DE102019004383A1 - Charging plug for establishing a plug contact with a bottom-side charging connection of a charging device, as well as charging device and method - Google Patents

Charging plug for establishing a plug contact with a bottom-side charging connection of a charging device, as well as charging device and method Download PDF

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Tobias Morciniec
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Ladestecker (4) zum Herstellen eines Steckkontakts mit einem Ladeanschluss (3) einer Ladevorrichtung (1), wobei der Ladestecker (4) an einem Ende (7) eines Ladekabels (8) befestigt ist, und eine erste Kontaktfläche (K1) und eine zu der ersten Kontaktfläche (K1) unterschiedlich und beabstandete zweite Kontaktfläche (K2), und ein Seil (11), welches mittig an dem Ladestecker (4) befestigt ist, aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Ladevorrichtung (1) mit einem Ladestecker (4) und einem bodenseitigen Ladeanschluss (3) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (6) eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs (5). Ebenso betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (6) eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs (5), wobei ein Steckkontakt mit einem bodenseitigen Ladeanschluss (3) einer Ladevorrichtung (1) und einem fahrzeugseitigen Ladestecker (4) gebildet wird.The invention relates to a charging plug (4) for establishing a plug contact with a charging connection (3) of a charging device (1), the charging plug (4) being attached to one end (7) of a charging cable (8), and a first contact surface (K1 ) and a second contact surface (K2) which is different and spaced apart from the first contact surface (K1), and a cable (11) which is fastened centrally to the charging plug (4). The invention also relates to a charging device (1) with a charging plug (4) and a charging connection (3) on the bottom for charging an electrical energy store (6) of an electrically operated vehicle (5). The invention also relates to a method for charging an electrical energy store (6) of an electrically operable vehicle (5), a plug contact being formed with a bottom charging connection (3) of a charging device (1) and a charging plug (4) on the vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft einen Ladestecker zum Herstellen eines Steckkontakts mit einem Ladeanschluss einer Ladevorrichtung, wobei der Ladestecker an einem Ende eines Ladekabels befestigt ist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Ladevorrichtung mit einem Ladestecker und einem bodenseitigen Ladeanschluss zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs. Ebenso umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs, wobei ein Steckkontakt mit einem bodenseitigen Ladeanschluss einer Ladevorrichtung und einem fahrzeugseitigen Ladestecker gebildet wird.The invention relates to a charging plug for producing a plug contact with a charging connection of a charging device, the charging plug being fastened to one end of a charging cable. Furthermore, the invention relates to a charging device with a charging plug and a bottom-side charging connection for charging an electrical energy store of a vehicle. The invention also includes a method for charging an electrical energy store of a vehicle, wherein a plug contact is formed with a bottom-side charging connection of a charging device and a charging plug on the vehicle.

Die Offenlegungsschrift DE 10 2016 212 890 A1 offenbart ein Verfahren zum Betrieb einer Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Die Ladevorrichtung umfasst ein Ladesystem, eine Messvorrichtung und einen Laderoboter, wobei der Laderoboter einen Ladestecker aufweist. In einem ersten Schritt fährt das Fahrzeug in das Ladesystem ein, wobei mindestens zwei Räder des Fahrzeugs in einem zweiten Schritt durch das Leitsystem fixiert werden. In einem dritten Schritt ermittelt die Ladevorrichtung eine erste Position einer Fahrzeugachse und positioniert die Messvorrichtung in einer Achsmitte der Fahrzeugachse. In einem vierten Schritt ermittelt die Ladevorrichtung eine zweite Position einer Ladebuchse des Fahrzeugs und verfährt den Laderoboter in einem fünften Schritt auf die zweite Position der Ladebuchse. In einem sechsten Schritt führt der Laderoboter den Ladestecker in die Ladebuchse ein und beginnt schließlich in einem siebten Schritt den Ladevorgang der Traktionsbatterie.The disclosure DE 10 2016 212 890 A1 discloses a method for operating a charging device for charging an energy store of a vehicle, preferably an electric or hybrid vehicle. The charging device comprises a charging system, a measuring device and a charging robot, the charging robot having a charging plug. In a first step, the vehicle drives into the charging system, with at least two wheels of the vehicle being fixed in a second step by the control system. In a third step, the loading device determines a first position of a vehicle axle and positions the measuring device in an axle center of the vehicle axle. In a fourth step, the charging device determines a second position of a charging socket of the vehicle and moves the charging robot to the second position of the charging socket in a fifth step. In a sixth step, the charging robot inserts the charging plug into the charging socket and finally starts charging the traction battery in a seventh step.

