DE102013112991A1 - Charging plug for charging an electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ladestecker zum Laden eines Elektrofahrzeugs, der bestimmungsgemäß an einer Ladestation (100) für einen Ladevorgang vorhaltbar ist und der zum Laden einer Batterie eines Elektrofahrzeugs mit einem Gegenstecker in elektrischen Kontakt bringbar ist, mit einem Verriegelungselement (2), über das der Ladestecker (1) beim Laden an dem Gegenstecker arretierbar ist und das durch Betätigung entriegelbar ist, und mit einem Sicherungselement (3), mit dem das Verriegelungselement (2) in seinem verriegelten Zustand blockierbar ist. Dabei ist das Verriegelungselement (2) in seinen verriegelten Zustand vorgespannt und in seinem vorgespannten, verriegelten Zustand durch das Sicherungselement (3) blockierbar.The invention relates to a charging plug for charging an electric vehicle, which is intended for a charging station (100) vorhaltbar intended and for charging a battery of an electric vehicle with a mating connector can be brought into electrical contact, with a locking element (2) via that the charging plug (1) can be locked on loading on the mating connector and that can be unlocked by actuation, and with a securing element (3) with which the locking element (2) can be locked in its locked state. In this case, the locking element (2) is biased in its locked state and in its prestressed, locked state by the securing element (3) can be blocked.
Description
Die Erfindung betrifft einen Ladestecker zum Laden eines Elektrofahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a charging plug for charging an electric vehicle according to the preamble of
Ein derartiger Ladestecker kann z.B. bestimmungsgemäß an einer Ladestation für einen Ladevorgang vorgehalten werden und ist zum Laden einer Batterie eines Elektrofahrzeugs mit einem Gegenstecker in elektrischen Kontakt bringbar.Such a charging plug may e.g. intended to be kept at a charging station for charging and is for charging a battery of an electric vehicle with a mating connector in electrical contact can be brought.
Um zu verhindern, dass der Ladestecker und der Gegenstecker während eines Ladevorgangs voneinander getrennt werden, weist der Ladestecker ein Verriegelungselement auf, in dessen verriegeltem Zustand der Ladestecker z.B. während eines Ladevorganges an dem Gegenstecker arretierbar ist und das durch Betätigung entriegelbar ist, um nach Abschluss des Ladevorganges den Ladestecker vom Gegenstecker abziehen zu können. Weiterhin ist ein Sicherungselement vorgesehen, mit dem das Verriegelungselement in seiner verriegelten Lage blockierbar ist, wodurch eine missbräuchliche oder versehentliche Entriegelung des Verriegelungselementes während eines Ladevorganges verhindert werden kann.In order to prevent the charging plug and the mating plug from being disconnected during a charging process, the charging plug has a locking element, in the locked state of which the charging plug can be connected, for example. can be locked to the mating connector during a charging process and that can be unlocked by actuation in order to be able to remove the charging plug from the mating connector after completion of the charging process. Furthermore, a securing element is provided with which the locking element can be blocked in its locked position, whereby an abusive or accidental unlocking of the locking element during a charging operation can be prevented.
Aus der
Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, einen Ladestecker der eingangs genannten Art im Hinblick auf die Vermeidung von Fehlbedienung und Missbrauch weiter zu verbessern.The invention is therefore based on the problem of further improving a charging plug of the type mentioned in terms of avoiding incorrect operation and misuse.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Schaffung eines Ladesteckers mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This problem is solved by the invention by providing a charging plug with the features of
Danach ist das Verriegelungselement des Ladesteckers in seinen verriegelten Zustand vorgespannt und in diesem vorgespannten, verriegelten Zustand durch das zugeordnete Sicherungselement blockierbar. Das Sicherungselement ist hierfür (bestimmungsgemäß) in eine Lage bringbar, in dem es das Verriegelungselement im vorgespannten, verriegelten Zustand blockiert.Thereafter, the locking element of the charging plug is biased in its locked state and locked in this biased, locked state by the associated securing element. For this purpose, the securing element can be brought into a position (intended) in which it blocks the locking element in the prestressed, locked state.
D. h., bei dem erfindungsgemäßen Ladestecker nimmt das Verriegelungselement im unbetätigten Zustand selbsttätig seine verriegelte Lage ein und kann in dieser jeweils durch das zugeordnete Sicherungselement blockiert werden, so dass sich die verriegelte Lage nicht aufheben lässt. D. h., In the charging plug according to the invention, the locking element automatically assumes its locked position in the unactuated state and can be blocked in this in each case by the associated fuse element, so that the locked position can not be canceled.
