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Die Erfindung betrifft eine Ladeanschlussvorrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug mit zwei Ladeanschlüssen.
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Die
DE 102018204840 A1 offenbart eine Ladeanschlussvorrichtung, welche eine Lade-Schnittstelle (z.B. eine Buchse) umfasst, die ausgebildet ist, eine elektrisch leitende Steckverbindung mit einer Lade-Schnittstelle (z.B. einem Stecker) eines Ladekabels zu bilden, um elektrische Energie zum Laden des Energiespeichers bereitzustellen. Außerdem umfasst die Lade-Schnittstelleneinheit eine Klappe, die ausgebildet ist, durch einen Nutzer geöffnet oder geschlossen zu werden, um einen Zugang zu der Lade-Schnittstelle zu ermöglichen oder zu unterbinden. Die Lade-Schnittstelleneinheit weist eine Abdeckung auf, die ausgebildet ist, von zumindest einer Seite her in den Spalt zwischen die Lade-Schnittstelle und die Klappe bewegt zu werden bzw. vor die Lade-Schnittstelle bewegt zu werden, um die Lade-Schnittstelle vor Verschmutzung zu schützen.
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Elektroautos werden nach dem Stand der Technik derzeit mit Gleichstrom mit einer Leistung bis maximal 350kW geladen. Zukünftig sollen Elektrofahrzeuge nach einem zukünftigen Standard „MegaWatt-Laden“ mit Leistungen größer ein MW geladen werden, um kürzere Ladezeiten zu ermöglichen.
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Die aktuell verwendeten Ladestandards (wie CCS Typ 1 oder CCS Typ 2 (CCS = „Combined Charging System“ als in Europa entwickelter Standard), das mit Typ2-Steckern ein Laden mit Gleichstrom und Wechselstrom erlaubt, CHAdeMO („Charge de Move“ als in Japan entwickelter Standard mit einer Ladeleistung meist bis 50kW),) sind nicht auf Leistungen größer als 500 kW ausgelegt.
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Für das zukünftige MegaWatt-Laden wird ein weiterer Ladeanschluss nach einer weiteren Steckernorm vorgesehen. Dieser weitere Ladeanschluss kann elektrisch parallel zum bisherigen Ladeanschluss (z.B. CCS-Ladeanschluss) geschaltet werden.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Ladeanschlussvorrichtung für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug mit zwei Ladeanschlüssen zu schaffen.
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Die vorgenannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Günstige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung.
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Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Ladeanschlussvorrichtung vorgeschlagen für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug mit zwei nebeneinander angeordneten Ladeanschlüssen, insbesondere Ladedosen, insbesondere einem ersten Gleichstromladeanschluss und einem zweiten Gleichstrom- und/oder Wechselstromladeanschluss und mindestens einer Ladeanschlussabdeckung, welche wenigstens einen der beiden Ladeanschlüsse überdeckt. Dabei ist die Ladeanschlussabdeckung so ausgebildet, dass jeweils nur einer der beiden Ladeanschlüsse zum Kontaktieren zugänglich ist, während der andere der beiden Ladeanschlüsse von der Ladeanschlussabdeckung abgedeckt ist.
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Beide Ladeanschlüsse sind im Fahrzeug räumlich nebeneinander angeordnet. Der zum Laden nicht verwendete Ladeanschluss wird mechanisch abgedeckt, so dass dieser nicht berührt werden kann. Die mechanische Abdeckung kann beispielsweise über eine Schiebeklappe erfolgen, die jeweils einen der beiden Ladeanschlüsse (beispielsweise den CCS-Ladeanschluss oder den MegaWatt-Laden-Ladeanschluss abdeckt. Es ist nur möglich, ein Ladekabel einzustecken, wenn der andere Ladeanschluss mit der mechanischen Abdeckung berührsicher geschützt ist.
