DE102016224160A1 - Kraftfahrzeug mit einem Ladekabel - Google Patents

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Abstract

Kraftfahrzeug (1), aufweisend eine über eine Ladeeinrichtung (4) von einer externen elektrischen Energiequelle ladbare Batterie (3), wobei die Verbindung zwischen der Ladeeinrichtung (4) und der externen elektrischen Energiequelle mittels eines Ladekabels (7) hergestellt wird, wobei das mit der Ladeeinrichtung (4) verbundene Ladekabel (7) von einer in dem Kraftfahrzeug (1) fest verbauten Kabeltrommel (5) abrollbar ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine über eine Ladeeinrichtung von einer externen elektrischen Energiequelle ladbare Batterie, wobei die Verbindung zwischen der Ladeeinrichtung und der externen elektrischen Energiequelle mittels eines Ladekabels hergestellt wird.
  • Kraftfahrzeuge mit einer ladbaren Batterie, üblicherweise einer Hochspannungsbatterie, wurden im Stand der Technik bereits vorgeschlagen. Bekannt sind zum einen reine Elektrokraftfahrzeuge, bei denen beispielsweise ein Elektromotor aus der Batterie gespeist werden kann. Jedoch auch aus dem Bereich der Hybridkraftfahrzeuge, die insbesondere neben dem Elektromotor auch einen Verbrennungsmotor aufweisen, ist es bekannt, die dem Elektromotor zugeordnete Batterie über eine externe Energiequelle zu laden. Derartige Hybridkraftfahrzeuge werden auch als Plug in-Hybriden bezeichnet.
  • Um das Laden der Batterie aus einer externen Energiequelle außerhalb des Kraftfahrzeugs, beispielsweise einer Ladesäule, zu ermöglichen, weist das Kraftfahrzeug eine Ladeeinrichtung auf, die die elektrische Energie der externen Energiequelle in eine zum Laden der Batterie geeignete Form umsetzt und den Ladebetrieb steuert. Um die Ladeeinrichtung mit der externen Energiequelle zu verbinden, wird üblicherweise ein Ladekabel verwendet, welches zwei Stecker aufweist. Einer dieser Stecker wird in einem kraftfahrzeugseitigen Steckplatz eingesteckt, der andere Stecker in einen Steckplatz der externen Energiequelle. Damit ist eine leitende Verbindung hergestellt, über die die Batterie des Kraftfahrzeugs geladen werden kann.
  • Um das Kraftfahrzeug auch unterwegs an externen Energiequellen, beispielsweise Ladesäulen, laden zu können, ist das Ladekabel im Kraftfahrzeug mitzuführen. Hierzu ist es bekannt, das Ladekabel durch den Nutzer zusammenzuwickeln und an einem beliebigen Ort im Kraftfahrzeug zu verstauen. Dabei ist jedoch problematisch, dass das Ladekabel ein schlecht zu verstauendes und mit anderen Ladegütern wechselwirkendes Ladegut ist. Beispielsweise kann es beim Ladekabel selbst zu Verknotungen kommen und/oder es können Verhedderungen mit anderen Ladegütern auftreten. Zudem kann es vorkommen, dass das Ladekabel an seinem Verstauort verklemmt. Nachdem der Unterbringungsort beliebig ist, existiert kein sicherer und gelernter Bereich im Kraftfahrzeug für eine optimale Unterbringung. Problematisch ist auch, dass das Ladekabel lose vorgesehen ist, so dass das Risiko besteht, dass das Ladekabel nach einem Ladevorgang vergessen wird und somit verloren geht.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Möglichkeit zur Unterbringung eines Ladekabels in einem Kraftfahrzeug anzugeben.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Kraftfahrzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass das mit der Ladeeinrichtung verbundene Ladekabel von einer in dem Kraftfahrzeug fest verbauten Kabeltrommel abrollbar ist.