Damit lässt sich nicht nur eine auf Fehlbetätigung oder Missbrauch beruhende Unterbrechung eines laufenden Ladevorganges verhindern, indem das ladesteckerseitige Verriegelungselement in eine entsprechende Verriegelungsstelle des zugeordneten Gegensteckers eingreift, sondern auch das missbräuchliche Abnehmen des Ladesteckers von einer Ladestation und/oder das missbräuchliche Einführen des Ladesteckers in einen Gegenstecker. This can prevent not only based on incorrect operation or misuse interruption of a running charge by the charging plug-side locking element engages in a corresponding locking point of the associated mating connector, but also the abusive removal of the charging plug from a charging station and / or the improper insertion of the charging plug in one mating plug.
So kann der Ladestecker an einer Ladestation verriegelt werden, indem das in seinen verriegelten Zustand vorgespannte Verriegelungselement dort in eine entsprechende, an der Ladestation vorgesehene Verriegelungsstelle eingreift und dieser verriegelte Zustand durch das ladesteckerseitige Sicherungselement gesichert wird. Weiterhin kann ein missbräuchliches Zusammenstecken des Ladesteckers mit einem Gegenstecker vermieden werden, wenn sich der Ladestecker in seinem vorgespannten, verriegelten Zustand befindet und in diesem durch das Sicherungselement blockiert ist, da der Ladestecker dann nicht für einen Ladevorgang mit einem Gegenstecker in Eingriff gebracht werden kann.Thus, the charging plug can be locked to a charging station by the biased in its locked state locking element there engages in a corresponding, provided at the charging station locking point and this locked state is secured by the charging plug-side securing element. Furthermore, an improper mating of the charging plug can be avoided with a mating connector when the charging plug is in its preloaded, locked state and is blocked in this by the fuse element, since the charging plug then can not be brought for a charging operation with a mating connector.
Das Verriegelungselement ist zweckmäßig manuell betätigbar, so dass es von einem Nutzer des Ladesteckers durch manuelle Einwirkung entriegelt werden kann, etwa um den Ladestecker von einer Ladesäule abzunehmen und zum Laden einer Batterie eines Elektrofahrzeugs mit einem Gegenstecker in Eingriff und damit in elektrischen Kontakt zu bringen oder um nach Abschluss eines Ladevorganges den Ladestecker wieder außer Eingriff mit einem Gegenstecker bringen zu könnten. Dies ist aber jeweils nur dann möglich, wenn das Verriegelungselement nicht durch das Sicherungselement in dem verriegelten Zustand blockiert ist. D. h., das Verriegelungselement muss für eine Überführung aus dem verriegelten in den entriegelten Zustand jeweils freigegeben sein; ein eventuell bestehender blockierter Zustand des Verriegelungselementes ist daher zunächst durch entsprechende Einwirkung auf das Sicherungselement aufzuheben.The locking element is suitably manually operable so that it can be unlocked by a user of the charging plug by manual action, such as to remove the charging plug from a charging station and to charge a battery of an electric vehicle with a mating connector and thus bring into electrical contact or to be able to bring the charging plug out of engagement with a mating connector after completion of a charging process. However, this is only possible if the locking element is not blocked by the securing element in the locked state. D. h., The locking element must be released for a transfer from the locked to the unlocked state respectively; a possibly existing blocked state of the locking element is therefore first to be lifted by appropriate action on the securing element.
Das Verriegelungselement kann in einfacher Weise als ein schwenkbar gelagerter Hebel ausgeführt sein, dessen einer Hebelabschnitt als Betätigungsabschnitt dient, über den das Verriegelungselement in den verriegelten bzw. entriegelten Zustand bringbar ist, und dessen anderer Hebelabschnitt als Arretierabschnitt ausgeführt ist, über den das Verriegelungselement arretierend mit einer zugeordneten Verriegelungsstelle, etwa an einem Gegenstecker oder an einer Ladesäule in arretierenden Eingriff bringbar ist.The locking element can be designed in a simple manner as a pivotally mounted lever, whose one lever portion as Operating portion is used, via which the locking element can be brought into the locked or unlocked state, and the other lever portion is designed as a locking portion over which the locking member is lockably engageable with an associated locking point, such as on a mating connector or on a charging column in locking engagement.
