DE112018001081T5

DE112018001081T5 - Heizvorrichtung für ladeanschluss

Info

Publication number: DE112018001081T5
Application number: DE112018001081.3T
Authority: DE
Inventors: Christopher Thomas Schaafsma; Paul Merryweather
Original assignee: Illinois Tool Works Inc
Current assignee: Illinois Tool Works Inc
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2018-02-27
Publication date: 2019-11-14
Also published as: US20200001721A1; US11654772B2; WO2018160571A1; CN110352141A; US20230234447A1

Abstract

Eine Anordnung enthält eine bewegliche Klappenanordnung und ein Heizelement. Die bewegliche Klappenanordnung ist dazu konfiguriert, an einer Außenseite eines Fahrzeugs angeordnet zu werden. Das Heizelement ist mit der beweglichen Klappenanordnung gekoppelt und ist dazu konfiguriert, Energie von einer an dem Fahrzeug angeordneten Batterie zu empfangen und mindestens einen Teil der beweglichen Klappenanordnung zu beheizen.

Description

VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung betrifft die und beansprucht die Priorität der am 1. März 2017 eingereichten vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/465,150 mit dem Titel „Charging Port Heater for Charge Port/Fuel Fill Housings“, die hiermit in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme mit aufgenommen ist.
GEBIET VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER OFFENBARUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung betreffen allgemein Heizsysteme für bewegliche Klappenanordnungen von Fahrzeugen.
HINTERGRUND
Elektrofahrzeuge haben eine enthaltene Batteriequelle, die für Primärantriebsenergie verwendete elektrische Energie hält. Batterie-elektrische Fahrzeuge (BEVs, BEV - battery electric vehicle) stützen sich ausschließlich auf Batterieleistung, während Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs, PHEV - plug-in hybrid electrical vehicle) eine Hybridkonfiguration einsetzen, die eine Brennkraftmaschinen/Generator-Kombination und Batterien verwendet, jedoch auch ein Laden der Batterien von einer externen Quelle gestattet. Jeder dieser Fahrzeugtypen stellt demgemäß einen Ladeanschluss bereit, der die Verbindung einer externen elektrischen Quelle mit den enthaltenen Batterien gestattet.
Der Ladeanschluss kann durch eine angelenkte Klappe bedeckt sein, die derjenigen ähnelt, die typischerweise einen Tankdeckel in einem herkömmlichen Automobil mit Brennkraftmaschine bedecken würde. Die angelenkte Klappe kann abgedichtet sein, um das Eindringen von Wasser oder Feuchtigkeit in die Nähe des elektrischen Verbinders des Ladepunkts zu verhindern, da eine solche Feuchtigkeit Korrosion oder elektrischen Kurzschluss der elektrischen Kontakte des elektrischen Verbinders fördern kann.
Witterungseinflüsse können bei herkömmlichen Klappenanordnungen Probleme bereiten. Zum Beispiel kann an oder nahe einem Ladeanschluss Eis eintreten und/oder sich bilden, während die Klappe geöffnet ist und der Anschluss zum Laden verwendet wird. Solch ein Bilden von Eis kann das Herausziehen einer Ladevorrichtung erschweren und/oder ein ordnungsgemäßes Schließen und Abdichten der Klappe nach Beendigung des Ladens hemmen. Als anderes Beispiel kann sich Eis bilden, während die Klappe geschlossen ist, wodurch das Öffnen der Klappe gehemmt wird.
KURZFASSUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER OFFENBARUNG
Es besteht ein Bedarf an einem zweckmäßigen, zuverlässigen und effektiven Beheizen von Energieanschlüssen und verwandten Stellen an Fahrzeugen.
In Anbetracht solcher Erfordernisse stellen bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung einer Anordnung bereit, die eine bewegliche Klappenanordnung und ein Heizelement enthält. Die bewegliche Klappenanordnung ist dazu konfiguriert, an einer Außenseite eines Fahrzeugs angeordnet zu werden. Das Heizelement ist mit der beweglichen Klappenanordnung gekoppelt und ist dazu konfiguriert, Energie von einer am Fahrzeug angeordneten Batterie zu empfangen und mindestens einen Teil der beweglichen Klappenanordnung zu beheizen.
Bei mindestens einer Ausführungsform wird eine beheizte Energieanschlussanordnung bereitgestellt, die ein Gehäuse, eine bewegliche Klappenanordnung, eine Dichtung und ein Heizelement enthält. Das Gehäuse ist dazu konfiguriert, entlang einer Außenseite eines Fahrzeugs angeordnet zu werden. Das Gehäuse definiert einen Hohlraum, der dazu konfiguriert ist, eine externe Energiequelle zum Einführen in einen in dem Hohlraum angeordneten Anschluss aufzunehmen. Die bewegliche Klappenanordnung enthält eine bewegliche Klappe, die mit dem Gehäuse gekoppelt ist. Die Dichtung ist zwischen der beweglichen Klappe und dem Gehäuse angeordnet. Das Heizelement ist mit dem Gehäuse und/oder der beweglichen Klappe und/oder der Dichtung gekoppelt und ist dazu konfiguriert, Energie von einer in dem Fahrzeug angeordneten Batterie zu empfangen und mindestens einen Teil des Gehäuses und/oder der beweglichen Klappe und/oder der Dichtung zu beheizen.
Bei mindestens einer Ausführungsform wird ein Verfahren (zum Beispiel ein Verfahren zum Bereitstellen einer beheizten Energieanschlussanordnung) bereitgestellt, das Bereitstellen eines Gehäuses umfasst, welches dazu konfiguriert ist, entlang einer Außenseite eines Fahrzeugs angeordnet zu werden. Das Gehäuse definiert einen Hohlraum, der dazu konfiguriert ist, eine externe Energiequelle zum Einführen in einen in dem Hohlraum angeordneten Anschluss aufzunehmen.
Das Verfahren umfasst ferner Koppeln einer beweglichen Klappenanordnung mit dem Gehäuse, wobei die bewegliche Klappenanordnung eine bewegliche Klappe enthält. Des Weiteren umfasst das Verfahren Anordnen einer Dichtung zwischen der beweglichen Klappe und dem Gehäuse. Ferner umfasst das Verfahren Bereitstellen eines Heizelements, das mit dem Gehäuse und/oder der beweglichen Klappe und/oder der Dichtung gekoppelt ist. Das Heizelement ist dazu konfiguriert, Energie von einer in dem Fahrzeug angeordneten Batterie zu empfangen und mindestens einen Teil des Gehäuses und/oder der beweglichen Klappe und/oder der Dichtung zu beheizen.
Figurenliste

1: stellt ein schematisches Blockdiagramm einer beheizten Energieanschlussanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar;
2: stellt eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Energieanschlussanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar;
3: stellt eine perspektivische Ansicht eines Heizelements gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar;
4: zeigt eine Seiten-Schnittansicht entlang Linie 2-2 von 2 einer Ausführungsform, bei der die Anordnung ein an einer hinteren Fläche des Gehäuses angeordnetes Heizelement enthält, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
5: zeigt eine Seiten-Schnittansicht entlang Linie 2-2 von 2 einer Ausführungsform, bei der die Anordnung ein an einer vorderen Fläche des Gehäuses angeordnetes Heizelement enthält, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
6: zeigt eine Seiten-Schnittansicht entlang Linie 2-2 von 2 einer Ausführungsform, bei der die Anordnung ein an einer hinteren Fläche der Klappe angeordnetes Heizelement enthält, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
7: zeigt eine Seiten-Schnittansicht entlang 2-2 von 2 einer Ausführungsform, bei der die Anordnung ein Heizelement enthält, das in dem Gehäuse integriert ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
8: stellt eine perspektivische Ansicht einer beheizten Energieanschlussanordnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung dar;
9: stellt ein Blockdiagramm bereit, das eine Anordnung 900 zeigt, die eine Steuerung enthält, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung;
10: stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereit.

