DE102014215668A1 - Vehicle and cable cradle - Google Patents
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Abstract
Ein Fahrzeug mit einer mittels eines Ladekabels und einer externen Stromversorgung wieder aufladbaren Speichereinrichtung für elektrische Energie und mit einer Karosserie, die zumindest eine von einer Karosserieklappe (12) verschließbare Karosserieöffnung (10) aufweist, wobei ein Ladekabel (2), das mit der Speichereinrichtung elektrisch leitend verbunden ist, auf einer im Inneren der Karosserie vorgesehenen Kabelaufnahmevorrichtung (4, 4') im Ruhezustand aufgenommen ist und für den Gebrauch aus der Karosserieöffnung (10) herausziehbar ist, zeichnet sich dadurch aus, dass das Ladekabel (2) zumindest in dem Bereich als flexibles Flachbandkabel (20) ausgebildet ist, der von der Kabelaufnahmevorrichtung (4, 4') aufnehmbar ist, und dass das Flachbandkabel (20) zwischen einem Rand (11) der Karosserieöffnung (10) und der Karosserieklappe (12) hindurchführbar ist.A vehicle having electrical energy storage means rechargeable by means of a charging cable and an external power supply and comprising a bodywork having at least one body opening (10) closable by a body flap (12), a charging cable (2) electrically connected to said storage means is conductively connected, on a provided inside the body cable receiving device (4, 4 ') is taken at rest and for use from the body opening (10) can be pulled out, characterized in that the charging cable (2) at least in the area is formed as a flexible ribbon cable (20) which is receivable by the cable receiving device (4, 4 '), and that the ribbon cable (20) between an edge (11) of the body opening (10) and the body flap (12) can be passed.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit einer mittels eines Ladekabels und einer externen Stromversorgung wieder aufladbaren Speichereinrichtung für elektrische Energie. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kabelaufnahmevorrichtung mit einem Ladekabel für ein Fahrzeug.The present invention relates to a vehicle with a rechargeable by means of a charging cable and an external power supply storage device for electrical energy. The invention further relates to a cable receiving device with a charging cable for a vehicle.
Zum externen Aufladen von Batterien elektrisch angetriebener Fahrzeuge wird das Fahrzeug üblicherweise mittels eines Ladekabels an eine stationäre Stromversorgungseinrichtung (Ladestation) angeschlossen. Zum kabelgebundenen Laden von Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen (PHEVs) und Elektrofahrzeugen wird fahrzeugseitig eine Ladedose benötigt. Diese ist herkömmlicherweise analog zum hinter einer Tankklappe verborgenen Tank-Einfüllstutzen durch eine in der Karosserie vorgesehene Ladeklappe zugänglich. Diese Ladedose bildet ein hinter der Ladeklappe gelegenes elektrisches Verbindungselement. Außerdem ist im Fahrzeug Platz für ein mitgeführtes Ladekabel vorzusehen.For external charging of batteries of electrically driven vehicles, the vehicle is usually connected by means of a charging cable to a stationary power supply device (charging station). Wired charging of plug-in hybrid vehicles (PHEVs) and electric vehicles requires a charging socket on the vehicle side. This is conventionally accessible analogously to the tank filler neck hidden behind a fuel filler flap by a loading flap provided in the body. This charging socket forms an electrical connection element located behind the loading hatch. In addition, space in the vehicle for an entrained charging cable provided.