Das Verriegelungselement kann dabei durch mindestens ein federelastisches Element, etwa in Form einer Druck- oder Zugfeder, in den verriegelten Zustand vorgespannt sein. Bei einer Ausgestaltung des Verriegelungselementes als Verriegelungshebel kann das federelastische Element z.B. auf den Betätigungsabschnitt des Verriegelungshebels einwirken.The locking element can be biased by at least one resilient element, such as in the form of a compression or tension spring in the locked state. In an embodiment of the locking element as a locking lever, the resilient element can e.g. acting on the actuating portion of the locking lever.
Eine manuelle Betätigung des Verriegelungselementes, um dieses aus dem verriegelten in den entriegelten Zustand zu überführen, muss nicht zwingend durch unmittelbare manuelle Einwirkung auf das Verriegelungselement selbst erfolgen. Hierfür können separate Betätigungsmittel, etwa in Form eines Betätigungsgriffes, vorgesehen sein. Bei einer Ausgestaltung des Verriegelungselementes als Verriegelungshebel können die Betätigungsmittel mit dem Betätigungsabschnitt des Verriegelungshebels zusammenwirken.A manual actuation of the locking element, in order to transfer this from the locked to the unlocked state, does not necessarily have to be done by direct manual action on the locking element itself. For this purpose, separate actuating means, such as in the form of an actuating handle, may be provided. In one embodiment of the locking element as a locking lever, the actuating means may cooperate with the actuating portion of the locking lever.
Das Verriegelungselement kann zum arretierenden Eingriff mit einer Verriegelungsstelle (an einem Gegenstecker oder an einer Ladestation) einen Rastabschnitt aufweisen, der mit einer als Raststelle ausgeführten Verriegelungsstelle verrastbar ist. Hierfür kann an dem Verriegelungselement etwa ein Rasthaken vorgesehen sein, der in eine zugeordnete Raststelle in Form einer Rastöffnung eingreift oder in eine Raststelle in Form eines Hinterschnittes hintergreift. Umgekehrt kann der Rastabschnitt am Verriegelungselement des Ladesteckers so ausgeführt sein, dass er mit einem Rasthaken (an einen Gegenstecker oder einer Ladestation) verrastbar ist. Bei einer Ausgestaltung des Verriegelungselementes als Verriegelungshebel wird dessen Arretierabschnitt als Rastabschnitt ausgeführt.The locking element can for locking engagement with a locking point (at a mating connector or at a charging station) have a latching portion which can be latched with a locking point designed as a locking point. For this purpose may be provided on the locking element such as a latching hook which engages in an associated latching position in the form of a latching opening or engages behind in a latching position in the form of an undercut. Conversely, the latching section on the locking element of the charging plug be designed so that it can be latched with a latching hook (to a mating connector or a charging station). In one embodiment of the locking element as a locking lever whose locking portion is designed as a latching portion.
Eine Betätigung des Verriegelungselementes des Ladesteckers, um dieses zu entriegeln, ist dabei, wie beschrieben, jeweils nur dann möglich, wenn das Verriegelungselement nicht durch das zugeordnete Sicherungselement in seinem verriegelten Zustand blockiert ist.An actuation of the locking element of the charging plug to unlock this is, as described, in each case only possible if the locking element is not blocked by the associated securing element in its locked state.
Vorteilhaft ist das Sicherungselement mittels einer der Ladestation zugeordneten Steuereinrichtung wahlweise in einen (ersten) Zustand bringbar, in welchem das Sicherungselement das in seine verriegelte Lage vorgespannte Verriegelungselement blockiert, oder in einen (zweiten) Zustand, in welchem das Sicherungselement eine Betätigung des in seine verriegelte Lage vorgespannten Verriegelungselementes zulässt, so dass das Verriegelungselement entriegelt werden kann. Eine solche Steuereinrichtung kann etwa in die Ladestation selbst integriert sein oder als separate Einheit mit der Ladestation in Wirkverbindung stehen, so dass etwa eine (zentrale) Steuereinrichtung die Steuerung der Ladestecker an einer Mehrzahl Ladestationen übernehmen kann. Advantageously, the securing element can be selectively brought into a (first) state by means of a control unit associated with the charging station, in which the securing element blocks the locking element prestressed in its locked position, or in a (second) state in which the securing element interlocks an actuation of it into its (first) state Layer prestressed locking element allows, so that the locking element can be unlocked. Such a control device can be integrated into the charging station itself, for example, or can be in operative connection with the charging station as a separate unit, so that, for example, a (central) control device can take over the control of the charging plug at a plurality of charging stations.
