-
Die Erfindung betrifft eine Ladeanschlussanordnung eines Elektrofahrzeugs, mit einer Ladeschnittstelle, welche über eine Karosserieöffnung in einer Karosseriekomponente erreichbar ist, und einer verstellbaren Ladeklappe, durch welche die Karosserieöffnung in einer Schließstellung verschlossen ist und in der Offenstellung freigegeben ist, wobei die Ladeklappe ein Trägerelement und ein an dem Trägerelement lösbar angeordnetes Blendenelement aufweist, wobei das Trägerelement eine Aussparung aufweist, durch welche die Ladeschnittstelle bei einer in der Schließstellung angeordneten Ladeklappe und einem demontierten Blendenelement zugänglich ist.
-
Elektrofahrzeuge weisen üblicherweise eine Traktionsbatterie auf, welche immer wieder aufgeladen werden muss. Zum Aufladen der Traktionsbatterie kann dieselbe über ein Ladekabel an eine Ladestation angeschlossen werden, wobei das Ladekabel ein Bestandteil der Ladesäule ist oder im Elektrofahrzeug mitgeführt wird und zum Aufladen endseitig jeweils mit der Ladesäule und mit dem Elektrofahrzeug verbunden wird. In beiden Fällen weist das Ladekabel einen fahrzeugseitigen Ladestecker auf, welcher zum Aufladen der Traktionsbatterie in eine Ladeschnittstelle des Elektrofahrzeugs eingesteckt wird. Die Ladeschnittstelle des Elektrofahrzeugs ist ein Bestandteil einer Ladeanschlussanordnung, wobei die Ladeanschlussanordnung eine von einer Ladeschale zumindest abschnittsweise definierte Lademulde, die im Bereich der Lademulde angeordnete Ladeschnittstelle, wie beispielsweise eine Ladebuchse, und eine Ladeklappe aufweist. Die Ladeklappe ist beispielsweise an einem Schwenkarm befestigt und über den Schwenkarm um eine Achse schwenkbar, um die Lademulde entweder zu verschließen oder freizugeben. Anderenfalls kann die Ladeklappe durch eine Kulisse zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung bewegt werden.
-
Die Ladeklappe ist üblicherweise durch eine elektrische Verriegelungsvorrichtung in ihrer Schließstellung verriegelt, um einen unbefugten Zugang zu der Ladeschnittstelle zu verhindern. Problematisch ist, dass bei einem mechanischen oder elektrischen Defekt der elektrischen Verriegelungsvorrichtung ein Aufladen der Traktionsbatterie nicht mehr möglich ist, da eine Verstellung der Ladeklappe in ihre Offenstellung durch die defekte elektrische Verriegelungsvorrichtung gesperrt ist und dadurch die Ladeschnittstelle durch die Ladeklappe verdeckt ist, wodurch der Ladestecker nicht in die Ladeschnittstelle eingesteckt werden kann. Für derartige Fälle ist üblicherweise eine Notentriegelung vorgesehen, durch welche im Notfall der Ladevorgang, ein sogenanntes Notladen, dennoch erfolgen kann.
-
Eine derartige Ladeanschlussanordnung mit einer Notentriegelung offenbart beispielsweise die
DE 10 2017 129 049 A1 . Dabei weist die Ladeanschlussvorrichtung eine Wechselstrom-Ladeschnittstelle auf, welche durch eine Karosserieöffnung in einer Karosseriekomponente erreichbar ist. An der Karosserieöffnung ist eine schwenkbare Ladeklappe angeordnet, wobei die Karosserieöffnung in einer Schließstellung der Ladeklappe verschlossen ist und in einer Offenstellung offen ist. Die Ladeklappe ist in ihrer Schließstellung durch eine Verriegelungsvorrichtung verriegelt. Um bei einem Ausfall der Verriegelungsvorrichtung dennoch das Aufladen der Traktionsbatterie zu ermöglichen bzw. das Einstecken des Ladesteckers in die Ladeschnittstelle zu ermöglichen, weist die Ladeklappe ein Trägerelement und ein Blendenelement auf, wobei das Blendenelement lösbar an dem Trägerelement befestigt ist und das Trägerelement eine Aussparung aufweist. Bei einem Ausfall der Verriegelungsvorrichtung kann das Blendenelement mittels eines Werkzeugs von dem Trägerelement entfernt werden und der Ladestecker durch die Aussparung durch das Trägerelement in die Ladeschnittstelle eingesteckt werden. Bei einem eingesteckten Ladestecker ist das Elektrofahrzeug mit einer Ladesäule elektrisch verbunden und die Traktionsbatterie des Elektrofahrzeugs kann mit Wechselstrom notaufgeladen werden.
