DE102014102210A1

DE102014102210A1 - Stromleitung, Ladevorrichtung und Verfahren zum Laden einer Stromspeichervorrichtung

Info

Publication number: DE102014102210A1
Application number: DE102014102210.6A
Authority: DE
Inventors: Edward Clark Fontana; Robert John Minor
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2014-08-21
Also published as: CN104002691B; US9475399B2; US20140232338A1; CN104002691A

Abstract

Eine Stromleitung (112) zum Laden einer Stromspeichervorrichtung (106) eines Fahrzeugs enthält einen Ausgabeanschluss und einen Verriegelungsmechanismus, der funktionell in einer von einer aktivierten Position und einer deaktivierten Position angeordnet werden kann. Der Verriegelungsmechanismus verriegelt den Ausgabeanschluss an dem Fahrzeug (102), wenn sich der Verriegelungsmechanismus in der aktivierten Position befindet, und entriegelt den Ausgabeanschluss in der deaktivierten Position. Die Stromleitung (112) enthält eine Steuerung, mit einer Speichervorrichtung, die zum Speichern mehrerer computerausführbarer Instruktionen eingerichtet ist, und einen mit der Speichervorrichtung verbundenen Prozessor. Die Instruktionen richten den Prozessor dafür ein, eine Kennung zu empfangen, die einem von dem Fahrzeug (102) und einem Benutzer des Fahrzeugs (102) zugeordnet ist, und ein Entriegelungssignal zu erzeugen und zu senden, dass sich der Verriegelungsmechanismus nach einer von einer Feststellung, dass die Kennung empfangen wurde, und einer Feststellung, dass ein vorbestimmter Ladestatus der Stromspeichervorrichtung (106) erreicht worden ist, in der deaktivierten Position befindet.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Anmeldung betrifft allgemein Ladevorrichtungen und insbesondere eine Stromleitung, eine Ladevorrichtung und ein Verfahren zum Laden einer Stromspeichervorrichtung.
Da Elektrofahrzeuge und/oder Hybridelektrofahrzeuge an Beliebtheit gewonnen haben, hat sich ein dementsprechender Bedarf zur Handhabung der Zuführung von elektrischer Energie zu derartigen Fahrzeugen erhöht. Ferner wurde ein Bedarf zur Bereitstellung sicherer und effizienter Ladevorrichtungen oder Stationen durch die erhöhte Nutzung derartiger Fahrzeuge geschaffen.
Wenigstens einige bekannte Elektrofahrzeuge enthalten eine interne Batterie, die unter Verwendung einer Ladestation geladen wird. Derartige Ladestationen enthalten typischerweise eine Stromleitung oder einen anderen Leiter, der lösbar mit dem Elektrofahrzeug verbunden werden kann. Die Ladestationen entnehmen Elektrizität aus einem Verteilungsnetzwerk eines elektrischen Versorgungsunternehmens oder einer anderen Elektrizitätsquelle und liefern die Elektrizität über eine Stromleitung an die Elektrofahrzeugbatterie.
Einige bekannte Ladestationen sind an öffentlichen oder öffentlich zugänglichen Orten, wie z.B. Parkgaragen oder Parkplätzen positioniert, um bezahlte Ladedienste für Kunden bereitzustellen, welche Elektrofahrzeuge an den Orten parken. Abhängig von dem Ladezustand einer Elektrofahrzeugbatterie und einer Kapazität einer zugeordneten Ladestation kann es mehrere Stunden oder länger zum Laden der Batterie dauern. Die Benutzer von Ladestationen möchten möglicherweise nicht am Fahrzeugort warten, während die Fahrzeugbatterie geladen wird. Jedoch können, wenn die Benutzer den Ort des Fahrzeugs verlassen, während die Batterie geladen wird, einer oder mehrere Umstehender und/oder Passanten die Stromleitung von dem Elektrofahrzeug trennen und somit verhindern, dass die Batterie auf einem gewünschten Stand aufgeladen wird.
KURZBESCHREIBUNG
In einer Ausführungsform wird eine Stromleitung zum Laden einer Stromladevorrichtung eines Fahrzeugs bereitgestellt, das einen Ausgabeanschluss und einen Verriegelungsmechanismus enthält, der funktionell in einer von einer aktivierten Position und einer deaktivierten Position angeordnet werden kann, wobei der Verriegelungsmechanismus dafür eingerichtet ist, den Ausgabeanschluss an dem Fahrzeug zu verriegeln, wenn sich der Verriegelungsmechanismus in der aktivierten Position befindet, und dafür eingerichtet ist, den Ausgabeanschluss von dem Fahrzeug zu entriegeln, wenn sich der Verriegelungsmechanismus in der deaktivierten Position befindet. Die Stromleitung enthält auch eine Steuerung, die funktionell mit dem Verriegelungsmechanismus verbunden ist. Die Steuerung enthält eine Speichervorrichtung, die zum Speichern mehrerer computerausführbarer Instruktionen eingerichtet ist, und einen mit der Speichervorrichtung verbundenen Prozessor, wobei, wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, die computerausführbaren Instruktionen den Prozessor dafür einrichten, eine von einer dem Fahrzeug und einem Benutzer des Fahrzeugs zugeordneten Kennung zu empfangen und ein Entriegelungssignal zu erzeugen und zu senden, um zu bewirken, dass sich der Verriegelungsmechanismus nach einer von einer Feststellung, dass die Kennung empfangen wurde, und einer Feststellung, dass ein vorbestimmter Ladestatus der Stromspeichervorrichtung erreicht worden ist, in einer deaktivierten Position befindet.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Ladevorrichtung zur Verwendung beim Laden einer Stromspeichervorrichtung eines Fahrzeugs über eine Stromleitung bereitgestellt, das einen Ausgabeanschluss und einen Verriegelungsmechanismus enthält, der funktionell in einer von einer aktivierten Position und einer deaktivierten Position angeordnet werden kann, wobei der Verriegelungsmechanismus dafür eingerichtet ist, den Ausgabeanschluss an dem Fahrzeug zu verriegeln, wenn sich der Verriegelungsmechanismus in der aktivierten Position befindet, und dafür eingerichtet ist, den Ausgabeanschluss von dem Fahrzeug zu entriegeln, wenn sich der Verriegelungsmechanismus in der deaktivierten Position befindet. Die Ladevorrichtung enthält eine Speichervorrichtung, die zum Speichern mehrerer computerausführbarer Instruktionen eingerichtet ist, und einen mit der Speichervorrichtung verbundenen Prozessor. Wenn sie durch den Prozessor ausgeführt werden, richten die computerausführbaren Instruktionen den Prozessor dafür ein, eine von einer dem Fahrzeug und einem Benutzer des Fahrzeugs zugeordneten Kennung zu empfangen und ein Entriegelungssignal an die Stromleitung zu senden, um zu bewirken, dass sich der Verriegelungsmechanismus nach einer von einer Feststellung, dass die Kennung empfangen wurde, und einer Feststellung, dass ein vorbestimmter Ladestatus der Stromspeichervorrichtung erreicht worden ist, in einer deaktivierten Position befindet.
In noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Laden einer Stromspeichervorrichtung eines Fahrzeugs unter Verwendung einer Ladevorrichtung und einer Stromleitung bereitgestellt, die zur Verbindung mit der Ladevorrichtung und dem Fahrzeug eingerichtet ist, wobei die Stromleitung einen Ausgabeanschluss und einen Verriegelungsmechanismus enthält. Das Verfahren beinhaltet die Schritte der Aktivierung des Verriegelungsmechanismus, um den Ausgabeanschluss der Stromleitung an dem Fahrzeug zu verriegeln, die Auslösung einer Ladeoperation zum Laden der Stromspeichervorrichtung unter Verwendung der Ladevorrichtung, des Empfangs einer von einer dem Fahrzeug und einem Benutzer des Fahrzeugs zugeordneten Kennung durch einen Prozessor, und der Deaktivierung des Verriegelungsmechanismus durch den Prozessor, um den Ausgabeanschluss von dem Fahrzeug nach der Feststellung, dass die Kennung empfangen worden ist, oder nach einer Feststellung, dass ein vorbestimmter Ladezustand der Stromspeichervorrichtung erreicht worden ist, zu entriegeln.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Blockdarstellung eines exemplarischen Systems zum Laden eines Elektrofahrzeugs.
2 ist eine Blockdarstellung einer exemplarischen Ladevorrichtung, die mit dem in 1 dargestellten System verwendet werden kann.
3 ist eine Blockdarstellung einer exemplarischen Stromleitung, die mit der in 1 dargestellten Ladevorrichtung verwendet werden kann.
4 ist eine Blockdarstellung einer weiteren exemplarischen Stromleitung, die mit der in 1 dargestellten Ladevorrichtung verwendet werden kann.
