WO2018149468A1 - Anschlussvorrichtung zum aufladen einer batterievorrichtung eines fahrzeugs - Google Patents

Anschlussvorrichtung zum aufladen einer batterievorrichtung eines fahrzeugs Download PDF

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Thomas Nagel
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Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the present invention relates to a connection device for charging a
  • Battery device are usually provided in such electrically powered vehicles power interfaces to supply the battery device with associated power and charging. It is fundamentally to distinguish between two concepts, how and in what way the battery device can be charged. For one, this is an AC charging option, with a corresponding
  • AC plug can be plugged into an AC interface.
  • connection device with the
  • a connecting device for charging a battery device of a vehicle is configured.
  • the claim device has an electrical AC interface for receiving an AC plug and a
  • the DC interface for receiving a DC plug on.
  • the DC interface is equipped with a cover flap, which is located between one of the
  • DC interface has a latching mechanism with a locking means on the cover flap. This locking means locked with a counter-locking means of the cover in the release position.
  • the counter-locking means on an operating section, which is contacted when receiving the DC plug in the DC interface of this and triggers the locking of the locking device.
  • connection device is designed with two different and separate connection options for charging the battery device.
  • this is the AC interface, which can be designed in particular as a standard AC interface.
  • the DC interface is provided, which is responsible for the recording of the
  • DC plug is designed.
  • at least the DC interface can now be brought into two different positions. This refers to the respective position of the cover flap.
  • the DC interface can be at least partially covered in the closed position thereof. In this covered position of the cover now access to the DC interface for a corresponding DC plug is no longer possible. Only when the cover has been moved from the closed position to the release position, the access and thus the insertion of a DC plug into the DC interface is possible.
  • the DC interface and the AC interface have in the
  • Each of the two interfaces has a geometric shape, which according to the key-lock principle the
  • associated and complementarily shaped plug can accommodate.
  • an arrangement of corresponding electrical terminals is provided within the DC interface and within the AC interface, which can be brought into an electrically conductive contact with associated electrical terminals of the respective connector when it is plugged into the associated interface.
  • the respective contour which can receive the associated connector form-fittingly, is configured differently between the alternating-current interface and the direct-current interface and in particular designed to be exclusive. This means that both the DC plug and the AC plug can not be plugged into the other interface.
  • the standard AC interface it is now possible for the standard AC interface to be used for normal service operation during charging. Both the user of the vehicle, as well as a third person, for.
  • Cover flap easy to plug the corresponding DC plug into the DC interface, since the cover is in the release position in a secured position by the latching mechanism.
  • an automatic termination of the release position for the cover given is achieved by using a geometric correlation in the DC interface with the DC plug
  • connection device By combining a partial coverage of the connection device, namely the cover of the DC interface with the cover flap on the one hand and moreover with a substantially automatic closure after charging, the overall complexity of the connection device with respect to the use is significantly reduced.
  • the DC interface via the cover flap is invisible or, as far as the functionality is concerned, invisible.
  • the locking device has a biasing means, which covers the cover with a
  • Preload force applied in the direction of the closed position is in particular a spring device to understand which a spring means, a
  • the biasing means has an associated spring characteristic, which depending on the relative position of the individual relevant components to one another provides defined force for loading.
  • the biasing means thus serves to ensure that the cover flap moves without any counterforce always in the direction of the closed position, preferably into the closed position.
  • the biasing means is configured such that the biasing force in the cover flap in this closed position still includes a residual closing force. That means a
  • Biasing means is brought back into the closed position.
  • the cover flap has a sliding surface for slipping of the DC plug when removing from the DC interface. Such sliding facilitates the
  • connection device Possible uses in a connection device according to the invention still further.
  • the DC plug into the DC interface of the locking mechanism is released, as has already been explained. This works
  • This is especially correlated with the biasing means according to the preceding paragraph.
  • the DC plug should be removed from the DC interface.
  • the contact between the cover and the DC plug remains, so that takes place here a slide.
  • a sliding surface is in the context of the present invention on the cover in particular a flat, preferably flat portion which prevents the locking or snagging or snagging between the cover on the one hand and the DC plug on the other. This ensures that the automatic closing can also be done using the described biasing means in a simple, inexpensive and fast way.
  • the counter-locking means is movably mounted between a locking position and a release position. While basically static, mechanical, magnetic or combined embodiments of a locking mechanism are conceivable, it is in a kind of movable purely mechanical solution for the counter-locking means to a particularly simple and inexpensive embodiment.
  • the detent position and the release position by means of simple geometric correlations of the individual components to each other an exact definition and predetermination of
  • the counter-locking means can be provided movably about a central locking bearing axis.
  • this locking bearing axis is parallel or substantially parallel to a bearing axis of the cover flap, which can also be referred to as Abdecklagerachse.
  • the counter-locking means comprises a spring device which acts on the counter-locking means with a spring force in the direction of the locking position.
  • the spring device likewise has a spring means on which the corresponding force, preferably with a spring characteristic, can be made available.
  • Spring device the locking takes place in a secured manner also automatically when the cover has moved to the release position. It may be advantageous if the spring device and / or the counter-locking means a separate
  • the locking means has a contour portion for a sliding contact of the counter-locking means during the movement of the cover flap between the closed position and the release position.
  • this is a curved, preferably around a simply curved surface.
  • the contour section serves to avoid undesired catching and thus a mechanical defect between the latching means and the counter-latching means, or to reduce its probability to a minimum.
