EP4419416A1 - Anordnung zum herstellen einer elektrischen verbindung eines energiespeichers - Google Patents

Anordnung zum herstellen einer elektrischen verbindung eines energiespeichers

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EP4419416A1
EP4419416A1 EP22802607.6A EP22802607A EP4419416A1 EP 4419416 A1 EP4419416 A1 EP 4419416A1 EP 22802607 A EP22802607 A EP 22802607A EP 4419416 A1 EP4419416 A1 EP 4419416A1
Authority
EP
European Patent Office
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connection
connector
plug
coupling unit
connection module
Prior art date
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Pending
Application number
EP22802607.6A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Finn Neumann
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ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
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    • B60L2200/12—Bikes
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    • H01R33/90—Coupling devices specially adapted for supporting apparatus and having one part acting as a holder providing support and electrical connection via a counterpart which is structurally associated with the apparatus, e.g. lamp holders; Separate parts thereof adapted for co-operation with two or more dissimilar counterparts
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    • H01R33/00—Coupling devices specially adapted for supporting apparatus and having one part acting as a holder providing support and electrical connection via a counterpart which is structurally associated with the apparatus, e.g. lamp holders; Separate parts thereof
    • H01R33/94—Holders formed as intermediate parts for linking a counter-part to a coupling part

Definitions

  • the present invention relates to an arrangement for establishing an electrical connection between an energy store and electrical components of a two-wheeler.
  • An energy supply unit is an energy store, such as a rechargeable battery or an accumulator, which is used in connection with electric two-wheelers such as bicycles or pedelecs. It serves to supply one or more electric motors of the two-wheeler or other electrical components.
  • the central units integrated in the locking devices include a permanently specified interface between the removable energy store and the components of the bicycle.
  • the invention relates to an arrangement for establishing an electrical connection between an energy store and electrical components of a two-wheeler, with a coupling unit to which the energy store is detachably attached, and with a connection module for electrically connecting components of the two-wheeler, characterized in that the connection module is detachably connected to the coupling unit, the connection module has a connector interface to an electrical connector of the energy store, the connection module has at least one connection interface in order to couple connection connectors of components of the two-wheeler to the connection module and to supply the components of the two-wheeler with energy from the energy store take care of.
  • the present invention relates to an electric two-wheeler with an arrangement as described above.
  • the arrangement according to the invention has the advantage that the coupling unit, with which the energy store is coupled to the two-wheeler, and the connection module are detachably connected and the connection module can be separated from the coupling unit.
  • the coupling units can therefore be produced in large numbers and are correspondingly inexpensive.
  • Customized connection modules can be used to respond to the specific requirements of individual two-wheelers.
  • the holding function provided by the coupling unit for the energy store and the function of the electrical connection between the energy store and the electrical components of the two-wheeler are realized in two separate components.
  • connection module forms a transformation unit in which various connection connectors from individual components of the two-wheeler are adjusted and adapted to the connector of the energy storage device.
  • connection module By separating the connection module from the coupling unit, batteries and energy stores with different electrical connectors can be used in an electric two-wheeler without having to replace the entire coupling unit. Only the connection module can be replaced by other connection modules with a suitable plug connection and adapted plug interface.
  • connection module By choosing a suitable connection module, the coupling unit can be individually adapted to different electric two-wheelers. Since the coupling unit does not have to be changed, it can be produced in larger quantities and more cheaply.
  • the coupling unit In addition to holding means, the coupling unit generally also includes components for fixing the energy store to the vehicle frame.
  • the coupling unit provides a lever or lever mechanism with which the energy store can be fixed to the coupling unit.
  • the coupling unit is connected to the frame of the electric vehicle, with corresponding receptacles and recesses often being provided in the vehicle frame.
  • connection module is integrated in the coupling unit, resulting in a compact component.
  • connection module can be coupled or flanged to the coupling unit, with the integrated version being preferred since the available space is used in the best possible way.
  • connection module is designed in the form of a plate (module plate).
  • the plate can be used in a corresponding recess of the coupling unit.
  • the recess can be provided, for example, on a front surface of the coupling unit that faces away from the end face of the energy store.
  • the contour of the plate is preferably designed in such a way that it can be inserted with a precise fit into the recess of the coupling unit.
  • the recess in the coupling unit and the connection module designed as a plate are preferably matched to one another in such a way that the upper side of the plate is flush with the coupling unit.
