CN112297904A - 用于对电动车辆的蓄电池进行充电的充电桩 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对电动车辆(2)的蓄电池(8)进行充电的充电桩(14),充电桩具有壳体(16),在壳体的外侧布置有馈电装置(18),馈电装置与布置在壳体(16)中的电源单元(26)电连接,并且充电桩具有布置在壳体(16)中的控制单元(28)。将用于可拆卸地连接模块(32)的扩展接口(30)置入壳体(16)中。此外,本发明还涉及一种具有充电桩(14)的充电桩系统(12)。

Description

用于对电动车辆的蓄电池进行充电的充电桩
技术领域
本发明涉及一种用于对电动车辆的蓄电池进行充电的充电桩。充电桩包括壳体,在壳体的外侧布置有馈电装置,馈电装置与布置在壳体中的电源单元电连接。本发明还涉及一种具有这种充电桩的充电桩系统。
背景技术
为了对电动车辆的蓄电池、特别是高压电池进行充电,通常使用充电桩。充电桩在外侧具有馈电装置,将该馈电装置例如插入电动车辆的相应的插头中。作为对此的替换,将馈电装置本身被设计为插头,将导线插入该插头中,该导线又与电动车辆连接。根据馈电装置的设计方案来使用不同的标准。
例如,充电桩本身被设计为固定的并且与供电网络电连接。由此可以借助充电桩执行基本上无限数量的充电过程,并且基本上不需要维护或者仅需要以相对较小的程度进行维护。但是,在此需要在期望的充电桩的应用地点提供相应的供电网络连接,从而通常必须首先进行施工。由此提高了生产成本。
因此,替换的设计方案规定,充电桩被设计为可移动的。在这种情况下,充电桩仅与地面或者其他位置固定的对象机械连接。充电桩本身具有电能存储器,在运行中从该电能存储器向电动车辆的蓄电池馈电。当移动充电桩的电能存储器空了时,需要将其拆除并将其带到相应的充电站以重新进行充电。由此增加了运营开销。但是,可以依据主要的要求来改变移动充电桩的位置,并且由此在其应用时间期间将移动充电桩搭建在不同的位置。
通常,与充电桩的设计方案无关,充电桩仅承担对机动车辆的蓄电池进行充电的功能。然而,从EP 2 549 618A2中已知一种充电桩,该充电桩具有多个馈电装置以便对电动车辆进行充电。此外,充电桩还包括与壳体固定连接的多个部件,诸如照相机、显示器、照明灯和自动售货机。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,提供一种特别合适的充电桩和一种特别合适的充电桩系统以及一种特别合适的模块,其中有利地提高了灵活性和/或应用领域。
关于充电桩、关于充电桩系统并且关于模块,该技术问题通过根据本发明的特征来解决。有利的扩展和设计方案也是本发明的内容。
充电桩用于对电动车辆的蓄电池进行充电。电动车辆例如是包括电动机的自行车。特别地,将自行车设计为所谓的摩托化自行车(Pedelec)。作为对此的替换,电动车辆例如是电动踏板车或电动摩托车。然而,电动车辆特别优选地是电动机动车辆、特别是乘用车(Pkw)。适合地,电动机动车辆具有电动机,电动机与机动车辆的车轮有效连接。在此,电动机至少部分地形成机动车辆的主驱动器。
蓄电池例如借助一个或多个电容器形成或者蓄电池包括这些电容器。但是,蓄电池特别优选地包括一个或多个电池,并且适合地借助这些电池形成蓄电池。优选地,蓄电池是所谓的高压电池,即高压电能存储器,借助该高压电能存储器来提供大于200V的电压。特别地,所提供的电压在400V至800V之间。
充电桩具有例如由金属制成的壳体。由此可以防止布置在壳体中的部件被损坏。优选地,壳体具有电气接地(优选连接地面)的安装状态。适合地,壳体为此具有相应的接头。因此,在运行时,壳体的电势等于接地。因此,当有人触摸壳体时,也不会造成人员伤害。例如,壳体基本上是长方体形的,这使运输和生产变得容易。安装也被简化了
