DE102012013238A1

DE102012013238A1 - Ladestation für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012013238A1
Application number: DE102012013238A
Authority: DE
Inventors: Martin Gutwinski; Renato Loaiza; Raphael Lang; Fabian Scholz; Alexander Weng
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2012-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2013-03-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ladestation (1) zum elektrischen Aufladen einer aufladbaren Batterie (2) eines Elektro- oder Hybridfahrzeug (3), – mit einer mit einem Energieversorgungssystem (5) elektrisch verbindbaren Energie-Übertragungseinrichtung (4) zur Übertragung von elektrischer Energie von dem Energieversorgungssystem (4) zu der aufladbaren Batterie (2) des Elektro- oder Hybridfahrzeugs (3), – mit wenigstens einer elektrisch mit der Energie-Übertragungseinrichtung (4) verbindbaren oder verbundenen Ladeeinheit (6; 6'), welche zum Anschließen an die aufladbare Batterie (2) ausgebildet ist, – wobei die Energie-Übertragungseinrichtung (4) als Schienensystem (7) ausgebildet ist, in welchem die wenigstens eine Ladeeinheit (6; 6') entlang einer Längsrichtung (L) bewegbar angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ladestation zum elektrischen Aufladen einer aufladbaren Batterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner eine Park- und Ladevorrichtung mit einer solchen Ladestation.
Elektro- oder Hybridfahrzeuge mit einer aufladbaren Batterie stellen eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Kraftfahrzeugen dar, welche ausschließlich mit einer Brennkraftmaschine betrieben werden. Um sicherzustellen, dass solche Elektro- oder Hybridfahrzeuge für den täglichen Betrieb mit der dazu notwendigen elektrischen Energie versorgt werden können, so dass deren Mobilität sichergestellt ist, sind elektrische Ladestationen bekannt, mittels welcher eine in dem Elektro- oder Hybridfahrzeug (im Folgenden der Einfachheit halber als „Fahrzeug” bezeichnet) angeordnete aufladbare Batterie elektrisch aufgeladen werden kann.
Hierzu wird das Fahrzeug an einer solchen Ladestation abgestellt, und anschließend zur Durchführung eines Ladevorgangs die Ladestation elektrisch mit der aufladbaren Batterie des Fahrzeugs verbunden. Die Ladestation wiederum ist mit einem Energieversorgungssystem ausgestattet, welches die zur Übertragung an die aufladbare Batterie erforderliche elektrische Energie bereitstellt. Solch ein Energieversorgungssystem kann beispielsweise eine herkömmliche elektrische Stromleitung sein, welche mit einem Stromversorgungsnetz verbunden ist.
Zum Aufladen der aufladbaren Batterie wird dann die vom Energieversorgungssystem gelieferte elektrische Energie über die Ladestation an die Batterie des Fahrzeugs übertragen, bis der Aufladevorgang abgeschlossen ist. Anschließend kann das an der Ladestation abgestellte Fahrzeug seinen Fahrbetrieb fortsetzen, bis die in der geladenen Batterie befindliche elektrische Energie im Rahmen des Fahrbetriebs des Fahrzeugs verbraucht ist und somit ein neuer Ladevorgang an derselben oder einer anderen Ladestation erforderlich wird.
Solche Ladestationen sind üblicherweise in der Art herkömmlicher Zapfsäulen für Brennkraftmaschinen ausgebildet, d. h. sie umfassen üblicherweise eine Ladeeinheit, die in der Art eines Tankstutzens ausgebildet sein kann und einen elektrischen Anschluss umfasst, welcher elektrisch mit der aufzuladenden Batterie des Fahrzeugs verbunden werden kann und gleichzeitig mit dem die elektrische Energie bereitstellende Energieversorgungssystem elektrisch verbunden ist.
Dies bedeutet aber, dass das Fahrzeug, dessen aufladbare Batterie mittels der Ladestation aufgeladen werden soll, üblicherweise möglichst nahe an der Ladeeinheit der Ladestation abgestellt werden muss, um die erforderliche elektrische Verbindung zwischen der aufladbaren Batterie und dem Energieversorgungssystem mittels der Ladestation herstellen zu können. Für den Fall, dass eine solche Ladestation im Praxisbetrieb für die Aufladung mehrerer verschiedener Fahrzeuge verwendet werden soll, müssen also mehrere Fahrzeuge, deren Batterie aufgeladen werden soll, sukzessive möglichst nahe an der Ladestation abgestellt werden.