  • the coupling unit can be clamped into the recess so that a form or press fit takes place.
  • the connection module is screwed into the recess of the coupling unit in order to ensure a secure fit and permanent hold.
  • the connector and the terminal connection of the terminal module are arranged on opposite sides of the panel.
  • the plug connection is arranged on the side of the plate which is directed towards the docking unit.
  • the terminal connection is provided on the side of the panel facing away from the docking unit.
  • the plug interface preferably includes a plug that corresponds to and can be coupled to the plug connector of the energy store, so that an electrical connection to the energy store can be established.
  • the connector interface can be designed as a corresponding socket.
  • the coupling unit preferably has a guide channel into which the plug interface or the plug of the connection module extends at least partially.
  • the guide channel establishes a guided connection between the plug and the electrical plug connector of the energy store. This ensures that the connector can make contact with the connector of the connection module reliably and without mechanical resistance. This is particularly important because the energy store is moved to the coupling unit when the energy store is fixed in the electric two-wheeler. In this way, the plug connector of the energy store is securely fed to the plug connector of the connection module without tilting.
  • connection module has a connection plug that corresponds to the connection connector of the component.
  • the connector plug is formed with a collar for receiving and holding the connector connector of the component.
  • the collar allows the connection connector to be guided so that the two components can be easily connected while at the same time ensuring a secure and reliable hold.
  • the collar preferably has a latching connection to the connection connector of the component, so that an unintentional loosening of the electrical connection is ruled out.
  • connection plug preferably has a pin which corresponds to a socket of the connection connector.
  • the pin is receivable in the receptacle of the mating connector, ensuring reliable electrical contact is made. Both the pin and the collar of the connector plug ensure good guidance and good contact.
  • an individual shape for these elements can serve to prevent the connection connectors and connection plugs from being mixed up.
  • connection module preferably has a large number of connection plugs. This makes it possible for a connector plug to be available for each connection connector of a component and for a clear connection to be established, for example by suitably selecting specially configured connection modules.
  • Electric two-wheelers or electric two-wheelers include electric bicycles, bicycles with an auxiliary electric drive or pedelecs, as well as electric scooters, electrically operated kick scooters, electric motorcycles and the like.
  • Energy stores are, for example, rechargeable batteries or accumulators. They are used, for example, to supply one or more electric motors of the two-wheeler, which are part of an electric motor-assisted drive, and other components such as operating elements (human-machine interface, HMI), ABS unit, navigation system, light or externally connected devices such as mobile phones.
  • operating elements human-machine interface, HMI
  • ABS unit navigation system
  • light or externally connected devices such as mobile phones.
  • 1 shows a holding device with two possible energy stores
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a coupling unit
  • FIG. 4 shows a further view of the coupling unit from FIG. 3.
  • FIG. 1 shows a holding device 10 with a coupling unit 12 and two energy stores 14 of different lengths, both of which can be coupled to the holding device 10 and can be held in it.
  • the holding device 10 comprises a holding rail 16 with guide elements 18 which engage in a groove 20 in order to fasten the energy store 14 embodied as a battery to the holding rail 16 .
  • the electrical energy stores 14 can be rechargeable batteries or accumulators.
  • the coupling unit 12 includes a locking lever which can be moved therewith and which engages in a recess provided in the energy store 14 in order to lock it to the coupling unit 12 .
  • an electrical connection is also established between a plug interface 24 embodied as a plug connection of the coupling unit 12 and a plug connector which is arranged in the non-visible end face of the energy store 14 .
  • the coupling unit 12 includes a connection module 26 which is integrated in the coupling unit 12 in the example shown here.
  • connection module 26 is designed as a plate 28 and includes the connector interface 24 (not visible here) on the back of the plate 28 and a plurality of connection interfaces 30, the connection interfaces 30 being arranged on the side of the plate 28 opposite the connector interface.
  • the coupling unit 12 has a recess 32 into which the connection module 26 extends at least partially.
  • a frame 36 that protrudes beyond a contact surface 34 on the back of the coupling unit 12 frames the recess 32.
  • the frame 36 can be designed, for example, in the form of a seal.
  • the plate 28 of the connection module can bear against the contact surface 34 and can be fixed to the coupling unit 12 with fastening means in the form of screws.
  • Corresponding holes 38 are provided in the plate 28 for this purpose Match the holes in the coupling unit.
