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Die Erfindung betrifft ein Verstausystem für ein Ladekabel eines Elektrofahrzeugs, weiterhin ein Elektrofahrzeug, welches ein derartiges Verstausystem umfasst, sowie ein Verfahren zum Betrieb eines entsprechenden Verstausystems, und weiterhin auf diesen Verfahren aufbauend ein Verfahren zum Laden eines Akkumulators eines Elektrofahrzeugs unter Verwendung eines derartigen Verstausystems.
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Die Verbreitung von Elektrofahrzeugen, durch welche Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren letztendlich ersetzt werden sollen, nimmt ständig zu. Sofern Elektrofahrzeuge nicht über Brennstoffzellen betrieben werden, weisen sie elektrochemische Energiespeicher auf, die üblicherweise als Traktionsbatterien bezeichnet werden und in der Regel mehrere zusammengeschaltete Akkumulatoren umfassen. Mittels der Traktionsbatterie wird die elektrische Energie zum Vortrieb des Elektrofahrzeugs bereitgestellt.
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Zum Aufladen der Traktionsbatterie umfassen Elektrofahrzeuge in der Regel im Fahrzeug verstaute Ladekabel. Um die Entfernung vom Elektrofahrzeug zu einer entsprechenden Spannungsquelle einer Ladestation zu überbrücken, müssen die Ladekabel eine ausreichende Länge aufweisen. Je länger ein Ladekabel wird, umso umständlicher ist es, dieses Ladekabel nach Beendigung des Ladevorgangs wieder im Elektrofahrzeug zu verstauen. Zu diesem Zweck sollen die Ladekabel natürlich möglichst wenig Raum verbrauchen und ein einfaches Verstauen ermöglichen. Erschwert wird dies durch den Umstand, dass Ladekabel aufgrund der erforderlichen Längen, die für eine Praxistauglichkeit durchaus ein bis mehrere Meter betragen können, nicht ohne weiteres zu verstauen sind.
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Zur Lösung dieses Problems wird in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 006 104 A1 eine Ladeeinrichtung vorgeschlagen, bei der eine Elektrokabel aus einem Innenraum beziehungsweise in den Innenraum zurück mittels eines Transportmittels, vorzugsweise Transportrollen, bewegt werden können. In dem Innenraum wird das Elektrokabel raumsparend aufbewahrt, beispielsweise aufgerollt oder mäanderförmig angeordnet. Jedoch stellt sich das Problem, dass diese komplexen geometrischen Anordnungen in der Praxis nicht leicht zu bewerkstelligen sind. Darüber hinaus weist der erforderliche Innenraum einen hohen Platzbedarf auf.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2017 203 327 A1 schlägt ebenfalls einen Aufnahmeraum für ein Ladekabel vor, in dem das Ladekabel mäanderförmig einbringbar ist. Erneut stellt sich das Problem, eine derartige geometrische Anordnung in der Praxis wiederholt und fehlerfrei herbeizuführen. Weiterhin muss auch hier ein entsprechender Aufnahmeraum unter hohen Platzbedarf bereitgestellt werden.
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Die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2017 208 599 A1 schlägt zur Lösung des Problems eine drehbar gelagerte Kabelrolle zum Aufnehmen des Ladekabels vor, von welcher das Ladekabel für den Ladevorgang abgewickelt werden kann und auf welche nach Beendigung des Ladevorgangs das Ladekabel wieder aufgewickelt werden kann. Wiederum benötigt die Kabelrolle einen vergleichsweise großen Raum. Darüber hinaus kann es insbesondere bei falschem Aufwickeln des Kabels zu einem Verheddern und einer Blockade des gesamten Aufwickelmechanismus kommen.
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Auch die deutsche Offenlegungsschrift
DE 10 2010 040 786 A1 schlägt einen Innenraum in einem Elektrofahrzeug vor, in welchem ein Elektrokabel aufbewahrt wird oder auf eine dort befindliche Kabeltrommel aufgewickelt wird.
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Die
FR 3 018 747 A3 schlägt eine Vorrichtung mit einer verlagerbaren Rolle vor, in welcher ein Ladekabel geführt wird, wobei auf die Rolle ein elastisches Rückhaltemittel einwirkt. Zieht man an dem Ladekabel, so wird eine frei verfügbare Länge bereitgestellt, mittels derer die Entfernung zwischen dem Ende des Ladekabels und einer damit zu verbindenden Spannungsquelle überbrückt werden kann. Durch den Zug wird das elastische Rückhaltemittel elastisch gedehnt und hält das Ladekabel unter einer Zugspannung. Lässt man die aufgebaute Zugspannung auf das Ladekabel einwirken, so wird dieses wieder zurückgezogen und verstaut. Allerdings benötigt die verlagerbaren Rolle einen eigens dafür vorgesehenen Raum, innerhalb dessen sie sich linear bewegen kann.