电源单元布置在壳体中,尤其借助该电源单元来提供电压。换言之,在电源单元上施加特定的电压。电源单元与布置在壳体外侧的馈电装置电连接。换言之,借助电源单元向馈电装置供电。特别地,馈电装置借助充电插头、即特别是充电耦合器进行供应,该充电插头直接固定在壳体上并且从壳体突出。为了对电动车辆的蓄电池进行充电,将相应的导线、例如电缆插入到馈电装置的插头中。作为对此的替换地,馈电装置包括固定在壳体上的电缆,并且在电缆中引导有多股线等。在其余的端部布置有充电插头。由此可以将馈电装置的充电插头插入电动车辆的相应插头中。
适合地,馈电装置、尤其是可能的充电插头满足特定的标准,例如类型1或类型2。例如,在运行中借助电源单元来提供交流电流,从而在馈电装置上也施加有交流电流。但是,特别优选地借助电源单元来提供直流电流,从而在馈电装置上施加直流电压。换言之,将充电桩用于直流电压充电。借助电源单元提供的电压以及由此提供的电流优选地匹配于电动车辆的蓄电池。特别地,借助电源单元提供400V或800V的直流电压。
此外,充电桩包括布置在壳体中的控制单元。适合地,控制单元包括多个电气和/或电子组件,借助该电气和/或电子组件来实现电路,从而在运行中执行特定的功能。控制单元例如具有特别是设计为可编程的处理器。例如,控制单元借助处理器形成。适当地,控制单元包括特定于用户的电路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit)或借助其形成控制单元。
适合地,借助控制单元进行充电桩的运行和/或特定功能的执行。例如,借助控制单元来调节电源单元,使得在馈电装置上施加相应的电压。在此,特别是当在馈电装置上没有连接电动车辆时,将从电源单元到馈电装置的电流中断。由此提高了安全性。作为对此的替换或优选地与其组合地,借助控制单元采集从电源单元传输到电动车辆以进行充电的能量的量。优选地,在可能的显示器上进行对能量的量的显示,由此借助控制单元相应地控制该显示器。作为对此的替换或与其组合地,借助控制单元为充电桩的可能的用户进行所输出的能量的量的结算。
此外,充电桩还包括置入壳体中的扩展接口。换言之,扩展接口形成壳体外侧与壳体内侧之间连接,并且由此至少部分地形成充电桩的外部边界。扩展接口用于可拆卸地连接模块。当将模块连接至扩展接口时,模块优选地位于壳体的外侧,从而简化了模块的安装。
基于模块可以提供充电桩系统,其具有充电桩和可拆卸地连接至扩展接口的模块。在此,除了用于对电动车辆的蓄电池进行充电之外,充电桩系统还具有另外的功能,即借助模块提供的一个或多个功能。在此,借助不同的模块可以执行不同的功能。为此,仅需要更换相应的模块。因此,可以借助模块满足对充电桩或充电桩系统的相应要求,并由此相应地扩展工作方式。因此,如果不需要或者至少在可预见的时间段中不需要借助模块提供的功能,则可以将模块从充电桩移除,并且例如将其插入其他位置。由此提高了灵活性。也不需要制造具有所有可想到的功能的充电桩。更确切的说,随后可以借助相应的模块使充电桩系统匹配于当前的要求。因此,降低了生产成本并且提高了灵活性和应用范围。此外,如果模块被损坏,则例如可以更换模块。在此不需要完全更换充电桩,这降低了运营成本。
适当地,充电桩具有多个这种扩展接口,即两个、三个、四个或更多个扩展接口,相应的模块分别可以可拆卸地连接至扩展接口。由此可以增强地实施功能或者借助以这种方式形成的充电桩系统提供另外的功能,这进一步扩大了应用范围。
扩展接口例如位于壳体的侧壁上。但是,特别优选地将扩展接口、适合地将所有的扩展接口或者将扩展接口的至少一部分(如果存在多个扩展接口的话)置入壳体的(顶)盖中。在安装状态中,顶盖适合地基本上水平对齐。换言之,扩展接口相对于壳体位于上侧。在此,优选地将馈电装置布置在壳体的侧壁上。基于上述的扩展接口的定位,当用户使用馈电装置时,借助扩展接口的定位和可能连接至扩展接口的模块不会对用户造成影响。由此提高了便利性。
例如,模块或每个模块具有单独的能量供应。然而,特别优选地在运行中借助扩展接口至少部分地进行对模块的能量供应。为此,扩展接口具有电源接口,该电源接口尤其具有两个接头,其中每个接头分别施加有不同的电势。特别地,电势在时间上是变化的或者特别优选地在时间上是恒定的。换言之,借助电源接口来提供直流电压。特别优选地,电源接口包括接地接头和/或用于保护导体的接头。由此提高了安全性。适合地,电源接口由此具有彼此电绝缘的四个接头,即两个具有不同电势的接头以及接地接头和用于保护导体的接头,这提高了灵活性和安全性。作为对此的替换,例如仅借助两个接头(触点)形成电源接口,这两个接头彼此之间具有不同的电势,电势例如是在时间上变化的或者特别优选在时间上是恒定的。