5 ist ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zum Laden einer Stromspeichervorrichtung, die mit der in 1 dargestellten Ladevorrichtung verwendet werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Wie hierin beschrieben, werden eine robuste und effektive Ladevorrichtung und eine Stromleitung für ein Fahrzeug, wie z.B. ein Elektrofahrzeug, bereitgestellt. In einer exemplarischen Ausführungsform enthält die Ladevorrichtung eine Steuerung, eine Kommunikationsvorrichtung und eine Benutzerschnittstelle. Die Stromleitung enthält eine Steuerung und einen Verriegelungsmechanismus. In einer Ausführungsform enthält die Stromleitung auch eine Kommunikationsvorrichtung und eine Benutzerschnittstelle.
In einer exemplarischen Ausführungsform steckt ein Benutzer die Stromleitung in das Elektrofahrzeug und gibt eine Kennung in die Steuerung der Ladevorrichtung unter Verwendung der Kommunikationsvorrichtung oder der Benutzerschnittstelle der Ladevorrichtung ein. Die Ladevorrichtungssteuerung sendet ein Verriegelungssignal an die Stromleitungssteuerung, um die Stromleitungssteuerung zu veranlassen, den Verriegelungsmechanismus zu aktivieren und somit die Stromleitung an dem Elektrofahrzeug zu verriegeln. Eine Ladeoperation wird dann gestartet, um an das Elektrofahrzeug Strom zu liefern. Die Stromleitung bleibt an dem Elektrofahrzeug verriegelt, bis der Benutzer die Kennung ein zweites Mal in die Ladevorrichtungssteuerung eingibt. Wenn die Ladevorrichtungssteuerung feststellt, dass die Kennung ein zweites Mal empfangen worden ist, sendet die Ladevorrichtungssteuerung ein Entriegelungssignal an die Stromleitungssteuerung, um zu bewirken, das die Stromleitungssteuerung den Verriegelungsmechanismus deaktiviert, um somit die Stromleitung von dem Elektrofahrzeug zu entriegeln.
In einer anderen Ausführungsform steckt ein Benutzer die Stromleitung in das Elektrofahrzeug und gibt die Kennung in die Stromleitungssteuerung unter Verwendung der Kommunikationsvorrichtung oder der Benutzerschnittstelle der Ladevorrichtung ein. Die Stromleitungssteuerung aktiviert den Verriegelungsmechanismus, um die Stromleitung an dem Elektrofahrzeug zu verriegeln. Eine Ladeoperation wird dann gestartet, um an das Elektrofahrzeug Strom zu liefern. Die Stromleitung bleibt an dem Elektrofahrzeug verriegelt, bis der Benutzer die Kennung ein zweites Mal in die Stromleitungssteuerung eingibt. Wenn die Stromleitungssteuerung feststellt, dass die Kennung ein zweites Mal empfangen worden ist, deaktiviert die Stromleitungssteuerung, um die Stromleitung von dem Elektrofahrzeug zu entriegeln.
In einigen Ausführungsformen bezieht sich der Begriff "Elektrofahrzeug" im Wesentlichen auf ein Fahrzeug, das einen oder mehrere Elektromotoren enthält. Von den Elektrofahrzeugen genutzte Energie kann aus verschiedenen Quellen kommen, wie z.B., jedoch nicht darauf beschränkt, aus einer an Bord befindlichen wiederaufladen Batterie und/oder aus einer an Bord befindlichen Brennstoffzelle. In einer Ausführungsform ist das Elektrofahrzeug ein Hybridelektrofahrzeug, welches beispielsweise durch Bremsen erzeugte Energie erfasst und speichert. Ferner nutzt ein Hybridelektrofahrzeug in einer elektrischen Quelle, wie z.B. einer Batterie, gespeicherte Energie, um einen Betrieb im Leerlauf fortzusetzen, um Kraftstoff zu sparen. Einige Hybridelektrofahrzeuge sind in der Lage, die Batterie zu laden, indem sie an einer Stromanschlussbuchse, wie z.B. eine Steckdose angesteckt werden. Demzufolge kann der Begriff "Elektrofahrzeug", wie er hierin verwendet wird, ein Hybridelektrofahrzeug oder jedes andere Fahrzeug betreffen, an welches beispielsweise über ein Stromnetz elektrische Energie geliefert werden kann.
1 stellt ein exemplarisches System 100 zur Verwendung bei der Ladung oder Lieferung von Elektrizität an ein Elektrofahrzeug 102 dar. In einer exemplarischen Ausführungsform enthält das System 100 eine mit dem Elektrofahrzeug 102 verbundene Ladevorrichtung 104. Das Elektrofahrzeug 102 enthält wenigstens eine Stromspeichervorrichtung 106, wie z.B. eine Batterie und/oder eine beliebige andere mit einem Motor 108 verbundene Speichervorrichtung. Ferner enthält das Elektrofahrzeug 102 eine mit der Stromspeichervorrichtung 106 verbundene Fahrzeugsteuerung 110.
In einer exemplarischen Ausführungsform ist die Ladevorrichtung 104 mit der Stromspeichervorrichtung 106 und der Fahrzeugsteuerung 110 lösbar über wenigstens eine Stromleitung 112 verbunden. Alternativ kann die Ladevorrichtung 104 mit der Stromspeichervorrichtung 106 und/oder der Fahrzeugsteuerung 110 über eine andere Leitung oder Leitungen verbunden sein, und/oder die Ladevorrichtung 104 kann mit der Fahrzeugsteuerung 110 über eine (nicht dargestellte) drahtlose Datenverbindung verbunden sein. In der exemplarischen Ausführungsform enthält die Stromleitung 112 wenigstens einen (in 1 nicht dargestellten) Leiter zum Liefern von Elektrizität an die Stromspeichervorrichtung 106 und/oder zum Senden von Daten an und Empfangen von Daten aus der Fahrzeugsteuerung 110. Ferner ist in der exemplarischen Ausführungsform die Ladevorrichtung 104 mit einer elektrischen Stromquelle 114, wie z.B. einem Stromnetz eines Stromversorgungsunternehmens, einem Generator, einer Batterie und/oder irgendeiner anderen Vorrichtung oder einem System verbunden, die/das Elektrizität an die Ladevorrichtung 104 liefert.
Die Ladevorrichtung 104 ist mit wenigstens einem Server 116 über ein Netzwerk, wie z.B. das Internet, ein lokales Netz (LAN), ein Weitverkehrsnetz (WAN) und/oder ein beliebiges anderes Netzwerk oder eine Datenverbindung verbunden, die eine Funktion der Ladevorrichtung 104 wie hierin beschrieben ermöglicht. Der Server 116 kommuniziert in der exemplarischen Ausführungsform mit der Ladevorrichtung 104 beispielsweise durch Senden eines Signals an die Ladevorrichtung 104, um eine Zahlung und/oder Lieferung von Elektrizität an die Stromspeichervorrichtung 106 zu veranlassen, um auf Kundeninformation zuzugreifen und/oder irgendeine andere Funktion durchzuführen, die eine Funktion des Systems 100 wie hierin beschrieben ermöglicht.
In einigen Ausführungsformen kann die Ladevorrichtung 104 unmittelbar neben dem Elektrofahrzeug 102 angeordnet sein, beispielsweise an einer Stelle zwischen dem Elektrofahrzeug 102 und einem benachbarten Elektrofahrzeug 2 auf einem Standardparkplatz. Beispielsweise kann sich die Ladevorrichtung an einer Position entlang einer Längslinie befinden, die das Elektrofahrzeug 102 und ein benachbartes Elektrofahrzeug auf einem Parkplatz trennt. In einigen Ausführungsformen kann die Ladevorrichtung 104 im Boden eingelassen sein, sodass nur ein oberer Abschnitt der Ladevorrichtung 104 sichtbar ist, der eine detaillierter unter Bezugnahme auf 2 diskutierte Benutzerschnittstelle 210 freigibt. In einigen Ausführungsformen kann die Ladevorrichtung 104 aus dem Boden bei einem ersten Ereignis, wie z.B. einer Zahlungsinformation oder anderen daran durch Senden über ein Funkfrequenz-(HF)-Signal, Infrarotsignal oder anderweitig wie hierin diskutiert gelieferte Kennung, ausfahren. In derartigen Ausführungsformen kann die Ladevorrichtung 104 danach in den Boden nach einem zweiten Ereignis, wie z.B. der nochmaligen Lieferung der Kennung oder wenn die Ladung des Elektrofahrzeugs 102 abgeschlossen oder anderweitig beendet ist, versinken. In derartigen Ausführungsformen kann die Ladevorrichtung 104 zylindrisch sein und eine zylindrische Bohrung im Boden belegen. In weiteren Ausführungsformen kann die Ladevorrichtung 104 eine andere Gestalt haben. In Ausführungsformen, in welchen die Ladevorrichtung 104 unmittelbar neben dem Elektrofahrzeug 102 angeordnet ist, kann die Stromleitung 112 eine kürzere Länge als in Ausführungsformen haben, in welchen die Ladevorrichtung 104 von dem Elektrofahrzeug 102 weiter entfernt ist. Eine kürzere Stromleitung 112 kann preiswerter herzustellen sein, für potentielle Diebe weniger wertvoll und für den Benutzer leichter zu handhaben sein.