  • the space formed by the recess 32 and the plate 28 can be used to house components or wiring.
  • the top of the plate has a recess into which the retaining rail extends, so that the plate 28 is flush with the retaining rail 16 .
  • Another recess at the lower end of the plate 28 corresponds with a housing part of the docking unit 12 so that a flush finish with the docking unit is formed.
  • a guide channel 40 is provided in the recess 32 and protrudes in the form of a cylinder beyond the coupling side of the coupling unit directed towards the battery.
  • the cylindrical guide channel 40 corresponds to a groove 42 in a connector 44 of the energy store 14 on its end face 46.
  • the connector interface 24 of the connection module 26 protrudes into the guide channel 40 when the connection module 26 is fixed to the coupling unit 12.
  • Connector interface 24 and guide channel 40 together form the plug connection, as shown in FIG. It establishes the connection to the plug connector 44 of the energy store 14 .
  • An optional guide lug 48 in the guide channel 40 ensures an improved connection.
  • connection module 26 can comprise a number of electronic components which can thus be integrated into the coupling unit 12 of the holding device 10 . This means that any periphery of the electric two-wheeler can be plugged in and supplied with energy directly during assembly. No further electronic distributor is required.
  • the plug interface 24 can preferably have the form of a plug 50 (FIG. 1), which corresponds to the plug connector 44 of the energy store 14, which is designed as a socket.
  • connection interfaces 30 are designed as connection plugs 52, which correspond to a connection connector 58 of a component of the electric two-wheeler.
  • the connector plug 52 has a Collar 54 which serves to receive and hold a mating connector of a component.
  • the connection connector can be designed as a socket, for example.
  • the connector plug 52 has one or more pins 56 which correspond to a socket of a connector and enable a plug connection. The pins 56 of the terminal plugs 52 are received in corresponding receptacles in the sockets of the terminal connector when mated, so that electrical contact is made.
  • FIG. 4 shows the embodiment according to FIG. 3 of the connection module 26, but four of the six connection sections 52 are equipped with wireless connectors 53, while two connection plugs 52 are connected to corresponding connection connectors 58 with cables that can lead to individual components of the electric two-wheeler.
  • different connection interfaces 30 are provided, which can have a different number of plugs and pins.
  • Possible components of the electric two-wheeler that can be connected to the connection module 26 and supplied with energy from the energy store 14 are, for example, the drive motor, rear light and front light, a possible ABS unit, a control unit or an HMI (Human Machine Interface).
  • a separate connection interface 30 is used for the electrical connection to a charging port of the electric two-wheeler, via which the energy store 14 is charged.
  • freely usable plug connections for example CAN plugs, can be provided in order to supply energy to an electronic gear shift, for example.
  • a motor connection interface 60 is unassigned, while a charging port connection interface 62 and a rear light connection interface 64 are occupied.
  • connection modules for the electrical connection to the same coupling units can lead to a high level of flexibility during assembly and to a reduction in costs.
  • Differently configured electric two-wheelers often have different connection connectors and connection cables for the components installed in the two-wheeler. In this way, material Costs and weight can be saved if only the necessary electrical supply lines and connections are installed.

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Abstract

Anordnung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung eines Energiespeichers Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung eines Energiespeichers (14) mit elektrischen Komponenten eines Zweirads, mit einer Ankoppeleinheit (12), an der der Energiespeicher lösbar befestigt ist, und mit einem Anschlussmodul (26) zum elektrischen Anschließen von Komponenten des Zweirads dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussmodul (26) lösbar mit der Ankoppeleinheit (12) verbunden ist; das Anschlussmodul (26) ein Steckerinterface (24) zu einem elektrischen Steckverbinder (44) des Energiespeichers (14) aufweist; das Anschlussmodul (26) wenigstens ein Anschlussinterface (30) aufweist, um Anschlussverbinder (58) von Komponenten des Zweirads mit dem Anschlussmodul (26) zu koppeln und die Komponenten des Zweirads mit Energie aus dem Energiespeicher (14) zu versorgen.

Description

Anordnung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung eines Energiespeichers
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung eines Energiespeichers mit elektrischen Komponenten eines Zweirads.
