DE102013112845A1 - Ladeeinrichtung für Elektrofahrzeuge - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für Elektrofahrzeuge, mit zumindest einer Ladestation, welche eine Ladedose, einen Ladestecker oder eine Induktionsspule umfasst, wobei ein Lademodul vorgesehen ist, welches zumindest die Ladestation und einen Netzanschluss für ein öffentliches Stromnetz umfasst sowie ein Aufenthaltsmodul für den oder die Benutzer des aufzuladenden Fahrzeuges, welches zumindest einen Aufenthaltsraum für einen Aufenthalt des oder der Benutzer während des Ladevorgangs umfasst und zumindest ein Lademodul und zumindest ein Aufenthaltsmodul in einem gemeinsamen transportablen Gehäuse oder in mehreren transportablen Gehäusen vorgesehen sind und das zumindest eine transportable Gehäuse an einem Bestimmungsort zumindest zeitweise aufstellbar ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Ladeeinrichtung für Elektrofahrzeuge, welche zumindest eine Ladestation aufweist, die eine Ladedose, einen Ladestecker oder eine Induktionsspule umfasst, um die Batterie eines Elektrofahrzeuges aufzuladen.
- Batteriebetriebene Elektrofahrzeuge besitzen gegenüber verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeugen eine deutlich reduzierte Reichweite und können auch sehr viel langsamer wieder mit elektrischer Energie beladen werden, als dies im Vergleich bei der Betankung eines verbrennungsmotorischen Fahrzeuges der Fall ist. Für eine breite Akzeptanz der Elektromobilität ist es daher wichtig, ein Ladenetzwerk zur Verfügung zu stellen, welches den Nutzern von Elektrofahrzeugen ermöglicht, deren Fahrzeuge möglichst schnell zu laden. Gleichzeitig ist erforderlich, dass eine flächendeckende Infrastruktur geschaffen wird, die dem Benutzer eines Elektrofahrzeugs einen solchen Ladevorgang ermöglicht.
- Bei der bisherigen Infrastruktur für solche Ladeeinrichtungen besteht jedoch bislang das Problem, dass eine flexible Verteilung der einzelnen Ladestationen nicht gegeben ist. Es werden Standorte für eine Ladeeinrichtung eingerichtet, wobei es zu diesem Zeitpunkt nicht abschätzbar ist, ob diese an diesem Standort tatsächlich in der gewünschten Intensität genutzt werden. Solche Ladeeinrichtungen werden mit einem Fundament fest verankert. Hinzu kommt, dass aufgrund der Baumaßnahmen die Installationskosten häufig die Gerätekosten übersteigen, so dass keine Möglichkeit besteht, die Ladeeinrichtung auf einfache Art und Weise an einen anderen Ort zu bringen, der höher frequentiert wäre. Darüber hinaus besteht das Problem der Ladezeit. Selbst wenn eine Batterie mit einer höheren Leistung geladen wird, ist im Vergleich zu einem Tankvorgang bei einem Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor immer noch eine deutlich größere Zeitspanne erforderlich. Beispielsweise bei einer 50 kW-DC-Schnellladeeinrichtung, welche eine Fahrzeugbatterie von circa 20 kWH auf circa 80 % auflädt, bedeutet dies eine Ladedauer von circa dreißig Minuten. Diese Zeit wird als lästig empfunden, insbesondere, wenn eine solche Aufladung während der Arbeitszeit erfolgen muss.
- Es bestehen deshalb Bestrebungen, solche Ladeeinrichtungen in der Nähe von Einrichtungen aufzubauen, in denen sich die Benutzer beispielsweise in Raststätten, Möbelhäusern, Einkaufszentren, Restaurants oder ähnlichem aufhalten können. Dabei kann jedoch der Nachteil einhergehen, dass die Verweildauer des Benutzers in solchen Lokalitäten größer als die notwendige Ladezeit ist, wodurch die Ladestation für weitere Benutzer unbenutzbar bleibt, da der Fahrzeugbesitzer trotz Beendigung des Ladevorgangs sein Fahrzeug nicht entfernt.
- Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Ladeeinrichtung für Elektrofahrzeuge vorzuschlagen, welche flexibel an die erforderliche Infrastruktur anpassbar ist und darüber hinaus die als lästig empfundene Verweildauer während des Ladevorgangs für den Benutzer attraktiv und nützlich gestalten lässt.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ladeeinrichtung gelöst, welche zumindest ein Lademodul und zumindest ein Aufenthaltsmodul aufweist, die in einem gemeinsamen oder mehreren transportablen Gehäusen vorgesehen sind, wobei das zumindest eine transportable Gehäuse an einem Bestimmungsort zumindest zeitweise aufstellbar ist. Eine solche Ladeeinrichtung umfasst eine Kombination aus zumindest einem Lademodul und zumindest einem Aufenthaltsmodul. Dadurch kann einerseits über die Ladestation das Elektrofahrzeug des Benutzers aufgeladen werden, wobei während der Ladezeit der Nutzer sich in dem Aufenthaltsmodul aufhalten kann, in welchem er sich beispielsweise entspannen und insbesondere bereitgestellte Getränke konsumieren kann. Des Weiteren kann ein WLAN-Anschluss zur Verfügung gestellt werden, so dass der Benutzer sich sowohl entspannen als auch arbeiten kann. Durch die Ausgestaltung der Ladestation aus zumindest einem transportablen Gehäuse können solche Gehäuse auch in einfacher Weise an einen anderen Standort versetzt werden. Da das Lademodul mit einem Netzanschluss für ein öffentliches Stromnetz ausgestaltet ist, kann auch ein einfacher Anschluss gegeben sein, um eine flächige interurbane Ladeinfrastruktur mit solchen Ladeeinrichtungen zu schaffen.
- Des Weiteren weisen solche Ladeeinrichtungen den Vorteil auf, dass diese ohne Personal auskommen können und der Benutzer beispielsweise mittels einer Smartphone-App einen Zugang erhalten sowie auch die Abrechnung darüber erfolgen kann.
- Bevorzugt ist das transportable Gehäuse der Ladeeinrichtung containerförmig ausgebildet. Insbesondere sind sogenannte Frachtcontainer, wie beispielsweise zwanzig oder vierzig Fußcontainer, die auch als Seecontainer bekannt sind, vorgesehen. Dadurch kann eine einfache Aufstellung der Ladeeinrichtung ohne ein Fundament oder mit nur geringen Fundamentarbeiten ermöglicht werden. Darüber hinaus ist auch die Transportfähigkeit solcher Container gegeben.
- In dem zumindest einen transportablen Gehäuse der Ladeeinrichtung ist bevorzugt eine Überdachung vorgesehen, welche sich zumindest über einen Stellplatz für ein Fahrzeug für den Ladevorgang erstreckt. Dadurch der Benutzer auch trockenen Fußes nach Abstellen des Fahrzeuges in der Ladestation in das Aufenthaltsmodul gehen.
- Eine bevorzugte Ausführungsform in einem ersten transportablen Gehäuse eine Ladestation und in zumindest einem weiteren transportablen Gehäuse zumindest ein Aufenthaltsmodul vor. Dadurch können angenehme räumliche Verhältnisse für den beziehungsweise auch die Benutzer geschaffen werden. Gleichzeitig können beispielsweise entlang dem Lademodul zwei, drei oder vier Ladestationen vorgesehen sein, um Batterien der Elektrofahrzeuge aufzuladen.
- Bevorzugt sind die zumindest zwei transportablen Gehäuse in einer Winkelanordnung, einer L-förmigen Anordnung, in einer Reihe hintereinander oder parallel nebeneinander anordenbar. Die Aufstellung dieser transportablen Gehäuse kann an die Gegebenheiten des Standortes angepasst werden. Dadurch ist standortunabhängig eine erhöhte Flexibilität gegeben.
- Das Lademodul umfasst zumindest einen elektrischen Energiespeicher beziehungsweise eine Pufferbatterie, so dass dieses Lademodul mit einer geringen Anschlussleistung auskommt. Dadurch bedarf es im Allgemeinen keinen größeren Elektroinstallationsarbeiten oder sogar dem Neubau von Trafostationen, um diese Ladeeinrichtung zu versorgen. Als elektrischen Energiespeicher können sowohl herkömmliche Batterien als auch eine Kombination aus einer Elektrolyse, einem Wasserstofftank und Brennstoffzellen oder Kondensatoren vorgesehen sein.
