DE102010053072A1 - Verbindungsvorrichtung sowie Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms - Google Patents

Verbindungsvorrichtung sowie Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms Download PDF

Info

Publication number
DE102010053072A1
DE102010053072A1 DE102010053072A DE102010053072A DE102010053072A1 DE 102010053072 A1 DE102010053072 A1 DE 102010053072A1 DE 102010053072 A DE102010053072 A DE 102010053072A DE 102010053072 A DE102010053072 A DE 102010053072A DE 102010053072 A1 DE102010053072 A1 DE 102010053072A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
charging cable
charging
cable
connecting device
satellite
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102010053072A
Other languages
English (en)
Inventor
Wolfram Dipl.-Ing. 70597 Büdke
Jürgen Dipl.-Ing. Benecke (FH), 71636
Peter Dipl.-Ing. 70191 Ziegler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
Daimler AG
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 Daimler AG filed Critical Daimler AG
Priority to DE102010053072A priority Critical patent/DE102010053072A1/de
Publication of DE102010053072A1 publication Critical patent/DE102010053072A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/70Structural association with built-in electrical component with built-in switch
    • H01R13/713Structural association with built-in electrical component with built-in switch the switch being a safety switch
    • 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/0023Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
    • B60L3/0069Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to the isolation, e.g. ground fault or leak current
    • 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
    • B60L3/00Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/04Cutting off the power supply under fault conditions
    • 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
    • B60L53/10Methods 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
    • B60L53/18Cables 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
    • B60L2270/00Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/30Preventing theft during charging
    • B60L2270/32Preventing theft during charging of electricity
    • 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
    • B60L2270/00Problem solutions or means not otherwise provided for
    • B60L2270/30Preventing theft during charging
    • B60L2270/34Preventing theft during charging of parts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/26Connectors or connections adapted for particular applications for 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
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung (1) zum elektrischen Verbinden einer Ladestation (2) mit einem Ladekabel (3) eines Kraftwagens, welche eine Satellitenvorrichtung (4) und ein Verbindungskabel (5) umfasst, wobei das Verbindungskabel (5) an seinem einen Ende mit der Satellitenvorrichtung (4) elektrisch verbunden ist und an seinem anderen Ende mit der Ladestation (2) verbindbar (8) ist und wobei die Satellitenvorrichtung (4) ein Steckverbindungselement (6) umfasst, welches mit dem Ladekabel (3) steckverbindbar ist, und eine Schaltungsanordnung (9) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, Daten betreffend eine Eigenschaft des Ladekabels (3) zu ermitteln. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms durch eine solche Verbindungsvorrichtung (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung zum elektrischen Verbinden einer Ladestation mit einem Ladekabel eines Kraftwagens. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms durch eine solche Verbindungsvorrichtung und durch ein mit ihr elektrisch verbundenes Ladekabel.
  • Elektromotorisch betriebene Kraftwägen enthalten häufig Batterien, für die eine geeignete Ladeinfrastruktur bereit gestellt werden muss. Am Kraftwagen ist eine Steckdose vorgesehen, welche über ein Fahrzeugladekabel mit einer externen Ladestation verbunden werden kann. In der Regel findet hierbei eine direkte Verbindung zwischen der Ladestation und dem Kraftwagen statt. Nach derzeitiger Norm ist ein Verlängerungskabel innerhalb der Ladeleitung nicht erwünscht. Deshalb ist eine mechanische Kodierung vorgeschrieben, die eine Verwendung von zwei Ladekabeln im Sinne einer Verlängerung verhindert (Normen: IEC CDV 61851, IEC CD 62196). Diese Vorschriften finden insbesondere auf den Lademodus MOD 3 (IEC 61851) Anwendung.
  • Ladestationen sind aufgrund ihrer örtlich festen Installation hinsichtlich ihrer Kopplung an Kraftwägen zum Zwecke der Nachladung sehr unflexibel. Einem Kraftwagen muss abhängig von der Positionierung seiner Ladesteckdosen ein Ladekabel geeigneter Länge beigelegt sein. Zudem müssen mit dem Ladekabel aus Sicht des Anwenders möglichst viele denkbare Parksituationen abgedeckt werden können, da die relative Anordnung und Entfernung der Ladestation zur Ladesteckdose am Fahrzeug stark variieren kann. Dies führt zu entsprechend langen und unhandlichen Ladekabeln, obwohl in der überwiegenden Zahl der Fälle ein handliches Ladekabel ausreichend wäre.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, über eine Vorrichtung und ein geeignetes Verfahren sicherzustellen, dass sich ein Kraftwagen in einer Vielzahl von Relativpositionen zu einer Ladestation zuverlässig, unkompliziert und sicher laden lässt.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsvorrichtung, welche die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist, sowie ein Verfahren, welches die Merkmale des Patentanspruchs 9 aufweist, gelöst.
  • Eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung dient zum elektrischen Verbinden einer Ladestation mit einem Ladekabel eines Kraftwagens. Sie umfasst eine Satellitenvorrichtung und ein Verbindungskabel. Das Verbindungskabel ist hierbei an seinem einen Ende mit der Satellitenvorrichtung elektrisch verbunden und an seinem anderen Ende mit der Ladestation verbindbar. Die Satellitenvorrichtung umfasst ein Steckverbindungselement, welches mit dem Ladekabel des Kraftwagens steckverbindbar ist und eine Schaltungsanordnung, welche dazu ausgebildet ist, Daten betreffend eine Eigenschaft des Ladekabels zu ermitteln. Alle benötigten Sicherheitsfunktionen sind so in der Satellitenvorrichtung bereitgestellt bzw. im Hinblick auf die Ladestationsfunktionalität abgebildet. Wesentliche Merkmale einer großen und sperrigen Ladestation werden so durch die Satellitenvorrichtung und das zwischen der Ladestation und der Satellitenvorrichtung verlaufende Verbindungskabel örtlich verlagert. Eine variable und sehr flexible Anordenbarkeit der Satellitenvorrichtung, insbesondere gegenüber einem Kraftwagen, ist die Folge. Es wird hierbei keinerlei Funktionalität eingebüßt.
  • Vorzugsweise ist die Schaltungsanordnung dazu ausgebildet, Daten betreffend die maximale elektrische Stromtragfähigkeit des Ladekabels zu ermitteln. Insbesondere kann die Satellitenvorrichtung die so ermittelten Daten unverändert an die Ladestation weitergeben. Es besteht damit hinsichtlich der Funktionalität praktisch kein Unterschied, ob das Ladekabel direkt an die Ladestation oder an die Satellitenvorrichtung angeschlossen ist. Durch die Ermittlung der maximalen elektrischen Stromtragfähigkeit kann der maximal von der Ladestation zur Verfügung gestellte Strom sehr gut auf das Ensemble aus Verbindungsvorrichtung und Ladekabel abgestimmt werden.
  • Die Satellitenvorrichtung ist insbesondere mobil ausgebildet, so dass sich für eine Bedienperson insgesamt die Handhabung der Ladeinfrastruktur verbessert und zu überbrückende Laufwege verkürzt werden. Gleichzeitig werden die laut Norm vorgeschriebenen Funktionen und Sicherheitsanforderungen beibehalten. Die Länge des Ladekabels kann kurz gehalten werden. Ein kurzes Ladekabel lässt sich sehr gut handhaben, besitzt ein geringes Gewicht, ist weniger stark Verschmutzungen ausgesetzt und gefährdet Fußgänger durch überschüssige Kabellänge nicht unnötig. Dadurch, dass die Satellitenvorrichtung die wesentlichen Sicherheitsfunktionalitäten der an sie angeschlossenen Ladestation übernimmt, reduziert sich gegebenenfalls die Anzahl erforderlicher, intelligenter und teurer Ladestationen. Die Verbindungsvorrichtung gewährleistet ferner eine einfache, unkomplizierte und variabel Zugänglichkeit zur Ladestation und ermöglicht eine Ankopplung eines Kraftwagens in vielen verschiedenen Parksituationen und unterschiedlichsten Parkräumen.
  • Vorzugsweise umfasst die Satellitenvorrichtung ein elektrisches Widerstandsbauelement, dessen elektrischer Widerstand die maximale elektrische Stromtragfähigkeit der Verbindungsvorrichtung und/oder des Verbindungskabels charakterisiert. Vorzugsweise ist dann die Schaltungsanordnung dazu ausgebildet, diesen elektrischen Widerstand mit dem eines elektrischen Widerstandsbauelements eines Ladekabels zu vergleichen und Daten betreffend den Vergleich der Ladestation und/oder den Kraftwagen bereitzustellen. Auch der elektrische Widerstand des elektrischen Widerstandsbauelements des Ladekabels kann insbesondere mit dem elektrischen Widerstand des Ladekabels korrelieren. Durch den Vergleich der Widerstände kann sehr einfach, unkompliziert und dennoch bedarfgerecht die maximale Stromtragfähigkeit der Gesamtanordnung bestimmt werden, so dass sich unzulässig große Ströme sicher vermeiden lassen.
