DE102010061934A1 - Ladeeinrichtung mit Spindelantrieb für ein Elektrofahrzeug - Google Patents

Ladeeinrichtung mit Spindelantrieb für ein Elektrofahrzeug Download PDF

Info

Publication number
DE102010061934A1
DE102010061934A1 DE102010061934A DE102010061934A DE102010061934A1 DE 102010061934 A1 DE102010061934 A1 DE 102010061934A1 DE 102010061934 A DE102010061934 A DE 102010061934A DE 102010061934 A DE102010061934 A DE 102010061934A DE 102010061934 A1 DE102010061934 A1 DE 102010061934A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
charging device
spindle
charging
electrical contacts
electric vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102010061934A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102010061934B4 (de
Inventor
Bernhard Kordowski
Michael Scholz
Volker Westerwick
Uwe Reddmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kiekert AG
Original Assignee
Kiekert AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kiekert AG filed Critical Kiekert AG
Priority to DE102010061934.5A priority Critical patent/DE102010061934B4/de
Priority to PCT/DE2011/001923 priority patent/WO2012069033A2/de
Publication of DE102010061934A1 publication Critical patent/DE102010061934A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102010061934B4 publication Critical patent/DE102010061934B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/16Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein einfaches Aufladen eines Elektrofahrzeugs bereitzustellen. Die Ladeeinrichtung umfasst wenigstens einen elektrischen Kontakt, der als verschiebbare Spindel ausgestaltet ist. Die Spindel wird gegenüber einem feststehenden Gegengewinde, das durch ein Antriebsmittel angetrieben wird, bewegt und zwar von einer Ausgangsstellung in eine Endstellung für ein Verbinden mit elektrischen Kontakten einer weiteren Ladeeinrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren.
  • Ein Elektrofahrzeug ist ein Fahrzeug, welches mit Hilfe eines Elektromotors angetrieben wird. Der Elektromotor bezieht seinen Strom über eine Batterie, die im Elektrofahrzeug untergebracht ist. Diese Batterie muss nach einem Entladen wieder aufgeladen werden. Für ein Aufladen der Batterie dient eine Ladeeinrichtung im Sinne der vorliegenden Erfindung. Die Ladeeinrichtung kann Teil des Elektrofahrzeugs oder Teil einer Ladestation sein. Soll die Batterie eines Elektrofahrzeugs aufgeladen werden, so wird die Ladeeinrichtung einer Ladestation mit der Ladeeinrichtung eines Elektrofahrzeugs mechanisch und elektrisch verbunden. Anschließend kann die Batterie mit Hilfe von elektrischem Strom aufgeladen werden, der von der Ladestation geliefert wird.
  • Für die elektrische Kontaktierung der beiden Ladeeinrichtungen werden elektrische Kontakte in den jeweiligen Ladeeinrichtungen vorgesehen. Elektrische Kontakte können z. B. als zylinder- oder kegelförmige Stifte an der Ladeeinrichtung ausgeführt werden. Dementsprechend besitzt die damit zu verbindende weitere Ladeeinrichtung Bohrungen oder Hülsen, die die Stifte aufnehmen. Elektrische Kontakte können somit gleichermaßen als Stifte oder als Bohrungen/Hülsen für solche Stifte ausgestaltet sein. Im weiteren Verlauf sind die elektrischen Kontakte einer Ladeeinrichtung, die der Aufladung dienen, entweder mit einer Ladestation oder einer Batterie elektrisch verbunden, abhängig davon, an welcher Ladeeinrichtung die elektrischen Kontakte vorgesehen werden. Daneben kann es weitere elektrische Kontakte geben, die für sekundäre Zwecke dienen, so zum Beispiel zu Steuerungszwecken oder aber für eine Stromversorgung von ein oder mehreren elektrischen Antrieben einer Ladeeinrichtung. Die vorliegende Erfindung umfasst die zuvor beschriebenen Kontakte teilweise oder vollständig.
