DE102021116318A1

DE102021116318A1 - Device for locking a charging device of an electric or hybrid vehicle

Info

Publication number: DE102021116318A1
Application number: DE102021116318.8A
Authority: DE
Inventors: Marco Eggert; Marco Trines; Christian Schukowski
Original assignee: Kiekert AG
Current assignee: Kiekert AG
Priority date: 2021-06-24
Filing date: 2021-06-24
Publication date: 2022-12-29

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Verschließen einer Ladeeinrichtung (1, 8) eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (2) aufweisend eine im Fahrzeug (2) angeordnete Steckverbinderhälfte (4), zur Verbindung mit einer weiteren Steckverbinderhälfte (3), eine elektrisch antreibbare Verschlusseinrichtung (5, 9), wobei in einem unbetätigten Zustand der Steckverbinderhälfte (4) eine Öffnung der Ladeeinrichtung (1, 8) mittels der Verschlusseinrichtung (5, 9) verschließbar ist, und wobei die Verschlusseinrichtung (5, 9) mechanisch mit der weiteren in die Steckverbinderhälfte (4) eingefügten weiteren Steckverbinderhälfte (3) in Eingriff bringbar ist, wobei eine Position der Verschlusseinrichtung (5, 9) mittels eines Sensors (12) erfassbar ist.The subject matter of the invention is a device for locking a charging device (1, 8) of an electric or hybrid vehicle (2), having a connector half (4) arranged in the vehicle (2), for connection to a further connector half (3), and an electrically drivable locking device (5, 9), wherein when the connector half (4) is not actuated, an opening of the charging device (1, 8) can be closed by means of the locking device (5, 9), and wherein the locking device (5, 9) is mechanically connected to the further in the connector half (4) inserted further connector half (3) can be brought into engagement, wherein a position of the closure device (5, 9) can be detected by means of a sensor (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verschließen einer Ladeeinrichtung eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs aufweisend eine im Fahrzeug angeordnete Steckverbinderhälfte, zur Verbindung mit einer weiteren Steckverbinderhälfte, eine elektrisch antreibbare Verschlusseinrichtung, wobei in einem unbetätigten Zustand der Steckverbinderhälfte eine Öffnung der Ladeeinrichtung mittels der Verschlusseinrichtung verschließbar ist und wobei die Verschlusseinrichtung mechanisch mit der weiteren in die Steckverbinderhälfte eingeführten weiteren Steckverbinderhälfte in Eingriff bringbar ist.The invention relates to a device for closing a charging device of an electric or hybrid vehicle, having a connector half arranged in the vehicle, for connection to a further connector half, an electrically drivable closure device, with an opening of the charging device being able to be closed by means of the closure device when the connector half is in an inactivated state and wherein the locking device can be brought into mechanical engagement with the further plug connector half inserted into the plug connector half.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum Verschließen und Verriegeln einer Ladeeinrichtung eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, wobei eine im Fahrzeug vorhandene erste Steckverbinderhälfte mit der Schließvorrichtung verschlossen werden kann und eine weitere Steckverbinderhälfte in die erste Steckverbinderhälfte einsteckbar ist und die eingesteckte weitere Steckverbinderhälfte mittels der Schließvorrichtung verriegelbar ist. Solche Ladestecker, als Steckverbinderhälften, werden vornehmlich bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen eingesetzt, um die im Elektro- oder Hybridmobil angeordneten Batterien zu laden. Insbesondere bei Hybrid- oder Elektrofahrzeugen wird zwischen einem Schnellladen und einem Normalladen unterschieden. Beim Schnellladen wird die Batterie bzw. werden die Akkumulatoren mit hohen Strömen geladen. Um beim Hochstromladen einen Funkenschlag zu vermeiden und somit eine Gefahr zu unterbinden, werden die Ladestecker in den Ladebuchsen, bzw. den beiden Steckverbinderhälften, während des Ladevorgangs verriegelt. In jedem Fall ist die weitere Steckverbinderhälfte, das heißt der Ladestecker, durch das Verriegeln während des Ladevorgangs in der Ladebuchse bzw. der Steckverbinderhälfte gesichert, so dass ein Lösen des Ladesteckers, beim Schnellladen wie auch beim Normalladen, verhinderbar ist.The device according to the invention is used for closing and locking a charging device of an electric or hybrid vehicle, whereby a first connector half in the vehicle can be closed with the locking device and a further connector half can be inserted into the first connector half and the further plugged-in connector half can be locked by means of the locking device. Such charging plugs, as connector halves, are primarily used in hybrid or electric vehicles in order to charge the batteries arranged in electric or hybrid vehicles. In hybrid or electric vehicles in particular, a distinction is made between rapid charging and normal charging. With rapid charging, the battery or accumulators are charged with high currents. In order to avoid sparks during high-current charging and thus prevent a hazard, the charging plugs are locked in the charging sockets or the two connector halves during the charging process. In any case, the other connector half, ie the charging connector, is secured by locking it in the charging socket or the connector half during the charging process, so that the charging connector can be prevented from becoming detached during fast charging as well as during normal charging.