Da der hierfür in Frage kommende Raum üblicherweise begrenzt ist, ist die Leistungsfähigkeit einer Ladestation hinsichtlich der in einem bestimmten Zeitintervall mit elektrischer Energie versorgbarer Fahrzeuge relativ begrenzt. Diese Problematik kann teilweise dadurch entschärft werden, dass eine Mehrzahl von solchen Ladestationen nebeneinander angeordnet wird, so dass die Gesamtkapazität aller Ladestationen dann entsprechend höher ist. Eine solche Variante ist aber mit sehr hohen Kosten verbunden.
Die DE 10 2009 023 072 A1 beschreibt eine elektrische Kontaktanordnung mit wenigstens einem mit einem stationären Energieversorgungssystem verbundenen ersten Kontaktkörper und wenigstens einem an einem zumindest elektromotorisch unterstützt angetriebenen Fahrzeug angebrachten zweiten Kontaktkörper. Der zweite Kontaktkörper weist dabei einen Oberflächenbereich auf, der mit dem ersten Kontaktkörper in einen elektrisch leitfähigen Oberflächenkontakt bringbar ist. Der erste Kontaktpartner weist eine Vielzahl einzelner, beweglich gelagerter Flächenelemente auf, die jeweils eine Kontaktoberfläche aufweisen, die in Oberflächenkontakt mit dem Oberflächenbereich des zweiten Kontaktpartners bringbar sind.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Ausführungsform für eine Ladestation zum elektrischen Aufladen einer aufladbaren Batterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs bereitzustellen, bei der oben genannte Probleme beseitigt oder zumindest reduziert sind.
Die oben genannte Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Ladestation weist eine Energie-Übertragungseinrichtung auf, welche mit einem Energieversorgungssystem zur Übertragung von elektrischer Energie von diesem Energieversorgungssystem zu der aufladbaren Batterie des Fahrzeugs verbindbar oder verbunden ist. Des Weiteren weist die Ladestation eine elektrisch mit der Energie-Übertragungseinrichtung verbindbare oder verbundene Ladeeinrichtung auf, welche zum Anschließen an die aufladbare Batterie des Fahrzeugs ausgebildet ist.
Erfindungsgemäß ist nun die Energie-Übertragungseinrichtung als Schienensystem ausgebildet, in welchem die wenigstens eine Ladeeinheit entlang einer Längsrichtung bewegbar angeordnet ist. Dies bedeutet, dass die Ladeeinheit, welche in ihrer einfachsten Form als einfache elektrische Übertragungsleitung ausgebildet sein kann, nicht an der Energie-Übertragungseinrichtung fixiert ist, sondern relativ zu dieser bewegt werden kann. Dabei bleibt eine elektrische Verbindung der Ladeeinheit mit der Energie-Übertragungseinrichtung (also dem Schienensystem) und damit mit dem elektrische Energie bereitstellenden Energieversorgungssystem (bspw. einem herkömmlichen Stromnetz) unabhängig von der tatsächlichen Position der Ladeeinheit im Schienensystem erhalten.
Dies bedeutet wiederum, dass die Ladeeinheit entlang des Schienensystems zu einem im Bereich des Schienensystems abgestellten Kraftfahrzeug bewegt werden kann, wenn dessen aufladbare Batterie mit elektrischer Energie versorgt werden soll. Da sich ein solches erfindungsgemäßes Schienensystem über einen räumlich größere Distanz, bspw. mehrere Meter, strecken kann, ist es möglich, im Bereich des Schienensystems eine Vielzahl von Kraftfahrzeugen abzustellen und dann die wenigstens eine Ladeeinheit entlang des Schienensystems zu dem jeweiligen Fahrzeug zu bewegen, dessen Batterie aufgeladen werden soll. Grundsätzlich bedeutet dies, dass bei der erfindungsgemäßen Ladestation eine wesentliche Komponente dieser Ladestation, nämlich die Ladeeinheit, zu einer Vielzahl von Fahrzeugen bewegt werden kann und nicht umgekehrt.
Auf diese Weise wird die Flexibilität einer solchen Ladestation, insbesondere im Hinblick auf ihre Kapazität beim Versorgen einer Vielzahl von Fahrzeugen, deutlich verbessert.
