CN111315613B - 用于在能量供应装置处给储存能量源充电的充电电缆和适配器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于给电动车辆充电的充电电缆，包括充电线，充电线在一端可以借助于连接装置被可拆卸地电连接到待充电的储存能量源，并且在另一端被电连接到适配器接口，适配器接口可以被联锁地可拆卸地连接到适配器，适配器可以被可拆卸地电连接到能量供应装置以便经由充电电缆将电能从能量供应装置传送到待充电的储存能量源。为了实现特别紧凑的且鲁棒的充电电缆，适配器接口具有通信装置，通信装置在具有对应的通信装置的适配器被连接到适配器接口时能够与适配器进行无线通信，以使得控制信号可以在一侧的能量供应装置和另一侧的充电电缆的电子器件和/或连接到充电电缆的储存能量源的电子器件之间、在适配器和适配器接口之间被无线地传送。

Description

用于在能量供应装置处给储存能量源充电的充电电缆和适 配器

技术领域

本发明涉及一种特别是用于给电动车辆充电的充电电缆，充电电缆包括充电线，充电线在一端可以通过使用连接设备被可拆卸地电连接到待充电的储存能量源，并且在另一端被电连接到适配器接口，适配器接口可以被形式配合地可拆卸地连接到适配器，其中适配器可以被可拆卸地电连接到能量供应装置以便经由充电电缆将电能或充电电流从能量供应装置传输到待充电的储存能量源。

本发明还涉及一种用于充电电缆的适配器，其中适配器在一端可以被形式配合地可拆卸地连接到充电电缆的适配器接口，并且在另一端可以被可拆卸地电连接到能量供应装置，以便经由适配器将电能或充电电流从能量供应装置传输到充电电缆。

本发明还涉及一种用于使用充电装置在能量供应装置处给储存能量源(特别是电动车辆的储存能量源)充电的方法，充电装置包括充电线，充电线在一端通过使用连接设备被可拆卸地电连接到待充电的储存能量源，并且在另一端经由适配器被可拆卸地电连接到能量供应装置，适配器被形式配合地可拆卸地连接到适配器接口。

背景技术

为了能够在不同的能量供应装置处以灵活的方式给电动车辆充电，由充电电缆和可拆卸地连接到充电电缆的适配器组成的充电装置被使用。为了该目的，充电电缆通常被构造为使得其充电线在一端可以被电连接到电动车辆并且在另一端包括适配器接口，适配器接口可以被可拆卸地连接到针对不同的能量供应装置设计的适配器。适配器可以例如被设计为插入到不同的国家特定的生活用电源插座或三相电源插座中。这提供了只有一个充电电缆需要被随身携带，该电缆可以通过与匹配适配器的可拆卸的连接灵活地适于可用的充电基础设施。

虽然对于通常的生活用充电基础设施，这是可行的解决方案，但是许多电动车辆充电站，除了仅经由充电装置传输电流，还需要在充电站和电动车辆之间进行通信，例如以便调整待传输的充电功率。为了该目的，有必要的是控制信号线被集成到充电装置或充电电缆中，以便除了充电电流之外，还在充电站和电动车辆之间传输控制信号。适配器接口和适配器中的电触点的数量也相应地增加。这导致适配器接口或适配器扩大，由此充电装置的装载尺寸增加并且操作受到阻碍。

另外，笨重的适配器或适配器接口对于外部机械应力表现出较高的敏感性。充电装置通常被暴露于变化的天气状况；特别是水分构成了电触点的显著问题。作为用于控制信号导体的附加的电触点的结果，易受由天气引起的应力影响(特别是腐蚀)的表面区域增大，并且借助于控制信号实现的通信可靠性受损。

发明内容

这通过本发明来解决。本发明的目的是详细说明开头提及的类型的充电电缆，充电电缆表现出高度的鲁棒性和实用性，并且还适合于使得能够在能量供应装置和待充电的储存能量源之间进行可靠的通信。

进一步的目的是详细说明开头提及的类型的用于充电电缆的适配器，适配器表现出高度的鲁棒性和实用性，并且还适合于使得能够在能量供应装置和待充电的储存能量源之间进行可靠的通信。

另外，将详细说明开头提及的类型的用于使用充电装置，在能量供应装置处给储存能量源充电的方法，方法使得能够实现实用的充电，并且还使得能够在能量供应装置和储存能量源之间进行可靠的通信。

根据本发明，第一目的通过开头提及的类型的充电电缆来实现，其中适配器接口包括通信装置，通信装置在包括对应的通信装置的适配器被连接到适配器接口时能够与适配器进行无线通信，以使得一端的能量供应装置和另一端的充电电缆的电子系统和/或连接到充电电缆的储存能量源的电子系统之间的控制信号可以在适配器和适配器接口之间被无线地传输。

因为控制信号可以在适配器接口和适配器之间被无线地传输，所以用于在适配器接口和可以被可拆卸地连接到适配器接口的适配器之间传输控制信号的电触点可以被省略。通常，控制信号因此经由电触点(诸如铜线)被输送到适配器，并且在适配器中被转换为无线电信号等，该信号在适配器接口中再次被转换为电信号，并且可以经由铜线被传输。以这种方式，适配器接口可以被构造为鲁棒的且紧凑的，由此适配器接口抵御外部机械应力的稳定性被提高，并且充电电缆的装载尺寸也被缩小。高实用性因此在输送期间被确保，并且充电电缆的使用期间的操作变得更容易。另外，少数电触点导致对于由天气引起的应力的高抵抗性，因为例如易于腐蚀的表面区域被缩小。因为控制信号不经由电触点在适配器和适配器接口之间被传输，所以适配器和适配器接口之间的独立于环境影响和低干扰的控制信号传输被实现，由此能量供应装置和待充电的储存能量源之间的稳定的且可靠的通信被确保。

适配器接口和适配器之间的控制信号的无线传输还产生以下优点，即，意图使得充电电缆能够连接到不需要控制信号的传输的能量供应装置的适配器(诸如用于生活用电源插座的适配器)仍可以被以紧凑的且节省空间的方式构造。否则，就它们的尺寸而言，这种类型的适配器将必须根据由于附加的电触点而扩大的适配器接口被不必要地调整。

