-
Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugladevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Aus der
DE 603 19 570 T2 ist bereits eine Kraftfahrzeugladevorrichtung mit zumindest zwei Ladeanschlüssen und mit zumindest einer Ladeeinheit, die dazu vorgesehen ist, einen Energiespeicher über einen der beiden Ladeanschlüsse aufzuladen, bekannt.
-
Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde, einen Bedienkomfort der Kraftfahrzeugladevorrichtung zu erhöhen. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
-
Die Erfindung geht aus von einer Kraftfahrzeugladevorrichtung mit zumindest zwei Ladeanschlüssen und mit zumindest einer Ladeeinheit, die dazu vorgesehen ist, einen Energiespeicher über einen der beiden Ladeanschlüsse aufzuladen.
-
Es wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugladevorrichtung zumindest eine Umschalteinheit aufweist, die dazu vorgesehen ist, wahlweise einen der zumindest zwei Ladeanschlüsse elektrisch mit der Ladeeinheit zu verbinden. Dadurch kann eine gleichzeitige Nutzung bzw. eine gleichzeitige Anbindung der Ladeanschlüsse an die Ladeeinheit vermieden werden, wodurch eine Fehlbedienung der Kraftfahrzeugladevorrichtung verhindert werden kann. Durch die Vermeidung der Fehlbedingung können mehrere kraftfahrzeugseitige Ladeanschlüsse verwendet werden, die eine Zugänglichkeit in einem Ladevorgang erhöhen können, wodurch ein Bedienkomfort der Kraftfahrzeugladevorrichtung erhöht werden kann. Unter einem „Ladeanschluss” soll insbesondere eine Einheit verstanden werden, die zumindest einen Kontakt aufweist, der elektrisch an die Energiespeichereinheit anbindbar ist. Der Ladeanschluss ist vorzugsweise zur Anbindung an eine externe Netzquelle zur Aufladung des Energiespeichers vorgesehen. Unter einer „externen Netzquelle” soll dabei insbesondere ein von der Kraftfahrzeugladevorrichtung unabhängiges Stromnetz, wie insbesondere ein öffentliches Versorgungsnetz, verstanden werden. Die Kraftfahrzeugladevorrichtung und damit die Ladebuchsen sind vorteilhafterweise zur Anbindung an eine einphasige Netzquelle und/oder zur Anbindung an eine mehrphasige Netzquelle vorgesehen. Unter „wahlweise” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Umschalteinheit in einem ersten Schaltzustand lediglich den ersten Ladeanschluss und in einem zweiten Schaltzustand lediglich den zweiten Ladeanschluss mit der Ladeeinheit verbindet. Bei verbundenem ersten Ladeanschluss ist der zweite Ladeanschluss vorzugsweise von der Ladeeinheit elektrisch getrennt. Bei verbundenem zweiten Ladeanschluss ist der erste Ladeanschluss vorzugsweise von der Ladeeinheit elektrisch getrennt. Unter „elektrisch getrennt” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass wenigstens eine Leitung zwischen dem Ladeanschluss und der Ladeinheit einen unendlichen elektrischen Widerstand aufweist, wobei vorzugsweise in getrenntem Zustand zumindest sämtliche in einem Ladebetrieb Spannung führende Leitungen zwischen dem Ladeanschluss und der Ladeeinheit getrennt sind. Vorzugsweise ist der elektrisch getrennte Ladeanschluss in dem Ladebetrieb spannungsfrei bzw. potentialfrei. Unter „vorgesehen” soll insbesondere speziell programmiert, ausgestattet und/oder ausgelegt verstanden werden.
-
Weiter wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Ladeanschlüsse parallel angeordnet sind. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Kraftfahrzeugladevorrichtung bereitgestellt werden. Unter „parallel angeordnet” soll insbesondere verstanden werden, dass die Ladeanschlüsse in Bezug auf einen Ladevorgang prioritätsfrei geschaltet sind, d. h. keiner der beiden Ladeanschlüsse gegenüber dem anderen besonders ausgezeichnet ist. Vorzugsweise ist der Ladevorgang, durch den der Energiespeicher geladen wird, unabhängig von dem verwendeten Ladeanschluss. Vorteilhafterweise sind die Ladeanschlüsse äquivalent mit der Ladeeinheit verschaltet.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die zumindest zwei Ladeanschlüsse äquivalent ausgebildet. Dadurch kann die Zugänglichkeit besonders einfach erhöht werden. Unter „äquivalenten Ladeanschlüssen” sollen insbesondere Ladeanschlüsse verstanden werden, die identische Funktionen, identische Abmessungen und/oder identische Kontakte aufweisen. Vorteilhafterweise ist es vollkommen gleichgültig, welcher der Ladeanschlüsse zur Aufladung des Energiespeichers verwendet wird. Ein Ladevorgang, in dem der erste Ladeanschluss mit der Ladeeinheit verbunden ist, und ein Ladevorgang, in dem der zweite Ladeanschluss mit der Ladeeinheit verbunden ist, sind vorzugsweise identisch. Vorzugsweise unterscheiden sich die Ladeanschlüsse lediglich durch ihre Position an einem Kraftfahrzeug.