Der Server 116 und die Fahrzeugsteuerung 110 enthalten wenigstens einen Prozessor und wenigstens eine Speichervorrichtung. Die Prozessoren enthalten eine beliebige geeignete programmierbare Schaltung, welche ein oder mehrere Systeme und Mikrocontroller, Mikroprozessoren, Schaltungen mit reduziertem Instruktionssatz (RISC), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), programmierbare Logikschaltungen PLC, vor Ort programmierbare Gatearrays (FPGAs), und beliebige andere Schaltung enthalten kann, die in der Lage sind, die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen. Die vorgenannten Beispiele sind lediglich exemplarisch und sollen somit in keiner Weise die Definition und/oder Bedeutung des Begriffes "Prozessor" einschränken. Die Speichervorrichtungen enthalten jeweils ein computerlesbares Speichermedium, wie z.B. ohne Einschränkung, einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Flash-Speicher, einen Festplattenspeicher, ein Festkörperlaufwerk, eine Diskette, ein Flash-Laufwerk, eine Compact Disc, eine Digital Video Disk und/oder jede beliebige geeignete Speichervorrichtung, die den Prozessoren ermöglicht, Instruktionen und/oder Daten zu speichern, auszulesen und/oder auszuführen.
Während des Betriebs verbindet der Benutzer die Stromspeichervorrichtung 106 mittels der Stromleitung 112 mit der Ladevorrichtung 104. Der Benutzer kann auf eine (in 1 nicht dargestellte) Benutzerschnittstelle der Ladevorrichtung 104 zugreifen, um Information, wie z.B. Zahlungsinformation einzugeben und/oder eine Stromlieferung an die Stromspeichervorrichtung 106 zu initiieren. Die Ladevorrichtung 104 ist zur Kommunikation mit dem Server 116 eingerichtet, um beispielsweise den Benutzer zu veranlassen, die Zahlungsinformation zu verarbeiten und/oder die Stromlieferung zu genehmigen oder zu autorisieren. Wenn die Ladevorrichtung 104 ein Signal aus dem Server 116 empfängt, das eine Genehmigung oder Autorisierung zum Liefern von Strom an die Stromspeichervorrichtung 106 anzeigt, empfängt die Ladevorrichtung 104 Strom aus der elektrischen Stromquelle 114 und liefert den Strom über die Stromleitung 112 an die Stromspeichervorrichtung 106.
Die Ladevorrichtung 104 kommuniziert mit der Fahrzeugsteuerung 110 drahtgebunden über die Stromleitung 112 und/oder über eine andere Leitung, um die Lieferung von Strom an die Stromspeichervorrichtung 106 zu steuern und/oder zu überwachen. Beispielsweise kann die Fahrzeugsteuerung 110 Signale an die Ladevorrichtung 104 senden, die den Ladezustand der Stromspeichervorrichtung 106 und/oder eine gewünschte Menge und/oder Rate des durch die Ladevorrichtung 104 zu liefernden Stroms anzeigen. Ferner kann die Ladevorrichtung 104 Signale an die Fahrzeugsteuerung 110 senden, die eine an die Stromspeichervorrichtung 106 gelieferte Menge und/oder Elektrizitätsübertragungsgeschwindigkeit anzeigen. Zusätzlich oder alternativ können die Ladevorrichtung 104 und/oder die Fahrzeugsteuerung 110 beliebige andere Signale oder Meldungen senden und/oder empfangen, die dem System 100 eine Funktion wie hierin beschrieben ermöglichen. Wenn die Stromspeichervorrichtung 106 auf einen gewünschten Zustand geladen worden ist, beendet die Ladevorrichtung 104 die Lieferung von Strom an die Stromspeichervorrichtung 106 und der Benutzer trennt die Stromleitung 112 von der Stromspeichervorrichtung 106 und/oder von der Ladevorrichtung 104.
2 ist eine Blockdarstellung einer exemplarischen Ladevorrichtung 104, die mit dem (in 1 dargestellten) System 100 verwendet werden kann. In einer exemplarischen Ausführungsform enthält die Ladevorrichtung 104 eine Steuerung 200, die einen Prozessor 202 und eine Speichervorrichtung 204 enthält. Wie hierin vollständiger beschrieben, ist die Steuerung 200 mit einer Netzwerkschnittstelle 206, einer Anzeigeeinrichtung 208, einer Benutzerschnittstelle 210, einer Kommunikationsvorrichtung 212 und einem Stromsteuerungsmodul 214 verbunden. Einige Ausführungsformen könne keine Anzeigeeinrichtung 208 enthalten, sondern stattdessen Information zur Darstellung an eine mobile Berechnungsvorrichtung, beispielsweise ein Mobiltelefon oder eine Person, welche die Ladungsvorrichtung 104 verwendet, senden.
Der Prozessor 202 enthält eine beliebige geeignete programmierbare Schaltung, welche eine oder mehrere Systeme und Mikrocontroller, Mikroprozessoren, Schaltungen mit reduziertem Instruktionssatz (RISC), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), programmierbare Logikschaltungen PLC, vor Ort programmierbare Gatearrays (FPGAs), und beliebige andere Schaltung enthalten kann, die in der Lage sind, die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen. Die vorgenannten Beispiele sind lediglich exemplarisch und sollen somit in keiner Weise die Definition und/oder Bedeutung des Begriffes "Prozessor" einschränken.
Die Speichervorrichtung 204 enthält jeweils ein computerlesbares Speichermedium, wie z.B. einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), einen Flash-Speicher, einen Festplattenspeicher, ein Festkörperlaufwerk, eine Diskette, ein Flash-Laufwerk, eine Compact Disc, eine Digital Video Disk und/oder jede beliebige geeignete Speichervorrichtung, um Instruktionen und/oder Daten zu speichern, auszulesen und/oder auszuführen. In einigen Ausführungsformen befindet sich der gesamte oder ein Teil der Speichervorrichtung 204 nicht in der Ladevorrichtung 104, sondern befindet sich in einer(m) entfernt angeordneten Vorrichtung oder System (z.B. Server 116), auf welche die Ladevorrichtung 104 über die nachstehend beschriebene Netzschnittstelle 206 zugreifen kann.
Die Netzwerkschnittstelle 206 sendet und empfängt in einer exemplarischen Ausführungsform Daten zwischen der Steuerung und einer entfernt aufgestellten Vorrichtung oder einem System, wie z.B. einem (in 1 dargestellten) Server 116. Die Netzwerkschnittstelle 206 kommuniziert mit dem Server 116 und der Steuerung 200 unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Kommunikationsprotokolls, wie z.B. einem drahtgebundenen und/oder drahtlosen Ethernetprotokoll.
Die Anzeigeeinrichtung 208 kann eine Vakuumfluoreszenzanzeigeeinrichtung (VFD) und/oder eine oder mehrere lichtemittierende Dioden (LED) enthalten. Zusätzlich oder alternativ kann die Anzeigeeinrichtung 208 ohne Einschränkung eine Flüssigkristallanzeige (LCD), eine Kathodenstrahlröhre (CRT), eine Plasmaanzeigevorrichtung und/oder jede geeignete visuelle Ausgabevorrichtung enthalten, die in der Lage ist, graphische Daten und/oder Text für einen Benutzer darzustellen. In der exemplarischen Ausführungsform können ein Ladezustand der (in 1 dargestellten) Stromspeichervorrichtung 106, Zahlungsinformation, Benutzerauthentifizierungsinformation, Stromverbrauchsinformation der Ladevorrichtung 104 und/oder des Elektrofahrzeugs 102, Fehlerinformation der Ladevorrichtung 104 und/oder des Fahrzeugs 102 und/oder jede beliebige andere Information einem Benutzer auf der Anzeigeeinrichtung 208 dargestellt werden. Wie vorstehend diskutiert, wird in einigen Ausführungsformen Information, die ansonsten durch die Anzeigeeinrichtung 206 dargestellt werden würden, an eine mobile Berechnungsvorrichtung, wie z.B. ein Mobiltelefon oder eine die Ladevorrichtung 104 benutzende Person gesendet.
