EP4584119A1 - Fahrzeug-ladedose und fahrzeug - Google Patents

Fahrzeug-ladedose und fahrzeug

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EP4584119A1
EP4584119A1 EP23751956.6A EP23751956A EP4584119A1 EP 4584119 A1 EP4584119 A1 EP 4584119A1 EP 23751956 A EP23751956 A EP 23751956A EP 4584119 A1 EP4584119 A1 EP 4584119A1
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EP
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vehicle
charging
charging socket
cooling channel
fan
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Application number
EP23751956.6A
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Inventor
Niko Fontein
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Publication date
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R13/46—Bases; Cases
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • 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
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
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    • B60L53/16—Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Definitions

  • the invention relates to a vehicle charging socket for an at least partially electrically powered vehicle and a vehicle with such a vehicle charging socket.
  • a vehicle charging socket for an at least partially electrically driven vehicle, the vehicle charging socket having at least one DC charging contact which extends from an outside of the vehicle towards the interior of the vehicle.
  • the vehicle charging socket has a cavity within a charging socket housing through which the at least one DC charging contact runs, the cavity being designed as a cooling channel which has a first end assigned to the interior of the vehicle and a second end assigned to the outside of the vehicle.
  • the vehicle charging socket includes a fan assigned to the cooling channel, which is designed to suck in air from the interior of the vehicle via the first end of the cooling channel and to release it via the second end of the cooling channel to cool the DC charging contact.
  • the air sucked in by the fan flows directly around the at least one DC charging contact or a thermally conductive housing of the at least a DC charging contact, so that effective cooling is guaranteed by the air flow generated.
  • the fan of the vehicle charging socket can be connected to a control unit of the vehicle, which is set up to regulate the speed of the fan.

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Abstract

Eine Fahrzeug-Ladedose (16) für ein wenigstens teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug (10) weist mindestens einen Gleichstromladekontakt (38) auf, der sich von einer Außenseite (22) des Fahrzeugs in Richtung zum Innenraum des Fahrzeugs (10) erstreckt, wobei die Fahrzeug-Ladedose (16) innerhalb eines Ladedosengehäuses (24) einen Hohlraum (30) aufweist, durch den der mindestens eine Gleichstromladekontakt (38) verläuft. Der Hohlraum (30) ist als Kühlkanal (32) ausgebildet, der ein dem Innenraum (20) des Fahrzeugs zugeordnetes erstes Ende (40) und ein der Außenseite (22) des Fahrzeugs zugeordnetes zweites Ende (42) aufweist. Die Fahrzeug-Ladedose (16) umfasst einen dem Kühlkanal (32) zugeordneten Lüfter (44), der dazu eingerichtet ist, zur Kühlung des Gleichstromladekontakts (38) Luft aus dem Innenraum (20) des Fahrzeugs über das erste Ende (40) des Kühlkanals (32) anzusaugen und über das zweite Ende (42) des Kühlkanals (32) abzugeben. Ferner wird ein Fahrzeug angegeben.

Description

Fahrzeug-Ladedose und Fahrzeug
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Ladedose für ein wenigstens teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Fahrzeug-Ladedose.
Fahrzeuge, die wenigstens teilweise elektrisch angetrieben werden, verfügen üblicherweise über eine elektrisch betriebene Antriebsmaschine, die über eine Batterievorrichtung mit Elektrizität versorgt wird, beispielsweise über eine wieder aufladbare Traktionsbatterie. Um die Batterievorrichtung aufzuladen, kann diese an eine externe Ladevorrichtung wie eine Ladesäule angeschlossen werden. Zu diesem Zweck ist es bekannt, am Fahrzeug eine Fahrzeug-Ladedose vorzusehen, die über Ladekontakte verfügt, mit denen das Fahrzeug während des Ladevorgangs mit der jeweiligen Ladevorrichtung elektrisch kontaktiert wird.