  • Vorzugsweise umfasst die Schaltungsanordnung einen Komparator. Dies ist ein robustes, einfaches und kostengünstiges Bauelement, mit dem sich Widerstände zuverlässig in Verbindung zueinander setzen lassen.
  • Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Schaltungsanordnung eine Tastgradüberwachungsvorrichtung umfasst, welche dazu ausgebildet ist, ein pulsweitenmoduliertes Signal bereitzustellen, dessen Tastgrad mit einer maximalen Stromtragfähigkeit und/oder einer Belastbarkeit der Ladestation korreliert. Insbesondere kann die Tastgradüberwachungsvorrichtung ein Signal insbesondere dergestalt bereitstellen, dass es ein empfangenes Signal zumindest auf der Grundlage weiterer Eingabe modifiziert. Für die Übertragung von Sicherheitsinformationen verwendete Signale können so von der Satellitenvorrichtung unter Berücksichtigung mehrerer Parameter sehr individuell angepasst werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Tastgradüberwachungsvorrichtung permanent ein kodiertes pulsweitenmoduliertes Signal, insbesondere mit einem Tastgrad von 5%, ausgibt. Dies kann auch dann der Fall sein, wenn von der Tastgradüberwachungsvorrichtung kein Signal empfangen wird, weil z. B. von der Ladestation keines gesendet wird. In einer weiteren Ausführungsform ist die Schaltungsanordnung ohne Tastgradüberwachungsvorrichtung ausgebildet, jedoch so ausgebildet, dass sie in der Lage ist, ein z. B. von der Ladestation empfangenes pulsweitenmoduliertes Signal über das Ladekabel an den Kraftwagen weiterzuleiten.
  • Vorzugsweise umfasst die Verbindungsvorrichtung ein Gehäuse, welches die Satellitenvorrichtung umfasst und dazu ausgebildet ist, das Verbindungskabel insbesondere in einem aufgerollten Zustand aufzunehmen. Hiermit kann sich insbesondere eine Auf- und Abrollfunktion für das Verbindungskabel ergeben, so dass alle Komponenten der Verbindungsvorrichtung kompakt und platzsparend verstaut sind, wenn diese sich nicht im Einsatz befindet. Zudem ist überschüssiges Verbindungskabel stets sicher im Gehäuse verstaut und gefährdet beispielsweise keine Verkehrsteilnehmer.
  • Vorzugsweise umfasst die Satellitenvorrichtung eine Kupplung, wobei die Kupplung verriegelbar ist und in einem verriegelten Zustand die Übertragung elektrischer Energie von der Satellitenvorrichtung auf das Ladekabel gewährleistet und in einem unverriegelten Zustand die Übertragung elektrischer Energie von der Satellitenvorrichtung auf das Ladekabel unterbindet. Auf diese Weise ist insbesondere sichergestellt, dass keine unerwünschte Trennung des Ladekabels von der Satellitenvorrichtung erfolgt, während noch Ladestrom fließt. Beschädigungen des Kraftwagens und/oder der Ladevorrichtung (z. B. durch unerwünschte Spannungsspitzen) lassen sich so zuverlässig vermeiden.
  • Vorzugsweise bewirkt die Kupplung im verriegelten Zustand eine Kraft und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Satellitenvorrichtung und dem Ladekabel, welche zugkraftstabiler als im unverriegelten Zustand ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms durch eine erfindungsgemäße Verbindungsvorrichtung und ein mit einer solchen Verbindungsvorrichtung elektrisch verbundenes Ladekabel. Es umfasst die folgenden Schritte: a) Mittels der Schaltungsanordnung der Satellitenvorrichtung wird der geringere Wert unter den folgenden beiden Werten ermittelt: Maximale elektrische Stromtragfähigkeit des Ladekabels; maximale elektrische Stromtragfähigkeit der Verbindungsvorrichtung. b) Der maximale elektrische Strom wird auf den in Schritt a) ermittelten Wert begrenzt. Dadurch, dass der maximale elektrische Strom stets auf den kleineren der beiden ermittelten Werte begrenzt wird, kann eine Beschädigung aller Bauteile sicher vermieden werden, welche die Ladeleitung zwischen der Ladestation und dem Kraftwagen bilden.
  • Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung im folgenden näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung einer Verbindungsvorrichtung, welche zwischen eine Ladestation und ein Ladekabel geschaltet ist und einen Komparator umfasst;
  • 2 ein vereinfachtes Schaltbild einer Schaltungsanordnung in einer Satellitenvorrichtung; und
  • 3 eine schematische Darstellung einer Verbindungsvorrichtung, welche zwischen eine Ladestation und ein Ladekabel geschaltet ist und welche eine Duty Cycle Überwachung umfasst.
  • In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt eine Ladestation bzw. Ladeinfrastruktur, die im folgenden als EVSE (Electro Vehicle Supply Equipment) 2 bezeichnet wird. Ein Ladekabel 3, welches in eine Ladebuchse eines Kraftwagens eingesteckt werden kann, ist nicht direkt mit der EVSE 2 verbunden. Zwischen der EVSE 2 und dem Ladekabel 3 befindet sich eine Verbindungsvorrichtung 1, welche als verlängerndes Element für die Ladeleitung dienen kann.
  • Die Verbindungsvorrichtung 1 umfasst ein Verbindungskabel 5 sowie einen EVSE Satellit 4. Das Verbindungskabel 5 ist mit der EVSE 2 über eine Steckverbindung 8 mechanisch und elektrisch gekoppelt. Andererseits umfasst der EVSE Satellit 4 eine Buchse 6, in die ein Stecker des Ladekabels 3 eingesteckt ist und so ebenfalls eine mechanische als auch elektrische Verbindung schafft.
  • Die EVSE 2, das Verbindungskabel 5, der EVSE Satellit 4 als auch das Ladekabel 3 umfassen jeweils mehrere unabhängige Leitungen, nämlich Ladeleitungen L1, L2 und L3, eine Neutralleitung N, eine Schutzleitung PE, eine Proximity-Leitung PX sowie eine Pilot-Leitung PL. Die Proximity-Leitung PX ist im Ladekabel 3 nicht vorhanden. Das Verbindungskabel 5 ist abrollbar ausgebildet.
  • Der EVSE Satellit 4 umfasst eine Schaltungsanordnung 9 mit einem Komparator 12. Der Komparator 12 dient dazu, Kodierwiderstände miteinander zu vergleichen und der EVSE 2 diesbezüglich eine geeignete Information bereitzustellen. Im Ausführungsbeispiel umfasst der Stecker 7 des Ladekabels 3 einen Kodierwiderstand 11, über den sich die Stromtragfähigkeit des Ladekabels 3 ermitteln lässt. Zudem umfasst der EVSE Satellit 4 ebenfalls einen Kodierwiderstand 10, der analog eine Information über die Stromtragfähigkeit der Verbindungsvorrichtung 1 bereitstellt. Der Komparator 12 vergleicht die Kodierwiderstände 10 und 11 und stellt den Widerstand ein, den die EVSE 2 effektiv erkennen soll. So kann durch den Komparator 12 sichergestellt werden, dass der EVSE 2 stets Daten bezüglich der geringsten Stromtragfähigkeit der an sie angeschlossenen Komponenten übergeben wird, so dass der maximale Strom durch die Verbindungsvorrichtung 1 und das Ladekabel 3 niemals einen maximale zulässigen Wert überschreitet.
  • Angenommen, die Verbindungsvorrichtung 1 besitzt eine Stromtragfähigkeit von 20 Ampere während das Ladekabel 3 eine Stromtragfähigkeit von 13 Ampere besitzt. Dann kann durch den Komparator 12 dieser Unterschied erkannt werden und es wird ein Widerstand eingestellt, welcher der Stromtragfähigkeit von 13 Ampere entspricht. Dieser eingestellte Widerstand kann dann von der EVSE 2 ausgelesen werden. Sie stellt dann einen maximalen Strom von 13 Ampere bereit. Wäre dagegen die Stromtragfähigkeit des Ladekabels 3 durch den Komparator nicht berücksichtigt worden, würde die EVSE 2 möglicherweise einen an die Verbindungsvorrichtung 1 angepassten Strom von 20 Ampere bereitstellen und so gegebenenfalls das Ladekabel 3 beschädigen.
