BE1025448B1 - Systeem voor het koppelen van voertuigen aan een elektrisch oplaadstation - Google Patents

Systeem voor het koppelen van voertuigen aan een elektrisch oplaadstation Download PDF

Info

Publication number
BE1025448B1
BE1025448B1 BE2017/5537A BE201705537A BE1025448B1 BE 1025448 B1 BE1025448 B1 BE 1025448B1 BE 2017/5537 A BE2017/5537 A BE 2017/5537A BE 201705537 A BE201705537 A BE 201705537A BE 1025448 B1 BE1025448 B1 BE 1025448B1
Authority
BE
Belgium
Prior art keywords
vehicle
socket
electrodes
charging station
charging
Prior art date
Application number
BE2017/5537A
Other languages
English (en)
Other versions
BE1025448A1 (nl
Inventor
Alexander Adrianus Henricus Gerardus Heestermans
Original Assignee
Alexander Adrianus Henricus Gerardus Heestermans
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alexander Adrianus Henricus Gerardus Heestermans filed Critical Alexander Adrianus Henricus Gerardus Heestermans
Priority to BE2017/5537A priority Critical patent/BE1025448B1/nl
Priority to US16/635,965 priority patent/US11148538B2/en
Priority to EP18758740.7A priority patent/EP3661800A1/en
Priority to PCT/IB2018/055724 priority patent/WO2019025968A1/en
Publication of BE1025448A1 publication Critical patent/BE1025448A1/nl
Application granted granted Critical
Publication of BE1025448B1 publication Critical patent/BE1025448B1/nl

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/35Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/36Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles by positioning the vehicle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods 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
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • B60L53/16Connectors, e.g. plugs or sockets, specially adapted for charging electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/35Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/66Data transfer between charging stations and vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Systeem voor het koppelen van elektrisch aangedreven voertuigen aan een energiebron, welk systeem minstens bestaat uit een automatisch uitklapbare en uitschuifbare stekkerdoos op het voertuig die voorzien is van vijf nog verder uitschuifbare elektroden, en een wandcontactdoos bevestigd aan een oplaadstation met vijf contactelektrodes die toegankelijk zijn via vijf verticale sleuven en gebruikt kan worden zonder dat enige manutentie door de bestuurder of een ander extern persoon vereist is.