Durch den beim Ladevorgang auftretenden Stromfluss erwärmen sich die Ladekontakte der Fahrzeug-Ladedose. Dieser Effekt ist insbesondere bei Gleichstomladekontakten von Bedeutung, über die ein Gleichstrom mit einer Stromstärke in der Größenordnung von bis zu 200 A fließen kann. Für zukünftige Anforderungen sind zudem Stromstärken von bis zu 500 A und mehr für Fahrzeuganwendungen gewünscht. Steigt die Temperatur der Gleichstromladekontakte zu stark an, muss der Stromfluss reduziert werden, um ein Überschreiten einer vorgegebenen Temperaturschwelle zu vermeiden. Dies wirkt sich jedoch nachteilig auf die Ladedauer des Fahrzeugs respektive der Batterievorrichtung aus, sodass die minimale Ladezeit durch die Temperatur der Gleichstromladekontakte begrenzt wird.
Es ist bekannt, die Fahrzeug-Ladedose mit einer Möglichkeit zum Kühlen der Gleichstromladekontakte auszustatten, um dem Aufheizen der Gleichstromladekontakte entgegen zu wirken. Dazu kann die Fahrzeug-Ladedose über eine Wasserkühlung, eine Luftkühlung oder ein Kühlsystem auf Basis eines Phasenwechselmaterials verfügen, welche Wärme von den Gleichstromladekontakten aufnehmen und in Richtung des Innenraums des Fahrzeugs, üblicherweise in einen Gepäckraum des Fahrzeugs, abgeben. Nachteilig an bekannten Lösungen ist jedoch, dass die jeweiligen Kühlsysteme aufwändig sind und die in den Innenraum des Fahrzeugs abgegebene Wärme den Innenraum des Fahrzeugs erwärmt. Dies hat zur Folge, dass eine Klimatisierungsvorrichtung des Fahrzeugs einen höheren Energieverbrauch aufweist, um die zusätzlich in den Innenraum abgegebene Wärme zu kompensieren.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine kostengünstige Fahrzeug-Ladedose für ein wenigstens teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug anzugeben, die eine effiziente Kühlung von Gleichstromladekontakten ermöglicht.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Fahrzeug-Ladedose für ein wenigstens teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug, wobei die Fahrzeug-Ladedose mindestens einen Gleichstromladekontakt aufweist, der sich von einer Außenseite des Fahrzeugs in Richtung zum Innenraum des Fahrzeugs erstreckt. Die Fahrzeug-Ladedose weist innerhalb eines Ladedosengehäuses einen Hohlraum auf, durch den der mindestens eine Gleichstromladekontakt verläuft, wobei der Hohlraum als Kühlkanal ausgebildet ist, der ein dem Innenraum des Fahrzeugs zugeordnetes erstes Ende und ein der Außenseite des Fahrzeugs zugeordnetes zweites Ende aufweist. Die Fahrzeug-Ladedose umfasst einen dem Kühlkanal zugeordneten Lüfter, der dazu eingerichtet ist, zur Kühlung des Gleichstromladekontakts Luft aus dem Innenraum des Fahrzeugs über das erste Ende des Kühlkanals anzusaugen und über das zweite Ende des Kühlkanals abzugeben.
Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, den mindestens einen Gleichstromladekontakt mittels aus dem Innenraum des Fahrzeugs angesaugter Luft zu kühlen. Im Gegensatz zu von außerhalb des Fahrzeugs zugeführter Luft weist die Luft im Innenraum des Fahrzeugs üblicherweise einen geringeren Wassergehalt und eine reduzierte Menge an Verschmutzungen auf, sodass der Kühlkanal im Betrieb der Fahrzeug-Ladedose weniger verschmutzt und es unwahrscheinlicher wird, dass sich Feuchtigkeit im Kühlkanal sammelt. Gleichzeitig ist die erfindungsgemäße Fahrzeug-Ladedose kostengünstig und einfach in der Herstellung, da lediglich beim Zusammenbau der Fahrzeug- Ladedose der Lüfter eingebaut werden muss.
Die vom Lüfter angesaugte Luft umströmt direkt den mindestens einen Gleichstromladekontakt bzw. eine thermisch leitende Umhausung des mindestens einen Gleichstromladekontakts, sodass eine effektive Kühlung durch den erzeugten Luftstrom gewährleistet ist.
Das erste Ende des Kühlkanals ist in Einbauposition der Fahrzeug-Ladedose fluidisch mit dem Innenraum des Fahrzeugs verbunden und das zweite Ende des Kühlkanals ist in Einbauposition der Fahrzeug-Ladedose fluidisch mit der Außenseite des Fahrzeugs verbunden.