-
Nachteilig an der in der
DE 10 2017 129 049 A1 beschriebenen Ladeanschlussanordnung ist, dass ein Notladen der Traktionsbatterie ausschließlich mit Wechselstrom erfolgen kann, wobei das Aufladen der Traktionsbatterie mit Wechselstrom relativ lange dauert. Des Weiteren ist das Notladen mit Wechselstrom nicht möglich, wenn bei einem Defekt auch der für das Aufladen mit Wechselstrom erforderliche AC/DC-Wandler ausfällt. Weiterhin kann die Traktionsbatterie im Notfall nicht an allen verfügbaren Ladesäulen geladen werden, sondern ausschließlich an Ladesäulen, welche dazu ausgelegt sind, die Traktionsbatterie mit Wechselstrom zu laden.
-
Die Aufgabe der Erfindung ist, eine Ladeanschlussanordnung zu schaffen, mit welcher ein schnelles und zuverlässiges Notladen der Traktionsbatterie gewährleistet werden kann.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Ladeanschlussanordnung gemäß Anspruchs 1.
-
Die Ladeschnittstelle weist einen Gleichstrom-Ladeanschluss und einen Wechselstrom-Ladeanschluss auf, wobei die Aussparung derart ausgestaltet ist, dass der Gleichstrom-Ladeanschluss und der Wechselstrom-Ladeanschluss bei demontiertem Blendenelement durch die Aussparung zugänglich sind. Das Blendenelement ist über mehrere Rastverbindungen an dem Trägerelement befestigt, wobei die Rastverbindungen derart dimensioniert sind, dass im Normalbetrieb des Elektrofahrzeugs das Blendenelement zuverlässig an dem Trägerelement befestigt ist. Die Demontage des Blendenelements erfolgt durch ein Werkzeug, welches beispielsweise hakenförmig ausgebildet ist, wodurch das Werkzeug das Blendenelement hintergreifen kann und in Löserichtung belasten kann. Anderenfalls könnte das Blendenelement mit einem saugnapfartigen Element von dem Trägerelement gelöst werden. Bei einem demontierten Blendenelement wird der Ladestecker über die Aussparung durch das Trägerelement durchgesteckt und in die Ladeschnittstelle eingesteckt.
-
Dadurch, dass die Aussparung einen Zugang zum Gleichstrom-Ladeanschluss und damit ein Einstecken eines Gleichstrom-Ladesteckers ermöglicht, kann die Traktionsbatterie auch bei einem mechanischen oder elektrischen Defekt beispielsweise der Verriegelungsvorrichtung durch ein Schnellladeverfahren aufgeladen werden. Dadurch kann die Traktionsbatterie in einer kurzen Zeitdauer aufgeladen werden. Weiterhin kann die Traktionsbatterie auch bei einem Ausfall des AC/DC-Wandlers aufgeladen werden, da der über den Gleichstrom-Ladeanschluss eingeleitete elektrische Strom direkt für das Aufladen der Traktionsbatterie genutzt werden kann.
-
Dadurch, dass im Notfall ein Ladestecker sowohl mit dem Gleichstrom-Ladeanschluss als auch an dem Wechselstrom-Anschluss der Ladeschnittstelle verbunden werden kann, kann die Traktionsbatterie an nahezu jeder Ladesäule notaufgeladen werden.