  • Aus der Druckschrift DE 10 2009 052 366 A1 geht eine Ladeeinrichtung eines Elektrofahrzeugs hervor, welche zum einen eine Steckdose beziehungsweise eine Ladebuchse und zum anderen einen Ladestecker umfasst, der mit einem Elektrokabel verbunden ist. Ladestecker und Ladebuchse sind hinter einem oder zwei Deckeln der Karosserie des Elektrofahrzeugs untergebracht. Für ein Aufladen kann der Ladestecker nach dem Öffnen des entsprechenden Deckels herausgezogen und in eine Steckdose eingesteckt werden. Umgekehrt kann ein externer Ladestecker, der mit einem Elektrokabel verbunden ist, in die Steckdose des Elektrofahrzeugs gesteckt werden, um das Fahrzeug aufzuladen. Die elektrischen Kontakte des externen Ladesteckers sind fest im Ladestecker verbaut und werden zusammen mit dem Ladestecker mit den entsprechenden elektrischen Kontakten der Steckdose verbunden.
  • Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren für ein einfaches Aufladen eines Elektrofahrzeugs bereitzustellen.
  • Zur Lösung der Aufgabe umfasst eine Ladeeinrichtung die Merkmale des Anspruchs 1. Die Aufgabe wird ferner durch eine Ladeeinrichtung mit den Merkmalen eines Nebenanspruchs sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen eines weiteren Nebenanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Gemäß Anspruch 1 gibt es wenigstens einen elektrischen Kontakt, der als verschiebbare Spindel ausgestaltet ist. Die Spindel wird gegenüber einem feststehenden Gegengewinde, das durch ein Antriebsmittel angetrieben wird, bewegt und zwar von einer Ausgangsstellung in eine Endstellung für ein Verbinden mit elektrischen Kontakten einer weiteren Ladeeinrichtung. Das Antriebsmittel umfasst beispielsweise einen Motor mit Antriebsritzel, das die Drehbewegung an das Gegengewinde weiterleitet. Die Spindel besitzt insbesondere eine zylindrische Form und weist am Umfang ein Gewinde auf, das mit dem feststehenden Gegengewinde im Eingriff steht. Das Gewinde der Spindel ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass es eine drehende Bewegung des feststehenden Gegengewindes in eine translatorische Bewegung der Spindel und damit des elektrischen Kontaktes umzuwandeln vermag. Der Vorteil einer solchen Ausführung ist, dass durch den Aufbau anhand einer Spindel einerseits große Kräfte aufgebracht werden können und andererseits eine exakte Verschiebebewegung der Spindel und damit des elektrischen Kontaktes ermöglicht wird. Darüber hinaus kann die Spindel und das damit im Eingriff stehende Gegengewinde selbsthemmend ausgelegt werden. Bei einem selbsthemmenden Aufbau, beispielsweise durch eine hohe Übersetzung zwischen Gegengewinde und Spindel, entsteht ein hoher Reibungswiderstand, so dass die Spindel nur durch das angetriebene Gegengewinde bewegt werden kann. Die Spindel und der elektrische Kontakt sind somit gegen Verschiebungen durch äußere Krafteinwirkungen geschützt, so dass keine separate Sicherung in der Ruhelage benötigt wird. Ferner ermöglicht der Aufbau anhand einer verschiebbaren Spindel, dass ein günstiger Kraftfluss in der Ladeeinrichtung entsteht. Die äußeren Kräfte, eingeleitet durch den elektrischen Kontakt, können direkt von der Spindel und dem Gegengewinde sowie dem damit verbundenen Antriebsmittel aufgenommen werden. Auf diese Weise können Beanspruchungen oder gar Verformungen wie z. B. ein Verkanten der Spindel verbessert vermieden werden.
  • Für ein Verbinden der elektrischen Kontakte wird zunächst die anspruchsgemäße Ladeeinrichtung mit einer weiteren, dafür vorgesehenen Ladeeinrichtung mechanisch verbunden. Die verschiebbaren elektrischen Kontakte befinden sich zunächst noch in ihrer Ausgangsstellung, in der diese noch nicht elektrisch mit den elektrischen Kontakten der weiteren Ladeeinrichtung elektrisch verbunden sind. Nach dem mechanischen Verbinden der beiden Ladeeinrichtungen werden die verschiebbaren elektrischen Kontakte in die Endstellung bewegt. In der Endstellung sind die verschiebbaren elektrischen Kontakte mit den elektrischen Kontakten der anderen Ladeeinrichtung elektrisch verbunden. Hierdurch wird vorteilhaft die Kraft verteilt, die erforderlich ist, um zwei Ladeeinrichtungen mechanisch und elektrisch miteinander zu verbinden. Zunächst muss eine erste Kraft aufgewendet werden, um die zwei Ladeeinrichtungen mechanisch miteinander zu verbinden. Bevorzugt wird diese erste Kraft manuell aufgewendet. Um nun neben einer so hergestellten mechanischen Verbindung zwischen den beiden Ladeeinrichtungen und eventuell zugleich bereits hergestellten elektrischen Verbindungen zusätzlich elektrisch zu verbinden, werden die verschiebbaren elektrischen Kontakte, die als Spindel ausgestaltet sind anhand eines feststehenden Gegengewindes in die Endstellung bewegt.