已经证明将适配器接口或适配器构造为使得形式配合的可拆卸连接可以在适配器接口和适配器之间被生成(特别是通过插头连接)是有效的。因此确保稳定的机械和电连接可以在适配器接口的电触点和适配器的电触点之间被生成。如果连接被构造为插头连接，则适配器和适配器接口的简单的且快速的连接能够实现，并且适配器可以被快速地替换为另一个适配器。特别有弹性的连接可以被获得，因为适配器接口和适配器可以通过摩擦配合或力配合连接而被可拆卸地连接。

通常，快速释放紧固件，特别是快动锁，被提供，以便防止适配器接口和适配器不期望的分离。适配器和适配器接口然后可以被用户快速地且容易地连接和分离。特别合适的是与其生成可拆卸的形式配合的快动钩形锁，因为钩形元件被弹性变形，然后形式配合地与将被连接的元件啮合。通过被再一次弹性变形，钩形元件可以被再次释放。这种类型的连接的释放和重新连接是容易的且快速的。此外，快动钩形锁和钩形元件可以通过使用铸造法、特别是通过使用注射成型法容易地形成或生成。可快速拆卸的连接也可以例如用卡口连接器、螺钉连接、夹具连接、或类似地有利的可拆卸的连接形式来实现，

如果充电电缆包括为了控制和/或监控传输的电能或传输的充电电流的控制装置，则是有利的。因此可以确保传输的电能或充电电流根据充电电缆的性能和/或能量供应装置的性能和/或待充电的储存能量的性能被传输。控制装置提供具有最大的可能的充电功率的充电，因此提供时间优化的充电过程，特别是当经由充电电缆传输的控制信号被考虑时。控制装置从而可以被构造为使得它与能量供应装置和/或待充电的储存能量源通信，以便最佳地调整电能的传输。

为了使得能够进行优化的充电，如果所述控制装置根据施加的电压和/或电流频率调整充电电流，则是有益的。控制装置得当地监控充电过程，以便在异常(例如，电流和/或电压改变)的情况下调整传输的电功率或中断充电过程(例如通过使用地面故障中断器和/或过流保护装置)，以便确保充电的安全。有利地，可以提供，控制装置包括用户可以经由其录入与充电过程相关的规范(诸如最大充电电流、可用的能量供应装置等)的用户界面，以便预定义期望的充电过程。

特别是在电动车辆在生活用电源插座或三相电源插座处被充电的情况下，如果控制装置被构造为所谓电缆内控制盒的装置，以便通过控制和/或监控传输的充电电流来确保安全的充电，则是有利的。电缆内控制盒从而执行否则由电动车辆充电站处理的必要的安全功能。为了该目的，与电动车辆的必要的通信也可以由控制装置处理，由此任何能量供应装置都可以被用来给电动车辆充电。

控制装置可以被构造为充电线的一部分，由此构造上简单的设计被确保，并且维护变得更容易。如果控制装置被集成到适配器接口中(这便利充电电缆的操作)，则是有利的。

如果适配器接口包括可以被可拆卸地连接到适配器上的电触点的至少五个电触点，则是有益的。适应多个能量供应装置因此能够被实现，因为电能或充电电流可以根据能量供应装置、经由多根线与充电电缆并行地传输。

如果适配器接口包括可以被可拆卸地电连接到适配器上的对应触点的三相导体触点、一个中性导体触点以及一个保护地面触点，则是有利的。相导体触点和中性导体触点被提供以便能够传输充电电流，特别是传输三相交流电流；保护地面触点被用于安全性，并且确保与地面电位的电位均衡。使用三相交流电流的安全的充电或安全的电能传输因此能够被实现。根据存在的能量供应装置，单相充电、还有多相充电这二者都是可能的，由此充电电缆或适配器适合于所有的普通的标准电源插座处的充电。

根据本发明，其他目的通过开头提及的类型的适配器来实现，该适配器包括通信装置，通信装置在适配器被连接到包括对应的通信装置的适配器接口时能够与适配器接口进行无线通信，以使得一端的能量供应装置和另一端的充电电缆的电子系统和/或连接到充电电缆的储存能量源的电子系统之间的控制信号可以在适配器和适配器接口之间被无线地传输。

因为控制信号在适配器和适配器接口之间无线传输，所以用于传输控制信号的电触点在适配器的面对适配器接口的一侧可以被省略。结果，适配器可以被构造得紧凑并且相对于机械应力具有非常高的鲁棒性。以这种方式，一方面，适配器的使用期间的操作变得更容易，并且适配器的输送期间的所需空间也被缩小，特别是在多个适配器被随身携带的情况下，这是相关标准。有利地，没有电控制信号触点在适配器的面对适配器接口的那侧是必要的，由此适配器对于由天气引起的应力的抵抗力也被增大，因为例如易于腐蚀的表面区域被缩小。因为控制信号不经由电触点在适配器和适配器接口之间被传输，所以适配器和适配器接口之间的对干扰不敏感的控制信号传输被实现，由此能量供应装置和待充电的储存能量源之间的稳定的且可靠的通信被确保。为了该目的，适配器有利地在面对能量供应装置的一侧包括用于接收待传输的充电电流的两个电触点，以及用于传输控制信号的至少一个电触点。如果这些控制信号触点中的至少一个被电连接到适配器的通信装置，以便在适配器和适配器接口之间无线地传输经由所述控制信号触点传输的控制信号，从而上述优点被获得，则是有利的。

如果适配器包括可以被可拆卸地电连接到适配器接口上的电触点的至少五个电触点、以及被电连接到适配器的通信装置以便传输控制信号的至少一个附加的电控制信号触点，则是有益的。以这种方式，适应不同的能量供应装置或其电触点的调整能够被实现，因为电能或充电电流可以根据能量供应装置、经由多根线被并行地传输。为了与适配器的通信装置传输控制信号，适配器的电触点中的至少两个被电连接到适配器的通信装置，以使得电变量可以被传输到通信装置。为了该目的，除了控制信号导体触点之外，适配器的被构造为例如保护地面触点的电触点可以被电连接到通信装置。还可以有利地提供被电连接到适配器的通信装置的两个或更多个电控制信号导体触点，由此控制信号传输与适配器的其他电触点电解耦。因为控制信号可以被传输给适配器的通信装置，所以借助于适配器的通信装置的无线通信能够被实现。信号可以由适合于传输信息的任何期望的电变量形成，例如，电压差、电流、频率、幅值或峰值等。