-
Weiter wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugladevorrichtung eine Sensorik aufweist, die dazu vorgesehen ist, zumindest einen Zustandsparameter der Ladeanschlüsse zu erfassen. Dadurch kann eine besonders vorteilhafte Kraftfahrzeugladevorrichtung realisiert werden. Unter einem „Zustandsparameter” soll insbesondere ein Parameter verstanden werden, durch den ein zur Aufladung des Energiespeichers zuerst verwendeter Ladeanschluss ermittelt werden kann. Vorteilhafterweise ist der Zustandsparameter als ein an dem Ladeanschluss anliegender elektrischer Strom, als eine an dem Ladeanschluss anliegende elektrische Spannung, als ein an dem Ladeanschluss angeordneter Ladestecker oder der gleichen ausgebildet. Unter einem „Ladestecker” soll insbesondere ein Element verstanden werden, das mit der externen Netzquelle verbunden ist und zur Anbindung der externen Netzquelle an die Kraftfahrzeugladevorrichtung und damit zur Aufladung des Energiespeichers mit dem Ladeanschluss verbunden wird.
-
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Umschalteinheit zumindest einen ersten Umschalter aufweist, der dazu vorgesehen ist, eine Kommunikationsverbindung zu schalten. Dadurch ist die Ladeeinheit über die Kommunikationsverbindung stets mit lediglich einem der Ladeanschlüsse verbunden, wodurch auf eine konstruktive Anpassung der Ladeeinheit an mehrere Ladeschlüsse verzichtet werden kann und vorhandene Ladeeinheiten weiter verwendet werden können. Unter einer „Kommunikationsverbindung” soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, durch die eine Steuer- und/oder Regeleinheit mit weiteren Steuer- und/oder Regeleinheiten und/oder mit Sensoreinheiten verbunden ist oder wird, wodurch die Einheiten miteinander kommunizieren und Daten- und/oder Steuersignale austauschen können. Vorzugsweise überträgt und/oder empfängt die Steuer- und/oder Regeleinheiten über die Kommunikationsverbindung Daten der Sensorik.
-
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Sensorik zumindest zwei, den Ladeanschlüssen zugeordnete Sensoreinheiten aufweist und der erste Umschalter dazu vorgesehen ist, wahlweise eine der zumindest zwei Sensoreinheiten zumindest teilweise mit der Ladeeinheit zu verbinden. Dadurch kann eine Kommunikation der Ladeeinheit mit der Sensorik besonders vorteilhaft realisiert werden. Unter „wahlweise” soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der erste Umschalter und damit die Umschalteinheit in einem ersten Schaltzustand des ersten Umschalters lediglich die dem ersten Ladeanschluss zugeordnete Sensoreinheit und in einem zweiten Schaltzustand des ersten Umschalters lediglich die dem zweiten Ladeanschluss zugeordnete Sensoreinheit mit der Ladeeinheit verbindet. Ist die Sensoreinheit, die dem ersten Ladeanschluss zugeordnet ist, mit der Ladeeinheit verbunden, ist die Sensoreinheit, die dem zweiten Ladeanschluss zugeordnet ist vorzugsweise von der Ladeeinheit entkoppelt. Ist die Sensoreinheit, die dem zweiten Ladeanschluss zugeordnet ist, mit der Ladeeinheit verbunden, ist die Sensoreinheit, die dem ersten Ladeanschluss zugeordnet ist, vorzugsweise von der Ladeeinheit entkoppelt. Vorteilhafterweise stellt der erste Umschalter wahlweise die Kommunikationsverbindung zwischen den Sensoreinheiten und der Steuer- und/oder Regeleinheit ein.
-
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Umschalteinheit zumindest einen mit dem ersten Umschalter schalttechnisch gekoppelten zweiten Umschalter aufweist, der dazu vorgesehen ist, eine Ladeverbindung zu schalten. Dadurch kann besonderes einfach eine wahlweise Verbindung der Ladeanschlüsse und der Ladeeinheit realisiert werden. Unter einer „Ladeverbindung” soll insbesondere eine Verbindung verstanden werden, durch die die Ladeanschlüsse mit der Ladeeinheit und damit mit dem Energiespeicher verbunden sind oder werden, um den Energiespeicher aufzuladen.
-
Besonders bevorzugt weist die Kraftfahrzeugladevorrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinheit auf, die dazu vorgesehen ist, die Umschalteinheit in Abhängigkeit von dem Zustandsparameter der Sensorik anzusteuern. Dadurch kann ein selbstständiges bzw. automatisches Verbinden der Ladeanschlüsse an die Ladeeinheit realisiert werden. Unter einer „Steuer- und/oder Regeleinheit” soll insbesondere eine Einheit mit zumindest einem Steuergerät verstanden werden. Unter einem Steuergerät soll insbesondere eine Einheit mit einer Prozessoreinheit und mit einer Speichereinheit sowie mit einem in der Speichereinheit gespeicherten Betriebsprogramm verstanden werden. Grundsätzlich kann die Steuer- und/oder Regeleinheit mehrere untereinander verbundene Steuergeräte aufweisen, die vorzugsweise dazu vorgesehen sind, über ein Bus-System, wie insbesondere ein CAN-Bus-System, miteinander zu kommunizieren.