Hier und im Folgenden angegebene Relationen zwischen Komponenten der Fahrzeug-Ladedose und dem Fahrzeug beziehen sich auf die Einbauposition der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Ladedose in einem entsprechenden Fahrzeug.
Um die Luft aus dem Innenraum des Fahrzeugs besonders zuverlässig ansaugen zu können, kann der Lüfter im Bereich des ersten Endes des Kühlkanals angeordnet sein.
Beispielsweise kann das Ladedosengehäuse eine Dichtfläche umfassen, die an den Innenraum des Fahrzeugs angrenzt und den Hohlraum begrenzt, wobei der Lüfter Bestandteil der Dichtfläche ist. Anders ausgedrückt grenzt in dieser Variante die Fahrzeug-Ladedose in Einbauposition mit ihrer Dichtfläche direkt an den Innenraum des Fahrzeugs an, beispielsweise an den Gepäckraum des Fahrzeugs.
Bevorzugt ist das erste Ende des Kühlkanals geodätisch oberhalb des zweiten Endes des Kühlkanals angeordnet. Auf diese Weise verläuft der durch den Lüfter hervorgerufene Luftstrom von oben nach unten. Dies ermöglicht es, dass das zweite Ende des Kühlkanals, also dasjenige Ende, dass der Außenseite des Fahrzeugs zugeordnet ist, eine nach unten gerichtete Ausgangsöffnung aufweist, über die der Luftstrom über die Außenseite des Fahrzeugs abgegeben wird. Somit muss keine nach oben gerichtete Ausgangsöffnung vorgesehen werden, in die Schmutz und/oder Feuchtigkeit, beispielsweise durch Regenwasser, in den Kühlkanal eindringen können.
In einer Variante verläuft der Kühlkanal im Bereich des mindestens einen Gleichstromladekontakts senkrecht zum mindestens einen Gleichstromladekontakt. Auf diese Weise wird eine besonders kompakte Bauform der Fahrzeug-Ladedose erzielt. Ferner kann wenigstens ein Teil des Kühlkanals ein Wasserablauf des Fahrzeug-Ladedosengehäuses sein oder parallel zu einem Wasserablauf des Fahrzeug-Ladedosengehäuses verlaufen. Anders ausgedrückt kann ein bereits zum Schutz vor Feuchtigkeit vorgesehener Wasserablauf zugleich als Kühlkanal mitgenutzt werden, sodass der Bauraumbedarf der Fahrzeug-Ladedose weiter minimiert werden kann.
Um die Temperatur des mindestens einen Gleichstromladekontakts noch besser regulieren zu können, kann die Drehzahl des Lüfters in Abhängigkeit der momentanen Temperatur des mindestens einen Gleichstromladekontakts regelbar sein.
Insbesondere umfasst die Fahrzeug-Ladedose eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, die Drehzahl des Lüfters zu regeln.
Alternativ kann der Lüfter der Fahrzeug-Ladedose mit einer Steuereinheit des Fahrzeugs verbunden sein, welche dazu eingerichtet ist, die Drehzahl des Lüfters zu regeln.
Beispielsweise kann die Drehzahl des Lüfters erhöht werden, wenn die momentane Temperatur des mindestens einen Gleichstromladekontakts ansteigt, und abgesenkt werden, wenn die momentane Temperatur des mindestens einen Gleichstromladekontakts konstant ist oder sinkt.
In der Steuereinheit kann eine Temperaturschwelle des mindestens einen Gleichstromladekontakts hinterlegbar sein, anhand der die Drehzahl des Lüfters regelbar ist. Anders ausgedrückt kann die Regelung des Lüfters derart erfolgen, dass der mindestens eine Gleichstromladekontakt sich nicht auf eine Temperatur oberhalb der Temperaturschwelle erwärmt.
Beispielsweise ist die Temperaturschwelle eine Temperatur von 90 °C.
Die Fahrzeug-Ladedose kann über eine Sensoreinheit verfügen, die dazu eingerichtet ist, die momentane Temperatur des mindestens einen Gleichstromladekontakts zu bestimmen und an die Steuereinheit zu übermitteln.
