DE102019007062A1 - Charging device for charging an electrical energy store by means of a pivotable coupling device, and motor vehicle - Google Patents

Charging device for charging an electrical energy store by means of a pivotable coupling device, and motor vehicle Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung (12) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (14) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (10), mit einer Kopplungseinrichtung (16), welche mit dem elektrischen Energiespeicher (14) verbunden ist und zum Kontaktieren mit einer kraftfahrzeugexternen Ladestation (18) ausgebildet ist, wobei die Kopplungseinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, aus einer Verstaustellung im Kraftfahrzeug (10) in eine Gebrauchsstellung (20) zum Laden mit der kraftfahrzeugexternen Ladestation (18) verschwenkt zu werden, wobei die Kopplungseinrichtung (16) an einem in der Gebrauchsstellung (20) dem Kraftfahrzeug (10) abgewandten ersten Ende (22) eine erste Steckeinrichtung (24) für ein Gleichstromladen des elektrischen Energiespeichers (14) und eine zweite Steckeinrichtung (26) für ein Wechselstromladen des elektrischen Energiespeichers (14) aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (10).The invention relates to a charging device (12) for charging an electrical energy store (14) of an at least partially electrically operated motor vehicle (10), with a coupling device (16) which is connected to the electrical energy store (14) and for contacting a charging station external to the motor vehicle (18), the coupling device (16) being designed to be pivoted from a stowage position in the motor vehicle (10) into a use position (20) for charging with the charging station (18) external to the motor vehicle, the coupling device (16) being on a first end (22) facing away from the motor vehicle (10) in the use position (20) has a first plug device (24) for direct current charging of the electrical energy store (14) and a second plug device (26) for alternating current charge of the electrical energy store (14) . The invention further relates to a motor vehicle (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a charging device for charging an electrical energy store of an at least partially electrically operated motor vehicle according to the preamble of claim 1. The invention further relates to a motor vehicle.

Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass insbesondere zumindest teilweise elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge, insbesondere vollelektrisch betriebene Kraftfahrzeuge, zum Laden des elektrischen Energiespeichers entsprechend an eine Ladestation gefahren werden müssen. Insbesondere das Laden an entsprechenden Ladestationen führt zu Problemen. Beispielsweise ist ein Laden des Kraftfahrzeugs lediglich in Fahrzeuglängsrichtung möglich, mit anderen Worten wenn die Ladesäule in Fahrzeuglängsrichtung angefahren wird. Insbesondere muss dabei ebenfalls auf eine korrekte Position des Kraftfahrzeugs relativ zur Ladestation geachtet werden, sodass eine entsprechende Verbindung zwischen der Ladestation und dem Kraftfahrzeug aufgebaut werden kann. Ferner sind unterschiedliche Positionen von Ladeklappen beziehungsweise Ladedeckel am Kraftfahrzeug hinderlich, eine entsprechende geeignete Position des Kraftfahrzeugs gegenüber der Ladesäule einzunehmen.It is known from the prior art that, in particular, at least partially electrically operated motor vehicles, in particular fully electrically operated motor vehicles, have to be driven to a charging station in order to charge the electrical energy store. In particular, charging at appropriate charging stations leads to problems. For example, the motor vehicle can only be charged in the longitudinal direction of the vehicle, in other words when the charging station is approached in the longitudinal direction of the vehicle. In particular, attention must also be paid to a correct position of the motor vehicle relative to the charging station, so that a corresponding connection can be established between the charging station and the motor vehicle. Furthermore, different positions of the loading flaps or loading covers on the motor vehicle prevent a corresponding, suitable position of the motor vehicle from the charging station.

Die DE 10 2009 059 976 A1 schlägt ein System zum Laden einer Batterie eines Kraftfahrzeugs vor, umfassend eine stationäre Ladestation und eine fahrzeugfeste Kopplungseinheit. Die fahrzeugfeste Kopplungseinheit umfasst ein Kopplungselement, das am Fahrzeugbug, am Fahrzeugheck oder an einer der Fahrzeugseiten angeordnet ist und das zumindest in eine Ladestellung mit einem Ladeelement der Ladestation elektrisch gekoppelt ist, wobei das Kopplungselement gegenüber einem festen Fahrzeugaußenhautabschnitt vorspringt und in das Ladeelement der Ladestation eingreift oder in das Kopplungselement in einer Ladestellung das Ladeelement der Ladestation eingreift und das Kopplungselement bündig, konturfrei oder verdeckt in den Fahrzeugbug, Fahrzeugheck oder an einer der Fahrzeugseiten integriert ist und in einer Ladestellung mit dem Ladeelement der Ladestation induktiv gekoppelt ist.The DE 10 2009 059 976 A1 proposes a system for charging a battery of a motor vehicle, comprising a stationary charging station and a coupling unit fixed to the vehicle. The vehicle-fixed coupling unit comprises a coupling element which is arranged on the front of the vehicle, on the rear of the vehicle or on one of the sides of the vehicle and which is electrically coupled to a charging element of the charging station at least in a charging position, the coupling element projecting towards a fixed outer skin section of the vehicle and engaging in the charging element of the charging station or the charging element of the charging station engages in the coupling element in a charging position and the coupling element is integrated flush, contour-free or concealed in the vehicle front, rear of the vehicle or on one of the vehicle sides and is inductively coupled in a charging position to the charging element of the charging station.

