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Die Erfindung betrifft eine elektrische Ladevorrichtung eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
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Elektrische Ladevorrichtungen werden in einem herkömmlichen zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeug, wie z.B. in einem Batterie- oder Hybrid-elektrisch angetriebenen Fahrzeug, verwendet, um eine Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit elektrischer Energie zu laden. Herkömmliche elektrische Ladevorrichtungen umfassen eine an dem Fahrzeug angeordnete Ladesteckdose, welche mit einem Ladestecker einer externen Ladestation elektrisch verbindbar ist, um den elektrischen Ladevorgang der Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs durchzuführen.
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In herkömmlichen elektrische Ladevorrichtungen kann jedoch insbesondere während eines Schnellladevorgangs mit hohen Stromstärken die dabei entstehende Wärmemenge oftmals nicht ausreichend abgeführt werden, wodurch es während des Ladevorgangs der Batterie zu einem Temperatur-bedingten Herunterregulieren der elektrischen Ladeleistung kommen kann, was wiederum die Zeitdauer des Ladevorgangs signifikant erhöht.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektrische Ladevorrichtung eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs bereitzustellen, welche vorteilhaft gekühlt wird.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die elektrische Ladevorrichtung eine Lüftungsvorrichtung aufweist, welche ausgebildet ist, Luft einem durch ein Karosseriebauteil begrenzten Bauteilinnenraum der elektrischen Lüftungsvorrichtung zuzuführen.
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Hierbei ist eine Ladesteckdose der elektrischen Ladevorrichtung an dem Karosseriebauteil angeordnet und mit einer Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs durch eine elektrische Leitung der elektrischen Lüftungsvorrichtung verbunden. Die elektrische Leitung verläuft hierbei durch den Bauteilinnenraum, so dass eine durch die Lüftungsvorrichtung bewirkte Luftzufuhr in den Bauteilinnenraum die elektrische Leitung kühlt.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine elektrische Ladevorrichtung eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs gelöst, mit einer Ladesteckdose, welche in einer Öffnung eines Karosseriebauteils des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs angeordnet ist, wobei die Ladesteckdose mit einem Ladestecker einer externen Ladestation elektrisch verbindbar ist, einer elektrischen Leitung, welche mit der Ladesteckdose und mit einer Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs verbunden ist, um die Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit elektrischer Energie zu laden, dem Karosseriebauteil, an welchem die Ladesteckdose angeordnet ist, wobei das Karosseriebauteil einen Bauteilinnenraum begrenzt, wobei die elektrische Leitung zumindest abschnittsweise in dem Bauteilinnenraum angeordnet ist, und einer Lüftungsvorrichtung, welche ausgebildet ist, Luft dem Bauteilinnenraum zuzuführen, um die elektrische Leitung zu kühlen.
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Insbesondere umfasst das zumindest teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeug ein vollständig elektrisch angetriebenes Fahrzeug, wie z.B. ein Batterie-elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Alternativ umfasst das zumindest teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeug ein teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug, wie z.B. ein Hybrid-elektrisch angetriebenes Fahrzeug, bei dem neben einem Elektromotor zusätzlich noch ein Verbrennungsmotor zum Antreiben des Fahrzeugs vorhanden ist.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine wirksame Kühlung der elektrischen Leitung und der mit der elektrischen Leitung verbundenen Ladesteckdose erreicht werden kann. Dadurch kann die elektrische Ladevorrichtung für Schnellladevorgänge mit einer hohen Stromstärke vorteilhaft genutzt werden kann, ohne dass es zu einem Temperatur-bedingten Herunterregulieren der Ladeleistung kommt.
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Während eines elektrischen Ladevorgangs, insbesondere während eines Schnellladevorgangs mit einer hohen Stromstärke, entsteht eine große Wärmemenge, welche nicht nur die Ladesteckdose, welche mit dem Ladestecker verbunden ist, sondern auch die mit der Ladesteckdose verbundene elektrische Leitung erwärmt.
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Dadurch, dass die elektrische Leitung in dem durch das Karosseriebauteil begrenzten Bauteilinnenraum angeordnet ist, welcher nur in begrenzten Umfang einen Luftaustausch mit der Umgebung ermöglicht, würde ohne eine wirksame Kühlung des Bauteilinnenraums aufgrund der Wärmeentwicklung ein signifikanter Anstieg der Temperatur der Ladesteckdose und der mit der Ladesteckdose verbundenen elektrischen Leitung auftreten.
