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Die Erfindung betrifft ein mit einem elektromagnetischem Transportsicherungssystem ausgestattetes Elektrofahrzeug (BEV) und ein Verfahren zur Ladungssicherung in dem Elektrofahrzeug.
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Es sind Schienensysteme und Befestigungsösen für Kraftfahrzeuge am Markt erhältlich, mit denen sich im Kofferraum befindliche Gegenstände gesichert werden können. Da die Transportsicherung mittels Gurten oder anderer mechanischer System ausgeführt ist, ist die Sicherung der Ladung aufwändig und auch nicht durch jeden Nutzer sicher zu bedienen. Auch kann es vorkommen, dass die Sicherung der Ladung vergessen wird.
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Aus der
DE 10 2007 018 908 A1 ist ein Verfahren zum Sichern von Ladegut und/oder einem Ladegutträger auf einem Boden des Frachtraumes eines Nutzfahrzeuges bekannt, bei dem das Ladegut und/oder der Ladegutträger in dem Frachtraum durch magnetische Kraft gehalten wird. Der Frachtraumboden ist mit einem Raster elektromagnetischer Magnetquellen versehen, die auf Knopfdruck zur Ladungssicherung aktivierbar sind.
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Die
DE 10 2007 061 769 A1 betrifft eine Ladefläche eines Personenkraftwagens mit einer Bodenfläche mit darüber angeordnetem Laderaum; einer ersten Schienenanordnung mit wenigstens einer ersten Schiene mit einer dem Laderaum zugewandten Oberfläche, die ein Rutschen von Ladegut begünstigt und einer zweiten Schienenanordnung mit wenigstens einer zweiten Schiene mit einer dem Laderaum zugewandten Oberfläche, die ein Rutschen von Ladegut behindert; wobei eine der Schienenanordnungen zwischen einer abgesenkten Stellung, in der die dem Laderaum zugewandten Oberflächen ihrer Schienen unterhalb der dem Laderaum zugewandten Oberflächen der Schienen der anderen Schienenanordnung angeordnet sind, und einer angehobenen Stellung verstellbar ist, in der die dem Laderaum zugewandten Oberflächen der Schienen der Schienenanordnung oberhalb der dem Laderaum zugewandten Oberflächen der Schienen der anderen Schienenanordnung angeordnet sind. Die Schienenanordnung ist elektromagnetisch höhenverstellbar.
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Die
DE 20 2017 103 371 U1 offenbart eine Frachthalterung für eine Pickup-Ladefläche, umfassend: einen ersten Permanentmagneten, der ein erstes Magnetfeld erzeugt, das auf Objekte, die auf der Ladefläche angeordnet sind, aufgebracht wird; und einen zweiten Permanentmagneten, der ein zweites Magnetfeld erzeugt, wobei der zweite Permanentmagnet an der Ladefläche befestigt ist, um sich in Bezug auf den ersten Permanentmagneten zu bewegen, wobei der zweite Permanentmagnet bewegt wird, um eine Stärke der Magnetkraft, die auf Objekte auf der Ladefläche aufgebracht wird, zu verändern.
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Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, Vorrichtungen und Verfahren zur Ladungssicherung in einem Elektrofahrzeug zur Verfügung zu stellen, die eine einfach bedienbare und zuverlässige Sicherung der Ladung ermöglichen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Abbildungen.
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Gegenstand der Erfindung ist ein Batterieelektrisches Kraftfahrzeug, d. h., ein Elektrofahrzeug mit einer HV-Batterie als Energiespeicher (BEV - Battery Electric Vehicle) mit einem Kofferraum oder Laderaum, in dessen Boden ein mindestens eine Schiene umfassendes Schienensystem integriert ist, wobei die mindestens eine Schiene des Schienensystems mindestens einen Metalleinleger aufweist, unter dem ein Elektromagnet angeordnet ist, welcher an eine von einer HV-Batterie des BEV gespeiste Wechselspannungsquelle angeschlossen ist und mit einem Steuergerät zur Regelung des durch den Elektromagneten fließenden Stroms verbunden ist.
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Das BEV weist mindestens einen Kofferraum oder Laderaum auf, in dessen Boden das Schienensystem integriert ist. In einer Ausführungsform befindet sich der Kofferraum oder Laderaum im Inneren des Fahrzeugs, beispielsweise im Heck oder unter einer Fronthaube. Bei einem Pick-up befindet sich der Kofferraum nicht im Innenraum des Fahrzeugs, sondern im Außenbereich.
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Das mindestens eine Schiene umfassende Schienensystem ermöglicht eine bessere Fixierung von Gegenständen auf einer großen Fläche als eine punktuelle Anbindung. Da in Fahrzeugkofferräumen heute schon verbreitet konventionelle Schienensysteme eingesetzt werden, ist eine Adaption auf vorhandene Kofferräume möglich, was die Kombination von vorhandenen mechanischen Fixierungssystemen mit dem elektromagnetischen Fixierungssystem der vorliegenden Anmeldung möglich macht.
