DE102014009086A1 - Charging device for an electrical energy store and vehicle - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung (L) für einen elektrischen Energiespeicher (2) eines Fahrzeuges (1), umfassend zumindest ein fahrzeugseitiges Koppelelement (5) zur Verbindung des elektrischen Energiespeichers (2) mit einem Fremdversorgungsnetz (8), wobei das Koppelelement (5) mindestens einen Fehlerschutzschalter (5.1) umfasst.The invention relates to a charging device (L) for an electrical energy store (2) of a vehicle (1), comprising at least one vehicle-side coupling element (5) for connecting the electrical energy store (2) to an external supply network (8), the coupling element (5) comprises at least one fault protection switch (5.1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ladevorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Fahrzeuges, wobei die Ladevorrichtung zumindest ein elektrisches Koppelelement zur Verbindung des elektrischen Energiespeichers mit einem Fremdversorgungsnetz umfasst. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer solchen Ladevorrichtung.The invention relates to a charging device for an electrical energy storage device of a vehicle, wherein the charging device comprises at least one electrical coupling element for connecting the electrical energy storage device to a foreign supply network. Furthermore, the invention relates to a vehicle with such a charging device.

Aus der DE 10 2009 001 962 A1 ist ein Ladesystem zur Verwendung in einem Fahrzeug mit Fahrzeugmasse auf Erdpotential bekannt. Das Ladesystem umfasst ein Fahrzeughochvoltnetz, welches eine Hochvoltbatterie mit Batterietrennvorrichtung enthält, sowie gegebenenfalls einen oder mehrere Verbraucher. Weiterhin umfasst das Ladesystem ein mit der Hochvoltbatterie leitend verbundenes, in das Fahrzeug integrierbares Ladegerät mit Netztrennvorrichtung, welches über Netzstecker mit einem Ladestromnetz verbindbar ist. Darüber hinaus sind ein oder mehrere FI-Schutzschalter, ein Schutzleiter sowie Mittel zur permanenten Schutzleiterfunktionsüberwachung während eines Ladevorganges und Mittel zur Isolationsüberwachung des Fahrzeughochvoltnetzes und des Ladegerätes vor dem Start eines Ladevorganges vorgesehen. Der oder die FI-Schutzschalter dienen zur Fehlerstromüberwachung während eines Ladevorganges, wobei die FI-Schutzschalter derart angeordnet sind, dass das Ladesystem von einem angeschlossenen Ladestromnetz über die FI-Schutzschalter trennbar ist. Der Schutzleiter ist mit der Fahrzeugmasse verbindbar, wobei das Mittel zur Schutzleiterfunktionsüberwachung derart ausgestaltet ist, dass bei Beeinträchtigung der Schutzleiterfunktion die Batterietrennvorrichtung der Hochvoltbatterie und die Netztrennvorrichtung des Ladegerätes auslösbar sind. Die Mittel zur Isolationsüberwachung sind derart ausgestaltet, dass bei Detektion eines Isolationsfehlers die Batterietrennvorrichtung der Hochvoltbatterie und die Netztrennvorrichtung auslösbar sind.From the DE 10 2009 001 962 A1 For example, a charging system for use in a vehicle having vehicle ground ground potential is known. The charging system includes a vehicle high-voltage network, which includes a high-voltage battery with battery separator, and optionally one or more consumers. Furthermore, the charging system includes a with the high-voltage battery conductively connected, can be integrated into the vehicle charger with power disconnecting device, which is connected via power plug with a charging current network. In addition, one or more RCCBs, a protective conductor and means for permanent protective conductor function monitoring during a charging process and means for monitoring the insulation of the vehicle high-voltage network and the charger are provided before the start of a charging process. The one or more RCCBs are used for fault current monitoring during a charging process, the RCCBs are arranged such that the charging system is separable from a connected charging network via the RCCB. The protective conductor is connectable to the vehicle ground, wherein the means for protective conductor function monitoring is configured such that when impairing the protective conductor function, the battery separator of the high-voltage battery and the power disconnecting device of the charger can be triggered. The means for insulation monitoring are designed such that upon detection of an insulation fault, the battery separator of the high-voltage battery and the power disconnecting device can be triggered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Ladevorrichtung und ein Fahrzeug mit einer solchen verbesserten Ladevorrichtung anzugeben.The invention has for its object to provide a comparison with the prior art improved charging device and a vehicle with such an improved charging device.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der Ladevorrichtung durch die in Anspruch 1 und hinsichtlich des Fahrzeuges durch die in Anspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst.The object is achieved with respect to the charging device by the claim 1 and in terms of the vehicle by the features specified in claim 6.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.