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Insbesondere umfasst hierbei das Karosseriebauteil einen Radhauskasten zur Aufnahme eines Rades des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, wobei der entsprechende Radhauskasten insbesondere als ein einseitig geschlossenes Karosseriebauteil geformt ist. Bei einem entsprechend einseitig geschlossenen Karosseriebauteil, insbesondere Radhauskasten, steigt die durch die freigesetzte Wärme erwärme Luft innerhalb des Bauteilinnenraums nach oben und sammelt sich aufgrund von oftmals nicht vorhandenen Belüftungsöffnungen innerhalb des Bauteilinnenraums, insbesondere in einem oberen Bereich des Bauteilinnenraums. Somit würde ohne eine Lüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ein Wärmestau auftreten.
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Die Lüftungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung ist jedoch ausgebildet, Luft dem Bauteilinnenraum zuzuführen, um die elektrische Leitung zu kühlen, so dass durch den entsprechenden Luftaustausch ein Wärmestau in dem Bauteilinnenraum vermieden werden kann.
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Die Lüftungsvorrichtung kann hierbei insbesondere eine einzige Lüftungsvorrichtung oder eine Mehrzahl von Lüftungsvorrichtungen umfassen.
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Die entsprechende Luft kann hierbei insbesondere durch einen elektrisch betriebenen Lüfter dem Bauteilinnenraum zugeführt werden, um eine wirksame Kühlung zu erreichen.
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Insbesondere kann die Zufuhr von Luft in den Bauteilinnenraum eine Zufuhr von Frischluft aus einem Außenbereich des Fahrzeugs in den Bauteilinnenraum umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann insbesondere die Zufuhr von Luft in den Bauteilinnenraum eine Umwälzung, bzw. Verwirbelung der bereits in dem Bauteilinnenraum vorhandenen Luft umfassen.
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Somit kann die elektrische Ladevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung eine hohe Stromstärke während des elektrischen Ladevorgangs ermöglichen und stellt dadurch sehr kurze Ladezeiten der Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs sicher. Ferner kann durch die wirksame Wärmeabführung auch der Materialquerschnitt der elektrischen Leitung geringer dimensioniert und damit kostengünstiger ausgestaltet werden. Zudem kann die Maximaltemperatur für das Isolationsmaterial der elektrischen Leitung reduziert werden, wodurch kostengünstigere Materialien eingesetzt werden können.
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In einer Ausführungsform ist das Karosseriebauteil als ein einseitig geschlossenes Karosseriebauteil geformt, und weist eine Bauteilöffnung auf, welche den Bauteilinnenraum mit einem Außenbereich des Karosseriebauteils lufttechnisch verbindet, um Luft von dem Außenbereich durch die Bauteilöffnung dem Bauteilinnenraum zuzuführen und/oder um erwärmte Luft aus dem Bauteilinnenraum durch die Bauteilöffnung dem Außenbereich zuzuführen.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Bauteilöffnung in dem einseitig geschlossenen Karosseriebauteil einen wirksamen Luftaustausch zwischen dem Bauteilinnenraum und dem Außenbereich ermöglicht, wobei erwärmte Luft durch die Bauteilöffnung aus dem Bauteilinnenraum abgeführt wird, und wobei kühle Luft durch die Bauteilöffnung dem Bauteilinnenraum zugeführt werden kann.
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Insbesondere ist das einseitig geschlossene Karosseriebauteil an einer der Fahrbahn abgewandten Oberseite des einseitig geschlossenen Karosseriebauteils geschlossen. Insbesondere ist die Bauteilöffnung an einer der Fahrbahn zugewandten Unterseite des einseitig geschlossenen Karosseriebauteils angeordnet.
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In einer Ausführungsform weist die Ladesteckdose einen Aufnahmebereich zum Aufnehmen des Ladesteckers auf, wobei der Aufnahmebereich insbesondere an einer Außenseite des Karosseriebauteils angeordnet ist, und/oder weist die Ladesteckdose einen Verbindungsbereich zum elektrischen Verbinden mit der elektrischen Leitung auf, wobei der Verbindungsbereich insbesondere an einer Innenseite des Karosseriebauteils angeordnet ist.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass der Aufnahmebereich eine wirksame Verbindung der Ladesteckdose mit dem Ladestecker ermöglicht, und dass der Verbindungsbereich ein wirksames elektrisches Verbinden mit der elektrischen Leitung sicherstellt.
