DE102016104712A1

DE102016104712A1 - Fahrzeug und Ladesystem für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102016104712A1
Application number: DE102016104712.0A
Authority: DE
Inventors: John Paul Gibeau; Susan Curry; Juan Lopez; Nondo G. Basoukeas
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-03-24
Filing date: 2016-03-15
Publication date: 2016-09-29
Also published as: US20160280086A1; US9776521B2; CN106004474B; CN106004474A

Abstract

Es wird ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug umfasst eine Ladebuchse, die so ausgelegt ist, dass sie mit einem Stecker einer externen Leistungsquelle zum Wiederaufladen einer Batterie gekoppelt wird, eine Verriegelung zum Sichern des Steckers an der Ladebuchse, einen elektrischen Stellantrieb, der so ausgelegt ist, dass er die Verriegelung zwischen einem verriegelten Zustand und einem entriegelten Zustand wechselt, wenn aktiviert, und den verriegelten oder entriegelten Zustand aufrechterhält, wenn deaktiviert, und eine mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung, die ausgelegt ist, dass sie die Verriegelung in den entriegelten Zustand wechselt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Ladesysteme für Elektro- oder Hybridfahrzeuge.
HINTERGRUND
Batterieelektrische Fahrzeuge (BEVs für engl. battery electric vehicles) und Plug-in-Hybridfahrzeuge (PHEVs für engl. plug-in hybrid vehicles) weisen häufig Systeme auf, die den Stecker einer externen Leistungsquelle während des Wiederaufladens der Batterie an der Ladebuchse des Fahrzeugs befestigen.
KURZDARSTELLUNG
Es wird ein Fahrzeugladesystem bereitgestellt. Das Fahrzeugladesystem umfasst eine Ladebuchse, die so ausgelegt ist, dass sie mit einem Stecker einer externen Leistungsquelle zum Wiederaufladen einer Batterie gekoppelt wird, eine Verriegelung zum Sichern des Steckers an der Ladebuchse, wenn in einem verriegelten Zustand, einen Stellantrieb, der so ausgelegt ist, dass er die Verriegelung zwischen einem verriegelten Zustand und einem entriegelten Zustand wechselt, wenn aktiviert, und den verriegelten Zustand oder entriegelten Zustand aufrechterhält, wenn deaktiviert, und eine mechanische Außerkraftsetzung zum Entriegeln der Verriegelung.
Es wird ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug umfasst eine Ladebuchse, die so ausgelegt ist, dass sie mit einem Stecker einer externen Leistungsquelle zum Wiederaufladen einer Batterie gekoppelt wird, eine Verriegelung zum Sichern des Steckers an der Ladebuchse, einen elektrischen Stellantrieb, der so ausgelegt ist, dass er die Verriegelung zwischen einem verriegelten Zustand und einem entriegelten Zustand wechselt, wenn aktiviert, und den verriegelten Zustand oder entriegelten Zustand aufrechterhält, wenn deaktiviert, und eine mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung, die ausgelegt ist, dass sie die Verriegelung in den entriegelten Zustand wechselt.
Es wird ein Elektrofahrzeug bereitgestellt. Das Elektrofahrzeug umfasst eine Ladebuchse, die so ausgelegt ist, dass sie mit einem Stecker einer externen Leistungsquelle zum Wiederaufladen einer Traktionsbatterie gekoppelt wird, eine Verriegelung, die so ausgelegt ist, dass sie den Stecker an der Ladebuchse sichert, wenn in einem verriegelten Zustand, einen elektrischen Stellantrieb, der so ausgelegt ist, dass er die Verriegelung zwischen dem verriegelten Zustand und einem entriegelten Zustand wechselt, wenn aktiviert, und den verriegelten Zustand oder entriegelten Zustand aufrechterhält, wenn deaktiviert, eine Freigabe, die so ausgelegt ist, dass sie den elektrischen Stellantrieb mechanisch außer Kraft setzt, um die Verriegelung aus dem verriegelten Zustand in den entriegelten Zustand zu wechseln, eine Zugangsklappe, die so angeordnet ist, dass sie die mechanische Freigabe verbirgt, wenn geschlossen, und Zugang zur mechanischen Freigabe ermöglicht, wenn offen, und eine Steuerung, die so programmiert ist, dass sie einen Traktionsbatterie-Wiederaufladevorgang in Reaktion auf ein Signal beendet, das anzeigt, dass die Zugangsklappe offen ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung, die ein Fahrzeugladesystem veranschaulicht;
2A ist eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform einer Ladebuchse für ein BEV oder PHEV;