有利地，适配器包括三相导体触点、一个中性导体触点、一个保护地面触点以及至少一个控制信号导体触点，其中相导体触点、中性导体触点和保护地面触点可以被可拆卸地电连接到适配器接口上的对应触点，并且适配器的至少一个控制信号导体触点被电连接到适配器的通信装置。以这样的方式构造的适配器适合于确保三相交流电流的安全传输，并且适合于能够例如将充电电缆连接到三相电源插座，或者，特别是就电动车辆来说，连接到被设计用于给电动车辆充电的充电站(例如，该充电站通常还设想经由至少三相导体传输)。同时，充电站和连接到充电站的电动车辆之间的控制信号的安全的且稳定的传输通过无线通信或者借助于适配器的通信装置的控制信号传输而被确保。

如果适配器被构造为IEC 62169类型2插头，则是有益的。该连接设备是用于将电动车辆电连接到能量供应装置或充电站的标准装置，并且能够经由三相导体进行安全的充电。三相导体触点、一个中性导体触点、一个保护地面触点以及两个控制信号导体触点从而被提供。两个控制信号导体触点被称为邻近先导触点和控制先导触点，并且被提供用于在充电站和电连接到充电站的电动车辆之间交换控制信号。已经证明有效的是适配器的两个控制信号导体触点、以及可选地还有保护地面触点被电连接到适配器的通信装置，由此充电站和连接的储存能量源或电动车辆之间的所有的通信都在适配器和适配器接口之间被无线地传输，并且安全的且鲁棒的通信被确保。如果控制装置或被称为电缆内控制盒的装置被提供于在充电期间被可拆卸地连接到适配器的充电电缆中，则能量供应装置或充电站和待充电的储存能量源或电动车辆之间的通信可以经由控制装置发生，或者也可以在能量供应装置和连接的车辆之间单独发生。充电过程然后被控制装置监控和/或控制，特别是基于用户规定的充电参数，例如已经在控制装置上被预设的最大充电功率。

有利地，适配器被以通常的连接设备的形式构造，特别是就电动车辆来说被构造为Combo/CCS插头或CHAdeMO插头，以使得能够在多个不同的能量供应装置处给储存能量源充电。具有适于标准电源插座的设计的附加的适配器(特别是不同的国家特定的版本，在单相设计和多相设计这两种设计中)使得能够在任何给定的基础设施处给储存能量源灵活充电。

如果适配器的电子单元可以通过使用来自适配器的至少一个控制信号导体触点的能量被供应能量，，其中特别是来自控制信号导体触点的能量被暂时储存，直到预定义的量的能量被获得为止，以便使得能够在能量供应单元和适配器的电子单元之间进行通信，从而发起充电电流的传输，则是有利的。因此使得能够实现，在没有附加的能量供应的情况下，仅借助于传输的控制信号，适配器的基本功能性被确保。为此，来自例如控制信号导体触点的能量可以被暂时储存，例如通过使用一个或更多个电容器，直到暂时储存的能量足以供应电子单元，例如以提供期望的基本功能性，特别是能量供应单元和适配器的电子单元之间的通信。

可替换地，这种类型的附加供应将是可实现的，例如，其中储存能量源被集成到适配器中或者连接到适配器的充电电缆中，或者其中对于其必需的能量通过能量供应装置或待充电的储存能量源而变为可用。通常，适配器中的电子系统或充电电缆中的电子系统首先必须通过传输的充电电流被供应电能。因为适配器的电子单元通过使用来自至少一个控制信号导体触点的电能或者通过使用来自传输的控制信号的能量而被供应能量，所以能量供应装置和适配器的电子单元之间的通信可以例如在不需要附加的能量源向适配器的电子单元供应能量的情况下发生。这是有利的，特别是在能量供应装置在充电电流传输之前需要通信的情况下。在这样的情况下，经由控制信号导体触点从能量供应装置传输的控制信号可以被用来为适配器的电子单元提供能量，由此致使所述电子单元能够与能量供应装置通信，因此能够发起充电电流的传输。如果充电电流被传输，则对于适配器的整个电子系统或附连到适配器的充电电缆的整个电子系统的能量供应通过传输的充电电流是可能的。如果用于从至少一个控制信号导体触点或者从传输的控制信号汲取能量的电路从而被构造为使得借助于经由适配器的至少一个控制信号导体触点传输的控制信号的通信以及使用来自适配器的至少一个控制信号导体触点的能量对于适配器的电子单元的能量供应可以同时被执行，则是特别优选的。从控制信号汲取能量从而不会导致控制信号的信息内容的改变，由于这个原因，通信可以被实现为使得它不受能量的汲取的影响。

特别是当在充电站处给电动车辆充电时，充电站和电动车辆之间的通信在充电电流传输之前通常是必要的，例如以便确定待传输的充电功率。然而，如果提供该通信经由布置在充电电缆中的控制装置发生或者经由这种类型的装置被控制，则对于控制装置的能量供应首先必须被确保，以便使得能够进行通信。通过从充电站传输的控制信号对适配器中的电子单元供应能量，电子单元可以发起充电电流的释放，例如因为电子单元如同某个电动车辆被连接到充电站那样起作用。适配器从而对充电站模拟电动车辆，例如因为适配器中的内部电阻在获取预定信号时被改变。电子单元因此使用经由控制信号导体触点获取并且可能被暂时储存的能量对充电站模拟某个电动车辆被连接到充电站，因此使充电站释放充电电流。

也可以考虑的是在不在适配器和充电电缆的适配器接口之间提供控制信号的无线传输的适配器或充电电缆中提供这种类型的功能性。有利地，开头提及的类型的适配器或充电电缆于是可以被构造为使得适配器中的电子单元或充电电缆中的电子单元可以通过使用来自适配器或适配器接口的至少一个电控制信号导体触点被供应能量。即使这种类型的充电装置与其中在适配器和适配器接口之间无线地传输控制信号的充电装置相比，由于经由适配器和适配器接口的相互可拆卸的电触点在适配器和适配器接口之间传输控制信号，所以是不利的，根据前述优点，其可用性也通过这种类型的实施方案而被提高，特别是在能量供应装置在充电电流传输之前需要通信的情况下。