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Die
DE 10 2010 010 913 A1 beschreibt eine Einzug- und Stauvorrichtung für ein Kraftfahrzeug-Elektrokabel, die in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Das Elektrokabel ist mit zwei fahrzeugfesten Umlenkrollen und einer freien Umlenkrolle geführt, wobei die freie Umlenkrolle mit einem Zugseil und einer Rückstellvorrichtung verbunden ist.
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Aus der
DE 10 2011 121 303 A1 ist ein fahrzeugseitig fest installiertes Ladekabel mit einem Anschlussstecker beschrieben, das Stromquelle aus seiner Aufbewahrungsstellung gegen eine Rückstellkraft aus dem Fahrzeug herausziehbar ist. Das Ladekabel wird über einen Umlenkpunkt längs einer im wesentlichen geraden Strecke geführt.
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Die
US 5 720 627 A beschreibt einen zylindrischen Kabelvorratsbehälter für ein Kraftfahrzeug.
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In der
DE 42 12 207 A1 ist eine Ladekabeleinrichtung für ein Elektromobil mit einer Wendelleitung und einem rohrförmigen Gehäuse beschrieben, die nach einer Freigabe selbsttätig in den Gehäuse-Innenraum zurückführt wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, alternatives Verstausystem bereitzustellen, welches störungsfrei funktioniert und/oder einen sehr geringen Raumbedarf im Elektrofahrzeug hat.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verstausystem für ein Ladekabel eines Elektrofahrzeugs gemäß Anspruch 1, ein Kraftfahrzeug gemäß dem nebengeordneten Anspruch 8, ein Verfahren zum Betrieb des Verstausystems gemäß dem nebengeordneten Anspruch 9 sowie ein Verfahren zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs unter Verwendung eines Verstausystems. Weiterführende Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verstausystem für ein Ladekabel eines Elektrofahrzeugs, umfassend ein Kompartiment des Elektrofahrzeugs für die Aufnahme einer Traktionsbatterie des Elektrofahrzeugs, ein Ladekabel für die Traktionsbatterie, wobei ein erstes Ende des Ladekabels mit der Traktionsbatterie elektrisch verbindbar ist, und das zweite Ende bewegbar ist und mit einer Spannungsquelle zur Aufladung der Traktionsbatterie elektrisch verbindbar ist, eine in dem Kompartiment verlaufende Umlenkrolle zur Umlenkung des Ladekabels, eine die Traktionsbatterie teilweise umlaufende Führung, entlang derer die Umlenkrolle verlagerbar ist zwischen einer Verstauposition an der Führung, wobei bei Einnahme der Verstauposition das von der Umlenkrolle geführte Ladekabel in dem Kompartiment verstaut ist und das zweite Ende des Ladekabels in einer Parkposition am Kompartiment anordenbar ist, und einer Auszugsposition an der Führung, wobei bei Einnahme der Auszugsposition das zweite Ende des Ladekabels von der Parkposition am Kompartiment maximal beabstandbar ist, und wobei die Umlenkrolle mit einem Rückholsystem verbindbar oder verbunden ist, über welches die Umlenkrolle zur Verstauposition bringbar ist.
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Wird das Ladekabel nicht zum Laden der Traktionsbatterie verwendet, so ist dessen zweites Ende in einer Parkposition am Kompartiment anordenbar. Das zweite Ende ist vorzugsweise mit einem Stecker versehen, wobei die Parkposition vorzugsweise so aussieht, dass der Stecker in einer Halterung aufgenommen ist, beispielsweise einer mechanischen oder magnetischen Halterung, aus der er bei Bedarf entnommen werden kann, insbesondere herausgezogen werden kann. Die Parkposition befindet sich am Kompartiment, beispielsweise innerhalb des Kompartiments, oder in der Nähe, jedoch außerhalb des Kompartiments. Im Prinzip braucht lediglich sichergestellt zu werden, dass das zweite Ende des Ladekabels für einen Benutzer gut erreichbar ist und beim Ausüben einer Zugkraft eine Verlagerung der Umlenkrolle in der Führung bewirkbar ist. Entsprechende geeignete Parkpositionen sind vom Fachmann angesichts der hierin gemachten Offenbarung ohne weiteres bestimmbar. Bei einem betriebsbereiten Elektrofahrzeug ist vorgesehen, dass das erste Ende mit der Traktionsbatterie elektrisch verbunden ist. Die Länge des Ladekabels ist dabei größer als der direkte Abstand des in der Parkposition befindlichen ersten Endes des Ladekabels von dem mit der Traktionsbatterie elektrisch verbundenen zweiten Ende des Ladekabels. Insofern wird mittels einer Umlenkrolle, die sich an der Verstauposition der Führung befindet, die überschüssige Länge des Ladekabels in dem Kompartiment für die Aufnahme der Traktionsbatterie verstaut. Wird das zweite Ende des Ladekabels von einem Benutzer gegriffen und aus der Parkposition am Kompartiment entfernt, insbesondere von dem Kompartiment weggezogen, so bewirkt die Zugkraft, die über das Ladekabel auf die Umlenkrolle ausgeübt wird, eine Verlagerung der Umlenkrolle entlang der Führung. Dementsprechend wird die Umlenkrolle entlang hin zu einer Auszugsposition verlagert und gibt auf dem Weg dorthin eine zunehmende Länge an Ladekabel frei. Diese freiwerdende Länge kann dazu verwendet werden, das zweite Ende des Ladekabels von der Parkposition zu beabstanden. Sobald die Umlenkrolle die Auszugsposition erreicht hat, ist das Ladekabel maximal aus dem Kompartiment herausgezogen. Somit steht dann die maximale Länge an Ladekabel zur Verfügung, die verwendet werden kann, um die Strecke zwischen der Traktionsbatterie und einer Spannungsquelle zu überbrücken, da die Umlenkrolle dann nicht noch weiter in der gleichen Richtung entlang der Führung verlagerbar ist. Jedoch ist nicht zwingend vorgesehen, dass die Umlenkrolle bis zur Auszugsposition verlagert werden muss, sondern vielmehr kann es je nach Abstand zwischen der Traktionsbatterie und der Spannungsquelle ausreichend, wenn die Umlenkrolle weg von der Verstauposition verlagert wird, jedoch nicht bis hin zur Auszugsposition verlagert wird.
