DE102018123314A1

DE102018123314A1 - Ladekabelseitiger Ladestecker

Info

Publication number: DE102018123314A1
Application number: DE102018123314.0A
Authority: DE
Inventors: Simon Schulze; Ralf Oestreicher
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2018-09-21
Filing date: 2018-09-21
Publication date: 2020-03-26
Anticipated expiration: 2038-09-22
Also published as: DE102018123314B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen ladekabelseitigen Ladestecker (14) zum Einstecken in eine ladestationsseitige Ladebuchse (20) zum Aufladen einer Traktionsbatterie (72) eines Kraftfahrzeugs (70) über ein Ladekabel (13). Der Ladestecker (14) weist außenseitig einen Verriegelungs-Hinterschnitt (48) auf, den ein ladestationseitiges aktuiertes Verriegelungselement (34) zur Verriegelung des Ladesteckers (14) in der Ladebuchse (20) hintergreift. Der Ladestecker (14) weist eine manuelle Notentriegelung (50) mit einem Wirkelement (52) auf, das derart ausgebildet ist, dass bei manueller Betätigung der Notentriegelung (50) das Verriegelungselement (34) den Verriegelungs-Hinterschnitt (48) nicht mehr hintergreift.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen ladekabelseitigen Ladestecker zum Einstecken in eine ladestationseitige Ladebuchse zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs über ein Ladekabel.
Kraftfahrzeuge mit elektrischem Traktionsantrieb verfügen über eine Traktionsbatterie, die bei Bedarf aufgeladen werden muss. Als Lade-Infrastruktur stehen hierfür sogenannte stationäre Ladestationen zur Verfügung, die sowohl über elektrisch unmittelbar angebundene Ladekabel als auch über eine Ladebuchse verfügen, in die ein korrespondierender Ladestecker eines Ladekabels eingesteckt werden kann, um über die Ladebuchse, den Ladestecker und das Ladekabel die Traktionsbatterie elektrisch aufzuladen. Das Ladekabel gehört in der Regel zum Kraftfahrzeug, wird also in dem Kraftfahrzeug mitgeführt.
Der ladestationsseitigen Ladebuchse ist ein beispielsweise elektrisch aktuiertes Verriegelungselement zugeordnet, das zur Verriegelung des Ladesteckers in der Ladebuchse einen Verriegelungs-Hinterschnitt hintergreift, um während des Ladevorgangs ein Entfernen des Ladesteckers aus der Ladebuchse zu blockieren. Eine derartige Anordnung bestehend aus Ladebuchse und Ladestecker ist aus DE 10 2015 117 509 A1 bekannt. Bei einem elektrischen oder mechanischen Defekt der Verriegelungselement-Aktuierung oder einem Ausfall der Steuerung der Ladestation kann das Verriegelungselement gegebenenfalls nicht aus seiner Verriegelungsposition in seiner Entriegelungsposition gebracht werden, so dass das Ladekabel an der Ladestation verbleiben muss.
Aufgabe der Erfindung vor diesem Hintergrund ist es daher, die Ausfallhandhabung des ladekabelseitigen Ladesteckers zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem ladekabelseitigen Ladestecker mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Der erfindungsgemäße ladekabelseitige Ladestecker zum Einstecken in eine ladestationsseitige Ladebuchse zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs über ein Ladekabel weist einen Verriegelungs-Hinterschnitt auf, den ein ladestationsseitiges und durch einen Aktuator angetriebenes Verriegelungselement zur Verriegelung des Ladesteckers in der Ladebuchse hintergreift. Unter den Begriffen „Ladestecker“ und „Ladebuchse“ ist keine bestimmte strukturelle Ausbildung zu verstehen. Unter der Ladebuchse ist der feststehende stationäre Kopplungsteil zu verstehen, und unter dem Ladestecker ist der mobile Kopplungsteil des Ladekabels zu verstehen. Durch den in die Ladebuchse gesteckten Ladestecker wird eine mechanische und eine elektrische Verbindung zwischen der stationären Ladestation und dem Ladekabel hergestellt.
