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Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen das technische Gebiet der Automobile. Genauer gehört sie zu einer Montagevorrichtung zur Montage eines fahrzeuginternen Ladegeräts in einem Elektrofahrzeug.
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In den vergangenen Jahren haben Elektrofahrzeuge wie z. B. Autos, Lastwagen, Geländewagen und dergleichen eine gestiegene Nachfrage erfahren. Dieser Anstieg in der Nachfrage liegt an den steigenden Preisen für Kraftstoff sowie an den negativen Auswirkungen auf die Umwelt von Abgasen der Fahrzeuge, die Erdöl (z. B. Benzin und Diesel) und Gase (z. B. LPG und CNG) als Kraftstoff verwenden. Ein Elektrofahrzeug (electric vehicle, EV) ist mit einem oder mehreren Elektromotoren, im Fachgebiet als Traktionsmotoren bekannt, um Antriebskraft zu entwickeln, die eine Bewegung des Fahrzeugs bewirkt, und einem Akkupack ausgestattet, zum Zuführen von elektrischer Energie zu den Traktionsmotoren zum Antreiben des Elektrofahrzeugs und zu anderen elektrischen Komponenten des Elektrofahrzeugs.
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Die Elektrofahrzeuge erfordern ein regelmäßiges Aufladen der Batterie nach einem festen Intervall der Fahrzeit. Die Akkus werden normalerweise unter Verwendung von Gleichstrom (direct current, DC) an privaten oder öffentlichen Ladestationen geladen, wenn das Fahrzeug nicht verwendet wird, sowie während des Betriebs des Fahrzeugs durch regeneratives Bremsen. Ein solches Elektrofahrzeug ist mit einem fahrzeuginternen Batterieladegerät bereitgestellt, das sich in dem Elektrofahrzeug befindet und den Wechselstrom, der durch ein Stromnetz verteilt wird, in Gleichstrom umwandelt, der benötigt wird, um das Batteriepack aufzuladen. Es gibt Vorteile und Nachteile bei dem fahrzeuginternen Ladegerät. Zum Beispiel, wenn das Batterieladegerät fahrzeugintern ist, können die Fahrzeugbatterien überall unter Verwendung einer verfügbaren Steckdose aufgeladen werden. Der Nachteil bei fahrzeuginternen Ladegeräten ist die Begrenzung der Leistungsabgabe aufgrund der Größen- und Gewichtsbeschränkungen, die der Fahrzeugkonstruktion und Verpackung des fahrzeuginternen Ladegeräts in dem Fahrzeug auferlegt werden.
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Im Allgemeinen ist das fahrzeuginterne Batterieladegerät an einer Bodenfläche eines Fahrzeugkörpers an einem hinteren oder einem vorderen Ende des Fahrzeugkörpers benachbart zu einem elektrischen Stabilisatorsystem (electric anti roll bar system, eARS) montiert. Jedoch, wie in 1 gezeigt, gibt es in ein paar Elektrofahrzeugklassen ein Verpackungsproblem beim Montieren eines fahrzeuginternen Ladegeräts 102 in horizontaler Ausrichtung aufgrund der Anwesenheit des elektrischen Stabilisatorsystems 104. Das erfordert, dass das fahrzeuginterne Ladegerät nach außen entlang der Länge des Elektrofahrzeugs bewegt wird. Jedoch können, als Sicherheitsanforderung, keine Hochspannungskomponenten innerhalb eines Abstands von 300 mm von dem äußersten Punkt des Elektrofahrzeugs verpackt werden. Daher wäre es vorteilhaft, eine wirksame Lösung bereitzustellen, die das Verpackungsproblem des fahrzeuginternen Ladegeräts in dem Elektrofahrzeug mindern kann.