Derartige Anordnungen sind beispielsweise aus der DE 10 2019 204 572 B3 bekannt, bei der eine elektrische Verbindung mittels einer Verriegelungseinrichtung zur Verriegelung einer Energieversorgungseinheit für ein Fahrrad vorgeschlagen wird. Eine Energieversorgungseinheit ist dabei ein Energiespeicher, wie beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie oder ein Akkumulator, der im Zusammenhang mit elektrischen Zweirädern wie Fahrrädern oder Pedelecs eingesetzt wird. Sie dient zur Versorgung eines oder mehrerer Elektromotoren des Zweirads oder weiterer elektrischer Komponenten.
Die in den Verriegelungsvorrichtungen integrierten Zentraleinheiten umfassen eine fest vorgegebene Schnittstelle zwischen dem herausnehmbaren Energiespeicher und den Komponenten des Fahrrads.
Ausgehend hiervon besteht ein Bedarf an einer flexibleren Verbindung von Komponenten des Zweirads an den verwendeten Energiespeicher.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung eine Anordnung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung eines Energiespeichers mit elektrischen Komponenten eines Zweirads, mit einer Ankoppeleinheit, an der der Energiespeicher lösbar befestigt ist, und mit einem Anschlussmodul zum elektrischen Anschließen von Komponenten des Zweirads, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussmodul lösbar mit der Ankoppeleinheit verbunden ist, das Anschlussmodul ein Steckerinterface zu einem elektrischen Steckverbinder des Energiespeichers aufweist, das Anschlussmodul wenigstens ein Anschlussinterface aufweist, um Anschlussverbinder von Komponenten des Zweirads mit dem Anschlussmodul zu koppeln und die Komponenten des Zweirads mit Energie aus dem Energiespeicher zu versorgen. Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Elektrozweirad mit einer oben beschriebenen Anordnung.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die erfindungsgemäße Anordnung hat den Vorteil, dass die Ankoppeleinheit, mit der der Energiespeicher an das Zweirad gekoppelt ist, und das Anschlussmodul lösbar verbunden sind und das Anschlussmodul von der Ankoppeleinheit getrennt werden kann. Somit können bei unveränderter Ankoppeleinheit verschiedene Anschlussmodule verwendet werden. Die Ankoppeleinheiten können deshalb in größerer Stückzahl produziert werden und sind entsprechend preiswert. Durch angepasste Anschlussmodule kann auf spezifische Anforderungen bei einzelnen Zweirädern reagiert werden. Die von der Ankoppeleinheit zur Verfügung gestellte Haltefunktion für den Energiespeicher und die Funktion der elektrischen Verbindung zwischen Energiespeicher und elektrischen Komponenten des Zweirads sind dabei in zwei getrennten Bauteilen realisiert.
Das Anschlussmodul bildet eine Transformationseinheit, in der verschiedene Anschlussverbinder von einzelnen Komponenten des Zweirads zu dem Steckverbinder des Energiespeichers angepasst und adaptiert werden. Durch die Trennung des Anschlussmoduls von der Ankoppeleinheit können Batterien und Energiespeicher mit unterschiedlichen elektrischen Steckverbindern in einem elektrischen Zweirad verwendet werden, ohne dass die gesamte Ankoppeleinheit getauscht werden muss. Lediglich das Anschlussmodul kann durch andere Anschlussmodule mit geeigneter Steckverbindung und adaptiertem Steckerinterface ersetzt werden. Durch geeignete Wahl des Anschlussmoduls kann die Ankoppeleinheit individuell an unterschiedliche Elektrozweiräder angepasst werden. Da die Ankoppeleinheit nicht geändert werden muss, kann sie somit in größeren Stückzahlen und günstiger produziert werden. Die Ankoppeleinheit umfasst in der Regel neben Haltemitteln auch Komponenten, um den Energiespeicher am Fahrzeugrahmen zu fixieren. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Ankoppeleinheit sehen einen Hebel oder Hebelmechanismus vor, mit dem der Energiespeicher an der Ankoppeleinheit fixiert werden kann. In der Regel ist die Ankoppeleinheit mit dem Rahmen des Elektrofahrzeugs verbunden, wobei häufig entsprechende Aufnahmen und Ausnehmungen im Fahrzeugrahmen vorgesehen sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, dass das Anschlussmodul in der Ankoppeleinheit integriert ist, sodass ein kompaktes Bauteil entsteht. Alternativ kann das Anschlussmodul an die Ankoppeleinheit angekoppelt oder angeflanscht werden, wobei die integrierte Version bevorzugt ist, da der zur Verfügung stehende Bauraum bestmöglich genutzt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass das Anschlussmodul in Form einer Platte (Modulplatte) ausgebildet ist. Die Platte kann in einer korrespondierenden Ausnehmung der Ankoppeleinheit eingesetzt werden. Die Ausnehmung kann beispielsweise an einer Frontfläche der Ankoppeleinheit vorgesehen sein, die von der Stirnseite des Energiespeichers abgewandt ist. Vorzugsweise ist die Kontur der Platte so ausgebildet, dass sie passgenau in die Ausnehmung der Ankoppeleinheit einsetzbar ist. Bevorzugt sind die Ausnehmung in der Ankoppeleinheit und das als Platte ausgebildete Anschlussmodul so aufeinander abgestimmt, dass die Oberseite der Platte mit der Ankoppeleinheit bündig abschließt. Beispielsweise kann die Ankoppeleinheit in die Ausnehmung eingeklemmt werden, sodass eine Form- oder Presspassung erfolgt. Alternativ und bevorzugt wird das Anschlussmodul in der Ausnehmung der Ankoppeleinheit verschraubt, um einen sicheren Sitz und dauerhaften Halt zu gewährleisten.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Steckverbindung und die Anschlussverbindung des Anschlussmoduls an gegenüberliegenden Seiten der Platte angeordnet. Vorzugsweise ist die Steckverbindung an der Seite der Platte angeordnet, die zur Ankoppeleinheit hin gerichtet ist. Die Anschlussverbindung ist an der Seite der Platte vorgesehen, die von der Ankoppeleinheit weg gerichtet ist. Vorzugsweise umfasst das Steckerinterface einen Stecker, der mit dem Steckverbinder des Energiespeichers korrespondiert und koppelbar ist, sodass eine elektrische Verbindung zu dem Energiespeicher hergestellt werden kann. Alternativ kann das Steckerinterface als korrespondierende Buchse ausgeführt sein.
Vorzugsweise weist die Ankoppeleinheit einen Führungskanal auf, in den sich das Steckerinterface oder der Stecker des Anschlussmoduls wenigstens teilweise hineinerstreckt. Der Führungskanal stellt eine geführte Verbindung zwischen dem Stecker und dem elektrischen Steckverbinder des Energiespeichers her. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass der Steckverbinder zuverlässig und ohne mechanischen Widerstand mit dem Stecker des Anschlussmoduls in Kontakt treten kann. Dies ist insbesondere wichtig, weil der Energiespeicher zur Ankoppeleinheit bewegt wird, wenn der Energiespeicher in dem Elektrozweifahrrad fixiert wird. Auf diese Weise wird der Steckverbinder des Energiespeichers sicher dem Stecker des Anschlussmoduls zugeführt, ohne zu verkanten.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Anschlussmodul einen Anschlussstecker auf, der mit dem Anschlussverbinder der Komponente korrespondiert. Vorzugsweise ist der Anschlussstecker mit einem Kragen zur Aufnahme und zum Halten des Anschlussverbinders der Komponente ausgebildet. Der Kragen erlaubt eine Führung des Anschlussverbinders, sodass ein einfaches Verbinden der beiden Bauteile möglich ist und gleichzeitig ein sicherer und zuverlässiger Halt gewährleistet wird. Bevorzugt weist der Kragen eine Rastverbindung zum Anschlussverbinder der Komponente auf, sodass ein unbeabsichtigtes Lösen der elektrischen Verbindung ausgeschlossen ist.
Vorzugsweise hat der Anschlussstecker einen Pin, der mit einer Buchse des Anschlussverbinders korrespondiert. Der Pin ist in der Buchse des Anschlussverbinders aufnehmbar und stellt somit sicher, dass ein zuverlässiger elektrischer Kontakt hergestellt wird. Sowohl der Pin als auch der Kragen des Anschlusssteckers gewährleisten eine gute Führung und einen guten Kontakt. Darüber hinaus kann eine individuelle Formgebung für diese Elemente dazu dienen, dass ein Vertauschen der Anschlussverbinder und Anschlussstecker ausgeschlossen wird.
Vorzugsweise weist das Anschlussmodul eine Vielzahl von Anschlusssteckern auf. Dies ermöglicht es, dass jeweils für Anschlussverbinder einer Komponente ein Anschlussstecker zur Verfügung steht und eine eindeutige Verbindung hergestellt werden kann, beispielsweise durch geeignete Wahl speziell konfigurierter Anschlussmodule.