-
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Steuer- und/oder Regeleinheit dazu vorgesehen ist, selbstständig lediglich den Ladeanschluss mit der Ladeeinheit elektrisch zu verbinden, an dem zuerst ein Ladestecker angeordnet wurde. Dadurch kann ein besonders vorteilhaftes selbständiges Verbinden der Ladeanschlüsse mit der Ladeeinheit realisiert werden, wodurch besonders einfach die Fehlbedienung vermieden werden. Vorzugsweise ist der Ladeanschluss, an dem der Ladestecker zuerst angeordnet wurde, mindestens solange mit der Ladeeinheit verbunden bis der Ladestecker von dem Ladeanschluss entfernt wird. Vorteilhafterweise bleibt der Ladeanschluss, an dem der Ladestecker zuerst angeordnet wurde, auch dann, wenn ein zusätzlicher Ladestecker zusätzlich an dem anderen Ladeanschluss angeordnet wurde. Grundsätzlich ist es auch denkbar, bei Anordnung von zwei Ladesteckern in beiden Ladeanschlüssen eine elektrische Verbindung beider Anschlüsse von der Ladeeinheit zu entkoppeln und somit den Ladevorgang abzubrechen. Alternativ oder zusätzlich kann an den Ladeanschlüssen eine Sensorik angebracht werden, durch die die gleichzeitige Nutzung erkennbar ist und eventuell signalisiert wird. Unter „an dem Ladeanschluss angeordnet” soll in diesem Zusammenhang insbesondere in dem Ladeanschluss eingesetzt oder eingeführt verstanden werden.
-
Weiter ist es vorteilhaft, wenn die Sensorik zumindest einen Näherungssensor aufweist. Dadurch kann eine besonders einfache Zustandserkennung der Ladeanschlüsse realisiert werden. Unter einem „Näherungssensor” soll insbesondere ein Sensor verstanden werden, der auf Annäherung eines Elements insbesondere ohne einen direkten Kontakt mit dem Element berührungsfrei reagiert. Vorzugsweise kann die Steuer- und/oder Regeleinheit durch den Näherungssensor einen an dem Ladeanschluss angeordneten Laderstecker erkennen. Der Näherungssensor kann induktiv, kapazitiv, magnetisch und/oder optisch ausgeführt sein.
-
Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Umschalteinheit zumindest teilweise in die Ladeeinheit integriert ist. Dadurch kann eine Komplexität der Kraftfahrzeugladevorrichtung reduziert werden. Unter „integriert” soll dabei insbesondere verstanden werden, dass die Umschalteinheit zumindest teilweise in einem gemeinsamen Gehäuse mit der Ladeeinheit angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Umschalteinheit und die Ladeeinheit dabei zumindest teilweise einstückig ausgeführt, wobei die Umschalteinheit und die Ladeeinheit besonders vorteilhaft ein gemeinsames Steuergerät aufweisen.
-
Ferner wird ein Verfahren mit einer Kraftfahrzeugladevorrichtung mit zumindest zwei getrennt angeordneten Ladeanschlüssen und mit zumindest einer Ladeeinheit vorgeschlagen, bei dem die Ladeeinheit über einen der beiden der Ladeanschlüsse einen Energiespeicher auflädt, wobei wahlweise einer der zumindest zwei Ladeanschlüsse elektrisch mit der Ladeeinheit verbunden wird, wodurch einen Bedienkomfort der Kraftfahrzeugladevorrichtung erhöht werden kann. Vorzugsweise wird zur Umschaltung ein Zustandsparameter der Ladeanschlüsse erfasst.
-
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
-
Dabei zeigen:
-
1 ein Schaltschema einer Kraftfahrzeugladevorrichtung und
-
2 ein Schaltschema einer alternativen Kraftfahrzeugladevorrichtung.
-
Die 1 zeigt ein Schaltschema einer Kraftfahrzeugladevorrichtung. Die Kraftfahrzeugladevorrichtung ist als eine Kraftfahrzeugenergiespeicherladevorrichtung ausgebildet. Die Kraftfahrzeugladevorrichtung ist zur Ladung eines Energiespeichers eines die Kraftfahrzeugladevorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs vorgesehen. Der Energiespeicher ist als eine Traktionsbatterie ausgebildet. Das Kraftfahrzeug ist als ein Hybridkraftfahrzeug ausgebildet. Grundsätzlich kann das Kraftfahrzeug auch als ein Elektrokraftfahrzeug ausgebildet sein und/oder mehrere Energiespeicher aufweisen.
-
Zur Anbindung an eine externe Netzquelle weist die Kraftfahrzeugladevorrichtung einen ersten Ladeanschluss 10a und einen zweiten Ladeanschluss 11a auf. Die Ladeanschlüsse 10a, 11a sind parallel zueinander angeordnet. Eine Anbindung der beiden Ladeanschlüsse ist jeweils gleich, wodurch die Ladeanschlüsse 10a, 11a grundsätzlich auch vertauscht werden können, ohne dass sich die Anbindung ändert.