  • the contour section thus serves, in particular, at least partially, for guiding the counter-locking means in its relative movement to the latching means.
  • the cover flap has a cover section, which covers the DC interface in the closed position and leaves open the AC interface.
  • the AC interface is designed in particular as a standard interface, so that after opening a fuel cap of a vehicle direct access to the connection device and thus also exposed
  • AC interface is possible.
  • the substantially exclusive coverage of the DC interface and the release of the AC interface further enhances this advantage and, in particular, emphasizes standardization with the AC interface when used in charging a battery device. In normal charging, therefore, the AC interface is always automatically accessible immediately and the DC interface in terms of
  • Cover flap covers the AC interface at least partially. While accidental incorrect insertion of an associated connector in the wrong interface is already avoided by different geometric embodiments of the AC interface and the DC interface, can be ensured by the at least partially covering the AC interface in the release position that already the attempt of wrong insertion of the
  • the cover flap thus has not only the first functionality, as has been explained in accordance with the invention, but also a second backup functionality against unwanted insertion into the wrong interface.
  • a sensor device for detecting at least one of the following positions:
  • Output signal are generated, which correlates with the associated detected position.
  • Output are supplied and adapted to the appropriate actual deployment situation.
  • a DC plug for insertion into a connecting device according to the invention has a base body with a contact portion for contacting the actuating portion of the counter-locking means of the locking mechanism.
  • Connecting device according to the present invention and at least one
  • FIG. 1 shows a connection device according to the invention in the normal state, the embodiment of FIG. 1 with the cover open,
  • FIGS. 1 and 2 shows the embodiment of FIGS. 1 and 2 before plugging in the DC
  • FIGS. 1 to 3 shows the embodiment of FIGS. 1 to 3 after the removal of the DC
  • Fig. 5 is a detail of a locking mechanism in the
  • FIGs 1 to 4 show, as schematically, a charging process using a DC plug 130 at the DC interface 30 of the terminal device 10 can be performed.
  • the connection device 10 is equipped for this purpose with two separate interfaces, namely the AC interface 20 on the one hand and the DC interface 30 on the other. If a fuel cap is opened on an electrically driven vehicle, the view becomes visible, as shown in FIG. In other words, the AC interface 20 is open to access an AC plug. However, if no charging by means of an AC plug is desired for a particular case, the DC interface 30 must be uncovered. In the closed position SP, the DC interface 30 is still covered by a cover portion 44 of the cover 40 and accordingly neither visible nor accessible.
  • FIG. 2 shows the situation when the cover flap 40 has been moved to the release position FP.
  • the cover portion 44 has been brought in this release position FP in a position in which now a direct access and the inspection of the DC interface 30 is possible.
  • the cover flap 40 is biased in the direction of the closing position SP. So in order to hold against this biasing force of the biasing means 58, the cover flap 40 in the release position FP according to Figure 2 is a
  • the DC plug 130 are introduced according to Figure 3 in the DC interface 30.
  • the DC plug 130 is for this purpose with a main body 132nd
  • a contact portion 134 is provided, which has a corresponding correlation in a geometrical manner within the DC interface 30.
  • the contact section 134 contacts an actuating section 56 of a counterpart Locking means 54, as shown in particular in the embodiment of Figure 5. This results in that the latching functionality of the latching mechanism 50 is released.
  • FIG. 5 shows schematically how such a detent mechanism 50 can be formed. If the cover flap 40 is brought with the cover 44 in the release position FP, as shown here in Figure 5, then the counter-locking means 54 will slide over a contour portion 53 and in its latching position RP as shown in Figure 5, the Lock cover flap 40 and secure. As soon as the DC plug 130 is introduced into the associated DC interface 30, there is a contact between a contact portion 134 and the operating portion 56 of the locking means 54. Thus, the counter-locking means 54 is returned to the
  • Spring device 55 may serve to urge the counter-locking means 54 in the detent position RP with an associated force.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung (10) zum Aufladen einer Batterievorrichtung eines Fahrzeugs, aufweisend eine elektrische Wechselstrom-Schnittstelle (20) zur Aufnahme eines Wechselstrom-Steckers und eine Gleichstrom-Schnittstelle (30) zur Aufnahme eines Gleichstrom-Steckers (130), wobei die Gleichstrom-Schnittstelle (30) eine Abdeckklappe (40) aufweist, welche zwischen einer die Gleichstrom-Schnittstelle (30) verdeckenden Schließposition (SP) und einer die Gleichstrom-Schnittstelle (30) freigebenden Freigabeposition (FP) bewegbar gelagert ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Gleichstrom-Schnittstelle (30) einen Rastmechanismus (50) aufweist mit einem Rastmittel (52) an der Abdeckklappe (40), welches mit einem Gegen-Rastmittel (54) der Abdeckklappe (40) in der Freigabeposition (FP) verrastet, wobei das Gegen-Rastmittel (54) einen Betätigungsabschnitt (56) aufweist, welcher beim Aufnehmen des Gleichstrom-Steckers (130) in der Gleichstrom-Schnittstelle (30) von diesem kontaktiert wird und die Verrastung der Rastvorrichtung (50) löst.

Description

Anschlussvorrichtung zum Aufladen einer Batterievorrichtung eines Fahrzeugs
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anschlussvorrichtung zum Aufladen einer
Batterievorrichtung eines Fahrzeugs und einen Gleichstrom-Stecker zum Einstecken in eine solche Anschlussvorrichtung.