Eine Ladevorrichtung für einen elektrischen Energiespeicher eines Fahrzeuges umfasst zumindest ein fahrzeugseitiges Koppelelement zur Verbindung des elektrischen Energiespeichers mit einem Fremdversorgungsnetz. Erfindungsgemäß umfasst das fahrzeugseitige Koppelelement einen Fehlerschutzschalter.A charging device for an electrical energy storage device of a vehicle comprises at least one vehicle-side coupling element for connecting the electrical energy storage device to a third-party supply network. According to the invention, the vehicle-side coupling element comprises an error protection switch.

Vorzugsweise ist das fahrzeugseitige Koppelelement als eine modulare Einheit ausgebildet, wobei der Fehlerschutzschalter als ein gekapseltes oder abgeschirmtes Modul ausgebildet ist und im Fahrzeug angeordnet ist.Preferably, the vehicle-side coupling element is formed as a modular unit, wherein the error protection switch is formed as an enclosed or shielded module and is arranged in the vehicle.

Mittels einer derart ausgebildeten Ladevorrichtung mit einem im Fahrzeug angeordneten Fehlerschutzschalter ist es möglich, den elektrischen Energiespeicher, insbesondere eine Batterie, mit einem herkömmlichen Ladekabel mit Haushaltsstrom aufzuladen, wobei der Fehlerschutzschalter gegenüber Umwelteinflüssen, wie insbesondere Regen, im Fahrzeuges, beispielsweise im Kofferraum, geschützt angeordnet ist.By means of a charging device designed in this way with a fault protection switch arranged in the vehicle, it is possible to charge the electrical energy store, in particular a battery, with a conventional charging cable with household current, whereby the fault protection switch is protected against environmental influences, such as rain, in the vehicle, for example in the boot is.

Zudem ist das Koppelelement mit integriertem Fehlerschutzschalter im Fahrzeug geschützt angeordnet, so dass ein Aufwand zur wasserdichten Abdichtung des Koppelelementes nicht erforderlich ist.In addition, the coupling element with integrated fault protection switch is arranged protected in the vehicle, so that an effort for watertight sealing of the coupling element is not required.

Die Gefahr, dass der Fehlerschutzschalter und/oder das Koppelelement in einer Pfütze liegen und/oder ein anderes Fahrzeug darüber fährt, ist mittels der erfindungsgemäßen Ladevorrichtung zumindest verringert.The risk that the fault protection switch and / or the coupling element lie in a puddle and / or another vehicle drives over it is at least reduced by means of the charging device according to the invention.

Durch die fahrzeugseitige Anordnung des Fehlerschutzschalters und des Koppelelementes ist es also nicht erforderlich, dass der Fehlerschutzschalter und das Koppelelement wasserfest, wasserdicht und verhältnismäßig mechanisch robust auszuführen sind, so dass diese vergleichsweise kostengünstig herstellbar sind.Due to the vehicle-mounted arrangement of the fault protection switch and the coupling element, it is therefore not necessary that the fault protection switch and the coupling element waterproof, waterproof and relatively mechanically robust perform, so that they are relatively inexpensive to produce.

Darüber hinaus ist das Risiko einer Verschmutzung des Fehlerschutzschalters und/oder des Koppelelementes, beispielsweise mit Öl in einer Werkstatt, zumindest verringert, so dass ein relativ schwieriger Reinigungsaufwand des Fehlerschutzschalters und/oder des Koppelelementes entfallen kann.In addition, the risk of contamination of the fault protection switch and / or the coupling element, for example with oil in a workshop, at least reduced, so that a relatively difficult cleaning of the fault protection switch and / or the coupling element can be omitted.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigt die:It shows:

1 schematisch ein Fahrzeug mit einer Ladevorrichtung, und 1 schematically a vehicle with a charging device, and

2 schematisch im Detail die Ladevorrichtung. 2 schematically in detail the loading device.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Corresponding parts are provided in all figures with the same reference numerals.