Bevor die Ausführungsformen der Offenbarung ausführlich erläutert werden, sollte auf der Hand liegen, dass die Offenbarung in ihrer Anwendung nicht auf die Details der Ausführung und der Anordnung der Komponenten, die in der folgenden Beschreibung angeführt oder in den Zeichnungen dargestellt werden, beschränkt ist. Ferner sollte auf der Hand liegen, dass die Ausdrucksweise und die Terminologie, die hier verwendet wird, dem Zweck der Beschreibung dient und nicht als einschränkend erachtet werden sollte. Die Verwendung von „enthalten“ und „umfassen“ und Variationen davon sollen die danach angeführten Elemente und Äquivalente davon sowie zusätzliche Elemente und Äquivalente davon mit beinhalten.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER OFFENBARUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine beheizte Energieanschlussanordnung bereit, die einem Gehäuse, einer Klappe und/oder einer Dichtung, die einem Energieanschluss eines Fahrzeugs zugeordnet sind, Wärme zuführt. Das Zuführen von Wärme zu dem Gehäuse, der Klappe und/oder der Dichtung hilft dabei, die Bildung von Eis zu verhindern und/oder anderen Problemen zu begegnen, die bei Witterungseinflüssen oder anderen Umgebungsfaktoren auftreten.
1 stellt ein schematisches Blockdiagramm einer beheizten Energieanschlussanordnung 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereit. Wie in 1 zu sehen ist, enthält die beheizte Energieanschlussanordnung 100 ein Gehäuse 110, eine bewegliche Klappenanordnung 120 (die in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Klappe 130 enthält), eine Dichtung 140 und ein Heizelement 160. Es sei darauf hingewiesen, dass bei anderen Ausführungsformen verschiedene Teile weggelassen oder hinzugefügt sein können. In einem Ausführungsbeispiel kann die beheizte Energieanschlussanordnung 100 zum Beispiel die bewegliche Klappenanordnung 120 und das Heizelement 160 enthalten, aber eine oder mehrere andere Teile, die in 1 gezeigt werden, weglassen. Als anderes Beispiel können verschiedene Ausführungsformen eine Steuerung 170 und einen oder mehrere zugeordnete Sensoren enthalten, wie unten besprochen wird.
Das gezeigte Gehäuse 110 ist dazu konfiguriert, entlang einer Außenseite 104 eines Fahrzeugs 102 angeordnet zu werden. In dem dargestellten Beispiel wird das gezeigte Gehäuse 110 als in das Fahrzeug 102 eingelassen und bündig mit einer Außenfläche 105 positioniert gezeigt. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass das Gehäuse 110 bei anderen Ausführungsformen zum Beispiel unterhalb der Außenfläche 105 eingelassen sein kann, oder als anderes Beispiel kann sich das Gehäuse 110 von der Außenfläche 105 erstrecken oder vorragen.
Wie in 1 zu sehen ist, definiert das gezeigte Gehäuse 110 einen Hohlraum 112 darin.
In dem Ausführungsbeispiel wird der Hohlraum 112 auf drei Seiten durch das Gehäuse 110 und auf einer vierten Seite durch die Außenseite 104 des Fahrzeugs 102 begrenzt. Eine bewegliche Klappe, die Teil der beweglichen Klappenanordnung 120 sein kann, kann einen Teil der Außenseite 104 nahe dem Hohlraum 112 bilden oder daran entlang angeordnet sein, so dass das Bewegen der Klappe aus einer geschlossenen in eine geöffnete Position den Hohlraum 112 zu der umgebenden Atmosphäre freilegt und Zugang zu dem Hohlraum 112 gewährt. Der Hohlraum 112 ist bei der dargestellten Ausführungsform dazu konfiguriert, eine externe Energiequelle 106 aufzunehmen. Die externe Energiequelle 106 ist zum Einführen in einen in dem Hohlraum 112 angeordneten Anschluss 114 konfiguriert. Demgemäß kann eine Energiequelle (zum Beispiel Brennstoff, elektrische Energie) von der externen Energiequelle 106 über den Anschluss 114 für das Fahrzeug bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann die externe Energiequelle 106 ein Einfüllstutzen sein, wobei der Anschluss 114 Zugang zu einem Brennstofftank des Fahrzeugs 102 gewährt.
Als anderes Beispiel kann die externe Energiequelle 106 ein elektrischer Stecker zum Bereitstellen von elektrischer Energie von einer externen Quelle für das Fahrzeug 102 sein, wobei der Anschluss 114 eine elektrische Verbindung zwischen dem Stecker der externen Energiequelle 106 und einer in dem Fahrzeug 102 angeordneten Batterie herstellt, so dass die Batterie von der externen Energiequelle 106 über den Anschluss 114 geladen werden kann.
Die gezeigte bewegliche Klappenanordnung 120 ist dazu konfiguriert, an der Außenseite 104 des Fahrzeugs angeordnet zu werden. Zum Beispiel kann die gesamte bewegliche Klappenanordnung 120 oder ein Teil davon bündig mit der Außenfläche 105 angeordnet sein und/oder sich von der Außenfläche 105 erstrecken oder vorragen. Allgemein enthält die bewegliche Klappenanordnung 120 bei verschiedenen Ausführungsformen ein(en) oder mehrere bewegliche Stücke oder Teile, die dazu konfiguriert sind, Zugang zu einem Inneren des Fahrzeugs 102 zu gewähren. Zum Beispiel kann die bewegliche Klappenanordnung 120 Zugang zu dem Hohlraum 112 (und/oder einem oder mehreren Anschlüssen innerhalb des Hohlraums) gewähren. Als anderes Beispiel kann die bewegliche Klappenanordnung 120 Zugang zu einem Staubereich (zum Beispiel Kofferraum) gewähren. Als zusätzliche Beispiele kann die bewegliche Klappenanordnung 120 Zugang zu einem Motorraum oder einen Sitzbereich des Fahrzeugs 102 gewähren.
Bei einigen Ausführungsformen kann die bewegliche Klappenanordnung zum Beispiel eine Klappe oder eine Tür enthalten, die zwischen einer geöffneten Position (die Zugang zu einem Inneren des Fahrzeugs 102 gewährt) bewegt werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann die bewegliche Klappenanordnung 120 einen Griff oder einen Verschluss oder eine andere Vorrichtung, der bzw. die in Verbindung mit dem Bewegen einer Klappe oder eine Tür verwendet wird, enthalten.
Bei der gezeigten Ausführungsform enthält die bewegliche Klappenanordnung 120 die bewegliche Klappe 130. Die bewegliche Klappe 130 ist dazu konfiguriert, Zugang zu dem Hohlraum 112 zu gewähren. Zum Beispiel ist die bewegliche Klappe 130 bei verschiedenen Ausführungsformen über ein Scharnier mit dem Gehäuse 110 gekoppelt oder ist bezüglich des Gehäuses 110 und/oder der Außenseite 104 des Fahrzeugs 102 auf andere Weise beweglich. Die bewegliche Klappe 130 kann in eine geöffnete Position bewegt werden, um Zugang zu dem Anschluss 114 zu gewähren, und in eine geschlossene Position bewegt werden, um eine Barriere zwischen dem Hohlraum 112 und der umliegenden Umgebung bereitzustellen, beispielsweise um den Anschluss 114 vor Witterungseinflüssen zu schützen, wenn der Anschluss 114 nicht zur Aufnahme der externen Energiequelle 106 verwendet wird. Die gezeigte Dichtung 140 ist zwischen der beweglichen Klappe 130 und dem Gehäuse 110 angeordnet und ist dazu konfiguriert, eine Barriere zwischen dem Hohlraum 112 und der umliegenden Umgebung bereitzustellen, wenn sich die bewegliche Klappe 130 in der geschlossenen Position befindet.
