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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Die vorliegende Erfindung betrifft Batterien von elektrifizierten Fahrzeugen und insbesondere das Verriegeln einer Abdeckung und einer elektrischen Trennstelle für die Batterien.
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Bei einem elektrifizierten Fahrzeug ist typischerweise die Energiespeichereinrichtung, beispielsweise eine Batterie, unter einer Batterieabdeckung gesichert, um unautorisierten Zugang zur Batterie zu verhindern, die eine Hochspannungsbatterie sein könnte. Das Fahrzeug besitzt typischerweise auch einen Trennstellenschalter mit einer offenen und geschlossenen Position für die Batterie. Wenn der Trennstellenschalter offen ist, ist die Batterie elektrisch isoliert. Einige Fahrzeugbatteriesysteme sind mit einer Erfassungsschaltung (Verriegelungsschaltung) ausgelegt, um zu detektieren, wann eine Zugangsabdeckung entfernt wird. Darin enthalten kann einen Schalter sein, der mit der Abdeckung oder zusätzlichen Blechverlängerungen verbunden ist, die mit einer manuellen Servicetrennstelleneinrichtung in Wechselwirkung stehen, um eine Rückkopplung zu geben, dass eine Abdeckung entfernt wird. Dieses zusätzliche Blech, die Schalter und die Schaltungsanordnungen können teurer und potentiell komplizierter sein als erwünscht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Ausführungsform stellt zieht eine Serviceverriegelung einer Energiespeichereinrichtung- für ein elektrifiziertes Fahrzeug bereit. Die Verriegelung umfasst eine Energiespeichereinrichtung, eine elektrische Komponente, eine Zugangsabdeckung, einen Griff mit einem Schlüsselabschnitt und ein Schloss. Die Zugangsabdeckung befindet sich vor der elektrischen Komponente und der Energiespeichereinrichtung. Die elektrische Trennstelle isoliert die Komponente elektrisch von der Energiespeichereinrichtung, wenn der Griff von der Trennstelle entfernt wird. Das Schloss dient dazu die Abdeckung fest zu verschließen um Zugang zu der Komponente und zu der Energiespeichereinrichtung zu verhindern, und ist so angeordnet ist, dass beim Entfernen des Griffes von der Trennstelle der Schlüsselabschnitt das Schloss zum Öffnen der Abdeckung betätigen kann.
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Eine weitere Ausführungsform stellt ein Verfahren zum Verriegeln einer Energiespeichereinrichtung für ein elektrifiziertes Fahrzeug bereit. Ein Schloss zum Sichern einer Zugangsabdeckung vor einer elektrischen Komponente und der Energiespeichereinrichtung wird mit einem Schlüsselabschnitt eines Griffs betätigt. Die Energiespeichereinrichtung wird von der Komponente elektrisch isoliert, indem der Griff von einer elektrischen Trennstelle entfernt wird. Das Schloss und die Trennstelle sind derart angeordnet, dass beim Entfernen des Griffes von der Trennstelle das Schloss zu betätigt wird.
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Ein Vorteil einer Ausführungsform besteht darin, dass die elektrische Komponente elektrisch von der Energiespeichereinrichtung isoliert wird, wenn die Abdeckung geöffnet wird, während gleichzeitig zusätzliche Schalter und Schaltungsanordnungen vermieden werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Ansicht einer Verriegelung einer Energiespeichereinrichtung.
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2 ist eine weitere schematische Ansicht einer Verriegelung einer Energiespeichereinrichtung
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3 ist eine schematische Schnittansicht entlang der Linie 3-3 von 2.
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4 ist eine schematische Ansicht einer elektrischen Trennstelle zur Verwendung mit den Verriegelung der Energiespeichereinrichtungen von 1 und 2.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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1 zeigt schematisch eine erste Serviceverriegelung einer Energiespeichereinrichtung- 200 für ein elektrifiziertes Fahrzeug 202. Das elektrifizierte Fahrzeug 202 kann ein Elektrofahrzeug, ein Hybridelektrofahrzeug, ein Plug-In Hybridelektrofahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug oder ein anderes, dem Fachmann bekanntes elektrifiziertes Fahrzeug sein.