In der 1 ist ein Fahrzeug 1 mit einer Ladevorrichtung L zum Aufladen, insbesondere Fremdladen, eines elektrischen Energiespeichers 2 des Fahrzeuges 1, im Weiteren als Batterie 2 bezeichnet, gezeigt.In the 1 is a vehicle 1 with a charging device L for charging, in particular external charging, an electrical energy storage 2 of the vehicle 1 , hereinafter as a battery 2 indicated.

Der Energiespeicher 2 ist dabei zum Fremdladen mittels einer bordeigenen Ladeeinheit 3 (auch Ladegerät genannt) über eine bordeigene Ladeleitung 4 und ein mittels eines Koppelelements 5 koppelbares, insbesondere externes Ladekabel 6 mit einem Fremdversorgungsnetz 8 verbindbar.The energy storage 2 is doing a third party loading by means of an on-board charging unit 3 (also called charger) via an on-board charging line 4 and one by means of a coupling element 5 Coupling, especially external charging cable 6 with a foreign network 8th connectable.

Das Fremdversorgungsnetz 8 ist insbesondere ein heimeigenes Spannungsnetz (= Wechselspannungsnetz), insbesondere ein 230 (250, 260) V Spannungsnetz, oder ein Fremdspannungsnetz (= Wechselspannungsnetz), insbesondere ein 400 (380, 420) V Spannungsnetz einer Stromtankstelle. Für Fahrzeuge mit hohen Antriebsleistungen sind auch hohen HV-Bordspannungen von 650 V bis 800 V möglich. Eine zugehörige Ladeelektronik ist dann als eine Hochleistungselektronik ausgebildet, welche Leistungshalbleiter mit einer Sperrfähigkeit bis zu beispielsweise 360 V, 600 V oder 1200 V umfasst.The external supply network 8th is in particular a home-own voltage network (= alternating voltage network), in particular a 230 (250, 260) V voltage network, or an external voltage network (= alternating voltage network), in particular a 400 (380, 420) V voltage network of a charging station. For vehicles with high power ratings, high HV on-board voltages of 650 V to 800 V are possible. An associated charging electronics is then designed as a high-performance electronics, which comprises power semiconductors with a blocking capability up to, for example, 360 V, 600 V or 1200 V.

Das Fahrzeug 1 ist ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug mit einer Nachladefunktion für die Batterie 2 (auch Plug-In genannt), wobei es sich bei der Batterie 2 um eine Traktionsbatterie handelt. Die in 2 im Detail dargestellte Ladevorrichtung L umfasst ladeseitig die bordeigene Ladeeinheit 3 und ein Hochvolt-Bordnetz B, über das die Ladeeinheit 3 mit der Batterie 2 und die Batterie 2 mit mindestens einem Verbraucher V, insbesondere einem Klimakompressor, verbunden ist. Versorgungsseitig umfasst die Ladevorrichtung L die bordeigene Ladeleitung 4, über die die Ladeeinheit 3 mit dem Koppelelement 5 verbunden ist und über diese mit dem Fremdversorgungsnetz 8 koppelbar ist.The vehicle 1 is an electric vehicle or a hybrid vehicle with a recharging function for the battery 2 (also called plug-in), which is the battery 2 is a traction battery. In the 2 Loading device L shown in detail includes the on-board loading unit on the loading side 3 and a high-voltage electrical system B, via which the charging unit 3 with the battery 2 and the battery 2 is connected to at least one consumer V, in particular an air conditioning compressor. On the supply side, the charging device L comprises the on-board charging line 4 over which the loading unit 3 with the coupling element 5 is connected and via this with the external supply network 8th can be coupled.

Je nach Aufbau der Ladeeinheit 3 kann diese eine gekapselte, insbesondere elektrisch und galvanisch getrennte, Bordnetz-Trennvorrichtung 3.1, insbesondere einen Leistungsschalter, und eine Elektronik 3.2, insbesondere eine Leistungselektronik, wie einen Stromrichter, insbesondere einen Gleichrichter, umfassen.Depending on the structure of the charging unit 3 This can be an encapsulated, in particular electrically and galvanically isolated, electrical system disconnecting device 3.1 , in particular a circuit breaker, and electronics 3.2 , in particular a power electronics, such as a power converter, in particular a rectifier include.