2 stellt eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Energieanschlussanordnung 200 gemäß verschiedenen Ausführungsformen dar. Die gezeigte Energieanschlussanordnung 200 ist zur Verwendung mit einem batteriebetriebenen Elektrofahrzeug 210 konfiguriert. Wie in 2 zu sehen ist, enthält das batteriebetriebene Elektrofahrzeug 210 einen Ladeanschluss 212 zum Empfangen von Elektrizität zum Laden eines Batteriepakets (in 2 nicht gezeigt), das in dem batteriebetriebenen Elektrofahrzeug 210 enthalten ist und für Primärantriebsenergie verwendet wird. Der gezeigte Ladeanschluss 212 enthält eine oder mehrere elektrisch leitende Buchsen 214 zur lösbaren Aufnahme entsprechender leitender Gegen-Elemente eines Ladesteckers 216, der mit einer Quelle elektrischer Energie (zum Beispiel von einem Stromversorgungsnetz bereitgestellter elektrischer Energie) verbunden ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei anderen Ausführungsformen alternativ oder zusätzlich ein Anschluss zur Aufnahme eines Stutzens oder einer anderen Vorrichtung zur Zuführung von Benzin oder einem anderen Brennstoff vorgesehen sein kann.
In dem dargestellten Beispiel ist der Ladeanschluss 212 in einer Tasche 218 (oder einem Hohlraum, zum Beispiel dem Hohlraum 112), die (bzw. der) in einem Gehäuse 220, das an eine Seitenbeplankung 222 des batteriebetriebenen Elektrofahrzeugs 210 passt, ausgebildet ist, eingelassen. Das gezeigte Gehäuse 220 enthält einen sich nach außen erstreckenden Flanschteil 224, der an einer äußeren Fläche 223 der Seitenbeplankung 222 nahe einer Öffnung in der Seitenbeplankung 222, in der das Gehäuse 220 angeordnet ist, anliegt. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Gehäuse 220 aus thermoplastischem Material, das elektrisch nicht leitend und korrosionsbeständig ist, spritzgegossen sein.
Die gezeigte Energieanschlussanordnung 200 enthält ferner eine Klappe 226, die durch einen Schwanenhals 227 an einem Scharnierpunkt in dem Gehäuse 220 befestigt ist, so dass die Klappe 226 aus einer geöffneten Position (in 2 wird die Klappe 226 in der geöffneten Position gezeigt) in eine geschlossene Position bewegt werden kann. In einer geschlossenen Position bedeckt die Klappe 226 die Tasche 218 und ist an einem Umfangsbereich 228 um die Tasche 218 herum durch eine entsprechende Umfangsflachdichtung 230 an der Klappe 226 abgedichtet, wenn sich die Klappe 226 in der geschlossenen Position befindet. Das gezeigte Beispiel beinhaltet ferner eine Zierplatte 232, die an der äußeren Fläche der Klappe 226 befestigt ist, damit sich die Klappe 226 besser in die Seitenbeplankung 222 des Fahrzeugs 210 einfügt, wenn die Klappe 226 geschlossen ist.
Wenn die Klappe 226 zu der geschlossenen Position bewegt wird, wird die Klappe 226 durch eine innere Übertotpunktfeder 234 in die geschlossene Position vorgespannt, um eine Federvorspannung in Schließrichtung bereitzustellen. Demgemäß wird eine ausreichende Biegung der Flachdichtung 230 gewährleistet, um eine Abdichtung der Tasche 218 gegenüber Feuchtigkeit und Schmutz bereitzustellen.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei anderen Ausführungsformen eine Bewegung der Klappe statt durch eine manuelle Betätigung mit einer vorgespannten Feder, wie in der gezeigten Ausführungsform gezeigt wird, mit einem Aktuator oder einem Motor, der die Klappe in die geöffnete oder geschlossene Position antreibt, erzielt werden kann.
Bei einigen Ausführungsformen kann die geschlossene Position der Klappe 226 durch Aktivieren eines Klappenschalters 236 der in der Technik allgemein bekannten Art detektiert und/oder gemeldet werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Temperatursensor 238 in oder nahe der Tasche 218 oder in thermischer Verbindung mit der Umgebung der Tasche 218 positioniert sein, um zum Beispiel das Bestimmen der Lufttemperatur der Tasche 218 zu unterstützen. Bei einigen Ausführungsformen enthält eine untere Fläche der Tasche 218 ein oder mehrere Ablauflöcher 219.
Erneut auf 1 Bezug nehmend, ist das Heizelement 160 mit dem Gehäuse 110 und/oder der beweglichen Klappe 130 und/oder der Dichtung 140 gekoppelt. Demgemäß kann das Heizelement 160 dazu verwendet werden, ein Gefrieren des Gehäuses 110 und/oder der beweglichen Klappe 130 und/oder der Dichtung 140 zu verhindern und/oder ein Gefrieren des Hohlraums 112 zu verhindern. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Heizelement 160 dazu konfiguriert, Energie von einer in dem Fahrzeug 102 angeordneten Batterie 108 zu empfangen und die empfangene Energie zum Beheizen mindestens eines Teils des Gehäuses 110 und/oder der beweglichen Klappe 130 und/oder der Dichtung 140 zu verwenden. Alternativ oder zusätzlich ist das Heizelement 160 bei verschiedenen Ausführungsformen dazu konfiguriert, Energie über ein Ladekabel 109 zu empfangen. Das Ladekabel 109 ist bei verschiedenen Ausführungsformen mit einer externen Energiequelle (zum Beispiel einem Stromversorgungsnetz) gekoppelt, die (bzw. das) es dem Heizelement 160 gestattet, Energie zu empfangen, ohne der Batterie 108 Energie zu entnehmen. Das Ladekabel 109 kann über einen an einem Ende des Ladekabels 109 angeordneten Ladestecker (zum Beispiel den Ladestecker 216), der zum Koppeln mit einem Ladeanschluss des Fahrzeugs 102 (zum Beispiel Ladeanschluss 212) konfiguriert ist, gekoppelt werden. Demgemäß kann das Heizelement 160 Energie von dem Ladekabel 109 empfangen, wenn das Ladekabel 109 zum Laden des Fahrzeugs 102 verwendet wird.
Bei einigen Ausführungsformen umfasst das Heizelement ein PTC-Material (PTC - positive thermal coefficient, positiver Temperaturkoeffizient). Zum Beispiel zeigt 3 ein Heizelement 344, das aus dem PTC-Material 346 hergestellt ist. Das PTC-Material 346 der gezeigten Ausführungsform leitet Elektrizität mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstands. Der positive Temperaturkoeffizient des Widerstands bewirkt, dass sich die Menge des Elektrizitätsflusses gemäß der Temperatur des Materials ändert, wobei bei niedrigeren Temperaturen ein erhöhter Elektrizitätsfluss vorliegt und bei höheren Temperaturen ein verringerter Elektrizitätsfluss vorliegt. Die Änderung kann relativ abrupt sein und/oder kann als eine Funktion der Temperatur nicht linear erfolgen. Diese Eigenschaft gewährleistet eine selbstregulierende Temperatur des PTC-Materials 346, wenn eine im Wesentlichen konstante Spannungsquelle über die Elektroden 348a, 348b angelegt wird.