Elektrozweiräder oder elektrische Zweiräder umfassen Elektrofahrräder, Fahrräder mit elektrischem Hilfsantrieb oder Pedelecs sowie Elektroroller, elektrisch betriebene Tretroller, Elektromotorräder und ähnliches. Energiespeicher sind beispielsweise wiederaufladbare Batterien oder Akkumulatoren. Sie dienen beispielsweise zur Versorgung eines oder mehrerer Elektromotoren des Zweirads, die Teil eines elektromotorisch unterstützten Antriebs sind, und weiterer Komponenten, wie beispielsweise Bedienelemente (Human-Machine-Interface, HMI), ABS-Einheit, Navigationssystem, Licht oder extern angeschlossener Geräte, wie Mobiltelefonen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Haltevorrichtung mit zwei möglichen Energiespeichern;
Fig. 2 eine Anordnung mit Ankoppeleinheit und separatem Anschlussmodul;
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform einer Ankoppeleinheit;
Fig. 4 eine weitere Ansicht der Ankoppeleinheit aus Fig. 3. Figur 1 zeigt eine Haltevorrichtung 10 mit einer Ankoppeleinheit 12 sowie zwei Energiespeicher 14 unterschiedlicher Länge, die beide an die Haltevorrichtung 10 ankoppelbar sind und in ihr gehalten werden können. Die Haltevorrichtung 10 umfasst eine Halteschiene 16 mit Führungselementen 18, die in eine Nut 20 eingreifen, um die als Batterie ausgebildeten Energiespeicher 14 an der Halteschiene 16 zu befestigen. Die elektrischen Energiespeicher 14 können wiederaufladbare Batterien oder Akkumulatoren sein.
Die Ankoppeleinheit 12 umfasst neben einem abschließbaren Betätigungshebel 22 einen damit bewegbaren Verriegelungshebel, der in eine vorgesehene Ausnehmung des Energiespeichers 14 eingreift, um diesen mit der Ankoppeleinheit 12 zu verriegeln. Dabei wird auch eine elektrische Verbindung zwischen einem als Steckanschluss ausgebildeten Steckerinterface 24 der Ankoppeleinheit 12 und einem Steckverbinder hergestellt, der in der nicht sichtbaren Stirnseite des Energiespeichers 14 angeordnet ist.
Die Ankoppeleinheit 12 umfasst ein Anschlussmodul 26, das in dem hier gezeigten Beispiel in der Ankoppeleinheit 12 integriert ist.
Figur 2 zeigt eine Detailzeichnung der Ankoppeleinheit 12 mit einem Teil der Halteschiene 16 sowie das Anschlussmodul 26 und den Energiespeicher 14 (teilweise). Das Anschlussmodul 26 ist als Platte 28 ausgebildet und umfasst das hier nicht zu sehende Steckerinterface 24 an der Rückseite der Platte 28 sowie mehrere Anschlussinterfaces 30, wobei die Anschlussinterfaces 30 auf der dem Steckerinterface gegenüberliegenden Seite der Platte 28 angeordnet sind.
Die Ankoppeleinheit 12 hat eine Ausnehmung 32, in die sich das Anschlussmodul 26 wenigstens teilweise erstreckt. Ein über eine Anlagefläche 34 der Rückseite der Ankoppeleinheit 12 hinausragender Rahmen 36 umrahmt die Ausnehmung 32. Der Rahmen 36 kann beispielsweise in Form einer Dichtung ausgebildet sein. Auf diese Weise kann die Platte 28 des Anschlussmoduls an der Anlagefläche 34 anliegen und mit Befestigungsmitteln in Form von Schrauben an der Ankoppeleinheit 12 fixiert werden. Dazu sind in der Platte 28 entsprechende Bohrungen 38 vorgesehen, die mit Bohrungen in der Ankoppeleinheit zusammenpassen. Der von der Ausnehmung 32 und der Platte 28 gebildete Raum kann zur Aufnahme von Komponenten oder Verkabelung dienen. Die Platte hat an ihrer Oberseite eine Aussparung, in die sich die Halteschiene erstreckt, sodass die Platte 28 bündig mit der Halteschiene 16 abschließt. Eine andere Aussparung an dem unteren Ende der Platte 28 korrespondiert mit einem Gehäuseteil der Ankoppeleinheit 12, sodass ein bündiger Abschluss mit der Ankoppeleinheit gebildet wird.
