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TECHNISCHES GEBIET
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Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen einen Ladeanschluss eines elektrifizierten Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die Offenbarung einen Ladeanschluss, der an einem Rad des elektrifizierten Fahrzeugs montiert ist.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Elektrifizierte Fahrzeuge unterscheiden sich von herkömmlichen Kraftfahrzeugen, weil elektrifizierte Fahrzeuge unter Verwendung einer oder mehrerer elektrischer Maschinen, die von einer Traktionsbatterie mit Energie versorgt werden, selektiv angetrieben werden. Die elektrischen Maschinen können die elektrifizierten Fahrzeuge anstelle von oder zusätzlich zu einem Verbrennungsmotor antreiben. Beispielhafte elektrifizierte Fahrzeuge sind Hybridelektrofahrzeuge (Hybrid Electric Vehicles - HEV), Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (Plug-in Hybrid Electric Vehicles - PHEV), Brennstoffzellenfahrzeuge (Fuel Cell Vehicles - FCV) und batteriebetriebene Elektrofahrzeuge (Battery Electric Vehicles - BEV).
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Bei der Traktionsbatterie handelt es sich um eine Batterie mit relativ hoher Spannung, welche die elektrischen Maschinen und andere elektrische Verbraucher des elektrifizierten Fahrzeugs selektiv mit Energie versorgt. Die Traktionsbatterie kann Batteriearrays beinhalten, die jeweils eine Vielzahl von miteinander verbundenen Batteriezellen beinhalten, welche Energie speichern. Einige elektrifizierte Fahrzeuge, wie etwa PHEV, können die Traktionsbatterie von einer externen Leistungsquelle, wie etwa einer Netzquelle, laden.
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Eine Ladevorrichtung kann an einen Ladeanschluss des elektrifizierten Fahrzeugs gekoppelt werden, wenn die Traktionsbatterie von der externen Leistungsquelle geladen wird. Üblicherweise befindet sich der Ladeanschluss in einer Seitenverkleidung oder einem Kotflügel des elektrifizierten Fahrzeugs.
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KURZDARSTELLUNG
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Eine Ladebaugruppe gemäß einem beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet unter anderem einen Ladeanschluss in einem Fahrzeugrad. Der Ladeanschluss schneidet eine Drehachse des Fahrzeugrads.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform der vorstehenden Baugruppe dreht sich das Fahrzeugrad um die Drehachse.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform von beliebigen der vorstehenden Baugruppen sind ein Radkranz und ein Reifen des Fahrzeugrads konfiguriert, um sich in Bezug auf den Ladeanschluss zu drehen.
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Eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform von beliebigen der vorstehenden Baugruppen schließt eine Abdeckungsbaugruppe ein, die konfiguriert ist, um zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Position hin und her zu wechseln. Der Ladeanschluss wird von der Abdeckungsbaugruppe in der geschlossenen Position abgedeckt. Der Ladeanschluss wird von der Abdeckungsbaugruppe in der geöffneten Position aufgedeckt.
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Eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen schließt eine Vielzahl von Türen der Abdeckungsbaugruppe ein. Die Türen bewegen sich jeweils radial in Bezug auf die Drehachse, wenn sie zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position hin- und herbewegt werden.
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Eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen schließt eine Vielzahl von Türen der Abdeckungsbaugruppe ein. Die Türen sind ringförmig um die Drehachse verteilt.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen ist das Fahrzeugrad ein nicht angetriebenes Fahrzeugrad.
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Eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen schließt einen Aktor ein, der eine Ladevorrichtung automatisch in eine Ladeposition mit dem Ladeanschluss bewegt.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen ist der Aktor konfiguriert, um den Ladestecker als Reaktion auf die Ausrichtung eines Radsensors mit einem Ladestationssensor auszurichten.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen sind der Radsensor und der Ladestationssensor beide auf der Kapazität basierende Sensoren.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform einer beliebigen der vorstehenden Baugruppen ist das Fahrzeugrad ein elektrifiziertes Fahrzeugrad.
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Ein Ladeverfahren gemäß einem anderen beispielhaften Aspekt der vorliegenden Offenbarung schließt unter anderem das Koppeln einer Ladevorrichtung an einen Ladeanschluss in einer Position ein, die eine Drehachse eines Fahrzeugrads schneidet.