例如,将电源接口引向充电桩的单独的电源单元或单独的电能存储器。然而,特别优选地,电源接口与电源单元电连接。由此,电源单元不仅用于向馈电装置供电并且还用于向电源接口供电。因此需要很少的组件,这降低了充电桩的生产成本。也减小了结构空间。
例如,利用电源接口在电源接口处提供与也在馈电装置处提供的电压相同的电压。但是,特别优选地在电源单元与电源接口之间电气地布置电压转换器。电压转换器例如是升压转换器、降压转换器、变压器或包括这些部件中的至少一个。作为对此的替换或与其组合地,电压转换器包括整流器和/或逆变器。借助电压转换器可以将借助电源单元提供的电压转换成期望的电压,从而降低了对模块的要求。例如,借助扩展接口来提供减小的电压。例如,在电源接口处提供的电压小于200V、小于100V或小于50V。由此降低了对模块的安全要求,因此降低了生产成本。模块也不需要具有自己的电压转换器,这降低了模块的生产成本。也减轻了模块的重量,这使得安装变得容易。
例如,借助电压转换器仅提供单个电压,例如230V或110V。然而,特别优选地将电压转换器设计为,可以借助电压转换器提供可变电压。换言之,电压转换器是可调的。由此可以使施加到电源接口上的电压匹配于相应的模块,这进一步提高了灵活性。还可以使用不同的模块,这些模块借助不同的电压运行。在此不需要每个模块具有单独的电压转换器,这会提高生产成本。例如,电压转换器与操作元件耦合,从而可以手动地调节电压转换器。与之结合地或特别优选作为对此的替换,借助控制单元进行对电压转换器的调节。换言之,在运行期间借助控制单元来调节电压转换器。由此不需要手动操作充电桩,这提高了便利性。
如果存在多个其他接口,则例如将电压转换器与每个接口相关联,从而可以单独调节施加到每个电源接口的电压。但是,优选地仅提供唯一的电压转换器,由此施加到扩展接口的电压到处都是相同的。由此需要更少的组件,这降低了生产成本。
例如,电源接口被设计为单向的。在此,可以通过电源接口向所连接的模块提供电能。作为对此的替换,可以经由电源接口将电能从模块馈送到充电桩中。特别优选地,电源接口被设计为双向的。由此可以连接不同的模块,其中借助一种类型的模块向充电桩供电,而借助扩展接口、即电源接口从充电桩向其他类型的模块供电。由此进一步提高了灵活性。
优选地,扩展接口具有通信接口。在此,通信接口用于在充电桩与模块之间交换数据。例如,如果充电桩具有多个这种扩展接口,则将充电桩的所有通信接口在信号技术上相互连接。因此,如果有多个模块连接至充电桩,则可以通过通信接口进行模块之间的通信。特别优选地,通信接口在信号技术上与控制单元连接。由此可以实现控制单元与可能连接的模块的通信并形成通信系统。优选地,在可能的主控件/受控件通信系统中,控制单元尤其是用作主控件,其中模块被设计为受控件。如果连接了多个模块,则特别地也将它们设计为受控件。由于将控制单元用作主控件,可以简化通信系统的配置。优选地,组合系统、即通信接口也满足特定的标准,优选地是总线系统标准。特别优选地,将CAN总线系统或Flexray总线系统用作总线系统。
适当地,附加地还存在借助控制单元调节的电压转换器。在安装模块时,特别是通过通信接口将向模块供电所需的电压通知给控制单元。随后,相应于模块的要求借助控制单元来调节电压转换器。由此,在安装模块时需要相对较少的手动步骤,这提高了便利性。也基本上排除了错误的调节,这提高了安全性和可靠性。
例如,在安装状态中,仅将模块放到扩展接口上。由此可以实现相对简单的模块的安装和拆除。然而,扩展接口特别优选地具有锁定机构。由此避免了意外地将模块从充电桩拆卸,这防止了对周围人员的伤害。还防止了未经授权地从充电桩拆除模块。例如可以手动操作锁定机构。然而,锁定机构特别优选地借助执行器来运行,并且优选地是机电的、气动的或磁性的。由此可以借助对执行器的控制将模块与扩展接口锁定。特别优选地,借助控制单元来操作锁定机构。由此提高了自动化,并且因此进一步提高了便利性。以这种方式也不需要附加的组件,这降低了生产成本。