Die Ladeeinheit 3 ist zum Aufladen mit der Batterie 2 gekoppelt, wobei die Bordnetz-Trennvorrichtung 3.1 dazu vorgesehen ist, zumindest im Betrieb des Fahrzeugs 1, wenn die Ladeeinheit 3 nicht benötigt wird, diese von dem Hochvolt-Bordnetz B des Fahrzeuges 1 und somit von der Batterie 2 zur Funkentstörung zu trennen.The loading unit 3 is for charging with the battery 2 coupled, wherein the electrical system disconnecting device 3.1 is provided, at least during operation of the vehicle 1 when the charging unit 3 is not needed, this from the high-voltage electrical system B of the vehicle 1 and thus from the battery 2 to separate the radio interference.

Diese Trennung dient dazu, eine Störfreiheit zwischen der Ladeeinheit 3 und im Fahrzeug 1 angeordneter, elektrischer Verbraucher, beispielsweise eines Radios, herzustellen. Diese Störfreiheit ist auch unter der Bezeichnung elektromagnetische Verträglichkeit bekannt. Dabei kann die Trennung zur Erzielung der Störfreiheit vorzugsweise batterieseitig und/oder ladeseitig, wie beschrieben in der Ladeeinheit 3 mittels der Bordnetz-Trennvorrichtung 3.1, erfolgen.This separation serves to eliminate interference between the charging unit 3 and in the vehicle 1 arranged, electrical consumers, such as a radio to produce. This freedom from interference is also known as electromagnetic compatibility. In this case, the separation to achieve the freedom from interference preferably on the battery side and / or loading side, as described in the charging unit 3 by means of the electrical system disconnecting device 3.1 , respectively.

Mittels der Ladeleitung 4 ist die Ladeeinheit 3 mit dem Koppelelement 5 verbunden.By means of the charging line 4 is the loading unit 3 with the coupling element 5 connected.

Das Koppelelement 5 ist als eine modulare Einheit ausgebildet und umfasst zumindest als ein Modul einen Fehlerschutzschalter 5.1, auch kurz FI-Schalter genannt, der somit ebenfalls im Fahrzeug 1 angeordnet ist.The coupling element 5 is formed as a modular unit and includes at least as a module an error protection switch 5.1 , also called FI switch for short, which thus also in the vehicle 1 is arranged.

In einer möglichen Ausführungsform ist das Koppelelement 5 und mit diesem der Fehlerschutzschalter 5.1 im Heckklappenbereich 1.2 des Fahrzeuges 1 angeordnet.In one possible embodiment, the coupling element 5 and with this the fault protection switch 5.1 in the tailgate area 1.2 of the vehicle 1 arranged.

Der Fehlerschutzschalter 5.1 ist als ein gekapseltes oder gehaustes Modul, insbesondere ein galvanisch und elektrisch getrenntes Modul, im Kofferraum 1.1 des Fahrzeuges 1 vor Umwelteinflüssen, insbesondere Witterungseinflüssen wie Regen und Schnee, geschützt angeordnet. Beispielsweise ist der Fehlerschutzschalter 5.1 von einem Gehäuse oder Korpus umgeben. Dadurch ist es nicht erforderlich, den Fehlerschutzschalters 5.1 wasserdicht auszubilden. Weiterhin ist der Fehlerschutzschalter 5.1 aufgrund der Anordnung im Fahrzeug 1 vor Verschmutzung geschützt.The fault protection switch 5.1 is as an encapsulated or gehaustes module, in particular a galvanically and electrically isolated module in the trunk 1.1 of the vehicle 1 protected against environmental influences, especially weather conditions such as rain and snow. For example, the error protection switch 5.1 surrounded by a case or body. This does not require the fault circuit breaker 5.1 waterproof form. Furthermore, the error protection switch 5.1 due to the arrangement in the vehicle 1 protected against contamination.

Zur elektrischen Verbindung des modularen Koppelelements 5 mit integriertem Fehlerschutzschalter 5.1 mit einem externen Ladekabel 6, beispielsweise einem herkömmlichen Ladekabel ohne aufwendige Abschirmungen (einem herkömmlichen Haushalts-Ladekabel), ist das Koppelement 5 versorgungsseitig mit mindestens einem Ladeanschlussadapter 5.2 koppelbar, insbesondere lösbar verbunden. Der Ladeanschlussadapter 5.2 ist zur Aufnahme unterschiedlicher Ladestecker 6.1 oder Ladebuchsen eingerichtet.For electrical connection of the modular coupling element 5 with integrated error protection switch 5.1 with an external charging cable 6 For example, a conventional charging cable without costly shields (a conventional household charging cable), is the coupling element 5 on the supply side with at least one charging connection adapter 5.2 coupled, in particular releasably connected. The charging port adapter 5.2 is for holding different charging plugs 6.1 or charging sockets.