Bei dem in 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Heizelement 342 aus einem flexiblen Polymersubstrat 344 gebildet, das mit dem PTC-Material 346 beschichtet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die ineinandergreifenden Elektroden 348a und 348b oben auf dem PTC-Material 346 platziert. Die ineinandergreifenden Elektroden 348a und 348b fördern Stromfluss durch das PTC-Material 346 über die Fläche des beschichteten Substrats 344. Bei einigen Ausführungsformen können die verschiedenen Schichten des Heizelements 342 zum Beispiel durch Siebdruck einer leitenden Farbe zum Bilden des PTC-Materials 346 und der Elektroden 348a, 348b gebildet werden. Es sei darauf hingewiesen, dass bei verschiedenen Ausführungsformen die Reihenfolge des Platzierens des PTC-Materials 346 und der Elektroden 348a, 348b auf das Polymersubstrat 344 umgekehrt werden kann.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann ein PTC-Material (zum Beispiel das PTC-Material 346) verwendet werden, das aus einem elektrisch leitenden Material mit einem relativ hohen Widerstand zum Bereitstellen einer geringen Stromentnahme und zum Erzeugen von Wärme über eine Fläche des PTC-Materials gebildet ist. Zum Beispiel kann das bei verschiedenen Ausführungsformen verwendete PTC-Material ein leitfähiges Polymer sein, das zum Beispiel einen feinen leitfähigen partikelförmigen Füllstoff aufweist, und kann ein leitfähiges Polyestermaterial sein, das einen positiven Temperaturkoeffizienten aufweist.
Ferner können zugehörige Elektroden (zum Beispiel die ineinandergreifenden Elektroden 348a, 348b) aus einem niederohmigen gedruckten Material (zum Beispiel Silbertinte, umfassend metallische Silberpartikel in einem Bindemittel, einer Metallfolie und dergleichen) bestehen. Bei verschiedenen Ausführungsformen können die ineinandergreifenden Elektroden 348a, 348b einen viel geringeren Widerstand als das PTC-Material 346 (das als eine Widerstandsschicht bezeichnet werden kann) aufweisen. Zum Beispiel kann der Widerstand der Elektroden so niedrig sein, wie es praktisch ist. Eine elektrische Verbindung mit anderen Komponenten des Autos kann durch die Verwendung von metallischen Nieten (nicht gezeigt) erhalten werden, die mit den Elektroden verbunden sind, wie zum Beispiel in der am 13. Januar 2016 eingereichten und hiermit durch Bezugnahme aufgenommenen PTC-Patentanmeldung PTC/ US 2016/013179 gezeigt wird.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann das Heizelement 242 (oder ein anderes Heizelement) unter Verwendung von Klebstoff an dem Gehäuse 110 (oder als anderes Beispiel an der beweglichen Klappe 130) angebracht werden. Bei anderen Ausführungsformen kann das Heizelement unter Verwendung einer Inmold-Dekorationstechnologie, die PTC-Material und Elektroden vor dem Kunststoffspritzen an einer Form anbringt, oder als ein anderes Beispiel durch direktes Aufdrucken auf das Gehäuse 110 (oder die bewegliche Klappe 130) ohne die Verwendung eines Polymersubstrats (zum Beispiel des Polymersubstrats 344) angebracht werden.
Bei verschiedenen Ausführungsformen kann ein Heizelement auf einer vorderen oder hinteren Fläche des Gehäuses 110 (und/oder der beweglichen Klappe 130) platziert werden.
Zum Beispiel zeigt 4 eine Seiten-Schnittansicht entlang Linie 2-2 von 2 einer Ausführungsform, bei der die Anordnung 100 ein an einer hinteren Fläche (zum Beispiel von der umgebenden Atmosphäre weg oder zu dem Inneren eines Fahrzeugs weisend) des Gehäuses 110 angeordnetes Heizelement enthält, und 5 zeigt eine Seiten-Schnittansicht entlang Linie 2-2 von 2 einer Ausführungsform, bei der die Anordnung 100 ein an einer vorderen Fläche (zum Beispiel zu der umgebenden Atmosphäre oder von dem Inneren eines Fahrzeugs weg weisend) des Gehäuses 110 angeordnetes Heizelement enthält.
In dem in 4 gezeigten Ausführungsbeispiel dichtet die Umfangsflachdichtung 230, wenn sich die Klappe 226 in der geschlossenen Position befindet (wie in 4 zu sehen ist), an einer vorderen Fläche 229 des Umfangsbereichs 228 (siehe 2) des Gehäuses 220 gegen eine Schnittstellenfläche 240 ab. Die sich ergebende Dichtung an der Schnittstellenfläche 240 stellt eine Schnittstelle bereit, die anfällig für Adhäsion aufgrund von Eisbildung oder dergleichen ist. Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform ist ein Heizelement 242 an einer Rückseite 294 des Gehäuses 220, zum Beispiel einer hinteren Fläche 295 des Gehäuses 220 nahe der Schnittstellenfläche 240, geklebt oder auf andere Weise befestigt, um die Schnittstellenfläche 240 über Wärmeleitung durch ein Kunststoffmaterial des Gehäuses 220 zu beheizen und Eisbildung und Adhäsion dementsprechend zu reduzieren oder zu verhindern.
Bei der in 4 gezeigten Ausführungsform, bei der das Heizelement 242 an der Rückseite 294 (zum Beispiel der hinteren Fläche 295) des Gehäuses 220 befestigt ist, kann das Gehäuse 220 aus einem Material gebildet werden, das eine relativ hohe Wärmeleitfähigkeit hat, wodurch die Leitung von Wärme durch das Gehäuse 220 von der Rückseite 294 zu der Vorderseite 295 erleichtert wird. Das Platzieren eines Heizelements auf einer hinteren Fläche des Gehäuses 220 kann auf verschiedenste Weisen implementiert werden. Zum Beispiel kann das gesamte Gehäuse aus wärmeleitendem Material geformt werden. Als ein anderes Beispiel kann ein anderes (zum Beispiel weniger leitendes) Gehäusematerial von dem leitenden Material danach umspritzt werden. Als noch weiteres Beispiel kann ein leitendes Kunststoffstück in ein Gehäusewerkzeug eingeführt werden, wobei das Gehäuse unter Verwendung eines Materials mit relativ geringer Wärmeleitfähigkeit um das leitende Kunststoffstück herum geformt wird. Bei verschiedenen Ausführungsformen hilft das Platzieren des Heizelements auf der Rückseite des Gehäuses dabei, das Heizelement vor Witterungseinflüssen oder anderen potenziellen Schadensquellen zu schützen.
Bei der in 5 gezeigten Ausführungsform ist das Heizelement 242 auf der Vorderseite 296 des Gehäuses 220 angeordnet. Zum Beispiel kann das Heizelement 242 an der vorderen Fläche 297 geklebt oder auf andere Weise daran befestigt sein.
Bei Ausführungsformen, wie zum Beispiel der in 5 gezeigten Ausführungsform, bei der das Heizelement 242 auf der Vorderseite 296 des Gehäuses 220 angeordnet ist, kann das Gehäusematerial thermisch isolierend sein oder eine relativ geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen, um lokalisiertes Beheizen der Schnittstellenfläche 240 zu fördern, ohne dass die Wärme zu schnell von der Schnittstellenfläche 240, zum Beispiel in die Fahrzeugkarosserie, abgezogen wird.