- Ergänzend und/oder alternativ kann das Lademodul eine externe Energiequelle, wie beispielsweise ein Windrad, eine Photovoltaikanlage, eine Solarthermieanlage oder dergleichen, aufweisen. Dadurch kann ausschließlich oder zusätzlich zum Strom eines öffentlichen Netzes der elektrische Energiespeicher des Lademoduls geladen werden.
- Des Weiteren umfasst die Ladeeinrichtung, insbesondere das Lademodul, einen Stromzähler, der vorzugsweise an eine daran angeschlossene Abrechnungseinrichtung angeschlossen ist. Dadurch kann dem Benutzer unmittelbar nach der Inanspruchnahme der Dienstleistung die Rechnung übermittelt werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass eine sogenannte Flatrate eingerichtet ist und die Kunden über diese Flatrate abrechnen können.
- In dem Lademodul ist bevorzugt eine Umschalteinrichtung vorgesehen, welche zumindest einen Gleichrichter umfasst und die Netzspannung eines öffentlichen Stromnetzes in eine Gleichspannung umwandelt. Dadurch kann die elektrische Energie unmittelbar der Ladestation und/oder der Pufferbatterie zugeführt werden.
- Des Weiteren kann die Ladestation des Lademoduls einen Gleichstromladepunkt, insbesondere ein Combined-Charging-System, umfassen. Alternativ oder zusätzlich können ein sogenanntes Chademo-System, ein Tesla-SuperCharge-System und/oder ein Wechselstromladepunkt mit beispielsweise einer Leistung von 22 kW vorgesehen sein. Dadurch können alle Elektrofahrzeuge trotz unterschiedlicher Systeme mit elektrischer Energie versorgt werden.
- Vorteilhafterweise ist an jedem transportablen Gehäuse eine elektronische Schnittstelle vorgesehen, durch welche zwei oder mehrere transportable Gehäuse elektronisch miteinander verbindbar sind. Dadurch ist lediglich erforderlich, dass ein transportables Gehäuse mit einem Anschluss an ein öffentliches Stromnetz vorgesehen ist, wobei die weiteren transportablen Gehäuse über diese Schnittstelle versorgt werden.
- Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen derselben werden im Folgenden anhand der in den Zeichnungen dargestellten Beispiele näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmenden Merkmale können einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination erfindungsgemäß angewandt werden. Es zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht auf eine erste Ausführungsform einer Ladeeinrichtung, -
2 eine schematische Ansicht auf eine alternative Ausführungsform einer Ladeeinrichtung zu1 und -
3 eine schematische Schaltungsanordnung einer Umschalteinrichtung eines Lademoduls. - In
1 ist eine schematische Ansicht von oben auf eine erste Ausführungsform einer Ladeeinrichtung11 dargestellt. Die Ladeeinrichtung11 umfasst ein transportables Gehäuse12 , in welchem ein Lademodul14 und ein Aufenthaltsmodul16 vorgesehen sind. Das transportable Gehäuse12 ist beispielsweise als ein containerförmiger Behälter oder als Frachtcontainer ausgebildet. Das Lademodul14 weist zumindest einegemäß der1 beispielsweise zwei – Ladestationen18 auf, die jeweils einem Stellplatz24 für ein Fahrzeug zugeordnet sind. Das Lademodul14 umfasst des Weiteren einen Netzanschluss20 , so dass das Lademodul14 an ein öffentliches Stromnetz anschließbar ist. Seitlich des transportablen Gehäuses12 kann ein zusätzlicher Stellplatz19 oder ein Außenbereich vorgesehen sein, der für den Aufenthalt des Benutzers während des Ladevorgangs oder für ein wartendes Fahrzeug dienen kann. - Bevorzugt ist an dem transportablen Gehäuse
12 eine Überdachung22 vorgesehen, welche vorzugsweise als Schutz des oder der Stellplätze24 dient. Dadurch können die Benutzer trockenen Fußes vom Stellplatz24 in das Aufenthaltsmodul16 gelangen. - Die Überdachung