-
Die zwei Ladeanschlüsse 10a, 11a sind voneinander beabstandet angeordnet. Die beiden Ladeanschlüsse 10a, 11a sind äquivalent ausgebildet. Die Ladeanschlüsse 10a, 11a sind dabei insbesondere zur Anbindung an die gleiche externe Netzquelle vorgesehen. Die Ladeanschlüsse 10a, 11a sind jeweils zur Aufnahme eines Ladesteckers 21a, 22a vorgesehen. In beide Ladeanschlüsse 10a, 11a kann dabei der gleiche Ladestecker eingesteckt werden. Die Ladeanschlüsse 10a, 11a sind an eine Karosserieaußenwand des Kraftfahrzeugs angeordnet. Der erste Ladeanschluss 10a und der zweite Ladeanschluss 11a sind jeweils an zwei gegenüberliegenden Karosserieaußenwänden des Kraftfahrzeugs spiegelbildlich angeordnet. Die Ladeanschlüsse 10a, 11a sind jeweils in einem Spiegeldreieck des Kraftfahrzeugs angeordnet.
-
Zur Erfassung mehrerer Zustandsparameter der Ladeanschlüsse 10a, 11a weist die Kraftfahrzeugladevorrichtung eine Sensorik 14a auf. Die Zustandsparameter sind als ein anliegender Strom an den Ladeanschlüssen 10a, 11a, als eine anliegende Spannung an den Ladeanschlüssen 10a, 11a ausgebildet. Dazu weist die Sensorik 14a mehrere Sensoren auf. Grundsätzlich kann die Sensorik 14a zusätzlich oder alternativ auch weitere Zustandsparameter erfassen. Zusätzliche Zustandsparameter können beispielsweise eine Netzfrequenz, ein Erdschluss, ein Fehlerstrom und der gleichen sein.
-
Die Sensorik 14a weist eine erste Sensoreinheit 17a und eine zweite Sensoreinheit 18a auf. Die Sensoreinheiten 17a, 18a sind äquivalent ausgebildet. Die zwei Sensoreinheiten 17a, 18a sind jeweils einem Ladeanschluss 10a, 11a zugeordnet. Die erste Sensoreinheit 17a ist dem ersten Ladeanschluss 10a und die zweite Sensoreinheit 18a ist dem zweiten Ladeanschluss 11a zugeordnet. Die erste Sensoreinheit 17a erfasst die Zustandsparameter des ersten Ladeanschlusses 10a. Die zweite Sensoreinheit 18a erfasst die Zustandsparameter des zweiten Ladeanschlusses 11a.
-
Zur Aufladung des Energiespeichers über einen der beiden Ladeanschlüsse 10a, 11a weist die Kraftfahrzeugladevorrichtung eine Ladeeinheit 12a auf. Die Ladeeinheit 12a weist einen Eingang 24a und einen Ausgang 25a auf. Der Eingang 24a der Ladeeinheit 12a ist zur elektrischen Verbindung mit einem der Ladeanschlüsse 10a, 11a und damit zur Anbindung an eine Ladeverbindung 26a vorgesehen. Der Eingang 24a der Ladeeinheit 12a ist weiter zur elektrischen Verbindung mit einer der Sensoreinheiten 17a, 18a und damit zur Anbindung an eine Kommunikationsverbindung 16a vorgesehen. Der Ausgang 25a der Ladeeinheit 12a ist elektrisch permanent mit der Energiespeichereinheit verbunden.
-
Die Ladeeinheit 12a weist einen Inverter 23a auf. Der Inverter 23a ist als ein AC/DC-Wandler ausgebildet. Der Inverter 23a wandelt eine, an dem Eingang 24a der Ladeeinheit 12a anliegende Wechselspannung der externen Netzquelle in eine, an dem Ausgang 25a der Ladeeinheit 12a anliegende Gleichspannung für den Energiespeicher um. Der Inverter 23a lädt den Energiespeicher mit der Gleichspannung auf. Die Ladeeinheit 12a ist als eine On-Board-Ladeeinheit ausgebildet.
-
Zur wahlweisen elektrischen Verbindung der zwei Ladeanschlüsse 10a, 11a mit der Ladeeinheit 12a weist die Kraftfahrzeugladevorrichtung eine Umschalteinheit 13a auf. Die Umschalteinheit 13a verbindet elektrisch wahlweise die zwei Ladeanschlüsse 10a, 11a über die Ladeeinheit 12a mit dem Energiespeicher. Die Umschalteinheit 13a bindet den Eingang 24a der Ladeeinheit 12a an die Ladeverbindung 26a. Die Umschalteinheit 13a weist einen Eingang 27a und einen Ausgang 28a auf. Der Eingang 27a der Umschalteinheit 13a ist elektrisch permanent mit den beiden Ladeanschlüssen 10a, 11a und mit den beiden Sensoreinheiten 17a, 18a verbunden. Der Eingang 27a ist permanent an die Ladeverbindung 26a und an die Kommunikationsverbindung 16a angebunden. Der Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a ist elektrisch permanent mit dem Eingang 24a der Ladeeinheit 12a verbunden.