Der Ladeanschlussadapter 5.2 kann ebenfalls modular aufgebaut sein. Insbesondere weist der Ladeanschlussadapter 5.2 auf der zum Koppelelement 5, insbesondere zum Modul Fehlerschutzschalter 5.1, gerichteten koppelseitigen Anschlussseite ein einheitliches Anschlusselement 5.2.1 zur elektrischen und mechanischen Verbindung, insbesondere einer reversiblen Verbindung, wie eine Steck-, Rast- und/oder Klemmverbindung, des Ladeanschlussadapters 5.2 an den Fehlerschutzschalter 5.1 auf.The charging port adapter 5.2 can also be modular. In particular, the charging port adapter 5.2 on the to the coupling element 5 , in particular to the module fault protection switch 5.1 , coupled side coupling side a unitary connection element 5.2.1 for the electrical and mechanical connection, in particular a reversible connection, such as a plug-in, latching and / or clamping connection, of the charging connection adapter 5.2 to the fault protection switch 5.1 on.

Auf der zur Versorgungsseite gerichteten, versorgungsseitigen Anschlussseite des Ladeanschlussadapters 5.2 umfasst dieser für verschiedene Ladestecker 6.1 oder Ladebuchsen jeweils gesonderte Anschlusselemente 5.2.2 zur elektrischen und mechanischen Verbindung, insbesondere einer reversiblen Verbindung, wie eine Steck-, Rast- und/oder Klemmverbindung, des Ladeanschlussadapters 5.2 an das externe Ladekabel 6 auf. On the supply-side terminal side of the charging port adapter 5.2 includes this for various charging plugs 6.1 or charging sockets each separate connection elements 5.2.2 for the electrical and mechanical connection, in particular a reversible connection, such as a plug-in, latching and / or clamping connection, of the charging connection adapter 5.2 to the external charging cable 6 on.

Mit anderen Worten: Das Koppelelement 5 mit dem Fehlerschutzschalter 5.1 und dem koppelbaren Ladeanschlussadapter 5.2 ist nach dem sogenannten Baukastenbetrieb gefertigt, so dass in Abhängigkeit der länderspezifischen späteren Nutzung des Fahrzeuges 1 elektrische Varianten, wie z. B. in Bezug auf 110 Volt und 220 V, mittels des Moduls des Fehlerschutzschalters 5.1 als Grundgerät oder Grundkörper und mittels des Moduls des Ladeanschlussadapters 5.2 mit dem einheitlichen Anschlusselement 5.2.1 und der Vielzahl von gesonderten Anschlusselementen 5.2.2 entsprechend erforderlichen Bestückungsvarianten realisierbar sind. Dabei kann das modulare Koppelelement 5 weitere Elektronikeinheiten, wie Anschlusselemente für ein Bussystem, insbesondere ein Datenbussystem oder ein Funknetz, umfassen.In other words: the coupling element 5 with the fault protection switch 5.1 and the dockable charging port adapter 5.2 is manufactured according to the so-called modular system, so that depending on the country-specific later use of the vehicle 1 electrical variants, such. B. with respect to 110 volts and 220 V, by means of the module of the error protection switch 5.1 as a basic unit or basic body and by means of the module of the charging connection adapter 5.2 with the uniform connection element 5.2.1 and the plurality of separate connection elements 5.2.2 according to required equipment variants are feasible. In this case, the modular coupling element 5 further electronic units, such as connection elements for a bus system, in particular a data bus system or a radio network.

Ist der Fehlerschutzschalter 5.1 zur Absicherung einer 3-Phasen-Leitung vorgesehen, kann zusätzlich im Koppelelement 5, insbesondere im Modul des Fehlerschutzschalters 5.1, eine Sicherheitsvorrichtung integriert sein, so dass vor der Nutzung der Ladevorrichtung 1 eine Phasenüberprüfung zum korrekten Anschließen durchführbar ist.Is the error protection switch 5.1 provided for securing a 3-phase line, can additionally in the coupling element 5 , in particular in the module of the error protection switch 5.1 , a safety device must be integrated, so before using the charging device 1 a phase check for correct connection is feasible.