In der Ausnehmung 32 ist ein Führungskanal 40 vorgesehen, der in Form eines Zylinders über die zur Batterie gerichtete Ankoppelseite der Ankoppeleinheit hinausragt. Der zylindrische Führungskanal 40 korrespondiert mit einer Nut 42 in einem Steckverbinder 44 des Energiespeichers 14 an dessen Stirnseite 46. In den Führungskanal 40 ragt das Steckerinterface 24 des Anschlussmoduls 26 hinein, wenn das Anschlussmodul 26 an der Ankoppeleinheit 12 fixiert ist. Steckerinterface 24 und Führungskanal 40 bilden gemeinsam den Steckanschluss, wie in Figur 1 gezeigt. Er stellt die Verbindung zum Steckverbinder 44 des Energiespeichers 14 her. Eine optionale Führungsnase 48 im Führungskanal 40 gewährleistet eine verbesserte Verbindung.
Das Anschlussmodul 26 kann mehrere elektronische Komponenten umfassen, die so in die Ankoppeleinheit 12 der Haltevorrichtung 10 integriert werden können. Somit kann direkt bei der Montage jegliche Peripherie des Elektrozweirads per Steckerinterface angesteckt und mit Energie versorgt werden. Es wird kein weiterer elektronischer Verteiler benötigt.
Das Steckerinterface 24 kann bevorzugt die Form eines Steckers 50 (Figur 1 ) haben, der mit dem als Buchse ausgebildeten Steckverbinder 44 des Energiespeichers 14 korrespondiert.
Die Figuren 3 und 4 zeigen eine alternative Ausführungsform einer Ankoppeleinheit 12 mit Anschlussmodul 26. Die sechs Anschlussinterfaces 30 sind gemäß Figur 3 als Anschlussstecker 52 ausgebildet, der mit einem Anschlussverbinder 58 einer Komponente des Elektrozweirads korrespondiert. Der Anschlussstecker 52 hat einen Kragen 54, der zur Aufnahme und zum Halten eines Anschlussverbinders einer Komponente dient. Der Anschlussverbinder kann beispielsweise als Buchse ausgeführt sein. Der Anschlussstecker 52 weist einen oder mehrere Pins 56 auf, die mit einer Buchse eines Anschlussverbinders korrespondieren und eine Steckverbindung ermöglichen. Die Pins 56 der Anschlussstecker 52 werden bei Verbindung in entsprechenden Aufnahmen in den Buchsen des Anschlussverbinders aufgenommen, sodass ein elektrischer Kontakt hergestellt wird.
Figur 4 zeigt die Ausführungsform gemäß Figur 3 des Anschlussmoduls 26, jedoch sind vier der sechs Anschlussstrecker 52 mit kabellosen Verbindern 53 bestückt, während zwei Anschlussstecker 52 mit korrespondierenden Anschlussverbinder 58 mit Kabeln verbunden sind, die zu einzelnen Komponenten des Elektrozweirads führen können. Auch hier sind unterschiedliche Anschlussinterfaces 30 vorgesehen, die eine unterschiedliche Anzahl von Steckern und Pins aufweisen können. Mögliche Komponenten des Elektrozweirads, die an das Anschlussmodul 26 angeschlossen und mit Energie aus dem Energiespeicher 14 versorgt werden können, sind beispielsweise der Antriebsmotor, Rücklicht und Frontlicht, eine mögliche ABS-Einheit, eine Bedieneinheit oder ein HMI (Human Machine Interface).
Ein separates Anschlussinterface 30 dient der elektrischen Verbindung zu einem Ladeport des Elektrozweirads, über das der Energiespeicher 14 geladen wird. Darüber hinaus können frei verwendbare Steckverbindungen, beispielsweise CAN-Stecker, vorgesehen sein, um etwa eine elektronische Gangschaltung mit Energie zu versorgen. In dem hier gezeigten Beispiel ist ein Motoranschlussinterface 60 unbelegt, während ein Ladeportanschlussinterface 62 sowie ein Rücklichtanschlussinterface 64 belegt sind.