  • Bevorzugt sind die elektrischen Kontakte verschiebbar, die dem Anschluss von Gleichstrom für ein Aufladen einer Batterie des Elektrofahrzeugs dienen und/oder die elektrischen Kontakte, die den größten Durchmesser im Vergleich zu weiteren elektrischen Kontakten der Ladeeinrichtung aufweisen. Diese Gleichstromkontakte weisen in der Regel den größten Durchmesser auf, da durch die Gleichstromkontakte regelmäßig Gleichströme mit sehr hoher Leistung fließen sollen, um so eine Batterie eines Elektrofahrzeugs rasch innerhalb von wenigen Minuten, so zum Beispiel innerhalb von 10 oder 20 Minuten aufladen zu können. Aufgrund der relativ großen Durchmesser müssen grundsätzlich relativ große Kräfte für ein elektrisches Verbinden aufgewendet werden. Daher ist es zweckmäßig, dass diese Gleichstromkontakte erst nachträglich, also nach einem mechanischen Verbinden von zwei Ladeeinrichtungen in die Endstellung bewegt werden, um einen übermäßigen manuellen Kraftaufwand für ein Verbinden zu vermeiden. Besonders bevorzugt werden die elektrischen Kontakte erst in die Endstellung bewegt, wenn die mechanische Verbindung verriegelt worden ist, also nicht mehr gelöst werden kann, solange nicht wieder entriegelt worden ist. Die Ladeeinrichtung verfügt in einer Ausführungsform über ein oder mehrere Mikroschalter, Taster, mechanische Einrichtungen und/oder eine Steuereinrichtungen, die dafür Sorge tragen, dass die Bewegung der genannten elektrischen Kontakte in die Endstellung erst erfolgt, wenn zwei Ladeeinrichtungen zumindest bereits mechanisch miteinander verbunden sind, bevorzugt wenn diese mechanische Verbindung verriegelt worden ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das feststehende Gegengewinde als Spindelmutter ausgeführt. Vorzugsweise wird die feststehende Spindelmutter auf der verschiebbaren Spindel gelagert. Die Spindelmutter weist insbesondere eine Innenverzahnung, vorzugsweise in Form eines Innengewindes auf, die mit dem Gewinde der verschiebbaren Spindel im Eingriff steht. Weiterhin weist die Spindelmutter vorzugsweise eine Außenverzahnung auf, die mit Hilfe des Antriebsmittels gedreht werden kann. Die Spindelmutter ermöglicht es verbessert eine Drehbewegung des Antriebsmittels in eine translatorische Bewegung der Spindel umzuwandeln. Dadurch dass die Spindelmutter auf der Spindel gelagert werden kann, können größere Kräfte auf die verschiebbare Spindel übertragen werden. Gleichmaßen können von außen einwirkende Kräfte, die über die elektrischen Kontakte eingeleitet werden, verbessert durch die Spindelmutter aufgenommen werden. Ferner ist eine besonders genaue Verschiebung mit geringen Toleranzen möglich.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung nimmt die Spindel den verschiebbaren elektrischen Kontakt elektrisch isolierend auf. Dementsprechend entsteht zwischen dem Material der Spindel und dem Material des elektrischen Kontakts ein hoher Isolationswiderstand, der ein Fließen von unkontrollierten Fehlerströmen verhindert. Die elektrische Isolierung durch das Spindelmaterial erstreckt sich insbesondere auf den Bereich, der nicht der direkten elektrischen Kontaktierung mit einer weiteren Ladeeinrichtung dient. Die elektrische Isolierung stellt sicher, dass eine sichere elektrische Kontaktierung zwischen den beiden Ladeeinrichtungen erfolgen kann und soll darüber hinaus Fehlerströme sowie damit verbundenen Gefahren vorbeugen.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Spindel einstückig an den elektrischen Kontakt angeformt. Das Gegengewinde sowie andere an die Spindel angrenzende, kontaktierende Bauteile sind insbesondere bei dieser Ausführungsform elektrisch isolierend ausgestaltet. Da der elektrische Kontakt und die Spindel ein einstückiges Bauteil bilden, erfolgt die elektrische Isolation des elektrischen Kontaktes über das Gegengewinde und/oder andere angrenzende und/oder kontaktierende Bauteile. Insbesondere sind die Bauteile, die im direkten Kontakt mit der Spindel stehen, wie z. B. eine Spindelmutter, aus einem entsprechend elektrisch isolierenden Material ausgebildet. Auch die weiteren Bauteile, die an die Spindel angrenzen, sind vorzugsweise elektrisch isolierend ausgeführt, um ein Entstehen von unkontrollierten Fehlerströmen zu verhindern. Alternativ oder ergänzend können weitere Isolationselemente an der Spindel vorgesehen werden, die insbesondere eine Isolation der Kabelverbindung für eine Ladestation oder eine Batterie sicherstellen. Die einstückige Ausbildung von elektrischem Kontakt und Spindel ermöglicht eine Bauteilreduzierung und Funktionsintegration der Ladeeinrichtung.