2B ist eine isometrische Ansicht einer Verriegelungsvorrichtung, die an der Ladebuchse von 2A befestigt ist;
3 ist eine Seitenansicht, die eine erste Ausführungsform eines Steckers von einer externen Leistungsquelle und die Kopplung zwischen dem Stecker und der Ladebuchse von 2A veranschaulicht;
4A ist eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform der Ladebuchse für ein BEV oder PHEV;
4B ist eine isometrische Ansicht einer Verriegelungsvorrichtung, die an der Ladebuchse von 4A befestigt ist;
5 ist eine Seitenansicht, die eine zweite Ausführungsform eines Steckers von einer externen Leistungsquelle und die Kopplung zwischen dem Stecker und der Ladebuchse von 4A veranschaulicht;
6 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer Verriegelungsvorrichtung;
7 ist eine schematische Darstellung, welche die mechanische Verbindung zwischen einer Verriegelungsvorrichtung und einer mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung veranschaulicht; und
8A bis 8D veranschaulichen die mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung und eine Zugangsklappe zur mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung in offenen und geschlossenen Positionen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Es werden hierin Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten von bestimmten Komponenten darzustellen. Die spezifischen strukturellen und funktionalen Details, die hier offenbart werden, sollen daher nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weisen auszuüben ist. Wie für Durchschnittsfachleute zu erkennen ist, können verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen zu bilden, die nicht ausdrücklich veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Für bestimmte Anwendungen oder Implementierungen könnten jedoch verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale im Einklang mit den Lehren dieser Offenbarung gewünscht sein.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Fahrzeug 10 veranschaulicht. Das Fahrzeug 10 kann ein BEV oder ein PHEV sein. Das Fahrzeug 10 umfasst ein Ladesystem 12. Das Ladesystem 12 ist so ausgelegt, dass es das Wiederaufladen einer Fahrzeugbatterie 14 ermöglicht. Die Fahrzeugbatterie 14 kann eine Traktionsbatterie sein, die elektrische Leistung für einen Motor bereitstellt. Der Motor kann Antriebskraft für die Kraftübertragung und Räder des Fahrzeugs bereitstellen. Der Elektromotor kann außerdem als ein Generator zum Wiederaufladen der Batterie 14 fungieren, in welchem Fall er als Motor/Generator bezeichnet werden würde. Der Motor/Generator kann unter verschiedenen Umständen verwendet werden, um die Batterie 14 wiederaufzuladen. Zum Beispiel kann der Motor/Generator die Batterie 14 bei Regenerationsbremsung, durch Rückgewinnen von Antriebsenergie bei Bergabfahrt, wenn eine mit dem Motor/Generator verbundene Kraftmaschine den Motor/Generator dreht, oder jedes andere auf dem Fachgebiet bekannte Verfahren wiederaufladen, bei welchem ein Motor/Generator zum Wiederaufladen einer Batterie 14 in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug verwendet wird.
Das Ladesystem 12 umfasst außerdem eine Ladebuchse 16, die so ausgelegt ist, dass sie mit dem Stecker einer externen Leistungsquelle gekoppelt werden kann, um die Batterie 14 wiederaufzuladen. Das Ladesystem 12 kann außerdem eine Steuerung 18, wie beispielsweise eine On-board-Ladevorrichtung des Fahrzeugs, umfassen, die sowohl mit der Batterie 14 als auch mit der Ladebuchse 16 verbunden und in Kommunikation ist. Die Steuerung 18 ist so ausgelegt, dass sie verschiedene Funktionen des Ladesystems 12 überwacht und steuert. Zum Beispiel kann die Steuerung 18 verwendet werden, um das Laden der Batterie in Abhängigkeit von verschiedenen Faktoren auszuführen, zu regeln und zu beenden. Die verschiedenen Faktoren können den aktuellen Ladezustand der Batterie, die Ladeleistung der Batterie, Faktoren, die den Schutz der Komponenten und/oder Schaltungen des Ladesystems 12 (z. B. Überspannungsschutz) umfassen, oder Sicherheitsfaktoren (z. B. korrekte Verbindung zwischen der Ladebuchse 16 und dem Stecker der externen Leistungsquelle) umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein.
