DE102022118827A1

DE102022118827A1 - Beheizbare Ladebuchse

Info

Publication number: DE102022118827A1
Application number: DE102022118827.2A
Authority: DE
Inventors: Mike Iskra; Ralf Schwan; Dominik Heiss
Original assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2022-07-27
Filing date: 2022-07-27
Publication date: 2024-02-01
Also published as: KR20240015597A; CN117477271A; EP4312324A1; JP2024019057A; US20240034162A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladebuchse (1) eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges (9) zur Verbindung mit einem Ladestecker (11), einen Bausatz und ein Elektro- oder Hybridfahrzeug (9) mit einer erfindungsgemäßen Ladebuchse (1). Die Lösungen aus dem Stand der Technik weisen das Problem auf, dass nach Beendigung des Ladevorganges die Ladebuchse (1) mit dem eingesteckten Ladestecker (11) vereisen kann. Die vorliegende Erfindung kann ein solches Vereisen verhindern oder eine bestehende Vereisung entfernen, indem die Ladebuchse (1) wenigstens einen Heizmodulschacht (17) aufweist, der ausgestaltet ist, ein Heizmodul (19) aufzunehmen. In einem Bausatz kann eine Ladebuchse mit beliebig vielen Heizmodulen (19) bestückt werden. Das erfindungsgemäße Elektro- oder Hybridfahrzeug (9) weist eine Ladebuchse (1) gemäß der Erfindung auf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladebuchse eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges zur Verbindung mit einem Ladestecker sowie einen Bausatz zu deren Bereitstellung.
Beim Laden von Elektro- oder Hybridfahrzeugen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt besteht nach dem Beenden eines Ladevorganges die Gefahr, dass der Ladestecker vereist und im gesteckten Zustand mit der Ladebuchse eingefroren ist. Dies rührt daher, dass beim Ladevorgang durch den fließenden Ladestrom Wärme an der Verbindung zwischen Ladestecker und Ladebuchse entsteht, welche beispielsweise auf dem Fahrzeug befindlichen Schnee oder Eis schmilzt. Nachdem der Ladevorgang abgeschlossen ist, kühlen Ladestecker und Ladebuchse ab und geschmolzenes Wasser kann Ladebuchse und Ladestecker vereisen, sodass der Ladestecker nicht mehr aus der Ladebuchse herausgezogen werden kann.
Abhängig von der Region, in welcher das Elektro- oder Hybridfahrzeug verwendet wird, kann ein solches Vereisen insbesondere in den Wintermonaten unterschiedlich häufig auftreten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, bestehende Ladebuchsen dahingehend zu verbessern, dass ein Vereisen zwischen Ladestecker und Ladebuchse verhindert oder eine bereits bestehende Vereisung beseitigt wird.
Die Erfindung löst diese Aufgabe für die eingangs erwähnte Ladebuchse dadurch, dass die Ladebuchse wenigstens einen Heizmodulschacht aufweist, der ausgestaltet ist, ein Heizmodul aufzunehmen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe ferner durch Verwendung eines Heizmoduls in einer Ladebuchse eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges, wobei die Ladebuchse wenigstens einen Heizmodulschacht aufweist, der ausgestaltet ist, das Heizmodul aufzunehmen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe zudem für einen Bausatz zur Bereitstellung einer beheizbaren Ladebuchse eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges dadurch, dass dieser eine Ladebuchse umfasst, die eine Vielzahl von N Heizmodulschächten aufweist, und die mit 1 bis N Heizmodulen beliebig bestückt ist.
Zudem löst die Erfindung diese Aufgabe für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug dadurch, dass dieses mit einer Ladebuchse gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
Dies hat den Vorteil, dass die Ladebuchse fahrzeugseitig erwärmt werden und somit ein Vereisen zwischen Ladestecker und Ladebuchse verhindert werden kann. Ebenso ist es möglich, durch die Erfindung eine vereiste Ladebuchse wieder aufzutauen und die Vereisung zu entfernen. Dadurch, dass das Heizmodul separat ausgestaltet ist, kann, bevorzugt in Abhängigkeit von der Region, in welcher das Elektro- oder Hybridfahrzeuge verwendet werden soll, in den wenigstens einen Heizmodulschacht ein Heizmodul aufgenommen werden oder nicht. So kann in wärmeren Gebieten wie beispielsweise Portugal auf das Einsetzen eines Heizmoduls in den Heizmodulschacht der Ladebuchse verzichtet werden, wohingegen die Ladebuchse für ein in Norwegen vertriebenes Elektro- oder Hybridfahrzeug mit dem wenigstens einen Heizmodul ausgestattet werden kann.