Zusätzlich oder alternativ zu der Bereitstellung eines oder mehrerer Heizelemente in oder an dem Gehäuse können bei einigen Ausführungsformen ein oder mehrere Heizelemente auf oder an einer beweglichen Klappe angebracht sein. 6 zeigt eine Seiten-Schnittansicht entlang Linie 2-2 von 2 einer Ausführungsform, bei der die Anordnung 100 ein an einer vorderen Fläche 298 (zum Beispiel zu der umgebenden Atmosphäre oder von dem Inneren eines Fahrzeugs weg weisend) der Klappe 226 angeordnetes Heizelement enthält. (Es sei darauf hingewiesen, dass bei anderen Ausführungsformen ein Heizelement auf einer hinteren Fläche 299 (zum Beispiel von der umgebenden Atmosphäre weg oder zu dem Inneren eines Fahrzeugs weisend) der Klappe 226 angeordnet sein kann.) In dem in 6 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Heizelement 242 entlang einer vorderen Fläche 298 der Klappe 226 innerhalb der Flachdichtung 230 platziert, wobei es ein Beheizen der Klappe 226 über eine breite Fläche bereitstellt, was dabei hilft, die Klappe 226 freizugeben, wenn die Klappe von außerhalb des Autos mit Eis beschichtet wird, und/oder dabei hilft, das Ansammeln von Schnee/Eis zu verhindern, wenn sich die Klappe 226 in der geöffneten Position befindet. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Schnittstellenfläche 240 durch Wärmeleitung durch das Material der Klappe 226 zu der Flachdichtung 230 (zum Beispiel einer umspritzten Flachdichtung) beheizt.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei verschiedenen Ausführungsformen das Gehäuse (zum Beispiel das Gehäuse 110) und/oder die bewegliche Klappe (zum Beispiel die bewegliche Klappe 130) ein integriertes PTC-Element enthält bzw. enthalten. Zum Beispiel zeigt 7 eine Seiten-Schnittansicht entlang Linie 2-2 von 2 einer Ausführungsform, bei der die Anordnung 100 ein Heizelement enthält, das in dem Gehäuse 220 integriert (zum Beispiel eingebettet) ist.
Wie hier verwendet, kann ein integriertes Element als ein Element verstanden werden, das als ein Teil einer Gesamtstruktur gebildet ist, zum Beispiel innen an der Struktur oder an einer Fläche der Struktur befestigt ist. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann ein integriertes Element von der Struktur, in der es integriert ist, nur durch zerstörende Mittel oder durch Beschädigen der Struktur entfernt oder getrennt werden. Zum Beispiel kann ein integriertes Element in eine oder als Teil einer Struktur geformt werden (zum Beispiel innerhalb der Struktur oder auf einer Fläche der Struktur während eines Formprozesses oder vor dem Aushärten platziert werden). In dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Heizelement 242 an oder nahe der Schnittstellenfläche 240 in die Wände des Gehäuses 220 eingeformt. Bei einigen Ausführungsformen ist das Heizelement 242 ein PTC-Element, wie hier besprochen wird. Bei einigen Ausführungsformen enthält das Heizelement 242 einen hochohmigen metallischen Leiter, wie zum Beispiel einen Nickelchrom-Draht. Die Enden des Drahts können als Schleife zu einem einzigen Abschlusspunkt zurückgeführt sein und durch Anschlüsse (in 7 nicht gezeigt), die zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Rest des elektrischen Kraftfahrzeugsystems (zum Beispiel einer dem Heizelement 242 Energie zuführenden Batterie) freigelegt sein.
8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Gehäuseanordnung 800. Die Gehäuseanordnung 800 enthält ein Gehäuse 810 und eine bewegliche Klappe 820. In 8 wird die bewegliche Klappe 820 in einer geöffneten Position gezeigt. Das Gehäuse 810 enthält eine Gehäusevorderseite 812 und eine Gehäuserückseite 814. Die bewegliche Klappe 820 enthält eine Klappenvorderseite 822 und eine Klappenrückseite 824. Die Gehäuseanordnung 800 enthält auch eine umspritzte Flachdichtung 830, die sich entlang dem Umfang der beweglichen Klappe 820 erstreckt. Er sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe „Vorder-“ und „Rück-“ (ähnlich wie Begriffe wie erste(r) und zweite(r)) hier relativ verwendet werden können. In Verbindung mit der vorliegenden Besprechung von 8 beziehen sich die Gehäusevorderseite und die Klappenvorderseite auf eine zum Äußeren des Fahrzeugs weisende Position, und die Gehäuserückseite und die Klappenrückseite beziehen sich auf eine zum Inneren des Fahrzeugs weisende Position, so dass die Gehäusevorderseite und die Klappenrückseite zueinander weisen und sich berühren, wenn sich die Klappe in der geschlossenen Position befindet. (Es sei darauf hingewiesen, dass alternativ, zum Beispiel in Verbindung mit der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 62/465,350 , die in ihrer Gesamtheit hier mit aufgenommen ist, sich die Klappenvorderseite und die Gehäusevorderseite auf eine zueinander weisende Position beziehen können und sich die Klappenrückseite und die Gehäuserückseite können sich auf eine voneinander weg weisende Position beziehen).
Bei verschiedenen Ausführungsformen ist ein Heizelement entlang der Gehäusevorderseite 812 und/oder der Gehäuserückseite 814 und/oder der Klappenvorderseite 822 und/oder der Klappenrückseite 824 angeordnet. Bei der in 8 dargestellten Ausführungsform ist ein Heizelement 840 zum Beispiel entlang der Gehäusevorderseite 812 angeordnet. In dem dargestellten Beispiel erstreckt sich das Heizelement 840 entlang der Gehäusevorderseite 812 und befindet sich nahe dem Umfang 817 einer Gehäuseöffnung 816 und umgibt diesen. Die Stelle des Heizelements 840 kann zum Beispiel der Position der umspritzten Flachdichtung 830 entsprechen, wenn sich die Klappe in der geschlossenen Position befindet. Bei der dargestellten Ausführungsform wird das Heizelement 840 durch ein PTC-Material gebildet. Bei anderen Ausführungsformen kann das Heizelement 840 einen Widerstandsdraht enthalten. Dem Heizelement 840 kann bei verschiedenen Ausführungsformen über Leitungen 870, die sich durch das Gehäuse 810 (zum Beispiel über Löcher oder andere Öffnungen in dem Gehäuse 810) zu einer Energiequelle erstrecken, Energie zugeführt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform können sich die Leitungen 870 von der Gehäuserückseite 814 zu dem Inneren eines Fahrzeugs erstrecken.
Zusätzlich oder alternativ zu einem Heizelement an der Gehäusevorderseite 812 kann ein Heizelement an der Klappenrückseite 824 (der zu der Gehäusevorderseite 812 weisenden Fläche der Klappe) vorgesehen werden. Zum Beispiel kann sich das Heizelement 840 entlang oder nahe dem Umfang der Klappenrückseite 824 der beweglichen Klappe 820 nahe der umspritzten Flachdichtung 830 erstrecken. PTC-Elemente können in eine Gehäusefläche (oder andere Fläche, wie zum Beispiel eine Klappenfläche) integriert werden, indem zum Beispiel das PTC-Material vor einem Spritzzyklus einer Form zugeführt wird, wobei dann Kunststoff in die Form eingespritzt wird, um an dem PTC-Heizelement zu haften. Als ein anderes Beispiel kann ein PTC-Heizelement nach dem Formen des Gehäuses auf ein Gehäuse gedruckt werden. Als ein noch weiteres Beispiel kann an einem Gehäuse nach dem Formen des Gehäuses ein PTC-Heizelement, das rückseitig mit einem Haftmittel versehen ist, angebracht werden. Bei Ausführungsformen, bei denen das Heizelement 840 an dem Gehäuse angeordnet ist, können in dem Gehäuse Löcher vorgesehen (zum Beispiel geformt) werden, um Zugang über Leitungen zu dem Heizelement 840 zu gewähren.
Bei Ausführungsformen, bei denen das Heizelement 840 an der Klappe vorgesehen wird, können in der Klappe und/oder einem zugehörigen Scharnier Löcher vorgesehen (zum Beispiel geformt) werden, um Zugang über Leitungen zu gewähren.