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Eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform des vorstehenden Verfahrens schließt das Drehen des Fahrzeugrads um die Drehachse ein, wenn mit einem Fahrzeug gefahren wird, welches das Fahrzeugrad aufweist.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren ist der Ladeanschluss direkt an dem Fahrzeugrad angebracht. Das Verfahren schließt ferner das Drehen eines Radkranzes und eines Reifens des Fahrzeugrads in Bezug auf den Ladeanschluss ein, wenn mit einem Fahrzeug gefahren wird, welches das Fahrzeugrad aufweist.
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Eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren schließt, vor dem Koppeln, das Wechseln einer Abdeckungsbaugruppe von einer geschlossenen Position, in welcher der Ladeanschluss von der Abdeckungsbaugruppe abgedeckt ist, in eine geöffnete Position ein, in welcher der Ladeanschluss von der Abdeckungsbaugruppe aufgedeckt ist.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren schließt die Abdeckungsbaugruppe eine Vielzahl von Türen ein, die sich in Bezug auf die Drehachse jeweils radial nach außen bewegen, wenn sie von der geschlossenen Position in die geöffnete Position bewegt werden.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren ist das Fahrzeugrad ein nicht angetriebenes Fahrzeugrad.
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Eine weiter nicht einschränkende Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren schließt, während des Koppelns, das Bewegen der Ladevorrichtung automatisch mit einem Aktor von einer ungekoppelten Position mit dem Ladeanschluss in eine gekoppelte Position mit dem Ladeanschluss ein.
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Eine weitere nicht einschränkende Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren schließt, während des Koppelns, das Ausrichten der Ladevorrichtung und des Ladeanschlusses zumindest teilweise auf Grundlage einer Ausrichtung eines Radsensors in Bezug auf einen Ladestationssensor ein.
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In einer weiteren nicht einschränkenden Ausführungsform eines beliebigen der vorstehenden Verfahren ist das Fahrzeugrad ein elektrifiziertes Fahrzeugrad.
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Figurenliste
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Die verschiedenen Merkmale und Vorteile der offenbarten Beispiele werden dem Fachmann aus der detaillierten Beschreibung ersichtlich. Die der detaillierten Beschreibung beigefügten Figuren können kurz wie folgt beschrieben werden:
- 1 veranschaulicht ein elektrifiziertes Fahrzeug in der Nähe einer Ladestation.
- 2 veranschaulicht eine Seitenansicht eines Fahrzeugrads von dem elektrifizierten Fahrzeug aus 1.
- 3 veranschaulicht das Fahrzeugrad aus 2, wobei eine Vielzahl von Türen einer Abdeckungsbaugruppe in eine geöffnete Position gewechselt ist, um einen Ladeanschluss in dem Fahrzeugrad aufzudecken.
- 4 veranschaulicht eine Schnittansicht entlang Linie 4-4 aus 2.
- 5 veranschaulicht eine Schnittansicht entlang Linie 5-5 aus 3.
- 6 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht des in 4 gezeigten Abschnitts.
- 7 veranschaulicht eine perspektivische Ansicht des in 5 gezeigten Abschnitts.
- 8 veranschaulicht eine Rückansicht des Fahrzeugs aus 1. neben einer automatisierten Ladestation und aufweisend eine Ladevorrichtung in einer ungekoppelten Position.
- 9 veranschaulicht eine Rückansicht des Fahrzeugs aus 8. neben einer automatisierten Ladestation und aufweisend die Ladevorrichtung in einer gekoppelten Position.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Diese Offenbarung betrifft im Allgemeinen einen Ladeanschluss, der an einem Fahrzeugrad montiert ist.
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Unter anderem kann durch das Montieren des Ladeanschlusses an dem Fahrzeugrad ein ästhetisch ansprechenderes Design bereitgestellt werden und es kann ein automatischer Eingriff mit einer Ladevorrichtung vereinfacht werden.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist ein beispielhaftes Fahrzeug 10 ein Plug-in-Hybridfahrzeug (PHEV), das eine Traktionsbatterie 12 beinhaltet. Ein Antriebsstrang mit Leistungsverzweigung des Fahrzeugs 10 setzt ein erstes Antriebssystem und ein zweites Antriebssystem ein. Das erste und das zweite Antriebssystem erzeugen ein Drehmoment, um einen oder mehrere Sätze von Fahrzeugantriebsrädern 14 anzutreiben. Das erste Antriebssystem kann eine Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einem Generator beinhalten. Das zweite Antriebssystem kann mindestens einen Elektromotor, den Generator und die Traktionsbatterie 12 beinhalten.