Eine elektrische Steckverbindung für Elektrofahrzeuge ist aus der DE 10 2013 017 842 A1 bekannt geworden. Dabei wird der Steckverbinder aus Steckdose und Stecker mit einer Verriegelungseinheit mit wenigstens einem Sperrelement über einem Übertragungselement zur lösbaren Kopplung von Steckdose und Stecker und mit einem Aktuator zum Betätigen des Übertragungselements mit einem daran endseitig angeordneten Sperrelement beschrieben. Das Sperrelement wird mittels einer Getriebeanordnung bewegt. Durch die Verwendung eines Getriebes ist es dabei möglich, die lineare Bewegung des elektrischen Antriebs in eine zur linearen Bewegung des Antriebs rechtwinkelige Bewegung anzutreiben. Somit lässt sich die Steckverbindung während des Ladens verriegeln.An electrical connector for electric vehicles is from the DE 10 2013 017 842 A1 known. The connector consisting of socket and plug is described with a locking unit with at least one blocking element over a transmission element for the detachable coupling of socket and plug and with an actuator for actuating the transmission element with a blocking element arranged thereon at the end. The blocking element is moved by means of a gear arrangement. By using a gear, it is possible to drive the linear movement of the electric drive into a movement at right angles to the linear movement of the drive. This allows the plug connection to be locked during charging.

Eine weitere Ladeeinrichtung ist aus der DE 20 2010 012 379 A1 bekannt geworden. Dieser Gebrauchsmusteranmeldung ist zu entnehmen, dass eine Ladeeinrichtung mit elektrischen Kontakten in einer Mulde in der Karosserie eines Elektrofahrzeugs untergebracht sein kann. Die Mulde stellt einen Innenraum dar, der mit einem Deckel verschließbar ist. Der Deckel bildet dabei eine Vorrichtung zum Verschließen der Ladeeinrichtung, so dass die im Fahrzeug angeordnete Steckverbinderhälfte der Ladeeinrichtung abschirmbar ist, und zwar vor äußeren mechanischen und/oder sonstigen Störungen und/oder unbefugten Manipulationen.Another charger is from the DE 20 2010 012 379 A1 known. It can be gathered from this utility model application that a charging device with electrical contacts can be accommodated in a recess in the body of an electric vehicle. The trough represents an interior space that can be closed with a lid. The cover forms a device for closing the charging device, so that the connector half of the charging device arranged in the vehicle can be shielded from external mechanical and/or other disturbances and/or unauthorized manipulations.

Die gattungsbildende DE 10 2011 006 473 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Verschließen einer Ladeeinrichtung für ein Elektrofahrzeug, wobei die Verschlussvorrichtung für einen im Kraftfahrzeug angeordneten Ladestecker mittels Lamellen verschließbar ist. Die Lamellen können aus Kunststoff gebildet sein und die Kanten der Lamellen können während des Aufladens den Ladestecker berühren, so dass der Ladestecker während des Aufladens mechanisch haltbar ist. Durch ein Einführen der Lamellen in eine Rille oder eine nut des Ladesteckers ist dabei auch ein Verriegeln des in die Ladesteckdose eingeführten Ladesteckers ermöglichbar. Den Lamellen der Verschlussvorrichtung kommt somit eine Doppelfunktion zu. Einerseits dienen die Lamellen zum Verschließen der Ladesteckeröffnung und andererseits kann mittels der elektrisch verschiebbaren Lamellen ein Verriegeln der Steckverbindung während des Ladens erfolgen. Diese Technik hat sich grundsätzlich bewährt.The generic DE 10 2011 006 473 A1 discloses a device for closing a charging device for an electric vehicle, wherein the closing device for a charging plug arranged in the motor vehicle can be closed by means of slats. The fins can be formed of plastic and the edges of the fins can touch the charging connector during charging so that the charging connector is mechanically durable during charging. By inserting the lamellae into a groove or groove of the charging plug, it is also possible to lock the charging plug inserted into the charging socket. The slats of the closure device thus have a dual function. On the one hand, the slats serve to close the charging plug opening and, on the other hand, the plug connection can be locked during charging by means of the electrically displaceable slats. This technique has basically proven itself.

Wie vorstehend bereits beschrieben, können während des Ladevorgangs hohe elektrische Ströme durch den Ladesteckverbund aus Stecker und Buchse fließen, so dass zu jedem Zeitpunkt während des Ladens ein Verriegeln der Steckverbindung gewährleistet werden muss. Somit ist es erforderlich, dass ein sicheres Verriegeln der Steckverbindung während des Stromflusses überprüfbar sein muss. Hier setzt die Erfindung an.As already described above, high electrical currents can flow through the charging connector assembly made up of plug and socket during the charging process, so that locking of the connector must be ensured at all times during charging. It is therefore necessary that a secure locking of the plug connection must be verifiable during the current flow. This is where the invention comes in.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Ladeeinrichtung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug zur Verfügung zu stellen. Dabei ist im Besonderen die Aufgabe der Erfindung, eine konstruktiv einfache und kostengünstige Lösung zum sicheren Laden bereitstellen zu können.The object of the invention is to provide an improved charging device for an electric or hybrid vehicle. The object of the invention is in particular to be able to provide a structurally simple and cost-effective solution for safe charging.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht beschränkend sind, es sind vielmehr beliebige Variationsmöglichkeiten der in der Beschreibung, den Patentansprüchen und den Zeichnungen beschriebenen Merkmale möglich.The object is achieved according to the invention by the features of independent patent claim 1. Advantageous configurations are specified in the dependent claims. However, it is pointed out that the exemplary embodiments described below are not restrictive, but rather any number of variations tion possibilities of the features described in the description, the patent claims and the drawings are possible.