Bei Plug-In-Hybridfahrzeugen ist somit bislang neben der Tankklappe eine zusätzliche Ladeklappe für den Ladestecker erforderlich. Da Hybrid-Fahrzeuge und auch reine Elektrofahrzeuge in der Regel aus konventionellen Fahrzeugen abgeleitet sind, bedeutet dies, dass zusätzliche Varianten der Karosserie bereitgestellt werden müssen. In Fällen, in denen eigene Karosserievarianten generiert werden müssen, sind die Kosten im Einzelfall extrem hoch, da für jede Basis-Karosserie (Rechts-/Linkslenker, Cabrio, Kombi, usw.) eine eigene Karosserievariante erstellt werden muss. Das Vorsehen einer solchen Ladeklappe in der Karosserie, eventuell zusätzlich zu einer Tankklappe, ist daher nicht nur aufwändig, da in einer Fahrzeugfamilie nicht nur eine spezielle Karosserievariante für Elektrofahrzeuge vorgesehen werden muss, sondern auch ein Klappenmechanismus entwickelt, gefertigt und eingebaut werden muss, wodurch die Kosten für ein Elektrofahrzeug erhöht werden. Teilweise ist auch der Bauraum für eine Ladeklappe nicht vorhanden. Insbesondere dann, wenn das Ladekabel fest im Fahrzeug installiert ist und aus einer Öffnung hinter einer Ladeklappe ausziehbar sein soll, ist es schwierig, einen Einbauort für eine Ladeklappe zu finden, hinter dem für das Ladekabel und einen Aufrollmechanismus ausreichend Raum zur Verfügung steht. Die heutige Position einer Ladeklappe an der Fahrzeugseitenwand ist jedenfalls ausgeschlossen.In the case of plug-in hybrid vehicles, an additional charging flap for the charging plug has thus far been required in addition to the fuel filler flap. Since hybrid vehicles and also pure electric vehicles are usually derived from conventional vehicles, this means that additional variants of the body must be provided. In cases in which own body styles must be generated, the costs are extremely high in individual cases, since for each basic body (right / left-hand drive, convertible, station wagon, etc.) a separate body variant must be created. The provision of such a tailgate in the body, possibly in addition to a fuel filler flap, is therefore not only expensive, since not only a special body version for electric vehicles must be provided in a vehicle family, but also a flap mechanism must be developed, manufactured and installed, whereby the Cost of an electric vehicle can be increased. Partly, the space for a tailgate is not available. In particular, when the charging cable is firmly installed in the vehicle and should be extendable from an opening behind a tailgate, it is difficult to find a location for a tailgate, behind which is sufficient space for the charging cable and a retractor available. The current position of a loading flap on the vehicle side wall is excluded in any case.
Außerdem ist es häufig auch aus Designgründen unerwünscht, derartige zusätzliche Karosserieklappen vorzusehen. Es wäre daher vorteilhaft, wenn bereits vorhandene Karosserieöffnungen zur Durchführung eines Ladekabels genutzt werden könnten.In addition, it is often undesirable for design reasons to provide such additional body flaps. It would therefore be advantageous if existing body openings could be used to carry out a charging cable.
Aus der
Auch die
Aus der
Ein im Fahrzeug vorgesehener Aufroll- oder Aufwickelmechanismus für das Ladekabel ist fehleranfällig, da das Vorsehen von Schleifkontakten zum Aufwickeln des Kabels bei bisherigen Konzepten erforderlich ist. Solche Schleifkontakt-Verbindungen sind teuer und störanfällig. Insbesondere ist dabei sicherzustellen, dass der Schutzleiter immer verbunden ist. Des Weiteren sind Aufrollmechanismen immer problematisch, da sie im nicht ganz abgerollten Zustand aufgrund der ohmschen Verluste im Kabel und der schlechten Wärmeabfuhr heiß werden.An intended in the vehicle reeling or winding mechanism for the charging cable is prone to error, since the provision of sliding contacts for winding the cable is required in previous concepts. Such sliding contact connections are expensive and prone to failure. In particular, make sure that the protective conductor is always connected. Furthermore, reeling mechanisms are always problematic because they become hot in the unrolled state due to ohmic losses in the cable and poor heat dissipation.
Die
Ein ähnlicher in einem Kraftfahrzeug vorgesehener Kabelspeicher, der jedoch mit einer Mehrzahl von einzelnen, jeweils von einer Feder belasteten und gegen die Federkraft verschiebbaren Umlenkrollen versehen ist, ist aus der
Diese bekannten, Umlenkrollen für das Kabel aufweisenden Kabelspeicher nehmen jedoch einen großen Bauraum im Fahrzeug ein, der allgemein für derartige Zwecke nicht zur Verfügung steht. Außerdem besteht die Gefahr, dass sich das Kabel im Laufe der Nutzungszeit um seine Längsachse verdreht und aus den Umlenkrollen herausgleitet oder diese blockiert.However, these known, pulleys for the cable having cable storage take up a large space in the vehicle, which is generally not available for such purposes. In addition, there is a risk that the cable twisted during its useful life about its longitudinal axis and slides out of the pulleys or blocks.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeug mit einer mittels eines Ladekabels und einer externen Stromversorgung wieder aufladbaren Speichereinrichtung für elektrische Energie anzugeben, das mit einem zuverlässig und funktionssicher aufbewahrten Ladekabel versehen ist. Eine weitere Aufgabe ist es, einen Ladekabelspeicher für solch ein Fahrzeug anzugeben. The object of the invention is to provide a vehicle with a rechargeable by means of a charging cable and an external power storage device for electrical energy, which is provided with a reliable and reliable stored charging cable. Another object is to provide a charging cable storage for such a vehicle.
Der auf das Fahrzeug gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst von einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The vehicle-directed part of the object is achieved by a vehicle having the features of claim 1.