Eine derart ausgestaltete Ladebuchse hat ferner den Vorteil, dass eine Erwärmung der Ladebuchse unabhängig von der verwendeten externen Ladestruktur möglich ist, da das wenigstens eine Heizmodul fahrzeugseitig gesteuert und betrieben wird. So wird auch ein Vereisen zwischen Ladestecker und Ladebuchse an einer öffentlichen Ladestation verhindert bzw. eine Vereisung entfernt, wenn der Ladevorgang abgeschlossen ist und der Ladestecker und die Ladebuchse ohne das erfindungsgemäße Heizmodul bereits abgekühlt wären. Fahrzeugseitig heißt hierbei, dass das wenigstens eine Heizmodul über einen fahrzeuginternen Energiespeicher, bevorzugt die Traktionsbatterie, betrieben wird.
Die Erfindung kann durch die folgenden jeweils für sich vorteilhaften und beliebig miteinander kombinierbaren Weiterbildungen verbessert werden.
So ist es besonders vorteilhaft, wenn der wenigstens eine Heizmodulschacht in das Material der Ladebuchse eingegossen ist. Der Heizmodulschacht bildet somit einen schachtartigen Hohlraum in einer Wand der Ladebuchse.
Die Ladebuchse kann eine Vorderseite zum Einstecken des Ladesteckers und eine von der Vorderseite abgewandte Rückseite aufweisen, wobei sich der wenigstens eine Heizmodulschacht von der Rückseite zur Vorderseite der Ladebuchse erstreckt. Bevorzugt kann sich der wenigstens eine Heizmodulschacht zur Rückseite hin öffnen.
Somit ist es möglich von der Rückseite der Ladebuchse ein Heizmodul in einen Heizmodulschacht einzusetzen. Bevorzugt wird genau ein Heizmodul in einen Heizmodulschacht eingesetzt, bzw. ist ein Heizmodulschacht ausgestaltet genau ein Heizmodul aufzunehmen.
Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass über das Heizmodul in alle Richtungen senkrecht zur Erstreckung des Heizmoduls Wärme in die Ladebuchse eingebracht werden kann und beispielsweise nicht nur an einer Rückseite. Dies ist vorteilhaft, da eine Vereisung zwischen Ladestecker und Ladebuchse an der Vorderseite der Ladebuchse geschieht.
Die Ladebuchse kann Kontaktaufnahmen aufweisen, die ausgestaltet sind, elektrische Kontakte zur Kontaktierung von Gegenkontakten eines Ladesteckers aufzunehmen. Um einen homogenen Wärmeeintrag zu ermöglichen, kann sich in einer vorteilhaften Ausgestaltung der wenigstens eine Heizmodulschacht zwischen wenigstens zwei Kontaktaufnahmen erstrecken. Auch dieser Heizmodulschacht kann sich von der Rückseite zur Vorderseite erstrecken und kann bevorzugt zur Rückseite hin offen und zur Vorderseite hin geschlossen sein. Dies hat den Vorteil, dass auch zwischen den Kontaktaufnahmen Wärme in die Ladebuchse eingebracht werden kann und nicht nur an deren Wand.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Ladebuchse eine Buchsenwandung aufweisen, die unter Ausbildung eines Ringspaltes einen Kontaktelemente aufnehmenden Kontaktkörper umschließt, wobei sich der wenigstens eine Heizmodulschacht in die Buchsenwandung erstreckt.
Als Kontaktkörper ist hierbei jener Teil der Ladebuchse zu verstehen, welcher die elektrischen Kontakte der Ladebuchse aufnimmt und ein Steckergesicht ausbildet. Der Kontaktkörper erstreckt sich dabei von der Rückseite weg. Beabstandet vom Kontaktkörper kann eine in sich geschlossene, den Kontaktkörper vollständig umgebende Buchsenwandung vorgesehen sein. Zwischen dieser Buchsenwandung und dem Kontaktkörper ist der Ringspalt ausgebildet. Ein Gegenstecker kann somit bevorzugt im Ringspalt ausgerichtet und/oder zentriert und ferner aufgenommen sein. Hierfür kann der Ringspalt und/oder der Kontaktkörper abgeflachte Bereiche ausbilden, welche ein fehlerhaftes Zusammenstecken zwischen Ladestecker und Ladebuchse verhindern.
Bevorzugt ist sowohl im Kontaktkörper, hier weiter bevorzugt zwischen wenigstens zwei Kontaktaufnahmen, als auch in der Buchsenwandung wenigstens ein Heizmodulschacht vorgesehen, sodass sowohl der Kontaktkörper, als auch die Buchsenwandung beheizbar sind.