Ferner offenbart die DE 10 2009 016 895 A1 eine Ladeanschlusseinrichtung für ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend einen Anschlusskörper, der an einer Öffnung des Kraftfahrzeugs befestigbar ist und einen Anschlussraum bildet, weiter umfassend eine elektrische Anschlusseinrichtung zum elektrischen Verbinden eines Akkumulators des Kraftfahrzeugs mit einer außerhalb des Kraftfahrzeugs vorgesehenen elektrischen Versorgungsquelle zum Laden des Akkumulators, wobei die elektrische Anschlusseinrichtung ein Ladekabel aufweist, welches mit dem Akkumulator verbindbar ist und eine elektrische Steckeinrichtung zum Verbinden mit der elektrischen Versorgungsquelle aufweist, das die elektrische Anschlusseinrichtung eine Kabelaufrolleinrichtung mit einer drehbar gelagerten Kabelrolle aufweist, wobei die Kabelrolle in eine Aufrollstellung vorgespannt ist, in der das Ladekabel auf der Kabelrolle aufgerollt ist und die Steckeinrichtung innerhalb des durch den Anschlusskörper gebildeten Anschlussraums angeordnet ist und von außen zugänglich ist, sodass die Steckeinrichtung zum Verbinden der externen elektrischen Versorgung gemeinsam mit dem Ladekabel aus dem Anschlusskörper gezogen werden kann, wobei das Ladekabel gegen die Vorspannung der Kabelrolle von dieser abgerollt wird.Furthermore, the DE 10 2009 016 895 A1 a charging connection device for an at least partially electrically driven motor vehicle, comprising a connection body which can be fastened to an opening of the motor vehicle and forms a connection space, further comprising an electrical connection device for electrically connecting an accumulator of the motor vehicle to an electrical supply source provided outside the motor vehicle for charging the Accumulator, wherein the electrical connection device has a charging cable which can be connected to the accumulator and has an electrical plug-in device for connecting to the electrical supply source, the electrical connection device has a cable reel-up device with a rotatably mounted cable reel, the cable reel being pretensioned into a reel-up position, in which the charging cable is rolled up on the cable reel and the plug device is arranged within the connection space formed by the connection body is and is accessible from the outside, so that the plug device for connecting the external electrical supply together with the charging cable can be pulled out of the connector body, the charging cable being unrolled against the pretension of the cable reel.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ladevorrichtung sowie ein Kraftfahrzeug zu schaffen, mittels welchen verbessert ein Laden eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs realisiert werden kann.The object of the present invention is to provide a charging device and a motor vehicle, by means of which charging of an electrical energy store of the motor vehicle can be improved.

Diese Aufgabe wird durch eine Ladevorrichtung sowie durch ein Kraftfahrzeug gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a charging device and by a motor vehicle in accordance with the independent patent claims. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs, mit einer Kopplungseinrichtung, welche mit dem elektrischen Energiespeicher verbunden ist und zum Kontaktieren mit einer kraftfahrzeugexternen Ladestation ausgebildet ist, wobei die Kopplungseinrichtung dazu ausgebildet ist, aus einer Verstaustellung im Kraftfahrzeug in eine Gebrauchsstellung zum Laden mit der kraftfahrzeugexternen Ladestation verschwenkt zu werden.One aspect of the invention relates to a charging device for charging an electrical energy storage device of an at least partially electrically operated motor vehicle, with a coupling device which is connected to the electrical energy storage device and is designed for contacting a charging station external to the motor vehicle, the coupling device being designed for this purpose from a stowed position to be pivoted in the motor vehicle into a use position for charging with the charging station external to the motor vehicle.