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Von Zeit zu Zeit ist das Laden der Traktionsbatterie 12 erforderlich oder erwünscht. Wenn sich das Fahrzeug 10 bewegt, kann Leistung aus regenerativem Bremsen verwendet werden, um die Traktionsbatterie 12 zu laden. Wenn das Fahrzeug 10 stationär ist, kann eine externe Leistungsquelle, wie etwa eine Ladevorrichtung 18 von einer Ladestation 22, an das Fahrzeug 10 gekoppelt werden. Die Ladevorrichtung 18 kann, wenn sie gekoppelt ist, Leistung von einer Netzleistungsquelle 26, zum Beispiel zu dem Fahrzeug 10 kommunizieren, um die Traktionsbatterie 12 aufzuladen.
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Obwohl das beispielhafte Fahrzeug 10 ein PHEV ist, können die Lehren dieser Offenbarung in Verbindung mit anderen elektrifizierten Fahrzeugen verwendet werden, die eine aufladbare Traktionsbatterie einschließen. Das Fahrzeug 10 kann zum Beispiel ein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug (BEV) sein, in das eine Traktionsbatterie eingebunden ist.
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Das Fahrzeug 10 schließt ein Paar nicht angetriebener Räder 30 ein, die in diesem Beispiel Hinterräder sind. Mindestens eines der Räder 30 schließt einen Ladeanschluss 34 und eine Abdeckungsbaugruppe 38 mit einer Vielzahl von Türen 42 ein.
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Das Rad 30 mit dem Ladeanschluss 34 weist eine Drehachse R auf. Wenn mit dem Fahrzeug 10 gefahren wird, drehen sich ein Radkranz 46 und ein Reifen 50 des Rads 30 um die Drehachse R. Der Radkranz 46 und der Reifen 50 drehen sich in diesem Beispiel in Bezug auf den Ladeanschluss 34. Der Ladeanschluss 34 schneidet die Drehachse R des Rads 30.
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Durch diese Positionierung des Ladeanschlusses 34 können unter anderem ästhetische Verbesserungen an dem Fahrzeug 10 bereitgestellt werden. Durch eine Positionierung des Ladeanschlusses 34 in dem Rad 30 wird zum Beispiel die Verwendung von sichtbaren Schnittlinien in den Karosserieverkleidungen des Fahrzeugs 10 vermieden, um einen Ladeanschluss zu definieren.
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Ferner kann durch eine Positionierung des Ladeanschlusses 34 in diesem Bereich, anstatt zum Beispiel in einer Karosserieverkleidung des Fahrzeugs 10, der Ladeanschluss 34 näher an einer Traktionsbatterie 12 des Fahrzeugs 10 positioniert werden. Durch die nähere Positionierung können Kosten eingespart werden, die mit einer Verdrahtung 54 assoziiert sind, durch die der Ladeanschluss 34 elektrisch an die Traktionsbatterie 12 gekoppelt ist.
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Nun unter Bezugnahme auf 2-6 unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 können die Türen 42 entlang sich radial erstreckender Achsen zwischen geöffneten und geschlossenen Position hin- und herwechseln. Die Ästhetik kann durch die Abdeckungsbaugruppe 38 weiter verbessert werden, die, wenn sie sich in der geschlossenen Position aus 2, 4 und 6 befindet, den Ladeanschluss 34 verbirgt. Die Abdeckungsbaugruppe 38 kann den Ladeanschluss 34 zusätzlich vor Staub, Schmutz, Feuchtigkeit und Korrosion schützen.
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Wie in 1, 3, 5 und 7 gezeigt, decken die Türen 42 den Ladeanschluss 34 auf, wenn sich die Türen 42 in der geöffneten Position befinden. Wenn sich die Türen 42 in der geöffneten Position befinden und der Ladeanschluss 34 aufgedeckt ist, kann die Ladevorrichtung 18 an den Ladeanschluss 34 gekoppelt werden.
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Mechanische Aktoren können zum Beispiel verwendet werden, um die Türen 42 zwischen den geöffneten und geschlossenen Positionen hin- und herwechseln zu lassen. Ein Fachmann auf diesem Gebiet und mit dem Vorteil dieser Offenbarung kann derartige mechanische Aktoren oder eine andere Möglichkeit entwickeln, um die Türen 42 zwischen den geöffneten und geschlossenen Positionen hin- und herwechseln zu lassen.
