DE102019216270A1 - Ladeanordnung für ein Elektrofahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladeanordnung (1) für ein Elektrofahrzeug (20), mit einer frontseitigen Ladebuchse (2), die durch wenigstens eine Haltevorrichtung (3, 5) mit einem Fahrzeugkörper (21) verbunden ist, sowie einem Abdeckungselement (12) zur Abdeckung der Ladebuchse (2). Um den Fußgängerschutz bei einem Elektrofahrzeug mit frontseitig angeordneter Ladebuchse zu verbessern, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass wenigstens eine Haltevorrichtung (3, 5) durch Öffnen des Abdeckungselements (12) in eine Ladeposition verstellbar sowie durch Schließen des Abdeckungselements (12) in eine Fahrposition verstellbar ist, in welcher eine Rückhaltewirkung der Haltevorrichtung (3, 5) gegenüber einer frontal auf die Ladebuchse (2) einwirkenden Kraft (F) im Vergleich zur Ladeposition verringert ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Ladeanordnung für ein Elektrofahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
  • Kraftfahrzeuge mit elektrischem Antrieb, also reine Elektrofahrzeuge oder Plug-in-Hybridfahrzeuge, weisen eine Ladebuchse auf, über die ein elektrischer Energiespeicher (ein Batteriepack oder dergleichen) des Fahrzeugs aufgeladen werden kann. Ein Ladestecker einer externen Ladestation wird mit der Ladebuchse gekoppelt, wonach der Ladevorgang eingeleitet werden kann. Eine typische Anordnung der Ladebuchse ist an der Fahrzeugfront, insbesondere im Bereich des Kühlergrills. Um die Ladebuchse optisch zu verbergen und um sie vor Schmutz, Beschädigung sowie ungewollter Manipulation zu schützen, ist normalerweise eine Abdeckungsklappe vorgesehen, die bspw. mit einem Emblem bzw. Markenzeichen des Fahrzeugherstellers versehen sein kann.
  • Während die Anordnung der Ladebuchse im Bereich des Kühlergrills ergonomisch sinnvoll ist und es wie beschrieben ermöglicht, die Ladebuchse in eleganter Weise optisch zu verbergen, kann diese Anordnung zu sicherheitstechnischen Problemen im Hinblick auf den Fußgängerschutz führen. Die Ladebuchse stellt für sich genommen ein vergleichsweise massives, starres Bauteil dar, welches zudem fest mit dem Fahrzeugkörper verbunden sein muss, um den auftretenden Kräften beim Einstecken sowie Herausziehen des Ladesteckers standzuhalten. D.h., die Rückhaltewirkung der Verbindung zum Fahrzeugkörper muss angemessen stark sein, insbesondere auch gegenüber frontal einwirkenden, also nach hinten gerichteten Kräften, sowie seitlichen Zugkräften, die über das Ladekabel eingebracht werden können. Diese Anforderungen kombiniert mit der frontseitigen Anordnung im Bereich des Kühlergrills erhöhen das Verletzungsrisiko für einen Fußgänger, der bspw. im Beinbereich getroffen wird, erheblich. Während sich benachbarte Komponenten wie Kühlergrill und Motorhaube vergleichsweise leicht verformen lassen und somit beim Aufprall deutlich nachgeben können, bildet die Ladebuchse gegenüber einer frontal einwirkenden Kraft, die bei einem Frontalzusammenstoß mit einem Fußgänger auftreten kann, ein eher unnachgiebiges Hindernis.
  • Die CN 202923538 U offenbart eine Ladebuchse für ein Elektrofahrzeug, die mit dem Fahrzeugkörper über eine obere Halterung sowie eine untere Halterung verbunden ist. Die untere Halterung weist dabei einen gekrümmten Abschnitt auf, der dazu vorgesehen ist, bei einem Frontalaufprall leicht verformt zu werden, so dass die Ladebuchse gegenüber dem Fahrzeugkörper verschoben werden kann. Optional kann die obere Halterung eine Sollbruchstelle aufweisen.
  • Aus der US 9 231 391 B2 ist eine Abdeckungsklappe für eine Ladebuchse eines Elektrofahrzeugs bekannt. Diese weist eine Öffnung mit einem angrenzend angeordneten Mantelabschnitt auf, welcher eine Ausnehmung aufweist. Eine bewegliche Klappe ist dazu eingerichtet, die Öffnung zu schließen, wobei ein Scharnierelement in dem Mantelabschnitt angeordnet ist. Ein Deckelelement ist dazu eingerichtet, die Ausnehmung zu verschließen. In einer geschlossenen Position des Mantelabschnitts wird das Deckelelement durch ein Stützelement auf Abstand von wenigstens einem Ende der Ausnehmung gehalten, wodurch sich das Deckelelement in einer gedämpften Bewegung auf das Ende zu bewegen kann, wenn ein Bereich der Fahrzeugverkleidung, der die Klappe umfasst, von einem Fußgänger getroffen wird.
  • Die JP 2014-46765 A offenbart eine Ladebuchsenstruktur, mit einem randseitigen Wandabschnitt, der einen Zwischenraum zwischen einer Ladebuchse und einem Halterungselement überbrückt. Der Wandabschnitt ist dabei aus einem äußeren Teil sowie einem inneren Teil zusammengesetzt. Der zur Innenseite des Fahrzeugs hin angeordnete innere Teil kann strukturell schwächer ausgebildet sein, so dass er bei einer einwirkenden Kraft planmäßig verformt wird. Alternativ kann einer der Teile einen keilförmiges Randabschnitt aufweisen, welcher in eine V-förmige Nut im anderen Teil eingreift und bei einer einwirkenden Kraft in diese hineingedrückt wird.
  • Aus der DE 10 2012 025 372 A1 ist eine Abdeckungsklappe für eine Karosserieöffnung eines Kraftfahrzeugs bekannt, welche über einen Haltearm beweglich an einem karosseriefesten Montageteil gelagert ist. Die Abdeckungsklappe ist von einer ersten Stellung in eine zweite Stellung verlagerbar, wobei die Abdeckungsklappe die Karosserieöffnung in der ersten Stellung zumindest teilweise verschließt und in der zweiten Stellung einen Zugang zu einem in der Karosserieöffnung angeordneten Versorgungsanschluss des Kraftfahrzeugs ermöglicht. Der Haltearm weist einen Funktionsbereich auf, welcher bei einer Einwirkung einer insbesondere durch einen Fußgängerunfall verursachten Aufprallkraft auf die in der ersten Stellung angeordnete Abdeckungsklappe eine Verlagerung der Abdeckungsklappe in Richtung der einwirkenden Aufprallkraft und relativ zu dem Versorgungsanschluss ermöglicht.
  • Die CN 108791167 A zeigt eine Halterung für eine Ladebuchse eines Elektrofahrzeugs. Diese ist aus einem einzelnen Blechstück geformt und weist mehrere Ausnehmungen auf, die dafür sorgen sollen, dass bei einem Frontalaufprall einzelne Abschnitte der Halterung leichter verformt werden können, um ein Nachgeben der Ladebuchse zu ermöglichen.