22 kann zur Aufnahme einer externen Energiequelle vorgesehen sein, wie beispielsweise einer Photovoltaik- oder Solarthermieanlage. Des Weiteren kann benachbart zur Überdachung oder mit der Überdachung in Verbindung stehend ein Windrad vorgesehen sein, um die über eine solche externe Energiequelle28 gewonnene Energie einem vorzugsweise vorgesehenen Pufferspeicher21 des Lademoduls14 , wie beispielsweise einer Batterie, zuzuführen. - Das Lademodul
14 kann ein oder mehrere Ladestationen18 umfassen, wobei ein Gleichstromladepunkt der Ladestation18 als Combined Charging System, als Chademo-System oder als Tesla-SuperCharge-System ausgebildet sein kann. Bei einem Wechselstromladepunkt kann beispielsweise eine Leistung von 22 kW bereitgestellt werden. - Das Aufenthaltsmodul
16 kann in der Ausstattung vielfältig ausgebildet werden. Dieses Aufenthaltsmodul16 kann zum Beispiel einen Arbeitstisch und/oder eine Bar mit Barhockern, eine Küchenzeile, einen oder mehrere TV- und/oder WLAN-Anschlüsse sowie weitere Ausstattungsmerkmale umfassen. Diese können beispielsweise ein Entspannungsmobiliar oder einen Kinderspielbereich darstellen. Ebenso können Schlafplätze oder Schlafkojen als auch Sanitäranlagen sowie Meeting- oder Businessbereiche vorhanden sein. - In
2 ist eine alternative Ausgestaltung einer Ladeeinrichtung11 von1 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind beispielsweise zwei transportable Gehäuse12 vorgesehen, wobei in einem transportablen Gehäuse12 das Lademodul14 und in dem anderen transportablen Gehäuse12 das Aufenthaltsmodul16 vorgesehen ist. Aufgrund der Größe des transportablen Gehäuses12 können beispielsweise vier Ladestationen18 nebeneinander vorgesehen sein, so dass die vorbeschriebenen vier Systeme je an einem einzigen Lademodul14 vorgesehen sind. Die transportablen Gehäuse12 sind vorzugsweise L-förmig einander zugeordnet, wodurch vorzugsweise mit dem Vorhandensein der Überdachung22 eine platzsparende Anordnung geschaffen werden kann. - Alternativ kann die Ladeeinrichtung
11 , welche aus zumindest zwei transportablen Gehäuse12 besteht, auch derart angeordnet sein, dass diese zwei transportablen Gehäuse12 in einer Reihe hintereinander oder in einem von 90° abweichenden Winkel angeordnet sind. - In
3 ist eine schematische Ansicht einer Umschalteinrichtung30 des Lademoduls14 dargestellt. Die Umschalteinrichtung30 umfasst einen Netzanschluss20 , der an ein öffentliches Stromnetz anschließbar ist. Unmittelbar darauf folgend ist ein Stromzähler31 vorgesehen, der den benötigten Strom für die Ladeeinrichtung11 für eine Abrechnung erfasst. Diesem nachgeschaltet ist ein Gleichrichter32 vorgesehen, um bei einer Nichtbenutzung der Ladestationen18 den Pufferspeicher21 aufzuladen. Dem Gleichrichter32 nachgeschalten sind beim Ausführungsbeispiel weitere Gleichrichter33 vorgesehen, wobei an jeder Ladestation18 ein anderes System – also Combined-Charging-System, Chademo-System, Tesla-System oder SuperCharger-System – bereit gestellt wird. Die Ladestation18 umfasst eine Ladedose oder einen Ladestecker, an welchem ein Gegenstück des Elektrofahrzeuges anschließbar ist. Alternativ kann die Ladestation18 auch eine Induktionsschleife aufweisen, um berührungslos die Aufladung einer Batterie des Elektrofahrzeugs zu bewirken. - Die externe Energiequelle
28 speist wiederum einen Gleichrichter35 auf, um im Bedarfsfall unmittelbar die Ladestation18 zu versorgen und/oder den Pufferspeicher21 aufzuladen. - Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Ladeeinrichtung
11 kann die längere Ladedauer im Vergleich zum Tanken eines Fahrzeuges mit einem Verbrennungsmotor durch das Aufenthaltsmodul16 angenehm gestaltet werden, wobei dies einerseits zur Entspannung und andererseits auch zum Arbeiten benutzt werden kann. Dadurch entsteht während dem Aufladen keine Verlustzeit. - Weiterhin kann eine solche Ladeeinrichtung