Selbstverständlich kann daran gedacht sein, dass anstelle einer einzigen Ladeeinheit eine Mehrzahl von Ladeeinheiten entlang der als Schienensystem ausgebildeten Energie-Übertragungseinrichtung angeordnet sind, was die Kapazität der erfindungsgemäßen Ladestation hinsichtlich der Anzahl der in einem bestimmten Zeitraum mit elektrischer Energie versorgbaren Fahrzeuge weiter erhöht.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Schienensystem wenigstens eine Profilschiene aufweisen, in welcher die wenigstens eine Ladeeinheit bewegbar gelagert ist. Die Ladeeinheit kann dabei in der Form eines herkömmlichen elektrischen Kabels mit einer Außenisolierung ausgebildet sein. Mit einem geeignet ausgebildeten ersten Endabschnitt kann die Ladeeinheit, bspw. mittels eines Rollenlagers, bewegbar in der Profilschiene gelagert sein. Grundsätzlich sind aber auch andere Arten der Lagerung vorstellbar. Innerhalb der Profilschiene kann eine elektrische Stromleitung verlaufen, welche elektrisch mit dem die Ladeeinheit ausbildenden Kabel in Kontakt stehen kann, um die notwendige elektrische Verbindung zwischen der Energie-Übertragungseinrichtung (also dem als Profilschiene ausgebildeten Schienensystem) und der als herkömmliches Kabel ausgebildeten Ladeeinheit sicherzustellen.
An einem zweiten Endabschnitt der Ladeeinheit kann beispielsweise ein Griff bereitgestellt werden, welcher das Anschließen der Ladeeinheit an einen fahrzeugseitigen, mit der aufladbaren Batterie des Fahrzeugs verbundenen elektrischen Kontakt auf komfortable Weise ermöglicht.
Somit kann die Ladeeinheit auf einfache Weise zu dem die aufzuladende Batterie aufweisenden Fahrzeug bewegt werden, wenn dieses an einer beliebigen Stelle entlang der Profilschiene abgestellt ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann das die Ladeeinheit ausbildende Kabel ein stahlumhülltes Kabel sein.
In einer besonders einfach herzustellenden Ausführungsform kann die wenigstens eine Ladeeinheit ein Fixierungselement aufweisen, mittels welchem die Ladeeinheit von einem Schienensystem fixierbar ist. Eine solche Fixierung kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn die Ladeeinheit entlang der Profilschiene möglichst nahe zu dem mit elektrischer Energie zu versorgenden Fahrzeug bewegt worden ist und ein Ladevorgang der in diesem Fahrzeug angeordneten aufladbaren Batterie gestartet werden soll.
In einer technisch besonders einfach zu realisierenden und damit kostengünstig herzustellenden Ausführungsform kann die Energie-Übertragungseinrichtung eine elektrische Energieversorgungsleitung umfassen, welche in dem Schienensystem entlang der Längsrichtung angeordnet ist und welche mit einer dazu komplementären elektrischen Anschlusseinheit der wenigstens einen Ladeeinheit zur Übertragung von elektrischer Energie von der Energie-Übertragungseinrichtung zu der wenigstens einen Ladeeinheit verbunden ist. Für die konkrete technische Realisierung der elektrischen Kontaktierung einer solchen elektrischen Energieversorgungsleitung mit einer dazu komplementären elektrischen Anschlusseinheit der Ladestation sind dem Fachmann vielfältige Realisierungsmöglichkeiten bekannt.
Für den Fall, dass eine erfindungsgemäße Ladestation wenigstens zwei Ladeeinheiten aufweist, kann es im Praxisbetrieb vorkommen, dass die Anordnung zweier solcher Ladeeinheiten entlang des Schienensystems vertauscht werden soll, ohne dass die Ladeeinheiten dazu elektrisch von dem Schienensystem getrennt werden. Dies kann bspw. dann der Fall sein, wenn ein erstes Fahrzeug während eines Ladevorgangs seiner Batterie mittels einer ersten Ladeeinheit mit elektrischer Energie versorgt wird. Wird nun ein zweites Fahrzeug neben dem ersten Fahrzeug entlang des Schienensystems abgestellt, und ist eine zweite Ladeeinheit vorhanden, allerdings auf der bezüglich der ersten Ladeeinheit abgewandten, also „falschen” Seite des Schienensystems, so kann eine Vertauschung der Position der beiden Ladeeinheiten gemäß einer weiterbildenden Ausführungsform erforderlich werden. Gemäß einer weiterbildenden Ausführungsform weist das Schienensystem der Ladestationen daher einen ersten Profilschienenabschnitt und eine entlang der Längsrichtung beabstandet von diesem angeordneten zweiten Profilschienenabschnitt sowie eine Auskopplungsvorrichtung mit einem ersten und zweiten Auskopplungsabschnitt auf. Die Auskopplungsvorrichtung ist dabei derart ausgebildet, das wahlweise der erste oder der zweite Auskopplungsabschnitt in der Längsrichtung zwischen dem ersten und zweiten Profilschienenabschnitt angeordnet ist. Dies bedeutet, dass sich in der Längsrichtung des Schienensystems der erste bzw. zweite Auskopplungsabschnitt an den ersten Profilschienenabschnitt anschließt und sich der zweite Profilschienenabschnitt an den ersten bzw. zweiten Auskopplungsabschnitt anschließt.