  • Die US 9 033 092 B1 betrifft eine Fahrzeugvorbaustruktur mit einer Energieabsorptionsstruktur, die zwischen einer Einsatz- und Nicht-Einsatz-Position bewegt werden kann, sowie einem Betätigungssystem, das die Energieabsorptionsstruktur von der Einsatz-Position zu der Nicht-Einsatz-Position bewegt. Die Energieabsorptionsstruktur ist in der Einsatz-Position von einer Motorstützstruktur mit einem ersten Abstand beabstandet, der größer als ein zweiter Abstand ist, mit dem die Energieabsorptionsstruktur in der Nicht-Einsatz-Struktur von der Motorstützstruktur beabstandet ist. Die Energieabsorptionsstruktur kann insbesondere eine Haubenstruktur oder eine obere Kühlergrillstruktur sein.
  • Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet der Fußgängerschutz bei Elektrofahrzeugen mit frontseitig angeordneter Ladebuchse noch Raum für Verbesserungen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Fußgängerschutz bei einem Elektrofahrzeug mit frontseitig angeordneter Ladebuchse zu verbessern.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Ladeanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
  • Durch die Erfindung wird eine Ladeanordnung für ein Elektrofahrzeug zur Verfügung gestellt. Als Elektrofahrzeug wird in diesem Zusammenhang jedes Kraftfahrzeug mit wenigstens einem elektrischen Antriebsmotor bezeichnet, also neben rein elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen auch (Plug-in-)Hybridfahrzeuge. In der Regel handelt es sich um einen PKW, ggf. auch einen LKW wie beispielsweise einen Kleintransporter. Wie nachfolgend noch erläutert wird, weist die Ladeanordnung wenigstens ein Bauteil auf, das zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers des Elektrofahrzeugs vorgesehen ist, daneben aber auch Bauteile, die nicht unmittelbar dem Aufladevorgang dienen. Die Ladeanordnung kann alternativ auch als Ladebaugruppe, Ladebuchsenbaugruppe oder dergleichen bezeichnet werden.
  • Die Ladebaugruppe weist eine frontseitige Ladebuchse auf, die durch wenigstens eine Haltevorrichtung mit einem Fahrzeugkörper verbunden ist, sowie ein Abdeckungselement zur Abdeckung der Ladebuchse. Die Ladebuchse ist zur Kopplung mit einem externen Ladestecker vorgesehen, über welchen beim Ladevorgang ein Ladestrom zur Ladebuchse und so zum Energiespeicher übertragen wird. Üblicherweise ist eine formschlüssige und/oder kraftschlüssige Verbindung mit dem Ladestecker vorgesehen. Die Ladebuchse ist ihrerseits mit dem elektrischen Energiespeicher des Elektrofahrzeugs verbunden, so dass dieser bei eingestecktem Ladestecker über die Ladebuchse aufgeladen werden kann. Die genaue Ausgestaltung der Ladebuchse, bspw. als männlich oder weiblich, die Anzahl und Ausbildung der elektrischen Kontakte sowie ggf. die Ausbildung der formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindungsmittel unterliegen im Rahmen der Erfindung keinerlei Beschränkung. Die Ladebuchse ist frontseitig angeordnet, d.h. sie ist an einer Frontseite bzw. Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet, die bezüglich der Fahrtrichtung vorne angeordnet ist. Insbesondere kann die Ladebuchse hinter einem Kühlergrill des Fahrzeugs angeordnet sein, insbesondere hinter einem Herstelleremblem, dass am Kühlergrill angeordnet ist.
  • Die Ladebuchse ist durch wenigstens eine Haltevorrichtung mit dem Fahrzeugkörper verbunden. Dabei ist „Fahrzeugkörper“ ein Sammelbegriff für eine Karosserie, ein Chassis sowie ggf. einen Hilfsrahmen des jeweiligen Fahrzeugs, also diejenigen Teile, die normalerweise die gefederte Masse bilden. Die wenigstens eine Haltevorrichtung dient somit dazu, die Ladebuchse am Fahrzeugkörper zu sichern. Im normalen Betrieb ist dabei in der Regel vorgesehen, dass die Ladebuchse gegenüber dem Fahrzeugkörper arretiert ist, also keine bzw. keinen nennenswerten Bewegungen gegenüber dem Fahrzeugkörper möglich sind. Es können eine oder mehrere Haltevorrichtung vorgesehen sein, wobei jede Haltevorrichtung auch aus einer Mehrzahl von Elementen bestehen kann, die ggf. nicht unmittelbar miteinander verbunden sein müssen.
  • Des Weiteren ist ein Abdeckungselement vorgesehen, dass zur Abdeckung der Ladebuchse dient. Dieses Abdeckungselement ist normalerweise in Form und Optik in die Außenverkleidung des Elektrofahrzeugs integriert. Es dient dazu, die Ladebuchse nach außen hin abzudecken, beispielweise um diese vor Feuchtigkeit, Schmutz, mechanischer Beschädigung oder unerlaubter Manipulation zu schützen und/oder um eine ansprechende Optik herzustellen. Die Ladebuchse kann dabei in bzw. hinter einer Zugangsöffnung angeordnet sein, die durch das Abdeckungselement geschlossen werden kann. Insbesondere kann das Abdeckungselement innerhalb des Kühlergrills angeordnet sein und ein Herstelleremblem aufweisen. Um wahlweise einen Zugang zur Ladebuchse zu ermöglichen, ist das Abdeckungselement dazu ausgebildet, wahlweise geöffnet oder geschlossen zu werden. Anders ausgedrückt, kann das Abdeckungselement zwischen einer geöffneten Stellung und einer geschlossenen Stellung verstellt werden. In der geöffneten Stellung ist die Ladebuchse nicht durch das Abdeckungselement abgedeckt und somit zugänglich. Insbesondere kann das Abdeckungselement hierzu um eine Schwenkachse gegenüber dem Fahrzeugkörper geschwenkt bzw. geklappt werden, so dass es auch als Abdeckungsklappe bezeichnet werden kann. Das Abdeckungselement kann direkt mit der Ladebuchse verbunden sein oder aber es kann derart direkt mit dem Fahrzeugkörper verbunden sein, dass keine direkte Verbindung zur Ladebuchse gegeben ist.