Der Aktuator kann beispielsweise ein elektrischer Aktuator sein, der beispielsweise ein stiftartiges Verriegelungselement in seiner axialen Richtung zwischen einer Verriegelungsposition und einer Entriegelungsposition axial verfährt. Der Verriegelungs-Hinterschnitt kann beispielsweise eine Ausnehmung an der Gehäuseaußenseite des Ladesteckers sein. Der Verriegelungs-Hinterschnitt ist in Bezug auf das Verriegelungselement in seiner Verriegelungsposition so ausgebildet, dass der Ladestecker in der Ladebuchse gegen Herausziehen aus der Ladebuchse blockiert ist.
Der Ladestecker weist eine manuelle und rein mechanische Notentriegelung mit einem Wirkelement auf, das derart ausgebildet ist, dass bei manueller Betätigung der mechanischen Notentriegelung das Verriegelungselement den Verriegelungs-Hinterschnitt schließlich nicht mehr hintergreift. Im Falle eines Ausfalls der Aktuatorik des Verriegelungselements oder der Steuerung der Ladestation kann der Ladestecker dennoch durch Betätigung der Notentriegelung aus der Ladebuchse schließlich wieder herausgezogen werden, so dass das Ladekabel beim Kraftfahrzeug bleiben kann, wenn dieses sich von der Ladestation entfernen möchte. Ein Eingriff in die Ladestation für eine Notentriegelung ist daher nicht erforderlich.
Grundsätzlich kann die Notentriegelung auf den Verriegelungs-Hinterschnitt selbst einwirken und kann diesen beispielsweise in das Ladestecker-Gehäuse abtauchen lassen, so dass das Verriegelungselement in seiner Verriegelungsposition wirkungslos ist. Besonders bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass die Notentriegelung als Wirkelement einen Ausschieber aufweist, durch den das Verriegelungselement bei manueller Betätigung der Notentriegelung zwangsweise aus dem Verriegelungs-Hinterschnitt herausgeschoben wird. Hierzu ist grundsätzlich erforderlich, dass das Verriegelungselement mit einer gewissen Schubkraft auch bei defektem Aktuator bzw. defekter Ladestation-Steuerung aus seiner Verriegelungsposition in die Entriegelungsposition bewegt werden kann.
Vorzugsweise weist die Notentriegelung ein manuelles Bedienelement auf, durch dessen manuelle Betätigung das Wirkelement in seine Notentriegelungsposition bewegt wird. Das Bedienelement ist mit einem Finger oder mehreren Fingern bedienbar, so dass eine Bedienkraft aufgebracht werden kann, durch die beispielsweise das Verriegelungselement mechanisch in seine Entriegelungsposition bewegt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine Wirkelement-Bediensicherung vorgesehen, so dass das Wirkelement nur bei entsicherter Bediensicherung bedienbar bzw. betätigbar ist. Hierdurch kann eine missbräuchliche oder versehentliche Betätigung der Notentriegelung vermieden werden. Die Bediensicherung kann beispielsweise als einfacher Klappdeckel ausgebildet sein, so dass das Wirkelement und/oder das Bedienelement bei geschlossenem Klappdeckel unzugänglich ist und nicht versehentlich betätigt werden kann.
Besonders bevorzugt weist die Bediensicherung ein Schloss auf, durch das die Bediensicherung abgeschlossen werden kann. Durch das Schloss kann beispielsweise das Bedienelement und/oder das Wirkelement der Notentriegelung in seiner funktionslosen Position blockiert sein. Alternativ kann durch eine deckelartige Bediensicherung das Wirkelement unzugänglich sein, wobei das Schloss im verschlossenen Zustand ein Öffnen des Deckels nicht erlaubt.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer ladestationsseitigen Ladebuchse mit einem eingesteckten ladekabelseitigen Ladestecker bei nicht betätigter Notentriegelung, und
2 den ladekabelseitigen Ladestecker der 1 mit betätigter Notentriegelung.