Description

Systeem voor het koppelen van voertuigen aan een elektrisch oplaadstation.
De huidige uitvinding betreft een systeem voor het koppelen van voertuigen aan een elektrisch oplaadstation.
Het systeem maakt het mogelijk voertuigen te koppelen aan een oplaadstation met het doel elektrische energie van het oplaadstation over te hevelen naar het voertuig of vice versa.
Meer speciaal, is de uitvinding bedoeld voor voertuigen die nood hebben aan het opslaan van elektrische energie, zoals elektrisch aangedreven voertuigen, of voertuigen die elektrische energie gebruiken voor koeleenheden of verwarmingsinstallaties op het voertuig.
In koude streken is het bekend voertuigen te koppelen met het elektriciteitsnet om het motorblok of de olie in de versnellingsbak warm te houden. In warme streken is het gebruik van koelinstallaties op vrachtwagens gekend voor het transport van bederfbare goederen.
Allerlei voertuigen zijn gekend die elektriciteit uit batterijen of accumulatoren gebruiken zoals heftrucks, golfkarretjes, maar vooral elektrisch aangedreven of hybride aangedreven wagens en bestelwagens.
Meerdere voorbeelden van dergelijke voertuigen worden in de handel aangeboden. Na verbruik van de opgeslagen energie,
2017/5537
BE2017/5537 heeft een dergelijk voertuig nood aan het heropladen van de opslagmedia, om over nieuwe energie te beschikken voor de voortbeweging of voor andere toepassingen.
Traditioneel geschiedt de oplading van het voertuig door het aankoppelen van het voertuig aan een oplaadstation via een elektrisch snoer met stekker(s), analoog aan het opladen van batterijen aan het openbaar elektriciteitsnet.
Klassiek voor elektrische voertuigen is dat een elektrisch snoer dat via een eerste stekker aan een wandcontactdoos van de energiebron wordt bevestigd, met een tweede stekker aan een contactdoos in het voertuig wordt bevestigd dat opgeladen dient te worden.
Een nadeel van een dergelijke koppeling via een snoer is dat de bestuurder of iemand anders de stekker(s) moet insteken en weer moet loskoppelen, en hierbij het voertuig moet verlaten, ofwel externe hulp van anderen nodig heeft.
Een tweede nadeel van een dergelijke koppeling via een elektrisch snoer, is dat het snoer hinderlijk kan zijn voor de gebruikers, doordat ze erover kunnen struikelen, of doordat ze vergeten het snoer weer te ontkoppelen na opladen.
Een derde nadeel van een dergelijke snoerverbinding is dat de leiding in het snoer gemakkelijk beschadigd kan worden door externe factoren zoals vandalisme of atmosferische omstandigheden voor zover de koppeling zich in open lucht
2017/5537
BE2017/5537 bevindt, hetgeen kan leiden tot gevaarlijke ontladingen of kortsluitingen.
Om aan deze nadelen een oplossing te bieden, zijn alternatieve systemen ontwikkeld om een voertuig snoerloos te koppelen aan een oplader door middel van een stekkerdoos vooraan aan het voertuig die verbinding kan maken met een wandcontactdoos van een oplader door de beweging van het voertuig zelf, en zonder manutentie te vereisen van de bestuurder of een ander extern persoon.
FR 2828589 beschrijft een stekker op een voertuig die kan samenwerken met een wandcontactdoos op een oplaadstation. De connectie tussen voertuig en oplaadstation wordt gevormd in een vlak evenwijdig met het grondvlak. De wandcontactdoos op het oplaadstation kan een halfcirkelvormige baan bestrijken.
US 2007/0030645 beschrijft een aansluitsysteem voor het opladen van een voertuig waarbij het vrouwelijke wandcontactdoos aan het oplaadstation beperkt beweeglijk is opgehangen tussen veren, en de mannelijke stekker op het voertuig met de vrouwelijke connector verbonden kan worden door het voertuig naar de vrouwelijke wandcontactdoos te bewegen.
CH 688599 beschrijft een wandcontactdoos op een stationair oplaadstation en een stekkerdoos op een voertuig, waarbij beiden afgeveerd zijn en de stroomoplading aan- en uitgeschakeld kan worden door beweegbare onderdelen.
2017/5537
BE2017/5537
US 2007/0126395 beschrijft een stekker op een voertuig die contact kan maken met een oplaadstation, waarbij deze laatste de identiteit van de afnemer automatisch registreert om deze de rekening te sturen van de afgenomen 5 elektriciteit.
WO 2008/147279 beschrijft een draadloze elektrische stekker op een voertuig voor het opladen met elektrische energie aan een oplaadstation die meerdere verplaatsbare voor10 geveerde pinnen naast elkaar bevat, die verder in de connector van het oplaadstation kunnen geduwd worden tot een sleutel in contact komt met één van deze pinnen en elektrisch contact gevormd wordt tussen de sleutel en het oplaadstation via geleidende oppervlakken op de sleutel en in het oplaadstation. Er kunnen bijvoorbeeld vijf pinnen en één sleutel gebruikt worden om de aansluiting te realiseren.