In einer weiteren Ausgestaltung kann die Ladebuchse in einem montierten Zustand, d.h. wenn diese in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug eingebaut ist, den wenigstens einen Heizmodulschacht in einem oberen Drittel der Ladebuchse aufweisen. Dies ist vorteilhaft, da die Vereisung verstärkt an der Oberseite der Verbindung zwischen Ladestecker und Ladebuchse auftritt.
Zur Aufnahme des Heizmoduls kann in einer weiteren Ausgestaltung der Ladebuchse die Buchsenwandung wenigstens eine Verdickung aufweisen, in der ein Heizmodulschacht angeordnet ist. In anderen Ausgestaltungen können mehrere, jeweils einen Heizmodulschacht aufweisende Verdickungen in der Buchsenwandung vorgesehen sein. Bevorzugt sind diese Verdickungen symmetrisch, weiter bevorzugt spiegelsymmetrisch zu einer sich von oben nach unten (bezogen auf einen Montagezustand der Ladebuchse) erstreckenden Achse. Ebenso können die Verdickungen rotationssymmetrisch und äquidistant entlang der Buchsenwandung vorgesehen sein. Je nach Region, in welcher das Elektro- oder Hybridfahrzeug verwendet werden soll, können nahezu beliebig viele Verdickungen mit jeweils einem Heizmodulschacht vorgesehen sein. So mag es beispielsweise für einige Regionen ausreichend sein, wenn im oberen Drittel der Buchsenwandung und/oder im oberen Drittel des Kontaktkörpers jeweils ein Heizelement in einen Heizmodulschacht aufgenommen ist, wohingegen es in einer Ladebuchse für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug für den (beispielsweise) finnischen Markt vorteilhaft sein kann, wenn im Kontaktkörper zwei Heizelemente in jeweils einen Heizmodulschacht und in der Buchsenwandung vier oder mehr Heizelemente in entsprechend jeweils einem Heizmodulschacht aufgenommen sind.
Die Ladebuchse ist somit sehr variabel und vielseitig einsetzbar, ohne für unterschiedliche Märkte unterschiedliche Ladebuchsen, sprich Ladebuchsen mit unterschiedlicher Geometrie, herstellen zu müssen. Je nach Verwendungsgebiet können vorgesehene Heizmodulschächte somit in beliebiger Kombination freigelassen oder mit einem Heizmodul bestückt werden.
Seit 2011/2012 besteht die Möglichkeit in Elektro- oder Hybridfahrzeugen kombinierte Ladebuchsen zu verwenden. Bei diesen kann die Ladebuchse mit einer AC-Ladebuchse und einer DC-Ladebuchse ausgestaltet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der wenigstens eine Heizmodulschacht an der AC-Ladebuchse angeordnet sein.
Für gewöhnlich wird die DC-Ladebuchse zur Schnellladung von Elektro- oder Hybridfahrzeugen verwendet, so das nach Beenden des Ladevorganges das Fahrzeug sofort wieder verwendet wird bzw. der Schnellladevorgang dann beendet wird, wenn das Fahrzeug wieder genutzt werden soll, also frühzeitig abgebrochen wird. In diesen Anwendungsfällen ist eine Vereisung zwischen Ladestecker und Ladebuchse deutlich unwahrscheinlicher als im Falle des langsameren Ladens über die AC-Ladebuchse, über welche Elektro- oder Hybridfahrzeuge beispielsweise über sogenannte Wallboxen in Privathaushalten über Nacht geladen werden. Hier ist die Gefahr einer Vereisung deutlich größer, da der Ladestecker nach dem Ende des Ladevorgangs in der Ladebuchse verbleibt.
Insbesondere kann die erfindungsgemäße Ladebuchse als CCS-Ladebuchse (combined charging system) ausgestaltet sein und beispielsweise der Norm IEC 62196 entsprechen.
Je nachdem, wie weit sich ein Heizmodulschacht von der Rückseite zur Vorderseite hin erstreckt, kann ein Wärmeeintrag unterschiedlich homogen entlang der Richtung von der Rückseite zur Vorderseite vom Heizelement in die Ladebuchse erfolgen. In einer Ausgestaltung ist es somit vorteilhaft, wenn sich der wenigstens eine Heizmodulschacht über wenigstens die Hälfte der Tiefe zwischen Rückseite und Vorderseite der Ladebuchse erstreckt. Dies kann eine homogenere Erwärmung der Ladebuchse gewährleisten.
Die Tiefe des Heizmodulschachtes kann einer aktiven Länge des Heizmoduls entsprechen. Die aktive Länge ist jene Länge, über welche das Heizmodul Wärme generieren und abgeben kann.