In der 1 ist schematisch eine Kraftfahrzeug-Ladeanordnung 10 dargestellt, die im Wesentlichen von einer Ladestation 12, einem Kraftfahrzeug 70 und einem die Ladestation 12 und das Kraftfahrzeug 70 elektrisch verbindenden Ladekabel 13 gebildet wird, über das eine elektrische Traktionsbatterie 72 des einen elektrischen Traktionsantrieb aufweisenden Kraftfahrzeugs 70 aufgeladen wird.
Die stationäre Ladestation 12 wird über elektrische Netzleitungen 25 aus dem öffentlichen Energienetz mit elektrischer Energie versorgt. Die Netzleitungen 25 münden in der Ladestation 12 in eine Leistungssteuerung 24, die von einer Ladestations-Steuerung 26 gesteuert und geregelt wird. Die Ladestation 12 weist ferner eine Ladebuchse 20 auf, in die ein Ladestecker 14 des Ladekabels 13 eingesteckt ist. Hierdurch sind insbesondere zwei Ladestrom-Kontaktstifte 21, 22 der Ladebuchse 20, die elektrisch von der Leistungssteuerung 24 gespeist werden, in zwei korrespondierende Ladestrom-Kontaktbuchsen 41, 42 des Ladesteckers 14 eingesteckt und miteinander elektrisch konnektiert.
Der Ladestecker 14 weist zwei elektrische Leitungen 44, 45 auf, die elektrisch mit den Kontaktbuchsen 41, 42 verbunden sind, sich über den flexiblen Leitungsabschnitt 16 erstrecken und die elektrische Verbindung zwischen den Kontaktbuchsen 41, 42 und der Traktionsbatterie 72 herstellen. Der Ladestecker 14 weist ein steifes Kunststoff-Steckergehäuse 40 auf, dessen Steckabschnitt in eine korrespondierende Ladebuchsen-Ausnehmung 28 in einer Steckrichtung S eingesteckt wurde bzw. ist. Die Kontaktstifte 21, 22 sowie die korrespondierenden Kontaktbuchsen 41, 42 sind ebenfalls in Steckrichtung S orientiert.
Der Ladestecker 14 weist an seinem Steckergehäuse 40 obenseitig eine Ausnehmung 48' auf, die einen Verriegelungs-Hinterschnitt 48 für ein korrespondierendes Verriegelungselement 34 der Ladestation 12 darstellt. Das Verriegelungselement 34 ist vorliegend als Verriegelungsstift 34' ausgebildet, der durch einen elektrischen Verriegelungselement-Aktuator 32 zwischen der eingezogenen Entriegelungsposition, in der das Verriegelungselement 34 nicht in den Verriegelungs-Hinterschnitt 48 eingreift, und einer in 1 dargestellten Verriegelungsposition bewegbar ist, in der das Verriegelungselement 34 in den Verriegelungs-Hinterschnitt 48 eingreift. Der Verriegelungselement-Aktuator 32 wird durch die Ladestations-Steuerung 26 gesteuert. Die Bewegungsrichtung des Verriegelungselements 34 ist ungefähr senkrecht zu der Steckrichtung S.
Der Ladestecker 14 weist eine manuelle und rein mechanische Notentriegelung 50 mit einem Wirkelement 52 auf, durch das das Verriegelungselement 34 zwangsweise aus dem Verriegelungs-Hinterschnitt 48 nach oben herausgeschoben werden kann, wie in der 2 dargestellt. Die Notentriegelung 50 weist einen Schieber 53 auf, der an seinem proximalen Ende das Wirkelement 52 und an seinem distalen Ende ein Bedienelement 54 aufweist, das im Wesentlichen von einer Fingermulde 55 gebildet wird, in die eine Fingerkuppe eines Bediener-Fingers 80 teilweise eintauchbar ist, wie in 2 dargestellt. Der Schieber 53 wird durch eine Rückholfeder 60 in seiner in der 1 dargestellten funktionslosen Ruheposition gehalten. Das Wirkelement 52 ist vorliegend als ein in einem Winkel von ungefähr 30° zur Steckrichtung S geneigter Ausschieber 52' ausgebildet, durch den während der notöffnenden Schubbewegung das Verriegelungselement 34 bzw. der Verriegelungsstift 34' quer zur Steckrichtung S nach oben aus dem Verriegelungs-Hinterschnitt 48 herausgeschoben wird, wie in 2 dargestellt.