Gemäß dem Patentanspruch 1 wird die Aufgabe der Erfindung dadurch gelöst, dass eine Vorrichtung zum Verschließen einer Ladeeinrichtung eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs bereitgestellt wird, aufweisend eine im Fahrzeug angeordnete Steckverbinderhälfte, zur Verbindung mit einer weiteren Steckverbinderhälfte, eine elektrisch antreibbare Verschlusseinrichtung, wobei in einem unbetätigten Zustand der Steckverbinderhälfte eine Öffnung der Ladeeinrichtung mittels der Verschlusseinrichtung verschließbar ist, und wobei die Verschlusseinrichtung mechanisch mit der weiteren in die Steckverbinderhälfte eingeführten weiteren Steckverbinderhälfte in Eingriff bringbar ist, wobei eine Position der Verschlusseinrichtung mittels zumindest eines Sensors erfassbar ist. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Verschlussvorrichtung ist nun die Möglichkeit geschaffen, mittels einer einzigen Einrichtung ein sicheres Laden und Abdecken der Ladeeinrichtung bereitstellen zu können. Insbesondere kann auf eine zusätzliche Verriegelung des Ladesteckers in der Ladebuchse verzichtet werden, da die Verschlusseinrichtung selbst als Sicherungsmittel während des Ladevorgangs dienen kann. Die Position der Verschlusseinrichtung wird mittels eines Sensors abgefragt und kann zum Steuern des Ladevorgangs verwendet werden. Somit kann ein Ladestecker in die Steckerbuchse eingefügt werden und die Verschlusseinrichtung dient unmittelbar zum Verriegeln des Ladesteckers. Nach dem Einführen des Steckers in die Buchse erfährt dabei die Verschlusseinrichtung in Richtung des Ladesteckers und gelangt mit dem Ladestecker in Eingriff. Diese Position der Verschlusseinrichtung kann mittels des Sensors erfasst werden, so dass ein Ladevorgang begonnen werden kann. Während des Ladevorgangs hält die Verschlusseinrichtung den Ladestecker in der eingesteckten Position, so dass ein unbefugtes Lösen und somit die Gefahr eines Funkenschlags verhinderbar ist.According to claim 1, the object of the invention is achieved in that a device for locking a charging device of an electric or hybrid vehicle is provided, having a connector half arranged in the vehicle for connection to a further connector half, an electrically drivable locking device, wherein in an unactuated state of the connector half, an opening of the charging device can be closed by means of the locking device, and the locking device can be mechanically engaged with the additional connector half inserted into the connector half, wherein a position of the locking device can be detected by means of at least one sensor. The construction of the locking device according to the invention now creates the possibility of being able to provide safe charging and covering of the charging device by means of a single device. In particular, there is no need for an additional locking of the charging plug in the charging socket, since the locking device itself can serve as a securing means during the charging process. The position of the locking device is queried by a sensor and can be used to control the loading process. A charging plug can thus be inserted into the socket and the locking device is used directly to lock the charging plug. After the plug has been inserted into the socket, the locking device moves in the direction of the charging plug and engages with the charging plug. This position of the locking device can be detected by the sensor so that a loading process can be started. During the charging process, the locking device keeps the charging plug in the plugged-in position, so that unauthorized loosening and thus the risk of sparks can be prevented.

Wird gemäß der Erfindung von einer Ladeeinrichtung für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug gesprochen, so ist damit eine Kombination aus einem Stecker und einer Buchse gemeint. Eine Steckverbinderhälfte, die vorzugsweise als Ladesteckdose ausgebildet ist, ist dazu im Kraftfahrzeug angeordnet und kann mit einem Ladestecker als weitere Steckverbinderhälfte in Eingriff gebracht werden. Die Ladeeinrichtung ermöglicht es somit, das Elektro- oder Hybridfahrzeug und insbesondere die im Elektro- oder Hybridfahrzeug angeordneten Akkumulatoren zu laden. Die Verschlusseinrichtung dient dabei dazu, die im Kraftfahrzeug angeordnete Ladesteckdose vor unbefugtem Zugriff und/oder vor Umwelteinflüssen und/oder einer Verschmutzung zu sichern. Dabei ist die Verschlusseinrichtung derart am Kraftfahrzeug angeordnet, dass die Ladesteckdose mittels der Verschlusseinrichtung elektromechanisch bewegbar und in Eingriff mit dem Ladestecker bringbar, wie auch in die Öffnung der Ladesteckdose hinein verfahrbar ist, um diese zu verschließen.When speaking of a charging device for an electric or hybrid vehicle according to the invention, this means a combination of a plug and a socket. A connector half, which is preferably designed as a charging socket, is arranged in the motor vehicle for this purpose and can be brought into engagement with a charging connector as a further connector half. The charging device thus makes it possible to charge the electric or hybrid vehicle and in particular the accumulators arranged in the electric or hybrid vehicle. The locking device serves to secure the charging socket arranged in the motor vehicle against unauthorized access and/or against environmental influences and/or contamination. The closure device is arranged on the motor vehicle in such a way that the charging socket can be moved electromechanically and engaged with the charging plug by means of the closure device, and can also be moved into the opening of the charging socket in order to close it.