11 an eine sich verändernde Infrastruktur angepasst werden, da diese aufgrund des Lademoduls14 und der Ausgestaltung als zumindest ein transportables Gehäuse12 , welches ohne oder mit nur geringen Fundamentarbeiten aufstellbar ist, mobil ausgestaltet und schnell an anderen Standorten aufstellbar ist. Zusätzlich kann eine solche Ladeeinrichtung11 auch erweiterbar sein. Ein oder mehrere transportable Gehäuse12 können über eine Schnittstelle, insbesondere elektrischen Anschluss, eine Erweiterung ermöglichen, so dass beispielsweise Sanitär-Module, Schlaf- oder Entspannungs-Module, Geschäftsbereichs-Module oder dergleichen zusätzlich ergänzt werden können.
Claims (11)
- Ladeeinrichtung für Elektrofahrzeuge, mit zumindest einer Ladestation, welche eine Ladedose, einen Ladestecker oder eine Induktionsspule umfasst, dadurch gekennzeichnet, – dass ein Lademodul vorgesehen ist, welches zumindest die Ladestation und einen Netzanschluss für ein öffentliches Stromnetz umfasst sowie ein Aufenthaltsmodul für den oder die Benutzer des aufzuladenden Fahrzeuges, welches zumindest einen Aufenthaltsraum für einen Aufenthalt des oder der Benutzer während des Ladevorgangs umfasst und – dass zumindest ein Lademodul und zumindest ein Aufenthaltsmodul in einem gemeinsamen transportablen Gehäuse oder in mehreren transportablen Gehäusen vorgesehen sind und zumindest ein transportables Gehäuse an einem Bestimmungsort zumindest zeitweise aufstellbar ist.
- Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das transportable Gehäuse containerförmig oder als Frachtcontainer ausgebildet ist.
- Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem transportablen Gehäuse eine Überdachung für zumindest einen Stellplatz des Fahrzeuges für den Ladevorgang anordenbar ist.
- Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine transportable Gehäuse mit zumindest einer Ladestation und zumindest ein weiteres transportables Gehäuse mit zumindest einem Aufenthaltsmodul ausgestaltet sind.
- Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei transportablen Gehäuse in einer Winkelanordnung, L-förmigen Anordnung, in Reihe hintereinander oder parallel nebeneinander anordenbar sind.
- Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul zumindest einen elektrischen Energiespeicher, insbesondere eine Batterie, eine Kombination aus Elektrolyse, Wasserstofftank, Brennstoffzelle, Kondensator, umfasst.
- Mobile Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an das Lademodul eine externe Energiequelle, insbesondere ein Windrad, eine Photovoltaikanlage, eine Solarthermieanlagen oder dergleichen, anschließbar ist.
- Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul einen Stromzähler und vorzugsweise eine daran angeschlossene Abrechnungseinrichtung umfasst.
- Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul eine Umschalteinrichtung aufweist, welches zumindest einen Gleichrichter umfasst und die Netzspannung in eine Gleichspannung umwandelt.
- Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lademodul zumindest eine Ladestation mit einem Gleichstrom-Ladepunkt, insbesondere einem Combined-Charging-System, einem Chademo-System oder ein Tesla-SuperCharger-System oder ein Wechselstrom-Ladepunkt mit beispielsweise einer Leistung von 22 KW, umfasst.
- Ladeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem transportablen Gehäuse eine elektronische Schnittstelle vorgesehen ist, durch welche zwei oder mehrere transportable Gehäuse elektronisch miteinander verbindbar sind.
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