Es ist bekannt, dass Fahrzeuge Batterievorrichtungen aufweisen, insbesondere um für den Antrieb eines solchen Fahrzeugs zu dienen. Dabei kann es sich um reine elektrisch angetriebene Fahrzeuge handeln aber auch um Fahrzeuge mit unterstützendem
Elektromotor, insbesondere sogenannte Hybridfahrzeuge. Zum Aufladen der
Batterievorrichtung sind bei solchen elektrisch angetriebenen Fahrzeugen üblicherweise Stromschnittstellen vorgesehen, um die Batterievorrichtung mit zugehörigem Strom zu versorgen und aufzuladen. Dabei ist grundsätzlich zwischen zwei Konzepten zu unterscheiden, wie und in welcher Weise die Batterievorrichtung aufgeladen werden kann. Zum einen ist dies eine Wechselstromlademöglichkeit, wobei ein entsprechender
Wechselstrom-Stecker in eine Wechselstrom-Schnittstelle eingesteckt werden kann.
Alternativ dazu ist es auch möglich, dass Gleichstrom-Stecker eingesetzt werden, um in eine Gleichstrom-Schnittstelle einer solchen Anschlussvorrichtung eingesteckt zu werden. Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist es, das es Möglichkeiten geben soll, dass Fahrzeuge mit zwei unterschiedlichen Lademechanismen, also sowohl mit Wechselstrom, als auch mit Gleichstrom geladen werden können. Hierfür sind dementsprechend separate Schnittstellen in Form einer Wechselstrom-Schnittstelle einerseits und einer Gleichstrom-Schnittstelle andererseits notwendig. Dies kann jedoch grundsätzlich zu Verwirrung führen. Insbesondere bei Tanksituationen, in welcher eine Person, welche nicht der Fahrzeugbesitzer ist, einen Betankungsservice durchführen soll, ist es vorteilhaft, wenn nur eine einzige Standard-Schnittstelle in Form der Wechselstrom-Schnittstelle vorgesehen ist. Sofern jedoch eine andere Ladesituation, z. B. zu Hause in der Garage des Fahrzeuginhabers vorgesehen werden soll, ist zusätzlich die Gleichstrom-Schnittstelle sinnvoll. Die voranstehende Erläuterung zeigt, dass durch die Kombination einer Wechselstrom-Schnittstelle einerseits und einer Gleichstrom-Schnittstelle andererseits für eine Anschlussvorrichtung zum Aufladen einer Batterievorrichtung eines Fahrzeugs nicht nur die Komplexität des Systems, sondern auch die Komplexität der Handhabung insbesondere durch unterschiedliche Personenkreise zunimmt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung in kostengünstiger und einfacher Weise die Komplexität hinsichtlich der Nutzung bei einer Anschlussvorrichtung mit doppelter Ladefunktion zu reduzieren.
Die voranstehende Aufgabe wird gelöst durch eine Anschlussvorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruches 1 sowie einen Gleichstrom-Stecker mit den Merkmalen des Anspruches 10. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem
erfindungsgemäßen Gleichstrom-Stecker und jeweils umgekehrt, sodass bzgl. der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
Erfindungsgemäß ist eine Anschlussvorrichtung zum Aufladen einer Batterievorrichtung eines Fahrzeugs ausgestaltet. Hierfür weist die Anspruchsvorrichtung eine elektrische Wechselstrom-Schnittstelle zur Aufnahme eines Wechselstrom-Steckers und eine
Gleichstrom-Schnittstelle zur Aufnahme eines Gleichstrom-Steckers auf. Die Gleichstrom- Schnittstelle ist mit einer Abdeckklappe ausgestattet, welche zwischen einer die
Gleichstrom-Schnittstelle verdeckenden Schließposition und einer die Gleichstrom- Schnittstelle freigebenden Freigabeposition bewegbar gelagert ist. Eine
erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die
Gleichstrom-Schnittstelle einen Rastmechanismus aufweist mit einem Rastmittel an der Abdeckklappe. Dieses Rastmittel verrastet mit einem Gegen-Rastmittel der Abdeckklappe in der Freigabeposition. Dabei weist das Gegen-Rastmittel einen Betätigungsabschnitt auf, welcher beim Aufnehmen des Gleichstrom-Steckers in der Gleichstrom-Schnittstelle von diesem kontaktiert wird und die Verrastung der Rastvorrichtung löst.
Erfindungsgemäß ist die Anschlussvorrichtung mit zwei unterschiedlichen und separaten Anschlussmöglichkeiten zum Aufladen der Batterievorrichtung ausgestaltet. Dabei handelt es sich zum einen um die Wechselstrom-Schnittstelle, welche insbesondere als Standard- Wechselstrom-Schnittstelle ausgebildet sein kann. Zusätzlich und separat davon ist die Gleichstrom-Schnittstelle zur Verfügung gestellt, welche für die Aufnahme des
Gleichstrom-Steckers ausgestaltet ist. In erfindungsgemäßer Weise ist nun zumindest die Gleichstrom-Schnittstelle in zwei unterschiedlichen Positionen bringbar. Dies bezieht sich auf die jeweilige Position der Abdeckklappe. Mit Hilfe der Abdeckklappe kann in der Schließposition derselben die Gleichstrom-Schnittstelle zumindest teilweise abgedeckt werden. In dieser abgedeckten Position der Abdeckklappe ist nun ein Zugang in die Gleichstrom-Schnittstelle für einen entsprechenden Gleichstrom-Stecker nicht mehr möglich. Erst, wenn die Abdeckklappe von der Schließposition in die Freigabeposition bewegt worden ist, ist der Zugang und damit das Einstecken eines Gleichstrom-Steckers in die Gleichstrom-Schnittstelle möglich.