Bei einem solchen erfindungsgemäßen Fahrzeug mit einer Karosserie, die zumindest eine von einer Karosserieklappe verschließbare Karosserieöffnung aufweist, wobei ein Ladekabel, das mit der Speichereinrichtung elektrisch leitend verbunden ist, auf einer im Inneren der Karosserie vorgesehenen Kabelaufnahmevorrichtung im Ruhezustand aufgenommen ist und für den Gebrauch aus der Karosserieöffnung herausziehbar ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ladekabel zumindest in dem Bereich als flexibles Flachbandkabel ausgebildet ist, der von der Kabelaufnahmevorrichtung aufnehmbar ist, und dass das Flachbandkabel zwischen einem Rand der Karosserieöffnung und der Karosserieklappe hindurchführbar ist.In such a vehicle according to the invention with a body which has at least one closable by a body flap body opening, wherein a charging cable, which is electrically conductively connected to the memory device is received on a provided inside the body cable receiving device in the idle state and for the use of the Body opening is pulled out, the invention provides that the charging cable is formed at least in the area as a flexible ribbon cable, which is receivable by the cable receiving device, and that the ribbon cable between an edge of the body opening and the body flap can be passed.
Die Verwendung eines Flachbandkabels, also eines Kabels mit flachem Querschnitt, als Ladekabel besitzt den Vorteil, dass sich das Kabel in der Kabelaufnahmevorrichtung einfach abstützen lässt, so dass eine Kabeltorsion wirksam verhindert werden kann, wodurch die Zuverlässigkeit des Kabelaufrollmechanismus' erhöht wird. Das Flachbandkabel kann zudem in Richtung des kleinen Querschnitts einen sehr geringen Biegeradius einnehmen. Damit kann es durch vorhandene Spalte bei geschlossenen Fahrzeugöffnungen (z. B. Gepäckraumklappe) geführt werden, da sich das Kabel an die Kontur im Bereich der Karosserieöffnung anpassen kann und die vorhandene Dichtung im Bereich der Karosserieöffnung üblicherweise eine Elastizität aufweist, die es gestattet, den geringen Kabelquerschnitt durchzulassen.The use of a ribbon cable, ie a cable with a flat cross-section, as a charging cable has the advantage that the cable can be easily supported in the cable receiving device, so that a cable twist can be effectively prevented, whereby the reliability of the cable winder mechanism 'is increased. The ribbon cable can also take in the direction of the small cross section a very small bending radius. This can be done by existing column with closed vehicle openings (eg luggage compartment door), since the cable can adapt to the contour in the body opening and the existing seal in the body opening usually has an elasticity that allows the pass through small cable cross-section.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Fahrzeugs werden durch die auf den Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche angegeben.Further advantageous embodiments of the vehicle are specified by the dependent on claim 1 dependent claims.
Obwohl die Leiter im Flachbandkabel prinzipiell einen beliebigen (z. B. auch runden oder ovalen) Querschnitt aufweisen können, weist das Flachbandkabel in einer bevorzugten Ausführungsform nebeneinander angeordnete flache stromführende Leiter und vorzugsweise einen Signalleiter auf, die von einer elektrisch isolierenden Hülle umgeben sind.Although the conductors in the ribbon cable can in principle have any desired cross-section (eg also round or oval), the ribbon cable in a preferred embodiment has juxtaposed flat current-carrying conductors and preferably a signal conductor surrounded by an electrically insulating sheath.
Vorzugsweise weist das Flachbandkabel im Querschnitt betrachtet oberhalb und unterhalb der flachen stromführenden Leiter jeweils einen oberen und einen unteren flachen Schutzleiter auf, der jeweils ebenfalls von der elektrisch isolierenden Hülle umgeben ist.Preferably, viewed in cross section above and below the flat current-carrying conductors, the flat-ribbon cable has in each case an upper and a lower flat protective conductor which is likewise surrounded in each case by the electrically insulating sheath.