Vorteilhaft ist es dabei, wenn eine Position der Verschlusseinrichtung mittels zumindest eines Sensors kontinuierlich erfassbar ist. Die kontinuierliche Erfassung einer Bewegung der Verschlusseinrichtung ermöglicht es hierbei, ein sicheres Verriegeln des Ladesteckers in der Ladebuchse zu gewährleisten. Ist es heute üblich, den Ladestecker in der Ladebuchse mittels eines Verriegelungsstifts zu verriegeln, wobei lediglich der eingefahrene Verriegelungsstift zum Sichern der Steckverbindung dient, so muss in der erfindungsgemäßen Nutzung der Verschlusseinrichtung zum Verriegeln des Ladesteckers ein Höchstmaß an Sicherheit gewährleistet werden können. Insbesondere muss die genaue Lage der Verschlusseinrichtung erfassbar sein, um gewährleisten zu können, dass der Ladestecker ordnungsgemäß in der Ladesteckbuchse eingefügt vorliegt. Dies ist umso wichtiger, als dass die Verschlusseinrichtung zumindest bereichsweise beabstandet von der Steckverbindung der Ladeeinrichtung im Kraftfahrzeug angeordnet ist. Eine kontinuierliche Erfassung der elektromechanischen Bewegung der Verschlusseinrichtung sichert dabei den ordnungsgemäßen Verbund zwischen Stecker und Buchse.It is advantageous if a position of the closure device can be continuously detected by means of at least one sensor. The continuous detection of a movement of the locking device makes it possible to ensure that the charging plug is securely locked in the charging socket. If it is common today to lock the charging plug in the charging socket by means of a locking pin, with only the retracted locking pin serving to secure the plug connection, it must be possible to ensure maximum security when the locking device is used according to the invention to lock the charging plug. In particular, the exact position of the locking device must be detectable in order to be able to guarantee that the charging plug is properly inserted in the charging socket. This is all the more important since the closure device is arranged at least in some areas at a distance from the plug connection of the charging device in the motor vehicle. A continuous detection of the electromechanical movement of the locking device ensures the proper connection between plug and socket.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein mit der weiteren Steckverbinderhälfte in Eingriff befindlicher Teil der Verschlusseinrichtung mittels des Sensors erfassbar. Die Verschlusseinrichtung kann partiell die Ladesteckdosenöffnung verschließen und dabei wird ein Teil der Verschlusseinrichtung mit der Steckverbinderhälfte, das heißt dem Ladestecker, in Eingriff gebracht. Zumindest der Teil, der mit der Steckverbinderhälfte verriegelnd in Eingriff bringbar ist, wird mittels des Sensorelements während der Schließbewegung bzw. der Zustellbewegung sensorisch überwacht, so dass zu jedem Zeitpunkt erfassbar ist, ob eine Verriegelung vollumfänglich stattgefunden hat.In an advantageous development of the invention, a part of the closure device that is in engagement with the other connector half can be detected by the sensor. The closure device can partially close the charging socket opening and a part of the closure device is brought into engagement with the connector half, ie the charging plug. At least the part that can be brought into locking engagement with the connector half is monitored by sensors using the sensor element during the closing movement or the infeed movement, so that it can be detected at any time whether locking has taken place in full.

Ist die Verschlusseinrichtung zumindest bereichsweise mit der weiteren Steckverbinderhälfte formschlüssig in Eingriff bringbar, so ergibt sich eine weitere Ausgestaltungsvariante der Erfindung. Ein Formschluss zwischen der Verschlusseinrichtung und dem Ladestecker ermöglicht es hierbei, dass ein sicheres Halten des Ladesteckers durch die Verschlusseinrichtung gewährleistet werden kann. Dazu kann beispielsweise eine Kontur am Ladestecker ausbildbar sein, in die die Verschlusseinrichtung zumindest bereichsweise eingreift. Dabei kann die Form am Ladestecker auch derart ausgebildet sein, dass die Verschlusseinrichtung in die weitere Steckverbinderhälfte einfügbar ist. Es sind somit beide Varianten vorstellbar, nämlich die, dass ein Formschluss durch Erhöhungen am Ladestecker und/oder Vertiefungen im Ladestecker dazu dienen, einen formschlüssigen Eingriff zwischen Ladestecker und Verschlussvorrichtung zu realisieren. Vorstellbar ist es aber auch, dass eine entsprechende Geometrie an der Ladeklappe ausgebildet ist, die sich formschlüssig an eine Geometrie des Ladesteckers anschließt, so dass ein sicheres Halten und Fixieren des Ladesteckers ermöglicht wird. Die Verschlusseinrichtung hält dabei den Ladestecker in der eingesteckten Position. Dazu muss der Ladestecker in seine Endlage in der Ladebuchse eingefügt vorliegen, damit die Verschlusseinrichtung die verriegelte Position erreichen kann. Nur in der verriegelten Position der Verschlusseinrichtung kann der Ladevorgang beginnen, da anderenfalls eine Gefährdung für die bedienenden Personen gegeben sein kann.If the locking device can be brought into positive engagement with the other connector half at least in some areas, then a further embodiment variant of the invention results. A positive fit between the locking device and the charging connector makes it possible for the charging connector to be held securely by the locking device. For this purpose, for example, a contour can be formed on the charging plug, in which the locking device engages at least in certain areas. The shape of the charging plug can also be designed in such a way that that the locking device can be inserted into the other connector half. Both variants are therefore conceivable, namely that a form fit by means of elevations on the charging connector and/or depressions in the charging connector serve to realize a form-fitting engagement between the charging connector and the locking device. However, it is also conceivable that a corresponding geometry is formed on the charging flap, which is connected to a geometry of the charging plug in a form-fitting manner, so that the charging plug can be held and fixed securely. The locking device holds the charging connector in the plugged-in position. To do this, the charging plug must be inserted into its end position in the charging socket so that the locking device can reach the locked position. The loading process can only begin when the locking device is in the locked position, as otherwise the operating personnel could be endangered.

