DE102020116323A1 - Transportbox für ein Fahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Transportbox (10) für ein Fahrzeug (1) mit einem elektrischen Antrieb (9), mit einem Grundkörper (11), welcher zusätzlichen Stauraum zur Verfügung stellt, mindestens einer elektrischen Einrichtung (12) und mindestens einem ersten elektrischen Kontaktelement (15A), welches ausgeführt ist, mit mindestens einem fahrzeugseitigen zweiten elektrischen Kontaktelement (5) eine externe elektrische Kontaktierung (15) herzustellen, über welche die elektrische Einrichtung mit einem Fahrzeugbordnetz (7) verbindbar ist, sowie ein Fahrzeug (1) mit einem elektrischen Antrieb und mit einer solchen Transportbox (10) und ein Betriebsverfahren für eine solche Transportbox (10). Erfindungsgemäß ist die mindestens eine elektrische Einrichtung (12) als elektrischer Zusatzenergiespeicher (12A) ausgeführt, wobei der Grundkörper (11) mindestens eine interne elektrische Kontaktierung (14) aufweist, welche den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher (12A) mit dem mindestens einen ersten elektrischen Kontaktelement (15A) verbindet.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Transportbox für ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb und einer solchen Transportbox und ein Betriebsverfahren für eine solche Transportbox.
  • Transportboxen für ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb sind in zahlreichen Variationen bekannt. In der Regel umfassen diese Transportboxen einen Grundkörper, welcher zusätzlichen Stauraum zur Verfügung stellt. Derzeit werden beispielsweise als Dachboxen ausgeführte Transportboxen dazu verwendet, Gegenstände, wie beispielsweise Ski, Snowboard, Koffer usw. zu transportieren, welche im Fahrzeug nicht untergebracht werden können oder zu sperrig sind. Zudem sind Transportboxen bekannt, welche mindestens eine elektrische Einrichtung und mindestens ein erstes elektrisches Kontaktelement aufweisen, welches mit mindestens einem fahrzeugseitigen zweiten elektrischen Kontaktelement eine externe elektrische Kontaktierung herstellt, über welche die elektrische Einrichtung mit einem Fahrzeugbordnetz verbunden werden kann.
  • Des Weiteren befürchten Kunden bei einer längeren Reise mit einem Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb, dass das entfernte Reiseziel aufgrund einer nicht flächendeckenden Versorgung mit Ladepunkten nicht erreicht werden kann, oder sich die Fahrt infolge von unzugänglichen Ladesäulen unnötig in die Länge zieht. Dies sind wesentliche Argumente für oder gegen den Kauf von elektrisch betriebenen Fahrzeugen.
  • Aus der DE 10 2016 006 554 A1 ist ein Fahrzeug mit einer gattungsgemäßen Transportbox bekannt. Hierbei ist im Bereich einer Außenseite eines Fahrzeugdachs zumindest ein fahrzeugseitiger elektrischer Anschluss angeordnet, welcher mit einer elektrischen Energiequelle des Fahrzeugs elektrisch verbunden ist. Eine als Dachbox ausgeführte Transportbox weist zumindest eine elektrische Einrichtung, wie beispielsweise eine Beleuchtungseinheit, auf, welche über den fahrzeugseitigen elektrischen Anschluss mit der elektrischen Energiequelle des Fahrzeugs elektrisch verbunden ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Transportbox für ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb sowie ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb und mit einer solchen Transportbox und ein Betriebsverfahren für eine solche Transportbox bereitzustellen, welche die Reichweite des Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb verlängern kann.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Transportbox für ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb und mit einer solchen Transportbox mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und durch ein Betriebsverfahren für eine solche Transportbox mit den Merkmalen des Patentanspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Um die Reichweite des Fahrzeugs mit elektrischem Antrieb verlängern zu können, umfasst die Transportbox mindestens eine als elektrischer Zusatzenergiespeicher ausgeführte elektrische Einrichtung. Hierbei weist ein Grundkörper der Transportbox mindestens eine interne elektrische Kontaktierung auf, welche den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher mit dem mindestens einen ersten elektrischen Kontaktelement verbindet.