Durch die Steuerung des Sicherungselementes mittels einer Steuereinrichtung kann gewährleistet werden, dass das Verriegelungselement von dem Sicherungselement jeweils nur dann für eine Betätigung, und damit eine Überführung in den entriegelten Zustand, freigegeben ist, wenn Fehlbedienung oder Missbrauch ausgeschlossen sind. So kann etwa bei einem mit einem Gegenstecker in Eingriff befindlichen und daran arretierten Ladestecker eine Entriegelung durch manuelle Betätigung des Verriegelungselementes am Ladestecker nur dann (von der Steuereinrichtung) zugelassen sein, nachdem ein Ladevorgang ordnungsgemäß beendet oder unterbrochen worden ist. In entsprechender Weise kann eine Entriegelung des an einer Ladestation vorgehaltenen Ladesteckers, um diesen zum Laden einer Batterie eines Elektrofahrzeugs mit einem Gegenstecker in Eingriff zu bringen, (von der Steuereinrichtung) nur dann zugelassen werden, wenn ein entsprechender Ladevorgang ordnungsgemäß eingeleitet worden ist, etwa durch Autorisierung des Ladevorganges an der Ladestation, was z. B. durch Eingabe eines Codes, Einführen einer Kreditkarte in einen entsprechenden Kartenschlitz oder dergleichen geschehen kann.By controlling the securing element by means of a control device can be ensured that the locking element of the securing element only for actuation, and thus a transfer to the unlocked state, is released when incorrect operation or misuse are excluded. Thus, for example, in the case of a charging plug engaged with a mating plug and locked thereto, unlocking by manual actuation of the locking element on the charging plug can only be permitted (by the control device) after a charging process has been properly completed or interrupted. In a corresponding manner, unlocking of the charge plug stored at a charging station in order to engage it for charging a battery of an electric vehicle with a mating plug (by the control device) can only be permitted if a corresponding charging process has been correctly initiated, for example by Authorization of the charging process at the charging station, what z. B. by entering a code, insertion of a credit card in a corresponding card slot or the like can be done.
In den vorgenannten Fällen sorgt die Steuereinrichtung jeweils dafür, dass das mit dem Verriegelungselement am Ladestecker zusammenwirkende Sicherungselement in Abhängigkeit von bestimmten Zuständen der Ladestation („laufender Ladevorgang“, „beendeter Ladevorgang“, „Autorisierung eines neuen Ladevorgangs“) entweder das in seinen verriegelten Zustand vorgespannte Verriegelungselement blockiert oder für eine Entriegelung freigibt.In the aforementioned cases, the control device ensures in each case that the fuse element cooperating with the locking element on the charging plug either in its locked state as a function of certain states of the charging station ("charging process", "charging process completed", "authorization of a new charging process") locked preloaded locking element or releases for unlocking.
Hierzu ist dem Sicherungselement ein Aktor zugeordnet, über welchen das Sicherungselement fremdkraftbetätigt, d. h. ohne manuelle Einwirkung auf das Sicherungselement, zwischen seiner ersten Lage, in welcher es das Verriegelungselement im verriegelten Zustand blockiert, und seiner zweiten Lage, in welcher es das Verriegelungselement für eine Entriegelung freigibt, hin und her bewegbar ist. Der Aktor kann beispielsweise einen elektrisch betätigbaren Magneten, einen Antriebsmotor oder einen pneumatischer Antrieb umfassen.For this purpose, the actuator is associated with an actuator, via which the fuse element externally powered, d. H. without manual action on the securing element, between its first position, in which it blocks the locking element in the locked state, and its second position, in which it releases the locking element for unlocking, is movable back and forth. The actuator may comprise, for example, an electrically actuated magnet, a drive motor or a pneumatic drive.
Der dem Sicherungselement zugeordnete Aktor ist weiterhin, z. B. über elektrische Leitungen, mit der der zugehörigen Ladestation zugeordneten Steuereinrichtung wirkverbunden, so dass über jene Steuereinrichtung der Aktor ausgelöst werden kann, um das Sicherungselement in seine erste oder zweite Lage zu überführen.The fuse element associated actuator is still z. B. via electrical lines, operatively connected to the associated charging station associated control device, so that over those Control device of the actuator can be triggered to transfer the fuse element in its first or second position.