Weiterhin vorteilhaft kann es sein und eine Ausgestaltungsvariante der Erfindung bilden, wenn die weitere Steckverbinderhälfte mittels der Verschlusseinrichtung dichtend verschließbar ist. Neben dem eigentlichen Verschließen der Ladeöffnung kommt der Verschlusseinrichtung die Aufgabe des Verriegelns des Ladesteckers zu. Darüber hinaus kann die Verschlusseinrichtung derart ausgebildet sein, dass neben dem Verriegeln des Ladesteckers auch ein dichtes Abschließen des Ladesteckers bereitstellbar ist. Hierzu kann an der Verschlusseinrichtung ein Dichtelement angeordnet sein, welches sich bündig und dichtend an den Ladestecker anschließt. Vorstellbar ist es, an die Verschlusseinrichtung ein gummielastisches Element anzubringen, welches mit dem Ladestecker in Eingriff bringbar ist. Durch den dichtenden Abschluss des Ladesteckers ist der Ladevorgang vor Verschmutzung und Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Schnee und Regen, geschützt. Insbesondere im Winter und bei überfrierender Nässe kann das dichtende Verschließen des Ladesteckers die Steckverbindung zwischen Ladestecker und Ladebuchse schützen.It can also be advantageous and form an embodiment variant of the invention if the other connector half can be closed in a sealing manner by means of the closure device. In addition to the actual closing of the charging opening, the locking device has the task of locking the charging connector. In addition, the closure device can be designed in such a way that, in addition to locking the charging connector, a tight closure of the charging connector can also be provided. For this purpose, a sealing element can be arranged on the closure device, which is connected flush and sealingly to the charging connector. It is conceivable to attach a rubber-elastic element to the locking device, which element can be brought into engagement with the charging plug. The sealing of the charging plug protects the charging process from dirt and environmental influences such as snow and rain. Especially in winter and when it is freezing wet, sealing the charging plug can protect the plug connection between the charging plug and the charging socket.

Vorteilhaft kann es auch sein, wenn die Verschlusseinrichtung aus zwei, drei oder mehr Verschlusselementen gebildet ist. Das Aufteilen der Verschlusseinrichtung in Verschlusselemente ist dahingehend vorteilhaft, dass ein umlaufendes Verschließen um den Ladestecker herum durchführbar ist. Hierbei können die Verschlusselemente elektromechanisch angetrieben sein und beispielsweise in Form von Lamellen eines Kameraobjektivs umlaufend an den Ladestecker anschließen. Die Lamellen können dabei konzentrisch um den Ladestecker herum die Ladesteckeröffnung verschließen. Dies bietet auch den Vorteil, dass eine große Flexibilität in Bezug auf unterschiedliche Steckergeometrien durchführbar ist, das heißt unterschiedliche Ladesteckervarianten verriegelbar und/oder abdeckbar und abdichtbar sind. Vorstellbar ist es dabei auch, dass die verschiedenen Verschlusselemente insgesamt ein Verriegeln des Ladesteckers ermöglichen oder dass lediglich Teile der Verschlusselemente formschlüssig in den Ladestecker eingreifen, um ein Verriegeln des Ladevorgangs zu ermöglichen. Durch die Ausbildung von elektromechanisch angetriebenen Lamellen, die während des Bewegens sensorisch überwacht werden, kann zu jedem Zeitpunkt sichergestellt werden, dass einerseits es zu keinem Einklemmen zum Beispiel einer Bedienerhand oder eines nicht ordnungsgemäß eingesteckten Ladesteckers kommt. Neben dem Verriegeln kommt somit der sensorischen Überwachung auch eine Sicherheitsfunktion, nämlich die, ein Einklemmen zwischen der Verschlusseinrichtung bzw. den Verschlusselementen und dem Ladestecker zu verhindern. Eine kontinuierliche Überwachung der Bewegung der Verschlusseinrichtung bzw. der Verschlusselemente ermöglicht es hierbei, einen auftretenden Widerstand bei der Bewegung der Verschlusselemente zu detektieren und als Fehlersignal anzuzeigen bzw. den Verschlussvorgang zu unterbrechen und/oder zu reversieren.It can also be advantageous if the closure device is formed from two, three or more closure elements. Dividing the closure device into closure elements is advantageous in that it can be closed all the way around the charging connector. In this case, the closure elements can be driven electromechanically and, for example, in the form of slats of a camera lens, can be connected to the charging plug in a circumferential manner. The lamellae can close the charging connector opening concentrically around the charging connector. This also offers the advantage that great flexibility can be implemented in relation to different connector geometries, that is to say different charging connector variants can be locked and/or covered and sealed. It is also conceivable that the various closure elements as a whole enable the charging plug to be locked or that only parts of the closure elements engage in the charging plug in a form-fitting manner in order to enable the charging process to be locked. The design of electromechanically driven slats, which are monitored by sensors while moving, can ensure at all times that, on the one hand, an operator's hand, for example, or an improperly inserted charging connector are not trapped. In addition to locking, the sensory monitoring also has a safety function, namely to prevent jamming between the locking device or the locking elements and the charging plug. Continuous monitoring of the movement of the closure device or the closure elements makes it possible to detect any resistance that occurs during the movement of the closure elements and to display it as an error signal or to interrupt and/or reverse the closure process.

Ist die Verschlusseinrichtung, bzw. sind insbesondere die Verschlusselemente, mittels eines elektromechanischen Antriebs bewegbar, so kann ein konstruktiv einfaches und sicheres Bewegen der Verschlusseinrichtung und der Verschlusselemente gewährleistet werden. Dabei können die Verschlusselemente mittels einer Mechanik, wie sie beispielsweise bei einem Kameraobjektiv zum Einsatz kommt, angetrieben werden, so dass lediglich ein elektrischer Antrieb für eine Bewegung der zwei, drei oder mehr Lamellen benötigt wird. Darüber hinaus ist es aber auch vorstellbar, dass eine elektrische Motorgetriebeeinheit zum Antreiben der Verschlusseinrichtung zum Einsatz kommt. Somit kann einerseits mittels des elektromechanischen Antriebs die Ladesteckeröffnung mittels der Verschlusseinrichtung verschlossen werden und gleichzeitig kann der elektromechanische Antrieb zum sicheren Halten und Verriegeln des Ladesteckers genutzt werden, nämlich dann, wenn die Verschlusseinrichtung bzw. die Verschlusselemente zum Verriegeln des Ladesteckers zum Einsatz kommen.If the closure device, or in particular the closure elements, can be moved by means of an electromechanical drive, then a structurally simple and safe movement of the closure device and the closure elements can be ensured. In this case, the closure elements can be driven by means of a mechanism such as is used, for example, in a camera lens, so that only an electrical drive is required for moving the two, three or more slats. In addition, however, it is also conceivable for an electric motor-gear unit to be used to drive the closure device. Thus, on the one hand, the charging connector opening can be closed by means of the locking device by means of the electromechanical drive and at the same time the electromechanical drive can be used to securely hold and lock the charging connector, namely when the locking device or the locking elements are used to lock the charging connector.