Die Benutzerschnittstelle 210 beinhaltet eine Tastatur, ein Tastenfeld, einen berührungsempfindlichen Bildschirm, eine Drucktaste, ein Scrollrad, eine Zeigevorrichtung, einen Barcodeleser, einen Magnetkartenleser, einen Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kartenleser, eine Audioeingabevorrichtung, die Spracherkennungssoftware verwendet, eine Nahfeldkommunikationsvorrichtungs-Lesevorrichtung und/oder jede beliebige geeignete Vorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, Daten in die Ladevorrichtung 104 einzugeben und/oder Daten aus der Ladevorrichtung 104 auszulesen. In einer exemplarischen Ausführungsform kann der Benutzer eine Kennung in die Ladevorrichtung 104 unter Verwendung der Benutzerschnittstelle 210 eingeben. Ferner kann der Benutzer die Benutzerschnittstelle 210 betreiben, um die Lieferung von Strom an die Stromspeichervorrichtung 106 zu Starten und/oder zu beenden. Die Kennung wird zum Authentifizieren des Benutzers oder des Elektrofahrzeugs 102 genutzt, um ein dem Benutzer oder dem Elektrofahrzeug 102 zugeordnetes Zahlungskonto zu identifizieren, um den Benutzer oder das Elektrofahrzeug 102 zu identifizieren und/oder um jede beliebige andere Aktion in Verbindung mit der Ladeoperation auszuführen. Demzufolge enthält die Kennung in einer exemplarischen Ausführungsform eine Benutzerkennung, eine Elektrofahrzeugkennung, eine Kreditkartennummer, eine Zahlungskontenkennung, einen Autorisierungscode und/oder jede beliebige andere geeignete Kennung, die der Ladevorrichtung 104 ermöglicht, wie hierin beschrieben zu arbeiten. Die Benutzerschnittstelle 210 sendet die Kennung unter Verwendung eines oder mehrerer Signale an den Prozessor 202. In einigen Ausführungsformen ist die gesamte oder ein Teil der Benutzerschnittstelle 210 mit einer entfernt angeordneten Vorrichtung oder einem System, wie z.B. einem Server 116, verbunden oder darin angeordnet, auf welchen die Ladevorrichtung 104 über die Netzwerkschnittstelle 206 zugreifen kann.
Die Kommunikationsvorrichtung 212 enthält ohne Einschränkung einen drahtlosen Empfänger oder Sender/Empfänger, eine RFID-Vorrichtung, eine Nahfeldkommunikationsvorrichtungs-Lesevorrichtung, einen Infrarotdetektor und/oder jede beliebige andere geeignete Vorrichtung, die der Ladevorrichtung 104 ermöglicht, ein Signal von der Benutzervorrichtung zu empfangen. In einer Ausführungsform ist die Kommunikationsvorrichtung 212 in die Benutzerschnittstelle 210 oder Netzwerkschnittstelle 206 integriert. In einer exemplarischen Ausführungsform empfängt die Kommunikationsvorrichtung 212 ein Signal aus einer (hierin nachstehend als eine "Benutzervorrichtung" bezeichneten) Vorrichtung, die von einem Benutzer verwendet wird, wie z.B. aus einem drahtlosen oder Fernsteuerungs-Schlüsselanhänger, einem Mobiltelefon oder einer Zahlungskarte. Das Signal repräsentiert oder enthält, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Benutzerschnittstelle 210 beschrieben, eine dem Benutzer und/oder dem Elektrofahrzeug 102 zugeordnete Kennung. Die Kommunikationsvorrichtung 212 sendet die Kennung unter Verwendung eines oder mehrerer Signale an den Prozessor 202.
Ein Stromsteuerungsmodul 214 ist mit der elektrischen Stromquelle 114 an einem Eingabeende 216 der Ladevorrichtung 104 und mit der Stromleitung 112 an einem Ausgabeende 218 der Ladevorrichtung 104 verbunden. Insbesondere ist in einer exemplarischen Ausführungsform das Eingabeende 216 mit einer einphasigen oder dreiphasigen Wechselstromquelle, wie z.B. der elektrischen Stromquelle 114, verbunden. Alternativ kann das Eingabeende 216 mit einer Gleichstromquelle oder mit zwei oder drei Phasen einer Wechselstromquelle verbunden sein.
Das Stromsteuerungsmodul 214 enthält wenigstens eine Stromschutzvorrichtung 220, wenigstens eine Stromsteuerungsvorrichtung 222 und wenigstens einen Stromsensor 224. In einer Ausführungsform kann, wenn die Stromleitung 112 mehrere Leiter zur Aufnahme mehrerer Phasen von Wechselstrom aus der elektrischen Stromquelle 114 enthält, jeder Leiter der Stromleitung 112 mit einer(m) getrennten Stromschutzvorrichtung 220, Stromsteuerungsvorrichtung 222 und/oder Stromsensor 224 verbunden sein.
Die Stromschutzvorrichtung 222 wird in einer exemplarischen Ausführungsform aktiviert, um das Eingabeende 216 von dem Ausgabeende 218 elektrisch zu isolieren, wenn der durch die Ladevorrichtung 104 zu der Stromleitung 112 fließende Strom einen vorbestimmten Schwellenwert oder Stromgrenzwert überschreitet. Insbesondere wird die Stromschutzvorrichtung 220 aktiviert oder "ausgelöst", wenn der durch die Ladevorrichtung 104 fließende Strom einen Nennstromwert der Stromschutzvorrichtung 220 überschreitet. Wenn die Stromschutzvorrichtung 220 aktiviert wird oder auslöst, wird der Stromfluss durch die Ladevorrichtung 104 zu der Stromleitung 112 dergestalt unterbrochen, dass das Eingabeende 218 elektrisch von dem Ausgabeende 218 isoliert wird. In einer exemplarischen Ausführungsform ist die Stromschutzvorrichtung 220 ein Schutzschalter. Alternativ kann die Stromschutzvorrichtung 220 eine Sicherung, ein Relais und/oder eine beliebige andere Vorrichtung sein, die eine Funktion der Stromschutzvorrichtung 220 wie hierin beschrieben ermöglicht.
Die Stromsteuerungsvorrichtung 222 ist in einer exemplarischen Ausführungsform ein mit der Stromschutzvorrichtung 220 verbundener Schütz 222. Ferner ist der Schütz 222 mit der Steuerung 200 verbunden und wird durch diese gesteuert. In einer exemplarischen Ausführungsform betreibt die Steuerung 200 den Schütz 222 (z.B. öffnet den Schütz 222), um den durch die Ladevorrichtung 104 zur Stromleitung 112 fließenden Strom zu unterbrechen, wenn ein Fehler detektiert wird und/oder wenn keine Ladeoperation stattfindet. Somit verhindert die Steuerung 200 durch Betätigen oder Aktivieren des Schützes 222, dass Strom zur Stromspeichervorrichtung 106 fließt. Zusätzlich betreibt die Steuerung 200 den Schütz 222 (z.B. schließt den Schütz 222, um den Stromfluss zur Stromspeichervorrichtung 106 zu ermöglichen, wenn beispielsweise der Ladeoperation durchgeführt wird).
Wenigstens ein Stromsensor 224 misst und/oder detektiert den durch die Ladevorrichtung 104 während des Betriebs der Ladevorrichtung 104 fließenden Strom. In einer exemplarischen Ausführungsform ist der Stromsensor 224 ein Stromtransformator, der eine durch die Ladevorrichtung 104 an das Elektrofahrzeug 102 fließende Strommenge misst. Der Stromsensor 224 sendet ein oder mehrere den gemessenen und/oder detektierten Strom repräsentierende Signale an die Steuerung 200.
Während des Betriebs ist die Stromleitung 112 mit dem Elektrofahrzeug 102 verbunden. Ein Benutzer gibt eine Kennung, wie z.B. eine Benutzerkennung und/oder eine Zahlungskennung in eine Benutzerschnittstelle 210 ein, und die Benutzerschnittstelle 210 sendet die Kennung (oder ein die Kennung repräsentierendes Signal) an den Prozessor 202. Alternativ betätigt der Benutzer die Benutzervorrichtung dergestalt, dass die Kommunikationsvorrichtung 212 die Kennung (oder eine die Kennung repräsentierendes Signal) aus der Benutzervorrichtung empfängt. Der Prozessor 202 empfängt die Kennung aus der Benutzerschnittstelle 210 und/oder aus der Kommunikationsvorrichtung 212. In einer exemplarischen Ausführungsform ordnet der Prozessor 202 die Kennung der Ladeoperation zur Verwendung bei der Verriegelung und/oder Entriegelung der Stromleitung 112 an dem Elektrofahrzeug 102 zu, wie es hierin vollständiger beschrieben wird.