Es ist vorgesehen, dass die Kopplungseinrichtung an einem in der Gebrauchsstellung dem Kraftfahrzeug abgewandten ersten Ende eine erste Steckeinrichtung für ein Gleichstromladen des elektrischen Energiespeichers und eine zweite Steckeinrichtung für ein Wechselstromladen des elektrischen Energiespeichers aufweist.It is provided that the coupling device has a first plug-in device for direct current charging of the electrical energy store and a second plug-in device for alternating current charging of the electrical energy store at a first end facing away from the motor vehicle in the use position.

Dadurch ist ein verbessertes Laden des elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs ermöglicht.This enables improved charging of the electrical energy store of the motor vehicle.

Mit anderen Worten wird vorgeschlagen, dass insbesondere die Ladevorrichtung in einem „Motorraum“ des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Der Motorraum wird vorliegend insbesondere als frontseitig am Kraftfahrzeug angeordneter Raum definiert. Insbesondere bei einem zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeug und insbesondere bei einem vollelektrisch betriebenen Kraftfahrzeug sind in diesem „Motorraum“ insbesondere Steuergeräte, Ablagemulden oder ähnliches angeordnet. Der Motorraum ist insbesondere nicht durch die Antriebseinheit definiert. Im Motorraum befindet sich insbesondere eine Mulde. In dieser Mulde befindet sich eine Kabeltrommel mit mindestens einem darauf aufgewickelten Ladekabel, welches beispielsweise für ein Wechselstromladen ausgebildet sein kann und beispielsweise an einer Wallbox angesteckt werden kann. Oberhalb der Kabeltrommel befindet sich die Kopplungseinrichtung zum Aufbringen der fahrzeugseitigen Stecker, welche sich an einem Ende des oder der aufgewickelten Kabel befindet. Diese Kopplungseinrichtung dient dazu, die fahrzeugseitigen Stecker mit insbesondere der ersten Steckeinrichtung und der zweiten Steckeinrichtung in eine Position auszubringen, in welcher eine Steckerbuchse als erste Steckeinrichtung von außen kontaktiert werden kann, sodass insbesondere ein Schnellladen durchgeführt werden kann, und zusätzlich den Stecker für das Laden mittels Wechselstrom, insbesondere einer Wallbox, ausgezogen werden kann. Darüber hinaus ist die Kopplungseinrichtung, nachdem diese aus dem vorderen Bereich des Motorraums ausgeschwenkt wurde, jeweils nach links und rechts zur jeweiligen Fahrzeugseite ausschwenkbar, sodass diese möglichst nahe an der kraftfahrzeugexternen Ladestation positioniert werden kann.In other words, it is proposed that in particular the charging device be arranged in an “engine compartment” of the motor vehicle. In the present case, the engine compartment is defined in particular as a space arranged on the front of the motor vehicle. In particular in an at least partially electrically operated motor vehicle and in particular in the case of a fully electric motor vehicle, control devices, storage troughs or the like are arranged in particular in this “engine compartment”. In particular, the engine compartment is not defined by the drive unit. In particular, there is a trough in the engine compartment. In this trough there is a cable drum with at least one charging cable wound thereon, which can be designed, for example, for AC charging and can be plugged into a wall box, for example. Above the cable drum is the coupling device for applying the vehicle-side plug, which is located at one end of the coiled cable or cables. This coupling device is used to bring the vehicle-side plug, in particular the first plug-in device and the second plug-in device, into a position in which a socket can be contacted as the first plug-in device from the outside, so that in particular quick charging can be carried out, and in addition the plug for charging by means of alternating current, in particular a wall box. In addition, after the coupling device has been pivoted out of the front area of the engine compartment, it can be swiveled out to the left and right to the respective vehicle side, so that it can be positioned as close as possible to the charging station external to the motor vehicle.

Zuvor wird zum Beispiel durch Betätigen eines Hebels beziehungsweise eines Tasters oder durch Berühren einer Bedieneinrichtung die Motorhaube entriegelt. Diese wird dann zum Beispiel durch einen elektrischen Antrieb an einem der Scharniere zunächst in eine Position gefahren beziehungsweise aufgeklappt, sodass anschließend die Einheit zum Ausbringen der Steckeinrichtungen beziehungsweise Buchse diese nach vorne Ausschwenken kann. Anschließend wird die Motorhaube wieder automatisch abgesenkt, sodass ein möglichst geringer Öffnungsspalt der Motorhaube zum Motorraum entsteht.The bonnet is unlocked beforehand, for example by actuating a lever or a button or by touching an operating device. This is then, for example, first moved or opened into one position by an electric drive on one of the hinges, so that the unit for removing the plug-in devices or bushing can then pivot them out toward the front. The hood is then automatically lowered again so that the opening gap between the hood and the engine compartment is as small as possible.