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Patentdokument
JP2021097549A offenbart ein Elektrofahrzeug mit einer Batterie, die mit einem Ladeterminal einer fahrzeugseitigen Energieaufnahmeeinheit über ein Ladegerät/eine Ladeeinheit im Fahrzeug verbunden ist. Das Ladegerät im Fahrzeug ist konfiguriert zum Laden der Batterie durch Zuführen von Strom, der von einer externen Ladeeinrichtung, wie z. B. einem Ladegerät am Straßenrand, der Batterie zugeführt wird. Der Ladeterminal ist konfiguriert, um die externe Energie dem Ladegerät im Fahrzeug durch Kontaktieren mit einem externen Energiezuführungsterminal der externen Ladeeinrichtung zuzuführen. Der Ladeterminal erstreckt sich zu der Rückseite oder Vorderseite des Fahrzeugs. Die fahrzeugseitige Energieaufnahmeeinheit beinhaltet ferner ein Stützelement, das ein Plattenelement aus einem Isoliermaterial ist, mit einem ersten Oberflächenabschnitt, der sich in die Fahrzeughöhenrichtung erstreckt, und einem zweiten Oberflächenabschnitt, der im Wesentlichen in einer L-Form von dem unteren Ende des ersten Oberflächenabschnitts zu der Rückseite des Fahrzeugs gebogen ist. Der Ladeterminal ist auf der unteren Oberfläche an der Spitzenendseite des zweiten Oberflächenabschnitts gebildet.
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Ein weiteres Patentdokument
CN207433316U offenbart eine eingebaute Ladegeräthalterung mit einem Stützgehäuse und einem Verbindungsrahmen/einem Verbindungswinkel. Ein Ende des Stützgehäuses ist mit einem Körper eines Fahrzeugs durch Nieten verbunden und ein anderes Ende des Stützgehäuses ist mit einem Ende des Verbindungswinkels verbunden. Eine obere Endfläche des Verbindungswinkels ist mit einem eingebauten Fahrzeugladegerät durch eine Vielzahl von Nieten verbunden. Das Stützgehäuse beinhaltet ein erstes Stützelement, ein zweites Stützelement, das parallel zu dem ersten Stützelement angeordnet ist, und dritte Stützelemente, die mit dem ersten Stützelement und dem zweiten Stützelement verbunden sind. Untere Enden der Verbindungswinkel und das obere Ende des Stützgehäuses sind durch Nieten verbunden, und ein oberes Ende der Verbindungswinkel sind mit dem eingebauten Fahrzeugladegerät durch Nieten verbunden.
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Die Patentdokumente, auf die sich bezogen wird, offenbaren eine komplexe Anordnung zur Montage von fahrzeuginternen Batterieladegeräten in Elektrofahrzeugen und stellen keine wirksame Lösung des oben genannten Problems bereit.
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Es besteht daher ein Bedarf, eine einfache und kostengünstige Anordnung bereitzustellen, die die oben genannten Probleme im Zusammenhang mit der Montage des fahrzeuginternen Ladegeräts im Elektrofahrzeug vermeiden kann.
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Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine einfache und kostengünstige Lösung für das oben genannte Problem im Zusammenhang mit der Montage des fahrzeuginternen Batterieladegeräts im Elektrofahrzeug bereitzustellen.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Montagevorrichtung zur Montage eines fahrzeuginternen Batterieladegeräts in Elektrofahrzeugen bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine gemeinsame Halterung zur Montage unterschiedlicher Varianten von fahrzeuginternen Ladegeräten in Elektrofahrzeugen bereitzustellen.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Montagevorrichtung bereitzustellen, die Verpackungseinschränkungen eines fahrzeuginternen Ladegeräts in Elektrofahrzeugen mindern kann.
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Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine einfache und kostengünstige Vorrichtung zur Montage von fahrzeuginternen Ladegeräten in Elektrofahrzeugen bereitzustellen, die NVH- und Crash-Anforderungen erfüllen kann, ohne Beschränkungen hinsichtlich Kosten und Gewicht zu übersteigen.
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Aspekte der vorliegenden Offenbarung betreffen Elektrofahrzeuge. Genauer gehört sie zu einer Montagevorrichtung zur Montage eines fahrzeuginternen Ladegeräts in einem Elektrofahrzeug in einer vertikalen Ausrichtung.
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In einem Aspekt beinhaltet die vorgeschlagene Montagevorrichtung ein Gehäuse mit einem Hohlraum, in dem das fahrzeuginterne Ladegerät aufgenommen wird. Ein oberes Ende des Gehäuses ist konfiguriert für den Einbau an einer unteren Außenseite eines Körpers des Elektrofahrzeugs zur Montage des fahrzeuginternen Ladegeräts am Körper des Fahrzeugs in einer vertikalen Ausrichtung. Die Montagevorrichtung ist konfiguriert zur Vormontage des fahrzeuginternen Ladegeräts in dem Hohlraum des Gehäuses vor dem Einbau der zusammengebauten Montagevorrichtung an dem Fahrzeugkörper.