  • Angenommen das Ladekabel 3 besitzt eine Stromtragfähigkeit von 20 Ampere und die Verbindungsvorrichtung 1 eine Stromtragfähigkeit von 13 Ampere. Dann wird mit Hilfe des Komparators 12 wiederum die Information hinsichtlich einer maximalen Stromtragfähigkeit von 13 Ampere an die EVSE 2 übergeben, so dass eine Beschädigung der Verbindungsvorrichtung 1 sicher verhindert werden kann.
  • Der EVSE Satellit 4 umfasst auch eine Kupplung 14, mit der sich der Stecker 7 des Ladekabels 3 am EVSE Satellit 4 verriegeln lässt. Erst nachdem eine Verriegelung stattgefunden hat, werden der Schalter 15 und der Schalter 16 der Proximity-Leitung PX bzw. der Pilot-Leitung PL geschlossen. Dies wird von der EVSE 2 erkannt, so dass erst im verriegelten Zustand an den Ladeleitungen L1, L2 und L3 Spannung angelegt wird. Der EVSE Satellit 4 wird also erst unter Spannung gesetzt, wenn das Ladekabel 3 sicher verriegelt wurde.
  • 2 zeigt die Schaltungsanordnung 9, wie sie beispielsweise im EVSE Satellit 4 der 1 vorliegen kann, in detaillierter Darstellung. Durch den EVSE Satellit 4 wird quasi die an der EVSE 2 vorhandene Steckdose für Elektrokraftfahrzeuge räumlich verlagert. Hierbei enthält der EVSE Satellit 4 die Auswerteschaltung zur Verarbeitung des Kodierwiderstandes 11 des fahrzeugseitigen Ladekabels 3 und erlaubt somit die Ermittlung dessen Stromtragfähigkeit. Alle benötigten Sicherheitsfunktionen werden in den EVSE Satelliten 4 übergeben oder abgebildet.
  • 3 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel, dessen wesentliche Element mit jenen der 1 übereinstimmen. Anstelle des Komparators 12 ist nun jedoch eine Duty Cycle Überwachung 13 vorgesehen. Über die Pilot-Leitung PL kann die EVSE 2 mit einem Kraftwagen kommunizieren, welcher an das Ladekabel 3 angeschlossen ist. Dies erfolgt üblicherweise über ein pulsweitenmoduliertes Signal. Die Information über die Belastbarkeit der EVSE 2 wird über ein Einstellen des Tastgrades kodiert. Die Duty Cycle Überwachung 13 erfasst nun dieses pulsweitenmodulierte Signal und ist zudem in der Lage, den Kodierwiderstand 11 des Ladekabels 3 auszulesen. Ferner steht ihr die Information über die Stromtragfähigkeit der Verbindungsvorrichtung 1 zur Verfügung. Aus diesen drei Informationen kann sie nun einen maximalen Strom berechnen, der von der EVSE 2 bereitgestellt werden soll. Auf Grundlage dieser Information manipuliert sie daraufhin das pulsweitenmodulierte Signal, welches sie von der EVSE 2 empfangen hatte, und sendet das so modifizierte pulsweitenmodulierte Signal über die Pilot-Leitung PL des Ladekabels 3 an den Kraftwagen weiter. Dieser fordert daraufhin höchstens einen solchen Strom an, der dem so kodierten Maximalwert entspricht. Auf diese Weise wird keine der am Ladevorgang beteiligten Komponenten übermäßig stark belastet. Die Batterieladung kann sicher und störungsfrei erfolgen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Verbindungsvorrichtung
    2
    EVSE
    3
    Ladekabel
    4
    EVSE Satellit
    5
    Verbindungskabel
    6
    Buchse
    7
    Stecker
    8
    Steckverbindung
    9
    Schaltungsanordnung
    10
    Kodierwiderstand
    11
    Kodierwiderstand
    12
    Komparator
    13
    Duty Cycle Überwachung
    14
    Kupplung
    15
    Schalter
    16
    Schalter
    L1, L2, L3
    Ladeleitung
    N
    Neutralleitung
    PE
    Schutzleitung
    PX
    Proximity-Leitung
    PL
    Pilot-Leitung
  • 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 Nicht-Patentliteratur
    • IEC CDV 61851 [0002]
    • IEC CD 62196 [0002]
    • IEC 61851 [0002]

Claims (9)

  1. Verbindungsvorrichtung (1) zum elektrischen Verbinden einer Ladestation (2) mit einem Ladekabel (3) eines Kraftwagens, welche eine Satellitenvorrichtung (4) und ein Verbindungskabel (5) umfasst, wobei das Verbindungskabel (5) an seinem einen Ende mit der Satellitenvorrichtung (4) elektrisch verbunden ist und an seinem anderen Ende mit der Ladestation (2) verbindbar (8) ist und wobei die Satellitenvorrichtung (4) ein Steckverbindungselement (6) umfasst, welches mit dem Ladekabel (3) steckverbindbar ist, und eine Schaltungsanordnung (9) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, Daten betreffend eine Eigenschaft des Ladekabels (3) zu ermitteln.
