DE102009053408A1

DE102009053408A1 - Steckverbindung

Info

Publication number: DE102009053408A1
Application number: DE102009053408A
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr.-Ing. Weiland; Daniel Dipl.-Psych. Mücke; Jürgen Dipl.-Ing. Benecke (FH); Stefan Dr. Mattes
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2009-11-14
Filing date: 2009-11-14
Publication date: 2010-07-08

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Steckverbindung (3) zum elektrischen Anschluss eines Elektrofahrzeugs (1) an eine Ladestation (4), die eine Ladekupplung (5) und einen darin einsteckbaren Ladestecker (6) umfasst. Erfindungswesentlich ist dabei, dass eine automatische Verriegelungseinrichtung (8) vorgesehen ist, die den Ladestecker (6) nach dessen Einstecken in die Ladekupplung (5) selbsttätig in der Ladekupplung (5) verriegelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steckverbindung zum elektrischen Anschluss eines Elektrofahrzeugs an eine Ladestation gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine gattungsgemäße Steckverbindung ist beispielsweise aus der DE 196 50 097 C2 bekannt. Diese Steckverbindung weist dabei eine Ladekupplung und einen darin einsteckbaren Ladestecker mit einer Mehrzahl von Anschlusskammern und einen mit einem Griff versehenen Gehäusekörper auf. An einem Ende des Gehäusekörpers ist dabei ein Steckergehäuse angeordnet, während an dessen anderem Ende ein Kabeleintrittsteil für ein mit einer Ladevorrichtung verbindbares Kabel ausgebildet ist. Im Kabeleintrittsteil verläuft bis zum Steckergehäuse ein Hauptkabelpfad, in dem ein Bündel von Zuführungsleitungen aufgenommen ist, die an einen Masseanschluss, einen Ladeanschluss bzw. an andere Anschlüsse in dem Steckergehäuse angeschlossen sind. Entlang des Hauptkabelpfades sind dabei zumindest zwei Leitungssicherungszapfen angeordnet, die im Abstand voneinander an entgegen gesetzten Seiten des Bündels von Zuführungsleitungen für dessen bogenförmigen Verlauf unter Verringern der Zugspannungen der Zuführungsleitungen angreifen. Dadurch wirken eventuell auftretende Zugspannungen nicht direkt auf die Masseanschlüsse und die Ladeanschlüsse ein, wodurch ein Heraustreten des Kabels zuverlässig verhindert werden soll.
Aus der DE 10 2004 036 680 A1 ist ein Ladegeräte für eine Batterie mit einem Ladekabel bekannt. Das Ladekabel weist einen Stecker auf, der mit einer mit der Batterie verbundenen Steckbuchse zusammenwirkt und ein Steckergehäuse besitzt, in welchem mit dem Ladekabel verbundene Steckerstifte angeordnet sind. Darüber hinaus sind dem Stecker Mittel zugeordnet, die ansprechen, sofern Stecker und Steckbuchse mechanisch getrennt werden und die ein Signal erzeugen, das eine Abschaltung des Ladegerätes bewirkt. Dieses Mittel ist als eine von Hand ergreifbare Handhabe am Stecker ausgebildet, mit der der Stecker aus der Steckbuchse gezogen wird, wobei dieser Handhabe ein Schaltelement zugeordnet ist, das beim Trennen betätigt wird und über eine Signalstrecke mit dem Ladegerät verbunden ist. Hierdurch soll erreicht werden, dass das Ladegerät rechtzeitig ausgeschaltet wird, bevor Steckerbuchse und Stecker voneinander getrennt sind.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für eine gattungsgemäße Steckverbindung eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die insbesondere eine Komfortsteigerung aufweist.