  • Erfindungsgemäß ist wenigstens eine Haltevorrichtung durch Öffnen des Abdeckungselements in eine Ladeposition verstellbar sowie durch Schließen des Abdeckungselements in eine Fahrposition verstellbar, in welcher eine Rückhaltewirkung der Haltevorrichtung gegenüber einer frontal auf die Ladebuchse einwirkenden Kraft im Vergleich zur Ladeposition verringert ist. D.h. die entsprechende Haltevorrichtung ist zwischen einer Ladeposition und einer Fahrposition verstellbar, wobei der Verstellvorgang an das Öffnen und Schließen des Abdeckungselements gekoppelt ist. Beim Öffnen des Abdeckungselements wird die Haltevorrichtung in die Ladeposition verstellt, also die Position, die u.a. während des Ladevorgangs vorgesehen ist. Beim Schließen des Abdeckungselements wird die Haltevorrichtung in die Fahrposition verstellt, also die Position, die während der Fahrt des Elektrofahrzeugs vorgesehen ist. Das jeweilige Verstellen der Haltevorrichtung ist somit kausal an das Verstellen (Öffnen bzw. Schließen) des Abdeckungselements gekoppelt. Wenn der Benutzer das Abdeckungselement öffnet (bzw. schließt), wird die Haltevorrichtung stets in die Ladeposition (bzw. Fahrposition) verstellt. Unter Umständen kann zwischen der Verstellung des Abdeckungselements und der Verstellung der Haltevorrichtung eine zeitliche Verzögerung liegen, die allerdings normalerweise unerheblich ist und bspw. unter 1 Sekunde liegen kann. Statt einer Ladeposition könnte man alternativ auch von einer Ladestellung oder Ladeeinstellung sprechen. Entsprechendes gilt für die Fahrposition.
  • In der Fahrposition ist eine Rückhaltewirkung der Haltevorrichtung gegenüber einer frontal auf die Ladebuchse einwirkenden Kraft im Vergleich zur Ladeposition verringert. Eine solche frontal auf die Ladebuchse einwirkende Kraft ergibt sich insbesondere bei einem Frontalzusammenstoß mit einem feststehenden Objekt, einem anderen Fahrzeug oder einem Fußgänger. Die frontal einwirkende Kraft wirkt entlang der Fahrzeuglängsachse (X-Achse) in Richtung auf das Fahrzeugheck. Es versteht sich, dass dabei gleichzeitig eine Kraft in Richtung der Fahrzeugquerachse (Y-Achse) und/oder eine Kraft in Richtung der Fahrzeughochachse (Z-Achse) wirken kann. In diesem Fall kann die frontal einwirkende Kraft auch als Kraftkomponente bezeichnet werden. Da die Haltevorrichtung dazu dient, die Ladebuchse mit dem Fahrzeugkörper zu verbinden und an diesem zu sichern, übt sie eine Rückhaltewirkung auf die Ladebuchse aus, wenn eine Kraft auf Letztere einwirkt. Man könnte auch sagen, die Haltevorrichtung übt eine Rückhaltekraft bzw. Gegenkraft auf die Ladebuchse aus, die der äußeren Kraft entgegenwirkt und eine Verschiebung der Ladebuchse gegenüber dem Fahrzeugkörper verhindert bzw. begrenzt. Die Rückhaltewirkung kann insbesondere durch einen Schwellwert der äußeren Kraft repräsentiert sein, unterhalb dessen die Haltevorrichtung die Ladebuchse gegenüber dem Fahrzeugkörper in Position hält und oberhalb dessen sich die Ladebuchse gegenüber dem Fahrzeugkörper verschieben kann. Die Rückhaltewirkung gegenüber einer frontal auf die Ladebuchse einwirkenden Kraft ist erfindungsgemäß in der Ladeposition einerseits sowie in der Fahrposition andererseits unterschiedlich. In der Ladeposition ist die Rückhaltewirkung größer, während sie in der Fahrposition kleiner ist. Anders ausgedrückt, in der Fahrposition kann die Ladebuchse leichter durch die frontal einwirkende Kraft (nach hinten, also zum Fahrzeugheck in) verschoben werden.
  • Der Erfindung liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass die Ladebuchse grundsätzlich bei einem Frontalzusammenstoß mit einem Fußgänger ein erhebliches Verletzungsrisiko darstellt. Während andere Komponenten wie bspw. der Kühlergrill oder die Motorhaube zumindest in geringem Maße vergleichsweise leicht verformbar sind, stellt die Ladebuchse ein hartes, massives Element dar, das bei starrer Verbindung mit dem Fahrzeugkörper gegenüber dem Körper des Fußgängers kaum nachgibt. Daher ist es sinnvoll, dass die Verbindung zum Fahrzeugkörper, die durch wenigstens eine Haltevorrichtung gegeben ist, bei einem entsprechenden Unfall nachgiebig reagiert. Insbesondere könnte die Haltevorrichtung ein wenigstens teilweises Lösen der Ladebuchse vom Fahrzeugkörper ermöglichen. Andererseits ist eine nachgiebige Verbindung nachteilig, wenn die Ladebuchse beim Ladevorgang benutzt werden soll. Insbesondere wirkt beim Einstecken eines Ladesteckers in die Ladebuchse eine Kraft auf diese, deren Wirkrichtung ebenfalls frontal ist, also von vorne nach hinten in Richtung auf das Fahrzeugheck. In diesem Fall sollte sich die Ladebuchse möglichst wenig gegenüber dem Fahrzeugkörper verschieben, insbesondere sollte sie sich nicht lösen können. Somit bestehen während des Ladevorgangs einerseits sowie während des Fahrbetriebs andererseits unterschiedliche Anforderungen an die Rückhaltewirkung der Haltevorrichtung. Welche Anforderungen gerade bestehen, lässt sich an dem Zustand des Abdeckungselements erkennen. Der Benutzer wird die Ladebuchse nur bei geöffnetem Abdeckungselement benutzen wollen, d.h. nur in diesem Fall ist eine verstärkte Rückhaltewirkung notwendig. Andererseits kann man davon ausgehen, dass beim normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs das Abdeckungselement geschlossen ist. Ein Frontalzusammenstoß mit einem Fußgänger kann allerdings nur beim normalen Fahrbetrieb vorkommen, nicht während des Ladevorgangs. Somit ist bei geschlossenem Abdeckungselement eine verringerte Rückhaltewirkung vorzusehen. Durch die erfindungsgemäße Kopplung der Haltevorrichtung an das Abdeckungselement wird in einfacher Weise dafür gesorgt, dass stets eine der Situation angepasste Rückhaltewirkung zur Verfügung steht, wodurch einerseits ein optimaler Fußgängerschutz gewährleistet ist, sowie andererseits eine optimale Benutzbarkeit der Ladebuchse.