Die Regelung des Lüfters kann auch derart erfolgen, dass der Lüfter vollständig ausgestellt werden kann. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn die Fahrzeug- Ladedose zusätzlich zum mindestens einen Gleichstromladekontakt über mindestens einen Wechselstrom ladekontakt verfügt, sodass ein Wechselstromladebetrieb ermöglicht ist. Im Wechselstromladebetrieb fließen geringere Ströme über den mindestens einen Wechselstrom ladekontakt als im Gleichstromladebetrieb über den mindestens einen Gleichstromladekontakt. In diesem Fall ist es wünschenswert, dass möglichst viele Verbraucher im Fahrzeug abschaltbar sind, um den Verlust an elektrischer Leistung während des Ladevorgangs so gering wie möglich zu halten.
Der Lüfter kann eine maximale Leistungsaufnahme von 5 W oder weniger haben, insbesondere von 2 W oder weniger, beispielsweise von 1 ,5 W. Auf diese Weise ist der Energiebedarf des Lüfters vernachlässigbar klein. Zudem sind derartige Lüfter weltweit kostengünstig verfügbar und weisen einen geringen Bauraumbedarf auf.
Es wurde erkannt, dass ein entsprechend dimensionierter Lüfter ausreichend ist, um die gewünschte Kühlwirkung des mindestens einen Gleichstromladekontakts zu erzielen, da die Temperaturdifferenz zwischen der Luft im Innenraum und der Temperaturschwelle, das heißt der maximal zu erwartenden Temperatur des mindestens einen Gleichstromladekontakts, ausreichend hoch ist, um den mindestens einen Gleichstromladekontakt mit einem Luftstrom, der durch einen solchen Lüfter erzeugt werden kann, zuverlässig zu kühlen.
Beispielsweise liegt die Temperaturdifferenz bei einer Innenraumtemperatur im Bereich von 20 bis 40 °C und einer Temperaturschwelle von 90 °C im Bereich von 50 bis 70 °C.
Ferner kann der Lüfter eine Betriebsspannung von 12 V aufweisen, sodass der Lüfter über das Bordnetz des Fahrzeugs betreibbar ist. Somit kann auf den Einsatz von Wandlern für den Betrieb des Lüfters verzichtet werden, wodurch Kosten und/oder Platzbedarf der Fahrzeug-Ladedose weiter reduziert werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß ferner gelöst durch ein Fahrzeug mit einer Fahrzeug-Ladedose wie zuvor beschrieben.
Die Vorteile und Eigenschaften der erfindungsgemäßen Fahrzeug-Ladedose gelten analog für das erfindungsgemäße Fahrzeug und umgekehrt und es wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Das Fahrzeug ist insbesondere ein Elektrofahrzeug oder ein Plug-In-Hybridfahrzeug.
Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform, die nicht in einem einschränkenden Sinn verstanden werden soll, sowie aus den Zeichnungen. In diesen zeigen:
- Fig. 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, und
- Fig. 2 eine perspektivische Schnittansicht durch eine erfindungsgemäße Fahrzeug-Ladedose, wie sie im Fahrzeug nach Fig. 1 eingesetzt ist.
Fig. 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Fahrzeug 10. Das Fahrzeug 10 ist ein wenigstens teilweise elektrisch betriebenes Fahrzeug, beispielsweise ein Plug-In-Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug.
Das Fahrzeug 10 verfügt über eine wieder aufladbare Batterievorrichtung 12, die mit einer elektrisch betriebenen Antriebsvorrichtung 14 verbunden ist, mit der das Fahrzeug 10 angetrieben werden kann.
Das Fahrzeug 10 verfügt ferner über eine erfindungsgemäße Fahrzeug- Ladedose 16, die im Bereich eines Gepäckraums 18 des Fahrzeugs 10 angeordnet ist. Es versteht sich, dass die Fahrzeug-Ladedose 16 auch an einer anderen Stelle des Fahrzeugs 10 als in Fig. 1 dargestellt angeordnet sein kann.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Schnittansicht durch die erfindungsgemäße Fahrzeug-Ladedose 16, wobei die Schnittebene quer zur Fahrzeuglängsachse des Fahrzeugs 10 verläuft, sodass ein Innenraum 20 des Fahrzeugs 10 in Fig. 2 links an die gezeigte Fahrzeug-Ladedose 16 angrenzt und eine Außenseite 22 des Fahrzeugs 10 in Fig. 2 rechts an die gezeigte Fahrzeug-Ladedose 16 angrenzt.