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Der Ladeanschluss des MegaWatt-Ladens kann dadurch elektrisch parallel zu dem bisherigen Ladeanschluss (beispielsweise den CCS-Ladeanschluss) geschaltet werden. Dies weist den Vorteil auf, dass in der elektrischen Architektur des Hochvolt-Bordnetzes des Fahrzeugs nur ein Schütz zum Anschluss des elektrischen Energiespeichers verwendet werden muss. Damit können gegenüber einer Verschaltung mit zwei Schützen Kosten, Bauraum und Gewicht gespart werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ladeanschlussvorrichtung kann die Ladeanschlussabdeckung in einer Verschieberichtung zum Zwecke des Abdeckens über die Ladeanschlüsse verschiebbar angeordnet sein, wobei die Ladeanschlüsse in einer Richtung nacheinander angeordnet sind, die parallel zu der Verschieberichtung ist. Insbesondere können dabei die Abmessungen der Ladeanschlussabdeckung mindestens so groß sein wie die Abmessungen des Ladeanschlusses.
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Vorteilhaft kann auf diese Weise die Ladeanschlussabdeckung so verschiebbar angeordnet sein, dass jeweils nur einer der beiden Ladeanschlüsse zum Kontaktieren zugänglich ist.
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Durch den Verschiebemechanismus der Ladeanschlussabdeckung kann gewährleistet werden, dass jeweils ein Ladeanschluss abgedeckt ist, wenn an den anderen Ladeanschluss ein Stecker eines Ladekabels angeschlossen ist. Wenn die Abmessungen der Ladeanschlussabdeckung mindestens die Abmessungen des Ladeanschlusses erreichen, kann ein Schutz vor Berühren des Ladeanschlusses gewährleistet werden und der abgedeckte Ladeanschluss kann trotzdem unter Spannung stehen, ohne eine Gefährdung für den Benutzer des Fahrzeugs darzustellen.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ladeanschlussvorrichtung kann die Ladeanschlussabdeckung den jeweils nicht zugänglichen der beiden Ladeanschlüsse berührsicher abdecken. Wenn die Abmessungen der Ladeanschlussabdeckung mindestens die Abmessungen des Ladeanschlusses erreichen, kann ein Schutz vor Berühren des Ladeanschlusses gewährleistet werden. Auf diese Weise kann beispielsweise die Norm IS017409 erfüllt werden, da eine Gefährdung von Personen ausgeschlossen ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ladeanschlussvorrichtung kann die Ladeanschlussabdeckung bei in einem der beiden Ladeanschlüsse eingestecktem Ladestecker bestimmungsgemäß den anderen der beiden Ladeanschlüsse abdecken. Insbesondere kann die Ladeanschlussabdeckung dabei verriegelt sein. Durch den in einen der beiden Ladeanschlüsse gesteckten Stecker kann zweckmäßigerweise die Ladeanschlussabdeckung über dem anderen der beiden Ladeanschlüsse verriegelt werden, sodass die Ladeanschlussabdeckung nicht weiter verschoben werden kann und so der freie Ladeanschluss sicher vor Berührung geschützt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ladeanschlussvorrichtung können die beiden Ladeanschlüsse in einer Lademulde angeordnet sein, wobei die Lademulde mit einer Ladeklappe abdeckbar ist, welche in einer Geschlossenstellung der Ladeklappe beide Ladeanschlüsse und die Ladeanschlussabdeckung abdeckt und in einer Offenstellung der Ladeklappe beide Ladeanschlüsse und die Ladeanschlussabdeckung freigibt. Zusätzlich können beide Ladeanschlüsse und die Ladeanschlussabdeckung in geschlossenem Zustand der Ladeklappe vor Verschmutzung, bzw. Feuchtigkeit und/oder Schnee geschützt werden. Außerdem ist in geschlossenem Zustand der Ladeklappe auch der nicht durch die Ladeanschlussabdeckung abgedeckte Ladeanschluss vor Verschmutzung und/oder Feuchtigkeit geschützt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ladeanschlussvorrichtung kann die Ladeklappe in einem Nicht-Ladezustand, insbesondere während einer Fahrt des Fahrzeugs geschlossen sein. Im nicht gesteckten Zustand der Ladeanschlüsse können beide Ladeanschlüsse und die Ladeanschlussabdeckung in geschlossenem Zustand der Ladeklappe vor Verschmutzung, bzw. Feuchtigkeit und/oder Schnee geschützt werden. Außerdem ist in geschlossenem Zustand der Ladeklappe auch der nicht durch die Ladeanschlussabdeckung abgedeckte Ladeanschluss vor Verschmutzung und/oder Feuchtigkeit geschützt.