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Das Gehäuse kann an jeglichem aus einem hinteren Endabschnitt oder einem vorderen Endabschnitt des Körpers des Fahrzeugs benachbart zu einem Stabilisatorsystem des Fahrzeugs montiert werden. Das Gehäuse kann mit Stützbügeln bereitgestellt sein, um den Kabelbaum des Stabilisatorsystems des Fahrzeugs zu stützen.
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Der Hohlraum des Gehäuses ist durch Seitenwände und eine Bodenwand definiert, sodass der Hohlraum von der Oberseite geöffnet ist, um das fahrzeuginterne Ladegerät aufzunehmen. Mindestens eine der Seitenwände ist mit Halterungen mit Montagebohrungen und Flanschen mit Montagebohrungen zur Montage des Gehäuses mit dem Körper des Fahrzeugs unter Verwendung von Verbindungselementen bereitgestellt. Zusätzlich kann auf die Montagebohrungen des Gehäuses von einer gemeinsamen Achse aus zugegriffen werden, um eine Montage des Gehäuses an dem Körper des Fahrzeugs zuzulassen.
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Ferner sind querlaufende Seitenwände des Gehäuses mit vorgeschweißten Muttern zum Sichern des fahrzeuginternen Ladegeräts in dem Hohlraum des Gehäuses unter Verwendung von Verbindungselementen bereitgestellt. Vorgeschweißte Muttern sind an vordefinierten Positionen an den querlaufenden Seitenwänden des Gehäuses konfiguriert, um fahrzeuginterne Ladegeräte in unterschiedlicher Größe zu sichern.
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Zusätzlich können die querlaufenden Seitenwände des Gehäuses mit einzigartigen Aussparungen für einen Zugriff mit Werkzeug zum Einbau der Verbindungselemente an dem fahrzeuginternen Ladegerät bereitgestellt sein, um das fahrzeuginterne Ladegerät an dem Gehäuse zu sichern.
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Verschiedene Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile des Erfindungsgegenstands werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Ziffern gleiche Komponenten darstellen, deutlicher.
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Die beigefügten Zeichnungen sind beinhaltet, um ein weiteres Verständnis für die vorliegende Offenbarung bereitzustellen und sind in dieser Patentschrift integriert und bilden einen Teil dieser. Die Zeichnungen veranschaulichen beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung und dienen, zusammen mit der Beschreibung, dazu, die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu erklären.
- 1 veranschaulicht eine herkömmliche Montage eines fahrzeuginternen Ladegeräts in einem Elektrofahrzeug.
- 2 veranschaulicht eine beispielhafte Implementierung der vorgeschlagenen Montagevorrichtung zur Montage eines fahrzeuginternen Batterieladegeräts in einem Elektrofahrzeug gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 3A bis 3C veranschaulichen die vorgeschlagene Montagevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 4A und 4B veranschaulichen den Prozess des Zusammenbaus zur Montage eines fahrzeuginternen Batterieladegeräts unter Verwendung der vorgeschlagenen Montagevorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 5A veranschaulicht die vorgeschlagene Montagevorrichtung mit vorgeschweißten Muttern zum Sichern des fahrzeuginternen Ladegeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
- 5B veranschaulicht die vorgeschlagene Montagevorrichtung mit Aussparungen für einen Zugriff mit Werkzeug zum Einbau von Verbindungselementen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Das Folgende ist eine ausführliche Beschreibung von Ausführungsformen der Offenbarung, die in den beigefügten Zeichnungen abgebildet sind. Die Ausführungsformen sind so detailliert, um die Offenbarung klar zu kommunizieren. Jedoch soll die Menge der gebotenen Details die erwarteten Variationen von Ausführungsformen nicht beschränken; im Gegenteil sollen alle Modifikationen, Äquivalente und Alternativen, die in den Geist und Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung fallen, abgedeckt werden, wie durch die angehängten Ansprüche definiert.
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Hier erklärte Ausführungsformen betreffen ein Elektrofahrzeug. Genauer gehört sie zu einer Montagevorrichtung zur Montage eines fahrzeuginternen Ladegeräts in einer vertikalen Ausrichtung in einem Elektrofahrzeug. Die vorgeschlagene Montagevorrichtung kann Verpackungseinschränkungen von unterschiedlichen Größen von fahrzeuginternen Ladegeräten in Elektrofahrzeugen mindern.