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer an sich bekannten Steckverbindung zum elektrischen Anschluss eines Elektrofahrzeuges an eine Ladestation, eine automatische Verriegelungseinrichtung vorzusehen, welche einen Ladestecker nach dessen Einstecken in eine zugehörige Ladekupplung selbsttätig in dieser verriegelt und sichert. Bisher war es stets erforderlich, dass beim Anschluss eines Elektrofahrzeuges an eine elektrische Ladestation ein Stecker eines Ladekabels in eine am Elektrofahrzeug angeordnete Ladekupplung eingesteckt werden musste, wobei das Herstellen einer einwandfreien Steckverbindung zwischen der Ladekupplung und dem darin eingesteckten Ladestecker weder angezeigt, noch sonst irgendwie überprüft werden konnte. War die Steckverbindung nicht korrekt hergestellt, so war ein Stromfluss von der Ladestation zu einer aufladbaren Batterie des Elektrofahrzeuges unterbrochen und diese wurde schlichtweg nicht geladen. Kam daraufhin der Fahrer nach einiger Zeit zu seinem Elektrofahrzeug zurück, so konnte er lediglich anhand einer im Elektrofahrzeug angeordneten Ladeanzeige feststellen, dass der Ladevorgang nicht erfolgt war und dadurch eine weitere Benutzung des Elektrofahrzeuges zumindest erschwert wurde. Dies konnte unter Umständen zu erheblichen Zeitverzögerungen führen, da zur weiteren Benutzung des Elektrofahrzeugs dieses nunmehr korrekt mit der Ladestation verbunden und anschließend über einen längeren Zeitraum geladen werden musste. Mit der erfindungsgemäßen automatischen Verriegelungseinrichtung kann stets gewährleistet werden, dass die elektrische Steckverbindung zwischen dem Elektrofahrzeug und der zugehörigen Ladestation einwandfrei ist, so dass sich ein Benutzer des Elektrofahrzeuges darauf verlassen kann, dass die Steckverbindung korrekt hergestellt wurde und dadurch der Ladevorgang korrekt abläuft. Unangenehme Überraschungen, die aus einer nicht korrekt hergestellten Steckverbindung resultierten, können somit zuverlässig ausgeschlossen werden, wodurch eine erhebliche Komfortsteigerung im Umgang mit Elektrofahrzeugen erzielt werden kann. Die Ladekupplung ist dabei vorzugsweise am Elektrofahrzeug angeordnet, während der darin einsteckbare Ladestecker an einem Ladekabel der Ladestation angeordnet ist. Selbstverständlich ist auch eine umgekehrte Anordnung des Ladesteckers bzw. der Ladekupplung vorstellbar.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung, ist eine, insbesondere mit einer Bedieneinrichtung einer Zentralverriegelung des Elektrofahrzeugs gekoppelte, Entriegelungseinrichtung vorgesehen, die nach einer Betätigung die Verriegelung des Ladesteckers in der Ladekupplung löst. Wird somit die Zentralverriegelung von einem Benutzer des Elektrofahrzeugs geöffnet, wird auch die Verriegelungseinrichtung entriegelt und der Ladestecker kann aus der Ladekupplung gelöst werden. Bei abgeschlossenem Elektrofahrzeug hingegen, ist ein Trennen desselben von der Ladestation dagegen zuverlässig ausgeschlossen. Dabei ist selbstverständlich vorstellbar, dass alternativ zu der mit der Bedieneinrichtung der Zentralverriegelung gekoppelten Entriegelungseinrichtung ein Bedienelement vorgesehen ist, welches getrennt von der Zentralverriegelung betätigbar bzw. bedienbar ist und mit welchem die Entriegelungseinrichtung unabhängig von der Funktion der Zentralverriegelung aktiviert werden kann.