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Eine elektrische Komponente 204 und eine Energiespeichereinrichtung 216 (durch verborgene Linien dargestellt) sind hinter einer Zugangsabdeckung 206 gesichert. Die Energiespeichereinrichtung 216 kann beispielsweise eine Hochspannungsbatterie oder ein Ultrakondensatorsystem sein. Die elektrische Komponente 204 kann beispielsweise ein Batteriecontroller, eine Batterieausgangsschalteinrichtung, ein DC/DC-Wandler, ein Bordladegerät für die Energiespeichereinrichtung 216 oder andere Elemente eines Hochspannungssystems sein. Wie dargestellt, ist die Abdeckung 206 eine Klapptür. Die Abdeckung 206 kann auch jede beliebige geeignete Zugangsabdeckung sein, die dem Fachmann bekannt ist. Beispielsweise kann die Abdeckung 206 ein Zugangsdeckel sein, der abgehoben wird, um Zugang zu der Komponente 204 und zur Energiespeichereinrichtung 216 zu ermöglichen. Die Abdeckung 206 gestattet in geöffneter Position, den Zugang zu der Komponente 204 und zu der Energiespeichereinrichtung 216, und verhindert in geschlossener Position, den Zugang zu der Komponente 204 und zu der Energiespeichereinrichtung 216. Die Abdeckung 206 besitzt ein Schloss 208, das die Abdeckung 206 in der geschlossenen Position an einem Gehäuse 210 fest verschließt.
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Das Gehäuse 210 besitzt eine Ausnehmung 212, in die die Komponente 204 und die Energiespeichereinrichtung 216 hineingesetzt sind. Das Gehäuse 210 kann auch einen Schulterabschnitt 214 besitzen, der sich hinter der Abdeckung 206 erstreckt. Wie dargestellt, verschließt das Schloss 208 die Abdeckung 206 an der Schulter 214 unter Verwendung eines dem Fachmann bekannten geeigneten Mittels. Alternativ kann das Schloss 208 die Abdeckung 206 unter Verwendung eines dem Fachmann bekannten geeigneten Mittels direkt am Gehäuse 210 verschließen
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Die Energiespeichereinrichtung 216 ist durch eine Verbindung 218 elektrisch mit einem elektrischen Trennstellenschalter 220 verbunden. Der Trennstellenschalter 220 ist ein typischer Trennstellenschalter, wie er vom Fachmann verstanden wird und wie er üblicherweise als eine Trennstelle, eine elektrische Trennstelle oder als ein manueller Servicetrennstellenschalter (MSD – Manual Service Disconnect Switch) bekannt ist. Der Trennstellenschalter befindet sich außerhalb der Abdeckung 206 und besitzt einen entfernbaren Griff 222. Beispielsweise kann der Griff 222 Teil des manuellen Servicetrennstellenschalters sein. Wenn der Griff 222 in der Trennstelle 220 vorliegt, wird der Trennstellenschalter 220 geschlossen und die Energiespeichereinrichtung 216 wird über die elektrische Verbindung 218 elektrisch mit einem elektrischen Bus 224 verbunden. Der Bus 224 ist mit der Komponente 204 verbunden. Wenn der Griff 222 von dem Trennstellenschalter 220 entfernt wird, wird der Trennstellenschalter 220 geöffnet und der Bus 224 wird elektrisch von der Energiespeichereinrichtung 216 isoliert.
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Der Griff 222 besitzt einen ersten Eingriffsbereich zum Betätigen der Trennstelle 220 und einen zweiten Eingriffsbereich, der ein Schlüsselabschnitt für das Betätigen des Schlosses 208 ist. Der Schlüsselabschnitt wirkt auf das Schloss 208 derart ein, dass die Abdeckung 206 geöffnet und auf die Komponente 204 zugegriffen werden kann, nachdem das Schloss 208 von dem Schlüsselabschnitt entriegelt worden ist. Alternativ kann der Griff 222 einen einzelnen Eingriffsbereich besitzen, der der Schlüsselabschnitt sein kann, der sowohl die Trennstelle 222 als auch das Schloss 208 betätigt.