3 ist eine Blockdarstellung einer exemplarischen Stromleitung 300, die mit der (in 1 dargestellten) Ladevorrichtung 104 und dem Elektrofahrzeug 102 verwendet werden kann. Beispielsweise kann eine Stromleitung 300 anstelle der (in 1 dargestellten) Stromleitung 112 verwendet werden. In einer exemplarischen Ausführungsform enthält die Stromleitung 300 einen Ausgabeanschluss 302, der dafür eingerichtet ist, wenigstens teilweise in eine Ladeöffnung 304 des Elektrofahrzeugs 102 eingeführt zu werden und/oder dafür eingerichtet ist, mit dieser verbunden zu werden. Wenn der Ausgabeanschluss 302 mit der Ladeöffnung 304 verbunden ist, ist die Stromleitung 300 elektrisch mit der (in 1 dargestellten) Stromspeichervorrichtung 106 verbunden.
Der Stromleitungsausgabeanschluss 302 enthält einen Verriegelungsmechanismus 306 und eine funktionell mit einem Verriegelungsmechanismus 306 verbundene und unmittelbar an dem Ausgabeanschluss 302 positionierte Steuerung 308. In einer exemplarischen Ausführungsform enthält der Verriegelungsmechanismus 306 einen oder mehrere Flansche 310, die mit einem Innenring 312 der Stromleitung 300 verbunden oder unmittelbar daran positioniert sind. In einer Ausführungsform sind die Flansche 310 zur Aufnahme in entsprechenden Flanschaufnahmen 314 der Ladeöffnung 304 gestaltet und geformt, wenn der Innenring 312 in eine Ringaufnahme 316 der Ladeöffnung 304 eingeführt wird. Wie es hierin vollständiger beschrieben wird, werden Flansche 310 gedreht, um den Stromleitungsausgabeanschluss 302 in der Ladeöffnung 304 zu verriegeln. In weiteren Ausführungsformen sind Flansche 310 in Bezug auf den Innenring 312 ausfahrbar und zurückziehbar. In einer derartigen Ausführungsform werden die Flansche 310 zurückgezogen, um eine Einführung des Innenrings 312 in eine Ringaufnahme 316 zu ermöglichen, und die Flansche 310 werden ausgefahren, um den Innenring 312 an der Ringaufnahme 316 zu verriegeln. Alternativ kann der Verriegelungsmechanismus 306 einen beliebigen anderen geeigneten Mechanismus enthalten, um den Ausgabeanschluss 302 an der Ladeöffnung zu verriegeln, und/oder die Flansche 310 können mit irgendeiner anderen Komponente der Stromleitung 300 verbunden werden.
So wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "verriegeln" auf eine mechanische Wechselwirkung zwischen zwei Komponenten dergestalt, dass eine erste Komponente in einer Position in Bezug auf die zweite Komponente festgehalten wird. Es dürfte erkennbar sein, dass, wenn die erste Komponente mit der zweiten Komponente verriegelt ist, die erste Komponente an einer Trennung von der zweiten Komponente gehindert ist, bis die Komponenten entriegelt werden. So wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff "entriegeln" auf das Freigeben der Komponenten aus der mechanischen Wechselwirkung dergestalt, dass die erste Komponente von der zweiten Komponente gelöst werden kann.
In einer exemplarischen Ausführungsform enthält der Ausgabeanschluss 302 auch ein Betätigungselement, wie z.B. eine Verriegelungstaste 318, die so arbeitet, dass sie den Verriegelungsmechanismus 306 aktiviert und somit den Verriegelungsmechanismus 306 veranlasst, den Stromleitungsausgabeanschluss 302 an der Ladeöffnung 304 zu verriegeln. Alternativ kann das Betätigungselement einen Schalter, einen Knopf oder ein beliebiges anderes geeignetes Betätigungselement enthalten, das einen Betrieb der Stromleitung 300 wie hierin beschrieben ermöglicht. In einer Ausführungsform ist die Verriegelungstaste 318 in einer aktivierten Position durch ein mit einem Unterstützungsrahmen 322 verbundenes Halteelement 320 verriegelt, das. In einer derartigen Ausführungsform wird die Verriegelungstaste 318 entriegelt, wenn ein Entriegelungssignal 330 an die Stromleitungssteuerung 308 gesendet wird, oder wenn der Entriegelungsmechanismus 306 anderweitig entriegelt (d.h., deaktiviert) wird.
Die Steuerung 308 enthält in einer exemplarischen Ausführungsform einen Prozessor 324 und eine Speichervorrichtung 326. Der Prozessor 324 enthält jede geeignete programmierbare Schaltung, welche ein oder mehrere Systeme und Mikrocontroller, Mikroprozessoren, Schaltungen mit reduziertem Instruktionssatz (RISC), anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), programmierbare Logikschaltungen PLC, vor Ort programmierbare Gatearrays (FPGAs), und beliebige andere Schaltung enthalten kann, die in der Lage sind, die hierin beschriebenen Funktionen auszuführen. Die vorgenannten Beispiele sind lediglich exemplarisch und sollen somit in keiner Weise die Definition und/oder Bedeutung des Begriffes "Prozessor" einschränken.
Die Speichervorrichtung 326 enthält ein computerlesbares Speichermedium, wie z.B. einen Flash-Speicher. Alternativ kann die Speichervorrichtung 326 einen RAM und/oder eine beliebige andere geeignete Vorrichtung enthalten, die dem Prozessor 324 ermöglicht, Instruktionen und/oder Daten zu speichern, auszulesen und/oder auszuführen.
In einer exemplarischen Ausführungsform ist eine Kommunikationsvorrichtung 328 mit der Steuerung 308 verbunden. Die Kommunikationsvorrichtung 328 kommuniziert mit der Kommunikationsvorrichtung 212 der Ladevorrichtung 104. Die Kommunikationsvorrichtung 328 enthält ohne jede Einschränkung einen drahtlosen Empfänger oder Sender/Empfänger, eine RFID-Vorrichtung, eine Nahfeldkommunikationsvorrichtungs-Lesevorrichtung, einen Infrarotdetektor und/oder eine beliebige andere geeignete Vorrichtung, die eine Kommunikation der Stromleitung 300 mit der Ladevorrichtung 104 ermöglicht. In einer Ausführungsform empfängt die Kommunikationsvorrichtung 328 ein Signal von einer von einem Benutzer verwendeten Benutzervorrichtung, wie z.B. von einem drahtlosen oder Fernsteuerungs-Schlüsselanhänger, einem Mobiltelefon oder einer Zahlungskarte. Das Signal repräsentiert oder enthält eine Kennung wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben, die dem Benutzer und/oder Elektrofahrzeug 102 zugeordnet ist. Die Kommunikationsvorrichtung 328 sendet die Kennung unter Verwendung eines oder mehrerer Signale an den Prozessor 324 und/oder den Prozessor 202.
Während des Betriebs verbindet ein Benutzer die Stromleitung 300 mit dem Elektrofahrzeug 102 durch Einführen des Ausgabeanschlusses 302 in eine Ladeöffnung 304. In einer Ausführungsform drückt der Benutzer auf die Verriegelungstaste 318, um den Verriegelungsmechanismus 306 zu aktivieren und somit den Stromleitungsausgabeanschluss 302 an der Ladeöffnung 304 zu verriegeln. In einer weiteren Ausführungsform gibt der Benutzer eine Kennung in die Ladevorrichtung 104 ein, um beispielsweise für eine Ladeoperation im Voraus zu bezahlen und die Steuerung 200 der Ladevorrichtung 104 sendet ein Signal, das den Verriegelungsmechanismus 306 veranlasst, den Stromleitungsausgabeanschluss 302 an der Ladeöffnung 304 zu verriegeln. Insbesondere verwendet die Steuerung 200 der Ladevorrichtung 104 die Kommunikationsvorrichtung 212, um ein Verriegelungssignal 331 an die Kommunikationsvorrichtung 328 der Stromleitung 300 zu senden und die Kommunikationsvorrichtung 328 sendet das Verriegelungssignal 331 an den Prozessor 324 der Stromleitungssteuerung 308. In einer Ausführungsform empfängt die Kommunikationsvorrichtung 328 die Kennung aus dem Prozessor 200 (und der Kommunikationsvorrichtung 212) der Ladevorrichtung 104 und die Kommunikationsvorrichtung 328 sendet die Kennung an den Prozessor 324. Der Prozessor 324 empfängt das Verriegelungssignal 331 (oder die Kennung) und veranlasst den Verriegelungsmechanismus 306, den Ausgabeanschluss an der Ladeöffnung 304 zu verriegeln. Beispielsweise kann der Prozessor 324 ein Verriegelungssignal 334 unter Verwendung der Kommunikationsvorrichtung 328 oder einer anderen geeigneten Komponente der Stromleitung 300 zu erzeugen, um ein elektromagnetisches Feld zu emittieren, das den Verriegelungsmechanismus 306 (z.B. Flansche 310) veranlasst, in die Ladeöffnung 304 einzugreifen, um den Ausgabeanschluss 302 an der Ladeöffnung 304 zu verriegeln. Alternativ kann der Prozessor 324 ein Verriegelungssignal 334 an eine (nicht dargestellte) Betätigungsvorrichtung senden, die die Flansche 310 dreht, vorschiebt oder anderweitig veranlasst, in die Ladeöffnung 304 einzugreifen.