Da ein Vereisen insbesondere an der Vorderseite der Ladebuchse auftreten kann, kann in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ein aufgenommenes Heizmodul einen aktiven Bereich einer ersten Länge und einen passiven Bereich einer zweiten Länge aufweisen. Im Aktiven Bereich generiert das Heizelement beim Betrieb, d.h. wenn an diesem eine Spannung (bevorzugt von einem Steuergerät des E-Fahrzeuges gesteuert und/oder geregelt) anliegt, Wärme, wohingegen das Heizelement im passiven Bereich im Betrieb keine Wärme erzeugt. Dies kann beispielsweise dadurch erzielt werden, dass das Heizelement im aktiven Bereich einen höheren elektrischen Widerstand hat als im passiven Bereich und somit im passiven Bereich eine Stromleitung ohne nennenswerten Wärmeverlust (dieser Wärmeverlust wird im aktiven Bereich zum Beheizen der Ladebuchse verwendet) erfolgt. Dies kann insbesondere dazu genutzt werden, einen der Vorderseite zugewandten Bereich der Ladebuchse zu beheizen, da an dieser Vorderseite eine Vereisung wahrscheinlicher ist als an der Rückseite, d.h. in einem dem Fahrzeug zugewandten oder in dieses hinein versetzten Bereich der Ladebuchse.
Dies kann den weiteren Vorteil haben, dass nur an jenen Stellen der Ladebuchse Wärme erzeugt werden muss, die von einer Vereisung betroffen sein können. Ein unnötiger Energieeintrag in Form von Wärme in Bereichen der Ladebuchse die ohnehin nicht von Vereisung betroffen sind kann somit vermieden werden. Dies spart vom Energiespeicher (z.B. von der Traktionsbatterie) des Elektro- oder Hybridfahrzeugs entnommene elektrische Energie.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Ladebuchse ist eine Mehrzahl von Heizmodulschächten im Kontaktkörper und/oder in der Buchsenwandung vorgesehen, wobei sich die Heizmodulschächte zur Rückseite hin öffnen. Die Heizmodulschächte sind bevorzugt symmetrisch, weiter bevorzugt spiegelsymmetrisch zu einer sich von oben nach unten (bezogen auf den Montagezustand der Ladebuchse) erstreckenden Achse. Ebenso können die Heizmodulschächte rotationssymmetrisch und äquidistant, d.h. gleichverteilt, entlang einer Umfangsrichtung angeordnet sein. Je nach Region, in welcher das Elektro- oder Hybridfahrzeuge verwendet werden soll, können nahezu beliebig viele Heizmodulschächte mit jeweils einem Heizmodul bestückbar oder bestückt sein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der wenigstens eine Heizmodulschacht zur Vorderseite einen den wenigstens einen Heizmodulschacht verschließenden Boden aufweisen.
Der Heizmodulschacht kann somit auf der Vorderseite geschlossen sein. An der Vorderseite, also am Boden des Heizmodulschachtes kann somit der sich in der Wand der Ladebuchse (des Kontaktträgers) erstreckende Hohlraum enden und zwei sich gegenüberliegende Wände des Heizmodulschachtes des Kontaktträgers sich zu einer Wand der Ladebuchse (des Kontaktträgers) vereinen.
Ein abgeschlossener Heizmodulschacht kann, da er im verbauten Zustand der Ladebuchse nicht von außerhalb des Elektro- oder Hybridfahrzeuge zugänglich ist, vor dem Eindringen von Fremdkörpern und/oder Wasser geschützt sein. Sollte in einem Heizmodulschacht kein Heizmodul eingesetzt sein, so kann dieses beispielsweise nachträglich durch entsprechend geschultes Servicepersonal in den entsprechenden, bis dahin nicht zugänglichen und somit frei von Verunreinigungen gehaltenen Heizmodulschacht eingesetzt werden.
Um eine gute Wärmeübertragung zwischen Heizmodul und Ladebuchse, d.h. zwischen Heizmodul und einer inneren Wandung des Heizmodulschachtes zu ermöglichen, kann in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Ladebuchse das Heizmodul spielfrei oder in einer Presspassung in den jeweiligen Heizmodulschacht aufgenommen sein. Bevorzugt ist das Heizmodul in den jeweiligen Heizmodulschacht eingepresst. Dies ermöglicht eine gute Wärmeübertragung vom Heizmodul zur Buchsenwandung oder zum Kontaktkörper.
Besonders bevorzugt ist das Heizmodul komplementär zum Heizmodulschacht ausgestaltet. Dies hat den Vorteil, dass eine Wärmeübertragung nicht durch Luftspalte verschlechtert wird. Im Idealfall schmiegt sich das Material des Heizmodul an das Material einer inneren Wand des Heizmodulschachtes, so das eine Wärmeübertragung durch Wärmeleitung erfolgen kann. Sobald jedoch ein Luftspalt auftritt, erfolgt die Wärmeübertragung nicht mehr ausschließlich durch Wärmeleitung, sondern auch durch Wärmestrahlung. Dieser Prozess leitet die vom Heizmodul generierte Wärme jedoch schlechter an die Ladebuchse weiter als Wärmeleitung (Ein Luftspalt wirkt vielmehr isolierend als übertragend; vgl. isolierende Doppelglasfenster).