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Der Griff 222 enthält den Schlüsselabschnitt in der Weise, dass der Schlüsselabschnitt das Schloss 208 nicht betätigen kann, während der Griff 222 den Trennstellenschalter 220 schließt, um den Bus 224 zu bestromen. Das heißt, der Griff 222 wird von dem Trennstellenschalter 220 entfernt (der den Trennstellenschalter 220 öffnet und die Komponente 204 elektrisch isoliert) und kann dann erst zum Betätigen des Schlosses 208 verwendet werden, so dass die Abdeckung 206 geöffnet werden kann. Beispielsweise können das Schloss 208 und der Trennstellenschalter 220 physisch getrennt und der Griff 222 so gestaltet sein, dass damit kein, gleichzeitiges Betätigen des Schlosses 208 und des Trennstellenschalters 220 möglich ist.
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2 zeigt schematisch eine zweite Serviceverriegelung einer Energiespeichereinrichtung- 300 für ein elektrifiziertes Fahrzeug 302. Das elektrifizierte Fahrzeug 302 kann ein Elektrofahrzeug, ein Hybridelektrofahrzeug, ein Plug-In Hybridelektrofahrzeug, ein Brennstoffzellenfahrzeug oder ein anderes, dem Fachmann bekanntes elektrifiziertes Fahrzeug sein. Weil die dritte Verriegelung 300 eine Variante der ersten Verriegelung 200 von 1 ist, werden in 2 um 100 inkrementierte gleiche Bezugzahlen wie in 1 verwendet und bezeichnen in den Zeichnungen entsprechende Teile, deren detaillierte Beschreibung deswegen entfällt.
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Eine Abdeckung 306 besteht aus einer ersten Scheibe 326 und einer zweiten Scheibe 328. Die erste und zweite Scheibe 326 und 328 überlappen sich jeweils in einem Überlappungsabschnitt 330 (durch versteckte Linien dargestellt), so dass ein Schloss 308 sowohl die erste als auch zweite Scheibe 326 beziehungsweise 328 an einem Gehäuse 310 arretiert. Wie dargestellt, kann die erste Scheibe 326 in eine geöffnete Position vor einer Komponente 304 versetzt werden, während die zweite Scheibe 328 in einer geschlossenen und gesicherten Position vor einer Energiespeichereinrichtung 316 verbleibt. Das Schloss 308 und ein Schlüsselabschnitt für das Schloss 308 können so konfiguriert sein, dass sie die erste Scheibe 326 oder die zweite Scheibe 328 selektiv entriegeln. Außerdem kann die Abdeckung 306 weitere Scheiben zusätzlich zu der ersten und zweiten Scheibe 326 beziehungsweise 328 umfassen. Diese zusätzlichen Scheiben können mit einem einzelnen Schloss oder mit mehreren Schlössern in mehreren Überlappungsabschnitten verwendet werden.
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Der Griff 322 und das Schloss 308 werden auf die gleiche Weise wie in der ersten Ausführungsform verwendet. Das heißt, der erste Eingriffsbereich greift nur in den Trennstellenschalter 320 ein, um den Trennstellenschalter 320 zu öffnen oder zu schließen, während der Schlüsselabschnitt des Griffs 322 nur in das Schloss 308 eingreifen kann, wenn der erste Eingriffsbereich von dem Trennstellenschalter 320 getrennt wird. Alternativ kann der Griff 322 einen einzelnen Eingriffsbereich besitzen, die der Schlüsselabschnitt sein kann, der sowohl die Trennstelle 320 als auch das Schloss 308 betätigt.
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3 zeigt schematisch einen Schnitt durch die zweite Verriegelung 300 entlang einer Linie 3-3 von 2
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Das Schloss 308 umfasst einen drehbaren Stift 332 in einer Bohrung 334. Die Bohrung 334 befindet sich im Gehäuse 310. Der Stift 332 besteht aus einem Zylinderkörper 336, der einen Abschnitt mit einer vorstehenden Zunge 338 aufweist. Die Bohrung 334, eine erste Öffnung 340 in der ersten Scheibe 326 und eine zweite Öffnung 342 in der zweiten Scheibe 328 weisen jeweils ein Schlüsselloch auf, in das der Zylinderkörper 336 und die vorstehende Zunge 338 entsprechend hineinpassen,. Der Stift 332 hat einen Kopf 344. Der Kopf 344 besitzt einen größeren Durchmesser als die Bohrung 334, die erste Öffnung 340 und die zweite Öffnung 342. Der Kopf 344 hält die erste und zweite Scheibe 326 beziehungsweise 328 am Gehäuse 310 fest. Das Gehäuse enthält eine nutförmige Raste 346. Der Stift 332 kann jetzt derart gedreht werden, dass, wie es dem Fachmann verständlich ist, die vorstehende Zunge 338 in die nutförmige Raste 346 eingreift, um den Stift 332 in der Bohrung 334 zu verriegeln und die Abdeckung 306 in der geschlossenen Position zu halten.