Weist die weitere Steckverbinderhälfte zumindest eine mit der Verschlusseinrichtung korrespondierende Ausnehmung auf, insbesondere eine oder mehrere korrespondierende Ausnehmungen, so kann eine weitere konstruktiv günstige Möglichkeit zum Verriegeln und Abdichten des Ladesteckers bereitgestellt werden. In vorteilhafter Weise kann ein formschlüssiges Eingreifen, das heißt das Eingreifen der Verschlusseinrichtung in eine Nut oder Ausnehmung des Ladesteckers zum Verriegeln genutzt werden. Zumindest ein Teil der Verschlusseinrichtung kann dann in die Nut oder Ausnehmung eingreifen. Es wird folglich ein Zusammenspiel zwischen Ladestecker und Ladeklappe ermöglicht und ein sicheres Halten des Ladesteckers gewährleistet.If the other connector half has at least one recess corresponding to the locking device, in particular one or more corresponding recesses, a further structurally favorable option for locking and sealing the charging plug can be provided. Advantageously, a form-fitting engagement, that is to say the engagement of the closure device in a groove or recess of the charging plug, can be used for locking the. At least part of the closure device can then engage in the groove or recess. Consequently, an interaction between the charging plug and the charging flap is made possible and a secure hold of the charging plug is guaranteed.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, die Verschlusseinrichtung derart auszubilden, dass die Verschlusseinrichtung bzw. die Verschlusselemente sich derart um den Ladestecker herum platzieren bzw. positionieren, dass mittels der Verschlusselemente ein Herausziehen des Ladesteckers verhindert wird. Alleine dadurch, dass die Verschlussöffnung durch die Verschlusslamellen und den Ladestecker verschlossen vorliegt, gibt dem Bediener den Hinweis, dass der Ladevorgang derzeit stattfindet. Mittels der Verschlusselemente kann somit ebenfalls ein Signal an den Bediener gegeben werden, dass der Ladevorgang noch stattfindet, so dass erst auf ein Signal des Bedieners hin der Ladestecker freigebbar ist. In steuerungstechnischer Hinsicht kann somit die Verschlusseinrichtung dem Bediener ein visuelles Zeichen setzen, um anzuzeigen, ob der Ladevorgang abgeschlossen ist oder fortwährend stattfindet. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die verriegelnden Teile der Verschlusseinrichtung in Eingriff bleiben, und somit ein Herausziehen des Steckers verhindern.In addition, it is advantageous to design the locking device in such a way that the locking device or the locking elements are placed or positioned around the charging connector in such a way that the locking elements prevent the charging connector from being pulled out. The mere fact that the locking opening is closed by the locking slats and the charging plug indicates to the operator that the charging process is currently taking place. A signal can thus also be given to the operator by means of the closure elements, that the charging process is still taking place, so that the charging plug can only be released after a signal from the operator. In terms of control technology, the locking device can thus provide the operator with a visual signal to indicate whether the loading process has been completed or is ongoing. This can be done, for example, by the locking parts of the locking device remaining in engagement and thus preventing the plug from being pulled out.

Weiterhin vorteilhaft kann es sein, wenn die Verschlusseinrichtung oder die Verschlusselemente in Richtung einer Schließrichtung federvorgespannt im Kraftfahrzeug vorliegen. Durch eine Federvorspannung der Verschlusselemente oder der Verschlusseinrichtung kann gewährleistet werden, dass auch im Falle eines Stromausfalls ein Verschließen der Ladesteckeröffnung erfolgt. Somit ist die Ladesteckerdose vor unberechtigtem Zugang und vor Witterungseinflüssen geschützt. Im Falle des Ladens kann dann mittels des elektromotorischen Antriebs die Ladesteckdose freigebbar sein. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau der Vorrichtung zum Verschließen einer Ladeeinrichtung kann ein Mittel bereitgestellt werden, mit dem ein sicheres Halten und Verriegeln des Ladesteckers im eingesteckten Zustand ermöglicht wird. Dabei kann auf ein zusätzliches Verriegeln des Ladesteckers in der Ladesteckdose verhindert werden, was wiederum eine Kosteneinsparung mit sich bringt, wobei die Verschlusseinrichtung in ihrer Doppelfunktion ein Verschließen der Ladesteckeröffnung und ein Verriegeln des Ladesteckers ermöglicht.It can also be advantageous if the closure device or the closure elements are spring-loaded in the direction of a closing direction in the motor vehicle. Spring preloading of the closure elements or the closure device can ensure that the charging plug opening is closed even in the event of a power failure. This protects the charging socket from unauthorized access and from the weather. In the case of charging, the charging socket can then be released by means of the electric motor drive. The structure according to the invention of the device for locking a charging device means that a means can be provided with which the charging connector can be securely held and locked in the plugged-in state. In this way, an additional locking of the charging plug in the charging socket can be prevented, which in turn results in cost savings, the locking device in its dual function enabling the charging plug opening to be closed and the charging plug to be locked.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es gilt jedoch der Grundsatz, dass das Ausführungsbeispiel die Erfindung nicht beschränkt, sondern lediglich eine vorteilhafte Ausgestaltungsform darstellt. Die dargestellten Merkmale können einzeln oder in Kombination mit weiteren Merkmalen der Beschreibung wie auch den Patentansprüchen einzeln oder in Kombination ausgeführt werden.The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings using a preferred exemplary embodiment. However, the principle applies that the exemplary embodiment does not limit the invention, but merely represents an advantageous embodiment. The features shown can be implemented individually or in combination with other features of the description as well as the patent claims individually or in combination.