Die Fahrzeug-Ladedose 16 verfügt über ein Ladedosengehäuse 24, das mit einer Dichtfläche 26 an den Innenraum 20 des Fahrzeugs 10 angrenzt und mit einer Außenfläche 28 in Richtung Außenseite 22 des Fahrzeugs 10 abschließt.
Innerhalb des Ladedosengehäuses 24 ist ein Hohlraum 30 vorgesehen, der als Kühlkanal 32 ausgebildet ist, wie später noch genauer beschrieben werden wird. Die Fahrzeug-Ladedose 16 verfügt ferner über einen Ladeanschluss 34, der eine Vielzahl von Wechselstromladekontakten 36 sowie zwei Gleichstromladekontakte 38 umfasst, wobei aufgrund der in Fig. 2 gezeigten Schnittdarstellung lediglich ein Teil der Wechselstromladekontakte 36 und Gleichstromladekontakte 38 zu sehen ist.
In der gezeigten Ausführungsform ist der Ladeanschluss 34 gemäß des CCS-Standards (englisch für „Combined Charging System“) ausgebildet. Grundlegend können erfindungsgemäß jedoch auch andere Anordnungen von Wechselstromladekontakten 36 und Gleichstromladekontakten 38 vorgesehen sein, solange zumindest ein Gleichstromladekontakt 38 vorhanden ist.
Die jeweiligen Wechselstrom ladekontakte 36 und Gleichstromladekontakte 38 erstrecken sich parallel zur in Fig. 2 dargestellten Schnittebene, also von der Außenseite 22 des Fahrzeugs 10 in Richtung zum Innenraum 20 des Fahrzeugs 10.
Im Innenraum 20 gehen die Wechselstromladekontakte 36 und Gleichstromladekontakte 38 in elektrische Leitungen 39 über, die mit der Batterievorrichtung 12 verbunden sind (vgl. Fig. 1).
Der Kühlkanal 32 erstreckt sich von einem ersten Ende 40, das dem Innenraum 20 zugeordnet ist, hin zu einem zweiten Ende 42, das der Außenseite 22 zugeordnet ist.
Dem ersten Ende 40 ist ein Lüfter 44 zugeordnet, der eine fluidische Verbindung zwischen der Luftatmosphäre im Innenraum 20 des Fahrzeugs, nämlich der Luftatmosphäre im Gepäckraum 18, und dem Kühlkanal 32 herstellt.
Anders ausgedrückt bildet in der gezeigten Ausführungsform der Lüfter 44 einen Einlass 46 des Kühlkanals 32.
Der Lüfter 44 besitzt eine maximale Leistungsaufnahme von 5 W oder weniger, insbesondere von 2 W oder weniger, beispielsweise von 1 ,5 W, und weist eine Betriebsspannung von 12 V auf, sodass der Lüfter 44 mit geringem Energiebedarf und über das elektrische Bordnetz des Fahrzeugs 10 betrieben werden kann.
Das zweite Ende 42 wird über einen schräg nach unten verlaufenden Schacht 48 gebildet, der somit als Auslass 50 des Kühlkanals 32 dient. Der Schacht 48 stellt zugleich einen Wasserablauf 52 des Ladedosengehäuses 24 dar. Das heißt, dass im Fall, dass sich Wasser innerhalb des Hohlraums 30 abscheidet, dieses über den Schacht 48 nach außen abgegeben werden kann.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Fahrzeug- Ladedose 16 näher erläutert.
Die Fahrzeug-Ladedose 16 ermöglicht aufgrund der verfügbaren elektrischen Kontakte verschiedene Modi, um die Batterievorrichtung 12 aufzuladen.
Einerseits kann über die Wechselstromladekontakte 36 die Fahrzeug- Ladedose 16 in einem Wechselstromladebetrieb, auch als AC- Ladebetrieb bezeichnet, genutzt werden. Im Wechselstromladebetrieb werden vergleichsweise geringe Ströme von beispielsweise bis zu 80 A zum Aufladen der Batterievorrichtung 12 genutzt.