-
Die Umschalteinheit 13a weist einen ersten Umschalter 15a und einen zweiten Umschalter 19a auf. Der erste Umschalter 15a und der zweite Umschalter 19a sind schalttechnisch miteinander gekoppelt. Eine Betätigung des ersten Umschalters 15a führt zu einer äquivalenten Betätigung des zweiten Umschalters 19a. Die Umschalter 15a, 19a werden somit gleichzeitig betätigt. Der erste Umschalter 15a ist der Kommunikationsverbindung 16a zugeordnet. Der zweite Umschalter 19a ist der Ladeverbindung 26a zugeordnet. In diesem Ausführungsbeispiel sind der erste Umschalter 15a und der zweite Umschalter 19a durch ein Relais gebildet.
-
Die Umschalter 15a, 19a verbinden elektrisch jeweils den Eingang 27a der Umschalteinheit 13a mit dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a. Der erste Umschalter 15a schaltet wahlweise die Kommunikationsverbindung 16a zwischen den Sensoreinheiten 17a, 18a der Ladeanschlüsse 10a, 11a und der Ladeeinheit 12a. Der erste Umschalter 15a verbindet wahlweise die, dem Ladeanschluss 10a zugeordnete Sensoreinheit 17a und die, dem Ladeanschluss 11a zugeordnete Sensoreinheit 18a mit dem Eingang 24a der Ladeeinheit 12a. Der erste Umschalter 15a bindet den Eingang 24a der Ladeeinheit 12a an die Kommunikationsverbindung 16a. Die Ladeeinheit 12a kommuniziert durch die Kommunikationsverbindung 16a entweder mit der Sensoreinheit 17a oder mit der Sensoreinheit 18a. Durch den ersten Umschalter 15a ist lediglich eine einzige Kommunikationsverbindung 16a geschaltet, d. h. entweder die Sensoreinheit 17a des Ladeanschlusses 10a oder die Sensoreinheit 18a des Ladeanschlusses 11a ist elektrisch mit der Ladeeinheit 12a verbunden.
-
Der zweite Umschalter 19a schaltet wahlweise die Ladeverbindung 26a zwischen den Ladeanschlüssen 10a, 11a und der Ladeeinheit 12a. Der zweite Umschalter 19a schaltet wahlweise die elektrische Verbindung zwischen den Ladeanschlüssen 10a, 11a und dem Eingang 24a der Ladeeinheit 12a. Der zweite Umschalter 19a bindet den Eingang 24a der Ladeeinheit 12a an die Ladeverbindung 26a. Der zweite Umschalter 19a verbindet somit wahlweise den Ladeanschluss 10a und den Ladeanschluss 11a mit der Ladeeinheit 12a. Die Ladeeinheit 12a ist durch die Ladeverbindung 26a entweder mit dem Ladeanschluss 10a oder mit dem Ladeanschluss 11a elektrisch verbunden. Die Ladeeinheit 12a lädt durch eine an der Ladeverbindung 26a anliegenden Spannung den Energiespeicher auf. Durch den zweiten Umschalter 19a ist lediglich eine einzige Ladeverbindung 26a geschaltet, d. h. entweder der Ladeanschluss 10a oder der Ladeanschluss 11a ist elektrisch mit der Ladeeinheit 12a verbunden.
-
Zur Ansteuerung der Umschalteinheit 13a, und damit des ersten Umschalters 15a und des zweiten Umschalters 19a, in Abhängigkeit von den Zustandsparametern der Sensorik 14a weist die Kraftfahrzeugladevorrichtung eine Steuer- und Regeleinheit 20a auf. In diesem Ausführungsbeispiel steuert die Steuer- und Regeleinheit 20a die Umschalteinheit 13a in Abhängigkeit von einem Zustandsparameter an, der als ein als Kontakt der Ladestecker 21a, 22a mit den Ladeanschlüssen 10a, 11a ausgebildet ist.
-
Die Sensoreinheiten 17a, 18a umfassen jeweils einen Näherungssensor. Der Näherungssensor ist kapazitiv ausgeführt. Anhand des Nahrungssensors erkennt die Steuer- und Regeleinheit 20a, sobald einer der Ladestecker 21a, 22a in einen der Ladeanschlüsse 10a, 11a eingesteckt ist.
-
Die Steuer- und Regeleinheit 20a weist ein Umschaltsteuergerät 29a und ein Ladesteuergerät 30a auf. Das Umschaltsteuergerät 29a und das Ladesteuergerät 30a sind selbstständig ausgeführt. Das Umschaltsteuergerät 29a ist in der Umschalteinheit 13a integriert. Das Ladesteuergerät 30a ist in der Ladeeinheit 12a integriert. Die Umschalteinheit 13a und die Ladeeinheit 12a weisen somit jeweils eine integrierte Intelligenz auf.