-
Vorzugsweise ist der Gleichstrom-Ladeanschluss durch ein Verschlusselement abgedeckt, wobei das Verschlusselement bei einem demontierten Blendenelement demontierbar ist. Der Gleichstrom-Ladeanschluss der Ladeschnittstelle muss bei Nichtnutzung aus Sicherheitsgründen durch ein Verschlusselement abgedeckt sein. Beim Notladen der Traktionsbatterie und einem demontierten Blendenelement wird auch das Verschlusselement demontiert. Dabei ist das Blendenelement beispielsweise ein stopfenartiges Element, welches auf den Gleichstrom-Ladeanschluss auf- oder eingesteckt ist. Das Entfernen des Verschlusselements kann ebenfalls durch das hakenförmige Werkzeug erfolgen. Nach dem Entfernen des Verschlusselements kann der Ladestecker in den Gleichstrom-Ladeanschluss eingesteckt werden.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Gleichstrom-Ladeanschluss durch ein schwenkbares Verschlusselement abgedeckt, wobei das Verschlusselement bei einem demontierten Blendenelement in seine Offenstellung schwenkbar ist. Um das schwenkbare Verschlusselement bei entferntem Blendenelement in die Offenstellung schwenken zu können, muss die Aussparung größer als die beiden Ladeanschlüsse ausgebildet werden. Durch ein schwenkbares Verschlusselement wird verhindert, dass das Verschlusselement im demontierten Zustand verloren wird. Das schwenkbare Verschlusselement kann auch mit einem Filmscharnier ausgeführt sein, wobei das Filmscharnier derart ausgestaltet ist, dass dieses bei einer vordefinierten Belastung versagt. Dadurch kann das schwenkbare Verschlusselement vor dem Einstecken des Ladesteckers und nach dem Demontieren des Blendenelements durch Abreißen entfernt werden.
-
Vorzugsweise ist das Trägerelement mit einer elektrischen Verstellvorrichtung verbunden, wobei die Ladeklappe durch die elektrische Verstellvorrichtung zwischen der Schließstellung und der Offenstellung verstellbar ist. Bei einer elektrischen Verstellung der Ladeklappe besteht die Gefahr, dass die elektrische Verstellvorrichtung ausfällt und dadurch ein Aufladen der Traktionsbatterie nicht möglich ist. Die Gefahr besteht insbesondere, wenn die Traktionsbatterie und eine Bordnetzbatterie vollständig leer sind und die elektrische Antriebsvorrichtung, welche von den Batterien mit elektrischem Strom versorgt wird, zum Aufladen der Traktionsbatterie betätigt werden muss, um die Ladeklappe zu öffnen. Dadurch, dass das Blendenelement demontiert werden kann und der Ladestecker durch die Aussparung des Trägerelements durchgesteckt werden kann, kann die Traktionsbatterie ohne die Betätigung der elektrischen Antriebsvorrichtung aufgeladen werden.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eine elektrische Verriegelungsvorrichtung vorgesehen, durch welche die Ladeklappe in ihrer Schließstellung verriegelt ist. Auch in diesem Fall besteht die Gefahr, dass die elektrische Verriegelungsvorrichtung ausfällt und dadurch ein Öffnen der Ladeklappe nicht möglich ist, so dass die Traktionsbatterie nicht aufgeladen werden kann. Durch das demontierbare Blendenelement und die Aussparung am Trägerelement kann die Traktionsbatterie trotz Ausfall der Verriegelungsvorrichtung aufgeladen werden.
-
Vorzugsweise weist die Ladeklappe ein Zusatzelement auf, welches am Trägerelement befestigt ist und dichtend an einem die Karosserieöffnung umgebenden Bereich der Karosseriekomponente anliegt, wobei das Zusatzelement eine Aussparung aufweist, welche der Form der Aussparung des Trägerelements entspricht. Das Zusatzelement dichtet die Karosserieöffnung der Schließstellung der Ladeklappe zuverlässig ab. Weiterhin deckt das Zusatzelement das Trägerelement, insbesondere die lösbare Verbindung zwischen dem Blendenelement und dem Trägerelement ab. Dadurch, dass das Zusatzelement ebenfalls eine Aussparung aufweist, wird der Ladestecker bei demontiertem Blendenelement auch durch das Zusatzelement durchgesteckt, bevor dieser in die Ladeschnittstelle eingesteckt wird.
-
Die Aufgabe wird außerdem durch ein Verfahren zum Notladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs mit einer Ladeanschlussanordnung nach Anspruch 1 bis 6 gelöst. Dabei wird das Blendenelement zunächst vom Trägerelement demontiert und ein Ladestecker mit zumindest einem Gleichstrom-Ladeanschluss durch die Aussparung des Trägerelements durchgesteckt und mit der Ladeschnittstelle elektrisch gekoppelt. Zu den Vorteilen des Verfahrens wird auf die vorhergehenden Absätze verwiesen.