Andererseits kann über die Gleichstromladekontakte 38 die Fahrzeug- Ladedose 16 in einem Gleichstromladebetrieb, auch als DC-Ladebetrieb bezeichnet, genutzt werden. Im Wechselstromladebetrieb werden vergleichsweise hohe Ströme von bis zu 500 A zum Aufladen der Batterievorrichtung 12 genutzt, beispielsweise 200 A.
Durch den Stromfluss beim Ladevorgang erwärmen sich die Wechselstromladekontakte 36 und die Gleichstromladekontakte 38, wobei die Temperaturen der Wechselstromladekontakte 36 und der Gleichstromladekontakte 38 unterhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle gehalten werden müssen, um die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Fahrzeug- Ladedose 16 zu gewährleisten. Dies führt dazu, dass im Gleichstromladebetrieb die tatsächlich über einen kompletten Ladevorgang der Batterievorrichtung 12 hinweg nutzbare Stromstärke, und damit die Gesamtdauer des Ladevorgangs, vor allem durch die Temperatur der Gleichstromladekontakte 38 begrenzt ist.
Insbesondere muss die momentane Temperatur, also die Temperatur zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Ladevorgangs, unterhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle gehalten werden, beispielsweise bei einer Temperatur von höchstens 90 °C. Würde diese Temperaturschwelle überschritten, müsste die Stromstärke reduziert werden. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, wird erfindungsgemäß vom Lüfter 44 Luft aus dem Innenraum des Fahrzeugs 10 angesaugt, die üblicherweise eine Temperatur im Bereich von 20 bis 40 °C aufweist.
Die vom Lüfter 44 angesaugte Luft strömt vom ersten Ende 40 des Kühlkanals 32 in Richtung des zweiten Endes 42 des Kühlkanals 32 und passiert dabei die Gleichstromladekontakte 38, wie durch Pfeile in Fig. 2 angedeutet ist. Auf diese Weise kann Wärme von den Gleichstromladekontakten 38 an die den Kühlkanal 32 durchströmende Luft abgegeben werden, sodass die Luft am Auslass 50 eine höhere Temperatur aufweist als am Einlass 46 und die Gleichstromladekontakte 38 gekühlt werden.
Im Bereich der Gleichstromladekontakte 38 verläuft der Kühlkanal 32 senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Gleichstromladekontakte 38, sodass eine kompakte Bauweise der Fahrzeug-Ladedose 16 resultiert, während zugleich eine hohe Kühlungseffizienz gewährleistet ist.
Wie in Fig. 2 zu erkennen, ist der Gleichstromladekontakt 38 von einer Umhausung 54 umgeben, die dem Schutz der Gleichstromladekontakte 38 vor Feuchtigkeit und Verschmutzung dient. Entsprechend erfolgt der Wärmeübertrag von den Gleichstromladekontakten 38 über die Umhausung 54 an die vorbeiströmende Luft.
Zudem verdeutlicht die Darstellung in Fig. 2, dass der Luftstrom innerhalb des Kühlkanals 32 von oben nach unten verläuft, da die Fahrzeug-Ladedose 16 derart im Fahrzeug eingebaut ist, dass das erste Ende 40 geodätisch über dem zweiten Ende 42 des Kühlkanals 32 liegt.
Der Lüfter 44 ist zudem dazu eingerichtet, dass die Drehzahl des Lüfters 44, und somit die Strömungsgeschwindigkeit und/oder das Durchflussvolumen an Luft pro Zeiteinheit, in Abhängigkeit der momentanen Temperatur der Gleichstromladekontakte 38 regelbar ist.
Dazu verfügt die Fahrzeug-Ladedose 16 über eine lediglich schematisch angedeutete Steuereinheit 56, die auf Informationen zur momentanen Temperatur der Gleichstromladekontakte 38 zugreifen kann und dazu eingerichtet ist, Steuersignale an den Lüfter 44 zu übermitteln. Es versteht sich, dass die Steuereinheit 56 auch an anderer Stelle als in Fig. 2 gezeigt angeordnet sein könnte. Auch ist es möglich, dass eine weitere Steuereinheit des Fahrzeugs 10 die Regelung des Lüfters 44 übernimmt, beispielsweise eine Batteriesteuereinheit 58 der Batterievorrichtung 12 (vgl. Fig. 1).