  • In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst das Antriebsmittel des Gegengewindes wenigstens ein Zahnrad oder Zahnradgetriebe. Dieses wird vorzugsweise über einen Elektromotor mit Antriebsritzel angetrieben und kann die Drehung mit oder ohne Übersetzung übertragen. Das Zahnrad oder Zahnradgetriebe ist insbesondere zwischen dem motorgetriebenen Antriebsritzel und der Spindel angeordnet. Auf diese Weise wird eine flexible Anordnung der Spindel mit elektrischem Kontakt in Relation zum Antriebsmittel ermöglicht. Ferner kann durch entsprechende Auswahl eines Übersetzungsverhältnisses eine Erhöhung des Drehmomentes bewirkt werden oder das Drehmoment geeignet eingestellt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform werden mehrere elektrische Kontakte, die als verschiebbare Spindeln ausgeführt sind, über ein Antriebsmittel, insbesondere ein elektrisches Antriebsmittel wie ein Elektromotor oder ein Antrieb mit einer Formgedächtnislegierung bewegt. Bevorzugt werden mehrere Gegengewinde beispielsweise in Form einer Spindelmutter unmittelbar oder mittelbar über ein Zahnrad bzw. Zahnradgetriebe an ein Antriebsritzel gekoppelt. Über diese Anordnung lassen sich mehrere elektrische Kontakte zeitgleich und/oder synchron bewegen.
  • Um einen gleichmäßigen Kraftfluss im Antriebsmittel zu erreichen, sind in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mehrere Spindeln mit entsprechenden elektrischen Kontakten symmetrisch um ein Antriebsmittel angeordnet. Die symmetrische Anordnung hat beispielsweise bei zwei Spindeln mit elektrischen Kontakten zur Folge, dass die Spindeln um ein Antriebsmittel herum gegenüberliegend angeordnet sind. Dies gilt generell auch für Ausführungen, die ein übertragendes Zahnrad oder Zahnradgetriebe im Antriebsmittel umfassen. Bei drei angetriebenen Spindeln sind beispielsweise die Eingriffsstellen bevorzugt gleichmäßig über den Umfang eines Antriebsritzels verteilt und weisen also untereinander einen gleichen Abstand auf.
  • In einer Ausführungsform der Erfindung wird der Verschiebeweg der verschiebbaren Spindel in der Ausgangsstellung und/oder Endstellung begrenzt. Die Begrenzung verhindert eine Verschiebebewegung der verschiebbaren Spindel über die Ausgangsstellung und/oder Endstellung hinweg. Die Begrenzung kann beispielsweise über einen starren Anschlag an der anspruchsgemäßen Ladeeinrichtung erfolgen, der einen entsprechenden Absatz an der verschiebbaren Spindel festlegt. Alternativ oder ergänzend kann die Begrenzung der Verschiebebewegung durch die Ausgestaltung des Spindelgewindes und/oder einem zusätzlichen Begrenzungselement am Spindelgewinde erreicht werden. Die Begrenzung ermöglicht eine sichere Verschiebebewegung der elektrischen Kontakte im vorgesehenen Bereich und das Erreichen von definierten Ausgangs- und/oder Endpositionen.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorteilhafterweise eine flexible elektrische Kabelverbindung der verschiebbaren elektrischen Kontakte zu einer Stromversorgung einer Ladestation oder eines Elektrofahrzeugs vorgesehen. Die flexible Kabelverbindung kann durch ein flexibles bzw. elastisches Kabelverbindungsmaterial und/oder durch ein Übermaß der Kabelverbindung erreicht werden. Das Übermaß der Kabelverbindung ist so ausgelegt, dass eine Verschiebebewegung der elektrischen Kontakte ausgehend von einer Ausgangsstellung in eine Endstellung möglich ist. Die flexible elektrische Kabelverbindung stellt sicher, dass die elektrischen Kontakte bewegt werden können, ohne dass die daran verbundene elektrische Kabelverbindung beansprucht, gedehnt oder beschädigt wird.