  • Erfindungsgemäß wird mithin vorgeschlagen, das Kraftfahrzeug mit einer Kabeltrommel zu versehen, auf der das Ladekabel im Lagerungszustand aufgerollt ist. Ein Ende des Ladekabels ist hierbei grundsätzlich und dauerhaft an die Ladeeinrichtung angeschlossen, so dass einer der Steckvorgänge beim Einleiten eines Ladevorgangs entfällt. Soll nun ein Ladevorgang stattfinden, kann das Ladekabel von der Kabeltrommel bis zu der benötigten Länge abgewickelt werden, wobei dann ein entsprechender Stecker des Ladekabels an dem freien, abwickelbaren Ende des Ladekabels in einen entsprechenden Steckplatz an der externen Energiequelle, beispielsweise einer Ladesäule oder einer Wallbox, eingesteckt werden kann. Die Kabeltrommel für das Ladekabel ermöglicht dabei eine definierte, ordentliche, verhedderungs- und verknotungsfreie Lagerung des Ladekabels innerhalb des Kraftfahrzeugs. Dem Nutzer ist immer bekannt, wo das Ladekabel zu finden ist. Nachdem das Ladekabel somit einen mittels der Kabeltrommel fest installierten Teil des Kraftfahrzeugs darstellt, kann ein Verlust des Ladekabels bei einem Ladevorgang nicht mehr auftreten. Es entsteht zudem durch Verwendung einer Kabeltrommel ein optisch ordentliches Erscheinungsbild. Es ist ein schnelles Entrollen und Aufrollen des Ladekabels ohne eine Verknotungsgefahr gegeben.
  • Eine zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Erfindung sieht vor, dass die Kabeltrommel in einem Motorraum oder einem Kofferraum des Kraftfahrzeugs verbaut ist. Während es grundsätzlich selbstverständlich auch denkbar ist, einen Verbau der Kabeltrommel bei entsprechend vorhandenem Bauraum seitlich am Kraftfahrzeug vorzusehen, so dass das Ladekabel beispielsweise im Bereich ausziehbar ist, in dem bei herkömmlichen Kraftfahrzeugen die Tanköffnung zu finden ist, hat die Praxis gezeigt, dass Kraftfahrzeuge bei externen Energiequellen meist mit der Front oder dem Heck zu der Energiequelle hin aufgestellt werden, so dass eine Anordnung im Kofferraum oder im Motorraum diesbezüglich deutliche Vorteile zeitigt, da eine kürzere Strecke durch das Ladekabel überbrückt werden muss und keine umständliche Kabelführung um Teile des Kraftfahrzeugs herum erforderlich ist.
  • Vorzugsweise kann die Kabeltrommel versenkt in oder unter einer Oberfläche, insbesondere einem Kofferraumboden und/oder einer Oberfläche eines Verkleidungsteils des Motorraums, angeordnet sein. Insbesondere bei einem Verbau im Motorraum oder im Kofferraum ist es zweckmäßig, die Kabeltrommel versenkt in einer Oberfläche, beispielsweise dem Kofferraumboden vorzusehen, insbesondere derart, dass die Oberseite der Kabeltrommel im Wesentlichen bündig mit der Oberfläche abschließt. Ähnlich wie bei einem Kofferraumboden kann auch innerhalb eines Motorraums verfahren werden, dort insbesondere bezüglich eines Verkleidungsteils beziehungsweise Abdeckteils. Dies bietet nicht nur optische Vorteile, sondern auch die Option zur weiteren Nutzung der entsprechenden Oberflächen, insbesondere im Fall des Kofferraums.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann das Vorhandensein der Oberfläche, in der die Kabeltrommel versenkt ist, genutzt werden, indem die Oberfläche eine Aufnahme für einen an der externen Energiequelle einsteckbaren Stecker des Ladekabels aufweist. Auf diese Weise kann auch der Stecker als Angriffspunkt für das Ladekabel platzsparend und insbesondere möglichst bündig abschließend mit der Oberfläche verstaut werden. Die Aufnahme kann in besonders vorteilhafter Weise als eine Rast- und/oder Klemmhalterung für den Stecker ausgebildet sein. Auf diese Weise wird der Stecker in der Aufnahme stabil fixiert, so dass ein Verrutschen und/oder ein störendes Klappern während einer Fahrt mit dem Kraftfahrzeug vermieden werden kann.