Die flachen stromführenden Leiter und auch die Schutzleiter können beispielsweise durch ein dünnes Metallband, mehrere aufeinander liegende und relativ zueinander bewegbare Metallbänder oder ein bandartiges Geflecht dünner elektrisch leitende Drähte gebildet sein. Dieser erfindungsgemäße Aufbau des Ladekabels, das insbesondere zur Verwendung im erfindungsgemäßen Fahrzeug geeignet ist, besitzt den Vorteil, dass im Falle einer Beschädigung des Flachbandkabelabschnitts, beispielsweise aufgrund unsachgemäßer Handhabung, der Schutzleiter stets zwischen den stromführenden Leitern und der Karosserie bzw. der Karosserieklappe angeordnet ist, so dass die Wahrscheinlichkeit, dass bei einem beschädigten Flachbandkabelabschnitt ein stromführender Leiter mit der Karosseriemasse in Kontakt gerät, deutlich herabgesetzt ist.The flat current-carrying conductors and also the protective conductors can be formed, for example, by a thin metal band, several metal bands lying on top of one another and movable relative to one another, or a band-like mesh of thin electrically conductive wires. This inventive design of the charging cable, which is particularly suitable for use in the vehicle according to the invention, has the advantage that in case of damage to the ribbon cable section, for example, due to improper handling, the protective conductor is always located between the current-carrying conductors and the body or the body flap, so that the likelihood that in a damaged ribbon cable section, a live conductor in contact with the body ground, is significantly reduced.
Die Kabelaufnahmevorrichtung kann einen Wickelmechanismus aufweisen, auf den das Flachbandkabel aufwickelbar ist. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn im Bereich einer das Flachbandkabel aufwickelnden Wickeltrommel ein Temperatursensor vorgesehen ist, der eine Abschaltung des Ladevorgangs oder eine Leistungsreduktion bewirkt, um eine unzulässige Erwärmung des Ladekabels zu verhindern.The cable receiving device may comprise a winding mechanism, on which the ribbon cable is wound up. In this case, it is advantageous if a temperature sensor is provided in the region of a winding drum winding up the ribbon cable, which causes a shutdown of the charging process or a reduction in power in order to prevent inadmissible heating of the charging cable.
Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der die Kabelaufnahmevorrichtung einen flaschenzugartigen Einzugsmechanismus aufweist, in dem das Flachbandkabel über zumindest eine von einem elastischen Element mit einer Zugkraft beaufschlagte Umlenkrolle geführt ist.Particularly preferred is an embodiment in which the cable receiving device comprises a pulley-like pull-in mechanism, in which the ribbon cable is guided over at least one of an elastic member with a tensile force applied pulley.
Eine vorteilhafte Weiterbildung eines solchen Einzugsmechanismus' besteht darin, dass die von einem elastischen Element mit einer Zugkraft beaufschlagte Umlenkrolle Teil einer beweglichen Umlenkrollenanordnung aus einer Mehrzahl von gemeinsam vom elastischen Element mit der Zugkraft beaufschlagten Umlenkrollen ist, wobei das Flachbandkabel über jede der Umlenkrollen der beweglichen Umlenkrollenanordnung geführt ist, und dass das Flachbandkabel zusätzlich zu der zumindest einen vom elastischen Element mit der Zugkraft beaufschlagten Umlenkrolle auch über zumindest eine feste Umlenkrolle geführt ist.An advantageous development of such a retracting mechanism is that the deflecting roller acted upon by an elastic element with a pulling force is part of a movable deflecting roller arrangement of a plurality of deflecting rollers acted upon jointly by the elastic element with the pulling force, wherein the flat cable extends over each of the deflecting rollers of the movable deflecting roller arrangement is guided, and that the ribbon cable in addition to the at least one of the elastic element acted upon by the tensile deflection roller is also guided over at least one fixed deflection roller.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die feste Umlenkrolle Teil einer stationären Umlenkrollenanordnung aus einer Mehrzahl von festen Umlenkrollen ist, wobei das Flachbandkabel über jede der festen Umlenkrollen der stationären Umlenkrollenanordnung geführt ist.It when the fixed guide pulley is part of a stationary deflection roller assembly of a plurality of fixed pulleys, wherein the ribbon cable over each of the fixed deflection rollers of the stationary deflection roller assembly is guided.
Dieser Einzugsmechanismus folgt dem Prinzip eines Flaschenzugs. Aufgrund des kleinen Biegeradius des Flachbandkabels kann dieser „Flaschenzug” sehr flach mit kleinen Rollen realisiert werden. Da die einzelnen in diesem Einzugsmechanismus aufgenommenen Kabelabschnitte nicht aneinander anliegen, sondern Zwischenräume zwischen einander bestimmen, ist eine Wärmeabführ, z. B. durch Luftkonvektion möglich. Somit ist unabhängig vom Grad, mit dem das Kabel ausgezogen ist, der maximale Stromfluss möglich.This feeder mechanism follows the principle of a pulley. Due to the small bending radius of the ribbon cable this "pulley" can be realized very flat with small wheels. Since the individual recorded in this feed mechanism cable sections do not abut each other, but determine spaces between each other, is a heat dissipation, for. B. possible by air convection. Thus, regardless of the degree with which the cable is pulled out, the maximum current flow is possible.