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Die Führung ist als die Traktionsbatterie teilweise umlaufend ausgebildet. Dementsprechend ist die Führung nicht ausschließlich als geradlinig verlaufende Führung ausgebildet, sondern ermöglicht es, die Umlenkrolle von einer Verstauposition im Kompartiment, die hinter der Traktionsbatterie liegt, in Richtung der Auszugsposition zu verlagern, wobei die Umlenkrolle auf ihrem Weg zur Auszugsposition um einen Teil der Traktionsbatterie herumlaufen muss. Während eine geradlinig verlaufende Führung es im Prinzip lediglich erlauben würde, die Umlenkrolle im Wesentlichen parallel zu einer Seite der Traktionsbatterie von der Verstauposition zu der Auszugsposition zu ziehen, ermöglicht die umlaufende Führung es somit, die Umlenkrolle - bei Betrachtung von der Parkposition des zweiten Endes des Ladekabels auf die Traktionsbatterie - hinter der Traktionsbatterie in einer Verstauposition anzuordnen oder sogar in einer Verstauposition, die nach Umlaufen der Rückseite der Traktionsbatterie sich auf der anderen Seite wieder in Richtung der Vorderseite der Traktionsbatterie befindet. Vorteilhaft wird somit durch die teilweise umlaufende Führung das Kompartiment an allen gewünschten Seiten der Traktionsbatterie, die sich an die Vorderseite anschließen, für das Verstauen des Ladekabels nutzbar gemacht.
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Ist das Ladekabel teilweise aus dem Kompartiment herausgezogen, wobei sich die Umlenkrolle nicht mehr in der Verstauposition befindet, jedoch auch noch nicht in der Auszugsposition der Führung, oder vollständig aus dem Kompartiment herausgezogen, wobei sich die Umlenkrolle in der Auszugsposition der Führung befindet, so ist vorgesehen, dass die Umlenkrolle mit einem Rückholsystem verbunden ist. Nach Beendigung des Ladevorgangs wird das zweite Ende des Ladekabels von der Spannungsquelle getrennt und das Ladekabel kann in dem Kompartiment verstaut werden, indem die Umlenkrolle mittels des Rückholsystems wieder in die Verstauposition verlagert wird.
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Die Führung ist gemäß einer Weiterbildung ausgebildet als Kulissenführung. Gemäß einer anderen Weiterbildung ist die Führung als Führungsschiene ausgebildet, in die die Umlenkrolle mittels eines darauf abgestimmten Rollensystems eingreift.
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Vorteilhaft ist bei dem vorgeschlagenen Verstausystem kein separat bereitzustellender Raum für die Aufbewahrung des Ladekabels erforderlich. Vielmehr wird das Kompartiment genutzt, in dem die Traktionsbatterie angeordnet wird. Das Kompartiment ist gemäß einer Weiterbildung eine freie Standfläche, an der die Traktionsbatterie angeordnet wird. Gemäß anderer Weiterbildung, die üblicherweise in einem Elektrofahrzeug verwirklicht ist, handelt es sich um ein wenigstens teilweise von einer oder mehreren Wänden umgrenztes Kompartiment, von welchem die Traktionsbatterie aufgenommen wird, wobei das Kompartiment üblicherweise eine der Form der Traktionsbatterie entsprechende Raumform aufweist. Beispielsweise ist es Kompartiment quaderförmig, wenn die Traktionsbatterie quaderförmig ist. Die Wände des Kompartiments und die diesen Wänden zugewandten Oberflächen der Traktionsbatterie können, abgesehen von gegebenenfalls der Auflagefläche des Kompartiments, auf welcher die Traktionsbatterie aufliegt, voneinander beabstandet sein, beispielsweise um eine Lüftungsfunktion zu erfüllen oder um Elemente zur Dämpfung oder Federung aufzunehmen. Selbst wenn das Kompartiment Wände aufweist, die spaltfrei an der Traktionsbatterie anliegen, so lassen sich dennoch in Teilbereichen des Kompartiments durch Beabstandung zwischen der Oberfläche der Traktionsbatterie und den Wänden Räume bereitstellen, in denen eine Umlenkrolle mittels einer in der Wand oder den Wänden vorliegenden Führungsschiene führbar ist. Der dadurch verursachte Raumverbrauch greift vorteilhaft weniger gravierend in die Raumgestaltung des Elektrofahrzeugs ein als wenn ein separat bereitzustellender Raum für die Aufbewahrung des Ladekabels erforderlich wäre. Üblicherweise wird der Abstand einer Wand des Kompartiments zu einer Oberfläche der Traktionsbatterie gering gehalten, um eine Abkühlung der Traktionsbatterie unter ein unerwünschtes Temperaturniveau zu vermeiden. Vorteilhafterweise reichen übliche Abstände aus, um das Ladekabel und die Umlenkrolle innerhalb des verfügbaren Raums zu bewegen. Zusätzlich ergibt sich ein positiver Effekt dadurch, dass ein übliches, im Bereich einer Traktionsbatterie zu erwartendes Temperaturniveau vorteilhaft auch die Biegesteifigkeit des Ladekabels verringert, wodurch dieses leichter durch die Umlenkrolle umgelenkt werden kann.