Die ausgeschwenkte Einheit kann nun zum Beispiel auf die linke Fahrzeugseite ausgeschwenkt werden. Dies kann beispielsweise manuell oder durch einen weiteren elektrischen Motor durchgeführt werden. Hier kann nun das bordeigene Kabel mit dem angebotenen Stecker, zum Beispiel für das Laden einer der Wallboxen, ausgezogen werden. Durch einen Rastmechanismus bleibt dieses Kabel dann in der ausgezogenen Position. Durch einen kurzen Zug an der Leitung kann insbesondere der Aufwickel-Mechanismus der Kabeltrommel wiederum aktiviert werden. Dieser kann entweder federunterstützt oder aber auch zum Beispiel elektromotorisch betrieben werden. Da sich an der ausgeschwenkten Einheit zusätzlich auch die Steckerbuchse für das Schnellladen befindet, kann auch hier die Einheit mit der Steckerbuchse möglichst nahe zur Ladesäule positioniert werden. Anschließend wird manuell der Stecker des Schnellladekabels in die fahrzeugseitige Buchse eingesteckt. Zusätzlich kann durch einen Verriegelungsmechanismus hier der Stecker des Schnellladekabels während des Ladevorgangs verriegelt werden, was beispielsweise elektromechanisch durchgeführt werden kann.The swiveled-out unit can now be swiveled out to the left side of the vehicle, for example. This can be done, for example, manually or by another electric motor. The on-board cable with the offered connector can now be pulled out, for example for charging one of the wall boxes. This cable then remains in the extended position by means of a locking mechanism. The winding mechanism of the cable drum can be activated in particular by a short pull on the line. This can either be spring-assisted or, for example, operated by an electric motor. Since the swiveled-out unit also has the plug socket for quick charging, the unit with the plug socket can also be positioned as close as possible to the charging station. Then the plug of the quick-charging cable is manually inserted into the socket on the vehicle. In addition, the connector of the quick-charging cable can be locked here during the charging process by a locking mechanism, which can be carried out, for example, electromechanically.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform weist die Kopplungseinrichtung einen Zahnstangenantrieb auf, welcher dazu ausgebildet ist, die Kopplungseinrichtung aus der Verstaustellung in die Gebrauchsstellung und aus der Gebrauchsstellung in die Verstaustellung zu schwenken.According to an advantageous embodiment, the coupling device has a rack and pinion drive, which is designed to pivot the coupling device from the stowed position into the use position and from the use position into the stowed position.

Ebenfalls vorteilhaft ist, wenn die Kopplungseinrichtung gegenüber einer Kopplungseinrichtungsbasis, welche am Kraftfahrzeug befestigt ist, drehbar gelagert ist.It is also advantageous if the coupling device is rotatably mounted relative to a coupling device base which is fastened to the motor vehicle.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform ist die zweite Steckeinrichtung aus der Kopplungseinrichtung mittels eines Kabels ausziehbar.According to a further advantageous embodiment, the second plug device can be pulled out of the coupling device by means of a cable.

Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Ladevorrichtung eine Bedieneinrichtung aufweist, welche dazu ausgebildet ist, auf Basis einer Benutzereingabe durch einen Benutzer die Kopplungseinrichtung zu verschwenken.Furthermore, it has proven to be advantageous if the loading device has an operating device which is designed to pivot the coupling device on the basis of a user input by a user.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Ladevorrichtung nach dem vorhergehenden Aspekt.Another aspect of the invention relates to a motor vehicle with a charging device according to the preceding aspect.

Vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Ladevorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungsformen des Kraftfahrzeugs anzusehen. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet.Advantageous embodiments of the charging device are to be regarded as advantageous embodiments of the motor vehicle. The motor vehicle is designed in particular as a passenger car.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur 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 a preferred exemplary embodiment and from the drawing. The features and combinations of features mentioned above in the description, as well as the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown in the single figure alone, can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own, without the frame to leave the invention.

Dabei zeigt die einzige Fig. eine schematische Seitenansicht einer Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs mit einer Ausführungsform einer Ladevorrichtung.The sole FIG. 1 shows a schematic side view of an embodiment of a motor vehicle with an embodiment of a charging device.

In der Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen. In the figure, identical or functionally identical elements are provided with the same reference symbols.