  • In diesem Zusammenhang ist es auch zweckmäßig, wenn der Rast- und/oder Klemmhalterung ein vorzugsweise mechanisch wirkendes Bedienelement zur Freigabe des Steckers zugeordnet ist. Ein solches Bedienelement kann beispielsweise Vorsprünge, unter denen der Stecker rastend und/oder klemmend gehaltert ist, zurückziehen, wobei die Aufnahme bevorzugt bodenseitig dann auch ein Rückstellelement, beispielsweise umfassend eine Feder, aufweisen kann, die den Stecker bei Zurückziehen der Vorsprünge aus der Aufnahme greifbar anhebt. Soll der Stecker wieder in die Aufnahme eingesetzt werden, wird er gegen die Kraft der bevorzugt wenigstens teilweise auch mittels eines Rückstellelements, gegen das das Bedienelement beispielsweise verschiebbar wirkt, gehalterten Vorsprünge und das bodenseitige Rückstellelement eingeführt, bis die Vorsprünge mittels des ihnen zugeordneten Rückstellelements rastend über ihn greifen und den Stecker so stabil und bewegungsfrei halten. Selbstverständlich sind auch andere, grundsätzlich bekannte Mittel denkbar, um eine derartige Rast- und/oder Klemmhalterung zu realisieren.
  • Vorzugsweise kann die Aufnahme einen bis auf eine Einsteckseite umschlossenen Schutzbereich für Kontaktelemente beziehungsweise Pins des Steckers aufweisen. Auf diese Weise bildet die Aufnahme, insbesondere bei Vorsehen einer Rast- oder Klemmhalterung, eine Art „Halterungsbuchse“, in der insbesondere die Kontaktelemente beziehungsweise Pins des Steckers geschützt in einen Schutzbereich einragen.
  • In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist die Kabeltrommel eine Kurbel zum Auf- und/oder Abrollen des Ladekabels auf. Während es zwar grundsätzlich denkbar ist, das Auf- und/oder Abrollen durch Rückstelleinrichtungen und/oder einen insbesondere elektrischen Aktor, beispielsweise einen Motor, zu unterstützen und/oder durchzuführen, ist es erfindungsgemäß bevorzugt, eine mechanische Lösung mit einer Kurbel insbesondere zum Aufrollen des Ladekabels heranzuziehen, da dann zum einen die Gesamtkomplexität des Ladefachs für das Ladekabel gering gehalten wird, zum anderen aber auch ungewollte Effekte durch ein automatisch bewegtes Ladekabel, beispielsweise ein Auspeitschen und/oder eine ungezielte Bewegung, bei der Beschädigungen auftreten können, vermieden werden.
  • Mit besonderem Vorteil ist hierbei vorgesehen, dass die Kurbel ausklappbar oder über eine Koppeleinrichtung an die Kabeltrommel ankoppelbar ist, wobei bei einer lösbaren Kurbel diese insbesondere in einer Aufnahme der Kabeltrommel, die als Klemm- und/oder Rasthalterung ausgebildet ist, lagerbar ist. Bevorzugt wird hier eine ausklappbare Kurbel nach Art einer Bajonettkurbel verwendet, die beispielsweise über einen mittels eines Gelenks an der Kabeltrommel befestigten Hebel verfügen kann, an dem wiederum über ein weiteres Gelenk der Handgriff ausklappbar angekoppelt ist. Von einer insbesondere mittig an einer Seite der Kabeltrommel vorgesehenen, eingeklappten Ruheposition, bei der der Bediengriff zwischen dem Hebel und der Kabeltrommel und/oder in dem Hebel versenkt angeordnet ist, kann zunächst der Hebel um 180° nach außen geklappt werden, so dass nun der Bediengriff auf der Außenseite zum Liegen kommt. Der Bediengriff wird sodann mittels des weiteren Gelenks um 90° aufgestellt, um die Kurbel in Bedienposition zu bringen. Der Nutzer kann nun die Kurbel, insbesondere zum Aufrollen des Ladekabels, bedienen. Danach lässt sich die Kurbel einfach wieder einklappen und somit platzsparend an der Seite der Kabeltrommel verstauen.