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ladeanschlussvorrichtung kann die Ladeklappe an einer Seite der Lademulde angeordnet sein. Die Ladeklappe kann in ähnlicher Weise wie eine übliche Tankklappe an der Seite der Lademulde, welche der bei einem Verbrennerfahrzeug angeordneten Tankmulde entsprechen kann, angeordnet sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ladeanschlussvorrichtung kann die Ladeanschlussabdeckung linear schiebebeweglich an der Lademulde gelagert sein. Durch eine solche Anordnung kann die Ladeanschlussabdeckung vorteilhaft über die beiden nebeneinander benachbart angeordneten Ladeanschlüsse geschoben werden und jeweils einen der beiden Ladeanschlüsse verdecken und so vor Berührung schützen. Dadurch kann ein Stecker eines Ladekabels auch nur in einen der beiden Ladeanschlüsse gesteckt werden, wenn die Ladeanschlussabdeckung den entsprechenden Ladeanschluss wirklich freigegeben hat.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ladeanschlussvorrichtung können die beiden Ladeanschlüsse während einer Verschiebebewegung der Ladeanschlussabdeckung spannungslos geschaltet sein. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass eine Berührung von spannungsführenden Kontakten der Ladeanschlüsse auch in dem Fall ausgeschlossen ist, wenn ein Ladeanschluss während des Verschiebens der Ladeanschlussabdeckung von einem Ladeanschluss zum anderen Ladeanschluss nur teilweise von der Ladeanschlussabdeckung abgedeckt ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Ladeanschlussvorrichtung kann wenigstens einer der beiden Ladeanschlüsse zum elektrischen Laden eines elektrischen Hochvolt-Energiespeichers des Fahrzeugs mit hohen elektrischen Leistungen, insbesondere mit Leistungen größer als 500 kW, insbesondere im Bereich von einem Megawatt ausgebildet sein.
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Der Ladeanschluss des MegaWatt-Ladens kann auf Grund des Sicherheitskonzepts der erfindungsgemäßen Ladeanschlussvorrichtung elektrisch parallel zu dem bisherigen Ladeanschluss (beispielsweise den CCS-Ladeanschluss) geschaltet werden. Dies weist den Vorteil auf, dass in der elektrischen Architektur des Hochvolt-Bordnetzes des Fahrzeugs nur ein Schütz zum Anschluss des elektrischen Energiespeichers verwendet werden muss. Damit können gegenüber einer Verschaltung mit zwei Schützen Kosten, Bauraum und Gewicht gespart werden.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Dabei zeigen:
- 1 eine Systemübersicht eines fahrzeuggestützten Hochvolt-Bordnetzes mit zwei Ladeanschlüssen;
- 2 eine schematische Draufsicht einer Ladeanschlussvorrichtung nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem abgedeckten zweiten Ladeanschluss;
- 3 die Ladeanschlussvorrichtung nach 2, wobei die Ladeanschlussabdeckung von dem zweiten Ladeanschluss zum ersten Ladeanschluss verschoben wird;
- 4 die Ladeanschlussvorrichtung nach 2 in einem späteren Verschiebezustand der Ladeanschlussabdeckung;
- 5 die Ladeanschlussvorrichtung nach 2 mit abgedecktem ersten Ladeanschluss; und
- 6 die Ladeanschlussvorrichtung nach 2 mit verschlossener Ladeklappe.
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In den Figuren sind gleiche oder gleichartige Komponenten mit gleichen Bezugszeichen beziffert. Die Figuren zeigen lediglich Beispiele und sind nicht beschränkend zu verstehen.
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1 zeigt eine Systemübersicht eines fahrzeuggestützten Hochvolt-Bordnetzes 80 für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug mit zwei Ladeanschlüssen 12, 14, beispielsweise einem ersten Gleichstromladeanschluss 12 und einem Gleichstrom- und/oder Wechselstromladeanschluss 14.
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Der elektrische Energiespeicher 50, welcher zum Betrieb eines elektrischen Antriebsstrangs vorgesehen ist, ist über ein einziges Schütz 30 mit den beiden Ladeschnittstellen 32, 34 elektrisch verbunden. Die beiden Ladeschnittstellen 32, 34 sind den Ladeanschlüssen 12, 14 zugeordnet. Der erste Gleichstrom-Ladeanschluss 12 kann dabei für den Standard MegaWatt-Laden vorgesehen sein, der zweite Gleichstrom- und/oder Wechselstromladeanschluss 14 kann beispielsweise für den bisherigen Standard CCS vorgesehen sein.