Die Fig. zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Ausführungsform eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Ausführungsform einer Ladevorrichtung 12. Die Ladevorrichtung 12 ist zum Laden eines elektrischen Energiespeichers 14 des zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs 10 ausgebildet. Die Ladevorrichtung 12 weist eine Kopplungseinrichtung 16 auf, welche mit dem elektrischen Energiespeicher 14 verbunden beziehungsweise elektrisch gekoppelt ist und zum Kontaktieren mit einer kraftfahrzeugexternen Ladestation 18 ausgebildet ist. Die Kopplungseinrichtung 16 ist dazu ausgebildet, aus einer Verstaustellung im Kraftfahrzeug 10 in eine Gebrauchsstellung 20, wie in der Fig. gezeigt, zum Laden mit der kraftfahrzeugexternen Ladestation 18 verschwenkt zu werden.The figure shows a schematic side view of an embodiment of a motor vehicle 10th with an embodiment of a loading device 12th . The charger 12th is for charging an electrical energy store 14 of the at least partially electrically operated motor vehicle 10th educated. The charger 12th has a coupling device 16 on which with the electrical energy storage 14 is connected or electrically coupled and for contacting a charging station external to the motor vehicle 18th is trained. The coupling device 16 is designed to be stowed in a motor vehicle 10th in a position of use 20 , as shown in the figure, for charging with the charging station external to the motor vehicle 18th to be pivoted.

Die Kopplungseinrichtung 16 weist an einem in der Gebrauchsstellung 20 dem Kraftfahrzeug 10 abgewandten ersten Ende 22 eine erste Steckeinrichtung 24 für ein Gleichstromladen des elektrischen Energiespeichers 14 und eine zweite Steckeinrichtung 26 für ein Wechselstromladen des elektrischen Energiespeichers 14 auf.The coupling device 16 indicates one in the use position 20 the motor vehicle 10th facing first end 22 a first connector 24th for direct current charging of the electrical energy store 14 and a second connector 26 for AC charging of the electrical energy store 14 on.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Kopplungseinrichtung 16 einen Zahnstangenantrieb 28 aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, die Kopplungseinrichtung 16 aus der Verstaustellung in die Gebrauchsstellung 20 und aus der Gebrauchsstellung 20 in die Verstaustellung zu schwenken. Beispielsweise kann der Zahnstangenantrieb 28 mittels eines elektrischen Motors angetrieben werden.In particular, it can be provided that the coupling device 16 a rack and pinion drive 28 which is designed to form the coupling device 16 from the stowed position to the use position 20 and from the use position 20 to pivot into the stowed position. For example, the rack and pinion drive 28 are driven by an electric motor.

Die Kopplungseinrichtung 16 kann ferner insbesondere gegenüber einer Kopplungseinrichtungsbasis 30, welche am Kraftfahrzeug 10 befestigt ist, drehbar gelagert sein. Insbesondere ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Kopplungseinrichtungsbasis 30 derart ausgebildet, dass diese beispielsweise eine Kabeltrommel 32 aufweisen kann, auf welcher ein Kabel 34, insbesondere für die zweite Steckeinrichtung 26, aufgewickelt sein kann. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kopplungseinrichtungsbasis 30 beispielsweise einen Rückstellfedermechanismus 36 aufweisen kann, mittels welchem das Kabel 34 aus der Kabeltrommel 32 abrollbar ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass mittels eines elektrischen Antriebs das Kabel 34 ab- beziehungsweise aufgewickelt werden kann.The coupling device 16 can also, in particular, compared to a coupling device base 30th which on the motor vehicle 10th is attached, rotatably mounted. In particular, in the present exemplary embodiment, the coupling device base 30th formed such that this, for example, a cable drum 32 can have, on which a cable 34 , especially for the second connector 26 , can be wound up. It can further be provided that the coupling device base 30th for example a return spring mechanism 36 can have, by means of which the cable 34 from the cable drum 32 can be unrolled. Alternatively, the cable can be provided by means of an electric drive 34 can be unwound or wound up.

Wie die Fig. zeigt, ist die Ladevorrichtung 12 insbesondere in einem „Motorraum“ des Kraftfahrzeugs 10 ausgebildet. Insbesondere kann dann vorgesehen sein, dass die Ladevorrichtung 10 durch ein Öffnen einer Motorhaube 38 des Kraftfahrzeugs 10 aus dem Motorraum herausgeschwenkt werden kann. Die Motorhaube 38 kann dabei insbesondere elektrisch öffnen, zum Beispiel mit einem elektrischen Motor mit Getriebe ausgebildet sein.As the figure shows, the loading device 12th especially in an "engine compartment" of the motor vehicle 10th educated. In particular, it can then be provided that the charging device 10th by opening a hood 38 of the motor vehicle 10th can be pivoted out of the engine compartment. The bonnet 38 can in particular open electrically, for example be designed with an electric motor with a gear.