Die Druckschrift DE 10 2011 082 092 A1 offenbart eine Ladevorrichtung zum automatisierten Herstellen und Trennen einer Ladeverbindung bei einem Plug-in-Fahrzeug, wobei die Ladevorrichtung des Plug-in-Fahrzeugs eine Ladeelektrik, eine Ladestation und ein Ladekabel zum Laden eines Energiespeichers des Fahrzeugs über eine kabelgebundene Ladevorrichtung umfasst. Die Ladeelektrik umfasst eine Buchse und das Ladekabel und einen Stecker. Die Ladevorrichtung ist derart beschaffen, dass die Buchse einen Einführtrichter oder mehrere Einführtrichter aufweist. Der Stecker weist einen Einführstift oder mehrere Einführstifte auf, sodass jeder Einführstift einem bestimmten Einführtrichter zugeordnet ist. Informationen sind zwischen den Ladestationen und der Ladeelektrik bei hergestellter Ladeverbindung austauschbar, und Informationen zwischen der Ladestation und dem Fahrzeug bei nicht hergestellter Ladeverbindung sind ebenso austauschbar. Der Stecker und ein an den Stecker anschließender Verstärkungsabschnitt des Ladekabels sind durch einen von der Ladestation umfassten Führungsmechanismus in einer vorgegebenen Raumrichtung in Form einer Koppelbewegung über eine maximal vorgegebene Koppellänge bewegbar. Der Stecker und ein an den Stecker anschließender Verstärkungsabschnitt des Ladekabels sind durch einen von der Ladestation umfassten Führungsmechanismus entgegen der vorgegebenen Raumrichtung in Form einer Entkopplungsbewegung über die Koppellänge bewegbar.The publication DE 10 2011 082 092 A1 discloses a charging device for the automated establishment and disconnection of a charging connection in a plug-in vehicle, the charging device of the plug-in vehicle comprising a charging electrical system, a charging station and a charging cable for charging an energy store of the vehicle via a wired charging device. The charging electronics include a socket and the charging cable and a plug. The loading device is designed in such a way that the bushing has one insertion funnel or a plurality of insertion funnels. The plug has one insertion pin or a plurality of insertion pins, so that each insertion pin is assigned to a specific insertion funnel. Information is interchangeable between the charging stations and the charging electronics when the charging connection is established, and information between the charging station and the vehicle when the charging connection is not established. The connector and a reinforcing section of the charging cable adjoining the connector can be moved in a predetermined spatial direction in the form of a coupling movement over a maximum predetermined coupling length by a guide mechanism which is included in the charging station. The connector and a reinforcing section of the charging cable adjoining the connector can be moved over the coupling length in the form of a decoupling movement against the predetermined spatial direction by a guide mechanism which is included in the charging station.

Bei einem automatisierten konduktiven Ladevorgang eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs muss das elektrisch betreibbare Fahrzeug insbesondere über eine elektrische Verbindung (zum Beispiel über ein Ladekabel) mit einer Ladeeinrichtung verbunden werden. Dies erfolgt beispielsweise von der Seite oder über den Fahrzeugunterboden.In the case of an automated conductive charging process for an electrically operable vehicle, the electrically operable vehicle must be connected to a charging device in particular via an electrical connection (for example via a charging cable). This is done, for example, from the side or via the vehicle underbody.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Ladestecker, eine Ladevorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, mit welchem ein automatisierter konduktiver Ladevorgang eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs effizienter und platzsparender durchgeführt werden kann.The object of the present invention is to provide a charging plug, a charging device and a method with which an automated conductive charging process of an electrically operated vehicle can be carried out more efficiently and in a space-saving manner.

Diese Aufgabe ist durch einen Ladestecker, eine Ladevorrichtung und ein Verfahren gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Sinnvolle Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This object is achieved by a charging plug, a charging device and a method according to the independent patent claims. Useful further training results from the subclaims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft einen Ladestecker zum Herstellen eines Steckkontakts mit einem Ladeanschluss einer Ladevorrichtung, wobei der Ladestecker an einem Ende eines Ladekabels befestigt ist. Der Ladestecker umfasst eine erste Kontaktfläche und eine zu der ersten Kontaktfläche unterschiedlich und beabstandete zweite Kontaktfläche, sowie ein Seil, welches mittig an dem Ladestecker befestigt ist. Insbesondere handelt es sich bei dem Ladestecker um einen Ladestecker eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs welches für einen konduktiven Ladevorgang des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs von einer Verstaueinheit abgewickelt beziehungsweise herabgelassen werden kann. Insbesondere kann der Ladestecker an einem Ladekabel des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs angebracht sein und das Ladekabel kann am Fahrzeugunterboden des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs angebracht sein. Bei einem bevorstehenden konduktiven Ladevorgang eines Energiespeichers des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs kann das Ladekabel und somit der Ladestecker vom Fahrzeugunterboden in Richtung einer bodenseitigen Ladevorrichtung herabgelassen werden. Beim Herablassen des Ladekabels und des Ladesteckers wird insbesondere das Seil, welches mittig an dem Ladestecker befestigt ist, ebenso in Richtung der bodenseitigen Ladevorrichtung herabgelassen werden. Insbesondere ist das Seil länger oder zumindest gleich lang wie das Ladekabel. Das Seil ist insbesondere an einer Oberfläche, welche zu der bodenseitigen Ladevorrichtung gerichtet ist, des Ladesteckers angebracht. Insbesondere besitzt der Ladestecker an der zum Boden zeigenden Oberfläche in der Mitte eine Vorrichtung, in welcher das Seil befestigt werden kann. Insbesondere sind die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche unterschiedlich und besitzen insbesondere unterschiedliche Flächengrößen beziehungsweise unterschiedliche Durchmesser in ihrer Fläche.One aspect of the invention relates to a charging plug for producing a plug contact with a charging connection of a charging device, the charging plug being fastened to one end of a charging cable. The charging plug comprises a first contact surface and a second contact surface which is different and spaced apart from the first contact surface, and a cable which is fastened in the center of the charging plug. In particular, the charging plug is a charging plug of an electrically operated vehicle which can be unwound or lowered from a stowage unit for a conductive charging process of the electrically operated vehicle. In particular, the charging plug can be attached to a charging cable of the electrically operated vehicle and the charging cable can be attached to the vehicle underbody of the electrically operated vehicle. In the event of an upcoming conductive charging process for an energy store of the electrically operated vehicle, the charging cable and thus the charging plug can be lowered from the vehicle underbody in the direction of a charging device on the floor. When lowering the charging cable and the charging plug, in particular the cable, which is attached to the center of the charging plug, will also be lowered in the direction of the bottom-side charging device. In particular, the rope is longer or at least as long as that Charging cable. The cable is in particular attached to a surface of the charging plug which is directed towards the bottom-side charging device. In particular, the charging plug has a device on the surface facing the floor in the middle in which the cable can be fastened. In particular, the first contact area and the second contact area are different and in particular have different area sizes or different diameters in their area.