Die Gleichstrom-Schnittstelle und die Wechselstrom-Schnittstelle weisen dabei im
Wesentlichen zwei grundsätzliche Bestandteile auf. Jede der beiden Schnittstellen weist eine geometrische Form auf, welche nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip den
zugehörigen und komplementär ausgeformten Stecker aufnehmen kann. Darüber hinaus ist innerhalb der Gleichstrom-Schnittstelle und innerhalb der Wechselstrom-Schnittstelle eine Anordnung von entsprechenden elektrischen Anschlüssen vorgesehen, welche in einen elektrisch leitenden Kontakt mit zugehörigen elektrischen Anschlüssen des jeweiligen Steckers bringbar sind, wenn dieser in die zugehörige Schnittstelle eingesteckt ist. Dabei ist die jeweilige Kontur, welche formschlussmäßig den zugehörigen Stecker aufnehmen kann zwischen der Wechselstrom-Schnittstelle und der Gleichstrom- Schnittstelle unterschiedlich ausgestaltet und insbesondere ausschließend ausgestaltet. Das bedeutet, dass sowohl der Gleichstrom-Stecker als auch der Wechselstrom-Stecker nicht in die jeweils andere Schnittstelle eingesteckt werden kann. In erfindungsgemäßer Weise ist es nun möglich, dass für den normalen Servicebetrieb beim Aufladen die standardmäßige Wechselstrom-Schnittstelle eingesetzt wird. Sowohl der Benutzer des Fahrzeugs, als auch eine dritte Person, z. B. das Servicepersonal einer Tankstelle, kann nun in einfacher und schneller Weise direkten Zugang zur offenen Wechselstrom-Schnittstelle erhalten und dort einen zugehörigen Wechselstrom-Stecker einstecken. Dabei ist darauf hinzuweisen, dass die gesamte Anschlussvorrichtung bei einem Fahrzeug üblicherweise hinter einer Abdeckvorrichtung, welche bei Fahrzeugen auch als Tankdeckel bezeichnet wird, angeordnet ist. Sobald sich dieser Tankdeckel öffnet, hat nun die jeweilige Person direkten Zugang zur Wechselstrom-Schnittstelle, jedoch nicht zur Gleichstrom-Schnittstelle, da diese sich in einer abgedeckten Position, nämlich der Schließposition der Abdeckklappe befindet.
Ist es nun gewünscht, das Fahrzeug in einer Ausnahmesituation, z. B. der heimischen Garage, einem Hotel oder an einer anderen Ladeposition über eine
Gleichstromfunktionalität zu laden, muss zusätzlich die Abdeckklappe von der
Schließposition in die Freigabeposition bewegt werden. Bei dieser Bewegung erfolgt eine Veränderung der Korrelation eines Rastmittels mit dem Gegen-Rastmittel der
Abdeckklappe, sodass in der Freigabeposition das Gegen-Rastmittel mit dem Rastmittel verrastet und auf diese Weise der Rastmechanismus die Abdeckklappe in der geöffneten Position, also der Freigabeposition, hält. Somit wird es nach dem Öffnen der
Abdeckklappe leicht, den zugehörigen Gleichstrom-Stecker in die Gleichstrom- Schnittstelle einzustecken, da sich die Abdeckklappe in der Freigabeposition in einer gesicherten Stellung durch den Rastmechanismus befindet.
Um nun beim Abziehen des Gleichstrom-Steckers zu vermeiden, dass eine komplexe Situation mit geöffneter Gleichstrom-Schnittstelle bestehen bleibt, ist in
erfindungsgemäßer Weise ein automatisches Beenden der Freigabeposition für die Abdeckklappe gegeben. Dies wird dadurch erzielt, dass mithilfe einer geometrischen Korrelation in der Gleichstrom-Schnittstelle mit dem Gleichstrom-Stecker eine
Kontaktierung des Betätigungsabschnitts des Gegen-Rastmittels bereits beim Einstecken des Gleichstrom-Steckers in die Gleichstrom-Schnittstelle erfolgt. Durch dieses Betätigen wird die Verrastung zwischen dem Gegen-Rastmittel und dem Rastmittel bereits beim Einstecken des Gleichstrom-Steckers in die Gleichstrom-Schnittstelle aufgehoben. Sobald sich also der Gleichstrom-Stecker in der eingesteckten Position in der Gleichstrom- Schnittstelle befindet, wird die Abdeckklappe nur noch dadurch in der Freigabeposition gehalten, dass eine geometrische Korrelation mit dem Gleichstrom-Stecker in der eingesteckten Position vorliegt, und damit das Zuklappen in die Schließposition verhindert wird. Sobald der Gleichstrom-Stecker nach dem Beenden des Ladevorgangs nun von der Gleichstrom-Schnittstelle abgezogen wird fehlt diese geometrische Korrelation und die Abdeckklappe kann in die Schließposition insbesondere in automatischer oder
teilautomatischer Weise zurückgeführt werden.