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Ein Beispiel für ein von Wänden umgebenes Kompartiment ist ein Einbauschacht oder Einschubschacht für die Traktionsbatterie mit einer Bodenfläche, einer linken Seitenwand, einer rückwärtigen Wand und einer rechten Seitenwand sowie gegebenenfalls einer reversibel schließbaren Frontwand zur Abdeckung der darin aufgenommenen Traktionsbatterie. Selbstverständlich sind auch komplexere Formen der Traktionsbatterie und entsprechende komplexere Raumgestaltungen des Kompartiments denkbar.
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In einer bevorzugten Weiterbildung sind das erste Ende des Ladekabels und die Parkposition des zweiten Endes des Ladekabels dicht benachbart. Dementsprechend steht bei einer Verlagerung der Umlenkrolle in die Auszugsposition eine maximale Länge an Ladekabel für die Überbrückung bis hin zu einer Spannungsquelle zur Verfügung, und es findet eine Umlenkung des Ladekabels durch die Umlenkrolle im Wesentlichen um 180° statt, sodass die Anteile des Ladekabels vor Umlenkung durch die Umlenkrolle und nach Umlenkung durch die Umlenkrolle im Wesentlichen parallel nebeneinander verlaufen. Dadurch wird der Raumbedarf für das Ladekabel minimiert, wobei als Berechnungsgrundlage davon ausgegangen werden kann, dass die Länge des für das Verstauen benötigten Raums etwa die Hälfte der Länge des Ladekabels beträgt. Würde beispielsweise in dem Kompartiment die Führung an der linken Seite der Traktionsbatterie umlaufend und bis kurz hinter die Traktionsbatterie verlaufen, wo sich die Verstauposition der Führung befände, so könnte ein Ladekabel in dem Kompartiment verstaut werden, dessen Länge bei Verlagerung der Umlenkrolle in die Auszugsposition ungefähr die doppelte Seitenlänge der Traktionsbatterie aufweist. Würde die Führung um die Hinterseite herumlaufen und bis zum hinteren Ende der entgegengesetzten Seite verlaufen, so könnte ein Ladekabel verstaut werden, dessen Länge ungefähr die Summe aus der doppelten Seitenlänge und der doppelten Länge der hinteren Seite beträgt. Würde die Führung nicht nur um die Hinterseite herumlaufen, sondern auch bis zum vorderen Ende der entgegengesetzten Seite, so könnte ein Ladekabel verstaut werden, dessen Länge ungefähr das Doppelte der Summe der Länge der beiden Seiten und der Länge der Hinterwand beträgt, und über diese Länge von der Parkposition des zweiten Endes des Ladekabels beabstandet werden, falls sich die Umlenkrolle in der Auszugsposition befindet.
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Durch die in der Führung geführte Umlenkrolle wird das Ladekabel kontrolliert beim Verstauen im Kompartiment angeordnet und beim Verlagern der Umlenkrolle hin zur Auszugsposition der Führung kontrolliert aus dem Kompartiment herausgezogen, wobei die Gefahr eines Verhedderns minimiert ist. Die genannten Vorteile werden erzielt, ohne dass ein spezieller Raum für das Verstauen des Ladekabels bereitgestellt werden müsste, sondern vielmehr wird ein üblicherweise ohnehin vorhandenes Kompartiment für diese Funktion zusätzlich genutzt.