Die Ladebuchse 16 kann eine Verriegelungsvorrichtung (oder Verriegelung) umfassen, die verwendet wird, um einen Stecker einer externen Leistungsquelle während eines Batterie-Wiederaufladevorgangs an der Ladebuchse 16 zu sichern. Die Verriegelungsvorrichtung kann außerdem mit der Steuerung 18 verbunden oder in Kommunikation sein. Die Verriegelungsvorrichtung kann einen elektrischen Stellantrieb zum Wechseln der Verriegelungsvorrichtung zwischen verriegelten und entriegelten Zuständen, wenn aktiviert, und Aufrechterhalten des verriegelten oder entriegelten Zustands, wenn deaktiviert, umfassen. Eine mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 (auch als „mechanische Außerkraftsetzung“ oder „Freigabe“ bezeichnet) kann mit der Verriegelungsvorrichtung verbunden und so ausgelegt ein, dass sie den elektrischen Stellantrieb mechanisch außer Kraft setzt, um die Verriegelungsvorrichtung in den entriegelten Zustand zu wechseln. Die mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 kann erforderlich sein, um den Stecker der externen Leistungsquelle unter Umständen von der Ladebuchse 16 zu entkoppeln, wenn der elektrische Stellantrieb funktionsunfähig geworden ist und die Verriegelungsvorrichtung im verriegelten Zustand ist. Die mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 kann von der Ladebuchse 16 ausreichend beabstandet sein, um einen Sicherheitsabstand von einer Ladeverbindung bereitzustellen, wenn ein Benutzer versucht, die Verriegelungseinrichtung manuell außer Kraft zu setzen, um den Steckerbinder der externen Leistungsquelle von der Ladebuchse 16 zu entkoppeln.
Die mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 kann eine Zugangsklappe umfassen. Ein Sensor 22 kann so ausgelegt sein, dass er einen offenen oder geschlossenen Zustand der Zugangsklappe bestimmt. Der Sensor 22 kann außerdem mit der Steuerung 18 verbunden und in Kommunikation sein. Die Steuerung 18 kann so programmiert sein, dass sie einen Batterie-Wiederaufladevorgang in Reaktion auf den Empfang eines Signals beendet, das anzeigt, dass die Zugangsklappe in einer geöffneten Position ist. Die Verriegelungsvorrichtung und die mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 werden im Folgenden genauer erörtert.
Obwohl als eine Steuerung veranschaulicht, kann die Steuerung 18 Teil eines größeren Steuersystems sein und von verschiedenen anderen Steuerungen im ganzen Fahrzeug 10, wie beispielsweise einer Fahrzeugsystemsteuerung (VSC für engl. vehicle system controller) gesteuert werden. Es versteht sich daher von selbst, dass die Steuerung 18 und eine oder mehrere andere Steuerungen zusammen als eine „Steuerung“ bezeichnet werden können, welche verschiedene Funktionen des Fahrzeugs 10 und/oder der Stellantriebe in Reaktion auf Signale von verschiedenen Sensoren steuert. Die Steuerung 18 kann einen Mikroprozessor oder eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU für engl. central processing unit) in Kommunikation mit verschiedenen Typen von computerlesbaren Speichereinrichtungen oder -medien umfassen. Computerlesbare Speichereinrichtungen oder -medien können zum Beispiel flüchtige oder nichtflüchtige Speicher in Festwertspeicher (ROM für engl. read-only memory), Direktzugriffsspeicher (RAM für engl. random-access memory) und Erhaltungsspeicher (KAM für engl. keep-alive memory) umfassen. Ein KAM ist ein Dauer- oder nichtflüchtiger Speicher, der zum Speichern von verschiedenen Betriebsvariablen verwendet werden kann, während die CPU deaktiviert ist. Computerlesbare Speichereinrichtungen oder -medien können unter Verwendung einer Anzahl von bekannten Speichereinrichtungen implementiert sein, wie beispielsweise programmierbaren Festwertspeichern (PROMs für engl. programmable read-only memory), elektrisch programmierbaren Festwertspeichern (EPROMs für engl. electrically PROMs), elektrisch löschbaren Festwertspeichern (EEPROMs für engl. electrically erasable PROM), Flash-Speichern oder beliebigen anderen elektrischen, magnetischen, optischen oder kombinierten Speichereinrichtungen, die zum Speichern von Daten in der Lage sind, von welchen einige ausführbare Anweisungen darstellen und welche von der Steuerung beim Steuern des Fahrzeugs verwendet werden.
Unter Bezugnahme auf 2A, 2B und 3 sind erste Ausführungsformen einer Ladebuchse 24, eines Steckers 26 für eine externe Leistungsquelle 28 und einer Verriegelungsvorrichtung 30 veranschaulicht. Die Ladebuchse 24 umfasst Profilelemente und elektrische Verbindungen, die dafür bestimmt sind, mit entsprechenden Profilelementen und elektrischen Verbindungen des Steckers 26 zusammenzupassen. Das Profil der Ladebuchse 24 umfasst einen ersten Aufnahmeraum 32, der in mindestens eine passende Komponente 35 auf dem Stecker 26 eingreift, und einen Rampenabschnitt 34, der an einer Halteklammer 36 auf dem Stecker 26 angreift. Die Halteklammer 36 kann in eine gesenkte Position 38 vorgespannt und so ausgelegt sein, dass sie in eine angehobene Position 40 wechselt, wenn ein Benutzer eine Freigabetaste 42 auf dem Stecker 26 betätigt.