用于在能量供应装置处给储存能量源充电的充电装置优选地包括根据本发明的充电电缆和根据本发明的适配器。结果，特别鲁棒的且柔性的充电电缆被获得，该充电电缆可以特别地被用于给电动车辆充电。从而提供适配器和充电电缆的适配器接口可以被可拆卸地电连接以使得经由充电装置在能量供应装置和充电电缆中的电子系统和/或在待充电的储存能量源中的电子系统之间传输的控制信号可以在适配器和适配器接口之间被无线地传输。通常，控制信号在适配器和适配器接口之间被无线地传输，并且通过导线在适配器接口和储存能量源或充电电缆中的电子系统之间被传输。

继而发生的优点，充电装置包括这种类型的充电电缆和这种类型的适配器，对应于归因于分别如上所述被构造的充电电缆和适配器的那些优点。适配器接口和适配器之间的控制信号的无线传输使得能够实现适配器接口和适配器的紧凑的且鲁棒的构造，由此就机械应力而言具有显著的稳定性的、相应紧凑且鲁棒的充电装置被确保。此外，关于其组件，充电装置被构造为具有可实行的装载尺寸，并且便利充电装置的使用期间的操作。因为适配器接口和被对应地构造的适配器中的少量的电触点，充电装置对于由天气引起的应力表现出高抵抗力。因为控制信号不经由脆弱的电触点在适配器和适配器接口之间被传输，所以能量供应装置和待充电的储存能量源之间的稳定的且可靠的通信被确保。

如果适配器中的通信装置和适配器接口中的通信装置被构造为RFID系统以便在适配器和适配器接口之间传输控制信号，则是有益的。由于RFID系统的尺寸小，所以这样的系统可以被集成到适配器或适配器接口中，而对紧凑性和/或操作性能没有显著的影响。通信从而在生产高频交变电磁场的基本单元和与所述交变电磁场相互作用并且对所述交变电磁场做出响应(交变电磁场然后被基本单元测量)的交互单元(也被称为RFID标签)之间发生。两个方向上的信号的传输因此能够被实现。为了该目的，适配器接口的通信装置被构造为基本单元或交互单元，并且对应地，适配器的通信装置被构造为交互单元或基本单元。为了能够实现更复杂的数据传输，可以有益的是将所述两个通信装置中的每个构造为基本单元和交互单元，由此通信可以从两个通信装置中的每个继续进行，因为其基本单元生产交变电磁场，并且另一个通信装置的交互单元对交变电磁场做出响应。

有利地，RFID系统的交互单元由天线、用于接收和发送的模拟电路、以及用于处理和储存信息的微控制器组成。控制信号因此可以被传输和处理，并且信息也可以被储存。所用的电磁射频场有利地被构造为具有小于30MHz的频率，由此通信范围是有限的。如果RFID系统提供信号的加密传输，则也可以是有利的，由此数据保护安全性被进一步提高。

已经证明有效的是控制信号可以借助于电磁感应、在小于30MHz的频率范围内(特别是在10MHz至15MHz的频率范围内，特别优选地在大约13.56MHz)在适配器和适配器接口之间被传输。因此实现了通信限于近距离，并且实现了所谓的紧密耦合，由此传输的安全性被确保，因为在周围环境中引入的电磁干扰是极其有限的。为了该目的，被称为近场通信的传输标准被有利地使用，由此这种类型的通信可以容易地被实现。因为适配器和适配器接口的通信装置被构造为双向NFC系统，则适配器和适配器接口之间的安全的通信或控制信号传输被实现。可替换地，这种类型的近场耦合也可以通过通信装置的电容耦合而被实现为具有相同的优点。

如果适配器包括当适配器被插入到适配器接口中时可以被适配器接口识别的编码，则是有利的，以便根据该编码控制传输的能量或充电电流。以这种方式，传输的电能或传输的充电电流可以根据连接到适配器接口的适配器被调节或调整。不同的适配器根据能量供应装置或能量供应装置的容量被使用。因此，通过借助于适配器的编码识别适配器来使传输的能量或充电电流或充电功率与能量供应装置的容量匹配是可能的。为了该目的，适配器接口有利地包括识别可拆卸地连接到适配器接口的适配器的编码的识别装置。在特别可实行的实施方案中，编码被构造为被配备有感应回路的识别装置识别的天线元件，因为适配器的天线元件与识别装置的感应回路发生共振，这可以通过压印的电压振幅和/或电流振幅的变化来识别。有利地，这种类型的编码可以用被适配器接口上的读取单元读取的RFID标签来实现。然而，还可设想通过适配器接口上的对应的识别装置可识别的机械、电气或磁性特征来实现编码，以便相应地调节传输的电能。

如果适配器分别地与能量供应装置的连接和分离、和/或适配器分别地与适配器接口的连接和分离、和/或充电电缆分别地与待充电的储存能量源的连接和分离可以被充电电缆中的至少一个传感器装置和/或适配器中的至少一个传感器装置识别，则是有利的。因此确保了直到充电装置被适当地连接，充电过程才开始。因此，有利地提供充电过程在这些连接中的一个再次被释放时被立即中断。当充电装置从能量供应装置机械地分离时中断能量传输的啮合识别因此被以简单的方式实现。特别是，当电触点在它们同时承受电压负载时被断开时可以发生的、触点处的电弧和/或电压尖峰通过这种类型的啮合识别而被防止。

为了该目的，已经证明有效的是，适配器包括当适配器被连接到能量供应装置时被施加力和/或被移动的感测元件，并且传感器单元被布置在适配器接口中，以便检测对于感测元件的力的施加和/或感测元件的移动和/或位置。因此容易确保，在充电过程开始之前适配器既被连接到能量供应装置，又被连接到适配器接口，并且当适配器接口中的传感器单元检测到连接中的一个的释放时，充电过程被立即中断。

如果感测元件被构造为包括当适配器被连接到能量供应装置时与作用的弹簧力反向地移置的磁性区域的、弹簧装载的移置元件，并且如果传感器单元被布置在适配器接口中并且被构造为磁性传感器以便检测移置元件的磁性区域的位置或移动，则是优选的。因此容易被实现对于将充电装置适当地连接到能量供应装置的监控，因为磁性传感器可以既识别适当的连接，又识别连接中的一个的释放，由此确保了充电电流只有在充电装置被适当地连接到能量供应装置时才被传输。