-
Das Umschaltsteuergerät 29a ist permanent mit der Sensoreinheit 17a des Ladeanschlusses 10a und mit der Sensoreinheit 18a des Ladeanschlusses 11a verbunden. Das Umschaltsteuergerät 29a ist permanent durch die Kommunikationsverbindung 16a mit beiden Sensoreinheiten 17a, 18a verbunden und kommuniziert damit ständig mit den Sensoreinheiten 17a, 18a der Ladeanschlüsse 10a, 11a. Das Umschaltsteuergerät 29a steuert den zweiten Umschalter 19a und damit den ersten Umschalter 15a in Abhängigkeit des, als Kontakt der Ladestecker 21a, 22a ausgebildeten Zustandsparameters.
-
Das Umschaltsteuergerät 29a schaltet den ersten Umschalter 15a äquivalent zu dem zweiten Umschalter 19a. D. h. das Umschaltsteuergerät 29a verbindet in einem Betriebszustand durch den ersten Umschalter 15a die erste Sensoreinheit 17a des Ladeanschlusses 10a und durch den zweiten Umschalter 19a gleichzeitig ebenfalls den ersten Ladeanschluss 10a elektrisch mit dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a und damit mit der Ladeeinheit 12a. Das Umschaltsteuergerät 29a stellt somit die Kommunikationsverbindung 16a und die Ladeverbindung 26a des ersten Ladeanschlusses 10a mit der Ladeeinheit 12a ein. Dabei sind die Sensoreinheit 18a des anderen Ladeanschlusses 11a und der andere Ladeanschluss 11a von der Ladeeinheit 12a getrennt. Der Ladeanschluss 11a ist spannungsfrei.
-
In einem anderen Betriebszustand verbindet das Umschaltsteuergerät 29a durch den ersten Umschalter 15a die zweite Sensoreinheit des zweiten Ladeanschlusses 11a und durch den zweiten Umschalter 19a gleichzeitig ebenfalls den zweiten Ladeanschluss 11a elektrisch mit dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a und damit mit der Ladeeinheit 12a (wie in 1 dargestellt). Das Umschaltsteuergerät 29a stellt somit die Kommunikationsverbindung 16a und die Ladeverbindung 26a des zweiten Ladeanschlusses 11a mit der Ladeeinheit 12a ein. Dabei sind die Sensoreinheit 17a des anderen Ladeanschlusses 10a und der andere Ladeanschluss 10a von der Ladeeinheit 12a getrennt. Der Ladeanschluss 10a ist spannungsfrei. Das Umschaltsteuergerät 29a der Steuer- und Regeleinheit 20a verbindet durch die beiden Umschalter 15a, 19a lediglich den Ladeanschluss 10a, 11a elektrisch mit der Ladeeinheit 12a, an dem der, als Kontakt der Ladestecker 21a, 22a ausgebildete Zustandsparameter zuerst erfasst wurde und damit an dem Ladeanschluss 10a, 11a zuerst angeordnet wurde.
-
Das Ladesteuergerät 30a ist permanent mit dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a verbunden. Das Ladesteuergerät 30a ist permanent durch die Kommunikationsverbindung 16a mit dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a verbunden. Das Ladesteuergerät 30a überwacht durch die von dem ersten Umschalter 15a geschaltete Kommunikationsverbindung 16a den Ladeanschluss 10a oder den Ladeanschluss 11a. Das Ladesteuergerät 30a der Ladeeinheit 12a überwacht somit einen Ladevorgang durch den geschalteten Ladeanschluss 10a, 11a. Das Ladesteuergerät 30a überwacht somit den anliegenden Strom, die anliegende Spannung und den Kontakt des Ladesteckers 21a, 22a. Grundsätzlich könnte das Ladesteuergerät 30a auch die Netzfrequenz, den Erdschluss, den Fehlerstrom usw. überwachen.
-
Zur Verbindung der Ladeanschlüsse 10a, 11a, der Sensoreinheiten 17a, 18a, der Umschalteinheit 13a, der Ladeeinheit 12a und des Energiespeichers weist die Kraftfahrzeugladevorrichtung die Ladeverbindung 26a und die Kommunikationsverbindung 16a auf. Die Ladeverbindung 26a läuft von den Ladeanschlüssen 10a, 11a in den Eingang 27a der Umschalteinheit 13a. Der zweite Umschalter 19a verbindet wahlweise die Ladeverbindung 26a des Ladeanschlusses 10a oder die Ladeverbindung 26a des Ladeanschlusses 11a mit dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a. Die Ladeverbindung 26a läuft weiter von dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a in den Eingang 24a der Ladeeinheit 12a und von dem Ausgang 25a der Ladeeinheit 12a in den Energiespeicher. Die Ladeverbindung 26a ist als eine Hochleistungs- bzw. Hochspannungsleitung ausgebildet. Die Ladeanschlüsse 10a, 11a, der zweite Umschalter 19a, der Inverter 23a und der Energiespeicher sind durch die Hochspannungsleitungen miteinander verbunden.