Deze gekende systemen hebben het nadeel dat de stekkerdoos op de voor- of achterkant van het voertuig niet verborgen is en niet beveiligd is tegen vandalisme.
Deze systemen hebben ook het nadeel slechts een beperkt hoogteverschil van de stekker op het voertuig boven het grondoppervlak toe te laten en zodoende niet geschikt zijn om zowel hogere vrachtwagens als lagere kleine wagens te bedienen met een zelfde contactdoos aan het oplaadstation.
De huidige uitvinding heeft tot doel aan één of meer van de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden.
2017/5537
BE2017/5537
Hiertoe betreft de uitvinding een systeem voor het koppelen van elektriciteit verbruikende voertuigen aan een bron van elektrische energie, waarbij het systeem minstens bestaat uit een automatisch uitklapbare en uitschuifbare stekkerdoos op het voertuig voorzien van nog vijf extra uitschuifbare elektroden, en een wandcontactdoos bevestigd aan een oplaadstation met vijf contactelektrodes die toegankelijk zijn via vijf verticale sleuven, waarbij de stekkerdoos vooraan of achteraan op het voertuig is geplaatst en waarbij deze stekkerdoos snoerloos verbinding kan maken of verbreken met de wandcontactdoos van het oplaadstation door de beweging van het voertuig zelf, en dit zonder dat enige manutentie door de bestuurder of een ander extern persoon vereist is.
Een voordeel van dit systeem is dat het systeem ingepast kan worden op het bestaande elektriciteitsnet op bijvoorbeeld het thuisadres van de eigenaar van het voertuig, tegen de muur van zijn stalplaats thuis, maar ook tegen een muur van een andere plaats zoals zijn werkbestemming, een parking of een groothandelszaak.
Nog een voordeel van dit systeem is dat het kan zorgen voor een grote verspreiding van verdeelpunten waardoor de bestuurder quasi overal zijn voertuig tijdens het parkeren kan opladen, bijvoorbeeld bij het boodschappen doen, thuis of op het werk, voor zover deze plaatsen met een passende wandcontactdoos zijn uitgerust.
Nog een voordeel is dat dit systeem op een eenvoudige en goedkope manier veralgemeend kan worden geïnstalleerd en
2017/5537
BE2017/5537 dat het geen specifieke behendigheid vraagt van de bestuurder om de koppeling te realiseren en mogelijk als universele standaard kan worden gebruikt en dit zowel voor hogere als lagere voertuigen.
Een bijkomend voordeel is dat het systeem beschermd is tegen externe invloeden, zoals atmosferische condities, vervuiling of beschadiging door de verplaatsing van het voertuig.
Een voordeel is ook dat de bestuurder voor het maken van een verbinding en nadien voor het onderbreken van de connectie zijn voertuig niet hoeft te verlaten. Ook is er geen extern personeel nodig om het opladen mogelijk te maken.
Nog een voordeel is dat de connectie snoerloos is, en dat de bestuurder niet kan vergeten het snoer los te maken bij het vertrek.
Bij voorkeur is de uitklapbare stekkerdoos bevestigd achter de nummerplaat van het voertuig, vooraan of achteraan het voertuig.
Bij voorkeur kan de uitklapbare stekkerdoos automatisch van verticale stand naar horizontale stand opklappen, via een controleknop in het voertuig of via een elektronisch signaal. Het uitklappen kan een opklapping zijn rond een rotatie-as aan de bovenkant van de stekkerdoos, of een neerklapping zijn rond een rotatie-as aan de onderkant van de stekkerdoos.
2017/5537
BE2017/5537
Bij voorkeur kan de uitklapbare stekkerdoos in horizontale toestand verder uitschuiven door middel van een mechanisch systeem, waarbij de zijde voorzien van de contactelektrodes zich horizontaal in de richting van de wandcontactdoos van het oplaadstation verplaatst.
Bij voorkeur kan de uitgeschoven stekkerdoos in een volgende stap de elektroden zelf verder uitschuiven zodat alleen de vijf elektrodes het verst uitsteken naar de contactdoos met vijf sleuven aan de oplader.
Bij voorkeur worden de uitgeschoven elektroden door verplaatsing van het voertuig naar de wandcontactdoos toe, in de vijf verticale sleuven gebracht in een vlak evenwijdig met het grondoppervlak.
Bij voorkeur brengen de uitgestoken elektroden na contact met een voeler in de wandcontactdoos automatisch elektrische energie over van het oplaadstation naar een batterij in het voertuig.