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des oben genannten erfindungsgemäßen Bausatzes umfasst dieser gleiche oder unterschiedliche Heizmodule. So kann beispielsweise an einer Oberseite der Ladebuchse ein Heizmodul mit größerer Heizleistung in den entsprechenden Heizmodulschacht aufgenommen sein, als auf einer Unterseite der Ladebuchse. Dies berücksichtigt eine höhere Wahrscheinlichkeit des Vereisens an einer Oberseite der Ladebuchse und kann dieser entgegenwirken.
Das Heizmodul kann einen in einem Gehäuse aufgenommenen Heizwiderstand umfassen. Der Heizwiderstand kann in einem zweiteiligen Gehäuse oder in einem durch Umgießen hergestellten Gehäuse aufgenommen sein. Insbesondere kann der Heizwiderstand elektrische Anschlüsse aufweisen, wobei die elektrischen Anschlüsse bevorzugt zur Rückseite der Ladebuchse weisen, wenn das Heizmodul im jeweiligen Heizmodulschacht aufgenommen ist. Das wenigstens eine Heizmodul kann somit nur von der Rückseite aus zugänglich und elektrisch kontaktierbar sein. An der Rückseite kann die Ladebuchse eine Leiterplatte aufweisen, über welche das Heizelement bzw. die Heizelemente ansteuerbar und kontaktierbar sein können. Hierfür eignen sich beispielsweise umgebogene Abschnitte des Heizwiderstandes oder am Heizwiderstand angebrachte Kontaktierungsmittel wie Kontaktfedern oder Kontaktpillen.
Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Der Einfachheit halber werden für Elemente, die einander hinsichtlich Funktion und/oder Aufbau entsprechen, stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
Nach Maßgabe der obigen Ausführungsformen kann bei jeder der nachstehenden Ausführungsformen auf ein Merkmal verzichtet werden, wenn es auf dessen technischen Effekt bei einer bestimmten Anwendung nicht ankommt. Ferner können nach Maßgabe der obigen Ausführungen Merkmale, auf deren technischen Effekt es bei einer bestimmten Anwendung ankommt, hinzugefügt werden.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Ladebuchse in perspektivischer Vorderansicht;
2 eine schematische Explosionsdarstellung der erfindungsgemäßen Ladebuchse in perspektivischer Hinteransicht
3 eine Schnittdarstellung entlang der in 1 gezeigten Ebene A-A;
4 eine perspektivische Schnittdarstellung entlang der in 1 gezeigten Ebene B-B;
5 eine vergrößerte Schnittdarstellung entlang der in 1 gezeigten Ebene C-C; und
6 eine Explosionsdarstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Heizmoduls.

In 1 und 2 ist eine Ladebuchse 1 in einer perspektivischen Darstellung aus unterschiedlichen Richtungen gezeigt. Die Ladebuchse 1 ist als kombinierte Ladebuchse 3 ausgestaltet, d.h. diese weist eine AC-Ladebuchse 5 und eine DC-Ladebuchse 7 auf.
Die Ladebuchse 1 dient in einem Elektro- oder Hybridfahrzeug 9 zur Verbindung mit einem Ladestecker 11. Dies ist beispielsweise an einer öffentlich zugänglichen Ladestation 13 oder an einer privaten Wallbox 15 in Privathaushalten möglich.
Die gezeigte Ausgestaltung der Ladebuchse 1 weist fünf Heizmodulschächte 17 auf, die in 2 besser erkennbar sind. Jeder Heizmodulschacht 17 ist dazu ausgestaltet, ein Heizmodul 19 aufzunehmen. In 1 sind die Heizmodule 19 in einem jeweiligen Heizmodulschacht 17 aufgenommen, wohingegen die Heizmodule 19 in 2 aus dem jeweiligen Heizmodulschacht 17 entnommen dargestellt sind. Ferner ist in 1 noch eine Leiterplatte 20 gezeigt, über welche die Heizmodule 19 mit elektrischem Strom versorgt werden können. In 2 ist diese Leiterplatte 20 nicht gezeigt.
Die folgenden Ausführungen beziehen sich sowohl auf die 1, als auch auf die 2.
Die Ladebuchse 1 weist eine Vorderseite 21 zum Einstecken des Ladesteckers 11 und eine von der Vorderseite 21 abgewandte Rückseite 23 auf.