  • Nachfolgend wird unter einer Transportbox für ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb eine Vorrichtung mit einem Grundkörper verstanden, welcher zusätzlichen Stauraum zur Verfügung stellt und in welchem mindestens eine elektrische Einrichtung und mindestens ein erstes elektrisches Kontaktelement angeordnet ist. Das mindestens eine erste elektrische Kontaktelement stellt mit mindestens einem fahrzeugseitigen zweiten elektrischen Kontaktelement eine externe elektrische Kontaktierung her, über welche die elektrische Einrichtung mit einem Fahrzeugbordnetz verbindbar ist.
  • Zudem wird ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb, einem Hochvoltbordnetz mit mindestens einer Hochvoltbatterie, mindestens einem Steuergerät und einer solchen Transportbox vorgeschlagen. Hierbei stellt das mindestens eine erste transportboxseitige elektrische Kontaktelement mit dem mindestens einen fahrzeugseitigen zweiten elektrischen Kontaktelement, welches mit dem Hochvoltbordnetz des Fahrzeugs elektrisch verbunden ist, die externe elektrische Kontaktierung her. Zudem stellt der mindestens eine elektrische Zusatzenergiespeicher dem Hochvoltbordnetz über die externe elektrische Kontaktierung zusätzliche Energie zur Reichweitenverlängerung zur Verfügung.
  • Nachfolgend wird unter dem Steuergerät ein elektrisches Gerät verstanden, welches erfasste das Hochvoltbordnetz betreffende Sensorsignale empfängt und verarbeitet bzw. auswertet, um das Hochvoltbordnetz zu steuern bzw. zu regelt und den elektrischen Antrieb des Fahrzeugs mit Energie zu versorgen. Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EEPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert ist und zur Durchführung der Auswertung verwendet wird, wenn das Programm von dem Steuergerät ausgeführt wird.
  • Des Weiteren wird ein Betriebsverfahren für eine solche Transportbox vorgeschlagen, wobei die Transportbox mit einem solchen Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb verbunden wird. Durch das mindestens eine erste transportboxseitige elektrische Kontaktelement und das mindestens eine fahrzeugseitige zweite elektrische Kontaktelement, welches mit dem Hochvoltbordnetz des Fahrzeugs elektrisch verbunden ist, wird die externe elektrische Kontaktierung hergestellt. Hierbei wird vor Start des Fahrzeugs eine Route zu einem gewünschten Ziel und ein korrespondierender Energiebedarf berechnet, wobei unter Berücksichtigung der Restkapazität der Hochvoltbatterie im Fahrzeug eine Anzahl von elektrischen Zusatzenergiespeichern zum Einbau in die Transportbox berechnet und angezeigt wird, welche zusätzlich erforderlich ist, um das gewünschte Ziel zu erreichen.
  • Die Zusatzenergiespeicher können variabel gesteckt und/oder entfernt werden, je nachdem wie hoch der zusätzliche Energiebedarf und der damit einhergehende Reichweitenbedarf des Kunden ist. Der Stauraum in der Transportbox, welcher nicht mit Zusatzenergiespeichern belegt ist, kann als Stauraum für andere Gegenstände bzw. Gepäck genutzt werden. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Reichweite von elektrischen Antrieben einfach und bedarfsgesteuert vom Kunden individuell verlängert werden kann, abhängig von dem Reiseziel und der Route. Darüber hinaus können die Zusatzenergiespeicher schnell getauscht werden. Das bedeutet, dass leere oder teilweise entladene Zusatzenergiespeicher durch vollständig geladene Zusatzenergiespeicher ersetzt werden können. Zudem wird durch eine solche Transportbox auch die Möglichkeit gegeben, dass beispielsweise aufgrund von einer leeren Hochvoltbatterie liegengebliebene Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb schnell wieder betriebsbereit zu bekommen sind. Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Transportbox vereinen so die Vorteile von zusätzlichem Stauraum und die Erhöhung der Reichweite des Fahrzeugs mit einem elektrischen Antrieb.