Bij voorkeur worden, via ten minste één van de uitgestoken elektroden, gegevens van het voertuig naar het oplaadstation gezonden, onder meer de identificatie van het voertuig en van de eigenaar of zijn kredietkaart of tankkaart bijvoorbeeld naar dewelke de geleverde energie gefactureerd moet worden, maar worden ook gegevens van het oplaadstation naar het voertuig gezonden, zoals de hoeveelheid geleverde energie in de oplaadbeurt, tijdstip
2017/5537
BE2017/5537 en locatie van de laadbeurt en identificatiegegevens van het oplaadstation.
De oplaadbeurt kan afgebroken worden vanuit het voertuig door een elektronisch signaal te sturen aan het geconnecteerde oplaadstation of door het fysisch contact van de elektroden met het oplaadstation te onderbreken door de elektroden op mechanische wijze weer in te trekken.
De stekkerdoos zelf wordt op mechanische wijze weer ingetrokken na de laadbeurt door een bedieningsknop in het voertuig, en de stekkerdoos wordt ook weer ingeklapt naar de verticale stand, zodat de nummerplaat weer zichtbaar is op de gebruikelijke plaats op het voertuig.
De locatie van de stekker op het voertuig is daardoor onzichtbaar, met als voordeel dat bescherming tegen atmosferische invloeden en tegen beschadiging door vandalisme wordt verkregen.
Bij voorkeur kan het systeem worden uitgerust met middelen om blokkering en deblokkering van de verbinding tussen voertuig en wandcontactdoos van het oplaadstation mogelijk te maken, naargelang de behoeften van de situatie. Dat biedt het voordeel dat een afnemer niet zonder geldige afrekening kan vertrekken, of dat het systeem als parkeerslot kan dienen in uw eigen stelplaats bijvoorbeeld.
Bij voorkeur is het voertuig uitgerust met een richthulp die toelaat de wagen precies te positioneren zodat de connector op een voldoende nauwkeurige wijze in de
2017/5537
BE2017/5537 contactdoos kan worden geschoven en elektrische connectie gemaakt wordt.
Deze richthulp kan velerlei vormen aannemen van een eenvoudig mechanisch vizier of een periscoopspiegel onder een hoek van 45° boven de wandcontactdoos tot een laser- of LED-geassisteerd positioneersysteem of een magnetisch geassisteerd systeem en kan voorzien zijn van een automatische centrering, zodat bij een niet perfecte positionering de afwijking overbrugd kan worden.
Zelfs indien de positionering niet helemaal perfect is omdat het voorste vlak van de stekkerdoos niet evenwijdig is met het vlak van de contactdoos, is een beperkte afwijking aanvaardbaar, omdat de contactdoos over een beperkte hoek kan zwenken rond zijn centrale verticale rotatie-as en zich kan aanpassen aan het vlak van de contactdoos.
Bij voorkeur is een afstandssensor ingebouwd die de bestuurder waarschuwt voor de afstand tussen wandcontactdoos en stekker door middel van een auditief signaal in het voertuig.
Het spreekt vanzelf dat het voertuig uitgerust kan zijn met een eigen elektronisch besturingssysteem voor het beheer van de oplading, waarmee bijvoorbeeld het aanvangsuur van de oplading kan gekozen worden, en de duur, en waarin rekening wordt gehouden met de oplaadtoestand van de batterijen.
2017/5537
BE2017/5537
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van het systeem volgens de uitvinding voor het koppelen van elektriciteit behoevende voertuigen aan een energiebron, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:
Figuur 1 schematisch in zijaanzicht een systeem weergeeft volgens de uitvinding voor het koppelen van een elektriciteitsbehoevend voertuig aan een oplaadstation in gekoppelde toestand;
figuur 2 een bovenaanzicht weergeeft van een stekkerdoos op een voertuig volgens de uitvinding in uitgeschoven toestand;
figuur 3 figuur 2 voorstelt maar nu in ingetrokken toestand;
figuur 4 figuur 1 weergeeft maar nu in afgekoppelde toestand en met ingeklapte stekkerdoos;
figuur 5 een vooraanzicht weergeeft van de contactdoos en periscoopspiegel aan een oplaadstation.
In figuur 1 wordt het systeem 1 voor het koppelen van een elektriciteitsbehoevend voertuig 2 aan een oplaadstation 3 volgens de uitvinding getoond dat een automatisch uitklapbare en uitschuifbare stekkerdoos 4 op het voertuig 2 omvat die voorzien is van vijf nog verder uitschuifbare elektroden 5 en een wandcontactdoos 6 omvat bevestigd aan een oplaadstation 3 met vijf contactelektroden 7 die toegankelijk zijn via vijf verticale sleuven 8.
2017/5537
BE2017/5537