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Mittels des hierin beschriebenen Verstausystems wird es darüber hinaus einem Fahrzeugnutzer erspart, ein Ladekabel selbst umständlich in dem Elektrofahrzeug verstauen zu müssen. Dies spart Zeit, Kraft und verhindert Verschmutzungen von Händen oder Kleidung des Fahrzeugnutzers durch das Ladekabel, das beispielsweise durch Bodenkontakt verschmutzt sein könnte. Im Vergleich mit im Stand der Technik üblichen Systemen, bei denen Ladekabel auf Kabeltrommeln aufgewickelt werden, wird durch das hierin beschriebene System vorteilhaft auch eine induktive Beeinflussung durch Ladeströme weitgehend vermieden, die gemäß Lösungen des Standes der Technik auftreten können, wenn zumindest ein Teil des Ladekabels während des Ladevorgangs noch auf der Kabeltrommel aufgewickelt ist. Darüber hinaus sehen fachübliche Verstaumöglichkeiten oftmals entsprechende Fächer in Kofferräumen vor, die jedoch wertvolle Nutzraum verringern und insbesondere bei mit anderen Gegenständen gefüllten Kofferräumen nur umständlich zugänglich sind.
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Optionale weitere Bestandteile sind beispielsweise Verblendungen, etwa an der Oberfläche der Traktionsbatterie, um scharfe Kanten, auf denen das Ladekabel aufliegen könnte, abzudecken und somit eine Beschädigung des Ladekabels zu verhindern.
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Wenn hierin von einer Traktionsbatterie des Elektrofahrzeugs die Rede ist, so ist es für den Fachmann ersichtlich, dass das hierin beschriebene Prinzip auch auf weitere Akkumulatoren des Elektrofahrzeugs anwendbar ist.
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In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Führung an wenigstens zwei Seiten die Traktionsbatterie umläuft, beispielsweise an exakt zwei Seiten. Damit kann vorteilhaft eine einfach gestaltete Führung verwendet werden.
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Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Führung an drei Seiten die Traktionsbatterie umläuft, beispielsweise an einer Seite der Rückseite und einer entgegengesetzten Seite, oder an einer Oberseite der Rückseite und der Unterseite. Hierdurch wird im Gegensatz zur vorgenannten Ausgestaltung vorteilhaft eine zusätzliche Länge des Ladekabels bereitgestellt.
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Die Bezugnahme auf Seiten der Traktionsbatterie kann mit Hinblick auf quaderförmige oder im Wesentlichen quaderförmige Traktionsbatterien, oder auch Traktionsbatterien mit komplexer geformter Oberfläche erfolgen.
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Für das Rückholsystem kommen verschiedene technische Lösungen in Frage. Gemäß einer Ausgestaltung umfasst das Rückholsystem ein einerseits mit der Umlenkrolle und andererseits mit einer Aufwickeltrommel verbundenes Seil. Beim Aufwickeln des Seils auf die Aufwickeltrommel wird die Umlenkrolle in Richtung der Verstauposition der Führung verlagert. Im Gegensatz zu im Stand der Technik beschriebenen Lösungen, bei denen das Ladekabel direkt auf einer Kabeltrommel aufgewickelt wird, wird bei dem hierin beschriebenen Prinzip vorteilhaft der Umstand ausgenutzt, dass die verwendeten Seile, beispielsweise dünne Metallseile, Kunststoffseile oder Textilseile, üblicherweise weniger steif sind als Ladekabel. Dies führt dazu, dass beim Aufwickeln auf die Aufwickeltrommel die Fehleranfälligkeit verringert wird, beispielsweise ein fehlerhaftes Aufwickeln aufgrund von erhöhter Steifigkeit. Darüber hinaus benötigen derartige Aufwickeltrommeln, auf denen verglichen mit Ladekabeln nur relativ dünne Seile aufgewickelt werden müssen, weniger Raum als eine Kabeltrommel für ein Ladekabel erfordern würde.
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Dabei ist gemäß einer beispielhaften Weiterbildung vorgesehen, dass die Rückholung der Umlenkrolle in die Verstauposition bewirkt wird, indem ein Federantrieb auf die Aufwickeltrommel wirkt. Dadurch wird vorteilhaft ein mechanisch einfaches System mit geringer Fehleranfälligkeit verwendet. Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rückholung der Umlenkrolle mittels des Rückholsystems einen einschaltbaren Motor umfasst, welcher auf die Aufwickeltrommel wirkt. Hierdurch wird vorteilhaft eine Zugspannung auf das Ladekabel nur dann bereitgestellt, wenn dies erforderlich ist. Insbesondere kann beim Herausziehen des Ladekabels unter gleichzeitiger Verlagerung der Umlenkrolle von der Verstauposition in Richtung der Auszugsposition der Motor ausgeschaltet sein, wodurch weniger Kraft für das Herausziehen aufgewendet werden muss.