Bei anderen Ausführungsformen kann das Heizelement 840 an der Gehäuserückseite 814 und/oder der Klappenvorderseite 824 angeordnet werden. (Siehe 6 für ein Beispiel eines an einer Klappenvorderseite angeordneten Heizelements.) Zum Beispiel kann das Heizelement an der Gehäuserückseite 814 (und/oder Klappenvorderseite 824) an einer Stelle, die allgemein der Stelle des in 8 gezeigten Heizelements 840 an der Gehäusevorderseite 812 entspricht, angebracht werden. Zum Zuführen von Wärme zu der Schnittstelle zwischen dem Gehäuse 810 und der beweglichen Klappe 820 wird/werden bei Ausführungsformen, bei denen das Heizelement an der Gehäuserückseite 814 und/oder der Klappenvorderseite 824 platziert wird, das entsprechende Gehäuse- und/oder Klappenmaterial bei verschiedenen Ausführungsformen aus einem Material mit einer ausreichend hohen Wärmeleitfähigkeit für ein gewünschtes Wärmeübertragungsniveau hergestellt. Bei verschiedenen Ausführungsformen kann dies durch Umspritzen, gleichzeitiges Spritzen oder Zwei-Komponenten-Spritzen eines standardmäßigen Materials (beispielsweise mit relativ geringer Wärmeleitfähigkeit) und eines zweiten Materials mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit (zum Beispiel nur in Bereichen, in denen eine Wärmeleitung erwünscht ist) erzielt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass bei verschiedenen Ausführungsformen ein Heizelement (zum Beispiel das Heizelement 840) aus einem oder mehreren Widerstandsdrahtheizelementen, die in dem Gehäuse 820 und/oder der beweglichen Klappe 830 integriert sind, gebildet werden kann. Zum Beispiel kann ein Einsatzformprozess eingesetzt werden, der Heizdrähte innerhalb eines Kunststoffmaterials, das das Gehäuse und/oder die Klappe bildet, positioniert. Obgleich PTC-Heizelemente wirksam selbstregulierend sein können, kann bei Widerstandsdrahtheizvorrichtungen verwendenden Ausführungsformen eine Steuerung verwendet werden, um den Heizelementen, falls gewünscht, Strom zuzuführen und um eine Stromzufuhr zu verhindern, wenn diese nicht erforderlich ist. Um das Leiten von Wärme von einer Widerstandsdrahtheizvorrichtung zu einer gewünschten Stelle zu unterstützen, können bei verschiedenen Ausführungsformen Umspritzen, gleichzeitiges Spritzen oder Zwei-Komponenten-Spritzen eines standardmäßigen Materials und eines zweiten Materials mit einer höheren Wärmeleitfähigkeit wie hier besprochen eingesetzt werden. Bei einigen Ausführungsformen wird ein Widerstandsdraht durch Fixieren des Widerstandsdrahts (zum Beispiel starren Widerstandsdrahts) in einer Form mit Stiften vor einem Spritzzyklus in ein Gehäuse (oder eine Klappe) integriert (zum Beispiel eingebettet). Dann wird Kunststoff eingespritzt, um das Gehäuse (oder die Klappe) um den Draht herum zu bilden, wobei der Draht mit Ausnahme der Leitungsteile, die von dem Gehäuse (oder der Klappe) vorragen, eingekapselt wird.
Weiter auf 1 Bezug nehmend, sei darauf hingewiesen, dass das Heizelement 160 bei einigen Ausführungsformen in Reihe mit einer zu der Batterie 108 führenden Leitung platziert werden kann, so dass es nur dann aktiviert wird, wenn die Batterie geladen wird. Demgemäß kann kontinuierlicher Betrieb des Heizelements 160, der die Batterie 108 unnötig belasten kann, reduziert oder vermieden werden.
Bei einigen Ausführungsformen enthält die Anordnung 100 eine Steuerung 170, die dazu konfiguriert ist, die Bereitstellung von Energie für das Heizelement 160 zu steuern. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 Eingaben von einem oder mehreren Sensoren empfangen und die Bereitstellung von Energie für das Heizelement 160 basierend auf den empfangenen Eingaben steuern. Zum Beispiel kann die Steuerung 170 dazu konfiguriert sein, dem Gehäuse 110, der beweglichen Klappe 130 und/oder der Dichtung 140 über das Heizelement 160 als Reaktion auf eine Eingabe von einem Temperatursensor 172 Wärme zuzuführen. Zum Beispiel kann Wärme dann zugeführt werden, wenn sich die Temperatur an/oder nahe der beweglichen Klappe 130 und/oder der Dichtung 140 unter einem Schwellenwert (zum Beispiel einer Schwellentemperatur, die Eisbildung entspricht) befindet. Als anderes Beispiel kann die Steuerung 170 dazu konfiguriert sein, dem Gehäuse 110, der beweglichen Klappe 130 und/oder der Dichtung 140 über das Heizelement 160 als Reaktion auf eine Eingabe von einem Ladesensor 172 Wärme zuzuführen. Bei einigen Ausführungsformen wird dem Heizelement Energie zugeführt, wenn der Ladesensor 172 detektiert, dass der Anschluss 114 geladen wird. Demgemäß wird Wärme zugeführt, wenn sich die bewegliche Klappe 130 in der geöffneten Position befindet, wobei der Hohlraum 112 Witterungseinflüssen ausgesetzt ist, wobei sie nicht entlang der Batterie 108 verläuft.
9 stellt ein Blockdiagramm bereit, das eine Anordnung 900 zeigt, die eine Steuerung enthält. Bei der in 9 gezeigten Ausführungsform wird das Heizelement 942 durch eine Kraftfahrzeugsteuerung 950 gesteuert. Die gezeigte Steuerung 950 weist einen Prozessor 952 auf, der ein Programm im Speicher 954 ausführt und einem Relais 959 zum Zuführen von Energie von einem Kraftfahrzeugbatteriepaket 958 zu dem Heizelement 942 über eine Steuerleitung 956 Steuersignale zuführt. Bei der dargestellten Ausführungsform überwacht die Steuerung 950 den Nettostromzufluss von dem Ladeanschluss 912 zu dem Batteriepaket 958, zum Beispiel mit einem Stromsensor 960, um das Heizelement 942 automatisch zu aktivieren, wenn eine Nettoladung erfolgt (zu solchen Zeitpunkten ist bekannt, dass ausreichend elektrische Energie zum Bereitstellen von Beheizung zur Verfügung steht). Nach Beendigung des Ladens kann Energie unmittelbar oder bei einigen Ausführungsformen nach einer vorbestimmten Zeitspanne nach dem Schließen der Klappe von dem Heizelement 942 zum Unterstützen des Entfernens von zusätzlicher eingeschlossener Feuchtigkeit entfernt werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerung 950 mit einem Schalter 962 auf dem Armaturenbrett kommunizieren, der es dem Benutzer gestattet, die Heizvorrichtung zum Beispiel in einem Vorheizmodus für eine vorbestimmte Zeitdauer in Erwartung des Öffnens der Klappe zur Bereitstellung von Zugang zu dem Ladeanschluss 912 zu aktivieren. Es sei darauf hingewiesen, dass diese Funktion über drahtlose Datenkommunikation von einer Smartphoneanwendung oder dergleichen, die es gestattet, das Auto ferngesteuert „zu erwärmen“, implementiert werden kann. Die Steuerung 950 kann den Klappenschalter 936 überwachen, um die Aktivierung der Heizvorrichtung fortzusetzen, falls die Klappe angelehnt ist, zum Beispiel, wenn die Klappe durch Eis oder dergleichen offengehalten wird, in Verbindung mit dem Überwachen des Temperatursensors 938, der die Möglichkeit von Eis als ein Problem bei der Abdichtung der Klappe bestätigt. Der gleiche Klappenschalter 936 kann dazu verwendet werden, dem Benutzer einen angelehnt-Zustand anzuzeigen. Die Steuerung 950 kann den Zustand der Batterie überwachen und eine Aktivierung des Heizelements 942 verhindern, wenn die Batterieleistung unter einer vorbestimmten Höhe liegt oder als anderes Beispiel, wenn die durch den Temperatursensor gemessene Temperatur über dem Gefrierpunkt liegt.