Es zeigt:

1 eine Ansicht auf eine elektromechanisch verschließbare Ladeeinrichtung mit einer Ladesteckdose, einem Ladestecker und einer verschieblich angeordneten Verschlusseinrichtung; und
2 eine alternative Ausführungsform einer Verschlusseinrichtung für eine Ladesteckdose in einer geöffneten und einer verschlossenen Stellung.

It shows:

1 a view of an electromechanically lockable charging device with a charging socket, a charging plug and a displaceably arranged locking device; and
2 an alternative embodiment of a closure device for a charging socket in an open and a closed position.

In der 1 ist eine Ansicht auf eine Ladeeinrichtung 1 eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs 2 wiedergegeben, wobei eine Steckverbinderhälfte in Form eines Ladesteckers 3 in eine Steckverbinderhälfte als Ladesteckdose 4 eingefügt wiedergegeben ist. Eine Verschlusseinrichtung 5 in Form einer Ladeklappe ist verschieblich in Bezug auf die Ladeeinrichtung 1 am Elektro- oder Hybridfahrzeug befestigt und in einer geöffneten Position wiedergegeben. Die Ladeklappe 5 ist in Richtung des Pfeils P elektromechanisch bewegbar am Kraftfahrzeug 2 angeordnet.In the 1 is a view of a charging device 1 of an electric or hybrid vehicle 2 is reproduced, wherein a connector half in the form of a charging plug 3 is reproduced inserted into a connector half as a charging socket 4 . A closure device 5 in the form of a loading flap is slidably mounted on the electric or hybrid vehicle with respect to the loading device 1 and is shown in an open position. The charging flap 5 is arranged on the motor vehicle 2 so that it can be moved electromechanically in the direction of the arrow P.

Die 1 zeigt somit den Zustand, der eintritt, wenn der Bediener den Befehl gibt, die Ladesteckdose 4 freizugeben, wonach die Ladeklappe derart verfährt, dass die Ladesteckdose 4 freigegeben wird. Der Bediener ist dann in der Lage, den Ladestecker 3 in die Ladesteckdose 4 einzufügen. Dargestellt ist folglich die Position des Ladesteckers 3, in der in die Ladesteckdose 4 eingefügten Stellung. Damit nun der Ladevorgang gestartet werden kann, wird die Ladeklappe wiederum in Richtung des Pfeils P verfahren, wobei eine obere Kante 6, die auch als Verriegelungskante 6 bezeichenbar ist, in Eingriff mit dem Ladestecker 3 gebracht. Dazu verfährt die Ladeklappe 5 so weit in Richtung des Ladesteckers 3, bis dass die Verriegelungskante 6 in eine Ausnehmung 7 im Ladestecker 3 zur Anlage gelangt. Die Verriegelungskante 6 greift formschlüssig in die Ausnehmung 7 des Ladesteckers 3 ein und sichert dabei den Ladestecker 3 in der Ladeposition. Der Ladestecker 3 kann somit mittels der Ladeklappe 5 verriegelt werden. Ein Lösen des Ladesteckers 3 ist in der verriegelten Position dann nicht mehr möglich. Es kann somit ein Verriegeln des Ladesteckers mit nur einem elektromotorischen Antrieb für die Ladeklappe 5 vorgenommen werden. Während des Verfahrens der Ladeklappe 5 wird die Bewegung der Ladeklappe 5 kontinuierlich durch ein Sensorelement erfasst, so dass zu jedem Zeitpunkt ein sicheres Bewegen der Ladeklappe und ein Verriegeln überwacht werden kann.the 1 thus shows the state that occurs when the operator gives the command to release the charging socket 4, after which the loading flap moves in such a way that the charging socket 4 is released. The operator is then able to insert the charging plug 3 into the charging socket 4 . The position of the charging plug 3 in the inserted position in the charging socket 4 is consequently shown. So that the charging process can now be started, the charging flap is again moved in the direction of the arrow P, an upper edge 6 , which can also be designated as a locking edge 6 , being brought into engagement with the charging plug 3 . For this purpose, the loading flap 5 moves in the direction of the charging connector 3 until the locking edge 6 comes into a recess 7 in the charging connector 3 to rest. The locking edge 6 engages in a form-fitting manner in the recess 7 of the charging connector 3 and thereby secures the charging connector 3 in the charging position. The charging plug 3 can thus be locked by means of the charging flap 5. It is then no longer possible to detach the charging plug 3 in the locked position. The charging plug can thus be locked with only one electric motor drive for the charging flap 5 . During the movement of the loading flap 5, the movement of the loading flap 5 is continuously detected by a sensor element, so that safe movement of the loading flap and locking can be monitored at any time.