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Wird das Ladekabel herausgezogen, so dass die Umlenkrolle sich nicht in der Verstauposition der Führung befindet, so kann gemäß einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass das Ladekabel und/oder die nicht in der Verstauposition befindliche Umlenkrolle in der momentanen Position arretierbar sind. Dadurch wird vorteilhaft ein ungewolltes Verstauen des Ladekabels durch Verlagerung der Umlenkrolle hin zur Verstauposition verhindert, falls das Rückholsystem ständig auf die Umlenkrolle einwirkt. Ebenfalls wird verhindert, dass bei einem mit der Spannungsquelle verbundenen zweiten Ende des Ladekabels eine Zugspannung auf das Ladekabel ausgeübt wird. Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass beim Herausziehen des Ladekabels, also beim Beabstanden von dessen zweiten Ende von der Parkposition, zu jedem Zeitpunkt eine Arretierung einwirkt, die einer Verlagerung der Umlenkrolle entlang der Führung in Richtung der Verstauposition entgegenwirkt. Soll die Umlenkrolle wieder in die Verstauposition verlagert werden, so ist vorgesehen, dass der Benutzer des Elektrofahrzeugs aktiv die Arretierung aufhebt.
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Eine weitere Lösung der Aufgabe wird bereitgestellt durch ein Kraftfahrzeug, welches ein Verstausystem wie hierin beschrieben umfasst. Ein derartiges Kraftfahrzeug weist vorteilhaft eine Verstaumöglichkeit für ein Ladekabel auf, bei der kein separater Stauraum bereitgestellt werden muss, der zu Lasten anderer Unterbringungsmöglichkeiten gehen würde, sondern bei dem auf intelligente Weise ein ohnehin vorhandenes Kompartiment für das Verstauen des Ladekabels verwendet wird. Des Weiteren ist das Verstausystem durch das zugehörige Rückholsystem sehr benutzerfreundlich, da das Verstauen des Ladekabels nach Benutzung automatisch verläuft.
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Eine weitere Lösung des Problems ist zu sehen in einem Verfahren zum Betrieb eines Verstausystems wie hierin beschrieben, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: unter Verlagerung der Umlenkrolle weg von der Verstauposition an der Führungsschiene Beabstanden des zweiten Endes des Ladekabels von der Parkposition, anschließend Verstauen des Ladekabels in dem Kompartiment für die Aufnahme der Traktionsbatterie durch Verlagern der Umlenkrolle an die Verstauposition an der Führungsstelle. Mittels dieses Verfahrens wird vorteilhaft ein Herausziehen eines Ladekabels aus dem Kompartiment ermöglicht, welches eine Voraussetzung für die Verbindung des zweiten Endes des Ladekabels mit einer Spannungsquelle ist, und anschließend, etwa nach erfolgtem Aufladen der Traktionsbatterie, ein einfaches Verstauen in dem Kompartiment ermöglicht. Das zweite Ende des Ladekabels kann dabei wieder in der Parkposition angeordnet werden.
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In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass nach dem Beabstanden des zweiten Endes des Ladekabels von dem Kompartiment, welches für die Aufnahme der Traktionsbatterie vorgesehen ist, ein Arretieren des Ladekabels und/oder der nicht in der Verstauposition befindliche Umlenkrolle in der momentanen Position erfolgt. Wird eine solche Arretierung vorgenommen, so ist es möglich, das von der Parkposition beabstandete zweite Ende des Ladekabels mit einer Spannungsquelle zu verbinden, ohne dass Zugkräfte auf das Ladekabel wirken. Somit ist insbesondere kein Lösen der elektrischen Verbindung zwischen dem Ladekabel und der Spannungsquelle zu befürchten. Das Arretieren kann durch eine aktive Handlung eines Nutzers des Elektrofahrzeugs erfolgen, oder automatisch durch eine automatisch wirkende Sperre, die ein Verlagern der Umlenkrolle in der Führung und/oder ein Umlenken des Ladekabels in der Umlenkrolle nur in einer Richtung erlaubt. Sofern eine automatisch wirkende Sperre vorgesehen ist, wird die Sperrwirkung vom Nutzer des Fahrzeugs aktiv aufgehoben, bevor ein Verstauen des Ladekabels in dem Kompartiment erfolgt.
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Weiterhin offenbart hierin ist ein Verfahren zum Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs unter Verwendung eines Verstausystems wie hierin beschrieben, umfassend: unter Verlagerung der Umlenkrolle weg von der Verstauposition an der Führungsschiene Beabstanden des zweiten Endes des Ladekabels von dem Kompartiment für die Aufnahme der Traktionsbatterie, Verbinden des zweiten Endes des Ladekabels mit einer Spannungsquelle zum Aufladen der Traktionsbatterie, nach erfolgter Aufladung Trennen des zweiten Endes des Ladekabels von der Spannungsquelle, Verstauen des Ladekabels in dem Kompartiment für die Aufnahme der Traktionsbatterie durch Verbringen der Umlenkrolle an die Verstauposition an der Führungsstelle. Dadurch wird entsprechend ein Aufladen einer Traktionsbatterie mittels eines Ladekabels ermöglicht, welches vor dem Aufladen platzsparend in einem Kompartiment des Elektrofahrzeugs untergebracht ist, sich einfach aus dem Kompartiment herausziehen lässt, um eine Verbindung mit einer Spannungsquelle zu ermöglichen, und sich nach erfolgtem Aufladen der Traktionsbatterie auf einfache Weise wieder in dem Kompartiment des Elektrofahrzeugs verstauen lässt. Für das Beabstanden des zweiten Endes des Ladekabels von dem Kompartiment kann vorgesehen sein, dass das zweite Ende des Ladekabels von einer Parkposition am Kompartiment entnommen wird, in der es nach dem Verstauen des Ladekabels in dem Kompartiment wieder angeordnet werden kann.