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Das Rad 30 koppelt über eine Radaufhängung 58 an andere Teile des Fahrzeugs 10. Der Ladeanschluss 34 wird in diesem Beispiel in einer Öffnung 62 der Radaufhängung 58 aufgenommen. Während des Betriebs ermöglichen eine Nabe 66 und eine Lageranordnung 70, dass sich der Radkranz 46 und der Reifen 50 in Bezug auf den Ladeanschluss 34 und die Radaufhängung 58 drehen können. Der Ladeanschluss 34 bleibt wiederum relativ stationär, wenn das Rad 30 während des Betriebs des Fahrzeugs 10 um die Drehachse R gedreht wird.
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Die Positionierung des Ladeanschlusses 34 in dem Fahrzeugrad 30 des Fahrzeugs 10 kann in einigen Beispielen einen automatisierten Ladevorgang vereinfachen. Nun unter Bezugnahme auf 8 und 9 kann ein automatisierter Ladevorgang eine automatisierte Ladevorrichtung 18a beinhalten, die von einem Aktor 80 automatisch von einer ungekoppelten Position mit dem Ladeanschluss 34 in eine gekoppelte Position mit dem Ladeanschluss 34 bewegt wird.
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Die automatisierte Ladevorrichtung 18a kann einen Ladestationssensor 84 einschließen, der Lokalisierungssignale zu einem Radsensor 88 überträgt und von diesem empfängt. Der Ladestationssensor 84 und der Radsensor 88 können auf der Kapazität basierende Erfassungsmechanismen sein. In einigen Beispielen ist ein Sensor an dem Aktor 80 anstelle des Ladestationssensors 84 oder zusätzlich dazu montiert.
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Während des automatisierten Ladevorgangs kann ein Bediener des Fahrzeugs 10 zunächst das Fahrzeug 10 neben der Ladestation 22a mit der automatisierten Ladevorrichtung 18a positionieren. Der Fahrer kann dann die Position des Fahrzeugs 10 anpassen, bis die Sensoren 84 und 88 anzeigen, dass das Fahrzeug 10 und die Ladestation 22 ausgerichtet sind. Dadurch werden die automatisierte Ladevorrichtung 18a und der Ladeanschluss 34 entlang der x-Achse ausgerichtet, welche sich in 8 und 9 aus der Seite heraus senkrecht zu der y-Achse und der z-Achse erstreckt.
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Der Aktor 80 kann dann die automatisierte Ladevorrichtung 18a in eine gekoppelte Position mit dem Ladeanschluss 34 (1) bewegen, indem ferner die Position der automatisierten Ladevorrichtung 18a entlang der z-Achse und der y-Achse angepasst wird. Der Abstand zwischen der Ladestation 22a und dem Ladeanschluss 34 kann relativ kurz sein, wodurch eine Verdrahtung zum Beispiel im Vergleich zu Ladevorrichtungen verringert werden kann, die manuell an den Ladeanschluss 34 gekoppelt werden.
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Der automatisierte Ladevorgang kann unterstützt werden, indem der Ladeanschluss 34 in dem Rad 30 lokalisiert wird. Das heißt, dass der Ladeanschluss 34 in dem Rad 30 möglicherweise einfacher zu lokalisieren ist als ein Ladeanschluss in einem anderen Bereich des Fahrzeugs 10. Unter anderem zeigt der Ladeanschluss 34 in dem Rad 30 direkt lateral nach außen weg von dem Fahrzeug 10. Demnach kann die Lokalisierung im Wesentlichen lediglich eine Lokalisierung der automatisierten Ladevorrichtung 18a mit dem Aktor 80 entlang der x-Achse und der z-Achse erforderlich machen, ohne dass die automatisierte Ladevorrichtung 18a gekippt oder abgeschrägt wird.
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Bereiche anderer Fahrzeuge, die üblicherweise einen Ladeanschluss einschließen, wie etwa der Kotflügel oder die Seitenverkleidung, können abgeschrägt sein, sodass der Ladeanschluss nicht direkt lateral nach außen zeigt. Eine Lokalisierung eines solchen Ladeanschlusses würde demnach komplexere Manipulationen der automatisierten Ladevorrichtung 18a erforderlich machen.
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Die vorstehende Beschreibung ist eher beispielhafter als einschränkender Natur. Dem Fachmann können sich Variationen und Modifikationen der offenbarten Beispiele erschließen, die nicht zwangsläufig vom Kern dieser Offenbarung abweichen. Demnach kann der Umfang dieser Offenbarung lediglich durch Lektüre der folgenden Ansprüche bestimmt werden. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Ladebaugruppe bereitgestellt, umfassend: einen Ladeanschluss in einem Fahrzeugrad, wobei der Ladeanschluss eine Drehachse des Fahrzeugrads schneidet.