10 stellt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 1000 zur Bereitstellung einer beheizten Energieanschlussanordnung gemäß verschiedenen Ausführungsformen bereit.
Das Verfahren 1000 (oder Aspekte davon) kann bzw. können zum Beispiel Strukturen oder Aspekte verschiedener hier besprochener Ausführungsformen (zum Beispiel Systeme und/oder Verfahren und/oder Prozessabläufe) einsetzen oder von diesen durchgeführt werden. Bei verschiedenen Ausführungsformen können bestimmte Schritte weggelassen oder hinzugefügt werden, können bestimmte Schritte kombiniert werden, können bestimmte Schritte gleichzeitig durchgeführt werden, können bestimmte Schritte in mehrere Schritte unterteilt werden, können bestimmte Schritte in einer anderen Reihenfolge durchgeführt werden oder können bestimmte Schritte oder Schrittfolgen iterativ erneut durchgeführt werden.
Bei 1002 wird ein Gehäuse (zum Beispiel das Gehäuse 110, das Gehäuse 220) bereitgestellt. Im Allgemeinen ist das Gehäuse dazu konfiguriert, entlang einer Außenseite eines Fahrzeugs angeordnet zu werden. Das Gehäuse definiert einen Hohlraum, der dazu konfiguriert ist, eine externe Energiequelle (zum Beispiel einen elektrischen Stecker, einen Einfüllstutzen) zum Einführen in einen in dem Hohlraum angeordneten Anschluss (der zum Beispiel in dem Hohlraum angeordnet ist, wenn das Gehäuse entlang der Außenseite des Fahrzeugs angeordnet ist) aufzunehmen. Das hier besprochene Gehäuse kann aus einem oder mehreren Materialien geformt sein.
Bei 1004 wird eine bewegliche Klappenanordnung (zum Beispiel die bewegliche Klappenanordnung 120) mit dem Gehäuse gekoppelt. Die bewegliche Klappenanordnung enthält eine bewegliche Klappe (zum Beispiel die bewegliche Klappe 130). Im Allgemeinen ist die bewegliche Klappenanordnung so mit dem Gehäuse gekoppelt, dass die bewegliche Klappe bezüglich des Gehäuses aus einer geöffneten Position (die Zugang zu dem Hohlraum des Gehäuses gewährt) in eine geschlossene Position (die Zugang zu dem Hohlraum hemmt oder verhindert) bewegt werden kann. Zum Beispiel kann die bewegliche Klappenanordnung ein Scharnier oder einen Schwanenhals enthalten, das bzw. der die bewegliche Klappe beweglich mit dem Gehäuse gekoppelt.
Bei 1006 wird eine Dichtung (zum Beispiel die Dichtung 140) zwischen der beweglichen Klappe und dem Gehäuse (zum Beispiel an einer Schnittstelle zwischen der beweglichen Klappe und dem Gehäuse) angeordnet. Bei einigen Ausführungsformen wird die Dichtung um einen Umfang der beweglichen Klappe angebracht und bewegt sich mit der Klappe.
Im Allgemeinen ist die Dichtung dazu konfiguriert, jegliche zwischen der Klappe und dem Gehäuse vorhandenen Spalte, wenn sich die Klappe der geschlossenen Position befindet, zu füllen und ein Eindringen von Feuchtigkeit, Schmutz oder dergleichen in den Hohlraum zu verhindern oder zu hemmen, wenn sich die bewegliche Klappe in der geschlossenen Position befindet.
Bei 1008 wird ein Heizelement (zum Beispiel das Heizelement 160) bereitgestellt. Bei verschiedenen Ausführungsformen werden ein oder mehrere Heizelemente mit dem Gehäuse und/oder der beweglichen Klappe und/oder der Dichtung gekoppelt. Bei verschiedenen Ausführungsformen empfängt das Heizelement nach der Installation der beheizten Energieanschlussanordnung Energie von einer in dem Fahrzeug angeordneten Batterie und beheizt mindestens einen Teil des Gehäuses, der beweglichen Klappe und/oder der Dichtung. Bei einigen Ausführungsformen ist das Heizelement aus einem PTC-Material hergestellt, wie hier besprochen. Bei einigen Ausführungsformen enthält das Heizelement einen Widerstandsdraht. Es sei darauf hingewiesen, dass Schritt 1008 als Ganzes oder ein Teil davon gleichzeitig mit anderen Schritten durchgeführt werden kann. Zum Beispiel kann das Heizelement bei verschiedenen Ausführungsformen als ein Teil des Gehäuses oder der beweglichen Klappe bereitgestellt werden. Bei einigen Ausführungsformen enthält das Heizelement einen Widerstandsdraht oder ein PTC-Element, das in dem Gehäuse und/oder der beweglichen Klappe integriert ist. Zum Beispiel kann das Gehäuse oder die Klappe mit dem Heizelement innerhalb und/oder an einer Fläche des Gehäuses oder der Klappe geformt sein.
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung stellen eine beheizte Energieanschlussanordnung bereit, die dazu beiträgt, potenziellen Problemen im Hinblick auf Zugang zu einem Energieanschluss eines Fahrzeugs durch Wetter- oder Umgebungsfaktoren zu begegnen. Zum Beispiel stellen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung eine beheizte Energieanschlussanordnung bereit, die dazu beiträgt, die Bildung von Eis an einer Klappe und/oder einem Gehäuse zu verhindern.
Obgleich verschiedene sich auf Raum und Richtung beziehende Begriffe, wie zum Beispiel oben, unten, untere(r), mittlere(r), laterale(r), horizontale(r), vertikale(r), vordere(r) und dergleichen zum Beschreiben von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden können, versteht sich, dass solche Begriffe lediglich bezüglich in den Zeichnungen gezeigter Ausrichtungen verwendet werden.
Die Ausrichtungen können umgekehrt, gedreht oder auf andere Weise geändert werden, so dass ein oberer Teil ein unterer Teil ist, und umgekehrt horizontal vertikal wird und dergleichen.
Variationen und Modifikationen des Vorhergehenden liegen innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Offenbarung. Es versteht sich, dass die hier offenbarten und definierten Ausführungsformen alle alternativen Kombinationen von zwei oder mehr der genannten oder aus dem Text und/oder den Zeichnungen hervorgehenden einzelnen Merkmalen mit umfassen. Alle dieser verschiedenen Kombinationen bilden verschiedene alternative Aspekte der vorliegenden Offenbarung. Die hier beschriebenen Ausführungsformen erläutern die zum Ausüben der Offenbarung besten bekannten Weisen und ermöglichen anderen Fachleuten, die Offenbarung zu verwenden. Die Ansprüche sollen als alternative Ausführungsformen in dem durch den Stand der Technik gestatteten Maße enthaltend ausgelegt werden.
Wie hier verwendet, ist eine Struktur, eine Einschränkung oder ein Element, die bzw. das zum Durchführen einer Aufgabe oder eines Vorgangs „konfiguriert“ ist, auf eine der Aufgabe oder dem Vorgang entsprechende Art und Weise gebildet, besonders strukturell ausgebildet, konstruiert oder angepasst. Zur Veranschaulichung und zur Verdeutlichung ist ein Objekt, das lediglich in der Lage ist, zum Durchführen der Aufgabe oder des Vorgangs modifiziert zu werden, nicht zum Durchführen der Aufgabe oder des Vorgangs, wie hier verwendet, „konfiguriert“. Stattdessen bedeutet die Verwendung von zu etwas „konfiguriert“ zu sein, wie hier verwendet, strukturelle Anpassungen oder Eigenschaften und bedeutet strukturelle Anforderungen an jegliche Struktur, Einschränkung oder jeglichen Element, die bzw. das als zum Durchführen der Aufgabe oder des Vorgangs „konfiguriert“ beschrieben wird.