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Insbesondere ist hierbei der Aufnahmebereich an einer dem Außenbereich des Karosseriebauteils zugewandten Seite der Öffnung des Karosseriebauteils angeordnet. Insbesondere ist hierbei der Verbindungsbereich an einer dem Innenbereich des Karosseriebauteils zugewandten Seite der Öffnung des Karosseriebauteils angeordnet.
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In einer Ausführungsform ist die elektrische Leitung zumindest abschnittsweise an einer Innenseite des Karosseriebauteils angeordnet, und ist die elektrische Leitung insbesondere mit einem Verbindungsbereich der Ladesteckdose elektrisch verbunden.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die elektrische Leitung an der Innenseite des Karosseriebauteils besonders vorteilhaft zu der Ladesteckdose geführt werden kann, welche an dem Karosseriebauteil befestigt ist. Insbesondere ist hierbei auch die Lüftungsvorrichtung an einer Innenseite des Karosseriebauteils angeordnet, so dass eine wirksame Kühlung der elektrischen Leitung sichergestellt werden kann.
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In einer Ausführungsform ist die Lüftungsvorrichtung an dem Karosseriebauteil, insbesondere an einer Innenseite des Karosseriebauteils angeordnet.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die an der Innenseite des Karosseriebauteils angeordnete Lüftungsvorrichtung eine besonders wirksame Kühlung des Bauteilinnenraums und der elektrischen Leitung ermöglicht.
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In einer Ausführungsform verringert sich der Querschnitt des Bauteilinnenraums von einem der Fahrbahn zugewandten Bereich des Karosseriebauteils, insbesondere von der Bauteilöffnung, zu einem der Fahrbahn abgewandten Bereich des Karosseriebauteils, insbesondere einem mit der Ladesteckdose verbundenen Bereich des Karosseriebauteils.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass trotz des sich von unten nach oben verringernden Querschnitts des Bauteilinnenraums durch die Lüftungsvorrichtung eine wirksame Wärmeabführung sichergestellt werden kann.
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In einer Ausführungsform umfasst das Karosseriebauteil einen Radhauskasten zur Aufnahme eines Rades des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Lüftungsvorrichtung in dem Bauteilinnenraum des Radhauskastens eine wirksame Belüftung des Bauteilinnenraums und damit eine wirksame Kühlung der elektrischen Leitung sicherstellen kann.
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In einer Ausführungsform umfasst die Lüftungsvorrichtung einen elektrisch betriebenen Lüfter, welcher ausgebildet ist, einen Luftstrom innerhalb des Bauteilinnenraums zu erzeugen, um Luft dem Bauteilinnenraum zuzuführen, und um die elektrische Leitung zu kühlen.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine als elektrisch betriebener Lüfter ausgebildete Lüftungsvorrichtung eine wirksame Aktivkühlung des Bauteilinnenraums und der elektrischen Leitung sicherstellen kann, und zwar in dem Umfang, dass insbesondere kühle Luft durch die Bauteilöffnung angesaugt wird, und warme Abluft durch die Bauteilöffnung ausgeblasen wird.
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Ein elektrisch betriebener Lüfter ermöglicht insbesondere eine Aktivkühlung des Bauteilinnenraums während des Ladevorgangs der Batterie des Fahrzeugs, bei dem das Fahrzeug sich nicht bewegt.
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In einer Ausführungsform weist die elektrische Ladevorrichtung eine weitere elektrische Leitung auf, welche die Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einem Elektromotor des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs verbindet, um den Elektromotor mit elektrischer Energie aus der Batterie zu versorgen, weist die elektrische Ladevorrichtung ein weiteres Karosseriebauteil, insbesondere Fahrzeugboden, auf, an welchem die weitere elektrische Leitung angeordnet ist, und weist die elektrische Ladevorrichtung eine weitere Lüftungsvorrichtung auf, welche ausgebildet ist, Luft der weiteren elektrischen Leitung zuzuführen, um die weitere elektrische Leitung zu kühlen.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die weitere Lüftungsvorrichtung eine wirksame Kühlung der weiteren elektrischen Leitung sicherstellt, welche insbesondere an dem weiteren Karosseriebauteil, insbesondere Fahrzeugboden, angeordnet ist.
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Die weitere elektrische Leitung ermöglicht während des Fahrbetriebs des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs elektrische Energie aus der Batterie dem Elektromotor zur Verfügung zu stellen, um den Antrieb des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs sicherzustellen. Insbesondere bei einem Energie-intensiven Fahrbetrieb, z.B. bei Fahren mit hohen Geschwindigkeiten, wird Strom mit einer hohen Stromstärke von der Batterie zu dem Elektromotor geleitet, so dass es ohne eine Kühlung zu einer großen Wärmeentwicklung und zu einem entsprechend signifikanten Temperaturanstieg der weiteren elektrischen Leitung kommen würde.