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es denkbar, dass bspw. wenigstens eine Haltevorrichtung durch einen Aktor verstellbar ist, der in Abhängigkeit vom Zustand des Abdeckungselements angesteuert wird. Beispielsweise könnte ein einfacher Sensor feststellen, ob das Abdeckungselements geöffnet oder geschlossen ist und der Aktor in Abhängigkeit hiervon angesteuert werden kann. Man kann somit davon sprechen, dass wenigstens eine Haltevorrichtung derart elektrisch an das Abdeckungselement gekoppelt ist, dass sie durch Öffnen und Schließen des Abdeckungselements zwischen der Ladeposition und der Fahrposition verstellbar ist. Bevorzugt ist allerdings wenigstens eine Haltevorrichtung derart mechanisch an das Abdeckungselement gekoppelt, dass sie durch Öffnen und Schließen des Abdeckungselements zwischen der Ladeposition und der Fahrposition verstellbar ist. Man könnte auch sagen, dass die Haltevorrichtung durch einen mechanischen Kopplungsmechanismus mit dem Abdeckungselement verbunden ist. Dieser Kopplungsmechanismus kann unterschiedliche Elemente zur Übertragung, Umlenkung und/oder Übersetzung einer Kraft aufweisen. Wenn der Benutzer das Abdeckungselement verstellt, übt er über den Kopplungsmechanismus eine Kraft auf die Haltevorrichtung aus, wodurch diese ebenfalls verstellt wird. Eine derartige mechanische Kopplung benötigt im Gegensatz zu einem elektrischen Aktor keine äußere Energieversorgung, was den Gesamtaufbau vereinfacht. Außerdem ist eine mechanische Kopplung in der Regel weniger störungsanfällig als eine elektrische Kopplung. Die vom Benutzer aufzubringende zusätzliche Kraft zur Verstellung der wenigstens einen Haltevorrichtung bedeutet dabei in der Regel keine wesentliche Minderung des Bedienkomforts. Für einen solchen mechanischen Kopplungsmechanismus kann eine Kombination aus einem Seilzug, welcher eine Zugkraft vom Abdeckungselement überträgt, und wenigstens einer Rückstellfeder eingesetzt werden. Durch den Seilzug wird die Haltevorrichtung in die Fahrposition (bzw. die Ladeposition) verstellt und gleichzeitig die Rückstellfeder durch die Wirkung des Seilzugs gespannt, während bei nachlassender Spannung im Seilzug sich die Rückstellfeder entspannt und die Haltevorrichtung in die Ladeposition (bzw. die Fahrposition) verstellt. Alternativ kann auch wenigstens ein starres Element zur Kraftübertragung eingesetzt werden, welches sowohl Zug- als auch Druckkräfte übertragen kann und somit die Verstellung in die Fahrposition sowie die Ladeposition bewirken kann. In diesem Fall ist die Rückstellfeder entbehrlich. Bei einem elektrischen Kopplungsmechanismus aktiviert ein Sensorsignal beim Öffnen des Abdeckungselements einen Aktor, beispielsweise einen Elektromotor, der die Haltevorrichtung in die Ladeposition verstellt und somit gewissermaßen „sichert“. In der gleichen Weise aktiviert ein Sensorsignal beim Schließen des Abdeckungselements den Aktor, der die Verstellung der Haltevorrichtung in die Fahrposition bewirkt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Lageranordnung eine obere Haltevorrichtung auf, welche mit einem oberen Trägerelement verbunden ist, sowie eine untere Haltevorrichtung, welche mit einem Stoßfängerquerträger verbunden ist. Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass wenigstens die untere Haltevorrichtung in der erfindungsgemäßen Weise zwischen einer Ladeposition und einer Fahrposition verstellbar ist. Bei dem oberen Trägerelement handelt es sich allgemein um ein oberhalb des Stoßfängerquerträgers angeordnetes Trägerelement, insbesondere um eine Haubenschlossbrücke oder einen Kühlermodulträger (grill opening reinforcement; GOR), also ein Bauteil, das sich in Querrichtung über die Vorderseite des Fahrzeugs erstreckt und in der Regel dazu dient, Bauteile wie Kühlergrill, Scheinwerfermodule und die Basis der Motorhaubenverriegelung strukturell zu unterstützen. Das obere Trägerelement besteht üblicherweise aus Metall und/oder faserverstärktem Kunststoff und kann bspw. an den Außenenden durch strukturelle Fahrzeug-Rahmenbauteile, wie z.B. einem Rahmenlängsträger und/oder einem vorderen Hilfsrahmen, unterstützt sein. Der Stoßfängerquerträger erstreckt sich ebenfalls in Fahrzeugquerrichtung und kann insbesondere aus Metall bestehen. In der Regel ist er seitlich mit den Rahmenlängsträgern verbunden. Sowohl das obere Trägerelement als auch der Stoßfängerquerträger weisen eine ausreichend hohe Stabilität auf, um zur Befestigung der Ladebuchse zu dienen. Die obere Haltevorrichtung verläuft von der Ladebuchse zum oberen Trägerelement, wobei sie in der Regel aufwärts verläuft. Die untere Haltevorrichtung verläuft von der Ladebuchse zum Stoßfängerquerträger, wobei sie in der Regel abwärts verläuft. Die Ladebuchse ist somit gewissermaßen doppelt abgestützt und jede der Haltevorrichtungen muss im Verhältnis nur geringere Rückhaltekräfte aufbringen als dies bei einer einzelnen Haltevorrichtung der Fall wäre.
  • Wie bereits erwähnt, kann jede Haltevorrichtung aus mehreren Elementen bestehen. Gemäß einer Ausführungsform weist wenigstens eine Haltevorrichtung ein mit der Ladebuchse verbundenes Trägerelement auf, das wenigstens indirekt durch eine mit dem Fahrzeugkörper verbundenen Primärhalterung gehalten ist, die derart verstellbar ist, dass ihre Rückhaltewirkung auf das Trägerelement in der Fahrposition wenigstens verringert ist. Das Trägerelement, das in sich bevorzugt starr ausgebildet ist und bspw. aus Metall oder faserverstärktem Kunststoff bestehen kann, ist einerseits mit der Ladebuchse verbunden. Andererseits ist auf Seiten des Fahrzeugkörpers, bspw. am Stoßfängerquerträger oder am oberen Trägerelement, eine Primärhalterung vorgesehen, die mit dem Fahrzeugkörper verbunden ist und die das Trägerelement hält, und zwar entweder direkt oder indirekt durch ein zwischengeordnetes, weiteres Element. Die Primärhalterung, die Teil der Haltevorrichtung ist, dient der Sicherung des Trägerelements am Fahrzeugkörper.
  • Sie kann aus einem oder mehreren Elementen bestehen, die in sich bevorzugt starr ausgebildet sind, bspw. ebenfalls aus Metall oder faserverstärktem Kunststoff. Sie ist derart verstellbar, dass ihre Rückhaltewirkung auf das Trägerelement in der Fahrposition wenigstens verringert ist. D.h., die Primärhalterung übt eine Rückhaltewirkung auf das Trägerelement und somit auf die hiermit verbundene Ladebuchse aus. Damit ist in diesem Zusammenhang insbesondere die Rückhaltewirkung gegenüber einer frontal auf die Ladebuchse wirkenden Kraft gemeint, die auf das Trägerelement übertragen wird. Die Rückhaltewirkung der Primärhalterung auf das Trägerelement gegenüber dieser seitens der Ladebuchse einwirkenden Kraft ist in der Fahrposition wenigstens verringert, d.h. sie ist entweder verringert oder völlig aufgehoben. Sofern die Primärhalterung aus mehreren Elementen besteht, können diese gegeneinander beweglich sein, wodurch die Verstellbarkeit zwischen der Ladeposition und der Fahrposition resultiert. Bei der hier beschriebenen Ausgestaltung ist selbstverständlich die Primärhalterung an das Abdeckungselement gekoppelt, so dass die entsprechende Verstellung zwischen der Ladeposition (mit stärkerer Rückhaltewirkung auf das Trägerelement) und der Fahrposition (mit schwächerer Rückhaltewirkung bzw. ohne Rückhaltewirkung auf das Trägerelement) erfolgt. Insbesondere kann eine mechanische Kopplung über den oben erwähnten Kopplungsmechanismus gegeben sein, oder eine elektrische Kopplung über einen Sensor und einen Aktor.