Die Verwendung von unterschiedlichen Anschlussmodulen zur elektrischen Anbindung an gleiche Ankoppeleinheiten kann zu einer hohen Flexibilität bei der Montage und zu einer Reduzierung der Kosten führen. Unterschiedlich konfigurierte Elektrozweiräder weisen oft unterschiedliche Anschlussverbinder und Anschlusskabel für die im Zweirad verbauten Komponenten auf. Auf diese Weise können Material, Kosten und Gewicht eingespart werden, wenn nur die notwendigen elektrischen Zuleitungen und Anschlüsse verbaut werden.
Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.
In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der Undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus. Ein einzelnes Element oder eine einzelne Einheit kann die Funktionen mehrerer der in den Patentansprüchen genannten Einheiten ausführen. Die bloße Nennung einiger Maßnahmen in mehreren verschiedenen abhängigen Patentansprüchen ist nicht dahingehend zu verstehen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen nicht ebenfalls vorteilhaft verwendet werden kann. Bezugszeichen in den Patentansprüchen sind nicht einschränkend zu verstehen.
Bezuqszeichen
Haltevorrichtung
Ankoppeleinheit
Energiespeicher
Halteschiene
Führungselemente
Nut
Betätigungshebel
Steckerinterface
Anschlussmodul
Platte
Anschlussinterface
Ausnehmung
Anlagefläche
Rahmen
Bohrung
Führungskanal
Nut
Steckverbinder
Stirnseite
Führungsnase
Stecker
Anschlussstecker kabelloser Verbinder
Kragen
Pin
Anschlussverbinder
Motoranschlussinterface
Ladeportanschlussinterface
Rücklichtanschlussinterface

Claims

Patentansprüche
1 . Anordnung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung eines Energiespeichers (14) mit elektrischen Komponenten eines Zweirads, mit einer Ankoppeleinheit (12), an der der Energiespeicher (14) lösbar befestigt ist, und mit einem Anschlussmodul (26) zum elektrischen Anschließen von Komponenten des Zweirads, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussmodul (26) lösbar mit der Ankoppeleinheit (12) verbunden ist; das Anschlussmodul (26) ein Steckerinterface (24) zu einem elektrischen Steckverbinder (44) des Energiespeichers (14) aufweist; das Anschlussmodul (26) wenigstens ein Anschlussinterface (30) aufweist, um Anschlussverbinder (58) von Komponenten des Zweirads mit dem Anschlussmodul (26) zu koppeln und die Komponenten des Zweirads mit Energie aus dem Energiespeicher (14) zu versorgen.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussmodul (26) in der Ankoppeleinheit (12) integriert ist.
3. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussmodul (26) in Form einer Platte (28) ausgebildet ist, die in eine korrespondierende Ausnehmung (32) in der Ankoppeleinheit (12) einsetzbar ist, bevorzugt derart, dass die Platte (28) mit der Ankoppeleinheit (12) bündig abschließt.
4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckerinterface (24) und das Anschlussinterface (30) an gegenüberliegenden Seiten der Platte (28) angeordnet sind.
5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steckerinterface (24) einen Stecker (50) umfasst, der mit dem Steckverbinder (44) des Energiespeichers (14) korrespondiert und koppelbar ist, um eine elektrische Verbindung herzustellen.
6. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Stecker (50) des Anschlussmoduls (26) wenigstens teilweise in einen Führungskanal (40) der Ankoppeleinheit (12) erstreckt, um eine geführte Verbindung zwischen dem Stecker (50) und dem elektrischen Steckverbinder (44) des Energiespeichers (14) herzustellen.
7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussmodul (26) einen Anschlussstecker (52) aufweist, der mit einem Anschlussverbinder (58) der Komponente korrespondiert, wobei bevorzugt der Anschlussstecker (52) einen Kragen (54) zur Aufnahme und zum Halten des Anschlussverbinders (58) der Komponente aufweist.
8. Anordnung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstecker (52) einen Pin (56) aufweist, der mit einer Buchse des Anschlussverbinders (58) derart korrespondiert, dass er in der Buchse aufnehmbar ist und dass ein elektrischer Kontakt hergestellt wird.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlussmodul (26) eine Mehrzahl von Anschlussinterfaces (30) aufweist, sodass ein Anschlussinterface (30) mit dem Anschlussverbinder (58) genau einer Komponente verbindbar ist.
10. Elektrozweirad mit einer Anordnung zum Herstellen einer elektrischen Verbindung eines elektrischen Energiespeichers (14) mit elektrischen Komponenten des Elektrozweirads nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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