Die bodenseitige Ladevorrichtung umfasst einen Ladeanschluss, welcher dieselben geometrischen Kontaktflächen aufweist, sodass eine sichere Verbindung zwischen dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug und der bodenseitigen Ladevorrichtung herstellbar ist. Durch die erste und zweite Kontaktfläche des Ladesteckers kann insbesondere unabhängig von einem Winkel in Längsrichtung des Ladesteckers zu der bodenseitigen Ladevorrichtung eine Steckverbindung jederzeit hergestellt werden. Insbesondere kann der Ladestecker in jeder Rotationsrichtung um eine Längsachse mit einer Ladedose der bodenseitigen Ladevorrichtung gekoppelt werden. Beispielsweise kann die erste Kontaktfläche den Pluspol repräsentieren und die zweite Kontaktfläche den Minuspol.The bottom-side charging device comprises a charging connection, which has the same geometric contact surfaces, so that a secure connection can be established between the electrically operated vehicle and the bottom-side charging device. The first and second contact surfaces of the charging plug can be used to establish a plug connection at any time, in particular regardless of an angle in the longitudinal direction of the charging plug to the bottom-side charging device. In particular, the charging plug can be coupled to a charging socket of the bottom-side charging device in each direction of rotation about a longitudinal axis. For example, the first contact surface can represent the positive pole and the second contact surface the negative pole.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung mit einem Ladestecker nach dem vorherigen Aspekt oder einer Weiterbildung davon und einem bodenseitigen Ladeanschluss zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs. Bei der Ladevorrichtung handelt es sich insbesondere um eine elektrische Ladestation, mit welcher insbesondere ein konduktiver Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs durchgeführt werden kann. Die Ladevorrichtung kann beispielsweise in einem Boden einer Parkfläche positioniert sein, sodass die Ladevorrichtung unterhalb des Bodens beziehungsweise der Parkfläche ausgestaltet ist. Für einen bevorstehenden konduktiven Ladevorgang des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs müssen ein Nutzer des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs und/oder ein Fahrerassistenzsystem des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs oberhalb der Ladevorrichtung beziehungsweise des bodenseitigen Ladeanschlusses positionieren. Insbesondere muss eine Grob-Positionierung des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs durchgeführt werden. Dadurch kann insbesondere ein effizienterer automatisierter konduktiver Ladevorgang des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs durchgeführt werden. Durch Platzierung der Ladevorrichtung unterhalb einer Bodenfläche kann insbesondere die Ladevorrichtung platzsparend an einem Parkplatz angebracht werden, ohne dass die Ladevorrichtung störend in der Umgebung wahrgenommen werden kann. Dadurch kann insbesondere ein Platzbedarf für die Ladevorrichtung minimiert werden, sodass mit der Ladevorrichtung wesentliche Vorteile bei einem Einsatz in urbanen Gebieten mit wenig zur Verfügung stehenden Flächen erzielt werden kann.Another aspect of the invention relates to a charging device with a charging plug according to the previous aspect or a further development thereof and a bottom-side charging connection for charging an electrical energy store of an electrically operated vehicle. The charging device is, in particular, an electrical charging station with which in particular a conductive charging process of the electrical energy store of the electrically operated vehicle can be carried out. The charging device can be positioned, for example, in a floor of a parking area, so that the charging device is configured below the floor or the parking area. For an upcoming conductive charging process of the electrically operated vehicle, a user of the electrically operated vehicle and / or a driver assistance system of the electrically operated vehicle must position above the charging device or the bottom-side charging connection. In particular, rough positioning of the electrically operable vehicle must be carried out. As a result, a more efficient, automated, conductive charging process of the electrically operated vehicle can be carried out. By placing the charging device below a floor surface, the charging device in particular can be attached to a parking space in a space-saving manner without the charging device being perceptible in the surroundings. In particular, this means that a space requirement for the charging device can be minimized, so that the charging device can achieve significant advantages when used in urban areas with little available space.