Durch die Kombination einer Teilabdeckung der Anschlussvorrichtung, nämlich der Abdeckung der Gleichstrom-Schnittstelle mit der Abdeckklappe einerseits und darüber hinaus mit einem im Wesentlichen automatischen Verschluss nach dem Ladevorgang wird die Gesamtkomplexität der Anschlussvorrichtung hinsichtlich der Benutzung deutlich reduziert. Für den normalen Ladevorgang an der Wechselstrom-Schnittstelle ist die Gleichstrom-Schnittstelle über die Abdeckklappe sozusagen unsichtbar bzw. hinsichtlich der Funktionalität nicht erkennbar. Wird über die Gleichstrom-Schnittstelle mit einem Gleichstrom-Stecker geladen, erfolgt bereits durch das Einstecken des Gleichstrom- Steckers die Vorbereitung dahingehend, dass nach dem Beenden des Ladevorgangs und dem Abziehen des Gleichstrom-Steckers automatisch wieder die gesicherte
Standardposition erreicht wird, nämlich mit der Abdeckklappe in der Schließposition. Es kann von Vorteil sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung die Rastvorrichtung ein Vorspannmittel aufweist, welches die Abdeckklappe mit einer
Vorspannkraft in Richtung der Schließposition beaufschlagt. Unter einem Vorspannmittel ist insbesondere eine Federvorrichtung zu verstehen, welche ein Federmittel, ein
Elastomer oder ein ähnliches Bauteil aufweist, um eine Kraft zur Verfügung zu stellen. Insbesondere weist das Vorspannmittel eine zugehörige Federkennlinie auf, welche in Abhängigkeit der Relativposition der einzelnen relevanten Bauteile zueinander eine definierte Kraft zur Beaufschlagung zur Verfügung stellt. Das Vorspannmittel dient also dazu, dass die Abdeckklappe ohne jegliche Gegenkraft sich immer in Richtung der Schließposition, vorzugsweise bis in die Schließposition bewegt. Insbesondere ist das Vorspannmittel so ausgestaltet, dass die Vorspannkraft bei der Abdeckklappe in dieser Schließposition noch eine Restschließkraft beinhaltet. Das bedeutet, dass ein
unerwünschtes Klappern in der Schließposition der Abdeckklappe während der Fahrt des Fahrzeugs vermieden wird. Sobald der Gleichstrom-Stecker aus der Gleichstrom- Schnittstelle abgezogen wird führt die Vorspannkraft durch das Vorspannmittel nun dazu, dass durch die fehlende Blockade des Gleichstrom-Steckers nach dessen Abziehen nun die Abdeckklappe automatisch und getrieben durch die Vorspannkraft des
Vorspannmittels wieder zurück in die Schließposition gebracht wird.
Ebenfalls von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung die Abdeckklappe eine Gleitfläche aufweist für ein Abgleiten des Gleichstrom-Steckers beim Abziehen aus der Gleichstrom-Schnittstelle. Ein solches Abgleiten erleichtert die
Einsatzmöglichkeiten bei einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung noch weiter. So wird beim Einstecken des Gleichstrom-Steckers in die Gleichstrom-Schnittstelle der Rastmechanismus gelöst, wie dies bereits erläutert worden ist. Damit klappt die
Abdeckklappe soweit zurück, dass sie an dem Grundkörper des Gleichstrom-Steckers anschlägt und von diesem daran gehindert wird, weiter in seine Schließposition bewegt zu werden. Dies ist insbesondere korreliert mit dem Vorspannmittel gemäß dem voranstehenden Absatz. Sobald nun der Ladevorgang beendet ist, soll der Gleichstrom- Stecker aus der Gleichstrom-Schnittstelle abgezogen werden. Hierfür bleibt aber die Kontaktierung zwischen der Abdeckklappe und dem Gleichstrom-Stecker bestehen, sodass hier ein Abgleiten stattfindet. Eine Gleitfläche ist im Sinne der vorliegenden Erfindung an der Abdeckklappe insbesondere ein flächiger, vorzugsweise ebener Abschnitt, welcher das Verrasten bzw. Verhaken oder Hängenbleiben zwischen der Abdeckklappe einerseits und dem Gleichstrom-Stecker andererseits verhindert. Damit wird sichergestellt, dass das automatische Schließen auch unter der Verwendung des beschriebenen Vorspannmittels in einfacher, kostengünstiger und schneller Weise erfolgen kann. Vorteilhaft ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung das Gegen-Rastmittel bewegbar zwischen einer Rastposition und einer Löseposition gelagert ist. Während grundsätzlich auch statische, mechanische, magnetische oder kombinierte Ausführungsformen eines Rastmechanismus denkbar sind, handelt es sich bei einer Art bewegbaren rein mechanischen Lösung für das Gegen-Rastmittel um eine besonders einfache und kostengünstige Ausführungsform. Insbesondere kann durch die Rastposition und die Löseposition mithilfe von einfachen geometrischen Korrelationen der einzelnen Bauteile zueinander eine exakte Definition und Vorherbestimmung der
Bewegungsmöglichkeiten der einzelnen Bauteile zueinander zur Verfügung gestellt werden. Insbesondere kann dabei das Gegen-Rastmittel bewegbar um eine zentrale Rastlagerachse zur Verfügung gestellt sein. Vorzugweise ist diese Rastlagerachse parallel oder im Wesentlichen parallel zu einer Lagerachse der Abdeckklappe, welche auch als Abdecklagerachse bezeichnet werden kann.