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Die Luft, welche durch die weitere Lüftungsvorrichtung der weiteren elektrischen Leitung zugeführt wird, stellt jedoch eine wirksame Kühlung der weiteren elektrischen Leitung sicher.
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In einer Ausführungsform weist die weitere Lüftungsvorrichtung zumindest ein Luftführungselement, insbesondere zumindest einen Luftkanal, auf, welches an dem Karosseriebauteil, insbesondere dem Fahrzeugboden, angeordnet ist, und ausgebildet ist, Luft der weiteren elektrischen Leitung zuzuführen, um die weitere elektrische Leitung zu kühlen.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch das Luftführungselement, insbesondere durch den zumindest einen Luftkanal, eine wirksame Zuführung von Luft zu der weiteren elektrischen Leitung ermöglicht wird.
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Das zumindest eine Luftführungselement, insbesondere der zumindest eine Luftkanal, stellt hierbei während des Fahrbetriebs des Fahrzeugs sicher, dass durch die Bewegung des Fahrzeugs Luft in das Luftführungselement eingeführt werden kann und ein Luftstrom innerhalb des Luftführungselements erzeugt wird, welcher der weiteren elektrischen Leitung zugeführt wird, um die weitere elektrische Leitung zu kühlen.
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In einer Ausführungsform erstreckt sich das zumindest eine Luftführungselement, insbesondere Luftkanal, von einem Außenbereich des weiteren Karosseriebauteils, insbesondere Fahrzeugboden, zu der weiteren elektrischen Leitung, um Luft aus dem Außenbereich weiteren elektrischen Leitung zuzuführen.
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Insbesondere ist das zumindest eine Luftführungselement, insbesondere Luftkanal, an dem weiteren Karosseriebauteil, insbesondere Fahrzeugboden, angeordnet.
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Insbesondere umfasst das zumindest eine Luftführungselement, insbesondere Luftkanal, ein einziges Luftführungselement, insbesondere einen einzigen Luftkanal. Insbesondere umfasst alternativ das zumindest eine Luftführungselement, insbesondere Luftkanal, eine Mehrzahl von Luftführungselementen, insbesondere eine Mehrzahl von Luftkanälen.
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In einer Ausführungsform weist die elektrische Leitung und/oder weitere elektrische Leitung einen Stromleiter und einen Masseleiter auf, wobei die elektrische Leitung und/oder weitere elektrische Leitung eine Isolationsschicht aufweist, welche den Stromleiter und den Masseleiter voneinander und gegenüber einem Außenbereich der elektrischen Leitung und/oder weiteren elektrischen Leitung trennt.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass durch den Stromleiter und Masseleiter der elektrischen Leitung ein Laden der Batterie mit einer hohen Stromstärke ermöglicht wird, bzw. dass durch den durch den Stromleiter und Masseleiter der weiteren elektrischen Leitung ein wirksamer Betrieb des Elektromotors sichergestellt wird.
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Die Isolationsschicht trennt hierbei sowohl den innerhalb der jeweiligen elektrischen Leitung angeordneten Stromleiter und Masseleiter, um einen Kurzschluss zu vermeiden. Die Isolationsschicht trennt hierbei zusätzlich den innerhalb der jeweiligen elektrischen Leitung angeordneten Stromleiter und Masseleiter von einem Außenbereich der elektrischen Leitung ab.
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In einer Ausführungsform weist die elektrische Leitung eine Kontaktverbindung auf, welche mit der Ladesteckdose, insbesondere einem Verbindungsbereich der Ladesteckdose, elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Kontaktverbindung insbesondere ausgebildet ist, thermische Energie von der Ladesteckdose zu der elektrischen Leitung zu leiten.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass die Kontaktverbindung eine wirksame thermische Kopplung zwischen der Ladesteckdose und der elektrischen Leitung sicherstellt.
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In einer Ausführungsform umfasst das Karosseriebauteil, ein erstes Unterbauteil und zweites Unterbauteil, wobei das erste und zweite Unterbauteil durch einen Kontaktbereich, insbesondere eine Schweißnaht, miteinander verbunden sind.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass das erste und zweite Unterbauteil wirksam den Bauteilinnenraum begrenzen, in welchem die elektrische Leitung angeordnet ist.