In der gezeigten Ausgestaltung der Ladebuchse 1 erstrecken sich die Heizmodulschächte 17 von der Rückseite 23 zur Vorderseite 21 der Ladebuchse 1.
Wie in 2 erkennbar ist, öffnen sich die Heizmodulschächte 17 zur Rückseite 23 hin.
Die gezeigte Ladebuchse 1 erfüllt die Anforderungen hinsichtlich der Geometrie und Anschlussbelegung, die an ein Elektro- oder Hybridfahrzeug 9 gestellt werden. So ist beispielsweise eine abgeflachte Form 25 eines Kontaktkörpers 27 (um ein fehlerhaftes Einstecken eines Ladesteckers 11 zu verhindern), dessen Orientierung sowie Positionierung bezüglich der DC Ladebuchse 7 festgelegt.
Der Kontaktkörper 27 weist Kontaktaufnahmen 29 auf, in welche im montierten Zustand der Ladebuchse 1 (dieser Zustand ist nicht gezeigt) elektrische Kontakte (nicht gezeigt) zur Kontaktierung von Gegenkontakten (auch nicht gezeigt) des Ladesteckers 11 aufgenommen sind. Die AC-Ladebuchse 5 weist sieben, die DC-Ladebuchse 7 zwei solcher Kontaktaufnahmen 29 auf. Der Übersichtlichkeit halber sind nicht alle Kontaktaufnahmen 29 mit einem Bezugszeichen versehen.
Die Ladebuchse 1 weist eine Buchsenwandung 31 auf, die unter Ausbildung eines Ringspaltes 33 sowohl den Kontaktkörper 27 der AC-Ladebuchse 5, als auch den Kontaktkörper 27 der DC-Ladebuchse 7 umschließt. Die um die beiden Kontaktkörper 27 ausgebildeten Ringspalte 33 gehen zwischen der AC-Ladebuchse 5 und der DC-Ladebuchse 7 ineinander über.
Die gezeigte Ausgestaltung der Ladebuchse 1 weist in der Buchsenwandung 31 vier Verdickungen 35 auf. In anderen Ausgestaltungen können beliebig viele Verdickungen 35 vorgesehen sein. Ebenso kann die Ladebuchse 1 nur als AC-Ladebuchse 5 ausgestaltet sein. In diesem Fall umschließt die Buchsenwandung 31 die AC-Ladebuchse 5 vollständig und es ist keine DC-Ladebuchse 7 vorhanden. In diesem Fall kann sich die Buchsenwandung 31 im unteren Bereich 37 der AC-Ladebuchse 5 in einem bevorzugt kreisförmigen Bogen um den Kontaktkörper 27 herum erstrecken.
Mit Bezug zu 1 und 2 ist gezeigt, dass sich in der in den Figuren gezeigten Ausgestaltung der Ladebuchse 1 ein Heizmodulschacht 17 im Kontaktkörper 27 der AC-Ladebuchse 5 befindet und sich vier Heizmodulschächte 17 von der Rückseite 23 zur Vorderseite 21 hin in den Verdickungen 35 der Buchsenwandung 31 der AC-Ladebuchse 5 erstrecken. In anderen (nicht gezeigten) Ausgestaltungen der Ladebuchse 1 können beliebig viele Heizmodulschächte 17 in beliebiger Anordnung an der AC-Ladebuchse 5, als auch an der DC-Ladebuchse 7 vorgesehen sein. Die gezeigte Anzahl und Positionierung ist rein beispielhaft.
Ebenso können in die Heizmodulschächte 17 die entsprechenden Heizmodule 19 in beliebiger Kombination aufgenommen sein, bzw. können die Heizmodule 19 auch weggelassen werden. Mit anderen Worten können so viele Heizmodule 19 in der Ladebuchse 1 (jeweils bevorzugt ein Heizmodul 19 in den entsprechenden Heizmodulschacht 17) aufgenommen sein, wie die Ladebuchse 1 Heizmodulschächte 17 aufweist.
Andererseits können jedoch einige Heizmodulschächte 17 freigelassen werden, d.h. kein Heizmodul 19 in diesen Heizmodulschächten 17 aufgenommen sein. Insbesondere in wärmeren Regionen, in denen das Elektro- oder Hybridfahrzeuge 9 verwendet werden soll, kann in der Ladebuchse 1 überhaupt kein Heizmodul 19 aufgenommen sein. In diesem Fall sind die Heizmodulschächte 17 leer.
Allerdings kann für jeden Verwendungszweck die gleiche Ladebuchse 1 verwendet werden, die dann angepasst an die Region, in welcher das Elektro- oder Hybridfahrzeuge 9 verwendet werden soll, mit der entsprechenden Anzahl von Heizmodulen 19 bestückt werden kann. Somit ist eine Heizleistung, mit welcher die Ladebuchse 1 ein Vereisen verhindert, variabel einstellbar. Die Ladebuchse 1 ist somit variabel und vielseitig einsetzbar und spart Herstellungskosten.