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Die beiden Ladeanschlüsse 12, 14 sind jeweils elektrisch parallel über das einzige Schütz 30 mit dem Energiespeicher 50 verbunden und sind demzufolge gleichzeitig mit Spannung beaufschlagt oder spannungslos geschaltet.
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Das restliche Hochvolt-Bordnetz ist der Einfachheit halber nur als ein Block 80 dargestellt.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht einer Ladeanschlussvorrichtung 100 nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem abgedeckten zweiten Ladeanschluss 14.
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Die Ladeanschlussvorrichtung 100 weist zwei nebeneinander angeordnete Ladeanschlüsse 12, 14, insbesondere Ladedosen, insbesondere einen ersten Gleichstromladeanschluss 12 und einen zweiten Gleichstrom- und/oder Wechselstromladeanschluss 14 auf. Wenigstens einer der beiden Ladeanschlüsse 12, 14 kann zum elektrischen Laden eines elektrischen Hochvolt-Energiespeichers 50 des Fahrzeugs mit hohen elektrischen Leistungen, insbesondere nach dem zukünftigen Standard MegaWatt-Laden mit Leistungen im Bereich von einem Megawatt ausgebildet sein.
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Die Ladeanschlussvorrichtung 100 weist eine Ladeanschlussabdeckung 16 auf, welche wenigstens einen der beiden Ladeanschlüsse 12, 14 überdeckt. Die Ladeanschlussabdeckung 16 ist so ausgebildet, dass jeweils nur einer der beiden Ladeanschlüsse 12, 14 zum Kontaktieren zugänglich ist, während der andere der beiden Ladeanschlüsse 12, 14 von der Ladeanschlussabdeckung 16 abgedeckt ist.
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Beide Ladeanschlüsse 12, 14 sind im Fahrzeug räumlich nebeneinander angeordnet. Der zum Laden nicht verwendete Ladeanschluss 12, 14 wird mechanisch abgedeckt, so dass dieser nicht berührt werden kann. Die mechanische Abdeckung 16 kann beispielsweise über eine Schiebeklappe erfolgen, die jeweils einen der beiden Ladeanschlüsse12, 14, beispielsweise den CCS-Ladeanschluss 14 oder den MegaWatt-Laden-Ladeanschluss 12, abdeckt. Es ist nur möglich, ein Ladekabel einzustecken, wenn der andere Ladeanschluss 12, 14 mit der mechanischen Abdeckung 16 berührsicher geschützt ist.
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Der Ladeanschluss 12 des MegaWatt-Ladens kann dadurch elektrisch parallel zu dem bisherigen Ladeanschluss 14, beispielsweise den CCS-Ladeanschluss 14, geschaltet werden. Dies weist den Vorteil auf, dass, wie in 1 dargestellt, in der elektrischen Architektur des Hochvolt-Bordnetzes 80 des Fahrzeugs nur ein Schütz 30 zum Anschluss des elektrischen Energiespeichers 50 verwendet werden muss. Damit können gegenüber einer Verschaltung mit zwei Schützen Kosten, Bauraum und Gewicht gespart werden.
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Die Ladeanschlussabdeckung 16 ist zum Zwecke des Abdeckens über die Ladeanschlüsse 12, 14 in einer Verschieberichtung 70 verschiebbar angeordnet.
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Die Ladeanschlüsse 12, 14 sind dazu in einer Richtung nacheinander angeordnet, die parallel zu der Verschieberichtung 70 ist. Die Abmessungen der Ladeanschlussabdeckung 16 sind mindestens so groß wie die Abmessungen des Ladeanschlusses 12, 14. Die Ladeanschlussabdeckung 16 ist so verschiebbar angeordnet, dass jeweils nur einer der beiden Ladeanschlüsse 12, 14 zum Kontaktieren zugänglich ist.
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Auf diese Weise deckt die Ladeanschlussabdeckung 16 den jeweils nicht zugänglichen der beiden Ladeanschlüsse 12, 14 berührsicher ab.