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In einer Ausführungsform ist die Ladesteckdose an dem ersten Unterbauteil angeordnet, wobei das erste Unterbauteil einem Außenbereich des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs zugewandt ist.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass eine an dem erste Unterbauteil angeordnete Ladesteckdose wirksam von dem Außenbereich des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs zugänglich ist, um den Ladestecker der externen Ladestation einzuführen.
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In einer Ausführungsform ist das Karosseriebauteil, insbesondere der Radhauskasten, aus Aluminum oder einer Aluminium-Legierung geformt ist.
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Dadurch wird der technische Vorteil erreicht, dass ein stabile und zugleich leichtes Karosseriebauteil, insbesondere der Radhauskasten, bereitgestellt werden kann.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und den Figuren näher beschrieben. In den Figuren zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer elektrischen Ladevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel in einer ersten Darstellung;
- 2 eine schematische Darstellung der in 1 dargestellten elektrischen Ladevorrichtung in einer zweiten Darstellung; und
- 3 eine schematische Darstellung der in 1 und 2 dargestellten elektrischen Ladevorrichtung in einer dritten Darstellung.
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In der folgenden ausführlichen Beschreibung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, die einen Teil hiervon bilden und in denen als Veranschaulichung spezifische Ausführungsformen gezeigt sind, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann. Es versteht sich, dass auch andere Ausführungsformen genutzt und strukturelle oder logische Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Konzept der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Die folgende ausführliche Beschreibung ist deshalb nicht in einem beschränkenden Sinne zu verstehen. Ferner versteht es sich, dass die Merkmale der verschiedenen hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht spezifisch etwas anderes angegeben ist.
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Die Aspekte und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen sich im Allgemeinen auf gleiche Elemente beziehen. In der folgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis von einem oder mehreren Aspekten der vorliegenden Erfindung zu vermitteln.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Ladevorrichtung 100 eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in einer ersten Darstellung.
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Die in 1 dargestellte elektrische Ladevorrichtung 100 ist Bestandteil eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs und ermöglicht einem Nutzer des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, eine Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs an einer in 1 nicht dargestellten externen Ladestation mit elektrischer Energie zu laden. Ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug kann hierbei insbesondere ein vollständig elektrisch angetriebenes Fahrzeug, wie z.B. ein Batterie-elektrisches Fahrzeug, umfassen oder kann hierbei insbesondere nur ein teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug, wie z. B. ein Hybridelektrisches Fahrzeug, umfassen.
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Hierzu weist die elektrische Ladevorrichtung 100 eine Ladesteckdose 101 auf, welche in einer Öffnung 103 eines Karosseriebauteils 105 des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs angeordnet ist, wobei die Ladesteckdose 101 mit einem in 1 nicht dargestellten Ladestecker der externen Ladestation verbindbar ist, insbesondere über ein Ladekabel, um eine Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit elektrischer Energie zu laden.
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Das elektrische Ladevorrichtung 100 weist ferner eine elektrische Leitung 107 des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs auf, welche die Ladesteckdose 101 mit der in 1 nicht dargestellten Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs elektrisch verbindet, um die Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit elektrischer Energie zu laden. Somit kann elektrische Energie mittels des in der Ladesteckdose 101 aufgenommenen Ladesteckers durch die elektrische Leitung 107 der Batterie zugeführt werden.
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Die elektrische Leitung 107 weist insbesondere einen in 1 nicht dargestellten Stromleiter und Masseleiter auf, wobei die elektrische Leitung 107 eine Isolationsschicht 108 aufweist, welche den Stromleiter und den Masseleiter voneinander und gegenüber einem Außenbereich der elektrischen Leitung 107 isoliert.
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Das Karosseriebauteil 105 begrenzt einen in 1 nur schematisch dargestellten Bauteilinnenraum 109, in welchem die elektrische Leitung 107 zumindest abschnittsweise angeordnet ist, wobei die elektrische Leitung 107 hierbei insbesondere an einer Innenseite 111 des Karosseriebauteils 105 angeordnet ist.
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Beim Laden einer Batterie eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit elektrischer Energie entstehen oftmals große Wärmemengen, welche in herkömmlichen elektrischen Ladevorrichtungen meist über eine Passivkühlung des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs an die Umgebung abgegeben werden.