  • Zusätzlich zu der Primärhalterung ist das Trägerelement bevorzugt durch eine Sekundärhalterung gehalten und in der Fahrposition durch Einwirken der Kraft unter Verformung der Sekundärhalterung von dieser lösbar. Normalerweise ist das Trägerelement direkt von der Sekundärhalterung gehalten, d.h. es steht in direktem Kontakt mit dieser. Die Sekundärhalterung ist wenigstens indirekt mit dem Fahrzeugkörper verbunden bzw. an diesem befestigt. In aller Regel besteht ein Formschluss zwischen der Sekundärhalterung und dem Trägerelement. In der Fahrposition, also wenn die Rückhaltewirkung der Primärhalterung verringert bzw. aufgehoben ist, ist das Trägerelement von der Sekundärhalterung lösbar, wenn die o.g. Kraft frontal auf die Ladebuchse einwirkt, und zwar aufgrund einer Verformung der Sekundärhalterung. Die Kraft wirkt auf die Ladebuchse ein, wird auf das Trägerelement übertragen und über dieses auf die Sekundärhalterung. Letztere wird durch die einwirkende Kraft verformt, wodurch sich die Verbindung zwischen der Sekundärhalterung und dem Trägerelement löst. Üblicherweise wird dabei ein Formschluss zwischen der Sekundärhalterung und dem Trägerelement aufgehoben.
  • Bei der Verformung der Sekundärhalterung könnte es sich um eine plastische Verformung handeln, die unter Umständen sogar zu einer Zerstörung, bzw. zu einem Bruch der Sekundärhalterung führt. Die Sekundärhalterung könnte hierzu sogar eine Sollbruchstelle aufweisen, die bei einem Auftreten der frontal einwirkenden Kraft planmäßig nachgibt. Dies würde selbstverständlich bedeuten, dass die Sekundärhalterung nach einem frontalen Zusammenstoß ersetzt werden muss, wodurch sich die Reparaturkosten erhöhen. Daher ist es bevorzugt, dass die Sekundärhalterung elastisch ausgebildet ist, so dass das Trägerelement durch elastische Verformung der Sekundärhalterung von dieser lösbar ist. Besonders bevorzugt kann die Sekundärhalterung teilweise oder vollständig aus einem Elastomer gefertigt sein, bspw. Gummi oder Silikon. Bei einem Frontalaufprall wird die Sekundärhalterung elastisch verformt, bis sich das Trägerelement von dieser löst. Da die elastische Verformung auf einer Krafteinwirkung seitens des Trägerelements beruht, kann sich die Sekundärhalterung wieder in ihre ursprüngliche Form zurück verformen, nachdem sich das Trägerelement gelöst hat. Bei dieser Ausführungsform kann die Sekundärhalterung selbständig in ihren Ausgangszustand zurückkehren, ohne eine bleibende Verformung oder Beschädigung zu erfahren. Sie kann daher wiederverwendet werden, wodurch sich die Reparaturkosten verringern.
  • Wie bereits erwähnt, besteht in der Regel ein Formschluss zwischen der Sekundärhalterung und dem Trägerelement. Hierbei sind unterschiedlichste Möglichkeiten gegeben. Gemäß einer Ausführungsform weist die Sekundärhalterung eine Ausnehmung auf, in welcher ein Endabschnitt des Trägerelements aufgenommen ist. Die Ausnehmung kann bspw. als Blindöffnung ausgebildet sein, in die der Endabschnitt des Trägerelements eingesteckt oder anderweitig eingefügt ist. In diesem Zusammenhang kann die Sekundärhalterung benachbart zur Ausnehmung einen verformbaren hinteren Lippenabschnitt aufweisen. Dieser begrenzt gewissermaßen die Ausnehmung nach hinten, also in Richtung des Fahrzeughecks. Das Lösen des Trägerelements von der Sekundärhalterung beruht dabei insbesondere auf einer Verformung des Lippenabschnitts. Bevorzugt ist wenigstens dieser Lippenabschnitt elastisch ausgebildet und kann insbesondere aus einem Elastomer bestehen.
  • Insbesondere kann die Primärhalterung wenigstens ein Riegelelement aufweisen, das in der Ladeposition wenigstens in Fahrzeuglängsrichtung einen Formschluss mit einem Riegelabschnitt des Trägerelements bildet und das derart relativ zum Fahrzeugkörper verstellbar ist, dass es in der Fahrposition den Riegelabschnitt freigibt. Das jeweilige Riegelelement ist verstellbar gelagert, bspw. in einem Gehäuse, welches stationär am Fahrzeugkörper befestigt ist. Es kann translatorisch bzw. linear verstellbar sein, daneben ist aber auch eine rotatorische Verstellung möglich. Es wirkt mit einem Riegelabschnitt des Trägerelements zusammen, welcher zumindest in einigen Ausführungsformen auch als Rastabschnitt oder Rastnase bezeichnet werden kann. Der Riegelabschnitt kann einstückig mit anderen Teilen des Trägerelements ausgebildet sein, aber auch eine mehrstückige Ausgestaltung ist möglich, bei welcher der Riegelabschnitt fest mit dem restlichen Trägerelement verbunden ist. Das Riegelelement bildet mit dem Riegelabschnitt in der Ladeposition einen Formschluss, der wenigstens in Fahrzeuglängsrichtung (also entlang der X-Achse) gegeben ist. Der Formschluss ist wenigstens bezüglich des Riegelabschnitts rückseitig gegeben, so dass das Riegelelement eine Bewegung des Riegelabschnitts nach hinten wenigstens beschränkt oder verhindert. Bevorzugt ist der Formschluss beiderseitig (also vorderseitig sowie rückseitig) gegeben. Zusätzlich ist bevorzugt auch ein -insbesondere beiderseitiger - Formschluss quer zur Fahrzeuglängsrichtung gegeben, also entweder in Fahrzeugquerrichtung oder in Fahrzeughochrichtung. Im Falle einer linearen Verstellung ist das Riegelelement dann wenigstens anteilig entlang der verbleibenden dritten Fahrzeugrichtung verstellbar, also entweder in Fahrzeughochrichtung oder in Fahrzeugquerrichtung. Auf diese Weise wird der Formschluss zwischen dem Riegelelement und dem Riegelabschnitt in der Fahrposition aufgelöst und der Riegelabschnitt somit freigegeben. Das Riegelelement kann eine Ausnehmung aufweisen, in welche der Riegelabschnitt eingreift, oder umgekehrt.