Das Koppelelement 5 kann nur den Fehlerschutzschalter 5.1 mit integriertem Anschlusselement zur Kopplung des Ladekabels 6 umfassen. In dieser Ausführungsform ist kein Ladeanschlussadapter 5.2 vorgesehen. Dabei umfasst das Koppelelement 5 entsprechend der Ausbildung des Fehlerschutzschalters 5.1 einen Stecker bzw. Buchse, so dass die Ladevorrichtung 1 über eine Steckverbindung mit dem Ladekabel 6 koppelbar ist.The coupling element 5 can only use the error protection switch 5.1 with integrated connection element for coupling the charging cable 6 include. In this embodiment, there is no charging port adapter 5.2 intended. In this case, the coupling element comprises 5 according to the design of the fault protection switch 5.1 a plug or socket so that the charging device 1 via a plug connection with the charging cable 6 can be coupled.

In einer erweiterten Ausführungsform kann hinsichtlich der länderspezifischen Nutzung vorgesehen sein, das Koppelelement 5 und insbesondere den Fehlerschutzschalter 5.1 mit dem Kabel- oder Ladeanschlussadapter 5.2 zu koppeln, wobei die Kopplung bevorzugt werkseitig erfolgt und der Ladeanschlussadapter 5.2 dazu vorgesehen ist, die Ladevorrichtung 1 und insbesondere das Koppelelement 5 zum Laden der Batterie 2 ohne großen Aufwand länderübergreifend nutzen zu können, wodurch ein enormer Kostenvorteil erzielbar ist.In an expanded embodiment, with regard to the country-specific use, the coupling element can be provided 5 and in particular the fault protection switch 5.1 with the cable or charging port adapter 5.2 to couple, the coupling is preferably factory and the charging port adapter 5.2 provided is the charging device 1 and in particular the coupling element 5 to charge the battery 2 to be able to use transnationally without great effort, whereby an enormous cost advantage can be achieved.

Bei dem Ladekabel 6 handelt es sich um ein herkömmliches Verlängerungskabel, welches an einem Ende einen Ladestecker 6.1 (oder alternativ eine Ladebuchse) aufweist, der in eine Steckdose 7, beispielsweise zu Hause oder in einem Bürogebäude, (oder umgekehrt, in deren Ladebuchse ein Stecker) einsteckbar ist, um die Batterie 2 zu laden.At the charging cable 6 It is a conventional extension cable, which at one end a charging plug 6.1 (or alternatively a charging socket), which is in a socket 7 For example, at home or in an office building (or vice versa, in the charging socket a plug) is plugged to the battery 2 to load.

Um die Batterie 2 im vollständig geschlossenen und abgeschlossenen Zustand des Fahrzeuges 1 zumindest laden zu können, ist das mit dem Koppelelement 5 verbundene Ladekabel 6 durch eine Fuge im Fahrzeugrahmen des Fahrzeugs 1 geführt. In dieser Fuge ist das Ladekabel 6 fixiert und wasserdicht verlegt, so dass sich die Heckklappe 1.3 des Fahrzeuges 1 ohne Kontakt mit dem Ladekabel 6 schließen lässt.To the battery 2 in the fully closed and closed state of the vehicle 1 to be able to load at least, that is with the coupling element 5 connected charging cable 6 through a joint in the vehicle frame of the vehicle 1 guided. In this joint is the charging cable 6 fixed and waterproof, so that the tailgate 1.3 of the vehicle 1 without contact with the charging cable 6 close.

Da, wie oben beschrieben, die Bordnetz-Trennvorrichtung 3.1 zur Störfreiheit elektrischer Verbraucher V des Fahrzeuges 1 derart eingerichtet ist, dass diese insbesondere im Fahrbetrieb die Ladeeinheit 3 und die Ladeleitung 4 vom Hochvolt-Bordnetz B trennt, ist eine Abschirmung des Fehlerschutzschalters 5.1 und/oder eine relativ kostenintensive Abschirmung der Ladeleitung 4 zwischen sich im Nassbereich des Fahrzeuges 1 befindender Ladeeinheit 3 und dem Fehlerschutzschalter 5.1 nicht erforderlich.Since, as described above, the electrical system disconnecting device 3.1 for interference-free electrical consumers V of the vehicle 1 is set up so that this particular when driving the charging unit 3 and the charging line 4 disconnects from the high-voltage electrical system B, is a shield of the fault protection switch 5.1 and / or a relatively expensive shielding of the charging line 4 between themselves in the wet area of the vehicle 1 located loading unit 3 and the fault protection switch 5.1 not mandatory.