Von Vorteil ist es ebenfalls, wenn bei einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung das Gegen-Rastmittel eine Federvorrichtung aufweist, welche das Gegen-Rastmittel mit einer Federkraft in Richtung der Rastposition beaufschlagt. Die Federvorrichtung weist ebenfalls ein Federmittel auf welches die entsprechende Kraft, vorzugsweise mit einer Federkennlinie zur Verfügung stellen kann. Durch diese Vorspannung mithilfe der
Federvorrichtung erfolgt das Einrasten in gesicherter Weise ebenfalls automatisch, sobald sich die Abdeckklappe in die Freigabeposition beweg hat. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Federvorrichtung und/oder das Gegen-Rastmittel eine separate
Lösefunktionalität in Form eines Lösemittels aufweisen, um auch ohne ein Einstecken eines Gleichstrom-Steckers den Rastmechanismus aufzuheben und die Abdeckklappe wieder in die Schließposition zurückbringen zu können.
Von Vorteil ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäßen
Anschlussvorrichtung das Rastmittel einen Konturabschnitt aufweist für ein abgleitendes Kontaktieren des Gegen-Rastmittels bei der Bewegung der Abdeckklappe zwischen der Schließposition und der Freigabeposition. Insbesondere handelt es sich dabei um eine gekrümmte, vorzugsweise um eine einfach gekrümmte Fläche. Der Konturabschnitt dient dazu, dass das zwischen dem Rastmittel und dem Gegen-Rastmittel ein unerwünschtes Verhaken und damit ein mechanischer Defekt vermieden bzw. dessen Wahrscheinlichkeit auf ein Minimum reduziert wird. Der Konturabschnitt dient also insbesondere zumindest teilweise der Führung des Gegen-Rastmittels in seiner Relativbewegung zum Rastmittel.
Weiter von Vorteil kann es sein, wenn bei einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung die Abdeckklappe einen Abdeckabschnitt aufweist, welcher in der Schließposition die Gleichstrom-Schnittstelle abdeckt und die Wechselstrom-Schnittstelle freilässt. Wie bereits erläutert worden ist, ist die Wechselstrom-Schnittelle insbesondere als Standard- Schnittstelle ausgebildet, sodass nach dem Öffnen eines Tankdeckels eines Fahrzeugs direkter Zugang zur Anschlussvorrichtung und zur damit ebenfalls freiliegenden
Wechselstrom-Schnittstelle möglich wird. Das im Wesentlichen ausschließliche Abdecken der Gleichstrom-Schnittstelle und das Freilassen der Wechselstrom-Schnittstelle verbessert diesen Vorteil noch weiter und rückt insbesondere die Standardisierung mit der Wechselstrom-Schnittstell in den Vordergrund bei der Nutzung beim Aufladen einer Batterievorrichtung. Beim normalen Laden ist somit die Wechselstrom-Schnittstelle immer automatisch sofort zugänglich und die Gleichstrom-Schnittstelle hinsichtlich der
Gleichstromladefunktionalität in einen ersten Schritt zurückgesetzt durch die
Abdeckklappe.
Weiter von Vorteil ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung nach dem voranstehenden Absatz der Abdeckabschnitt in der Freigabeposition der
Abdeckklappe die Wechselstrom-Schnittstelle wenigstens teilweise abdeckt. Während bereits durch unterschiedliche geometrische Ausführungsformen der Wechselstrom- Schnittstelle und der Gleichstrom-Schnittstelle ein versehentliches falsches Einstecken eines zugehörigen Steckers in der falschen Schnittstelle vermieden ist, kann durch das wenigstens teilweise Abdecken der Wechselstrom-Schnittstelle in der Freigabeposition sichergestellt werden, dass bereits der Versuch des falschen Einsteckens des
Gleichstrom-Steckers in der Wechselstrom-Schnittstelle auch aus optischen
Sicherungsgründen unterbleibt. Dies reduziert die Komplexität des Gesamtsystems weiter und vereinfacht insbesondere die Nutzung bei der Durchführung eines
Aufladevorgangs. Die Abdeckklappe weist somit nicht nur die erste Funktionalität auf, wie sie in erfindungsgemäßer Weise erläutert worden ist, sondern darüber hinaus noch eine zweite Sicherungsfunktionalität gegen ein unerwünschtes Einstecken in die falsche Schnittstelle.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn bei einer erfindungsgemäßen Anschlussvorrichtung eine Sensorvorrichtung vorgesehen ist zur Erkennung wenigstens einer der folgenden Positionen:
- Schließposition
- Freigabeposition
- Rastposition
- Löseposition Bei der voranstehenden Aufzählung handelt es sich um eine nichtabschließende Liste. Mithilfe der Sensorvorrichtung kann insbesondere ein Sensorsignal bzw. ein
Ausgangssignal erzeugt werden, welches mit der zugehörigen erkannten Position korreliert. Somit kann insbesondere eine nachfolgende Kontrolleinheit mit diesem
Ausgangssignal versorgt werden und an die entsprechende tatsächliche Einsatzsituation angepasst werden. Befindet sich beispielsweise die Abdeckklappe in der
Freigabeposition, so kann mit dieser Information eine zugehörige Kontrolleinheit auf einen Aufladevorgang mithilfe der Gleichstrom-Schnittstelle umgeschaltet werden. Weiter kann mithilfe der Löseposition des Rastmechanismus festgestellt werden, dass sich der zugehörige Gleichstrom-Stecker nun in der eigesteckten Position in der Gleichstrom- Schnittstelle befindet und nun der Ladevorgang gestartet werden kann. Sobald sich nun die Abdeckklappe wieder in der Schließposition befindet kann die Kontrolleinheit umgeschaltet werden auf die Standardladefunktionalität mithilfe der Wechselstrom- Schnittstelle. Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Gleichstrom-Stecker zum Einstecken in eine erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung. Ein solcher Gleichstrom- Stecker weist einen Grundkörper mit einem Kontaktabschnitt zum Kontaktieren des Betätigungsabschnittes des Gegen-Rastmittels des Rastmechanismus auf. Damit bringt ein erfindungsgemäßer Gleichstrom-Stecker die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung erläutert worden sind.
Ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System aus einer
Anschlussvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zumindest einem
Gleichstrom-Stecker gemäß der vorliegenden Erfindung.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen oder in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Anschlussvorrichtung im Normalzustand, die Ausführungsform der Fig. 1 mit geöffneter Abdeckklappe,
Fig. 3 die Ausführungsform der Fig. 1 und 2 vor dem Einstecken des Gleichstrom-
Steckers
Fig. 4 die Ausführungsform der Fig. 1 bis 3 nach dem Abziehen des Gleichstrom-
Steckers und
Fig. 5 eine Detaildarstellung eines Rastmechanismus bei der
Anschlussvorrichtung. Die Figuren 1 bis 4 zeigen wie in schematischer Weise ein Ladevorgang mithilfe eines Gleichstrom-Steckers 130 an der Gleichstrom-Schnittstelle 30 der Anschlussvorrichtung 10 durchgeführt werden kann. Die Anschlussvorrichtung 10 ist dafür mit zwei separaten Schnittstellen, nämlich der Wechselstrom-Schnittstelle 20 einerseits und der Gleichstrom- Schnittstelle 30 andererseits ausgestattet. Wird an einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug ein Tankdeckel geöffnet, so wird die Ansicht erkennbar, wie sie die Figur 1 zeigt. Mit anderen Worten liegt die Wechselstrom-Schnittstelle 20 offen für den Zugang eines Wechselstrom-Steckers vor. Ist jedoch für einen Sonderfall kein Laden mithilfe eines Wechselstrom-Steckers gewünscht, so muss die Gleichstrom-Schnittstelle 30 freigelegt werden. In der Schließposition SP ist die Gleichstrom-Schnittstelle 30 noch mithilfe eines Abdeckabschnittes 44 der Abdeckklappe 40 abgedeckt und dementsprechend weder einsehbar, noch zugänglich.
Figur 2 zeigt die Situation, wenn die Abdeckklappe 40 in die Freigabeposition FP bewegt worden ist. Damit wurde auch der Abdeckabschnitt 44 in dieser Freigabeposition FP in eine Position gebracht, in welcher nun ein direkter Zugang sowie die Einsichtnahme in die Gleichstrom-Schnittstelle 30 möglich ist. Weiter ist darauf hinzuweisen, dass mithilfe eines Vorspannmittels 58 die Abdeckklappe 40 in die Richtung der Schließposition SP vorgespannt wird. Um also entgegen dieser Vorspannkraft des Vorspannmittels 58 die Abdeckklappe 40 in der Freigabeposition FP gemäß Figur 2 zu halten ist ein
Rastmechanismus 50 vorhanden, wie er später noch mit Bezug auf die Figur 5 erläutert wird.
Sobald also nun der Zugang zur Gleichstrom-Schnittstelle 30 gemäß Figur 2 durch das Bewegen der Abdeckklappe 40 in die Freigabeposition FP erfolgt ist, kann der
Gleichstrom-Stecker 130 gemäß Figur 3 in die Gleichstrom-Schnittstelle 30 eingeführt werden. Der Gleichstrom-Stecker 130 ist hierfür mit einem Grundkörper 132
ausgestattet. An seinem vorderen Ende, welcher auch als Formschlussabschnitt bzw. Gegenformschlussabschnitt zum Eindringen in die Gleichstrom-Schnittstelle 30 ausgebildet ist, ist ein Kontaktabschnitt 134 vorgesehen, welcher eine entsprechende Korrelation in geometrischer Weise innerhalb der Gleichstrom-Schnittstelle 30 aufweist. Beim Einstecken des Gleichstrom-Steckers 130 in die Gleichstrom-Schnittstelle 30 kontaktiert der Kontaktabschnitt 134 einen Betätigungsabschnitt 56 eines Gegen- Rastmittels 54, wie er insbesondere in der Ausführungsform der Figur 5 dargestellt ist. Dies führt dazu, dass die Rastfunktionalität des Rastmechanismus 50 aufgehoben wird. Somit liegt nun in der eingesteckten Position des Gleichstrom-Steckers 130 die
Vorspannung des Vorspannmittels 58 an der Abdeckklappe 40 an und bewegt diese in eine kontaktierende Position mit dem Grundkörper 132 des Gleichstrom-Steckers 130. Dadurch, dass die Verrastung des Rastmechanismus 50 zu diesem Zeitpunkt aufgehoben ist, wird beim Abziehen des Gleichstrom-Steckers 130, wie dies schematisch in Figur 4 dargestellt ist, automatisch durch die Vorspannkraft des Vorspannmittels 58 die
Abdeckklappe 40 und damit auch der Abdeckabschnitt 44 wieder zurück in die
Schließposition SP gemäß Figur 4 gebracht.