例如可以无保护地够着扩展接口。由此使模块的安装,即模块的连接变得容易。然而,充电桩优选地具有盖板,借助盖板将扩展接口覆盖或至少可以将扩展接口覆盖。适合地,盖板相对于扩展接口可动地安装。在此,尤其可以将盖板移动至扩展接口上。因此,当没有模块连接时,借助盖板来保护扩展接口的可能的接头不受环境影响。在连接模块的情况下,相对于扩展接口移动盖板,从而可以自由地够着扩展接口。
例如,盖板可拆卸地连接至壳体或扩展接口。因此,首先需要移除盖板,才能连接模块。然而,盖板特别优选地以不可拆卸的方式连接至壳体或扩展接口,从而防止丢失。盖板可横向移动地安装到壳体上。作为对此的替换,盖板可折叠地安装到壳体上,使得盖板可以相对于壳体旋转/转动特定的角度。换言之,盖板借助铰链连接在壳体上。然而,特别优选地盖板被设计为可卷起的,并且至少部分地卷在轴上。适当地,该轴可旋转地安装在壳体上,并且盖板本身由可弹性形变或柔软的材料制成。作为对此的替换,盖板例如可以由彼此可动地连接的多个单独的薄片建立。由此提高了鲁棒性。盖板优选地是用弹簧装载的、尤其是用弹簧牵拉的。特别地,借助弹簧来移动和布置盖板的装载,使得在没有其他力作用到盖板上时,盖板可以覆盖扩展接口。由此,在卸下模块时,盖板会自动移动到扩展接口上,从而对扩展接口进行保护。反之,为了释放扩展接口,盖板需要克服弹簧力运动。
例如,充电桩是固定的。在此,适合地借助到供电网络的连接或变换器来供应电源单元,变换器与供电网络连接或至少可以与供电网络连接。在安装状态中,充电桩的壳体本身适合地与地面固定连接。为了进行连接,充电桩适合地具有相应的机械连接元件。基于固定的设计方案,相对大量的电动车辆的蓄电池的充电过程是可能的。
然而,充电桩特别优选地被设计为可移动的。在此,电源单元适合地包括电能存储器和例如电压转换器,例如变换器。然而,特别优选地借助电能存储器形成电压供应单元,这降低了生产成本。适合地,借助电能存储器提供的电压对应于电动车辆的蓄电池要借助其进行充电的电压。由此不需要附加的组件来调整电压,这降低了生产成本。例如,电能存储装置借助电容器、电池或它们的组合形成。基于充电桩的可移动的设计方案,可以将充电桩搭建在不同的位置,从而对当前的需求做出反应。由此提高了灵活性。在此,可以相应于搭建位置更换模块,从而可以借助由移动充电桩和相应的所连接的模块形成的充电桩系统在不同的位置提供不同的功能。在此,使用的模块因搭建位置而异。
充电桩系统具有用于对电动车辆的蓄电池进行充电的充电桩。充电桩包括壳体,在壳体的外侧布置有馈电装置,该馈电装置与布置在壳体中的电源单元电连接。此外,充电桩包括布置在壳体中的控制单元,并且将用于可拆卸地连接模块的扩展接口置入壳体中。充电桩系统具有可拆卸地连接至扩展接口的模块。适合地,充电桩系统具有多个这种扩展接口,并且充电桩系统包括可拆卸地连接至扩展接口的多个模块,其中每个扩展接口分别最多与模块中的一个相关联,并且其中模块的数量小于或等于扩展接口的数量。
例如,将模块设计为气象站并且包括温度计和/或气压计。例如,气象站包括GPS接收器。优选地,气象站附加地包括通信功能块,借助该通信功能块可以优选无线地、特别是借助无线电建立到远程的设备的数据连接。由此可以经由通信功能块将相应的天气数据传输到远程搭建的服务器。在此,借助温度计或气压计采集天气数据,并且借助GPS接收器来确定充电桩的位置,尤其是当将充电桩设计为可移动时。通信功能块例如满足WLAN标准或移动无线电标准,例如3G、UMTS、LTE/4G或5G。例如,温度计、可能的气压计和/或GPS接收器以及通信功能块借助单个模块来提供。替换地,温度计、可能的气压计和/或GPS接收器以及通信功能块分别借助单独的模块提供,所有这些模块可拆卸地分别连接至充电桩的相关联的扩展接口。由于分开的设计方案,因此可以个性化地配置气象站,从而例如可以去掉GPS接收器。