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung der Transportbox kann der mindestens eine elektrische Zusatzenergiespeicher als tragbarer wiederaufladbarer Zusatzakkumulator ausgeführt werden. Die Ausführung als tragbare Zusatzakkumulatoren ermöglicht einen besonders schnellen Aus- und Einbau der Zusatzenergiespeicher. Ein solcher tragbarer Zusatzakkumulator kann beispielsweise eine Kapazität von 2kWh aufweisen. Sind beispielsweise zehn Zusatzakkumulatoren in die Transportbox eingebaut, dann steht eine zusätzliche Energie von 20kWh zur Verfügung. Heutige Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb können damit bis zu 100km an Reichweite gewinnen. In Zukunft wird die Energiedichte in den Zusatzakkumulatoren steigen, so dass von einer weiteren Zunahme der Reichweite ausgegangen werden kann.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Transportbox kann am Grundkörper mindestens eine Befestigungsvorrichtung angeordnet werden, welche den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher lösbar am Grundkörper befestigen kann. Die die mindestens eine Befestigungsvorrichtung kann beispielsweise als mechanische Steckverbindung ausgeführt werden. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage bzw. Demontage der Zusatzenergiespeicher. Alternativ kann die Befestigungsvorrichtung als Schienensystem ausgeführt werden, auf welches die Zusatzenergiespeicher aufgesetzt und dann in die Transportbox eingeschoben werden können.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Transportbox kann die mindestens eine interne elektrische Kontaktierung als drahtgebundene elektrische Schnittstelle ausgeführt werden, welche den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher über einen Stecker und eine Steckeraufnahme elektrisch kontaktiert. Diese elektrische Steckverbindung kann einfach in die mechanische Steckverbindung integriert werden, so dass die elektrische Kontaktierung gleichzeitig mit dem mechanischen Steckvorgang erfolgen kann.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Transportbox kann die mindestens eine interne elektrische Kontaktierung als drahtlose elektrische Schnittstelle ausgeführt werden, welche den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher über korrespondierende Induktionsspulen induktiv kontaktieren kann.
  • Hierbei kann eine erste Induktionsspule im Zusatzenergiespeicher integriert werden und eine zweite Induktionsspule kann im Grundkörper der Transportbox integriert werden.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung des Fahrzeugs kann die Transportbox als Dachbox ausgeführt werden. Hierbei kann die Dachbox über einen Grundträger mit einer Dachreling des Fahrzeugs verbunden werden, wobei das mindestens eine fahrzeugseitige zweite elektrische Kontaktelement am Grundträger und/oder an der Dachreling angeordnet werden kann. Alternativ kann die Transportbox über Halteelemente mit einer Heckklappe und/oder mit einer Anhängerkupplung des Fahrzeugs verbunden werden. Hierbei kann das mindestens eine fahrzeugseitige zweite elektrische Kontaktelement an der Heckklappe und/oder an einer elektrischen Anhängerschnittstelle angeordnet werden. Bei der Verwendung einer ohnehin vorhandenen Anhängerschnittstelle müssen keine zusätzlichen zweiten elektrischen Kontaktelemente im Fahrzeug verbaut werden.
  • In vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahrens kann die elektrische Energie des mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeichers während des Fahrbetriebs in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebspunktes direkt dem elektrischen Antrieb zur Verfügung gestellt oder in die Hochvoltbatterie geladen werden. Hierbei kann der aktuelle Betriebspunkt davon abhängig sein, wieviel Energie der mindestens eine elektrische Zusatzenergiespeicher zum aktuellen Zeitpunkt unter Berücksichtigung von Temperatur und einer damit verbundenen maximalen Leistungsabgabe des mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeichers zur Verfügung stellen kann. Die Entscheidung, ob die Energie der Zusatzenergiespeicher in der Transportbox in die Hochvoltbatterie geladen oder direkt dem elektrischen Antrieb zur Verfügung gestellt wird, kann beispielsweise von dem Steuergerät des Fahrzeugs getroffen werden.