-
Durch eine derartige Ausgestaltung der Ladeanschlussanordnung kann ein schnelles und zuverlässiges Notladen der Traktionsbatterie gewährleistet werden.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert.
- Die 1 zeigt schematisch ein Elektrofahrzeug und eine Ladesäule,
- die 2 zeigt einen Ausschnitt des Elektrofahrzeugs aus 1,
- die 3 zeigt eine Schnittdarstellung des Ausschnitts aus 2, und
- die 4 zeigt den Ausschnitt aus 2 mit einer geöffneten Ladeklappe.
-
Die 1 zeigt ein Elektrofahrzeug 10 mit einer Traktionsbatterie 14 und einer elektrischen Antriebseinheit 18. Die elektrische Antriebseinheit 18 ist im Frontbereich des Elektrofahrzeugs 10 angeordnet und treibt die Vorderräder des Elektrofahrzeugs 10 an. Die elektrische Antriebseinheit 18 ist über eine Steuereinheit 16 mit der Traktionsbatterie 14 elektrisch verbunden, wobei die Traktionsbatterie 14 die elektrische Antriebseinheit 18 im Fahrbetrieb mit elektrischer Energie versorgt.
-
Die 1 zeigt außerdem eine Ladesäule 2, welche dem Aufladen der Traktionsbatterie 14 dient. Die Ladesäule 2 ist über ein Ladekabel 4 mit dem Elektrofahrzeug 10 elektrisch verbunden, wobei das Ladekabel 4 zur Kopplung mit der Ladesäule 2 einen ladesäulenseitigen Ladestecker 6 und zur Kopplung mit dem Elektrofahrzeug 10 einen fahrzeugseitigen Ladestecker 8 aufweist. Der fahrzeugseitige Ladestecker 8 ist im Ladevorgang mit einer in den 3 und 4 gezeigten Ladeschnittstelle 40 des Elektrofahrzeugs 10 gekoppelt. Die Ladeschnittstelle 40 weist einen Wechselstrom-Ladeanschluss 42 und einen Gleichstrom-Ladeanschluss 44 auf, wobei der Gleichstrom-Ladeanschluss 44 durch ein schwenkbares Verschlusselement 46 abgedeckt ist.
-
Zur Kopplung des fahrzeugseitigen Ladesteckers 8 mit der Ladeschnittstelle 40 ist an einer Karosseriekomponente 11 des Elektrofahrzeugs 10 eine Karosserieöffnung 12 vorgesehen, durch welche der fahrzeugseitige Ladestecker 8 durchgesteckt wird, um diesen in die innerhalb des Elektrofahrzeugs 10, d.h. hinter der Karosseriekomponente 11, angeordnete Ladeschnittstelle 40 einzustecken. Die Karosserieöffnung 12 ist ausschließlich im Ladevorgang offen. Im Fahrbetrieb des Elektrofahrzeugs 10 ist die Karosserieöffnung 12 durch ein Verschlusselement 20, insbesondere eine Ladeklappe, verschlossen und verriegelt. Eine derartige Schließstellung der Ladeklappe 20 zeigen die 2 und 3.
-
Die Ladeklappe 20 weist ein Trägerelement 24 auf, welches mit einer elektrischen Verstellvorrichtung 31 verbunden ist. Weiterhin weist die Ladeklappe 20 ein Blendenelement 22 auf, welches an dem Trägerelement 24 befestigt ist und in der Schließstellung der Ladeklappe 20 fluchtend mit der Karosseriekomponente 11 angeordnet ist und einen Abschnitt der Außenhaut des Elektrofahrzeugs 10 bildet. An der dem Blendenelement 22 abgewandten Seite des Trägerelements 24 ist ein Zusatzelement 26 befestigt, welches radial das Trägerelement 24 und das Blendenelement 22 überragt und mit dem überragenden Abschnitt 28 an der Karosseriekomponente 11 umlaufend anliegt. Zwischen der Karosseriekomponente 11 und dem überragenden Abschnitt 28 des Zusatzelements 26 ist eine Dichtung angeordnet, so dass die Karosserieöffnung 12 in der Schließstellung der Ladeklappe 20 gegenüber der Außenumgebung abgedichtet ist.