Die Umlenkrollen ermöglichen eine klare Führung des Flachbandkabels von der Stelle an der das Kabel durch den Spalt zwischen der Karosserieöffnung und der Karosserieklappe nach außen geführt wird, bis zum Einzugsmechanismus.The pulleys allow a clear guidance of the ribbon cable from the point where the cable is passed through the gap between the body opening and the body flap to the outside, to the feed mechanism.
Der Einzugsmechanismus kann beispielsweise an einer geeigneten Stelle im Gepäckraum angeordnet werden. Die definierte Kabelführung ermöglicht auch eine Einfassung des Kabels in einen Kabelschacht zum Schutz des Ladekabels. Dazu kann vorteilhafterweise das Fahrzeug im Bereich des inneren Randes der Karosserieöffnung mit einer Kabelführungseinrichtung versehen sein, durch die das Flachbandkabel von der Kabelaufnahmevorrichtung zum Rand der Karosserieöffnung führbar ist.The feeder mechanism can be arranged for example at a suitable location in the luggage compartment. The defined cable routing also allows an enclosure of the cable in a cable duct to protect the charging cable. For this purpose, the vehicle can advantageously be provided in the region of the inner edge of the body opening with a cable guide device, through which the ribbon cable from the cable receiving device to the edge of the body opening can be guided.
Vorzugsweise ist das Flachbandkabel vor der Kabelaufnahmevorrichtung durch eine Kabelreinigungseinrichtung geführt. Die dadurch mögliche Selbstreinigung des Ladekabels beim Einziehen in die Kabelaufnahmevorrichtung sorgt dafür, dass der im Fahrzeug befindliche Teil des Ladekabels sauber bleibt. Ebenfalls vorteilhaft ist, dass immer nur so viel vom Ladekabel ausgezogen werden muss, wie tatsächlich benötigt wird. Es wird also immer nur ein kleiner oder gar kein Teil des Ladekabels außerhalb des Fahrzeugs auf dem Boden liegen. Da der Reinigungsmechanismus auch Wasser abstreifen kann, wird ein Einfrieren des in der Kabelaufnahmevorrichtung aufgenommenen Ladekabels verhindert.Preferably, the ribbon cable is guided in front of the cable receiving device by a cable cleaning device. The resulting self-cleaning of the charging cable when pulling into the cable receiving device ensures that the part of the charging cable located in the vehicle remains clean. It is also advantageous that only as much has to be removed from the charging cable, as is actually required. So there will always be little or no part of the charging cable outside the vehicle on the ground. Since the cleaning mechanism can also wipe off water, freezing of the charging cable accommodated in the cable receiving device is prevented.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist eine sehr komfortable Durchführung des An- und Absteckvorgangs des Ladekabels bei gleichzeitiger geschützter Unterbringung des Ladekabels im Gepäckraum möglich. Das Kabel muss nicht erst per Hand aufgerollt und an einem von der Ladeklappe getrennten Platz im Fahrzeug untergebracht werden.With the solution according to the invention a very comfortable implementation of the on and Absteckvorgangs the charging cable while protected housing the charging cable in the luggage compartment is possible. The cable does not have to be rolled up by hand and placed in a separate place in the vehicle from the tailgate.
Der auf die Kabelaufnahmevorrichtung gerichtete Teil der Aufgabe wird gelöst durch die Kabelaufnahmevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13. Die Vorteile dieser Kabelaufnahmevorrichtung entsprechen den bereits beschriebenen Vorteilen der in das Fahrzeug eingebauten Kabelaufnahmevorrichtung. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Kabelaufnahmevorrichtung sind in den davon abhängigen Unteransprüchen angegeben.The part of the object directed to the cable receiving device is achieved by the cable receiving device with the features of
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the drawing; in this shows:
Das Flachbandkabel
Die stromführenden Leiter
Die flache Ausgestaltung des Flachbandkabels
In „vertikaler Richtung” des Flachbandkabels
Ein weiterer Teil der Erfindung besteht aus einem in der Kabelaufnahmevorrichtung
Die bewegliche Umlenkrollenanordnung
Das Ladekabel kann folglich in Richtung des Pfeils Z mit einer gegen die Federkraft F des elastischen Elements
Wie in
Der Kabeleinzugsmechanismus kann, insbesondere beim Prinzip Wickelfeder (
Das als Flachbandkabel
Ist der Ladevorgang abgeschlossen und das Ladekabel
Zur sauberen Führung des Ladekabels
Die
In Einzugsrichtung hinter den Abstreiflippen
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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