  • Bevorzugt ist es ferner, wenn die Kabeltrommel ein Übersetzungsgetriebe zwischen der Kurbel und einer drehbaren Ladekabelrolle aufweist. Auf diese Weise wird es ermöglicht, mit wenigen Umdrehungen der Kurbel auch große Längen des Ladekabels auf der Kabeltrommel aufzurollen, wo beispielsweise vorgesehen sein kann, dass zwei bis drei Umdrehungen ausreichend sind, um die gesamte Länge des Ladekabels wieder einzurollen. Dies ist weiterhin dem Bedienkomfort zuträglich.
  • Alternativ oder zusätzlich zur bevorzugten Verwendung einer Kurbel kann auch vorgesehen sein, dass die Kabeltrommel über einen Motor zum automatischen Auf- und/oder Abrollen des Ladekabels betreibbar ist und/oder die Kabeltrommel mittels einer Rückstelleinrichtung zu einem aufgerollten Zustand des Ladekabels hin vorbelastet ist, wobei eine Sperreinrichtung mit zugeordnetem Freigabebedienelement zum Halten eines ausgezogenen Abschnitts des Ladekabels gegen die Rückstellkraft vorgesehen ist. Auch einem Motor kann hier selbstverständlich ein geeignetes Bedienelement zugeordnet sein, über das dann bevorzugt auch Auf- und Abrollgeschwindigkeit einstellbar sein können. Ein gegen eine Rückstellkraft ausziehbares Ladekabel kann ähnlich, wie es beispielsweise bei Staubsaugern bekannt ist, realisiert werden, wobei derartiges weniger bevorzugt wird, da es durch die nicht kontrollierte automatische Bewegung des Ladekabels zu ungewollten Effekten kommen kann.
  • In einer Weiterbildung kann zudem vorgesehen sein, das die Kabeltrommel in einem durch eine Abdeckung verschließbaren Ladefach des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Ist beispielsweise eine Anordnung im Kofferraum des Kraftfahrzeugs vorgesehen, kann eine Abdeckung zweckmäßig sein, um einen einheitlichen Kofferraumboden bereitzustellen. Bei einer Anordnung im Motorraum kann die Motorhaube selbst als Abdeckung dienen.
  • Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:
    • 1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs,
    • 2 ein insbesondere in einem Motorraum angeordnetes Ladefach in einer ersten Ausgestaltung,
    • 3 eine Detailskizze einer Aufnahme für den Stecker,
    • 4 eine Illustration eines ersten Schritts zum Ausklappen einer Kurbel,
    • 5 eine Illustration eines Zwischenzustands beim Ausklappen einer Kurbel,
    • 6 eine Illustration der Kurbel in Bedienposition, und
    • 7 eine zweite Ausgestaltung eines Ladefachs.