  • In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Betriebsverfahrens kann der mindestens eine tragbare elektrische Zusatzenergiespeicher im kontaktierten Zustand in der Transportbox über das Hochvoltbordnetz geladen werden, sobald das Hochvoltbordnetz des Fahrzeugs mit einer Ladestation elektrisch verbunden ist. Hierbei kann eine Priorisierung vorgegeben werden, nach welcher zuerst die Hochvoltbatterie und dann der mindestens eine elektrische Zusatzenergiespeicher geladen wird, wobei eine Aufladung des mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeichers nach einer entsprechenden manuellen Eingabe erfolgen kann. Alternativ kann der mindestens eine elektrische Zusatzenergiespeicher im ausgebauten Zustand durch ein entsprechendes Ladegerät geladen werden.
  • Die für die erfindungsgemäße Transportbox für ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb beschriebenen Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen gelten auch für das erfindungsgemäße Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb.
  • Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigt/zeigen:
    • 1 eine schematische Seitendarstellung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem elektrischen Antrieb und einem Ausführungsspiel einer erfindungsgemäßen Transportbox für ein Fahrzeug mit einem elektrischen Antrieb; und
    • 2 eine schematische Rückansicht des erfindungsgemäßen Fahrzeugs und der erfindungsgemäßen Transportbox aus 1.
  • Wie aus 1 und 2 ersichtlich, weist das dargestellte Ausführungsbeispiel einer Transportbox 10 für ein Fahrzeug 1 mit einem elektrischen Antrieb 9 einen Grundkörper 11, welcher zusätzlichen Stauraum zur Verfügung stellt, mindestens eine elektrischen Einrichtung 12 und mindestens ein erstes elektrisches Kontaktelement 15A auf, welches mit mindestens einem fahrzeugseitigen zweiten elektrischen Kontaktelement 5 eine externe elektrische Kontaktierung 15 herstellt, über welche die elektrische Einrichtung mit einem Fahrzeugbordnetz 7 verbindbar ist.
  • Erfindungsgemäß ist die mindestens eine elektrische Einrichtung 12 als elektrischer Zusatzenergiespeicher 12A ausgeführt, wobei der Grundkörper 11 mindestens eine interne elektrische Kontaktierung 14 aufweist, welche den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher 12A mit dem mindestens einen ersten elektrischen Kontaktelement 15A verbindet.
  • Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, umfasst die Transportbox 10 im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Ebenen, in welchen jeweils fünf elektrische Zusatzenergiespeicher 12A eingebaut werden können. Somit können im dargestellten Ausführungsbeispiel insgesamt zehn elektrische Zusatzenergiespeicher 12A in der Transportbox10 verbaut werden. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Zusatzenergiespeicher 12A in die Transportbox 10 eingebaut und kontaktiert. Der restliche Stauraum im Grundkörper 11 wird für Gepäckstücke 18 genutzt. Die elektrischen Zusatzenergiespeicher 12A sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als tragbarer wiederaufladbare Zusatzakkumulatoren 12B ausgeführt, welche jeweils eine Speicherkapazität von 2kWh aufweisen. Somit stehen im dargestellten Ausführungsbeispiel maximal 20kWh zur Verlängerung der Reichweite des elektrischen Antriebs 9 zur Verfügung. Im dargestellten Ausführungsbeispiel stehen 8kWh zusätzlich zur Verfügung.
  • Für den Einbau der Zusatzenergiespeicher 12A ist am Grundkörper 11 jeweils eine als mechanische Steckverbindung 16A ausgeführte Befestigungsvorrichtung 16 angeordnet, welche ausgeführt ist, den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher 12A lösbar am Grundkörper 11 befestigt. Wie insbesondere aus 2 weiter ersichtlich ist, ist die korrespondierende interne elektrische Kontaktierung 14 als drahtgebundene elektrische Schnittstelle 14A ausgeführt, welche den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher 12A über einen Stecker und eine Steckeraufnahme elektrisch kontaktiert. Hierbei ist die drahtgebundene elektrische Schnittstelle 14A in die mechanische Steckverbindung 16A integriert, so dass die interne elektrische Kontaktierung 14 gleichzeitig mit der mechanischen Steckerverbindung 16A hergestellt ist. So kann beispielsweise der Stecker am elektrischen Zusatzenergiespeicher 12A und die Steckeraufnahme am Grundkörper 11 angeordnet werden. Alternativ kann die Steckeraufnahme am elektrischen Zusatzenergiespeicher 12A und der Stecker am Grundkörper 11 angeordnet werden.
  • Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel der Transportbox 10 ist die mindestens eine Befestigungsvorrichtung 16 oder als Schienensystem ausgeführt. Zudem ist bei diesem Ausführungsbeispiel die mindestens eine interne elektrische Kontaktierung 14 als drahtlose elektrische Schnittstelle ausgeführt, welche den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher 12A über korrespondierende Induktionsspulen induktiv kontaktiert. Hierzu ist jeweils eine Induktionsspule in dem mindestens einen Zusatzenergiespeicher 12A und in dem mindestens einen Grundkörper 11 angeordnet.
  • Wie aus 1 und 2 weiter ersichtlich ist, umfasst das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs 1 einen elektrischen Antrieb 9, ein als Hochvoltbordnetz 7A ausgeführtes Fahrzeugbordnetz 7 mit einer Hochvoltbatterie 8, ein Steuergerät ECU und eine oben beschriebene Transportbox 10. Hierbei stellt das mindestens eine erste transportboxseitige elektrische Kontaktelement 15A mit dem mindestens einen fahrzeugseitigen zweiten elektrischen Kontaktelement 5, welches mit dem Hochvoltbordnetz 7A elektrisch verbunden ist, die externe elektrische Kontaktierung 15 her.
  • Erfindungsgemäß ist der mindestens eine elektrische Zusatzenergiespeicher 12A ausgeführt, dem Hochvoltbordnetz 7A über die externe elektrische Kontaktierung 15 zusätzliche Energie zur Reichweitenverlängerung zur Verfügung zu stellen.
  • Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Transportbox 10 als Dachbox 10A ausgeführt, wobei die Dachbox 10A über einen Grundträger 3 mit einer Dachreling 2 des Fahrzeugs 1 verbunden ist. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, ist das fahrzeugseitige zweite elektrische Kontaktelement 5 am Grundträger 3 angeordnet. Alternativ kann das fahrzeugseitige zweite elektrische Kontaktelement 5 an der Dachreling 2 angeordnet sein.
  • Wie aus 2 weiter ersichtlich ist, verlaufen innerhalb des Grundträgers 3 und der Dachreling 2 elektrischer Leiter zum Hochvoltbordnetz 7A und zum Fahrzeugdatenbus DB. An der Unterseite der Dachbox 10A befindet sich das erste transportboxseitige elektrische Kontaktelement 15A, welches wiederrum mit entsprechenden Gegenkontakten des fahrzeugseitigen zweiten elektrischen Kontaktelements 5 verbunden wird, sobald die Dachbox 10A montiert ist. Sobald die interne elektrische Kontaktierung 14 hergestellt ist, kann über die externe elektrische Kontaktierung 15 der Stromkreis zwischen dem kontaktierten Zusatzenergiespeicher 12A und dem Hochvoltbordnetz 7A geschlossen werden, so dass ein Stromfluss stattfinden kann. Zudem kann eine Datenverbindung zwischen dem kontaktierten Zusatzenergiespeicher 12A und dem Fahrzeugdatenbus DB hergestellt werden. Durch die externe elektrische Kontaktierung 15 geben die Zusatzenergiespeicher 12A über den Grundträger 3 und die Dachreling 2 ihre Energie an das Hochvoltbordnetz 7A und damit an die Hochvoltbatterie 8 des Fahrzeugs 1 ab und kommunizieren mit dem Fahrzeugbussystem DB und dem Steuergerät ECU.
  • Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Transportbox 10 über Halteelemente mit einer Heckklappe 4 und/oder mit einer nicht dargestellten Anhängerkupplung des Fahrzeugs 1 verbunden. Bei diesen Ausführungsbeispielen kann das fahrzeugseitige zweite elektrische Kontaktelement 5 an der Heckklappe 4 und/oder an einer elektrischen Anhängerschnittstelle angeordnet sein.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens für die oben beschriebene Transportbox 10, wird die Transportbox 10 mit dem oben beschriebenen Fahrzeug 1 verbunden, wobei durch das mindestens eine erste transportboxseitige elektrische Kontaktelement 15A und das mindestens eine fahrzeugseitige zweite elektrische Kontaktelement 5, welches mit dem Hochvoltbordnetz 7A des Fahrzeugs 1 elektrisch verbunden ist, die externe elektrische Kontaktierung 15 hergestellt wird.
  • Erfindungsgemäß wird vor Start des Fahrzeugs 1 eine Route zu einem gewünschten Ziel und ein korrespondierender Energiebedarf berechnet, wobei unter Berücksichtigung der Restkapazität der Hochvoltbatterie 8 im Fahrzeug 1 eine Anzahl von elektrischen Zusatzenergiespeichern 12A zum Einbau in die Transportbox 10 berechnet und angezeigt wird, welche zusätzlich erforderlich ist, um das gewünschte Ziel zu erreichen.
  • Sind Zusatzenergiespeicher 12A in der Transportbox 10 eingebaut, dann wird während des Fahrbetriebs in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebspunktes entschieden, ob die elektrische Energie des mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeichers 12A direkt dem elektrischen Antrieb 9 zur Verfügung gestellt oder in die Hochvoltbatterie 8 geladen wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel entscheidet das Steuergerät ECU im Fahrzeug anhand der jeweiligen Betriebspunkte, ob die Energie der Zusatzenergiespeicher 12A in die Hochvoltbatterie 8 geladen oder direkt dem elektrischen Antrieb 9 zur Verfügung gestellt wird. Hierbei werden verschieden Faktoren berücksichtigt, wie beispielsweise wieviel Energie die Zusatzenergiespeicher 12A zum aktuellen Zeitpunkt bereitstellen können unter Einberechnung der Temperaturen und der damit einhergehenden maximalen Leistungsabgabe der Zusatzenergiespeicher 12A.
  • Vor Fahrtbeginn hat der Fahrer die Möglichkeiten zu bestimmen ob und wie viele Zusatzenergiespeicher 12A verwendet werden sollen. Nachdem die Route zum gewünschten Ziel berechnet wurde, wird dem Fahrer vom Steuergerät ECU, beispielsweise über eine interne Mensch-Maschinen-Schnittstelle (MMI) des Fahrzeugs 1, welche beispielsweise eine optische Anzeigevorrichtung, wie einen Bildschirm umfasst, oder über eine mobile Applikation (APP) angezeigt, wie viele Zusatzenergiespeicher 12A am sinnvollsten für die Reise mitgeführt werden sollen.
  • Der gewünschte Zielort kann beispielsweise in ein Navigationsgerät eingegeben werden, welches auch die Route zum gewünschten Ziel berechnet. Die Berechnung des Energiebedarfs wird dann basierend auf der berechneten Route vom Steuergerät ECU durchgeführt. Die Bestückung der Transportbox 10 mit Zusatzenergiespeichern 12A kann vom Fahrer individuell und variabel und abhängig davon vorgenommen werden, wieviel Platz für Gepäckstücke 18 benötigt wird. Wie aus 1 weiter ersichtlich ist, sind im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Zusatzenergiespeicher 12A in die Transportbox 10 eingebaut und kontaktiert. Mithilfe eines geeigneten Zugangs 17 zur Transportbox 10, welcher hier als Klappe 17A ausgeführt ist, kann der Fahrer die Zusatzenergiespeicher 12A und die Gepäckstücke 18 bzw. den Stauraum im Grundkörper 11 erreichen.