Mittels der beschriebenen Ladevorrichtung und des Ladekabels 4 ist eine vergleichsweise kostengünstige Gesamtanordnung zum Laden der Batterie 2 des Fahrzeuges 1 angegeben, da die Ladeeinheit 3 aufgrund der integrierten Bordnetz-Trennvorrichtung 3.1 und dem innen angeordneten modularen Koppelelement 5 aus Fehlerschutzschalter 5.1 und optional aus dem Ladeanschlussadapter 5.2 ohne aufwendige karosserieseitige Steckverbindung mit entsprechend hohem IP Schutz und einem hinsichtlich einer Größe der Batterie 2 vorgesehenen Teillastbetrieb verhältnismäßig kostengünstig konzipiert werden kann.By means of the described charging device and the charging cable 4 is a relatively inexpensive overall arrangement for charging the battery 2 of the vehicle 1 indicated as the loading unit 3 due to the integrated wiring system disconnecting device 3.1 and the internally disposed modular coupling element 5 from fault protection switch 5.1 and optionally from the charging port adapter 5.2 without elaborate body-side connector with a correspondingly high IP protection and one in terms of a size of the battery 2 provided partial load operation can be designed relatively inexpensive.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrzeugvehicle
1.11.1
Kofferraumtrunk
1.21.2
Heckklappenbereichtailgate area
1.31.3
Heckklappetailgate
22
elektrischer Energiespeicher, Batterieelectrical energy storage, battery
33
Ladeeinheitcharging unit
3.13.1
Bordnetz-TrennvorrichtungWiring separation device
3.23.2
Elektronikelectronics
44
Ladeleitungcharging cable
55
Koppelelementcoupling element
5.15.1
FehlerschutzschalterResidual current devices
5.25.2
LadeanschlussadapterCharging Port Adapter
5.2.15.2.1
einheitliches Anschlusselementuniform connection element
5.2.25.2.2
gesondertes Anschlusselementseparate connection element
66
Ladekabelcharge cable
6.16.1
Ladesteckercharging plug
77
Steckdosesocket
8 8th
FremdversorgungsnetzForeign supply network
BB
Hochvolt-BordnetzHigh-voltage electrical system
LL
Ladevorrichtungloader
VV
Verbraucherconsumer

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102009001962 A1 [0002] DE 102009001962 A1 [0002]

Claims (8)