So kann etwa bei Ausführung des Aktors als elektrisch betätigbarer Magnet oder als Antriebsmotor vorgesehen sein, dass sich das Sicherungselement bei bestromtem Aktor in seiner ersten Lage befindet, in welcher es das Verriegelungselement des Ladesteckers blockieren kann, während es bei nicht bestromtem Aktor in seine zweite Lage übergeht, in welcher das Sicherungselement eine Entriegelung des Verriegelungselementes zulässt. For example, when the actuator is designed as an electrically actuated magnet or as a drive motor, the fuse element is in its first position when the actuator is energized, in which case it can block the locking element of the charging plug while it is in its second position when the actuator is not energized passes, in which the securing element allows unlocking of the locking element.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können Vorspannmittel, etwa in Form einer Feder, vorgesehen sein, mittels welcher das Sicherungselement in seine erste oder zweite Lage vorgespannt ist, so dass der zugeordnete Aktor dafür vorgesehen ist, das Sicherungselement entgegen jener Vorspannung in die jeweils andere Lage zu überführen.According to one embodiment of the invention biasing means may be provided, for example in the form of a spring, by means of which the securing element is biased in its first or second position, so that the associated actuator is provided for, the fuse element against that bias in the other position convict.
Das Sicherungselement kann mit Komponenten des zugeordneten Aktors zu einer Baueinheit zusammengefasst sein. So kann das Sicherungselement etwa als ein Fortsatz eines Magneten ausgeführt sein, der sich bei Bestromung des Aktors bewegt, um das Sicherungselement von seiner ersten in die zweite Lage oder umgekehrt zu bringen.The fuse element can be combined with components of the associated actuator to form a structural unit. For example, the securing element can be embodied as an extension of a magnet, which moves when the actuator is energized in order to bring the securing element from its first to the second position or vice versa.
Allgemein kann das Sicherungselement so ausgeführt sein, dass es das Verriegelungselement des Ladesteckers in dessen verriegeltem Zustand über-, unter- oder hintergreift oder in dieses eingreift, um es in dem verriegelten Zustand zu blockieren und dessen Überführung in den entriegelten Zustand zu verhindern. Konkret kann das Sicherungselement beispielsweise als ein Sicherungsbolzen, Sicherungshaken oder Sicherungshebel ausgeführt sein.Generally, the fuse element may be configured to over-engage, under-engage or engage the latching member of the charging plug in its latched condition to lock it in the latched condition and prevent its transfer to the unlocked condition. In concrete terms, the securing element can be designed, for example, as a securing bolt, securing hook or securing lever.
Eine Ladestation zum Laden eines Elektrofahrzeugs bzw. von dessen Batterie ist durch die Merkmale des Anspruchs 12 charakterisiert.A charging station for charging an electric vehicle or its battery is characterized by the features of
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Ladestation sind in den vom Anspruch 12 abhängigen Ansprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the charging station are specified in the claims dependent on
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden bei der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Figuren deutlich werden.Further details and advantages of the invention will become apparent in the following description of an embodiment with reference to the figures.
Es zeigen:Show it:
Der Strom zum Laden des Elektrofahrzeugs bzw. der zugehörigen Batterie kann beispielsweise dem Stromnetz entnommen werden.The current for charging the electric vehicle or the associated battery can be removed, for example, the power grid.
Wie anhand
Der Ladestation
Gemäß den
Der Ladestecker
Darüber hinaus ist an dem Ladestecker
Das Verriegelungselement
Das Verriegelungselement
Zur Erzeugung dieser Vorspannung ist mindestens ein federelastisches Element
Anhand einer Zusammenschau von
Das Sicherungselement
Im Rahmen der beispielhaften Ausgestaltung des Verriegelungselementes
Dem Sicherungselement
Der in den
In dem in
Hierdurch kann insbesondere verhindert werden, dass der Ladestecker
Zur manuellen Betätigung des Verriegelungselementes
Weiterhin ist der Ladestecker
Entscheidend für die Möglichkeit, das Verriegelungselement
Hierbei kann der Aktor
So kann etwa vorgesehen sein, dass das Verriegelungselement
In entsprechender Weise kann vorgesehen sein, dass das Sicherungselement
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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