Soweit in den angehängten Ansprüchen verwendet, werden die Begriffe „enthalten“ und „in dem/der“ als Äquivalente der jeweiligen Begriffe „umfassen“ und „wobei“ verwendet. Soweit in den folgenden Ansprüchen verwendet, werden die Begriffe „erste(r)“, „zweite(r)“ und „dritte(r)“ usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet und sollen keine numerischen Anforderungen an ihre Objekte stellen.
Ferner sind die Einschränkungen der folgenden Ansprüche nicht im Format Mittelplus-Funktion geschrieben und sollen nicht basierend auf 35 U.S.C. 9 112(f) interpretiert werden, es sei denn und bis solche Anspruchseinschränkungen die Ausdrucksweise „Mittel zur“, gefolgt von einer Angabe der Funktion ohne weitere Struktur, ausdrücklich verwenden.
In den folgenden Ansprüchen werden verschiedene Merkmale der Offenbarung angeführt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62465150 [0001]
US 2016013179 [0032]
US 62465350 [0043]

Claims

Anordnung, umfassend: eine bewegliche Klappenanordnung, die dazu konfiguriert ist, an einer Außenseite eines Fahrzeugs angeordnet zu werden, und ein Heizelement, das mit der beweglichen Klappenanordnung gekoppelt ist, wobei das Heizelement dazu konfiguriert ist, Energie von einer am Fahrzeug angeordneten Batterie und/oder einem Ladekabel zu empfangen und mindestens einen Teil der beweglichen Klappenanordnung zu beheizen.
Anordnung nach Anspruch 1, wobei das Heizelement ein Material mit einem positiven Wärmekoeffizienten (PTC-Material) umfasst.
Anordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Steuerung und einen Temperatursensor, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, der beweglichen Klappenanordnung über das Heizelement als Reaktion auf eine Eingabe von dem Temperatursensor Wärme zuzuführen.
Anordnung nach Anspruch 1, ferner umfassend eine Steuerung und einen Ladesensor, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, der beweglichen Klappenanordnung über das auf eine Eingabe von dem Ladesensor reagierende Heizelement Wärme zuzuführen.
Beheizte Energieanschlussanordnung, umfassend: ein Gehäuse, das dazu konfiguriert ist, entlang einer Außenseite eines Fahrzeugs angeordnet zu werden, wobei das Gehäuse einen Hohlraum definiert, der dazu konfiguriert ist, eine externe Energiequelle zum Einführen in einen in dem Hohlraum angeordneten Anschluss aufzunehmen; eine bewegliche Klappenanordnung, die eine mit dem Gehäuse gekoppelte bewegliche Klappe umfasst; eine zwischen der beweglichen Klappe und dem Gehäuse angeordnete Dichtung; und ein mit dem Gehäuse und/oder der beweglichen Klappe und/oder der Dichtung gekoppeltes Heizelement, wobei das Heizelement dazu konfiguriert ist mindestens einen Teil des Gehäuses und/oder der beweglichen Klappe und/oder der Dichtung zu beheizen.
Beheizte Energieanschlussanordnung nach Anspruch 5, wobei das Heizelement ein Material mit einem positiven Wärmekoeffizienten (PTC-Material) umfasst.
Beheizte Energieanschlussanordnung nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Steuerung und einen Temperatursensor, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, dem Gehäuse und/oder der beweglichen Klappe und/oder der Dichtung über das auf eine Eingabe von dem Temperatursensor reagierende Heizelement Wärme zuzuführen.
Beheizte Energieanschlussanordnung nach Anspruch 5, ferner umfassend eine Steuerung und einen Ladesensor, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, dem Gehäuse und/oder der beweglichen Klappe und/oder der Dichtung über das auf einer Eingabe von dem Ladesensor reagierende Heizelement Wärme zuzuführen.
Beheizte Energieanschlussanordnung nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse und/oder die bewegliche Klappe ein integriertes PTC-Element umfasst/umfassen.
Beheizte Energieanschlussanordnung nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse eine Gehäusevorderseite aufweist und die bewegliche Klappe eine Klappenrückseite aufweist, wobei die Gehäusevorderseite und die Klappenrückseite einander gegenüberliegen und zueinander weisen, wobei das Heizelement entlang der Gehäusevorderseite und/oder der Klappenrückseite angeordnet ist.
Beheizte Energieanschlussanordnung nach Anspruch 5, wobei das Gehäuse eine Gehäuserückseite aufweist und die bewegliche Klappe eine Klappenvorderseite aufweist, wobei die Gehäuserückseite und die Klappenvorderseite einander gegenüberliegen und voneinander weg weisen, wobei das Heizelement entlang der Gehäuserückseite und/oder der Klappenvorderseite angeordnet ist.
Beheizte Energieanschlussanordnung nach Anspruch 5, wobei das Heizelement ein Widerstandsdrahtelement enthält, das in dem Gehäuse und/oder der beweglichen Klappe integriert ist.
Beheizte Energieanschlussanordnung nach Anspruch 5, wobei das Heizelement dazu konfiguriert ist, Energie von einer an dem Fahrzeug angeordneten Batterie zu empfangen.
Beheizte Energieanschlussanordnung nach Anspruch 5, wobei das Heizelement dazu konfiguriert ist, Energie über ein Ladekabel zu empfangen.
Verfahren zum Bereitstellen einer beheizten Energieanschlussanordnung, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Gehäuses, das dazu konfiguriert ist, entlang einer Außenseite eines Fahrzeugs angeordnet zu werden, wobei das Gehäuse einen Hohlraum definiert, der dazu konfiguriert ist, eine externe Energiequelle zum Einführen in einen in dem Hohlraum angeordneten Anschluss aufzunehmen; Koppeln einer beweglichen Klappenanordnung, die eine bewegliche Klappe enthält, mit dem Gehäuse; Anordnen einer Dichtung zwischen der beweglichen Klappe und dem Gehäuse; und Bereitstellen eines Heizelements, das mit dem Gehäuse und/oder der beweglichen Klappe und/oder der Dichtung gekoppelt ist, wobei das Heizelement dazu konfiguriert ist, Energie von einer in dem Fahrzeug angeordneten Batterie zu empfangen und mindestens einen Teil des Gehäuses und/oder der beweglichen Klappe und/oder der Dichtung zu beheizen.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Heizelement ein Material mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC-Material) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 15, ferner umfassend Integrieren eines PTC-Elements in das Gehäuse und/oder die bewegliche Klappe.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Gehäuse eine Gehäusevorderseite aufweist und die bewegliche Klappe eine Klappenrückseite aufweist, wobei die Gehäusevorderseite und die Klappenrückseite einander gegenüberliegen und zueinander weisen, wobei das Heizelement entlang der Gehäusevorderseite und/oder der Klappenrückseite angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Gehäuse eine Gehäuserückseite aufweist und die bewegliche Klappe eine Klappenvorderseite aufweist, wobei die Gehäuserückseite und die Klappenvorderseite einander gegenüberliegenden und voneinander weg weisen, wobei das Heizelement entlang der Gehäuserückseite und/oder der Klappenvorderseite angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei das Heizelement ein Widerstandsdrahtelement enthält, das in dem Gehäuse und/oder der beweglichen Klappe integriert ist.