Das Schieber-Bedienelement 54 ist durch eine Gehäuseöffnung 68 der betreffenden Stecker-Gehäusewand 40' von außen zugänglich. Der Zugang zu dem Bedienelement 54 ist abgesichert durch eine Bediensicherung 56, die im Wesentlichen von einem verschließbaren Schwenkdeckel 57 und von einem Schlüssel-Schloss 58 gebildet wird, dessen Schlossarm 63 den Schwenkdeckel 57 in der in der 1 dargestellten Verriegelungsposition verriegelt und blockiert. Hierbei hintergreift der Schlossarm 53 eine korrespondierende Schlossöffnung 66 in der Stecker-Gehäusewand 40'.
Falls die Ladestation-Steuerung 26 versagt, der Verriegelungselement-Aktuator 32 defekt ist oder das Verriegelungselement 34 beispielsweise in seiner in 1 dargestellten Verriegelungsposition verkantet sein sollte, kann der Bediener mit einem entsprechenden Schlüssel das Schlüssel-Schloss 58 der Bediensicherung 56 entriegeln und den Schwenkdeckel 57 durch Verschwenken nach oben öffnen, so dass das Bedienelement 54 für den Bediener zugänglich wird. Anschließend kann der Bediener mit seinem Finger 80 das Bedienelement 54 der Notentriegelung 50 in Steckrichtung S in die Notentriegelungs-Position verschieben, wie in 2 dargestellt ist, wodurch das Verriegelungselement 34 aus dem Verriegelungs-Hinterschnitt 48 herausgeschoben wird. Daraufhin kann der Bediener den Ladestecker 14 entgegen der Steckrichtung S aus der Ladebuchse 20 herausziehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015117509 A1 [0003]

Claims

Ladekabelseitiger Ladestecker (14) zum Einstecken in eine ladestationsseitige Ladebuchse (20) zum Aufladen einer Traktionsbatterie (72) eines Kraftfahrzeugs (70) über ein Ladekabel (13), wobei der Ladestecker (14) außenseitig einen Verriegelungs-Hinterschnitt (48) aufweist, den ein ladestationseitiges aktuiertes Verriegelungselement (34) zur Verriegelung des Ladesteckers (14) in der Ladebuchse (20) hintergreift, dadurch gekennzeichnet, dass der Ladestecker (14) eine manuelle Notentriegelung (50) mit einem Wirkelement (52) aufweist, das derart ausgebildet ist, dass bei manueller Betätigung der Notentriegelung (50) das Verriegelungselement (34) den Verriegelungs-Hinterschnitt (48) nicht mehr hintergreift.
Ladekabelseitiger Ladestecker (14) nach Anspruch 1, wobei die Notentriegelung (50) als Wirkelement (52) einen Ausschieber (52') aufweist, durch den das Verriegelungselement (34) bei manueller Betätigung der Notentriegelung (50) aus dem Verriegelung-Hinterschnitt (48) herausgeschoben wird.
Ladekabelseitiger Ladestecker (14) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Notentriegelung (50) ein manuelles Bedienelement (54) aufweist, durch dessen manuelle Betätigung das Wirkelement (52) in seiner Entriegelungsposition bewegt wird.
Ladekabelseitiger Ladestecker (14) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine Wirkelement-Bediensicherung (56) vorgesehen ist, so dass das Wirkelement (52) nur bei entsicherter Bediensicherung (56) bedienbar ist.
Ladekabelseitiger Ladestecker (14) nach Anspruch 4, wobei die Bediensicherung (56) ein Schloss (58) aufweist, durch das die Bediensicherung (56) entsichert werden kann.