Boven de wandcontactdoos 6 is in dit geval een periscoopspiegel 9 aangebracht onder een hoek van 45° gericht naar de bestuurder van het voertuig 2 als richthulp bij het positioneren van de stekkerdoos in de wandcontactdoos. De stekkerdoos 4 bevindt zich achter de nummerplaat 10 van het voertuig maar is nu samen met de nummerplaat 10 uitgeklapt zodat de elektroden 5 van de uitschuifbare stekkerdoos 4 zich in een horizontaal vlak bevinden. Eénmaal contact gelegd is tussen de elektroden 5 van de uitschuifbare stekkerdoos 4 en de contactelektroden 7 in de wandcontactdoos 6, kan elektrische energie vloeien van het oplaadstation 3 naar de opslagbatterij 11 van het voertuig 2.
In figuur 2 wordt de uitschuifbare stekkerdoos 4 van het systeem voor het koppelen van een elektrisch aangedreven voertuig in bovenaanzicht getoond in volledig uitgeschoven
toestand. De stekkerdoos 4 is uitklapbaar rond haar
horizontale rotatie-as 12 en is tevens voorzien van een
uitschuifbaar gedeelte 13 dat door middel van een
aangedreven mechanisme 14 kan worden uitgeschoven. Het
uitschuifbare gedeelte 13 draagt de vijf elektroden van de stekkerdoos 4, die zelf ook uitschuifbaar zijn uit het uitschuifbare gedeelte 13, waarbij de vijf elektroden 5 vrij komen te liggen en een elektrisch contact kunnen aangaan met de wandcontactdoos 5 waarin ze moeten worden gestoken.
In figuur 3 wordt de uitschuifbare stekkerdoos 4 van het systeem volgens de uitvinding voor het koppelen van een voertuig met een oplaadstation 3 getoond, maar nu in
2017/5537
BE2017/5537 ingetrokken toestand, waarbij de vijf elektroden 5 teruggetrokken zijn in het uitschuifbare gedeelte 13 en dit uitschuifbare gedeelte 13 op zijn beurt teruggetrokken is in de stekkerdoos 4, die zich in horizontale toestand bevindt en nog ingeklapt moet worden rond zijn horizontale rotatie-as 12 naar een verticale stand om de nummerplaat vooraan op het voertuig weer zichtbaar te maken in het verkeer.
In figuur 4 wordt een zijaanzicht getoond van een elektrisch aangedreven voertuig 2, dat afgekoppeld is van de wandcontactdoos 6 op een oplaadstation 3, nadat de
stekkerdoos 4 op het voertuig volledig ingetrokken is en
ingeklapt is naar een verticale stand, waarbij de
nummerplaat 10 van het voertuig 2 weer zichtbaar is.
In figuur 5 wordt een vooraanzicht getoond van een
wandcontactdoos 6 op een wand 15 van een oplaadstation 3, dat voorzien is van vijf verticale sleuven 8, waarachter zich vijf contactelektroden 17 bevinden, en die langs weerszijden voorzien is van soepele geleiders 16 die beschadiging van de wandcontactdoos 6 en van het op te laden voertuig 2 voorkomen. Boven de wandcontactdoos 6 bevindt zich in dit geval een periscoopspiegel 9 die onder een hoek van 45° gericht is naar de bestuurder van het voertuig 2, zodat deze zijn positie ten opzichte van de wandcontactdoos 6 goed kan inschatten.
De werking van het systeem volgens de uitvinding is zeer eenvoudig en als volgt.
2017/5537
BE2017/5537
De contactdoos 6 wordt bijvoorbeeld voorzien op een parkeerplaats waar ze toegankelijk moet zijn voor de voorof achterzijde van het voertuig 2 en is aangesloten op een elektrische energiebron, bijvoorbeeld het openbare net.
Dankzij de beschikbaarheid van aansluitpunten op het openbaar net, zowel thuis als in de publieke omgeving, kunnen dergelijke contactdozen op een relatief grote schaal worden verspreid.
Een voorbeeld van een dergelijke plaats is op een parking van een warenhuis, met de bedoeling dat klanten tijdens het parkeren en het winkelen hun elektrisch aangedreven wagen 4 kunnen opladen.
Hiertoe zal de klant zijn wagen 2 met zijn voorkant tegenover een wandcontactdoos 6 positioneren met behulp van een richthulp zoals bijvoorbeeld een periscoopspiegel onder 45° 9 boven de wandcontactdoos 6 of een camera, nadat hij zijn stekkerdoos 4, die verborgen zit achter de nummerplaat 10 vooraan op zijn voertuig 2, uitgeklapt heeft naar een horizontale stand, evenwijdig met de bodem.
Hij wordt daarbij geholpen door de soepele geleiders 16 die langs weerszijden van de contactdoos voorzien zijn en die beschadiging van de wandcontactdoos 6 en van het op te laden voertuig 2 voorkomen.
In een volgende stap worden de vijf elektroden 5 zelf, door de stekkerdoos 4 naar buiten gebracht, en in de verticale sleuven 8 in de wandcontactdoos 6 gestoken waarbij
2017/5537
BE2017/5537 elektrisch contact wordt gemaakt, en het voertuig 2 optioneel aan de wandcontactdoos 6 vergrendeld kan worden.
Na het opladen kan in een eerste stap het voertuig ontgrendeld worden waarbij de vijf elektroden 5 terug in de stekkerdoos 4 teruggetrokken worden, en het elektrisch contact verbroken wordt.