Beispielsweise kann es sich bei dem elektrischen Energiespeicher um eine Fahrzeugbatterie beziehungsweise um eine Traktionsbatterie handeln. Bei dem bodenseitigen Ladeanschluss handelt es sich insbesondere um eine Ladedose, welche dieselben geometrischen Kontaktflächen wie der Ladestecker aufweist. Der bodenseitige Ladeanschluss kann beispielsweise trichterförmig in die Bodenfläche hineinversetzt werden. Dadurch kann insbesondere der Ladestecker zielgerichtet in Richtung des bodenseitigen Ladeanschlusses bewegt werden.For example, the electrical energy store can be a vehicle battery or a traction battery. The bottom-side charging connection is, in particular, a charging socket which has the same geometric contact surfaces as the charging plug. The bottom-side charging connection can, for example, be placed in a funnel shape in the bottom surface. As a result, the charging plug in particular can be moved in a targeted manner in the direction of the bottom-side charging connection.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs, wobei ein Steckkontakt mit einem bodenseitigen Ladeanschluss einer Ladevorrichtung und einem fahrzeugseitigen Ladestecker gebildet wird. Unterhalb einer Öffnung des bodenseitigen Ladeanschlusses wird ein Vakuum erzeugt, wobei durch das erzeugte Vakuum ein Seil, welches am Ladestecker befestigt ist, in die Öffnung hineingezogen wird. Das in die Öffnung hineingezogene Seil wird mit einer Klemmvorrichtung fixiert, wobei das Seil soweit in die Öffnung hineingezogen wird, dass der Steckkontakt des fahrzeugseitigen Ladesteckers mit dem bodenseitigen Ladeanschluss gebildet ist. Insbesondere kann mithilfe des Steckkontaktes des bodenseitigen Ladeanschlusses der Ladevorrichtung und des fahrzeugseitigen Ladesteckers ein konduktiver Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs durchgeführt werden.Another aspect of the invention relates to a method for charging an electrical energy store of an electrically operated vehicle, wherein a plug contact is formed with a bottom-side charging connection of a charging device and a charging plug on the vehicle. A vacuum is generated below an opening of the bottom-side charging connection, a vacuum which is attached to the charging plug being pulled into the opening by the vacuum generated. The rope pulled into the opening is fixed with a clamping device, the rope being pulled into the opening to such an extent that the plug contact of the vehicle-side charging plug is formed with the bottom-side charging connection. In particular, a conductive charging process of the electrical energy store of the electrically operated vehicle can be carried out with the aid of the plug contact of the base-side charging connection of the charging device and the vehicle-side charging plug.

Der fahrzeugseitige Ladestecker kann insbesondere an einem Ende eines Ladekabels befestigt sein, wobei das Ladekabel beispielsweise an einem Fahrzeugunterboden des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs angebracht ist. Sobald das elektrisch betreibbare Fahrzeug oberhalb des bodenseitigen Ladeanschlusses der Ladevorrichtung positioniert ist, kann das Ladekabel und somit der Ladestecker von dem Fahrzeugunterboden herabgelassen werden, um den Steckkontakt zu bilden.The vehicle-side charging plug can in particular be fastened to one end of a charging cable, the charging cable being attached, for example, to a vehicle underbody of the electrically operated vehicle. As soon as the electrically operable vehicle is positioned above the bottom-side charging connection of the charging device, the charging cable and thus the charging plug can be lowered from the vehicle underbody to form the plug contact.

Der Ladestecker weist mittig ein Seil auf, welches an der oberen Oberseite des Ladesteckers angebracht ist. Der bodenseitige Ladeanschluss ist insbesondere unterhalb einer Bodenfläche an einer Parkfläche angebracht und weist eine schmale Öffnung auf. Die Ladevorrichtung, welche insbesondere unterhalb einer Bodenfläche auf einer Parkfläche ausgebildet ist, weist einen Hohlraum auf, welcher direkt an die Öffnung des Ladeanschlusses angeschlossen ist. In diesem Hohlraum wird insbesondere mithilfe des Vakuumerzeugers zumindest teilweise ein Vakuum erzeugt, sodass ein Luftstrom in der Öffnung des Ladeanschlusses gebildet ist. Mit Hilfe des Luftstroms kann insbesondere das herabgelassene Ladekabel und insbesondere das Seil des Ladesteckers mit Hilfe der Strömung von außen in die Öffnung des Ladeanschlusses hineingezogen werden.The charging plug has a rope in the middle, which is attached to the upper upper side of the charging plug. The bottom-side charging connection is in particular attached to a parking area below a floor area and has a narrow opening. The charging device, which is formed in particular below a floor area on a parking area, has a cavity which is connected directly to the opening of the charging connection. In this cavity, in particular, at least partially using the vacuum generator creates a vacuum so that an air flow is formed in the opening of the charging port. With the aid of the air flow, in particular the lowered charging cable and in particular the cable of the charging plug can be pulled into the opening of the charging connection with the aid of the flow from the outside.

Unterhalb der Öffnung des Ladeanschlusses befindet sich eine Klemmvorrichtung mit welcher das hineingezogene Seil fixiert beziehungsweise eingespannt werden kann. Mit Hilfe eines Arbeitszylinders und eines Elektromotors wird die Klemmvorrichtung von der Öffnung des Ladeanschlusses nach unten hin wegbewegt, sodass mit Hilfe des nach unten bewegten Seils und dadurch des nach unten gezogenen Ladesteckers der Ladestecker einen Steckkontakt mit dem bodenseitigen Ladeanschluss bilden. Sobald insbesondere der konduktive Ladevorgang abgeschlossen wurde, wird das Seil von der Klemmvorrichtung wieder losgelöst und der Vakuumerzeuger deaktiviert, sodass das Ladekabel und der Ladestecker wieder in eine Vorrichtung am Fahrzeugunterboden hineingezogen beziehungsweise aufgewickelt werden kann.Below the opening of the charging connection there is a clamping device with which the rope pulled in can be fixed or clamped. With the help of a working cylinder and an electric motor, the clamping device is moved downward from the opening of the charging connection, so that the charging plug forms a plug contact with the bottom-side charging connection with the aid of the cable moved downwards and thus the charging plug being pulled down. As soon as the conductive charging process in particular has been completed, the rope is released from the clamping device and the vacuum generator is deactivated, so that the charging cable and the charging plug can be pulled back into a device on the vehicle underbody or wound up.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of Leaving invention.