  • Besonders bevorzugt weist die Primärhalterung zwei getrennte Riegelelemente auf, die beide durch ein gemeinsames Betätigungselement mechanisch beaufschlagbar und hierdurch in wenigstens eine der Fahrposition und der Ladeposition verstellbar sind. Normalerweise sind am Trägerelement zwei getrennte Riegelabschnitte vorgesehen, wobei jedes Riegelelement mit einem der Riegelabschnitte zusammenwirkt. Die Riegelelemente sind voneinander getrennt und in der Regel auch getrennt voneinander beweglich gelagert, bspw. in dem oben erwähnten Gehäuse. Sie sind durch ein gemeinsames Betätigungselement mechanisch beaufschlagbar, d.h. das Betätigungselement ist dazu eingerichtet, auf beide Riegelelemente (insbesondere gleichzeitig) einzuwirken, wodurch diese in die Fahrposition und/oder in die Ladeposition verstellbar sind. Bevorzugt sind die Riegelelemente beide entlang einer Richtung (bspw. der Fahrzeugquerrichtung) entgegengesetzt zueinander verstellbar. Bspw. kann sich ein Riegelelement bei der Verstellung in die Ladeposition nach links bewegen, während sich das andere Riegelelement nach rechts bewegt. Die Riegelelemente kann dabei mit einander bezüglich der o.g. Richtung (bspw. Fahrzeugquerrichtung) gegenüberliegend angeordneten Riegelabschnitten des Trägerelements zusammenwirken. Sofern jedes Riegelelement mit dem ihm zugeordneten Riegelabschnitt einen Formschluss in Fahrzeuglängsrichtung sowie in einer weiteren Richtung (bspw. der Fahrzeughochrichtung) bildet, kann durch die kombinierte Wirkung der beiden Riegelelemente ein besonders effektiver Formschluss in der verbleibenden Richtung (bspw. Fahrzeugquerrichtung) erreicht werden. Hinsichtlich des Zusammenwirkens des Betätigungselements mit den beiden Riegelelementen nun sind unterschiedlichste Möglichkeiten gegeben. Bspw. kann das Betätigungselement als Keilelement ausgebildet sein, welches abgeschrägte Kontaktflächen aufweist, die mit jeweils einer ebenfalls abgeschrägten Kontaktfläche an einem der Riegelelemente zusammenwirken. Bei einer Verschiebung des Keilelements gleiten die einander zugeordneten Kontaktflächen aneinander entlang, wodurch eine quer zur Bewegungsrichtung des Keilelements wirkende Kraft auf das jeweilige Riegelelement wirkt. Hierdurch können die Riegelelemente quer zur Bewegungsrichtung des Keilelements verschoben werden, bspw. in die Ladeposition. Das Keilelement kann dabei insbesondere mechanisch, ggf. aber auch elektrisch, an das Abdeckungselement gekoppelt sein. Um die entgegengesetzte Bewegung der Riegelelemente zu bewirken, können diese bspw. durch ein Federelement aneinandergekoppelt sein, welches beim Auseinanderdrücken der Riegelelemente gespannt wird und die Riegelelemente beim Entspannen zueinander hinzieht. Dabei kann das Keilelement optional auch wiederum durch die Wirkung der Kontaktflächen herausgedrückt werden.
  • Unter Umständen ist es konstruktiv schwierig oder zu aufwendig, bei beiden Haltevorrichtungen eine Verstellbarkeit zwischen der Ladeposition und der Fahrposition vorzusehen, d.h. in diesem Fall ist eine der Haltevorrichtungen gewissermaßen passiv ausgebildet. Das Crashverhalten der Ladebuchse kann in diesem Fall auch durch die Ausgestaltung dieser Haltevorrichtung optimiert werden. Gemäß einer Ausführungsform weist Haltevorrichtung eine Schwächungsstruktur auf, die dazu ausgebildet ist, eine planmäßige Verformung der Haltevorrichtung zu unterstützen, wenn die andere Haltevorrichtung in die Fahrposition verstellt ist und die Kraft auf die Ladebuchse einwirkt. D.h., die „passiv“ ausgebildete Haltevorrichtung weist eine Schwächungsstruktur auf, durch die sie lokal mechanisch geschwächt ist. Hierdurch wird eine planmäßige Verformung unterstützt bzw. ausgelöst, wenn die o.g. Kraft auf die Ladebuchse einwirkt und die andere Haltevorrichtung in die Fahrposition verstellt ist. Aufgrund der Verstellung in die Fahrposition kann sich die andere Haltevorrichtung vergleichsweise leicht lösen. Falls die Haltevorrichtung, die keine verstellen Möglichkeit aufweist, mechanisch zu steif ausgebildet ist, könnte dies ein Nachgeben der Ladebuchse dennoch verhindern, was den angestrebten Fußgängerschutz beeinträchtigen würde. Durch die Schwächungsstruktur, die bspw. als Sollknickstelle oder Sollbruchstelle ausgebildet sein kann, wird die Verformung (was in diesem Fall auch die Möglichkeit eines Brechens oder Reißens einschließt) erleichtert. Die Schwächungsstruktur kann bspw. als Kerbe, Schlitz, Loch bzw. Mehrzahl von Löchern ausgebildet sein. Bei mechanischer Belastung gibt die Haltevorrichtung im Bereich der Schwächungsstruktur planmäßig nach, bspw. indem sie sich verbiegt, abknickt oder bricht.
  • Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand von unterschiedlichen, in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt
    • 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Elektrofahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Ladeanordnung in einer Ladeposition;
    • 2 eine vergrößerte Detailansicht von 1;
    • 3 eine schematische Schnittdarstellung entsprechend 1 mit der erfindungsgemäßen Ladeanordnung in einer Fahrposition;
    • 4 eine vergrößerte Detailansicht von 3;
    • 5 eine schematische Schnittdarstellung des Elektrofahrzeugs aus 1 sowie eines Hindernisses in einer ersten Phase eines Frontalaufpralls;
    • 6 eine schematische Schnittdarstellung des Elektrofahrzeugs 1 sowie des Hindernisses in einer zweiten Phase des Frontalaufpralls;
    • 7 eine schematische Rückansicht eines Teils der Ladeanordnung in der Ladeposition;
    • 8 eine schematische Rückansicht entsprechend 7 gemäß der Fahrposition; sowie
    • 9 eine perspektivische Vorderansicht eines Teils der Ladeanordnung.