在另外的替换方案中,例如借助模块提供用于无线电网络的中继器功能,该无线电网络例如根据移动无线电标准或WLAN标准进行设计。在此,模块包括通信功能块,借助该通信功能块实现与相应无线电网络的连接。此外,特别是通过扩展接口在信号技术上与具有通信功能块的模块连接的模块或另外的模块具有中继器。适合地,在此存在多个另外的模块,这些模块分别具有中继器。由此实现了可扩展性。
在另外的替换方案中,该模块例如用于输出音频数据。为此,模块例如具有通信功能块,借助该通信功能块接收相应的音频数据。在信号技术上与具有通信功能块的模块连接的模块或另外的模块包括扬声器,并且适合地包括放大器。例如存在多个这种具有放大器和扬声器的模块,从而扩大了提供声音的区域。
在另外的替换方案中,该模块例如用于空气净化。在此,适合地还存在具有通信功能块的模块。此外,该模块或另外的模块具有空气质量计,借助该空气质量计来分析当前的环境空气。作为对此的替换或与其组合地,另外的模块或该相同的模块具有空气净化单元。在运行中,特别是借助该空气净化单元从环境空气中将悬浮物过滤掉。
特别地,通信功能块分别根据WLAN标准或移动无线电标准、特别是3G、UMTS或5G运行。适当地,借助每个模块仅提供单个功能,从而在上面提到的应用情况中,其中一个模块始终仅具有通信功能块。空气净化单元、空气质量计、温度计等分别借助另外的模块来提供。由此为充电桩系统提供了相对大量的不同的配置可能性。由此,例如可以使用具有通信功能块的模块、具有空气质量计的模块以及具有扬声器和放大器的模块。由此,例如如果空气质量低于特定的阈值,则可以通过声音警告可能的路人。在这种情况下,还可以通过通信功能块通知给相应的位置。
在另外的替换方案中,模块具有光伏模块并且例如借助光伏模块形成。由此可以将电能馈送到充电桩中、优选地馈送到充电桩的电源单元中。例如,分别将光伏模块与每个扩展接口相关联,从而提高馈送的能量的量。然而,适合地还附加地提供具有通信功能块的模块。由此,借助该模块可以将当前有多少电能馈送给充电桩通知给另外的位置。
总之,基于模块,充电桩系统的大量不同的配置是可能的,特别是当充电桩具有多个扩展接口时。由此提高了灵活性和应用范围。
此外,本发明还涉及一种用于可拆卸地连接至充电桩的扩展接口的模块。该模块适用于此、尤其是设置并安装了该模块。特别地,借助模块来提供特定的功能,其中适合地经由扩展接口,即借助充电桩向模块供应例如电能。模块例如是没有电能存储器的,这降低了生产成本。优选地,模块仅包括用于电能的中间存储器,从而可以补偿短时间的电流波动等。在此,中间存储器的容量适合地小于50Ah、10Ah、5Ah或1Ah,从而降低了生产成本和重量。
结合充电桩描述的优点和扩展可以比照地转用到充电桩系统和模块以及在彼此之间转用,反之亦然。
附图说明
下面参照附图更详细地解释本发明的实施例。附图中:
图1示意性地简化地示出了电动车辆和充电桩系统,该充电桩系统具有充电桩和可拆卸地连接至充电桩的扩展接口的模块,
图2以俯视图示出了充电桩,该充电桩具有四个扩展接口,其中三个扩展接口分别借助盖板覆盖,
图3以俯视图示出了扩展接口中的一个,并且
图4以侧视图示出了盖板中的一个。
在所有的附图中,彼此对应的部件具有相同的附图标记。
具体实施方式
图1示意性地简化地示出了乘用车(Pkw)形式的电动车辆2。电动车辆2具有电动机4,借助电动机4驱动电动车辆2的多个车轮6中的至少一个或多个。车轮6用于电动车辆2与未详细示出的地面接触。借助蓄电池8来驱动电动机4,该蓄电池被设计为高压电池。在此,借助蓄电池8给未详细示出的变换器通电,借助该变换器来驱动电动机4。在此,借助蓄电池8提供800V的直流电压,该直流电压被变换器变换为匹配于电动机4的功率要求的交流电压。此外,电动车辆2还具有插头10,该插头10与蓄电池8电连接。经由插头10可以将电能馈送到电动车辆2,并且由此对蓄电池8进行充电。
此外,在图1中示出了具有充电桩14的充电桩系统12,该充电桩具有基本上为长方体形的壳体16。壳体16由金属制成,并且在安装状态中借助保护导体与接地电连接。此外,壳体16借助未详细示出的固定机构固定在地面上。充电桩14被设计为移动充电桩。换言之,可以拆除充电桩14并将其运输到另外的位置。在此,尤其仅需要拆卸与地面的连接,例如将可能的与保护导体的电连接分离。