Der Stecker 26 kann in die Ladebuchse 24 eingeführt werden, während die Halteklammer 36 in der angehobenen Position 40 ist. Die Halteklammer 36 bewegt sich hinter den Rampenabschnitt 34, während sie in der angehobenen Position 40 ist. Sobald der Stecker 26 vollständig in die Ladebuchse 24 eingeführt wurde, kann dann die Freigabetaste 42 freigegeben werden, um die Halteklammer 36 in die gesenkte Position 38 zu wechseln. Die Spitze der Halteklammer 36 fällt in einen Hohlraum 44, der sich jenseits des Rampenabschnitts 34 befindet, und greift an einer Rückseite des Rampenabschnitts 34 an, um den Stecker 26 an der Ladebuchse 24 zu sichern. Der Stecker 26 kann aus der Ladebuchse 24 zurückgezogen werden, während die Halteklammer 36 in der angehobenen Position 40 ist.
Die Verriegelungsvorrichtung 30 ist mit der Ladebuchse 24 verbunden. Die Verriegelungsvorrichtung 30 wechselt zwischen einem entriegelten Zustand und einem verriegelten Zustand, um den Stecker 26 an der Ladebuchse 24 zu verriegeln oder davon zu entriegeln. Die Verriegelungsvorrichtung 30 umfasst einen Verriegelungsstift 46. Der Verriegelungsstift 46 ist außerhalb des ersten Aufnahmeraums 32 angeordnet, wenn in einer zurückgezogenen Position 48, und so ausgelegt, dass er in den ersten Aufnahmeraum 32 vorsteht, wenn in einer vorgerückten Position 50. Die Verriegelungsvorrichtung 30 kann einen elektrischen Stellantrieb umfassen, der den Verriegelungsstift 46 zwischen der zurückgezogenen Position 48 und der vorgerückten Position 50 vorrückt, wenn aktiviert, und die zurückgezogene Position 48 oder die vorgerückte Position 50 aufrechterhält, wenn deaktiviert. Der Verriegelungsstift 46 ist so ausgelegt, dass er den Stecker 26 an der Ladebuchse 24 verriegelt, wen in der vorgerückten Position 50, indem er verhindert, dass die Halteklammer 36 in die angehobene Position 40 wechselt, wenn die Spitze der Halteklammer 36 in den Hohlraum 44 hineinragt und an der Rückseite des Rampenabschnitts 34 angreift. Wenn der Verriegelungsstift 46 in der zurückgezogenen Position 48 ist, kann der Stecker 26 durch Betätigen der Freigabetaste 42 und Wechseln der Halteklammer 36 in die angehobene Position 40 frei in die Ladebuchse 24 eingeführt und daraus zurückgezogen werden.
Unter Bezugnahme auf 4A, 4B und 5 sind zweite Ausführungsformen einer Ladebuchse 52, eines Steckers 54 für eine externe Leistungsquelle 28 und einer Verriegelungsvorrichtung 56 veranschaulicht. Die Ladebuchse 52 umfasst Profildetails und elektrische Verbindungen, die dafür bestimmt sind, mit entsprechenden Profilelementen und elektrischen Verbindungen des Steckers 54 zusammenzupassen. Das Profil der Ladebuchse 52 umfasst einen ersten Aufnahmeraum 58, der in eine Gegenkomponente 60 am Stecker 54 eingreift.
Die Verriegelungsvorrichtung 56 ist mit der Ladebuchse 52 verbunden. Die Verriegelungsvorrichtung 56 wechselt zwischen einem entriegelten Zustand und einem verriegelten Zustand, um den Stecker 54 an der Ladebuchse 52 zu verriegeln oder zu entriegeln. Die Verriegelungsvorrichtung 56 umfasst einen Verriegelungsstift 62. Der Verriegelungsstift 62 ist außerhalb des ersten Aufnahmeraums 58 angeordnet, wenn in einer zurückgezogenen Position 64, und so ausgelegt, dass er in den ersten Aufnahmeraum 58 vorsteht, wenn in einer vorgerückten Position 66. Die Verriegelungsvorrichtung 56 kann einen elektrischen Stellantrieb umfassen, der den Verriegelungsstift 62 zwischen der zurückgezogenen Position 64 und der vorgerückten Position 66 vorrückt, wenn aktiviert, und die zurückgezogene Position 64 oder die vorgerückte Position 66 aufrechterhält, wenn deaktiviert. Der Verriegelungsstift 62 ist so ausgelegt, dass er den Stecker 54 an der Ladebuchse 52 verriegelt, indem er sich in ein Fenster 68 erstreckt, das sich auf der Gegenkomponente 60 des Steckers 54 befindet, wenn der Verriegelungsstift 62 in der vorgerückten Position 66 ist. Wenn der Verriegelungsstift 62 in der zurückgezogenen Position 64 ist, kann der Stecker 54 frei in die Ladebuchse 52 eingeführt oder daraus zurückgezogen werden.