  • In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
  • 1 zeigt in schematischer Schnittdarstellung einen vorderen Teil eines Elektrofahrzeugs 20, wobei zur Orientierung die zum Heck weisende X-Achse sowie die nach oben weisende Z-Achse eingezeichnet sind. Hinter einer zur Frontseite weisenden Verkleidung 10 sind ein oberes Trägerelement 22 sowie ein Stoßfängerquerträger 23 als Teile eines Fahrzeugkörpers 21 angeordnet. Eine Ladebuchse 2 einer Ladeanordnung 1 ist über eine obere Haltevorrichtung 3 mit dem oberen Trägerelement 22 verbunden sowie über eine untere Haltevorrichtung 5 mit dem Stoßfängerquerträger 23. Die obere Haltevorrichtung 3 besteht aus einem bspw. aus Metallblech gefertigten oberen Trägerelement 4, während die untere Haltevorrichtung 5 ein unteres Trägerelement 6 aufweist sowie eine Primärhalterung 7 und eine Sekundärhalterung 8, durch die das untere Trägerelement 6 mit dem Stoßfängerquerträger 23 verbunden ist. Vor der Ladebuchse 2 ist eine Öffnung 11 in der Verkleidung 10 vorgesehen, die durch eine Abdeckungsklappe 12 verschlossen werden kann, die um eine Schwenkachse S schwenkbar ist. Die Abdeckungsklappe 12 kann bspw. mit einem Emblem des Fahrzeugherstellers versehen sein. In 1 ist die Abdeckungsklappe 12 geöffnet, also in einer geöffneten Position, so dass ein (nicht dargestellter) externer Ladestecker mit der Ladebuchse verbunden werden kann, um eine mit der Ladebuchse verbundene (ebenfalls nicht dargestellte) Batterie des Elektrofahrzeugs 20 zu laden.
  • Dabei befindet sich die untere Haltevorrichtung 5 in einer Ladeposition, die in der Detailansicht von 2 erkennbar ist. Die Primärhalterung 7 ist unmittelbar mit dem Stoßfängerquerträger 23 verbunden. Sie weist ein Gehäuse 7.1 sowie einen darin beweglich gelagertes Keilelement 7.2 und zwei beweglich gelagerte Riegelelemente 7.3 auf. Die genannten Elemente sind im Wesentlichen starr ausgebildet, bspw. aus Metall. Während das Keilelement 7.2 innerhalb des Gehäuses 7.1 senkrecht verschiebbar ist, sind die Riegelelemente 7.3 in Fahrzeugquerrichtung verschiebbar. In der Ladeposition ist das Keilelement 7.2 zwischen die Riegelelemente 7.3 geschoben, wodurch diese in Fahrzeugquerrichtung nach außen verlagert sind und formschlüssig mit jeweils einem Riegelabschnitt 6.2 des unteren Trägerelements 6 eingreifen. Dabei kann das Keilelement 7.2 durch einen Seilzug 14 in Position gehalten werden, welcher unterseitig am Keilelements 7.2 angreift, über eine Umlenkrolle 15 sowie durch einen Führungsrohr 13 geführt ist und an der Abdeckklappe 21 befestigt ist (siehe 1 sowie 7). In der Ladeposition wirkt die über den Seilzug 14 ausgeübte Kraft der Spannung einer Spiralfeder 16 entgegen, durch welche die beiden Riegelelemente 7.3 miteinander verbunden sind. Die Sekundärhalterung 8 ist aus zwei jeweils einstückigen Gummiblöcken ausgebildet, von denen jeder eine Ausnehmung 8.3 aufweist, in der je ein Endabschnitt 6.1 des unteren Trägerelements 6 aufgenommen ist. Bezüglich der X-Achse vorderseitig schließt sich an die Ausnehmung 8.3 ein vorderer Lippenabschnitt 8.2 an, während sich rückseitig ein hinterer Lippenabschnitt 8.1 anschließt Unterseitig ist die Sekundärhalterung 8 in hier nicht näher dargestellter Weise am Stoßfängerquerträger 23 befestigt.
  • Insgesamt wird das untere Trägerelement 6 sowohl von der Primärhalterung 7 über das Zusammenwirken der Riegelabschnitte 6.2 mit den Riegelelementen 7.3 als auch von der Sekundärhalterung 8 durch die Einfassung des jeweiligen Endabschnitts 6.1 mit den Lippenabschnitten 8.1 und 8.2 gehalten. Wenn bspw. beim Koppeln bzw. Entkoppeln des Ladesteckers mit der Ladebuchse 2 Kräfte auf die Ladebuchse 2 ausgeübt werden, werden diese über das untere Trägerelement 6 übertragen und wirken auf die Primärhalterung 7 sowie die Sekundärhalterung 8 ein. Da beide Halterungen 7, 8 mit dem steifen Stoßfängerquerträger 23 verbunden sind und die Primärhalterung 7 die Primärhalterung auch in sich steif ist, hat die untere Haltevorrichtung 5 eine vergleichsweise starke Rückhaltewirkung gegenüber Kräften, die auf die Ladebuchse 2 einwirken. Insbesondere ist aufgrund des Zusammenwirkens der Riegelabschnitte 6.2 mit den Riegelelementen 7.3 eine starke Rückhaltewirkung gegenüber einer frontal auf die Ladebuchse 2 einwirkenden (also nach hinten gerichteten) Kraft F gegeben.
  • Nach beendetem Ladevorgang schließt der Benutzer die Abdeckungsklappe 12 durch eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse S. Dabei ist eine Verschiebung des Keilelements 7.2 sowie der Riegelelemente 7.3 über den oben geschilderten Kopplungsmechanismus mechanisch an die Schwenkbewegung der Abdeckungsklappe 12 um die Schwenkachse S gekoppelt. Namentlich lässt die Spannung im Seilzug 14 nach, so dass die Riegelelemente 7.3 durch die Wirkung der Spiralfeder 16 zusammengezogen werden, wobei das Keilelement 7.2 nach oben gedrückt wird. Hierdurch wird schließlich der Formschluss zwischen den Riegelelementen 7.3 und den zugehörigen Riegelabschnitten 6.2 aufgelöst (siehe 8).
  • Dies ist von Vorteil bei einem Frontalzusammenstoß mit einem Hindernis 30, bspw. dem Bein eines Fußgängers, welches schematisch in 5 und 6 dargestellt ist (wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit das Führungsrohr 13 sowie der Seilzug 14 weggelassen wurden). 5 zeigt eine erste Phase des Frontalzusammenstoßes, in welcher die Verkleidung 10 gerade das Hindernis 30 berührt. Die Verkleidung 10 ist vergleichsweise dünnwandig und leicht verformbar. Von ihr geht daher kein größeres Verletzungsrisiko für einen Fußgänger aus. Demgegenüber ist die Ladebuchse 2 vergleichsweise massiv ausgebildet. Um zu verhindern, dass der Fußgänger bei einem Zusammenstoß mit geringer bis moderater Geschwindigkeit durch die Ladebuchse 2 verletzt wird, ist wie beschrieben vorgesehen, dass die Rückhaltewirkung der unteren Haltevorrichtung 5 in der Fahrposition gegenüber der Ladeposition verringert ist. Genauer gesagt ist keinerlei Rückhaltewirkung mehr durch die Primärhalterung 7 gegeben. Wenn eine Kraft F frontal auf die Ladebuchse 2 einwirkt, wie in 6 angedeutet, wird sie über das untere Trägerelement 6 übertragen und wirkt auf den hinteren Lippenabschnitt 8.1 der Sekundärhalterung 8 ein. Dieser verformt sich elastisch, bis sich der Endabschnitt 6.1 des Trägerelements 6 schließlich aus der Ausnehmung 8.3 löst. Somit ist die Ladebuchse 2 nicht mehr über die untere Haltevorrichtung 5 mit dem Fahrzeugkörper 21 verbunden und kann der Kraft F nachgeben.