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4 zeigt schematisch ein elektrisches Trennstellenschaltersystem 400, das mit der ersten und zweiten Verriegelung 200 beziehungsweise 300 verwendet werden kann. Weil das Trennstellensystem 400 bei der ersten und zweiten Verriegelung 200 beziehungsweise 300 verwendet werden kann, bezeichnen in den Zeichnungen (um 200 gegenüber 1 und um 100 gegenüber 3 inkrementierte) gleiche Bezugszahlen entsprechende Teile, deren detaillierte Beschreibung deswegen entfällt.
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Ein Trennstellenschalter 420 umfasst einen manuellen Servicetrennstellenschalter (MSD) 448, der von einer Basis 450 entfernt werden kann. Der manuelle Servicetrennstellenschalter 448 enthält einen ersten Eingriffsbereich 452 und einen Griff 422 mit einem zweiten Eingriffsbereich 454. Der zweite Eingriffsbereich 454 stellt einen Schlüsselabschnitt zum Betätigen, wie zuvor erörtert, eines Schlosses für eine Zugangsabdeckung vor einer Energiespeichereinrichtung und einer Batterie dar.
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Der manuelle Servicetrennstellenschalter 448 enthält Steckfortsätze und eine Verschaltungsanordnung, die einen elektrischen Stromkreis zwischen den ersten und zweiten für die Steckfortsätze passende Kupplungsöffnungen 456 beziehungsweise 458 in der Basis 450 schließt. Die erste für einen Steckfortsatz passende Kupplungsöffnung 456 ist über eine elektrische Verbindung mit einer Energiespeichereinrichtung in Kontakt, und die zweite für die Steckfortsätze passende Kupplungsöffnung 458 ist über einen elektrischen Bus mit einer elektrischen Komponente verbunden.
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Wenn der Griff 422 in Richtung 460 um Achse 462 gedreht wird, wird der manuelle Servicetrennstellenschalter 448 von der Basis 450 entfernt, die Steckfortsätze werden von der ersten und zweiten für die Steckfortsätze passenden Kupplungsöffnung 456 beziehungsweise 458 getrennt und die Komponente ist damit elektrisch von der Energiespeichereinrichtung isoliert. Sobald der manuelle Servicetrennstellenschalter 448 von der Basis 450 entfernt worden ist, kann dieser Schalter dazu verwendet werden, um vor dem zweiten Eingriffsbereich 454 das Abdeckungsschloss zu betätigen.
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Obwohl bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben worden sind, versteht der Fachmann auf dem Gebiet, der vorliegenden Erfindung, wie sich verschiedenartige alternative Designs und Ausführungsformen der Erfindung, gemäß der Definition durch die folgenden Ansprüche praktisch ausüben lassen.
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Es wird ferner beschrieben:
- A. Serviceverriegelung einer Energiespeichereinrichtung für ein elektrifiziertes Fahrzeug, die Folgendes umfasst:
eine Zugangsabdeckung vor einer elektrischen Komponente und einer Energiespeichereinrichtung;
einen Griff mit einem Schlüsselabschnitt;
eine elektrische Trennstelle, die die Komponente elektrisch von der Energiespeichereinrichtung isoliert, wenn der Griff von der Trennstelle entfernt wird;
ein Schloss, das konfiguriert ist zum Sichern der Abdeckung, um Zugang zu der Komponente und zu der Energiespeichereinrichtung zu verhindern, und das so angeordnet ist, dass Entfernen des Griffes von der Trennstelle vorgenommen werden muß, damit der Schlüsselabschnitt das Schloss zum Öffnen der Abdeckung betätigen kann.