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Unter Bezugnahme auf 2, beinhaltet die vorgeschlagene Montagevorrichtung 200 ein Gehäuse 202, um ein fahrzeuginternes Ladegerät 204 (hiernach auch als ein fahrzeuginternes Batterieladegerät bezeichnet, und beide Begriffe werden austauschbar verwendet) an einem Körper 206 eines Fahrzeugs, wie z. B. eines Elektrofahrzeugs oder eines Hybrid-Elektrofahrzeugs, aufzunehmen. Das fahrzeuginterne Ladegerät (onboard charger, OBC) 204 wird in Elektrofahrzeugen oder Hybrid-Elektrofahrzeugen verwendet, um wiederaufladbare Traktionsbatterien der Fahrzeuge aufzuladen. Das fahrzeuginterne Ladegerät 204 wandelt einen AC-Eingang von einem Stromnetz zu einem DC-Eingang um, der die wiederaufladbaren Traktionsbatterien des Fahrzeugs auflädt. Das Gehäuse 202 kann an jeglichem aus einem hinteren Endabschnitt oder einem vorderen Endabschnitt des Körpers 206 des Fahrzeugs benachbart zu einem Stabilisatorsystem 208 des Fahrzeugs montiert werden. Zum Beispiel, wie gezeigt, ist die Montagevorrichtung 200 an einer Bodenfläche des Fahrzeugkörpers 206 an dem hinteren Endabschnitt eingebaut, um das fahrzeuginterne Ladegerät 204 in einer vertikalen Ausrichtung benachbart zu dem Stabilisatorsystem 208 zu montieren. Vertikale Montage des fahrzeuginternen Ladegeräts 204 eliminiert Verpackungseinschränkungen des fahrzeuginternen Ladegeräts 204 im Elektrofahrzeug.
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In einer Ausführungsform kann die Montagevorrichtung 200 konstruiert sein, um unterschiedliche Varianten von fahrzeuginternen Batterieladegeräten mit niedriger Kapazität und hoher Kapazität aufzunehmen. Die Montagevorrichtung 200 kann auch konstruiert sein, um Anforderungen an Geräusch, Vibration und Rauigkeit (noise, vibration, and harshness, NVH) und Crash-Anforderungen zu erfüllen, ohne Kosten und Gewicht zu übersteigen.
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Unter Bezugnahme auf 3A und 3C, wo die vorgeschlagene Montagevorrichtung 200 gezeigt ist. Das Gehäuse 202 der Montagevorrichtung 200 ist mit einem Hohlraum 302 bereitgestellt, in dem das fahrzeuginterne Ladegerät 204 aufgenommen wird. Der Hohlraum 302 des Gehäuses ist durch Seitenwände 304 einschließlich lateraler Seitenwände, die sich parallel zu einer Länge des Fahrzeugkörpers 206 erstrecken, und querlaufender Seitenwände, die sich entlang einer querlaufenden Richtung des Fahrzeugkörpers 206 erstrecken, und eine Bodenwand 305 definiert. Der Hohlraum 302 ist von oben geöffnet, um das fahrzeuginterne Ladegerät 204 in dem Hohlraum 302 aufzunehmen. Obere Enden der Seitenwände 304 können mit Flanschen 306 und 308 mit Montagebohrungen 310 und Halterungen 312 mit Montagebohrung 310 zum Einbau an der unteren Außenseite des Fahrzeugkörpers 206 bereitgestellt sein, um eine Montage des fahrzeuginternen Ladegeräts 204 an dem Fahrzeugkörper 206 in der vertikalen Ausrichtung zu ermöglichen. Zum Beispiel sind der Flansch 308 und die Halterungen 312 mit den Montagebohrungen 310 an einer querlaufenden Seitenwand des Gehäuses 202 bereitgestellt, und der Flansch 306 mit den Montagebohrungen 310 sind an einer Längsseite des Gehäuses 202 bereitgestellt. Auf die Montagebohrungen 310 des Gehäuses 202 kann von einer gemeinsamen Achse aus zugegriffen werden, um eine Montage des Gehäuses an dem Fahrzeugkörper 206 zuzulassen.
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In einer Ausführungsform können die Halterungen 312 konstruiert sein, um NVH- und Langlebigkeitsanforderungen zu erfüllen.