Die Auskopplungsvorrichtung kann um eine in der Längsrichtung des Schienensystems verlaufende Drehachse zwischen einer ersten und einer zweiten Position schwenkbar sein, so dass in der ersten Position der erste Auskopplungsabschnitt und in der zweiten Position der zweite Auskopplungsabschnitt zwischen dem ersten und zweiten Profilschienenabschnitt angeordnet ist.
Um nun die Anordnung der ersten und zweiten Ladeeinheit entlang des Schienensystems relativ zueinander zu vertauschen, kann mittels der Auskopplungsvorrichtung zunächst die Ladeeinheit in den Auskopplungsabschnitt bewegt werden, wenn sich die Auskopplungsvorrichtung in der ersten Position befindet. Anschließend wird die Auskopplung, bspw. durch Schwenkung um ihre Drehachse in die zweite Position verschwenkt, so dass der die erste Ladeeinheit aufweisende erste Auskopplungsabschnitt nun nicht mehr in dem eigentlichen Profilschienensystem angeordnet ist. Stattdessen befindet sich nun der zweite Auskopplungsabschnitt in dem Profilschienensystem, das heißt zwischen dem ersten und zweiten Profilschienenabschnitt, angeordnet. Folglich kann nun die zweite Ladeeinheit beispielsweise von dem ersten Profilschienenabschnitt über den zweiten Auskopplungsabschnitt zu dem zweiten Profilschienenabschnitt an der ersten Ladeeinheit vorbei bewegt werden. In einem weiteren Schritt wird nun die Auskopplungsvorrichtung wieder in die erste Position zurückgeschwenkt, so dass nun auch die erste Ladeeinheit in dem Schienensystem angeordnet ist und folglich entlang des Schienensystems bewegt werden kann.
Gemäß einer weiterbildenden Ausführungsform ist also in der ersten Position der Auskopplungsvorrichtung die Ladeeinheit in der Profilschiene von dem ersten Profilschienenabschnitt über den ersten Auskopplungsabschnitt in den zweiten Profilschienenabschnitt bewegbar und umgekehrt, und ist in der zweiten Position der Auskopplungsvorrichtung die Ladeeinheit in der Profilschiene von dem ersten Profilschienenabschnitt über den zweiten Auskopplungsabschnitt in den zweiten Profilschienenabschnitt bewegbar und umgekehrt.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Park- und Ladevorrichtung für wenigstens zwei Elektro- oder Hybridfahrzeuge. Eine solche Park- und Ladevorrichtung weist eine Ladestation mit einem oder mehreren der vorhergehend genannten Merkmale auf. Die Park- und Ladevorrichtung umfasst des Weiteren zwei entlang der Längsrichtung des Schienensystems der Ladestation nebeneinander angeordnete Fahrzeug-Stellplätze zum jeweiligen Abstellen eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs. Das Schienensystem der Ladestation ist dabei derart entlang der Längsrichtung angeordnet, das ein auf einem der Fahrzeug-Stellplätze abgestelltes Elektro- oder Hybridfahrzeug zum elektrischen Aufladen seiner aufladbaren Batterie mit der wenigstens einen Ladeeinheit der mobilen Ladestation elektrisch verbindbar ist.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Komponenten beziehen.
Es zeigen, jeweils schematisch:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Ladestation in einer grobschematischen Ansicht,
2 ein Ausführungsbeispiel einer Ladeeinheit der erfindungsgemäßen Ladestation,
3 eine Variante der 1, gemäß welcher die erfindungsgemäße Ladestation zwei Ladeeinheiten aufweist,
4 eine grobschematische Darstellung einer Auskopplungsvorrichtung der erfindungsgemäßen Ladestation,
5 in grobschematischer Ansicht ein Anwendungsbeispiel der Auskopplungsvorrichtung zum Vertauschen der Relativpositionen zweier Ladeeinheiten zueinander,
6 eine technische Realisierungsmöglichkeit der Auskopplungsvorrichtung 13,
7 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Park- und Ladevorrichtung mit mehreren erfindungsgemäßen Ladeeinheiten.
In der Darstellung der 1 ist eine erfindungsgemäße Ladestation zum elektrischen Aufladen einer aufladbaren Batterie 2 eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs, welches im Folgenden der Einfachheit halber als Fahrzeug 3 bezeichnet wird, dargestellt und mit 1 bezeichnet.