在壳体16的外侧连接有馈电装置18,馈电装置18包括电缆20。馈电装置18位于壳体16的侧壁上。在电缆20的端部侧连接有馈电装置18的充电插头22,其中充电插头20满足特定的标准、特别是类型1或2。在此,充电插头22对应于插头10,并且可以将它们可拆卸地彼此插入。电缆20的其余端部与布置在壳体中的电能存储器24电连接。电能存储器24是高压电池,借助其来提供800V的直流电压。电能存储器24形成充电桩14的电源单元26,并且完全布置在壳体16内并且由此被保护。在将充电插头22插入电动车辆2的插头10中的情况下,电能从电能存储器24传递到蓄电池8,从而充电桩14用于对电动车辆2的蓄电池8进行充电。
此外,充电桩14具有布置在壳体16中的控制单元28。借助控制单元28,通过操作布置在电源26与馈电装置18之间的未详细示出的开关来调节从电源26到电动车辆2的能量传递。由此排除了对操作馈电装置18的人员的伤害。还借助控制单元28记录所传递的能量,并且对充电桩系统12的用户进行结算。
此外,充电桩14总共具有四个扩展接口30,这些扩展接口被置入壳体16中,即长方体形壳体16的顶盖,如在图2中在充电桩14的俯视图中所示。在此,扩展接口30彼此结构相同,其中为了清楚起见,对于其中一个扩展接口30,部分地在图1中没有示出配置以及其组成部分。模块32可以分别连接至每个扩展接口30。在所示示例中,模块32连接至其中一个扩展接口30。但是,还可以将模块32分别连接至另外的扩展接口30。在此,连接至充电桩14的模块32的最大数量等于扩展接口30的数量。但是,也可以将更少的模块32连接至充电桩14。在此,始终分别给每个扩展接口30分配最多一个单个模块32。基于可拆卸的连接,由此可以将模块32从充电桩14拆下,从而仅借助充电桩14形成充电桩系统12。也可以通过不同的模块来替换模块32。
此外,充电桩14还具有四个盖板34,其中每个盖板34分别与其中一个扩展接口30相关联。如果没有模块32连接至扩展接口,则盖板34用于覆盖相应的扩展接口30。为此,盖板34相对于相应的扩展接口30可移动地安装,并且由此可以将盖板从扩展接口移除。因此,如果要将模块32连接至其中一个扩展接口30,则必须使相关联的盖板34相对于扩展接口30运动。借助盖板34保护了相应的扩展接口30免受在未安装模块32情况下的污染和其他环境影响。
每个扩展接口30具有锁定机构36,借助控制单元28来操作锁定机构36。锁定机构36包括电操作的执行器,在通电时,借助该执行器建立与相关联的模块32的锁定。因此,如果激活锁定机构36,则不能将模块32从充电桩14上拆卸下来。只有在借助控制单元28将锁定机构36停用时,才可以将模块32从充电桩14上移除。由此可以防止未经授权地或无意地移除模块32。
此外,每个扩展接口30包括通信接口38,该通信接口38在信号技术上与控制单元28连接。由此,在控制单元28与连接至充电桩14的可能的模块32之间可以经由相应的通信接口38进行数据交换。由此实现了根据CAN总线系统标准工作的通信系统。在此,控制单元28用作主控件,并且各个模块32分别形成受控件。因此,通信系统基本上与连接了哪个模块和连接了多少模块32无关。即这些模块仅用作受控件,而借助用作主控件的控制单元28预先给定了通信系统上的通信。
此外,每个扩展接口30具有双向设计的电源接口40。电源接口40与电压转换器42电连接,该电压转换器是升压转换器、降压转换器或是它们的组合。此外,在替换方案中,电压转换器42具有未详细示出的变换器。电压转换器42本身与电源单元26、即电能存储器24电连接。因此,电源接口40与电源单元26电连接。借助电压转换器42可以调节施加在电源接口40处的电压,从而在那里施加的电压不同于借助电能存储器24提供的电压。
借助控制单元28来调节电压转换器42。当模块32连接至扩展接口30时,经由通信接口38将需要哪个供电电压通知给控制单元28。因此,借助控制单元28来控制电压转换器42,使得将期望的电压施加到电源接口40。随后,借助电源单元26进行模块32的通电。因此,基于电源接口40,不需要单独的模块32的电源。