基于相同的前述的原理，如果充电电缆的连接设备包括当充电电缆被连接到待充电的储存能量源时被施加力和/或被移动的感测元件，并且如果传感器装置被布置在充电电缆中以便检测对于连接设备的感测元件的力的施加和/或连接设备的感测元件的移动和/或位置，则是有利的。因此容易确保，充电电缆在充电过程开始之前被连接到待充电的储存能量源，并且充电过程在充电电缆中的传感器装置检测到充电电缆和待充电的储存能量源之间的连接释放时被立即中断。

有利地，提供适配器和/或充电电缆包括至少一个温度传感器以便确定电触点或电线处的温度或温度变化。因此可以确保充电过程不伴随特别是在具有高充电电流的连续加载期间可能发生的不期望的温度升高。另外，充电时间可以通过将传输的充电功率作为测量的温度的函数进行控制来进行优化，因为充电在预定的最大温度(例如，充电线的预定的最大温度)下发生。

充电装置的简单的操作被实现，因为适配器和适配器接口通过使用快速释放紧固件(特别是快动锁)而被可拆卸地连接。作为快速释放紧固件的结果，适配器和适配器接口可以被用户快速地且容易地连接和分离，例如以便将一个适配器更换为另一个适配器。特别合适的是快动钩形锁，与快动钩形锁的可拆卸的形式配合的连接被生成，因为钩形元件被弹性地变形，然后被与待连接的元件形式配合地啮合。通过被再一次弹性变形，钩形元件可以再次被释放。这种类型的连接的释放和重新连接是容易的且快速的。此外，快动钩形锁和钩形元件可以通过使用铸造法、特别是通过使用注射成型法而被以简单的方式容易地形成或生成。

如果充电电缆和/或适配器包括指示充电装置的操作状态的至少一个灯元件，则是有利的。用户因此可以容易地识别充电装置所处的操作状态。这可以发生，例如，因为不同的操作状态用不同颜色的光和/或时间相关的光强度来表示。这可以用一个灯元件或多个灯元件来实现。有利地，至少一个灯元件包括LED，因为LED可以被以节省空间的方式集成在充电装置中，并且仅需要最少的维护工作。优选地，至少一个灯元件被构造为使得它能够沿着充电电缆或适配器的区域的周边发射光，以使得光的发射可以被用户容易地识别。这可以例如用沿着周边布置的多个LED和/或通过使用改变光的方向或使光散射的光引导元件的使用来容易地实现。

充电电缆或充电装置的功能性也可以被增强，因为充电电缆或充电装置包括至少一个无线模块，以便使得能够与外部装置进行通信。以这种方式，例如可能的是，操作状态、控制信号、用户识别数据、关于连接到充电电缆或充电装置的能量供应装置和/或关于连接的待充电的储存能量源的信息数据被交替地或累积地传输给外部装置并且被外部装置接收。为了该目的，无线模块可以被构造为例如WLAN模块、LTE模块或蓝牙模块，以便以简单的方式并且用很少的努力与外部装置实现通信。蓝牙低能无线通信标准特别适合于这种类型的通信，因为该标准使得能够以特别低的能耗进行通信。外部装置可以例如是充电基础设施中的控制装置或用户的移动装置，由此充电过程可以被以可实行的方式监控和/或控制。有利地，外部装置是使得能够以简单的方式与充电装置进行通信(例如经由在移动电话上为其提供的软件程序)的移动电话。充电过程因此可以通过使用外部装置而被以用户友好的且可实行的方式监控和/或控制。

有利地，至少一个数据存储器被布置在适配器或充电电缆中，例如，前述数据被储存在数据存储器中。有利地，这种类型的存储器元件被构造为使得它可以在与能量供应装置和/或待充电的储存能量源和/或外部装置通信的过程中被读写。

为了便利与用户的交互，显示器有利地被提供在充电电缆上或适配器上。例如关于充电过程或连接到充电电缆或适配器的装置的信息因此可以容易地被与用户共享。有利地，输入手段也被提供在充电电缆上或适配器上以便提供与用户的交互，例如经由触摸操作。如果显示器被构造为触摸屏，则是特别有利的，由此与用户的交互被以简单的方式实现。

已经证明有效的是适配器和适配器接口不用中间的电缆被彼此连接。充电装置因此被构造为特别鲁棒的且容易操控。

根据本发明，另一个目的被实现，因为，在一开头提及的类型的方法中，经由充电电缆在能量供应装置和充电电缆的电子系统和/或待充电的储存能量源的电子系统之间传输的控制信号在适配器和适配器接口之间被无线地传输。如前面所描述的，通过适配器和适配器接口之间的控制信号的无线传输，实现了在适配器和适配器接口之间不需要电控制信号触点，由此适配器和适配器接口可以被构造为特别紧凑的并且对机械应力和由天气引起的影响具有明显的抵抗力。充电装置的缩小的尺寸使得当与能量储存装置和待充电的储存能量源的连接正被生成时能够实现充电装置的可实行的操作。另外，通过适配器和适配器接口之间的控制信号的无线传输，适配器和适配器接口之间的、对外部影响具有对干扰不敏感的控制信号传输被实现，由此能量供应装置和待充电的储存能量源之间的稳定的且可靠的通信被确保。

如果适配器的电子单元被供应来自适配器的至少一个控制信号导体触点的能量，则从而是有利的，其中特别是，来自控制信号导体触点的能量被暂时储存，直到预定义的量的能量被获得，然后所述电子单元使能量供应装置开始充电过程。这在在充电过程开始之前需要通信的能量供应装置处的充电期间是特别有利的。在这样的情况下，经由至少一个控制信号导体触点从能量供应装置传输的控制信号可以被用来为适配器的电子单元提供能量，由此使得所述电子单元能够与能量供应装置通信，因此发起充电电流的传输。如果充电电流被传输，则对于适配器的整个电子系统或连接到适配器的充电电缆的整个电子系统的能量供应通过可以被传输的充电电流而能够被实现。

特别优选地，从至少一个控制信号导体触点或者从传输的控制信号汲取能量被执行以使得借助于经由适配器的至少一个控制信号导体触点传输的控制信号的通信以及使用来自适配器的至少一个控制信号导体触点的能量对于适配器的电子单元的能量供应可以被同时执行。从控制信号汲取能量从而不会导致控制信号的信息内容改变，由于这个原因，通信可以被执行为使得它不受能量汲取的影响。