  • Gemäß eines Nebenanspruchs der Erfindung kann die Aufgabe der Erfindung durch eine Ladeeinrichtung mit einem eigenen Antriebsmittel für jeden verschiebbaren elektrischen Kontakt gelöst werden. Alternativ oder ergänzend wirkt das Antriebsmittel unmittelbar auf jeden verschiebbaren elektrischen Kontakt. Das Antriebsmittel kann beispielsweise anhand einer Zahnstange und eines damit kämmenden Zahnrads ausgestaltet werden. Dementsprechend umfasst die Zahnstange auch einen elektrischen Kontakt für eine elektrische Kontaktierung mit einer weiteren Ladeeinrichtung. Vorteilhaft daran ist, dass die elektrischen Kontakte der Ladeeinrichtung direkt und unmittelbar anhand des Antriebsmittels angesteuert werden können. Dies ermöglicht es auch weiterhin, gezielt einzelne elektrische Kontakte zu verschieben, wodurch eine flexible elektrische Kontaktierung einzelner Kontakte zwischen zwei Ladeeinrichtungen möglich ist. Diese Ausführungsform kann ebenfalls die Merkmale der weiteren gegenständlichen Ansprüche einzeln oder in Kombination aufweisen.
  • In einem erfindungsgemäßen Verfahren für ein Verbinden einer Ladeeinrichtung mit den anspruchsgemäßen Merkmalen ist vorgesehen, dass zunächst die beiden Ladeeinrichtungen mechanisch miteinander verbunden werden, und anschließend elektrische Kontakte von der Ausgangsstellung in die Endstellung bewegt werden. Beispielsweise umfasst die Ladeeinrichtung hierzu ein Einschnappelement, welches in ein damit korrespondierendes Element der weiteren korrespondierenden Ladeeinrichtung einzuschnappen vermag. Werden die beiden Ladeeinrichtungen miteinander mechanisch verbunden, so schnappt das Einschnappelement in das korrespondierende Element ein und stellt so eine Einschnappverbindung her. Anschließend können elektrische Kontakte von der Ausgangsstellung in die Endstellung verfahren werden, ohne dass sich die mechanische Verbindung dadurch lösen könnte. Ein Lösen der mechanischen Verbindung wird durch die hergestellte Einschnappverbindung verhindert, die in einer dafür geeigneten Weise gestaltet und angeordnet ist.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Verriegelungseinrichtung für ein Verriegeln der mechanischen Verbindung einer Ladeeinrichtung mit einer weiteren Ladeeinrichtung vorgesehen. Einerseits kann so einem Missbrauch durch Unbefugte oder einem versehentlichen Lösen der mechanischen Verbindung verbessert entgegengewirkt werden. Andererseits wird die mechanische Verbindung durch die Verriegelung stabilisiert, so dass anschließend elektrische Kontakte zu den Kontakten der anderen Ladeeinrichtung in vorgesehener Weise bewegt werden können. Sind die beiden Ladeeinrichtungen mit Hilfe der Verriegelungseinrichtung miteinander verriegelt worden, so muss erst wieder entriegelt werden, bevor die beiden Ladeeinrichtungen wieder voneinander gelöst werden können.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren näher erläutert.