Dabei zeigen die nachfolgenden Figuren in:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Ladevorrichtung mit einem Ladestecker und einem bodenseitigen Ladeanschluss; und
  • 2 eine schematische Darstellung eines Ladesteckers.
The following figures show:
  • 1 a schematic representation of a charging device with a charging plug and a bottom-side charging connection; and
  • 2 a schematic representation of a charging plug.

In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.In the figures, functionally identical elements are provided with the same reference symbols.

Die 1 zeigt eine Ladevorrichtung 1, welche insbesondere unterhalb einer Bodenfläche 2 beziehungsweise unterhalb eines Parkplatzbodens angeordnet ist. Die Ladevorrichtung 1 umfasst insbesondere einen bodenseitigen Ladeanschluss 3. Der bodenseitige Ladeanschluss 3 ist insbesondere als eine Art Steckdose beziehungsweise Ladedose ausgebildet. Insbesondere kann mit dem bodenseitigen Ladeanschluss 3 ein Steckkontakt mit einem fahrzeugseitigen Ladestecker 4 eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5 durchgeführt werden. Insbesondere kann mit der Ladevorrichtung 1 ein konduktiver Ladevorgang durchgeführt werden, sodass insbesondere ein elektrischer Energiespeicher 6 des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5 geladen werden kann. Der Ladestecker 4 ist insbesondere an einem Ende 7 eines Ladekabels 8 befestigt. Das Ladekabel 8 ist insbesondere mit dem elektrisch betreibbaren Fahrzeug 5 verbunden und kann für den Steckkontakt mit dem bodenseitigen Ladeanschluss 3 benutzt werden. Das Ladekabel 8 ist insbesondere an einem Fahrzeugunterboden 9 des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5 angebracht.The 1 shows a loading device 1 , which in particular below a floor surface 2 or is arranged below a parking lot floor. The charger 1 includes in particular a bottom charging connection 3 , The bottom charging connection 3 is designed in particular as a kind of socket or charging socket. In particular, with the bottom charging connector 3 a plug contact with a charging plug on the vehicle 4 an electrically operated vehicle 5 be performed. In particular, with the loading device 1 a conductive charging process is carried out, so that in particular an electrical energy store 6 of the electrically operated vehicle 5 can be loaded. The charging plug 4 is in particular at one end 7 a charging cable 8th attached. The charging cable 8th is particularly with the electrically operated vehicle 5 connected and can be used for the plug contact with the bottom charging connection 3 to be used. The charging cable 8th is particularly on a vehicle underbody 9 of the electrically operated vehicle 5 appropriate.

Insbesondere kann bei einem bevorstehenden konduktiven Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers 6 des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5 das Ladekabel 8 von einer Verstaueinheit 10 des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5 nach unten herabgelassen werden. Die Verstaueinheit 10 dient insbesondere als Kabelreservoir für das Ladekabel 8. Die Verstaueinheit 10 befindet sich insbesondere am Fahrzeugunterboden 9 des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5. Beispielsweise kann das Ladekabel 8 automatisch bei einem bevorstehenden konduktiven Ladevorgang des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5 vom Fahrzeugboden 9 in Richtung des bodenseitigen Ladeanschlusses 3 herabgelassen werden. Der Ladestecker 4 umfasst insbesondere eine erste Kontaktfläche K1 und eine zu der ersten Kontaktfläche K1 unterschiedliche und beabstandete zweite Kontaktfläche K2. Der bodenseitige Ladeanschluss 3 besitzt insbesondere zwei zu der ersten Kontaktfläche K1 und der zweiten Kontaktfläche K2 des Ladesteckers 4 passende Ladeanschlussflächen, sodass ein passgenauer Steckkontakt des Ladesteckers 4 mit dem bodenseitigen Ladeanschluss 3 durchgeführt werden kann.In particular, in the case of an upcoming conductive charging process for the electrical energy store 6 of the electrically operated vehicle 5 the charging cable 8th from a storage unit 10 of the electrically operated vehicle 5 to be lowered down. The storage unit 10 serves in particular as a cable reservoir for the charging cable 8th , The storage unit 10 is located in particular on the vehicle underbody 9 of the electrically operated vehicle 5 , For example, the charging cable 8th automatically when a conductive charging of the electrically operated vehicle is imminent 5 from the vehicle floor 9 towards the bottom charging port 3 be lowered. The charging plug 4 includes in particular a first contact surface K1 and one to the first contact area K1 different and spaced second contact surface K2 , The bottom charging connection 3 has in particular two to the first contact surface K1 and the second contact surface K2 of the charging plug 4 suitable charging connection surfaces, so that a precisely fitting plug contact of the charging plug 4 with the bottom charging connection 3 can be carried out.

Der Ladestecker 4 weist an einer vom Fahrzeugboden 9 abgewandten Oberseite mittig ein Seil auf. Das Seil 11 ist insbesondere an einer Befestigungsvorrichtung in der Mitte der Oberseite des Ladesteckers 4 befestigt.The charging plug 4 points to one of the vehicle floor 9 a rope on the opposite top. The rope 11 is particularly on a fastening device in the middle of the top of the charging connector 4 attached.