In der gezeigten Ausgestaltung ist ein Heizmodulschacht 17 im Kontaktkörper 27 zwischen zwei Kontaktaufnahmen 29 angeordnet. Ferner erstrecken sich in der gezeigten Ausgestaltung vier Heizmodulschächte 17 von der Rückseite 23 zur Vorderseite 21 in den Verdickungen 35, das heißt in der Buchsenwandung 31. Alle Heizmodulschächte 17 öffnen sich zur Rückseite 23., sodass von der Rückseite 23 jeweils ein Heizmodul 19, bevorzugt spielfrei oder in einer Presspassung 19a in einen Heizmodulschacht 17 eingesteckt werden kann.
Die Heizmodulschächte 17 erstrecken sich über eine Schachttiefe 39 (siehe auch 3 - 5) zwischen Rückseite 23 und Vorderseite 21 der Ladebuchse 1. Diese Schachttiefe 39 ist bevorzugt größer als die Hälfte einer Tiefe 41 zwischen Rückseite 23 und Vorderseite 21. In 2 ist die Schachttiefe 39 angedeutet.
In der Buchsenwandung 31 sind die Heizmodulschächte 17 symmetrisch (spiegelsymmetrisch) angeordnet. In anderen (nicht gezeigten) Ausgestaltungen können die Heizmodulschächte 17 äquidistant auf bzw. in der Buchsenwandung 31 angeordnet sein.
Die Heizmodulschächte 17 sind zur Vorderseite 21 durch einen Boden 43 verschlossen. Bis zu diesem Boden 43 kann ein Heizmodul 19 aufgenommen sein. Bevorzugt wird das wenigstens eine Heizmodul 19 spielfrei oder in einer Presspassung 19a in den jeweiligen Heizmodulschacht 17 aufgenommen. Dies ist beispielsweise in den Schnittdarstellungen der 3, 4 und 5 erkennbar. Aus den Schnittdarstellungen geht auch hervor, dass das Heizmodul 19 komplementär zum Heizmodulschacht 17 ausgestaltet ist. Dies verbessert eine Wärmeübertragung vom Heizmodul 19 auf die Ladebuchse 1.
In den 3-5 sind verschiedene Schnittansichten entlang der in 1 eingezeichneten Ebenen A-A, B-B und C-C gezeigt.
3 und 5 zeigen das Heizmodul 19, welches im Kontaktkörper 27 aufgenommen ist. Das Heizmodul 19, welches in 6 in einer Explosionszeichnung dargestellt ist, besteht aus zwei Heizmodulhälften 19b, die über eine beliebige Anzahl von Verbindungselementen 19c (beispielsweise Stifte) miteinander verbunden sind und einen Heizdraht 19d einschließen. Lediglich an einer Kontaktseite 45 ist der Heizdraht 19d zugänglich.
Das Heizmodul 19 ist in den Heizmodulschacht 17 über eine Presspassung 19a eingesetzt wobei es sich fast über die komplette Schachttiefe 39 erstreckt. Zu erkennen ist auch der Boden 43, welcher den Heizmodulschacht 17 an der Vorderseite 21 abschließt, sodass der Heizmodulschacht 17 lediglich von der Rückseite 23 zugänglich ist.
In der Explosionszeichnung der 6 ist ferner gezeigt, dass die Verbindungselemente 19c in entsprechende Gegenverbindungselemente 19f eingepasst werden können. Ferner ist gezeigt, dass der Heizdraht 19d eine Umbiegung 47 an der Kontaktseite 45 des Heizmoduls 19 aufweist. Dies sichert zum einen die Position des Heizdrahtes 19d zwischen den beiden Heizmodulhälften 19b und zum anderen wird ein ausreichend großer Kontaktbereich zur Kontaktierung der Leiterplatte 20 bereitgestellt. Diese Kontaktierung mit der Leiterplatte 20 ist in 5 schematisch dargestellt.
In 4 sind zwei der vier Heizmodule 19 in geschnittener Ansicht gezeigt. Diese sind in den Verdickungen 35 der Buchsenwandung 31 in einer Presspassung 19a aufgenommen. Der Heizmodulschacht 17 ist jeweils durch den Boden 43 begrenzt, sodass die Heizmodulschächte 17 nur von der Rückseite 23 zugänglich sind. An dieser Rückseite sind auch die Heizdrähte 19d der gezeigten Heizmodul 19 umgebogen, d.h. mit einer Umbiegung 47 versehen, um die Leiterplatte 20 (nicht gezeigt, siehe 5) elektrisch zu kontaktieren.