未详细示出的变型方案是将模块32设计为光伏模块,这也经由通信接口38通知给控制单元28。借助模块32,将电能馈送到充电桩14中。因此,基于双向设计的电源接口40,电能流到电压转换器42,借助该电压转换器42适合地变换所提供的电能以馈送到电能存储器24中。
此外,每个扩展接口30还包括接地的保护导体44。由此,在那里始终已经提供了参考电势,并且可以满足安全要求。
在未详细示出的变型方案中,总共安装了四个模块32,其中借助其中一个模块32形成温度计、借助另外的模块32形成气压计、借助另外的模块32形成GPS接收器,并且借助最后一个模块32形成通信功能块。在此,基于通信接口38可以在各个模块32之间进行通信,并且借助通信功能块将借助另外的模块32采集的数据传输到位于远处的接收器。在另外的替换方案中存在至少两个或更多的模块32,其中模块32中的一个又形成了通信功能块。另外的模块32是用于无线电网络的中继器,该无线电网络例如根据WLAN标准或移动无线电标准工作。在此,借助通信功能块从另外的通信参与者接收对于扩展无线电网络所需的数据,或者将对于扩展无线电网络所需的数据发送到另外的通信参与者。由此,借助充电桩系统12进行相应无线电网络的本地放大。
在另外的替换方案中,再次借助其中一个模块32形成通信功能块,而另外的一个或多个模块32分别借助扬声器和放大器形成。由此,例如可以在大型设计方案中向空间区域提供声音或发出通知。在另外的替换方案中,适合地同样将其中一个模块32设计为通信功能块。模块32中的另外一个被设计为空气质量计并且另外一个被设计为空气净化单元。由此可以首先检查在环境空气中是否有有害物质,并且在必要时将其过滤掉。在此,例如依据借助通信功能块接收的相应信号来激活空气净化单元。在另外的替换方案中,模块32被设计为光伏模块,从而对电能存储器24进行充电。
在图3中以俯视图示出了其中一个扩展接口30,可以利用分别相关联的盖板34将扩展接口30覆盖,盖板34相对于扩展接口30可移动地安装。为此,盖板34具有平面结构46,该平面结构沿着两个彼此平行的导轨48引导。扩展接口30位于两个导轨48之间。保护导体44借助平行于导轨48延伸的接头形成,该接头在该方向上沿着扩展接口30的完整长度伸展,并且形成扩展接口30的侧向边界。与此镜像对称地布置了电源接口40的第一接头50,其因此在相对的侧形成扩展接口30的边界,并且平行于导轨48布置。第一接头50与接地电接触,该接地借助电压转换器42提供。此外,电源接口40还具有第二接头52。第二接头52平行于第一接头50布置,但第二接头小于第一接头的沿着延伸的尺寸的一半。第二接头52同样与电压转换器42电接触,并且在运行中在第一接头50与第二接头52之间存在电势差。
与第二接头52相邻地布置通信接口38,通信接口具有第三接头54和第四接头56并且借助它们形成通信接口。第三和第四接头54、56同样平行于导轨48布置,并且具有与第二接头52基本相同的尺寸。第二接头52、第三接头54和第四接头56彼此相同地布置,并且彼此电绝缘,并与第一接头50以及与保护导体44电绝缘。此外,锁定机构36也定位在第一接头50与保护导体44之间,锁定机构因此位于第二、第三和第四接头52、54、56的端部侧。
在将模块32连接至扩展接口30时,平面结构46相对于扩展接口30移动,使得首先将第一接头50和保护导体44部分地释放。在此,借助模块32将平面结构46移开,并且已经实现第一接头50以及保护导体44的电接触。因此,在模块32上存在限定的电势,并且逐渐消除了可能的电荷。由此提高了安全性。在进一步推入模块32时,实现了第二接头52的电接触以及第三和第四接头54、56的信号技术上的接触。当完全连接、即推入模块32时,借助控制单元28来操作锁定机构36,并且经由通信接口38进行所需电压以及所需功率的通知。依据所述通知,借助控制单元28相应地调节电压转换器42。