Die Ladevorrichtung 1 umfasst insbesondere einen unterhalb der Bodenfläche 2 ausgebildeten Hohlraum 12. Der bodenseitige Ladeanschluss 3 der Ladevorrichtung 1 umfasst insbesondere mittig eine Öffnung 13. Die Öffnung 13 ist insbesondere ein durchgehender Kanal, welcher die äußere Umgebung der Ladevorrichtung 1 mit dem Hohlraum 12 verbindet. Die Ladevorrichtung 1 umfasst insbesondere einen Vakuumerzeuger 14 beziehungsweise eine Saugvorrichtung, welche insbesondere in dem Hohlraum 12 ausgebildet ist. Bei einem bevorstehenden konduktiven Ladevorgang des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5 wird insbesondere das Ladekabel 8 von der Verstaueinheit 11 vom Fahrzeugunterboden 9 in Richtung des bodenseitigen Ladeanschlusses 3 herabgelassen. Dadurch bewegt sich ebenso der Ladestecker 4 vom Fahrzeugunterboden 9 weg und insbesondere das Seil 11 bewegt sich in Richtung des bodenseitigen Ladeanschlusses 3 und insbesondere in Richtung der Öffnung 13. Mithilfe des Vakuumerzeugers 14 wird in dem Hohlraum 12 und in der Öffnung 13 ein Vakuum erzeugt, sodass insbesondere ein Luftstrom 15 in der Öffnung 13 erzeugt ist. Durch den Luftstrom 15 wird insbesondere das Seil 11 in die Öffnung 13 hinein gezogen beziehungsweise hinein gesaugt, sodass es sich in dem Hohlraum 12 befindet.The charger 1 includes in particular one below the bottom surface 2 trained cavity 12 , The bottom charging connection 3 the charger 1 especially includes an opening in the middle 13 , The opening 13 is in particular a continuous channel, which the external environment of the loading device 1 with the cavity 12 combines. The charger 1 includes in particular a vacuum generator 14 or a suction device, which in particular in the cavity 12 is trained. In the event of an upcoming conductive charging process for the electrically operated vehicle 5 especially the charging cable 8th from the storage unit 11 from the vehicle underbody 9 towards the bottom charging port 3 lowered. This also moves the charging plug 4 from the vehicle underbody 9 away and especially the rope 11 moves towards the bottom charging port 3 and especially towards the opening 13 , With the help of the vacuum generator 14 is in the cavity 12 and in the opening 13 creates a vacuum, so in particular an air flow 15 in the opening 13 is generated. Through the air flow 15 especially the rope 11 into the opening 13 pulled in or sucked in, so that it is in the cavity 12 located.

In dem Hohlraum 12 der Ladevorrichtung 1 befindet sich eine Klemmvorrichtung 16 mit welcher das in die Öffnung 13 hinein gezogene Seil 11 fixiert beziehungsweise eingeklemmt werden kann. Die Klemmvorrichtung 16 umfasst insbesondere eine Spannvorrichtung 17 mit welcher ein Klemmmechanismus der Klemmvorrichtung 16 durchgeführt werden kann. Die Klemmvorrichtung 16 weist ebenso einen Elektromotor 18 auf, mit welchem die Spannvorrichtung 17 der Klemmvorrichtung 16 automatisch geöffnet oder geschlossen werden kann. Dadurch kann insbesondere das Seil 11 jederzeit eingespannt und wieder gelöst werden. Die Klemmvorrichtung 16 umfasst ebenfalls einen Arbeitszylinder 19, mit welcher die Spannvorrichtung 17 nach unten hinbewegt werden kann. Dadurch wird das Seil 11 tiefer in den Hohlraum 12 durch die Öffnung 13 hineingezogen. Dadurch wird ebenso der am Seil hängende Ladestecker 4 in Richtung der Öffnung 13 und somit in Richtung des bodenseitigen Ladeanschlusses 3 gezogen. In the cavity 12 the charger 1 there is a clamping device 16 with which that in the opening 13 rope pulled into it 11 can be fixed or pinched. The clamping device 16 includes in particular a tensioning device 17 with which a clamping mechanism of the clamping device 16 can be carried out. The clamping device 16 also has an electric motor 18 with which the jig 17 the clamping device 16 can be opened or closed automatically. This allows the rope in particular 11 can be clamped and released at any time. The clamping device 16 also includes a working cylinder 19 with which the tensioning device 17 can be moved down. This will make the rope 11 deeper into the cavity 12 through the opening 13 drawn. This also makes the charging plug hanging on the rope 4 towards the opening 13 and thus in the direction of the bottom charging connection 3 drawn.

Insbesondere wird das Seil 11 mithilfe des Arbeitszylinders 19 soweit in den Hohlraum 12 hinein gezogen, bis der Ladestecker 4 und der bodenseitige Ladeanschluss 3 einen passgenauen Steckkontakt zum Laden des elektrischen Energiespeichers 6 des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5 gebildet haben.In particular, the rope 11 using the working cylinder 19 so far into the cavity 12 pulled in until the charging plug 4 and the bottom charging port 3 a precisely fitting plug contact for charging the electrical energy store 6 of the electrically operated vehicle 5 have formed.

Bei der Spannvorrichtung 17 kann es sich insbesondere um zwei Spannbacken handeln, welche insbesondere mithilfe des Elektromotors 18 aneinander gepresst oder wieder gelöst werden können. Bei dem Arbeitszylinder 19 kann es sich insbesondere um einen hydraulischen Zylinder handeln, mit welchem eine Auf- und Abwärtsbewegung durchgeführt werden kann. Somit kann insbesondere die Spannvorrichtung 17 nach oben oder nach unten bewegt werden.With the jig 17 it can in particular be two jaws, which in particular with the help of the electric motor 18 can be pressed together or released again. At the working cylinder 19 can be, in particular, a hydraulic cylinder with which an upward and downward movement can be carried out. Thus, in particular the tensioning device 17 can be moved up or down.