Die Figur 5 zeigt schematisch, wie ein solcher Rastmechanismus 50 ausgebildet sein kann. Wird die Abdeckklappe 40 mit dem Abdeckabschnitt 44 in die Freigabeposition FP gebracht, wie sie hier in der Figur 5 dargestellt ist, so wird über einen Konturabschnitt 53 das Gegen-Rastmittel 54 abgleiten und in seiner Rastposition RP wie sie in Figur 5 dargestellt ist, die Abdeckklappe 40 verrasten und sichern. Sobald nun der Gleichstrom- Stecker 130 in die zugehörige Gleichstrom-Schnittstelle 30 eingebracht wird, erfolgt eine Kontaktierung zwischen einem Kontaktabschnitt 134 und dem Betätigungsabschnitt 56 des Rastmittels 54. Damit wird das Gegen-Rastmittel 54 zurückgebracht in die
Löseposition LP, wie sie mit einem Pfeil in der Figur 5 dargestellt ist. Eine
Federvorrichtung 55 kann dazu dienen, dass Gegen-Rastmittel 54 in die Rastposition RP mit einer zugehörigen Kraft zu beaufschlagen. Sobald die Freigabe der Verrastung des Rastmechanismus 50 erfolgt ist, kann beim Abziehen des Gleichstrom-Steckers 130 automatisch die Abdeckklappe 40 nach dem Entfernen des Gleichstrom-Steckers 130 wieder in die Schließposition gelangen. Da hier üblicherweise eine Kontaktierung des Grundkörpers 132 des Gleichstrom-Steckers 130 einerseits und des Körpers der Abdeckklappe 40 andererseits besteht, ist bei dieser Ausführungsform eine Gleitfläche 42 vorgesehen, welche ein sicheres Abgleiten ohne Hängenbleiben gewährleisten kann. Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

Patentansprüche
1. Anschlussvorrichtung (10) zum Aufladen einer Batterievorrichtung eines
Fahrzeugs, aufweisend eine elektrische Wechselstrom-Schnittstelle (20) zur Aufnahme eines Wechselstrom-Steckers und eine Gleichstrom-Schnittstelle (30) zur Aufnahme eines Gleichstrom-Steckers (130), wobei die Gleichstrom-Schnittstelle (30) eine Abdeckklappe (40) aufweist, welche zwischen einer die Gleichstrom- Schnittstelle (30) verdeckenden Schließposition (SP) und einer die Gleichstrom- Schnittstelle (30) freigebenden Freigabeposition (FP) bewegbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstrom-Schnittstelle (30) einen
Rastmechanismus (50) aufweist mit einem Rastmittel (52) an der Abdeckklappe (40), welches mit einem Gegen-Rastmittel (54) der Abdeckklappe (40) in der Freigabeposition (FP) verrastet, wobei das Gegen-Rastmittel (54) einen
Betätigungsabschnitt (56) aufweist, welcher beim Aufnehmen des Gleichstrom- Steckers (130) in der Gleichstrom-Schnittstelle (30) von diesem kontaktiert wird und die Verrastung der Rastvorrichtung (50) löst.
2. Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rastvorrichtung (50) ein Vorspannmittel (58) aufweist, welches die Abdeckklappe (40) mit einer Vorspannkraft in Richtung der Schließposition (SP) beaufschlagt.
3. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckklappe (40) eine Gleitfläche (42) aufweist für ein
Abgleiten des Gleichstrom-Steckers (130) beim Abziehen aus der Gleichstrom- Schnittstelle (30).
4. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegen-Rastmittel (54) bewegbar zwischen einer
Rastposition (RP) und einer Löseposition (LP) gelagert ist.
5. Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegen-Rastmittel (54) eine Federvorrichtung (55) aufweist, welche das Gegen- Rastmittel (54) mit einer Federkraft in Richtung der Rastposition (RP) beaufschlagt.
6. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rastmittel (52) einen Kontourabschnitt (53) aufweist für ein abgleitendes Kontaktieren des Gegen-Rastmittels (54) bei der Bewegung der Abdeckklappe (40) zwischen der Schließposition (SP) und der Freigabeposition (FP).
7. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckklappe (40) einen Abdeckabschnitt (44) aufweist, welcher in der Schließposition (SP) die Gleichstrom-Schnittstelle (30) abdeckt und die Wechselstrom-Schnittstelle (20) frei lässt.
8. Anschlussvorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abdeckabschnitt (44) in der Freigabeposition (FP) der Abdeckklappe (40) die Wechselstrom-Schnittstelle (30) wenigstens teilweise abdeckt.
9. Anschlussvorrichtung (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sensorvorrichtung (60) vorgesehen ist zur Erkennung wenigstens einer der folgenden Positionen:
- Schließposition - Freigabeposition
- Rastposition
- Löseposition
10. Gleichstrom-Stecker (130) zum Einstecken in eine Anschlussvorrichtung (10) mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 9, aufweisend einen Grundkörper (132) mit einem Kontaktabschnitt (134) zum Kontaktieren des
Betätigungsabschnitts (56) des Gegen-Rastmittels (54) des Rastmechanismus (50).
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