  2. Verbindungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eigenschaft des Ladekabels (3) dessen maximale elektrische Stromtragfähigkeit ist.
  3. Verbindungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenvorrichtung (4) ein elektrisches Widerstandsbauelement (10) umfasst, dessen elektrischer Widerstand die maximale elektrische Stromtragfähigkeit der Verbindungsvorrichtung (1) und/oder des Verbindungskabels (5) charakterisiert, und die Schaltungsanordnung (9) dazu ausgebildet ist, diesen elektrischen Widerstand mit dem eines elektrischen Widerstandsbauelements (11) des Ladekabels (3) zu vergleichen und Daten betreffend den Vergleich der Ladestation (2) und/oder dem Kraftwagen bereitzustellen.
  4. Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (9) einen Komparator (12) umfasst.
  5. Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsanordnung (9) eine Tastgradüberwachungsvorrichtung (13) umfasst, welche dazu ausgebildet ist, ein pulsweitenmoduliertes Signal bereitzustellen, dessen Tastgrad mit einer maximalen Stromtragfähigkeit und/oder einer Belastbarkeit der Ladestation (2) korreliert.
  6. Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Gehäuse, welches die Satellitenvorrichtung (4) umfasst und dazu ausgebildet ist, das Verbindungskabel (5) insbesondere in einem aufgerollten Zustand aufzunehmen.
  7. Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Satellitenvorrichtung (4) eine Kupplung (14) umfasst, wobei die Kupplung (14) verriegelbar ist und in einem verriegelten Zustand die Übertragung elektrischer Energie von der Satellitenvorrichtung (4) auf das Ladekabel (3) gewährleistet und in einem unverriegelten Zustand die Übertragung elektrischer Energie von der Satellitenvorrichtung (4) auf das Ladekabel (3) unterbindet.
  8. Verbindungsvorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (14) im verriegelten Zustand eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung zwischen der Satellitenvorrichtung (4) und dem Ladekabel (3) bewirkt, welche zugkraftstabiler als im unverriegelten Zustand ist.
  9. Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms durch eine Verbindungsvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ein mit einer solchen Verbindungsvorrichtung (1) elektrisch verbundenes Ladekabel (3) mit den Schritten: a) Mittels der Schaltungsanordnung (9) der Satellitenvorrichtung (4) Ermitteln des geringeren Wertes unter der maximalen elektrischen Stromtragfähigkeit des Ladekabels (3) und der maximalen elektrischen Stromtragfähigkeit der Verbindungsvorrichtung (1); b) Begrenzen des maximalen elektrischen Stroms auf den in Schritt a) ermittelten Wert.