Beispielsweise wird die Drehzahl des Lüfters 44 erhöht, wenn sich die momentane Temperatur der Gleichstromladekontakte 38 der Temperaturschwelle annähert und die Drehzahl des Lüfters 44 wird verringert, wenn die momentane T emperatur wieder absinkt.
Die Regelung des Lüfters 44 richtet sich insbesondere nach demjenigen der Gleichstromladekontakte 38, der jeweils die höhere momentane Temperatur aufweist, um sicherzustellen, dass keiner der Gleichstromladekontakte 38 die T emperaturschwelle überschreitet.
Wird die Fahrzeug-Ladedose 16 im Wechselstromladebetrieb betrieben, wird der Lüfter 44 insbesondere komplett ausgeschaltet, um die Anzahl der Verbraucher im Fahrzeug 10 zu minimieren. Dies ist möglich, da die Wechselstromladekontakte 36 aufgrund der geringeren Stromstärke im Wechselstromladebetrieb üblicherweise die Temperaturschwelle nicht erreichen.
Die erfindungsgemäße Fahrzeug-Ladedose 16 zeichnet sich durch eine besonders kompakte Bauweise, einen einfachen Aufbau und eine zuverlässige Kühlung der Gleichstromladekontakte 38 aus.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeug-Ladedose (16) für ein wenigstens teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug (10), wobei die Fahrzeug-Ladedose (16) mindestens einen Gleichstromladekontakt (38) aufweist, der sich von einer Außenseite (22) des Fahrzeugs (10) in Richtung zum Innenraum des Fahrzeugs (10) erstreckt, wobei die Fahrzeug-Ladedose (16) innerhalb eines Ladedosengehäuses (24) einen Hohlraum (30) aufweist, durch den der mindestens eine Gleichstromladekontakt (38) verläuft, wobei der Hohlraum (30) als Kühlkanal (32) ausgebildet ist, der ein dem Innenraum (20) des Fahrzeugs (10) zugeordnetes erstes Ende (40) und ein der Außenseite (22) des Fahrzeugs (10) zugeordnetes zweites Ende (42) aufweist, wobei die Fahrzeug-Ladedose (16) einen dem Kühlkanal (32) zugeordneten Lüfter (44) umfasst, der dazu eingerichtet ist, zur Kühlung des Gleichstromladekontakts (38) Luft aus dem Innenraum (20) des Fahrzeugs (10) über das erste Ende (40) des Kühlkanals (32) anzusaugen und über das zweite Ende (42) des Kühlkanals (32) abzugeben.
2. Fahrzeug-Ladedose nach Anspruch 1 , wobei der Lüfter (44) im Bereich des ersten Endes (40) des Kühlkanals (32) angeordnet ist.
3. Fahrzeug-Ladedose nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Ende (40) des Kühlkanals (32) geodätisch oberhalb des zweiten Endes (42) des Kühlkanals (32) angeordnet ist.
4. Fahrzeug-Ladedose nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkanal (32) im Bereich des mindestens einen Gleichstromladekontakts (38) senkrecht zum mindestens einen Gleichstromladekontakt (38) verläuft.
5. Fahrzeug-Ladedose nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Teil des Kühlkanals (32) ein Wasserablauf (52) des Ladedosengehäuses (24) ist oder parallel zu einem Wasserablauf (52) des Ladedosengehäuses (24) verläuft.
6. Fahrzeug-Ladedose nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Drehzahl des Lüfters (44) in Abhängigkeit der momentanen Temperatur des mindestens einen Gleichstromladekontakts (38) regelbar ist.
7. Fahrzeug-Ladedose nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Lüfter (44) eine maximale Leistungsaufnahme von 5 W oder weniger hat.
8. Fahrzeug-Ladedose nach einem der vorgehenden Ansprüche, wobei der Lüfter (44) eine Betriebsspannung von 12 V aufweist.
9. Fahrzeug (10) mit einer Fahrzeug-Ladedose (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
EP23751956.6A 2022-09-08 2023-08-03 Fahrzeug-ladedose und fahrzeug Pending EP4584119A1 (de)

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