  • Um diesen Vorgang zu unterstützen, weist das obere Trägerelement 4 eine Mehrzahl von Ausnehmungen 4.1 auf, die insgesamt eine Schwächungsstruktur bilden (siehe 9). Man kann in diesem Fall auch von einer soll Knickstelle sprechen, an welcher bevorzugt eine Verformung des oberen Trägerelement 4 eintritt, wenn dieses durch ein entsprechendes Drehmoment seitens der Ladebuchse 2 beaufschlagt wird.
  • Es versteht sich, dass die hier gezeigte mechanische Kopplung über den Seilzug 14 auch in anderer Weise realisiert werden kann. Bspw. sind Ausgestaltungen denkbar, in denen ein oder mehrere in sich steife Übertragungselemente eingesetzt werden, welche dann sowohl Zug- als auch Druckkräfte übertragen können. Des Weiteren könnte die mechanische Kopplung auch durch eine elektrische Kopplung ersetzt werden, bei welcher im Bereich der Abdeckklappe 12 einen Sensor angeordnet ist, der zumindest den Öffnungszustand der Abdeckklappe 12 registriert und über eine entsprechende Verbindung einen Aktor ansteuert, der das Keilelement 7.2 verschiebt. Es wäre auch möglich, dass Keilelement 7.2 wegzulassen und stattdessen zwei Aktoren vorzusehen, von denen jeder ein Riegelelement 7.3 ansteuert.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist lediglich die untere Haltevorrichtung 5 dazu ausgebildet, zwischen einer Ladeposition und einer Fahrposition verstellt zu werden, in welcher ihre Rückhaltewirkung reduziert ist. Alternativ oder zusätzlich könnte dies auch bei der oberen Haltevorrichtung 3 vorgesehen sein, derart, dass das obere Trägerelement 4 nicht unmittelbar, sondern auch über eine primär- und Sekundärhalterung mit dem oberen Trägerelement 22 verbunden ist.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Ladeanordnung
    2
    Ladebuchse
    3, 5
    Haltevorrichtung
    4, 6
    Trägerelement
    4.1
    Ausnehmung
    6.1
    Endabschnitt
    6.2
    Riegelabschnitt
    7
    Primärhalterung
    7.1
    Gehäuse
    7.2
    Keilelement
    7.3
    Riegelelement
    8
    Sekundärhalterung
    8.1, 8.2
    Lippenabschnitt
    8.3
    Ausnehmung
    10
    Verkleidung
    11
    Öffnung
    12
    Abdeckungsklappe
    13
    Führungsrohr
    14
    Seilzug
    15
    Umlenkrolle
    16
    Spiralfeder
    20
    Elektrofahrzeug
    21
    Fahrzeugkörper
    22
    oberes Trägerelement
    23
    Stoßfängerquerträger
    30
    Hindernis
    F
    Kraft
    S
    Schwenkachse
    X
    X-Achse
    Z
    Z-Achse
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 202923538 U [0004]
    • US 9231391 B2 [0005]
    • JP 2014046765 A [0006]
    • DE 102012025372 A1 [0007]
    • CN 108791167 A [0008]
    • US 9033092 B1 [0009]

Claims (10)

  1. Ladeanordnung (1) für ein Elektrofahrzeug (20), mit einer frontseitigen Ladebuchse (2), die durch wenigstens eine Haltevorrichtung (3, 5) mit einem Fahrzeugkörper (21) verbunden ist, sowie einem Abdeckungselement (12) zur Abdeckung der Ladebuchse (2), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Haltevorrichtung (3, 5) durch Öffnen des Abdeckungselements (12) in eine Ladeposition verstellbar sowie durch Schließen des Abdeckungselements (12) in eine Fahrposition verstellbar ist, in welcher eine Rückhaltewirkung der Haltevorrichtung (3, 5) gegenüber einer frontal auf die Ladebuchse (2) einwirkenden Kraft (F) im Vergleich zur Ladeposition verringert ist.
  2. Ladeanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Haltevorrichtung (3, 5) derart mechanisch an das Abdeckungselement (2) gekoppelt ist, dass sie durch Öffnen und Schließen des Abdeckungselements (2) zwischen der Ladeposition und der Fahrposition verstellbar ist.
  3. Ladeanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine obere Haltevorrichtung (3) aufweist, welche mit einem oberen Trägerelement (22) verbunden ist, sowie eine untere Haltevorrichtung (5), welche mit einem Stoßfängerquerträger (23) verbunden ist.
  4. Ladeanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Haltevorrichtung (3, 5) ein mit der Ladebuchse (2) verbundenes Trägerelement (4, 6) aufweist, das wenigstens indirekt durch eine mit dem Fahrzeugkörper (20) verbundene Primärhalterung (7) gehalten ist, die derart verstellbar ist, dass ihre Rückhaltewirkung auf das Trägerelement (4, 6) in der Fahrposition wenigstens verringert ist.
  5. Ladeanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (4, 6) durch eine Sekundärhalterung (8) gehalten ist und in der Fahrposition durch Einwirken der Kraft (F) unter Verformung der Sekundärhalterung (8) von dieser lösbar ist.
  6. Ladeanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärhalterung (8) elastisch ausgebildet ist, so dass das Trägerelement (4, 6) durch elastische Verformung der Sekundärhalterung (8) von dieser lösbar ist.
  7. Ladeanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärhalterung (8) eine Ausnehmung (8.3) aufweist, in welcher ein Endabschnitt (6.1) des Trägerelements (4, 6) aufgenommen ist.
  8. Ladeanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärhalterung (7) wenigstens ein Riegelelement (7.3) aufweist, das in der Ladeposition wenigstens in Fahrzeuglängsrichtung (X) einen Formschluss mit einem Riegelabschnitt (6.2) des Trägerelements (4,6) bildet und das derart relativ zum Fahrzeugkörper (21) verstellbar ist, dass es in der Fahrposition den Riegelabschnitt (6.2) freigibt.
  9. Ladeanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärhalterung (7) zwei getrennte Riegelelemente (7.3) aufweist, die beide durch ein gemeinsames Betätigungselement (7.2, 9) mechanisch beaufschlagbar und hierdurch in wenigstens eine der Fahrposition und der Ladeposition verstellbar sind.
  10. Ladeanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltevorrichtung (3, 5) eine Schwächungsstruktur (4.1) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine planmäßige Verformung der Haltevorrichtung (3, 5) zu unterstützen, wenn die andere Haltevorrichtung (3, 5) in die Fahrposition verstellt ist und die Kraft (F) auf die Ladebuchse (2) einwirkt.
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