  • 1 zeigt eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 1. Das Kraftfahrzeug 1 ist als ein Elektrokraftfahrzeug oder ein Plugin-Hybridkraftfahrzeug ausgebildet, weist mithin einen Elektromotor 2 auf, der über eine Batterie 3, hier eine Hochspannungsbatterie, gespeist werden kann. Die Batterie 3 ist wiederaufladbar, wozu das Kraftfahrzeug 1 eine Ladeeinrichtung 4, wie grundsätzlich bekannt, aufweist. Die Ladeeinrichtung 4 ist fest mit einem auf einer Kabeltrommel 5 eines Ladefachs 6 aufgerollten Ladekabel 7 verbunden, an dessen freien Ende ein Stecker 8 vorgesehen ist, der in einen entsprechenden Steckplatz einer externen Energiequelle (nicht gezeigt), beispielsweise einer Ladesäule, eingesteckt werden kann. Das Ladefach 6 mit der Ladetrommel 5 ist hierbei bevorzugt im Motorraum oder im Kofferraum des Kraftfahrzeugs 1 vorgesehen.
  • 2 zeigt eine erste Ausgestaltung eines Ladefachs 6, das vorliegend in einem Motorraum 9 des Kraftfahrzeugs 1 angeordnet ist, der durch eine Motorhaube 10 als Abdeckung geschlossen werden kann. Dabei ist die Kabeltrommel 5 ersichtlich in einer Kabeltrommelaufnahme versenkt derart angeordnet, dass ihre Oberfläche im Wesentlichen mit der sie umgebenden Oberfläche 11 bündig abschließt.
  • Der Stecker 8 ist hierbei in einer Aufnahme 12, die als Rast- und Klemmhalterung ausgebildet ist und in 3 genauer gezeigt wird, gehaltert. Die Aufnahme 12 weist einen Schutzbereich 13 für die Kontaktelemente beziehungsweise Pins 14 des Steckers 8 auf, der mithin nur zu einer Einsteckseite hin offen ist und die Kontaktelemente beziehungsweise Pins 14 schützt. Gegen die Rückstellkraft eines hier nur angedeuteten, bodenseitigen Rückstellelements 15 wird der Stecker 8 durch Vorsprünge 16 gehaltert. Wenigstens einer der Vorsprünge 16 ist mittels eines Freigabebedienelements 17 gegen die Rückstellkraft eines weiteren Rückstellelements 18 den Stecker 8 freigebend verschiebbar, so dass bei Verschieben des Bedienelements 17 in 3 nach links der Stecker 8 mittels des Rückstellelements 15 aus der Aufnahme 12 freigegeben wird. Zum Einsetzen des Steckers 8 in die Aufnahme 12 weisen die Vorsprünge 17 abgerundete Oberflächen auf, so dass der wenigstens eine bewegbare Vorsprung 16 gegen die Kraft des weiteren Rückstellelements 18 zurückgeschoben wird und der Stecker 8 rastend gegen die Rückstellkraft des Rückstellelements 15 in die Aufnahme 12 eingebracht werden kann.
  • Bei entnommenen Stecker 8 kann das Ladekabel 7 einfach von der Kabeltrommel 5 durch Ziehen abgerollt werden, bis eine hinreichende Länge zur Verbindung mit der externen Energiequelle freigegeben wurde. Zum Wiederaufrollen des Ladekabels 7 weist die Kabeltrommel 5 in einer Aufnahme an ihrer Oberseite eine hier im eingeklappten Zustand gezeigte, bajonettartige Kurbel 19 auf, deren Funktion im Hinblick auf die 4 bis 6 genauer erläutert werden soll.
  • Ersichtlich weist die einklappbare Kurbel 19 einen Hebel 20 auf, der über ein Gelenk 21 an der Kurbelseite schwenkbar befestigt ist. Auf diese Weise kann der Hebel 20, wie der Pfeil 22 andeutet, ausgeklappt werden. An dem Hebel 20 ist über ein weiteres Gelenk 23 ein Bediengriff 24 schwenkbar gelagert. Wie 5 im weiteren Verlauf des Ausklappvorgangs zeigt, kann der Bediengriff 24 gemäß dem Pfeil 25 um 90° gegenüber dem Hebel 20 ausgeklappt werden. Gemäß dem Pfeil 26 kann der Hebel selber um 180° verschwenkt werden, bis die in 6 gezeigte Endstellung erreicht ist. In dieser kann der Benutzer am Bediengriff 24 angreifen, um gemäß dem Pfeil 27 die Kabeltrommel 5 oder zumindest eine drehbare Ladekabelrolle zu drehen. Dabei kann zweckmäßig ein hier nicht näher gezeigtes Übersetzungsgetriebe zwischen der Kurbel 19 und der drehbaren Ladekabelrolle vorgesehen sein.