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Da bei modernen zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, insbesondere beim Schnellladen einer Batterie mit hohen Stromstärken, entsprechende herkömmliche Passivkühlungen oftmals nicht mehr für eine wirksame Wärmeabführung ausreichen, weist die elektrische Ladevorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Offenbarung eine in 1 nur schematisch dargestellte Lüftungsvorrichtung 113 auf, welche ausgebildet ist, Luft dem Bauteilinnenraum 109 zuzuführen, um die elektrische Leitung 107 zu kühlen.
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Eine entsprechende Lüftungsvorrichtung 113, insbesondere eine aktive Lüftungsvorrichtung 113, stellt eine wirksam Zufuhr von Luft in den Bauteilinnenraum 109 zum Kühlen der elektrischen Leitung 107 sicher, so dass selbst bei großen Ladestromstärken eine ausreichende Abfuhr der entstehenden Wärme sichergestellt wird.
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Die entsprechende dem Bauteilinnenraum 109 zugeführte Luft kann hierbei insbesondere von einem Außenbereich des Fahrzeugs dem Bauteilinnenraum 109 zugeführt werden und/oder die entsprechende dem Bauteilinnenraum 109 zugeführte Luft kann insbesondere bereits in dem Bauteilinnenraum 109 vorhandene Luft umfassen, welche lediglich umgewälzt, bzw. verwirbelt wird.
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Hierbei ist insbesondere die elektrische Leitung 107 und die Ladesteckdose 101 thermisch gekoppelt, so dass die Lüftungsvorrichtung 113 durch die Zufuhr von Luft in den Bauteilinnenraum 109 sowohl die elektrische Leitung 107 als auch die Ladesteckdose 101 kühlen kann.
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Durch die Kühlung, insbesondere aktive Kühlung, der elektrischen Leitung 107, bzw. der elektrischen Leitung 107 und der Ladesteckdose 101, wird insbesondere beim Schnellladen der Batterie mit hohen Stromstärken verhindert, dass die Ladeleistung Temperatur-bedingt heruntergeregelt werden muss. Somit stellt die Lüftungsvorrichtung 113 einen optimalen Ladebetrieb der elektrischen Ladevorrichtung 100 sicher und verkürzt signifikant die Zeitdauer des Ladevorgangs.
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Hierbei findet ein entsprechender Luftaustausch zwischen dem Bauteilinnenraum 109 und einem Außenbereich 115 des Karosseriebauteils 105 insbesondere durch eine Bauteilöffnung 117 des Karosseriebauteils 105 statt. Hierbei ist die Bauteilöffnung 117 durch einen Öffnungsrand 118 begrenzt.
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Die in 1 lediglich schematisch dargestellte Lüftungsvorrichtung 113 kann insbesondere einen elektrisch betriebenen Lüfter 113-1 umfassen, welcher ausgebildet ist, einen Luftstrom innerhalb des Bauteilinnenraums 109 zu erzeugen, um Luft dem Bauteilinnenraum 109 zuzuführen, um die elektrische Leitung 107 zu kühlen. Ein elektrisch betriebener Lüfter 113-1 stellt insbesondere auch während des Stillstands des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs sicher, dass ein ausreichender Luftstrom zum Kühlen der elektrischen Leitung 107 vorhanden ist.
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Das in der 1 dargestellte Karosseriebauteil 105 umfasst insbesondere einen Radhauskasten 105-1 zur Aufnahme eines Rades des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. Das Karosseriebauteil 105, insbesondere der Radhauskasten 105-1, ist hierbei aus einem ersten Unterbauteil 119-1 und einem zweiten Unterbauteil 119-2 gebildet, welche durch einen Kontaktbereich 119-3, insbesondere eine Schweißnaht, verbunden sind.
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Der die Belüftungsöffnung 117 begrenzende Öffnungsrand 118 ist hierbei durch das erste und zweite Unterbauteil 119-1, 119-2 geformt.
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Aus der 1 geht ferner hervor, dass das Karosseriebauteil 105, insbesondere der Radhauskasten 105-1, als ein einseitig geschlossenes Karosseriebauteil 105 geformt ist, und die Bauteilöffnung 117 aufweist, welche den Bauteilinnenraum 109 mit dem Außenbereich 115 des Karosseriebauteils 105 lufttechnisch verbindet. Somit kann Luft von dem Außenbereich 115 des Karosseriebauteils 105 durch die Bauteilöffnung 117 dem Bauteilinnenraum 109 zugeführt werden und/oder kann erwärmte Luft aus dem Bauteilinnenraum 109 durch die Bauteilöffnung 117 dem Außenbereich 115 des Karosseriebauteils 105 zugeführt werden.