In een volgende stap zal het voertuig achteruit rijden en vervolgens de horizontale stekkerdoos 4 weer inklappen naar een verticale stand, zodat de nummerplaat 10 weer zichtbaar wordt voor het verkeer.
Het is duidelijk dat op deze manier de stekkerdoos 4 op het voertuig 2 verbinding kan maken of verbreken met de wandcontactdoos 6 door de beweging van het voertuig 2 zelf en dit zonder dat enige manutentie door de bestuurder of een andere externe persoon vereist is.
In het oplaadstation zijn middelen voorzien om de hoeveelheid overgedragen energie te meten, met het vooruitzicht van de mogelijke verrekening van de energiekost en deze middelen ook een identificatie van de afnemer of zijn kredietkaart bijvoorbeeld nodig zal hebben, die door het voertuig kan geleverd worden via één van de uitgestoken elektroden 5 van de stekkerdoos 4.
Wanneer het voertuig in de wandcontactdoos 6 geparkeerd is, met het systeem volgens de uitvinding, is de verbinding automatisch afgeschermd tegen vandalisme en andere externe factoren waarbij, indien gewenst, een bijkomende
2017/5537
BE2017/5537 vergrendeling in de wandcontactdoos kan zijn voorzien die het voertuig immobiliseert en daardoor extra beveiligt tegen diefstal of tegen ongeoorloofd vertrek van het voertuig.
Deze bijkomende vergrendeling kan bijvoorbeeld bediend worden door de gebruiker van het voertuig of door de uitbater van het oplaadstation.
De oplading kan afgebroken worden door bijvoorbeeld een knop in het voertuig te activeren, waarbij in een eerste stap de elektroden van de stekkerdoos weer worden ingetrokken, en in een tweede stap het voertuig achterwaarts uit de wandcontactdoos bewogen wordt, en in een volgende stap zijn stekkerdoos weer ingeklapt wordt tot een verticale positie, waarbij natuurlijk eerst een
eventuele vergrendeling aan het oplaadpunt opgeheven moet
worden.
De wandcontactdoos 6 kan zich bevinden in een privé
autostandplaats, maar ook in openbare gebouwen of
parkeergelegenheden, voorzien van de mogelijkheid tot opladen. De tijd dat voertuigen geparkeerd staan, kan op die manier benut worden om relatief lange oplaadtijden te realiseren, zonder dat de bestuurder zich naar specifieke hoofdverdeelpunten van de energiebron moet begeven.
Van de vijf uitgestoken elektroden kan er bijvoorbeeld één gebruikt worden als aarding, twee of drie voor twee-fasige of drie-fasige stroom, en één voor datatransmissie in beide richtingen.
2017/5537
BE2017/5537
Optioneel kan het systeem zijn uitgerust met een afstandssensor met auditief signaal om de bestuurder te helpen bij het positioneren van zijn voertuig (niet weergegeven in de figuren).
Bovendien kan de contactdoos 8 en het voertuig 4, meer bepaald de connector 5 op het voertuig 4, voorzien zijn van een automatische centrering ten opzichte van elkaar, bijvoorbeeld doordat de gleuven 10 voorzien zijn van een conische afschuining en/of de elektroden van de connector 5 taps naar voren toe uitlopen, zodat ook wanneer het voertuig niet perfect is uitgelijnd ten opzichte van de contactdoos 8, er een automatische geleiding optreedt die de connector 5 in de juiste stand brengt.
Bijkomend kunnen hiertoe de nodige vrijheidsgraden voorzien worden die toelaten dat de elektrodes van de connector 5 zich over een beperkt bereik kunnen verplaatsen ten opzichte van hun neutrale stand, wat kan verwezenlijkt worden door veren of andere flexibele hulpmiddelen.
Het spreekt vanzelf dat het systeem voor het koppelen van elektriciteits-behoevende voertuigen aan een bron van elektrische energie volgens de uitvinding kan gebruikt worden in de twee richtingen d.w.z. zowel voor het opladen van batterijen in het voertuig, als voor de afgifte van elektriciteit uit de batterijen aan het oplaadstation of het net waaraan dit gekoppeld is.
2017/5537
17 BE2017/5537
Het spreekt ook vanzelf dat het aantal elektroden niet
beperkt hoeft te zijn tot vijf uitstekende elektroden, maar
dat ook een groter of kleiner aantal elektroden kan
gebruikt worden. Het is natuurlijk verkieslijk dat er een 5 algemeen aanvaarde standaard komt met een gedefinieerd aantal elektroden, zodat deze configuratie veralgemeend kan worden.
De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als
10 voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven
uitvoeringsvorm, doch een connectiesysteem volgens de
uitvinding kan in allerlei vormen en afmetingen worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden, zoals deze in de volgende conclusies is beschreven. 15