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In einer Ausführungsform besteht die mindestens eine Schiene aus Aluminium. In einer anderen Ausführungsform besteht die mindestens eine Schiene aus Kunststoff.
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In einer Ausführungsform verläuft die mindestens eine Schiene in Längsrichtung des Elektrofahrzeugs. In einer anderen Ausführungsform verläuft die mindestens eine Schiene in Querrichtung des Elektrofahrzeugs.
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In einer Ausführungsform umfasst das Schienensystem mehrere parallel verlaufende Schienen, beispielsweis zwei, drei oder vier Schienen. In einer speziellen Ausführungsform umfasst das Schienensystem zwei parallel verlaufende Schienen.
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In einer Ausführungsform weist jede Schiene des Schienensystems im Bereich beider Enden je einen Metalleinleger auf. Ein Metalleinleger mit Elektromagnet befindet sich jeweils mindestens im vorderen und hinteren Bereich des Schienensystems, es können auch zusätzliche Metalleinleger mit Elektromagnet über die Länge jeder Schiene verteilt sein. In einer anderen Ausführungsform weist jede Schiene des Schienensystems einen Metalleinleger auf, der sich über die gesamte Länge der Schiene erstreckt.
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In einer anderen Ausführungsform kann das elektromagnetische Sicherungssystem auch flächig ausgeführt sein (speziell bei kleineren Flächen wie zum Beispiel einer Ablagefläche in den Türen oder der Mittelkonsole).
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In einer Ausführungsform bestehen die Metalleinleger aus ferromagnetischem Metall. In einer Ausführungsform bestehen die Metalleinleger aus einem weichmagnetischem Werkstoff (gemäß DIN EN 60404-1:2017). In einer speziellen Ausführungsform bestehen die Metalleinleger aus Eisen. In einer anderen speziellen Ausführungsform bestehen die Metalleinleger aus weichmagnetischem Stahl.
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Jeder Elektromagnet des Schienensystems ist mit einem Steuergerät zur Regelung des durch den Elektromagneten fließenden Stroms verbunden. In einer Ausführungsform ist das Steuergerät dafür eingerichtet, Daten von Fahrzeugsensoren zu empfangen, auszuwerten und bei der Regelung des Stromflusses zu berücksichtigen. Beispiele sind Daten von GPS/Navigation, ABS, ESP, oder von Sensoren für Längs-und/oder Querbeschleunigung.
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In einer Ausführungsform umfasst das BEV eine Statusanzeige zur Anzeige des Status der Transportsicherung (aktiv oder inaktiv), d. h. der Elektromagneten des Schienensystems, und/oder des Status der HV-Batterie, z. B. des Ladezustands (SoC). In einer Ausführungsform ist die Statusanzeige auf einer Benutzeroberfläche des BEV installiert. In einer anderen Ausführungsform erfolgt die Statusanzeige auf einem Mobilgerät des Fahrzeugnutzers, z. B. einem Smartphone, durch eine auf dem Mobilgerät installierte Software-Applikation („App“).
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Die Stromversorgung der Elektromagneten erfolgt durch die HV Batterie des Kraftfahrzeugs (BEV). In einer Ausführungsform wird der Fahrzeugnutzer über die Statusanzeige oder eine App informiert, wenn der Ladezustand der HV-Batterie einen voreingestellten Wert unterschreitet und die Transportsicherung durch die Elektromagneten nicht mehr sichergestellt werden kann oder die Magnetkraft reduziert werden muss (um noch eine eingeschränkte Transportsicherung sicherzustellen).
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In einer Ausführungsform umfasst das BEV mindestens einen Betätigungsschalter zur Aktivierung oder Deaktivierung der Transportsicherung, d. h. der Elektromagneten des Schienensystems. In einer Ausführungsform ist der Betätigungsschalter ein Tastschalter, z. B. ein Betätigungstaster im Fahrzeugschlüssel. In einer anderen Ausführungsform umfasst das BEV eine Applikation („App“) zur Aktivierung oder Deaktivierung der Transportsicherung, die auf einer Benutzeroberfläche des BEV oder auf einem Mobilgerät des Fahrzeugnutzers, z. B. einem Smartphone, installiert ist. Wenn keine Transportsicherung mehr benötigt wird, können die Elektromagneten mittels Betätigungstaster oder App ausgeschaltet werden. Ebenso kann eingestellt werden, ob die Transportsicherung (d. h. die Elektromagneten) automatisch ausgeschaltet werden soll, wenn das Fahrzeug nicht bewegt wird.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur elektromagnetischen Transportsicherung eines (magnetisierbaren) metallischen Gegenstands in einem Kofferraum oder Laderaum eines erfindungsgemäßen BEV. Bei dem Verfahren wird der zu sichernde Gegenstand auf dem Schienensystem platziert und die Elektromagneten des Schienensystems werden aktiviert, beispielsweise durch einen Betätigungstaster oder eine App, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das den zu sichernden Gegenstand gegen Verrutschen fixiert. Durch das vom Schienensystem erzeugte Magnetfeld entsteht eine starke Anziehung auf die zu sichernden Gegenstände, so dass sie sich nicht vom Schienensystem des Fahrzeugs lösen lassen. Hierbei reicht es aus, wenn sich die zu sichernden Gegenstände (ohne eine festgelegte Position) über dem Schienensystem (im Magnetfeld) befinden. In einer Ausführungsform des Verfahrens wird über ein „schwaches“ Magnetfeld die Ladung nur gegen Verrutschen gesichert.