  • In der 1 wird eine Ladeeinrichtung 1 skizziert. Die Ladeeinrichtung 1 umfasst ein Elektrokabel 2. Das Elektrokabel 2 ist einerseits mittelbar oder unmittelbar mit der Batterie eines Elektrofahrzeugs verbunden. Alternativ kann das Elektrokabel 2 einerseits mittelbar oder unmittelbar mit wenigstens einer Stromquelle einer Ladestation verbunden sein. Andererseits ist das Elektrokabel 2 geeignet mit elektrischen Kontakten der Ladeeinrichtung verbunden. Die elektrischen Kontakte 8 sind zum Beispiel stiftförmig oder können in Form von Hülsen vorliegen in die ein stiftförmiger elektrischer Kontakt hinein gesteckt werden kann. Im Inneren der Ladeeinrichtung 1 gibt es einen Elektromotor 3. Der Elektromotor 3 ist mit einem Antriebsritzel 4 verbunden, das wiederrum mit einem Zahnrad 11 im Eingriff steht. Das Zahnrad 11 überträgt die Drehung des Antriebsritzels 4 auf eine Spindelmutter 10. Zur flexibleren Anordnung des Elektromotors 3 und/oder zur Erhöhung des Drehmomentes können auch mehrere Zahnräder 11 in Form eines Zahnradgetriebes vorgesehen werden. Ein Drehen des Antriebsritzels 4 mittels des Elektromotors 3 bewirkt eine dementsprechende Drehung der Spindelmutter 10. Die Spindelmutter 10 weist eine Innenverzahnung auf und ist nicht verschiebbar im Gehäuse 6 festgelegt. Die Innenverzahnung der Spindelmutter 10 ist mit einem Spindelgewinde 13 einer Spindel 9 im Eingriff.
  • Die Drehung der Spindelmutter 10 bewirkt eine lineare Verschiebebewegung der Spindel 9 aufgrund des Eingriffs von Spindelgewinde 13 und der Innenverzahnung der Spindelmutter 10. Im Inneren der Spindel 9 ist elektrisch isoliert ein Stift für den elektrischen Kontakt 8 aufgenommen. Eine Drehung des Antriebsritzels 4 bewirkt entsprechende lineare Verschiebebewegungen des damit verbundenen elektrischen Kontakts 8. Der Elektromotor 3, das Antriebsritzel 4, das Zahnrad 11, die Spindelmutter 10 sowie die Spindel 9 befinden sich im Inneren eines Gehäuses 6. Das Gehäuse 6 ist mit einem Griff 7 verbunden, um die gezeigte Ladeeinrichtung 1 ergreifen und geeignet mit einer korrespondierenden Ladeeinrichtung einer Ladestation oder eines Elektrofahrzeugs verbinden zu können.
  • In der 2 wird im Schnitt ein Teilbereich der Ladeeinrichtung 1 gezeigt, deren Stift für den elektrischen Kontakt 8 mit einem entsprechenden elektrischen Kontakt einer weiteren Ladeeinrichtung verbunden werden soll. Die Darstellung umfasst einen verschiebbaren Stift für den elektrischen Kontakten 8, eine Spindel 9 mit einem Spindelgewinde 13, sowie eine Spindelmutter 10. Darüber hinaus sind zwei Zahnräder 11 zwischen Spindelmutter 10 und Antriebsritzel 4 angeordnet. Der Stift für den elektrischen Kontakt 8 kann mithilfe des Spindelantriebs 14 und des Motors 3 in Richtung einer weiteren Ladeeinrichtung bewegt werden, um dort mit einem korrespondierenden elektrischen Kontakt verbunden zu werden. Am Gehäuse 6 der Ladeeinrichtung 1 ist zur Begrenzung der Verschiebebewegung ein Anschlag 5 vorgesehen, der einen entsprechenden Spindelabsatz 15 festlegt.
  • Der Stift für den elektrischen Kontakt 8 ist auf der Seite des Spindelantriebs 14 an einer Kabelverbindung 12 angeschlossen. Die Kabelverbindung 12 für ein Verbinden mit einer Ladestation oder einer Batterie besteht aus einem elastischen Material, das eine flexible Kabelführung insbesondere ein Biegen des Kabelmaterials ermöglicht. Die Kabelverbindung 12 ist so ausgeführt, dass keine Beanspruchung des Kabelmaterials hervorgerufen wird, wenn der Stift für den elektrischen Kontakt 8 zwischen einer Ausgangsstellung und einer Endstellung bewegt wird.