如果充电电缆和对应于其的适配器或充电装置被提供用于不同的电功率等级或者被提供用于传输不同的最大充电电流，那么如果适配器接口和/或适配器具有防止适配器接口与被设计用于不同的充电功率或不同的最大充电电流的适配器连接的至少一个特征、特别是构造特征，则是有利的。以这种方式，适配器接口与不意图用于该适配器接口的适配器的无意的连接被防止。这可以发生，例如因为适配器接口具有分配器元件，并且同一功率等级中的适配器具有对应于所述分配器元件的分配器接收器。被设计用于不同的功率等级或不同的最大充电电流的适配器不包括这些分配器接收器，由于这个原因，适配器不能被连接到适配器接口。当然，根据该原理，还可以提供适配器接口包括分配器接收器，并且相关联的适配器包括分配器元件。充电电缆与被设计用于不同的充电功率或不同的充电电流的适配器的无意的连接因此被容易地防止。

附图说明

附加的特征、优点和效果从下面描述的示例性实施方案得出。从而被引用的附图示出以下：

图1用于给电动车辆充电的根据本发明的充电电缆1和根据本发明的适配器；

图2来自图1的充电电缆1的适配器接口的放大图和适配器的的放大图；

图3根据本发明的适配器和根据本发明的适配器接口的分解图；

图4示出适配器的面对适配器接口的一侧的视图中的根据本发明的适配器；

图5示出适配器的面对能量供应装置的一侧的视图中的根据本发明的适配器。

具体实施方式

图1示出用于给电动汽车7的储存电能源充电以便将电能或充电电流从能量供应装置传输给电动汽车7的储存能量源的、根据本发明的充电电缆1和根据本发明的适配器2。充电电缆1包括充电线3，充电线3在一端可以通过使用连接设备4而被可拆卸地电连接到电动汽车7或电动汽车7的储存能量源，并且在另一端被电连接到适配器接口5，适配器接口5可以被可拆卸地连接到适配器2。适配器2可以在一端被可拆卸地电连接到充电电缆1的适配器接口5，并且可以在另一端被可拆卸地电连接到能量供应装置，例如电源插座。适配器2因此构成可互换的中间件，以使得适于能量供应装置的适配器2可以根据可用的能量供应装置被连接到适配器接口5。在不同的能量供应装置处仅使用一个充电电缆1给电动汽车7充电因此变为可能的，因为匹配的适配器2被连接到充电电缆1的适配器接口5。另外，控制装置6被集成到充电电缆1的充电线3中，控制装置6被构造为电缆内控制盒的装置。电缆内控制盒控制和/或监控传输的电能或传输的充电电流以便确保传输的电能或充电电流根据充电电缆1和/或能量供应装置和/或电动汽车7的储存能量源的容量而被传输。

适配器2、还有适配器接口5这二者都包括通信装置以使得经由充电电缆1或适配器2在一端的能量供应装置和另一端的充电电缆1和/或电动汽车7的电子系统之间传输的控制信号可以在适配器2和适配器接口5之间被无线地传输。因为控制信号不经由附加的电触点8在适配器2和适配器接口5之间传输，所以适配器2和适配器接口5可以被构造为鲁棒的且紧凑的，这一方面便利适配器2和适配器接口5的操作和输送，并且另外还使得能够在适配器2和适配器接口5之间进行控制信号的对干扰不敏感的通信或传输。适配器2和适配器接口5的通信装置被构造为RFID系统以便基于双向近场通信(NFC)无线地传输控制信号。通过小尺寸的RFID系统，所述系统可以被集成到适配器2和适配器接口5中，而对紧凑性和/或耐久性没有显著影响。

图2示出图1中图示说明的适配器2和充电电缆1的适配器接口5的放大图。适配器2和适配器接口5被构造为使得它们可以被形式和摩擦配合地插入彼此，由此适配器2和适配器接口5之间的、或者其电触点8之间的耐久的机械连接被确保。适配器接口5包括五个电触点8，其中三个电触点8被构造为相导体触点，一个电触点8被构造为中性导体触点，并且一个电触点8被构造为保护地面触点。相导体触点和中性导体触点被提供以便使得能够传输充电电流，特别是三相交流电流。保护地面触点被用于安全性，并且确保与地面电位的电位均衡。

适配器接口5的五个电触点8可以被可拆卸地电连接到适配器2上的对应的电触点8，因此使得能够经由由适配器2和充电电缆1形成的能量供应装置进行安全的充电或安全的电能传输。

在面对能量供应装置的一侧，适配器2被构造为IEC 62169类型2插头，并且包括七个电触点8，其中五个电触点8可以被可拆卸地电连接到适配器接口5的电触点8。其他两个电触点8被构造为控制信号导体触点，并且被用于传输控制信号或者被用于在能量供应装置和充电电缆1的电子系统和/或电动汽车7的电子系统之间进行通信。在能量供应装置和电动汽车7之间的通信范围内，两个控制信号导体触点也被称为邻近先导触点和控制先导触点。

适配器2和适配器接口5的通信装置被以称为NFC印刷电路板9的形式构造，NFC印刷电路板9执行适配器2和适配器接口5之间的双向近场通信。为了该目的，适配器2的控制信号导体触点、还有保护地面触点被电连接到适配器2的NFC印刷电路板9，以便在能量供应装置和适配器2的NFC印刷电路板9之间传输控制信号。

通常，控制信号从而通过使用存在于控制信号导体触点中的一个和保护地面触点之间的电压差而被产生或传输。

因为近场通信限于近距离处的通信，所以NFC印刷电路板9被布置在适配器2中，并且NFC印刷电路板9被布置在适配器接口5中，以使得当适配器2被插入到适配器接口5中时，所述印刷电路板彼此之间具有最小的可能的距离。为了该目的，适配器2包括引导元件10，引导元件10可以被插入到适配器接口5上的对应的引导元件接收部11，引导元件接收部11在适配器2和适配器接口5连接期间被作为凹口嵌入在适配器接口5的表面中。因为适配器2的NFC印刷电路板9被集成到适配器2的引导元件10中，并且适配器接口5的NFC印刷电路板9被集成到适配器接口5的引导元件接收部11的表面中，所以处于连接状态的NFC印刷电路板9之间的距离小，因此安全的通信被实现。