Beispielsweise kann mithilfe einer Positionierungseinheit 20 das elektrisch betreibbare Fahrzeug 5 in einem definierten Bereich oberhalb der Bodenfläche 2 positioniert werden, sodass der Ladestecker 4 oberhalb des bodenseitigen Ladeanschlusses 3 positioniert ist. Beispielsweise kann die Positionierungseinheit 20 mithilfe eines Fahrerassistenzsystems des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5 das elektrisch betreibbare Fahrzeug 5 autonom oberhalb der Ladevorrichtung 1 positionieren. Beispielsweise können bei einer manuellen Fahrt des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5 dem Nutzer des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5 über das Infotainmentsystem 21 des elektrisch betreibbaren Fahrzeugs 5 die genaue Positionierung beziehungsweise Grob-Positionierung für den bevorstehenden konduktiven Ladevorgang dargestellt werden. Beispielsweise kann das elektrisch betreibbare Fahrzeug 5 und/oder die Positionierungseinheit 20 und/oder das Infotainmentsystem 21 über eine drahtlose Kommunikation mit der Ladevorrichtung 1 Informationen und/oder Daten übermitteln. Bei der drahtlosen Kommunikation kann es sich insbesondere um eine WLAN-Verbindung oder um eine Bluetooth-Verbindung handeln.For example, using a positioning unit 20 the electrically operated vehicle 5 in a defined area above the floor area 2 be positioned so that the charging plug 4 above the bottom charging connection 3 is positioned. For example, the positioning unit 20 with the help of a driver assistance system for the electrically operated vehicle 5 the electrically operated vehicle 5 autonomously above the loading device 1 position. For example, when driving the electrically operated vehicle manually 5 the user of the electrically operated vehicle 5 via the infotainment system 21 of the electrically operated vehicle 5 the exact positioning or rough positioning for the upcoming conductive charging process are shown. For example, the electrically operated vehicle 5 and / or the positioning unit 20 and / or the infotainment system 21 via wireless communication with the charger 1 Submit information and / or data. Wireless communication can be, in particular, a WLAN connection or a Bluetooth connection.

Insbesondere befindet sich die Ladevorrichtung 1 unterhalb der Bodenfläche 2 beziehungsweise einer Parkfläche, sodass die Ladevorrichtung 1 platzsparend im Boden versenkt werden kann.In particular, the loading device is located 1 below the floor area 2 or a parking area, so that the loading device 1 can be sunk in the floor to save space.

Die 2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Ladesteckers 4. Der Ladestecker 4 ist insbesondere kreisförmig ausgebildet. Das Seil 11 ist im Mittelpunkt des Ladesteckers 4 befestigt, wobei das Seil 11 insbesondere zentriert an einer Oberfläche des Ladesteckers 4 befestigt ist. Insbesondere ist die erste Kontaktfläche K1 und die zur ersten Kontaktfläche K1 unterschiedliche zweite Kontaktfläche K2 kreisförmig an der Oberseite 22 des Ladesteckers 4 konzentrisch ausgebildet beziehungsweise angeordnet. Insbesondere sind die erste Kontaktfläche K1 und die zweite Kontaktfläche K2 ringförmig umlaufend auf der Oberseite 22 des Ladesteckers 4 angeordnet. Die erste Kontaktfläche K1 und die zweite Kontaktfläche K2 sind insbesondere beabstandet zueinander angeordnet, insbesondere mit einem vordefinierten Abstand. Bei der ersten Kontaktfläche K1 kann es sich beispielsweise um einen Minuspol und bei der zweiten Kontaktfläche K2 um einen Pluspol handeln. Die beiden kreisförmig angeordneten Kontaktflächen K1, K2 sind insbesondere jeweils in ihrem Durchmesser unterschiedliche kreisförmige Lade-Pole. Insbesondere weist der bodenseitige Ladeanschluss 3 denselben Lade-Pol auf wie der Ladestecker 4. Insbesondere besitzt der bodenseitige Ladeanschluss 3 ebenso zwei kreisförmige Kontaktflächen K1 und K2. Dadurch können insbesondere eine Steckverbindung des bodenseitigen Ladeanschlusses 3 und des Ladesteckers 4 unabhängig von einem Winkel in Längsrichtung des Ladesteckers 4 zum bodenseitigen Ladeanschluss 3 durchgeführt werden. Insbesondere kann der Ladestecker 4 somit in jeder Rotationsrichtung um die Längsachse mit dem bodenseitigen Ladeanschluss 3 verbunden werden.The 2 shows a schematic sectional view of the charging plug 4 , The charging plug 4 is particularly circular. The rope 11 is at the center of the charging plug 4 attached, the rope 11 in particular centered on a surface of the charging plug 4 is attached. In particular, the first contact area K1 and the first contact area K1 different second contact area K2 circular at the top 22 of the charging plug 4 concentric or arranged. In particular, the first contact area K1 and the second contact area K2 circular all around on the top 22 of the charging plug 4 arranged. The first contact area K1 and the second contact area K2 are in particular arranged at a distance from one another, in particular with a predefined distance. At the first contact surface K1 can be, for example, a negative pole and the second contact surface K2 to act as a positive pole. The two contact surfaces arranged in a circle K1 . K2 are in particular different circular charging poles each in their diameter. In particular, the bottom-side charging connection 3 same charging pole as the charging plug 4 , In particular, the bottom-side charging port 3 likewise two circular contact areas K1 and K2 , This allows, in particular, a plug connection of the bottom-side charging connection 3 and the charging plug 4 regardless of an angle in the longitudinal direction of the charging plug 4 to the bottom charging connection 3 be performed. In particular, the charging plug 4 thus in every direction of rotation about the longitudinal axis with the bottom charging connection 3 get connected.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Ladevorrichtungloader
22
Bodenflächefloor area
33
bodenseitiger Ladeanschlussbottom charging connection
44
Ladesteckercharging plug
55
elektrisch betreibbares Fahrzeugelectrically operated vehicle
66
Energiespeicherenergy storage
77
Ende des LadekabelsEnd of the charging cable
88th
Ladekabelcharge cable
99
FahrzeugunterbodenVehicle underbody
1010
VerstaueinheitVerstaueinheit
1111
Seilrope
1212
Hohlraumcavity
1313
Öffnungopening
1414
Vakuumerzeugervacuum generator
1515
Luftstromairflow
1616
Klemmvorrichtungclamping device
1717
Spannvorrichtungjig
1818
Elektromotorelectric motor
1919
Arbeitszylinderworking cylinder
2020
Positionierungseinheitpositioning unit
2121
InfotainmentsystemInfotainment system
2222
Oberseitetop
K1K1
erste Kontaktflächefirst contact area
K2K2
zweite Kontaktflächesecond contact area