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Ferner ist das Gehäuse 202 konfiguriert zur Vormontage des fahrzeuginternen Ladegeräts 204 in dem Hohlraum 302 des Gehäuses 202 vor dem Einbau der zusammengebauten Montagevorrichtung an dem Fahrzeugkörper 206. Wie in 4A wird zunächst das fahrzeuginterne Ladegerät 204 in den Hohlraum 302 des Gehäuses 202 von oben eingeführt und dann das fahrzeuginterne Ladegerät 204 in dem Gehäuse 202 durch Verbindungselemente 402 gesichert. Ferner, wie in 4B gezeigt, kann das zusammengebaute fahrzeuginterne Ladegerät 204 mit dem Gehäuse 202 an dem Fahrzeugkörper 206 durch einen weiteren Satz Verbindungselemente 404 in der vertikalen Ausrichtung benachbart zu dem Stabilisatorsystem 208 des Fahrzeugs montiert werden. Auf die Montagebohrungen 310 des Gehäuses 202 kann von einer gemeinsamen Achse aus zugegriffen werden, d. h. entlang der vertikalen Achse, zum einfachen Einbau der Verbindungselemente 404 zur Montage des Gehäuses 202 an dem Fahrzeugkörper 206. Zusätzlich kann das Gehäuse 202 mit Stützbügeln 406 bereitgestellt sein, um den Kabelbaum des Stabilisatorsystems 208 des Fahrzeugs zu stützen. In einer anderen Ausführungsform kann das Gehäuse 202 mit einer Bereitstellung für eine Unterbodenabdeckungsstütze bereitgestellt sein.
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Ferner, wie in 5A gezeigt, sind die querlaufende Seitenwand 304 des Gehäuses 202 mit vorgeschweißten Muttern 502 zum Sichern des fahrzeuginternen Ladegeräts 204 in dem Hohlraum 302 unter Verwendung der Verbindungselemente 402 bereitgestellt. Die vorgeschweißten Muttern 502 können an vordefinierten Positionen an der querlaufenden Seitenwand des Gehäuses 304 bereitgestellt sein, um fahrzeuginterne Ladegeräte in unterschiedlicher Größe zu sichern.
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Zusätzlich, wie in 5B gezeigt, kann die querlaufende Seitenwand 304 des Gehäuses 202 mit einzigartigen Aussparungen 504 für einen Zugriff mit Werkzeug zum Einbau der Verbindungselemente 402 an dem fahrzeuginternen Ladegerät 204 bereitgestellt sein, um das fahrzeuginterne Ladegerät 204 mit dem Gehäuse 202 zu sichern.
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Daher stellt die vorliegende Offenbarung eine einfache und kostengünstige Montagevorrichtung zur Montage eines fahrzeuginternen Ladegeräts in einem Elektrofahrzeug in einer vertikalen Ausrichtung bereit. Die vorgeschlagene Montagevorrichtung kann Verpackungseinschränkungen von unterschiedlichen Größen von fahrzeuginternen Ladegeräten in Elektrofahrzeugen mindern.
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Während das Vorhergehende verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beschreibt, können andere und weitere Ausführungsformen der Erfindung entwickelt werden, ohne von dem grundlegenden Anwendungsbereich davon abzuweichen. Der Anwendungsbereich der Erfindung wird durch die folgenden Ansprüche bestimmt. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen, Versionen oder Beispiele beschränkt, die beinhaltet sind, um einer Fachperson zu ermöglichen, die Erfindung herzustellen und zu verwenden, wenn dies mit Informationen und Kenntnissen kombiniert ist, die der Fachperson zugänglich sind.
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine einfache und kostengünstige Lösung für das oben genannte Problem im Zusammenhang mit der Montage des fahrzeuginternen Batterieladegeräts im Elektrofahrzeug bereit.
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine Montagevorrichtung zur Montage eines fahrzeuginternen Batterieladegeräts in Elektrofahrzeugen bereit.
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine gemeinsame Halterung zur Montage unterschiedlicher Varianten von fahrzeuginternen Ladegeräten in Elektrofahrzeugen bereit.
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine Montagevorrichtung bereit, die Verpackungseinschränkungen eines fahrzeuginternen Ladegeräts in Elektrofahrzeugen mindern kann.
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Die vorliegende Offenbarung stellt eine einfache und kostengünstige Montagevorrichtung zur Montage von fahrzeuginternen Ladegeräten in Elektrofahrzeugen bereit, die NVH- und Crash-Anforderungen erfüllen kann, ohne Beschränkungen hinsichtlich Kosten und Gewicht zu übersteigen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2021097549 A [0005]
- CN 207433316 U [0006]