在拆下模块32时,首先例如经由未详细示出的网络接口、后端或开关将相应的信号传输至充电桩14。紧接着,借助控制单元28将电压转换器42断开,并由此断开模块32的电压供应。紧接着,操作锁定机构36,使得模块32不再机械地保持在充电桩14上。随后,可以手动移除模块32。在这样做时,盖板34的平面结构46再次移动到扩展接口30上,从而对扩展接口进行保护。
图4以侧视图局部地示出了其中一个盖板34。盖板34具有平面结构46,该平面结构至少部分地卷在辊58上。平面结构46借助弹性材料或多个彼此平行布置且可枢转的薄片形成。辊58是用弹簧装载的,从而在没有固定保持平面结构46的情况下,辊58将平面结构46卷起。因此,当不存在模块32时,平面结构然后沿着导轨48移动。在未详细示出的实施方式中,沿着导轨48布置有弹簧,如果在平面结构46上不存在相应的反作用力,则辊58借助弹簧沿着导轨48将平面结构46卷起,该反作用力借助模块32施加或者在安装模块32时施加。
本发明不限于前面描述的实施例。更确切地说,本领域技术人员还可以从中导出其它变形方案,而不脱离本发明的内容。特别地,还可以以其他方式将结合实施例描述的所有单个特征组合,而不脱离本发明的内容。
附图标记列表
2 电动车辆
4 电动机
6 车轮
8 蓄电池
10 插头
12 充电桩系统
14 充电桩
16 壳体
18 馈电装置
20 电缆
22 充电插头
24 电能存储器
26 电源单元
28 控制单元
30 扩展接口
32 模块
34 盖板
36 锁定机构
38 通信接口
40 电源接口
42 电压转换器
44 保护导体
46 表面结构
48 导轨
50 第一接头
52 第二接头
54 第三接头
56 第四接头
58 辊

Claims (11)

1.一种用于对电动车辆(2)的蓄电池(8)进行充电的充电桩(14),所述充电桩具有壳体(16),在所述壳体的外侧布置有馈电装置(18),所述馈电装置与布置在所述壳体(16)中的电源单元(26)电连接,并且所述充电桩具有布置在所述壳体(16)中的控制单元(28),其中将用于可拆卸地连接模块(32)的扩展接口(30)置入所述壳体(16)中。
2.根据权利要求1所述的充电桩(14),其特征在于,所述扩展接口(30)具有电源接口(40),所述电源接口与所述电源单元(26)电连接。
3.根据权利要求2所述的充电桩(14),其特征在于,在所述电源单元(26)与电源接口(40)之间电气地布置电压转换器(42)。
4.根据权利要求3所述的充电桩(14),其特征在于,借助控制单元(28)来调节所述电压转换器(42)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的充电桩(14),其特征在于,所述电源接口(40)被设计为双向的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的充电桩(14),其特征在于,所述扩展接口(30)具有通信接口(38),所述通信接口在信号技术上与所述控制单元(28)连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的充电桩(14),其特征在于,所述扩展接口(30)具有锁定机构(36),借助所述控制单元(28)来操作所述锁定机构。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的充电桩(14),其特征在于用于将所述扩展接口(30)覆盖的盖板(34),所述盖板相对于所述扩展接口(30)可动地安装。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的移动充电桩(14),其中所述电源单元(26)包括电能存储器(24)。
10.一种充电桩系统(12),其具有根据权利要求1至9中任一项所述的充电桩(14)并且具有模块(32),所述模块可拆卸地连接到扩展接口(30)。
11.一种模块(32),其用于可拆卸地连接到充电桩(14)的扩展接口(30)。
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