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Wie in der 1 nur schematisch dargestellt ist, verringert sich der Querschnitt 125 des Bauteilinnenraums 109 von einem der Fahrbahn zugewandten Bereich des Karosseriebauteils 105, insbesondere von der Bauteilöffnung 117, zu einem der Fahrbahn abgewandten Bereich des Karosseriebauteils 105, insbesondere einem mit der Ladesteckdose 101 verbundenen Bereich des Karosseriebauteils 105. Insbesondere ist ein erster Querschnitt 125-1 des Bauteilinnenraums 109 im Bereich der Bauteilöffnung 117 größer als ein zweiter Querschnitt 125-2 des Bauteilinnenraums 109 im oberen Bereich des Karosseriebauteils 105, insbesondere im Bereich der Ladesteckdose 101.
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Der obere Bereich des einseitig geschlossenen Karosseriebauteils 105 wirkt hierbei als Wärmefalle für die während des Ladevorgangs freigesetzte Wärme, welche wiederum durch die Lüftungsvorrichtung 113 wirksam abgeführt werden kann.
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Die Ladesteckdose 101 weist insbesondere einen Aufnahmebereich 121 zum Aufnehmen des Ladesteckers auf, wobei der Aufnahmebereich 121 insbesondere an einer Außenseite 123 des Karosseriebauteils 105 angeordnet ist.
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Die Ladesteckdose 101 weist ferner einen in 1 nicht dargestellten Verbindungsbereich zum elektrischen Verbinden mit der elektrischen Leitung 107 auf, wobei der in 1 nicht dargestellte Verbindungsbereich insbesondere an der Innenseite 111 des Karosseriebauteils 105 angeordnet ist.
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Auch wenn dies in 1 nicht dargestellt ist, kann die elektrische Ladevorrichtung 100 eine weitere elektrische Leitung aufweisen, welche die Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einem Elektromotor des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs verbindet, um den Elektromotor mit elektrischer Energie aus der Batterie zu versorgen, kann die elektrische Ladevorrichtung 100 ein weiteres Karosseriebauteil, insbesondere Fahrzeugboden, aufweisen, an welchem die weitere elektrische Leitung angeordnet ist, und kann die elektrische Ladevorrichtung 100 eine weitere Lüftungsvorrichtung aufweisen, welche ausgebildet ist, Luft der weiteren elektrischen Leitung zuzuführen, um die weitere elektrische Leitung zu kühlen.
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Die weitere Lüftungsvorrichtung kann zumindest ein Luftführungselement, insbesondere zumindest einen Luftkanal, aufweisen, welches an dem Karosseriebauteil, insbesondere dem Fahrzeugboden, angeordnet ist, und ausgebildet ist, Luft der weiteren elektrischen Leitung zuzuführen, um die weitere elektrische Leitung zu kühlen.
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Insbesondere erstreckt sich das zumindest eine Luftführungselement, insbesondere Luftkanal, von einem Außenbereich 115 des weiteren Karosseriebauteils, insbesondere Fahrzeugboden, zu der weiteren elektrischen Leitung, um Luft aus dem Außenbereich 115 weiteren elektrischen Leitung 109 zuzuführen.
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Somit stellt die in 1 nicht dargestellte weitere Lüftungsvorrichtung, insbesondere das zumindest eine Luftführungselement, insbesondere Luftkanal, sicher, dass während des Fahrbetriebs des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs ein wirksamer Luftstrom durch die Lüftungsvorrichtung der weiteren elektrischen Leitung zugeführt werden kann, um die weitere elektrische Leitung zu kühlen.
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2 zeigt eine schematische Darstellung der in 1 dargestellten elektrischen Ladevorrichtung in einer zweiten Darstellung.
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Die in 2 dargestellte elektrische Ladevorrichtung 100 entspricht der in 1 dargestellten Ladevorrichtung 100, bis darauf, dass in 2 eine Unteransicht dargestellt ist.
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In der Ansicht gemäß der 2 ist der durch das Karosseriebauteil 105, insbesondere Radhauskasten 105-1, begrenzte Bauteilinnenraum 109 vorteilhaft einsehbar. Das Karosseriebauteil 105 weist ein erstes Unterbauteil 119-1 und ein zweites Unterbauteil 119-2 auf, welche durch einen Kontaktbereich 119-3 verbunden sind.