-
Bei der Verstellung der Ladeklappe 20 ausgehend von einer Schließstellung in eine Offenstellung bewirkt die elektrische Verstellvorrichtung 31, dass sich die Ladeklappe 20 hinter die Karosseriekomponente 11 bewegt. Hierbei ist eine Kulissenführung 33 vorgesehen, welche derart ausgeführt ist, dass sich die Ladeklappe 20 erst zur Ladeschnittstelle 40 verlagert und anschließend sich parallel zur Karosseriekomponente 11 bewegt, so dass die Ladeklappe 20 in der Offenstellung nicht sichtbar hinter der Karosseriekomponente 11 angeordnet ist.
-
Bei einem Ausfall der elektrischen Verstellvorrichtung 31, beispielsweise bei einer vollständigen Entladung der Traktionsbatterie 14 und einer Bordnetzbatterie, und einer durch die Ladeklappe 20 geschlossenen Karosserieöffnung 12 kann die Traktionsbatterie 14 nicht aufgeladen werden. Dadurch ist eine Weiterfahrt nicht mehr möglich.
-
Um dennoch das Aufladen der Traktionsbatterie 14 zu ermöglichen bzw. das Einstecken des Ladesteckers 8 in die Ladeschnittstelle 40 zu ermöglichen, ist das Blendenelement 22 lösbar an dem Trägerelement 24 befestigt und das Trägerelement 24 sowie das Zusatzelement 26 weisen jeweils eine sich überlagernde Aussparung 50, 52 auf, d.h. die Aussparungen 50, 52 weisen eine identische Größe auf. Die lösbare Verbindung zwischen dem Trägerelement 24 und dem Blendenelement 22 ist durch vier Rastverbindungen ausgeführt, wobei an dem Trägerelement 24 vier Rastvorsprünge 30, 32, 34, 36 mit einem pilzförmigen Querschnitt vorgesehen sind, welche im montierten Zustand des Blendenelements 22 in jeweils eine an dem Blendenelement 22 vorgesehene und in den Figuren nicht gezeigte Öffnung eingreift, wobei die Öffnungen eine federnde, umlaufende Kante aufweisen, welche im montierten Zustand des Blendenelements 22 die radial erstreckende Kante der Rastvorsprünge 30, 32, 34, 36 hintergreift. Die Aussparungen 50, 52 weisen eine derartige Größe auf, dass beide Ladeanschlüsse 42, 44 der Ladeschnittstelle 40, d.h. der Gleichstrom-Ladeanschluss 44 und der Wechselstrom-Ladeanschluss 42, durch einen durch die Aussparungen 50, 52 durchgesteckten fahrzeugseitigen Ladestecker 8 verbunden werden können.
-
Soll die Traktionsbatterie 14 aufgeladen werden und die elektrische Verstellvorrichtung 31 ist ausgefallen, wird zunächst das Blendenelement 22 mittels eines Werkzeugs von dem Trägerelement 24 entfernt, indem die Rastverbindungen zwischen dem Blendenelement 22 und dem Trägerelement 24 durch ein Ziehen an dem Blendenelement 22 mit einer hohen, vordefinierten Kraft abgezogen wird. Anschließend wird das den Gleichstrom-Ladeanschluss 44 abdeckende Verschlusselement 46, insbesondere eine Klappe, in ihre Offenstellung geschwenkt und der fahrzeugseitige Ladestecker 8 in die Ladeschnittstelle 40 eingesteckt, wobei der Ladestecker 8 durch die Aussparung 50 des Trägerelements 24 und durch die Aussparung 52 des Zusatzelements 26 durchgesteckt wird. Dadurch kann die Traktionsbatterie 14 auch bei einem Ausfall der elektrischen Verstellvorrichtung 31 notaufgeladen werden.
-
Es sind auch andere konstruktive Ausführungsformen als die beschriebenen Ausführungsformen möglich, die in den Schutzbereich des Hauptanspruchs fallen.
-
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 102017129049 A1 [0004, 0005]