为了能够在充电电流传输之前需要在充电站和电动汽车7之间通信的充电站处充电，电子单元被布置在图示说明的IEC 62169类型2插头中，电子单元可以通过使用来自适配器2的控制信号导体触点中的至少一个的能量而被供应能量。适配器2的基本功能性因此在没有附加的能量供应的情况下、仅借助于传输的控制信号而被确保。特别是，充电站和适配器2的电子单元之间的通信因此能够被实现，以便发起充电电流的传输。该通信被有利地实现，因为适配器2中的电阻在从充电站传输到适配器2的预定的控制信号被获取时被改变。

当电动汽车7借助于IEC 62169类型2插头被连接到充电站时，该通信通常发生，因为充电站在控制先导触点和保护地面触点之间并且在邻近先导触点和保护地面触点之间施加预定义的电压。通过电阻的变化，电动汽车7可以在施加的电压中生成限定的压降，并且因此可以与充电站通信，并且例如传输待机状态或最大充电电流。

因为适配器2的电子单元在控制先导触点和邻近先导触点的信号中生成这些压降，所以它就如同某个电动车辆被连接到充电站那样起作用，并且充电电流的释放因此被发起。适配器2或适配器2的电子单元因此通过使用经由控制信号导体触点中的至少一个获取的能量，对充电站模拟连接的电动车辆被连接到充电站，从而充电站传输充电电流。

图3示出根据本发明的适配器接口5和适配器2的分解图。适配器接口5包括适配器接口壳体12，适配器接口5的电触点8被以触点销的形式插入到适配器接口壳体12中。借助于电缆支架14，所述触点销经由使用托架的应变消除，被连接到充电线3的电线。还可见的是适配器接口5的NFC印刷电路板9，NFC印刷电路板9被构造为平坦的元件，并且被集成到引导元件接收部11下面的适配器接口壳体12中。另外还图示说明了两个光引导元件15，这两个光引导元件15在向外的方向上引导布置在适配器接口壳体12中的灯元件发射的光。灯元件从而向用户指示充电电缆1的操作状态。还可见的是布置在适配器接口5中的电子元件13，例如以便执行至少一个或更多个灯元件、温度传感器、布置在充电电缆1中的或适配器2中的磁性传感器、和/或布置在充电电缆1中的和/或适配器中的其他传感器装置的闭环和开环控制。此外，通过电缆壳体外部件17被连接到适配器接口壳体12的电缆壳体内部件16被图示说明，由此适配器接口5的各个部分被鲁棒的壳体包围。

图3中图示说明的适配器2包括一端的适配器外部件18和另一端的适配器内部件19，适配器外部件18被构造为连接到能量供应装置，适配器内部件19被构造为连接到适配器接口5。触点销形式的电触点8被插入到适配器外部件18和适配器内部件中。还可见的是NFC印刷电路板9，NFC印刷电路板9被集成到适配器2中以便实现与适配器接口5的无线通信。另外还图示说明了感测元件20，以便显示适配器2从能量供应装置的分离和适配器2从适配器接口5的分离。为了该目的，感测元件20包括其一端的面对适配器接口5的磁性区域，磁性区域的位置或移动可以被适配器接口5中的磁性传感器检测。感测元件20通过弹簧21被装载，并且在适配器2连接到能量供应装置的情况下，被与作用的弹簧力反向地滑动到布置在适配器内部件19上的感测元件接收器，或者在感测元件接收器内被移置。如果适配器2被从能量供应装置或者从适配器接口5分离，则这导致感测元件20的磁性区域和适配器接口5的磁性传感器之间的距离增大。这由磁性传感器检测，由此能量供应装置和适配器2之间的连接的释放、还有适配器2和适配器接口5之间的连接的释放可以被识别，并且实现对于将适配器2或充电电缆1适当地连接到能量供应装置的监控。还图示说明了两个密封元件22，这两个密封元件22被布置为在适配器外部件18和适配器内部件19之间以及在适配器内部件19的面对适配器接口5的外侧防御水分。

图4在示出适配器2的面对适配器接口5的一侧的视图中示出根据本发明的适配器2。可见的是五个电触点8，这五个电触点8可以被连接到上述适配器接口5上的对应的电触点8。还可见的是布置在电触点8之间的杆状元件23。这构成布置在适配器内部件19中的感测元件接收器的外表面，在适配器2连接到能量供应装置的情况下，图3中图示说明的装载弹簧的感测元件20被滑动到接收器中，或者感测元件20在接收器内被移置。

图5示出在面对能量供应装置的视图中适配器2的进一步的变体。可见的是七个电触点8，其中五个电触点8被提供用于电连接到适配器接口5，并且两个电触点8被构造为控制信号导体触点。这两个控制信号导体触点被电连接到适配器2的通信装置以便将控制信号无线地传输到适配器2的通信装置。

根据本发明的充电电缆1和根据本发明的适配器2、以及相应地、根据本发明的充电装置使得能够在不同的能量供应装置处实现电动汽车7的可实行的充电，因为与可用的能量供应装置匹配的适配器2被插入到充电电缆1中。因为经由充电电缆1在能量供应装置和充电电缆1的电子系统和/或电动汽车7的电子系统之间传输的控制信号通过双向近场通信在适配器2和适配器接口5之间被无线地传输，适配器接口5和适配器2可以被构造为紧凑的且鲁棒的，并且同时，借助于控制信号的可靠的且对干扰不敏感的通信被实现。通过使用双向近场通信的控制信号的传输，通信的高安全性被确保，因为该通信限于空间上有限的区域。

因此，电动汽车7的可实行的充电在需要通过传输控制信号的通信的能量供应装置处是可能的，并且充电在常规的单相或多相标准电源插座处也被以可实行的方式进一步确保。

Claims (18)

1.一种用于充电电缆(1)的适配器(2)，所述充电电缆用于给电动车辆充电，所述适配器包括：

第一端，所述第一端包括被配置以被连接到充电电缆的适配器接口的形式配合；

第二端，所述第二端被配置以被可拆卸地电连接到能量供应装置以便经由所述适配器将电能从所述能量供应装置传输到所述充电电缆；

通信装置，所述适配器的所述通信装置被配置以在所述适配器(2)被连接到包括对应的通信装置的所述适配器接口(5)时能够与所述适配器接口(5)进行无线通信，以使得一端的所述能量供应装置和另外一端的所述充电电缆(1)的电子系统和/或连接到所述充电电缆(1)的能量储存装置之间的控制信号可以在所述适配器(2)和所述适配器接口(5)之间被无线地传输；并且所述适配器在面对所述能量供应装置的一侧包括用于接收待传输的充电电流的两个电触点，以及用于传输控制信号的至少一个电控制信号触点；所述电控制信号触点被电连接到所述适配器的所述通信装置，以便在所述适配器和所述适配器接口之间无线地传输经由所述电控制信号触点传输的所述控制信号。