  • Die Aufladung der Zusatzenergiespeicher 12A erfolgt im kontaktierten Zustand in der Transportbox 10 direkt über das Hochvoltbordnetz 7A. Sobald das Hochvoltbordnetz 7A des Fahrzeugs 1 mit einer externen Wechselstrom- oder Gleichstrom-Ladestation elektrisch verbunden ist, wird zunächst die Hochvoltbatterie 8 geladen. Anschließend werden die Zusatzenergiespeicher 12A geladen, wobei die Aufladung der elektrischen Zusatzenergiespeicher 12A nach einer entsprechenden manuellen Eingabe erfolgt. Ob die Aufladung der Zusatzenergiespeicher 12A erfolgen soll, kann der Fahrer über die Mensch-Maschinen-Schnittstelle (MMI) des Fahrzeugs 1, welche beispielsweise eine entsprechende manuelle Bedienvorrichtung umfasst, oder über eine mobile Applikation (APP) einstellen. Es ist nicht immer erforderlich die Zusatzenergiespeicher 12A mit aufzuladen, vor allem wenn das Reiseziel nicht mehr weit entfernt ist.
  • Zudem können die Zusatzenergiespeicher 12A auch separat im ausgebauten Zustand geladen werden. Hierzu werden die Zusatzenergiespeicher 12A jeweils mit einem nicht dargestellten Ladegerät verbunden und aufgeladen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Dachreling
    3
    Grundträger
    4
    Heckklappe
    5
    zweites (fahrzeugseitiges) Kontaktelement
    7
    Fahrzeugbordnetz
    7A
    Hochvoltbordnetz
    8
    Hochvoltbatterie
    9
    elektrischer Antrieb
    DB
    Fahrzeugdatenbus
    ECU
    Steuergerät
    10
    Transportbox
    10A
    Dachbox
    11
    Grundkörper
    12
    elektrische Einrichtung
    12A
    elektrischer Zusatzenergiespeicher
    12B
    tragbarer Zusatzakkumulator
    14
    interne elektrische Kontaktierung
    14A
    drahtgebundene Schnittstelle
    15
    externe elektrische Kontaktierung
    15A
    erstes (transportboxseitiges) Kontaktelement
    16
    Befestigungsvorrichtung
    16A
    mechanische Steckverbindung
    17
    Zugang zur Transportbox
    17A
    Klappe
    18
    Gepäckstück
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102016006554 A1 [0004]

Claims (15)

  1. Transportbox (10) für ein Fahrzeug (1) mit einem elektrischen Antrieb (9), mit einem Grundkörper (11), welcher zusätzlichen Stauraum zur Verfügung stellt, mindestens einer elektrischen Einrichtung (12) und mindestens einem ersten elektrischen Kontaktelement (15A), welches ausgeführt ist, mit mindestens einem fahrzeugseitigen zweiten elektrischen Kontaktelement (5) eine externe elektrische Kontaktierung (15) herzustellen, über welche die elektrische Einrichtung mit einem Fahrzeugbordnetz (7) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine elektrische Einrichtung (12) als elektrischer Zusatzenergiespeicher (12A) ausgeführt ist, wobei der Grundkörper (11) mindestens eine interne elektrische Kontaktierung (14) aufweist, welche den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher (12A) mit dem mindestens einen ersten elektrischen Kontaktelement (15A) verbindet.
  2. Transportbox (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine elektrische Zusatzenergiespeicher (12A) als tragbarer wiederaufladbarer Akkumulator (12B) ausgeführt ist.
  3. Transportbox (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Grundkörper (11) mindestens eine Befestigungsvorrichtung (16) angeordnet ist, welche ausgeführt ist, den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher (12A) lösbar am Grundkörper (11) zu befestigen.
  4. Transportbox (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Befestigungsvorrichtung (16) als mechanische Steckverbindung (16A) oder als Schienensystem ausgeführt ist.
  5. Transportbox (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine interne elektrische Kontaktierung (14) als drahtgebundene elektrische Schnittstelle (14A) ausgeführt ist, welche den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher (12A) über einen Stecker und eine Steckeraufnahme elektrisch kontaktiert.
  6. Transportbox (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine interne elektrische Kontaktierung (14) als drahtlose elektrische Schnittstelle ausgeführt ist, welche den mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeicher (12A) über korrespondierende Induktionsspulen induktiv kontaktiert.