Zweckmäßig ist eine, insbesondere im Bereich einer Bedieneinrichtung der Zentralverriegelung des Elektrofahrzeugs angeordnete Anzeigeeinrichtung vorgesehen, welche einen aktuellen Status des Ladevorgangs oder des Verriegelungszustandes des Ladesteckers anzeigt. Die Bedieneinrichtung kann dabei das Bedienelement aus dem vorherigen Absatz umfassen. Durch das Anzeigen des Ladevorgangs ist für einen Fahrer des Elektrofahrzeugs stets leicht visuell ablesbar, inwieweit die Akkumulatoren des Elektrofahrzeuges aufgeladen sind und dadurch ein Fahren mit dem Elektrofahrzeug möglich ist. Darüber hinaus kann durch ein weiteres Signalelement, beispielsweise eine Leuchtdiode angezeigt werden, ob die automatische Verriegelungseinrichtung beim Einstecken des Ladesteckers in die Ladekupplung korrekt aktiviert wurde. Beispielsweise kann eine rotes Licht signalisieren, dass die Steckverbindung nicht ordnungsgemäß hergestellt und damit ein Stromfluss zwischen der Ladestation und dem Elektrofahrzeug nicht möglich ist, während ein grünes Licht eine einwandfrei hergestellte Steckverbindung signalisiert. Eine derartige Anzeigeeinrichtung visualisiert dem Benutzer somit nicht nur den Status des Ladevorgangs sondern zugleich auch den Verriegelungszustand des Ladesteckers und ist somit sowohl informativ als auch handlungsleitend, da der Benutzer bei einem inkorrekten Verriegelungszustand vom zugehörigen Signalelement aufgefordert wird, eine korrekte Steckverbindung herzustellen. Mit einer zweifarbigen, insbesondere grün und rot leuchtenden, LED-Anzeige können dabei allgemein und leicht verständliche optische Signale erzeugt werden.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Die einzige 1 zeigt ein Elektrofahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Steckverbindung beim Anschluss an eine Ladestation.
Entsprechend der 1 weist ein Elektrofahrzeug 1 eine wieder aufladbare Batterie 2 auf, die über eine Steckverbindung 3 elektrisch leitend mit einer Ladestation 4 verbindbar ist. Die Steckverbindung 3 besitzt dabei eine Ladekupplung 5 sowie einen Ladestecker 6, der in die Ladekupplung 5 einsteckbar ist. Im gezeigten Fall ist dabei die Ladekupplung 5 am Elektrofahrzeug 1 und der Ladestecker 6 an einem Ladekabel 7 der Ladestation 4 angeordnet, wobei auch eine umgekehrte Anordnung denkbar ist. Erfindungsgemäß ist nun eine automatische Verriegelungseinrichtung 8 vorgesehen, die den Ladestecker 6 nach dessen Einstecken in die Ladekupplung 5 selbstständig in der Ladekupplung 5 verriegelt und dabei sicherstellt, dass die Steckverbindung 3 ordnungsgemäß hergestellt bzw. geschlossen ist und ein Stromfluss erfolgen kann. Die Verriegelungseinrichtung 8 funktioniert dabei automatisch, so dass vom Benutzer lediglich der Ladestecker 6 in die Ladekupplung 5 eingesteckt werden muss, wobei das korrekte Einstecken von der Verriegelungseinrichtung 8 zumindest unterstützt werden kann, ähnlich bei einem elektromotorisch unterstützten Schließvorgang bei einer Heckklappe eines Kraftfahrzeugs.