Die Ladestation 1 umfasst eine Energie-Übertragungseinrichtung 4 zum Übertragen von elektrischer Energie von einem Energieversorgungssystem 5, bspw. einem herkömmlichen Stromnetz, zu der aufladbaren Batterie 2 des Fahrzeugs 3. Hierzu ist die Energie-Übertragungseinrichtung 4 der erfindungsgemäßen Ladestation 1 mit einer Ladeeinheit 6 elektrisch verbunden, welche zum Anschließen an die aufladbare Batterie 2 ausgebildet ist. Die Energie-Übertragungseinrichtung 4 ist erfindungsgemäß als Schienensystem 7 ausgebildet, in welchem die Ladeeinheit 6 entlang einer Längsrichtung L bewegbar angeordnet ist. Hierzu kann die Ladeeinheit 6 in der Art eines herkömmlichen elektrischen Stromkabels ausgebildet sein, welches, bspw. mittels eines Rollenlagers, in dem als Profilschiene ausgebildeten Schienensystem 7 bewegbar gelagert sein kann.
In der 2 ist nun eine mögliche Ausführungsvariante der Ladeeinheit 6 in einem in dem Schienensystem 7 bewegbar gelagerten Zustand genauer dargestellt. Die Ladeeinheit 6 kann demnach einen säulenartig ausgebildeten Halteabschnitt 8 aufweisen, welcher an einem axialen Ende ein Rollenlager umfasst (nicht gezeigt), mittels welchem die Ladeeinheit 6 bewegbar in dem Schienensystem 7 gelagert ist. An dem zweiten axialen Ende des Halteabschnitts 8 kann ein Kabelabschnitt 9 angebracht sein, welcher den Halteabschnitt 8 verlängert. Der Kabelabschnitt 9 kann wiederum ein Anschlusselement 10 aufweisen, welches mit der aufladbaren Batterie 2 bzw. einem mit dieser elektrisch verbundenen und zu dem Anschlusselement 10 komplementären Anschlusselement des Kraftfahrzeugs 3 verbunden sein kann.
Es ist klar, dass zur Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen der aufladbaren Batterie 2 (vgl. 1) und dem Schienensystem 7 in der Ladeeinheit 6 eine elektrische Verbindung zwischen dem Schienensystem 7 und dem Anschlusselement 10 realisiert sein muss. Hierzu kann die Ladeeinheit 6 eine innerhalb des Halteabschnitts 8 und des Kabelabschnitts 9 angeordnete elektrische Leitung aufweisen, welche die gewünschte elektrische Verbindung zwischen dem Anschlusselement 10 und der Stromleitung 11 in dem Schienensystem 7 herstellt.
Die Ladeeinheit 6 kann ferner ein in der 2 nicht dargestelltes Fixierungselement aufweisen, mittels welchem die Ladeeinheit 6 an dem Schienensystem 7 fixierbar ist. Dies kann bspw. dann sinnvoll sein, wenn ein Fahrzeug 3 im Bereich des Schienensystems 7 abgestellt wurde und eine Ladeeinheit 6 entlang des Schienensystems 7 zu diesem Fahrzeug 3 bewegt wurde. Mittels einer derartigen Fixierung kann ein unerwünschtes Bewegen der Ladeeinheit 6 entlang des Schienensystems 7 während eines Ladevorgangs an dem Kraftfahrzeug 3 verhindert werden.
Betrachtet man nun wieder die Darstellung der 1, so erkennt man, dass die Ladestation 6 entlang des Schienensystems 7 erfindungsgemäß bewegbar ist (vgl. Pfeil 12). Dies bedeutet, dass die Ladestation auf flexible Art und Weise zu einem entlang des Schienensystems 7 abgestellten Fahrzeug 3 bewegt werden kann.
Es ist klar, dass die erfindungsgemäße Ladestation 7 aber nicht auf eine Ladeeinheit 6 beschränkt sein muss. Vielmehr ist es möglich, entlang des Schienensystems 7 eine Mehrzahl von solchen Ladeeinheiten anzubringen, welche dann alle entlang des Schienensystems 7 bewegbar ausgebildet sein können. Exemplarisch ist in der Darstellung der 1 eine zweite Ladeeinheit dargestellt und mit 6' bezeichnet.
Es ist klar, dass mittels einer Mehrzahl von Ladeeinheiten 6, 6', welche bewegbar in dem Schienensystem 7 angebracht sind, eine Mehrzahl von Ladevorgängen zum Aufladen einer Mehrzahl von entlang des Schienensystems 7 angeordneten Fahrzeugen 3 simultan durchgeführt werden kann. Ein entscheidender Vorteil der erfindungsgemäßen Ladestation 1 besteht also darin, dass ein Fahrzeug 3, dessen Batterie 2 mittels der Ladestation 1 aufgeladen werden soll, nicht in einer genau definierten Position, an welcher sich eine stationär angebrachte Ladeeinheit 6, 6' befindet, abgestellt werden muss.