DE102010053072A 2010-12-01 2010-12-01 Verbindungsvorrichtung sowie Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms Withdrawn DE102010053072A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010053072A DE102010053072A1 (de) 2010-12-01 2010-12-01 Verbindungsvorrichtung sowie Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010053072A DE102010053072A1 (de) 2010-12-01 2010-12-01 Verbindungsvorrichtung sowie Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010053072A1 true DE102010053072A1 (de) 2011-08-25

Family

ID=44356853

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010053072A Withdrawn DE102010053072A1 (de) 2010-12-01 2010-12-01 Verbindungsvorrichtung sowie Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010053072A1 (de)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011106335A1 (de) * 2011-07-01 2013-01-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum elektrischen Laden eines Elektrofahrzeuges an einer Ladestation
WO2013037506A1 (de) * 2011-09-16 2013-03-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladevorrichtung für ein fahrzeug mit sieben elektrischen kontakten
DE102012013857A1 (de) * 2012-07-04 2014-01-09 Ebee Smart Technologies Gmbh Verfahren zur Erkennung eines spezifischen Ladekabeltyps unter Einhaltung des ISO/IEC 61851 Standards
DE102012020409A1 (de) * 2012-10-18 2014-04-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektrische Anschlusseinrichtung sowie Abdichtelement hierfür
ITMI20132006A1 (it) * 2013-12-02 2015-06-03 Iveco Spa Sistema di gestione della ricarica di un veicolo elettrico o ibrido
DE102014113791A1 (de) * 2014-09-24 2016-03-24 Jungheinrich Aktiengesellschaft Steckverbinderbuchse an einem Flurförderzeug
DE102016225143A1 (de) * 2016-12-15 2018-06-21 Audi Ag Ladeanschluss für ein Kraftfahrzeug
CN109130909A (zh) * 2018-07-27 2019-01-04 广州万城万充新能源科技有限公司 一种新型电动汽车传导充电的智能连接装置
EP3696010A1 (de) * 2019-02-12 2020-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Ladestecker zum laden eines stromspeichers, system mit einem ladestecker und verfahren zum verarbeiten von elektrischen grössen für einen ladestecker
CN111799620A (zh) * 2014-01-31 2020-10-20 西门子公司 用于电动车的电连接装置和充电电缆
DE102020116886A1 (de) 2020-06-18 2021-12-23 Luoliang Xue Gleichstromladesystem für Elektrofahrzeuge mit 1250-Volt-Transformatorausgang
DE102021132661A1 (de) 2021-12-10 2023-06-15 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Erkennung eines elektrischen Anschlusses
DE102021108004B4 (de) 2021-03-30 2023-12-14 Ford Global Technologies Llc Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IEC CD 62196
IEC CDV 61851

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011106335B4 (de) * 2011-07-01 2017-05-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum elektrischen Laden eines Elektrofahrzeuges an einer Ladestation
DE102011106335A1 (de) * 2011-07-01 2013-01-03 Volkswagen Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum elektrischen Laden eines Elektrofahrzeuges an einer Ladestation
CN103842203A (zh) * 2011-09-16 2014-06-04 宝马股份公司 具有七个电触点的车辆充电装置
US9333869B2 (en) 2011-09-16 2016-05-10 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Charging apparatus for a vehicle with seven electrical contacts
WO2013037506A1 (de) * 2011-09-16 2013-03-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Ladevorrichtung für ein fahrzeug mit sieben elektrischen kontakten
DE102012013857A1 (de) * 2012-07-04 2014-01-09 Ebee Smart Technologies Gmbh Verfahren zur Erkennung eines spezifischen Ladekabeltyps unter Einhaltung des ISO/IEC 61851 Standards
DE102012020409A1 (de) * 2012-10-18 2014-04-24 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektrische Anschlusseinrichtung sowie Abdichtelement hierfür
WO2015083080A1 (en) * 2013-12-02 2015-06-11 Iveco S.P.A. System for managing the recharge of an electric or hybrid vehicle
CN105980195A (zh) * 2013-12-02 2016-09-28 依维柯股份公司 用于管理电动或混合动力车辆的再充电的系统
ITMI20132006A1 (it) * 2013-12-02 2015-06-03 Iveco Spa Sistema di gestione della ricarica di un veicolo elettrico o ibrido
CN105980195B (zh) * 2013-12-02 2019-04-19 依维柯股份公司 用于管理电动或混合动力车辆的再充电的系统
CN111799620B (zh) * 2014-01-31 2022-11-04 西门子公司 用于电动车的电连接装置和充电电缆
CN111799620A (zh) * 2014-01-31 2020-10-20 西门子公司 用于电动车的电连接装置和充电电缆
DE102014113791A1 (de) * 2014-09-24 2016-03-24 Jungheinrich Aktiengesellschaft Steckverbinderbuchse an einem Flurförderzeug