  • 7 zeigt schließlich eine weitere denkbare Ausgestaltung des Ladefachs 6. Diese entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung nach 2, nur dass im vorliegenden Fall keine Kurbel 19 an der Kabeltrommel 5 vorgesehen ist, sondern diese mittels einer hier nicht näher gezeigten Rückstelleinrichtung zu einem aufgerollten Zustand des Ladekabels 7 hin vorbelastet ist, wobei eine Sperreinrichtung, angedeutet bei 28, einen ausgezogenen Abschnitt des Ladekabels 7 gegen die Rückstellkraft halten kann. Über ein Freigabebedienelement 29 kann die Sperreinrichtung 28 gelöst werden, so dass das Ladekabel 7 automatisch durch die Rückstellkraft wieder auf die Kabeltrommel 5 aufgerollt wird.

Claims (10)

  1. Kraftfahrzeug (1), aufweisend eine über eine Ladeeinrichtung (4) von einer externen elektrischen Energiequelle ladbare Batterie (3), wobei die Verbindung zwischen der Ladeeinrichtung (4) und der externen elektrischen Energiequelle mittels eines Ladekabels (7) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das mit der Ladeeinrichtung (4) verbundene Ladekabel (7) von einer in dem Kraftfahrzeug (1) fest verbauten Kabeltrommel (5) abrollbar ist.
  2. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeltrommel (5) in einem Motorraum (9) oder einem Kofferraum des Kraftfahrzeugs (1) verbaut ist.
  3. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeltrommel (5) versenkt in oder unter einer Oberfläche (11), insbesondere einem Kofferraumboden und/oder einer Oberfläche (11) eines Verkleidungsteils des Motorraums (9), angeordnet ist.
  4. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (11) eine Aufnahme (12) für einen an der externen Energiequelle einsteckbaren Stecker (8) des Ladekabels (7) aufweist.
  5. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (12) als eine Rast- und/oder Klemmhalterung für den Stecker (8) ausgebildet ist, wobei insbesondere der Rast- und/oder Klemmhalterung ein vorzugsweise mechanisch wirkendes Bedienelement (17) zur Freigabe des Steckers (8) zugeordnet ist.
  6. Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeltrommel (5) eine Kurbel (19) zum Auf- und/oder Abrollen des Ladekabels (7) aufweist.
  7. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurbel (19) ausklappbar oder über eine Koppeleinrichtung an die Kabeltrommel (5) ankoppelbar ist, wobei bei einer lösbaren Kurbel (19) diese insbesondere in einer Aufnahme der Kabeltrommel (5), die als Klemm- und/oder Rasthalterung ausgebildet ist, lagerbar ist.
  8. Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeltrommel (5) ein Übersetzungsgetriebe zwischen der Kurbel (19) und einer drehbaren Ladekabelrolle aufweist.
  9. Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeltrommel (5) über einen Motor zum automatischen Auf- und/oder Abrollen des Ladekabels (7) betreibbar ist und/oder die Kabeltrommel (5) mittels einer Rückstelleinrichtung zu einem aufgerollten Zustand des Ladekabels (7) hin vorbelastet ist, wobei eine Sperreinrichtung (28) mit zugeordnetem Freigabebedienelement (29) zum Halten eines ausgezogenen Abschnitts des Ladekabels (7) gegen die Rückstellkraft vorgesehen ist.
  10. Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kabeltrommel (5) in einem durch eine Abdeckung (10) verschließbaren Ladefach (6) des Kraftfahrzeugs (1) angeordnet ist.
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