DE102016004825A1

DE102016004825A1 - Adapter zum Aufladen und Sichern von Fahrzeugen an Ladestationen

Info

Publication number: DE102016004825A1
Application number: DE102016004825.5A
Authority: DE
Inventors: Tobias Meurer; Dennis Brinckmann; Achim Kampker
Original assignee: Velocity Aachen GmbH
Current assignee: Velocity Mobility De GmbH
Priority date: 2016-04-21
Filing date: 2016-04-21
Publication date: 2017-11-09

Abstract

Aufgrund der zunehmenden Marktdurchdringung von elektrisch angetriebenen Fahrrädern werden Anlagen zum diebstahlsicheren Abstellen von Fahrrädern und Laden der zugehörigen Batterien notwendig. Die bekannten Lösungen stellen entweder nur die Abstell- oder nur die Ladefunktion bereit und ermöglichen nicht die Identifizierung der abgestellten Fahrzeuge und die Ermittlung der verwendeten Strommenge. Der neue Adapter soll gleichzeitig das sichere Abstellen, die Identifikation des Fahrzeugs über informationstechnische Kommunikationsprotokolle und das durch eine Software überwachte Laden der Batterie ermöglichen. Der Adapter (1) ist gekennzeichnet durch eine Fase (3) zum erleichterten Einführen in einer ortsfesten Ladestation und einer Vertiefung (4) zum Sichern gegen Herausziehen durch Formschluss. Die elektrische Verbindung zwischen Adapter und Ladestation wird über metallische Kontakte (2) hergestellt. Ein Display (5) ermöglicht das Anzeigen von Informationen zum Zustand der Sicherung und des Ladevorgangs. Mittels einer Öse (6) kann das Fahrzeug mit dem Rahmen des Fahrzeuges sicher verbunden werden. Mit einem Kabel (7) und einem Stecker (8) werden Ladestrom und Kommunikationssignale zwischen Adapter und Fahrzeug übertragen. Der beschriebene Adapter kann unabhängig vom Fahrzeugmodell des Nutzers verwendet werden und muss nicht dauerhaft am Fahrzeug angebracht werden. Der Nutzer kann mit einem klein und leicht ausgeführten Adapter eine ortsfeste Infrastruktur zum Sichern und Laden seines Fahrzeuges benutzen.