  7. Fahrzeug (1) mit einem elektrischen Antrieb (9), einem Hochvoltbordnetz (7A) mit mindestens einer Hochvoltbatterie (8), mindestens einem Steuergerät (ECU) und einer Transportbox (10), welche nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgeführt ist, wobei das mindestens eine erste transportboxseitige elektrische Kontaktelement (15A) mit dem mindestens einen fahrzeugseitigen zweiten elektrischen Kontaktelement (5), welches mit dem Hochvoltbordnetz (7A) elektrisch verbunden ist, die externe elektrische Kontaktierung (15) herstellt, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine elektrische Zusatzenergiespeicher (12A) ausgeführt ist, dem Hochvoltbordnetz (7A) über die externe elektrische Kontaktierung (15) zusätzliche Energie zur Reichweitenverlängerung zur Verfügung zu stellen.
  8. Fahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportbox (10) als Dachbox (10A) ausgeführt ist, wobei die Dachbox (10A) über einen Grundträger (3) mit einer Dachreling (2) des Fahrzeugs (1) verbunden ist, und wobei das mindestens eine fahrzeugseitige zweite elektrische Kontaktelement (5) am Grundträger (3) und/oder an der Dachreling (2) angeordnet ist.
  9. Fahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportbox (10) über Halteelemente mit einer Heckklappe (4) und/oder mit einer Anhängerkupplung des Fahrzeugs (1) verbunden ist, wobei das mindestens eine fahrzeugseitige zweite elektrische Kontaktelement (5) an der Heckklappe (4) und/oder an einer elektrischen Anhängerschnittstelle angeordnet ist.
  10. Betriebsverfahren für eine Transportbox (10), welche nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgeführt, wobei die Transportbox (10) mit einem Fahrzeug (1), welches nach einem der Ansprüche 7 bis 9 ausgeführt ist, verbunden wird, wobei durch das mindestens eine erste transportboxseitige elektrische Kontaktelement (15A) und das mindestens eine fahrzeugseitige zweite elektrische Kontaktelement (5), welches mit dem Hochvoltbordnetz (7A) des Fahrzeugs (1) elektrisch verbunden ist, eine externe elektrische Kontaktierung (15) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor Start des Fahrzeugs (1) eine Route zu einem gewünschten Ziel und ein korrespondierender Energiebedarf berechnet wird, wobei unter Berücksichtigung der Restkapazität der Hochvoltbatterie (8) im Fahrzeug (1) eine Anzahl von elektrischen Zusatzenergiespeichern (12A) zum Einbau in die Transportbox (10) berechnet und angezeigt wird, welche zusätzlich erforderlich ist, um das gewünschte Ziel zu erreichen.
  11. Betriebsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Energie des mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeichers (12A) während des Fahrbetriebs in Abhängigkeit eines aktuellen Betriebspunktes direkt dem elektrischen Antrieb (9) zur Verfügung gestellt oder in die Hochvoltbatterie (8) geladen wird.
  12. Betriebsverfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der aktuelle Betriebspunkt davon abhängig ist, wieviel Energie der mindestens eine elektrische Zusatzenergiespeicher (12A) zum aktuellen Zeitpunkt unter Berücksichtigung von Temperatur und einer damit verbundenen maximalen Leistungsabgabe des mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeichers (12A) zur Verfügung stellen kann.
  13. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine elektrische Zusatzenergiespeicher (12A) im kontaktierten Zustand in der Transportbox (10) über das Hochvoltbordnetz (7A) geladen wird, sobald das Hochvoltbordnetz (7A) des Fahrzeugs (1) mit einer Ladestation elektrisch verbunden ist.
  14. Betriebsverfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst die Hochvoltbatterie (8) und dann der mindestens eine elektrische Zusatzenergiespeicher (12A) geladen wird, wobei eine Aufladung des mindestens einen elektrischen Zusatzenergiespeichers (12A) nach einer entsprechenden manuellen Eingabe erfolgt.
  15. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine elektrische Zusatzenergiespeicher (12A) im ausgebauten Zustand geladen wird.
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