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Für den Fachmann ist es ersichtlich, dass in Rahmen der Erläuterung des Verstausystems Offenbarungen hinsichtlich des Verfahrens zum Betrieb des Verstausystems und des Verfahrens zum Aufladen einer Traktionsbatterie gemacht worden sein können, ebenso wie bei der Erläuterung der Verfahren Offenbarungen hinsichtlich des Verstausystems gemacht worden sein können. Auf derartige Offenbarungen wird ebenfalls Bezug genommen.
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Aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Figuren - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist, ergeben sich weitere Merkmale, Einzelheiten und/oder Vorteile der Erfindung. Hinsichtlich der Figuren ist anzumerken, dass gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen kenntlich gemacht sind.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines Verstausystems mit in der Verstauposition befindlicher Umlenkrolle,
- 2 eine schematische Ansicht eines Verstausystems mit der Auszugsposition befindliche Umlenkrolle,
- 3 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einer Verstaubvorrichtung,
- 4 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb eines Verstausystems, und
- 5 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Aufladen einer Traktionsbatterie unter Verwendung des Verstausystems.
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1 zeigt eine schematische Ansicht eines Verstausystems. In einem Kompartiment 12 eines nicht näher mit weiteren Einzelheiten dargestellten Elektrofahrzeugs 14 ist eine Traktionsbatterie 16 angeordnet. Weiterhin dargestellt ist ein Ladekabel 10, dessen erstes Ende 18 mit der Traktionsbatterie 16 elektrisch verbunden ist. Für eine bessere Unterscheidbarkeit ist das Ladekabel 10 mittels einer Punktlinie dargestellt. Das Ladekabel 10 weist darüber hinaus ein zweites Ende 20 auf, welches mit einem Stecker ausgebildet ist, um eine elektrische Verbindung mit einer nicht dargestellten Spannungsquelle zu ermöglichen. In dem Kompartiment 12 verläuft eine Führung 24 für eine Umlenkrolle 22, die in einer schematischen Draufsicht dargestellt ist. Innerhalb der Führung 24 ist die Umlenkrolle 22 zwischen einer Verstauposition 26 der Führung 24 und einer Auszugsposition 30 der Führung 24 verlagerbar. Die Umlenkrolle 22 ist mit einem Rückholsystem 32 verbunden, welches in dem dargestellten Beispiel eine Aufwickeltrommel 32a und ein Seil 32b umfasst. Über das Rückholsystem 32 ist die Umlenkrolle 22 zur Verstauposition 26 der Führung 24 verlagerbar. Die Umlenkrolle 22 dient zur Umlenkung des Ladekabels 10. Da sich die Umlenkrolle 22 in der in 1 dargestellten Situation in der Verstauposition 26 der Führung 24 befindet, bildet das Ladekabel 10 zwischen seinem ersten Ende 18 und seinem zweiten Ende 20 eine lange Schlaufe, welche - der die Traktionsbatterie 16 teilweise umlaufenden Führung 24 folgend - teilweise um die Traktionsbatterie 16 herumläuft und in dem Kompartiment 12 verstaut ist. Dementsprechend wird der Raum in dem Kompartiment 12 vorteilhaft für das Verstauen des Ladekabels 10 ausgenutzt. Weiterhin dargestellt in 1 ist ein geringer Abstand zwischen dem zweiten Ende 20 des Ladekabels 10 und dem ersten Ende 18 des Ladekabels 10. Das erste Ende 18 ist in einer Parkposition 28 geparkt, von der es von einem Benutzer des Elektrofahrzeugs 14 einfach gegriffen werden kann, wenn es mit einer Spannungsquelle verbunden werden soll, um die Traktionsbatterie 16 aufzuladen.
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2 zeigt das gleiche Verstausystem wie 1, wobei nun eine Situation dargestellt ist, bei der das zweite Ende 20 des Ladekabels 10 von einem Benutzer gegriffen und gezogen wurde, und damit von der Parkposition am Kompartiment 12 beabstandet wurde. Durch den ausgeübten Zug auf das Ladekabel 10 wurde die Umlenkrolle 22, welche das Ladekabel 10 führt und umlenkt, entlang der Führung 24 von der Verstauposition 26 in Richtung der Auszugsposition 30 verlagert. In 2 ist eine Situation gezeigt, bei der die Umlenkrolle 22 die Auszugsposition 30 der Führung 24 erreicht hat. Dementsprechend steht die maximale Länge des Ladekabels 10 für eine Beabstandung des zweiten Endes 20 des Ladekabels 10 zur Verfügung, kann also genutzt werden, um den Abstand zwischen dem mit der Traktionsbatterie 16 elektrisch verbundenen ersten Ende 18 des Ladekabels 10 und einer über das zweite Ende 20 des Ladekabels 10 elektrisch zu verbindenden Spannungsquelle zu überbrücken.