Der Verriegelungsstift 62 wird derart positioniert, dass er mit einem Fenster 68 ausgerichtet wird, das sich auf einem Seitenabschnitt der Gegenkomponente 60 befindet. Der Verriegelungsstift 62 und das Fenster 68 können jedoch an andere jeweils ausgerichtete Stellen auf der Gegenkomponente 60 (oder anderen Gegenkomponenten) des Steckers 54 und der Ladebuchse 52 verlegt werden. Zum Beispiel kann sich das Fenster 68 auf der Oberseite der Gegenkomponente 60 befinden, während sich der Verriegelungsstift 56 auf der Oberseite der Ladebuchse 52 befindet, derart dass der Verriegelungsstift 62 nun mit dem Fenster 68 ausgerichtet wird, das sich auf der Oberseite der Gegenkomponente 60 befindet.
Die externe Leistungsquelle 28 kann ein Stromversorgungsnetz sein, das Energieerzeugungsanlagen, Batterien, Generatoren oder jede andere externe Leistungsquelle umfassen kann, die zum Wiederaufladen einer Batterie imstande ist. Die externen Leistungsquellen können elektrische Leistungsquellen sein, die entweder Gleichstrom oder Wechselstrom umfassen.
Die mechanischen und elektrischen Verbindungen zwischen den verschiedenen Ausführungsformen der Ladebuchse, des Steckers, der die Ladebuchse mit einer externen Leistungsquelle verbindet, und der Verriegelungsvorrichtung, die hierin beschrieben werden, sind als veranschaulichend zu verstehen und nicht als einschränkend zu interpretieren. Die Offenbarung ist so zu interpretieren, dass sie alle Elektrofahrzeug-Ladebuchsen umfasst, welche Verriegelungsvorrichtungen und die jeweiligen Stecker umfassen, welche die Elektrofahrzeug-Ladebuchsen mit einer externen Leistungsquelle verbinden.
Unter Bezugnahme auf 6 ist eine auseinandergezogene Ansicht einer Verriegelungsvorrichtung 70 dargestellt. Die Beschreibung der Verriegelungsvorrichtung 70 kann auch auf die beiden zuvor beschriebenen Verriegelungsvorrichtungen 30 und 56 angewendet werden. Die Verriegelungsvorrichtung 70 umfasst ein erstes Außengehäuse 72 und ein zweites Außengehäuse 74. Die Verriegelungsvorrichtung 70 umfasst außerdem einen Verriegelungsstift 76, der so ausgelegt ist, dass er zwischen zurückgezogenen und vorgerückten Positionen wechselt (die zurückgezogenen und vorgerückten Positionen des Verriegelungsstifts 76 können verriegelten und entriegelten Zuständen der Verriegelungsvorrichtung 70 entsprechen). Ein elektrischer Stellantrieb 78 kann verwendet werden, um den Verriegelungsstift 76 zwischen den zurückgezogenen und vorgerückten Positionen zu wechseln, wenn aktiviert, und die zurückgezogene oder vorgerückte Position aufrechtzuerhalten, wenn deaktiviert. Der elektrische Stellantrieb 78 kann aus einem elektrischen Solenoid, einem Elektromotor oder einem beliebigen anderen Typ von Stellantrieb bestehen, der zum Wechseln des Verriegelungsstifts 76 zwischen den zurückgezogenen und vorgerückten Positionen imstande ist. Ein elektrischer Anschluss 80 kann enthalten sein, um dem elektrischen Stellantrieb 78 Leistung zuzuführen und/oder eine Kommunikationsverbindung zwischen der Verriegelungsvorrichtung 70 und der Steuerung 18 bereitzustellen.
Die Verriegelungsvorrichtung 70 kann eine mechanische Verbindung 82 zwischen dem elektrischen Stellantrieb 78 und dem Verriegelungsstift 76 (wie beispielsweise einen Zahnradsatz) umfassen, um den Verriegelungsstift 76 zwischen den zurückgezogenen und vorgerückten Positionen zu wechseln. Die mechanische Verbindung kann Zahnräder (z. B. Zahnritzel, Kegelräder, Zahnsegmente, Zahnstangen usw.), Sperrklinken, Sperrräder, Wellen, Nocken, Federn oder andere Hardware umfassen, die so ausgelegt ist, dass sie den Verriegelungsstift vorrückt und zurückzieht, wenn der elektrischen Stellantrieb 78 aktiviert wird, und die zurückgezogene oder vorgerückte Position aufrechterhält, wenn der elektrische Stellantrieb 78 deaktiviert wird.