  • In der 3 wird eine Ladeeinrichtung 1 skizziert, die auf der in der 1 dargestellten Ladeeinrichtung 1 basiert und bei der mehrere elektrische Kontakte 8 über ein Antriebsmittel bewegt werden können. Hierfür ist ein weiterer Spindelantrieb 14, bestehend aus Spindel 9, Spindelgewinde 13 und Spindelmutter 10, am Antriebsritzel 4 vorgesehen. Die elektrischen Kontakte 8 und die jeweiligen Spindelantriebe 14 sind symmetrisch zum Antriebsritzel 4 angeordnet. Der Spindelantrieb 14 kann wie in der 3 dargestellt auch ohne Zahnrad 11 zwischen Antriebsritzel und Spindelmutter 10 angetrieben werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ladeeinrichtung
    2
    Elektrokabel
    3
    Motor
    4
    Antriebsritzel
    5
    Anschlag
    6
    Gehäuse
    7
    Griff
    8
    Stift für elektrischen Kontakt
    9
    Spindel
    10
    Spindelmutter
    11
    Zahnrad
    12
    Kabelverbindung
    13
    Spindelgewinde
    14
    Spindelantrieb
    15
    Spindelabsatz
  • 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
    • DE 102009052366 A1 [0004]

Claims (12)

  1. Ladeeinrichtung (1) für ein Elektrofahrzeug mit einer Mehrzahl von elektrischen Kontakten für ein Aufladen der Batterie des Elektrofahrzeugs mit Gleichstrom und/oder Wechselstrom, gekennzeichnet durch, wenigstens einen elektrischen Kontakt (8), der als verschiebbare Spindel (9) ausgestaltet ist und der gegenüber einem feststehenden antreibbaren Gegengewinde (10), ausgehend von einer Ausgangsstellung in eine Endstellung für ein Verbinden mit elektrischen Kontakten einer weiteren Ladeeinrichtung bewegt werden kann.
  2. Ladeeinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Gegengewinde als Spindelmutter (10) ausgestaltet ist.
  3. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (9) den elektrischen Kontakt (8) elektrisch isolierend aufnimmt.
  4. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (9) einstückig an den elektrischen Kontakt (8) angeformt ist und an die Spindel (9) angrenzende und/oder kontaktierende Bauteile elektrisch isolierend ausgestaltet sind.
  5. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsmittel (3, 4) für das Gegengewinde wenigstens ein Zahnrad (11) oder Zahnradgetriebe mit oder ohne Übersetzung umfasst.
  6. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Antriebsmittel (3, 4) für das Gegengewinde mehrere elektrische Kontakte (8), die als verschiebbare Spindeln (9) ausgestaltet sind, verfahren kann.
  7. Ladeeinrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere verschiebbare Spindeln (9) symmetrisch um ein Antriebsmittel (3, 4) angeordnet sind.
  8. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschiebeweg der Spindel (9) in der Ausgangsstellung und/oder Endstellung begrenzt wird.
  9. Ladeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein verschiebbarer elektrischer Kontakt (8) eine flexible elektrische Kabelverbindung (12) zu einer Stromversorgung einer Ladestation oder eines Elektrofahrzeugs aufweist.
  10. Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug mit einer Mehrzahl von elektrischen Kontakten für ein Aufladen der Batterie des Elektrofahrzeugs mit Gleichstrom und/oder Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, dass jeder verschiebbare elektrische Kontakt (8) mit einem eigenen Antriebsmittel versehen ist und/oder ein Antriebsmittel unmittelbar auf jeden verschiebbaren elektrischen Kontakt einwirkt.
  11. Verfahren für ein Verbinden einer Ladeeinrichtung (1) mit den Merkmalen nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer weiteren Ladeeinrichtung, indem zunächst die beiden Ladeeinrichtungen mechanisch miteinander verbunden werden, und anschließend elektrische Kontakte (8) von der Ausgangsstellung in die Endstellung bewegt werden.
  12. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem eine hergestellte mechanische Verbindung verriegelt wird, bevor elektrische Kontakte in die Endstellung bewegt werden.