Insbesondere zeigt somit die Fig. ebenfalls, dass die zweite Steckeinrichtung 26 aus der Kopplungseinrichtung 16 mittels eines Kabels 34 ausziehbar ist.In particular, the figure thus also shows that the second plug-in device 26 from the coupling device 16 by means of a cable 34 is extendable.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Ladevorrichtung 10 eine Bedieneinrichtung 40 aufweist, welche dazu ausgebildet ist, auf Basis einer Benutzereingabe durch einen Benutzer die Kopplungseinrichtung 16 zu verschwenken.It can further be provided that the charging device 10th an operating device 40 has, which is designed, based on a user input by a user, the coupling device 16 to pivot.

Im Motorraum befindet sich insbesondere eine Mulde. In dieser Mulde befindet sich die Kabeltrommel 32 mit mindestens einem darauf aufgewickelten Ladekabel, welches beispielsweise für ein Wechselstromladen ausgebildet sein kann und beispielsweise an einer Wallbox angesteckt werden kann. Oberhalb der Kabeltrommel 32 befindet sich die Kopplungseinrichtung 16 zum Aufbringen der fahrzeugseitigen Stecker, welche sich an einem Ende des oder der aufgewickelten Kabel 34 befindet. Diese Kopplungseinrichtung 16 dient dazu, die fahrzeugseitigen Stecker mit insbesondere der ersten Steckeinrichtung 24 und der zweiten Steckeinrichtung 26 in eine Position auszubringen, in welcher eine Steckerbuchse als erste Steckeinrichtung 24 von außen kontaktiert werden kann, sodass insbesondere ein Schnellladen durchgeführt werden kann, und zusätzlich den Stecker für das Laden mittels Wechselstrom, insbesondere einer Wallbox, ausgezogen werden kann. Darüber hinaus ist die Kopplungseinrichtung 16, nachdem diese aus dem vorderen Bereich des Motorraums ausgeschwenkt wurde, jeweils nach links und rechts zur jeweiligen Fahrzeugseite ausschwenkbar, sodass diese möglichst nahe an der kraftfahrzeugexternen Ladestation 18 positioniert werden kann.In particular, there is a trough in the engine compartment. The cable drum is located in this recess 32 with at least one charging cable wound thereon, which can be designed, for example, for AC charging and can be plugged in, for example, to a wall box. Above the cable drum 32 is the coupling device 16 to apply the vehicle-side connector, which is located at one end of the or the wound cable 34 located. This coupling device 16 is used to connect the vehicle-side connector with in particular the first connector 24th and the second connector 26 deploy in a position in which a socket as the first connector 24th can be contacted from the outside, so that in particular quick charging can be carried out, and in addition the plug for charging by means of alternating current, in particular a wall box, can be pulled out. In addition, the coupling device 16 , after it has been swung out of the front area of the engine compartment, can be swiveled out to the left and right to the respective vehicle side so that it is as close as possible to the charging station external to the motor vehicle 18th can be positioned.

Zuvor wird zum Beispiel durch Betätigen eines Hebels beziehungsweise eines Tasters oder durch Berühren einer Bedieneinrichtung die Motorhaube 38 entriegelt. Diese wird dann zum Beispiel durch einen elektrischen Antrieb an einem der Scharniere zunächst in eine Position gefahren beziehungsweise aufgeklappt, sodass anschließend die Einheit zum Ausbringen der Steckeinrichtungen 24, 26 beziehungsweise Buchse diese nach vorne Ausschwenken kann. Anschließend wird die Motorhaube 38 wieder automatisch abgesenkt, sodass ein möglichst geringer Öffnungsspalt der Motorhaube 38 zum Motorraum entsteht.Beforehand, the bonnet is activated, for example, by operating a lever or a button or by touching an operating device 38 unlocked. This is then moved or opened, for example by an electric drive on one of the hinges, so that the unit for deploying the plug devices then 24th , 26 or bushing can swing it out to the front. Then the hood 38 automatically lowered again so that the bonnet opening gap is as small as possible 38 to the engine compartment.