-
Die Kommunikationsverbindung 16a läuft von den Sensoreinheiten 17a, 18a der Ladeanschlüsse 10a, 11a in den Eingang 27a der Umschalteinheit 13. Die Kommunikationsverbindung 16a läuft in das Umschaltsteuergerät 29 und in den ersten Umschalter 15a. Der erste Umschalter 15a verbindet wahlweise die Kommunikationsverbindung 16a der Sensoreinheit 17a oder der Sensoreinheit 18a mit dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a. Die Kommunikationsverbindung 16a läuft weiter von dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a in den Eingang 24a der Ladeeinheit 12a. Die Kommunikationsverbindung 16a läuft in das Ladesteuergerät 30a. Die Kommunikationsverbindung 16a ist als eine Niederleistungs- bzw. Niederspannungsleitung ausgebildet. Die Sensoreinheiten 17a, 18a der Ladeanschlüsse 10a, 11a, der erste Umschalter 15a und die Steuer- und Regeleinheit 20a bzw. das Umschaltsteuergerät 29a und das Ladesteuergerät 30a sind durch die Niederleistungsleitung miteinander verbunden.
-
In einem Betriebszustand, in dem ein Benutzer des Kraftfahrzeugs einen der Ladestecker 21a, 22a zur Aufladung des Energiespeichers in den ersten Ladeanschluss 10a einsteckt, erkennt das Umschaltsteuergerät 29a durch die Sensoreinheit 17a einen Kontakt des eingesteckten Ladesteckers 21a, 22a in dem Ladeanschluss 10a, wodurch das Umschaltsteuergerät 29a die Ladeverbindung 26a des ersten Ladeanschlusses 10a und die Kommunikationsverbindung 16a der ersten Sensoreinheit 17a des ersten Ladeanschlusses 10a mit der Ladeeinheit 12a herstellt bzw. verbindet und somit den ersten Ladeanschluss 10a aktiviert. Dazu steuert das Umschaltsteuergerät 29a bei erkennen eines eingesteckten Ladesteckers 21a, 22a in dem ersten Ladeanschluss 10 den ersten Umschalter 15a und den zweiten Umschalter 19a an und verbindet dadurch die erste Sensoreinheit 17a des aktiven ersten Ladeanschlusses 10a und den aktiven ersten Ladeanschluss 10a mit dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a. Durch die permanente Anbindung des Ladesteuergeräts 30a und dem Inverter 23a an dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a ist der aktive erste Ladeanschluss 10a elektrisch mit der Ladeeinheit 12a verbunden. Der Inverter 23a lädt somit in dem Ladevorgang den Energiespeicher durch den aktiven ersten Ladeanschluss 10a auf und das Ladesteuergerät 30a überprüft den Ladevorgang durch die erste Sensoreinheit 17a des aktiven ersten Ladeanschlusses 10a. Dabei ist die zweite Sensoreinheit 18a des zweiten Ladeanschlusses 11a und der zweite Ladeanschluss 11a von der Ladeeinheit 12a entkoppelt und damit deaktiviert. Die Ladeverbindung des deaktivierten zweiten Ladeanschlusses 11a bzw. der deaktivierte zweite Ladeanschluss 11a ist spannungsfrei.
-
In einem Betriebszustand, in dem der Benutzer einen zusätzlichen Ladestecker 21a, 22a bei eingestecktem Ladestecker 21a, 22a in dem aktiven ersten Ladeanschluss 10a einsteckt, lässt das Umschaltsteuergerät 29a den deaktivierten zweiten Ladeanschluss 11a deaktiviert und den aktiven ersten Ladeanschluss 10a aktiviert. Die Ladeverbindung 26a des deaktivierten zweiten Ladeanschlusses 11a bzw. der deaktivierte zweite Ladeanschluss 11a bleibt spannungsfrei. Der Energiespeicher wird lediglich durch den zuerst aktivierten, ersten Ladeanschluss 10a aufgeladen. Das Ladesteuergerät 30a kommuniziert weiter lediglich mit der Sensoreinheit 17a des zuerst aktivierten, ersten Ladeanschlusses 10a. Der Energiespeicher bzw. die Ladeeinheit 12a ist lediglich mit dem Ladeanschluss 10a elektrisch verbunden, in dem das Umschaltsteuergerät 29a zuerst den als Kontakt eines Ladesteckers 21a, 22a ausgebildeten Zustandsparameter durch die Sensorik 14a erkannt hat. Das Ladesteuergerät 30a ist lediglich mit der Sensoreinheit 17a elektrisch verbunden bzw. kommuniziert lediglich mit der Sensoreinheit 17a, die dem Ladeanschluss 10a zugeordnet ist, in dem das Umschaltsteuergerät 29a zuerst den als Kontakt eines Ladesteckers 21a, 22a ausgebildeten Zustandsparameter durch die Sensorik 14a erkannt hat.