DE102010061934.5A 2010-11-25 2010-11-25 Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug Active DE102010061934B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010061934.5A DE102010061934B4 (de) 2010-11-25 2010-11-25 Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug
PCT/DE2011/001923 WO2012069033A2 (de) 2010-11-25 2011-10-29 Ladeeinrichtung mit spindelantrieb für ein elektrofahrzeug

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010061934.5A DE102010061934B4 (de) 2010-11-25 2010-11-25 Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102010061934A1 true DE102010061934A1 (de) 2012-05-31
DE102010061934B4 DE102010061934B4 (de) 2020-10-08

Family

ID=45581695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010061934.5A Active DE102010061934B4 (de) 2010-11-25 2010-11-25 Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102010061934B4 (de)
WO (1) WO2012069033A2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004834A1 (de) 2011-02-28 2012-08-30 Kiekert Ag Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug nebst Herstellungsverfahren
DE102011108817A1 (de) 2011-02-28 2012-08-30 Kiekert Ag Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug
DE102011110577A1 (de) 2011-08-16 2013-02-21 Kiekert Ag Vorrichtung zum Abfragen einer Verriegelung einer Verbindung eines Ladesteckers eines Kraftfahrzeugs

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108790901B (zh) * 2018-06-20 2022-01-21 安徽恒泰机械股份有限公司 一种新能源汽车充电枪头锁紧装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009052366A1 (de) 2009-11-07 2010-07-22 Daimler Ag Fahrzeug mit einem elektromotorischen Antrieb

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5413493A (en) * 1993-01-15 1995-05-09 Hubbell Incorporated Electrical connector assembly, especially for electric vehicle
JP2916348B2 (ja) * 1993-07-22 1999-07-05 住友電装株式会社 電気自動車充電用コネクタ
US5676560A (en) * 1994-12-01 1997-10-14 Yazaki Corporation Powder feed connector

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009052366A1 (de) 2009-11-07 2010-07-22 Daimler Ag Fahrzeug mit einem elektromotorischen Antrieb

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011004834A1 (de) 2011-02-28 2012-08-30 Kiekert Ag Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug nebst Herstellungsverfahren
DE102011108817A1 (de) 2011-02-28 2012-08-30 Kiekert Ag Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug
DE102011110577A1 (de) 2011-08-16 2013-02-21 Kiekert Ag Vorrichtung zum Abfragen einer Verriegelung einer Verbindung eines Ladesteckers eines Kraftfahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012069033A2 (de) 2012-05-31
DE102010061934B4 (de) 2020-10-08
WO2012069033A3 (de) 2012-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010041323A1 (de) Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug nebst Verfahren
EP2710688B1 (de) Elektrischer steckverbinder
DE102010041314B4 (de) Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug nebst Verfahren
EP3028349B1 (de) Endlagenfixierung einer steckverbindung zur erhöhung der vibrationsfestigkeit
EP3878060B1 (de) Hochstromsteckverbinder und steckverbindersystem
DE102011004648A1 (de) Ladeeinrichtung mit Spindelantrieb für ein Elektrofahrzeug
DE102018104485A1 (de) Schnellverbindungsbaugruppe für sammelschienen in einem elektrifizierten fahrzeug
DE102010041321A1 (de) Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug nebst Verfahren
WO2013117712A2 (de) Steckverbinder, einrichtung mit steckverbinder und entsprechende steckverbinderanordnung
DE102010061934B4 (de) Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug
EP1570553A1 (de) Steckverbindungsvorrichtung
WO2015104117A1 (de) Vorrichtung zur fixierung einer elektrischen leitung in einem stecker, stecker für eine elektrische leitung sowie elektrisches kabel
EP2780986B1 (de) Steckverbindung
DE102011075513A1 (de) Kabelanschlussvorrichtung, sowie Kabelverbinder
EP3493334B1 (de) Batteriestecker-betätigungssystem
DE102017216783A1 (de) Ladesteckdose für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug
EP3522301B1 (de) Verbindungvorrichtung und energieversorgungsanordnung
EP2135333B1 (de) Verlängerungskabel für elektrische rohrbearbeitungsvorrichtungen
DE102009040343A1 (de) Verbindungseinheit für eine elektrische Maschine, elektrische Maschine und Getriebe für ein Fahrzeug
EP3257113B1 (de) Hvil-system
DE102017008167A1 (de) Elektrische Verbindungsanordnung
EP3691931A1 (de) Verriegelungseinrichtung einer elektrischen anschlussvorrichtung für elektro- oder hybridkraftfahrzeuge
DE102017123211A1 (de) Elektromotorischer Antrieb für kraftfahrzeugtechnische Anwendungen
EP1986281B1 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitenden Verbindung
EP1263089B1 (de) Kabelverbindungsvorrichtung

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final
R082 Change of representative