Die mechanischen und elektrischen Verbindungen zwischen den Komponenten der mechanischen Verbindung 82, dem elektrischen Stellantrieb 78 und dem Verriegelungsstift 76 der Verriegelungsvorrichtung 70, die hierin beschrieben werden, sind als veranschaulichend zu verstehen und nicht als einschränkend zu interpretieren. Diese Offenbarung sollte so interpretiert werden, dass sie alle Verriegelungsvorrichtungen umfasst, die einen Stellantrieb aufweisen.
Unter Bezugnahme auf 7 ist die Verbindung zwischen der mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 und der Verriegelungsvorrichtung 70 veranschaulicht. Die mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 kann einen Griff 84 umfassen, der mechanisch mit der Verriegelungsvorrichtung 70 verbunden ist, derart dass, wenn ein Benutzer am Griff 84 zieht, der Verriegelungsstift 76 aus der vorgerückten Position in die zurückgezogene Position wechselt (wobei auch die Verriegelungsvorrichtung 70 aus einem verriegelten Zustand in einen entriegelten Zustand wechselt). Die mechanische Verbindung kann ein Zugseil 86, wie beispielsweise einen Bowdenzug, umfassen, das den Griff 84 der mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 mit einem Freigabemechanismus 88 verbindet, der sich auf der Verriegelungsvorrichtung 70 befindet. Der Freigabemechanismus 88 kann ein Hebel, Schiebemechanismus oder eine beliebige andere Einrichtung sein, die es dem Verriegelungsstift 76 ermöglicht, aus der vorgerückten Position in die zurückgezogene Position zu wechseln. Zum Beispiel kann der Freigabemechanismus 88 mit einer Sperrklinke, einem Nocken oder einer anderen Komponente verbunden sein, die zum Verriegeln der mechanischen Verbindung 82 verwendet wird, die sich zwischen dem elektrischen Stellantrieb 78 und dem Verriegelungsstift 76 befindet, während gleichzeitig der Verriegelungsstift 76 mit einem Vorspannelement, wie beispielsweise einer Feder, verbunden ist, das den Verriegelungsstift 76 in der zurückgezogenen Position vorspannt. Die Aktivierung des Freigabemechanismus 88 kann die Komponente freigeben, welche die mechanische Verbindung 82 verriegelt, und es dem Vorspannelement ermöglichen, den Verriegelungsstift 76 zurückzuziehen.
Die mechanischen Verbindungen zwischen der mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 und der Verriegelungsvorrichtung 70, die hierin beschrieben werden, sind als veranschaulichend zu verstehen und nicht als einschränkend zu interpretieren. Diese Offenbarung sollte so interpretiert werden, dass sie alle Systeme umfasst, die eine Verriegelungsvorrichtung, einen Stellantrieb zum Wechseln der Verriegelungsvorrichtung zwischen verriegelten und entriegelten Zuständen und eine mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung aufweisen, die so ausgelegt ist, dass sie den Stellantrieb außer Kraft setzt, um die Verriegelungsvorrichtung aus einem verriegelten Zustand in einen entriegelten Zustand zu wechseln.
Unter Bezugnahme auf 8A, 8B, 8C und 8D ist die mechanische Außerkraftsetzung 20 genauer veranschaulicht. Eine Zugangsklappe 90 ist so angeordnet, dass sie die mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 verbirgt, wenn in einer geschlossenen Position, und Zugang zur mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 ermöglicht, wenn in einer offenen Position. Der Sensor 22 ist so ausgelegt, dass er eine offene oder geschlossene Position der Zugangsklappe 90 bestimmt. Die Steuerung 18 kann mit dem Sensor 22 in Kommunikation und so ausgelegt sein, dass sie einen Batterie-Wiederaufladevorgang in Reaktion auf ein Signal vom Sensor 22 beendet, das anzeigt, dass die Zugangsklappe in der offenen Position ist. Der Sensor 22 kann aus einem Begrenzungsschalter, einem Mikroschalter, einem Näherungsschalter oder einer beliebigen anderen Vorrichtung bestehen, die zum Bestimmen der offenen oder geschlossenen Position der Zugangsklappe 90 imstande ist.
8A ist eine Vorderansicht der mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 mit der Zugangsklappe 90 in der geschlossenen Position, welche die mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 verbirgt. Ein intuitives Logo 92 ist an der Front der Zugangsklappe 90 angebracht, um einem Benutzer zu helfen, die Funktion der mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 zu erkennen.
8B ist eine Seitenansicht der mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 mit der Zugangsklappe 90 in der geschlossenen Position. Der Sensor 22 ist so dargestellt, dass er mit der Steuerung 18 in Kommunikation ist. Bei dieser Anordnung sollte der Sensor 22 eine geschlossene Position der Zugangsklappe 90 bestimmen. Die Steuerung 18 sollte einen Batterie-Wiederaufladevorgang nicht beenden, da die Zugangsklappe 90 in der geschlossenen Position ist.