DE102014113791B4 (de) 2014-09-24 2022-04-07 Jungheinrich Aktiengesellschaft Steckverbinderbuchse an einem Flurförderzeug
DE102016225143A1 (de) * 2016-12-15 2018-06-21 Audi Ag Ladeanschluss für ein Kraftfahrzeug
DE102016225143B4 (de) * 2016-12-15 2020-03-12 Audi Ag Kraftfahrzeug und Ladeeinrichtung mit diesem Kraftfahrzeug
US10910777B2 (en) 2016-12-15 2021-02-02 Audi Ag Charging connection for a motor vehicle
CN109130909A (zh) * 2018-07-27 2019-01-04 广州万城万充新能源科技有限公司 一种新型电动汽车传导充电的智能连接装置
CN109130909B (zh) * 2018-07-27 2023-11-10 广州万城万充新能源科技有限公司 一种电动汽车传导充电的智能连接装置
EP3696010A1 (de) * 2019-02-12 2020-08-19 Siemens Aktiengesellschaft Ladestecker zum laden eines stromspeichers, system mit einem ladestecker und verfahren zum verarbeiten von elektrischen grössen für einen ladestecker
DE102020116886A1 (de) 2020-06-18 2021-12-23 Luoliang Xue Gleichstromladesystem für Elektrofahrzeuge mit 1250-Volt-Transformatorausgang
DE102021108004B4 (de) 2021-03-30 2023-12-14 Ford Global Technologies Llc Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug
DE102021132661A1 (de) 2021-12-10 2023-06-15 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Erkennung eines elektrischen Anschlusses

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010053072A1 (de) Verbindungsvorrichtung sowie Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms
EP3031658B1 (de) Ladeverfahren für einen Energiespeicher eines Fahrzeugs
DE102010053074A1 (de) Ladekabelvorrichtung sowie Verfahren zum Begrenzen eines maximalen elektrischen Stroms
DE102012201827A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Entladung eines Zwischenkreises eines Spannungsnetzes
EP2454117A2 (de) Verfahren zur kommunikation zwischen einem elektrofahrzeug und einer ladestelle zum elektrischen laden zumindest eines energiespeichers des elektrofahrzeugs
EP2423029B1 (de) Mobile Ladevorrichtung für Elektrofahrräder, Stromanschlusselement und Ladegerät für Elektrofahrräder
DE102018104916A1 (de) Verfahren zur Steuerung einer Ladevorrichtung eines Fahrzeugs und Ladevorrichtung eines Fahrzeugs zum Laden eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs
DE102013007330A1 (de) Wechselstecker zum länderübergreifenden elektrischen Laden eines Fortbewegungsmittels
WO2014128096A2 (de) Ladeeinrichtung für ein elektrofahrzeug
DE102011003518A1 (de) Verfahren zum Schutz eines Ladekabels und Ladeeinrichtung
WO2015014551A1 (de) Überspannungsschutz für ein mehrspannungsbordnetz
DE102012221807A1 (de) Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Elektrofahrzeugs an einer Steckdose mit Reduktion des Ladestroms nach Ausfall und Wiedereinsetzen der Stromversorgung
DE102012007906A1 (de) Verfahren zur Vorbereitung einer Energieversorgung eines Fahrzeugs
DE102017123457A1 (de) Ladevorrichtung und Fahrzeug mit mehreren Ladeschnittstellen
DE102010045160A1 (de) Steuereinrichtung für ein Ladekabel und Verfahren zum Laden einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs
DE102016214050A1 (de) Anordnung aus einem Kraftfahrzeug und einem Verbindungsmittel, Kraftfahrzeug und Verbindungsmittel
DE102018129905A1 (de) Verfahren zur Nutzung zumindest einer Ladeeinheit, Fahrzeug, Ladeeinheit, sowie Transportsystem
DE102019006415B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zur externen elektrischen Energieversorgung entriegelungsrelevanter Vorrichtungen eines Fahrzeuges
WO2019052961A1 (de) Fahrzeugkontakteinheit, bodenkontakteinheit, fahrzeugkoppelsystem sowie verfahren zur ueberpruefung der kontaktierung und der zuordnung von kontaktstellen
DE102016216565A1 (de) Ladekabel für ein Fahrzeug
DE102017216783A1 (de) Ladesteckdose für ein elektrisch antreibbares Kraftfahrzeug
DE102019109260B4 (de) Verfahren zum Laden eines Fahrzeugs und Fahrzeug
DE102019217783A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Laden einer Anzahl elektrisch angetriebener Kraftfahrzeuge
DE102018111403A1 (de) Verfahren zum Betreiben einer Ladevorrichtung und Ladevorrichtung zum Laden eines Energiespeichers für Elektrofahrzeuge
DE102016222271B4 (de) Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Ladedose eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs und Ladestecker

Legal Events

Date Code Title Description
R230 Request for early publication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20140701