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