Claims (18)

  1. Conclusies.
    1.- Systeem (1) voor het koppelen van elektriciteit behoevende voertuigen (2) aan een bron van elektrische energie, daardoor gekenmerkt dat het systeem minstens bestaat uit een automatisch uitklapbare en uitschuifbare stekkerdoos (4) op het voertuig (2) die voorzien is van vijf nog verder uitschuifbare elektroden (5), en een wandcontactdoos (6) bevestigd aan een oplaadstation (3) met vijf contactelektrodes (7) die toegankelijk zijn via vijf verticale sleuven (8).
  2. 2.- Systeem volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de uitklapbare stekkerdoos (4) bevestigd is achter de nummerplaat (10) van het voertuig (2), vooraan of achteraan het voertuig.
  3. 3.- Systeem volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat de uitklapbare stekkerdoos (4) automatisch van verticale stand naar horizontale stand kan uitklappen, via een controleknop in het voertuig (2) of via een elektronisch signaal.
  4. 4.- Systeem volgens conclusie 3 daardoor gekenmerkt dat de uitgeschoven stekkerdoos (4) tegenover een wandcontactdoos (6) gepositioneerd wordt met behulp van een richthulp zoals een eenvoudig mechanisch vizier op het voertuig (2), een periscoopspiegel onder 45° (9) boven de wandcontactdoos (6), een camera of een auditief signaal, nadat hij zijn stekkerdoos 4, die verborgen zit achter de nummerplaat 10
    2017/5537
    BE2017/5537 vooraan op zijn voertuig 2, uitgeklapt heeft naar een horizontale stand, evenwijdig met de bodem.
  5. 5.- Systeem volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat de positionering geholpen wordt door de soepele geleiders (16) die langs weerszijden van de wandcontactdoos (6) voorzien zijn en die beschadiging van de wandcontactdoos (6) en van het op te laden voertuig (2) voorkomen.
  6. 6.- Systeem volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat in een eerste stap de uitgeklapte stekkerdoos (4) in horizontale toestand verder kan uitschuiven door middel van een mechanisch systeem (14), waarbij de zijde voorzien van de contact-elektroden (13) zich horizontaal in de richting van de elektroden in de wandcontactdoos (6) verplaatst.
  7. 7.- Systeem volgens conclusie 6, daardoor gekenmerkt dat in een volgende stap de vijf elektroden (5) zelf, door de stekkerdoos (4) naar buiten gebracht worden, en in de verticale sleuven (8) in de wandcontactdoos (6) gestoken worden, waarbij elektrisch contact wordt gemaakt, en het voertuig optioneel vergrendeld kan worden aan de wandcontactdoos (6).
  8. 8.- Systeem volgens conclusie 7, daardoor gekenmerkt dat de uitgestoken elektroden (5) na contact met een voeler in de wandcontactdoos (6) automatisch elektrische energie overbrengen van het oplaadstation (3) naar een batterij (11) in het voertuig (2).
    2017/5537
    BE2017/5537
  9. 9.- Systeem volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat na het opladen in een eerste stap het voertuig (2) ontgrendeld kan worden waarbij de vijf elektroden (5) terug in de stekkerdoos (4) teruggetrokken worden, en het elektrisch contact verbroken wordt.
  10. 10.- Systeem volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat in een volgende stap na het opladen, het voertuig (2) achteruit zal rijden en vervolgens de horizontale stekkerdoos (4) weer zal inklappen naar een verticale stand zodat de nummerplaat (10) weer zichtbaar wordt voor het verkeer.
  11. 11.- Systeem volgens conclusie
    7, daardoor gekenmerkt dat via ten minste één van de uitgestoken elektroden gegevens van het voertuig (2) naar het oplaadstation worden gezonden, onder meer de identificatie van het voertuig (2), en van de eigenaar of kredietkaart bijvoorbeeld naar dewelke de geleverde energie gefactureerd moet worden, maar naar het voertuig geleverde energie ook gegevens van het oplaadstation (3) (2) worden gezonden, zoals de hoeveelheid in de oplaadbeurt, tijdstip van de laadbeurt en identificatiegegevens van het oplaadstation
  12. 12.- Systeem volgens conclusie 7, daardoor gekenmerkt dat de oplaadbeurt kan worden afgebroken vanuit het voertuig (2) door een signaal te sturen aan het geconnecteerde oplaadstation (3), of door het fysisch contact van de elektroden met het oplaadstation te onderbreken door de elektroden (5) op mechanische wijze weer in te trekken.
    2017/5537
    BE2017/5537
  13. 13.- Systeem volgens conclusie 12, daardoor gekenmerkt dat de vijf elektroden (5) en de stekkerdoos (4) zelf op mechanische wijze weer worden ingetrokken na de laadbeurt door een bedieningsknop in het voertuig (2) of via een elektronisch signaal, en de stekkerdoos (4) ook weer ingeklapt wordt naar verticale stand, zodat de nummerplaat (10) weer zichtbaar is op de gebruikelijke plaats op het voertuig (2).
  14. 14.- Systeem volgens conclusie 4, daardoor gekenmerkt dat de richthulp de vorm aanneemt van een laser- of LEDgeassisteerd positioneersysteem, dat voorzien is van een automatische centrering, zodanig dat bij een niet perfecte positionering de afwijking gecorrigeerd kan worden.
  15. 15.- Systeem volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de stekkerdoos (4) over een beperkte hoek kan zwenken rond zijn centrale verticale rotatie-as en zich kan aanpassen aan het vlak van de contactdoos (6).
  16. 16.- Systeem volgens één van de voorgaande conclusies, waarbij een afstandssensor is ingebouwd die de bestuurder waarschuwt voor de afstand tussen de wandcontactdoos (6) en de stekkerdoos (4) door middel van een auditief signaal.
  17. 17.- Systeem volgens één van de voorgaande conclusies, daardoor gekenmerkt dat het voertuig (2) uitgerust is met een eigen elektronisch besturingssysteem voor het beheer van de oplading, waarmee het aanvangsuur van de oplading
    2017/5537
    BE2017/5537 kan gekozen worden, en de duur, en waarin rekening gehouden wordt met de oplaadtoestand van de batterijen (11).
  18. 18.- Systeem volgens één van de voorgaande conclusies,
    5 daardoor gekenmerkt dat het systeem (1) voorzien is van middelen om vergrendeling en ontgrendeling van de connectie tussen voertuig (4) en contactdoos (6) mogelijk te maken.
BE2017/5537A 2017-08-01 2017-08-01 Systeem voor het koppelen van voertuigen aan een elektrisch oplaadstation BE1025448B1 (nl)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2017/5537A BE1025448B1 (nl) 2017-08-01 2017-08-01 Systeem voor het koppelen van voertuigen aan een elektrisch oplaadstation
US16/635,965 US11148538B2 (en) 2017-08-01 2018-07-31 System for coupling vehicles to an electric charging station
EP18758740.7A EP3661800A1 (en) 2017-08-01 2018-07-31 System for coupling vehicles to an electric charging station
PCT/IB2018/055724 WO2019025968A1 (en) 2017-08-01 2018-07-31 SYSTEM FOR COUPLING VEHICLES TO AN ELECTRIC CHARGE STATION