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Die Ladeanschlussabdeckung 16 deckt bei in einem der beiden Ladeanschlüsse 12, 14 eingesteckten Ladestecker bestimmungsgemäß den anderen der beiden Ladeanschlüsse 12, 14 ab. Insbesondere kann die Ladeanschlussabdeckung 16 dabei verriegelt sein. Durch den in einen der beiden Ladeanschlüsse 12, 14 gesteckten Stecker kann zweckmäßigerweise die Ladeanschlussabdeckung 16 über dem anderen der beiden Ladeanschlüsse 12, 14 verriegelt werden, sodass die Ladeanschlussabdeckung 16 nicht weiter verschoben werden kann und so der freie Ladeanschluss 12, 14 sicher vor Berührung geschützt ist.
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Die beiden Ladeanschlüsse 12, 14 sind in einer Lademulde 10 angeordnet, wobei die Lademulde 10 mit einer Ladeklappe 18 abdeckbar ist, welche in einer Geschlossenstellung der Ladeklappe 18 beide Ladeanschlüsse 12, 14 und die Ladeanschlussabdeckung 16 abdeckt und in einer Offenstellung der Ladeklappe 18 beide Ladeanschlüsse 12, 14 und die Ladeanschlussabdeckung 16 freigibt. Die Ladeanschlussabdeckung 16 kann dazu vorteilhaft linear schiebebeweglich an der Lademulde 10 gelagert sein.
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Die Ladeklappe 18 ist in 2 in der Offenstellung an der Seite der Lademulde 10 hochgeklappt dargestellt. Die Ladeklappe 18 ist zweckmäßigerweise ähnlich zu einer herkömmlichen Tankklappe an einer Seite der Lademulde 10 angeordnet sein.
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Die Ladeklappe 18 kann vorteilhaft in einem Nicht-Ladezustand, insbesondere während einer Fahrt des Fahrzeugs geschlossen sein.
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Die beiden Ladeanschlüsse 12, 14 können vorteilhaft während einer Verschiebebewegung der Ladeanschlussabdeckung 16 spannungslos geschaltet sein. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass eine Berührung von spannungsführenden Kontakten der Ladeanschlüsse 12, 14 auch in dem Fall ausgeschlossen ist, wenn ein Ladeanschluss 12, 14 während des Verschiebens der Ladeanschlussabdeckung 16 von einem Ladeanschluss 12, 14 zum anderen Ladeanschluss 14, 12 nur teilweise von der Ladeanschlussabdeckung 16 abgedeckt ist.
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In 2 ist der Zustand der Ladeanschlussvorrichtung 100 dargestellt, in dem der zweite Ladeanschluss 14 durch die Ladeanschlussabdeckung 16 abgedeckt ist und der erste Ladeanschluss 12 zum Kontaktieren zugänglich ist.
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In 3 ist die Ladeanschlussvorrichtung 100 in dem Zustand dargestellt, in dem die Ladeanschlussabdeckung 16 von dem zweiten Ladeanschluss 14 zum ersten Ladeanschluss 12 verschoben wird.
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4 zeigt die Ladeanschlussvorrichtung 100 in einem späteren Verschiebezustand der Ladeanschlussabdeckung 16, während in 5 die Ladeanschlussvorrichtung 100 mit abgedecktem ersten Ladeanschluss 12 dargestellt ist. Dabei ist der zweite Ladeanschluss 14 zum Kontaktieren zugänglich.
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In 6 ist die Ladeanschlussvorrichtung 100 mit zugeklappter Ladeklappe 18 in der schematischen Draufsicht erkennbar. Dabei sind die beiden Ladeanschlüsse 12, 14 sowie die Ladeanschlussabdeckung 16 durch die Ladeklappe 18 abgedeckt und vor Verschmutzung und/oder Feuchtigkeit wie beispielsweise Regen oder Schnee geschützt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Lademulde
- 12
- erster DC-Ladeanschluss
- 14
- zweiter DC/AC-Ladeanschluss
- 16
- Ladeanschlussabdeckung
- 18
- Ladeklappe
- 30
- Schütz
- 32
- erste DC-Ladeschnittstelle
- 34
- zweite DC/AC-Ladeschnittstelle
- 70
- Verschieberichtung
- 80
- Hochvolt-Bordnetz
- 100
- Ladeanschlussvorrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018204840 A1 [0002]