Optional kann darüber hinaus eine, insbesondere mit einer Bedieneinrichtung 9 einer Zentralverriegelung des Elektrofahrzeugs 1 entkoppelte Entriegelungseinrichtung 10 vorgesehen sein, die nach einer Betätigung eine Verriegelung des Ladesteckers 6 in der Ladekupplung 5 löst und dadurch ein Abziehen des Ladesteckers 6 aus bzw. von der Ladekupplung 5 ermöglicht. Dies bietet den besonderen Vorteil, dass ein Abziehen des Ladesteckers 6 aus der Ladekupplung 5 nur dann erfolgen kann, sofern die Zentralverriegelung des Elektrofahrzeuges 1 geschlossen ist. Die Zentralverriegelung mittels der Bedieneinrichtung 9 entriegelt, ist auch gleichzeitig ein Lösen der Steckverbindung 3 möglich. Alternativ hierzu kann selbstverständlich auch ein von der Zentralverriegelung unabhängiges Bedienelement 11 vorgesehen sein, so dass zusätzlich oder alternativ eine Entriegelung der Steckverbindung 3 unabhängig von der Zentralverriegelung möglich ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung, ist eine, insbesondere im Bereich der Bedieneinrichtung 9 der Zentralverriegelung des Elektrofahrzeugs 1 angeordnete Anzeigeeinrichtung 12 vorgesehen, die einen aktuellen Status eines Ladevorgangs und/oder eines Verriegelungszustandes des Ladesteckers 6 in der Ladekupplung 5 anzeigt. Mit einer derartigen Anzeigeeinrichtung 12 kann der Benutzer sowohl über den Ladevorgang als auch gleichzeitig über den Verriegelungszustand informiert werden, wobei das Anzeigen des Verriegelungszustandes und/oder des Ladezustandes beispielsweise mit Hilfe einer Ampelfunktion dargestellt werden kann. Leuchtet somit ein rotes Licht auf, ist die Steckverbindung 3 nicht korrekt verriegelt bzw. der Ladezustand niedrig. Leuchtet dagegen die Anzeigeeinrichtung bzw. ein Signalelement derselben grün, so ist die Steckverbindung 3 korrekt verbunden bzw. verriegelt und/oder Ladezustand der aufladbaren Fahrzeugbatterie bewegt sich auf einem hohen Niveau. Denkbar sind selbstverständlich auch weitere abgestufte Farbtöne, wie beispielsweise ein gelbes Licht, welches einen Zwischenzustand ähnlicher Funktion darstellen soll. Mittels der erfindungsgemäßen Anzeigeeinrichtung 12 ist es insbesondere für Fremde nicht ersichtlich, ob das Elektrofahrzeug 1 noch geladen wird. Durch die Kopplung der Verriegelungseinrichtung 8 bzw. der Entriegelungseinrichtung 10 mit der Bedieneinrichtung 9 der Zentralverriegelung kann ein gewohntes Bedienmuster von Elektrofahrzeugen 1 erhalten bleiben. Darüber hinaus wird sowohl der Anschluss des Elektrofahrzeugs 1 an die Ladestation 4, das heißt ein Verbinden der Steckverbindung 3, als auch ein Lösen derselben deutlich vereinfacht und darüber hinaus sicherer gestaltet.
Durch die Kopplung der Entriegelungseinrichtung 10 mit der Bedieneinrichtung 9 und der Zentralverriegelung des Elektrofahrzeugs 1 entfällt darüber hinaus bisher erforderliche Bedienhandlung „entriegeln”, so dass nach einem Öffnen der Zentralverriegelung 1 gleichzeitig auch der Ladestecker 6 gezogen werden kann. Bisher war für einen Außenstehenden nicht ersichtlich, ob der Ladestecker 6 gezogen werden kann oder nicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19650097 C2 [0002]
- DE 102004036680 A1 [0003]

Claims

Steckverbindung (3) zum elektrischen Anschluss eines Elektrofahrzeugs (1) an eine Ladestation (4), die eine Ladekupplung (5) und einen darin einsteckbaren Ladestecker (6) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine automatische Verriegelungseinrichtung (8) vorgesehen ist, die den Ladestecker (6) nach dessen Einstecken in die Ladekupplung (5) selbsttätig in der Ladekupplung (5) verriegelt.
Steckverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine, insbesondere mit einer Bedieneinrichtung (9) einer Zentralverriegelung des Elektrofahrzeugs (1) gekoppelte, Entriegelungseinrichtung (10) vorgesehen ist, die nach einer Betätigung die Verriegelung des Ladesteckers (6) in der Ladekupplung (5) löst.
Steckverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine, insbesondere im Bereich einer/der Bedieneinrichtung (9) einer/der Zentralverriegelung des Elektrofahrzeugs (1) angeordnete, Anzeigeeinrichtung (12) vorgesehen ist, die einen aktuellen Status eines Ladevorgangs oder eines Verriegelungszustands des Ladesteckers (6) anzeigt.