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BE2017/5537A BE1025448B1 (nl) 2017-08-01 2017-08-01 Systeem voor het koppelen van voertuigen aan een elektrisch oplaadstation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BE1025448A1 BE1025448A1 (nl) 2019-02-28
BE1025448B1 true BE1025448B1 (nl) 2019-03-04

Family

ID=59790881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BE2017/5537A BE1025448B1 (nl) 2017-08-01 2017-08-01 Systeem voor het koppelen van voertuigen aan een elektrisch oplaadstation

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11148538B2 (nl)
EP (1) EP3661800A1 (nl)
BE (1) BE1025448B1 (nl)
WO (1) WO2019025968A1 (nl)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017205594A1 (de) * 2017-04-03 2018-10-04 Audi Ag Robotervorrichtung zum Herstellen einer Ladeverbindung zwischen einer Ladevorrichtung und einer Energiespeichereinheit eines Kraftfahrzeugs
US11465663B2 (en) * 2019-05-20 2022-10-11 Lg Electronics Inc. Cart robot having charge function
WO2020239871A1 (en) * 2019-05-27 2020-12-03 Prodrive Technologies B.V. Automatic coupler assembly
CN110562082B (zh) * 2019-09-11 2021-09-10 广东博智林机器人有限公司 充电桩
GB2589581B (en) 2019-12-02 2021-12-01 Ford Global Tech Llc Deployable charging points for vehicles
CN114013325B (zh) * 2022-01-06 2022-03-04 诸城市大路机械有限公司 一种用于电动叉车的充电设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4344563C1 (de) * 1993-12-24 1994-12-08 Daimler Benz Ag Batterieladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug
WO2009070334A1 (en) * 2007-11-27 2009-06-04 Gordon Ewbank Dower Docking bays for recharging vehicle batteries
DE102009023409A1 (de) * 2009-05-29 2010-12-09 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg System zur elektischen Energieübertragung
WO2015104080A1 (de) * 2014-01-10 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Elektrische ladevorrichtung, elektrische anschlussvorrichtung, system und verfahren zum laden einer batterie eines fahrzeugs

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH688599A5 (de) 1993-11-01 1997-11-28 Ernst Erb Zapf-Platz fuer Elektromobile.
FR2828589B1 (fr) 2001-08-07 2003-12-05 France Telecom Systeme de connexion electrique entre un vehicule et une station de recharge ou similaire
US7535706B2 (en) 2005-08-04 2009-05-19 Innoventor Engineering, Inc. Multi-purpose docking system
US20070126395A1 (en) 2005-12-01 2007-06-07 Suchar Michael J Automatic recharging docking station for electric vehicles and hybrid vehicles
SE531179C2 (sv) 2007-05-25 2009-01-13 Thomas Bjoerling Sladdlös elektrisk anslutning med enkel nyckel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4344563C1 (de) * 1993-12-24 1994-12-08 Daimler Benz Ag Batterieladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug
WO2009070334A1 (en) * 2007-11-27 2009-06-04 Gordon Ewbank Dower Docking bays for recharging vehicle batteries
DE102009023409A1 (de) * 2009-05-29 2010-12-09 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg System zur elektischen Energieübertragung
WO2015104080A1 (de) * 2014-01-10 2015-07-16 Robert Bosch Gmbh Elektrische ladevorrichtung, elektrische anschlussvorrichtung, system und verfahren zum laden einer batterie eines fahrzeugs

Also Published As

Publication number Publication date
US20200238840A1 (en) 2020-07-30
BE1025448A1 (nl) 2019-02-28
US11148538B2 (en) 2021-10-19
EP3661800A1 (en) 2020-06-10
WO2019025968A1 (en) 2019-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BE1025448B1 (nl) Systeem voor het koppelen van voertuigen aan een elektrisch oplaadstation
US8890475B1 (en) Automobile charging and communications station
US20120233062A1 (en) Method and process for an electric vehicle charging system to automatically engage the charging apparatus of an electric vehicle
EP3307585B1 (en) Battery exchange system
US8415918B2 (en) Charging system of electric powered vehicle
US20110140658A1 (en) Automated Parking Garage with Electric Vehicle Charging
KR102038764B1 (ko) 주차 겸용 충전 시스템 및 이의 운영 방법
US7999506B1 (en) System to automatically recharge vehicles with batteries
US20110148346A1 (en) Automatic Cycle Storage System, Cycle For Such a System and Docking Structure For Such a Cycle
US10116151B2 (en) Battery charger rental kiosk system
US20100291418A1 (en) Battery packs, systems, and methods
US9701209B2 (en) Charging device and method of delivering current to a power storage device
US10410462B2 (en) Exchangeable electric vehicle battery receptacle, kiosk, and infrastructure
WO2012059802A1 (ja) 電気自動車用充電装置の機能モジュール及び電気自動車用充電装置
US20170291498A1 (en) Electric vehicle charger connections made by vehicle motion only
US20210276448A1 (en) Battery exchange program using universal rechargeable batteries, fitting battery cases, battery packs, mini rack and rack systems along with gps tracking for battery exchange stations
AU2014201678A1 (en) Automatic Cycle Storage System and Battery for Such System
CN209833405U (zh) 一种移动式充电桩
EP4029722B1 (en) A charger assembly
KR20200120251A (ko) 전기차의 주차 및 충전 비용 지불 유도 방법 및 장치
NL1038495C2 (nl) Oplaadpunt voor een elektrisch aangedreven voertuig.
JP3186954U (ja) 2台同時に充電できる駐車場用の充電スタンド
GB2498509A (en) A trolley system
US20240092198A1 (en) Multi-vehicle charging system
CN101933212A (zh) 用于给车辆电池再充电的对接台

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Effective date: 20190304