2.根据权利要求1所述的适配器(2)，其特征在于所述适配器(2)还包括至少五个电触点(8)和至少一个附加的电控制信号导体触点，所述至少五个电触点(8)被配置以被可拆卸地电连接到所述适配器接口上的电触点，所述至少一个附加的电控制信号导体触点被电连接到所述适配器(2)的所述通信装置以便传输控制信号。

3.根据权利要求1或2所述的适配器(2)，其特征在于所述适配器(2)的电子单元可以通过使用来自所述适配器(2)的至少一个控制信号导体触点的能量而被供应能量，其中，来自所述控制信号导体触点的能量暂时可储存，直到预定义的量的能量被获得为止，以便在能量供应装置和所述适配器(2)的所述电子单元之间能够进行通信，从而发起充电电流的传输。

4.根据权利要求1所述的适配器(2)，其特征在于所述充电电缆(1)是根据权利要求1至3中一项所述的充电电缆(1)。

5.一种用于在能量供应装置处给能量储存装置充电的充电装置，所述充电装置包括充电电缆(1)和适配器(2)；

所述充电电缆包括：

充电线；

在所述充电线的一端的连接器，所述连接器被配置以被可拆卸地电连接到待充电的能量储存装置；以及

在所述充电线的另外一端的适配器接口，所述适配器接口被配置以被形式配合地可拆卸地连接到所述适配器，所述适配器被可拆卸地电连接到所述能量供应装置以经由所述充电电缆将电能从所述能量供应装置传输到所述待充电的能量储存装置；并且

所述适配器接口包括通信装置，所述适配器接口的所述通信装置被配置以在包括对应的通信装置的所述适配器被连接到所述适配器接口时能够与所述适配器进行无线通信，以使得一端的所述能量供应装置和另外一端的所述充电电缆的电子系统或连接到所述充电电缆的能量储存装置的电子系统之间的控制信号可以在所述适配器和所述适配器接口之间被无线地传输；并且

所述适配器包括：

第一端，所述第一端包括被配置以被连接到所述充电电缆的所述适配器接口的形式配合；

第二端，所述第二端被配置以被可拆卸地电连接到能量供应装置以便经由所述适配器将电能从所述能量供应装置传输到所述充电电缆；

通信装置，所述适配器的所述通信装置被配置以在所述适配器被连接到包括对应的通信装置的所述适配器接口时能够与所述适配器接口进行无线通信，

以使得一端的所述能量供应装置和另外一端的所述充电电缆的电子系统或连接到所述充电电缆的能量储存装置之间的控制信号可以在所述适配器和所述适配器接口之间被无线地传输；并且

所述适配器在面对所述能量供应装置的一侧包括用于接收待传输的充电电流的两个电触点，以及用于传输控制信号的至少一个电控制信号触点；所述电控制信号触点被电连接到所述适配器的所述通信装置，以便在所述适配器和所述适配器接口之间无线地传输经由所述电控制信号触点传输的所述控制信号。

6.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于所述适配器(2)中和适配器接口(5)中的通信装置被构造为RFID系统以便在所述适配器(2)和所述适配器接口(5)之间传输所述控制信号。

7.根据权利要求5或6所述的充电装置，其特征在于所述控制信号可以借助于电磁感应在所述适配器(2)和所述适配器接口(5)之间被传输。

8.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于所述适配器(2)包括当所述适配器(2)被插入到所述适配器接口(5)中时可以被所述适配器接口(5)识别的编码，以便基于所述编码来控制传输的电能。

9.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于所述适配器(2)分别与所述能量供应装置的连接和分离、和/或所述适配器(2)分别与所述适配器接口(5)的连接和分离、和/或所述充电电缆(1)分别与待充电的所述能量储存装置的连接和分离可以被所述充电电缆(1)中的和/或所述适配器(2)中的至少一个传感器装置识别。

10.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于所述适配器(2)包括当所述适配器(2)被连接到所述能量供应装置时被施加力和/或被移动的感测元件，并且其中传感器单元被布置在所述适配器(2)或所述适配器接口(5)中以便检测对于所述感测元件的力的施加和/或所述感测元件的移动和/或位置。

11.根据权利要求5所述的充电装置，其特征在于所述能量储存装置是电动车辆。

12.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于所述控制信号可以借助于电磁感应在所述适配器(2)和所述适配器接口(5)之间在10MHz至15MHz的频率范围内被传输。

13.根据权利要求7所述的充电装置，其特征在于所述控制信号可以借助于电磁感应在所述适配器(2)和所述适配器接口(5)之间在大约13.56MHz的频率被传输。

14.一种用于使用如权利要求5所述的充电装置在能量供应装置处给能量储存装置充电的方法：

将充电电缆的连接器连接到待充电的能量储存装置；

将所述充电电缆的适配器接口经由形式配合连接到适配器；

将所述适配器连接到所述能量供应装置；其特征在于经由所述充电电缆(1)在所述能量供应装置和所述充电电缆(1)的电子系统和/或待充电的所述能量储存装置的电子系统之间传输的控制信号在所述适配器(2)和所述适配器接口(5)之间被无线地传输。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于所述适配器(2)的电子单元被供应来自所述适配器(2)的至少一个控制信号导体触点的能量，其中，来自所述控制信号导体触点的能量被暂时储存，直到预定义的量的能量被获得为止，然后所述电子单元使所述能量供应装置开始充电过程。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于借助于经由所述适配器(2)的所述至少一个控制信号导体触点传输的控制信号的通信以及使用来自所述适配器(2)的所述至少一个控制信号导体触点的能量对于所述适配器(2)的所述电子单元的能量供应被同时执行。

17.根据权利要求14所述的方法，其特征在于所述充电装置是根据权利要求5至13中一项所述的充电装置。

18.根据权利要求14所述的方法，其特征在于所述能量储存装置是电动车辆的储存能量源。