In der 2 ist nun eine alternative Ausführungsform einer Ladeeinrichtung 8 wiedergegeben. Die 2 zeigt die Ladeeinrichtung 8 einmal in einer geöffneten Position und einmal in einer nahezu geschlossenen Position. Die Verschlusseinrichtung 9 ist in diesem Ausführungsbeispiel aus sechs zueinander beweglichen Lamellen 10 gebildet, die sich in einer Bewegungsform eines Kameraobjektivs gegeneinander verschieben lassen. Nach einem Öffnen der Verschlusseinrichtung 9 liegt die Ladesteckdose 4 frei, so dass die Ladesteckdose 4 mittels eines Ladesteckers 3 kontaktierbar ist.In the 2 an alternative embodiment of a charging device 8 is now shown. the 2 shows the loading device 8 once in an open position and once in an almost closed position. In this exemplary embodiment, the closure device 9 is formed from six lamellae 10 which can be moved in relation to one another and which can be displaced in relation to one another in a form of movement of a camera lens. After the locking device 9 has been opened, the charging socket 4 is exposed, so that the charging socket 4 can be contacted using a charging plug 3 .

Ist nun der Ladestecker 3 in die Ladesteckdose 4 eingefügt worden, so kann die Verschlusseinrichtung 9 die Lamellen 10 bewegen, wobei ein elektromotorischer Antrieb 11 die Lamellen 10 in Richtung des Pfeils P1 verschiebt, so dass sich die Lamellen um den Ladestecker 3 herum schließen können. Die Lamellen 10 können den Ladestecker 3 sicher halten und insbesondere ein Lösen des Ladesteckers 3 aus der Ladesteckdose verhindern. Ein Sensorelement 12 überwacht dabei kontinuierlich die Bewegung der Lamellen 10 und leitet die Bewegungsinformation an eine Steuerung 13 weiter, wobei die Steuerung 13 wiederum den Elektromotor 14 steuert. Mittels der sensorischen Überwachung der Bewegung der Verschlusseinrichtung 5, 9 kann somit ein sicheres Verriegeln der Ladeeinrichtung 1, 8 gewährleistet werden und gleichzeitig ergibt sich der Vorteil, dass zum Verriegeln der Ladeeinrichtung 1, 8 lediglich ein Antrieb 11 zur Verfügung gestellt werden muss.If the charging plug 3 has now been inserted into the charging socket 4, the locking device 9 can move the slats 10, with an electric motor drive 11 shifting the slats 10 in the direction of arrow P1, so that the slats can close around the charging plug 3. The slats 10 can hold the charging plug 3 securely and, in particular, prevent the charging plug 3 from becoming detached from the charging socket. A sensor element 12 continuously monitors the movement of the slats 10 and forwards the movement information to a controller 13, the controller 13 in turn controlling the electric motor 14. By means of the sensory monitoring of the movement of the locking device 5, 9, a safe locking of the charging device 1, 8 can be ensured and at the same time there is the advantage that only one drive 11 has to be made available to lock the charging device 1, 8.

BezugszeichenlisteReference List

1, 81, 8: Ladeeinrichtungloading device
22: Elektro- oder Hybridfahrzeugelectric or hybrid vehicle
33: Ladestecker, SteckverbinderhälfteCharging connector, connector half
44: Ladesteckdose, SteckverbinderhälfteCharging socket, connector half
5, 95, 9: Verschlusseinrichtung, LadeklappeLocking device, loading flap
66: Kante, Verriegelungskanteedge, locking edge
77: Ausnehmungrecess
1010: Lamellelamella
1111: elektromotorischer Antriebelectromotive drive
1212: Sensorelementsensor element
1313: Steuerungsteering
1414: Elektromotorelectric motor
P, P1P, P1: PfeilArrow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102013017842 A1 [0003]
DE 202010012379 A1 [0004]
DE 102011006473 A1 [0005]

Claims

Device for locking a charging device (1, 8) of an electric or hybrid vehicle (2), having a connector half (4) arranged in the vehicle (2), for connection to a further connector half (3), an electrically drivable locking device (5, 9) , wherein when the connector half (4) is not actuated, an opening in the charging device (1, 8) can be closed by means of the locking device (5, 9), and wherein the locking device (5, 9) is mechanically connected to the other connector half (4) inserted further connector half (3) can be brought into engagement, characterized in that a position of the closure device (5, 9) can be detected by means of a sensor (12).

Closing device claim 1 , characterized in that a position of the closure device (5, 9) can be continuously detected by means of the sensor (12).

Closing device according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that a part of the closure device (5, 9) which is in engagement with the further connector half (3) can be detected by means of the sensor (12).

Closing device according to one of Claims 1 until 3 , characterized in that the closure device (5, 9) can be brought into positive engagement with the further connector half (3) at least in certain areas.

Closing device according to one of Claims 1 until 4 , characterized in that the closure device (5, 9) can be inserted into the further connector half (3), in particular into a recess (7) of the further connector half (3), can be inserted.

Closing device according to one of Claims 1 until 5 , characterized in that the other connector half (3) by means of the closure device (5, 9) can be closed in a sealing manner.

Closing device according to one of Claims 1 until 6 , characterized in that the closure device (5, 9) is formed from two, three or more closure elements (10).

Closing device according to one of Claims 1 until 7 , characterized in that the closure device (5, 9), in particular the closure elements (10), can be moved by means of an electric motor drive (11).

Closing device according to one of Claims 1 until 8th , characterized in that the further connector half (3) has at least one with the closure device (5, 9) corresponding recess (7), in particular one or more corresponding recesses (7).

Closing device according to one of Claims 1 until 9 , characterized in that the closure device (5, 9) in the direction of a closing movement (P1) is accommodated in the motor vehicle (2) in a spring-biased manner.