Die ausgeschwenkte Einheit kann nun zum Beispiel auf die linke Fahrzeugseite ausgeschwenkt werden. Dies kann beispielsweise manuell oder durch einen weiteren elektrischen Motor durchgeführt werden. Hier kann nun das bordeigene Kabel 34 mit dem angebotenen Stecker, zum Beispiel für das Laden einer der Wallboxen, ausgezogen werden. Durch einen Rastmechanismus bleibt dieses Kabel 34 dann in der ausgezogenen Position. Durch einen kurzen Zug an der Leitung kann insbesondere der Aufwickel-Mechanismus der Kabeltrommel 32 wiederum aktiviert werden. Dieser kann entweder federunterstützt oder aber auch zum Beispiel elektromotorisch betrieben werden. Da sich an der ausgeschwenkten Einheit zusätzlich auch die Steckerbuchse für das Schnellladen befindet, kann auch hier die Einheit mit der Steckerbuchse möglichst nahe zur Ladesäule positioniert werden. Anschließend wird manuell der Stecker des Schnellladekabels in die fahrzeugseitige Buchse eingesteckt. Zusätzlich kann durch einen Verriegelungsmechanismus hier der Stecker des Schnellladekabels während des Ladevorgangs verriegelt werden, was beispielsweise elektromechanisch durchgeführt werden kann.The swiveled-out unit can now be swiveled out to the left side of the vehicle, for example. This can be done manually or by another electric motor, for example become. The on-board cable can now be used here 34 with the offered plug, for example for charging one of the wall boxes. This cable remains through a locking mechanism 34 then in the extended position. With a short pull on the cable, the winding mechanism of the cable drum can in particular 32 be activated again. This can either be spring-assisted or, for example, operated by an electric motor. Since the swiveled unit also has the plug socket for quick charging, the unit with the plug socket can also be positioned as close as possible to the charging station. Then the plug of the quick-charging cable is manually inserted into the socket on the vehicle. In addition, the connector of the quick-charging cable can be locked here during the charging process by a locking mechanism, which can be carried out, for example, electromechanically.

Bei einem ebenfalls erfindungsgemäßen Verfahren kann beispielsweise vorgesehen sein, dass ein Nutzer die Bedieneinrichtung 40 betätigt, wobei eine entsprechende Bedienung lediglich im Stillstand des Kraftfahrzeugs 10 ermöglicht ist. Die Motorhaube 38 wird elektromechanisch entriegelt und leicht angehoben. Die Kopplungseinheit 16 fährt nach vorn aus, wobei dies beispielsweise elektromotorisch mit dem Zahnstangenantrieb 28 durchgeführt werden kann. Die Motorhaube 38 kann dann wiederum leicht abgesenkt werden. Die Kopplungseinrichtung 16 wird entweder manuell oder motorisch betrieben und in die benötigte Position gedreht. Im Anschluss daran kann entweder das Kabel 34 mit der zweiten Steckeinrichtung 26 manuell oder motorisch herausgezogen werden und beispielsweise an die Ladestation 18 beziehungsweise eine Wallbox angeschlossen werden. Hierzu wird insbesondere das bordeigene Kabel von der Kabeltrommel 32 abgewickelt. Alternativ kann vorgesehen sein, dass von der Ladestation 18 ein Schnellladekabel in die erste Steckeinrichtung 24, welche insbesondere als Buchse ausgebildet ist, am ersten Ende 20 angeschlossen werden kann.In a method according to the invention, for example, it can be provided that a user controls the operating device 40 actuated, a corresponding operation only when the motor vehicle is at a standstill 10th is possible. The bonnet 38 is unlocked electromechanically and raised slightly. The coupling unit 16 extends to the front, this being, for example, by an electric motor with the rack and pinion drive 28 can be carried out. The bonnet 38 can then be lowered slightly again. The coupling device 16 is operated either manually or by motor and rotated to the required position. Then either the cable 34 with the second connector 26 can be pulled out manually or by motor and, for example, to the charging station 18th or a wallbox can be connected. For this purpose, in particular the on-board cable from the cable drum 32 handled. Alternatively it can be provided that from the charging station 18th a quick charging cable in the first connector 24th , which is designed in particular as a socket, at the first end 20 can be connected.

Die Kopplungseinrichtung 16 ist insbesondere zumindest um 180 Grad schwenkbar.The coupling device 16 is in particular pivotable at least 180 degrees.

Insgesamt zeigt die Erfindung ein neues Ladekabel-System für zumindest teilweise elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge.Overall, the invention shows a new charging cable system for at least partially electrically operated motor vehicles.