In einer exemplarischen Ausführungsform bleibt, sobald ein Stromleitungsausgabeanschluss 302 in der Ladeöffnung 304 verriegelt ist, der Stromleitungsausgabeanschluss 302 verriegelt, bis dieselbe Kennung, die zum Starten der Ladeoperation verwendet wurde, zum Beenden der Ladeoperation empfangen wird, oder bis der Ladeoperation abgeschlossen worden ist. In einer Ausführungsform, in welcher der Benutzer die Stromleitung 300 (d.h., den Ausgabeanschluss 302) unter Verwendung der Verriegelungstaste 318 verriegelte, bleibt der Stromleitungsausgabeanschluss 302 verriegelt, bis die vorstehend beschriebene Kennung empfangen wird, nachdem der Ladeoperation gestartet oder beendet wurde. In weiteren Ausführungsformen entriegelt der Stromleitungsausgabeanschluss 302, wenn die Stromspeichervorrichtung 106 einen vorbestimmten Ladezustand, wie z.B. einen vollen Ladezustand, erreicht. Beispielsweise kann die Fahrzeugsteuerung 110 ein Signal an die Ladevorrichtung 104 und/oder die Stromleitung 300 senden, dass die Stromspeichervorrichtung 106 vollständig geladen ist, worauf der Stromleitungsausgabeanschluss 302 entriegelt. In weiteren Ausführungsformen entriegelt der Stromleitungsausgabeanschluss 302, wenn die Stromspeichervorrichtung 106 einen anderen vorbestimmten Ladezustand als einen vollen Ladezustand erreicht.
Wenn der Ladeoperation endet, oder wenn der Benutzer die Ladeoperation abschließen möchte, gibt der Benutzer die Kennung in die Ladevorrichtung 104 (oder in die Kommunikationsvorrichtung 328 der Stromleitung 300 wie nachstehend beschrieben) ein. Wenn die Kennung eingegeben wird, nachdem die Stromleitung 300 in der Ladeöffnung 304 verriegelt wurde, sendet die Ladevorrichtungssteuerung 200 ein Entriegelungssignal 330 (oder die Kennung) über die Kommunikationsvorrichtung 212 der Ladevorrichtung 104 und durch die Kommunikationsvorrichtung 328 der Stromleitung 300 an die Stromleitungssteuerung 308. In Reaktion auf den Empfang des Entriegelungssignals 330 oder der Kennung oder alternativ, wenn die Kennung in die Stromleitungssteuerung 308 durch den Benutzer eingegeben wird, veranlasst die Stromleitungssteuerung 308 die Deaktivierung des Verriegelungsmechanismus 306, um somit die Stromleitung 300 (d.h., den Ausgabeanschluss 302) von der Ladeöffnung 304 zu entriegeln. Beispielsweise kann der Prozessor 324 ein Entriegelungssignal 332 unter Verwendung einer Kommunikationsvorrichtung 328 oder einer anderen geeigneten Komponente der Stromleitung 300 erzeugen, um ein elektromagnetisches Feld zu emittieren, das den Verriegelungsmechanismus 306 (z.B. die Flansche 310) veranlasst, sich von der Ladeöffnung 304 zu lösen, um den Stromleitungsausgabeanschluss 302 von der Ladeöffnung 304 zu entriegeln. Alternativ kann der Prozessor 324 ein Entriegelungssignal 332 an eine (nicht dargestellte) Betätigungsvorrichtung senden, die die Flansche 310 dreht, zurückzieht oder eine anderweitiges Lösen aus der Ladeöffnung 304 bewirkt.
Wenn der Stromleitungsausgabeanschluss 302 aus der Ladeöffnung 304 entriegelt ist, löst der Benutzer die Stromleitung 300 aus der Ladeöffnung 304. Die Stromleitung 300 kann in der Ladevorrichtung 104, in dem Elektrofahrzeug 102 (nach der Lösung von der Ladevorrichtung 104) oder innerhalb einer beliebigen geeigneten Stelle aufbewahrt werden.
4 ist eine Blockdarstellung einer exemplarischen Stromleitung 400, die mit der (in 1 dargestellten) Ladevorrichtung 104 und dem Elektrofahrzeug 102 verwendet werden kann. Beispielsweise kann die Stromleitung 400 anstelle der (in 1 dargestellten) Stromleitung 112 verwendet werden. Soweit nicht anderweitig spezifiziert, ist die Stromleitung 400 ähnlich zu der (in 3 dargestellten) Stromleitung 300 und ähnliche Komponenten sind in 4 mit denselben wie in 3 benutzten Bezugszeichen bezeichnet.
In einer exemplarischen Ausführungsform enthält die Stromleitungssteuerung 308 einen Prozessor 324, und eine Speichervorrichtung 326 und eine Kommunikationsvorrichtung 328 ist mit Steuerung 308 verbunden. Die Stromleitung 400 enthält auch eine mit der Steuerung 308 verbundene Benutzerschnittstelle 402. Alternativ kann die Benutzerschnittstelle 402 in der Kommunikationsvorrichtung 328 oder in einer beliebigen anderen Komponente der Stromleitung 400 enthalten sein.
Die Benutzerschnittstelle 402 enthält ohne Einschränkung eine Tastatur, ein Tastenfeld, einen berührungsempfindlichen Bildschirm, eine Drucktaste, ein Scrollrad, eine Zeigevorrichtung, einen Barcodeleser, einen Magnetkartenleser, einen Funkfrequenzidentifikations-(RFID)-Kartenleser, eine Audioeingabevorrichtung, die Spracherkennungssoftware verwendet, eine Nahfeldkommunikationsvorrichtungs-Lesevorrichtung und/ oder jede beliebige geeignete Vorrichtung, die es einem Benutzer ermöglicht, Daten und/oder Zahlungsinformation in die Stromleitungsteuerung 308 einzugeben. In einer exemplarischen Ausführungsform kann der Benutzer eine Kennung in die Stromleitungssteuerung 308 unter Verwendung einer Benutzerschnittstelle 402 in ähnlicher Weise wie vorstehend unter Bezugnahme auf 2 beschrieben eingeben. Ferner kann der Benutzer die Benutzerschnittstelle 402 betreiben, um die Lieferung von Strom an die Stromspeichervorrichtung 106 zu starten und/oder zu beenden. Die Kennung wird dazu genutzt, den Benutzer oder das Elektrofahrzeug 102 zu authentifizieren, um ein dem Benutzer oder Elektrofahrzeug 102 zugeordnetes Bezahlungskonto zu identifizieren, um den Benutzer oder das Elektrofahrzeug 102 zu identifizieren und/oder eine beliebige andere Aktion in Verbindung mit der Ladeoperation auszuführen. Daher enthält die Kennung in einer exemplarischen Ausführungsform eine Benutzerkennung, eine Elektrofahrzeugkennung, eine Kreditkartennummer, eine Zahlungskontokennung, einen Autorisierungscode und/oder kann jede andere geeignete Kennung enthalten, die ein Arbeiten der Stromleitung 400 wie hierin beschrieben ermöglicht. Die Benutzerschnittstelle 402 sendet die Kennung unter Verwendung eines oder mehrerer Signale an den Prozessor 324 und/oder an den Prozessor 202.
Die Kennung wird an die Ladevorrichtung 104 unter Verwendung der Kommunikationsvorrichtung 328 der Stromleitung 400 gesendet und die Ladeoperation wird wie vorstehend beschrieben zugelassen. Ansonsten arbeitet die Stromleitung 400 in einer ähnlichen Weise wie die (unter Bezugnahme auf 3 beschriebene) Stromleitung 300. Demzufolge gibt der Benutzer, wie hierin beschrieben, die Kennung zum Verriegeln und Entriegeln der Stromleitung 400 (d.h., des Ausgabeanschlusses 302) in Bezug auf die Ladeöffnung 304 und/oder zum Starten und/oder Beenden der Ladeoperation ein. Somit muss der Benutzer weniger Zeit bei der Ladevorrichtung 104 (d.h., entfernt vom Elektrofahrzeug 102) verbringen, um dadurch möglicherweise die Einfachheit und/oder Sicherheit der Ladeoperation zu erhöhen.