Vielmehr ist es ausreichend, das Fahrzeug 3 an einem beliebigen Punkt entlang des Schienensystems 7 abzustellen, denn die erfindungsgemäße Ladeeinheit 6 kann entlang des Schienensystems 7 zu dem Fahrzeug 3 bewegt werden. Entsprechendes gilt für eine Mehrzahl von Ladeeinheiten 6, 6', die in dem erfindungsgemäßen Schienensystem 7 bewegbar angeordnet sind und damit auch für eine Mehrzahl von Fahrzeugen 3, welche mittels der erfindungsgemäßen Ladestation 1 auf äußerst flexible Weise, insbesondere simultan, aufgeladen werden können.
Für den Fall, dass die erfindungsgemäße Ladestation 1 wenigstens zwei Ladeeinheiten 6, 6' aufweist, kann der in 3 grobschematisch skizzierte Fall eintreten, dass mittels der erfindungsgemäßen Ladestation 1 über eine erste Ladeeinheit 6 die aufladbare Batterie 2 eines im Bereich P₁ entlang des Schienensystems 7 abgestelltes Fahrzeug 3 aufgeladen werden soll. Während einer Durchführung des Ladevorgangs kann nun eine zweite Ladeeinheit 6' im Bereich P₂ entlang des Schienensystems 7 angeordnet sein, wobei in diesem Bereich P₂ kein Fahrzeug angeordnet ist. Wird nun ein weiteres Fahrzeug 3' im Bereich P₃ abgestellt, welcher relativ zu P₁ auf der dem Bereich P₂ gegenüberliegenden Seite benachbart zu P₁ angeordnet ist, so kann es erforderlich sein, die Ladeeinheit 6' entlang des Schienensystems 7 in den Bereich von P₃ zu bewegen.
Ein solcher Bewegungsvorgang wird aber durch die erste Ladeeinheit 6 blockiert, mittels welcher der Ladevorgang des Fahrzeugs 3 durchgeführt wird. Um nun der zweiten Ladeeinheit 6' ein Passieren der ersten Ladeeinheit 6 entlang des Schienensystems 7 zu ermöglichen, kann die Ladestation 1 eine Auskopplungsvorrichtung aufweisen, welche in der Darstellung der 4 näher erläutert ist.
Betrachtet man also die Darstellung der 4, so erkennt man, dass das Schienensystem 7 einen ersten Profilschienenabschnitt 14 und einen entlang der Längsrichtung L beabstandet von diesem angeordneten zweiten Profilschienenabschnitt 15 aufweist, wobei die Auskopplungsvorrichtung 13 einen ersten und zweiten Auskopplungsabschnitt 16, 17 aufweist. Die Auskopplungsvorrichtung 13 ist dabei derart ausgebildet, dass wahlweise der erste oder der zweite Auskopplungsabschnitt 16, 17 in der Längsrichtung L zwischen dem ersten und zweiten Profilschienenabschnitt 14, 15 angeordnet ist. Dies bedeutet, dass sich in der Längsrichtung L entweder der erste oder zweite Auskopplungsabschnitt 16, 17 an den ersten Profilschienenabschnitt 14 anschließt und sich der zweite Profilschienenabschnitt 15 an den ersten bzw. zweiten Auskopplungsabschnitt 16, 17 anschließt.
Die Auskopplungsvorrichtung 13 ist vorzugsweise in eine orthogonal zur Längsrichtung L verlaufenden Querrichtung Q zwischen einer in der 4 gezeigten ersten Position, in welcher der erste Auskopplungsabschnitt 16 zwischen dem ersten und zweiten Profilschienenabschnitt 14, 15 angeordnet ist, und einer zweiten Position (nicht gezeigt), in welcher der zweite Auskopplungsabschnitt 17 zwischen dem ersten und zweiten Profilschienenabschnitt 14, 15 angeordnet ist, bewegbar.
In der in der 4 gezeigten ersten Position der Auskopplungsvorrichtung 13 ist also die Ladeeinheit 6 in der Profilschiene 7 von dem ersten Profilschienenabschnitt 14 über den ersten Auskopplungsabschnitt 16 in den zweiten Profilschienenabschnitt 15 bewegbar. Entsprechend ist in der in der 4 nicht gezeigten zweiten Position der Auskopplungsvorrichtung 13 die Ladeeinheit 6 von dem ersten Profilschienenabschnitt 14 über den zweiten Auskopplungsabschnitt 17 in den zweiten Profilschienenabschnitt 15 bewegbar und umgekehrt.