BezugszeichenlisteReference list

1010th
KraftfahrzeugMotor vehicle
1212th
LadevorrichtungLoading device
1414
elektrischer Energiespeicherelectrical energy storage
1616
KopplungseinrichtungCoupling device
1818th
kraftfahrzeugexterne Ladestationexternal charging station
2020
GebrauchsstellungPosition of use
2222
erstes Endefirst end
2424th
erste Steckeinrichtungfirst connector
2626
zweite Steckeinrichtungsecond connector
2828
ZahnstangenantriebRack and pinion drive
3030th
KopplungseinrichtungsbasisCoupling device base
3232
KabeltrommelCable drum
3434
Kabelelectric wire
3636
RückstellfedermechanismusReturn spring mechanism
3838
MotorhaubeEngine Hood
4040
BedieneinrichtungControl device

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102009059976 A1 [0003]DE 102009059976 A1 [0003]
  • DE 102009016895 A1 [0004]DE 102009016895 A1 [0004]

Claims (6)

Ladevorrichtung (12) zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (14) eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs (10), mit einer Kopplungseinrichtung (16), welche mit dem elektrischen Energiespeicher (14) verbunden ist und zum Kontaktieren mit einer kraftfahrzeugexternen Ladestation (18) ausgebildet ist, wobei die Kopplungseinrichtung (16) dazu ausgebildet ist, aus einer Verstaustellung im Kraftfahrzeug (10) in eine Gebrauchsstellung (20) zum Laden mit der kraftfahrzeugexternen Ladestation (18) verschwenkt zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (16) an einem in der Gebrauchsstellung (20) dem Kraftfahrzeug (10) abgewandten ersten Ende (22) eine erste Steckeinrichtung (24) für ein Gleichstromladen des elektrischen Energiespeichers (14) und eine zweite Steckeinrichtung (26) für ein Wechselstromladen des elektrischen Energiespeichers (14) aufweist.Charging device (12) for charging an electrical energy store (14) of an at least partially electrically operated motor vehicle (10), with a coupling device (16) which is connected to the electrical energy store (14) and designed to make contact with a charging station (18) external to the motor vehicle The coupling device (16) is designed to be pivoted from a stowed position in the motor vehicle (10) into a use position (20) for charging with the charging station (18) external to the motor vehicle, characterized in that the coupling device (16) is connected to a In the use position (20), the first end (22) facing away from the motor vehicle (10) has a first plug-in device (24) for DC charging of the electrical energy store (14) and a second plug-in device (26) for AC charging of the electrical energy store (14). Ladevorrichtung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (16) einen Zahnstangenantrieb (28) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, die Kopplungseinrichtung (16) aus der Verstaustellung in die Gebrauchsstellung (20) und aus der Gebrauchsstellung (20) in die Verstaustellung zu schwenken.Loading device (12) after Claim 1 , characterized in that the coupling device (16) has a rack and pinion drive (28) which is designed to pivot the coupling device (16) from the stowed position into the use position (20) and from the use position (20) into the stowed position. Ladevorrichtung (12) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (16) gegenüber eine Kopplungseinrichtungsbasis (30), welche am Kraftfahrzeug (10) befestigt ist, drehbar gelagert ist.Loading device (12) after Claim 1 or 2nd , characterized in that the coupling device (16) is rotatably mounted relative to a coupling device base (30) which is attached to the motor vehicle (10). Ladevorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Steckeinrichtung (26) aus der Kopplungseinrichtung (16) mittels eines Kabels (34) ausziehbar ist.Charging device (16) according to one of the preceding claims, characterized in that the second plug-in device (26) can be pulled out of the coupling device (16) by means of a cable (34). Ladevorrichtung (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladevorrichtung (12) eine Bedieneinrichtung (40) aufweist, welche dazu ausgebildet ist, auf Basis einer Benutzereingabe durch einen Benutzer die Kopplungseinrichtung (16) zu verschwenken.Loading device (16) according to one of the preceding claims, characterized in that the loading device (12) has an operating device (40) which is designed to pivot the coupling device (16) on the basis of a user input by a user. Kraftfahrzeug (10) mit einer Ladevorrichtung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.Motor vehicle (10) with a charging device (12) according to one of the Claims 1 to 5 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009016895A1 (en) 2009-04-08 2010-10-14 Illinois Tool Works Inc., Glenview Charging terminal device for an electrically driven motor vehicle
DE102009059976A1 (en) 2009-12-22 2011-06-30 HS Genion GmbH, 82205 System for charging a battery of a motor vehicle

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