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Gemäß einer Ausführungsform dreht sich das Fahrzeugrad um die Drehachse.
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Gemäß einer Ausführungsform sind ein Radkranz und ein Reifen des Fahrzeugrads konfiguriert, um sich in Bezug auf den Ladeanschluss zu drehen.
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Gemäß einer Ausführungsform, ist die vorstehende Erfindung ferner durch eine Abdeckungsbaugruppe gekennzeichnet, die konfiguriert ist, um zwischen einer geschlossenen und einer geöffneten Position hin und her zu wechseln, wobei der Ladeanschluss in der geschlossenen Position von der Abdeckungsbaugruppe abgedeckt wird und der Ladeanschluss in der geöffneten Position von der Abdeckungsbaugruppe aufgedeckt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform, ist die vorstehende Erfindung ferner durch eine Vielzahl von Türen der Abdeckungsbaugruppe gekennzeichnet, wobei sich die Türen jeweils in Bezug auf die Drehachse radial bewegen, wenn sie zwischen der geöffneten Position und der geschlossenen Position hin- und herbewegt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform, ist die vorstehende Erfindung ferner durch eine Vielzahl von Türen der Abdeckungsbaugruppe gekennzeichnet, wobei die Türen ringförmig um die Drehachse verteilt sind.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Fahrzeugrad ein nicht angetriebenes Fahrzeugrad.
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Gemäß einer Ausführungsform, ist die vorstehende Erfindung ferner durch einen Aktor gekennzeichnet, der eine Ladevorrichtung automatisch in eine Ladeposition mit dem Ladeanschluss bewegt.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Aktor konfiguriert, um den Ladestecker als Reaktion auf die Ausrichtung eines Radsensors mit einem Ladestationssensor auszurichten.
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Gemäß einer Ausführungsform sind der Radsensor und der Ladestationssensor beide auf der Kapazität basierende Sensoren.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Fahrzeugrad ein elektrifiziertes Fahrzeugrad.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung schließt ein Ladeverfahren das Koppeln einer Ladevorrichtung an einen Ladeanschluss in einer Position ein, die eine Drehachse eines Fahrzeugrads schneidet.
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Gemäß einer Ausführungsform ist die vorstehende Erfindung ferner durch das Drehen des Fahrzeugrads um die Drehachse gekennzeichnet, wenn mit einem Fahrzeug gefahren wird, welches das Fahrzeugrad aufweist.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Ladeanschluss direkt an dem Fahrzeugrad angebracht, und ferner umfassend das Drehen eines Radkranzes und eines Reifens des Fahrzeugrads in Bezug auf den Ladeanschluss, wenn mit einem Fahrzeug gefahren wird, welches das Fahrzeugrad aufweist.
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Gemäß einer Gemäß einer Ausführungsform, ist die vorstehende Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: vor dem Koppeln, das Wechseln einer Abdeckungsbaugruppe von einer geschlossenen Position, in welcher der Ladeanschluss von der Abdeckungsbaugruppe abgedeckt ist, in eine geöffnete Position, in welcher der Ladeanschluss von der Abdeckungsbaugruppe aufgedeckt ist.
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Gemäß einer Ausführungsform schließt die Abdeckungsbaugruppe eine Vielzahl von Türen ein, die sich in Bezug auf die Drehachse jeweils radial nach außen bewegen, wenn sie von der geschlossenen Position in die geöffnete Position bewegt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Fahrzeugrad ein nicht angetriebenes Fahrzeugrad.
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Gemäß einer Ausführungsform, ist die vorstehende Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: während des Koppelns, das Bewegen der Ladevorrichtung automatisch mit einem Aktor von einer ungekoppelten Position mit dem Ladeanschluss in eine gekoppelte Position mit dem Ladeanschluss.
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Gemäß einer Ausführungsform, ist die vorstehende Erfindung ferner durch Folgendes gekennzeichnet: während des Koppelns, das Ausrichten der Ladevorrichtung und des Ladeanschlusses zumindest teilweise auf Grundlage einer Ausrichtung eines Radsensors in Bezug auf einen Ladestationssensor.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Fahrzeugrad ein elektrifiziertes Fahrzeugrad.