Bezugszeichen

1: Ladebuchse
3: kombinierte Ladebuchse
5: AC-Ladebuchse
7: DC-Ladebuchse
9: Elektro- oder Hybridfahrzeug
11: Ladestecker
13: öffentliche Ladestation
15: private Wall box
17: Heizmodulschacht
19: Heizmodul
19a: Presspassung
19b: Heizmodulhälfte
19c: Verbindungselement
19d: Heizdraht
20: Leiterplatte
21: Vorderseite
23: Rückseite
25: abgeflachte Form
27: Kontaktkörper
29: Kontaktaufnahme
31: Buchsenwandung
33: Ringspalt
35: Verdickung
37: unterer Bereich
39: Schachttiefe
41: Tiefe zwischen Rückseite und Vorderseite
43: Boden
45: Kontaktseite
47: Umbiegung des Heizdrahtes
A-A: Ebene
B-B: Ebene
C-C: Ebene

Claims

Ladebuchse (1) eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges (9) zur Verbindung mit einem Ladestecker (11), wobei die Ladebuchse (1) wenigstens einen Heizmodulschacht (17) aufweist, der ausgestaltet ist, ein Heizmodul (19) aufzunehmen.
Ladebuchse (1) nach Anspruch 1, wobei die Ladebuchse (1) eine Vorderseite (21) zum Einstecken des Ladesteckers (11) und eine von der Vorderseite (21) abgewandte Rückseite (23) aufweist, wobei sich der wenigstens eine Heizmodulschacht (17) von der Rückseite (23) zur Vorderseite (21) der Ladebuchse (1) erstreckt.
Ladebuchse (1) nach Anspruch 2, wobei sich der wenigstens eine Heizmodulschacht (17) zur Rückseite (23) hin öffnet.
Ladebuchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Ladebuchse (1) Kontaktaufnahmen (29) aufweist, die ausgestaltet sind, elektrische Kontakte zur Kontaktierung von Gegenkontakten eines Ladesteckers (11) aufzunehmen, und wobei sich der wenigstens eine Heizmodulschacht (17) zwischen wenigstens zwei Kontaktaufnahmen (29) erstreckt.
Ladebuchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ladebuchse (1) eine Buchsenwandung (31) aufweist, die unter Ausbildung eines Ringspaltes (33) einen Kontaktelemente aufnehmenden Kontaktkörper (27) umschließt, wobei sich der wenigstens eine Heizmodulschacht (17) in die Buchsenwandung (31) erstreckt.
Ladebuchse (1) nach Anspruch 5, wobei die Buchsenwandung (31) wenigstens eine Verdickung (35) aufweist, in der ein Heizmodulschacht (17) angeordnet ist.
Ladebuchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ladebuchse (1) mit einer AC-Ladebuchse (5) und einer DC-Ladebuchse (7) ausgestaltet ist, und wobei der wenigstens eine Heizmodulschacht (17) an der AC-Ladebuchse (5) angeordnet ist.
Ladebuchse (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei sich der wenigstens eine Heizmodulschacht (17) über wenigstens die Hälfte der Tiefe (41) zwischen Rückseite und Vorderseite der Ladebuchse (1) erstreckt.
Ladebuchse (1) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei eine Mehrzahl von Heizmodulschächten (17) im Kontaktkörper (27) und/oder in der Buchsenwandung (31) vorgesehen ist, wobei sich die Heizmodulschächte (17) zur Rückseite (23) hin öffnen.
Ladebuchse (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei der wenigstens eine Heizmodulschacht (17) zur Vorderseite (21) einen den wenigstens einen Heizmodulschacht (17) verschließenden Boden (43) aufweist.
Ladebuchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Heizmodul (19) spielfrei oder in einer Presspassung (19a) in den jeweiligen Heizmodulschacht (17) aufgenommen ist.
Ladebuchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Heizmodul (19) komplementär zum Heizmodulschacht (17) ausgestaltet ist.
Verwendung eines Heizmoduls (19) in einer Ladebuchse (1) eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges (9), wobei die Ladebuchse (1) wenigstens einen Heizmodulschacht (17) aufweist, der ausgestaltet ist, das Heizmodul (19) aufzunehmen.
Bausatz zur Bereitstellung einer beheizbaren Ladebuchse (1) eines Elektro- oder Hybridfahrzeuges (9), umfassend eine Ladebuchse (1), die eine Vielzahl von N Heizmodulschächten (17) aufweist, die mit 1 bis N Heizmodulen (19) beliebig bestückt ist.
Elektro- oder Hybridfahrzeug (9) mit einer Ladebuchse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12.