8C ist eine Vorderansicht der mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 mit der Zugangsklappe 90 in der offenen Position. Der Griff 84 der mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung 20 ist freigelegt und für einen Benutzer zugänglich, wenn die Zugangsklappe 90 in der offenen Position ist.
8D ist eine Seitenansicht der mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung mit der Zugangsklappe in der offenen Position. Der Sensor 22 ist so dargestellt, dass er mit der Steuerung 18 in Kommunikation ist. Bei dieser Anordnung sollte der Sensor 22 eine offene Position der Zugangsklappe 90 bestimmen, und es sollte ein Signal an die Steuerung 18 gesendet werden, das die offene Position der Zugangsklappe 90 kommuniziert. Die Steuerung 18 sollte einen Batterie-Wiederaufladevorgang basierend auf dem vom Sensor 22 empfangenen Signal, dass die Zugangsklappe 90 in der offenen Position ist, beenden.
Die in der Spezifikation verwendeten Ausdrücke sind beschreibende statt einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich von selbst, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzbereich der Offenbarung abzuweichen. Wie bereits erwähnt, können die Merkmale von verschiedenen Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht werden. Für Durchschnittsfachleute ist zu erkennen, dass, obwohl verschiedene Ausführungsformen so hätten beschrieben werden können, dass sie gegenüber anderen Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehrere gewünschte Charakteristiken Vorteile bereitstellen oder bevorzugt werden, auf ein oder mehr Merkmale oder eine oder mehr Charakteristiken verzichtet werden kann, um gewünschte Gesamtsystemeigenschaften zu erreichen, welche von der spezifischen Anwendung und Implementierung abhängen. Diese Eigenschaften können Kosten, Festigkeit, Haltbarkeit, Lebenszykluskosten, Vermarktbarkeit, Erscheinung, Verpackung, Größe, Gebrauchstauglichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, leichte Montage usw. umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein. Entsprechend liegen Ausführungsformen, die als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Implementierungen des Standes der Technik in Bezug auf eine oder mehr Charakteristiken beschrieben wurden, nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Es ist ferner beschrieben:

A. Fahrzeugladesystem, umfassend: eine Ladebuchse, die so ausgelegt ist, dass sie mit einem Stecker einer externen Leistungsquelle gekoppelt wird, um eine Batterie wiederaufzuladen; eine Verriegelung, die so ausgelegt ist, dass sie den Stecker an der Ladebuchse sichert, wenn in einem verriegelten Zustand; einen Stellantrieb, der so ausgelegt ist, dass er die Verriegelung zwischen dem verriegelten Zustand und einem entriegelten Zustand wechselt, wenn aktiviert, und den verriegelten oder entriegelten Zustand aufrechterhält, wenn deaktiviert; und eine mechanische Außerkraftsetzung, die so ausgelegt ist, dass sie die Verriegelung entriegelt.
B. Fahrzeugladesystem nach A, wobei der Stellantrieb ein elektrisches Solenoid ist, das so ausgelegt ist, dass es einen Verriegelungsstift zwischen einer vorgerückten Position und einer zurückgezogenen Position vorrückt.
C. Fahrzeugladesystem nach A, wobei der Stellantrieb ein Elektromotor ist, der so ausgelegt ist, dass er einen Verriegelungsstift zwischen einer vorgerückten Position und einer zurückgezogenen Position vorrückt.
D. Fahrzeugladesystem nach A, wobei die mechanische Außerkraftsetzung ferner einen Griff umfasst, und die Verriegelung so ausgelegt ist, dass sie aus dem verriegelten Zustand in den entriegelten Zustand wechselt, wenn ein Benutzer am Griff zieht.
E. Fahrzeugladesystem nach D, ferner umfassend ein Zugseil, das den Griff mechanisch mit der Verriegelung verbindet.
F. Fahrzeug, umfassend: eine Ladebuchse, die so ausgelegt ist, dass sie mit einem Stecker einer externen Leistungsquelle gekoppelt wird, um eine Batterie wiederaufzuladen; eine Verriegelung, die so ausgelegt ist, dass sie den Stecker an der Ladebuchse sichert; einen elektrischen Stellantrieb, der so ausgelegt ist, dass er die Verriegelung zwischen einem verriegelten Zustand und einem entriegelten Zustand wechselt, wenn aktiviert, und den verriegelten oder entriegelten Zustand aufrechterhält, wenn deaktiviert; und eine mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung, die so ausgelegt ist, dass sie die Verriegelung in den entriegelten Zustand wechselt.
G. Fahrzeug nach F, wobei der Stellantrieb ein elektrisches Solenoid ist, das so ausgelegt ist, dass es einen Verriegelungsstift zwischen einer vorgerückten Position und einer zurückgezogenen Position vorrückt.