Um nun, wie oben erläutert, die relative Position zweier Ladeeinheiten 6, 6' entlang des Schienensystems 7 zueinander zu tauschen, kann wie in der 5a gezeigt, die Ladeeinheit 6 von dem ersten Profilschienenabschnitt 14 in den ersten Auskopplungsabschnitt 16 der Auskopplungsvorrichtung 13 bewegt werden, wenn diese sich in der ersten Position befindet. Die zweite Ladeeinheit 6' befindet sich zu diesem Zeitpunkt in dem zweiten Profilschienenabschnitt 15. In einem zweiten Schritt kann nun die Auskopplungsvorrichtung 13 in die zweite Position bewegt werden (vgl. 5b). Auf diese Weise wird die in dem ersten Auskopplungsabschnitt 16 angeordnete erste Ladeeinheit 6 quasi aus dem Schienensystem 7 ausgekoppelt. Somit kann die zweite Ladeeinheit 6' problemlos von dem zweiten Profilschienenabschnitt 15 über den zweiten Auskopplungsabschnitt 17 zu dem ersten Profilschienenabschnitt 14 bewegt werden (vgl. 5b).
In einem letzten Schritt wird nun die Auskopplungsvorrichtung 13 wieder in die erste Position zurückbewegt (vgl. 5c), so dass sich auch die erste Ladeeinheit 6 wieder in dem eigentlichen Schienensystem angeordnet befindet. Die Position der beiden Ladeeinheiten 6, 6' relativ zueinander in dem Schienensystem ist nun wie gewünscht vertauscht.
Es ist klar, dass ein in der 5 gezeigter Vertauschungsvorgang der Positionen der beiden Ladeeinheiten 6, 6' auf vielfältige Weise erweitert werden kann, bspw. wenn in der Ladestation 1 eine Vielzahl von Ladestationen 6, 6' angeordnet ist und auch eine Mehrzahl von Auskopplungsvorrichtungen 13 vorhanden ist. Durch das Vorhandensein von einer oder mehreren Auskopplungsvorrichtungen 13 kann somit die Bewegungsmöglichkeit der Ladestationen 6, 6' äußerst flexibel gestaltet werden.
Die 6 zeigt eine technische Realisierungsvariante der Auskopplungsvorrichtung 13. Die Auskopplungsvorrichtung 13 ist demnach als Schienenelement ausgebildet, welches um eine in der Längsrichtung L verlaufende Schwenkachse zwischen einer ersten Position (in der 6 gezeigt) und einer zweiten Position (vgl. Erläuterungen zur 5) schwenkbar ist (Pfeil 18). In der ersten Position ist, wie im Zusammenhang mit der 5 bereits erläutert, der erste Auskopplungsabschnitt 16 und in der zweiten Position der zweite Auskopplungsabschnitt 17 zwischen dem ersten und zweiten Profilschienenabschnitt 14, 15 im Schienensystem 7 angeordnet.
In der 7 ist nun eine Anwendung der erfindungsgemäßen Ladestation 1 im Zusammenhang mit einer Park- und Ladevorrichtung für wenigstens zwei Elektro- oder Hybridfahrzeuge skizziert. Die Park- und Ladevorrichtung umfasst eine erfindungsgemäße Ladestation 1 und ist in der 7 mit dem Bezugszeichen 19 bezeichnet.
Die Park- und Ladevorrichtung 19 weist wenigstens zwei entlang der Längsrichtung L der Ladestation 1 nebeneinander angeordnete Fahrzeuge-Stellplätze 20 (in der 7 sind exemplarisch fünf solche Stellplätze dargestellt), wobei das Schienensystem 7 der Ladestation 1 entlang der Längsrichtung L derart angeordnet ist, dass ein auf einem der Fahrzeug-Stellplätze 20 abgestelltes Elektro- oder Hybridfahrzeug 3 (in der 7 sind exemplarisch vier der fünf Stellplätze 20 mit einem solchen Fahrzeug 3 belegt) zum elektrischen Aufladen ihrer aufladbaren Batterien 2 mit der wenigstens einen Ladeeinheit 6 (in der 7 sind exemplarisch drei solche Ladeeinheiten 6 dargestellt) elektrisch verbindbar sind.
Mittels der erfindungsgemäßen Park- und Ladevorrichtung 19 können also auf äußerst flexible Art und Weise (durch das Vorhandensein dreier entlang der Längsrichtung L des Schienensystems 7 der Ladestation 1 angeordnete Ladeeinheiten 6) mehrere Fahrzeuge 3 simultan aufgeladen werden. Hierzu können die Ladeeinheiten 6 entlang des Schienensystems jeweils zu demjenigen Stellplatz 20 bewegt werden, an welchem ein Fahrzeug 3 zum Aufladen seiner jeweiligen aufladbaren Batterie 2 abgestellt ist.