Ladevorrichtung (1) für einen elektrischen Energiespeicher (2) eines Fahrzeuges (1), umfassend zumindest ein fahrzeugseitiges Koppelelement (5) zur Verbindung des elektrischen Energiespeichers (2) mit einem Fremdversorgungsnetz (8), dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (5) mindestens einen Fehlerschutzschalter (5.1) umfasst.Loading device ( 1 ) for an electrical energy store ( 2 ) of a vehicle ( 1 ), comprising at least one vehicle-side coupling element ( 5 ) for connecting the electrical energy store ( 2 ) with a foreign network ( 8th ), characterized in that the coupling element ( 5 ) at least one fault protection switch ( 5.1 ). Ladevorrichtung (L) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (5) ladeseitig mit einer Ladeleitung (4) verbunden ist und versorgungsseitig mit mindestens einem Ladeanschlussadapter (5.2) koppelbar ist, der derart eingerichtet ist, dass unterschiedliche Ladestecker (6.1) oder Ladebuchsen aufnehmbar sind.Loading device (L) according to claim 1, characterized in that the coupling element ( 5 ) loading side with a charging line ( 4 ) and supply side with at least one charging port adapter ( 5.2 ), which is set up in such a way that different charging plugs ( 6.1 ) or charging sockets are receivable. Ladevorrichtung (L) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der Ladeanschlussadapter (5.2) modular ausgebildet ist, wobei auf der zum Koppelelement (5) gerichteten koppelseitigen Anschlussseite ein einheitliches Anschlusselement (5.2.1) und auf der zur Versorgungsseite gerichteten versorgungsseitigen Anschlussseite für verschiedene Ladestecker (6.1) oder Ladebuchsen jeweils gesonderte Anschlusselemente (5.2.2) vorgesehen sind, wobei das koppelseitige, einheitliche Anschlusselement (5.2.1) und das versorgungsseitige, jeweils gesonderte Anschlusselement (5.2.2) durch eine lösbare Verbindung elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind.Charging device (L) according to claim 2, characterized in that the charging connection adapter ( 5.2 ) is modular, wherein on the to the coupling element ( 5 ) coupling side connection side a uniform connection element ( 5.2.1 ) and on the supply side connection side for different charging plugs ( 6.1 ) or charging sockets each separate connection elements ( 5.2.2 ) are provided, wherein the coupling-side, uniform connection element ( 5.2.1 ) and the supply side, each separate connection element ( 5.2.2 ) are electrically and mechanically interconnected by a releasable connection. Ladevorrichtung (L) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Module des Koppelelements (5), insbesondere der Fehlerschutzschalter (5.1) und der Ladeanschlussadapter (5.2), lösbar, insbesondere verrastbar, miteinander verbunden sind.Loading device (L) according to one of the preceding claims, characterized in that the modules of the coupling element ( 5 ), in particular the fault protection switch ( 5.1 ) and the charging port adapter ( 5.2 ), detachable, in particular latchable, are interconnected. Ladevorrichtung (L) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein an das Koppelelement (5) koppelbares Ladekabel (6) zur Verbindung mit dem Fremdversorgungsnetz (8) derart im Fahrzeug (1) geführt ist, dass der elektrische Energiespeicher (2) im vollständig geschlossenen Zustand des Fahrzeuges (1) zumindest aufladbar ist.Loading device (L) according to one of the preceding claims, characterized in that a to the coupling element ( 5 ) dockable charging cable ( 6 ) for connection to the external supply network ( 8th ) in the vehicle ( 1 ) is guided, that the electrical energy storage ( 2 ) in the fully closed state of the vehicle ( 1 ) is at least chargeable. Fahrzeug (1) mit einer Ladevorrichtung (L) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Vehicle ( 1 ) with a loading device (L) according to one of the preceding claims. Fahrzeug (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (5), insbesondere der Fehlerschutzschalter (5.1) und der mit diesem lösbar verbundene Ladeanschlussadapter (5.2), im Heckbereich (1.3) innen im Fahrzeug (1), insbesondere in einem Kofferraum (1.1), angeordnet und fixiert ist.Vehicle ( 1 ) according to claim 6, characterized in that the coupling element ( 5 ), in particular the fault protection switch ( 5.1 ) and the detachably connected charging connection adapter ( 5.2 ), in the rear area ( 1.3 ) inside the vehicle ( 1 ), especially in a trunk ( 1.1 ), arranged and fixed. Fahrzeug (1) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein an das Koppelelement (5) anschließbares Ladekabel (6) fluiddicht durch eine Karosserieöffnung in der Heckklappe (1.3) des Fahrzeugs (1) im vollständig geschlossenen Zustand des Fahrzeugs (1) geführt ist.Vehicle ( 1 ) according to claim 6 or 7, characterized in that a to the coupling element ( 5 ) connectable charging cable ( 6 ) fluid-tight through a body opening in the tailgate ( 1.3 ) of the vehicle ( 1 ) in the fully closed state of the vehicle ( 1 ) is guided.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019004015A1 (en) 2019-06-06 2019-12-19 Daimler Ag Motor vehicle with a charging device arranged in a trunk, and method
DE102018215579A1 (en) * 2018-09-13 2020-05-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Charging device for an electrically drivable vehicle, vehicle electrical system and vehicle
CN113459856A (en) * 2021-06-30 2021-10-01 东风汽车集团股份有限公司 A charging method and charging port device for an electric vehicle
DE102022213802A1 (en) 2022-12-16 2024-06-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Battery system
DE102022213801A1 (en) 2022-12-16 2024-06-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Battery system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009001962A1 (en) 2009-03-30 2010-10-07 Robert Bosch Gmbh Charging system with Fl circuit breakers

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009001962A1 (en) 2009-03-30 2010-10-07 Robert Bosch Gmbh Charging system with Fl circuit breakers

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018215579A1 (en) * 2018-09-13 2020-05-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Charging device for an electrically drivable vehicle, vehicle electrical system and vehicle
DE102019004015A1 (en) 2019-06-06 2019-12-19 Daimler Ag Motor vehicle with a charging device arranged in a trunk, and method
CN113459856A (en) * 2021-06-30 2021-10-01 东风汽车集团股份有限公司 A charging method and charging port device for an electric vehicle
DE102022213802A1 (en) 2022-12-16 2024-06-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Battery system
DE102022213801A1 (en) 2022-12-16 2024-06-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Battery system

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