5 ist ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens 500 zum Laden einer Stromspeichervorrichtung wie z.B. der (in 1 dargestellten) Stromspeichervorrichtung 106. In einer exemplarischen Ausführungsform wird das Verfahren 500 durch die (in 2 dargestellte) Steuerung der (in 1 dargestellten) Ladevorrichtung 104 und/oder durch die Steuerung 308 der (in 3 dargestellten) Stromleitung 300 und/oder durch die Steuerung 308 der (in 4 dargestellten) Stromleitung 400 ausgeführt.
In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren 500 den Schritt eines Eingriffs 502 des Verriegelungsmechanismus 306 der Stromleitung 400, um den Ausgabeanschluss 302 der Stromleitung 400 mit der Ladeöffnung 304 des Elektrofahrzeugs 102 zu verriegeln. Beispielsweise wird ein Verriegelungssignal 331 von dem Prozessor 202 der Ladevorrichtung 104 an den Prozessor 324 der Stromleitung 400 gesendet. Das Verriegelungssignal 331 veranlasst den Prozessor 324, der Stromleitung 400 den Verriegelungsmechanismus 306 zu aktivieren, um die Stromleitung 400 an der Ladeöffnung 304 zu verriegeln. Alternativ kann der Benutzer eine Verriegelungstaste 318 niederdrücken oder anderweitig betätigen, um den Verriegelungsmechanismus 306 zu aktivieren, 506, und somit die Stromleitung 400 an der Ladeöffnung 304 zu verriegeln.
Nachdem die Stromleitung 400 mit der Ladeöffnung 304 verriegelt worden ist, wird die Ladeoperation gestartet, 504, um die Stromspeichervorrichtung 106 des Elektrofahrzeugs 102 unter Verwendung der Ladevorrichtung 104 zu laden (d.h., mit elektrischem Strom zu versorgen). Wenn die Stromladevorrichtung 106 einen gewünschten Ladepegel erreicht, oder wenn irgendeine andere geeignete Abschlussbedingung erfüllt ist, wird die Ladeoperation der Stromladevorrichtung 106 beispielsweise durch den Prozessor 202 beendet. Jedoch bleibt in einer exemplarischen Ausführungsform die Stromleitung 400 an der Ladeöffnung 304 verriegelt, bis der Benutzer die Kennung (zum zweiten Mal) in die Ladevorrichtung 104 oder in die Stromleitung 400 eingibt. Die Kennung wird (z.B. zum zweiten Mal) durch den Prozessor 202 der Ladevorrichtung 104 und/oder den Prozessor 324 der Stromleitung 400 empfangen, 506. Nach dem Abschluss der Ladeoperation und nach der Ermittlung (durch den Prozessor 202 oder durch den Prozessor 324), dass die Kennung empfangen wurde, deaktiviert der Prozessor 324 den Blockierungsmechanismus 306, 508, um die Stromleitung 400 aus der Ladeöffnung 304 und von dem Elektrofahrzeug 102 zu entriegeln.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet das Verfahren den vorläufigen Schritt der Verbindung der Stromleitung, wie z.B. der Stromleitung 400, mit einer (in 3 dargestellten) Ladeöffnung 304 des (in 1 dargestellten) Elektrofahrzeugs 102, wie z.B. durch Einführen des (in 3 dargestellten) Ausgabeanschlusses 302 in die Ladeöffnung 304. Als ein weiterer vorläufiger Schritt wird eine Kennung, wie z.B. eine Zahlungskennung oder eine Benutzerkennung, für eine Ladeoperation des (in 1 dargestellten) Elektrofahrzeugs 102 empfangen. Beispielsweise kann ein Benutzer Kreditkarteninformation oder eine andere Zahlungskennung in die Ladevorrichtung 104 durch die Benutzerschnittstelle 210 oder durch die Kommunikationsvorrichtung 212 oder in die Stromleitung 400 durch die Benutzerschnittstelle 402 oder durch die Kommunikationsvorrichtung 328 eingeben, und die Zahlungskennung wird an den Prozessor 202 der Ladevorrichtung 104 und/oder an den Prozessor 324 der Stromleitung 400 gesendet. In alternativen Ausführungsformen wird eine Kennung, wie z.B. eine Zahlungskennung oder eine Benutzerkennung, wie vorstehend diskutiert, empfangen, bevor eine Stromleitung, wie z.B. eine Stromleitung 400, an eine Ladeöffnung 304 angeschlossen wird. D.h., in derartigen Ausführungsformen muss eine Kennung von einem Benutzer empfangen werden, damit der Benutzer einen Zugriff auf die Stromleitung erhält. Diese alternative Reihenfolge der Schritte ist für Ausführungsformen nützlich, in welchen die Stromleitung aus der Ladevorrichtung ausgefahren und zurückgezogen wird, und/oder wo sich die Ladevorrichtung 104 aus dem Boden ausfährt und zurückfährt.
In einer Ausführungsform verriegelt der Benutzer die Stromleitung 400 an der Ladeöffnung 304 durch Betätigen der Verriegelungstaste 318 und der Benutzer entriegelt die Stromleitung 400 aus der Ladeöffnung 300 durch Eingeben der Kennung in die Ladevorrichtung 104 oder die Stromleitung 400 nach dem Abschluss der Ladeoperation. In einer anderen Ausführungsform wird die Stromleitung 400 in der Ladeöffnung 304 verriegelt, nachdem der Benutzer die Kennung in die Ladevorrichtung 104 oder in die Stromleitung 400 ein erstes Mal eingibt und die Stromleitung 400 wird entriegelt, nachdem der Benutzer die Kennung in die Ladevorrichtung 104 oder die Stromleitung 400 ein zweites Mal eingibt, z.B. nachdem der Ladeoperation gestartet oder abgeschlossen ist. Demzufolge kann der Benutzer das Elektrofahrzeug 102 zumindest während eines Teils der Ladeoperation unbeaufsichtigt lassen, ohne sich darum zu sorgen, ob die Stromleitung 400 unerwünscht aus der Ladeöffnung 304 gezogen wird.
Eine technische Auswirkung der Stromleitung, der Ladevorrichtung und des hierin beschriebenen Verfahrens beinhaltet wenigstens eine von (a) Aktivieren eines Verriegelungsmechanismus einer Stromleitung, um einen Ausgabeanschluss der Stromleitung an einem Fahrzeug zu verriegeln; (b) Initiieren einer Ladeoperation, um eine Stromladevorrichtung unter Verwendung einer Ladevorrichtung zu speichern; (c) Empfangen, mittels eines Prozessors, einer einem von einem Fahrzeug und einem Benutzer des Fahrzeugs zugeordneten Kennung; und (d) Erzeugen, durch den Prozessor, eines Entriegelungssignals zum Deaktivieren des Verriegelungsmechanismus, um den Ausgabeanschluss der Stromleitung von dem Fahrzeug nach einer Feststellung zu entriegeln, dass eine Kennung empfangen worden ist und einer Feststellung, dass ein vorbestimmter Ladezustand der Stromladevorrichtung erreicht worden ist.
Exemplarische Ausführungsformen einer Stromleitung, einer Ladevorrichtung und eines Verfahrens zum Laden einer Stromspeichervorrichtung wurden vorstehend im Detail beschrieben. Die Stromleitung, die Ladevorrichtung und das Verfahrens, sind nicht auf die hierin beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern Komponenten der Stromleitung und/ oder der Ladevorrichtung und/oder Schritte des Verfahrens können unabhängig und getrennt von anderen hierin beschriebenen Komponenten und/oder Schritten genutzt werden. Beispielsweise können die Ladevorrichtung und/oder die Stromleitung in Kombination mit anderen Stromsystemen und Verfahren genutzt werden und sind nicht auf die praktische Ausführungsform nur mit dem hierin beschriebenen Elektrofahrzeug beschränkt. Stattdessen kann eine exemplarische Ausführungsform in Verbindung mit vielen anderen Stromsystemanwendungen implementiert und genutzt werden.
Obwohl spezifische Merkmale verschiedener Ausführungsformen der Erfindung in einigen Zeichnungen dargestellt sein können und in anderen nicht, dient dieses nur der Vereinfachung. Gemäß den Prinzipien der Erfindung kann auf jedes Merkmal einer Zeichnung Bezug genommen werden und/oder dieses in Kombination mit jedem Merkmal jeder anderen Zeichnung beansprucht werden.
Diese Beschreibung nutzt Beispiele, um die Erfindung einschließlich ihrer besten Ausführungsart offenzulegen und um auch jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung einschließlich der Herstellung und Nutzung aller Elemente und Systeme und der Durchführung aller einbezogenen Verfahren, in die Praxis umzusetzen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele umfassen, die für den Fachmann ersichtlich sind. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Schutzumfang der Erfindung enthalten sein, sofern sie strukturelle Elemente besitzen, die sich nicht von dem Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Änderungen gegenüber dem Wortlaut der Ansprüche enthalten.