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Adapter für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad, mit einem Pedalantrieb und/oder elektrischen Antrieb für eine mechanische Verbindung zum Sichern des Fahrzeugs und eine elektrische Verbindung zum Datenaustausch und Aufladen des Fahrzeugakkumulators.
In der DE 20 2007 002 367 U1 und der DE 10 2010 048 338 A1 sind Sicherungseinrichtung beschrieben, welche die Funktionen Sicherung und Herstellen einer elektrischen Verbindung integrativ in einer Vorrichtung umsetzten. Bei den beschriebenen Lösungen ist jedoch eine dauerhafte und teilweise irreversible Modifikation des Fahrzeugs erforderlich. Aufgrund der Vielzahl am Markt vertretener Fahrzeuggeometrien, sind für jedes Fahrzeugmodell individuell umzusetzende Umbaumaßnahmen erforderlich, bevor eine Verwendung zum Sichern und Aufladen möglich ist.
Des Weiteren muss der Verwender bei der DE 20 2007 002 367 U1 die fest mit dem Fahrzeug verbundene Vorrichtung verkehrssicher am Fahrzeug befestigen können, wenn sie sich nicht im Einsatz zum Sichern oder Aufladen an einer Ladestation befindet. Die DE 10 2010 048 338 A1 sieht ein fest mit der Ladestation verbundenes oder an der Ladestation steckbares sogenanntes „Schlosskabel” vor. Bei der festen Verbindung wäre das Kabel dauerhaft Witterung und Vandalismusgefahr ausgesetzt. Bei der steckbaren Verbindung wäre sowohl fahrradseitig als auch auf Seiten der Ladestation eine nicht standardisierte Lösung zum Sicherung und Übertragen von elektrischem Strom erforderlich.
Die in der DE 20 2007 002 367 U1 und der DE 10 2010 048 338 A1 beschriebenen Lösungen beinhalten keine Möglichkeit zum Anzeigen von Informationen zum Kommunikationsvorgang (z. B. Erfolg der Übermittlung einer Kennnummer des Adapters zur Identifikation in einem Hintergrundsystem) und zum Status des Ladevorgangs (z. B. Restladezeit, State of Charge oder Kapazität des Akkumulators). Der Verwender kann daher von den bezeichneten Systemen ohne zusätzliches Gerät keine Rückmeldung, beispielsweise über den erfolgreichen Beginn oder Abschluss des Ladevorgangs, erhalten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Funktionen des mechanischen Sicherns eines Fahrzeugs an einer ortsfesten Einrichtung und des Herstellens einer elektrischen Verbindung zu einer Ladestation in einem Schritt zu ermöglichen. Dabei sollen beide Funktionen durch einen Adapter erfüllt werden, welcher nicht dauerhaft mit dem Fahrzeug verbunden ist, sondern nur zum Zweck des Sicherns, der Kommunikation und/oder des Aufladens an dem Fahrzeug angebracht wird. Der Adapter soll mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Fahrzeugvarianten und -modellen kompatibel sein und ohne umfassende, von Fachleuten auszuführende Umbaumaßnahmen verwendbar sein. Darüber hinaus soll der Adapter Informationen zum Kommunikationsvorgang und zum Status des Ladevorgangs mit der Ladestation austauschen und anzeigen können.
Erfindungsgemäß wird die zuvor beschriebene Aufgabe wie im Folgenden beschrieben gelöst. Zunächst wird die Realisierung der mechanischen und elektrischen Verbindung zwischen Adapter und der ortsfesten Einrichtung (Ladestation) und anschließend die mechanische und elektrische Verbindung zwischen Adapter und Fahrzeug beschrieben.
Die mechanische Verbindung zwischen der ortsfesten Einrichtung wird durch Formschluss zwischen der Vertiefung (4) am Adapter und der Walze (11) als Bestandteil der Ladestation realisiert. Dazu wird der Adapter manuell parallel zur Gegenplatte (12) in die Ladestation eingeführt. Eine Fase (3) erleichtert dabei das Einführen. Anschließend bewegt sich die Walze durch einen Antrieb orthogonal in Richtung der ortsfesten Gegenplatte (12) der Ladestation, sodass ein Herausbewegen des Adapters aus der Ladestation unmöglich wird. Zum Lösen der formschlüssigen Verbindung zwischen Adapter und Ladestation wird die Walze wieder in die Ausgangsposition zurückgefahren, sodass der Adapter herausgezogen werden kann. Die elektrische Verbindung zwischen Ladestation und Adapter wird durch metallische Kontakte (2), welche auf entsprechende Gegenstücke in der Ladestation treffen, hergestellt.
Zur diebstahlsicheren Verbindung von Adapter und Fahrzeug wird ein konventionelles Ketten- oder Seilschloss durch die Öse (6) und den Rahmen des Fahrzeugs geführt und anschließend geschlossen. Die elektrische Verbindung zur Fahrzeug wird über ein Kabel (7), welches fest mit dem Adapter verbunden ist, und einem zugehörigen Stecker (8) hergestellt. Der Stecker wird an den Akkumulator des Fahrzeugs gesteckt. Über diese Verbindung können, gegebenenfalls über eine standardisierte Schnittstelle, Informationen zum Zustand des Akkumulators ausgetauscht werden und der Ladestrom übertragen werden.
Innerhalb des Adapters werden der ladestationsseitige und fahrzeugseitige elektrische Anschluss über eine Leiterplatte (9) verbunden. Dazu wird das Kabel (7) durch die Öffnung (10) geführt und auf der Leiterplatte terminiert. Die Leiterplatte erfüllt des Weiteren die Funktion der Bereitstellung einer Kennnummer, mit welcher der Adapter von der Steuerungssoftware der Ladestation eindeutig identifiziert werden kann. Außerdem übernimmt die Leiterplatte die Umwandlung und Aufbereitung der Kommunikationssignale, sodass eine Kompatibilität zwischen Ladestation und Fahrzeug hergestellt wird. Das Display (9) kann zur Anzeige verschiedenartiger Informationen genutzt werden. Insbesondere ist eine Darstellung des Beginns des Ladevorgangs sowie der Restladedauer sinnvoll.
Die Vorteile der zuvor beschriebenen Adapterlösung liegen darin, dass der Adapter unabhängig vom Fahrzeugmodell verwendet werden kann und nicht dauerhaft am Fahrzeug angebracht werden muss. Der Adapter muss nicht durch Umbaumaßnahmen fest mit dem Fahrzeug verbunden werden, sondern kann beliebig verstaut werden, wenn er gerade nicht wie zuvor beschrieben verwendet wird. Außerdem kann der Besitzer eines solchen Adapters diesen für mehrere Fahrzeuge im Wechsel benutzen. Der Adapter kann zur Vereinfachung der Handhabung sehr klein und leicht ausgeführt werden, da sich das Ladegerät, bestehend aus Netzteil und Laderegler, und der Schlossmechanismus, charakterisiert durch Walze (11) und Gegenplatte (12) in der ortsfesten Ladestation befinden können.
Bezugszeichenliste