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3 zeigt nochmals in einer schematischen Draufsicht ein Elektrofahrzeug 14 bei Betrachtung entlang einer Hochachse, dessen wesentliche Konturen der besseren Übersichtlichkeit halber als Strichlinien ausgeführt sind. Bestandteile des Verstausystems sind in durchgezogenen Linien ausgeführt. In dem Elektrofahrzeug 14 befindet sich ein Kompartiment 12, in dem eine Traktionsbatterie 16 angeordnet ist. Dargestellt ist weiterhin eine teilweise die Traktionsbatterie 16 umlaufende Führung 24, entlang derer eine Umlenkrolle 22 verlagerbar ist. Die Umlenkrolle 22 dient zur Umlenkung eines Ladekabels 10, welches mit einem ersten Ende 18 elektrisch mit der Traktionsbatterie 16 verbunden ist. Die Umlenkrolle 22 ist zwischen einer Verstauposition 26 der Führung 24 und einer Auszugsposition 30 der Führung 24 verlagerbar. In 3 die Umlenkrolle 22 an der Auszugsposition 30 der Führung 24, sodass die gesamte Länge des Ladekabels 10 aus dem Kompartiment 12 herausgezogen werden kann und damit für eine Beabstandung vom Kompartiment 12 zur Verfügung steht, um eine elektrische Verbindung des mit einem Stecker versehenen zweiten Endes 20 des Ladekabels 10 mit einer nicht dargestellten Spannungsquelle zu ermöglichen. Das zweite Ende 20 des Ladekabels 10 ist in einem Zustand gezeigt, in dem es von einer Parkposition 28 am Kompartiment 12 entnommen ist. Schematisch sind innerhalb der Außenhülle des Elektrofahrzeugs 14 verlaufende Anteile des Ladekabels 10 als Punktlinie gezeichnet, der nach Entnahme aus der Parkposition 28 außerhalb der Außenhülle verlaufende Anteil als durchgezogene Linie.
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4 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb eines Verstausystems wie hierin beschrieben. In einem Schritt 100 erfolgt ein Beabstanden eines zweiten Endes eines Ladekabels von einer Parkposition, wobei eine Verlagerung der Umlenkrolle weg von der an der Führung befindlichen Verstauposition erfolgt. Das Verlagern kann bis hin zur an der Führung befindlichen Auszugsposition erfolgen. Als optionaler Schritt 125 kann ein Arretieren des Ladekabels und/oder der nicht mehr in der Verstauposition befindlichen Umlenkrolle in einer dadurch erreichten momentanen Position erfolgen. In einem weiteren Schritt 200 erfolgt anschließend ein Verstauen des Ladekabels in dem Kompartiment für die Aufnahme der Traktionsbatterie dadurch, dass ein Verlagern der Umlenkrolle an die Verstauposition an der Führungsstelle erfolgt.
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5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Aufladen einer Traktionsbatterie unter Verwendung eines Verstausystems wie hierin beschrieben, welches auf dem vorstehend beschriebenen Verfahren zum Betrieb eines Verstausystems aufbaut. Dementsprechend wird in einem Schritt 100 das zweite Ende des Ladekabels von der Parkposition beabstandet, wodurch die Umlenkrolle von der an der Führung befindlichen Verstauposition weg verlagert wird. Als optionaler Schritt 125 kann ein Arretieren des Ladekabels und/oder der nicht mehr in der Verstauposition befindlichen Umlenkrolle in einer dadurch erreichten momentanen Position erfolgen. Anschließend erfolgt in im Schritt 150 ein Verbinden des zweiten Endes des Ladekabels mit einer Spannungsquelle, um ein Aufladen der Traktionsbatterie durch die Spannungsquelle zu ermöglichen. Nach erfolgter Aufladung ist in einem Schritt 175 ein Trennen des zweiten Endes des Ladekabels von der Spannungsquelle vorgesehen, woraufhin in einem Schritt 200 ein Verstauen des Ladekabels in dem Kompartiment für die Aufnahme der Traktionsbatterie durch Verlagern der Umlenkrolle an die Verstauposition an der Führungsstelle erfolgt.
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Wenngleich die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Ladekabel
- 12
- Kompartiment
- 14
- Elektrofahrzeug
- 16
- Traktionsbatterie
- 18
- erstes Ende des Ladekabels
- 20
- zweites Ende des Ladekabels
- 22
- Umlenkrolle
- 24
- Führung
- 26
- Verstauposition der Umlenkrolle an der Führung
- 28
- Parkposition des zweiten Endes des Ladekabels
- 30
- Auszugsposition der Umlenkrolle
- 32
- Rückholsystem
- 32a
- Aufwickeltrommel des Rückholsystems
- 32b
- Seil des Rückholsystems
- 100
- Schritt: Beabstanden
- 125
- Schritt: Arretieren
- 150
- Schritt: Verbinden
- 175
- Schritt: Trennen
- 200
- Schritt: Verstauen