Eine Stromleitung 112 zum Laden einer Stromspeichervorrichtung 106 eines Fahrzeugs enthält einen Ausgabeanschluss und einen Verriegelungsmechanismus, der funktionell in einer von einer aktivierten Position und einer deaktivierten Position angeordnet werden kann. Der Verriegelungsmechanismus verriegelt den Ausgabeanschluss an dem Fahrzeug 102, wenn sich der Verriegelungsmechanismus in der aktivierten Position befindet, und entriegelt den Ausgabeanschluss in der deaktivierten Position. Die Stromleitung 112 enthält eine Steuerung, mit einer Speichervorrichtung, die zum Speichern mehrerer computerausführbarer Instruktionen eingerichtet ist, und einen mit der Speichervorrichtung verbundenen Prozessor. Die Instruktionen richten den Prozessor dafür ein, eine Kennung zu empfangen, die einem von dem Fahrzeug 102 und einem Benutzer des Fahrzeugs 102 zugeordnet ist, und ein Entriegelungssignal zu erzeugen und zu senden, dass sich der Verriegelungsmechanismus nach einer von einer Feststellung, dass die Kennung empfangen wurde, und einer Feststellung, dass ein vorbestimmter Ladestatus der Stromspeichervorrichtung 106 erreicht worden ist, in der deaktivierten Position befindet.
Bezugszeichenliste

100: System
102: Elektrofahrzeug
104: Ladevorrichtung
106: Stromspeichervorrichtung
108: Motor
110: Fahrzeugsteuerung
112: Stromleitung
114: elektrische Stromquelle
116: Server
200: Steuerung
202: Prozessor
204: Speichervorrichtung
206: Netzwerkschnittstelle
208: Anzeigevorrichtung
210: Benutzerschnittstelle
212: Kommunikationsvorrichtung
214: Stromsteuerungsmodul
216: Eingabeende
218: Ausgabeende
220: Stromschutzvorrichtung
222: Stromsteuerungsvorrichtung
224: Stromsensor
300: Stromleitung
302: Ausgabeanschluss
304: Ladeöffnung
306: Verriegelungsmechanismus
308: Steuerung
310: Flansche
312: Innenring
314: Flanschaufnahmen
316: Ringaufnahme
318: Betätigungsvorrichtung
320: Halteelement
322: Stützrahmen
324: Prozessor
326: Speichervorrichtung
328: Kommunikationsvorrichtung
330: Entriegelungssignal
331: Verriegelungssignal
332: Entriegelungssignal
334: Verriegelungssignal
400: Stromleitung
402: Benutzerschnittstelle
500: Verfahren
502: Eingriff
504: Starten
506: Empfangen
506: Aktivieren
508: Deaktivieren

Claims

Stromleitung (112) zum Laden einer Stromspeichervorrichtung (106) eines Fahrzeugs (102), wobei die Stromleitung (112) aufweist: einen Ausgabeanschluss (302); einen Verriegelungsmechanismus (306), der funktionell in einer von einer aktivierte Position und einer deaktivierten Position angeordnet werden kann, wobei der Verriegelungsmechanismus (306) dafür eingerichtet ist, den Ausgabeanschluss (302) an dem Fahrzeug (102) zu verriegeln, wenn der Verriegelungsmechanismus (306) in der aktivierten Position angeordnet ist, und dafür eingerichtet ist, den Ausgabeanschluss (302) von dem Fahrzeug (102) zu entriegeln, wenn der Verriegelungsmechanismus (306) in der entriegelten Position ist; und eine Steuerung (308), die funktionell mit dem Verriegelungsmechanismus (306) verbunden ist, wobei die Steuerung (308) aufweist: eine Speichervorrichtung (326), die zum Speichern mehrerer computerausführbarer Instruktionen eingerichtet ist; und einen mit der Speichervorrichtung (326) verbundenen Prozessor (324), wobei, wenn sie durch den Prozessor (324) ausgeführt werden, die computerausführbaren Instruktionen den Prozessor (324) dafür einrichten: eine Kennung zu empfangen, die einem von einem Fahrzeug (102) und einem Benutzer des Fahrzeugs (102) zugeordnet ist; und ein Entriegelungssignal (332) zu erzeugen und zu senden dass sich der Verriegelungsmechanismus (306) in der deaktivierten Position nach einer von einer Feststellung befindet, dass die Kennung empfangen worden ist, und einer Feststellung, dass ein vorbestimmter Ladezustand der Stromspeichervorrichtung (106) erreicht worden ist.
Stromleitung (112) nach Anspruch 1, die ferner eine Kommunikationsvorrichtung (328) aufweist, die zum Empfangen der Kennung und zum Senden der Kennung an den Prozessor (324) eingerichtet ist.
Stromleitung (112) nach Anspruch 2, wobei die Stromleitung (112) zur Verbindung mit einer getrennt von dem Fahrzeug (102) positionierten Ladevorrichtung (104) eingerichtet ist, wobei die Kommunikationsvorrichtung (328) zum Empfangen der Kennung aus der Ladevorrichtung (104) eingerichtet ist.
Stromleitung (112) nach Anspruch 1, die ferner eine Benutzerschnittstelle (402) aufweist, die zum Empfangen der Kennung und zum Senden der Kennung an den Prozessor (324) eingerichtet ist.
Stromleitung (112) nach Anspruch 1, die ferner eine Betätigungsvorrichtung (318) aufweist, die dafür eingerichtet ist, zu bewirken, dass sich der Verriegelungsmechanismus (306) in der aktivierten Position befindet.
Stromleitung (112) nach Anspruch 1, wobei der Prozessor (324) dafür eingerichtet ist: die Kennung ein erstes Mal zu empfangen; ein Verriegelungssignal (334) zu erzeugen und zu senden, dass sich der Verriegelungsmechanismus (306) sich nach einer Feststellung, dass die Kennung ein erstes Mal empfangen wurde, in der aktivierten Position befindet; die Kennung ein zweites Mal zu empfangen; und das Entriegelungssignal (332) zu erzeugen und zu senden dass sich Verriegelungsmechanismus (306 sich nach einer Feststellung, dass die Kennung ein zweites Mal empfangen wurde, in der deaktivierten Position befindet;
Stromleitung (112) nach Anspruch 1, wobei der Ausgabeanschluss (302) dafür eingerichtet ist, dass er elektrisch mit der Stromspeichervorrichtung (106) verbunden ist und dass die Steuerung (308) unmittelbar an dem Ausgabeanschluss (302) positioniert ist.
Ladevorrichtung (104) zur Verwendung in einer Stromspeichervorrichtung (106) eines Fahrzeugs (102) über eine Stromleitung (112), die einen Ausgabeanschluss (302) und einen Verriegelungsmechanismus (306) enthält, der funktionell in einer von einer aktivierten Position und einer deaktivierten Position angeordnet werden kann, wobei der Verriegelungsmechanismus (306) dafür eingerichtet ist, den Ausgabeanschluss (302) der Stromleitung (112) an dem Fahrzeug (102) zu verriegeln, wenn sich der Verriegelungsmechanismus (306) in der aktivierten Position befindet, und dafür eingerichtet ist, den Ausgabeanschluss (302) von dem Fahrzeug (102) zu entriegeln, wenn sich der Verriegelungsmechanismus (306) in der deaktivierten Position befindet, wobei die Ladevorrichtung (104) aufweist: eine Speichervorrichtung (204), die zum Speichern mehrerer computerlesbarer Instruktionen eingerichtet ist; und einen mit der Speichervorrichtung (204) verbundenen Prozessor (202), wobei, wenn sie durch den Prozessor (202) ausgeführt werden, die computerausführbaren Instruktionen den Prozessor (202) dafür einrichten: eine Kennung zu empfangen, die einem von einem Fahrzeug (102) und einem Benutzer des Fahrzeugs (102) zugeordnet ist; und ein Entriegelungssignal (330) an die Stromleitung (112) zu senden, dass sich der Verriegelungsmechanismus (306) in der deaktivierten Position nach einer von einer Feststellung befindet, dass die Kennung empfangen worden ist, und einer Feststellung, dass ein vorbestimmter Ladezustand der Stromspeichervorrichtung (106) erreicht worden ist.
Ladevorrichtung (104) nach Anspruch 8, die ferner eine Kommunikationsvorrichtung (212) aufweist, die dafür eingerichtet ist, die Kennung zu empfangen und die Kennung an den Prozessor (202) zu senden.
Ladevorrichtung (104) nach Anspruch 8, die ferner eine Benutzerschnittstelle (210) aufweist, die dafür eingerichtet ist, die Kennung zu empfangen und die Kennung an den Prozessor (202) zu senden.