Es ist klar, dass sich zahlreiche Varianten der Park- und Ladevorrichtung 19 anbieten, in welchen eine relativ geringe Anzahl an Ladeeinheiten 6 zur Versorgung einer größeren Anzahl an Fahrzeug-Stellplätzen 20 angeordnet ist. Beispielsweise kann daran gedacht sein, dass die Park- und Ladevorrichtung 19 zehn Fahrzeug-Stellplätze 20 aufweist und die entsprechende Ladestation 1 drei Ladeeinheiten 6. Diese können dann entlang des Schienensystems 7 zu denjenigen Fahrzeug-Stellplätzen 20 bewegt werden, an welchen ein dort abgestelltes Fahrzeug 3 mit elektrischer Energie zum Aufladen seiner Batterie 2 versorgt werden soll.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009023072 A1 [0008]

Claims

Ladestation (1) zum elektrischen Aufladen einer aufladbaren Batterie (2) eines Elektro- oder Hybridfahrzeug (3), – mit einer mit einem Energieversorgungssystem (5) elektrisch verbindbaren Energie-Übertragungseinrichtung (4) zur Übertragung von elektrischer Energie von dem Energieversorgungssystem (4) zu der aufladbaren Batterie (2) des Elektro- oder Hybridfahrzeugs (3), – mit wenigstens einer elektrisch mit der Energie-Übertragungseinrichtung (4) verbindbaren oder verbundenen Ladeeinheit (6; 6'), welche zum Anschließen an die aufladbare Batterie (2) ausgebildet ist, – wobei die Energie-Übertragungseinrichtung (4) als Schienensystem (7) ausgebildet ist, in welchem die wenigstens eine Ladeeinheit (6; 6') entlang einer Längsrichtung (L) bewegbar angeordnet ist.
Ladestation (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienensystem (7) wenigstens eine Profilschiene aufweist, in welcher die wenigstens eine Ladeeinheit (6; 6') bewegbar gelagert ist.
Ladestation (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Energie-Übertragungseinrichtung (4) eine elektrische Energieversorgungsleitung umfasst, welche in dem Schienensystem (7) entlang der Längsrichtung (L) angeordnet ist und welche mit einer dazu komplementären elektrischen Anschlusseinheit der wenigstens einen Ladeeinheit (6; 6') zur Übertragung von elektrischer Energie von der Energie-Übertragungseinrichtung (4) zu der wenigstens einen Ladeeinheit (6, 6') verbunden ist.
Ladestation (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Schienensystem (7) einen ersten Profilschienenabschnitt (14) und einen entlang der Längsrichtung (L) beabstandet von diesem angeordneten zweiten Profilschienenabschnitt (15) sowie eine Auskopplungsvorrichtung (13) mit einem ersten und zweiten Auskopplungsabschnitt (16, 17) aufweist, – die Auskopplungsvorrichtung (13) derart ausgebildet ist, dass wahlweise der erste oder der zweite Auskopplungsabschnitt (16, 17) in der Längsrichtung (L) zwischen dem ersten und zweiten Profilschienenabschnitt (14, 15) angeordnet ist.
Ladestation nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auskopplungsvorrichtung (13) um eine in der Längsrichtung (L) verlaufende Drehachse zwischen einer ersten und einer zweiten Position schwenkbar ist, so dass in der ersten Position der erste Auskopplungsabschnitt (16) und in der zweiten Position der zweite Auskopplungsabschnitt (17) zwischen dem ersten und zweiten Profilschienenabschnitt (14, 15) angeordnet ist.
Ladestation (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass – in der ersten Position die Ladeeinheit (6; 6') in der Profilschiene von dem ersten Profilschienenabschnitt (14) über den ersten Auskopplungsabschnitt (16) in den zweiten Profischienenabschnitt (15) bewegbar ist und umgekehrt, – in der zweiten Position die Ladeeinheit (6; 6') in der Profilschiene von dem ersten Profilschienenabschnitt (14) über den zweiten Auskopplungsabschnitt (17) in den zweiten Profischienenabschnitt (15) bewegbar ist und umgekehrt.
Park- und Ladevorrichtung (19) für wenigstens zwei Elektro- oder Hybridfahrzeuge (3), – mit einer Ladestation (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, – mit wenigstens zwei entlang der Längsrichtung (L) nebeneinander angeordneten Fahrzeug-Stellplätzen (20) zum jeweiligen Abstellen eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs (3), – wobei das Schienensystem (7) entlang der Längsrichtung (L) derart angeordnet ist, dass ein auf einem der Fahrzeug-Stellplätze (20) abgestelltes Elektro- oder Hybridfahrzeug (3) zum elektrischen Aufladen seiner aufladbaren Batterie (2) mit der wenigstens einen Ladeeinheit (6; 6') der Ladestation (1) elektrisch verbindbar ist.