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Die zu sichernden metallischen Gegenstände können zum Beispiel ein Fahrrad, ein Rollstuhl oder ein Kinderwagen sein. Außerdem besteht die Möglichkeit, eine spezielle Transportbox aus Metall für den Transport von Gegenständen zu verwenden. In einer Ausführungsform umfasst das BEV als Zubehör einen metallischen Befestigungsbügel, der elektromagnetisch auf dem Schienensystem fixierbar ist und mit dem sich ebenfalls Gegenstände sichern lassen, zum Beispiel Einkaufskörbe aus Kunststoff oder Getränkekisten.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens werden Sensordaten des Fahrzeugs genutzt, um die Stärke des Magnetfelds entsprechend einer aktuellen Fahrsituation zu steuern. Zum Beispiel kann die Feldstärke erhöht werden, wenn Navigationsdaten eine bevorstehende Kurve anzeigen, was eine erhöhte Gefahr des Verrutschens bedeutet, oder wenn die Gefahr eines Unfalls oder Überschlags erkannt wird und ein stärkeres Magnetfeld benötigt wird, um das Eindringen von Gegenständen in den Passagierraum (z. B. bei einem Kombi oder SUV) zu verhindern. Zeigen die Sensordaten nur geringe Längs- oder Querbeschleunigungen, kann die Magnetfeldstärke entsprechend reduziert und damit der Stromverbrauch verringert werden.
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Zu den Vorteilen der erfindungsgemäßen Lösung zählt, dass sich durch eine Transportsicherung mit integrierten Elektromagneten im Innenraum eine unkomplizierte Transportsicherung realisieren lässt, die keine Vorkenntnisse bezüglich gesetzlich korrekter Ladungssicherung erfordert. Durch die Regelung der Stärke des Magnetfelds entsprechend einer aktuellen Fahrsituation lässt sich zudem ein stromsparender Betrieb des Systems realisieren.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den beigefügten Zeichnungen exemplarisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter beschrieben. Es zeigt:
- 1 einen Kofferraum oder Laderaum einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen BEV mit einem System zur elektromagnetischen Transportsicherung;
- 2 Ausschnitt des Bodens des Kofferraums bzw. Laderaums aus 1 im Querschnitt;
- 3 ein Schaltschema eines Elektromagneten des Systems zur elektromagnetischen Transportsicherung.
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1 zeigt schematisch einen Kofferraum oder Laderaum 1 einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen BEV mit einem System zur elektromagnetischen Transportsicherung. Im Boden 2 des Kofferraums bzw. Laderaums befindet sich ein zwei in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende parallele Schienen umfassendes Schienensystem 3. In der Nähe der Enden jeder Schiene sind Metalleinleger 4 integriert. Ein Sicherungsbügel 5 kann elektromagnetisch an dem Schienensystem 3 fixiert werden. In einer nicht dargestellten Ausführung ist der Befestigungsbügel 5 nicht bogenförmig, sondern gewinkelt geformt, z. B. rechtwinklig.
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2 zeigt schematisch einen Ausschnitt des Bodens 2 des Kofferraums bzw. Laderaums aus 1 im Querschnitt. Dargestellt ist eine der Schienen des Schienensystems 3 mit eingebettetem Metalleinleger 4 und einem darunter angeordneten Elektromagneten 6, der über eine Wechselspannungs-Stromversorgung 7 an die HV-Batterie 11 des BEV angeschlossen ist.
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3 zeigt ein Schaltschema eines Elektromagneten 6 des Schienensystems 3. Ein Aktivierungstaster 8 dient zur Aktivierung oder Deaktivierung der Transportsicherung. Ein Steuergerät 9 regelt den Stromfluss von der HV-Batterie 11 zum Elektromagneten 6. Hierbei wertet das Steuergerät 9 Daten von Fahrzeugsensoren 12 aus, z. B. von GPS/Navigation, ABS, ESP, Sensoren für Längs- und/oder Querbeschleunigung. Eine Statusanzeige 10 dient zur Anzeige des Status der Transportsicherung und/oder des Batteriestatus.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kofferraum (Laderaum)
- 2
- Kofferraumboden (Laderaumboden)
- 3
- Schienensystem
- 4
- Metalleinleger
- 5
- Sicherungsbügel
- 6
- Elektromagnet
- 7
- Wechselstromversorgung des Elektromagnet en
- 8
- Aktivierungstaster
- 9
- Steuergerät
- 10
- Statusanzeige
- 11
- Fahrzeugbatterie (HV-Batterie)
- 12
- Fahrzeugsensoren
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007018908 A1 [0003]
- DE 102007061769 A1 [0004]
- DE 202017103371 U1 [0005]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN EN 60404-1:2017 [0016]