- B. Verriegelung nach A, wobei das Schloss Folgendes umfasst:
einen entfernbaren Zylinder mit einer vorstehenden Zunge;
Öffnungen in der Abdeckung und im Gehäuse, in die der Zylinder und die vorstehende Zunge hineinpassen;
eine Bohrung im Gehäuse, um den Zylinder darin zu halten, wobei der Zylinder drehbar ist, um die vorstehende Zunge in die Bohrung eingreifen zu lassen.
- C. Verriegelung nach B, wobei eine nutförmigen Raste im Gehäuse die vorstehende Zunge aus der Bohrung aufnimmt.
- D. Verriegelung nach B, wobei der Zylinder weiterhin Folgendes umfasst:
ein erstes Ende mit der vorstehenden Zunge;
ein gegenüber dem ersten Ende befindliches zweites Ende, das eine Kappe mit einem größeren Durchmesser als die Abdeckungsöffnung aufweist, wobei die Kappe die Abdeckung am Gehäuse sichert.
- E. Verriegelung nach A, wobei die Zugangsabdeckung mindestens eine erste und eine zweite Scheibe umfasst.
- F. Verriegelung nach E, wobei die Verriegelung weiterhin derart konfiguriert ist, dass die erste Scheibe geöffnet werden kann, während die zweite Scheibe fest verschlossen gesichert bleibt.
- G. Verriegelung nach E, wobei sich die erste Scheibe vor der elektrischen Komponente befindet und die zweite Scheibe sich vor der Energiespeichereinrichtung befindet.
- H. Verriegelung nach A, wobei ein Eingriffsabschnitt des Griffs getrennt vom Schlüsselabschnitt von der Trennstelle entfernt werden kann, um die Energiespeichereinrichtung elektrisch von der Komponente zu isolieren.
- I. Verriegelung nach A, wobei der Schlüsselabschnitt von der Trennstelle entfernt werden kann, um die Energiespeichereinrichtung elektrisch von der Komponente zu isolieren.
- J. Verriegelung nach A, wobei die Energiespeichereinrichtung eine Batterie ist.
- K. Verriegelung nach A, wobei der Griff Teil eines manuellen Servicetrennstellenschalters ist und die Komponente von der Energiespeichereinrichtung isoliert wird, wenn der manuelle Servicetrennstellenschalter von der Trennstelle entfernt wird.
- L. Verfahren zum Verriegeln einer Energiespeichereinrichtung für ein elektrifiziertes Fahrzeug, das Folgendes umfasst:
Mit einem Schlüsselabschnitt eines Griffs Betätigen, eines Schlosses zum Sichern einer Zugangsabdeckung vor einer elektrischen Komponente und der Energiespeichereinrichtung;
elektrisches Isolieren der Energiespeichereinrichtung von der Komponente durch Entfernen des Griffs von einer elektrischen Trennstelle, wobei das Schloss und die Trennstelle derart angeordnet sind, dass der Griff von der Trennstelle entfernt werden kann, um das Schloss zu betätigen.
- M. Verfahren nach L, wobei die Zugangsabdeckung mindestens eine erste und zweite Scheibe umfasst.
- N. Verfahren nach M, das weiterhin beinhaltet, dass das Schloss die erste Abdeckung zum Öffnen entriegelt, während die zweite Scheibe verriegelt bleibt.
- O. Verfahren nach M, wobei sich die erste Scheibe vor der elektrischen Komponente befindet und die zweite Scheibe sich vor der Energiespeichereinrichtung befindet.
- P. Verfahren nach L, das weiterhin beinhaltet, einen Eingriffsabschnitt des Griffs getrennt vom Schlüsselabschnitt von der Trennstelle zu entfernen, um die Energiespeichereinrichtung elektrisch von der Komponente zu isolieren.
- Q. Verfahren nach L, das weiterhin beinhaltet, den Schlüsselabschnitt von der Trennstelle zu entfernen, um die Energiespeichereinrichtung elektrisch von der Komponente zu isolieren.
- R. Verfahren nach L, das weiterhin beinhaltet, eine Batterie als die Energiespeichereinrichtung bereitzustellen.
- S. Verfahren nach L, das weiterhin Folgendes umfasst:
Bereitstellen eines manuellen Servicetrennstellenschalters mit dem Griff;
Isolieren der Energiespeichereinrichtung von der Komponente durch Entfernen des manuellen Servicetrennstellenschalters mit dem Griff von der elektrischen Trennstelle.