1: Adapter zum Aufladen und Sichern von Fahrzeugen an Ladestationen
2: Metallische Kontakte zur Übertragung von Ladestrom und Kommunikationssignalen
3: Fase zum erleichterten Einführen des Adapters in die Öffnung der Ladestation
4: Vertiefung zur formschlüssigen Verriegelung des Adapters in der Ladestation
5: Display
6: Öse zur Befestigung eines Fahrradschlosses
7: Kabel zur Übertragung der Kommunikationssignale und/oder des Ladestroms
8: Stecker zur Verbindung des Kabels mit der der Fahrzeugelektrik
9: Leiterplatte
10: Bohrung zur Durchführung des Kabels zum Verbinden des Adapters mit der Fahrzeugbatterie
11: Walze
12: Gegenplatte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202007002367 U1 [0002, 0003, 0004]
DE 102010048338 A1 [0002, 0003, 0004]

Claims

Adapter (1) für ein Fahrzeug, insbesondere Fahrrad, mit einem Muskel- bzw. Pedalantrieb und/oder einem elektrischen Antrieb, für eine elektrische Verbindung zum Datenaustausch und Aufladen eines Fahrzeugakkumulators, mit einer zugeordneten Sicherungseinrichtung (4 und 11) zur mechanischen Sicherung an einer ortsfesten Einrichtung, insbesondere Ladestationen, in einem Sicherungszustand, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter mit einer Anzeige (5) und einer Sicherungsöse (6) ausgestattet ist.
Adapter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mit der ortsfesten Einrichtung durch die Sicherungseinrichtung (4 und 11) im Sicherungszustand ist und die Sicherungsöse (6) unlösbar am Adapter angebracht ist.
Adapter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere elektrische Kontakte (2) eine Verbindung von einer Leiterplatte (10) zu der ortsfesten Einrichtung herstellen.
Adapter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (10) die elektrische Verbindung zwischen den metallischen Kontakten (2) zur Übertragung von Ladestrom und Kommunikationssignalen und einem Kabel (7) herstellt, an dessen Ende ein Stecker (8) befestigt ist, welcher die Verbindung zwischen ortsfester Einrichtung und dem Fahrzeug herstellt.
Adapter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung zum Datenaustausch, insbesondere zum Zustand des Fahrzeugs, auf der Anzeige (5) abgebildet ist.