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016212890 A1 [0002]DE 102016212890 A1 [0002]
  • DE 102011082092 A1 [0003]DE 102011082092 A1 [0003]

Claims (6)

Ladestecker (4) zum Herstellen eines Steckkontakts mit einem Ladeanschluss (3) einer Ladevorrichtung (1), wobei - der Ladestecker (4) an einem Ende (7) eines Ladekabels (8) befestigt ist, gekennzeichnet, durch - eine erste Kontaktfläche (K1), - eine zu der ersten Kontaktfläche (K1) unterschiedlich und beabstandete zweite Kontaktfläche (K2), und - ein Seil (11), welches mittig an dem Ladestecker (4) befestigt ist.Charging plug (4) for establishing a plug contact with a charging connection (3) of a charging device (1), wherein - The charging plug (4) is attached to one end (7) of a charging cable (8), characterized by - a first contact surface (K1), - A second contact surface (K2) different and spaced apart from the first contact surface (K1), and - A rope (11) which is attached centrally to the charging plug (4). Ladestecker (4) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kontaktfläche (K1) und die zweite Kontaktfläche (K2) kreisförmig an der Oberseite (22) des Ladesteckers (4) konzentrisch ausgebildet sind.Charge plug (4) after Claim 1 , characterized in that the first contact surface (K1) and the second contact surface (K2) are circularly concentric on the upper side (22) of the charging plug (4). Ladevorrichtung (1) mit einem Ladestecker (4) nach Anspruch 1 oder 2 und einem bodenseitigen Ladeanschluss (3) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (6) eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs (5).Charging device (1) with a charging plug (4) Claim 1 or 2 and a bottom-side charging connection (3) for charging an electrical energy store (6) of an electrically operated vehicle (5). Ladevorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Vakuumerzeuger (14) der Ladevorrichtung (1) ein Luftstrom (15) in einer Öffnung (13) des bodenseitigen Ladeanschlusses (3) erzeugbar ist.Loading device (1) after Claim 3 , characterized in that an air stream (15) can be generated in an opening (13) of the bottom-side charging connection (3) with a vacuum generator (14) of the charging device (1). Ladevorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass durch den erzeugten Luftstrom (15) das Seil (11) des Ladesteckers (4) in die Öffnung (13) des bodenseitigen Ladeanschlusses (3) gezogen wird und das Seil (11) mit einer Klemmvorrichtung (16) fixierbar ist, und dadurch der Steckkontakt des Ladesteckers (4) mit dem bodenseitigen Ladeanschluss (3) gebildet wird.Loading device (1) after Claim 4 , characterized in that the cable (11) of the charging plug (4) is pulled into the opening (13) of the bottom-side charging connection (3) by the generated air flow (15) and the cable (11) can be fixed with a clamping device (16) , and thereby the plug contact of the charging plug (4) with the bottom charging connection (3) is formed. Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (6) eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs (5), wobei - ein Steckkontakt mit einem bodenseitigen Ladeanschluss (3) einer Ladevorrichtung (1) und einem fahrzeugseitigen Ladestecker (4) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass - unterhalb einer Öffnung (13) des bodenseitigen Ladeanschlusses (3) ein Vakuum erzeugt wird, wobei - durch das erzeugte Vakuum ein Seil (11), welches am Ladestecker (4) befestigt ist, in die Öffnung (13) hineingezogen wird, wobei - das in die Öffnung (13) hineingezogene Seil (11) mit einer Klemmvorrichtung (16) fixiert wird, wobei - das Seil (11) soweit in die Öffnung (13) hineingezogen wird, dass der Steckkontakt des fahrzeugseitigen Ladesteckers (4) mit dem bodenseitigen Ladeanschluss (3) gebildet ist.Method for charging an electrical energy store (6) of an electrically operable vehicle (5), wherein - a plug contact with a bottom-side charging connection (3) of a charging device (1) and a vehicle-side charging plug (4) is formed, characterized in that - below one Opening (13) of the bottom-side charging connection (3) a vacuum is generated, whereby - a rope (11), which is attached to the charging plug (4), is pulled into the opening (13) by the vacuum generated, whereby - that into the Opening (13) drawn rope (11) is fixed with a clamping device (16), whereby - the rope (11) is pulled so far into the opening (13) that the plug contact of the vehicle-side charging plug (4) with the bottom-side charging connection (3 ) is formed.
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