H. Fahrzeug nach F, wobei der Stellantrieb ein Elektromotor ist, der so ausgelegt ist, dass er einen Verriegelungsstift zwischen einer vorgerückten Position und einer zurückgezogenen Position vorrückt.
I. Fahrzeug nach F, wobei die mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung von der Ladebuchse beabstandet ist.
J. Fahrzeug nach F, ferner umfassend eine Zugangsklappe, die so angeordnet ist, dass sie die mechanische Verriegelungsaußerkraftsetzung verbirgt, wenn geschlossen, und Zugang zur mechanischen Verriegelungsaußerkraftsetzung ermöglicht, wenn offen.
K. Fahrzeug nach J, wobei die mechanische Außerkraftsetzung ferner einen Griff umfasst, und wobei die Verriegelung so ausgelegt ist, dass sie entriegelt wird, wenn ein Benutzer am Griff zieht.
L. Fahrzeug nach K, ferner umfassend ein Zugseil, das den Griff mechanisch mit der Verriegelung verbindet.
M. Fahrzeug nach J, ferner umfassend eine Steuerung, die so programmiert ist, dass sie in Reaktion auf ein Signal, das anzeigt, dass die Zugangsklappe offen ist, einen Batterie-Wiederaufladevorgang beendet.
N. Elektrofahrzeug, umfassend: eine Ladebuchse, die so ausgelegt ist, dass sie mit einem Stecker einer externen Leistungsquelle gekoppelt wird, um eine Traktionsbatterie wiederaufzuladen; eine Verriegelung, die so ausgelegt ist, dass sie den Stecker an der Ladebuchse sichert, wenn in einem verriegelten Zustand; einen elektrischen Stellantrieb, der so ausgelegt ist, dass er die Verriegelung zwischen dem verriegelten und einem entriegelten Zustand wechselt, wenn aktiviert, und den verriegelten oder entriegelten Zustand aufrechterhält, wenn deaktiviert;
eine Freigabe, die so ausgelegt ist, dass sie den elektrischen Stellantrieb mechanisch außer Kraft setzt, um die Verriegelung aus dem verriegelten Zustand in den entriegelten Zustand zu wechseln; eine Zugangsklappe, die so angeordnet ist, dass sie die mechanische Freigabe verbirgt, wenn geschlossen, und Zugang zur mechanischen Freigabe ermöglicht, wenn offen, und eine Steuerung, die so programmiert ist, dass sie in Reaktion auf ein Signal, das anzeigt, dass die Zugangsklappe offen ist, einen Traktionsbatterie-Wiederaufladevorgang beendet.
O. Fahrzeug nach N, wobei die Freigabe ferner einen Griff umfasst, und wobei die Verriegelung so ausgelegt ist, dass sie aus dem verriegelten Zustand in den entriegelten Zustand wechselt, wenn ein Benutzer am Griff zieht.
P. Fahrzeug nach O, ferner umfassend ein Zugseil, das den Griff mechanisch mit der Verriegelung verbindet.

Claims

Fahrzeugladesystem, umfassend: eine Ladebuchse, die so ausgelegt ist, dass sie mit einem Stecker einer externen Leistungsquelle gekoppelt wird, um eine Batterie wiederaufzuladen; eine Verriegelung, die so ausgelegt ist, dass sie den Stecker an der Ladebuchse sichert, wenn in einem verriegelten Zustand; einen Stellantrieb, der so ausgelegt ist, dass er die Verriegelung zwischen dem verriegelten Zustand und einem entriegelten Zustand wechselt, wenn aktiviert, und den verriegelten oder entriegelten Zustand aufrechterhält, wenn deaktiviert; und eine mechanische Außerkraftsetzung, die so ausgelegt ist, dass sie die Verriegelung entriegelt.
Fahrzeugladesystem nach Anspruch 1, wobei der Stellantrieb ein elektrisches Solenoid ist, das so ausgelegt ist, dass es einen Verriegelungsstift zwischen einer vorgerückten Position und einer zurückgezogenen Position vorrückt.
Fahrzeugladesystem nach Anspruch 1, wobei der Stellantrieb ein Elektromotor ist, der so ausgelegt ist, dass er einen Verriegelungsstift zwischen einer vorgerückten Position und einer zurückgezogenen Position vorrückt.
Fahrzeugladesystem nach Anspruch 1, wobei die mechanische Außerkraftsetzung ferner einen Griff umfasst, und die Verriegelung so ausgelegt ist, dass sie aus dem verriegelten Zustand in den entriegelten Zustand wechselt, wenn ein Benutzer am Griff zieht.
Fahrzeugladesystem nach Anspruch 4, ferner umfassend ein Zugseil, das den Griff mechanisch mit der Verriegelung verbindet.