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Hierbei umfassen das erste und zweite Unterbauteil 119-1, 119-2 den Öffnungsrand 118, welcher die Bauteilöffnung 117 begrenzt, wobei die Bauteilöffnung 117 den Übergang zwischen dem Bauteilinnenraum 109 und dem Außenbereich des Karosseriebauteils 115 umfasst.
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Das Karosseriebauteil 105 weist eine dem Bauteilinnenraum 109 zugewandte Innenseite 111 und eine dem Außenbereich 115 des Karosseriebauteils 105 zugewandte Außenseite 123 auf.
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Die an dem Karosseriebauteil 105 angeordnete Ladesteckdose 101 weist einen in 2 dargestellten Verbindungsbereich 127 auf, welcher an einer Innenseite 111 des Karosseriebauteils 105 angeordnet ist. Die Ladesteckdose 101, insbesondere der Verbindungsbereich 127, ist mit einer elektrischen Leitung 107 der elektrischen Ladevorrichtung 100, welche insbesondere an der Innenseite 111 des Karosseriebauteils 105 angeordnet ist.
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Somit kann elektrischer Strom einer externen Ladestation durch den in der Ladesteckdose 101 aufgenommenen Ladestecker vorteilhaft durch die Ladesteckdose 101 und durch die elektrische Leitung 107 der elektrischen Batterie des zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs zugeführt werden.
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Aus der 2 geht ferner eine Kontaktverbindung 129 der elektrischen Leitung 107 hervor, welche mit der Ladesteckdose 101, insbesondere dem Verbindungsbereich 127 der Ladesteckdose 101, elektrisch leitend verbunden ist, wobei die Kontaktverbindung 129 insbesondere ausgebildet ist, thermische Energie von der Ladesteckdose 101 zu der elektrischen Leitung 107 zu leiten.
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Somit kann während des Ladevorgangs an der Ladesteckdose 101 erzeugte Wärme, insbesondere durch den Verbindungsbereich 127 und die Kontaktverbindung 129, vorteilhaft auf die elektrische Leitung 107 abgeführt werden.
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Die in 2 lediglich schematisch dargestellte Lüftungsvorrichtung 113, welche insbesondere an der Innenseite 111 des Karosseriebauteils 105 angeordnet ist, ist hierbei ausgebildet, Luft dem Bauteilinnenraum 109 zuzuführen, um die elektrische Leitung 107 zu kühlen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung der in 1 und 2 dargestellten elektrischen Ladevorrichtung in einer dritten Darstellung.
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Die in der 3 gezeigte dritte Darstellung zeigt die in den 1 und 2 dargestellte elektrische Ladevorrichtung 100 in einer Schnittdarstellung.
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Aus der 3 ist ersichtlich, dass sich die Ladesteckdose 101 der elektrischen Ladevorrichtung 100 durch die Öffnung 103 des Karosseriebauteils 105 derart erstreckt, dass ein Verbindungsbereich 127 der Ladesteckdose 101 in dem Bauteilinnenraum 109 angeordnet ist, und dass ein Aufnahmebereich 121 der Ladesteckdose 101 in einem Außenbereich 115 des Karosseriebauteils 105 angeordnet ist.
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Die elektrische Leitung 107 der elektrischen Ladevorrichtung 100, welche sich in dem Bauteilinnenraum 109, insbesondere an der Innenseite 111 des Karosseriebauteils 105 erstreckt, ist durch eine thermisch und elektrisch leitende Kontaktverbindung 129 mit dem Verbindungsbereich 127 der Ladesteckdose 101 verbunden.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Elektrische Ladevorrichtung
- 101
- Ladesteckdose
- 103
- Öffnung
- 105
- Karosseriebauteil
- 105-1
- Radhauskasten
- 107
- Elektrische Leitung
- 108
- Isolationsschicht
- 109
- Bauteilinnenraum
- 111
- Innenseite des Karosseriebauteils
- 113
- Lüftungsvorrichtung
- 113-1
- Lüfter
- 115
- Außenbereich des Karosseriebauteils
- 117
- Bauteilöffnung
- 118
- Öffnungsrand
- 119-1
- Erstes Unterbauteil
- 119-2
- Zweites Unterbauteil
- 119-3
- Kontaktbereich
- 121
- Aufnahmebereich
- 123
- Außenseite des Karosseriebauteils
- 125
- Querschnitt des Bauteilinnenraums
- 125-1
- Erster Querschnitt des Bauteilinnenraums
- 125-2
- Zweiter Querschnitt des Bauteilinnenraums
- 127
- Verbindungsbereich
- 129
- Kontaktverbindung