-
In einem Betriebszustand, in dem der Benutzer den eingesteckten Ladestecker 21a, 22a aus dem aktiven ersten Ladeanschluss 10a entfernt und ein Ladestecker 21a, 22a in den deaktivierten zweiten Ladeanschluss 11a einsteckt, erkennt das Umschaltsteuergerät 29a durch die Sensoreinheit 18a einen Kontakt des eingesteckten Ladesteckers 21a, 22a in dem zweiten Ladeanschluss 11a, wodurch das Umschaltsteuergerät 29a die Ladeverbindung 26a des zweiten Ladeanschlusses 11a und die Kommunikationsverbindung 16a der zweiten Sensoreinheit des zweiten Ladeanschlusses 11a mit der Ladeeinheit 12a herstellt bzw. verbindet und somit den zweiten Ladeanschluss 11a aktiviert. Dazu steuert das Umschaltsteuergerät 29a den ersten Umschalter 15a und den zweiten Umschalter 19a an und verbindet dadurch die zweite Sensoreinheit 18a des aktiven zweiten Ladeanschlusses 11a und den aktiven zweiten Ladeanschluss 11a mit dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a. Durch die permanente Anbindung des Ladesteuergeräts 30a und des Inverters 23a an dem Ausgang 28a der Umschalteinheit 13a ist der zweite Ladeanschluss 11a elektrisch mit der Ladeeinheit 12a verbunden. Der Inverter 23a lädt somit den Energiespeicher diesmal durch den zweiten Ladeanschluss 11a auf und das Ladesteuergerät 30a kommuniziert mit der zweiten Sensoreinheit 18a des aktiven zweiten Ladeanschlusses 11a. Dabei ist die erste Sensoreinheit 17a des ersten Ladeanschlusses 10a und der erste Ladeanschluss 10a von der Ladeeinheit 12a entkoppelt und damit deaktiviert. Die Ladeverbindung 26a des deaktivierten ersten Ladeanschlusses 10a bzw. der deaktivierte erste Ladeanschluss 10a ist spannungsfrei.
-
In der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bleibender Bauteile, Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1, verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 1 durch den Buchstaben b in den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in der 2 ersetzt. Bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, kann grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung des anderen Ausführungsbeispiels, insbesondere der 1 verwiesen werden.
-
In der 2 ist ein Schaltschema eines zweiten Ausführungsbeispiels der Kraftfahrzeugladevorrichtung gezeigt. Die Kraftfahrzeugladevorrichtung weist zwei voneinander beabstandet angeordnete Ladeanschlüsse 10b, 11b auf, die parallel angeordnet und äquivalent sind. Die Ladeanschlüsse 10b, 11b sind zur Aufnahme eines Ladesteckers 21b, 22b vorgesehen. Zur Aufladung eines Energiespeichers über einen der Ladeanschlüsse 10b, 11b weist die Kraftfahrzeugladevorrichtung eine Ladeeinheit 12b auf. Die Ladeeinheit 12b weist einen Inverter 23b auf, der an einem Ausgang 25b mit dem Energiespeicher verbunden ist.
-
Zur wahlweisen elektrischen Verbindung der Ladeanschlüsse 10b, 11b weist die Kraftfahrzeugladevorrichtung eine Umschalteinheit 13b auf. Die Umschalteinheit 13b ist mit ihrem Eingang 27b durch eine Ladeverbindung 26b permanent mit beiden Ladeanschlüssen 10b, 11b und durch eine Kommunikationsverbindung 16b permanent mit einer Sensoreinheit 14b, die zwei Sensoreinheiten 17b, 18b aufweist, verbunden.
-
Im Unterschied zum vorhergehenden Ausführungsbeispiel ist die Umschalteinheit 13b in der Ladeeinheit 12b integriert. Die Ladeeinheit 12b und die Umschalteinheit 13b bilden eine zusammenhängende Einheit 31b. Ein Ausgang der Umschalteinheit 13b und ein Eingang der Ladeeinheit 12b sind in der zusammenhängenden Einheit 31b angeordnet. Ein Eingang der zusammenhängenden Einheit 31b entspricht dem Eingang 27b der Umschalteinheit 13b. Ein Ausgang der zusammenhängenden Einheit 31b entspricht dem Ausgang 25b der Ladeeinheit 12b. Zur wahlweisen Schaltung der elektrischen Verbindung der Ladeanschlüsse 10b, 11b weist die Umschalteinheit 13b bzw. die Ladeeinheit 92b mit integrierter Umschalteinheit 13b einen einzigen Umschalter 19b auf. Der Umschalter 19b verbindet wahlweise entweder den Ladeanschluss 10b oder den anderen Ladeanschluss 11b mit dem Inverter 23b der Ladeeinheit 12b. Der Umschalter 19b ist der Ladeverbindung 26b zugeordnet. Der Umschalter 19b ist mit dem Inverter 23b verbunden.
-
Die Ladeeinheit 12b mit integrierter Umschalteinheit 13b weist eine Steuer- und Regeleinheit 20b auf. Die Steuer- und Regeleinheit 20b ist in die Ladeeinheit 12b mit integrierter Umschalteinheit 13b integriert. Die Steuer- und Regeleinheit 20b kommuniziert permanent durch die Kommunikationsverbindung 16b mit der Sensoreinheit 17b des Ladeanschlusses 10b und mit der Sensoreinheit 18b des Ladeanschlusses 11b.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
